原創(chuàng)：2023年基于5G網(wǎng)絡(luò)的智慧光伏管理系統(tǒng)應(yīng)用規(guī)劃方案

基于5G的智慧光伏運維管理系統(tǒng)應(yīng)用規(guī)劃方案基于5G的智慧光伏運維管理系統(tǒng)應(yīng)用規(guī)劃方案二〇二二年十月-17-項目概述項目背景2013年德國聯(lián)邦政府提出了“工業(yè)4.0”的概念，倡導(dǎo)以高度數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、機器自組織為標(biāo)志的第四次工業(yè)革命，旨在提升工業(yè)生產(chǎn)的智能化水平。2014年，我國提出了“中國制造2025”，其內(nèi)涵指在信息化與工業(yè)化深度融合的背景下，應(yīng)對互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、5G等信息領(lǐng)域新技術(shù)發(fā)展，推進重點行業(yè)智能轉(zhuǎn)型升級，提高資源利用效率，加快構(gòu)建高效、清潔、低碳、循環(huán)的綠色工業(yè)體系。隨后智慧能源企業(yè)概念應(yīng)運而生。截至2018年底，全國光伏發(fā)電裝機達到1.74億千瓦，較上年新增4426萬千瓦，同比增長34%。全國光伏發(fā)電量1775億千瓦時，同比增長50%；平均利用小時數(shù)1115小時，同比增加37小時。2018年，全國光伏發(fā)電棄光電量54.9億千瓦時，同比減少18.0億千瓦時；棄光率3%，同比下降2.8個百分點，實現(xiàn)棄光電量和棄光率“雙降”。根據(jù)“十三五規(guī)劃”，到2020年我國分布式光伏裝機達60GW，未來幾年分布式光伏將進入增長快車道。XXXX光伏電站組件數(shù)量達百萬塊、占地達萬畝，發(fā)電設(shè)備分散，維護工作量巨大：光伏發(fā)電故障點的判斷與現(xiàn)場定位消耗大量的人力與時間；現(xiàn)場視頻監(jiān)控點近百個，以人工方式遍歷難以及時發(fā)現(xiàn)煙、火、外物侵入；各類統(tǒng)計分析報表信息系統(tǒng)支持不力等等。因此，全面開展智慧光伏的建設(shè)探索與實踐，是提高發(fā)電設(shè)備運行效率，提升光伏電站管理水平有效手段。本項目采用5G、大數(shù)據(jù)理念，提供集中監(jiān)控、智能診斷服務(wù)；建立動態(tài)數(shù)字化電站，全方位、集中化監(jiān)控現(xiàn)場運行狀態(tài)、全面展現(xiàn)指標(biāo)化經(jīng)營理念；依托大數(shù)據(jù)分析、人工智能等先進技術(shù)，實現(xiàn)電站運行管理的預(yù)警預(yù)測與故障診斷，形成在集團內(nèi)部乃至全國采用技術(shù)手段促進發(fā)電效率提升的示范作用，成為能源行業(yè)、電力系統(tǒng)的一個創(chuàng)新亮點，對于“大數(shù)據(jù)+”在傳統(tǒng)行業(yè)的推廣與應(yīng)用將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的推動作用。行業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢2013年到2018年，我國的光伏產(chǎn)業(yè)市場迎來了快速發(fā)展的時期，國內(nèi)的光伏市場在這一時期很快就升級成了全球最大的光伏市場。隨著時間的推移，我國的社會經(jīng)濟情況和市場環(huán)境都發(fā)生了巨大的變化。在各項政策的支持下，政策推進光伏產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展。2019年，我國光伏發(fā)電建設(shè)管理政策經(jīng)歷了一次重大改革和創(chuàng)新，直接將光伏行業(yè)進入到差異化競爭時代。光伏電站將逐步進入平價上網(wǎng)時代。到今年年底，全球光伏市場新增規(guī)模預(yù)計可達130GW，與2004年的1GW相比，15年來的年均復(fù)合增長率為38%，是世界范圍內(nèi)增長最快的行業(yè)之一。未來的能源互聯(lián)網(wǎng)將在現(xiàn)有電網(wǎng)基礎(chǔ)上，通過先進的5G通信技術(shù)、電力電子技術(shù)和信息技術(shù)，實現(xiàn)能量和信息雙向流動的電力互聯(lián)共享網(wǎng)絡(luò)。能源互聯(lián)網(wǎng)具有由太陽能等可再生能源作為主要能量供應(yīng)來源的特征，分布式能量收集和存儲的特性，將分布式發(fā)電裝置、儲能裝置和負(fù)載組成的微型能源網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)起來的特性等。隨著光伏發(fā)電等波動性電源比例的提高，要求電源側(cè)具備更大的調(diào)節(jié)能力，分布式儲能將得到普及，主動式配電網(wǎng)也將應(yīng)運而生。太陽能發(fā)電和其他可再生能源、儲能互補發(fā)電，并與負(fù)荷一起形成既可并網(wǎng)、又可孤網(wǎng)運行的微型電網(wǎng)，將是太陽能發(fā)電的一種新應(yīng)用形式，既適用于邊遠(yuǎn)農(nóng)牧區(qū)、海島供電，也適合聯(lián)網(wǎng)運行作為電網(wǎng)可控發(fā)電單元。與風(fēng)電等其他清潔能源相比，光伏發(fā)電與工商業(yè)用電峰值基本匹配，因此光伏相比于其他可再生能源更適用于分布式應(yīng)用。發(fā)展分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)勢在于其經(jīng)濟、環(huán)保，能夠提高供電安全可靠性以及解決邊遠(yuǎn)地區(qū)用電等。隨著新能源光伏發(fā)電行業(yè)新技術(shù)發(fā)展，基于5G網(wǎng)絡(luò)等先進技術(shù)實現(xiàn)光伏電站智慧化應(yīng)用已迫在眉睫，提升光伏電站生產(chǎn)的設(shè)備可靠性，夯實安全基礎(chǔ)，實施精細(xì)化的生產(chǎn)管理，降低運營成本是光伏電站的必然之路。項目必要性存在的問題數(shù)據(jù)孤島和“煙囪”式開發(fā)問題1、數(shù)據(jù)孤島問題。不同應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)建獨立的數(shù)據(jù)庫，導(dǎo)致同一份數(shù)據(jù)存在于多個業(yè)務(wù)系統(tǒng)內(nèi)且內(nèi)容不一致，缺少統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)管理流程，出現(xiàn)質(zhì)量問題時往往無法有效追溯并修正，數(shù)據(jù)無法共享，數(shù)據(jù)可發(fā)揮效率低下，無法進行數(shù)據(jù)深度挖掘；2、“煙囪”式開發(fā)問題?！盁焽琛笔郊軜?gòu)是傳統(tǒng)企業(yè)系統(tǒng)開發(fā)的弊病，不同系統(tǒng)獨立建設(shè)、獨立開發(fā)服務(wù)和應(yīng)用，帶來安全、運維、升級、部署等通用功能的重復(fù)開發(fā)和重復(fù)投入問題，這種低復(fù)用率帶來了巨大資源的浪費，尤其是數(shù)據(jù)資源的浪費。光伏電站面積大、設(shè)備眾多、精細(xì)化管理困難光伏電站總體北髙南低，東西向長1.14km，南北向長1.62km。髙程2I57m-2254m，占地面積約2670畝。周圍邊界長度10余km。一期30MWp共計25個光伏區(qū)；二期30MWp,共30個光伏區(qū)；三期40MWp,共25個光伏區(qū)。已建成共計100MWp。共計光伏組件312332塊、匯流箱745臺、175臺逆變器、80個光伏陣列等。公司現(xiàn)有員工22人，其中生產(chǎn)人員16人，人力資源有限。場站分布廣、設(shè)備眾多而分散，已建成的各生產(chǎn)控制系統(tǒng)功能有限、生產(chǎn)管理系統(tǒng)未建立等，給電站精細(xì)化管理帶來諸多困難。通過智慧化應(yīng)用三維電站平臺和電子地圖，精準(zhǔn)定位光伏場站設(shè)備、人員、安防和防火隱患等；建立智慧化一體管控平臺智慧應(yīng)用多重高級功能，達到新能源企業(yè)精細(xì)化管理的要求。新信息化技術(shù)應(yīng)用不足，管理手段有限光伏電站控制簡單，設(shè)備眾多，各信息系統(tǒng)相對獨立，功能有限，高級應(yīng)用功能缺乏，無法發(fā)揮信息化管控能力，無法實現(xiàn)智慧化應(yīng)用。如：計算機監(jiān)控系統(tǒng)智能報警功能有限，無法實現(xiàn)智能報警，需要人工查詢等。電站未建立生產(chǎn)管理系統(tǒng)，無法開展設(shè)備健康評價和可靠性分析，現(xiàn)有的分析手段有限，造成數(shù)據(jù)統(tǒng)計不精準(zhǔn)、不規(guī)范，信息數(shù)據(jù)時效性差等困難，未部署智能兩票系統(tǒng)，現(xiàn)場作業(yè)無法實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，存在安全風(fēng)險等。通過建立智慧化應(yīng)用平臺，實現(xiàn)設(shè)備智能管理，安全生產(chǎn)過程有效管控，生產(chǎn)管理精細(xì)化，解決電廠生產(chǎn)實際問題，開展設(shè)備健康評價和可靠性分析，促進管理提升和效益提升。邊界安全管控、場站防火預(yù)警能力有待提高光伏電站東西向長1.14km，南北向長1.62km。占地面積約2670畝。周圍邊界長度10多km。共計80個光伏陣列，場站內(nèi)道路縱橫，光伏組件布置復(fù)雜等原因，均不利于場站內(nèi)部人員出入安全管控，防火預(yù)警要求等。光伏電站周圍邊界長度10多km，地形復(fù)雜多變，坡度變化大，如何實現(xiàn)邊界安全管控，是光伏電站面臨的重要問題。近年來光伏電站火災(zāi)事故頻發(fā)，光伏場站山火、電氣設(shè)備故障和雷電引發(fā)是主要原因，同時給光伏電站運行帶來極大危害，如何控制光伏電站火災(zāi)事故，提前實現(xiàn)火災(zāi)預(yù)警是光伏電站重要的安全課題。通過建立光伏電站周界防護，在重要區(qū)域部署無死角全天候智能攝像頭，并通過聯(lián)動電子地圖，實現(xiàn)報警和抓拍功能，保證電站邊界安全。已建成的系統(tǒng)功能單一、無法融合實現(xiàn)智慧化應(yīng)用光伏電站已建成的系統(tǒng)有計算機監(jiān)控系統(tǒng)、AGC/AVC、SVG控制、風(fēng)功率預(yù)測、視頻監(jiān)控、點巡檢系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等，各系統(tǒng)采用不同的廠家建設(shè)，沒有完全實現(xiàn)數(shù)據(jù)融合和系統(tǒng)交叉共享使用，各系統(tǒng)相對獨立，功能單一，與電站實際需求存在差異性較大。如計算機監(jiān)控?zé)o法實現(xiàn)設(shè)備異常智能報警，無法定位光伏串組故障點；各系統(tǒng)無法實現(xiàn)聯(lián)動，采用人工報表等等，影響電站實際運維工作，無法實現(xiàn)智慧化應(yīng)用要求。項目建設(shè)的必要性根據(jù)發(fā)電企業(yè)發(fā)展的狀況和趨勢，以及光伏電站運營的特點，按照集團公司對新能源公司精細(xì)化管理要求，基本實現(xiàn)“集中監(jiān)控、無人值班、少人值守”的目標(biāo)要求，光伏電站智慧化應(yīng)用是發(fā)展的必然趨勢，夯實企業(yè)安全基礎(chǔ)、保障安全生產(chǎn)穩(wěn)定運行、實現(xiàn)精細(xì)化管理的必要手段。更是提高發(fā)電企業(yè)運行維護水平、降低人資成本、改善勞動條件、提高經(jīng)濟效益的有效途徑。光伏電場站面積大、設(shè)備眾多、已建成的系統(tǒng)功能有限，精細(xì)化管理困難，新信息化技術(shù)應(yīng)用不足，管理手段有限，邊界安全管控和場站防山火預(yù)警能力有待提高等。通過建設(shè)智慧光伏一體化平臺，能有效解決目前電站運營和管理的問題。開展設(shè)備故障預(yù)警與診斷，提高光資源利用率和發(fā)電效益老鷹巖光伏電站設(shè)備包含光伏組件312332塊、組串約16000組、匯流箱745臺、175臺逆變器、80個光伏陣列和箱變等，因光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)主要功能是控制監(jiān)視，無法實現(xiàn)智能報警診斷和精準(zhǔn)定位，僅依靠運行人員發(fā)現(xiàn)諸多光伏發(fā)電設(shè)備組件困難，一定程度上影響消缺及時率和發(fā)電效應(yīng)，同時光伏場站面積廣大，精準(zhǔn)定位查找故障異常點困難，利用電子地圖導(dǎo)航和智能報警診斷功能，對設(shè)備缺陷進行診斷并推出處理方案，實現(xiàn)迅速消缺，提高資源利用率和發(fā)電效益。開展設(shè)備健康指標(biāo)和劣化趨勢分析，實現(xiàn)設(shè)備健康穩(wěn)定運行老鷹巖光伏電站設(shè)備包含光伏組件312332塊、匯流箱745臺、175臺逆變器，80臺箱變設(shè)備等，已建成的計算機監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)并不具備精細(xì)化分析的能力，如何對眾多設(shè)備實現(xiàn)健康指標(biāo)和劣化趨勢分析，僅僅依靠人工手段遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。建立智慧化一體平臺，利用大數(shù)據(jù)開展設(shè)備分析，是光伏電站智慧應(yīng)用的重要手段，通過設(shè)備的運行的歷史數(shù)據(jù)、關(guān)聯(lián)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析，對眾多設(shè)備進行量化指標(biāo)分析，精準(zhǔn)掌握光伏電站眾多設(shè)備的健康運行狀態(tài)和趨勢變化，及時進行維護和檢修工作，保證設(shè)備安全運行，提高發(fā)電效應(yīng)，是光伏電站智慧化應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。部署場區(qū)域防火預(yù)警、邊界防護和兩票系統(tǒng)，夯實企業(yè)本質(zhì)安全近年來光伏電站火災(zāi)事故頻發(fā)，光伏場站山火、電氣設(shè)備故障和雷電是引發(fā)火災(zāi)主要原因，給光伏電站運行帶來極大危害，如何控制光伏電站火災(zāi)事故，防患于未然是光伏電站最大安全主題。目前老鷹巖光伏電站地域廣闊，占地面積2670畝，邊界長約10余公里，場站內(nèi)道路交錯，僅依靠人員被動布防。電站未建立智能兩票系統(tǒng)，采用人工開票方式，無法適應(yīng)新形勢下兩票執(zhí)行要求。建立光伏場站內(nèi)區(qū)域防火監(jiān)測系統(tǒng)，全天候監(jiān)測火源和電氣設(shè)備異常高溫，有效保障電站消防安全，建立應(yīng)力電子圍欄和重點部位部署移動監(jiān)測攝像頭，實現(xiàn)邊界安全主動防護和移動目標(biāo)探測。建立符合XX集團公司的智能兩票系統(tǒng)，實現(xiàn)現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)化兩票作業(yè)和三講一落實。夯實企業(yè)本質(zhì)安全。建立智慧光伏一體化生產(chǎn)管理系統(tǒng)，提高生產(chǎn)管理水平目前老鷹巖光伏電站，暫未建立生產(chǎn)管理系統(tǒng)，無法實現(xiàn)設(shè)備管理、技術(shù)管理、值班管理、缺陷管理和安全管理等應(yīng)用。主要依靠人工紙質(zhì)版本執(zhí)行。業(yè)務(wù)無法實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，數(shù)據(jù)溯源困難，管理水平提高難度大。通過構(gòu)建智慧光伏一體化生產(chǎn)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)功能定制，相關(guān)業(yè)務(wù)之間信息共享和協(xié)調(diào)，有效解決各業(yè)務(wù)間的壁壘、優(yōu)化業(yè)務(wù)流程，提高業(yè)務(wù)效率。提高公司的生產(chǎn)管理水平，實現(xiàn)管理標(biāo)準(zhǔn)化。建設(shè)內(nèi)容和目標(biāo)搭建智慧光伏云計算中心（私有云、大數(shù)據(jù)平臺），通過5G網(wǎng)絡(luò)結(jié)合移動應(yīng)用APP，實現(xiàn)以下3種應(yīng)用場景：智能安防：視頻智能分析、周界防范、火災(zāi)報警；智能巡檢：無人機、機器人、AR巡檢；設(shè)備智能管理：三維虛擬電站、設(shè)備智能診斷、智能清灰檢測；1、建設(shè)智慧電廠云計算中心，搭建本地私有云、大數(shù)據(jù)平臺，對光伏電站數(shù)據(jù)進行不壓縮的海量存儲并進行分析和計算，從而可為智慧光伏各應(yīng)用模塊提供大數(shù)據(jù)平臺基礎(chǔ)和分析工具。采用先進的私有云、大數(shù)據(jù)分析、人工智能技術(shù)并結(jié)合數(shù)據(jù)治理技術(shù)，提供各類結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)采集、存儲、治理、自助分析建模功能，結(jié)合電廠需要和實際，建設(shè)智能化應(yīng)用，通過統(tǒng)計、分析達到為生產(chǎn)、管理提供輔助決策分析的功能。移動應(yīng)用APP通過5G網(wǎng)絡(luò)連接VPN防火墻訪問單位內(nèi)部的局域網(wǎng)，實現(xiàn)公文辦理，庫存查詢，內(nèi)部文件查看，審批等功能，處理日常辦公中各類任務(wù)工作以及查看公文、生產(chǎn)審批流轉(zhuǎn)，隨時收發(fā)主流的公司文件等，充分利用碎片時間，提高工作效率。實現(xiàn)全廠生產(chǎn)過程實時數(shù)據(jù)的查看，使用手機在線可查詢運行情況、負(fù)荷情況、運行日志、每日指標(biāo)完成情況等。2、智能安防實現(xiàn)異常情況視頻分析、周界防范和火災(zāi)報警，通過自動化、智能化風(fēng)險識別，無需人工參與即可完成風(fēng)險的定位。系統(tǒng)基于深度學(xué)習(xí)圖像識別，結(jié)合人員北斗定位，實現(xiàn)人員、設(shè)備的安全風(fēng)險識別報警，減少安全隱患，防范火災(zāi)發(fā)生，提高安全完整度。3、在升壓站部署機器人，實現(xiàn)自主或遙控巡檢，對設(shè)備、站內(nèi)環(huán)境、安防情況等異常實現(xiàn)監(jiān)測與巡視。以5G、AR技術(shù)為核心，云平臺為紐帶，結(jié)合值班人員、專家和平臺管理員構(gòu)建成高可用高可靠的AR巡檢平臺。光伏區(qū)使用無人機巡檢，提高巡檢效率，減少光伏電站巡檢所需人數(shù)及巡檢時間，節(jié)省人力運維成本；全自動飛行診斷，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)分析，對光伏電站進行全面評估，對電站故障的出現(xiàn)進行有效預(yù)測；提升電站巡檢頻次，有效提高電站巡檢效率與精確性；解決電站建設(shè)類型不同，組件難于巡檢的難題，及以往人工巡檢可能帶來的人員安全問題。4、針對光伏板、升壓站等設(shè)備，采用5G、人工智能、模式識別和先進的大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，基于企業(yè)設(shè)備實時/歷史運行數(shù)據(jù)，分析設(shè)備參數(shù)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，實現(xiàn)設(shè)備運行狀態(tài)的在線監(jiān)測、故障預(yù)警、診斷分析并進行快速定位，使光伏板的健康率提高1%左右。系統(tǒng)支持運行人員遠(yuǎn)程觀看電站現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)境系統(tǒng)、電氣網(wǎng)控系統(tǒng)等所有實時監(jiān)控系統(tǒng)的畫面，為生產(chǎn)管理人員提供電站各生產(chǎn)系統(tǒng)實時信息，供信息分析人員使用?；诮M串的高精度監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)故障，自行告警分析，直接對其邏輯及實際現(xiàn)場位置定位，減少運維人員現(xiàn)場排查及分析問題時間，極大地提高了電站運維效率。同時，系統(tǒng)將相關(guān)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳分公司監(jiān)管平臺，實現(xiàn)集團對下屬電站生產(chǎn)狀態(tài)的實時掌控，以及各系統(tǒng)的無縫銜接，消除數(shù)據(jù)孤島。系統(tǒng)一旦建成，形成與物理電站1:1真實還原的數(shù)字雙胞胎電站，全面監(jiān)視、實時反饋，圖形化展示電站運行狀態(tài)；企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)和運行人員在廠區(qū)外也能實時了解生產(chǎn)運行及設(shè)備故障情況（光功率、組串&逆變器&箱變實時數(shù)據(jù)、故障等）；現(xiàn)場巡檢、操作人員正確感知周圍環(huán)境，并在系統(tǒng)的引導(dǎo)下進行設(shè)備巡檢和操作，最大限度實現(xiàn)安全生產(chǎn)；同時通過故障診斷中心對設(shè)備在線診斷、故障預(yù)警、事故預(yù)報和故障診斷，及時對設(shè)備進行必須的檢修。智慧光伏將使發(fā)電廠運行水平及設(shè)備管理水平上升到一個新的階段。在逆變室區(qū)域部署積灰傳感器，對該區(qū)域積灰狀態(tài)的實時監(jiān)測。實現(xiàn)智能自動識別積灰情況，當(dāng)積灰到達閾值時自動觸發(fā)后臺報警接口，推送到前端界面。利用無人機對電池板熱斑、隱裂、龜裂、電池板積灰等常規(guī)巡檢。建立光伏板安全風(fēng)險點管理和巡查影像管理數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)飛行控制、任務(wù)生成、信息傳輸、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)分析以及風(fēng)險預(yù)警等功能。規(guī)劃原則按照智慧光伏電站的建設(shè)探索和實踐，結(jié)合XXXX的實際需求，本著“技術(shù)先進、功能實用、綜合性價比高”的原則。實用性原則智慧化應(yīng)用著力于解決現(xiàn)場問題，以問題為導(dǎo)向，實用原則。系統(tǒng)具備操作簡單、界面人性化的特點，能夠充分自動智能的進行數(shù)據(jù)采集、指定系統(tǒng)數(shù)據(jù)抽取、其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成導(dǎo)入、外部資料批量導(dǎo)入，減少人工錄入工作量，并提供各種導(dǎo)入導(dǎo)出接口。先進性原則系統(tǒng)采用先進的分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，充分利用5G、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動應(yīng)用等先進技術(shù)設(shè)計系統(tǒng)架構(gòu)及物理部署架構(gòu)。大數(shù)據(jù)軟件、云存儲和云計算均支持節(jié)點彈性擴展以便于后續(xù)規(guī)模擴張和性能升級，多節(jié)點間支持?jǐn)?shù)據(jù)的冗余；體系架構(gòu)采用高性能集群分布式架構(gòu)的大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理性能隨節(jié)點數(shù)量的增加而線性增加，支持多節(jié)點的自動負(fù)載均衡及故障轉(zhuǎn)移；系統(tǒng)采用先進的大數(shù)據(jù)存儲技術(shù)，采集存儲各業(yè)務(wù)板塊的全部數(shù)據(jù)，系統(tǒng)支持?jǐn)?shù)據(jù)重發(fā)，對于波形等數(shù)據(jù)，在網(wǎng)絡(luò)堵塞的情況下，能夠利用空閑時間進行傳輸，有效提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。?biāo)準(zhǔn)性原則智慧化應(yīng)用采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)平臺，采用標(biāo)準(zhǔn)、成熟、開放的數(shù)據(jù)模型及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進行數(shù)據(jù)訪問、存儲、計算及傳輸，便于第三方能夠基于數(shù)據(jù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上進行軟件開發(fā)，提高各系統(tǒng)之間的信息共享和協(xié)同互動能力，采用標(biāo)準(zhǔn)接口和標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)一體化模式。開放性原則系統(tǒng)設(shè)計遵循開放原則進行設(shè)計，采用彈性擴展的面向SOA、Web服務(wù)結(jié)構(gòu)，通過數(shù)據(jù)總線、消息總線技術(shù)提供信息交換接入，為其他系統(tǒng)接入及第三方服務(wù)提供公共的協(xié)議和接口標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)在整體上需具備接口代碼開放、功能配置開放、接口開放、數(shù)據(jù)庫開放、接口服務(wù)開放用以提高系統(tǒng)的擴展和維護，為各類應(yīng)用提供豐富、高質(zhì)量和多維度的數(shù)據(jù)資源接口。安全性原則嚴(yán)格按照國能安全【2015】36號文件附件4：發(fā)電廠監(jiān)控系統(tǒng)安全防護方案“安全分區(qū)、網(wǎng)絡(luò)專用、橫向隔離、縱向認(rèn)證、綜合防護”的基本原則要求，對系統(tǒng)內(nèi)各應(yīng)用系統(tǒng)進行安全區(qū)劃分、部署網(wǎng)絡(luò)邊界安全防護設(shè)備及入侵檢測、主機及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備加固、惡意代碼防范等綜合防護設(shè)備系統(tǒng)具有高度的可靠性和安全性。系統(tǒng)具有完善的授權(quán)和數(shù)據(jù)備份機制，能夠提供完善的公司鑒權(quán)、訪問控制、安全日志管理、操作員權(quán)限管理的多種安全手段，并提供多種安全檢查手段，保證公司能夠正常使用系統(tǒng)中的共享資源，提供應(yīng)有的信息服務(wù)；采用有效的安全保密技術(shù)?？蓴U展性原則系統(tǒng)具備良好的擴展性，一是對系統(tǒng)功能的擴展，滿足用戶對系統(tǒng)功能的最新需求；二是系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計通過硬件資源（如CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)、存儲等）的橫向擴展和縱向擴展，隨著業(yè)務(wù)的增長可以進行動態(tài)擴展。5G技術(shù)簡介5G技術(shù)特征相對于第四代移動通信技術(shù)（4G），第五代移動通信技術(shù)（5G）具備更高的速率、更低的時延、更多的連接數(shù)、更快的移動速率、更高的安全性以及更靈活的業(yè)務(wù)部署能力。表1給出4G和5G網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵性能指標(biāo)。表4G與5G網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵性能指標(biāo)對比性能指標(biāo)4G指標(biāo)5G指標(biāo)峰值速率1Gbps10Gbps至20Gbps用戶體驗速率10Mbps100Mbps至1Gbps單向空口時延10ms1ms流量密度0.1Mbps/㎡10Mbps/㎡連接數(shù)密度104c/km2106c/km2移動速度350km/h500km/h5G不僅是移動通信的一次升級換代，更是一次重大的技術(shù)變革，4G改變生活，5G改變社會。5G跳出了前幾代通信網(wǎng)絡(luò)主要面向人服務(wù)的范疇，更關(guān)注應(yīng)用場景的多元化，強調(diào)要更好地支持行業(yè)應(yīng)用與萬物智聯(lián)。5G支持三大類典型應(yīng)用場景：增強型移動寬帶（eMBB），主要追求人與人的極致通信體驗，對應(yīng)于3D和超高清視頻等大流量移動寬帶業(yè)務(wù)；高可靠低時延（uRLLC），主要面向如自動駕駛、移動醫(yī)療等對時延和可靠性要求極高的應(yīng)用；海量物聯(lián)（mMTC），主要體現(xiàn)物與物的通信需求，應(yīng)用于智慧城市、智能家居、可穿戴設(shè)備等以傳感和數(shù)據(jù)采集為目標(biāo)的場景。5G三大類典型應(yīng)用場景對通信提出了更高的要求，不僅要解決速度問題，而且對功耗、時延等也有要求。在這三大類典型應(yīng)用場景下，5G具有6大基本特點：高速度相對于4G，5G要解決的第一個問題就是高速度。網(wǎng)絡(luò)速度提升才能在面對VR/AR等超高清業(yè)務(wù)時不受限制，對網(wǎng)絡(luò)速度要求很高的業(yè)務(wù)才能被廣泛推廣和使用。5G基站峰值速度要求不低于20Gbps。隨著新技術(shù)使用，這個速度還有提升的空間。在5G的高速網(wǎng)絡(luò)下，用戶可以每秒鐘下載一部高清電影，也可以在線觀看VR視頻。這樣的高速度給未來對速度有很高要求的業(yè)務(wù)提供了機會和可能。低時延無人駕駛、工業(yè)自動化等屬于5G低時延高可靠連接的應(yīng)用場景。在傳統(tǒng)的人與人通信，甚至人與機器通信時，對時延的要求不高，因為人的反應(yīng)是較慢的，也不需要機器那么高的效率與精細(xì)化。而無論是無人駕駛飛機、無人駕駛汽車還是工業(yè)自動化，都是高速度運行，還需要在高速中保證及時信息傳遞和及時反應(yīng)，這就對時延提出了極高要求。5G對于時延的最低要求是1毫秒，甚至更低，這就對網(wǎng)絡(luò)提出嚴(yán)酷的要求，而5G是這些新領(lǐng)域應(yīng)用的必然要求。要滿足低時延的要求，需要在5G網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)中找到各種辦法，減少時延。邊緣計算技術(shù)也因此被引入到5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中。廣連接5G將可以在每平方公里內(nèi)同時支持100萬個以上的移動連接。未來接入到5G網(wǎng)絡(luò)中的終端，不僅是手機，還會有眼鏡、手表等可穿戴設(shè)備，冰箱、電視機、洗衣機等家用設(shè)備也通過5G接入網(wǎng)絡(luò)。而社會生活中大量未聯(lián)網(wǎng)設(shè)備也將會聯(lián)入5G網(wǎng)絡(luò)，將變得更加智能。例如，井蓋、電線桿、垃圾桶這些公共設(shè)施，以前管理起來非常難，也很難做到智能化，而通過5G聯(lián)網(wǎng)，這些設(shè)備將有可能轉(zhuǎn)變成為智能設(shè)備。超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)5G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，若需要做到每平方公里支持100萬個以上的設(shè)備，則5G組網(wǎng)設(shè)備將非常密集，需要大量的小基站來進行支撐。同一5G網(wǎng)絡(luò)中，不同的終端需要不同的速率、功耗，也會使用不同的頻率，對于QoS的要求也不同。在這樣的情況下，網(wǎng)絡(luò)很容易造成相互之間的干擾。5G網(wǎng)絡(luò)需要采用一系列措施來保障系統(tǒng)性能，例如，不同業(yè)務(wù)在網(wǎng)絡(luò)中的實現(xiàn)、各種節(jié)點間的協(xié)調(diào)方案、網(wǎng)絡(luò)的選擇以及節(jié)能配置方法等。在超密集網(wǎng)絡(luò)中，密集地部署使得小區(qū)邊界數(shù)量劇增，小區(qū)形狀也不規(guī)則，用戶可能會頻繁復(fù)雜地切換。為了滿足移動性需求，這就引入新的移動管理算法?？傊?，一個復(fù)雜的、密集的、異構(gòu)的、大容量的、多用戶的5G網(wǎng)絡(luò)，需要平衡、保持穩(wěn)定、減少干擾，這需要不斷完善5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來解決這些問題。軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）SDN架構(gòu)的核心特點是開放性、靈活性和可編程性。NFV作為一種新型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與構(gòu)建技術(shù)，其倡導(dǎo)的控制與數(shù)據(jù)分離、軟件化、虛擬化思想，為突破現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的困境帶來了希望。SDN和NFV解耦5G網(wǎng)絡(luò)的軟件與硬件，分離控制面與用戶面，提升控制面集中化能力，為5G網(wǎng)絡(luò)的智能化（自修復(fù)、自優(yōu)化等）提供重要基礎(chǔ)。新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)未來5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將包括接入云、控制云和轉(zhuǎn)發(fā)云三個領(lǐng)域。其中，接入云支持多種無線制式的接入，融合集中式和分布式兩種無線接入網(wǎng)架構(gòu)；控制云實現(xiàn)局部和全局的會話控制、移動性管理和服務(wù)質(zhì)量保證，并構(gòu)建面向業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)能力開放接口；轉(zhuǎn)發(fā)云基于通用的硬件平臺，在控制云高效的網(wǎng)絡(luò)控制和資源調(diào)度下，實現(xiàn)海量業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的高可靠、低時延、均負(fù)載的高效傳輸。5G現(xiàn)狀及市場前景全球主要國家的通訊運營商都在加速進行5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和商用進度。在世界范圍內(nèi)中國屬于5G的領(lǐng)跑者，自2013年成立“IMT-2020推進組”以來，國內(nèi)5G持續(xù)快速推進。2019年，中國工信部正式向中國電信、中國移動、中國聯(lián)通、中國廣電發(fā)放5G商用牌照，我國正式進入5G商用元年。這意味著中國的5G建設(shè)和商用進程將會大大提速，不僅將對中國經(jīng)濟格局影響巨大，也將會很大程度上影響全球5G發(fā)展格局，世界5G發(fā)展從此將進入快車道。5G漸行漸近，其靈活、高效、融合、開放的特性能將能夠滿足不同業(yè)務(wù)的快速部署需求，基于垂直行業(yè)的物與物連接將成為新的市場藍海。據(jù)GSMA預(yù)計，到2019年年底，全球?qū)⒂?9個市場開通5G服務(wù)，連接數(shù)達到1000萬個。伴隨著應(yīng)用的推廣及全社會高度的關(guān)注，5G在應(yīng)用和消費者的推動下，五年左右的時間全球用戶將會達到十億級別。相關(guān)預(yù)測也顯示，到2035年5G將在全球創(chuàng)造超過12萬億美元的經(jīng)濟產(chǎn)出。對于中國市場，業(yè)界預(yù)計2020-2025年期間，中國5G商用直接帶動的經(jīng)濟總產(chǎn)出超過10萬億元人民幣，間接拉動的經(jīng)濟總產(chǎn)出將超過24萬億元人民幣；并預(yù)計到2025年，5G將直接創(chuàng)造超過300萬個就業(yè)崗位。5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求5G是數(shù)字化從個人娛樂為主推向全連接社會的起點，是移動通信行業(yè)的機遇。然而5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的融合也對現(xiàn)有移動通信技術(shù)提出了挑戰(zhàn)。5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合應(yīng)用出現(xiàn)了八大類新型場景，分別為5G+超高清視頻、5G+AR、5G+VR、5G+無人機、5G+云端機器人、5G+遠(yuǎn)程控制、5G+機器視覺以及5G+云化AGV，相應(yīng)應(yīng)用場景對5G網(wǎng)絡(luò)提出了新的需求。在應(yīng)用場景發(fā)展節(jié)奏方面：5G與超高清視頻的融合應(yīng)用已進入應(yīng)用成熟期，將成為5G在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的第一批應(yīng)用場景；5G+AR、5G+VR以及5G+機器視覺等應(yīng)用已進入高速發(fā)展期，經(jīng)濟價值逐漸顯現(xiàn)，未來1-2年將成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的主流應(yīng)用場景；5G+云化AGV、5G+無人機等應(yīng)用受限于與設(shè)備深度融合的需求，還需等待產(chǎn)品成熟，未來2-3年將有較快發(fā)展；5G+遠(yuǎn)程控制和5G+云端機器人等應(yīng)用由于涉及工業(yè)核心控制環(huán)節(jié)，目前還處于探索期，有待進一步的測試驗證。5G+超高清視頻超高清視頻是繼視頻數(shù)字化、高清化之后的新一輪重大技術(shù)革新，將帶動視頻采集、制作、傳輸、呈現(xiàn)、應(yīng)用等產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)發(fā)生深刻變革。高清視頻被認(rèn)為是5G時代應(yīng)用最早的核心場景之一，加快發(fā)展超高清視頻產(chǎn)業(yè)，對滿足人民日益增長的美好生活需要、驅(qū)動以視頻為核心的行業(yè)智能化轉(zhuǎn)型、促進我國信息產(chǎn)業(yè)和文化產(chǎn)業(yè)整體實力提升等具有重大意義。隨著技術(shù)發(fā)展，超高清視頻已不局限于監(jiān)視、錄像、回放等傳統(tǒng)功能，開始向字符識別、人臉識別、行為分析、物體識別等智能化方向發(fā)展，對視頻流的清晰度以及流暢度提出了更高的要求，而5G網(wǎng)絡(luò)的承載力成為解決這些需求的有效手段。在工業(yè)環(huán)境下，高清視頻的主要應(yīng)用在于智慧園區(qū)的安防、人員管理等場景，通過5G高速率的特性，將采集的監(jiān)測視頻/圖像實時回傳，實現(xiàn)視頻、圖片、語音、數(shù)據(jù)的雙向?qū)崟r傳輸，同時結(jié)合5GMEC統(tǒng)一監(jiān)控平臺，實現(xiàn)人員違規(guī)、廠區(qū)的環(huán)境風(fēng)險監(jiān)控的實時分析和報警，大大提高作業(yè)安全規(guī)范性。超高清技術(shù)是高清技術(shù)的延伸，代表了近年來音視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要方向。與高清技術(shù)（1920×1080，約200萬個像素）相比，4K（3840×2160，約830萬個像素）超高清像素數(shù)為高清的4倍，理論清晰度為高清的2倍；8K（7680×4320，約3300萬個像素點）超高清分辨率為高清的16倍，理論清晰度為高清的4倍。超高清視頻提升了分辨率、亮度、色彩、幀率、色深、聲道、采樣率等指標(biāo)，這些技術(shù)指標(biāo)的提高雖然可以給觀眾帶來極為清晰、逼真和沉浸感的畫面，但是也使音視頻數(shù)據(jù)量成倍增長。按照目前超高清視頻產(chǎn)業(yè)主流標(biāo)準(zhǔn)，4K/8K視頻對網(wǎng)絡(luò)速率要求至少為12-40Mbps，甚至可達48-160Mbps。超高清視頻對于5G網(wǎng)絡(luò)的需求典型應(yīng)用分辨率通信速率（壓縮后）編碼格式幀率（fps）通信時延應(yīng)用范圍高清視頻實時上傳1080p2-10Mbps,藍光視頻約20MbpsH.264、H.26530、60<30ms圖片視頻信息采集傳輸4K12-40MbpsH.264、H.26530、60<30ms8K48-160Mbps、H.26660、120<20ms超高清檢測等5G+AR3D模型的技術(shù)，也是一種把真實世界和虛擬世界信息有機集成的技術(shù)。AR（ARARARAR5GARARAR遠(yuǎn)程協(xié)助對于5G網(wǎng)絡(luò)的需求典型應(yīng)用通信速率通信時延應(yīng)用范圍維修指導(dǎo)>50bps下行；>20Mbps（上行）<20ms工廠設(shè)備維保輔助裝配>50Mbps（上行）<10ms設(shè)備輔助裝配于遠(yuǎn)程協(xié)助5G+VR（號，將其與各種輸出設(shè)備結(jié)合使其轉(zhuǎn)化為能夠讓人們感受到的現(xiàn)象，并通過三維模型表現(xiàn)出來。VRVRVRVR3D典型應(yīng)用沉浸等級速率要求時延應(yīng)用范圍VR虛擬應(yīng)用初步沉浸25Mpbs<40ms虛擬展示等靜態(tài)展示部分沉浸100Mbps<30ms虛擬培訓(xùn)等交互場景深度沉浸400Mbps<20ms虛擬裝配等強交互場景完全沉浸1Gpbs<20ms強交互，全沉浸場景5G+無人機5G5G（5m4G5G5G00p4、8K5G有效地保障無人機的精確控制和精準(zhǔn)定位。無人機對于5G網(wǎng)絡(luò)的需求典型應(yīng)用上行速率要求下行操控速率控制時延應(yīng)用范圍智慧園區(qū)安防/設(shè)備巡檢數(shù)據(jù)回傳600kbps<10ms廠區(qū)無人機安防>100Mbps（8K）設(shè)備巡檢5G+云端機器人20173.01.02.0、3.02.03.0201964.04.03.0大腦”自主判斷。同時由于“大腦”放在了云端，“大腦”可以將所有機器人檢5G10~100ms0~20（，移動1000s。云端機器人對于5G網(wǎng)絡(luò)的需求典型應(yīng)用上行帶寬通信時延應(yīng)用范圍云端機器人調(diào)度通信1Mbps-10Mbps10-100ms機器人端處理機器人語音、視覺、遙操作協(xié)同。云端機器人實時操控或協(xié)作集成其它視覺應(yīng)用需求10Mbps-1Gbps10-100ms）5G+遠(yuǎn)程控制限制了生產(chǎn)過程的控制范圍。4G技術(shù)5G遠(yuǎn)程控制對于5G網(wǎng)絡(luò)的需求典型應(yīng)用通信速率平均時延應(yīng)用范圍圖像/視頻流上傳上行>50Mbps（8K）<20ms遠(yuǎn)程控制圖像回傳PLC控制指令下達下行>50kbps<10ms控制指令下達5G+機器視覺5G5G+MEC搭建的“5G虛擬專用網(wǎng)”5G5G（M障原因等。機器視覺對于5G網(wǎng)絡(luò)的需求典型應(yīng)用通信速率通信時延應(yīng)用范圍圖像信息實時上傳<10ms所有圖像信息采集傳輸應(yīng)用場合MES系統(tǒng)信息反饋>1Mbps<100ms所有數(shù)據(jù)反饋應(yīng)用場合功能規(guī)劃云計算中心私有云平臺把海量數(shù)據(jù)放在統(tǒng)一平臺，把孤立的數(shù)據(jù)復(fù)活，云平臺很好的解決了這一問題，但由于電力的特殊性，企業(yè)數(shù)據(jù)不允許放在公有云上，這就要求企業(yè)的數(shù)據(jù)必須放在企業(yè)本地。把海量數(shù)據(jù)在統(tǒng)一平臺上被激活，又必須保證數(shù)據(jù)在本地可控、安全，企業(yè)私有云可以很好的解決這一問題，而且私有云的高敏捷性已成為許多企業(yè)建設(shè)自己私有云的巨大動力。當(dāng)前社會已進入云的時代，各種服務(wù)、數(shù)據(jù)都在搬向云端，都在積極部署各自的云戰(zhàn)略，很多企業(yè)都在部署云架構(gòu)，以降低IT成本，提升敏捷性，提供更新、更好的服務(wù)，并滿足企業(yè)不斷變化的發(fā)展和需求。建設(shè)思路構(gòu)建私有云平臺將采用“五步法”來完成整個戰(zhàn)略、咨詢、計劃和實施的過程。主要工作如下：在規(guī)劃階段，需要對現(xiàn)有基礎(chǔ)架構(gòu)資源的使用情況，使用率以及業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)性進行分析，從而獲取需要IaaS云平臺的選型線路，確定容量規(guī)劃。通過對業(yè)務(wù)要求、可用性以及性能要求等關(guān)鍵技術(shù)點的梳理，確定云平臺的技術(shù)架構(gòu)和技術(shù)選型。平臺功能資源管理對整個集群的計算資源和存儲資源進行統(tǒng)一管理，通過云平臺提供平臺運行的虛擬機和容器，計算資源包括CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)帶寬等，存儲資源主要為磁盤。模塊和鏡像管理平臺支持高可用的容器鏡像倉庫，用于管理和維護平臺內(nèi)的容器鏡像；支持基于角色的安全管控，可以對容器鏡像做細(xì)粒度的權(quán)限管控，用戶獲取鏡像時進行權(quán)限認(rèn)證。租戶和用戶管理為增加多租戶用戶使用云平臺的便捷性，讓多個租戶共用一個應(yīng)用程序或運算環(huán)境，且租戶大多不會使用太多運算資源的情況下，有效降低環(huán)境建置的成本。平臺多租戶模型管理包括用戶角色管理、租戶生命周期管理、租戶配額管理等部分。多租戶技術(shù)的實現(xiàn)重點，在于不同租戶間應(yīng)用程序環(huán)境的隔離以及數(shù)據(jù)的隔離，需維持不同租戶間應(yīng)用程序不會相互干擾，同時數(shù)據(jù)的保密性也夠強。用戶管理平臺支持在項目內(nèi)添加、刪除用戶和用戶組，項目內(nèi)允許部署和刪除應(yīng)用。權(quán)限管理管理中心提供對各種權(quán)限的管理接口，瀏覽當(dāng)前租戶中的所有權(quán)限，以及擁有該權(quán)限的用戶、組以及角色。在用戶與權(quán)限管理界面左側(cè)目錄列表選擇“權(quán)限管理”，即可進入權(quán)限管理界面。監(jiān)控管理平臺通過專門的監(jiān)控服務(wù)對集群的狀態(tài)進行監(jiān)控，包括服務(wù)器CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)和磁盤的利用率和健康狀態(tài)，以及分布式應(yīng)用系統(tǒng)的狀態(tài)，并在故障發(fā)生或者某項指標(biāo)超過預(yù)設(shè)閥值時時提供告警功能。管理員可通過瀏覽器訪問集群的監(jiān)控和管理界面進行日常的監(jiān)控和維護，系統(tǒng)提供圖標(biāo)信息展示。管理員可以便捷地了解到集群的計算資源是否處于空閑狀態(tài)、哪些服務(wù)器的負(fù)載過高，甚至判斷集群的組網(wǎng)及機架安排是否合理等。管理員也可通過對各個節(jié)點的各個角色的日志信息進行檢索，獲得更加精確的信息。平臺集成Ganglia集群監(jiān)控系統(tǒng)，能夠從上千臺服務(wù)器上收集系統(tǒng)信息，能夠保障當(dāng)集群規(guī)模擴展至上百臺上千臺服務(wù)器時，監(jiān)控程序都能夠高效地獲取每臺服務(wù)器的狀態(tài)信息。Ganglia由Gmetad與Gmond組成，其中集群中每一臺機器上都有一個Gmond服務(wù)進程，Gmetad收集所有節(jié)點metrics信息并在Web前端界面上展現(xiàn)出來。集群中的每臺服務(wù)器上都運行監(jiān)控守護進程，守護進程能夠?qū)⑦@些數(shù)據(jù)的精簡傳遞，這使得Ganglia的運行對集群的資源消耗極少。所有的指標(biāo)數(shù)據(jù)都存儲在一個RRD（RoundRobinDatabase）數(shù)據(jù)庫中，為了防止Gmetad頻繁寫磁盤造成I/O瓶頸，通過rrdcache緩存指標(biāo)數(shù)據(jù)，定量寫入RRD。計量功能能夠統(tǒng)計云資源、能力、數(shù)據(jù)產(chǎn)品等不同資源的使用量，并支持生成租戶、用戶、項目、資源類等各種維度的統(tǒng)計分析報表。大數(shù)據(jù)平臺數(shù)據(jù)平臺承擔(dān)智慧光伏的數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析計算、數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)服務(wù)、統(tǒng)計分析、數(shù)據(jù)管控等的核心作用。技術(shù)架構(gòu)從設(shè)計到實現(xiàn)均秉承面向服務(wù)架構(gòu)理念，快速滿足企業(yè)對數(shù)據(jù)信息的應(yīng)用，以適應(yīng)不斷變化的企業(yè)環(huán)境，為決策層、管理層以及操作層的人員提供技術(shù)先進的數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺和靈活的業(yè)務(wù)構(gòu)造能力。總體架構(gòu)智慧光伏的數(shù)據(jù)平臺在架構(gòu)上劃分如下層次：數(shù)據(jù)源：提供各種常見數(shù)據(jù)源的整合集成能力，包括SIS、MIS、DCS等結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（如文本、表單、圖片等）。采集層：大數(shù)據(jù)平臺提供實時、批量等多種數(shù)據(jù)采集模式，具備支持多種類型的數(shù)據(jù)采集方式：數(shù)據(jù)庫、本地文件、公有云平臺和Ftp、dump等其他類型的數(shù)據(jù)，并且對采集的數(shù)據(jù)進數(shù)據(jù)清洗。存儲層：大數(shù)據(jù)平臺基于Hadoop開源生態(tài)系統(tǒng)，提供多種核心功能和組件，對復(fù)雜開源技術(shù)進行高度集成和性能優(yōu)化。同時面向基礎(chǔ)設(shè)施層進行深度調(diào)優(yōu)。在分布式存儲系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，建立了統(tǒng)一資源調(diào)度管理系統(tǒng)，高效地支持大規(guī)模批處理、交互式查詢計算、流式計算等多種計算引擎。分析層：大數(shù)據(jù)平臺提供可視化數(shù)據(jù)查詢分析建模工具，以及多種分布式統(tǒng)計算法工具，以方便用戶查詢、分析和進行數(shù)據(jù)挖掘工作。應(yīng)用層：基于以上基礎(chǔ)實現(xiàn)設(shè)備故障診斷、汽輪機冷端優(yōu)化、壓汽機水洗優(yōu)化和機組負(fù)荷優(yōu)化分配等功能模塊。展示層：大數(shù)據(jù)平臺提供可視化工具，支持駕駛窗、大屏、報表的展示及編輯。平臺功能序號分類模塊項目功能描述1平臺部署平臺部署提供基于大數(shù)據(jù)平臺的環(huán)境部署規(guī)劃能力2大數(shù)據(jù)平臺核心功能首頁看板首頁看板提供大數(shù)據(jù)集群環(huán)境的看板展示功能3基礎(chǔ)配置平臺配置提供平臺環(huán)境參數(shù)的配置管理功能4文件管理HDFS管理提供HDFS環(huán)境界面管理功能，包括文件列表、查詢、上傳、下載、預(yù)覽等功能5數(shù)據(jù)接入數(shù)據(jù)接入提供基于sqoop的數(shù)據(jù)抽取功能，支持關(guān)系數(shù)據(jù)庫與HDFS、Hive、Hbase之間的交互數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出功能6提供數(shù)據(jù)接入能力，支持TCP、HTTP、FTP等服務(wù)形式的數(shù)據(jù)接入能力7數(shù)據(jù)管理Hive管理提供對hive數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)查詢、檢索功能8Hbase管理提供對Hbase數(shù)據(jù)的查詢、數(shù)據(jù)操作功能9數(shù)據(jù)探索探索查詢提供基于SQL等形式的數(shù)據(jù)探索查詢功能10數(shù)據(jù)可視化提供基于圖形化、圖表的數(shù)據(jù)可視化能力11算法模型可視化建模提供流程化的圖形建模工具12模型調(diào)試運行支持模型的在線調(diào)試、參數(shù)配置及運行的功能13模型算法封裝設(shè)計人員完成建模后，可以將模型導(dǎo)出，供業(yè)務(wù)人員直接使用14資源調(diào)度Yarn資源調(diào)度提供基于Yarn的計算任務(wù)資源調(diào)度功能15計算任務(wù)封裝M/R任務(wù)封裝提供面向Mapreduce的任務(wù)封裝功能16Spark任務(wù)封裝提供基于Spark的計算任務(wù)封裝17流式計算任務(wù)封裝提供基于Storm、Spark流式計算任務(wù)處理的封裝能力18二分類GBDT二分類GBDT——梯度漸進回歸樹，是一種迭代的決策樹算法，該算法由多棵決策樹組成，所有樹的結(jié)論累加起來做最終答案。GBDT幾乎可用于所有回歸問題（線性/非線性），相對邏輯回歸僅能用于線性回歸，GBDT的適用面非常廣19線性支持向量機支持向量機（SVM）是90年代中期發(fā)展起來的基于統(tǒng)計學(xué)習(xí)理論的一種機器學(xué)習(xí)方法，通過尋求結(jié)構(gòu)化風(fēng)險最小來提高學(xué)習(xí)機泛化能力，實現(xiàn)經(jīng)驗風(fēng)險和置信范圍的最小化，從而達到在統(tǒng)計樣本量較少的情況下，亦能獲得良好統(tǒng)計規(guī)律的目的20邏輯回歸二分類經(jīng)典邏輯回歸是一個二分類算法，算法平臺的邏輯回歸可以支持多分類。邏輯回歸組件支持稀疏、稠密兩種數(shù)據(jù)格式。邏輯回歸多分類最多支持100類21多分類K近鄰對于預(yù)測表的每一行，從訓(xùn)練表中選出距離該行最近的K條記錄，K條記錄中類別數(shù)最多的那一類作為該行的類別。該算法解決分類問題，只支持稠密數(shù)據(jù)格式22邏輯回歸多分類基于經(jīng)典邏輯回歸實現(xiàn)多分類算法23隨機森林隨機森林指的是利用多棵樹對樣本進行訓(xùn)練并預(yù)測的一種分類器24樸素貝葉斯樸素貝葉斯分類是一種應(yīng)用基于獨立假設(shè)的貝葉斯定理的簡單概率分類算法,更精確的描述這種潛在的概率模型為獨立特征模型25聚類K均值聚類K均值聚類是一種得到最廣泛使用的聚類算法，把n個對象分為k個簇，使簇內(nèi)具有較高的相似度。相似度的計算根據(jù)一個簇中對象的平均值來進行.

算法首先隨機地選擇k個對象，每個對象初始地代表了一個簇的平均值或中心。對剩余的每個對象根據(jù)其與各個簇中心的距離，將它賦給最近的簇，然后重新計算每個簇的平均值。這個過程不斷重復(fù)，直到準(zhǔn)則函數(shù)收斂。

它假設(shè)對象屬性來自于空間向量，并且目標(biāo)是使各個群組內(nèi)部的均方誤差總和最小26回歸GBDT回歸在GBDT回歸與排序基礎(chǔ)上，用于二分類問題，既設(shè)定閾值：大于閾值為正例，反之為負(fù)例27線性回歸線性回歸是分析因變量和多個自變量之間線性關(guān)系的模型智能安防視頻智能分析系統(tǒng)通過先進的5G技術(shù)與圖像識別技術(shù)，利用廠內(nèi)現(xiàn)有攝像頭，通過后臺服務(wù)器和圖像識別算法，針對：人員數(shù)量識別、虛擬邊界、攀爬行為檢測、安全帶識別、安全帽、吸煙行為檢測、人員玩手機檢測、明火識別、煙霧識別、人員傷害、摔倒/墜落/被機械傷害、主變漏油等等識別進行算法開發(fā)。人員檢測人員檢測類包括虛擬邊界、人員數(shù)量識別、安全帽、人員傷害/摔倒/墜落/被機械傷害、安全帶識別。通過大數(shù)據(jù)和深度學(xué)習(xí)實現(xiàn)，在檢測區(qū)域范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)以下異常情形：劃定區(qū)域有未經(jīng)授權(quán)人員進入；當(dāng)特定區(qū)域范圍內(nèi)進出人員數(shù)量不相等；有工作人員未佩戴安全帽、安全帽佩戴不規(guī)范；工作人員發(fā)生摔倒、墜落、被機械傷害時；有工作人員在作業(yè)時未佩戴安全帶、安全帶佩戴不規(guī)范。系統(tǒng)自動實時告警。提示異常信息（時間、攝像頭位置、故障等級、異常內(nèi)容等關(guān)鍵信息），并留存報警時間及報警截圖。設(shè)備異常識別對設(shè)備進行實時檢測，檢測設(shè)備1個或多個位置出現(xiàn)跑冒滴漏狀況（升壓站）時，系統(tǒng)自動實時告警，提示異常信息（時間、攝像頭位置、故障等級等關(guān)鍵信息），并留存報警時間及報警截圖。行為檢測行為檢測包括攀爬行為、吸煙識別、玩手機行為識別。通過大數(shù)據(jù)和深度學(xué)習(xí)實現(xiàn)，在檢測區(qū)域范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)以下異常情形：在不允許攀爬區(qū)域進行攀爬；有工作人員在檢測區(qū)域出現(xiàn)抽煙行為；有工作人員在檢測區(qū)域出現(xiàn)玩手機的行為時，系統(tǒng)自動實時告警，提示異常信息（時間、攝像頭位置、故障等級等關(guān)鍵信息），并留存報警時間及報警截圖。規(guī)則配置檢查：支持通過客戶端對劇烈運動、重點人員起身、離崗、睡崗、人員攀高、超時滯留、聲強突變、人數(shù)異常、人員站立、人員靜坐、區(qū)域人數(shù)檢測等智能規(guī)則進行配置。場景異常識別場景異常識別包括明火識別、煙霧檢測、主變接頭發(fā)熱檢測、油箱油位報警。通過大數(shù)據(jù)和深度學(xué)習(xí)實現(xiàn)，在檢測區(qū)域范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)以下異常情形：發(fā)生明火、煙霧或?qū)υO(shè)備進行實時檢測，當(dāng)主變接頭發(fā)熱、、液位超過高限位或低于低限位時，系統(tǒng)自動實時告警。提示異常信息（時間、攝像頭位置、故障等級等關(guān)鍵信息），并留存報警時間及報警截圖。序號工作內(nèi)容路數(shù)發(fā)生頻率準(zhǔn)確率1人員數(shù)量識別24天90%2虛擬邊界30天90%3跑冒滴漏8月85%4攀爬行為檢測4天85%5安全帶識別2周85%6安全帽100天90%7吸煙行為檢測17周85%8人員玩手機檢測2周85%9明火識別61年85%10煙霧識別61年85%人員攀高報警：支持對觸碰設(shè)定高度警戒線的人員進行自動偵測并支持觸發(fā)報警，單視頻畫面可同時支持繪制9個連續(xù)的攀高面，支持尺寸過濾及攀高方向設(shè)置，分別進行檢測上傳報警抓拍圖片等功能；重點人員起身報警：支持對離開重點區(qū)域且在設(shè)定時間內(nèi)未回到該重點區(qū)域的人員進行自動偵測并支持觸發(fā)報警、上傳報警抓拍圖片等；人員站立報警：支持對設(shè)定區(qū)域范圍內(nèi)人員站立狀態(tài)進行自動偵測并支持觸發(fā)報警、上傳報警抓拍圖片等功能；人員靜坐報警：支持在設(shè)定區(qū)域范圍內(nèi)，人員靜坐時間超過設(shè)定值時自動偵測并支持觸發(fā)報警、上傳報警抓拍圖片等功能；玩手機報警：支持檢測區(qū)域內(nèi)的人員長時間玩手機行為進行檢測，超過預(yù)設(shè)值時觸發(fā)報警并上傳抓拍圖片；奔跑報警：支持對檢測區(qū)域內(nèi)的人員奔跑行為進行檢測觸發(fā)報警，支持單人和多人，并可上傳出抓拍報警圖片等功能；人員倒地報警：支持對室外檢測區(qū)域內(nèi)有人員倒地不起，且持續(xù)超過設(shè)定時間后觸發(fā)報警并上傳報警抓拍圖片；支持NPT校時服務(wù)器配置校時，并支持手動校時配置；支持對觸發(fā)智能規(guī)則的報警事件進行錄像存儲，并可以設(shè)置報警預(yù)錄和延錄時間；支持通過服務(wù)器Web應(yīng)用界面遠(yuǎn)程對單臺設(shè)備或者集群中的所有設(shè)備進行重啟過著關(guān)機及軟件升級等功能；智能規(guī)則配置中，支持屏蔽區(qū)域設(shè)置；檢測出事件后到事件上報展示不高于200ms；支持通過界面展示查看算法倉庫支持的算法列表，包括算法名稱、分析類型、分析目標(biāo)、算法廠商、芯片平臺、算法版本和詳情信息，并支持對算法進行查詢；支持視頻質(zhì)量診斷功能，支持的診斷內(nèi)容包括視頻丟失、圖像過亮、圖像過暗、圖像偏色、圖像模糊、黑白畫面、視頻抖動、畫面凍結(jié)、視頻遮擋、場景變化；跑冒滴漏報警：系統(tǒng)應(yīng)包含對于重點設(shè)備跑冒滴漏現(xiàn)象的智能識別算法。周界防范智能識別防范應(yīng)用智能視頻分析技術(shù)，不但具備入侵報警作用，而且還能通過前端的視頻監(jiān)控設(shè)備實時了解監(jiān)控區(qū)域的情況，一旦發(fā)生外來入侵行為，第一時間發(fā)出警示；同時，監(jiān)測生產(chǎn)現(xiàn)場火情，一旦異常，聯(lián)動消防系統(tǒng)自動報警，并及時告知安保人員進行處理。物理架構(gòu)邏輯架構(gòu)前端SmartIPC接入系統(tǒng)，由SmartIPC實現(xiàn)周界防范（越界偵測、區(qū)域入侵）報警抓圖，超腦NVR可以對前端推送的報警圖片進行人體目標(biāo)二次識別，有效過濾絕大部分非人體觸發(fā)的報警，提高周界防范報警準(zhǔn)確率。視頻監(jiān)控系統(tǒng)支持對目標(biāo)點位進行7×24小時視頻監(jiān)控記錄，用戶可以隨時預(yù)覽、回放攝像機畫面，實現(xiàn)目標(biāo)區(qū)域的全面監(jiān)控。視頻監(jiān)控越界偵測開啟人體去誤報后，當(dāng)目標(biāo)越過用戶設(shè)置的警戒面時，系統(tǒng)將對SmartIPC推送的報警圖片結(jié)合越界規(guī)則進行目標(biāo)二次識別，如果由人體觸發(fā)，系統(tǒng)自動產(chǎn)生報警。針對歷史報警信息，系統(tǒng)支持通過點位、時間段等進行報警信息的查看，以及前后數(shù)秒錄像的關(guān)聯(lián)、回放。越界偵測熱成像周界防范應(yīng)用智能視頻分析技術(shù)，不但具備入侵報警作用，而且還能通過前端的視頻監(jiān)控設(shè)備實時了解監(jiān)控區(qū)域的情況，光伏電站周界一旦有不明人員出現(xiàn)在視野中，工作站可發(fā)出報警信號提醒安保人員注意；同時，監(jiān)測生產(chǎn)現(xiàn)場火情，一旦異常，聯(lián)動消防系統(tǒng)自動報警，并及時告知安保人員進行處理。熱成像周界防范系統(tǒng)組成簡單，主要由前端熱成像攝像機、傳輸網(wǎng)絡(luò)、中心管理組成。關(guān)于傳輸網(wǎng)絡(luò)和中心管理的設(shè)計，根據(jù)需要選擇不同的傳輸網(wǎng)絡(luò)，在中心部署不同的產(chǎn)品，其中熱成像占2Mbps碼流，可見光占4Mbps碼流。（1）環(huán)境適應(yīng)能力更強，全天候有效圖像采集功能本系統(tǒng)采用的熱成像攝像機具備優(yōu)秀的圖像處理算法，通過AGC自動增益、DDE圖像細(xì)節(jié)增強、3D降噪技術(shù)，全天候保證極佳的圖像效果，對監(jiān)控場景進行有效探測和成像，獲取圖像中的關(guān)鍵偵測信息。同時，基于雙光譜設(shè)計，在熱成像全天候探測的同時，又兼具星光級超低照度攝像機的可見光成像效果，一旦發(fā)生事件，可見光可利用同軸定位功能的對現(xiàn)場情況進行確認(rèn)，推送報警，并可錄制告警錄像。少誤報、少漏報在無光、強光、逆光等惡劣環(huán)境下，熱成像智能報警受光照環(huán)境影響小，可以在以上環(huán)境下清晰成像，減少漏報和誤報。透霧、透霾：在霧天、霧霾天等惡劣環(huán)境下，熱成像的穿透能力極強，具備超強的透霧、透霾能力，能夠有效監(jiān)控目標(biāo)。（2）探測隱蔽物體能力更強熱成像攝像機基于熱屬性探測，可對隱藏在暗處或草叢中的人進行高效探測，讓作案人員無處可藏。（3）探測距離遠(yuǎn)基于熱屬性的熱成像攝像機，相比可見光，探測距離遠(yuǎn)，監(jiān)控相同距離范圍內(nèi)時，所需要安裝的設(shè)備少。雙光譜筒機以及槍球聯(lián)動系統(tǒng)都配備了高清可見光攝像頭，最大范圍的配合熱成像鏡頭捕捉場景內(nèi)的人員細(xì)節(jié)。（4）屬性分類熱成像設(shè)備具有屬性分類的功能，可以將觸發(fā)智能報警的目標(biāo)進行人、車、動物屬性的分類，規(guī)避掉貓狗等目標(biāo)進入?yún)^(qū)域帶來的誤報，提高設(shè)備報警的準(zhǔn)確率。（5）報警更準(zhǔn)確經(jīng)過實測（針對越界入侵與區(qū)域入侵兩個規(guī)則，25mm、50mm鏡頭測試兩次（安裝高度5m，每次5小時，5個人）），基于熱屬性的熱成像Smart行為分析（越界入侵、區(qū)域入侵、進入/離開區(qū)域），前端設(shè)備報警準(zhǔn)確率達到93%以上。（6）施工建設(shè)便利，布線便捷由于熱成像探測距離遠(yuǎn)，能同時兼顧可見光取證，覆蓋相同區(qū)域所需部署設(shè)備少，節(jié)省了重復(fù)建設(shè)可見光取證系統(tǒng)的成本，并且其所需進行的土建工程與電子圍欄以及震動光纖相比是最少的。大多數(shù)情況下，熱成像設(shè)備甚至可以安裝在現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)上，支持原有系統(tǒng)升級改造。此外，由于熱成像攝像機能在光線最暗的夜間生成清晰的圖像，因此無需安裝任何輔助技術(shù)如燈光照明或紅外照明裝置。這不僅控制了所需進行的土建工程量，也降低了維護成本。我們只需要幾臺熱成像設(shè)備便能實現(xiàn)對較大區(qū)域的晝夜監(jiān)控。火災(zāi)預(yù)警利用智慧光伏一體化平臺，進行大數(shù)據(jù)分析，實時對設(shè)備已接入的溫度點進行檢測，發(fā)現(xiàn)越限溫度時，實時報警，并對該報警點的歷史數(shù)據(jù)變化趨勢進行分析和推送；建立光伏場站區(qū)域智能火源探測系統(tǒng)，建立覆蓋全部范圍內(nèi)的雙光譜全向監(jiān)測系統(tǒng)，利用紅外成像溫度監(jiān)測原理，實時分析監(jiān)測區(qū)域火源點、煙霧和環(huán)境溫度，及時發(fā)現(xiàn)火源預(yù)警；利用電子導(dǎo)航地圖，將溫度點監(jiān)測和火源監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)動，規(guī)劃導(dǎo)航路徑圖，明確報警點。人員北斗定位系統(tǒng)運用北斗定位技術(shù)，使得涉及追蹤定位的業(yè)務(wù)流程數(shù)據(jù)透明化、可追蹤化及可視化，進一步提高光伏電站的人員管理，向精細(xì)化方向發(fā)展。通過該系統(tǒng)可以建立醫(yī)院基于北斗追蹤定位的應(yīng)用基礎(chǔ)，使對于運維人員都有更好的追蹤效果。定位系統(tǒng)與點巡檢業(yè)務(wù)相結(jié)合，確保升壓站、光伏區(qū)的日常點巡檢工作按時執(zhí)行到位。緊急情況，攜帶有北斗標(biāo)簽的人員可以按下警報按鈕發(fā)送信號到監(jiān)控部門尋求幫助。這可減少搜索目標(biāo)人員的時間，得到更快的響應(yīng)。也可設(shè)定人員偏移設(shè)定區(qū)域距離的報警參數(shù)，使得在出現(xiàn)意外或者不在規(guī)定范圍內(nèi)發(fā)出報警信號?？梢杂行Х乐共槐匾囊馔獍l(fā)生，增強安全管理級別。系統(tǒng)是建立在覆蓋有北斗導(dǎo)航下，基于北斗衛(wèi)星通訊的實時定位系統(tǒng)，能夠監(jiān)控人員并能實現(xiàn)精確定位跟蹤。智能巡檢長期以來，光伏電站項目的選址多在平原、山坡等無明顯陽光遮擋的區(qū)域，而且建設(shè)規(guī)模普遍較大。高達數(shù)萬片的光伏面板組件在運行過程中難免出現(xiàn)缺陷，影響發(fā)電量，造成巨大的經(jīng)濟損失。龐大的規(guī)模和偏僻的選址決定了光伏電站運維巡檢工作的復(fù)雜程度及超強難度。傳統(tǒng)人工的巡檢需要人員對每塊光伏面板進行步行巡查，不僅需要耗費大量的人工及時間成本，事實上，由于光伏電站設(shè)備數(shù)量龐大，人工巡檢往往很難發(fā)現(xiàn)其存在的隱患，影響巡視效率。而且，在高原高寒地區(qū)及淺丘地貌環(huán)境下，人工巡檢常常受地形影響，無法到達一些區(qū)域，從而產(chǎn)生巡檢盲點，也存在一定的危險性。如此一來，光伏電站的后期運維巡檢成了電站運營的一大難題。與此同時，人工巡檢遇到大型光伏電站時，巡檢頻次很難達到要求，導(dǎo)致很多電站故障無法及時發(fā)現(xiàn)。智能巡檢機器人信息交換與通信網(wǎng)絡(luò)功能機器人通過5G網(wǎng)絡(luò)與本地監(jiān)控后臺進行雙向信息交互，本地監(jiān)控后臺能與遠(yuǎn)程集控后臺進行雙向信息交互，信息交互內(nèi)容包括檢測數(shù)據(jù)和機器人本體狀態(tài)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)具備通信告警功能，在通信中斷、接收的報文內(nèi)容異常等情況下，上送告警信息。機器人導(dǎo)航機器人采用視覺導(dǎo)航方式。機器人自檢機器人具備自檢功能，自檢內(nèi)容包括電源、驅(qū)動、通信和檢測設(shè)備等部件的工作狀態(tài)，發(fā)生異常時能就地指示，并能上傳故障信息。巡檢功能系統(tǒng)應(yīng)支持全自主和遙控巡檢模式。全自主模式包括例行和特巡兩種方式。例行方式下，系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的巡檢內(nèi)容、時間、周期、路線等參數(shù)信息，自主啟動并完成巡視任務(wù)；特巡方式由操作人員選定巡視內(nèi)容并手動啟動巡視，機器人可自主完成巡檢任務(wù)。遙控巡檢模式由操作人員手動遙控機器人，完成巡視工作。巡檢內(nèi)容包括表計，設(shè)備溫度，環(huán)境監(jiān)測等。檢測功能機器人配備可見光攝像機、紅外熱成像儀和聲音采集等檢測設(shè)備，并能將所采集的視頻和聲音通過5G網(wǎng)絡(luò)上傳至監(jiān)控后臺。測溫功能能夠?qū)φ緝?nèi)設(shè)備進行溫度檢測，按照DL/T664規(guī)范的要求對電流致熱型和電壓致熱型缺陷或故障進行自動分析判斷，并提出預(yù)警。儀表讀數(shù)能夠?qū)τ凶x數(shù)的表盤及油位表計進行數(shù)據(jù)讀取，自動記錄和判斷，并提出報警。讀數(shù)的誤差小于5%。語音對講能夠進行雙向語音對講。音視頻遠(yuǎn)傳具備實時圖像遠(yuǎn)傳和雙向語音傳輸功能，可實現(xiàn)就地或遠(yuǎn)程視頻巡視和作業(yè)指導(dǎo)。報警功能具備設(shè)備檢測數(shù)據(jù)的分析報警功能；報警發(fā)生時，立即發(fā)出報警信息，并伴有聲光提示，并能人工退出/恢復(fù)；報警信號能遠(yuǎn)傳。氣體數(shù)據(jù)采集具有環(huán)境溫度、濕度和SF6氣體濃度檢測功能。防碰撞機器人配備防碰撞功能，在行走過程中如遇到障礙物應(yīng)及時停止，在全自主模式下障礙物移除后能恢復(fù)行走。后臺系統(tǒng)功能本地監(jiān)控后臺具備數(shù)據(jù)查閱、檢索、導(dǎo)出等功能。自主充電（電池供電方式）機器人具有自主充電功能，能夠與機器人室內(nèi)充電設(shè)備配合完成自主充電，電池電量不足時能夠自動返回充電。電池電量不足返回充電后，機器人在全自主模式下繼續(xù)執(zhí)行未完成的巡檢任務(wù)?？刂乒δ軝C器人能正確接收本地監(jiān)控和遠(yuǎn)程集控后臺的控制指令，實現(xiàn)云臺轉(zhuǎn)動、車體運動、自動充電和設(shè)備檢測等功能，并正確反饋狀態(tài)信息；能正確檢測機器人本體的各類預(yù)警和告警信息，并可靠上報。AR巡檢在深入理解XXXX需求的基礎(chǔ)上，對巡檢流程做了梳理，把需求和流程完美融合進可以實現(xiàn)的系統(tǒng)中。AR使用場景圖整個工程中，以AR技術(shù)為核心，云平臺為紐帶，結(jié)合值班人員、專家和平臺管理員構(gòu)建成高可用高可靠的AR巡檢平臺。下面分角色和場景解釋AR巡檢平臺。AR巡檢平臺包含三種角色：值班人員、專家和平臺管理員。三種角色的作用如下：值班人員：值班人員是巡檢的主體，是完成工作卡的巡檢人員，巡檢人員在整個流程中需要使用AR眼鏡和PAD，對工作卡和設(shè)備進行巡檢操作。專家：專家的作用是監(jiān)控現(xiàn)場，如果值班人員遇到問題，及時通過遠(yuǎn)程協(xié)助幫助值班人員處理問題。平臺管理員：平臺管理員的作用是使用平臺的管理功能，提供可巡檢的工作卡并監(jiān)管各項巡檢任務(wù)。巡視作業(yè)卡電子化在使用了AR巡視檢查系統(tǒng)之后，現(xiàn)場值班人員將無需攜帶紙質(zhì)的巡視作業(yè)卡，實現(xiàn)了無紙化巡視?，F(xiàn)場值班人員登錄AR巡視系統(tǒng)之后，依據(jù)后臺電子巡視卡管理系統(tǒng)的設(shè)定，值班人員隨身攜帶的pad上將自動出現(xiàn)本項目巡視的作業(yè)卡。值班人員持PAD并佩戴AR眼鏡，前往相應(yīng)設(shè)備開展巡視檢查工作。巡視檢查結(jié)束后，值班人員簽字并保存當(dāng)天巡檢工作，數(shù)據(jù)自動上傳后臺服務(wù)器進行歸檔。巡視作業(yè)卡電子化該場景有作業(yè)卡創(chuàng)建、作業(yè)卡計劃、作業(yè)卡派發(fā)、作業(yè)卡查詢等主要功能。作業(yè)卡創(chuàng)建：管理員在管理系統(tǒng)上創(chuàng)建作業(yè)卡，該作業(yè)卡內(nèi)容包含巡檢對象、巡檢內(nèi)容、巡檢要求等核心內(nèi)容。作業(yè)卡計劃：理員按照電網(wǎng)相關(guān)規(guī)定和所屬變電站的特有要求，在一個特定的時間內(nèi)，合理的安排巡檢任務(wù)，做好計劃。這部分工作可以參考現(xiàn)在紙質(zhì)作業(yè)卡的計劃辦法。作業(yè)卡派發(fā)是指將作業(yè)卡任務(wù)分配給指定的巡檢人員。當(dāng)該值班人員登錄現(xiàn)場巡檢系統(tǒng)后，系統(tǒng)可以根據(jù)ID由服務(wù)器派發(fā)作業(yè)卡內(nèi)容。派發(fā)規(guī)則可以由各站自行在系統(tǒng)中設(shè)計，自行完成。作業(yè)卡查詢是指依據(jù)人員ID、執(zhí)行時間、巡檢內(nèi)容等關(guān)鍵信息，檢索出作業(yè)卡的完整信息，方便后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和挖掘。設(shè)備的數(shù)字孿生數(shù)據(jù)顯示值班人員按照巡視作業(yè)卡的引導(dǎo)前往待檢設(shè)備后，使用AR眼鏡對該設(shè)備的標(biāo)識符進行掃描識別后，可直接在眼鏡端顯示該設(shè)備的數(shù)字孿生數(shù)據(jù)，比如其出廠數(shù)據(jù)、歷史維修記錄、正常工作指標(biāo)、家族缺陷等。設(shè)備的數(shù)字孿生數(shù)據(jù)顯示該場景主要包括了標(biāo)識符識別、數(shù)據(jù)和模型的快速檢索和顯示、數(shù)據(jù)和模型的內(nèi)容管理等主要功能。標(biāo)識符可以是一維碼、二維碼或者RFID等物體。鑒于練塘站的每個重要設(shè)備上業(yè)已擁有二維碼，標(biāo)識符預(yù)計將選擇二維碼。數(shù)據(jù)和模型的快速檢索和顯示。在掃描到設(shè)備的二維碼之后，根據(jù)設(shè)備的關(guān)鍵ID，快速檢索到對應(yīng)該設(shè)備的數(shù)據(jù)和模型后，在視野中的合適位置，對上述數(shù)字孿生信息進行顯示。數(shù)字孿生信息的顯示將充分結(jié)合三維展示的特點，結(jié)構(gòu)化地和多層次地把這些數(shù)字孿生信息有序充分展現(xiàn)。數(shù)據(jù)和模型的內(nèi)容管理。數(shù)字孿生內(nèi)容的數(shù)據(jù)量龐大、數(shù)據(jù)類型多樣、數(shù)據(jù)更新頻率各異,這給內(nèi)容管理帶來了很大的難度。內(nèi)容管理將對設(shè)備的各類數(shù)據(jù)和模型進行精細(xì)化管理，如結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和三維模型的提取和同步技術(shù)，尤其是非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和三維模型的同步處理和高效索引，是實現(xiàn)內(nèi)容快速顯示的保障之一；在技術(shù)狀態(tài)方面，當(dāng)各類數(shù)據(jù)間存在較強一致性要求時，維護數(shù)據(jù)間的關(guān)聯(lián)及變化，保障數(shù)據(jù)的一致性是確保數(shù)據(jù)價值的重要要求。重要部件預(yù)警提示值班人員在檢查已經(jīng)讀取到歷史數(shù)據(jù)的設(shè)備時，走到某些重要的部件位置時，可以看到多種形式的提示信息，比如高亮標(biāo)注、文字信息提示等。這些提示信息包括了歷史維修信息同時提醒下一次保養(yǎng)的預(yù)計時間。當(dāng)值班人員感覺遇到新的疑似缺陷問題時，可選擇一鍵匯報上傳功能，自動對疑似缺陷處進行拍照、視頻上傳。重要部件自動提示三維環(huán)境理解：通過三維重建和定位等技術(shù)，完成對需要檢查設(shè)備及其部件和它周邊的環(huán)境理解，包括部件的類型、彼此的位置關(guān)系以及連接關(guān)系等。該功能主要運用SLAM(SimultaneouslyLocalizationAndMapping)技術(shù)來完成。三維重建指的是從圖像序列中反算出三維環(huán)境并進行地圖構(gòu)建的過程，而定位則是指確定運行人員在這個三維地圖中位置的技術(shù)。物體識別：AR眼鏡可自動識別出所設(shè)定的設(shè)備或者重要部件，并在真實空間中以合適的位姿顯示虛擬三維模型和信息，從而更直觀地提示值班人員部件的維修歷史和下一個保養(yǎng)周期。物體識別和三維場景理解類似，也是AR技術(shù)所提供的核心功能。兩者結(jié)合起來，一起向增強現(xiàn)實系統(tǒng)提供了“在什么物體上以何種方式疊加虛擬信息”這么一個核心功能。虛實疊加：三維模型和信息標(biāo)注。精準(zhǔn)的虛實疊加，需要精準(zhǔn)的物體識別和空間感知能力。這個功能在前面兩個功能的基礎(chǔ)上實現(xiàn)。表計識別核查和上傳保存值班人員前往設(shè)備對應(yīng)的各類表計進行目視檢查時，眼鏡端自動識別表計并讀取其數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)直接實時傳到PAD端的電子巡視作業(yè)卡中，值班人員可以進行二次審核。數(shù)據(jù)不準(zhǔn)時，值班人員可以在PAD端上進行修改，檢查數(shù)據(jù)無誤后，可保存進行下一步。完成該設(shè)備的全部巡檢任務(wù)后，值班人員在最后頁面簽字并寫上日期保存，上傳后端平臺進行統(tǒng)一保存。表計識別、核查和上傳保存表計識別和自動讀數(shù)。當(dāng)值班人員所佩戴的AR眼鏡對準(zhǔn)設(shè)備上的各類表計時，AR眼鏡將自動識別表計并將其表征的數(shù)字、狀態(tài)等準(zhǔn)確識別出，之后發(fā)送給pad端的電子工作卡上。AR眼鏡和pad的數(shù)據(jù)同步。該功能保證了在眼鏡識別表計讀數(shù)之后，能夠在pad端電子卡的相應(yīng)空格位置準(zhǔn)確更新數(shù)據(jù)。在完成該設(shè)備所有巡檢任務(wù)后，這些數(shù)據(jù)將同時在后端平臺統(tǒng)一進行備份。遠(yuǎn)程協(xié)作在例行檢查時，當(dāng)發(fā)生值班人員無法獨立處理的情況，需要向值班室內(nèi)的相關(guān)專家請求幫助。值班人員在遇到問題時通過頭戴AR眼鏡向值班室內(nèi)的專家發(fā)起音視頻通話，將AR眼鏡內(nèi)的虛實結(jié)合的圖像實時的傳給專家。專家對看到的實時畫面進行分析，并對需要操作的部位進行標(biāo)注，把操作步驟發(fā)送到值班人員的AR眼鏡中。值班人員可以在AR眼鏡中及時的看到專家在實際物體上標(biāo)注的信息，以及相關(guān)操作步驟的說明。值班人員請求遠(yuǎn)程協(xié)助專家需要對某些重要設(shè)備檢查時，可以對值班人員發(fā)起實時的音視頻監(jiān)控與交流，并隨時指導(dǎo)值班人員進行操作。專家主動發(fā)起與值班人員的音視頻通話，實時監(jiān)控并指導(dǎo)值班人員的操作流程，避免值班人員的誤操作。專家可以選擇對當(dāng)前監(jiān)控指導(dǎo)過程進行全程視頻錄制，便于之后分析與教學(xué)使用，以及現(xiàn)場存檔。專家遠(yuǎn)程協(xié)助值班人員音視頻通話：值班人員通過AR眼鏡和值班室內(nèi)使用其他設(shè)備的專家進行多人音視頻通話。每一臺AR眼鏡可以連接多個后端專家，每一個專家也可以連接多臺AR眼鏡，支持最多7人同時在線的音視頻通話。既可以進行純語音通話，也可以進行視頻通話。對于純語音通話，支持單，雙聲道，并且上下行抗丟包率超過70%。AR眼鏡端與專家端均支持語音通話過程的錄制。對于視頻通話，可以全程保持高畫質(zhì)（720P分辨率）的畫面?zhèn)鬏敚寣＜铱梢郧逦目吹紸R眼鏡傳輸過來的實際場景或設(shè)備信息，便于專家做出更準(zhǔn)確的判斷指導(dǎo)。同時AR眼鏡端與專家端也都支持錄屏，作為現(xiàn)場記錄保存。電子說明書展示：專家把針對某一情況的處理辦法發(fā)送給AR眼鏡，值班人員直接在AR眼鏡中結(jié)合實際設(shè)備，查閱處理辦法。更快的解決現(xiàn)場問題。作為專家可以預(yù)先將常見問題的處理方法做成虛擬的多媒體說明書（可以包括模型，圖片，文字，音頻等）。當(dāng)前方巡檢員有需要時，將其發(fā)送到指定值班人員的AR眼鏡中，值班人員即可通過AR眼鏡直觀的看到虛實疊加的操作說明。虛實疊加的場景錄制：通過AR眼鏡采集實際場景或設(shè)備的畫面，并將虛擬的指示信息，歷史數(shù)據(jù)，模型信息等通過slam技術(shù)，疊加到真實環(huán)境中，并使它們處于正確的位置關(guān)系中。最后，把疊加好的畫面實時錄制下來，同時發(fā)送給后端專家。遠(yuǎn)程標(biāo)注：專家在AR眼鏡傳回來的畫面中，進行指示性的標(biāo)注，并將這些標(biāo)注信息回傳給AR眼鏡端，值班人員在眼鏡中就可以看到疊加到真實場景中的這些標(biāo)注信息。全域巡檢AR系統(tǒng)與生產(chǎn)視頻攝像機相結(jié)合，形成全域巡檢解決方案?，F(xiàn)有的生產(chǎn)視頻攝像作為固定巡檢點，用于站內(nèi)的日常觀測，并覆蓋所有主要區(qū)域。對站內(nèi)情況完成全局的巡視與觀測。AR眼鏡作為流動巡檢點，針對某些監(jiān)控盲區(qū)進行補充巡檢，當(dāng)出現(xiàn)緊急狀況時，值班人員可以佩戴AR眼鏡前往事發(fā)地做狀況的詳細(xì)記錄。必要時更可以與機器人布控球進行多方互動。使用生產(chǎn)視頻攝像機做全局巡檢，使用晨星AR系統(tǒng)針對具體細(xì)節(jié)做補充。做到點面結(jié)合，對變電站內(nèi)進行立體的全域巡檢。全域巡檢全域巡檢：由生產(chǎn)視頻攝像機提供全景的監(jiān)控視頻，通過晨星AR系統(tǒng)來獲取每一個巡檢點儀表的實時數(shù)據(jù)與設(shè)備狀況，并顯示在監(jiān)控視頻中。AR眼鏡作為全域巡檢中的流動監(jiān)控點，在巡檢過程中，負(fù)責(zé)將每一個巡視點的設(shè)備與環(huán)境的細(xì)節(jié)情況實時傳送到總控室中，并且將巡視點的儀表讀數(shù)，設(shè)備信息（缺陷）也發(fā)送到后端系統(tǒng)，由后端系統(tǒng)將這些信息匯總并顯示在全景監(jiān)控視頻中。歷史數(shù)據(jù)分析：通過AR眼鏡采集各巡視點數(shù)據(jù)，交由后端系統(tǒng)對這些原始數(shù)據(jù)進行存儲，篩選，分析，最終以圖形化形式呈現(xiàn)給用戶。無人機巡檢智能無人機操作靈活、簡便、高效，相比于常規(guī)的人工巡檢，智能無人機巡檢具備以下優(yōu)勢：1、巡檢效率高，大幅縮減光伏電站巡檢所需人數(shù)及巡檢時間，節(jié)省人力運維成本，具有更高的經(jīng)濟效益；2、智能無人機機動性高，它在空中飛行可以不受地面障礙物等的限制自由移動。針對光伏電站幅員遼闊，地形起伏等特點，運用無人機巡檢省時又省力；3、全自動飛行診斷，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)分析，可對光伏電站進行全面評估，還可對電站故障的出現(xiàn)進行有效預(yù)測；4、提升了電站巡檢頻次，有效提高電站巡檢效率與精確性；5、解決了電站建設(shè)類型不同，組件難于巡檢的難題，及以往人工巡檢可能帶來的人員安全問題?？焖俳⒀矙z區(qū)域正射影像使用地面站的飛行器地圖選點的功能，操控?zé)o人機沿場地邊緣飛行并進行定點工作。規(guī)劃出場站的邊界，即航測所需要的邊界圖形。首先進行區(qū)域準(zhǔn)確地理信息采集，為后續(xù)無人機進行航線編輯飛行提供最基礎(chǔ)的地面信息。完成圈地工作后，地面站將自動建立航測區(qū)域，進行正射影像的采集。編輯航線參數(shù)后，確認(rèn)飛行器狀態(tài)（電量、SD卡容量、任務(wù)完成動作等）良好滿足采集要求，即可執(zhí)行自動飛行任務(wù)。采集正射影像過程中，需要時刻注意無人機剩余電量，及時返航，光伏板設(shè)備遍布比較密集，此時墜機有可能會導(dǎo)致比較大的損失。無人機自動采集正攝影像同時，對回傳回來的照片原圖使用大疆智圖專業(yè)版建模軟件，生產(chǎn)正射影像成果。建立正射影像同時，合理規(guī)劃時間點，做一個5cm的地面分辨率實景模型，用于歷史影像資料保存與實景數(shù)據(jù)分析，以便為電站后期建設(shè)作為依據(jù)之一。熱紅外相機精細(xì)化巡檢紅外相機云臺使用13~19mm鏡頭對光伏板進行精細(xì)化巡視。經(jīng)過XTS熱紅外相機及X7可見光相機，對在戶外的光伏發(fā)電板進行巡查后，對一些常見的發(fā)熱原因，如板材破損、陰影遮擋、表面污損等產(chǎn)生的熱斑進行識別和標(biāo)記，這類的熱斑影像在紅外影像下可清晰觀察，再切換至可見光設(shè)備對故障設(shè)備進行抵近觀察，使用相機自帶的時間戳記錄詳細(xì)定位信息與拍攝時間。拍攝完成的照片在后期處理時，通過FlirTool+熱成像分析軟件對原始的只有灰度的紅外影像進行偽彩加強。更加清晰的標(biāo)記和識別，同時出具相關(guān)報告。通過圖像對比分析，技術(shù)人員可在作業(yè)時發(fā)現(xiàn)故障原因。光伏板缺陷點地理位置管理無人機中XTS熱紅外相機與X7可見光相機所拍攝的圖片包含POS信息，通過pix4d軟件將POS信息導(dǎo)入到正射影像里面，就能看到缺陷圖片的拍攝位置。再通過圖像對比，快速精準(zhǔn)判斷哪塊光伏面板與組件出現(xiàn)故障與缺陷。方便電站運維人員根據(jù)實際運維情況，及時更換故障部件，保障部件安全穩(wěn)定工作。設(shè)備智能管理針對光伏電板、逆變器、匯流箱等設(shè)備，從現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)采集電流、電壓、輻射值等數(shù)據(jù)，采用人工智能、模式識別和先進的大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，基于企業(yè)設(shè)備實時/歷史運行數(shù)據(jù)，分析設(shè)備參數(shù)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，實現(xiàn)設(shè)備運行狀態(tài)的在線監(jiān)測，提供可預(yù)知性的運行性能分析及故障智能預(yù)警，同時進行快速定位，在三維虛擬電站的地圖中精確顯示故障位置。系統(tǒng)支持運行人員遠(yuǎn)程觀看電站現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)境系統(tǒng)、電氣網(wǎng)控系統(tǒng)等所有實時監(jiān)控系統(tǒng)的畫面，為生產(chǎn)管理人員提供電站各生產(chǎn)系統(tǒng)實時信息，供信息分析人員使用?；诮M串的高精度監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)故障，自行告警分析，直接對其邏輯及實際現(xiàn)場位置定位，減少運維人員現(xiàn)場排查及分析問題時間，極大地提高了電站運維效率。三維虛擬電站綜合應(yīng)用GIS地圖、三維可視化等技術(shù)，通過信息融合、數(shù)據(jù)分析和信息展示，實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控與管理，事件的分析與決策等業(yè)務(wù)應(yīng)用，具有信息全景化、數(shù)據(jù)可視化和管理精細(xì)化的特點。具體功能要求：1）GIS視圖控制通過改變視圖的范圍和視圖比例大小，實現(xiàn)三維場景進行各種操作，主要包括以下功能：視圖縮放：用戶可以放大或者縮小數(shù)字地圖的視圖比例，從而可以查看不同詳細(xì)程度的地圖狀況。固定比例縮放：可以將地圖，按照預(yù)先設(shè)定好的幾種比例尺，隨意進行縮放。視圖漫游：用戶通過鼠標(biāo)拖動數(shù)字地圖來實現(xiàn)視圖范圍的平移。視圖刷新：對當(dāng)前視圖內(nèi)的信息進行刷新，以反映當(dāng)前視圖的最新變化情況。2）場景可視化以三維立體形式展示整個地形地貌，以及設(shè)備物理分布情況及設(shè)施的運行狀態(tài)。通過數(shù)據(jù)集成和信息融合，實現(xiàn)全場景及數(shù)據(jù)可視化。在三維場景中實時反映設(shè)備的實際運行狀況、設(shè)備臺賬中相關(guān)信息，實現(xiàn)信息共享。3）空間快速定位結(jié)合GPS或北斗和GIS空間數(shù)據(jù)信息，可實現(xiàn)特定設(shè)備的快速定位，制定和規(guī)劃行走路線。設(shè)備智能診斷光伏電站規(guī)模大、分布廣，專業(yè)人員匱乏，設(shè)備數(shù)量多，隨著光伏電站的建設(shè)規(guī)模逐年增加，運維工作難度增大，包括故障實時定位困難、消缺整改不及時、運維人員工作任務(wù)繁重等問題。同時由于光伏設(shè)備故障隱患發(fā)現(xiàn)不及時，影響光伏電站的發(fā)電量；由于電站運行數(shù)據(jù)分析不完整，公司無法實時監(jiān)控和及時準(zhǔn)確評估收益，運維成本難以控制，給企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營工作帶來了巨大挑戰(zhàn)。因此，實現(xiàn)光伏電站故障的智能化在線診斷尤為迫切和重要。智能診斷與健康監(jiān)測基于組串的高精度監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)故障，自行告警分析，直接對其邏輯及實際現(xiàn)場位置定位，減少運維人員現(xiàn)場排查及分析問題時間，極大地提高了電站運維效率。系統(tǒng)支持運行人員遠(yuǎn)程觀看電站現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)境系統(tǒng)、電氣網(wǎng)控系統(tǒng)等所有實時監(jiān)控系統(tǒng)的畫面，為生產(chǎn)管理人員提供電站各生產(chǎn)系統(tǒng)實時信息，供信息分析人員使用，同時將相關(guān)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳XXXX監(jiān)管平臺，實現(xiàn)XXXX對下屬電站生產(chǎn)狀態(tài)的實時掌控，以及各系統(tǒng)的無縫銜接，消除數(shù)據(jù)孤島。智能診斷系統(tǒng)分5個模塊：實時診斷、多維度對比、設(shè)備一致性、故障統(tǒng)計分析和電量報表。實時診斷實時診斷包括首頁、故障跟蹤和電站分析3個子模塊，這3個模塊存在依次的業(yè)務(wù)流程：1)首頁實現(xiàn)展示電站中實時存在的故障列表功能，故障統(tǒng)計功能，輻照度與功率曲線、發(fā)電量曲線的展示；