張述銘，尤晗旭

(東北電力大學(xué)電氣工程學(xué)院，吉林吉林132012)

電力系統(tǒng)線路日常的維護(hù)和修理工作具有相當(dāng)高的危險(xiǎn)性，并且受外界環(huán)境和操作人員的主觀意識(shí)影響比較大，所以僅依靠嚴(yán)格的規(guī)章制度并不能完全避免檢修過(guò)程中危險(xiǎn)事故的發(fā)生。為此，開(kāi)發(fā)一套針對(duì)電力線路檢修工作安全性的預(yù)評(píng)估系統(tǒng)具有一定的實(shí)際意義。然而，由于工作現(xiàn)場(chǎng)情況復(fù)雜，對(duì)電力線路檢修有影響的因素?zé)o法定量化描述，因此，為了尋找電力線路檢修安全性參考依據(jù)，曾有相關(guān)技術(shù)人員提出層次分析法(AHP)，它是將與評(píng)價(jià)有關(guān)的元素分解成目標(biāo)、準(zhǔn)則、指標(biāo)等層次，在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行定性和定量分析的評(píng)價(jià)方法。該方法是應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)理論和多目標(biāo)綜合評(píng)價(jià)方法提出的一種層次權(quán)重分析的方法，特點(diǎn)是在針對(duì)影響因素及其內(nèi)在關(guān)系等進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，利用較少的定量信息使決策的思維過(guò)程數(shù)學(xué)化，從而為多目標(biāo)、多準(zhǔn)則或無(wú)結(jié)構(gòu)特性的復(fù)雜決策問(wèn)題提供簡(jiǎn)便的評(píng)價(jià)方法。本文將層次分析法引入電力線路檢修的安全等級(jí)預(yù)評(píng)估中來(lái)，并針對(duì)典型的線路檢修工作進(jìn)行評(píng)估。［1］

1 評(píng)估方法

將電力線路檢修操作作為研究對(duì)象，用層次分析法(AHP)作為評(píng)估手段，將對(duì)檢修有影響的因素劃分為若干個(gè)子系統(tǒng)，分層分塊進(jìn)行權(quán)重計(jì)算。

1)分析系統(tǒng)各元素之間的關(guān)系，構(gòu)建遞階層次結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

2)對(duì)同一層次元素的重要性和對(duì)于上一層次各元素的相對(duì)重要性進(jìn)行兩兩比較，構(gòu)建比較矩陣。首先假定對(duì)電力線路檢修安全性有影響的因子有n個(gè)，這樣就得到了一個(gè)影響因子集合C={c1，c2，c3，…，cn};然后根據(jù)層次結(jié)構(gòu)模型，分層構(gòu)建比較矩陣A=(aij)n×n，該矩陣應(yīng)滿足如下條件:aij＞0，aij=1/aj(i≠j)，aii=1，i、j=1，2，3，…，n。判斷矩陣的每個(gè)因子按1～9及其倒數(shù)作為其衡量尺度，標(biāo)度如表 1 所示。［2］

圖1 遞階結(jié)構(gòu)模型示意圖

表1 判斷矩陣中各因子標(biāo)度含義

3)矩陣一致性檢驗(yàn)。先求出判斷矩陣的最大特征值λmax，再利用AW=λmaxW求出所對(duì)應(yīng)的最大特征向量W，W經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化后即為同層元素中的相應(yīng)因子對(duì)于上一層元素影響重要性的相對(duì)重要權(quán)重值。然后進(jìn)行一致性驗(yàn)證，利用公式

式中:CR為隨機(jī)一致性比例;CI為一致性指標(biāo);RI為平均隨機(jī)一致性指標(biāo)，RI的取值如表2所示。當(dāng)CR＜0.01時(shí)，判斷矩陣具有良好的一致性，可以保證比較邏輯的正確性，否則需對(duì)判斷矩陣進(jìn)行調(diào)整［3］。

表2 RI 的取值一覽表

4)層次總排序。利用同層元素所有單排序的結(jié)果，求出針對(duì)上一層元素的所有本層次元素的重要性的權(quán)重值，即為層次總排序。計(jì)算需要按照從上到下的順序逐層進(jìn)行［4］。

2 檢修的影響因素及評(píng)估系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型

根據(jù)對(duì)電力線路檢修過(guò)程的研究，將影響電力線路檢修安全的因素劃分為3部分，分別為設(shè)備因素、環(huán)境因素和人員因素。

2.1 設(shè)備因素

設(shè)備因素主要包括對(duì)電力線路檢修安全有影響的幾項(xiàng)與設(shè)備相關(guān)的考察因子，具體的層次結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 設(shè)備因素層次結(jié)構(gòu)圖

2.2 人員因素

人員因素包括對(duì)電力線路檢修有影響的與操作人員相關(guān)的幾項(xiàng)考察因子，具體的層次結(jié)構(gòu)模型如圖 3 所示。［5］

圖3 人員因素層次結(jié)構(gòu)圖

2.3 環(huán)境因素

環(huán)境因素包括對(duì)電力線路檢修有影響的與工作現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境相關(guān)的幾項(xiàng)考察因子，具體層次結(jié)構(gòu)模型如圖 4 所示。［6］

2.4 評(píng)估系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型

將安全指數(shù)層劃分為4個(gè)區(qū)段(T1～T4)，考慮安全問(wèn)題所造成的影響，根據(jù)上述3個(gè)評(píng)估因子，構(gòu)建評(píng)估系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)模型，如圖5所示［7］。

圖4 環(huán)境因素層次結(jié)構(gòu)圖

圖5 評(píng)估系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)圖

3 數(shù)學(xué)模型與權(quán)重計(jì)算

3.1 數(shù)學(xué)模型

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況和實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，為評(píng)估因子設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)分，并以其作為定量化指標(biāo)。為此，評(píng)估系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型為

式中:N為最終的得分?jǐn)?shù)，pi為第i項(xiàng)因子的權(quán)重?cái)?shù)，Ni為第i項(xiàng)因子的得分?jǐn)?shù)。

3.2 相關(guān)權(quán)重計(jì)算

為了簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程，采取按塊分步進(jìn)行權(quán)重計(jì)算。根據(jù)圖5的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型，設(shè)定E1為0.4，E2為0.6，則F層元素對(duì)E層元素的影響如表2、表3所示。同理可分別求的每個(gè)因子f對(duì)于F層3個(gè)元素的影響權(quán)重?cái)?shù)，如表4—表6所示。綜上所述，可求得和權(quán)重如表7所示。

表2 F層元素對(duì)E1的影響權(quán)重值

表3 F層元素對(duì)E2的影響權(quán)重

表4 f層相關(guān)因子對(duì)于F1的影響權(quán)重值

表5 f層相關(guān)因子對(duì)于F2的影響權(quán)重值

表6 f層相關(guān)因子對(duì)于F3的影響權(quán)重值

表7 線路檢修安全影響因素排序表

4 電力線路檢修安全的綜合評(píng)價(jià)

根據(jù)表7所示的權(quán)重值排序表，對(duì)評(píng)估因子設(shè)定與現(xiàn)場(chǎng)情況相符合的標(biāo)準(zhǔn)分，然后根據(jù)評(píng)估系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，即可得到相應(yīng)的打分結(jié)果，構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)處理類別表，并劃分相應(yīng)的分?jǐn)?shù)段，如表8所示［8］。

表8 風(fēng)險(xiǎn)處理類別表

根據(jù)所得分?jǐn)?shù)找到相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，即可找到相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)處理原則，對(duì)相關(guān)操作可起到預(yù)判其安全性的作用。

5 結(jié)語(yǔ)

本評(píng)價(jià)體系所得到的影響檢修安全的要素中，現(xiàn)場(chǎng)操作人員的技術(shù)動(dòng)作完成程度對(duì)檢修安全的影響最大，現(xiàn)場(chǎng)操作人員的受培訓(xùn)程度次之，與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況基本相符，因此，可根據(jù)本評(píng)價(jià)體系對(duì)電力線路檢修操作進(jìn)行安全評(píng)估，從而得到相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)和風(fēng)險(xiǎn)處理原則。

［1］ 李長(zhǎng)君．電氣線路的故障及檢修［J］．江蘇電器，2008(5):63－64．

［2］ 楊澍，初禹，楊湘奎，等．層次分析法(AHP)在三江平原地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)中的應(yīng)用［J］．地質(zhì)通報(bào)，2005，5(24):485－490．

［3］ 胡浪．輸電線路檢修現(xiàn)狀及存在問(wèn)題分析［J］．機(jī)電信息，2011(18):202－203．

［4］ 楊建．電力線路檢修過(guò)程中的危險(xiǎn)因素及對(duì)策［J］．安全、健康和環(huán)境，2003，6(3):14 －15．

［5］ 能源部安全環(huán)保司，全國(guó)有關(guān)電管局，電力局．DL 409－1991電業(yè)安全工作規(guī)程(電力線路部分)［S］．

［6］ 張嘉旻，王凱，馬仁明，等．平行線路間感應(yīng)問(wèn)題影響因素研究［J］．華東電力，2011.39(3):411 －414．

［7］ 胡毅，王力農(nóng)，鄒偉．送配電帶電作業(yè)的發(fā)展與標(biāo)準(zhǔn)制定［J］．電力標(biāo)準(zhǔn)化與計(jì)量，2003(2):14－18．

［8］ 李熙．城市軌道交通車輛走行部安全評(píng)估方法研究［D］．北京:北京交通大學(xué)，2011．