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增强现实技术AR在高校电力建设中的应用

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  摘  要:针对高校电力建设管理和运行中存在的管理难、设备故障率高、人员专业水平偏低等问题,该文尝试将AR增强现实技术应用于高校电力建设。利用该技术将实时信息、关键参数、历史数据同真实环境叠加,提供直观、实时的真实场景,有效解决当前高校电力建设中面临的问题。
  关键词:AR技术  电力建设  高校
  中图分类号:G64                                    文献标识码:A                          文章编号:1672-3791(2019)04(a)-0016-02
  随着互联网+、AI智能技术、语音识别、人脸识别以及计算机图像技术的迅速发展,AR增强现实技术的应用得到飞速发展,广泛应用于各个领域。文化遗产保护[1]、教育教学[2]、游戏产业[3]、工业生产[4]、矿山工程、新闻出版、工程竣工验收、电力智能巡检等行业中的应用已经较为成熟,AR技术以其良好的人机互动性,应用领域愈加广泛,特别是新一代AR眼镜的发展,更是给AR技术带来一场革新,将会极大地促进AR技术的发展。
  高校作为一个相对独立的机构,电力建设是高校建设不可或缺的一部分。就我国高校建设的情况来看,多数高校重教学科研轻后勤保障,电力建设在后勤建设中隐性系数比较高,由于政绩因素,高校在电力建设中的投入少之又少,因此相较于其他行业,高校电力建设水平相对较低。随着智慧校园的发展,各类智能设备都离不开电的支撑,因此智慧校园建设中电力是基础。AR技术在高校电力建设中的应用尚属初探,将AR技术引入高校电力建设可以提升高校电力建设智能化水平,进而促进智慧校园发展。
  1  高校电力建设存在的问题
  1.1 用电体量大,统一管理困难
  高校用电中包含行政办公用电、试验教学用电、后勤物业用电以及学生用电,用电主体多元化,用电时段相对集中,彼此之间缺乏有效沟通,容易出现用电高峰时段同时接入过量电器,导致总负荷过高,造成过载断电。高校通常有多个校区,且各个校区相对分散,每个校区各自相互独立,难以对用电进行统一管理,用电数据采集后需要人工进行二次加工整理,无法实现对用电数据的实时查看、汇总,而且人工处理容易出现纰漏,校方获取用电数据具有滞后性且准确性不高。此外,高校学生宿舍用电安全问题也普遍存在,现有手段只是简单限制功率、限制时间,很多学生通过购买功率转换插座、私自拉线的方法违规用电,校园用电安全事故每年都会发生。
  1.2 设备智能化水平低,故障率高
  多数高校建校悠久,建校之初,用电设备种类和数量都较少,用电负荷较小,设备的智能化水平也较低。随着科技发展,各类电器设备的逐年增多,不同设备对电力供应要求各异,现有设备的智能化程度,已经难以适应多样化的用电需求。高校后勤电力建设资金投入少,电气设备更新换代不及时,一些设备使用时间较长,绝缘老化,性能下降,故障率增加。此外,高校电力专业技术人员流动性大,设备交接存在盲区,导致工作人员对设备运行工况掌握不全面,故障隐患难以及时发现,设备故障率增高。
  1.3 运行维护人员技术水平偏低
  目前,多数高校电气运行维护人员为临时聘用,年龄偏大,学历偏低,维修技术素质能力不足,此外,薪资待遇相对较低,工作人员积极性不高,也难以补充后备力量。与高校教师科研队伍相比,电力运行维护人员培训学习的机会少,难以及时获取最新的专业技术知识,特别是一些设备更新换代后,遇有故障不会维修,只能进行简单的设备更换,重装备轻管理,没有专业的技术能力作为支撑,高校电力建设难以提升到较高水平。
  2  应用AR技术解决现有问题
  按照智慧校园建设发展的趋势,充分利用大数据优势,注重师生用户体验,构建学习、工作、生活、基础设施以及外部环境一体化的综合信息应用平台。高校電力建设服务于智慧校园建设,应用AR技术可以将真实的环境同虚拟信息“无缝”集成,把在真实环境中难以直接观察到故障历史数据、设备内部构造、运行参数等信息,通过计算机技术,将这些信息融入到真实环境中,增强直觉性,达到超越现实的感官体验,从而提升电力建设智慧化水平,与智慧校园建设相匹配。
  2.1 情景式互动,便于管理
  应用AR技术,将各个校区及各用电主体的用电数据以图片、文字、语音、视频等更加感官化的形式叠加到电力设施现实场景中,可以有效解决难以统一管理的问题。计算机实时处理数据与人工二次加工相比准确度高、实时性强。在关键点位设置远程控制系统,管理者可以向某一虚拟场景发送指令,将承载指令的虚拟场景同关键点实际场景进行对比,如果场景吻合,该点位设备接受指令,进行相应动作,从而实现现实场景的远程控制,遇有突发情况管理者可以进行远程操作。在学生用电安全方面,AR技术也可以发挥较大优势,首先对学生宿舍的用电数据进行大量采集,通过计算机技术将采集到数据对学生用电习惯进行分析,将分析得到的信息与实际场景进行融合,某一场景一旦有用电数据异常,就会发出告警信号,管理者可以快速定位实际位置,有效提升学生宿舍用电安全。
  2.2 智能巡检,降低故障率
  AR技术在电力设备智能巡检中的应用已较为成熟,从区域定位到目标识别与跟踪都得到很好的应用效果。采用该技术,可以较好地改善高校设备巡检状况,对设备隐患可以做到预估预判。在此基础上,叠加设备历史信息数据,用户可以随时查看,避免了人工交接存在盲区的弊端;叠加负载信息数据,智能化满足各类用电设备多样化用电要求;叠加设备故障信息数据,通过运行工况对比,实现在线诊断。采用AR技术能够全面掌握电气设备运行状况,做到预先防范,提升设备运行水平,降低故障率,从而保障高校电力需求。
  2.3 沉浸式培训,提升员工素质
  对电力工作人员的专业知识和专业技能的培训,是解决电力安全问题的重要举措。基于增强现实的方法,可以有针对性地对电力工作人员培训,且不受场地限制,具有投入少、可反复使用的优点。真实的训练场景,身临其境的操作,沉浸式培训,不但可以提升学习兴趣,增强培训效果,还可以有效避免电力培训中的安全问题。将电气设备的内部结构真实地展现出来,为接受培训人员提供更加直观的认识。利用该技术还可以进行事故模拟与分析,真实再现各种事故的发生过程,供工作人员学习,可以较快地提升其事故分析与处置能力。
  3  结语
  将AR增强现实技术应用于高校电力建设,可以很好地改进目前高校电力建设状况,提升电力建设智能化水平,管理者能够更加直观地掌握校园用电状况,满足用户多样化用电需求,也为专业技术人员提供技术支持,学习专业知识更加简单,提升专业能力更加方便,电力设备的检修维护更加及时,为高校智慧校园建设提供有力支撑,为未来AR在高校建设中的应用提供更多可能。
  参考文献
  [1] 王新英,商显英.基于AR技术的中东铁路遗产保护应用研究[J].遗产与保护研究,2018(6):114-118.
  [2] 梁晏恺.增强现实(AR)在建筑教育中的应用前景与探讨[J].智能城市,2018(21):6-7.
  [3] 施佳.VR/AR技术的机遇和挑战[J].科技与信息,2018(1):93-94.
  [4] 谭善伟,刘向磊.AR技术在铝工业中应用构想[J].有色冶金设计与研究,2018(3):50-54.
  ①作者简介:董立云(1987,4—),男,汉族,河北邢台人,硕士研究生,从事后勤工作。
   王靖(1972—),男,汉族,陕西西安人,本科,从事后勤管理工作。
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