110 kV 及以上輸變電工程設計智能化評審管理平臺研究

李國文，周 翔，王 波

（國網江蘇省電力有限公司經濟技術研究院，南京 210000）

1 智能化評審管理平臺設計

110 kV 及其以上輸變電工程進行智能化評審管理平臺設計時，該平臺應包括兩個部分，一部分的作用是提取影響輸變電工程設計因素和權重，另一部分則是根據這些關鍵因素和權重，利用聯(lián)機分析處理（Online Analytical Processing，OLAP）技術對輸變電工程設計項目進行分析。

1.1 關鍵因素和權重提取

影響110 kV 及其以上輸變電工程項目實際效果的因素有很多，有的是因為輸變電工程建設時外部因素的破壞，包括地形地貌、自然氣候等因素會對輸變電工程項目建設成效產生一定影響，在輸變電工程設計施工中難度較大，對技術要求較高。還有一部分則是和輸變電工程本身特點有關，包括項目管理制度、施工方案和人員素質等。比如，管理制度落實成效不高，工程技術交底工作形式化，檢驗工作不到位，在沒有完全把握施工現(xiàn)場的情況下就開展作業(yè)，加上施工中監(jiān)管不到位就會使質量和安全隱患長期存在。電力工程項目本身規(guī)模較大，建設內容多，施工流程復雜，施工方的職能分工較多，再加上受到外界環(huán)境因素的影響，管理難度很大，很可能在一開始就沒有做出正確的決策判斷，出現(xiàn)決策失誤，影響整個施工方案的合理性，進而影響輸變電工程的進程和質量。而工作人員的素質直接關系著工程的效率和質量，若人員素質不夠高就無法嚴格按照規(guī)范開展施工，若沒有詳細了解管理制度和細則，就不能真正發(fā)揮工程建設管理的作用。針對這些影響因素，相關人員必須通過全面搜集工程資料，并以通用設計為標準，根據輸變電項目的特征條件，結構化和模型化統(tǒng)計與分析工程技術條件、施工工藝條件等設計指標數(shù)據，找出影響輸變電工程設計和建設的關鍵因素和設計存在的通病，然后形成書面報告。此外，要對工程特性指標如輸變電工程整體的設計方案、造價成本的影響比例大小進行研究，并總結合理的輸變電工程特性指標，作為審核評價體系的輔助性指標，在后期對平臺的實踐驗證中不斷完善，確定最終關鍵影響因素特性指標、特性指標差異及其預警范圍，構建輸變電工程特性指標輔助性評價標準體系。

在構建輸變電工程特性指標體系的基礎上，要按照通用設計的標準對典型的設計方案進行分析總結，指出本工程評審管理平臺設計的可行性，指出不同方案關鍵特性指標的范圍，然后構建工程設計關鍵特性指標分析模型。在該模型下，首先提取特征屬性及其屬性的約減，然后采用核主元分析法確定最終的關鍵影響因素。該過程包括原始數(shù)據的搜集，對數(shù)據進行預處理、屬性約減，核主成分數(shù)據降維分析，確定最終的影響因素。其中，數(shù)據預處理的過程包括數(shù)據清理、缺失值修補與異常數(shù)據的處理。數(shù)據清理即結合輸變電工程設計線路的長度，將線路長度相同的工程數(shù)據刪除，保留有價值的數(shù)據。缺失值修補是指因為110 kV 輸變電工程設計建設的時間很長，規(guī)模龐大，所以數(shù)據量龐大，管理難度較大，一旦出現(xiàn)管理失誤就可能會出現(xiàn)數(shù)據丟失的現(xiàn)象，應采用平均值填補法對這些缺失的數(shù)據進行補充。異常數(shù)據處理指的是，鑒于110 kV 及其以上輸變電工程設計施工具有復雜性、長期性的特點，有可能會引起各種數(shù)據的異常，導致數(shù)據和實際評估的結果之間產生較大的偏差。在這種情況下，就需要提前找到有明顯差異的數(shù)據，然后采用平均值代替法處理這些異常數(shù)據，進行歸一化處理，并將數(shù)據限定在一定范圍之內。

從輸變電工程設計本身特點出發(fā)，110 kV 及其以上輸變電工程設計時產生的數(shù)據量十分龐大，且影響輸變電工程設計的因素有很多。為建立科學合理的評價審核平臺，采用智能化的方式進行審核，就需要提升前期數(shù)據搜集的效率和質量。一般使用粗糙集算法進行數(shù)據集的屬性約減，去除掉冗余數(shù)據后可減少后期數(shù)據計算分析的工作量，提高數(shù)據處理的效率和準確性。一般數(shù)據計算步驟為，對條件屬性集和決策屬性集系統(tǒng)進行計算決策，計算得到區(qū)分矩陣M，然后根據區(qū)分矩陣M計算區(qū)分函數(shù)，最后計算區(qū)分函數(shù)的最小析取式，計算約減以后的影響因素，也可直接采用Rosetta 軟件約減。在粗糙集屬性約減以后，變電工程設計中的冗余數(shù)據量大大減少，而沒有進行約減的屬性特征則是對輸變電工程設計產生重大影響的關鍵因素，在這些數(shù)據中還存在一些較大的干擾，為此需要進一步采用核主元成分分析方法對數(shù)據降維處理，以進一步減少數(shù)據處理的難度。主成分分析采用線性映射的方式實現(xiàn)對原始數(shù)據的降維處理，在降維處理以后，分析得到最終對輸變電工程設計產生影響的因素。

1.2 基于OLAP 數(shù)據分析技術的數(shù)據分析平臺

OLAP 系統(tǒng)由數(shù)據倉庫層、服務器層和客戶端層組成，數(shù)據倉庫層在系統(tǒng)的最底部，由一個或多個數(shù)據庫管理系統(tǒng)（Database Management System，DBMS）源為基礎構成。為便于用戶決策時可利用到更全面完整的數(shù)據，確保數(shù)據分析的可靠性，應使用關鍵特性提取法從多個數(shù)據庫中提取數(shù)據，然后再放到系統(tǒng)底部的數(shù)據倉庫層中進行數(shù)據清理、變換和提取等操作。在系統(tǒng)底部的數(shù)據倉庫層中的數(shù)據是用于OLAP 系統(tǒng)數(shù)據分析的主要數(shù)據源。服務器層的核心是基礎線性代數(shù)程序集（Basic Linear Algebra Subprograms，BLAS）服務器，該部分的作用是通過數(shù)據模型的構建和計算，使數(shù)據倉庫層中的綜合性數(shù)據構成多維數(shù)據集，以便于后期對這些復雜數(shù)據的處理?？蛻舳藢拥闹饕δ苁情_展數(shù)據深層挖掘、分析和查詢等操作，并將這些有價值的信息提取出來進行合理分析，同時也供工作人員查詢使用，支持決策支持系統(tǒng)（Decision Support System，DSS）查詢，支持用戶瀏覽數(shù)據立方體中切片和切塊數(shù)據，在客戶端收到分析與查詢的需求時，若符合數(shù)據立方體條件則分析和查詢操作是否會經過中間層，并從底層數(shù)據倉庫中獲得結果。

2 智能化評審管理平臺實現(xiàn)

本文所論述的評審管理平臺是基于計算機技術和Windows 7 操作系統(tǒng)的智能化評審管理平臺，借助Java 語言編程和Microsoft 等輔助設計工具完成編程和設計，然后利用OLAP 數(shù)據分析技術對影響輸變電工程設計的關鍵因素進行分析處理，最終建立數(shù)據庫以供設計施工時的查詢使用。本文提出的針對110 kV 及以上輸變電工程設計的智能化評審管理平臺，可以對影響輸變電工程設計的主要因素和工程設計成果進行審核檢查，該平臺由工作管理、評審計劃管理、評審資料管理、評審過程管理、評審意見管理等幾個功能模塊構成。

①工作管理部分的功能指的是對輸變電工程設計各項工作的管理，包括對待辦事項的處理、對輸變電工程設計評審的進度和日常管理。②評審計劃管理，是指針對110 kV 及其以上輸變電工程設計的評審工作的計劃管理，即開展評審計劃和項目新建、查詢、維護、刪除、發(fā)布等工作，包括數(shù)據查詢計劃、新建計劃、數(shù)據導入計劃和計劃維護等。③評審資料管理指的是負責對評審資料的送審上傳，包括送審資料的申報和收口資料的申報。④評審過程管理，即面向110 kV 輸變電工程設計的評審，評審負責人員開展預審核、填寫評審記錄表、確認收口過程，審核送審資料等。⑤評審意見管理，即面向110 kV 輸變電工程設計的評審工作，評審負責人和專家在線編輯會議記錄和評審意見，并形成會議紀要、評審專家意見等評審意見成果。⑥評審成果庫，該模塊指的是評審負責人員和評審專家對評審項目進行打分，包括負責人打分和專家打分兩個部分。

通過以上工作所構建的智能化評審管理平臺，是面向110 kV及其以上輸變電工程設計的，基于以往輸變電工程設計歷史經驗關鍵特性指標的評價體系。所以該評審管理系統(tǒng)中包含了大量典型輸變電工程設計的歷史關鍵性特性指標數(shù)據，這些數(shù)據被儲存在底部數(shù)據倉庫層中，以這些數(shù)據為數(shù)據源開展數(shù)據模型構建與計算分析，形成多維數(shù)據集以供后期深層次挖掘、分析和查詢使用。采用智能化評審管理系統(tǒng)，可對輸變電工程的設計合理性、造價合理性進行評審，及時檢查出工程設計中存在的缺陷并及時改正，這種新穎的評審方式不但提高了評審的效率，而且大大提高了工程評審的精確性，進而提高針對110 kV 及其以上輸變電工程項目設計評審的質量，以關鍵特性指標體系高效精確地指導輸變電工程項目設計和項目投資，從而既提高了輸變電工程項目的質量，又能節(jié)約前期投資成本，使項目可行性更高，獲得的預期效益更好。

3 結語

智能化評審管理平臺主要被應用在電網規(guī)劃、建設管理和監(jiān)理等方面，隨著對輸變電網規(guī)劃、建設管理要求的提高，必須發(fā)展新型的集核心業(yè)務和數(shù)據管理于一體的評審管理系統(tǒng)，將多個部門、多項業(yè)務結合起來，通過建模和數(shù)據分析的方式實現(xiàn)對數(shù)據的深層次挖掘、分析和查詢使用，為后續(xù)工作奠定良好基礎。