1、附件 3 武漢市節能智慧管理系統 與公用事業部門能耗數據采集接口 技術方案 武漢市發展和改革委員會 2013 年 12 月 目錄 第 1 章 平臺概述 3 1.1建設背景 3. 1.2建設目標 3. 1.3建設內容 4. 第 2 章 公用事業部門企業能耗數據采集技術方案 4 2.1需求分析 4. 2.2數據采集流程 5. 2.3相關工作分工 6. 第 3 章 相關參數說明 7 3.1前置機及數據庫軟件 7. 3.2安全網閘 8. 3.3專線網絡 8. 3.4數據加密算法說明 8. 3.5 能源數據存儲結構說明 11 第1章 采集接口平臺概述 1.1 建設背景 當前，我國節能減排形勢依然嚴峻，隨

2、著國務院 “十二五 ”節能 減排綜合性工作方案的發布，我國的節能減排工作已從粗放走向精 細，傳統的關停高耗能企業方法己無法滿足當前能源管理要求。 實時準確的能耗數據是節能減排工作推進和節能效果評價的依 據，是為節能減排效果 “把脈 ”的最有利工具，但由于現有能源數據統 計大多手工填報，存在周期長、不實時的缺點，數據的客觀性和準確 性無法保證，不能及時反映能源消耗狀況，所以主管部門對能源消耗 動態無法及時掌控，造成了能源調控的滯后，無法實現能源資源的合 理配置。同樣，由于能耗數據的不準確，企業不能及時準確地發現能 源消耗過程中存在的問題，能源浪費現象比較嚴重。同時，目前第三 方評估機構的能效評估

3、也大多基于企業自行填報的數據，無法保證能 效評估的科學性和合理性。所以，能源消耗數據能被準確、實時的采 集獲得顯得十分迫切。 1.2 建設目標 建設武漢市節能智慧管理系統，在現有能耗統計、能源檢測、能 效評估積累經驗的基礎上，建立起一個全面的能源數據平臺，實現能 源數據的自動采集、統計、分析，為政府決策、為政府能耗管理考核、 企業產品工藝改進和第三方評估提供準確實時的數據支持，同時開展 節能方法研究、標準制定和評價服務，形成對能源數據的 “采集 -分析 - 利用”的良性循環，為全市科學用能和 “十二五 ”節能減排目標的實現提 供支持。 1.3 建設內容 建設武漢市重點用能單位能耗數據中心與分析

4、平臺，對全市重點 用能單位的能耗數據進行綜合統計分析，從而全面、客觀、實時地掌 握能源消耗狀況，為能源的宏觀調控提供數據支撐。 第2章 公用事業部門企業能耗數據采集技術方案 2.1 需求分析 （1）覆蓋用能單位范圍 項目規劃的用能單位范圍包括武漢市年能耗 2000 噸標準煤以上的 單位，預計數量在 1000 家左右。項目計劃分批分步納入市節能智慧管 理系統。 首批納入采集的用能單位范圍是列入萬家企業節能低碳行動實 施方案（發改環資 20112873 號）的市重點用能單位，后續納入采 集的單位待市發改委、經信委、統計局確定并通知。企業組織機構代 碼與各公用事業部門戶號匹配關系由市發改委節能監察中

5、心與各公用 事業部門逐一比對，確保企業基礎信息的一致性。 （2）能耗數據指標及周期 各公用事業提供每家用能單位一級關口表的能耗數據，傳輸內容 及格式約定詳見本方案 3.5 節。 能耗數據周期暫定為小時、日、月、季、年 5 檔 （3）數據采集頻率 各公用事業部門開發程序，能自動將用能單位能耗數據發送至前 置機數據庫里，要求最新數據反映該企業數據周期（如上節描述）內 的能耗情況，約定傳輸時間為報告數據周期結束的十分鐘內，最高傳 輸/采集頻率為1小時。 2.2數據采集流程 公共事業部門（電力/燃氣/熱力公司等）數據采集框架圖如下： 前査機 （電力處司+燃勺黛團: 安全網閘 安全網閘 齊時 Jilsi

6、s - 誌理中心 內朗 墳抿 st理 由圖可知，各公用事業部門數據采集主要由三個部分組成： （1）各公用事業部門內部數據轉移：各公用事業部門自有的能源 監測數據，通過單向傳輸的安全網閘（新增），轉移至一臺前 置機服務器（新增）。安全網閘技術在大連、福建等地的電力 系統已有應用案例，是一種保證電力監測網絡物理隔離、單 向安全傳輸的技術手段。 （2） 專用網絡傳輸：通過搭建電信公司的專用網絡（新建），將前 置機中的能源采集數據加密后密文傳輸至能源中心的內網。 加密方法由各公用事業部門與市發改委節能監察中心約定， 算法的說明和示例見本方案3.4節。 （3）能源中心內部數據處理和轉移：通過專網進入能源

7、中心內網 的能源數據密文數據，通過解密后，再通過單向傳輸的安全 網閘（新增）進入能源中心的實時數據庫，進行分析處理。 根據以上各公用事業部門數據采集框架，設計采集流程如下： （1）安全網閘、前置機部署與數據庫軟件調試 在各公用事業部門網絡機房安裝安全網閘、前置機服務器、及相 關應用軟件和數據庫軟件（Sqlserver）,并配置相關賬戶及參數。同時 根據雙方約定的前置機數據庫軟件參數、加密算法、數據存儲結構說 明等文檔，進行數據轉移程序的開發，實現自動將用能單位能耗數據 轉移至前置機數據庫里。 由各公用事業部門組織實施， 市發改委節能監察中心項目組配合。 （ 2 ） 專線網絡部署與調試 將專線網

8、絡接入前置機服務器和能源中心專用數據采集服務器， 配置相關賬戶及參數，確保網絡通暢及安全。由市發改委節能監察中 心組織實施，各公用事業部門配合。 （ 3） 能源數據中心接收數據及應用開發 能源數據中心定期從各公用事業部門前置機數據庫里獲取數據， 在能源中心的網絡機房安裝安全網閘、服務器、及相關應用軟件和數 據庫軟件（Sqlserver）,并進行相應功能的開發和展現。由市發改委節 能監察中心組織實施，各公用事業部門配合。 2.3 相關工作分工 發改委 序號事項電力公司節能監具體說明備注 察中心 1、設備采購與集成； 2、數據庫軟件安裝及調試； 安全網閘、前 3、 數據轉移動軟件的開發，將加日常管

9、理由各公用 1 置機部署與數負責協助 密數據存儲進前置機數據庫里；事業力公司負責。 據庫軟件調試 4、日常管理和軟硬件維護，缺失 數據的補發等； 專線管理與運維由 專線網絡部署 2 協助負責專線與前置機的網絡接入及調試。發改委節能監察中 與調試 心負責并實施； 在能源中心的網絡機房安裝安全 能源數據中心 網閘、服務器、及相關應用軟件和由發改委 節能 監察 3 測的數據接收協助負責 數據庫軟件(Sqlserver)，并進行相中心負責并實施； 與應用開發 應功能的開發和展現。 第3章相關參數說明 3.1前置機及數據庫軟件 部署在各公用事業部門內，通過專線網絡與能源中心外網連接, 用于能耗加密數據的

10、存儲與管理。 3.2安全網閘 是一種由帶有多種控制功能專用硬件在電路上切斷網絡之間的鏈 路層連接，并能夠在網絡間進行安全適度的應用數據交換的網絡安全 設備。采用硬件架構設計使數據僅能從發送子系統傳輸至接收子系統, 中間沒有任何形式的反饋信號。 3.3專線網絡 專線網絡連接各公用事業部門和能源中心外網，確保網絡和數據 傳輸的安全性。 3.4數據加密算法說明 由武漢市節能智慧管理系統負責加密算法的管理，提供相關的加 密算法及API，指導電力公司對能源數據進行加密處理。 平臺使用AES加密算法（CBC算法模式、PKCS5填充模式）對 關鍵數據進行加密。 在采集程序開發階段，市發改委節能監察中心提供臨

11、時密鑰供測 試和聯調，待程序正式實施完畢后，告知電力公司正式密鑰，進行數 據的加密處理。為確保數據的安全性，電力公司相關參與人員不能泄 露密鑰，發改委節能監察中心會定期更換密鑰。 加密算法實現示例（以JAVA為例）： import javax.crypto.Cipher; import javax.crypto.spec.lvParameterSpec; import javax.crypto.spec.SecretKeySpec; import sun. misc.BASE64Decoder; import sun. misc.BASE64E ncoder; public classEncr

12、yption public static void main(String args) try System.out.println( encrypt(中文測試,baosightbaosight); catch (Excepti on e) / TODO Auto-generated catch block e.pri ntStackTrace(); try System.out.println( decrypt(1F+Ntqsm0wpMTM2dBwHWXA= baosightbaosight); catch (Excepti on e) / TODO Auto-generated catch

13、 block e.pri ntStackTrace(); /加密 public static String encrypt(String sSrc, String sKey) throws Exception if (sKey = null) System.out.print(Key 為空 null); return null; if (sKey.le ngth() != 16) System.out.print(Key 長度不是 16位); return null; byte raw = sKey.getBytes(); SecretKeySpec skeySpec = new Secret

14、KeySpec(raw, AES); Cipher cipher = Cipher. getInstance(AES/CBC/PKCS5Padding );/ 算法 /模式 /補碼方式 IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(sKey.getBytes(); / 使用 CBC 模式，需要一個向 量iv,可增加加密算法的強度 cipher.init(Cipher. ENCRYPT_MODE , skeySpec, iv); byte en crypted = cipher.do Fin al(sSrc.getBytes(); return new BAS

15、E64Encoder().encode(encrypted); / 此處使用 BASE64 做轉碼功能，同時能 起到2次加密的作用。 /解密 public static String decrypt(String sSrc, String sKey) throws Exception try if (sKey = null) System.out.print( Key 為空 null); return null; if (sKey.length() != 16) System.out.print(Key 長度不是 16位); return null; byte raw = sKey.getBy

16、tes( ASCII); SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(raw, AES); Cipher cipher = Cipher. getInstanee (AES/CBC/PKCS5Padding); IvParameterSpec iv = new lvParameterSpec(sKey.getBytes(); cipher.init(Cipher. DECRYPT_MODE , skeySpec, iv); byte encryptedl = new BASE64Decoder().decodeBuffer(sSrc); / 先用 ba

17、se64解密 try byte orig inal = cipher.do Fin al(e ncryptedl); Stri ng orig in alStri ng = new Str in g(orig in al); return originalString; catch (Excepti on e) System.out.pri ntln( e.toStri ng(); return null; catch (Excepti on ex) System.out.pr in tl n( ex.toStri ng(); return null; 3.5能源數據存儲結構說明 能源數據存儲

18、結構遵循能源計量數據采集系統數據存儲通用代 碼規范”標準，由武漢市節能智慧管理系統負責數據結構的管理，指導 用能單位和各公用事業部門對能源數據進行加密數據處理與存儲。 各公用事業部門開發數據采集程序，定時向前置機數據庫里寫入 用能單位能耗數據。 1）電力數據結構如下: 序號 字段名 數據類型 字段說明 1. EP_CODE 字符型 企業名稱 2. EP_NAME 字符型 企業編號 3. TP_ID 整數型 采集點編號，等同于電力公司進線路數” 4. DATA_TIME 字符型 采集時刻，格式“ 201-04-24 00:00:00” 5. POWER 數字型 采集時刻瞬時功率 （單位：千瓦）

19、6. E_TOTAL 數字型 采集時刻對應的表頭讀數，累計電量（單位：千瓦 時） 7. E_RATE 數字型 企業檔案表中CT/PT字段，電表倍率 8. E_TOTAL_SUB 數字型 采集時刻與上一時刻間的累計電量（單位：千瓦時） 9. ADDRESS_COD E 字符型 地址碼 10. SUPPLY_UNIT 字符型 供電單位 11. MESSAGE 字符型 通訊情況 2）燃氣數據結構如下: 序號 字段名 數據類型 字段說明 1 EP_CODE 字符型 企業名稱 2 EP_NAME 字符型 企業編號 3 TP_ID 整數型 采集點編號，等同于燃氣集團進氣管路數” 骨口. 序號 字段名 數據類型 字段說明 4 DATA_TIME 字符型 采集時刻，格式“ 201-04-24 00:00:00” 5 GAS_FLOW 數字型 米集時刻瞬時天然氣流量（單位：立方米 /小