摘要:随着电网的不断发展壮大,新增电网设备、用户日益增多,调度业务越来越繁重,同时,目前调度的值班模式已全面实现“调度+监视+控制”的调控一体化模式,负责电网调度的同时,还需承担信号监视、开关刀闸及重合闸投退的远方操作等业务,调度值班任务重、压力非常大,所以有必要引入新技术、新方法减缓调度值班压力,提高工作效率。
关键词:AI技术;操作票;智能监护平台
当前,有停送电操作时,由副值调度员先写好调度操作票,由监护人复审、调度长审核通过后,副值调度员通过电话下令给变电站运行值班员,值班员接令后就开始操作,若此时有多项任务需要同时处理,调度电话、告警信号声音等外界因素干扰,容易操作调度员注意力不集中导致调度员下错令,或者由于普通话不标准,通话质量不好导致运行值班员接错令等情况发生,造成运行设备意外停电,甚至恶性误操作事件,对人身和电网都会造成巨大的危害;若优先完成调度下令操作,暂缓其他调度业务的工作,又会导致调度工作效率不高,甚至影响用户停送电时间。
1语音识别系统的原理
根据语音识别实际应用中的不同,语音识别系统可以分为:特定人与非特定人的语音识别、独立词与连续词的语音识别、小词汇量与大词汇量以及无限词汇量的语音识别。但无论哪种语音识别系统,其基本原理和处理方法大体相同。首先在获取原始语音信号数据之后,对数据进行预处理和数字化,部分消除噪声和不同说话人带来的影响;然后进行声学特征的提取,待识别人的语音经过特征提取后,与系统数据库进行匹配,取与待识别语音相似度最大的模型所对应的语音作为识别结果,这就是语音识别的整个过程。
2建立人机语音交互系统
人机语音交互系统具有自动识别语音语义,并实现语音识别结果与操作指令票文本对比提示的功能。系统包括语音采集模块、语音识别模块、语义分析模块、结果显示窗口等,最终实现人机交互的功能,基本原理如下图所示。
图1人机交互系统基本原理图
3功能模块
3.1语音采集模块
目前调度员下令操作均通过电话下令完成,实现语音数据采集功能需要在调度电话加装语音录音盒,实时采集电话语音,然后将数据传输至PC平台。
图2固话与电脑连接示意图
3.2语音识别和分析模块
制作语音识别和分析模块,采用软件技术,将采集到的原始声音声进行识别出来。此时需要运用声学原理的一些技术。声音实际上是一种波形,常见的mp3等格式都是压缩格式,必须转成非压缩的纯波形文件来处理,比如WindowsPCM文件,也就是俗称的wav文件。要对声音进行分析,需要对声音分帧,把声音切开成一小段一小段,每小段称为一帧。语音就变成了很多小段,根据声学原理,把每一帧波形变成一个多维向量,可以简单地理解为这个向量包含了这帧语音的内容信息。这个过程叫做声学特征提取。
3.3语音模型数据库
根据调度员日常使用的调度术语和下令规则,建立相应的语音模型数据库。数据库中包含巨大数量的语音数据,通过这些参数,在识别时将输入的语音特征同声学模型(模式)进行匹配与比较,得到最佳的识别结果。
3.4智能监护提示模块
将语音识别的结果转换成文本文字,再利用关键字提取及正则表达式技术等,自动解析下令的具体线路和开关,以及要操作的设备状态,将这些信息自动和OMS操作票上的指令内容进行自动校验,当有内容不匹配时发出智能告警,让调度员注意是否下错令,最终实现智能监护与校验,降低调度下令风险。
(1)实现调度操作票智能监护:系统会实时检测通话内容,当检测到有“正式下令”、“操作完毕”等关键字时,会自动提取OMS系统内执行中的操作票,并进行对比,当有下令内容不匹配时,会发出告警,达到智能监护的目的。
(2)降低调度下令风险:通过下令语音和操作票自动校验的方法,避免监护人员受到告警信号声响、事故异常处理等环境因素的影响,或者注意力不集中、疏忽大意也会造成监护不到位的情况发生。同时也防止调度员口误、普通话不标准,通话质量不好等原因导致调度员下错令,降低人身和电网风险。
(3)利用语序分解法提高校验精度:将操作票命令按照“主谓宾、定状补”的语序模式进行分解,逐一校验,以此提高校验精度。
4基于AI技术操作票智能监护平台效果分析
通过本项目的实施,将调度员下令的具体内容转换成文字,再利用关键字提取及正则表达式技术等,自动解析下令的具体线路和开关,以及要操作的设备状态,将这些信息自动和操作票上的内容进行自动校验,当有内容不匹配时发出告警,让调度员注意是否下错令,实现智能监护与校验。
4.1减轻调控员值班压力,降低误操作概率
改进前,调度员下令时若由于普通话不标准、通话质量不好或其他因素影响等原因导致调度员下错令、监护不到位的情况发生,造成运行设备意外停电,甚至恶性误操作事件,对人身和电网都会造成巨大的危害。
改进后,调度员在下令的同时,通过系统实现对电话下令语音与操作票指令内容的快速识别匹配,准确判断下令是否完整正确,若与指令票内容不一致,系统会给予提示纠正,避免调度下令发生“跳、倒、添、漏”的情况,降低误操作的概率。
4.2改变监护模式、提高工作效率
改进前,调度下令操作为1人监护、1人下令模式,下令的时候为保证下令的正确性和监护的可靠性,2名调度员不再同时开展其他的业务工作,有多项操作任务时,也需逐一进行,导致调度操作效率不高,甚至影响用户停送电时间。
改进后,调度下令操作可由双人操作模式转变为“下令人+智能监护系统”的单人操作模式,只要操作票“三审”正确,2名调度员可以同时进行不同的下令操作。调度员也可更灵活的处理其他调度业务,将精力最大限度的应用到电网安全分析上,为电网安全运行保驾护航。
结束语
综上所述,本文主要基于上述的风险问题,提出《基于AI技术操作票智能监护平台》项目。该项目是基于智能语音技术而开发出的调度运行辅助系统,实现调度员在接听电话、下令的同时,通过系统实现对电话下令语音与操作票指令内容的快速识别匹配,准确判断下令是否完整正确,可排除一切外界因素和人为因素的影响,同时提高值班调度员工作效率。
参考文献
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[2]靳龙.人工智能AI技术在电力系统的应用[J].集成电路应用,2018,35(11):72-74.
论文作者:朱明增,韩竞,陈极万,刘秀丽
论文发表刊物:《电力设备》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/18
标签:调度员论文; 操作论文; 语音论文; 电网论文; 智能论文; 语音识别论文; 内容论文; 《电力设备》2019年第8期论文;