2022智慧光伏火源探测系统技术方案1

1/12作者：职场人（一）项目名称智能火源探测系统在山地光伏电站技术方案（二）申请单位XX国际新能源有限责任公司（三）起止时间2022年6月-2022年12月（四）承担单位XX国际新能源有限责任公司（五）负责人（六）通信地址（七）联系电话（八）申请日期2020年9月30日二、科技项目的目的和意义：（一）科技项目类型采用先进实用的技术实现一套基于红外热成像双光谱长焦摄像机装置，通过图像识别CNN等人工智能算法，实时进行可见光视频和红外热成像视频监测，通过红外成像检测被检测区域温度变化，全天候监测光伏场站内火源点状况，通过电子地图实现火源探测预警功能。(二)阐述科技项目成果对该现状和技术发展的作用对火源监控的现状是人工完成，本成果创新地使用摄像头光学监控，采用人工智能CNN等图像识别算法对图像进行分析，实现智能分析，自动完成火警预警，减轻人工劳动强度，提高效率和智能化水平。利用研究成果，对应用于大型集中式光伏场站双光谱摄像头火源点进行精度检测，提供实际应用效果，进行火源侦测摄像头技术和算法调整，有利于侦测摄像头量化生产，使大型集中式山地光伏电站火源监测系统进行实际应用，解决集中式山地光伏电站的火灾问题，填补了国内空白。（三）分析成果推广后的直接和间接效益成果推广后可以带来的直接效益是采用新技术提高了发现火警的效率，防止火灾带来严重的损失，为电厂节省救灾开销，降低新能源发电厂运行成本。成果推广后可以带来的间接效益是增加了新技术的应用和普及，提升发电厂火灾预警的智能化、自动化程度，减少人工数量，减轻工作强度，提升经济效益。三、科技项目国内外研究水平的综述：目前大型集中式山地光伏场站火灾频发，已出现多起因山火引起的光伏场站烧毁事故，国内尚无大型集中式山地光伏场站火源监测系统。四、科技项目的理论和实践依据：（一）研究内容的原理简述项目研究一套基于红外热成像双光谱长焦摄像机装置，实时进行可见光视频和红外热成像视频监测，通过红外成像检测被检测区域温度变化，全天候监测光伏场站内火源点状况，通过电子地图实现火源探测预警功能。（二）研究内容的理论或者实践依据开展双光谱长焦摄像机对光伏场站实际火源点探测精度研究，结合现场场站实际环境状态量影响。通过现场实测和参数算法调整，达到火源诊测的目的。目前市场双光谱长焦摄像机利用红外探测和可见光探测功能，实际侦测野外深林和草原火源点，本项目计划引入大型集中式山地光伏场站探测。（三）研究的关键和难点1.摄像头火源点识别技术。利于红外温升监测火源点，图像识别技术识别火源发展初期环境量变化，摄像头识别算法等；2.摄像头火源点及烟雾识别的准确度。（四）研究的主要创新点1.双光谱摄像头火源点识别技术，红外温度识别和可见光烟雾识别技术；2.根据现场实际环境量影响，采用软件算法方法提升识别的准确度和可信度。五、科技项目的研究内容和初步实施方案：（一）科技项目研究内容的详细说明课题研究内容如下：（1）双光谱长焦摄像机算法研究（2）双光谱长焦摄像机火源识别可信度研究（3）长距离和广角镜头识别范围和距离的研究（4）后台软件算法提高识别度研究（二）实施方案实施方案及流程步骤：（1）全面勘察与基础数据整理对光伏电站进行全面勘察，调研视频监控系统有无监控死角，监控点位是否需要补充，设备清晰的是否满足要求，是否需要调换监控设备型号，设备网络信息等；调研摄像机的安装点位及报警设备等，调研结果形成详细的数据勘察记录。（2）方案编制以现场勘查数据为基础，编制详细设计方案。内容按大数据智能平台、探测系统、视频监控完善、人员定位构建对接来分类细化，并组织相关人员进行评审，以保障方案的先进性、全面性和可操作性。（3）组织实施以通过评审的方案组织实施，编制详细的实施计划，任务与责任明确到人。实施内容包括探测平台本地化调整、摄像头敷设、设备安装调试和整体联调等，通过模拟不同场景验证系统是否符合预期规划，全面保证各项指标满足设计要求。（4）试运行和平台优化系统满足试运行要求后，在试运行期间对系统性能、易用性、稳定性等方面进行优化提升，以保障系统持续稳定运行。（5）资料提交与验收按项目任务书要求提交相关资料，提出正式验收申请，组织验收会。六、科技项目的预期目标和成果形式：（一）阐明科技项目研究预期达到的目标1.技术系统指标（1）准确度探测系统对火警的预警准确度应该大于80%，并支持持续优化和训练模型，提高准确度。（2）大数据容量大数据平台存储数据量应该大于30T，有足够的图像信息支持智能分析。（3）性能规格编号NFP-001规格类型性能事务类型/功能点信息浏览并发用户数50最高响应时间图形基本操作≤3秒空间查询操作≤3秒普通业务查询操作≤2秒计算资源可用率CPU可用率:<65%，内存使用率<70%（4）可靠性规格编号NFP-002规格类型可靠性规格描述具备负冲突，将根据服务器或客户端上指定的冲突解决规则，或根据数据存储区管理员定义的自定义规则来进行处理。具备故障监载均衡能力：支持负载平衡，可通过多种形式的负载平衡实现多个系统间的动态负载均衡和容错机制。具备脱机处理能力：客户端可创建对所需数据的订阅，在开启系统时即将数据复制到本地数据存储区中。一旦脱机，它将通过对本地数据存储区的调用，对本地数据进行更改，数据存储区的合并复制机制将对客户端数据所作的更改传回服务器。对服务器数据所作的更改也可能会传到客户端。在合并阶段遇到的任何控能力：需采用专业监控工具实现对数据库及中间件的监控，设置报警阀值，在性能指标到达或者超出阀值时自动报警。...（5）可用性规格编号NFP-003规格类型可用性规格描述通过对系统数据使用备份、快照、复制和归档等灾难备份手段，当发生数据破坏时，至少可恢复至24小时前的系统状态。故障恢复时间为≤4小时。24小时全天候运行，正常运行时间百分比不低于99%。平均无故障时间≥3×104h小时服务可用性：提供内建机制，支持服务的7×24的可用性。（6）可扩展性规格编号NFP-004规格类型可扩展性规格描述系统需在开发商很少介入的情况下能够定制和快速增强。应充分考虑未来业务量及业务种类增长的需求，系统规模具有可调性，可以逐渐增大。系统要具备逐步升级能力的结构，采用模块化设计，在系统正常运行的情况下，能随时增加或取消客户端。可动态增加服务器，增加处理能力。（7）安全性规格编号NFP-005规格类型安全规格描述应对同一用户采用两种或两种以上组合的鉴别技术实现用户身份鉴别，如采用用户名/口令与挑战应答、动态口令、物理设备、生物识别技术和数字证书方式的身份鉴别技术中的任意组合。严格禁止主站系统中多人共用帐号。采用用户名/口令认证时，应当对口令长度、复杂度、生存周期制定强制策略。系统应提供用户身份标识唯一和鉴别信息复杂度检查功能，禁止口令在系统中以明文形式存储；系统应当提供制定用户登录错误锁定、会话超时退出等安全策略的功能。应当对于安全事件进行记录，及时进行审计分析，审计记录的内容至少应包括事件日期、时间、发起者信息、操作类型、事件描述和操作结果等。（8）用户界面需求编号分类规格描述1界面友好性2易操作性2.专利指标（阐述预期获得专利的类型、数量、布局、主要技术内容等）预期获得一项专利。（1）智能火源探测系统平台类型：大数据智能软件数量：1套布局：分布式主要技术内容：在智能火源探测系统大数据平台的基础上，提供可视化拖动建模方法，建立机器学习数据挖掘模型和CNN、DenseNet、ResNet等深度学习智能模型，并拖动提供数据源进行在线和离线训练，发布训练的模型，提供实时在线智能分析服务，智能自动预警火灾。（2）基于电容隔直原理的变压器中性点直流偏磁隔离接地装置类型：电力硬件数量：1套布局：分布式主要技术内容：主要由电容器组、氧化锌组件、旁路快速开关组成，三者为并联接线关系。现场应用是接与主变中性点回路。正常运行时，旁路开关合闸，主变中性点通过开关接地；当系统发生直流偏磁问题时，控制器控制旁路开关分闸，电容器投入刀中性点回路，设备处于隔直工况。起到隔直通交的目的，从而隔离主变中性点直流电流分量；当系统直流偏磁消失时，旁路开关再次合闸，系统重新通过开关直接接地运行。当设备处于隔直工况时，若此时系统发生不对称短路，主变中性点会出现大电流冲击，此时氧化锌组件导通，同时旁路开关在20ms内合闸确保系统直接接地，从而保护研制的设备安全运行。3.技术标准指标（阐述技术标准的类型、级别、主持或参与、数量、主要技术内容等）无。项目软件开发需要遵循CMMI5国际软件开发规范和软件工程的标准，专业严谨进行开发和管理工作，遵循以下原则：《CMMI5质量体系标准》《信息技术软件工程术语》（GB/T11457-2006）《计算机软件文档编制规范》（GB/T8567-2006）《计算机软件需求规格说明规范》（GB/T9385-2008）《计算机软件测试文档编制规范》（GB/T9386-2008）《计算机软件可靠性和可维护性管理》（GB/T14394-2008）《计算机软件测试规范》（GB/T15532-2008）《计算机信息系统安全保护等级划分准则》(GB17859-1999)《信息安全技术术语》（GB/T25069-2010）《信息安全技术信息系统安全等级保护实施指南》(GB/T25058-2010)《计算站场地安全要求》（GB/T9361-1988）《中华人民共和国公共安全行业标准》（GA/T74-94）《微型计算机通用规范》4.软件著作权指标（阐述软件著作权的数量、主要技术内容等） 预期获得软件著作权二项。（1）火源探测系统。（2）火源探测大数据智能平台。5.论文指标（阐述论文的数量、质量、所发表刊物水平、被检索水平等）预期发表论文两篇。（1）论智能火源探测系统平台技术原理与价值。（2）论基于电容隔直原理的变压器中性点直流偏磁隔离接地装置技术原理与价值。6.著作指标（阐述著作的数量、质量、主要技术内容等）无。7.数据库采用Mysql存储智能火源探测系统业务数据，使用Hadoop、Spark建立数据仓库存储业务大数据。明确叙述提高研究成果的知识产权形式、数量,成果指标与现有技术指标的对比，理论研究报告、全套设计制造技术、实用装置或软件等;要求成果提供的形式能够被其他研究人员掌握,使成果的使用权具有可转移性。七、科技项目的进度安排：（一）各时间段及内容任务名称开始时间完成时间主要内容及交付项整体方案和工作计划制订2022年6月2022年6月内容：（1）项目的整体方案制订；（2）调研收资，合作方确定；交付项：（1）可行性研究报告；（2）科技项目计划任务书；（3）技术规范书；（4）招标方案。系统设计2022年6月2022年7月主要内容：需求调研，进行系统设计。交付项：（1）需求规格说明书；（2）项目方案建议书；项目招标工作2022年7月2022年7月主要内容：组织项目外委招投标工作，确定合作单位并签订合同。交付项：（1）合同；（2）技术协议。项目研究2022年8月2022年9月主要内容：进行项目内容的研究，开展系统开发、集成及测试工作。交付项：（1）研究报告1份；（2）现场测试报告1份；（3）软件平台1项。知识产权申报、论文投稿2022年9月2022年10月主要内容：（1）知识产权申报；（2）论文投稿。交付项：（1）1项软件著作权受理通知书；（2）1篇普通论文采稿通知书。安装调试2022年10月2022年11月主要内容：系统安装调试,完成中期验收。交付项：智能火源探测系统智平台一套试运行2022年11月2022年11月主要内容：系统上线试运行，消缺及成果完善。交付项：试运行报告项目验收2022年12月2022年12月主要内容：项目结题验收。交付项：（1）研究报告；（2）验收报告。项目结算2022年12月2022年12月主要内容：项目结算。交付项：科技项目结算表；八、科技项目的资金预算：（一）2022年资金预算100万。序号预算科目名称项目总预算2022年度预算2022年度预算合计专项经费自筹经费合计专项经费自筹经费合计专项经费自筹经费1一、经费支出1001002（一）直接费用10010031、设备费50504（1）购置设备费5（2）试制设备费6（3）设备改造与租赁费（非资本）72、材料费83、测试化验加工费94、燃料动力费105、差旅费55116、会议费55127、国际合作与交流费138、出版/文献/信息传播/知识产权事务费149、劳务费1510、专家咨询费1611、其他费用1712、外委费用404018（二）间接费用