CN113467391A - 一种基于增强现实技术的核电厂数据监测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于公开一种基于增强现实技术的核电厂数据监测系统及方法，该系统包括：就地运维人员客户端、远程专家客户端及后台管理客户端；后台管理客户端和远程专家客户端通过个人计算机设备进行操作，就地运维人员客户端通过增强现实显示设备进行现场操作；就地运维人员客户端、后台管理客户端和远程专家客户端通过网络互相通讯连接，并通过防火墙分别连接空间定位服务器、OPC通信服务器和WebRTC通信服务器；与现有技术相比，将增强现实技术引进复杂工业的数据监测与检修工作中，提高核电厂运维智能化，实现双手解放；实现了专家可远程通过就地人员增强现实端第一视角观察就地情况，提高运维人员对核电厂的认识能力，提升决策水平，实现本发明的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于增强现实技术的核电厂数据监测系统及方法。
背景技术
目前对于复杂工业如核电厂的数字化的快速发展，使得其产生大量数据，可用于监测设备、电厂及厂区环境等。由于这些数据来源复杂，工作人员往往不能同时获取所需的数据，而需通过不同的渠道获取这些数据。同时，核电厂为确保安全，有很多冗余通道、冗余设备、冗余房间，易发生人员错误进入冗余房间、维修冗余设备等人因失误。
因此，特别需要一种基于增强现实技术的核电厂数据监测系统及方法，以解决上述现有存在的问题。
基于增强现实技术的核电厂数据监测系统和方法可解决上述问题。该方法可通过空间注册与定位功能，识别用户目前所关注的各项数据，如：房间号、设备编码、通道编号等定位信息来减少人因失误。同时，该方法可通过手势控制、实时数据交互、静态信息交互、实时音视频交互、即时消息交互、及数字化工作票交互几项交互功能，使得用户快速获取所需数据及远程协助。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于增强现实技术的核电厂数据监测系统及方法，针对现有技术的不足，提高就地人员的信息获取速率，提升就地人员对设备的认知感，减少就地人因失误，提高核电厂运维效率及安全性。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
第一方面，本发明提供基于增强现实技术的核电厂数据监测系统，其特征在于，包括：
就地运维人员客户端，就地运维人员进行空间定位及一些辅助运维工作；
远程专家客户端，远程专家进行远程视音频协同，指导就地运维人员的现场操作；及
后台管理客户端，后台管理人员进行用户的管理及任务的管理；
后台管理客户端和远程专家客户端通过个人计算机设备进行操作，就地运维人员客户端通过增强现实显示设备进行现场操作；就地运维人员客户端、后台管理客户端和远程专家客户端通过网络互相通讯连接，并通过防火墙分别连接空间定位服务器、OPC通信服务器和WebRTC通信服务器。
在本发明的一个实施例中，就地运维人员客户端、后台管理客户端和远程专家客户端之间的实时数据传输通过OPC通信服务器互相通讯连接。
在本发明的一个实施例中，就地运维人员客户端、后台管理客户端和远程专家客户端之间的实时音视频传输通过WebRTC通信服务器互相通讯连接。
在本发明的一个实施例中，就地运维人员客户端通过空间定位服务器进行空间定位。
在本发明的一个实施例中，就地运维人员客户端将三维模型对设备叠加在就地环境中后隐藏模型，通过识别三维模型来进行设备识别。
第二方面，本发明提供基于增强现实技术的核电厂数据监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)就地运维人员客户端由就地运维人员佩戴至就地现场工作，就地运维人员按照电子工作票的步骤一步一步执行，每执行完一步需在就地运维人员客户端点击“完成”后方可执行下一步；
(2)远程专家客户端由远程专家在工作站(台式电脑)端登录，远程专家可通过就地运维人员客户端与就地运维人员进行实时音视频交互，以就地运维人员的第一视角观察现场情况，给予指导
在本发明的一个实施例中，在执行过程中系统可根据就地运维人员需求增强就地运维人员客户端的实时参数、状态或设计文件、维修记录等，也可根据电子工作票内容导航就地运维人员至所需检查设备处；
在本发明的一个实施例中，在指导过程中，远程专家可对视频进行简单圈划与打箭头来提示就地工程师如何操作。
本发明的基于增强现实技术的核电厂数据监测系统及方法，与现有技术相比，将增强现实技术引进复杂工业的设备监测与检修工作中，提高电厂智能化；利用增强现实终端实现双手解放；实现了专家可远程通过就地人员增强现实端第一视角观察就地设备情况；利用增强现实终端可将就地运维人员所需的设备相关动静态数据、文件、图片等均显示在运维人员眼前，提高运维人员对设备的认识能力，提升决策水平，实现本发明的目的。
本发明的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。
附图说明
图1为本发明的基于增强现实技术的核电厂数据监测系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
实施例
如图1所示，本发明的基于增强现实技术的核电厂数据监测系统，包括：
就地运维人员客户端10，就地运维人员进行空间定位及一些辅助运维工作；如电子工作票任务的执行及接受远程专家的指导等；
远程专家客户端20，远程专家进行远程视音频协同，指导就地运维人员的现场操作；及
后台管理客户端30，后台管理人员进行用户的管理及任务的管理；
后台管理客户端30和远程专家客户端20通过个人计算机设备进行操作，就地运维人员客户端10通过增强现实显示设备进行现场操作；就地运维人员客户端10、后台管理客户端20和远程专家客户端30通过网络互相通讯连接，并通过防火墙40分别连接空间定位服务器50、OPC通信服务器60和WebRTC通信服务器70。
在本实施例中，就地运维人员客户端10、后台管理客户端20和远程专家客户端30之间的实时数据传输通过OPC通信服务器60互相通讯连接。
由于复杂工业环境中数据来源复杂，同时很多数据非常重要，不能随意更改，就地运维人员客户端10、后台管理客户端20和远程专家客户端30之间只进行数据读取，不写入数据，对数据较为安全；采用OPC通信服务器60来执行数据读取，在实时数据安全域范围内部署OPC执行服务(OPCDaemon)，该服务指用来执行最终OPC读写查操作。通信客户端能够获取完整的数据点列表，并能够按照预计的获得有效的数据点值。
在本实施例中，就地运维人员客户端10、后台管理客户端20和远程专家客户端30之间的实时音视频传输通过WebRTC通信服务器70互相通讯连接。
实时音视频传输采用了WebRTC通信技术来进行信令传输，文件数据传输，音频数据传输，视频数据传输，互动白板数据传输。WebRTC以P2P方式工作，为了数据于连接的安全性，部署企业私有服务器。
在本实施例中，就地运维人员客户端10通过空间定位服务器50进行空间定位。
在本实施例中，就地运维人员客户端10将三维模型对设备叠加在就地环境中后隐藏模型，通过识别三维模型来进行设备识别。
考虑到复杂工业的就地设备外观相似，且部分就地环境存在照度不高等情况，就地运维人员客户端10采用将三维模型对其叠加在就地环境中后隐藏模型，增强现实终端通过识别三维模型来进行设备识别，大大提高设备识别准确率。
本发明的基于增强现实技术的核电厂数据监测方法，包括如下步骤：
(1)就地运维人员客户端由就地运维人员佩戴至就地现场工作，就地运维人员按照电子工作票的步骤一步一步执行，每执行完一步需在就地运维人员客户端点击“完成”后方可执行下一步；
(2)远程专家客户端由远程专家在工作站(台式电脑)端登录，远程专家可通过就地运维人员客户端与就地运维人员进行实时音视频交互，以就地运维人员的第一视角观察现场情况，给予指导
在本实施例中，在执行过程中系统可根据就地运维人员需求增强就地运维人员客户端的实时参数、状态或设计文件、维修记录等，也可根据电子工作票内容导航就地运维人员至所需检查设备处；
在本实施例中，在指导过程中，远程专家可对视频进行简单圈划与打箭头来提示就地工程师如何操作。
本发明的设备数据监测和人因验证支持系统及方法，具有如下优点：
(1)先进交互，提高智能化：将先进交互技术-增强现实技术引进复杂工业的设备监测与检修工作中，提高电厂智能化；
(2)解放双手，提高人员效能：打破了复杂工业的设备监视只能通过手持显示终端或桌面显示终端查看的传统方式，利用增强现实终端实现双手解放；
(3)远程协作，摆脱空间束缚：将实时音视频通讯技术与增强现实技术融合，实现了专家可远程通过就地人员增强现实端第一视角观察就地设备情况；
(4)集成显示，提升决策水平：利用增强现实终端可将就地运维人员所需的设备相关动静态数据、文件、图片等均显示在运维人员眼前，提高运维人员对设备的认识能力，提升决策水平。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种基于增强现实技术的核电厂数据监测系统及方法，其特征在于，包括：
就地运维人员客户端，就地运维人员进行空间定位及一些辅助运维工作；
远程专家客户端，远程专家进行远程视音频协同，指导就地运维人员的现场操作；及
后台管理客户端，后台管理人员进行用户的管理及任务的管理；
后台管理客户端和远程专家客户端通过个人计算机设备进行操作，就地运维人员客户端通过增强现实显示设备进行现场操作；就地运维人员客户端、后台管理客户端和远程专家客户端通过网络互相通讯连接，并通过防火墙分别连接空间定位服务器、OPC通信服务器和WebRTC通信服务器。
2.如权利要求1所述的基于增强现实技术的核电厂数据监测系统，其特征在于，就地运维人员客户端、后台管理客户端和远程专家客户端之间的实时数据传输通过OPC通信服务器互相通讯连接。
3.如权利要求1所述的基于增强现实技术的核电厂数据监测系统，其特征在于，就地运维人员客户端、后台管理客户端和远程专家客户端之间的实时音视频传输通过WebRTC通信服务器互相通讯连接。
4.如权利要求1所述的设备数据监测和人因验证支持系统，其特征在于，就地运维人员客户端通过空间定位服务器进行空间定位。
5.如权利要求1所述的基于增强现实技术的核电厂数据监测系统，其特征在于，就地运维人员客户端将三维模型对设备叠加在就地环境中后隐藏模型，通过识别三维模型来进行设备识别。
6.一种基于增强现实技术的核电厂数据监测的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)就地运维人员客户端由就地运维人员佩戴至就地现场工作，就地运维人员按照电子工作票的步骤一步一步执行，每执行完一步需在就地运维人员客户端点击“完成”后方可执行下一步；
(2)远程专家客户端由远程专家在工作站(台式电脑)端登录，远程专家可通过就地运维人员客户端与就地运维人员进行实时音视频交互，以就地运维人员的第一视角观察现场情况，给予指导。
7.如权利要求6所述的设备数据监测和人因验证支持的方法，其特征在于，在执行过程中系统可根据就地运维人员需求增强就地运维人员客户端的实时参数、状态或设计文件、维修记录等，也可根据电子工作票内容导航就地运维人员至所需检查设备处。
8.如权利要求6所述的设备数据监测和人因验证支持的方法，其特征在于，在指导过程中，远程专家可对视频进行简单圈划与打箭头来提示就地工程师如何操作。
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