基于協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)的電力無腳本演練情景模型研究*（電力）
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基于協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)的電力無腳本演練情景模型研究*（電力）
馮 杰1，羅 迅2，張鑒燮2，于 振1，劉 超1
（1．全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院，北京102209；2．華東電網(wǎng)有限公司，上海200120）
摘要：為了實(shí)現(xiàn)無腳本演練，提高電力企業(yè)應(yīng)急演練的成效。在分析電力企業(yè)內(nèi)外部協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)關(guān)系的基礎(chǔ)上，借鑒霍爾三維結(jié)構(gòu)模型原理，提出情景模型分為三個(gè)維度，即組織邏輯維、處置知識(shí)維、事件時(shí)間維，分析了各個(gè)維度的組成內(nèi)容與邏輯關(guān)系，并根據(jù)無腳本演練的特點(diǎn)，將情景規(guī)則作為在情景模型的要素之一，進(jìn)而構(gòu)建了電力無腳本演練情景模型。將模型在實(shí)際應(yīng)急演練中進(jìn)行了應(yīng)用，為合理設(shè)計(jì)電力無腳本演練情景提供了支持。
關(guān)鍵詞：電力無腳本演練；協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)；霍爾三維結(jié)構(gòu)；情景模型
中圖分類號(hào)：X943 doi: 10. 11731/jissn．1673 -193x．2016. 05. 028
0 引 言
近年來，地震、臺(tái)風(fēng)、雨雪冰凍等自然災(zāi)害嚴(yán)重威脅著電力供應(yīng)的安全與穩(wěn)定。2014年2月4日，巴西大面積停電造成1 200萬用戶受影響；4月27日，日本大面積停電造成30萬用戶受影響，這些突發(fā)事件說明電網(wǎng)大面積停電的風(fēng)險(xiǎn)依然存在。為了保證電力系統(tǒng)的安全，提高應(yīng)對(duì)電力突發(fā)事件的應(yīng)急處置能力，各類電力企業(yè)不斷加強(qiáng)應(yīng)急管理工作，開展了的建設(shè)預(yù)案體系、組建應(yīng)急隊(duì)伍、籌備物資裝備等一系列應(yīng)急準(zhǔn)備工作，而應(yīng)急演練作為檢驗(yàn)電力企業(yè)應(yīng)急處置能力和應(yīng)急準(zhǔn)備水平的重要手段之一，受到電力企業(yè)以及政府和用戶的高度重視，在該領(lǐng)域開展了多方面的研究：美國“國土安全演練與評(píng)估計(jì)劃”按照組織方式界定了演練班、專題研討會(huì)、桌面演練等七種形式的應(yīng)急演練；侯慧等以中國與歐美等發(fā)達(dá)國家電力行業(yè)應(yīng)急體系及演練狀況為調(diào)研對(duì)象，對(duì)國內(nèi)外電力行業(yè)應(yīng)急演練現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)研綜合分析；顏曉宇等提出了一套基于情景模擬的電力應(yīng)急演練設(shè)計(jì)理念，從組織體系、硬件設(shè)施、腳本編寫和評(píng)價(jià)機(jī)制等方面分別進(jìn)行詳細(xì)闡述；吳濡生等闡述了開展應(yīng)急聯(lián)合演練所要達(dá)到的目的以及應(yīng)該遵守的一般性原則，根據(jù)應(yīng)急演練的內(nèi)容和性質(zhì)，將應(yīng)急聯(lián)合演練劃分為六個(gè)階段；解玉賓等在綜合分析研究國內(nèi)外演練設(shè)計(jì)相關(guān)成果基礎(chǔ)上，提出以突發(fā)事件情景構(gòu)建為要點(diǎn)的應(yīng)急演練準(zhǔn)備模式；劉鐵民提出適用于我國突發(fā)事件應(yīng)急演練的情景基本概念、分類矩陣、構(gòu)建程序等理論與方法；李亦綱等對(duì)應(yīng)急演練與應(yīng)急準(zhǔn)備的關(guān)系、應(yīng)急演練的規(guī)劃與準(zhǔn)備、應(yīng)急演練的類型選擇等關(guān)鍵問題進(jìn)行了研究。孫山針對(duì)我國民航在應(yīng)對(duì)突發(fā)事件及應(yīng)急管理體系存在的問題進(jìn)行分析，結(jié)合對(duì)情景構(gòu)建理論，建立了飛行事故情景的構(gòu)建方案并進(jìn)行了示范和探討。羅通元等針對(duì)我國應(yīng)急管理實(shí)際，提出了重特大生產(chǎn)安全事故情景的基本概念、構(gòu)建流程等方法。
在以腳本為主的應(yīng)急演練中，演練的開展一般是嚴(yán)格按照腳本來進(jìn)行的，由于演練腳本中對(duì)參演單位的演練行動(dòng)都做了具體的要求。因此，對(duì)于檢驗(yàn)和鍛煉參演單位的快速反應(yīng)能力和處置實(shí)戰(zhàn)能力方面存在較大局限性，在演練的過程中，參演單位主要是按照腳本進(jìn)行表“演”，沒有真正的調(diào)度參演單位的主動(dòng)性和應(yīng)變性，不能真正的達(dá)到實(shí)戰(zhàn)“練”兵的目的，無法客觀反映參演單位的應(yīng)急處置實(shí)際水平。另一方面，由于突發(fā)事件應(yīng)急處置的復(fù)雜性以及在特高壓基礎(chǔ)上大電網(wǎng)互聯(lián)的電力體系客觀情況，在電力突發(fā)事件的應(yīng)急處置中需要電力企業(yè)內(nèi)外應(yīng)急力量的協(xié)調(diào)配合，才能實(shí)現(xiàn)快速、高效的應(yīng)急處置，而各單位的協(xié)調(diào)配合同樣需要應(yīng)急演練來磨合和檢驗(yàn)。
因此，為了解決以上傳統(tǒng)應(yīng)急演練中存在的這些問題，提高各單位之間的協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)水平，一些電力企業(yè)逐步開始組織多部門參與的無腳本應(yīng)急演練，但是在該類應(yīng)急演練的開展過程中發(fā)現(xiàn)，由于缺乏科學(xué)的演練情景理論研究和技術(shù)支持，多部門協(xié)作的無腳本應(yīng)急演練不能有效的開展。因此，本文結(jié)合霍爾三維結(jié)構(gòu)模型原理，研究設(shè)計(jì)適于電力企業(yè)應(yīng)急協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)實(shí)際的無腳本演練情景模型，為電力企業(yè)無腳本演練提供支持和參考。
1 霍爾三維結(jié)構(gòu)理論
1969年，美國人霍爾(A．D．HALL)（系統(tǒng)工程專家）提出的一種系統(tǒng)工程方法論，為大型復(fù)雜的系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃、組織和管理提供了一種系統(tǒng)的思想方法�；魻柸S結(jié)構(gòu)將系統(tǒng)工程整個(gè)活動(dòng)過程分為由時(shí)間維度、邏輯維度和知識(shí)維度所組成的三維空間機(jī)構(gòu)模型，同時(shí)還考慮了為完成這些階段和步驟所需要的各種專業(yè)知識(shí)和技能，這就形成霍爾三維結(jié)構(gòu)，見圖1所示。
其中，時(shí)間維度表示按時(shí)間順序排列系統(tǒng)工程活動(dòng)從開始到結(jié)束的全過程，在霍爾三維結(jié)構(gòu)中將時(shí)間維度分為規(guī)劃、方案、研發(fā)、生產(chǎn)、組織、運(yùn)行和改進(jìn)等七個(gè)階段；邏輯維度表示時(shí)間維度的每個(gè)階段內(nèi)所要進(jìn)行的工作內(nèi)容及其內(nèi)在邏輯，包括確定問題、明確目標(biāo)、系統(tǒng)融合、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)優(yōu)化、決策和實(shí)施等七個(gè)步驟；知識(shí)維度是指解決系統(tǒng)問題所需知識(shí)的綜合體，主要包括工程、建筑、法律、商業(yè)、管理、醫(yī)學(xué)、藝術(shù)及社會(huì)科學(xué)等各種知識(shí)和方法。
2 電力企業(yè)內(nèi)外部協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)分析
在突發(fā)事件應(yīng)急管理中，需要電力企業(yè)內(nèi)外部應(yīng)急相關(guān)部門協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)。在分析研究電力企業(yè)應(yīng)急管理管理與技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合企業(yè)實(shí)際研究構(gòu)建了電力企業(yè)綜合應(yīng)急聯(lián)動(dòng)模式。
在電力企業(yè)內(nèi)部，分為三個(gè)層面，包括企業(yè)總部層面、省公司層面和事發(fā)單位層面，對(duì)應(yīng)處置相應(yīng)程度的突發(fā)事件，在每個(gè)層面內(nèi)各職能部門進(jìn)行內(nèi)部聯(lián)動(dòng)。層面之間可以通過應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小組進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，也可以通過上下級(jí)職能部門之間聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)靈活多樣的應(yīng)急協(xié)調(diào)。
對(duì)電力企業(yè)外部，應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)與管理部門進(jìn)行協(xié)調(diào)，其他外部單位由各層級(jí)的職能部門按照分工性質(zhì)進(jìn)行協(xié)調(diào)，外部單位可以按性質(zhì)劃分為管理部門、監(jiān)測部門、救援部門、新聞媒體、電力用戶等五個(gè)方面，具體協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)關(guān)系如圖2所示。
3 電力無腳本演練情景模型設(shè)計(jì)
在無腳本演練組織與管理模式研究以及相關(guān)電力企業(yè)無腳本演練實(shí)踐的基礎(chǔ)上，結(jié)合霍爾三維結(jié)構(gòu)模型的原理，將電力無腳本演練情景模型分為三個(gè)維度，將應(yīng)急協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)中的組織系統(tǒng)關(guān)系設(shè)置定為邏輯維，即組織邏輯維；將應(yīng)急處置中所需要和設(shè)計(jì)的知識(shí)體系定為知識(shí)維，即處置知識(shí)維；將突發(fā)事件的產(chǎn)生發(fā)展規(guī)律定為時(shí)間維，即事件時(shí)間維。下面對(duì)這三個(gè)維度進(jìn)行具體分析。
3.1 組織邏輯維
根據(jù)電力企業(yè)內(nèi)外部協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)的分析，電力突發(fā)事件的應(yīng)急處置需要內(nèi)部和外部兩方面的應(yīng)急處置力量。在無腳本演練的情景構(gòu)建中，既要考慮電力企業(yè)內(nèi)部組織層級(jí)和專業(yè)分工，理清上下級(jí)單位之間、各專業(yè)部門之間的配合邏輯。同是也要將外部相關(guān)單位的功能和影響納入到演練情景中，梳理企業(yè)內(nèi)部和外部單位之間信息流、物資流、資金流的交互關(guān)系。具體關(guān)系如圖3所示。
3.2處置知識(shí)維
在電力無腳本演練的情景構(gòu)建中，需要有多方面的知識(shí)信息進(jìn)行支撐。①應(yīng)急演練是指各級(jí)人民政府及其部門、企事業(yè)單位、社會(huì)團(tuán)體等（以下統(tǒng)稱演練組織單位）組織相關(guān)單位及人員，依據(jù)有關(guān)應(yīng)急預(yù)案，模擬應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的活動(dòng)。在情景構(gòu)建中要充分與電力企業(yè)的應(yīng)急預(yù)案體系相結(jié)合。②電力企業(yè)應(yīng)急演練的根本目的是保障電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定，演練情景的構(gòu)建必須充分、客觀的體現(xiàn)出電力體系的實(shí)際情況，包括線路關(guān)系、廠站位置、運(yùn)行狀態(tài)等信息。③應(yīng)急演練情景的構(gòu)建還應(yīng)將客觀因素考慮在內(nèi)，客觀環(huán)境不僅包括氣象、地理等自然環(huán)境，還包括交通、通信等社會(huì)條件。綜上，處置知識(shí)維中所涉及到的知識(shí)如表1所示。
3.3事件時(shí)間維
應(yīng)急演練發(fā)展過程是圍繞突發(fā)事件的產(chǎn)生、演化、控制、結(jié)束這一時(shí)間軸而進(jìn)行，如圖4所示，因此，在演練情景的構(gòu)建中應(yīng)通過風(fēng)險(xiǎn)分析、案例研究等方法，設(shè)計(jì)出合理的突發(fā)事件演化情景，使整個(gè)演練過程貼合實(shí)際，同時(shí)也反映出突發(fā)事件的多變性和復(fù)雜性。
3.4情景規(guī)則
由于是無腳本演練，參加單位無法預(yù)知對(duì)將要面對(duì)的情景，因此，其可能采取的應(yīng)急處置措施對(duì)于應(yīng)急演練的組織者和評(píng)估者而言也是不可預(yù)知的。所以，需要結(jié)合應(yīng)急處置的經(jīng)驗(yàn)、應(yīng)急管理的實(shí)際以及分析研究的成果等知識(shí)和方法，設(shè)計(jì)演練情景內(nèi)在的邏輯規(guī)則，以控制無腳本演練的過程，同時(shí)也可以作為評(píng)價(jià)參演單位應(yīng)急處置成效的依據(jù)。
3.5情景模型構(gòu)建
通過研究得到，電力無腳本演練情景構(gòu)建模型包括組織邏輯維、處置知識(shí)維、事件時(shí)間維以及內(nèi)在的情景規(guī)矩，共同構(gòu)成了情景結(jié)構(gòu)模型，如圖5所示。該模型在電力無腳本演練中的運(yùn)用方法如下：
1)電力企業(yè)在準(zhǔn)備無腳本演練時(shí)應(yīng)成立演練領(lǐng)導(dǎo)組、演練策劃組、演練導(dǎo)調(diào)組、現(xiàn)場演練組、演練評(píng)估組等工作組，以實(shí)現(xiàn)無腳本演練情景的構(gòu)建和實(shí)施。
2)演練策劃組根據(jù)演練領(lǐng)導(dǎo)組提出應(yīng)急演練的需求和現(xiàn)場演練組的客觀情況構(gòu)建相應(yīng)的演練情景。
3)演練導(dǎo)調(diào)組將處置知識(shí)維中的信息按照事件時(shí)間維的先后順序推送到組織邏輯維中的現(xiàn)場演練組相關(guān)單位，各單位根據(jù)情景自主的采取應(yīng)急處置任務(wù)，演練導(dǎo)調(diào)組按照情景規(guī)則推進(jìn)和控制演練的進(jìn)程。
4)演練評(píng)估組對(duì)現(xiàn)場演練組各單位的應(yīng)急處置任務(wù)的執(zhí)行情況進(jìn)行評(píng)估，并提供改進(jìn)意見。
4 模型應(yīng)用實(shí)例
以某市處置由于暴雨造成的電網(wǎng)大面積停電事件“無腳本”演練為例。通過上述模型設(shè)計(jì)具體的演練情景。
4.1 事件時(shí)間維設(shè)計(jì)
1)事件產(chǎn)生：某月某日夜晚，某市東南部開始出現(xiàn)大暴雨，短時(shí)降雨量達(dá)到180 mm。風(fēng)力10~11級(jí)，陣風(fēng)12級(jí)。暴雨造成東南部區(qū)域5回220 kV線路相繼跳閘，引發(fā)4座220 kV變電站全停，損失負(fù)荷105萬kW，占到該市事故前總負(fù)荷的21. 8%。
2)事件演化：由于供電負(fù)荷損失，造成市南區(qū)全部停電。事故共造成包括人民政府、火車站、移動(dòng)公司、市立醫(yī)院、石油化工廠在內(nèi)的5個(gè)一級(jí)重要用戶，以及其他18個(gè)二級(jí)重要用戶全部停電。
停電造成了交通擁堵、通訊中斷、電梯困人、搶修人員受傷、手術(shù)中斷等衍生事件，同時(shí)造成引發(fā)社會(huì)上一些負(fù)面的傳言消息。
3)事件控制：市處置電網(wǎng)大面積停電事件應(yīng)急指揮部，啟動(dòng)應(yīng)急響應(yīng)，組織供電公司全力搶修，安排公安、交通、消防、氣象、醫(yī)療等部門做好相應(yīng)的應(yīng)急處置工作。
供電公司首先向5個(gè)一級(jí)重要用戶提供應(yīng)急發(fā)電車支持，同時(shí)派出運(yùn)檢人員對(duì)跳閘線路進(jìn)行巡視。巡視發(fā)現(xiàn)5回220 kV線路相繼跳閘的原因是由于強(qiáng)降雨導(dǎo)致山體泥石流滑坡，造成最靠近山體的三基220 kV線路桿塔傾倒。供電公司迅速調(diào)集搶修人員和設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場處置。
4)事件結(jié)束：通過供電公司員工緊急搶修，市南區(qū)電力用戶相繼恢復(fù)供電，恢復(fù)送電負(fù)荷已累計(jì)達(dá)到全部停電負(fù)荷的98%，市處置電網(wǎng)大面積停電事件應(yīng)急指揮部宣布停止應(yīng)急響應(yīng)。
4.2組織邏輯維設(shè)計(jì)
演練情景中涉及到的外部單位包括：市處置電網(wǎng)大面積停電事件應(yīng)急指揮部、市發(fā)改委等管理部門；公安局、交管局、消防隊(duì)、氣象局、通訊公司、醫(yī)院等救援部門；宣傳部、電視臺(tái)、廣播臺(tái)等宣傳部門；人民政府、火車站、移動(dòng)公司、市立醫(yī)院、石油化工廠等停電用戶。
4.3處置知識(shí)維設(shè)計(jì)
1)應(yīng)急預(yù)案方面：停電搶修預(yù)案、應(yīng)急保電預(yù)案、交通疏導(dǎo)預(yù)案、人員救護(hù)預(yù)案、輿情應(yīng)對(duì)預(yù)案等。
2)電力系統(tǒng)方面：停電范圍資料、線路接線資料、變電站運(yùn)行資料、桿塔類型資料等。
3)自然環(huán)境方面：雨量變化、風(fēng)力大小、地理位置、地質(zhì)條件等。
4)社會(huì)條件方面：電力用戶信息，公安局、交管局、消防隊(duì)、氣象局、通訊公司、醫(yī)院等救援部門的信息等。
4.4情景規(guī)則設(shè)計(jì)
情景規(guī)則設(shè)計(jì)包括的內(nèi)容有：協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)規(guī)則、衍生事件與搶修進(jìn)程關(guān)系規(guī)則、有序復(fù)電規(guī)則、搶修資源調(diào)配規(guī)則等。
4.5模型作用與相互關(guān)系分析
通過對(duì)事件時(shí)間維的設(shè)計(jì)，對(duì)無腳本演練的進(jìn)度和難度進(jìn)行控制，確定事件的進(jìn)展時(shí)間，將演練進(jìn)度控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，調(diào)整事件的復(fù)雜程度，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)演練難易程度的控制；事件時(shí)間維確定了演練情景的主線，是其他兩個(gè)維度設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。
通過對(duì)組織邏輯維的設(shè)計(jì)，明確無腳本演練的主體布局，按照演練的目的和需要，確定參演的單位和部門，理清相關(guān)主體之間的聯(lián)動(dòng)關(guān)系；組織邏輯維是處置知識(shí)維設(shè)計(jì)的前提，在參演主體確定的基礎(chǔ)上，才能確定具體的知識(shí)支持材料。
通過對(duì)處置知識(shí)維的設(shè)計(jì)，可以為無腳本演練的評(píng)估提供支持和依據(jù)，檢驗(yàn)各參演單位在無腳本演練中對(duì)應(yīng)急預(yù)案熟悉程度，及其處置實(shí)際問題、應(yīng)對(duì)災(zāi)害環(huán)境、協(xié)調(diào)社會(huì)資源的能力；處置知識(shí)維是對(duì)組織邏輯維中參演主體在無腳本演練中應(yīng)急處置措施的評(píng)判依據(jù)，是演練情景中確定預(yù)期行動(dòng)的基礎(chǔ)。
5 結(jié) 論
本文分析的電力應(yīng)急管理中的協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)關(guān)系，在此基礎(chǔ)上，借鑒霍爾三維結(jié)構(gòu)模型的原理，構(gòu)建了基于協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)的電力無腳本演練情景模型，包括組織邏輯維、處置知識(shí)維、事件時(shí)間維和情景規(guī)則四個(gè)部分，提出了各維度中包含的內(nèi)容以及情景規(guī)則的作用，進(jìn)而對(duì)情景構(gòu)建模型的運(yùn)用流程進(jìn)行了設(shè)計(jì)，確定了演練情景在電力無腳本演練中的關(guān)系機(jī)理。電力無腳本情景模型在某市的應(yīng)急演練情景設(shè)計(jì)中進(jìn)行了應(yīng)用，使情景任務(wù)相關(guān)內(nèi)容的設(shè)計(jì)更加明確，理清了各情景要素的邏輯關(guān)系，為無腳本演練在電力企業(yè)內(nèi)的開展提供了技術(shù)支持。
