2019年度辽宁省科技奖励申报项目公示

项目名称

面向智慧城市的电网侧智能物联关键技术及应用

提名者

大连市科学技术局

提名意见

该项目提名材料齐全、规范，符合辽宁省科学技术奖提名条件。

该项目主要研究的技术内容为：提出中心时间序列的动态求解方法，对电网侧进行实时动态解析与在线评估；提出电力应急抢修远程通信方法和调度自动化技术，研究虚拟机进程监控方法，实现电网侧智能监控与动态运维；提出子空间谱聚类的攻击识别与特征去冗余技术，实现电网侧信道自动检测和防御；创建多层异常检测与中断信息处理理论，维护正常用电秩序；提出粒迁移学习人工智能理论，助力电网侧数据的在线分析和辅助决策；提出面向社交网络的数据保护技术，精确有效地保护用户用电行为；搭建完整的电网侧智能物联综合信息管控平台，提出跨资源安全访问技术，实现云数据高速、安全的实时交互；提出分布式图计算系统数据切分与网络资源分配方法，促进整体资源高效利用。项目总体技术达到了国内先进水平，其中粒迁移学习等理论达到了国际先进水平。该项目在辽宁省、浙江省等供电公司全面实施应用，取得了显著成效。项目成果具有良好的可推广性和可移植性，可以拓展到其他网省公司、直属单位，全面提升电网侧智能物联的综合管控水平，带来显著收益。同时，该项目相关技术衍生出的实体产品，被广泛地推广和部署到交通、医疗等领域，进一步提升项目总体收益。为全面推进国家电网公司智能物联建设和国家智慧城市建设做出极大的贡献。

综上，提名该项目为2019年度辽宁省科学技术进步奖一等奖。

项目简介

大数据时代下，国家提出以物联网与人工智能技术为核心，不断推进现代化的国家治理体系和能力，实现精细化和动态化的城市管理，全面推进智慧城市建设。本项目从电网侧出发，旨在全面推进电网侧智能物联建设，大幅提高电网侧智能物联管控质量，深化国家电网在智慧城市建设中的关键性作用。

本项目组成了一个产学研用为一体的创新团队，将在研成果与电网侧实际情况相结合，积极研发新技术、新理论，解决电网侧存在的数据结构复杂、运维困难、无法适应大数据环境等问题，并建成了一个高度集成的电网侧智能物联综合信息管控平台，实现电网侧的实时监控、故障隔离、信道安全保护、异常检测、智能辅助决策，跨资源安全访问等。

本项目主要工作和创新性如下：

1、提出了中心时间序列的动态求解方法，重新定义时间序列的动态匹配距离公式，对电网侧进行实时动态解析与在线评估；提出了电力应急抢修远程通信方法和调度自动化技术以及虚拟机进程监控方法，实现电网侧自动化监控和动态运维，为智慧城市的安全稳定发展提供强力保障。

2、提出了子空间谱聚类的攻击识别与特征去冗余技术，创新性地将词-向量转化模型归化于多聚模型，实现电网侧信道自动检测和防御，为电网侧信道安全保驾护航；创建多层异常检测与中断信息处理理论，构建防窃电模型，维护正常用电秩序，从战略上为安全可靠的电网侧智能物联网和智慧城市建设提供强力技术支撑。

3、提出了粒迁移学习人工智能理论与最优迭代技术，将粒计算引入智能电网物联终端产生的数据子结构中，对电网侧运行行为进行实时描述、浮现和解析，为电网侧数据的在线分析和辅助决策提供技术支持；提出面向社交网络的数据保护技术，精确有效地保护用户用电行为，实现智慧城市低碳高效，绿色科学的可持续发展。

4、搭建了完整的电网侧智能物联综合信息管控平台，提出跨资源安全访问技术，通过属性代理证书实现云数据高速、安全的实时交互。提出分布式图计算系统数据切分与网络资源分配方法，促进整体资源高效利用，实现电网侧信息共享化和平台化，打破智慧城市建设中的信息壁垒，优化资源配置，引领智慧城市发展新常态。

项目成果目前已在辽宁、浙江等地全面覆盖应用，节约企业动态运维成本，电能占终端能源消费比重提高到20.9%，减少电网侧电力传输故障消耗231786kWh，线损率降低2.4%；同时实现了电能的高效利用，节约标准煤7800吨，粉尘、二氧化碳等污染物的排放减少23000吨。且由相关技术整合形成的具体产品，已推广到了船舶、交通等领域，间接收益已达100余亿元，起到了“智慧城市”领域建设中的领头羊作用。

项目取得授权知识产权81项（其中发明34项，新型发明专利23项，软件著作权24项），发表论文258篇(其中SCI检索118篇)，出版学术专著4部，总他引9780次，单篇论文最高SCI他引261次，实现了从核心技术-成果转化-工程实践-理论突破的全过程创新，总体技术达到国内领先水平，粒迁移学习等部分理论达到国际领先水平。

客观评价

国网辽宁省电力有限公司学术委员会组织召开了“面向智慧城市的电网侧智能物联关键技术及应用”项目科技成果鉴定会，学术委员会一致认为：项目构建了集电网侧智能监控与故障修复、电网侧信道安全保护、防窃电分析模型、粒迁移学习数据分析理论、跨资源安全访问以及网络资源动态分配于一体的电网侧智能物联综合信息管控平台，项目整体技术达到国内领先水平，其中时间序列分析、粒迁移学习等理论达到国际先进水平。

（1）经国家网络与信息安全系统安全产品质量监督检验中心、公安部计算机信息系统安全产品质量监督监测中心、公安部信息安全产品检测中心测试，应用本项目产生的产品RHZZ工业防火墙符合《信息安全技术防火墙安全技术要求和测试评价方法GB/T 20281-2015》中基本级、《信息安全技术通用渗透测试检测条件JCTJ 005-2016》相关条款所述条件。

（2）经中国软件测评中心测试，应用本项目产生的产品网络边界安全巡逻系统运行稳定，操作简便，达到了相关质量要求和评价的标准。

（3）经中国赛宝实验室测试应用本项目产生产品基于模拟态的终端安全监测系统包含功能性、易用性两大特征，可以有效进行攻击监测等功能。

（4）经工业和信息化部电子第五研究所中国赛宝实验室和宁博赛宝信息产业技术研究院有限公司检测，应用本项目产生的电力终端网络异常监控装置符合测试标准，检测合格。

（5）经中国赛宝实验室测试，应用本项目产生产品电力终端网络异常监控装置应用软件包含功能性、信息安全性、可靠性和易用性等特征，实现了智能网络异常检测、安全检测等功能

（1）2015年5月27日，由赵晓哲院士担任组长的验收专家组，对“新世纪优秀人才支持计划”项目“认知计算”进行项目验收，认为该项目成功研究包含时间序列、知识抽取等认知计算相关理论，并与实际应用相结合，评为优秀科学研究成果。

（2）2015年12月10日由国网抚顺供电公司总工程师张运山担任组长的验收专家组，在验收应用本项目云数据高速、安全实时交互等技术的国家电网公司科技项目“移动互联网技术在供电服务中的应用研究”时，认为该项目对电网侧智能监控服务进行了优化，实现了用户数据分析等服务，完成了合同规定的研究内容，实现了电网侧运行状态的智能监控与故障自动化修复。

（1）IEEE fellow、多个国际著名期刊副主编、ASME、CSME fellow，Yang Shi等人在国际知名期刊IEEE/ASME TRANSACTIONS ON MECHATRONICS上指出，我们提出的智能控制策略是一种可以同时处理不确定性、非线性和实时干扰问题的有效方法；

（2）国防科技大学一级教授金士尧在《计算机学报》发表的论文中指出我们提出的智能算法对认识、设计和控制应用于大规模系统中的多智能体宏观行为的涌现意义非常大；

（3）北京科技大学计算机与通信工程学院副院长、计算机与通信工程学院实验中心主任、多次承担国内重大项目的张晓彤教授在其发表的论文中肯定了我们的工作，大量引用了我们提出的有关调度问题的关键学术用语和基础理论；

（4）哥伦比亚大学讲座教授、IEEE fellow、APEBC金牌、IEEE温哥华分校百年奖和UBC基拉姆研究奖获得者Victor C. M. Leung在Engineering领域排名第一的著名国际期刊IEEE Communications Surveys and Tutorials中发表的论文里指出了我们成功借助嵌入在移动设备中的多个感测模型和上下文计算能力获得了位置、温度、移动速度等空间感测数据。

（5）国际知名学者、中国机械工程学会机械设计分会理事、哈尔滨工业大学（威海）副校长钟诗胜在其论文中肯定并引用了我们在中心时间序列问题中的研究基础理论“欧几里德距离可能导致信息丢失，并且两个性能时间序列的区分度可能会被放大”

（6）国际工程研究与科学技术期刊的主编及多个工程期刊的编辑委员会、国际知名学者Xing-Gang Yan在国际知名期刊IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS上指出我们提出的智能控制方法具有自学习、自适应和自组织的特点，可以成功应用于工业之中。

推广应用情况

本项目完成了面向智慧城市的电网侧智能物联关键技术及应用的研究，集成和融合了生产管理系统、电网侧自动化系统、电网侧运行状态动态解析、电网侧信道安全管理系统、电网侧大数据智能决策、电网侧智能物联综合信息管控平台等系统资源，实现了电网侧整体基本概况、电网侧运行分析、电网侧故障隔离等功能模块，节约了电网侧运营维护成本，具有极高的推广和应用价值。项目在全国取得了良好的示范应用效果，部分理论技术衍生出实际产品被广泛的推广应用到全国各地，如应用本项目产生的网络边界安全巡逻系统(NBSPS)，被应用到各大公司内部网络系统中，可以有效对网络边界设备安全策略进行检查、审计和优化，帮助用户提升安全策略审计与合规性检查的效率，使网络边界真正实现隔离防护和访问控制的功能。应用本项目产生的睿航至臻工业防火墙采用安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证和综合监控的方法，按照工业系统三层架构二层防护的理念，以实现我国电力、石油石化、铁路等国家关键基础设施的工业控制系统内部分层分域的安全防护，提高安全等级，更好的满足合规性的要求。该项目相关理论、技术还被广泛推广到医疗、船舶、交通等领域，都取得了良好的应用示范效果。

主要知识产权和标准规范等目录（不超过10件）

知识产权（标准）类别

知识产权（标准）具体名称

国家

（地区）

授权号（标准编号）

授权（标准发布）日期

证书编号

（标准批准发布部门）

权利人（标准起草单位）

发明人（标准起草人）

发明专利（标准）有效状态

发明专利

一种电力应急抢修远程通信方法及系统

中国

201410125814.8

2018-4-3

2868857

国家电网公司；南京南瑞集团公司；国网辽宁省电力有限公司大连供电公司

刘柱；欧清海 李祥珍；周子冠；王海军；夏方；杨万清；栾敬钊；夏元斗

有效专利

发明专利

一种基于多源报警日志安全事件特征分析的去冗余方法

中国

201510540435.X

2017-07-14

2551337

国网浙江省电力公司；国家电网公司；国网浙江省电力公司信息通信分公司

姚一杨；张彩友；戴波；叶伟静；卢新岱；梅峰；黄慧；邬秀玲；高强；张旭东

有效专利

发明专利

基于联邦中心的跨资源池资源安全访问方法与系统

中国

201010592134.9

2013-12-25

1327699

北京航空航天大学

李建欣；沃天宇；李岑；李博

有效专利

发明专利

一种调度自动化主备系统间模型正确性校验的方法

中国

201410366359.0

2017-07-14

2594092

国家电网公司；国网浙江省电力公司信息通信分公司；国网浙江省电力公司；国网电力科学研究院；江苏瑞中数据股份有限公司；国网浙江省电力公司电力科学研究院

赵裕啸；梅峰；周升；李贤慧；施永益；陈建；戴波；孔晓昀；金文德；王志强；季胜鹏；唐胜；田辉；严钊；王飞军；陈军

有效专利

发明专利

虚拟机进程监控方法和装置

中国

201310485094.1

2016-04-06

2013962

北京航空航天大学

李博；李楠；崔磊；李建欣；邰振赢

有效专利

发明专利

中断信息的处理方法、虚拟机监控器及中断控制器

中国

201410245858.4

2019-03-19

2385974

华为技术有限公司 北京航空航天大学

李博

有效专利

发明专利

一种棒材的计数方法

中国

201510273892.7

2018-4-13

2883823

大连海事大学

刘洪波；王明明；戴光耀；李天成

有效专利

发明专利

面向社交网络的数据保护方法及系统

中国

201410194341.7

2017-06-06

2504866

北京航空航天大学

李建欣；杨博睿；刘晟丽；武南南；李博；吴涛

有效专利

发明专利

分布式图计算系统数据切分方法和系统

中国

201410496089.5

2017-11-03

2872687

北京航空航天大学

李博；宋骐；李建欣；于伟仁

有效专利

发明专利

虚拟机网络资源分配方法及装置

中国

201210476239.7

2015-09-09

1780788

北京航空航天大学

沃天宇；兰博；李博；杨晓宇

有效专利

完成人情况

1.刘洪波：第1完成人，教授，工作单位和完成单位均为大连海事大学。对项目创新点1、3、4做出了创造性贡献。设计项目的总体技术方案，负责面向智慧城市的电网侧智能物联关键技术及应用的整体研发与设计工作，同时就时间序列模式发掘、粒迁移学习等主要理论的研究上为项目给出指导性研究方向。

2.栾敬钊：第2完成人，高级工程师，工作单位和完成单位均为国网辽宁省电力有限公司大连供电公司。对创新点1、4做出重要贡献。负责协调国网辽宁省电力有限公司大连供电公司各项工作，参与快速故障定位与修复法，主持大数据存储架构、家庭能源管理控制智能主机等。

3.李博：第3完成人，副教授，工作单位为北京航空航天大学，完成单位为北京航空航天大学和北京睿航至臻科技有限公司。对创新点2、4做出重要贡献。负责面电网侧信道安全防护理论研究与应用，同时在电网侧智能物联综合信息管控平台建设过程中提出跨资源域的安全访问技术。

4.杨万清：第4完成人，教授级高工，工作单位和完成单位均为国网辽宁省电力有限公司大连供电公司。对创新点1、4做出重要贡献。负责统筹国网辽宁省电力有限公司大连供电公司相关工作，参与快速故障定位与修复法，主持电网侧大数据平台与大数据存储架构、家庭能源管理控制智能主机等。

5.乔林：第5完成人，高级工程师，工作单位和完成单位均为国网辽宁省电力有限公司。对创新点对创新点2做出重要贡献。参与电网侧大数据传输安全保护技术，同时参与数据安全访问的研究和工程应用。

6.戴波：第6完成人，高级工程师，工作单位和完成单位均为国网浙江省电力有限公司。对创新点2、4做出重要贡献。参与电网侧大数据传输安全保护技术，同时参与电网侧智能物联服务器支撑平台搭建以及数据安全访问的研究和工程应用。

7.王跃东：第7完成人，正高级工程师，工作单位和完成单位均为国网辽宁省电力有限公司大连供电公司。对创新点1、2做出重要贡献。参与研发电网侧通信信号高效传输和电网侧大数据传输安全保护技术，实现电网侧数据安全管控。

8.牛明珠：第8完成人，高级工程师，工作单位和完成单位均为国网辽宁省电力有限公司大连供电公司。对创新点4做出重要贡献。参与研发电网侧智能物联综合信息管控平台，以大数据云计算技术为核心，实现电网侧数据统一管控。

9.徐文：第9完成人，副总经理，高级工程师，工作单位和完成单位均为国网辽宁省电力有限公司大连供电公司。对创新点3做出重要贡献。研制电网侧智能物联终端转换设备，保证高速便捷的电网侧智能物联终端转换，对项目创新点3做出突出性贡献。

10、牟大勇：第10完成人，副总经理，高级工程师，工作单位和完成单位均为国网辽宁省电力有限公司大连供电公司。对创新点4做出创造性贡献。电网侧智能物联安全高效的发电系统接入设备进行研究。

完成单位

及创新推广贡献

1.国网辽宁省电力有限公司：第1完成单位，国网辽宁省电力有限公司大连供电公司是项目的主要承担企业，对电网侧智能物联关键技术进行深入研究，提出了项目的解决思路，确定了项目整体技术路线，联合其他单位共同完成项目关键技术的研究与攻关。国网辽宁省电力有限公司大连供电公司组织、监督本项目的实施，为项目提供人力、财力与工程应用支持，负责了电网侧数据通信设备的研发、数据传输系统的构建方面的主要工作。负责了各物联移动终端的研发、基于电网侧智能物联管控平台等项目的需求分析、方案设计和研发工作，对项目提供了协同开发和工程应用支持，对项目整体起到了重要作用。

2.大连海事大学：第2完成单位，大连海事大学作为主要科研单位，承担项目主要理论研究，提出了时间序列模式发掘和粒迁移学习算法，构建了电网侧在线综合指标评估体系；攻克了跨业务系统融合技术，构建了融合生产管理、调度自动化、电网侧自动化等系统的集成统一应用平台。同时，在本项目中，大连海事大学还负责总体组织协调、工程应用部署，对项目整体起到了决定性作用。

3.国网浙江省电力有限公司：第3完成单位，国网浙江省电力有限公司作为项目的完成单位与成果主要应用单位，负责电网侧智能监控服务的多业务系统融合分析，提出电网侧自动化系统、抢修控制系统的一体化运维方案，负责电网侧运行监控系统的构建，参与电网侧大数据处理方案的研究，承担项目在浙江地区的示范推广应用。在本项目中，重点负责整个项目的设计、理论研究、项目成果应用，对项目整体起到了主要作用。

4.北京航空航天大学：第4完成单位，北京航空航天大学作为项目的完成单位，主要负责电网侧信道安全保护技术的研究与工程应用，同时参与电网侧智能物联综合信息管控平台搭建过程的安全访问部署。负责电网侧信息安全系统的需求分析和方案设计，研发了信道攻击识别技术，对项目提供了协同开发和工程应用支持，对项目整体起到了重要作用。

5.北京睿航至臻科技有限公司：第5完成单位，作为本项目主要应用研究平台，参与大数据云平台跨资源安全访问技术的研究与具体工程应用，同时负责信息安全保护服务器的部署。参与制定项目的实施方案，为项目的应用奠定了坚实的理论基础。

完成人合作关系说明

本项目第一完成人刘洪波教授为大连海事大学计算机科学与技术学科带头人、博士生导师，确定了项目整体技术路线，并与国网辽宁省电力有限公司大连供电公司共同确定项目具体实施方案，共同为项目的施展提供人力、财力与工程应用支持，与大连供电公司的经理杨万清共同合作完成数据挖掘理论研究，为高效的数据分析与大数据平台搭建提供技术支持，共同发表论文：Multi-knowledge Extraction algorithm using group search optimization for brain dataset analysis等。同时，杨万清、栾敬钊、王跃东、牛明珠、徐文、牟大勇皆为大连供电公司成员，针对本项目共同合作研究多项论文、专利等，如：经理杨万清和栾敬钊合作完成电力应急抢修远程通信研究，为电网侧安全稳定传输打下坚实的基础，共同获得发明专利：一种电力应急抢修远程通信方法及系统等，在电网侧智能物联终端的研究过程中，栾敬钊和杨万清联同徐文共同研制电网侧智能物联终端转换设备，保证高速便捷的电网侧智能物联终端转换，共同获得专利：多功能USB端口转换器等。乔林与戴波合作完成国家电网公司总部科技项目“电网核心业务可信身份认证关键技术研究”。栾敬钊与牟大勇，就电网侧智能物联安全高效的发电系统接入设备进行研究，共同获得专利：小型分布式光伏发电系统接入设备等。为保证电网侧智能物联视频监控的灵活性，杨万清与王跃东共同研制电网侧智能物联终端监控装置，共同合作获得专利：履带式可移动摄像监控装置等，同时，杨万清与王跃东、牛明珠共同研究电网侧智能物联高速信号传输方法，获得专利：一种上行信号方法等。

同时，刘洪波老师与北京航空航天大学副教授、北京睿航至臻科技有限公司法人李博共同合作，委任其负责电网侧信息安全系统的需求分析和方案设计，与之共同研发信道攻击识别技术，为智能电网侧关键技术的建设保驾护航。共同合作发表论文：Survival Density Particle Swarm Optimization for Neural Network Training。李博还与国网浙江省电力有限公司戴波进行了深度合作，双方共同实现了电网侧智能监控服务的多业务系统融合分析，制定了电网侧自动化抢修控制方案，合作完成大数据平台的跨资源安全访问技术理论研究，共同合作发表论文：SecTube: SGX-based Trusted Transmission System等。