人工智能语音交互技术在电力调控领域的应用

人工智能语音交互技术在电力调控领域的应用

赵洪梅

国网冀北电力有限公司滦南县供电分公司

摘要：当下，随着用电规模的增长，面对发输变配调各环节信息和数据量的不断增长，电力调度系对数据传输和分析处理速度的要求也越来越高，电力调度稳定运行对电力系统的重要性不言而喻。人工智能技术广泛应用于人机交互、程序自动执行等领域，具有较强的信息处理能力。借助现代科学技术，可以有效地实现电力调节控制方式的自动化、程序化和智能化。同声传译的语音交互技术和传统的监管工作已经成为当前企业效率监管的重点。进一步保障全体市民安全稳定用电是一个重要的研究课题。

关键词：人工智能语音；交互技术；电力调控；应用

1基于语音交互的控制程序操作技术创新思路

1.1传统调度的局限性分析

调度中心作为电网的生产指挥中心，是坚强智能输电网络的神经中枢，是保障智能电网运行和发展的核心组织。它是一个知识密集型的“大脑”，集成了大量的规则和专家经验。它有多种电网运行数据、程序规范、处理方案，但调度员每天需要拨打100多个电话，上千条电力信息被实时监控。在早晚高峰时段，几十个电话同时涌入。调度员需要同时协调4-6个执行单元，故障点也要等待很长时间。这项工作需要操作人员大量的经验和知识。在控制操作指令的生成、命令的交互分发等常规工作场景中，存在大量重复的“人脑工作”，同时在指令发出和签名确认时，以在线电话的形式出现，繁忙的工作时间对个人的精力和体力有很大的要求。

1.2基于语音交互的程序化操作

针对上述情况，有必要利用人工智能技术，通过技术创新，辅助运行人员对电网日常运行和故障处理进行决策和判断。近年来，智能机器人、专家系统、自然语言处理、深度学习等人工智能理论和技术日趋成熟，其应用领域也逐渐扩大。大数据和云计算技术的发展，也为电网运行中海量数据的感知和分析提供了技术支撑，为“智能调度、智能调度”的建设提供了技术可行性。

基于人工智能的程序化操作通过建立人机语音交互模块，利用语音识别和自然语言分析技术，对操作员的语音数据进行识别和分析，实现相应的业务功能。它具有智能化程度高、人机交互的特点，提高了人员操作的响应速度，节省了调度员信息处理和操作时间，减轻了操作人员的工作量和工作压力。

2基于语音的人机智能交互技术研究

2.1调度人机语音交互技术研究

现有调度工作的重难点之一是，随着用电规模以每年7%的速度增长，各级调度特别是低压级调度的工作量迅速增长。同时要执行的工单很多，每天要发100多个电话工单。同时，调度员在传统工作模式下，考虑电网设备运行对电网供电的影响，考虑五防运行等，还需要考虑调度主站设备状态的反馈，有经验的调度员往往需要长时间的培训，给调度工作带来很大的压力。语音交互技术可用于调度协作。运营管理信息可通过语音获取。结合现有调度操作票，通过语义分析自动识别设备三联号名称、操作类型、备注信息等信息，实现操作命令的智能生成和智能搜索，大大提高工作效率。

2.2语音识别

语音识别技术是将自然语音信号转换成计算机能够识别的文本文件或可执行命令的技术。其功能的实现主要包括语音特征提取、模式匹配和参考模式库。语音识别程序接收到语音信号后，首先进行预处理，然后通过语音域分析提取各种语音参数，并与参考模式库中的语音模式信息进行匹配，最后选择最佳匹配结果，并得到语音识别结果。在电力调控领域，既有专门的站、线名称等专用名称，也有监控信号、开关操作等行业术语。传统的语音语料库不可能实现调度工作的语音交互转换，因此有必要建立一个针对特定电网的电力语料库规则库，它是控制业务数据语音识别的基础和关键。

针对调度语料库的建设，本研究在常用语音语料库的基础上，利用大量的调度规程、设备操作规程、电网模型数据库和历史操作票进行训练，建立调度语料库，支持调度语音的准确转换，将工作对话和说话信息转化为文字，可用于人与计算机的智能交互和对话，建立语音识别模型，在解析过程中准确切分，自动识别网格信息关键字、设备参数关键字等信息，操作术语信息、工作内容信息，转化为结构化信息进行存储和查询。

2.3调控语义解析

与常规交流过程相比，调控专业的语义解析更偏向于提取语音、文字信息内的有效关键信息，并同电力模型进行匹配，精准识别表述对象，因此要针对数据不标准、不规范的情况进行标准化处置，包括：设备类型信息处置、序号类信息处置、数字类信息处置、厂站设备命名习惯等。

设备类型信息处置：同一个设备类型，可能有不同的名称描述，需要在分析之前对相关信息进行标准化处置，方便后续对设备的定位与辨识。

序号类信息处置：对于变压器、电容器、电抗器、站用变等，有“1#变压器、#1变压器、1号变压器、变压器1”等多种不同的写法，需要进行规范化处置。在处置的过程中，注意信息之间的分割。比如针对1#电容器间隔，对应的开关编号为231，有些不规范的文本描述中，会把开关编号、电容器序号混写在一起，写成“2311#电容器”；在分析的过程中，需要根据变电站信息查找包含的电容器列表，根据拓扑判断电容器包含的开关编号信息，根据电容器、开关编号的组合，将文本分割为231、1#电容器这样的信息组合。

3基于语音识别的程序化操作应用

3.1语音生成操作指令

语音生成的操作票主要提供给控制人员，通过对操作任务的语音描述，自动生成操作票。调度语音、工作电话和通话信息通过语音交互自动转换成文本，然后通过自然语言分析、分词识别、语义分析等技术对文本信息进行分析，在分析过程中，自动识别电网信息中的关键词和关键字，如操作术语信息、工作内容信息、操作设备信息等，同时根据提取的关键信息，由专家系统和智能推理机生成标准操作指令。基于语音识别技术的操作票生成过程，使调度员能够通过自然语音模式自动生成操作票。因此，可以大大提高调度员的工作效率，减轻调度员的工作量，使调度员在电网紧急情况下能够快速完成作业指令的编写，提高事故处理的速度。

3.2语音命令语音应答

通过与调度电话系统对接，将实时呼叫转换为语音命令应答，自动识别语音采集的数据语义，并进行程序化操作。调度员通过电话下达命令时，采用智能语音识别技术与调度操作命令内容进行比对，并在关键字上检查文本内容和语音信息，实现对命令内容的安全防错判断和有效监控，现场朗诵及答疑。

3.3多伦互动语音问答；检索

语音问答；人机交互采用一种模式，可应用于控制人员的工作控制。将鼠标+人脑的操作模式改为语音+鼠标+人脑的操作模式，实现了对程序和信息数据的精确引导。调度员可以在各种界面之间频繁切换，不需要记录程序中的程序路径和复杂的按钮位置，解放了思想和双手，使调度员的工作更加轻松高效。

语音查询与应答模块采集控制人员的语音数据进行数据分析，并根据分析结果执行相应的业务功能，实现调度日志信息查询、操作命令查询、维修命令信息查询等。

结论

基于语音交互技术，可以实现对控制中心现有控制管理工作的智能升级。通过电力领域的专有模型、历史数据和法规文件，构建控制专业语料库和控制语义识别模型。据此，可以进一步实现智能化的人机交互，识别口语内容的信息，通过建立与其他系统的交互界面，采用NLP分词等技术进行语义分析和识别，形成一个共同的控制通道，最后通过语音编程实现了车票生成、下单、回签、统计、查询等所有工作任务，可以大大减少人工的压力，提高控制工作的执行效率。

参考文献：

[1]林泽宏,李敬航,陈威洪,等基于人工智能技术的调控程序化操作系统设计与研究[J].价值工程,2020,21:186-188.

[2]闪鑫,陆晓,翟明玉等.人工智能应用于电网调控的关键技术分析[J].电力系统自动化,2019,43(01):69-77.