基于智能交互平臺的電力操作票生成和管理系統(tǒng)研究

賀洲強，柯成軍，陳釗，楊鵬云，吳明鵬，宋銳

（國網(wǎng)甘肅省電力公司，甘肅 蘭州 730000）

現(xiàn)階段電網(wǎng)調(diào)度任務(wù)繁重，檢修工程量大，調(diào)度員難以滿足現(xiàn)階段各種調(diào)度任務(wù)的工作需求，在移動互聯(lián)等電子化技術(shù)，不斷應(yīng)用到電力網(wǎng)絡(luò)的背景下，推動實施電力操作票網(wǎng)絡(luò)化發(fā)令業(yè)務(wù)，包括網(wǎng)絡(luò)化布置預(yù)令和網(wǎng)絡(luò)化下發(fā)正令，都有助于提高電力調(diào)度質(zhì)量和效率，提升電網(wǎng)運行管理水平。目前針對電力操作票生成和管理技術(shù)研究不足，文獻[1]提出了基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電力操作票文字識別方法方法。文獻[2]針對地縣一體化智能調(diào)度操作票管理系統(tǒng)的應(yīng)用進行了研究。文獻[3]針對配網(wǎng)智能操作票生成方法進行了研究。文獻[4]設(shè)計了一種電力調(diào)度操作票系統(tǒng)。文獻[5]提出了一種基于隱馬爾可夫模型的智能站操作票內(nèi)容提取技術(shù)。文獻[6]研究了電力公司電網(wǎng)調(diào)度智能操作票系統(tǒng)。可以看出，目前針對智能交互平臺的研究和應(yīng)用還沒有與電力操作票生成管理協(xié)調(diào)。為此，本文首先分析了智能交互平臺的總體架構(gòu)和系統(tǒng)功能，針對該平臺在電力調(diào)度中的應(yīng)用進行了分析。建立了基于智能交互平臺的電力操作票生成和管理機制，說明了電力操作票系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建方式以及應(yīng)用過程，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)化發(fā)令的具體功能說明了電力操作票管理生成的具體過程，給出了電力操作票流轉(zhuǎn)方案。針對電力操作票的網(wǎng)絡(luò)安全性進行了分析。最后以電力操作票網(wǎng)絡(luò)下發(fā)的應(yīng)用情況進行了說明。

1 智能交互平臺設(shè)計

1.1 功能架構(gòu)

本平臺的功能架構(gòu)圖如圖1所示。平臺主要由基礎(chǔ)設(shè)施、人工智能交互平臺、應(yīng)用場景三大部分構(gòu)成。其中：

圖1 平臺功能架構(gòu)

（1）基于基礎(chǔ)設(shè)施主要包括CPU資源、GPU資源、存儲資源、網(wǎng)絡(luò)資源等。

（2）人工智能中臺底層包括人工智能訓(xùn)練平臺、機器學(xué)習(xí)訓(xùn)練平臺，上層包括智能交互、智能識別、智能文檔管理、知識圖譜。

（3）應(yīng)用場景支持智能助手、智能坐席、故障智能處置、設(shè)備異常智能識別、電網(wǎng)風(fēng)險智能評估、檢修計劃智能編排等。

1.2 系統(tǒng)總體架構(gòu)

智能交互平臺總體架構(gòu)圖如圖2所示。主要包括核心引擎、智能服務(wù)、配置管理、智能接入等，其中：

圖2 平臺總體架構(gòu)

（1）核心引擎主要包括語音服務(wù)和自然語言處理功能。語音服務(wù)提供語音識別、語音合成功能，自然語言處理提供中文分詞、詞性標(biāo)注、句法分析、意圖識別、詞庫、語料庫、詞槽匹配等功能。

（2）智能服務(wù)主要包括語音助手和交互助手。語音助手提供前端語音組件和語音服務(wù)功能，交互助手提供智能問答、多輪對話、會話管理、語料管理、接口調(diào)用等功能。

（3）配置管理主要包括意思配置、詞槽配置、對話流建模、接口管理等。

（4）智能接入提供Web應(yīng)用、App應(yīng)用、H5、話務(wù)系統(tǒng)等接入方式。

1.3 系統(tǒng)功能

平臺能夠?qū)崿F(xiàn)的功能如下：

（1）語音模型定制：結(jié)合電力專業(yè)詞匯與音頻進行語音模型訓(xùn)練，使語音識別、語音合成更加準(zhǔn)確。

（2）豐富的交互功能：支持語音喚醒、多意圖切換、復(fù)雜對話流定制、相似意圖推薦，提升人機交互體驗。

（3）易集成：以組件的形式提供，應(yīng)用集成更加簡單。

（4）靈活定制：深度的定制對話管理，支持多種接入方式，滿足各種應(yīng)用場景中的需求。

2 智能交互平臺在電力調(diào)度中的應(yīng)用

基于電力調(diào)度領(lǐng)域的自然語言處理、語音交互技術(shù)，構(gòu)建虛擬調(diào)度機器人助手，通過語音人機對話實現(xiàn)調(diào)控業(yè)務(wù)功能調(diào)用、畫面調(diào)用、數(shù)據(jù)錄入等功能（如圖3），輔助調(diào)度員進行倒閘操作、故障處置、日常管理工作。

圖3 平臺調(diào)度業(yè)務(wù)應(yīng)用

3 基于智能交互平臺電力操作票生成和管理

3.1 電力操作票系統(tǒng)

由于目前電力調(diào)度系統(tǒng)在各個層級之間的應(yīng)用相對獨立，調(diào)度需求不能夠引導(dǎo)需求數(shù)據(jù)，實現(xiàn)上下級的互聯(lián)互通，因此不同業(yè)務(wù)、不同受令單位之間的數(shù)據(jù)共享性差，難以支撐生產(chǎn)指揮、運行管理和數(shù)據(jù)分析等業(yè)務(wù)需求。由于現(xiàn)有電力調(diào)度業(yè)務(wù)系統(tǒng)的分散性，業(yè)務(wù)間數(shù)據(jù)交互性難以滿足電力調(diào)度的需求，數(shù)據(jù)價值沒有充分發(fā)揮作用。將移動互聯(lián)應(yīng)用至電力調(diào)度電子化發(fā)令過程中，能夠依托調(diào)控云、數(shù)據(jù)中心資源，建立設(shè)備臺帳數(shù)據(jù)庫和電網(wǎng)實時運行數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)對設(shè)備和設(shè)備運行狀態(tài)的動態(tài)管理。依托OMS系統(tǒng)能夠建立相應(yīng)的生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)庫，將操作票系統(tǒng)、調(diào)度日志系統(tǒng)、檢修申請單系統(tǒng)等融合，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的多維度應(yīng)用。在調(diào)度指令下發(fā)階段，還需要依托管理系統(tǒng)（如圖4），建立受令單位、受令人等用戶數(shù)據(jù)庫。建立業(yè)務(wù)前臺、管理后臺與數(shù)據(jù)中臺的數(shù)據(jù)調(diào)用接口，能夠滿足上下層調(diào)度業(yè)務(wù)，靈活調(diào)用數(shù)據(jù)中臺中的數(shù)據(jù)、服務(wù)和組件。

圖4 電力操作票生成系統(tǒng)

為避免設(shè)備臺帳、生產(chǎn)信息、運行數(shù)據(jù)等多元數(shù)據(jù)的各自維護對調(diào)度運行系統(tǒng)產(chǎn)生封閉性效果，通過建立的調(diào)度數(shù)據(jù)中臺提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)服務(wù)接口，打破層級和業(yè)務(wù)之間壁壘，實現(xiàn)調(diào)度端與場站端、操作票、申請單、日志等業(yè)務(wù)之間的數(shù)據(jù)共享調(diào)閱。以電力操作票電子下發(fā)為例，基于數(shù)據(jù)中臺的操作票和電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)進行統(tǒng)一，實現(xiàn)調(diào)度生產(chǎn)任務(wù)按需匹配，將指令進行定制，避免數(shù)據(jù)來源多、效率低、失誤率高等缺點。

針對調(diào)度業(yè)務(wù)涉及省（市）調(diào)度、省（市）監(jiān)控、電廠、變電站及變電運維中心等用戶類型不同的特點，為實現(xiàn)受令單位與調(diào)度業(yè)務(wù)對應(yīng)，受令人與業(yè)務(wù)權(quán)限對應(yīng)，該平臺可實現(xiàn)通用的設(shè)備臺賬組件和持證上崗管理組件，支撐業(yè)務(wù)前臺各應(yīng)用模塊的“四個匹配”，即“受令人與受令單位匹配、受令單位與所轄廠站匹配、受令單位與調(diào)度業(yè)務(wù)匹配，受令人與業(yè)務(wù)權(quán)限匹配”。

3.2 系統(tǒng)功能

電力調(diào)度操作票網(wǎng)絡(luò)化下發(fā)系統(tǒng)，能夠?qū)鹘y(tǒng)的分散性業(yè)務(wù)集中到統(tǒng)一平臺，實現(xiàn)電力調(diào)度操作票各模塊之間的數(shù)據(jù)交互和業(yè)務(wù)協(xié)同共享，并根據(jù)調(diào)度的實際需求豐富調(diào)度業(yè)務(wù)場景，形成網(wǎng)絡(luò)化管理。

電力調(diào)度操作票下發(fā)系統(tǒng)是集成生產(chǎn)管理、調(diào)度指揮和數(shù)據(jù)分析的多業(yè)務(wù)平臺，主要包括操作票、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)令、調(diào)度日志、應(yīng)急檢修申請、故障異常匯報、調(diào)度任務(wù)下發(fā)、電子公告牌等生產(chǎn)指揮類業(yè)務(wù)。還包括電網(wǎng)運行精益化評估、生產(chǎn)報表分析等數(shù)據(jù)類業(yè)務(wù)。

平臺能夠根據(jù)移動互聯(lián)數(shù)據(jù)的信息，判斷并分析所需電力操作票種類以及下發(fā)流程和所需時間等，將分析到的結(jié)果傳輸至調(diào)度中心，并且進行多級調(diào)度系統(tǒng)同時傳遞信息，滿足不同的調(diào)度級別需求。

由于電力調(diào)度需要現(xiàn)場設(shè)備的信息實時掌控，利用移動互聯(lián)技術(shù)能夠打通設(shè)備與操作票系統(tǒng)之間的界限，實現(xiàn)調(diào)度員對設(shè)備信息和調(diào)度信息的同時掌控，以高效協(xié)同的調(diào)度，日常工作生態(tài)為目標(biāo)，促進調(diào)度日常工作提質(zhì)減負。

該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)度業(yè)務(wù)的深度貫通，支撐高效多及溝通機制。通過線上協(xié)同、數(shù)據(jù)交互等手段，促進上下級調(diào)度間、各類調(diào)度業(yè)務(wù)流程線上貫通，實現(xiàn)并行處理，減少傳統(tǒng)電力調(diào)度操作票下發(fā)等待時間。操作票網(wǎng)絡(luò)下發(fā)實施過程如圖5。

圖5 操作票網(wǎng)絡(luò)下發(fā)實施過程

3.3 電力操作票流轉(zhuǎn)方案

本文所提電力操作票流轉(zhuǎn)方案如下。

（1）預(yù)令發(fā)布。電力調(diào)度操作票系統(tǒng)的操作流程流轉(zhuǎn)到預(yù)令環(huán)節(jié)后，電子操作票系統(tǒng)將通過網(wǎng)絡(luò)實時分析系統(tǒng)的運行狀態(tài)，將調(diào)度員前期操作任務(wù)、操作步驟等上傳至電子信息系統(tǒng)，將該信息發(fā)送給操作票功能提升信息系統(tǒng)。

接受方收到指令后，通過操作票系統(tǒng)將指令信息發(fā)送給操作票操縱端，操縱端系統(tǒng)更新預(yù)令信息，繼續(xù)進行調(diào)度操作指令流轉(zhuǎn)。預(yù)令下發(fā)后，調(diào)度在操作票系統(tǒng)將流程回退到審核環(huán)節(jié)進行修改，操作票系統(tǒng)可以根據(jù)系統(tǒng)的修改狀態(tài)，發(fā)送更新消息，操作票流轉(zhuǎn)系統(tǒng)能夠?qū)⑾嚓P(guān)的預(yù)令信息進行更正和清除。

（2）正令流轉(zhuǎn)。預(yù)令回簽之后，需要由調(diào)度操作票系統(tǒng)發(fā)起正令操作。調(diào)度和受令單位在操作票功能提升系統(tǒng)的交互過程步驟如下：①調(diào)度下令。操作令由系統(tǒng)調(diào)度員下發(fā)，同時進行監(jiān)護。②廠站復(fù)誦。受令人簽收調(diào)度命令，須通過系統(tǒng)復(fù)誦校驗?zāi)K，線上完成命令內(nèi)容復(fù)誦驗證；若受令人復(fù)誦有誤，系統(tǒng)進行提示并要求受令人再次復(fù)誦，直至復(fù)誦正確后發(fā)送至調(diào)度中心。③調(diào)度確認。配網(wǎng)調(diào)度操作單位復(fù)誦、回令過程中，系統(tǒng)提供受令人實時拍照留檔功能，在發(fā)令端顯示受令人檔案照片，提供與實時照片對比功能，調(diào)度確認無誤后方可進行下一步操作。④廠站確認。廠站收到調(diào)度確認消息后，準(zhǔn)備操作。⑤廠站回令。廠站操作完畢后進行回令操作。⑥調(diào)度收令。確認調(diào)度指令完成后，校核操作是否到位，再進行收令。

若正令因為某些原因不進行操作，調(diào)度可以作廢該指令。若受令單位因網(wǎng)絡(luò)中斷等原因無法使用系統(tǒng)，調(diào)度可以在操作票功能提升系統(tǒng)中切換為備用方案，即電話下令形式，調(diào)度與受令單位通過電話下令，調(diào)度記錄下令信息。具體流轉(zhuǎn)過程如圖6所示。

圖6 流轉(zhuǎn)流程

3.4 電力操作票安全性分析

對比了電力操作票網(wǎng)絡(luò)化下令和調(diào)度電話下令兩種方式，調(diào)度電話下令中各項環(huán)節(jié)的安全保障手段在網(wǎng)絡(luò)化下令過程中均有采用或有提升，網(wǎng)絡(luò)化下令安全性可以得到保障。

根據(jù)表1對比可以看出，調(diào)度電話下令和網(wǎng)絡(luò)下令均可以完成下令的各個環(huán)節(jié)，但是電話下令在過程中由于語音誤差，可能造成過程出現(xiàn)失誤，并且電話下令為串行操作，每一次下令僅針對一個內(nèi)容，效率不高；在網(wǎng)絡(luò)化下令中，能夠充分利用網(wǎng)絡(luò)的特點，利用多種智能技術(shù)，不僅降低下令的誤差，而且可以實現(xiàn)實時在線安全校核，具有較高的效率。

表1 操作票下發(fā)形式對比

4 電力操作票網(wǎng)絡(luò)化下發(fā)應(yīng)用實例

利用網(wǎng)絡(luò)化發(fā)令模式之后，調(diào)度工作效率明顯提升，單次調(diào)度業(yè)務(wù)從原先電話交互的2min/次降低至網(wǎng)絡(luò)交互5s/次。另外，網(wǎng)絡(luò)化發(fā)令還能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)度員多任務(wù)并行的處理方式，實現(xiàn)多個調(diào)度任務(wù)的并行處理，避免正常工作被中斷，提升效率的同時更加合理化工作流程。與網(wǎng)絡(luò)化發(fā)令相比，調(diào)度電話由原先的49316個，減少至33772個，調(diào)度電話數(shù)量減少高達30%，隨著電子化操作票發(fā)令逐步推廣，預(yù)計調(diào)度電話將比去年降低45%以上。數(shù)力量對比圖表2。

表2 數(shù)量對比

另外，操作票網(wǎng)絡(luò)下發(fā)能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)度業(yè)務(wù)的高度融合，打破數(shù)據(jù)間的數(shù)據(jù)壁壘，實現(xiàn)調(diào)度指令信息通過較為便捷的方式，還可以生成實踐報告等。總體來說，數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)調(diào)度系統(tǒng)能夠大幅減少調(diào)度員的工作冗余度，提升調(diào)度員的工作質(zhì)量，將電網(wǎng)運行方式安排更加合理，降低人為失誤，提升電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行水平。數(shù)據(jù)分析趨勢圖如圖7。

圖7 數(shù)據(jù)分析趨勢圖

5 結(jié)語

本文針對智能交互平臺進行了設(shè)計，并且基于該平臺說明了電力操作票生成和管理的流程和方案，并針對該平臺的網(wǎng)絡(luò)安全性能進行了分析。實例表明，應(yīng)用該平臺實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化下發(fā)指令后，可以提升運行人員的工作質(zhì)量，提高調(diào)度質(zhì)量，從而推動提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行水平。