抽水蓄能電站基建智慧管控中心研究

國網(wǎng)新源控股有限公司 王 凱 保定易縣抽水蓄能有限公司 王小軍 吉林蛟河抽水蓄能有限公司 胡云鶴

北京尚優(yōu)力達科技有限公司 趙鳳艷 張洪軍

抽水蓄能電站工程建設具有建設周期長、建設規(guī)模大、不確定因素多、風險管控難等特點，因此開展電站現(xiàn)場智慧管控，對提升大規(guī)模抽水蓄能電站群的建設管理能力顯得尤為重要。隨著信息化技術的快速發(fā)展，借助信息化技術手段增強對基建工程管控能力是現(xiàn)階段企業(yè)面臨的一項重大的挑戰(zhàn)，特別在大數(shù)據(jù)分析與綜合評價、多系統(tǒng)聯(lián)動、綜合展示等方面。針對基建管理歷史業(yè)務數(shù)據(jù)，采用聚類、分類、模糊評價等多種算法，挖掘基建管理數(shù)據(jù)背后的規(guī)律，用于發(fā)現(xiàn)基建管理存在的問題，能夠對基建工程管理進行全過程追溯，對提升電站現(xiàn)場智慧管控能力具有重要意義。

1 研究內容

收集匯總大壩碾壓監(jiān)控、灌漿監(jiān)測、試驗檢測等智能管控系統(tǒng)的報警信息，進行安全、質量、技經(jīng)、進度、環(huán)水保等專項智慧管控[1]。利用監(jiān)控大屏對如上的系統(tǒng)智能報警信息進行展示、監(jiān)測和預警?；谌缟舷嚓P數(shù)據(jù)形成的數(shù)據(jù)庫，利用大數(shù)據(jù)技術選擇合理的數(shù)據(jù)處理方法進行業(yè)務建模。采用聚類、分類、模糊評價等多種算法，挖掘基建工程管理數(shù)據(jù)背后的規(guī)律。

本系統(tǒng)旨在建立一個基于大數(shù)據(jù)技術的工程綜合管理工作整體性數(shù)據(jù)收集分析和展示系統(tǒng)，對基建建設過程中的工程質量問題、設備運行問題等一切工程問題的數(shù)據(jù)采集、分析，綜合工程的監(jiān)管規(guī)則制度等建立工程施工情況監(jiān)管模型，實現(xiàn)對工程現(xiàn)場實時監(jiān)控，降低質量、安全事件的發(fā)生率，提高項目工程管理水平[2]。整體技術路線分析三部分內容，一是業(yè)務數(shù)據(jù)收集，挖掘基建工程管理的核心業(yè)務數(shù)據(jù)和管理指標，建立數(shù)據(jù)庫；二是通過大數(shù)據(jù)建模技術，對監(jiān)測預警數(shù)據(jù)進行收集、分析、抽取，構建數(shù)據(jù)模型；三是通過解析后的數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)模板，通過系統(tǒng)軟件實現(xiàn)基建工程管理可視化分析與評價。

2 整體技術路線分析

2.1 數(shù)據(jù)采集處理

數(shù)據(jù)采集服務，通過調用基建智能管控系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)共享服務接口或訪問數(shù)據(jù)庫的方式，周期性采集不同業(yè)務模塊的數(shù)據(jù)集合。根據(jù)不同模塊的業(yè)務特點，分別制定數(shù)據(jù)加工處理規(guī)則及策略，數(shù)據(jù)處理服務對采集的數(shù)據(jù)，依據(jù)處理規(guī)則及策略進行加工、轉換處理，并過濾掉無效的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)存儲服務進行數(shù)據(jù)存儲，并建立數(shù)據(jù)索引，為數(shù)據(jù)智能預警分析打造良好的基礎數(shù)據(jù)[3]。

2.2 預警規(guī)則解析

對工程現(xiàn)場的質量、安全和進度的狀態(tài)進行監(jiān)視，并對未來可能發(fā)生的故障進行預測，系統(tǒng)中規(guī)劃建設預警監(jiān)測服務，收集實例化數(shù)據(jù)，解析預警規(guī)則，判別業(yè)務數(shù)據(jù)是否異常，異常即產(chǎn)生報警信息并發(fā)給相關人員及時進行處理。

重大缺陷質量整改完成情況監(jiān)控，預警規(guī)則解析：預警規(guī)則（缺陷等級為“重大缺陷”并且當前時間大于等于計劃完成時間+10，并且完成時間未填）-轉換為邏輯表達式（預警規(guī)則解析：缺陷等級=“重大缺陷”and當前時間大于等于計劃完成時間+10and完成時間is null）-裝入實例數(shù)據(jù)（重大缺陷等于“重大缺陷”and“2021-03-15”大于等于“2021-03-05”+10and null is null）-實例表達式，運算出結果（布爾值：真）-產(chǎn)生報警信息。

重大缺陷質量整改完成情況監(jiān)控，預警規(guī)則解析：預警規(guī)則（缺陷等級為“重大隱患”并且當前時間大于等于計劃完成時間，并且消除完成時間未填）-轉換為邏輯表達式（預警規(guī)則解析：缺陷等級=“重大缺陷”and當前時間大于等于計劃完成時間+10and消除完成時間is null）-裝入實例數(shù)據(jù)（重大缺陷=“重大缺陷”and“2021-03-06”大于等于“2021-03-05”+10and null is null）-實例表達式，運算出結果（布爾值：真）-產(chǎn)生報警信息。

系統(tǒng)讀取相關的預警規(guī)則，從中提取預警類型、預警等級，解析預警規(guī)則。校驗預警規(guī)則中的閾值是否超標，一旦超標就自動給預警接收人員發(fā)送預警信息，并對預警信息及時處理，記錄處理時間，一旦處理超時還能通過多種方式進行提醒，也為后續(xù)的責任考核提供支持。對預警信息進行誤警處理[4]。

2.3 數(shù)據(jù)監(jiān)控和展示

按照管理維度，大屏展現(xiàn)是對外展示的窗口，通過大屏查看電站整體運行情況，對接視頻監(jiān)控，展示洞室門禁車輛和人員的列表，關聯(lián)顯示相關設備。匯總電站工程管理信息，通過綜合評價模型計算電站評價分值，通過坐標圖、線狀圖和餅狀圖多種方式展示電站預警數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)等統(tǒng)計對比結果。對電站工程管理整體情況進行分析，通過大屏查看電站的整體運行情況及各系統(tǒng)實時情況。展現(xiàn)電站概覽、視頻監(jiān)控、告警顯示、統(tǒng)計分析等內容，實現(xiàn)工程管理評價及預警等功能，構建滿足工程建設施工智能可視化，輔助工程管理決策。

3 工程管理評價

對工程現(xiàn)場管理的效果或能力進行評價，常用的工程管理評價方法：層次分析法、專家評價法和模糊綜合評價法。

層次分析法是指將一個復雜的多目標決策問題作為一個系統(tǒng)，將目標分解為多個目標或準則，進而分解為多指標的若干層次，通過定性指標模糊量化方法算出層次單排序和總排序，以作為目標、多方案優(yōu)化決策的系統(tǒng)方法。層次分析法將決策問題按總目標、各層子目標、評價準則直至具體的備投方案的順序分解為不同的層次結構，然后用求解判斷矩陣特征向量的辦法，求得每一層次的各元素對上一層次某元素的優(yōu)先權重，最后再加權和的方法遞階歸并各備擇方案對總目標的最終權重，此最終權重最大者即為最優(yōu)方案。

專家評價法是出現(xiàn)較早且應用較廣的一種評價方法。它是在定量和定性分析的基礎上以打分等方式做出定量評價，其結果具有數(shù)理統(tǒng)計特性。專家評分法根據(jù)一組相關專家的經(jīng)驗與主觀判斷，依照選定的評價標準或體系對評價對象提取出存在共同特點，接著得出最終意見。該方法方便、易操作，能充分利用專家知識、經(jīng)驗，但缺乏定量與客觀性。

模糊綜合評價法是一種基于模糊數(shù)學的綜合評價方法。該綜合評價法根據(jù)模糊數(shù)學的隸屬度理論把定性評價轉化為定量評價，即用模糊數(shù)學對受到多種因素制約的事物或對象做出一個總體的評價。它具有結果清晰，系統(tǒng)性強的特點，能較好地解決模糊的、難以量化的問題，適合各種非確定性問題的解決。它是一種解決評價者無法對具有復雜特性的問題準確給出定量評價結果的方法，通過使用自然語言描述評價者所要傳遞的信息，而且用數(shù)值計算處理評價信息，從而形成了一種對定量、定性信息進行統(tǒng)一表達和處理的方式。

綜上，本文根據(jù)國網(wǎng)新源公司對基建工程綜合評價的需求，結合基建工程管理的標準知識，通過大數(shù)據(jù)相關技術，實現(xiàn)基建工程管理綜合評價的大數(shù)據(jù)分析。主要功能是建立國網(wǎng)新源公司基建項目工程管理指標體系，對項目進行工程綜合評價和得分排名。目前通過前期的業(yè)務分析、軟件設計，開發(fā)了系統(tǒng)軟件，后續(xù)還需對系統(tǒng)的模型算法、軟件性能、數(shù)據(jù)安全等方面不斷優(yōu)化與改進。