摘要：国网邯郸供电公司以北斗卫星导航技术为核心，深度融合物联网、人工智能、边缘计算等技术，构建 了覆盖供电所数字化转型、工业负荷柔性调控、小水电联测联调等多场景的智能管控体系，实现了电网管 理从“传统人工”向“数字化、可视化、智能化”的跨越式升级。技术难度与水平：多
申报单位：国网河北省电力有限公司邯郸供电分公司
联合申报单位：
主要完成人：胡松旺、田向阳、赵劭康、王鹏、柴守亮、赵晓伟
一、案例简介
国网邯郸供电公司以北斗卫星导航技术为核心，深度融合物联网、人工智能、边缘计算等技术，构建 了覆盖供电所数字化转型、工业负荷柔性调控、小水电联测联调等多场景的智能管控体系，实现了电网管 理从“传统人工”向“数字化、可视化、智能化”的跨越式升级。技术难度与水平：多源定位融合，首创 “室外北斗定位+室内UWB定位+智能摄像头补充定位”三位一体精准定位系统，解决了复杂环境下人员 与设备的高精度定位难题，定位精度达厘米级。图像识别与北斗短报文集成，在无公网区域，通过图像识 别技术自动解析仪表数据，结合北斗短报文实现分钟级数据传输，突破偏远地区小水电“盲调”瓶颈。三 维地图与数字孪生，基于北斗技术构建供电所三维地图模型，集成实时数据流(业务、健康、安全),实 现虚拟与现实世界的动态映射，技术水平达到行业领先。
二、技术方案
1、关键技术体系架构：本项目架构分为感知层、传输层、平台层、应用层。
1)感知层：一是北斗/UWB融合定位系统，室外采用北斗三代高精度定位模块(B3频段，精度达厘 米级),室内部署UWB锚点，结合智能摄像头视觉SLAM算法实现无感切换定位。二是智能传感终端，
供电所部署温湿度、烟雾传感器及人员健康监测手环；小水电侧安装工业级摄像头(1080P/30fps)及末端 集中器(集成NPU算力5TOPS)。
2)传输层：传输硬件设施采用双模通信网络，供电所采用5G专网+LoRaWAN混合组网，小水电通 过北斗RDSS短报文传输数据，支持自定义压缩编码。
3)平台层：数字孪生引擎，基于Cesium框架构建供电所三维地图，融合BIM与GIS数据，支持动 态加载LOD模型；边缘智能平台，部署KubeEdge边缘计算框架，实现仪表图像识别模型的容器化更新。
4)应用层：开发微服务化应用系统，包含安全管控、健康监测、负荷预测等模块，支持WebGL可视 化大屏与移动端H5双端交互。
2、融合应用技术
1)多源定位数据融合：采用联邦卡尔曼滤波算法，融合北斗/GNSS、UWB TOF测距、摄像头视觉特 征点数据，实现全域定位误差≤15cm。
2)AIoT协同计算：在供电所部署边缘服务器(NVIDIA Jetson AGX),运行轻量化ResNet18模型， 实时分析20路摄像头数据，延迟控制在200ms内。
3)北斗短报文增强协议：自定义RDSS扩展协议栈，增加CRC32校验与分片重组机制，确保小水电 数据包完整率≥99.9%。
3、规模部署方案
1)供电所试点：第一阶段，完成3个供电所三维建模与200个UWB锚点部署，配发50台北斗智能 安全帽(集成心率监测功能)。第二阶段，部署AI巡检机器人(搭载Livox MID-70激光雷达),实现设备 状态自动识别与定位轨迹优化。
2)小水电覆盖：首批部署3座无公网水电站，每站配置2台AI摄像头+北斗通信终端(华力创通 HTD1000),建立县级监管中心(接入能力≥500节点)。
3)成本优化：采用硬件国产化方案(UWB芯片使用Decawave DW3000),单点定位成本降低40%。
4、运维管理设计
1)智能运维系统：搭建Prometheus+Grafana监控平台，实时显示北斗终端在线率、短报文吞吐量等 50+指标，异常自动触发工单系统。
2)安全防护体系：数据传输采用SM4国密算法加密，平台侧部署零信任架构，实现设备-用户-数据 三重身份验证。
3)容灾备份机制：建立北斗/GPS双模冗余定位通道，关键数据异地三副本存储(华为云OBS+本地 私有云),RTO
三、创新亮点
1)构建供电所三维地图模式，形成真实反映供电所电力资源及其周边环境时空的数字化世界，搭建 虚拟世界和现实世界连接的纽带。
2)利用北斗技术实现供电所安全生产区域化管理，将供电所分成营业区、办公区和生产区，通过电 子围栏加智能摄像头图形识别实现不同人员的安全管控。
3)依托三维地图实现办公业务信息流图形化显示、员工身体健康信息流实时化显示，人员安全管理 信息流轨迹化显示，通过在虚拟世界3种信息流整合实现供电所管理数字化提升。
4)在控制柜前安装高清摄像头自动采集仪表盘电流、电压、频率、功率等图像信息，通过末端集中 器机器学习算法智能识别详细参数，以数字信号传送至北斗信号发射端。
5)将数据信息以北斗短报文RDSS协议编码，通过卫星链路传送至指定接收端，实现无公网区域电 网信息通信。
6)试点搭建小水电集中监控、统一分析、辅助研判的智能化微应用，实现小水电运行状态分钟级监 控，结合历史数据和模型算法，以部分试点水电数据预测整县水电负荷。
来源：筑梦北斗领航前行
