李翔++莫琦++付龍明++王立娜++盧穎浩

摘 要：電網(wǎng)運(yùn)行隱患的有效控制在電網(wǎng)建設(shè)和運(yùn)行中起著至關(guān)重要的作用。隨著電力需求的不斷提升，電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性要求也越來(lái)越高，電網(wǎng)運(yùn)行隱患問(wèn)題對(duì)電網(wǎng)可靠性影響非常大。該文通過(guò)分析某電力系統(tǒng)對(duì)控制安全隱患的要求，提出了電網(wǎng)安全隱患評(píng)估定級(jí)方法，為確保電力系統(tǒng)可靠運(yùn)行提供重要保障。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)挖掘 安全生產(chǎn)隱患 評(píng)估定級(jí) 決策樹(shù) 分類(lèi)算法

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）06（b）-0099-02

在電網(wǎng)的運(yùn)行過(guò)程中，安全生產(chǎn)隱患的存在給電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了重大的影響。如不加以注意，很有可能導(dǎo)致電網(wǎng)運(yùn)行故障。電網(wǎng)運(yùn)行安全隱患給電網(wǎng)造成直接和間接的經(jīng)濟(jì)損失是十分巨大的，因此必須要加以重視。尤其是電力系統(tǒng)直接面向廣大用戶(hù)，電網(wǎng)安全生產(chǎn)隱患如不予以即時(shí)解決，很可能釀成難以挽回的損失。對(duì)電網(wǎng)安全隱患展開(kāi)評(píng)估定級(jí)，對(duì)于防止重大事故發(fā)生、提高應(yīng)急能力、提高電網(wǎng)運(yùn)行有序性等都有著重大意義。而目前的電網(wǎng)隱患等級(jí)評(píng)估還沒(méi)有應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，評(píng)估準(zhǔn)確性有待提高，這在一定意義上給電網(wǎng)埋下了隱患。所以該文針對(duì)這種情況提出了一種決策樹(shù)算法的隱患等級(jí)評(píng)估辦法，能及時(shí)準(zhǔn)確地評(píng)定隱患等級(jí)，從而給電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力的保障。

1 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)簡(jiǎn)介

數(shù)據(jù)挖掘（Data Mining）是一種知識(shí)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程，它主要基于統(tǒng)計(jì)學(xué)、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，高度自動(dòng)化地分析數(shù)據(jù)，做出歸納性的推理，從中挖掘出潛在的模式，并對(duì)未來(lái)情況進(jìn)行分析、預(yù)測(cè)，以輔助管理者、決策者評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)、做出正確的決策。利用數(shù)據(jù)挖掘進(jìn)行數(shù)據(jù)分析常用的方法主要有分類(lèi)、回歸分析、聚類(lèi)、關(guān)聯(lián)規(guī)則、特征、變化和偏差分析、Web 頁(yè)挖掘等，它們分別從不同的角度對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘。

決策樹(shù)（Decision tree）由一個(gè)決策圖和可能的結(jié)果（包括資源成本和風(fēng)險(xiǎn)）組成，用來(lái)創(chuàng)建到達(dá)目標(biāo)的規(guī)劃。決策樹(shù)建立并用來(lái)輔助決策，是一種特殊的樹(shù)結(jié)構(gòu)。決策樹(shù)是一個(gè)利用像樹(shù)一樣的圖形或決策模型的決策支持工具，包括隨機(jī)事件結(jié)果，資源代價(jià)和實(shí)用性。它是一個(gè)算法顯示的方法。決策樹(shù)經(jīng)常在運(yùn)籌學(xué)中使用，特別是在決策分析中，它幫助確定一個(gè)能最可能達(dá)到目標(biāo)的策略。如果在實(shí)際中，決策不得不在沒(méi)有完備知識(shí)的情況下被在線(xiàn)采用，一個(gè)決策樹(shù)應(yīng)該平行概率模型作為最佳的選擇模型或在線(xiàn)選擇模型算法。決策樹(shù)的另一個(gè)使用是作為計(jì)算條件概率的描述性手段。該文就是利用決策樹(shù)算法進(jìn)行分類(lèi)分析為電網(wǎng)系統(tǒng)隱患進(jìn)行定級(jí)評(píng)估。

2 電網(wǎng)安全生產(chǎn)隱患

2.1 電網(wǎng)安全生產(chǎn)隱患概述及隱患管理現(xiàn)狀

根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)某電網(wǎng)公司的調(diào)查走訪(fǎng)，電網(wǎng)公司在對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)行中違反安全生產(chǎn)法律、法規(guī)、規(guī)章、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程和安全生產(chǎn)管理制度的規(guī)定，或者其他可能導(dǎo)致系統(tǒng)正常運(yùn)行受到影響的不安全因素，主要包括電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中異常事件原因不清楚、設(shè)備及設(shè)施的不安全狀態(tài)、非常態(tài)的電網(wǎng)運(yùn)行工況、人的不安全行為和管理上的缺陷等情況。其管理現(xiàn)狀完全沒(méi)有做到標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)也沒(méi)有對(duì)應(yīng)明確的隱患評(píng)估定級(jí)以及處理措施。這種情況下給電網(wǎng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行埋下了很大的安全隱患，一旦隱患事故發(fā)生將會(huì)造成不可逆轉(zhuǎn)的損失。

2.2 電網(wǎng)安全生產(chǎn)隱患評(píng)估定級(jí)的重要性

隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)企業(yè)的安全生產(chǎn)十分重要，而安全隱患幾乎存在于系統(tǒng)運(yùn)行的各個(gè)環(huán)節(jié)，為了減少人員傷亡、傷害以及財(cái)產(chǎn)的損失，這就需要加大安全隱患排除力度，切實(shí)有效地為事故發(fā)生做好預(yù)防。目前隱患排查工作已作為一項(xiàng)例行工作開(kāi)展，但對(duì)于隱患排查工作開(kāi)展的規(guī)范化，排查結(jié)果的規(guī)律化評(píng)估尚缺乏基礎(chǔ)性研究的支撐，也沒(méi)有類(lèi)似的專(zhuān)家評(píng)估系統(tǒng)。傳統(tǒng)隱患評(píng)估不同評(píng)估對(duì)象往往根據(jù)單一業(yè)務(wù)情況通過(guò)評(píng)估方式的人為選取進(jìn)行安全隱患的評(píng)估工作，評(píng)估方式的選擇過(guò)程智能化、自動(dòng)化程度不高。對(duì)此根據(jù)決策樹(shù)算法進(jìn)行隱患自動(dòng)評(píng)估定級(jí)，評(píng)估結(jié)果將為隱患措施的制定提供可靠、準(zhǔn)確和及時(shí)的信息參考，為系統(tǒng)運(yùn)行安全生產(chǎn)提供科學(xué)高效的評(píng)估支持。

3 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在隱患評(píng)估定級(jí)中的應(yīng)用

3.1 隱患評(píng)估定級(jí)的技術(shù)方案

（1）從電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際工作出發(fā)，依據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行隱患管理制度，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行各項(xiàng)中的安全隱患進(jìn)行分類(lèi)、定級(jí)，梳理形成量化分級(jí)的電網(wǎng)運(yùn)行安全隱患標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)；（2）隱患等級(jí)決策樹(shù)構(gòu)建。選定隱患標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)作為訓(xùn)練樣本，提取隱患等級(jí)標(biāo)示屬性，挖掘歸納出隱患分類(lèi)、分級(jí)規(guī)則，構(gòu)建隱患等級(jí)評(píng)估決策樹(shù)；（3）通過(guò)隱患等級(jí)評(píng)估決策樹(shù)，把數(shù)據(jù)庫(kù)中的元組映射到給定類(lèi)別中的某一個(gè)，發(fā)現(xiàn)某一條隱患是屬于某一特定數(shù)據(jù)子集的規(guī)則；（4）由隱患測(cè)試數(shù)據(jù)檢驗(yàn)生成的隱患等級(jí)決策樹(shù)，消除由于統(tǒng)計(jì)噪聲或數(shù)據(jù)波動(dòng)對(duì)決策樹(shù)的影響來(lái)達(dá)到凈化樹(shù)的目的，得到一棵正確的隱患等級(jí)決策樹(shù)（見(jiàn)圖1）。

3.2 隱患評(píng)估定級(jí)的具體實(shí)施方式

3.2.1 構(gòu)建隱患標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)

從電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際工作出發(fā)，依據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行隱患管理制度，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行各項(xiàng)中的安全隱患進(jìn)行分類(lèi)、定級(jí)，梳理形成量化分級(jí)的電網(wǎng)運(yùn)行安全隱患標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，具體包括系統(tǒng)運(yùn)行隱患的定義、隱患分類(lèi)、隱患等級(jí)、隱患范例、隱患危害、關(guān)聯(lián)制度、防范措施等。

3.2.2 隱患等級(jí)決策樹(shù)構(gòu)建

采用大數(shù)據(jù)挖掘中的決策樹(shù)算法實(shí)現(xiàn)隱患等級(jí)的自動(dòng)評(píng)估，具體步驟分為兩個(gè)階段：第一階段，隱患等級(jí)決策樹(shù)構(gòu)建。通過(guò)遞歸地算法將訓(xùn)練集生成一棵隱患等級(jí)決策樹(shù)。第二階段，由隱患測(cè)試數(shù)據(jù)檢驗(yàn)生成的隱患等級(jí)決策樹(shù)，消除由于統(tǒng)計(jì)噪聲或數(shù)據(jù)波動(dòng)對(duì)決策樹(shù)的影響來(lái)達(dá)到凈化樹(shù)的目的，得到一棵正確的隱患等級(jí)決策樹(shù)。選定包含隱患標(biāo)示屬性的隱患標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)作為訓(xùn)練樣本，挖掘歸納出分類(lèi)分級(jí)規(guī)則，通過(guò)將隱患標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)按專(zhuān)業(yè)類(lèi)型、隱患等級(jí)等屬性規(guī)則進(jìn)行劃分，構(gòu)建隱患等級(jí)評(píng)估模型，通過(guò)隱患等級(jí)評(píng)估模型，把數(shù)據(jù)庫(kù)中的元組映射到給定類(lèi)別中的某一個(gè)，發(fā)現(xiàn)某一條隱患是屬于某一特定數(shù)據(jù)子集的規(guī)則。隱患等級(jí)決策樹(shù)構(gòu)建步驟：（1）選定包含隱患標(biāo)示屬性的隱患標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)作為訓(xùn)練樣本E，通過(guò)將隱患標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)按專(zhuān)業(yè)類(lèi)型、隱患等級(jí)等屬性規(guī)則進(jìn)行劃分，若E的記錄都屬于同一類(lèi)（純的），類(lèi)別屬性值為Xi，則選擇Xi作為葉節(jié)點(diǎn)（也是根節(jié)點(diǎn)），結(jié)束；否則把E作為當(dāng)前數(shù)據(jù)集；（2）對(duì)于當(dāng)前數(shù)據(jù)集，選擇最佳分割標(biāo)準(zhǔn)，把數(shù)據(jù)集劃分為不同子數(shù)據(jù)集；（3）逐個(gè)處理子數(shù)據(jù)集，若子數(shù)據(jù)集是純的。類(lèi)別屬性值為Xi，則選擇Xi作為葉節(jié)點(diǎn)，轉(zhuǎn)（4）；否則，把該子數(shù)據(jù)集作為當(dāng)前數(shù)據(jù)集，轉(zhuǎn)（2）；（4）若子數(shù)據(jù)集處理完，結(jié)束；否則轉(zhuǎn)（3）（見(jiàn)圖2）。

3.3 隱患評(píng)估定級(jí)的顯著優(yōu)勢(shì)

通過(guò)以上隱患自動(dòng)評(píng)估的詳細(xì)步驟可以看到，對(duì)隱患標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析，可以充分利用已有的資源對(duì)當(dāng)前的安全隱患進(jìn)行定級(jí)。其中構(gòu)建安全隱患等級(jí)決策樹(shù)，實(shí)現(xiàn)自安全隱患等級(jí)自動(dòng)評(píng)估，可以實(shí)現(xiàn)評(píng)估結(jié)果更加標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化、規(guī)范化的評(píng)估結(jié)果。評(píng)估結(jié)果準(zhǔn)確性的提高，將為隱患措施的制定提供可靠、準(zhǔn)確和及時(shí)的信息參考，為系統(tǒng)運(yùn)行安全生產(chǎn)提供科學(xué)高效的評(píng)估支持。

4 結(jié)語(yǔ)

電網(wǎng)隱患等級(jí)制動(dòng)評(píng)估主要是實(shí)現(xiàn)隱患等級(jí)評(píng)定的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化，減少人為主觀(guān)因素的影響，是電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障。通過(guò)對(duì)隱患的自動(dòng)評(píng)估，就能夠防止故障和異常狀況對(duì)電力系統(tǒng)造成不良影響。在對(duì)電網(wǎng)安全生產(chǎn)隱患進(jìn)行分析后，使用決策樹(shù)分析方法計(jì)算電網(wǎng)安全生產(chǎn)隱患發(fā)生的幾率并且對(duì)隱患進(jìn)行分析，對(duì)其提出了相應(yīng)的解決對(duì)策，有利于電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定地運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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