粤港澳大湾区对地方院校电气工程及其自动化专业人才培养的影响分析
东莞理工学院  张兆云
本文分析了粤港澳大湾区对地方院校电气工程及其自动化专业人才培养的新要求，对人才培养中的几个关键要素进行了探讨与研究。
概述：粤港澳大湾区是当前国家建设的一个重点（曾刚，苏灿，曹贤忠，王丰龙，粤港澳大湾区战略背景下香港―东盟关系重构初探：热带地理，2017；周春山，罗利佳，史晨怡，王珏晗，粤港澳大湾区经济发展时空演变特征及其影响因素：热带地理，2017；张小娟，贾海薇，基于复杂系统视角的粤港澳大湾区战略系统研究：智库理论与实践，2018）。将粤港澳大湾区建设成国际一流的湾区，离不开国际一流的电网。作为电力以及电力教育工作者，在大湾区建设中，要不断优化自身服务，提高用户对于优质电能的获得感；不断创新探索，建设更加智能的电网，为用户提供更优质的电能；不断提高供电可靠性，保证用户的用电需求。在大湾区经济社会快速发展的形势下，电力行业面临着种种挑战，对电力人才的培养也提出了新的要求。
粤港澳大湾区建设作为国家发展的重要战略深入贯彻了习近平总书记在十九大报告中指出的“绿水青山就是金山银山”的理念。在大湾区电力建设中，大力发展新能源发电，减少污染严重的火力发电；已现有的输配电网络为基础，建设更高效的智能电网，满足越来越多样化的用户的用电需求。
近年来，针对电力人才的培养，已经展开了很多研究和探讨（胡敏强，王恩荣，颜伟，吴薛红，以创新教育为抓手的电气类专业特建设：中国大学教学，2015；杨丽荣，周克良，具有行业特的电气类专业创新创业人才培养体系研究：中国电力教育，2012）。但是面对粤港澳大湾区全新的发展模式，旧有的电力人才培养要求已不能满足当前的需要。探索新型的人才培养方式，是保证电力行业活力，激发创新能力的保障；也是促进学生培养和保障学生就业的要求。
东莞是粤港澳大湾区的核心成员，东莞理工学院的电力系统自动化专业人才培养也应该面向整个粤港澳大湾区。
1  大湾区经济社会建设背景下的电力建设
粤港澳大湾区拥有优越的地理优势，在过去20多年的发展中，整个大湾区诞生了华为、中兴、顺丰、大疆等一大批优秀的企业，为大湾区的发展奠定了基础；在东莞，也有易事特、新能德等一大批从事电力行业的企业。同时粤港澳地区拥有丰富的教育资源，百余所高校为大湾区的建设输送着优秀的人才。不断优化的基础设施也将吸引更多的外来人才加入的大湾区的建设中。
大湾区的发展离不开一流的电力建设，结合独特的地理优势，响应国家可持续发展的战略。在粤港澳大湾区内，电力企业大力发展新能源发电，惠州发挥本地水资源丰富的优势，建成了世界上装机容量最大的抽水蓄能水电站，装机容量达到480万千瓦；中山的格兰仕基地是目前全球最大的分布式光伏发
电项目，项目建成两年来累计发电量突破以一个千瓦时；广州南沙的“油改电”项目也在大力推进中，使南沙港更加清洁，南沙建立的微电网工程，也保证了南沙港内重要用电单位在紧急情况下仍可以使用优质的电能。
除了在新能源发电中取得傲人的成绩，粤港澳大湾区在高端电力设备生产中也取得长足进步。珠海作为连接香港、澳门的重要枢纽城市，早在2013年珠海市人民政府就大力推进国家级新能源示范工程的建设，更大力扶持智能电网产业的发展，目前在智能电网、能源互联网、清洁能源汽车与充换电设备等方面的技术已处于全国领先地位。
大湾区经济建设背景下的电力建设，以新能源和智能电网作为核心，意味着传统的电力人才培养体系已不能满足电力建设的要求，必须对电力人才培养提出新的要求，以满足新形势下的电力建设，保持电力行业的活力。
2  电力人才培养的新要求
随着新能源发电和智能电网的普及，高度智能化的电网对人才的要求也越来越高，提高相关人才的专业素养，对促进大湾区的电力建设有重要的意义。如今，新能源发电技术、并网技术、智能电网的监控、能源互联网技术的更新速度越来越快，这就要求电力人才不能墨守成规，应与时俱进，紧跟科技和时代的脚步。以下从人才培养目的、培养对象、培养方式介绍大湾区经济建设背景下电力人才培养牙签肉的做法
的方法。
2.1  人才培养目的
大湾区经济建设背景下人才培养的目的：培养大量具有扎实专业知识，掌握传统电力系统知识，掌握电力新技术和新技能，能够良好适应新型电网发展的电力行业从业人员，为湾区电力建设源源不断地提供人才和智力支撑。
李钟硕个人资料2.2  培养对象
粤港澳大湾区地处我国沿海开放地区，是传统的负荷中心，有大量专业的电力从业人员；同时，有近百所余所高校集中于此，不仅有研究性大学，更有培养高端人才的大学和继续教育的机会。大湾区电力建设人才培养的对象主要有两方面：
（1）现有的电力从业人员。通过各种形式的培训，对现有的从业人员进行新技术、新设备的培训工作，使其了解电网的发展趋势，熟悉新设备的操作方法，提高专业技能。使其能适应新型电网的要求，改善其相对落后的专业知识和观念。
（2）各大高校电力专业的人才。电力企业的人才培养应该依托于高校，针对新时代下电力行业的各个部分培养复合型人才。未来新能源发电技术和智能电网技术是电力系统的主流，必须要将这两种技术
贯彻到目前的高校教育中，在各大高校增设智能电网、新能源发电专业或方向，培养具有高专业水平的新型电网建设毕业生。电力专业高校毕业生将成为大湾区新型电网建设的主力军，所以必须掌握信息化技术、熟悉电力领域的新技术。
2.3  培养方式
电气工程及其自动化就业大湾区新型电网的建设的核心是大力发展新能源发电和智能电
项目名称：2018年广东省本科高校教学质量与教学改革工程建设项目-东莞理工学院电气工程及其自动化重点专业建设项目（2018[179]号）。
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Fast RCNN是RCNN的扩展模型，对RCNN的结构进行了优化，使其目标检测的效率有了明显提升。Faster R-CNN提出了一种加快计算region proposals的方法，就是通过建立RPN（Region Pro-posal Network）网络。RPN是一个全连接的卷积网络，通过 end-to-end的方式训练出来高质量的region proposal。然后将Faster R-CNN 训练好的卷积特征和Fast R-CNN共享（通过attention model）。
它的基本思想是使用图像分割法(Selective Search)提取感兴趣区域(Region of Interesting, RoI)，然后将原始图像和所有RoI区域的坐标一起输入卷积神经网络。原始图像经过多次卷积后得到特征图，并将
RoI区域坐标映射到特征图上，得到对应的卷积RoI区域。之后全连接层将固定尺寸的卷积RoI区域连接成特征向量，再由分类器进行类别划分。
事实上图像检测过程给出的RoI位置坐标与图像真实坐标之间有偏移，因此在分类器工作时首先需要对RoI区域坐标进行微调，然后再判定每个RoI中包含的目标。为了使坐标偏差的影响更小，Fast RCNN将输出分成了目标分类和坐标回归两部分，共同进行联合训练。
相较传统的RCNN体系架构，结合32位激光码的多品规采样图片实测，Faster R-CNN可避免下列问题：
（1）训练分段多，步骤繁琐：RCNN的微调网络、训练SVM、训练边框回归器的训练步骤过于繁琐，设置、调整困难，因32位激光码各标的物的复杂性，此一阶段的适配调试耗时费工；干露露和廖凡
（2）资源占用过大：实测特征库的建立非常困难，1000张图象产生三百多G的特征文件，且还只是初步达到训练效果；
汪涵前妻陈洁个人资料（3）速度过慢：实测使用并行GPU，VGG模型处理一张32位激光码图片需要34s；
（4）测试速度慢：因每个候选区域需要运行整个前向CNN计算，整体算法内耗时间过长。
3.3  激光码字符识别
在精确获得字符区域的基础上进行字符的切分与识别。其中字符的切分是个关键。目前此领域内的一个趋势是把字符的切分与识别融合在一起，避免进行显式的切分，由融合后的识别结果来决定最佳的切分位置与识别结果。
采用CRF(conditional random field)的框架将切分和识别结果融合在一起，其中单个字符识别模块使用离线训练好的模型对输入的单个字符图像进行识别。基于单字符的分类器，对这些分类器采用VGG13模型来训练。而CRF模型则除了利用单个字符的识别信息外还融合统计了多个字符联合出现的概率，从而在字符模糊或者遮挡时可以推测出最可能的字符，最终输出最佳分割位置、字符ID和置信度。
4  测试结果
学习教师法的心得体会为测试本文所开发的算法的性能，首先建立测试环境如下：
操作系统：Ubuntu
硬件环境：Intel CPU i7-4核
内存64G
GPU: Nvidia TitanX 5块
工具：Python
再选择训练样本，该训练样本由300张各品规图片组成，此测试集为独立于训练样本库的陌生样本，优选最佳光源适配，分别在定位和识别环节进行测试，结果如表2所示：
表2 测试结果
算法样本集光源适配正确率备注
Faster R-CNN300张多品规优93．6%无烫金、反白、凹凸、条形
码遮挡等显性背景干扰下CRF300张多品规优92.3%
参考：杜梦圆.复杂背景下的32位激光防伪码识别算法研究.武汉理工大学,2014；梁文斌，谢跃雷，彭诚诚，等.一种低复杂度的激光打标拐点检测算法.激光技术,2015,39(2):202-205。
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网，其包含的内容非常广泛，针对某一方面的技术，需要对专业人才进行针对性的教育和培训。
（1）发电环节
在国家政策扶持下以及电力电子技术快速发展的情况下，新能源发电技术取得了重大突破，目前风电、光电、水电等新能源发电技术已日趋成熟，装机容量也与日俱增。这些新型电源与传统的旋转电机有很多不同，它们大多依靠电力电子技术并网，技术人员应充分了解其特性，掌握各类电源的运行和控制技术。
随着大规模风电机组和光电机组等电源的投入使用，其发电特性和并网关键技术也越来越成熟。电力专业人员在学习《电机学》、《电力工程》等专业课的基础上，更应加强对《电力电子技术》和新能源方面的学习，以适应新能源发电和智能电网发电环节的要求。
（2）变电环节
为实现设备信息和运行维护策略与电力调度实现全面互动，实现优化配置，大湾区电力建设的变电环节应实现全网运行数据的统一采集、实现实时数据的共享以及电网的智能调节。如今数字化变电站已试点运行，对于专业人员来说，应深化微机保护、广域保护的学习，以适应电网智能化对信息化、数字化的要求。
（3）配电环节
大湾区建设中，要求配电环节建成高效、灵活、合理的配电网络，应具备灵活重构、潮流优化、良好
接纳可再生能源，能实现分布式电源的接入和统一控制。随着智能电网技术的不断研究，配电自动化和馈线自动化实用技术的研究已取得进展。对于电力专业人员，学习掌握《电网智能调度技术》、《配网自动化》等知识，以适应智能电网配电环节提升供电质量、供电可靠性的需求。
（4）创新能力
在掌握坚实的基础理论知识后，大湾区经济发展需要各方面人才的创新能力。目前珠海已有智能电网相关企业近百家，要使电力技术保持在领先水平，创新能力不可或缺。只有不断地创新，才能创造出新的属于自己的技术，才能领先世界。以创新驱动发展，是对大湾区经济发展下，对电力人才的全新挑战。
3  总结
粤港澳大湾区的建设，是我国的发展战略，其关系到我国的国际竞争力及影响力。作为湾区发展中最关键的电力行业，应与时俱进，用一流的电力服务，保障大湾区的蓬勃发展。电力专业人才的培养，很大程度上决定了湾区电力建设的发展，对大湾区经济发展背景下的电力人才培养提出新要求，是保障湾区电力建设的保障。不论是电力企业还是各大高校的电力专业，应该针对电力从业人员和学生进行有针对性的培养，培养其专业技能，以适应全新的电网建设的要求。只有在不断的实践中探索专业人才的培养和教育措施，才能确保电力建设走在正确的道路上。
作者简介：张兆云（1977－），男，博士，教授级高级工程师，研究方向为新能源和电力系统自动化等。