電力物資應(yīng)急配送體系最優(yōu)路徑模型設(shè)計(jì)

作者簡(jiǎn)介：楊淑霞，女，教授，華北電力大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)教研室主任，研究方向：電力市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)分析研究方向；樊煜坤（1990-），女，湖北宜昌人，華北電力大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院碩士研究生，研究方向：物流系統(tǒng)建立與仿真優(yōu)化。

摘 要：在災(zāi)后重建過(guò)程中，電力物資應(yīng)急配送是快速恢復(fù)供電生產(chǎn)的保證。我國(guó)是一個(gè)自然災(zāi)害頻發(fā)的國(guó)家，建立起高效、便捷的電力物資應(yīng)急配送體系能在最大程度上減少自然災(zāi)害對(duì)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響。在建立電力物資應(yīng)急配送體系過(guò)程中，要以恢復(fù)電力運(yùn)輸能力為基礎(chǔ)，建立多層次物資分配運(yùn)送體系，完善我國(guó)電力物資配送機(jī)制。

關(guān)鍵詞：電力物資；提高；應(yīng)急物流

中圖分類(lèi)號(hào)： F25 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：16723198（2014）17005302

近年來(lái)我國(guó)自然災(zāi)害頻發(fā)，嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展。為了降低自然災(zāi)害損失，要建立科學(xué)高效的電力物資應(yīng)急配送體系，提高我國(guó)電力企業(yè)對(duì)自然災(zāi)害應(yīng)急反應(yīng)能力，將災(zāi)害損失降到最低，保證人民正常生產(chǎn)生活。本文通過(guò)分析建立電力物資應(yīng)急配送體系模型，為我國(guó)電力企業(yè)開(kāi)展電力物資應(yīng)急體系建設(shè)提供幾點(diǎn)建議。通過(guò)圖書(shū)文獻(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)資源以及實(shí)地調(diào)研，全面搜集節(jié)國(guó)內(nèi)外電力應(yīng)急物資配送路線算法和優(yōu)化模型發(fā)展?fàn)顩r的相關(guān)理論文獻(xiàn)和案例資料；然后分別進(jìn)行認(rèn)真梳理，總結(jié)、形成適合本課題的成功經(jīng)驗(yàn)，給出國(guó)內(nèi)外電力應(yīng)急物資配送路線優(yōu)化的研究現(xiàn)狀。

1 電力物資應(yīng)急配送體系模型

在本文中，將電網(wǎng)中各個(gè)物資倉(cāng)庫(kù)和被破壞的輸電線路設(shè)為各個(gè)節(jié)點(diǎn)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的連線距離代表在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之中運(yùn)送物資的具體事件。

在我國(guó)，電力物資應(yīng)急工作有明顯的復(fù)雜性。第一，我國(guó)夏季頻繁發(fā)生自然災(zāi)害，在各個(gè)季節(jié)中，無(wú)明顯發(fā)生自然災(zāi)害的規(guī)律，增加了電力物資急配送的困難性。第二，我國(guó)頻發(fā)自然災(zāi)害的地區(qū)廣，加深了電力物資急配送的復(fù)雜性。災(zāi)后電網(wǎng)能夠及時(shí)得到恢復(fù)供電，在很大程度上依賴(lài)于電力應(yīng)急物資的及時(shí)有效供應(yīng)，通過(guò)對(duì)電力應(yīng)急物資配送進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃設(shè)計(jì)，可以有效地保障事故的及時(shí)修復(fù)與提升電網(wǎng)的整體安全性。通過(guò)閱讀大量國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，在本文中引入物資管理學(xué)中應(yīng)急物流配送管理的理念，結(jié)合電網(wǎng)運(yùn)行及應(yīng)急物資需求的特點(diǎn)著力解決電力應(yīng)急物資配送體系中的最優(yōu)路徑問(wèn)題針對(duì)上述問(wèn)題，本文引入對(duì)稱(chēng)三角模糊數(shù)表示時(shí)間的不確定性，結(jié)合保障率標(biāo)準(zhǔn)制定最優(yōu)計(jì)劃。

設(shè)當(dāng)前有n個(gè)電力物資儲(chǔ)備庫(kù)（S1、S2、S3…Sn），m為電力物資需求位置（D1、D2、D3…Dn），這些節(jié)點(diǎn)分布在圖G上，物資儲(chǔ)備庫(kù)依靠交通線路保持與物資需求點(diǎn)的連接。在G圖中，除了S點(diǎn)和D點(diǎn)以外的所有節(jié)點(diǎn)代表交通樞紐。圖G中每條邊e所對(duì)應(yīng)權(quán)值是ω（e），代表物資在相鄰的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的相互運(yùn)送時(shí)間。

設(shè)R為S點(diǎn)到D點(diǎn)的所有道路的集合，設(shè)P為G圖中任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)中的道路，路P的權(quán)為所有P中所有數(shù)值的和，則記為ω（P），具體運(yùn)算公式為：

ω（P）=e∈pω（e）

設(shè)t為運(yùn)送物資的限制期，滿(mǎn)足具體要求的集合為A={P|ω（P）≤t，P∈R|}要符合相關(guān)要求中尋找最短一條路徑P0，在此基礎(chǔ)上，物資調(diào)配函數(shù)表示方式為：

ω（P0）=minp∈Aω（P）

在該函數(shù)中，ω（P）是對(duì)稱(chēng)三角模糊數(shù)，導(dǎo)致各個(gè)路徑之間不能進(jìn)行直接比較，在本文中，通過(guò)引入保障率指標(biāo)解決這個(gè)問(wèn)題。

設(shè)保障率M（Pt）是路徑P的運(yùn)輸時(shí)間不大于限制時(shí)間t的程度。通過(guò)對(duì)保障率進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確的分析，可以準(zhǔn)確衡量出路徑具體的承擔(dān)運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)能力。該對(duì)稱(chēng)三角函數(shù)為：a={a1，am，aα}，由此可知：

αm=αl+αα2

在運(yùn)算過(guò)程中，對(duì)時(shí)間限制t所得出的P保障率指標(biāo)的表達(dá)公式如下所示：

M（P，t）= 0，t<ω（P）l

2t-ω（P）lω（P）a-ω（P）l2，ω（P）l≤t≤ω（P）m

1-2t-ω（P）lω（P）a-ω（P）l2，ω（P）m≤t≤ω（P）α

1，ω（P）α≤t

在公式中，權(quán)值ω（P）1，ω（P）m， ω（P）n的具體表達(dá)方式為：

[ω（P）l，ω（P）m，ω（P）a]=e∈Pω（e）= e∈Pω（e）l，e∈Pω（e）m，e∈Pω（e）a

2 模型求解

在模型求解過(guò)程中，三角模糊函數(shù)是表示路徑權(quán)值的主要方式，因此不能用直接使用最短路算法展開(kāi)計(jì)算，對(duì)max對(duì)具體求值方式可以采用下面公式：

maxp∈Rt-ω（P）aω（P）a-ω（P）l= t-ω（P0）aω（P0）a-ω（P0）l=x0

在公式中，x0∈{-1，0}，P0代表保障率：

M（P0，t）= 1-2x20 x0≥-0.5

2（1+x0）2x0<-0.5

由于max公式具有明顯的非線性路徑的問(wèn)題，可以采用其他公式進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使max求值過(guò)程簡(jiǎn)單化。

P（x）=minP∈Re∈P（（ω（e）a-ω（e）l）x+ω（ea））

在求解x值過(guò)程中，要注意具體情況分析，結(jié)合非線性路徑特點(diǎn)，x的具體求值過(guò)程如下：

（1）設(shè)x=0，如果Q（0）≤t，則P（0）為最優(yōu)化路徑，如果結(jié)果不符，要進(jìn)入下面運(yùn)算公式。

（2）設(shè)x=-1，如果Q（-1）>t，則P（-1）是最優(yōu)化路徑，否則進(jìn)入下面運(yùn)算公式。

（3）設(shè)x′=-1，x″=0，開(kāi)始下面運(yùn)算，

取x=（x′+x″）/2，如果|Q（x）-t|﹤ξ，則P（x）為最優(yōu)路徑，如果結(jié)果不正確，要開(kāi)始下面運(yùn)算。

（4）如果Q（x）>t，則設(shè)x″=x，否則x′=x，繼續(xù)開(kāi)始（3）運(yùn)算。

設(shè)t為物資需求點(diǎn)D運(yùn)送物資的最低期限，P表示從S點(diǎn)到D點(diǎn)的最高保障率，其中保障率用M表示，在求解M的過(guò)程中，都可以用上述公式進(jìn)行求解，通過(guò)運(yùn)算，可以計(jì)算出每個(gè)物資倉(cāng)庫(kù)運(yùn)送到具體物資需求點(diǎn)的最高保障率路徑，并通過(guò)計(jì)算得出相關(guān)路徑運(yùn)輸物資的具體時(shí)間范圍。根據(jù)相關(guān)公式計(jì)算出相對(duì)應(yīng)的保障率指標(biāo)M，形象反映出相關(guān)路徑在按時(shí)運(yùn)送物資過(guò)程中所存在的風(fēng)險(xiǎn)，為開(kāi)展應(yīng)急電力物資調(diào)配方案奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3 輔助開(kāi)展電力物資應(yīng)急配送的具體措施

輔助開(kāi)展電力物資應(yīng)急配送的具體措施有很多，本文舉以下幾點(diǎn)例子。

在計(jì)算模型當(dāng)中，物資儲(chǔ)存點(diǎn)與物資需求點(diǎn)之間的運(yùn)送時(shí)間為ω，在運(yùn)送媒介運(yùn)送過(guò)程中，受到道路、橋梁等外部因素的影響，ω值具有明顯的不確定性。ω值得不確定性增加了工作人員在運(yùn)算過(guò)程中的難度，因此在道路修建過(guò)程中，要注意道路質(zhì)量問(wèn)題。高質(zhì)量的道路能提高道路對(duì)自然災(zāi)害的抵抗能力，保證道路、橋梁能在關(guān)鍵時(shí)刻發(fā)揮更加明顯的作用。在修建道路橋梁過(guò)程中，要注意原材料質(zhì)量，嚴(yán)格監(jiān)控施工過(guò)程，提高道路、橋梁建設(shè)的質(zhì)量。在驗(yàn)收期間，相關(guān)部門(mén)要嚴(yán)格把關(guān)，采用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)和聲納探測(cè)技術(shù)分析道路、橋梁的質(zhì)量，提高檢測(cè)效率。

在開(kāi)展輔助工作過(guò)程中，要建立全方位信息系統(tǒng)。全方位信息系統(tǒng)能高效完成災(zāi)區(qū)信息問(wèn)題分析，高效開(kāi)展電力物資應(yīng)急配送工作用智能化手段進(jìn)行資源的調(diào)配、決策分析工作。通過(guò)全方位信息平臺(tái)，加強(qiáng)不同地區(qū)間信息交流，實(shí)現(xiàn)物資調(diào)運(yùn)的最優(yōu)化，保證調(diào)配工作的科學(xué)性，提高電力應(yīng)急部門(mén)的整體工作效率。

最后要建立科學(xué)決策機(jī)制。本文曾提到過(guò)，自然災(zāi)害具有不確定性，任何地區(qū)、任何時(shí)間都具有發(fā)生自然災(zāi)害的可能，這就要求電力應(yīng)急部門(mén)能隨時(shí)開(kāi)展決策工作，在災(zāi)害發(fā)生的第一時(shí)間制定出電力物資應(yīng)急配送方案，減少自然災(zāi)害對(duì)人們生活的影響。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)在應(yīng)急條件下具體電力物資綜合調(diào)配問(wèn)題，建立了全方位的物資應(yīng)急資源配送體系，結(jié)合在現(xiàn)實(shí)生活中發(fā)生電力災(zāi)害的不確定性，引入了對(duì)稱(chēng)三角模糊函數(shù)來(lái)保證計(jì)算結(jié)果的精準(zhǔn)性。將道路可靠性視為約束條件下，重點(diǎn)考慮其影響條件下，如何對(duì)我國(guó)電力應(yīng)急物資配送路線進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)；由于影響電力系統(tǒng)物資配送道路可靠性的因素很多，根據(jù)具體的運(yùn)輸條件只能對(duì)道路可靠性做一個(gè)近似的模糊估計(jì)，因此本文將引入三角模糊分析法來(lái)表示這種道路可靠性的不確定性。在我國(guó)電力應(yīng)急物資的配送道路復(fù)雜，客觀影響因素較多，因此根據(jù)優(yōu)化模型得出的結(jié)論可能不完全符合實(shí)際情況，具體操作過(guò)程中，相關(guān)工作人員要仔細(xì)考慮當(dāng)?shù)氐木唧w情況，仔細(xì)分配物資調(diào)配時(shí)間，提高物資調(diào)配的可行性和科學(xué)性。在加強(qiáng)電力企業(yè)物資調(diào)配能力同時(shí)，也要提高電力企業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)配送能力和應(yīng)急預(yù)案處理能力，提高電力企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)能力。

參考文獻(xiàn)

[1]楊旭昕，劉俊勇，郭曉鳴等.應(yīng)急電力物資綜合調(diào)配方案模型設(shè)計(jì)[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2011，（23）：8789.

[2]張明建.電力行業(yè)應(yīng)急物流配送探究[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品（技術(shù)經(jīng)濟(jì)與管理），2013，（12）：141142.

[3]王小燕，馬昕.關(guān)于甘肅電力物資倉(cāng)儲(chǔ)配送體系建設(shè)的思考[J].甘肅冶金，2013，（1）：125127.

[4]張國(guó)英，張宏偉等.電力物資應(yīng)急配送體系最優(yōu)路徑模型設(shè)計(jì)[J].物流科技（技術(shù)與實(shí)用版）：2012，（5）：5457.

[5]劉曉娜.關(guān)于電力物流管理轉(zhuǎn)型的思考[J].中國(guó)電力教育，2011，（30）：6768.