基于智能交互平台的电力操作票生成和管理系统研究

2021-07-30贺洲强柯成军陈钊杨鹏云吴明鹏宋锐

中国设备工程 2021年14期

贺洲强，柯成军，陈钊，杨鹏云，吴明鹏，宋锐

（国网甘肃省电力公司，甘肃兰州 730000）

现阶段电网调度任务繁重，检修工程量大，调度员难以满足现阶段各种调度任务的工作需求，在移动互联等电子化技术，不断应用到电力网络的背景下，推动实施电力操作票网络化发令业务，包括网络化布置预令和网络化下发正令，都有助于提高电力调度质量和效率，提升电网运行管理水平。目前针对电力操作票生成和管理技术研究不足，文献[1]提出了基于卷积神经网络的电力操作票文字识别方法方法。文献[2]针对地县一体化智能调度操作票管理系统的应用进行了研究。文献[3]针对配网智能操作票生成方法进行了研究。文献[4]设计了一种电力调度操作票系统。文献[5]提出了一种基于隐马尔可夫模型的智能站操作票内容提取技术。文献[6]研究了电力公司电网调度智能操作票系统。可以看出，目前针对智能交互平台的研究和应用还没有与电力操作票生成管理协调。为此，本文首先分析了智能交互平台的总体架构和系统功能，针对该平台在电力调度中的应用进行了分析。建立了基于智能交互平台的电力操作票生成和管理机制，说明了电力操作票系统数据库的构建方式以及应用过程，并根据网络化发令的具体功能说明了电力操作票管理生成的具体过程，给出了电力操作票流转方案。针对电力操作票的网络安全性进行了分析。最后以电力操作票网络下发的应用情况进行了说明。

1 智能交互平台设计

1.1 功能架构

本平台的功能架构图如图1所示。平台主要由基础设施、人工智能交互平台、应用场景三大部分构成。其中：

图1 平台功能架构

（1）基于基础设施主要包括CPU资源、GPU资源、存储资源、网络资源等。

（2）人工智能中台底层包括人工智能训练平台、机器学习训练平台，上层包括智能交互、智能识别、智能文档管理、知识图谱。

（3）应用场景支持智能助手、智能坐席、故障智能处置、设备异常智能识别、电网风险智能评估、检修计划智能编排等。

1.2 系统总体架构

智能交互平台总体架构图如图2所示。主要包括核心引擎、智能服务、配置管理、智能接入等，其中：

图2 平台总体架构

（1）核心引擎主要包括语音服务和自然语言处理功能。语音服务提供语音识别、语音合成功能，自然语言处理提供中文分词、词性标注、句法分析、意图识别、词库、语料库、词槽匹配等功能。

（2）智能服务主要包括语音助手和交互助手。语音助手提供前端语音组件和语音服务功能，交互助手提供智能问答、多轮对话、会话管理、语料管理、接口调用等功能。

（3）配置管理主要包括意思配置、词槽配置、对话流建模、接口管理等。

（4）智能接入提供Web应用、App应用、H5、话务系统等接入方式。

1.3 系统功能

平台能够实现的功能如下：

（1）语音模型定制：结合电力专业词汇与音频进行语音模型训练，使语音识别、语音合成更加准确。

（2）丰富的交互功能：支持语音唤醒、多意图切换、复杂对话流定制、相似意图推荐，提升人机交互体验。

（3）易集成：以组件的形式提供，应用集成更加简单。

（4）灵活定制：深度的定制对话管理，支持多种接入方式，满足各种应用场景中的需求。

2 智能交互平台在电力调度中的应用

基于电力调度领域的自然语言处理、语音交互技术，构建虚拟调度机器人助手，通过语音人机对话实现调控业务功能调用、画面调用、数据录入等功能（如图3），辅助调度员进行倒闸操作、故障处置、日常管理工作。

图3 平台调度业务应用

3 基于智能交互平台电力操作票生成和管理

3.1 电力操作票系统

由于目前电力调度系统在各个层级之间的应用相对独立，调度需求不能够引导需求数据，实现上下级的互联互通，因此不同业务、不同受令单位之间的数据共享性差，难以支撑生产指挥、运行管理和数据分析等业务需求。由于现有电力调度业务系统的分散性，业务间数据交互性难以满足电力调度的需求，数据价值没有充分发挥作用。将移动互联应用至电力调度电子化发令过程中，能够依托调控云、数据中心资源，建立设备台帐数据库和电网实时运行数据库，实现对设备和设备运行状态的动态管理。依托OMS系统能够建立相应的生产信息数据库，将操作票系统、调度日志系统、检修申请单系统等融合，实现数据的多维度应用。在调度指令下发阶段，还需要依托管理系统（如图4），建立受令单位、受令人等用户数据库。建立业务前台、管理后台与数据中台的数据调用接口，能够满足上下层调度业务，灵活调用数据中台中的数据、服务和组件。

图4 电力操作票生成系统

为避免设备台帐、生产信息、运行数据等多元数据的各自维护对调度运行系统产生封闭性效果，通过建立的调度数据中台提供统一的数据服务接口，打破层级和业务之间壁垒，实现调度端与场站端、操作票、申请单、日志等业务之间的数据共享调阅。以电力操作票电子下发为例，基于数据中台的操作票和电网运行数据对数据的结构进行统一，实现调度生产任务按需匹配，将指令进行定制，避免数据来源多、效率低、失误率高等缺点。

针对调度业务涉及省（市）调度、省（市）监控、电厂、变电站及变电运维中心等用户类型不同的特点，为实现受令单位与调度业务对应，受令人与业务权限对应，该平台可实现通用的设备台账组件和持证上岗管理组件，支撑业务前台各应用模块的“四个匹配”，即“受令人与受令单位匹配、受令单位与所辖厂站匹配、受令单位与调度业务匹配，受令人与业务权限匹配”。

3.2 系统功能

电力调度操作票网络化下发系统，能够将传统的分散性业务集中到统一平台，实现电力调度操作票各模块之间的数据交互和业务协同共享，并根据调度的实际需求丰富调度业务场景，形成网络化管理。

电力调度操作票下发系统是集成生产管理、调度指挥和数据分析的多业务平台，主要包括操作票、网络化发令、调度日志、应急检修申请、故障异常汇报、调度任务下发、电子公告牌等生产指挥类业务。还包括电网运行精益化评估、生产报表分析等数据类业务。

平台能够根据移动互联数据的信息，判断并分析所需电力操作票种类以及下发流程和所需时间等，将分析到的结果传输至调度中心，并且进行多级调度系统同时传递信息，满足不同的调度级别需求。

由于电力调度需要现场设备的信息实时掌控，利用移动互联技术能够打通设备与操作票系统之间的界限，实现调度员对设备信息和调度信息的同时掌控，以高效协同的调度，日常工作生态为目标，促进调度日常工作提质减负。

该系统能够实现调度业务的深度贯通，支撑高效多及沟通机制。通过线上协同、数据交互等手段，促进上下级调度间、各类调度业务流程线上贯通，实现并行处理，减少传统电力调度操作票下发等待时间。操作票网络下发实施过程如图5。

图5 操作票网络下发实施过程

3.3 电力操作票流转方案

本文所提电力操作票流转方案如下。

（1）预令发布。电力调度操作票系统的操作流程流转到预令环节后，电子操作票系统将通过网络实时分析系统的运行状态，将调度员前期操作任务、操作步骤等上传至电子信息系统，将该信息发送给操作票功能提升信息系统。

接受方收到指令后，通过操作票系统将指令信息发送给操作票操纵端，操纵端系统更新预令信息，继续进行调度操作指令流转。预令下发后，调度在操作票系统将流程回退到审核环节进行修改，操作票系统可以根据系统的修改状态，发送更新消息，操作票流转系统能够将相关的预令信息进行更正和清除。

（2）正令流转。预令回签之后，需要由调度操作票系统发起正令操作。调度和受令单位在操作票功能提升系统的交互过程步骤如下：①调度下令。操作令由系统调度员下发，同时进行监护。②厂站复诵。受令人签收调度命令，须通过系统复诵校验模块，线上完成命令内容复诵验证；若受令人复诵有误，系统进行提示并要求受令人再次复诵，直至复诵正确后发送至调度中心。③调度确认。配网调度操作单位复诵、回令过程中，系统提供受令人实时拍照留档功能，在发令端显示受令人档案照片，提供与实时照片对比功能，调度确认无误后方可进行下一步操作。④厂站确认。厂站收到调度确认消息后，准备操作。⑤厂站回令。厂站操作完毕后进行回令操作。⑥调度收令。确认调度指令完成后，校核操作是否到位，再进行收令。

若正令因为某些原因不进行操作，调度可以作废该指令。若受令单位因网络中断等原因无法使用系统，调度可以在操作票功能提升系统中切换为备用方案，即电话下令形式，调度与受令单位通过电话下令，调度记录下令信息。具体流转过程如图6所示。

图6 流转流程

3.4 电力操作票安全性分析

对比了电力操作票网络化下令和调度电话下令两种方式，调度电话下令中各项环节的安全保障手段在网络化下令过程中均有采用或有提升，网络化下令安全性可以得到保障。

根据表1对比可以看出，调度电话下令和网络下令均可以完成下令的各个环节，但是电话下令在过程中由于语音误差，可能造成过程出现失误，并且电话下令为串行操作，每一次下令仅针对一个内容，效率不高；在网络化下令中，能够充分利用网络的特点，利用多种智能技术，不仅降低下令的误差，而且可以实现实时在线安全校核，具有较高的效率。

表1 操作票下发形式对比

4 电力操作票网络化下发应用实例

利用网络化发令模式之后，调度工作效率明显提升，单次调度业务从原先电话交互的2min/次降低至网络交互5s/次。另外，网络化发令还能够实现调度员多任务并行的处理方式，实现多个调度任务的并行处理，避免正常工作被中断，提升效率的同时更加合理化工作流程。与网络化发令相比，调度电话由原先的49316个，减少至33772个，调度电话数量减少高达30%，随着电子化操作票发令逐步推广，预计调度电话将比去年降低45%以上。数力量对比图表2。

表2 数量对比

另外，操作票网络下发能够实现调度业务的高度融合，打破数据间的数据壁垒，实现调度指令信息通过较为便捷的方式，还可以生成实践报告等。总体来说，数字化网络调度系统能够大幅减少调度员的工作冗余度，提升调度员的工作质量，将电网运行方式安排更加合理，降低人为失误，提升电网安全稳定运行水平。数据分析趋势图如图7。