基于G1賦權法的配電網帶電作業安全綜合評估

楊慎濤，陳勁松，袁 林

(國網成都供電公司，四川 成都 610041)

0 引 言

近年來，隨著國民經濟的快速增長，作為城市經濟一項最基本保障的電力供應，對可靠性的要求越來越高，這也使得供電企業內部對于城市配電網的可靠性越來越重視，對停電越來越難以容忍。因此，具備不停電檢修性質的配電網帶電作業發展十分迅猛。中國東部發達地區的配電網帶電作業每年已經達到了近萬次，產生了極高的社會價值和經濟價值。帶電作業作為城市配電網未來檢修的主要方式，全國其他各地也積極布局，使得近年的帶電作業迅猛發展，作業次數急速增長[1-3]。

雖然，配電網帶電作業目前均采用全絕緣化的方式，相比于多年以前采用等電位的作業方式，在基本安全性方面有了較大的進步與保證[4-6]。但是，帶電作業作為一項本身就具備高危險性的工作，其整體安全性還受到安全生產綜合管理、工器具及防護、生產環境、人員素質和現場管理等多方面因素的影響，呈現出分層分級的多因素非線性特征，不能僅從單一方面進行評價[7]，相關文獻研究探討了輸電線路帶電作業安全評估的方法[5，8]，但是少有涉及到城市配電網。

圖1 配電網帶電作業安全綜合評價指標體系

基于此，下面提出了一種無需進行一致性檢驗的改進層次分析法的G1賦權法，進行配網帶電作業安全綜合評估。

1 配電網帶電作業安全綜合評價指標體系

配電網帶電作業安全性評價是綜合多方面因素的評價，在文獻[1，4，8]的基礎上，深入結合了帶電作業的生產制度和現場作業管理。從安全生產綜合管理、工器具及防護、生產環境、人員素質和現場管理等多個方面進行了細致的指標梳理，建立了涵蓋目標層、一級指標、二級指標的遞階層次結構的配網帶電作業安全綜合評價指標體系，如圖1所示。

安全生產綜合管理方面：主要是從供電企業的安全生產制度方面進行分析，提取出了生產責任制度落實情況、安全生產規章制度完善度、安全生產規章制度執行力、現場作業安全監督執行力和事故應急處理制度及預案等幾個二級指標。

工器具及防護方面：主要考慮到帶電作業的安全防護和工器具是人員安全的“魂”，其重要性不言而喻。為此，提取出了現場作業方式、工器具(包含帶電作業絕緣斗臂車)使用規范程度、作業人員安全防護措施、個人防護用具合適程度和完備程度(如應該穿絕緣服的情況而僅穿了絕緣披肩)以及工器具管理制度及執行力度等多個二級指標。

生產環境方面：主要通過對作業現場天氣情況(風力和濕度等方面)、作業現場作業點的作業空間情況、作業現場配電網運行方式、作業現場自然環境惡劣程度以及作業現場配電網設備運行及安全情況等多個因素進行了深入分析與提取。

人員素質方面：主要通過作業人員的安全意識、技術水平(面對突發情況的技術應急處置能力)、心理素質和生理素質等多個方面進行了分析。

現場管理方面：通過深入分析帶電作業現場的管理方式，主要提取了作業現場人為因素、現場管理管控能力、應急處理能力和工作負責人作業經驗和技術水平等幾個方面的指標。

2 基于G1賦權法的配電網帶電作業安全綜合評估

配電網帶電作業安全綜合評價主要是確定各指標的權重信息，這里采用G1賦權法來確定各指標的權重wj。

2.1 利用G1賦權法的指標權重計算

G1賦權法是層次分析法(analysis of hierarchy process，AHP)的一種改進方法，其主要優勢在于[9]：1)計算量小，計算速度快；2)無需構造判斷矩陣，更無需一致性檢驗；3)具備保序性的特點，方法使用簡便。

G1賦權法對于待評價的指標集{X1，X2，…，Xm}確定其序關系的主要步驟為[9]：1)從待評價的指標集中挑選出最不重要或者最重要的那個指標，標記為Xi；2)對余下的待評價指標集的元素中再選出最不重要或者最重要的那個，標記為Xj；3)按以上步驟，以此類推，就可以得到待評價指標集各元素的唯一序關系Xi>Xj>…>Xk(i,j,k∈{1,2,…,m})。最后，再確定各相鄰指標之間的相對重要程度。

G1賦權法作為主觀賦權法，需要專家人為地選擇相鄰指標Xk-1和Xk之間地重要程度，其用數學關系表示為rk=wk-1/wk，式中wk為第k個指標的權重系數，且k=2,3,…,m。這樣就可以根據之前確定的序關系計算出各指標的重要程度。為了盡可能減少人為因素的偏差，rk可以通過多位專家評判再取平均的方式進行計算。通常，可以取最次要指標相對重要程度rm=1，且可參考表1。

rk-1≥rk

(1)

(2)

wk-1=rkwk

(3)

式中，k=m,m-1,…,2。那么，各指標的權重系數向量可表示為W=[w1,w2,…,wm]。

表1 指標權重比較規則

2.2 配電網帶電作業安全綜合評估

在確定了各指標綜合權重的基礎上，采用模糊綜合評價的方法，來確定配電網帶電作業安全綜合評價結果。主要步驟如下[8-10]：

1)劃定5個評價等級集，即從好到差依次為{A級；B級；C級；D級；E級}。

2)通過確定各子集模糊綜合判斷矩陣Ri。由于有兩級評價指標，需要先對二級指標進行綜合評判，然后計算得到一級指標的模糊評判結果。

(4)

3)進行模糊綜合評價。為簡便易用，采用最大隸屬度原則，通過隸屬度N=Wi·Bi得到評價結果。例如，通過計算得到對應{A級；B級；C級；D級；E級}的各自隸屬 度為N=[NANBNCNDNE]，若ND最大，按照最大隸屬度原則，那么最大的錄屬度ND對應的等級D就是該評價的最終等級。

3 實例驗證

按照模糊綜合評價的方法，由各帶電作業專家對各級指標進行單獨的模糊評判，得到各指標集合的隸屬度矩陣：

然后再結合各指標的權重系數，計算得到一級指標各自隸屬度向量為

B5=W(2)5·R5= [0.20,0.55,0.12,0.13,0]

那么，目標層的隸屬度為

W(1)·(B1B2B3B4B5)T

= [0.167 9,0.518 4,0.163 9, 0.139 2, 0.051 3]

按照最大隸屬度原則，第2個隸屬度NB數值最大為0.518 4，故該次作業對應的安全綜合評價等級應為B級，處于較好的安全水平，但也需要注意到其他因素的潛在安全風險，需要持續改善整個作業過程。

4 結 語

在用戶和供電企業對可靠性要求越來越高的當下，配電網檢修方式必然大規模向帶電作業方式轉變，而急速的擴張使得帶電作業的安全風險問題必須得到足夠的重視，為此提出了一種配電網帶電作業安全綜合評估方法，可為相關企業的管理者提供相應的決策支撐手段，并得到以下結論：

1)配電網帶電作業的安全多方面的影響，同時由于不同管理人員認知的不同，對安全的把控方面側重不同，為此，以相關文獻資料為基礎，結合實際帶電作業現場，建立了細化完善的安全綜合評估指標。

2)利用G1賦權法確定了各評估指標各自權重信息，然后建立了以模糊綜合評價為基礎的配電網帶電作業安全綜合評估模型，以最大隸屬度原則的方式得到最終評價結果。

3)最后，以某實際帶電作業工作的安全綜合評估為例，詳細計算了整個綜合評估過程，驗證所提方法的可行性。