基于模糊綜合評判的繼電保護(hù)現(xiàn)場工作量化方法

劉 琨，王小琪

（國網(wǎng)長治供電公司，山西 長治046000）

0 引言

繼電保護(hù)現(xiàn)場工作類型多、涉及的設(shè)備種類多、時長不定、時段不定，要精確量化每項(xiàng)工作比較困難。目前，山西電網(wǎng)各供電公司二次運(yùn)檢中心常用的量化工作方法是考慮設(shè)備電壓等級、工作天數(shù)等少量因素進(jìn)行簡單計(jì)算。這樣的工作量計(jì)算方法顯然過于粗糙，沒有將各工作類型、工作時長、工作時段納入考量因素，在工作量化計(jì)算方面存在較大的不足。例如，同樣設(shè)備類型的保護(hù)定檢工作，2個間隔就比1個間隔的工作量大；同一項(xiàng)二次消缺工作，夜間作業(yè)就比白天作業(yè)更容易使人疲憊；同樣對運(yùn)行設(shè)備整定定值，220 kV的主變保護(hù)定值整定的危險(xiǎn)程度和給工作人員帶來的心理壓力都遠(yuǎn)大于220 kV線路保護(hù)。而不同性質(zhì)工作之間的比較則更加不易，如對1個間隔二次設(shè)備進(jìn)行常規(guī)檢驗(yàn)和半夜對其進(jìn)行一次消缺哪個工作量更大；更換1套110 kV線路保護(hù)裝置和對1套110 kV新線路間隔進(jìn)行驗(yàn)收調(diào)試送電哪個工作量更大。因此，綜合、全面考慮現(xiàn)場工作各個要素來計(jì)算工作量是非常必要的。

1 建立模糊綜合評判模型

1.1 建立因素集

將工作中涉及與工作量相關(guān)的主要因素綜合考慮，建立因素集U={x1，x2，x3，x4，x5，x6}，其中：x1表示電壓等級，指工作中涉及設(shè)備的電壓等級，電壓等級越高，危險(xiǎn)度越高，對供電產(chǎn)生的影響越大，認(rèn)為工作量越大；x2表示設(shè)備類型，指變壓器保護(hù)、線路保護(hù)、母線保護(hù)等不同類型設(shè)備，涉及的運(yùn)行設(shè)備越多，對相關(guān)設(shè)備帶來的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)越大，工作量越大；x3表示設(shè)備數(shù)量，指工作涉及的設(shè)備個數(shù)，個數(shù)越多工作量越大；x4表示工作時長，是到站路途耗時與工作耗時的加權(quán)平均工作時長，實(shí)際工作中，如果單純地將人員從離開辦公場所出發(fā)到工作結(jié)束返回所花費(fèi)的總時長作為評價標(biāo)準(zhǔn)顯然不太合適，只有把路上耗費(fèi)的時間和工作本身的時間賦予不同的權(quán)重，計(jì)算出加權(quán)時長才較為合理；x5表示工作時段，分為工作時段和非工作時段，具體是指現(xiàn)場工作時長超出非工作時間（8 h工作時間以外）的長度（該因素分2種情況考慮，一是當(dāng)出發(fā)時間是工作時間則認(rèn)為超出時長越多工作量越大，二是當(dāng)出發(fā)時間為非工作時間，考慮到人員到達(dá)單位需要花費(fèi)的時間和交通開支，如夜間處理缺陷等，可認(rèn)為只要有工作即為最大工作量）；x6表示工作場所，分為室內(nèi)、室外（該因素分2種情況考慮，一是春秋季氣溫適宜的良好天氣情況，認(rèn)為室內(nèi)和室外工作環(huán)境相當(dāng)可不做區(qū)分，二是夏冬季氣溫過高或過低天氣情況，室外工作量大于室內(nèi)）。

1.2 建立各因素對應(yīng)評判標(biāo)準(zhǔn)的隸屬函數(shù)

電壓等級的隸屬函數(shù)為（x1單位：kV）

設(shè)備類型的隸屬函數(shù)為

其中，0.5為故障錄波器、后臺監(jiān)控機(jī)等不影響一次設(shè)備運(yùn)行的裝置；0.7為線路保護(hù)、電容器保護(hù)等涉及一套一次設(shè)備的保護(hù)裝置；1為變壓器保護(hù)、母線保護(hù)等涉及多套一次設(shè)備的保護(hù)裝置。

涉及間隔（保護(hù)裝置）數(shù)量的隸屬函數(shù)為（x3為正整數(shù)，單位：個）

工作時長的隸屬函數(shù)為（x4單位：h）

其中，α表示到站路途耗費(fèi)時長，h；β表示工作本身耗費(fèi)時長，h。

工作時段的隸屬函數(shù)有以下2種（x5單位：h）：

當(dāng)工作出發(fā)時間為工作時間時

當(dāng)工作出發(fā)時間為非工作時間時

工作場所的隸屬函數(shù)有以下2種：

當(dāng)春秋季室內(nèi)外環(huán)境相當(dāng)時

當(dāng)夏冬季室外環(huán)境較室內(nèi)環(huán)境明顯惡劣時

其中，0.7為工作場所為室內(nèi)時的取值；1為工作場所為室外時的取值。

根據(jù)隸屬函數(shù)計(jì)算出某項(xiàng)工作各項(xiàng)指標(biāo)的隸屬度為

得到該項(xiàng)工作的單因素評判向量為

1.3 確定各類工作對應(yīng)的因素權(quán)重

將繼電保護(hù)二次作業(yè)日常維護(hù)工作分類為保護(hù)定檢、定值整定、二次調(diào)試驗(yàn)收送電、回路更改、裝置更換、保護(hù)動作檢查、信息自動化類、缺陷消除等8個大類，利用專家估測法確定各類工作對應(yīng)各因素的權(quán)重。選取15名現(xiàn)場工作超過10 a的資深工作負(fù)責(zé)人作為專家確定權(quán)重。針對8類工作，由15名專家各自獨(dú)立地給出因素集U={x1，x2，x3，x4，x5，x6}中各因素xi（i=1，2，…，6）的權(quán)重[1]，各因素的權(quán)重如表1所示。

表1 利用專家打分法確定各因素權(quán)重

根據(jù)表1，可取各因素權(quán)重的平均值為其權(quán)重，即k=15。

對8類工作分別計(jì)算出對應(yīng)的因素權(quán)重，可得二次現(xiàn)場工作權(quán)重矩陣

1.4 綜合評判計(jì)算工作量

如果要求某項(xiàng)工作的工作量，可令權(quán)重矩陣中其他無關(guān)該項(xiàng)工作的數(shù)據(jù)為0，然后用加權(quán)平均模型M計(jì)算得

2 模型參數(shù)修正[2]

選取部分覆蓋8種類型的典型工作作為樣本進(jìn)行工作量計(jì)算，15名專家對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行審閱，并給出修正意見。為防止模型參數(shù)頻繁修正，制定修正原則為：大于等于7名專家認(rèn)為工作量的計(jì)算結(jié)果與自身感受差異過大，有必要修正。為了避免參數(shù)修正因找不準(zhǔn)主要矛盾而陷入無限的死循環(huán)內(nèi)，規(guī)定隸屬函數(shù)和權(quán)重不同時修正，每次只修正1個參數(shù)，修正后的計(jì)算結(jié)果如果較大幅度地改進(jìn)了專家滿意度則認(rèn)為該參數(shù)的修正有效，否則嘗試對別的參數(shù)進(jìn)行修正，如此重復(fù)直至小于7名專家滿意為止。

3 工作量化到人

完成一項(xiàng)工作的工作量計(jì)算后，就可以將工作量化到人。對于不同性質(zhì)的工作，不同角色的工作人員承擔(dān)的工作量是不同的，以1個間隔的220 kV線路保護(hù)定檢和1個間隔220 kV線路保護(hù)定值整定工作為例：保護(hù)定檢工作中，帶票工作負(fù)責(zé)人在保證安全措施到位的情況下，還要負(fù)責(zé)校驗(yàn)工作的具體實(shí)施以及整體工作進(jìn)度和質(zhì)量的把控，工作班成員工作量與其相比差距很大；而定值整定過程中，帶票人的工作量絕大部分體現(xiàn)在安全責(zé)任方面，具體的定值輸入、審核工作與工作班成員相差不大，所以對于不同類型的工作，不同角色的工作量權(quán)重占比是不同的。此處仍使用表1的方法確定權(quán)重，15名專家分別單獨(dú)對8類工作中的各類角色（包含帶票的工作負(fù)責(zé)人、不帶票的工作負(fù)責(zé)人、工作班成員）工作量權(quán)重打分，從而獲得不同角色權(quán)重占比，根據(jù)之前計(jì)算出的總工作量得到某項(xiàng)工作的個人工作量。

4 應(yīng)用實(shí)例[3]

由于文章篇幅所限，此處，挑選繼電保護(hù)日常現(xiàn)場工作中最具代表性的兩類工作為例進(jìn)行實(shí)例應(yīng)用展示，首先，確定各類工作權(quán)重矩陣A如下。

a）以2020年5月的保護(hù)春檢工作為例，對某220 kV變電站1號主變保護(hù)、該站某220 kV線路保護(hù)和某110 kV線路保護(hù)進(jìn)行保護(hù)定檢，3項(xiàng)工作的隸屬度矩陣如下

計(jì)算工作量為

b）以定值修改工作為例，對某220 kV變電站1號主變的保護(hù)、某220 kV線路的保護(hù)以及2套110 kV線路的保護(hù)進(jìn)行更改定值，3項(xiàng)工作的隸屬度矩陣如下

計(jì)算工作量為

c）6項(xiàng)工作的量化結(jié)果如表2所示。

表2 6項(xiàng)工作量化結(jié)果

將計(jì)算結(jié)果與當(dāng)時參加工作的現(xiàn)場人員的實(shí)際感受相比較，各項(xiàng)工作強(qiáng)度的排序與他們的心理感受相符，證明了該方法的科學(xué)、合理及可行性。

5 結(jié)束語

在工作量化計(jì)算中，利用模糊綜合評判方法構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，將工作的時長、時段、設(shè)備電壓等級、數(shù)量等細(xì)節(jié)因素納入考核范圍，獲得更科學(xué)、合理的工作量化方法，再根據(jù)不同工作角色在不同性質(zhì)工作中的占比從而得到單人的工作量化值。該方法為計(jì)算員工工作價值、考核人員績效、考量人員承載力、科學(xué)合理分配工作成員數(shù)量等提供了數(shù)據(jù)參考，有助于實(shí)現(xiàn)更加科學(xué)的現(xiàn)場工作管理，增強(qiáng)現(xiàn)場作業(yè)安全，提高人員的工作積極性。