基于分割理論的電網(wǎng)工程前期策劃與運維階段預(yù)警方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電網(wǎng)建設(shè)工程管控技術(shù)領(lǐng)域。特別涉及一種基于分割理論的電網(wǎng)工程 前期策劃與運維階段預(yù)警方法，具體說是針對電網(wǎng)工程實施階段的投資監(jiān)督控制需求，采 用極值理論的方法，對電網(wǎng)工程實施階段的投資進(jìn)行動態(tài)跟蹤、衡量、偏差預(yù)警，達(dá)到投資 風(fēng)險監(jiān)控的目的。
【背景技術(shù)】
[0002] 工程項目管理中的重要內(nèi)容和關(guān)鍵環(huán)節(jié)是投資管控。在符合進(jìn)度與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的情 況下，將建設(shè)項目的投資控制到批準(zhǔn)估算限額范疇中，并及時對偏差進(jìn)行糾正，進(jìn)而有效確 保工程項目實現(xiàn)良好的投資目標(biāo)。
[0003]在工程全壽命周期內(nèi)，前期規(guī)劃和后期運維這兩個階段有其本身特殊性，即電網(wǎng) 工程的前期規(guī)劃決定了整個工程的技術(shù)和造價走向，后期運維階段時間較長以及這兩個階 段造價的可控性。由于電力工程行業(yè)內(nèi)部競爭激烈，社會信用機(jī)制不健全，監(jiān)管不利、缺少 風(fēng)險意識以及法律觀念等各種因素，由于工程規(guī)劃及運行管理方面的不力的風(fēng)險較為常 見，研究之有效的投資預(yù)警方法刻不容緩。我國目前對于電網(wǎng)工程前期策劃與運維階段的 投資風(fēng)險的預(yù)警與管控，并沒有完整、成熟的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提出一種基于分割理論的電網(wǎng)工程前期策劃與運維階段預(yù)警方 法，其特征在于，包括如下步驟：
[0005] (1)針對電網(wǎng)工程前期策劃與運維階段的資金計劃與實際情況，將電網(wǎng)工程的全 壽命周期劃分為不同階段，建立投資監(jiān)控點集；
[0006] (2)收集投資監(jiān)控點樣本數(shù)據(jù)，確定初步預(yù)警閾值區(qū)間最優(yōu)分割確定閾值；
[0007] (3)引入判別分析，修正預(yù)警閾值區(qū)間；
[0008] (4)根據(jù)電網(wǎng)工程項目實際前期策劃與運維階段的投資計劃與實際情況，將監(jiān)控 的數(shù)據(jù)進(jìn)行代入測算，得出預(yù)警情況，動態(tài)監(jiān)控，直至電網(wǎng)工程全壽命期結(jié)束。
[0009]所述步驟(2)的實施步驟如下所述：
[0010] 1)定義類直徑
[0011] 首先按照指標(biāo)排列成序C[p(n，k)]，并設(shè)i/(n，k)的某一類是C[p(n，k)]，其均值向 量為
[0012]p(n,2):{l,2,---,j-l},{j,j+l,---,n} (公式 1)
[0013]貝lj可定義類(Χι，Χ2,···Χη)的直徑為
[0014]k<j<η (公式2)
[0015]其中：η是指標(biāo)數(shù)據(jù)的總數(shù);k是指標(biāo)數(shù)據(jù)的分類數(shù)量;j是數(shù)據(jù)的順序
[0016]位數(shù);p(n，k)是將η個有序數(shù)據(jù)分為k類的一種方法;p\n，k)的是p(n，k)的某一類 方法。
[0017] 2)定義目標(biāo)函數(shù)
[0018]設(shè)p(n，k)是將η個有序數(shù)據(jù)分為k類的一種方法，其中分點ii=l〈i2〈'"〈ik〈ik+i=n+1，則可定義目標(biāo)函數(shù)為各類離差平方的總和，
[0019]
[0020]當(dāng)C[p(n，k)]越小時，各類之間的平方和就越大。因此，最優(yōu)化分就是使目標(biāo)函數(shù) 達(dá)到最小時的劃分;D(i，j)為該類的類內(nèi)離差平方和的計算值。
[0021] 3)計算最優(yōu)分割
[0022]用Gk-1= {jk-1，jk-1+1，···，n}表示使p(n，2): {1，2，···，j-1}，{j, j+Ι，…，n}達(dá)到極小 的分類。在兩分割的情況下，所以有
[0023]
[0024] 同理，當(dāng)k <乜η時，則可用遞歸法求目標(biāo)函數(shù)
[0025]
[0026]因此，對于η個有序觀察數(shù)據(jù)進(jìn)行分割時，可先尋找jk使得：
[0027] C[p*(n,k)]=C[p*( jk-1 ,k-l)]+D( j,n)} (公式6)
[0028] 于是得到第k類Gk= {jk，jk+1，…，η}，然后找，使其滿足
[0029]C[p*(jk-i,k-l)]=C[p*(jk-l,k-2)]+D(jk-i,n)} (公式7)
[0030] 得到第k-1類Gk-i= {jk-i,jk-i+1,…,η}，依次繼續(xù)下去，最終求得所需最優(yōu)k個分割 為
[0031] p*(n,k)= (Gi,G2,---,Gn) (公式 8);
[0032] 4)確定較優(yōu)分段數(shù)
[0033]確定目標(biāo)函數(shù)隨分段函數(shù)變化函數(shù):C[p(n，k)]_k，該曲線的拐彎處對應(yīng)的分段數(shù) 即為較優(yōu)的分段數(shù)，計算該曲線的斜率差值：
[0034] 0(k)=|(C[p(n,k-l)]-C[p(n,k)])/(k-(k-l))|-|(C[p(n,k)]-C[p(n,k+1)])/ (k-(k-l))I.....................................(公式9)
[0035]預(yù)警閾值區(qū)間并不是連續(xù)的，如表1所示 [0036]表1初步預(yù)警閾值區(qū)間
[0037]
[0038]所述步驟(3)引入判別分析，修正預(yù)警閾值區(qū)間包括：
[0039] 1)定義新樣本與類之間的距離
[0040]由于經(jīng)典Fisher算法的聚類原則是保證有序性不被破壞的前提下使類內(nèi)離差平 方和最小，類間離差平方和最大，所以新樣本的歸入同樣應(yīng)保持形成新類后，新類內(nèi)離差平 方和最小，新類間離差平方和最大。以平方歐式距離作為樣本與類之間的距離度量可以保 持原有聚類原則，且平方歐式距離為經(jīng)典Fisher算法中定義類直徑所用到的距離，所以采 用平方歐式距離作為新樣本與類之間的距離是合理的。定義平方歐氏距離如下
[0041] d(x,Gi) = (χ-μι)2 (公式 10)
[0042] 其中:Gi表示類，其均值為W，X為新樣本。
[0043] 2)定義判別函數(shù)和判別規(guī)則
[0044] W(x) =d(x，Gi)_d(x，G2) (公式 11)
[0045] 判別規(guī)則:若W(x)>0,則新樣本歸入62類，否則歸入&類。修正預(yù)警 [0046 ] 閾值區(qū)間以使其連續(xù)，如表3 -1、3 - 2所示(其中：Ci<0，bi20)。
[0047]若正在實施的電網(wǎng)工程投資監(jiān)測節(jié)點Κ0(Κ0Ε{Κ1，Κ2，···，Κη})的投資偏差值為pO，p〇e{C3~c2}，則投資監(jiān)測節(jié)點Κ0的警情為"整改"。
[0048] 表2最終預(yù)警區(qū)間
[0049]
[0050] 表3-1前期策劃階段投資監(jiān)控點體系
[0051]
[0052]
[0053] 表3-2運維階段投資監(jiān)控點
[0054]
[0055]
[0056] 本發(fā)明有益效果是本發(fā)明能夠有效地進(jìn)行投資風(fēng)險預(yù)警，從而使電網(wǎng)工程項目在 前期策劃與運維階段的投資風(fēng)險進(jìn)行及時的預(yù)警，為電網(wǎng)工程項目的投資風(fēng)險控制的研究 提供一定的基礎(chǔ)。
【附圖說明】
[0057] 圖1為基于最優(yōu)分割理論的電網(wǎng)工程前期策劃與運維階段投資預(yù)警方法工作流程 圖。
【具體實施方式】
[0058] 本發(fā)明提出一種基于分割理論的電網(wǎng)工程前期策劃與運維階段預(yù)警方法，下面結(jié) 合附圖和實施例予以說明。如圖1所示的具體步驟如下：
[0059] 第一步:針對電網(wǎng)工程實施階段中的資金使用計劃與實際投入計劃情況，建立投 資監(jiān)控點集；
[0060] 第二步:投資監(jiān)控點數(shù)據(jù)采集
[0061] 據(jù)第一步中所述，電網(wǎng)工程前期規(guī)劃決策階段投資監(jiān)控點的選取是基于工程實踐 中前期規(guī)劃過程中發(fā)生的合同包，每一個合同包就是一個待監(jiān)控點，本案例采用主設(shè)備安 裝工程合同包作為監(jiān)控點，記為K1，選擇該監(jiān)測節(jié)點的投資額偏差比，設(shè)為A0。再根據(jù)歷史 工程記錄選取2013-2014兩年度10個同類工程的投資概算資料，需要再特別說明的是，所謂 同類工程是指同要預(yù)警的新建工程一樣都是小型工程，這樣可以最大程度保證采用歷史工 程的數(shù)據(jù)用于目標(biāo)工程預(yù)警的可行性。計算監(jiān)測節(jié)點K1投資額超支比數(shù)據(jù)，具體形式如表4 所示，由于電網(wǎng)主設(shè)備安裝工程技術(shù)已日趨成熟，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)較為規(guī)范，超支情況出現(xiàn)也隨之 減少。
[0062] 表4歷史同類工程檢測節(jié)點超支表
[0063]
[0065]第三步:數(shù)據(jù)最優(yōu)分割
[0066]依據(jù)最優(yōu)分割基礎(chǔ)理論所述，將表4所示的各個歷史同類工程中K1節(jié)點單位超支 比數(shù)據(jù)從小到大排序，構(gòu)成一向量，將此均值向量輸入最優(yōu)分割理論計算器計算出如表5所 示數(shù)據(jù)。其中構(gòu)成的向量如下：
[0067](0.01%,0.32 %,1.56 %,3.12%,3.78 %,4.56 %,4.89 %,6.44 %,7.32 %, 9.65%),
[0068]表5最優(yōu)分割基礎(chǔ)理論計算結(jié)果
[0069]
[0070]表3-6中，k表不分割段數(shù)，C[p(n,k)]表不分為k類時的類內(nèi)離差平方總和，k越大， 貝lJC[p(n，k)]越小，表示各類之間的平方和就越大，此時數(shù)據(jù)列分出的類中各類內(nèi)數(shù)據(jù)更加 集中，而各類間最大程度分離。如前文所述，為了尋求最佳分類數(shù)，要構(gòu)造Kk)，當(dāng)i3(k)達(dá)到 最大時所對應(yīng)的k即為最優(yōu)分段數(shù)?？梢姡景咐?，當(dāng)分段數(shù)為4段時為最優(yōu)分段。在k= 4 處，函數(shù)(：[?(11，10];出現(xiàn)拐點。所以，最優(yōu)分割為{1-3}，{4-7}{8-9}，{10}。從而可以得到 相應(yīng)的閾值范圍，如表6所示。
[0071] 表6變電站工程費用偏差率預(yù)警閾值
[0072]
[0073]根據(jù)預(yù)警理論體系部分可知，基于最優(yōu)分割基礎(chǔ)理論的理論缺陷，對該基礎(chǔ)理論 的優(yōu)化是該體系不可缺少的一部分，下邊通過案例來說明判別分析理論如何解決這一缺陷 問題的。例如，根據(jù)最優(yōu)分割基礎(chǔ)理論得到的結(jié)果，5%不在最優(yōu)分段得到的類內(nèi)，這就需要 判別5%究竟屬于哪一類。為此，根據(jù)前文優(yōu)化理論，引入判別分析理論來將5%歸類。
[0074]判別該數(shù)據(jù)屬于哪一類，引入判別函數(shù)1(4=