探究 AR技术在变电动态运维关键技术中的应用

探究 AR技术在变电动态运维关键技术中的应用

尹伟

国网四川省电力公司绵阳供电公司 ，四川 绵阳 621000

摘要：本文对AR技术及其主要特点作出简单概述，在此基础上研究AR技术在变电动态运维关键技术中的具体应用，为相关研究人员提供参考。

关键词：AR技术；变电；动态运维

引言：变电动态运维工作具有内容复杂、要求严格、工作时间较为紧张的特点，在实际工作中应采用有效的动态运维系统，才更有利于提升工作效率。在信息技术快速发展的背景下，AR技术逐渐得到了应用和推广，在变电动态运维工作中也具有良好的应用前景。

1AR技术及其特点概述

AR技术也称为增强现实技术，是一种有效结合多媒体、人机交互和设备建模的信息技术，具有计算机机器学习、模式识别、图像处理等多种功能，也是虚拟现实技术的重要组成内容^[1]。AR技术是以交互性和构想为基本特征的计算机高级人机界面，通过应用AR技术，能够利用计算机图形与可视化技术以及传感技术，将虚拟对象放置真实环境中，通过显示设备将虚拟现象与真实环境融为一体，模拟出真实的现场景观，突破时间和空间等客观条件的限制。AR系统的组成部分主要包括计算机系统、视频输入转换系统、人机交互系统、动作捕捉跟踪系统、视频显示系统与传感系统等，还包括相应的软件系统。在其应用过程中，能够对外界环境信息进行采集，生成虚拟的图像和声音，并将虚拟图像合成一个整体，与实际环境相融合。在变电动态运维工作中，运用AR技术能够有效提高工作效率及准确程度。AR系统工作原理如图1所示。

图1 AR系统工作原理

2AR技术在变电动态运维关键技术中的应用

2.1AR技术在变电动态运维中应用的背景

在变电运维工作中，涉及到许多不同类型设备的管理和维护，具体包括变压器、导线、断路器、电容器、继电保护设备等，工作人员需要及时和准确地获取各类变电设备的信息。目前的变电运维工作主要依靠PMS系统进行管理，并利用相应的信息管理平台，将有关设备运行状况的相关信息向数据接收终端发送，而后工作人员依据设备运行信息开展变电运维工作。PMS系统的应用对于提升运维管理的规范性与针对性具有积极意义，但也存在一定的问题。比如信息交流不够畅通，有时难以保证获取信息的及时性，信息内容难以满足现场工作需求等。在信息技术快速发展的背景下，变电动态运维工作中可以将在线监测技术与AR技术进行有效结合，进一步提升运维现场与指挥中心的信息交流能力。

2.2基于AR技术的变电动态运维关键技术与应用方式

AR技术在目前的应用当中主要是通过定位系统及传感器，对终端的位置作出确定，并将其有效结合信息服务器、图像识别系统等。变电动态运维工作中可以通过以下技术手段对AR技术进行有效利用：第一是精确定位技术。AR系统中具有GPS模块、RFID以及WIFI模块，能够对工作人员的位置作出准确定位，充分了解工作人员所处的周边环境。而后通过建模和算法模拟等技术，对周边环境进行仿真。第二是视角跟踪技术。通过摄像头拍摄现实环境，而后利用技术手段进行增强处理。变电动态运维工作中，可以通过该技术在相应的位置添加某些标签和信息，使信息能够显示在恰当的位置。第三是在变电站信息库中应用AR技术，能够更好满足变电运维工作对于信息库容量及处理效率的需要。第四是实境图形分析算法，同时也是AR技术在变电动态运维工作中的关键应用技术。通过该项技术能够对图像中具有价值的信息进行识别，更好实现对信息的利用。对于变电动态运维工作，识别内容主要包括一、二次设备、设备生产和销售厂家、设备参数等方面。

在变电动态运维工作中，具体可以应用包括智能眼镜在内的多种AR设备。比如智能眼镜作为一种可视化终端，其侧面安装了摄像头用于采集图像，而镜片部分具有显示功能，并具备麦克风和耳机等配件。在对某种变电设备进行定位之后，能够对设备的相关信息作出识别。具体可以通过标识进行识别，还可以进行无标识识别。前者需要事先在设备上粘贴条形码与二维码等标识，作为识别依据；后者主要是将物体的外形、位置及颜色等信息作为识别的依据。在对设备作出有效识别后，能够对该变电设备的相关信息进行显示，比如运行状况、运维相关记录信息等，操作人员能够根据设备信息开展有针对性的运维工作。在工单信息与设备的实际情况不一致的状况下，工作人员可以通过摄像头对其进行记录，并传送到指挥中心，对问题作出进一步处理。另外，通过AR技术还能够实现在一二次设备周围添加文字标签、设置厂家及装置提示信息等功能。

2.3基于AR技术的变电动态运维系统设计

AR技术在变电动态运维的应用过程中，对于AR变电动态运维系统的设计是其中的关键内容。AR变电动态运维系统当中，主要包含硬件设备、增强现实开发库、3D渲染等部分，并结合大数据技术，将系统划分为信息采集层、通信集成层、服务与管理层和高级应用层四部分

^[2]。基于AR技术的变电动态运维应用系统结构如图2所示。

图2 增强现实应用系统结构

对于变电动态运维系统的信息采集层，其数据来源主要分为以下几种渠道：第一是穿戴AR设备所监测的现场数据；第二是继电保护装置保护信息；第三是故障录波装置当中的故录信息；第四是生产管理系统的设备信息。通信集成层的主要作用为对采集后的数据作出转换，转换过程主要依据网络传输协议。而后与指挥中心进行信息的沟通。其中可以应用AR接口与生产管理接口通信规范、设备保护信息与故障录入信息使用通信规范等。服务与管理层的主要作用在于进行指挥中心后台服务器交互传输与后台资源管理。其中可以包括AR信息管理、现场视频库的管理、备品管理、设备模型管理、故障的归档管理、作业工单及人员管理等。在具体内容上，现场视频库管理主要是将录制的视频根据设备种类和日期等因素作出分类；故障归档管理能够将设备的故障信息在数据库中存储，并根据故障类型作出归类；设备模型管理主要是对变电设备的组成进行模拟；人员管理是对系统用户进行增加、删除、修改与查询等操作。

结论：AR技术目前正处于快速发展阶段，在变电动态运维工作中具有良好的应用前景。通过AR技术的应用，能够快速获取设备的运行状况等信息，并对设备的运行情况作出有效的分析和记录。在今后的变电设备运维工作中，还应加强对于AR技术应用方式的研究。

参考文献：

[1]刘晓惠.基于AR技术的变电设备动态运维的技术研究[J].建筑工程技术与设计.2018（36）:4129.

[2]彭博.基于AR的变电动态运维系统研究与设计[J].中国设备工程,2018（12）:139-140.