基于AR技术的变电设备动态运维的技术研究

彭博

摘 要：AR技术是人机交互技术全新的发展方向，AR系统有诸多子系统相互组成，各个子系统发挥着不同的作用。本文主要介绍了AR系统的结构组成、AR技术在变电站运维中的应用以及AR设备动态运维技术的研究内容。

关键词：AR技术；变电站运维；动态运维技术

中图分类号：TM732 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）01-0155-02

AR技术是虚拟现实技术的重要组成部分，其通过各个子系统将真实环境和虚拟环境合成。“扩增实境”又称为增强现实：就是将真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到同一个画面或空间，可以令使用者充分感知和操控虚拟的立体图像。要实现扩增实境，需电脑、电脑摄像镜头及识别标记，就能在二维的电脑荧光屏上展现三维动画。摄像镜头认出识别标记后，在电脑上运算预定程序，在摄像头所展示出的图像上添加三维画面。

“扩增实境”技术目前处于高速发展阶段，在很多行业内有实际应用和实践经验。在二次设备运维检修中引入该技术的条件具备，应用前景广阔。

1 AR系统总体结构

图1为AR系统的总体结构图，主要由场景采集系统、跟踪注册系统、虚拟场景发生器、虚实合成系统、显示系统以及人机交互界面等多个子系统构成。这些子系统的功能各不相同，一般情况下，外界环境的信息通过场景采集系统来得到，且信息真实可靠，例如外界环境中的声音、视频以及图像等；跟踪注册系统主要是用来观察观察者的视线以及各个方位所发生情况的，以便及时做出调整，避免其他子系统受到影响；虚拟场景发生器主要功能是将采集到的真实场景表现出来，形成虚拟的声音、视频；通过虚拟合成系统将零散的虚拟图像合成为整体，与真实场景相互对比进行合成。

除上述的AR系统总体结构之外，3D渲染不可或缺。高效、实时的3D渲染能够使得实际环境与虚拟环境达到一个很好的融合效果，图2是增强现实应用的系统结构图，图2中展示了应用、增强现实开发库、3D渲染以及各种硬件设备之间的互相依赖关系。

2 AR技术

扩增实境技术可以提供一种附着在实体景象之上的实时、可视的文本和图标的解决方案。扩增实境技术与一般意义上的虚拟实境技术相比，虚拟实境技术是完全虚构的世界，而扩增实境则是与现实世界紧密重叠。简单来讲，就是它可以显示很多你在现实中通过眼晴看不到的信息──比如一座建筑的历史和典故、一个商场里正在打折的产品、甚至一个人的年龄和喜好。

应用在变电站运维作业中，AR技术可以为现场运维作业人员带来更多有助于提高工作效率和准确性的信息。比如以智能眼镜为穿戴AR装备的时候现场运维人员戴着智能眼镜看向某变电装置，穿戴AR装备也可为其他形式的智能设备，在此以智能眼镜为例。智能眼镜为眼镜型可视化终端，形状与普通眼镜类似，在眼镜侧面安装有摄像头作为视频采集装置，使用镜片作为显示设备，配备麦克风和耳机作为声音的输入/输出设备，智能眼镜在视野里定位到这台变电装置的时候开始对这台变电装置进行识别。识别技术一般分为基于标识的识别和无标识识别。基于标识的识别需要在真实物体上贴上标签，如条形码、二维码，智能系统根据标识识别物体；无标识识别不需要在真实物体上贴上标签，根据物体的形状、位置、颜色等信息进行智能识别。智能眼镜识别出这台变电装置后，将显示这台变电装置的信息，如当前运行情况、运维记录、针对这台变电装置的运维作业工单等等，现场运维人员根据这些信息进行运维操作。现场运维人员如果认为现场装置的情况与作业工单上所述不太吻合，可利用摄像头的拍照功能或视频功能将现场情况发送给指挥中心，指挥中心也可要求现场人员对某处进行细致查看，指挥中心的指挥人员通过视频功能远程进行问题的调查。除上述举例外，穿戴AR装备还能显示很多信息，如在变电站内真实一二次设备旁添加文字标签，变电站导航，屏柜布置图，厂家及装置提示信息等等，配备穿戴AR系统的运维人员拥有来自数据库的实时帮助信息，同时可以获取远方指挥中心的指令和引导信息，并能为指挥中心提供及时的现场情况，可以给运维工作的高效完成带来巨大帮助。

3 AR设备动态运维技术的研究内容

本文从生产实际出发，着重对目前迫切需要解决的关键技术问题展开研究：开展回归、分类、聚类、关联规则和时间序列的信息融合技术的研究，提出基于物联网数据挖掘与信息融合的变电设备状态评估方法。基于物联网感知特点，深入研究变电设备感知预测技术，对相关设备提供预警信息，为变电设备动态运维提供技术支持。

开展对输变电设备动态运维技术的研究，并根据变电站和供电局对变电设备运维角度的要求，提出多场景的输变电设备运维评估策略、标准和体系，以提高变电设备运维水平。建立一套完整的变电设备状态评价体系，原有的按年检修的制度由于忽视装置的实际运行状态，可能会与设备实际运行状态差异比较大，为了完善传统状态检修制度，研究新的在线评价体系，大致需要注意以下几点：

对于每一台变电设备设立运维档案，对变电设备的检修时间，情况进行记录；对于每一台变电设备可单独或按厂家型号等特性设置运维提醒周期；建立设备状态评分体系，加减分情况与在线监测和运行状况等的实际运维数据挂钩；对于免检周期内无异常的变电设备给予加分并延长免检期；对于某信任型号变电设备（如同型号设备有过正确动作）适当延长免检期；建立设备缺陷记录档案，对于有缺陷的同型号设备缩短其检修周期。

综上，通过新的变电设备状态评价体制，可以从状态评价系统及PMS系统自动取得影响变电设备状态评价的信息，为用户提供更有说服力的设备状态评价，合理调整和分配运维工作计划，从而提高运维工作的有效性、针对性和效率。

4 结语

作为全新的发展方向，AR技术发展前景广阔。文章简述了AR系统的结构组成、AR技术在变电站运维中的应用以及AR设备动态运维需要注意的要点，AR技术目前处于高速发展阶段，应用前景广阔。

参考文献

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