基于动态权重德尔菲法的电力生产事故根本原因重要度分析

黄晓晴 黄 勇 刘 辉 褚 健 邓高峰

（1. 广西电网有限责任公司，南宁 530001；2. 广西电网有限责任公司南宁供电局，南宁 530001）

基于动态权重德尔菲法的电力生产事故根本原因重要度分析

黄晓晴1黄 勇2刘 辉2褚 健2邓高峰2

（1. 广西电网有限责任公司，南宁 530001；2. 广西电网有限责任公司南宁供电局，南宁 530001）

为实现电力企业的安全生产目标，本文基于动态权重德尔菲法，提出了一种电力生产事故根本原因重要度的分析方法。该方法首先采用统计分析和德尔菲法，分别获得事故原因发生概率，通过动态权重综合两者，得到最终的事故原因发生概率，结合专家重要度可对根本原因重要度进行分析。基于研究结果，可以对事故成因进行分析，并提出事故预防的解决措施，提高企业安全生产管理水平。

电力生产事故；重要度；动态权重；德尔菲法

电力工业是国民经济的基础产业，关系到国民经济的发展和社会进步。电力生产过程中存在着许多影响安全生产的因素，使得当前电力生产事故时有发生，影响供电可靠性。因此，针对电力生产的特点和电力企业的具体情况，对电力企业的生产事故进行事故树分析、研究，以促进电力企业安全管理水平的提高，保障安全生产，预防和控制事故，具有十分重要的现实意义[1-2]。

传统的电力生产事故分析方法一般为事故树分析方法。事故树是一种描述事故因果关系的树状图，它用图形的方法有层次地描述系统在失效的过程中各种事故原因的相互关系。事故树分析方法是国内外公认的对复杂系统进行故障分析和安全评价的一种重要的方法，目前应用广泛[3-6]。

本文提出了一种电力生产事故根本原因重要度的分析方法。该方法基于德尔菲法和统计法，围绕南方电网公司发布的电力生产安全事故原因的分类和形式（以下简称事故事件原因库），结合动态权重计算事故原因发生概率，综合专家重要度获得事故原因重要度，并进行根本原因重要度分析，了解其对电力生产事故发生的影响程度，找出系统的薄弱环节，提出防止同类事故事件发生的管理措施和技术防范措施。

1 事故原因发生概率的分析方法

本文所提出的重要度分析需要先计算出事故原因发生概率。基于事故事件原因库，对2003—2015年南方电网电力生产事故中出现过的事故原因，采用统计法计算其发生概率；对于2003—2015年南方电网电力生产事故中没有涉及到的事故原因，采用Delphi方法计算其发生概率；采用动态权重综合两种方法的分析结果，获得最终的事故原因发生概率。

1.1 采用统计法分析

对电力生产事故进行统计时，各个事件是相对独立的，且各自出现的次数各不一样，通过统计所有事件当中随机事件A的发生次数，便可得到随机事件A的发生概率。当数据量足够大时，事件A的发生频率则会趋向一个稳定值，即所求得的概率也就越接近真实，利用概率计算事故原因重要度时，得到的结果便越准确。可以认为，出现概率更高的事故原因对故障发生产生的影响更大。

假设在统计的所有事件当中，随机事件A为基本事件，总计事件发生次数为N，其中事件A发生了NA次，则随机事件A即某项事故原因的发生概率的计算式如下：

然而，必须考虑到一些特殊情况，对于在历史事故中没有出现的事故原因，我们不能否定它们会在实际中发生的客观可能性。且对于小概率事件，可能因为统计的数据量不够大，使统计结果与实际值存在一定的偏差。因此，为解决上述问题，需要把Delphi方法作为事故原因发生概率分析的辅助手段。

1.2 采用Delphi方法分析

Delphi方法即德尔菲法，一般通过专家背对背的方式征求意见，专家之间只能与调查人员进行联系。由调查人员对每一轮的意见进行汇总整理再寄发给每位专家，供专家分析判断，如此反复进行多轮，得到一个较一致且可靠性较大的结论。

在众多的专家评估方法中，Delphi方法使用最广泛，最具有权威性。目前，它在配电网综合评价体系、电网规划、电网网架综合评价以及电网现状无功评价等方面已得到广泛应用[7-10]。

应用Delphi方法计算概率的具体研究步骤如下。

步骤1：成立课题小组，确定咨询问题。

步骤2：根据问题制定Delphi问卷。

步骤3：遴选Delphi工作专家小组。

步骤4：发放调查问卷。

步骤5：对问卷进行统计分析。

专家根据自己的认识对问卷中的事故原因发生概率给予评价。根据李克特量表法（Likert scale），将概率的评分分为5个等级，分别赋予不同的量化值，由专家选择认为合适的分值。

对Delphi方法得出的数据采用平均值—方差法进行分析，可直接用评分值计算各事故原因发生概率的得分平均值E和方差2σ。专家们可以根据前一轮得分的平均值和方差来修正自己的意见，从而使各事故原因发生概率的得分平均值逐渐接近最后的评估结果。

步骤6：计算事故原因发生概率。

根据专家的评分和相关公式，可求取概率。第j项事故原因发生概率的计算方法如下：

式中，m表示参加j项事故原因发生概率评价的专家总数，Cij表示第i个专家对j项事故原因发生概率的评分值，Cr表示第i个专家的权威系数。

其中，权威系数由专家对评估内容的熟悉程度、判断依据及其从事的工作领域、年限、职称等因素综合得到。

1.3 采用动态权重综合统计法和Delphi方法分析

动态权重指的是在评价同一对象时，各项指标在评价过程中所表现出来的相互支持度，它体现了指标的可靠性，当某一指标的支持程度越高时，其所占的权重越大，其指标的可靠性越高。

在进行事故原因重要度分析时，为提高分析的准确性，需要综合考虑统计法求得的概率PA和Delphi方法求得的概率PB。因此，需要考虑权重分配，以表现出相应的指标在分析过程中的可靠性和支持程度。

采用Delphi方法对事件未涉及到的原因的发生概率进行确定，是因为该部分原因的出现为小概率事件，出现概率低。可认为当该类原因的出现次数达到10次及以上时，根据统计方法得到的概率已经符合客观实际，此时若沿用动态权重方法求得的概率，会因为专家们的主观思想造成正确性降低，因而在此情况下，统计概率的权重w=1。使用Matlab的Curve Fitting对数据进行拟合，拟合函数为指数函数，得到如下式：

式中，w为统计概率的权重，t为事件出现次数。拟合曲线如图1所示。

图1 拟合曲线图

其中，拟合优越性的相关指标如下：

Adjusted R-square可以反映拟合结果的好坏，越接近于1，说明拟合结果越好，数据预测也越成功。根据拟合计算出动态权重见表1。

表1 动态权重分配

当某项原因在事故事件中出现后，采用统计分析方法计算得到概率PA，结合采用Delphi方法获得概率PB，则其最终概率求解式如下：

式中，w1为概率PA的所占权重；w2为概率PB的所占权重。

2 根本原因重要度的分析方法

为了解生产事故中各事故成因导致故障发生的影响程度，可根据历史事故，通过重要度来表示。在构建事故树的基础上，首先对事故进行定性分析，梳理各级原因的关系，并按照从属关系将其逐一罗列展示，计算事故原因发生概率，进而获得事故原因重要度，分析根本原因发生导致故障发生的影响程度。

结合事故原因发生概率和专家重要度，计算最终的事故原因重要度，从而找到事故发生的根本原因。根本原因重要度的求解式如下：

式中，λ表示该项根本原因的专家重要度；P为该项根本原因发生概率。

其中，专家重要度分析是从事故树来分析各基本事件的重要程度。即在不考虑各基本事件的发生概率，或者说假定各基本事件的发生概率都相同的情况下，专家通过分析排列出各基本事件的专家重要度顺序，从而了解各基本事件对故障发生的影响程度，以便采取防范措施。

3 算例分析

3.1 统计法分析结果

对2003—2015年南方电网电力生产事故进行统计，得到事故原因发生概率。受篇幅限制，本文选取部分采用统计法分析得到的事故原因发生概率，见表2。

表2 统计法计算结果

3.2 Delphi方法分析结果

依据本文提出的方法，请20位专家对事故原因的发生概率进行评分。若专家的权威系数低于0.6，则将该专家的评分结果剔除。受篇幅限制，本文选取部分应用Delphi方法得到的事故原因发生概率，见表3。

表3 Delphi方法计算结果

依据专家意见的协调程度，可以判断专家对每个事故原因发生概率的评价是否存在较大的差异，也是咨询结果可信度的指标，通常用变异系数来表示。变异系数说明咨询专家对事故原因发生概率评分的波动程度，变异系数越小，专家们的意见协调程度就越高，一般要求各项变异系数小于0.25。变异系数最小为0.12，最大为0.23，说明专家意见协调性较好，咨询结果可取，见表3。

3.3 算例分析

本文以某35kV线路N10-N11号杆线段导线C相被卡车挂碰造成短路，过流Ⅰ段保护动作跳闸，线路停运为案例，研究动态权重德尔菲法在电力事故根本原因重要度分析的应用。

运用事故树分析方法，对事故原因进行分析，直接原因为开关A相CT爆炸，间接原因为导线被卡车挂碰后造成系统电压升高。绘制出事故树，并采用动态权重方法，综合考虑统计结果和Delphi方法计算结果确定事故原因发生概率，结合专家重要度计算出事故原因重要度，如图2所示。

图2 本案例事故树

根据统计法分析结果，未按要求巡视、异物挂碰和教育培训不足出现次数均超过10次，其发生概率分别为0.59%、3.62%、2.01%，统计权重均为1；事故原因CT爆炸为第一次出现，因此，其统计权重为0.2895，专家权重为0.7105。根据式（4），未按要求巡视、CT爆炸、异物挂碰和教育培训不足的发生概率分别为0.59%、0.65%、3.62%、2.01%；其专家重要度分别为0.1、0.5、0.3、0.1；从而，根本原因重要度的计算结果分别为0.059%、0.325%、 1.086%、0.201%。将重要度在事故树模型的基础上表示出来，可以直观地看到各根本原因对该事故的影响程度。

从图2可以清楚地看到，造成该电力生产事故的主要原因有4个方面，分别是人的因素、物的因素、环境因素、管理因素。从物的因素方面看，该事故的直接原因是CT爆炸，其专家重要度最高，对故障发生的影响程度较大。从环境因素方面看，异物挂碰对事故发生的影响程度最大。虽然未按要求巡视和教育培训不足的重要度较低，但其在电力系统运行中对事故的影响也是不可忽视的。

根据上述分析，可知设备存在缺陷；管辖线路的巡视检查力度不够，对移动的施工的危险源控制不到位；向沿线群众宣传《电力法》及《电力设施保护条例》的有关条例不力，施工单位安全施工意识淡薄。因此，造成了异物挂碰等外力破坏后，发生保护跳闸、线路停运的现象。

为确保电力系统的可靠运行，应加大力度加强线路巡视，及时发现并消除隐患，降低外力破坏的出现概率。鉴于电力设备长期运行，可能会产生绝缘不良、磨损严重等问题，应加强检修维护管理人员的定期跟踪管理与维护监测，及时更换存在缺陷的设备，消除设备隐患。同时，加强对《电力法》及《电力设施保护条例》的宣传，广泛讲解电力设施保护法律法规和破坏电力设施的严重危害；进一步优化安全管理水平需要，加强人员、现场、工程等各方面的管理。

4 结论

本文从供电企业的安全生产出发，将动态权重德尔菲法应用于电力生产事故根本原因重要度的分析中。通过分析事故原因重要度，可以直观地看到根本原因对故障发生的影响程度，为供电企业提出事故预防措施和提高安全生产管理水平提供了有力的依据。

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Root Cause Importance Degree Analysis of Power Production Accident based on Dynamic Weight and Delphi Method

Huang Xiaoqing1Huang Yong2Liu Hui2Chu Jian2Deng Gaofeng2
(1. Guangxi Power Grid Co., Ltd, Nanning 530001；2.Nanning Power Supply Bureau, Guangxi Power Grid Co., Ltd, Nanning 530001)

To realize the goal of safety production of electric power enterprises, an analysis method of root cause importance degree of power production accident based on dynamic weight and Delphi method, is proposed in this paper. In this method, the statistical analysis and the Delphi method are used to obtain the probability of occurrence of the accident. The final probability of cause of the accident is obtained by combining the two results through dynamic weight. Finally, we can analyze the importance degree of root cause by integrating the importance degree of experts. Based on the research results, we can analyze the causes of accident, put forward the solution of accident prevention and improve enterprise safety management level.

power production accident; importance degree; dynamic weight; Delphi method

黄晓晴（1970-），女，高级工程师，主要从事安全管理和事故事件管理工作。