盛慧 任堂正 包云康 王蓓菁 陳海燕

（1.國網(wǎng)上海市電力公司 上海市 200122 2.國網(wǎng)上海青浦供電公司 上海市 201799）（3.國網(wǎng)上海浦東供電公司 上海市 200122 4.上海欣能信息科技發(fā)展有限公司 上海市 200023）

1 研究背景

上海正加快國際經(jīng)濟、金融、貿(mào)易、航運和科技創(chuàng)新“五個中心”建設(shè)，已逐步成為中國面向世界的會客廳，供電保障覆蓋面越來越廣泛，對城市電網(wǎng)運行可靠性要求的不斷提高，對設(shè)備管理精益化要求也越來越高。為了做好保障工作和精細化的運維工作，基層工作人員和保障指揮人員，對信息系統(tǒng)支撐能力要求也越來越高。需要借助智能化分析手段，提高信息獲取、整合、利用的能力。上海公司以進博會供電保障會契機，開始探索人工智能技術(shù)在運檢工作的研究與應(yīng)用。

2 技術(shù)原理介紹

2.1 知識圖譜

參考《知識圖譜發(fā)展報告2018年版》、《知識圖譜標準化白皮書》，可以將知識圖譜技術(shù)分為以下幾個方面。

2.1.1 知識抽取

知識抽取技術(shù)是從不同結(jié)構(gòu)、不同類型、不同來源的數(shù)據(jù)中提取出計算機可以識別和計算的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，以對知識進行進一步的分析和利用。知識抽取包括了實體識別和建模、實體關(guān)系學(xué)習、以及事件知識學(xué)習。實體識別是從數(shù)據(jù)源中自動識別/抽取出專有名詞或有意義的名詞和短語，并將其加入到現(xiàn)有知識庫中。實體關(guān)系學(xué)習也稱為關(guān)系抽取，是從文本中自動發(fā)現(xiàn)實體之間的語義關(guān)系，將文本中的關(guān)系映射到實體關(guān)系三元組上。事件能描述是顆粒度更大的、動態(tài)的、結(jié)構(gòu)化的知識，是知識資源的重要補充。

2.1.2 知識表示

知識表示是將現(xiàn)實世界中存在的知識轉(zhuǎn)換成計算機可識別和存儲的內(nèi)容，是一種描述知識的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。知識表示是知識工程中的一個基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，在人工智能的構(gòu)建中具有關(guān)鍵作用。機器通過學(xué)習大量知識，特別是常識知識，才能表現(xiàn)出類似人類的行為，實現(xiàn)真正類人的智能。

2.1.3 知識融合

知識融合面向需求和創(chuàng)新，以多元異構(gòu)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在本體庫和規(guī)則庫的支持下，通過知識抽取和知識表示，獲取隱含的或有價值的新知識，同時優(yōu)化知識的結(jié)構(gòu)和內(nèi)涵，提供知識服務(wù)和決策問題。

2.1.4 知識計算

知識計算是基于已構(gòu)建的知識圖譜進行知識能力輸出的過程。主要包括知識統(tǒng)計和圖挖掘、知識推理。知識統(tǒng)計和圖挖掘及基于圖論的相關(guān)算法，實現(xiàn)基礎(chǔ)性查詢、統(tǒng)計分析和圖挖掘計算。知識推理是指通過規(guī)則或機器學(xué)習，預(yù)測推理新的關(guān)系和信息。常見的方法有規(guī)則推理、

2.2 語音識別

語音識別最重要的兩個環(huán)節(jié)是語音采集和語音轉(zhuǎn)寫。語音采集決定了要處理的音頻的特征，語音轉(zhuǎn)寫要根據(jù)音頻特征設(shè)計模型進行。按照識別內(nèi)容可以將語音識別分為語義識別和聲學(xué)識別。語義識別的目的是將人類語音中的詞匯信息轉(zhuǎn)換為計算機可處理信息。聲學(xué)識別是指通過語音信號提取說話人的聲學(xué)特征，識別出語音信號中的因素、音節(jié)等發(fā)音單元。技術(shù)架構(gòu)如圖1所示。

圖1

3 AI智能助手介紹

3.1 技術(shù)架構(gòu)

圖3

智能助手集成電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)和物聯(lián)監(jiān)控數(shù)據(jù)等各類數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)智能研判，具備信息匯集、智能研判、異常告警、輔助指揮、語音問答等功能，基于電力專業(yè)知識圖譜、智能指揮決策模型庫，構(gòu)建電力巡檢輔助支撐“智慧大腦”。智能助手的集成架構(gòu)如圖2。

圖2

3.2 功能介紹

3.2.1 信息匯集

智能助手部署在辦公電腦、智能巡檢機器人、移動掌機上，可以從PMS2.0、供服系統(tǒng)、營銷系統(tǒng)、用采系統(tǒng)、物聯(lián)平臺等各類系統(tǒng)匯集相關(guān)數(shù)據(jù)，包括電網(wǎng)設(shè)備臺賬信息、運行信息、歷史運維履歷信息，以及各類機器人、物聯(lián)傳感監(jiān)測信息等，將信息進行收集匯總至智能助手數(shù)據(jù)中心，支撐工作人員更加全面、高效、便捷地感知作業(yè)現(xiàn)場的設(shè)備運行及環(huán)境監(jiān)測信息，提升巡檢工作質(zhì)效。

3.2.2 智能研判

智能助手通過采集的數(shù)據(jù)進行智能研判，也可以集成現(xiàn)有系統(tǒng)中的智能研判功能，對收集匯總的信息根據(jù)模型算法和業(yè)務(wù)邏輯進行處理和分析，自動判斷設(shè)備運行狀態(tài)、缺陷類別、故障類型等，實現(xiàn)狀態(tài)輔助研判。

3.2.3 異常告警

智能助手具備自然語音轉(zhuǎn)換、語音播報等功能。一方面，當智能助手通過狀態(tài)研判自行發(fā)現(xiàn)異常情況時，可以進行語音告警提醒。另一方面，當智能機器人把巡視過程中發(fā)現(xiàn)的問題或巡視結(jié)果發(fā)送至指揮中心后，智能助手可以將文字信息轉(zhuǎn)換成人類語言，以語音的形式播報給指揮人員。

3.2.4 輔助指揮

智能助手的輔助指揮功能，主要體現(xiàn)在輔助決策和智能控制兩方面。

（1）智能助手可以將異常告警形成主動工單，經(jīng)過人工確認后，進行自動派單，實現(xiàn)輔助決策。

（2）指揮人員和可以通過智能助手，通過語音下發(fā)指令，在不操作系統(tǒng)的前提下，控制各指揮系統(tǒng)進行頁面和內(nèi)容切換，控制智能巡檢機器人進行巡檢，以機器人視角，實時查看巡視現(xiàn)場視頻，了解現(xiàn)場情況。

3.2.5 知識問答

借助知識圖譜技術(shù)，通過海量電力、電網(wǎng)運維檢修專業(yè)知識進行學(xué)習，構(gòu)建電力運檢專業(yè)知識圖譜庫。集成了語音采集、語音識別、自然語言理解、自然語言合成等功能，擁有語音閑聊、電力知識問答、電網(wǎng)運行狀態(tài)播報、實時語音查詢電網(wǎng)指標等功能。在現(xiàn)場作業(yè)過程中，工作人員可以在線聽取或查看電網(wǎng)綜合態(tài)勢、設(shè)備實時運行、現(xiàn)場環(huán)境監(jiān)測、周邊資源部署等信息。

4 應(yīng)用成效

基于知識圖譜和語音識別的電網(wǎng)運檢智能AI助手研究成果在上海第二屆進口博覽會供電保障期間試點應(yīng)用。一方面，一線工作人員和設(shè)備管理人員通過知識圖譜問答可以快速便捷地進行專業(yè)知識學(xué)習，有效地降低了人員培訓(xùn)成本和管理成本。另一方面，智能助手用于系統(tǒng)交互控制、機器人控制、現(xiàn)場信息獲取等，支撐管理人員的決策指揮，實現(xiàn)現(xiàn)場作業(yè)人員的信息獲取和遠程匯報，解放作業(yè)人員雙手，提升工作效率和服務(wù)水平。