融合增强现实AR可穿戴设备在反窃电诊断中的应用

国网延安供电公司 王喜刚 黄超杰 苏苗苗 樊秦华 刘美荣

目前，无论是我国行业经济发展，还是国民日常生活，对能源的需求量均明显增加，在我国能源结构中，电能的地位举足轻重，对经济的持续发展具有重要的作用。一些单位和个人将窃电作为获利手段，采取各种方法不计或少记电量，以达到不交或少交电费的目的，造成国家电能大量流失，损失惊人，因此窃电与违约用电问题一直困扰着各级供电部门，虽然供电部门已从多方面加强了窃电与违约用电管理措施，但由于其手段层出不穷，给反窃电工作带来很大难度，尤其是一些工商业用户采取非法手段改造或破坏计量设备进行窃电，查处难、取证难、核查效率慢、甚至高科技隐蔽窃电的特点给供电企业造成了很大的经济损失[1]。

对于城市供用电用户地形、地貌特殊性，加之反窃电技术装备缺乏，分析诊断模型准确率低，无法形成有效固化证据，使得窃电排查工作更是困难重重，同时窃电行为种类繁多、窃电隐蔽性，用电检查人员反窃电侦查对大量的疑似窃电行为进行判断，虽然耗费了大量的资源和精力，但事倍功半。随着科技的不断发展，融合增强现实AR 技术得以应用于反窃电诊断工作中，并且形成增强现实AR技术、可穿戴技术以及人工智能AI 学习技术三项技术的统一结合，成为一种增强现实AR 可穿戴设备，可应用于反窃电识别、诊断、协助、分析以及取证管理等多方面，为反窃电工作的有效开展提供了帮助，以下便对这种设备在反窃电诊断中的应用进行探讨。

1 窃电与反窃电概述

1.1 窃电与反窃电的概念

窃电也就是人们常言的“偷电”，是通过非法途径或手段对电能获取占用的一种行为，其目的是为了逃避电费，达到不交或少交的目的。目前伴随科技发展，窃电手段已经达到了高科技化水平，但也存在普通窃电[2]。窃电行为无论做何种类型分类，均属于一种违法行为，不仅使个人及供电企业的利益受损，更加损害了国家的利益，属于危害社会的一种不良行为。

由于窃电行为对社会、国家利益以及个体利益受到危害，因此采取必要的反窃电措施是必然之举。所谓反窃电指的是针对窃电这种不法行为所采取的各种抵制措施及追回窃电损失的一类行为，反窃电是长期而又复杂的一项系统化工程，其包含的内容比较广泛，针对性也比较强，是专门针对窃电行为做出的一类行为，例如，管理行为、法律行为、技术行为等[3]。在本文中提及的融合增强现实AR 可穿戴设备便是反窃电的一种技术设备，是反窃电的一种技术手段。

1.2 窃电与反窃电的关系

窃电与反窃电之间的关系是既对立又统一的关系。其对立面主要表现在：反窃电是针对窃电行为而做出的一类行为，主要是对窃电行为采取的制止性行为；其统一面表现在两者并不会独立存在，窃电者总是想方设法如何突破反窃电措施，而反窃电措施总是采取各种措施对窃电行为进行预防和控制，故两者是相互依存、相互统一的，随着科学技术的发展，窃电与反窃电在技术方面进行了一场长期的博弈，虽然在博弈过程中能够在一定程度上促进科学技术的发展，但窃电所造成的危害性较大，故应综合采取各项有效措施对此类行为加以制止。

2 反窃电诊断的必要性分析

反窃电诊断主要是为了获取窃电证据而采取的一项技术措施，对于反窃电而言，其本身便存在一定的风险性。

首先，当前高科技窃电的隐蔽性比较强，故此类窃电行为不容易被发现，在反窃电过程中，若无强有力的高科技技术支持，将很难找出电量丢失的原因，故在反窃电排查的过程中，若未能及时发现反窃电行为，将会导致电力企业遭受的经济损失及电力损失会进一步扩大，其失电量往往与其反窃电时间成正比，因此，当反窃电技术不足时，存在更大的窃电风险，会致使电力企业蒙受更为严重的损失[4]。

其次，在进行反窃电的过程中，虽然有时能够抓获窃电分子实施窃电行为，但窃电数量难以确定，使得窃电分子给予电力企业的经济损失赔偿难以确定，故反窃电实施过程中存在比较严重的赔偿风险，若电力损失量无法确认时，电力企业可能仍会承受严重的经济损失，这一方面也与电力企业的反窃电管理有关，当电力企业日常监管过程中，并未对电力数据过于敏感，导致电力损失量缺乏计算的依据，从而会使电力损失量扩大化。

最后，在反窃电过程中存在取证难的风险，目前很多窃电分子在窃电过程中，会比较清醒的意识盗窃电证据对自身的危害，尤其是当前一些高科技窃电分子，此类窃电分子在具备过硬科技知识的同时，还具备较强的法律意识，善于利用法律漏洞来逃脱自身的罪责，并且还能够有意识地将自身的犯罪证据进行销毁，从而使反窃电工作面临重重困难，故使反窃电工作面临着无证风险[5]。

基于以上三个方面，要求在开展反窃电诊断中，必须采用高科技手段从中获取确凿证据，而融合增强现实AR 可穿戴设备在反窃电诊断中的应用可以实现这一点。

3 融合增强现实AR 可穿戴设备在反窃电诊断中的应用

3.1 融合增强现实AR 可穿戴设备的构成

融合增强现实AR 可穿戴设备属于一种终端设备，该设备的构成主要是由可穿戴技术以及增强现实AR 技术共同构成的。其中，增强现实AR 技术可将虚拟信息与现实信息相互结合，形成一种新型的集成技术，可将现实空间及时间方面抽象的信息利用计算机技术进行模拟仿真，然后在将信息进行叠加，从而使反映现实的虚拟信息形成，并反用于现实世界，这种虚拟信息能够被人感知，使人们的感官体现超脱于现实。随着两项技术持续发展，结合当前新兴的交互技术，使得远程视频技术得以形成并应用，能够实现技术优势的互补，使虚拟信息更加有效的显现。

可穿戴技术、交互技术、增强现实AR 技术融合应用的智能头盔设备包括背景认知、数据集成和数据通信以及基于三维模型的数字化远程指导（见图1）。

图1 增强现实AR 技术融合应用的智能头盔设备

3.2 具体应用

3.2.1 用于反窃电场景下的现场巡查、诊断和及时培训

研发智能增强现实AR 眼镜、检查终端（电流钳）的集成装置，使之形成增强现实AR 可穿戴装备，可以应用于反窃电场景下的现场巡查、诊断和即时培训。装置可进行负荷远程监测、多点同步监测、倍率核查、向量分析、现场取证、电表校验、漏电检测、闭环数据上传等功能。同时AR 装置以其第一视角可视化信息远程叠加在用电检查人员的视野中的目标对象上，与营销计量中心进行多媒体数据互动。

3.2.2 协同人工智能分析技术开展反窃电诊断

该设备能够与人工智能技术专家系统之间协同，该系统的结构图见图2所示，专家系统属于一种智能化电脑程序，该程序能够对特定难题及相关领域通过专家级水平对其进行解决，其主要的特征便是汇聚了一定量的专家知识，并且可以通过专家知识来根据信息作出推断和决策。一般是由推理设备、专家知识库、综合数据库、终端设备接口等部分组成，其核心部分便是推理设备和专家知识库。其中，专家知识库能够将专家知识进行结合，是问题诊断以及解决的重要依据。而推理设备属于系统的执行机构，能够对问题进行诊断，根据专家知识语义，采取策略将问题反映的现象进行解释，并对问题的解决进行执行，然后将执行结果在动态库空间中记录，为今后类似问题的解决提供依据。收集整理归纳现有窃电案例，采用人工智能技术进行诊断分析，形成知识库，并对机器学习进行训练，便于今后遇到类似的窃电场景时系统展现相关类似的窃电案例作为参考，帮助用电检查人员及时决策应对措施。

图2 人工智能专家系统结构示意图

3.2.3 开发反窃电专家系统知识库

构建反窃电专家知识库，包含综合数据、问题知识规则、典型案例、数据信息事实。根据计量装置现场现象的描述，通过执行规则动作，经过不断地推理，对窃电类型和问题的求解推断出结论。反窃电计算分析服务负责提供反窃电算法模型，计算分析海量用电信息数据，并不断组合优化模型，定位异常线损区域或疑似窃电用户，判断窃电行为。该系统融合运用了人工智能技术、计算技术，创建反窃电诊断知识库，通过人机对话方式指导用电检查人员对窃电情况进行指导、诊断和远程协助指导，提高判断窃电行为的准确度。

3.2.4 支持反窃电智能诊断平台系统的搭建

反窃电智能诊断平台系统整体架构可划分为“设备层、网络层、服务层、应用层”四层架构（见图3所示）。对客户各种数据进行多方面、多维度的实时在线监测，并对其内在的关联性、逻辑关系进行深入挖掘和自主分析，自动筛选，为动态预警提供支持。

图3 反窃电智能诊断平台系统架构图

4 结语

综上所述，融合增强现实AR 可穿戴设备是反窃电智能诊断平台系统的重要组成部分，能够将可穿戴技术、增强现实AR 技术与人工智能技术相结合，从而实现反窃电智能诊断，不仅如此，该设备还能够实现远程协助指导，通过反窃电专家知识库，结合案例为检查人员提供指导，可实现反窃电诊断准确性的提升，从而获取确凿的窃电证据，为反窃电工作的有效开展提供条件。