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江苏无锡示范区正式发布首届物联网十大应用案例

发表日期:2014.02.10

三、西泾智能变电站创造多项全国第一

    据无锡物联网产业研究院院长助理邢涛博士介绍,西泾变电站采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备,综合运用智能传感、网络通信、实时监测等技术,创造了智能变电站建设的诸多国内第一。

    首次基于物联网技术建立变电站传感测控网络。与传统变电站相比较,西泾变电站共布置温度监测、温湿度监测、磁控感应、水浸感应、震动感应等五大类385个传感器。对影响变电站运行的二次设备运行环境温湿度、一次设备重要节点温度、变电站电缆层等低洼区域水位等因素实施全方位智能监测。

    “例如在地面放置的6个水浸传感器,当遇到电缆沟内有积水等问题时,可以及时反馈信号回系统,系统不仅可以控制高清摄像机查看具体情况,而且可以启动相关设备进行排水。”邢涛说。

    首次构建变电站智能监测与辅助控制系统,该系统包括图像监视子系统、安全警卫子系统、火灾报警及消防子系统、采暖通风子系统、给排水子系统、SF6泄漏在线监测子系统、智能巡视子系统、防误入带电间隔子系统、设备运行温度在线监测子系统和主变红外热成像诊断子系统等10个子系统,实现了变电站辅助系统一体化智能管控,并获得国家实用新型专利。

    该系统将常规变电站各自独立的辅助生产系统,通过统一的通信规约转变为综合智能化管理平台,与设备在线监测系统一起构成了变电站智能巡检系统,无需进行人工或机器人巡检,远方的监控中心便可随时掌握站内设备和辅助系统的运行情况,及时诊断并处理出现的异常现象。

    首次在变电站内对多种类型的信息进行广泛、深入的融合,提高了变电站智能辅助系统的信息可靠性。通过电子围栏、墙体震动传感器、视频监控信息的感知与融合,实现高可信的无虚警、无漏警安防报警;通过感知与融合视频监控信息、红外热成像信息和烟感信息,实现高可信的消防报警;通过感知与融合、比对同一设备不同相位、同类设备之间的温度差异,以及环境温湿度信息,实现准确、快速的设备故障告警和灵活的设备运行温度管理;通过感知与融合水浸、水位、环境温湿度和视频监控信息,实现高可信的变电站环境状态告警。

    首次在国内提出了针对智能变电站应用的超低功耗无线传感器网络算法。针对变电站应用中对无线传感器节点超低功耗的特殊要求,提出低功耗路由算法和动态心跳算法,使无线传感器平均工作电流降低到5微安,实现了无线传感器节点的超低功耗。

    根据变电站现场运行管理要求,通过分析、比较与测试,首次采用耐高温、高比容量的扣式锂氩酰胺氯电池用于电力无线传感器节点,配合低功耗网络协议和微功耗测控技术,达到预期8-10年寿命的技术指标,为无线传感器网络在电力系统应用打下坚实基础。

    自2010年底竣工投运以来,西泾变电站各类巡视合格率、布置安措准确率均达100%。西泾变电站智能监测与辅助控制系统投资为250万元,与常规变电站辅助系统120万元左右的投资相比,增加了130万元,但整体功能全面提升。

    同时,西泾变电站辅助系统年运行维护成本降低了15万元,运维工作量大为减轻。其中无线温度传感器的应用减少了变电站红外测温成本8万元,环境温度及水浸监视减少变电站环境运维成本5万元,通信网络使用的维护成本减少了2万。按照设计运行年限为30年,基准收益率为8%,经计算变电站智能辅助系统的全寿命周期成本比常规系统减少37.5万元。

    江苏省电力检修公司无锡分公司副总工程师、西泾变运维系统负责人陆建云表示,西泾变电站具备“智能监测、智能判断、智能管理、智能验证”功能,真正实现了无人值班、在线监控的变电站智能管理,填补物联网技术在智能变电站全面应用的空白。

    “西泾样本”融入行业标准前景广阔

    调研显示,物联网技术在西泾变电站的应用,有效减少运行维护工作量、降低运行维护成本、提高变电站生产效率和安全管理水平,满足变电站智能运行管理的需要,为物联网技术应用于智能变电站作出了有益的探索和实践。

    “西泾变在具备智能优势同时,全面融入资源节约、环境友好和工业化理念,成为工业领域节能先锋。”江苏省电力科学研究院副院长王健民说。

    进入西泾变站区大门,进入视线的仅有两栋建筑,西侧为三层建筑,一层为电缆层,二层为10千伏开关室及接地变室,三层为110千伏GIS开关室、二次设备室及功能用房。东侧为两层建筑,一层为10千伏电容器室,二层为220千伏GIS开关室。除2台18万千伏安变压器外,其他设备均建在室内。

    据介绍,相对传统变电站,西泾变电站采用体积小、占地少的组合电气设备,与标准化设计同规模方案相比,建筑面积减少了10%。通过多重网络通信、信息等技术运用,有效控制电缆和通信电缆的用量,工程折合少用铜材近15吨。采用智能通风系统,全站可节约用电负荷25千瓦。

    国家电网公司调研员孙竹森认为,西泾变电站作为国家电网公司46座智能变电站新建工程试点中投运的首座220千伏站,完全达到智能变电站建设的前期预想,“设计和建设水平全国领先,对国家电网公司系统的智能变电站建设起到了引领和示范作用。”

    无锡物联网产业研究院“智能视频变电站间隔防误入系统”获得国家发明专利;“智能视频变电站巡检质量认证系统”、“基于物联网的变电站智能监测与辅助控制系统”、“智能视频变电站间隔防误入系统”获国家实用新型专利。编制了《智能变电站技术导则》、《变电站无线传感器网络应用技术规范》、《物联网数据交换接口规范》等十三项国家电网公司企业标准。2012年2月,国网公司基于西泾变案例经验,编撰完成《智能变电站一体化监控系统功能规范》。

    智能变电站“西泾样本”已全面融入国家电网标准,为物联网技术在变电站的应用提供了支撑,并作为行业标准进行推广。截至目前,该系统已应用到全国30余个变电站的建设改造中,未来市场前景广阔。(新华社分析师 李玮)

    企业简介:无锡物联网产业研究院是在中科院、江苏省院省合作框架下,由中科院上海微系统与信息技术研究所、无锡高新区合作成立的独立法人事业单位,位于无锡高新区太科园境内,于2009年1月7日登记成立,主要从事物联网的研发、设计以及中试、生产。专门从事物联网、传感网领域关键技术、标准和产业研究的机构,致力于推动“感知中国”中心建设和物联网产业大规模产业化。其功能定位是充分利用上海微系统所研究团队在传感网领域已有的领先优势和总体优势,以及江苏省和无锡市良好的产业发展环境,瞄准传感网产业化瓶颈,重点开展传感网产业链的产业化共性技术、标准研究、系统集成测试、示范应用、成果转化和产业孵化等。

    案例简介:无锡供电公司西泾220千伏变电站位于无锡惠山区前洲镇,2010年12月30日正式竣工投运。作为国内首座220千伏智能变电站,西泾变电站利用物联网技术,将变电站的设备运行温度管理、图像监控、安全警卫、火灾报警、主变消防、给排水、采暖通风等辅助生产系统集成为一个基于传感器网络的智能一体化管理平台,将各自独立、不具备智能功能的小型自动化装置形成的多个信息孤岛转变为综合智能化管理平台,自动融合多个系统、多种类型传感器的信息,智能、无漏警、无虚警的实现多种类型的告警信号采集与处理,将传统意义上的变电设备“活化”,实现自我感知、判别、决策和控制。

四、中科软追溯体系:为肉类蔬菜流通加把“安全锁”

    无锡市是我国商务部首批肉菜流通追溯体系建设试点城市之一。作为该建设项目系统集成首批入围供应商,中科软科技股份有限公司近年来应用物联网技术,在无锡建立具有经营主体管理、流通信息汇总、数据统计分析、应急事件处置、流通信息追溯等功能的肉菜流通及特产农产品质量追溯系统。该系统在无锡数十家肉菜市场应用,实现从生产养殖到零售终端的全过程、全方位追溯,为业界提供了保障食品安全的物联网解决方案。

    无锡打造肉菜流通质量安全“追溯链”

    近年来,我国“瘦肉精”等肉菜食品安全事件时有发生,引起消费者普遍担忧和社会各界广泛关注。目前,肉类蔬菜生产、流通组织化程度低,技术水平落后,管理难度较大,经营主体责任难以落实,安全隐患较多。

    “这些短板导致其流通各环节相互隔离、管理粗放。一旦发生问题,难以追溯责任源头。”无锡市商务局章伟处长说,从流通领域入手,建立来源可追溯、去向可查证、责任可追究的流通追溯体系,提升生产经营者安全责任意识,增强流通环节质量安全保障能力势在必行。

    2010年以来,国家商务部着力推动肉类蔬菜流通追溯体系工程建设,建立市场倒逼机制,推动农产品流通发展,提高食品安全保障和市场管理水平。2010年10月,经商务部批准,无锡市正式成为首批肉类蔬菜流通追溯体系建设试点城市之一。

    中科软科技股份有限公司作为商务部肉类蔬菜流通追溯体系建设项目系统集成首批入围供应商,近年来探索运用现代电子监管技术、射频识别(RFID)、条形码、手持终端读写设备等物联网技术,建设来源可追溯、去向可查证、责任可追究的肉类蔬菜流通追溯体系项目。

    项目以城市现代流通方式为基础,运用现代电子监管技术、射频识别、二维码、手持终端等物联网技术,以物联网基础软件平台为信息化基础设施保障,主要针对生产和流通环节的种植养殖基地、食品加工企业和流通过程的全链条闭环监管。实现食品流通的索证索票、购销台账的电子化、食品从生产加工环节到零售终端信息的正向跟踪,及从零售终端到运输环节、生产加工、产地相关信息的逆向溯源。从而实现追溯信息可查询、产品可追溯、市场可监控,全面提升食品安全的监管效率、反应速度和风险控制能力。

    据中科软科技无锡有限公司副总经理杜栓柱介绍,中科软科技研发的“无锡肉类蔬菜流通及特产农产品质量追溯系统”,参照《肉类蔬菜流通追溯体系编码规则》和《肉类蔬菜流通追溯体系感知技术要求》等国家和地方标准规范,实现采集指标、编码规则、传输格式、接口规范、追溯规程“五统一”,可与上级追溯管理平台、批零市场等流通节点无缝对接。

    调研显示,中科软科技通过采用PKCS公钥加密技术及密码分级管理等独创技术,保证信息的高安全性。采用高可信服务器操作系统、数据库存储系统、数据传输中间件,提供对追溯管理平台中海量数据的存储、传输和处理等操作的支持。同时,将溯源和数码防伪技术相结合,将防伪密码和溯源码相结合。防伪密码与溯源码一一对应,可实现多重防伪和交叉验证的效果,提高原数码防伪方式的安全性、可靠性。

    “每天这里的蔬菜吞吐量达到近1500吨。以往采取人工登记方式,环节众多、相互隔离、信息对接存在偏差。一旦遇到问题,需要查阅众多资料,耗时耗力。”无锡市朝阳蔬菜交易批发市场信息中心副主任施澜说,追溯系统建成后,遇到问题可以快速逐级排查,立即追溯到相关责任人,减少了中间环节,提高了工作效率。

    在项目验收会上,以中国工程院院士陈左宁为组长的验收专家组认为,该项目在肉菜等食品安全追溯体系建设领域作出了诸多创新尝试,形成了“肉菜备案中心源头管控”、“追溯系统助力市场管理”、“追溯手段为业务流转提速”等特色。全面提升农产品安全的监管效率、反应速度和风险控制能力,增强肉菜市场监管力度,维护肉菜市场的安全与稳定。

    物联网技术重塑公众对食品安全的信心

    早上8点,无锡市民华女士在朝阳农贸市场罗运芝的摊位上购买了2斤青菜。付款后,溯源秤自动吐出了一张小票,上面印有条形追溯码、商品名称、交易时间、交易金额、交易总量、交易摊号、商品产地等信息。“有了溯源小票,食品安全更有保障。”华女士说。

    “每次打印的小票就好比是农产品的‘身份证’,记录了其从菜地和屠宰厂走到餐桌的全过程。”朝阳农贸市场经理汤建兴说,“此外,顾客还可以通过农贸市场里的终端查询机、下载手机应用程序、登陆查询网站进行追溯查询。”

    据介绍,“无锡肉类蔬菜流通及特产农产品质量追溯系统”实施严格的准入机制。以蔬菜为例,所有在追溯系统内进行蔬菜交易的供应商、批发商、零售商均需在无锡市蔬菜准入备案中心进行备案,合格者将得到一张属于自己的“交易卡”,卡中包含了持卡人姓名、联系方式、住址等个人信息,实现交易“实名制”。

    供应商日常从产地将蔬菜运到无锡蔬菜批发市场后,首先进行进场登记,通过中科软追溯软件填写电子表格,表格中将包含本批次的蔬菜种类、重量、产地等信息。填写完成后,供应商才可以正式进入市场进行交易。

    供应商与零售商达成购买意向后,通过中科软定制研发的溯源秤及射频卡进行交易。“该秤集成了射频识别、无线传输及数据处理等三大功能。”中科软科技无锡有限公司项目经理宿颖介绍说,“买卖双方在溯源秤先后刷卡后,系统记录下本次交易的时间、地点、蔬菜重量和交易双方的姓名,并在零售商卡内记录交易信息。随后,溯源秤终端系统自动打包并上传到处理系统。”

    同时,零售商携带射频卡进入农贸市场进行销售。当消费者在摊位上购买蔬菜时,溯源秤就会根据之前传入的信息打印出溯源小票,同时将本次交易信息发往数据中心。数据中心汇总信息后将自动对整个交易环节进行复核,真正实现交易闭环。“有了溯源秤,若发生问题,可以快速知晓源头。”朝阳农贸市场摊主罗运芝说。

    在数据中心,中科软开发的程序自动将各个环节的相关信息进行汇总,在实现蔬菜大市场交易可追溯的同时,数据中心还通过对相关数据进行统计分析建立模型库,为政府监管提供直观高效的辅助决策支持。

    “追溯系统可以对农产品交易情况提前分析预判,为供货商控制进货数量提供参考。”无锡市朝阳蔬菜交易批发市场信息中心副主任施澜说。追溯系统让流通各个环节环环紧扣,消费者和零售商降低了风险,获得了实惠。对于市场监管方而言,原本庞杂的信息得到梳理,市场监管更加精细化、智能化。

    分析显示,“无锡肉类蔬菜流通及特产农产品质量追溯系统”通过信息化的手段,加强对流通节点和经营主体的责任控制,在建立肉菜追溯体系的农贸市场,每一斤肉、每一叶菜都有了自己的“保险单”,通过扫描购物小票上的追溯条码,就能查到农产品的产地、上级批发商和下端零售商,一旦出现食品安全问题可以快速逐级排查,为消费者的菜篮子加上一道“安全锁”。

    “溯源防伪技术”有效提升农产品品牌形象

    调研显示,作为一项利国利民的食品安全保障工程,肉类蔬菜流通追溯体系建设有利于利用物联网技术,提升肉菜质量安全水平,提高政府部门监管效率,增强食品安全保障能力,改变农产品落后的流通方式,更好地发挥市场和消费对农业生产的引导作用。

    然而,肉菜流通体系建设道路任重道远。纵向方面,应向农产品生产层面和农产品最终加工层面延伸,同时各个追溯系统之间亟需对接。横向方面,现有的肉类蔬菜追溯体系所涉及的农产品种类较少,亟待扩大覆盖面。

    据中科软项目经理宿颖介绍,目前,无锡市已有2家屠宰厂、2家批发市场、34家标准化菜市场、61家大中型连锁超市、2家团体消费单位安装追溯设备、建设追溯子系统,实现农产品流通领域的全流程追溯和全方位监控。

    明年,无锡市计划进一步拓展追溯系统覆盖面,逐渐加大追溯系统纵向延伸力度。

    根据发展规划,2013年,以中科软科技无锡有限公司为首的食品安全团队计划形成面向名优农产品进行质量追溯的应用解决方案,构建食品安全云平台。2014年,结合种植养殖产地规划,形成更多品类的全产业链质量追溯解决方案,给江苏及周边地区中小型食品、农业企业提供服务。2015年,实现在食品安全领域华东市场全覆盖。

    同时,通过项目后续对阳山水蜜桃等本地特产农产品的溯源防伪的延伸,有效树立和推广本地农产品品牌。许多不法商贩以次充好,盗用阳山水蜜桃这一农产品品牌进行售卖,非法获利,直接影响阳山水蜜桃品牌形象。通过一签两码,即一个标签上印有溯源码与防伪码的形式实现水蜜桃防伪追溯。

    数据显示,为售价128-388元一盒的水蜜桃打上仅需2毛钱的标签,对于年产值达到3.9亿元的阳山水蜜桃来说,增加0.16%的成本即可拥有“身份证”,维护自身品牌。

    无锡太湖阳山水蜜桃科技有限公司常务副总李巧生认为,使用溯源标签认证技术后,消费者可通过手机扫码追溯每个水蜜桃的产地、品种等相关信息,消费者可以放心品尝到正宗的阳山水蜜桃。中科软追溯系统对于促进农产品生产流通的包装化、标准化、品牌化,推动我国农产品进入国际市场,促进农民增收具有重要意义。(新华社分析师 朱程)

    企业简介:中科软科技股份有限公司成立于1996年,是一家集行业解决方案设计、自主软件产品研发、大型行业应用软件开发、系统集成与服务、技术支持和培训于一体的综合型高科技股份制企业。中科软科技无锡有限公司作为中科软科技股份有限公司在无锡设立的独资子公司,依托中国科学院软件研究所无锡分所的优势力量共同承担“物联网肉类蔬菜流通追溯及特产农产品质量追溯系统”项目,充分发挥中科院软件所、基础软件国家工程研究中心在软件领域的技术优势,积极推进国产基础软件、物联网基础软件平台在食品安全等重大民生行业的应用和服务。

    案例简述:无锡市是商务部确定的首批十个肉菜流通追溯体系建设试点城市之一。中科软作为中标企业,应用物联网技术结合无锡实际,2010年底开始建设无锡肉菜流通及特产农产品质量追溯系统。该系统在无锡数十家肉菜市场应用,实现经营主体管理、流通信息汇总、数据统计分析、应急事件处置、流通信息追溯等功能。现已基本形成了肉类蔬菜流通从生产养殖到零售终端全过程、全方位较完整的肉菜追溯体系和食品监管信息网络,初步实现了对肉类蔬菜流通的闭环监管和来源可追溯、去向可查证、责任可追究。

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