增强现实技术在电力施工现场管理的应用探讨

增强现实技术在电力施工现场管理的应用探讨

谢中敏

湖南创能电力工程有限公司 湖南 长沙 410004

摘要:在国民经济发展过程中，电力基建施工所发挥的作用是不可替代的，其施工质量管理效率的高低，将会对电力基建施工质量产生一定的影响。通过学习借鉴某省电力公司多年来基建施工管理经验，并结合国家电网对电力施工建设的严格要求，深刻分析了增强现实技术的作用和意义，即不仅可以确保电力能源的健康、稳定发展，而且还可以推动社会经济的发展。

关键词:电力基建施工;增强现实技术;现场管理;

引言

在进行电力基建施工的过程中，国网某省电力公司加强对施工进度的有效控制和管理，在具体施工过程中控制具体措施、控制工作细则、绘制目标分解图、协调成本与质量关系、综合进度计划、把握进度执行情况、重视风险分析等等。基于施工项目负责人对工程质量的直接影响，国网某省电力公司要求质量管理人员需要对各个环节的施工进度给予高度的重视和实时动态的关注，并对各个环节的进度进行详细的记录，落实电力基建施工人员的基本责任。国网某省电力公司更尝试不断简化电力基建施工的繁琐过程，例如：作业指导书、质量通病、强制性条文等，使得施工质量问题得到有效的解决，以提高质量管理工作的效率。

1增强现实技术概述

增强现实技术是通过摄像机对真实世界所拍摄的图像，传输到电脑中，利用电脑科技手段合成出虚拟景象的技术。这样的技术手段是在1990年提出来的，就是把虚构的物体或场景切入到真实场景中，互补共存，是一种把真实世界和虚拟信息融合一体的的新兴技术领域，它是将原来在现实世界里所感受到真实的物体、声音、气味、知觉等。通过科学技术智能处理，模仿真实的景象有后重叠起来，将虚拟的信息投入到真实环境中，所呈现出来的景象被人类感受出来，达到了增强现实感官的亲身经历。现实环境的体验和虚拟的画面真实地重叠在一起，共享同一空间。

增强现实技术具有三个突出特点：真实环境和虚拟场景的结合；真实的交流互动；三维定位。也就是真实环境和虚拟场景配合自然，如同一个整体存在；将虚拟信息运用到现实环境的时候，两者互相补充和反馈，实现增强的体验效果；对于真实世界的图像采集，通过电脑智能技术分析得出虚实场景的对应位置，然后进行合成，将虚拟影像呈现出来。目前，增强现实技术的应用已经越来越广泛，在各个领域的发展也更加深入，包括军事、工业、医疗健康、维修和建设、汽车、旅游、游戏等，增强现实技术正在逐步改变着我们的生活方式。

2增强现实技术平台

人们利用各种科学技术不断探索着虚拟世界和现实世界之间的联系，而增强现实技术就是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝“集成的新技术。这种技术可以将真实世界和虚拟世界两种信息相互补充，进行叠加。利用头盔显示器把真实世界与电脑图形多重和成在一起，就可以体验到真实世界的感觉，这就是增强现实技术所能带来的感官体验。增强现实技术拥有多种新技术和新手段，其中有多媒体、三维建模、实时视频显示及控制、多传感器融合、实时跟踪及注册、场景融合等，而一组紧密连接、实时工作的硬件部件及相关的软件系统是组成完成增强现实系统的关键，最常用的组成形式是视频透视式。

视频透视式增强现实系统采用的基于视频合成技术的穿透式HMD(Video See-through HMD)。视频透视式增强现实系统如图1所示。

移动式增强现实系统由三个组件组成来完成正常工作：

①头戴式显示器。浸入多媒体技术作为头戴式显示器的主要技术手段，可以让视频透视式显示器通过护目镜外连接的小型摄像机拍摄影像并进行复刻，同时在显示器内侧实时投放影像，并在视频上添加相应的图像资料。

②跟踪系统，依靠全球定位系统，并利用混合跟踪技术，来达到提高精度的目的。

③移动计算能力。强大的计算能力是创建三维立体图形的基础，如果计算能力不足，那么各种图形的处理能力只能从计算机中获得。

增强现实技术的开发人员的目标是将以上三个组件集成为一个单元，放置在用带子绑定的设备中，利用无线方式将信息能够投放在显示器上。增强现实技术在电力基建施工中能起到关键作用，可以使现场管理的难度降低，也是安全隐患减少的有效手段。

3增强现实技术在电力施工中的应用

3.1相关规定要求

结合相关行业标准及文件要求，目前的电力基建工程管理主要有以下几个要点：第一是现场安全文明施工标准化布置，要严格落实国家电网公司基建安全文明施工“六化”管理目标要求，做到安全管理制度化、安全设施标准化、现场布置条理化、机料摆放定置化、作业行为规范化、环境影响最小化；第二是危险点分析与控制，要按照《国家电网公司电力安全工作规程（变电部分）》等文件要求，辨识分析变电站安装工程中的危险点，逐项制定并落实管控措施；第三是按照《国家电网公司输变电工程工艺标准库》等文件要求，建立健全标准化作业流程及操作规程，加强作业指导书现场运用、质量通病防治、强制性条文执行等方面的管理，实现变电站安装工程标准化、规范化。要围绕以上管理标准对工程项目建设实现标准化、全方位管理，另外要加强考核执行力度，形成闭环管理。

3.2现场主要问题

结合以往施工现场安全管理工作经验来看，由于电力工程项目作业现场一般具有施工单位较多、多工种协同作业较多、作业工序较为复杂以及各单位施工人员安全培训水平参差不齐等特点，导致作业现场经常出现各类违规、违章作业现象，除存在施工安全隐患外，还可能致使工程质量难以保证，不但影响项目落成后的生产效率和工作人员情绪，甚至可能导致电力生产存在安全隐患。另外，电力施工现场安全管理人员需要了解及掌握大量工作信息，工作协调往往涉及单位、部门较多，各项安全管理预控措施落实难度相对较大，现场安全稽查的高效性和客观性也难以保证，因此电力施工现场安全管理存在一定难度。

3.3增强现实技术的应用

目前，某省电网供电公司在基建施工智能辅助管理系统的开发上已经取得了一定的成效。增强现实技术的发展为电力基建施工现场的规范化管理注入了新的生命。它的具体运用方法如下：首先，在依据设计图和厂家制造的电气设备外形的基础上，结合施工现场的设备安装分布情况，建立基本信息。其次，逐条梳理归整上级所要求执行的规定、规程、要求及标准，如各种技术规范、施工工艺要求及安装标准等，建立合理的相关数据信息库和基本虚拟的三维模型。然后，将相关数据信息通过无线方式输送到采用现场增强显示技术的头戴式显示器上，通过连接在护目镜外的小型摄像机捕获现场影像，进而勾画出周围环境投映到视频透视式显示器上，按照施工流程的要求，在现实电气设备需要加工的相关位置上叠加标注虚拟的数据信息，通过完成真实世界与计算机图形的多重合成，实现虚拟与现实的融合。最后，在全体工作人员佩戴头戴式显示器的前提下，各级工作人员依据施工流程执行工作。现场施工人员按照显示器的现场图示要求进行施工，监管人员与三级验收人员对其施工成果进行检查和最后验收。

4结语

随着增强现实技术在电力基建现场管理的推广应用，将会实现由“人管”向“机管”的转变，这不仅会克服传统管理模式下数据信息海量化的缺陷，缩减沟通成本，解放生产力，还将提升安全文明施工和作业流程标准化、专业化的水平，提高工程质量控制能力和管理水平，为电力基建现场管理带来美好的前景。

参考文献

[1]陈闻,毛亚飞,朱毅.基于增强现实技术的电网设备检修系统的研制[J].现代制造技术与装备,2018(07):63-65+67.

[2]韩海韵,彭林,陈晰.增强现实技术最新进展及其在电网的应用前景[J].电力信息与通信技术,2018,16(03):26-33.

[3]杨铭,郭晓川,孔陈祥.增强现实技术及其在各领域的应用现状与发展[J].电子世界,2017(20):49-50.