基于5G和AR的特高压GIS设备智能辅助检修系统

基于5g和ar的特高压gis设备智能辅助检修系统
技术领域
1.本技术涉及电力检修作业的领域，尤其是涉及基于5g和ar的特高压gis设备智能辅助检修系统。


背景技术：

2.近年来，特高压电网由于输送的电源容量大，交直流混合电网互联，各区域电网之间的联系越来越紧密。这对电力设备，特别是开关类的设备提出更高的要求，要求其在响应电网操作要求的时候，具有稳定性、可靠性，以达到维持电网安全稳定运行的目的。
3.特高压gis设备是特高压电网控制和保护的重要核心设备，当电网发生短路故障时，能够顺利的切除短路故障，保证系统的安全与稳定运行。因此，特高压gis设备对电网的运行极其重要。常规的gis设备需要定期进行检修和维护，但一线检修人员无法完全应对各式各样的检修工作，因此，亟需提供一种特高压gis设备智能辅助检修系统，能够帮助检修人员完成完成各式类电气设备的检修工作。


技术实现要素：

4.本发明实施例的目的在于提供基于5g和ar的特高压gis设备智能辅助检修系统，在维持现有维运检修模式的基础上，通过5g技术以及ar技术，使得检修人员能够更加有效的完成各式类特高压gis设备的检修工作。
5.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
6.基于5g和ar的特高压gis设备智能辅助检修系统，包括：特高压gis设备；图像智能识别模块，用于对所述特高压gis设备进行图像识别；三维gis数字模型模块，用于搭建所述特高压gis设备的三维数字化模型；ar模块，用于在所述三维数字化模型上叠加虚拟标注；5g通讯模块，用于提供运维人员的通讯；电子设备终端，用于传递检修信息，远程指导检修人员检修所述特高压gis设备。
7.在一些实施例中，还包括：摄像模块，用于拍摄所述特高压gis设备现实场景。
8.在一些实施例中，所述摄像模块设置于所述电子设备终端内部。
9.在一些实施例中，所述电子设备终端为智能手机、平板电脑、笔记本电脑、ar眼镜中的其中一种。
10.在一些实施例中，所述图像智能识别模块包括：依次连接的图像输入模块、图像预处理模块、图像特征提取模块、图像分类模块和信息输出模块。
11.在一些实施例中，所述图像特征获取模块通过卷积神经网络识别模型获取图像中的物体信息。
12.在一些实施例中，还包括：控制平台；所述图像智能识别模块、所述三维gis数字模型模块、所述ar模块、所述5g通讯模块均设置于所述控制平台。
13.在一些实施例中，所述控制平台包括：控制模块；所述控制模块分别与所述图像智能识别模块、所述三维gis数字模型模块、所述ar模块、所述5g通讯模块相连接，用于接收各
个模块的信息，并为各个模块传递指令。
14.在一些实施例中，所述控制平台还包括：存储模块，用于存储所述特高压gis设备的所述三维数字化模型。
15.在一些实施例中，所述存储模块还用于存储其他运检资料。
16.目前，大多数电力企业对gis设备进行检修，主要基于《气体绝缘金属封闭开关设备状态评价导则q/gdw448-2010》和《气体绝缘金属封闭开关设备状态检修导则q/gdw447-2010》，结合现场检修人员的运行经验，以设备可靠性作为主要衡量标准来进行考虑获得检修方案。
17.但是，由于检修人员的经验有限，无法完全应对各式各样的检修工作，并且，由于特高压gis设备所处环境复杂，无法增派多名检修人员进行检修，这对维持电网安全稳定运行造成了一定的困难。
18.在申请公布号为cn103400224a的专利文献公开了gis设备检修方法和gis设备检修辅助决策系统，其gis设备检修方法包括步骤：分别获取并存储gis设备的铭牌信息、状态性能信息、资产信息；根据所述铭牌信息、所述状态性能信息、所述资产信息对gis设备进行风险评估获得设备运行风险评估结果；根据所述铭牌信息、所述状态性能信息、资产信息对所述gis设备进行经济效益分析获得经济效益分析结果；根据所述风险评估结果和所述经济效益分析结果确定gis设备的检修方案。
19.但是，上述专利文献中仅能够根据设备的各种信息确定风险评估结果和经济效益分析结果，无法在特高压gis设备运行发生故障需要检修人员进行检修时，根据特高压gis设备的实际情况，提供相应地检修方案，因此，上述专利文献无法及时有效的获得帮助，提供优选的检修方案。
20.在申请公布号为cn103077476a的专利文献公开了一种gis设备状态评估方法和系统，其方法包括步骤：接收状态评估指令，根据该评估指令从电网生产管理系统和gis局部放电在线监测系统中获取相关数据；对获取的数据进行量化、分类、归档获得基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据，并存储这些数据；根据存储的各类数据评估当前及未来一段时间gis设备的运行性能；根据所述运行性能以及所述故障缺陷检修数据确定当前及未来一段时间内所述gis设备的故障发生概率。
21.但是，上述专利文献中仅能够评估gis设备当前及未来一段时间内的故障发生概率，并不能评估gis设备实际发生故障的部位，也不能评估gis设备实际发生故障的类型，更不能在gis设备发生故障时给出相应的解决方案。
22.本发明提供的基于5g和ar的特高压gis设备智能辅助检修系统，通过5g技术以及ar技术，在特高压gis设备运行发生故障需要检修人员进行检修时，检修人员能够通过本发明的智能辅助检修系统得到需要的关键信息，并且能够得到远程专家的实时协助，使得检修人员能够更加有效的完成各式类特高压gis设备的检修工作，提升工作效率，降低发生重大损失的风险，使得特高压gis设备的运维更智能、更高效，同时使得一线运维人员的工作能力得到提升。
23.本发明提供的基于5g和ar的特高压gis设备智能辅助检修系统，在维持现有维运检修模式的基础上，将传统的特高压gis设备典型故障检修工艺和智能化数字技术相结合，通过本发明的智能辅助检修系统，能够将整合后的结构化数据更有效的支援一线检修人
员。
附图说明
24.为了更清楚地说明本公开中的技术方案，下面将对本公开一些实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例的附图，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。此外，以下描述中的附图可以视作示意图，并非对本公开实施例所涉及的产品的实际尺寸、方法的实际流程等的限制。
25.图1为根据本公开一些实施例中的智能辅助检修系统的结构图；
26.图2为根据本公开一些实施例中的图像智能识别模块的工作流程示意图；
27.图3为根据本公开一些实施例中应用ar眼镜的一种示意图；
28.图4为根据本公开一些实施例中应用ar眼镜的另一种示意图。
具体实施方式
29.下面将结合附图，对本公开一些实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开所提供的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
30.除非上下文另有要求，否则，在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”被解释为开放、包含的意思，即为“包含，但不限于”。在说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例性实施例”、“示例”或“一些示例”等旨在表明与该实施例或示例相关的特定特征、结构、材料或特性包括在本公开的至少一个实施例或示例中。上述术语的示意性表示不一定是指同一实施例或示例。此外，所述的特定特征、结构、材料或特点可以以任何适当方式包括在任何一个或多个实施例或示例中。
31.本发明实施例提供基于5g和ar的特高压gis设备智能辅助检修系统，包括：特高压gis设备、图像智能识别模块、三维gis数字模型模块、ar模块、5g通讯模块和电子设备终端。
32.在一些实施例中，图像智能识别模块用于对特高压gis设备进行图像识别；三维gis数字模型模块用于搭建特高压gis设备的三维数字化模型；ar模块用于在三维数字化模型上叠加虚拟标注；5g通讯模块用于提供运维人员的通讯；电子设备终端用于传递检修信息，远程指导检修人员检修特高压gis设备。
33.在一些示例中，图像智能识别模块能够通过智能算法对图像进行处理、分析和理解，捕获特高压gis设备的识别标记，实时记录位置和方向，以识别各种不同样式和类别的特高压gis设备，并且识别检修故障，并为之后提供的指导建议给出依据。示例性的，如图2所示，图像智能识别模块的内部结构包括：依次连接的图像输入模块、图像预处理模块、图像特征提取模块、图像分类模块和信息输出模块。
34.实时采集的设备图像从图像输入模块输入后，将图像发送给图像预处理模块进行处理，处理后的图像传输给图像特征获取模块，图像特征获取模块通过卷积神经网络识别模型获取图像中的物体信息，与初始化输入的图像信息进行匹配，实现对图像内容的识别，然后通过图像分类模块将图像进行分类，再经过信息输出模块输出图像。
35.上述卷积神经网络识别模型，通过输入图像信息库进行训练获取。具体的，对卷积
神经网络识别模型输入识别训练过的目标样本，采集视觉数据和坐标位姿，以达到基于识别技术的智能辅助指引和决策。
36.在一些示例中，三维gis数字模型模块与图像智能识别模块相连接，能够根据图像智能识别模块所捕获的信息，搭建特高压gis设备的三维数字化模型，即gis数字模型。
37.在一些示例中，ar模块与三维gis数字模型模块相连接，用于在三维数字化模型上叠加虚拟标注，采用增强现实技术提高运维人员既视感，以便于提供检修信息。
38.在一些示例中，电子设备终端与ar模块相连接，电子设备终端能够显示上述gis数字模型以及虚拟标注，并且能够将gis数字模型与真实场景叠加，以便于传递检修信息，远程指导检修人员检修特高压gis设备，实现智能辅助检修系统的智能化。
39.在一些示例中，电子设备终端与5g通讯模块相连接，5g通讯模块能够保证电子终端与智能辅助检修系统网络连接的实时性、以及网络质量的稳定性。
40.通过图像智能识别模块及ar模块，使得智能辅助检修系统拥有智能辅助的功能。即，检修人员在进行运检的过程中，通过电子设备终端与ar模块进行远程连接，同时通过5g通讯模块实现通讯功能，得到远程专家的实时建议及智能辅助。
41.本发明提供的基于5g和ar的特高压gis设备智能辅助检修系统，通过5g技术以及ar技术，在特高压gis设备运行发生故障需要检修人员进行检修时，检修人员能够通过本发明的智能辅助检修系统得到需要的关键信息，并且能够得到远程专家的实时协助，使得检修人员能够更加有效的完成各式类特高压gis设备的检修工作，提升工作效率，降低发生重大损失的风险，使得特高压gis设备的运维更智能、更高效，同时使得一线运维人员的工作能力得到提升。
42.在一些实施例中，智能辅助检修系统还包括：摄像模块，摄像模块用于拍摄特高压gis设备现实场景。
43.在一些示例中，摄像模块与图像智能识别模块相连接，能够获取实时检修画面的图像、视频信息，为图像智能识别模块提供分析依据，以便于专家便能够进行远程指导。
44.在一些示例中，摄像模块设置于电子设备终端内部，电子设备终端为智能手机、平板电脑、笔记本电脑、ar眼镜中的其中一种。例如，以电子设备终端为ar眼镜为例。检修人员佩戴ar眼镜后，便可以开始对问题设备进行维修或更换。
45.示例性的，ar眼镜中的摄像模块能够向智能辅助检修系统传输生产一线的实时检修画面，例如，实时图像、视频信息，同时，ar眼镜还能够得到来自智能辅助检修系统的智能辅助及远程专家的实时建议。
46.在维护过程中，通过ar眼镜的增强现实技术，能够将智能辅助检修系统的指导信息叠加在检修人员的视野中。
47.另外，ar眼镜能够跟随检修人员视野视角而变化，能够动态的实时的分析检修人员工作的步骤，及时将信息传输回智能辅助检修系统，并给出适当的指导。在检修人员的维修或更换到了某些关键步骤，ar眼镜也可通过增强现实技术，在检修人员的视野中叠加文字或者一个数字实体，通过数字实体的动态运作让检修人员能够得到更高效的指导，从而顺利完成检修工作。
48.如图3和图4所示，展示了应用ar眼镜的示意图，其中，图3为ar虚实叠加指示示意图，图4为叠加设备结构原理示意图。
49.在一些实施例中，智能辅助检修系统还包括：控制平台；图像智能识别模块、三维gis数字模型模块、ar模块、5g通讯模块均设置于控制平台。
50.上述控制平台设置于整个智能辅助检修系统的控制室中，设置为网络交互平台，用于工作人员登入，以便于其他工作人员或远程专家掌握特高压gis设备的情况，便于远程专家指导检修人员作业。检修人员通过电子设备终端连接智能辅助检修系统，专家通过控制平台连接智能辅助检修系统，检修人员通过ar眼镜向控制平台发送画面，专家在控制平台上进行操作，实现检修工作的远程辅助指导。
51.在一些示例中，控制平台包括：控制模块，控制模块分别与图像智能识别模块、三维gis数字模型模块、ar模块、5g通讯模块相连接，用于接收各个模块的信息，并为各个模块传递指令。
52.示例性的，控制模块接收并处理各个模块所传递的信息，将结果以图文的形式显示出来，以供处于控制室的专家掌握特高压gis设备的信息，专家再通过控制模块传递指令，便于提供远程辅助指导。
53.在一些示例中，控制平台还包括：存储模块，存储模块用于存储特高压gis设备的三维数字化模型。
54.在一些示例中，存储模块与控制模块相连接，存储模块还用于存储其他运检资料，能够在工作过程中为检修人员提供相关的检修资料信息。
55.例如，存储模块可以存储大量的检修案例，如遇到棘手难题，检修人员能够通过智能辅助检修系统寻找辅助参考，提升工作效率。
56.又如，存储模块还用于存储资源库、人员信息库、应用服务信息库、作业库、历史记录库、日志库、实时信息库、其他信息库等。
57.在一些实施例中，智能辅助检修系统还包括：综合管理模块，用于后台工作人员更新维护系统，保证智能辅助检修系统的安全稳定性。
58.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。