炎炎夏日,熙熙攘攘的旅客穿梭在廣州白云機(jī)場(chǎng)航站樓出發(fā)大廳內(nèi),即便人流密集,航站樓內(nèi)也始終保持“26攝氏度春風(fēng)”拂面,清爽宜人。而在人流相對(duì)較少的區(qū)域,溫度也不會(huì)過(guò)低,恰到好處。在這份清涼、舒適背后,是廣東機(jī)場(chǎng)白云信息科技股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱“白云信科”)機(jī)場(chǎng)航站樓智慧環(huán)境安全與節(jié)能實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)歷時(shí)兩年精心開發(fā)的白云機(jī)場(chǎng)空調(diào)智慧節(jié)能系統(tǒng)在精準(zhǔn)“操盤”。
人均空調(diào)能耗同比減少5.7%
航站樓溫度調(diào)控是行業(yè)公認(rèn)的棘手問(wèn)題,主要難在航站樓需要同時(shí)兼顧時(shí)間和空間的動(dòng)態(tài)變化。從時(shí)間和空間來(lái)看,因航站樓宏大的建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn),即便空調(diào)全部開足馬力制冷,也要等上一段時(shí)間才能明顯降溫,溫度調(diào)整存在明顯的滯后性。而且不同時(shí)段航站樓需要的冷量不一樣,在旅客多、太陽(yáng)照射強(qiáng)的時(shí)候,冷量需求大,反之冷量需求少。在安檢通道、登機(jī)口等旅客密集區(qū)域,則需要更強(qiáng)的局部供冷。
再看空調(diào)系統(tǒng)本身,由于其構(gòu)造復(fù)雜,為冷量供給兼顧舒適度和節(jié)能性帶來(lái)一定困難。以往,空調(diào)系統(tǒng)維護(hù)人員在機(jī)房里調(diào)節(jié)制冷參數(shù)時(shí),要面對(duì)隨時(shí)變化的溫度和環(huán)境,且大多憑經(jīng)驗(yàn)供冷,因此無(wú)法精準(zhǔn)判斷動(dòng)態(tài)冷量需求,難以精準(zhǔn)平衡冷量供給的舒適度與節(jié)能性。
為破解航站樓空調(diào)智能調(diào)控難題,白云信科成立研發(fā)團(tuán)隊(duì),啟動(dòng)白云機(jī)場(chǎng)航站樓空調(diào)智慧節(jié)能算法研發(fā)工作,構(gòu)建了“需求側(cè)精準(zhǔn)預(yù)測(cè)+供給側(cè)智能調(diào)控”的協(xié)同算法體系,開發(fā)了白云機(jī)場(chǎng)空調(diào)智慧節(jié)能系統(tǒng),為機(jī)場(chǎng)空調(diào)智慧化管理開辟了新路徑。
空調(diào)智慧節(jié)能系統(tǒng)
白云機(jī)場(chǎng)空調(diào)智慧節(jié)能系統(tǒng)的投用,給工作人員帶來(lái)了極大便利??照{(diào)運(yùn)維工程師表示:“這套算法系統(tǒng)讓我們的空調(diào)管理實(shí)現(xiàn)了‘用數(shù)據(jù)說(shuō)話,讓算法決策’的智慧化管理,極大減輕了我們的運(yùn)維壓力。”據(jù)統(tǒng)計(jì),廣州白云機(jī)場(chǎng)2024年1月~6月人均空調(diào)能耗約1.004千瓦時(shí),2025年1月~6月人均空調(diào)能耗約0.9468千瓦時(shí),同比減少5.7%,算法節(jié)能效果明顯。
在滿足冷量需求的前提下實(shí)現(xiàn)最小能耗
在冷量需求側(cè),研發(fā)團(tuán)隊(duì)自主開發(fā)了集成多區(qū)域室溫神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)大滯后預(yù)測(cè)模型、中央空調(diào)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)用能趨勢(shì)預(yù)測(cè)模型等11個(gè)子算法協(xié)同工作的冷量需求預(yù)測(cè)工具。
據(jù)相關(guān)工作人員介紹,冷量需求預(yù)測(cè)工具應(yīng)用的循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具備模擬時(shí)序數(shù)據(jù)的深度挖掘能力與規(guī)律提取機(jī)制,可通過(guò)整合室外氣象參數(shù)、室內(nèi)環(huán)境指標(biāo)、旅客流動(dòng)軌跡和空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行工況等多維度歷史數(shù)據(jù),基于海量信息的特征提取與模式識(shí)別,精準(zhǔn)輸出航站樓各時(shí)空維度的冷量需求。
更關(guān)鍵的是,循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具備持續(xù)迭代的自適應(yīng)優(yōu)化能力,能隨著數(shù)據(jù)積累不斷提升預(yù)測(cè)精度,從根本上解決運(yùn)維人員難以精準(zhǔn)判斷動(dòng)態(tài)冷量需求的難點(diǎn)。
在冷量供給側(cè),空調(diào)智慧節(jié)能系統(tǒng)協(xié)同算法體系的核心目標(biāo)是在滿足冷量需求的前提下實(shí)現(xiàn)最小能耗。為此,研發(fā)團(tuán)隊(duì)制定了“先定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),后作動(dòng)態(tài)調(diào)度”的策略。首先,通過(guò)深度挖掘歷史能耗數(shù)據(jù)、設(shè)備特性和冷量供需規(guī)律,構(gòu)建了涵蓋峰谷時(shí)段劃分、區(qū)域負(fù)荷等級(jí)分級(jí)、設(shè)備能效閾值設(shè)定等關(guān)鍵維度的空調(diào)能耗標(biāo)準(zhǔn)模型,明確了不同場(chǎng)景下能耗的合理邊界與最優(yōu)目標(biāo)。
在此基礎(chǔ)上,研發(fā)團(tuán)隊(duì)又開發(fā)了空調(diào)設(shè)備智能控制工具,通過(guò)實(shí)時(shí)接收冷量需求預(yù)測(cè)數(shù)據(jù),結(jié)合能耗標(biāo)準(zhǔn)模型的約束條件,對(duì)冷水機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管、冷卻塔等空調(diào)設(shè)備群進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化計(jì)算,制訂最優(yōu)的設(shè)備運(yùn)行方案。
相關(guān)工作人員介紹,空調(diào)設(shè)備智能控制工具相當(dāng)于系統(tǒng)的智能調(diào)度中樞,實(shí)現(xiàn)在客流高峰到來(lái)前,提前啟動(dòng)多臺(tái)冷水機(jī)組預(yù)冷;在高峰時(shí)段,維持恒溫運(yùn)行;在低谷時(shí)段,根據(jù)實(shí)時(shí)需求動(dòng)態(tài)關(guān)停冗余設(shè)備,減少無(wú)效冷量輸出。運(yùn)維人員再也無(wú)須憑經(jīng)驗(yàn)手動(dòng)調(diào)整參數(shù),而是依據(jù)系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行高效的審核與決策,從“憑經(jīng)驗(yàn)干活”變成“按數(shù)據(jù)決策”。對(duì)旅客而言,這意味著無(wú)論身處航站樓內(nèi)何處,都能享受到穩(wěn)定、舒適的“26攝氏度春風(fēng)”。
空調(diào)智慧節(jié)能系統(tǒng)減輕運(yùn)維壓力(李慶泰/攝)
將溫度預(yù)測(cè)誤差控制在±0.5攝氏度以內(nèi)
除事前預(yù)測(cè)、事中調(diào)度,研發(fā)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的空調(diào)能耗標(biāo)準(zhǔn)模型還能同步監(jiān)測(cè)方案執(zhí)行中的能效變化。當(dāng)設(shè)備節(jié)能效果低于標(biāo)準(zhǔn)時(shí),系統(tǒng)會(huì)立即發(fā)出提醒。節(jié)能方案執(zhí)行完成后,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成節(jié)能效果分析報(bào)表,清楚地顯示實(shí)際節(jié)能情況與最理想狀態(tài)之間的差距,最終實(shí)現(xiàn)“標(biāo)準(zhǔn)可算、執(zhí)行可測(cè)、效果可比”的供給側(cè)節(jié)能閉環(huán)管理。
2024年2月,廣州白云機(jī)場(chǎng)空調(diào)智慧節(jié)能系統(tǒng)在機(jī)場(chǎng)T1航站樓西一、西二指廊正式啟動(dòng)試運(yùn)行。經(jīng)過(guò)3個(gè)月的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,算法調(diào)控區(qū)域較人工調(diào)控區(qū)域總用電能耗減少15%,節(jié)能效果顯著。
在同年暑運(yùn)高峰期,空調(diào)智慧節(jié)能系統(tǒng)的算法成功預(yù)判了出發(fā)大廳受強(qiáng)烈日照將出現(xiàn)局部溫度異常上升的情況。根據(jù)系統(tǒng)指令,空調(diào)運(yùn)維人員提前3小時(shí)啟動(dòng)增強(qiáng)制冷,提前1小時(shí)加大送風(fēng)強(qiáng)度,確保了航站樓內(nèi)溫度適宜。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)還表明,空調(diào)智慧節(jié)能系統(tǒng)預(yù)測(cè)的溫度誤差可控制在±0.5攝氏度以內(nèi),做到了節(jié)能與舒適兩不誤。
目前,白云機(jī)場(chǎng)空調(diào)智慧節(jié)能算法已獲國(guó)家發(fā)明專利1項(xiàng)、軟件著作權(quán)16項(xiàng),技術(shù)成果經(jīng)中國(guó)航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)評(píng)價(jià)認(rèn)定為“國(guó)內(nèi)領(lǐng)先”,榮獲民航科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)三等獎(jiǎng),并成功入選中國(guó)民用機(jī)場(chǎng)協(xié)會(huì)“四型機(jī)場(chǎng)(綠色)發(fā)展優(yōu)秀實(shí)踐案例”。此外,廣州白云機(jī)場(chǎng)、白云信科、大連理工大學(xué)等單位聯(lián)合編寫的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《機(jī)場(chǎng)航站樓環(huán)境控制系統(tǒng)信息模型標(biāo)準(zhǔn)》(T/CECS1457-2023),也已正式通過(guò)中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)審查并頒布實(shí)施,有效填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)機(jī)場(chǎng)在航站樓環(huán)境控制信息模型方面的技術(shù)規(guī)范空白。
未來(lái),白云信科將持續(xù)推動(dòng)創(chuàng)新,深化技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的結(jié)合,進(jìn)一步挖掘機(jī)場(chǎng)節(jié)能減排潛力,為綠色、低碳機(jī)場(chǎng)建設(shè)貢獻(xiàn)更多科技力量。(中國(guó)民航報(bào) 通訊員項(xiàng)嘉懿、王婷)
(本文刊載于中國(guó)民航報(bào)2025年8月20日8版)
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編輯|張 薇
校對(duì)|張 彤
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