基于VR的变电站智能巡检场景研究

刚毅凝 王东东 李 巍 王 鸥

国网辽宁省电力有限公司信息通信分公司 沈阳 110006

基于VR的变电站智能巡检场景研究

刚毅凝 王东东 李 巍 王 鸥

国网辽宁省电力有限公司信息通信分公司 沈阳 110006

随着我国电网规模的不断扩大，其结构也呈现出复杂化的发展趋势，在无人值守变电站数量越来越多的情况下，电网对信息系统的以来程度也在不断加深。传统的监测系统不仅缺乏直观有效的方式显示规模庞大的数据，同时也无法实现对检测数据的高效展示。为了改善这一状况，本文将以变电智能巡检场景为切入点，在变电站精细化三维建模的基础上，通过虚拟现实技术的应用，探究三维模型漫游与现场机器人巡检结合的应用场景设计方案，最终获得由于现场巡检的用户体验效果,虚拟现实技术逐渐兴起，并且在各个领域中得到了广泛应用，VR变电站智能巡检场景研究是社会发展的必然结果，是以变电站精细化三维建模为基础，通过虚拟现实技术对其进行有效融合，形成人机交互的变电站智能化巡检。

变电站；虚拟现实；智能巡检；研究

0 前言

随着我国经济不断发展，为电网发展提供了有利条件，现在无人值守的变电站数量越来越多，电网系统对信息技术越来越依赖，信息技术已经成为电网中重要一部分内容。传统的监测系统不能把复杂的信息显示出来，需要工作人员进行检测才能找出相关信息内容，不但花费了大量的时间，还降低了工作人员的工作效率。而变电站智能巡检能够有效解决这一问题，主要依靠虚拟现实技术对变电站实际情况进行勘察，达到虚实结合、人机交互的效果。

1 虚拟现实技术

虚拟现实技术是信息技术发展的必然结果，主要采用计算机发展中的高科技手段构造出一个虚拟的境界，让参与者感觉与现实世界相同，虚拟现实技术融合了很多方面的内容，包括数字图像处理、多媒体技术等方面内容[1]。虚拟现实系统是利用先进的技术手段，设计出逼真的效果，让参与者有身临其境之感，从虚拟中感受到现实世界。变电站智能巡检场景设计主要是以变电站精细化三维建模，通过虚拟现实技术，使工作人员能够在虚拟变电站进行勘察，按照巡检的注意事项进行查看。并把变电站模型中的相关设备进行逐一检查，把这些设备中的数据借助虚拟现实进行展现出来，让相关部门能够有效掌握这些信息，从而根据信息内容对变电站进行监管，针对存在的问题工作人员能够及时找出解决的办法，提供可视化的信息支撑。

2 变电站智能巡检场景研究

（1）场景总体设计

变电站智能巡检场景主要包括两个部分。其一，虚实结合的智能操控，其二，信息融合的智能展示。变电站智能巡检以虚拟现实技术作为出发点，在三维模型中实时监测变电站实际情况，从而了解变电站的相关信息，并对所显示的信息内容进行有效提取，选出对变电站有利的信息，并且对于设备中异常的声音能够进行监测，使信息内容以可视化的场景展现给工作人员。在信息展示方面，打破了巡查时业务人员查询多个信息系统的模式，变电站智能巡检主要以设备为单位，把与设备相关的信息和数据进行集中融合[2]，再统一展示，根据机器人现场采集的信息进行呈现，这样不但减轻了工作人员的任务量，还能增强用户的体验感，增强用户对变电站的认同感，从而促进电力企业长期发展。变电站智能巡检场景主要通过可视化载体，把智能操控和智能展示两个部分进行有效融合，实现虚实结合、人机互动的可视化场景。

（2）智能操控设计

虚实结合的智能操控是研究变电站机器人智能巡检与仿真技术的融合协同，也就是在现实变电站中引入巡视机器人，这样不但能够确保信息和数据的精准度，还能变电站工作正常运行。在变电站三维仿真场景中引入模拟机器人，能够确保机器人的仿真环境与现场实际情况相符，增强参与者的真实性。巡视机器人得到指令后，按照相关要求进行操作，不但使数据准确的展示出来，还能建立集成机制，对数据进行相关传递和转换，为工作人员提供了较大的便利性。可视场景所展示的数据主要包括外部数据和内部数据，内部数据是指从本公司中所采取的相关数据，外部数据是从外部数据源所采取的数据，比如微气象等。通过三维控制器发出统一的指令，能够有效控制模拟机器人和巡检机器人，双方通过信息通信传输定位信息，从而为虚拟场景的集成信息提供了参考依据[3]，从而确保变电站工作顺利进行。

（3）智能展示设计

信息集成的智能展示是在双屏显示模式下，把模拟机器人在仿真环境中巡检时集成的设备实时运行数据，对巡视机器人所掌握的信息进行有效展示。工作人员可以对机器人所采集的信息进行叠加处理，对变电站实际情况进行合理分析，从而制定出可行性计划，使变电站处于实时运行状态，这样不但能够增强现场空间检测的能力，还能达到协同工作的目的，进而提高工作人员的工作效率。其中，变电站智能巡检场景的核心分析点主要包括几个方面：其一，实时数据展示。工作人员在仿真环境中对任何一个设备进行定位，能够了解该设备的运行数据、环境信息等方面内容，使其在虚拟设备上进行直观呈现[4]。其二，实时图像数据监控。工作人员可以对摄像机等仪器进行监看，并配合自动巡视功能，使工作人员在后台实现数据的储存。

3 结语

虚拟现实技术是科学技术发展的必然结果，变电站智能巡检场景不但能够弥补传统人工方式巡检的不足，还能增强变电站实时空间分析能力，使工作人员能够对设备进行全方位的监测，为变电站的运行提供技术方面的保障，从而促进变电站正常运行。

[1]魏焱.基于VR的变电站智能巡检场景研究与设计[J].科技视界，2013(27):316-318.

[2]阮海波,郑跃军.基于VR的变电站智能巡检场景研究分析[J].科技创新与应用，2017(03):175-176.

[3]谢成.基于虚拟实境技术的变电站三维仿真培训平台的研制[D].上海交通大学，2009.

[4]王鑫,王丽晔,邵辰飞.基于虚拟现实(VR)技术的电力统一监控平台[J].电子技术与软件工程，2014(18):183-184.

TM641

A