基于智慧景区的星级酒店建筑能源管理系统

邵国强，于洪帅，王萌

（1. 湖北省文化旅游投资集团有限公司工程管理中心；2. 武汉市政工程设计研究院有限责任公司地下空间设计院；3. 武汉炼化工程设计有限责任公司电控室）

1 引言

“智慧景区”是在二十一世纪以后“数字地球”向“智慧地球”转变的这一全球化背景下，联系景区规划、景点保护、能源管理、环保发展的客观需要而产生的全新的研究领域，更是在“数字景区”的基础上进行的飞跃式发展[1]。由“智慧地球”、“智慧城市”的概念，可以在一定意义上认为：“智慧景区”就是利用传感网、物联网、计算机、空间传播技术的集成，完成对景区建筑的资源环境、基础设备、游客观光、灾难风险等进行综合性的、系统性的、科学合理的感知和精细化管理，提升景区建筑信息采集、上传、处理和分析整理的自动化水平，实现全面、即时、交互式、可持续性的信息化景区建筑管理的最终服务目标。

2 基于智慧景区的星级酒店建筑能源管理系统硬件设计

2.1 弱电中心机房建设

一个安全、稳定的运行环境是监控机房能够正常运行的基本条件和基础。任何偶然性的、被忽视的因素造成的损失都可能是庞大的， 一位金融界的专家学者曾经这样说过：“需要像保护珍贵的金库一样去维护、管理我们的数据中心，即计算机机房”[3]。中心机房设计的主要内容应该包括：机房维修工程、机房空调系统、机房供配电系统（其中包括：照明设施、UIS电源设施及其总线路）、机房水管侦查、接地设备、防静电装置、防雷以及消防工程等诸多内容。某智慧景区工程的弱电中心机房设在酒店一层机房区域内，由以下几项内容构成：配电间（电信结构交接间），主要是由宽带网络、语音输入设备、主配电架、服务器、交换机、无线电视以及卫星接收仪器、电源、空调等构成；系统操作维护室的总面积要求不得小于四十平方米，且必须用于网络设施的维护、管理；电话值班室；UIS控制室的面积要求不得小于20m2。

2.2 系统监控器

本系统必须可以实现实时监视每一台构成设备的运营状况，以方便景区建筑管理中心进行任务规划、指挥调度、信息整理与分析、应急搜救等工作，确保系统的各个流程能够实现正常运行，从而完成指定的景区建筑能源管理与服务功能。

3 基于智慧景区的星级酒店建筑能源管理系统软件设计

3.1 数据库模型设计

数据库模型设计主要是根据系统的基本功能需求与数掘实体联系之间的分析，对建筑能源的信息数据进行建模，数据库主要包括前端机、大屏幕、调度操作台等[4]。数据库利用从数据信息实体联系到数据库模型，实现了具体的实体联系到酒店建筑能源数据库系统可识别的建模过程，将星级酒店智慧旅游系统内部所能应用到的数据表和数据字段设计为My SPL数据库可储存处理的数据类别，具体如表1所示。

表1 能源管理系统的应用架构信息

3.2 ZigBee能量有效网络路由算法

网络节点包含通信状态与空闲状态两种，两种状态都存在能力损耗[5]，由而可以将有效能量的路由算法分成在通信状态下节省节点电池损耗的路由算法，以及在空闲状态下节省节点电池损耗的路由算法两种。第一种状况下经常用到的路由协议具体包含：MTPR、PARO(Power Aware Routing Optimization)、COP(Common Power)算法等，第二种状况下用到的路由协议则包括：MBCR 、MBCR(Max/Minimum Battary Consumption Routing)、LE-AR(Local Energy-Aware Routing)等[6]。将空闲状态下的MBCR路由算法具体应用到Cluster-Tree +AODVPR中的Zig Bee路由算法中，尽可能地减少使用电池剩余能量内的节点，至少保证最小电量，如此一来就可以达到平衡整个系统网络内的节点能量损耗的目的，从而实现延长网络使用寿命的最终目标。路径的选取会直接影响到数据上传的能量损耗，该算法是为了避免电池剩余能量降至较小节点而选择跳数比较多、路径较长的路由，这样反而增加了整个网络总能量的损耗，同时使得产生的应用开销与平均时间也会随之增加和延长，因此改进算法反而在一定程度上缩短了网络的应用寿命。在EPS的节点由于包含充足的剩余电池能量，在进行路由选取的时候只需要考虑路径跳数这个原因即可，因而需要选取的同时也需考虑到系统数据运行路径的跳数以及剩余电池的最小能量等级的开销函数作为衡量标准之一。位于EPS和ECP的节点，设经过该节点，，…，的i跳路径总开销为：

同时规定：

3.3 能源管理平台

能源管理平台都采取B/S架构，用户应用Web浏览器就可以即时登录系统，并不需要在客户端安装任何一个APP或软件，操作简单易用。经过扩展以后，用户也可以借助互联网远程控制端进行访问。能源管理平台还能够向省级、市公司上报分类、分项等建筑能源损耗的详细数据。能源管理平台以及其他主要的服务模块分别安装在多项专用服务器内，其中包括数据传输服务器、数据接收服务器、数据备份服务器、Web数据查询服务器、应用终端。需要说明的是，数据接收服务器主要负责接收、处理、整理、分析能源损耗采集终端上传的一系列数据，

4 实验与效果分析

为了更加清楚、具体的看该工程设计的系统在能源管理上的效果，特与传统星级酒店建筑能源管理系统进行对比，对其建筑能源管理水平进行比较。

4.1 实验准备

为保证试验的准确性，将两种管理系统设计置于相同的试验环境之中，进行能源损耗能力的试验。试验参数见表2。

表2 实验参数设置

4.2 实验结果分析

试验过程中，通过两种不同的系统设计同时在相同环境中进行工作，分析其能源损耗的变化。实验效果对比如图1所示。

通过实验结果，明显看出，本文设计的基于智慧景区的星级酒店建筑能源管理系统与传统系统相比，在使用同等建筑能源量的基础上，能源损耗率远远低于传统设计，且损耗率曲线较为稳定。因此实验证明，基于智慧景区的星级酒店建筑能源管理系统有效降低使用成本，节省能源，具有较高的有效性。

5 结语

本文对基于智慧景区的星级酒店建筑能源管理系统进行分析，根据智慧景区的相关概念理解，对星级酒店建筑能源管理数据进行分析，实现本文设计。实验论证表明，本文设计的方法具备极高的有效性。希望本文的研究能够为基于智慧景区的星级酒店建筑能源管理系统的更新提供方法论上的指导。

图1 实验对比结果