項目名稱

面向智慧城市的電網側智能物聯關鍵技術及應用

提名者

大連市科學技術局

提名意見

該項目提名材料齊全、規范，符合遼寧省科學技術獎提名條件。

該項目主要研究的技術內容為：提出中心時間序列的動態求解方法，對電網側進行實時動態解析與在線評估；提出電力應急搶修遠程通信方法和調度自動化技術，研究虛擬機進程監控方法，實現電網側智能監控與動態運維；提出子空間譜聚類的攻擊識別與特征去冗余技術，實現電網側信道自動檢測和防御；創建多層異常檢測與中斷信息處理理論，維護正常用電秩序；提出粒遷移學習人工智能理論，助力電網側數據的在線分析和輔助決策；提出面向社交網絡的數據保護技術，精確有效地保護用戶用電行為；搭建完整的電網側智能物聯綜合信息管控平臺，提出跨資源安全訪問技術，實現云數據高速、安全的實時交互；提出分布式圖計算系統數據切分與網絡資源分配方法，促進整體資源高效利用。項目總體技術達到了國內先進水平，其中粒遷移學習等理論達到了國際先進水平。該項目在遼寧省、浙江省等供電公司全面實施應用，取得了顯著成效。項目成果具有良好的可推廣性和可移植性，可以拓展到其他網省公司、直屬單位，全面提升電網側智能物聯的綜合管控水平，帶來顯著收益。同時，該項目相關技術衍生出的實體產品，被廣泛地推廣和部署到交通、醫療等領域，進一步提升項目總體收益。為全面推進國家電網公司智能物聯建設和國家智慧城市建設做出極大的貢獻。

綜上，提名該項目為2019年度遼寧省科學技術進步獎一等獎。

項目簡介

大數據時代下，國家提出以物聯網與人工智能技術為核心，不斷推進現代化的國家治理體系和能力，實現精細化和動態化的城市管理，全面推進智慧城市建設。本項目從電網側出發，旨在全面推進電網側智能物聯建設，大幅提高電網側智能物聯管控質量，深化國家電網在智慧城市建設中的關鍵性作用。

本項目組成了一個產學研用為一體的創新團隊，將在研成果與電網側實際情況相結合，積極研發新技術、新理論，解決電網側存在的數據結構復雜、運維困難、無法適應大數據環境等問題，并建成了一個高度集成的電網側智能物聯綜合信息管控平臺，實現電網側的實時監控、故障隔離、信道安全保護、異常檢測、智能輔助決策，跨資源安全訪問等。

本項目主要工作和創新性如下：

1、提出了中心時間序列的動態求解方法，重新定義時間序列的動態匹配距離公式，對電網側進行實時動態解析與在線評估；提出了電力應急搶修遠程通信方法和調度自動化技術以及虛擬機進程監控方法，實現電網側自動化監控和動態運維，為智慧城市的安全穩定發展提供強力保障。

2、提出了子空間譜聚類的攻擊識別與特征去冗余技術，創新性地將詞-向量轉化模型歸化于多聚模型，實現電網側信道自動檢測和防御，為電網側信道安全保駕護航；創建多層異常檢測與中斷信息處理理論，構建防竊電模型，維護正常用電秩序，從戰略上為安全可靠的電網側智能物聯網和智慧城市建設提供強力技術支撐。

3、提出了粒遷移學習人工智能理論與最優迭代技術，將粒計算引入智能電網物聯終端產生的數據子結構中，對電網側運行行為進行實時描述、浮現和解析，為電網側數據的在線分析和輔助決策提供技術支持；提出面向社交網絡的數據保護技術，精確有效地保護用戶用電行為，實現智慧城市低碳高效，綠色科學的可持續發展。

4、搭建了完整的電網側智能物聯綜合信息管控平臺，提出跨資源安全訪問技術，通過屬性代理證書實現云數據高速、安全的實時交互。提出分布式圖計算系統數據切分與網絡資源分配方法，促進整體資源高效利用，實現電網側信息共享化和平臺化，打破智慧城市建設中的信息壁壘，優化資源配置，引領智慧城市發展新常態。

項目成果目前已在遼寧、浙江等地全面覆蓋應用，節約企業動態運維成本，電能占終端能源消費比重提高到20.9%，減少電網側電力傳輸故障消耗231786kWh，線損率降低2.4%；同時實現了電能的高效利用，節約標準煤7800噸，粉塵、二氧化碳等污染物的排放減少23000噸。且由相關技術整合形成的具體產品，已推廣到了船舶、交通等領域，間接收益已達100余億元，起到了“智慧城市”領域建設中的領頭羊作用。

項目取得授權知識產權81項（其中發明34項，新型發明專利23項，軟件著作權24項），發表論文258篇(其中SCI檢索118篇)，出版學術專著4部，總他引9780次，單篇論文最高SCI他引261次，實現了從核心技術-成果轉化-工程實踐-理論突破的全過程創新，總體技術達到國內領先水平，粒遷移學習等部分理論達到國際領先水平。

客觀評價

國網遼寧省電力有限公司學術委員會組織召開了“面向智慧城市的電網側智能物聯關鍵技術及應用”項目科技成果鑒定會，學術委員會一致認為：項目構建了集電網側智能監控與故障修復、電網側信道安全保護、防竊電分析模型、粒遷移學習數據分析理論、跨資源安全訪問以及網絡資源動態分配于一體的電網側智能物聯綜合信息管控平臺，項目整體技術達到國內領先水平，其中時間序列分析、粒遷移學習等理論達到國際先進水平。

（1）經國家網絡與信息安全系統安全產品質量監督檢驗中心、公安部計算機信息系統安全產品質量監督監測中心、公安部信息安全產品檢測中心測試，應用本項目產生的產品RHZZ工業防火墻符合《信息安全技術防火墻安全技術要求和測試評價方法GB/T 20281-2015》中基本級、《信息安全技術通用滲透測試檢測條件JCTJ 005-2016》相關條款所述條件。

（2）經中國軟件測評中心測試，應用本項目產生的產品網絡邊界安全巡邏系統運行穩定，操作簡便，達到了相關質量要求和評價的標準。

（3）經中國賽寶實驗室測試應用本項目產生產品基于模擬態的終端安全監測系統包含功能性、易用性兩大特征，可以有效進行攻擊監測等功能。

（4）經工業和信息化部電子第五研究所中國賽寶實驗室和寧博賽寶信息產業技術研究院有限公司檢測，應用本項目產生的電力終端網絡異常監控裝置符合測試標準，檢測合格。

（5）經中國賽寶實驗室測試，應用本項目產生產品電力終端網絡異常監控裝置應用軟件包含功能性、信息安全性、可靠性和易用性等特征，實現了智能網絡異常檢測、安全檢測等功能

（1）2015年5月27日，由趙曉哲院士擔任組長的驗收專家組，對“新世紀優秀人才支持計劃”項目“認知計算”進行項目驗收，認為該項目成功研究包含時間序列、知識抽取等認知計算相關理論，并與實際應用相結合，評為優秀科學研究成果。

（2）2015年12月10日由國網撫順供電公司總工程師張運山擔任組長的驗收專家組，在驗收應用本項目云數據高速、安全實時交互等技術的國家電網公司科技項目“移動互聯網技術在供電服務中的應用研究”時，認為該項目對電網側智能監控服務進行了優化，實現了用戶數據分析等服務，完成了合同規定的研究內容，實現了電網側運行狀態的智能監控與故障自動化修復。

（1）IEEE fellow、多個國際著名期刊副主編、ASME、CSME fellow，Yang Shi等人在國際知名期刊IEEE/ASME TRANSACTIONS ON MECHATRONICS上指出，我們提出的智能控制策略是一種可以同時處理不確定性、非線性和實時干擾問題的有效方法；

（2）國防科技大學一級教授金士堯在《計算機學報》發表的論文中指出我們提出的智能算法對認識、設計和控制應用于大規模系統中的多智能體宏觀行為的涌現意義非常大；

（3）北京科技大學計算機與通信工程學院副院長、計算機與通信工程學院實驗中心主任、多次承擔國內重大項目的張曉彤教授在其發表的論文中肯定了我們的工作，大量引用了我們提出的有關調度問題的關鍵學術用語和基礎理論；

（4）哥倫比亞大學講座教授、IEEE fellow、APEBC金牌、IEEE溫哥華分校百年獎和UBC基拉姆研究獎獲得者Victor C. M. Leung在Engineering領域排名第一的著名國際期刊IEEE Communications Surveys and Tutorials中發表的論文里指出了我們成功借助嵌入在移動設備中的多個感測模型和上下文計算能力獲得了位置、溫度、移動速度等空間感測數據。

（5）國際知名學者、中國機械工程學會機械設計分會理事、哈爾濱工業大學（威海）副校長鐘詩勝在其論文中肯定并引用了我們在中心時間序列問題中的研究基礎理論“歐幾里德距離可能導致信息丟失，并且兩個性能時間序列的區分度可能會被放大”

（6）國際工程研究與科學技術期刊的主編及多個工程期刊的編輯委員會、國際知名學者Xing-Gang Yan在國際知名期刊IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS上指出我們提出的智能控制方法具有自學習、自適應和自組織的特點，可以成功應用于工業之中。

推廣應用情況

本項目完成了面向智慧城市的電網側智能物聯關鍵技術及應用的研究，集成和融合了生產管理系統、電網側自動化系統、電網側運行狀態動態解析、電網側信道安全管理系統、電網側大數據智能決策、電網側智能物聯綜合信息管控平臺等系統資源，實現了電網側整體基本概況、電網側運行分析、電網側故障隔離等功能模塊，節約了電網側運營維護成本，具有極高的推廣和應用價值。項目在全國取得了良好的示范應用效果，部分理論技術衍生出實際產品被廣泛的推廣應用到全國各地，如應用本項目產生的網絡邊界安全巡邏系統(NBSPS)，被應用到各大公司內部網絡系統中，可以有效對網絡邊界設備安全策略進行檢查、審計和優化，幫助用戶提升安全策略審計與合規性檢查的效率，使網絡邊界真正實現隔離防護和訪問控制的功能。應用本項目產生的睿航至臻工業防火墻采用安全分區、網絡專用、橫向隔離、縱向認證和綜合監控的方法，按照工業系統三層架構二層防護的理念，以實現我國電力、石油石化、鐵路等國家關鍵基礎設施的工業控制系統內部分層分域的安全防護，提高安全等級，更好的滿足合規性的要求。該項目相關理論、技術還被廣泛推廣到醫療、船舶、交通等領域，都取得了良好的應用示范效果。

主要知識產權和標準規范等目錄（不超過10件）

知識產權（標準）類別

知識產權（標準）具體名稱

國家

（地區）

授權號（標準編號）

授權（標準發布）日期

證書編號

（標準批準發布部門）

權利人（標準起草單位）

發明人（標準起草人）

發明專利（標準）有效狀態

發明專利

一種電力應急搶修遠程通信方法及系統

中國

201410125814.8

2018-4-3

2868857

國家電網公司；南京南瑞集團公司；國網遼寧省電力有限公司大連供電公司

劉柱；歐清海 李祥珍；周子冠；王海軍；夏方；楊萬清；欒敬釗；夏元斗

有效專利

發明專利

一種基于多源報警日志安全事件特征分析的去冗余方法

中國

201510540435.X

2017-07-14

2551337

國網浙江省電力公司；國家電網公司；國網浙江省電力公司信息通信分公司

姚一楊；張彩友；戴波；葉偉靜；盧新岱；梅峰；黃慧；鄔秀玲；高強；張旭東

有效專利

發明專利

基于聯邦中心的跨資源池資源安全訪問方法與系統

中國

201010592134.9

2013-12-25

1327699

北京航空航天大學

李建欣；沃天宇；李岑；李博

有效專利

發明專利

一種調度自動化主備系統間模型正確性校驗的方法

中國

201410366359.0

2017-07-14

2594092

國家電網公司；國網浙江省電力公司信息通信分公司；國網浙江省電力公司；國網電力科學研究院；江蘇瑞中數據股份有限公司；國網浙江省電力公司電力科學研究院

趙裕嘯；梅峰；周升；李賢慧；施永益；陳建；戴波；孔曉昀；金文德；王志強；季勝鵬；唐勝；田輝；嚴釗；王飛軍；陳軍

有效專利

發明專利

虛擬機進程監控方法和裝置

中國

201310485094.1

2016-04-06

2013962

北京航空航天大學

李博；李楠；崔磊；李建欣；邰振贏

有效專利

發明專利

中斷信息的處理方法、虛擬機監控器及中斷控制器

中國

201410245858.4

2019-03-19

2385974

華為技術有限公司 北京航空航天大學

李博

有效專利

發明專利

一種棒材的計數方法

中國

201510273892.7

2018-4-13

2883823

大連海事大學

劉洪波；王明明；戴光耀；李天成

有效專利

發明專利

面向社交網絡的數據保護方法及系統

中國

201410194341.7

2017-06-06

2504866

北京航空航天大學

李建欣；楊博睿；劉晟麗；武南南；李博；吳濤

有效專利

發明專利

分布式圖計算系統數據切分方法和系統

中國

201410496089.5

2017-11-03

2872687

北京航空航天大學

李博；宋騏；李建欣；于偉仁

有效專利

發明專利

虛擬機網絡資源分配方法及裝置

中國

201210476239.7

2015-09-09

1780788

北京航空航天大學

沃天宇；蘭博；李博；楊曉宇

有效專利

完成人情況

1.劉洪波：第1完成人，教授，工作單位和完成單位均為大連海事大學。對項目創新點1、3、4做出了創造性貢獻。設計項目的總體技術方案，負責面向智慧城市的電網側智能物聯關鍵技術及應用的整體研發與設計工作，同時就時間序列模式發掘、粒遷移學習等主要理論的研究上為項目給出指導性研究方向。

2.欒敬釗：第2完成人，高級工程師，工作單位和完成單位均為國網遼寧省電力有限公司大連供電公司。對創新點1、4做出重要貢獻。負責協調國網遼寧省電力有限公司大連供電公司各項工作，參與快速故障定位與修復法，主持大數據存儲架構、家庭能源管理控制智能主機等。

3.李博：第3完成人，副教授，工作單位為北京航空航天大學，完成單位為北京航空航天大學和北京睿航至臻科技有限公司。對創新點2、4做出重要貢獻。負責面電網側信道安全防護理論研究與應用，同時在電網側智能物聯綜合信息管控平臺建設過程中提出跨資源域的安全訪問技術。

4.楊萬清：第4完成人，教授級高工，工作單位和完成單位均為國網遼寧省電力有限公司大連供電公司。對創新點1、4做出重要貢獻。負責統籌國網遼寧省電力有限公司大連供電公司相關工作，參與快速故障定位與修復法，主持電網側大數據平臺與大數據存儲架構、家庭能源管理控制智能主機等。

5.喬林：第5完成人，高級工程師，工作單位和完成單位均為國網遼寧省電力有限公司。對創新點對創新點2做出重要貢獻。參與電網側大數據傳輸安全保護技術，同時參與數據安全訪問的研究和工程應用。

6.戴波：第6完成人，高級工程師，工作單位和完成單位均為國網浙江省電力有限公司。對創新點2、4做出重要貢獻。參與電網側大數據傳輸安全保護技術，同時參與電網側智能物聯服務器支撐平臺搭建以及數據安全訪問的研究和工程應用。

7.王躍東：第7完成人，正高級工程師，工作單位和完成單位均為國網遼寧省電力有限公司大連供電公司。對創新點1、2做出重要貢獻。參與研發電網側通信信號高效傳輸和電網側大數據傳輸安全保護技術，實現電網側數據安全管控。

8.牛明珠：第8完成人，高級工程師，工作單位和完成單位均為國網遼寧省電力有限公司大連供電公司。對創新點4做出重要貢獻。參與研發電網側智能物聯綜合信息管控平臺，以大數據云計算技術為核心，實現電網側數據統一管控。

9.徐文：第9完成人，副總經理，高級工程師，工作單位和完成單位均為國網遼寧省電力有限公司大連供電公司。對創新點3做出重要貢獻。研制電網側智能物聯終端轉換設備，保證高速便捷的電網側智能物聯終端轉換，對項目創新點3做出突出性貢獻。

10、牟大勇：第10完成人，副總經理，高級工程師，工作單位和完成單位均為國網遼寧省電力有限公司大連供電公司。對創新點4做出創造性貢獻。電網側智能物聯安全高效的發電系統接入設備進行研究。

完成單位

及創新推廣貢獻

1.國網遼寧省電力有限公司：第1完成單位，國網遼寧省電力有限公司大連供電公司是項目的主要承擔企業，對電網側智能物聯關鍵技術進行深入研究，提出了項目的解決思路，確定了項目整體技術路線，聯合其他單位共同完成項目關鍵技術的研究與攻關。國網遼寧省電力有限公司大連供電公司組織、監督本項目的實施，為項目提供人力、財力與工程應用支持，負責了電網側數據通信設備的研發、數據傳輸系統的構建方面的主要工作。負責了各物聯移動終端的研發、基于電網側智能物聯管控平臺等項目的需求分析、方案設計和研發工作，對項目提供了協同開發和工程應用支持，對項目整體起到了重要作用。

2.大連海事大學：第2完成單位，大連海事大學作為主要科研單位，承擔項目主要理論研究，提出了時間序列模式發掘和粒遷移學習算法，構建了電網側在線綜合指標評估體系；攻克了跨業務系統融合技術，構建了融合生產管理、調度自動化、電網側自動化等系統的集成統一應用平臺。同時，在本項目中，大連海事大學還負責總體組織協調、工程應用部署，對項目整體起到了決定性作用。

3.國網浙江省電力有限公司：第3完成單位，國網浙江省電力有限公司作為項目的完成單位與成果主要應用單位，負責電網側智能監控服務的多業務系統融合分析，提出電網側自動化系統、搶修控制系統的一體化運維方案，負責電網側運行監控系統的構建，參與電網側大數據處理方案的研究，承擔項目在浙江地區的示范推廣應用。在本項目中，重點負責整個項目的設計、理論研究、項目成果應用，對項目整體起到了主要作用。

4.北京航空航天大學：第4完成單位，北京航空航天大學作為項目的完成單位，主要負責電網側信道安全保護技術的研究與工程應用，同時參與電網側智能物聯綜合信息管控平臺搭建過程的安全訪問部署。負責電網側信息安全系統的需求分析和方案設計，研發了信道攻擊識別技術，對項目提供了協同開發和工程應用支持，對項目整體起到了重要作用。

5.北京睿航至臻科技有限公司：第5完成單位，作為本項目主要應用研究平臺，參與大數據云平臺跨資源安全訪問技術的研究與具體工程應用，同時負責信息安全保護服務器的部署。參與制定項目的實施方案，為項目的應用奠定了堅實的理論基礎。

完成人合作關系說明

本項目第一完成人劉洪波教授為大連海事大學計算機科學與技術學科帶頭人、博士生導師，確定了項目整體技術路線，并與國網遼寧省電力有限公司大連供電公司共同確定項目具體實施方案，共同為項目的施展提供人力、財力與工程應用支持，與大連供電公司的經理楊萬清共同合作完成數據挖掘理論研究，為高效的數據分析與大數據平臺搭建提供技術支持，共同發表論文：Multi-knowledge Extraction algorithm using group search optimization for brain dataset analysis等。同時，楊萬清、欒敬釗、王躍東、牛明珠、徐文、牟大勇皆為大連供電公司成員，針對本項目共同合作研究多項論文、專利等，如：經理楊萬清和欒敬釗合作完成電力應急搶修遠程通信研究，為電網側安全穩定傳輸打下堅實的基礎，共同獲得發明專利：一種電力應急搶修遠程通信方法及系統等，在電網側智能物聯終端的研究過程中，欒敬釗和楊萬清聯同徐文共同研制電網側智能物聯終端轉換設備，保證高速便捷的電網側智能物聯終端轉換，共同獲得專利：多功能USB端口轉換器等。喬林與戴波合作完成國家電網公司總部科技項目“電網核心業務可信身份認證關鍵技術研究”。欒敬釗與牟大勇，就電網側智能物聯安全高效的發電系統接入設備進行研究，共同獲得專利：小型分布式光伏發電系統接入設備等。為保證電網側智能物聯視頻監控的靈活性，楊萬清與王躍東共同研制電網側智能物聯終端監控裝置，共同合作獲得專利：履帶式可移動攝像監控裝置等，同時，楊萬清與王躍東、牛明珠共同研究電網側智能物聯高速信號傳輸方法，獲得專利：一種上行信號方法等。

同時，劉洪波老師與北京航空航天大學副教授、北京睿航至臻科技有限公司法人李博共同合作，委任其負責電網側信息安全系統的需求分析和方案設計，與之共同研發信道攻擊識別技術，為智能電網側關鍵技術的建設保駕護航。共同合作發表論文：Survival Density Particle Swarm Optimization for Neural Network Training。李博還與國網浙江省電力有限公司戴波進行了深度合作，雙方共同實現了電網側智能監控服務的多業務系統融合分析，制定了電網側自動化搶修控制方案，合作完成大數據平臺的跨資源安全訪問技術理論研究，共同合作發表論文：SecTube: SGX-based Trusted Transmission System等。