基于AR技術(shù)的電纜路徑標(biāo)識(shí)牌的應(yīng)用探究

李志豪　卜威　王韜　普凱

摘 要：在本文中，通過AR技術(shù)的引用，在電力電纜行業(yè)中創(chuàng)新性地提出了一種新型智能電纜路徑標(biāo)識(shí)。該新型電纜路徑標(biāo)識(shí)通過特征標(biāo)識(shí)的設(shè)計(jì)制作使每個(gè)標(biāo)識(shí)都具有唯一性，并以標(biāo)識(shí)為基礎(chǔ)作為AR技術(shù)的特征識(shí)別圖案，配合便攜AR裝置的使用，可以使工作人員在工作現(xiàn)場(chǎng)通過一塊標(biāo)識(shí)就能完整調(diào)閱該段電纜信息，同時(shí)，在地面視角搭建電纜隧道的模型，真實(shí)還原隧道的路徑走向及隧道邊框，幫助人員快速掌握隧道情況，開展安全風(fēng)險(xiǎn)管控工作。這一創(chuàng)新性的提出，開拓了AR技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域除教培、展示以外的又一重要用途，極大地提升了AR技術(shù)的商業(yè)價(jià)值，同時(shí)，也使得傳統(tǒng)的電力電纜工作向著智能電網(wǎng)的方向得以大跨步邁進(jìn)。

關(guān)鍵詞：AR 智能電纜路徑標(biāo)識(shí) 安全風(fēng)險(xiǎn)管控 智能電網(wǎng)

中圖分類號(hào)：G63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）05（c）-0048-03

Abstract： Through the application of AR（Augmented Reality）， the new intelligent Cable Path Identification is put forward creatively in this thesis. The new Cable Path Identification makes each identification unique by attaching a feature tag on it， and the feature identification pattern can be created based on the identification. Coordinating with the portable AR device， The new Cable Path Identification can make workers get the complete information of the given part cable trough just one identification. And also， Establishing the cable tunnel model from the view of ground can restore the tunnel route and frame precisely， helping workers master the situation of the cable quickly and carry out security risk control. This innovative proposal develops an important industrial application of AR technique apart from training and exhibition， and promotes traditional power cable industry to take a big stride toward the smart power grid.

Key Words： Augmented Reality； Intelligent Cable Path Identification； Security risk control； Smart power grid

隨著城市化的發(fā)展，城市地面的建設(shè)需求愈加旺盛，作為一種既經(jīng)濟(jì)又美觀的方式，將架空線入地成為了一種必然的趨勢(shì)，但這在使地表變得美麗整潔的同時(shí)也使得地下電網(wǎng)——電纜，變得愈加擁擠而又錯(cuò)綜復(fù)雜，給管理帶來了難度。由于電纜埋于地下，與架空線相比缺乏直觀的可見性，在實(shí)際運(yùn)維過程中，很難去把握隧道的一個(gè)清晰的路徑和準(zhǔn)確的邊界問題，在遇到例如隧道兩旁存在挖掘施工作業(yè)時(shí)，往往只能依據(jù)運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)或者就近下井觀測(cè)估量來作為一個(gè)施工安全的邊界參考，而這些都是一些概數(shù)，在施工管控中很難起到規(guī)范性意義，而傳統(tǒng)的挖掘探溝的方式又耗時(shí)耗力，且有時(shí)周邊環(huán)境還不具備挖掘探溝的條件。圍繞上述問題，本文創(chuàng)新性地提出一種AR電纜路徑標(biāo)識(shí)牌技術(shù)，在配備單人AR便攜裝置的基礎(chǔ)上，可以實(shí)現(xiàn)人員對(duì)實(shí)地電纜路徑的“透視化”直觀觀測(cè)，準(zhǔn)確把握電纜邊界，更可實(shí)現(xiàn)電纜隧道詳細(xì)信息查詢等功能，使得電纜運(yùn)維工作得以更加高效與更加智能化，為重要的“地下電網(wǎng)”的安全提供了可靠的保障。

1 新舊路徑標(biāo)識(shí)對(duì)比

（1）傳統(tǒng)的電纜路徑標(biāo)識(shí)。

傳統(tǒng)的電纜路徑標(biāo)識(shí)一般采用地面敷設(shè)的電纜路徑標(biāo)識(shí)牌和沿線裝設(shè)的電纜路徑樁兩種方式，這兩種方式都是采用統(tǒng)一制作、統(tǒng)一規(guī)格的樣式。每一塊牌子或樁所能標(biāo)示的信息極為有限，僅能告知其下方有電纜，而電纜的排布情況、埋深、敷設(shè)方式等信息都無法提示。當(dāng)遇到電纜兩側(cè)存在施工作業(yè)時(shí)，作為運(yùn)維人員很難直觀地去判斷一個(gè)安全的施工邊界，在與施工方交涉過程中也存在邊界劃定模糊的情況，給施工把控[3]及日常運(yùn)維工作帶來了很多不便。

（2）AR電纜路徑標(biāo)識(shí)牌。

AR電纜路徑標(biāo)識(shí)牌相比傳統(tǒng)電纜路徑標(biāo)識(shí)而言，其每一塊牌子本身都具有唯一性，通過牌子上設(shè)計(jì)的幾何圖形和顏色的搭配變換，可以使得每一塊牌子相比別的牌子都具有差異性，而這一差異性就賦予了每一塊牌子對(duì)信息的承載能力。AR電纜路徑標(biāo)識(shí)牌上的幾何變換圖案可以作為AR混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特征識(shí)別圖，工作人員通過攜帶的AR裝置對(duì)AR電纜路徑標(biāo)識(shí)牌進(jìn)行掃描，就可以遠(yuǎn)程調(diào)閱該條電纜隧道該地段的隧道信息，同時(shí)，可以通過AR混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在地面視角直觀地“透視”地下電纜隧道的實(shí)際情況，通過系統(tǒng)直觀地提示工作人員該段電纜隧道的邊界及隧道走向，極大地提升了電纜運(yùn)維工作的安全性及準(zhǔn)確性，也使得“地下電網(wǎng)”的運(yùn)維工作向著更加智能化的方向大步邁進(jìn)。

2 AR電纜路徑標(biāo)識(shí)牌

（1）AR電纜路徑標(biāo)識(shí)牌的基本內(nèi)容。

AR電纜路徑標(biāo)識(shí)牌將AR混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入到了電纜路徑標(biāo)識(shí)這一項(xiàng)基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)當(dāng)中，可以實(shí)現(xiàn)電纜路徑標(biāo)識(shí)的智能化。由于每一塊牌子之間的差異性，因而AR電纜路徑標(biāo)識(shí)牌可以鋪設(shè)在電纜通道任意位置，指示該地段的隧道信息，包括通道轉(zhuǎn)彎、交叉、爬坡等特殊情況都可以進(jìn)行特征化標(biāo)識(shí)，由于AR技術(shù)的引入使得簡(jiǎn)單的電纜路徑標(biāo)識(shí)牌可以承載大量的電纜信息，使工作人員在外出工作時(shí)可以隨時(shí)調(diào)閱某地段的隧道信息，給日常運(yùn)維工作提供了極大的便利。

（2）AR電纜路徑標(biāo)識(shí)牌的優(yōu)勢(shì)。

AR電纜路徑標(biāo)識(shí)牌除了具有特征性標(biāo)識(shí)和承載信息量大的優(yōu)勢(shì)外，其最大的亮點(diǎn)就在于工作人員可以通過便攜AR裝置以AR電纜路徑標(biāo)識(shí)牌為媒介看到該段電纜的虛擬實(shí)景構(gòu)圖，更加直觀地看到地下電纜的實(shí)際情況，更加清楚地把握電纜的安全邊界及走向。

同時(shí)，每一塊AR電纜路徑標(biāo)識(shí)牌對(duì)應(yīng)的信息通過后臺(tái)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行遠(yuǎn)程管控，可以通過限制訪問端口等方式對(duì)電纜詳細(xì)信息進(jìn)行管理，既方便了人員工作又對(duì)電力設(shè)施的詳細(xì)情況進(jìn)行了安全保密。由于標(biāo)識(shí)牌對(duì)應(yīng)的信息存儲(chǔ)于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫，可以通過修改數(shù)據(jù)庫對(duì)應(yīng)的內(nèi)容來改變AR電纜路徑標(biāo)識(shí)牌的攜帶信息，使得AR電纜路徑標(biāo)識(shí)牌可以重復(fù)使用，當(dāng)隧道本體并未發(fā)生變化，而其內(nèi)部電纜發(fā)生變化時(shí)，直接修改數(shù)據(jù)庫即可，方便、快捷。

（3）3AR電纜路徑標(biāo)識(shí)牌的社會(huì)價(jià)值。

在本文中，僅僅是針對(duì)筆者所從事的電纜行業(yè)提出了AR技術(shù)在電纜路徑標(biāo)識(shí)牌方面的應(yīng)用研究，而AR技術(shù)在標(biāo)識(shí)牌方面可以開展的運(yùn)用卻遠(yuǎn)不止于此，由于AR技術(shù)強(qiáng)大的虛擬構(gòu)圖能力及信息承載能力，其除了可以搭建虛擬空間，還可以幫助人們“透視”很多無法直觀看到的東西，比如：地下煤氣管道排布、下水道排布、高樓墻體內(nèi)電線排布等。

AR技術(shù)在電纜路徑標(biāo)識(shí)牌上的應(yīng)用是一次創(chuàng)新性的應(yīng)用，可以作為是AR技術(shù)在工業(yè)方面運(yùn)用的又一方向，在提升了運(yùn)維工作智能化的基礎(chǔ)上也極大地拓展了AR技術(shù)的商業(yè)價(jià)值。

3 結(jié)語

AR電纜路徑標(biāo)識(shí)牌是AR技術(shù)在電力方面提出的一項(xiàng)創(chuàng)新性運(yùn)用，開拓了AR技術(shù)在電力方面除教育培訓(xùn)、操作提示之外的又一運(yùn)用場(chǎng)景，極大地提升了電纜運(yùn)維工作的效率與安全性。同時(shí)，AR技術(shù)在電纜運(yùn)維工作中的引入也使得這一傳統(tǒng)工作變得更加智能化與規(guī)范化，使得電纜工作在電網(wǎng)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略中邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。

參考文獻(xiàn)

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