1. 引言
应急物资储备量是指为了应对自然灾害等突发事件的影响，保障企业能够进行基本的、合理的生产经营活动，使其物资储备数量达到最优的一个标准 [1]。合理的应急物资储备量能够在保障突发事件应对能力的基础上，提高资源利用效率，降低应急物资储备成本。然而，面对同样的灾害，不同地区由于自身的地理交通环境、设施设备配备、用户规模、应急抢修力量各不相同，导致所需的应急物资品类和数量也是不一样。这给应急物资储备政策制定者带来了不小的难题。本文针对上述问题，在岛屿电力应急物资储备方面，提出了相应的解决方法。
2. 背景现状
XX市背靠上海、杭州、宁波等大中城市和长江三角洲等辽阔腹地，面向东海，由2085个岛屿组成。每年7~11月台风季市下辖部分岛屿的电力供应都面临着极大的考验，需要储备足够的应急物资，以应对台风等自然灾害造成的影响。目前XX市在应急物资储备方面主要面临以下问题：
1) 地理环境交通条件不便：由于岛屿分散在海洋之中，岛际互通主要依靠桥梁，悬水海岛间的往来主要依靠船只，环境和交通条件不便影响XX市物资的及时配送和储备。
2) 电力物资仓储供应能力不足：XX市共有86个住人岛屿，仓储布点分散，电力物资受到地理位置、自然气候和船运工具约束上岛困难。除了20个供电所、5个服务站、14个服务组，其他43个无人值守岛屿的人员力量极为局限。
为了落实公司“岛自为战”保供电战略目标，更好地应对因自然灾害或其它因素造成的电网设施损坏、生活生产停顿，最大限度、最快速度地满足应急抢修的物资需求，提供快速、高效的供电服务，确保应急物资供应调配工作有序、机制运转高效。XX市某电力公司遵循“合理储备、一岛一策”原则，对岛自为战的岛屿储备定额进行调查研究，科学制定应急储备量清册。
3. 储备范围
XX市共设有两区两县公司，共有83个住人岛屿。根据岛屿基本情况，将83座住人岛屿分为四类：本岛相连岛屿、供电所所在岛屿、服务站/供电营业组所在岛屿、无人值守岛屿。
3.1. 物资上岛规则
根据各类岛屿不同的地理环境、供电情况、物资上岛便利性以及存储场地等条件，确定应急物资上岛规则，即对以下条件的岛屿不考虑应急实物上岛储备：
1) 相连岛屿中小岛：交通便利，应急物资储备在大岛上；
2) 供电所所在的岛屿：有充足的备品备件，无需额外储备；
3) 未落实存储场地的岛屿：不具备存储条件，不上岛储备；
4) 不安排人员进驻的无人值守岛屿：缺少抢修人员，无需物资储备。
依据上岛规则，确定A岛等18个岛屿需安排应急物资上岛。同时，考虑到以下3个特例情况：
1) 供电所所在地岛屿，但考虑到旅游旺季因素，仍需应急物资储备；
2) 有跨海大桥与舟山本岛相连，但考虑到台风天封桥因素，仍需应急物资储备；
3) 属于无人驻守岛屿，但未来将设立应急驿站，因此也在本次储备范围内。
因此，一共确定23个岛屿需应急物资上岛，见表1。
Table 1. The island statistics table of emergency supplies on the island
表1. 应急物资上岛储备岛屿统计表
针对因上岛规则第3点和第4点而不在本次储备范围内的岛屿，提出以下措施：
1) 对于没有落实存储场地的岛屿，其应急物资统一储备在相邻大岛上。同时，区供电分公司已与当地政府对接协调，采用租赁或打造应急驿站等形式筹备场地，待具备存储条件后，将及时完成应急物资上岛储备。
2) 对于不安排抢修人员进驻的无人值守岛屿，由于此类岛屿低压用户数较少(小于50户)，建议运检部门配置小型发电机，保障台风故障后的临时性用电。
3.2. 物资配备规则
每种岛屿类型应配备的物资品类：
1) 供电所岛屿：高压类物资(储备金额较大的设备)、应急装备、应急工器具、个人防护用品、金额较小设备类物资，以及装置性材料；
2) 服务站(或服务组)岛屿(有装卸、作业条件)：储备应急装备类物资，设备类物资、应急工器具、个人防护用品，抢修物资(装置性材料)；
3) 服务站岛屿(无装卸、作业条件)：储备抢修物资(装置性材料)、应急装备类物资，应急工器具、个人防护用品；
4) 无人驻守岛屿(派人进驻)：储备抢修物资(装置性材料)、应急工器具、应急装备。
应急装备、个人装备、工器具等品类不体现在储备清单中，由供电所根据经验和实际需求自行储备。
3.3. 参与数据分析的应急物资范围
应急物资包含应急抢修物资、应急装备、个人装备和工器具。其中，应急装备、个人装备、工器具的储备量由各供电所根据工作规范和自身条件自行确定。
本次“一岛一策”储备量清册研究的应急物资范围限定为应急抢修物资。
4. 应急物资储备分析
4.1. 基本分析原则
1) 简化性原则：以大代小，同类物资替代、相近物资替换，以旧代新。可以用简化原则对物资进行替换，减少储备品类、对物资更高效利用，在最少人力物力投入下，实现快速复电。
2) 可行性原则 [2]：综合考虑故障信息、领用情况、受损规模等历史数据，结合专家经验、一线反馈，利用大数据进行科学合理分析，得到每类故障最小物资抢修配比。
3) 适宜性原则：根据各个岛屿的供电情况、驻守人员数量、网架结构、受灾次数等差异化因素，构建多因子修正模型，对故障分析因子进行修正，得到各个岛屿的储备量清单——“一岛一策”。
4) 经济性原则：根据配送的便利程度、辅助装备条件等，按一定比例对各岛屿的储备量进行优化调整，降低资源占用率。
5) 再利用原则 [3]：台风季过后，未消耗的应急物资，通过编制利库计划，并在次年的常规配网和业扩项目中，完成领用，确保物资有序轮换、不发生积压。
4.2. 模型及算法
4.2.1. 模型名称
多因子修正模型。
4.2.2. 算法概述
在统计区间内，岛屿每类故障的次数占比系数与故障所需抢修物资相乘求和，得到该岛屿单次故障抢修所需的最小物资配比，再与年平均故障次数相乘，得到该岛屿理论储备量，并通过引入供电情况、驻守人员数量、网架结构、配送便利程度等因子对存储量进行修正。
4.2.3. 数据来源
供服系统2020年1月至2022年4月期间95598抢修工单数据：《27个岛屿供服系统95598抢修工单(2020.1.1-20222.4.19)》；
各岛屿调研情况表：《27个岛基础信息调研表》、《各岛故障调研表格》；
ERP系统2020年1月至2022年4月期间大修项目领用物资数据：《963大修领用数据(2020.1.1-2022.4.21)》。
4.2.4. 算法流程图
算法流程图如图1所示。
4.2.5. 具体步骤
1) 故障分类汇总
根据上述数据源进行数据筛选、清洗和统计分析，结合专家业务经验和一线调研反馈情况，细分台风天抢修故障的颗粒度，归纳出故障类别及对应的故障细项。
2) 形成最小物资配比清单
根据调研情况，以故障细项为统计维度，统计单次故障抢修所需最小物资配套，梳理出一套故障分类汇总及各类故障所需最小物资配套清单，见表2。
Table 2. An example of a breakdown classification summary and a list of required minimum supplies (excerpts)
表2. 故障分类汇总及所需最小物资配套清单范例(节选)
3) 确定每类故障发生次数占比
单个岛屿每类故障发生次数占比，设为k1，k2，...ki，其中ki为第i类故障发生次数的占比。ki = ci/c，其中ci该岛第i类故障发生的次数，c为本岛所有故障发生的总次数。
4) 修正故障发生次数占比
由于其他因素(例如低压用户数)对于某类故障的发生(例如进户线故障)也起到一定的影响作用，故引入修正比值v'对故障发生占比k进行修正。
以进户线故障为例，用所有岛屿的低压用户总数D除以进户线故障总数C1，得到引发1次进户线故障的低压用户数量，即比值V1 = D/C1。用本岛低压用户数d1除以本岛进户线故障数c1，可得该岛引发1次进户线故障的低压用户数量v1 = d1/c1。取修正比值v1' = (v1 + V1)/2，对本次进户线故障数c1进行修正，c1' = d1/v1'，代入单个岛屿每类故障发生次数占比公式，可以得修正后的k1'，k2'，....ki'，即ki' = c1'/c'。
5) 确定每类故障所需的抢修物资配比
根据前面数据预处理得出的故障类别，以及结合数据来源，应用简化性原则，得到每类故障所需抢修物资配比y1，y2，...yi，其中yi为第i类故障对应的单次抢修所需的物料配比集合，例如{集束绝缘导线20米，穿刺线夹4个，低压开关1个}。
6) 确定单次抢修所需的最小物资当量配比
通过对每类故障所需的抢修物资配比y1，y2，...乘以对应的占比系数ki，汇总求和，可得该岛屿单次抢修所需的最小物资配比，计为集合A。即A = {y1 × k1', y2 × k2',....}
7) 预估年故障发生次数
对该岛屿年故障发生次数进行预估，由于该电力公司仅有2年的历史数据，只适合用年平均法做预测分析，年故障发生次数等于统计期内所有故障发生总次数c除以统计年数n，即q = c/n。
8) 确定应急物资储备量
根据进驻方式的便利程度不同，引入储备修正系数u。设定：有客船登岛的岛屿可以考虑将储备量减半，即u = 0.5，用完则进行主动补库；无客船登岛则储备量需满足到台风季结束，即u = 1。
通过该岛屿单次抢修所需的最小物资配比A，乘以每年所有故障平均次数q以及储备修正系数u，得到应急物资理论储备量B。公式为：B = A × q × u。
根据该岛屿的类别(供电所所在岛屿、服务站所在岛屿、无人值守岛屿以及与本岛相连岛屿)，确认哪些故障暂时无法处理，去除理论储备量B中故障对应的应急物资，得到B'。而后与岛上备品备件比对，将已经储备了备品备件的应急物资去除，该部分物资由备品备件提供。最终得到本岛实际储备量B''。
4.3. 分析结果示例
应用以上模型算法分析，可以得到该电力公司“一岛一策”储备范围中框定的岛屿储备量结果。其中以某一岛屿为例(简称为A岛)，得到的实际储备量结论如表3所示：
Table 3. The actual reserve of island A in a city
表3. 某市A岛实际储备量表
5. 价值及成效
1) 经济效益
本次应急物资上岛储备量全面分析，有针对性的形成物资储备的最小配比。根据多因子修正和历史记录统计预估今年台风季的各类故障的抢修次数，并确定储备策略和储备量，有利于公司合理统筹调配抢修力量和资源，提升库存物资的周转效率，降低不必要的应急物资储备，节省应急物资储备开销，减少库存资金的占压。
2) 社会效益
本次研究充分了解各岛屿的现有情况，包括人员服务及进驻情况，并确定储备策略和储备量。有利于进一步巩固偏远海岛供电服务和抢修力量，确保极端天气下受损用户快速高效恢复供电。
3) 管理效益
通过开展制定物资储备量清楚，改变了以往上岛应急物资储备凭经验、多多益善的粗放式管理，各级仓库储备物资界限清晰、定额有序，仓库利用率得到了全面的提升。
4) 推广前景
本文提出的应急储备量计算模型，总体分析方法不仅适用于电力行业，同样适用于制造、能源、化工等行业。该模型需统筹分析对储备量有影响的各要素和影响因子磨合和修正，同时也需要历史经验和数据以及供应链补库配送等有效手段加以补充与支撑，进一步深化储备定额的应用。
6. 总结
本次应急物资上岛储备量全面分析梳理全市86座住人岛屿供电线路、供电用户、值守人员和应急抢修物资储备及实际需求等情况，统筹调配抢修力量和资源。
通过历史数据分析，充分了解各岛屿的现有情况，包括人员服务及进驻情况，通过故障分析，有针对性地形成物资储备的最小配比。根据多因子修正和历史记录统计预估今年台风季的各类故障的抢修次数，并确定储备策略和储备量。
储备量主要考虑历年来通常的台风规模和次数造成的物资需求。根据进驻方式的便利程度不同，有客船登岛的岛屿可以考虑将储备量减半，如储备的物资将耗尽，则安排主动登岛补库。
特殊台风天气情况不在本次应急物资储备方案统计内，如遇特大台风或台风频次显著超过以往等。由于此类情况将导致应急物资消耗量超过预计的储备量，且补库所需的物资采购周期往往长于台风间隔期，故建议由下属集体企业根据本次各个岛屿完整的物资品类清单，针对此类特殊情况进行储备量的确定及相应物资储备。
参考文献