安明+楊志東+朱軍+許方晨

[摘 要]電力工業(yè)是人們生產(chǎn)生活的基礎(chǔ)保障，對(duì)社會(huì)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)進(jìn)步有著重要的作用。近年來，自然災(zāi)害和各類突發(fā)事件對(duì)電力供應(yīng)造成嚴(yán)重?fù)p壞。當(dāng)突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，電力設(shè)施的快速修復(fù)成為第一要?jiǎng)?wù)，應(yīng)急電力物資調(diào)配的及時(shí)性和有效性尤為重要。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為新一代信息技術(shù)，應(yīng)用于物資調(diào)配管理，可有效提升調(diào)配速度和效率。在分析應(yīng)急電力物資需求特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)急電力物資調(diào)配方案，對(duì)于提高電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)急電力物資管理水平，確保電網(wǎng)安全有著重要的促進(jìn)作用。

[關(guān)鍵詞]應(yīng)急電力物資；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；智能調(diào)配

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2018.04.136

1 前 言

可靠的電力供應(yīng)是確保社會(huì)穩(wěn)定的重要因素之一。一些自然災(zāi)害和突發(fā)性事故的發(fā)生，會(huì)使供電網(wǎng)絡(luò)整體出現(xiàn)癱瘓，嚴(yán)重影響企業(yè)生產(chǎn)與居民生活，影響社會(huì)穩(wěn)定和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，有可能造成重大經(jīng)濟(jì)損失甚至人員傷亡。有效的電力應(yīng)急管理體系可以及時(shí)修復(fù)電網(wǎng)故障，恢復(fù)供電區(qū)域內(nèi)的正常生產(chǎn)與生活，減少因停電造成的經(jīng)濟(jì)損失。這就要求電力行業(yè)的應(yīng)急管理部門擁有較強(qiáng)的應(yīng)急恢復(fù)能力，在突發(fā)事件發(fā)生時(shí)能夠果斷處理、快速?zèng)Q策，盡快恢復(fù)電力供應(yīng)。

目前，電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)急管理部門的應(yīng)急響應(yīng)能力和實(shí)戰(zhàn)能力相對(duì)較弱，電力應(yīng)急物資的調(diào)配仍局限于決策者的主觀分析。在發(fā)生突發(fā)事件時(shí)，電力設(shè)備不可避免會(huì)受到損壞，需要快速有效地進(jìn)行物資調(diào)配，物資調(diào)配的路徑選擇、調(diào)配方法等都要進(jìn)行合理的規(guī)劃，才能保證應(yīng)急管理的快速響應(yīng)。因此，作為應(yīng)急響應(yīng)的重要一環(huán)，應(yīng)急物資的調(diào)配優(yōu)化是電力企業(yè)亟須解決的一個(gè)關(guān)鍵問題。

2 應(yīng)急電力物資需求的特點(diǎn)

應(yīng)急電力物資是指電力企業(yè)為滿足短時(shí)間恢復(fù)停電的需求而儲(chǔ)備的物資，當(dāng)出現(xiàn)一些突發(fā)事故造成停電時(shí)，應(yīng)急機(jī)制啟動(dòng)，儲(chǔ)備的物資被運(yùn)送至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行供電恢復(fù)。電力作為一種特殊的存在，本身與其他行業(yè)相比就有著明顯的區(qū)別，對(duì)應(yīng)急物資的需求也有其自身的特點(diǎn)。主要體現(xiàn)為以下三點(diǎn)。

2.1 及時(shí)性與有效性

電力作為人們生產(chǎn)和生活不可分割的一部分，是社會(huì)有序發(fā)展的基礎(chǔ)支撐。當(dāng)突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，電網(wǎng)局部區(qū)域發(fā)生故障會(huì)蔓延至一大部分范圍，嚴(yán)重影響這一范圍的生產(chǎn)生活，造成不可估量的損失，甚至?xí)a(chǎn)生更大的危害。而且這種停電的狀況持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)社會(huì)的影響就越大。因此應(yīng)急電力物資應(yīng)具有及時(shí)性和有效性的特點(diǎn)，調(diào)配及時(shí)有效，才能在相對(duì)短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)停電。

2.2 季節(jié)性

電力設(shè)施一般都處于自然環(huán)境中，自然環(huán)境的變化和自然災(zāi)害的突發(fā)對(duì)電力設(shè)備都有著較為嚴(yán)重的影響。如近年來雪災(zāi)、暴雨和臺(tái)風(fēng)等惡劣天氣的發(fā)生造成了大量的電力設(shè)施受損，對(duì)其修復(fù)物資的需求量和緊急程度很高。這些災(zāi)害的發(fā)生都具有季節(jié)性的特點(diǎn)，因此對(duì)電力物資的需求也有其相應(yīng)的季節(jié)性。

2.3 網(wǎng)絡(luò)性與復(fù)雜性

電力系統(tǒng)是一個(gè)有著大量節(jié)點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)之間又互相聯(lián)系的復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)災(zāi)害發(fā)生時(shí)，電力應(yīng)急物資的提供較為分散和隨機(jī)，而且一個(gè)范圍內(nèi)的電力物資需求不可能是單點(diǎn)的，它也具有網(wǎng)絡(luò)性和復(fù)雜性的特點(diǎn)。因此在應(yīng)急電力物資調(diào)配優(yōu)化方面要考慮多方面的因素。

3 物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)簡(jiǎn)介

3.1 RFID射頻識(shí)別技術(shù)

RFID（Radio Frequency Identification）射頻識(shí)別技術(shù)又稱電子標(biāo)簽，是一種電子識(shí)別技術(shù)。它可以通過電磁感應(yīng)來實(shí)現(xiàn)物品的跟蹤并實(shí)現(xiàn)相關(guān)讀寫。完整的RFID系統(tǒng)包括三個(gè)部分：閱讀器、標(biāo)簽和運(yùn)行系統(tǒng)。標(biāo)簽儲(chǔ)存有物品的相關(guān)信息，它進(jìn)入磁場(chǎng)后接收相關(guān)射頻信號(hào)，發(fā)出信息，由解讀器進(jìn)行解碼后傳送至處理系統(tǒng)，從而作出相關(guān)指令。通過將RFID射頻識(shí)別技術(shù)應(yīng)用到電力應(yīng)急物資倉(cāng)儲(chǔ)和調(diào)配方面，對(duì)物資的存放、在途狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管，從而實(shí)現(xiàn)智能調(diào)配。

3.2 傳感技術(shù)

傳感技術(shù)是信息技術(shù)之源，是獲取信息的前端基礎(chǔ)，它可以高精度、高效率地采集到各種形式的信息，具備處理多種信號(hào)的能力。傳感器網(wǎng)絡(luò)具有自組織性，在沒有人工干預(yù)的情況下可以進(jìn)行自我管理和自我配置，它是一種以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)，不是通過地址信息來完成任務(wù)，而是關(guān)注相關(guān)的事件信息。將傳感技術(shù)應(yīng)用于電力應(yīng)急物資調(diào)配，可以對(duì)應(yīng)急物資的庫(kù)存狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管，當(dāng)自然災(zāi)害或突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，可以隨時(shí)反映應(yīng)急物資的存儲(chǔ)和調(diào)配情況，提高物資調(diào)配速度，從而更有效、及時(shí)地進(jìn)行電力恢復(fù)。

4 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)急電力物資智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)

4.1 應(yīng)急電力物資智能倉(cāng)儲(chǔ)的結(jié)構(gòu)和功能

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)以下三個(gè)功能：一是對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管，應(yīng)急部門可以實(shí)時(shí)掌握電力物資的情況；二是可以對(duì)整個(gè)倉(cāng)儲(chǔ)流程進(jìn)行優(yōu)化；三是對(duì)于倉(cāng)儲(chǔ)過程中所涉及的人員、設(shè)備等進(jìn)行統(tǒng)一管理。要實(shí)現(xiàn)這三個(gè)功能，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。

就目前來看，應(yīng)急電力物資智能倉(cāng)儲(chǔ)的架構(gòu)主要由五個(gè)模塊組成，分別為業(yè)務(wù)管理模塊、設(shè)備管理模塊、安全管理模塊、基本信息模塊和數(shù)據(jù)管理模塊。具體地實(shí)現(xiàn)過程是通過無線信息技術(shù)對(duì)這五個(gè)模塊進(jìn)行優(yōu)化，采集信息，處理信息，對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化管理。

4.2 智能電力物資倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)作流程

當(dāng)物資被運(yùn)送到倉(cāng)庫(kù)時(shí)，通過射頻技術(shù)、傳感器、定位系統(tǒng)等信息傳感裝置對(duì)所有的物資信息進(jìn)行采集并錄入，加裝RFID電子標(biāo)簽，如電力線應(yīng)在它的RFID標(biāo)簽上標(biāo)注電纜長(zhǎng)度；變壓器則需要在標(biāo)簽上錄入變壓器容量、類型等信息；然后智能系統(tǒng)會(huì)根據(jù)這些電力物資的相關(guān)信息考慮庫(kù)位資源合理利用、揀貨出庫(kù)方便、移動(dòng)路徑最小等方面進(jìn)行庫(kù)位分配；物資入庫(kù)后，可通過打印機(jī)打印入庫(kù)清單。智能揀貨出庫(kù)，可以定義多個(gè)揀貨規(guī)則：先進(jìn)先出原則、最快出庫(kù)效率原則、最大倉(cāng)儲(chǔ)利用原則、最小移動(dòng)成本原則等，據(jù)此確定揀貨任務(wù)，并將貨物信息傳送到倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)，同時(shí)更新物資庫(kù)存信息。endprint

5 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)急電力物資調(diào)配管理

5.1 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的物資調(diào)配過程

物資調(diào)配的核心任務(wù)就是在突發(fā)事件發(fā)生時(shí)將物資從儲(chǔ)備點(diǎn)調(diào)配到需求點(diǎn)，因此對(duì)于物資調(diào)配的路徑選擇是一個(gè)關(guān)鍵的前期問題?？梢杂肈ijkstra算法求得電力應(yīng)急物資調(diào)配的最優(yōu)路徑，然后由各倉(cāng)庫(kù)按照最優(yōu)路徑進(jìn)行物資調(diào)配。在這一過程中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將發(fā)揮極大的作用，提高物資調(diào)配的效率。

首先，調(diào)配中心會(huì)根據(jù)應(yīng)急物資調(diào)配處理方案向物資儲(chǔ)備處發(fā)出指令，各物資倉(cāng)庫(kù)接收到相關(guān)指令后通過智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)定位需要的物資，智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)可以提供物資的種類、數(shù)量、具體位置等，這會(huì)使得物資的調(diào)配更加準(zhǔn)確和及時(shí)。其次，物資倉(cāng)庫(kù)迅速將所需物資出庫(kù)，安排車輛將其運(yùn)輸?shù)街付c(diǎn)。在物資的配送環(huán)節(jié)，依然是智能化的配送方案。運(yùn)輸物資的車輛上都需加裝追蹤設(shè)備，這樣可以實(shí)時(shí)反映應(yīng)急物資的運(yùn)送情況，同時(shí)保證了物資運(yùn)送的安全性。而且調(diào)配中心通過監(jiān)控運(yùn)輸車輛的實(shí)時(shí)情況，也可以作出相應(yīng)的調(diào)配指導(dǎo)。電力企業(yè)可以與交通管理部門形成聯(lián)動(dòng)，提供實(shí)時(shí)的路況信息，而且可以與交通部門協(xié)商設(shè)置物資運(yùn)輸綠色通道，這樣極大地提升了應(yīng)急電力物資的調(diào)配速度。最后，運(yùn)輸車輛到達(dá)指定的修復(fù)地點(diǎn)，整個(gè)調(diào)配任務(wù)完成，情況反饋回調(diào)配中心，調(diào)配完成。

5.2 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)物資調(diào)配的優(yōu)越性

由上述分析可知基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的物資調(diào)配，提高了物資的調(diào)配速度，同時(shí)在一定程度上降低了物資的調(diào)配成本。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于電力企業(yè)的物資調(diào)配發(fā)揮著重要的作用，通過RFID射頻識(shí)別技術(shù)和傳感技術(shù)使電網(wǎng)在應(yīng)急物資調(diào)配方面更加精準(zhǔn)、及時(shí)和有效，加快了物資的出庫(kù)速度和裝配速度，同時(shí)加裝在運(yùn)輸物資車輛上的追蹤裝置，保證了電力應(yīng)急物資的安全，并提高了運(yùn)輸速度。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了應(yīng)急物資的智能調(diào)配。

6 結(jié) 論

應(yīng)急電力物資的調(diào)配問題是應(yīng)急管理體制的重要一環(huán)，當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)事件時(shí)，第一時(shí)間調(diào)配應(yīng)急物資是電網(wǎng)修復(fù)的首要任務(wù)。文章提出了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)急電力物資調(diào)配方案，通過傳感器、射頻識(shí)別技術(shù)對(duì)物資進(jìn)行信息化處理，加快了應(yīng)急物資的調(diào)配速度和調(diào)配質(zhì)量，從救援時(shí)間和救援物資方面保證了受災(zāi)區(qū)的救援效果。

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