項目功能研究

1

智能音頻偵聽診斷系統

1.1

系統功能模塊研究

該系統包含如下功能模塊研究及應用：

1.聲紋數據在線監測功能：能實時播放水電站指定設備區域內的的現場聲音，并能與對應區域圖像監控畫面能同步播放,在智能聲紋平臺同步展示數據參數分析的波形圖以及診斷分析結果，包括但不限于波形圖、頻譜圖以及音頻診斷分析報告等；2.聲紋識別智能巡檢功能：對水電站區域內監測的聲紋數據進行智能巡檢分析，巡檢功能應區分于實時在線監測功能，并在巡檢結束后生成可視化報表或報告，報告內容應包括但不限于巡檢總結、設備區域音頻重要參數、異常設備故障類型、異常設備頻譜圖等。根據需要可以選擇自動巡檢和手動巡檢，發現異常時，及時報警，并顯示異常分析結果；

3.聲紋故障錄波功能：建立聲紋故障錄波機制，支持音頻異常故障告警的查詢及關聯音頻回放，故障發生時將設備原始音頻數據進行備份保存，建立故障錄波后故障數據以及視頻、圖片、維護報告等相關分析文件存檔功能，以便于后期進行故障聲紋模型分析；4.聲紋識別預警事件統計功能：支持水電站設施故障事件統計，統計數據便于用戶用來對故障高頻發生的設備設施、故障類型進行分析和決策。

5.數據導入/導出功能：監測系統能夠方便的將分析數據以SQL、Excel或txt等形式導出。系統能將符合規定格式的外部數據導入并進行分析

6.聲紋數據庫構建：通過水電站現場設備運行聲紋數據收集，建立設備區域聲紋數據庫。對同類型設備區域進行聲紋數據故障分析時，異常數據模型應能在同類型設備間共享，以主變壓器為例，當一臺主變壓器出現特定故障并建立故障模型時，故障模型可進入同類型主變壓器故障數據庫，另外一臺主變壓器出現類似故障時，進行類比分析，從而確定目標故障的音頻特征值狀態并標記，增加智能診斷分析精確度；7.聲紋故障預警與模型構建：根據水電站設備區域聲紋數據庫，建立識別聲紋正常、關注、異常、故障等至少4級故障預警分級模式。聲紋識別故障模型構建與標記操作應操作簡單，異常標記送審，審批流程智能化。對于設備的正常狀態與正常操作或過渡過程狀態應能準確識別,應構建設備的不少于2種常見故障或典型事件模型；8.三維可視化建模：聲紋監測主設備三維可視化模型開發，包括電站整體外觀、聲紋監測主設備模型，實現監測數據與模型的實時映射，要求模型開發與設備本體結構一致。

9.系統軟件為國產，且支持免費升級。

套

1

1.2

主設備三維可視化模型開發

包括電站整體外觀、聲紋監測主設備模型，以圖紙、實際測量數據為基礎，適量增加模型結構、真實紋理，表現物體的基本形態、紋理特征和空間關系，實現監測數據與模型的實時映射，要求模型開發與設備本體結構一致。

套

1

1.3

研究報告

完成水輪發電機組設備（水輪機、發電機、變壓器、GIS、進水口閘門）運行狀態正采集樣本報告1份，形成大型水電站機組光纖偵聽監測技術研究報告1份。

份

2

1

現地采集裝置

1.1

聲紋集采裝置

1. 靈敏度:-48dB-66dB;

2. 信噪比:不低于65dB;

3. 頻帶范圍20Hz-20kHz,≥20kHz;

4. 采樣頻率:16K、24K或48K;

5. 防護等級:IP67;

6. 工作環境:-40攝氏度至65攝氏度;

7. 供電方式:DC12V或POE供電。

臺

52

聲紋采集裝置布置于快速閘門系統4臺；GIS室4臺、主變系統8臺；廠高變系統2臺、勵磁變系統2臺；直流系統4臺；水輪調速系統8臺；發電機系統8臺；蝸殼、尾水進人門2臺；機組技術供水系統8臺；公用系統2臺。

具體點位安裝根據現場實際做出調整

1.2

分布式感測光纖裝置

1. 光纖聲紋傳感長度：≤10KM；

2. 數據采樣AD頻率：100MHZ；

3. 全線采樣周期：2000--40000HZ；

4. 檢測空間分辨率：4m至16m；

5. 頻響范圍：2hz--20000hz；

6. 支持光纖型號：單模光纜；

7. 光纖需求數量：1芯；

8. 聲音感應靈敏度：應變靈敏度優于0.1納應變(ne)

9. 設備噪聲性能：噪聲優于0.05nε/√(Hz)@10Hz

10. 傳感點定位方式：查分定位與相干解調結合聲紋分析自動報警；

11. 音頻解析模式：實時音頻流；

12. 聲音存儲模式：wav；

13. 采集方式：連續采集；

14. 實時聽音點位置：界面可調；

15. 設備時鐘同步：Ntp服務時間同步優于秒；

16. 提供公安部實驗室檢測報告。

臺

12

分布式感測光纖裝置布置于碳刷支架1臺；大軸補氣管1臺；上機架支臂1臺；定子機座1臺；機組技術供水系統1臺；推力軸承1臺；調速系統1臺；水輪機頂蓋1臺；水導軸承1臺；蝸殼進人門1臺；

上游錐管進人門1臺；尾水管進人門1臺。

具體點位安裝根據現場實際做出調整

2

現場側設備

2.1

聲光纖分析一體機

1. 支持系統：銀河麒麟等國產操作系統；

2. 展現模式：B/S；

3. 電源電壓：220V；

4. 設備高度：2.5U標準機箱；

5. 數據傳輸方式：千兆網卡(TCP/UDP)；

6. 功率：不低于120W；

7. 處理器性能：國產CPU；

8. 存儲介質性能：國產2TB硬盤外置USB3.0接口；

9. 抗干擾性能：不受電磁、射頻、雷達等干擾，可防靜電和雷擊，具耐腐蝕性；

10. 設備工作溫度：-20攝氏度~50攝氏度；

11. 設備工作濕度：5%~95%；

12. 穩定性：不低于168h；

13. 國產品牌，支持自主可控，CPU、LSW（SW）為國產芯片，并提供電力領域國家級實驗室檢測報告。

臺

1

安裝至副廠房二次盤室

2.2

采集邊緣計算網關一體機(包含聲紋分析引擎)

1.功耗；低功耗模式低于0.3W

通信模塊電流：≤80mA

2.整機工作電流：≤200mA;

3.CPU:RK3568,四核1.8G4G+64G;

4.GPU：Mali-G52高性能GPU；

5.網口：≥1個RJ45,10M/100M/1000M自適應以太網口；

6.音頻輸入接口類型：4路4芯航空頭；

7.工作溫度：-20攝氏度~+70攝氏度；

8.存儲溫度：-40攝氏度~+70攝氏度;

9.操作系統：Ubuntu20.4;

10.輸入幅值：≥2.5Vpp;

11.支持SATA擴展存儲：≥2TB硬盤；

12.電源輸出：適配采集頭供電；

13.抗雷擊保護、電源極性反轉保護、靜電防護等；

14.防爆等級要求：ExdbⅡCT6Gb并提供相應防爆認證；

15.國產品牌，支持自主可控，CPU、LSW（SW）為國產芯片，并提供電力領域國家級實驗室檢測報告。

臺

13

按照實際需求安裝于水輪機層、發電機層、變壓器室、GIS層、進水口閘門室等位置。

2.3

接入交換機千兆(接入層交換機)

1.接口：≥8個1000M自適應電口:≥2個千兆SFP光口；

2.工作電源AC220V,1+1冗余電源

3.交換機須選擇國產品牌

臺

10

2.4

前端機箱

掛壁式（尺寸按現場需求定制）顏色為RAL7032，厚度不小于1.5mm

個

13

按照實際需求安裝于水輪機層、發電機層、變壓器室、GIS層、進水口閘門室等位置。

3

系統后臺設備

3.1

聲紋云引擎服務器(包含聲紋分析引擎)

1.支持系統：銀河麒麟、統信等國產操作系統；

2.型式：機架式；

3.CPU：國產X86架構CPU，核心數≥16核，主頻≥2.5GHz，三級緩存≥32MB；

4.內存：不小于128GDDR4；

5.硬盤：不小于2*2TB；

6.固態硬盤：不小于512G；

7.接口：不少于4個千兆網口、4個USB口、2個RS485/232串口；

8.顯示器：機架式液晶顯示器，分辨率1920*1080；

9.存儲器的數據存儲至少保留1年且應帶保護裝置，防止和避免因電源或不正確操作造成信息丟失和改變；

10. 國產品牌，支持自主可控，CPU、LSW（SW）為國產芯片，國產操作系統，并提供電力領域國家級實驗室檢測報告。

臺

1

放置于主設備服務器屏柜

3.2

核心交換機

1. 可支持交換容量≥336Gbps;

2. 包轉發率≥108Mpps;

3. 主控槽位數量≥2個，業務插槽≥3個;

4. 支持電源、主控冗余;

5. 支持RIP/0SPF/VRRP,IPv6,VLAN,流量控制，ACL,QoS,端口鏡像環網RRPP/ERPS、支持SNMPV1/V2c/V3；

6. 接口：≥4個千兆光口，≥24個千兆電口。

7. 交換機須選擇國產品牌

臺

1

放置于主設備服務器屏柜

3.3

主設備服務器屏柜

1.標準網絡機柜

2.屏柜尺寸：深1000×寬800×高2260mm

3.屏柜帶2套PDU插座（8位）

4.盤內配有獨立控制電源，自帶風扇散熱功能

5.屏體采用柜式結構，前后開門；柜門采用內嵌式，前門為單開門，后門為雙開門，屏頂正、反面安裝節能照明燈，開門自動亮燈

6.屏體表面涂復層：屏體表面涂復層為噴塑，顏色為RAL7032

個

1

立于副廠房二次盤室

3.4

工作站

1.電腦主機須為國產品牌

2.型式：臺式，配置國產X86架構CPU（核心數≥16核，主頻≥2.5GHz，三級緩存≥32MB）/32G內存/獨立顯卡/2T固態硬盤

3.操作系統為國產

4.帶27寸4K液晶顯示器（16:9）

套

1

放置于后方中控室

4

輔材

4.1

分布式感測光纖

單模

米

10000

4.2

音頻線(帶屏蔽)

國標RVV3*1.0

米

2600

4.3

電源線

國標RVV2*1.0

米

1000

4.4

六類網線

UTP-6E

米

1000