基于AR技術的電纜路徑標識牌的應用探究

李志豪　卜威　王韜　普凱

摘 要：在本文中，通過AR技術的引用，在電力電纜行業中創新性地提出了一種新型智能電纜路徑標識。該新型電纜路徑標識通過特征標識的設計制作使每個標識都具有唯一性，并以標識為基礎作為AR技術的特征識別圖案，配合便攜AR裝置的使用，可以使工作人員在工作現場通過一塊標識就能完整調閱該段電纜信息，同時，在地面視角搭建電纜隧道的模型，真實還原隧道的路徑走向及隧道邊框，幫助人員快速掌握隧道情況，開展安全風險管控工作。這一創新性的提出，開拓了AR技術在工業領域除教培、展示以外的又一重要用途，極大地提升了AR技術的商業價值，同時，也使得傳統的電力電纜工作向著智能電網的方向得以大跨步邁進。

關鍵詞：AR 智能電纜路徑標識 安全風險管控 智能電網

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）05（c）-0048-03

Abstract： Through the application of AR（Augmented Reality）， the new intelligent Cable Path Identification is put forward creatively in this thesis. The new Cable Path Identification makes each identification unique by attaching a feature tag on it， and the feature identification pattern can be created based on the identification. Coordinating with the portable AR device， The new Cable Path Identification can make workers get the complete information of the given part cable trough just one identification. And also， Establishing the cable tunnel model from the view of ground can restore the tunnel route and frame precisely， helping workers master the situation of the cable quickly and carry out security risk control. This innovative proposal develops an important industrial application of AR technique apart from training and exhibition， and promotes traditional power cable industry to take a big stride toward the smart power grid.

Key Words： Augmented Reality； Intelligent Cable Path Identification； Security risk control； Smart power grid

隨著城市化的發展，城市地面的建設需求愈加旺盛，作為一種既經濟又美觀的方式，將架空線入地成為了一種必然的趨勢，但這在使地表變得美麗整潔的同時也使得地下電網——電纜，變得愈加擁擠而又錯綜復雜，給管理帶來了難度。由于電纜埋于地下，與架空線相比缺乏直觀的可見性，在實際運維過程中，很難去把握隧道的一個清晰的路徑和準確的邊界問題，在遇到例如隧道兩旁存在挖掘施工作業時，往往只能依據運維經驗或者就近下井觀測估量來作為一個施工安全的邊界參考，而這些都是一些概數，在施工管控中很難起到規范性意義，而傳統的挖掘探溝的方式又耗時耗力，且有時周邊環境還不具備挖掘探溝的條件。圍繞上述問題，本文創新性地提出一種AR電纜路徑標識牌技術，在配備單人AR便攜裝置的基礎上，可以實現人員對實地電纜路徑的“透視化”直觀觀測，準確把握電纜邊界，更可實現電纜隧道詳細信息查詢等功能，使得電纜運維工作得以更加高效與更加智能化，為重要的“地下電網”的安全提供了可靠的保障。

1 新舊路徑標識對比

（1）傳統的電纜路徑標識。

傳統的電纜路徑標識一般采用地面敷設的電纜路徑標識牌和沿線裝設的電纜路徑樁兩種方式，這兩種方式都是采用統一制作、統一規格的樣式。每一塊牌子或樁所能標示的信息極為有限，僅能告知其下方有電纜，而電纜的排布情況、埋深、敷設方式等信息都無法提示。當遇到電纜兩側存在施工作業時，作為運維人員很難直觀地去判斷一個安全的施工邊界，在與施工方交涉過程中也存在邊界劃定模糊的情況，給施工把控[3]及日常運維工作帶來了很多不便。

（2）AR電纜路徑標識牌。

AR電纜路徑標識牌相比傳統電纜路徑標識而言，其每一塊牌子本身都具有唯一性，通過牌子上設計的幾何圖形和顏色的搭配變換，可以使得每一塊牌子相比別的牌子都具有差異性，而這一差異性就賦予了每一塊牌子對信息的承載能力。AR電纜路徑標識牌上的幾何變換圖案可以作為AR混合現實技術的特征識別圖，工作人員通過攜帶的AR裝置對AR電纜路徑標識牌進行掃描，就可以遠程調閱該條電纜隧道該地段的隧道信息，同時，可以通過AR混合現實技術，在地面視角直觀地“透視”地下電纜隧道的實際情況，通過系統直觀地提示工作人員該段電纜隧道的邊界及隧道走向，極大地提升了電纜運維工作的安全性及準確性，也使得“地下電網”的運維工作向著更加智能化的方向大步邁進。

2 AR電纜路徑標識牌

（1）AR電纜路徑標識牌的基本內容。

AR電纜路徑標識牌將AR混合現實技術引入到了電纜路徑標識這一項基礎的環節當中，可以實現電纜路徑標識的智能化。由于每一塊牌子之間的差異性，因而AR電纜路徑標識牌可以鋪設在電纜通道任意位置，指示該地段的隧道信息，包括通道轉彎、交叉、爬坡等特殊情況都可以進行特征化標識，由于AR技術的引入使得簡單的電纜路徑標識牌可以承載大量的電纜信息，使工作人員在外出工作時可以隨時調閱某地段的隧道信息，給日常運維工作提供了極大的便利。

（2）AR電纜路徑標識牌的優勢。

AR電纜路徑標識牌除了具有特征性標識和承載信息量大的優勢外，其最大的亮點就在于工作人員可以通過便攜AR裝置以AR電纜路徑標識牌為媒介看到該段電纜的虛擬實景構圖，更加直觀地看到地下電纜的實際情況，更加清楚地把握電纜的安全邊界及走向。

同時，每一塊AR電纜路徑標識牌對應的信息通過后臺數據庫進行遠程管控，可以通過限制訪問端口等方式對電纜詳細信息進行管理，既方便了人員工作又對電力設施的詳細情況進行了安全保密。由于標識牌對應的信息存儲于遠程數據庫，可以通過修改數據庫對應的內容來改變AR電纜路徑標識牌的攜帶信息，使得AR電纜路徑標識牌可以重復使用，當隧道本體并未發生變化，而其內部電纜發生變化時，直接修改數據庫即可，方便、快捷。

（3）3AR電纜路徑標識牌的社會價值。

在本文中，僅僅是針對筆者所從事的電纜行業提出了AR技術在電纜路徑標識牌方面的應用研究，而AR技術在標識牌方面可以開展的運用卻遠不止于此，由于AR技術強大的虛擬構圖能力及信息承載能力，其除了可以搭建虛擬空間，還可以幫助人們“透視”很多無法直觀看到的東西，比如：地下煤氣管道排布、下水道排布、高樓墻體內電線排布等。

AR技術在電纜路徑標識牌上的應用是一次創新性的應用，可以作為是AR技術在工業方面運用的又一方向，在提升了運維工作智能化的基礎上也極大地拓展了AR技術的商業價值。

3 結語

AR電纜路徑標識牌是AR技術在電力方面提出的一項創新性運用，開拓了AR技術在電力方面除教育培訓、操作提示之外的又一運用場景，極大地提升了電纜運維工作的效率與安全性。同時，AR技術在電纜運維工作中的引入也使得這一傳統工作變得更加智能化與規范化，使得電纜工作在電網創新驅動戰略中邁出了堅實的一步。

參考文獻

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[3] 田國鋒，符奧，楊振田，等.城區電力電纜防外力破壞探討[J].山東電力技術，2014，41（4）：66-68.