线路模型范文

线路模型范文（精选7篇）

线路模型 第1篇

阻抗法是传统输电线路故障定位的主要方法, 它用差分或微分表示电压的平衡方程从而解故障点。这些年来, 出现了用小波理论、行波原理以及GPS三者结合的方法来研究行波故障定位。

1、数字信号处理器 (DSP) 和并行计算的RTDS的硬件及其行波线路模

DSP和RTDS的硬件可以实现计算速度实时输出的要求。然而它们的基本组成部分不同, 后者是组 (RACK) , 总线把多个RACK相联, 仿真的系统规模可用RACK的数量表示。现在韩国已出现26个RACK相连的系统, 每个基本的RACK由18个TPC卡, 而每个TPC卡则包括2个DSP, 而一个DSP可仿真电力系统就是1个基本元件, RTDS就是由这些基本元件所构成。RTDS系统是通过运行它上层工作站的电力系统计算机的辅助设计软件来完成对系统运行监控、构成、分析等工作。RTDS的核心软件是EMTDC, 它是进行研究直流的电磁暂态计算程序, 在RTDS仿真器中运行。可以通过以太网将RTDS与工作站相连。在工作站, 我们使用PSCAD对RTDS进行各种操作。

RTDS主要应用有:研究HVDC动态行为, 研究电磁暂态行为, 研究控制系统和研究继电器等。RTDS的输电线路模型有2种:PI模型和行波模型。行波模型运用频率和分布参数相关, 最常用在仿真计算中。PI模型立足于参数集中, 应用在较短的线路中。应用于较长的线路时, 更为精确的是行波模型。行波模型有2种输入方式:几何参数和测量或计算参数输入。传播常数γ决定行波的基本性质, 而传播常数γ只与线路的频率和参数相关, 与线路的电流和电压无关。同时高压架空的输电线的电导G趋近于0, 电阻R<ωL, 所以

式中β为行波衰减常数。每前进1个单位长度, 行波的振幅都会减小到原来振幅的1/es。式中α为行波相位常数。α表示沿行波传播方向1个单位长度行波前后位置在相位上的弧度滞后值。当G=0和R=0时, 可进似视为行波振幅衰减的原因是线路上的功率的作用。而线路上存在电容和电感导致行波沿线路相位的变动。

波长λ是行波上相位相差2π的两点的距离, 架空线路上行波传度趋近于光速。当频率f=50Hz时, λ≈6000km。而与架空线路相比, 电缆线路的相位常数较大, 行波速度为1/4光速。

2、RTDS的测试模型和接线

例如一个500kV线路环网简化等值为一个华中电网。包括交变电站的母线 (500kV) , 细线表示500 kV线路, 线路两端有与实际网络等值的网络。500 kV线路参数、PT、高抗、CT、断路器等许多元件, 均将其实际结构参数输入, 同时线路的运行参数的输入方式也是实际运行方式。

葛凤线即为故障线路, 故障类型有雷击、短路和断线等。故障时A点和B点的PT和CT的二次测得信号作为主要对象来研究, 同时葛双和双玉线路的电压波形和电流还也可以拿来研究, 从而确定GPS定位装置的安全性和可靠性。用高速采样分析仪获取电压互感器和电流互感器的二次测信号, RTDS的D/A转换后的故障定位装置的精度和波形时间精度可以得到检验。

3、RTDS的功能和定位装置可以进行以下试验

(1) 研究雷击试验。在F点安装一个时间短和幅值较高的电压源, 类似于一个高频脉冲可以模拟雷击, 时序器控制电压源, 行波到达A、B的时差可以定位故障点。RTDS的1个功能模块时序器可以控制实验事件发生的时刻和次序。

(2) 研究断线试验。在F点安装一个开关, RTDS的时序器控制运行中开关的开、断, 从而产生行波以及将故障定位。

(3) 研究短路试验。三相短路、单相接地、高阻接地和相间短路等特征试验均被涵盖的故障定位。

(4) 研究线路电压过零故障试验。实验包括过零10%、过零5%、过零等。如果考核的更加严格, 就在电压过零时用高阻接地, 此时再检测装置的定位精度和动作情况。试验中可在线路长度范围内随意选择故障点。以上所有试验中, 把别的线路信号接入该装置, 本装置在远方线路或相邻线路故障时的动作情况可以被考核。

总之, RTDS可以实现许多电力系统的实时数字仿真试验, 而且它在挂设备线路实时运行和电磁暂态方面更强。对于直接挂网试验和普通的动模试验不能满足实验的情况下, 与GPS行波定位装置相比一种更好的测试手段那就是RTDS行波线路模型。

参考文献

[1]董新洲等.新型输电线路故障测距装置的研制[J].电网技术, 1998, 22 (1) .

[2]曾祥君等.GPS同步暂态录波仪的研制[J].高电压技术, 2000, (2) .

[3]覃剑等.不同故障类型情况下行波传播特点的研究[J].电网技术, 1999, 23 (1) .

公交线路优选模型及算法 第2篇

乘客选择公汽线路主要考虑换乘次数、途经站数、出行耗时、出行费用等四种因素。本文根据乘客的各种不同需求, 分别建立了以换乘次数最少和途经站数最少为首要目标, 出行耗时、出行费用为次要目标的优化模型。并且在同时考虑公汽与地铁线路换乘以及站点之间步行时间的问题我们对模型进行了改进。

模型求解的难点在于最优路径算法的设计。我们将站点看作是网络图中的节点, 分别以是否能一线可达和一站可达作为相邻关系建立图中的边;然后应用Dijkstra算法求出仅包含站点的最短路径 (这些路径已满足首要目标) ;再根据关联这些节点的公汽线路, 借鉴深度优先搜索算法搜索出满足次要目标的线路选择方案。

1 模型建立

乘客选择公汽线路主要考虑换乘次数、途经站数、出行耗时、出行费用等四种因素。文献[1]对乘客的出行心理进行了调查分析, 其结果表明, “换乘次数”是大部分公交乘客在选择出行方案时首先考虑的因素, “出行距离最短”为第二目标。所以, 我们分别以换乘次数最少和途经站点最少为首要目标建立了模型1与模型2。

1.1 模型假设

(1) 从任何一个公交站点经过有限次的换乘都可以到达另一个公交站点, 即公交网络是连通的。

(2) 所有实行单一票价制的公汽票价都相同, 并且所有实行分段计价制的公汽票价的计价方式都相同。

(3) 公汽站点和公汽线路的编号都是连续的。

(4) 不考虑路面交通状况 (如发车频率、拥挤度等) 。

(5) 换乘时间等于步行时间、候车时间、换乘耗时的和。

(6) 假设地铁线路是双向的。

1.2 符号说明及定义

Si:表示公汽站点

S0:表示起始公汽站点

Sv:表示目标公汽站点

Li:表示公汽线路

Ti:表示地铁线路

ω:表示可达路径

Ω:表示可达路径全部集合

N:表示可达路径中途经站点总数

M:表示最大站点数

arc:表示反函数运算

定义1 (一站可达) :若存在某一公汽线路Li, 使得乘客乘坐Li车一站即可到达Sj, 则称Si一站可达Sj, 称Li是使Si一站可达Sj的线路, 简称一站可达。

定义2 (一线可达) :若存在某一公汽线路Li既途经站点Si又途经站点Sj, 则称Si与Sj一线可达, 简称一线可达。

注:一站可达线路和一线可达线路统称为可达线路。

定义3 (可达路径) :给定起始公汽站点S0与终到公汽站点Sv, 由S0到Sv的一条可达路径ω是指由公汽站点与公汽线路 (或地铁线路) 编号交错构成的序列即ω=S0L1S1L2SN-1LNSv其中Li是使Si-1与Si一站可达的公汽线路, 此外S0到Sv的第i条可达路径记为ωi=S0Li1Si1Li2Si, Ni-1LiNiSv。记Ω为S0与Sv的所有可达路径的集合。

1.3 模型建立

undefined

undefined模型2

若模型存在多个最优解, 则以出行耗时与出行费用最少作为次要目标进行二次选择。事实上, 由于换乘候车需要时间以及途经站点越多, 耗时也越多, 所以, 模型1与模型2也兼顾了出行耗时较少的因素。

模型1中若Lij≠Lij+1就表明进行了一次换乘, 所以示信函数I (Lij≠Lij+1) 表明了是否进行了换乘。模型2中的Ni是可达路径ωi的总途经站数。

2 模型求解的算法设计

使用网络规划最短路算法来求解模型, 先建立网络图G= (V, E) , 定义V={Si|1iM}, 在模型1中, 定义E={ (Si, Sj) |若Si一站可达Sj}, 在模型2中, 定义E={ (Si, Sj) |若Si一线可达Sj}。设计模型求解算法, 见求解算法1。

算法1:

(1) 对图G的每一条边按如下方式赋权值C

undefined

得到赋权图G= (V, E, C)

(2) 对赋权图G= (V, E, C) 使用Dijkstra算法求G的一条最短路

Dijkstra算法的步骤如下: (见文献[2])

①记,

undefined

取T={S0}, u1=S0, d (S0, u1) =0, k=1

②k=M?

是:根据d (S0, ui) (1iN) 应用逆向追踪法, 求得所需求的最短路, 算法终止。

否:取lk+1 (Sj) =min{lk (Sj) , d (S0, uk) +C (uk, Sj) } (Sj∉T) 。

③ 根据式

lk+1 (uk+1) =min{lk+1 (Sj) |Sj不在T中}, 确定uk+1并取d (S0, uk+1) =lk+1 (uk+1)

④d (S0, uk+1) <∞?

是:取T=T∪{uk+1}, k=k+1, 转②。

否:G中S0到Sj (Sj∉T) 的路都不存在, 根据d (S0, uj) (1ik) 应用逆向追踪法可求得G中S0到ui (1ik) 的最短路, 算法终止。

(3) 找出最短路中各相邻站点间的所有可达线路 (一站可达与一线可达线路) 。

(4) 在所有可达线路中应用深度优先搜索算法搜索出满足次要目标 (出行耗时最少与出行费用最少) 的最佳线路。

算法1中核心是Dijkstra算法, 此算法已经非常成熟, 此外算法1中另外一个关键是图G权值C的选取, 不同的赋权方式可得不同的目标解。若图G按是否可达定义边, 则权重也表明是否站点可达。所以此时相邻边权的相加就表明站数相加, 所以算法最优的就是站数最少。类似的, 若按是否一线可达定义边则权值相加就表明换乘次数, 所以算法最优解就是换乘次数最少。所以算法设计是合理的。

3 结果分析

根据某城市实际的公交线路数据应用Matlab编程实现以上算法针对不同的6对起讫点进行求解, 分别获得换乘次数最少和站数最少的最佳出行路线的途经站点数、耗时、费用、换乘次数几项数据。从结果数据的分析可以看出, 在站点最少的情形下换乘次数最少, 时间最少与费用最少的线路是相同的。并且对6条出行线路所获4项指标数据进行比较可以看出, 在仅考虑站点数最少的最佳出行路线时, 可以获得所选路线经过站点数最优这一目标, 同时也满足了耗时最优的目标。与以换乘次数最少为目标的最佳出行路线相比较, 仅考虑站点数最少的最佳出行路线在次要目标 (即出行费用和换乘次数) 上所花代价都有所增加, 特别是换乘次数尤其显著。这也说明“金钱就是时间”这一理论。由此可以看出这两个目标的求解代价, 第一种情况是以站点数较多为代价换取换乘次数最少, 而第二种情况实际上是以换乘次数为代价换取空间上的距离最短。但按照乘客一般很难接受一次出行频繁换乘车辆, 所以我们选择以换乘次数最少为首要目标。

由以上实际情况我们得出:若换乘次数少则途经站点数显著增加, 反之若途经站点数减少则换乘次数相应增加, 造成此种情况原因之一是站点数增加就意味着行驶时间的增加, 由于换乘耗时与相邻公汽站平均行驶时间相差不大, 若线路要经长时间运行, 则人们宁愿选择换乘。

4 模型的改进

以上结果都是只考虑公汽线路, 实际上还有地铁, 步行等换乘方式。下面是基于考虑地铁, 步行换乘方式后对模型的改进和算法设计。

4.1 公汽地铁混合路线

地铁的引进大大缓解了交通压力, 减少了交通堵塞, 给人们的出行带来更大的方便。地铁和公汽一样都是一种交通工具, 在选择路线时可以当成公汽, 同时考虑它的一些与公汽不同的特点, 所以在问题2中同时考虑公汽与地铁线路时对一站可达、一线可达、可达线路重新定义。

定义4 (公交一站可达) :若存在某一公汽线路Li或某一地铁线路Ti, 使得乘客乘坐Li或Ti车一站即可到达Sj, 则称Si一站可达Sj, 称Li或Ti是使Si一站可达Sj的线路, 简称公交一站可达。

定义5 (公交一线可达) :若存在某一公汽线路Li或某一地铁线路Ti, 既途经站点Si又途经站点Sj, 则称Si与Sj一线可达, 简称公交一线可达。

注:一站可达线路和一线可达线路统称为可达线路。

定义6 (公交可达路径) :给定起始公汽站点S0与终到公汽站点Sv, 由S0到Sv的一条可达路径ω是指由公汽站点与公汽线路或地铁线路编号交错构成的序列, 即ω=S0L1 (T1) S1L2 (T2) SN-1LN (TN) Sv其中Li是使Si-1与Si一站可达的公汽线路, Ti是使Si-1与Si一站可达的地铁线路。此外S0到Sv的第i条可达路径记为ωi=S0Li1 (Ti1) Si1 (Ti2) Li2Si, Ni-1LiNi (TiN) Sv。记Ω为S0与Sv的所有可达路径的集合。

模型建立和求解算法同前, 同样获得公汽地铁混合路线中换乘次数最少和站数最少的最佳出行路线的途经站点数、耗时、费用、换乘次数几项数据。与前面仅考虑公汽的情况相比较, 说明在换乘次数极少的情况下还能进一步优化, 即使不能减少换乘次数也能减少途经站点数或耗时。说明公汽与地铁的混合线路比单纯的公汽线路更优, 主要原因是地铁公汽混合线路使交通网更加稠密, 可选线路数量明显增加, 乘客就会有更优乘车线路选择。

4.2 考虑步行换乘

若考虑站点之间步行的时间, 则可能乘客能够某站下车步行一站, 在相邻站点进行乘车就可到达, 这使得模型建立与求解带来了一定困难。可以定义二站可达, 则可达线路可定义为ω'=S0L1S1L2SN-1LNSv, 其中LiLi+1是二站可达, Ω'是所有二战可达线路集合, 所以可建立了模型3与模型4。

undefined

undefined模型4

应用算法1进行求解, 则可得到模型3和模型4的最优解。

5 结束语

针对公交线路选择问题, 本文建立了解决最少换乘次数和经过最少站点数的模型1和模型2, 并且应用Dijkstra算法编程实现, 成功找出6对起讫点在不同的目标下的线路选择方案, 通过验证结果达到了相应目标下的最优路线选择, 并且通过重新定义一站可达、一线可达、可达线路, 用Dijkstra算法进行求解, 得到公交地铁混合路线的最优解。最后考虑步行换乘, 建立了模型3和模型4, 同样应用Dijkstra算法得到最有解。

由此可见本文所建模型最大优点是算法的通用性, 求解不同目标下的最优解, 只需改变图的权值即可。并且在用Matlab算法实现时, 使用了元胞矩阵, 显著提高了程序的效率, 占用内存少, 花费时间少。本模型的缺点是没有将几种因素综合考虑, 这也是日后模型的改进之处。

参考文献

[1]杨新苗, 王炜, 马文腾.基于G IS的公交乘客出行路径选择模型[J].东南大学学报 (自然科学版) , 2000, 30 (6) :87-91.

[2]魏国华, 傅家良, 周仲良.实用运筹学[M].复旦大学出版社, 1987.

线路模型 第3篇

关键词：电气几何模型,架空输电线路,遮蔽角

1 前言

电力公司为确保供电安全, 采取一系列的防雷改善措施和防雷保护装置, 例如降低杆塔接地电阻、放宽弧角间隙或装设外加间隙型线路避雷器 (Externally Gapped Line Surge Arrester-EGLA) 等措施, 这些措施中以降低杆塔接地电阻值最为常用, 是成本最低, 简单, 效果明显的一种方式。但是, 对于山区土壤电阻率高且易受雷击的区段, 降低杆塔接地电阻难度很大, 难以达到效果。而增加绝缘子串的长度以提高绝缘水平, 除了受到杆塔结构及山区走廊宽度的限制外, 同时还要顾虑到与线路与变电所间的绝缘协调, 即使方便可行也会增加投资成本, 降低经济效益。在以往既设杆塔结构改造技术尚未成熟阶段, 对于一些老旧线路架空地线遮蔽角难由正角度改为负角度保护, 导至于线路发生绕击率偏高, 尤其以经过山区线路更为严重。这种由绕击所引起的高故障率问题, 没有好的应对解决办法, 即便采取了一些改进手段, 仍有不少地方无法有效地减少雷击事故率。

2 输电线路雷击特性

电气几何模型 (EGM) 是将雷电的放电特性与线路的结构尺寸联系起来而建立的一种几何计算分析模型。其基本原理为由带电的积雨云向地面发射闪电到达地面时被雷电击中的城市物体在临界击穿的距离 (击距之前) , 击中的地点是不确定的, 先到达城市物体的击距之内, 就会向该物体放电。该方法是以雷电击穿特性为基础, 与实际运行经验比较匹配, 在许多国家和地区都能到认可和应用。经典电气几何模型的核心是文献提到的绕击模型。

图1求出对应雷电流幅值Ii的击距后, 根据架空地线和导线的对地高度及相对位置以架空地线为圆心, 击距rsi为半径的弧线, 该弧段b1c1为遮蔽弧段, 落雷击中于弧b1c1上将击中架空地线。弧段c1d1是以导线为圆心, 击距rci为半径的弧线, 该弧段为输电线路的暴露弧段, 落雷击中于c1d1弧上将绕击导线。线d1e1为平行地面、高度为地面击距rgi的直线, 雷电击中于die1直线段将传到雷电到地面。随着电流的不断增加, 击距的距离也会增加, 各弧段的尺寸也会随时发生着变化, 暴露弧段c1d1会逐渐变小。当雷电电流增加至一定值时, 弧段c1d1等于零, c与d两点重合。此时对应于Cm的闪电电流为可发生绕击的最大电流im, 击距的距离此时为最大击距rsm, 导线被完全遮蔽掉。当雷电流I减小时, 击距距离会减小, 暴露弧c1d1将会增大, 绕击率也会上升, 但是当电流I低于线路的耐雷水平io时, 发生雷电击中导线也不会发生雷击闪络事件发生, 与耐雷水平i0相对应的击距称为临界击距rso。

依线路运转资料和现场实际情况, 雷电绕过架空区域直接击中导线的概率与架空地线线对边传道线的遮蔽角、铁塔高度, 以及线路所经过地区的地地貌、地质, 地形条件有关。当铁塔高度有所增加时, 地面遮蔽效应就会减弱, 绕击区扩大;而地线与边导线的遮蔽角, 实质是表示了地线的遮蔽作用, 若正遮蔽角变大, 暴露弧段将加大, 进而雷直接击中导线机率上升;而随着地面坡度的增加暴露弧段也会随之增加, 如此一来直接雷击区也就会加大。

3 架空地线遮蔽范围作图实例

图2所示为遮蔽角改善后一、二路上、中、下层导线均落在曲线弧AB, AC和BD内, 受架空地线遮蔽弧保护, 当雷击发生时, 相导线不会发生绕击, 三相导线受到架空地线的遮蔽弧会有效的遮蔽保护, 如果雷击发生时, 相导线就不会发生绕击。由此可知, 改善架空地线遮蔽角, 确实可以提升架空输电线路的耐雷水平。

4 结论

电气几何模型的建立引入了击距的概念, 将雷电的放电特性与线路的几何尺寸联系起来, 通过击距来描述传导线、架空地线等、以及大地三者引雷电能力的大小。该模型反映了线路的耐雷特性, 并对线路遮蔽失效的现象做出合理解释, 在评估线路绕击耐雷性能方面受到广泛的采用。本研究主要利用电气几何模型分析改变线路距离与遮蔽角对架空输电线路耐雷程度的影响。结果显示加大线路距离并且将遮蔽角由正值调整为负值的确能提升线路的耐雷能力。仅能以减小架空地线的遮蔽角、和降低铁塔高度及提高绝缘子串的绝缘能力等措施作为输电线路防雷工作的重点。

参考文献

[1]王晓彤.改进电气几何模型计算输电线路绕击率.高电压技术, 1998.

线路模型 第4篇

国内外运行经验表明, 雷电是造成架空输电线路跳闸的主要原因。国际大电网会议公布的美国、前苏联等12个国家的电压275k V~500k V总长为32700km。输电线路连续三年的运行资料反映, 雷击故障占60%。日本电力系统事故中由雷击输电线路造成的占50%。我国输电线路故障中, 雷击也占很大比例, 如2003年我国110k V~500k V线路雷击闪络跳闸占线路总跳闸的35.12%。因此, 加强架空输电线路防雷设计尤为重要。

在架空输电线路雷电闪络率计算中, 一般分为绕击率计算和反击率计算。绕击率的计算模型主要有两种:电气几何模型 (EGM) 和先导传播模型 (LPM) 。LPM计算所采用的参数存在争议, 计算结果也有较大的差异。目前, 我国绕击率的计算以EGM为主。

同时, 雷电是一种复杂的自然现象。防雷设计中许多参数都具有不确定性。例如雷电流的波形, 幅值分散性很大;不同的地质条件的杆塔接地电阻, 差异很大, 同时随着时间的推移而发生变化;地域的雷电日或者落雷密度也是在统计意义上的平均值。这些因素都增加了防雷设计中的不确定性。在雷击闪络率的计算中, 必须考虑这些因素。因此, 防雷设计中应将理论计算与运行经验结合起来, 提出防雷的有效措施, 以减少雷击跳闸率, 提高线路运行的可靠性。

1 电气几何模型

电气几何模型的基本原理为:由雷云向地面发展的先导头部到达距被击物体临界击穿距离 (简称击距) 的位置以前, 击中点是不确定的, 先到达哪个物体的击距之内, 即向该物体放电;击距同雷电流幅值有关。本文重点论述电气几何模型中对计算结果影响较大或存在争议因素的处理方法。

1.1 导线电压

导线由于自身具有一定的电压, 尤其在超高压、特高压线路中, 导线本身电压可能很高, 在击距计算中必须考虑。中国电力科学院根据负极长间隙放电电压与击距的关系, 指出导线击距公式为:

Vdc为导线工作电压, 对于负电压取正值, 正电压取负值。这是根据大部分雷电均为负极性得到的。

1.2 屏蔽率计算

以往的电气几何模型中, 屏蔽率的计算是以暴露弧长在地面的投影来计算的, 这样当采用负保护角时, 绕击率便为零。从日本特高压输电线路运行中拍摄到的雷击照片得知, 有雷电先导侧向击中导线的情况发生。从雷电的先导模型可知, 雷电的发展是个相当复杂的过程, 暴露在雷电发展范围的物体都有可能被雷电击中。采用暴露弧长比计算屏蔽率更加近似物理模型。因此, 推荐采用暴露弧长比计算屏蔽率。

1.3 同塔双回或多回绕击率计算

对于同塔双回或者多回输电线路绕击率的计算, 目前有两种不同的考虑方法:

(1) 分别作出各个导线和地线的击距圆, 以暴露导线总的暴露弧长与地线和导线弧长和的比值作为绕击率。

(2) 不考虑导线间互相的屏蔽效应, 分别以每根导线和地线之间的几何位置关系, 计算绕击闪络率, 取最大值作为线路的绕击闪络率。这种方法主要是基于以下两个事实: (1) 只要一根导线发生绕击闪络, 即认为整个线路发生绕击闪络, 导线间的互相屏蔽作用对整个线路的绕击闪络率影响很小; (2) 这种处理方式得到的绕击率与第一种方法比较相差不大, 但是实现起来要简单的多。

推荐第二种方法。

1.4 雷电入射角

国内有些学者认为在计算雷电绕击率时, 要考虑雷电的入射角, 并推荐入射角度分布函数这种处理方式存在以下问题:

(1) 根据雷电先导模型的研究成果, 雷电通道在向下发展过程中其发展方向具有一定的随机性, 从统计的规律来看, 雷电通道总是趋于沿电场最大的方向发展。因此, 雷电入射角概念本身并没有物理过程上的依据。

(2) 来源自参考文献[2]。这篇文章是针对日本西海岸冬季雷电观测数据的分析, 有两个特殊之处: (1) 观测对象不仅只针对输电线路杆塔, 还有微波通信塔, 起重机等。在文章结论中, 作者也指出目前得到的结果多针对高建筑物, 是否适用于输电线路, 尚无法给出肯定意见。 (2) 由于观测点靠近海洋, 云层多在几百米左右, 雷电多由高塔的上行先导产生。对于我国大部分地区的雷电, 不符合这个特点。

基于以上分析, 在雷电绕击中考虑雷电入射角的观点是错误的。至少在观测数据比较少的情况下, 没有必要做这样的处理。

1.5 后继雷电流

Anderon R.B.和Eriksson在《Lighting parameters for engineering application》指出:雷电在发展中经常存在, 沿同一通道多次击中地面物体的情况, 而且后继的雷电流的大小与先导雷电流无关, 存在后继雷电流超过先导雷电流的情况。因此, IEEE std1243-1997建议在绕击计算中要考虑这个因素。但是, 国内的研究多忽略这个因素。本文也不予考虑, 认为在雷电流分布函数中已经涵盖了这些情况。

1.6 交流线路导线电压的选取

对于直流线路, 不存在电压相位的问题。但是, 在交流线路中, 由于电压是时变的, 要考虑雷击时导线电压的幅值。一般的处理方法为, 每隔15°选择选取一个电压值, 计算绕击闪络率, 取平均值作为线路绕击闪络率。

1.7 地形的影响

输电线路在空间上分布范围很广, 沿线地形条件复杂。针对地形对雷电绕击率的影响, 主要有两种处理方法:一种是在电气几何模型中以地面倾斜角度考虑地形;另一种方法是按地形分类对导线的平均高度经行修正。

第一种方法针对线路走廊不同的地形定义相应的地面倾角, 在电气几何模型中考虑由于地面倾角造成的大地屏蔽效果的减弱。这种处理方法的缺点是没有考虑地形对导线高度的影响, 计算所得的结果偏于乐观。

第二种方法是美国E.R.Whitehead提出的。他将地形分为三类:平原、丘陵和山地。对于这三种地形, 在确定导线高度的参数时采用不同的原则。计算公式如下:

其中, hdt为导线挂点高度, Sd为导线最大弧垂。

各种地形下地线对地的平均高度hb计算方法如下:

本文中结合两种处理方法, 对不同类型的地形, 考虑不同的地面倾角和导地线高度, 由此更加全面的反应整个线路的防雷性能。

1.8 全线雷击闪络率的计算

根据IEEE std1243-1997给出的结论, 全线雷击闪络率按如下公式计算:

Tn—典型区段雷击闪络率。

Ln—典型区段的长度。

2 计算软件开发

根据以上分析, 建立输电线路绕击电气几何计算模型, 并开发相应软件。Excel本身具有强大的二次开发性。本文所设计雷电绕击计算系统基于Excel平台。

软件界面如图1所示。表格中实现基础数据的录入, VBA中实现计算过程。该软件应用方便, 可以方便的进行不同地线保护角下, 不同地形下, 雷电绕击闪络率的计算。

3计算案例

线路实际绕击闪络率需长期运行观测及积累。本文以某条500k V线路为例进行计算。线路基本情况见表1。直线塔型式如图2所示, 耐张塔型式如图3所示。

将以上数据输入计算程序, 得到不同地形下雷电绕击率, 根据公式 (4) 进行加权, 得到全线绕击率, 计算结果见表2。

根据参考文献[5]中雷电反击计算方法, 该线路反击跳闸率在0.124次/ (100km·a) 。因此, 该500k V线路全线雷击跳闸率为0.392次/ (100km·a) 。该结果与山区线路运行经验基本一致。

结语

(1) 雷电绕击输电线路是一个非常复杂的物理过程。目前, 绕击率的计算一般使用电气几何模型。该模型与先导模型相比, 虽然忽略了物理过程上的细节, 但是计算结果仍可以反映线路的运行绕击情况。

(2) 在电气几何模型中, 对于超、特高压线路要考虑导线电压, 可以不考虑雷电的入射角。屏蔽率的计算使用弧长比更加科学。同时, 本文还给出同塔多回线路, 交流线路在计算绕击率时应注意的问题。

(3) 结合以往的研究结果, 给出绕击率计算中地形因素的处理方法, 并使用IEEE推荐公式计算整条线路的绕击率。

(4) 开发绕击计算软件并与科研单位的成果进行了对比。线路的绕击率与线路的所处的自然条件紧密相关, 应针对不同区域不断积累相关数据, 完善模型。

参考文献

[1]杜澍春.关于输电线路防雷计算中若干参数及方法的修改意见[J].电网技术, 1996, 20 (12) :53-56.

[2]Kunihiko Miyake, Toshio Suzuki, Masao Takashima, Masao Takuma, Takashi Tada.Winter lightning on Japan sea coast[J].IEEE Transactions on Power Delivery, Vol.5, No.3, July 1990:1370-1376.

[3]张志劲, 司马文霞, 蒋兴良, 等.超/特高压输电线路雷电绕击防护性能研究[J].中国电机工程学报, 2005, 25 (10) :1-6.

[4]王城钢, 张仲先, 潘秀宝, 等.架空输电线路绕击防护的新措施[J].高电压技术, 2008, 34 (03) :620-624.

线路线形检校模型的建立及计算方法 第5篇

关键词：线路中线,检校,纵向偏差,横向偏差

公路或铁路施工完成后,需根据要求进行平纵线形偏差检测,简称线形检测,这是线路施工质量检测的重要工作之一[1]。通常情况下,公路的两条边线或铁路的左右轨均平行于线路中线,因此线形检测可看作是中线检测。实施方法如下:首先,利用自由设站法或后方交会法观测获得线路中线的施工坐标;然后,根据线路曲线的几何关系计算任意中线点切线坐标,并通过转换参数换算到测量坐标系,从而获得线路中线的设计坐标;最后,基于测量坐标与设计坐标之差计算线路纵向和横向偏差,并以此作为评价线形精度的指标。本文将对后两部分进行详细地说明。

1 检校模型的建立及计算

1.1 轨道中心线切线坐标的计算

无论是铁路、公路,其平面线形均要受到地形、地物、水文、地质及其他因素的限制而改变线路的方向。在直线转向处要用曲线连接起来,这种曲线称为平曲线。平曲线包括圆曲线和缓和曲线两种,如图1所示。其中,圆曲线是具有一定曲率半径的圆弧。缓和曲线是在直线与圆曲线之间加设的,曲率半径由无穷大逐渐变化为圆曲线半径的曲线。铁路干线的平面曲线都应加设缓和曲线,地方和厂矿专用线在行车速度不高时,可不设缓和曲线[2]。

根据上述分析可以看出,轨道中心线设计坐标的计算应分为直线、圆曲线和缓和曲线分别进行。首先分析三种曲线的切线坐标计算:

1)线路直线的切线坐标。

由于线路中心线直线部分落在相邻交点的连线上(如图1所示),也就是说与切线坐标系的x轴方向重合。设线路直线点到ZH(或HZ)的距离为d,则其切线坐标x=±d(根据线路前进方向确定正负号),y=0。

2)线路圆曲线的切线坐标。

如图2所示,以曲线起点ZY或终点YZ为坐标原点,以ZY(或YZ)切线方向为x轴,以过原点半径方向为y轴。x轴指向JD,y轴指向圆心O。圆曲线上任意一点的切线坐标可按下式计算:

其中,R为曲线半径;li为待定点至原点(ZY或YZ点)的曲线长。

3)线路缓和曲线的切线坐标。

如图3所示,以曲线起点ZH或终点HZ为坐标原点,以ZH(或HZ)切线方向为x轴,以过原点半径方向为y轴。x轴指向JD,y轴指向圆心O。设缓和曲线上任意一点的切线坐标为(x,y),其计算公式如下[3]:

其中,R为曲线半径;l0为缓和曲线长;l为缓和曲线上任意一点P到ZH(或HZ)的曲线长。

1.2 测量坐标系与切线坐标系之间的换算

检验场线路可能同时包含直线、圆曲线和缓和曲线三种线形,但是切线坐标系向测量坐标系的转换均包含以下两个步骤:

1)转换要素的计算(包括旋转参数和平移参数);

2)坐标转换。由于缓和曲线的计算更具有代表性,因此本文仅以缓和曲线为例说明测量坐标系与切线坐标系之间的换算关系。

如图3所示,通过设计资料查得线路上与HZ点邻近交点的坐标为(XJD,YJD),HZ点坐标为(XHZ,YHZ),由坐标反算公式得JD-HZ的坐标方位角α,即过HZ点切线的坐标方位角,公式如下:

由式(3)求得的α要根据坐标增量ΔX,ΔY的正负号确定方位角所在象限,α即为测量坐标系与切线坐标系之间的旋转参数。

在缓和曲线的切线坐标系中,ZH点为坐标原点,因此其切线坐标为(0,0),而HZ点的设计坐标(XHZ,YHZ)可通过已有资料查得。设切线坐标系向测量坐标系转换的平移参数为x0,y0,根据上述计算得到的旋转参数α,代入坐标转换公式可得:

由此可见,测量坐标系与切线坐标系换算的平移参数x0=XHZ,y0=YHZ,即为HZ点的横纵坐标值。

根据上述计算得到的坐标转换参数(α,x0,y0),即可通过以下公式将切线坐标转换为测量坐标系中的设计坐标值:

其中,(X,Y)为缓和曲线中线点在测量坐标系中的设计坐标值。

1.3 线路中心线纵横偏差的计算

根据外业测量可以获得试验段缓和曲线轨道中心点的坐标,设为(X′,Y′),这是测量坐标。利用线路中线设计坐标值减去外业观测测量坐标,即可得到曲线中线差,并换算为mm为单位:

则纵、横向差计算如下:

纵、横向偏差可以反映线路中线在线路前进方向和线路垂直方向与设计值的偏离量,其限差应满足相关规范的要求。

2 结语

线形检测对确保线路施工质量和安全至关重要。现有的检测方法需要根据线路曲线的特性建立不同的检测模型,这无疑给具体的施工带来不必要的麻烦。如何建立统一的检测模型是下一步研究的重点。

参考文献

[1]JTJ 001-94,公路路线设计规范[S].

[2]王文锐.公路几何线形检测技术[M].北京:人民交通出版社,2001.

[3]邹永廉.土木工程测量[M].北京:高等教育出版社,2004.

线路模型 第6篇

然而,电力特种通信系统和一般的通信系统有很大不同:系统范围更为广阔,导致电力特种光缆线路距离更长,工作环境更恶劣;所承载业务除了正常通信业务外还包含远动信号、继保信号等多种业务,这就造成了电力光纤通信系统的设备更为复杂。所以,无论是电力光缆通信的线路还是设备都更容易发生故障或损毁。这些直接用好或坏的标准来评价一个系统是否安全其实不太合理。所以对系统完成规定功能的能力判定不能是简单二值的,而是应该有程度的。应该是用定性语言值来描述这种程度。例如:保持系统全部功能的正常运行,即无任何系统故障;保持系统主要功能正常,即有弱系统故障;保持系统基本功能正常,即有系统故障,但尚能维持工作;保持系统最低功能正常的能力,即故障已达临界,再严重则不能容忍;系统失去最低功能,即系统出现了致命故障。

当然,如果考虑到不同的侧重点,还可以有其他的利用定性语言值的描述方法来表达系统完成规定功能的能力。然而,因为一般来说,系统都是复杂的,显然用比较模糊的定性语言值会比使用精确的数值方法描述更加准确。因此,定性和定量之间的转换是非常重要而又有意义的。

云模型是在传统模糊数学和概率统计的基础上提出的定性、定量互换模型,它把模糊性和随机性有机地综合在一起,并且实现了定性语言与定量数值之间的自然转换。以云模型表示自然语言中的基元语言值,用云的数字特征期望Ex,熵En和超熵He表示语言值的数学性质。

本文提出了基于云模型的一种综合指标评估算法,并对待研究的电力光缆通信网络进行安全性评估,采用大量实际数据,利用matlab软件根据实际情况建模计算,得出评估结果并进行了分析,根据分析结果提出了电力光缆通信网络安全方面的一些改进建议。

1 基于云模型的综合指标评估算法

1.1 原理

基于云模型理论的综合指标评估法,就是运用云模型描绘定性指标,按照层次结构的性能指标,综合评估系统的性能。这个算法有三个要素:指标集(U)、权重因子集(W)和评价集(V)三个要素。其中,评价指标按需要划分为多级层次树结构,那么每一层均需有隶属于本层的指标集、权重因子集和评价集。然而在实际工作中对某一系统的评估通常是采用多种指标来综合评价的。由此,当假设在评估某一系统时有p个指标,那么就有指标集U=(u1,u2,,up)。根据AHP(层次分析法)原理,当评价指标集规模较大时,可先将K个指标按其性质分成S个子集,设第i个子集为Ui=(ui1,ui2,,uip),i=1,2,S,且满足条件:

a)undefined; b)undefined. (1)

这样就能够构成一个多层次的树状结果的综合性能指标评价体系,按照性质将树状结构分层。同层的指标因为性质相同或者相近,可以相互比较。而不同层次之间的指标,因为性质不同不具有可比性。比较的顺序是从下到上,从底层到高层逐层比较,每层比较后将结果上传到上一层,最终将比较结果汇总到第n-1层。然后再针对每一层单独进行性能的评估分析,得到需要评价的那一层指标的结果为止。(其中权重等级和评价等级都可以用定性语言值利用云模型拟合而成)。

1.2 算法步骤

基于云理论的综合指标评估法的算法步骤如下:

(1) 根据指标层次树,建立指标集U。经过实际调研,确定采用的方法为各层指标确定权重因子。权重因子也均采用语言值描述,如“非常重要”,“重要”,“一般重要”,“不重要”等。对调研结果拟合成一个云。

(2) 归一化指标值。在指标层次树中,各项指标在物理属性上区别较大,根据是否具有量纲等,可将指标一般性的分为三类:第一类是无量纲指标,第二类是有量纲指标,第三类是定性指标。第三类指标可直接用一个云来表示。第一、二类指标则需要先进行简化计算,即将有量纲的表达式,经过变换,化为无量纲的表达式,成为纯数值,也就是规一化,再用云表示。

(3) 确定评价集。通常,采用由n个评语所组成的第i层评价集:

Vi=(vi1,vi2,,vin) . (2)

将每个评价值都用正态隶属云来表示,全部放置于一个连续的语言值标尺上,据此可以构成一个评价集的云发生器。

(4) 按照从上到下的顺序来计算每层指标相对于根指标的权重(根指标的权重和组合权重均为1),称为组合权重。

设第i层指标与第i+1层指标的关系矩阵为:

undefined

. (3)

其中,k为第i层的指标数,m为第i+1层的指标数。当第i层的指标s与第i+1层的指标t是父子关系时,rst为(1,0,0),否则为(0,0,0)。又设第i层的组合权重因子集为Wi′第i+1层的权重因子集为Wi+1。Wi+1与Ri一样,也是km矩阵,rst不为0,表示第i+1层t指标是第i层s指标的儿子。则第i+1层的组合权重因子集

Wi+1=(WiRi)TWi+1 . (4)

该结果向下一层指标传递,直到最底层。

(5) 确定目标层评价集V=(v1,v2,,vn) 。目标层的评价集由底层各评价集加权和得到,即:

undefined. (5)

其中w′j为底层第j个指标的组合权重。

(6) 计算顶层指标值。由下而上计算每层的评价结果集Ai,直到顶层为止。

Ai=(a1,a2,,ak)

undefined. (6)

其中,k为第i层的指标数,bsj表示第i层指标s的第j个子指标的评估值,w′sj表示对应的组合权重因子。

(7)输出评估结果云集A。

2 安全风险评估实例某省供电公司光缆通信线路的安全性能评估分析

2.1 确立指标体系

建立一套针对电力光纤通信线路的安全风险评估的指标体系应遵循以下原则:

(1) 科学性和适用性:要求能够科学、客观的反映评估对象的内容和目的,目标是明确、普遍适用的;

(2) 完备性和简要性:既要全面反映电力光纤通信安全,又要层次分明,简洁扼要,能够把握宏观;

(3) 操作性和独立性:一般要求从现有统计数据中总结出所需的指标数据,需重新统计的少量指标应是确定的、方便收集的,且指标间尽量减少交叉、重叠。

本文中,电力光纤通信线路的安全评估指标体系如图1所示。

(1) 光缆线路的运行率

undefined

(2) 光纤设备的运行率

undefined

(3) 光缆故障时间和次数

光缆故障指的是光缆线路本身断裂(同一部位纤芯全部断裂或者部分纤芯断裂只算1处)或者线路中的光纤连接器件故障所造成的通信中断。

光缆故障时间是指从发现通信中断的时刻开始一直到光缆线路完全抢修好,经验证确实可用为止,而不是单纯的以恢复通信作为截止时刻。

(4) 光纤设备故障时间和次数

设备故障的概念是相对于光缆故障而言的,指的是由于光纤通信设备的故障所导致的通信中断,设备包含除线路外发送接收终端的相关设备以及配套电源设备和设备间连线等等。设备故障时间则是指从发现电路阻断,一直到电路或设备修复完全为止。

因为设备故障是针对除了光纤线路外的设备引起的通信中断,而一般来说,通信设备都是在终端站内,所以,又可以成为站内设备故障。

(5) PCM终端设备的安全性

PCM设备实现的是从64 kbit/s到PDH系统E1速率再到SDH系统STM-N传输模块的转换功能,以便于将64 kbit/s的话音信号转换为可以直接在光纤通信线路上传输的SDH信号。因此,PCM设备必不可少,在工作中需保证以下性能指标来满足光纤保护通道的安全性要求:PCM设备的净衰减频率、音频四线接口间的群时延、音频二线接口间的群时延、冗余信道的噪声、信道间的干扰串音等。

(6) 光纤保护通道复接的分离性

当采用SDH数字同步光纤通信方式时,信号的复接是以通道为单位进行的同步复接。其中保护通道的配置应该包含下列包括相关的安全装置,诸如继保装置、E/O和O/E转换装置、脉冲编码调制复用设备、同步数字传输网相关设备和设备电源等等。而分离性是指,一条线路具有两套或两套以上相互独立的保护系统,所谓独立是指这些系统之间无论物理上,还是电气上,都是相互隔离的。

(7) 各种电源的配置合理性

通信电源系统是通信行业的最基础设施,为通信系统提供能源,是通信安全的根本保障之一。对于电力系统通信来说,可靠性要求更为迫切,要求对于省级以上干线通信,对于同一条输电线路,除了包含光通信设备,还必须配备两套完全独立的继保装置、安全自动装置和通信电源。这两套设备是同时供电、同时工作的,互为主备,即双传输通道保护方式。

(8) 备品备件管理

虽然大多数时候,光纤通信线路都是在稳定运行的,但是为了日常检修和应对故障出现,通信班组的技术人员应该在平时就做好相关设备线路的备品备件的准备和管理工作,以便于一旦出现故障能够及时为抢修提供有力保障。

(9) 通信机房的管理

为了向光纤通信终端设备提供合适的工作环境,保证设备稳定运行,光纤通信的机房应做到:(1)合适的工作温度和湿度,为光纤通信终端设备提供合适的工作环境;(2)稳定安全的设备供电系统,尤其为了应对交流电源临时断电,应配置UPS电源,最好是通信专用的蓄电池组;(3)注意预防静电;(4)重视雷击带来的危害,认真执行有关防雷规程,符合相关规定的指标。

考虑到外部环境的影响以及人为因素,安全风险性能指标还应包括:(1)工作人员因素指标,诸如工作人员的业务素质、学历构成、人员变动情况以及和工作人员的劳动报酬的变化等;(2)网络传输质量类指标,诸如网络拓扑结构和自我修复能力、线路传输时间延迟,损耗与色散情况、同步问题等。本文忽略了一些次要因素以便于更清楚地阐明问题。

2.2 确定权重等级以及评估结果等级

通过对各相关领域专家的调研后,为了符合人们日常的认知和一般表达习惯,拟将指标的权重等级用以下几个等级的语言值来形容:“很重要”,“较重要”,“一般重要”,“次重要”,“不重要”。并将其用云算法在Matlab仿真后表示为:(1,0.080,0.002),(0.77,0.080,0.004),(0.53,0.080,0.005),(0.27,0.080,0.004),(0.011,0.080,0.002)。如图2所示:

评价结果等级采用语言值:“优”、“良好”、“一般”、“差”来描述,将其分别用云来表示,坐标分别为:(1,0.125,0.002)、(0.77,0.125,0.005)、(0.59,0.125,0.005)、(0.008,0.125,0.002)、(0.012,0.125,0.002)。用云模型将各评价结果的等级计算出,如图3所示。

评价指标体系的确定,包含各个指标所占权重以及评估结果,为了减少人为因素的干扰,本文采用Delphi法。Delphi法的核心在于具体实施步骤如下:(1)按照涉及到的领域,在相关部门中遴选出15位专业技术人员作为参评专家;(2)向各专家详细讲解本次预测的意义与作用,保证每个人都认真对待,以提高本次评估的有效性;(3)下发调查问卷,并附上相关背景材料,以便于各个专家对各指标尤其是同层指标之间两两进行比较,以确定指标的重要性,并在问卷上备注判断原因;(4)对回收问卷进行统计分析,总结成图表,再次分发给各专家,做第二次修改;(5)各专家在参考借鉴他人反馈信息的基础上,对第一次的评估意见进行相关修正,并再次注明修改原因;(6)如此反复收集意见和信息反馈三到四轮,直到专家意见不再修改,将最终的专家意见综合整理(为减少人为因素影响,以上全程均不说明发表各种意见的专家的具体姓名)。最后将利用Delphi法得到的结果,代入本文之前提出的基于云理论的综合指标评估法的算法,利用Matlab编程仿真,得到一组各个指标的权重以及评价结果,见表1。

最后,利用以上算法输出该光纤通信线路的安全评估值:(0.73,0.057,0.002)。从图3的结果可以看出:其安全性能介于一般和良好之间,更接近于良好。

3 总结

综上,该电力光缆通信线路的安全性能介于一般和良好之间,偏向良好。说明总体性能尚可,业务传输质量基本可以得到保障。但是,整个系统的性能并未达到优,问题出在以下几方面:PCM设备、光缆线路以及工作人员对于备品备件的管理等。说明在今后的工作中,工作人员应对设备和线路的巡检维护、消缺以及安评整顿各方面足够重视,并且一丝不苟地按照单位相关规定严格执行,同时提高管理要求,以便于使电力光缆通信系统的整体可靠性得以提高。

摘要：基于云模型提出了一种综合指标风险评估算法,并根据科学性和适用性、完备性和简要性、操作性和独立性等原则,确立了电力光纤通信线路的安全风险评估指标体系,对目标系统使用matlab建模仿真,进行了评估分析。

关键词：电力光纤通信,安全评估,云模型,matlab仿真

参考文献

[1]李德毅,于全,江光杰.C3I系统可靠性、抗毁性和抗干扰的统一评测[J].系统工程理论与实践,1997,17(3):23-27.

[2]李德毅,孟海军,史雪梅.隶属云和隶属云发生器[J].计算机研究与发展,1995,32(6):15-21.

[3]王聪,江光杰.通信系统性能仿真评估算法的研究[J].系统仿真学报,2004(3):390-392.

[4]高会生,孙逸群,冉静学.电力光纤保护通道安全风险评估指标的研究[J].继电器,2007,35(3):61-65.

线路模型 第7篇

运输成本一直在物流成本中占据主要份额, 《中国物流年鉴 (2011) 》的数据显示, 2010年我国运输费用为38321亿元, 占社会物流总费用的53.99%。这一数据具体到各个企业, 即运输成本占企业物流总成本的50%以上。对于将成本控制作为主旋律的物流管理, 影响成本的因素是物流运输线路选择模型必须考虑的一类重要因素。

1. 运输距离

货物的运输时间、运输费用一般与运输距离成正相关关系, 与运输质量、运输工具的周转速度等技术经济指标成负相关关系。在物流运输线路规划模型中, 通常力求运输距离的最短化, 特别是运输中的可变成本一般与运输距离成线性正相关, 通过各种计算模型均较易求出运输距离最短的线路。但在一些限制条件下, 运输距离不能追求最短, 只能选择在其他因素限制下的最优化, 如为了保证货物的准时到达选择较畅通但距离较远的线路等, 这就增加了模型的复杂程度和计算量。

2. 运输环节

我国目前的交通运输总体服务水平仍然不高, 特别是各种运输方式之间的相互衔接不佳, 货物在运输中难以实现无缝化衔接, 导致中间环节过多。即使是同一种运输方式, 每增加一个运输环节, 也势必会增加装卸、搬运、保管等作业内容, 增加企业的物流总费用, 同时造成货损、货差上升。因此, 在物流运输线路规划模型中, 一般希望能在限制条件下实现运输环节的最少化, 最好采用直达式的“门到门”运输模式。

3. 与运输相关的资金流转

传统的运输管理中, 主要考虑直接运营成本, 对资金的运转考虑较少。在物流金融化的今天, 不仅费用结算的周期会影响到成本和企业的资金有效使用, 在途货物的金融化处理也与成本和收益有关联。在选择运输线路时, 资金流转这一特殊因素会间接的产生资金成本及机会成本。

4. 货物数量

货物数量, 即货物的运输规模, 是规模经济的决定性因素之一。随着单次装运量增大及整车整船的情况, 可有效降低分摊到每单位货物上的平均固定成本;货物数量也决定了可选择的运输工具和运输方式, 关联着装卸的方式和时间, 从而影响到线路的选择。

二、服务类影响因素

现代物流领域的竞争正在向以服务竞争为主导的方向发展, 单纯的成本竞争不仅无法保证物流竞争优势, 对企业本身的持续发展也不利。因此, 在物流过程中将越来越多的服务因素纳入相关的变量与函数, 设计进物流运输线路的规划模型。

1. 与时间相关的因素

(1) 货物的运到期限

运到期限涉及从订单达成日期到交货日期的长短, 也涵盖货源组织、装卸时间、运输速度和可靠性等多方面。通常收货方会要求在运到期限前交货, 也有越来越多的客户提出准时运到的要求。装卸时间、运输速度可以根据日常的统计数据和当前的人员、运输设施、运输设备的状态进行有效分析;线路的可靠性可利用历史数据来分析, 但时常会被自然灾害、交通意外、临时交通管制等突发情况所影响, 在分析时需要相应的预警机制及时生成限制条件并做好预选的备用线路。

(2) 货物的在途时间

货物的在途时间要从运到期限、收货要求、相关的仓储成本等多方面来分析。在同一种运输方式中, 在途时间一般与运输成本正相关, 与相应的仓储成本、运输工具的周转率存在负相关。要注意的是企业有时需要采用在途的方式替代在库以减少相应的仓储成本, 这时会要求增加在途时间, 造成直接运输成本上升, 仓储成本下降。

2. 与交货质量相关的因素

商品运达时的质量状态, 关系到供应链的整体效率和效益, 决定着供应链下游“牛鞭”效应的大小。零缺陷供应商要求货物不仅是准时运到, 还要求运到货物是百分百合格, 不能存在货损货差。

3. 线路状态

线路的状态, 如路面通畅情况、平整状态等, 对运输的速度有直接影响, 也与部分易碎货物的货损率产生关联。这一状态在短期保持相对稳定, 长期则存在动态变化。在处理此因素时, 还需与成本、时间、货物特性等因素综合分析。

4. 信息化管理水平

部分客户对供应链中的信息化管理已有了较高的要求, 在选择相应的服务时, 会要求服务供应商能与其信息系统对接或提供某些特定的信息服务, 以减少信息冗余和人为差错。这对物流方式、物流工具和运输提供商的选择进行了限定。

三、其他类影响因素

除了成本和服务二大类因素外, 还有不少因素在特定条件下也会对运输线路的选择产生影响, 有一些甚至是决定性的影响。

1. 货物的性质、形状等特征

货物的性质、形状等特征会决定一些运输方式和运输线路无法采用, 如超大件货物无法使用航空运输;一些超重超限货物在公路运输中无法通过一些特定的涵洞、桥梁, 导致一些公路运输线路无法使用。货物的这些特征是线路规划时必须考虑的, 建模时要作为限定条件来处理。但是, 作为一个持续经营的企业, 企业的业务是在不断发展的, 在建模后不可避免的会面临企业业务拓展所带来的货物类型、货物种类的增加和运输范围的扩大, 如不能及时对模型的参数和限定条件进行更新, 模型的结果届时将变得无实际使用价值。

2. 交通管制

物流, 特别是在城市内的配送, 受到交通管制的影响越来越大。以北京为例, 北京在市区对大型货车的限行使得在北京市区可选择的物流线路大大减少, 也限定了这些线路可使用的时间段。违反了相关规定, 即便不被扣车扣货导致交货延迟, 也会因违章罚单而大幅增加成本, 相关企业不得不放弃更具优势的箱式货车而选用成本高、载货量小的小型车辆。因此线路规划必须将交通管制对线路和运输工具的影响充分考虑进去。

3. 安全因素

对运输线路选择产生影响的安全因素分二类, 一类是以货物的特性, 如重量、体积、贵重程度、内部结构及其他物理化学特性 (易燃、易爆、易碎、剧毒等) 选择合适的运输工具、方式及线路, 确保货物能安全可靠地运达, 这类因素可作为限制类条件;另一类是从运输的线路和相应的运输方式本身来分析安全性, 如铁路运输的货损货差平均水平高于公路运输, 受自然环境的影响小于公路运输等, 这类因素需要以历史数据结合相关的评估来建立相应函数进行分析, 并考虑对突发状况的预处理。

4. 运输工具

企业根据自身的物流需要, 有的拥有运输工具, 有的外租运输工具, 有的则将运输环节外包。在进行线路规划时, 可供选择的运输工具会影响可选的线路数量, 也会由于其状态的不同导致成本差异。特别是选择外包运输业务环节时, 还存在着对服务提供商的选择, 需要相应的供应商选择数据平台的支持。

四、各因素的相互关联

以上各个因素在模型中一般不是孤立存在, 相互之间互有影响。有的因素之间明显存在“悖反”问题, 如服务水平上升的同时成本也跟随上升;也有的因素之间需要进行对比, 如延长在途增加运输成本与减少在库减少的仓储成本之间存在替代关系, 不对比难以确认孰优孰劣;还有的因素必须作为前置条件, 如交通管制等。

要注意的是以上这些影响因素也会随着时间的推移发生变化;同时, 除前述因素外, 企业还有可能面临着特定客户的一些个性化要求, 这需要在线路选择模型中建立针对因素增加和因素变化而进行相应处理的动态环境适应机制。

因素间的相互关系及其动态性导致模型设计复杂, 运算量大, 维护困难。这也是线路选择模型设计和实际应用的主要难点。

摘要：为有效规划物流运输线路, 降低物流成本, 需通过定量与定性相结合, 建立有效的物流运输线路的选择模型。为此, 本文对物流运输线路规划模型中所应考虑的各类影响因素进行了分析, 并将其分为成本类、服务类和其他类三大类, 这些因素的相互关联造成了模型建立的困难。

关键词：运输线路,影响因素

参考文献

[1]中国物流与采购联合会编.中国物流年鉴2011[M].中国物资出版社, 2011