基于熵權(quán)法的輸電線路工程質(zhì)量通病防治效果評(píng)價(jià)

梁揚(yáng)濱 柯泳超 林宇鑫 莊學(xué)成

(國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司 石獅市供電公司，福建 石獅 362700)

近年來(lái)，隨著基礎(chǔ)電網(wǎng)投資的增加，新一輪的電網(wǎng)建設(shè)不斷升級(jí)，高壓輸電線路作為電網(wǎng)建設(shè)最重要的組成部分，因其路徑長(zhǎng)、外部環(huán)境惡劣、地質(zhì)條件復(fù)雜等因素影響，質(zhì)量上參差不齊。輸電線路質(zhì)量控制講究一次成型，從基礎(chǔ)澆筑、桿塔加工、導(dǎo)線架設(shè)均要求一次施工滿足質(zhì)量要求，一次施工產(chǎn)生的缺陷通過(guò)二次修復(fù)效果較差。從輸電線路工程固有的特點(diǎn)上看，直線桿塔與轉(zhuǎn)角桿塔的施工工藝基本一致，對(duì)于同一個(gè)單項(xiàng)工程同一支施工隊(duì)伍，首基塔與終端塔出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題基本一致。對(duì)于不同單項(xiàng)工程不同施工隊(duì)伍，實(shí)施過(guò)程中往往在同一個(gè)位置出現(xiàn)同樣的質(zhì)量問(wèn)題。針對(duì)此類質(zhì)量缺陷，認(rèn)定為質(zhì)量通病問(wèn)題。

由質(zhì)量通病引起的一系列安全、成本及進(jìn)度嚴(yán)重影響整體項(xiàng)目的實(shí)施。文獻(xiàn)[1]討論了輸變電工程的質(zhì)量通病及防治措施。文獻(xiàn)[2]采用PDCA方法分析風(fēng)電線路工程質(zhì)量控制措施。在深入踐行國(guó)家質(zhì)量強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略，推動(dòng)電網(wǎng)建設(shè)質(zhì)量再上新臺(tái)階，電網(wǎng)企業(yè)采取分階段整治質(zhì)量問(wèn)題，出版質(zhì)量通病防治手冊(cè)。本文是基于輸變電工程質(zhì)量通病防治手冊(cè)線路工程防治基礎(chǔ)上，引入熵權(quán)法和理想解法，結(jié)合供電公司“輸變電工程質(zhì)量通病智慧管控平臺(tái)”試點(diǎn)項(xiàng)目，評(píng)價(jià)輸電線路工程質(zhì)量通病防治效果。

1 熵權(quán)法的計(jì)算原理

熵權(quán)法是一種理論上的數(shù)學(xué)方法，其源于熱力學(xué)，由申農(nóng)[3]引進(jìn)信息理論，是描述系統(tǒng)狀態(tài)不確定性的一種度量。從信息論的角度上解釋，信息是系統(tǒng)有序程度的一種度量，熵是系統(tǒng)無(wú)序程度的一種度量，兩者絕對(duì)值相等，但符號(hào)相反。根據(jù)此性質(zhì)，在分析評(píng)價(jià)過(guò)程中，計(jì)算各個(gè)指標(biāo)的信息熵，信息熵越小，信息無(wú)序程度越小，有用的信息價(jià)值越大，指標(biāo)權(quán)重越大，熵權(quán)就越大。反之，熵權(quán)越小。對(duì)分析項(xiàng)目方案優(yōu)劣的各類主觀賦值評(píng)價(jià)方法中，熵權(quán)法具有精度高、客觀性強(qiáng)，評(píng)價(jià)性好等特點(diǎn)，計(jì)算步驟如下。

1.1 構(gòu)建目標(biāo)矩陣

假設(shè)有m個(gè)對(duì)象，n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)件初始評(píng)價(jià)矩陣X=(xij)mn，其中xij表示第i個(gè)對(duì)象指標(biāo)j下的數(shù)值。

對(duì)初始矩陣標(biāo)準(zhǔn)化處理，得矩陣R。其中

1.2 利用熵權(quán)法計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重[4]

熵是一種不確定性的度量，用fij表示第i個(gè)項(xiàng)目第j個(gè)指標(biāo)的不確定性，該評(píng)價(jià)的熵(S)用公式(3)表示。

從式(3)和式(4)可以看出，信息量越大，越明確，熵權(quán)就越大，熵就越小。

2 理想解法的計(jì)算原理

理想解法是一種逼近理想值的排序方法，通過(guò)構(gòu)造評(píng)價(jià)指標(biāo)的正理想解和負(fù)理想解，即最優(yōu)值和最差值。討論評(píng)價(jià)對(duì)象指標(biāo)與最優(yōu)值和最差值之間的距離，用貼近度表示，越貼近最優(yōu)值遠(yuǎn)離最差值效果越好，反之越差[5]，計(jì)算步驟如下。

2.1 構(gòu)建加權(quán)目標(biāo)矩陣

將公式(4)求解的權(quán)重帶入公式(2)，形成加權(quán)目標(biāo)矩陣v(5)：

2.2 確定正整理解和負(fù)理想解

其中正理想解v+的第J個(gè)屬性值，負(fù)理想解v-的第J個(gè)屬性值。

2.3 評(píng)價(jià)對(duì)象到正負(fù)理想解的距離

2.4 評(píng)價(jià)指標(biāo)與理想解的相對(duì)貼近度

3 輸電線路工程質(zhì)量通病防治效果評(píng)價(jià)

輸電線路工程建設(shè)本身存在的客觀性特點(diǎn)符合熵權(quán)法的計(jì)算原理。質(zhì)量控制一般包含基礎(chǔ)、接地、塔身、架線、資料四個(gè)方面。

采用熵權(quán)法評(píng)價(jià)輸電線路這四個(gè)方面質(zhì)量通病防治效果，綜合權(quán)重后的評(píng)價(jià)體系，利用理想值法計(jì)算各項(xiàng)目貼近度，評(píng)價(jià)出防治效果最優(yōu)與最差項(xiàng)目。

3.1 輸電線路工程質(zhì)量通病防治效果評(píng)價(jià)指標(biāo)模型

參照有關(guān)研究資料[6]結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，建立輸電線路工程質(zhì)量通病防治效果評(píng)價(jià)模型，如表1所示。

結(jié)合供電公司“輸變電工程質(zhì)量通病智慧管控平臺(tái)”的試點(diǎn)項(xiàng)目，邀請(qǐng)專家組對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行打分，作為樣本數(shù)據(jù)，評(píng)分采用百分制，評(píng)分越高表示對(duì)應(yīng)項(xiàng)目在這個(gè)指標(biāo)上比其他項(xiàng)目更優(yōu)，結(jié)果如表2所示。

表1 輸電線路工程質(zhì)量通病防治效果評(píng)價(jià)指標(biāo)模型

表2 輸電線質(zhì)量通病防治評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)表

表3 輸電線質(zhì)量通病防治評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)表

表4 熵值及熵權(quán)值計(jì)算表

表5 正理想解、負(fù)理想解計(jì)算結(jié)果

3.2 對(duì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理

根據(jù)公式(2)對(duì)表格數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，如表3所示。

3.3 熵權(quán)值計(jì)算

將表3的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)代入公式(3)，求得熵值sj，再將熵值代入公式(4)，求得各指標(biāo)的熵權(quán)值wj，結(jié)果如表4所示。

從表4結(jié)果來(lái)看，塔材交接處(B34)質(zhì)量通病防治熵權(quán)值最高0.149 4，金具銷子穿向不一致，開(kāi)口不到位(B45)熵權(quán)值0.077 6，這兩處質(zhì)量通病防治實(shí)施效果較好。

而防盜螺栓缺失、安裝不到位(B32)熵權(quán)值及基礎(chǔ)回填土沉降(B15)熵權(quán)值較低，質(zhì)量通病防治實(shí)施效果較差，施工作業(yè)過(guò)程中需要進(jìn)一步改進(jìn)施工工藝。

3.4 計(jì)算正理想解和負(fù)理想解

將熵權(quán)代入規(guī)范化矩陣(表2)，再根據(jù)公式(6)確定正理想解和負(fù)理想解，計(jì)算結(jié)果如表5所示。

3.5確定各項(xiàng)目的貼近度

根據(jù)公式(7)計(jì)算出各評(píng)價(jià)項(xiàng)目與正理想解與負(fù)理想解得距離。根據(jù)公式(8)計(jì)算各項(xiàng)目的貼近度，計(jì)算結(jié)果如表6所示。

表6 各項(xiàng)目貼近度計(jì)算結(jié)果

從表6貼近度計(jì)算結(jié)果看出，項(xiàng)目(三)貼近度0.675 4，該輸電線路工程項(xiàng)目質(zhì)量通病防治整體效果最好，對(duì)輸電線路質(zhì)量通病防治各方面較為均衡，質(zhì)量較好。項(xiàng)目(二)質(zhì)量通病防治實(shí)施效果較差，在項(xiàng)目質(zhì)量管控時(shí)根據(jù)熵權(quán)值大小對(duì)相關(guān)部位質(zhì)量通病防治進(jìn)行優(yōu)化。

4 結(jié)論

第一，結(jié)合“輸變電工程質(zhì)量通病防治手冊(cè)”線路工程質(zhì)量通病防治，構(gòu)建輸電線路工程質(zhì)量通病防治效果指標(biāo)體系，引入熵權(quán)法和理想解法，通過(guò)熵權(quán)法計(jì)算權(quán)重，反映各評(píng)價(jià)指標(biāo)的動(dòng)態(tài)變化程度，再采用理想值法計(jì)算輸電線路樣本工程質(zhì)量通病防治效果排序，方法簡(jiǎn)單，計(jì)算結(jié)果合理。

第二，綜合試點(diǎn)工程的輸電線路工程質(zhì)量通病防治實(shí)施效果上看塔材交接處質(zhì)量通病防治到位，而基礎(chǔ)回填土沉降質(zhì)量通病防治較差。而試點(diǎn)項(xiàng)目一整體情況較好項(xiàng)目三較差。

第三，結(jié)合供電公司“輸變電工程質(zhì)量通病智慧管控平臺(tái)”的試點(diǎn)項(xiàng)目，建議采用信息化設(shè)備技術(shù)，優(yōu)化評(píng)分結(jié)果，使得評(píng)價(jià)結(jié)果更加穩(wěn)定和科學(xué)。