基于熵權法的輸電線路工程質量通病防治效果評價

梁揚濱 柯泳超 林宇鑫 莊學成

(國網福建省電力有限公司 石獅市供電公司，福建 石獅 362700)

近年來，隨著基礎電網投資的增加，新一輪的電網建設不斷升級，高壓輸電線路作為電網建設最重要的組成部分，因其路徑長、外部環境惡劣、地質條件復雜等因素影響，質量上參差不齊。輸電線路質量控制講究一次成型，從基礎澆筑、桿塔加工、導線架設均要求一次施工滿足質量要求，一次施工產生的缺陷通過二次修復效果較差。從輸電線路工程固有的特點上看，直線桿塔與轉角桿塔的施工工藝基本一致，對于同一個單項工程同一支施工隊伍，首基塔與終端塔出現的質量問題基本一致。對于不同單項工程不同施工隊伍，實施過程中往往在同一個位置出現同樣的質量問題。針對此類質量缺陷，認定為質量通病問題。

由質量通病引起的一系列安全、成本及進度嚴重影響整體項目的實施。文獻[1]討論了輸變電工程的質量通病及防治措施。文獻[2]采用PDCA方法分析風電線路工程質量控制措施。在深入踐行國家質量強國戰略，推動電網建設質量再上新臺階，電網企業采取分階段整治質量問題，出版質量通病防治手冊。本文是基于輸變電工程質量通病防治手冊線路工程防治基礎上，引入熵權法和理想解法，結合供電公司“輸變電工程質量通病智慧管控平臺”試點項目，評價輸電線路工程質量通病防治效果。

1 熵權法的計算原理

熵權法是一種理論上的數學方法，其源于熱力學，由申農[3]引進信息理論，是描述系統狀態不確定性的一種度量。從信息論的角度上解釋，信息是系統有序程度的一種度量，熵是系統無序程度的一種度量，兩者絕對值相等，但符號相反。根據此性質，在分析評價過程中，計算各個指標的信息熵，信息熵越小，信息無序程度越小，有用的信息價值越大，指標權重越大，熵權就越大。反之，熵權越小。對分析項目方案優劣的各類主觀賦值評價方法中，熵權法具有精度高、客觀性強，評價性好等特點，計算步驟如下。

1.1 構建目標矩陣

假設有m個對象，n個評價指標，構件初始評價矩陣X=(xij)mn，其中xij表示第i個對象指標j下的數值。

對初始矩陣標準化處理，得矩陣R。其中

1.2 利用熵權法計算各指標權重[4]

熵是一種不確定性的度量，用fij表示第i個項目第j個指標的不確定性，該評價的熵(S)用公式(3)表示。

從式(3)和式(4)可以看出，信息量越大，越明確，熵權就越大，熵就越小。

2 理想解法的計算原理

理想解法是一種逼近理想值的排序方法，通過構造評價指標的正理想解和負理想解，即最優值和最差值。討論評價對象指標與最優值和最差值之間的距離，用貼近度表示，越貼近最優值遠離最差值效果越好，反之越差[5]，計算步驟如下。

2.1 構建加權目標矩陣

將公式(4)求解的權重帶入公式(2)，形成加權目標矩陣v(5)：

2.2 確定正整理解和負理想解

其中正理想解v+的第J個屬性值，負理想解v-的第J個屬性值。

2.3 評價對象到正負理想解的距離

2.4 評價指標與理想解的相對貼近度

3 輸電線路工程質量通病防治效果評價

輸電線路工程建設本身存在的客觀性特點符合熵權法的計算原理。質量控制一般包含基礎、接地、塔身、架線、資料四個方面。

采用熵權法評價輸電線路這四個方面質量通病防治效果，綜合權重后的評價體系，利用理想值法計算各項目貼近度，評價出防治效果最優與最差項目。

3.1 輸電線路工程質量通病防治效果評價指標模型

參照有關研究資料[6]結合工程現場實際，建立輸電線路工程質量通病防治效果評價模型，如表1所示。

結合供電公司“輸變電工程質量通病智慧管控平臺”的試點項目，邀請專家組對評價指標進行打分，作為樣本數據，評分采用百分制，評分越高表示對應項目在這個指標上比其他項目更優，結果如表2所示。

表1 輸電線路工程質量通病防治效果評價指標模型

表2 輸電線質量通病防治評價數據表

表3 輸電線質量通病防治評價數據表

表4 熵值及熵權值計算表

表5 正理想解、負理想解計算結果

3.2 對指標數據進行標準化處理

根據公式(2)對表格數據進行標準化處理，如表3所示。

3.3 熵權值計算

將表3的標準化數據代入公式(3)，求得熵值sj，再將熵值代入公式(4)，求得各指標的熵權值wj，結果如表4所示。

從表4結果來看，塔材交接處(B34)質量通病防治熵權值最高0.149 4，金具銷子穿向不一致，開口不到位(B45)熵權值0.077 6，這兩處質量通病防治實施效果較好。

而防盜螺栓缺失、安裝不到位(B32)熵權值及基礎回填土沉降(B15)熵權值較低，質量通病防治實施效果較差，施工作業過程中需要進一步改進施工工藝。

3.4 計算正理想解和負理想解

將熵權代入規范化矩陣(表2)，再根據公式(6)確定正理想解和負理想解，計算結果如表5所示。

3.5確定各項目的貼近度

根據公式(7)計算出各評價項目與正理想解與負理想解得距離。根據公式(8)計算各項目的貼近度，計算結果如表6所示。

表6 各項目貼近度計算結果

從表6貼近度計算結果看出，項目(三)貼近度0.675 4，該輸電線路工程項目質量通病防治整體效果最好，對輸電線路質量通病防治各方面較為均衡，質量較好。項目(二)質量通病防治實施效果較差，在項目質量管控時根據熵權值大小對相關部位質量通病防治進行優化。

4 結論

第一，結合“輸變電工程質量通病防治手冊”線路工程質量通病防治，構建輸電線路工程質量通病防治效果指標體系，引入熵權法和理想解法，通過熵權法計算權重，反映各評價指標的動態變化程度，再采用理想值法計算輸電線路樣本工程質量通病防治效果排序，方法簡單，計算結果合理。

第二，綜合試點工程的輸電線路工程質量通病防治實施效果上看塔材交接處質量通病防治到位，而基礎回填土沉降質量通病防治較差。而試點項目一整體情況較好項目三較差。

第三，結合供電公司“輸變電工程質量通病智慧管控平臺”的試點項目，建議采用信息化設備技術，優化評分結果，使得評價結果更加穩定和科學。