摘要：随着我国经济水平的不断提升，我国电力事业得到迅速的发展，配网运行与维护作为民生不可或缺的一个重要部分。目前，计算机科学技术领域的增强现实技术的应用发展迅猛，在众多领域均实现实际应用。因此，文章以变电运检远程协助平台为例，重点阐述增强现实技术在变电运检远程协助平台中的应用，为增加现实技术在配网运维中的应用提供参考。
关键词：变电运检；远程协助；增强现实技术
1引言
变电站作为电力系统的重要组成部分，一旦发生故障，就可能影响到整个电力系统的正常运行。因此，有必要加强变电站的运行与维护工作，以提高变电站运行的安全性和可靠性。变电站运检作为一项维护电力系统安全运行的基础工作，能够有效保证设备的安全性、提高设备可靠率、降低设备的故障率。由于变电运检工作场景多样、复杂，专业性强，安全要求高，部分运检工作人员的运检技术与专业技能存在问题，无法独立完成故障排除，严重影响电力系统稳定运行。由于人们对配网运行维修系统技术的关注度越来越高，而增强现实技术又是一项新型技术，它可以结合多种技术，在计算机中制作与现实情况相同的模拟场景，因此，增强现实技术在变电运检远程协助平台，可以为现场作业人员和远程协助人员提供方便直观的沟通[1]。
2增强现实技术的概述
增强现实技术是将计算机渲染生成的虚拟场景与真实世界中的场景无缝融合起来的一种技术，它通过视频显示设备将虚实融合的场景呈现给用户，使人们与计算机之间的交互更加的自然，同时具有广泛的应用前景，因此成为近年来的一个研究热点。本系统通过图像识别、3D建模等技术，借助AR眼镜和手机等移动设备，设计了两套AR实施方案，帮助用户与文字、3D模型、影像等进行AR互动[2]。
3现场作业对远程协助平台的要求
变电运检现场环境复杂，且作业人员需要解放双手专注于设备操作，所以现场作业对基于增强现实技术远程协助平台必须满足以下要求：
（1）使用头戴式AR眼镜设备进行AR双目显示，将虚拟信息实时映射到真实场景中，增强真实世界的信息展示[3]。
（2）视频对话支持多方参与，且参与方可进行涂鸦标记、冻结画面操作。
（3）避免作业人员手动操作，协助过程中现场工作人员使用语音和目视进行人机交互；在极端情况下AR智能眼镜设备端支持手势交互进行AR画面控制。
（4）平台具备专家库及资料库以提供快速协助通道。
4原理与设计
为能及时解决现场工作人员运检过程中遇到的问题，利用AR智能眼镜终端采集现场视频、音频数据，通过网络将作业人员视觉的视频上传到服务中心，远程协助人员可通过终端设备获取现场画面，并以双向视频对话方式与现场工作人员对话。通过视频流技术、实现对现场画面缩放、冻结、涂鸦标识等操作，精准指导现场作业。现场作业人员按远程音视频指导和AR标识进行操作，从而实现基于增强现实（AR）技术的变电运检远程协助[4]。
4.1平台技术框架
平台基于增强现实（AR）技术通过AR智能眼镜端和远程端的管理人员、技术专家、厂家进行远程视频通话。包含远程请求模块，AR智能眼镜视频通话模块，视频流服务模块，数据服务模块，远程端视频通话模块，贯穿整个远程协助流程，基于增强现实技术的变电运检远程协助平台技术架构如图1所示。
图1平台技术架构图
平台数据传输采用基于4G/Wi-Fi无线传输方式而设计的便携式传输终端，能够以无线接入的方式建立远程传输的IP数据链路，该模块在网络传输方面采用Peer-to-Peer对等联网传输技术，整合先进的网络传输特性，完成信息交换、网络分析和连接建立，该数据接口模块的功能，最终接入互联网（以太网），实现监测数据的远程传输。
考虑到目前电网系统的网络资源有限，远程协助平台采用网络运营商的专线网络进行数据通信，确保平台通信质量和数据安全。
4.2远程指导及可视化功能设计
（1）多人远程视频对话功能设计多人远程视频对话功支持现场工作人员、管理人员、专家、厂家人员多方对话，远程指导现场工作人员业务。
平台采用网页实时通信WebRTC技术实现多人远程视频对话，WebRTC内部的语音、视频引擎提供了媒体数据的采集、处理、编解码和渲染功能；WebRTC的跨平台特性满足对WEB端、眼镜端，甚至移动端建立视频通话连接，并且拥有低延迟的优点，多人远程视频对话技术架构如图2所示，所有终端以 Peer-to-Peer 对等联网传输技术通信。
图2 WebRTC架构图
（2）在线画面缩放、冻结、涂鸦标记为能让现场工作人员与远程指导人员准确沟通，系统支持在指导人员客户端在视频画面上缩放、冻结、涂鸦标记操作如图3所示，并将标记信息同步到现场工作人员的AR设备中，提供现场工作人员操作指示。
图3远程端手绘涂鸦图
本功能模块通过SLAM技术，利用屏幕和空间算法，把二维坐标转换为空间三维坐标，同时把标注的内容通过AR设备增强展示，现场工作人员通过AR看到如图4所示效果。
图4 AR端涂鸦显示效果图
（3）远程数据服务平台设计将管理人员、技术专家、厂家等远程端建立专家数据库，有利于根据不同协助需求提供针对性的技术响应。同时便于进行集中化的技术远程数据服务管理，远程数据服务平台框架图见图5所示。
图5 远程数据服务平台框架图
在远程协助时，为方便远程端向AR设备端传送技术资料，平台建立了设备资料库，包括：设备基础信息、常见问题、检修演示动画、图文、历史检修记录等数据。可在远程协助时实时推送给现场人员。通过远程数据服务平台的建立，现场工作人员可快速找到合适的技术专家进行远程协助，并能方便地从设备资料库获取信息或推送资料给现场工作人员。
5应用分析
通过增强现实（AR）技术的变电运检远程协助平台，现场作业人员可以与领导、专家进行双向音视频对话，解放作业人员双手，以第一视角反馈现场情况，获取远程指导；远程端借助增强现实（AR）技术，全面、直观了解现场设备、环境信息，操作规范等；有效缓解因现场人员无法解决问题需要技术专家赶赴现场的应急情况，为电力恢复正常争取了宝贵时间[5]。
结束语
基于增强现实技术的变电运检远程协助平台为变电运检提供一种有效的远程即时交流方式，面临重大技术问题时，作业人员获取平台远程协助快速解决问题，并且通过多方监视有效保障作业人员的操作安全，为电网的稳定运行提供可靠保障。远程协助平台适用于全国变电站的运检工作，具有较大推广应用价值。同时，通过增强现实技术在配网运维中的应用，利用智能终端设备，可以获取到多种信息，确保配网工程的质量，提升了配网工作的整体效率。
参考文献
[1]周春波，杨子力，杨坤莲，苏江云，杨锐.基于增强现实技术的变电运检远程协助平台研究[J].云南水力发电，2020，36(02)：195-197.
[2]蔡晓薇，郑世豪.增强现实技术在变电站维修培训的应用研究[J].科学技术创新，2019(34)：165-166.
[3]刘子俊，简学之，时伯年，张惠仙.基于增强现实技术的智能变电站设备运维仿真[J].南方电网技术，2019，13(11)：69-75.
[4]雷振江，王雷，崔吉生，陈硕，徐正清，于海龙，孟皓，刘国忠.基于HoloLens的变电站运维仿真培训系统[J].计算机与现代化，2019(11)：94-99.
[5]王畅.基于增强现实的智能运维技术研究与应用[D].山东大学，2019.