王雄偉，劉志成，熊 瑋，李群山，徐 浩

（國家電網(wǎng)有限公司華中分部，湖北武漢 430075）

隨著特高壓互聯(lián)電網(wǎng)規(guī)模持續(xù)擴大，大電網(wǎng)運行一體化特征日益凸顯，交直流、送受端、高低壓、斷面間高度耦合，電網(wǎng)運行復雜程度和控制難度不斷加大，同時全國統(tǒng)一電力市場和新型電力系統(tǒng)構(gòu)建加快推進，各類新型技術(shù)應用和新型值班業(yè)務層出不窮，均對電力系統(tǒng)調(diào)度運行人員的知識結(jié)構(gòu)、業(yè)務能力和職業(yè)素養(yǎng)提出了更高要求[1]。因此，在電力技術(shù)加快發(fā)展和電網(wǎng)安全形勢日益嚴峻的大背景下，加強電力系統(tǒng)調(diào)度運行人員培訓管理工作勢在必行，既是適應新形勢發(fā)展的客觀需要，也是提高運行值班工作能力的重要抓手，更是保障大電網(wǎng)安全運行的內(nèi)在要求。

在當前的電力管理模式下，電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)負責調(diào)管范圍內(nèi)的電力系統(tǒng)調(diào)度運行人員的規(guī)程規(guī)定學習、持證上崗考試、違章考核和證書審核、資料管理等系列培訓與考核管理工作。目前，電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)在開展電力系統(tǒng)調(diào)度運行人員培訓管理工作時存在以下難題：①培訓管理工作量大，培訓對象包括調(diào)度機構(gòu)、水力發(fā)電廠、火力發(fā)電廠、水電流域梯級集控、抽蓄電站、超高壓公司集控中心、超高壓變電站、特高壓變電站、直流換流站、送變電公司、輸電運檢公司等百余家單位的數(shù)千個運行值班人員，每年需要組織多次培訓考試，日常培訓管理工作任務繁重，急需要技術(shù)手段實現(xiàn)自動化支撐。②線下管理模式不適應工作需求，當前調(diào)度機構(gòu)主要以人工、線下、紙質(zhì)方式開展運行值班人員培訓管理，存在考試請求無法自動發(fā)起、學習資料無法全網(wǎng)共享、考試題目需人工制作、考試需人工監(jiān)考、試卷需人工評閱、成績需人工整理、證書需人工制作、證書發(fā)放需郵寄、證書丟失需補辦、違章無電子化管理、證書過期無自動提醒、抽考名單需人工選取、人員評價需線下開展等系列問題。另外受調(diào)度運行生產(chǎn)人員倒班制工作特性制約，人工線下培訓管理存在生產(chǎn)運行人員時間安排困難、培訓規(guī)模受限、訓練效果一般等問題[2]。③新冠疫情影響組織線下上崗考試，部分單位由于取證員工數(shù)量不足，按規(guī)定不能安排無證人員上崗值班，取證又受疫情制約，電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)無法赴取證需求單位開展調(diào)度運行人員持證上崗培訓工作，同時線下考試存在人員集聚風險，產(chǎn)生了運行值班力量不足的現(xiàn)實困難，嚴重影響了電網(wǎng)安全生產(chǎn)和電力調(diào)度業(yè)務的有序開展。

為系統(tǒng)化解決電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)在電力系統(tǒng)調(diào)度運行人員培訓管理工作存在的現(xiàn)實難題，切實提高電力系統(tǒng)調(diào)度運行值班人員的業(yè)務水平，文章提出一種面向電力系統(tǒng)調(diào)度運行人員的智能培訓考核管理系統(tǒng)設計，實現(xiàn)人員信息全景式管理、題庫標簽化批量管理、多樣化自動組卷、遠程登錄考試、后臺智能監(jiān)考、自動閱卷、自動分析成績、自動生成證書、自主定制學習套餐、智能評價人員表現(xiàn)等培訓全過程自動化管理，全面支撐電力系統(tǒng)調(diào)度運行人員培訓考核管理工作由“人工、線下、紙質(zhì)”模式向“智能、網(wǎng)絡、電子”方向升級。

1 基于Web的電力系統(tǒng)調(diào)度運行人員培訓考核管理系統(tǒng)設計

1.1 系統(tǒng)的框架設計

電力系統(tǒng)調(diào)度運行人員的管理與考核工作涉及多個生產(chǎn)單位大量運行人員[3-4]，需要結(jié)合崗位設置與任職要求提供個性化的學習與考核標準[5]，需要結(jié)構(gòu)化儲存調(diào)度運行工作需要的大量規(guī)程、規(guī)定[6]。系統(tǒng)以電力系統(tǒng)調(diào)度運行人員服務為核心，設計了多個子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)由多個功能模塊構(gòu)成，各模塊間通過內(nèi)部接口進行信息交互。它們共同實現(xiàn)完成電網(wǎng)調(diào)度員在線考核、持證上崗等需求。

（1）在線考核全流程在線化處理系統(tǒng)，用于電力系統(tǒng)調(diào)度運行人員外網(wǎng)遠程上機考試，實現(xiàn)根據(jù)調(diào)度運行人員崗位類型和要求智能出題、在線身份認證、防作弊界面、考試過程遠程視頻監(jiān)控、智能閱卷和考試結(jié)果多維度分析的全流程在線化處理。

（2）海量題目與資料的結(jié)構(gòu)化存儲管理，用于建設和管理電力專業(yè)資料庫和考試題庫，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)化的存儲專業(yè)資料與海量題目，并智能生成試卷放入試卷庫，滿足電力調(diào)度對象持證上崗在線管理與考核需要。

（3）電力系統(tǒng)調(diào)度運行人員持證上崗流程可視化管理，用于對電力系統(tǒng)調(diào)度運行人員持證上崗信息全員管理，實現(xiàn)各級調(diào)度及直調(diào)對象人員信息自動錄入、修改、統(tǒng)計、分析、自動抽考、狀態(tài)提醒功能，智能提醒無證書、證書過期、暫停資格、取消資格和警告記錄等信息，為調(diào)度業(yè)務提供準確的人員信息。

（4）電力系統(tǒng)調(diào)度運行人員個性化學習管理，用于調(diào)度運行人員學習、考核和評價，實現(xiàn)按照調(diào)度運行人員的學習階段，靈活制定學習計劃、考核標準、評價維度，全過程記錄調(diào)度運行人員的學習情況、考核情況、考評情況，并進行綜合評價，科學研判調(diào)度運行人員知識結(jié)構(gòu)和業(yè)務薄弱點，為調(diào)度運行人員定制學習建議。

1.2 系統(tǒng)特點

整個平臺應以電力系統(tǒng)調(diào)度運行人員服務為核心，提供管理、考核、個性化學習、持證上崗等相關(guān)服務。系統(tǒng)功能構(gòu)架如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)功能構(gòu)架圖

（1）應用層：用戶的統(tǒng)一訪問入口，即平臺的界面，為用戶提供各種專業(yè)知識學習與考核的功能。管理員負責整個平臺的運營和維護；電網(wǎng)調(diào)度員進行題庫學習、在線考試、查看成績，查看持證上崗證書等。

（2）服務層：是系統(tǒng)的核心，提供基礎(chǔ)服務、功能服務、個性化服務和系統(tǒng)擴展服務。

（3）數(shù)據(jù)層：用來存放平臺相關(guān)數(shù)據(jù)，如系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、考試數(shù)據(jù)、題庫數(shù)據(jù)、日志數(shù)據(jù)等，由于這些數(shù)據(jù)之間存在著相互聯(lián)系，所以數(shù)據(jù)主要釆用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫進行存儲。

通過對電力系統(tǒng)調(diào)度運行人員考核工作的特點與需求進行分析，確定系統(tǒng)采用B/S 模式，系統(tǒng)使用便捷，維護簡單。系統(tǒng)采用SpringBoot 框架集成JSP、Mybatis、Redis 等技術(shù)，開發(fā)與實現(xiàn)了針對電網(wǎng)調(diào)度員在線管理與考核工作的Web 管理端軟件與Web 客戶端軟件。

2 基于Web的電力系統(tǒng)調(diào)度運行人員培訓考核管理系統(tǒng)的實現(xiàn)

2.1 持證上崗在線考核全流程在線化處理

系統(tǒng)支持電網(wǎng)調(diào)度員的內(nèi)網(wǎng)在線考核與直調(diào)對象的外網(wǎng)遠程上機考核的全流程在線化處理，包含搜索、試卷獲取、考試功能等模塊，實現(xiàn)電力系統(tǒng)調(diào)度運行人員在線答題、管理員智能閱卷、考試分析與統(tǒng)計功能。此模塊業(yè)務員邏輯如圖2所示。

圖2 持證上崗在線考核全流程在線化處理邏輯圖

管理員登錄管理端，對試卷庫中的試卷進行篩選，將選擇的試卷導入考試功能模塊，在填寫考試時間和考試規(guī)則等信息后發(fā)布一場考試，同時生成考試提醒，用戶在登陸系統(tǒng)后會自動獲取緩存中的提醒，實現(xiàn)精準通知需要考試的電網(wǎng)調(diào)度員。

考生提交試卷后采用系統(tǒng)智能閱卷與管理員主觀評閱相結(jié)合的方式進行判卷，并給出該場考試的多維度分析報告，調(diào)用接口，將考試成績等相關(guān)數(shù)據(jù)分別與持證上崗流程管理系統(tǒng)和電力系統(tǒng)調(diào)度運行人員個性化學習系統(tǒng)共享。

為防止用戶在考試時作弊，管理員可以在創(chuàng)建考試時，開啟防作弊功能，系統(tǒng)會在頁面上調(diào)用攝像頭，通過Canvas 來捕獲攝像頭中的用戶畫面，能夠識別出非本人答題、多人一起答題、考生左顧右盼等作弊行為；當發(fā)現(xiàn)用戶存在作弊行為時，管理員能在第一時間讓用戶將試卷提交，方法是：系統(tǒng)采用輪詢（Polling）的方式獲取強制提交試卷的命令，這樣做不僅可以保證消息的準確性，也可以保證消息的實時性。

2.2 海量題目與資料的結(jié)構(gòu)化存儲管理

結(jié)構(gòu)化海量題庫功能支持海量題目的上傳，管理員擴展更新考試題庫，系統(tǒng)分專業(yè)、題型、難度等標簽進行結(jié)構(gòu)化存儲，組卷管理功能支持基于題目與規(guī)則自動生成試卷，滿足電網(wǎng)調(diào)度員考核工作的需要。此模塊業(yè)務員邏輯如圖3所示。

圖3 海量題目與資料的結(jié)構(gòu)化存儲管理邏輯圖

管理員給題目添加專業(yè)、知識點、題目類型、難度、知識來源以及使用對象等屬性后，可通過單個手動錄入、Excel 批量錄入、Word 批量錄入三種方式將添加相應屬性后的題目導入題庫進行結(jié)構(gòu)化存儲。系統(tǒng)使用POI 對Excel 表格進行處理，POI 是Apache軟件基金會的開發(fā)源代碼函數(shù)庫，提供API 給Java程序?qū)icrosoft office 格式文檔讀和寫的功能，利用POI 結(jié)構(gòu)中的HSSF 讀取Excel 表格中的每一條數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)處理后，寫入數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)題目錄入、人員錄入等功能。使用Spire.Doc 對Word 文檔進行處理，Spire.Doc 能執(zhí)行多種Word 文檔處理任務，用來識別文本的標簽，讀取每個標簽下的數(shù)據(jù)，再對數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)化處理，完成對Word 文檔的數(shù)據(jù)讀取，實現(xiàn)Word 錄題以及Word 組卷等功能。

資料庫支持大量資料的上傳、分專業(yè)等結(jié)構(gòu)化存儲資料，方便調(diào)度人員查看及學習。管理員將資料分類成穩(wěn)定導則、保護課件、穩(wěn)定規(guī)定、工作內(nèi)容、工作流程，標準化作業(yè)卡、現(xiàn)場實習資料、反事故演習信息等資料，分類進行上傳，系統(tǒng)分類存入資料庫，形成樹形分類目錄。

結(jié)構(gòu)化海量題庫與試卷考試功能相連，基于題庫題目，管理員可以進行組卷，系統(tǒng)為了方便管理員創(chuàng)建試卷，使用Math.random（）函數(shù)生成一個隨機數(shù)，一次抽取一道題，先將數(shù)據(jù)庫中滿足試卷的抽題規(guī)則的題目找出，然后根據(jù)每次生成的隨機數(shù)，在滿足的題目中進行抽取，為了防止抽取到重復的題目，使用Set 集合對題目進行去重，直到組卷完成。

2.3 電力系統(tǒng)調(diào)度運行人員持證上崗流程可視化管理

基于某調(diào)度中心持證上崗流程步驟，本系統(tǒng)實現(xiàn)了對電力系統(tǒng)調(diào)度運行人員執(zhí)證上崗信息的全員管理，支持各級調(diào)度及直調(diào)對象人員信息自動錄入、修改、統(tǒng)計、分析，可批量下載人員信息與證書信息，與其他調(diào)度信息交互，實現(xiàn)生產(chǎn)人員信息共享。對持證上崗流程進行可視化的在線管理，并與遠程在線考試功能與題庫試卷功能相交互，實現(xiàn)直調(diào)對象考試申請的審批、在線組織考試、自動判分、審核成績、基于考試結(jié)果與預設的證書模板自動生成電子證書、結(jié)果歸檔留存等功能。此模塊業(yè)務員邏輯如圖4所示。

圖4 持證上崗信息管理系統(tǒng)業(yè)務邏輯圖

參與流程各節(jié)點處理的調(diào)度員，可在流程需要處理時，收到實時全局消息。為了提高系統(tǒng)對用戶消息提醒的實時性，系統(tǒng)采用了短輪詢的方式，頁面上使用Ajax 向后臺發(fā)送請求，獲取到系統(tǒng)發(fā)送的消息，然后在頁面上顯示出來，保證系統(tǒng)發(fā)送消息的實時性。為了方便管理員在系統(tǒng)中對證書的管理，采用證書編號對證書進行統(tǒng)一的管理，系統(tǒng)會根據(jù)設置好的證書編號規(guī)則，對每次創(chuàng)建的證書生成一個證書編號，以此來方便管理員對證書的管理。系統(tǒng)采用BookBlock插件，將證書的信息以書本的樣式，展現(xiàn)在頁面上，用戶可以點擊頁面下面的按鈕來翻頁，提高了證書的閱讀性。系統(tǒng)使用FreeMarker 模板引擎，選取不同的模板，實現(xiàn)數(shù)據(jù)導出的多樣化，實現(xiàn)人員信息導出、試卷導出、證書下載等功能。

2.4 電力系統(tǒng)調(diào)度運行人員個性化學習管理

為了提高電力系統(tǒng)調(diào)度運行人員持證上崗的通過率，本系統(tǒng)融入人工智能、大數(shù)據(jù)及云計算技術(shù)，用學、練、考、評、管全流程鏈結(jié)合多元智能動態(tài)測評系統(tǒng)、知識圖譜可視化與學習路徑自適應、智能考試系統(tǒng)等多個應用系統(tǒng)，構(gòu)建全生命周期數(shù)據(jù)閉環(huán)，助力個性化調(diào)度對象學習管理的數(shù)字升級，系統(tǒng)同時具備自學習功能，可不斷總結(jié)運行經(jīng)驗，形成知識庫并推薦個性化學習方案。為提高用戶對文件的操作性，系統(tǒng)使用了OpenOffice 實現(xiàn)對文件的預覽，基于學習記錄，系統(tǒng)會建立新型的學習模型，該模型由課程知識庫模型、學員模型、信息采集模塊、個性化推薦引擎模塊構(gòu)成。可以實時跟蹤調(diào)度運行人員學習進度及知識掌握情況并提供建議和指導，可以從很大程度上避免知識迷路和學習迷航的問題。

系統(tǒng)還支持進行多維度的評價打分，管理員可以創(chuàng)建調(diào)度運行人員反事故演習表現(xiàn)、上班表現(xiàn)等多維度的綜合考評，調(diào)度運行人員可以進行綜合評價打分，再結(jié)合系統(tǒng)統(tǒng)計的考試成績、學習記錄等數(shù)據(jù)，生成個人能力雷達圖和綜合評價報告，為工作評定、崗位晉升和轉(zhuǎn)崗資質(zhì)提供一定的參考。

3 結(jié)語

本系統(tǒng)現(xiàn)已在某調(diào)度控制中心投入運行，經(jīng)該機構(gòu)使用后效果良好，培訓管理工作效率大幅提升：①系統(tǒng)擁有豐富生動、有針對性、有指導意義的題庫資源，并能夠?qū)υ囶}數(shù)字化管理。電子題庫為題目的保存、分類和檢索提供了便利，為編制試卷提供了高效率和低成本的手段。依托電子題庫與智能組卷技術(shù)，用戶制定好組卷策略后自動抽題成卷，極大地提高了出卷效率，為電力調(diào)度對象的常年性的考試，提供了海量試卷資源的有力支持。②系統(tǒng)從出題、考試到判卷、統(tǒng)計，完全實現(xiàn)了數(shù)字化，不再需要相關(guān)人員手工將員工成績、答題情況等詳細信息輸入計算機，在實際工作中能夠?qū)崿F(xiàn)員工成績統(tǒng)計分析，試題參數(shù)的統(tǒng)計分析及自動調(diào)整，能夠總結(jié)出員工個體和全體的知識點薄弱環(huán)節(jié)，以利于更好地進行針對性學習。