环境感知

一、概述 二、国内外研究现状 三、工作环境感知技术 四、设备状态检测技术

数智自贸区的建设实施围绕着片区智慧化顶层规划设计进行，规划从宏观定位到微观场景，从底层架构到末端应用协同设计，明确指导思想、实施原则，为智慧建设提供方向、思路和方法，贯穿片区“规、建、管、运、用”全维度，打造智慧园区一体化服务能力。以场景需求为牵引，应用为导向，聚焦集约建设与开放共享，推进新型基础设施设计应用。围绕基础设施云资源池、园区网络架构、边缘计算物联网、环境感知、AI安防等主要方向，从数据标准，物联网设备、计算模块等方面统筹规划。以“产业经济、政务服务、精准治理”建设核心，在充分考虑政府各业务部门管理需要情况下，开展数字贸易、综合海事、经济运行、企业服务、一网通办、招引建设、安全防范、协同办公等专项领域需求调研，结合业内优秀产品及先进技术，构建专项应用系统建设规划。

本报告介绍了数字孪生与环境感知巡检应用的总体思路，同时介绍了输变配电方向数字孪生与智能化精细巡检的实践案例，最后分析了智能化巡检技术未来的发展路径。

本课题研究的振动碳无人驾驶技术是分别对应研制应用导航定位技术、导航控制技术、机身电气及液压自动控制技术、状态监测与反馈技术、遥控遥感技术等的集成与专属研制开发。通过本次课题研究，形成主要结论如下：（1）、研究开发了振动碳机身电气及液压自动控制系统，集成应用卫星导航定位、状态监测与反馈控制、超声波环境感知等技术，实现了振动碱的无人驾驶作业，精确控制碱压作业，提高了硬压质量和施工效率。（2）、研发的振动碱机身电气及液压控制系统，由电气主控制器完成参数设定，就地控制器控制行走、转向、振动等状态，实现振动碱工作状态的自动控制。（3）、利用卫星定位导航技术实现机身位置、方向定位与路径控制，根据指定施工区域建仓规划，进行碌压路径自动设定及差异化调整。（4）、利用角度编码器、倾斜传感器等进行振动碌行驶状态、姿态的检测，实现了机身自动控制系统的补偿控制，提高作业精度。（5）、研发了振动限显示控制器，进行压参数设定，实现作业区域、作业环境、施工参数及行驶状态等的实时显示。（6）、研究采用的超声波环境感知系统，实现自动障碍避让。开发了低频段无线遥控应急装置，进一步提高了振动应急制动的可靠性。（7）项目成果已在依托工程得到成功应用，已获相应专利，具有通用性，推动了施工机械装备的技术进步，经济和社会效益显著，具有广阔的推广应用前景。

2017年以来，面对新时代新任务新要求，国家电网公司积极应对内外部深刻变化，着力提升公司战略研究基础理论水平，改进战略管理技术和方法，逐步建立起一套涵盖战略环境分析、战略体系研究、战略宣贯和战略评估等环节的战略闭环管理工作机制，推动公司系统始终沿着战略目标指引的方向前进，为公司快速健康发展提供了有效支撑。 本项目结合电网企业战略管理闭环的全过程，通过加强战略研究，探索推进基于数字化转型的企业战略管理机制创新，主要思路是： （1）系统分析新形势下以互联网思维、大数据技术等推进公司战略实施以及改进提升战略管理工作的新要求。 （2）以公司战略目标为指引，以“企业使命、行业趋势、外部环境、内部能力”四要素为边界，完善战略管理工作框架，推进公司战略管理机制创新，包括战略宣贯培训机制、战略协同研究机制、战略落地推进机制、战略管理交流机制、常态环境感知机制等。 （3）以常态化环境感知机制为重点，建立电网企业战略环境动态监测与分析评价体系，实现公司对复杂快变外部环境的跟踪和研判。推广应用大数据方法工具，分析其在战略管理工作中的典型应用场景，为公司战略实施提供技术支撑。 本项目成果实施2年多以来，在国家电网公司战略目标指引下，实现了公司战略研究和专业管理机制创新，研究构建了系统全面的战略环境分析体系，完善了战略环境分析方法。同时，利用大数据等新技术新工具，持续开展战略环境扫描监测和跟踪，研判公司战略环境态势，提高了公司对内外部形势变化的感知能力，提升了公司战略研究和战略管理工作水平，促进了公司战略在各单位的宣贯和落地实施。

空间计算是在利用空间的特有属性来指导计算过程，在三维的基础之上，以人为本，连通及融合虚拟世界与现实世界的一个全新的计算范式。本文首先从技术定义出发，阐明空间计算的概念和发展历程，介绍空间计算全球的政策情况和应用场景，重点从技术流程和产业链两个角度对空间计算行业进行分析，并进一步对全球市场现状和研发进度做了深入的调研定位。空间计算和数字孪生都是构建元宇宙的基础技术，以创造出更加逼真、开放和互动的虚拟世界。下面简要介绍其区别与联系，关于数字孪生的行业分析详见《数字孪生行业图谱》2。空间计算是一种计算范式，它利用空间感知和环境感知技术，将数字信息与物理空间相结合，创造出一种与现实世界更加融合的交互体验。而数字孪生则是一种虚拟模型，它通过收集、整合现实世界物体或系统的数据，实时反映其状态、行为和性能，并且能够模拟其未来发展和行为。空间计算提供了将数字信息与物理空间相结合的能力，而数字孪生则提供了模拟和管理物理系统的能力。空间计算的应用场景可涵盖零售业、远程教育、广告、游戏、医疗、军事、演示、培训、旅游等，为用户提供更加沉浸式、交互性强，并且与现实世界紧密结合的计算体验。空间计算也在仓库自动化、自动驾驶汽车和供应链自动化中发挥作用。从技术角度，空间计算技术链上游为空间数据采集。空间数据可以分为场景数据、网格数据和深度数据，这些数据的采集基于结构光传感器、飞行时间传感器等。中游包括空间数据处理、空间数据显示，空间数据处理涉及到空间计算芯片和机器学习、数据处理算法，以实现空间定位、运动跟踪、手势交互等功能。空间数据显示在硬件上主要分为光学器件和显示屏，在算法上包括场景渲染、环境映射、虚实整合等。下游为空间数据交互，硬件上为终端，软件上包括操作系统、开发工具和内容应用部分。从产业角度，产业链核心技术集中在上中游，硬件方面包括传感器、芯片和光学器件的制造，算法方面包括动态环境建模、实时3D图形生成、空间定位等技术。中国的优势在于光学器件和显示屏制造、软件开发与内容创作。

积极响应国网公司机械化施工，以机器视觉、人工智能及物联网技术为技术手段，融合深度学习、模式识别、环境感知、定位导航、同时定位与建图、优化控制、障碍物感知、实时路径规划算法，结合视觉及激光雷达传感器、5G网络、边缘计算等技术手段的应用，打造室内电气系统安装智能终端与物联网平台，实现终端机器人智能感知、无人作业、数据远程处理，云端决策，大幅提高安装效率，减少安全事故的发生，全面提升室内电力安装智能化、信息化、无人化水平。 1.基于机器视觉与物联网的室内电气系统无人智能化安装解决方案； 2.实现人工智能终端自主定位导航，环境感知以及后台大数据处理，云端在线监测，故障预判与远程解决等技术在室内电气设备系统安装中的应用；

管道巡检机器人是一类非常重要的巡检机器人，可以广泛地应用于电站等领域。本报告主要介绍了小型管道巡检机器人的发展历史与研究现状，对小型管道巡检机器人的结构设计、定位导航、环境感知、遥操作控制等关键技术作了总结分析，并介绍了东南大学机器人传感与控制技术研究所在小型管道巡检机器人技术方面的研究进展，以及一些典型的应用情况。

基于移动物联技术、大数据、现代传感技术、智慧芯片，开展“成本低、体积小、系统简单、通用性强、可靠性高”智慧台区的研究与应用，实现台区各类低压电气设备通信，实现配电变压器、低压配电网、低压居民用电的各种实时运行数据的采集，台区电气监测、状态监测、电能质量治理、外界环境感知等功能，依托配电自动化系统、供电服务指挥平台实现配电台区设备运行状况、监测数据的“可展示、可感知、可测量、可计算、可分析、可控制、可预测”，实现对低压配电台区全方位监控，对线路故障进行提前预警和快速定位，有效缩小线路故障影响范围，辅助工作人员实现对台区设备故障的快速处置，有力缩短线路故障处置时间，减轻工作人员劳动强度，节省人力、物力，实现低压精益化管理，提高供电可靠性，减少用户投诉，将“被动抢修”变为“主动运维”。