基于物联网技术的电网物资供应优化模型建立.pdf

计算机与通信技术Computer and Communication Technology自动化技术与应用2024 年第 43 卷第 1 期Techniques ofAutomation&Applications基于物联网技术的电网物资供应优化模型建立崔跃君,杨甲明,顾新桥,买淑贞（北京中电普华信息技术有限公司,北京 100085）摘要:电网物资供应链受到环境因素的干扰存在波动性，为提高电网物资供应的稳定性，设计新的电网物资供应优化模型。借助物联网中组网部署供应链中的相应节点，采用线性规划方法部署电网物资供应网络的最优节点，采用空间自适应调度模型规划电网物资供应网络的最优路径，提取电网物资供应物联网传输路径统计特征量，采用描述性统计分析重构电网物资供应网络的子空间，通过自适应寻优方法，实现电网物资供应链网络的决策和规划设计，完成电网物资供应优化模型构建。结果表明，采用该方法优化电网物资供应，提高物资供应的吞吐水平，降低时间开销。关键词:物联网技术；电网物资供应；节点部署；供应链;优化模型中图分类号：TP13文献标识码:A文章编号:1003-7241(2024)01-0108-04Establishment of Optimization Model of Power Grid MaterialSupply Based on Internet of Things TechnologyCUI Yue-jun,YANG Jia-ming,GU Xin-qiao,MAI Shu-zhen(Beijing CLP Puhua Information Technology Co.,Ltd.,Beijing 100085 China)Abstract:In order to improve the stability of power grid material supply,a new optimization model of power grid material supply is de-signed.With the help of the corresponding nodes in the network deployment supply chain in the internet of things,the linear pro-gramming method is used to deploy the optimal nodes of the power grid material supply network,the spatial adaptive schedulingmodel is used to plan the optimal path of the power grid material supply network,the statistical characteristics of the transmissionpath of the power grid material supply internet of things are extracted,and the subspace of the power grid material supply net-work is reconstructed by descriptive statistical analysis.Through the adaptive optimization method,the decision-making,plan-ning and design of power grid material supply chain network are realized,and the construction of power grid material supply opti-mization model is completed.The results show that this method can optimize the power grid material supply,improve thethroughput level of material supply and reduce the time cost.Keywords:internet of things technology;power grid material supply;node deployment;supply chainl;optimization model收稿日期:2022-03-19DOI:10.20033/j.1003-7241.（2024）01-0108-04.1引言随着电网物资供应链建设的快速发展，电子商务和电子物流的驱动下，电网物资供应的优化模型设计不断增多。建立电网物资的供应链网络结构模型，在物联网下进行电网物资供应链调度和物流配送，提高电网物资供应链的配送的效率，实现对整个电网物资供应链的计划、组织、指挥、协调和主动控制，相关的电网物资供应优化模型研究在促进电网升级和物资调度方面具有重要意义1。电网物资供应模型的设计是建立在供应链网络节点部署和路径空间规划设计基础上，建立电网物资供应网络节点分布模型，构建电网物资供应最短路径的网络拓扑结构，提高电网物资供应的自适应性2，传统方法中，对电网物资供应网络模型的设计主要采用RFID标签结构设计，结合无线传感网络进行电网物资供应的网络空间规划设计，提高电网物资供应规划能力3-4，但上述方法进行电网物资供应模型设计的开销较大，物资供应的路径开销和时间开销较大，不能满足大规模的电网物资供应的要求。针对传统方法的弊端，提出基于物联网技术的电网物资供应优化模型。采用线性规划方法进行电网物资供应网络的最优节点部署设计，采用空间自适应调度模型进行电网物资供应网络的最优路径规划，提取电网物资供应物联网传输路径统计特征量，采用描述性统计分析方法进行电网物资供应网络的子空间重构，通过自适应寻优的方法实现电网物资供应链网络的决策和规划设计，实验验证了所提方法的有效性。2电网物资供应链节点的优化部署及物联网构建2.1电网物资供应链节点的优化部署108自动化技术与应用2024 年第 43 卷第 1 期计算机与通信技术Computer and Communication TechnologyTechniques ofAutomation&Applications为了实现对基于物联网的电网物资供应链网络结构模型优化设计，物联网技术中核心技术是标签技术，因此，通过该技术中的射频技术将研究的供应链信息设置一定的标签，根据设定的标签确定供应链节点中相关信息的特征，并进行一定的提取5-6。建立电网物资供应网络结构，根据电网物资的分布性进行销售主体设计，如图1所示。图1电网物资供应链体系结构模型根据图1所示的电网物资供应链网络总体结构模型设计，得到本文设计的电网物资供应网络结构模型。其中包括主体用户、经销商以及第三方服务方，这三者是该供应链的主要参与者。将供应链模型中的主要用户设定合理标签，并将其中行为等进行有效的分类7，在最短路径寻优控制下，建立基于物联网的电网物资供应链的模糊关联特征方程描述为:(1)公式（1）中，i(t)表示供应链中的关键节点，s(t)代表该供应链中节点形成的链路集。在最短电网物资供应路线的约束条件下，当t时，物联网下电网物资供应链的分配模型为一个非线性的动力学模型，电网物资供应的物联网规划模型演化为一个非线性动力学模型可以描述为(2)式中，代表非线性动力因子，代表供应链节点部署比例，r(t)表示供应链中的非关键节点，表示供应链中的非关键节点。采用自适应关联规则调度方法，构建智能物联网下的电网物资供应链节点部署模型，采用供应链节点的优化部署方法，进行电网物资供应的优化调度8。2.2电网物资供应物联网拓扑构造在上述节点优化部署基础上，设计电网物资供应链模型的拓扑结构。供应链拓扑结构是模型实现功能的基础。在此过程中，借助负载均衡控制方法设计电网物资供应链的空间9。假设电网物资供应商数量为n1，得到电网物资供应链模糊调度表达如下：（3）在电网物资供应的物联网节点动态分配模型中，电网物资供应的负载为L1,Ln，节点的能量开销为，,采用有向图模型拓扑结构进行电网物资供应的物联网节点均衡配置10，实现电网物资供应的均衡调度，得到供应链的负载均值为：（4）假设电网物资供应商数量为n1，在电网物资供应链中，将得到的物资节点序列划分为等长的A个序列，得到供应链终端的最大负载为：（5）对电网物资供应的物联网拓扑结构模型转换为一个逆向追踪问题，采用长记忆分析的数学模型进行电网物资供应链的空间拓扑结构设计，得到电网物资供应物联网的时隙数为：（6）采用最短路径搜索模型进行物联网下电网物资供应链优化部署设计，设两个供应商i,j之间实现电网物资供应和出库的消耗时间为，电网物资供应链Si完成对货物全部出库时间为：（7）在最大化物资供应的约束条件下，分析市场销售方面存在较大差异性，通过对电网物资供应链及销售商的优化调节，实现对电网物资供应链物联网网络结构模型的优化控制和自动分配，得到电网物资供应的物联网结109计算机与通信技术Computer and Communication Technology自动化技术与应用2024 年第 43 卷第 1 期Techniques ofAutomation&Applications构模型如图2所示。图2电网物资供应的物联网结构模型3物资供应优化模型3.1电网物资供应物联网传输路径线性规划在上述采用物联网组网模型进行电网物资供应链节点的优化部署的基础上，进行电网物资供应模型优化设计，基于射频RFID技术，得到物联网下电网物资供应的标签识别公式，表示为：(8)上式表示电网物资供应的模糊关联规则集，采用正向供应链网络和逆向供应链网络结合的方法，构建电网物资供应的优化调度函数：(9)采用多目标线性规划方法进行物联网下电网物资供应的线性规划设计，得到电网物资供应的路径搜索模型为：(10)其中，NI、NR和NS分别表示在t时刻电网物资供应链路节点集。构建一个存在多个关键参数的关联模式串，设置该模式中的关键参数为xi，通过该参数确定线性规划模型为：(11)式中，c表示线性规划模型系数。定义Wfinal=WH,WC,WO为电网物资供应的动态实时状态特征量，得到k-1时刻电网物资供应的路径节点分布的状态估计式为：（12）采用描述性统计分析方法进行电网物资供应网络的子空间重构，计算第i个节点k+1时刻的状态统计量：（13）其中：|表示 的先验概率分布特征向量。采用簇聚类方法进行电网物资供应物联网传输路径线性规划。3.2电网物资供应链网络的决策和规划设计通过自适应寻优的方法实现电网物资供应链网络的决策和规划设计，根据邻域变化进行物资供应节点的自适应调整，滤波系统函数描述为：（14）构建电网物资供应链网络的决策和规划设计方法，在最大分布概率(k)条件下，基于物联网结构进行电网物资供应的全概率覆盖模型描述，如下：（15）式中，(t)表示t时刻两个供应商i,j的同时发生的概率，ij(t)表示t时刻两个供应商i,j仅用一个的概率。在通过次数为ni的迭代处理后，构建电网物资供应网络的子空间重构模型，得到物资供应模型的约束变量之间是相互独立，适应度值设置为Wfinal，得到电网物资供应的路径选择表达式为：（16）式中，wi(t)表示t时刻的适应度，m表示i的总数量。变量之间是负相关，在动态决策范围内，最后得到电网物资供应的优化目标函数为：（17）式中，di,j表示两个供应节点之间的空间分布聚类，描述的是物资供应节点i，j之间的直线距离。4实验与结果分析为了测试本文方法在实现电网物资供应优化调度中的应用性能，进行实验分析，结合Matlab仿真工具进行实验测试，假设电网物资供应的配送起点和终端节点的坐标设定分别为0,0，220,320，物资供应路径寻优的最大迭代次数为40次，单个系数从0.3-0.9线性变化，电网物资供应的均衡调度系数均为0.5，根据上述仿真环境和参110自动化技术与应用2024 年第 43 卷第 1 期计算机与通信技术Computer and Communication TechnologyTechniques ofAutomation&Applications数设定，进行电网物资供应优化调度，得到电网物资供应优化调度参量分布见表1。根据上述电网物资供应优化调度参量分布进行物资供应调度，得到最优调度参量集计算结果如图3所示。(a)出库(b)入库图3电网物资供应的最优物资调度参量集分析图3得知，采用本文方法能有效实现电网物资供应的最优物资调度，测试吞吐性能，得到对比结果如图4所示，分析图4得知，本文方法进行电网物资供应的吞吐性能较好。图4吞吐性能对比5结束语在物联网下进行电网物资供应链调度和物流配送，提高电网物资供应链的配送的效率，从而确保电网的稳定可靠运行，本文提出基于物联网技术的电网物资供应优化模型。采用负载均衡控制方法，进行物联网下电网物资供应链的空间规划设计，采用最短路径搜索模型进行物联网下电网物资供应链优化部署设计，结合多目标线性规划方法进行物联网下电网物资供应的线性规划设计，实现电网物资供应优化模型构建。参考文献:1 王莉萍.面向中小电商企业城市共同配送模式探讨J.物流工程与管理,2018,40(11):101-102.2 胡小宇,刘庆,贺文宁,等.基于粒子群算法的单仓储多车物流配送优化J.计算机应用,2018(S2):21-26.3 李婷.基于物联网技术的物流仓储配送系统设计J.物流工程与管理,2018,40(6):100-101.4 于简宁,薛伟,张华超,等.基于区块链的森林火灾档案数据共享方案J.森林工程,2022,38(3):95-105.5 巩玲君,张纪海.应急物资动员链构建与优化基本理论研究J.北京理工大学学报(社会科学版),2018,20(2):117-123.6 尹宏杰,谢逸逍,贾烨,等.变电站自动化维护巡检机器人设计J.自动化技术与应用,2022,41(3):101-105.7 葛雪,杨家其,王海燕,呼格吉勒.应急物资配送网络弹性设计模型研究J.武汉理工大学学报(交通科学与工程版),2018,42(5):727-731,737.8 王晶,刘昊天.考虑期权采购的应急物资多种供应方式协调优化模型J.中国安全生产科学技术,2019,15(7):13-19.9 朱佳翔,谭清美,蔡建飞,邓淑芬.基于鲁棒不确定性的应急物资配送策略J.北京交通大学学报(社会科学版),2016,15(1):106-116.10 范江东,徐建斌,孙小江.基于约束理论的配电网物资智能采购配送J.中国流通经济,2019,33(3):91-101.A仓库B仓库C仓库线材电网设施线材电网设施线材电网设施N（供应链路节点）3 54433 43333 43454 54314 53333 453（时刻）5.9 3546.4 5346.0 3436.3 3436.2 4556.4 533（供应链节点部署比例）0.3 4320.7 3440.4 5440.4 5220.7 2440.4 542L（电网物资供应的负载）6.3 4447.4 5447.6 2437.8 3445.4 5446.454（非线性动力因子）-2.4 5440.4 549-2.4 5440.2 433-2.3 4330.3 443-2.3 4540.2 453-2.3 5310.1 234-2.4 5410.1 454表1电网物资供应优化调度参量分布作者简介:崔跃君（1983-），男，工程师，研究方向：电力系统建设、电网业务人工智能化等。111