引力模型在電網公司物流網絡節點布局優化中的應用研究

文/馮曉倩

關鍵字：物流網絡節點布局；引力模型

一、引言

電力行業是關乎國計民生的基礎性行業，其發展對我們的日常生活和國家的經濟建設有著至關重要的作用。作為傳統的國有壟斷企業，電網公司的物資管理仍處于原始、落后、低效的狀態，電力物流的服務能力還有待提高，而這些都基于電網公司物流網絡的節點布局。電網公司的物流網絡節點指的是存儲電力物資的倉庫，我國電網公司的物資倉庫由于歷史沿革等原因，大部分隸屬當地供電局（所）管轄，存在行政壁壘、物資配送、信息調撥成本高效率低等問題，無法發揮物流的規模化、集約化和標準化作用。因此，對電網公司物流網絡節點進行優化，是提高電網公司的物流服務水平的前提和基礎。

引力模型[1]源自于牛頓的“萬有引力”模型，后經1880年英國人口學家雷文茨坦引入社會科學領域后獲得了廣泛而成功的應用。20世紀20～30年代，美國學者發現了人文地理學領域三個方面的引力模型，即農民的移動、商品的流動和婚姻距離，掀起了引力模型研究應用的一次高潮。現如今，引力模型被廣泛應用于經濟學領域，多用來研究區域或城市層面的物流行業空間吸引范圍的確定和劃分，較少涉及物流節點。根據電網公司的物流特性，可以對萬有引力模型中的質量因子和距離因子進行改進，構建適合電網公司的引力模型，并將其應用于研究物流節點的空間吸引范圍，從而對電網公司物流網絡的節點布局進行優化。

本文的研究重點即為電網公司物流網絡節點的布局優化，就現有電網公司物流網絡節點布局的現狀和存在的問題進行分析，建立電網公司物流網絡節點布局的引力模型，并以某電網公司為例論證模型的合理性和有效性。

二、電網公司物流網絡節點布局的現狀和存在的問題

目前我國電網公司的物資倉庫實行分級管理，采取“一級倉+二級倉+急救包”的層級模式[2]，主要存在以下幾個問題：

1.電網公司物流網絡節點的選址受限于供電局。大部分一、二級倉依托于電網公司的供電局網點，而急救包設置在供電所中。此布局方式，使得倉庫設施靠近生產需求生成地，對保證生產效率有一定的作用。但忽略了物流節點分布原則，無法充分發揮物流的規模化、集約化、標準化的特點。

2.各地區網絡成熟度不均衡。目前我國電網公司的物資倉庫網點布局普遍存在經濟發達地區物流網絡節點布局比較成熟，管理模式有效，運作效率高，有效地支持了當地經濟發展。在經濟欠發達地區，由于物流需求相對較少，時效性要求相對較低，管理模式還停留在摸索階段，存在運作效率比較低的問題，網絡布局有待進一步完善。

3.網絡資源區域自管，無法實現系統整體最優。各網省電網公司沒有起到統籌管理的帶頭作用，沒有更好地履行物資統一調撥這一職責，從而使得其下轄子公司、分公司之間物資調撥存在障礙。這一問題的存在，使得各省電網物資無法在全省區域內實現資源共享。在出現自然災害等重大事故時，無法做到快速統一調撥，無法快速響應物資需求，將會嚴重影響事故問題的解決。

三、優化模型

本文將引力模型應用到電網公司物流網絡中表示節點與節點之間的物流需求引力，用電網物資需求量表示影響節點間物流需求引力的作用因素，用運輸距離和運輸費率表示節點間的經濟距離，更加合理有效地優化電網公司物流網絡的節點布局。改進后的引力模型公式：。其中，F表示電力物資需求引力；r表示倉庫的物資需求量；d表示運輸距離；c表示運輸費率；表示倉庫之間連接的0～1指標。

當電網公司物流網絡總體物資需求引力達到最大時，區域聚合最佳，即：

圖1 某省電網公司物流網絡節點布局圖

表1 區域聚合模型所需參數的參數值

其中：Z表示電網公司物流網絡總體物資需求引力；M表示一級倉的備選點集合；表示倉庫是否為聚合中心的0～1指標；A表示聚合后的物流區域個數；r1和r2分別表示區域的物流需求總量閾值；a1和a2分別表示物流區域個數的閾值；表示倉庫是否為聚合中心的0～1指標。

圖2 優化的物流網絡節點布局圖

圖3 物流網絡總體物資需求引力變化圖

四、案例分析

某省位于中國南部，該省電網公司在省內共有19個物資倉庫，其中1個區域物流平臺，4個一級混合儲備倉和14個二級倉，具體分布如圖1所示。

由于該省電網公司的各物資倉庫定位不清，故本文擬將該省區域內的19個倉庫全部作為一級倉的備選節點。該模型所需設定的參數值見表1。

使用混合粒子群算法對模型進行求解，得出優化后的物流網絡節點布局如圖2所示，該省電網公司物流網絡總體物資需求引力變化如圖3所示。

五、總結

通過以上對某省電網公司物流網絡節點布局的優化案例分析，可以看出優化后的物流網絡的物資需求引力在省內達到最大，有效提高了該省電網公司的物流服務能力。進一步論證了引力模型在電網公司物流網絡節點布局優化中的可行性和適用性。