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电力边缘 AI · 本地 / 站内 / 内网训练与微调深度调研

调研日期:约 2026-10-25(Asia/Shanghai)
落盘:/workspace/research/edge-ai-local-train-finetune-deepdive.md
定位:本地 / 站内 / 内网算力形态、软件栈、与主动学习飞轮衔接的完整闭环;不含公有云训服务选型(另见云端手册)。
衔接:edge-ai-active-learning-relabel-loop.md、edge-ai-int8-quant-calibration.md、edge-ai-license-ledger-template.md、edge-ai-model-canary-rollback.md、edge-ai-vlan-network-isolation.md、edge-ai-power-thermal-budget.md、edge-ai-model-signstore-mender-cookbook.md、edge-ai-human-review-false-positive-loop.md。
原则:公开资料可核验;不确定标 unknown;不改写 PROT、不替代二次安规。


0. 一句话结论与红线

结论:生产敏感视觉 / 传感数据默认本地训;训练网与推理网、PROT 保护 / 过程层物理+逻辑双隔离;训练机永不进保护网;产物经许可台账 → 目标 NPU 工具链 INT8 → Ed25519 签名仓 → canary → current,失败自动回 previous。

红线 ID 禁止项 说明
L1 敏感原图默认出站 / 上公有云训 人脸、铭牌、站貌、作业场景等须脱敏后仍默认内网;外送仅「已脱敏 croplike」且书面授权(见 §5)
L2 训练机进 PROT / 过程层 对齐 VLAN N1;训练工作站、标注机、MLflow/CVAT 主机不得与保护装置同广播域
L3 训练网与推理业务口混用未过滤 L2 训练 VLAN 可经防火墙只读拉难例;禁止直达 CAM/AI 业务口改配置、禁改跳闸语义
L4 AGPL / NC 权重进 prod 微调仓 Ultralytics AGPL、CC BY-NC 等仅评测或已签 Enterprise;A 轨默认 Apache/MIT(YOLOX / RTMDet / RT-DETR / Paddle 系)
L5 未验签 / 未 canary 热切 对齐金丝雀 C1–C5;本地训出的权重同样走 store → canary → current
L6 训练负载占用推理盒生产算力 边缘盒默认只推理;盒上 LoRA 仅实验 VLAN、非 prod 路径

1. 本地算力形态对照

变电站二次室 / 站控楼对功耗、散热、噪音、灰尘、接地约束严;算力选型优先「能训完、能隔离」,而非堆卡。

形态 典型配置(量级) 功耗 / 热 / 噪 适用 不适合
A. 工控机 + 单卡专业/消费 GPU i5/i7 或工控 Xeon + RTX 4060/5060(约 115–150 W TGP) 或 A4000 类;32–64 GB RAM;2 TB NVMe 整机峰值约 250–400 W;风扇负载可闻;二次室须业主批准通风/滤尘 周级微调 PPE/闯入/烟火(数 k~数万框);两周 PoC 默认 大批量多任务并行;长时间 4090 满载(约 450 W TGP,热噪难过站规)
B. 边缘盒侧 LoRA / 少样本 Orin / RK3588 / 国产 NPU 盒;PEFT / LoRA 适配器;小分辨率 + 小 batch 盒本热预算内;对齐功耗手册 T1–T5 实验:难例少、域漂移轻、合并适配器后再导出 prod 训练主路径;大分辨率检测头;与推理争算力
C. 小型 GPU 服务器(1–2U / 塔式) 1~2× RTX 4090/A6000 或国产训练卡;机房级供电 UPS 单卡 4090 整机常 600–900 W+;噪音高 → 禁止默认放二次室,宜机房 / 站控楼独立间 多站数据汇聚、QAT、周训 无独立散热/UPS 的柜内
D. 私有化 K8s / Slurm 训集群 地市 / 省侧内网机房;多节点 GPU + NFS/对象存储 机房级;与站端物理隔离 多业主多站统一微调、统一签名仓上游 单站试点;过早上集群成本高

站内约束要点(与功耗 / EMC 手册对齐)

  1. 二次室:优先 A 档单卡工控;4090 级默认否决,除非业主书面热噪与空开容量确认。
  2. 电源:训练机取管理信息大区辅电,禁止并入保护电源;单独空开 + UPS(建议 ≥ 整机 ×1.3)。
  3. 噪音 / 滤尘:业主安规优先;工业风冷机箱 + 进风滤网;定期清灰写入运维窗。
  4. 网络:训练机落 TRAIN VLAN(新建)或经防火墙挂在 MGMT 旁路;只读拉 EVD 难例;零接入 PROT(VLAN 手册)。
  5. 边缘盒 LoRA:公开资料显示 PEFT/LoRA 可降优化器显存、加速收敛,但激活显存仍受分辨率/batch 限制;电力场景默认把「盒上训」标为 conditional / 实验,产物仍须下盒后走完整 INT8 + 签名 canary。

1.1 散热 / EMC / 接地(训练机特化)

  • 接地:训练机壳与机柜保护地按站规接入;禁止为「降噪」拆接地或借用保护二次接地网(对齐机柜防雷 / EMC 基线)。
  • 浪涌:若训练机经长缆接同楼交换,网口建议与业务侧同级浪涌防护;训练流量突发不应冲垮 CAM PoE 交换。
  • 谐波 / UPS:大功率 GPU 启停电流尖峰大,UPS 须按 VA 与功率因数选型,勿与保护装置共 UPS。
  • 电磁兼容:无线网卡 / 未屏蔽 USB3 线在二次室可能干扰测量回路 → 训练机优先有线;Wi-Fi 默认关。

1.2 形态选型口诀

阶段 推荐形态 备注
两周 PoC / 单站 A 工控单卡 4060/5060 级足够小检测头
多 task 周训 A 升 24 GB 或 C 机房塔式 二次室否决则迁机房
省侧多站 D K8s/Slurm 站端只保留标注抽检与 canary
边缘盒 LoRA 仅实验 合并权重后仍完整量化签名

2. 软件栈(许可优先)

2.1 训练 / 检测框架

栈 许可(公开核验约 2026-10) 站内建议 风险
PyTorch BSD 风格 默认运行时 —
Ultralytics YOLO(v8/11 等) AGPL-3.0;商用闭源须 Enterprise 仅评测轨或已签 Enterprise;禁止未授权进 prod 微调 微调权重亦被视为衍生;嵌入边缘盒触发开源义务
YOLOX / RTMDet(MMDetection / MMYOLO) 主体 Apache-2.0(MMYOLO 个别「fast train」组件曾涉 GPL 衍生 → 部署前扫 SPDX) A 轨首选之一 依赖版本锁定;导出 ONNX 再进 NPU 工具链
RT-DETR / RT-DETRv2 等 官方仓多为 Apache-2.0 A 轨可选;NMS-free、导出友好 研究仓人体工程弱于 Ultralytics;板端 INT8 成熟度因 NPU 而异 → unknown 须实测
RF-DETR 部分尺寸 Apache-2.0;Plus/XL 等为 PML 1.0 只用明确 Apache 尺寸;Plus 进台账黄灯 勿混用 Plus 权重当开源
PaddleDetection / PaddleOCR Apache-2.0 表计 OCR、检测备选;Paddle-Lite / 量化文档覆盖部分国产 NPU 与 PyTorch 双栈增加运维成本;工具链版本钉死
MMDetection 全家桶 Apache-2.0 研究 / 复杂头;生产收敛到短名单骨干 过重;CI 镜像大

口诀:生产微调默认 Apache/MIT 骨干;Ultralytics 进台账红/黄灯,未签 Enterprise 不出签名仓。

2.2 标注(必须自建)

工具 许可 部署 电力站内
Label Studio Community 核心 Apache-2.0 Docker / Compose;可断网镜像导入 多模态模板、导出 YOLO/COCO;首选之一
CVAT Community 核心 MIT;FFmpeg LGPL/GPL;/serverless 第三方或含 NC docker compose up;可 air-gap 框/多边形/视频插值强;闯入 ROI 复标友好;禁用未核 serverless 资产
Roboflow Annotate 等 SaaS 闭源托管 — 难例主路径禁用(对齐主动学习手册)

2.3 实验追踪 / 数据版本(自建)

工具 许可 / 形态 适用
MLflow Apache-2.0;Tracking Server + DB + 制品存储 轻量实验与模型 registry;空气间隙友好
ClearML 开源服务端 + Agent;功能全(编排/队列) 多机训;栈更重
DVC Apache-2.0;Git 原生数据版本 数据集 / 权重哈希与 Git 绑定;可与 MLflow 并用

默认建议:单站 / 试点 = CVAT 或 Label Studio + MLflow + DVC(数据集);多站汇聚再评 ClearML / K8s。


2.4 导出与板端衔接(本地完成)

本地训完后的标准出口顺序(细节见 INT8 / 签名仓手册):

  1. 框架导出:PyTorch/Paddle → ONNX(opset 与目标工具链兼容表钉死)或厂商中间式。
  2. 图优化:常量折叠、与线上一致的 letterbox / mean-std;禁止训练预处理与推理预处理分叉。
  3. 量化:目标 NPU 工具链 PTQ;不过门禁再混合精度 / QAT(需回到本地有标签集)。
  4. 打包:store/<sha>/ + manifest.json(含台账行、校准 SHA、工具链版本)+ Ed25519 签。
  5. 发布:仅 canary 通道;推理盒拉包验签;系统轨 Mender 不动。

边缘盒不直接 git pull 训练仓;训练仓凭证不进推理镜像。


3. 与主动学习飞轮衔接的本地闭环

对齐 edge-ai-active-learning-relabel-loop.md,本地训只替换「微调发生地」,不改触发与脱敏语义。

边缘推理(CAM→AI) ──难例触发──► EVD 难例队列
                                 │ 脱敏 / 权属 / 周配额
                                 ▼
                    TRAIN VLAN:CVAT/LS 内网标注
                                 │ 抽检通过
                                 ▼
              训练集增量 + 冻结验证集(DVC/哈希)
                                 │ 许可台账门禁(A 轨)
                                 ▼
         本地 GPU:A 轨微调(全参或 LoRA)→ 导出 ONNX/中间式
                                 │
                                 ▼
         目标 NPU 工具链 PTQ/QAT INT8(校准集同源)
                                 │ 精度门禁
                                 ▼
         Ed25519 签名仓 store/<sha> → canary → current
                                 │ 失败
                                 └──► previous + MODEL_CANARY_FAIL

3.1 硬件最低配置建议表(可写进 PoC BOM)

角色 最低建议 说明
标注机 8 核 CPU / 16 GB RAM / 50 GB+ 数据盘;Chrome;接内网 Label Studio 文档建议生产 ≥16 GB;CVAT 同 Compose 栈
训练工控(PoC) 16 核级 / 32 GB RAM / RTX 4060 8 GB 或同级 / 1 TB NVMe 640 输入、小模型(YOLOX-s / RTMDet-tiny / PicoDet 类)batch 4–8;更大模型升 24 GB 卡
训练工控(稳态) 64 GB RAM / 24 GB 级 GPU(如 4090 仅机房)/ 2 TB QAT、多 task 并行
制品与追踪 另 1 台或同机 Docker:Postgres + MinIO/本地盘 + MLflow 与推理盒盘隔离
边缘推理盒 既有 BOM;不承担 prod 训练 可旁路评估 canary

3.2 训练侧硬规则

  1. 基座权重、增强库、导出工具均在许可台账 green/conditional。
  2. 现场复标占比须超过公开冷启动(主动学习 D60 门禁)。
  3. INT8 校准集同源场景 200~500 张;验证集冻结哈希(INT8 手册)。
  4. model.ver = 权重内容 SHA;manifest 含校准 SHA、工具链版本、台账行号。
  5. 训练日志与难例原图不进 PROT、不进证据仓热路径写保护语义。

4. 何时必须本地 vs 何时可外送「已脱敏 croplike」

场景 决策 理由
含人脸 / 工号牌 / 铭牌 / 可识别站貌的全帧 必须本地 二次安防 + 合同数据权属;脱敏失败风险高
作业安监、闯入、烟火全帧难例 必须本地 高敏;外包 SaaS 默认禁用
表计指针 ROI、绝缘子局部 crop、已打码人脸后的 croplike 可外送评估 仅当:① 自动脱敏流水线 + 人工抽检;② 合同书面授权;③ 接收方环境与销毁条款就绪;④ 台账登记 DS-xxx
公开冷启动集(COCO 子集等) 可云可本地 不影响站内权属;仍须许可台账
权属不清或「待签」自采 禁止外送、谨慎本地商用 先补合同

外送 croplike 指针:云厂商选型、出口合规、专有训练服务对比见 云端训练/微调深度调研手册(另文);本文不展开 AutoDL / PAI / SageMaker 等。外送制品回流本地后,仍须走 本地 INT8 + 签名 canary,禁止云端直接推 prod 盒。

4.1 本地优先决策树(执行版)

  1. 帧内是否含可识别自然人 / 资产标识 / 未授权站貌?→ 是:本地。
  2. 业主合同是否写明「数据不出站控区 / 不出内网」?→ 是:本地(即使已 crop)。
  3. 是否仅 croplike 且脱敏抽检通过 + 书面外送单?→ 是:可评估外送(云端手册),回流仍本地 INT8/canary。
  4. 是否公开许可冷启动集?→ 云或本地皆可,台账照填。
  5. 以上都不清 → 按本地处理,并行补合同,禁止先传后补。

5. 两周本地训 PoC + 验收门禁

5.1 日程骨架

日 内容 产出
D1–2 TRAIN VLAN / 防火墙;断网镜像;CVAT 或 LS 起服;许可台账行建档 网络示意图 + 台账初稿
D3–4 从 EVD 拉 1 个 task 难例(建议 PPE 或闯入);脱敏抽检;标 ≥500 框 冻结验证集哈希
D5–8 A 轨微调(YOLOX/RTMDet/RT-DETR/Paddle 择一);MLflow 记参;导出 checkpoint + 指标
D9–11 目标板 INT8(RKNN / TensorRT / OpenVINO / 国产工具链择一);校准 + 复测 精度报告
D12–13 签名仓 canary;对比 previous;失败回滚演练 canary 日志
D14 门禁评审;写「可 / 不可进 prod」结论 签字单

5.2 验收门禁(全绿才宣称 PoC 成功)

ID 门禁 通过标准
P1 网络隔离 训练机 traceroute/抓包证明 无 PROT 邻居;难例仅只读自 EVD;对齐 N1–N6
P2 许可台账 基座 / 数据 / 工具均 green 或 conditional+法务引用;无未评估 AGPL/NC 进商用仓
P3 数据权属 难例与标签业主权属条款可引用;外送若发生须有授权单(默认无)
P4 精度 验证集相对基线不劣于约定阈(如 mAP/召回跌幅 ≤ 约定);INT8 相对 FP 跌幅 ≤ 约定
P5 发布轨 验签 → canary → 自动回滚演练通过;未手工热切
P6 不进 PROT 拓扑与空开照片 / 配置备份证明训练资产不在保护柜、不共享保护电源
P7 热电 训练机满载 30 min 温度 / 空开无跳;二次室方案须业主确认(否则迁机房)

任一红灯 → PoC 结论为「流程通、不可 prod」或「须整改」,禁止把 PoC 权重直接写进投标「已上线」。

5.3 PoC 常见失败模式(本地特有)

失败模式 症状 处置
二次室过热跳闸 训练 10–20 min 空开跳或 GPU 热降频 迁机房 / 降卡 / 限功率;勿「关风扇硬撑」
难例带人脸未脱敏进标注盘 抽检发现清晰人脸 停标、隔离盘、重跑脱敏;事故写入变更窗
误用 Ultralytics 权重当 A 轨 台账事后发现 AGPL 废弃 checkpoint;换 Apache 骨干重训;法务备案
校准集用 COCO128 INT8 站内召回断崖 重建同源校准;对齐 INT8 手册 Q3
训练机误接 CAM VLAN 抓包见 RTSP 邻接 立即拔线;复查 ACL;记入 P1 否决直到整改
canary 人工跳过 「指标看着行」直接 ln current 按 C2 回滚演练;变更单作废

5.4 数据集与制品目录约定(本地)

/data/train/                         # 仅 TRAIN VLAN 可达
  raw_hard/<site>/<task>/<yyyyww>/   # 脱敏前隔离区(ACL 更严)
  desense/<site>/<task>/<yyyyww>/    # 标注输入
  labels/<project>/                  # CVAT/LS 导出
  datasets/<task>/vN/                # DVC 跟踪;含 train/val 清单与 sha
  runs/<exp_id>/                     # MLflow artifact 或本地 runs
  export/<model.ver>/                # ONNX / 中间式 + train_report.json
  calib/<task>/<date>/               # 对齐 INT8 手册

规则:raw_hard 默认仅算法负责人+安监只读;标注员只碰 desense;推理盒与 PROT 挂载为零。


6. 与既有手册的边界

主题 本文 他文
难例触发 / 脱敏 / 周配额 引用 edge-ai-active-learning-relabel-loop.md
INT8 校准与工具链命令骨架 引用 edge-ai-int8-quant-calibration.md
AGPL / NC 台账字段 引用 edge-ai-license-ledger-template.md
canary / previous 引用 edge-ai-model-canary-rollback.md
VLAN / PROT 引用并要求 TRAIN 旁路 edge-ai-vlan-network-isolation.md
二次室热电 训练机额外约束 edge-ai-power-thermal-budget.md
公有云训服务 不写 云端深度调研另文

7. 参考来源(公开,抽样)

  • Ultralytics License / Enterprise 说明(AGPL vs 商用)
  • Label Studio 自托管安装文档;CVAT Community MIT + FFmpeg / serverless 许可说明
  • PaddleDetection / PaddleOCR Apache-2.0;Paddle-Lite / 全量化 NPU 示例文档
  • RT-DETR(lyuwenyu)Apache-2.0;RF-DETR Apache vs PML 分轨说明
  • MMDetection Apache-2.0;OpenMMLab 生态
  • MLflow / ClearML / DVC 自托管对比公开文(2025–2026)
  • LoRA / PEFT 检测与边缘微调公开论文与工具说明(盒上训标 conditional)
  • NVIDIA GeForce 功耗规格;工控 / 机房噪声散热工程实践文

厂商私有 SDK 开关、未公开站规、具体空开容量:unknown,以业主与实测为准。


文档状态:本地深度调研 v1 · 仅落盘 · 不改飞书 · 与云端手册成对。

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