李 偉

國網(wǎng)四川省電力公司物資公司，四川 成都 610052

電力供應(yīng)是保證社會穩(wěn)定的重要因素，自然災(zāi)害和突發(fā)事故容易導(dǎo)致整個電網(wǎng)癱瘓，進而嚴(yán)重影響企業(yè)的生產(chǎn)，造成巨大的損失，甚至影響到社會穩(wěn)定以及國民經(jīng)濟發(fā)展，因此需要有效的應(yīng)急管理來修復(fù)電網(wǎng)故障，確保供電區(qū)域內(nèi)正常的生產(chǎn)，避免因為停電造成損失。這就要求電力行業(yè)應(yīng)急管理部門具備極強的反應(yīng)力和應(yīng)急恢復(fù)能力，能夠在發(fā)生突發(fā)事件的時候做出快速決策，保證電力能夠盡快恢復(fù)。目前電力供應(yīng)方面應(yīng)急響應(yīng)能力和實戰(zhàn)能力較弱，電力應(yīng)急物資調(diào)配受到傳統(tǒng)方式的限制。在發(fā)生突發(fā)事件的時候需要快速進行物資調(diào)配，這就要求合理規(guī)劃物資的調(diào)配路徑和方式，確保充分發(fā)揮應(yīng)急管理功能。應(yīng)急響應(yīng)是電力供應(yīng)中最關(guān)鍵的一環(huán)，因此物資的管理與調(diào)配優(yōu)化是電力企業(yè)最應(yīng)關(guān)注的問題。

1 應(yīng)急電力物資需求特征

從實際情況來看，應(yīng)急電力物資需求呈現(xiàn)出十分明顯的特征，具體表現(xiàn)如下：第一，存儲量大。與其他物資相比，應(yīng)急電力物資的制作耗時長，依靠普通庫存模式難以完成電力物資的庫存管理，難以滿足相關(guān)需求，因此需要借助物資儲備的方式進行管理，滿足大量存儲的需求，為物資及時供應(yīng)做充足的準(zhǔn)備。第二，季節(jié)性。電網(wǎng)由大量線路以及設(shè)備組成，這些物品在外界環(huán)境中運行時，一旦遭受惡劣天氣或者氣候災(zāi)害，如地震、雷電以及暴雨等，可能受到破壞，需要對其進行修復(fù)。這對修復(fù)物資提出更高的要求，不僅強調(diào)緊急性，而且由于每個季節(jié)的特征不同，易發(fā)生的災(zāi)害類型不同，所需的物資也呈現(xiàn)季節(jié)性變化，因此，必須做好物資的準(zhǔn)備工作。第三，要求高。物資管理內(nèi)容復(fù)雜，物資品種多樣，這要求工作人員必須具有豐富的專業(yè)知識，能夠掌控物資儲備全過程，這樣才可以保證電力物資倉儲的靈活與完備。第四，及時性。電力與現(xiàn)實生活緊密相關(guān)，一旦故障不能及時處理，必然會擴大影響范圍，在這種情況下，需要根據(jù)實際增大電力物資的供應(yīng)，確保物資供應(yīng)的及時有效，保障生產(chǎn)與生活穩(wěn)定。第五，不確定性。主要是指設(shè)備運行過程中會受到諸多不確定性因素的影響。第六，關(guān)聯(lián)性。系統(tǒng)構(gòu)成十分復(fù)雜，電氣設(shè)備和線路之間的連接都比較復(fù)雜，節(jié)點之間有密切的關(guān)聯(lián)性。這導(dǎo)致物資供需也十分復(fù)雜，在具體的操作中需要進行合理調(diào)配、科學(xué)安排。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

2.1 射頻識別技術(shù)

射頻識別（RFID）技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中最典型的技術(shù)，是基于電子信息技術(shù)所研發(fā)出來的，是借助電磁感應(yīng)動態(tài)化追蹤設(shè)備與物品作為管理參考的技術(shù)，可充分識別與讀取信息，作為數(shù)據(jù)管理的參考部分，實現(xiàn)高質(zhì)量管理。RFID 技術(shù)包含標(biāo)簽、閱讀器和運行系統(tǒng)3 個部分。在技術(shù)構(gòu)成中，標(biāo)簽是指對被探測物品信息的存儲。標(biāo)簽進入磁場系統(tǒng)，接收不同類型的射頻識別信息并進行信號反射。使用解碼器完成解碼操作后傳輸給操作系統(tǒng)，再將命令分發(fā)出去。將這一技術(shù)使用在電力應(yīng)急物資的儲備和調(diào)度中，可以實現(xiàn)對設(shè)備以及物資運輸、儲備、監(jiān)督、存儲的管理，實現(xiàn)智能化和智慧化的調(diào)配。

2.2 傳感技術(shù)

傳感技術(shù)是進行信息獲取的重要基礎(chǔ)，能夠?qū)崿F(xiàn)信號的采集以及處理。傳感技術(shù)有強大的自組織功能，在無人操作的情況下也可以實現(xiàn)自我調(diào)配，建立起以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)。如果將其使用在應(yīng)急物資調(diào)配中，能夠動態(tài)化實時監(jiān)督庫存，精準(zhǔn)反饋物資調(diào)配和存儲的信息。這會讓物資調(diào)度和調(diào)配工作更安全高效，確保能夠在短時間之內(nèi)最快恢復(fù)電力供應(yīng)。

3 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電網(wǎng)應(yīng)急物資儲備定額

3.1 應(yīng)急物資儲備的定額管理

應(yīng)急電力物資定額是物資管理中最重要的內(nèi)容，結(jié)合電力企業(yè)內(nèi)外部環(huán)境來保證電力供應(yīng)的正常穩(wěn)定，以經(jīng)濟合理性作為指導(dǎo)原則來儲備物資數(shù)量。在應(yīng)急物資管理中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠保證物資的定額管理水平，確保物資倉儲管理的每一個節(jié)點均可以得到實時監(jiān)控，可實現(xiàn)自動補充和合理預(yù)測，及時響應(yīng)物資需求，結(jié)合物資波動自動調(diào)節(jié)。如果出現(xiàn)資產(chǎn)閑置或是過度使用，系統(tǒng)會發(fā)出預(yù)警，物聯(lián)網(wǎng)會將信息傳輸給管理系統(tǒng)，從而進行合理管理。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用使結(jié)合季節(jié)變化來預(yù)測物資需求成為可能，有利于實現(xiàn)對倉儲物資的管理。如果物資存儲環(huán)境的溫度濕度發(fā)生變化，會及時向管理人發(fā)出預(yù)警信息，方便對物資的管理[1]。

3.2 利用遺傳算法優(yōu)化定額測算模型

結(jié)合遺傳算法全局優(yōu)化的特征對反向傳播（BP）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的初始權(quán)值與閾值進行優(yōu)化，可以提高預(yù)測效果，在測算中可實現(xiàn)對種群個體迭代擇優(yōu)。之后建立BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，對模型進行訓(xùn)練、遺傳操作，計算適應(yīng)度，得到最優(yōu)的權(quán)值和閾值，持續(xù)更新即可得到全局最優(yōu)的預(yù)測值。創(chuàng)建定額測算模型之前，需要先進行數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作，再進行數(shù)據(jù)導(dǎo)入、清洗以及標(biāo)準(zhǔn)化處理，設(shè)置變量范圍和個體編碼，結(jié)合數(shù)據(jù)大小進行標(biāo)準(zhǔn)化處理?？梢圆捎脴O值處理法、歸一處理法以及向量規(guī)范化。

使用遺傳算法對采集到的數(shù)據(jù)進行優(yōu)化分析，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在使用上具備自適應(yīng)和自學(xué)習(xí)的優(yōu)勢，可以在計算中大大發(fā)揮作用，提升網(wǎng)絡(luò)預(yù)測性能。這說明計算得出的權(quán)值和閾值更合理，網(wǎng)絡(luò)逼近實際效果，所存在的誤差也會減少，迭代獲取最優(yōu)良的數(shù)值即可實現(xiàn)對BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化。將所獲取的最優(yōu)權(quán)值和閾值通過訓(xùn)練數(shù)據(jù)來實現(xiàn)神經(jīng)的優(yōu)化訓(xùn)練，將測試的數(shù)據(jù)傳輸給訓(xùn)練完成的BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，使用數(shù)據(jù)輸入模型的方式進行誤差計算，將數(shù)據(jù)進行輸出并且繪制圖紙[2]。

3.3 算法示例

對使用頻率高的應(yīng)急電力物資儲備定額進行計算。以低壓電纜為例，假設(shè)A 地區(qū)有3 個電力應(yīng)急物資儲備倉庫，對3 年共36 個月的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，對原始數(shù)據(jù)求平均值，以月初的初始庫存為儲備定額，以月總出量為庫存因素，以平均庫存為成本因素進行預(yù)測風(fēng)險。應(yīng)急響應(yīng)時間是響應(yīng)因素，使用儲備定額來計算，缺失的數(shù)據(jù)可估算補充，進行歸一化和標(biāo)準(zhǔn)化處理。在計算過程中考慮存在的不確定性因素，將庫存、成本、風(fēng)險作為影響因素，使用遺傳算法來優(yōu)化定額計算。擬合非線性函數(shù)的4 個輸入?yún)?shù)和1 個輸出參數(shù)。非線性函數(shù)形成權(quán)值和閾值，在數(shù)據(jù)中挑選6 組進行網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，剩下的數(shù)據(jù)進行網(wǎng)絡(luò)性能測試，使用遺傳算法來尋優(yōu)，訓(xùn)練數(shù)據(jù)預(yù)測誤差絕對值和值作為個體適應(yīng)度，將電力應(yīng)急物資儲備定額進行最優(yōu)估算預(yù)測，得到函數(shù)曲線。實施BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，將所挑選的36 個月的輸入數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練對象，得到經(jīng)過訓(xùn)練之后的BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測值，可觀測訓(xùn)練數(shù)據(jù)和測試數(shù)據(jù)之間的方差是否存在擬合現(xiàn)象，如果存在，則證明網(wǎng)絡(luò)性能良好[3]。接下來根據(jù)每個變量取值區(qū)間用循環(huán)計算方式，將所有可能的數(shù)據(jù)組合輸入BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型中，最終得到最優(yōu)儲備定額計算測算，將原始數(shù)據(jù)和預(yù)測數(shù)值進行對比分析，發(fā)現(xiàn)庫存量、成本、風(fēng)險以及技術(shù)都會對電力應(yīng)急物資儲備產(chǎn)生影響，定額會隨著月出庫量的增加而上升，隨著需求預(yù)測的準(zhǔn)確度增長而減少，證明需求預(yù)測會對儲備定額產(chǎn)生積極的影響，說明如果需求預(yù)測值的準(zhǔn)確性降低會影響儲備定額計算。

3.4 物資配送的優(yōu)化模型

在傳統(tǒng)物資配送中，均將最小成本管理作為目標(biāo)，但是應(yīng)急物資調(diào)配存在不同的目標(biāo)需求，期望能夠?qū)⑽镔Y的調(diào)配實現(xiàn)最優(yōu)，即最短的運輸距離、最少的運輸時間、最低的運輸成本。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用能夠?qū)崿F(xiàn)對應(yīng)急物資運輸狀態(tài)的實時監(jiān)控，跟蹤物資調(diào)配情況，了解裝配環(huán)節(jié)，通過安裝各種傳感器來實現(xiàn)對物資運行狀態(tài)、地理位置和車輛等情況的掌握，對數(shù)據(jù)信息進行智能分析可實現(xiàn)對異常情況的報警，從而優(yōu)化配送過程。假設(shè)從一個地區(qū)運輸應(yīng)急物資到多個受災(zāi)點，物資調(diào)配的過程中，需求點之間存在競爭應(yīng)急物資的情況，都希望盡快得到所需要的應(yīng)急物資。此時需要將這一個地區(qū)物資儲備庫中的物資進行合理調(diào)配，如果物資有限，可將其理解為非合作博弈的應(yīng)急物資模型，該模型為：

其中t表示應(yīng)急階段，N 則表示在這一環(huán)節(jié)中存在的無數(shù)需求點。而Gi表示守在需求點的函數(shù)，l的組合是指受災(zāi)點的組合。非合作博弈模型的相關(guān)因素比較多，應(yīng)急物資的配送速度還受到運輸路況等影響，路況越好則運輸越通順，應(yīng)急單位成本與庫存和需求均相關(guān)，物資和儲備兩者之間的關(guān)系影響到救災(zāi)工作的質(zhì)量，要保障救災(zāi)成本最小化，受災(zāi)點調(diào)配策略需要選擇最優(yōu)的方案來保證整體效果最優(yōu)化，確保配送成本最小[4]。

4 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能倉儲使用

4.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的物資智能倉儲結(jié)構(gòu)

智能倉儲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在應(yīng)急物資調(diào)配中需要滿足多個功能，首先是對倉儲狀態(tài)的實時監(jiān)管讓相關(guān)部門能夠掌握物資的詳細(xì)情況；其次是對整個倉儲流程的優(yōu)化管理；最后是對整個倉儲過程中所涉及的人員和設(shè)備進行統(tǒng)一管理。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在這3 個功能的實現(xiàn)過程中發(fā)揮了十分積極的作用。當(dāng)前的應(yīng)急智能倉儲架構(gòu)主要分為業(yè)務(wù)、設(shè)備管理、安全管理、基本信息、數(shù)據(jù)管理模塊，多模塊的應(yīng)用實現(xiàn)了倉儲系統(tǒng)的物流信息采集，數(shù)據(jù)信息集成，從而實現(xiàn)對倉儲系統(tǒng)的智能化管理[5]。

4.2 智能電力物資的倉儲運作

物資被運送到倉庫時通過射頻識別技術(shù)和傳感器、定位系統(tǒng)等信息技術(shù)進行物資信息的采集和錄入，再利用RFID 電子標(biāo)簽讓人們更詳細(xì)地了解物資到達(dá)情況，如在變壓器標(biāo)簽上錄入變壓器容量以及類型等信息，智能系統(tǒng)會根據(jù)這些物資的相關(guān)信息考慮庫位分配，在物資入庫之后通過打印入庫清單了解物資情況。智能揀貨出庫能夠定義多個揀貨的規(guī)則，在出貨方面強調(diào)先進先出、最快出庫和最大倉儲利用的原則，從而確定出入庫時間，并且將貨物信息傳送到倉儲管理系統(tǒng)中及時更新物資庫存的信息。

物資調(diào)配系統(tǒng)的核心就是在發(fā)生突發(fā)事件以后能夠及時將物資從儲備地點運輸?shù)叫枨蟮攸c，此時路徑選擇十分關(guān)鍵?？墒褂玫铱怂固乩―ijkstra）算法計算得到最優(yōu)路徑，各個倉庫按照最優(yōu)路徑來調(diào)配資源，充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的價值。調(diào)配中心在發(fā)出指令之后，各個倉儲系統(tǒng)接收到信息，提供物資種類數(shù)據(jù)和位置，讓物資調(diào)配更精準(zhǔn)、更及時，保證物資以最快時間出庫并運輸?shù)街付ǖ牡攸c，可以在物資車輛上加裝跟蹤設(shè)備，輸送完畢后，及時反應(yīng)物資的運送情況，保證物資運送安全可靠。

5 結(jié)語

應(yīng)急電力物資調(diào)配是應(yīng)急管理中十分重要的一環(huán)，在突發(fā)事件后需要在第一時間內(nèi)提供物資，確保電網(wǎng)及時修復(fù)?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的智能倉儲和物資調(diào)配為電網(wǎng)應(yīng)急處理提供了保障。通過射頻識別技術(shù)和傳感技術(shù)對物資展開信息化處理，加快物資調(diào)配速度以及調(diào)配質(zhì)量，保證能夠高質(zhì)量完成救災(zāi)。