輸變電工程施工質(zhì)量綜合評價指標體系的構(gòu)建

侯學(xué)良， 王 媛

(華北電力大學(xué) 經(jīng)濟與管理學(xué)院，北京 102206)

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輸變電工程施工質(zhì)量綜合評價指標體系的構(gòu)建

侯學(xué)良， 王 媛

(華北電力大學(xué) 經(jīng)濟與管理學(xué)院，北京 102206)

輸變電工程作為電力建設(shè)項目的重要組成項目，其施工質(zhì)量的高低直接關(guān)系到整個電力行業(yè)的發(fā)展。然而，隨著輸變電工程項目數(shù)量的不斷增長、工程規(guī)模的不斷擴大，其施工工期也在不斷縮減，而這也就導(dǎo)致其施工質(zhì)量不斷出現(xiàn)問題。因此，加強輸變電工程施工質(zhì)量管理不僅僅是電力建設(shè)的必然要求，也對電力行業(yè)的發(fā)展具有深遠的實踐意義。對輸變電工程施工質(zhì)量的綜合評價是對其進行施工質(zhì)量管理的前提，而完備的指標體系是實現(xiàn)綜合評價的必要條件，故本文擬在對輸變電工程施工質(zhì)量存在的問題進行分析的基礎(chǔ)上，利用灰色粗糙集模型對繁復(fù)的施工質(zhì)量指標進行篩選，進而實現(xiàn)輸變電工程施工質(zhì)量綜合評價指標體系的構(gòu)建。

輸變電； 施工質(zhì)量； 灰色粗糙集； 指標體系

電力建設(shè)項目是國家現(xiàn)代化建設(shè)過程中的主導(dǎo)項目之一，輸變電工程作為電網(wǎng)工程的關(guān)鍵組成部分，其重要性也是不言而喻的。輸變電工程具備很多特殊性能，也是輸電和配電的關(guān)鍵樞紐，其質(zhì)量不僅關(guān)乎輸變電工程項目自身的運行，而且會影響到整個電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量，甚至?xí)医?jīng)濟和社會進步產(chǎn)生深遠影響。輸變電工程具有很多特殊性能，其施工過程復(fù)雜且工序繁多，對材料性能和設(shè)備數(shù)量也要求較高[1]，因此施工質(zhì)量方面易出現(xiàn)各種各樣的問題，這也就對提高輸變電工程施工質(zhì)量管理提出了更高的要求。對輸變電工程的施工質(zhì)量進行準確的評價是對其進行施工質(zhì)量管理的前提，目前國內(nèi)外在綜合評價方面的研究成果很多，但對如何建立可供綜合評價使用的指標體系的研究相對較少，這就使得綜合評價的結(jié)果不夠科學(xué)合理，故研究輸變電工程施工質(zhì)量綜合評價指標體系的構(gòu)建對于提高其施工質(zhì)量意義深遠。

一、輸變電工程施工質(zhì)量問題分析

輸變電工程項目大多是露天作業(yè)，受自然條件影響較大，施工條件復(fù)雜，工期較長，若從整個施工過程著手來實現(xiàn)質(zhì)量管理評價指標體系的構(gòu)建難度會很大，而且也會因工程的復(fù)雜度較高造成指標的提取和篩選收到較大阻力，但若將輸變電工程按照其施工過程進行分類，對不同施工過程中存在的質(zhì)量問題進行分析，為指標的提取提供依據(jù)。輸變電工程主要分為輸電工程和變電工程兩個部分，輸電工程主要是對輸電線路的施工，變電工程由土建和電氣施工構(gòu)成，按照不同的施工過程來分析其施工質(zhì)量問題可以為指標的提取提供更加清晰的依據(jù)，為指標體系的建立提供有效參考。

(一)輸電線路施工質(zhì)量問題

輸電線路是電網(wǎng)建設(shè)的主要部分，承擔著為社會經(jīng)濟發(fā)展輸送能源的任務(wù)，其施工質(zhì)量的高低將對電力系統(tǒng)能否正常運行產(chǎn)生直接影響，施工質(zhì)量的提高能有效延長電網(wǎng)的使用壽命，提高電網(wǎng)可靠性，并能夠是電網(wǎng)的維修和維護成本得到降低，進而提高整個電力建設(shè)項目的社會效益。然而，在實際的施工過程中，受地形條件復(fù)雜、環(huán)境干擾和施工技術(shù)水平等因素的影響，輸電線路質(zhì)量易出現(xiàn)各種各樣的問題，通過對實際的輸電線路工程施工過程的分析，主要歸納出以下幾個問題：

(1)對樁位進行復(fù)測的偏差大，與設(shè)計圖紙的數(shù)據(jù)相去甚遠；(2)因受環(huán)境影響和技術(shù)限制，基礎(chǔ)施工的質(zhì)量差強人意，繼而影響后續(xù)施工工序的質(zhì)量[2]；(3)桿塔施工中易出現(xiàn)范圍脫節(jié)、桿塔傾斜等安裝失誤的狀況；(4)在架線施工中，由于拖地展放的放置方式，導(dǎo)線的絕緣層極易受到磨損[3]；(5)準備工作的不充分導(dǎo)致各施工員的協(xié)同作業(yè)進程受到不良影響，進而對整個輸電線路工程的施工質(zhì)量產(chǎn)生影響；(6)短路問題是輸電線路施工中比較常見的問題，該問題不加重視，嚴重時甚至?xí)l(fā)爆炸。

(二)變電工程的土建施工質(zhì)量問題

對于變電工程的土建施工，其工程質(zhì)量的好壞直接決定了輸變電建設(shè)的整體功能和性能能否實現(xiàn)，是否會對變電站的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，尤其對于確保安全和可靠的電力供應(yīng)有著重要的意義變電土建工程質(zhì)量的常見問題主要表現(xiàn)為以下幾個方面：

(1)由于變電站的選址一般都選在遠離民居的較為空曠的地方，譬如荒地、山丘等，這種選址地勢起伏不定，因此土方平衡的優(yōu)化是否達標是影響變電站施工質(zhì)量的一大因素[4]；(2)變電站的擋土墻通常選擇用漿砌塊石為原材料，但在施工過程中施工人員有時會因不清楚漿砌塊石的操作規(guī)程及質(zhì)量標準，不規(guī)范的施工使得擋土墻質(zhì)量不達標；(3)選址不佳及預(yù)估土方不準確都可能會造成變電站室內(nèi)地面施工遇阻，另外屋面滲漏及門窗不牢靠等也會造成變電站系統(tǒng)故障[5]；(4)變電工程的土建與電氣施工是相互關(guān)聯(lián)的兩個部分，二者配合不到位不僅會延誤工期，進而會影響施工質(zhì)量；(5)施工部署缺乏針對性會影響前后工序的銜接性，易造成不必要的返工，進而延誤工期，若為保證工期趕工，則又會進一步影響施工質(zhì)量，陷入惡性循環(huán)[6]；(6)回填土質(zhì)量出現(xiàn)問題，不僅僅會對地基造成影響，建、構(gòu)筑物的質(zhì)量也隨之下降，對變電站的整體施工質(zhì)量產(chǎn)生較大威脅；(7)在變電站土建施工中，主體結(jié)構(gòu)的滲漏是比較常見且較為嚴重的問題，易對后期設(shè)備安裝及運行產(chǎn)生不良影響[7]；(8)在施工過程中，結(jié)構(gòu)防腐工作不合格將對施工質(zhì)量產(chǎn)生很大影響。

(三)變電工程的電氣施工質(zhì)量問題

變電工程的電氣施工質(zhì)量不僅僅會影響到輸變電工程本身，而且也會對整個電力系統(tǒng)的能否正常運行產(chǎn)生影響。電氣施工過程工序復(fù)雜，通常會由于前期工程所耗費時間較久，導(dǎo)致電氣安裝工期被壓縮，因此這個階段也是施工質(zhì)量出現(xiàn)問題與失誤頻率較高的階段，主要問題有以下幾個方面：

(1)在對變電站進行全站接地施工時，易出現(xiàn)設(shè)備本身接地有疏漏、二次回路接地操作不規(guī)范、未核對電纜溝數(shù)量、構(gòu)架接地線偏少、設(shè)備接地焊點未做防腐處理等問題[8]；(2)在敷設(shè)電纜時，常見的問題有標識牌有文字錯誤或者標示不明、二次回路存在計生回路現(xiàn)象、電纜不合理交叉排列、防火道封堵、CT二次回路開路、PT二次回路短路等[9]；(3)在電氣安裝設(shè)備方面，易出現(xiàn)預(yù)設(shè)設(shè)備線夾的角度與購入的設(shè)備存在誤差、設(shè)備鍍鋅不均勻、主變壓器、并聯(lián)電抗器等大型設(shè)備的固定方式錯亂、未將戶外所用變低壓側(cè)硬母線的絕緣護套開列就進行包裹、繼電器的三相跳閘不一致、在調(diào)整部分設(shè)備的安裝位置時墊片使用量過大等問題[10]；(4)購入的材料或設(shè)備與預(yù)設(shè)的安裝現(xiàn)場不匹配，這個問題在變電站的電氣施工過程是比較常見的；(5)在進行電氣安裝時易出現(xiàn)很多影響施工質(zhì)量的細節(jié)問題，如忽略設(shè)備和管道因道因熱脹冷縮或者受外力作用而產(chǎn)生的尺寸誤差導(dǎo)致伸縮節(jié)的作用無法正常發(fā)揮、合閘閉鎖的油壓回路和重合閘的閉鎖油壓的不合理合并、緊固法蘭螺栓的問題等[11]。

二、基于灰色粗糙集的指標優(yōu)化模型

建立完善的指標體系是獲得有效評價效果的前提，評價指標體系科學(xué)、合理，評價結(jié)果才會相應(yīng)地準確與客觀。目前，針對評價指標體系的研究較多，借助各種文獻資料，已經(jīng)構(gòu)建了各種各樣的評價指標體系，但由于缺乏科學(xué)理論方法的指導(dǎo)，卻引發(fā)了各類程度不同的問題。因此，實用有效的指標優(yōu)化方法對于評價指標體系的構(gòu)建具有重要而深遠的意義。本文擬采用灰色粗糙集方法來進行指標的優(yōu)化篩選，所謂灰色粗糙集就是將灰色理論中的灰色關(guān)聯(lián)聚類和粗糙集中的知識約簡相結(jié)合，通過這一綜合理論建立指標優(yōu)化模型，實現(xiàn)對指標的優(yōu)化篩選。

(一)灰色粗糙集理論

設(shè)有n個觀測對象，每個觀測對象有m個特征數(shù)據(jù)，得到的序列如下：

對所有的i≤j,i,j=1,2,…,m，計算出Ai與Aj的灰色絕對關(guān)聯(lián)度Aij。

(3)

得特征變量關(guān)聯(lián)矩陣B如下：

(4)

其中，Aii=1,i=1,2,…,m。

(二)指標的約簡

指標的約簡主要是通過對指標的分類來實現(xiàn)，如果獲得的分類結(jié)果不受某些指標的制約，則證明該指標是可約簡的。在對指標進行分類時，可以通過灰色聚類分析的方法，利用界定不同的臨界值λ來獲得不同的分類結(jié)果。為了使臨界值λ的選取更加科學(xué)合理，這里采用F統(tǒng)計量確定λ最佳臨界值。

(5)

(6)

作F統(tǒng)計量

(7)

其中：

(8)

F統(tǒng)計量的分子表示類與類之間的距離，分母表示類內(nèi)樣本間的距離。因此，若想更好地體現(xiàn)類與類之間的差異性，可以通過加大類之間的距離來實現(xiàn)，也就是說，F(xiàn)值越大，則得到的分類結(jié)果也就更佳。若F>F?(r-1,n-r)(?=0.05)，則由方差分析可知得到的類別間的差異性是顯著的，分類結(jié)果的合理的[15]。通過灰色聚類分析得到最佳分類之后，就可以利用粗糙集的知識約簡來對指標進行約簡了，具體的計算過程將在實例中進行說明。

表1 輸變電工程施工質(zhì)量綜合評價指標體系初建

類別系具體指標輸電線路工程施工質(zhì)量基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量桿塔工程施工質(zhì)量架線工程質(zhì)量樁位復(fù)測準確度接地工程質(zhì)量短路發(fā)生頻率光纜施工質(zhì)量工程相關(guān)資料變電工程土建施工質(zhì)量主體結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量構(gòu)、支架基礎(chǔ)及設(shè)備基礎(chǔ)施工質(zhì)量電纜溝施工質(zhì)量變電站室內(nèi)地面及屋面等的施工質(zhì)量擋土墻施工質(zhì)量回填土質(zhì)量道路施工質(zhì)量結(jié)構(gòu)腐蝕預(yù)防效果變電工程電氣施工質(zhì)量電氣設(shè)備施工質(zhì)量二次接線施工質(zhì)量安裝材料與安裝現(xiàn)場的匹配程度變壓器及電抗器系統(tǒng)施工質(zhì)量電纜敷設(shè)施工質(zhì)量接地裝置施工質(zhì)量電氣設(shè)備本身質(zhì)量母線裝置施工質(zhì)量互感器施工質(zhì)量串聯(lián)補償裝置施工質(zhì)量無功補償裝置施工質(zhì)量避雷器施工質(zhì)量屏柜及端子箱施工質(zhì)量

三、輸變電工程施工質(zhì)量綜合評價指標體系

(一)指標體系初建

在第二章中對輸變電工程施工質(zhì)量存在的問題進行了重點分析研究，結(jié)合前人對輸變電工程的研究成果，再根據(jù)這些問題可以對輸變電工程施工質(zhì)量的綜合評價指標進行提取，實現(xiàn)指標體系的初建，指標體系初建結(jié)果如表1所示。

(二)指標的優(yōu)化篩選

由表1可以看出，輸變電工程施工質(zhì)量管理所涉及的指標眾多，指標彼此之間極有可能存在交疊性，為摒除指標冗余度等問題，可以通過第四章所建立的基于灰色粗糙集的指標優(yōu)化模型對上述指標進行優(yōu)化。這里以輸變電工程中的輸電線路工程部分為例進行施工質(zhì)量管理綜合評價指標的優(yōu)化，其他過程可依照此方法依次進行。

輸變電工程中的輸電線路工程施工質(zhì)量管理方面在指標體系初建過程中共提取了8個指標，下面就這8個指標(用Xi表示，i=1,2,…,8)請6位相關(guān)研究專家(用aj表示，j=1,2,…6)對這些指標可相互約簡的可能性進行打分，打分結(jié)果如表2所示(打分結(jié)果以指標兩兩之間可以約簡的百分比來表示，為表達的方便，將以小于等于1小數(shù)形式進行記錄)。

表2 指標約簡打分結(jié)果

分數(shù)指標a1a2a3a4a5a6X11.000.620.740.830.470.96X20.970.861.000.890.840.95X31.000.570.890.930.630.91X40.960.671.000.920.890.90X50.820.701.000.810.790.88X61.000.570.790.870.690.87X71.000.720.830.800.510.97X80.790.410.580.300.131.00

1.計算灰色關(guān)聯(lián)矩陣

由上表計算出與的灰色絕對關(guān)聯(lián)度，則可得到如下灰色關(guān)聯(lián)矩陣：

2.根據(jù)第4章中給出的灰色聚類法和F統(tǒng)計量法，計算得到6組打分結(jié)果的最佳分類：當臨界值λ=0.91時，分類情況為：

3.指標約簡

找出刪除X指標的分類，用灰色聚類的方法進行分類。計算得到的各種最佳的分類情況如下：

表3 輸電線路工程施工質(zhì)量指標體系

子類別具體指標輸電線路工程施工質(zhì)量基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量桿塔工程施工質(zhì)量架線工程質(zhì)量接地工程質(zhì)量

輸變電工程其他施工部分的綜合評價指標的優(yōu)化方法可依照上述方法依次求得，這里對計算過程不再過多贅述，對整個輸變電工程施工質(zhì)量管理綜合評價指標體系的構(gòu)建結(jié)果如下表4所示。

表4 輸變電工程施工質(zhì)量綜合評價指標體系

類別系具體指標輸電線路工程施工質(zhì)量基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量桿塔工程施工質(zhì)量架線工程質(zhì)量接地工程質(zhì)量變電工程土建施工質(zhì)量主體結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量構(gòu)、支架基礎(chǔ)及設(shè)備基礎(chǔ)施工質(zhì)量電纜溝施工質(zhì)量變電站室內(nèi)地面及屋面等的施工質(zhì)量回填土質(zhì)量結(jié)構(gòu)腐蝕預(yù)防效果變電工程電氣施工質(zhì)量電氣設(shè)備施工質(zhì)量二次接線施工質(zhì)量變壓器及電抗器系統(tǒng)施工質(zhì)量電纜敷設(shè)施工質(zhì)量接地裝置施工質(zhì)量母線裝置施工質(zhì)量互感器施工質(zhì)量串聯(lián)補償裝置施工質(zhì)量無功補償裝置施工質(zhì)量避雷器施工質(zhì)量

四、總結(jié)

輸變電工程由于其施工的特點，其質(zhì)量問題也成了普遍關(guān)注的問題，為提高施工質(zhì)量，降低輸變電項目的安全事故，論文從施工質(zhì)量綜合評價指標的角度，分析了輸變電建設(shè)項目施工過程中存在的影響施工質(zhì)量管理的問題，并重點運用灰色粗糙集的相關(guān)理論，系統(tǒng)地研究了輸變電工程施工質(zhì)量綜合評價指標體系構(gòu)建的全過程，為輸變電工程施工質(zhì)量管理提供了科學(xué)的依據(jù)。

本文只是系統(tǒng)地研究了基于灰色粗糙集的指標體系篩選過程，而對于權(quán)重確定以及綜合評價方法并沒有進行深入探討，未來可以對粗糙集方法與可拓理論、模糊集進行雜合,共同應(yīng)用于綜合評價進行研究,今后應(yīng)進一步深化對粗糙集與其它方法的雜合機理的研究,并拓展到將粗糙集與灰色系統(tǒng)理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論、支持向量機等進行雜合,共同用于輸變電工程施工質(zhì)量的綜合評價過程。

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(責(zé)任編輯：杜紅琴)

The Construction of A Comprehensive Evaluation Index System on Power Transmission And Transformation Project Construction Quality

HOU Xue-liang, WANG Yuan

(North China Electric Power University，Institute of Economics and Management, Beijing 102206,China)

Power transmission and transformation project is an important project of electric power construction project, the construction quality is directly related to the development of the whole electric power industry. However, growth in the number of power transmission and transformation project, the continuous expansion of engineering, the construction period is also shrinking, which leads to the growing problem in the construction quality. Therefore, strengthen quality management of power transmission and transformation project construction is not only the inevitable requirement of electric power construction, but also has profound practical significance to the development of electric power industry. Construction quality of power transmission and transformation project of comprehensive evaluation is the prerequisite to carry on the construction quality management and perfect the index system is the necessary condition to realize comprehensive evaluation, so the paper, on the basis of the analysis of existing problems in the construction of power transmission and transformation project quality, uses the rough set model for the construction quality index for screening of heavy and complicated, thus realizes the power transmission and transformation project construction quality of the construction of the comprehensive evaluation index system.

power transmission and transformation; the construction quality; grey rough set; the indicator system

2017-04-21

國家自然科學(xué)基金“大型建設(shè)工程項目實施狀態(tài)的分級診斷與綜合評判關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用研究”(71171081)；北京市自然科學(xué)基金“大型建設(shè)工程項目實施狀態(tài)診斷方法及其關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)研究”(9162014)。

侯學(xué)良,男,華北電力大學(xué)經(jīng)濟與管理學(xué)院教授,博士生導(dǎo)師;王媛,女,華北電力大學(xué)經(jīng)濟與管理學(xué)院碩士研究生。

F417.61

A

1008-2603(2017)03-0041-06