抽水蓄能電站基建智慧管控中心研究

國網(wǎng)新源控股有限公司 王 凱 保定易縣抽水蓄能有限公司 王小軍 吉林蛟河抽水蓄能有限公司 胡云鶴

北京尚優(yōu)力達(dá)科技有限公司 趙鳳艷 張洪軍

抽水蓄能電站工程建設(shè)具有建設(shè)周期長、建設(shè)規(guī)模大、不確定因素多、風(fēng)險(xiǎn)管控難等特點(diǎn)，因此開展電站現(xiàn)場智慧管控，對(duì)提升大規(guī)模抽水蓄能電站群的建設(shè)管理能力顯得尤為重要。隨著信息化技術(shù)的快速發(fā)展，借助信息化技術(shù)手段增強(qiáng)對(duì)基建工程管控能力是現(xiàn)階段企業(yè)面臨的一項(xiàng)重大的挑戰(zhàn)，特別在大數(shù)據(jù)分析與綜合評(píng)價(jià)、多系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)、綜合展示等方面。針對(duì)基建管理歷史業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，采用聚類、分類、模糊評(píng)價(jià)等多種算法，挖掘基建管理數(shù)據(jù)背后的規(guī)律，用于發(fā)現(xiàn)基建管理存在的問題，能夠?qū)üこ坦芾磉M(jìn)行全過程追溯，對(duì)提升電站現(xiàn)場智慧管控能力具有重要意義。

1 研究內(nèi)容

收集匯總大壩碾壓監(jiān)控、灌漿監(jiān)測、試驗(yàn)檢測等智能管控系統(tǒng)的報(bào)警信息，進(jìn)行安全、質(zhì)量、技經(jīng)、進(jìn)度、環(huán)水保等專項(xiàng)智慧管控[1]。利用監(jiān)控大屏對(duì)如上的系統(tǒng)智能報(bào)警信息進(jìn)行展示、監(jiān)測和預(yù)警。基于如上相關(guān)數(shù)據(jù)形成的數(shù)據(jù)庫，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)選擇合理的數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行業(yè)務(wù)建模。采用聚類、分類、模糊評(píng)價(jià)等多種算法，挖掘基建工程管理數(shù)據(jù)背后的規(guī)律。

本系統(tǒng)旨在建立一個(gè)基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的工程綜合管理工作整體性數(shù)據(jù)收集分析和展示系統(tǒng)，對(duì)基建建設(shè)過程中的工程質(zhì)量問題、設(shè)備運(yùn)行問題等一切工程問題的數(shù)據(jù)采集、分析，綜合工程的監(jiān)管規(guī)則制度等建立工程施工情況監(jiān)管模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程現(xiàn)場實(shí)時(shí)監(jiān)控，降低質(zhì)量、安全事件的發(fā)生率，提高項(xiàng)目工程管理水平[2]。整體技術(shù)路線分析三部分內(nèi)容，一是業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)收集，挖掘基建工程管理的核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和管理指標(biāo)，建立數(shù)據(jù)庫；二是通過大數(shù)據(jù)建模技術(shù)，對(duì)監(jiān)測預(yù)警數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、分析、抽取，構(gòu)建數(shù)據(jù)模型；三是通過解析后的數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)模板，通過系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)基建工程管理可視化分析與評(píng)價(jià)。

2 整體技術(shù)路線分析

2.1 數(shù)據(jù)采集處理

數(shù)據(jù)采集服務(wù)，通過調(diào)用基建智能管控系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)共享服務(wù)接口或訪問數(shù)據(jù)庫的方式，周期性采集不同業(yè)務(wù)模塊的數(shù)據(jù)集合。根據(jù)不同模塊的業(yè)務(wù)特點(diǎn)，分別制定數(shù)據(jù)加工處理規(guī)則及策略，數(shù)據(jù)處理服務(wù)對(duì)采集的數(shù)據(jù)，依據(jù)處理規(guī)則及策略進(jìn)行加工、轉(zhuǎn)換處理，并過濾掉無效的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并建立數(shù)據(jù)索引，為數(shù)據(jù)智能預(yù)警分析打造良好的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)[3]。

2.2 預(yù)警規(guī)則解析

對(duì)工程現(xiàn)場的質(zhì)量、安全和進(jìn)度的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，并對(duì)未來可能發(fā)生的故障進(jìn)行預(yù)測，系統(tǒng)中規(guī)劃建設(shè)預(yù)警監(jiān)測服務(wù)，收集實(shí)例化數(shù)據(jù)，解析預(yù)警規(guī)則，判別業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)是否異常，異常即產(chǎn)生報(bào)警信息并發(fā)給相關(guān)人員及時(shí)進(jìn)行處理。

重大缺陷質(zhì)量整改完成情況監(jiān)控，預(yù)警規(guī)則解析：預(yù)警規(guī)則（缺陷等級(jí)為“重大缺陷”并且當(dāng)前時(shí)間大于等于計(jì)劃完成時(shí)間+10，并且完成時(shí)間未填）-轉(zhuǎn)換為邏輯表達(dá)式（預(yù)警規(guī)則解析：缺陷等級(jí)=“重大缺陷”and當(dāng)前時(shí)間大于等于計(jì)劃完成時(shí)間+10and完成時(shí)間is null）-裝入實(shí)例數(shù)據(jù)（重大缺陷等于“重大缺陷”and“2021-03-15”大于等于“2021-03-05”+10and null is null）-實(shí)例表達(dá)式，運(yùn)算出結(jié)果（布爾值：真）-產(chǎn)生報(bào)警信息。

重大缺陷質(zhì)量整改完成情況監(jiān)控，預(yù)警規(guī)則解析：預(yù)警規(guī)則（缺陷等級(jí)為“重大隱患”并且當(dāng)前時(shí)間大于等于計(jì)劃完成時(shí)間，并且消除完成時(shí)間未填）-轉(zhuǎn)換為邏輯表達(dá)式（預(yù)警規(guī)則解析：缺陷等級(jí)=“重大缺陷”and當(dāng)前時(shí)間大于等于計(jì)劃完成時(shí)間+10and消除完成時(shí)間is null）-裝入實(shí)例數(shù)據(jù)（重大缺陷=“重大缺陷”and“2021-03-06”大于等于“2021-03-05”+10and null is null）-實(shí)例表達(dá)式，運(yùn)算出結(jié)果（布爾值：真）-產(chǎn)生報(bào)警信息。

系統(tǒng)讀取相關(guān)的預(yù)警規(guī)則，從中提取預(yù)警類型、預(yù)警等級(jí)，解析預(yù)警規(guī)則。校驗(yàn)預(yù)警規(guī)則中的閾值是否超標(biāo)，一旦超標(biāo)就自動(dòng)給預(yù)警接收人員發(fā)送預(yù)警信息，并對(duì)預(yù)警信息及時(shí)處理，記錄處理時(shí)間，一旦處理超時(shí)還能通過多種方式進(jìn)行提醒，也為后續(xù)的責(zé)任考核提供支持。對(duì)預(yù)警信息進(jìn)行誤警處理[4]。

2.3 數(shù)據(jù)監(jiān)控和展示

按照管理維度，大屏展現(xiàn)是對(duì)外展示的窗口，通過大屏查看電站整體運(yùn)行情況，對(duì)接視頻監(jiān)控，展示洞室門禁車輛和人員的列表，關(guān)聯(lián)顯示相關(guān)設(shè)備。匯總電站工程管理信息，通過綜合評(píng)價(jià)模型計(jì)算電站評(píng)價(jià)分值，通過坐標(biāo)圖、線狀圖和餅狀圖多種方式展示電站預(yù)警數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)等統(tǒng)計(jì)對(duì)比結(jié)果。對(duì)電站工程管理整體情況進(jìn)行分析，通過大屏查看電站的整體運(yùn)行情況及各系統(tǒng)實(shí)時(shí)情況。展現(xiàn)電站概覽、視頻監(jiān)控、告警顯示、統(tǒng)計(jì)分析等內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)工程管理評(píng)價(jià)及預(yù)警等功能，構(gòu)建滿足工程建設(shè)施工智能可視化，輔助工程管理決策。

3 工程管理評(píng)價(jià)

對(duì)工程現(xiàn)場管理的效果或能力進(jìn)行評(píng)價(jià)，常用的工程管理評(píng)價(jià)方法：層次分析法、專家評(píng)價(jià)法和模糊綜合評(píng)價(jià)法。

層次分析法是指將一個(gè)復(fù)雜的多目標(biāo)決策問題作為一個(gè)系統(tǒng)，將目標(biāo)分解為多個(gè)目標(biāo)或準(zhǔn)則，進(jìn)而分解為多指標(biāo)的若干層次，通過定性指標(biāo)模糊量化方法算出層次單排序和總排序，以作為目標(biāo)、多方案優(yōu)化決策的系統(tǒng)方法。層次分析法將決策問題按總目標(biāo)、各層子目標(biāo)、評(píng)價(jià)準(zhǔn)則直至具體的備投方案的順序分解為不同的層次結(jié)構(gòu)，然后用求解判斷矩陣特征向量的辦法，求得每一層次的各元素對(duì)上一層次某元素的優(yōu)先權(quán)重，最后再加權(quán)和的方法遞階歸并各備擇方案對(duì)總目標(biāo)的最終權(quán)重，此最終權(quán)重最大者即為最優(yōu)方案。

專家評(píng)價(jià)法是出現(xiàn)較早且應(yīng)用較廣的一種評(píng)價(jià)方法。它是在定量和定性分析的基礎(chǔ)上以打分等方式做出定量評(píng)價(jià)，其結(jié)果具有數(shù)理統(tǒng)計(jì)特性。專家評(píng)分法根據(jù)一組相關(guān)專家的經(jīng)驗(yàn)與主觀判斷，依照選定的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)或體系對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象提取出存在共同特點(diǎn)，接著得出最終意見。該方法方便、易操作，能充分利用專家知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)，但缺乏定量與客觀性。

模糊綜合評(píng)價(jià)法是一種基于模糊數(shù)學(xué)的綜合評(píng)價(jià)方法。該綜合評(píng)價(jià)法根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的隸屬度理論把定性評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)化為定量評(píng)價(jià)，即用模糊數(shù)學(xué)對(duì)受到多種因素制約的事物或?qū)ο笞龀鲆粋€(gè)總體的評(píng)價(jià)。它具有結(jié)果清晰，系統(tǒng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，能較好地解決模糊的、難以量化的問題，適合各種非確定性問題的解決。它是一種解決評(píng)價(jià)者無法對(duì)具有復(fù)雜特性的問題準(zhǔn)確給出定量評(píng)價(jià)結(jié)果的方法，通過使用自然語言描述評(píng)價(jià)者所要傳遞的信息，而且用數(shù)值計(jì)算處理評(píng)價(jià)信息，從而形成了一種對(duì)定量、定性信息進(jìn)行統(tǒng)一表達(dá)和處理的方式。

綜上，本文根據(jù)國網(wǎng)新源公司對(duì)基建工程綜合評(píng)價(jià)的需求，結(jié)合基建工程管理的標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)，通過大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)基建工程管理綜合評(píng)價(jià)的大數(shù)據(jù)分析。主要功能是建立國網(wǎng)新源公司基建項(xiàng)目工程管理指標(biāo)體系，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行工程綜合評(píng)價(jià)和得分排名。目前通過前期的業(yè)務(wù)分析、軟件設(shè)計(jì)，開發(fā)了系統(tǒng)軟件，后續(xù)還需對(duì)系統(tǒng)的模型算法、軟件性能、數(shù)據(jù)安全等方面不斷優(yōu)化與改進(jìn)。