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正本清源:厘清“规划”与“调度”之间的关系

已有 6572 次阅读 2018-3-20 14:57 |系统分类:科研笔记

    规划”与“调度”是工程建设全生命周期中的两个不同阶段,而且一直认为是前后最重要的两个阶段、是大事。用时间划分,本来就是很清楚,但考虑到都要为一个工程或同一个目标服务其间的关系就密切了,常常要放在一起。如果混在一起就存在说不清的关系,本文就是为了厘清他们之间的关系,试着说清楚。正如“好与坏”本身就是对立的、清楚的,但是要对一件事说出是好还是坏,就不容易了。同样,如果拿出来一个成果,他属于“规划”还是属于“调度”?界定这样的关系也是有意义的。

规划”是制定长远的发展计划,设计未来整套行动的方案规划具有长远性、全局性、战略性、方向性、指导性、原则性、先进性、概括性和鼓动性;还具有综合性、系统性、时间性、强制性等特点。具体完成:将来水平年上,满足供求关系的方案设计;先明确水平年上的水平:具体供给资源(自然)过程和用户(社会)需求过程(预测的或给定的,过程是确定的),在这些过程确定下来的条件下,设计理想的方案,达到最优。“规划”水平就是要找到最佳方案(这就是规划的标准)。

调度”是面向将来,特别是面临时段内,在一个系统中,如何对资源(自然)进行合理的分配,来响应用户(社会)需求,让系统运行最佳、用户满意,让系统近期或一定时期都能得以正常良好运行。值得注意的几个问题:(1)眼下如何办?(2)不能只顾眼下,还要兼顾一定周期,如何协调整个调度周期内的长短方案?(3)调度要针对过程,面临的过程也是长短结合,过程内的资源(自然)及需求(社会)是要靠预报给出,有不确定性,动态多过程的不确定性如何处理?(4)资源与需求之间的联系是什么?如何控制?(5)不同于规划方案,调度方案或策略如何长短结合?如何用上?

上述对“规划与调度”的描述虽不全面,但比较重要,是后面讨论的立足点。

不管过去、现在还是将来,“规划与调度”就是大事。正如,人工智能领域大热的“无人驾驶”核心其实也是“规划与调度”。概念看上去容易描述,但把两者放在一起,说清关系并不容易。从下面现象认清本质(如果言过了,就当为了引起重视),需要正本清源。

现象1:围绕“规划与调度”不断更换时髦词汇。

规划是任务,仅仅口头重视。规划规划墙上一挂、规划就鬼话、规划就是为了“跑部向钱”;进入规划才能立项,但可以根据情况调整规划,规划缺乏强制性。过去有整体规划、专项规划;现在有概念规划、初步规划等,为的是简化工作难度及深度。规划应当是“多规合一”、“顶层设计”。

调度有辅助、计划、实施、实时、短期、长期;有配置、调控;有常规、优化、智能;调度方案就是“情景方案”,不断制定调度计划,弥补调度方案。

新词汇、新概念不少,用此类新,说明有所谓的进步。用新掩盖工作成效是一种妥协的办法。但“规划”“调度”概念本质认清了,词汇不变才是最恰当的。

现象2:问问“规划与调度”之间的联系与区别,真实测试没有几个能说清楚。

多少年来,多次在不同场合、对不同人,试探性提出了这一问题,结果是说不清楚。即使通过讨论,明白的也不多,传统习惯难纠正。习惯于不去深想,受传统模糊的导向太强烈。厘清关系实质是认清方向。

现象3:“规划与调度”成果是什么?用的怎样?30年前的结论,30年后改善不大(指理论研究成果)。

30年前针对水库优化调度,胡振鹏在博士学位论文中指出(该方向国内第一个博士):普遍存在理论脱离实际问题,而且国内与国外基本一样,成果多、用上的很少。

重视规划,但多为形式化,按照程序做做而已;调度过去用不上,现在仍然用不上?国内不能用,国外也没有用好。言过其实?需要认真查验、对比:谁用、如何用、用的效果?成果形式只是模型算法、科研报告、研究下的结论?成果提交了、项目就结束了,存档贮备?成果如果是应用软件系统,该如何评价?成果不去跟进应用,就一定用不起来?规划是发展方向,是要用的不是墙上挂的,好用吗?调度成果是一直要用的日常工作,做好做不好应当是清楚的。

从上述现象看,“规划与调度”认清、做好不容易。长期实践认识后,提出以下观点(能否有共识?)供参考:

(1)情景方案计划调度,模糊化了调度的实质。如果把规划方案当成调度了,规划也就不受重视。重新认识、认清楚“情景方案”实质是“规划”不是“调度”。如果概念是清楚的,但对用的实效不重视,就导致了二者界限不清。

规划侧重做方案、调度侧重用方案;规划提供有限方案、调度需要无限方案。

(2)“规划”对将来水平年的水平(不管如何获取)总是有限的、而且描述水平的过程是确定的,也就是说:做规划方案时边界条件是确定下来的,进一步,相对于给定边界,方案一定要做到最好、最理想。所以,规划的每一个方案一定要做到给定条件下的最优化,否则就没有做好。

(3)“调度”与预报和决策紧密联系在一起,其边界条件是不确定的。因为预报,水库对每年最后一场洪水的预报调度一直就没有解决好。再如:下一个时段水库的放水?要知道水库来水(自然)多少、用户(社会)需水的变化情况、水库调节性能,一库水要管一年还是能管一月等等,不能只考虑一个时段,而是要考虑整个调节周期。来水、用水、存水都不确定,而且是过程化的不确定;长期、短期预报必须是过程,预报过程相对预见期、调度周期等之间的关系,存在:尺度不一致,长短结合难。调度还需要把规划结合上,规划指导调度,调度的长时段中有短时段,短期还要能看到长期。面向过程,交叉动态,调度的根在预报,解决出路在决策服务预报、决策、服务之间的关系有过讨论)。

(4)“调度”像预报一样,是长久的难题。水库调度对比“人工智能(AlphaGo、AlphaGo Zero)下围棋”,超出了“棋盘有限、规则固定”的条件,所以,对“调度”的研究不会过时、一直时髦才对。涉及时效性、可用性、适应性,难题解决一定离不开人,调度决策者要参与调度过程之中,只能靠决策服务

(5)“规划与调度”一定要联系在一起,规划时要考虑将来(规划水平年)如何用?调度时一般要求努力达到规划的目标、期望的效益(有超过规划理想的可能,但只能说明当时规划没有做好)。正如“南水北调中线工程”,规划设计近期每年调水95亿立方米,但运行调度了3年,受多种因素影响,处处打折扣,实际调度的年水量,三年都没有到达规划理想值的一半。在规划阶段,可以按照虚拟建好的工程去运行调度;在调度阶段,可以按照规划的目标标准去研究规划方案。根据发展的快慢、条件的变化,方案更新、外延都是正常的,调度时没有不变的“方案”,而且,规划多重视资源利用效率、调度更重视工程的利用效率。好的规划一定要重视运行管理;调度是规划落地的必要手段,反馈支持和影响着规划。规划:严肃认真、不是应付;调度:不是情景方案、是适应性决策服务。

(6)规划效益可以综合评估;调度的效益不是“秋后算账”。传统都重视综合评价,特别是方案效益的综合评价,单做总评价本身就让效益模糊化了。调度周期中、过程中的各个阶段都需要在线评价,分析把控调度方向,整个周期的调度效益,一定要在过程中逐步追求,才有可能最后取得满意的调度效益。

(7)“调度”不是单纯去求一个解,而是一个连续不断的计算过程。时间尺度越短,抓住比较可靠的信息越多,调度方案的正确性越高、可操作性越强。有一点重要:你的调度任务决定了你怎么去快速拿出具有针对性、高水平方案;或者如果你的调度习惯及经验已经足够来完成调度任务,这个基本可行解就是比较好用的(常规调度图的实际应用就是这样的效果),大概近似正确的理念也是一种重要的调度策略。数据不准确、预报有误差、不确定的边界条件等客观情况,让调度追求“最优”本身就是脱离实际。

调度方案是在用的过程中不断发生改变的。因为调度任务可能是时刻在改变中,求解就不是对一个固定模型,而是一个可适应变化的动态模型,特别是调度目标本身也在改变中,调度计算过程一定是没完没了地改变过程。

(8)动态调度任务,任务数量及组合千变万化,支持这样的任务计算及计算过程就不是简单的,这也是调度的本质难度。调度过程中涉及到更多的因果关系和不确定性,一个模型不适应;层次化、结构化模型也不好建,只有反馈、滚动、适应的调度机制(调度决策机制)才是最好的办法?(平台+规制;滚动+评价;近期+远期,在我们的网站上有初步实践的介绍)

调度计算过程应该是不断迭代自后向前和自前向后的交互决策过程,而且相关计算要同时进行。随着调度任务不断改变,不同任务产生不同进程、不同效益;动态多任务对应多结果、多方案,评价决策要参与其中,先找到可行,再逼近理想、追随规划目标

以上八条是“规划与调度”中应该重视的,如果把这八个方面作为成果能够用的一些前提或标准,在研究工作中参照就很有必要。另外,如果这些关键方面解决好一点了,研究成果就有走向应用的动力。调度要强调在实战中检验,只要看重应用就能够积极去验证,为用就不要怕调度方案的不理想,反而需要拼命服务、快速服务,跟上变化。如果跟上服务代价太大,就要想法提高服务能力,遇到问题解决问题,提高解决新问题的创造力。

本文为抛砖引玉。话不好听,为引起重视,正视问题。水库及水利工程运行调度是智慧水利中的主要业务。过去花费不少、将来用钱更多,值得总结,认真分析。下面几个方面值得再重复

(1)不要忽视常规调度(调度图)。在水库调度图支持下的常规调度,方法是啥不重要,重要的是调度思想(仍然是最先进的思想,值得借鉴)。用历史上的来水过程替代了将来不确定的来水过程,而不是不考虑来水;时刻把握:先保证要保证的效益、然后再考虑加大还是减少;调度工作一直在关注:在不同时间点的水库水位、水库有多少存水。

(2)调度不要为了最优,退一步海阔天空;没有最优、只有更好。大概近似正确,从可行到满意,可以类比为“应急问题的常态化”,核心依然就是动态适应性的决策服务。调度是普遍在做、重要而非常常规的工作,如何才能找到最优,只有边界条件定下来才有可能,动态变化中,追求最优意义不大;用过去的资料用模型方法验证最优,说明按照最优化可以取得多大效益,或有很大潜力要靠优化获取,但实际上,只能是可望不可即。

(3)规划调度区间化:发扬光大“常规调度的调度思想”,保证最基本的、为整体不得不应急的及需要补偿的、其余才是通过竞争博弈能者多赢的。

(4)重视用户用的体会,真实客观反映情况。有没有用?如果用户不清楚,就只能这样盲目用;研究者习惯从一个方面去跟风,“只看树木不看森林”,不去思考或尝试其他方式。问题导向,不仅是指出问题、还要积极寻找解决问题的办法。

(5)明确了调度的难点、核心,就要更加重视对现有工程的调度管理,高效运行。反过来讲,如果调度好的理想及达到这些要求或标准不可能,但不能消极,找对方向,认真做,发现可以见效的办法,把不可能变为有可能就是价值。用不上正常,用上了才是奇迹。

(6)不同阶段有不同阶段的问题,如果程度把握不准,太细或太粗,特别是太细太深入反而会迷失方向、抓不住重点。“努力了但定位不准”尽可能避免。

(7)每年、每月下达的调度方案,是计划调度,实质也是“规划”、不是“调度”。因为:如何用这些具体方案,执行办法手段、过程中的内容,都不落地;常常是把实际调水过程与计划方案事后对比,考核调度执行情况、符合程度。被动的计划、不是真实的调度,却成为了日常调度工作。这就是“不得已的误导”,在调度问题上存在了“误、雾、悟、务”现象。误:方向性、传统性误导;雾:概念模糊、关系混淆,复杂性导致云里雾里;悟:从用的实际分析、实事求是、实践后认识升华;务:求真务实、客观实在,只能靠服务,服务是为解决难题的硬道理!

规划与调度问题多、问题难,躲避问题成为常态,让研究与实用一直进入不了实质,好像大家有了统一认可的怪圈:存在就是合理的。不关注规划与调度之间的区别,或故意不要说清,混淆一体导致浪费很大,长时间不会有突破性进展。

先清楚规划调度的基本要求或基本标准,对照分析并理解其中的原因,认识工作被动或受牵制的关键,才可能走出迷茫。用上了为硬道理,发现了大家容易忽略的地方,概念清楚、抓住本质,一定会不断进步、慢慢发现“用上的价值”。

    有了相关内容标准,成果及工作做到的程度及深度就不难确定;认可了标准,就能够对照分析过去发表的论文、报告及获奖成果等的真实价值;有了参照标准,面对具体成果,对接到应用的程度及存在问题就能找到,并说清楚原因所在;找到原因了,就有改进的动力,就有变为生产力的可能,成果见效就是迟早了




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