基于虛擬調度員的配電網語音遙控系統設計

陳 靈

國網福建省電力有限公司，福建 福州 350001

0 引言

隨著配電網建設規模的不斷擴大，調度員需要調度和管理的設備越來越多，設備規模不斷增加與調度人員相對不足之間的矛盾日益突出。通過智能化手段解決日常調度問題，是減輕調度員工作量，提升調度效率，保證供電可靠性的重要手段[1-4]。

當前信息化技術飛速發展，人工智能迎來了第三次革命，以深度學習、機器學習等為代表的人工智能技術在互聯網、智能制造、自動駕駛、智能交通、智能培訓、智能管家等各個領域蓬勃發展，產生了巨大的經濟效益和社會效益。將人工智能語音技術應用到配電網調度領域，建設配電網虛擬調度員[5-8]，通過真實調度員與虛擬調度員的協調互動實現配電網的置位、掛牌及遙控操作是實現配電網調度提質增效的有效手段，具有重要的現實意義。

1 系統架構設計

虛擬調度員語音遙控系統是一套基于人工智能語音識別技術和數據挖掘分析技術的配電網調度輔助應用系統。調度人員可以通過外置麥克風、話筒等語音采集設備，以及耳機、音響等語音播報設備，實現同虛擬調度員的對話和信息交互。

系統架構設計圖如圖1所示。具體設計步驟如下：（1）虛擬調度員通過語音收集服務將調度人員的語言進行錄音，并通過語義轉換服務將語音轉換為文本文字；（2）語義解析服務將相應的文字識別成計算機可以理解的指令；（3）通過業務分發服務將指令發送給掛牌處置服務、置位處置服務及遙控處置服務；（4）各處置服務根據處置流程，通過人機界面、實時服務和前置服務，將相應的調度指令下發到FTU、DTU及TTU等各種終端上，以完成相應操作。至此，完成了一次調度員語音指令的收集和處理。但是，在調度處置過程中，需要調度員與虛擬調度員的多次連續互動交流，因此需要虛擬調度員語音遙控系統具有連續記憶功能和交互功能。

圖1 系統架構設計圖

當各處置服務根據相應的流程處置，需要與調度員進行交互理解時，可以首先通過語義轉換和解析服務將相應的機器指令轉換為調度員可以理解的文本文字，然后通過語音收集與播報服務將相應的文本文字進行播報。當調度員接收到虛擬調度員的語音時，將會根據實際情況，通過語音交流指導虛擬調度員開展未來的工作。而后，虛擬調度員語音遙控系統進入下一輪處置，直到所有的交互過程結束。

2 主要功能設計

2.1 語音掛牌功能設計

語音掛牌功能支持將音頻設備輸入的設備掛牌語音主動解析為包含的動作指令和操作內容的語音指令，并轉換為掛牌指令，實現掛牌業務的語音交互，包括設備的掛牌和摘牌。

首先，調度員口述：某線路某母線/開關/刀閘/配電變壓器/表箱掛某牌。如果線路名稱語音識別成功，則系統打開相應的圖形進行操作；若語音識別失敗，則系統將通過語音播報服務跟調度員進行交互確認。然后，系統在接線圖上識別設備名稱。如果設備識別成功，則在相應設備上進行掛牌操作；若設備識別失敗，則系統將通過語音播報服務跟調度員進行交互確認。具體如圖2所示。

圖2 語音掛牌功能流程圖

2.2 語音置位功能設計

語音置位功能支持將音頻設備輸入的置入業務語音主動解析為包含的動作指令和操作內容的語音指令，并轉換為置入指令，實現置入業務的語音交互，包括遙信置分、遙信置合、遙測置數等。

首先，調度員口述：某線路某開關/刀閘置合/置分/解除置入。如果線路名稱語音識別成功，則系統打開相應的圖形進行操作；若語音識別失敗，則系統將通過語音播報服務跟調度員進行交互確認。然后，系統在接線圖上識別設備名稱。如果設備識別成功，則在相應設備上進行置合/置分/解除置入等操作；若設備識別失敗，則系統將通過語音播報服務跟調度員進行交互確認。具體如圖3所示。

圖3 語音置位功能流程圖

2.3 語音遙控功能設計

語音遙控功能支持將音頻設備輸入的開關遙控語音主動解析為包含的動作指令和操作內容的語音指令，并轉換為開關遙控指令，實現開關遙控業務的語音交互，包括對指定開關進行遙控校驗、遙控執行等操作。

首先，調度員口述：打開某線路圖。如果線路名稱語音識別成功，則系統打開相應的圖形進行操作；若語音識別失敗，則系統將通過語音播報服務跟調度員進行交互確認。然后，調度員口述：某開關遙控/控分/控合。如果設備識別成功，則在相應設備上進行遙控/控分/控合等操作；若設備識別失敗，則系統將通過語音播報服務跟調度員進行交互確認。

3 結束語

文章所設計的虛擬調度員語音遙控系統可基于語音交互實現虛擬調度員語音遙控、置位和掛牌等功能，對減輕調度人員工作量和提質增效具有重要意義。