圖像識別技術(shù)在云南電網(wǎng)數(shù)據(jù)認(rèn)責(zé)中的研究與應(yīng)用

楊東寧，徐 敏，李 沙，鄒璞玉

（1.云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司信息中心，云南 昆明 650217；2.云南云電同方科技有限公司，云南 昆明 650217）

1 數(shù)據(jù)認(rèn)責(zé)的現(xiàn)狀及問題

2017年，云南電網(wǎng)公司開展數(shù)據(jù)認(rèn)責(zé)體系建設(shè)，依據(jù)云南電網(wǎng)公司管理體系，通過業(yè)務(wù)部門專責(zé)或班組人員按數(shù)據(jù)主題、責(zé)任人建立責(zé)任關(guān)系，明確各方的職責(zé)，以落實最小管理單元的數(shù)據(jù)責(zé)任。構(gòu)建各業(yè)務(wù)域內(nèi)核心數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、錄入規(guī)范，促進(jìn)數(shù)據(jù)操作規(guī)范、準(zhǔn)確、完整，確保數(shù)據(jù)質(zhì)量問題責(zé)任明確清晰，使數(shù)據(jù)質(zhì)量問題能夠找到具體的責(zé)任人，各類數(shù)據(jù)質(zhì)量問題沖突能夠得到解決。

同時，云南電網(wǎng)公司將數(shù)據(jù)認(rèn)責(zé)工作納入了組織績效考核，從2017年起，每年組織開展現(xiàn)場檢查整改工作，完成18家供電局生產(chǎn)域、營銷域、物資域及人資域的數(shù)據(jù)完整性、準(zhǔn)確性檢查整改?，F(xiàn)場檢查過程中發(fā)現(xiàn)，工作效率和效果都亟待提高。

2 人工檢查費(fèi)時費(fèi)力

檢查人員需要提前在系統(tǒng)中查看數(shù)據(jù)、打印資料，到工作現(xiàn)場與設(shè)備銘牌等資料核對數(shù)據(jù)是否正確，并提示整改，整改后需要再次進(jìn)行現(xiàn)場核對，整個檢查整改過程費(fèi)時費(fèi)力。以2017年為例，共組織近百名專家，耗時兩周，完成全省18家供電局生產(chǎn)、營銷業(yè)務(wù)域數(shù)據(jù)的核查，但是由于業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量龐大，檢查人員只能完成抽查工作，檢查整改工作僅覆蓋極小部分的問題數(shù)據(jù)。其中，生產(chǎn)業(yè)務(wù)域共抽查145 604個字段，發(fā)現(xiàn)待整改問題數(shù)22 733個；營銷業(yè)務(wù)域共抽查3 379個字段，發(fā)現(xiàn)待整改問題數(shù)109個。

3 人工錄入數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性較低

檢查過程中發(fā)現(xiàn)一些數(shù)據(jù)源頭的質(zhì)量問題，如由于人員錄入錯誤造成的設(shè)備技術(shù)參數(shù)缺失、數(shù)據(jù)填寫標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一及數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確等。檢查發(fā)現(xiàn)的問題數(shù)據(jù)需再次由人工補(bǔ)錄、修改，依然存在人工失誤造成的問題數(shù)據(jù)。

針對這些現(xiàn)狀和問題，為了提高數(shù)據(jù)核查工作效率，保證數(shù)據(jù)認(rèn)責(zé)工作質(zhì)量，迫切需要借助圖像識別技術(shù)等人工智能手段作為工具支撐，保障公司數(shù)據(jù)認(rèn)責(zé)工作規(guī)范有序地開展。

4 圖像識別技術(shù)及應(yīng)用情況

圖像識別是指利用計算機(jī)對圖像進(jìn)行處理、分析和理解，以識別各種不同模式的目標(biāo)和對像的技術(shù)。使用圖像識別技術(shù)，通過圖像讀取、邊緣檢測、抽象、分割及分類等過程，可將圖像中的文本信息轉(zhuǎn)化為計算機(jī)可存儲的數(shù)據(jù)。其中，圖像讀取是把圖像電子化以圖片的方式進(jìn)行傳播；邊緣檢測在于確認(rèn)圖片中圖像的邊緣，確定圖像的范圍；抽像就是把復(fù)雜的圖像簡化，得到骨架，以準(zhǔn)確表示圖像；分割就是對骨架進(jìn)行切割，便于以更簡單的圖形反映圖像。分割也叫不變幾何特征提取，通過分割可以以環(huán)、交差點(diǎn)、端點(diǎn)等圖形表示圖像。分類是通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對圖形進(jìn)行識別歸類的過程。在圖像識別的過程中，對于同一物體的圖像很容易受到各種噪聲的干擾，如圖像位置、大小、角度、顏色、光影及背景等，都會對識別造成影響。例如，同一個物體，位置旋轉(zhuǎn)了一定角度，從圖片中看是明顯的不同，此時網(wǎng)絡(luò)是否又能正確識別。對于同一物體的圖像，不管位置、大小、角度、顏色、光影及背景如何變化，都必須能夠識別出來，這是技術(shù)實現(xiàn)的一個難點(diǎn)。對于輕微畸變或是輕微殘缺的物體的圖像，是否能正確分類到正常物體的一類，這也是一個難點(diǎn)。

圖像識別是人工智能的一個重要領(lǐng)域，目前在金融、政府、工業(yè)、教育及醫(yī)療等行業(yè)都有常見的應(yīng)用場景。例如，人臉識別、監(jiān)控視頻快速檢索及防控預(yù)警在公安系統(tǒng)中的應(yīng)用；在自動化生產(chǎn)過程中，人們將機(jī)器視覺系統(tǒng)廣泛地用于工況監(jiān)視、成品檢驗和質(zhì)量控制等領(lǐng)域；醫(yī)療影像數(shù)據(jù)的識別和診斷輔助，提升了醫(yī)生的診斷效率；通過圖片文字識別，實現(xiàn)了文字高速錄入。

對于電網(wǎng)企業(yè)數(shù)據(jù)，可用在電網(wǎng)設(shè)備臺賬建立、物資倉儲信息管理及實物數(shù)據(jù)與系統(tǒng)數(shù)據(jù)之間的核查對比等與數(shù)據(jù)質(zhì)量管理密切相關(guān)的業(yè)務(wù)領(lǐng)域。但是，目前常見的圖像識別技術(shù)解析效果有限，對識別對象的格式標(biāo)準(zhǔn)、參數(shù)規(guī)范及清晰度等均有較高要求，而根據(jù)電網(wǎng)數(shù)據(jù)的特性，并不能直接使用現(xiàn)有圖像識別技術(shù)。以電力設(shè)備為例，電力設(shè)備存在種類多、型號多及參數(shù)規(guī)則眾多等特性，不同類型的設(shè)備參數(shù)描述可能完全不同，現(xiàn)有圖像識別技術(shù)未能一一識別電力設(shè)備參數(shù)名和參數(shù)值。因此，鑒于準(zhǔn)確性、電力設(shè)備的獨(dú)特性要求和電網(wǎng)設(shè)備、客戶信息及物資等數(shù)據(jù)來源的廣泛性、特殊性，需要在圖像識別技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行個性化開發(fā)，針對不同業(yè)務(wù)域建立模型，實現(xiàn)參數(shù)解析、參數(shù)結(jié)構(gòu)化修正，提高參數(shù)名和參數(shù)值的識別準(zhǔn)確率，實現(xiàn)圖像識別技術(shù)和電力數(shù)據(jù)質(zhì)量治理的有機(jī)結(jié)合。

5 基于圖像識別技術(shù)的數(shù)據(jù)核查系統(tǒng)實現(xiàn)

5.1 系統(tǒng)架構(gòu)

基于圖像識別技術(shù)的數(shù)據(jù)核查系統(tǒng)架構(gòu)從下到上分為數(shù)據(jù)層、核心業(yè)務(wù)層及應(yīng)用層，如圖1所示。

5.1.1 數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層是系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)物理存儲，包括設(shè)備數(shù)據(jù)、認(rèn)責(zé)權(quán)限數(shù)據(jù)及核查結(jié)果數(shù)據(jù)。

（1）設(shè)備數(shù)據(jù)。系統(tǒng)定時從CSGⅡ系統(tǒng)源數(shù)據(jù)庫中同步地生產(chǎn)、營銷管理系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)。

（2）認(rèn)責(zé)權(quán)限數(shù)據(jù)。云南電網(wǎng)公司數(shù)據(jù)認(rèn)責(zé)體系中按數(shù)據(jù)主題、責(zé)任人建立的責(zé)任關(guān)系，即最小管理單元的數(shù)據(jù)責(zé)任，實現(xiàn)數(shù)據(jù)責(zé)任到崗的管理目標(biāo)。

（3）核查結(jié)果數(shù)據(jù)為系統(tǒng)核查后保存的核查整改清單，以供用戶對比整改。

5.1.2 核心業(yè)務(wù)層

核心業(yè)務(wù)層是系統(tǒng)進(jìn)行圖像識別、核查對比的核心模塊。

圖1 基于圖像識別技術(shù)的數(shù)據(jù)核查系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

（1）圖像預(yù)處理。使用圖像識別技術(shù)，對采集的圖片進(jìn)行圖像傾斜矯正、切割、局部二值化及去邊框等處理。

（2）圖像解析。使用圖像識別技術(shù)，根據(jù)空白區(qū)域、冒號及橫線進(jìn)行內(nèi)容定位和切割，標(biāo)記內(nèi)容區(qū)域的4個定位坐標(biāo)值，獲取圖像中的參數(shù)信息。

（3）參數(shù)結(jié)構(gòu)化。根據(jù)圖像解析獲取的參數(shù)，與數(shù)據(jù)層中的設(shè)備數(shù)據(jù)驗證，匹配現(xiàn)有系統(tǒng)設(shè)備臺賬參數(shù)、電力相關(guān)數(shù)據(jù)單位，對解析出的參數(shù)名和參數(shù)進(jìn)行修正，包括合并、拆分、整合，獲得準(zhǔn)確的設(shè)備參數(shù)和參數(shù)值組合。

（4）核查驗證。根據(jù)圖像識別技術(shù)和參數(shù)結(jié)構(gòu)化獲取的數(shù)據(jù)，與同步的設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。

（5）核查結(jié)果整合。以列表形式整合實物數(shù)據(jù)與系統(tǒng)數(shù)據(jù)對比結(jié)果，對差異數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)識。

5.1.3 應(yīng)用層

應(yīng)用層分為PC端應(yīng)用和移動應(yīng)用，可為工作人員提供現(xiàn)場核查和后臺批量核查兩種處理方式。

（1）PC端應(yīng)用提供任務(wù)分配、批量上傳、整改提交及統(tǒng)計分析等功能應(yīng)用。

（2）移動應(yīng)用提供任務(wù)查詢、圖像采集、結(jié)果查詢及統(tǒng)計分析等功能應(yīng)用。

5.2 數(shù)據(jù)核查處理過程

數(shù)據(jù)核查的核心處理過程是使用圖像識別技術(shù)，對各業(yè)務(wù)域現(xiàn)場實物與數(shù)據(jù)庫中的現(xiàn)有數(shù)據(jù)對比核查、整改。

5.2.1 同步業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)核查系統(tǒng)定時從各系統(tǒng)將生產(chǎn)設(shè)備臺賬、營銷檔案等信息同步存儲到本地數(shù)據(jù)庫。

5.2.2 現(xiàn)場實物數(shù)據(jù)獲取

工作人員通過圖像識別技術(shù)對現(xiàn)場實物進(jìn)行圖像采集、識別解析，系統(tǒng)對解析后的結(jié)果完成參數(shù)結(jié)構(gòu)化處理。由于電網(wǎng)設(shè)備種類、型號眾多，不同型號的設(shè)備，參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)千差萬別，圖像識別的目標(biāo)參數(shù)是未知和繁瑣的，需要對識別解析的內(nèi)容進(jìn)行定制化地參數(shù)格式化處理。此過程也是系統(tǒng)的核心業(yè)務(wù)功能。

5.2.3 核查對比

根據(jù)解析并結(jié)構(gòu)化后的實物數(shù)據(jù)，與系統(tǒng)數(shù)據(jù)的對比檢查，展示核查結(jié)果，對需要整改的信息進(jìn)行提示。

5.2.4 一致率統(tǒng)計分析

根據(jù)核查對比的情況，對各項數(shù)據(jù)指標(biāo)的核查一致率進(jìn)行統(tǒng)計分析。

5.3 多種數(shù)據(jù)核查方式

根據(jù)實際業(yè)務(wù)需求，基于圖像識別技術(shù)的數(shù)據(jù)核查系統(tǒng)提供兩種數(shù)據(jù)核查方式，分別是使用移動應(yīng)用進(jìn)行的現(xiàn)場核查方式和使用PC端應(yīng)用進(jìn)行的后臺批量核查方式。

5.3.1 移動應(yīng)用現(xiàn)場核查方式

系統(tǒng)提供移動應(yīng)用，可直接連通系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫及后臺業(yè)務(wù)處理，對現(xiàn)場采集到的圖片信息完成圖像識別后進(jìn)行參數(shù)獲取和核查對比操作，適用于生產(chǎn)一線員工日常巡檢、現(xiàn)場檢查等應(yīng)用場景。

現(xiàn)場核查處理流程如圖2所示[1]，不同于過去“檢查人員提前準(zhǔn)備資料→現(xiàn)場對比→手工標(biāo)注錯誤→手工整改數(shù)據(jù)→返回現(xiàn)場核對”的核查過程，通過移動應(yīng)用，實現(xiàn)一拍即核查，解決了核查工作繁瑣、消耗人力時間的問題，更有效地提升了整改數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

圖2 現(xiàn)場核查處理流程

5.3.2 后臺批量核查方式

系統(tǒng)還提供PC端應(yīng)用，支持批量上傳圖片，對收集的圖片信息完成圖像識別后進(jìn)行參數(shù)獲取和核查對比操作，適用于已有設(shè)備圖片、工作現(xiàn)場無法使用移動設(shè)備及不能及時上傳采集圖片等情況，實現(xiàn)后臺批量處理[2]。

通過PC端系統(tǒng)的應(yīng)用，對于已有完善資料的設(shè)備，工作人員就無需再抵達(dá)現(xiàn)場采集信息，可更加便捷地完成數(shù)據(jù)核查，并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)自動生成新設(shè)備臺賬數(shù)據(jù)。新設(shè)備投產(chǎn)時，減少了人工錄入的工作量，在數(shù)據(jù)源頭就避免了因人員錄入錯誤而造成的數(shù)據(jù)質(zhì)量問題。后臺批量核查處理流程如圖3所示。

6 系統(tǒng)應(yīng)用效果及擴(kuò)展性

基于圖像識別技術(shù)的數(shù)據(jù)核查系統(tǒng)已完成在云南電網(wǎng)公司的部署，目前已在試點(diǎn)供電局應(yīng)用。通過系統(tǒng)的應(yīng)用，基層一線員工在現(xiàn)場操作、日常巡檢工作中，實現(xiàn)一拍即核查、一查即整改的效果，改善了過去檢查專家多、耗時久及檢查范圍受限的情況，節(jié)省了人力物力，實現(xiàn)了系統(tǒng)建設(shè)預(yù)期目標(biāo)。有效提升試點(diǎn)供電局?jǐn)?shù)據(jù)整改工作效率，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量水平，下一步將按計劃推廣到全省應(yīng)用。

基于圖像識別技術(shù)的數(shù)據(jù)核查系統(tǒng)目前實現(xiàn)了與生產(chǎn)管理系統(tǒng)、營銷管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)實時核查、整改，避免了人工核查的時間、費(fèi)用成本，提高了數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性、規(guī)范性。后續(xù)系統(tǒng)擴(kuò)展中將進(jìn)一步擴(kuò)展核查范圍，如人資業(yè)務(wù)域、物資業(yè)務(wù)域等，增加員工信息、物資合同及倉儲資產(chǎn)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的圖像識別、參數(shù)結(jié)構(gòu)化處理功能，進(jìn)一步支撐云南電網(wǎng)公司數(shù)據(jù)認(rèn)責(zé)工作，促進(jìn)公司數(shù)據(jù)質(zhì)量提升。

圖3 后臺批量核查處理流程

7 結(jié) 論

本文主要介紹了圖像識別技術(shù)在云南電網(wǎng)數(shù)據(jù)認(rèn)責(zé)中的研究與應(yīng)用，以供參考。