李文廣

(1.北京思宏安信息科技有限公司，北京 100085；2.中國能源研究會電力安全與應(yīng)急技術(shù)中心，北京 100085)

0 引言

某省是自然災(zāi)害多發(fā)區(qū)，暴雨等強對流天氣幾乎每年都會波及轄區(qū)大部分地市，由于洪水等自然災(zāi)害的破壞力極強，曾多次引起該省電網(wǎng)設(shè)施嚴重受損。停電事件對生產(chǎn)生活帶來嚴重影響，甚至會造成嚴重的經(jīng)濟損失和引發(fā)人身傷亡事故，為了最大程度降低停電事件造成的損失，提高搶修效率，盡快完成復(fù)電以縮短停電時間成為電網(wǎng)應(yīng)急搶修的重要目標。

因當前電網(wǎng)企業(yè)的員工數(shù)量是按照保證電網(wǎng)正常運行及臨時缺陷應(yīng)急搶修進行配置的，當某地市或多個地市級電網(wǎng)受洪水影響，電網(wǎng)受損嚴重甚至發(fā)生大面積停電事件時，僅靠本地的應(yīng)急搶修隊伍難于滿足快速復(fù)電的要求，省級電網(wǎng)公司將會統(tǒng)一調(diào)配全省的應(yīng)急搶修隊伍支援受災(zāi)地，以達到盡快復(fù)電的目標。

以下重點針對應(yīng)急搶修隊伍調(diào)配方式方面的問題提出了優(yōu)化策略，并嘗試建立應(yīng)急搶修隊伍自動調(diào)配模型。

1 電網(wǎng)應(yīng)急搶修隊伍調(diào)配現(xiàn)狀分析

1.1 管理機制

某省電網(wǎng)公司設(shè)立了應(yīng)急指揮中心，統(tǒng)一調(diào)配全省應(yīng)急搶修隊伍。

目前，該公司已建立了較為完善的省市兩級應(yīng)急搶修隊伍體系，其中省級應(yīng)急搶修隊伍主要負責全省范圍內(nèi)主網(wǎng)的應(yīng)急搶修任務(wù)，兼顧配網(wǎng)應(yīng)急搶修；地市級應(yīng)急搶修隊伍主要負責本區(qū)域內(nèi)的應(yīng)急搶修作業(yè)，涵蓋輸電、變電、配電、應(yīng)急發(fā)電、網(wǎng)絡(luò)信息等專業(yè)，同時，根據(jù)省公司應(yīng)急指揮中心的指令開展跨區(qū)域搶修支援。

1.2 調(diào)配流程

(1) 根據(jù)氣象部門以及氣象監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)獲取的氣象信息，按照洪水災(zāi)害專項應(yīng)急預(yù)案的要求，發(fā)布氣象災(zāi)害預(yù)警信息。

(2) 應(yīng)急搶修隊伍按照預(yù)警信息的要求，做好應(yīng)急資源核查，并報應(yīng)急指揮中心備案，應(yīng)急指揮中心核實可投入應(yīng)急搶修的隊伍信息。

(3) 依據(jù)應(yīng)急預(yù)警信息，結(jié)合歷史的應(yīng)急搶修經(jīng)驗，應(yīng)急指揮中心提前下達調(diào)配指令，將無災(zāi)區(qū)域的應(yīng)急搶修隊伍預(yù)置在可能發(fā)生災(zāi)害的區(qū)域。

(4) 災(zāi)害發(fā)生后，根據(jù)勘災(zāi)情況，如果預(yù)置應(yīng)急搶修隊伍的區(qū)域出現(xiàn)災(zāi)情，則支援的應(yīng)急搶修隊伍接受受災(zāi)地應(yīng)急指揮部的指揮，開展應(yīng)急搶修；如果預(yù)置應(yīng)急搶修隊伍的區(qū)域未出現(xiàn)災(zāi)情，則支援的應(yīng)急搶修隊伍撤回或者調(diào)往其他受災(zāi)區(qū)域。

1.3 目前調(diào)配方式存在的問題

由于氣象災(zāi)害的瞬時變化特性明顯，風力、風向隨時可能發(fā)生變化，實際洪水軌跡與預(yù)測軌跡、實際受災(zāi)點與預(yù)測受災(zāi)點、實際受災(zāi)程度及范圍和預(yù)測的受災(zāi)程度及范圍均可能存在顯著差異，因此，直接提前將應(yīng)急搶修隊伍預(yù)置至預(yù)測受災(zāi)點的方式，可能存在如下幾個問題。

(1) 在洪水發(fā)生前，大規(guī)模調(diào)動應(yīng)急搶修隊伍前往預(yù)測受災(zāi)點，在調(diào)配過程中可能會存在一定的風險。

(2) 無效調(diào)配，因預(yù)測的受災(zāi)點未受災(zāi)或者受災(zāi)程度輕微，造成無效的調(diào)配。

(3) 預(yù)測受災(zāi)點的受災(zāi)程度相對較輕，其他區(qū)域受災(zāi)嚴重，造成有效的應(yīng)急搶修隊伍未能及時地發(fā)揮效用。

2 應(yīng)急搶修隊伍管理優(yōu)化策略

2.1 日常作業(yè)管理優(yōu)化

根據(jù)應(yīng)急搶修隊伍“平戰(zhàn)結(jié)合”的管理特點，結(jié)合氣候和地理環(huán)境特點，考慮應(yīng)急搶修隊伍日常的實際工作計劃等情況，在可能的情況下，盡量優(yōu)化調(diào)整應(yīng)急搶修隊伍施工安排，例如在每年的汛期(尤其是根據(jù)天氣預(yù)警信息，可能發(fā)生洪水災(zāi)害的時間段)，省級應(yīng)急搶修隊伍優(yōu)先安排在近海地區(qū)以及歷史上洪災(zāi)易發(fā)區(qū)域進行施工等作業(yè)，以減少緊急情況時隊伍調(diào)派的機動時間。

2.2 多系統(tǒng)信息共享優(yōu)化

目前，某省電網(wǎng)公司應(yīng)急指揮平臺系統(tǒng)與生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)、營銷系統(tǒng)并未實現(xiàn)互聯(lián)互通，發(fā)生災(zāi)害后，應(yīng)急指揮人員不能直接從應(yīng)急指揮平臺系統(tǒng)獲取故障匯總信息，安監(jiān)部、生技部等有關(guān)部門均需通過電話、郵件、微信、會商等方式從調(diào)度處獲取線路跳閘/停電的具體信息，然后生技部根據(jù)獲取的信息，安排開展勘災(zāi)工作，勘災(zāi)后按照信息報送要求，將災(zāi)損情況信息報送至應(yīng)急指揮平臺。

建議建立應(yīng)急指揮平臺系統(tǒng)與生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)、營銷系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)通道，受災(zāi)后，應(yīng)急指揮中心直接讀取受災(zāi)線路詳細信息和停電用戶數(shù)信息，便于應(yīng)急指揮中心根據(jù)受災(zāi)信息開展輔助應(yīng)急決策，有利于實現(xiàn)應(yīng)急搶修隊伍的精準調(diào)配。

2.3 建立應(yīng)急資源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫

根據(jù)歷史受災(zāi)情況，按照不同災(zāi)害類型、災(zāi)情信息的詳細參數(shù)和預(yù)測的波及范圍，應(yīng)急響應(yīng)的等級，建立災(zāi)害信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，編制并逐步修正各種類型災(zāi)害的應(yīng)急搶修需求的物資、裝備和人力的指導標準，為災(zāi)后應(yīng)急資源調(diào)配形成支撐和依據(jù)。

3 應(yīng)急搶修隊伍調(diào)配方式優(yōu)化建議

目前階段，應(yīng)急搶修隊伍調(diào)配采取“支援地—受災(zāi)地”的點對點式直接調(diào)配，例如，在省公司獲取受災(zāi)地請求支援的信息后，按照需求信息直接從一個或者幾個地市調(diào)撥應(yīng)急資源支援受災(zāi)地，應(yīng)急搶修隊伍調(diào)配的現(xiàn)狀如圖1所示。

圖1 應(yīng)急搶修隊伍調(diào)配方式現(xiàn)狀

這種調(diào)配方式簡單清晰、機動效率高，但是也存在前文提及的應(yīng)急搶修隊伍調(diào)配方式存在的問題。為了兼顧應(yīng)急搶修隊伍調(diào)配的安全性、效率性和準確性，建議調(diào)整應(yīng)急搶修隊伍的調(diào)配方式為“支援地—臨時駐點—受災(zāi)地”的調(diào)配方式，臨時駐點可結(jié)合沿海地市的地理位置和歷史受災(zāi)信息，結(jié)合區(qū)域劃分及省公司應(yīng)急倉庫布局等因素，選擇3—5個地市作為臨時駐點，確保從臨時駐點至覆蓋的最遠受災(zāi)地市的直線距離小于200 km。

當氣象監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警信息或者可能受災(zāi)地市主動請求支援時，啟動應(yīng)急響應(yīng)后，應(yīng)急指揮中心立即根據(jù)預(yù)警的災(zāi)損程度，結(jié)合歷史受災(zāi)信息，下達調(diào)配指令，預(yù)置應(yīng)急搶修支援隊伍至臨時駐點(如圖2中實線所示的調(diào)配路徑)。災(zāi)后在摸清受災(zāi)詳細信息后，再根據(jù)實際調(diào)配應(yīng)急搶修隊伍參與搶修(如圖2中虛線所示的調(diào)配路徑)。這樣既可保障應(yīng)急搶修隊伍調(diào)配過程中安全性，又可保證應(yīng)急搶修隊伍從臨時駐點至受災(zāi)地的時間滿足應(yīng)急搶修的效率要求。如果預(yù)警信息與受災(zāi)信息存在偏差，則將預(yù)置的應(yīng)急搶修隊伍從臨時駐點撤回或者調(diào)配至實際受災(zāi)地，這樣也可減少支援應(yīng)急搶修隊伍的機動距離。

圖2 應(yīng)急搶修隊伍調(diào)配策略優(yōu)化

4 應(yīng)急搶修隊伍自動調(diào)配模型探索

應(yīng)急資源調(diào)配是災(zāi)害應(yīng)急中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對于應(yīng)急資源調(diào)配的研究成果也較多，而應(yīng)急搶修隊伍又是應(yīng)急資源中的核心，關(guān)于應(yīng)急搶修隊伍調(diào)配的研究已經(jīng)有了較為豐富的研究成果。例如，國家自然科學基金重大研究計劃培育項目和國家自然科學基金項目資助的項目，突發(fā)事件應(yīng)急救援人員的派遣模型研究[1]，袁媛、樊志平等從滿意度和救援效果等方面著手，建立了突發(fā)事件應(yīng)急救援人員派遣的優(yōu)化模型；國家自然科學基金資助項目，應(yīng)急救援多目標時限指派模型[2]，張雷、馬璐等突出應(yīng)急救援的時效性和救援目標的多屬性特征，提出在保證應(yīng)急救援最短時限的前提下，以應(yīng)急救援效率最大化、物資消耗最小化為優(yōu)化目標，構(gòu)建最短時限應(yīng)急救援多目標指派模型；國家自然科學基金資助項目，多應(yīng)急點資源優(yōu)化調(diào)度模型研究[3]，魏國強、景琳針對多應(yīng)急點的情形，利用目標規(guī)劃法探索了應(yīng)急開始時間最早、出救線路及出救點最少的資源調(diào)度方案；國家重點研發(fā)計劃課題、國家自然科學基金資助、國家社會科學基金資助項目，基于時間滿意度和勝任能力的地震應(yīng)急救援隊伍指派模型[4]，宋葉、宋英華等以救援時間滿意度最大以及隊伍勝任能力最強為目標，建立了地震應(yīng)急救援隊伍指派的優(yōu)化模型。

以上研究成果從不同角度出發(fā)，嘗試建立了應(yīng)急資源(尤其是應(yīng)急救援人員)調(diào)配(度)/指派模型。但是，由于地震災(zāi)害突發(fā)性強，準確預(yù)測可能性小的特點，應(yīng)急資源的調(diào)配完全屬于災(zāi)后突發(fā)性調(diào)配，這與洪澇等災(zāi)害的可預(yù)測性較強，可以提前預(yù)警并采取提前防范的特點存在較大不同，因此，現(xiàn)有的應(yīng)急搶修隊伍調(diào)派模型并不適用于電網(wǎng)洪災(zāi)后的應(yīng)急搶修隊伍調(diào)派。目前，洪水災(zāi)后的應(yīng)急搶修隊伍調(diào)派仍采用經(jīng)驗調(diào)派的方法，主要由應(yīng)急指揮中心根據(jù)受災(zāi)信息在應(yīng)急專家和應(yīng)急管理人員提出應(yīng)急搶修隊伍調(diào)配方案基礎(chǔ)上制定下達應(yīng)急指令。結(jié)合某供電公司在災(zāi)害監(jiān)測與預(yù)警方面的研究成果，提出基于自然災(zāi)害監(jiān)測結(jié)果和應(yīng)急資源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上的應(yīng)急搶修隊伍調(diào)派模型。

應(yīng)急搶修時間主要由兩部分組成，一是從出發(fā)點至搶修點的路徑時間；二是到達搶修點之后應(yīng)急搶修作業(yè)時間。根據(jù)對地市供電公司應(yīng)急搶修隊伍的調(diào)研結(jié)果，路徑時間基本可控，因此重點針對應(yīng)急搶修作業(yè)時間進行分析。

在執(zhí)行應(yīng)急搶修作業(yè)任務(wù)時，由不同應(yīng)急駐點派遣搶修人員。該模型探索解決的問題是：針對不同應(yīng)急駐點到達搶修需求點的時間、各搶修需求點對應(yīng)急搶修隊伍能力及不同任務(wù)對搶修時間要求不同的情況下，如何進行人員派遣，使搶修復(fù)電的時間最短。

該研究基于以下假定：

(1) 搶修隊伍數(shù)量滿足搶修任務(wù)的需求；

(2) 各搶修隊伍的搶修效率已知；

(3) 每個搶修隊伍僅被派往一個受災(zāi)地點。

I表示受災(zāi)地點集合，i=1，2，3……m；J表示搶修隊伍集合，j=1，2，3……n；K表示搶修任務(wù)的類型，k=1，2，3;n≥m；tij表示搶修隊伍j到受災(zāi)點i的響應(yīng)時間；Qi表示受災(zāi)點i的搶修工作量(可以由設(shè)備受災(zāi)情況進行估算，通過應(yīng)急指揮平臺獲取受災(zāi)點i輸電或者變電的設(shè)備受損數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為設(shè)備搶修完成的搶修工作量）；受災(zāi)點i的搶修任務(wù)分為配電、變電、通信等3種類型，則Qik表示受災(zāi)點i的k類型的搶修工作量(其中：k=1表示配電搶修任務(wù)，k=2表示變電搶修，k=3表示通信保障任務(wù))。

由于搶修作業(yè)需要多人配合，因此將每項搶修作業(yè)所需的最少人數(shù)及裝備的整體作為一個基本搶修單元，為基本搶修單元的每小時搶修工作量。該值為已知數(shù)，根據(jù)歷史搶修作業(yè)經(jīng)驗，編制山地、林地、平地、水田等不同地理環(huán)境特點的基本搶修單元的每小時搶修工作量參照表，可根據(jù)受災(zāi)點的地理環(huán)境特點直接選用。為一個基本搶修單元完成搶修任務(wù)的時間。

xij為0～1的變量：當xij=1表示救援隊伍j在受災(zāi)點i進行搶修，當xij=0表示救搶修隊伍不在受災(zāi)點i進行搶修。

構(gòu)建模型：

說明：式(2)為求搶修作業(yè)時間最短的函數(shù)，式(3)和式(4)為約束條件，表示應(yīng)急搶修隊伍j只能在一個地點進行搶修作業(yè)。

該模型建立在災(zāi)后損失預(yù)測數(shù)據(jù)以及應(yīng)急資源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫準確的基礎(chǔ)上。

5 其他建議

(1)通過完善電網(wǎng)故障自動診斷/定位系統(tǒng)，實現(xiàn)對10 kV及以下電壓等級線路故障和最終用戶跳閘情況的精準監(jiān)控，以便在災(zāi)后快速摸清現(xiàn)場的受災(zāi)損失情況，為統(tǒng)計搶修工作量提供堅實的數(shù)據(jù)支持。

(2)依托應(yīng)急培訓基地，通過情景構(gòu)建式應(yīng)急演練，探索各種地理環(huán)境、各電壓等級、各類應(yīng)急搶修情景的搶修工時數(shù)，通過不斷修訂，制定合理的應(yīng)急搶修工時標準，作為應(yīng)急搶修隊伍的調(diào)配的依據(jù)，為應(yīng)急調(diào)配模型的實現(xiàn)提供支撐。

(3)根據(jù)應(yīng)急搶修作業(yè)的特點，持續(xù)優(yōu)化并推廣應(yīng)急搶修標準化作業(yè)指導書、物資裝備標準配置標準，對搶修安全技術(shù)措施、人員、標準工器具、施工方法和搶修流程等進行統(tǒng)一規(guī)范，提高應(yīng)急搶修的標準化、規(guī)范化水平，并且建立起應(yīng)急搶修隊伍開展搶修的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，明確應(yīng)急搶修隊伍的搶修效率。

(4)加強與設(shè)備廠商的聯(lián)絡(luò)，災(zāi)后要求設(shè)備廠商跟蹤搶修過程，了解設(shè)備受損的具體情況，研究增強設(shè)備抗災(zāi)性能的可行性，共同探索提高防災(zāi)及提高災(zāi)后搶修復(fù)電能力的途徑和方法。

(5)加強應(yīng)急聯(lián)動，向交通部門、水利部門搜集橋梁斷毀、封橋、斷路、淹水地區(qū)等有關(guān)交通信息，為應(yīng)急搶修隊伍調(diào)派提供參考。

(6)建立搶修績效評價體系和激勵方法。針對搶修體系中不同的隊伍成員及不同的工作內(nèi)容，設(shè)計相應(yīng)的考核激勵管理辦法，將搶修作業(yè)中的安全管控、搶修效率等搶修指標分解至績效指標體系中。