基于熵权法的输电线路工程质量通病防治效果评价

梁扬滨 柯泳超 林宇鑫 庄学成

(国网福建省电力有限公司 石狮市供电公司，福建 石狮 362700)

近年来，随着基础电网投资的增加，新一轮的电网建设不断升级，高压输电线路作为电网建设最重要的组成部分，因其路径长、外部环境恶劣、地质条件复杂等因素影响，质量上参差不齐。输电线路质量控制讲究一次成型，从基础浇筑、杆塔加工、导线架设均要求一次施工满足质量要求，一次施工产生的缺陷通过二次修复效果较差。从输电线路工程固有的特点上看，直线杆塔与转角杆塔的施工工艺基本一致，对于同一个单项工程同一支施工队伍，首基塔与终端塔出现的质量问题基本一致。对于不同单项工程不同施工队伍，实施过程中往往在同一个位置出现同样的质量问题。针对此类质量缺陷，认定为质量通病问题。

由质量通病引起的一系列安全、成本及进度严重影响整体项目的实施。文献[1]讨论了输变电工程的质量通病及防治措施。文献[2]采用PDCA方法分析风电线路工程质量控制措施。在深入践行国家质量强国战略，推动电网建设质量再上新台阶，电网企业采取分阶段整治质量问题，出版质量通病防治手册。本文是基于输变电工程质量通病防治手册线路工程防治基础上，引入熵权法和理想解法，结合供电公司“输变电工程质量通病智慧管控平台”试点项目，评价输电线路工程质量通病防治效果。

1 熵权法的计算原理

熵权法是一种理论上的数学方法，其源于热力学，由申农[3]引进信息理论，是描述系统状态不确定性的一种度量。从信息论的角度上解释，信息是系统有序程度的一种度量，熵是系统无序程度的一种度量，两者绝对值相等，但符号相反。根据此性质，在分析评价过程中，计算各个指标的信息熵，信息熵越小，信息无序程度越小，有用的信息价值越大，指标权重越大，熵权就越大。反之，熵权越小。对分析项目方案优劣的各类主观赋值评价方法中，熵权法具有精度高、客观性强，评价性好等特点，计算步骤如下。

1.1 构建目标矩阵

假设有m个对象，n个评价指标，构件初始评价矩阵X=(xij)mn，其中xij表示第i个对象指标j下的数值。

对初始矩阵标准化处理，得矩阵R。其中

1.2 利用熵权法计算各指标权重[4]

熵是一种不确定性的度量，用fij表示第i个项目第j个指标的不确定性，该评价的熵(S)用公式(3)表示。

从式(3)和式(4)可以看出，信息量越大，越明确，熵权就越大，熵就越小。

2 理想解法的计算原理

理想解法是一种逼近理想值的排序方法，通过构造评价指标的正理想解和负理想解，即最优值和最差值。讨论评价对象指标与最优值和最差值之间的距离，用贴近度表示，越贴近最优值远离最差值效果越好，反之越差[5]，计算步骤如下。

2.1 构建加权目标矩阵

将公式(4)求解的权重带入公式(2)，形成加权目标矩阵v(5)：

2.2 确定正整理解和负理想解

其中正理想解v+的第J个属性值，负理想解v-的第J个属性值。

2.3 评价对象到正负理想解的距离

2.4 评价指标与理想解的相对贴近度

3 输电线路工程质量通病防治效果评价

输电线路工程建设本身存在的客观性特点符合熵权法的计算原理。质量控制一般包含基础、接地、塔身、架线、资料四个方面。

采用熵权法评价输电线路这四个方面质量通病防治效果，综合权重后的评价体系，利用理想值法计算各项目贴近度，评价出防治效果最优与最差项目。

3.1 输电线路工程质量通病防治效果评价指标模型

参照有关研究资料[6]结合工程现场实际，建立输电线路工程质量通病防治效果评价模型，如表1所示。

结合供电公司“输变电工程质量通病智慧管控平台”的试点项目，邀请专家组对评价指标进行打分，作为样本数据，评分采用百分制，评分越高表示对应项目在这个指标上比其他项目更优，结果如表2所示。

表1 输电线路工程质量通病防治效果评价指标模型

表2 输电线质量通病防治评价数据表

表3 输电线质量通病防治评价数据表

表4 熵值及熵权值计算表

表5 正理想解、负理想解计算结果

3.2 对指标数据进行标准化处理

根据公式(2)对表格数据进行标准化处理，如表3所示。

3.3 熵权值计算

将表3的标准化数据代入公式(3)，求得熵值sj，再将熵值代入公式(4)，求得各指标的熵权值wj，结果如表4所示。

从表4结果来看，塔材交接处(B34)质量通病防治熵权值最高0.149 4，金具销子穿向不一致，开口不到位(B45)熵权值0.077 6，这两处质量通病防治实施效果较好。

而防盗螺栓缺失、安装不到位(B32)熵权值及基础回填土沉降(B15)熵权值较低，质量通病防治实施效果较差，施工作业过程中需要进一步改进施工工艺。

3.4 计算正理想解和负理想解

将熵权代入规范化矩阵(表2)，再根据公式(6)确定正理想解和负理想解，计算结果如表5所示。

3.5确定各项目的贴近度

根据公式(7)计算出各评价项目与正理想解与负理想解得距离。根据公式(8)计算各项目的贴近度，计算结果如表6所示。

表6 各项目贴近度计算结果

从表6贴近度计算结果看出，项目(三)贴近度0.675 4，该输电线路工程项目质量通病防治整体效果最好，对输电线路质量通病防治各方面较为均衡，质量较好。项目(二)质量通病防治实施效果较差，在项目质量管控时根据熵权值大小对相关部位质量通病防治进行优化。

4 结论

第一，结合“输变电工程质量通病防治手册”线路工程质量通病防治，构建输电线路工程质量通病防治效果指标体系，引入熵权法和理想解法，通过熵权法计算权重，反映各评价指标的动态变化程度，再采用理想值法计算输电线路样本工程质量通病防治效果排序，方法简单，计算结果合理。

第二，综合试点工程的输电线路工程质量通病防治实施效果上看塔材交接处质量通病防治到位，而基础回填土沉降质量通病防治较差。而试点项目一整体情况较好项目三较差。

第三，结合供电公司“输变电工程质量通病智慧管控平台”的试点项目，建议采用信息化设备技术，优化评分结果，使得评价结果更加稳定和科学。