徐堯燚，朱思婷，劉奇，詹鵬，黎翔，管霖

(1. 華南理工大學 電力學院，廣東 廣州 510640；2. 廣東電網(wǎng)有限責任公司廣州供電局電力調(diào)度控制中心系統(tǒng)運行部，廣東 廣州 510610)

0 引 言

城市供電網(wǎng)絡(luò)通常是閉環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計，但為限制短路電流一般采用開環(huán)運行。因此，電網(wǎng)運行方式會隨著線路和變壓器等設(shè)備的停電檢修而經(jīng)常改變。在城市電網(wǎng)的調(diào)控工作中，對于調(diào)度員來說，日常大部分工作量來源于對檢修計劃的處理。根據(jù)檢修計劃中的停電設(shè)備、相應的運行方式調(diào)整和二次設(shè)備更改等操作任務信息填寫調(diào)度命令票和對應的操作序列，并將操作票下發(fā)給相關(guān)廠站執(zhí)行。調(diào)度命令一般是關(guān)于電力設(shè)備在四種基本工作狀態(tài)(運行、熱備用、冷備用和檢修)間轉(zhuǎn)換的工作內(nèi)容，操作序列則是調(diào)度命令對應的可開合設(shè)備(開關(guān)、刀閘和地刀)的詳細操作工序。

國內(nèi)對操作票智能系統(tǒng)的研究和推廣已開展多年[1-4]。但大多數(shù)缺乏良好的智能性和通用性[5-6]，例如需要人工點圖成票[7]。系統(tǒng)對設(shè)備之間的關(guān)系表示比較復雜[8-9]，并且難以拓展實現(xiàn)對廠站間不同設(shè)備的復雜關(guān)聯(lián)。推理規(guī)則通常采用固化模板，智能性和可維護性不足[10-11]?？偟膩碚f，當前所開發(fā)的操作票系統(tǒng)缺乏考慮復雜運行方式調(diào)整下涉及多項操作任務配合的規(guī)則推理，多是針對固定的變電站和運行模式開票。另外也缺少對二次設(shè)備的建模，相關(guān)的操作票推理中并沒有涉及到保護和穩(wěn)控裝置等的投退或更改。

當前城市電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，設(shè)備進行停送電相應頻繁。因此有必要開發(fā)智能系統(tǒng)實現(xiàn)城市調(diào)控中心操作票的自動推理和執(zhí)行。所設(shè)計的系統(tǒng)應能夠自動解析檢修計劃內(nèi)容，生成操作任務，搜索相關(guān)的電網(wǎng)數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)操作票的靈活推理和智能執(zhí)行。由于檢修計劃涉及到運行方式調(diào)整和二次設(shè)備投退等操作任務，如何對操作任務信息、相關(guān)電網(wǎng)事實進行靈活表達，并設(shè)計與之相適應的通用規(guī)則和操作票推理機制，實現(xiàn)操作票與外部系統(tǒng)的交互執(zhí)行，將是本文智能操作票系統(tǒng)的重點研究內(nèi)容。

1 系統(tǒng)總體架構(gòu)和設(shè)計

1.1 系統(tǒng)的總體架構(gòu)

本文所設(shè)計的命令票-操作票-程序化操作集成自動化系統(tǒng)的總體架構(gòu)如圖1所示，主要由系統(tǒng)控制中心、數(shù)據(jù)接口、推理機、操作票生成系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)組成。

圖1 系統(tǒng)的總體架構(gòu)

系統(tǒng)控制中心實現(xiàn)對工作任務列表的智能管理和優(yōu)化，根據(jù)任務類型調(diào)用相應功能模塊，實現(xiàn)與外部系統(tǒng)的通信。數(shù)據(jù)接口采用Rabbit消息隊列實現(xiàn)了與停電管理系統(tǒng)(outage management system,OMS)、EMS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互，例如系統(tǒng)從OMS系統(tǒng)中獲取檢修計劃單和從EMS系統(tǒng)中獲取設(shè)備的實時數(shù)據(jù)等。系統(tǒng)知識庫由事實庫和專家規(guī)則庫構(gòu)成。事實庫是設(shè)備信息、實時狀態(tài)、拓撲連接關(guān)系和操作任務等以恰當知識形式表達的事實集合。專家規(guī)則庫是系統(tǒng)開發(fā)人員結(jié)合電網(wǎng)調(diào)度規(guī)程和調(diào)度運行操作管理細則等進行提取生成，從操作任務映射到調(diào)度命令的結(jié)構(gòu)化知識。推理機能夠?qū)崿F(xiàn)事實庫與專家規(guī)則庫的匹配以完成調(diào)度命令票的智能推理。

系統(tǒng)首先通過自然語言理解將檢修計劃單解析成結(jié)構(gòu)化的操作任務信息，然后根據(jù)解析結(jié)果搜索和查詢檢修單相關(guān)的電網(wǎng)數(shù)據(jù)，并將上述操作任務和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成事實庫，進一步完成調(diào)度命令票的推理和操作序列的生成。在執(zhí)行操作票前，需要預先對執(zhí)行后會造成當前電網(wǎng)設(shè)備潮流負荷變化的開關(guān)操作進行校核。操作票由系統(tǒng)下令給OMS系統(tǒng)完成程序化操作[12]，程序化操作可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)發(fā)令的解析和對應設(shè)備的遠方遙控操作。在操作票執(zhí)行結(jié)束后系統(tǒng)將進行電網(wǎng)狀態(tài)的確認。各模塊的功能說明如下。

操作任務解析模塊：通過自然語言理解對檢修計劃進行處理，將相關(guān)操作任務信息解析成結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)化為適合計算機處理的知識格式。

數(shù)據(jù)搜索查詢模塊：根據(jù)解析得到的廠站名和設(shè)備名判定局部操作范圍，從數(shù)據(jù)庫中獲取相關(guān)的設(shè)備信息、拓撲關(guān)系和電網(wǎng)實時狀態(tài)等數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化形成對應的相關(guān)電網(wǎng)事實。

調(diào)度命令票推理模塊：調(diào)用推理機，利用事實庫和專家規(guī)則庫的匹配完成調(diào)度命令票的推理，并給出推理解釋。

操作序列生成模塊：根據(jù)調(diào)度命令票的推理結(jié)論，讀取相關(guān)的設(shè)備關(guān)系表，生成調(diào)度命令對應的操作序列。

操作票預處理模塊：識別會引起潮流負荷變化的開關(guān)操作序列，并對操作票進行劃分，確保每部分操作序列中有一項上述的變位操作。進一步生成全體被操作設(shè)備的執(zhí)行票前初始狀態(tài)和執(zhí)行票后目標狀態(tài)。

操作票預演模塊：核對全體被操作設(shè)備的實時狀態(tài)和執(zhí)行票前設(shè)備初始狀態(tài)是否一致；提取整張操作票中會引起潮流變化的操作序列；按照順序發(fā)送至EMS的PAS程序；由PAS程序調(diào)用實時電網(wǎng)鏡像進行相應的操作預演和潮流計算，并返回每項操作下相應的設(shè)備潮流數(shù)據(jù)由模塊進行校核。

操作實時校核下發(fā)模塊：對下一步即將執(zhí)行的操作序列部分，將其發(fā)送給PAS程序進行實時模擬操作下的潮流計算，模塊通過對返回的設(shè)備潮流數(shù)據(jù)進行校核，判斷是否下發(fā)相應的操作序列。將相應部分待執(zhí)行的操作序列以機器內(nèi)部碼形式下發(fā)給OMS系統(tǒng)，由OMS通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)令完成程序化操作。

操作票執(zhí)行完畢確認模塊：當收到OMS系統(tǒng)上報操作票執(zhí)行完畢后，模塊將全體被操作設(shè)備執(zhí)行票后應有的目標狀態(tài)與設(shè)備量測庫中相關(guān)設(shè)備的實時狀態(tài)進行核對，確認操作票執(zhí)行完成。

知識庫和數(shù)據(jù)庫管理模塊：負責數(shù)據(jù)庫或?qū)＜抑R庫的更新，如專家規(guī)則的新增修改等。

系統(tǒng)通過模塊化的設(shè)計提高了可維護性。操作票的執(zhí)行環(huán)節(jié)主要涉及與外部系統(tǒng)的交互，邏輯判斷較為簡單，而操作票生成環(huán)節(jié)的研究和應用將是本文的關(guān)鍵內(nèi)容。

1.2 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)需求和控制決策

為實現(xiàn)快速、及時的自動化工作流程，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫存儲了各類數(shù)據(jù)。系統(tǒng)首先從OMS系統(tǒng)獲取檢修計劃單文本和檢修相關(guān)設(shè)備的目標狀態(tài)作為初始輸入數(shù)據(jù)，同時應能夠讀取電網(wǎng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)。對于電網(wǎng)的設(shè)備信息、拓撲連接關(guān)系、廠站和單位信息等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)將其存儲在自身Oracle數(shù)據(jù)庫中，當相關(guān)數(shù)據(jù)更新時，由系統(tǒng)訪問EMS獲取以xml格式導出的遵循61970標準CIM文件，在解析后對系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫進行更新。對于電網(wǎng)實時狀態(tài)和潮流數(shù)據(jù)的獲取，系統(tǒng)采用從EMS服務器下載實時E文件的方式，E文件中包含了開關(guān)、刀閘的實時運行狀態(tài)和潮流方向。系統(tǒng)對其解析后，得到全網(wǎng)開關(guān)和刀閘當前的運行狀態(tài)(開/合)以及開關(guān)的潮流方向，并進一步生成設(shè)備當前的調(diào)度用語狀態(tài)(運行/熱備用/冷備用/檢修)，將相關(guān)實時數(shù)據(jù)存儲在Oracle對應設(shè)備表里。對于專家規(guī)則、運行過程產(chǎn)生的分析數(shù)據(jù)(包括事實庫、操作票)等系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)，相應選擇合適的結(jié)構(gòu)形式將其存儲在系統(tǒng)的Oracle數(shù)據(jù)庫中。

在操作票執(zhí)行時，由于需要實時感知設(shè)備的狀態(tài)變化以確認操作的執(zhí)行進度，因此采用由EMS開通權(quán)限，通過系統(tǒng)訪問設(shè)備量測庫來讀取設(shè)備實時狀態(tài)。此外系統(tǒng)在執(zhí)行操作票的過程中與OMS、EMS產(chǎn)生交互數(shù)據(jù)，系統(tǒng)將視數(shù)據(jù)類型進行存儲。圖2給出了系統(tǒng)各類數(shù)據(jù)的構(gòu)成和來源。

圖2 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)構(gòu)成

控制中心是整個系統(tǒng)的主程序，它控制著系統(tǒng)的業(yè)務流程，通過Rabbit消息隊列與外部系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互，對消息列表中接收到的各項外部消息進行解讀。若是需要處理的工作任務，將會添加到系統(tǒng)的任務列表中并調(diào)用相應的功能模塊進行處理。因此系統(tǒng)運行的驅(qū)動主要是依靠從消息隊列接收到的事件(任務)，對于操作票的推理，系統(tǒng)業(yè)務的開始是以接收到批量檢修計劃的事件為驅(qū)動，而操作票的執(zhí)行則以系統(tǒng)接收到全體相關(guān)現(xiàn)場人員到站為事件驅(qū)動。

在操作票執(zhí)行環(huán)節(jié)，若需要同時執(zhí)行多張操作票，控制中心將調(diào)用python開發(fā)的celery分布式任務調(diào)度模塊，讀取任務列表中待執(zhí)行的操作票并開啟多任務并行處理模式。

對于任務列表中的事件，控制中心還會進行重要級的評判，例如在進行某張操作票的推理時突然收到執(zhí)行其他操作票的事件，系統(tǒng)將會中斷當前的業(yè)務處理流程，優(yōu)先執(zhí)行調(diào)度操作任務，等待任務執(zhí)行完畢再繼續(xù)完成操作票的推理。

在系統(tǒng)與外部系統(tǒng)進行通信的過程中，為使消息具有唯一性，每條消息均包含了流程編碼、步驟編碼和計劃單ID。流程編碼是由系統(tǒng)在每次業(yè)務流程開啟時生成的唯一編碼，步驟編碼則用來標記每一類消息的類型以方便消息解讀，而計劃單ID則是消息內(nèi)容所針對的檢修計劃的相應編號。

2 基于一階謂詞邏輯的知識庫設(shè)計和生成

2.1 事實庫的設(shè)計和構(gòu)建

一階謂詞邏輯是一種描述對象和關(guān)系的語言表示方法[13]，適合表達領(lǐng)域內(nèi)知識和構(gòu)造域內(nèi)推理規(guī)則。在操作票事實庫的設(shè)計上，本文采用“謂詞符號(電網(wǎng)對象1,電網(wǎng)對象2,…)”的函數(shù)表達方式對各類電網(wǎng)對象的屬性、關(guān)系和操作任務等信息進行表達。電網(wǎng)對象是電網(wǎng)中現(xiàn)實物理存在的唯一編碼，涵蓋各類電力設(shè)備裝置和工作單位等。謂詞采用自然語言對電網(wǎng)對象的屬性、關(guān)系和操作任務等信息進行描述。例如事實“l(fā)ine_load_transfer(x,y)”表示將線路本體x的負荷轉(zhuǎn)由y供，“bus(z)”表示電網(wǎng)對象z是母線。

基于電網(wǎng)事實的來源和邏輯特點，本文將其劃分為兩類：一類是相關(guān)電網(wǎng)事實，另一類是通過解析檢修計劃得到的操作任務事實。應用分層分類的事實框架對以上兩類事實進行描述(中文給出了事實的分類和解釋，英文為謂詞符號)。

如圖3所示，相關(guān)電網(wǎng)事實可分為靜態(tài)概念事實、動態(tài)概念事實和關(guān)系事實。靜態(tài)概念事實表示電網(wǎng)中設(shè)備和單位等構(gòu)成內(nèi)容，一般通過不定期完成更新。動態(tài)概念事實描述了電網(wǎng)對象的實時信息，如負荷開關(guān)是實時功率從線路流向母線或主變的線路開關(guān)。關(guān)系事實表示各對象之間的拓撲連接關(guān)系和從屬關(guān)系等，其中從屬關(guān)系表示不同對象之間的層次關(guān)系。

圖3 電網(wǎng)事實的組織和表達框架

在檢修計劃解析方面，如圖4所示，本文將操作任務事實分為停電設(shè)備、確認型事實和操作事實。操作事實描述了電網(wǎng)運行方式調(diào)整和二次設(shè)備操作, 確認型事實是對設(shè)備工作狀態(tài)或電網(wǎng)運行方式的確認。

本文所設(shè)計的事實庫將現(xiàn)實電網(wǎng)中設(shè)備、單位作為被描述的物理對象，采用具有解釋性的謂詞符號將各類數(shù)據(jù)、信息和關(guān)系表示成分散化的事實。整個事實庫的組織和表達靈活，具有很強的通用性。謂詞符號除了表示電網(wǎng)對象，也可以描述常量或數(shù)據(jù)量，如“change_protection_value(x站y線相間距離保護Ⅱ段定值,23.6 Ω)”，更改保護定值事實描述了數(shù)據(jù)量，這極大增強了知識的表達能力。

不同電網(wǎng)對象通過關(guān)系事實或操作事實產(chǎn)生了聯(lián)系。事實的聯(lián)系使得不同事實間并非孤立。對于同個本體的多個屬性事實，同類屬性事實可以分為多層。構(gòu)造檢修規(guī)則時可以根據(jù)應用場景不同選取相應的事實層次。因此基于以上事實表達方式，通用型規(guī)則的構(gòu)造將易于實現(xiàn)。

圖4 操作任務事實的表達框架

2.2 操作任務的解析和電網(wǎng)事實的搜索

操作任務信息和相關(guān)電網(wǎng)事實的集合構(gòu)成了檢修計劃對應的事實庫。實現(xiàn)檢修計劃的操作任務的解析需要對相關(guān)文本內(nèi)容進行機器理解。目前電力系統(tǒng)領(lǐng)域內(nèi)自然語言文本的智能解析的相關(guān)研究和應用尚比較少，本文采用能自主學習語義結(jié)構(gòu)知識的電力文本語義解析技術(shù)，應用正則表達式建立檢修計劃對應的句法知識庫，利用語義網(wǎng)絡(luò)抽取重要設(shè)備信息，能夠辨識檢修計劃文本中詞語組合從屬關(guān)系和解決主語脫落現(xiàn)象，從而精準理解操作任務的文字句意。文獻[14]對相關(guān)技術(shù)方法進行了詳細介紹。在將檢修計劃的文本內(nèi)容解析成結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)后，通過查詢數(shù)據(jù)庫中相關(guān)設(shè)備信息，將操作任務信息中的設(shè)備主體更換成全網(wǎng)唯一設(shè)備編號，進一步根據(jù)本文采用的知識表示方式將所解析的信息轉(zhuǎn)換成事實庫。

在對檢修計劃相關(guān)電網(wǎng)數(shù)據(jù)進行搜索時，一個重要的原則是必須判斷操作任務所涉及的拓撲范圍，給出范圍內(nèi)的設(shè)備信息、拓撲關(guān)系和設(shè)備的實時狀態(tài)等，并且能夠識別各種電網(wǎng)主接線。傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫難以滿足系統(tǒng)搜索性能和識別電網(wǎng)接線方式。為了加快拓撲搜索和事實庫的動態(tài)生成效率，另外采用Neo4j圖數(shù)據(jù)庫將城市電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進行表示和存儲。圖由節(jié)點、邊和屬性構(gòu)成，節(jié)點為電網(wǎng)一次設(shè)備，邊和屬性分別為設(shè)備間連接關(guān)系和設(shè)備的相關(guān)參數(shù)，圖的屬性從電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫導入。通過利用檢修計劃解析結(jié)果中的廠站和設(shè)備名，在圖上采用內(nèi)置的圖搜索技術(shù)，如雙向廣度優(yōu)先搜索進行節(jié)點間路徑搜索，確定檢修計劃的操作范圍并進行局部范圍內(nèi)節(jié)點屬性和節(jié)點間關(guān)系的拓撲分析。另外結(jié)合實時狀態(tài)和潮流數(shù)據(jù)等動態(tài)信息，將操作范圍內(nèi)所有拓撲分析結(jié)果和相關(guān)設(shè)備數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為檢修計劃對應的相關(guān)電網(wǎng)事實。

在一般的拓撲分析中，例如要得到開關(guān)及其兩端連接電氣設(shè)備的拓撲事實，可以通過在拓撲分析中記錄下開關(guān)及兩端連接設(shè)備來生成。在對變電站主接線等復雜拓撲的判別上，通過開發(fā)主接線辨識算法現(xiàn)對各種變電站主接線的判別，進一步建立接線方式庫，在圖數(shù)據(jù)庫上將屬于接線方式庫中的廠站主接線的相關(guān)信息進行提取和存儲，以實現(xiàn)事先對主接線的邏輯識別，從而在進行拓撲分析時可以直接利用主接線的判別結(jié)果。

2.3 調(diào)度命令票規(guī)則的設(shè)計

基于上文構(gòu)建的事實庫，本文設(shè)計了采用If-Then架構(gòu)的調(diào)度命令票推理規(guī)則。通用表達形式如下：

IfCd, Then (Cn,Sc,Lg) , PriorityZ, ForEx。

Cd表示規(guī)則前提，采用一階謂詞邏輯語言進行描述，由若干子條件Cdi(Xj,…)及邏輯符號?(全稱量詞)、exists(存在量詞)、->(蘊含)、=(等價)、&(與)、|(或)、!(非)等復合而成。子條件Cdi(Xj,…)由事實庫體系中的謂詞符號Cdi和變量Xj(或常量)構(gòu)成。

規(guī)則后件由Cn(Xj,…)、Lg(Xj,…)、Sc(Xj,…)組成，Cn(Xj,…)表示結(jié)論，其中Cn是結(jié)論謂詞符號，表示某項操作的執(zhí)行或某項復雜任務的階段完成情況。Sc(Xj,…)表示更改事實庫中電網(wǎng)對象的當前狀態(tài)，通用表達為State_before(Xj,…)→State_after(Xj,…)，模擬實際操作執(zhí)行時造成的設(shè)備狀態(tài)變化。Lg(Xj,…)是調(diào)度命令語句模板，由標準中文語言和變量構(gòu)成。

Z表示規(guī)則優(yōu)先級，Ex是規(guī)則對應的解釋內(nèi)容，可以輸出給用戶查看推理解釋。表1給出了命令票推理規(guī)則的范例。

表1 調(diào)度命令票推理規(guī)則示例

命令票推理規(guī)則通用的面向電網(wǎng)對象變量。當某條規(guī)則的前提與事實庫匹配成功后，其結(jié)論Cn(Xj,…)中的變量Xj將被實例化成電網(wǎng)對象，同時實例化后的結(jié)論將作為新事實添加到事實庫中。因此某些規(guī)則的結(jié)論可以作為其他規(guī)則前提中的構(gòu)成成分，這意味不同規(guī)則與事實庫匹配時存在先后順序，該構(gòu)造方式降低了規(guī)則的冗余程度，體現(xiàn)了規(guī)則層次性，有利于實現(xiàn)從復雜操作任務推理得到調(diào)度命令序列。

在規(guī)則的構(gòu)成上，前提Cd中的所有變量共同描述了復雜的設(shè)備屬性、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和操作任務等實際調(diào)度狀況，通過邏輯符號和量詞的組合，事實之間的各種聯(lián)系限定了規(guī)則的適用范圍，防止了規(guī)則的誤觸發(fā)。因此，規(guī)則的表達完善、靈活和通用，可維護性強，能夠滿足調(diào)度命令票推理的要求。

3 調(diào)度命令票的推理和操作序列的生成

3.1 推理機的機制設(shè)計和調(diào)度命令票的推理

應用Python中NLTK工具包自帶算法[15]進行推理機的開發(fā)，該算法可以判斷事實庫中是否存在滿足規(guī)則前提的電網(wǎng)對象。所設(shè)計推理機的實現(xiàn)機制如圖5虛線框中所示。推理機通過動態(tài)提取與規(guī)則前提相關(guān)的事實形成小事實庫，從而縮小事實的搜索量以提高推理效率。當推理機從事實庫中搜索到滿足某規(guī)則前提的電網(wǎng)對象后，將結(jié)論中的變量實例化生成推理結(jié)果。

與以往的命令票生成系統(tǒng)不同，系統(tǒng)的成票可以有效滿足各種操作范圍廣、需要多廠站配合的運行方式調(diào)整和二次設(shè)備更改等復雜調(diào)度任務的要求。每張檢修計劃形成事實庫后，系統(tǒng)的調(diào)度命令票推理模塊通過調(diào)用推理機，采用前向推理策略進行相應的推理。在每次規(guī)則匹配推理完成后，結(jié)論將作為新知識添加到本體知識庫中為下一次規(guī)則匹配增加條件，同時模塊將模擬實際調(diào)度操作執(zhí)行時對相關(guān)設(shè)備狀態(tài)進行更新。當檢測到事實庫中的設(shè)備目標狀態(tài)與其當前狀態(tài)一致并且所有操作任務知識均已被匹配過，模塊將停止繼續(xù)匹配規(guī)則庫完成命令票的推理。應當注意的是，每一次讀取規(guī)則時同一優(yōu)先級可能有多條規(guī)則滿足當前的事實庫，或者事實庫中有多組電網(wǎng)對象滿足同一條規(guī)則，此時只需將對應的調(diào)度命令語句分別輸出即可。

3.2 操作序列的生成

系統(tǒng)在推理調(diào)度命令票后，需要生成調(diào)度命令語句對應的具體倒閘操作序列。由于在調(diào)度命令票推理過程中記錄下了調(diào)度命令層的實例化結(jié)論，因此可以根據(jù)結(jié)論所表達的操作以及操作涉及的設(shè)備對象，基于數(shù)據(jù)庫預先定義和存儲的若干類數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表，對每種調(diào)度命令語句編寫搜索數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表生成操作序列的程序函數(shù)。必要時可根據(jù)程序中包含的查詢設(shè)備狀態(tài)，確認具體操作的設(shè)備(如接在雙母上的線路開關(guān)轉(zhuǎn)冷備用時需要先確定運行的母線側(cè)刀閘)。

表2為定義線路開關(guān)表的示例，給出了線路開關(guān)與所連接的線路和母線的關(guān)系，以及開關(guān)兩端刀閘的對應序列關(guān)系，可以解決線路開關(guān)狀態(tài)在熱備用和冷備用狀態(tài)間轉(zhuǎn)換時對應的操作序列生成問題。

表2 線路開關(guān)表的示例

操作序列的實際生成，只需根據(jù)調(diào)度命令層的實例化結(jié)論調(diào)用對應的程序函數(shù)，即可快速生成調(diào)度命令對應的操作序列。如調(diào)度命令“崇安巡維地遠站將110 kV綠地乙線126開關(guān)由熱備用轉(zhuǎn)冷備用”，“l(fā)ine_breaker_hotspare_to_coldstandby(Cchongan,Cdiyuan，Cdiyuan.126)”是其對應的結(jié)論事實，謂詞表示將線路開關(guān)從熱備用轉(zhuǎn)冷備用，通過查詢線路開關(guān)表，由于開關(guān)僅連接單母線，因此不用獲取母線側(cè)刀閘的實時狀態(tài)來確定所斷開的具體刀閘，直接生成操作序列和對應的機器內(nèi)部碼，如表3所示。內(nèi)部碼在操作票執(zhí)行過程中由OMS程序化操作進行識別和執(zhí)行。

表3 操作序列生成示例

4 應用實例與分析

本文在PyCharm上采用Python語言完成了系統(tǒng)的開發(fā)和應用。以110 kV線路的停電檢修計劃為例，停電設(shè)備為110 kV綠地乙線，檢修要求“110 kV綠地乙線負荷由綠地甲線供，在線路停電后，確認地遠站110 kV備自投充電方式與實際運行方式一致”。應用本文所設(shè)計的操作票智能系統(tǒng)，可以實現(xiàn)涉及多廠站和多線路運行方式調(diào)整，以及多操作任務配合的調(diào)度命令票推理。通過對上述檢修文本的解析和相關(guān)電網(wǎng)事實的搜索生成，利用所設(shè)計的推理機制生成調(diào)度命令票，如表4所示。

表4 調(diào)度命令票生成示例

合序限定了調(diào)度命令的執(zhí)行順序，不同合序的調(diào)度命令必須嚴格按照先后順序依次執(zhí)行。由于所設(shè)計的規(guī)則推理主要利用了電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)的轉(zhuǎn)換和優(yōu)先級的設(shè)置，因此推理機每次對同一優(yōu)先級規(guī)則進行匹配推理時，輸出的若干句調(diào)度命令均可在當前電網(wǎng)狀態(tài)下執(zhí)行，具有相同的合序。因此每次同一優(yōu)先級的規(guī)則推理出的調(diào)度命令語句具有相同的合序，合序只需在不同優(yōu)先級推理出的調(diào)度命令語句上依次遞增即可。

進一步可生成各調(diào)度命令的操作序列和內(nèi)部碼，通過Rabbit消息隊列開發(fā)的數(shù)據(jù)接口，與OMS和EMS進行通信完成操作票的執(zhí)行。

5 結(jié)束語

針對目前操作票專家系統(tǒng)智能性和通用性的不足，本文提出了一種可以實現(xiàn)從檢修計劃文本到操作票生成和執(zhí)行的命令票-操作票-程序化操作集成自動化系統(tǒng)。采用一階謂詞邏輯方法，系統(tǒng)對檢修計劃和操作票領(lǐng)域內(nèi)的事實和規(guī)則進行了靈活通用的表示，考慮了二次設(shè)備的建模和各類操作任務信息的表達，并設(shè)計了與之相匹配的調(diào)度命令票推理機制。在系統(tǒng)運行的設(shè)計思路上，先是利用規(guī)則完成調(diào)度命令票的推理，進一步查詢相關(guān)結(jié)構(gòu)表來實現(xiàn)操作序列的生成，最后通過與OMS、EMS系統(tǒng)的交互來完成操作票的校核和執(zhí)行。