PMS變電設備臺帳數據智能核查方法的研究

國網湖南省電力有限公司檢修公司 顏碧炎 李海燕 伍藝佳

PMS 設備精益管理系統是目前國網公司生產管理的重要信息管理系統。設備臺賬是現場各項PMS 生產應用的基礎，設備投運、設備退運、缺陷登記、狀態評價及大數據分析等工作，都需要人工錄入和查詢PMS 臺賬關聯數據，PMS 臺賬的正確與否關系到相關數據的統計分析和工作能否正常開展[1]。然而由于PMS 臺賬參數數據量巨大、原始檔案不全、員工錄入容易出錯、人工核查整改工作量大等原因，導致當前PMS 臺賬準確率總是難以達標。

1 PMS 變電設備臺賬現狀分析

當前PMS 臺賬清查采用的是系統普查和人工篩查的方式。系統普查只能篩查出一些比較簡單的錯誤。而人工復查需要組織大量人力進行數據清查整改，工作量大、整改難、規范不統一，人為的錯誤數據層出不窮。通過對PMS 系統臺賬清查情況進入了深入調查，以某500kV 變電站的各類型臺賬的清查工作為例，對當前的人工核查方式從平均耗時、漏查率、清查人員狀態等幾個方面進行了統計，發現人工核查臺賬的方式存在以下弊端：清查速度慢，耗時較長；由于臺賬數據量大，以主變為例，其字段數有一百余項，而設備種類又近三十類，數據的漏查實在難以避免，且漏查率很高；由于漏查率高，導致臺賬需要反復清查、反復整改，消耗大量人力；清查過程繁瑣，人員狀態易疲憊；不同人員篩查標準不統一、技術水平不一，分析質量難以保證。

計算機智能分析可行性分析：設備臺帳數據的人工核查分析是根據設備臺帳參數的一定的取值規范，以及各參數之間的關聯關系來確定的。而計算機軟件分析模式只要對設備參數取值原則和關聯關系進行整理歸納，轉化成計算機程序能識別的邏輯規則，即可通過軟件進行智能篩查分析。人工核查分析需要對各條數據按照相同的規則進行逐條篩查分析，完全是重復性勞動，費時費力。而利用計算機軟件分析模式可根據設定好的邏輯反復執行分析，數據分析速度快，能大大降低人員工作量，并根據邏輯規則分析不會有遺漏。所以使用計算機智能核查分析的關鍵是根據人工分析原則建立軟件分析邏輯規則及相應的數據字典，同時建立相應的軟件分析模型，則計算機軟件智能分析PMS 臺帳參數完全可以實現。

2 解決方案

2.1 智能核查方案設計

2.1.1 建立核查分析模型

首先需分析人工核查的模式，為方便程序的編寫需對人工核查模式進行流程和邏輯的優化，最后根據優化后的人工核查流程和邏輯，建立軟件分析邏輯。首先是提取待核查PMS 臺帳數據，再根據設備類型導入相應的邏輯規則庫和數據字典，然后根據邏輯規則項目逐項進行分析，最后形成問題清單。邏輯規則的執行主要是三個步驟，首先是檢測篩選條件是否符合，然后是根據相應的檢測類型進行循環檢測，根據相應邏輯規則核查出問題數據，最后再通過白名單檢測過濾掉例外數據，最終確定為是否為問題數據。因為個別設備存在非標準參數，通過軟件核查后提出的問題數據可能存在誤查情況，這時通過人工核對及數據反饋確定為誤查時，可以將此設備列入相應規則下的白名單，在后期的核查中就可以進行過濾。

2.1.2 編寫邏輯規則

程序編寫與調試：首先根據建好的分析模型，編寫主程序代碼。子程序代碼則根據邏輯規則需求相應邏輯符編寫。程序編寫完后對程序進行認真的調試和修改。經過反復的檢驗，驗證程序的正確性。

邏輯規則編寫的步驟主要如下：分析各設備類型和字段的邏輯規則。根據邏輯規則編寫邏輯規則庫。根據現有數據及相關規范確定對應邏輯的數據序列或數據范圍寫入數據字典。對邏輯規則進行校驗確認。邏輯規則主要包括篩選條件、邏輯規則和相應的數據字典。通過分析發現邏輯規則主要有4種分析檢測方式：空值檢測、取值檢測、關聯檢測和縱聯檢測。空值檢測即檢測字段是否為空，為空則判斷為錯。取值檢測即檢測字段是否為相應的取值范圍或取值序列。關聯檢測主要是檢測該字段與其它字段的關聯關系或比較值是否符合邏輯。包括對應關聯、包含關聯、比較關聯等檢測方式，如投運日期應大于出廠日期、額定電壓需與型號對應等。縱聯檢測就是對同型號、同類型設備之間的相關參數進行對比分析，篩查出差異性較大的數據。

通過對各類型設備的各字段進行分析，編寫相應邏輯，就可以形成邏輯規則庫和相應的序列字典庫，在分析時就可以調取對數據進行分析。

2.2 軟件平臺方案分析

方案一：在PMS 系統內部增加功能接口，新增PMS 數據分析模塊。通過將PMS 數據分析的功能需求收集匯總，編制數據分析邏輯庫，提交PMS系統開發商，由PMS 系統開發商進行模塊集成。優點：可以直接調用數據庫進行數據分析，查出的問題可以直接走系統流程修改，并且在臺賬數據錄入時也可以直接調用分析功能進行判別。缺點：數據分析功能對系統服務器占用率較高，可能干擾PMS系統日常工作模塊的正常使用。

方案二：采用專業大數據平臺開發PMS 設備臺帳智能分析工具。通過將PMS 數據導出，編制數據分析邏輯庫，采用獨立軟件平臺開發分析工具。優點：分析工具可獨立運行，并可實時采集數據進行核查監控。缺點：對程序開發要求較高，需專業軟件人員配合實施，工具軟件的升級、維護較麻煩。

方案三：采用導出數據用EXCEL 自帶VBA 開發環境進行程序開發。通過將PMS 數據導出編制數據分析邏輯庫，采用EXCEL 自帶VBA 開發環境進行程序開發。優點：VBA 對EXCEL 表格操作效率高。VBA 語言數據計算分析能力強。程序開發簡單，易維護，程序方便升級和修改。缺點：對于不同的excel 版本，在應用兼容性方面有一定限制。

考慮到實施成本并結合現場實際，前期版本優先選擇方案三，便于對核查邏輯規則模型的校驗和升級；后期待邏輯規則模型穩定完善后，可采用方案二實現數據實時核查監控。

2.3 軟件實施效果分析

根據對軟件分析模型開發了相應核查分析軟件，并通過對邏輯規則庫和數據字典的不斷完善，軟件分析效果在全省進行試用，效果非常好。根據邏輯規則需求設計了26個比較符，編制了26類設備類型的1257個分析邏輯。該方法目前在湖南省電力公司得到實際檢驗與推廣，實際運行經驗證明該方法運行穩定且有效。從分析效率來看，分析1000條數據、50個邏輯項目大約只需10多秒鐘即可完成。而人工來分析至少需幾個小時。且分析軟件進行復查也非常方便，不像人工復查必須重復進行，非常辛苦。

從數據分析質量來看，人工核查容易遺漏，不同人篩查標準不統一技術水平不一，每次可能查出相同的數據錯誤，分析質量難以保證。而智能核查分析嚴格按規范標準和規則庫執行，邏輯規則嚴謹，篩查準確，只要是符合邏輯規則的錯誤決不遺漏。而且也便于再次復查。從分析結果情況來看，會存在一定的漏查或誤查的情況，但這主要取決于邏輯規則的完整情況。在某些設備參數不規范的情況下需要編制的邏輯規則相對會復雜。所以在實際應用中需要對邏輯規則不斷完善升級。同時對于新設備新型號的應用，也需完善相應的邏輯規則。

從經濟效益分析來看，通過一次性研發，節省后期數據分析大量人力物力。前期的項目研發費用主要是軟件開發設計，邏輯庫的編制研究的人工費用。那么在后期的使用中只需要適當地對邏輯庫進行完善，其它審查數據的人力成本就非常低。

可見智能核查分析的核查效率、核查質量、經濟效益都大大超過人工核查分析模式。