基于物聯網技術的應急電力物資智能倉儲與調配管理研究

安明+楊志東+朱軍+許方晨

[摘 要]電力工業是人們生產生活的基礎保障，對社會發展、經濟進步有著重要的作用。近年來，自然災害和各類突發事件對電力供應造成嚴重損壞。當突發事件發生時，電力設施的快速修復成為第一要務，應急電力物資調配的及時性和有效性尤為重要。物聯網技術作為新一代信息技術，應用于物資調配管理，可有效提升調配速度和效率。在分析應急電力物資需求特點的基礎上，提出基于物聯網技術的應急電力物資調配方案，對于提高電網企業應急電力物資管理水平，確保電網安全有著重要的促進作用。

[關鍵詞]應急電力物資；物聯網技術；智能調配

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

1 前 言

可靠的電力供應是確保社會穩定的重要因素之一。一些自然災害和突發性事故的發生，會使供電網絡整體出現癱瘓，嚴重影響企業生產與居民生活，影響社會穩定和國民經濟的發展，有可能造成重大經濟損失甚至人員傷亡。有效的電力應急管理體系可以及時修復電網故障，恢復供電區域內的正常生產與生活，減少因停電造成的經濟損失。這就要求電力行業的應急管理部門擁有較強的應急恢復能力，在突發事件發生時能夠果斷處理、快速決策，盡快恢復電力供應。

目前，電網企業應急管理部門的應急響應能力和實戰能力相對較弱，電力應急物資的調配仍局限于決策者的主觀分析。在發生突發事件時，電力設備不可避免會受到損壞，需要快速有效地進行物資調配，物資調配的路徑選擇、調配方法等都要進行合理的規劃，才能保證應急管理的快速響應。因此，作為應急響應的重要一環，應急物資的調配優化是電力企業亟須解決的一個關鍵問題。

2 應急電力物資需求的特點

應急電力物資是指電力企業為滿足短時間恢復停電的需求而儲備的物資，當出現一些突發事故造成停電時，應急機制啟動，儲備的物資被運送至現場進行供電恢復。電力作為一種特殊的存在，本身與其他行業相比就有著明顯的區別，對應急物資的需求也有其自身的特點。主要體現為以下三點。

2.1 及時性與有效性

電力作為人們生產和生活不可分割的一部分，是社會有序發展的基礎支撐。當突發事件發生時，電網局部區域發生故障會蔓延至一大部分范圍，嚴重影響這一范圍的生產生活，造成不可估量的損失，甚至會產生更大的危害。而且這種停電的狀況持續時間越長，對社會的影響就越大。因此應急電力物資應具有及時性和有效性的特點，調配及時有效，才能在相對短的時間內恢復停電。

2.2 季節性

電力設施一般都處于自然環境中，自然環境的變化和自然災害的突發對電力設備都有著較為嚴重的影響。如近年來雪災、暴雨和臺風等惡劣天氣的發生造成了大量的電力設施受損，對其修復物資的需求量和緊急程度很高。這些災害的發生都具有季節性的特點，因此對電力物資的需求也有其相應的季節性。

2.3 網絡性與復雜性

電力系統是一個有著大量節點、節點之間又互相聯系的復雜的網絡，當災害發生時，電力應急物資的提供較為分散和隨機，而且一個范圍內的電力物資需求不可能是單點的，它也具有網絡性和復雜性的特點。因此在應急電力物資調配優化方面要考慮多方面的因素。

3 物聯網關鍵技術簡介

3.1 RFID射頻識別技術

RFID（Radio Frequency Identification）射頻識別技術又稱電子標簽，是一種電子識別技術。它可以通過電磁感應來實現物品的跟蹤并實現相關讀寫。完整的RFID系統包括三個部分：閱讀器、標簽和運行系統。標簽儲存有物品的相關信息，它進入磁場后接收相關射頻信號，發出信息，由解讀器進行解碼后傳送至處理系統，從而作出相關指令。通過將RFID射頻識別技術應用到電力應急物資倉儲和調配方面，對物資的存放、在途狀態進行實時監管，從而實現智能調配。

3.2 傳感技術

傳感技術是信息技術之源，是獲取信息的前端基礎，它可以高精度、高效率地采集到各種形式的信息，具備處理多種信號的能力。傳感器網絡具有自組織性，在沒有人工干預的情況下可以進行自我管理和自我配置，它是一種以數據為中心的網絡，不是通過地址信息來完成任務，而是關注相關的事件信息。將傳感技術應用于電力應急物資調配，可以對應急物資的庫存狀態進行實時監管，當自然災害或突發事件發生時，可以隨時反映應急物資的存儲和調配情況，提高物資調配速度，從而更有效、及時地進行電力恢復。

4 基于物聯網技術的應急電力物資智能倉儲系統

4.1 應急電力物資智能倉儲的結構和功能

基于物聯網技術的智能倉儲系統主要實現以下三個功能：一是對倉儲狀態進行實時監管，應急部門可以實時掌握電力物資的情況；二是可以對整個倉儲流程進行優化；三是對于倉儲過程中所涉及的人員、設備等進行統一管理。要實現這三個功能，物聯網技術在智能倉儲系統中發揮著重要的作用。

就目前來看，應急電力物資智能倉儲的架構主要由五個模塊組成，分別為業務管理模塊、設備管理模塊、安全管理模塊、基本信息模塊和數據管理模塊。具體地實現過程是通過無線信息技術對這五個模塊進行優化，采集信息，處理信息，對倉儲系統實現智能化管理。

4.2 智能電力物資倉儲運作流程

當物資被運送到倉庫時，通過射頻技術、傳感器、定位系統等信息傳感裝置對所有的物資信息進行采集并錄入，加裝RFID電子標簽，如電力線應在它的RFID標簽上標注電纜長度；變壓器則需要在標簽上錄入變壓器容量、類型等信息；然后智能系統會根據這些電力物資的相關信息考慮庫位資源合理利用、揀貨出庫方便、移動路徑最小等方面進行庫位分配；物資入庫后，可通過打印機打印入庫清單。智能揀貨出庫，可以定義多個揀貨規則：先進先出原則、最快出庫效率原則、最大倉儲利用原則、最小移動成本原則等，據此確定揀貨任務，并將貨物信息傳送到倉儲管理系統，同時更新物資庫存信息。endprint

5 基于物聯網技術的應急電力物資調配管理

5.1 基于物聯網技術的物資調配過程

物資調配的核心任務就是在突發事件發生時將物資從儲備點調配到需求點，因此對于物資調配的路徑選擇是一個關鍵的前期問題。可以用Dijkstra算法求得電力應急物資調配的最優路徑，然后由各倉庫按照最優路徑進行物資調配。在這一過程中，物聯網技術將發揮極大的作用，提高物資調配的效率。

首先，調配中心會根據應急物資調配處理方案向物資儲備處發出指令，各物資倉庫接收到相關指令后通過智能倉儲系統定位需要的物資，智能倉儲系統可以提供物資的種類、數量、具體位置等，這會使得物資的調配更加準確和及時。其次，物資倉庫迅速將所需物資出庫，安排車輛將其運輸到指定點。在物資的配送環節，依然是智能化的配送方案。運輸物資的車輛上都需加裝追蹤設備，這樣可以實時反映應急物資的運送情況，同時保證了物資運送的安全性。而且調配中心通過監控運輸車輛的實時情況，也可以作出相應的調配指導。電力企業可以與交通管理部門形成聯動，提供實時的路況信息，而且可以與交通部門協商設置物資運輸綠色通道，這樣極大地提升了應急電力物資的調配速度。最后，運輸車輛到達指定的修復地點，整個調配任務完成，情況反饋回調配中心，調配完成。

5.2 基于物聯網技術物資調配的優越性

由上述分析可知基于物聯網技術的物資調配，提高了物資的調配速度，同時在一定程度上降低了物資的調配成本。物聯網技術的應用對于電力企業的物資調配發揮著重要的作用，通過RFID射頻識別技術和傳感技術使電網在應急物資調配方面更加精準、及時和有效，加快了物資的出庫速度和裝配速度，同時加裝在運輸物資車輛上的追蹤裝置，保證了電力應急物資的安全，并提高了運輸速度。通過物聯網技術實現了應急物資的智能調配。

6 結 論

應急電力物資的調配問題是應急管理體制的重要一環，當出現突發事件時，第一時間調配應急物資是電網修復的首要任務。文章提出了基于物聯網技術的應急電力物資調配方案，通過傳感器、射頻識別技術對物資進行信息化處理，加快了應急物資的調配速度和調配質量，從救援時間和救援物資方面保證了受災區的救援效果。

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