创新算法获发明专利，实时监控5万小时的测温设备“物联网”改变供暖生活

通过物联网大数据监测平台，工作人员在终端就能看到供热末端的温度变化。 （刘彪 摄）

过了立秋，人们开始寻思着供暖。济南市章丘区明眼泉小区，徐老太正在树下乘凉，几个身穿济南和盛热力工作服的施工人员，正准备更换供热管道阀门。

徐老太不理解，上个供暖季，小区供暖效果好多了，冷热不均问题也都解决了，为什么还要维修？其实，她还有更不明白的，去年小区每个单元供暖管道回路上安装上的小黑盒子，究竟有什么用处。

济南和盛热力与安装小黑盒子的章丘联通公司给出了答案。这些变化都来自科技的力量，小黑盒子是“基于NB-IoT技术的供热管网测温系统”的外在表象，这套系统的使用产生了更多的社会效益和经济效益，比如，最高可节能17%，减少投诉25%……

小黑盒子连续独立作战“5万小时”

见到“基于NB-IoT技术的供热管网测温系统”项目牵头人、章丘联通公司总经理苏涛时，他正拿着一个小黑盒子端详，“不要小看这个东西，安装到供热管网上，它就能在寂寞、僻静的地方独立连续工作5万小时，实时监控供暖情况。”

从苏涛的话语中不难看出，他对这个小东西有很深感情。2017年，苏涛调任章丘区工作，彼时，企业上云、工业互联网刚开始在全社会流行；通信行业里，这一年被称为NB-IoT商用元年。

所谓“NB-IoT”，也就是窄带物联网，万物互联网络的一个重要分支，它支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接，具有覆盖广、多连接、速率快、成本低、功耗低、架构优等特点；物联网也被称为世界信息产业革命的第三次浪潮。

苏涛记得很清楚，这一年，国家工信部下发《全面推进移动物联网(NB-IoT)建设发展的通知》，明确了建设路线图和时间表。在这一背景下，以传统专线、手机卡为业务主攻方向的联通公司能做什么？苏涛陷入了沉思。

“既然整个社会都在从消费互联网向工业互联网过渡，人与人之间的联系也正在向万物互联扩展，我们为什么不能突破原有传统业务范畴，积极创新，向服务产业转型升级拓展，寻找新的业务蓝海？”苏涛说。

解决行业痛点“节能、冷热不均”

说干就干，苏涛开始密集调研，章丘区工业门类齐全的产业结构，也为其全面调研提供了前提条件。他给自己定了几条规矩，必须是行业刚需，还得贴近民生，能助力节能减排、环境改善，产生经济效益和社会效益。

苏涛接触到了济南和盛热力，这是济南热力集团控股的子公司，负责章丘区13万户家庭的供暖任务。众所周知，北方城市集中供暖大多都是热电厂发电的余热回收再利用，通过城市主管网（一次管网）到达居民小区，经小区换热站之后，通过二次管网入户。

“这种供暖方式带来的一种现象是，二次管网会出现水力失调，带来的直接结果是，同一供热管路中不同位置的用户，会出现冷热不均现象，这种情况在老旧小区体现更为明显。”济南和盛热力生产技术部经理李盟说。

冬季暖气片不热，老百姓就会投诉；太热的，又会造成能源浪费，怎么办？传统解决方式是，定期测量暖气管道温度，然后调节阀门，不热的用户，松一松阀门，使更多热量能流进来；太热的用户，紧一紧阀门，减少热量流入。

“传统方式主要靠人工测温，费时费力不说，数据还不准确、不及时，汇总也存在困难。”李盟说，用有线温度采集设备，需要布线、接电，实施困难；用GPRS、4G无线传输采集温度，功耗大，需要接电，投资大。

18个月科研攻关

获发明专利

“我认为传统采温方式的弊端就两点，一是需要解决数据传输问题，必须是无线传输，有线施工量大。”苏涛说，“二是测温设备的供电问题，鉴于一般供热管网不具备有线接电条件，就必须保证电池长时间供电。”

解决这个问题一般有两种方式，一是电池容量要足够大，这在现有技术条件下，短时间内解决不了；二是提升测温设备功率，或者说用电量要足够小，但即使采用普通纽扣锂电池也不能确保长时间供电。

分析出解决问题的关键所在，苏涛带领科研团队开始集中攻关，数据传输问题，他们决定采用协议封闭最晚、技术最领先的NB-IoT技术，除了因为前面提到的优点之外，更重要的原因是，中国联通早在2015年就开始布局，2017年便实现规模化商用，2018年实现了网络全覆盖。

“第二个关键点是测温设备，不仅需要温度采集功能，还需要具备数据存储、分析、传输等功能。”苏涛说，他的团队经过18个月科研攻关，终于创新出一种算法，可以实现超低功率工作，耗电量非常小。因此，他的团队获得了一项国家发明专利。

经过测试，设备数据显示，采集温度范围为- 40℃～150℃，采集精度为± 0.1℃；配备高性能锂亚电池供电，超低功耗，可连续工作5万小时；内置物联网卡，NB-IOT无线传输，到后台后，在可视化大数据平台上展现。

“毫无悬念”获科技进步奖一等奖

在济南和盛热力调度中心，记者见到了章丘联通为其打造的NB-IOT物联网大数据监测平台，上面清晰可见各供暖小区的温度状况及历史数据，初期各小区各单元件的冷热不均现象，逐步被冷热均衡、标准化供热所取代。

综合测算数据显示，在初期试点的7个供电站点、1500个单元中，20192020年供暖季比上一个供暖季总计节能超过190万元，节能率最低的站点超过5%，最高的站点可达到17%；总体用户投诉率降低了25%。

“通过这套系统，我们能时时、清晰看到哪儿出现了供暖异常，在用户还未感知之前，就及时派人采取措施解决了。”李盟说，如今，他们搞大修，为下一个供暖季做准备，也以这套系统提供的数据为依据。

上面提到的徐老太所在小区的供暖阀门维修，便以大数据为基础。得到了实惠，今年，济南和盛热力又在实施二期工程，扩大试点面。这套系统在应用中的优异表现，被山东省物联网协会所认可，获得今年评定的科技进步奖一等奖第一名。

这个奖项分量不轻，参与者既有山东大学、山东科技大学等高校，还有山东省科学院激光研究所、山东省农科院科技信息研究所等科研院所，还有山东矩阵软件、锋士信息、赤子城网络等专业科技公司等。

为什么章丘联通为济南和盛热力打造的这套系统能获得一等奖第一名？由国家智慧城市标准化工作组、山东省科学院等单位参与组成的评审组给出的理由很充分：这个项目应用于实践，获得了市场认可，产生了实实在在的经济效益和社会效益。

“这也许就是我国要强力推进物联网、工业互联网发展，济南要打造‘智造济南’的原因所在吧。”不过，苏涛还不满足，当下，他在带领团队科研攻关，实现供热温度远程实时操控，不用人工再到现场调节，估计很快就能出成果。

（本报记者 刘彪）

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