基于語音交互系統的作業指導書工具的研制與應用

溫超洪 易啟勝 余錦榮

（廣東電網有限責任公司江門供電局，廣東江門529000）

0 引言

因電力設備的特殊性，其故障發展迅速，對人身、設備的危害極大，且容易影響電網運行而發展成大面積停電事故，造成較大的社會影響。電力設備的維護、檢修、操作等運維作業是保證設備能夠長期安全、穩定運行的重要措施。變電站作為電力輸送的樞紐，其內部設備集中且結構復雜，重要性及影響尤為明顯。因此，這些設備的運維作業必須按照既定的步驟來進行，且作業進行過程中必須有保證人身、設備、電網安全的可靠措施。針對這些作業，電力企業均會制訂相應的現場作業指導書。

傳統的作業指導書使用方法是作業人員手持紙質版的作業步驟，到現場逐項對照執行。近年來推行無紙化作業，作業方法逐步過渡到使用平板電腦等電子設備取代紙質版的作業指導書，即作業人員在現場通過查閱平板電腦上相應的作業指導書，按作業步驟逐項對照執行，并在該平板電腦上記錄作業過程。隨著安全生產的要求越來越嚴格及規范化運維作業的推行，作業指導書的現場應用執行要求越來越細化，成為保證現場作業規范和作業質量的重要依據。現場作業負責人既要監護作業人員的安全，保證各項風險控制措施的落實，并隨時應對各種突發情況，又要保證作業過程和質量符合作業指導書的要求。因此生產作業現場的監護、指揮和作業指導書的依從性在某種程度上是矛盾統一的存在，如何協調平衡兩者的關系，提高作業現場效率的同時保證各項措施的落實，是一項重要的研究課題。

本項目基于上述問題的提出，并迎合變電站規范化運維作業的要求，貫徹執行“安全第一”的作業理念，研制出一套新的作業指導書應用工具。

1 項目的研究與實施

1.1 傳統的作業指導書使用方法存在的問題

當使用傳統的作業指導書使用方法時（包括基于平板電腦等終端設備的使用），一般由工作負責人手持作業指導書現場對照執行并記錄。此時該工作負責人必須要同時關注手持的作業指導書和作業現場，既要保證作業步驟執行的正確性，又要監督作業現場的作業安全和質量。工作負責人既要查看解讀作業指導書的內容，同時也要觀察監督工作班成員的作業行為及設備狀況，既要手執作業指導書并記錄，同時也要做一些必要的輔助性作業，容易出現難以兼顧的局面，工作效率較低，且存在一定的安全隱患。

本項目的應用可以減少作業人員對作業指導書的操作量，提高作業人員對作業現場的關注度，使得作業人員在嚴格按照作業指導書的作業步驟執行現場作業的同時，又能最大限度地關注作業現場的作業安全和質量，減少了作業風險，提高了工作效率，且提高了部分單人作業項目的可行性，提升了企業效益。

1.2 項目的技術方案

本項目開發的智能語音作業指導系統，使電力企業生產現場的作業指導書的內容能夠通過語音播放及控制，并提供語音記錄功能，使作業人員清晰掌握作業步驟的同時解放雙手和眼睛，提高作業時對設備和作業環境的關注度，進一步保證作業過程的安全和高效。

智能語音作業指導系統根據電力企業生產現場的作業特點，改變傳統的“讀、寫、唱”的作業指導書執行模式，使用全新的語音交互模式，使得作業指導書的內容能通過語音播放，執行過程可以通過語音控制，除了必要的開機、啟動程序、連接設備等操作外，作業人員與作業指導書的交互主要通過語音來實現。作業人員可以發出特定的語音指令，通過話筒控制系統的播放；系統通過分析接收到的語音指令，執行相應的程序代碼，實現語音控制的目的。其交互控制原理如圖1所示。

圖1 語音交互控制原理圖

系統主機開機并啟動軟件后，軟件自動連接數據庫，讀取數據庫中的作業指導書名稱字段并通過顯示屏（觸摸屏）顯示出來，此時可以通過“settings”選項設置播放不同步驟時中間的停頓時間。現場作業人員選擇相應作業指導書后，系統讀取數據庫的json字段并解析，隨后開始播放第一條語音內容，即執行作業指導書的第一步。該語音指令播放完畢后，系統便開始停頓，此期間系統可以接收特定的語音指令并執行，此時作業人員可以發出語音指令對系統進行控制。當系統接收到“停”的語音指令時，作業指導書的播放便暫停；之后的任何時候，系統接收到“繼續”的語音指令時，便開始播放下一條語音內容，即執行作業指導書的下一步。系統停頓期間，如接收到“繼續”的語音指令，也會開始播放下一條語音內容。如停頓期間系統沒有接收到有效的語音指令，則經過設定的時間后，系統便自動播放下一條語音內容。語音交互控制流程如圖2所示。

圖2 語音交互控制流程圖

上述系統的運行主要通過話筒、播放器、終端設備等物理部件實現，系統結構簡單，操作方便。

2 項目應用分析

經統計分析，同一電力企業內部的作業指導書均使用統一編排格式，且有較成熟固定的作業指導書庫，這為本項目應用的前期工作提供了較便利的條件，而應用期間數據庫的維護工作量也較少。根據應用需求，本項目也可使用無線話筒/耳機等設備，增加系統使用的便利性；除語音交互外，也可保留傳統的交互模式，靈活配合使用；還可以提供拍照錄像記錄、語音記錄、文字記錄等多種輔助功能。而針對大型復雜的作業現場，系統可以配置多套無線話筒/耳機，由主機統一控制，方便多人、多小組配合作業及統一指揮，也可降低各種干擾，保證信息傳達的準確性。本項目還可幫助現場年齡較大、視力下降的員工準確理解并執行作業指導書的內容。另外，對于單人作業的嘗試及推行，本項目也可提供切實可行的技術支持。

3 結語

基于語音交互系統的作業指導書工具還可與企業的生產管理系統對接，直接讀取/寫入系統數據，作為生產管理系統在現場應用管理的延伸。而作業現場的執行過程及記錄也可以寫入生產管理系統中，使生產管理系統的流程化應用更貼合實際，也減少了員工對現場數據記錄、處理的工作量。本項目的應用推廣，可與企業的標準規范融合完善，逐步形成統一管理標準，滿足安全生產需求，提高作業效率，提升企業效益。

[1]張毅，劉想德，羅元，等.語音處理及人機交互技術[M].北京：科學出版社，2016.