基于多维度数据的决策支持系统在500 kV海底电缆风险识别和管控中的应用

高东明

(中国南方电网超高压输电公司广州局海口分局，海南 海口 570105)

基于多维度数据的决策支持系统在500 kV海底电缆风险识别和管控中的应用

高东明

(中国南方电网超高压输电公司广州局海口分局，海南 海口 570105)

介绍了基于多维度数据的决策支持系统在500 kV海底电缆风险识别和管控中的应用情况，该系统引入500 kV海底电缆本体和外部环境多维度数据，能有效增强不同维度数据的互补性，大幅提高运维人员对海底电缆风险的识别和管控能力。

多维度数据；决策支持系统；海底电缆；风险；识别；管控

0 引言

随着我国海缆输电的迅猛发展，海底电缆运维水平也在不断提升。目前，船舶自动识别系统、雷达系统、近岸视频监视系统等监视手段已经在海缆运维中得到广泛应用。本文以国内首条500 kV海底电缆——海南联网输电系统500 kV福港线海底电缆的运维为背景，说明基于多维度数据的决策支持系统在海底电缆风险识别和管控中的应用情况。

1 系统组成

基于多维度数据的决策支持系统主要包含数据接入模块、风险评估模块、辅助决策模块。

(1) 数据接入模块。引入船舶自动识别系统(AIS)、雷达监视系统、船舶交通管理系统(海事VTS监视系统)、近岸视频监视系统(CCTV)、红外夜视系统、变电站自动化数据、泵站自动化数据、DTS在线监视系统、气象水文数据、海缆检测数据、船舶数据库系统等各子系统数据，以子系统数据为基础进行综合分析评估，辅助监视值班人员进行海缆险情的评估预判、干预控制和联动处置。

(2) 风险评估模块。需综合所有引入数据，并根据风险评估算法，对海缆保护区及监视警戒区内出现的所有船舶及识别信号进行风险评估，并根据综合风险评估结果对监视警戒区内船舶进行分级(红、橙、黄、蓝四级)，直接将船舶显示标识设为对应颜色，使监视值班人员可直观看到不同风险级别的船舶，明晰需重点关注船舶。

(3) 辅助决策模块。利用风险评估模块对船只风险进行评估，根据风险评估结果的等级，自动调出事先编制导入的应急处置预案和操作表单，指导监视值班人员快速高效地开展应急处置工作。

2 海缆风险识别因素

2.1 海缆本体因素

海缆本体数据可直接反映出海缆是否故障，主要包含电气量数据、非电气量数据和海缆应力检测数据。

(1) 电气量数据。主要是指运行状态的海底电缆的电压、电流、频率信息。可通过引入变电站自动化数据实现对海缆本体电气量数据的监视。

(2) 非电气量数据。500 kV福港线海底电缆系自溶式充油电缆，其绝缘油油压、油流的变化能直接反映出海底电缆是否故障。可通过引入泵站自动化数据实现对海缆本体非电气量数据的监视。

(3) 海缆应力检测数据。可直接反映出海缆各部位的应力变化。可通过DTS/DRS在线监视系统实现对海缆应力数据的监视。

2.2 海缆外部环境因素

海缆外部环境数据可侧面反映出海底电缆暴露在何种风险之下，风险高低程度如何，主要包括过往船舶动静态数据、海缆路由检测数据和水文气象数据。

(1) 过往船舶动静态数据。其是判断过往船舶是否锚泊的重要判据。动态信息有精确船位、航向、航速(矢量线)、转向速度等，静态信息有船名、呼号、船型、船长与船宽、船舶吃水、危险货物类型、出发港、目的港等。通过雷达系统、船舶自动识别系统、船舶交通管理系统、近岸视频监视系统、红外夜视监视系统、船舶数据库系统等监视手段互补不足，实时监视过往船舶的动静态信息。

(2) 海缆路由检测数据。主要反映海缆路由环境和海缆保护水平，包括海缆埋设深度数据、海缆裸露悬空段、海缆路由障碍物数据(附着于海床的锚具、锚链、礁石等)、海缆路由地形地貌数据、海缆抛石保护石坝数据等。运维单位通过定期开展海底电缆综合检测，将相关数据积累存档，可引入决策支持系统以供调用。

(3) 海缆路由区水文气象数据。可通过该数据库调取潮汐情况、风速风向、海浪情况等，从侧面反映过往船舶在海缆路由区锚泊的风险，进行评估预判，并为事发后干预控制和联动处置提供参考依据。

3 实例

下面通过一起实际案例说明基于多维度数据的决策支持系统在海缆风险辨识和管控中的重要作用。

如图1所示，2013年1月24日，一艘满载6万t铁矿的巴拿马籍货船“HUA JIN SONG”在A相海底电缆正上方搁浅，险些造成巨大损失。搁浅处水深12 m，该船船长225 m，船宽32 m。

图1 “HUA JIN SONG”搁浅事件应急处置现场

配置决策支持系统之后，远在离搁浅点2 nmi处，风险评估模块会根据引入数据(船舶的吃水、船舶航向与海缆路由交汇点处海水深度、海缆埋设深度、有无抛石石坝保护等)直接将该船风险等级标为红色，并发出告警。监视值班人员可提前通过船舶交通管理中心进行干预控制，警示该船从水深适合船舶航行的航道通过，从而提前将搁浅风险扼杀在摇篮中。

目前，前述各海缆风险辨识因素已在实际海缆运维工作中使用，但不够全面，而且依然停留在靠监视值班人员经验对各个数据因素进行人工整合、处理的水平上，缺乏有效的资源整合和科学的风险评估算法。

4 结语

基于多维度数据的决策支持系统，数据引入模块和风险评估模块从海缆风险辨识因素着手，综合利用多维度数据辨识海缆遭受破坏的风险，实现了对各单一手段风险辨识的互相印证和补充，大大提高了风险评估结果的可靠性；辅助决策模块，基于风险评估结果的等级，自动调取相应预案和表单，有效提高了监视值班人员应急决策的针对性和效率。该系统引入500 kV海底电缆本体和外部环境数据，能有效增强不同维度数据的互补性，提高运维人员对海底电缆风险的识别和管控能力。

[1]汪永红，罗军宏，张有为.决策支持系统的研究现状与发展[J].西安通信学院学报，2006(2)

[2]黄梯云.智能决策支持系统[M].北京：电子工业出版社，2001

2014-06-03

高东明(1988—)，男，河南商丘人，助理工程师，研究方向：电力系统及其自动化。