洪災后電網應急搶修隊伍調配方式優化

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急技術中心，北京 100085)

0 引言

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

因當前電網企業的員工數量是按照保證電網正常運行及臨時缺陷應急搶修進行配置的，當某地市或多個地市級電網受洪水影響，電網受損嚴重甚至發生大面積停電事件時，僅靠本地的應急搶修隊伍難于滿足快速復電的要求，省級電網公司將會統一調配全省的應急搶修隊伍支援受災地，以達到盡快復電的目標。

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

1 電網應急搶修隊伍調配現狀分析

1.1 管理機制

某省電網公司設立了應急指揮中心，統一調配全省應急搶修隊伍。

目前，該公司已建立了較為完善的省市兩級應急搶修隊伍體系，其中省級應急搶修隊伍主要負責全省范圍內主網的應急搶修任務，兼顧配網應急搶修；地市級應急搶修隊伍主要負責本區域內的應急搶修作業，涵蓋輸電、變電、配電、應急發電、網絡信息等專業，同時，根據省公司應急指揮中心的指令開展跨區域搶修支援。

1.2 調配流程

(1) 根據氣象部門以及氣象監測預警系統獲取的氣象信息，按照洪水災害專項應急預案的要求，發布氣象災害預警信息。

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

(3) 依據應急預警信息，結合歷史的應急搶修經驗，應急指揮中心提前下達調配指令，將無災區域的應急搶修隊伍預置在可能發生災害的區域。

(4) 災害發生后，根據勘災情況，如果預置應急搶修隊伍的區域出現災情，則支援的應急搶修隊伍接受受災地應急指揮部的指揮，開展應急搶修；如果預置應急搶修隊伍的區域未出現災情，則支援的應急搶修隊伍撤回或者調往其他受災區域。

1.3 目前調配方式存在的問題

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

(1) 在洪水發生前，大規模調動應急搶修隊伍前往預測受災點，在調配過程中可能會存在一定的風險。

(2) 無效調配，因預測的受災點未受災或者受災程度輕微，造成無效的調配。

(3) 預測受災點的受災程度相對較輕，其他區域受災嚴重，造成有效的應急搶修隊伍未能及時地發揮效用。

2 應急搶修隊伍管理優化策略

2.1 日常作業管理優化

根據應急搶修隊伍“平戰結合”的管理特點，結合氣候和地理環境特點，考慮應急搶修隊伍日常的實際工作計劃等情況，在可能的情況下，盡量優化調整應急搶修隊伍施工安排，例如在每年的汛期(尤其是根據天氣預警信息，可能發生洪水災害的時間段)，省級應急搶修隊伍優先安排在近海地區以及歷史上洪災易發區域進行施工等作業，以減少緊急情況時隊伍調派的機動時間。

2.2 多系統信息共享優化

目前，某省電網公司應急指揮平臺系統與生產調度系統、營銷系統并未實現互聯互通，發生災害后，應急指揮人員不能直接從應急指揮平臺系統獲取故障匯總信息，安監部、生技部等有關部門均需通過電話、郵件、微信、會商等方式從調度處獲取線路跳閘/停電的具體信息，然后生技部根據獲取的信息，安排開展勘災工作，勘災后按照信息報送要求，將災損情況信息報送至應急指揮平臺。

建議建立應急指揮平臺系統與生產調度系統、營銷系統的聯絡通道，受災后，應急指揮中心直接讀取受災線路詳細信息和停電用戶數信息，便于應急指揮中心根據受災信息開展輔助應急決策，有利于實現應急搶修隊伍的精準調配。

2.3 建立應急資源基礎數據庫

根據歷史受災情況，按照不同災害類型、災情信息的詳細參數和預測的波及范圍，應急響應的等級，建立災害信息基礎數據庫，編制并逐步修正各種類型災害的應急搶修需求的物資、裝備和人力的指導標準，為災后應急資源調配形成支撐和依據。

3 應急搶修隊伍調配方式優化建議

目前階段，應急搶修隊伍調配采取“支援地—受災地”的點對點式直接調配，例如，在省公司獲取受災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撥應急資源支援受災地，應急搶修隊伍調配的現狀如圖1所示。

圖1 應急搶修隊伍調配方式現狀

這種調配方式簡單清晰、機動效率高，但是也存在前文提及的應急搶修隊伍調配方式存在的問題。為了兼顧應急搶修隊伍調配的安全性、效率性和準確性，建議調整應急搶修隊伍的調配方式為“支援地—臨時駐點—受災地”的調配方式，臨時駐點可結合沿海地市的地理位置和歷史受災信息，結合區域劃分及省公司應急倉庫布局等因素，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地市的直線距離小于200 km。

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

圖2 應急搶修隊伍調配策略優化

4 應急搶修隊伍自動調配模型探索

應急資源調配是災害應急中的關鍵環節，對于應急資源調配的研究成果也較多，而應急搶修隊伍又是應急資源中的核心，關于應急搶修隊伍調配的研究已經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，突發事件應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，建立了突發事件應急救援人員派遣的優化模型；國家自然科學基金資助項目，應急救援多目標時限指派模型[2]，張雷、馬璐等突出應急救援的時效性和救援目標的多屬性特征，提出在保證應急救援最短時限的前提下，以應急救援效率最大化、物資消耗最小化為優化目標，構建最短時限應急救援多目標指派模型；國家自然科學基金資助項目，多應急點資源優化調度模型研究[3]，魏國強、景琳針對多應急點的情形，利用目標規劃法探索了應急開始時間最早、出救線路及出救點最少的資源調度方案；國家重點研發計劃課題、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，建立了地震應急救援隊伍指派的優化模型。

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

應急搶修時間主要由兩部分組成，一是從出發點至搶修點的路徑時間；二是到達搶修點之后應急搶修作業時間。根據對地市供電公司應急搶修隊伍的調研結果，路徑時間基本可控，因此重點針對應急搶修作業時間進行分析。

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

該研究基于以下假定：

(1) 搶修隊伍數量滿足搶修任務的需求；

(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地點。

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

由于搶修作業需要多人配合，因此將每項搶修作業所需的最少人數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，根據歷史搶修作業經驗，編制山地、林地、平地、水田等不同地理環境特點的基本搶修單元的每小時搶修工作量參照表，可根據受災點的地理環境特點直接選用。為一個基本搶修單元完成搶修任務的時間。

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

構建模型：

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

該模型建立在災后損失預測數據以及應急資源基礎數據庫準確的基礎上。

5 其他建議

(1)通過完善電網故障自動診斷/定位系統，實現對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控，以便在災后快速摸清現場的受災損失情況，為統計搶修工作量提供堅實的數據支持。

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

(3)根據應急搶修作業的特點，持續優化并推廣應急搶修標準化作業指導書、物資裝備標準配置標準，對搶修安全技術措施、人員、標準工器具、施工方法和搶修流程等進行統一規范，提高應急搶修的標準化、規范化水平，并且建立起應急搶修隊伍開展搶修的基礎數據庫，明確應急搶修隊伍的搶修效率。

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

(5)加強應急聯動，向交通部門、水利部門搜集橋梁斷毀、封橋、斷路、淹水地區等有關交通信息，為應急搶修隊伍調派提供參考。

(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容，設計相應的考核激勵管理辦法，將搶修作業中的安全管控、搶修效率等搶修指標分解至績效指標體系中。