邁克爾遜干涉實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理與優(yōu)化設(shè)計(jì)

邁克爾遜干涉實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理與優(yōu)化設(shè)計(jì)1、相關(guān)定義

1.1、關(guān)系模型數(shù)據(jù)庫的基本概念和原理

數(shù)據(jù)庫代表一系列信息的集合,它包括簡(jiǎn)單的”平面文件”數(shù)據(jù)庫和”關(guān)系型”數(shù)據(jù)庫兩種。簡(jiǎn)單的平面文件數(shù)據(jù)庫用途非常有限,而關(guān)系型數(shù)據(jù)庫卻能從容不迫地包含數(shù)百萬條信息,并可利用復(fù)雜的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這些信息進(jìn)行排序和組織,是一種功能完善、運(yùn)行可靠的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。一個(gè)關(guān)系Relationship可以定義為具有相同屬性元組的一個(gè)有限集合,其中每一個(gè)元組是從該組屬性到各自對(duì)應(yīng)值域的一個(gè)映射。這里的”域Domain”是指具有同種類型的值的集合。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中,對(duì)每一個(gè)關(guān)系中信息內(nèi)容結(jié)構(gòu)的描述,稱作該關(guān)系的關(guān)系模式Relationalmodel,一般表示為:關(guān)系名屬性1,屬性2,屬性3,,屬性n用來表示信息的一組關(guān)系模式稱為關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式,相應(yīng)關(guān)系的當(dāng)前值稱為關(guān)系數(shù)據(jù)庫。關(guān)系是元組的集合,這就限定了一個(gè)關(guān)系中每一個(gè)元組的唯一性,因此任何一個(gè)關(guān)系中都必定存在某個(gè)屬性或?qū)傩约?它們的值具有唯一地標(biāo)志整個(gè)元組的性質(zhì),這個(gè)屬性或?qū)傩约Q作該關(guān)系的關(guān)鍵字。

1.2、研究性學(xué)習(xí)的定義和解釋

研究性學(xué)習(xí)是以”培養(yǎng)學(xué)生具有永不滿足,追求卓越的態(tài)度。培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、從而解決問題的能力”為基本目標(biāo),以學(xué)生從學(xué)習(xí)生活和社會(huì)生活中獲得的各種研究項(xiàng)目或項(xiàng)目設(shè)計(jì)、作品的設(shè)計(jì)與制作等為基本的學(xué)習(xí)載體,以在提出問題和解決問題全過程中學(xué)習(xí)到的科學(xué)研究方法、獲得的豐富且多方面體驗(yàn)和獲得的科學(xué)文化知識(shí)為基本內(nèi)容,以在教師指導(dǎo)下,以學(xué)生自主采用研究性學(xué)習(xí)方法開展研究為基本的教學(xué)形式的課程。研究性學(xué)習(xí)是國家教育部2000年1月頒布的《全日制普通高級(jí)中學(xué)課程計(jì)劃》中綜合實(shí)踐活動(dòng)的一項(xiàng)內(nèi)容。它是指學(xué)生在教師指導(dǎo)下,從學(xué)習(xí)生活、社會(huì)生活中選擇和確定研究專題,主動(dòng)獲取知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)、解決問題的活動(dòng)。研究性學(xué)習(xí)與社會(huì)實(shí)踐、社區(qū)服務(wù)、勞動(dòng)技術(shù)教育共同構(gòu)成”綜合實(shí)踐活動(dòng)”,作為必修課程列入《全日制普通高級(jí)中學(xué)課程計(jì)劃》中。研究性學(xué)習(xí)是一種實(shí)踐性比較強(qiáng)的教育教學(xué)活動(dòng),和現(xiàn)有的普通學(xué)科教學(xué)不同,研究性學(xué)習(xí)不再局限于對(duì)學(xué)生進(jìn)行單純的書本知識(shí)傳授,而是讓學(xué)生參加各種各樣的社會(huì)實(shí)踐活動(dòng),在社會(huì)實(shí)踐中學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)和獲得各種能力和知識(shí)。這里的”實(shí)踐”的含義不僅是指社會(huì)調(diào)查,收集資料等預(yù)備任務(wù),它還包括選題,制定研究計(jì)劃和請(qǐng)教科研任務(wù)專家,撰寫研究報(bào)告等一系列的過程。研究性學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)知識(shí)的聯(lián)系和運(yùn)用,研究性學(xué)習(xí)和以往的興趣小組、奧賽訓(xùn)練小組不同,它不僅是某一學(xué)科知識(shí)和能力的綜合運(yùn)用,更是各個(gè)學(xué)科知識(shí)的融會(huì)貫通,如”高中生物選修部分研究性學(xué)習(xí)的教學(xué)模式探究”至少需要生物、數(shù)學(xué)兩個(gè)學(xué)科的知識(shí)。學(xué)生通過研究性學(xué)習(xí),不但知道如何運(yùn)用學(xué)過的知識(shí),還會(huì)很自然地在已經(jīng)學(xué)過的知識(shí)之間建立一定的聯(lián)系和體系,并且,為了解決問題學(xué)生還會(huì)主動(dòng)地去學(xué)習(xí)最新的知識(shí)。

1.3、XML定義

記語言。它是一種把數(shù)據(jù)表示為一個(gè)文本字符串的語言,這個(gè)文本字符串還包括用于數(shù)據(jù)的散布的”標(biāo)記”。使用標(biāo)記允許把文本和與它的內(nèi)容或形式相關(guān)的信息散布在一起。標(biāo)記(tag)用角括號(hào)”“包含字符來區(qū)別字符數(shù)據(jù)(非標(biāo)記文本)。因此一個(gè)字符串、一個(gè)文檔由標(biāo)記和字符數(shù)據(jù)組成,這些結(jié)合起來就形成了元素。一個(gè)元素(eleroent)以一個(gè)開始標(biāo)記開始,以一個(gè)結(jié)束標(biāo)記結(jié)束。如:訪tersPersed

是標(biāo)記,在標(biāo)記里面的內(nèi)容是文本,而從一個(gè)開始標(biāo)記到它的結(jié)束標(biāo)記的文本區(qū)域是一個(gè)元素,像intersPersed“就是一個(gè)元素。元素是xN壓的基本組成部分。元素可以包含嵌套在其中的其它元素,叫做子元素(subelemeni)。一個(gè)文檔由一個(gè)單一的最外面的元素組成,它包含其它元素和/或字符數(shù)據(jù),并且每個(gè)子元素可以包含其它帶字符的”子元素的子元素”(sub一subelement)。下面給出一個(gè)簡(jiǎn)單的XML訂單文檔示例。例1一1一個(gè)簡(jiǎn)單的XML文檔ChezFred叼Custome戶

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NaJ汗agansett山東大學(xué)碩士學(xué)位論文犯02882刁Sh幣To>263.40叼Subtota]>18.44290.79閱叮otal>

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1.4、數(shù)據(jù)采集的基本概念

對(duì)于絕對(duì)重力儀中的激光干涉信號(hào)而言,數(shù)據(jù)采集就是將包含有測(cè)試塊下落位置和時(shí)間信息的模擬信號(hào)經(jīng)過調(diào)理、采樣、量化、編碼和傳輸四個(gè)步驟,最后送到控制系統(tǒng)中進(jìn)行存儲(chǔ)和傳輸,以方便后面進(jìn)行重力值的解算。而一般的編程器件以及計(jì)算機(jī)僅能識(shí)別二進(jìn)制的0,1序列,對(duì)于模擬信號(hào)必須經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號(hào)后,才能夠進(jìn)行分析處理。本系統(tǒng)采集、存儲(chǔ)以及傳輸?shù)男盘?hào)均為經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)。將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)通常需要經(jīng)過三個(gè)步驟,即采樣,量化,編碼,其中采樣和量化分別完成對(duì)模擬信號(hào)時(shí)間軸的離散化、值域的離散化,編碼過程將已被離散化的數(shù)值編成對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換器位數(shù)的0,1序列二進(jìn)制數(shù)。

1.5、與刀具軌跡有關(guān)的幾個(gè)基本概念

為了方便下文對(duì)刀位算法的介紹,首先把刀位計(jì)算中的常用術(shù)語歸納如下:ABCOO1O2圖2-1刀位點(diǎn)與刀觸點(diǎn)的位置關(guān)系Fig.2-1RelationshipbetweenCC-PointandCL-Point(1)刀觸點(diǎn):在刀具加工工件的過程中,刀具有效切削表面與工件的接觸點(diǎn)稱為刀觸點(diǎn)(CutterContactPoint,簡(jiǎn)稱CC-Point),在圖2-1中,球頭刀先后在A、B、C三點(diǎn)與被加工曲面相切,則此三點(diǎn)為三個(gè)不同時(shí)刻的刀觸點(diǎn)。(2)刀觸點(diǎn)軌跡:所有刀觸點(diǎn)按走刀的先后順序連接起來組成的線條稱哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-7-為刀觸點(diǎn)軌跡(CC-Path)。(3)刀位數(shù)據(jù)與刀位點(diǎn):在加工過程中的任一時(shí)刻能準(zhǔn)確確定刀具位置的數(shù)據(jù)稱為刀位數(shù)據(jù)(Cutter-Location-Data,簡(jiǎn)稱CL-Data)。刀位數(shù)據(jù)由刀具的角度和刀具上一點(diǎn)的坐標(biāo)組成,這一點(diǎn)稱為刀位點(diǎn)(Cutter-Location-Point)。在三軸機(jī)床上,因?yàn)榈毒叩钠D(zhuǎn)角和傾斜角均為零度,因此三軸機(jī)床的刀位數(shù)據(jù)僅包含刀位點(diǎn)坐標(biāo)。球頭刀的刀位點(diǎn)一般定義在球心的位置。環(huán)形刀的刀位點(diǎn)一般定義在刀軸上的某一位置。(4)刀位點(diǎn)軌跡:所有刀位點(diǎn)按走刀的先后順序連接形成刀位點(diǎn)軌跡(CL-Path),簡(jiǎn)稱刀軌。球頭刀具有法矢自適應(yīng)性,刀具上每一點(diǎn)的法矢方向均通過球心,只需將刀觸點(diǎn)坐標(biāo)沿曲面在該刀觸點(diǎn)的法矢方向偏移刀具半徑的長度,即可獲得刀位點(diǎn)坐標(biāo)。在圖2-1中,urO為刀位矢量,urA為刀觸點(diǎn)矢量,uAuurO為曲面在此處的法矢方向,則:urO=uAr+RuAuurO。(5)加工步長(PathStep):指在一條刀軌上相鄰兩個(gè)刀觸點(diǎn)之間的距離。在圖2-1中,線段OO1和O1O2的長度是在不同位置處的步長。(6)加工行距(PathInterval):相鄰兩條刀觸點(diǎn)軌跡線上對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的距離稱為行距。在參數(shù)化曲面上,行距一般是在短程線方向上計(jì)算的。遞歸分割曲面無法進(jìn)行求導(dǎo)運(yùn)算,所以無法計(jì)算短程線方向,通常在垂直于一條刀軌的方向計(jì)算行距。行距是影響加工精度和加工效率的重要因素,準(zhǔn)確的確定加工行距是進(jìn)行高效率、高精度數(shù)控加工的前提和保證。(7)殘余高度(ScallopHeight):加工后零件表面上的一點(diǎn)與設(shè)計(jì)零件表面上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的距離稱為該點(diǎn)的殘余高度(scallopheight)。殘余高度是數(shù)控加工最重要的指標(biāo),不能保證殘余高度滿足要求的刀位數(shù)據(jù)計(jì)算方法是沒有意義的。

1.6、陰影區(qū)域的定義

當(dāng)背離雷達(dá)一面的局部目標(biāo)斜率大于或等于發(fā)射信號(hào)入射角時(shí),就會(huì)出現(xiàn)雷達(dá)成像陰影區(qū),如圖2-4所示。陰影區(qū)不會(huì)散射任何信號(hào),在InSAR單視圖像對(duì)(SLCI1,2)中將形成較暗的區(qū)域。圖2-4InSAR單視圖像中幾何失真中的陰影Figure2-4Theshadowinthesingle-lookimageofInSARsystem對(duì)于地面散射的每個(gè)小平面,在確定了小平面單元的中心點(diǎn)坐標(biāo)之后,可以按照以下方法來確定該小平面是否處于陰影區(qū)域中。如圖2-5所示,有X標(biāo)示的點(diǎn)都處于陰影區(qū)域中,對(duì)于固定入射角的電磁波,如何找出這些有X標(biāo)示的坐標(biāo)點(diǎn)。具體步驟如下:(1)求出天線照射方向在YZ坐標(biāo)系里的斜率k;(2)對(duì)于每一個(gè)小平面單元,計(jì)算過它中心點(diǎn)斜率為k的直線。判斷右邊各點(diǎn)處于該直線的位置,如果處于該直線之下則在陰影區(qū)域中。(3)另外一種情況,對(duì)于一個(gè)小平面單元,若有cosδ=n?k1.7、線膨脹系數(shù)的定義

把熱量加熱到一個(gè)物體上,使其溫度從T1變到T2,這時(shí)物體的體積會(huì)相應(yīng)地從原來的V1變到V2,為了描述這個(gè)變化,定義材料的平均體積膨脹系數(shù)為:1(21)21VTTVVm?β=?(2-10)恒壓下溫度改變一個(gè)微量dT時(shí),這個(gè)比率的極限值就定義為真實(shí)的體積熱膨脹系數(shù),或簡(jiǎn)稱為膨脹系數(shù),即:TPVβ=V1(??)(2-11)對(duì)于線性或單向的情況,相應(yīng)的定義為:1(21)21LTTLLm?α=?(2-12)TPLα=L1(??)(2-13)式中L——常溫下樣品長度(m)如果物質(zhì)的熱膨脹不是通過體積而是通過密度ρ進(jìn)行測(cè)定,則體膨脹系數(shù)可表示為:2(21)12β=ρρT??ρT(2-14)β=?1ρ(??ρT)P(2-15)對(duì)于各向同性的晶體物質(zhì),真體膨脹系數(shù)與真線膨脹系數(shù)之間的關(guān)系可表示為:β=3α+3α2(T1+T2)+α3(T22+T2?T1+T1)(2-16)上式中第二項(xiàng)和第三項(xiàng)很小,可予忽略,則:β?3α(2-17)北京工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-10-各向同性晶體物質(zhì)的平均體膨脹系數(shù)與平均線膨脹系數(shù)之間的關(guān)系為:β=3α[1+α(T2?T1)](2-18)

1.8、數(shù)據(jù)質(zhì)量的概念和評(píng)價(jià)指標(biāo)

目前,數(shù)據(jù)質(zhì)量問題已引起廣泛的關(guān)注。什么是數(shù)據(jù)質(zhì)量呢?數(shù)據(jù)質(zhì)量問題并不僅僅是指數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。文獻(xiàn)[23]把數(shù)據(jù)質(zhì)量定義為數(shù)據(jù)的一致性(consistency)、正確性(correctness)、完整性(completeness)和最小性(minimality)這4個(gè)指標(biāo)在信息系統(tǒng)中得到滿足的程度。一般說來,評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)質(zhì)量最主要的幾個(gè)指標(biāo)是:準(zhǔn)確性(Accuracy):準(zhǔn)確性是指數(shù)據(jù)源中實(shí)際數(shù)據(jù)值與假定正確數(shù)據(jù)值的一致程度;完整性(Completeness):完整性是指數(shù)據(jù)源中需要數(shù)值的字段中無值缺失的程度;一致性(Consistency):一致性是指數(shù)據(jù)源中數(shù)據(jù)對(duì)一組約束的滿足程度;唯一性(Uniqueness):唯一性是指數(shù)據(jù)源中記錄以及編碼是否唯一;適時(shí)性(Timeliness):適時(shí)性是指在所要求的或指定的時(shí)間提供一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的程度;有效性(Validity):有效性是指維護(hù)的數(shù)據(jù)足夠嚴(yán)格以滿足分類準(zhǔn)則的接受要求。

1.9、數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)軟件的實(shí)現(xiàn)都是基于某種數(shù)據(jù)類型的,因此數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)。人們需要把現(xiàn)實(shí)世界中的事物直接轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)識(shí)別的對(duì)象,即抽象為數(shù)據(jù)概念模型。概念模型的描述工具有E-R模型圖。白洋淀水環(huán)境信息系統(tǒng)概念模型是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界白洋淀水環(huán)境及其周圍地物的認(rèn)識(shí)和抽象,轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)庫建立過程如圖9所示。根據(jù)數(shù)據(jù)內(nèi)容,白洋淀水環(huán)境信息數(shù)據(jù)庫中設(shè)計(jì)有多個(gè)主題的數(shù)據(jù)表,數(shù)據(jù)表名稱及內(nèi)容如表2所示。圖9數(shù)據(jù)庫建立過程18第3章白洋淀水環(huán)境管理信息系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)表2數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)表及其內(nèi)容數(shù)據(jù)表名稱數(shù)據(jù)表內(nèi)容數(shù)據(jù)類型用戶信息數(shù)據(jù)表用戶信息,包括用戶名、密碼等屬性數(shù)據(jù)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)表行政邊界、湖泊邊界、居民點(diǎn)分布、水系分布矢量數(shù)據(jù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)表人口數(shù)量、畜禽養(yǎng)殖區(qū)、垃圾區(qū)、污水排放口、矢量數(shù)據(jù)水體中的總氮、總磷、氨氮、CODCr、BOD、PH、水質(zhì)監(jiān)測(cè)信息數(shù)據(jù)表屬性數(shù)據(jù)水溫、Chl-a等;底泥中總氮、總磷等水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)表GB3838-2002地表水標(biāo)準(zhǔn)(Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)屬性數(shù)據(jù)污染源和污染物排放村莊生活污水排放量、村莊生活垃圾產(chǎn)生量、畜屬性數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)表禽養(yǎng)殖污水產(chǎn)生量水環(huán)境模型信息數(shù)據(jù)表水環(huán)境模型參數(shù)描述屬性數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)表監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、水質(zhì)評(píng)價(jià)和水環(huán)境容量計(jì)算屬性數(shù)據(jù)

1.10、數(shù)據(jù)的概念

《數(shù)學(xué)辭?！分袑?duì)數(shù)據(jù)給出這樣的解釋,數(shù)據(jù)是對(duì)客觀事物、事件的記錄、描述,是可由人工或自動(dòng)化手段加以處理的數(shù)字、文字、圖形、圖像、聲音等符號(hào)的集合[16]。從定義中我們可以明顯看出數(shù)據(jù)是注重形式的,其有一定的可處理性。馬費(fèi)成教授在《信息管理學(xué)基礎(chǔ)》中認(rèn)為數(shù)據(jù)是載荷或記錄信息的,按照一定規(guī)則排列組合的物理符號(hào)。它可以是數(shù)字、文字、圖像,也可以是聲音或計(jì)算機(jī)代碼[17]。M.Alavi和D.E.Leidner認(rèn)為數(shù)據(jù)是原始的,除了存在以外沒有任何意義[18]。數(shù)據(jù)是沒有被解釋的符號(hào)。不同領(lǐng)域的學(xué)者對(duì)數(shù)據(jù)的理解不同,自然科學(xué)領(lǐng)域的學(xué)者認(rèn)為數(shù)據(jù)是以數(shù)量形式給出,是實(shí)驗(yàn)、測(cè)量、觀測(cè)、調(diào)查等的結(jié)果,如實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、觀測(cè)數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等。管理學(xué)領(lǐng)域中對(duì)數(shù)據(jù)的研究普遍觀點(diǎn)是數(shù)據(jù)是事實(shí)的數(shù)字化、編碼化、序列化和結(jié)構(gòu)化。數(shù)據(jù)是形成信息的基礎(chǔ),是客觀事物的記錄。筆者認(rèn)為,數(shù)據(jù)可以是數(shù)字、符號(hào)或代碼等的表示形式,單個(gè)數(shù)據(jù)本身是沒有具體意義的,但在特定的環(huán)境下,多個(gè)數(shù)據(jù)具有特定含義的。數(shù)據(jù)是一種資源,它可以作為結(jié)構(gòu)單元被存儲(chǔ)和利用。

2、相關(guān)背景

2.1、研究背景

針灸學(xué)古老而優(yōu)秀,是中醫(yī)理論的核心組成部分,至少對(duì)300種疾病有良好療效。20世紀(jì)中葉開始,我國的學(xué)者們?cè)卺槾替?zhèn)痛、戒毒、醒腦開竅等方面取得了理論或技術(shù)方面意義重大的突破性成果。同時(shí),我國現(xiàn)代化針灸研究堂而皇之地躋身于國際學(xué)術(shù)舞臺(tái),掀起了全球”針灸熱”的潮流。韓國、日本及一些西方國家不少學(xué)者致力于針灸學(xué)奧妙的探索,中外學(xué)者發(fā)表的論文有2萬篇之多

2.2、USB的產(chǎn)生背景及其特點(diǎn)

傳統(tǒng)的PC機(jī)通信主要是通過PC機(jī)主板所提供的各種接口來實(shí)現(xiàn)的,如ISA接口、PCI接口、PS/2接口、串行接口、并行接口等。這些接口存在很多缺陷[25],如:接口為非共享式接口,同一時(shí)刻一個(gè)接口只支持單個(gè)外設(shè)的連接、接口體積龐大、接口規(guī)格不一、接口采用傳統(tǒng)I/O模式等。為了解決傳統(tǒng)PC機(jī)在發(fā)展過程中所遇到的這些問題,ComPaq,DEC,IBM,Intel,Microsoft,NEC和NorthernTelecom七家公司共同研制開發(fā)了USB(UniversalSerialBus,即通用串行總線)。USB是一種快速的、方便的、廉價(jià)的新一代總線接入技術(shù),與其他老式PC機(jī)接口相比,USB具有如下優(yōu)點(diǎn):(1)低成本。USB能實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的功能,也較以前的接口更復(fù)雜,但它的組件和電纜并不貴,為PC機(jī)接口提供一種低成本的解決方案。(2)USB支持熱插拔和即插即用;(3)節(jié)省系統(tǒng)資源。在USB系統(tǒng)中,只有USB主控制器需要使用一個(gè)IRQ線和一些I/O地址空間。(4)靈活。USB支持三種類型的傳輸速率:1.5Mb/s的低速傳輸、12Mb/s的全速傳輸和480Mb/s的高速傳輸;四種傳輸類型:塊傳輸、同步傳輸、中斷傳輸和控制傳輸。(5)共享式接口。USB端口支持多個(gè)不同設(shè)備的串列聯(lián)接,一個(gè)USB口理論上可連接126個(gè)USB設(shè)備;(6)性能可靠。USB系統(tǒng)通過硬件和數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議兩方面來保證其傳輸?shù)目煽啃?在USB協(xié)議中還包含了數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的監(jiān)測(cè)機(jī)制,用以確保數(shù)據(jù)無錯(cuò)誤的發(fā)送;(7)USB設(shè)備能夠直接由USB總線進(jìn)行供電;(8)USB規(guī)范具有良好的兼容性。目前,USB設(shè)備的發(fā)展如日中天,國內(nèi)外己推出了幾百種USB設(shè)備,包括USB集線器、打印機(jī)、掃描儀器、存儲(chǔ)器、數(shù)字音箱、數(shù)碼相機(jī)和調(diào)制解調(diào)設(shè)備等。20USB設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中己經(jīng)逐步漸取代傳統(tǒng)的外設(shè),因此研究USB具有一定的意義。

2.3、選題背景及意義

速發(fā)展,人們物質(zhì)生活水平正在不斷的提高,然而經(jīng)濟(jì)上的富裕卻帶來了越來越嚴(yán)重的環(huán)境問題,這一問題如果得不到足夠的重視,將極大地阻礙我們的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。如何應(yīng)對(duì)氣候變化,是我國乃至全世界都在面臨的一個(gè)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。大氣懸浮顆粒物是懸浮在大氣中的固體、液體顆粒狀物質(zhì)的總稱即氣溶膠,粒徑一般在0.001-100μm之間[1],分散介質(zhì)為氣體。其中部分來自于自然界,例如火山噴發(fā)的煙塵、微生物細(xì)菌的分解、大氣塵埃等;還有就是人類活動(dòng)產(chǎn)生的,例如煤、石油等礦物質(zhì)的燃燒,工廠和汽車尾氣的大量排放。大氣氣溶膠一定程度上影響了太陽光輻射強(qiáng)度,降低了大氣的能見度,間接導(dǎo)致了氣候變化,當(dāng)濃度過高時(shí)還會(huì)對(duì)人類的健康造成了威脅。大氣氣溶膠對(duì)天氣和氣候的變化產(chǎn)生了很大的影響。一方面可以將太陽光反射到太空中,從而冷卻大氣,并會(huì)使大氣的能見度變壞,另一方面卻能通過微粒散射、漫射和吸收一部分太陽輻射,減少了太陽對(duì)地面的輻射能量,同時(shí)也減少地面長波輻射的外逸,這兩個(gè)過程將吸收的光能量轉(zhuǎn)化成熱能,加熱吸收性粒子及其周圍大氣,使大氣升溫[2]。在環(huán)境方面也嚴(yán)重影響了人們的日常生活,近年來,北京地區(qū)連續(xù)出現(xiàn)霧霾天氣,給人們的出行帶來諸多不便,而且氣溶膠濃度過高也容易誘發(fā)各種呼吸道疾病。與此同時(shí),對(duì)大氣氣溶膠在環(huán)境監(jiān)測(cè)、太陽輻射、激光大氣傳輸、航天軍事和遙感領(lǐng)域等方面都有非常重要的研究意義。因此開展實(shí)時(shí)而準(zhǔn)確的測(cè)量大氣氣溶膠吸收系數(shù)的研究是十分緊迫的,也越來越引起人們的重視,逐漸成為了近年來國內(nèi)外各大科研機(jī)構(gòu)研究的熱點(diǎn)之一。常用的大氣氣溶膠吸收系數(shù)的測(cè)量方法有:基于濾膜采樣的方法(如積分片法、PSAP、MAAP等)、消光減散射(又叫差分方法)、遙感方法、光聲法、激光誘導(dǎo)的熱輻射法等。與以上幾種方法相比,光熱干涉法能直接測(cè)量大氣氣溶膠吸收系數(shù)而不受散射光的影響,具有精度高、不確定度低、在線原位等優(yōu)點(diǎn)。其基本原理是:氣溶膠粒子吸收光輻射加熱了周圍空氣和粒子本身,是其溫度升高,導(dǎo)致氣溶膠粒子周圍空氣的折射率變化,通過光熱干涉方法測(cè)量氣溶膠粒子周圍空氣的折射率來確定氣溶膠吸收系數(shù)。1

2.4、論文的背景和意義

光譜分析方法在現(xiàn)代科技、生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)、宇宙開發(fā)等領(lǐng)域[3][4][5]中獲得了廣泛的重視和推廣應(yīng)用,具有一系列明顯的優(yōu)點(diǎn):如反映靈敏度高、準(zhǔn)確性好,方便快捷等,實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物質(zhì)的定性定量分析。在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面,干涉光譜儀特別是紅外波段光譜成像儀在土地分類,土地沙化以及森林草場(chǎng)調(diào)查等方面發(fā)揮著極其重要的作用;在地質(zhì)研究方面,光譜分析已經(jīng)成功用于巖石識(shí)別、礦物豐度制圖以及找礦勘察,測(cè)試過程方便簡(jiǎn)單;在軍事偵察、識(shí)別偽裝方面,可以快速從偽裝背景中檢測(cè)出戰(zhàn)術(shù)小目標(biāo);在災(zāi)害監(jiān)4第一章緒論測(cè)和城市環(huán)境遙感方面,利用成像光譜技術(shù)的高空間分辨力,高光譜分辨力,通過光譜識(shí)別技術(shù),能將光譜特征非常相似的人工目標(biāo)和城市地物加以區(qū)分和精細(xì)分類,以助于城市發(fā)展;在生物醫(yī)學(xué)方面,和傳統(tǒng)的化學(xué)分析法相比,光譜分析突破了常規(guī)化學(xué)分析所能提供的樣品的形態(tài)和成分信息,還實(shí)現(xiàn)了樣品的定位定量信息,對(duì)深入探索蛋白質(zhì)的相互作用,DNA,細(xì)胞功能起到了巨大的推動(dòng)作用。成像光譜技術(shù)直接得到的是目標(biāo)物的輻射、反射和散射等電磁波的干涉信息,需要后續(xù)的數(shù)據(jù)處理才能得到目標(biāo)物的圖譜信息。我們已經(jīng)知道成像光譜儀按照不同的標(biāo)準(zhǔn)可以分成不同的類型,本文主要研究的干涉型光譜儀就是按照分光原理不同而分類的一種。干涉型光譜儀具有多種優(yōu)點(diǎn),包括高通量?jī)?yōu)點(diǎn)(Jacquinot優(yōu)點(diǎn))、多通道優(yōu)點(diǎn)(Fellgett優(yōu)點(diǎn))、高測(cè)量精度優(yōu)點(diǎn)(Connes優(yōu)點(diǎn))、高分辨率特性以及極低的雜散輻射等等。就其調(diào)制方式的不同,干涉型光譜儀分為時(shí)間調(diào)制型,空間調(diào)制型和時(shí)空聯(lián)調(diào)型。時(shí)間調(diào)制型的代表是基于邁克爾遜的干涉儀,空間調(diào)制型的代表是基于橫向剪切儀的干涉儀,時(shí)空聯(lián)調(diào)型的代表是西安光機(jī)所的LASIS光譜儀。

2.5、研究背景及意義

年代第一臺(tái)激光器產(chǎn)生以來,激光技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)加工的各個(gè)領(lǐng)域。由于激光具有高亮度、高方向性、高單向性及高相干性的特性,因此激光加工具有一些其他加工方法不具備的特點(diǎn):1)激光加工是無接觸加工,對(duì)工件不產(chǎn)生沖擊,不會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形。2)激光加工中無切削力產(chǎn)生,沒有刀具磨損。3)由于激光能量密度高,只對(duì)工件照射部位產(chǎn)生加工,因此加工過程中熱影響區(qū)小,工件的熱變形也較小。4)由于激光易于導(dǎo)向、聚焦,它可以通過透明介質(zhì)對(duì)密閉容器內(nèi)的工件加工。5)激光加工生產(chǎn)效率高、加工質(zhì)量穩(wěn)定,有較好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。近些年,隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展,各種新型激光器不斷出現(xiàn)。激光器的波長實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)紅外到X射線的全波段調(diào)諧,輸出功率已升至數(shù)千瓦,脈沖寬度獲得了從納秒、皮秒、飛秒的壓縮。激光加工應(yīng)用也從傳統(tǒng)的切割、焊接、熱處理領(lǐng)域,向加工具有微細(xì)溝槽表面的電子原器件、航空航天、汽車、醫(yī)療等領(lǐng)域發(fā)展。作為激光微細(xì)加工技術(shù)的一個(gè)分支,脈沖激光在微細(xì)加工領(lǐng)域的研究和應(yīng)用越來越廣泛。根據(jù)激光脈沖寬度的大小,激光加工分為連續(xù)激光加工和脈沖激光加工。連續(xù)激光加工時(shí),激光脈寬長,脈沖間隔短,加工時(shí)熱作用明顯。脈沖激光加工時(shí),激光脈寬短,加工熱作用小,非常適合于微細(xì)加工。脈沖激光按脈寬的時(shí)間量級(jí)分為納秒、皮秒和飛秒激光。飛秒(脈沖)激光的脈沖寬度為10‐15秒,由于脈寬極短,較低能量激光通過聚焦即可獲得1020W/c㎡以上的峰值密度,焦點(diǎn)部位溫度可達(dá)6000℃,受作用材‐1‐料表面瞬間達(dá)到汽化溫度,能量還沒來得及擴(kuò)散,就直接汽化蒸發(fā),對(duì)加工區(qū)域無熱影響,屬于‘冷加工’。皮秒(脈沖)激光的脈沖寬度為10‐11~10‐12秒量級(jí),其加工機(jī)理與飛秒激光類似,與飛秒激光加工相比,由于其脈沖寬度稍大,激光加工區(qū)域會(huì)有一定的熱擴(kuò)散。納秒(脈沖)激光的脈沖寬度為10‐9~10‐10秒量級(jí),由于脈寬大,當(dāng)納秒激光與材料作用時(shí),表現(xiàn)為先吸收能量,將其轉(zhuǎn)化為熱能,再向周圍介質(zhì)擴(kuò)散,因此會(huì)在加工區(qū)域周圍形成熱影響區(qū),其熱擴(kuò)散效應(yīng)要比飛秒和皮秒加工大得多,加工精度相對(duì)要低一些。但與連續(xù)激光向比,其熱效應(yīng)還是相當(dāng)小的,完全能夠滿足微精細(xì)加工要求。綜上所述,脈沖激光具備連續(xù)激光等不具備的一些優(yōu)點(diǎn),其特有的高(能量)密度性、以及低熱擴(kuò)散效應(yīng)性,可以實(shí)現(xiàn)多種材料(金屬、半導(dǎo)體、透明材料內(nèi)部以及生物組織等)的精細(xì)微加工、雕刻,隨著脈沖激光技術(shù)和加工工藝的發(fā)展,其必將在精微細(xì)加工中具有廣闊的應(yīng)用前景。

2.6、研究背景

不僅具有復(fù)雜的地形,而且處于永不停息的變化當(dāng)中。地表的變形運(yùn)動(dòng),有時(shí)是緩慢而微小的,處于量的積累階段,并不被人們所直接感知;有時(shí)則是突發(fā)而劇烈的,往往還伴隨著火山爆發(fā)和地震等劇烈的地殼變形活動(dòng),帶來巨大的地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害[1,2,3]。引起地表變形的原因:一方面來源于地球自身,它內(nèi)部的熱作用推動(dòng)了地殼各板塊的水平運(yùn)動(dòng),這種水平運(yùn)動(dòng)之間的相互作用,又進(jìn)一步引起地殼在垂直方向的變形;而另一方面,則由人類的生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)所導(dǎo)致,伴隨著全球人口的增長和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人類加快了對(duì)地下水資源和煤、油、氣及其他礦物資源的開發(fā)力度,同時(shí),為解決大型城市日益嚴(yán)重的交通堵塞狀況,地下軌道交通建設(shè)也得到快速發(fā)展,人類的這些生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)也將引起地表沉降問題,從而產(chǎn)生土地資源和民居環(huán)境破壞及污染地下水資源等較嚴(yán)重社會(huì)環(huán)境后果,制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)、快速、健康發(fā)展。如上海市是我國地面沉降發(fā)生最早、影響最大、帶來危機(jī)最為嚴(yán)重的城市[4],自1921年發(fā)生地面沉降以來,至今沉降面積達(dá)10000km2,沉降中心最大高達(dá)2.6m,根據(jù)對(duì)上海市40多年沉降歷史的研究,地面沉降造成的經(jīng)濟(jì)損失已達(dá)千億元。江蘇省經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的蘇錫常地區(qū)位于長江三角洲腹地,也是地面沉降嚴(yán)重的地區(qū)之一[5,6]。目前,全國已經(jīng)有70多個(gè)城市發(fā)生了不同程度的地面沉降,沉降面積已經(jīng)達(dá)6.4萬km2,沉降中心最大沉降量超過2m的還有天津、太原、西安等城市,其中天津60%的地面發(fā)生沉降,塘沽區(qū)的沉降量達(dá)3.1m。對(duì)地表變形數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確定量測(cè)量不僅對(duì)豐富和完善地球板塊動(dòng)力學(xué)理論和進(jìn)一步深入理解地震、火山以冰川流動(dòng)的原理等地學(xué)科學(xué)研究工作具有極其重要的意義,而且對(duì)于人類在生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)中有效監(jiān)控和防治地面沉降帶來的災(zāi)害也同樣具有重要的實(shí)用價(jià)值。因此,地表變形測(cè)量的相關(guān)技術(shù)因其在地表變形測(cè)量中所發(fā)揮的關(guān)鍵作用,日益得到世界各國的廣泛重視[7~12]。自上世紀(jì)五十年代以來,合成孔徑雷達(dá)(SAR)成像技術(shù)不斷取得新成果,獲得了快速發(fā)展,目前,己經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)重要的對(duì)地觀測(cè)新工具[13]。同傳統(tǒng)的光學(xué)遙感影像技術(shù)相比較,SAR對(duì)地觀測(cè)技術(shù)具有許多新特點(diǎn)和新優(yōu)勢(shì)[14~17]。首先,SAR技術(shù)通過采集自身發(fā)射的電磁波經(jīng)地面反射的回波來實(shí)現(xiàn)地物信息的成像,并不像光學(xué)遙感器一樣需要依賴太陽光,因此它能夠不分白天黑夜實(shí)現(xiàn)2全天時(shí)對(duì)地?cái)?shù)據(jù)采集,特別適合執(zhí)行對(duì)地監(jiān)測(cè)任務(wù)。其次,SAR技術(shù)所使用的微波波段的電磁波,能夠穿透云霧,因此在惡劣氣候條件下,SAR技術(shù)也能夠成功實(shí)現(xiàn)對(duì)地?cái)?shù)據(jù)收集。第三,地物對(duì)不同波段的電磁波具有不同的反射特征,而且不同波段的電磁波對(duì)地表的穿透能力也不同,這使得SAR影像包含了更加豐富的地物信息,為進(jìn)一步進(jìn)行地物信息分析奠定了基礎(chǔ)。更為重要的是,由于SAR成像所使用的電磁波具有較好的單色性,從而可以實(shí)現(xiàn)SAR影像干涉處理,而干涉測(cè)量具有較高的測(cè)量精度,使得合成孔徑雷達(dá)干涉(InSAR)成為一項(xiàng)具有較高精度的對(duì)地定量測(cè)量新技術(shù),在地形和地表變形測(cè)量方面都具有很大潛力[18,19]。因此,SAR對(duì)地觀測(cè)技術(shù)對(duì)國家的經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)都具有十分重要的作用,世界各大科技強(qiáng)國均投入巨大的財(cái)力、物力和人力資源積極開展相關(guān)理論和技術(shù)的研究工作,使得這一領(lǐng)域的研究工作十分活躍,成為國際前沿研究課題之一。隨著我國過去三十多年經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人口的持續(xù)增長,地下水、煤、油、氣等資源的開發(fā)持續(xù)高速增長,大型城市的地下軌道交通建設(shè)也得到快速發(fā)展,因此造成的地面沉降面積逐年擴(kuò)大,從而導(dǎo)致我國地面沉降災(zāi)害日趨嚴(yán)重,與地面沉降調(diào)查、監(jiān)測(cè)和防治相關(guān)的費(fèi)用投入每年將超過十億元,對(duì)成本較低的地面沉降測(cè)量新技術(shù)的需求已經(jīng)與日俱增。合成孔徑雷達(dá)干涉(InSAR)測(cè)量技術(shù)不僅能夠在全天時(shí)、全天候條件下實(shí)現(xiàn)地形測(cè)量,而且還具有實(shí)現(xiàn)大面積、高精度、低成本和高效率地面沉降監(jiān)測(cè)的巨大潛力[19,20]。在學(xué)習(xí)和吸收國際前沿科研成果的基礎(chǔ)上,面向?qū)嶋H應(yīng)用,開展InSAR相關(guān)理論和技術(shù)的研究工作,促進(jìn)這一新的對(duì)地觀測(cè)技術(shù)的自主研發(fā),使之盡快服務(wù)于國家的經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè),己經(jīng)成為擺在我國科技工作者面前的一項(xiàng)緊迫而艱巨的任務(wù)。隨著1978年第一顆搭載SAR的衛(wèi)星ESASAT升空投入運(yùn)營,星載的SAR技術(shù)也得到了迅猛發(fā)展,先后有ERS-1,ERS-2(1992)、JERS(1992-1998)、Envisat(2002)、ALOS、Radasat-1(1995-)、Radarsat-2(2006)、TerraSAR-X(2006)、COSMO等衛(wèi)星的發(fā)射,為研究提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支持,極大的促進(jìn)了SAR對(duì)地觀測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展。另外重要的基礎(chǔ)工作是從SAR影像中提取關(guān)于地物、地形和地表變形等信息的相關(guān)算法。其中包括SAR影像的預(yù)處理、SAR成像原理與算法、SAR影像幾何校正處理的模型與算法以及SAR影像地物信息提取的相關(guān)理論與算法。對(duì)于InSAR測(cè)量技術(shù),還包括高質(zhì)量SAR干涉成圖生成理論與算法,從干涉圖中提取地形和地表變形信息的相關(guān)算法和理論。國際上對(duì)基礎(chǔ)理論和算法的研究一直非常的活躍,一些遙感商家推出一系列相關(guān)軟件。軟件的發(fā)展:Gamma、Earthview、SARscape,還有一些開源軟件Doris、ROI_PAC、ASF-tools等。3早期的D-InSAR技術(shù)主要用于地震和火山形變的研究,1993年Massonnnet等首次利用ERS-1的SAR數(shù)據(jù)獲取了1992年Landers地震的形變場(chǎng),并將研究結(jié)果發(fā)表在《Nature》上,與其他類型的數(shù)據(jù)所得結(jié)果對(duì)比,結(jié)果基本一致,才引起國際上的關(guān)注,人們開始認(rèn)識(shí)到其在監(jiān)測(cè)地表變形方面的優(yōu)勢(shì),使它得到迅速的發(fā)展和應(yīng)用,目前該技術(shù)已經(jīng)在地震和火山形變場(chǎng)、地面沉降、山體滑坡、冰川運(yùn)動(dòng)等地表微小變形中開始發(fā)揮越來越重要的作用[20~26]。

2.7、課題背景

法測(cè)量材料線膨脹系數(shù)的實(shí)驗(yàn)研究,是國家”十五”重大科研專項(xiàng)”重要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究”課題-建立我國材料熱物性測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)裝置體系子課題”材料熱膨脹系數(shù)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)裝置”的重要部分。國家”十五”重大科技專項(xiàng)”重要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究”報(bào)告指出,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為世界各國發(fā)展貿(mào)易、保護(hù)民族產(chǎn)業(yè)、規(guī)范市場(chǎng)次序、推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步和實(shí)現(xiàn)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要手段,世界發(fā)達(dá)國家紛紛制定一系列重要的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)的貿(mào)易技術(shù)措施,以保持在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的優(yōu)勢(shì)地位。我國由于長期缺乏對(duì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的足夠重視,導(dǎo)致我國技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)總體水平偏低,對(duì)我國企業(yè)參與全球經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)帶來十分不利的影響。因此,盡快制定完善我國各種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)于提高我國產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力,促進(jìn)科技成果商品化產(chǎn)業(yè)化,打破貿(mào)易技術(shù)壁壘促進(jìn)貿(mào)易發(fā)展,維護(hù)國家和企業(yè)利益都具有極其重要的作用。

2.8、吉林省無線電監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理分析系統(tǒng)方案提出的背景

吉林省無線電監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),在國家無線電監(jiān)測(cè)中心的要求和指導(dǎo)下,隨著網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與功能的不斷完善,基本建成了一定規(guī)模的無線電監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),形成了固定站、車載站、搬移站、便攜設(shè)備等相輔相成的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)格局。無線電監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的建立,對(duì)加強(qiáng)無線電頻譜監(jiān)測(cè)、無線電干擾源查找定位、打擊非法設(shè)臺(tái)、有效維護(hù)空中電波秩序發(fā)揮了非常大的作用。隨著監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的日益擴(kuò)大,吉林省各級(jí)無線電監(jiān)測(cè)站在日常的實(shí)際監(jiān)測(cè)工作中,積累了大量的監(jiān)測(cè)歷史數(shù)據(jù),如何能夠利用和管理好這些分布的海量監(jiān)測(cè)歷史數(shù)據(jù),成為監(jiān)測(cè)信息化領(lǐng)域總體建設(shè)的一個(gè)新的課題。為解決網(wǎng)內(nèi)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)存貯、篩選、提取的難題,充分發(fā)揮監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的價(jià)值、提高監(jiān)測(cè)分析的手段,構(gòu)建省級(jí)監(jiān)測(cè)中心數(shù)據(jù)庫、地區(qū)級(jí)數(shù)據(jù)庫,建立監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理分析系統(tǒng)成為今后監(jiān)測(cè)工作中的一項(xiàng)重要任務(wù)。如何高效的利用這些監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行深層次挖掘和再利用,使之在無線電臺(tái)站管理、頻率指配等方面發(fā)揮最大的作用,既是新形勢(shì)下無線電管理工作的實(shí)際需要,也是充分發(fā)揮監(jiān)測(cè)設(shè)備利用率,加強(qiáng)無線電管理工作的科學(xué)化,提高無線電管理工作效率的實(shí)際需要。這就需要開發(fā)功能強(qiáng)大、科學(xué)合理、緊密聯(lián)系無線電監(jiān)測(cè)工作實(shí)際的無線電監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。本文提出的”吉林省無線電監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理分析系統(tǒng)”設(shè)計(jì)方案,是在現(xiàn)有監(jiān)測(cè)網(wǎng)的基礎(chǔ)上,針對(duì)吉林省內(nèi)監(jiān)測(cè)歷史數(shù)據(jù),進(jìn)行綜合管理和分析,對(duì)于各監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)所提供豐富的監(jiān)測(cè)歷史數(shù)據(jù),系統(tǒng)將根據(jù)其不同規(guī)律和特點(diǎn),進(jìn)行壓縮、篩選和提取,通過系統(tǒng)所提供的動(dòng)態(tài)聯(lián)機(jī)數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)、匯總及業(yè)務(wù)分析功能,實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)歷史數(shù)據(jù)的自動(dòng)化處理流程。系統(tǒng)將打破時(shí)間和空間的限制,對(duì)不同地理位置的監(jiān)測(cè)站點(diǎn)、不同時(shí)間段的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)合理的吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文-5-整合和歸納,針對(duì)具體的無線電監(jiān)測(cè)工作分類,通過對(duì)現(xiàn)存的海量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)用合理的算法模型和工程方法,得出真實(shí)可靠的統(tǒng)計(jì)圖表和專項(xiàng)監(jiān)測(cè)分析結(jié)論,以供無線電管理工作這輔助決策之用。本系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前各級(jí)監(jiān)測(cè)站的日常工作任務(wù),主要是針對(duì)超短波業(yè)務(wù)產(chǎn)生的監(jiān)測(cè)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2.9、背景

發(fā)展的特點(diǎn),配電網(wǎng)相對(duì)于輸電網(wǎng)而言,其建設(shè)并不太受重視,這也導(dǎo)致了對(duì)于中國的智能電網(wǎng)建設(shè)而言,智能配電網(wǎng)的發(fā)展更是當(dāng)務(wù)之急。智能配電網(wǎng)的發(fā)展要求其充分利用不斷發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、傳感器技術(shù)等,整體功能上需要具有集成、自愈、互動(dòng)、兼容等特點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)以上功能,要求新建或改造的配電網(wǎng)網(wǎng)架需要具有靈活、高效和可靠的特點(diǎn),這樣就需要有一個(gè)配電監(jiān)測(cè)與決策分析系統(tǒng)來支持配電網(wǎng)的建設(shè)1.1.2設(shè)計(jì)目標(biāo)和遠(yuǎn)景規(guī)劃在制定本配電監(jiān)測(cè)與決策分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)時(shí),對(duì)于中國目前縣供電部門配電生產(chǎn)運(yùn)營進(jìn)行了廣泛的調(diào)研,對(duì)于兄弟單位生產(chǎn)及其各種信息系統(tǒng)建設(shè)中的經(jīng)驗(yàn)和存在的各種問題進(jìn)行了深入的了解和分析,為我公司在配電信息系統(tǒng)上發(fā)展自己的特點(diǎn)做好了充分的鋪墊。總結(jié)起來有如下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)-(1)對(duì)于配電網(wǎng)絡(luò)來說,要在配電自動(dòng)化的基礎(chǔ)上大力發(fā)展配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。近幾年配電自動(dòng)化系統(tǒng)上得很多,也是山東省配網(wǎng)的重點(diǎn),但是實(shí)際效果并不大,究其原因,在于忽略了一個(gè)重要的因素:配網(wǎng)自動(dòng)化只能自動(dòng)發(fā)現(xiàn)和解決故障(從目前縣級(jí)配網(wǎng)自動(dòng)化的水平來看,尚不能做到這一點(diǎn)),而不能從根本上預(yù)防并消除故障。另外配電自動(dòng)化系統(tǒng)投資昂貴,投入數(shù)千萬只能對(duì)部分試點(diǎn)線路進(jìn)行監(jiān)控,而不能實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)管理。從我公司的實(shí)際情況來看,關(guān)注于系統(tǒng)基本信息的收集,尤其是負(fù)荷信息的收集,比進(jìn)行線路自動(dòng)化更為有利,二者應(yīng)該有機(jī)的結(jié)合在一起。負(fù)荷信息是整個(gè)電力系統(tǒng)最基本的一個(gè)信息。電能從電廠出發(fā),經(jīng)過輸電網(wǎng)絡(luò),變電站所,配電線路,最終總要送到各種各樣的負(fù)荷中,一切設(shè)施都是為了這個(gè)最終目標(biāo)服務(wù)。但是傳統(tǒng)上電力系統(tǒng)對(duì)于電能的輸送關(guān)注得比較多,對(duì)于負(fù)荷的特點(diǎn)和規(guī)律分析得比較少,尤其是對(duì)于民用負(fù)荷的變化規(guī)律研究得比較少。隨著中國市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,這一點(diǎn)已經(jīng)帶來了各種問題,比如在缺電地區(qū)進(jìn)行需求側(cè)管理時(shí),由于對(duì)于負(fù)荷規(guī)律的把握不足,難以對(duì)需求側(cè)進(jìn)行有效執(zhí)行;電力1山東人學(xué)碩士學(xué)位論文市場(chǎng)的發(fā)展要求對(duì)負(fù)荷做出較為準(zhǔn)確的預(yù)測(cè),但是由于對(duì)負(fù)荷的把握不夠,當(dāng)出現(xiàn)影響負(fù)荷變化的因素時(shí),負(fù)荷預(yù)測(cè)的質(zhì)量大幅下降;傳統(tǒng)配電管理系統(tǒng)(DMS)由于對(duì)于負(fù)荷信息的缺乏,無法進(jìn)行高級(jí)應(yīng)用(狀態(tài)估計(jì)和潮流計(jì)算等),所有的高級(jí)分析(停電分析,線損分析,負(fù)荷轉(zhuǎn)移分析等等)都停留在演示階段,而在生產(chǎn)實(shí)際中沒有發(fā)揮作用,從而使DMS論落成為簡(jiǎn)單的配電控制系統(tǒng),與期望的配網(wǎng)自動(dòng)化效果相差較大,而要改變這種狀態(tài)就需要將配電自動(dòng)化系統(tǒng)與配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合。對(duì)于供電部門來說,由于直接面對(duì)負(fù)荷,對(duì)于負(fù)荷特點(diǎn)的把握更為重要,因此我希望從基礎(chǔ)做起,將基本的信息扎扎實(shí)實(shí)地收集好,為運(yùn)行/檢修/用電中各種問題的解決準(zhǔn)備好條件,為網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的設(shè)計(jì),規(guī)劃打好基礎(chǔ),為提高電網(wǎng)的安全性和效益提供支持[4_6]。(2)目前已有的配變負(fù)荷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的作用并沒有完全發(fā)揮出來?，F(xiàn)有的配變負(fù)荷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)只是因營銷目的而設(shè)計(jì),主要功能在于電費(fèi)計(jì)量等營銷功能,并且其大部分功能較簡(jiǎn)單,只是負(fù)責(zé)收集和傳輸部分實(shí)時(shí)和電量信息,而在信息的分析處理上沒有太多功能。目前從我公司的實(shí)際應(yīng)用來看,這一系統(tǒng)在生產(chǎn)和營銷上發(fā)揮了部分作用,但實(shí)際上更大的功效沒有發(fā)揮出來。在目前的配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)中,核心功能是對(duì)配電全網(wǎng)進(jìn)行高級(jí)應(yīng)用處理(狀態(tài)估計(jì)和潮流計(jì)算等),并在此基礎(chǔ)上衍生出其他的高級(jí)分析(負(fù)荷分析,停電分析,線損計(jì)算,負(fù)荷轉(zhuǎn)移分析等)一系列高級(jí)功能,但是目前的配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng),將重點(diǎn)只是放到了幵關(guān)的自動(dòng)化上,只關(guān)注于開關(guān)的狀態(tài)檢測(cè)和自動(dòng)投切。由于線路設(shè)備投資巨大,只能在少數(shù)線路進(jìn)行自動(dòng)化試點(diǎn),這樣導(dǎo)致了高級(jí)應(yīng)用的狀態(tài)估計(jì)和潮流計(jì)算只能在少數(shù)線路上得到較為全面、準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)信息,大部分線路只能進(jìn)行粗略的估計(jì),影響了高級(jí)應(yīng)用的幵展。另外,在目前的配電管理系統(tǒng)中,認(rèn)為只需要和負(fù)控系統(tǒng)接口就可以把握地區(qū)負(fù)荷的狀況,但是由于目前縣域配電線路都是福射狀的(只有部分是閉環(huán)設(shè)計(jì),運(yùn)行時(shí)也是開環(huán)),在狀態(tài)估計(jì)和潮流計(jì)算的時(shí)候線路之間獨(dú)立性強(qiáng),不能夠有效的把握負(fù)荷情況,在極端的情況下,少數(shù)幾條線路(比如城區(qū)線路占線路總條數(shù)的10%)上集中了全縣大部分(比如80%以上)的負(fù)荷,那么即使把握了城區(qū)這80%的負(fù)荷,但對(duì)于90%的線路的狀態(tài)估計(jì)仍然沒有任何貢獻(xiàn),絕大多數(shù)線路的計(jì)算不準(zhǔn)確。而實(shí)施配變監(jiān)測(cè)系統(tǒng),作為對(duì)負(fù)控系統(tǒng)的一個(gè)補(bǔ)充、完善,將大大提高配網(wǎng)高級(jí)分析的準(zhǔn)確性和實(shí)用性,各種高級(jí)應(yīng)用的開展就具有實(shí)用化的基礎(chǔ)了。目前縣域內(nèi)投運(yùn)的配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)很少能夠真正開展高級(jí)分析功能和應(yīng)用,2山東大學(xué)碩士學(xué)位論文主要原因就是底層的實(shí)時(shí)信息不準(zhǔn)確,導(dǎo)致了高層應(yīng)用缺乏數(shù)據(jù)支撐,不實(shí)際。采用配變負(fù)荷監(jiān)測(cè)來作為配電自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源,收集全縣主要配變的負(fù)荷狀況作為對(duì)負(fù)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)的補(bǔ)充,在此基礎(chǔ)上發(fā)展真正實(shí)用的配電高級(jí)分析功能,開展能夠真正為業(yè)務(wù)支撐的高層應(yīng)用。并且配變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)成本較低,可覆蓋全縣配變,給高級(jí)分析提供全面的數(shù)據(jù)來源。另外,由于目前的配變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)都可以進(jìn)行配變失電告警,從主站軟件上很容易分析出故障的位置,這也可以對(duì)目前配電自動(dòng)化提供補(bǔ)充(3)除了對(duì)配變負(fù)荷信息進(jìn)行收集之外,還需要對(duì)已經(jīng)投運(yùn)的其它信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合,才能構(gòu)建真正實(shí)用的信息平臺(tái)。電力系統(tǒng)是國內(nèi)進(jìn)行信息化比較早的單位,但是長期以來由于缺乏對(duì)于IT系統(tǒng)的統(tǒng)一設(shè)計(jì)規(guī)劃,導(dǎo)致了信息孤島林立,各個(gè)系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)不同步,不一致,更無法進(jìn)行協(xié)作。要發(fā)展能夠?qū)ε潆娚a(chǎn)起有效支撐作用的IT系統(tǒng),就要對(duì)各方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的整合,消除不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)沖突,提煉準(zhǔn)確真實(shí)的信息,為配電生產(chǎn)經(jīng)營服務(wù)。比如負(fù)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù),是配電決策分析中對(duì)大負(fù)荷進(jìn)行把握的重要來源;調(diào)度SCAQA系統(tǒng),是配電系統(tǒng)中對(duì)線路出口實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行了解的依據(jù);同時(shí),配電生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)也為其它系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)提供了支撐,比如客戶服務(wù)系統(tǒng),往往就需要配電生產(chǎn)系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)接線和停電計(jì)劃信息;ERP系統(tǒng)往往需要從配電生產(chǎn)系統(tǒng)中獲得設(shè)備資產(chǎn)變動(dòng)信息;規(guī)劃系統(tǒng)往往需要從配電系統(tǒng)中獲得負(fù)荷的地理分布,從而為變電站選址提供參考信息。構(gòu)筑信息整合平臺(tái),將生產(chǎn)及周邊系統(tǒng)中的各種信息加以_,整理,共享,是配電決策分析系統(tǒng)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ),也是確保我公司整個(gè)信息系統(tǒng)架構(gòu)能夠長遠(yuǎn)發(fā)展的保證[11_13]。因此在本論文中,預(yù)期做好如下三件事情:(1)建立起能夠?qū)ε渚W(wǎng)基礎(chǔ)網(wǎng)架和設(shè)備運(yùn)行信息進(jìn)行準(zhǔn)確完整了解的基礎(chǔ)設(shè)施。對(duì)現(xiàn)有設(shè)備臺(tái)帳和運(yùn)行信息的準(zhǔn)確把握是配電運(yùn)行,檢修,工程,用電等各項(xiàng)工作的重要基礎(chǔ)。通過建立配電設(shè)備臺(tái)帳和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?建立配變監(jiān)測(cè)系統(tǒng),將負(fù)荷監(jiān)測(cè)信息引入整個(gè)設(shè)備網(wǎng)絡(luò),同時(shí)和外部系統(tǒng)(主要是調(diào)度SCADA,營銷系統(tǒng),負(fù)控系統(tǒng))進(jìn)行接口,將所有這些相關(guān)資源進(jìn)行整合,形成配電業(yè)務(wù)的堅(jiān)實(shí)信息平臺(tái),為各項(xiàng)配電業(yè)務(wù)的開展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。3山東大學(xué)碩士學(xué)位論文(2)在此基礎(chǔ)上,建立起以配電生產(chǎn)為核心的包含運(yùn)行,檢修,計(jì)劃,生產(chǎn)技術(shù)管理等功能的配電業(yè)務(wù)模塊,充分運(yùn)用基礎(chǔ)信息平臺(tái)提供的各種服務(wù),為各項(xiàng)配電業(yè)務(wù)的運(yùn)轉(zhuǎn)提供現(xiàn)代化的操作平臺(tái)。目前,由于缺乏一個(gè)現(xiàn)代化的,先進(jìn)實(shí)用的配電生產(chǎn)工作系統(tǒng)的支撐,工作缺乏效率,或者被迫工作在較低水平上。比如目前無論是設(shè)備數(shù)據(jù),還是運(yùn)行記錄,均存儲(chǔ)在CAD圖紙,Excel表格,Word文檔,甚至紙面資料中,難以進(jìn)行查詢,統(tǒng)計(jì),更無法采用計(jì)算機(jī)輔助的方式來進(jìn)行分析,規(guī)劃,制約了生產(chǎn)管理能力的提高。由于沒有采用數(shù)據(jù)庫方式集中管理設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù),不同部門獲得的數(shù)據(jù)版本難以同步,給信息的溝通交流帶來了困難,很容易在工作中造成差錯(cuò),給生產(chǎn)帶來了潛在的安全隱患。迫切需要建立一個(gè)現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)工作環(huán)境和工作系統(tǒng),提高業(yè)務(wù)工作水平。(3)將配網(wǎng)高級(jí)分析等現(xiàn)代電力技術(shù)引入到配電業(yè)務(wù)系統(tǒng)中,利用基礎(chǔ)平臺(tái)提供的信息,加上先進(jìn)的分析手段,為業(yè)務(wù)的管理和決策服務(wù),提高管理水平和決策水平。目前,由于1)和2)的缺乏,以及缺乏必要的分析工具,工作中的各種決策難以得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)來源和依據(jù)。很多時(shí)候決策的制定往往依靠紙面上過時(shí)的信息和人腦的模糊記憶,更談不上對(duì)決策依據(jù)的數(shù)量化分析和優(yōu)化。比如在制定技改計(jì)劃的時(shí)候,對(duì)于線路中存在的薄弱環(huán)節(jié)往往難以完全把握;生產(chǎn)部門也很難從當(dāng)前年度的工作歷史中完整整理出下一年度需要解決的生產(chǎn)技術(shù)問題,疏漏錯(cuò)誤很容易產(chǎn)生;在制定停電計(jì)劃時(shí),停電方案和轉(zhuǎn)供方案的制定往往憑經(jīng)驗(yàn),缺乏對(duì)線路帶載能力的分析,缺乏對(duì)停電時(shí)戶數(shù)影響的分析,停電用戶列表無法及時(shí)產(chǎn)生;線路缺陷無法綜合統(tǒng)計(jì)分析,對(duì)于設(shè)備可能存在的隱患和風(fēng)險(xiǎn)難以準(zhǔn)確預(yù)知;設(shè)備檢修周期也難于制定和維護(hù),這都影響了可靠率和安全性的提高,不利于建設(shè)一個(gè)堅(jiān)強(qiáng)的供電網(wǎng)絡(luò)。從目前的狀況來看,迫切需要一個(gè)帶有配網(wǎng)高級(jí)分析功能和輔助決策功能的業(yè)務(wù)工作平臺(tái)],為提高工作決策水平和決策效率服務(wù)[14_17。通過以上三個(gè)步驟,在我公司建立起一個(gè)現(xiàn)代化的,高效的配電生產(chǎn)工作平臺(tái),全面把握本地區(qū)的配電設(shè)備和運(yùn)行狀態(tài),高效率地對(duì)配電網(wǎng)各種生產(chǎn)業(yè)務(wù)進(jìn)行科學(xué)管理,大幅度提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)安全,為達(dá)到國電公司”一強(qiáng)三優(yōu)”的目標(biāo)而服務(wù)。4山東大學(xué)碩士學(xué)位論文1.1.3實(shí)施要求(1)建設(shè)我公司城市中心地區(qū)lOkV配電變壓器監(jiān)測(cè)工程(包括監(jiān)測(cè)終端實(shí)施工程,通信工程,主站接入工程)。(2)建設(shè)配電監(jiān)測(cè)與決策分析系統(tǒng)主站。主站系統(tǒng)作為配變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)服務(wù)器端,起到數(shù)據(jù)收集整理的作用,同時(shí)是系統(tǒng)和其他系統(tǒng)進(jìn)行接口的接口服務(wù)器所在地,是配電資源整合的核心。(3)建設(shè)配電網(wǎng)絡(luò)GIS信息系統(tǒng),按照我公司的配電網(wǎng)絡(luò)發(fā)展規(guī)劃,先構(gòu)建城區(qū)配電網(wǎng)絡(luò)GIS系統(tǒng)。(4)建設(shè)配電決策分析系統(tǒng),在數(shù)據(jù)整合的基礎(chǔ)上,依托成熟穩(wěn)定的GIS平臺(tái),建立我公司生產(chǎn)業(yè)務(wù)工作系統(tǒng),并在此基礎(chǔ)上發(fā)展業(yè)務(wù)決策分析系統(tǒng),提供現(xiàn)代化的高效的工作平臺(tái)。1.1.4設(shè)計(jì)范圍根據(jù)要求,本方案設(shè)計(jì)范圍如下:(1)主站設(shè)計(jì)方案(2)配變監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)方案(3)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案(4)采用產(chǎn)品介紹(5)工程概算1.2系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)概述配電監(jiān)測(cè)與決策分析系統(tǒng)體結(jié)構(gòu)示意如圖1.1所示。此方案主要考慮(主站)配電監(jiān)測(cè)與決策分析系統(tǒng),它主要由配電主站、通信網(wǎng)絡(luò)、配電變壓器遠(yuǎn)方終端TTU,和其他系統(tǒng)的接口等幾個(gè)層次組成。配電管理主站是配電監(jiān)測(cè)與決策分析系統(tǒng)的控制與管理核心,它一般采用多層(Multi-Tier)結(jié)構(gòu),以GIS系統(tǒng)作為基本平臺(tái),配合各種應(yīng)用軟件完成配電監(jiān)測(cè)與決策分析的功能。配變監(jiān)測(cè)遠(yuǎn)方終端單元(TTU)與配電主站通信,提供配變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行控制及管理所需的數(shù)據(jù),執(zhí)行主站給出的對(duì)配變的控制、調(diào)節(jié)命令。一般情況下,通信系統(tǒng)為主干通道與分支通信網(wǎng)相結(jié)合的結(jié)構(gòu),分為用戶、線路TTU、主站等幾個(gè)層次。用戶(如配變監(jiān)測(cè)、自動(dòng)讀表)終端數(shù)據(jù)由線路TTU轉(zhuǎn)發(fā),可選用有線、配電線載波、無線電、線等通信方式。線路FTU數(shù)據(jù)可選用光纖、無線電、有線等通信方式發(fā)送數(shù)據(jù)到主(子)站。目前總體趨勢(shì)是釆用光纖通道或者GPRS無線通訊[18-21]。接口服務(wù)器擔(dān)負(fù)著和其他系統(tǒng)進(jìn)行接口的任務(wù),負(fù)責(zé)從其他系統(tǒng)(一般是調(diào)度5山東大學(xué)碩士學(xué)位論文SCADA,負(fù)荷控制系統(tǒng),營銷系統(tǒng),等等)獲得相關(guān)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)和配變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)獲得的數(shù)據(jù)一起,形成了基本完整的配電網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)數(shù)據(jù),為各種高層應(yīng)用服務(wù)。墨MT學(xué)ef__圖圖HnM打印輸出￥服務(wù)服務(wù)1務(wù)表計(jì)圖1-1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)1.3系統(tǒng)特點(diǎn)配電監(jiān)測(cè)及決策分析系統(tǒng)的特色如下:(1)實(shí)用性。系統(tǒng)具備高度的實(shí)用性,能夠適應(yīng)不同地區(qū)配電網(wǎng)設(shè)備型式,網(wǎng)絡(luò)接線,管理方式的差異,較好地解決配電網(wǎng)絡(luò)變化頻繁,更新速度快,難以同步的實(shí)際問題,較好地解決不同部門數(shù)據(jù)之間的一致性問題(比如運(yùn)行單位GIS畫面到配電調(diào)度單線圖/系統(tǒng)圖的自動(dòng)生成與同步更新),較好地解決實(shí)施配電信息系統(tǒng)給傳統(tǒng)管理模式帶來的沖擊等問題。該系統(tǒng)除了對(duì)實(shí)施單位的6山東大學(xué)碩士學(xué)位論文管理模式具有很好的適應(yīng)性之外,還具備與系統(tǒng)功能相適應(yīng)的管理規(guī)范措施與建議,對(duì)實(shí)施單位的配電生產(chǎn)流程進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑炫c改進(jìn),以適應(yīng)采用配電信息系統(tǒng)所帶來的管理模式變化[24_2\(2)安全性和可靠性。系統(tǒng)具備高度的安全性和可靠性。系統(tǒng)擁有完善的安全和權(quán)限管理功能,通過路由器、防火墻與外部系統(tǒng)互聯(lián)以保證系統(tǒng)安全,同時(shí)制定了網(wǎng)絡(luò)訪問的安全策略。重要設(shè)備和模塊均采用主備熱備用冗余配置,屬于雙配置中的任一個(gè)設(shè)備單元故障均不會(huì)造成系統(tǒng)主要功能的喪失和數(shù)據(jù)的丟失以及性能指標(biāo)下降。在投入運(yùn)行之后,系統(tǒng)可以確保生產(chǎn)數(shù)據(jù)不丟失,生產(chǎn)流程不中斷。(3)開放性。系統(tǒng)可與已有的系統(tǒng)進(jìn)行接口,如客戶信息系統(tǒng)CIS、ERP、CRM、MIS、負(fù)荷控制、自動(dòng)抄表與電量計(jì)費(fèi)等系統(tǒng)。同時(shí)預(yù)留標(biāo)準(zhǔn)接口,以方便其他系統(tǒng)與之連接。提供了開放的開發(fā)工具,包括數(shù)據(jù)格式的開放性,用戶可以使用它開發(fā)其它的應(yīng)用程序;系統(tǒng)數(shù)據(jù)可轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)格式,并可接受外部各種可交換的數(shù)據(jù)格式。系統(tǒng)的硬件設(shè)備、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、人機(jī)通信、數(shù)據(jù)庫管理,以及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開發(fā)、審查、試驗(yàn)及特性均符合(但不限于)下列標(biāo)準(zhǔn):IEEE(電氣和電子工程師協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn))IEC(國際電工技術(shù)委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn))ISO(國際標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn))ITU-T及ITU-R(國際電信聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn))GB(中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn))DL(中華人民共和國電力工業(yè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn))(所有標(biāo)準(zhǔn)都是最新版本,如標(biāo)準(zhǔn)間出現(xiàn)矛盾時(shí),按最高標(biāo)%執(zhí)行)(4)先進(jìn)性。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備選型時(shí),除了滿足國家/行業(yè)有關(guān)信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)程/規(guī)范(最新版本要求)和具體的系統(tǒng)功能及性能指標(biāo)外,還按照當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)近遠(yuǎn)期發(fā)展規(guī)劃的要求,選用市場(chǎng)主流設(shè)備,具有一定的先進(jìn)性和超前性。在選型中均選用開放性能好、具有良好維修服務(wù)支持的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化產(chǎn)品。軟,硬件平臺(tái)能體現(xiàn)近、遠(yuǎn)期的適應(yīng)性。盡量采用最新的電力,電子,計(jì)算機(jī),網(wǎng)絡(luò),以及其他信息技術(shù),以降低成本,并確保系統(tǒng)在相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)能夠與新的技術(shù)相兼容[28-32]。(5)易于管理。系統(tǒng)具備自動(dòng)備份,從錯(cuò)誤中自動(dòng)恢復(fù),遠(yuǎn)程診斷等輔助維護(hù)功能,減輕系統(tǒng)管理員的工作負(fù)擔(dān)。易于部署,升級(jí)方便。1.4配電監(jiān)測(cè)與決策分析系統(tǒng)實(shí)施步驟建議針對(duì)現(xiàn)有城區(qū)配網(wǎng)結(jié)構(gòu),在綜合考慮現(xiàn)有條件及將來發(fā)展的基礎(chǔ)上,釆取”總7山東大學(xué)碩士學(xué)位論文體規(guī)劃,分步實(shí)施”的基本原則,綜合考慮到配電生產(chǎn)的現(xiàn)狀及其將來的發(fā)展趨勢(shì),提出整體方案。通過各配變監(jiān)測(cè)部分的分階段實(shí)施,降低整體投入,提高整體收益。力求使每一步投資都可以很快見到效果?；谝陨峡紤],建議配電監(jiān)測(cè)與決策分析系統(tǒng)可以按以下步驟逐步實(shí)施:1.電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與設(shè)備配置的綜合分析(規(guī)劃〉通過以負(fù)荷為中心的系統(tǒng)分析,提出系統(tǒng)的分片、分批實(shí)施計(jì)劃:通過對(duì)各配變?nèi)萘亢蜌v史負(fù)荷的分析,提出系統(tǒng)的配變監(jiān)測(cè)點(diǎn)方案。原則是先實(shí)施對(duì)大負(fù)荷,重點(diǎn)負(fù)荷(指負(fù)控系統(tǒng)之外的大負(fù)荷和重點(diǎn)負(fù)荷)的監(jiān)測(cè),然后逐步擴(kuò)展到小負(fù)荷,最終實(shí)施對(duì)全區(qū)95%以上負(fù)荷的全面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。2.配變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)施針對(duì)具體的負(fù)荷分布情況,以可靠性與經(jīng)濟(jì)性為原則,完成各次配變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)施。3.配電管理中心系統(tǒng)的建設(shè)(與2同步進(jìn)行)完成硬件設(shè)施的投入和網(wǎng)絡(luò)建設(shè),完成主站平臺(tái)軟件的采購和部署,完成配變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通訊系統(tǒng)和主站監(jiān)測(cè)軟件的建設(shè)。4.整合平臺(tái)的建設(shè)建立系統(tǒng)與現(xiàn)有系統(tǒng),如調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、營銷系統(tǒng)、負(fù)荷控制系統(tǒng)等等之間的接口。6.建設(shè)配電GIS系統(tǒng)(與2,3,4同步進(jìn)行)7.建設(shè)配電髙級(jí)分析系統(tǒng),工作管理系統(tǒng),最終實(shí)現(xiàn)決策分析系統(tǒng)。8山東大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章主站及二次系統(tǒng)方案2.1系統(tǒng)概述配電監(jiān)測(cè)與決策分析系統(tǒng)主站包括一個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)和多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的應(yīng)用子系統(tǒng)組成,是一個(gè)符合目前配電系統(tǒng)實(shí)際管理要求的幵放式、分布式、模塊化、可擴(kuò)充的綜合應(yīng)用系統(tǒng)?；A(chǔ)平臺(tái)之上的各項(xiàng)子系統(tǒng)大致包括:配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)制圖/設(shè)備管理/地理信息系統(tǒng)(AM/FM/GIS)、配電及相關(guān)配變綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、配電工作高級(jí)管理系統(tǒng)、配電網(wǎng)高級(jí)分析系統(tǒng)等,同時(shí)與目前已有的系統(tǒng)進(jìn)行接口,比如負(fù)荷控制、配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng),營銷系統(tǒng),等等。系統(tǒng)具有適應(yīng)電網(wǎng)逐漸發(fā)展、控制與管理相結(jié)合的特點(diǎn),是一個(gè)可擴(kuò)充、可移植、幵放式、分布式的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。系統(tǒng)能夠做到每一個(gè)功能模塊的維護(hù)和擴(kuò)展對(duì)其余模塊的影響都最小。系統(tǒng)的硬件設(shè)備、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、人機(jī)通信、數(shù)據(jù)庫管理等都釆用國際標(biāo)準(zhǔn)或事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。2.2系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)硬件部分的基本架構(gòu)主要為高速以太網(wǎng)和通訊設(shè)備(見圖2.1)。2.2.1網(wǎng)絡(luò)的組成網(wǎng)絡(luò)主要由通信服務(wù)器、數(shù)據(jù)接口服務(wù)器、GIS服務(wù)器、WWW服務(wù)器,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,以及各業(yè)務(wù)工作站組成。其主要設(shè)備的用途大致為:(1)服務(wù)器服務(wù)器主要承擔(dān)各種系統(tǒng)數(shù)據(jù)(業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)信息,GIS數(shù)據(jù),等等)的協(xié)調(diào)管理,具體如下:通訊服務(wù)器用于配變監(jiān)測(cè)系統(tǒng),用來收集整理配變監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。接口服務(wù)器負(fù)責(zé)收集其他各個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù),并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合處理,形成整個(gè)配電系統(tǒng)完整的狀態(tài)視圖。GIS服務(wù)器承擔(dān)GIS數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和分析。WWW服務(wù)器負(fù)責(zé)局內(nèi)Intranet信息的發(fā)布。9山東大學(xué)碩務(wù)器需配備UPS,保證10小時(shí)以上供電。10山東大學(xué)碩士學(xué)位論文2.2.2網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)1.該系統(tǒng)的功能分布在眾多基礎(chǔ)數(shù)據(jù)上傳的服務(wù)器和工作站之上的,而服務(wù)器和工作站是通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。2.該系統(tǒng)是一個(gè)要求實(shí)時(shí)和離線數(shù)據(jù)管理相結(jié)合的系統(tǒng),數(shù)據(jù)釆集的要求高。3.該系統(tǒng)電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)和設(shè)備數(shù)據(jù)、地理圖形和電網(wǎng)圖形、圖形與數(shù)據(jù)應(yīng)結(jié)合在一起,要求很高的集成度。4.為適應(yīng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)管理的要求,具有完整的支持配電自動(dòng)化系統(tǒng)管理的各類功能。5.分布的幵放式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),使各個(gè)模塊及其功能與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和信息更新能相互有效的配合。2.3軟件平臺(tái)2.3.1操作系統(tǒng)通訊服務(wù)器、GIS服務(wù)器、接口服務(wù)器,WWW服務(wù)器釆用Windows2003EnterprieseServer中文版或是UNIX等。其余計(jì)算機(jī)建議釆用Windows7中文版。2.3.2數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫在配電管理系統(tǒng)中,數(shù)據(jù)分成空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)兩類?？臻g數(shù)據(jù)是指在二維或三維坐標(biāo)下,以一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來描述物理位置的確定相關(guān)位置及邏輯連接,例如配變、桿塔、用戶等位置、線路起始空間位置、地理走向以及設(shè)備元件之間的連接關(guān)系等都是空間數(shù)據(jù)。它們存放在GIS的空間數(shù)據(jù)庫中。屬性數(shù)據(jù)則是將記錄地理元素和電網(wǎng)一次、二次設(shè)備等的特征和文檔,例如導(dǎo)線型號(hào)、容許電流、直流電阻、設(shè)備圖紙等數(shù)據(jù)。這些屬性數(shù)據(jù)存放在GIS的屬性數(shù)據(jù)庫中。另外,配電網(wǎng)中大量的實(shí)時(shí)信息和配網(wǎng)高級(jí)應(yīng)用軟件的計(jì)算結(jié)果等,也屬于屬性數(shù)據(jù),分別存放在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)釆用商用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),如Oracle,MSSQLServer,SybaseSQLServer等,系統(tǒng)支持所有主流商用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。11山東大.學(xué)碩士學(xué)位論文2.3.3G丨S支持平臺(tái)支持多種主流GIS平臺(tái),無論是ArcGIS還是GESmallworld都能做到很好的兼容。2.4配變監(jiān)測(cè)二次系統(tǒng)方案2.4.1監(jiān)測(cè)設(shè)備的功能要求監(jiān)測(cè)終端是配變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的重要設(shè)備。TTU的功能、精度、可靠性和抗干擾性能將直接影響到整個(gè)配變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能否正常、穩(wěn)定、高效地工作。目前國內(nèi)外各廠家的TTU功能、型號(hào)多樣,總結(jié)起來,主要功能如下:(1)遙信功能監(jiān)測(cè)終端應(yīng)能對(duì)變壓器當(dāng)前是否供電、通信是否正常等重要狀態(tài)量進(jìn)行采集。(2)遙測(cè)功能監(jiān)測(cè)終端除應(yīng)能采集配變電量信息之外,還需要釆集電壓、電流、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)、頻率等信息。(3)統(tǒng)計(jì)功能監(jiān)測(cè)終端應(yīng)能對(duì)配變電壓超出正常范圍(過高,過低)的時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì),具有輔助電壓質(zhì)量監(jiān)測(cè)的功能(可選)。(4)對(duì)時(shí)功能監(jiān)測(cè)終端應(yīng)能接受主系統(tǒng)的對(duì)時(shí)命令,以便整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)鐘保持一致。(5)自檢和自恢復(fù)監(jiān)測(cè)終端具有自檢測(cè)功能,并在設(shè)備自身故障時(shí)及時(shí)告警;TTU應(yīng)具有可靠的自恢復(fù)功能,一旦受干擾造成死機(jī),則通過監(jiān)視定時(shí)器(WDT)重新復(fù)位,系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。(6)遠(yuǎn)程通信監(jiān)測(cè)終端具有遠(yuǎn)程通信功能,須提供標(biāo)準(zhǔn)的RS-232、RS-485或以太網(wǎng)絡(luò)接口,和各種通信傳輸設(shè)備相連。(7)抗惡劣環(huán)境雷電:直擊雷過電壓和感應(yīng)雷過電壓對(duì)TTU這一電子設(shè)備是極其有害的。因此,必12山學(xué)碩士學(xué)位論文;東大須考慮充分的防雷措施,如加裝避雷器、可靠接地和電氣防雷等。尤其是有線通信電纜、無線通信天線、配變?nèi)吲cTTU的接口處要有可靠的防雷措施。環(huán)境溫度:一般情況下,監(jiān)測(cè)終端應(yīng)能在一25°C~+65°C的環(huán)境下工作。對(duì)于一些特殊地區(qū),要求監(jiān)測(cè)終端的工作的溫度范圍為:一40°C?65°C,這時(shí)候,使得監(jiān)測(cè)終端的重要部件必須選用工業(yè)級(jí)的芯片。防雨、防濕、防風(fēng)沙、防振動(dòng)。電磁干擾:對(duì)監(jiān)測(cè)終端來說,電磁干擾的干擾源有:鄰近柱上開關(guān)操作產(chǎn)生的電磁脈沖;無線電波沿通信線路、天線、電力線稱合進(jìn)入監(jiān)測(cè)終端。體積小、重量輕、功耗小、成本低。良好的可維護(hù)性:由于監(jiān)測(cè)終端安放于配變處,因此當(dāng)監(jiān)測(cè)終端故障時(shí)必須能夠不停電檢修,否則會(huì)影響用戶供電。為此,TTU應(yīng)能很方便地和配邊隔離開來,有必姜在進(jìn)線處采用試驗(yàn)端子,加裝電源保險(xiǎn),以及采用雙層機(jī)殼等措施?？煽康碾娫垂?yīng):當(dāng)故障或其它原因?qū)е戮€路停電時(shí),監(jiān)測(cè)終端應(yīng)能保持有工作電源,因?yàn)檫@時(shí)監(jiān)測(cè)終端上報(bào)的配變失電信息對(duì)于故障區(qū)段的判斷很有意義。2.5城市中心地區(qū)10kV配變監(jiān)測(cè)方案2.5.1概述根據(jù)2013年的數(shù)據(jù)(該數(shù)據(jù)不完全,但基本上反映了各容量的分布),我公司各配變?nèi)萘糠植既缦?13山東大學(xué)碩士學(xué)位論文表2-1配變?nèi)萘糠植急砣萘?k相對(duì)成本越低。從上表中來看,比較適宜的實(shí)施策略是先對(duì)容量為315kVA及以上的配變進(jìn)行監(jiān)測(cè),這些配變的總?cè)萘看蠹s占配變供電部分系統(tǒng)總?cè)萘康?7.1%,臺(tái)數(shù)(337)約占總臺(tái)數(shù)的16.5%。根據(jù)前面的分析,并不需要對(duì)這16.5%的配變的每一臺(tái)都進(jìn)行監(jiān)測(cè),而是要對(duì)它們?cè)诰€路上的分布進(jìn)行分析,目標(biāo)是使監(jiān)測(cè)點(diǎn)覆蓋盡可能多的線路。對(duì)于在同一條線路上的多個(gè)配變,需要根據(jù)它們的相互拓?fù)潢P(guān)系確定最有價(jià)值的監(jiān)測(cè)點(diǎn),防止出現(xiàn)數(shù)據(jù)重復(fù)和冗余,以避免資金的浪費(fèi)。最有效的配變監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選擇工作將在項(xiàng)目初期進(jìn)行,根據(jù)目前大略的估算,有望將監(jiān)測(cè)點(diǎn)控制在100個(gè)之內(nèi),將這些關(guān)鍵點(diǎn)配變的負(fù)荷數(shù)據(jù)加上負(fù)控系統(tǒng)中大用戶的數(shù)據(jù),就基本上可以對(duì)全網(wǎng)負(fù)荷有了比較全面的把握,各種高級(jí)分析和應(yīng)用就基本上可以說計(jì)算較為符合實(shí)際情況,計(jì)算結(jié)果有良好的參考價(jià)值,為系統(tǒng)的決策分析打下了很好的基礎(chǔ)。在將來,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定之后,以及隨著電網(wǎng)的改造更新,可以向系統(tǒng)中加入更多配變監(jiān)測(cè)點(diǎn),整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具備可擴(kuò)充性,符合發(fā)展的需要。14山東大學(xué)碩士學(xué)位論文2.6通信系統(tǒng)通信是監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中非常重要的組成部分,對(duì)系統(tǒng)的可靠性及建設(shè)維護(hù)費(fèi)用影響很大。對(duì)于配變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來說,監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)性不是很重要(一般15分鐘采集一次,每天96點(diǎn),12小時(shí)或者24小時(shí)傳輸一次),數(shù)據(jù)量也不是很大,因此可以采用諸如GPRS或者無線通訊這樣的通訊手段來和主站進(jìn)行通訊。GPRS通訊的優(yōu)點(diǎn)是:1)通訊距離沒有限制,適合于大面積的監(jiān)測(cè)范圍;2)抗干擾性能強(qiáng),數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確率100%;3)由于不需要線纜連接,組網(wǎng)靈活,方便;4)借助于成熟的GSM網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行穩(wěn)定性強(qiáng);為了降低運(yùn)營成本,可以和電信商簽訂SIM年卡,采取包年的方式以降低通訊;費(fèi)5?/田Tj0另外,無線通訊,電力載波也可以用于配變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的通訊。相對(duì)于efPRS通訊來說,這些通訊手段較為成熟,運(yùn)營費(fèi)用更低,但是需要有手段來保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。15山東大學(xué)碩士學(xué)位論文第三章配電監(jiān)測(cè)與決策分析系統(tǒng)軟件配電監(jiān)測(cè)與決策分析系統(tǒng)采用國際先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案幵發(fā)而成,它采用多層客戶/服務(wù)器(Multi-tierClient/Server)架構(gòu),以AM/FM/GIS系統(tǒng)和目的。但是傳統(tǒng)GIS過于受制于GIS平臺(tái),在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)和理念上停留在地理信息這個(gè)層面,沒有上升到電力業(yè)務(wù)這個(gè)層次,往往從地理信息而不是從電力業(yè)務(wù)的角度出發(fā)來考慮問題,最終導(dǎo)致應(yīng)用效果不佳。本系統(tǒng)關(guān)注的是電力業(yè)務(wù),通過對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行分析來決定系統(tǒng)的功能和理念,將GIS作為一種解決業(yè)務(wù)中具體問題的工具和手段,在出發(fā)點(diǎn)和應(yīng)用16山東大學(xué)碩士學(xué)位論文水平上和傳統(tǒng)GIS處在不同的級(jí)別。本系統(tǒng)又不同于傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)(比如MIS)。傳統(tǒng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)采用的手段非常原始,很多時(shí)候往往是簡(jiǎn)單地將數(shù)據(jù)堆放在數(shù)據(jù)庫中,實(shí)現(xiàn)諸如文檔共享和流程流轉(zhuǎn)這樣的功能,雖然也提高了工作效率(至少可以查詢統(tǒng)計(jì),但似乎也就到此為止),無法體現(xiàn)”業(yè)務(wù)智能”。本系統(tǒng)關(guān)注的正是”業(yè)務(wù)智能”,它的定位在于高級(jí)分析功能:通過對(duì)電力業(yè)務(wù)進(jìn)行分析,將其中體現(xiàn)電學(xué)本質(zhì)性的一些要點(diǎn)提煉出來,將配電網(wǎng)高級(jí)分析融入到系統(tǒng)之中,為業(yè)務(wù)中的這些”關(guān)鍵點(diǎn)”提供決策分析?？v觀電力信息系統(tǒng)的現(xiàn)狀,對(duì)用戶來說文檔的共享和流程的傳遞已經(jīng)不是他(她)曰常業(yè)務(wù)中最難以處理的問題(目前大部分電力局都建立了OA系統(tǒng)),用戶真正需要的是一套能夠?qū)λ?她)的工作進(jìn)行輔助決策,幫助用戶提高管理水平和決策水平的系統(tǒng)。這正是本系統(tǒng)的切入點(diǎn)。若干年前,信息技術(shù)領(lǐng)域的一句口號(hào)是”Informationatyourifngertip(信息在你指尖)”,意味著當(dāng)時(shí)信息系統(tǒng)的一個(gè)重要任務(wù)是將信息提供給用戶,讓用戶隨時(shí)隨地能得到信息。但是今天,時(shí)代已經(jīng)發(fā)生了巨大變化,目前最于的一個(gè)單詞是”G”oogle,這已經(jīng)成為信息搜索的代名詞,用戶現(xiàn)在不是得不到信息,而是被流量巨大的信息所困擾。對(duì)于配電信息領(lǐng)域來說,一個(gè)最基本的矛盾就是配電網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性和人的信息處理能力之間的矛盾:即使是一個(gè)中等規(guī)模的配電網(wǎng)絡(luò),眾多的配網(wǎng)設(shè)備和相關(guān)業(yè)務(wù)信息也會(huì)讓一個(gè)供電部門頭疼不已。這正是系統(tǒng)要解決的問題:它不是單純地將數(shù)據(jù)整合到一個(gè)信息平臺(tái)架構(gòu)中(這是傳統(tǒng).GIS和電力MIS系統(tǒng)要解決的問題),而是要將數(shù)據(jù)之間的關(guān)系建立起來,將數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)之間的關(guān)系建立起來,將對(duì)電力業(yè)務(wù)的分析結(jié)合到信息之中,將電力高級(jí)分析結(jié)合到信息之中,這樣就為用戶提供了一個(gè)高度智能,功能強(qiáng)大的決策分析系統(tǒng),對(duì)用戶在業(yè)務(wù)中面臨的關(guān)鍵問題給出輔助方案和決策指導(dǎo)的系統(tǒng)。這一先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念,加上優(yōu)秀的技術(shù)實(shí)施能力,使得本系統(tǒng)無論是在架構(gòu)上還是在功能上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了傳統(tǒng)的GIS系統(tǒng)和MIS系統(tǒng),是一個(gè)現(xiàn)代化的生產(chǎn)工作平臺(tái),它代表了下一代電力信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì),具有強(qiáng)大的技術(shù)先進(jìn)性。3.1配變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件該軟件主要用來和配變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件接口,得到配變的負(fù)荷信息。其主要特點(diǎn)有:17山東大學(xué)碩士學(xué)位論文1、與配電監(jiān)測(cè)與決策分析系統(tǒng)軟件緊密集成,共享同一套配變臺(tái)帳,在軟件中可隨時(shí)查詢配變監(jiān)測(cè)信息和歷史記錄。2、終端監(jiān)測(cè)對(duì)象包括各種表計(jì)的數(shù)據(jù)采集,(機(jī)械表/普通電子表/多功能電子表;符合DL/T645規(guī)約;)。3、根據(jù)需要可實(shí)時(shí)查詢、瀏覽某個(gè)配變的歷史數(shù)據(jù)、檔案記錄、當(dāng)前運(yùn)行圖表,并可顯示打印。具備自動(dòng)查詢功能,查詢時(shí)間可設(shè)置。4、具有自動(dòng)集中抄表和定時(shí)抄表功能,抄表時(shí)間可設(shè)置。5、可顯示配變運(yùn)行電壓、電流棒圖、電量及設(shè)備信息。6、具有掉相、過流、斷流等報(bào)警功能(可實(shí)時(shí)判斷配變是否存在竊電現(xiàn)象),并可優(yōu)先顯示報(bào)警臺(tái)區(qū)標(biāo)識(shí),自動(dòng)記錄、jC存。7、可快速查詢配變終端是否停電,以便初步判斷及快速查找主干線10千伏線路的故障位置。8、系統(tǒng)所有操作均自動(dòng)記錄、保存,所有數(shù)據(jù)可按設(shè)置自動(dòng)備份。9、可實(shí)時(shí)獲取配變終端表計(jì)工作狀態(tài)是否正常。10、下傳數(shù)據(jù)和上傳數(shù)據(jù)均作了校驗(yàn)及加密處理以確保系統(tǒng)的可靠性。在信號(hào)不好時(shí)可以自動(dòng)重傳,終端可保存長達(dá)一周的數(shù)據(jù)。11、系統(tǒng)性價(jià)比高,組網(wǎng)靈活、方便,終端安裝完成即可使用。3.2配電地理信息系統(tǒng)(AM/FM/GIS)整個(gè)配電的基礎(chǔ)設(shè)備,運(yùn)行信息,負(fù)荷信息均建立在GIS系統(tǒng)之上,這是近年來配電信息系統(tǒng)的一個(gè)固定趨勢(shì)。由于配電設(shè)備分布范圍廣,接線型式復(fù)雜,不借助于像GIS這樣的平臺(tái)難以進(jìn)行信息的維護(hù)和更新。配電資源整合與決策分析系統(tǒng)也建筑在GIS之上,和傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單GIS系統(tǒng)相比,該系統(tǒng)將GIS信息融入到了配電生產(chǎn)業(yè)務(wù)的方方面面,大幅度地提高了GIS信息在整個(gè)系統(tǒng)決策中的利用價(jià)值。3.2.1系統(tǒng)基本功能(1)圖層控制系統(tǒng)對(duì)圖形采用分層顯示的方式,如:背景層(建筑物層,河流層、其它地物層)、街道層、低壓電網(wǎng)層、中壓電網(wǎng)層、桿塔層、開關(guān)層、變壓器層等。通前所處的地理位置。具備雙向定位功能,不僅能在圖形上縮放和移動(dòng)并在概貌窗口中得到反饋,也能在概貌窗口中直接移動(dòng)和縮放,能夠使用戶全面的了解。圖形信息疏密效果協(xié)同矯正功能:系統(tǒng)在進(jìn)行縮放的同時(shí),可自動(dòng)根據(jù)當(dāng)前視窗旁邊的比例尺,進(jìn)一步調(diào)整層數(shù)和圖層中信息量的疏密關(guān)系和效果,保證達(dá)到最佳的視覺效果和最快的顯示速度。圖簽(ViewMark):使用戶方便地記錄下系統(tǒng)在某一時(shí)刻的顯示比例和位置,并在以后任意時(shí)刻返回到該狀態(tài)?？梢栽黾印h除圖簽并對(duì)圖簽進(jìn)行分類整理。20山東大學(xué)b)饋線供電范圍圖3-8實(shí)時(shí)信息動(dòng)態(tài)顯示查詢(2)配電系統(tǒng)自動(dòng)成圖基于GIS系統(tǒng),可以用數(shù)字化的方法實(shí)現(xiàn)地圖輸入的自動(dòng)化和存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)化,可以提供靈活的編輯工具來進(jìn)行地圖的輸入、編輯、查詢、顯示及與屬性數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)。在此基礎(chǔ)上,系統(tǒng)對(duì)于系統(tǒng)圖、單線圖、聯(lián)絡(luò)圖可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)成圖功能。單擊成圖(One-CUckMapping)功能能夠讓用戶僅需舉擊鼠標(biāo),便可輕松成圖。23山東大學(xué)碩士學(xué)位論文m廠‘-”:.,?■秀‘‘■..f■?i氣教t1?,圖3-11動(dòng)態(tài)拓?fù)渲?1)停、供電范圍分析由用戶指定一個(gè)或多個(gè)電源點(diǎn),系統(tǒng)顯示這些電源點(diǎn)所覆蓋的供電范圍,變、配電站內(nèi)開關(guān)操作后,可顯示受影響的區(qū)域。選擇某個(gè)配電變電站,系統(tǒng)將該配變電站各饋出線的供電范圍進(jìn)行顯示,選擇主干線將顯示主干線供電范圍。對(duì)地理設(shè)施圖上的配電線路上的任意開關(guān)、刀閘、溶絲進(jìn)行開、合操作,系統(tǒng)根據(jù)拓?fù)潢P(guān)系,自動(dòng)計(jì)算供停電范圍。對(duì)變電站站內(nèi)任意幵關(guān)、刀閘進(jìn)行開、合操作,在接線圖上可顯示操作后站內(nèi)各種線路設(shè)備的帶電狀態(tài)。在配網(wǎng)地理圖上可顯示與開關(guān)實(shí)時(shí)狀態(tài)估計(jì)本系統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì)功能利用量測(cè)信息估計(jì)出更完整、更一致和更可信的配電系27山東大學(xué)碩士學(xué)位論文統(tǒng)狀態(tài),能針對(duì)單條饋線、單個(gè)電源點(diǎn)或變電站以及整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)估計(jì),真正做到把握現(xiàn)在,預(yù)知未來。該系統(tǒng)采用新型的計(jì)算方法,利用配網(wǎng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn),簡(jiǎn)化計(jì)算,提局計(jì)算時(shí)間。3.3.3在線潮流計(jì)算(1)福射網(wǎng)及環(huán)網(wǎng)潮流計(jì)算;(2)潮流結(jié)果上圖顯示,對(duì)支路過載及電壓越限報(bào)警,防患于未然;(3)所有操作均通過鼠標(biāo)在畫面上進(jìn)行,形象直觀地展示結(jié)果;(4)計(jì)算饋線>-??*■’*?III““(a)饋線潮流列表(b)線路過載列表圖3-15在線潮流計(jì)算3.3.4短路電流計(jì)算短路計(jì)算功能不僅能在模擬運(yùn)行狀態(tài)下校核幵關(guān)容量和繼電保護(hù)裝置的定值,