城市轨道交通供电调度员工作负荷模型的研究
吴洪杰
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吴洪杰,. 城市轨道交通供电调度员工作负荷模型的研究[J]. 装备技术研究,2023.11. DOI:10.12721/ccn.2023.157294.
摘要:
作者通过对城市轨道交通供电调度岗位的工作负荷进行分析梳理,并对该岗位的工作负荷进行了量化测量和评估。确定供电调度员日常工作负荷中的关键影响因子,最后建立供电调度员工作负荷的线性回归模型。该线性回归模型可定量分析供电调度员岗位的工作强度,对提高供电调度岗位作业绩效具有重要意义。
关键词: 城市轨道交通;供电调度;工作负荷模型
DOI:10.12721/ccn.2023.157294
基金资助:

1研究背景
供电调度员作为城市轨道交通调度指挥体系中的关键岗位,其主要负责审批运营管辖范围内供电设备的停电检修计划、对城市轨道交通供电系统运行进行指挥和协调、牵头组织供电系统的事故处置等重要工作。在随着城市轨道交通网络化建设的不断发展,供电调度员管辖的接触网里程、变电所(主变电所量、牵引降压混合变电所、跟随所)数量也越来越多,监控、操作及日常工作负荷也越来越大。若人员工作负荷过度增长,可能会出现反应迟缓、错误操作的情况,给供电系统安全运行带来安全隐患,甚至威胁列车运行安全。
因此,供电调度员的工作负荷关系与城市轨道交通供电运行的安全性、列车运行的安全性息息相关。
2工作负荷的相关定义
工作负荷指为了按期完成工作,投入时间来舒缓压力的一种表现形式,即在单位时间内完成职责任务所需的时间。

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3供电调度工作负荷分类
按照可视化情况,可以将供电调度的主要工作分为可视化和不可视化两部分,可视化的工作包括:操作电力监控系统(SCADA)、通讯协调、台账填写等能够被记录和记时的工作。不可视化的工作包括:监控供电设备、审核供电计划等不便于记录和记时的工作。
使用DORATASK任务分析方法研究供电调度工作负荷。按照DORATASK方法,调度任务的全面分析需采用视频搜集和数据梳理两种方式进行,并从任务、动作及时间建立调度工作负荷的三层结构。通过梳理和汇总调度工作的执行情况,最后获得调度工作负荷的6个基本任务表,如图3-1。

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4供电调度工作工作负荷评估及分析
本文以广州某地铁线路OCC供电调度的实际工作为例,搜集并整理了每个子集对应的工作。然后以24小时为一个周期循环,跟踪观察供电调度的操作、沟通、台账和视频回放等记录,采集一周连续的白班和夜班作业的所有内容。按单位小时计算工作负荷值,再求每天同一时间段内所有工作负荷值的平均值,得到调度24小时工作负荷评估结果,如图4-1所示。

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从图4-1可以看出,全天24小时供电调度的工作负荷呈现出一定的波动趋势,其中发现供电调度工作负荷最大集中在凌晨0:00~1:00时段(组织审核供电计划、拟写倒闸操作令、组织停电)、凌晨1:00~2:00时段(拟写并发布调度命令、停电流程签认及填写各类台账等)、凌晨4:00~5:00时段(组织核销供电命令、送电流程签认、确认系统告警、运营前检查及填写各类台账等)。
5供电调度工作负荷的相关变量的选取
(1)变电所的投入数量,影响供电调度工作负荷,因此变电所的数量与供电调度工作负荷密切相关。
(2)在不停电的情况下,组织开展作业,供电调度需要审查工作票、发布作业命令、核销作业命令。但在停电的情况下,供电调度还需要拟写倒闸操作令、停电、停电签认、送电、及送电签认,可见开展停电作业与供电调度工作负荷密切相关。
(3)出现接触网送电不成功、牵引变电所设备故障等突发事件,需供电调度马上人工介入进行供电应急处置,因此处置供电突发事件与供电调度工作负荷密切相关。

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综合考虑,初步确定供电调度的工作负荷与变电所数量、停电作业数量及供电突发事件数量有关。因此将工作负荷设为因变量,变电所数量、停电作业数量及供电突发事件数量设为自变量,并筛选适当的方法进行求解。
6建立供电调度工作负荷回归模型
6.1收集数据
基于前文对供电调度工作负荷的定量分析,再结合某地铁线路的实际运营时间,确定因变量的取值为00:00~24:00共24个小时的负荷值;再统计3个自变量,第一个自变量为变电所监控数量(座);第二个自变量为停电作业数量(件);第三个自变量为供电突发事件数量(件)。
6.2判定相关性
针对上述统计的数据进行整理,分别画出监控变电所、组织停电作业及处置供电突发事件对应供电调度工作负荷的散点图,如图5-1、图5-2、图5-3。

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通过散点图可以看出,自变量(监控变电所数量、组织停电作业数量、处置供电突发事件数量)与因变量(工作负荷)间呈现出明显的线性正相关关系。
6.3回归方法的选择
选择多元线性回归分析进行求解,由此建立下列回归模型:

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式中:

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6.4回归方程计算及检验
根据统计数据,在excel中进行多元线性回归分析,如图6-1,可以看出自变量(检维作业数量、变电所数量)与因变量(工作负荷)间呈现出明显的线性正相关关系,且检维作业数、变电所数两个自变量间高度不相关。捕获.PNG采用逐步回归分析发现,处置供电突发事件数量作为自变量不符合检验标准,予以剔除。根据图3-3中显示结果,相关系数为0.955,说明监控变电所数量和组织停电作业数量这两自变量与供电调度工作负荷这一因变量呈现高度正相关,可用二元线性回归方程进行拟合,计算得到的供电调度工作负荷回归方程为:

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判定系数等于91.13%,表明在供电调度工作负荷变动中,有91.13%可由监控变电所数量、组织停电作业数量的二次方大小这2个因素的变动来解释,只有8.87%的因素属随机误差。
设显著性水平,查F分布表得F0.005(2,20)=6.99。通过Excel计算得到F=88>6.99,因此拒绝原假设,认为与有显著的非线性关系。捕获.PNG从残差图6-2看出所有的残差都在0点附近均匀分布,区间几乎都位于之间,即没有发现高杠杆点,也就是说,数据中没有强影响点、异常观测点。故认为供电调度工作负荷回归方程是整体显著的。
其次,设置显著性水平,的检验统计量t1=10.19、的检验统计量t3=6.67,查t分布表得t0.0025(20)=3.15。因为t1、t3均大于t0.0025(20),因此拒绝原假设H0,认为供电调度工作负荷回归模型的各个回归系数是显著的。
7总结
作者系统分析城市轨道交通供电调度的工作任务,利用DORATASK任务分析方法建立了供电调度工作负荷的多元线性回归模型,并校验了方程的准确性,确定了影响供电调度日常工作负荷的重要自变量,对城市轨道交通供电调度岗位工作负荷的研究具有重要的参考意义。
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