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计算机技术的飞速发展,为古典文献研究的现代化提供了坚实的基础,其贡献是有目共睹的。然而,计算机技术在古典文献研究中的运用仍然存在着极为严重的缺陷也是不容回避的。笔者近几年来主持并直接参加设计“e书库”数据库的过程中,感到有必要将自己的一些想法提供给正在设计有关软件的计算机专业人员、愿意使用该类软件的专家学者们参考。
一、我国古典文献数据库建设的历程
自古以来,历代学者对古典文献整理与研究一直沿袭手工操作的方式,然而自上世纪80年代后,计算机技术开始涉入到古典文献研究中,对传统的古典文献整理与研究方法(自然也对一切需要使用古典文献资料的专业研究)起到了极大冲击。
首先简单回顾一下计算机技术在古典文献研究领域内发展的历程。上世纪80年代初,我国一些图书馆、大专院校及科研机构陆续开始大规模地利用计算机设计并建立数据库。大致说来有两类数据库,一类是书目数据库,一类是文献数据库。南京图书馆于90年代初率先建立书目数据库,对读者检索有关书目起到了极大的帮助。之后,各地图书馆纷纷效尤,类似的书目数据库很快就普及了。虽说至今各地图书馆的书目数据库的检索方式,仍存在机读编码格式不统一的问题,然而书目数据库提供的方便快捷的查询功能,对读者来说无疑是一件大好事,具体到学术研究来说,至少为研究者提供了一个比较方便的查找有关古典文献的实用工具。
在建立书目数据库的同时,一些大专院校与科研机构开始研发各自的文献数据库。从数据制作格式来说,大致可以区分为两类,一类是图像格式,即将按原著内容扫描成PDF图像文本,另一类是元数据格式,即录入文献文本内容(或扫描并转化为电子文本)导入数据库,并转换成可阅读与检索的数据库机读格式。一般说来,无论是PDF格式还是元数据格式,它们数据库容量都较大,也提供了较为原始的检索方式,为学术研究提供了不小的帮助。从上述两类制作格式的数据库来说,PDF图像文本可以直接阅读图像文字,但总体说来不太适应古典文献整理与研究的需要。而元数据格式较为精致,初步具备了较为方便的常用的功能,可以检索、作卡片等等。
古典文献数据库从收录的文献内容来说,大致可以分为两类:一类是类目数据库,即按“类”收录有关图籍,如经学类、史学类、文学类以及甲骨文、金文或出土文献资料、石刻资料等等,另一类是综合数据库,如《四库全书》、《四部丛刊》、《国学宝典》之类数据库。
大陆最早的古典文献数据库是河南大学的《宋人笔记检索系统南宋主要历史文献》,建立于1987年。之后,各种数据库纷纷涌现,比较重要的有南京大学、河南大学、苏州大学联合研制的《计算机甲骨文信息处理系统》、中国社会科学院《全唐诗》、《先秦魏晋南北朝诗》、《全上古三代秦汉三国六朝文》、《十三经》、《全唐文》、《诸子集成》等数据库、北京大学《全宋诗》数据库、南京师范大学《全唐五代宋词》数据库、四川大学《宋会要辑稿》数据库(与海外合作)等等。港台古籍数字化起步较早,均采用繁体字形式。1984年台湾中央研究院历史语言研究所开始研发《汉籍全文资料库》,香港中文大学则有《汉及以前全部传世文献》、《魏晋南北朝全部传世文献》、《竹简帛书出土文献》数据库等等。其中《竹简帛书出土文献》收录《马王堆汉墓帛书》、《武威汉简》、《睡虎地秦墓汉简》、《银雀山汉简》、《居延汉简释文合校》及其它散见简牍共140多万字的竹简帛书出土文献,价值颇高。
值得注意的是,这些数据库主要是提供给本单位研究人员使用的,当然也有部分数据库对外开放,为其他研究者提供一定帮助。虽然这些数据库有种种限制,但它们无疑为古典文献的研究(当然包括其它专业的学术研究)提供了方便。之后,随着网络技术的发展,各科研机构、大专院校、各地方的图书馆、以及其它数以百计的网站向用户提供收费或不收费的古籍文献检索服务,甚至还提供古籍文献的下载服务。显然,这些工作的开展,为学术研究的现代化提供了极为有力的支持。至今为止,据笔者所查索到的除科研机构、大专院校、各地图书馆数据库之外,提供各种文献下载的中文网站至少在200个以上,其中就有不少古籍文献下载的网站。这些古典文献数据库或有关网站的建立,确实为古典文献整理与研究乃至其它学术研究提供了极有价值的帮助。
二、目前存在的问题
当然,我们也应该清醒地看到,在古典文献数据库大量涌现的同时,一些潜在的问题与数据库本身的缺陷严重地制约着古典文献数据库的正常发展。
从古典文献数据库技术发展角度来说,笔者认为大致经过三个发展阶段。第一阶段是PDF图像文本数据库,其数据来源主要是以扫描方式获得,形成PDF图像文本。这种图像文本优点是直观,与原书分毫不差,但它的缺点是功能极其单一,仅可供浏览图像和简单地检索书目。虽然第一阶段的数据库功能极少,但毕竟能方便而直观地阅读文献了,因此引起了学者们广泛的兴趣。必须指出的是,由于功能太少,这类数据库难以进一步发展。
第二阶段是元数据数据库,以香港迪志公司投资、书同文数字化技术有限公司设计、上海人民出版社出版的《四库全书》、书同文数字化技术有限公司设计、万方数据电子出版社的《四部丛刊》、尹小林《国学宝典》、南开大学永川公司的《二十四史》,以及大陆、港台等大专院校或科研机构制作的较大型的数据库为代表。它们的优点是具有较多的基本功能,如检索、卡片、打印等功能,有些还附加了日历查询、字典、音乐背景等附加功能。然而,它们都不允许对数据库内的文本错误进行修订、没有图表处理能力、不提供功能升级服务(某些软件提供所谓新版本,实际上只是增加一些文献文本,并未真正提升软件服务功能)。而且由于各自为政,开发者大都采取自定义方法来自造非常用的生僻词,因此各种数据库之间字库不能相互兼容。这一阶段的古典文献数据库也有吸收第一阶段数据库有图像的优点,如上述提及的《四库全书》就附有图像,以利研究者核对文字。该阶段绝大多数数据库注意到版权问题,但仍有一些数据库在版权上出现较大问题,乃至引起法律纠纷。
计算机技术广泛地涉入文科研究领域,各种古典文献数据库纷纷建立,当然给古典文献整理与研究的现代化提供了极其有利的帮助,然而,在笔者看来,目前计算机技术在这一领域中的运用形成纷乱无序的“战国时代”,有许多亟待解决的问题,否则将会影响或说削弱计算机技术在古典文献研究(乃至其它学术研究)中巨大作用。对此弊病,笔者拟作一概述,企望引起有关部门、数据库开发者及使用者的重视,以期真正使计算机技术对古典文献整理与研究起到更大的促进作用。大致说来,主要问题有以下几个方面:
其一,缺乏整体领导与规划,国家投资与收益不对称。当然,首先应该看到,国家有关部门已经着手做了一些规划,也实施建立一些比较大的古典文献数据库,如2002年10月,国家科技图书文献中心受科技部的委托,牵头联合中国科技信息研究所、国家图书馆、上海图书馆、中科院图书馆、北京大学图书馆等单位,启动了我国数字图书馆标准规范建设项目。这一项目的目的就是力图建立我国比较统一和规范的数字图书馆标准,自然也会对建立古典文献数据库有较大的借鉴与参考的价值。又如北京大学《中国基本古籍库》、上海图书馆《古籍影像光盘制作及检索系统》等等,也由国家有关部门投入大量资金,而且已经启动并完成了部分内容。不过也应该强调,由于国家没有制定出一个比较符合国内数据库发展状况的真正有价值的规范体系,因此这些项目的承担者仍是各自为政,数据库之间并不能兼容,不可能形成技术“合力”。再从所取得的社会效益或说实际使用价值来看,也不尽人意。因为至今为止建立的各种数据库仍人为地设置许多障碍,无法使它们实现较大的使用价值。数据库由国家投资,收益自然应该归国家,或者成为不收费的公益数据库,但目前收益既不归国家,又未能成为公益数据库,这不能不说是个极大的遗憾。实际上,数据库制作者无偿利用国家投资进行了开发,制作完成后却获得相当丰厚的收益,使人感到有“国家投资,个别单位图利”的印象。笔者不反对交纳一定使用费用,但收费单位一定应该说明收费后去向,绝不允许产生国家投资而由个别单位乃至某些个人得利的情况。
其二,开发商嗜利忘义,数据库错误严重。除上述由国家投资开发的古典文献数据库外,还有一些有一定技术实力的软件开发商加入到古典文献数据库的开发中来了。比较而言,各科研机构、大专院校及各地图书馆建立的古典文献数据库质量较高,而开发商则很少关注数据库中的文献质量。我们承认确有少量开发商制作的数据库质量较高,如迪志公司开发的《四库全书》之类,然而象《四库全书》这样的数据库确实凤毛麟角,难以寻觅。我们发现,甚至有些开发商仅仅是把文本进行文字扫描导入,疏于校对,因此文本错误百出,难以卒读。由于利益驱使,绝大多数开发商都以“独自开发”为己任,数据库设计相互保密,互不兼容,使用户深感不便。这些问题已严重地影响到古典文献数据库的正常发展了。
其三,热门文献数据重复,冷门文献数据罕见。虽说目前数据库品种繁多,但由于考虑到使用者对文献内容的需求,因此许多开发者热衷于开发那些热门数据,而一些比较冷门的文献则鲜有人问津。实际上,冷门的文献并非是没有学术价值的文献,只是使用人较少而已。因而,目前不但数据库中文献内容重复现象极为普遍,甚至同名同姓的数据库也有不少,如《四库全书》就出现了武汉大学版、上海人民出版社版等数种不同版本。且不说那些数量繁多、质量也不甚高的数据库浪费了多少人力物力,其实也使用户陷入无可适从、欲舍不能的境地。用户往往为了某些少量文献内容不得不购买和安装整个数据库操作系统,而且这些庞大的数据库大量占据硬盘空间,导致计算机运行速度大为减慢。而那些允许网上检索的文献数据库又往往容量极大,上网检索者多,导致“交通阻塞”!
其四,技术关卡重重,难以互相兼容。各开发者既鉴于不同开发目的与技术条件,又为防止他人解密,因此在开发过程中在数据库某些程序中人为设置技术障碍,以保障自己利益不受损害。自然,开发者需要投入大量人力物力,保障本身利益不受损害是无可非议的。然而也由于人为地设置了障碍,却使各种文献数据库之间不能兼容,无法形成合力,先进的技术反而成为技术壁垒。实际上,这一情况大大浪费了宝贵的人力资源与财力,对古典文献的开发与利用有百害而无一利。另外,由于技术壁垒,在古典文献数据库的文字方面更导致许多问题。我国古籍常用汉字大约为4万余个,这还不包括超过2万个异体字及数千甲骨文、金文等古文字。然而我国目前在计算机上采纳的国标字库(GB)和扩展字库(GBK),两者相加也只有27000余字,这与我国古籍常用汉字数量相比,实在差距太大。因此,如此小的字库与需求相比确实是捉襟见肘。为了弥补这一缺陷,一些软件设计者就采取在自定义区自造字(乃至占据字库中扩展B的位置)、有些也用图片方式来填字。而这些自造字、图片字,拷贝到WORD文本之后,由于内码位置的差异就变成其它字了,从而导致文本错误。
其五,功能单调,难以真正为科研服务。建立较早的古典文献数据库功能比较单调,只能做些简单检索、拷贝,没有更为先进的功能,不能适应学术研究的需要。后来的一些古典文献数据库也存在类似问题,例如《四库全书》的检索功能,虽说可以采用添加“作者”、“书名”等限定条件,但检索结果只是罗列一排出处,无法直观地了解检索到的具体内容。而且《四库全书》也没有提供更多的功能给用户,因此这一巨大的工程仍远远不能满足用户的需求。况且这一数据库目前已经“定型”,不再继续开发,使用户对此深感遗憾。而其它古典文献数据库设计者的思维大多仍停留在“文本之争”当中,重复着原来设计思想的错误,没有更多地开发为科研服务的有效功能,因此在笔者看来,这一做法显然不可能真正摆脱古典文献数据库目前面临着的困境。
其六,学术圈地,使人心有余而力难用。解放后,一些国家级出版社化费了极大的精力,组织专家点校了不少重要古籍,为学术研究的发展作出了极大贡献。然而时至计算机时代的来临,却出现了“版权”的问题。一些制作者忽视了国家有关版权法规,直接利用了一些出版社的成果来牟取经济利益,理所当然地会产生版权纠纷。笔者以为,保护版权是每个学者乃至每个公民应尽的责任,根本毫无讨价还价的余地。然而问题是,现在一些出版社由于各种原因,没有对自己已出版的点校过的古籍进行开发,而愿意开发这些古籍资源者却无法涉入其中,导致他们处于既想开发这一宝藏又无法回避版权问题的尴尬境地,这就使众多需要使用者望洋兴叹。如果有关出版社不愿授权,那么想要开发这些古籍者只能返回到没有标点的原始文本中去。这种情况确实使每一个希望使用古典文献数据库的用户感到极其失望,而且严重影响了古典整理与研究的现代化进度。
上述种种现实情况,已经是制约计算机技术对古典文献整理与研究支持的瓶颈了,如果不解决这些问题,计算机技术即使再发达,恐怕也难以对古典文献整理与研究予以真正意义上的支持与帮助。
三、如何解决古典文献数据库存在的问题
古典文献数据库存在的问题是十分明显的,那么如何解决这些问题,以利学术研究(当然包括文献研究)的迅速发展?笔者以为现在应该设计和开发出新一代文献数据库的软件。按照笔者设想,这代软件应该以建立能自由升级的公共古典文献数据库为目的,是一种以提供强大功能为主、彻底解决版权问题的数据库,实际上是建立一个规模巨大的功能相对完善的学术研究资源库。所谓公共古典文献数据库是综合性数据库,只能由国家有关部门作为主要规划者,它应该尽可能地包罗我国传世古典文献、碑刻资料和出土文献等。在此基础上允许建立适应每个研究者研究范围的个性化的文献检索服务系统。个性化的文献检索服务系统是指每个具体研究者所拥有的安装在各自计算机上的文献检索服务系统,它拥有一定数量的适合自己研究的范围的古典文献文本。其实,各个研究者并不需要一个“包罗万象”的规模极其巨大的数据库,即使象占据6至7个G硬盘的《四库全书》,具体到一个研究者真正需要的内容并不是全部,而是其中一部分内容。
问题的关键在于公共古典文献数据库与个性化文献检索服务系统两者之间的技术“契合”,即两者互相兼容的程度。公共古典文献数据库应该与个性化文献检索服务系统有所区别,公共古典文献数据库应该侧重于文献数量的完善、完备,而个性化文献检索服务系统则应该考虑其功能强大。因此,从本质上说,公共古典文献数据库应该是一个统一的设计比较周密、与其它个性化数据库在技术上能实现良好兼容的的数据库;而个性化文献检索服务系统应该是“百花齐放”式的但必须能与公共古典文献数据库兼容而非各自为政的小型数据库。两者关系是源与流的关系。鉴于此,笔者以为目前应该从两个层次上来解决问题,一是尽快建立公共古典文献数据库;一是继续开发个性化文献检索服务系统。
根据笔者近几年的实践,感到要解决这些问题并非不可能的。其实只要认真对目前计算机技术在古典文献整理与研究中存在的问题作一分析与梳理,重点突破一些瓶颈问题,应该说是能解决上述这些问题的。那么怎么才能突破上述这些瓶颈呢?笔者以为以下几个方面是值得考虑的。
其一,加强总体规划,建立公共古典文献数据库。作为一个具体单位来说,谁也没有可能建立一个包罗万象的古典文献数据库,因此,这只能由国家有关部门组织人力物力来完成。其实,就目前来说,国家投入资金并不少,但由于制度原因,只是向某些重点院校或科研单位、向重点项目投入巨资,而这些单位建立起各自为政的古典文献数据库、期刊数据库,虽然也为学术研究作了一些贡献,但不可否认的是,由于各自设计思路不同,相互之间不能兼容,已经妨碍到数据库进一步发展了。以笔者愚见,国家有关部门应该主动负起责来,加强领导,重新考虑古典文献数据库的立项问题,组织力量、投入资金,真正建立起一个规模巨大、能为绝大多数研究者利用的公共古典文献数据库。同时也应该考虑所立项的古典文献数据库与其它数据库(如现代文献数据库、当代文献数据库、期刊数据库等)之间的兼容关系,只有这样,或许若干年之后就能建立起一个价值极大的能真正为学术服务的公共古典文献数据库,乃至包罗一切文献的数据库。当然,就公共古典文献数据库来说,可以进行适量收费服务,但主要仍应该定位在“公益”上,不以“利”为主,这样才能真正建立一个有价值的公共古典文献数据库来。
其二,数据库内容与文献检索服务系统分离。这个问题与上述问题是紧密关联在一起的,如果不能真正做到数据库内容与文献检索服务系统分离,那么目前“列国纷争”的面貌是不可能真正解决的。
我们知道,一个古典文献数据库实际上是两大部分组成的,一是古典文献数据库内容,即数据库所包括的文献文本,二是对这些数据进行管理的文献检索服务系统。其实目前所见有关古典文献数据库都是“两者合一”,即既包含一些文献数据内容,又有具体的操作服务系统。事实上,这些古典文献数据库在功能上明显存在缺陷的。就目前古典文献数据库管理形式来说,一是网络管理,一是个人管理。前者是网络数据库,一般是单位所拥有的数据库,即我们所说的网络版,后者是安装在个人电脑中的个人版。就功能来说,网络版没有必要具有卡片、文本修订、书签等个性化的功能,个人版应该具有做卡片、文本修订、书签、文献管理等个性化的功能。就文献数量来说,网络版自然力求文献内容丰富,尽可能包罗文献文本,而个人版实际所需要的文献数量是根据各自研究需要而定的,因而强行“规定”使用所有文献内容并不值得肯定。就文献内容来说,网络版与个人版都应该允许不断地增加其数据库文献内容,但不同的是,网络版应该是只增不减,而个人版应该允许用户根据研究需要自由增减文献内容。
在笔者看来,应该从单纯的文本内容竞争的思维中解脱出来,进入以文献检索服务系统竞争为主,文本竟争为辅的体系,或许是解决古籍文献数据库的出路。也就是说,擅长计算机技术的开发者(开发商)应该注重文献检索服务功能的开发与完善,而具体文本的整理可由研究学术的专业人士来完成。这样,开发者就可能开发出比较成功的文献检索服务系统,而数据库中的文本也由于专业人士的加入而能大大提高文本的准确率,然后合成为一个规模较大的公共古典文献数据库。当然,输入和整理古典文献文本可以采用投标(或以申报项目形式)来确定,规定统一格式,要求保证文本的正确率达到一定比例,完成后再分别导入这一公共古典文献数据库中;经过若干年努力,最终能形成一个规模巨大、适应于学术研究的公共古典文献数据库。我想,采取这种措施不但节省了大量重复投资,真正做到人尽其才,物尽其用,而且一旦建立起这个规模巨大的公共古典文献数据库,可以解决了目前数据库泛滥、文本错误太多、重复劳动等弊病,而且真正能做到广大学者对古典资源“共享共有”。
在此基础上,各个开发商可以力求开发学者们个性化的文献检索服务系统,它无须考虑文献文本内容,但必须功能强大、操作方便,并与公共古典文献数据库完全兼容,学者们通过“购买”文本或其它方式来方便地组建自己的数据库,这样或许会给学术研究带来真正的方便。
还须补充的是,我国的古典文献中有大量表格与图片,而由于技术原因,目前所有古典文献数据库都没有导入原著的表格与图片,极个别数据库有少量图片也是不能检索,这是目前众多古典文献数据库的重大失误之一。其实只要真正化力气去探索,这个问题是不难解决的。因为笔者曾作过设计并反复试验,只要设计合理,图片与表格不但可以导入数据库,而且都是可以在数据库中进行检索。
其三,加速确定字库方案,以利数据库健康发展。当然,要真正解决公共古典文献数据库问题,还必须解决字库问题。目前,国家虽然组织专家在论证有关字库问题,然而由于进程不快,远远落后于当今计算机技术发展的需要。按照笔者的看法,应该建立一个以Unicode字库为基础的、适应汉语古籍需要的、并与国际接轨的真正有中国特色的字库。这就需要抓紧工作,迅速落实扩展字库B的内码。同时根据我国汉字的具体特点,对自定义区域的6400字的内码配置也应该有所规范,这样才能使汉语字库统一问题落实到实处。如果真能做到如此,那么就能真正解决目前古典文献数据库之间字库互不兼容问题。
与字库相关联的是字体问题。古典文献数据库应该考虑到古代文献对文字的特殊需要,笔者以为凡是古代文献数据库中的文本应该保留繁体字,以防繁简不分而导致文义偏差。就目前计算机技术来说,解决这一问题是毫无困难的。其实用繁体字输入文本早已不是问题,而扫描古籍文本再转换成文字的技术也十分成熟,如北京书同文公司的“数码翰林”OCR识别系统,应该说是极有价值的识别软件,对绝大多数繁体文字能够正确识别。如果能再进一步加以改进,使扩充字库数量并与Unicode字库兼容,那么古代文献的文字识别问题是可以得到解决的。应该强调的是,古代文献以繁体字导入数据库,但应该允许在数据库中自由进行繁简转换,换句话说,若需要使用繁体字时,文本可以保留繁体字,而需要简体时,可以十分方便地转换成简体,这样就适应用户对繁简体的不同需要了。
其四,彻底解决古典文献版权问题。这是困挠计算机古典文献数据库建设的重要难题之一。自然,这一问题要真正得到落实确实存在相当困难的,因为版权保护工作任重道远!不过,即使困难再大,古籍文献数据化的发展的潮流是不可能停止的。笔者以为,有关出版社在维护自身法定的版权权益的前提下,应该从大局出发,在收取一定数量的报酬前提下,允许制作有关古典文献的数据库,以利学术研究的发展。至于报酬多少可以也应该实事求是地酌情商定,国家有关部门应该主动与那些出版社协调,亦可将目前大量分散投入到各课题中的资金中抽出部分来补偿有关出版社,双赢互利,以求突破版权瓶颈,早日解决这一棘手的问题。
与此相关的是古典文献电子文本的版权问题,这也是个极难处理的问题。因为用户若贪图小利,版权意识不强,不愿化费代价使用电子文本,就容易产生“盗版”问题,如此就使得制作古典文献电子文本者的正当利益大受损失。按笔者设想,如果真正能够由国家有关部门主管古典文献数据库建设工作,那么就可以设想建立公共古典文献数据库规定导入数据库的文献文本都给予一个“统一编号”,没有统一编号的文献就不能直接导入公共古典文献数据库和个人使用的文献检索服务系统中,也就是说,个人使用古典文献电子文献必须化费一定的代价才能取得使用权,这样就可以保证制作古典文献电子文本者的一定收益,防止版权意识不强者侵权使用。同时由于古典文献电子文本都有了统一编号,那么也就可以防止某一具体文献文本重复录入的问题。即使有部分重复,古典文献电子文本也可以在用户选择过程中优胜劣汰。
2系统功能
主要分为建筑物周围环境、入户线路及内部线路及区域(户内和户外)特征3个模块,这些模块设计既独立又相互统一,所有数据可在系统界面完成交互及计算,能够减少人员操作流程,评估参数一目了然。
2.1建筑物周围环境模块
建筑物周围环境模块主要包括被评估建筑物尺寸(长宽高)、截收面积、Am截收面积、建筑物位置因子、建筑物的屏蔽、建筑物内部的屏蔽、雷击密度、LPS、建筑物内外人员数量等参数(图1)。
2.2入户线路及内部线路模块
入户线路及内部线路模块主要分为电力、通信、消防、电视、安防5个部分,每个部分包括土壤电阻率、长度、高度、HV/LV变压器、线路位置因子、线路环境因子、线路屏蔽、线路屏蔽、内部合理布线、室内设备耐压、匹配的SPD保护、线路“a”端建筑物的尺寸、线路“a”端建筑物的位置因子等参数(图2)。
2.3区域(户内和户外)特征
区域(户内和户外)特征包括入口区域地表类型、内部区域地表类型、接触和跨步电压(雷击建筑物)造成的损失率、接触和跨步电压(雷击入户线路)造成的损失率、户内有潜在危险的人员数量、户外有潜在危险的人员数量、接触电压和跨步电压危害保护措施(户外)、特殊损害(与R1有关)、特殊损害(与R4有关)、火灾风险、防火措施、物理损害造成的损失率(与R1有关)、物理损害造成的损失率(与R4有关)、内部系统故障造成的损失率(与R1有关)、内部系统故障造成的损失率(与R4有关)等参数(图3)[7-10]。
3系统关键参数的计算方法
3.1计算标准
该系统计算公式参考GB/T21714.2—2008/IEC62305-2:2006《雷电防护第2部分:风险管理》规范编写,该规范由全国雷电防护标准化技术委员会(SAC/TC258)提出,广东省防雷中心起草,是目前最新的雷电灾害风险评估标准。
3.2NG值的计算
NG值从山东省闪电定位系统中取得,山东省气象局于2006年建成由13个探头组成的雷电定位系统,对山东省内雷电活动进行全天候实时监测。山东省闪电定位系统是由中国华云技术开发公司研制生产并布点建设的LD-Ⅱ型闪电定位系统,主要由13个闪电定位仪(分别布设在章丘、龙口、荣成、即墨、日照、东明、东平、沾化、夏津、鱼台、蒙阴、郯城和昌邑),1个中心数据处理系统和图形显示终端构成,采用磁定向时差综合法进行闪电定位,各个定位仪将接收到的闪电信息和GPS时间信息,通过业务通信系统传送到中心站计算机,通过中心数据系统的计算处理,得到闪击的时间、位置、极性、强度等参数。该系统时钟同步精度可达到0.1μs,山东省内大部分地区闪电探测效率理论值为95%,定位精度可达到300m。
3.3建筑物截收面积的计算
规则建筑物的截收面积按照规范中的计算公式进行计算,不规则建筑物利用作图得到,在系统中预留接口,输入相应的参数就可以自动计算。
由于配电线路是面向着用户终端,所以相比配电网更加的复杂,而引起故障主要有以下几点:
1、在市区当中,大部分的线路都是架设在公路边得,由于违规驾驶,容易发生撞杆等现象。
2、随着建设步伐的加快,在城市建设中的市政工程也时时刻刻面对着配电网的破坏:如地基的开挖、大型机械,使用材料的超高,超长,在施工中由于操作失误对其造成破坏。
3、在城市中,原铺设在空旷地区的线路逐渐的被建筑物包围,这样也使得配电线路的安全得不到相应的保障。
4、蛇、鼠等动物对线路的破坏。
5、偷盗电线,也会给配电线路造成严重的破坏,甚至是威胁到人身安全。
(二)气候因素
在这里指的气候因素主要是雷击,一般来说,架空线路都较长,由于地形的空旷,沿途没有建筑物等的阻挡,在雷雨季节中,配电线路就容易遭受雷击而引发事故,而雷击事故也是架空线路中最为常见的事故。
(三)负荷过大因素
当导线中有工作电流通过时,因为电阻会产生发热,而当电流超过安全的额定值即为超负荷。具体原因有以下几点:当城市用电量迅速增加的时候,配变的容易无法满足城市使用需要;设计中的配电线路过长,而截面过小,也会产生负荷;经过长时间的负荷,线路出现老化现象,从而引起接点发热,最终导致出现配电线路断线的现象出现。
(四)管理不当因素
在配电线路的日常管理的安全隐患就在于日常的巡视当中监测、检查不够规范,并且不能够及时的将安全隐患消除。其一,巡视不规范主要是管理人员相关技能素质不足,没有工作责任心,不能够及时的发现导线在运行时出现的磨损等缺陷;其二,不及时表现在日常的配电线路管理不够明确,没有将安全隐患等相关的责任制度落到实处,且检修线路质量偏低。当在管理当中的隐患没有及时排除或者维修时,故障扩大,引发设备故障。
二、配线线路出现故障的解决措施
(一)针对外力破坏而采取的解决措施
1、针对道路上出现的交通事故中撞杆等事故的出现,应当在配线线路的杆塔上涂上反光漆来给来往车辆加以警示,并且配上相应标志,增强车辆驾驶人员对杆塔、路况的辨识度。对于已经毁坏的杆塔,则需要在周围设置或者堆砌混凝土墩,并且涂抹反光漆,给来往的驾驶人员予以警示。
2、加大配电线路电力设施保护有关条例的宣传力度,通过电视、网络、杆塔周围标识语等来进行宣传教育,让人们意识到配电线路的安全对城市用电需要的重要性,加强人员素质教育,严厉打击偷盗行为。
3、对时间过久,缺少标示、警示牌的杆塔,要及时的健全、补充。
4、加强背部管理,做到经常巡视线路,做好故障及时清除的工作。确保配电线路通过的地区符合标准要求,对于通过地区中存在不安全因素要及时的处理,要及时的清理危及到了线路安全的树木。对于违章、违规建筑予以及时的劝阻,明确安全隐患责任制度。
5、积极联系规划、城市建设等有关部门,做好近期和远期的规划,减少电力事故隐患。
(二)针对气候因素而采取的解决措施
1、提高绝缘子(针式绝缘子需要尤为的注意)的耐雷水平。从笔者多年的工作经验来看,当线路遭受到雷击的时候,产生故障的主要集中在针式的绝缘子上,而悬式的很少发生闪络现象。所以,对于配电线路的防雷措施,提高针式绝缘子的耐雷性,对于线路的保护有着明显的成效。
2、推广应用穿刺型防弧金具。由于密封性良好,且金具高压电极和绝缘导线紧密接触,耐受电弧烧灼,能够保证配电网络安全运
3、做好定期接地网的检测,确保接地网的阻值处于合格的范围之内。
4、积极加强与气象相关部门的合作,在日常工作中分析气候有关资料。在出现气候灾害之前,做好事故的防范措施,尽量的减少由气候灾害给配网线路带来的影响,达到最终减少损失的目的。
(三)针对负荷过大而采取的解决措施
1、配电网需要合理的规划其所需要的负荷条件,考虑到线路的实际的负荷量来正确、恰当的选取导线的界面。
2、定时、定期的检查断路器、熔断器运行的实际情况,做到记录在案,能偶确保当发生了负荷过大的情况时,能够及时的切断电流,避免不必要的损失。
3、当电力客户在建设配电线路的时候,需要具有专业经验的人员进行规范的操作,严厉制止乱拉、乱搭电线的现象出现或者是接入过多而引起的超负荷问题。
4、定时通过有效的检测、测量等方式对配电线路的安全运行情况进行检查,做好安全评估。
(四)加强对配电线路的管理和维护
1、对于配电变压器、避雷器等电力设备做好定期试验、检查,及时的处理存在安全隐患和缺陷的设备,保证配电线路的安全运行水平,及时淘汰陈旧、老化的设备。
2、在配电线路上安装真空开关,减少停电的时间和面积,缩短查找线路故障的时间。
3、加大配网的建设力度,合理的布置变电站、配网结构,控制好线路设计以及施工中的安全、质量问题,增强线路的绝缘化,使配网能够灵活的运行。
0、引言
电力作为高风险产业,不仅源于其公用事业属性,以及技术资金密集、供求瞬时平衡、生产运行连续等特征,同时电力项目投资额巨大、建设周期长、沉没成本高,而且,随着电力体制改革和电力市场建设进程的深入,市场主体越来越多,电力交易关系复杂,不同主体之间协调困难,电力行业规划建设、生产经营的不确定性加大、电力市场风险增加。根据“十一五”期间电力体制改革的任务,面对我国电力市场化发展的现状,增强风险意识,树立风险观念,加强风险管理将是电力企业的重要任务。本文在阐述了企业风险管理基本框架流程及其主要内容的基础上,提出电力企业定量风险评估的主要内容及方法,以期推动电力系统风险管理工作的开展。
1、风险管理的主要内容
风险作为客观存在,要求人们考察研究风险时,要从决策角度认识到风险与人们有目的活动、行动方案选择及事物的未来变化有关。风险的形成过程和风险的客观性、损失性、不确定性特征共同构成风险形成机制分析和风险管理的基础。
人们一般对风险持厌恶态度,都想减小风险损失,追求风险与收益的均衡优化。风险管理的提出与发展与企业发展状况、社会背景密不可分。风险管理作为一门管理学科,首先在美国应运而生,之后传到西欧、亚洲、拉丁美洲。美国大多数企业都设置专职部门进行风险管理,许多大学的工商管理学院都开设风险管理课程。风险管理作为一门科学与艺术,既需要定性分析,又需要定量估计;既要求理性,又要求人性;不但需要多学科理论指导,还需要多种方法支持。
源于风险意识的风险管理主要包括风险分析、风险评价与风险控制三大部份。根据风险形成的过程,风险分析需要进行风险辨识、风险估计。风险估计需要进行频率分析与后果分析,而后果分析又包括情景分析与损失分析。通过风险分析,可得到特定系统所有风险的风险估计,对此再参照相应的风险标准及可接受性,判断系统的风险是否可接受,是否采取安全措施,这就是风险评价。风险分析与风险评价总称为风险评估。为进行风险定量化估算,要进行定量风险评估(QuantitativeRiskAssessment—QRA)。在风险评估的基础上,针对风险状况采取相应的措施与对策方案,以控制、抑制、降低风险,即风险控制。风险管理不仅要定性分析风险因素、风险事故及损失状况,而且要尽可能基于风险标准及可接受性对风险进行定量评价。对于以盈利为目的的工业企业也希望将风险损失价值化并给出货币衡量标准。风险管理就是风险分析、风险评价、风险控制三者密切相联的动态过程,见图1。
2、风险管理的组织实施与基本流程
为有效实施风险管理,企业应由专门的组织及相关人员按一定程序组织实施风险管理工作。据《幸福》杂志对美国500多家大公司的调查知,84%的公司由中层以上的经理人员负责风险管理。风险管理的趋势是董事会下属设立风险管理委员会全面负责公司风险管理,组织实施的流程是:①制定风险管理规划;②风险辩识;③风险评估;④风险管理策略方案选择;⑤风险管理策略实施;⑥风险管理策略实施评价。
3、电力企业定量风险评估(QRA)
电力企业QRA的建立与发展从内部来看,不仅已有可靠性分析、安全分析、质量管理、项目管理等各专业分析作基础,从外部而言有电力用户、政府与社会公众、咨询机构等众多相关主体的关注。电力企业QRA对企业的作用主要体现在:通过QRA有利于企业将风险水平控制在规定标准的风险水平之内,并符合最低合理可行原则;通过开展QRA可帮助企业全面识别风险,并按轻重缓急排序,以有助于管理者将精力、财力、物力集中于风险控制的重要紧急领域,使风险管理决策更为合理、效果更好、成本最小;通过对各种风险控制方案或安全改进措施进行QRA,使决策者对方案措施进行优劣选择,为公司提出决策支持。电力企业的风险将对其它企业和主体带来连带影响,并产生放大效应,电力系统安全、可靠、高效、优质是各行各业和政府管理部门共同的愿望。电力企业实施QRA具有现实意义。
电力企业QHA的基本框架模式
电力企业QRA是指在工业系统QRA的基础上,考虑电力系统的技术经济特点及运行规律,结合电力体制改革及电力市场化进程而以概率模型表征的全面风险管理理论方法。为便于实施风险管理,保证风险评估质量,满足风险评估过程各阶段的不同要求,构建如图3所示的适用于电力企业QRA的基本框架模式。在具体实施时,允许依实际情况而有所改变。
3.2电力企业QRA的主要工作内容
(1)确定目标及范围。包括风险管理的目的与意义,待分析系统的设备配置、工作流程、资金、人员、管理、信息、地区、人文环境等,即确定QRA实现目标和实施条件等。
(2)风险辨识。即找出待评价系统中所有潜在的风险因素,并进行初步分析,通过安全检查看系统是否达到规范要求。风险辩识的基本途径有历史事故统计分析、安全检查表分析、风险与可操作性研究(HZOPS)、故障模式与影响分析(FMEA)、故障模式影响及危急分析(FMECA)、故障树分析(ETA)、事故树分析(ETA)、风险分析调查表、保单检视表、资产风险暴露分析表、财务报表、流程图、现场检查表、风险趋势估计表等。为配合保险公司对出险事项的处理,可采用从下至上的归纳法、从上至下的演绎法及两者综合运用。针对特定风险,可选用基于系统平面布置的区域分析、隐含事件分析、德尔菲法及基于事故树分析的风险事故网络法等。风险辩识不只局限于系统硬件,还应考虑人为因素、组织制度等系统软件。
风险综合集成是指对所有风险按其特性类型分门别类加以汇总整理。因电力工业特点及电力市场化改革特点,把电力系统风险按厂网分开的行业结构进行分类。
对于发电企业而言,主要有电源规划风险、报价竞价上网风险、供求平衡风险、市场力抑制风险、备用容量风险、信用风险、法律风险、项目风险、中介机构风险等。对于电网企业而言,主要有电网规划风险、电网融资风险、购电电价风险、电力交易转移风险、辅助服务风险、成本分摊风险、输电阻塞风险、输电能力风险、备用率风险、电力监管风险等。另外,电力企业还将面临电力可靠性、安全性、稳定性风险及电能质量风险等。风险综合集成后的初步风险分析是对已辩识出的风险进行初步分析评估,确定风险的等级或水平。风险水平低的可忽略不计或仅作定性评估,风险水平高的要在定性分析基础上,进行定量评估。
(3)频率分析。即确定风险可能发生的频率,其方法主要有历史数据统计分析、故障树分析与失效理论模型分析。历史数据统计分析是根据有关事故的历史数据预测今后可能发生的频率。因此要建立风险数据库,既作为QRA的基础,又作为风险决策的依据。故障树分析作为一种自上而下的逻辑分析法,把可能发生的事故或系统失效(顶事件)与基本部件的失效联系起来,根据基本部件的失效概率计算出顶事件的发生概率。失效理论模型分析是在历史数据与专家经验的基础上,采用某种失效理论模型来计算风险发生频率。
(4)风险测定估计。根据风险特性及类型,运用一定的数学工具测定或估计风险大小。常用方法主要有主观估计法、客观估计法、期望值法、数学模型法、随机模拟法和马尔可夫模型法等。
(5)后果分析。即分析特定风险在某种环境作用下可能导致的各种事故后果及损失。其方法主要有情景分析与损失分析。情景分析通过事件树模型分析特定风险在环境作用下可能导致的各种事故后果。损失分析是分析特定后果对其它事物的影响及利益损失并归结为某种风险指标。
(6)风险标准及可接受性。风险标准及可接受性应遵循最低合理可行(ALARP)原则。ALARP原则是指任何系统都存在风险,而且风险水平越低,即风险程度越小要进一步减少风险越困难,其成本会呈指数曲线上升。也就是说,风险改进措施投资的边际效益递减,最终趋于零,甚至为负值。因此,必须在风险水平与成本间折衷考虑。如果电力企业定量风险评估所得风险水平在不可接受线之上,则该风险被拒绝,如果风险水平在可接受线之下,则该风险可接受,无需采取风险改进措施;如风险水平在不可接受线与可接受线之间,即落人ALARP区(可容忍区),这时要进行风险改进措施投资成本风险分析或风险成本收益分析。