2026智慧水电企业整体解决方案-技术卷

智慧水电企业整体解决方案技术卷·目录第六章基础设施与大数据中心6.1基础网络设施

6.2基础云平台

6.3大数据平台架构6.4数据存储设计

6.5平台主要功能

6.6数据接入与治理第七章安全管控中心7.1安全生产管理系统

7.2现场安全管控系统

7.3智能视频分析7.4人员定位与门禁联动

7.5安全教育培训

7.6地质灾害监测预警第八章技术支持中心8.1设备远程诊断与预警

8.2设备工况及趋势预警

8.3音频分析8.4测温管理

8.5智能监盘

8.6大坝监测与安全管理第九章优化运行中心与应急指挥中心9.1计算机监控系统

9.2水情水调系统

9.3联合优化调度

9.4应急指挥救援第十章全息展示平台与工业互联网平台10.1全息展示

10.2数字孪生

10.3工业互联网平台

10.4标识解析第十一章人工智能与新技术深化应用11.1AI建模平台与低代码

11.2智能视频算法

11.35G/北斗/无人机第六章基础设施与大数据中心6.1基础网络设施基础网络是智慧水电各系统运行的"高速公路"。电厂侧与集控中心之间的通信主要依赖于调度数据网、综合数据网及互联网专线。调度数据网承载计算机监控等生产控制业务，采用主备双通道接入；综合数据网承载生产管理、视频监控等业务，采用双路组网并逐步向IPRan专线升级；互联网专线实现区域公司级互联网统一出口，满足移动应用与外部数据交互需求。为满足智慧水电音视频数据高带宽需求，网络设计中采用PBR路由技术将智慧水电业务与其他业务数据分流，并应用IPRan组网技术提升网络带宽、保障网络可靠性。网络系统采用BGP-MPLS-VPN、BFD、SuperVLAN、VRRP、PPP和Route-Policy等技术，实现电厂与集控内部、广域网及各边界的网络高效传输和数据安全交互。智慧水电网络系统是一个设计规范、功能完备、性能优良、安全可靠、扩展性与可用性良好、可管理易维护的网络及系统平台，以高效率、高速度、低成本方式提升应用系统的工作效率与执行效率。网络总体拓扑如图6-1所示。图6-1智慧水电网络总体拓扑示意6.2基础云平台大数据中心应用硬件资源弹性扩展技术、高效数据管理技术、存储优化技术，为智慧水电各信息系统提供运行所需的基础设施资源，满足生产经营管理业务对数据快速响应的要求，实现大量、高维度、多源数据的高效采集、存储和服务。基础云平台分为云计算区、云存储区和云管理区三个部分。云管理区作为云平台统一的管理中心，通过独立的管理专网对资源进行统一分配和管理，实现平台管理的安全性和高可用性；云计算区是云平台的计算中心，按照不同业务需求划分为不同集群，各集群通过数据专网连接核心交换机进行数据交换，通过管理专网连接管理区交换机进行统一资源管理；云存储区是云平台的存储中心，为各应用集群提供统一的集中存储服务。云平台网络以"专线专用、双机热备"为原则进行规划，提供高性能计算专线、存储交换专线和统一管理专网，保证云平台的安全性和可靠性。计算资源、存储资源按业务重要程度进行分区承载，并预留资源池弹性扩展能力，支持按需扩容和资源动态调配。6.3大数据平台架构大数据平台通过基础云平台和大数据平台的协同建设，建立统一的数据标准体系，打通计算机监控系统、机组状态监测系统、安全生产管理系统等业务系统，汇集和管理海量数据资源，建设设备、生产、安全、水情等数据主题库，实现数据的关联、共享和利用。大数据平台总体架构如图6-2所示。图6-2大数据平台总体架构平台运用"采、存、管、用"一体化管理模式，推动数据资产在各中心有序流动，为生产、经营、设备提供数据专题服务，支撑发电安全、发电生产、设备管理、库坝管理等智慧水电业务的创新发展。6.4数据存储设计数据存储包括分布式文件系统HDFS、列式数据库HBase、数据仓库GreenPlum等，共同支撑海量历史数据存储。水调自动化系统、大坝监测系统、生产管理信息系统、地灾监测与预警系统、设备远程监测与故障预警系统、安全管控中心系统数据在源端分别存于Oracle、MySQL、SQLServer等关系数据库中，通过数据平台的ETL工具将数据存放到GreenPlum数据仓库。技术文档、管理文档等非结构化数据经文件采集工具抽取后在MongoDB中存储。机组状态监测系统和计算机监控系统为实时数据，在TCP或IEC104协议基础上传送到前置机，经中心端防火墙进入大数据平台Kafka数据采集队列。为兼顾不同业务场景中海量时序数据的存储和查询效率，时序数据按时间维度划分为实时库、热数据库和历史数据库：内存数据库采用Redis，保存时序数据最新值；热数据库采用InfluxDB存储最近3个月时序数据，支持各种时间序列的聚合和计算；历史数据库采用HBase按场站维度分表存储全量数据。6.5大数据平台主要功能大数据平台包括数据采集、数据存储、数据治理、数据服务、数据探索与分析、全局搜索、统一任务管理、系统管理与配置等主要功能模块。6.5.1数据采集与存储管理数据采集管理包括时序数据采集管理、结构化数据采集管理、非结构化数据采集管理三部分。数据存储管理提供适用于支撑时序数据、结构化数据、非结构化数据的分布式存储环境，满足大量、多样化数据的低成本存储、高性能访问需求，克服数据集中难题。6.5.2数据治理与服务管理数据治理利用平台化工具组件，围绕业务场景解决数据质量和安全问题，通过数据资产目录展示资产统计以及相互间关系，支持工业领域CIM维护、BCS维护、业务领域管理、数据对象和数据目录管理、数据源分析、血缘分析等功能。数据服务包括基础服务、数据集市、数据视图三部分：基础服务包括时序视图查询、结构化视图查询；数据集市提供直接访问其中数据的标准接口；数据视图管理将各种类型数据资源按照不同应用场景进行展示。6.5.3数据探索、搜索与任务管理数据探索服务由数据源管理、样本空间管理、数据预处理、特征提取与报告、数据特征可视化等部分组成。批量计算模型建模管理支持模型分类别、分层级管理，可基于算子库及其属性配置建立计算模型；流式计算建模支持模型分类别、分层级管理。全局搜索支持对存储在对象存储系统中的文档进行全文检索。统一任务管理支持多任务并行执行、大数据量分布式并行计算，包括分析任务调度、计算任务管理与追踪、任务编排。系统管理与配置包含用户与权限、安全管理、系统参数配置、日志管理、系统状态监控等模块。6.6数据接入与治理实施数据接入遵循"先标准、后接入"的顺序，在新系统接入前完成测点核对、编码映射、接口联调，确保接入数据的完整性、准确性和一致性。对存量历史数据开展清洗与质量评估，剔除异常值、补齐缺失值、统一时标与量纲；对新接入数据建立实时质量监控，对超限、跳变、断点等异常自动告警并跟踪处理。通过数据治理，形成覆盖设备、生产、安全、水情等主题的高质量数据资产，为上层智能应用提供可靠的数据底座。第七章安全管控中心7.1安全生产管理系统安全生产管理系统采用多层架构体系，使用成熟的J2EE平台、移动互联网等技术，结合发电企业生产管理制度和业务管理流程，将日常工作中两票、运行、设备、缺陷、安全、点巡检等安全生产全过程统一管理，实现对发电企业安全生产全方位、全作业、全过程的信息化管理，主要功能包括：(1)生产任务管理：按照任务源头管理思想，实现生产任务、操作任务的自动生成与手动录入，并关联两票，满足生产任务和具体工作的闭环管理需要。(2)两票管理：建立标准票库和标准流程，实现两票的电子流程化标准作业，为企业安全稳定生产提供保障。(3)缺陷工单：实现缺陷工单由录入、安排、更改专业、延期、消缺到最终验收的全过程管理，满足缺陷工单在电厂各部门之间流转的需要。(4)运行日志：围绕发电运行主要业务活动，手动录入或自动生成运行日志信息，涵盖调度通知、运行方式变更、缺陷与检修、工作票办理、异常事件、操作票执行等。(5)定期工作：实现定期工作的自动安排及执行情况回填，运行接班时按预先定义的定期工作安排自动生成定期工作。(6)运行台账：将运行岗位涉及的操作信息进行规范化管理，包含调功登记、调频登记、控制权切换登记、调度令登记、保护投退登记、开停机登记、泄洪弧门登记、保护动作登记等电子台账。(7)生产报表：实现发电设备能力、产量及主要经济指标、安全及可靠性指标的填报，包括发电量、机组状态、厂用电量、上网电量、厂用电率、水位、弃水量、综合厂用电率等。(8)设备台账：以KKS为主线，整合设备静态参数与设备缺陷、检修记录、维护保养记录、设备异动、异常分析记录等动态履历，形成涵盖设备全生命周期的台账管理体系。(9)设备编码：实现设备标准化编码，以设备编码为指引对设备进行规范化管理。(10)设备点检：依据点检规程，定人、定点、定量、定标、定路线、定周期、定方法对设备进行动态检查，实现点检结果及历史的查询和统计分析。(11)运行巡检：依据巡检规程，制定巡检对象、周期、任务，逐项巡检并将结果回传，实现巡检结果及历史的查询和统计分析。(12)防洪调度：由集控下发防洪决策单及防洪调令，受令单位接令并填写防洪调度信息、创建泄洪日志，形成防洪调度闭环管理。(13)发电调度：由集控下发发电调令，受令单位接令并填写发电调度信息，形成发电调度闭环管理。7.2现场安全管控系统现场安全管控系统整合人员、两票、设备设施、现场环境等信息，对重点生产区域、重要作业过程、人员行为进行监测和智能分析，对作业流程进行规范化管控，实现风险、违章预警和现场安全管控，提高电厂安全风险预警和管控能力，减轻各级人员现场管理强度。系统功能架构如图7-1所示。图7-1安全管控中心功能架构(1)人员融合定位：为职工及外委外包人员配置带定位功能的安全帽，结合门禁、人脸识别进行融合定位，实现生产现场人员实时位置监控和历史轨迹跟踪。基于人员定位，实现领导下基层自动统计，强化旁站监护、业主带班、设备责任制等制度刚性执行，实现对外委外包人员的有效管控。(2)工作票与三讲一落实联动：实现工作票发票前必须完成规定的三讲一落实工作才允许发票，实现两票与三讲一落实视频的自动关联与转换，方便用户直接通过管理系统联动查阅执行情况。(3)工作票与门禁联动：联动工作票与门禁信息，实现门禁的远程手动授权、自动授权准入，确保正确的人在正确的时间、正确的地点做正确的工作，并同步记录人员进出信息。(4)人员违章闭环管理：依托边缘计算终端和现场高清摄像机，实时抓拍并分析现场视频信息，实现安全帽佩戴不规范、着装不规范、电子围栏越界等违章行为的智能分析，实现告警推送、智能抓拍取证、违章确认、违章记录推送与查询的全过程闭环管理。(5)设备设施异常管理：对设备"跑、冒、滴、漏"等缺陷异常进行智能抓拍、智能分析、告警推送，实现对设备外观的实时监测，联动现场视频快速确认风险。(6)现场环境异常管理：对生产现场冒烟起火、廊道液位异常、船只停靠异常等情况进行智能抓拍、智能分析、告警推送，及时安排处置或通知撤离。(7)现场语音告警：基于工业电视实现自定义语音告警、重点区域进出风险提醒、上下班安全提醒、人员违章提醒、语音喊话、应急语音广播等功能。(8)工作票与现场视频联动调阅：工作票完成授权后，所关联的工作地点与现场摄像机自动关联，可调阅执行中的工作票并联动查看现场视频情况。(9)现场异常告警视频联动调阅：出现人员行为、设备设施、现场环境异常告警时，用户可查阅告警前后10秒视频，快速定位、确认告警事件。7.3工业电视及智能视频分析系统首先对全厂工业电视、安保监控等视频系统进行全数字化、高清化升级改造，利用视频图像资源，结合人工智能分析实现作业现场人员行为姿态、设备状态、环境因素的智能分析预警。采用高清视频摄像机、热成像双目摄像机、高灵敏工业拾音器、智能音柱等设备实现图像、温度、音频的智能采集，通过部署智能识别分析终端、分析策略服务器等智能计算辅助设备，利用多种识别算法对现场进行在线式智能识别，提供远程监控、监听、喊话基础功能和安全帽佩戴监测、着装检测、人员越界、设备漏油、廊道积水、尾水船只识别等智能应用，将传统安全监管模式由事故事后处置变为风险主动防控。主要功能包括：多协议接入管理，视频监控平台支持主流品牌前端设备，兼容海康SDK、GB28181、Onvif、ISUP等协议添加编码设备；实时视频预览，包括基础视频预览、视频参数控制、视图模式预览、实时对讲、批量广播及云台控制；智能视频分析，对人的不安全行为、设备的不安全状态和环境的不安全因素三方面进行视频分析；智能音频采集，音视频传输通道复用实现重点区域音频采集；设备测温管理；人员进出管理，包括门禁设备、人脸识别和RFID定位设备。7.4人员定位与门禁联动利用生产区域已有的门禁系统，定制开发数据传输服务，向安全管控平台提供门禁数据，同时实现RFID定位设备管理功能，统一对门禁设备、RFID定位设备进行授权管理。利用已有工业电视和安保监控摄像机，通过智能分析终端和分析策略服务器实现人脸识别应用，在关键出入口实现人脸识别联动开启人行闸机、无感通行，通行数据接入安全管控系统实现人员信息统计。在地下厂房交通洞口、交通廊道口等处增设RFID定位设备，实现人员进出无感识别，为安全管控提供人员进出信息。7.5安全教育培训系统应用三维动画、可视化交互、虚拟现实、信息互联等技术，建设安全警示教育、安全生产技能培训、安全体验实训、安全教育培训管理等应用，提供全方位、多终端、线上和线下相结合的便捷培训方式，增强员工安全意识，提升安全生产技能水平。安全警示教育模块制作系列安全教育片，具备典型事故案例警示、入厂安全教育、应急演练培训、安全规章制度讲解等功能；安全生产技能培训采用三维可视化技术帮助学员学习掌握设备结构原理、拆装工艺、试验流程，提供检修前三维可视化分析预判和检修后三维可视化检查总结；安全培训管理实现在线培训、在线考试、在线直播、课程管理、档案管理、统计分析等功能。7.6地质灾害监测预警管理系统地质灾害监测预警管理系统综合运用互联网、物联网、大数据挖掘、地理信息、北斗定位等技术手段，集成整合电厂地灾风险因子，结合风险评级规则形成风险分析预警模型，对地灾隐患进行实时监测和风险预警，对车辆和人员进行实时位置跟踪和风险告警，实现在地质灾害发生前及时预报预警，地质灾害发生后及时响应、实时处置，有效降低灾害损失。主要功能包括：(1)地灾信息监测与采集：集成整合地质风险点基础数据、专业地质监测数据、道路风险数据、车辆定位数据、视频监控数据、地震数据、气象水情数据、公共地质灾害气象风险预警数据、人员定位数据、地灾隐患数据等信息。(2)地灾风险分析与预警：综合利用各类监测数据，通过地质灾害预警分析模型实现地质灾害的风险分析、风险分级和预警发布。(3)人车风险管理：准确掌握人员和车辆位置信息，出现风险时及时告警，灾情发生后快速锁定和救援。(4)地灾隐患闭环管理：针对春检、汛前检查和安全检查出现的隐患进行整改和挂牌督办，实现地灾隐患闭环管理。(5)北斗应急通信：当突发事件导致地面通信中断时，利用北斗终端将求助信息和位置发送到地灾系统，与监测预警中心应急通信、快速处置。(6)关键指标统计：提供车辆信息、人员、地灾点、预警指标、边坡告警和应急处置措施等关键指标数据汇总查询。7.7基于三维实景地图的地灾监测为解决传统大坝测量的难题，开展基于空间遥感技术的大坝工程边坡稳定性及库区沿岸地质安全监测，并打造基于三维实景地图的地灾监测系统。系统利用大范围、高分辨率、可视化的空间遥感地图和三维地理信息技术实现大坝工程边坡及水库沿岸地质安全监测、水利工程沿岸地物变化监测和监测区域三维实景地图可视化展示，为地质条件复杂、自然地质灾害发生频繁的大坝和库区灾害监测预防提供有效手段。功能包括三维地图展示、统计信息显示、地质灾害隐患点位展示、遥感地质形变监测点位与监测分析、遥感地物识别与地物变化分析等，结合PS-InSAR和DS-InSAR结果，通过均值曲线、统计直方图、时序轴等技术进行可视化展示。7.8应用交互与用户体验安全管控中心各系统均提供Web端与移动端应用，支持统一登录、单点认证、按角色授权和分级管控，实现风险与违章信息的实时展示、告警推送与处置闭环。系统遵循"重要信息前置、关键操作直达"的交互设计原则，将风险总数、告警趋势、在厂人数、违章排行、待办事项等关键指标集中在首页看板，帮助管理人员一屏掌握安全态势。移动端面向现场巡检、作业监护和外委人员管理场景，支持扫码识别设备、拍照录入缺陷、定位打卡、告警签收、语音播报等功能，实现"人在现场、数在掌上、事可即办"。系统对不同角色配置差异化的功能视图和告警策略，避免信息过载，确保各级人员只关注与自身职责相关的信息，提升应用的针对性和易用性。在联动方面，告警信息与现场视频、门禁记录、两票信息、人员定位自动关联，用户点击任一告警即可查看其发生前后的现场画面、关联作业和人员信息，快速判断事件性质并采取处置措施。系统同时支持告警按级别分通道推送，重要告警通过短信、APP、语音等多种方式触达责任人，并记录响应与处置全过程，形成完整的闭环档案。第八章技术支持中心8.1设备远程诊断与预警为实现对设备、设施故障状态的提前监测与预警，采用云、大、物、移、智先进技术，对设备工况进行实时监测，通过智能算法构建设备趋势预警算法和故障综合算法，从设备设施状态诊断预警、自动寻优、在线监测、智能分析、决策支持等方面开展应用，提升设备预警精度、减少误报，提前发现设备故障问题，将安全处理环节前移，规避缺陷造成事故的风险。同时通过对设备故障关联分析减少监盘简报数量，降低运行人员工作负荷，有效支撑生产运行业务。8.2设备工况及趋势预警系统设备工况及趋势预警分析系统通过分析特定设备相关联的历史数据，运用大数据分析方法寻找设备运行数据之间的关联性，结合设备运行机理，融入专家知识，建立6大类趋势预警分析模型（工况、辅机、温度、油位、水位、电流），对设备状态变化趋势进行判断，对潜在故障隐患做出提前警示。系统同时集成统计分析、曲线追踪、算法工具箱、可视化展示等功能，为生产运行和设备检修提供辅助决策。设备健康管理技术路线如图8-1所示。图8-1设备健康管理技术路线8.2.1趋势预警模型工况预警适用于水轮发电机组的电气和振摆相关参数。通过相关性分析和设备参数机理找出一个参数对应的强关联参数，通过机器学习算法建立参数的健康数据模型，再将实时值与健康模型计算值进行比较，计算偏离幅度，超过设定阈值则报警。辅机预警利用大数据挖掘方法分析辅机系统泵的运行时长和启停间隔规律，作为辅机预警阈值进行实时比较报警。温度预警适用于水轮发电机组温度相关参数，利用时间序列分析算法分析每个温度参数的关联参数，进行短周期趋势预测和长周期限值预测。水位预警适用于库水位或集水井水位等参数，应用最小二乘法计算水位变化斜率，根据斜率值判断到达阈值水位的时间或启停间隔。油位预警和电流预警分别利用大数据挖掘方法分析轴承油位范围和电机稳态电流，与实时值比较实现趋势预警。8.2.2曲线追踪、统计分析与算法工具箱曲线追踪保留算法中间过程数据和结果数据，利用实际指标、关联指标和计算指标生成对比曲线，清晰展示结果偏差，从多角度追踪故障产生原因。统计分析将一定周期内设备参数及算法计算结果归纳收集，设定每个参数统计算法，提炼合理值并进行环比分析，发现异常进行预警。算法工具箱针对算法设计人员和生产人员，生产人员可利用工具箱设计、实施和发布算法，将生产经验转换为算法，提供从取数、计算到告警的全过程可视化操作，也可根据接口规范扩展算法模块。8.3音频（声纹）分析依托现场工业电视网络通道，音、视频传输通道复用，实现重点区域音频采集。在厂房发电机层、水轮机层及风洞内安装音频采集终端，实现机组运行音频的实时在线监测，通过声纹智能分析算法实现设备异常音频告警。系统对音频进行24小时不间断监测、存储，形成音频数据库，实现劣化趋势分析与故障预测，为设备故障诊断提供依据，并为判断机组健康状态、避免非必要停机提供技术支持。8.4测温管理根据场景部署适配的热成像测温摄像机、RFID无线测温设备，对重点设备进行24小时在线监视，并通过工业电视网络把测温数据实时或定时传输至现场中控室和集控中心，与历史数据进行比对分析，及时发现故障隐患，实现设备温度状态的可视化与趋势分析。8.5智能监盘集控中心负责实时监视电厂各类设备运行工况，具有监测点位多、运行简报数量多、运行知识要求全面、监盘人员工作负荷大的特点。智能监盘系统面向一线监盘人员，聚焦提升监盘效率、提升事件处置能力、专家技术积累及运行经验数字化传承，通过信息化、数字化和智慧化手段，采用流式计算和可视化技术，构建可视化运行监盘报警数字化模型，助力集控中心由人工监盘向机器监盘转变。智能监盘核心是将各种逻辑运算符、数学运算符、数学函数、特定算法封装为可视化图元，以零代码拖拽操作的方式将人工监视策略转换为可视化模型，并实现对全厂设备24小时不间断全方位"扫描"。系统功能主要包括：实时数据接入及治理，以计算机监控系统为主、水情水调和大坝监测等系统为辅，制定设备树统一编码管理模型，实现多源异构自动化系统业务数据汇聚与融合；开发报警模型可视化工具，将专业监盘经验固化为可持续运行的数字化模型；构建流式计算服务接口，实现监控报警信息实时自动筛选和模型计算判断；重要指标监盘及报警展示，以颜色区分事件严重等级，提供关联参数展示及预处置措施。8.6大坝监测与安全管理系统大坝监测与安全管理系统应用前后台分离模式开发，基于微服务框架，将整体应用程序分割为关联的独立服务，有利于系统维护和扩展。系统打通分散在各电站的大坝安全信息化系统，接入区域公司下属多座大坝安全监测数据，为各级大坝安全管理人员提供技术支撑和服务，成为区域公司统一的大坝安全监督管理平台，并实现通过区域公司向行业主管部门统一上报大坝安全数据。主要功能包括：(1)安全监测：提供监测数据录入和查询、监测工作管理以及测点信息管理功能，便捷查看分析监测成果。(2)大坝在线监控：通过对系统监测数据、巡视数据、地震数据等进行分析预警预测，实现对大坝安全性态的监控，支持预警规则设置、分级预警、信息推送与记录报告。(3)巡检管理：将大坝安全巡检成果实时传送至系统，管理人员可实时检验巡检成果有效性、完整性。(4)防汛管理：快速查询大坝实时出入库流量、遭遇洪水情况和开闸情况等关键巡检数据。(5)政府监管：接收行业主管部门对外发布的数据，实现监管业务信息与大坝中心端的数据联动。(6)缺陷管理：集成缺陷数据，记录缺陷来源、发现时间、责任人、类别、级别、处置方案等信息，追踪缺陷处置全过程。(7)远程采集：通过调用采集系统服务接口，构建虚拟采集平台，完成单点、多点临时或定时采集。8.7设备健康管理应用成效技术支持中心各系统建成后，设备状态监测由"定期检查"转变为"连续感知"，设备异常由"事后处理"转变为"事前预警"。通过对机组振动、摆度、温度、油位等参数的在线监测和趋势分析，能够在故障劣化初期及时发现异常并安排干预，减少突发停机和非计划检修，提升设备可用率和运行经济性。智能监盘系统投运后，大量依赖人工经验的监视工作由数字化模型自动完成，监盘报警数量明显减少、报警质量显著提升，运行人员的精力可以更多地投入到异常分析和处置决策上。设备状态评价和缺陷管理的数字化，也为状态检修提供数据支撑，推动检修模式由计划检修向状态检修转变，进一步降低检维修成本。大坝监测与安全管理系统实现多坝集中监管，监测数据、巡检成果、缺陷信息统一归集、统一分析，为工程安全评价提供连续、完整的数据基础。系统与应急指挥、地灾监测联动，在库水位快速变化、地震发生等工况下自动加密监测并推送预警，为工程安全运行和防汛调度提供有力保障。第九章优化运行中心与应急指挥中心9.1计算机监控系统优化运行中心主要由计算机监控系统和水情水调系统组成。计算机监控系统主要负责设备监视、机组负荷分配、开停机操作和优化调度，实现自动发电控制(AGC)和自动电压控制(AVC)功能，满足水电厂自动发电控制及自动电压控制技术规范要求。系统通过与集控中心的远程控制通道，实现区域公司对下属机组的集中监视与远程控制，是"无人值班、少人值守"生产模式的重要支撑。9.2水情水调系统水情水调系统主要负责流域水雨情信息监视、梯级水库的联合优化调度和经济运行指标统计，实现水资源的最大化利用。系统汇集流域内雨量站、水文站、水位站等实时监测数据，结合气象预报信息，开展入库流量预报、水库调蓄计算和发电计划编制，为防洪防汛和优化调度提供决策依据。水情水调系统与计算机监控系统、大坝监测系统紧密集成，构成优化运行中心的业务闭环。9.3梯级联合优化调度优化运行中心通过综合研判水情、气象和用电负荷等各类信息，为优化调度提供决策依据，通过汛期水位动态控制、梯级联合调度、富余水电外送等方式实现增发电量。汛期在确保防洪安全前提下实施水位动态控制，提高水头利用效率；枯期通过梯级水库联合调度实现水量补偿与优化配置；结合电网需求开展中长期发电计划优化，提升流域水能利用率和整体发电效益。9.4应急指挥救援系统应急指挥救援系统建立基于区域公司级与基层电厂级的应急指挥中心，并建立与之配套的管理流程，形成多级应急联动机制与快速应急指挥救援体系，持续提升区域公司与基层电厂的应急管理水平。系统体系架构如图9-1所示。图9-1应急指挥体系架构(1)风险监测与预警：接入水情水调、地灾监测与预警、设备远程监测与故障预警、安全管控、气象信息等业务系统数据，实现水雨情、气象、机组、弧门状态、现场环境告警、天气预警的自动采集、监测与预警，达到风险值后自动向相关责任人员发出预警。(2)应急资源管理与调配：通过GIS地图应急资源位置管理与后台基础信息管理相结合，实现应急组织、应急队伍、应急物资、装备、外联资源、专家资源、危险源、应急避难点、应急仓库、应急通讯录等资源管理，通过物资调配单、入库、出库、临期提醒实现应急物资的横向调配。(3)数字化应急预案：通过应急预案分块录入，按角色配置关联人员、关联应急物资，针对不同应急角色在不同时间节点设置应急处置卡，明确阶段任务和岗位职责，通过工作流配置实现处置流程信息化。(4)指挥调度与辅助决策：突发应急事件时可一键进入应急指挥模式，通过知识库迅速检索应急预案、事件信息、法律法规、典型案例、专业知识等，并通过水情推演模型预测水情指标变化趋势，动态展现水雨情、机组弧门状态、应急资源状态、预案启动情况、现场处置进展等，结合工业电视监控快速了解现场情况，实现智能辅助决策。(5)应急通讯与远程会商：通过现场应急广播、短信等方式实现信息上传下达，相关人员可通过移动终端或短信回复确认，实现事件快速通知与及时反馈；通过统一视频监控平台实现一键应急广播、远程语音喊话、应急广播确认、状态呈现、广播记录等功能。(6)应急演练培训：依托演练计划制定、演练脚本设计、应急演练执行、演练培训记录、演练评估报告，实现演练与培训相结合、进阶式应急演练过程的闭环管理。(7)应急值班管理：记录交接班信息、巡查日志，通过预警接入、预警信息保存、事件创建与关联，完成应急值班过程记录，支持值班期间气象、水雨情、工情和预报调度信息简报的编制与推送。第十章全息展示平台与工业互联网平台10.1全息展示平台全息展示即全要素信息的综合展示。借助航拍倾斜摄影、三维建模等技术和手段构建虚拟电厂数字模型，通过已有的五中心数据桥梁连通虚拟电厂和物理电厂，在虚拟电厂里构建智慧水电应用，结合虚拟环境的人、机、物、环整体多维度分析，实现对厂区设备、运行、安全等全面监控、有序管理和智能操控，构建综合联动的一体化展示平台。(1)全要素信息展示：直观展示管辖下各电厂的区位图及计划发电量、实际发电量、发电完成情况、上网电量和上网率、机组运行情况、水情水调、告警等关键数据。(2)三维可视化载体：借助倾斜摄影和三维建模技术，真实还原厂区及周边环境三维模型，还原厂房整体结构、电梯通道、交通洞、进水管、尾水管、内部楼层结构及主要设备设施三维模型，制作水轮发电机设备精细模型，模型可分层炸开显示机组部件细节。(3)安全要素综合联动展示：基于三维可视化模型，对人车、地灾风险、告警、监控、消防、物资进行准确定位和告警信息统一管理，实现告警事件周边人员、物资、视频监控等资源的联动查询。(4)生产要素综合联动展示：实现工作现场相关场景、工作票、操作票、人员进出记录、人员违章记录、设备、监控摄像头、消防物资等生产要素的展示及联动应用。(5)设备要素综合联动展示：将基础数据、实时数据、故障预测数据、缺陷信息、静态知识库、周边摄像头归集到一台机组上显示和联动查询。(6)库坝要素综合联动展示：建立水情水调、弧门、大坝边坡告警等数据关联，实现动画模拟泄洪效果、水情水调异常告警及相关库坝要素的综合联动展示。10.2数字孪生平台数字孪生平台以"算据、算法、算力"为核心，构建"数据底板—模型库—知识库—仿真引擎—四预应用—业务闭环"的建设路径，如图10-1所示。通过高精度三维模型与物理电厂实时数据的融合，实现虚实映射与动态仿真，支撑工程的预报、预警、预演、预案应用，实现从"数字映射"向"虚拟推演"演进。图10-1数字孪生平台建设路径在数据底板方面，融合倾斜摄影、BIM、GIS以及基础信息、监测信息，构建L1-L3级数据底板；在模型库方面，构建水文、水力学、水工、机组等机理模型与数据驱动模型；在知识库方面，构建调度运用规则、防洪预案、专家经验和历史案例知识库；在仿真引擎方面，实现实时映射、推演预测与反演还原；在应用方面，面向工程安全、防洪、水资源管理与调配等业务提升"四预"能力，最终形成"决策—执行—评价"的业务闭环与持续优化。10.3工业互联网平台基于智慧水电各功能应用，建设电力能源行业工业互联网平台。平台通过互联网、大数据、二级节点解析、边缘计算服务等建设，构筑能源行业数字化转型纽带，解决能源行业数字化转型过程中信息壁垒深、安全防控难、业务协同阻力大等问题。工业互联网平台面向水电、风电、火电、光伏、分布式能源、微电网等不同场景应用需求，拓展市场应用面，打造智慧生产、智慧安全、智慧经营等应用场景，最终在能源行业形成资源富集、多方参与、合作共赢、协同演进的良性生态体系。10.4标识解析二级节点工业互联网标识解析体系是工业互联网的重要网络基础设施。建设能源行业工业互联网标识解析二级节点，为电力产品、设备、部件赋予唯一标识，实现跨企业、跨区域、跨行业的信息共享与业务协同。通过标识解析，可实现设备全生命周期追溯、备品备件协同管理、产品质量追溯等应用，为构建能源行业工业互联网生态奠定基础。10.5应用前景全息展示平台与工业互联网平台相互支撑、协同发展：全息展示平台面向企业内部提供直观、沉浸的可视化管控能力，工业互联网平台面向行业外部提供数据共享与生态协同能力。两者结合，既能满足企业内部安全生产和运营管理需求，又能面向行业输出数字化服务，提升企业在行业数字化转型中的引领地位。第十一章人工智能与新技术深化应用11.1AI建模平台与低代码开发AI建模平台提供从样本管理、特征工程、模型训练到在线推理的全流程服务，支持批量计算模型和流式计算模型的分类别、分层级管理。平台配套低代码算法建模工具，将各种逻辑运算符、数学运算符、数学函数、特定算法封装为可视化图元，业务人员以拖拽方式即可完成算法设计、测试、发布，大幅降低业务人员实践创新想法的成本，加快模型实用化速度，实现业务与IT互相促进、反馈循环。11.2智能视频分析算法智能视频分析基于深度学习算法，围绕"人的不安全行为、设备的不安全状态、环境的不安全因素"三方面构建算法库，包括安全帽佩戴检测、着装规范检测、人员越界检测、设备漏油检测、廊道积水检测、烟火检测、船只识别等。算法通过边缘计算终端和分析策略服务器协同部署，实现前端就地分析、中心集中管理的混合架构，既降低带宽压力又提升响应速度。通过持续采集标注样本、开展算法迭代训练，不断提升识别准确率、降低误报率。11.35G、北斗与无人机应用积极应用5G、北斗、无人机等新技术，拓展智慧水电应用边界：利用5G大带宽、低时延特性，支撑高清视频回传、机器人巡检、远程控制等业务；应用北斗定位与短报文通信能力，实现人员车辆高精度定位和应急通信；采用无人机开展库区巡查、地灾隐患排查、大坝外观巡检，实现"空地一体"的立体化巡查，提升巡检效率和覆盖范围。11.4算法工厂与模型运维建立算法工厂与模型运维机制，将分散的算法模型统一注册、统一发布、统一监控，实现模型版本管理、A/B测试、效果评估和失效预警。建立模型生命周期管理机制，对模型上线、监控、再训练、退役进行闭环管理，确保模型长期稳定可靠运行，持续为安全生产和运营管理提供智能化能力。（本卷完，项目实施、网络安全与运维保障详见实施与运营卷。）附录D系统功能清单序号所属系统功能模块功能描述1大数据平台时序数据采集基于TCP/IEC104等协议采集机组、监控系统实时测点数据2大数据平台结构化数据采集通过ETL工具抽取生产管理系统等关系库数据3大数据平台非结构化数据采集抽取技术文档、管理文档等文件类数据4大数据平台数据存储管理管理HDFS/HBase/GreenPlum/Redis/InfluxDB/MongoDB等存储5大数据平台数据治理数据质量、安全、资产目录、血缘分析、CIM/BCS维护6大数据平台数据服务基础服务、数据集市、数据视图7大数据平台数据探索与分析样本空间、预处理、特征提取、可视化8大数据平台全局搜索对象存储文档全文检索9大数据平台统一任务管理任务调度、计算追踪、任务编排10大数据平台系统管理与配置用户权限、安全、参数、日志、状态监控11安全生产管理生产任务管理任务自动/手动生成、关联两票、闭环管理12安全生产管理两票管理标准票库、电子流程化作业13安全生产管理缺陷工单录入、安排、延期、消缺、验收全过程14安全生产管理运行日志手动/自动生成运行日志15安全生产管理定期工作自动安排及执行情况回填16安全生产管理运行台账调功、调频、控制权、调度令等电子台账17安全生产管理生产报表发电量、厂用电率、水位、弃水量等指标填报18安全生产管理设备台账以KKS为主线的全生命周期台账19安全生产管理设备编码设备标准化编码管理20安全生产管理设备点检定人、定点、定标、定路线点检21安全生产管理运行巡检制定巡检任务、结果回传、统计分析22安全生产管理防洪/发电调度集控下发调令、受令单位接令、闭环管理23现场安全管控人员融合定位定位安全帽、门禁、人脸融合定位与轨迹跟踪24现场安全管控两票与三讲一落实联动发票前完成规定动作，视频自动关联25现场安全管控两票与门禁联动远程/自动授权准入、进出记录26现场安全管控人员违章闭环管理违章智能识别、抓拍取证、确认、推送闭环27现场安全管控设备设施异常管理跑冒滴漏智能抓拍与联动确认28现场安全管控现场环境异常管理冒烟起火、廊道液位、船只停靠异常分析29现场安全管控现场语音告警自定义语音、风险提醒、语音喊话、应急广播30现场安全管控视频联动调阅工作票/告警与现场视频联动调阅31智能视频分析多协议接入海康SDK、GB28181、Onvif、ISUP接入32智能视频分析实时视频预览预览、参数控制、视图模式、对讲、云台33智能视频分析智能视频分析人的行为、设备状态、环境因素三类分析34智能视频分析智能音频采集音视频通道复用采集重点区域音频35智能视频分析设备测温管理热成像测温与趋势分析36地质灾害监测地灾信息监测采集整合地质、道路、车辆、视频、气象、地震数据37地质灾害监测风险分析与预警风险分析、分级、预警发布38地质灾害监测人车风险管理人员车辆定位、风险告警、灾后救援39地质灾害监测隐患闭环管理隐患整改、挂牌督办闭环40地质灾害监测北斗应急通信通信中断时北斗求助与定位41设备远程诊断趋势预警工况/辅机/温度/油位/水位/电流趋势预警42设备远程诊断曲线追踪实际/关联/计算指标对比追踪43设备远程诊断统计分析周期统计、合理值提炼、环比分析44设备远程诊断算法工具箱拖拽式算法设计、发布、扩展45智能监盘实时数据接入治理以监控为主、多系统融合、统一编码46智能监盘报警模型可视化零代码拖拽构建监盘模型47智能监盘流式计算服务实时自动筛选与模型计算判断48智能监盘指标监盘报警展示颜色区分等级、关联参数、预处置措施49大坝监测安全监测监测数据录入查询、测点信息管理50大坝监测大坝在线监控预警规则、分级预警、信息推送、报告51大坝监测巡检管理巡检成果实时传送与有效性检验52大坝监测防汛管理出入库流量、洪水、开闸关键数据查询53大坝监测政府监管接收监管发布数据、端数据联动54大坝监测缺陷管理缺陷来源、级别、处置方案与追踪55大坝监测远程采集虚拟采集平台、临时/定时采集56优化运行计算机监控监视、负荷分配、开停机、AGC/AVC57优化运行水情水调水雨情监视、径流预报、调蓄计算58优化运行梯级联合优化调度水位动态控制、水量补偿、发电计划优化59应急指挥风险监测与预警水雨情、气象、机组、弧门、环境告警采集预警60应急指挥应急资源管理调配组织、队伍、物资、装备、外联资源管理61应急指挥数字化应急预案预案分块录入、处置卡、流程信息化62应急指挥指挥调度辅助决策一键指挥、知识检索、水情推演、智能决策63应急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