李正志,韓彤,楊瑞波,孟楊超

(云南電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院,昆明 650217)

云南電網(wǎng)自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)研究

李正志,韓彤,楊瑞波,孟楊超

(云南電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院,昆明 650217)

隨著電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展、與輸電線路運(yùn)行有關(guān)的信息越來(lái)越多,以自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)為基礎(chǔ),從應(yīng)用角度論述了輸電線路針對(duì)自然災(zāi)害所采取監(jiān)測(cè),預(yù)警以及風(fēng)險(xiǎn)控制的方法。

輸電線路；評(píng)估模型；地質(zhì)災(zāi)害；地震災(zāi)害；山火災(zāi)害；在線監(jiān)測(cè)預(yù)警

0 前言

以云南電網(wǎng)為區(qū)域,研究該區(qū)域自然災(zāi)害的時(shí)空分布特征、電網(wǎng)系統(tǒng)承災(zāi)體的脆弱性、災(zāi)變耦合破壞規(guī)律、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型及風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃、預(yù)警模型等,為云南電網(wǎng)建立完善的監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)和風(fēng)險(xiǎn)管理控制提供技術(shù),提高電網(wǎng)系統(tǒng)抵御自然災(zāi)害能力。

1 地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型

由于自然災(zāi)害涉及到的數(shù)據(jù)來(lái)源主要分為兩類,一類是電網(wǎng)內(nèi)部系統(tǒng)的數(shù)據(jù),另一類是來(lái)自有關(guān)部門的環(huán)境信息。

滑坡泥石流監(jiān)測(cè)與預(yù)警應(yīng)用是建立在整合數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的,以怒江州為區(qū)域,研究該區(qū)域滑坡泥石流的空間分布特征、電網(wǎng)系統(tǒng)承災(zāi)體的脆弱性、災(zāi)變耦合破壞規(guī)律、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型及風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃、預(yù)警模型,并根據(jù)以上研究成果建立的監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。

泥石流發(fā)育環(huán)境背景因子包括地形坡度、先對(duì)臨界高差和地震烈度,泥石流發(fā)生氣象條件因子包括臨界雨量和臨界雨強(qiáng)。泥石流發(fā)育環(huán)境背景因子和氣象條件因子通過(guò)劃分各因子屬性類型和建立因子敏感性計(jì)算模型計(jì)算各因子屬性敏感性。再建立綜合指數(shù)計(jì)算模型得出泥石流危險(xiǎn)度指數(shù),對(duì)危險(xiǎn)度指數(shù)進(jìn)行等級(jí)劃分得出泥石流衛(wèi)星等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn),再結(jié)合前期雨量屬性類型敏感性和預(yù)報(bào)雨量屬性類型敏感性的預(yù)報(bào)危險(xiǎn)度指數(shù)得出最后的預(yù)報(bào)泥石流危險(xiǎn)等級(jí)。如圖1所示：

圖1 地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型

由于通過(guò)上述評(píng)估模型得到的地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性指數(shù)的變化級(jí)差較小,不利于對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的空間分級(jí)區(qū)劃進(jìn)行深入分析,因此還需對(duì)綜合危險(xiǎn)性指數(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。如式 (1)：

式 (1)中：

U′為地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)度綜合評(píng)價(jià)指數(shù)的歸一化值；

U為地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)度綜合評(píng)價(jià)指數(shù)；

Umin為地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)度綜合評(píng)價(jià)指數(shù)的最小值；

Umax為地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)度綜合評(píng)價(jià)指數(shù)的最大值。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)度綜合評(píng)價(jià)指數(shù),將云南省地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)度分為三級(jí),即高易發(fā)區(qū) (Ⅰ級(jí))、中易發(fā)區(qū) (Ⅱ級(jí))、低易發(fā)區(qū) (Ⅲ級(jí)),見(jiàn)表1。

表1 滑坡泥石流易發(fā)程度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

Ⅰ級(jí)：對(duì)水電工程可能有直接危險(xiǎn),間接影響明顯；對(duì)城鎮(zhèn)建設(shè)有嚴(yán)重危害。影響水庫(kù)的長(zhǎng)期效益,公路交通破壞嚴(yán)重,易造成人員傷亡。

Ⅱ級(jí)：對(duì)水電工程有一定直接威脅,間接影響較?。粚?duì)城鎮(zhèn)建設(shè)存在明顯危害；影響水庫(kù)的長(zhǎng)期效益；公路交通破壞較大,居民存在生命安全的威脅。

Ⅲ級(jí)：對(duì)水電工程無(wú)直接威脅危害,對(duì)城鎮(zhèn)局部形成威脅；對(duì)水庫(kù)效益影響較??；公路交通在雨季部分毀壞,對(duì)居民點(diǎn)基本無(wú)威脅。

利用GIS軟件,繪制怒江州地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)圖,如圖2所示：

圖2 地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃

2 自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)

自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)是建立在整合數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的,以云南電網(wǎng)為區(qū)域,研究該區(qū)域自然災(zāi)害的時(shí)空分布特征、電網(wǎng)系統(tǒng)承災(zāi)體的脆弱性、災(zāi)變耦合破壞規(guī)律、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型及風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃、預(yù)警模型,并根據(jù)以上研究成果建立的監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。該平臺(tái)主要功能模塊如下。

2.1 地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析與評(píng)估模塊

地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析與評(píng)估模塊分析云南地質(zhì)災(zāi)害時(shí)空分布特征及成因,并在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)指標(biāo),對(duì)云南區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)價(jià),并根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行了云南地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性的區(qū)劃,形成區(qū)劃圖。

根據(jù)區(qū)劃圖疊加云南電網(wǎng)重點(diǎn)管控線路和設(shè)備信息,并根據(jù)分析評(píng)估模型,分析得出重點(diǎn)管控設(shè)備附近區(qū)域的管控等級(jí),管控建議等信息。

最后利用GIS軟件,繪制怒江州地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)圖,并把自然災(zāi)害等級(jí)和重點(diǎn)管控等級(jí)結(jié)合后的承災(zāi)等級(jí)羅列出來(lái)。

2.2 地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析與評(píng)估模塊

地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析與評(píng)估模塊獲取地震的三要素?cái)?shù)據(jù),通過(guò)獲取的位置信息確定震源的位置,通過(guò)震級(jí)和強(qiáng)度確定地震影響范圍,形成地震災(zāi)害危險(xiǎn)區(qū)域圖。

根據(jù)區(qū)域圖疊加云南電網(wǎng)重點(diǎn)管控線路和設(shè)備信息,并根據(jù)地震災(zāi)害分析評(píng)估模型,分析得出該區(qū)域可能影響到那些輸電設(shè)備,以及對(duì)應(yīng)的管控等級(jí)等信息。

2.3 氣象災(zāi)害分析與評(píng)估模塊

根據(jù)所建立的電網(wǎng)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估理論模型,對(duì)云南電網(wǎng)山火,覆冰,雷擊等氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估,根據(jù)各區(qū)域森林覆蓋率、人口密度、森林火險(xiǎn),植被生長(zhǎng)情況等級(jí)指數(shù)確定出氣象災(zāi)害危險(xiǎn)系數(shù),開(kāi)展氣象風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃研究,形成區(qū)劃圖。

根據(jù)區(qū)劃圖疊加云南電網(wǎng)重點(diǎn)管控線路和設(shè)備信息,并根據(jù)分析評(píng)估模型,分析得出重點(diǎn)管控設(shè)備附近區(qū)域的管控等級(jí),管控建議等信息。

2.4 信息預(yù)報(bào)預(yù)警模塊

該模塊主要用于進(jìn)行預(yù)警信息的預(yù)報(bào)和預(yù)警。報(bào)警信息主要由兩部分組成,一部分由自然災(zāi)害相關(guān)部門提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合,一部分由自然災(zāi)害相關(guān)部分提供的自然災(zāi)害區(qū)域信息對(duì)當(dāng)前重點(diǎn)管控線路和變電站通過(guò)GIS疊加分析技術(shù)得出。該功能當(dāng)前以列表形式集成在GIS可視區(qū)域中,用戶在查看預(yù)警詳細(xì)信息時(shí),GIS中的相應(yīng)區(qū)域?qū)⒈煌怀鲲@示,如果該預(yù)警信息有區(qū)域疊加分析得出,則會(huì)突出影響設(shè)備的自然災(zāi)害區(qū)域。

2.5 綜合統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表模塊

綜合報(bào)表分析模塊綜合各種評(píng)估模型分析評(píng)估結(jié)果,并根據(jù)報(bào)表模板生成與之對(duì)應(yīng)的報(bào)表,提供給相關(guān)人員作為決策支持。該模塊包括各種災(zāi)害的評(píng)估報(bào)表,災(zāi)害點(diǎn)總體報(bào)表,年度分布報(bào)表,綜合分析報(bào)表等。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文介紹了云南電網(wǎng)自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)研究與應(yīng)用的成果。并且只針對(duì)于其中的重點(diǎn)功能進(jìn)行介紹。

[1] 韓崇昭,朱洪艷,段戰(zhàn)勝.多源信息融合 [M].北京：清華大學(xué)出版社,2006.

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楊瑞波,男,碩士,工程師,云南電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院,電力安全管理。

Research and Application of Yunnan Power Grid Natural Disaster Monitoring and Warning System

LI Zhengzhi,HAN Tong,YANG Ruibo,MENG Yangchao
(Yunnan Electric Power Research Institute,Kunming 650217,China)

With the continuous development of monitoring technology for transmission lines in power grid,more and more information about transmission lines are keeping appearing.This article is based on the Yunnan Power Grid natural disaster monitoring and warning system,and discusses the transmission line monitoring,warning and risk control methods for natural disasters by the application point of instantiation.

transmission line；assessment model；geological disaster；earthquake disaster；hillfires disaster；online monitoring and warning

TM76

B

1006-7345(2015)01-0135-03

2014-05-15

李正志 (1974),男,高級(jí)工程師,云南電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院,長(zhǎng)期從事電力安全管理研究的工作 (e-mail) 1578382636＠qq.com。

韓彤 (1974),男,高級(jí)工程師,云南電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院,長(zhǎng)期從事電力安全技術(shù)研究的工作 (e-mail)66097023＠qq.com。