流域梯級水電站“無人值班、少人值守”大壩安全管理模式探索

張曉星

（云南華電金沙江中游水電開發有限公司梨園發電分公司，云南麗江，674122）

0 引言

隨著我國各大流域的陸續開發，大量梯級水電站由建設階段進入運行階段，其中包含一系列世界級的高壩大庫，伴隨而來的大壩安全管理風險和壓力也越來越大。此外，近年來隨著通訊和計算機監控技術的進步和成熟，基于集控運行的“無人值班、少人值守”梯級水電站發電運行管理模式在各大流域逐步推行，如何既順應當前發展形勢，又創新和提升大壩安全管理水平，成為當前需要深入探索的管理課題。筆者對國內幾個流域大壩安全管理模式進行了認真研究和總結，并結合“無人值班、少人值守”相關要求，探索性提出流域集中管理模式，為電站管理模式的調整提供一定思路。

1 流域梯級水電站“無人值班、少人值守”運行管理模式

傳統的流域梯級水電站運行管理模式為各個電站多人值班，存在生產人員分散、生產成本提升、人力資源利用率較低等缺點，加之大部分水電站地處偏遠，員工無法很好地兼顧工作和家庭，員工流失現象也較為嚴重。基于以上諸多問題，大部分流域公司相繼設立了集控中心（或梯調中心），依托集控中心信息化系統建設及大數據應用，對流域各個梯級電站進行集中監控。在該模式下，各個水電站的管理模式也進行了相應改革，原來的運行值班職能逐步轉移至集控中心，由集控中心實現“四全五遙”功能（全采、全送、全監、全控；遙控、遙調、遙信、遙測、遙視），履行電站運行值班業務職能。電站現場只安排少數值守人員配合集控值班人員履行兩票管理、方式安排、應急處置等值班業務，巡檢、操作、定期工作等運行業務可由少量電站運行ONCALL人員負責。

“無人值班、少人值守”運行管理模式的實施可以在很大程度上優化原有人力資源配置，使水電站大部分運行人員從24 h倒班中解脫出來，改善一線生產人員的工作和生活環境，提高電站生產人員的幸福感，吸引并留住優秀人才。但目前該模式較多應用于電站的發電運行，大壩安全管理則更多地依賴于單個電站獨自開展。

2 傳統的大壩安全管理模式對比分析

傳統的水電站大壩安全管理主要立足于單個電站現場獨自開展，一般有以下幾種管理模式：

（1）獨立開展模式。水電站配備大壩安全管理人員，獨立負責大壩巡視檢查、安全監測、維護消缺和監測自動化系統運行維護等相關工作。

優點：所有技術工作均由內部員工負責，可以培養電站自己的專業技術隊伍，并將核心技能掌握在員工自己手中，資料和相關工作的開展都具有很好的延續性。

缺點：需要設立專業管理及監測隊伍，人力成本增加，而且由于大壩監測工作具有一定的階段性，部分監測人員將在部分時段處于閑置狀態，人力資源利用率不高。

（2）勞務用工模式。電站招聘一定數量的勞務用工，并將簡單重復性的勞動交由勞務用工開展，內部員工只負責技術指導、資料分析整編和報告編制等技術性工作。勞務用工接受電站的統一安排管理，在監測工作空閑的時候，參與電站的其他工作。與獨立開展模式相似，都屬于內部管理模式。

優點：相較獨立開展模式更為靈活，通過勞務用工減少內部人員編制，一定程度上減少了電站人員編制，人員使用也更為靈活，可以提高人力資源利用率，節約人力成本。

缺點：受限于各個單位勞務用工定額限制，未必能夠滿足人員需求。

（3）外單位委托模式。大部分新型水電站人員配備較為精簡，大壩監測工作委托有資質的外單位開展，本單位只配備少量技術管理人員，負責日常巡視、技術監督管理和組織消缺等工作。

優點：公司內部只需配置較少技術管理人員，滿足新型水電站人員配置較為精簡的要求，節約人力資源成本。

缺點：外委隊伍的選取一般采用公開招標方式，導致監測隊伍經常更換，一定程度上造成技術資料及現場工作開展的不延續性，而且新入場單位還需要花費大量時間熟悉現場，加上外委人員專業技術能力參差不齊、責任心不夠等問題，勢必造成監測成果質量的下降。

3 流域大壩安全管理模式探索

綜合考慮傳統大壩安全管理模式的優缺點，并對大渡河、雅礱江、清江、黃河上游、瀾滄江等國內流域的經驗做法進行研究和總結，探索性提出流域集中管理模式，具體思路如下。

3.1 組織機構

設置流域水庫及大壩安全管理中心（以下簡稱“庫壩中心”[2]），對流域所屬各個水電站水庫及大壩安全實行集中統一管理，各個電站只保留較少值守人員，具體負責水工建筑物日常巡視檢查和檢修維護等工作的現場組織實施，并配合庫壩中心開展大壩安全監測及系統維護消缺。

庫壩中心作為流域公司的二級管理機構，定位類似于集控中心，可設置綜合科、監測科、自動化科等，也可與已有集控中心合并，并將監測科、自動化科與集控中心原有科室進行并列，綜合科與原有科室進行合并設置。綜合科具體負責庫壩中心的綜合事務、文件管理以及黨建政工等工作；監測科主要負責各個水電站現場監測、數據整編分析、監測報告編制和數據報送發布等；自動化科主要負責信息平臺、自動化設備和通訊系統的運行維護等[3]。

3.2 職能劃分

流域庫壩中心成立后，將承擔流域各個梯級水電站水庫及大壩安全管理和監測職能，對接各個電站的水工水庫部門，電站水工水庫部門作為庫壩中心在各個電站相應職能的擴展和延伸。

3.2.1 庫壩中心職能

（1）現場監測，包含月報監測、年報監測和年度基準網復測等。

（2）監測資料分析整編、各類監測報告編制、監測數據報送發布等。

（3）安全監測自動化系統及數據云平臺運行維護。

（4）流域大壩安全管理年度目標任務的制定下發、水工建筑物及泄洪設備設施年度檢修消缺計劃及安全管理總結編制等。

（5）對梯級水電站現場管理情況進行水工技術監督，組織開展大壩年度詳查及大壩定檢等工作，保證電站各項工作及時規范開展。

3.2.2 水電站職能

（1）水工建筑物日常巡視檢查，編制日常巡視檢查報告上報庫壩中心，由庫壩中心組織技術人員聯合電站現場對發現的異常情況進行綜合分析，必要時組織監測人員進行檢查和復測。

（2）組織施工單位開展水工建筑物現場維護消缺工作。

（3）開展防洪度汛和泄洪設備設施的檢修維護工作。

（4）開展水電站現場監測設備及自動化系統的運行和維護工作。

3.3 人員設置

通過流域集中管理模式，可對流域各電站的技術人員進行統一管理，成立現場安全監測、資料分析整編、自動化系統運行維護三支專業隊伍[4]。

（1）現場安全監測隊伍需輪流到各電站開展現場安全監測，隊伍數量可根據規范要求的監測頻次和電站數量進行綜合考慮。

（2）資料分析整編隊伍可在庫壩中心后方辦工，對現場安全監測人員的測量數據和自動化監測系統采集的數據進行分析整編和數據報送等工作。

（3）監測自動化系統運行維護隊伍負責對庫壩中心信息平臺設備設施進行升級維護，并配合現場運行維護人員對電站的監測自動化系統和通訊系統進行升級維護。

3.4 制度建設

在流域庫壩中心層面，制定適用于整個流域梯級大壩安全管理的制度、標準和規程，實現整個流域大壩安全的統籌管理，統一管理制度和作業規程；在各個電站層面，綜合考慮壩型、裝機、泄洪方式等方面的差異，制定作業指導書，體現差別性。

（1）相關制度建設。如通過制定《流域大壩安全管理制度》明確庫壩中心與各水電站在大壩安全管理方面的組織機構設置、職能劃分和工作開展方式等。

（2）技術標準建設。如通過制定《流域水工建筑物巡視檢查標準》明確日常巡視檢查、大壩年度詳查、大壩定期檢查、特種檢查等工作的技術要求、開展方式等。

（3）規程建設。如通過制定《流域大壩安全監測規程》規定監測作業方法、監測頻次及質量要求；通過制定《流域監測自動化運行維護規程》規定大壩安全監測自動化系統的運行和維護方法等。

3.5 統一信息平臺建設

實現流域大壩安全集中管理，需在庫壩中心建立流域統一信息平臺，依托該平臺將各個電站的相關信息進行集成和共享。統一信息平臺不僅應集成各水電站自動監測數據和巡視檢查資料，還應接入流域水情信息、地震臺網監測數據、氣象觀測數據等信息，最終形成流域大壩安全管理綜合數據庫。依托該數據庫進一步開發報表系統、圖形系統、三維展示系統、人工數據錄入系統等基礎子系統，還可進一步依托大數據、云平臺、人工智能等高新技術開發智能巡檢系統、智能數據分析和診斷系統等高級應用子系統，最終實現流域大壩安全管理的自動化、信息化和智慧化[5]。流域大壩安全統一信息管理平臺建設可大致分為以下三個階段：

（1）完成對各個梯級水電站安全監測儀器的自動化改造，實現監測數據的自動采集、自動傳輸和自動存儲。

（2）在實現自動化改造的基礎上進行信息化建設，將各個電站的所有監測自動化系統（如內觀監測自動化系統、GNSS 監測自動化系統、監測機器人自動化系統、強震自動監測系統等）進行集成，建成庫壩中心統一信息平臺，實現數據的集中存儲和管理。

（3）在實現自動化和信息化的基礎上，依托大數據、云平臺、人工智能等高新技術開展智慧化建設，實現監測數據的自動分析、自動處理、超限檢查、智能預警等功能，從而提升數據分析處理和風險預警的及時性和準備性，為后續的大壩安全管理決策提供必要的依據。

3.6 新興技術應用

（1）無人機監測[6]。近年來，無人機監測技術廣泛應用于地形測繪、安全監測、邊坡檢查、地災預警等大壩安全管理領域。通過該技術可方便到達作業人員無法到達或極度危險的區域（如邊坡頂部、臨崖、水上等），且成像迅速，通過后期處理可生成三維模型，變形對比方便準確。

（2）測量機器人。測量機器人又稱自動全站儀，是一種集自動目標識別、自動照準、自動測角與測距、自動目標跟蹤、自動記錄于一體的測量平臺，可用于大壩及邊坡外觀變形自動化監測，并可根據需要非常方便地加密觀測。

（3）全球衛星導航系統。全球衛星導航系統（GNSS）是能在地球表面或近地空間的任何地點為用戶提供全天候三維坐標、速度和時間信息的空基無線電導航定位系統。目前廣泛應用于大壩、邊坡和庫區滑坡體變形監測。

（4）智能巡檢系統[7]。針對水工建筑物特點，以物聯網、大數據、人工智能等高新技術為基本手段，開發集信息化、智能化于一體的智能巡檢系統，以達到水工巡檢周期規范化、巡檢任務標準化、巡檢數據分析智能化的效果。

4 結語

參考當前流域梯級水電站集控運行和“無人值班、少人值守”發電運行模式，綜合分析傳統大壩安全管理模式的優缺點，對國內部分流域的經驗做法進行研究和總結，探索性提出流域集中管理模式，并對該模式下的組織機構、職能劃分、人員設置等方面進行了簡要闡述。通過實施該模式可有效規避傳統管理模式的不足，提升人力資源利用率，并有助于形成流域統一標準，方便電站之間的數據對比分析，及時總結規律、發現隱患，提升安全監測水平和成果質量，進而提升流域大壩安全管理水平。

通過對大壩安全管理模式的不斷調整和改進，可以更加有效地組織人才和資金，促進大數據、物聯網、人工智能、無人機、云平臺[8]等高新技術的應用。相信通過整個行業的共同努力，大壩安全管理這一領域在技術和管理上都將取得大幅提升，國內流域大壩安全管理水平也將逐步躋身世界領先行列。■