第3部分第4篇：云端系统人机交互（征求意见稿）.docx

Q/CSG Q/CSG XXXXX 中国南方电网有限责任公司企业标准中国南方电网有限责任公司 发 布2022-XX-XX 实施2022-XX-XX发布南方电网云边融合智能调度运行平台体系化技术标准第3-4部分：云端系统人机交互（征求意见稿）Q/CSG XXX目 次前 言II1范围12规范性引用文件13术语和定义14总则15人机交互权限管理要求26人机交互服务要求37人机交互界面要求6前 言为贯彻落实公司体系化、规范化、指标化目标，全面支撑以新能源为主体的新型电力系统运行，承接公司数字化转型与数字南网建设任务，适应电网运行特征从计划性、集中式向开放共享、智能互动的方向转变，构建全面支撑电网安全运行和现货市场高效运营两大业务融合的智能调度运行平台，特制定南方电网云边融合智能调度运行平台（CEP）体系化技术标准。本次发布的体系化技术标准用于指导公司CEP云端系统、边缘端系统的建设。本体系化技术标准分为7部分27篇41分册，第1部分为体系及定义，共2篇，描述了总体架构和术语定义；第2部分为模型及接口，共3篇，描述了边缘集群与边缘网关的模型、协议及交互等要求；第3部分为云端系统，共5篇，描述了调度云平台、云端系统平台、云端应用、云端系统人机交互、云边数据交互等要求；第4部分为边缘端系统，共5篇，描述了边缘集群、边缘网关技术要求及边缘网关应用开发、智能运维、即插即用等要求；第5部分为智能应用，共2篇，描述了各类智能应用技术等要求；第6部分为本质安全，共6篇，描述了云端和边缘端的本质安全技术等要求；第7部分为测试及检验，共4篇，描述了云端系统检验、边缘端系统检验、本质安全检测等要求。本体系化技术标准体系架构如下表所示：部分篇分册编号第1部分：体系及定义第1篇：总体架构和一般要求TS1.1第2篇：术语和定义TS1.2第2部分：模型及接口第1篇：边缘网关即插即用模型TS2.1第2篇：边缘网关即插即用接口及协议TS2.2第3篇：边缘集群接入TS2.3第3部分：云端系统第1篇：调度云第1分册：基础资源即服务TS3.1.1第2分册：平台即服务TS3.1.2第3分册：数据即服务TS3.1.3第4分册：调度云平台与边缘集群协同交互TS3.1.4第2篇：云端系统平台TS3.2第3篇：云端应用开发TS3.3第4篇：云端系统人机交互TS3.4第5篇：云边数据交互TS3.5第4部分：边缘端系统第1篇：边缘集群 TS4.1第2篇：边缘网关TS4.2第3篇：边缘网关应用开发 TS4.3第4篇：边缘网关智能运维TS4.4第5篇：边缘网关即插即用 TS4.5第5部分：智能应用第1篇：预测及分析第1分册：人工智能系统负荷预测TS5.1.1第2分册：人工智能母线负荷预测TS5.1.2第3分册：人工智能新能源功率预测TS5.1.3第4分册：基于区块链的分布式能源交易TS5.1.4第5分册：云边融合统一优化模型TS5.1.5第2篇：协同控制第1分册：电化学储能自动调频控制TS5.2.1第2分册：新能源有功功率自动控制TS5.2.2第3分册：充电设施云边协同自动控制TS5.2.3第4分册：微电网云边协同自动控制TS5.2.4第5分册：可调节负荷云边协同自动控制TS5.2.5第6分册：虚拟电厂云边协同自动控制TS5.2.6第7分册：配电网自动电压控制TS5.2.7第8分册：云边协同控制TS5.2.8第6部分：本质安全第1篇：本质安全技术导则TS6.1第2篇：云端系统本质安全TS6.2第3篇：边缘网关本质安全TS6.3第4篇：边缘集群本质安全TS6.4第5篇：数据安全TS6.5第6篇：基于区块链的数据应用和传递TS6.6第7部分：测试及检验第1篇：云端系统检验TS7.1第2篇：边缘网关检验TS7.2第3篇：边缘集群检验TS7.3第4篇：本质安全检测TS7.4本规范是该系列标准的第3部分第4篇。请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国南方电网有限责任公司标准化部归口管理。本文件由中国南方电网电力调度控制中心提出、编制和负责解释。本文件起草单位：中国南方电网电力调度控制中心。本文件参加单位：本文件主要起草人员：本文件在执行过程中的意见或建议反馈至中国南方电网有限责任公司标准化部（广东省广州市黄埔区科翔路11号南网科研基地，510663）。III南方电网云边融合智能调度运行平台体系化技术标准第3-4部分：云端系统人机交互（征求意见稿）1 范围本技术标准规定了CEP中云端系统人机交互的总体架构和一般要求。本技术标准适用于南方电网CEP云端系统平台人机交互的规划、设计、建设、改造和检测。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本技术标准的引用而成为本技术标准的条款。凡是标注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本技术标准。凡是不标注日期的引用文件，其最新版本适用于本技术标准。GB/T 33590-2017 智能电网调度控制系统技术规范GB/T 36464.1-2020 信息技术 智能语音交互系统GB/T 37076-2018 信息安全技术 指纹识别系统技术要求GB/T 38671-2020 信息安全技术 远程人脸识别系统技术要求GB/T 38665. 2020 信息技术 手势交互系统DL/T 5003-2017 电力系统调度自动化设计技术规程Q/CSG 1204005 南方电网一体化电网运行智能系统技术规范Q/CSG1204009-2015 中国南方电网电力监控系统安全防护技术方案国家发展改革委2014第14号令 电力监控系统安全防护规定国能安全201536号 电力监控系统安全防护总体方案国标委联202035号 国家新一代人工智能标准体系建设指南南方电网一体化电网运行智能系统技术方案（2014版）3 术语和定义TS1.2界定的以及下列术语和定义适用于本技术标准。3.1人机交互Human-Machine Interaction人机交互是指人与计算机之间使用对话语言完成确定任务的人与计算机之间的信息交换过程。3.2自然语言处理Natural Language Processing自然语言处理是指利用人类交流所使用的自然语言与计算机进行交互通讯，通过人为的对自然语言的处理，使计算机对其可读并理解。3.3虚拟现实Virtual Reality虚拟现实（VR）是指利用计算机生成高度逼真的虚拟环境，通过多种传感设备使人产生身临其境的感觉，实现人与该虚拟环境的自然交互。3.4体感识别 Motion-sensing recognition体感识别是指计算机利用体感装置识别人体动作，实现人与设备或环境互动。3.5生物特征识别Biometric authentication生物特征识别是指计算机利用人体所固有的指纹、声纹、人脸等生理特征进行识别与访问控制。4 总则4.1 总体架构云端系统人机交互总体架构为：a) 南方电网CEP云端系统人机交互属于业务平台层的业务基础服务，利用新型交互技术与电网运行应用场景进行深度融合，面向业务应用层高级应用的交互需求，为CEP提供统一、便捷的人机交互方式和入口。b) 主要交互方式包括键盘鼠标、智慧语音、虚拟现实、体感识别、触摸控制、视觉追踪等，交互架构如图1所示。图1 人机交互架构图4.2 数据流架构云端系统人机交互的数据流架构为：a) 人机交互原始数据通过人机交互终端设备采集，包括键盘输入、鼠标点击、语音、生物特征、现实场景数据、视点、触摸信息等交互模式数据；b) 人机交互原始数据上传至云端系统平台由人机交互服务组件对相应原始数据进行处理，按需生成不同的处理结果并存放至数据中心；c) 人机交互处理结果数据下发至人机交互终端设备，由人机交互终端设备反馈至使用人员的各类感官，并进一步形成多轮次人机交互过程。4.3 总体要求云端系统人机交互总体应满足以下要求：a) 人机交互输入设备应基于云端系统平台部署封装，满足安全可控要求；b) 人机交互服务组件应满足与CEP运行环境充分兼容的要求，信息采集、处理与下发应满足完整性、灵敏性、准确性的要求；c) 人机交互服务组件应提供标准服务调用接口，应支持业务应用层各类应用对其的灵活调用；d) 人机交互服务组件应服从云端系统业务平台层统一管理，应支持运行状态统一监视；e) 人机交互服务应具备与系统安全等级相适应的数据安全能力，具备数据审计功能。5 人机交互权限管理要求人机交互权限管理应支持对登录及操作的人员身份进行基于密码验证与生物特征身份认证技术的多因子认证，实现系统访问控制。5.1 技术要求人机交互权限管理应满足以下要求：a) 应支持传感设备获取的生物特征与平台生物特征库进行比对校验；b) 应支持对人脸、声纹等生物特征的辨伪分析；c) 应支持通过调用生物特征识别软件开发工具包（SDK）或应用编程接口（API），实现业务系统密码与生物特征的多因子认证访问；d) 应兼容不同生物特征采集终端及采集技术，并可保证生物特征鉴别的准确率。5.2 硬件要求人机交互权限管理硬件应满足以下要求：a) 人脸识别摄像头应具备红外功能，像素应不低于100万；b) 麦克风音频采集应支持44k采样率；c) 指纹识别仪应具有真皮探测能力；5.3 性能要求生物特征认证性能应满足以下要求：a) 人脸识别正取率应大于99%，人脸识别速度应小于3秒；b) 声纹识别准确率应大于99%，响应延迟应小于1秒；c) 指纹识别准确率应大于99%，响应延迟应小于1秒；d) 服务并发数可基于服务请求动态调整，仅受云端平台性能限制。6 人机交互服务要求6.1 键盘鼠标人机交互键盘鼠标人机交互应以键盘、鼠标作为输入设备，向计算机发出命令、输入数据、显示坐标等来实现人机交互。6.1.1 技术要求键盘鼠标人机交互技术应满足以下要求：a) 键盘应支持英文字母、数字、标点符号等数据输入；b) 鼠标应支持对当前屏幕上的游标进行定位，并通过按键和滚轮装置对游标所经过位置的屏幕元素进行操作。6.1.2 硬件要求键盘鼠标人机交互硬件应满足以下要求：a) 键盘鼠标设计应符合人体工程学；b) 响应灵敏度应满足日常办公的要求。6.2 智慧语音人机交互智慧语音人机交互应利用语音识别、自然语言处理、语音合成等技术，实现语音实时转写、语义快速识别、人机交互对话等功能。6.2.1 技术要求智慧语音人机交互应满足以下要求：a) 应支持中文普通话场景识别；b) 应支持实时语音识别，应支持语音识别结果实时获取；c) 应支持电力调度领域的专业语音包；d) 应支持会话级及应用级个性化定制；e) 应支持业务系统菜单交互、指令、记录、数据查询等交互操作；f) 语义分析可根据用户关键意图罗列多个分析结果供用户进行二次确认；g) 语义分析结果应具备输出至业务应用层各类应用的功能。6.2.2 硬件要求智慧语音人机交互硬件应满足以下要求：a) 应采用麦克风阵列技术；b) 应支持声源定位、拾音降噪、去除混响和回声消除等功能；c) 麦克风音频采集应支持44k采样率；d) 电话音频采集应支持8k采样率。6.2.3 性能要求智慧语音人机交互性能应满足以下要求：a) 应支持对电网调度对象、电网运行术语、电网操作术语等各类电网专业术语进行解析；b) 语音解析速度应不大于1/5语音时间+1秒；c) 服务并发数可基于服务请求动态调整，仅受云端平台性能限制；d) 麦克风音频采集的语音解析正确率应不小于95%；e) 电话采集的语音解析正确率应不小于80%。6.2.4 接口服务要求a) 系统应具备可供外部调用的服务接口，包括基础语音识别接口和数据操作接口；b) 应支持API接口调用、SDK类接口调用等方式。6.3 虚拟现实人机交互虚拟现实人机交互通过佩戴VR智能设备，以虚拟现实技术为基础，对厂站设备、输电线路、地理环境、气象等信息进行多维展示，达到使用者身临其境的体验。6.3.1 技术要求虚拟现实人机交互应满足以下要求：a) 虚拟现实VR应支持与呈现场景元素互动，以支撑使用者感受互动操作所带来的状态变化；b) 应支持自定义模型交互响应；c) 感知模式应支持视觉、听觉、触觉等多种模式；d) 应贴合电力监控系统应用场景，多维度呈现电网运行环境，三维模型标定符合电网运行常规认识；e) 结合GIS模型、三维模型等呈现的场景应涵盖电网运行发输配用各生产环节，应支持电网生产设备通过传感器将现场状态进行虚拟现实再现；f) VR设备与人机交互服务的通信方式宜支持无线及有线通信方式，数据通信应符合南方电网网络安全防护相关规定要求；6.3.2 硬件要求虚拟现实人机交互硬件应满足以下要求：a) 宜支持具备视觉、听觉、触觉等多模式体验功能的VR头戴式显示设备。6.3.3 性能要求虚拟现实人机交互性能应满足以下要求：a) 数据查询页面响应时间应小于2秒；b) 后台数据服务组装并返回数据时间应小于1秒；c) 三维虚拟现实前端渲染时间应小于4秒。6.3.4 接口服务要求系统应具备可供外部调用的服务接口，应支持API接口调用、SDK类接口调用等方式。6.4 体感识别人机交互体感识别人机交互应利用计算机辅助体感装置识别人体动作，实现人与设备或环境互动。业务系统通过体感识别传感器获取系统操作人员肢体动作或者手部细节，由此转化为系统界面操作指令，实现业务系统界面的常规操作。6.4.1 技术要求体感识别人机交互应满足以下要求：a) 应支持通过传感器获取人体的运动姿势，并转换为相应的系统操作动作；b) 应支持实时检测手势类型和位置，实现手部或者人员固定肢体动作的准确稳定跟踪；c) 应支持对使用人员肢体的三维建模成像，精准检测与识别肢体的各种姿态，实现对肢体进行识别和跟踪，并将肢体动作转换为操作指令；d) 体感识别应支持放大、缩小、向左移动、向右移动、向上移动、向下移动等操作指令；e) 应支持手部细节动作的自定义识别；f) 服务调用应支持API接口调用及SDK类接口调用两种方式。6.4.2 硬件要求体感识别人机交互硬件应满足以下要求：a) 体感终端设备宜体积小，易安装；b) 应支持快速锁定人肢体动作；c) 应支持三维手势识别与手指细节追踪。6.4.3 性能要求体感识别人机交互性能应满足以下要求：a) 体感识别范围应大于1米；b) 体感识别最细颗粒度应小于2厘米；c) 响应速度应小于1秒；d) 服务并发数可基于服务请求动态调整，仅受云端平台性能限制。6.4.4 接口服务要求系统应具备可供外部调用的服务接口，应支持API接口调用、SDK类接口调用等方式。6.5 视觉追踪人机交互6.5.1 技术要求视觉追踪人机交互应满足以下要求：a) 应支持眼球动作捕捉，实现用户当前操作意向的准确判断；b) 应支持自定义用户眼球及眼睑动作的交互指令；c) 应支持通过视觉追踪设备视点识别和定位，实现在屏幕上正确显示眼动识别亮点；d) 服务调用应支持API接口调用或SDK类接口调用两种方式。6.5.2 硬件要求视觉追踪人机交互硬件应满足以下要求：a) 摄像头应具备红外功能；b) 摄像头像素应不低于100万。6.5.3 性能要求视觉追踪人机交互性能应满足以下要求：a) 响应速度应小于1秒；b) 准确率应大于99%；c) 服务并发数可基于服务请求动态调整，仅受云端平台性能限制。6.5.4 接口服务要求系统应具备可供外部调用的服务接口，应支持API接口调用、SDK类接口调用等方式。6.6 触摸控制人机交互触摸控制应采用人手触摸屏幕的控制方式操作相应的显示设备。6.6.1 技术要求触摸控制人机交互应满足以下要求：a) 应支持自定义触摸动作交互指令；b) 宜支持根据用户触摸设备适配触摸识别软件；c) 服务调用应支持API接口调用及SDK类接口调用两种方式。6.6.2 硬件要求触摸控制人机交互硬件应满足以下要求：a) 屏幕尺寸应不小于10英寸；b) 定位精度误差的标准偏差应小于3毫米；c) 应支持多点触摸。6.6.3 性能要求触摸控制人机交互性能应满足以下要求：a) 触摸回应速度应不大于6毫秒；b) 软件响应速度应小于1秒；c) 准确率应大于99%。6.6.4 接口服务要求系统应具备可供外部调用的服务接口，应支持API接口调用、SDK类接口调用等方式。7 人机交互界面要求人机交互界面应支持数据集级的多源数据整合，实现全方位、多层次、立体化展示电网模型、运行信息与外部运行环境，应支持电网模型和运行数据与气象环境地理的关联计算并提供关联图谱服务，宜支持通过虚拟现实技术实现“沉浸式”电力系统物联感知孪生交互模式。7.1 技术要求人机交互界面应满足以下要求：a) 各应用界面应采用统一、标准的展示风格；b)  应支持构建电网全景可视化关联图谱，对电网、变电站、电厂、新能源场站、一次设备、二次设备及其数据信息进行从宏观到微观的全景展示；c) 应支持图表等二维可视化数据的展示方式，宜支持融合时空关系的动态三维可视化数据的展示方式；d) 应支持模型数据、实时数据与标签数据信息的分层分级查询与检索定位，应支持多业务场景数据汇报展示；e) 应提供多种业务模块级别的数据可视化工具，通过拖曳即可实现可视化界面；f)  应支持不同显示终端分辨率的优化适配；g) 宜支持对电网运行对象与外部环境在地理图上的跨时空可视化展示，宜支持对历史态、当前态及未来态的场景展示；h) 宜支持通过虚拟现实进行电网、厂站、外部环境的集成展示和交互。7.2 硬件要求无7.3 性能要求无5