[01100503]高铁变电站智能数字化监控系统的关键技术及应用

面向铁路沿线变电站的安全运维、响应及次生安全隐患的预防和联动响应需求，项目组研发了DPR4500高铁变电站智能数字监控平台，包括高铁变电站安全运行协同监控的智能数字化系统，有效解决复杂工况设备健康运行的协同监控问题；开发出多安全因素综合分析、预报警和远程设备联动系统，有效解决复杂工业系统-变电站的运维和管控一体化问题；给出高铁变电站安全辅助预测和评估的融合多源大数据深度分析系统，用人工智能技术提升了变电站的安全管控效率。 项目在国家、教育部、江苏省人社厅和教育厅等科技项目支持下，攻克了高铁变电站智能数字化监控的关键技术，形成以下技术创新发明点： (1)创新性地研发了DPR4500高铁变电站智能数字监控平台，以监控对象数据流为核心集成防盗、火灾、环境异常安全设备。以自主研发的数字化辅助监控平台DPR4500为处理中枢，创新性地把影响高铁变电站健康运行的绝缘、空调、消防、调度等相关设备的状态进行在线检测和获取，多通道高速采集现场工况数据；基于扩展的IEC61850协议处理设备通讯的数据流，兼顾了系统安全和设备扩展；给出一种基于数据流以监控对象为核心的工业系统集成方法。有效地解决了变电站复杂工况设备健康运行的协同监控问题。 (2)创新地研发了集多安全因素综合分析、预报警和远程设备联动于一体的管控系统，解决变电站安全运行的“可控”和“受控”问题。研发系统DPR4500监控子系统物理对象的时空、音像及状态，创新性地对防盗、火灾、环境异常安全等要素进行协同分析判定，综合多因素、多标准决策警报级别；联动控制包括门磁、气体灭火、动力等安全响应保护系统。有效地解决了变电站监控、分析、报警和联动的运维和管控一体化问题。 (3)发明了一种高铁变电站安全辅助预测和评估的融合多源大数据深度分析方法，给出变电站异质多源大数据的融合分析和利用系统。基于DPR4500数据采集平台，获取变电站状态和相关运行环境的视频、传感器信号、设备运行声音等多源大数据；提出利用卷积神经网络处理多源异质大数据的方法，确定了适宜预测变电站安全的异质型耦合网络结构；给出一种应用在变电站系统的大数据深度分析方法及应用系统。 项目成果对高铁辅助设备的调度一体化和调控一体化建设，以及电网运行的智能辅助综合监控具有十分重要的现实意义。项目成果在郑州铁路局、沈阳铁路局、西安铁路局等多家铁路企业实施应用，取得直接经济效益约五千余万元、间接经济效益约十亿元，获得授权发明专利7项、实用新型2项，软件著作权19项，发表论文33篇，其中SCI3篇，EI10篇，核心期刊23篇。项目成果的应用单位取得经济效益和社会效益的双丰收，受到用人单位的好评。