1. 项目概况

XX电厂运营4台660MW火力发电机组，结合党中央、国家政府对安全生产的重要指示，电厂积极落实集团“41663”总体工作方针，围绕国神公司“1456”发展战略，以管理规范化、标准化、流程化建设为基础，以发电运行控制智能化、生产管控智慧化建设为核心，以技术和管理创新为动力，引入云计算、大数据、物联网、人工智能、5G等新型ICT技术，打造生产运营高效、风险自动识别、决策管控智能的创新型智慧煤电企业，大力推进火电运行模式向“无人运行、少人值守”转变，在行业内积极探索“黑灯工厂、黑灯车间、黑屏操作”。

基于5G+的智能穿戴及电力人工智能物联网系统整合图像处理、脑机交互、深度学习技术等，能够通过智能穿戴和智慧物联网系统实现电厂和变电站等生产区域的全天候、全自主智能监控，有效降低劳动强度，降低电厂运维成本，提高安全巡检作业效率和管理的自动化、智能化水平。基于5G+的智能穿戴及电力人工智能物联网系统整合图像处理、脑机交互、深度学习技术等，能够通过智能穿戴和物联网管控系统实现电厂和变电站等生产区域的全天候、全自主智能监控，有效降低劳动强度，降低电厂运维成本，提高安全巡检作业效率和管理的自动化、智能化水平，为发电厂提供创新型的技术检测手段和全方位的安全保障，更快推进智慧电厂建设进程，为公司数字化转型和智慧化建设奠定基础。

1.1.         项目内容

（1）设计研发基于5G+的智能穿戴，定制研发并应用三大类5款算法芯片，实现5G+音视频通话、AR增强、穿戴解除、人员跌落、北斗定位、静默报警、近电感应、登高判别、有害气体检测、实时体征检测等功能；

（2）设计研发电力人工智能物联网，增加智能监测与感知手段，提高电厂智能设备的数据数量、质量、安全和数据挖掘、利用水平。

1.2.         项目周期

合同签订后18个月内完成项目研究、实成果交付、验收工作。

2. 智能穿戴设备

2.1.         研究内容及目标

设计研发并生产基于5G+的成套集成智能穿戴，设计研发并集成判别、监测、感应三类5款功能型边缘计算算法芯片，实现5G+音视频通话、AR增强、穿戴解除、人员跌落、北斗定位、静默报警、近电感应、登高判别、有害气体检测、实时体征检测等功能，实现5G+智能穿戴在电厂试装试运； 通过5G+智能穿戴和电力物联网联动管控，实现电厂重点生产区域的全天候、全自主智能监控，降低劳动强度和运维成本，提高安全巡检作业效率和管理的自动化、智能化水平。按照国际领先水平的标准和目标开展研发与应用工作，利用此项研究打造5G+智能穿戴、人工智能物联网技术在火电厂人员安全管控领域应用典范，为电力行业智慧安全管理应用作出积极探索。

2.1.1.              具体研究内容及目标

研制并生产10套基于5G+的成套集成智能穿戴，设计研发并集成判别、监测、感应三类5款功能型边缘计算算法芯片，实现5G+音视频通话功能、5G+AR增强显示功能、穿戴解除报警功能、人员跌落报警功能、北斗人员定位功能、静默报警功能、近电感应告警功能、登高判别预警功能、有害气体检测功能、实时体征检测功能，在电厂试装试运。

2.1.2.              主要实现功能

a)    5G+音视频通话功能：前方作业视频场景可通过5G实时传输到指定系统，支持在线视频查看浏览、双向音视频交互；

b)    AR增强显示功能：配置AR眼镜增强显示功能，实现专家远程诊断交互，以及结合设备三维、实时数据的设备巡检、辅助检修功能；

c)    穿戴解除报警功能：智能穿戴未正确使用、佩戴或脱落、解除状态下将及时报警；

d)   人员跌落报警功能：基于无线躯体传感器网络的人体跌倒状态及心率检测芯片模组，检测工作人员受到撞击或跌倒、高处跌落，并及时报警；

e)    北斗人员定位功能：通过国产北斗定位系统，实时安全锁定人员定位，清晰记录人员穿戴时间段的行动轨迹；

f)    静默报警功能：佩戴人员长时间在原地静止不移动预警，防止生产人员作业时突发异常情况；

g)    近电感应告警功能：内置电压感应模块，根据不同电压等级设置安全防护距离，当使用人员距离小于安全防护距离时自动告警；

h)    登高判别预警功能：内置高度监测芯片，实时感应离地高度，做出相应的预警；

i)     有害气体检测功能：通过光离子化气体传感芯片检测到电力生产相关环境中的甲烷、硫化氢、氨气和一氧化碳；

j)     实时体征检测功能：通过脑机交互技术与脑电识别算法芯片，监测人员心率与血氧饱和度、人员疲劳状态等；

k)    云边结合、芯片处理功能：设计研发整套智能穿戴核心的电力专用的人机交互AI处理芯片，实现多智能体协同控制。

2.1.3.              研发集成5款芯片

a)    无线躯体传感器网络的人体跌倒状态及心率检测芯片

人员跌落报警：在短时间内对电力作业人员在跌倒现象下心率变异这一生理参数进行实时性跟踪，实现早期报警。

b)    电压感应芯片：

近电感应告警：将电场强度测量与雷达测距相结合，实现近电环境保护。

c)    毫米波雷达高度射频监测芯片

登高判别预警：实时感应离地高度，做出相应的安全预警。

d)    光离子化气体传感芯片

有害气体检测：实时有效的检测火电厂工作区域甲烷、硫化氢、氨气、一氧化碳等化学有害气体。

e)    脑电识别算法芯片

实时体征检测：通过脑机交互技术与脑电识别算法芯片，来实时监测作业人员的心率与血氧饱和度、人员疲劳状态等。

2.1.4.              其他要求

根据项目研究和应用成果，申报国家发明型专利10项（申报1-2项国家级专利奖项），获得国家实用新型专利10项，获得软件著作权5项，知网/万方/维普收录的期刊论文10篇，其中中文核心期刊或EI论文不少于2篇。

项目终验后，邀请中国电力企业联合会或中国电机工程学会进行科技成果鉴定。

项目终验、相关专利申请进入实质审查之后，进行申报省部级(集团级)科学技术二等奖及以上奖励，或者社会力量级科技奖项一等的奖励。

 

2.2.         技术要求与性能指标

2.2.1.              基于5G的智能穿戴设计研发要求

基于5G的智能穿戴主要研究电力生产过程中，一线工作人员的智能化管理技术和设备方面问题。同时引入了5G、物联网、脑机交互、集成AI算法芯片等新兴信息技术到智能穿戴系统架构和生产制造的全过程管理中，分析设计出智能穿戴系统和支持其模型运转的关键技术，在功能定位的过程中，充分尊重设计的人本主义和功能应用需求为主要出发点，聚焦智慧电厂的系统架构，采取从易到难，循序渐进，逐步推广的策略。功能点设计研发具体要求如下：

2.2.1.1.        基本要求

1) 智能穿戴配备高亮、节能照明灯，20米内需看清人体与设备情况；

2) 具有数据实时本地存储功能，支持实时上传云存储功能，支持数据传输加密功能；

3) 支持台式端、移动端（手机端APP）操作功能；

4) 全套智能穿戴防护等级达到IP65及以上等级；

5) 全套设备重量控制在1Kg以内；

6) 智能穿戴设备须设计为高度集成一体化穿戴设备，整套穿戴设备各功能不可过于分散设计或集成在多个独立设备（不超过2个独立设备）。

2.2.1.2.        5G+网络集成要求

1) 通过集成5G全网通模组方式与5G专用网络连接；

2) 5G模组基本参数

Ø  国产芯片；

Ø  频段：5G SA、5G NSA

Ø  模组制式：5GNR

2.2.1.3.        5G+音视频通话功能

a)    现场作业视频场景可通过5G专用网络实时传输到指定系统，支持双向音视频对讲、在线视频查看浏览、后端系统集中存储；具有5G双向实时音频、视频通话功能；

b)    具有由平台端发起的多方音视频通话功能；

c)    视频文件在设备本体存储，存储容量不小于256GB；

d)    具有设备至设备点对点自主发起的音视频通话功能；

e)    具有1200万+像素、1080P高清、120°以上的广角的视频摄像头。

2.2.1.4.        AR增强显示功能

a)    通过AR增强显示技术，结合发电设备实时数据、三维模型，可实时呈现重点电力设备的当前运行状态、参数等信息。

b)    设计研发基于AR技术的电力发电设备检修辅助子系统：

Ø         支持多方视频会议的远程协作，解决专家支持和多方支持监管的维修场景，提高作业效率；

Ø         支持AR标注功能，在协作过程中提高交流效率和准确性；

Ø         支持AR端接入的设备信息远程投送展示，支持接收来自远端文件、视频信息，助力现场检修；

Ø         结合增强现实技术、知识表示技术，将电力发电设备检修知识和操作流程以虚拟信息的方式叠加在设备的真实场景之上，为检修人员提供检修辅助功能。

Ø         支持通过工作流、远程协作双引擎，将AI、AR技术用于巡检作业中的仪表识别、数据记录、设备状态获取、作业录像留底等功能，提升点巡检效率；

Ø         对高风险作业进行全程录音录像，实时回传；

c)    本次项目在一台火电机组汽机房区域的主要设备开发示范；

d)    采用双目衍射光波导+DLP光机近眼显示技术，支持语音、手势、旋钮等多重交互方式；

2.2.1.5.        穿戴解除报警功能

a)    具有智能穿戴未正确使用或脱落、解除状态下将及时报警功能；

b)    需参照脑机交互部分设计，智能穿戴在未能判定当前脑电状态的情况下，将判别为未正确佩戴使用、脱落或解除；

c)    具有智能穿戴本体报警功能，同时具有平台端报警功能。

2.2.1.6.        人员跌落报警功能

a)    设计研发基于无线躯体传感器网络的人体跌倒状态及心率检测芯片模组，并集成至人机交互处理芯片体系中。

b)    支持人员在跌倒现象下心率变异参数进行实时跟踪，实现电力工作人员受到撞击、跌倒或高处跌落等类似状态时可及时向后端报警功能。

2.2.1.7.        北斗人员定位功能

a)    集成北斗定位芯片至人机交互处理芯片体系中，实时安全锁定人员定位，清晰记录人员穿戴时间段的行动轨迹；

b)    同时可根据人员定位融合电子围栏技术，实现在室外有高风险作业的区域，可提醒人员远离或规避风险点。

2.2.1.8.        静默报警功能

a)    通过北斗定位等相关判别技术与脑电识别功能进行综合研判，由智能穿戴内的人机交互芯片进行判别；

b)    佩戴人员如未做特殊说明、未申请原地施工许可，发生长时间在原地静止不移动时，可自动触发预警，防止生产人员作业时突发异常情况不能及时发现和救援。

2.2.1.9.        近电感应告警功能

a)    当电力作业人员超过带电作业安全距离，智能穿戴发出告警声，提示检修人员与管控中心。

b)    要求将工频电场检测模块、超声波测距模块、声光报警电路模块及电压感应芯片集成至人机交互处理芯片体系中；

c)    要求将电场强度测量与雷达测距相结合，双重保险，使预警效果更加可靠；

d)    当临近高低压线路、电器设备等有危险环境时，智能穿戴报警，起到保护电力作业人员的作用；

e)    电压感应芯片应至少支持220V-220kV电压检测。

2.2.1.10.  登高判别预警功能

a)    要求智能穿戴集成高度监测芯片，实时感应离地高度，做出相应的检测预警；

b)    要求设计研发毫米波雷达高度射频监测芯片，并集成至人机交互处理芯片体系中；

c)    监测发生登高作业，同时向后端平台发出告警，并传输视频画面至后端平台。

2.2.1.11.  有害气体检测功能

a)    设计光离子化气体传感芯片，集成至人机交互处理芯片体系中；

b)    要求集成小型化、便捷式以及可长期稳定使用的光离子化气体传感芯片，实时有效的检测火电厂工作区域甲烷、硫化氢、氨气、一氧化碳等化学有害气体。

c)    要求利用BP神经网络算法对采集的数据进行分析、识别，实现对多元混合有害气体含量的有效检测；

d)    实时检测环境中有毒有害气体的浓度，发出语音提示，并传输告警至后端平台，以确保作业人员的环境安全。

2.2.1.12.  实时体征检测功能

a)    要求设计研发脑机交互技术与脑电识别算法芯片、脑认知的近红外光谱脑血氧检测系统，并集成至智能穿戴的人机交互处理芯片体系中；

b)    通过脑机交互技术与内嵌脑电识别算法芯片，来实时监测作业人员的疲劳状态、血氧浓度、心率。

2.2.1.13.  人工智能识别功能

a)    设计研发人脸识别系统、AI数据处理终端模块，集成至人机交互处理芯片体系中。

b)    利用5G通信的超微型高清摄像头采集含有人脸的视频流数据，自动在图像中监测和跟踪人脸，进而对检测到的人脸进行面部识别。

c)    利用人脸识别功能，可以迅速获得相关人员的姓名、工种以及所属班组等信息。

d)    利用先进的人脸图像采集算法、人脸定位算法、特征提取以及对比识别算法，实现实时检修人的脸部抓拍建模、人脸后台检索、黑名单等功能；

2.2.1.14.  云边结合、芯片处理

a)    开发基于边缘计算的智能穿戴融合综合应用管理平台系统，可以与智能穿戴实现推送语音和指令、实现群组对讲以及各功能告警等深化应用，方便管理人员调配、及时处理突发事件。

b)    自主设计研发整套智能穿戴核心使用的电力专用人机交互处理芯片。

c)    芯片处理5G音视频通话、AR增强现实数据互联、惯性传感模块集成、北斗定位芯片集成、工频电场检测模块集成、超声波测距模块集成、声光报警电路模块集成、毫米波雷达高度计射频模块集成光离子化气体传感芯片、脑认知的近红外光谱脑血氧检测系统、人脸识别系统、AI数据处理终端模块等。

d)    下表为需设计研发的功能型算法芯片应用类型及业务场景：

2.3.         项目计划周期表

本项目研究和实施完成的时间为：合同签订后18个月内完成项目研究、实施成果交付、验收工作（如因招标人现场设备、机组运行情况不具备实施条件，影响工期的经双方确认后工期可适当顺延）。

合同签定10日内，必须提供一份详尽的项目进度计划表，包括方案设计、材料采购、制造、厂内测试及运输等项目清单给招标人，由招标人确认。

合同签订后1个月内完成项目第一次联络会。

合同签订后2个月内完成现场调研、设计研发方案和实施方案确立，并经招标人审核通过。

合同签订后4个月内完成项目所包含非研发类软、硬件设备的到货及安装工作。

合同签订后8个月内完成智能穿戴内嵌芯片设计，包括各个芯片的功能模块设计、电路设计、板级设计、布线设计等；

合同签订后10个月内完成智能穿戴内嵌芯片研发。

合同签订后11个月内完成驱动程序开发，开发适合内嵌芯片的驱动程序；

合同签订后15个月内完成智能穿戴系统级测试，包括对内嵌芯片进行系统级测试，以验证芯片的功能和性能；

合同签订后16个月内完成智能穿戴配套的电力人工智能物联网系统的设计、研发及部署，包括需求调研、系统设计、系统开发、系统集成测试、系统内部初验；

合同签订后17个月内完成知识产权成果申报并进入实质审查，系统使用培训、上线试运行、优化；

合同签订后18个月内完成项目自验收，组织专家组开展成果验收工作，项目交付。

3. 项目商务及投标需求

3.1.         项目方案需求

本项目设计研发并生产基于5G+的成套集成智能穿戴，设计研发并集成判别、监测、感应三类5款功能型边缘计算算法芯片，实现5G+音视频通话、AR增强、穿戴解除、人员跌落、北斗定位、静默报警、近电感应、登高判别、有害气体检测、实时体征检测等功能，实现5G+智能穿戴在电厂试装试运；

本项目设计研发电力人工智能物联网，增加精密检测与感知手段，提高电厂智能设备的数据数量、质量和数据挖掘、利用水平。

通过5G+智能穿戴和电力物联网联动管控，实现电厂重点生产区域的全天候、全自主智能监控，降低劳动强度和运维成本，提高安全巡检作业效率和管理的自动化、智能化水平。利用此项研究打造5G+智能穿戴、人工智能物联网技术在火电厂人员安全管控领域应用典范，为电力行业智慧安全管理应用作出积极探索。

本次研制并生产10套基于5G+的成套集成智能穿戴，设计研发并集成判别、监测、感应三类5款功能型边缘计算算法芯片，实现5G+音视频通话功能、5G+AR增强显示功能、穿戴解除报警功能、人员跌落报警功能、北斗人员定位功能、静默报警功能、近电感应告警功能、登高判别预警功能、有害气体检测功能、实时体征检测功能，在电厂试装试运。

结合2.2.1条“基于5G的智能穿戴设计研发要求”，对如下要求进行详细的方案阐述，进行科学分析说明，做出实质性应答：

（1）分别对5款芯片的设计研发方案、制造封装方案、测试方案、集成方案以及芯片驱动开发方案进行规划、详细应答，其中对功耗、性能、功能、电路、运行环境提出具体说明，对芯片计划研发制造方式和可行性进行说明；

（2）分别对智能穿戴设备10项功能的研发方案、集成方案、功能逻辑进行详细说明；

（3）对智能穿戴与5G专网网络的集成、融合应用方案进行设计，详细说明；

（4）对智能穿戴全套重量控制、续航做设计说明，实质性对设备重量构成进行分析；

（5）对全套智能穿戴硬件构成设计说明，对设备形态、样式、穿戴方式进行初步设计，详细描述，可通过示意图、结构图辅助应答。

（6）对全套智能穿戴硬件整体的研制和生产方式进行应答，阐述试装试运可行性，同时对后续批量生产、应用方式做说明；

（7）对智能穿戴全套装备研制、应用中的先进性、示范性进行分析；

3.2.         标准和规范

所有设备的设计、制造、检查、试验及特性都应遵照适用最新版中国国家标准(GB)及电力行业(DL)标准，以及国际单位制(SI)。

文件所列要求、标准。本招标文件中未提及的内容均应满足或优于本招标文件所列的国家标准、电力行业标准和有关国际标准。有矛盾时，按较严格标准执行。

本项目所适用标准和规范见下（包括但不限于，其中没有标注日期的标准，其最新版本适用于本项目）：

1.智能穿戴芯片定制化研发标准

《GB/T 4377-1996 半导体集成电路电压调整器测试方法和基本原理》

《GB/T 5965-2000 集成电路：双极型单片数字集成电路门电路空白详细规范》

《GB/T 8976-1996 膜集成电路和混合膜集成电路总规范》

《GB/T 9424-1998 半导体器件集成电路:CMOS数字集成电路4000B和4000UB》

《GB/T 12750-2006 半导体器件 集成电路：半导体集成电路分规范(不包括混合电路)》

《GB/T 15651.2-2003 半导体器件分立器件和集成电路:光电子器件基本额定值和特性》

《GB/T 15651.3-2003 半导体器件分立器件和集成电路:光电子器件测试方法》

《GB/T 16464-1996 半导体器件集成电路总则》

《GB/T 16878-1997 用于集成电路制造技术的检测图形单元规范》

《GB/T 17023-1997 HCOMS数字集成电路系列族规范》

《GB/T 17024-1997 HCOMS数字集成电路空白详细规范》

《GB/T 17572-1999 半导体CMOS集成电路：4000B和4000UB系列族规范》

《GB/T 17573-1999 半导体分立元件和集成电路：总则》

《GB/T 17574-1999 半导体分集成电路：数字集成电路》

《GB/T 17574.20-2006 半导体器件 集成电路：数字集成电路 低压集成电路族规范》

《GB/T 17940-2000 半导体集成电路：模拟集成电路》

《GB/T 18500.1-2001 半导体集成电路：线性数字/模拟转换器（DAG）》

《GB/T 18500.2-2001 半导体集成电路：线性模拟/数字转换器（ADC）》

《GB/T 19248-2003 封装引线电阻测试方法》

《GB/T 19403.1-2003 半导体集成电路内部目检（不包括混合电路）》

《GB/T 20296-2012 集成电路记忆法与符号》

《GB/T 20515-2006 半导体器件 集成电路：半定制集成电路》

《GB/T 28639-2012 DNA微阵列芯片通用技术条件》

《GJB 597B-2012 半导体集成电路通用规范》

《GJB 2438A-2002 混合集成电路通用规范》

《GJB 3233-1998半导体集成电路失效分析程序和方法》

《SJ/Z 11351-2006 用于描述、选择和转让的集成电路IP核属性格式标准》

《SJ/Z 11352-2006 集成电路IP核测试数据交换格式和准则规范》

《SJ/Z 11353-2006 集成电路IP核转让规范》

《SJ/Z 11354-2006 集成电路模拟/混合信号IP核规范》

《SJ/Z 11357-2006 集成电路IP软核、硬核的结构、性能和物理建模规范》

《SJ/Z 11358-2006 集成电路IP核模型分类法》

《SJ/Z 11359-2006 集成电路IP核开发与集成的功能验证分类法》

《SJ/Z 11360-2006 集成电路IP核信号完整性规范》

《SJ/Z 11361-2006 集成电路IP核保护大纲》

《SJ 20676-1998通信对抗固态宽频带功率放大模块通用规范》

《SJ 20678-1998交换网络模块通用规范》

《SJ 20679-1998通信用户接口模块通用规范》

《SJ 20680-1998通信群路接口模块通用规范》

《SJ 20758-1999半导体集成电路CMOS门阵列器件规范》

《SJ 20802－2001集成电路金属外壳目检标准》

《SJ 20954-2006 集成电路锁定试验》

《JJG 1015-2006 通用数字集成电路测试系统检定规程》

《JJF 1160-2006 中小规模数字集成电路测试设备校准规范》

《JJF 1238-2010 集成电路静电放电敏感度测试设备校准规范》

4.公司标准

《公司生产运行管理规定》

《公司生产工作票、操作票管理规定》

《公司生产设备巡回检查管理标准》

《公司生产运行报表及台账管理标准》

《公司生产运行维护工作管理办法》

《发电企业安全设施配置规范手册》

《国家能源集团火电智能电站建设规范》