一种快速成票方法、装置、设备及储存介质

技术领域

本发明涉及智能操作票技术领域，尤其涉及一种快速成票方法、装置、设备及储存介质。

背景技术

传统拟票调度员凭记忆断路器、刀闸变位过程编制操作票，从总体上说，国外电网一次设备较为强大，运行系统一般留有较多的备用容量，而且其二次系统配置相对薄弱，保护配置也不如国内复杂，因此操作一般只需考虑一次设备，不涉及保护和安全自动装置复杂的投切问题，实现起来也相对简单，无需复杂的智能操作票系统，由于调度智能操作票系统存在推理机性能低下、通用性不足、维护难度高和缺乏灵活度的缺点而相对落后，现有的状态下，调度员在操作前核对调度历史记录时只能依靠人工检索，从海量记录中查找设备状态，导致成本偏高且正确率不高。

发明内容

本发明目的在于，提供一种快速成票方法、装置、设备及储存介质，通过构建操作票精细化规则知识库，对配网调度操作票在线匹配验证，以解决拟票效率低和准确率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种快速成票方法，包括如下步骤：

根据操作任务规则获取需要操作的实际设备对象集合，记录电网初始状态；

判断所述实际设备对象集合是否含有未处理的规则，若否，则直接生成操作票，若是，则激活所述未处理的规则，根据所述操作任务规则记录操作内容和相应的解释，并更新电网状态，生成操作票。

优选地，还包括，存放操作对象数据、操作前后的状态数据和设备运行方式数据的上下文数据库。

优选地，根据操作任务规则获取需要操作的实际设备对象集合，记录电网初始状态，其中，所述操作任务规则包括电气设备倒闸操作规则、特殊操作规则和电网运行方式规则，包括：

所述特殊操作规则与所述上下文数据库进行匹配；

若匹配成功，则将所述电气设备倒闸操作规则与上下文数据库进行匹配，获取操作对象的状态变化，激活规则，执行倒闸操作后，再次对所述特殊操作规则进行搜索匹配；

若匹配不成功，则通过多次递归匹配，获取最终推理结果，其中，所述电气设备倒闸操作规则在操作时，所述电网运行方式规则同时激活，保证操作的节点序列。

优选地，所述判断所述实际设备对象集合是否含有未处理的规则，若否，则直接生成操作票，若是，则激活所述未处理的规则，根据所述操作任务规则记录操作内容和相应的解释，并更新电网状态，生成操作票，包括：

将所述未处理的规则与所述上下文数据库进行匹配，判断是否分别与所述电气设备倒闸操作规则、所述特殊操作规则和所述电网运行方式规则匹配，若匹配成功，更新电网状态，获取推理结果，将所述推理结果转换为操作票，若匹配不成功，则重新迭代匹配。

本发明还提供一种快速成票装置，包括：

操作模块，用于根据操作任务规则获取需要操作的实际设备对象集合，记录电网初始状态；

判断模块，用于判断所述实际设备对象集合是否含有未处理的规则，若否，则直接生成操作票，若是，则激活所述未处理的规则，根据所述操作任务规则记录操作内容和相应的解释，并更新电网状态，生成操作票。

优选地，所述的快速成票装置，还包括：

第二子模块，用于存放操作对象数据、操作前后的状态数据和设备运行方式数据的上下文数据库。

优选地，所述操作模块，还用于：

所述特殊操作规则与所述上下文数据库进行匹配；

若匹配成功，则将所述电气设备倒闸操作规则与上下文数据库进行匹配，获取操作对象的状态变化，激活规则，执行倒闸操作后，再次对所述特殊操作规则进行搜索匹配；

若匹配不成功，则通过多次递归匹配，获取最终推理结果，其中，所述电气设备倒闸操作规则在操作时，所述电网运行方式规则同时激活，保证操作的节点序列。

优选地，所述判断模块，还用于：

将所述未处理的规则与所述上下文数据库进行匹配，判断是否分别与所述电气设备倒闸操作规则、所述特殊操作规则和所述电网运行方式规则匹配，若匹配成功，更新电网状态，获取推理结果，将所述推理结果转换为操作票，若匹配不成功，则重新迭代匹配。

本发明还提供一种计算机终端设备，包括一个或多个处理器和存储器。存储器与所述处理器耦接，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上述任一实施例所述的快速成票方法。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一实施例所述的快速成票方法。

本发明通过构建操作票精细化知识库，包括规则库内的三类规则，状态转换矩阵与状态进化链表，对配网调度操作票内容在线动态验证，提高拟票效率和正确率，提高电网操作安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明某一实施例提供的快速成票方法的流程示意图；

图2是本发明另一实施例提供的快速成票方法的流程示意图；

图3是本发明又一实施例提供的快速成票方法的流程示意图；

图4是本发明某一实施例提供的快速成票装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。

应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

请参阅图1和图2，本发明提供一种快速成票方法，包括如下步骤：

S101、根据操作任务规则获取需要操作的实际设备对象集合，记录电网初始状态，其中，所述操作任务规则包括电气设备倒闸操作规则、特殊操作规则和电网运行方式规则。

具体的，知识库规则体系研究，研究电网系统的运行方式、各种保护和自动装置的配合以及电网的调度操作规程，根据电网不同的调度等级，以及调度机构都出台的相关的“电网调度规程”的相关操作要求，将电网中基本调度操作规则进行分解、分类及建模。知识库包含三类知识：网络模型、规则、状态转换矩阵与状态进化键表。

网络模型对网络结构和网络运行状态进行描述，数据库中描述网络结构的数据是静态数据，反映电网的拓扑结构和厂站的模拟接线图，当网络拓扑结构改变时，需经过人机交互方式进行调整，描述网络运行状态的是动态数据，反映电网结构中各种元器件的工作状态，在进行推理的时候一方面产生操作票，另一方面也要更新对应电气设备的状态数据，以便可以正确反映网络的操作过程及操作后状态。

特殊操作规则与上下文数据库进行匹配，若匹配成功，则将电气设备倒闸操作规则与上下文数据库进行匹配，获取操作对象的状态变化，激活规则，执行倒闸操作后，再次对特殊操作规则进行搜索匹配，通过多次递归匹配，获取推理结果，其中，电气设备倒闸操作规则在操作时，电网运行方式规则同时激活，保证操作的节点序列。

操作任务规则包括电气设备倒闸操作规则、特殊操作规则和电网运行方式规则，如下：

(1)电气设备的倒闸操作规则：

电气设备的倒闸操作规则是调度操作中最基本的规则，包括线路、主变、母线、开关、继电保护及安全自动装置等设备的操作规则，执行电气设备的倒闸操作规则应考虑对象从一种运行状态变换成另一种状态，并形成相应的操作命令，这些规则的结论部分得到体现，由于倒闸操作的有序性，电气设备的倒闸操作规则集须反映各设备元件(如开关、刀闸)操作的先后顺序，对线路的操作还须考虑相关节点的配合，这些应在规则的前提部分反映出来，本实施例采用类似机器人问题求解中描述机器人动作的规则形式来表达电气设备的倒闸操作规则，其形式如下：

C_RULE(规则序号，先决条件，删除表，添加表，操作命令表)；

表达式中“先决条件”是规则的前提部分，是一个状态表达式，包括状态标识符和相关元件的状态组合，当操作对象当前状态与某一规则的先决条件匹配时，则该规则被激活，执行规则指定的各项操作，即完成以下两项动作：

①改变状态标识符并改变某电气元件的工作状态，该操作由“删除表”和“添加表”共同完成。

②根据规则中操作命令表的内容，逐条形成操作命令添加到操作命令文本库中，操作命令文本库在系统工作完毕后，即可作为本次操作的完整操作命令票存盘、显示或打印，为减少数据冗余，“操作命令表”中存放各条操作命令的序号。

(2)特殊操作规则：

在对电网设备操作时，须考虑网络的潮流控制、继电保护和安全自动装置的投退和定值更改等非一次设备的操作以及其它的技术措施，这些附加的操作有些应在一次设备操作前进行，有些则要求在一次设备操作后进行，都必须在操作命令票中表达出来，其形式如下：

C_RULE(规则序号，设备名称，厂站名称，状态表达式，操作命令表)；

规则的前提部分为：设备名·AND·厂站名·AND·状态表达式，当操作对象的名称和它的厂站名以及当前状态与规则前提匹配，则执行规则中操作命令表的内容，形成相应的操作命令添加到操作命令文本库中。

(3)电网运行方式规则:

电网运行方式规则反映某一设备在倒闸操作时，涉及到电网中其它设备的操作配合，表示在实现某一设备操作时，要进行电磁环或电气环的合环操作或解环操作，从而导致较大范围内改变网络的运行方式，为此，必须对电网的供电路径进行选择，以确定需操作的节点序列，规则的形式为：

P_RULE(规则序号，设备名，操作任务，路径序号，设备特征，节点一操作表)；

规则的前提部分为：设备名·&·操作任务·&·路径序号·&·设备特征，规则后件是一张表，为节点一操作表，每个表元素由节点和操作组成，操作为状态转换矩阵S中规定的合法操作，表元素按各个节点操作的先后次序排列。

S102、判断所述实际设备对象集合是否含有未处理的规则，若否，则直接生成操作票，若是，则激活所述未处理的规则，根据所述操作任务规则记录操作内容和相应的解释，并更新电网状态，生成操作票。

具体的，将未处理的规则与上下文数据库进行匹配，判断是否分别与电气设备倒闸操作规则、特殊操作规则和电网运行方式规则匹配，若匹配成功，更新电网状态，获取推理结果，将推理结果转换为操作票。

获取操作票任务，根据操作票任务分析操作类型，记录电网初始状态，根据操作类型取得规则序列，判断是否还有规则未处理，若有则激活第一条未处理的规则，由于规则序列都是按顺序排列的，所以直接搜索第一条未处理规则，获取开票事实，再判断规则的条件是否全部满足，再次判断子规则的条件是否全部满足，并记录操作内容和解释，更新电网状态，将推理结果转换为操作票输出，并提供相应的解释，其中子规则的条件是指每一条规则是否与上下文数据进行匹配。

对于每个待操作节点，推理机采用目标(即终结状态)驱动的正向推理，从节点的初始状态开始，从特殊操作规则库中搜索其前提条件与上下文数据库匹配的规则，若存在这样的规则就激活，然后搜索倒闸操作规则库寻找与上下文数据库中的事实相符的规则，执行该规则后，则操作对象的状态发生改变，执行倒闸操作后，又对特殊规则库进行搜索，若存在合适的规则就执行，通过多次递归，最后使节点的状态达到用户要求的终结状态，推理结束，每一次递归都要激活一条倒闸操作规则，特殊规则就不一定每次递归都要用到，需要依据随操作对象、当前状态以及操作进程确定，为了减少对规则库的搜索工作量，避免在规则冲突时因规则选择不当而导致回溯搜索，对每一个合法操作设计了一个状态进化链表，只有当某条节点倒闸操作规则中结论部分的状态标识出现在当前所考虑的状态进化链表中时，系统才激活该规则。

本发明分别将规则库的规则与上下文数据库进行匹配，经过多次递归找到使节点的状态达到用户要求的终结状态，则推理结束，生成操作票并恢复电网的初始状态，减少对规则库的搜索工作量，提高电网的拟票速率和拟票的正确率。

请参阅图3，在另一实施例中，根据状态矩阵判断操作的合法性，如下：

式中，S

具体的，电网调度操作命令数量多，而且命令的文字都较长，如果在每条操作规则的操作命令表中直接采用操作命令文本，数据量会比较庞大。为此设计了操作字典，操作字典实际上是将标准的操作术语按其功能进行分类并进行编码，并按操作票的格式，组织成操作命令字典，每一字典中的条目对应一条操作命令，形式为：

OPERATIN(序号，操作码，操作短语)；

每条规则操作命令表的表元素均用条目中的序号表示，系统运行时，根据序号检索有关字典条目，通过自然语言处理模块将条目内容转换成相应的操作命令文本，研究构建电网操作认知模型，将电网中的各种对象按拓扑关系、设备类别进行分类定义为电网操作对象，电网操作对象包含统一电网资源编码及操作规则，操作的设备对象要完成结构化记录，为后续的指令分解、自动成单奠定知识模型基础。

电网设备典型状态是运行状态和检修状态，相对应地的典型操作为“送电操作”和“停电操作”，其中“送电操作”是设备从“检修状态”开始，经过一系列的中间状态，终结于“运行状态”，“停电操作”则相反从“运行状态”到“检修状态”，日常倒闸操作中，操作的初始状态可能不是运行(或检修)，而终结状态可能不是检修(或运行)，有可能开始于某种中间状态，结束于另一中间状态，它要求操作票的内容与之相对应。

假设操作设备可能出现的状态为：S

式中，当时，则表示由操作前的设备状态转换为操作后的设备状态的操作是合法的，当时，则表示由操作前的设备状态转换为操作后的设备状态的操作是不合法，若判断所述操作合法，则采用状态进化链表表示，状态进化链表给出由操作前的设备状态到操作后的设备状态经过的中间状态，通过状态进化链表控制操作过程，利用S矩阵来判断用户输入的操作的合法性，对于每一个合法的操作均设计一个状态进化链表，在链表中给出由操作前的设备状态到操作后的设备状态所必须经过的中间状态，通过状态进化链表来控制推理进程，缩小推理机在规则库中的搜索范围和避免额外的回溯。

基于模式识别理论，采用分层机制，建设智能推理机，实现操作票自动成单，首先研究将调度任务进行高层智能推理流程，将调度任务进行分解，直至分解为最基本的综合令任务或操作任务，然后研究低层智能推理过程，在低层推理中，综合令任务与操作任务将分别进行推理，实现同类操作任务的合并(同类操作包括：设备的开关、刀闸、合环操作或解环操作等设备的独自动作)，利用操作任务规则推理出需要操作的实际设备对象集合，根据操作约束规则和操作选择规则推理出实际的操作顺序,完成命令票的智能成单，替代传统的手工拟票的工作。

针对操作票的生成，首先判断操作的合法性，若合法，则停送电操作促使推理机采用目标，驱动正向推理，在此基础上供电路径选择提供一个合法的待操作节点序列，最后将上下文数据库进行有关内容进行更新，推理机进而生成操作票，操作票的生成过程如下：

(1)判断本次操作的合法性，系统根据用户输入的设备操作对象的初始状态和终结状态查询S矩阵，若矩阵的元素值为l，则本次操作是合法的。

(2)上下文数据库初始化上下文数据库是推理机的工作数据库，存放操作对象、操作前后的状态、相关厂站名和厂站设备运行方式等数据，同时，上下文数据库中还包含了被操作设备的名称编号和反映它们运行状态的相应数据，这些数据在人机交互输入结束后，由系统自动根据操作要求从网络模型数据库中获取。在推理过程中，推理机不直接对网络数据库的数据进行修改，仅对上下文数据库的有关内容进行更新，只有当推理过程结束并且用户确认本次操作成功后，才根据上下文数据库的内容对网络模型数据库的相应部分进行修改，另外，搜索供电路径的结果和对供电路径各节点的运行方式的调整结果也暂存在上下文数据库中，这些内容也需等到用户确认本次操作成功后才写回网络模型数据库。

(3)供电路径选择为停送电操作模块提供一个合法(即存在且可行)的待操作节点序列，通过供电路径选择，可将一个复杂的环路操作问题分解为有序的若干节点操作子问题集合，用户通过人机交互，输入本次环路操作的约束条件，系统根据先决条件，搜索运行方式规则库，激活相应规则，产生节点操作序列。

(4)停送电操作该模块是推理机的核心模块，对于每个待操作节点，推理机采用目标(即终结状态)驱动的正向推理，系统从节点的初始状态开始，从特殊操作规则库中搜索其前提条件与上下文数据库匹配的规则，若存在这样的规则就激活，然后搜索倒闸操作规则库寻找与上下文数据库中的事实相符的规则，执行该规则后，则操作对象的状态发生改变，执行倒闸操作后，又对特殊规则库进行搜索，若存在合适的规则就执行，通过多次递归，最后使节点的状态达到用户要求的终结状态，推理结束，每一次递归都要激活一条倒闸操作规则，特殊规则就不一定每次递归都要用到，需要依据随操作对象、当前状态以及操作进程确定，为了减少对规则库的搜索工作量，避免在规则冲突时因规则选择不当而导致回溯搜索，对每一个合法操作设计了一个状态进化链表，只有当某条节点倒闸操作规则中结论部分的状态标识出现在当前所考虑的状态进化链表中时，系统才激活该规则。

本发明采用规范的操作票知识表示方法，采用产生式系统描述设备操作规则，对电网调度操作票专家系统的知识表示方法进行研究，一旦用户的电网接线和操作规则发生变化，用户可以很方便地修改数据库和知识库，从而保证电网数据真实可靠，有较强的适应能力，同时，减少对规则库的搜索工作量，提高电网的拟票速率和拟票的正确率。

请参阅图4，本发明提供一种快速成票装置，包括：

操作模块11，用于根据操作任务规则获取需要操作的实际设备对象集合，记录电网初始状态，其中，所述操作任务规则包括电气设备倒闸操作规则、特殊操作规则和电网运行方式规则。

判断模块12，用于判断所述实际设备对象集合是否含有未处理的规则，若否，则直接生成操作票，若是，则激活所述未处理的规则，根据所述操作任务规则记录操作内容和相应的解释，并更新电网状态，生成操作票。

关于快速成票装置的具体限定可以参见上文中对于的限定，在此不再赘述。上述快速成票装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

本发明提供一种计算机终端设备，包括一个或多个处理器和存储器。存储器与所述处理器耦接，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上述任意一个实施例中的快速成票方法。

处理器用于控制该计算机终端设备的整体操作，以完成上述的快速成票方法的全部或部分步骤。存储器用于存储各种类型的数据以支持在该计算机终端设备的操作，这些数据例如可以包括用于在该计算机终端设备上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据。该存储器可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器

(Static Random Access Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

在一示例性实施例中，计算机终端设备可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific 1ntegrated Circuit，简称AS1C)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal Processing Device,简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的快速成票方法，并达到如上述方法一致的技术效果。

在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述任意一个实施例中的快速成票方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器，上述程序指令可由计算机终端设备的处理器执行以完成上述的快速成票方法，并达到如上述方法一致的技术效果。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。