論時(shí)空大數(shù)據(jù)與智慧能源

論時(shí)空大數(shù)據(jù)與智慧能源33時(shí)空大數(shù)據(jù)與智慧能源一、新基建時(shí)代一、新基建時(shí)代?信息基礎(chǔ)設(shè)施：包括以5G、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)為代表的通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，以北斗和高分對(duì)地觀測(cè)為代表的空天信息基礎(chǔ)設(shè)施，以人工智能、云計(jì)算、區(qū)塊鏈等為代表的新技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施，以數(shù)據(jù)中心、智能計(jì)算中心為代表的算力基礎(chǔ)設(shè)施等?融合基礎(chǔ)設(shè)施：主要指深度應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，支撐傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施轉(zhuǎn)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化和數(shù)字產(chǎn)業(yè)化?創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施：主要是指支撐科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、產(chǎn)品研制的具有公益屬性的基礎(chǔ)設(shè)施，比如，重大科技基礎(chǔ)設(shè)施、科教基礎(chǔ)設(shè)施、產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施等2時(shí)空大數(shù)據(jù)33時(shí)空大數(shù)據(jù)與智慧能源4天基信息的實(shí)時(shí)智能服務(wù)（PNTRC）大數(shù)據(jù)的興起?NatureScience出版社分別于2008年、2011年出版了《BigData》、《D72000200420122020u2000~2003年完成第一代實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（北斗一代）。u2007~2012年，建設(shè)北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)（北斗二代，BDS共發(fā)射16顆衛(wèi)星，14顆組網(wǎng)，其中5顆GEO衛(wèi)星地區(qū)，2013年正式提供區(qū)域?qū)Ш蕉ㄎ环?wù)。IGSO衛(wèi)星。8u保留了北斗一代的通信功能，提供短報(bào)文服務(wù)，一次可傳送多達(dá)240個(gè)字節(jié)（120個(gè)漢字）的信息，北斗-3將達(dá)到1000個(gè)漢字。u采用B1/B2/B3三個(gè)頻率調(diào)制信號(hào)和星基PPP技術(shù)，對(duì)于厘米級(jí)以上的高精度導(dǎo)航定位（載波相位整周模糊度解算）具有重要意義。u采用了高軌同步衛(wèi)星、中軌衛(wèi)星和傾斜軌道衛(wèi)星相結(jié)合的軌道方案，對(duì)于亞太低緯地區(qū)和高緯地區(qū)的定位均比GPS有優(yōu)勢(shì)。室內(nèi)外一體化高精度位置服務(wù)技術(shù)突破技術(shù)突破技術(shù)路線緊耦多源融合光源相機(jī)射頻信號(hào)傳感器射頻信號(hào)音頻藍(lán)牙音頻藍(lán)牙定位 Acoustic9高精基準(zhǔn)控制，緊耦多源融合：以分米級(jí)的高精度定位技術(shù)為控制，以無時(shí)不在的手機(jī)內(nèi)置傳感器和無處不有的磁場為紐帶，全源緊耦融合12種聲、光、電、場等定位源的不同組合，實(shí)現(xiàn)高可用優(yōu)于1米的定位精度?！纛l定位…音頻定位米基于音頻的高精度智能手機(jī)測(cè)距技術(shù)針對(duì)北斗信號(hào)無法穿透室內(nèi)空間，室內(nèi)定位精度低的難題，突破基于音頻的智能手機(jī)室內(nèi)定位技術(shù)，與目前廣泛采用的藍(lán)牙定位技術(shù)相比，其信號(hào)作用距離從5-10米擴(kuò)大到50米，測(cè)距精度從2-5米提升到0.12米，是目前世界上可支持所有大眾手機(jī)精度最高的定位技術(shù)，解決了室內(nèi)定位精度低的難題。nn利用大眾手機(jī)麥克風(fēng)接收nChirp信號(hào)，工作頻率在16-21KHz，帶通濾波后普通人聽不見,也不受環(huán)境聲音影響。n信號(hào)發(fā)射設(shè)備的時(shí)鐘藍(lán)牙同步（1n測(cè)量距離差TDOA，亞米級(jí)的定位精度n信號(hào)覆蓋能力：40-50m基于音頻的高精度智能手機(jī)定位演示空天地傳感器資源?地面移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)和智能駕駛車上百萬輛（光學(xué)和激光雷達(dá)?海上移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)（光學(xué)、激光雷達(dá)和聲納?城市的各種智能傳感器（中國視頻頭2000多萬）機(jī)載;探地?zé)o所不在的物聯(lián)網(wǎng)ConsumerPowerHealthIndustrialConsumerPowerHealthIndustrialRetailTransportationGovernment/SecurityBuildingsInfrastructureInfrastructureVehicles-SemiFabs--SemiFabs-Chemical-Pharma-Refining?Pulp/Paper?Complexmachines?Simple/standardmachinesApplianceAppliance?EnvironmentalSignage/DisplayPOSInfrastructurePOSInfrastructureCommuni-Communi-Devices:Pumps,Valves,Devices:TVs,VCRs,DVRs,Dishwashers,Washer/Dryers,Refrigerators,Lights,Computers,etc.-Wastewater?-Wastewater?Radar/Satellite-Regulatory?Records??Building?Seaenviron.?Generalenviron.Devices:Weapons,VehiDevices:Weapons,Vehi無所不在的時(shí)空大數(shù)據(jù)時(shí)空數(shù)據(jù)獲取將從空天地專用傳感器擴(kuò)展到物聯(lián)網(wǎng)中上億個(gè)無所不在的非專用傳感器，從而產(chǎn)生前所未有的時(shí)空大數(shù)據(jù)：l城市出行軌跡大數(shù)據(jù)；數(shù)字孿生數(shù)字孿生智慧城市可為人類生存繁衍、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、新能源建設(shè)、社會(huì)交往和文化享受等諸多方面提供各種智能化的服務(wù)：實(shí)現(xiàn)低碳、綠色、可持續(xù)發(fā)展2時(shí)空大數(shù)據(jù)33時(shí)空大數(shù)據(jù)與智慧能源智慧電網(wǎng)數(shù)字孿生：充分利用電力系統(tǒng)物理模型、先進(jìn)計(jì)量基礎(chǔ)設(shè)施的在線量測(cè)數(shù)據(jù)、無人機(jī)巡線和機(jī)器人巡查加上電力系統(tǒng)歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，并集成電氣、計(jì)算機(jī)、通信、氣候、經(jīng)濟(jì)等多學(xué)科知識(shí)，進(jìn)行的多物理量、多時(shí)空尺度、多概率的仿真過程，通過在虛擬空間中完成對(duì)智能電網(wǎng)的映射，反映智能電網(wǎng)的全生命周期過程。電力巡檢機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)變電、輸電、配電設(shè)備進(jìn)行全天時(shí)、全方位、全自主智能巡檢和安全防護(hù)，包括自動(dòng)巡邏、智能讀表、圖像識(shí)別、紅外測(cè)溫、實(shí)時(shí)視頻回傳等功能，以人工智能先進(jìn)化手段代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工完成電站巡檢及設(shè)備查明工作，降低人員安全風(fēng)險(xiǎn)，保障電網(wǎng)本質(zhì)安全，提升電網(wǎng)智能化巡檢技術(shù)水平。類別參數(shù)722×458×960(mm長×寬×高）60mK成功研制系列化無人機(jī)電力巡檢成套軟硬件裝備，搭載于多型國產(chǎn)大、中、小型無人機(jī)平臺(tái)。率先在大電網(wǎng)開展常態(tài)化、規(guī)?；矙z應(yīng)用。6個(gè)型號(hào)智能巡檢吊艙6個(gè)型號(hào)智能巡檢吊艙適配于大、中、小各型無人機(jī)線路巡檢/有人機(jī)巡檢技術(shù)指標(biāo)首次實(shí)現(xiàn)機(jī)巡線路技術(shù)指標(biāo)首次實(shí)現(xiàn)機(jī)巡線路提升6倍以上指標(biāo)現(xiàn)有巡檢手段本項(xiàng)目智能診斷技術(shù)單源數(shù)據(jù)人工判別為主多源數(shù)據(jù)融合自動(dòng)判別13大類，40小類故障，準(zhǔn)確率達(dá)92%巡檢數(shù)據(jù)融合技術(shù)像素級(jí)別亞像素級(jí)別智能診斷處理效率離線處理在線處理技術(shù)成果專利9項(xiàng)專利9項(xiàng)軟著18項(xiàng)輸電領(lǐng)域高被引論文論文16篇輸電領(lǐng)域高被引論文 電力走廊無人機(jī)巡檢與智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)u15個(gè)省市及地區(qū)nu15個(gè)省市及地區(qū)n經(jīng)濟(jì)效益超2億n巡檢線路約2000okmn巡檢里程超5000okm云南高海拔雨霧巡檢山東冰凍災(zāi)害巡檢海鷗臺(tái)風(fēng)應(yīng)急海鷗臺(tái)風(fēng)應(yīng)急巡檢澳門回歸供電保障三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)對(duì)實(shí)物系統(tǒng)的量對(duì)實(shí)物系統(tǒng)的量測(cè)感知數(shù)字空間數(shù)字空間建模仿真分析仿真分析決策三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)對(duì)實(shí)物系統(tǒng)的量對(duì)實(shí)物系統(tǒng)的量測(cè)感知數(shù)字空間數(shù)字空間建模仿真分析仿真分析決策三維實(shí)時(shí)監(jiān)控畫面三維實(shí)時(shí)監(jiān)控畫面28實(shí)際飛行情況28實(shí)際飛行情況 電網(wǎng)是關(guān)系國計(jì)民生和國家安全的戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施，安全、經(jīng)濟(jì)、高效的數(shù)字電網(wǎng)是“數(shù)字中國”建設(shè)的重要內(nèi)容，需要準(zhǔn)確、即時(shí)的時(shí)空信息服務(wù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜規(guī)模龐大結(jié)構(gòu)復(fù)雜規(guī)模龐大供電面積848萬km2供電面積848萬km2設(shè)備數(shù)量15.2億歐美國家最大電網(wǎng)設(shè)備數(shù)量不超過1.5億問題問題難點(diǎn)難點(diǎn)嚴(yán)重阻礙物理電網(wǎng)向全數(shù)字化智能電網(wǎng)轉(zhuǎn)型升級(jí)為復(fù)雜大電網(wǎng)提供全面、即時(shí)和準(zhǔn)確的時(shí)空信息服務(wù)是世界性難題問題與難點(diǎn)創(chuàng)新與突破平臺(tái)與服務(wù)應(yīng)用推廣電網(wǎng)時(shí)空信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)電網(wǎng)時(shí)空信息服務(wù)平臺(tái)電網(wǎng)如何在電氣與地理雙空間統(tǒng)一表達(dá)電氣狀態(tài)的瞬變?nèi)绾螌?shí)時(shí)反電網(wǎng)時(shí)空信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)電網(wǎng)時(shí)空信息服務(wù)平臺(tái)電網(wǎng)如何在電氣與地理雙空間統(tǒng)一表達(dá)電氣狀態(tài)的瞬變?nèi)绾螌?shí)時(shí)反映到數(shù)字電網(wǎng)電網(wǎng)資源信息如何進(jìn)行高效可信更新運(yùn)維檢修故障搶修時(shí)空拓?fù)涿爰?jí)實(shí)時(shí)重構(gòu)技術(shù)防災(zāi)減災(zāi)可信高效客戶服務(wù)更新技術(shù)客戶服務(wù)體系該平臺(tái)基于云架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)時(shí)空信息的統(tǒng)一建模、秒級(jí)分布式存儲(chǔ)容器虛擬化微應(yīng)用運(yùn)行框架內(nèi)存計(jì)算框架【專利2-9、2-12、2-14；論文B12、B19、B21；標(biāo)準(zhǔn)C12-14；軟著D7、D10】分布式存儲(chǔ)容器虛擬化微應(yīng)用運(yùn)行框架內(nèi)存計(jì)算框架3440個(gè)移動(dòng)應(yīng)用桌面應(yīng)用Web應(yīng)用448個(gè)基礎(chǔ)服務(wù) 建立了由27個(gè)主干節(jié)點(diǎn)、1000多臺(tái)服務(wù)器、10萬多個(gè)操作節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的電網(wǎng)時(shí)空信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)10萬多個(gè)操作節(jié)點(diǎn)10萬多個(gè)操作節(jié)點(diǎn)27個(gè)主干節(jié)點(diǎn)27個(gè)主干節(jié)點(diǎn)1000多臺(tái)服務(wù)器為70多萬用戶提供日均1000多萬次時(shí)空信息服務(wù)，全球規(guī)模最大、服務(wù)頻次最高、性能最好 全面支撐電網(wǎng)規(guī)劃、基建、生產(chǎn)、運(yùn)維、調(diào)度、搶修、客服、防災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)急指揮、保供電等36個(gè)電網(wǎng)核心業(yè)務(wù)應(yīng)用智慧電網(wǎng)運(yùn)營腦SmartSmartGrid智慧電網(wǎng)1、數(shù)字化（第一階段）通過空天地一體化移動(dòng)測(cè)量手段（無人機(jī)、移動(dòng)測(cè)量車、背負(fù)式單兵等可快速完成廠區(qū)數(shù)字孿生三維地圖構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)三維可視化的運(yùn)維管理模式。2、智能化（第二階段）在實(shí)現(xiàn)場景高精度數(shù)字化基礎(chǔ)上，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使石油天然氣廠區(qū)內(nèi)所有的設(shè)備設(shè)施3、智慧化（第三階段）實(shí)現(xiàn)無人巡檢機(jī)器人、無人礦卡等自動(dòng)駕駛應(yīng)用，逐步實(shí)現(xiàn)無人巡檢、無人操作和智慧運(yùn)行數(shù)字孿生數(shù)據(jù)采集設(shè)備移動(dòng)測(cè)量車室內(nèi)小推車無人機(jī)傾斜攝影系統(tǒng)移動(dòng)測(cè)量車室內(nèi)小推車道路勘查箱背負(fù)式單兵自主測(cè)圖機(jī)器人道路勘查箱背負(fù)式單兵通過精細(xì)化三維模型對(duì)石油天然氣工廠的進(jìn)行描述通過精細(xì)化三維模型描述石油天然氣工廠物理資產(chǎn)的功能位置、機(jī)械特性、工藝特性、物理組成等本體屬性。對(duì)工廠主要資產(chǎn)、設(shè)施進(jìn)行工程級(jí)和仿真級(jí)三維建模，對(duì)重點(diǎn)設(shè)備建立可拆解的工程級(jí)模型。對(duì)石油天然氣廠區(qū)生產(chǎn)活動(dòng)涉及的要素進(jìn)行模型抽象，解決生產(chǎn)、能源、工藝、安全、環(huán)保等各專業(yè)在指標(biāo)粒度、空間屬性、時(shí)間屬性、數(shù)據(jù)層次不一致的問題。?空間位置?空間位置?外觀形象1、廠區(qū)內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)2、安防監(jiān)控3、火災(zāi)應(yīng)急預(yù)案制定建設(shè)全面智能化廠區(qū)，使廠區(qū)的資產(chǎn)管理、生產(chǎn)管理、運(yùn)維管理提質(zhì)增效！優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)家/運(yùn)維人員調(diào)動(dòng)平臺(tái)、專網(wǎng)終端/APP石油?；窂S區(qū)防爆巡檢機(jī)器人立得空間石油廠區(qū)巡檢機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)天然氣集站、成品油庫、石油煉化廠等場景進(jìn)行全天時(shí)、全方位、全自主智能巡檢和安全防護(hù)，包括自動(dòng)巡邏、氣體泄漏識(shí)別、圖像識(shí)別、紅外測(cè)溫、實(shí)時(shí)視頻回傳等功能，以人工智能先進(jìn)化手段代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工完成巡檢及設(shè)備查明工作，降低人員安全風(fēng)險(xiǎn)，保障廠區(qū)本質(zhì)安全，提升能源廠區(qū)智能化巡檢技術(shù)水平。石油?；窂S區(qū)防爆巡檢機(jī)器人全天候自主巡檢及路徑規(guī)劃，智能避障產(chǎn)品功能1、機(jī)器人可以按照設(shè)定的路線，實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航行走功能2、支持建圖范圍內(nèi)任意點(diǎn)之間路徑導(dǎo)航3、遇障礙后可更新路徑規(guī)劃并智能避障4、可以便捷的增刪改巡檢點(diǎn)和巡檢路線石油?；窂S區(qū)防爆巡檢機(jī)器人產(chǎn)品功能智能實(shí)時(shí)測(cè)溫、及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)施缺陷配備高清紅外相機(jī)、熱成像系統(tǒng)，能夠?qū)ο鄼C(jī)實(shí)時(shí)畫面中任意點(diǎn)、任意區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)設(shè)備溫度與安全閥值對(duì)比判斷及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷并報(bào)警石油?；窂S區(qū)防爆巡檢機(jī)器人產(chǎn)品功能能夠?qū)S區(qū)設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)、趨勢(shì)狀態(tài)、現(xiàn)場實(shí)景情況、全息地理信息、設(shè)備責(zé)任人等信巡檢數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至本地監(jiān)控后臺(tái)，并完成數(shù)據(jù)的分析處理及預(yù)警、告警等功能，實(shí)現(xiàn)電站設(shè)備狀況一目了然。還可對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行匯曲線和可視化報(bào)表，還可以自動(dòng)生成故障報(bào)表。配套專業(yè)智能管控平臺(tái)便攜式背包數(shù)據(jù)采集設(shè)備立得空間便攜式背包數(shù)據(jù)采集設(shè)備是集多線激光Lidar，全景相機(jī)、慣性導(dǎo)航設(shè)備、同步控制器等多傳感器于一體，以移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)技術(shù)為基礎(chǔ)，專門針對(duì)天然氣集站、成品油庫、石油煉化廠等場景完成高精度三維激光全景數(shù)據(jù)采集。三維高精度點(diǎn)云模型采集、處理、出圖，軟件自動(dòng)化一鍵式處理便攜式背包俠便攜式背包俠通過背包俠采集的帶高精度坐標(biāo)信息的全景影像及三維點(diǎn)云能夠讓巡檢機(jī)器無人機(jī)自動(dòng)盤煤、盤土石方在煤場條形煤剁上方規(guī)劃無人機(jī)飛行路徑，通過SLAM算法使無人機(jī)具備室內(nèi)自主導(dǎo)航飛行能力，其搭載三維激光雷達(dá)設(shè)備執(zhí)行飛行任務(wù)。通過飛行作業(yè)，結(jié)合激光雷達(dá)載荷對(duì)煤場進(jìn)行實(shí)時(shí)掃描測(cè)量，計(jì)算出煤堆體積，盤點(diǎn)作業(yè)全程無需人工干預(yù)，不受限于工作面和工作地點(diǎn)，工作區(qū)域可以任意劃定。u無人機(jī)盤煤/砂石料特點(diǎn)u背包盤煤/砂石料特點(diǎn)慣性導(dǎo)航設(shè)備——石油管道檢測(cè)以裝在任意一臺(tái)石油管道中行駛的巡檢機(jī)器人上，慣導(dǎo)裝置能夠?qū)⑽恢煤妥藨B(tài)與里程計(jì)進(jìn)行組合解算，判斷輸油管道是否發(fā)生形變、沉降、泄露等?；诹⒌肔BS的時(shí)空信息云平臺(tái)是以時(shí)間和空間的維度整合石油天然氣企業(yè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，將各部門分散的孤島數(shù)據(jù)逐步接入云平臺(tái)進(jìn)行清洗、匯聚、融合、管理與共享，形成大數(shù)據(jù)資源湖，可結(jié)合各部門的業(yè)務(wù)場景進(jìn)行數(shù)據(jù)建模、挖掘、分析與可視化。時(shí)空信息云平臺(tái)可以架構(gòu)在任何一種公有云或私有云上，既可以作為獨(dú)立的運(yùn)營中心運(yùn)營，也可以無縫鏈接各個(gè)部門的信息系統(tǒng)，支持第三方調(diào)用與二次開發(fā)，以開放架構(gòu)服務(wù)于石油天然氣各