王雄偉，劉志成，熊 瑋，李群山，徐 浩

（國家電網(wǎng)有限公司華中分部，湖北武漢 430075）

隨著特高壓互聯(lián)電網(wǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，大電網(wǎng)運(yùn)行一體化特征日益凸顯，交直流、送受端、高低壓、斷面間高度耦合，電網(wǎng)運(yùn)行復(fù)雜程度和控制難度不斷加大，同時(shí)全國統(tǒng)一電力市場和新型電力系統(tǒng)構(gòu)建加快推進(jìn)，各類新型技術(shù)應(yīng)用和新型值班業(yè)務(wù)層出不窮，均對電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行人員的知識結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)能力和職業(yè)素養(yǎng)提出了更高要求[1]。因此，在電力技術(shù)加快發(fā)展和電網(wǎng)安全形勢日益嚴(yán)峻的大背景下，加強(qiáng)電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行人員培訓(xùn)管理工作勢在必行，既是適應(yīng)新形勢發(fā)展的客觀需要，也是提高運(yùn)行值班工作能力的重要抓手，更是保障大電網(wǎng)安全運(yùn)行的內(nèi)在要求。

在當(dāng)前的電力管理模式下，電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)調(diào)管范圍內(nèi)的電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行人員的規(guī)程規(guī)定學(xué)習(xí)、持證上崗考試、違章考核和證書審核、資料管理等系列培訓(xùn)與考核管理工作。目前，電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)在開展電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行人員培訓(xùn)管理工作時(shí)存在以下難題：①培訓(xùn)管理工作量大，培訓(xùn)對象包括調(diào)度機(jī)構(gòu)、水力發(fā)電廠、火力發(fā)電廠、水電流域梯級集控、抽蓄電站、超高壓公司集控中心、超高壓變電站、特高壓變電站、直流換流站、送變電公司、輸電運(yùn)檢公司等百余家單位的數(shù)千個(gè)運(yùn)行值班人員，每年需要組織多次培訓(xùn)考試，日常培訓(xùn)管理工作任務(wù)繁重，急需要技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化支撐。②線下管理模式不適應(yīng)工作需求，當(dāng)前調(diào)度機(jī)構(gòu)主要以人工、線下、紙質(zhì)方式開展運(yùn)行值班人員培訓(xùn)管理，存在考試請求無法自動(dòng)發(fā)起、學(xué)習(xí)資料無法全網(wǎng)共享、考試題目需人工制作、考試需人工監(jiān)考、試卷需人工評閱、成績需人工整理、證書需人工制作、證書發(fā)放需郵寄、證書丟失需補(bǔ)辦、違章無電子化管理、證書過期無自動(dòng)提醒、抽考名單需人工選取、人員評價(jià)需線下開展等系列問題。另外受調(diào)度運(yùn)行生產(chǎn)人員倒班制工作特性制約，人工線下培訓(xùn)管理存在生產(chǎn)運(yùn)行人員時(shí)間安排困難、培訓(xùn)規(guī)模受限、訓(xùn)練效果一般等問題[2]。③新冠疫情影響組織線下上崗考試，部分單位由于取證員工數(shù)量不足，按規(guī)定不能安排無證人員上崗值班，取證又受疫情制約，電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)無法赴取證需求單位開展調(diào)度運(yùn)行人員持證上崗培訓(xùn)工作，同時(shí)線下考試存在人員集聚風(fēng)險(xiǎn)，產(chǎn)生了運(yùn)行值班力量不足的現(xiàn)實(shí)困難，嚴(yán)重影響了電網(wǎng)安全生產(chǎn)和電力調(diào)度業(yè)務(wù)的有序開展。

為系統(tǒng)化解決電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)在電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行人員培訓(xùn)管理工作存在的現(xiàn)實(shí)難題，切實(shí)提高電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行值班人員的業(yè)務(wù)水平，文章提出一種面向電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行人員的智能培訓(xùn)考核管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)人員信息全景式管理、題庫標(biāo)簽化批量管理、多樣化自動(dòng)組卷、遠(yuǎn)程登錄考試、后臺智能監(jiān)考、自動(dòng)閱卷、自動(dòng)分析成績、自動(dòng)生成證書、自主定制學(xué)習(xí)套餐、智能評價(jià)人員表現(xiàn)等培訓(xùn)全過程自動(dòng)化管理，全面支撐電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行人員培訓(xùn)考核管理工作由“人工、線下、紙質(zhì)”模式向“智能、網(wǎng)絡(luò)、電子”方向升級。

1 基于Web的電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行人員培訓(xùn)考核管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)的框架設(shè)計(jì)

電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行人員的管理與考核工作涉及多個(gè)生產(chǎn)單位大量運(yùn)行人員[3-4]，需要結(jié)合崗位設(shè)置與任職要求提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)與考核標(biāo)準(zhǔn)[5]，需要結(jié)構(gòu)化儲存調(diào)度運(yùn)行工作需要的大量規(guī)程、規(guī)定[6]。系統(tǒng)以電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行人員服務(wù)為核心，設(shè)計(jì)了多個(gè)子系統(tǒng)，每個(gè)子系統(tǒng)由多個(gè)功能模塊構(gòu)成，各模塊間通過內(nèi)部接口進(jìn)行信息交互。它們共同實(shí)現(xiàn)完成電網(wǎng)調(diào)度員在線考核、持證上崗等需求。

（1）在線考核全流程在線化處理系統(tǒng)，用于電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行人員外網(wǎng)遠(yuǎn)程上機(jī)考試，實(shí)現(xiàn)根據(jù)調(diào)度運(yùn)行人員崗位類型和要求智能出題、在線身份認(rèn)證、防作弊界面、考試過程遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控、智能閱卷和考試結(jié)果多維度分析的全流程在線化處理。

（2）海量題目與資料的結(jié)構(gòu)化存儲管理，用于建設(shè)和管理電力專業(yè)資料庫和考試題庫，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化的存儲專業(yè)資料與海量題目，并智能生成試卷放入試卷庫，滿足電力調(diào)度對象持證上崗在線管理與考核需要。

（3）電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行人員持證上崗流程可視化管理，用于對電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行人員持證上崗信息全員管理，實(shí)現(xiàn)各級調(diào)度及直調(diào)對象人員信息自動(dòng)錄入、修改、統(tǒng)計(jì)、分析、自動(dòng)抽考、狀態(tài)提醒功能，智能提醒無證書、證書過期、暫停資格、取消資格和警告記錄等信息，為調(diào)度業(yè)務(wù)提供準(zhǔn)確的人員信息。

（4）電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行人員個(gè)性化學(xué)習(xí)管理，用于調(diào)度運(yùn)行人員學(xué)習(xí)、考核和評價(jià)，實(shí)現(xiàn)按照調(diào)度運(yùn)行人員的學(xué)習(xí)階段，靈活制定學(xué)習(xí)計(jì)劃、考核標(biāo)準(zhǔn)、評價(jià)維度，全過程記錄調(diào)度運(yùn)行人員的學(xué)習(xí)情況、考核情況、考評情況，并進(jìn)行綜合評價(jià)，科學(xué)研判調(diào)度運(yùn)行人員知識結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)薄弱點(diǎn)，為調(diào)度運(yùn)行人員定制學(xué)習(xí)建議。

1.2 系統(tǒng)特點(diǎn)

整個(gè)平臺應(yīng)以電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行人員服務(wù)為核心，提供管理、考核、個(gè)性化學(xué)習(xí)、持證上崗等相關(guān)服務(wù)。系統(tǒng)功能構(gòu)架如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)功能構(gòu)架圖

（1）應(yīng)用層：用戶的統(tǒng)一訪問入口，即平臺的界面，為用戶提供各種專業(yè)知識學(xué)習(xí)與考核的功能。管理員負(fù)責(zé)整個(gè)平臺的運(yùn)營和維護(hù)；電網(wǎng)調(diào)度員進(jìn)行題庫學(xué)習(xí)、在線考試、查看成績，查看持證上崗證書等。

（2）服務(wù)層：是系統(tǒng)的核心，提供基礎(chǔ)服務(wù)、功能服務(wù)、個(gè)性化服務(wù)和系統(tǒng)擴(kuò)展服務(wù)。

（3）數(shù)據(jù)層：用來存放平臺相關(guān)數(shù)據(jù)，如系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、考試數(shù)據(jù)、題庫數(shù)據(jù)、日志數(shù)據(jù)等，由于這些數(shù)據(jù)之間存在著相互聯(lián)系，所以數(shù)據(jù)主要釆用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存儲。

通過對電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行人員考核工作的特點(diǎn)與需求進(jìn)行分析，確定系統(tǒng)采用B/S 模式，系統(tǒng)使用便捷，維護(hù)簡單。系統(tǒng)采用SpringBoot 框架集成JSP、Mybatis、Redis 等技術(shù)，開發(fā)與實(shí)現(xiàn)了針對電網(wǎng)調(diào)度員在線管理與考核工作的Web 管理端軟件與Web 客戶端軟件。

2 基于Web的電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行人員培訓(xùn)考核管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

2.1 持證上崗在線考核全流程在線化處理

系統(tǒng)支持電網(wǎng)調(diào)度員的內(nèi)網(wǎng)在線考核與直調(diào)對象的外網(wǎng)遠(yuǎn)程上機(jī)考核的全流程在線化處理，包含搜索、試卷獲取、考試功能等模塊，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行人員在線答題、管理員智能閱卷、考試分析與統(tǒng)計(jì)功能。此模塊業(yè)務(wù)員邏輯如圖2所示。

圖2 持證上崗在線考核全流程在線化處理邏輯圖

管理員登錄管理端，對試卷庫中的試卷進(jìn)行篩選，將選擇的試卷導(dǎo)入考試功能模塊，在填寫考試時(shí)間和考試規(guī)則等信息后發(fā)布一場考試，同時(shí)生成考試提醒，用戶在登陸系統(tǒng)后會(huì)自動(dòng)獲取緩存中的提醒，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)通知需要考試的電網(wǎng)調(diào)度員。

考生提交試卷后采用系統(tǒng)智能閱卷與管理員主觀評閱相結(jié)合的方式進(jìn)行判卷，并給出該場考試的多維度分析報(bào)告，調(diào)用接口，將考試成績等相關(guān)數(shù)據(jù)分別與持證上崗流程管理系統(tǒng)和電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行人員個(gè)性化學(xué)習(xí)系統(tǒng)共享。

為防止用戶在考試時(shí)作弊，管理員可以在創(chuàng)建考試時(shí)，開啟防作弊功能，系統(tǒng)會(huì)在頁面上調(diào)用攝像頭，通過Canvas 來捕獲攝像頭中的用戶畫面，能夠識別出非本人答題、多人一起答題、考生左顧右盼等作弊行為；當(dāng)發(fā)現(xiàn)用戶存在作弊行為時(shí)，管理員能在第一時(shí)間讓用戶將試卷提交，方法是：系統(tǒng)采用輪詢（Polling）的方式獲取強(qiáng)制提交試卷的命令，這樣做不僅可以保證消息的準(zhǔn)確性，也可以保證消息的實(shí)時(shí)性。

2.2 海量題目與資料的結(jié)構(gòu)化存儲管理

結(jié)構(gòu)化海量題庫功能支持海量題目的上傳，管理員擴(kuò)展更新考試題庫，系統(tǒng)分專業(yè)、題型、難度等標(biāo)簽進(jìn)行結(jié)構(gòu)化存儲，組卷管理功能支持基于題目與規(guī)則自動(dòng)生成試卷，滿足電網(wǎng)調(diào)度員考核工作的需要。此模塊業(yè)務(wù)員邏輯如圖3所示。

圖3 海量題目與資料的結(jié)構(gòu)化存儲管理邏輯圖

管理員給題目添加專業(yè)、知識點(diǎn)、題目類型、難度、知識來源以及使用對象等屬性后，可通過單個(gè)手動(dòng)錄入、Excel 批量錄入、Word 批量錄入三種方式將添加相應(yīng)屬性后的題目導(dǎo)入題庫進(jìn)行結(jié)構(gòu)化存儲。系統(tǒng)使用POI 對Excel 表格進(jìn)行處理，POI 是Apache軟件基金會(huì)的開發(fā)源代碼函數(shù)庫，提供API 給Java程序?qū)icrosoft office 格式文檔讀和寫的功能，利用POI 結(jié)構(gòu)中的HSSF 讀取Excel 表格中的每一條數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)處理后，寫入數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)題目錄入、人員錄入等功能。使用Spire.Doc 對Word 文檔進(jìn)行處理，Spire.Doc 能執(zhí)行多種Word 文檔處理任務(wù)，用來識別文本的標(biāo)簽，讀取每個(gè)標(biāo)簽下的數(shù)據(jù)，再對數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)化處理，完成對Word 文檔的數(shù)據(jù)讀取，實(shí)現(xiàn)Word 錄題以及Word 組卷等功能。

資料庫支持大量資料的上傳、分專業(yè)等結(jié)構(gòu)化存儲資料，方便調(diào)度人員查看及學(xué)習(xí)。管理員將資料分類成穩(wěn)定導(dǎo)則、保護(hù)課件、穩(wěn)定規(guī)定、工作內(nèi)容、工作流程，標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)卡、現(xiàn)場實(shí)習(xí)資料、反事故演習(xí)信息等資料，分類進(jìn)行上傳，系統(tǒng)分類存入資料庫，形成樹形分類目錄。

結(jié)構(gòu)化海量題庫與試卷考試功能相連，基于題庫題目，管理員可以進(jìn)行組卷，系統(tǒng)為了方便管理員創(chuàng)建試卷，使用Math.random（）函數(shù)生成一個(gè)隨機(jī)數(shù)，一次抽取一道題，先將數(shù)據(jù)庫中滿足試卷的抽題規(guī)則的題目找出，然后根據(jù)每次生成的隨機(jī)數(shù)，在滿足的題目中進(jìn)行抽取，為了防止抽取到重復(fù)的題目，使用Set 集合對題目進(jìn)行去重，直到組卷完成。

2.3 電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行人員持證上崗流程可視化管理

基于某調(diào)度中心持證上崗流程步驟，本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行人員執(zhí)證上崗信息的全員管理，支持各級調(diào)度及直調(diào)對象人員信息自動(dòng)錄入、修改、統(tǒng)計(jì)、分析，可批量下載人員信息與證書信息，與其他調(diào)度信息交互，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)人員信息共享。對持證上崗流程進(jìn)行可視化的在線管理，并與遠(yuǎn)程在線考試功能與題庫試卷功能相交互，實(shí)現(xiàn)直調(diào)對象考試申請的審批、在線組織考試、自動(dòng)判分、審核成績、基于考試結(jié)果與預(yù)設(shè)的證書模板自動(dòng)生成電子證書、結(jié)果歸檔留存等功能。此模塊業(yè)務(wù)員邏輯如圖4所示。

圖4 持證上崗信息管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯圖

參與流程各節(jié)點(diǎn)處理的調(diào)度員，可在流程需要處理時(shí)，收到實(shí)時(shí)全局消息。為了提高系統(tǒng)對用戶消息提醒的實(shí)時(shí)性，系統(tǒng)采用了短輪詢的方式，頁面上使用Ajax 向后臺發(fā)送請求，獲取到系統(tǒng)發(fā)送的消息，然后在頁面上顯示出來，保證系統(tǒng)發(fā)送消息的實(shí)時(shí)性。為了方便管理員在系統(tǒng)中對證書的管理，采用證書編號對證書進(jìn)行統(tǒng)一的管理，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)設(shè)置好的證書編號規(guī)則，對每次創(chuàng)建的證書生成一個(gè)證書編號，以此來方便管理員對證書的管理。系統(tǒng)采用BookBlock插件，將證書的信息以書本的樣式，展現(xiàn)在頁面上，用戶可以點(diǎn)擊頁面下面的按鈕來翻頁，提高了證書的閱讀性。系統(tǒng)使用FreeMarker 模板引擎，選取不同的模板，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)出的多樣化，實(shí)現(xiàn)人員信息導(dǎo)出、試卷導(dǎo)出、證書下載等功能。

2.4 電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行人員個(gè)性化學(xué)習(xí)管理

為了提高電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行人員持證上崗的通過率，本系統(tǒng)融入人工智能、大數(shù)據(jù)及云計(jì)算技術(shù)，用學(xué)、練、考、評、管全流程鏈結(jié)合多元智能動(dòng)態(tài)測評系統(tǒng)、知識圖譜可視化與學(xué)習(xí)路徑自適應(yīng)、智能考試系統(tǒng)等多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，構(gòu)建全生命周期數(shù)據(jù)閉環(huán)，助力個(gè)性化調(diào)度對象學(xué)習(xí)管理的數(shù)字升級，系統(tǒng)同時(shí)具備自學(xué)習(xí)功能，可不斷總結(jié)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，形成知識庫并推薦個(gè)性化學(xué)習(xí)方案。為提高用戶對文件的操作性，系統(tǒng)使用了OpenOffice 實(shí)現(xiàn)對文件的預(yù)覽，基于學(xué)習(xí)記錄，系統(tǒng)會(huì)建立新型的學(xué)習(xí)模型，該模型由課程知識庫模型、學(xué)員模型、信息采集模塊、個(gè)性化推薦引擎模塊構(gòu)成?？梢詫?shí)時(shí)跟蹤調(diào)度運(yùn)行人員學(xué)習(xí)進(jìn)度及知識掌握情況并提供建議和指導(dǎo)，可以從很大程度上避免知識迷路和學(xué)習(xí)迷航的問題。

系統(tǒng)還支持進(jìn)行多維度的評價(jià)打分，管理員可以創(chuàng)建調(diào)度運(yùn)行人員反事故演習(xí)表現(xiàn)、上班表現(xiàn)等多維度的綜合考評，調(diào)度運(yùn)行人員可以進(jìn)行綜合評價(jià)打分，再結(jié)合系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)的考試成績、學(xué)習(xí)記錄等數(shù)據(jù)，生成個(gè)人能力雷達(dá)圖和綜合評價(jià)報(bào)告，為工作評定、崗位晉升和轉(zhuǎn)崗資質(zhì)提供一定的參考。

3 結(jié)語

本系統(tǒng)現(xiàn)已在某調(diào)度控制中心投入運(yùn)行，經(jīng)該機(jī)構(gòu)使用后效果良好，培訓(xùn)管理工作效率大幅提升：①系統(tǒng)擁有豐富生動(dòng)、有針對性、有指導(dǎo)意義的題庫資源，并能夠?qū)υ囶}數(shù)字化管理。電子題庫為題目的保存、分類和檢索提供了便利，為編制試卷提供了高效率和低成本的手段。依托電子題庫與智能組卷技術(shù)，用戶制定好組卷策略后自動(dòng)抽題成卷，極大地提高了出卷效率，為電力調(diào)度對象的常年性的考試，提供了海量試卷資源的有力支持。②系統(tǒng)從出題、考試到判卷、統(tǒng)計(jì)，完全實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，不再需要相關(guān)人員手工將員工成績、答題情況等詳細(xì)信息輸入計(jì)算機(jī)，在實(shí)際工作中能夠?qū)崿F(xiàn)員工成績統(tǒng)計(jì)分析，試題參數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析及自動(dòng)調(diào)整，能夠總結(jié)出員工個(gè)體和全體的知識點(diǎn)薄弱環(huán)節(jié)，以利于更好地進(jìn)行針對性學(xué)習(xí)。