上海国家会展中心设施管理中的大数据分析探讨

徐　静，邱慧芳，李庆来[.上海东浩兰生智慧科技有限公司，上海　0007；.东浩兰生(集团)有限公司，上海　00040]

在建筑运营过程中，各种自动化及智能系统产生了大量数据，包括室内外环境、客流、交通、设备运行、能耗等方向，这些数据往往在使用过一次后便被丢弃或仅仅存储在服务器中乏人问津，其潜在价值无法被充分利用。上海国家会展中心总建筑面积 147 万 m2，其中有 40 万 m2的室内展厅、10 万 m2的室外展场，以及配套 15 万 m2的商业中心和 18 万 m2的办公设施，截至目前是世界上面积第二大的建筑单体和会展综合体。本文就上海国家会展中心通过建设设施管理绿色云平台系统，利用云计算、分布式处理技术以及海量数据存储等大数据技术，对自动化及智能系统进行集成并对其产生的数据进行采集、存储及分析，分析的结果将为国家会展中心的设施设备管理提供帮助，使其运营更高效、更环保、更安全。

1　光伏发电系统收益优化

上海国家会展中心太阳能光伏发电一期工程利用屋顶面积 3 万余 m2，建设约 3 MWp 屋顶并网光伏电站。光伏组件将太阳光能转换成直流电，通过逆变器转换成交流电，之后经由升压变压器升压并将电力输送到电网。系统接入方式为自发自用，余电上网。未来光伏二期工程考虑采用光伏发电+储能+充电的系统形式。光伏发电的波动性较大，配置储能起到平抑出力、跟踪调度发电以及削峰填谷的作用。由于储能电池的成本较高，储能系统容量与光伏发电功率相比较小，当光伏发电量较大而用电负荷较小，且储能系统也已充满时，多余的发电量将会上网。光伏发电量用于建筑、新能源汽车充电以及上网分别会产生不同的经济收益，因此可利用大数据分析，对用电负荷以及光伏发电量进行预测，提高光伏发电带来的经济收益。

1.1　用电需求预测

上海国家会展中心的光伏发电系统产生的电量主要用于建筑以及为新能源汽车充电。建筑负荷分为 3 种类型：展馆、办公以及商业。首先对影响建筑用电负荷的因素进行分析。天气及气候是影响建筑用电的重要因素，主要体现在空调负荷上。此外，展馆和商业负荷受有无展会以及展会规模影响；办公负荷受出租率影响。

其次是用于分析的数据来源，通过气象网站、国家会展中心的会展运营系统、客流统计系统、能源管理系统及物业管理系统收集所需的数据信息，如开放的展馆面积、实时参展人数、各系统或区域用电量统计等。

最后，利用大数据建立起用电量预测模型，对国家会展中心的短期用电量进行预测。新能源汽车充电量由充电汽车数量决定。展会与无展会期间充电车的数量以及充电量信息可从停车场管理系统以及充电桩管理系统中获取。将数据进行筛选分析并建立起短期充电量预测模型。

1.2　光伏发电量预测

光伏发电功率主要受到太阳辐射量和环境温度的影响。通过建立预测太阳辐射量和温度以及光电转换功率预测模型，可得到光伏发电量的预测数据。太阳辐射量受到季节、天气以及空气质量的影响。短期的温湿度、云量、空气质量等天气信息都可从气象网站获得，结合光伏系统太阳辐射测量仪测得的实时太阳总辐射数据，可建立起短期太阳辐射量预测模型。

光电转换功率预测需考虑组件转换效率、温度修正等因素，但当光伏系统设计方案以及逆变器选型确定时，其仅受到温度修正的影响。可通过厂商得到温度修正系数。通过分析光伏发电历史数据对光电转换预测模型进行比较与修正。

1.3　收益预测及优化

通过负荷预测以及光伏发电量预测，可将光伏发电供应和电力需求量进行匹配，结合建筑用电价格、新能源充电价格以及光伏发电上网价格，运用管理手段与商业运营策略，将光伏发电量收益最大化，见图1、图2。

图1　光伏发电量预测

图2　光伏发电与市电占比预测

2　客流系统大数据分析

2.1　客流统计技术

传统的客流统计技术包括红外线感应客流统计、重力感应客流统计、三辊闸客流统计以及目前流行的视频分析客流统计。红外线感应客流统计包括红外对射方式、红外反射方式等设备，其主要的实现方式是对从红外感应区域经过的人体，切断或阻挡红外线，使其电阻产生变化；或是通过检测人体发出的 10 μm 左右的特定红外线来判断人体数量。其缺点是：由于红外光极易受到外界因素干扰，会使统计数据产生较大误差；对于比较宽的门口，多人同时经过的时候容易产生漏数现象；由于其本身技术原因，红外方式无法很好地判断顾客是进入或是出去，只能统计有多少人经过，因此数据采集的单一性会影响客流分析的结果。

重力感应主要是在地板上安装重力感应装置，当人体踩踏过去的时候，计算客流人数。安装相对要求较高、成本高，而且稳定性方面存在一定问题。三辊闸方式主要采用机械方式，人员进入相关场所需要经过翻滚闸口，翻滚闸每滚动一次，记录一个进出人员。缺点是需要在出入口处安装三辊闸机器，缺乏美观性，且便利性不够，无法快速进出。视频分析技术利用视频处理、图像处理、模糊识别等技术，对摄像头拍摄到的进出人流进行分析并统计数据。其缺点是系统成本较高，对摄像头安装位置具有一定要求，无法适应国家会展中心展馆出入口数量众多、由于建筑设计使得摄像头安装条件受限的情况。

上海国家会展中心通过实现全场馆的网络覆盖，为参观人员提供免费 WIFI，通过手机接入 WIFI 统计客流信息。该技术优势是：通过定位算法，稳定实现 3～5 m 定位精度、局部区域达到 1 m 的位置精度；不仅能统计实时客流数量，还能统计驻留时间、返场次数、观众特性等信息，为展会的高效有序运行提供数据支持。

2.2　客流信息统计分析

(1) 客流监测。对实时及累计客流数量进行统计及分析，分析指标包括人流数量、驻留时间、重复访客数、客流密度、展位客流及覆盖客流等。根据实时客流数量及位置信息形成分布热力图，直观观察客流分布状况。

(2) 报警监测。通过设置客流数量报警上限，对展馆人数及展位人数进行监控，一旦发现展馆或热门展位人数超过报警设定值，系统自动发出警报，通知运营管理人员采取相应措施，避免人流过密引发安全问题。

(3) 客户分析。客流统计系统不仅能对数量进行统计分析，还能对手机提供的信息进行统计分析。通过对观展人员的来源地、年龄分布、性别比例等信息进行分析，可更好地帮助会展以及展商了解潜在客户。

3　结　语

上海国家会展中心通过建立设施管理云平台，对建筑系统运行及会展运营过程中产生的大数据进行深入挖掘与分析，提高建筑运行效率，降低运行成本，提升会展服务水平，为展会及参观者提供更安全、更舒适、更高效的场所。

参考文献：

[1] 程序,周海,崔方,等.大容量并网型光伏电站功率预测预报系统设计[J].水电自动化与大坝监测,2011,35(5)：1-4+20.

[2] 陈东伟,韩娜,吴振权,等. 基于智能视频的客流人数统计系统设计与实现[J]. 信息技术,2016(5)：9-11.