基于5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及AI人工智能圖像識別引擎的變電站智能巡檢終端的研究

趙然 汪楊凱 許濤 許悅 陳曉躍

【摘? 要】變電站巡檢員日常的儀器儀表巡檢，目前采用人工采集方式，通過人工抄錄儀器儀表方法進行數(shù)值記錄，采用紙質(zhì)報表填報方式進行表的數(shù)值記錄及跟蹤查詢，非常復雜低效，并且數(shù)據(jù)沒有錄入到本地系統(tǒng)當中，缺少巡檢終端和巡檢記錄的系統(tǒng)，不方便查詢。本文提出一種基于5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及AI人工智能圖像識別引擎的變電站智能巡檢終端，采用簡潔高效的交互設計，員工使用智能巡檢設備通過設備攝像頭，通過基于計算機視覺的識別儀表算法，進行儀表讀數(shù)和指針讀數(shù)識別，并通過5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通訊模塊，提交數(shù)據(jù)到系統(tǒng)后臺當中，后臺系統(tǒng)導出生產(chǎn)所需要的巡檢報表。巡檢終端帶有紅外測溫功能，在作業(yè)現(xiàn)場可及時對設備的溫度進行巡檢，準確定位異常發(fā)熱點。巡檢終端可采集現(xiàn)場視頻、聲音、圖片等信息并記錄，方便后續(xù)監(jiān)控信息的數(shù)據(jù)分析?？梢杂行У妮^少一線工人的工作量，提高巡檢工作效率、減輕工作負擔。

【關(guān)鍵詞】5G;AI人工智能;儀表識別;巡檢終端

引言

目前，變電站運維人員在對變電站內(nèi)的儀器儀表進行日常的抄錄時，需要通過手工方式記錄現(xiàn)場抄錄各種設備的運行數(shù)據(jù)，記錄到巡檢數(shù)據(jù)后，將所需要的數(shù)據(jù)抄錄完畢后，并通過手動方式導出報表和數(shù)據(jù)提交給上級領(lǐng)導公司。

1.臺賬巡檢的現(xiàn)狀

設備臺賬的巡檢記錄是變電中非常重要的數(shù)據(jù)，設備臺賬的記錄內(nèi)容往往同過抄錄員，手動的抄錄，通過記錄的紙質(zhì)資料最后錄入系統(tǒng)，在記錄過程中需要重復輸入數(shù)據(jù)到系統(tǒng)當中，在日常的巡檢記錄過程中帶來了非常大的工作量。設備的日常溫度的健康不能通過人工來實現(xiàn)，缺少設備的溫度監(jiān)控數(shù)據(jù)，對于設備的局部溫度不能很好的記錄，可能在設備運行和使用過程中由于局部溫度過高會產(chǎn)生設備的運行低效甚至長期運行局部溫度過高導致設備損壞。急需專業(yè)設備和系統(tǒng)對現(xiàn)場的儀表及外觀進行快速有效的檢查。

2.巡檢終端

設計和實現(xiàn)數(shù)據(jù)表盤智能識別模塊研發(fā)，實現(xiàn)圖像表針轉(zhuǎn)化成數(shù)字數(shù)據(jù)。

設計紅外測溫模塊研發(fā)，調(diào)用設備測溫接口，實現(xiàn)測溫數(shù)據(jù)采集。

開發(fā)現(xiàn)場及設備聲音、圖像、視頻采集模塊研發(fā)，場景采集數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳。

開發(fā)5G模塊研發(fā)，可適配5G網(wǎng)絡，通過5G網(wǎng)絡實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸。

2.1儀表盤智能識別模塊的功能

（1）儀表識別。儀表識別基于Ai人工智能技術(shù)，采用計算機視覺識別方法，對現(xiàn)場儀表進行識別。

（2）數(shù)據(jù)新增。通過Ai人工智能技術(shù)實現(xiàn)的數(shù)據(jù)識別內(nèi)容包括，表的指針讀數(shù)和發(fā)生次數(shù)數(shù)字的識別內(nèi)容。通過識別出的結(jié)果，對指針讀書和發(fā)生次數(shù)數(shù)字進行記錄，保存在巡檢設備當中，通過網(wǎng)絡同步到應用服務器當中進行記錄。

（3）數(shù)據(jù)查詢。按照巡檢的時間、人員、電壓等級、表種類進行數(shù)據(jù)查詢，通過表格形式進行展現(xiàn)。

（4）圖表展示。按照時間、區(qū)域、電壓等級、表種類對巡檢記錄的儀表數(shù)據(jù)進行展示，展示包括餅圖、直方圖等內(nèi)容。

（5）運維報表。對于非結(jié)構(gòu)化報表內(nèi)容，采用freemarker模板解析引擎，對模板進行填充，日常巡檢的儀器儀表數(shù)據(jù)進行填寫，導出運維所需要表格。

2.2紅外測溫模塊的功能

（1）測溫模式。攝氏度、華氏攝氏度模式切換。測溫矯正、反射溫度參數(shù)、環(huán)境溫度參數(shù)、濕度參數(shù)、發(fā)射頻率、距離參數(shù)。水印。中英文說明切換。

（2）色版模式。色斑模式包含白熱、黑熱、鐵虹、高對比彩虹、彩虹、鐵灰等模式選擇，通過色帶區(qū)分出不同溫度值的區(qū)分。高溫采用高亮顏色，低溫采用暗色進行標識。

（3）紅外圖像拍照。紅外圖像拍照可記錄當前紅外模塊的拍攝照片數(shù)據(jù)?？芍付〞r間間隔記錄紅外拍照照片保存在設備本地。

（4）紅外視頻。紅外視頻可通過紅外測溫模塊，記錄視頻信息，并保存在設備本地。

（5）增加測溫點。對于紅外測溫顯示在巡檢設備的圖像時可手動添加測溫點，記錄測溫點的溫度數(shù)值?？砂凑諛它c記錄圖像位置的溫度。

（6）區(qū)域測溫。在巡檢設備的圖像顯示屏幕上，劃定任意矩形區(qū)域，作為測溫區(qū)域，關(guān)注此區(qū)域的溫度變化，可記錄最高溫度、最低低溫、平均溫度等信息。

（7）高溫測溫模式。根據(jù)測溫的范圍可調(diào)整200～400攝氏度和0～200攝氏度的測溫模式，可顯示高溫發(fā)熱區(qū)域指示。當設置為200～400攝氏度區(qū)域時，只關(guān)注高溫數(shù)值的圖像記錄。當設置為0～200可關(guān)注低相對低溫的圖像指示。

2.3聲音、圖像、視頻采集模塊的功能

（1）聲音采集。通過巡檢設備的聲音采集功能對聲音進行采集，可保存到本地或者上傳到應用服務器當中保存。

（2）圖像采集。通過巡檢設備圖像采集功能現(xiàn)場巡檢的圖像進行記錄，保存到本地或者應用服務器作為存儲，方便記錄現(xiàn)場巡檢過程，并對現(xiàn)場巡檢過程記錄、分析。

（3）視頻采集。通過視頻采集功能，記錄巡檢過程的視頻。包括施工過程、整改問題記錄，并可記錄違章等。

2.4 5G網(wǎng)絡模塊的功能

5G模組是承載終端接入網(wǎng)絡的關(guān)鍵部件，實現(xiàn)通過5G網(wǎng)絡的快速數(shù)據(jù)通訊。

3.管理系統(tǒng)

開發(fā)巡檢管理系統(tǒng)，可維護巡檢人員信息、設備儀表信息、巡檢記錄信息、導出巡檢記錄表。

3.1巡檢管理

（1）用戶管理。對于巡檢人員進行管理，可增加、刪除、修改巡檢人信息，可以對巡檢人員按照姓名、崗位進行查詢，重置登陸密碼等。

（2）設備信息管理。添加設備信息，包含設備所屬變電站信息，設備位置信息、設備碼信息、電壓等級、設備二維碼等，生成設備二維碼供巡檢終端進行掃碼使用，在巡檢終端進行識別時先進行二維碼讀取，然后在進行儀表識別操作。

（3）設備記錄。設備的識別信息記錄，可查詢設備識別記錄信息，并可根據(jù)時間、巡檢人、電壓等級、巡檢區(qū)域等內(nèi)容進行查詢操作?？赏ㄟ^報表組件顯示巡檢設備分布餅圖、巡檢次數(shù)直方圖等智能報表。

（4）巡檢報表。根據(jù)用戶的要求導入巡檢報表模板，對于線下的紙質(zhì)報表進行數(shù)字化導入，然后把巡檢記錄按照時間維度補充填寫到模板當中，通過PDF或者word形式進行導入打印。也可以直接調(diào)用打印組件在線打印報表信息。

（5）巡檢記錄。按照用戶維度進行巡檢記錄的統(tǒng)計查詢，可以按照巡檢人維度進行查詢，導入周、月、年使用巡檢終端進行巡檢人的記錄。

4.結(jié)語

基于5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及AI人工智能圖像識別引擎的變電站智能巡檢終端的研究，該終端及管理系統(tǒng)的研究能夠?qū)崿F(xiàn)運行數(shù)據(jù)的輸入及運行臺賬、報表的輸出，同時利用Ai人工智能（人工智能）和5G（數(shù)據(jù)挖掘），系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進行分析、對比，對設備的運行狀態(tài)提前預警，提高了現(xiàn)場設備管理水平，減輕了人員工作負擔。

參考文獻

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[2] 趙然.變電站生產(chǎn)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)輔助分析[J].中小企業(yè)管理與科技.19年12上

作者簡介：趙然（1985-），男，漢族，江蘇溧陽人，本科，副高級工程師，研究方向為變電站運維管理。