摘要： 为了进一步提高输变电工程的评审效率和评审质量，使用关键特性提取及OLAP数据分析技术，提出一个针对110 kV及以下输变电工程设计的智能化评审管理平台。依据对项目可研、初设阶段设计、造价数据评审的需求及历史经验和数据，分析和研究输变电工程设计阶段的关键特性指标，并构建辅助评审体系，利用信息化手段，经研院专家快速评审，提升评审和分析工作的效率。结果表明，在工程评审过程中，利用该平台不仅能有效地提高评审工作效率，而且能提高输变电工程设计评审的深度与信息化水平。
关键词： 输变电工程； 智能化评审； 关键特性指标； 信息化手段
1 系统设计
本文提出的面向110 kV及以下输变电工程设计的智能化评审管理平台主要包含两个部分：一是提取出影响输变电工程设计的关键因素和权重；二是依据这些关键因素和权重使用OLAP数据分析技术分析其他输变电工程设计项目。
1.1 关键因素提取
影响输变电工程项目实际效果的因素众多且关系复杂。这些影响因素有的来自于工程建设的外部环境特点，有的则来自于工程本身内部特征。通过收集典型历史工程的资料，以通用设计为基准，结合电网项目特征的条件，对工程技术条件、工艺技术条件等各类设计指标数据开展结构化、模型化统计和分析，寻找其中影响电网项目设计建设的关键因素及设计质量通病，形成分析报告。同时，研究工程特性指标对工程整体设计方案、造价成本的影响比例大小，研究、总结合理的工程特性指标以辅助评价衡量体系。并在实践中验证和完善，最终确定关键特性指标、特性指标差异预警范围等，形成工程关键特性指标辅助评价标准体系库。
数据预处理的过程包含数据清理、缺失值修补和异常数据处理3个步骤：
1） 根据不同输变电工程设计的线路长度作为筛选依据，删除线路长度一样的工程；
2） 工程设计由于时间跨度大的问题，会出现部分数据确实的现象，本文使用平均值填充法修补缺失数据；
3） 由于输变电工程的复杂性与长期性，使得造价数据出现异常，这些数据会使评估结果偏离实际情况，通过预先找出具有明显差异的数据，并使用平均值代替的方式来处理异常数据。应用式（1）将输入数据进行归一化处理，将数值约束在[-1，1]的范围内。
x* = (x - xmin) /(xmax - xmin)
输变电工程设计的特点在于数据量庞大，影响因素复杂多样，导致数据搜集难度较大。运用粗糙集算法对庞大的数据集进行属性约减，可以去除冗余数据，减少运算量，提高准确率和运算速度。具体步骤如下：
1） 计算决策表系统KRS（条件属性集，决策属性集）的区分矩阵M（KRS）；
2） 根据M（KRS）计算区分函数[fM（KRS）]；
3） 计算[fM（KRS）]的最小析取式，计算出约减后的影响因素。本文直接使用Rosetta软件进行约减操作。
经过粗糙集属性约减可以明显地降低工程信息中的冗余数据，其中，没有被约减的属性特征对输变电工程具有重要影响。然而，这些数据中仍存在较大的干扰和噪声，为进一步降低数据处理难度，本文使用主成分分析方法对特征数据进行降维。
主成分分析方法通过线性映射方式对原始数据进行降维处理，其实现步骤如下：
1） 输入k维数据[S=x1，x2，…，xi]，其中k为经上述过程约减后的影响因素的个数；
2） 计算核矩阵：[K=（kij）l×l，其中
是径向基核函数；
3） 核矩阵中心化
4） 计算核矩阵的特征向量和特征值
5） 特征向量规范化：
6） 重建数据
经过主成分分析后，只有累计贡献率大于等于85%的主成分被选作为最终影响因素。
1.2 基于OLAP的数据分析平台
本文构建的OLAP系统，由3层结构组成：
1） 数据仓库服务器层；
2） OLAP服务器层；
3） 数据挖掘、分析和查询客户端层。
数据仓库服务器层位于系统的底层，其基于一个或多个DBMS源构建。为了便于决策者从更全面和更高层次的角度来分析数据，使用关键特征提取方法，从外部数据库和操作数据库提取数据，放入底层，并对数据进行清理、变换和提取。所以数据仓库层所接收的数据是综合数据，是OLAP数据分析平台的主要数据源。
OLAP的服务器层主要由BIAS（Brain Insight Analysis Services）服务器组成，它通过使用多维OLAP模型或关系OLAP模型进行构造和计算，将底层数据库或数据仓库的数据组织成多维数据集，以便于快速地查询和进行复杂的数据分析。
数据挖掘、分析和查询客户端层支持DSS查询，允许用户浏览数据立方体中的切片和切块数据。当客户端收到一个分析和查询需求时，如果符合数据立方体中的条件，该分析和查询就会经中间层的处理，从底层获取结果。
2 系统实现
本文提出的评审系统基于Windows 7操作系统进行研发，使用Java语言编程实现，使用Oracle10g数据库系统作为OLAP的数据层，辅助设计工具包括MS Visio 2013，MS Offices 2003，OneNote 2007，PowerDesigner 12.0，CVS和.NET3.0等。
本平台主要包括工作管理、评审计划管理、评审资料管理、评审过程管理、评审意见管理和评审成果库。具体功能和组成模块如下：
1） 工作管理：包括待办处理、评审进度和日程管理3个模块；
2） 评审计划管理：进行计划和项目的新建、查询、维护、删除及发布。包括查询计划、新建计划、导入计划和计划维护4个模块；
3） 评审资料管理：建管单位进行送审和收口资料的上传，包括送审资料申报和收口资料申报两个模块；
4） 评审过程管理：评审负责人和评审专家进行预审、评审记录表填写，评审专家进行收口过程确认，送审资料审核和评审专家审核两个步骤；
5） 评审意见管理：实现評审负责人和专家在线编辑会议纪要和评审意见，并保存为成果，包括会议纪要填写、评审专家填写和评审意见填写3个模块；
6） 评审成果库：评审负责人和专家对评审项目进行全过程打分，包括评审负责人评分和评审专家打分两个步骤。110 kV及以下输变电工程设计评审系统如图3所示。
评审系统基于历史经验工程关键特性指标评价体系，利用大量典型历史工程关键特性指标对比预警设计缺陷，辅助评审专家快速评价工程设计、造价合理性，创新评审方式以达到提高评审效率的目的。提出的评审系统基于工程关键特性指标体系库，为评审专家在项目设计评审过程中提供统一、科学的工程设计方案和投资水平依据，大幅提升项目设计评审的准确性，利用工程关键特性指标库高效、精确地指导项目设计与投资控制。
评审系统主要体现在电网规划、技经、建设管理及监理等方向深化，延伸至电网规划、技经、建设管理及监理等方面的核心业务数据综合管理与建模分析。最终实现经研院内跨部门、跨业务的核心数据统一整合与分析，全面开展数据推送、数据统计、数据挖掘分析工作。
3 结 语
本文通过信息化手段在评审业务资料统一管理、评审过程规范管理基础上，研究应用工程关键特性指标辅助评审模式，利用输变电工程设计评审辅助系统，实现智能化、精益化评审，满足110 kV及以下输变电工程项目可研、初设辅助评审的需要，提升专家在预评审、正式评审、收口评审等各评审阶段的审阅、评价效率。同时能加快资料收集、会务联系、评审意见发文等各节点流转，从各评审环节上解决评审专家工作量大、评审效率亟待提升的困难。
参考文献:
[1] 王佼，丁莉.500 kV架空输电线路工程造价主要影响因素分析[J].东北电力大学学报，2012，32（5）：9⁃11.
论文作者:赵冰清
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/9/18
标签：数据论文; 输变电论文; 工程论文; 工程设计论文; 特性论文; 指标论文; 关键论文; 《电力设备》2019年第7期论文;