摘要：针对目前电力巡检中广泛存在的效率低、准确性低、监督不严的问题，本文提出了一种将大数据及增强现实（AR）技术运用于变电站巡检的方法。该方法通过流媒体的传输，实现了实时远程监控，并可将巡检过程通过AR智能眼镜进行录制。
关键词：增强现实技术；变电站；智能巡检
1引言
增强现实（Augmented Reality，简称AR）技术，是一种将真实世界信息和虚拟世界信息集成的新技术，它可以将虚拟的信息实时地传输到真实的环境里，给真实环境提供补充信息，但并不取代真实环境。经过多年的研究与发展，AR技术以及AR智能眼镜已经成功应用到了工业领域当中，在工作中起到了优化流程、提高效率、提高准确性的作用。
对于电网企业而言，设备的稳定运行是其生存以及发展的基础，因此在日常的运营中，设备的可靠性、稳定性、安全性是电网企业最为关注的一点。设备中任何一点细微的缺陷故障，都可能会对社会生产、生活带来极大的不良影响。而定期的巡检正是预防与发现问题，让设备能够可靠运行的重要保障之一。在对变电站的巡检中，由于地理位置通常位于较偏远地带，且站内设备数量较多、密集程度较高，所以非常容易造成巡检工作的疏漏。从监督角度来说，对巡检人员缺乏有效的技术监督手段，无法保证巡检数据的有效性以及准确性，因此对反映运行状态和设备缺陷的信息无法得到准确反馈，极可能因为未及时了解到隐患而引发设备故障。
针对以上所提问题，本文提出了一种有效解决当前巡检监督问题的方法，该方法根据大数据及增强现实（AR）技术的特点，结合实际变电站巡检场景，将AR智能眼镜应用于变电站智能巡检中，实时监督巡检作业人员，提高变电站巡检的可靠性，确保巡检数据的准确无误[1]。
图1 智能巡检系统结构图
2 智能巡检系统分析
2.1系统设计
智能巡检系统由两部分组成，包括搭载在智能眼镜上的AR眼镜端以及后台监控客户端，其系统结构如图1所示。AR眼镜端主要用于现场视频的录制、管理，以及在远程监控时作为视频采集端。后台监控端可以远程监控巡检过程，实时接收到AR眼镜传回的视频及音频，并可以对账户系统和视频文件进行管理。在巡检工作中，眼镜端与后台监控端进行通信时必须都处于联网状态；AR眼镜录制的视频则保存在本地，由工作人员进行上传操作，成功上传至服务器后，则可在后台监控端进行管理。
2.2系统特点
2.2.1实时监控
实时监控由监控室工作人员通过后台监控端软件与AR智能眼镜进行通信，以此实现后台人员对巡检作业人员的监督与监控，如图2所示。在监控的过程中，AR智能眼镜中的画面及声音等信息可实时传送至后台监控端软件，同时后台工作人员的语音也可传到AR智能眼镜端，实现了双向语音传输，双方可进行实时通话。
2.2.2录制视频
当巡检人员进行巡检作业时，可以通过AR智能眼镜进行现场视频录制采集，能够有效记录下巡检的全过程，并保存记录，以供后续查验巡检作业是否按要求完成。视频采集通过AR智能眼镜上的摄像头来完成，如图3所示。视频采集即把模拟视频转换为数字视频，并按数字视频文件的格式保存下来。
图3
图4
2.2.3数据管理
完成巡检作业后，将AR智能眼镜连接网络，即可将在巡检中录制的视频同步到服务器，并可以通过后台监控端对所上传的视频文件进行管理。后台工作人员可以通过对视频的回看，了解巡检过程，监督巡检工作并优化完善巡检流程。
3 智能巡检方法实现
本文所提出的基于AR眼镜的变电站智能巡检系统，是结合AR眼镜端和后台监控端的全新巡检监督模式。本系统采用C-S结构（智能眼镜【C】---信令服务器【S】---后台监控客户端【C】），并基于webRTC框架实现点对点（P2P）实时视频通信[2]。
3.1建立连接
本系统通过stun服务器和signal服务器在客户端A与客户端B之间传送SDP（会话描述协议）信息以及申请信息，客户端之间则通过这些信息建立起P2P连接，并进行音频与视频数据的传输。在本系统中，stun服务器起到NAT（网络地址转换）穿透的作用。
3.2流媒体传输
本系统流媒体传输使用了RTP/RTCP协议[3]。RTCP（实时传输控制协议）与RTP（实时传输协议）互为姐妹协议，RTP协议说明了在互联网上传递音频和视频的标准数据包格式。RTCP本身不传输数据，但和RTP一起协作将多媒体数据打包和发送。
3.3 信息传输
本系统信息的交互包含了文本、图像、视频等多种信息形态，其中文本以及图像通过signal服务器传输，视频则通过SFTP服务器传输。
如图3所示，客户端A向客户端B发送文本、图片信息时，信息先由客户端A传输到signal服务器，再由signal服务器转发至客户端B；如图4所示，当客户端A向客户端B发送视频信息时，视频由客户端A传输到SFTP服务器，signal服务器通知客户端B，再由客户端B到SFTP服务器获取视频。
4 结束语
AR技术结合电力企业在生产中的实际需求，可以很大程度地改善变电站巡检维护的状况。本文提到的方法有效地监督了巡检任务的执行，可以对巡检过程进行监控、指导、存底。同时，可以推行巡检责任制，将巡检责任落实到每一位巡检人员的头上，确保巡检的准确无误，推动巡检工作的标准化，提高设备的可靠性。
参考文献：
[1]刘建明，施明泰，庄玉琳，林青山. 增强现实、虚拟现实和混合现实技术在电力系统的应用研究[J]. 电力信息与通信技术，2017，15（04）：4-11.
[2]张向辉，黄佳庆，吴康恒，雷志斌. 基于WebRTC的实时视音频通信研究综述[J]. 计算机科学，2015，42（02）：1-6+32.
[3]李燕灵，马瑞芳，左力. 基于RTP/RTCP的实时视频数据传输模型及实现[J]. 微电子学与计算机，2005，（08）：138-140+143.
论文作者:姜玉靓,彭勇,陈京,付自福,余伟宁
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/9
标签：智能论文; 眼镜论文; 客户端论文; 变电站论文; 视频论文; 后台论文; 信息论文; 《电力设备》2017年第30期论文;