CESA-2021-1-045《工业互联网 面向露天矿用场景 平台服务要求》团体标准征求意见稿

ICS35.240.50

CCCSSL79

团体标准

T/CESAXXXX—202X

工业互联网面向露天矿用场景平台服务

要求

IndustrialInternet—Foropen-Airminingscenes—Platformservicerequirement

征求意见稿

在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。

已授权的专利证明材料为专利证书复印件或扉页，已公开但尚未授权的专利申

请证明材料为专利公开通知书复印件或扉页，未公开的专利申请的证明材料为专利

申请号和申请日期。

202X-XX-XX发布202X-XX-XX实施

中国电子工业标准化技术协会发布

T/CESAXXXX—202X

前 言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起

草。

本文件由中国工业互联网研究院提出。

本文件由中国电子工业标准化技术协会归口。

本文件起草单位：。

本文件主要起草人：。

IV

T/CESAXXXX—202X

工业互联网面向露天矿用场景平台服务要求

1范围

本文件规定了露天矿用场景下边缘平台、中心平台的硬件和系统要求，规范了矿区三维建模、矿用

设备运维管理与智能调度等平台服务的属性、功能要求和技术要求。

本文件适用于指导露天矿用场景中心云平台开发运维企业，开发运维软件服务产品，可作为检验露

天矿用信息化水平的重要参考依据。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T34062-2017防伪溯源编码技术条件

GB/T34982-2017云计算数据中心基本要求

GB/T39439-2020电子商务第三方仓储服务管理规范

T/CESAXXXX-20XX工业互联网面向露天矿用场景边云协同架构

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

矿用SaaSMiningSoftwareasaservice

基于矿用工业互联网平台，把应用软件统一部署在云基础设施上，用户可根据实际需求订购所需应

用软件的一种服务。

[来源：T/CESAXXXX-20XX，3.1]

3.2

中心云平台CentralCloudPlatform

提供计算、存储、网络等服务，作为边云协同架构组成部分的云平台。

[来源：T/CESAXXXX-20XX，3.2]

3.3

边缘平台EdgePlatform

部署在矿用装备上，作为边云协同架构组成部分的边缘平台，执行智能化控制、计算、存储、网络

1

T/CESAXXXX—202X

通信等功能的软硬件设备。

[来源：T/CESAXXXX-20XX，3.3]

4缩略语

下列缩略语适用于本文件。

AP接入点（AccessPoint）

AR增强现实（AugmentedReality）

GIS地理信息系统（GeographicInformationSystem）

GNSS全球导航卫星系统（GlobalNavigationSatelliteSystem）

RFID射频识别（RadioFrequencyIdentification）

RTOS实时操作系统（Real-timeOperatingSystem）

Saas软件即服务（Software-as-a-Service）

V2V车与车（VehicletoVehicle）

VR虚拟现实（VirtualReality）

5概述

按照T/CESAXXXX-20XX《工业互联网面向露天矿用场景边云协同架构》，露天矿用企业应采用边

云协同的平台架构体系构造智慧矿山，提供相应的平台关键技术服务和应用服务。

6边缘平台服务要求

6.1技术服务要求

边缘平台应满足以下基本技术服务要求：

a）宜按照T/CESAXXXX-20XX《工业互联网面向露天矿用场景边云协同架构》，配套边缘平台

服务所需的边缘感知硬件、边缘控制硬件以及边缘计算与存储硬件等；

b）应提供露天矿用场景所需的模型和智能算法服务；

c）应提供露天矿用场景所需的智能算力服务；

d）应提供露天矿用场景所需的分布式数据存储与管理服务。

6.2应用服务要求

边缘平台应提供以下应用服务：

a）应采集各类智能传感终端的数据信息，提供露天矿用场景各种作业参数的感知服务；

b）应根据作业环境的感知情况，自动控制和实时处理矿用作业设备的操作状态；

c）应存储矿用作业设备的各类操作日志数据信息；

d）宜实时监测矿用作业设备的状态，进行异常情况预警。

7中心平台服务要求

7.1技术服务要求

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T/CESAXXXX—202X

7.1.1平台硬件要求

中心平台技术服务要求描述如下：

a）宜按照T/CESAXXXX-20XX《工业互联网面向露天矿用场景边云协同架构》，中心平台应配套

各类服务所需的矿用服务支撑设备；

b）应依据云计算架构体系建设平台，配建符合GB/T34982-2017要求的数据中心或者微型模块化

数据中心，提供7.2节的中心平台云服务；

c）应采用通用或者专用的通信协议设备，实现中心平台与边缘平台以及各边缘平台之间的组网连

接和数据通信；

d）应提供必要的人机交互设备，支持平台数据展示和人机交互。

7.1.2平台系统要求

平台系统要求描述如下：

a）应支持linux、Unix、windows等操作系统部署；

b）应具备计算虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化功能；

c）应支持虚拟机、容器的统一部署管理，具备良好平台数据可移植性，支持采用多租户技术进行

平台数据隔离；

d）应支持面向各类适配硬件的数据接入与全生命周期管理；

e）应根据应用需求，实现计算、网络、存储资源的分配与调度管理；

f）应支持系统的管理维护，协助系统管理员实现对于云平台系统的管理和运维操作；

g）应提供面向各类平台应用的服务注册、发现、调用、路由和过滤、流量控制、熔断隔离、容错、

负载均衡、用户权限管理等微服务能力；

h）应支持各类平台应用的生命周期管理；

i）宜具备在线计算和离线计算能力，通过并行分布式计算提高计算效率；

g）宜应对数据优先级、存储格式以及数据类型区分处理，具备元数据管理能力,构建分布式的文

件系统，提供多种类型的数据存储方式和数据库，具备数据收集、清洗、标注、训练和部署等

规范化的数据处理流程；

k）应具备大数据分析和智能数据处理能力；

l）宜提供符合工业互联网领域的国家、行业或者团体标准符合性测试要求的自动化测试功能，升

级系统代码经由测试后，可分发给各边缘平台系统更新。

7.2应用服务要求

中心平台应用服务见表1。

表1露天矿用中心平台云服务列表

平台服务名称平台服务性质

矿区三维建模服务必选服务

矿区设备远程调度与运维管理必选服务

矿用无人采掘与运输服务可选服务

矿区人员定位与通信服务必选服务

矿区能源管理服务可选服务

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T/CESAXXXX—202X

表1露天矿用中心平台云服务列表（续）

平台服务名称平台服务性质

智能巡检、地面监控与环境监测服务可选服务

紧急事件上报与安全生产服务必选服务

矿用物资采购服务可选服务

煤炭流通交易服务可选服务

矿区运营管理服务可选服务

三维仿真培训可选服务

8矿区三维建模服务要求

8.1平台服务属性

本服务属于必要服务。

本服务需要适配三维激光扫描仪等智能硬件设备。

8.2服务功能要求

8.2.1概述

综合考虑矿山地质、测量、采矿等生产环节的技术特点，借助地质统计学理论、最优化方法、可视

化仿真技术、软件技术、网络技术和自动化技术，构建三维地质模型，实时展现露天矿山的地表、地形

状况、地表起伏、地表设施和建筑分布等。

具体要求见8.2.2—8.2.5节。

8.2.2矿山空间数据采测

综合运用RTK、卫星遥感、三维激光扫描仪等多种矿山测量设备，对露天矿山所包含的各类空间实

体位置、形状、大小以及分布特征等空间数据进行采集和测量，并实时上传至中心云平台。

8.2.3矿山空间数据处理

依托中心云平台的计算、存储和网络服务能力，实现对露天矿山的地表、地形状况、地表起伏、地

表设施和建筑分布等空间数据进行存储、坐标转换、预处理、误差纠正等的数据处理功能。

8.2.4数字地形建模

综合集成多种专业地形制作软件或者地形建模工具，描述露天矿区地面起伏状况，通过提取各种地

形参数，如坡度、坡向、粗糙度等，进行通视分析、流域结构生成等应用分析。

8.2.5边坡检测和预警

针对露天矿区在开采过程中出现的滑坡、崩塌等隐患，综合运用雷达定位、三维激光扫描、声呐反

射等技术，动态采集露天矿区风险区域的地表地形数据。根据边坡出现滑移时，相应区域的位移与倾角

会产生变化的特点，实时进行边坡检测和预警。

8.3服务技术要求

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T/CESAXXXX—202X

8.3.1适配硬件要求

适配硬件设备要求描述如下：

a）宜可移动、可巡检；

b）宜具备远程控制或者自控制功能；

c）宜具有毫米级高精定位功能；

d）应支持多摄像头、360度全景高清拍摄功能；

e）宜支持自组网方式的远程数据传输；

f）宜可支持自动充电或者电源自供给功能。

8.3.2平台应用要求

平台应用要求描述如下：

a）宜支持blss、3ds、3dm、dwg等多样化的数据格式的读入与转换；

b）应具备绘图、编辑、查询以及丰富的点、线、面展示等功能；

c）应具备空间数据存储、坐标转换、预处理、图像拼接、误差纠正、图形生成等数据处理功能；

d）宜具备动态剖切、轮廓线以及坡度、坡向、粗糙度等地形参数提取功能，实现通视分析、流域

结构生成等应用分析；

e）宜支持实现采空区、检测盲区的体积填充与空间建模评估；

f）宜建立和维护边坡安全监测模型库，提供边坡实时检测与预警服务。

9矿用设备运维管理与智能调度服务

9.1平台服务属性

本服务属于必要服务。

本服务应适配矿用卡车以及采掘输运通等作业设备。

9.2服务功能要求

9.2.1概述

依托中心平台和矿区通信组网，为露天矿区的矿用装备（特别是矿用卡车）提供远程调度与运维管

理服务。

具体要求见9.2.2—9.2.3节。

9.2.2运维管理服务

在矿用生产设备加装智能采集终端，通过CAN总线或232、485接口，采集设备各关键部件的实

时运行参数，实时监测各类矿用设备的运行状态，针对设备异常状况进行故障诊断、远程预警和自诊断

修复，减少设备停机时间，提升知识经验。

9.2.3智能调度服务

对露天矿的电铲、矿卡等设备的位置、状态、生产情况等进行实时数据采集，准确地获得排产情况，

优化车队运行、执行远程调度，提高生产效益。

9.3服务技术要求

9.3.1适配硬件要求

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T/CESAXXXX—202X

9.3.1.1矿用生产设备要求

典型的露天矿用生产设备包括电铲、矿用卡车、破碎机、光电分选设备、胶带运输机、轮斗采掘机

等，应通过加装传感器以及通信传输模块，实现设备的远程运维和故障诊断。

露天矿用设备传感装置应满足如下基本要求：

a）电铲安装光电位移传感器，采集周围工作环境数据；安装磁敏传感器，采集电铲行走、铲臂回

旋、推压、收回和铲斗提升、下放状态信号等数据；安装压阻式传感器采集铲斗的装载矿岩量

等数据；安装电压互感器、电流互感器、温度传感器等采集电气系统数据；

b）矿用卡车安装位移传感器、压力传感器、液位传感器等，采集矿卡线控系统数据；安装激光雷

达、超声波雷达、毫米波雷达、光电传感器、视觉传感器以及红外传感器等，采集周围环境信

息；安装惯性传感器、加速度传感器、角速度传感器等多融合传感器，采集矿用卡车运行状态

数据；

c）破碎机安装压力传感器，采集液压系统的压力信息；安装位移传感器，监测破碎机负荷、部件

磨损、运行状态、油箱油量等信息；安装温度传感器，采集油箱供油、回油、环境温度信息等；

d）轮斗采掘机所采用的传感器参考电铲；

e）光电分选设备安装风压检测传感器，采集系统压力信息；安装带速传感器，采集带式布料器运

行速度；安装温度传感器，采集射源温度、轴承温度；将系统的原煤含矸率、系统处理量等数

据开放接口，以便调用；

f）胶带运输机安装温度传感器、速度传感器、烟雾化学传感器、堆煤传感器、纵撕传感器、跑偏

传感器等实现胶带运输机运行状态数据采集；

g）传感器信号可通过专用光缆或者电缆传输给数据采集板卡，转换为相应的总线信号进行输出。

露天矿用设备同时宜安装有线/无线信号传输设备或依据T/CESAXXXX-20XX《工业互联网面向

露天矿用场景边云协同架构》规定的边缘网关设备，把各类露天矿用设备的状态信息发送至

中心平台执行远程运维管理。

9.3.1.2面向采掘机、矿用卡车等智能调度设备要求

采掘机、矿用卡车等设备应配备智能调度终端设备，具体要求如下所示：

a)应配置9.3.1.1节提到的传感器及数据采集硬件，采集电铲、矿用卡车等位置和工作状态数据；

b)应配置GNSS通信模组、蜂窝通信模组或者局域网组网模组，把采集的数据发送至中心平台，并

接收中心平台发送的调度信息，提示给司机。

c)应配置显控终端、通讯终端等，显示调度信息，并执行与中心平台的调度通讯功能。

9.3.2平台应用要求

9.3.2.1矿用设备远程运维服务要求

9.3.2.1.1矿用设备边缘侧服务要求

矿用设备边缘侧系统要求描述如下：

a）应适配多种传感通信协议，能够把不同类型的传感器连接至中心平台；

b）宜维护和更新常见的故障模型库，可对设备故障状态进行自诊断和边缘处理；

c）应实现原始数据的分析、处理、压缩和转换，定时把处理后的数据传输至中心平台；

d）应具备一定的数据存储功能，在网络异常时可以缓存一定时间内的数据信息，并在网络恢复后

续传到中心平台。

9.3.2.1.2中心平台远程运维服务要求

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T/CESAXXXX—202X

中心平台远程运维服务要求描述如下：

a）应基于云计算架构，作为中心平台的组成部分，面向矿用设备远程运维提供所需的基础云服务；

b）宜具备海量数据云存储、设备故障模型库、故障判断策略、故障预警功能、自诊断服务、设备

维修备件选配及管理等基础云服务；

c）宜定时分发轻量级设备故障模型库至各矿用边缘侧设备；

d）宜采集矿用设备的工作数据和状态，按照规范化的元数据管理要求，结合故障诊断库中的各类

状态模型，记录异常状态发生时间、设备编号、异常状态信息等关键数据信息，并在出现异常

状态时进行预警，及时通知相关人员，远程定位问题，排除故障；

e）宜通过对矿用设备进行连续在线的状态监测及数据分析，诊断并预测设备故障的发展趋势，制

定预测性维护计划并实施检维修的功能。

9.3.2.2矿用设备智能调度服务要求

9.3.2.2.1智能调度终端系统服务要求

智能调度终端系统服务要求描述如下：

a）应实时读取电铲、卡车等设备的位置、状态、速度、运行方向、时间等数据；

b）应在显控终端上展示设备工作位置、状态、速度、时间等数据信息；

c）应与中心平台进行双向语音或者多媒体通信服务；

d）应实时进行以语音或者视频等形式的调度信息提示。

9.3.2.2.2中心平台智能调度服务要求

中心平台智能调度服务要求描述如下：

a）宜基于云计算架构，作为中心平台的组成部分，提供智能调度所需的基础云服务；

b）宜具备海量数据云存储、采掘场景建模、作业路径规划与监测、混配矿管理、车辆优化调度管

理、优化调度信息指令产生与发送、查询统计、报表输出、工作状态运行回放等基础云服务；

c）宜采集矿用设备的工作状态等数据，按照规范化的元数据管理要求，记录电铲、卡车等设备的

位置、状态、速度、运行方向、时间以及通信设备寻址、设备唯一ID编号、调度指令等关键数

据信息，执行调度优化、统计信息查询、数据展示、运行回放等功能。

10无人采掘与运输服务要求

10.1平台服务属性

本服务属于可选服务。

本服务应适配无人采掘机、无人矿用卡车等设备。

10.2服务功能要求

综合运用GNSS、激光雷达、高清摄像装置等技术，基于矿用地图，实现实时挖掘场景建模、精准定

位管理、矿用挖掘设备与挖掘环境的智能联动处理、无人驾驶运输等服务。

10.3服务技术要求

10.3.1适配硬件要求

无人采掘机和无人矿卡设备的通用要求描述如下：

a）宜基于激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达、高清摄像头（辅助）、V2V通信等终端设备，实

现对障碍物、挡墙、路面和落石等的识别，以及动态障碍物轨迹预测；

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T/CESAXXXX—202X

b）宜具备GNSS、速度传感器、惯性传感器、位置传感器等，实现采掘设备和矿用卡车的自动定位

导航；

c）宜具备4G/5G、WIFI等矿区组网通信设备，实现与中心平台的互联通信；

d）宜具备车辆转向系统、制动系统、电气系统、变速箱、手刹等与车辆运动控制相关的线控执行

器，支持中心平台在异常状态下，对无人采掘机和矿卡设备的远程控制和调度管理；

5）宜具备CPU/GPU等计算硬件和存储硬件。

10.3.2平台应用要求

10.3.2.1采掘机与矿卡系统服务要求

无人采掘机与无人矿用卡车系统通用服务要求描述如下：

a）宜部署运行RTOS实时操作系统，在规定的时间范围内响应系统指令；

b）宜部署运行无人操作系统/无人驾驶系统，具备在线计算能力以及设备定位、环境感知、路径

规划、控制等相关算法，算法应满足无人化作业所需的鲁棒性和实效性要求；

c）宜支持模块化的系统架构，具备地图导航、行驶定位、环境感知、路线规划、智能控制、人机

交互等基本功能模块；

d）宜采用基于容器的边缘云架构，提供轻量化、高性能的各类应用微服务，敏捷应对实时事件；

e）宜具备机载/车载数据实时读取、存储和计算能力，应对数据优先级、存储格式以及数据类型

进行区分处理，以提高计算存储效率；

f）宜具备无人采掘机与无人矿用卡车之间的联网通信，以及与中心平台间的联网通信服务能力。

10.3.2.2中心平台运输调度服务要求

中心平台运输调度服务要求描述如下：

a）宜基于云计算架构，作为中心平台的组成部分，面向矿用卡车调度管理提供所需基础云服务；

b）宜应具备海量数据云存储、高清三维矿用地图绘制、智能挖掘仿真、自动驾驶仿真、深度学习

模型训练等基础云服务功能；

c）宜按照规范化的元数据管理要求，记录数据录制时间、车辆编号、软件版本及行驶路线等关键

数据信息；

4d）宜提供无人采掘机、无人驾驶矿车调度管理以及煤炭物流运输等应用服务。

11矿区人员定位与通信服务要求

11.1平台服务属性

本服务属于必要服务。

本服务应适配定位和通信设备。

11.2服务功能要求

11.2.1概述

通过在露天矿区的采场、工作区、生活区等地建立起完整的网络覆盖，通过专用或者通用通信设备

实现露天矿区工作人员实时定位以及提供语音通信、多媒体通信等服务，有助于遏制重特大事故发生，

加强特种作业人员管理，加强考勤管理和应急救援。

11.2.2人员定位管理

露天矿区的作业人员应携带专用通信设备，依托UWB、WIFI、Lora、GNSS、GIS以及无线通信技术

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等，实时获取作业人员身份以及在矿区的精准位置信息。

对矿区作业人员行程管理，记录人员进出、出勤、在露天煤区各位置时间、行动轨迹，通过GIS

地图显示，提供某区域内的人员分布与统计信息，通过把监测统计信息将上传至中心平台，供查询使用。

构建异常行为模型库，实现各类异常行为状态的实时监测、分析预判和报警。

11.2.3通信调度管理

建设露天矿区通信网络，实现矿区作业人员之间以及作业人员与中心平台之间的语音通信和多媒体

通信。

11.3服务技术要求

11.3.1适配硬件要求

11.3.1.1定位设备要求

露天矿区人员定位管理有多种实现方式，分别适配不同的硬件，说明如下：

a）无线组网定位:矿区无线组网分为4G/5G蜂窝移动网络或者WIFI、Lora、UWB等组网模式：

1)4G/5G蜂窝通信:此场景是通过周边一个或者多个基站根据计算移动设备信号的到达时间，

根据信号强度及基站位置确定人员所在位置。

2)WIFI组网:每一个无线AP都有一个全球唯一MAC地址,WiFi定位是通过侦测附近周围无线

APMAC地址，比对数据库中MAC地址的坐标，交叉计算出所在地。

3)Lora:此场景要求所有Lora网关共享相同的时基，提供至少3个Lora网关接受数据信号。

当一个LoRaWAN终端设备发射数据信号，其所在网络范围内的所有的LoRa网关都会接收到

这段信号，并传输给网络服务器。网络服务器通过比较信号强度、到达时间、信噪比和其他

参数来计算终端设备的最可能所在位置。

4)UWB:此场景是利用信号在两个收发机之间的飞行时间测量节点之间的距离。

b)GNSS定位:GNSS定位原理是移动终端接收卫星广播信号，基于不少于4颗卫星位置、距离等信

息以及相应的算法，便可进行定位。

c）GIS惯导定位:此场景作为GNSS辅助定位技术，依托加速计和陀螺仪等惯性导航传感器，测量

物体的加速度和角速度，结合GIS地图估算运动物体位置、姿态和速度。此场景需要配备有加速

计和陀螺仪等惯性导航传感器。

11.3.1.2通信设备要求

为实现露天矿区语音、多媒体通信，需要适配不同的硬件，描述如下：

a）语音通信设备:应配置有麦克风模块以实现语音输入，配置扬声器、耳机以实现语音输出；应配

置声卡以实现音频编解码。

b）多媒体通信设备:在语音通信设备的基础上，应配置摄像头以实现图像输入，配置显卡以实现视

频编解码。

11.3.2平台应用要求

11.3.2.1定位服务要求

露天矿区定位服务要求描述如下：

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a)宜按照规范化的元数据管理要求，记录消息创建时间、消息类型、事件类型；地理位置维度、

地理位置经度、地理位置精度；加速度值、方向、位移等关键数据信息，定时发送至中心平台；

b)应基于移动蜂窝网络、WIFI等无线网络或者GNSS等卫星导航等设备所获得的参数信息，构建

定位服务模型，结合矿区三维地图信息，实现人员在矿区的精准定位服务；

c)宜在GNSS或者无线组网条件缺失的情况下，通过读取加速计和陀螺仪等惯性导航传感器参数，

构建运动物体位置、姿态和速度估算模型，结合矿区三维地图信息，实现人员在矿区定位服务。

11.3.2.2通信服务要求

通信服务要求描述如下：

a）宜支持跨平台的语音通信；

b)宜具备语音引擎，应提供完整的语音通讯框架，涵盖语音流从声卡到网络的全部功能；同时具

有可扩展、可复用等特点；

d)宜具备视频引擎，应提供完整的、可拓展的视频流框架,涵盖从摄像头到网络,再由网络到对

端显示出画面的所有功能；

e)宜具备流媒体传输模块，负责媒体流的传输功能，针对VoIP网络面临的安全问题,集成了安全

实时传输协议;同时提供视频音频流的多路混音,用来为多人视频通话提供支持。

12矿区能源管理服务

12.1平台服务属性

本服务属于可选服务。

本服务应适配露天矿用生产设备、IT运维设备、用户电气设备以及新能源再生设备等储能设备。

12.2服务功能要求

12.2.1概述

通过对露天矿区内的生产设备、IT设备、用户设备、新能源再生设备等的数据进行实时采集和在

线监控，通过有线或者无线的方式上传至中心平台，进行数据分析和运行状态调整，以达到最优的能源

供给、调配和利用，并可在出现异常情况时及时预警。

12.2.2能源供应与管理

在传统煤炭等能源供给的基础上，结合风机、光伏设备等新型能源设备以及先进的储能、节能设备，

对矿区内的能源供给进行动态管理和优化调度，对能源设备进行远程运维管理。

12.2.3能耗监测与优化

对各类矿用设备、IT运维设备等各类用能设备的能耗进行动态监测和管理，实现数据可视化展现

以及能耗数据的多维分析，结合人工智能算法，进行矿区能耗的优化管理。

12.2.4用能预警与调度

针对矿区能源供给以及各监测点能源消耗的异常情况进行故障分析和实时预警。

12.3服务技术要求

12.3.1适配硬件要求

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12.3.1.1能源供应设备硬件要求

露天矿用能源供应设备所需的硬件应符合以下要求：

a)针对风电、光伏等发电侧设备，应通过安装传感器和测量设备，实时监测计算电力参数、风力

参数、日照辐射参数等数值；采用多个CPU并行的工业微处理器，控制发电机组，通过专用的

通信线路连接至边缘网关设备，转发至中心平台进行远程监测、控制管理和设备运维；

b)依托高可靠的供电设备、输配电设备进行矿区内的能源供电。

12.3.1.2储能硬件要求

矿区储能是指利用铅炭电池、锂电池、液流、钠硫等大容量储能电池构建矿区储能系统，通过峰谷

价差降低用能成本。储能设备应能够利用风力、太阳能等进行发电，利用电磁能量转换、超导储能技术

等实现大规模电能存储。

储能设备可参考Q/GDW1887-2013，对电池组中的储能电能进行监控管理。

12.3.1.3能耗管理硬件要求

露天矿区的能耗设备要求描述如下：

a）生产能耗硬件要求：露天矿用生产设备通常为电机动力设备，可使用传感器或者测量仪表，采

集运行工况周期的各类能源消耗参数数据，包括电压、电流、频率、功率、频率等电气量参数以

及转速、流量、压力、速度、重量、位移、温度、物料数量、物料动能、物料势能、物料热能等

其他与能源转换和消耗有关的参数数据。

b）IT及运维设施能耗管理硬件要求：IT及运维设施的能耗主要来自于IT设备和基础设施。其中，

IT设备主要由服务器、存储设备及网络设备构成。基础设施主要由供配电、制冷、照明、办公、

消防、安保等系统构成，是IT设备运行的重要保障。为实现IT及运维设施的能耗管理，可部署

电流、电压、温度等传感器、数据采集卡以及专用的测量设备对各类IT及运维设备的能耗进行

监测。

12.3.2平台应用要求

中心平台相关服务要求如下所示：

a）宜基于云计算架构，作为中心平台的组成部分，面向矿区能源管理提供所需的基础云服务；

b）宜具备海量数据云存储、供能监测、能耗监测、用能预警与调度等基础云服务功能。

13智能巡检、地面监控与环境监测服务

13.1平台服务属性

本服务属于可选服务，推荐在危险区域或人员不便抵达的区域采用无人巡检，在普通区域及重点区

域采通过远程操作或者人工巡检的方式进行巡检。

13.2服务功能要求

13.2.1概述

通过在露天矿区采用各类移动设备或者在矿区定点位置安装监测设备，实现露天矿区图像以及各类

矿区环境信息的采集、分析、处理、监测及预警。

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13.2.2智能巡检

通过在巡检机器人、无人机等移动监测设备上搭载图像采集设备、气体传感器、温度传感器、通信

装备，实时采集巡检现场的图像、声音、红外热像及温度、气体浓度等多种数据采集，实时上传至中心

平台，对采集数据进行自动分析、处理和展示，实现图像存储、无线通信、远程遥控、异常报警等功能。

13.2.3地面监控与环境监测

通过在露天矿区定点位置安装摄像头等图像采集设备和环境监测设备，实现对于矿区作业现场的图

像以及环境信息采集、分析、监测和预警。

13.3服务技术要求

13.3.1适配硬件要求

13.3.1.1移动巡检设备硬件要求

巡检机器人、无人机等移动巡检设备应配置图像采集硬件、环境监测硬件、定位通信硬件、控制硬

件等，要求描述如下：

a）图像采集硬件应具备360度全景图像采集，实时回传百万像素以上的高清视图，宜支持热成像

图像采集；

b）环境监测硬件宜具备温度传感器、湿度传感器、危险气体传感器、化学传感器、水文传感器、

光电传感器等，支持对矿区气温、湿度、气体、粉尘、水文、土壤成分、风向、风速等环境感

知监测；

c）定位通信硬件宜具备GNSS芯片、基站定位芯片、惯性导航传感器、导航定位相机等定位设备，

具备射频发送及接受装置以及无线网络寻址装置，应具备麦克风、扬声器等，以支持实现巡检

设备定位、多媒体通信、网络通信与远程控制；

d）电控硬件宜具备驱动控制装置、行驶与动力装置等，以支持对移动巡检设备的远程控制操作。

13.3.1.2（固定）监控监测设备硬件要求

监控监测设备可根据监控监测需求，安装在矿场出入口、料厂、矿区岩体附近等不同监控点。具体

要求描述如下：

a）在每个监控点安装百万以上高清数字摄像机，每个监控点应根据监控环境的不同，选用普通枪

机、红外枪机和高速球等不同机型；

b）环境监测硬件符合13.3.1.1节相关要求；

注：矿区环境监测内容：总悬浮颗粒物、降尘、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳；污水排放监测：流量、PH、

悬浮物、硬度、COD、硝基苯类、氰化物、酚、汞、铅、油、BOD5、电导率、碱度、溶解氧、大肠杆菌；矿山用

水水源：用水量、PH、悬浮物、总硬度、COD、酚、氰、油、六价铬、氟、硝基苯；烟道气（含锅炉）：烟尘浓

度、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、烟气流量；噪声：85db以上的设备噪声、生产区噪声、生活区噪声。

c）监控监测设备通过有线或者无线部署的方式连接至中心平台。有线部署可包含光纤部署或者电

缆部署。无线部署具备专用或者通用的射频收发设备、网络传输设备等。

13.3.2平台应用要求

13.3.2.1移动巡检设备平台应用要求

13.3.2.1.1移动巡检设备服务要求

移动巡检设备服务要求描述如下：

a）宜基于跨平台、模块化的软件通讯和分布式控制开发框架，部署专用操作系统和控制软件；

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b）宜具备实时工具集和控制组件库，提供控制硬件接口模块、控制模块以及模块管理组件；

c）宜采用基于容器的边缘云架构，提供轻量化、高性能的应用微服务，敏捷应对实时事件；

d）宜具备自主路径规划、自主定位导航、巡检图像及环境监测，远程通信，自动避让，智能电量

管理等基本算法和功能模块；

e）宜实现巡检设备各类采集数据、运行信息、控制信息等的实时读取、存储、计算和传输，应对

数据优先级、存储格式以及数据类型进行区分处理，以提高计算存储效率；

f）宜具备巡检设备之间以及巡检设备与中心平台之间的联网通信服务能力。

13.3.2.1.2中心平台服务要求

中心平台相关服务要求如下所示：

a）宜基于云计算架构，作为中心平台的组成部分，面向移动巡检提供所需的基础云服务；

b）宜具备海量数据云存储、导航与巡检、环境监测、深度学习模型训练等基础云服务功能；

c）宜按照规范化的元数据管理要求，记录运行模式、控制参数、运行状态、传感数据、图像信息、

故障预警等信息，应对数据优先级、存储格式以及数据类型区分处理，以提高计算存储效率；

d）宜提供路径规划、定位导航、巡检图像显示、远程通信、环境监测、异常预警等应用服务。

13.3.2.2（固定）地面监控监测平台应用要求

13.3.2.2.1（固定）地面监控监测系统服务要求

地面监控监测系统服务要求描述如下：

a）监控系统应支持视频信息录入、存储和硬件设备管理；

b）监控系统应具备智能视频分析模块，自动过滤视频画面中无用或干扰信息，录制、传输有用图

像信息，判断监控画面异常情况，实现事前预警、事中处理、事后取证等全自动、全天候、实时

监控；

c）监控系统应对视频压缩编码后传输至中心平台；

d）环境监测传感器应支持内置智能特征分类与监测模块，支持对采集的各类传感器数据进行智能

分析、处理和数据传输。

13.3.2.2.2（固定）地面监控监测平台服务要求

地面监控监测平台服务要求描述如下：

a）应基于云计算架构，作为中心平台的组成部分，面向矿区监控和环境监测提供基础云服务；

b）应具备海量数据云存储、环境监测、事件预警、深度学习模型训练等基础云服务功能；

c）应按照规范化的元数据管理要求，记录运行模式、控制参数、运行状态、传感数据、图像信息、

故障预警等信息，应对数据优先级、存储格式以及数据类型区分处理，以提高计算存储效率；

d）应提供监控图像显示、环境监测、异常预警等应用服务。

14安全生产与紧急事件上报服务

14.1平台服务属性

本服务属于必选服务。

本服务应适配矿用行业的移动终端设备。

14.2服务功能要求

14.2.1概述

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按照国家应急管理部以及各级主管部门的安全生产要求，实现露天矿区各类生产活动的实时监测，

把露天矿区监测的各种异常情况及时上报给相关责任方，并提供专业化的协助处理服务。

14.2.2基础信息上报

提供露天矿用企业的安全生产信息的采集与填报功能，实时上传至政府主管部门监管平台。

14.2.3应急预案管理

支持建立应用预案知识库管理系统，支持围绕各类突发应急事件，建立完善的应急预案，明确责任

方、责任岗位和应急流程，供工作人员进行及时信息查询。

14.2.4应急演练管理

采用线上线下相结合的方式，针对应急预案，进行综合演练和单向演练管理，对演练效果进行统计

分析和评估，根据演练情况调整应急预案。按照在处置企业生产安全事故工作中担负的任务进行演练，

检查应急反应、协调配合现场反应和现场处置能力。对演练的演练计划、实施情况、参加部门和人员、

演练场所、演练费用等报告内容进行备案管理。

14.2.5异常情况预警

针对露天矿区各类应用服务，例如矿区用电异常、设备故障、排放超标、人员操作违规等异常状况，

进行预警。

14.2.6紧急事件确认、处理和上报

系统为相关责任人及时反馈各类异常预警信息，进行确认、处理和信息上报，根据紧急事件的分级

标准，把紧急事件发送至相应的监管部门处理。

14.2.7事件跟进与救援协调

系统为相关责任人提供当前紧急事件的处理和信息查阅；根据相应的权限，获取当前环境下可调配

的救援资源，发送请求申请调度协调；并对应急事件全过程进行回溯和查询。

14.3服务技术要求

14.3.1矿用移动终端服务要求

矿用移动终端服务要求描述如下：

a）矿用移动终端应是专用或者通用的移动终端设备，实现各类安全事件信息接收、处理和上报；

b）矿用移动终端部署安全生产APP，按照13.2节的要求，为相关责任方提供系统服务。

14.3.2中心平台服务要求

中心平台服务技术要求描述如下：

a）应基于云计算架构，作为中心平台的组成部分，提供安全生产基础云服务；

b）应具备分布式系统架构，支持中心平台与移动终端APP的联动工作；

c）应具备权限管理功能，为不同用户提供权限范围内的服务功能；

d）应具备海量数据云存储、紧急事件预警与处理模型库、深度学习模型训练等基础云服务功能；

e）宜按照规范化的元数据管理要求，记录异常事件发生时间、异常事件状态、事件上报信息、

责任方处理信息、事件处理信息等关键数据信息，及时进行提醒和预警，应对数据优先级、存

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储格式以及数据类型区分处理，以提高计算存储效率；

f）应提供基础信息上报，异常情况预警，紧急事件确认、处理和上报，事件跟进与救援协调

等应用服务。

15煤炭物资采购服务

15.1平台服务属性

本服务属于可选服务。

本服务应适配专用的手持终端识读设备等。

15.2服务功能要求

15.2.1概述

基于矿用企业ERP或者行业大数据支撑，实现矿区所需物资的采购计划管理、在线订购、招标管理、

入库结算，到货收取等线上物资采购一体化服务。

15.2.2采购计划管理

提供矿用所需物资清单列表，配有相应的审核批准权限管理，提供矿用物资采购审批管理流程功能。

15.2.3在线商城选购

依托矿用电子商务平台，按照采购要求，提供销售厂商以及销售产品的选购服务。

15.2.4招标管理

按照企业采购管理要求，提供项目招标服务，包括招标信息发布、招标流程管理、评标及开标服务、

中标通知、合同签订等业务流程服务。

15.2.5物流运输及入库结算

提供物资采购的物流运输信息查询以及到货确认结算服务。

15.3服务技术要求

15.3.1概述

除了必要的ERP等管理软件外，为实现矿用物资生产、采购规范管理，应依托条形码/二维码、RFID、

激光蚀刻等标识承载技术、标识解析系统软件、物资采购管理平台等软硬件技术，实现采购矿用物资的

唯一标识和信息追溯服务。

15.3.2适配硬件要求

15.3.2.1识读设备要求

矿用物资条码/二维码、RFID、激光蚀刻设备可参考GB/T34062-2017的要求。

15.3.2.4仓储设备要求

矿用物资仓储设备可参考GB/T39439-2020的要求。

注：识读设备分为用户端以及物流各环节、人员所手持的硬件设备。

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15.3.3平台应用要求

15.3.3.1标识解析系统要求

矿用物资标识解析系统应符合以下要求：

a）宜为矿用移动终端的APP服务之一；

b）宜具备对象标识注册功能，通过向中心平台为该系统注册唯一标识节点，可开展该标识节点下

编码规则自扩展以及实现面向二维码、RFID、激光蚀刻技术等的设备的唯一赋码，用于为矿用

物资注册分配唯一的标识码；

c）宜具备分布式标识解析系统功能，通过建立和维护IP地址与标识节点映射关系库，可以实现矿

用物资对象信息系统地址定位、标识解析和信息追溯查询。

15.3.3.2中心平台应用要求

矿用物资中心平台应符合以下要求：

a）宜基于云计算架构，作为中心平台的组成部分，提供标识解析云服务；

b）宜具备分布式系统架构，支持中心平台与移动终端APP协同服务；

c）宜具备权限管理功能，为不同用户提供权限范围内的服务功能；

d）宜具备海量数据云存储、分布式标识节点注册管理、IP地址与标识节点映射维护、元数据注册

管理、深度学习模型训练等基础云服务功能；

e）宜按照规范化的元数据管理要求，记录矿用物资描述信息、采购信息、订单信息、物流信息、

金融支付信息等关键数据信息，应对数据优先级、存储格式以及数据类型区分处理，提高计算存

储效率；

f）宜提供标识注册、唯一赋码、自动信息导入、IP地址解析、追溯信息查询等应用服务。

16煤炭流通交易服务

16.1平台服务属性

本服务属于可选服务。

本服务可配置专用的手持终端识读设备。

16.2服务功能要求

16.2.1概述

依托专用或者通用的移动终端设备，通过部署煤炭采购APP、煤炭销售APP和煤炭物流APP等，提供

煤炭流通交易服务，基于矿用企业ERP或者行业大数据支撑，实现煤炭产品交易一体化服务。

16.2.2煤炭采购服务功能要求

16.2.2.1煤炭产品发布

依托面向矿用产品等大宗型商品的专业交易网站，提供矿用企业账户或者站点开设、交易信息发布、

视频/图片上传等功能。

16.2.2.2客户洽谈

提供客户在线聊天、通话服务等多种形式的洽谈服务功能。

16.2.2.3客户信息核准

提供客户身份验证、财务资金状况等信息的查询验证服务。

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16.2.2.4下单交易

提供商品品种、数量、支付确认、在线支付功能，提供发货地址及对口人/联系方式、送货地址及

对口人/联系方式的管理功能。

16.2.2.5物流管理

提供航运、铁路运输、公路运输等不同方式的物流配送厂家选择、价格比对、订单委托、预付款支

付等服务。

16.2.2.6收货结算

提供物流信息实时查询、验货确认，尾款支付等第三方服务。

16.2.2.7问题反馈及服务评价

提供退货、退款协商，问题反馈及服务评价等服务。

16.2.3煤炭销售服务功能要求

16.2.3.1营销服务

提供日常营销、大宗商品促销、通信流量保障、商品发布管理、售后维保等服务。

16.2.3.2交易管理

提供包括合同签订、代办业务提醒、订单管理、退换货管理、交易明细统计、投诉理赔等服务。

16.2.3.3物流管理服务

提供服务商管理、资费管理、物流追踪查询、物流数据统计等服务。

16.2.3.4数据服务

提供煤炭商品成交额分析与统计、流量统计管理、访客记录等服务。

16.2.3.5货源管理服务

提供煤炭货源储备查询、备货安排、资源调配等服务。

16.2.3.6消息管理服务

提供售卖方信息核验、财务资金状态查询、商务洽谈、会议管理、法律咨询、评价管理等服务。

16.2.3.7金融支付服务

提供预付款收取、尾款催付、资金管理、金融贷款、资金统计与分析等服务。

16.2.4煤炭物流服务功能要求

16.2.4.1订单提交

作为部署于通用或专用移动终端的客户端软件，具备煤炭交易产品订单，涉及发货时间、运输时间、

运输方式、货品规模、收发货地址/联系人等信息提交功能；具备物流费用支付功能；支持通过网络，

把订单信息发送至物流公司的系统平台。

16.2.4.2订单接收和处理

物流公司通过系统平台接受订单，联系露天煤矿企业，按照约定的时间，调配资源，上门取货。

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物流公司对运输货品进行封装，采用通用或专用的移动终端，按照15.3.3.1的要求，打印唯一标识

码进行贴附。

16.2.4.3仓储管理

物流公司采用通用或者专用的移动终端设备，识读唯一标识码，自动录入各环节的物流和仓储信息，

上传至平台，以供追溯查询。

16.2.4.4派送服务

在发件派送环节，通过使用移动终端设备识读唯一标识码，从系统平台获取货品和资料信息，经核

对无误后，进行出库单扫描，进行货物派送。

16.2.4.5收货结算

收件方在接受货品，核验无误后，通知发件方。发件方通过APP或者客户端软件确认订单，完成

费用支付。

16.3服务技术要求

16.3.1适配硬件要求

本服务可配置专用的手持终端识读设备。

16.3.2平台应用要求

16.3.2.1客户端APP软件要求

客户端APP软件要求描述如下：

a）宜采用基于容器的边缘云架构，提供轻量化、高性能应用微服务，敏捷应对各类实时事件；

b）宜支持动态部署于专用或者通用的移动终端设备，提供16.2节规定的各类软件应用服务；

c）宜支持GNSS、蜂窝通信、专网通信等多种联网方式连接至中心平台；

d）宜具备在线/离线支付结算和盘点操作功能，支持点对点文件传输等功能。

16.3.2.2煤炭流通交易平台要求

煤炭流通交易平台要求描述如下：

a）宜基于云计算架构，作为中心平台的组成部分，提供煤炭流通交易云服务；

b）宜具备分布式系统架构，支持中心平台与移动终端APP协同服务；

c）宜具备权限管理功能，为不同用户提供权限范围内的服务功能；

d）宜具备运营管理、仓储管理、收件管理、派件管理、信息管理以及海量云存储、深度学习

模型训练等基础云服务功能；

f）宜按照规范化的元数据管理要求，记录订单信息、支付信息、仓储信息、物流信息等关键

数据信息，应对数据优先级、存储格式以及数据类型区分处理，提高计算存储效率。

17矿区运营管理服务

17.1平台服务属性

本服务属于必选服务。

本服务适配的手持终端设备要求应符合15.3.2的要求。

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17.2服务功能要求

17.2.1概述

提供露天煤矿产区日常运营的各种服务。

17.2.2柔性排产

根据订单或者市场需求，进行柔性化排产计划管理，涉及采煤计划、剥离计划、采剥设备出动计划、

排弃计划等。

17.2.3矿区物资管理

对各类矿用设备、供电设施、物料配件等矿区物资等进行自动化盘点和定位管理。

17.2.4财务管理

提供露天矿区日常运营所需工程投资、支出报销、项目管理、服务运维、人力成本等财务管理服务。

17.2.5人员活动管理

提供露天矿区工作人员上下班考勤、就餐、会议、住宿、出差、请假、健身等人员活动管理服务。

17.2.6党务文化教育

提供露天矿区工作人员的党务、文化、教育等服务。

17.2.7综合数据管理

提供露天煤矿采掘、洗选加工、运输等煤炭产品的生产、装载输运、历史比较等实时业务数据，矿

区物资管理数据，矿区人员活动数据，矿区党务教育培训数据等的综合采集、分析、处理和展示等。

17.3服务技术要求

17.3.1适配硬件要求

本服务适配的智能采集终端、手持终端设备要求应符合15.3.2的要求。

17.3.2平台应用要求

17.3.2.1客户端APP软件要求

客户端APP软件要求描述如下：

a）宜采用基于容器的边缘云架构，提供轻量化、高性能应用微服务，敏捷应对各类实时事件；

b）宜支持动态部署于专用或者通用的移动终端设备，提供16.2节规定的各类软件应用服务；

c）宜支持专网、GNSS等多种联网方式连接至中心平台。

17.3.2.2矿区运营管理平台要求

矿区运营管理平台要求描述如下：

a）宜基于云计算架构，作为中心平台的组成部分，提供矿区运营管理基础云服务；

b）宜具备分布式系统架构，支持中心平台与移动终端APP协同服务；

c）宜具备权限管理功能，为不同用户提供权限范围内的服务功能；

d）宜具备柔性排产、矿区物资管理、财务管理、人员活动管理、党务教育培训管理、综合数据管

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理以及海量云存储、深度学习模型训练等基础云服务功能；

e）宜按照规范化的元数据管理要求，记录等矿区运营管理的关键数据信息，应对数据优先级、存

储格式以及数据类型区分处理，提高计算存储效率。

18三维仿真培训

18.1平台服务属性

本服务属于可选服务。

本服务需适配AR/VR、三维投影设备等。

18.2服务功能要求

18.2.1概述

依托煤炭生产过程中的仿真培训系统，通过动画演练、互动操作、在线试验等工作，实现虚拟煤矿

开采、设备操作、工作流程、事故应急演练等操作，引导和培训人员熟悉业务知识，对应安全风险隐患。

18.2.2三维可视化与立体交互

围绕露天矿区开采，依托立体显示设备，提供沉浸式体验立体画面展示，为操作者提供三维可视化

的露天矿用场景，实现直观、灵活的人机交互操作。

18.2.3露天矿采安全培训

基于三维可视化场景展示，提供露天采矿行业各岗位安全操作规程、采矿机械设备作业规程、安全

质量标准化工作、历年事故典型案例以及应急预案等相关内容的培训。

18.2.4露天矿采实用训练

提供岗位、设备等学习内容的仿真实训操作，具备人机交互能力，可在操作错误时进行提示，并提

供多次反复练习。

18.2.5多模式作业

支持单人独立作业、多人协同作业等多种模式作业功能，供学员个人或者集体重复训练。

18.2.6露天矿采培训考核

具备与培训内容相对应的考核功能，可分为在线答题和交互操作等，通过对参与人员的培训成效进

行考核，确定该人员是否具有上岗资格；应对考核结果存储、统计和反馈，迭代完善考核内容和机制。

18.3服务技术要求

18.3.1适配硬件要求

本服务可配置AR、VR或者三维投影设备。

18.3.2平台应用要求

中心平台服务技术要求描述如下：

a）宜基于云计算架构，作为中心平台的组成部分，提供三维仿真培训云服务；

b）宜具备分布式系统架构，支持中心平台与VR、AR等设备的联动工作；

c）宜具备权限管理功能，为不同用户提供权限范围内的服务功能；

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d）宜具备海量数据云存储，露天矿用VR/AR三维仿真可视化，VR/AR安全培训、训练、考核，深

度学习模型训练等基础云服务功能。

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参考文献

[1]Q/GDW1887-2013电网配置储能系统监控及通信技术规范

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目 次

前言.......................................................................................................................................................................Ⅲ

1范围.....................................................................................................................................................................1

2规范性引用文件.................................................................................................................................................1

3术语和定义.........................................................................................................................................................1

4缩略语.................................................................................................................................................................2

5概述.....................................................................................................................................................................2

6边缘平台服务要求.............................................................................................................................................2