基于人因風(fēng)險(xiǎn)的電力調(diào)度值班操作任務(wù)分配方法分析

郭政欽

(內(nèi)蒙古電力（集團(tuán)）有限責(zé)任公司鄂爾多斯電業(yè)局，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000）

電力調(diào)度值班操作在電力系統(tǒng)安全與穩(wěn)定運(yùn)行中占據(jù)極為重要地位。傳統(tǒng)工作中，多側(cè)重于電力調(diào)度值班操作過(guò)程中設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備運(yùn)行故障評(píng)估分析，關(guān)于電力調(diào)度值班操作人員自身風(fēng)險(xiǎn)的考慮較少。然而實(shí)踐中，人因風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率較高，是制約電力系統(tǒng)穩(wěn)定與安全運(yùn)行的關(guān)鍵因素之一。鑒于此，本文聯(lián)系既有研究成果，對(duì)電力調(diào)度值班操作工作量與人因風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行量化處理，在滿足工作量需求的基礎(chǔ)上，以確保人因風(fēng)險(xiǎn)最小化為目標(biāo)進(jìn)行電力調(diào)度值班操作任務(wù)分配，并聯(lián)系實(shí)例對(duì)其方法有效性進(jìn)行驗(yàn)證，具體如下。

1 對(duì)電力調(diào)度操作過(guò)程中人因風(fēng)險(xiǎn)的基本認(rèn)識(shí)

1.1 人因風(fēng)險(xiǎn)原理

“人因風(fēng)險(xiǎn)”顧名思義是指一切導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法正常、準(zhǔn)確、安全運(yùn)行的錯(cuò)誤或不當(dāng)人為操作。而電力調(diào)度作為電網(wǎng)運(yùn)行管理中用于保證電力系統(tǒng)運(yùn)行安全、穩(wěn)定、可靠的管理手段，其準(zhǔn)確性、可靠性對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行存在重要影響。據(jù)統(tǒng)計(jì)電力行業(yè)發(fā)展過(guò)程中，因人因風(fēng)險(xiǎn)導(dǎo)致的事故率超過(guò)70%。因此，加強(qiáng)電力調(diào)度值班操作人因風(fēng)險(xiǎn)研究至關(guān)重要。在電網(wǎng)運(yùn)行管理中，電力調(diào)度值班操作過(guò)程中屬于電力系統(tǒng)與人互動(dòng)過(guò)程，操作人員在感知到電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)后，能夠根據(jù)其具體表現(xiàn)進(jìn)行判斷與決策，并執(zhí)行相應(yīng)操作。而當(dāng)操作人員受各種因素干擾后，將出現(xiàn)感知錯(cuò)誤，從而導(dǎo)致判斷決策與執(zhí)行錯(cuò)誤的產(chǎn)生，最終降低電力調(diào)度值班操作準(zhǔn)確性、可靠性、安全性，降低電力系統(tǒng)運(yùn)行安全水平。

1.2 人因風(fēng)險(xiǎn)類(lèi)型

對(duì)既往發(fā)生的人因風(fēng)險(xiǎn)事故進(jìn)行歸結(jié)，可將電力調(diào)度值班操作中人因風(fēng)險(xiǎn)類(lèi)型分為兩種：（1）計(jì)劃性人因風(fēng)險(xiǎn)：即在電力調(diào)度值班操作過(guò)程中，明知道一些操作行為不符合電力調(diào)度管控要求或存在影響電力系統(tǒng)穩(wěn)定與安全運(yùn)行的影響因素，而為達(dá)到某種目的依舊執(zhí)行這些操作。研究表示操作人員心理狀態(tài)對(duì)計(jì)劃性人因風(fēng)險(xiǎn)影響較大。（2）無(wú)計(jì)劃性人因風(fēng)險(xiǎn)：即在電力調(diào)度值班操作過(guò)程中，非刻意執(zhí)行而導(dǎo)致電力系統(tǒng)無(wú)法穩(wěn)定與安全運(yùn)行的操作行為。例如，操作人員在電力調(diào)度操作過(guò)程中，受外界因素影響導(dǎo)致精力無(wú)法集中出現(xiàn)執(zhí)行錯(cuò)誤，引發(fā)事故。

1.3 人因風(fēng)險(xiǎn)影響因素

影響人因風(fēng)險(xiǎn)形成的因素眾多，大致可分為非實(shí)時(shí)因素與實(shí)時(shí)因素兩種，具體如圖1 所示。

2 基于人因風(fēng)險(xiǎn)的電力調(diào)度值班操作任務(wù)分配

2.1 調(diào)度令處理

電力調(diào)度值班操作的宗旨在于維護(hù)與保障電力系統(tǒng)正常、穩(wěn)定運(yùn)行。故在實(shí)際操作過(guò)程中，需根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，結(jié)合電力系統(tǒng)運(yùn)行需求，按照規(guī)定流程進(jìn)行操作。其流程主要為：下級(jí)單位向上級(jí)電力調(diào)度中心申請(qǐng)操作，上級(jí)電力調(diào)度中心審核通過(guò)后，將操作指令下發(fā)給下級(jí)單位，并由其執(zhí)行操作，下級(jí)單位將操作結(jié)果反饋給上級(jí)電力調(diào)度中心。通常情況下，電力調(diào)度操作中調(diào)度令可分為單項(xiàng)令、綜合令、逐項(xiàng)令三類(lèi)，而綜合令與逐項(xiàng)令均可分解為多個(gè)單項(xiàng)令。用量化關(guān)系表示電力調(diào)度操作，即為“K=k1+0.8k2+1.2k3”。其中“k1”代表單項(xiàng)令數(shù)；“k2”代表綜合令分解后的單項(xiàng)令數(shù)；“k3”代表逐項(xiàng)令分解后的單項(xiàng)令數(shù)?；诖?，可用公式“Fwt=k0×kt”計(jì)算電力調(diào)度操作工作量。其中“t 表示任務(wù)操作所用時(shí)間，以分鐘為單位；k0 表示電力調(diào)度操作類(lèi)型基準(zhǔn)數(shù)值”。

2.2 人因風(fēng)險(xiǎn)量化模型

在電力調(diào)度值班操作中，關(guān)于人因風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估可通過(guò)具體數(shù)值進(jìn)行量化分析，以確定人因風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性。在此過(guò)程中：首先對(duì)電力調(diào)度操作人因風(fēng)險(xiǎn)成因具有全面了解；其次明確各因素及其后果之間存在的映射關(guān)系；此外將各風(fēng)險(xiǎn)后果計(jì)算值整合。

2.2.1 基于非實(shí)時(shí)因素構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)模型

由上述分析可知，電力調(diào)度值班操作中，非實(shí)時(shí)因素主要包括工作經(jīng)驗(yàn)、工作技能、工作責(zé)任心、操作錯(cuò)誤率等指標(biāo)。在風(fēng)險(xiǎn)模型構(gòu)建過(guò)程中：（1）可用工齡反映操作人員電力調(diào)度工作經(jīng)驗(yàn)，用符號(hào)E 表示；（2）可通過(guò)操作人員文化水平、培訓(xùn)成績(jī)等反映，用0.1 ～0.9 表示法賦值，即工作技能熟練為1.0,工作技能一般為0.6,工作技能不熟練為0.2，用符號(hào)T 表示；（3）可通過(guò)操作人員年終考核成績(jī)、日常工作能力評(píng)分等反映，用0.1 ～0.9 表示法賦值，即工作責(zé)任心強(qiáng)為1.0，工作責(zé)任心一般為0.5,工作責(zé)任心差為0.2,用符號(hào)R 表示；（4）可根據(jù)操作人員從事電力調(diào)度值班操作工作至今，操作失誤情況進(jìn)行反映，用符號(hào)M 表示，通常公式“M=N/E”計(jì)算。其中N 表示該電力調(diào)度操作人員操作失誤總次數(shù)。由于電力調(diào)度操作屬于技術(shù)性較強(qiáng)的工作，操作人員工作技能可隨著操作經(jīng)驗(yàn)的增加而提高。因此，在對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行疊加時(shí)，可以乘積形式處理，其余指標(biāo)以和形式處理。即非實(shí)時(shí)因素F1=e-（α1E×α2T+α3R+α4M），其中α1、α2、α3、α4表示電力調(diào)度值班操作非實(shí)時(shí)因素各指標(biāo)權(quán)重。

2.2.2 基于實(shí)時(shí)因素構(gòu)建的風(fēng)險(xiǎn)模型

由上述分析可知，電力調(diào)度值班操作中，實(shí)施因素主要包括心理因素、任務(wù)強(qiáng)度、當(dāng)值班次等指標(biāo)。在風(fēng)險(xiǎn)模型構(gòu)建過(guò)程中：（1）可根據(jù)電力調(diào)度值班操作人員心理狀況進(jìn)行反映，用0.1 ～0.9 表示法賦值，心理因素較好為1.0，心理因素一般為0.8，心理因素較差為0.6，用符號(hào)L 表示。（2）可根據(jù)電力調(diào)度值班操作人員聯(lián)系工作時(shí)間進(jìn)行反映，用符號(hào)Q 表示；（3）通常情況下，電力調(diào)度多為三班制，即白班時(shí)間為早七點(diǎn)至下午三點(diǎn)（取值0），中班時(shí)間為下午三點(diǎn)至半夜十一點(diǎn)（取值0.5），夜班時(shí)間為半夜十一點(diǎn)至第二日早上七點(diǎn)（取值1），用符號(hào)Z 表示。故實(shí)時(shí)因素F2==eβ1Q/24（1+β2L+β3Q），其中β1、β2、β3 表示電力調(diào)度值班操作實(shí)時(shí)因素各指標(biāo)權(quán)重。

2.3 任務(wù)分配優(yōu)化方法

在電力調(diào)度值班操作實(shí)踐中，為保證操作合理、正確，需要在完成電力調(diào)度值班操作任務(wù)的基礎(chǔ)上，將人因風(fēng)險(xiǎn)降至最低。對(duì)此，需要協(xié)調(diào)電力調(diào)度值班操作工作量與人因風(fēng)險(xiǎn)關(guān)系，探尋最佳電力調(diào)度值班操作任務(wù)分配方案。細(xì)菌群體趨藥性算法是最優(yōu)問(wèn)題解決中應(yīng)用較為廣泛的一種方法，在電力行業(yè)多維變量模型分析中具有較強(qiáng)的適用性。對(duì)此，本研究設(shè)計(jì)將細(xì)菌群體趨藥性算法引入基于人因風(fēng)險(xiǎn)的電力調(diào)度值班操作任務(wù)優(yōu)化分配中。

首先設(shè)O={O1，O2，O,3，O,4……On}為一日電力調(diào)度令集合。理論上應(yīng)有n!種排列方式。但實(shí)際上，電力調(diào)度任務(wù)執(zhí)行可根據(jù)其重要程度確定先后順序，或因?yàn)槟承┰蚓夥峙湔{(diào)度操作任務(wù)。因此，排列方式通常小于n!種。因此，電力調(diào)度令可用順序表示為X={O1，O2，O,3，O,4……On}。

其次確定目標(biāo)函數(shù)。按照保證電力調(diào)度值班操作任務(wù)需求得到滿足的基礎(chǔ)上，最大程度降低人因風(fēng)險(xiǎn)的要求。可通過(guò)調(diào)度任務(wù)對(duì)應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)值、整合處理后的風(fēng)險(xiǎn)值、各調(diào)度班次工作量差值、整合處理后的工作量差值以及相關(guān)權(quán)重進(jìn)行計(jì)算。

最后目標(biāo)函數(shù)確定后，需要對(duì)電力調(diào)度值班操作任務(wù)約束條件進(jìn)行分析。通常情況下，需要考慮的約束條件有兩種。一種是任務(wù)執(zhí)行順序約束，即當(dāng)眾多調(diào)度任務(wù)中存在有限關(guān)系任務(wù)時(shí)需要滿足i（Xah）-i（Xbe）＞0，其中i 表示序列中操作任務(wù)所在位置序號(hào)；i（Xah）表示需要優(yōu)先調(diào)度操作任務(wù)位置；i（Xbe）表示不需要優(yōu)先調(diào)度操作任務(wù)位置。當(dāng)調(diào)度操作任務(wù)中存在設(shè)備操作任務(wù)時(shí)，需要滿足i（Ximeq）-i（Xd3）＜0，其中i（Ximeq）表示序列中重要設(shè)備所在位置序號(hào)；i（Xd3）表示夜班時(shí)間段調(diào)度操作任務(wù)所在位置標(biāo)號(hào)。另一種是時(shí)間裕度約束，即時(shí)間裕度不應(yīng)低于本項(xiàng)目任務(wù)與下一項(xiàng)任務(wù)操作時(shí)間之后。

最后引入細(xì)菌群體趨藥性算法，按照如2 所示流程完成模型構(gòu)建。

圖2 電力調(diào)度操作任務(wù)優(yōu)化分配流程圖

3 案例分析

以某電力調(diào)度工作為例進(jìn)行實(shí)踐分析，發(fā)現(xiàn)優(yōu)化分配之后人因風(fēng)險(xiǎn)總值有效降低，且三班工作量差值被控制在7%之內(nèi)，整體工作效率提升。說(shuō)明所提模型與方法具有實(shí)用性、有效性。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，在電力調(diào)度值班操作中除注重設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)外，也需要高度重視人因風(fēng)險(xiǎn)?；陲L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估理論與技術(shù)研究的不斷深入，人因風(fēng)險(xiǎn)量化分析便于人們加強(qiáng)對(duì)其影響因素的了解，找到風(fēng)險(xiǎn)控制要點(diǎn)。本文所構(gòu)建的模型與方法經(jīng)實(shí)例驗(yàn)證具有較強(qiáng)的實(shí)用性、有效性，能夠在一定程度上為電力調(diào)度值班操作任務(wù)分配與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控提供有益指導(dǎo)，促進(jìn)電力調(diào)度操作優(yōu)化發(fā)展。