CN110490361A - 城市电网应急管理的数字预案系统及其设计方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及城市电网应急管理的数字预案系统及其设计方法，所述设计方法包括：输入条件；分析条件，搜索应急机制规则库；生成智能方案。上述设计方法，不局限于基于文本形式的电网应急预案，用户可以自行输入条件乃至于提出目标要求，然后根据应急机制规则库生成智能方案，一方面便利了管理系统操作及查询，另一方面有利于直接获得数据库支持，又一方面有利于灵活体现各项机制，再一方面有利于通过智能方案提供突发事件预防、预警、响应、处置、善后和评估等各个环节的人员、物资配置方案和具体工作流程，实现数字预案系统，提升了电网应急管理水平及应急处理效率，能够在应急处置过程中发挥自动、高速、准确的优势。

Description

城市电网应急管理的数字预案系统及其设计方法

技术领域

本申请涉及停电预测领域，特别是涉及城市电网应急管理的数字预案系统及其设计方法。

背景技术

电网的应急管理体系一般由应急管理组织机构、应急管理流程、应急管理机制和应急管理预案四个部分组成，其中建立应急管理预案是应急预防和应急准备阶段的工作目标，是应急响应、善后和改进阶段的工作出发点和依据，是整个应急管理的最为重要的规程。应急处置预案中不仅明确的描述了应急管理目标、原则、有关法律法规，更给出了突发事件预防、预警、响应、处置、善后和评估等各个环节的人员、物资配置方案和具体工作流程。因此，如何制定、维护和应用应急管理预案是提高电网应急管理水平的重点和关键所在。

应急管理预案(以下简称预案)是指政府或企业为降低突发公共事件后果的严重程度，以危险源评价和事故灾害后果预测为依据而预先制定的事件控制和抢险救灾方案，是突发事件应急救援活动的行动指南。尽管预案制定过程中通常要进行事件发展过程和后果假设，但是，由于实际现场因素通常非常复杂，预案的假设不可能完全与事件实际发展状况相符，因此，在处置某一特定的突发公共事件时，所采用具体方案不可能与应急管理预案完全相同，必须根据已有经验、以往案例、现场状况、科学模型对事件发展状况进行新的判断和调整，对预案已有的处置方法进行改进，进而形成用于处置突发公共事件的应急方案。更进一步地，由于处置统一突发紧急事件的可行方案可能有很多，还需要从诸多可行方案中挑选出唯一的优化方案，进而以此来指挥和调度各种应急力量，并最终实现高效利用应急资源，最大程度减少突发事件危害的目标。

目前，各电网公司一般都建立了应急管理预案制定和应用的工作机制，其基本思路是，首先通过集体讨论制定出较为宏观的应急管理总体预案，再以此为模板，由各职能部门针对不同类型突发紧急事件制定相应的专项预案，而后逐级审批并以文本形式存档。在文本预案中，以文本的形式规定了突发公共事件应急处置方法与步骤，明确了各部门的职责，使各部门在事件发生后有条不紊地开展应急工作，提高了应急处置的效率。但是，在使用文本预案时也存在着不方便的地方。诸如：表现不够直观形象；操作、查询不便，不能快速有效地提取所需信息；形式单一，不能根据事件发展情况自动关联有直接针对性的处置内容和方法；无法直接获得数据库的支持，难以有效利用大量与事件应急有关的数据；不能帮助决策者进行信息筛选与整合，可实施的应急方案无法方便地从应急管理预案基础上形成，应急方案与应急管理预案的关联度完全依赖于应急方案制订者对预案的把握程度，不同决策者形成的应急方案差异很大。

但是，当前基于文本形式的电网应急预案，管理系统操作、查询不便，难以直接获得数据库支持。

发明内容

基于此，有必要提供一种城市电网应急管理的数字预案系统及其设计方法。

一种城市电网应急管理的数字预案系统的设计方法，其包括如下步骤：

输入条件；所述条件包括外界因素、电力系统状态和/或目标要求；

分析条件，搜索应急机制规则库；所述应急机制规则库包括多项机制，所述机制包括事件管理机制、过程管理机制、资源管理机制、监控管理机制和/或合作参与机制；

生成智能方案。

上述设计方法，不局限于基于文本形式的电网应急预案，用户可以自行输入条件乃至于提出目标要求，然后根据应急机制规则库生成智能方案且以其作为数字预案系统的部分或全部，一方面便利了管理系统操作及查询，另一方面有利于直接获得数据库支持，又一方面有利于灵活体现各项机制，再一方面有利于通过智能方案提供突发事件预防、预警、响应、处置、善后和评估等各个环节的人员、物资配置方案和具体工作流程，实现数字预案系统，提升了电网应急管理水平及应急处理效率，能够在应急处置过程中发挥自动、高速、准确的优势。

在其中一个实施例中，生成智能方案包括：生成多个方案，进行方案校验，确定可行方案集，对可行方案集中的各方案进行优化，得到智能方案。

在其中一个实施例中，按目标要求和/或反馈信息对可行方案集中的各方案进行优化。

在其中一个实施例中，进行优化采用以下算法实现：深度优先算法、广度优先算法、动态规划算法、遗传算法、免疫算法和/或模拟退火算法。

在其中一个实施例中，输入条件时或者输入条件之前，所述设计方法还包括：设置预案之间协调机制。

一种城市电网应急管理的数字预案系统，包括：

系统操作界面，用于实现人机交互；

应急信息管理平台，用于管理应急信息的数据库；

分析与模拟系统，用于进行事件情况分析与模拟预测；

辅助决策系统，用于产生与调整应急行动方案。

上述数字预案系统，不局限于基于文本形式的电网应急预案，用户可以自行输入条件乃至于提出目标要求，然后根据应急机制规则库生成智能方案，一方面便利了管理系统操作及查询，另一方面有利于直接获得数据库支持，又一方面有利于通过数据库灵活体现各项机制及规则，再一方面有利于通过智能方案提供突发事件预防、预警、响应、处置、善后和评估等各个环节的人员、物资配置方案和具体工作流程，提升了电网应急管理水平及应急处理效率。

在其中一个实施例中，系统操作界面包括应急信息输入和查询模块、应急预案浏览模块、应急方案浏览模块、GIS信息查询模块、智能方案浏览模块、应急演练模块。

在其中一个实施例中，应急信息管理平台包括数据接口、基础信息库、知识库、模型和案例库。

在其中一个实施例中，分析与模拟系统包括预案模板引擎模块、事件危险性分析模块、应急人力物资管理模块、事件危害范围预测、电网实施状态查询模块。

在其中一个实施例中，辅助决策系统包括静态预案生成模块、动态时间处置方案生成模块、事件优化处置模型生成模块、历史案例关联查询模块。

附图说明

图1为本申请城市电网应急管理的数字预案系统的设计方法一实施例的配电网线路停运事故的仿真流程示意图。

图2为本申请城市电网应急管理的数字预案系统一实施例的电网应急管理体系结构示意图。

图3为本申请城市电网应急管理的数字预案系统另一实施例的数字预案系统体系结构示意图。

图4为本申请城市电网应急管理的数字预案系统的设计方法另一实施例的智能方案形成过程示意图。

图5为本申请城市电网应急管理的数字预案系统另一实施例的应用结构示意图。

图6为本申请城市电网应急管理的数字预案系统另一实施例的主要表结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本申请的说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本申请的说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本申请的说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为了实现高效的预案管理和辅助决策功能，本申请提出了将文本形式的城市电网应急管理预案内容进行电子化、数据化、规则化、智能化的四化建设方式，在应急处置过程中发挥自动、高速、准确的优势，如图1所示，在本申请一个实施例中，一种城市电网应急管理的数字预案系统的设计方法，其包括如下步骤：输入条件；所述条件包括外界因素、电力系统状态和/或目标要求；分析条件，搜索应急机制规则库；所述应急机制规则库包括多项机制，所述机制包括事件管理机制、过程管理机制、资源管理机制、监控管理机制和/或合作参与机制；生成智能方案。智能方案亦可称为智能处置方案，其是数字预案系统的核心。上述设计方法，不局限于基于文本形式的电网应急预案，用户可以自行输入条件乃至于提出目标要求，然后根据应急机制规则库生成智能方案且以其作为数字预案系统的部分或全部，一方面便利了管理系统操作及查询，另一方面有利于直接获得数据库支持，又一方面有利于灵活体现各项机制，再一方面有利于通过智能方案提供突发事件预防、预警、响应、处置、善后和评估等各个环节的人员、物资配置方案和具体工作流程，实现数字预案系统，提升了电网应急管理水平及应急处理效率，能够在应急处置过程中发挥自动、高速、准确的优势。

在其中一个实施例中，一种城市电网应急管理的数字预案系统的设计方法，其包括以下实施例的部分步骤或全部步骤；即，城市电网应急管理的数字预案系统的设计方法包括以下的部分技术特征或全部技术特征。

在其中一个实施例中，输入条件；所述条件包括外界因素、电力系统状态和/或目标要求；在其中一个实施例中，输入条件时或者输入条件之前，所述设计方法还包括：设置预案之间协调机制。具有预案之间协调机制的数字预案系统，有利于融合实现优化的综合智能预案。进一步地，在其中一个实施例中，设置预案之间协调机制及其优先级；进一步地，在其中一个实施例中，根据各预案的优先级选择优先级最高的预案作为优选条件，其他条件在与所述优选条件相冲突时进行部分放弃或全部放弃。即在分析条件不予考虑。这样的设计，通过设定预案之间的优先级，可以在多个预案同时启动且存在矛盾的情况下保证应急管理预案中规定的各项处置条款结合成有机整体，使应急处置顺利进行。当同时启动多个预案，不同预案之间存在矛盾的内容时，按照级别较高的应急管理预案规定执行。各实施例中，预案通常根据具体资源和事件情况，以及预计的突发紧急事件而设计，预案通常包括多个应急方案；采用优化决策模型进行优化的应急方案可被称为智能方案。数字预案系统中的预案可包括一个、二个或多个智能方案。电网的数字预案系统是为电网应急管理系统最为重要的组成部分，是应急管理体系及其应用实际过程的全面描述，对于城市电网应急管理极其重要。

在其中一个实施例中，智能方案或者数字预案系统中，每一城市电网有1个总预案和13个子预案，这些子预案并不是孤立的存在和独立运作的。某些情况下，有可能会出现同时满足多个预案的启动条件，因此有可能多个预案同时启动，必须对预案的内容中有冲突、矛盾的地方进行修正、协调。既可通过人工，又可以通过预设的协调规则让辅助决策系统自动判断、协调、合并和归类多组应急管理预案规定的部门、职责和应对方案等，形成融合优化的综合智能预案，实现资源整合的最优化。在其中一个实施例中，按照不同预案对应的突发事件的风险值，将城市电网所制定的13个专项预案进行优先级排序。优先级顺序可以根据需要随时变更。在其中一个具体的实施例中，13个专项预案及其优先级排序如下：1、防风防汛应急管理预案，2、人身事故应急管理预案，3、电力供应应急管理预案，4、电网事故应急管理预案，5、设备事故应急管理预案，6、网络与信息安全应急管理预案，7、重大环境污染事故应急管理预案，8、核事故场外保供电应急管理预案，9、突发公共卫生应急管理预案，10、生产场所防恐怖袭击应急管理预案，11、突发性群体事件应急管理预案，12、涉外突发事件应急管理预案，13、突发新闻媒体事件应急管理预案。其余实施例以此类推。这样，通过有预案之间的协调机制及后续步骤生成智能方案的方式，就能够建立更为准确、高效的数字预案系统。

进一步地，在其中一个实施例中，输入条件包括：采用光学字符识别方式自动输入基于文本形式的电网应急预案；和/或，采用语音识别方式输入条件；和/或，采用移动终端输入条件；在其中一个实施例中，一种城市电网应急管理的数字预案系统的设计方法，其包括如下步骤：输入条件；所述条件包括外界因素、电力系统状态和/或目标要求；其中所述输入条件包括采用光学字符识别方式自动输入基于文本形式的电网应急预案；分析条件，搜索应急机制规则库；所述应急机制规则库包括多项机制，所述机制包括事件管理机制、过程管理机制、资源管理机制、监控管理机制和/或合作参与机制；生成智能方案。其余实施例以此类推。在其中一个实施例中，目标要求源于上级领导和/或实际用户等；这样的设计，所提出的预案数字化方法旨在将文本形式的城市电网应急管理预案内容整理归纳成计算机能够理解的形式，从而在应急处置过程中发挥自动、高速、准确的优势。

在其中一个实施例中，分析条件，搜索应急机制规则库；所述应急机制规则库包括多项机制，所述机制包括事件管理机制、过程管理机制、资源管理机制、监控管理机制和/或合作参与机制；在其中一个实施例中，应急机制规则库是一个数据库，管理人员可以输入或调整各项机制。进一步地，在其中一个实施例中，所述应急机制规则库或所述机制包括基于应急平台的空间结构、专家、模型、案例、知识和/或应急资源等。进一步地，在其中一个实施例中，自动分析条件，确定其中的需求关键字，采用所述需求关键字搜索应急机制规则库；这样的设计，可以不断地根据实际使用来完善、补充应急机制规则库的各项机制，使得后续的智能方案更为完美。

在其中一个实施例中，生成智能方案。在其中一个实施例中，生成智能方案包括：生成多个方案，进行方案校验，确定可行方案集，对可行方案集中的各方案进行优化，得到智能方案。在其中一个实施例中，按目标要求和/或反馈信息对可行方案集中的各方案进行优化。在其中一个实施例中，进行优化采用以下算法实现：深度优先算法、广度优先算法、动态规划算法、遗传算法、免疫算法和/或模拟退火算法。进一步地，在其中一个实施例中，根据评定标准对可行方案集中的各方案进行优化；在其中一个实施例中，按评定标准、目标要求和/或反馈信息对可行方案集中的各方案进行优化。进一步地，在其中一个实施例中，生成智能方案之后，所述设计方法还包括：采用多个智能方案汇总形成数字预案系统。即，所述数字预案系统包括至少一个智能方案。这样的设计，所述数字预案系统既包括文本预案所规定的流程和方法信息，又包括由文本预案形成智能方案所需的基于应急平台的空间结构、专家、模型、案例、知识、应急资源等信息，从而缩短从应急管理预案到应急方案的形成时间、更有利于发挥应急管理预案作用、更方便预案的培训演练与更新；一方面便利了管理系统操作及查询，另一方面有利于直接获得数据库支持，又一方面有利于灵活体现各项机制，再一方面有利于通过智能方案提供突发事件预防、预警、响应、处置、善后和评估等各个环节的人员、物资配置方案和具体工作流程，实现数字预案系统，提升了电网应急管理水平及应急处理效率。

生成智能方案是数字预案系统的核心，尤其是数字预案系统中的辅助决策系统的核心。进一步地，在其中一个实施例中，生成智能方案或者进行优化或者所述辅助决策系统包括自动化智能化地实现预案中规定的应急工作安排，辅助指挥和调度人员决策，完成应急处置中的计算、分析功能，这些计算、分析功能是必不可少的。

进一步地，在其中一个实施例中，输入条件之后，尤其是将文本预案整理为数字预案后，就可以利用应急信息管理平台的基础功能，将特定的假象或实际发生的场景，包括外界因素、电力系统状态、上级指示等作为输入条件，经过预先编制的若干规则判断处理，从应急处置的规则库中查询得到对应的处置方法集合，其中规则库来自于各种机制，包括事件管理机制、过程管理机制、资源管理机制、监控管理机制、合作管理机制等。针对具体场景的方案在不同的处置阶段，包括预防、准备、响应、善后和改进等，都会涉及到各种机制的应用，图4中用黑点来表示一个具体应急方案中涉及到的预案中描述的行动、过程、资源等，其横坐标表示由各种机制所规定的要采取的行动，使用的人力物力等，纵坐标表示所处的过程。由于各种规则可能产生的处置方法不同，因此可能会形成多种应急方案。不同的处置措施可能会有互斥、矛盾的关系，因此需要对方案进行校验来保证应急方案是可行的。经过方案校验后，就形成可行应急方案集。通过对各种应急方案的各种指标进行评估，各种指标包括处置时间、处置成本、处置难度等，并采用优化方法搜索最优的应急方案，最终得到比较满意的若干种智能方案。在其中一个实施例中，如图4所示，设计方法中的智能方案的生成过程涉及到四个主要环节，包括规则库定义，生成智能方案的初步流程，方案校验及优化方法；详述如下。

在其中一个实施例中，规则库即所述应急机制规则库，用于描述在各种情况下应采取的措施，每条规则需要明确定义输入的各种条件及逻辑，以及输出的处置措施。应急机制规则库的存储方式不是将所有预案简单的堆放，而是要将所有预案根据机制规定的处置方法拆分成最小的信息表达单元来分类存储；即，在其中一个实施例中，应急机制规则库的存储方式为或包括将所有预案根据机制规定的处置方法拆分成最小的信息表达单元来分类存储。在其中一个实施例中，事件管理机制规定了在何种影响范围、何种危害/损失程度、何种扩散要素、何种时间要素等条件下，需要哪个处置机构在什么时间内，对什么处置对象、使用哪些资源，采取哪种处置方法。在其中一个实施例中，以事件管理机制为例说明规则库的定义方法，如下表1所示。

表1规则库的定义方法

在规则库中，因为所有信息都是分片段存储的，所以信息存储不会重复，而提取出来的信息都是一个片段。将这些片段存储下来，为接下来组成完整的实施方案做准备。

在其中一个实施例中，生成智能方案的初步流程，即生成多个方案的流程，说明如下：首先，根据各个部门的业务划分进行业务建模，明确各部门在应急响应过程的职能。其中，在业务建模时，尽量避免各部门之间的分工有重叠或有遗漏。然后，根据总体预案的制定原则和业务建模的结果，建立一套事故智能方案的模板，所述模板包括事故描述、组织实施机构与职责、事故等级、事故通告、应急控制措施、事故抢险、应急救援、电网恢复、信息发布、后期处置等板块。将从数据库提取出来的相应信息填充到相应板块中，组合成一个文件，至此，就完成了智能方案的生成的初步工作。智能方案可以按照部门、岗位来安排应急工作，也可以按照处置阶段来形成总结报告。特别地，当应急控制措施有多种方案时，则产生多套智能方案，由指挥部门负责决策。智能方案是随着事故发展和预测结果变化而动态生成的，所以事故有新的发展或有新的预测结果时，要同时产生新的智能方案。

方案校验作为生成智能方案的一部分，亦即生成多个方案的后续部分，是非常重要的，由于不同的机制所规定的规则可能会发生冲突，如两个事件处置都需要紧缺的资源而且不能同时满足，因此就需要方案校验来保证方案的可行性。进一步地，在其中一个实施例中，进行方案校验包括校验对事故的描述是否正确，处置过程是否可行，应急控制措施是否有效；即其包括三个方面的内容：一是对事故的描述是否正确，这直接关系到所提取信息的准确性；这方面内容的校验方法可以分为人工校验和自动校验。人工校验比较智能，但是速度慢，可能会出现人为错误。自动校验就是由计算机来校验，速度比较快，但是难度也比较大。校验的内容主要是处置方案中的事故信息是否与输入信息搜索模块中的信息一致，不一致的要根据输入信息进行修改。二是处置过程是否可行，这关系到整个方案是否能够准确实施，一般需要人工校验。由于整个方案是根据提取出来的信息在模板上拼接出来的，可能会出现逻辑错误。所以在方案生成后，还需要考虑各个步骤的实施顺序是否合理、各个步骤之间是否相互影响、人员物资的调配是否可行等方面的问题。三是应急控制措施是否有效，这决定了处置方案是否可以减灾抗灾。这方面内容需要通过仿真计算来验证。通过计算在采取应急控制措施之后，系统的运行状态，可以分析系统的潮流分布并判断是否满足各种运行约束。如果应急控制措施不能使系统稳定，则说明该方案有错误，重新进行校验或修改系统参数使系统稳定。进一步地，在其中一个实施例中，进行方案校验之后，所述设计方法包括步骤：根据校验结果确定可行方案集。在其中一个实施例中，如果上述三方面的内容都校验通过，则将当前这个处置方案输出，作为可行方案集中的方案之一，作为智能方案提供给指挥决策部门；否则，修改输入信息搜索模块中的信息，重新进行搜索，生成新的处置方案。即可行方案集具有多个方案，亦可称为处置方案。

优化方法作为生成智能方案的一部分，亦即方案校验的后续部分，有利于提升可行方案集中的各方案的执行效率，节约执行资源，从可行方案集中搜索出较为优化的方案需要用到优化算法。进一步地，在其中一个实施例中，对可行方案集中的各方案进行优化，包括：预先给定评价方案的标准，按照一定的搜索次序检索解空间中的解并进行比较，得出经过优化的解且据此得到智能方案。优化算法的种类很多，大致可分为传统算法和智能算法。传统算法包括深度优先、广度优先、动态规划等，智能算法包括遗传算法、免疫算法、模拟退火等算法。

在其中一个实施例中，一种城市电网应急管理的数字预案系统，其包括以下实施例的部分结构或全部结构；即，城市电网应急管理的数字预案系统包括以下的部分技术特征或全部技术特征。在其中一个实施例中，所述数字预案系统采用上述任一实施例所述设计方法得到；在其中一个实施例中，所述数字预案系统具有上述任一实施例所述设计方法的各步骤所对应的功能模块。在其中一个实施例中，一种城市电网应急管理的数字预案系统，包括：系统操作界面、应急信息管理平台、分析与模拟系统、辅助决策系统；其中，系统操作界面用于实现人机交互；应急信息管理平台用于管理应急信息的数据库；分析与模拟系统用于进行事件情况分析与模拟预测；辅助决策系统用于产生与调整应急行动方案。上述数字预案系统，不局限于基于文本形式的电网应急预案，用户可以自行输入条件乃至于提出目标要求，然后根据应急机制规则库生成智能方案，一方面便利了管理系统操作及查询，另一方面有利于直接获得数据库支持，又一方面有利于通过数据库灵活体现各项机制及规则，再一方面有利于通过智能方案提供突发事件预防、预警、响应、处置、善后和评估等各个环节的人员、物资配置方案和具体工作流程，提升了电网应急管理水平及应急处理效率。

如图2所示，电网应急管理体系由应急管理组织、流程、机制和预案四部分构成，而预案是对应急管理过程中涉及到的规章制度、原则、人员、物资以及具体的行动方案的具体化描述。因此，数字预案系统不仅要全面的管理各种应急信息，更要将应急管理的各种过程和机制包含其中，只有这样才能实现高水平的应急指挥和决策的应用功能。在其中一个实施例中，数字预案系统包括应急管理组织、流程、机制及预案，其中，预案为智能方案例如优化的智能方案。进一步地，在其中一个实施例中，分析与模拟系统根据应急信息管理平台的规则，对系统操作界面输入的条件进行判断处理，从应急信息管理平台的数据库例如应急机制规则库中查询得到对应的处置方法集合，辅助决策系统据此形成多种应急方案，校验以避免相关应急方案互斥后形成可行应急方案集，进行优化评估后得到至少一种智能方案。在城市电网应急管理的数字预案系统中，主要的功能包括数据存储与信息查询、辅助决策、模拟演练等。数据存储与信息查询主要通过系统操作界面及应急信息管理平台实现，模拟演练主要通过分析与模拟系统实现，辅助决策主要通过辅助决策系统实现。

在其中一个实施例中，如图3所示，数字预案系统包括：系统操作界面、应急信息管理平台、分析与模拟系统、辅助决策系统；详细说明如下。

在其中一个实施例中，系统操作界面用于输入条件，所述条件包括外界因素、电力系统状态和/或目标要求；在其中一个实施例中，系统操作界面包括应急信息输入和查询模块、应急预案浏览模块、应急方案浏览模块、GIS信息查询模块、智能方案浏览模块、应急演练模块。为了使数字预案系统具有良好的人机交互与演示功能，系统操作界面应该直观明了、简单易用、美观大方。

在其中一个实施例中，应急信息管理平台用于提供数据接口及应急机制规则库；所述应急机制规则库包括多项机制，所述机制包括事件管理机制、过程管理机制、资源管理机制、监控管理机制和/或合作参与机制。在其中一个实施例中，应急信息管理平台包括数据接口、基础信息库、知识库、模型和案例库。在其中一个实施例中，应急机制规则库包括基础信息库、知识库、模型和案例库。应急信息管理平台用于存储及管理数字预案系统中所有的数据信息，包括知识库、模型库、案例库等，在其中一个实施例中，所有的数据信息存储于数据库，亦可称为数据库系统或数据仓库系统。知识库中的数据包括有关领域的常识性和专业性等应急决策过程中应用的知识类数据。模型库中的数据包括数字预案系统进行事件分析与模拟预测时所应用的所有模型数据，如发展与影响后果模型、人群疏散与预警分级模型等。从某种意义上说，模型库也是知识库的一种。案例库中的数据包括所有的案例信息。

在其中一个实施例中，分析与模拟系统用于分析条件，搜索应急机制规则库；在其中一个实施例中，分析与模拟系统包括预案模板引擎模块、事件危险性分析模块、应急人力物资管理模块、事件危害范围预测、电网实施状态查询模块。在其中一个实施例中，分析与模拟系统进行事件情况分析与模拟预测，要求快速与准确。通常快速与准确这两个条件并不能同时达到最好，快速的模型往往不太准确，较为准确的模型速度往往不令人满意。因此，这就需要进行权衡，通常制定预案时采用准确度和精度较高的模型，现场模拟采用速度较快的模型，实际的应用常常选择折中的方案以尽量满足要求。

在其中一个实施例中，辅助决策系统用于生成智能方案。在其中一个实施例中，辅助决策系统包括静态预案生成模块、动态时间处置方案生成模块、事件优化处置模型生成模块、历史案例关联查询模块。辅助决策系统用于帮助应急指挥人员完成应急行动方案的产生与调整，系统运行贯穿于应急处置过程始终，是整个数字预案系统的核心部分。在其中一个实施例中，辅助决策系统用于综合应急管理预案信息、数据库系统和现场方面的信息，根据主要救援队伍、应急储备物资和救援装备、应急通信系统、医疗急救机构、应急资金储备，提供对应急资源的协调管理，保障应对过程中所需资源及时到位。在其中一个实施例中，辅助决策系统用于利用决策流程实现应急指挥中心和突发公共事件现场间的信息互通和互动，下达指挥方案、在必要时迅速制定新的资源部署和配置计划，实现交互、动态的决策指挥。

在其中一个实施例中，所述数字预案系统是一个基于浏览器/服务器结构(即Browser/Server结构，简称B/S结构)的公共安全应急相关的信息发布系统；其总体框架如图5所示，在应用Java的B/S结构中，服务器端被分解成两部分：一部分是Web服务器，其主要工作是接收客户机发送的请求，检测客户机发送请求的合法性，然后处理请求，将处理好的页面返回给客户机的浏览器；如果客户机发送的请求包括数据的存取，Web服务器还需与数据库服务器进行通信以协同完成这一工作；另一部分是数据库服务器，基本功能是直接接收和响应Web服务器发送的请求，同时数据库服务器一般也承担大部分计算任务，或者将计算任务部署在其他计算机上进行，并将计算结果存储到数据库服务器中。

进一步地，在其中一个实施例中，应急信息管理平台用于存储及管理应急信息的数据库，在其中一个实施例中，数据库的存储方案包括各概念的属性表和概念之间的关系表，主要表结构如图6所示。用户可使用全文检索方式，输入需要查询的关键词，由数字预案系统进行全文检索，返回包含用户输入关键词的条目并显示。也可使用基于关系数据库的检索方式，根据数据库中表结构定义设计查询语句。除此以外，还可采用基于知识的信息检索。例如用户需要了解发电车的作用，首先在资源->物资类别的概念中找到发电车，查询后，系统会提示与发电车事物的所有关系种类(申请、购置、维护、使用等)，同时也检索出关于发电车的各种信息，所有涉及发电车的信息均会搜索出来。然后用户只希望了解与使用发电车有关的信息，在与发电车概念的所有类型关系中选择“使用”关系，则检索出所有与“使用发电车”有关的信息，包括什么部门会使用发电车、什么情况会使用发电车、发电车的使用条件、使用方法。当用户发现查询出的信息不够精确，继续限定查询条件是区供电局使用发电车。如果用户仍然对查询结果不满意，则需要继续更确切描述查询条件。

辅助决策系统基于现代决策科学理论、方法与计算机技术相结合的综合实践实现。进一步地，在其中一个实施例中，辅助决策系统用于通过对基础信息的过滤、筛选，对应急处理决策所需要的关键信息在指挥中心被组合和集中呈现，供指挥中心的指挥决策人员作为决策和调度依据。辅助决策系统的辅助决策策略包括在对突发事件的影响快速评估的基础上，同时根据各类信息以及应急资源和人员的情况，向指挥人员提供应急处理的预案和指挥机制。由于数字预案系统集成了各种电力企业的运行信息，并可以从各种系统中获取数据，包括EMS、SCADA、人事、财务、生产管理等，因此可以及时提供给应急决策人员准确的参考信息和分析结果。例如当决策人员需要知道电网的准确运行状态时，通过将SCADA/EMS系统的状态估计功能，提供电网目前各个设备的运行状态。决策人员需要派遣应急队伍进行操作、抢修时，则数字预案系统可以根据内置的事态演化分析和人员状态模型，预计出在哪些时刻有哪些应急队伍处于可调配状态。决策人员需要知道某些应急物资在何时可以到位时，数字预案系统根据物流管理系统查询到该物资的供应商、供应周期，并计算出何时能够到位。

进一步地，在其中一个实施例中，分析与模拟系统还包括模拟演练模块，用于实现应急模拟演练，在没有突发事件发生时，数字预案系统按照虚拟事件及环境信息，进行事件应对的演练或推演，实现应急过程的表现和虚拟指挥。应急模拟演练的作用是检验与完善数字预案系统，使应急人员熟悉应急流程，同时对应急管理预案不完善的部分进行修定。下面继续给出模拟演练的具体实施例。

a.假想事故

不同领域的应急处置相互作用，使应急决策指挥更加复杂。包含电力企业、政府、重要用户和民众参与的大停电联合演习是校验和完善应急体系的一种重要方法。数字预案系统在模拟演练中具有重要作用。

以深圳为例，该城市沿海，经常遭受台风袭击，且曾经造成较大损失，因此可选择市区遭受强台风袭击作为事故起因，假设电网发生如下事故：

事故一：500kV沙鹏甲乙线、鹏深甲乙线跳闸，莞城片及鹏城片(包括妈湾电厂)与主网解列全停。

事故二：梅林站220kV1M的221PT、母联2012开关损坏及母线短路，梅林站全站失压。该事故造成梅林网、皇岗网和滨河网失压，美视B厂机组因故障切机，共损失负荷740MW。

事故三：大货柜车碰撞导致220kV妈欢甲乙线发生倒塔，110kV欢白I、II线受妈欢甲乙线倒塔事故影响发生导线断线。该事故造成欢乐网、西乡网、祥和网失压，妈湾电厂、110kV南山电厂和月亮湾电厂因故障切机，损失负荷共1210MW。

事故四：110kV东联I、II线线路走廊附近路边的广告牌被12级大风掀翻，压断了架空导线，线路跳闸，造成110kV联城站全站失压，损失负荷60MW。

……

假设上述事故共导致城市电网共39个厂站失压，损失负荷约398万千瓦，占城市地区目前总负荷780万千瓦的51％，停电用户约78万户。停电范围波及福田区、宝安区、南山区的大部分地区及罗湖区、龙岗区及盐田区的部分地区。涉及的重要用户主要包括：党政军机构、文锦渡边检站、证券交易所、机场、中心医院、交通指挥中心、南头检查站、中国移动公司等；福田区、罗湖区、宝安区、南山区大部分交通信号灯停电；地铁一号线地铁文化中心变电站全部停电等。数字预案系统可以在城市电网系统接线图上详细标绘停电的范围、停电的面积、停电的用户数，并通过预置的计算模型估计停电时间、造成的损失。

b.演习内容

台风正面袭击，中心最大风力12级，大部分地区出现强雷暴雨天气。受强台风及暴雨影响，电网同时发生多处事故，导致多处重要负荷停电。

步骤一：数字预案系统根据三防预案、电网事故预案定义的启动条件，自动提醒三防办领导小组目前事态，并发布启动应急管理预案公告。

步骤二：供电局负责电网事故处理和供电恢复：数字预案中定义了不同电网故障下由不同的职能部门负责指挥。调度部负责在城市电网事故应急处置中事故的调度指挥处理工作，以及通信设备的应急抢修工作。办公室负责在城市电网事故应急处置中的车辆和人员生活保障等后勤保障工作，并配合做好信息发布、通报等工作。生技部负责城市电网事故应急处置中抢修的协调管理、技术支持、技术调查，提出相应的技术防范、反事故措施。新闻中心负责电网事故期间相关新闻对外发布工作。

步骤三：由于大停电，导致福田、南山大部分路口交通灯熄灭，市交警出动警力，在新洲－莲花路口指挥疏导交通，指挥各种抢险车辆优先通行。通过GPS系统可以跟踪抢修车的当前位置及行进路线。通过与市政府应急指挥中心的视频接口可以看到道路的交通实时状态。

……

数字预案系统与EMS、SCADA系统接口，可以获得电力用户在应急过程中停电时间等重要参数。重要电力用户在停电的情况下能够保持生产生活秩序正常，电力企业应急资源充足，利用移动发电车保障重要用户供电。

应急平台将参与电力应急处置的各个部门使用信息网络连接在一起。政府可发挥市政部门联合应急的协调协商作用，将停电信息及时准确的发布给重要用户，组织重要用户自救，并为电力抢修顺利进行创造交通、信息等条件。

数字预案的基础技术支撑平台发挥重要作用。通过变电站遥视系统、SCADA系统等可实时监视电网运行情况，视频会议系统实现了市应急指挥中心与供电局、卫生局、交警局、机场、地铁等多个单位的视频互动，并通过网络运营商的实况转播实现了演习场景的实时传播。与市应急指挥中心和各参演单位通过视频会议系统实现指挥视频互动。

c.应急效果评估

应急效果评估是指在应急的不同阶段和应急结束之后，对阶段性和整个应急行动的步骤、方法、结果进行总结评估，以确定步骤是否完善，方法是否正确，结果是否严重。评估之后，系统将根据评估结果修正和完善预案，使其更加完善。应急行动结束后，应急过程将被编制成案例成为案例库的一部分。由于数字预案系统具有自动跟踪事态发展、辅助人工决策的功能，因此可以将演习或实战过程完整的记录下来，并自动进行统计和分析。

这样，数字预案系统通过记录应急过程，可以查询每个操作步骤的占用时间、人员、物资。具体来说，可形成以下数据的统计信息，帮助决策人员分析应急过程的关键步骤。

进行了以上的数据统计之后，数字预案系统可以对应急过程中的因素进行分析，总结出对某次具体应急过程起关键作用的因素。

需要说明的是，本申请的其它实施例还包括，上述各实施例中的技术特征相互组合所形成的、能够实施的城市电网应急管理的数字预案系统及其设计方法。当历史数据越多，机制越完善，生成智能方案就越准确，效果越好，具有正反馈的促进作用。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种城市电网应急管理的数字预案系统的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

输入条件；所述条件包括外界因素、电力系统状态和/或目标要求；

分析条件，搜索应急机制规则库；所述应急机制规则库包括多项机制，所述机制包括事件管理机制、过程管理机制、资源管理机制、监控管理机制和/或合作参与机制；

生成智能方案。

2.根据权利要求1所述设计方法，其特征在于，生成智能方案包括：生成多个方案，进行方案校验，确定可行方案集，对可行方案集中的各方案进行优化，得到智能方案。

3.根据权利要求2所述设计方法，其特征在于，按目标要求和/或反馈信息对可行方案集中的各方案进行优化。

4.根据权利要求2所述设计方法，其特征在于，进行优化采用以下算法实现：深度优先算法、广度优先算法、动态规划算法、遗传算法、免疫算法和/或模拟退火算法。

5.根据权利要求1至4中任一项所述设计方法，其特征在于，输入条件时或者输入条件之前，所述设计方法还包括：设置预案之间协调机制。

6.一种城市电网应急管理的数字预案系统，其特征在于，包括：

系统操作界面，用于实现人机交互；

应急信息管理平台，用于管理应急信息的数据库；

分析与模拟系统，用于进行事件情况分析与模拟预测；

辅助决策系统，用于产生与调整应急行动方案。

7.根据权利要求6所述数字预案系统，其特征在于，系统操作界面包括应急信息输入和查询模块、应急预案浏览模块、应急方案浏览模块、GIS信息查询模块、智能方案浏览模块、应急演练模块。

8.根据权利要求6所述数字预案系统，其特征在于，应急信息管理平台包括数据接口、基础信息库、知识库、模型和案例库。

9.根据权利要求6所述数字预案系统，其特征在于，分析与模拟系统包括预案模板引擎模块、事件危险性分析模块、应急人力物资管理模块、事件危害范围预测、电网实施状态查询模块。

10.根据权利要求6所述数字预案系统，其特征在于，辅助决策系统包括静态预案生成模块、动态时间处置方案生成模块、事件优化处置模型生成模块、历史案例关联查询模块。