薛森炎
广东电网有限责任公司清远清新供电局，广东清远，511800
摘要：增强现实技术（Augmented Reality，简称AR）将虚拟化的数字信息更直观的展现在使用者的眼前，相较于书籍或是电子平板等显示方式，无需工作人员时刻用手拿好显示载体，更易于使用者双手操作，并且可以随时随地查看各种运检设备的辅助信息。通过对计量设备的图像识别，可以自动识别计量设备的故障。加之以智能分析系统的指导，可使专业水平较低的工作人员可以完成数字化变电站计量设备的运检。将工作任务处理流程、处理结果、现场与后台实时互动等全流程管控机制紧密结合，建设完善的运维闭环管理，形成知识收集、知识形成、知识共享、知识应用为一体的智能分析系统管理体系，为数字化变电站运检闭环管理的故障消缺提供技术支撑，提高故障诊断及修复能力，规范现场作业，集成地点定位导航、电子工单远程处理提交、现场故障诊断修复作业指导，实现现场作业流程的标准化，降低现场工作人员的技术依赖和工作量，提升人员工作效率和作业自动化和安全水平。
关键词：增强现实技术;计量运检;智能辅助系统;
引言
随着电网工程建设数字化和智能化水平需求的不断提升，增强现实（augmented reality,AR）在工程管理中的应用为解决现场技术沟通和信息共享问题提供了新的路径[。AR远程协作工业制造与维修，主要用于复杂设备部位安装维护信息精准投送、显示和远程协助。早在1990年波音公司的两位工程师Thomas Caudell和David Mizell提出使用一种抬头透视装置用于飞机航空线束的装配指导过程，并创造“Augmented Reality”这一概念用于描述这种将虚拟内容自动叠加在用户真实场景的技术。
1智能运检系统
基于AR技术，研发了新型变电站计量运检智能辅助系统，构建适配运检场景中增强现实技术和应用，主要技术包括：1）实现AR终端与远方web平台的数据传输。2）图像识别引擎的训练和开发。3）智能分析系统的开发。现场与运检技术专家的在线会商，实现运检的可视化、智能化和流程标准化；开展快速检索技术研究，研究支持多种格式文件的索引与检索技术，对检索结果进行整合和优化。4）AR应用与后台接口的开发。
2智能分析系统的构成
2.1功能需求
现场技术支持过程，保证人员间即时音视频沟通和在线指导功能。具体包括硬件操作、软件功能和信息安全三方面需求。硬件操作需求：①不影响使用者环境观察、人身安全防护及现场操作；②佩戴可靠、舒适、不易疲劳，操作简单易行，便于差旅携带。通信软件功能需求：①支持计算机端、移动端和穿戴端多方在线视频语音通信；②支持在线辅助标记、座席端文件或屏幕共享；③支持视频内容记录和存储管理功能。信息安全需求：技术服务过程涉及产品信息安全，需提供相关信息安全解决措施。
2.2系统的构成
1）综合数据库综合数据库专门用于存储推理过程中所需的原始数据、中间结果和最终结论，往往是作为暂时的存储区。它包含了求解问题的世界范围内的事实和断言，其中每一组事实都与智能分析系统中的IF（条件）一一匹配。2）知识库知识库主要包含了专家用于解决相关问题的领域知识。其问题求解过程是通过知识库中的知识来模拟专家的思维方式的，因此，知识库是智能分析系统质量是否优秀的重要判断依据，即知识库中知识的质量和数量决定着该系统的智能水平。智能分析系统中的知识库与程序是彼此分开的，用户可以通过改变、完善知识库中的具体规则来提高智能分析系统的性能。
在基于规则的智能分析系统中，知识普遍采用IF（条件）...THEN（行为）...的规则来表达，当规则的条件被满足时，就会触发规则，继而执行后面的行为。同时条件与结论均可以通过逻辑运算AND、OR、NOT进行复合。
3智能分析系统的建立
3.1数据采集模块
该模块负责将系统所检测到的性能数据和特征参数，比如硬件底层数据、网络性能数据等，并借助预先选定的协议向指定位置进行传输［。数据采用与处理主要涉及数据分拣、存储与读取三项操作，处理对象主要为磁盘分区用量、内存使用量以及CPU使用率等运行数据，以及硬盘状态、CPU温度以及机箱温度等硬件数据。
3.2状态监测与诊断模块
该模块负责对设备可能存在的故障进行检测，以故障参数的特定阈值为根据，对比设备经过检测后所得到的参数指标，若该参数指标超出预先设定的阈值范围，则判定该设备存在故障。在实际的检测过程中，每一项数据的走向和趋势均会一定程度上影响到最终的诊断结果，并且无法借由单一数据对系统状态进行判断。因此，本次研究决定采用神经网络来对系统判断进行监测，所使用的神经网络模型为Self－OrganizingfeatureMap，在通过该模型实现阈值判断的同时，也能够实现更高可信度的故障诊断，并且可以导出故障的各类、位置等重要数据。
3.3系统功能
1）作业记录现场作业人员通过AR眼镜将作业过程的第一视角录像和语音打点标记上传至系统，并输出包含耗时和地理位置信息的直观作业报告，供企业分析决策。对比以往的手机录像记录方式，AR眼镜的视频记录和存储方式更为便捷、自然、智能和高效。2）远程协作远程协作可将AR眼镜第一视角音视频分享给座席端，同时提供语音、图文通信、AR标记和文档收发工具选项，远程协作过程的录像和图文消息记录均可以进行回看。对比传统的音视频通话软件，AR眼镜的可穿戴近眼显示特性可减轻现场作业负担、解放双手并辅以远程变焦和追踪标记功能丰富交互途径，提高在线作业指导效率。
4智能分析系统的更新与维护
1）知识收集阶段：智能分析系统运维人员进入智能分析系统管理进行知识提交。具体的知识提交规则可预先设置，也可为某一特殊情况提供入库的绿色通道，提高该类知识的库量。2）知识评审阶段：知识提交后，经由分析系统自身的规则校验运算，判断是否与现有的知识冲突。在确认逻辑上无误后，再由技术专家委员进行审核。若评审结果不通过，则该知识销毁或存入备用库等待修改入库。3）知识审批阶段：审核通过后，由智能分析系统管理人员对知识进行审批，并留下相应的日志，为以后的知识审批和事故查询提供参考和依据。若不通过，同样不允许发布，重新回到第一阶段继续完善知识。4）知识发布阶段：在检验完知识的正确性和实用性后，同样由部门经理将该知识发布到知识库管理方，由其将知识导入到系统中，进行知识库的更新与维护。
结束语
随着大数据和人工智能技术的不断演化，机器学习逐渐掌握并分担人类思考工作，AR远程应用将人与人的沟通转为人与机器的沟通，构建完备的知识库并提升人机交互体验成为下一阶段研究的关键。因此，要注重产品数据的高效收集和深入挖掘，并关注信息虚拟交互技术的发展动态。AR远程协作不只是某一行业或领域的技术革新，而是人类认知交互技术发展的又一里程碑。
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