一种建设工程施工能耗及排放统计分析系统的制作方法

1.本发明涉及能耗及排放分析技术领域，尤其涉及一种建设工程施工能耗及排放统计分析系统。


背景技术：

2.随着我国高速公路建设的不断发展，企业的能源消耗逐年增加，高速公路各运营单位逐渐成为各个地区的能耗大户。“绿色高速”是以资源环境承载力为基础，以节约能源节约资源、保护环境、舒适美观为目标，把绿色思维贯穿于公路交通运输发展的全过程、全方位，以低消耗、低排放、低污染、高效能、高效率、高效益为特征的公路。由于公路管理模式多样、施工工程复杂、施工工艺多样，公路能耗与碳排放缺乏系统的分析梳理，没有得到系统完整的数据支撑，造成了绿色公路决策管理缺乏依据、绿色公路技术难以定量评价等问题。
3.现有技术未建立完善的能源能耗监测、统计综合管理体系，未针对区域内重点能耗设备和能耗资源类型进行实时监控和监测数据上传，难以进行大数据对接、信息化数据整合，导致对于建设工作的能耗及排放分析缺少核心分析依据，不能为减排技术、工艺以及管理模式和设备的评估提供数据支撑，缺乏“监、管、控”三位一体的统计分析系统。
4.中国专利cn 114493957a公开了一种建筑施工阶段的碳排放的计算方法，包括：获取施工机械消耗的能源量，并计算施工机械碳排放量；获取材料不同出发地到达施工现场的运输距离，并计算材料运输碳排放量；获取分部分项工程下产生的垃圾量，并计算建筑垃圾收运及处理碳排放量；获取施工工期和施工人员数量，并计算施工人员碳排放量；基于施工机械碳排放量、材料运输碳排放量、建筑垃圾收运及处理碳排放量和施工人员碳排放量计算施工阶段碳排放总量。该专利可以针对建筑施工阶段的碳排放进行全面有效的计算，以解决现有的施工阶段的碳排放考虑不全面的问题，建立健全施工阶段碳排放计算体系。但是该专利的缺陷在于未以大数据为基础，导致建立的计算体系停留于单一的碳排放量，而非为各施工区域和各设备横向和纵向的能耗、减排可视化对比提供支持，不能为施工阶段的能耗减少提供预测处置流程。
5.此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。


技术实现要素：

6.针对现有技术之不足，本发明提供了一种建设工程施工能耗及排放统计分析系统，包括：感知模块：用于采集建设工程施工期内的能耗环境数据；传输模块：用于将所述感知模块所涵盖的采集设备采集的数据通过无线网络传递至应用模块的数据采集端以进行数据解析；应用模块：用于对所述传输模块传递的采集设备的采集数据进行处理和分析，以
获取建设工程施工期内的能耗结果；其中，所述应用模块还被配置为：基于建设工程中所处的施工阶段和施工标段选择三种能耗分析方式中的至少一种以对建设工程施工期内的能耗环境数据进行处理，其中，所述三种能耗分析方式包括标段总能耗分析、重点施工区能耗分析和能耗设备分析。本技术提供一种建设工程施工能耗及排放统计分析系统，旨在解决由于现有建设工程管理模式多样、施工工程复杂、施工工艺多样，建设工程能耗与碳排放缺乏系统的分析梳理，没有得到系统完整的数据支撑，造成了绿色建设工程决策管理缺乏依据、绿色建设工程技术难以定量评价等技术问题。尤其是对“绿色高速”公路技术中的能耗等详细数据进行真实、有效、直观的监测和展示。
7.根据一种优选的实施方式，在所述应用模块选择所述标段总能耗分析的情况下，所述应用模块被配置为：基于建设工程的标段进行划分，统计由所述感知模块采集到的能耗环境数据，并且基于每一标段内的能耗数据类型对所述能耗环境数据进行划分，以将所述能耗环境数据换算成标准煤数据，以此进行同比和环比得到标段能耗数据。本发明贴合施工过程对能耗数据实时监测的业务需求和无法动态掌控各个施工流程以及各类设施设备能耗详细数据的痛点，以场景化方式为数据指标，用具有针对性数据展示给能耗监管方和施工方。为方便数据统一管理和对比，能耗数据最终将直接换算成标准煤消耗数据，用真实、有效、直观的数据反映“绿色高速”建设工程施工过程中的节能效果。
8.根据一种优选的实施方式，所述同比是指所述感知模块采集的所述能耗环境数据的时间期与预设固定时间期之比，以表明建设工程能耗的变化速率，所述环比是指所述感知模块采集的所述能耗环境数据的时间期与前一时间期之比，以表明能耗环境数据逐期的变化速率。
9.根据一种优选的实施方式，所述应用模块还被配置为：对建设工程内的重点施工区进行能耗数据统计分析，基于所述重点施工区能耗数据类型的不同对所述能耗环境数据进行整合处理，以换算为标准煤的方式将所述能耗环境数据换算成标准煤数据，并且基于所述重点施工区的不同时间段的能耗数据进行同比比较，以得到重点施工区能耗数据。
10.根据一种优选的实施方式，所述应用模块基于建设工程的实施阶段和工程范围将建设工程划分成若干个标段，并且基于建设工程施工期内能耗的消耗排名将建设工程划分出若干个重点施工区，其中，所述重点施工区是随施工进程的发展而进行周期性选择的。
11.根据一种优选的实施方式，在所述应用模块选择所述能耗设备分析的情况下，所述应用模块被配置为：对能耗设备进行分析统计，基于各能耗设备在同一时间段内的能耗的动态趋势，获取能耗设备采集数据量，其中，所述能耗设备采集数据量用于评估各节能减排技术的实施效果。
12.本发明的系统建立综合能源管理体系，形成以大数据中心为基础，依托于云计算模式，进行施工期能源监测综合管理，为施工能耗趋势的发现、分析、判断、决策提供一整套预测处置流程，并为用能设备横向、纵向对比提供可视化数据支撑，为管理者提供节能减排数据、挖掘节能减排潜力、完成节能减排约束性指标提供有力的管理措施，为各级施工部门掌握能源信息以及制定能源规划和项目决策提供数据支持。
13.根据一种优选的实施方式，所述应用模块包括：数据解析单元，基于各能耗设备的数据格式和数据类型对所述能耗环境数据进行编解码，数据采集单元，与所述感知模块连接以进行数据交互，并且将采集到的所述能耗环境数据的量值转换成数字量，将所述数字
量基于各能耗设备的数据传输方式传输至所述数据解析单元中。
14.根据一种优选的实施方式，所述数据解析单元还被配置为：接收到由所述数据采集单元传输的数据报文后，按指定的数据格式去验证所述数据报文的数据完整性和数据正确性，在验证通过之后按指定数据格式进行分解和读取所述数据报文的数据，以获取能耗设备采集数据量。
15.根据一种优选的实施方式，所述系统还包括用于向用户展示管理区域内的设备地理位置信息和设备能耗数据的展示模块，所述展示模块包括：数据报表单元，用于将采集的数据和/或人工填报的数据生成为报表，所述数据报表单元基于三种标准中的至少一种进行能耗设备采集数据量整合处理并且生成为报表。
16.根据一种优选的实施方式，所述数据报表单元被配置为：基于各能耗类型的能耗设备采集数据量按照时间轴变化生成报表；基于建设工程的标段划分能耗设备采集数据量，将所述能耗设备采集数据量对标于建设工程的若干个施工过程中；统一能耗设备采集数据量的能耗标准，将各能耗类型的数据转换为标准燃煤量。由于施工期内业务流程相对复杂，无法随所有设备和能耗设施进行远程数据采集，因此对无法进行自动化采集的数据，本发明提供人工填报界面，以此保证数据全面性和数据分析的可靠性。
附图说明
17.图1是本发明提供的一种优选实施方式的一种建设工程施工能耗及排放统计分析系统的简化模块连接关系示意图；
18.图2是本发明提供的一种优选实施方式的一种建设工程施工能耗及排放统计分析系统的简化系统架构示意图；
19.图3是本发明提供的一种优选实施方式的一种建设工程施工能耗及排放统计分析系统的简化数据架构示意图。
20.附图标记列表
21.1：感知模块；2：传输模块；3：应用模块；4：展示模块；5：数据分析与展示单元；6：数据采集单元；7：存储单元；8：外部接入单元；9：管理单元。
具体实施方式
22.下面结合附图进行详细说明。
23.实施例1
24.本技术提供一种建设工程施工能耗及排放统计分析系统，其利用现有采集设备与系统(已有的施工信息化平台数据)获得的数据进行整合建立完善的能源能耗监测、统计综合管理体系，实现对区域内重点能耗设备和能耗资源类型(电、气、油等)实时监控和监测数据自动上传，实现平台与外部系统之间的数据对接和数据共享，推动节能减排与信息化资源的统一管理与应用。
25.优选地，建设工程施工能耗及排放统计分析系统基于多元数据元融合的大数据思想对系统感知模块1采集的数据进行整合解析，以构建对施工能耗及排放分析的核心因素的分析，强化建设工程施工过程的能源和碳排放分析，为分析施工能耗排放及节能减排技术评估提供数据支撑；对依托工程管理模式、施工工艺、重点能耗装备的系统梳理，充分利
用现有的信息化平台，开展相关信息整合研究；搭建建设工程施工施工能耗检测系统，实现部分重点能耗装备的实时远程检测，并构建建设工程施工能耗与碳排放的分析系统。优选地，建设工程施工能耗及排放统计分析系统是基于感知模块1、传输模块2、应用模块3及展示模块4进行技术实现的，具体如下：
26.1、感知模块1：感知模块1是系统体系架构的基础和核心，是信息采集的关键部分。感知模块1涵盖了在建设工程(例如高速公路)施工期内的施工设施(拌和楼等)以及围绕项目施工过程中接入监测网络建设的全部智能监测终端，包括智能电、燃气监测仪表，实现对建设工程施工期内全域能耗环境全程监控，将实时监测数据及时地传输到应用模块3。
27.2、传输模块2：4g和5g网络具有传输速度快、数据传输效率高、不受传输介质限制的特点，传输模块2主要是将底层采集设备采集数据通过4g或5g智能网络进行无线传输，传递到应用模块3数据采集端进行数据解析。
28.3、应用模块3：以软件和服务为核心，采用面向服务架构，基于业务需求及数据处理模组，通过中间件进行数据传输，rest接口作为服务间调用，统一数据格式和协议规范对数据进行处理、分析，并生成分析结果。应用模块3提供采集数据处理、数据分析、数据查询等基础数据服务，包含用户中心、权限管理、日志管理、系统配置管理等应用功能，是整个系统的骨架和支撑。
29.4、展示模块4：系统展示模块4作为系统展示软件，通过浏览器进行访问，面向用户使用和查看，具有功能可用性和界面易用性的特点。用户通过展示模块4界面可对其管理区域内的设备地理位置信息和能耗数据进行查看，支持人工数据录入。展示模块4包含各类能耗数据统计报表查看和导出，通过可视化的方式提供直观的数据表进行展示，应用综合数据分析手段，梳理施工业务期间能耗关键因素，展示节能减排技术应用带来的技术成果和效益。
30.优选地，感知模块1包括各种用于采集建设工程施工期内能耗环境的底层采集设备。优选地，传输模块2用于将感知模块1所涵盖的各种底层采集设备采集的数据通过无线网络传递到应用模块3数据采集端以进行数据解析。优选地，应用模块3用于对传输模块2传递的底层采集设备采集数据进行处理、分析，以获取项目施工全周期能耗结果。优选地，展示模块4用于向用户展示管理区域内的设备地理位置信息和设备能耗数据。
31.进一步优选地，应用模块3可以包括数据分析与展示单元5。数据分析与展示单元5中提供基础数据报表、分析报表查询、导出功能和数据可视化展示功能。优选地，常规能源消耗监测数据的查看和录入可以通过手持终端app或网页进行提供。本发明提供web和app两种使用模式，方便管理者和工作人员随时随地对能源消耗监测数据进行查看和录入。贴合施工过程对能耗数据实时监测的业务需求和无法动态掌控各个施工流程以及各类设施设备能耗详细数据的痛点，以场景化方式为数据指标，用具有针对性数据展示给能耗监管方和施工方。为方便数据统一管理和对比，能耗数据最终将直接换算成标准煤消耗数据，用真实、有效、直观的数据反映“绿色高速”建设工程施工过程中的节能效果。
32.优选地，数据分析与展示单元5根据施工阶段不同和所处施工标段的不同进行场景业务需求分析和数据处理，最终为用户展现在指定业务场景中最关注的能耗关键因素，提供决策的数据依据。优选地，本技术针对现有施工信息化平台数据进行整合解析。优选地，数据分析与展示单元5基于三种能耗类型的分析对施工能耗数据进行整合。优选地，三
种能耗类型的分析包括标段总能耗分析、重点施工区能耗分析和能耗设备分析。优选地，标段总能耗分析在于：数据分析与展示单元5基于建设工程的标段行划分，通过统计采集和上报能耗数据，将标段内能耗数据类型(电、油、天然气等)整合和展示，以标准煤换算的方式将能耗数据统一换算成标准煤数据，并以此进行同比和环比，综合展示标段能耗数据。优选地，重点施工区能耗分析在于：数据分析与展示单元5对建设工程内重点施工区域进行能耗数据统计分析，按能耗数据类型(电、油、天然气等)进行整合和展示，以标准煤计算公式进行换算，形成统计展示数据标准。并对重点施工区域不同时间段能耗数据进行同比比较，展示施工区域内节能减排实施效果。优选地，能耗设备分析在于：数据分析与展示单元5通过对能耗设备(电表、天然气表等)进行分析统计，动态展示不同能耗设备在一定时间段能耗趋势和变化，并以此观察进行不同节能减排技术实施的成果和反馈。能耗设备是施工项目中的重要组成部分，通过能耗设备分析，实现节能减排过程的回溯，以方便进行技术和管理的改进。
33.本技术提供一种建设工程施工能耗及排放统计分析系统，旨在解决由于现有建设工程管理模式多样、施工工程复杂、施工工艺多样，建设工程能耗与碳排放缺乏系统的分析梳理，没有得到系统完整的数据支撑，造成了绿色建设工程决策管理缺乏依据、绿色建设工程技术难以定量评价等技术问题。尤其是对“绿色高速”公路技术中的能耗等详细数据进行真实、有效、直观的监测和展示。本系统由感知模块1、传输模块2、应用模块3及展示模块4组成，后台(应用模块3)支持运行能耗排放监测、分析及评估等功能、前端支持设备地理信息、能耗监测分析报表展示及数据填报等功能。
34.本发明的系统建立综合能源管理体系，形成以大数据中心为基础，依托于云计算模式，进行施工期能源监测综合管理，为施工能耗趋势的发现、分析、判断、决策提供一整套预测处置流程，并为用能设备横向、纵向对比提供可视化数据支撑，为管理者提供节能减排数据、挖掘节能减排潜力、完成节能减排约束性指标提供有力的管理措施，为各级施工部门掌握能源信息以及制定能源规划和项目决策提供数据支持。本发明立足于“监、管、控”三大方面，旨在掌握能源具体使用情况，让能源充分发挥其价值的同时，能够让节能减排以及“绿色高速公路建设”战略得到落实。
35.优选地，应用模块3还包括数据采集单元6。数据采集单元6与外场能耗统计设备、设施进行底层数据交互，将采集到的电、燃气、油等远程信号量值转换成数字量之后，以4g或5g网络为主体，按照各个设备的数据传输方式，通过4g或5g网络远程数据传输到数据分析与展示单元5。上述数据机械是按照设备厂家给出的数据格式和数据类型进行编解码的技术。优选地，数据采集单元6接收到设备传输过来的数据报文后，按指定数据格式去验证数据完整性和数据正确性，在验证通过之后按指定数据格式进行分解和读取报文数据，最终获取到设备采集数据量。优选地，应用模块3还包括地图单元。数据分析与展示单元5通过地图单元接入地图展示，根据区域地理位置进行模拟设备和设施真实位置，方便用户直观形象的了解当前区域重点能耗位置分布情况。地图单元接入数据分析与展示单元5后，需要对设备位置进行添加和标注才能顺利将设备展示在指定地图和位置。设备编辑是对设备基础信息的添加和修改，包含：设备编号、设备名称、设备类型、设备所在地图和位置等信息。将设备添加到地图上后，需要对设备进行运行参数的额外配置，如电表需要配置通讯ip地址、数据传输端口、电量采集上下限、厂家处理协议类型等信息，通过配置信息才能和外场
采集硬件设施通过4g或5g网络进行顺利通讯和数据获取。
36.优选地，应用模块3还包括存储单元7。存储单元7中的系统数据库将采集实时数据和历史数据存储在系统不同数据表中，方便随时查询和取用，并为报表统计和数据分析提供数据来源。系统还包括外部接入单元8。外部接入单元8的采用使得本发明的系统具有高扩展性特点，对外开放数据共享接口，以标准数据格式和协议提供给外部系统，可实现快速数据拓展和接入。
37.优选地，展示模块4包括管理单元9。管理单元9用于对个体和组织相关的操作过程以及点击展示元素的管理、设定以及关联。上述点击展示元素是指系统页面中具有关联性联系的页面元素的集合，通常用指定uri地址进行指向。管理单元9通过将菜单与权限进行关联形成对系统进行限制的基础元素，基础元素指的是对菜单信息的新增、修改、删除、查询操作。具体地，管理单元9包括用户管理、角色管理、权限管理、组织机构管理和菜单管理，其中，菜单管理如上点击展示元素所述。用户管理：用户是指功能系统的使用者，是能耗监测管理方和施工方的员工个体，这些个体在系统中具有唯一性，通过账户编号进行标识。用户在系统中还包含其他个人描述信息，如性别、年龄、联系方式等。角色管理：角色是用户在系统中职责和岗位的体现，往往是基于业务管理需求而预先在系统中设定好的固定标签。每个角色对应明确的系统权限，其所拥有的系统权限一般不会随意更改，并且角色也不会随着用户的被添加和被移除而进行改变，相较于用户管理而言更加稳定。权限管理：权限管理更多是从页面菜单角度来考量的，通常是与菜单一一对应，通过绑定菜单来确定对某个菜单进行什么样的操作，具体操作类型根据系统菜单所具有的功能和业务场景来进行划分。组织机构管理：组织机构通常是用来给用户个体进行关联性的初步分群或者分组。按照行政部门或者按照业务线部门划分后，同一个组织机构内用户具有该组织机构绑定角色关联的权限，因此，对应部门或者小组内的用户有着基本相似的系统功能使用需求和权限等级。
38.优选地，展示模块4还包括数据报表单元。数据报表单元针对自动采集数据和人工填报数据提供基础数据报表分析、统计、打印和查询等功能，并根据能耗监测管理系统的需要可选择不同样式报表进行导出，为能耗运营管理部门提供可靠的依据。由于施工期内业务流程相对复杂，无法随所有设备和能耗设施进行远程数据采集，因此对无法进行自动化采集的数据，本发明提供人工填报界面，以此保证数据全面性和数据分析的可靠性。优选地，人工填报界面包含：各个工程和标段能耗数据、施工运输车辆燃油、施工过程中爆破炸药用量等数据。优选地，数据报表单元至少基于三种标准进行基础数据整合。优选地，三种标准包括能耗类型标准、施工流程标准和能耗标准。优选地，数据报表单元根据能耗类型(电、燃气、燃油、炸药等)基础采集数据进行处理，按小时、日、月、年等生成各种报表。优选地，数据报表单元根据施工流程(标段、工程)划分，统计能耗计量，将能耗数据落实到各个施工过程中，用数据展示施工过程。优选地，数据报表单元统一能耗标准，将各类能耗类型数据转换为标准燃煤量。
39.上述标段的划分是指整体建设工程按实施阶段和工程范围切割成若干个工程段落，上述每一段落即为每一个标段。上述能耗环境数据是指整体建设工程中全域采集设备采集到的各类参数，包括智能电、燃气监测仪表采集到的数据。上述重点施工区是指整体建设工程内的能耗较多的施工区域和范围，该重点施工区随着施工进程的发展而进行周期性
选择的。
40.需要说明的是，同比和环比是通过百分数或倍数表示的变化速度。例如在本发明中，同比和环比得到的是标段能耗数据和重点施工区能耗数据，其为在该标段或重点施工区内的能耗变化速率。在标段的同比和环比过程中，需要考虑时间纵向上发展趋势的反映，则需要将同比和环比进行对照分析。而在重点施工区的同比过程中，由于重点施工区随着施工进程的发展而进行调整，其需要同比进行比较而不能同比和环比的相互比较。具体地，同比是指监测到能耗环境数据的时间期与某一固定时间期之比，表明该能耗在较长时间期内的总的变化速率。例如，本发明的同比能耗环境数据是指本时期能耗环境数据与不同工程的同一施工阶段或同一工程、不同标段的同一施工工艺的对比。环比是指监测到能耗环境数据的时间期与前一时间期之比，表明能耗环境数据逐期的发展速率。
41.本发明的示例性应用场景如下所述。
42.本发明主要针对建设工程(例如高速公路)施工期内不同类型工程和施工过程进行能耗数据采集和统计，以统计能耗数据为基础，与不同时期内能耗数据进行综合对比，获取节能减排实施措施成果，并对当前节能减排管理进行评估和预测。如施工期内，通过沥青拌合楼油改气技术，以天然气代替柴油、重油，作为燃料，降低企业生产成本，减少燃烧后大气污染物排放量。通过能耗数据统计，可以获取拌合楼输入产出数据，以此建立拌合楼油改气技术节能减排数据模型，为节能减排技术的实施和整改提供决策依据。
43.针对土建工程施工过程产生的能耗进行统计监测：实时掌握各个能耗类型排放量，通过对国家或政府相关指标进行对比，评估土建过程能耗排放是否达标，以此作为土建工程节能减排评价指标。同时将不同时间段能耗排放数据进行对比，强化节能减排实施管理过程。
44.针对桥隧工程施工过程产生的能耗进行统计监测：桥隧工程是高速公路建设的重点项目，在施工过程中往往会产生大量能耗(电、油、天然气、炸药等)。通过对桥隧工程能耗数据进行监测，实时掌握各类能耗数据排放情况，通过与相关指标进行对比，以此作为桥隧工程施工过程节能减排指标，强化“绿色公路”节能减排建设过程。
45.针对路面工程建设过程产生的能耗进行统计监测：实时掌握各个能耗类型排放量，通过相关节能减排指标进行对比，判断路面工程实施过程是否达到“绿色公路”节能减排指标标准，并以此作为施工过程管理依据。
46.针对高速公路工程整体产生的能耗进行统计监测：高速公路工程的施工是一个综合的整体，“绿色高速”公路的需求同样是对高速公路整体施工过程能耗数据的要求，以工程整体进行能耗数据排放检测，可以有效掌握高速公路整体施工过程能耗情况，实时对不同施工过程进行调整，使其达到“绿色高速”公路建设标准，为“绿色高速”实现提供有效的决策依据。
47.实施例2
48.本实施例是对实施例1的进一步改进，重复的内容不再赘述。
49.根据一种优选的实施方式，应用模块3中的数据分析与展示单元5将建设工程的标段分为主标段和副标段。优选地，数据分析与展示单元5在主标段上收集异常能耗的能耗类型、持续时间和异常次数并与被监测界面等信息进行关联后得到关键词化的能耗数据。优选地，数据分析与展示单元5在副标段上进行能耗监测，以在该副标段产生能耗异常的情况
下将该能耗异常情况的类型和次数数据存储并依照主标段上的关键词化进行分类。上述主标段是指建设工程施工过程中的主要能耗点，包括土建工程、桥隧工程以及路面工程等。上述副标段是指建设工程施工过程中的次要能耗点，包括建材运输、设备启停、工程损耗等。主标段和副标段的建立能够增加对建设工程施工整体的掌控度，避免一些施工细节绕开监测系统或监测系统意外忽略异常能耗异常情况的发生，保证系统掌握每一异常能耗情况；并且能够对整个建设工程采用统一能耗控制标准或基于主标段和/或副标段的不同采用不同能耗控制标准，避免因为能耗控制标准未界定，导致能耗控制方案无法实施，以及避免出现未保证设备正常运行而强行减少能耗的情况。关键词化能耗数据的方法例如可以是：将一个或多个与关键词关联的数据或信息写入该关键词数据库中以建立关键词体系。例如设备类的由于长时间使用的能耗异常写入工作时长关键词中；设备类的频繁启动导致的能耗异常写入设备启停次数关键词中。将各类异常情况归类并建立一个完善的关键词体系，利用关键词体系标注数据特征，将能耗数据进行结构化分析，以便后续副标段进行数据整合。由若干个主标段和若干个副标段的能耗的分别监测与整合，实现对建设工程施工整体产生的能耗的统计监测，以对不同施工过程进行统一调整，使其达到低消耗、低排放、高效能、高效率、全过程以及全方位的建设工程施工。
50.优选地，数据分析与展示单元5将建设工程施工过程中的能耗异常情况的关键词进行存储。通过关键词统一存储能耗异常信息，能够便于数据分类和处理，以便于调用查看。优选地，数据分析与展示单元5在主标段上对本次能耗的异常情况进行关键词化分析，并且根据副标段的能耗异常情况在对应的关键词体系中进行能耗分级预警。分级预警例如是采用高风险、中风险和低风险等。分级预警的方法例如是建立能耗百分比阈值风险认定库，通过不同关键词下的不同能耗情况进行分数的划分。例如，设备异常的数值为五十分，而设备长时间工作能够是设备异常的数值的40％，依次累积入该关键词的数值上。数据分析与展示单元5根据对应分值进行能耗异常情况的分级预警判断。通过上述技术方案，本发明对不同施工阶段和不同标段能耗异常情况进行不同的分级预警，避免出现应不同标段能耗标准不同带来的难以进行施工提醒的问题，使得能耗监测更加合理并且符合实际施工的需要。
51.优选地，存储单元7对主标段和副标段的异常能耗情况和分级预警情况进行记录并且存储而避免主标段和副标段之间的数据传输。这样的设置方式能够对若干个副标段的监测质量进行保留评估，为下一类似的能耗异常情况提供数据参考。
52.优选地，数据分析与展示单元5响应于确定的分级预警对若干个主标段和/或若干个副标段进行不同程度和方式的施工过程的制止或干涉。例如，当该主标段或副标段的能耗异常情况被判断为低风险时，对施工过程进行预警并且限制，例如限制设备的用电量以及工作时长。当该主标段或副标段的能耗异常情况被判断为中风险时，对施工过程进行主动终止或强制修正以按照原决策所限定的减排方案或减少能耗方案进行施工。该主标段或副标段的能耗异常情况被判断为高风险时，终止该施工过程并且汇报能耗异常情况至上级部门以进行进一步决策。优选地，数据分析与展示单元5基于存储单元7中存储的该标段能耗异常情况的次数对该标段在同一预警分级内进行不同程度的制止或干涉。例如，在该主标段或副标段的能耗异常情况被判断为低风险且为存储单元7中首次出现时对该标段施工过程进行修正，修正后停止预警；在该主标段或副标段的能耗异常情况被判断为低风险且
多次出现该能耗异常情况时，对其施工过程进行高频监测以及汇报至上级管理部门。
53.优选地，建设工程施工过程中，数据分析与展示单元5对硬件采集设施设备进行远程实时监测，提供数据支撑。针对现有技术中设备终端所包含的数据过于杂乱，并且其所涵盖的各类能耗确实同一的定性标准，导致无法有效构建完善的全工程整体施工能耗统计及分析系统的问题，本技术能够通过在监测各类硬件采集设施设备的基础上进一步结合主标段和副标段的分类设计来解决能耗标准不统一、模型不统一带来的数据难以整合分析的问题和实现能耗标准的核准。
54.优选地，本技术提供的建设工程施工能耗及排放统计分析系统可以通过二次核准的方法解决现有技术的缺陷。具体地，“二次核准”是指基于设备的时空跟随变化对能耗数据中缺失或异常情况进行的初次核准，以及基于关键词体系进行工程模式、施工工艺以及能耗设备的划分以将对应的经过梳理划分的各类能耗数据通过不同算法进行第二次核准和标准燃煤量的统计。通过上述两次核准使得能耗监测将更符合真实情况。
55.优选地，上述二次核准的方法可以包括以下步骤：
56.s1：时空信息核查及标记
57.s 11：静态时空核查及标记
58.1、时空信息核查。在实际的施工过程中，重点设备可能仅存在一台或多台，无法满足多标段同时施工的需求，其重点设备的时空信息处于多种变化状态中，存在空间位置错误、设备使用时间不准确等情况，这会影响到后续施工过程的大数据整合和能耗分析，难以进行有效数据整理、录入和设备损耗统计，因此为了保证对监测的能耗数据进行准确计算，本发明通过设置于各主标段和副标段之间的交接处静态数据以进行设备转移和使用的记录和印证，使得本发明以动静核准的方式对上述现有技术的缺陷进行逐一排查。
59.2、时空标记。优选地，在进行设备转移信息的分类时，为准确判断设备的时空信息，将各主标段和副标段所施工的性质进行分类标记。例如桥隧工程、路面工程等，从而标记该设备所用于不同施工场景下的情况。
60.s 12：动态时空核查及标记
61.在数据分析与展示单元5实际进行数据监测时，常常会存在不同标段所计算能耗的方式不同并且各标段之间存在能耗重叠的问题。理论上，总的输入的能耗数据必然等于总的输出的能耗数据。实际监测过程中，总的输入的能耗数据的80％-95％才等于总的输出的能耗数据。本发明至少在能耗消耗的各节点进行时空标记，以高频分段的方式对各主标段和副标段进行动态时空核查。
62.s2：完整时空分析与初次核准
63.优选地，定义设备在施工整体过程中完成上一任务的时空能耗信息为：设备开始任务和结束任务的空间坐标和时间节点均留有时空信息和能耗数据。开始任务和结束任务之间的任意一段信息均含有其当前工作任务以及启停时间点。时空分析的目的就是对该设备在不同主标段或副标段进行的不同工作进行分类统计，从而针对不同主标段或副标段进行的不同施工工艺采取不同的设备能耗标准。优选地，施工工程中不同的主标段或副标段本身具有一定拓扑关系，其设备的使用也存在规律性。对上述特征和规律的总结并且核准即为对能耗数据中缺失或异常情况进行的初次核准。具体有以下几种核准方法：
64.1、根据设备与各主标段或副标段的空间位置核准。即通过设备进入各主标段或副
标段的轨迹情况初次核准设备的使用过程。此时，在各主标段或副标段中查看即可获取该设备的使用情况和能耗情况。
65.2、根据设备与各主标段或副标段的时间节点核准。即利用设备在一天或多天内使用过程中的重复性特征获取其使用过程。例如该设备在第一天留下去往某一主标段或副标段的信息，而第二天留下从某一主标段或副标段返回的信息，则判断该设备在过去一天内在该主标段或副标段进行对应的长时间施工，并且记录该使用情况和能耗情况。
66.3、根据设备的能耗变化核准。有时基于设备与各主标段或副标段的空间位置和/或时间节点核准仍存在多种可能性，此时结合设备的能耗变化情况做进一步判断以确立该设备在施工过程中所经历的不同施工阶段、工艺以及场景。
67.上述方法并非独立互斥，实际使用时需要多种方法结合才能使推断结果的可信度最大。
68.s3：二次核准
69.由于计算能耗的方式不同，其每一标段的能耗标准也不同。例如，存在某一工艺因为当前的设备瓶颈或操作瓶颈其不能达到较好的节能效果，而其又是不可缺少的施工过程，其能耗标准不可避免地需要符合实际工艺情况而与其余成熟的节能工艺区分开来。本发明的数据分析与展示单元5至少基于建立的关键词体系进行工程模式、施工工艺以及能耗设备的划分以将对应的经过梳理划分的各类能耗数据通过不同工艺和/或设备需要的不同能耗算法进行第二次核准和标准燃煤量的统计。上述第二次核准用于能耗标准的确立。优选地，数据分析与展示单元5基于主标段和/或副标段的不同在经过二次核准后采用不同能耗控制标准以对施工过程进行能耗控制。
70.在全文中，“优选地”所引导的特征仅为一种可选方式，不应理解为必须设置，故此申请人保留随时放弃或删除相关优选特征之权利。
71.需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。本发明说明书包含多项发明构思，诸如“优选地”、“根据一个优选实施方式”或“可选地”均表示相应段落公开了一个独立的构思，申请人保留根据每项发明构思提出分案申请的权利。

技术特征：
1.一种建设工程施工能耗及排放统计分析系统，包括：感知模块(1)：用于采集建设工程施工期内的能耗环境数据；传输模块(2)：用于将所述感知模块(1)采集的能耗环境数据传输至应用模块(3)；应用模块(3)：用于对所述传输模块(2)传递的能耗环境数据进行处理，以获取建设工程施工期内的能耗结果；其特征在于，所述应用模块(3)还被配置为：基于建设工程中所处的施工阶段和施工标段选择三种能耗分析方式中的至少一种以对建设工程施工期内的能耗环境数据进行处理，其中，所述三种能耗分析方式包括标段总能耗分析、重点施工区能耗分析和能耗设备分析。2.根据权利要求1所述的建设工程施工能耗及排放统计分析系统，其特征在于，在所述应用模块(3)选择所述标段总能耗分析的情况下，所述应用模块(3)被配置为：基于建设工程的标段进行划分，统计由所述感知模块(1)采集到的能耗环境数据，并且基于每一标段内的能耗数据类型对所述能耗环境数据进行划分，以将所述能耗环境数据换算成标准煤数据，以此进行同比和环比得到标段能耗数据。3.根据权利要求1或2所述的建设工程施工能耗及排放统计分析系统，其特征在于，所述同比是指所述感知模块(1)采集的所述能耗环境数据的时间期与预设固定时间期之比，以表明建设工程能耗的变化速率，所述环比是指所述感知模块(1)采集的所述能耗环境数据的时间期与前一时间期之比，以表明能耗环境数据逐期的变化速率。4.根据权利要求1～3任一项所述的建设工程施工能耗及排放统计分析系统，其特征在于，在所述应用模块(3)选择所述重点施工区能耗分析的情况下，所述应用模块(3)被配置为：对建设工程内的重点施工区进行能耗数据统计分析，基于所述重点施工区的能耗数据类型对所述能耗环境数据进行处理，以将所述能耗环境数据换算成标准煤数据，并且基于所述重点施工区的各时间段的能耗数据进行同比比较，以得到重点施工区能耗数据。5.根据权利要求1～4任一项所述的建设工程施工能耗及排放统计分析系统，其特征在于，所述应用模块(3)基于建设工程的实施阶段和工程范围将建设工程划分成若干个标段，并且基于建设工程施工期内能耗的消耗排名将建设工程划分出若干个重点施工区，其中，所述重点施工区是随施工进程的发展而进行周期性选择的。6.根据权利要求1～5任一项所述的建设工程施工能耗及排放统计分析系统，其特征在于，在所述应用模块(3)选择所述能耗设备分析的情况下，所述应用模块(3)被配置为：对能耗设备进行分析统计，基于各能耗设备在同一时间段内的能耗的动态趋势，获取能耗设备采集数据量，其中，所述能耗设备采集数据量用于评估各节能减排技术的实施效果。7.根据权利要求1～6任一项所述的建设工程施工能耗及排放统计分析系统，其特征在于，所述应用模块(3)包括：数据解析单元，基于各能耗设备的数据格式和数据类型对所述能耗环境数据进行编解码，
数据采集单元(6)，与所述感知模块(1)连接以进行数据交互，并且将采集到的所述能耗环境数据的量值转换成数字量，将所述数字量基于各能耗设备的数据传输方式传输至所述数据解析单元中。8.根据权利要求1～7任一项所述的建设工程施工能耗及排放统计分析系统，其特征在于，所述数据解析单元还被配置为：接收到由所述数据采集单元(6)传输的数据报文后，按指定的数据格式去验证所述数据报文的数据完整性和数据正确性，在验证通过之后按指定数据格式进行分解和读取所述数据报文的数据，以获取能耗设备采集数据量。9.根据权利要求1～8任一项所述的建设工程施工能耗及排放统计分析系统，其特征在于，所述系统还包括用于向用户展示管理区域内的设备地理位置信息和设备能耗数据的展示模块(4)，所述展示模块(4)包括：数据报表单元，用于将采集的数据和/或人工填报的数据生成为报表，所述数据报表单元基于三种标准中的至少一种进行能耗设备采集数据量整合处理并且生成为报表。10.根据权利要求1～9任一项所述的建设工程施工能耗及排放统计分析系统，其特征在于，所述数据报表单元被配置为：基于各能耗类型的能耗设备采集数据量按照时间轴变化生成报表；基于建设工程的标段划分能耗设备采集数据量，将所述能耗设备采集数据量对标于建设工程的若干个施工过程中；统一能耗设备采集数据量的能耗标准，将各能耗类型的数据转换为标准燃煤量。

技术总结
本发明涉及一种建设工程施工能耗及排放统计分析系统，包括：感知模块、传输模块和应用模块。应用模块用于对传输模块传递的采集设备的采集数据进行处理和分析，以获取建设工程施工期内的能耗结果；其中，应用模块还被配置为：基于建设工程施工阶段的不同和所处施工标段的不同进行场景需求分析和数据处理，以展示能耗关键因素和提供施工决策的数据依据。本发明旨在解决由于现有建设工程管理模式多样、施工工程复杂、施工工艺多样，建设工程能耗与碳排放缺乏系统的分析梳理，没有得到系统完整的数据支撑，造成了绿色建设工程决策管理缺乏依据、绿色建设工程技术难以定量评价等技术问题。题。题。


技术研发人员：曹子龙 张毅 陈书雪 王雪成 凤振华 张海颖 李忠奎 郭杰 毕清华 周亚林 苏田田 王双 王婉佼 喻洁 严义斌 刘畅 王宝春 余静
受保护的技术使用者：交通运输部科学研究院
技术研发日：2023.05.11
技术公布日：2023/8/6