許海海, 何 平

(國網(wǎng)嘉興供電公司, 浙江 嘉興 314000)

0 引 言

國網(wǎng)浙江電力公司歷來重視基建工程安全質(zhì)量,出臺一系列安全質(zhì)量制度和標準,包括輸變電優(yōu)質(zhì)工程評選辦法、輸變電工程達標投產(chǎn)考核辦法以及利用數(shù)碼照片管控施工質(zhì)量等,著力提升輸變電工程建設質(zhì)量。目前,基建工程施工主要依靠項目負責人管理,其水平直接影響工程質(zhì)量的各個環(huán)節(jié)。而施工過程中,所需執(zhí)行的標準繁多,如作業(yè)指導書、質(zhì)量通病、強制性條文等,使得在工程驗收中施工質(zhì)量問題出現(xiàn)頻繁。因此,基建施工管理人員要采用創(chuàng)新管理模式,借助各種科技手段和信息技術(shù),實現(xiàn)“人管”變“機管”,增強輸變電工程建設質(zhì)量控制能力和管理水平[1]。

1 增強現(xiàn)實技術(shù)概述

增強現(xiàn)實技術(shù)是一種實時地計算攝影機影像的位置及角度并加上相應圖像的技術(shù),這種技術(shù)的目標是在屏幕上把虛擬世界套在現(xiàn)實世界,并進行互動。增強現(xiàn)實技術(shù)最早于1990年提出,是一種將真實世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術(shù),是把原本在現(xiàn)實世界的一定時間、空間范圍內(nèi)很難體驗到的實體信息(視覺信息,聲音,味道,觸覺等)通過計算機等科學技術(shù),模擬仿真后再疊加,將虛擬的信息應用到真實世界,被人類感官所感知,從而達到超越現(xiàn)實的感官體驗。真實的環(huán)境和虛擬的物體實時地疊加到同一個畫面或空間而同時存在[2]。

增強現(xiàn)實系統(tǒng)具有如下突出的特點:真實世界和虛擬世界的信息集成;實時交互性;在三維尺度空間中增添定位虛擬物體,即虛實結(jié)合、實時交互和三維配準。增強現(xiàn)實技術(shù)可廣泛應用到軍事、醫(yī)療、建筑、教育、工程、影視、娛樂等領域。隨著隨身電子產(chǎn)品運算能力的提升,增強現(xiàn)實技術(shù)在工程施工領域用途越來越廣泛。

2 增強現(xiàn)實技術(shù)平臺

增強現(xiàn)實技術(shù)不僅展現(xiàn)真實世界的信息,而且將虛擬的信息同時顯示出來,兩種信息相互補充、疊加。在視覺化的增強現(xiàn)實中,用戶利用頭盔式顯示器把真實世界與計算機圖形多重合成在一起,便可以看到真實的世界。增強現(xiàn)實技術(shù)包含多媒體、三維建模、實時視頻顯示及控制、多傳感器融合、實時跟蹤及注冊、場景融合等新技術(shù)、新手段。完整的增強現(xiàn)實系統(tǒng)是由一組緊密聯(lián)結(jié)、實時工作的硬件部件與相關(guān)的軟件系統(tǒng)協(xié)同實現(xiàn)的,常用的主要組成形式為視頻透視式。

視頻透視式增強現(xiàn)實系統(tǒng)采用的基于視頻合成技術(shù)的穿透式HMD(Video See-through HMD)。視頻透視式增強現(xiàn)實系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 視頻透視式增強現(xiàn)實系統(tǒng)

移動式增強現(xiàn)實系統(tǒng)正常工作所需的3個組件:

(1) 頭戴式顯示器。視頻透視式顯示器通過連接在護目鏡外的小型攝像機捕獲影像而勾畫出周圍的環(huán)境,在顯示器內(nèi)側(cè)實時播放視頻影像,并且將相關(guān)圖像添加到視頻上。解決方式是基于頭戴式顯示器的浸入多媒體技術(shù)。

(2) 跟蹤系統(tǒng)。一般采用全球定位系統(tǒng),為提高精度,采用混合跟蹤技術(shù)。

(3) 移動計算能力。沒強大的計算能力就不足以創(chuàng)建三維立體圖形,如計算能力不夠強大,可用從計算機獲得各種圖形的處理能力。

開發(fā)人員的目標是將這3個組件集成到一個單元中,放置在用帶子綁定的設備中,該設備能以無線方式將信息轉(zhuǎn)播到類似于普通眼鏡的顯示器上。

3 增強現(xiàn)實技術(shù)在電力施工中的應用

3.1 相關(guān)規(guī)定要求

目前,電力基建管理涵蓋危險點分析與控制、現(xiàn)場安全文明施工標準化布置、作業(yè)指導書現(xiàn)場運用、質(zhì)量通病防治、強制性條文執(zhí)行等,并實現(xiàn)工程建設的全方位管理和執(zhí)行考核,其主要由以下內(nèi)容組成:

(1) 按照國網(wǎng)公司基建工程項目實行的“六化”要求,建立安全文明標準化施工。

(2) 根據(jù)《國家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程(變電部分)》等文件,對變電站安裝工程危險點進行分析與控制。

(3) 根據(jù)《國家電網(wǎng)公司輸變電工程工藝標準庫》等文件,建立變電站安裝工程標準化作業(yè)流程。

3.2 現(xiàn)場主要問題

電力施工需要多個施工單位和多個部門及多種工種密切協(xié)作,作業(yè)工序復雜,導致現(xiàn)場安全管理具有工作信息量大、涉及協(xié)調(diào)部門多、作業(yè)安全預控難等特點,現(xiàn)場安全管理人員無法高效客觀地進行施工現(xiàn)場安全稽查。結(jié)合多年現(xiàn)場安全管理工作經(jīng)驗,現(xiàn)場作業(yè)中蠻干、違規(guī)作業(yè)等現(xiàn)象常常存在,給電力施工帶來一定的安全質(zhì)量隱患;降低生產(chǎn)效率,影響人員工作情緒,給電力生產(chǎn)帶來一定的安全隱患。

3.3 增強現(xiàn)實技術(shù)的應用

增強現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展給電力基建現(xiàn)場規(guī)范化管理指明了方向,首先是將施工工地的設備安裝分布情況根據(jù)設計圖和廠家制造的電氣設備外形建立基本信息。在此基礎上將上級所執(zhí)行的規(guī)定、規(guī)程、標準、要求和各種技術(shù)規(guī)范,施工工藝要求,安裝標準等逐條分清疏理,建立相關(guān)數(shù)據(jù)信息庫,并建立基本虛擬的三維模型。以無線方式將信息轉(zhuǎn)播到采用現(xiàn)場增強現(xiàn)實技術(shù)的頭戴式顯示器上,視頻透視式顯示器通過連接在護目鏡外的小型攝像機捕獲影像而勾畫出周圍的環(huán)境,實現(xiàn)按照施工流程要求將虛擬的信息疊加標注在現(xiàn)實電氣設備需要的相關(guān)位置,把真實世界與計算機圖形多重合成在一起?，F(xiàn)場由佩戴頭戴式顯示器的施工人員按照顯示器現(xiàn)場圖示的要求進行施工,管理和監(jiān)理人員也佩戴頭戴式顯示器進行檢查,三級驗收人員也佩戴頭戴式顯示器進行最后的驗收。目前,浙江省電網(wǎng)嘉興供電公司進行了基建施工智能輔助管理系統(tǒng)的開發(fā),并取得一定的成效。

4 結(jié) 語

增強現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展給電力基建現(xiàn)場管理帶來美好的前景,實現(xiàn)由“人管”向“機管”的轉(zhuǎn)變,克服傳統(tǒng)管理模式信息海量化的缺陷,解放生產(chǎn)力,提升安全文明施工和作業(yè)流程標準化、專業(yè)化水平,提高工程質(zhì)量控制能力和管理水平。