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基于物联网技术的应急电力物资智能仓储与调配管理研究
摘要:在电力系统运行过程中,应急电力物资的高效管理是应对自然灾害、设备故障等突发情况的关键保障。传统应急电力物资仓储与调配管理模式存在信息滞后、效率低下、资源浪费等问题,难以满足现代电力系统应急响应的需求。物联网技术作为新一代信息技术的核心,具有全面感知、可靠传输、智能处理等优势,为应急电力物资管理的智能化升级提供了有效途径。本文首先分析传统应急电力物资仓储与调配管理的现状及存在的问题,随后探讨物联网技术在应急电力物资智能仓储(如物资感知、库存监控、环境调控)和智能调配(如需求预测、路径优化、动态追踪)中的具体应用,最后提出基于物联网技术的应急电力物资管理保障措施与发展展望,旨在为提升电网应急保障能力提供理论参考与实践指导。
关键词:物联网技术;应急电力物资;智能仓储;智能调配;电力系统应急
1 引言
电力系统作为国家能源安全的重要支撑,其稳定运行直接关系到社会经济发展和人民生活质量。近年来,极端天气(如台风、暴雨、暴雪)、地质灾害(如地震、泥石流)以及设备老化故障等突发情况频发,对电力系统的应急响应能力提出了更高要求。应急电力物资(如发电机、变压器、电缆、抢修工具等)作为电力应急抢修的“粮草”,其仓储管理的科学性和调配效率的高低,直接决定了应急抢修的进度和效果,影响着电力供应恢复的速度。因此,开展基于物联网技术的应急电力物资智能仓储与调配管理研究具有重要的理论意义和实践价值。
2 传统应急电力物资仓储与调配管理的现状及问题
2.1 仓储管理现状及问题
在仓储管理方面,传统模式以人工操作为主,主要存在以下问题:一是物资信息采集效率低、准确性差。二是仓储环境监控缺失,物资损耗率高。三是物资定位困难,取用效率低。应急电力物资种类繁多、规格复杂,且存储位置可能分散在不同的仓库或货架。传统仓储管理中,物资的位置信息主要依赖人工记忆或简单的标识,当需要取用物资时,工作人员需要逐个货架查找,尤其是在应急抢修的紧急情况下,难以快速定位所需物资,延误抢修时间。
2.2 调配管理现状及问题
在调配管理方面,传统模式以人工经验为主导,主要存在以下问题:一是需求预测不准确,物资储备不合理。二是调配决策缺乏数据支撑,方案优化不足。三是物资运输过程追踪困难,调度灵活性差。
3 物联网技术在应急电力物资智能仓储管理中的应用
3.1 感知层:实现物资信息与环境信息的全面感知
感知层是物联网技术应用的基础,通过部署RFID标签、传感器、GPS模块等感知设备,实现对应急电力物资信息和仓储环境信息的实时采集。
在物资信息感知方面,为每一件应急电力物资(尤其是价值较高、规格特殊的物资)粘贴RFID电子标签,标签中存储物资的唯一标识(如二维码、电子编码)、名称、规格、型号、生产厂家、入库时间、保质期、存储位置等信息。在仓库的入库口、出库口、货架旁部署RFID阅读器,当物资经过阅读器时,阅读器可自动读取RFID标签中的信息,并将信息实时传输至管理平台,实现物资入库、出库、移库的自动化记录,大大提高信息采集的效率和准确性,避免人工记录的失误。
在仓储环境感知方面,根据物资的存储需求,在仓库内合理部署温湿度传感器、烟雾传感器、红外传感器等设备。温湿度传感器可实时采集仓库内的温度和湿度数据,当数据超过预设阈值(如温度高于 30∘C 、湿度高于 60% )时,传感器会自动发出预警信号。
3.2 网络层:实现信息的可靠传输
网络层是连接感知层和平台层的桥梁,负责将感知层采集到的物资信息和环境信息可靠、高效地传输至管理平台。根据仓库的规模、地理位置和通信需求,可采用有线通信和无线通信相结合的方式构建网络传输体系。
对于固定仓库内的信息传输,可采用以太网、光纤等有线通信方式,确保数据传输的稳定性和高速性;对于仓库之间、移动设备(如叉车、巡检机器人)的信息传输,可采用 4G/5G、Wi-Fi、LoRa等无线通信方式,实现信息的灵活传输。此外,为应对突发情况(如自然灾害导致通信基站损坏),可部署应急通信设备(如卫星通信终端),保障信息传输的连续性,避免因通信中断导致物资管理失控。
3.3 平台层:实现仓储管理的智能化
平台层是应急电力物资智能仓储管理的核心,通过构建物联网管理平台,对感知层传输的信息进行存储、分析和处理,实现仓储管理的智能化决策和控制。
一是智能库存管理。平台实时接收RFID阅读器传输的物资信息,自动更新库存数据,生成库存台账,工作人员可通过平台随时查看物资的库存状态(如数量、位置、保质期),实现“账实相符”。同时,平台可根据物资的消耗速度、保质期等因素,设置库存预警阈值,当物资库存低于阈值时,自动发出补货提醒;当物资临近保质期时,提醒工作人员及时处理(如更换、调配),避免物资浪费。例如,对于蓄电池等有保质期的物资,平台可根据入库时间和保质期,自动计算剩余使用时间,并提前 3 个月发出预警,确保物资在应急时能够正常使用。
二是智能环境调控。平台实时接收传感器传输的仓储环境数据,通过内置的智能算法对数据进行分析。当环境温湿度超过预设阈值时,平台自动控制仓库内的空调、除湿机、通风设备等进行调节,将环境条件恢复至合理范围。例如,当温湿度传感器检测到仓库内温度高于 30∘C 时,平台自动启动空调,将温度降至 25∘C 左右;当湿度高于 60% 时,自动启动除湿机,降低湿度。
4 物联网技术在应急电力物资智能调配管理中的应用
4.1 智能需求预测:精准预判物资需求
应急电力物资的需求预测是调配管理的前提,基于物联网技术可实现需求的精准预判。通过在电力系统的关键设备(如变压器、线路杆塔)上部署传感器,实时采集设备的运行状态数据(如温度、电压、电流、振动),并结合历史故障数据、气象数据(如台风、暴雨、高温预警)、地理信息数据(如设备所在区域的地形、交通状况),构建需求预测模型。
4.2 智能调配方案优化:实现物资最优分配
当应急事件发生后,基于物联网管理平台整合的实时数据(如各仓库的物资库存、各受灾地区的需求紧急程度、交通路线的通行状况),利用人工智能算法(如遗传算法、粒子群优化算法)构建调配方案优化模型,实现物资的最优分配和运输路径的合理规划。
4.3 智能运输过程追踪:保障物资按时送达
在物资运输过程中,通过在运输车辆上安装GPS定位设备和视频监控设备,实时采集车辆的位置信息、行驶速度、行驶轨迹以及车内物资的状态信息(如是否倾斜、是否损坏),并将这些信息通过4G/5G网络实时传输至管理平台。
5 结论
本文通过系统研究发现,物联网技术凭借其“感知-传输-分析-决策”的全链条技术优势,能够有效破解传统管理模式的痛点:在仓储管理层面,通过感知层的RFID标签与多类型传感器、网络层的多通信方式融合、平台层的智能化管理功能,实现了物资信息的实时采集、仓储环境的动态调控与物资取用的精准定位,彻底改变了人工主导的低效管理现状;在调配管理层面,依托大数据分析构建的需求预测模型、人工智能算法优化的调配方案以及GPS追踪实现的运输动态监控,让物资需求预判更精准、资源分配更合理、运输调度更灵活,显著提升了应急响应的时效性与科学性。
参考文献:
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[2]翟旭.基于物联网技术的智能化仓储管理系统在煤炭行业的研究与实践[J].中国科技成果,2024,25(7):22-24.
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