智慧型全景系統

智慧型全景系統是指針對某種可觀測的現實物理系統，進行實時狀態感知且全景模擬的虛擬同步智控系統。智慧型全景系統主要包含全息狀態感知、全態量化評估、全程精準控制、全域智慧型互動四大核心基本功能，實現物理系統的實時態勢智慧型評估與精準協同控制。

基本介紹

• 中文名：智慧型全景系統
• 外文名：Intelligent Panoramic System（IPS）
• 適用領域：智慧型電網、智慧型交通、智慧型物流、智慧城市等
• 所屬學科：系統科學、複雜網路、最佳化控制

基本概念

國家電網有限公司張曉華高級工程師（教授級），於2019年在中國電機工程學報發表了《智慧型全景系統概念及其在現代電網中的套用體系》期刊論文，首次提出了智慧型全景系統概念。文中指出，智慧型全景系統(Intelligent Panoramic System，IPS)是指針對某種可觀測的現實物理系統，進行實時狀態感知且全景模擬的虛擬同步智控系統。智慧型全景系統主要包含全息狀態感知、全態量化評估、全程精準控制、全域智慧型互動四大核心基本功能，實現物理系統的實時態勢智慧型評估與精準協同控制。

智慧型全景系統

核心內涵

全息狀態感知，主要採用先進的智慧型採集終端和信息通訊技術，獲得真實物理系統全面的不同時間尺度運行狀態信息、不同層級監控系統狀態信息以及相關的結構化和非結構化社會環境信息等。

全態量化評估，主要針對真實物理系統當前運行狀態(實時態)、各種可能出現的潛在擾動事件(預想態)以及未來演變趨勢(未來態)三種典型狀態，分別進行綜合安全水平、機率風險及演變趨勢的精細化量化評估，以便對真實物理系統綜合運行安全指數深刻洞察。

全程精準控制，主要針對真實物理系統正常運行狀態、發生某種異常事件以及事件後恢復的三種典型演變全過程，分別開展以經濟性為目標的預防控制、以安全性為目標的緊急控制，遏制事件影響範圍的進一步。對於造成巨大影響範圍的嚴重事件，需要進行科學、合理的恢復控制。同時，針對全過程高精度實時測量信息，實現不同時間尺度和不同目標的精準化廣域協同控制。

全域智慧型互動，主要面向真實物理系統的科研、規劃、分析、運維和管理人員，充分利用先進的虛擬現實、電子沙盤、組態推演、多屏互動、語音互動等多元化互動技術，可在多種區域空間，實現不同運行場景和不同時間尺度的人、機、物、環、數融合與智慧型互動。

智慧型全景系統，主要指在全息狀態感知、全態量化評估、全程精準控制、全域智慧型互動基礎上，通過空間地理信息與狀態評估信息的疊加及展示技術，建立一個與現實物理系統動態運行實時同步的虛擬靶向系統。該靶向系統能夠直觀展現真實物理系統更加科學、合理、最佳化的目標狀態和控制途徑，實現真實物理系統的智慧型評估與科學決策。

系統建設

智慧型全景系統建設，主要依託先進信息通訊、晶片、網際網路、物聯網、邊緣計算、大數據、雲計算、人工智慧等技術建設和運行，實現真實物理空間、數字信息空間和人類社會空間的深度融合與實時互動，構建人、機、物、環、數等要素相互映射、適時互動、高效協同的時空立體賦能體系。

系統建設

智慧型全景系統，可全面反映真實物理系統的實時與未來運行態勢，實現智慧型推演與決策，既是真實物理系統的虛擬鏡像，又是現實物理系統的真實反映。該系統為真實物理系統的運行最佳化、安全控制、事故處置和持續改進提供虛擬現實場景和靈活處置手段，極限提高真實物理系統的可觀性、可控性和可塑性，尤其對複雜系統而言，是不可或缺的重要可視平台和深度剖析工具。

典型案例

在智慧型全景系統理念的指導下，智慧型全景電網是智慧型全景系統的典型行業案例。智慧型全景電網主要以互聯大電網為核心，以信息流和能量流為紐帶，以大數據和人工智慧為支撐，集成先進的多源信息感知、時空大數據平台、量化態勢評估、精準協同控制、漸進智慧型進化、自然人機互動等功能，實現互聯大電網能源供需的實時匹配、動態最佳化、安全防禦、系統自治、智慧型回響和高效服務。在大數據、人工智慧時代，智慧型全景電網必將成為智慧型能源網際網路發展新形態。

智慧型全景電網主要面向調度運行人員，同樣具備全息狀態感知、全態量化評估、全程精準控制和全域智慧型互動四大核心頂層套用功能。

智慧型全景系統

全息狀態感知，主要包含電網發、輸、配、用、儲各環節設備級層面的狀態信息及其監控系統運行狀態的實時感知，與電網直接或間接關聯的環境信息感知等。

全態量化評估，採用仿真分析和信息驅動兩種模式相結合，實現電網在不同時間尺度、空間尺度下的不同穩定問題(靜態、動態、暫態等)安全穩定態勢量化評估。

全程精準控制，針對電網實際運行及故障演變過程，採用故障前以經濟性為主導的最佳化預防控制、故障中以安全性為主導的緊急協同控制和故障後恢復控制，確保電網真實運行場景下的全過程安全經濟運行。

全域智慧型互動，主要面向各級調度指揮中心的調度運行人員，充分利用先進的地理信息引擎和可視化渲染技術，實時、同步、直觀展示電網最佳化的目標靶向系統。

未來展望

隨著5G基站、大數據、人工智慧等新型基礎設施建設的全面啟動，信息化、網路化、數位化、智慧型化成為萬物互聯社會發展新形態，人類社會逐步進入數字經濟和智慧型經濟的新時代。

張曉華教授提出的“智慧型全景系統”概念，來源於智慧型電網調控大腦並抽象、擴展和升華，適應於社會各類具有複雜巨型工業物聯網形態的領域，如智慧型交通、智慧物流、智慧農業、智慧教育、智慧醫療、智慧城市等。尤其，智慧型全景電網有關的科研及示範工程建設，可為其他工業物聯網形態的行業，實現信息驅動的運行態勢智慧型評估和精準協同管控提供理論參考及工程經驗。

智慧型全景系統概念的提出，可為人類社會實現生態化、數位化、系統化、智慧型化現代治理和運維體系提供全新的引領性理念，推動系統論、協同論及控制論的新理論體系發展和重大示範工程建設。