人工智能技术在通信工程数字化设计中的应用

(整期优先)网络出版时间:2021-10-14
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人工智能技术在通信工程数字化设计中的应用

李智刚

中国通信建设第四工程局有限公司 450000

摘要:近年来,为响应国资委推进国有企业数字化转型的工作部署,中国联通及其下属的通信工程设计单位针对自身业务开展了数字化转型工作。通信工程设计单位的核心业务主要是向通信运营商提供通信工程建设相关的技术咨询、建设方案规划服务及可行性研究报告、工程设计的编制等工作。以往的工作方式主要是由工程师个人或团队配合通信运营商以知识服务的形式完成;通信工程设计的数字化转型是对通信工程设计工作的一次重大革新,它将通信工程设计工作过程中使用到的网络资源数据、业务数据、专家知识数据等以统一的方式集中存储并管理起来,工程设计人员借助信息系统以集中化、结构化的数据为基础来完成通信工程设计的大部分工作。

关键词:人工智能;通信局房;三维重建;数字化

中图分类号:TN914 文献标识码:A

引言

在对无线通信技术使用的过程中,相关工作人员也要对其进行充分了解,从而使得无线通信技术能够更好的促进数字化中的使用。无线通信技术主要是利用电磁波的传递和有效接收来进行工作的,这些电磁波所产生的信号会利用特殊的设备来进行分析,从而形成信息。但在对数字化进行理解时,需要把很对复杂的东西转换为精准的数字。

1 人工智能化的应用价值和意义

人工智能技术是指使用计算机模拟人类思维的过程和智能的一门技术。这门技术的应用让人工智能化产品走进了各家各户,改善了人们的生活条件和生活方式。例如,智能扫地机器人帮助人们打扫房间,让人们的双手得到了解放。智能对讲机给人们播放音乐、朗诵诗歌。智能空调会根据室内的情况来自动调整温度等,人工智能化在生活的各个方面得到了应用,给人们的生活带来了不一样的体验。人工智能体系中各个模块需要电子通信技术的渗透,尤其是在数据分析方面,对数据处理技术的要求较高,需要运用云计算、大数据和图像识别等等,而这些技术都需要电子通信技术内部构建的更新,来为人工智能的应用提供相应的空间,因此,人工智能与电子通信行业是相辅相成的。而目前,我国人工智能化在电子通信中应用促使各个领域得到了发展,例如智能驾驶、智能车间、智能机器人等,这些领域的发展不仅提升了劳动力效率,还提高了人们的生活质量,改变了人们的生活方式。因此,人工智能成为科学发展的重要标志,更是社会进步的重要体现。

2 数字化勘察作业流程

为完成通信局房及其设施数字化,需建立一套基于人工智能技术的勘察作业流程。a)原始数据采集。需要勘察人员在现场以专用相机拍照方式,采集机房、机柜及设备等的原始图像数据。b)采用相关深度学习算法工具,生成机房三维模型,并识别机柜内部设备类别、板卡、端口占用等情况,识别内部设备的相关铭牌文字信息。c)根据机柜或设备编号将采集的图片与实际机房中的机柜或设备关联。d)根据 b)、c)2 步,得到机房内设施资源的完整矢量模型,并存储为json格式。e)人工通过用户界面对矢量模型进行修正或补充,同时将补充的新属性提交至深度学习算法训练过程,不断完善算法识别种类,形成闭环。

3 在通信工程数字化设计中的应用

3.1 IED配置文件

IED配置文件能够满足数字化广域保护运行所需的通信功能,并且根据通信系统运行需要,以及今后功能拓展的要求,灵活的配置和修改IED文件,始终保持通信系统的稳定运行。其中,ICD可以看作是IED的初始状态文件,涵盖了IED的一些基本服务,但是不能像IED文件一样进行修改和扩展,这也保证了ICD文件本身的稳定性。为了提高对断路器、隔离开关的控制力度,在配置文件时,选择将ICD文件与SSD一次设备绑定。以断路器为例,ICD文件与断路器绑定后,会根据断路器的运行需要,生成相应的系统配置文件。新生成的文件,需要从ICD 文件中导出,并传输到 IED 设备中。在该设备正常读取以后,完成 IED 配置。

3.2 SLAM技术应用

在数字化测量过程中,测量员亲自到现场,通过全景摄像机拍摄照片,从机房环境中收集数据。采集的数据是后续三维重建算法的基础。首先,为了保证重建质量,提高重建精度,必须保证全景摄像机的拍摄场景和采集数据覆盖所有需要重建的区域,否则重建模型会产生孔洞和缝隙,这将影响重建信息的完整性。为了帮助测量人员及时发现采集中缺失的部分,我们开发了实时预览功能。测量人员可在采集现场及时发现扫描缺失部分,及时补齐扫描,避免因采样缺失而造成二次采集,提高数据采集效率。其次,三维重建算法同时需要全景相机拍摄的视频关键帧以及全景相机坐标系在世界坐标系下的六自由度位姿(包含 3 个平移和 3 个旋转)数据作为输入。视频关键帧在采集过程中即可获得,为了实现采集现场的实时预览及运动载体(全景相机)的实时六自由度位姿计算,本文基于SLAM(Simultaneous Localization And Mapping)算法进行求解。SLAM,即同步定位与地图构建技术,机器人从未知环境的某点出发,在运动过程中通过重复观测到的环境特征定位自身位置和姿态,再根据自身位置构建周围环境的增量式地图,从而达到同时定位和地图构建的目的。典型的视觉 SLAM 算法以估计摄像机位姿为主要目标,通过多视几何理论来重构3D地图。为提高数据处理速度,部分视觉 SLAM 算法首先提取稀疏的图像特征,通过特征点之间的匹配实现帧间估计和闭环检测。目前代表性的工作有 ORB-SLAM、VINS-MONO等。

3.3 5G技术

在现阶段,人们提出了5G,并且投入使用。在具体的推出过程中,也受到了很多挑战和阻碍。随着基站的不断建立,5G手机的使用成为发展趋势。并且在很多地区5G已经开始投入使用[5]。该技术与4G相比有着很明显的优势,具有传输数据、图片等相关信息快的特点,但同时也具有费用较高的缺点。但就现代社会发展的趋势而言,该项技术会成为社会发展的主流。

3.4 目标检测技术应用(二维)

三维语义分割主要用于完成机房内部设施在三维重建完成后的识别。对于机柜内部放置的设备识别,则需使用二维图像的目标检测技术完成。通过目标检测技术,可实现对机柜内部设备型号、板卡型号及数量、端口占用情况等的识别,从而高效地完成机柜内部设备信息的收集、提取工作。目标检测算法主要用于找出二维图像中所有感兴趣的目标,确定它们的位置和类别。该类算法一般包括目标检测和分类 2 个阶段,其中检测阶段通常会在输入图像中采样大量的区域,然后判断这些区域中是否包含感兴趣的目标,并调整区域边缘从而更准确地预测目标的真实边界框;分类阶段则根据目标位置信息,在原始图像中裁剪出相应区域,确定目标类别。

结束语

设计和应用数字化广域保护通信系统,是建设智能电网的一项重要内容。近年来,国内电力行业、通信行业的许多专家、学者,针对数字化广域保护的理论、机制、技术等方面展开了大量的研究,为广域保护通信系统的设计与应用提供了支持。通过构建面向数字化变电站的广域保护通信系统架构,应用 SSD 文件、IED 配置文件等,实现数字化广域保护系统一次系统、二次设备的灵活配置,有助于保障通信安全,进而为智能电网的建设和运行提供了必要的保障。

参考文献

[1] 廖中平,蔡晨光,陈立 . 基于激光点云的真三维模型在 GIS中的应用[J]. 地理空间信息,2020,135(11):7+59-61.

[2] 郄凤林,吕一杰,李昂.广域保护通信网络下信息传输可靠性相关评估分析[J].数字化用户,2019,25(3):195.