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文檔簡介
中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司科技項(xiàng)目3D在線式紅外成像測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)3D在線式紅外成像測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)項(xiàng)目名稱:申請(qǐng)單位:起止時(shí)間:項(xiàng)目負(fù)責(zé)人:聯(lián)系電話: 申請(qǐng)日期: 填寫說明一、請(qǐng)嚴(yán)格按照要求填寫各項(xiàng)。二、專業(yè)類別根據(jù)項(xiàng)目所屬專業(yè)種類從發(fā)電(能源、輸電、變電一次、配電一次、電力建設(shè)、系統(tǒng)運(yùn)行、繼保自動(dòng)化、電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)、通信及信息技術(shù)、計(jì)量營銷、智能電網(wǎng)新技術(shù)、綜合研究共12類技術(shù)中選擇。三、項(xiàng)目摘要應(yīng)簡要說明項(xiàng)目研究內(nèi)容和預(yù)期成果,字?jǐn)?shù)要求500字以內(nèi)。四、項(xiàng)目申請(qǐng)單位指提出項(xiàng)目建議與申請(qǐng)的單位或部門,如總部各部門、直屬機(jī)構(gòu)、各分子公司及其所屬基層單位等。五、項(xiàng)目分工應(yīng)主要描述項(xiàng)目申請(qǐng)單位與協(xié)作單位的任務(wù)劃分,項(xiàng)目計(jì)劃進(jìn)度安排應(yīng)按時(shí)間段列出研究推進(jìn)計(jì)劃,并明確各階段交付物及標(biāo)志性里程。六、科技經(jīng)費(fèi)預(yù)算支出科目具體解釋見附件1。
項(xiàng)目簡表項(xiàng)目名稱3D在線式紅外成像測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人姓名工作單位性別年齡職稱項(xiàng)目分類1、發(fā)電(能源)3、變電一次5、電力建設(shè)7、繼保自動(dòng)化9、通信及信息技術(shù)11、智能電網(wǎng)新技術(shù)] 2、輸電 [][] 4、配電一次 [][] 6、系統(tǒng)運(yùn)行 [][] 8、電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù) [][] 10、計(jì)量營銷 []V] 12、綜合研究 []項(xiàng)目起2013年1月至2013年12月止時(shí)間申請(qǐng)經(jīng)費(fèi)總額 270萬項(xiàng)目摘要(500字以內(nèi)):通過在變電站安裝在線式紅外成像預(yù)警系統(tǒng),對(duì)變電站變電設(shè)施實(shí)行24小時(shí)不間斷非接觸的測(cè)溫監(jiān)控,能最大程度避免由于設(shè)施老化、接觸不良、過載等造成的供電故障,做到有計(jì)劃的停電檢修和設(shè)備維護(hù),同時(shí)減輕工作人員的變電站巡檢工作量,結(jié)合變電站3D實(shí)景圖,對(duì)變電站設(shè)施的工作狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和診斷。在線式紅外成像測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)由安裝在變電站的紅外成像測(cè)溫終端及安裝在監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)服務(wù)器兩部分組成,紅外成像測(cè)溫終端安裝在變電站現(xiàn)場(chǎng),通過360°巡視,對(duì)變電設(shè)施進(jìn)行非接觸的溫度采集,并以數(shù)據(jù)、紅外熱圖、可見光圖片的形式將測(cè)試結(jié)果保存在中心服務(wù)器,內(nèi)網(wǎng)的每個(gè)許可用戶都可在自己的工作電腦上調(diào)看相關(guān)的變電站實(shí)時(shí)信息。完整的報(bào)表統(tǒng)計(jì)功能方便使用者生成符合要求的工作報(bào)表。3D實(shí)景更能讓使用者有身臨其境的感覺,方便故障定位。新建系統(tǒng)考慮與原有監(jiān)控系統(tǒng)的圖像融合、共享,開發(fā)相應(yīng)的OCX插件,供原有系統(tǒng)及PMS系統(tǒng)、自動(dòng)化系統(tǒng)調(diào)用。申請(qǐng)單位意見:3
項(xiàng)目分工與計(jì)劃進(jìn)度安排1、項(xiàng)目相關(guān)單位及具體分工單 位具體分工項(xiàng)目申請(qǐng)單位協(xié)作單位1協(xié)作單位2協(xié)作單位32、計(jì)劃進(jìn)度安排任務(wù)名稱開始時(shí)間完成時(shí)間主要內(nèi)容及交付項(xiàng)項(xiàng)目調(diào)研2013年1月20日2013年1月30日調(diào)研報(bào)告項(xiàng)目設(shè)計(jì)2013年2月1日2013年2月28日總體設(shè)計(jì)方案,分項(xiàng)設(shè)計(jì)方案系統(tǒng)開發(fā)及設(shè)備制造2013年3月1日2013年4月30日在線式紅外成像測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)系統(tǒng)安裝、調(diào)試及工程驗(yàn)收、相關(guān)人員培訓(xùn)2013年5月1日2013年5月31日工程驗(yàn)收?qǐng)?bào)告系統(tǒng)投入試運(yùn)行2013年6月1日2013年9月30日試運(yùn)行報(bào)告項(xiàng)目結(jié)題2013年10月1日2013年10月31日提交結(jié)題申請(qǐng)4
項(xiàng)目驗(yàn)收2013年11月1日2013年12月30日申請(qǐng)項(xiàng)目驗(yàn)收,提交驗(yàn)收資料編寫要求:.列出分時(shí)間段計(jì)劃研究內(nèi)容;.分時(shí)間段提供成果的內(nèi)容和形式,要求具有可檢查性。項(xiàng)目組成人員情況序號(hào)姓名年齡職稱、職務(wù)工作單位任務(wù)分工1234548高級(jí)工程師深圳鍵橋項(xiàng)目總體負(fù)責(zé)638高級(jí)工程師深圳鍵橋系統(tǒng)方案總體設(shè)計(jì)729工程師深圳鍵橋項(xiàng)目開發(fā)總負(fù)責(zé)832工程師深圳鍵橋項(xiàng)目開發(fā)926工程師深圳鍵橋項(xiàng)目主管、實(shí)施1027工程師深圳鍵橋項(xiàng)目實(shí)施
1128工程師深圳鍵橋項(xiàng)目實(shí)施一、|的和意義變電站設(shè)施在電力系統(tǒng)中有著極其重要的地位,一旦出現(xiàn)故障,就會(huì)影響供電的質(zhì)量和穩(wěn)定性,會(huì)造成巨大財(cái)產(chǎn)損失及不良社會(huì)影響等嚴(yán)重后果。但過流、過載、老化、接觸不良、漏電、設(shè)備內(nèi)部缺陷或其他內(nèi)部異常導(dǎo)致的發(fā)熱等故障現(xiàn)象并不能通過簡單的人工觀察就能發(fā)現(xiàn)。實(shí)踐表明,通過對(duì)被測(cè)目標(biāo)的紅外溫度測(cè)量,能夠?qū)δ繕?biāo)的工作狀態(tài)、有無故障隱患等進(jìn)行監(jiān)控,并且通過特定的算法就可以對(duì)設(shè)備的健康與否進(jìn)行預(yù)警。紅外測(cè)溫具有快捷、方便、靈敏度高、非接觸性遠(yuǎn)距離測(cè)量、無需使被測(cè)設(shè)備停運(yùn)或解體等優(yōu)點(diǎn),因此,紅外測(cè)溫技術(shù)在電力系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用,能為故障診斷、設(shè)備檢修等提供理論依據(jù),使缺陷處理更具針對(duì)性,為開展設(shè)備狀態(tài)維修創(chuàng)造條件,有效地預(yù)防一些事故的發(fā)生,從而提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性。變電站對(duì)電力設(shè)施溫度的監(jiān)測(cè)方式目前是安排工作人員定期使用手持式紅外測(cè)溫儀對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行巡檢。該方式下,工作人員須在規(guī)定的距離內(nèi)將紅外測(cè)溫儀對(duì)準(zhǔn)被測(cè)節(jié)點(diǎn),調(diào)整焦距,進(jìn)而測(cè)得目標(biāo)的溫度值,在完成上一個(gè)節(jié)點(diǎn)測(cè)量后再進(jìn)行下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的測(cè)量。人工巡檢測(cè)溫方式存在以下問題:一、|的和意義人工操作,浪費(fèi)人力并且溫度測(cè)量準(zhǔn)確度人為因素影響較大;單點(diǎn)測(cè)溫,測(cè)溫點(diǎn)多時(shí)操作時(shí)間過長;人工巡查,不能自動(dòng)報(bào)警,可靠性差;數(shù)據(jù)只能存儲(chǔ)在紅外測(cè)溫儀的存儲(chǔ)卡中,安全性差;存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量有限,不利于工作人員做報(bào)表;安全漏洞大,兩次巡檢周期之間存在較大故障隱患。二、項(xiàng)目研究的背景1.項(xiàng)內(nèi)外現(xiàn)狀及趨勢(shì)紅外技術(shù)應(yīng)用于非接觸測(cè)溫已經(jīng)得到大量的推廣,目前國外從事紅外熱像儀研制和生產(chǎn)的公司主要有美國的FLIR和FLUKE,這兩個(gè)公司的紅外熱像儀主要瞄準(zhǔn)的是通用紅外熱像儀市場(chǎng),以手持式測(cè)溫儀為主尚未進(jìn)入在線式紅外測(cè)溫領(lǐng)域。國內(nèi)開發(fā)紅外的公司主要有武漢高德、廣州颯特、浙江大立、深圳鍵橋,其中前三家公司的產(chǎn)品也以手持式紅外熱像儀為主,而深圳鍵橋通訊技術(shù)股份有限公司主要瞄準(zhǔn)的是變電站在線式紅外測(cè)溫領(lǐng)域,在這個(gè)細(xì)分領(lǐng)域有豐富的工程和理論經(jīng)驗(yàn)。手持式紅外熱像儀的測(cè)試結(jié)果依賴于操作者的經(jīng)驗(yàn),測(cè)試結(jié)果因此有很大偏差,未來紅外熱像儀的發(fā)展趨勢(shì)是專用化、自動(dòng)化、智能化。專用化指的是機(jī)器的用途相對(duì)專用,而不是一款通用化的儀器,它的特點(diǎn)與應(yīng)用場(chǎng)合的需求相似。自動(dòng)化指的是使用操作基本是自動(dòng)的,無需人工干預(yù)。智能化則是指測(cè)試結(jié)果的判斷具有較強(qiáng)的智能判斷標(biāo)準(zhǔn)。.海南電網(wǎng)在線式紅外測(cè)溫應(yīng)用場(chǎng)景海南地處我國最南邊,全年平均氣溫較高,因此變電設(shè)施的熱工作環(huán)境更加惡劣,傳統(tǒng)的人工巡檢工作量更大,盡管有完善的巡檢流程,但巡檢周期之間的監(jiān)管空擋還是無法規(guī)避。同時(shí)為了建設(shè)智能化電網(wǎng)的目標(biāo),海南電網(wǎng)迫切需要在變電站實(shí)時(shí)在線溫度監(jiān)測(cè)方面結(jié)合自己的環(huán)境特點(diǎn)進(jìn)行項(xiàng)目研究,以制定一套符合海南電網(wǎng)的實(shí)時(shí)在線紅外監(jiān)測(cè)檢修流程,從而進(jìn)行全省電網(wǎng)推廣應(yīng)用,提高變電站在線監(jiān)測(cè)智能化水平。.傳統(tǒng)測(cè)溫技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展常規(guī)的測(cè)溫手段主要包括以下幾種:接觸式測(cè)溫:采用傳統(tǒng)的溫度傳感器,與被測(cè)設(shè)備進(jìn)行直接接觸來進(jìn)行測(cè)溫。此方式由于是直接接觸的,每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)均需要安裝一個(gè)測(cè)溫裝置,盡管每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的測(cè)溫裝置價(jià)格僅為2000元左右,但對(duì)于每個(gè)變電站都有上百個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的電力應(yīng)用場(chǎng)合,每個(gè)變電站的投資大約需要20多萬,因此經(jīng)濟(jì)成本很高,而且由于可操作性差,因此在電力測(cè)溫中已基本不采用;瞄準(zhǔn)型紅外點(diǎn)溫儀測(cè)溫:工作人員操作紅外點(diǎn)溫儀,在規(guī)定的距離內(nèi)將紅外點(diǎn)溫儀對(duì)準(zhǔn)被測(cè)溫點(diǎn),調(diào)整焦距,使目標(biāo)充滿紅外點(diǎn)溫儀中的熱傳感平面,然后需要根據(jù)被測(cè)目標(biāo)的材料設(shè)定合適的熱輻射率,才能得到目標(biāo)的溫度。完成一個(gè)測(cè)溫點(diǎn)后再進(jìn)行下一個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的測(cè)量,這是目前最常用的工業(yè)測(cè)溫方式,但在電力系統(tǒng)已基本被淘汰,它的缺點(diǎn)非常明顯:測(cè)試結(jié)果不具備可視化。非接觸式紅外成像測(cè)溫:這是目前電力系統(tǒng)常見的測(cè)溫方法,通過使用紅外熱像儀,不僅能夠?qū)Ρ粶y(cè)溫點(diǎn)紅外成像,而且能夠得到紅外熱像圖中的被測(cè)溫點(diǎn)的準(zhǔn)確溫度,目前此類進(jìn)口高檔紅外熱成像儀的價(jià)格大約在30-40萬元左右,國產(chǎn)的價(jià)格在20萬左右,使用時(shí)無論是進(jìn)口的還是國產(chǎn)的,所有熱紅外成像儀只能對(duì)成像視角內(nèi)的幾個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)溫,無法滿足大數(shù)量的測(cè)溫點(diǎn)測(cè)溫。目前此方案的測(cè)溫實(shí)施方法是:工作人員手持紅外成像儀對(duì)被測(cè)溫點(diǎn)對(duì)行拍攝,然后將存儲(chǔ)在熱成像儀中的圖片導(dǎo)入到計(jì)算機(jī)中,然后分析出所有測(cè)溫點(diǎn)的溫度,并做成報(bào)表。.研究的技術(shù)關(guān)鍵與難點(diǎn)在線式紅外成像測(cè)溫系統(tǒng)作為一種智能輔助決策系統(tǒng),有效性是第一位考慮的,既不能虛報(bào)、也不能漏報(bào),為了達(dá)成這個(gè)目標(biāo),必須對(duì)下列關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)研究:目標(biāo)距離的自適應(yīng)技術(shù)影響紅外測(cè)溫準(zhǔn)確度的重要因素是目標(biāo)距離。對(duì)于手持式紅外熱像儀而言,目標(biāo)距離是要人工輸入的,但對(duì)于在線式紅外來說,目標(biāo)分布在5-100米的距離范圍內(nèi),如何對(duì)目標(biāo)進(jìn)行距離自適應(yīng)是測(cè)溫準(zhǔn)確的關(guān)鍵。本項(xiàng)目計(jì)劃采用具有俯仰、水平角度回傳的高精度數(shù)字云臺(tái)來作為伺月服系統(tǒng),在知道紅外設(shè)備與目標(biāo)之間的俯仰夾角的情況下,只要知道設(shè)備的安裝高度就可以通過幾何公式來獲取目標(biāo)的距離:S二H/SINC:目標(biāo)距離;H:紅外終端安裝高度;C:紅外終端的俯仰夾角目標(biāo)報(bào)警決策實(shí)施策略變電站設(shè)施的發(fā)熱原因各不相同,有電壓致熱和電流致熱之分,而且還跟每種設(shè)備的材質(zhì)有很大相關(guān),因此必須為每種設(shè)備研究一套報(bào)警決策策略。項(xiàng)目研究擬將報(bào)警分為絕對(duì)值報(bào)警、前后溫差報(bào)警、相間溫差報(bào)警三種,同時(shí),每種報(bào)警又細(xì)分為一般告警、較重告警、嚴(yán)重告警三種告警級(jí)別,以供決策者采取不同的檢修方案及應(yīng)對(duì)措施。測(cè)溫目標(biāo)的智能識(shí)別與動(dòng)態(tài)捕捉為了準(zhǔn)確生成數(shù)據(jù)報(bào)表,操作者首先需要將變電站內(nèi)的需要監(jiān)測(cè)的設(shè)備作為興趣點(diǎn)輸入到數(shù)據(jù)庫,并在視頻上進(jìn)行標(biāo)識(shí),雖然高精度云臺(tái)能夠保證準(zhǔn)確定位,但由于熱脹冷縮等其他原因造成目標(biāo)設(shè)備偏離原有預(yù)設(shè)位置時(shí),測(cè)溫就10會(huì)測(cè)到別的物體上。為了防止出現(xiàn)這種情況,系統(tǒng)必須開發(fā)智能識(shí)別與動(dòng)態(tài)捕捉技術(shù),該技術(shù)需要對(duì)原有預(yù)設(shè)設(shè)備的外形進(jìn)行記憶識(shí)別,并在一定偏移范圍內(nèi)能對(duì)該設(shè)施進(jìn)行捕捉和重定位,以確保測(cè)試結(jié)果是目標(biāo)的真實(shí)溫度數(shù)據(jù)。3D場(chǎng)景與實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)的匹配由于紅外鏡頭的視場(chǎng)角有限,需要云臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)來完成對(duì)整個(gè)變電場(chǎng)地的覆蓋,這樣的圖片具有離散性,不利于操作者對(duì)間隔設(shè)備的識(shí)別,因此需要將獨(dú)立測(cè)試的溫度全部導(dǎo)入到一個(gè)根據(jù)變電站實(shí)際布置的3D場(chǎng)景圖中,并與各個(gè)目標(biāo)進(jìn)行溫度匹配,操作者在瀏覽3D場(chǎng)景圖時(shí)就能獲得目標(biāo)的實(shí)際溫度。與其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口開發(fā)與紅外成像測(cè)溫系統(tǒng)需要對(duì)接的其他系統(tǒng)有:PMS系統(tǒng)、自動(dòng)化系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等。通過與這些系統(tǒng)的對(duì)接,來達(dá)到測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)與實(shí)際線路負(fù)載、環(huán)境溫度等匹配,并為統(tǒng)一監(jiān)控提供必要的數(shù)據(jù)接口,因此必須開發(fā)統(tǒng)一的測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)接口、統(tǒng)一的視頻圖片接口。別的系統(tǒng)調(diào)用紅外的數(shù)據(jù)及圖片,只需要簡單的使用開發(fā)的OCX插件就可完成。三、項(xiàng)目申請(qǐng)單位具備的研究基礎(chǔ)和條件編寫要求:.項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的情況介紹,專業(yè)、特長、工作量和在本項(xiàng)目中的作11用;.項(xiàng)目申請(qǐng)單位在相關(guān)研究領(lǐng)域曾開展的工作、曾取得的科研成果、曾獲得的榮譽(yù);.項(xiàng)目申請(qǐng)單位在相關(guān)研究領(lǐng)域已有的軟硬件平臺(tái)、理論研究環(huán)境、實(shí)驗(yàn)室條件等。、項(xiàng)目研究內(nèi)容、技術(shù)路線與實(shí)施方案1.項(xiàng)目研究內(nèi)容的詳細(xì)說明12主要研究內(nèi)容1主要技術(shù)內(nèi)容全視場(chǎng)測(cè)溫能力每個(gè)變電站里,需要測(cè)量的目標(biāo)點(diǎn)大約有數(shù)百個(gè)之多。人工巡檢時(shí)往往只會(huì)挑出少數(shù)幾個(gè)特別關(guān)鍵的目標(biāo)點(diǎn)來測(cè)量,這就會(huì)造成大量的目標(biāo)點(diǎn)漏測(cè),從而存在故障隱患。本項(xiàng)目將研究全視場(chǎng)測(cè)溫能力,對(duì)鏡頭視場(chǎng)內(nèi)的每一個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)溫,并通過高精度云臺(tái)的旋轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)360°范圍內(nèi)的全視場(chǎng)測(cè)溫能力。實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有視頻系統(tǒng)融合將可視光圖像與紅外圖像融合實(shí)現(xiàn)快速和準(zhǔn)確地辨別故障部件,一種方式通過報(bào)警聯(lián)動(dòng),當(dāng)紅外攝像機(jī)檢測(cè)到溫度過高出現(xiàn)報(bào)警界面,現(xiàn)有視頻圖像監(jiān)控同時(shí)旋轉(zhuǎn)到相應(yīng)的位置。另外一種方式是紅外及可見光雙倉測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng),可使用戶看到更多的圖像細(xì)節(jié)和更小的目標(biāo)。系統(tǒng)由雙通路全天候監(jiān)控頭(含高性能紅外熱像儀和CCD攝像機(jī))與相應(yīng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成,它可構(gòu)成單獨(dú)的監(jiān)控系統(tǒng)。目標(biāo)距離的自適應(yīng)補(bǔ)償技術(shù)測(cè)溫目標(biāo)與紅外鏡頭之間的距離對(duì)測(cè)溫的準(zhǔn)確度有較大的影響。手持式紅外測(cè)溫儀需要對(duì)每一個(gè)測(cè)量目標(biāo)進(jìn)行距離估計(jì)。本產(chǎn)品采用了紅外雷達(dá)的一些技術(shù),能夠自動(dòng)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行分析并對(duì)測(cè)溫準(zhǔn)確度進(jìn)行自適應(yīng)補(bǔ)償,對(duì)采集到的溫度進(jìn)行自動(dòng)校正及處理,保證200米距離范圍內(nèi)測(cè)溫的準(zhǔn)確性,及200米范圍之內(nèi)遠(yuǎn)距離測(cè)溫和實(shí)際溫度誤差在2度范圍之內(nèi)。相對(duì)差分測(cè)溫、絕對(duì)測(cè)溫、相間溫差相結(jié)合的報(bào)警決策方法全視場(chǎng)紅外成像測(cè)溫系統(tǒng)擬采用相對(duì)差分測(cè)溫、絕對(duì)值測(cè)溫、相間溫差3種方法相結(jié)合的測(cè)溫算法,共同分析全視場(chǎng)內(nèi)各節(jié)點(diǎn)的溫度變化情況。相對(duì)差分測(cè)溫:對(duì)同一測(cè)溫目標(biāo)點(diǎn)前后兩個(gè)時(shí)刻的溫度值進(jìn)行比較,分析其差13值,若差值過大,則表示該目標(biāo)點(diǎn)的性能發(fā)生了急劇的變化,值得高度重視,該方法有利于發(fā)現(xiàn)突發(fā)性故障,比如過流等。絕對(duì)測(cè)溫:對(duì)測(cè)溫目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行絕對(duì)溫度測(cè)量,若高于預(yù)先設(shè)定的容許閾值,絕對(duì)則發(fā)出報(bào)警,絕對(duì)值測(cè)溫主要針對(duì)那種緩慢性發(fā)展的故障,比如銹蝕等。相對(duì)測(cè)溫和絕對(duì)測(cè)溫技術(shù)的融合使用,提高了溫度監(jiān)測(cè)的可靠性。相間溫差測(cè)溫:同一線路的A、B、C三相之間的溫度差在一般情況下基本一致,但往往由于缺相、接觸、單相負(fù)載過重等原因造成3相之間的溫差加大,系統(tǒng)可根據(jù)3相溫差閾值來判斷告警的成立與否。測(cè)溫目標(biāo)的智能識(shí)別與動(dòng)態(tài)捕捉為了準(zhǔn)確生成數(shù)據(jù)報(bào)表,操作者首先需要將變電站內(nèi)的需要監(jiān)測(cè)的設(shè)備作為興趣點(diǎn)輸入到數(shù)據(jù)庫,并在視頻上進(jìn)行標(biāo)識(shí),雖然高精度云臺(tái)能夠保證準(zhǔn)確定位,但由于熱脹;冷縮等其他原因造成目標(biāo)設(shè)備偏離原有預(yù)設(shè)位置時(shí),測(cè)溫就會(huì)測(cè)到別的物體上。為了防止出現(xiàn)這種情況,系統(tǒng)必須開發(fā)智能識(shí)別與動(dòng)態(tài)捕捉技術(shù),該技術(shù)需要對(duì)原有預(yù)設(shè)設(shè)備的外形進(jìn)行記憶識(shí)別,并在一定偏移范圍內(nèi)能對(duì)該設(shè)施進(jìn)行捕捉和重定位,以確保測(cè)試結(jié)果是目標(biāo)的真實(shí)溫度數(shù)據(jù)。3D場(chǎng)景與實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)的匹配由于紅外鏡頭的視場(chǎng)角有限,需要云臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)來完成對(duì)整個(gè)變電場(chǎng)地的覆蓋,這樣的圖片具有離散性,不利于操作者對(duì)間隔設(shè)備的識(shí)別,因此需要將獨(dú)立測(cè)試的溫度全部導(dǎo)入到一個(gè)根據(jù)變電站實(shí)際布置的3D場(chǎng)景圖中,并與各個(gè)目標(biāo)進(jìn)行溫度匹配,操作者在瀏覽3D場(chǎng)景圖時(shí)就能獲得目標(biāo)的實(shí)際溫度。與其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口開發(fā)與紅外成像測(cè)溫系統(tǒng)需要對(duì)接的其他系統(tǒng)有:PMS系統(tǒng)、自動(dòng)化系統(tǒng)、視頻14監(jiān)控系統(tǒng)等。通過與這些系統(tǒng)的對(duì)接,來達(dá)到測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)與實(shí)際線路負(fù)載、環(huán)境溫度等匹配,并為統(tǒng)一監(jiān)控提供必要的數(shù)據(jù)接口,因此必須開發(fā)統(tǒng)一的測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)接口、統(tǒng)一的視頻圖片接口。別的系統(tǒng)調(diào)用紅外的數(shù)據(jù)及圖片,只需要簡單的使用開發(fā)的OCX插件就可完成。背景恒定顯示技術(shù)℃℃℃℃℃,通用紅外熱成像儀解決的辦法是把背景濾掉(黑化)而只顯示高溫目標(biāo)。但在情景式測(cè)溫應(yīng)用模式下,沒有背景顯示是無法對(duì)測(cè)溫目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別的,因此,全視場(chǎng)紅外成像測(cè)溫系統(tǒng)擬采用背景恒定顯示技術(shù),環(huán)境背景對(duì)測(cè)量者都是可見的。以上這些些技術(shù)內(nèi)容是本項(xiàng)目的重點(diǎn)研究對(duì)象,通過對(duì)這些技術(shù)內(nèi)容的研究實(shí)施,大幅提高本項(xiàng)目的科技水平,同時(shí)也使本項(xiàng)目成果在實(shí)質(zhì)上區(qū)別于市面上其他工業(yè)用紅外成像測(cè)溫儀,更加符合當(dāng)前電力行業(yè)的智能化需求,且在檢測(cè)相同數(shù)目待測(cè)點(diǎn)的情形下,運(yùn)行成本大幅度降低。2主要技術(shù)難點(diǎn)目標(biāo)的智能識(shí)別與動(dòng)態(tài)捕捉目標(biāo)的識(shí)別主要是輪廓匹配,但在實(shí)際應(yīng)用中,如果目標(biāo)與背景的溫度差很小,則目標(biāo)的輪廓很難在紅外圖像上識(shí)別出來,因此在輪廓匹配失效的情況下的目標(biāo)定位是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。3D場(chǎng)景中的電力設(shè)施的3D圖構(gòu)造變電設(shè)施的外形圖決定于廠家型號(hào),為了能建立完整的3D圖,就必須事先繪制好海量的外形3D圖,這需要大量的資料及工作量。在線式紅外測(cè)溫系統(tǒng)與3D場(chǎng)景的結(jié)合屬于原創(chuàng)性技術(shù),在國內(nèi)是首次應(yīng)用,可申請(qǐng)專利技術(shù)資格。與其他系統(tǒng)的對(duì)接問題由于自動(dòng)化系統(tǒng)是一個(gè)相對(duì)封閉的系統(tǒng),如何能從紅外成像測(cè)溫系統(tǒng)中獲取數(shù)15
2.技術(shù)路線:在線式紅外成像測(cè)溫系統(tǒng)采取下圖的組網(wǎng)拓?fù)?16
變電站N服務(wù)器紅外終端1紅外終端2of變電站N服務(wù)器紅外終端1紅外終端2of紅外終端2網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變電站1服務(wù)器變電站內(nèi)配置一臺(tái)站端服務(wù)器,負(fù)責(zé)采集紅外終端的紅外圖像與可見光圖像,按照既定的報(bào)警檢測(cè)規(guī)范對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)。同時(shí)還將數(shù)據(jù)分發(fā)到分發(fā)列表里的正在訪問該終端的客戶端。變電站內(nèi)的通信采用100M網(wǎng)絡(luò),對(duì)于超過100米距離的則采用光纖收發(fā)器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)延伸。變電站與地區(qū)內(nèi)網(wǎng)之間的網(wǎng)絡(luò)帶寬使用8M帶寬,或使用4*2M的電路捆綁。地區(qū)內(nèi)網(wǎng)與省局內(nèi)網(wǎng)之間需24M帶寬,滿足3-5個(gè)變電站數(shù)據(jù)的同時(shí)上傳。變電站端服務(wù)器與紅外成像測(cè)溫終端組建一個(gè)私有局域網(wǎng),紅外成像測(cè)溫終端采用私有IP地址,站端服務(wù)器配置雙網(wǎng)卡,其中一個(gè)網(wǎng)卡與紅外成像測(cè)溫終端連接,使用私有IP地址。另一張網(wǎng)卡使用局內(nèi)分配的內(nèi)網(wǎng)IP17地址,與電力局域網(wǎng)連接,通過傳輸網(wǎng)絡(luò)與各客戶端通訊。這樣的結(jié)構(gòu)可以減少內(nèi)網(wǎng)IP地址的占用,方便分布式客戶端的訪問。所有客戶端的認(rèn)證均由局端的認(rèn)證服務(wù)器完成。所有的圖像數(shù)據(jù)存放在變電站端服務(wù)器內(nèi),客戶端經(jīng)過訪問認(rèn)證后直接調(diào)看紅外終端的數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)管理、維護(hù)與使用單位分開在線式紅外成像測(cè)溫系統(tǒng)是一種集計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、信息處理、通信、數(shù)據(jù)庫為一體的集成系統(tǒng),建設(shè)、維護(hù)都需要專業(yè)的人員來操作。但變電站內(nèi)使用者一般由變電工區(qū)工作人員來完成,因此,為了本項(xiàng)目的完美實(shí)施,建議網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、管理、與其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互等由信通公司組織專門隊(duì)伍來負(fù)責(zé),而具體的使用由變電工區(qū)的工作人員負(fù)責(zé)。項(xiàng)目實(shí)施方案設(shè)備安裝示意圖18
以上圖所示的變電站平面圖為例說明設(shè)備安裝選址及覆蓋范圍3臺(tái)紅外攝像頭的安裝位置分別為主控樓靠近220KV變電區(qū)樓頂、10KV高壓室1、10KV高壓室2。主控樓房頂墻體靠近220KV變電區(qū)位置安裝紅外測(cè)溫?cái)z像機(jī)一個(gè),支架固定在房頂墻上,用于集中監(jiān)測(cè)220KV高壓線區(qū)及主變壓器1區(qū)域,如上圖橙色所示的區(qū)域1所示。此處墻體寬度測(cè)量寬度為13CM,墻體距離房頂樓板之間距離為20CM,依據(jù)要求定制支架高度為1M,攝像頭固定在支架頂部。紅外攝像頭供電要求為AC220V,電源線直接從房頂引到主控機(jī)房取電。10KV高壓室1和高壓室2分別安裝紅外攝像頭1臺(tái),安裝位置距離主控室機(jī)19房距離超過100M,需在主控樓及10KV高壓室分別安裝光纖收發(fā)器1個(gè)。監(jiān)控區(qū)域分別為淺藍(lán)色區(qū)域2和淺綠色區(qū)域3。電源線,以太網(wǎng)線,光纖等線纜穿入PVC管內(nèi),房頂與地面之間的走線一般在墻角等不易發(fā)覺的地方走線,主控樓與10KV高壓室之間的走線從地下走線。此處墻體寬度為33CM,依據(jù)要求定制支架高度為100CM,攝像頭固定在支架頂部。紅外攝像頭供電要求為AC220V,電源線從房頂引到高壓室取電。項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃依據(jù)本系統(tǒng)工程的施工特點(diǎn),施工程序可分為施工準(zhǔn)備階段,施工安裝階段,施工測(cè)試階段,系統(tǒng)竣工驗(yàn)收階段。施工準(zhǔn)備階段:這一階段主要做各種施工準(zhǔn)備工作,通過充分細(xì)致的準(zhǔn)備工作,可為工程的施工創(chuàng)造良好的物質(zhì)和技術(shù)條件,是施工順利進(jìn)行的必要保證,運(yùn)城供電分公司將從技術(shù)、物資、勞動(dòng)組織、施工現(xiàn)場(chǎng)和施工場(chǎng)外等各方面作好充分準(zhǔn)備。內(nèi)容主要包括:對(duì)圖紙的深化設(shè)計(jì)、熟悉施工現(xiàn)場(chǎng),編制工程實(shí)施總體方案,其中含有:各子系統(tǒng)相應(yīng)的施工進(jìn)度計(jì)劃、工程勞動(dòng)力需要量計(jì)劃、設(shè)備材料進(jìn)出場(chǎng)計(jì)劃等,并采購材料,安排勞動(dòng)力進(jìn)場(chǎng),實(shí)施培訓(xùn)。為下一步工程實(shí)施做好人力、物力、資料等各方面的準(zhǔn)備工作。施工準(zhǔn)備階段還包括將施工方案、施工進(jìn)度等內(nèi)容提交現(xiàn)場(chǎng)變電站運(yùn)行人員進(jìn)行審核,確定工作安排不會(huì)影響到變電站其它正在進(jìn)行的工作。施工安裝階段:系統(tǒng)施工工作鋪開。施工進(jìn)場(chǎng)人員辦理好相關(guān)工作許可單后,施工人員、機(jī)具、材料進(jìn)場(chǎng),工作應(yīng)按運(yùn)行單位工作票制度要求進(jìn)行安全技術(shù)交底、安全措施實(shí)施和工作許可、終結(jié)。在各方面的措施都能滿足施工要求,現(xiàn)場(chǎng)方面環(huán)境、交叉施工過程中要在規(guī)范化管理的基礎(chǔ)上采用總體項(xiàng)目并行施工,各子系統(tǒng)流水作業(yè),結(jié)合現(xiàn)20場(chǎng)實(shí)際情況,最大限度地合理利用勞動(dòng)力資源。施工過程中,按變電站內(nèi)工作要求穿戴個(gè)人安全防護(hù)器具,服從現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員安全提示和指揮,確保工作中的人身、設(shè)備安全。施工測(cè)試階段:根據(jù)要求進(jìn)行系統(tǒng)布線測(cè)試的工作,并做好測(cè)試記錄。保證將來有據(jù)可查。為一次驗(yàn)收合格、創(chuàng)優(yōu)良工程創(chuàng)造條件。在安裝和測(cè)試工作階段,及時(shí)向現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員進(jìn)行本系統(tǒng)各設(shè)備、部件以及運(yùn)用方面的技術(shù)培訓(xùn)并提供紙質(zhì)或電子版本的培訓(xùn)材料。系統(tǒng)竣工驗(yàn)收階段:經(jīng)自檢合格后,整理好工程竣工驗(yàn)收資料,報(bào)甲方、驗(yàn)收。驗(yàn)收完畢后,做好工程竣工資料的制作,將完整的竣工資料交付使用。五、預(yù)期目標(biāo)和成果形式1.項(xiàng)目研究預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo);預(yù)期目標(biāo)及創(chuàng)新點(diǎn)實(shí)現(xiàn)變電站設(shè)施的24小時(shí)不同斷的測(cè)溫預(yù)警本項(xiàng)目充分利用先進(jìn)的紅外技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息處理技術(shù)來實(shí)現(xiàn)變電站設(shè)施的24小時(shí)不間斷遠(yuǎn)程測(cè)溫預(yù)警,有效發(fā)現(xiàn)可能存在的故障隱患,及時(shí)報(bào)警,方便工作人員及早有計(jì)劃的安排檢修。3D場(chǎng)景模擬變電站真實(shí)環(huán)境通過本項(xiàng)目的實(shí)施,首次在國內(nèi)將紅外遠(yuǎn)程測(cè)溫預(yù)警與3D技術(shù)融合在一起,大大的提高了操作者對(duì)變電站設(shè)施的定位。與其它系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口調(diào)用通過開發(fā)相應(yīng)的OCX調(diào)用插件,將設(shè)備的溫度數(shù)據(jù)上傳到自動(dòng)化系統(tǒng),結(jié)合21線路負(fù)載、設(shè)施溫度,更加利于對(duì)設(shè)備的工作狀況進(jìn)行分析、評(píng)測(cè)。主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)紅外技術(shù)指標(biāo)傳感器類型:非制冷紅外焦平面VOX紅外波長: 8-14um測(cè)溫范圍: -20℃---2000c熱靈敏度: <60mk@30℃光敏面像素:384*288圖像幀頻: 不大于20幀/秒測(cè)溫偏差: ±2°或不大于3%℃測(cè)溫距離: 不小于100米(標(biāo)配鏡頭時(shí))通信協(xié)議:TCP/IP通信接口: RJ45外殼防護(hù)等級(jí):IP65云臺(tái)預(yù)置位個(gè)數(shù):128個(gè)每視場(chǎng)興趣點(diǎn): 98個(gè)海拔高度:<3000m安裝地點(diǎn)無強(qiáng)烈振動(dòng)和沖擊,安裝垂直傾斜度不超過5%。環(huán)境溫度運(yùn)輸和儲(chǔ)存時(shí)的溫度:-20℃?+60℃22使用時(shí)保證性能指標(biāo)的溫度:-10℃~+45℃使用時(shí)保證工作的溫度:-10℃~+55℃濕度:日平均相對(duì)濕度不大于95%,月平均相對(duì)濕度不大于90%。電源交流電壓:AC185-245V功耗:W10W(云臺(tái)停止時(shí))功耗:W80W(云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí))可見光技術(shù)指標(biāo)制式:PAL解像度:540線變焦倍數(shù):18倍光學(xué)變焦mm對(duì)焦:自動(dòng)/電動(dòng)/遙控光圈:自動(dòng)帶寬:標(biāo)清2M,高清:4M經(jīng)濟(jì)指標(biāo)通過本項(xiàng)目的實(shí)施,首先可以節(jié)省大量的人工巡檢人力物力,以1個(gè)變電站2天3人計(jì)算,單次節(jié)省的人工車輛費(fèi)用為:人力: 2x3x2000元=12000元車輛使用:2x1000元=2000元此外還可以節(jié)省手持式紅外熱像儀的購置費(fèi)10萬元每年按4次計(jì)算,總共可節(jié)省人力物力為50000元左右。系統(tǒng)投運(yùn)后,可有效降低變電設(shè)施的意外故障,做到有計(jì)劃的停電檢修,帶來的經(jīng)濟(jì)價(jià)值無法直接進(jìn)行估量。2.提供研究成果的形式23提供的?絡(luò)成果(含最終成果形式及成果驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn))1成果(級(jí)別、數(shù)量)理論研究報(bào)告紅外系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案3D紅外成像測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)2項(xiàng)目最終形成的標(biāo)準(zhǔn)(級(jí)別、數(shù)量)海南省電網(wǎng)公司3D在線式紅外成像測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)1套3項(xiàng)目形成的論文(級(jí)即數(shù)量)發(fā)表國家級(jí)核心期刊論文 1份4項(xiàng)目形成的專利(級(jí)即數(shù)量)實(shí)用新型專利發(fā)明專利六、配套科技應(yīng)用示范項(xiàng)目落實(shí)情況編寫要求:如研究工作需開展配套科技應(yīng)用示范項(xiàng)目工程建設(shè),需說明工程選點(diǎn)、配套工程實(shí)施條件是否具備或條件落實(shí)情況,需跨部門或跨單位實(shí)施的應(yīng)用示范項(xiàng)目,需出具工程依托單位(部門)承諾提供相24關(guān)條件的證明文件。25單位:萬元七、項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)預(yù)單位:萬元合計(jì)2013年20義義年20義義年研發(fā)費(fèi)用4747資本性支出191191項(xiàng)目總經(jīng)費(fèi)238238預(yù)算支出科目金額(萬元)備注一、研發(fā)費(fèi)用總計(jì)47研發(fā)費(fèi)用1、人工費(fèi)162、設(shè)備費(fèi)0僅限于研發(fā)階段產(chǎn)生的設(shè)備、軟件費(fèi)用,單價(jià)不得超過30萬。(1)購置設(shè)備費(fèi)附表1(2)試制設(shè)備費(fèi)附表2(3)現(xiàn)有儀器設(shè)備使用費(fèi)附表3(4)軟件購置費(fèi)0附表43、材料費(fèi)04、測(cè)試化驗(yàn)加工費(fèi)05、燃料動(dòng)力費(fèi)06、差旅費(fèi)67、會(huì)議費(fèi)68、國際合作與交流費(fèi)09、出版印刷/文獻(xiàn)/信息傳播/知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)費(fèi)510、技術(shù)培訓(xùn)費(fèi)511、勞務(wù)費(fèi)012、專家咨詢費(fèi)513、管理費(fèi)4二、資本性支出總計(jì)19126
資本性支出1、設(shè)備購置費(fèi)161附表12、安裝調(diào)試費(fèi)15含工程安裝、督導(dǎo)、監(jiān)造、調(diào)試、系統(tǒng)集成等服務(wù)費(fèi)用3、其它費(fèi)用15保險(xiǎn),運(yùn)費(fèi),增值稅等管理費(fèi)用總計(jì)191其中外委費(fèi)0附表527
八、經(jīng)費(fèi)預(yù)算詳細(xì)說明編寫要求:.按項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)預(yù)算表分項(xiàng)詳細(xì)說明預(yù)算形成的依據(jù);分項(xiàng)1:人工費(fèi)(詳見附表5)序號(hào)工作內(nèi)容折合人工(人年)標(biāo)準(zhǔn)工資(萬元/人年)金額(萬元)1聯(lián)合開發(fā)費(fèi)8216合計(jì)16分項(xiàng)2:材料費(fèi)序號(hào)設(shè)備名稱及型號(hào)單位單價(jià)(萬元)數(shù)量金額(萬元)1設(shè)備安裝調(diào)試材料費(fèi)用套000合計(jì)0分項(xiàng)3:差旅費(fèi)序號(hào)地點(diǎn)及工作內(nèi)容工作天數(shù)人數(shù)標(biāo)準(zhǔn)(元/人*天)金額(萬元)1調(diào)研、差旅費(fèi)等6.00合計(jì)6.00分項(xiàng)4:會(huì)議費(fèi)序號(hào)內(nèi)容計(jì)算方法金額(萬元)1項(xiàng)目考察、技術(shù)交流會(huì)議、項(xiàng)目驗(yàn)收等費(fèi)用聯(lián)絡(luò)會(huì)議費(fèi)用6.00合計(jì)6.00分項(xiàng)5:出版印刷/文獻(xiàn)/信息傳播/知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)費(fèi)28
序號(hào)資料及印刷費(fèi)計(jì)算方法金額(萬元)1項(xiàng)目成果專家評(píng)審資料費(fèi)參考文獻(xiàn)、技術(shù)資料等12項(xiàng)目成果專家鑒定資料費(fèi)國內(nèi)外查新報(bào)告、材料整理等3購買技術(shù)書籍和文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫書籍和文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫等4知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)費(fèi)申請(qǐng)專利及軟件著作權(quán)3合計(jì)5.00分項(xiàng)6:技術(shù)培訓(xùn)費(fèi)序號(hào)培訓(xùn)和咨詢內(nèi)容計(jì)算方法金額(萬元)1技術(shù)培訓(xùn)操作培訓(xùn)合計(jì)分項(xiàng)7:勞務(wù)費(fèi)(詳見附表5)序號(hào)工作內(nèi)容折合人工(人年)標(biāo)準(zhǔn)工資(萬元/人年)金額(萬元)1外包開發(fā)人員費(fèi)用000合計(jì)0分項(xiàng)8:專家咨詢費(fèi)序號(hào)內(nèi)容金額(萬元)1技術(shù)咨詢5合計(jì)5.00分項(xiàng)9:管理費(fèi)序號(hào)內(nèi)容金額(萬元)291管理費(fèi)4.00合計(jì)4.00.應(yīng)詳細(xì)列明項(xiàng)目研發(fā)預(yù)備購置的主要設(shè)備、儀器、軟件;(詳見附表1).未能對(duì)所需資金進(jìn)行有效說明的,原則上不予以批復(fù)。九、有關(guān)證明文件編寫要求:1.科技應(yīng)用示范項(xiàng)目依托工程單位對(duì)項(xiàng)目的意見及蓋章;2,申請(qǐng)單位已有工作基礎(chǔ)證明材料(參與項(xiàng)目結(jié)題證明,榮譽(yù)證書、軟硬件平臺(tái)照片);30
附表1儀器、設(shè)備購置預(yù)算明細(xì)表(平臺(tái)支撐軟件預(yù)算)單位:萬元序號(hào)設(shè)備名稱單價(jià)(萬元臺(tái)件)擬購置?量(臺(tái)件)^價(jià)備注1用戶認(rèn)證服務(wù)器軟件35135平臺(tái)軟件支持10000個(gè)用戶2變電站3D場(chǎng)景制作軟件25125平臺(tái)軟件3自動(dòng)化系統(tǒng)接口軟件32132平臺(tái)軟件4客戶端展示軟件1平臺(tái)軟件單價(jià)5萬元以上設(shè)備合計(jì)累計(jì)附表2儀器、設(shè)備試制預(yù)算明細(xì)表(變電站?預(yù)算)^位:萬元序號(hào)設(shè)備名稱單臺(tái)價(jià)值(萬元信的擬試制數(shù)量(臺(tái)件)總價(jià)雌1在線紅外熱像機(jī)芯12336工|-->-Ll麗1l=CT站端配置2恒溫雙倉護(hù)罩0.53工|-->-Ll麗1l=CT站端配置3高精度數(shù)字云臺(tái)3工|-->-Ll
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