融合AR光谱增强和知识图谱的电力设备巡检数字装备系统

20250721

电力、热力、燃气及水生产和供应业

1．以安全帽为载体，集成多光谱成像和AR眼镜可穿戴式装备。AR装备的集成化，通过传感模块驱动和光谱图像处理，实现图像处理融合。 2．融合增强现实AR技术应用，实现可视化信息增强呈现。AR技术将自动感知电力设备，触发相关信息叠加在当前装置目标对象上，实现信息增强和可视化呈现。 3．对设备的红外和紫外数据检测融合多光谱图像，提取可见光、红外图像和紫外图像特征进行匹配融合，形成视场和空间的全景光谱图像。 4．云端专家指导与协助。云端运维协助管理系统，通过5G高速网络将现场情景画面实时传送到监控指挥中心，专家远程协助将相关信息叠加在当前视野中的巡检设备目标上。 5．云端数字孪生的3D设备物理模型。建立设备全息3D物理模型相对应的数字映射系统，实现物理世界和信息世界之间交互融合，基于AI技术对设备状态评估诊断，持续地监测设备健康状况。

资源对接

仅限国内转让

随着电力公司加快电力设备巡检运维管理工作的建设，新型搭载AR眼镜+多光谱热成像的安全帽装备及基于数字孪生DT的设备健康运维系统在电力公司积极推广，有着具有巨大的发展空间。从长期来看，使用新型AR智能安全帽装备具有更高的效率和更低的成本，在安全性上也有着巨大的优势，重点市场是在电力公司电力设备巡检运维管理领域。 电力资源的安全生产和运输直接影响到社会上各方面的用电安全，做好电力资源运输过程中的电力设备巡检运维工作，有利于更好地提高电力资源的运输安全。鉴于电力系统规模大、设备种类多、更新快、专业分工新的特点，基于AR增强现实、数字孪生技术应用到电力行业，结合多光谱图像采集分析，为电力现场人员作业、科研教学培训和提供高仿真的电力作业场景，功能上实现数据自动采集、辅助问题发现、实时指导，提供一种全新的电力运维模式。 根据国家电网发布的“十五”规划，预计国家电网将在智能电网的变电环节加大投入力度，将新建7700座以上智能变电站，并对原有变电站进行智能化改造，预计智能化改造率达100%。由此可见，智能变电站在国家电网建设中的重要性，随着国家对智能变电站重视度的不断提高，智能变电站产业也将迎来更大的发展机遇。到2024年，国网将全面建成坚强智能电网，智能变电站覆盖率达65%以上，重点城市用户平均停电时间降至15分钟以内；用电侧，实现智能电能表覆盖，拓展智能双向互动服务的范围和深度，支撑国家500万辆电动汽车发展目标的实现。国家产业政策对电力设备状态检测、监测及电能巡检行业有着政策、资金大力支持。总之，国家电网公司电力设备巡检运维业务需求是一个巨大的应用市场。

北京市昌平区人民政府

1成果背景 当前国网公司电力设备巡检运维，采用手持式作业终端无法专注巡检作业，不能彻底解放人员双手，缺少红外紫外成像检测、电参数测量，不能结合多光谱全面检测设备异常缺陷，极大影响工作效率。基于电力设备巡检运维市场分析，针对业务存在问题，电力AR智库中心技术团队基于可穿戴AR增强现实技术、多光谱图像融合技术、知识图谱技术、设备数字孪生技术，研究出开发新一代数字装备系统全面应用于电力设备巡检运维管理中，为运维人员赋能成为技术专家，提升巡视检查综合处理能力，取得技术重大突破和应用效果。 2技术解决方案 系统创新解决方案是基于增强现实技术AR、人工智能分析技术AI、多光谱图像融合技术、知识图谱KG技术，以电力设备巡检运维场景为目标，以可穿戴AR眼镜集成安全帽为载体，研发基于5G+多光谱图像融合+AR可穿戴式装备+智能设备异常分析AI的系统，实现场景感知、设备识别、异常诊断、远程协助、辨识分析管理。 系统设计采用云-管-端-控路线，即云--系统云服务器人工智能分析诊断，管--5G数据图像通信传输，端--智能AR终端设备，控--管控平台。研制基于集成5G和多光谱图像融合的巡检AR安全帽设备，通过5G通信传输数据和图像，AR信息可视化增强，人工智能AI分析诊断。基于数字孪生技术三维可视化将电力设备分布立体化呈现，实现设备的物理实体和运行信息之间交互融合，全面管控巡检管理。 3竞争优势分析 随着社会发展对电力系统设备可靠性的要求越来越高，对设备采用有效的预防预测性运行维护是非常重要和紧迫的，实现电力设备日常化巡检，保证其的良好运行状态，对减少电力系统设备故障发生率具有重要意义，为此研究出开发新一代数字装备系统全面应用于电力设备巡检运维管理中，为运维人员赋能成为技术专家，提升巡视检查综合处理能力，取得技术重大突破和应用效果。 （1）技术优势：系统技术先进、功能强大、可扩展能力，创新性加入前沿AR技术、AI技术、红外光谱检测图像和用电检查业务结合，在电力系统用电检查管理应用，拥有多项专利。 （2）人力资源优势：自主研发具有知识产权，拥有华北电力大学大学具有丰富经验、业务精通、技术娴熟的专业教师研究生开发队伍。 （3）价格优势：产品科技含金量高，研发投入成本较低，因此销售价格定价合理。 应用场景：专注于国家电网电力设备巡检运维业务管理，包括变电运行巡检运维管理、配电网巡检运维管理、用电安全检查保障管理、反窃电作业管理。