李嘯嘯，馮永祥，李小偉

(雅礱江流域水電開發(fā)有限公司，四川成都610056)

0 引 言

近年來，隨著國家電力體制改革地不斷深化，在我國電力行業(yè)形成了流域化梯級(jí)水電站群大壩安全集中管理和跨流域電站群大壩安全集中管理的新模式[1-5]。與此同時(shí)，國家對(duì)大壩運(yùn)行安全管理的要求也越來越高。2015年，國家發(fā)展和改革委員會(huì)頒布了《水電站大壩運(yùn)行安全監(jiān)督管理規(guī)定》，要求“電力企業(yè)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)大壩安全監(jiān)測(cè)與信息化建設(shè)工作，及時(shí)整理分析監(jiān)測(cè)成果，監(jiān)控大壩運(yùn)行安全狀態(tài)，并且按照要求向大壩中心報(bào)送大壩運(yùn)行安全信息。對(duì)壩高100 m以上的大壩、庫容1億m3以上的大壩和病險(xiǎn)壩，電力企業(yè)應(yīng)當(dāng)建立大壩安全在線監(jiān)控系統(tǒng)，并且接受大壩中心的監(jiān)督”。電力企業(yè)作為大壩運(yùn)行安全的責(zé)任主體，如何建立工作流程清晰、職責(zé)劃分明確的大壩運(yùn)行安全管理體系，實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部有效監(jiān)管，是電力企業(yè)就大壩安全集中管理亟待解決的問題。

目前，大壩運(yùn)行安全管理主要通過安全監(jiān)測(cè)、安全檢查和資料分析等技術(shù)手段，安全注冊(cè)登記與評(píng)級(jí)等管理手段相結(jié)合的方式掌握大壩的運(yùn)行性態(tài)。通過日常維護(hù)和補(bǔ)強(qiáng)加固，消除大壩運(yùn)行中出現(xiàn)的問題和缺陷，保障大壩運(yùn)行安全。

大壩安全監(jiān)測(cè)和日常巡查是大壩運(yùn)行安全管理的基礎(chǔ)工作，通過數(shù)據(jù)采集、現(xiàn)場(chǎng)日常巡查，充分發(fā)揮了大壩安全管理的“耳目”作用。這些基礎(chǔ)工作多是由水電站現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行單位負(fù)責(zé)。各電力企業(yè)因內(nèi)

部管理體系劃分不同，由電廠或?qū)I(yè)集中管理單位(部門)承擔(dān)，但不論何種方式，工作的開展質(zhì)量都可通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)量，巡檢工作的完成情況量化體現(xiàn)。

雅礱江流域水電開發(fā)有限公司(以下簡(jiǎn)稱“雅礱江公司”)是實(shí)現(xiàn)流域化梯級(jí)水電站群大壩安全集中管理的企業(yè)之一，在大壩安全管理方面，實(shí)行流域集中管理和現(xiàn)場(chǎng)管理相結(jié)合的分級(jí)管理模式。公司下設(shè)的大壩中心是公司流域化大壩運(yùn)行安全管理歸口單位，各電廠是電站現(xiàn)場(chǎng)大壩運(yùn)行單位[2，4]。公司于2013年建設(shè)了雅礱江流域大壩安全信息管理系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱“流域大壩系統(tǒng)”)，主要對(duì)公司各投運(yùn)水電站安全監(jiān)測(cè)、巡檢維護(hù)以及定檢注冊(cè)等大壩安全信息進(jìn)行管理，并為施工期大壩安全監(jiān)測(cè)項(xiàng)目管理提供信息化手段。目前已接入二灘、桐子林、官地、兩河口、錦屏一級(jí)、錦屏二級(jí)、楊房溝共7座水電站的大壩運(yùn)行安全信息。為規(guī)范流域電站群各大壩安全管理工作，雅礱江公司依托流域大壩系統(tǒng)平臺(tái)，從現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集與審核、水工巡檢工作開展等日常大壩運(yùn)行安全管理工作入手，建立了大壩運(yùn)行安全監(jiān)管指標(biāo)體系。該體系由監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行率、平均無故障工作時(shí)間、自動(dòng)化監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)完整率、人工觀測(cè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)完整率、巡視檢查完成率、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)檢查率、巡檢成果審核率共7項(xiàng)指標(biāo)組成，通過月度統(tǒng)計(jì)與發(fā)布，對(duì)各電廠進(jìn)行對(duì)比考核，有效促進(jìn)了日常大壩運(yùn)行安全管理工作的提升。

1 大壩安全監(jiān)管指標(biāo)體系

1.1 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)監(jiān)管指標(biāo)

大壩安全監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備投運(yùn)后，水電站運(yùn)行管理單位要做好日常維護(hù)和更新改造工作，保證監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可靠運(yùn)行。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)不到位，會(huì)導(dǎo)致監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集異?；蛉笔А，F(xiàn)行規(guī)范DL/T5272—2012《大壩安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)用化要求及驗(yàn)收規(guī)程》提出，平均無故障工作時(shí)間MTBF指標(biāo)對(duì)大壩安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行定量考核，規(guī)定年平均無故障時(shí)間不低于6 300 h，直觀體現(xiàn)了大壩安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行情況。另外，為便于統(tǒng)計(jì)分析，避免由于不同自然月總時(shí)長(zhǎng)的差異化影響，結(jié)合平均無故障工作時(shí)間計(jì)算思路，設(shè)置監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行率指標(biāo)。

(1)平均無故障工作時(shí)間MTBF。計(jì)算公式為

式中，ti為考核期內(nèi)，第i個(gè)測(cè)點(diǎn)正常工作時(shí)數(shù)；ri為考核期內(nèi)，第i個(gè)測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)的故障次數(shù)，無故障發(fā)生時(shí)取值為1；n為大壩安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)的測(cè)點(diǎn)數(shù)。

(2)監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行率。監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行率指統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)，各自動(dòng)化測(cè)點(diǎn)無故障運(yùn)行天數(shù)之和與各測(cè)點(diǎn)總運(yùn)行天數(shù)的比值(以“%”計(jì))。自動(dòng)化測(cè)點(diǎn)當(dāng)天采集到一個(gè)“有效數(shù)據(jù)”，即認(rèn)為該測(cè)點(diǎn)當(dāng)天運(yùn)行正常，“有效數(shù)據(jù)”指人工審核通過的數(shù)據(jù)。計(jì)算公式[3]

式中，RAO為監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行率；Ti為統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)，自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)第i個(gè)測(cè)點(diǎn)無故障運(yùn)行天數(shù)；d為統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)總天數(shù)；n為自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)總數(shù)。

1.2 監(jiān)測(cè)工作質(zhì)量監(jiān)管指標(biāo)

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集是大壩安全監(jiān)測(cè)重點(diǎn)工作之一。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的完整性為后續(xù)資料整編分析，合理準(zhǔn)確評(píng)價(jià)建筑物結(jié)構(gòu)的安全性具有重要意義。根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集方式的不同，可分為自動(dòng)化監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和人工觀測(cè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)兩類，對(duì)應(yīng)設(shè)置自動(dòng)化監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)完整率和人工觀測(cè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)完整率2個(gè)指標(biāo)。

(1)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)完整率。自動(dòng)化監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)完整率指接入自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的測(cè)點(diǎn)在統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)入庫數(shù)據(jù)總量與理論應(yīng)采集數(shù)據(jù)總量的比值(以“%”計(jì))。指標(biāo)統(tǒng)計(jì)時(shí)，自動(dòng)化觀測(cè)頻次均按照1次/d進(jìn)行，當(dāng)天某測(cè)點(diǎn)大于1次的均按照1次/d統(tǒng)計(jì)，當(dāng)天多余的數(shù)據(jù)，不會(huì)參與指標(biāo)統(tǒng)計(jì)。計(jì)算公式[3]

式中，RAD為自動(dòng)化監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)完整率；Si為統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)，自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)第i個(gè)測(cè)點(diǎn)累計(jì)采集的數(shù)據(jù)量；d為統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)總天數(shù)；n為自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)總數(shù)。

(2)人工觀測(cè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)完整率。人工觀測(cè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)完整率指由專業(yè)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行觀測(cè)的測(cè)點(diǎn)在統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)入庫數(shù)據(jù)總量與理論應(yīng)采集數(shù)據(jù)總量的比值(以“%”計(jì))。在指定觀測(cè)頻率內(nèi)，多觀測(cè)的數(shù)據(jù)，不參與指標(biāo)統(tǒng)計(jì)。計(jì)算公式[2]

式中，RMD為人工觀測(cè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)完整率；Hi為統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)，第i個(gè)人工觀測(cè)測(cè)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)量；d為統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)天數(shù)；mi為第i個(gè)人工觀測(cè)測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)的觀測(cè)頻次；n為人工觀測(cè)測(cè)點(diǎn)總數(shù)。

值得說明的是，DL/T5272—2012《大壩安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)用化要求及驗(yàn)收規(guī)程》中數(shù)據(jù)缺失率FR的計(jì)算側(cè)重于對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行情況的考核，考慮了數(shù)據(jù)的有效性(即數(shù)據(jù)質(zhì)量)，此處2個(gè)指標(biāo)僅考慮數(shù)據(jù)數(shù)量，兩者側(cè)重點(diǎn)不同。本指標(biāo)體系中對(duì)于自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行情況的考核已在自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行率中體現(xiàn)。

1.3 巡視檢查監(jiān)管指標(biāo)

水電站運(yùn)行管理單位必須定期開展安全檢查工作，檢查大壩及其附屬設(shè)施的運(yùn)行安全。大壩安全檢查主要包括日常巡查、年度詳查、定期檢查和特種檢查4種。日常巡查和年度詳查是水電站運(yùn)行管理單位主體開展的定期檢查，為定期統(tǒng)計(jì)分析奠定基礎(chǔ)。在流域大壩系統(tǒng)中，日常巡查和年度詳查均以巡查路線劃分，兩者的差異主要體現(xiàn)在路線和周期上，因此，考慮對(duì)定期開展的檢查工作進(jìn)行考核，設(shè)置巡視檢查完成率監(jiān)管指標(biāo)。

巡視檢查完成率指統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)各條巡檢路線實(shí)際有效巡檢次數(shù)之和與各巡檢路線規(guī)定次數(shù)之和的比值(以“%”計(jì))。計(jì)算公式[3]

式中，RPC為巡視檢查完成率；Ji為統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)，第i條巡檢路線實(shí)際有效巡檢次數(shù)；Di為統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)，第i條巡檢路線規(guī)定巡檢次數(shù)；n為巡檢路線總數(shù)量。

表1 2017年5月監(jiān)管指標(biāo)統(tǒng)計(jì)

說明：“—”表示暫未接入流域大壩系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化統(tǒng)計(jì)，下同。

1.4 時(shí)效性監(jiān)管指標(biāo)

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集后，需要及時(shí)進(jìn)行人工審核確認(rèn)，對(duì)于審核不通過的，需立即復(fù)測(cè)。對(duì)人工觀測(cè)項(xiàng)目而言，由于技術(shù)人員參與了數(shù)據(jù)測(cè)讀過程，對(duì)明顯異常的數(shù)據(jù)，可立即復(fù)測(cè)；自動(dòng)化監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)從儀器傳感器端采集到入庫時(shí)間很短，相對(duì)來說更加需要專業(yè)技術(shù)人員及時(shí)審核。為規(guī)范監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和巡檢成果審核工作開展及時(shí)有效，研究制定監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)檢查率和巡檢成果審核率2項(xiàng)指標(biāo)。

(1)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)檢查率。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)檢查率指統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)入庫后規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成人工審核的記錄數(shù)量與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)總量的比值(以“%”計(jì))。具體時(shí)限可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)人員數(shù)量、待審核數(shù)據(jù)總量確定，一般最長(zhǎng)不超過1周。流域大壩系統(tǒng)以1周為計(jì)數(shù)時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。計(jì)算公式[3]

式中，RDI為監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)檢查率；Yi為統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)，第i個(gè)測(cè)點(diǎn)1周內(nèi)完成數(shù)據(jù)檢查的數(shù)據(jù)記錄量；Zi為統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)，第i個(gè)測(cè)點(diǎn)實(shí)際采集的數(shù)據(jù)總量；n為測(cè)點(diǎn)總數(shù)。

(2)巡檢成果審核率。巡檢成果審核率指巡檢完成、錄(導(dǎo))入流域大壩系統(tǒng)后在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成審核的巡檢路線記錄數(shù)量與各巡檢路線實(shí)際巡檢次數(shù)之和的比值(以“%”計(jì))。流域大壩系統(tǒng)以1周為計(jì)數(shù)時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。計(jì)算公式[3]

式中，RPI為巡檢成果審核率；Ei為統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)，第i條巡檢路線巡檢后在1周內(nèi)完成審核的記錄量；Ji為統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)，第i條巡檢路線實(shí)際巡檢總次數(shù)；n為巡視檢查路線數(shù)量。

2 監(jiān)管指標(biāo)應(yīng)用情況

雅礱江公司大壩中心于2014年開始研究電站群大壩運(yùn)行安全監(jiān)管指標(biāo)，并于2015年4月起開始對(duì)各電站進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)布。表1～表4分別為2017年5月～8月的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

分析表1～表4數(shù)據(jù)，可得出以下結(jié)論：

(1)電站群大壩運(yùn)行安全監(jiān)管指標(biāo)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，具體量化了雅礱江公司各投運(yùn)電站大壩運(yùn)行安全管理基礎(chǔ)工作開展情況。2017年5月～8月，二灘水電站、官地水電站各項(xiàng)指標(biāo)較穩(wěn)定，表明現(xiàn)場(chǎng)大壩安全監(jiān)測(cè)、系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)、水工巡檢工作規(guī)范有序。

表2 2017年6月監(jiān)管指標(biāo)統(tǒng)計(jì)

表3 2017年7月監(jiān)管指標(biāo)統(tǒng)計(jì)

表4 2017年8月監(jiān)管指標(biāo)統(tǒng)計(jì)

(2)錦屏一級(jí)、錦屏二級(jí)水電站現(xiàn)場(chǎng)水工巡檢工作計(jì)入統(tǒng)計(jì)初期(2017年7月)，受現(xiàn)場(chǎng)水工點(diǎn)檢系統(tǒng)上線時(shí)間較短，工作銜接不完善所致，與巡檢時(shí)效性相關(guān)的巡檢成果審核率RPI較低。經(jīng)過指標(biāo)發(fā)布，電廠進(jìn)一步明確落實(shí)現(xiàn)場(chǎng)巡檢審核人職責(zé)，按照要求開展成果審核，該指標(biāo)在8月恢復(fù)到正常水平(100%)。

(3)桐子林水電站監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行率RAO和平均無故障工作時(shí)間MTBF統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)，均處于最低水平，這與其投運(yùn)時(shí)間較短，現(xiàn)場(chǎng)大壩安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)仍處于試運(yùn)行階段有關(guān)。其中，平均無故障工作時(shí)間MTBF受自然月時(shí)長(zhǎng)不同影響，數(shù)據(jù)波動(dòng)較明顯，監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行率RAO相比更為直觀。

(4)表4大部分指標(biāo)表現(xiàn)明顯大于表1值，表明通過定期發(fā)布指標(biāo)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，各電廠進(jìn)行對(duì)比考核，有效促進(jìn)了日常大壩運(yùn)行安全管理工作的提升。

3 結(jié) 語

大壩安全監(jiān)測(cè)和日常巡視檢查是大壩運(yùn)行安全管理工作的基礎(chǔ)，是大壩運(yùn)行安全管理的“耳目”，也是水電站運(yùn)行單位大壩運(yùn)行安全管理工作的主要內(nèi)容，現(xiàn)場(chǎng)工作質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到對(duì)大壩運(yùn)行性態(tài)的準(zhǔn)確評(píng)判[6]。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目頻次、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)審核、巡視檢查到位等都是大壩運(yùn)行安全管理工作需要關(guān)注的重點(diǎn)。目前，電力企業(yè)水電站運(yùn)行單位大壩安全監(jiān)測(cè)工作有自行開展、局部外委和完全外委等多種形式[7]。雖然電力企業(yè)定時(shí)向國家能源局大壩安全監(jiān)察中心報(bào)送所屬大壩監(jiān)測(cè)信息，但作為大壩運(yùn)行安全的責(zé)任主體，加強(qiáng)企業(yè)內(nèi)部監(jiān)管是非常必要的。

雅礱江公司結(jié)合自身大壩安全管理特點(diǎn)，依托大壩安全信息化建設(shè)成果，研究并建立了反應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)、監(jiān)測(cè)工作質(zhì)量、巡視檢查及時(shí)效性要求的水電站大壩運(yùn)行安全監(jiān)管指標(biāo)體系。經(jīng)過三年的管理應(yīng)用實(shí)踐表明，監(jiān)管指標(biāo)體系設(shè)置合理，能夠準(zhǔn)確反應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，管理單位能夠及時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)大壩安全監(jiān)測(cè)工作開展情況，促進(jìn)了運(yùn)行單位大壩安全管理工作的規(guī)范化、精細(xì)化，保障了安全監(jiān)測(cè)工作的時(shí)效性，進(jìn)一步夯實(shí)了大壩運(yùn)行安全管理工作基礎(chǔ)。