基于自然語言處理技術(shù)及智能成票規(guī)則的配網(wǎng)工作票系統(tǒng)

袁彰

（海南電網(wǎng)有限責(zé)任公司，海南 東方 572600）

0 引言

工作票是電網(wǎng)“兩票三制”中的一項重要安全制度，是電力設(shè)備檢修過程中防止發(fā)生人身和設(shè)備事故所必須的組織措施和技術(shù)措施。工作票制度的有效執(zhí)行是檢修作業(yè)工作許可及保障作業(yè)安全的前提[1]。近年來，電網(wǎng)不斷加大配網(wǎng)建設(shè)投入，配網(wǎng)呈現(xiàn)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備規(guī)模大，檢修工作頻繁等特征，完全依賴人工進行工作票開票、審核及許可的管理模式難以適應(yīng)現(xiàn)階段的管理需求，工作票許可命令及安全措施不準(zhǔn)確、不規(guī)范、不完整等問題突出，直接威脅電網(wǎng)人身及設(shè)備安全。

目前，大多數(shù)配網(wǎng)調(diào)度運行部門采用制定標(biāo)準(zhǔn)化的工作票模板，通過人工填寫相關(guān)信息生成工作票，工作票開票工作量較大，效率低下。在工作票審核環(huán)節(jié)，涉及的信息審查點較多，包括工作命令完整性、規(guī)范性審查，是否存在漏項、跳項、倒項及術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)性問題，安全措施是否正確完備，審核耗時較長且存在人為出錯。此外，工作票的開票及審核時間較長使得配網(wǎng)現(xiàn)場作業(yè)時間被擠壓，增加了現(xiàn)場作業(yè)人員的時間緊迫感，增加現(xiàn)場作業(yè)風(fēng)險。

自然語言處理技術(shù)在文本處理任務(wù)上已經(jīng)十分成熟，鑒于配網(wǎng)工作票開票及審核過程中的存在的一些問題，可將自然語言處理技術(shù)應(yīng)用于配網(wǎng)工作票文本處理領(lǐng)域，本文提出了一種基于自然語言處理技術(shù)及智能成票規(guī)則的配網(wǎng)工作票系統(tǒng)[2]?；谂渚W(wǎng)工作票的文本特點，利用自然語言處理技術(shù)對配網(wǎng)工作票涉及的停電線路、電壓等級、檢修設(shè)備、安全措施等內(nèi)容提取出來，結(jié)合智能規(guī)則庫實現(xiàn)工作票工作指令及安全措施完整性、規(guī)范性及正確性檢查，實現(xiàn)配網(wǎng)工作票關(guān)鍵內(nèi)容的自動生成，為配網(wǎng)工作票開票及審核的提供智能化應(yīng)用支撐，提升工作效率，保障電網(wǎng)運行維護工作安全。

1 配網(wǎng)工作票系統(tǒng)研究現(xiàn)狀

從“兩票”制度誕生以來，配網(wǎng)工作票大致經(jīng)歷了四個發(fā)展階段。第一階段，以計算機辦公軟件（Excel、word）輔助開票，通過制定標(biāo)準(zhǔn)化的工作票模板格式，開票過程中人工錄入關(guān)鍵信息進行開票，通過線上文件傳送或線下紙質(zhì)文件流轉(zhuǎn)進行工作票審核[3]。第二階段，通過軟件開發(fā)技術(shù)開發(fā)配網(wǎng)工作票應(yīng)用系統(tǒng)，此階段將工作票開票、審核、簽發(fā)、許可、執(zhí)行、終結(jié)進行整合管理，運用數(shù)據(jù)庫技術(shù)將歷史、標(biāo)準(zhǔn)工作票進行存儲，建立線路、電壓等級、設(shè)備類型索引，開票過程中，通過檢索關(guān)鍵字調(diào)用存儲的工作票，人工微調(diào)部門內(nèi)容后生成新的工作票，此階段工作票開票及審核效率有一定提高，實現(xiàn)了工作票全流程在線管理。第三階段，圖形化工作票系統(tǒng)成為主流，圖形化工作票系統(tǒng)以圖形化方式對變電站一、二次設(shè)備進行展示，在設(shè)備圖上直接點擊可生成對應(yīng)的安全措施項目，并基于一定的斷電安全邏輯驗證工作票的正確性。第四階段，智能化工作票系統(tǒng)進入人們的視野，智能化工作票系統(tǒng)通過智能知識庫模型及算法實現(xiàn)工作票分析及生成的智能化、自動化，進一步簡化人機交互模式，從而將人從繁瑣的工作票開票及審核工作中解放出來，提升工作效率及質(zhì)量，成為未來工作票系統(tǒng)的發(fā)展趨勢[4]。

2 配網(wǎng)智能工作票系統(tǒng)設(shè)計方案

本文設(shè)計并實現(xiàn)了一種基于自然語言處理技術(shù)及智能成票規(guī)則的配網(wǎng)工作票系統(tǒng)。通過對工作票歷史、標(biāo)準(zhǔn)票數(shù)據(jù)收集及整理，結(jié)合安規(guī)及檢修作業(yè)指導(dǎo)書構(gòu)建專業(yè)詞典，包含線路、電壓等級、設(shè)備類型、操作動作等標(biāo)準(zhǔn)詞庫。其次，利用自然語言處理技術(shù)對工作票特征文本區(qū)域的文本內(nèi)容進行提取及預(yù)處理，獲得工作票文本內(nèi)容分詞及詞性標(biāo)注序列，實現(xiàn)工作票工作指令及安全措施的術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)性檢查，其次結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)票信息比對模型實現(xiàn)工作票的操作項、安全措施完整性及正確性比對檢查。最后，利用知識圖譜存儲線路、電壓等級、設(shè)備類型、設(shè)備及安全措施等知識及關(guān)系，形成智能成票規(guī)則，自動推理生成工作票。配網(wǎng)智能工作票系統(tǒng)整體架構(gòu)如下所示：

圖1 配網(wǎng)智能工作票系統(tǒng)整體架構(gòu)圖

3 基于自然語言的工作票文本處理

本文以線路第一種工作票為例，特征文本區(qū)域包括工作任務(wù)、停電線路名稱、工作地段、工作要求的安全措施及應(yīng)裝設(shè)的接地線文本區(qū)域。首先利用中文分詞對特征文本區(qū)域進行分詞處理，本文利用BERT模型對工作票內(nèi)容進行分詞處理，BERT模型對中文的分詞處理是將文本內(nèi)容拆分成單個漢字。在中文分詞的基礎(chǔ)上進行詞性標(biāo)注，在詞性標(biāo)注模型中作出如下定義：線路l、電壓等級vl、變電站st、一次設(shè)備eq1、二次設(shè)備eq2、一次設(shè)備編號n_eq1、二次設(shè)備編號n_eq2、專有名詞nus、操作動詞v、狀態(tài)詞s、助詞副詞z、連接詞c、介詞j、方位詞f，并結(jié)合BERT模型的“BIO”分詞標(biāo)注對中文分詞序列進行標(biāo)注，以工作票中的一條工作指令為例，如：“斷開35kV龍美變電站10kV培訓(xùn)Ⅱ線干01開關(guān)D6502”，其對應(yīng)的分詞及詞性標(biāo)注序列如下表所示：

表1 分詞及詞性標(biāo)注序列

完成工作票文本內(nèi)容分詞及詞性標(biāo)注后，可進一步進行工作票文本內(nèi)容實體提取工作，包括線路、電壓等級、操作設(shè)備、安全措施等實體，并結(jié)合構(gòu)建的專業(yè)詞典進行工作票操作指令術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)性檢查，以同一設(shè)備的不同表達為例，檢修設(shè)備規(guī)范名稱為“10kV培訓(xùn)Ⅱ線干”，實際工作票中可能出現(xiàn)“10kV培訓(xùn)2線干”這樣的描述，通過工作票自然語言處理模型能夠有效識別出不規(guī)范的表達或者錯誤表達，從而實現(xiàn)工作票內(nèi)容合規(guī)性檢查的目的[5]。

圖2 配網(wǎng)線路第一種工作票

4 配網(wǎng)工作票智能成票規(guī)則

智能成票規(guī)則基于配網(wǎng)工作票知識圖譜構(gòu)建，知識圖譜利用實體以及實體與實體之間的關(guān)系進行知識表達。通過構(gòu)建知識圖譜能夠?qū)⑷粘９ぷ髌遍_票過程中人的經(jīng)驗知識進行固化，可通過知識搜索及推理實現(xiàn)工作票的自動開票[6]。配網(wǎng)工作票中工作指令及工作措施包含“斷開/拉開......開關(guān)/刀閘”、“在......裝設(shè)......接地線”、“在......懸掛......標(biāo)示牌”、“在......裝設(shè)遮攔”等。工作票的文本內(nèi)容描述中包含了線路、檢修設(shè)備、安全措施等實體，可利用自然語言處理技術(shù)將工作票中的相關(guān)實體進行提取出來，進一步結(jié)合線路與設(shè)備類型之間的拓撲連接關(guān)系，構(gòu)建由電壓等級→線路→設(shè)備類型→具體設(shè)備→安全措施的知識推理路徑。在工作票的開票過程中，系統(tǒng)自動提取工作任務(wù)對應(yīng)的電壓等級、線路、檢修設(shè)備關(guān)鍵信息，根據(jù)智能規(guī)則中的知識推理路徑搜索出對應(yīng)的電壓等級節(jié)點，再進行與電壓等級相連的線路節(jié)點搜索，依次完成各主節(jié)點上的分支節(jié)點搜索，最終到達末端節(jié)點，依照搜索路徑的優(yōu)先級順序，獲得工作票中的全部內(nèi)容表達：

（1）斷開（*）開關(guān)；

（2）拉開（*）開關(guān)負刀；

（3）在（*）裝設(shè)（*）接地線（*）組；

（4）在（*）裝設(shè)（*）接地線（*）組

（5）在（*）操作把手上懸掛“禁止合閘，線路有人工作”標(biāo)示牌；

（6）核對線路設(shè)備名稱、編號及位置正確無誤，檢查桿塔基礎(chǔ)、拉線完好。

此外，通過設(shè)備檢修知識圖譜的邏輯判斷及知識推理可對工作票中的工作指令進行工作項完整性及邏輯順序正確性檢查，避免了工作指令存在漏項、跳項及倒項等情況[7-8]。

基于智能規(guī)則的配網(wǎng)工作票生成流程如下圖所示：

圖3 基于智能規(guī)則的配網(wǎng)工作票生成流程圖

5 結(jié)語

通過配網(wǎng)智能工作票系統(tǒng)的研發(fā)，能夠?qū)崿F(xiàn)配網(wǎng)工作票開票及審核的自動化，提升工作效率，保障工作票工作指令及安全措施的完整、規(guī)范及準(zhǔn)確表達，降低人為失誤給電網(wǎng)調(diào)度檢修工作及電網(wǎng)系統(tǒng)運行帶來的風(fēng)險，對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行具有重要意義。本文設(shè)計并實現(xiàn)的配網(wǎng)工作票系統(tǒng)通過挖掘歷史、標(biāo)準(zhǔn)票中的文本信息，從人工經(jīng)驗知識進行抽取及固化，構(gòu)建電網(wǎng)檢修設(shè)備知識圖譜，極大程度的降低了人經(jīng)驗知識的差異導(dǎo)致的開票規(guī)范性及正確性問題，也為工作指令的正確執(zhí)行奠定了基礎(chǔ)條件。結(jié)合實踐證明，本系統(tǒng)的實施能為電力系統(tǒng)帶來良好的社會、經(jīng)濟及安全效益，符合電網(wǎng)智能化建設(shè)及轉(zhuǎn)型需求。