施 健 邢寧哲 田 宇 徐 鑫

（1.南瑞集團(tuán)公司（國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院） 南京 210003）（2.國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司 北京 100053）

1 引言

隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展和“三集五大”體系的全面建設(shè)，電力通信作為國(guó)家電網(wǎng)公司企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理和電網(wǎng)安全生產(chǎn)的重要支撐保障體系，其網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)得到迅猛發(fā)展，為電網(wǎng)生產(chǎn)調(diào)度、企業(yè)運(yùn)營(yíng)和管理現(xiàn)代化提供了可靠的基礎(chǔ)性保障，有效支撐了大電網(wǎng)安全運(yùn)行。電力通信網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，以及電網(wǎng)生產(chǎn)和各項(xiàng)業(yè)務(wù)對(duì)通信保障要求的持續(xù)提高，使得通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維壓力日益增大。

電力通信的運(yùn)行維護(hù)具有全程全網(wǎng)的特點(diǎn)，采用分層級(jí)管理方式，每個(gè)層級(jí)對(duì)應(yīng)不同的運(yùn)行維護(hù)管理分工，由此形成了不同的運(yùn)行維護(hù)生產(chǎn)作業(yè)方式和運(yùn)行維護(hù)管理機(jī)制。通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維體系一般分為現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)層、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控層、運(yùn)維支援層、廠商支援層［1～3］?，F(xiàn)場(chǎng)作業(yè)層是運(yùn)維管理體系層次結(jié)構(gòu)中的最底層，直接受網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控層的領(lǐng)導(dǎo)與指揮，由屬地化單位負(fù)責(zé)所轄區(qū)域網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及基礎(chǔ)設(shè)施（動(dòng)力電源、環(huán)境、局房等）的現(xiàn)場(chǎng)值守、維護(hù)和巡檢，接受網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控層的調(diào)配指令實(shí)施相關(guān)故障修復(fù)、資源調(diào)配等工作。現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維工作作為電力通信運(yùn)維工作的最重要、最基礎(chǔ)的組成部分，其工作的安全、質(zhì)量和效率直接關(guān)系到電力通信運(yùn)維的工作成效，因而面臨著更為嚴(yán)格的要求。然而電力通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，必然導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行維護(hù)的工作量倍增，同時(shí)電力通信現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)面多點(diǎn)散，傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維管理手段面臨巨大的挑戰(zhàn)。

針對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)面臨的運(yùn)維人員不足和運(yùn)維工作不斷增加之間的矛盾，本文通過(guò)分析影響現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維的多種不確定影響因素，提出了一種包含業(yè)務(wù)模式和運(yùn)維場(chǎng)景的一體化綜合評(píng)估模型，并闡述了利用改進(jìn)AHP評(píng)估算法篩選出最優(yōu)化運(yùn)維作業(yè)場(chǎng)景的方法，以期能夠提高現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維的效率和質(zhì)量，確保通信網(wǎng)絡(luò)能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2 現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維場(chǎng)景建模

現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維涉及多種不確定影響因素，因而現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維場(chǎng)景建模過(guò)程中面臨運(yùn)維作業(yè)模式、運(yùn)維作業(yè)類型、運(yùn)維作業(yè)要求等多方面的制約。

2.1 運(yùn)維作業(yè)模式

當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行模式可分為自維模式、全網(wǎng)運(yùn)維外包模式、代維與自維混和模式［4～8］。在電力企業(yè)中主要采用自維模式。

1）自維模式，即由電力企業(yè)自行組建專業(yè)化的運(yùn)維隊(duì)伍，獨(dú)自承擔(dān)全部的通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)工作。在該模式下，電力企業(yè)需要成立相應(yīng)的運(yùn)行維護(hù)管理機(jī)構(gòu)，并配置一定比例的專業(yè)運(yùn)維人員和設(shè)備器材，負(fù)責(zé)日常通信設(shè)備與設(shè)施的運(yùn)行和維護(hù)工作。

2）全網(wǎng)運(yùn)維外包模式，即電力企業(yè)需通過(guò)支付相應(yīng)的外部委托費(fèi)用，將全部的通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)管理工作委托給第三方專業(yè)運(yùn)維公司管理負(fù)責(zé)，企業(yè)只負(fù)責(zé)對(duì)運(yùn)維質(zhì)量和運(yùn)維效率進(jìn)行管控。

3）代維與自維混和模式，即電力企業(yè)需綜合考慮系統(tǒng)重要程度、可替代性、與其他系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)程度和上級(jí)主管部門監(jiān)管要求等多種因素，將部分運(yùn)行維護(hù)工作委托給第三方專業(yè)運(yùn)維公司，自身只負(fù)責(zé)電力通信中關(guān)鍵設(shè)備和核心業(yè)務(wù)的運(yùn)行維護(hù)工作。

上述自維模式、全網(wǎng)運(yùn)維外包模式、代維與自維混和模式主要從運(yùn)行維護(hù)責(zé)任人的角度進(jìn)行劃分，表1對(duì)三種運(yùn)維模式的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了對(duì)比分析。自維模式和全網(wǎng)運(yùn)維外包模式由于其運(yùn)維工作和運(yùn)維風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)主體都是單一的，因而不易出現(xiàn)責(zé)任糾紛，相對(duì)比較簡(jiǎn)單；全網(wǎng)運(yùn)維外包模式和代維與自維混和模式下，電力企業(yè)承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較低，但對(duì)運(yùn)維質(zhì)量的過(guò)程管控要求較高。

表1 運(yùn)維模式對(duì)比分析

2.2 運(yùn)維作業(yè)類型

根據(jù)電力企業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)規(guī)范，電力通信網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維作業(yè)按類型一般分為通信巡視、通信檢修、通信實(shí)施、通信驗(yàn)收四大類，每類又劃分為若干小類，不同的作業(yè)場(chǎng)景有不同的作業(yè)內(nèi)容要求和操作規(guī)范。其中，通信巡視類通常包括設(shè)備巡視、網(wǎng)管巡視、線路巡視等作業(yè)；通信檢修類通常包括光傳輸設(shè)備檢修、網(wǎng)管設(shè)備檢修、數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)備檢修、機(jī)動(dòng)應(yīng)急通信系統(tǒng)檢修，以及通信電纜線路檢修、光纜線路檢修等作業(yè)；通信實(shí)施類通常包括設(shè)備工程實(shí)施和線路工程實(shí)施；通信驗(yàn)收類通常包括設(shè)備工程驗(yàn)收和線路工程驗(yàn)收。

圖1 現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維場(chǎng)景分類圖

2.3 運(yùn)維作業(yè)要求

根據(jù)電力通信的業(yè)務(wù)重要程度與影響范圍大小，可將現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維工作依次劃分為普通保障級(jí)（三級(jí)）、重要保障級(jí)（二級(jí)）和核心保障級(jí)（一級(jí)）。同時(shí)考慮到電力系統(tǒng)的特點(diǎn)，在重大節(jié)假日、重大活動(dòng)或重要領(lǐng)導(dǎo)視察等時(shí)期的特殊服務(wù)保障需要，另增加第四個(gè)級(jí)別——特別保障級(jí)（特級(jí)）。運(yùn)維作業(yè)要求的等級(jí)劃分如表2所示，不同的保障級(jí)別對(duì)于運(yùn)維作業(yè)要求（如響應(yīng)時(shí)間、處理時(shí)長(zhǎng)、作業(yè)周期等）不同，其所投入的運(yùn)維資源也有所側(cè)重。

表2 運(yùn)維要求等級(jí)劃分

2.4 現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維場(chǎng)景模型

由于電力通信網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維所承載的業(yè)務(wù)呈現(xiàn)多樣性、突發(fā)性和質(zhì)量要求不同，因此，要實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的運(yùn)維作業(yè)場(chǎng)景，需要綜合多方面因素進(jìn)行綜合分析。為實(shí)現(xiàn)對(duì)于電力通信網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維的有效支撐和管理，本文在綜合運(yùn)維作業(yè)模式、運(yùn)維作業(yè)類型、運(yùn)維作業(yè)要求等因素的條件下，構(gòu)建了包含業(yè)務(wù)模式和運(yùn)維場(chǎng)景的一體化綜合評(píng)估模型，如圖2所示。

圖2 運(yùn)維模式及場(chǎng)景分析一體化綜合模型

整個(gè)結(jié)構(gòu)模型呈金字塔形，其中最底層屬于客觀運(yùn)維作業(yè)層，第二層屬于運(yùn)維數(shù)據(jù)集中層，第三層屬于智能匹配層。客觀運(yùn)維作業(yè)層包括電力通信網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維中的各類作業(yè)要求、作業(yè)類型及其相關(guān)的作業(yè)內(nèi)容，其數(shù)據(jù)主要包括作業(yè)要求等級(jí)、運(yùn)維作業(yè)工單類型數(shù)據(jù)和運(yùn)維作業(yè)內(nèi)容數(shù)據(jù)等。運(yùn)維數(shù)據(jù)集中層從現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維角度進(jìn)行運(yùn)維作業(yè)層數(shù)據(jù)收集、管理和綜合分析，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)規(guī)范性、數(shù)據(jù)完整性管理以及運(yùn)維作業(yè)模式分析匹配管理等。智能匹配層直接體現(xiàn)運(yùn)維作業(yè)，其指標(biāo)要根據(jù)不同的運(yùn)維作業(yè)模式進(jìn)行針對(duì)性分析和匹配。

3 評(píng)估算法設(shè)計(jì)

運(yùn)維模式及場(chǎng)景分析一體化綜合模型本質(zhì)上是一種多目標(biāo)、多約束化的優(yōu)化問(wèn)題，即在盡量保障網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維質(zhì)量的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)最低的運(yùn)維成本和最高的資源利用率。

3.1 采用改進(jìn)AHP評(píng)估算法

層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）作為一種定性、定量相結(jié)合方式的多指標(biāo)綜合評(píng)估方法，適合遞階層次結(jié)構(gòu)的模型評(píng)估與優(yōu)化［9～12］。但AHP法本身存在著一些固有的缺陷，如主觀性太強(qiáng)，一致性檢驗(yàn)難以通過(guò)等問(wèn)題。本文在AHP的基礎(chǔ)上，結(jié)合模糊數(shù)學(xué)，對(duì)運(yùn)維模式及場(chǎng)景分析一體化綜合模型進(jìn)行分析，通過(guò)對(duì)多種可選項(xiàng)的評(píng)估，最終得到最優(yōu)解［13～15］。

改進(jìn)的AHP優(yōu)化算法具體步驟如下：

1）建立模糊綜合評(píng)估的因素集U

式中，U為運(yùn)維作業(yè)場(chǎng)景的因素集，ui為需考慮的因素。

2）建立評(píng)估因素的評(píng)語(yǔ)集V

式中，vi為事先確定的各種可供選擇的評(píng)語(yǔ)，適用于各個(gè)評(píng)估因素。如v1=很好，v2=好，v3=較好，v4=一般，v5=不好。

3）建立評(píng)估因素權(quán)重集W

對(duì)每個(gè)因素ui賦予不同的權(quán)重，它表示為U上的一個(gè)模糊子集。

確定科學(xué)合理、客觀公正的權(quán)重分配是決定評(píng)估結(jié)果是否符合預(yù)期的一個(gè)重要因素。通常由兩方面原因決定：各評(píng)估因素對(duì)該評(píng)估對(duì)象的影響程度，以及領(lǐng)域?qū)＜覍?duì)各評(píng)估因素的主觀認(rèn)識(shí)。由于不同領(lǐng)域?qū)＜艺J(rèn)識(shí)的著眼點(diǎn)不同，因此其對(duì)某一評(píng)估因素所考慮的側(cè)重程度及其權(quán)重的分配也有區(qū)別。一般可根據(jù)專家評(píng)分或統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)等方法來(lái)進(jìn)行綜合，給每個(gè)評(píng)估因素分配相應(yīng)的權(quán)重。

4）進(jìn)行單因素模糊評(píng)估，確定模糊評(píng)估矩陣R

對(duì)單因素 ui(i=1，2，…，k)進(jìn)行評(píng)估，得到V上的模糊子集——單因素評(píng)估向量。

進(jìn)而可確定從U到V的模糊評(píng)估矩陣（rij表示因素ui評(píng)為vj的隸屬度，即從因素ui著手該評(píng)估對(duì)象能被評(píng)為vj的可能程度）。

若u1進(jìn)行單因素評(píng)估，可得到評(píng)估矩陣：

5）運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)中的合成運(yùn)算方法，得到模糊評(píng)估結(jié)果B

在使用模糊數(shù)學(xué)的綜合評(píng)估方法進(jìn)行綜合評(píng)估或分析時(shí)，由于綜合評(píng)估的廣義性，以及評(píng)估對(duì)象涉及單因素評(píng)估、多因素評(píng)估和各因素均衡評(píng)估等多種選擇，因此需針對(duì)不同需要采用不同和算子。本文選擇的算子為加權(quán)平均型，簡(jiǎn)記為中 ，。其能夠?qū)λ幸蛩馗鶕?jù)權(quán)重的大小均衡兼顧。

6）將模糊評(píng)估結(jié)果量化，計(jì)算得到綜合評(píng)分結(jié)果F

若建立的評(píng)語(yǔ)集V={v1，v2，…，v5} 中，模糊概念定義成v1=很好，v2=好，v3=較好，v4=一般，v5=不好，為定量分析可分別用不同的數(shù)值來(lái)表示，如取值V=[9 5 ，85，75，50，20] ，則目標(biāo)的最終綜合評(píng)估值F可表示為

根據(jù)所設(shè)定的評(píng)語(yǔ)集以及各類評(píng)語(yǔ)給定的標(biāo)準(zhǔn)分計(jì)算得到模糊綜合評(píng)估的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)分后，便可對(duì)運(yùn)維作業(yè)場(chǎng)景進(jìn)行分析與比較，確定選擇出最終的最優(yōu)運(yùn)維作業(yè)場(chǎng)景。

3.2 實(shí)例分析

本節(jié)以一個(gè)模擬的自維模式現(xiàn)場(chǎng)巡視運(yùn)維場(chǎng)景為例，選擇若干個(gè)因素集，利用前述的相關(guān)方法說(shuō)明改進(jìn)AHP評(píng)估算法的整體過(guò)程。

通過(guò)對(duì)領(lǐng)域?qū)＜业恼{(diào)研，確定該運(yùn)維場(chǎng)景下的因素集，見(jiàn)表3。

在此基礎(chǔ)上，建立評(píng)估因素的評(píng)語(yǔ)集V。本文根據(jù)電力通信的實(shí)際管理情況，采用四級(jí)評(píng)分制，即取 m=4，則V={高 ，較高，一般，低} ，設(shè)定所賦分?jǐn)?shù)分別對(duì)應(yīng)為[8 0 ，60，40，20] 。

在評(píng)估因素權(quán)重集方面，根據(jù)電力系統(tǒng)內(nèi)的管理要求，以及調(diào)研得到的數(shù)據(jù)，結(jié)合領(lǐng)域?qū)＜业囊庖?jiàn)，計(jì)算各評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重值。其一級(jí)因素集的權(quán)重如表4所示。

表3 運(yùn)維場(chǎng)景因素集

表4 一致性判斷矩陣

按照專家打分結(jié)果和模糊統(tǒng)計(jì)法，進(jìn)行單因素模糊評(píng)估，以U1為例，其模糊評(píng)判矩陣R1如下所示。

對(duì)于評(píng)語(yǔ)集V的隸屬向量：

依次計(jì)算對(duì)應(yīng)的B2、B3、B4，最終得到模糊綜合評(píng)估結(jié)果。在此基礎(chǔ)上，取分?jǐn)?shù)集V=[8 0 ，60，40，20]進(jìn)行量化，利用向量乘積計(jì)算出最終的綜合測(cè)評(píng)結(jié)果。

表5 綜合評(píng)分結(jié)果

通過(guò)分析不同因素集的綜合評(píng)分，可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維各影環(huán)因素的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行改進(jìn)。同時(shí)通過(guò)不同因素集之間的組合評(píng)估與比較，也能夠找到最優(yōu)的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維場(chǎng)景，從而達(dá)到提升通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維質(zhì)量，降低現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維成本的目標(biāo)。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著國(guó)有企業(yè)改革的不斷深入，以及降本增效要求的不斷提高，提升網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理水平已勢(shì)在必行。本文深入剖析了現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維場(chǎng)景中運(yùn)維作業(yè)模式、運(yùn)維作業(yè)類型、運(yùn)維作業(yè)要求等影響因素的內(nèi)涵及互動(dòng)關(guān)系，提出了一種包含業(yè)務(wù)模式和運(yùn)維場(chǎng)景的一體化綜合評(píng)估模型，并給出了利用改進(jìn)AHP評(píng)估算法求解最優(yōu)運(yùn)維作業(yè)場(chǎng)景的方法。本文為電力企業(yè)在通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行維護(hù)決策提供了一定的參考，有利用于提升電力通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維水平和效率。

影響現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維工作的因素很多，本文僅選擇了運(yùn)維作業(yè)模式、運(yùn)維作業(yè)類型、運(yùn)維作業(yè)要求三大因素，建立了運(yùn)維模式及場(chǎng)景分析一體化綜合模型，鑒于繁多的影響因素，還需要進(jìn)一步結(jié)合實(shí)際情況對(duì)因素進(jìn)行增減和優(yōu)化，提高決策的實(shí)用性和價(jià)值性。