基于语音交互系统的作业指导书工具的研制与应用

温超洪 易启胜 余锦荣

（广东电网有限责任公司江门供电局，广东江门529000）

0 引言

因电力设备的特殊性，其故障发展迅速，对人身、设备的危害极大，且容易影响电网运行而发展成大面积停电事故，造成较大的社会影响。电力设备的维护、检修、操作等运维作业是保证设备能够长期安全、稳定运行的重要措施。变电站作为电力输送的枢纽，其内部设备集中且结构复杂，重要性及影响尤为明显。因此，这些设备的运维作业必须按照既定的步骤来进行，且作业进行过程中必须有保证人身、设备、电网安全的可靠措施。针对这些作业，电力企业均会制订相应的现场作业指导书。

传统的作业指导书使用方法是作业人员手持纸质版的作业步骤，到现场逐项对照执行。近年来推行无纸化作业，作业方法逐步过渡到使用平板电脑等电子设备取代纸质版的作业指导书，即作业人员在现场通过查阅平板电脑上相应的作业指导书，按作业步骤逐项对照执行，并在该平板电脑上记录作业过程。随着安全生产的要求越来越严格及规范化运维作业的推行，作业指导书的现场应用执行要求越来越细化，成为保证现场作业规范和作业质量的重要依据。现场作业负责人既要监护作业人员的安全，保证各项风险控制措施的落实，并随时应对各种突发情况，又要保证作业过程和质量符合作业指导书的要求。因此生产作业现场的监护、指挥和作业指导书的依从性在某种程度上是矛盾统一的存在，如何协调平衡两者的关系，提高作业现场效率的同时保证各项措施的落实，是一项重要的研究课题。

本项目基于上述问题的提出，并迎合变电站规范化运维作业的要求，贯彻执行“安全第一”的作业理念，研制出一套新的作业指导书应用工具。

1 项目的研究与实施

1.1 传统的作业指导书使用方法存在的问题

当使用传统的作业指导书使用方法时（包括基于平板电脑等终端设备的使用），一般由工作负责人手持作业指导书现场对照执行并记录。此时该工作负责人必须要同时关注手持的作业指导书和作业现场，既要保证作业步骤执行的正确性，又要监督作业现场的作业安全和质量。工作负责人既要查看解读作业指导书的内容，同时也要观察监督工作班成员的作业行为及设备状况，既要手执作业指导书并记录，同时也要做一些必要的辅助性作业，容易出现难以兼顾的局面，工作效率较低，且存在一定的安全隐患。

本项目的应用可以减少作业人员对作业指导书的操作量，提高作业人员对作业现场的关注度，使得作业人员在严格按照作业指导书的作业步骤执行现场作业的同时，又能最大限度地关注作业现场的作业安全和质量，减少了作业风险，提高了工作效率，且提高了部分单人作业项目的可行性，提升了企业效益。

1.2 项目的技术方案

本项目开发的智能语音作业指导系统，使电力企业生产现场的作业指导书的内容能够通过语音播放及控制，并提供语音记录功能，使作业人员清晰掌握作业步骤的同时解放双手和眼睛，提高作业时对设备和作业环境的关注度，进一步保证作业过程的安全和高效。

智能语音作业指导系统根据电力企业生产现场的作业特点，改变传统的“读、写、唱”的作业指导书执行模式，使用全新的语音交互模式，使得作业指导书的内容能通过语音播放，执行过程可以通过语音控制，除了必要的开机、启动程序、连接设备等操作外，作业人员与作业指导书的交互主要通过语音来实现。作业人员可以发出特定的语音指令，通过话筒控制系统的播放；系统通过分析接收到的语音指令，执行相应的程序代码，实现语音控制的目的。其交互控制原理如图1所示。

图1 语音交互控制原理图

系统主机开机并启动软件后，软件自动连接数据库，读取数据库中的作业指导书名称字段并通过显示屏（触摸屏）显示出来，此时可以通过“settings”选项设置播放不同步骤时中间的停顿时间。现场作业人员选择相应作业指导书后，系统读取数据库的json字段并解析，随后开始播放第一条语音内容，即执行作业指导书的第一步。该语音指令播放完毕后，系统便开始停顿，此期间系统可以接收特定的语音指令并执行，此时作业人员可以发出语音指令对系统进行控制。当系统接收到“停”的语音指令时，作业指导书的播放便暂停；之后的任何时候，系统接收到“继续”的语音指令时，便开始播放下一条语音内容，即执行作业指导书的下一步。系统停顿期间，如接收到“继续”的语音指令，也会开始播放下一条语音内容。如停顿期间系统没有接收到有效的语音指令，则经过设定的时间后，系统便自动播放下一条语音内容。语音交互控制流程如图2所示。

图2 语音交互控制流程图

上述系统的运行主要通过话筒、播放器、终端设备等物理部件实现，系统结构简单，操作方便。

2 项目应用分析

经统计分析，同一电力企业内部的作业指导书均使用统一编排格式，且有较成熟固定的作业指导书库，这为本项目应用的前期工作提供了较便利的条件，而应用期间数据库的维护工作量也较少。根据应用需求，本项目也可使用无线话筒/耳机等设备，增加系统使用的便利性；除语音交互外，也可保留传统的交互模式，灵活配合使用；还可以提供拍照录像记录、语音记录、文字记录等多种辅助功能。而针对大型复杂的作业现场，系统可以配置多套无线话筒/耳机，由主机统一控制，方便多人、多小组配合作业及统一指挥，也可降低各种干扰，保证信息传达的准确性。本项目还可帮助现场年龄较大、视力下降的员工准确理解并执行作业指导书的内容。另外，对于单人作业的尝试及推行，本项目也可提供切实可行的技术支持。

3 结语

基于语音交互系统的作业指导书工具还可与企业的生产管理系统对接，直接读取/写入系统数据，作为生产管理系统在现场应用管理的延伸。而作业现场的执行过程及记录也可以写入生产管理系统中，使生产管理系统的流程化应用更贴合实际，也减少了员工对现场数据记录、处理的工作量。本项目的应用推广，可与企业的标准规范融合完善，逐步形成统一管理标准，满足安全生产需求，提高作业效率，提升企业效益。

[1]张毅，刘想德，罗元，等.语音处理及人机交互技术[M].北京：科学出版社，2016.