市政公用設(shè)施安全運(yùn)行保障標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建

摘 要

摘要:介紹了我國(guó)市政公用設(shè)施領(lǐng)域現(xiàn)行工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀,揭示了保障市政公用設(shè)施安全運(yùn)行所面臨的突出問(wèn)題,探討了構(gòu)建我國(guó)市政公用設(shè)施安全運(yùn)行保障管理體系的設(shè)想及預(yù)期目標(biāo)

摘要:介紹了我國(guó)市政公用設(shè)施領(lǐng)域現(xiàn)行工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀,揭示了保障市政公用設(shè)施安全運(yùn)行所面臨的突出問(wèn)題,探討了構(gòu)建我國(guó)市政公用設(shè)施安全運(yùn)行保障管理體系的設(shè)想及預(yù)期目標(biāo)。
關(guān)鍵詞:市政公用設(shè)施;安全運(yùn)行;標(biāo)準(zhǔn)
Development of Guarantee Standard System for Safe Operation of Municipal Public Facilities
GAO Peng,ZHANG Shu-li
AbstractThe present status of current engineering construction standards in municipal public facility field in China is introduced. The prominent problems faced in guaranteeing safe operation of municipal public facilities are revealed. The idea and expected objective for developing guarantee management
system for safe operation of municipal public facilities in China are discussed.
Key wordsmunicipal public facilities;safe operation;standard
1 概述
    市政公用事業(yè)是政府公共服務(wù)職能的重要組成部分,確保市政公用設(shè)施安全運(yùn)行和正常運(yùn)轉(zhuǎn)關(guān)系到經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展大局,關(guān)系到人民群眾切身利益。隨著城鎮(zhèn)化率不斷提高,越來(lái)越多的人生活在城市;城市現(xiàn)代化水平越高,對(duì)市政公用設(shè)施依賴性也越強(qiáng);保證水、氣、熱管網(wǎng)和電力、通信線路等城市生命線的安全運(yùn)行是城市安全管理的重要內(nèi)容。
    近年來(lái),我國(guó)城鄉(xiāng)建設(shè)快速發(fā)展,但自然災(zāi)害屢有發(fā)生,在不同程度上使當(dāng)?shù)厥姓迷O(shè)施受損。因此,確保市政公用設(shè)施安全運(yùn)行,切實(shí)提高其防災(zāi)抗災(zāi)能力,是我們面臨的突出任務(wù)之一,已迫在眉睫。
   2007年,我國(guó)頒布實(shí)施了《中華人民共和國(guó)突發(fā)事件應(yīng)對(duì)法》,對(duì)突發(fā)事件的預(yù)防、監(jiān)測(cè)、預(yù)警、應(yīng)急處置、救援、恢復(fù)與重建等做出了明確規(guī)定。2008年,《市政公用設(shè)施抗災(zāi)設(shè)防管理規(guī)定》發(fā)布,該規(guī)定對(duì)市政公用設(shè)施從初期規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè),到后期運(yùn)營(yíng)、維護(hù)管理、應(yīng)急處置等提出了具體要求。還提出,要做好市政公用設(shè)施的抗災(zāi)設(shè)防工作,首先要制定科學(xué)合理的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn),并要嚴(yán)格執(zhí)行;各級(jí)建設(shè)行政主管部門應(yīng)根據(jù)實(shí)際設(shè)防要求,制定、修訂有關(guān)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),將市政公用設(shè)施的抗災(zāi)設(shè)防要求和先進(jìn)、適用、成熟的技術(shù)措施納入工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。2010年1月,《氣象災(zāi)害防御條例》獲國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議通過(guò),其中要求:國(guó)務(wù)院有關(guān)部門制定電力、通信等基礎(chǔ)設(shè)施的工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)當(dāng)考慮氣象災(zāi)害的影響;
住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部門應(yīng)當(dāng)保障供水、供氣、供熱等市政公用設(shè)施的安全運(yùn)行。
    現(xiàn)代市政公用設(shè)施運(yùn)行及管理的復(fù)雜性,要求必須對(duì)其運(yùn)行狀況進(jìn)行總體態(tài)勢(shì)識(shí)別、綜合管理、問(wèn)題診斷、評(píng)估和決策,更要有針對(duì)性地統(tǒng)籌部署各專業(yè)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn),建立從整體上突顯保障市政公用設(shè)施安全運(yùn)行目標(biāo)訴求的主題標(biāo)準(zhǔn)體系。明確相關(guān)技術(shù)的研究方向、加快關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的前期研究和制定,充分發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)的引導(dǎo)、約束和技術(shù)保障作用,逐步提升我國(guó)市政公用設(shè)施安全運(yùn)行管理能力,推動(dòng)保障城市安全運(yùn)行長(zhǎng)效機(jī)制的建立。
2 現(xiàn)狀與問(wèn)題
    市政公用設(shè)施主要包括城鎮(zhèn)給水、排水、道路橋梁、燃?xì)?、供熱、市容環(huán)境衛(wèi)生和園林綠化等,此類工程大多投資高、技術(shù)難度大、危險(xiǎn)程度高。隨著我國(guó)人口增長(zhǎng)、城市化進(jìn)程加快和經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展,市政公用設(shè)施建設(shè)和技術(shù)進(jìn)步都有了前所未有的發(fā)展,一批相應(yīng)的工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)也相繼頒布實(shí)施,特別是原建設(shè)部于2002年發(fā)布的《工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體系(城鄉(xiāng)規(guī)劃、城鎮(zhèn)建設(shè)、房屋建筑部分)》對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定發(fā)揮了積極推動(dòng)作用,目前已形成了基本適合我國(guó)市政公用設(shè)施發(fā)展需要的標(biāo)準(zhǔn)體系和基本覆蓋市政公用設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(詳見(jiàn)表1)。
表1 市政公用設(shè)施領(lǐng)域工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì) 項(xiàng)
專業(yè)
現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
合計(jì)
城鎮(zhèn)給水排水
20
16
36
城鎮(zhèn)燃?xì)?/span>
6
8
14
城鎮(zhèn)供熱
1
8
9
城鎮(zhèn)道路橋梁
2
12
14
城鎮(zhèn)市容環(huán)境衛(wèi)生
1
15
16
園林綠化
1
6
7
合計(jì)
31
65
96
   但從技術(shù)角度,以往我們更多關(guān)注工程的規(guī)劃和建設(shè),而標(biāo)準(zhǔn)作為城市管理的重要依據(jù),在市政公用設(shè)施安全性評(píng)價(jià)、運(yùn)行維護(hù)環(huán)節(jié)較為欠缺,難以滿足保障城市安全運(yùn)行的需求。目前,我們面臨的突出問(wèn)題如下。
    ① 缺乏對(duì)保障市政公用設(shè)施安全運(yùn)行技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)籌部署,難以實(shí)現(xiàn)綜合管理。
    市政公用設(shè)施運(yùn)行的日趨綜合性、復(fù)雜性和動(dòng)態(tài)性給我們提出了更高的要求。在突破各專業(yè)關(guān)鍵技術(shù)和構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)體系時(shí),必須突出各市政公用設(shè)施運(yùn)行的立體結(jié)構(gòu)和互補(bǔ)功能,必須統(tǒng)籌部署各專業(yè)學(xué)科技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn),遵循多方協(xié)同聯(lián)動(dòng)的原則,充分發(fā)揮其系統(tǒng)效應(yīng),提升綜合管理能力。
    ② 缺乏對(duì)市政公用設(shè)施運(yùn)行過(guò)程中有關(guān)參數(shù)的檢測(cè)、監(jiān)控技術(shù),難以實(shí)現(xiàn)對(duì)災(zāi)害事故的有效預(yù)警。
    要保障市政公用設(shè)施的安全運(yùn)行,首先要把其運(yùn)行狀態(tài)刻畫(huà)清楚,要通過(guò)對(duì)一系列指標(biāo)和參數(shù)的在線監(jiān)控,掌握市政公用設(shè)施的運(yùn)行體征,為災(zāi)害預(yù)警、運(yùn)行調(diào)控、安全評(píng)價(jià)、維護(hù)搶修等提供依據(jù)。還需要以市政公用設(shè)施的系統(tǒng)監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ),建立災(zāi)害預(yù)警機(jī)制,使安全運(yùn)行管理的關(guān)口前移,把握事故處置的主動(dòng)性,從而達(dá)到市政公用設(shè)施運(yùn)行管理的科學(xué)性、準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。
    ③ 缺乏對(duì)市政公用設(shè)施的調(diào)度與調(diào)控措施,難以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)管理。
    如何利用監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)更好地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度與調(diào)控也是我們面臨的問(wèn)題,需要通過(guò)各種數(shù)學(xué)模型動(dòng)態(tài)描述城市的運(yùn)行狀態(tài)以及未來(lái)的狀態(tài),完成對(duì)系統(tǒng)的調(diào)度與調(diào)控,以適應(yīng)外界條件的變化。
    ④ 缺乏對(duì)市政公用設(shè)施安全可靠性的分析方法和評(píng)價(jià)方法,難以實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性管理。
    除了對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理,還要實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性管理。一要基于統(tǒng)計(jì)原理獲得風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的隨機(jī)性的規(guī)律,即災(zāi)害事故發(fā)展的可能性或概率;二是基于事件動(dòng)力學(xué)機(jī)理,獲得風(fēng)險(xiǎn)作用的確定性規(guī)律,即災(zāi)害事故的發(fā)生發(fā)展概率規(guī)劃及可能產(chǎn)生的作用類型、作用強(qiáng)度和作用的時(shí)間、空間特性;三是基于承災(zāi)載體的脆弱性分析和破壞機(jī)理,獲得風(fēng)險(xiǎn)后果的確定性規(guī)律,即市政公用設(shè)施的損毀程度;四是基于上述三者進(jìn)行統(tǒng)籌考慮,獲得綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的結(jié)果,給出對(duì)現(xiàn)有市政公用設(shè)施安全可靠性的定量、定性評(píng)價(jià)指標(biāo)和方法,實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性管理[1~5]。
    ⑤ 缺乏對(duì)市政公用設(shè)施應(yīng)急搶修、恢復(fù)措施的預(yù)案,難以應(yīng)對(duì)各種災(zāi)害事故。
    還應(yīng)把常態(tài)運(yùn)行和應(yīng)急搶修、恢復(fù)兩者綜合起來(lái)考慮,形成“1+1”的模式。市政公用設(shè)施的復(fù)雜性使災(zāi)害事故的后果更趨嚴(yán)重,要通過(guò)制定完備的各種災(zāi)害情景的應(yīng)急預(yù)案,實(shí)現(xiàn)對(duì)市政公用設(shè)施運(yùn)行中重大事故、災(zāi)害的綜合評(píng)判、應(yīng)對(duì)指揮與協(xié)調(diào)。
3 體系構(gòu)建設(shè)想
    以地下管網(wǎng)為例,圖1給出了其檢測(cè)、監(jiān)測(cè)、安全評(píng)價(jià)和維護(hù)管理體系的框圖。根據(jù)管道定期評(píng)價(jià)和常態(tài)檢測(cè)的周期,列出該體系的具體流程:管道的服務(wù)等級(jí)評(píng)定→管網(wǎng)需求變化預(yù)測(cè)→管道的常態(tài)檢測(cè)和可靠性分析→管道安全性評(píng)估→分析、選擇降低管道失效風(fēng)險(xiǎn)的方案→執(zhí)行最優(yōu)的降低管道風(fēng)險(xiǎn)的處理方案→處理方案的成本分析評(píng)估和質(zhì)量評(píng)估→制定管道的定期評(píng)價(jià)和定期常態(tài)檢測(cè)計(jì)劃,以及管網(wǎng)系統(tǒng)的早期災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)要求等,并且列出了流程中各個(gè)部分所需要考慮的參數(shù)。
 
   ① 現(xiàn)有管道信息
   現(xiàn)有的管道信息是整個(gè)檢測(cè)、監(jiān)測(cè)、安全評(píng)價(jià)和維護(hù)管理體系的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),為該系統(tǒng)中的管道檢測(cè)、可靠性分析評(píng)價(jià)、安全性分析和管道維護(hù)的評(píng)判提供依據(jù)。而與管道相關(guān)的參數(shù)相當(dāng)多,不同領(lǐng)域?qū)ζ鋮?shù)的要求不同。表2列舉了管道的主要信息參數(shù)示例,是建立地下管網(wǎng)管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)常態(tài)和非常態(tài)安全評(píng)價(jià)、維修決策、可靠性分析評(píng)價(jià)、災(zāi)害早期預(yù)警等工作不可缺少的。
   ② 管網(wǎng)需求預(yù)測(cè)
   管網(wǎng)的需求預(yù)測(cè)是通過(guò)利用各種影響因素,進(jìn)行預(yù)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)分析來(lái)了解管網(wǎng)的需求趨勢(shì)和關(guān)鍵參數(shù),并且通過(guò)需求管理策略來(lái)制定管網(wǎng)的更新或升級(jí)計(jì)劃。表3列舉了影響管網(wǎng)需求的相關(guān)參數(shù)。
   ③ 管網(wǎng)常態(tài)檢測(cè)、監(jiān)測(cè)參數(shù)
   管網(wǎng)的常態(tài)檢測(cè)、監(jiān)測(cè)是通過(guò)各種手段對(duì)管網(wǎng)系統(tǒng)各個(gè)設(shè)施的狀況進(jìn)行檢測(cè)、監(jiān)測(cè)。其中,結(jié)構(gòu)狀況是最為關(guān)鍵的參數(shù)之一,因?yàn)榇蠖鄶?shù)管道的流量特征無(wú)法反映出管道的結(jié)構(gòu)狀態(tài),而管道的結(jié)構(gòu)狀況是計(jì)算和評(píng)估管道剩余可使用年限和管道安全性評(píng)估的依據(jù)。例如:某管段由于上部荷載的增加而導(dǎo)致地面下降、管道彎曲變形,在這種情況下管道的流量特征幾乎無(wú)變化,但是管道的結(jié)構(gòu)已經(jīng)破壞,這樣的管道再繼續(xù)服役2~3年就可能產(chǎn)生嚴(yán)重的管道破裂。所以管網(wǎng)管理部門不僅要了解管網(wǎng)的運(yùn)行狀況,而且要了解到管網(wǎng)的結(jié)構(gòu)狀況。
    ④ 城鎮(zhèn)地下管網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況評(píng)估
    城鎮(zhèn)地下管網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況評(píng)估是管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和災(zāi)害預(yù)警的基礎(chǔ),評(píng)估過(guò)程就是對(duì)常態(tài)運(yùn)行檢測(cè)所得到的參數(shù)進(jìn)行分級(jí)和分析的過(guò)程。評(píng)估后的輸出結(jié)果應(yīng)該包含兩個(gè)重要結(jié)論,第一是管網(wǎng)系統(tǒng)還可以安全使用的年限,第二則是管網(wǎng)運(yùn)行狀況的評(píng)估等級(jí)。
    城鎮(zhèn)地下管網(wǎng)的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該根據(jù)各個(gè)不同的管網(wǎng)系統(tǒng)的參數(shù)狀況給出定量和定性的規(guī)定,一般可以對(duì)管網(wǎng)系統(tǒng)的各個(gè)參數(shù)定位5個(gè)評(píng)分等級(jí):優(yōu)、良、中、差和非常差。管網(wǎng)的評(píng)定等級(jí)由各個(gè)參數(shù)的評(píng)分累加并且綜合考慮管網(wǎng)系統(tǒng)、管道材料和環(huán)境因素,乘以其因素的加權(quán)平均值來(lái)得到管網(wǎng)最終評(píng)定等級(jí)。
    城鎮(zhèn)地下管網(wǎng)最終運(yùn)行狀況可根據(jù)其評(píng)定的分?jǐn)?shù)分為三個(gè)區(qū)域:綠色區(qū)域、黃色區(qū)域和紅色區(qū)域,一般評(píng)定結(jié)果落入黃色區(qū)域的管道則需要對(duì)其進(jìn)行安全性評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估;落入紅色區(qū)域的管道需要對(duì)其進(jìn)行災(zāi)害預(yù)警處理,并且選用相關(guān)的修復(fù)和維護(hù)方案來(lái)降低其風(fēng)險(xiǎn)概率,并使其落入到綠色區(qū)域,正常使用。
表2 管道的主要信息參數(shù)示例
參數(shù)分類
參數(shù)名稱
備注
管道基礎(chǔ)數(shù)據(jù)
管道代碼
這些參數(shù)都需要在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中進(jìn)行對(duì)應(yīng)和統(tǒng)一,以保證管網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、管理、維護(hù)等各環(huán)節(jié)的質(zhì)量和安全,實(shí)現(xiàn)地下管網(wǎng)的全生命周期管理,保障地下管網(wǎng)安全運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)可靠、高效及合理的維護(hù)成本。
管道制造商
管道生產(chǎn)日期
管道經(jīng)緯度
管道質(zhì)保年限
管道上部交通流量
管道上部路面寬度
管道結(jié)構(gòu)參數(shù)
管道截面形狀
管材類型
管道數(shù)目
管道長(zhǎng)度
管道結(jié)構(gòu)參數(shù)
管道跨度
 
管道與水平面夾角
管道周圍地質(zhì)情況
管道檢測(cè)口深度
管道上部覆土厚度
……
管道附加參數(shù)
管道維護(hù)的歷史記錄
管道基礎(chǔ)傾度
管道斜交角度
……
管道安全參數(shù)
管道基礎(chǔ)的材料
管道區(qū)域地下水信息
管道的峰值流量
管道內(nèi)表面粗糙度
管道設(shè)計(jì)流量
管道坡度
管道安全設(shè)施類型
管材安全系數(shù)
管道安全跨度
管道維護(hù)維修歷史記錄
管道更新類型和時(shí)間
 
管道維修類型和時(shí)間
……
⑤ 城鎮(zhèn)地下管網(wǎng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估
    城鎮(zhèn)地下管網(wǎng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估也可以稱為管網(wǎng)的可靠性分析,其目的是讓管網(wǎng)管理部門了解目前城鎮(zhèn)地下管網(wǎng)所存在的危險(xiǎn)和需要管理的關(guān)鍵因素,并且為制定降低風(fēng)險(xiǎn)策略提供依據(jù)。
表3 影響管網(wǎng)需求的相關(guān)參數(shù)
能源系統(tǒng)
管網(wǎng)系統(tǒng)
道路和交通
1.GDP增長(zhǎng)
2.人口增長(zhǎng)
3.燃油、煤和自然資源的價(jià)格
4.能源效率
5.轉(zhuǎn)換效率
6.消費(fèi)愛(ài)好
7.市政策略
……
1.人口增長(zhǎng)
2.氣候變化
3.全球變暖效應(yīng)
4.消費(fèi)愛(ài)好
5.使用的能源
……
 
 
1.人口增長(zhǎng)
2.交通模式
3.車輛增長(zhǎng)
4.交通手段
5.商業(yè)區(qū)域的變化
……
 
 
    城鎮(zhèn)地下管網(wǎng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估應(yīng)當(dāng)看作是城鎮(zhèn)地下管網(wǎng)管理體系中的一部分,它與管網(wǎng)的服務(wù)等級(jí)評(píng)定、需求預(yù)測(cè)、管網(wǎng)安全性評(píng)估、制定管網(wǎng)的維修計(jì)劃相互關(guān)聯(lián),而不應(yīng)該將其作為單獨(dú)的一個(gè)工作來(lái)看待。在管網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的過(guò)程中需要考慮到的重要因素有引發(fā)管道失效(事故)的原因、管道失效的模型、對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的分類、管道失效的后果、管道失效的可能性。
4 預(yù)期目標(biāo)
    ① 對(duì)國(guó)內(nèi)市政公用設(shè)施各系統(tǒng)的構(gòu)成、特點(diǎn)、運(yùn)行現(xiàn)狀、薄弱環(huán)節(jié)、預(yù)期災(zāi)害類型進(jìn)行全面調(diào)查與深入分析,掌握發(fā)達(dá)國(guó)家市政公用設(shè)施應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的技術(shù)措施、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及發(fā)展方向。
    ② 明確突發(fā)事件的分類、分級(jí)方法,基于城市管理需求和市政公用設(shè)施的實(shí)現(xiàn)能力,提出相應(yīng)的設(shè)防、保障目標(biāo)。
    ③ 明確基于市政公用設(shè)施安全可靠性的各影響因素及其權(quán)重,給出市政公用設(shè)施安全可靠性的定量分析、定性評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系,實(shí)現(xiàn)缺陷診斷和預(yù)測(cè)性管理。
    ④ 基于市政公用設(shè)施設(shè)防、保障目標(biāo),明確提高市政公用設(shè)施各系統(tǒng)安全可靠性的技術(shù)措施及其發(fā)展趨勢(shì)(涉及規(guī)劃、勘察、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)控預(yù)警、運(yùn)行調(diào)度、應(yīng)急搶修等各環(huán)節(jié)),提出對(duì)其他系統(tǒng)設(shè)施(如電力系統(tǒng)、能源供應(yīng)系統(tǒng))的保障性需求,建立各系統(tǒng)間協(xié)同聯(lián)動(dòng)的突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案。
⑤ 建立市政公用設(shè)施災(zāi)后安全可靠性評(píng)估體系,提出恢復(fù)、重建的技術(shù)措施。
   ⑥ 建立市政公用設(shè)施運(yùn)行安全保障標(biāo)準(zhǔn)體系,按照輕重緩急明確各相關(guān)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的研究方向和階段性目標(biāo)。
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(本文作者:高鵬1 張姝麗2 1.住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)定額研究所 北京 100835;2.深圳市燃?xì)饧瘓F(tuán)股份有限公司輸配分公司 廣東深圳 518040)