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1.1數(shù)據(jù)聯(lián)合模式
利用數(shù)據(jù)聯(lián)合視圖和交換接口,將分布式的異構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為邏輯上集中的數(shù)據(jù),以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步與實(shí)時(shí)集成。該模型的主要組成包括統(tǒng)一查詢接口、數(shù)據(jù)聯(lián)合視圖、資源目錄、訪問接口、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化模塊等。起關(guān)鍵作用的是數(shù)據(jù)聯(lián)合視圖,它提供了有效聯(lián)接和處理異構(gòu)數(shù)據(jù)的解決方案,對(duì)外屏蔽了數(shù)據(jù)源的多樣性。在業(yè)務(wù)活動(dòng)和電子政務(wù)門戶信息服務(wù)中,需求方以不同形式和格式提出查詢請(qǐng)求;統(tǒng)一查詢接口負(fù)責(zé)接收定向到集成視圖的查詢,并使用優(yōu)化算法進(jìn)行查詢轉(zhuǎn)換,將其拆分為一系列子操作;數(shù)據(jù)聯(lián)合視圖根據(jù)資源目錄體系,對(duì)已分解的子查詢進(jìn)行資源匹配;由數(shù)據(jù)交換接口從各數(shù)據(jù)源收集結(jié)果,進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和組裝,最后將集成結(jié)果返回到原始查詢界面。上述處理序列以同步的方式實(shí)時(shí)完成,因此數(shù)據(jù)聯(lián)合模式適用于業(yè)務(wù)需求靈活多變、對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高的電子政務(wù)業(yè)務(wù)協(xié)同。
1.2數(shù)據(jù)整合模式
利用相應(yīng)的數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)將異構(gòu)數(shù)據(jù)整合為物理上集中的數(shù)據(jù)資源。該模型與數(shù)據(jù)聯(lián)合模型的主要區(qū)別是它形成了一個(gè)現(xiàn)實(shí)存在的數(shù)據(jù)倉(cāng)儲(chǔ)。該模型中起關(guān)鍵作用的是ETL(Extrac-tion,Transformation,Load)處理模塊,它在各系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交換和共享的基礎(chǔ)上,面向預(yù)設(shè)的業(yè)務(wù)邏輯完成數(shù)據(jù)抽取、轉(zhuǎn)換和裝載,從而屏蔽資源的異構(gòu)性,最大程度地提高現(xiàn)有資源的利用率。這種“預(yù)處理”方式,使其更適用于業(yè)務(wù)處理較為固定、業(yè)務(wù)流程較為復(fù)雜的電子政務(wù)業(yè)務(wù)協(xié)同。
2電子政務(wù)跨系統(tǒng)協(xié)同中的技術(shù)融合模型
電子政務(wù)建設(shè)需要將已有技術(shù)手段納入整體考慮,以有效地支持不斷變化的業(yè)務(wù)形態(tài)。在初期建設(shè)中,不同部門、地區(qū)的技術(shù)基礎(chǔ)和建設(shè)模式存在差異,導(dǎo)致各系統(tǒng)間技術(shù)兼容性較差。因此,系統(tǒng)間的技術(shù)融合是電子政務(wù)協(xié)同的難點(diǎn),也是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一。現(xiàn)有研究通常依托于特定的技術(shù)架構(gòu),較為主流的有SOA架構(gòu)、網(wǎng)格架構(gòu)、云計(jì)算架構(gòu)等。例如,王紅霞等人提出了基于中間件的電子政務(wù)系統(tǒng)集成模型;琚春華等人提出了基于多Agent的電子政務(wù)技術(shù)協(xié)同模型;熊曙初等人提出了基于Webservice與工作流的技術(shù)集成框架;林穎賢等人提出了基于云計(jì)算的電子政務(wù)系統(tǒng)協(xié)同模型。復(fù)雜系統(tǒng)的技術(shù)融合中,通常需要將系統(tǒng)間的協(xié)同關(guān)聯(lián)劃分為多個(gè)層次。因此,盡管上述多種模型受所依托的架構(gòu)影響而形式各異,但它們都可以從層次結(jié)構(gòu)的視角歸一為相近的邏輯模型,即跨系統(tǒng)技術(shù)融合包括傳輸層、數(shù)據(jù)層、功能層、過程層和表示層共5個(gè)層次。從這一共性的層次模型出發(fā),建立統(tǒng)一的技術(shù)融合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是重點(diǎn)。實(shí)踐中,需要采用具有良好可擴(kuò)展性的通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),以便將互不兼容的電子政務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)對(duì)接,進(jìn)而將具體技術(shù)融合到各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)中,推動(dòng)資源共享和服務(wù)協(xié)作?;谶@一思路,筆者對(duì)電子政務(wù)跨系統(tǒng)技術(shù)融合的層次與規(guī)范進(jìn)行了系統(tǒng)梳理,結(jié)果如表1所示。傳輸層位于最底層,主要解決多個(gè)系統(tǒng)間通過網(wǎng)絡(luò)互用信息資源和服務(wù)功能的問題;傳輸層的技術(shù)融合規(guī)范主要保障異構(gòu)系統(tǒng)間的無(wú)障礙通訊互聯(lián)。數(shù)據(jù)層除了要解決數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化、交換和整合等基本功能,還需解決系統(tǒng)間的有效訪問問題,其實(shí)現(xiàn)可以考慮從語(yǔ)法、語(yǔ)義角度進(jìn)行。功能層依托于業(yè)務(wù)邏輯,針對(duì)電子政務(wù)實(shí)體的業(yè)務(wù)關(guān)系、資源共享關(guān)系進(jìn)行層次化的功能構(gòu)建,以解決面向用戶的服務(wù)問題。過程層根據(jù)業(yè)務(wù)活動(dòng)和工作流來組織服務(wù)功能,其技術(shù)融合以服務(wù)協(xié)同和數(shù)據(jù)協(xié)同為基礎(chǔ),綜合運(yùn)用低層支持協(xié)議和相關(guān)的集成技術(shù)來實(shí)現(xiàn)流程化的服務(wù)組合。表示層主要為用戶提供統(tǒng)一的調(diào)用界面,其技術(shù)融合的要求在于保證用戶從統(tǒng)一的渠道訪問其所需的信息,滿足用戶通過界面方式訪問不同系統(tǒng)的應(yīng)用功能;因此需要提供可兼容多種應(yīng)用程序的統(tǒng)一界面,以將相對(duì)分散獨(dú)立的電子政務(wù)服務(wù)組成一個(gè)整體。
3電子政務(wù)跨系統(tǒng)協(xié)同中的服務(wù)協(xié)作模型
當(dāng)前電子政務(wù)系統(tǒng)服務(wù)交互功能急需大力提升,特別是需要將多個(gè)系統(tǒng)中的服務(wù)功能按用戶需求和業(yè)務(wù)邏輯進(jìn)行優(yōu)化組合,以形成新的標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)。因此,跨系統(tǒng)服務(wù)協(xié)作是當(dāng)前電子政務(wù)發(fā)展的重要問題?,F(xiàn)有實(shí)踐中,諸如“網(wǎng)上并聯(lián)審批”“一站式辦公”等服務(wù)形式都是以跨系統(tǒng)的服務(wù)協(xié)作為基礎(chǔ)。電子政務(wù)中,一項(xiàng)業(yè)務(wù)活動(dòng)往往包括多個(gè)子業(yè)務(wù),這些子業(yè)務(wù)來源于不同協(xié)作機(jī)構(gòu),但都存在一定的時(shí)序約束和業(yè)務(wù)邏輯關(guān)系,可組合為“服務(wù)鏈”。因此,有研究者指出,基于“服務(wù)鏈”的動(dòng)態(tài)服務(wù)協(xié)作是現(xiàn)階段電子政務(wù)協(xié)同研究中亟待深入的。相應(yīng)地,電子政務(wù)業(yè)務(wù)的服務(wù)分解、子服務(wù)匹配和優(yōu)化組合是服務(wù)協(xié)作的關(guān)鍵。另外,在具體實(shí)踐中,由于電子政務(wù)業(yè)務(wù)活動(dòng)的多樣性和動(dòng)態(tài)性,其服務(wù)協(xié)作體系需要有靈活性,以實(shí)現(xiàn)“可變流程”業(yè)務(wù)的配置。因此,電子政務(wù)的跨系統(tǒng)服務(wù)協(xié)作模型需要充分考慮業(yè)務(wù)需求的個(gè)性化配置問題。需求方(用戶、業(yè)務(wù)人員)通過客戶端或者協(xié)同門戶提交業(yè)務(wù)配置請(qǐng)求,協(xié)作管理系統(tǒng)按照指定的業(yè)務(wù)邏輯解析其服務(wù)需求,服務(wù)需求由協(xié)作系統(tǒng)進(jìn)行分配,由參與服務(wù)的協(xié)同機(jī)構(gòu)來滿足,且資源與服務(wù)對(duì)用戶透明。綜上所述,可將電子政務(wù)跨系統(tǒng)服務(wù)協(xié)作模型歸納如圖4所示。該模型可分為服務(wù)資源層、元服務(wù)層、業(yè)務(wù)層和服務(wù)層。服務(wù)資源層中,參與協(xié)同的各系統(tǒng)將自身服務(wù)功能分解為粒度最小的子功能;在元服務(wù)層中,按統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)描述各子功能的基本信息(包括服務(wù)功能描述、約束條件、輸入、輸出參數(shù)等),并將其注冊(cè)成為元服務(wù),注冊(cè)信息匯總為元服務(wù)目錄,元服務(wù)可通過統(tǒng)一的安全接口進(jìn)行調(diào)用。用戶在服務(wù)層產(chǎn)生業(yè)務(wù)需求后,系統(tǒng)根據(jù)業(yè)務(wù)邏輯將其分解為一系列相互約束的子任務(wù),構(gòu)成任務(wù)流,完成業(yè)務(wù)過程建模。相應(yīng)的業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)至元服務(wù)層,由元服務(wù)匹配模塊查詢?cè)?wù)目錄,以最優(yōu)化和最大化為原則進(jìn)行元服務(wù)匹配。最優(yōu)化原則要求服務(wù)的匹配綜合質(zhì)量、能力、資源、職責(zé)、時(shí)間響應(yīng)等維度考慮;最大化原則優(yōu)先考慮某一系統(tǒng)可命中多個(gè)單元的“服務(wù)組合”情況。相應(yīng)地,元服務(wù)調(diào)用模塊通過安全接口調(diào)配元服務(wù),通過流程化的服務(wù)組合實(shí)現(xiàn)用戶需求與服務(wù)資源的映射。服務(wù)鏈的優(yōu)化組合在滿足業(yè)務(wù)邏輯約束關(guān)系(包括元服務(wù)間的順序、并行、分支3種基本時(shí)序約束)的前提下,對(duì)存在前置關(guān)系的元服務(wù)實(shí)行串聯(lián)響應(yīng),否則實(shí)行并聯(lián)響應(yīng),以提高服務(wù)響應(yīng)速度。
4電子政務(wù)跨系統(tǒng)要素協(xié)同中的管理協(xié)調(diào)模型
電子政務(wù)跨系統(tǒng)要素協(xié)同中,管理協(xié)調(diào)的重要性不言而喻。我國(guó)電子政務(wù)“十二五”規(guī)劃指出,政府零散孤立的管理職能體系導(dǎo)致電子政務(wù)效率降低,管理體制問題對(duì)電子政務(wù)發(fā)展的阻礙日益明顯。吳建南等人通過實(shí)證分析指出,信息技術(shù)只有改變政府內(nèi)部流程的分工協(xié)調(diào),才能顯著提升政府績(jī)效。多個(gè)國(guó)家的實(shí)踐表明,建立強(qiáng)有力的領(lǐng)導(dǎo)與組織架構(gòu)以協(xié)調(diào)跨部門橫向合作,是實(shí)現(xiàn)電子政務(wù)目標(biāo)的重要保障。在電子政務(wù)發(fā)展初期階段,跨系統(tǒng)要素協(xié)同的管理以主管部門統(tǒng)籌方式為主,以協(xié)調(diào)不同部門利益沖突和緩解協(xié)作阻力;而在成熟階段,應(yīng)轉(zhuǎn)向持久型管理協(xié)調(diào)策略,其核心是建立業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)、管理制度和績(jī)效考核體系。各國(guó)政府電子政務(wù)頂層設(shè)計(jì)的共性是通過明確目標(biāo)和建立標(biāo)準(zhǔn),以結(jié)構(gòu)化方式進(jìn)行管理協(xié)調(diào)。相應(yīng)地,美國(guó)聯(lián)邦政府在電子政務(wù)管理協(xié)調(diào)中采用了FEA架構(gòu),自頂向下分別包括績(jī)效、業(yè)務(wù)、服務(wù)構(gòu)建、數(shù)據(jù)、技術(shù)五層參考模型。英國(guó)在電子政務(wù)管理協(xié)調(diào)中建立了以標(biāo)準(zhǔn)化為核心的互操作框架,包括如圖5所示的六個(gè)層面,自頂向下進(jìn)行組織協(xié)調(diào),自底向上開展變化管理。這一模型具有較好的通用性,可為我國(guó)電子政務(wù)跨系統(tǒng)協(xié)同的管理協(xié)調(diào)提供參考。
5結(jié)語(yǔ)
1.1硬件系統(tǒng)
硬件系統(tǒng)是該控制系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分,且其也能夠?qū)φ麄€(gè)控制系統(tǒng)的運(yùn)行過程產(chǎn)生直接性的影響。因此,技術(shù)人員在對(duì)該控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建的過程當(dāng)中,就必須要嚴(yán)格依照國(guó)家的有關(guān)規(guī)定去進(jìn)行。另外,為了提高硬件系統(tǒng)的運(yùn)行效率,技術(shù)人員還必須要充分考慮到以下三個(gè)方面:(1)估算硬件的內(nèi)存時(shí)要保證估計(jì)值的科學(xué)性與可靠性由于技術(shù)人員對(duì)硬件內(nèi)存容量的需求會(huì)隨著各種原因而不斷改變,比如:技術(shù)人員自身的編程水平、技術(shù)人員對(duì)內(nèi)存進(jìn)行利用的效率以及模擬量的點(diǎn)數(shù)等。因此,技術(shù)人員在對(duì)硬件內(nèi)存的容量進(jìn)行估算時(shí),就要站在整個(gè)系統(tǒng)的角度上,對(duì)系統(tǒng)的方方面面都進(jìn)行一番全面的考量,然后再依據(jù)內(nèi)存計(jì)算公式,對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)所需的硬件內(nèi)存進(jìn)行合理的估算,以確保估算值的科學(xué)性與可靠性。式中:C代表的是硬件內(nèi)存的估算值;P1和P2分別代表的是開關(guān)量輸入/輸出時(shí)的點(diǎn)數(shù);M代表模擬量的點(diǎn)數(shù)。(2)響應(yīng)時(shí)間的計(jì)算要符合規(guī)范一般來說,因可編程控制器具有一種特殊的運(yùn)行方式,所以它不會(huì)在連續(xù)很長(zhǎng)的一段時(shí)間之內(nèi),都接受某種小于其自身運(yùn)行周期的輸入信號(hào)。另外,由于響應(yīng)時(shí)間的計(jì)算公式為:式中:T代表的是響應(yīng)時(shí)間;T輸入濾波代表的是濾波輸入的時(shí)間;T輸出濾波代表的是濾波輸出的時(shí)間;T運(yùn)行周期代表的是可編程控制器的運(yùn)行周期。因此,結(jié)合上述兩個(gè)方面,并在對(duì)可編程控制器進(jìn)行一番仔細(xì)的考量之后,得出最適用于該控制系統(tǒng)的可編程控制器的型號(hào)為:西門子系列的CPU226,該型號(hào)的可編程控制器的組成結(jié)構(gòu)包括:電源、CPU以及輸入/輸出點(diǎn)。電源:為整個(gè)可編程控制器提供可安全、穩(wěn)定的電力;CPU:執(zhí)行控制系統(tǒng)發(fā)出的要求,并對(duì)控制系統(tǒng)中的所有數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效的儲(chǔ)存;輸入/輸出點(diǎn):輸入點(diǎn)可以從系統(tǒng)中的各種設(shè)備中采集可用信號(hào),而輸出點(diǎn)則負(fù)責(zé)對(duì)系統(tǒng)中的電機(jī)或者是其他設(shè)備進(jìn)行有效的控制。(3)輸入/輸出點(diǎn)數(shù)的估算要符合系統(tǒng)要求輸入/輸出點(diǎn)數(shù)的估算值,對(duì)于整個(gè)控制系統(tǒng)來說,是非常重要的。其次,技術(shù)人員也可以通過輸入/輸出點(diǎn)數(shù)的估算值,來選擇最有利于該控制系統(tǒng)的可編程控制器。所以,技術(shù)人員就必須要對(duì)輸入/輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行合理并符合規(guī)范的估算,并在獲取到估算值之后,按照估算值的大小,選擇一種適用于當(dāng)前控制系統(tǒng)的可編程控制器。這樣一來,也就可以在很大程度上提高可編程控制器的運(yùn)行效率。依據(jù)估算值選擇可編程控制器時(shí),要預(yù)留出15%左右的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)。結(jié)合鉆探設(shè)備的應(yīng)用特性來看,輸入/輸出點(diǎn)數(shù)的估算數(shù)據(jù)如表1所示。
1.2數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)
該控制系統(tǒng)中的“數(shù)據(jù)通信”指的是:數(shù)據(jù)在同級(jí)或不同級(jí)之間實(shí)現(xiàn)傳輸或者是接收的一個(gè)過程,而該控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)通信,也主要是依靠可編程控制器和上位計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。其中,可編程控制器和上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時(shí)所使用的端口號(hào)是RS485和RS232,且它們進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的模式是字符串模式。另外,它們實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互的原理是:由可編程控制器把控制系統(tǒng)中的所有數(shù)據(jù)信息以及運(yùn)行狀態(tài)傳輸?shù)缴衔挥?jì)算機(jī)中,上位計(jì)算機(jī)一旦接收到這些數(shù)據(jù)信息和運(yùn)行狀態(tài)之時(shí),就會(huì)立即對(duì)它們進(jìn)行合理并有效的分析和處理。
1.3軟件系統(tǒng)
搭建該控制系統(tǒng)軟件系統(tǒng)的依據(jù)是控制系統(tǒng)流程圖以及控制系統(tǒng)功能預(yù)設(shè)圖;采用的編程軟件V3.1STEPMicro/WIN;編程平臺(tái)為計(jì)算機(jī)平臺(tái);輔助技術(shù)為計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)。另外,技術(shù)人員在為該控制系統(tǒng)搭建軟件系統(tǒng)的前一階段,還應(yīng)當(dāng)對(duì)帶式傳送機(jī)的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行更深入的了解,然后再依據(jù)了解到的情況,對(duì)該控制系統(tǒng)的各個(gè)控制進(jìn)程進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。其中,該控制系統(tǒng)中所必備的控制進(jìn)程包括以下幾個(gè):(1)把定時(shí)器作為控制系統(tǒng)軟啟動(dòng)以及軟停車操作的主要控制器,讓操作人員通過對(duì)定時(shí)器進(jìn)行時(shí)間預(yù)設(shè)的操作,使控制系統(tǒng)依照預(yù)定的速度規(guī)則,自動(dòng)的實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)和軟停車過程。(2)如果有停車要求時(shí),控制系統(tǒng)可自動(dòng)進(jìn)行順序斷電操作。若遇突況導(dǎo)致的停車,控制系統(tǒng)也可直接切斷系統(tǒng)中的所有電源,保證系統(tǒng)不會(huì)因此受到任何影響。其中,順序斷電需要借助定時(shí)器,其實(shí)現(xiàn)原理是:依據(jù)操作人員預(yù)先設(shè)置好的時(shí)間,進(jìn)行斷電操作。(3)利用“系統(tǒng)自檢”功能,對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)與控制。倘若在監(jiān)測(cè)與控制的過程當(dāng)中,發(fā)現(xiàn)了系統(tǒng)中存在著的錯(cuò)誤,那么該功能就會(huì)自動(dòng)觸發(fā)系統(tǒng)警報(bào)器,提示操作人員系統(tǒng)出現(xiàn)了問題。如果,控制系統(tǒng)中不存在任何錯(cuò)誤,那么該功能就會(huì)執(zhí)行下一個(gè)任務(wù),從而讓其繼續(xù)對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)與控制。(4)把定時(shí)器合理的運(yùn)用到軟件系統(tǒng)中,可以讓可編程控制器在定時(shí)器的作用之下,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)起動(dòng)或者是停止的操作。其具體表現(xiàn)在:當(dāng)達(dá)到操作人員對(duì)定時(shí)器預(yù)置的時(shí)間之時(shí),控制系統(tǒng)中的電機(jī)會(huì)在可編程控制器的作用下,開始實(shí)現(xiàn)運(yùn)行,并在預(yù)置的某一時(shí)間段之內(nèi),達(dá)到相應(yīng)的預(yù)置轉(zhuǎn)速。另外,可編程控制器也可以依據(jù)其自身的輸出頻率,對(duì)控制系統(tǒng)中調(diào)速電機(jī)的運(yùn)行速度進(jìn)行合理的控制。
2機(jī)械電子式軟啟動(dòng)裝置控制系統(tǒng)研發(fā)的作用
機(jī)械電子式軟啟動(dòng)裝置控制系統(tǒng)的研發(fā),不僅可以提高系統(tǒng)中負(fù)載的運(yùn)行效率,還可以讓整個(gè)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速的這一運(yùn)行過程。由此可見,機(jī)械電子式軟啟動(dòng)裝置控制系統(tǒng)的研發(fā),對(duì)我國(guó)各行各業(yè)來說,都有著一定的實(shí)質(zhì)性應(yīng)用價(jià)值?,F(xiàn)對(duì)機(jī)械電子式軟啟動(dòng)裝置控制系統(tǒng)研發(fā)的作用進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析,并將其概括為以下幾點(diǎn):(1)有利于提高施工鉆進(jìn)的生產(chǎn)效率;(2)有利于企業(yè)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行實(shí)施監(jiān)測(cè)與控制,以防止錯(cuò)誤操作給整個(gè)生產(chǎn)線造成的影響;(3)有利于降低鉆井過程的生產(chǎn)成本;(4)有利于促進(jìn)我國(guó)鉆探行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展;(5)有利于我國(guó)機(jī)械電子式軟啟動(dòng)裝置控制系統(tǒng)的創(chuàng)新;(6)有利于提升我國(guó)鉆井施工行業(yè)的整體水平。
3結(jié)語(yǔ)
論文摘要:現(xiàn)今的電子通信技術(shù)屬于一種尖端的且應(yīng)用性極強(qiáng)的技術(shù),一個(gè)國(guó)家的科技發(fā)展水平和進(jìn)度關(guān)鍵看電子通信技術(shù)水平的高低。電子通信產(chǎn)業(yè)是信息產(chǎn)業(yè)不可或缺的一部分,電子通信技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展直接帶動(dòng)先進(jìn)的生產(chǎn)力和科技實(shí)力。電子通信技術(shù)涉及的領(lǐng)域和范圍較廣,特別突出在移動(dòng)電話和衛(wèi)星通信兩個(gè)方面,本文也將重點(diǎn)通過這兩個(gè)方面來分析電子通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的問題。
隨著電子通信技術(shù)的發(fā)展,它同時(shí)在很大程度上改變著人們的生活和方式。人們也能很好地運(yùn)用電子通信技術(shù)突破時(shí)間和空間的局限來學(xué)習(xí)和工作。電子通信技術(shù)不僅改變著人們,它還在改變著社會(huì)和國(guó)家,使得國(guó)家不斷發(fā)展,特別表現(xiàn)在衛(wèi)星通信技術(shù)上。當(dāng)然我國(guó)的電子通信技術(shù)還存在一些關(guān)鍵技術(shù)的問題,有待人們改善和加強(qiáng)。
一、電子通信系統(tǒng)概述
電子通信技術(shù)屬于現(xiàn)代通信技術(shù)中的一大部分。電子通信技術(shù)還是信息社會(huì)的主要支柱,是現(xiàn)代高新技術(shù)的重要組成部分,甚至是國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)的神經(jīng)系統(tǒng)和命脈。在現(xiàn)代化信息社會(huì),電子通信技術(shù)無(wú)處不在,它涉及的范圍也很廣,包括移動(dòng)電信、廣播電視、雷達(dá)、聲納、導(dǎo)航、遙控與遙測(cè)以及遙感等領(lǐng)域,還有軍事和國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門的各種信息系統(tǒng)都要運(yùn)用到電子通信技術(shù)。
電子通信系統(tǒng)中最具代表性也最常見的就是移動(dòng)通信和衛(wèi)星通信。其中移動(dòng)通信就包括了衛(wèi)星通信,此外還有蜂窩系統(tǒng)、集群系統(tǒng)、分組無(wú)線網(wǎng)、無(wú)繩電話系統(tǒng)、無(wú)線電傳呼系統(tǒng)等多個(gè)領(lǐng)域。
二、電子通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)問題
近幾年來,電子通信技術(shù)應(yīng)用十分廣泛,就其最具代表性的移動(dòng)通信和衛(wèi)星通信來看,就存在很多關(guān)鍵性的技術(shù)問題,有待加強(qiáng)和改善。移動(dòng)通信技術(shù)在電子通信技術(shù)中發(fā)展范圍最大最迅速,傳統(tǒng)的蜂窩通信因?yàn)榭捎脽o(wú)線頻譜資源的增加和無(wú)線信號(hào)的衰弱而變得越來越受局限。不斷縮小的小區(qū)半徑代表著基站的密度也在不斷增加。除此之外,頻繁的越區(qū)切換導(dǎo)致空中資源的浪費(fèi)和頻譜效率降低,這也使得網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的成本也是越來越高。從以上各種因素可以看出,要想獲得更高的頻譜效率和更大更充足的系統(tǒng)容量,就應(yīng)該突破傳統(tǒng)蜂窩體制,應(yīng)用新的移動(dòng)通信技術(shù)。
1、移動(dòng)通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)問題
在移動(dòng)通信系統(tǒng)中采用分布式天線是很有效也很成功的一種方式,每個(gè)小區(qū)內(nèi)都有很多個(gè)無(wú)線信號(hào)處理單元,這些單元距離都比載波波長(zhǎng)要遠(yuǎn)得多,并且它們都能進(jìn)行功放變頻和信號(hào)預(yù)處理。要在核心處理單元實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理的功能,首先就要完成信號(hào)的收發(fā)功能和一些簡(jiǎn)單的信號(hào)預(yù)處理,然后就要與核心處理單元連接,通過光纖和同軸電纜或微波無(wú)線信道來實(shí)現(xiàn)。有兩種方式可以實(shí)現(xiàn)分布式移動(dòng)通信,第一種就是在所有的無(wú)線信號(hào)處理單元上所有相同的下行鏈路信號(hào)同時(shí)發(fā)射,然后小區(qū)內(nèi)的無(wú)線信號(hào)處理單元接收到上行鏈路信號(hào)之后直接傳送到中心處理單元。這種方案優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單,缺點(diǎn)則是會(huì)不斷干擾系統(tǒng),阻礙了系統(tǒng)容量的擴(kuò)大。第二種方式則是在整個(gè)業(yè)務(wù)區(qū)域內(nèi)完成無(wú)線覆蓋的分布式天線結(jié)構(gòu),通過用大量的無(wú)線信號(hào)處理單元來實(shí)現(xiàn),從而突破傳統(tǒng)蜂窩小區(qū)的理念。這種方式也可稱之為“受控天線子系統(tǒng)”,即“僅與移動(dòng)臺(tái)相近的信號(hào)處理單元負(fù)責(zé)與移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行通信”的方式。第二種較之第一種更理想,但同時(shí)它也更復(fù)雜。
分布式移動(dòng)通信較傳統(tǒng)的移動(dòng)通信技術(shù)有幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì),第一是小區(qū)間干擾低、SIR高且系統(tǒng)容量大,第二是它內(nèi)部的分集能力不僅能用來抵抗陰影效應(yīng),還能夠保證不衰落和擴(kuò)大系統(tǒng)的容量。第三是它能全面提高其自身切換性能和接受信號(hào)的功率,還能降低其切換次數(shù)。第四是它對(duì)其他通信系統(tǒng)的干擾小并且在相同發(fā)射功率下覆蓋的區(qū)域更大,反之其發(fā)射功率更低。第五是它不僅能更方便快捷地實(shí)現(xiàn)任意形狀的無(wú)線業(yè)務(wù)服務(wù)區(qū),還能核心處理單元集中處理信號(hào)。更能有效利用無(wú)線資源。
子通信系統(tǒng)分為5層:應(yīng)用層、驅(qū)動(dòng)層、傳輸層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。這5層之間功能劃分應(yīng)明確,接口應(yīng)簡(jiǎn)單,從而為硬軟件的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)奠定良好的基礎(chǔ):應(yīng)用層是通信系統(tǒng)的最高層次,它實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)管理功能(如初始化、維護(hù)、重構(gòu)等)和解釋功能(如描述數(shù)據(jù)交換的含義、有效性、范圍、格式等)。驅(qū)動(dòng)層是應(yīng)用層與底層的軟件接口。為實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層的管理功能,驅(qū)動(dòng)層應(yīng)能控制子系統(tǒng)內(nèi)多路傳輸總線接口(簡(jiǎn)稱MBI)的初始化、啟動(dòng)、停止、連接、斷開、啟動(dòng)其自測(cè)試,監(jiān)控其工作狀態(tài),控制其和子系統(tǒng)主機(jī)的數(shù)據(jù)交換。傳輸層控制多路傳輸總線上的數(shù)據(jù)傳輸,傳輸層的任務(wù)包括信息處理、通道切換、同步管理等。數(shù)據(jù)鏈路層按照MIL—STD一1553B規(guī)定??刂瓶偩€上各條消息的傳輸序列。物理層按照MIL—STD一1553B規(guī)定,處理1553B總線物理介質(zhì)上的位流傳輸。應(yīng)用層、驅(qū)動(dòng)層在各個(gè)子系統(tǒng)主機(jī)上實(shí)現(xiàn),傳輸層、數(shù)據(jù)鏈路層、物理層在MBI上實(shí)現(xiàn)。
2、衛(wèi)星通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)問題
衛(wèi)星通信在電子通信技術(shù)中最為先進(jìn),它也有很大的優(yōu)勢(shì),包括通信距離遠(yuǎn)并且容量大,通信線路質(zhì)量穩(wěn)定可靠以及機(jī)動(dòng)性能優(yōu)越和靈活地組網(wǎng)等這些都是別的技術(shù)沒有的特點(diǎn)。但隨著不斷快速發(fā)展的全球信息化產(chǎn)業(yè),人們對(duì)信息的需求也越來越復(fù)雜多樣,電子通信技術(shù)已進(jìn)入高速、多媒體、業(yè)務(wù)多樣化和可移動(dòng)的個(gè)性化時(shí)代。
目前的衛(wèi)星通信的一些關(guān)鍵技術(shù)也存在一些問題,它包括高速數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)需求。以及衛(wèi)星通信應(yīng)用寬帶IP的難點(diǎn)?,F(xiàn)代衛(wèi)星通信技術(shù)采用一些關(guān)鍵技術(shù)來解決問題,一個(gè)就是數(shù)據(jù)壓縮技術(shù),它能讓靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)壓縮都能有效提高通信系統(tǒng)在時(shí)間、頻帶、能量上的工作效率;第二個(gè)就是智能衛(wèi)星天線系統(tǒng);第三個(gè)就是寬帶IP衛(wèi)星通信技術(shù)的研究;第四個(gè)就是新型高效的數(shù)字調(diào)制及信道編碼技術(shù);第五個(gè)就是多址連接技術(shù)的改進(jìn)和發(fā)展;第六個(gè)就是衛(wèi)星激光通信技術(shù)。
未來的衛(wèi)星通信數(shù)據(jù)率會(huì)通過激光通信來實(shí)現(xiàn),激光的優(yōu)勢(shì)會(huì)在互聯(lián)衛(wèi)星網(wǎng)中得到充分發(fā)揮,因?yàn)樵谀抢锝?jīng)常會(huì)應(yīng)用到激光通信技術(shù),它在外層空間進(jìn)行,所以不會(huì)受到大氣層的影響。還可以利用“星際激光鏈路”技術(shù)來縮短全球衛(wèi)星通信中的“雙跳”法的信號(hào)時(shí)長(zhǎng)。有專家提出“在衛(wèi)星激光通信在比微波通信數(shù)據(jù)速率高一個(gè)數(shù)量級(jí)的理想情況下,天線孔徑尺寸會(huì)比微波通信衛(wèi)星減小一個(gè)數(shù)量級(jí)”的觀點(diǎn)。那么如果在空間無(wú)線電通信中以激光作為載體來進(jìn)行工作和運(yùn)行未來的衛(wèi)星之間進(jìn)行激光通信是很有前途的。
總而言之,電子通信系統(tǒng)在這個(gè)信息化時(shí)代無(wú)處不在。在電子通信系統(tǒng)中范圍最廣最常見的就是移動(dòng)通信技術(shù)和衛(wèi)星通信技術(shù),移動(dòng)通信技術(shù)體現(xiàn)在日常的電視廣播網(wǎng)絡(luò)等各種電子傳輸工具上,而衛(wèi)星通信系統(tǒng)則運(yùn)用在比較大型的工程上。電子通信系統(tǒng)的發(fā)達(dá)和完善與否直接決定了一個(gè)國(guó)家和社會(huì)的強(qiáng)弱,所以對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)問題的分析和研究是很有必要的,掌握了其關(guān)鍵技術(shù)就能很好地運(yùn)用和完善它。
參考文獻(xiàn)
[1]劉旭東,衛(wèi)星通信技術(shù)[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2000
楊運(yùn)年,VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)[M].北京:人民郵電出版社,1997
1光纖通道的配置方式
電力系統(tǒng)主要是由發(fā)電廠、輸變電系統(tǒng)、配電系統(tǒng)等共同組成。而在系統(tǒng)中,信息的采集和傳輸是其正常運(yùn)行的關(guān)鍵因素,因此光纖通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中扮演著越來越重要的角色。雙光纖通信的組網(wǎng)方式極其靈活,大致分為樹形、星型、鏈型、網(wǎng)狀、環(huán)狀等。按照智能電網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn),光纖網(wǎng)通常采用環(huán)型網(wǎng)或者樹型環(huán)型相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò),并通過與計(jì)算機(jī)的連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享。由于環(huán)路節(jié)點(diǎn)較多,為防止光纜設(shè)備故障、通訊中斷等通信事故出現(xiàn),大多數(shù)企業(yè)采用雙光纖環(huán)路自愈網(wǎng),并配置具有自愈功能和自動(dòng)切換的光纖收發(fā)器。當(dāng)光纜出現(xiàn)故障時(shí),斷點(diǎn)兩側(cè)的光纖設(shè)備通過雙環(huán)路切換器構(gòu)成新的光纖路徑,實(shí)現(xiàn)自愈功能,為電網(wǎng)的運(yùn)行調(diào)度和繼電保護(hù)系統(tǒng)保駕護(hù)航。
2光纖通信有利于保護(hù)輸電線路
供電單位作為一個(gè)特殊的部門,對(duì)電網(wǎng)可靠性的要求極高,因此對(duì)繼電保護(hù)的要求也越來越高。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)要求必須做出及時(shí)高效的反應(yīng),快速切除,及時(shí)解決故障,絕不允許出現(xiàn)任何紕漏,繼電保護(hù)發(fā)生拒動(dòng)的現(xiàn)象更是不被允許的。另一保護(hù)電網(wǎng)的有效方法是全線速動(dòng)的縱聯(lián)保護(hù),其保護(hù)作用的發(fā)揮程度直接關(guān)系到高壓電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí),高壓線路縱聯(lián)保護(hù)兩端的保護(hù)裝置通過故障信息的交換,可以甄別出是本線路故障還是區(qū)外故障,并根據(jù)不同的故障采取不同的方法。在遇到區(qū)外故障時(shí)不動(dòng)作,在甄別出是區(qū)內(nèi)故障時(shí),快速反應(yīng)及時(shí)切除故障以達(dá)到保護(hù)的作用。光纖抗干擾性,容量大的特點(diǎn)為電流差動(dòng)保護(hù)的應(yīng)用提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。
3光纖通信在電網(wǎng)中的發(fā)展前景
隨著經(jīng)濟(jì)、技術(shù)的發(fā)展,光纖通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)也越來越多的應(yīng)用到了現(xiàn)代生產(chǎn)生活中。光纖通信訊技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用也越來越深入廣泛,電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化已經(jīng)成為了一種必然發(fā)展趨勢(shì)。通過數(shù)字傳輸手段傳遞電量訊號(hào)、用光纖作為傳輸媒介取代金屬電纜共同構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)通信的二次系統(tǒng),這種網(wǎng)絡(luò)二次系統(tǒng)成為電力系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢(shì)。自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展是智能化電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)。而智能化電力系統(tǒng)則是對(duì)信息傳輸全程實(shí)現(xiàn)數(shù)字化,這對(duì)光纖通信技術(shù)提出了更高的要求。光纖通信技術(shù)也應(yīng)積極創(chuàng)新,與時(shí)俱進(jìn),實(shí)現(xiàn)應(yīng)用上的平穩(wěn)發(fā)展,并對(duì)重點(diǎn)技術(shù)及科技難題進(jìn)行逐一突破、逐步完善。電網(wǎng)現(xiàn)代化要求調(diào)度自動(dòng)化進(jìn)一步加強(qiáng),要求人力從繁復(fù)的勞動(dòng)中解放出來。調(diào)度自動(dòng)化有利于優(yōu)化配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),簡(jiǎn)化保護(hù)和運(yùn)營(yíng)程序,提高供電的可靠性和電能質(zhì)量。作為新的傳輸媒介,將光纖運(yùn)用到電力通信系統(tǒng)中,并依據(jù)電力系統(tǒng)自身特點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行科學(xué)的改進(jìn),可以提高電力系統(tǒng)各個(gè)組成部分的運(yùn)轉(zhuǎn)能力,也可以提高電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性、安全性和可靠性。隨著光纖的不斷發(fā)展進(jìn)步,電力通信會(huì)越來越完善,光纖在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用也會(huì)越來越深化。
4小結(jié)
1.1系統(tǒng)性能特點(diǎn):變電站綜合自動(dòng)化的監(jiān)控和管理系統(tǒng)適應(yīng)不同的工作環(huán)境,現(xiàn)場(chǎng)安裝后可立即使用并穩(wěn)定可靠運(yùn)行。系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)備十分便于維護(hù),各部件都具有自檢和聯(lián)機(jī)診斷校驗(yàn)的能力,為維護(hù)人員提供了完善的檢測(cè)維護(hù)手段,包括在線的和離線的,都能準(zhǔn)確!快速的進(jìn)行故障定位,維護(hù)人員都能在現(xiàn)場(chǎng)自行處理。計(jì)算機(jī)監(jiān)控和管理系統(tǒng)具有很高的可靠性(其平均無(wú)故障時(shí)間MTBF為:主要設(shè)備大于20000h,系統(tǒng)總體大于17000h。系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)備具有良好的容錯(cuò)能力。當(dāng)各軟、硬件功能與數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)的通信出錯(cuò),或當(dāng)運(yùn)行人員在操作時(shí)發(fā)生一般性錯(cuò)誤時(shí),均不引起系統(tǒng)的保護(hù)功能喪失或影響其它模塊的正常運(yùn)行。
1.2信息采集方式:對(duì)一個(gè)較先進(jìn)的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)而言,其信號(hào)采集應(yīng)該是可以完全分散分布和下放的,因?yàn)橹挥羞@樣才能最大限度地減少二次控制電纜,簡(jiǎn)化二次回路。特別是在10kV變電站,可將測(cè)控部分合并在10kV保護(hù)裝置內(nèi),根據(jù)模擬量對(duì)采樣精度的不同要求,采用專用的電流輸入口以接測(cè)量用。
1.3網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與通信:分散分布式結(jié)構(gòu),各間隔層與站級(jí)層所有控制指令、數(shù)據(jù)傳送、信息交換等都是通過計(jì)算機(jī)數(shù)字通信實(shí)現(xiàn)的。這就對(duì)承擔(dān)數(shù)字通信的物理介質(zhì)的可靠性、實(shí)時(shí)性提出了非常高的要求。因此在變電站自動(dòng)化向分散式系統(tǒng)發(fā)展時(shí),采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)來替代傳統(tǒng)串口通信成為一種趨向。
2變電站電力系統(tǒng)自動(dòng)化的技術(shù)發(fā)展途徑
2.1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的應(yīng)用:由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有本質(zhì)的非線性特性、并行處理能力、強(qiáng)魯棒性以及自組織自學(xué)習(xí)的能力,所以受到人們的普遍關(guān)注。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由大量簡(jiǎn)單的神經(jīng)元以一定的方式連接而成的。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將大量的信息隱含在其連接權(quán)值上,根據(jù)一定的學(xué)習(xí)算法調(diào)節(jié)權(quán)值,使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)從m維空間到n維空間復(fù)雜的非線性映射。
2.2模糊邏輯控制技術(shù)的應(yīng)用:模糊方法使控制十分簡(jiǎn)單而易于掌握,在家用電器中也顯示出優(yōu)越性建立模型來實(shí)現(xiàn)控制是現(xiàn)代比較先進(jìn)的方法,實(shí)踐證明它有巨大的優(yōu)越性!模糊控制理論的應(yīng)用非常廣泛。電熱爐一般用恒溫器來保持幾檔溫度,以供烹飪者選用,模糊控制的方法很簡(jiǎn)單,輸入量為溫度及溫度變化兩個(gè)語(yǔ)言變量,每個(gè)語(yǔ)言的論域用&組語(yǔ)言變量互相跨接來描述。
2.3專家系統(tǒng)控制技術(shù)的應(yīng)用:專家系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用范圍很廣,包括對(duì)電力系統(tǒng)處于警告狀態(tài)或緊急狀態(tài)的辨識(shí),提供緊急處理,系統(tǒng)恢復(fù)控制,非常慢的狀態(tài)轉(zhuǎn)換分析,切負(fù)荷,系統(tǒng)規(guī)劃,電壓無(wú)功控制,故障點(diǎn)的隔離,配電系統(tǒng)自動(dòng)化,調(diào)度員培訓(xùn),電力系統(tǒng)的短期負(fù)荷預(yù)報(bào),靜態(tài)與動(dòng)態(tài)安全分析,以及先進(jìn)的人機(jī)接口等方面!雖然專家系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用,但仍存在一定的局限性,如難以模仿電力專家的創(chuàng)造性。
2.4線性最優(yōu)控制技術(shù)的應(yīng)用:最優(yōu)控制是現(xiàn)代控制理論的一個(gè)重要組成部分,也是將最優(yōu)化理論用于控制問題的一種體現(xiàn)。線性最優(yōu)控制是目前諸多現(xiàn)代控制理論中應(yīng)用最多,最成熟的一個(gè)分支。
3國(guó)內(nèi)變電站自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展存在的問題
3.1不同產(chǎn)品的接口問題:接口是綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中非常重要而又長(zhǎng)期以來未得到妥善解決的問題之一,包括RTU、保護(hù)、小電流接地裝置、故障錄波、無(wú)功裝置等與通信控制器、通信控制器與主站、通信控制器與模擬盤等設(shè)備之間的通信。這些不同廠家的產(chǎn)品要在數(shù)據(jù)接口方面溝通,需花費(fèi)軟件人員很大精力去協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)格式、通信規(guī)約等問題。
3.2運(yùn)行維護(hù)人員水平不高的問題:目前,變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)絕大部分設(shè)備的維護(hù)依靠廠家,在專業(yè)管理上幾乎沒有專業(yè)隊(duì)伍,出了設(shè)備缺陷即通知相應(yīng)的廠家來處理,從而造成缺陷處理不及時(shí)等一系列問題。要想維護(hù)、管理好變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng),首先要成立一只專業(yè)化的隊(duì)伍,培養(yǎng)出一批能跨學(xué)科的復(fù)合型人才,加寬相關(guān)專業(yè)之間的了解和學(xué)習(xí)。其次,變電站綜合自動(dòng)化專業(yè)的劃分應(yīng)盡快明確,杜絕各基層單位“誰(shuí)都管但誰(shuí)都不管”的現(xiàn)象。
4變電站自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)的功能
4.1微機(jī)保護(hù):是對(duì)站內(nèi)所有的電氣設(shè)備進(jìn)行保護(hù),包括線路保護(hù),變壓器保護(hù),母線保護(hù),電容器保護(hù)及備自投,低頻減載等安全自動(dòng)裝置。各類保護(hù)應(yīng)具有下列功能:故障記錄轉(zhuǎn)貼于。存儲(chǔ)多套定值。顯示和當(dāng)?shù)匦薷亩ㄖ?。與監(jiān)控系統(tǒng)通信。根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)命令發(fā)送故障信息,動(dòng)作序列。當(dāng)前整定值及自診斷信號(hào)。接收監(jiān)控系統(tǒng)選擇或修改定值,校對(duì)時(shí)鐘等命令。
4.2數(shù)據(jù)采集及處理功能:包括狀態(tài)數(shù)據(jù),模擬數(shù)據(jù)和脈沖數(shù)據(jù)。狀態(tài)量包括:斷路器狀態(tài),隔離開關(guān)狀態(tài),變壓器分接頭信號(hào)及變電站一次設(shè)備告警信號(hào)、事故跳閘總信號(hào)、預(yù)告信號(hào)等。目前這些信號(hào)大部分采用光電隔離方式輸入系統(tǒng),也可通過通信方式獲得。常規(guī)變電站采集的典型模擬量包括:各段母線電壓、線路電壓,電流和有功、無(wú)功功率值。
4.3事件記錄和故障錄波測(cè)距:事件記錄應(yīng)包含保護(hù)動(dòng)作序列記錄,開關(guān)跳合記錄。變電站故障錄波可根據(jù)需要采用兩種方式實(shí)現(xiàn),一是集中式配置專用故障錄波器,并能與監(jiān)控系統(tǒng)通信。另一種是分散型,即由微機(jī)保護(hù)裝置兼作記錄及測(cè)距計(jì)算,再將數(shù)字化的波型及測(cè)距結(jié)果送監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控系統(tǒng)存儲(chǔ)和分析。
4.4控制和操作功能:操作人員可通過后臺(tái)機(jī)屏幕對(duì)斷路器,隔離開關(guān),變壓器分接頭,電容器組投切進(jìn)行遠(yuǎn)方操作。為了防止系統(tǒng)故障時(shí)無(wú)法操作被控設(shè)備,在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保留人工直接跳合閘手段。
4.5系統(tǒng)的自診斷功能:系統(tǒng)內(nèi)各插件應(yīng)具有自診斷功能,并把數(shù)據(jù)送往后臺(tái)機(jī)和遠(yuǎn)方調(diào)度中心。對(duì)裝置本身實(shí)時(shí)自檢功能,方便維護(hù)與維修,可對(duì)其各部分采用查詢標(biāo)準(zhǔn)輸入檢測(cè)等方法實(shí)時(shí)檢查,能快速發(fā)現(xiàn)裝置內(nèi)部的故障及缺陷,并給出提示,指出故障位置。
4.6數(shù)據(jù)處理和記錄:歷史數(shù)據(jù)的形成和存儲(chǔ)是數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容,它包括上一級(jí)調(diào)度中心,變電管理和保護(hù)專業(yè)要求的數(shù)據(jù),主要有:①斷路器動(dòng)作次數(shù);②斷路器切除故障時(shí)截?cái)嗳萘亢吞l操作次數(shù)的累計(jì)數(shù);③輸電線路的有功、無(wú)功,變壓器的有功、無(wú)功、母線電壓定時(shí)記錄的最大,最小值及其時(shí)間;④獨(dú)立負(fù)荷有功、無(wú)功,每天的峰谷值及其時(shí)間;⑤控制操作及修改整定值的記錄。
5結(jié)語(yǔ)
早在上個(gè)世紀(jì)80年代,傳統(tǒng)的DCS控制系統(tǒng)就在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。而到了90年代中期,PLC型的DCS控制系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用,在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制領(lǐng)域內(nèi)處于主導(dǎo)地位。本文以水泥生產(chǎn)自動(dòng)化生產(chǎn)線作為研究對(duì)象,其中,該生產(chǎn)線以西門子S7-400系列控制單元作為主控系統(tǒng)的核心,現(xiàn)場(chǎng)通訊總線為PROFIBUSDP,并選取ET200M型號(hào)的分布式IO接口模塊和S7-300型號(hào)的信號(hào)模塊來組成控制系統(tǒng)的收集部分。在此基礎(chǔ)上,本文重點(diǎn)論述了面向自動(dòng)化生產(chǎn)線的電子控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案,并分析了程序邏輯控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過程,以期為相關(guān)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)提供一定的建議。
2面向自動(dòng)化生產(chǎn)線的電子控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案
本次設(shè)計(jì)以水泥工藝生產(chǎn)中的自動(dòng)化控制系統(tǒng)作為研究對(duì)象,該現(xiàn)場(chǎng)單元使用了相對(duì)領(lǐng)先的DCS控制系統(tǒng),以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和數(shù)據(jù)實(shí)行監(jiān)視管理作為主要功能。具體而言:在該控制系統(tǒng)的中控室部分,由工程師站、操作員站硬件以及相關(guān)軟件組成。電子控制控制柜內(nèi)部包括模擬量隔離器、各種卡件、起始量的輸出、輸入繼電器、各種信號(hào)處理設(shè)備等。集散型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(DCS)是由通訊總線、控制單元、隔離設(shè)備以及通訊模塊等組成。該廠設(shè)備中存在一個(gè)中央控制室(CCS),收集石灰石破碎、熟料燒結(jié)、水泥包裝、生料調(diào)配及運(yùn)輸?shù)壬a(chǎn)過程中的數(shù)據(jù),對(duì)參數(shù)的設(shè)定進(jìn)行控制,并對(duì)物理設(shè)備的運(yùn)行和系統(tǒng)回路進(jìn)行自動(dòng)控制。在中央控制室內(nèi),相關(guān)人員都能夠車間工藝參數(shù)實(shí)施操作和管理。中央控制室內(nèi)部還包括工程師站、操作員站、報(bào)警打印機(jī)以及報(bào)告打印機(jī)等部分。其中,工程師站主要任務(wù)是對(duì)邏輯程序進(jìn)行修改,完成系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)視控制以及維護(hù)的需要。通訊網(wǎng)絡(luò)是為了保證系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)安全,尤其是信號(hào)傳輸?shù)目煽?,通訊介質(zhì)一般以光纖為主。在現(xiàn)場(chǎng)控制站(FCS)方面:依據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐的情況,該控制區(qū)域可以劃分為六個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制站,分別是原料粉磨站、石灰石破碎遠(yuǎn)程站、燒成窯頭控制站,窯尾控制站,水泥粉磨站、水泥包裝控制站等。在現(xiàn)場(chǎng)控制站中,一般在低壓配電室內(nèi)安裝各個(gè)自動(dòng)控制模塊,這樣有助于DCS控制系統(tǒng)的統(tǒng)一性和完整性。
3程序邏輯控制的實(shí)現(xiàn)
3.1功能說明(1)在對(duì)機(jī)組電機(jī)的開啟順序設(shè)定上主要根據(jù)機(jī)組的步狀態(tài)字,保證電機(jī)在啟動(dòng)功能上符合設(shè)定的時(shí)間間隔。依據(jù)機(jī)組狀態(tài)字上的命名規(guī)定,能夠比較容易的借助機(jī)組號(hào)來匹配到對(duì)應(yīng)的步狀態(tài)字,還能夠運(yùn)用步狀態(tài)字來對(duì)應(yīng)的機(jī)組號(hào)進(jìn)行查詢。(2)在電機(jī)控制功能模塊對(duì)內(nèi)部邏輯完成相應(yīng)的執(zhí)行后,可以在DR管腳上輸出相應(yīng)的運(yùn)算結(jié)果,而且能夠直接停止控制電機(jī)。(3)依據(jù)經(jīng)驗(yàn),電機(jī)開啟時(shí)間通常不會(huì)超過1秒,這個(gè)啟動(dòng)時(shí)間比較符合于大部分電機(jī)。對(duì)于部分對(duì)啟動(dòng)時(shí)間延遲具有較長(zhǎng)要求的電機(jī),在啟動(dòng)時(shí)可以借助于延遲程序。(4)在電機(jī)聯(lián)鎖上,該電子控制系統(tǒng)存在三種聯(lián)鎖信號(hào):分別是設(shè)備聯(lián)鎖、啟動(dòng)聯(lián)鎖以及運(yùn)行聯(lián)鎖。用“1”來表示連鎖滿足的含義,也就設(shè)計(jì)可以啟動(dòng);“0”則意味著不滿足,也即不可以啟動(dòng)。對(duì)于啟動(dòng)聯(lián)鎖,通常大型設(shè)備都只會(huì)輸出一個(gè)允許啟動(dòng)的指令,把信號(hào)接入到功能模塊。在運(yùn)行連鎖上,依據(jù)工藝程序,該設(shè)備前的全部主要設(shè)備都可以常規(guī)啟動(dòng),那么該設(shè)備才可以獲得啟動(dòng)指令。(5)電機(jī)控制字??梢园衙恳粋€(gè)控制位共同組合為一個(gè)字節(jié),直接傳輸給功能模塊,從而更加高效、快捷。電機(jī)狀態(tài)字在編號(hào)上依據(jù)同一個(gè)規(guī)則進(jìn)行統(tǒng)一編排。(6)電機(jī)的下位調(diào)試。通常該電子控制系統(tǒng)內(nèi),下位調(diào)試就是對(duì)STEP7編程進(jìn)行直接調(diào)試。
3.2計(jì)算機(jī)監(jiān)控組件實(shí)現(xiàn)在整個(gè)電子控制系統(tǒng)內(nèi),邏輯程序控制系統(tǒng)獨(dú)立于計(jì)算機(jī)監(jiān)控組件,二者作為各自自主運(yùn)行的控制單元。不過,由于二者都應(yīng)用SIMATIC的通訊協(xié)議與總線網(wǎng)絡(luò)后,這兩個(gè)控制單元了一定的整體性。工業(yè)以太網(wǎng)為主的通訊中介不僅可以服務(wù)于控制站與控制站間的通信,還可以作為操作站與控制站之間的穩(wěn)定介質(zhì),有助于以上不但站點(diǎn)之間數(shù)據(jù)的及時(shí)傳輸。在控制站點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)模塊間,該系統(tǒng)主要借助于分布式IO來完成通訊需要,借助于穩(wěn)定安全的通訊總線能夠把現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)及時(shí)發(fā)送給相應(yīng)的控制單元。對(duì)于該DCS的控制核大腦,主要包括了計(jì)算機(jī)監(jiān)控組件、網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)以及邏輯程序控制系統(tǒng)等三個(gè)構(gòu)成部分。這意味著現(xiàn)場(chǎng)必須配備有必有的計(jì)算機(jī)監(jiān)控設(shè)備,在此基礎(chǔ)上DCS控制系統(tǒng)可以高效、及時(shí)、精確地完成自動(dòng)化生產(chǎn)線的控制任務(wù)。
4結(jié)語(yǔ)
關(guān)鍵詞智能交通系統(tǒng)、電子監(jiān)控、行車記錄儀、車輛定位、無(wú)線視頻網(wǎng)絡(luò)傳輸、車載硬盤錄像機(jī)
0引言
隨著智能交通系統(tǒng)(IntelligentTransportationSystem,簡(jiǎn)稱ITS)在大中城市的推廣和電子監(jiān)控技術(shù)的飛速發(fā)展,公交管理部門不但需要了解車輛所在位置和車輛行駛狀況等信息,還希望能獲取現(xiàn)場(chǎng)的圖像,直觀地了解車輛運(yùn)營(yíng)情況,這要求公交車有一個(gè)完整的電子監(jiān)控系統(tǒng)。
公交車電子監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合了行駛記錄儀、GPS定位系統(tǒng)、車載數(shù)字視頻監(jiān)控等功能,采用下列先進(jìn)技術(shù):汽車電子技術(shù)、數(shù)字視音頻編碼技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、惡劣環(huán)境下大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)等,為城市公交集中調(diào)度管理和遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控提供完整的解決方案。公交車電子監(jiān)控系統(tǒng)不但是城市智能交通系統(tǒng)的重要組成,也是城市治安監(jiān)控系統(tǒng)重要的補(bǔ)充。
1公交車電子監(jiān)控系統(tǒng)
公交車電子監(jiān)控系統(tǒng)由車載終端機(jī)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)、中心調(diào)度管理平臺(tái)等幾部分組成。
系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)如下圖所示:
1.1車載終端機(jī)
車載終端機(jī)對(duì)視頻信號(hào)、GPS衛(wèi)星定位信號(hào)、行駛記錄儀和報(bào)警信號(hào)進(jìn)行采集、分析、處理和保存,重要數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至管理中心。
公交車電子監(jiān)控終端機(jī)主體是車載硬盤錄像機(jī),硬盤錄像機(jī)將前端攝像機(jī)采集的模擬視頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字編碼壓縮、存儲(chǔ),并接入GPS接收機(jī)和車輛行駛記錄儀相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)在硬盤中,重要數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)上傳,歷史數(shù)據(jù)可備事后調(diào)查使用。
1.2無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸子系統(tǒng)作為整個(gè)系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),負(fù)責(zé)終端到中心的數(shù)據(jù)傳輸。車載終端對(duì)采集到的數(shù)據(jù)分析整理后,通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)的平臺(tái)將車輛行駛信息、GPS定位信息、車內(nèi)視頻圖像等網(wǎng)傳至調(diào)度管理中心,供管理人員調(diào)度使用。
1.3中心調(diào)度管理平臺(tái)
中心調(diào)度管理平臺(tái)由管理服務(wù)器、流媒體服務(wù)器、GIS電子地圖服務(wù)器、調(diào)度服務(wù)器、存儲(chǔ)服務(wù)器等組成。對(duì)車載終端機(jī)和指揮中心主機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一管理,系統(tǒng)還可接入公安110指揮中心,在發(fā)生重大事件時(shí)可及時(shí)上傳相關(guān)數(shù)據(jù),供相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)及時(shí)做出判斷決策。
2公交車監(jiān)控相關(guān)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
公交車監(jiān)控結(jié)合了多項(xiàng)先進(jìn)的電子技術(shù),包括衛(wèi)星定位技術(shù)、數(shù)字視頻編碼技術(shù)、惡劣環(huán)境下大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)、無(wú)線網(wǎng)傳技術(shù)和娛樂節(jié)目廣播功能等。
2.1衛(wèi)星定位技術(shù)
車載終端機(jī)將接收到的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS(GlobalPositionSystem)的定位信息通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)定時(shí)發(fā)送至公交調(diào)度管理中心,車輛調(diào)度管理人員在指揮中心可獲取公交車輛的行駛軌跡、速度和方向等信息,并做出調(diào)度決策。
2.2數(shù)字視頻編碼技術(shù)
數(shù)字視頻編碼算法從最早的MPEG-1發(fā)展到目前的MPEG-4和H.264。車載監(jiān)控對(duì)視頻數(shù)據(jù)編碼壓縮比要求高,采用最先進(jìn)的H.264編碼技術(shù)比MPEG-4
壓縮效率提高30%以上,是目前最優(yōu)秀的編碼方式,適用于低碼流下的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和窄帶寬(如:無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境)下網(wǎng)絡(luò)傳輸。在CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下使用H.264編碼技術(shù),可實(shí)現(xiàn)CIF格式(352×288)的圖像每秒4~6幀的視頻圖像效果。
隨著硬盤容量的不斷增大,錄像時(shí)間和內(nèi)容也越來越長(zhǎng)、越來越多,三路視頻錄像CIF格式使用160GB的硬盤可使用15天左右,在硬盤錄滿后還能對(duì)錄像進(jìn)行覆蓋,循環(huán)使用硬盤空間。
2.3惡劣環(huán)境下大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)
公交運(yùn)行在顛簸、振動(dòng)的環(huán)境下,對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)非常不利。目前,國(guó)內(nèi)外硬盤錄像機(jī)廠家針對(duì)硬盤減振問題主要使用橡膠、彈簧等原料做成的避振器械對(duì)硬盤或整機(jī)進(jìn)行減振;也有的廠家在機(jī)械減振的同時(shí)加入電子減振功能,即在機(jī)械減振的基礎(chǔ)上,使用電子振動(dòng)感應(yīng)器獲取外部沖擊信號(hào),收到?jīng)_擊信號(hào)后驅(qū)動(dòng)硬盤磁頭部分復(fù)位到安全區(qū)域,避免振動(dòng)對(duì)硬盤的損壞。采用對(duì)硬盤進(jìn)行減振處理或使用抗振效果好的FLASH閃存,可達(dá)到數(shù)據(jù)安全存儲(chǔ)的效果。
2.4無(wú)線網(wǎng)傳技術(shù)
由于公交車移動(dòng)范圍大,需要車載終端具備無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸功能,將實(shí)時(shí)定位信息和視頻圖像傳輸至指揮中心,同時(shí)駕駛員和中心可通過無(wú)線傳輸模塊的語(yǔ)音功能進(jìn)行交互。目前,可提供的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)有中國(guó)移動(dòng)的GPRS/EDGE網(wǎng)絡(luò)和中國(guó)聯(lián)通的CDMA網(wǎng)絡(luò)。下表對(duì)運(yùn)營(yíng)商的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸理論速度進(jìn)行比較:
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸理論速度比較表
傳輸方式理論上行速率實(shí)際測(cè)試速率
GPRS85.6Kbps≥20Kbps
CDMA153.6Kbps≥60Kbps
EDGE118Kbps≥50Kbps
從上表來看,目前運(yùn)營(yíng)商的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)速度不是很高,只能傳輸單幀或低幀率(2~6幀)的視頻流信號(hào),視頻圖像流暢性不好,管理中心只能從低幀率的圖像獲取車輛基本運(yùn)營(yíng)情況,并做出相應(yīng)的判斷。在未來3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)完成后,隨著網(wǎng)絡(luò)速率提高,視頻圖像效果將會(huì)得到成倍的改善。
2.5娛樂節(jié)目廣播功能
車載終端可以使用剩余的硬盤空間進(jìn)行娛樂節(jié)目廣播,5GB的硬盤空間可記錄20小時(shí)以上的視頻節(jié)目。不少車載硬盤錄像機(jī)廠家在產(chǎn)品中加入了娛樂播放功能,利用多余的硬盤空間存儲(chǔ)錄像節(jié)目,為公交公司提供公交車內(nèi)廣告和娛樂節(jié)目播放,做到一機(jī)多用,以提高設(shè)備利用率。
3小結(jié)
公交車電子監(jiān)控系統(tǒng)將分散的多個(gè)子模塊集中到一個(gè)平臺(tái)上進(jìn)行統(tǒng)一管理,全方位地監(jiān)控公交車運(yùn)營(yíng)情況;公交調(diào)度管理人員利用該系統(tǒng)可直觀的了解車輛上運(yùn)行狀況,并可調(diào)用視頻圖像和語(yǔ)音對(duì)講功能和司機(jī)進(jìn)行交流。該技術(shù)既節(jié)約了公交公司電子附加設(shè)備的支出,又減少維護(hù)管理人員,還可利用車載機(jī)的娛樂節(jié)目播放功能播放廣告以提高公司收入。
公交電子監(jiān)控系統(tǒng)具有良好的社會(huì)效益,安裝電子監(jiān)控系統(tǒng)的公交車發(fā)生搶劫、盜竊等事件時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警,將視頻圖像直接上傳至110指揮中心,公安部門可以盡快部署警力以應(yīng)對(duì)突發(fā)事件。公交電子監(jiān)控系統(tǒng)可增強(qiáng)乘客的安全感,對(duì)公交車輛上的犯罪行為起到威懾作用。
參考文獻(xiàn)
變電站綜合自動(dòng)化是指利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理(DSP)等技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站主要設(shè)備和輸、配電線路的自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、控制、保護(hù)以及與調(diào)度通信等綜合性自動(dòng)化功能。它綜合了變電所內(nèi)除交直流電源以外的全部二次設(shè)備功能。電力系統(tǒng)進(jìn)行的農(nóng)網(wǎng)改造、城網(wǎng)改造對(duì)于變電站二次系統(tǒng)的改造主要是以綜合自動(dòng)化系統(tǒng)替換原有的常規(guī)二次系統(tǒng)。變電站綜合自動(dòng)化是一項(xiàng)提高變電站安全、可靠穩(wěn)定運(yùn)行水平,降低運(yùn)行維護(hù)成本,提高經(jīng)濟(jì)效益,向用戶提供高質(zhì)量電能服務(wù)的一項(xiàng)措施。隨著“兩網(wǎng)”改造的深入和電網(wǎng)運(yùn)行水平的提高,采用變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)是計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)應(yīng)用的方向,也是電網(wǎng)發(fā)展的趨勢(shì)。
2變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)
2.1集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)集中式一般采用功能較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)并擴(kuò)展其I/O接口,集中采集變電站的模擬量和數(shù)量等信息,集中進(jìn)行計(jì)算和處理,分別完成微機(jī)監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)和自動(dòng)控制等功能。由前置機(jī)完成數(shù)據(jù)輸入輸出、保護(hù)、控制及監(jiān)測(cè)等功能,后臺(tái)機(jī)完成數(shù)據(jù)處理、顯示、打印及遠(yuǎn)方通訊等功能。此類結(jié)構(gòu)對(duì)監(jiān)控主機(jī)的性能要求較高,且系統(tǒng)處理能力有限,開發(fā)手段少,系統(tǒng)在開放性、擴(kuò)展性和可維護(hù)性等方面較差,抗干擾能力不強(qiáng),該結(jié)構(gòu)在早期自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用較多,目前國(guó)內(nèi)許多的廠家尚屬于這種結(jié)構(gòu)方式。
2.2分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)按變電站被監(jiān)控對(duì)象或系統(tǒng)功能分布的多臺(tái)計(jì)算機(jī)單功能設(shè)備,將它們連接到能共享資源的網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)分布式處理。其結(jié)構(gòu)的最大特點(diǎn)是采用主、從CPU協(xié)同工作方式,各功能模塊如智能電子設(shè)備(IntelligentElectronicDevice,IED)之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信,將變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的功能分散給多臺(tái)計(jì)算機(jī)來完成。各功能模塊(通常是多個(gè)CPU)之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信,選用具有優(yōu)先級(jí)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)較好地解決了數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i問題,提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。
其結(jié)構(gòu)方便系統(tǒng)擴(kuò)展和維護(hù),局部故障不影響其他模塊正常運(yùn)行。該模式在安裝上可以形成集中組屏或分層組屏兩種系統(tǒng)組態(tài)結(jié)構(gòu),較多地使用于中、低壓變電站。分布式變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)自問世以來,顯示出強(qiáng)大的生命力。但目前,還存在在抗電磁干擾、信息傳輸途徑及可靠性保證上的問題等。
2.3分散(層)分布式結(jié)構(gòu)分散(層)分布式結(jié)構(gòu)采用“面向?qū)ο蟆痹O(shè)計(jì)。所謂面向?qū)ο螅褪敲嫦螂姎庖淮位芈吩O(shè)備或電氣間隔設(shè)備,間隔層中數(shù)據(jù)、采集、控制單元(I/O單元)和保護(hù)單元就地分散安裝在開關(guān)柜上或其他一次設(shè)備附近,相互間通過通信網(wǎng)絡(luò)相連,與監(jiān)控主機(jī)通信。目前,此種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在自動(dòng)化系統(tǒng)中較為流行,主要原因是:①現(xiàn)在的IED設(shè)備大多是按面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的,如專門的線路保護(hù)單元、主變保護(hù)單元、小電流接地選線單元等,雖然有將所有保護(hù)功能綜合為一體的趨勢(shì),但具體在保護(hù)安裝接線中仍是面向?qū)ο蟮模虎诶昧爽F(xiàn)場(chǎng)總線的技術(shù)優(yōu)勢(shì),省去了大量二次接線,控制設(shè)備之間僅通過雙絞線或光纖連接,設(shè)計(jì)規(guī)范,設(shè)備布置整齊,調(diào)整擴(kuò)建也很簡(jiǎn)單,成本低,運(yùn)行維護(hù)方便;③系統(tǒng)裝置及網(wǎng)絡(luò)魯棒性強(qiáng),不依賴于通信網(wǎng)和主機(jī),主機(jī)或1臺(tái)IED設(shè)備損壞并不影響其它設(shè)備的正常工作,運(yùn)行可靠性有保證。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是功能分散,管理集中。
分散(層)分布有兩層含義:其一,對(duì)于中低壓電壓等級(jí),無(wú)論是I/O單元還是保護(hù)單元皆可安裝在相應(yīng)間隔的開關(guān)盤柜上,形成地理上的分散分布,如文獻(xiàn)[2]所示的系統(tǒng);其二,對(duì)于110kV及以上的電壓等級(jí),即使無(wú)法把間隔單元裝在相應(yīng)的開關(guān)柜上,也應(yīng)集中組屏,在屏柜上明確區(qū)分相應(yīng)間隔對(duì)應(yīng)的單元,在物理結(jié)構(gòu)上相對(duì)獨(dú)立,以方便各間隔單元相應(yīng)的操作和維護(hù)。
3變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)的功能
3.1微機(jī)保護(hù):是對(duì)站內(nèi)所有的電氣設(shè)備進(jìn)行保護(hù),包括線路保護(hù),變壓器保護(hù),母線保護(hù),電容器保護(hù)及備自投,低頻減載等安全自動(dòng)裝置。各類保護(hù)實(shí)現(xiàn)故障記錄、存儲(chǔ)多套定值、適合當(dāng)?shù)匦薷亩ㄖ档裙δ堋?/p>
3.2數(shù)據(jù)采集①狀態(tài)量采集:狀態(tài)量包括:斷路器狀態(tài),隔離開關(guān)狀態(tài),變壓器分接頭信號(hào)及變電站一次設(shè)備告警信號(hào)等。目前這些信號(hào)大部分采用光電隔離方式輸入系統(tǒng),也可通過通信方式獲得。保護(hù)動(dòng)作信號(hào)則采用串行口(RS-232或RS485)或計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)通過通信方式獲得。②模擬量采集:常規(guī)變電站采集的典型模擬量包括:各段母線電壓,線路電壓,電流和功率值。饋線電流,電壓和功率值,頻率,相位等。此外還有變壓器油溫,變電站室溫等非電量的采集。模擬量采集精度應(yīng)能滿足SCADA系統(tǒng)的需要。③脈沖量:脈沖量主要是脈沖電度表的輸出脈沖,也采用光電隔離方式與系統(tǒng)連接,內(nèi)部用計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)脈沖個(gè)數(shù),實(shí)現(xiàn)電能測(cè)量。
3.3事件記錄和故障錄波測(cè)距事件記錄應(yīng)包含保護(hù)動(dòng)作序列記錄,開關(guān)跳合記錄。其SOE分辨率一般在1~10ms之間,以滿足不同電壓等級(jí)對(duì)SOE的要求。變電站故障錄波可根據(jù)需要采用兩種方式實(shí)現(xiàn),一是集中式配置專用故障錄波器,并能與監(jiān)控系統(tǒng)通信。另一種是分散型,即由微機(jī)保護(hù)裝置兼作記錄及測(cè)距計(jì)算,再將數(shù)字化的波型及測(cè)距結(jié)果送監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控系統(tǒng)存儲(chǔ)和分析。
3.4控制和操作閉鎖操作人員可通過CRT屏幕對(duì)斷路器,隔離開關(guān),變壓器分接頭,電容器組投切進(jìn)行遠(yuǎn)方操作。為了防止系統(tǒng)故障時(shí)無(wú)法操作被控設(shè)備,在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保留人工直接跳合閘手段。操作閉鎖應(yīng)具有以下內(nèi)容:①電腦五防及閉鎖系統(tǒng)②根據(jù)實(shí)時(shí)狀態(tài)信息,自動(dòng)實(shí)現(xiàn)斷路器,刀閘的操作閉鎖功能。③操作出口應(yīng)具有同時(shí)操作閉鎖功能。④操作出口應(yīng)具有跳合閉鎖功能。
3.5同期檢測(cè)和同期合閘該功能可以分為手動(dòng)和自動(dòng)兩種方式實(shí)現(xiàn)??蛇x擇獨(dú)立的同期設(shè)備實(shí)現(xiàn),也可以由微機(jī)保護(hù)軟件模塊實(shí)現(xiàn)。
3.6電壓和無(wú)功的就地控制無(wú)功和電壓控制一般采用調(diào)整變壓器分接頭,投切電容器組,電抗器組,同步調(diào)相機(jī)等方式實(shí)現(xiàn)。操作方式可手動(dòng)可自動(dòng),人工操作可就地控制或遠(yuǎn)方控制。
無(wú)功控制可由專門的無(wú)功控制設(shè)備實(shí)現(xiàn),也可由監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)保護(hù)裝置測(cè)量的電壓,無(wú)功和變壓器抽頭信號(hào)通過專用軟件實(shí)現(xiàn)。
3.7數(shù)據(jù)處理和記錄歷史數(shù)據(jù)的形成和存儲(chǔ)是數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容,它包括上一級(jí)調(diào)度中心,變電管理和保護(hù)專業(yè)要求的數(shù)據(jù),主要有:①斷路器動(dòng)作次數(shù)②斷路器切除故障時(shí)截?cái)嗳萘亢吞l操作次數(shù)的累計(jì)數(shù)③輸電線路的有功、無(wú)功,變壓器的有功、無(wú)功、母線電壓定時(shí)記錄的最大,最小值及其時(shí)間。④獨(dú)立負(fù)荷有功、無(wú)功,每天的峰谷值及其時(shí)間⑤控制操作及修改整定值的記錄,根據(jù)需要,該功能可在變電站當(dāng)?shù)厝繉?shí)現(xiàn),也可在遠(yuǎn)動(dòng)操作中心或調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)。
3.8系統(tǒng)的自診斷功能:系統(tǒng)內(nèi)各插件應(yīng)具有自診斷功能,自診斷信息也象被采集的數(shù)據(jù)一樣周期性地送往后臺(tái)機(jī)和遠(yuǎn)方調(diào)度中心或操作控制中心。
3.9與遠(yuǎn)方控制中心的通信本功能在常規(guī)遠(yuǎn)動(dòng)‘四遙’的基礎(chǔ)上增加了遠(yuǎn)方修改整定保護(hù)定值、故障錄波與測(cè)距信號(hào)的遠(yuǎn)傳等,其信息量遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)的遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的要求,系統(tǒng)應(yīng)具有通信通道的備用及切換功能,保證通信的可靠性,同時(shí)應(yīng)具備同多個(gè)調(diào)度中心不同方式的通信接口,且各通信口及MODEM應(yīng)相互獨(dú)立。保護(hù)和故障錄波信息可采用獨(dú)立的通信與調(diào)度中心連接,通信規(guī)約應(yīng)適應(yīng)調(diào)度中心的要求,符合國(guó)標(biāo)及IEC標(biāo)準(zhǔn)。
3.10防火、保安系統(tǒng)。從設(shè)計(jì)原則而言,無(wú)人值班變電站應(yīng)具有防火、保安措施。
4變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展
變電站綜合自動(dòng)化在一些新建變電站的運(yùn)行中表明其技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能齊全、安全可靠,經(jīng)過十多年的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到一定的水平,在我國(guó)城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造與建設(shè)中不僅中低壓變電站采用了自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班,而且在220kV及以上的超高壓變電站建設(shè)中也大量采用自動(dòng)化新技術(shù),從而大大提高了電網(wǎng)建設(shè)的現(xiàn)代化水平,增強(qiáng)了輸配電和電網(wǎng)調(diào)度的可能性,降低了變電站建設(shè)的總造價(jià)。
5結(jié)束語(yǔ)
通過以上分析,可以看到變電所綜合自動(dòng)化對(duì)于實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行管理現(xiàn)代化,提高電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平起到了很大的促進(jìn)作用,它將能大大加強(qiáng)電網(wǎng)一次、二次系統(tǒng)的效能和可靠性,對(duì)保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重大的意義。隨著技術(shù)的進(jìn)步和硬件軟件環(huán)境的改善,它的優(yōu)越性必將進(jìn)一步體現(xiàn)出來。
參考文獻(xiàn):
[1]段日新.變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的前沿技術(shù).西北電力技術(shù).2005.3:1-3.
[2]陳素芳.變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的分析與應(yīng)用.武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào).2004.26(5).
[3]金韜.變電站自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備及其標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀.ElectricPowerStandarization&Measurement.2004(48).
[4]陳升.網(wǎng)絡(luò)化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用.電力系統(tǒng)自動(dòng)化.2002.5.
[5]金午橋.變電站自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展策略.中國(guó)電力報(bào).2002.7.
[6]金午橋.變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展.中國(guó)機(jī)電日?qǐng)?bào).2002.6.26
在靶場(chǎng)GIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,必須充分考慮靶場(chǎng)試驗(yàn)區(qū)域廣闊、地理環(huán)境復(fù)雜的特性,并且由于靶場(chǎng)試驗(yàn)所需地理信息數(shù)據(jù)的精度高,使得相同面積下靶場(chǎng)使用的地理信息的數(shù)據(jù)量更大。為滿足靶場(chǎng)GIS系統(tǒng)海量地理信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)要求,必須對(duì)靶場(chǎng)地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理。目前,在GIS研究領(lǐng)域中,對(duì)地理信息數(shù)據(jù)的壓縮技術(shù)較為成熟。當(dāng)前,主流壓縮方法有:針對(duì)地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮的道格拉斯——普克法、垂距法、基于小波技術(shù)的壓縮方法,以及針對(duì)柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮的雙線性內(nèi)插值法、最鄰近插值法、GIF層次壓縮算法和JPEG層次壓縮算法等。以上壓縮算法均為成熟的壓縮技術(shù),可直接應(yīng)用于靶場(chǎng)GIS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中。
2GIS系統(tǒng)地理信息數(shù)據(jù)調(diào)度
在GIS系統(tǒng)硬件環(huán)境設(shè)計(jì)完成,軟件設(shè)計(jì)人員將確定系統(tǒng)地圖繪制所采用算法后,GIS系統(tǒng)的地理信息數(shù)據(jù)調(diào)度的作用是提高系統(tǒng)組織和調(diào)度信息的效率,GIS數(shù)據(jù)調(diào)度算法科學(xué)與高效程度將決定系統(tǒng)完成地圖顯示所需時(shí)間長(zhǎng)短的關(guān)鍵。GIS數(shù)據(jù)調(diào)度方法主要是數(shù)據(jù)何時(shí)讀取、怎樣讀取以及數(shù)據(jù)處理策略的問題。當(dāng)前,GIS數(shù)據(jù)調(diào)度技術(shù)應(yīng)用較為成熟,在GIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)中大多將緩存技術(shù)和多線程技術(shù)相結(jié)合使用,以完成系統(tǒng)對(duì)地圖數(shù)據(jù)的組織和調(diào)度。
2.1數(shù)據(jù)預(yù)加載緩存技術(shù)目前,較為流行的緩存技術(shù)主要有:空間數(shù)據(jù)預(yù)取算法及快速訪問技術(shù),根據(jù)WebGIS信息被訪問的頻率提出的預(yù)測(cè)模型,切片緩存技術(shù),以及地圖快速漫游的雙緩存策略,基于多任務(wù)的多緩存技術(shù)等。本文重點(diǎn)研究數(shù)據(jù)預(yù)加載技術(shù)在靶場(chǎng)GIS系統(tǒng)中進(jìn)行地圖縮放、漫游過程中的數(shù)據(jù)調(diào)度應(yīng)用。GIS系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前屏幕中顯示內(nèi)容,預(yù)斷接下來可能被訪問到的地理信息內(nèi)容,在用戶開始操作之前,應(yīng)用多線程技術(shù)進(jìn)行預(yù)先讀取,減少用戶對(duì)地圖操作產(chǎn)生的時(shí)間延遲,盡可能滿足用戶對(duì)系統(tǒng)顯示的實(shí)時(shí)性要求。GIS系統(tǒng)預(yù)加載算法設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)主要考慮用戶操作過程中,視點(diǎn)的移動(dòng)速度、方向、加速度、地理信息數(shù)據(jù)量、顯示屏幕刷新率,以及系統(tǒng)內(nèi)存容量。
2.2多線程技術(shù)的雙緩存策略在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取顯示時(shí),從內(nèi)存直接讀取數(shù)據(jù)到顯存進(jìn)行顯示的速度明顯要比從磁盤讀取數(shù)據(jù)到顯存進(jìn)行顯示的速度較快得多,尤其是在信息量較大的情況下。若要完成對(duì)GIS系統(tǒng)中大量地理信息數(shù)據(jù)預(yù)先從磁盤讀取到內(nèi)存中,系統(tǒng)內(nèi)存中應(yīng)保留足夠的緩沖空間。雙緩存機(jī)制是結(jié)合數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)分塊的特點(diǎn),在內(nèi)存中建立一個(gè)緩沖區(qū),作為裝載高程及紋理數(shù)據(jù)的二級(jí)緩存,當(dāng)數(shù)據(jù)調(diào)度服務(wù)中心接收到請(qǐng)求的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)信息后,從緩存管理器中查詢地形數(shù)據(jù)是否在緩存區(qū)中,如在緩存區(qū)中,則直接發(fā)送給地形可視化系統(tǒng);否則從磁盤中讀入相應(yīng)的數(shù)據(jù)放入緩存,再發(fā)送到可視化系統(tǒng)。為了保證GIS系統(tǒng)在顯示場(chǎng)景繪制過程中的穩(wěn)定性和連貫性要求,避免顯示畫面出現(xiàn)停頓現(xiàn)象,在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中多采用多線程技術(shù)。當(dāng)前,GIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)中大多將多線程技術(shù)和緩存技術(shù)配合使用,實(shí)現(xiàn)對(duì)GIS地理信息數(shù)據(jù)的調(diào)度與顯示處理。基于多線程技術(shù)的雙緩存策略就是一種典型的用于地圖漫游的數(shù)據(jù)調(diào)度方法,它較好地解決了漫游中出現(xiàn)的屏幕閃爍問題。以下將針對(duì)靶場(chǎng)GIS系統(tǒng)在進(jìn)行地圖縮放和漫游時(shí)采用的數(shù)據(jù)調(diào)度方法及調(diào)度過程進(jìn)行研究。
3靶場(chǎng)GIS地圖縮放與漫游數(shù)據(jù)調(diào)度
3.1靶場(chǎng)GIS地圖縮放數(shù)據(jù)調(diào)度首先,對(duì)靶場(chǎng)指揮顯示系統(tǒng)中使用的地圖數(shù)據(jù)按照金字塔型存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行存儲(chǔ)。在靶場(chǎng)GIS系統(tǒng)對(duì)地圖進(jìn)行縮放操作時(shí),依據(jù)所需完成的縮放倍數(shù),從系統(tǒng)存儲(chǔ)中將相應(yīng)等級(jí)的地圖數(shù)據(jù)讀入內(nèi)存進(jìn)行處理并顯示即可。在靶場(chǎng)GIS地圖數(shù)據(jù)組織調(diào)度設(shè)計(jì)中,我們采用數(shù)據(jù)預(yù)加載和漸進(jìn)顯示相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)。
3.1.1數(shù)據(jù)預(yù)加載數(shù)據(jù)預(yù)加載是指在執(zhí)行縮放操作前,系統(tǒng)根據(jù)可視區(qū)域內(nèi)顯示的地圖信息等級(jí),將與其相鄰的多個(gè)等級(jí)的地圖數(shù)據(jù)讀取并存儲(chǔ)于內(nèi)存,作為緩存數(shù)據(jù),可大幅減少由于系統(tǒng)要從外部存儲(chǔ)設(shè)備讀取所需地圖數(shù)據(jù)時(shí)浪費(fèi)的大量時(shí)間,提高整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行地圖縮放操作的效率,滿足用戶對(duì)地圖縮放操作過程中顯示的實(shí)時(shí)性和流暢性要求。數(shù)據(jù)預(yù)加載的方法簡(jiǎn)單易行且效果明顯,可直接應(yīng)用于靶場(chǎng)GIS地圖數(shù)據(jù)組織調(diào)度的設(shè)計(jì)中。
3.1.2漸進(jìn)顯示在靶場(chǎng)GIS系統(tǒng)中采用漸進(jìn)顯示技術(shù)的主要目的,是解決系統(tǒng)在對(duì)地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示的過程中可能出現(xiàn)的延遲問題。系統(tǒng)操作人員執(zhí)行地圖縮放操作后,系統(tǒng)首先將對(duì)操作所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量進(jìn)行判斷。當(dāng)數(shù)據(jù)量較大時(shí),系統(tǒng)將無(wú)法滿足用戶對(duì)快速繪制地圖并實(shí)時(shí)顯示的要求,導(dǎo)致系統(tǒng)顯示延遲。為保證系統(tǒng)顯示的流暢性,我們對(duì)擬顯示的圖像采用算法進(jìn)行抽點(diǎn)處理,重新生成一幅較低質(zhì)量的圖像進(jìn)行替代后,快速顯示出來。與此同時(shí),系統(tǒng)將在后臺(tái)對(duì)操作所需數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,處理完結(jié)后由系統(tǒng)完成刷新并重新顯示。因此,GIS用戶在操作過程中,將產(chǎn)生漸進(jìn)顯示的視覺效果。通過該處理方法,可在一定程度上緩解因操作人員頻繁進(jìn)行縮放操作時(shí),帶給系統(tǒng)顯示畫面的停頓感,減小了用戶的視覺延遲效果,確保靶場(chǎng)指揮顯示系統(tǒng)GIS地圖顯示實(shí)時(shí)性和流暢性。
3.2靶場(chǎng)GIS地圖漫游數(shù)據(jù)調(diào)度在靶場(chǎng)GIS系統(tǒng)中,地圖漫游速度及平滑程度是靶場(chǎng)GIS系統(tǒng)顯示能力的重要技術(shù)指標(biāo)。當(dāng)前,GIS系統(tǒng)在地圖漫游調(diào)度設(shè)計(jì)中,大多采用多線程技術(shù)以消除漫游時(shí)可能產(chǎn)生的屏幕閃爍和畫面停頓不連續(xù)的問題。以下,主要討論采用雙緩存策略實(shí)現(xiàn)靶場(chǎng)GIS系統(tǒng)地圖漫游數(shù)據(jù)調(diào)度設(shè)計(jì)。靶場(chǎng)GIS系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),首先在系統(tǒng)內(nèi)存中開辟兩塊緩存空間,專門用于存放繪制好的地理信息數(shù)據(jù),我們將其定義為前臺(tái)緩存和后臺(tái)緩存,緩存的大小應(yīng)遠(yuǎn)超實(shí)際屏幕地理信息數(shù)據(jù)量。當(dāng)靶場(chǎng)指揮操作人員進(jìn)行地圖漫游操作時(shí),靶場(chǎng)GIS系統(tǒng)啟動(dòng)前臺(tái)線程,組織所需地理信息數(shù)據(jù),將其繪制完成并存儲(chǔ)在前臺(tái)緩存中。在系統(tǒng)進(jìn)行漫游操作過程中,若實(shí)際屏幕的中心位置偏離預(yù)先設(shè)置的觸發(fā)邊界,系統(tǒng)將立即啟動(dòng)后臺(tái)線程,以新的地理位置為中心組織對(duì)應(yīng)的地理信息數(shù)據(jù),完成地圖繪制并存儲(chǔ)在后臺(tái)緩存中。當(dāng)屏幕中心移動(dòng)到切換邊界時(shí),系統(tǒng)將后臺(tái)緩存中繪制好的圖像拷貝到屏幕的顯示緩存中,同時(shí)完成前后臺(tái)緩存的切換。循環(huán)往復(fù),屏幕總是顯示已繪制好的地圖畫面。采用多線程的數(shù)據(jù)調(diào)度能有效提高靶場(chǎng)GIS系統(tǒng)在地圖漫游操作時(shí),屏幕顯示畫面的實(shí)時(shí)性和地圖漫游顯示的平滑程度。
4結(jié)束語(yǔ)