智能眼鏡在變電站電力設備智能巡檢中的應用分析

王永明 黃春紅 李鵬 李寬宏 林力輝

【摘 要】針對當前變電站運維工作任務重、工作繁瑣、巡視效率低、巡視不到位、巡檢數據統計不完善等問題，本文構建一個基于智能眼鏡技術的變電站智能感知運維平臺，實現巡視人員對設備運行狀態快速記錄，數據信息的智能化采集，變電站的巡視遠程監控，對人員現場作業進行監督和指導，并為管理人員提供輔助決策支撐，最終實現變電站管理的自動化和智能化。

【關鍵字】智能眼鏡；變電站；電力設備；巡檢

中圖分類號：TM862 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）18-0042-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.18.018

0 引言

變電站電力設備巡視檢查工作是有效保證變電站內電力設備安全的一項基礎工作。通過巡視檢查來掌握線路和電力設備運行狀況及周圍環境的變化，發現設備缺陷和危及線路及設備安全的隱患，提出具體的檢修內容，以便及時消除缺陷。

本文構建一個基于智能眼鏡技術的變電站智能感知運維平臺，利用實時空間定位技術，構建變電站三維空間信息地圖，并能實時跟蹤運維檢修人員位置，精準定位待巡視設備，通過穿戴智能眼鏡，依據標準化作業指導書，實現巡視人員對設備運行狀態快速記錄，數據信息的智能化采集。實現變電站的巡視遠程監控，對人員現場作業進行監督和指導，并為管理人員提供輔助決策支撐。

1 基于智能眼鏡變電站智能感知運維平臺

1.1 系統整體架構

變電站智能感知運維平臺實現對接PMS生產系統，管理站內工作和人員分配；提供作業的可視化展示平臺，實現作業任務、人員位置和軌跡、作業結果等作業信息的綜合展示，支撐管理人員對現場作業的全過程管控和對巡視人員進行工作評估。管理平臺數據處理包含有數據融合、信息空間構建、并行計算、流計算、圖計算等數據處理功能，其中平臺基于各類技術組件，對外提供各類應用服務，實現包括AR識別引擎、多媒體通信、流媒體直播、空間學習與定位、信息宏觀呈現、圖像識別等功能，通過平臺整合的各類數據進行情景推送、業務數據管理、協助作業、權限管理等服務，實現各類場景運用，實現變電站管理的自動化和智能化。系統整體架構如圖1所示.

1.3 系統網絡架構

系統的網絡架構由無線區、業務系統、三維數據采集區、核心區、監控中心構成，在變電站內通過智能環境感知技術進行人員的定位、智慧導航、感知設備的無線傳輸，經過3G/4G網絡傳輸協議將信息數據傳輸至核心區域，并將內網業務系統數據通過內外隔離技術將監控數據、設備運行狀態數據以及三維模型數據通過核心區的數據處理、分析，最終應用到監控中心。

1.4 系統邏輯架構

智能眼鏡從平臺管理，獲取用戶鑒權登錄、語音交互定制化配置及設備基本參數。并作為數據接收傳送的計算單元及紐帶，實時接收、計算、傳送各類巡檢數據，如時間、位置、音視頻、照片等信息至云端AR智能巡檢系統，并同步到相關的管控系統。系統邏輯架構如圖2所示。

2 智能眼鏡在變電站智能巡檢中的應用

智能眼鏡利用增強現實技術，實時指引巡檢人員標準規范化地完成巡檢工作，整個實現過程包含眼鏡端應用實現與后臺數據的交互，以增強現實的方式將設備以及任務信息疊加在工作人員實際視野中，以及基于Tensorflow開源機器學習框架實現圖片識別功能，能自動識別設備銘牌信息以及壓板信息，提高工作效率；使用語音交互方式實現巡檢數據的錄入，并可在線實時呼叫遠程專家進行在線指導。

2.1 工作任務調度

通過自動及手工等方式，從生產管理系統獲取巡視計劃任務及具體的操作任務內容信息，并將標準化巡視作業指導書同步到智能感知運維管理平臺，按巡視作業指導書中的巡視對象、地址及內容或操作內容規劃任務路徑。巡視人員通過智能眼鏡接收執行任務。系統自動記錄人員信息、起止時間、巡視、操作內容反饋等。

2.2 工作任務執行

平臺基于穿戴智能眼鏡，并根據工作任務進行高效巡檢作業；智能眼鏡通過語音交互等方式，隨時進行巡檢，如拍照，AR掃描，遠程協助，單兵記錄、數據采集等，提高工作效率。工作任務執行包括：人員身份認證、工單接收、巡檢智能路徑規劃及導航、巡檢內容執行、巡檢路徑歸檔等。

2.2.1 人員身份認證

平臺基于系統統一認證的方式進行身份驗證，系統通過算法生成二維碼，巡視人員通過智能眼鏡掃描二維碼，獲取身份認證，獲取個人所屬數據信息。

2.2.2 工單接收

巡檢人員通過平臺獲取工單信息，并通過智能眼鏡同步數據信息將平臺文字、圖片或視頻的模型數據與智能眼鏡現場識別的電力設備巡檢對象進行無縫貼合。然后由智能眼鏡識別到指定的對象，同時識別到與該設備相對應的各種物理參數，智能眼鏡將所采集的所有物理參數根據判定模型進行判定，確定巡檢設備的工況。

2.2.3 巡檢智能路徑規劃及導航

智能眼鏡設備自動定位運維人員的當前位置，基于SLAM同步定位技術，實現設備巡視或操作路徑規劃，使得運維人員精準了解巡視或操作路線，并實時記錄人員位置及所經過的各個巡視操作點，實現對運維人員的位置可知、可查、可考，通過系統推送的巡檢任務智能規劃路徑及實時導航，如遇巡視操作路徑偏離系統規劃的路徑，系統發出預警提示運維人員路徑偏移。

2.2.4 巡檢內容執行

運維人員可根據任務工單以標準化作業規范為指導，利用成熟的人工智能技術完成巡視操作任務，運維人員通過佩戴智能眼鏡進行作業，智能眼鏡作為數據接收傳送的計算單元及紐帶，實時接收、計算、傳送各類巡視操作數據，如時間、位置、巡視操作內容、各類記錄、音視頻、照片等信息至云端AR智能巡檢系統。并同步到相關的管控系統。

2.2.5 巡檢路徑歸檔

通過智能穿戴設備，會詳細記錄自身所行進的軌跡，并將數據傳送到后臺服務，在無移動信號的區域，終端將軌跡信息記錄在本機，當再次進入有信號的區域時，會繼續完成行動軌跡數據的發送，保證軌跡數據的完整性。并可在三維場景中顯示巡視軌跡和缺陷隱患記錄。

2.3 可視化報表統計

統計報表包括個人巡檢統計管理、巡檢決策管理及巡檢排名等功能，幫助員工了解月巡檢總體情況，同時也為領導巡檢決策及巡檢工作考核提供及時數據支撐。并可將部分KPI數據同步到對應的運維管控平臺。

3 結論

本文構建一個通過智能眼鏡、移動互聯等先進技術與運檢技術的嵌入融合，全面建成立體化的運檢移動作業體系，實時將設備信息以及工作任務即時展示給工作人員，并可實時呼叫遠程專家進行在線指導，即時快速的解決問題，通過精確定位技術對人員進行定位以及工作軌跡采集；通過智能數據分析生成工作報表，為工作、風險分析提供數據支撐，實現巡檢工作的數字化，實現變電站的巡視遠程監控，對人員現場作業進行監督和指導，并為管理人員提供輔助決策支撐。基于智能眼鏡技術的變電站智能感知運維平臺通過物聯網、大數據和深度學習等技術，結合智能監控、故障診斷、狀態運維等信息進行生產運維精細化管理，提高了巡檢的效率，確保了電力系統更加穩定運行，并且進一步推進了巡檢工作的標準化、管理的科學智能化。

【參考文獻】

[1]黃繼勇，趙利挺，鈄政偉，等.山區供電企業電網運檢管理難點與對策[J].經營管理者，2013（23）：369.

[2]朱月香.電力設備缺陷管理模式的探討[J].浙江電力， 2000（2）：48-49.

[3]劉重陽.基于物聯網的工業設備智能巡檢系統研發[D].燕山大學，2015.

[4]胡文玲.基于X3DOM的電力系統可視化技術的研究與應用[D].上海：華東師范大學，2012.

[5]冷貴峰，李巍，文屹.基于智能眼鏡的電網遠程監控系統的研究及實踐[J].電氣應用，2016（12）：78-81.