智能可穿戴设备在发电厂现场作业的应用

文/刘鲁京 李艾宸

发电厂具有工业设备密集，自动化程度高的天然属性。相应的，设备巡检与设备检修也自然成为了发电厂生产管理的重要职责。现场作业在电厂生产运营管理中扮演着不可或缺的核心角色，是保证设备安全、稳定运行的“首道保险”。

传统的生产运行监控、现场巡检、设备检修依靠人的视觉、感官、经验和技术能力对设备进行维护。一方面，生产人员巡检时难以对现场快速、全面的掌握数据信息，并做出判断。另一方面，现场检修人员遇到维护困难时，无法快速得到技术支持，解决问题效率低。同时，由于现场数据大多为纸质记录或者存放在电脑笔记本中，现场操作人员安全操作，数据处理繁琐，无法充分发挥数据价值，工作效率低。上述因素都使得现场作业的质量和效率打了折扣。智能可穿戴设备集成了视频传输技术、人工智能技术、语音交互技术、各类传感器及无线通讯装置，使生产人员的经验、感官得以外延，增强现场作业能力，提升巡检质量，降低设备维护成本。同时解决远程设备维护指导、现场作业培训等问题。

1 智能可穿戴设备具备功能

如图1所示，智能可穿戴设备集成了人员定位、语音通讯、近眼显示器、高清摄像头及传感器，具有独立的操作系统，现场作业人员通过佩戴智能可穿戴设备，除实现必要的操作辅助现场作业外，还可以与远程指挥调度中心通信，实现远程支持等功能，主要功能如下：

1.1 获得通知及提醒功能

可以将信息通知和提醒直接显示在镜片上，帮助用户获得弹出式的提醒体验，比手机要直观，避免生产人员错过重要信息通知和提醒，同时可以通过语音控制进行详细信息阅读或提醒内容查看等进一步操作，解放双手。

1.2 语音输入功能

通过智能可穿戴设备的内置麦克风进行语音输入，通过语音输入功能进行实时记录，此外在有无线连接条件下，通过语音输入功能发送信息给他人。

1.3 地图服务及导航功能

通过智能可穿戴设备的内置地图获取位置信息，在联网状态下还可以根据生产人员实时位置在集控室进行监控，保障人身安全，同时一旦出现设备隐患，可以第一时间进行维护。

1.4 拍照及录像功能

利用搭载的高清摄像头，生产人员可以随时拍照或录像，同时语音控制可以帮助生产人员解放双手

1.5 视频通话功能

通过智能眼镜所搭载的摄像头，在现场作业情况下可与技术专家进行视频沟通，方便技术人员以第一视角模式看到需要看到的景象，处理设备问题，进行远程诊断指导。同时，可以作为案例，便于培训。如图1所示。

2 智能可穿戴设备在发电厂现场作业的应用场景

2.1 防误操作

由于巡检、检修工作量大，而且检修人员的业务水平参差不齐，在作业过程中容易出现误操作的情况。为了防止误操作，可以让检修人员佩戴智能可穿戴设备。通过识别当前设备，确保对需要操作的设备开展工作，从而避免误操作。

2.2 智能操作票

通过智能操作票，替代纸质操作票，降低巡检人员工作强度。同时全面收集设备运行数据，通过大数据分析，提前发现故障隐患，做到设备、人员全面管理。

2.3 设备远程指导

作业人员随时随地与远程专家连接，无需等待专家亲临现场，即可修复现场难题。通过智能眼镜高清摄像头，实时视频回传或高清照片能够将问题描述的更精准。

2.4 作业记录

在巡检作业中，巡检人员通常需要对作业过程进行记录。而传统的记录方式难以记录整个作业过程，而且不同巡检人员对现场情况的理解不尽相同。为改善此类情况，可以让巡检人员在整个作业过程中全程佩戴智能可穿戴设备，对于巡检或者作业过程中需要记录的内容以照片、视频等方式进行存储。保证文字、图片、音频、视频的同步保存。

2.5 设备检修培训

利用平台的视频录制、直播、点播功能，对各个业务流程进行第一视角的录制，对各类专家知识，操作方法、流程进行留存。

图1：智能可穿戴设备功能

图2：智能可穿戴设备总体架构

2.6 人工智能

通过人工智能技术，实现对设备的识别，对当前需要巡检或检修的设备进行拍照，可以自动调出相关的解决案例，及时、准确的辅助设备检修

3 智能可穿戴系统平台总体方案

与智能可穿戴设备前端对应，本文对智能可穿戴系统平台进行了总体设计，智能可穿戴系统平台采用B/S架构，终端上通过安卓/系统开发应用APP，实现各类功能调用。后端平台对所有智能可穿戴设备进行统一管理及可视化展示，确定每台设备的位置，当前实现的功能，以及实现视频通讯。在大数据Hadoop平台部署，数据存储层面支持关系型数据和分布式文件数据，支持并行的流计算、语音分析、地图导航等功能，如图2所示。

4 结束语

智能可穿戴设备集成了多学科的前沿技术，研究最终要实现建设基于智能可穿戴设备的远程技术支持平台和协同体系,实现满足现场走也应用需求的定制化穿戴硬件设备及后台作业支持系统,提升电力作业的信息化、智能化水平。

但是目前智能可穿戴设备在发电企业的应用还处于起步阶段，不仅在应用场景上鲜有成熟应用案例，在智能可穿戴设备的自身上还有诸多技术需要长期发展，包括室内定位导航、增强现实技术、低功耗的芯片技术、传感器微型化等。同时，在平台的搭建，电厂的部署应用总体思路上还需要更多的探索与实践。本文抛砖引玉，力图通过在发电厂研究探索的成果推动智能可穿戴设备在发电厂现场作业的应用。