基于一阶谓词的变电站操作票规范化考核系统设计

2018-02-13王建伟袁雪峰

吉林电力 2018年2期

马进，王建伟，2，袁雪峰，王静

(1.华北电力大学，河北保定 071003；2.国网冀北电力有限公司张家口供电公司，河北张家口 075001)

倒闸操作是变电站运行值班人员的一项重要工作，关系着变电站及电力系统的安全运行，也关系着电气设备上工作人员及操作人员的人身安全。误操作可能造成变电站停电，甚至扩大到整个电力系统，使系统瓦解，而且倒闸操作是一项比较复杂的工作，有一次回路的操作，也有二次回路的操作，操作项目繁多，稍有疏忽，就会造成事故[1]。传统的倒闸操作票由值班人员手工填写，对其进行评判由人工完成，操作条目多，逻辑和判断复杂，不利于学员学习。

本文的变电站操作票规范化考核方法研究，采用一阶谓词逻辑表示法对大量的倒闸操作票进行分析、综合，通过定义相关的谓词，如：CHECK(x)：x被检查、OPERATE(x)：x被操作，并且根据语义用适当的连接符号将各个谓词连接起来，使其能够方便地存储到计算机中，被计算机做精确处理。

1 基于一阶谓词的操作票内容分析

1.1 谓词及逻辑知识表示方法

一阶谓词逻辑是一种形式语言，其根本目的在于把数学中的逻辑论证符号化，能够较为清楚地表达人类的思维活动规律。一阶谓词逻辑表示法的优点包括自然性、精确性、严密性以及容易实现四个方面[2]。人工智能就是研究如何把人们的思维活动形式化、符号化，使其在计算机上实现[3]，因此一阶谓词逻辑是人工智能的重要基础。

一个谓词可分为谓词名和个体两个部分。个体表示某个独立存在的事物或者某个抽象的概念:谓词名用于刻画个体的性质、状态或个体间的关系。

谓词的一般形式为：P(x1,x2,… ,xn)，其中，P是谓词名，通常用大写英文字母表示；xn是个体，通常用小写英文字母表示。谓词中包含的个体数目成为谓词的元数。

在谓词中,个体可以是常量,也可以是变元或函数。个体常量、个体变元、函数统称为“项”。若在谓词P(x1,x2，…,xn)中，xi(i=1,2, …,n)都是个体常量、变元或函数，则称它为一阶谓词。在谓词逻辑中,由于公式中可能有个体常量,个体变元以及函数,首先考虑个体常量和函数在个体域中的取值,然后才能针对常量与函数的具体取值为谓词分别指派真值。由于存在多种指派组合情况,所以一个谓词公式的解释可能有很多个,对于每一个解释,谓词公式都可求出一个真值(T或F)。

1.2 操作票内容

一般可将变电站(发电厂)倒闸操作票内容分为三类：检查、操作、切换[4]。

a.检查。指检查设备名称编号以及设备机械指示的动态过程，检查设备应包含设备相关状态的检查(开关位置除检查机械指示外还有表计、灯光等)。例如：装拆接地线时应检查设备有无电压；拉合设备(断路器、隔离开关、接地刀闸等)后检查设备的位置；进行停、送电操作时,在拉、合隔离开关和手车式开关拉出、推入前,检查断路器在分闸位置；在进行倒负荷或解、并列操作前后,检查相关电源运行及负荷分配情况；设备检修后合闸送电前,检查送电范围内接地刀闸是否已拉开,接地线是否已拆除。

b.操作。操作过程必须符合停送电顺序，停电时先停负荷侧，后停电源侧，送电操作顺序是，先送电源侧，再送负荷侧。例如：停电拉闸操作应按照断路器—负荷侧隔离开关—电源侧隔离开关的顺序依次进行，送电合闸操作应按与上述相反的顺序进行。严禁带负荷拉合隔离开关。

c.切换。指将开关或者断路器等设备根据规程进行通断切换，以完成送电、断电或设备运行停止等操作。例如：将102断路器同期开关TK切至通位置；将同期开关1STK切至通位置；将同期解除2STK切至解除位置。

2 操作票规范化考核系统设计

2.1 规范操作票中各项内容

操作票中各项内容应严格按照国家电网公司发布的规范执行。首先，变电站填写应是变电站名称及所在供电分公司(发电厂)的全称,不能用简称或代号[3]。按照国家电网公司要求应先填写电压等级,后填写站名。例如，××供电分公司(厂)×××kV×××变电站。其次，倒闸操作票的编号由本单位统一编号,并在印刷时一并印,编号不能随意改动，应按编号顺序依次使用,不得出现重号、错号、空号、跳号。最后，在填写倒闸操作票时，调度术语要使用统一术语,例如，断路器:拉开、合上；隔离开关:拉开、合上；接地线:挂上、拆除；保护:加用、停用；保险:装上、取下；压板:投入、退出等。

2.2 系统具有开放性

运用人工智能原理，从一阶谓词逻辑知识表示方法的角度出发,把操作票规范化考核系统的总体设计提升到一个更高的层面上,实现考核系统的开放性。开放性是指用户可以根据教学大纲的要求及教学需要,随时方便高效地输入试题并由系统形成相应的评分答案库[5]。该考核系统的开放性解决了以往计算机考试系统只能一次性使用的缺点，使软件复用量小,开发周期长,开发工作量大,开发费用高等缺点不复存在。

3 考核系统的实现

考核系统对学员在操作票的开票工作中进行学习培训，能够提出对学员的开票技能要求，通过多次的演练，帮助学员更好地掌握相关操作技能，为学员工作提高安全性。该系统包括操作票的学习，练习，考试三方面的功能。

3.1 操作票学习

学习功能分为操作票填写和操作票使用，操作票视频三个学习部分，其中包括变电站(发电厂)倒闸操作票、电力线路倒闸操作票、低压操作票等三类倒闸操作票上的内容逐项说明，讲解的同时可以随时调出对应的标准票样对照理解。

3.2 操作票考核系统

操作票实训包括操练习和考试。训练功能是操作票填写的实际训练，学员可以直接选择最新显示的任务加以练习，还可以点击变电站(发电厂)倒闸操作票实训练习、电力线路倒闸操作票实训练习、低压操作票实训练习来确定所使用的操作票类型，然后选择该类型下的任务，填写操作票，每填写一项可选择系统点评，也可在填写完毕后整体给出对填写结果的点评，并且该系统易于移植，只需在电脑上安装数据库软件及配置网站即可使用、学习。

点击进入操作票实训练习后，有三块内容分别是：发电厂(变电站)倒闸操作票实训练习，电力线路倒闸操作票实训练习，低压操作票实训练习。可以直接点击标题对应右边的“练习”来练习该任务，而无需通过选择变电站、电压等级来确定任务进行练习。例如，选择“旁路102断路器转代常柏线180断路器，180断路器由运行转检修”这个任务进行练习。

在进入操作票实训练习界面后，顶部为填写操作票时候要查询的一些内容：一次接线图，二次接线图，标准票，查看状态。实训的学员可通过填写、评判进行练习，并可以查看标准票是如何填写的来学习操作票。

考试功能是操作票的考试训练，学员要通过登录界面进入考试。其中最上面是倒计时，下面依次是：查看典型站、一次图、二次图的查看。中间为答题处，按照操作票的操作顺序进行填写，完成后点击提交。

操作票考试判卷程序通过将考生输入的答案关键词与数据库中答案进行比较，答案正确加一分。当答案与标准答案有出入时，采用模糊匹配的方法进行给分，提取考生答案中的关键词并与标准答案进行匹配，最后得出考生的成绩。