2022智慧光伏火源探測系統(tǒng)技術(shù)方案1

1/12作者：職場人（一）項目名稱智能火源探測系統(tǒng)在山地光伏電站技術(shù)方案（二）申請單位XX國際新能源有限責任公司（三）起止時間2022年6月-2022年12月（四）承擔單位XX國際新能源有限責任公司（五）負責人（六）通信地址（七）聯(lián)系電話（八）申請日期2020年9月30日二、科技項目的目的和意義：（一）科技項目類型采用先進實用的技術(shù)實現(xiàn)一套基于紅外熱成像雙光譜長焦攝像機裝置，通過圖像識別CNN等人工智能算法，實時進行可見光視頻和紅外熱成像視頻監(jiān)測，通過紅外成像檢測被檢測區(qū)域溫度變化，全天候監(jiān)測光伏場站內(nèi)火源點狀況，通過電子地圖實現(xiàn)火源探測預警功能。(二)闡述科技項目成果對該現(xiàn)狀和技術(shù)發(fā)展的作用對火源監(jiān)控的現(xiàn)狀是人工完成，本成果創(chuàng)新地使用攝像頭光學監(jiān)控，采用人工智能CNN等圖像識別算法對圖像進行分析，實現(xiàn)智能分析，自動完成火警預警，減輕人工勞動強度，提高效率和智能化水平。利用研究成果，對應用于大型集中式光伏場站雙光譜攝像頭火源點進行精度檢測，提供實際應用效果，進行火源偵測攝像頭技術(shù)和算法調(diào)整，有利于偵測攝像頭量化生產(chǎn)，使大型集中式山地光伏電站火源監(jiān)測系統(tǒng)進行實際應用，解決集中式山地光伏電站的火災問題，填補了國內(nèi)空白。（三）分析成果推廣后的直接和間接效益成果推廣后可以帶來的直接效益是采用新技術(shù)提高了發(fā)現(xiàn)火警的效率，防止火災帶來嚴重的損失，為電廠節(jié)省救災開銷，降低新能源發(fā)電廠運行成本。成果推廣后可以帶來的間接效益是增加了新技術(shù)的應用和普及，提升發(fā)電廠火災預警的智能化、自動化程度，減少人工數(shù)量，減輕工作強度，提升經(jīng)濟效益。三、科技項目國內(nèi)外研究水平的綜述：目前大型集中式山地光伏場站火災頻發(fā)，已出現(xiàn)多起因山火引起的光伏場站燒毀事故，國內(nèi)尚無大型集中式山地光伏場站火源監(jiān)測系統(tǒng)。四、科技項目的理論和實踐依據(jù)：（一）研究內(nèi)容的原理簡述項目研究一套基于紅外熱成像雙光譜長焦攝像機裝置，實時進行可見光視頻和紅外熱成像視頻監(jiān)測，通過紅外成像檢測被檢測區(qū)域溫度變化，全天候監(jiān)測光伏場站內(nèi)火源點狀況，通過電子地圖實現(xiàn)火源探測預警功能。（二）研究內(nèi)容的理論或者實踐依據(jù)開展雙光譜長焦攝像機對光伏場站實際火源點探測精度研究，結(jié)合現(xiàn)場場站實際環(huán)境狀態(tài)量影響。通過現(xiàn)場實測和參數(shù)算法調(diào)整，達到火源診測的目的。目前市場雙光譜長焦攝像機利用紅外探測和可見光探測功能，實際偵測野外深林和草原火源點，本項目計劃引入大型集中式山地光伏場站探測。（三）研究的關(guān)鍵和難點1.攝像頭火源點識別技術(shù)。利于紅外溫升監(jiān)測火源點，圖像識別技術(shù)識別火源發(fā)展初期環(huán)境量變化，攝像頭識別算法等；2.攝像頭火源點及煙霧識別的準確度。（四）研究的主要創(chuàng)新點1.雙光譜攝像頭火源點識別技術(shù)，紅外溫度識別和可見光煙霧識別技術(shù)；2.根據(jù)現(xiàn)場實際環(huán)境量影響，采用軟件算法方法提升識別的準確度和可信度。五、科技項目的研究內(nèi)容和初步實施方案：（一）科技項目研究內(nèi)容的詳細說明課題研究內(nèi)容如下：（1）雙光譜長焦攝像機算法研究（2）雙光譜長焦攝像機火源識別可信度研究（3）長距離和廣角鏡頭識別范圍和距離的研究（4）后臺軟件算法提高識別度研究（二）實施方案實施方案及流程步驟：（1）全面勘察與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)整理對光伏電站進行全面勘察，調(diào)研視頻監(jiān)控系統(tǒng)有無監(jiān)控死角，監(jiān)控點位是否需要補充，設備清晰的是否滿足要求，是否需要調(diào)換監(jiān)控設備型號，設備網(wǎng)絡信息等；調(diào)研攝像機的安裝點位及報警設備等，調(diào)研結(jié)果形成詳細的數(shù)據(jù)勘察記錄。（2）方案編制以現(xiàn)場勘查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，編制詳細設計方案。內(nèi)容按大數(shù)據(jù)智能平臺、探測系統(tǒng)、視頻監(jiān)控完善、人員定位構(gòu)建對接來分類細化，并組織相關(guān)人員進行評審，以保障方案的先進性、全面性和可操作性。（3）組織實施以通過評審的方案組織實施，編制詳細的實施計劃，任務與責任明確到人。實施內(nèi)容包括探測平臺本地化調(diào)整、攝像頭敷設、設備安裝調(diào)試和整體聯(lián)調(diào)等，通過模擬不同場景驗證系統(tǒng)是否符合預期規(guī)劃，全面保證各項指標滿足設計要求。（4）試運行和平臺優(yōu)化系統(tǒng)滿足試運行要求后，在試運行期間對系統(tǒng)性能、易用性、穩(wěn)定性等方面進行優(yōu)化提升，以保障系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定運行。（5）資料提交與驗收按項目任務書要求提交相關(guān)資料，提出正式驗收申請，組織驗收會。六、科技項目的預期目標和成果形式：（一）闡明科技項目研究預期達到的目標1.技術(shù)系統(tǒng)指標（1）準確度探測系統(tǒng)對火警的預警準確度應該大于80%，并支持持續(xù)優(yōu)化和訓練模型，提高準確度。（2）大數(shù)據(jù)容量大數(shù)據(jù)平臺存儲數(shù)據(jù)量應該大于30T，有足夠的圖像信息支持智能分析。（3）性能規(guī)格編號NFP-001規(guī)格類型性能事務類型/功能點信息瀏覽并發(fā)用戶數(shù)50最高響應時間圖形基本操作≤3秒空間查詢操作≤3秒普通業(yè)務查詢操作≤2秒計算資源可用率CPU可用率:<65%，內(nèi)存使用率<70%（4）可靠性規(guī)格編號NFP-002規(guī)格類型可靠性規(guī)格描述具備負沖突，將根據(jù)服務器或客戶端上指定的沖突解決規(guī)則，或根據(jù)數(shù)據(jù)存儲區(qū)管理員定義的自定義規(guī)則來進行處理。具備故障監(jiān)載均衡能力：支持負載平衡，可通過多種形式的負載平衡實現(xiàn)多個系統(tǒng)間的動態(tài)負載均衡和容錯機制。具備脫機處理能力：客戶端可創(chuàng)建對所需數(shù)據(jù)的訂閱，在開啟系統(tǒng)時即將數(shù)據(jù)復制到本地數(shù)據(jù)存儲區(qū)中。一旦脫機，它將通過對本地數(shù)據(jù)存儲區(qū)的調(diào)用，對本地數(shù)據(jù)進行更改，數(shù)據(jù)存儲區(qū)的合并復制機制將對客戶端數(shù)據(jù)所作的更改傳回服務器。對服務器數(shù)據(jù)所作的更改也可能會傳到客戶端。在合并階段遇到的任何控能力：需采用專業(yè)監(jiān)控工具實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫及中間件的監(jiān)控，設置報警閥值，在性能指標到達或者超出閥值時自動報警。...（5）可用性規(guī)格編號NFP-003規(guī)格類型可用性規(guī)格描述通過對系統(tǒng)數(shù)據(jù)使用備份、快照、復制和歸檔等災難備份手段，當發(fā)生數(shù)據(jù)破壞時，至少可恢復至24小時前的系統(tǒng)狀態(tài)。故障恢復時間為≤4小時。24小時全天候運行，正常運行時間百分比不低于99%。平均無故障時間≥3×104h小時服務可用性：提供內(nèi)建機制，支持服務的7×24的可用性。（6）可擴展性規(guī)格編號NFP-004規(guī)格類型可擴展性規(guī)格描述系統(tǒng)需在開發(fā)商很少介入的情況下能夠定制和快速增強。應充分考慮未來業(yè)務量及業(yè)務種類增長的需求，系統(tǒng)規(guī)模具有可調(diào)性，可以逐漸增大。系統(tǒng)要具備逐步升級能力的結(jié)構(gòu)，采用模塊化設計，在系統(tǒng)正常運行的情況下，能隨時增加或取消客戶端。可動態(tài)增加服務器，增加處理能力。（7）安全性規(guī)格編號NFP-005規(guī)格類型安全規(guī)格描述應對同一用戶采用兩種或兩種以上組合的鑒別技術(shù)實現(xiàn)用戶身份鑒別，如采用用戶名/口令與挑戰(zhàn)應答、動態(tài)口令、物理設備、生物識別技術(shù)和數(shù)字證書方式的身份鑒別技術(shù)中的任意組合。嚴格禁止主站系統(tǒng)中多人共用帳號。采用用戶名/口令認證時，應當對口令長度、復雜度、生存周期制定強制策略。系統(tǒng)應提供用戶身份標識唯一和鑒別信息復雜度檢查功能，禁止口令在系統(tǒng)中以明文形式存儲；系統(tǒng)應當提供制定用戶登錄錯誤鎖定、會話超時退出等安全策略的功能。應當對于安全事件進行記錄，及時進行審計分析，審計記錄的內(nèi)容至少應包括事件日期、時間、發(fā)起者信息、操作類型、事件描述和操作結(jié)果等。（8）用戶界面需求編號分類規(guī)格描述1界面友好性2易操作性2.專利指標（闡述預期獲得專利的類型、數(shù)量、布局、主要技術(shù)內(nèi)容等）預期獲得一項專利。（1）智能火源探測系統(tǒng)平臺類型：大數(shù)據(jù)智能軟件數(shù)量：1套布局：分布式主要技術(shù)內(nèi)容：在智能火源探測系統(tǒng)大數(shù)據(jù)平臺的基礎(chǔ)上，提供可視化拖動建模方法，建立機器學習數(shù)據(jù)挖掘模型和CNN、DenseNet、ResNet等深度學習智能模型，并拖動提供數(shù)據(jù)源進行在線和離線訓練，發(fā)布訓練的模型，提供實時在線智能分析服務，智能自動預警火災。（2）基于電容隔直原理的變壓器中性點直流偏磁隔離接地裝置類型：電力硬件數(shù)量：1套布局：分布式主要技術(shù)內(nèi)容：主要由電容器組、氧化鋅組件、旁路快速開關(guān)組成，三者為并聯(lián)接線關(guān)系。現(xiàn)場應用是接與主變中性點回路。正常運行時，旁路開關(guān)合閘，主變中性點通過開關(guān)接地；當系統(tǒng)發(fā)生直流偏磁問題時，控制器控制旁路開關(guān)分閘，電容器投入刀中性點回路，設備處于隔直工況。起到隔直通交的目的，從而隔離主變中性點直流電流分量；當系統(tǒng)直流偏磁消失時，旁路開關(guān)再次合閘，系統(tǒng)重新通過開關(guān)直接接地運行。當設備處于隔直工況時，若此時系統(tǒng)發(fā)生不對稱短路，主變中性點會出現(xiàn)大電流沖擊，此時氧化鋅組件導通，同時旁路開關(guān)在20ms內(nèi)合閘確保系統(tǒng)直接接地，從而保護研制的設備安全運行。3.技術(shù)標準指標（闡述技術(shù)標準的類型、級別、主持或參與、數(shù)量、主要技術(shù)內(nèi)容等）無。項目軟件開發(fā)需要遵循CMMI5國際軟件開發(fā)規(guī)范和軟件工程的標準，專業(yè)嚴謹進行開發(fā)和管理工作，遵循以下原則：《CMMI5質(zhì)量體系標準》《信息技術(shù)軟件工程術(shù)語》（GB/T11457-2006）《計算機軟件文檔編制規(guī)范》（GB/T8567-2006）《計算機軟件需求規(guī)格說明規(guī)范》（GB/T9385-2008）《計算機軟件測試文檔編制規(guī)范》（GB/T9386-2008）《計算機軟件可靠性和可維護性管理》（GB/T14394-2008）《計算機軟件測試規(guī)范》（GB/T15532-2008）《計算機信息系統(tǒng)安全保護等級劃分準則》(GB17859-1999)《信息安全技術(shù)術(shù)語》（GB/T25069-2010）《信息安全技術(shù)信息系統(tǒng)安全等級保護實施指南》(GB/T25058-2010)《計算站場地安全要求》（GB/T9361-1988）《中華人民共和國公共安全行業(yè)標準》（GA/T74-94）《微型計算機通用規(guī)范》4.軟件著作權(quán)指標（闡述軟件著作權(quán)的數(shù)量、主要技術(shù)內(nèi)容等） 預期獲得軟件著作權(quán)二項。（1）火源探測系統(tǒng)。（2）火源探測大數(shù)據(jù)智能平臺。5.論文指標（闡述論文的數(shù)量、質(zhì)量、所發(fā)表刊物水平、被檢索水平等）預期發(fā)表論文兩篇。（1）論智能火源探測系統(tǒng)平臺技術(shù)原理與價值。（2）論基于電容隔直原理的變壓器中性點直流偏磁隔離接地裝置技術(shù)原理與價值。6.著作指標（闡述著作的數(shù)量、質(zhì)量、主要技術(shù)內(nèi)容等）無。7.數(shù)據(jù)庫采用Mysql存儲智能火源探測系統(tǒng)業(yè)務數(shù)據(jù)，使用Hadoop、Spark建立數(shù)據(jù)倉庫存儲業(yè)務大數(shù)據(jù)。明確敘述提高研究成果的知識產(chǎn)權(quán)形式、數(shù)量,成果指標與現(xiàn)有技術(shù)指標的對比，理論研究報告、全套設計制造技術(shù)、實用裝置或軟件等;要求成果提供的形式能夠被其他研究人員掌握,使成果的使用權(quán)具有可轉(zhuǎn)移性。七、科技項目的進度安排：（一）各時間段及內(nèi)容任務名稱開始時間完成時間主要內(nèi)容及交付項整體方案和工作計劃制訂2022年6月2022年6月內(nèi)容：（1）項目的整體方案制訂；（2）調(diào)研收資，合作方確定；交付項：（1）可行性研究報告；（2）科技項目計劃任務書；（3）技術(shù)規(guī)范書；（4）招標方案。系統(tǒng)設計2022年6月2022年7月主要內(nèi)容：需求調(diào)研，進行系統(tǒng)設計。交付項：（1）需求規(guī)格說明書；（2）項目方案建議書；項目招標工作2022年7月2022年7月主要內(nèi)容：組織項目外委招投標工作，確定合作單位并簽訂合同。交付項：（1）合同；（2）技術(shù)協(xié)議。項目研究2022年8月2022年9月主要內(nèi)容：進行項目內(nèi)容的研究，開展系統(tǒng)開發(fā)、集成及測試工作。交付項：（1）研究報告1份；（2）現(xiàn)場測試報告1份；（3）軟件平臺1項。知識產(chǎn)權(quán)申報、論文投稿2022年9月2022年10月主要內(nèi)容：（1）知識產(chǎn)權(quán)申報；（2）論文投稿。交付項：（1）1項軟件著作權(quán)受理通知書；（2）1篇普通論文采稿通知書。安裝調(diào)試2022年10月2022年11月主要內(nèi)容：系統(tǒng)安裝調(diào)試,完成中期驗收。交付項：智能火源探測系統(tǒng)智平臺一套試運行2022年11月2022年11月主要內(nèi)容：系統(tǒng)上線試運行，消缺及成果完善。交付項：試運行報告項目驗收2022年12月2022年12月主要內(nèi)容：項目結(jié)題驗收。交付項：（1）研究報告；（2）驗收報告。項目結(jié)算2022年12月2022年12月主要內(nèi)容：項目結(jié)算。交付項：科技項目結(jié)算表；八、科技項目的資金預算：（一）2022年資金預算100萬。序號預算科目名稱項目總預算2022年度預算2022年度預算合計專項經(jīng)費自籌經(jīng)費合計專項經(jīng)費自籌經(jīng)費合計專項經(jīng)費自籌經(jīng)費1一、經(jīng)費支出1001002（一）直接費用10010031、設備費50504（1）購置設備費5（2）試制設備費6（3）設備改造與租賃費（非資本）72、材料費83、測試化驗加工費94、燃料動力費105、差旅費55116、會議費55127、國際合作與交流費138、出版/文獻/信息傳播/知識產(chǎn)權(quán)事務費149、勞務費1510、專家咨詢費1611、其他費用1712、外委費用404018（二）間接費用