智能配网运维5G+VR/AR的融合创新研究

智能配网运维5G+VR/AR的融合创新研究

李俞辰

国网寿阳县供电公司 山西 晋中 030600

摘要：近些年我国配电网规模不断扩大，智能化程度也越来越高，但同时其故障点也逐渐增多，加强配电网的运维已经非常关键的工作。随着信息技术的快速发展，5G、VR等技术的应用范围逐渐扩大，对于传统产业的升级优化具有非常重要的作用，同样在智能配电网的运维方面也要加强信息技术的应用，提高配电网运维的效率。本文主要阐述智能配网运维5G+VR/AR融合应用方面的内容，希望能对相关人士有所帮助。

关键词：智能配网  5G  VR/AR 

引言：随着我国电力事业的持续发展，传统配网运维技术管理过于被动、任务繁重以及增量大等问题逐渐凸显出来，为了解决此类问题，人们将物联网引入到配网运维管理领域，开发出物联网＋运维设计与智能运维协同发展的新技术，实现对电网运行状况的实时监控以及针对故障的远程调控，以促进产业技术和应用服务的协调发展，为我国电力行业的持续健康发展奠定坚实的基础。

一、配电网易发生的危害的原因

    配电网不仅设备种类多，并且覆盖范围较广，与输变电设备不同，配电设备总量也较多，且也更贴近居民生产生活核心区域，电力设备由于电压等级高、体积大、布局分散、设备组成复杂等原因，一旦发生故障，容易导致火灾、爆炸等较大危害，加上管理基础薄弱，安全隐患更加突出。

主要表现在：日常巡视难以覆盖全部点位，运维人员数量不足，设备巡视不到位；设备配网作业人员的安全意识、业务技能与业务需求差距比较大，设备固有风险比较高，运维和可靠性矛盾突出，配网作业环境复杂，作业风险分析不充分；设备较为分散、信息记录不全，难以掌握设备全部工况，日常运维工作缺乏针对性；随着电力设备逐步更新，形成电力设备规模大、种类多的局面，当前检修过程依然采用纸质记录，不能及时发现线路隐患；复杂区域的巡检工作困难，通常采取重复性人工现场巡检勘察，提高了运维成本等。

二、5G＋VR/VR技术在配网运维中应用的益处

    在当前，随着各个地区5G试验基站的建立，5G+ VR / AR 配网运维方法在5G技术的基础上，对虚拟技术、语音交互技术、无人机巡检技术等技术在配网运维中进行融合应用研究，实现配网运维作业过程可视化、音视频远程实时交互，实现快速对现场设备进行拍摄、现场巡检信息的语音录人、配网资料的快速搜索等功能；并通过虚拟现实与无人机的联动控制，可有效对高空设备，例如台变、线路和杆塔，进行全方位巡检和拍照；此外，基于5G技术的高带宽、低延时的音视频数据传输，实现远程专家对现场作业人员的指导，提高运维作业效率。

三、智能配网运维5G+ VR / AR 技术内容研究

  （一）语音交互控制和现场巡检信息语音转写录入内容研究

    此部分内容主要针对的是语音识别技术、语音交互控制技术、语音文本转换技术的研究，能够确保在现场噪声情况下实施有效的语音识别，相关工作员可以利用语音发出指令来控制并操作AR眼镜实现人机交互，能够对配网设备进行拍照，同时通过语音录入的方式将现场设备的巡检信息转换成为相应的文本，实现巡检信息的录入。

  （二）配网巡检过程中可穿戴技术的应用

    可以通过采用适合于配网巡检业务的分体AR眼镜来进行配网的巡检，该眼镜具有较长的续航能力，并且便于穿戴，同时可以和手机等终端设备实时通信，并且在眼镜所具有多种功能（包括通话、摄像、导航、定位等）的基础性设计开发出匹配配网巡检语音交互控制、数据采集、远程协助等功能的人机交互系统，从而进一步提高配网巡检信息化水平和巡检的效率。

  （三）建立在 VR 眼镜和无人机联控基础上的配网设备巡检技术研究

    在充分分析配网线路所在区域周边相关内容（包括建筑、植物、可用空间等）的基础上，通过 VR 眼镜和无人机实现联动控制，以此实现配网设备的巡査以及相关图像、数据的收集。通过此种 动控制技术能够实现有效的悬停检测以及图像数据采集，能够有效解决 VR 眼镜对焦距离较近并且观测范围相对较小的问题。

  （四）通过 AR 眼镜实配网远程作业的协助

    可以充分利用 AR 眼镜具有的语音交互以及视频共享功能可以实现远程监控，可以将远程系统和 AR 眼镜进行连接，能够使得现场作业人员和远程操控专家采取同样的视角观测配网现场，之后利用语音交互的方式对操作人员实施指导，及时帮助其解决现场问题。

四、5G＋VR/AR配网运维关键技术

（一）5G网络切片技术

网络切片主要包括接人、传输、核心网切片，网络切片标识，网络切片端到端管理，网络切片端到端 SLA 保障共4项关键技术 P 。 SG 可根据不同需求，定制网络性能、接入方式、服务范围和部署策略，有助于行业分步骤、按需、快速部署新业务所需的网络 O 。配网作业通常都是长时间或者大范围作业，因此选用分体 AR 眼镜，以确保续航时间和通讯。分体机由手机供电，应用 APP 也是安装在手机上，并由手机负责与后台通讯，因此采用5G+ APN 方式进行组网。

（二）5G + VR / AR 融合技术

大规模的组网将在部分城市和热点地区率先实现，能快速推进 VR 终端服务的产业化进程。人工智能是基础的赋能性技术，和VR/AR技术相融合，能提高虚拟现实的智能化水平，提升虚拟设备的效能。AI赋能虚拟现实建模，使得虚拟对象与虚拟环境和用户之间进行自然、持续、深人交互。AI提升虚拟现实算力，边缘 AI 算法能大幅提升虚拟现实终端设备的数据处理能力。VR/AR和云计算、云渲染结合，将云端的显示输出、声音输出通过编码压缩后传输到用户的终端设备中，实现VR /AR业务的内容上云和渲染上云，能够对VR/AR业务进行快速处理。在设备和系统维护检修方面，虚拟现实技术能通过数据传输与实时分析，实现从出厂前到销售后的全流程检测，突破时间、空间的限制，实现虚拟指导和现实操作相结合，实现预判性监测维修服务。

（三）VR 眼镜与无人机联控技术

研究拼接视频在 VR 眼镜中的导人技术，实现 VR 眼镜与无人机采集的图像、视频数据及传感器的无缝集成，提升电力巡视过程中人机交互体验。在头部的重要节点设计集成加速度计、陀螺仪和磁力计等惯性传感器设备，捕捉头部的运动数据，再将这些数据通过数据传输设备传输到数据处理设备中，经过数据修正、处理后，传输给无人机，并使得无人机随着头部姿态的改变真正、自然地运动起来。

五、智能配网运维5G+ VR / AR 技术的发展

    第一，要不断发展无人机技术，将照相机、高清摄像机、 GPS 定位系统融合在其中，可以顺着配网线路实施自主的定位巡航，将所拍摄的影响进行实时传送，相关监控人员能够在监控设备上对无人机进行同步监控，从而进一步增强配电线路的巡检效率。另外，要积极开发配网现场作业移动设备并配置可穿戴设备，能够对配网现场人员身体所处状况实施有效监控，同时也可以对配网现场工作环境实施检测，能够有效保证操作人员的身体健康和安全。

    第二，可以将人工智能语音和 AR 眼镜以及无人机进行融合，能够提升可穿戴设备的智能性，将其应用到配网运维工作中，利用语音控制和现场拍照的方式实现配网巡检以及远程协助。5G+ VR / AR 的融合应用通过选择试点配网业务场景，定制出智能化可穿戴设备，能够实现配网巡检以及远程作业协同，充分发挥出运维方面的作用。

    第三，5G和 VR / AR 技术的有效融合可以进一步扩展多种类型的虚拟现实应用，随着5G技术商用范围的不断扩大，今后配网运维所用智能化技术会愈发成熟，两者之间的融合会不断应用到相关业务领域中。所以为了实现以上目标，在关键技术基本理论的基础上要不断进行实践探索，尽快将其大范围应用。

结语：过去几年，VR、AR在理论研究、关键技术创新、应用拓展等方面取得了突破性成果。未来，随着VR、AR 技术的不断进步，在电网配网运维领域5G+ VR/AR配网运维方式，有望突破时空约束，进行远程运维，不仅能解决人工巡视困难，提高电网巡视效率和质量，而且更能提高线路的安全管控水平，使得电网配网运维管理上升到一个新的高度。

参考文献：

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    [2]韩治，张晋．5G网络切片在智能电网的应用研究［ J ]．电信技术，2019(8):5-8

    [3]姜忠奇，刘乐艺．探索“虛拟”未来，创造“现实”价值［J].人民日报，2019(11).