1、人工智能情境感知技術(shù)在電力系統(tǒng)安全生產(chǎn)應用分析與展望摘要：作為人工智能普適計算的重要研究方向，情境感知技術(shù)能夠使系統(tǒng)自動 地感知利用環(huán)境中可用的情境信息，自主地進行過濾、融合和推理，智能地為人 們提供其所期望的信息和服務。本文開展對人工智能情境感知技術(shù)在電力系統(tǒng)安 全生產(chǎn)應用分析與展望研究，包括人工智能在電力系統(tǒng)領(lǐng)域應用現(xiàn)狀的分類和總 結(jié)，情景感知技術(shù)概述，電網(wǎng)安全施工實時情境感知智能監(jiān)控系統(tǒng)應用模型，最 后提出了下一步研究展望計劃。關(guān)鍵詞：人工智能；情境感知；安全施工；智能監(jiān)控1人工智能在電力系統(tǒng)領(lǐng)域的應用人工智能是指用人工的方法和技術(shù)，模仿、延伸和拓展人的智能，經(jīng)過60多 年的曲折發(fā)展，已

2、成為當前最具顛覆性的技術(shù)之一 1。人工智能通過模擬、延伸、 擴展人類智能，通過機器感知、機器學習、機器思維和智能行為等技術(shù)，代替人 類做出分析、判斷、優(yōu)化、決策等2，能夠為電網(wǎng)的智能發(fā)展提供有力支撐。從 上世紀80年代起，許多科研單位就開始了對神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊集、遺傳算法等傳 統(tǒng)人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)的應用開展了深入的研究。在電力系統(tǒng)領(lǐng)域，重點應 用的人工智能的關(guān)鍵技術(shù)有機器學習、機器感知（圖像識別、語音識別）、機器 思維、和智能行為（機器人）等。國家電網(wǎng)公司自2002年以來，也已開展了 40多項與人工智能相關(guān)的科研頂 目，主要集中在4方面：（1）機器人：輸電線路巡檢、變電站巡檢；（2）專家 系

3、統(tǒng)：輸電線路狀態(tài)輔助決策、輸變電設備狀態(tài)監(jiān)測、配電網(wǎng)輔助決策、需求側(cè) 管理；（3）模式識別：變電站視頻智能分析、輸變電設備故障模式識別、配電 網(wǎng)設備故障診斷、用采系統(tǒng)和設備診斷評估；（4）數(shù)據(jù)分析：電能質(zhì)量數(shù)據(jù)分 析、電網(wǎng)資源數(shù)據(jù)挖掘。隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，當前應用人工智能技術(shù) 的電力系統(tǒng)領(lǐng)域主要包括電網(wǎng)安全與控制、輸變電、配用電、新能源等方面。目前，人工智能技術(shù)在電力巡檢領(lǐng)域中已經(jīng)有了較多應用，國家電網(wǎng)公司已 初步建立立體化智能巡檢體系，直升機、無人機、巡檢機器人等智能裝備越來越 多地應用到電網(wǎng)運檢工作中。其中，直升機巡視作業(yè)范圍已覆蓋所有跨區(qū)域電網(wǎng) 及各網(wǎng)省主干電網(wǎng)，無人機廣泛應用于

4、輸電線路日常巡視，變電站站內(nèi)機器人已 實現(xiàn)110千伏及以上電壓等級集中輪轉(zhuǎn)。并且，依托大云物移和人工智能等技 術(shù)，國網(wǎng)公司已經(jīng)建成上線電網(wǎng)運檢智能化分析管控系統(tǒng)，并在各省公司逐步推 廣布局應用。人工智能技術(shù)為電力轉(zhuǎn)型發(fā)展提供了重要的戰(zhàn)略支撐，是電網(wǎng)智能化發(fā)展的 必然選擇。電力行業(yè)有必要立足于自身業(yè)務需求，對人工智能技術(shù)進行深度研究 利用。2 情境感知技術(shù)自計算機誕生之日起，以往的人機交互過程一直是以人為主導的。用戶需 要自主地為計算機提供數(shù)據(jù)和指令，之后再從計算機中獲取程序運行后的結(jié)果。 然而當操作者需要在一個相對較長的時間維度里持續(xù)觀察并監(jiān)聽某個狀態(tài)，如周 圍環(huán)境信息的變化或人們行為狀態(tài)的變

5、化，并不斷把狀態(tài)變化的相關(guān)數(shù)據(jù)和需要 機器進行的運算指令及時地輸入，這種傳統(tǒng)的人機交互模式逐漸變得難以勝任。 一方面隨著計算機科學與技術(shù)、通信工程等相關(guān)專業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，設備的計 算能力、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡傳輸能力與算法理論不斷增強和演進，能夠提供從數(shù)據(jù)的采集、 篩選、自主運算和產(chǎn)生決策的先決條件；另一方面人們對現(xiàn)實生活中機器所提供 的服務的自動化和便利性需求不斷提升。在這樣的背景下，情境感知的概念在 1999年被學術(shù)界提出3。而在接下來的近二十年里，隨著搭載多種傳感器智能終 端的普及和嵌入式設備的大規(guī)模部署，為情境感知計算由學術(shù)研究向商業(yè)實踐的 轉(zhuǎn)變奠定了基礎(chǔ)。情境感知的核心目標是使系統(tǒng)能夠自動地感

6、知利用環(huán)境中可用的情境信息， 自主地進行過濾、融合和推理，執(zhí)行適當?shù)膭幼?，或智能地為人們提供其所期?的信息和服務。由此可以看出，這種新穎的計算模式在有效減少輸入的同時，能 夠協(xié)助人們進行分析、融合、判斷以及決策，可大大地降低需要人參與的程度， 解放人們的注意力，實現(xiàn)透明交互，提高人們的工作效率并增強用戶體驗和舒適 程度。情境感知計算模式具有很多潛在的應用，從智能工作場所、智能家庭到醫(yī)療、 游戲以及休閑系統(tǒng)，到智能公共交通以及精細農(nóng)業(yè)等，情境感知計算已經(jīng)廣泛地 用于農(nóng)業(yè)、交通、旅游、軍事、教育等諸多行業(yè)4，成為人們?nèi)粘Ｉ畈豢苫蛉?的一部分，為造福人類生活發(fā)揮著巨大的作用。3電網(wǎng)安全施工實時情

7、境感知智能監(jiān)控系統(tǒng)電網(wǎng)安全施工實時情境感知智能監(jiān)控系統(tǒng)在專家系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，盡可能通過 技術(shù)手段將安全事故中的人因因素降到最低，其監(jiān)控系統(tǒng)示意圖和業(yè)務流程分別 如圖1和圖2所示。以情境感知技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)和云計算等技術(shù)等技術(shù) 為，為安全施工現(xiàn)場提供風險辨識、風險管控、風險告知、隱患上報和閉環(huán)管理圖2智能監(jiān)控系統(tǒng)模型安監(jiān)員是安全生產(chǎn)現(xiàn)場的第一責任人，系統(tǒng)根據(jù)施工現(xiàn)場的情境數(shù)據(jù)分析出 的風險信息會在第一時間通知到現(xiàn)場安監(jiān)員，并有安監(jiān)員實現(xiàn)對現(xiàn)場的風險管控。 風險信息會根據(jù)系統(tǒng)推演的危險等級情況分級，較高危險等級的風險會第一時間 通知部門安全負責人，而高危險等級則會直接通知公司安全負責人。在施工

8、過程 中所有等級的安全危險事件，授權(quán)人員可以通過移動端查閱，以便及時了解工程 進度和施工情況。圖3智能監(jiān)控系統(tǒng)模型4展望情境感知技術(shù)的對于用戶體驗設計一個重要的方向是所謂的主動服務設計， 即普適計算愿景中在實現(xiàn)透明交互的基礎(chǔ)上，智能環(huán)境自動自主地執(zhí)行適當?shù)?動作，為用戶提供其所期望的服務”5。下一步，我們將會從以下幾個方面進行進一步的研究：（1）基于現(xiàn)有情境感知智能監(jiān)控系統(tǒng)，根據(jù)情境信息和推理結(jié)果，發(fā)現(xiàn)已有 預警及決策服務，并且開發(fā)新的借助于智能環(huán)境的新服務，對服務進行查找和匹 配，把多項服務組合成功能強大的復合服務；提出基于情境感知事件的主動服務 發(fā)現(xiàn)方法。將獲取到的情境信息的變化定義為情境事件，并挖掘查找出服務與事 件的關(guān)聯(lián)，進而提出了服務發(fā)現(xiàn)算法。（2）個性化處理：每個用戶（施工人員）都有特定的性格與行為方式，而情 境感知服務可以針對用戶的特點與風格來提供，以體現(xiàn)其個性化。通過對歷史數(shù) 據(jù)的挖掘與分析，推理出用戶的個性畫像和行為模式，有助于全面優(yōu)化提升現(xiàn)有 功能應用的準確性和指向性，并且開發(fā)全新的服務模式。（3）主動學習：如果在目前預置推理規(guī)則的基礎(chǔ)上，可以使用數(shù)據(jù)挖掘、深 度學習的方法，讓情境感知系統(tǒng)主動分析、學習數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)，并根據(jù)分析結(jié) 果