智能可穿戴設(shè)備在發(fā)電廠現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的應(yīng)用

文/劉魯京 李艾宸

發(fā)電廠具有工業(yè)設(shè)備密集，自動(dòng)化程度高的天然屬性。相應(yīng)的，設(shè)備巡檢與設(shè)備檢修也自然成為了發(fā)電廠生產(chǎn)管理的重要職責(zé)。現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)在電廠生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理中扮演著不可或缺的核心角色，是保證設(shè)備安全、穩(wěn)定運(yùn)行的“首道保險(xiǎn)”。

傳統(tǒng)的生產(chǎn)運(yùn)行監(jiān)控、現(xiàn)場(chǎng)巡檢、設(shè)備檢修依靠人的視覺(jué)、感官、經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)能力對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。一方面，生產(chǎn)人員巡檢時(shí)難以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)快速、全面的掌握數(shù)據(jù)信息，并做出判斷。另一方面，現(xiàn)場(chǎng)檢修人員遇到維護(hù)困難時(shí)，無(wú)法快速得到技術(shù)支持，解決問(wèn)題效率低。同時(shí)，由于現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)大多為紙質(zhì)記錄或者存放在電腦筆記本中，現(xiàn)場(chǎng)操作人員安全操作，數(shù)據(jù)處理繁瑣，無(wú)法充分發(fā)揮數(shù)據(jù)價(jià)值，工作效率低。上述因素都使得現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的質(zhì)量和效率打了折扣。智能可穿戴設(shè)備集成了視頻傳輸技術(shù)、人工智能技術(shù)、語(yǔ)音交互技術(shù)、各類傳感器及無(wú)線通訊裝置，使生產(chǎn)人員的經(jīng)驗(yàn)、感官得以外延，增強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)能力，提升巡檢質(zhì)量，降低設(shè)備維護(hù)成本。同時(shí)解決遠(yuǎn)程設(shè)備維護(hù)指導(dǎo)、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)培訓(xùn)等問(wèn)題。

1 智能可穿戴設(shè)備具備功能

如圖1所示，智能可穿戴設(shè)備集成了人員定位、語(yǔ)音通訊、近眼顯示器、高清攝像頭及傳感器，具有獨(dú)立的操作系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員通過(guò)佩戴智能可穿戴設(shè)備，除實(shí)現(xiàn)必要的操作輔助現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)外，還可以與遠(yuǎn)程指揮調(diào)度中心通信，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程支持等功能，主要功能如下：

1.1 獲得通知及提醒功能

可以將信息通知和提醒直接顯示在鏡片上，幫助用戶獲得彈出式的提醒體驗(yàn)，比手機(jī)要直觀，避免生產(chǎn)人員錯(cuò)過(guò)重要信息通知和提醒，同時(shí)可以通過(guò)語(yǔ)音控制進(jìn)行詳細(xì)信息閱讀或提醒內(nèi)容查看等進(jìn)一步操作，解放雙手。

1.2 語(yǔ)音輸入功能

通過(guò)智能可穿戴設(shè)備的內(nèi)置麥克風(fēng)進(jìn)行語(yǔ)音輸入，通過(guò)語(yǔ)音輸入功能進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄，此外在有無(wú)線連接條件下，通過(guò)語(yǔ)音輸入功能發(fā)送信息給他人。

1.3 地圖服務(wù)及導(dǎo)航功能

通過(guò)智能可穿戴設(shè)備的內(nèi)置地圖獲取位置信息，在聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下還可以根據(jù)生產(chǎn)人員實(shí)時(shí)位置在集控室進(jìn)行監(jiān)控，保障人身安全，同時(shí)一旦出現(xiàn)設(shè)備隱患，可以第一時(shí)間進(jìn)行維護(hù)。

1.4 拍照及錄像功能

利用搭載的高清攝像頭，生產(chǎn)人員可以隨時(shí)拍照或錄像，同時(shí)語(yǔ)音控制可以幫助生產(chǎn)人員解放雙手

1.5 視頻通話功能

通過(guò)智能眼鏡所搭載的攝像頭，在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)情況下可與技術(shù)專家進(jìn)行視頻溝通，方便技術(shù)人員以第一視角模式看到需要看到的景象，處理設(shè)備問(wèn)題，進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷指導(dǎo)。同時(shí)，可以作為案例，便于培訓(xùn)。如圖1所示。

2 智能可穿戴設(shè)備在發(fā)電廠現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的應(yīng)用場(chǎng)景

2.1 防誤操作

由于巡檢、檢修工作量大，而且檢修人員的業(yè)務(wù)水平參差不齊，在作業(yè)過(guò)程中容易出現(xiàn)誤操作的情況。為了防止誤操作，可以讓檢修人員佩戴智能可穿戴設(shè)備。通過(guò)識(shí)別當(dāng)前設(shè)備，確保對(duì)需要操作的設(shè)備開(kāi)展工作，從而避免誤操作。

2.2 智能操作票

通過(guò)智能操作票，替代紙質(zhì)操作票，降低巡檢人員工作強(qiáng)度。同時(shí)全面收集設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，提前發(fā)現(xiàn)故障隱患，做到設(shè)備、人員全面管理。

2.3 設(shè)備遠(yuǎn)程指導(dǎo)

作業(yè)人員隨時(shí)隨地與遠(yuǎn)程專家連接，無(wú)需等待專家親臨現(xiàn)場(chǎng)，即可修復(fù)現(xiàn)場(chǎng)難題。通過(guò)智能眼鏡高清攝像頭，實(shí)時(shí)視頻回傳或高清照片能夠?qū)?wèn)題描述的更精準(zhǔn)。

2.4 作業(yè)記錄

在巡檢作業(yè)中，巡檢人員通常需要對(duì)作業(yè)過(guò)程進(jìn)行記錄。而傳統(tǒng)的記錄方式難以記錄整個(gè)作業(yè)過(guò)程，而且不同巡檢人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況的理解不盡相同。為改善此類情況，可以讓巡檢人員在整個(gè)作業(yè)過(guò)程中全程佩戴智能可穿戴設(shè)備，對(duì)于巡檢或者作業(yè)過(guò)程中需要記錄的內(nèi)容以照片、視頻等方式進(jìn)行存儲(chǔ)。保證文字、圖片、音頻、視頻的同步保存。

2.5 設(shè)備檢修培訓(xùn)

利用平臺(tái)的視頻錄制、直播、點(diǎn)播功能，對(duì)各個(gè)業(yè)務(wù)流程進(jìn)行第一視角的錄制，對(duì)各類專家知識(shí)，操作方法、流程進(jìn)行留存。

圖1：智能可穿戴設(shè)備功能

圖2：智能可穿戴設(shè)備總體架構(gòu)

2.6 人工智能

通過(guò)人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的識(shí)別，對(duì)當(dāng)前需要巡檢或檢修的設(shè)備進(jìn)行拍照，可以自動(dòng)調(diào)出相關(guān)的解決案例，及時(shí)、準(zhǔn)確的輔助設(shè)備檢修

3 智能可穿戴系統(tǒng)平臺(tái)總體方案

與智能可穿戴設(shè)備前端對(duì)應(yīng)，本文對(duì)智能可穿戴系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)，智能可穿戴系統(tǒng)平臺(tái)采用B/S架構(gòu)，終端上通過(guò)安卓/系統(tǒng)開(kāi)發(fā)應(yīng)用APP，實(shí)現(xiàn)各類功能調(diào)用。后端平臺(tái)對(duì)所有智能可穿戴設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理及可視化展示，確定每臺(tái)設(shè)備的位置，當(dāng)前實(shí)現(xiàn)的功能，以及實(shí)現(xiàn)視頻通訊。在大數(shù)據(jù)Hadoop平臺(tái)部署，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層面支持關(guān)系型數(shù)據(jù)和分布式文件數(shù)據(jù)，支持并行的流計(jì)算、語(yǔ)音分析、地圖導(dǎo)航等功能，如圖2所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

智能可穿戴設(shè)備集成了多學(xué)科的前沿技術(shù)，研究最終要實(shí)現(xiàn)建設(shè)基于智能可穿戴設(shè)備的遠(yuǎn)程技術(shù)支持平臺(tái)和協(xié)同體系,實(shí)現(xiàn)滿足現(xiàn)場(chǎng)走也應(yīng)用需求的定制化穿戴硬件設(shè)備及后臺(tái)作業(yè)支持系統(tǒng),提升電力作業(yè)的信息化、智能化水平。

但是目前智能可穿戴設(shè)備在發(fā)電企業(yè)的應(yīng)用還處于起步階段，不僅在應(yīng)用場(chǎng)景上鮮有成熟應(yīng)用案例，在智能可穿戴設(shè)備的自身上還有諸多技術(shù)需要長(zhǎng)期發(fā)展，包括室內(nèi)定位導(dǎo)航、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)、低功耗的芯片技術(shù)、傳感器微型化等。同時(shí)，在平臺(tái)的搭建，電廠的部署應(yīng)用總體思路上還需要更多的探索與實(shí)踐。本文拋磚引玉，力圖通過(guò)在發(fā)電廠研究探索的成果推動(dòng)智能可穿戴設(shè)備在發(fā)電廠現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的應(yīng)用。