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項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:2019年上海市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)在復(fù)雜多變海況與惡劣運(yùn)行環(huán)境中，大型綜合電力系統(tǒng)各類型擾動(dòng)和故障頻繁，嚴(yán)重影響了大功率變頻裝置與高精密儀器的可靠運(yùn)行，系統(tǒng)安全穩(wěn)定問題遠(yuǎn)比陸地電網(wǎng)嚴(yán)峻，亟需突破解決。提高裝備性能和系統(tǒng)調(diào)控水平，是保障我國(guó)由造船大國(guó)向造船強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重大需求。圍繞綜合電力系統(tǒng)優(yōu)化與智能運(yùn)行技術(shù)難題，歷經(jīng)十余年的產(chǎn)學(xué)研攻關(guān)，取得了多項(xiàng)獨(dú)創(chuàng)性技術(shù)成果：1、發(fā)明基于多電平功率模塊的大功率變頻系統(tǒng)及自適應(yīng)虛擬同步電機(jī)控制技術(shù)，研制國(guó)產(chǎn)5MW大功率多重優(yōu)化控制變頻裝置。2、首創(chuàng)多頻帶混合電力濾波器及參數(shù)動(dòng)態(tài)優(yōu)化技術(shù)，開發(fā)變壓器可控預(yù)充磁裝置，研制船舶電能質(zhì)量診斷與協(xié)同優(yōu)化控制系統(tǒng)。3、提出大型船舶電站-電網(wǎng)自適應(yīng)廣域協(xié)調(diào)保護(hù)方法，研制協(xié)調(diào)保護(hù)裝置與模糊多目標(biāo)故障智能自愈系統(tǒng)。4、發(fā)明船舶負(fù)載功率波動(dòng)模糊分頻與協(xié)同優(yōu)化分配技術(shù)，提出綜合電力系統(tǒng)分級(jí)協(xié)同穩(wěn)定控制機(jī)制與方法，開發(fā)船舶能量動(dòng)態(tài)智能優(yōu)化管理系統(tǒng)。項(xiàng)目獲16項(xiàng)專利，成果整體達(dá)國(guó)際領(lǐng)先水平，打破了國(guó)外技術(shù)壟斷與封鎖，解決了我國(guó)民用船舶電力系統(tǒng)關(guān)鍵裝備“卡脖子”的問題，有效支撐了綜合電力系統(tǒng)的優(yōu)質(zhì)運(yùn)行。成果已成功應(yīng)用于“海洋981”半潛式鉆井平臺(tái)、“雪龍2”等綜合科考船、大型箱船，其中“東方紅3”科考船電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)部分世界領(lǐng)先，獲CCTV、新浪網(wǎng)等多家權(quán)威媒體報(bào)道。項(xiàng)目核心裝備與系統(tǒng)打通了高技術(shù)船舶上下游產(chǎn)業(yè)鏈，推動(dòng)了上海船舶工業(yè)高端化轉(zhuǎn)型與發(fā)展，近三年新增產(chǎn)值10.39億、利潤(rùn)1.48億、利稅0.5億，衍生技術(shù)已拓展應(yīng)用至多個(gè)配電網(wǎng)示范工程。圖 2 自主優(yōu)化控制大功率變頻裝置圖 3 混合濾波器實(shí)物圖 圖 4 電能質(zhì)量主動(dòng)優(yōu)化控制系統(tǒng)圖 5  智能保護(hù)與自愈系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及測(cè)試知識(shí)產(chǎn)權(quán)類型:發(fā)明專利 、 軟件著作權(quán)技術(shù)先進(jìn)程度:達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平成果獲得方式:與企業(yè)合作獲得政府支持情況:國(guó)家級(jí)計(jì)劃/專項(xiàng)類別:科技部重大專項(xiàng)、上海市重大項(xiàng)目等

在國(guó)內(nèi)首次長(zhǎng)大高等級(jí)公路隧道內(nèi)的機(jī)電設(shè)備控制智能化、組態(tài)化、綜合化和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)，是部分領(lǐng)域國(guó)際領(lǐng)先、總體具有國(guó)際先進(jìn)水平的高水平研究。以智能通風(fēng)控制為主體，可解決大幅度降低隧道營(yíng)運(yùn)通風(fēng)的電力耗費(fèi)與車輛在隧道內(nèi)安全行駛及預(yù)防重大火災(zāi)發(fā)生的一系列技術(shù)難題。以具體工程為依托，研究成果直接在依托研究工程的設(shè)計(jì)施工中應(yīng)用，進(jìn)行工程示范后可在大范圍推廣。

本發(fā)明公開了一種支持異質(zhì)智能無線傳感器在線開放規(guī)劃的方法及系統(tǒng)，包括通過互聯(lián)網(wǎng)在線注冊(cè) 智能無線傳感器元數(shù)據(jù)到 SOS 服務(wù)、構(gòu)建并在線安裝智能無線傳感器規(guī)劃插件、在線注冊(cè)智能無線傳 感器元數(shù)據(jù)到 SPS 服務(wù)、在線獲取智能無線傳感器任務(wù)規(guī)劃參數(shù)描述、設(shè)置智能無線傳感器任務(wù)規(guī)劃參 數(shù)并在線驗(yàn)證智能無線傳感器任務(wù)規(guī)劃參數(shù)有效性、在線提交智能無線傳感器任務(wù)規(guī)劃請(qǐng)求、基于時(shí)空 位置在線獲取智能無線傳感器觀測(cè)數(shù)據(jù)七步驟；本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了異質(zhì)智能無線傳感器在

1. 痛點(diǎn)問題 隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，電網(wǎng)運(yùn)行方式時(shí)變性和復(fù)雜性日益增強(qiáng)，運(yùn)行專家難以把握電網(wǎng)安全運(yùn)行的特征和規(guī)律，極大的增加了電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)和控制難度。在傳統(tǒng)的調(diào)度機(jī)制中，一方面，運(yùn)方人員人工選擇典型的運(yùn)行方式，通過離線電力系統(tǒng)分析程序，計(jì)算電網(wǎng)潮流，分析電網(wǎng)穩(wěn)定性，制定電網(wǎng)安全運(yùn)行邊界，進(jìn)而人工歸納形成“年度運(yùn)行方式手冊(cè)”，來長(zhǎng)期指導(dǎo)電網(wǎng)運(yùn)行；另一方面，調(diào)度員將上述運(yùn)行規(guī)則作為安全邊界（安全約束），輸入能量管理系統(tǒng)（Energy Management System，EMS），進(jìn)而對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行調(diào)度和控制，以求在安全邊界內(nèi)達(dá)到最優(yōu)運(yùn)行點(diǎn)。 然而傳統(tǒng)的調(diào)度機(jī)制存在問題，近年來國(guó)內(nèi)外頻繁發(fā)生的大停電事故也說明了這一點(diǎn)。主要問題歸納如下： 第一，極端運(yùn)行方式下不安全：電網(wǎng)運(yùn)行方式多變，離線規(guī)則可能不滿足極端運(yùn)行方式的安全要求。 第二，常規(guī)運(yùn)行方式下經(jīng)濟(jì)性差：受能力和時(shí)間所限，運(yùn)方人員離線制定運(yùn)行規(guī)則時(shí)，僅分析典型運(yùn)行方式，規(guī)則形成后長(zhǎng)期使用，相對(duì)粗放，缺乏精益化管控，導(dǎo)致電力網(wǎng)絡(luò)資源利用率低。 第三，隨著新能源的大規(guī)模并網(wǎng)、需求響應(yīng)的逐步實(shí)現(xiàn)，運(yùn)行邊界頻繁變化，不確定性增強(qiáng)。 第四，電力系統(tǒng)運(yùn)行受到其他系統(tǒng)影響，電力系統(tǒng)安全已經(jīng)演變成為一個(gè)多系統(tǒng)、多因素綜合分析問題。以微氣象系統(tǒng)為例，對(duì)于發(fā)電側(cè)，微氣象直接影響風(fēng)電、光伏等新能源的出力；對(duì)于需求側(cè)，微氣象直接影響工業(yè)負(fù)荷、智能樓宇、電動(dòng)汽車等的負(fù)荷功率。因此，微氣象系統(tǒng)通過影響發(fā)電負(fù)荷水平，進(jìn)而影響電力系統(tǒng)安全。因此，隨著電力系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的關(guān)系日益緊密，電力系統(tǒng)安全評(píng)估時(shí)需要考慮其他系統(tǒng)（例如微氣象系統(tǒng)）的影響。 綜上所述，傳統(tǒng)的調(diào)度機(jī)制已經(jīng)無法適應(yīng)新的形勢(shì)。因此，亟需研究支撐復(fù)雜電網(wǎng)斷面發(fā)現(xiàn)的智能機(jī)器調(diào)度員軟件的關(guān)鍵技術(shù)，通過人工智能、深度學(xué)習(xí)等信息領(lǐng)域與能源領(lǐng)域的交叉研究，突破支撐復(fù)雜電網(wǎng)斷面發(fā)現(xiàn)的智能機(jī)器調(diào)度員的基礎(chǔ)理論瓶頸，從實(shí)際電力系統(tǒng)出發(fā)（物理維），立足現(xiàn)有調(diào)度機(jī)制，基于在線運(yùn)行方式，采用模型驅(qū)動(dòng)的安全評(píng)估方法（模型驅(qū)動(dòng)），形成海量電力系統(tǒng)安全評(píng)估仿真樣本（數(shù)據(jù)維）；再以這些樣本為基礎(chǔ)，通過機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的電力系統(tǒng)在線安全評(píng)估模型（數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)），形成電力系統(tǒng)安全運(yùn)行知識(shí)圖譜（知識(shí)維），以代替運(yùn)方的“年度運(yùn)行方式手冊(cè)”。 2. 解決方案 本成果提出了一種支撐復(fù)雜電網(wǎng)斷面發(fā)現(xiàn)的智能機(jī)器調(diào)度員技術(shù)，包括可再生電源的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電壓頻率響應(yīng)特性建模方法、用于暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)測(cè)的失穩(wěn)樣本主動(dòng)生成方法、電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定評(píng)估方法、結(jié)合深度學(xué)習(xí)和仿真計(jì)算的暫態(tài)穩(wěn)定嚴(yán)重故障篩選方法、考慮運(yùn)行約束的調(diào)整潮流生成方法等關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)了支撐復(fù)雜電網(wǎng)斷面發(fā)現(xiàn)的智能機(jī)器調(diào)度員軟件。該軟件用“人工智能”代替“專家智能”，以電力系統(tǒng)安全評(píng)估產(chǎn)生的海量仿真數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)為手段，構(gòu)建電力系統(tǒng)安全運(yùn)行知識(shí)圖譜，從而將“專家智能”離線制定粗放運(yùn)行規(guī)則的模式，變革為“人工智能”在線發(fā)現(xiàn)精細(xì)運(yùn)行規(guī)則的模式，逐步代替運(yùn)方的“年度運(yùn)行方式手冊(cè)”，保證復(fù)雜電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 3. 合作需求 尋求應(yīng)用場(chǎng)景和資源對(duì)接，應(yīng)用場(chǎng)景和業(yè)務(wù)能覆蓋斷面規(guī)模眾多的大省如浙江、廣東等，并且有與輸電網(wǎng)斷面發(fā)現(xiàn)的大中型企業(yè)有合作經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)具有一定的技術(shù)開發(fā)能力、市場(chǎng)推廣資源和現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，能與現(xiàn)有團(tuán)隊(duì)形成合力，通過信息領(lǐng)域與能源領(lǐng)域的交叉研究，突破支撐復(fù)雜電網(wǎng)斷面發(fā)現(xiàn)的智能機(jī)器調(diào)度員軟硬件難題。為保障項(xiàng)目實(shí)施質(zhì)量和進(jìn)度要求，擬合作團(tuán)隊(duì)需通過ISO9001質(zhì)量管理體系認(rèn)證，且是國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)。期望通過合作，全面開展產(chǎn)品和服務(wù)的推廣銷售。

現(xiàn)有智慧農(nóng)業(yè)企業(yè)主要的業(yè)務(wù)是信息服務(wù)，互聯(lián)網(wǎng)管理、品種培育等信息獲取及管理方面，而很少見到對(duì)生產(chǎn)流程中的硬件設(shè)施進(jìn)行優(yōu)化的企業(yè)，ISET將以此為切入點(diǎn)，完善智慧農(nóng)業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)。ISET以智慧農(nóng)業(yè)為主線，打造以智慧導(dǎo)航轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人、智慧噴灌轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人、智能農(nóng)作物識(shí)別采摘機(jī)器人，以及定制機(jī)器人輔助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品服務(wù)等為分支的產(chǎn)業(yè)鏈。

無線通信技術(shù)VHF/UHF頻段基于OFDM技術(shù)的高速數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)   無線通信的突出問題：頻率資源嚴(yán)重不足 。   我國(guó)無管會(huì)允許在這一頻段進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，如地質(zhì)礦產(chǎn)、水利、能源、國(guó)家地震局、建設(shè)部、氣象局、軍隊(duì)等部門的專用無線通信系統(tǒng)。

該成果運(yùn)用 5S 技術(shù)和數(shù)學(xué)建模技術(shù)，構(gòu)建作物產(chǎn)量及長(zhǎng)勢(shì)預(yù)測(cè)模型，同時(shí)構(gòu)建了土壤有機(jī)質(zhì)及冠層主要營(yíng)養(yǎng)元素的監(jiān)測(cè)模型。并基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開發(fā)了新農(nóng)村信息化平臺(tái)。

本發(fā)明公開了一種具有抗誤碼機(jī)制的幀間無損編碼與智能解碼方法，包括：星上編碼步驟：獲取序列圖像 f；把圖像 fk,k＝1,2,...劃分成互不重疊的子塊；令第 3j+1,j＝0,1,...幀圖像為參考幀圖像，進(jìn)行分塊 JPEG-LS 編碼；而第 3j+2 和 3j+3 幀圖像參考第 3j+1 幀圖像進(jìn)行幀間無損編碼；每 K 個(gè)子塊后插入一組 EDC 信息形成檢錯(cuò)碼流；進(jìn)行RS(m,n)糾錯(cuò)編碼；在壓縮碼流中加入每幀的壓縮幀頭和幀尾。

目前第一代完整的呼吸音采集設(shè)備已研發(fā)完畢，完全實(shí)現(xiàn)呼吸活動(dòng)的柔性無感持續(xù)智能監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)和適應(yīng)多場(chǎng)景下交互設(shè)計(jì)需求，提高醫(yī)療救護(hù)能力和應(yīng)急救援能力，減輕醫(yī)療及養(yǎng)老行業(yè)人力與經(jīng)濟(jì)運(yùn)營(yíng)成本，創(chuàng)新引領(lǐng)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展。 圖1 技術(shù)路線 【技術(shù)優(yōu)勢(shì)】 (1) 基于駐極體薄膜的高靈敏度接觸式壓力傳感器 目前用于呼吸音及心音監(jiān)測(cè)的傳感器大多采用較硬的基底，難以適應(yīng)人體胸部曲線，不適合長(zhǎng)期可穿戴使用。因此，本成果基于駐極體的自驅(qū)動(dòng)壓力傳感器的自供能、響應(yīng)速度快和靈敏度高等優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)了一種用于可穿戴式聲音監(jiān)測(cè)的高靈敏度柔性駐極體壓力傳感器，以實(shí)現(xiàn)對(duì)人體呼吸音與心音地長(zhǎng)期、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。 圖2 部分成果展示 (2) 智能呼吸音監(jiān)測(cè)分析預(yù)警平臺(tái) 通過深入臨床大規(guī)模收集心音和呼吸音樣本、對(duì)病理性樣本進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練，對(duì)信號(hào)的模式識(shí)別進(jìn)行研究匹配，采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)兩種識(shí)別模式，對(duì)病理性聲音特征進(jìn)行分析得出智能化參考病癥分析。由于呼吸音信號(hào)的復(fù)雜性，同一種類型的呼吸音有不同人或是同一人在不同時(shí)間發(fā)出時(shí)，樣本數(shù)據(jù)不完全相同，傳統(tǒng)方法容錯(cuò)率與識(shí)別率極低。本成果將呼吸衰竭患者的呼吸音數(shù)據(jù)進(jìn)行分類識(shí)別和特征標(biāo)定，采用人工智能算法進(jìn)行測(cè)試和集訓(xùn)，實(shí)現(xiàn)為大數(shù)據(jù)分析提供數(shù)據(jù)參考。 (3) 呼吸音智能監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的人機(jī)交互設(shè)計(jì) 通過分析多個(gè)智能呼吸音監(jiān)測(cè)預(yù)警操作系統(tǒng)的使用場(chǎng)景、認(rèn)知特點(diǎn)、輸入和輸出方式，歸納出它們?cè)诮换ピO(shè)計(jì)上的一般性的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)缺陷。通過多學(xué)科的交叉，如人因功效學(xué)、設(shè)計(jì)語義學(xué)、設(shè)計(jì)美學(xué)、設(shè)計(jì)心理學(xué)等學(xué)科，進(jìn)行了全面整體的交互設(shè)計(jì)研究。 圖3 智能呼吸音診斷軟件界面 圖4 臨床人員操作軟件試用 【性能指標(biāo)】