配电网供电指挥服务智能辅助系统研究及应用

吴 刚 陈江雨 曹 漾 李培强 黄际元

配电网供电指挥服务智能辅助系统研究及应用

吴 刚1陈江雨2曹 漾1李培强2黄际元1

（1. 国家电网湖南省电力公司长沙供电分公司，长沙 410000； 2. 湖南大学电气与信息工程学院，长沙 410082）

针对目前配电网系统工单接派方式存在人工操作工作量大、派发工单延时率高、工单流转系统多等问题，开发供电指挥服务智能辅助系统，实现抢修和非抢修工单的派发流转。该辅助系统操作简单，运行可靠，适用性强，扩展性好，提升了现有供电指挥中心坐席系统的智能化水平，完善了工作流程，简化了繁杂的后期业务工作，为用户提供优质供电服务，对实现智能电网的战略目标具有十分积极的作用。

电网工单；自动接派单；供电服务；辅助系统

0 引言

在电力系统的发输变配用五个环节中，配电网属于末端环节，和电力用户的生产生活息息相关。配电网的非正常运行极易导致停电等事故发生，配电网故障抢修的时效性和抢修质量及效率关乎电网供电可靠性和服务质量[1-2]。目前，电网规模不断扩大，检修抢修任务日益繁重，配电网中大多数抢修业务仍需人工下发、实地检查并汇报，然而整个电网抢修业务中，参与处理业务的系统众多，交互频繁，如果其中一环出现延时或错误，会给抢修业务即时性和准确率带来巨大困扰。

目前针对配电网故障抢修的研究主要集中在故障提前研判、快速恢复和实时监控方面[3-4]。文献[5]提出一种基于可达性分析的主动配电网多故障分区修复策略并验证了其可行性。文献[6]提出基于运营管理系统（operation mangement system, OMS）的配电网故障研判系统，实现了配电网调度和抢修指挥业务的融合。文献[7]充分利用配电网故障信息与现代信息技术结合，实现了故障主动研判，并可精准定位故障点。

然而在电网工单指派方面的研究不多，主要集中在提升服务质量和工单内容分析监测[8-9]，对工单流转方式的研究较少。文献[10]基于自然语言技术并结合机器学习Bagging集成模型，实现对客户投诉工单文本信息的深度挖掘。文献[11]提出基于加入了针对电力工单文本领域词典的WTF-IDF（word term frequency-inverse document frequency）特征选择优化算法，并使用支持向量机算法对该算法进行实验验证。

为解决在用电高峰期时，电网工单派发过程中的人工处理工单误派、错派，工单后期审核分析耗时久、所需人力大，督办、催办类型工单需经多个系统研判等问题，本文基于目前配电网系统工单的流转方式，通过对供电服务指挥系统进行技术辅助系统的开发，使用自然语言处理技术建立工单派发规则模型和工单派发路径模型，部署一套基于网络拓扑派单方式的辅助系统，以协助配电网供电服务指挥大厅坐席人员更好地完成各类工单的派发任务，提高配电网供电指挥中心坐席智能化程度，减少工单错漏超时现象，提高工单响应及信息分析检索速率，使供电服务人员专注于业务，减轻工作负担，减少工单的投诉率，提高用电问题解决效率，提升电网的优质服务。

1 配电网供电指挥服务智能辅助系统必要性分析与设计思路

1.1 配电网故障报修存在的问题与需求分析

目前配电网系统电力工单派发还存在如下一些问题亟待解决：①供电指挥中心坐席人员人工派发电力工单流程复杂；②抢修高峰期坐席人员工作量繁多；③配电网系统派发工单任务与计划有脱节。根据目前配电网系统工单派发存在的问题，该供电指挥服务人工智能坐席辅助系统应该完成以下几项任务：

1）针对坐席人员人工派发工单的复杂流程，简化派发流程，实现智能化自动派发功能。

2）以减少坐席人员抢修工单高峰期工作量为出发点，实现自动辅助派单功能。

3）采用逻辑树分析法对配电网系统工单派发流程进行分析，详细解析主动派发流程及其子业务，有效提高配电网系统派发任务的计划管理水平。

1.2 配电网供电指挥服务智能辅助系统设计原则

开发供电指挥服务人工智能坐席辅助系统的根本目的是有效提高供电指挥中心派发工单的计划管理水平，减轻工单处理人员和服务人员的工作量，降低人为因素而产生的投诉问题，提高供电和用电企业的信誉度，使供电系统能够更安全、更经济地运行；该辅助系统应当操作简便、易于扩充维护。为此，系统构建过程严格遵循如下原则：

1）功能模块化。各项功能独立成块又相互关联，减少后续程序修改的工作量。

2）可扩展。系统新加功能模块可独立编写再加入主界面。

3）操作简便。采用人机对话界面，系统各项功能都可通过操作控件来完成。

4）自动化工作流程。系统自动抓取数据，集中管理，避免人工手动操作，减少由操作疏忽造成有用数据遗漏的可能性。

1.3 配电网供电指挥服务智能辅助系统构建思路

服务器机房、内网业务系统、人工坐席台和部门处理节点组成了整个辅助系统的主要网络及硬件布局。其中工单数据库服务器、Web系统、防火墙、智能电话控制装置及智能电话均部署在服务机房区；内网业务系统以非接口形式接收从国网95598呼叫中心客服北方分中心系统、新供电指挥系统及其他相关系统中传来的工单；人工坐席台部署运行辅助系统；部门处理节点可进行系统界面及派发工单信息查询，从而督办现场维修人员进行接单处理。辅助系统网络布局如图1所示。

2 配电网供电指挥服务智能辅助系统关键技术分析

2.1 MVC模型

MVC（model-view-controller）模式易于拓展，灵活且交互性强[12-14]，常用于应用程序的分层开发。整个模型的基本框架如图2所示。

Model（模型）代表一个存取工单数据的对象，在工单数据变化时更新控制器。模型接收视图请求的数据，并返回最终的处理结果，但处理过程对其他层来说是黑箱操作。模型的设计是MVC最主要的核心。

View（视图）代表模型包含的工单数据的可视化，即代表用户交互界面。在MVC设计模式中视图仅仅只采集处理视图上工单信息数据和坐席人员点击界面的请求，而视图上工单接派流程则交予模型处理。

Controller（控制器）作用于模型和视图上，控制工单数据流向模型对象，并在工单数据变化时更新视图，可使视图与模型分离。控制器将模型和视图分离，可以使多个视图显示同一工单数据模型，如果坐席工作人员利用控制器改变某一视图对应的工单数据模型，则其他所有相关视图均会得到修改。

图1 辅助系统网络布局

图2 MVC模型基本框架

MVC设计模式的三层是紧密联系又互相独立的，相互独立是指每一层内部变化不影响其他层，紧密联系是指其他层可通过接口（Interface）调用该层。这样的模块化设计使辅助系统数据变更和升级维护变得更加简易。

Model-view-presenter，即MVP模式，它与MVC设计模式有一个重大的区别：在MVP模式中，视图层不直接与模型层进行交互，而是通过演示层来进行。这虽然减轻了模型层交互的负担，但是增加了演示层和视图层的耦合度，如果某一个视图与演示层交互较多，当用户改变该视图时，则演示层也会被改变。

对于辅助系统的开发，由于配电网供电指挥服务涉及系统较多，辅助系统派生出的接口也较多，相较于MVP模式，MVC模式的重用性（即视图层改变而不改动模型层和控制器层）更高，可维护性也更高。

2.2 自然语言处理技术

基于自然语言处理技术建立工单派发规则模型和工单派发路径模型是供电服务指挥智能辅助系统最重要的组成部分。使用自然语言处理技术中的文本向量化处理技术，对工单受理内容中如用户地址、故障类型等关键词进行萃取，即将工单内容转化为算法所需的实数域空间连续向量。目前主要有GloVe、FastText、Word2Vec、基于transformer的双向编码表示（bidirectional encoder representations from transformers, BERT）等方法[15-16]。本辅助系统选用BERT预训练模型来进行文本向量化处理，采用BERT+双向长短时记忆神经网络层（bidirectional long short-term memory, BiLSTM）+条件随机场层（conditional random field, CRF）模型进行命名实体识别（named entity recognition, NER）[17-19]。

图3为整个工单关键词的识别逻辑。为将工单中每个字符的向量表达进行上下文语义信息融合，首先需要将电力工单文本送入预训练完成的BERT语义编码层，再将这些字向量输入BiLSTM以预测工单实体信息标签类别，再对其进行编码，然后将结果输入CRF计算出相连字符之间的标签转换关系，接着用BIO标签做序列标记，最后根据标记从向量序列中解析出对应不同工单内容实体的标签信息。

图3 工单关键词识别逻辑

解析标签信息可获取工单关键词（如工单编号、工单类型、工单子类型、用户编号、用户地址、现场地址等）和工单派发路径，结合工单业务类型等信息，根据工单派发规则和派发路径模型的分析结果，锁定自动派发范围，将待办工单自动派发至相应处理部门。

对有明确户号、派发规则的工单进行下派并记录派发过程，对没有明确户号，无法确认派发规则的工单，建立地址库，通过地址匹配确定派发规则和派发路径，并将其作为一次“样本”。通过大量“样本”的建立和分析，实现系统自动派发规则和路径的自我学习，从而扩大自动派单范围，提高派发率。

3 配电网供电指挥服务智能辅助系统设计实现

3.1 辅助系统的系统架构与技术架构

本辅助系统采用MVC模式作为总体架构，如图4所示。

本辅助系统具体的技术架构如图5所示。MVC模式的控制器通过内网模拟浏览器操作接入新供电指挥系统获取工单，通过业务层（即模型层）对工单进行派发，将读取到的全部工单、工单数据派发路径等信息保存到数据库中。同时记录工单的派发流程，根据供电指挥中心要求将派发逻辑整理并保存到数据层。前后端通过Ajax进行交互，对工单数据进行渲染后再展示到Web层，也是MVC模式的视图层。

3.2 主要功能模块

本供电指挥服务人工智能坐席辅助系统开发的主要模块包括智能接派单模块、多功能综合告警模块、人工派单辅助研判模块、回单防火墙模块。

图4 配电网供电指挥服务智能辅助系统总体架构

图5 配电网供电指挥服务智能辅助系统技术架构

1）智能接派单模块

对于系统派单，辅助系统通过供电指挥服务系统数据接口，实时获取抢修类型工单信息数据，将工单数据及时保存进数据库。根据现有抢修业务工单派发路径及规则，并通过每个工单样本，实时整理学习，建立完善的配电网抢修工单路径库和规则库，实现抢修类型工单的自动流转与派发。

同时，通过SG186系统数据接口，可实时获取非抢修类工单数据，其中包括服务申请咨询、督办、催办、意见、表扬、投诉建议等类型工单数据，整理规范化工单派发路径并实时维护，实现非抢修类工单的自动接派。图6、图7为抢修类和非抢修类工单信息展示界面。

图6 主动抢修工单信息展示界面

图7 非抢修类工单信息展示界面

此外，基于工单特殊性，某些特殊工单需要人工辅助派发，因系统无法做出与坐席人员基于长期经验与熟练度而做出的类似判断，所以需要系统辅助研判，调阅相关信息辅助人工派发，此类工单相对容易处理，且数量占比少。

2）多功能综合告警模块

在国网现有电力生产管理系统（power production mangement system, PMS）抢修模块、95598系统、SG186系统中，已经针对工单派发异常、派单超时、现场未接单等问题做出了相应的告警功能，基于此，本辅助系统做了如下优化：①自动定时监测各接口传送的全部工单，对未派送且即将超时的工单做出提前弹窗警示，如图8所示；②针对工单内容不标准、语义模糊等问题，辅助系统根据工单受理内容信息，通过对关键词的智能研判进行提示，使用页面展示告警信息解决；③针对程序非正常运行、主机掉线等情况，辅助系统将进行在线监测，当派单主机宕机或网络掉线时，通过邮件、电话（将设定内容转化为语音通知，并记录电话内容及按键信息）等多种方式进行告知提醒，能及时将此信息通知给工作人员，确保派单主机正常工作，及时处理异常。

图8 未派单工单弹窗提示

3）人工派单辅助研判模块

目前供电指挥服务中心的坐席工作人员在工单派发时，对同一用户的各类信息进行检索调阅，需要登录多个系统，增加了工作复杂性，故该模块设计了以下功能：①用户画像研判，获取工单中如户号、用电信息、缴费信息、地址信息、用户关联信息等，如图9所示；②工单内容准确研判，通过用户用电信息采集系统召测电能量数据，判断工单内容是否准确，也可查看用户的用电情况；③工单路径研判，例如针对停电事件，对同一工单、同一线路的停电信息与同一工单、不同线路的停电信息进行研判，或者对同一线路的多种重复类工单的停电信息进行研判，来确定是否需要派发工单调度配电网检修班进行检修。此外，针对无法判别路径的工单，在工单到达系统后，系统自动检索该工单相关信息，如该工单客户的基本信息、缴费信息等，同时调阅其供电责任区域信息和其他相关工单信息，减少工作人员在各系统中逐一查找的时长。

图9 一键调阅关联信息展示

4）回单防火墙模块

图10为3条回单审核信息展示，该模块可对工单回复内容进行自动解析，通过对某些特定字段的规范化约束判断，例如：用户个人联系电话位数不准确、对工单的回复时间的逻辑判断等，将不符合国家电网工单回复规范、逻辑不合理的回复工单返回重填以减少工单中用词不当、关键信息错漏的现象。同时，模块可根据省公司提供的回单规范文件，对市级已确认工单内容进行检测校验，并按照规范简要的方式展示，给出修改意见。

图10 回单审核信息展示

4 配电网供电指挥服务智能辅助系统实际验证

该辅助系统已于2020年6月下旬在国网长沙供电公司应用（目前已在湘潭、衡阳推广），统计2021年3月数据，整个3月实现2 036张客户诉求供电工单的智能研判及自动派发，派发成功率达82.97%，统计数据如图11所示。该系统应用后，一是规范了用户诉求处置流程、有效挖掘当前非抢修类工单业务的痛点问题，为优化电网服务提供了科学的数据支撑；二是产生社会效益，快速响应客户需求，提升客户满意度，有效降低用户投诉量；三是减员增效，长沙供电指挥中心服务坐席由25人减少至20人。

图11 2021年3月派单率

本文辅助系统未应用前，供电服务中心接到“催收电费”的工单，于2020年1月3日17:06:13时受理工单，17:32:31完成工单内容填写，17:32:31将工单配送至城北支公司供电服务指挥中心班组，整个用时26min。

2021年5月8日17:02:18，供电服务指挥中心接到用户电话，用户告知湖南省长沙市天心区书院南路258号公家小区出现变压器漏油现象。辅助系统自接到用户电话，17:02:28受理该抢修工单，并根据电话语音信息自动填写受理内容，于17:02:48时完成并接单，辅助系统根据工单派发规则和派发路径模型的分析结果，于17:03:06派送至天心配电网运维（抢修）班，整个工单流转时间仅38s。

统计该辅助系统在长沙供电公司应用前后各类工单数量及客户满意度，见表1。由表1可见，辅助系统的应用提高了配电网供电指挥中心坐席人员的工作效率，缩短了抢修业务前期处置时间，给用户提供了更优质的供电服务，提升了用户满意度。

表1 辅助系统应用前后工单数据及用户满意度统计

5 结论

本文开发的供电指挥服务智能辅助系统实现了智能接派单、多功能综合告警、人工派单辅助研判和回单防火墙共4个模块。在简化电网工单派发流程、减轻坐席工作人员工作负担、降低工单误派漏派率，以及提高现有供电指挥中心坐席系统智能化水平、保障电网工单业务通道稳定快速运行方面有了重大改进。

对于今后电网工单的派发流转，可以借鉴外卖、打车软件的订单需求场景，在用户方面，开发移动客户端，或者和第三方应用进行联合，组织架构同步，以此实现高效能的供电服务，提升用电问题解决效率，保证用户的优质用电。

[1] 刘专, 郭泉辉, 刘娟, 等. 基于统计数据的配网故障修复时长分析[J]. 中国电力, 2017, 50(5): 84-87.

[2] 许寅, 和敬涵, 王颖, 等. 韧性背景下的配网故障恢复研究综述及展望[J]. 电工技术学报, 2019, 34(16): 3416-3429.

[3] 郭建成, 钱静, 陈光, 等. 智能配电网调度控制系统技术方案[J]. 电力系统自动化, 2015, 39(1): 206-212.

[4] 张光儒, 马振祺, 杨军亭, 等. 物联网通信技术在配网故障定位系统的应用研究[J]. 电气技术, 2020, 21(11): 92-95.

[5] 杨丽君, 安立明, 杨博, 等. 基于可达性分析的主动配电网多故障分区修复策略[J]. 电工技术学报, 2018, 33(20): 4864-4875.

[6] 张远来, 易文韬, 樊启俊, 等. 基于调度运行管理系统的配电网故障研判方案[J]. 电力系统自动化, 2015, 39(1): 220-225.

[7] 陈志华, 张波. 配电物联网在单相接地故障抢修精准指挥中的应用[J]. 电气技术, 2020, 21(9): 70-76.

[8] 董知周, 陈显辉, 吴海峰, 等. 基于大数据的配电网抢修工单分析与预测研究[J]. 供用电, 2018, 35(4): 60-67.

[9] 姜冬. 基于客户体验的95598新型服务模式[J]. 电气技术, 2018, 19(9): 111-114.

[10] 张兆芝, 陈翔, 高敏, 等. 基于自然语言的国网投诉工单智能分类模型构建[J]. 微型电脑应用, 2020, 36(7): 54-57.

[11] 朱君, 杨萌, 杜振东, 等. 基于电力工单文本的WTF-IDF特征选择优化[J]. 电子设计工程, 2021, 29(5): 159-163.

[12] 杨晓吟. ASP.NET MVC架构与Web开发分析[J]. 自动化与仪器仪表, 2018(7): 32-35.

[13] 张岩. 基于MVC架构的电费管理系统的设计与实现[D]. 长春: 吉林大学, 2015.

[14] 黄永平. 基于MVC架构的配电网基建工程项目管理系统的开发与设计[J]. 自动化与仪器仪表, 2018(7): 105-108.

[15] 方炯焜, 陈平华, 廖文雄. 结合GloVe和GRU的文本分类模型[J]. 计算机工程与应用, 2020, 56(20): 98-103.

[16] 谢剑芳, 田英明, 徐旭, 等. 基于FastText的专利文本自动分类方法研究[J]. 仪器仪表标准化与计量, 2020(4): 21-24.

[17] 李灿, 田秀霞, 赵波. BiLSTM_DPCNN模型在电力客服工单数据分类中的应用[J]. 计算机系统应用, 2021, 30(2): 243-249.

[18] 蒋晨, 王渊, 胡俊华, 等. 基于PBERTBiLC的电力实体信息识别方法研究[J]. 电网技术, 2021, 45(6): 2141-2149.

[19] 贾全烨, 张强, 宋博川. 一种基于循环神经网络的电网客服语音文本实体识别算法[J]. 供用电, 2020, 37(6): 13-20.

Research and application of intelligent auxiliary system for power supply service in distribution network

WU Gang1CHEN Jiangyu2CAO Yang1LI Peiqiang2HUANG Jiyuan1

(1. Changsha Power Supply Branch of State Grid Hu’nan Electric Power Company, Changsha 410000; 2. College of Electrical and Information Engineering, Hu’nan University, Changsha 410082)

In view of the existing problems such as heavy manual workload, high delay rate of work order distribution and complex work order circulation system in the current distribution network system, the power supply command service intelligent auxiliary system is developed to realize the distribution and circulation of work order in emergency repair and non-emergency repair. The auxiliary system is simple and reliable to operation, and has high applicability and good scalability, which can improve the intelligent level of the existing power supply command center system, perfect the work process, and simplify the multifarious late business work. It plays a very positive role in providing high quality power supply service for users and realizing the strategic goal of the smart grid.

state grid work order; automatic receipt and dispatch of orders; power supply service; auxiliary system

国网长沙供电公司供电服务提升策略技术研究项目（5216A120008D）

2021-07-16

2021-08-11

吴 刚（1984—），男，高级工程师，主要从事电力生产管理工作。