CN112018892B - 一种电力运维远程指导系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电力运维远程指导系统，包括远程服务器、智能手机和AR眼镜，智能手机分别与远程服务器、智能手机相连接，远程服务器部署有后台管理系统，可存储电力设备相关的资料库信息和运维专家知识库，具有电力设备图像识别技术。所述远程指导系统具有故障检测运维模式，可拍摄电力设备的外观图像信息，由图像识别技术分析出电力设备的名称、型号和故障原因，并提供设备资料和专家知识库。远程指导系统具有远程协助模式，多名远程专家可查看实时的现场运维场景，使用文字、图像、追踪标记指导现场运维人员，提升了运维人员的操作标准，规范了工作流程，提高了电力设备运维的效率。

Description

一种电力运维远程指导系统
技术领域
本发明涉及一种电力运维远程指导系统，属于电力运维技术领域。
背景技术
目前智能电能表及低压集抄已基本实现全覆盖，电力系统中有上千万终端表计面临艰巨的运维任务。低压集抄终端表计规模巨大、种类多、更新快，传统运维需要人工现场巡检，通过现场查勘，了解故障现象，才可以提出检修方案。以供电局基层供电所为主体的运维人员普遍存在技术水平和工作经验的局限性，需要依靠专家的培训和现场指导，但由于专家数量有限，无法较好提供现场协助。
因此需要一种电力运维的远程指导系统，可辅助现场运维人员检测电力设备故障，同时方便专家远程指导现场运维人员，提高电力运维的效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对现有电力运维工作中基层运维人员技术储备不足，专家数量有限，无法到达故障电力设备现场，及时完成故障设备运维的问题，提供一种电力运维远程指导系统，可实现自动检测电力设备的故障，提供电力设备资料和运维知识库，远程实时图像语音互动，具有追踪标记功能，支持远程指导视频录像存储。
本发明采取的技术方案为： 一种电力运维远程指导系统，包括远程服务器、智能手机和AR眼镜；
所述远程服务器，设置有后台管理系统，用于存储电力设备相关的资料库信息和运维专家知识库，以及对现场人员佩戴AR眼镜所拍摄到的视频进行存储，后台管理系统还配有电力设备图像识别算法；
所述智能手机，与AR眼镜通过数据线连接，并与远程服务器无线连接，用于AR眼镜与后台管理系统提供网络连接，安装有故障检测运维模块和远程协助模块，用于控制AR眼镜的显示内容。
所述AR眼镜，设置有AR显示器、摄像头、麦克风和耳机，用于采集电力设备的图像信息、显示资料库和知识库的文字、图像信息。
故障检测运维模块的实现方法为：AR眼镜通过摄像头拍摄电力设备的图片或视频，使用智能手机的移动网络上传至远程服务器的后台管理系统，后台管理系统通过电力设备图像识别算法，得出电力设备的型号、名称和故障原因，查找数据库中相应的电力设备资料和专家知识库信息，发送到智能手机上，智能手机控制AR眼镜显示电力设备资料信息和专家知识库信息，协助工作人员排查电力设备的故障。
电力设备图像识别算法是基于TensorFlow框架构建的神经网络模型，神经网络模型能够识别电力设备图像中的特征包括设备型号、指示灯状态，图像识别算法首先对AR眼镜拍摄的电力设备图像归一化处理为416×616的尺寸大小图片，然后将归一化的图像输入训练好的神经网络模型，识别得到电力设备图像中的图像特征结果，包括特征名称、特征的坐标、特征图像框的尺寸。
故障检测运维模块设置有离线检测模块，离线检测模块的实现方法为：将基于TensonFlow框架的电力设备图像识别算法打包成离线算法包获得本地离线图像识别算法，安装存储到智能手机上，当现场移动信号连接不上网络时，AR眼镜拍摄的电力设备图像无法上传至后台管理系统，拍摄电力设备的图片或视频将暂存于智能手机中，智能手机的电力设备故障检测运维应用调用本地离线图像识别算法，识别出电力设备的信号、名称和故障原因。
电力设备故障检测运维模块的故障判断依据是：电力设备故障时的外在图像特征与正常运行时存在不同，电力设备的外在图像特征包括信号灯的状态（亮、灭、闪烁）、液晶屏的数值、条形码、设备文字名称、开关的闭合状态，当电力设备发生不同故障时，其外在图像特征的状态呈现各种组合，后台管理系统根据电力设备图像识别算法，识别出电力设备的图像特征，根据各图像特征的组合反推出电力设备的故障原因，呈现各种组合例如电源灯亮、网络通讯指示灯不亮的组合时，反推得出电力设备的电源正常但通讯故障。
电力设备的故障排查方法：电力设备故障检测运维模块的专家知识库集合了电力设备各种故障的解决方法和流程，由文字、图像、视频组成。专家知识库通过AR眼镜显示给运维人员，运维人员通过语音控制专家知识库的流程步骤地进行，一步步地解决当前电力设备的故障。
远程协助模块的实现方法：控制现场AR眼镜实时拍摄现场电力设备视频，采集AR眼镜佩戴者的语音，视频和语音通过智能手机的移动网络上传至后台管理系统，远程专家在后台管理系统查看现场工作人员的第一视角图像信息和现场人员的语音，远程专家使用后台管理系统，发送文字、图像、语音、标记信息给现场人员配到的AR眼镜上，指导现场人员检查维修电力设备。
远程协助模块设置有跟踪标记模块，跟踪标记模块的实现方法为：远程专家使用后台管理系统，在现场AR眼镜传输来的现场实景视频上，用矩形框标记视频中的物体，该矩形框标记信息将传输给现场AR眼镜，以叠加方式显示在AR眼镜佩戴者的视野中；当AR眼镜的镜头视角晃动时，已被标记的物体一直保持在AR镜头捕捉的画面中时，已进行的矩形标记会实时跟踪被标记物体，在镜头画面中灵活移动。
远程协助模块设置有多人会话模块，多人会话模块的实现方法为：AR眼镜与智能手机连接后，通过移动网络登录与后台管理系统建立网络连接，远程协助通过现场AR眼镜佩戴者向某一远程专家发起会话，当远程专家接收会话时，系统建立一个会话房间，在该会话房间中，现场AR眼镜使用者或远程专家均能够邀请其他AR眼镜使用者或是其他远程专家，当最初发起会话的AR眼镜使用者选择结束会话时，将解散该会话房间，所有被邀请的远程专家或其他AR眼镜使用者随之退出远程协助。
远程协助模块设置有历史回溯模块，历史回溯模块的实现方法为：每一次成功建立的远程协助会话都将存储在后台Web系统中，存储的远程协助会话记录信息包括会话发起时间、会话结束时间、会话发起人、会话过程中传输的视频语音、会话过程中的传输的文字图片。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明的效果如下：
1）本发明的电力设备故障检测运维模式可降低对基层运维人员的技能知识储备要求，减轻工作量。
2）本发明指导运维人员的操作标准和规范化的工作流程，提高电力设备运维工作的安全性。
3）本发明可实时记录远程指导过程、共同分析处理故障，保证了电力设备运维的可追溯性、协同性和高正确性。
附图说明
图1是本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。
实施例1：如图1所示， 一种电力运维远程指导系统，包括电力设备、远程服务器、智能手机和AR眼镜；
所述电力设备，为电力中运维工作人员需要检查维修的设备；
所述远程服务器，设置有后台管理系统，用于存储电力设备相关的资料库信息和运维专家知识库，以及对现场人员佩戴AR眼镜所拍摄到的视频进行存储，后台管理系统还配有电力设备图像识别算法；
所述智能手机，与AR眼镜通过数据线连接，并与远程服务器无线连接，用于AR眼镜与后台管理系统提供网络连接，安装有故障检测运维模块和远程协助模块，用于控制AR眼镜的显示内容。
所述AR眼镜，设置有AR显示器、摄像头、麦克风和耳机，用于采集电力设备的图像信息、显示资料库和知识库的文字、图像信息。
故障检测运维模块的实现方法为：AR眼镜通过摄像头拍摄电力设备的图片或视频，使用智能手机的移动网络上传至远程服务器的后台管理系统，后台管理系统通过电力设备图像识别算法，得出电力设备的型号、名称和故障原因，查找数据库中相应的电力设备资料和专家知识库信息，发送到智能手机上，智能手机控制AR眼镜显示电力设备资料信息和专家知识库信息，协助工作人员排查电力设备的故障。
电力设备图像识别算法是基于TensorFlow框架构建的神经网络模型，神经网络模型能够识别电力设备图像中的特征包括设备型号、指示灯状态，图像识别算法首先对AR眼镜拍摄的电力设备图像归一化处理为416×616的尺寸大小图片，然后将归一化的图像输入训练好的神经网络模型，识别得到电力设备图像中的图像特征结果，包括特征名称、特征的坐标、特征图像框的尺寸。
故障检测运维模块设置有离线检测模块，离线检测模块的实现方法为：将基于TensonFlow框架的电力设备图像识别算法打包成离线算法包获得本地离线图像识别算法，安装存储到智能手机上，当现场移动信号连接不上网络时，AR眼镜拍摄的电力设备图像无法上传至后台管理系统，拍摄电力设备的图片或视频将暂存于智能手机中，智能手机的电力设备故障检测运维应用调用本地离线图像识别算法，识别出电力设备的信号、名称和故障原因。
电力设备故障检测运维模块的故障判断依据是：电力设备故障时的外在图像特征与正常运行时存在不同，电力设备的外在图像特征包括信号灯的状态（亮、灭、闪烁）、液晶屏的数值、条形码、设备文字名称、开关的闭合状态，当电力设备发生不同故障时，其外在图像特征的状态呈现各种组合，后台管理系统根据电力设备图像识别算法，识别出电力设备的图像特征，根据各图像特征的组合反推出电力设备的故障原因，呈现各种组合例如电源灯亮、网络通讯指示灯不亮的组合时，反推得出电力设备的电源正常但通讯故障。
电力设备的故障排查方法：电力设备故障检测运维模块的专家知识库集合了电力设备各种故障的解决方法和流程，由文字、图像、视频组成。专家知识库通过AR眼镜显示给运维人员，运维人员通过语音控制专家知识库的流程步骤地进行，一步步地解决当前电力设备的故障。
远程协助模块的实现方法：控制现场AR眼镜实时拍摄现场电力设备视频，采集AR眼镜佩戴者的语音，视频和语音通过智能手机的移动网络上传至后台管理系统，远程专家在后台管理系统查看现场工作人员的第一视角图像信息和现场人员的语音，远程专家使用后台管理系统，发送文字、图像、语音、标记信息给现场人员配到的AR眼镜上，指导现场人员检查维修电力设备；远程协助模板减少了工作人员请求专家支援的时间，采用AR与专家进行实时沟通，沟通便捷，提升了支援效率。
远程协助模块设置有跟踪标记模块，跟踪标记模块的实现方法为：远程专家使用后台管理系统，在现场AR眼镜传输来的现场实景视频上，用矩形框标记视频中的物体，该矩形框标记信息将传输给现场AR眼镜，以叠加方式显示在AR眼镜佩戴者的视野中；当AR眼镜的镜头视角晃动时，已被标记的物体一直保持在AR镜头捕捉的画面中时，已进行的矩形标记会实时跟踪被标记物体，在镜头画面中灵活移动；跟踪标记模块便于专家对现场工作人员远程讲解指导操作被标记的物体，提升了沟通效率。
远程协助模块设置有多人会话模块，多人会话模块的实现方法为：AR眼镜与智能手机连接后，通过移动网络登录与后台管理系统建立网络连接，远程协助通过现场AR眼镜佩戴者向某一远程专家发起会话，当远程专家接收会话时，系统建立一个会话房间，在该会话房间中，现场AR眼镜使用者或远程专家均能够邀请其他AR眼镜使用者或是其他远程专家，当最初发起会话的AR眼镜使用者选择结束会话时，将解散该会话房间，所有被邀请的远程专家或其他AR眼镜使用者随之退出远程协助。多人会话模块实现了多人指导，现场工程人员得到的问题解决方案变多，提高了解决问题的效率。
远程协助模块设置有历史回溯模块，历史回溯模块的实现方法为：每一次成功建立的远程协助会话都将存储在后台Web系统中，存储的远程协助会话记录信息包括会话发起时间、会话结束时间和会话发起人。历史回溯模块记录了会话信息，便于工程人员对运维过程进行总结分析，提升工作人员分析和处理问题的能力。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种电力运维远程指导系统，其特征在于：包括远程服务器、智能手机和AR眼镜；
所述远程服务器，设置有后台管理系统，用于存储电力设备相关的资料库信息和运维专家知识库，以及对现场人员佩戴AR眼镜所拍摄到的视频进行存储，后台管理系统还配有电力设备图像识别算法；
所述智能手机，与AR眼镜通过数据线连接，并与远程服务器无线连接，用于AR眼镜与后台管理系统提供网络连接，安装有故障检测运维模块和远程协助模块，用于控制AR眼镜的显示内容；
所述AR眼镜，设置有AR显示器、摄像头、麦克风和耳机，用于采集电力设备的图像信息、显示资料库和知识库的文字、图像信息；
故障检测运维模块的实现方法为：AR眼镜通过摄像头拍摄电力设备的图片或视频，使用智能手机的移动网络上传至远程服务器的后台管理系统，后台管理系统通过电力设备图像识别算法，得出电力设备的型号、名称和故障原因，查找数据库中相应的电力设备资料和专家知识库信息，发送到智能手机上，智能手机控制AR眼镜显示电力设备资料信息和专家知识库信息，协助工作人员排查电力设备的故障；
故障检测运维模块设置有离线检测模块，离线检测模块的实现方法为：将基于TensonFlow框架的电力设备图像识别算法打包成离线算法包获得本地离线图像识别算法，安装存储到智能手机上，当现场移动信号连接不上网络时，AR眼镜拍摄的电力设备图像无法上传至后台管理系统，拍摄电力设备的图片或视频将暂存于智能手机中，智能手机的电力设备故障检测运维应用调用本地离线图像识别算法，识别出电力设备的信号、名称和故障原因；
远程协助模块的实现方法：控制现场AR眼镜实时拍摄现场电力设备视频，采集AR眼镜佩戴者的语音，视频和语音通过智能手机的移动网络上传至后台管理系统，远程专家在后台管理系统查看现场工作人员的第一视角图像信息和现场人员的语音，远程专家使用后台管理系统，发送文字、图像、语音、标记信息给现场人员配到的AR眼镜上，指导现场人员检查维修电力设备；远程协助模块设置有跟踪标记模块，跟踪标记模块的实现方法为：远程专家使用后台管理系统，在现场AR眼镜传输来的现场实景视频上，用矩形框标记视频中的物体，该矩形框标记信息将传输给现场AR眼镜，以叠加方式显示在AR眼镜佩戴者的视野中；当AR眼镜的镜头视角晃动时，已被标记的物体一直保持在AR镜头捕捉的画面中时，已进行的矩形标记会实时跟踪被标记物体，在镜头画面中灵活移动；
电力设备图像识别算法是基于TensorFlow框架构建的神经网络模型，神经网络模型能够识别电力设备图像中的特征包括设备型号、指示灯状态，图像识别算法首先对AR眼镜拍摄的电力设备图像归一化处理为416×616的尺寸大小图片，然后将归一化的图像输入训练好的神经网络模型，识别得到电力设备图像中的图像特征结果，包括特征名称、特征的坐标、特征图像框的尺寸；
远程协助模块设置有多人会话模块，多人会话模块的实现方法为：AR眼镜与智能手机连接后，通过移动网络登录与后台管理系统建立网络连接，远程协助通过现场AR眼镜佩戴者向某一远程专家发起会话，当远程专家接收会话时，系统建立一个会话房间，在该会话房间中，现场AR眼镜使用者或远程专家均能够邀请其他AR眼镜使用者或是其他远程专家，当最初发起会话的AR眼镜使用者选择结束会话时，将解散该会话房间，所有被邀请的远程专家或其他AR眼镜使用者随之退出远程协助。
2.根据权利要求1所述的一种电力运维远程指导系统，其特征在于：电力设备故障检测运维模块的故障判断依据是：电力设备故障时的外在图像特征与正常运行时存在不同，电力设备的外在图像特征包括信号灯的状态、液晶屏的数值、条形码、设备文字名称、开关的闭合状态，当电力设备发生不同故障时，其外在图像特征的状态呈现各种组合，后台管理系统根据电力设备图像识别算法，识别出电力设备的图像特征，根据各图像特征的组合反推出电力设备的故障原因。
3.根据权利要求1所述的一种电力运维远程指导系统，其特征在于：电力设备的故障排查方法：电力设备故障检测运维模块的专家知识库集合了电力设备各种故障的解决方法和流程，由文字、图像、视频组成；专家知识库通过AR眼镜显示给运维人员，运维人员通过语音控制专家知识库的流程步骤地进行，一步步地解决当前电力设备的故障。
4.根据权利要求1所述的一种电力运维远程指导系统，其特征在于：远程协助模块设置有历史回溯模块，历史回溯模块的实现方法为：每一次成功建立的远程协助会话都将存储在后台Web系统中，存储的远程协助会话记录信息包括会话发起时间、会话结束时间和会话发起人。
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