电气智能操作票管理系统现状和存在的问题研究_智能仓储管理系统的应用现状

　　摘 要：电气操作票制度是我国电力系统运行管理中一种防止误操作的有效安全措施。目前，操作票专家系统已成为电力企业提高管理水平，搞好安全经济运行和提高经济效益的重要手段。但现有操作篇专家系统在可维护性和通用性的问题非常严重，导致系统应用效率不高经营管理落后的局面。本文在总结大量操作票现场应用的基础上，给出了现有操作票在使用中遇到的问题及解决办法和新型智能操作票应具备的特点。
　　关键词：操作票;变电站;专家系统;人工智能
　　引言
　　2011年是国家电网公司实施“十二五”规划的第一年，国家电网公司对电网安全生产提出了新要求、新课题、新任务和新挑战，其中开写操作票是变电运行中一项重要的基本工作，正确编写操作票是保证电力系统安全运行的一种重要手段。目前国内外的科研人员也开发了不少操作票专家系统，取得了很多经验。在当前全国性的电网改造环境下，各地电网结构和运行方式都在发生巨大的变化，这无疑增加了调度人员的工作难度。专家系统形成操作票是人工智能技术在我国电力系统中的首次成功应用。其方便、准确、书写工整，大大减轻了现场工作人员的负担，降低了发错令的可能，已被普遍接受和应用。尤其是变电所和发电厂操作票系统较成功，而配电网通用化不易实现，具体表现在开发周期长、移植性差、难适应系统变化、用户不易参与。因此造成一个地区多次开发，多个地区不能共用一套软件的局面。一方面造成人力、物力的浪费，另一方面造成使用的不便甚至带来事故隐患。因此，研究其通用性，为调度人员提供更好的决策支持是一项紧迫而又现实的任务。
　　1 现状介绍
　　对于国内研制的微机生成操作票管理系统，按其采用的设计实现方法可分为以下几种：
　　（1）基于典型操作票的操作票生成系统
　　用典型操作票建立典型操作票数据库，而后将数以百计的各种操作票进行分类，以提高搜索效率。应用时，按照任务的要求从典型操作票数据库搜索出所需的典型操作票，在此基础上根据当时具体情况进行修改，得到实际需要的操作票。这类系统实际上是无具体的知识表达，仅仅是一种操作票数据库结构，不属于智能型，在早期开发的操作票专家系统和现在投运的MIS系统中较为常见。
　　（2）基于产生式规则的操作票自动生成系统
　　建立事实和知识规则库，应用ES推理机制，推理形成实际的操作票。这类系统由数据库、知识库、推理机三大部分组成，软件通常利用Prolog、Lisp语言来编程，支持一阶谓语逻辑，具有数据和程序的结构统一，语法简单等特点。其中，数据库中存放发电厂、变电站的主接线形式及所涉及的相关设各与电气名称、事实语句以及推理过程中的中间结果；知识库中存放电气操作知识规则及一个对这些规则起约束、补充，选择和控制作用的元规则系统，这些规则采用“IF条件THEN结论”这种比较接近人的思维方式的表示方法加以描述；在推理机制上采用自动模式匹配和回溯的推理控制机制，在知识库中搜索与目标任务匹配的规则，最终求出问题的解。此类系统的进步在于对操作内容的生成推理进行了研究和探索，并具有程度不等的智能性，真正利用了AI技术。然而，这类系统针对一个具体变电站开发，需将网络拓扑结构与设备运行状态及网络操作知识用谓语逻辑表示，开发较难，开发周期长，这在一定程度上制约了系统的通用性和用户可维护性。
　　（3）基于图形校核的操作票自动生成系统
　　该类系统具有可视化的图形界面，便于人机交互，用户通过在接线图上点击鼠标或键盘就可以完成一次开票过程。每次点击一次接线图上的电气元件就生成一次操作步骤，如果操作过程中违反了《操作安全规程》，则系统会自动报错，提示操作员操作时的错误，而不生成这条错误的指令。此类系统图形功能强大，可模拟电力系统的一、二次接线图，具备直观、逼真的操作效果，适合于现场培训调度人员。是一种应用广泛的模拟培训系统。但是，它不能自动推理出操作票，不具备智能性。因为电力系统中二次设备的操作具有根强的习惯性，所以此类系统也很难做到通用。
　　（4）基于开关逻辑的操作票自动生成系统
　　这类系统的设计思路是用开关逻辑表示电力系统的网络拓扑结构、系统运行状态和设备操作和，并将此方法应用于电力系统主接线图的绘制和调度操作票的自动生成。操作票自动生成系统实际上就是根据操作任务来实现电气设备从一种运行状态到另一种运行状态转换的计算机求解系统。状态转换需要经过一系列的倒闸操作完成，倒闸操作实质上市一个顺序控制问题。或者准确的说是一个逻辑式顺序控制问题。用开关逻辑可以表示网络拓扑结构和系统运行状态，操作规则的知识表示也可以用开关逻辑表示。这样对于每项操作，转化为一系列的逻辑表达式。采用逻辑可以将操作票所涉及到的操作规则统一表示出来，解决了知识表示的统一性问题。
　　开关逻辑这种设计思想为操作票专家系统的研究在规则表示和推理机得实现方面提供了一种新的思路。但是大部分研究人员只是简单的用“出现停送电”这一操作任务来举例说明，这样只涉及一个断路器、两个刀闸，三个元件的23状态的转换，如果考虑“母线检修”这一操作任务，假设该母线上具有5条出线，那么，根据“开关控制逻辑”理论，至少必须考虑215=32768种状态，程序实现有一定困难。而且对于带旁落母线的出线开关检修这种操作任务，还必须考虑“对旁母充电”这一操作的反复性等问题。因而，“开关控制逻辑”理论的程序实现性和可用性，仍是一个有待探讨的问题。另外，此类操作票专家系统对于每一项操作任务，都需要用户输入系统的初始状态和目标状态。目标状态的输入既加重了现场操作人员的负担，又缺乏智能性。
　　（5）基于专家系统外壳工具的操作票自动生成系统
　　对于发电厂和变电站编制操作票的特定问题，虽然各发电厂和变电站在容量、电压等级，主接线及运行方式等方面差异很大，但它们所包含的电气设备种类、操作方式基本相似。因此，可以选择一个典型的发电厂或变电站，只要能设计出比较合理的推理机，就可构成一个标准化的操作票专家系统，然后去除具体发电厂或变电站的知识内容，就成为一个编制操作票专家系统的骨架工具。