抽水蓄能电站基建智慧管控中心研究

国网新源控股有限公司 王 凯 保定易县抽水蓄能有限公司 王小军 吉林蛟河抽水蓄能有限公司 胡云鹤

北京尚优力达科技有限公司 赵凤艳 张洪军

抽水蓄能电站工程建设具有建设周期长、建设规模大、不确定因素多、风险管控难等特点，因此开展电站现场智慧管控，对提升大规模抽水蓄能电站群的建设管理能力显得尤为重要。随着信息化技术的快速发展，借助信息化技术手段增强对基建工程管控能力是现阶段企业面临的一项重大的挑战，特别在大数据分析与综合评价、多系统联动、综合展示等方面。针对基建管理历史业务数据，采用聚类、分类、模糊评价等多种算法，挖掘基建管理数据背后的规律，用于发现基建管理存在的问题，能够对基建工程管理进行全过程追溯，对提升电站现场智慧管控能力具有重要意义。

1 研究内容

收集汇总大坝碾压监控、灌浆监测、试验检测等智能管控系统的报警信息，进行安全、质量、技经、进度、环水保等专项智慧管控[1]。利用监控大屏对如上的系统智能报警信息进行展示、监测和预警。基于如上相关数据形成的数据库，利用大数据技术选择合理的数据处理方法进行业务建模。采用聚类、分类、模糊评价等多种算法，挖掘基建工程管理数据背后的规律。

本系统旨在建立一个基于大数据技术的工程综合管理工作整体性数据收集分析和展示系统，对基建建设过程中的工程质量问题、设备运行问题等一切工程问题的数据采集、分析，综合工程的监管规则制度等建立工程施工情况监管模型，实现对工程现场实时监控，降低质量、安全事件的发生率，提高项目工程管理水平[2]。整体技术路线分析三部分内容，一是业务数据收集，挖掘基建工程管理的核心业务数据和管理指标，建立数据库；二是通过大数据建模技术，对监测预警数据进行收集、分析、抽取，构建数据模型；三是通过解析后的数据及数据模板，通过系统软件实现基建工程管理可视化分析与评价。

2 整体技术路线分析

2.1 数据采集处理

数据采集服务，通过调用基建智能管控系统提供的数据共享服务接口或访问数据库的方式，周期性采集不同业务模块的数据集合。根据不同模块的业务特点，分别制定数据加工处理规则及策略，数据处理服务对采集的数据，依据处理规则及策略进行加工、转换处理，并过滤掉无效的数据，通过数据存储服务进行数据存储，并建立数据索引，为数据智能预警分析打造良好的基础数据[3]。

2.2 预警规则解析

对工程现场的质量、安全和进度的状态进行监视，并对未来可能发生的故障进行预测，系统中规划建设预警监测服务，收集实例化数据，解析预警规则，判别业务数据是否异常，异常即产生报警信息并发给相关人员及时进行处理。

重大缺陷质量整改完成情况监控，预警规则解析：预警规则（缺陷等级为“重大缺陷”并且当前时间大于等于计划完成时间+10，并且完成时间未填）-转换为逻辑表达式（预警规则解析：缺陷等级=“重大缺陷”and当前时间大于等于计划完成时间+10and完成时间is null）-装入实例数据（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）-实例表达式，运算出结果（布尔值：真）-产生报警信息。

重大缺陷质量整改完成情况监控，预警规则解析：预警规则（缺陷等级为“重大隐患”并且当前时间大于等于计划完成时间，并且消除完成时间未填）-转换为逻辑表达式（预警规则解析：缺陷等级=“重大缺陷”and当前时间大于等于计划完成时间+10and消除完成时间is null）-装入实例数据（重大缺陷=“重大缺陷”and“2021-03-06”大于等于“2021-03-05”+10and null is null）-实例表达式，运算出结果（布尔值：真）-产生报警信息。

系统读取相关的预警规则，从中提取预警类型、预警等级，解析预警规则。校验预警规则中的阈值是否超标，一旦超标就自动给预警接收人员发送预警信息，并对预警信息及时处理，记录处理时间，一旦处理超时还能通过多种方式进行提醒，也为后续的责任考核提供支持。对预警信息进行误警处理[4]。

2.3 数据监控和展示

按照管理维度，大屏展现是对外展示的窗口，通过大屏查看电站整体运行情况，对接视频监控，展示洞室门禁车辆和人员的列表，关联显示相关设备。汇总电站工程管理信息，通过综合评价模型计算电站评价分值，通过坐标图、线状图和饼状图多种方式展示电站预警数据、监测数据等统计对比结果。对电站工程管理整体情况进行分析，通过大屏查看电站的整体运行情况及各系统实时情况。展现电站概览、视频监控、告警显示、统计分析等内容，实现工程管理评价及预警等功能，构建满足工程建设施工智能可视化，辅助工程管理决策。

3 工程管理评价

对工程现场管理的效果或能力进行评价，常用的工程管理评价方法：层次分析法、专家评价法和模糊综合评价法。

层次分析法是指将一个复杂的多目标决策问题作为一个系统，将目标分解为多个目标或准则，进而分解为多指标的若干层次，通过定性指标模糊量化方法算出层次单排序和总排序，以作为目标、多方案优化决策的系统方法。层次分析法将决策问题按总目标、各层子目标、评价准则直至具体的备投方案的顺序分解为不同的层次结构，然后用求解判断矩阵特征向量的办法，求得每一层次的各元素对上一层次某元素的优先权重，最后再加权和的方法递阶归并各备择方案对总目标的最终权重，此最终权重最大者即为最优方案。

专家评价法是出现较早且应用较广的一种评价方法。它是在定量和定性分析的基础上以打分等方式做出定量评价，其结果具有数理统计特性。专家评分法根据一组相关专家的经验与主观判断，依照选定的评价标准或体系对评价对象提取出存在共同特点，接着得出最终意见。该方法方便、易操作，能充分利用专家知识、经验，但缺乏定量与客观性。

模糊综合评价法是一种基于模糊数学的综合评价方法。该综合评价法根据模糊数学的隶属度理论把定性评价转化为定量评价，即用模糊数学对受到多种因素制约的事物或对象做出一个总体的评价。它具有结果清晰，系统性强的特点，能较好地解决模糊的、难以量化的问题，适合各种非确定性问题的解决。它是一种解决评价者无法对具有复杂特性的问题准确给出定量评价结果的方法，通过使用自然语言描述评价者所要传递的信息，而且用数值计算处理评价信息，从而形成了一种对定量、定性信息进行统一表达和处理的方式。

综上，本文根据国网新源公司对基建工程综合评价的需求，结合基建工程管理的标准知识，通过大数据相关技术，实现基建工程管理综合评价的大数据分析。主要功能是建立国网新源公司基建项目工程管理指标体系，对项目进行工程综合评价和得分排名。目前通过前期的业务分析、软件设计，开发了系统软件，后续还需对系统的模型算法、软件性能、数据安全等方面不断优化与改进。