指导价格：5999元

成果描述：本实用新型公开了一种基于多传感器信息融合的小型巴士空座检测系统。其包括微处理器及分别与所述微处理器连接的检测模块、定位模块和通讯模块；所述检测模块用于检测巴士车座占用情况数据,所述定位模块用于采集巴士车辆的坐标位置数据；所述微处理器用于根据所述检测模块检测的巴士车座占用情况数据计算巴士空座数据,并与巴士车辆坐标位置数据封装成数据包；所述通信模块将上述数据包发送到服务器。本实用新型具有设备安装维护简单,每台小型巴士只需安装一套设备的优点,通过与外部网络的通讯,可以方便乘客约车、候车与乘车,方便驾驶员规划行驶路线,方便调度员根据客流灵活调度,从而有效提高公交出行效率和营运成本。市场前景分析：本实用新型具有设备安装维护简单,每台小型巴士只需安装一套设备的优点,通过与外部网络的通讯,可以方便乘客约车、候车与乘车,方便驾驶员规划行驶路线,方便调度员根据客流灵活调度,从而有效提高公交出行效率和营运成本。与同类成果相比的优势分析：国内领先

一、立项背景 继电保护是保障电网安全运行的第一道防线。自上世纪80年代微机保护应用以来，历经多次更新换代，我国继电保护技术一直处于世界先进水平，为保障电网安全做出了突出贡献。随着智能电网的发展、超/特高压远距离输电大通道的建设、区域电网的广泛互联和波动性新能源的规模化接入，我国已建成世界上规模最大、结构最复杂的电网。电网的快速发展给继电保护带来了严峻挑战： 1、后备保护方面，由于电网结构复杂，运行方式多变，造成后备保护定值更难整定，保护选择性和灵敏性的矛盾更加突出，保护拒动误动风险并存。国内已发生多起类似“6.18”西安南郊站，因后备保护灵敏性不足拒动，造成变压器烧毁的重大事故；国际上屡屡发生的因潮流转移过负荷，后备保护误动引发的如美加“8.14”、印度“7.30”等大停电事故，也不断地对我国电网敲响警钟。 2、主保护方面，超/特高压电气设备结构复杂、线路距离长，短路电流变化大，造成主保护对变压器匝间短路、线路高阻接地等轻微故障的反应灵敏性下降。“11.22”济南特高压泉城站变压器爆炸正是由于保护对起始发生的轻微故障未能灵敏切除，引起事故扩大，造成了重大人员伤亡和财产损失。 这些问题已成为我国电网安全运行的重大隐患！问题的症结在于传统保护仅利用设备自身的电气量信息，在复杂电网环境下，保护反应的电气量在故障和非故障间差异变小甚至混叠，依靠定值配合无法保证保护可靠正确动作。不改变传统保护工作模式，仅对保护判据进行修正或调整定值，只能在一定程度上单方面地解决保护拒动或误动的问题。 二、发明思路 突破保护仅利用设备自身信息的限制，综合利用站间保护关联逻辑量、站域故障全过程电气量等信息，对后备保护、主保护、系统构成模式进行全面创新，构建“站域集中-站间分布式”新型保护系统。   图1 技术发明总体思路 三、发明方案 技术发明点1：基于站间逻辑量信息一致性特征的后备保护技术 传统后备保护既存在对相邻元件故障反应能力不足，保护拒动的问题，又存在受过负荷和系统振荡影响，保护误动的问题。针对上述问题，该项目发明了保护关联关系在线快速跟踪和可靠性校核方法；创造性地将故障的空间分布特征映射为站间的保护关联逻辑量信息，首创了基于站间逻辑量信息一致性特征的后备保护技术，攻克了保护不误动和不拒动无法兼顾的难题。 发明点1.1：发明了保护关联关系在线快速跟踪和可靠性校核方法，为保护可靠利用站间信息奠定了基础。 快速跟踪和可靠识别电网拓扑的变化，确定保护的关联关系，是保护利用站间信息首先要解决的关键问题。发明了保护关联关系在线快速跟踪和可靠性校核方法，关键技术包括：1）提出了基于虚拟阻抗矩阵的保护关联关系分析方法，创造性地将开关状态虚拟为支路阻抗并构建节点虚拟阻抗矩阵，在线微调矩阵元素即可实现开关状态的快速跟踪，跟踪时间由秒级缩短至毫秒级，为后备保护快速动作提供了可靠保障；2）发明了电气量和开关量信息双重约束的关联关系可靠性校核方法，首次将电气量信息引入保护关联关系识别，通过开关量信息和电气量信息实时匹配校验，实现了保护关联关系的可靠在线校核。 发明点1.2：首创了基于站间逻辑量信息一致性特征的后备保护技术，攻克了保护不误动和不拒动无法兼顾的难题。 电流元件、方向元件、阻抗元件等保护逻辑量信息，蕴涵着故障方向、故障范围等故障直接特征，并且信息交互简单、可靠。根据不同位置保护逻辑量反应故障的差异化特征，发明了基于站间逻辑量信息一致性特征的后备保护技术。关键技术包括：1）首次将电网故障的空间分布特征映射为保护逻辑量信息，按近后备和远后备灵敏性要求设定保护范围，实现了逻辑量信息与故障分布特征的关联和匹配，解决了保护强依赖定值的问题；2）首创了基于站间逻辑量信息一致性特征的后备保护技术（如图2所示）。利用逻辑量对故障反应的交叉重叠特征，根据动作一致性原则，既实现了故障设备的快速准确识别，又从根本上攻克了系统振荡及过负荷造成保护误动的难题。 基于站间逻辑量信息的后备保护技术可实现近后备保护全范围速动，远后备保护延时由1.5s以上缩短至0.5s以内；在原理上保证了对相邻元件故障反应的灵敏性，避免了后备保护拒动导致的重大事故发生；不受系统振荡和过负荷影响，避免了保护误动引发的连锁跳闸和系统性事故发生。   图2 基于站间逻辑量信息一致性特征的后备保护技术 技术发明点2：基于故障模型参数异变特征的主保护技术 现有电气设备主保护仅反应故障外在表现特征，在变压器匝间短路及线路高阻接地等轻微故障情况下，外部故障与内部故障特征差异不明显，易造成保护拒动。为解决上述问题，该项目基于故障的物理本质特征，揭示了故障导致电气设备模型参数变化的机理，利用故障全过程电气量信息，构建了可灵敏反应设备参数变化的故障模型，发明了基于故障模型参数异变特征的主保护技术，显著提升了对轻微故障的反应能力。 发明点2.1：首创了可反应变电站电气设备参数变化的故障模型，从物理本质上消除了非故障因素对主保护灵敏性的影响。 突破主保护仅反应故障外在表现特征的局限，利用设备故障全过程全相电气量信息，建立了对故障高灵敏而对非故障不敏感的模型。关键技术包括：1）发明了基于线路压降-阻抗联合分布的故障网络模型，建立了线路阻抗、过渡电阻及分布电容压降之间的幅值、相位关联关系，创建了仅保留线路阻抗压降分布情况的故障网络模型（如图3所示）；2）发明了基于电压磁链方程的变压器故障模型，建立了变压器高、中、低压各侧绕组电压与主磁链、漏磁链的等值平衡关系，消除主磁链的非线性成分，建立了仅反应漏磁链变化的变压器故障模型（如图4所示），从原理上摆脱了分布电容电流、负荷电流、励磁涌流等非故障因素的影响。 发明点2.2：发明了基于故障模型参数异变特征的主保护技术，实现了保护对轻微故障反应能力的大幅提升。 利用站域故障全过程电气量信息，反应故障前后模型参数的变化情况以及三相不一致程度，发明了基于故障模型参数异变特征的主保护技术。关键技术包括：1) 发明了基于阻抗压降变化特征的线路主保护技术，构建了线路压降-阻抗参数关联矩阵，通过实时追踪矩阵中各元素的变化量以及元素间的差异，准确识别故障线路及故障位置（如图5所示）；2) 计及CT误差、变压器有载调压对保护的影响，实时计算各相等效漏感参数的突变量及不一致程度，发明了基于等效漏感参数变化特征的变压器主保护技术（如图6所示），显著提升了保护对变压器轻微匝间短路识别的灵敏性。 基于故障全过程电气量信息的主保护技术可以做到变压器匝间短路识别死区由5%降至2%，500kV线路接地故障过渡电阻反应能力由300Ω提升至1000Ω，故障定位误差由5%下降至1.3%。实现了对电气设备轻微故障的灵敏切除，可有效避免事故扩大造成的重大人员伤亡和财产损失。 技术发明点3：站域集中-站间分布式新型保护系统 构建基于故障全过程逻辑量、电气量信息的新型保护系统是对百年历史继电保护模式的重大变革，除满足复杂电网对继电保护的要求外，还需要考虑工程实现的可行性、应用场景的适用性和运行维护的便利性等重大工程应用问题。该项目首创了站域集中-站间分布式的新型保护系统构成模式，实现了与传统保护的有机衔接，可灵活组态适用各种电网应用场景；发明了基于时间序列特征和电气量物理约束的数据校核技术、基于保护关联关系的数据自适应替代技术，为新型保护系统信息交互提供了可靠保障。 发明点3.1：首创了站域集中-站间分布式的新型保护系统构成模式，奠定了新型保护系统在不同电压等级电网推广应用的基础。 该项目创建了“站域集中-站间分布式”的新型保护系统（如图7所示），实现了发明点1和2技术的工程推广应用。关键技术包括：1）发明了以间隔为基本单元的站域集中-站间分布式保护构成模式。间隔单元做到“即插即用”，扩展性强，可灵活组态适用各种电网应用场景；站域主机实现对站内信息的融合与优化利用；相邻站域主机虚拟为变电站间隔单元，实现站间分布对等交互信息。该模式通信链路清晰简捷，易于工程实现；2）发明了新型保护系统与传统保护的集成与自适应转化技术。新型保护系统在传统保护基础上集成故障全过程信息进化形成，在故障信息缺失的极端情况下仍具备传统保护功能。新型保护系统可充分传承传统保护成熟的运维经验，实现了与传统保护之间的有机衔接。   发明点3.2：发明了基于时间序列特征和电气量物理约束的数据校核技术、基于保护关联关系的数据自适应替代技术，保证了新型保护系统的可靠性。 基于新型保护系统构成模式，发明了站域、站间信息交互可靠性保障技术，实现了异常数据的实时校核与缺失数据的自适应替代。关键技术包括：1）发明了基于时间序列特征和电气量物理约束的数据校核技术，在线修正异常采样数据，解决了电气量在采样或传输中出现畸变而影响保护动作性能的难题；2）发明了基于保护关联关系的数据自适应替代技术，在间隔单元CT断线、PT断线等信息源丢失情况下，通过数据互补重构实现缺失数据的自适应替代，保证了保护功能的完整性，有效提升了保护的可靠 四、创新性成果 该项目攻克了传统保护不误动、不拒动无法兼顾的难题，取得了以下关键技术突破： 1、基于站间逻辑量信息一致性特征的后备保护技术，保护最长动作时间缩短至500ms以内，彻底解决了远后备保护拒动，以及受系统振荡和过负荷影响误动的问题； 2、基于故障模型参数异变特征的主保护技术，显著提升了保护对轻微故障的反应能力； 3、站域集中-站间分布式新型保护系统，实现了保护技术在不同电网场景下的广泛应用。

该系统在安卓手机上开发应用软件，通过蜂窝网将控制信令传送至WEB服务器，由服务器经ZigBee网络智能控制各种电器或者设备。它具有以下技术特性： ZigBee组网：成本低、功耗小、体积小、无线、自组织网络、动态网络拓扑等特点。 智能手机：以安卓智能手机为主，可免费定制开发支持其他智能手机。 节点功能：（1）开关：门、窗、窗帘、灯、空调、电视、音响、热水器等；（2）视频监控；（3）报警：入侵、火、烟雾等；（4）看护：老人、小孩等；（5）烹饪：煮饭、炖汤等。 嵌入式IP服务器：处理器S3C6410，ARM1176JZF-S内核，Android操作系统。

1 成果简介实现了一个以地面传输数字电视的广播发送为传输手段的面向出行者提供多媒体实时交通信息服务，导航终端提取并利用实时交通信息进行动态导航的应用系统。研究解决了接入设备架构及以终端软硬件系统架构等关键技术问题。实现了交通信息的接入、信息管理、信息编码、信息调度、信息发送，以及终端接收、信息分离与解码、信息提示与动态导航等必要环节，实现了应用演示系统。2 技术指标成果实现的功能如下：实时交通路况的传输与接收、显示；基于实时交通路况的动态导航；多媒体交通信息的传输与接收、显示；本系统优势是传输容量大，可以传输图片等多媒体信息，用户可以查看主要路口的视频图像，更直观地了解交通路况。3 应用说明该技术方案不单独占用无线频谱，不用建设新的无线覆盖网络，可在大地域范围实现面向出行者、车辆驾驶员的实时交通信息发布，有助于对出行车辆实施动态的交通诱导，缓解大城市日益严重的交通拥挤、阻塞状况，从而提高出行效率，降低能源消耗，减少城市污染。4 效益分析在此信息服务平台的基础上，可以提供面向出行者的商业服务信息、导航终端的地图数据更新等增值服务。

本项目使用FPGA+ARM架构，中央处理单元采用飞思卡尔公司i.MX6处理器，该处理器可适应严酷的军工环境，车载安装，野外无人值守等需要高可靠性的应用。高速并行协处理器采用Altera公司的Cyclone V 5CEFA2F23，该型号的FPGA具有25K个可并行工作的逻辑单元，作为图像处理模块的核心处理器。 本系统对数据源数据格式不做限制，任何格式的数据都可采集并且存储下来，并且任何格式的图片数据都可以实时显示。本系统采集速度极高，单板平均速度可达90MB/s，经过大量测试与验证，

本系统创新性地将三维地球可视化方法运用到极地可视化领域，采用B/S架构、内外网协同的网络信息系统，构建了极地三维地理信息可视化系统平台，极大地丰富了极地信息可视化的手段，目前国外极地领域还没有同类系统出现。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、技术分析 传统的GIS信息可视化以二维可视化为主，本系统创新性地将三维地球可视化方法运用到极地可视化领域，采用B/S架构、内外网协同的网络信息系统，构建了极地三维地理信息可视化系统平台，极大地丰富了极地信息可视化的手段，目前国外极地领域还没有同类系统出现。 本系统集成了丰富的地理信息数据，提供多种可视化查询方法。系统集成了天地图、OSM、谷歌地图等多种在线矢量和栅格地图等多种基础底图为用户提供选择。系统集成了海冰、水文潮汐、冰川、气温等地理环境数据，全球AIS船舶、ADSB飞机轨迹、全球港口机场等人类活动数据，对全球船舶、飞机进行实时定位追踪。此外，还搜集整理了极地考察站、南极领土主张、全球地形、REMA、ArcticDEM等极地相关数据，力求打造全面综合的极地三维地理信息服务平台。 系统提供数据实时更新和可视化的接口，构建了极地考察数据回传、处理分析、发布和在线可视化自动处理流程，极大提高了极地信息共享效率。 本系统代码完全独立自主，风险可控，数据集成于本地数据库，不依赖于外网也可完整地提供全面的极地三维地理信息服务。

成都信息工程大学是四川省和中国气象局共建、四川省重点发展的省属普通本科院校。学校创建于1951年，前身为中国人民解放军西南空军气象干部训练大队；1954年转为地方建制，更名为中央气象局成都气象干部学校；1956年，学校改制为中央气象局成都气象学校；1978年，学校升格为本科院校——成都气象学院；2000年，学校由中国气象局划转四川省，更名为成都信息工程学院；2001年，原隶属国家统计局的四川统计学校整体并入；2015年，学校更名为成都信息工程大学。学校是国家中西部基础能力建设工程高校、国家首批“卓越工程师教育培养计划”试点院校、四川省首批“一流学科建设”高校、四川省新增博士学位授予单位建设高校。 学校现有航空港、龙泉两个校区，占地面积2000余亩。学校拥有馆藏丰富的图书馆和设施齐备的现代化体育场馆，校园环境幽雅，景色宜人，是读书治学的理想场所。 学校致力于为国家培养具有健康心智体魄、良好人文素质、系统理论知识、扎实实践能力的高素质应用型高级专门人才，人才培养成效显著。现设有17个学院，55个本科专业，有20000余名全日制在校本科生和2000余名研究生，有6个国家级和省级教学团队、13名省级优秀教师和教学名师，有8个教育部“卓越工程师教育培养计划”试点专业和9个省级“卓越工程师教育培养计划”试点专业。近两届获得国家级教学成果二等奖2项、省级教学成果一等奖13项。学校借鉴国际CDIO工程教育理念，大力推进教育教学改革，是中国西部高校唯一的国际CDIO组织正式成员。 学校全面加强学科建设，学科特色与优势日益凸显。学校以信息学科和大气学科为重点，以学科交叉为特色，以工学、理学、管理学为主要学科门类，工、理、管、经、文、法、艺多学科协调融合发展。现有5个省级重点学科，11个硕士学位授权一级学科，6个硕士专业学位授权类别，形成了大气、信息、经济管理三大学科群。 学校面向世界科技前沿和国家重大需求开展科学研究，科研水平和服务社会能力持续攀升。现有博士后科研工作站1个、省部级重点实验室12个（含省工程技术研究中心、哲社重点研究基地、协同创新中心）、省高校重点实验室和人文社科重点研究基地11个。近五年学校承担了国家科技计划、国家自然科学基金、国家社会科学基金等国家级项目171项；获省部级及以上科研奖76项，其中国家科技进步二等奖5项。 学校大力加强师资队伍建设，师资力量不断壮大。现有专任教师1200余人，其中博士42０余人，高级职称5５0余人，有全国“百千万人才工程”、国家有突出贡献中青年专家、享受国务院政府特殊津贴专家、四川省学术和技术带头人、四川省有突出贡献的优秀专家等80余人，聘有100余名院士、长江、杰青等高层次专家为我校兼职教授。本校教师担任校外兼职博士生导师20余人，比较有影响力的主要学术兼职46项。 学校认真贯彻国家新时期教育对外开放工作及“一带一路”对教育国际化的要求，坚持开放办学。与美国、英国、德国、澳大利亚、新加坡等国的40余所知名高校和科研机构签署合作协议，与美国科罗拉多州立大学等国外知名高校合作建立国际联合实验室（联合研究院），在教学、科研以及人才培养等领域开展全方位、多层次的国际交流与合作，学校教育国际化水平不断提高。 面向未来，学校将继续秉承“成于大气，信达天下”的大学精神，以人为本，追求卓越，努力为服务国家战略需求和区域经济社会发展做出更多更大贡献。航空港校区地址：成都市西南航空港经济开发区学府路一段24号；邮编：610225；电话：028-85966502；传真：028-85966503。 龙泉校区地址：成都市龙泉驿区阳光城幸福路10号；邮编：610103；电话：028-84833333；传真：028-84833333。