摘 要：介紹了一圖形化模擬仿真平臺的結(jié)構(gòu)、功能體系以及在保證工作人員人身安全及防止誤操作的重要措施和改變當前學習、演練、培訓模式等方面的應用效果，為“安規(guī)”知識以及“兩票”辦理技能自我培訓、學習做出了新的探索。

關鍵詞：工作票；操作票；模擬仿真；智能搜索

中圖分類號：TP391.9

目前，國內(nèi)外培訓系統(tǒng)的研究進行的相對較多，但廣泛應用的基本為3-5年前開發(fā)完成的“知識培訓、考試管理系統(tǒng)”（即網(wǎng)絡學堂或職工學苑），主要是輔助學員進行各種基礎理論知識的學習，是“面向知識”的培訓系統(tǒng)。電力系統(tǒng)目前的實際工作技能培訓，主要集中在調(diào)度部門，通過實時調(diào)度員培訓仿真系統(tǒng)實現(xiàn)。該系統(tǒng)和實時調(diào)度系統(tǒng)共享實時數(shù)據(jù)，培訓教師可在該系統(tǒng)上模擬設置各種故障，檢驗、提升調(diào)度員實際分析、處理事故的能力。在輸、變電專業(yè)，如何正確開寫工作票、操作票等安全生產(chǎn)“崗位技能”的培訓，至今缺乏有效手段，電力系統(tǒng)每年發(fā)生的事故當中，相當一部分是因工作票中的安全措施不全、或操作票中的操作序列不正確造成的。如何全面提升“兩票”合格率、提升運行、檢修人員掌握現(xiàn)場安全措施的熟練程度是每個電力企業(yè)面臨的重要課題。

信息網(wǎng)絡、人工智能以及圖形技術(shù)的進步與普及應用，為工作票、操作票實際技能培訓提供了新的手段。本項目通過圖形化和智能化技術(shù)為工作票、操作票實際開寫技能的訓練搭建了一個模擬平臺，用戶可在此平臺上進行工作票、操作票辦理的技能進行仿真演練及學習。在演練、培訓的方法和效果上，都將會產(chǎn)生新的突破。

1 項目建設方案

1.1 網(wǎng)絡架構(gòu)

采用集中統(tǒng)一式服務器架構(gòu)模式，將應用服務器及數(shù)據(jù)服務器統(tǒng)一部署于天津市電力公司技術(shù)中心，各工區(qū)、變電站、班組人員經(jīng)工作站通過網(wǎng)絡對應用服務器發(fā)出操作請求，應用服務器在通過網(wǎng)絡與數(shù)據(jù)庫服務器進行交互，實現(xiàn)兩票模擬仿真的智能化管理，這種架構(gòu)方式具有網(wǎng)絡安全性、靈活多變性、通信高效性等優(yōu)點，特別是具有較好的容納性，無論是應用服務還是數(shù)據(jù)服務，均可根據(jù)具體需求進行應用程序的擴展，同時可進行不同語言程序的接入，實現(xiàn)網(wǎng)絡資源共享，大大提高資源利用效率，從而降低整體運行成本 。

圖1 網(wǎng)絡架構(gòu)

1.2 平臺功能架構(gòu)構(gòu)造

兩票平臺服務采用WEB服務模式體系結(jié)構(gòu)，采用B/S模式搭建工作票、操作票模擬仿真平臺，平臺按照從上到下的順序主要分為管理決策層、基礎維護層和業(yè)務操作層三個層面，基礎維護層功能應用主要面向天津市各分公司系統(tǒng)管理人員及學習、培訓、模擬演練、考試組織人員，構(gòu)造的目的是為系統(tǒng)管理員、學習、培訓、模擬演練、考試組織人員提供設備區(qū)域及臺賬管理、圖形組件管理、智能知識庫管理、兩票技能自我學習與智能仿真、考試設定等功能。業(yè)務層主要服務于現(xiàn)場兩票開寫部門，現(xiàn)場人員通過工作票、操作票自我學習、智能仿真進行相關技能的學習及檢驗，由智能知識庫自動進行評分，并給出正確的操作步驟及選項。管理決策層主要用于統(tǒng)計分析學習、培訓、模擬演練、考試相關成績信息，及時發(fā)現(xiàn)兩票開寫技能下屬部門、班組的掌握情況，并制定針對性的培訓計劃和方案。

系統(tǒng)采用當今主流的WEB服務體系結(jié)構(gòu)，以B/S模式構(gòu)造現(xiàn)場作業(yè)技能仿真培訓系統(tǒng)，系統(tǒng)功能架構(gòu)主要分為管理層、業(yè)務層和決策層三個層面（如圖2所示），管理層主要面向系統(tǒng)管理人員及考試、培訓組織人員，設計的目標是為系統(tǒng)管理、考試、培訓組織人員提供設備臺賬信息管理、圖元圖形管理、智能專家?guī)旃芾?、技能演練、考試設定等功能。業(yè)務層主要服務于現(xiàn)場作業(yè)部門，現(xiàn)場作業(yè)人員通過工作票、操作票及現(xiàn)場技能的模擬演練及技能考試模塊進行相關技能的學習及檢驗，由智能專家?guī)熳詣舆M行評分，并給出正確的操作步驟及選項。分析決策層主要用于統(tǒng)計分析培訓、模擬演練、考試相關成績信息，及時發(fā)現(xiàn)各項技能下屬部門、班組的掌握情況，并制定針對性的培訓計劃和方案。

圖2 平臺功能架構(gòu)圖

2 系統(tǒng)功能體系

兩票系統(tǒng)平臺根據(jù)天津市電力公司目前工作票、操作票開寫技能培訓及學習現(xiàn)狀，通過對兩票業(yè)務、實際票樣進行深入的調(diào)查及研究，量身設計出安全措施知識庫、五防閉鎖標準庫，同時運用先進的網(wǎng)絡及計算機應用技術(shù)為天津市電力公司工作票、操作票技能培訓與學習提供了一個統(tǒng)一的學習、模擬仿真的數(shù)字化平臺，平臺的主要功能模塊包括：設備區(qū)域及臺賬維護、圖形組件維護、智能知識庫維護、工作票辦理技能的自我學習與智能仿真、操作票開票技能的自我學習與智能仿真、安全生產(chǎn)知識的自我學習與檢驗、兩票自我學習與智能仿真成績查詢統(tǒng)計、安全生產(chǎn)知識的自我學習與檢驗成績查詢統(tǒng)計等，平臺主要功能模塊如下：

2.1 設備區(qū)域及臺賬管理

該功能模塊可對變電站、設備位置區(qū)、間隔管理信息維護，一次設備臺賬參數(shù)信息的錄入、修改等功能；為方便操作，系統(tǒng)采用分級節(jié)點樹模式，對變電站、設備區(qū)域、間隔、變電一次設備、二次屏柜等信息進行可視化維護管理?？筛鶕?jù)所屬電壓等級、設備型號、設備類型、所屬位置區(qū)、所屬間隔、所屬變電站、設備制造廠商對區(qū)域、設備臺賬等信息進行統(tǒng)計、查詢。

2.2 圖形組件管理

根據(jù)變電站一次主接線圖及二次屏柜實際采集圖片信息，進行兩票系統(tǒng)主變一次接線圖的圖形組件拆分及組合，最終完成主接線圖的拼接；將設備區(qū)域及臺賬管理模塊中的變電站、設備位置區(qū)、間隔、一次設備臺賬、二次屏柜信息與一次主接線圖及二次屏柜圖進行組件關聯(lián)維護，為自我學習與智能仿真提供標準、可靠的臺賬數(shù)據(jù)基礎信息，同時圖形組件技術(shù)也給用戶帶來更加逼真的使用體驗。

圖3 主變一次接線圖

2.3 智能知識庫管理

該功能模塊主要包括：安措知識庫維護與管理、五防閉鎖標準庫的維護與管理；通過組織兩票現(xiàn)場工作人員及相關專家進行研討，形成統(tǒng)一的工作票安措知識庫及五防閉鎖標準庫信息，并將此成果維護到平臺智能知識庫中，這樣形成的智能知識庫就為工作票、操作票的自我學習與智能仿真提供了更為可靠及權(quán)威的判別標準。

圖4 五防閉鎖標準庫

2.4 工作票開寫的模擬演練與仿真

能夠快速、正確簽發(fā)指定任務的工作票，是工作票簽發(fā)人的一重要崗位技能要求。打開此功能模塊后，學員可以進入一個智能的圖形化工作票仿真開票界面，學員可以設定相應的工作任務，根據(jù)選擇工作任務進行工作票的圖形模擬開寫，平臺會根據(jù)主接線圖及設備臺賬信息、安措知識庫信息，自動判斷出安全措施、操作設備信息的正確性與完成性，并根據(jù)學員作答所用的時間、安全措施多項及缺項進行智能的量化打分，并給出最后的綜合評分。

圖5 工作票辦理技能自我學習與智能仿真

2.5 操作票開票技能的自我學習與智能仿真

打開此功能模塊后，學員可以進入一個智能的圖形化工作票仿真開票界面，設定操作任務后（如**變電站1#主變運行轉(zhuǎn)檢修）后，可借助鼠標、鍵盤，在變電站主接線圖、二次壓板圖上點擊，生成操作序列（即操作票），平臺會根據(jù)主接線圖及設備臺賬信息、五防閉鎖標準庫，通過智能搜索技術(shù)及圖形拓撲技術(shù)自動評判操作票開寫的順序及錯誤項，并根據(jù)時間及五防閉鎖標準庫進行智能的量化打分，并給出最后的綜合評分。

2.6 安全生產(chǎn)知識的自我學習與檢驗

主要包括輸變電安全生產(chǎn)規(guī)程等內(nèi)容，主要是以錄制的視頻短片和安規(guī)知識題庫為基礎，進行職業(yè)技能及安規(guī)知識的自我學及檢驗。通過視頻短片，特別是一些動漫短片，可以使學員更容易掌握一些安全生產(chǎn)的知識；基于安規(guī)專業(yè)知識題庫的在線學習、考試系統(tǒng)，可使學生隨時檢驗對安全生產(chǎn)知識掌握的程度。

2.7 工作票、操作票自我學習與智能仿真成績查詢統(tǒng)計

該功能對學員提交的工作票、操作票模擬演練、學習、考試的成績進行統(tǒng)計、查詢，學員可以通過系統(tǒng)查詢出個人成績及所在單位成績排名，管理人員可以根據(jù)權(quán)限范圍對個單位、部門、工區(qū)、班組進行成績的分類查詢統(tǒng)計，同時系統(tǒng)為使用人員能更好的閱讀分析成績結(jié)果，提供了報表、圖表功能。

圖6 操作票自我學習與智能仿真查詢統(tǒng)計

3.8 安全生產(chǎn)知識的自我學習與檢驗成績查詢統(tǒng)計

該功能對學員提交的安全生產(chǎn)知識的自我學習、檢測成績進行統(tǒng)計、查詢，學員可以通過系統(tǒng)查詢出個人成績及所在單位成績排名，管理人員可以根據(jù)權(quán)限范圍對個單位、部門、工區(qū)、班組進行成績的分類查詢統(tǒng)計。

3 系統(tǒng)現(xiàn)場應用

工作票、操作票模擬仿真系統(tǒng)已于2014年12月在國網(wǎng)天津市電力公司投入運行，自投運以來，平臺整體運轉(zhuǎn)正常，并實現(xiàn)了兩票技能的模擬仿真；該平臺的運行使用，使兩票工作培訓工作有了平臺依托和技術(shù)支撐；通過該平臺的應用，電力公司兩票使用人員能夠通過平臺工作票、操作票學習、模擬仿真功能模塊實際工作票、操作票技能的模擬、仿真；能夠?qū)T工提交的工作票、操作票按照智能庫規(guī)則進行自動計算評分；能夠?qū)崿F(xiàn)部門、單位、個人成績的排名；能實保障工作票、操作票模擬仿真，安全生產(chǎn)知識的自我學習考核體系結(jié)構(gòu)的完整、規(guī)范。

天津市電力公司各級單位、部門領導在公司內(nèi)網(wǎng)能夠到達的地方，可隨時隨地對工作票、操作票模擬仿真系統(tǒng)進行登錄訪問，對天津市電力公司、下屬單位、部門及工區(qū)、班組兩票模擬仿真、學習、考試統(tǒng)計、查詢，并根據(jù)歷史統(tǒng)計、查詢數(shù)據(jù)，為各單位、部門、工區(qū)、班組制定相應的學習、模擬仿真策略，最大化的提高模擬演練的效率及質(zhì)量，推動兩票開寫技能的提升，，進而大幅降低了因兩票操作不當產(chǎn)生的電網(wǎng)事故，從而對天津市電網(wǎng)的安全、高效的運行發(fā)揮了重大作用。

4 結(jié)束語

通過智能網(wǎng)絡搜索、矢量圖形組件、智能知識庫等技術(shù)實現(xiàn)了模擬仿真系統(tǒng)，使天津市兩票工作人員 “技能培訓”從“師帶徒”模式上升到“自我學習”模式。為“面向崗位技能”培訓探索一種新模式，為天津市電力公司的工作負責人、簽發(fā)人等資格認證提供一種全新的考核模式，實現(xiàn)工作票、操作票技能考核認證數(shù)字化、智能化。同時實現(xiàn)了培訓結(jié)果的量化評估，促進企業(yè)整體培訓與員工自我培訓有的放失。以實際變電站主接線圖及二次屏柜圖為基礎的培訓模式，避免傳統(tǒng)培訓只講不練的弊端，提高培訓工作的實效性。通過該項目建設與使用，大大提高可電力企業(yè)兩票開寫的技能水平，進而大幅降低了因兩票操作不當產(chǎn)生的電網(wǎng)事故，從而對電網(wǎng)的安全、高效的運行發(fā)揮了重大作用。

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作者單位：孫永生（1972.10-），男，吉林人，本科，高級工程師，研究方向：電力系統(tǒng)。

作者單位：國網(wǎng)天津市電力公司，天津 300010