CN113516307B - 电力灾害应急处置进程估算预测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种电力灾害应急处置进程估算预测方法及装置，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：构建电力设施的损失与应急抢修资源需求之间的关联关系信息；步骤S2：在灾害发生后，侦测受灾范围内的电力设施损失结果；步骤S3：估算总体抢修时间；步骤S4：获取应急抢修资源要素的实时位置信息；步骤S5：根据应急抢修资源要素的实时位置信息、所述总体抢修时间及执行抢修时间的动态变化情况，以及步骤S3估算获得的总体抢修时间，计算灾害应急处置的剩余时间。该方法可以实现不依赖于人工经验、人工上报与单纯数据融合方式的进度评估与预测，可以给出基于数据分析的科学的应急处置进程评估，为电力突发事件的应急处置决策提供可靠的决策数据支撑。

Description

电力灾害应急处置进程估算预测方法及装置

技术领域

本发明涉及电力防灾应急处置技术领域，尤其涉及一种电力灾害应急处置进程估算预测方法及装置。

背景技术

发生台风、地震等严重自然灾害后，电力系统容易受到广泛的伤害，对此，需要在迅速开展应急抢修的同时，实时监测应急抢修于电力恢复的进程。

当前的电力系统恢复情况主要通过文字形式或者技术数字地图的形式完成展示，其进程的评估主要依靠应急指挥人员的经验。该方法难以量化，且评估结果无法实时更新。需要一种在灾害应急情况下，能够根据有限现场信息实现动态评估的方法。

发明内容

本发明针对现有技术存在的缺陷和不足，本发明提出一种电力灾害应急处置进程估算预测方法及装置，包括：灾损关联确定、受灾电力设施/设备侦察并估算总体抢修时间、应急处置资源要素的实时定位、灾害应急处置进程评估计算。该方法可以实现不依赖于人工经验、人工上报与单纯数据融合方式的进度评估与预测，可以给出基于数据分析的科学的应急处置进程评估，为电力突发事件的应急处置决策提供可靠的决策数据支撑。

根据本发明提出的电力灾害应急处置进程评估方法，在灾害发生前，构建电力设施/设备的损失与应急抢修资源需求之间的关联关系信息。在灾害发生后，侦察受灾范围内的电力设施/设备损失结果并估算总体抢修时间。最终获取应急抢修资源要素的实时位置信息并进行分析计算应急抢修的总体进程。

本发明具体采用以下技术方案：

一种电力灾害应急处置进程估算预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：构建电力设施的损失与应急抢修资源需求之间的关联关系信息；

步骤S2：在灾害发生后，侦测受灾范围内的电力设施损失结果；

步骤S3：根据步骤S1获得的关联关系信息和步骤S2获得的电力设施损失结果估算总体抢修时间；

步骤S4：获取应急抢修资源要素的实时位置信息；所述应急抢修资源要素包括：应急队伍、应急车辆、应急物资要素的实时位置信息；

步骤S5：根据所述应急抢修资源要素的实时位置信息及执行抢修时间的动态变化情况，以及步骤S3估算获得的总体抢修时间，计算灾害应急处置的剩余时间。

进一步地，步骤S1具体包括：灾害发生前，制作电力设施损失与抢修所需资源之间的关系对应数据表格，用于在灾害发生后根据应急处置工作查找应急处置预案；所述抢修所需资源包括：应急队伍、应急车辆和应急装备。

进一步地，步骤S2具体包括：在灾害发生后，采用通过电力设施运行控制与监测相关系统推测相关损失结果和/或受灾电力设施和设备损失情况的信息（如基于无人机设备获取受灾电力设施的损失信息），并基于步骤S1的结果，提取出每一个受损电力设施所需的抢修资源数量的关联要素。

进一步地，步骤S3具体包括以下过程：

步骤S31：针对一个电力设施确定所需要的队伍数量、不同装备数量、工程车辆数量，以及总体的作业时间，计算该电力设施维修的总体损毁维修工作所需能效总值：

其中a、b、c分别代表某一电力设施的抢修工作当中，所需要的应急队伍种类数量、应急车辆数量、应急装备/物资数量，A、B、C分别为对应的应急资源的工作能效值，w为各自队形的所需工作时长；P为该电力设施遭受某种损毁所需要的总体损毁维修工作所需能效总值；

步骤S32：根据步骤S31计算每一电力设施维修所需的P值；

步骤S33：根据整体抢修所需P值总和，并结合当前资源数量，计算总体工作所需要的时间长度。

进一步地，步骤S5具体包括以下步骤：

步骤51：提取步骤S4获得的应急队伍、应急车辆、应急物资要素的实时位置信息；

步骤52：根据实时位置信息的变化情况，计算获得各类型要素的移动方向；

步骤53：基于移动方向信息、应急队伍的上报信息、作业管理系统上报信息的数据，估算每一个相关资源当前移动前往的目的地，确定该资源正服务于哪一个电力设施的抢修工作；

步骤54：与预先制定的电力设施抢修资源需求关联对比，确定当前服务于某一受损电力设施的资源数量是否足够，是否多余；并根据资源数量不足或多余的情况进行资源调配的调整；

步骤55：计算每一个受损电力设施与当前前往该设施的要素之间的距离；

步骤56：根据每一个受损电力设施与当前前往该设施的要素之间的距离计算应急要素的当前聚集程度；

步骤57：根据应急要素的当前聚集程度计算灾害应急处置的剩余时间。

进一步地，步骤56计算当前聚集程度采用以下公式：

其中r为该资源与目标损毁设施间的直线距离，其中F（t）为应急要素的当前聚集程度，i为应急要素的计数参数。

进一步地，步骤57具体包括以下步骤：

步骤S571：计算当前的维修进度G（t）：

；

其中，t₀为维修起始时刻，t为当前时刻；

得出进度比例：

其中的K(r)为修正系数，通过经验获得,其中

为各资源与目标的平均距离；

步骤S572：根据进度比例R(t)和执行抢修时间计算获得灾害应急处置的剩余时间。

以及一种电力灾害应急处置进程估算预测装置，其特征在于，包括：

构建单元，用于构建电力设施的损失与应急抢修资源需求之间的关联关系信息；

侦测单元，用于在灾害发生后，侦测受灾范围内的电力设施损失结果；

总体抢修时间估算单元，用于根据所述关联关系信息和所述电力设施损失结果估算总体抢修时间；

位置信息获取单元，用于获取应急抢修资源要素的实时位置信息；所述应急抢修资源要素包括：应急队伍、应急车辆、应急物资要素中的至少一种；

剩余时间计算单元，用于根据所述应急抢修资源要素的实时位置信息、所述总体抢修时间及执行抢修时间的动态变化情况，以及步骤S3估算获得的总体抢修时间，计算灾害应急处置的剩余时间。

一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述的电力灾害应急处置进程估算预测方法的步骤。

一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的电力灾害应急处置进程估算预测方法的步骤。

本发明及其优选方案根据现有电力系统具备的技术能力及可以有效获取的信息，在不增加额外的信息获取资源的情况下，通过提出的新的信息处理方法实现电力灾害应急处置进程进度信息的有效提取，并根据新提出的算法能够实时计算获得灾害应急处置的剩余时间以实现处置进程估算。

可以实现不依赖于人工经验、人工上报与单纯数据融合方式的进度评估与预测，可以给出基于数据分析的科学的应急处置进程评估，为电力突发事件的应急处置决策提供可靠的决策数据支撑。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：

图1为本发明实施例灾害应急处置进程评估方法流程示意图；

图2为本发明实施例具体进程评估详细流程示意图。

具体实施方式

为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下：

本实施例方案中，所提供的电力灾害应急处置进程评估方法的步骤如下：

1）灾害发生前，确定电力系统在台风、地震等自然灾害中可能受到损失的设施、设备，确定这些设备的维修所需要的人力、物力资源。

2）灾害发生后，通过各种侦查手段，对电力系统的灾害损失进行检查，确定总体需要完成工作量；

3）灾害应急处置工作当中，基于卫星定位、标签扫描、卫星通信等各种技术，实时掌握灾害应急队伍、车辆、抢修资源等元素的实时位置；

4）基于应急资源、应急队伍、应急车辆的结合密度，以及相关要素与抢修对象的聚集程度，判断灾害应急的整体工作进程，并预测后续工作所需时间工作量预测，需要制作一个包含各电力设施与设备发生不同类型的损坏时所需要的工作人员数量、专业装备数量、抢修资源数量等信息的表格或其他格式数据。、

需要说明的是，该方案能够顺利执行的一个前提为，这些资源的位置需要能够在发生大规模灾害的情况下依然能够实时获取。这就需要一些技术方法手段作为本发明所提方法的前提。如，应急队伍信息的实时获取，需要给所有队伍配备卫星通信终端，在大面积停电情况下持续保持自我定位与位置上报能力。对于车辆、应急资源等则需要通过数字化仓库管理系统实时管理物资的出入，确定物资与那个队伍在一同移动。

基于队伍、车辆、位置信息的应急处置进度评估需要经过一系列比较复杂的流程。

首先，针对一个电力设施/设备确定所需要的队伍数量、不同装备数量、工程车辆数量等资源的数量，以及总体的作业时间。计算能效总值。

其中a、b、c分别代表某一电力设施/设备的抢修工作当中，所需要的应急队伍种类数量、应急车辆数量、应急装备/物资数量，A、B、C分别为对应的应急资源的工作能效值，w为各自队形的所需工作时长。P为该电力设施/设备遭受某种损毁所需要的总体损毁维修工作所需能效总值。

步骤4）的针对某一个电力设备的维修进程评估与后续工作进程预测。

首先计算当前聚集程度：

其中r为该资源与目标损毁设施/设备间的直线距离。

而后计算当前的维修进度：

得出进度比例：

其中的K(r)为修正系数，通过经验获得,其中r为各资源与目标的平均距离。工程完成进度的变化趋势则可以通过对R(t)的求导计算完成。

如图1所示，经过进一步整理和归纳，获得灾害应急处置进程评估方法包含5个流程：1）；识别电力应急处置工作流程中存在的直接关联要素2）灾害损失结果信息采集；3）根据要素在区域内的数量初步估算恢复时间；4）标注资源实时定位；5）根据要素聚集规范程度判断趋势。具体而言，包括：

步骤1：灾害发生前，需要制作电力设施/设备损失与抢修所需资源之间的关系对应数据表格。而在灾害发生后则需要识别电力运营单位的应急处置工作与预案当中的直接与应急抢修相关的工作内容，并确定其中的应急队伍、应急车辆、应急装备等相关要素，筛选出该运营单位中所能够用到的关系对应信息。

步骤2：灾害发生后，电力运营单位的工作人员需要迅速确定电力设施/设备的灾损情况。其中可以采用的方法有多种，包括通过电力设施/设备运行控制与监测相关系统推测相关损失结果，基于无人机侦察等方式直接查看受灾电力设施/设备损失情况的信息，并基于步骤1的结果，提取出每一个受损电力设施/设备所需的抢修资源数量等关联要素。

步骤3：随后，根据当前受灾区域内部可以调用的总体的应急队伍，车辆、装备等要素的数量，总体上预估整个区域完成抢修所需要的时间。在该流程当中可以使用上面描述的公式，计算单一电力设施/设备维修所需的P值，然后根据整体抢修所需P值总和，最后根据当前资源数量计算总体工作所需要的时间长度。

步骤4：采集受灾区域内部的各类资源的实时动态的位置变换情况，以用于完成后续的分析工作。

步骤5：根据资源要素的动态变化情况，以及步骤S3估算获得的总体抢修时间，计算灾害应急处置的剩余时间，获得数据化的比较科学的结果。

其中上述步骤5的判断分析的详细工作流程如图2所示。

步骤51：根据先前所提的信息获取方法取得应急队伍、应急车辆、应急物资等要素的实时位置信息；

步骤52：根据实时位置信息的变化情况，计算并取得各类型要素的移动方向；

步骤53：基于移动方向信息、应急队伍的上报信息、作业管理系统上报信息等数据，估算每一个相关资源当前移动前往的目的地，确定该资源正服务于哪一个电力设施/设备的抢修工作；

步骤54：与预先制定的电力设施/设备抢修资源需求关联对比，确定当前服务于某一受损电力设施/设备的资源数量是否足够，是否多余；

步骤55：计算每一个受损电力设施/设备与当前前往该设施/设备的要素之间的距离；

步骤56：基于上面提供的计算公式，计算应急要素的当前聚集程度。

步骤57：基于上面提供的计算公式，计算总体的应急抢修的进度变化。

由此可以看出，本实施例提供的方案当中，其最核心的要点在于：

在灾害发生前，构建电力设施/设备的损失与应急抢修资源需求之间的关联关系信息。

在灾害发生后，侦察受灾范围内的电力设施/设备损失结果并估算总体抢修时间。

获取应急抢修资源要素的实时位置信息。

分析计算应急抢修的总体进程。

其中，应急抢修总体进程的分析计算为：

首先计算整个区域的总体工作量。

然后计算基于聚类程度分析的虚拟已完成工作量计算。

最后基于修正函数，计算总体的进程。

基于聚集程度计算的已完成工作量计算思路为：

考虑到不同的资源在应急处置当中发挥的作用通过详细的逻辑关系进新解释比较困难。因此将当前的总体聚集程度作为工作效率看待，聚集程度越高，工作效率越高。但与实际完成作业量存在误差。

则进一步采用了修正函数，用于修正聚集度与作业量之间存在的数据上的误差与单位上的换算。并通过大量的经验获得函数的映射关系，以便获得较为精确的计算结果。

本实施例提供的以上方法可以代码化的形式存储在计算机可读取存储介质中，并以计算机程序的方式进行实现，并通过计算机硬件输入计算所需的基本参数信息，并输出计算结果。

本实施例提供的以上方法可以代码化的形式存储在计算机可读取存储介质中，并以计算机程序的方式进行实现，并通过计算机硬件输入计算所需的基本参数信息，并输出计算结果。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

本专利不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利的启示下都可以得出其它各种形式的电力灾害应急处置进程估算预测方法及装置，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利的涵盖范围。

Claims (6)

1.一种电力灾害应急处置进程估算预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：在灾害发生前，构建电力设施的损失与应急抢修资源需求之间的关联关系信息；

步骤S2：在灾害发生后，侦测受灾范围内的电力设施损失结果；

步骤S3：根据步骤S1获得的关联关系信息和步骤S2获得的电力设施损失结果估算总体抢修时间；

步骤S4：获取应急抢修资源要素的实时位置信息；所述应急抢修资源要素包括：应急队伍、应急车辆、应急物资要素中的至少一种；

步骤S5：根据所述应急抢修资源要素的实时位置信息及执行抢修时间的动态变化情况，以及步骤S3估算获得的总体抢修时间，计算灾害应急处置的剩余时间；

步骤S3具体包括以下步骤：

步骤S31：针对一个电力设施确定所需要的队伍数量、不同装备数量、工程车辆数量，以及总体的作业时间，计算该电力设施维修的总体损毁维修工作所需能效总值：

其中a、b、c分别代表某一电力设施的抢修工作当中，所需要的应急队伍种类数量、应急车辆数量、应急装备/物资数量，A、B、C分别为对应的应急资源的工作能效值，w为各应急抢修资源要素对应的工作时长；P为该电力设施遭受某种损毁所需要的总体损毁维修工作所需能效总值；

步骤S32：根据步骤S31计算每一电力设施维修所需的P值；

步骤S33：根据整体抢修所需P值总和，并结合当前资源数量，计算总体工作所需要的时间长度；

步骤S5具体包括以下步骤：

步骤51：提取步骤S4获得的应急队伍、应急车辆、应急物资要素的实时位置信息；

步骤52：根据实时位置信息的变化情况，计算获得各类型资源要素的移动方向；

步骤53：基于移动方向信息、应急队伍的上报信息、作业管理系统上报信息的数据，估算每一个相关资源要素当前移动前往的目的地，确定该资源要素正服务于哪一个电力设施的抢修工作；

步骤54：与预先制定的电力设施抢修资源需求关联对比，确定当前服务于某一受损电力设施的资源数量是否足够，是否多余；并根据资源数量不足或多余的情况进行资源调配的调整；

步骤55：计算每一个受损电力设施与当前前往该设施的资源要素之间的距离；

步骤56：根据每一个受损电力设施与当前前往该设施的资源要素之间的距离计算资源要素的当前聚集程度；

步骤57：根据资源要素的当前聚集程度计算灾害应急处置的剩余时间；

步骤56计算当前聚集程度采用以下公式：

其中r为资源要素与目标损毁设施间的直线距离，其中F(t)为资源要素的当前聚集程度，i为资源要素的计数参数；

步骤57具体包括以下步骤：

步骤S571：计算当前的维修进度G(t)：

其中，t₀为维修起始时刻，t为当前时刻；

计算进度比例：

其中的K(r)为修正系数，通过经验获得,其中

为各资源要素与目标损毁设施的平均距离；

步骤S572：根据进度比例R(t)和执行抢修时间计算获得灾害应急处置的剩余时间。

2.根据权利要求1所述的电力灾害应急处置进程估算预测方法，其特征在于：

步骤S1具体包括：在灾害发生前，制作电力设施损失与抢修所需资源之间的关系对应数据表格，所述关系对应数据表格用于在灾害发生后根据应急处置工作查找应急处置预案；所述抢修所需资源包括：应急队伍、应急车辆和应急装备。

3.根据权利要求1所述的电力灾害应急处置进程估算预测方法，其特征在于：

步骤S2具体包括：在灾害发生后，采用电力设施运行控制与监测相关系统推测相关损失结果和/或受灾电力设施和设备损失情况的信息，并基于步骤S1的结果，提取出每一个受损电力设施所需的抢修资源数量的关联要素。

4.一种电力灾害应急处置进程估算预测装置，其特征在于，包括：

构建单元，用于在灾害发生前，构建电力设施的损失与应急抢修资源需求之间的关联关系信息；

侦测单元，用于在灾害发生后，侦测受灾范围内的电力设施损失结果；

总体抢修时间估算单元，用于根据所述关联关系信息和所述电力设施损失结果估算总体抢修时间；

位置信息获取单元，用于获取应急抢修资源要素的实时位置信息；所述应急抢修资源要素包括：应急队伍、应急车辆、应急物资要素中的至少一种；

剩余时间计算单元，用于根据所述应急抢修资源要素的实时位置信息、所述总体抢修时间及执行抢修时间的动态变化情况，计算灾害应急处置的剩余时间；

总体抢修时间估算单元，具体用于：

针对一个电力设施确定所需要的队伍数量、不同装备数量、工程车辆数量，以及总体的作业时间，计算该电力设施维修的总体损毁维修工作所需能效总值：

其中a、b、c分别代表某一电力设施的抢修工作当中，所需要的应急队伍种类数量、应急车辆数量、应急装备/物资数量，A、B、C分别为对应的应急资源的工作能效值，w为各应急抢修资源要素对应的工作时长；P为该电力设施遭受某种损毁所需要的总体损毁维修工作所需能效总值；

根据上述公式计算每一电力设施维修所需的P值；

根据整体抢修所需P值总和，并结合当前资源数量，计算总体工作所需要的时间长度；

剩余时间计算单元，具体用于：

提取位置信息获取单元获得的应急队伍、应急车辆、应急物资要素的实时位置信息；

根据实时位置信息的变化情况，计算获得各类型资源要素的移动方向；

基于移动方向信息、应急队伍的上报信息、作业管理系统上报信息的数据，估算每一个相关资源要素当前移动前往的目的地，确定该资源要素正服务于哪一个电力设施的抢修工作；

与预先制定的电力设施抢修资源需求关联对比，确定当前服务于某一受损电力设施的资源数量是否足够，是否多余；并根据资源数量不足或多余的情况进行资源调配的调整；

计算每一个受损电力设施与当前前往该设施的资源要素之间的距离；

根据每一个受损电力设施与当前前往该设施的资源要素之间的距离计算资源要素的当前聚集程度；

根据资源要素的当前聚集程度计算灾害应急处置的剩余时间；

所述计算资源要素的当前聚集程度，采用以下公式：

其中r为资源要素与目标损毁设施间的直线距离，其中F(t)为资源要素的当前聚集程度，i为资源要素的计数参数；

所述根据资源要素的当前聚集程度计算灾害应急处置的剩余时间，具体包括：

计算当前的维修进度G(t)：

其中，t₀为维修起始时刻，t为当前时刻；

计算进度比例：

其中的K(r)为修正系数，通过经验获得,其中

为各资源要素与目标损毁设施的平均距离；

根据进度比例R(t)和执行抢修时间计算获得灾害应急处置的剩余时间。

5.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至3任一项所述的电力灾害应急处置进程估算预测方法的步骤。

6.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3任一项所述的电力灾害应急处置进程估算预测方法的步骤。

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