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論文摘要:通信技術的發展引領著社會生活的進步。本文主要探討了高新技術在有線通信系統和光通信系統中的應用。
從20世紀90年代初以來,全球向信息密集的工作方式和生活方式的轉變,推動了通信技術的發展。然而,在當今經濟技術知識爆炸的時代,隨著行業及社會對信息需求的不斷增長和應用的不斷深化,只有實現通信系統在技術科技方面不斷更新,加快通信系統向網絡化、服務化、體系化與融合化方向的演進,才能突顯通信系統在社會生活領域支撐引領的作用和地位,創造更好的發展空間。本文筆者結合工作實踐,主要探討了現代高新技術在有線通信系統和光通信系統中的應用。
1、分數階Fourier變換技術在有線通信系統中的應用
有線通信是利用電線或者光纜作為通訊傳導的通信形式,它通過對現有各類網絡進行技術改造,與下一代新建網絡互通和融合,成為現代通信系統的重要支柱。然而,在有線通信信道中存在各種噪聲,如果不對其進行處理則會使誤碼率增加。因此,要消除不理想信道和噪聲對信號的影響,必須應用新技術。分數階Fourier變換(FRFT)的通信技術原理是以線性調頻信號(chirp)作為調制信號,利用線性調頻信號在分數階里變換域的能量聚焦特性,通過接收機進行路徑分集接收抑制有線通信信道多途效應所產生的碼間干擾,從而提高系統的抗噪聲干擾和頻率選擇性衰減的能力。具體應用程序如下:
1.1信號檢測與參數估計
分數階Fourier變換作為一種新型的線性時頻工具,其實質是信號在時間軸上逆時針旋轉任意角度到U軸上的表示(U軸被稱為分數階Fourier(FRF)域),而該核是U域上的一組正交的chirp基,這就是分數階Fourier變換的chirp基分解特性。所以,在適當的分數階Fourier域中,一個chirp信號將表現一個沖擊函數,即分數階Fourier變換過程中,某個分數階Fourier域對應的chirp信號具有很好的能量聚焦性,而這種能量聚焦性對chirp信號的監測和估計具有很好的作用。因此,在信號檢測與參數估計中,我們的基本思路是以旋轉角口為變量進行掃描,求出觀測信號所有階次的分數階Fourier變換,于是形成信號能量在由分數階域U和分數階次P組成的二維參數平面上的分布。然后,我們按域值在在此平面上進行二維搜索,找出最大峰值位置。并根據最大峰值坐標可以檢測出chirp信號,并估計出峰值所對應的分數階次P和分數階域坐標,估計出信號的參數。
1.2分集接收
分集接收是利用信號和信道的性質,將接收到的多徑信號分離成互不相關的多路信號,然后將多徑衰落信道分散的能量更有效的接收起來,處理之后進行判決,從而達到抗衰落的目的。本文采用分集合并技術,即取出那些幅度明顯大于噪聲背景的多徑分量,對它們進行延時相加,使之在某一時刻對齊并按一定的準則合并,提高多徑分集的效果。在通信系統中,RAKE接收機由N個并行相關器和個合并器組成,每個相關器與發射信號的一個多徑分量匹配。在N個相關器前增加時移單元,就可在時間上將所有分量對齊,從而采用相同的本地參考信號。然后,相關器組的輸出送給合并器,將合并器輸出的判決變量送到檢測器進行判決。最后,根據接收機使用的不同合并方法,在選擇性合并方式下,在多支路接收信號中,選取信噪比最高的的支路信號作為輸出信號。
1.3峰值輸出
信噪比系數呈現出一個典型的振蕩特性,且振蕩頻率與振蕩幅度與時頻面的旋轉角度和輸入信號相關。因此在采用分數階Fourier變換技術的實際使用中,在進行近似計算處理時需要特別注意,必須對近似處理帶來的誤差進行評估。
2、ATP系統在光通信系統中的應用
隨著科技發展的日新月異,自由激光空間光通信已經成為現代通信技術發展的新熱點。但從技術實現方面來講,由于激光通信具有信號光束窄、發散角小這樣的特點,從而導致APT(Acquisition Pointing Tracking)捕獲、跟蹤、瞄準相距較遠的運動體上的較窄信號光束相當困難。ATP系統是由粗跟蹤和精跟蹤單元構成的復合跟蹤系統,其主要功能是在粗跟蹤單元實現初始的捕獲和跟蹤,并將信標光引入精跟蹤的視場范圍內,然后精跟蹤單元實現更高帶寬的跟瞄,再將信標光穩定在可通信的視場之內,為最終空間站光通信系統工程實現奠定了一定的技術基礎。
2.1粗跟蹤單元
粗瞄準單元由一個安裝在精密光機組件上的收發天線,萬向支架驅動電機以及粗跟蹤探測器(CCD)組成,主要作用是捕獲目標和完成對目標的粗跟蹤。在捕獲階段,粗瞄準機構接收由上位機根據已知的衛星運動軌跡或星歷表給出的命令信號,將望遠鏡定位到對方通信終端的方向上。為確保入射的信標光在精跟瞄控制系統的動態范圍內,必須根據粗跟蹤探測器給出的目標脫靶量來控制萬向支架上的望遠鏡,使它的跟蹤精度必須保證系統的光軸處于精跟蹤探測器視場內,從而把信標光引入精跟蹤探測器的視場內。
2.2精跟蹤單元
精跟蹤單元的跟蹤精度將決定整個系統的跟蹤精度,它要求帶寬非常高,帶寬越高,對干擾的抑制能力就越強,從而可加快系統的反應速度,加強跟蹤精度。因此,設計一個高帶寬高精度的精跟蹤環是整個ATP系統的關鍵所在。在這一單元我們可采用高幀頻、高靈敏度、具有跳躍式讀出模式的面陣電荷耦合器件(CCD)傳感器。它基于深埋溝道移位寄存器技術,可以獲得非常高的讀出速率、非常低的噪聲和非常高的動態范圍。通過由捕獲探測器(CCD)和定位探測器(OPI N)組成探測接收單元轉換,CCD完成捕獲與粗跟蹤,并將接收光引導至OPI N上,在OPI N中進行誤差信號的檢測,從而提高信標光捕捉精度。
2.3控制單元
將捕捉的信號經放大、整形和A/D變換處理后,在計算機中按一定的數據分配流程將信號輸入。然后通過計算機給出的速度控制信號和加速度控制信號,又經數據分配接口送入D/A轉換與處理網絡,使伺服電機按要求轉動并帶動天線轉動機構分別在水平和俯仰兩個方位轉動,以調整天線的位置,達到自動捕獲、跟蹤、瞄準的目的。
3、結語
通信技術的發展促進了社會生活的進步,在未來通信技術的研究上,應不斷探索、創新,追求高新技術在通信系統中的應用。
參考文獻
論文摘 要:消防通信規劃是城市消防規劃中的重要內容,本文論述了目前我國消防通信規劃的現狀及編制中存在的問題,詳細介紹了消防部隊信息通信體系建設的現狀和未來發展趨勢,分析了當前消防通信規劃編制和實施中的重點問題,為消防通信規劃編制工作提供參考建議。
1、前言
隨著我國應急救援體系的發展,消防部隊已逐步成為城市主要的應急救援力量,廣泛參與到自然災害、事故災難、社會安全事件等公共突發事件的應急救援處置中,并承擔了部分非緊急的社會救助任務。消防通信是消防部隊開展滅火救援行動的根本保障,是未來城市應急救援體系中信息通信的主要組成部分。美國911恐怖襲擊事件中警察和消防員未建立統一的通信手段而造成的慘痛教訓凸現出城市消防通信規劃的重要性,所以在城市消防規劃編制過程中合理規劃和部署消防通信的建設和發展,在規劃方針的指導下逐步建立和完善城市消防通信體系,是消防部隊在執勤備戰和災害救助中全面發揮應急救援能力的根本保障。
2、消防通信規劃的現狀
消防通信規劃的編制主要由城市規劃設計單位和消防部門共同完成。由于城市建設和通信技術的高速發展,各地消防通信系統也在不斷的擴展和升級,消防通信建設所依據的《消防通信指揮系統設計規范》等規范文件的要求與目前的應用現狀相差較大,內容滯后且不全面,對規劃編制的指導意義不夠充分,一些通信指揮系統雖已達到火災報警、火警受理、滅火救援通信調度等應用的基本要求,實際中卻不能滿足新形勢下消防部隊應急救援通信指揮的需求。并且由于消防通信規劃的專業性較強、技術要求高、涉及的領域廣泛繁多、基礎設施建設發展不均衡等方面的原因,使消防通信規劃的編制工作難以有效和深入開展,造成部分城市消防通信規劃的內容空泛、缺乏深度、可操作性較差,不能切實有效的指導城市消防通信建設和發展。此外我國的應急管理體系建設起步較晚,部分消防通信規劃內容僅片面集中于火災事故方面,缺乏城市應急救援總體發展的綜合考慮,造成消防通信建設與城市應急救援體系建設脫節。
3、消防通信建設現狀
消防部隊的信息通信建設按照公安部消防局信息化建設的總體規劃部署和具體要求展開,實施主要依靠當地政府財政撥款、當地公安部門和電信部門的通信網絡建設以及消防部隊自身的信息化裝備建設來完成,目前各級消防部隊均已形成了相對獨立的消防信息通信體系。以下將從基礎通信網、消防通信指揮中心、消防綜合業務信息系統等幾個消防規劃中涉及的重點方面具體展開論述。
3.1 基礎通信網絡
基礎通信網絡是消防通信和城市應急通信的基礎設施,網絡的建設直接決定了消防部隊的信息應用能力,所以基礎通信網絡的發展是消防通信規劃的重點。目前消防部隊依托公安信息網、公眾電信網、無線超短波通信網、衛星通信網等多種通信網絡傳輸語音、圖像和數據,形成了一套較為完整的消防通信網絡體系,以下歸納為計算機通信網、有線通信網、無線通信網、衛星通信和短波通信網等幾部分介紹。
3.1.1 計算機通信網
目前消防部隊各級單位均已接入了以公安信息網為基礎的計算機通信網,這一網絡是消防部隊數據通信的基礎網絡,承擔滅火救援指揮調度、消防綜合信息管理等大部分信息系統的數據傳遞,并可實現IP語音電話和視頻傳輸等多媒體應用。為保證調度指揮等重要信息的可靠傳遞,部分節點間還建立了指揮調度專線和備份網路。在消防通信規劃中應按照當地公安信息網和消防部隊自身信息通信的建設情況以及各級消防部隊的信息通信需求,合理規劃消防計算機通信網,確保網絡的全面接入和可靠暢通。
3.1.2 有線通信網
有線通信網包括報警電話接入和報警信息查詢專線、指揮調度專線、辦公市話網和公安專線網等通信網絡,是城市各級消防隊站獲知災害事故發生和傳遞調度指揮命令的基礎信息通信網絡。其中報警電話接入專線是用于接受公用電話網的報警和城市消防遠程監控系統的火警信號及相關信息的通信線路。報警信息查詢專線是用于獲取報警電話的位置、裝機人身份等信息的數據專線。指揮調度專線是用于連接火警受理終端、各消防站以及各相關聯動單位的通信專線。辦公市話網和公安專線網是消防部隊內部各級部門之間和與公安機關之間通信的辦公電話網。有線通信網是傳統的消防通信基礎網絡,目前各城市基本完成了消防有線通信網的建設,在消防通信規劃中應以未來網絡容量和性能的改進及發展等內容為主,確保消防有線通信網的完備可靠,保證消防部隊對災害事故快速響應和出動調集命令的有效傳達。
3.1.3 無線通信網
無線通信是消防部隊在滅火救援展開和進行過程中用于災害現場信息傳遞的主要通信方式。目前各級消防部隊普遍配備了用于現場通信的350MHz超短波無線常規通信設備,并利用轉信臺擴展網絡覆蓋的范圍。大部分城市還依托當地公安無線集群通信系統建立了消防集群通信網,北京、上海等地還建設了具備網絡容量大、通話質量高、應用功能多等特點的數字集群通信網。消防部隊以超短波無線通信為基礎構成了由城市消防通信指揮網、現場指揮網和滅火救援戰斗網組成的三級無線通信網絡,并且利用GPRS、CDMA、3G等公眾移動通信技術以及超短波、微波數傳設備等多種手段建立無線數據通信網,用于傳輸滅火救援現場的圖像和數據信息。此外公眾移動電話網也是消防部隊重要的輔助通信手段。合理規劃城市消防無線通信網,構建可靠的無線通信體系是消防部隊在滅火救援過程中戰斗力有效發揮的根本保證。
3.1.4 衛星通信和短波通信
在地震、泥石流等大型自然災害救援或野外應急救援中,依賴中繼站的常規無線通信網往往會受到傳輸距離和范圍、電力供給、極端環境影響等方面的局限,不能滿足消防部隊信息通信的需要,此時衛星通信和短波通信等應急通信方式成為救援現場最有效的信息通信手段。目前公安部消防局已對消防衛星通信體系做出總體的規劃和部署,并推進消防衛星通信網的建設,一些城市的消防部隊先后配備了“動中通”衛星通信設備、便攜衛星站、短波電臺等應急通信裝備,在玉樹地震和舟曲縣特大泥石流等自然災害救助和部分大型跨區滅火應急救援中顯現出極強的應急通信保障能力。消防衛星通信和短波通信是應急通信體系中的重要部分,是城市有效抵御極端災害的基礎保障設施。
3.2 消防通信指揮中心
消防通信指揮中心是消防部隊信息通信和作戰指揮的中樞,具有受理報警、滅火救援指揮調度、信息情報支持等功能,負責火災及其它災害事故的接處警受理和消防救援力量的調度指揮。按照公安部“三臺合一”的要求,目前我國大部分地級以上城市均已設置了包括治安、交通、消防在內的接處警指揮中心,建立了統一的集中受理和多部門聯動的接處警平臺,一些城市還進一步將醫療救護、安全生產等應急救援相關的領域納入其中,并形成城市綜合應急救援指揮中心。部分通信指揮中心還具備使用手機定位技術和GIS技術確定報警人的位置、使用短信平臺受理報警、即時監控救援力量的行動狀態、通過圖像監控系統獲取災害發生區域的現場狀況和交通狀況等功能。在消防通信規劃中應針對本地的實際情況,綜合考慮未來城市應急救援體系的發展,確定消防通信指揮中心的建設發展方案。
移動消防通信指揮中心是設置在專門的通信指揮車中并集成了消防通信指揮相關功能的移動指揮平臺,通常包括調度指揮臺、輔助決策信息系統、多種無線通信系統、火場圖像系統、視頻會議系統、現場廣播、供電及照明等其他輔助設備,是眾多救援力量參與的復雜災害事故處置現場中通信指揮的關鍵因素。按照城市規模和應急救援體系的建設情況,配置不同功能組件和不同移動及通信能力的消防通信指揮車是消防通信規劃中的重要問題。
3.3 消防綜合業務信息系統
消防綜合業務信息系統是包括了滅火救援指揮、消防監督管理、部隊管理和消防公眾服務等多種應用功能的信息系統集成,是消防通信中應用軟件的主要部分。按照消防部隊信息化建設總體規劃和部署,各級消防部隊將逐步推廣和應用包括消防基礎數據平臺、消防公共服務平臺及各消防綜合業務信息系統等部分的一體化業務平臺。目前各地統一按照公安部消防局部署方案的要求,逐步開展了消防監督管理、部隊管理和公眾服務等信息系統的推廣和應用,而對于消防基礎信息平臺、滅火救援指揮系統等面向滅火救援指揮和管理的信息系統,因受到基礎信息數據庫和通信基礎設施建設情況的局限,各地的應用程度差異較大。在消防通信規劃中,應將建立和完善城市地理信息、火災風險信息、危險源信息、水、電、生產、醫療救護信息等內容的城市應急救援基礎信息數據庫,以及按照城市應急救援的具體需求開展消防指揮調度系統、消防指揮決策系統、重大危險源評估系統、模擬演練等系統的應用納入到消防通信規劃中重點建設。
4、未來發展趨勢
隨著信息通信技術的高速發展,眾多高性能的通信技術將逐步應用于消防通信領域中,不斷推進消防通信的發展。目前第四代移動通信技術已進入實驗性應用階段,在不久的將來勢必將成為消防通信體系中高質量傳輸數據信息的重要手段。信息通信硬件設備的發展,使信息通信裝備的通信性能和移動性能不斷提升,設備成本將更加低廉,未來隨著多媒體單兵信息裝備的深入應用,使災害救援現場各級指戰員具備強大的信息通信能力,數字集群通信、衛星通信、微波數據通信等通信設備也將廣泛裝備到各級消防部隊中,逐步成為普遍配備的常規通信手段。隨著城市災害聯網監控系統的建設,消防通信指揮中心可以智能感知火災等災害事故的發生并及時獲取相關災情信息,極大的提高消防部隊對災害事故響應能力。此外物聯網、遙感技術、傳感器技術、Ad Hoc網絡等應用于消防領域,可以即時、全面、深入的獲得滅火和應急救援現場的災情狀況和救援實力狀況,實現天空地一體的消防通信體系和數字化指揮調度體系。在消防通信規劃中,應結合未來通信新技術的發展,合理規劃和部署城市消防通信建設。
5、問題和建議
消防通信的發展應與城市應急救援體系各方面的發展情況及相關領域的具體情況協調統一。由于通信技術的發展速度較高,消防通信規劃編制中應準確預見未來城市消防通信的需求,在首先確立適合消防通信發展總體框架基礎上靈活的選擇兼容性好、生命力強并具備開放和統一標準的技術和設備,有效避免重復建設,并盡量降低系統升級換代和改造的成本。發展中還應重視基礎通信設施建設,切忌盲目追求新技術和熱點技術??煽慷群涂篂哪芰κ窍劳ㄐ畔到y中不能忽視的問題,應充分考慮應急狀況下缺乏電源供給、設備損壞、大量用戶占用等特殊情況的系統運行,合理劃分系統中緊急與非緊急應用的分工、采取冗余和備份設計、增設應急狀態的專用模式等手段提高系統可靠程度和對災害的抗擊能力。此外消防通信系統設計中還應充分考慮到互聯網、公安網、公眾話務網、政務網等多個獨立通信網絡中各種系統間數據的融通,設計中應盡量將系統各具體應用建立在統一的平臺和網絡中,并采用一些安全穩妥的連接手段,共享和交換各網絡間的信息數據。
參考文獻
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【關鍵詞】無線溫度測量系統溫度計量環境監測應用
在當前的自動化行業中,無線溫度傳感器的應用極為廣泛。設備具備了多個種類,在環境監測、溫度計量等方面,傳統有線溫度測溫儀目前已經無法滿足上述的使用需求。本論文粗略的闡述了無線射頻溫度測量系統的相關信息,如組成、特殊環境下如何應用,并總結了其優缺點,最后對其未來的發展進行展望。對比傳統的有線通信而言,如下的優勢是無線通信技術所具備的:首先,以電磁波作為傳輸介質,光纖以及電纜不需要被架設起來,使得傳統運輸中固定的周期長、高成本等問題得以避免;其次,是有線通信構成的單片機多機通信系統,總線上掛接的收發器的數量受接地址編碼,收發器的數量不受限制;第三,成本、功耗都比較低、體積小、電路簡單等優勢。同時在無線通信系統中,其還采用了多字節的方式。在無線遙控系統、工業數據采集系統等方面,極為適用[1]。伴隨著物聯網、電子信息技術的快速發展,出現了許多無線溫度測量系統,它們具備了許多完善的功能,同時使用上也極為便捷。同時在PC機上,它們還能夠進行保存、顯示、統計等操作,甚至還可以實現遠程控制以及警報功能。布線成本由此得以減少,同時有限傳感器存在的一些問題也得以解決。
一、無線射頻溫度測量系統的組成[2.]
結合功能來對無線射頻溫度測量系統進行劃分,主要可以劃分為如下兩大部分:首先是無線測控終端,具體包括了如下模塊:溫度采集、處理以及發送模塊,另外部分設備為具備程序運行功能的,如數據的接受、處理模塊、PC機以及串口通訊模塊等。兩大部分的聯系主要結合無線數據通訊來實現,可以實現數據的實時存儲、接收,還可以實現綜合分析、計算。以射頻技術為基礎的此套系統,具備了如下的工作過程:無線數據采集方面,對環境溫度的采集,交由數字溫度傳感器來實現,并向數據處理部分直接傳送;數據處理,數字信號被接收之后,會向對應值轉換。隨后結合特定的協議格式,來打包數據,向無線收發模塊發送緩沖區寫入,在天線的幫助下,經由無線收發模塊來傳輸數據,無線主機方面,接收數據仍然由無線收發模塊來實現,數據由處理模塊處理,再結合串口,向PC機傳輸;此外,無線收發模塊中的數據,數據處理模塊還將對數據進行處理,結合相應的協議格式,來解析數據,結合獲取到的指令值開展相應的處理,進而實現控制采集端的目標。
這一系統具備的功能如下:
(1)以移動設備為基礎,可以實現現場的檢測、分析;
(2)對檢測信號的傳輸為無線形式,檢測終端可以同時、多個連接;
(3)移動設備、探頭等之間的連接形式為無線,檢測人員可以不必身處現場,盡量避免因為自身的呼吸、活動,而影響測試Y果,另外對于這部分人員的人身安全也可以得到保證。
二、無線射頻溫度測量系統的特殊應用
國內中國安防提供了SmartNodeWTS01無線溫度傳感器,測溫范圍:-50~+150℃,主要應用于環境監測、溫度采集以及食品、醫藥行業溫度監測等;上海搜博實業有限公司SLWT1-1系列ZIGBEE無線溫度傳感器,測溫范圍:-25~+125℃,實現低成本溫度狀態在線監測方案的實用型無線組網傳感器模塊,可廣泛應用于實時溫度數據采集監測的各種場合。
本文具體進行如下歸納,不論是在房間、醫院,或是在實驗室、倉庫,亦或是運輸進程中,無線測溫儀都可用來對溫濕度進行監控。接下來將具體討論,起在日常監測中,還能夠解決哪些有線傳感器解決不了的問題,比如說下列較為特殊的環境試驗設備。
(1)高壓密封。比如說壓力蒸汽滅菌器,如果檢測工具為有線傳感器,一旦溫度上升,會出現極為嚴重的漏氣問題,導致壓力無法達到目標,在面對滅菌設備時,也無法實現法蘭密封。
(2)真空設備。比如說熱壓真空罐等,因為使用這部分設備時,都必須要對真空進行抽取,而使用有線傳感器時,無法達到真空度要求。
(3)低溫設備、大空間。比如說大養護池等。如果使用的傳感器是有線的,會導致較長的布線,這和普通溫度記錄采集儀的使用環境溫度范圍不符,如果長期處于異常環境中,會導致儀器不工作,另外儀器供電難等問題也時有發生。
(4)環境惡劣,如噪聲、粉塵污染較為嚴重時,普通設備、人員無法長期停留,要想解決這一問題,就必須要運用無線溫度測量儀。
(5)自動化設備,如帶式輸送機,不論是經濟效益,還是生產效率,都必須要以持續的運行為基礎,檢測過程中開展有線傳感器的布線工作并不現實。設備具有較好的密封性,且不存在測試孔,將對有線傳感器產生影響,所以無線傳感器開展測量將是最佳選擇。
三、無線射頻溫度測量系統的優勢與不足
在進行日常溫度校準時,布線是一項極為繁重的工作,如果布線時間較長,將會對穩定的環境產生影響,要想檢測溫度濕度等,在必須要在環境再次穩定后進行,工作效率受到影響,并且檢測進程中,傳感器受到破壞的紀律較高。上述諸多問題,如果能夠采用無線溫度測量儀,必將得以解決。在其他方面,這一設備也存在較為顯著的優勢:如存儲記錄、傳感器的一體化;距離不會對傳輸產生影響;電源方面因為使用了內置電池,所以不會存在限制;儀器設備如果可以由有線溫度測量儀去測量,那么必然也可以應用無線溫度測量儀;和上位機通訊時,具備了如下功能,能夠自動對數據進行采集、處理、判定結果等。
但仍然有一些問題存在:就當前的技術水平來說,其溫度記錄的范圍并不廣。要想具備較高的準確定、同時還要具備穩定的性能,就需要對一些價格昂貴的進口測量系統進行購買。內置電池雖然減少了電源方面的限制,但是生命有限,需要經常更換。紅外輻射等設備不可應用該測量設備,如果設備為微波加熱,同樣也不可應用,因為不易散熱的金屬外殼,會導致爆炸問題的出現。
四、結語
目前,無線溫度測量儀還存在一些不足,比較常見的溫度記錄范圍在-40℃~+135℃,高溫段的技術問題難以解決,需要進一步的研究探索,以便推廣使用。
參考文獻
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用電信息采集系統屬于系統化集中管理過程,從我國各地方電力企業電力系統管理而言,整個采集系統建設仍然受到運行管理與資金等方面的影響;同時,光纖、衛星通信等技術的進步,為采集系統進一步發展提供可能。因此必須要根據電力企業電網管理的具體要求,對用電信息采集系統功能設計做分析。
一、用電信息采集系統關鍵技術
1、信息采集技術
在信息采集過程中,電能表是信息采集的主要媒介,通過電能表,完成對一個或多個數據采集,采集結束后對相關數據進行處理、儲存,并將數據傳輸至主站系統中。因此,信息采集技術的采集起始點是用戶端電能表,從用戶端電能表工作原理與測量結構運行要求來看,電能表主要表現為機電脈沖式與全電子公式兩種電表形式;而輸出接口可劃分為:RS-485型與低壓配電線接口型兩種。從功能來看,機電脈沖式電能表的工作方位(測量結構)與感應系電能表,都是依靠電子電路完成對數據測量;但由于機電脈沖式電能表主要依靠脈沖方式完成輸出,信號在輸出過程中易出現數據丟失或多脈沖現象。
2、信息傳輸技術
(1)有線通信技術
①有線電視電纜:通過已有電視電纜進行數據傳輸,這種傳輸方式更適用于中小型居民居住區。該傳輸方式具有傳輸質量高、信息總傳輸量大等優點;若在管理中能進一步增加有線電纜覆蓋面積,傳輸效果將會進一步提高。
②RS485總線傳輸:該傳輸方式具有傳輸穩定、速度快等優點,是當前國內一種常見的通信傳輸方式;但該傳輸方式在布線過程中需要投入大量人力資源,總線受到破壞后,需要重新進行管理。
(2)無線通信技術
①紅外線傳輸技術:該技術需要在一段距離內對某一位置進行定點,并完成兩點之間的無連接數據,具有操作簡單、經濟效益好等優點;但該技術需要人工操作,對距離、接收等因素具有較高要求,更適合于用戶集中區。
②無線電波傳輸技術:該技術分為現場手抄(無線抄表)與遠程無線抄表兩種形式。現場手抄所使用的無線裝置功率略低,與紅外抄表方式類似,但距離長于紅外抄表;遠程無線抄表通過大功率無線電臺,對數據進行遠程接收,是一種相對成熟的抄表技術。
二、系統建設
1、主站建設
由于不同客戶在電力能源需求中具有明顯差異,導致不同用戶的用電環境、客戶端類型、遠程信息通道等方面存在不同。以國家相關要求來看,必須要以“統一”與“集約”兩方面為基礎,以實現電力企業營銷戰略為核心,建立完善的用電信息采集平臺。
在主站建設過程中,必須要對對數據通信模式進行分析,本文從遠程網絡與GPRS移動數據通信業務兩方面進行分析:
(1)遠程網絡
本文對光纖通信模式下的遠程網絡傳輸進行分析,具體結果見圖1。
圖1 光纖通信模式下的遠程網絡傳輸
注:在光纖介入之前,采集服務器、路由器與光電轉換皆屬于主站系統;經過光纖介入后,路由器與終端屬于采集對象。
通過光纖介入,主站系統完成對采集對象的數據管理,能完成對信息的實時控制。現階段,光纖主要分為無源光網絡與有源光網絡,其中有源光網絡應用范圍更加廣泛。
(2)GPRS移動通信業務
從功能上講,GPRS技術的優勢主要體現在以下幾方面:
①結束時間短
②傳輸效率高
③資源利用率高
本文根據電力企業對數據傳輸的速度要求、持續性要求入手,對GPRS技術的主要設計流程做分析,具體結果見圖2。
圖2 GPRS技術通信流程
注:通信設備與防火墻屬于主站系統,無線模塊、終端設備、無線模塊與終端表示采集對象。
主站系統建設除上述兩種技術之外,也包括PSTN與230M無線專網。本文對4種技術各項數據進行統計,并進行比較,具體結果見表3。
表3 不同遠程通信技術比較
由表3可發現,光纖通信除建設成本不具備優勢外,其他多項選項均符合用電信息采集的基本要求。因此本文認為,在具體功能選擇中,必須遵循下列幾點原則:
①在無成本壓力的情況下,優先選擇光纖通信技術;
②在系統建設初期,可先通過GPRS技術構建Vlan網絡;
③若建設過程中發現230M無線專網覆蓋,要優先考慮利用本地資源;
④PSNT可作為通信的一種輔助手段。
2、數據采集與計量裝置檢測
(1)數據采集
可設置自動采集權限,重點對電力用戶計量點電能值、負荷瞬時用電總量、用戶用電事件、當前電網電能質量等進行控制,保證數據的完整性與準確性,未接下來的電費結算提供依據。
(2)計量裝置檢測
通過主站,對各個監測遠方電能計量裝置進行運行信息監控,并分析當前裝置的計量內容,根據內容判斷故障信息與竊電形式等,可在第一時發現用戶端的用電異常,并及時制定解決方案。
結束語
本文對用電采集系統中的與運行管理、模擬建設等方面做簡單討論,重點分析了主站建設中的通信方式建設,并通過比較不同通信方式,對系統的通信方式做確定??傮w而言,必須要根據電力企業的實際需求,選擇不同種類通信方式,以獲得更好的通信結果。
參考文獻
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論文摘要:文章介紹了數字通信系統的技術特點,并與傳統的模擬信號對比闡述了數字信號的優勢,然后對數字通信系統的應用方法進行淺析。
一、數字通信系統
數字通信是指用數字信號作為載體來傳輸信息,或者用數字信號對載波進行數字調制后在傳輸的通信方式。它的主要技術設備包括發射器、接收器以及傳輸介質。數字通信系統的通信模式主要包括數字頻帶傳輸通信系統、數字基帶傳輸通信系統以及模擬信號數字化傳輸通信系統三種。
數字信號與傳統的模擬信號不同,它是一種無論在時間上還是幅度上都屬于離散的負載數據信息的信號。與傳統的模擬通信相比其具以下優勢:首先是數字信號有極強的抗干擾能力,由于在信號傳輸的過程中不可避免的會受到系統外部以及系統內部的噪聲干擾,而且噪聲會跟隨信號的傳輸而進行放大,這無疑會干擾到通信質量。但是數字通信系統傳輸的是離散性的數字信號,雖然在整個過程中也會受到的噪聲干擾,但只要噪聲絕對值在一定的范圍內就可以消除噪聲干擾。其次是在進行遠距離的信號傳輸時,通信質量依然能夠得到有效保證。因為在數字通信系統當中利用再生中繼方式,能夠消除長距離傳輸噪音對數字信號的影響,而且再生的數字信號和原來的數字信號一樣,可以繼續進行傳輸,這樣一來數字通信的質量就不是因為距離的增加而產生強烈的影響,所以它也比傳統的模擬信號更適合進行高質量的遠距離通信。此外數字信號要比模擬信號具有更強的保密性,而且與現代技術相結合的形式非常簡便,目前的終端接口都采用數字信號,同時數字通信系統還能夠適應各種類型的業務要求,例如電話、電報、圖像以及數據傳輸等等,它的普及應用也方便實現統一的綜合業務數字網,便于采用大規模集成電路,便于實現信息傳輸的保密處理,便于實現計算機通信網的管理等優點。
要進行數字通信就必須進行模數變換,也就是把由信號發射器發出的模擬信號轉換為數字信號。基本的方法包括:首先把連續形的模擬信號用相等的時間間隔抽取出模擬信號的樣值。然后將這些抽取出來的模擬信號樣值轉變成最接近的數字值。因為這些抽取出的樣值雖然在時間進行了離散化處理,但是在幅度上仍然保持著連續性,而量化過程就是將這些樣值在幅度上也進行離散化處理。最后是把量化過后的模擬信號樣值轉化為一組二進制數字代碼,并最終實現模擬信號數字化地轉變,然后將數字信號送入通信網進行傳輸。而在接收端則是一個還原過程,也就是把收到的數字信號變為模擬信號,通過數據模變換再現聲音以及圖像。如果信號發射器發出的信號本來就是數字信號,則不用在進行數據模變換的過程,可以直接進入數字網進行傳輸。
二、數字通信系統的應用
數字通信系統的關鍵性技術包括編碼、調制、解調、解碼以及過濾等。其中數字信號的調制以及解調是整個系統的核心也是最基本、最重要的技術。
數字調制是通過對信號源的編碼進行調制,將其轉換成為能夠進行信道傳輸的頻帶信號,即把基帶信號(調制信號)轉變為一個高頻率的帶通信號(已調信號),而且由于在傳輸過程中為了避免信息失真、傳輸損耗以及確保帶內特性等因素,在進行信號進行長途傳輸以及大規模通信活動時必須對數字信號進行載波調制?,F階段的數字信號調制主要分為調幅、調相以及調頻三種。調幅是根據信號的不同,通過調節正弦波的幅度進行信號調制,目前最常見的數字信號是幅度取值為0和1為代表的波形,即二進制信號;調相是由于載波的相位受到數字基帶信號(調制信號)的控制,通常情況下載波相位和基帶信號是保持一致的,例如二進制基帶信號為0時,載波相位相應也為0;調頻是利用數字信號進行載波頻率的調制。解調就是講載波信號提取出來并經過還原得到信息的過程,它是調制的逆過程也被稱為反調制。目前解調的類型分為相干解調和非相干解調兩大類。數字通信的質量通常用信息傳輸速率、符號傳輸速率以及消息傳輸速率這三個指標來衡量。對于數字通信系統的性能指標通常用信息傳輸速率、符號傳輸速率以及消息傳輸速率這三個指標來衡量。
通信系統向數字化時代的轉變就是要從有線通信想無線通信,從公用移動網絡到專用網絡,從而實現全球化的數字通信理念。而且通過現有的綜合業務數字網絡為基礎,通過一個多用途的用戶網絡接口就可以輕松實現信號發出端到接收端全程數字傳輸與交換的新型通信網。利用這種新型技術可以擴充通信業務的范圍,而且還具有更加經濟以及靈活的特點,能夠與現有的計算機互聯網、多媒體信息網、公共電話網以及分組交換數字網等進行任意轉換。隨著數字通信設備的發展和不斷完善,利用微處理技術對數字通信系統的信號進行轉變,還能夠使設備更加靈活的應用到各種長途以及市話當中。由于長途通信線路的投資遠大于終端設備,為了提高長距離傳輸的經濟性,未來高度、大容量的數字通信系統也將成為主流趨勢,而且隨著數字集成電路技術的發展,數字通信系統的設備制造也越來越容易,成本更低、可靠性也更高。
三、結束語
數字通信系統是一種全新的利用數字信號進行消息傳輸的通信模式,伴隨著社會的不斷發展,數字通信的應用也已經越來越廣泛,在我們日常生活中的電腦、手機上網、視頻電話、網絡會議以及數字電視等都是通過數字通信系統來進行信號傳輸的,而且由于社會的發展人們對各種通信業務的需求量也在逐漸增加,在光纖傳輸媒介還沒有完全普及以前,數字通信系統主要是利用電纜、微波等有限的媒介進行傳輸,但目前光纖技術的發展無疑將會推動數字通信的發展。隨著數字通信系統也正在向智能化化、高速度以及大容量的方向迅速發展,相信在未來數字通信系統將會取代傳統的模擬通信系統而成為主導。
參考文獻:
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[3]王金保.通信基本知識[j].華北電力技術,2005.
論文摘要:早在七十年代,人們開始研究無線電通信技術。無線電通信技術有線電通信相比,具有不用架設傳輸線路線、脫離傳輸距離限制、傳輸距離遠、通信靈活等優點,備受市場的青睞。無線電通信技術為人們的生產和生活帶來的影響無疑是巨大的,但它亦有不容忽視的缺點,譬如聲音、文字、數據、圖像和視頻等傳輸的質量不甚穩定,由此造成的聲音失真、文字模糊、數據滯后、圖像和視頻失真都亟須改進之處,還有信號容易受到干擾、容易被人截獲造成通信內容保密性差[1],尤其在軍事和經濟領域,再一次說明無線電通信技術通信方法的拓新勢在必行。本文就無線電的優缺點進行分析,探討其通信技術所需拓新之處,并提出建議。
1無線電通信技術的發展歷程
1895年5月7日俄國物理學家波波夫已“金屬屑與電振蕩的關系”的論文向全世界宣布無線電通信技術的誕生,并當眾展示了他發明的無線電接收機,那天俄國當局定為“無線電發明日”。
1896年3月24日,波波夫將無線電通信的通信距離延長到250米,做了用無線電傳送莫爾斯電碼的表演為無線電通信技術拉開新的序幕。
1898年,年輕的意大利青年馬可尼利用游艇證明了他的無線電電報能夠在20英里的海面暢通無阻地通信,第一次實際性地使用無線電通信技術。
1901年,他在相隔2700公里英國和紐芬蘭島之間成功地進行了跨越大西洋的遠距離無線電通信,從此人類進入無線電波進行遠距離通信的新時代。
隨后,無線電通信技術如雨后春筍其涌現出來。直到1946年,美國人羅斯.威瑪和日本人八本教授利用高靈敏度攝像管家用電視機接收天線問題,從此超短波轉播站一些國家相繼建立了,無線電通信技術迅速普及開來[2]。
隨著電子技術的高速發展,信息超遠控制技術為滿足遙控、遙測和遙感技術的需要,于人們生產與生活中被廣泛使用;后來微電子技術也推動了電子計算機的更新換代,使電子計算機信息處理功能大大增加,日益成為信息處理最重要和必不可少的工具。
信息技術是以微電子和光電技術為基礎,以計算機和通信技術為支撐,以信息處理技術為主題的技術系統的總稱,是一門綜合性的技術。今天的信息化時代,就是電子計算機和通信技術緊密結合的標志。
無線電通信技術發展到今日,擁有無限潛力。軍事、氣象、生活、生產等各個領域都對其都有空前的需求。雖然無線電通信技術優點雖然卓越,但其缺點至今給技術的發展帶來很大的障礙,都是我們亟須解決的難題。
2無線電通信技術的特點
近些年無線電通信技術領域引入無線接入技術,是迅速發展起來的新技術領域,不需要傳輸媒質,部分接入網甚至入網的全部皆可直接采用無線傳播手段代替,無論是概念上還是技術含量上都產生了一個重大的飛躍,實現了降低成本、提高靈活性和擴展傳輸距離的目的。其特點喜憂參半,優點主要體現在傳輸線路線、通信方式等方面,我們可以總結如下:
不受時空限制。大多數情況下,人們對通信運用的時間、地點、容量需求無法預知,而無線電通信不受時空限制的優點能夠采取靈活多樣的手段和方法,確保通信聯絡綜合高效,語音、數據、圖像的綜合傳輸暢通無阻,隨著近年來國內各個經濟領域和國際經濟的來往,無線電通信技術不受時空限制方法為其打開方便之門,尤其通信與網絡的連接,通信技術踏上新的臺階。
具備高度的機動性及可用性。無線電通信技術傳輸數字化、功能多樣化、設備小型化、智能化及系統大容量化決定了其具備高度的機動性和可用性,尤其在軍事構建地域通信網方面起到很大的作用。
可靠性高。無線電通信比起有線通信的一個卓越優點在抵抗水淹、臺風、地震等方面有較大的可靠性,一般情況下除非信號干擾都能保持通信的暢通,這也是無線架輸的最大特點。
無線電通信技術雖然解決了架設傳輸線路線、脫離傳輸距離限制、傳輸距離遠、通信靈活等的難題,但其信號容易受到干擾、影響,還有容易被截獲造成了該項技術的保密性極差。無線電通信技術的缺點幾百年來都是讓人頭疼的問題,目前全球化經濟愈演愈熱,其信號的穩定性與安全性上升為經濟領域里關注的焦點,因此,無線電通信技術的通信方法拓新成為其發展的新話題。
3無線電通信技術之通信方法的拓新
21世紀無線電通信技術正處在關鍵的轉折時期,尤其最近幾十年最為活躍。信息化的飛速發展和IP技術的興起,欲求無線電通信技術適應未來社會生產和生活的需求。務必在通信方法上進行一系列的拓新。針對以上無線電通信技術的缺陷,筆者認為,我們可以從通信技術、信息技術、網絡技術、藍牙技術、軟件技術等方面進行嘗試,主要可總結一下八點:
3.1采用了數字通信技術
提高系統頻譜資源的利用率,維持信號上的穩定,避免通信信號收到干擾,增大了系統通信容量,提供話音、圖像和數據等多種通信服務,確保用戶信息安全保密。
3.2推廣通信信息技術寬帶化的發展
信息的寬帶化對于光纖傳輸技術和高通透量網絡的發展起到關鍵的推進作用[3],尤其近年來世界范圍內全面展開,無線通信技術正朝著無線接入寬帶化的方向演進,這個方向對無線電通信信號源穩定來說的確非常之重要。
3.3推廣個人信息化技術
個人信息化在全球個人通信已經有著不爭的發展趨勢。個人信息話,能夠有效地減低傳輸路線的信息量堵塞,大幅度提高通信的傳播速度。
3.4拓新接入網絡的樣式
技術上融合實現固定和其他通信等不同業務,在無線應用協議(WAP)的出現以后,無線數據業務的開展得到大幅度的推動,促進了信息網絡傳送多種業務信息的發展。隨著市場競爭的需要,傳統的電信網絡與新興的計算機網絡融合,尤其具備開發潛力接入網部分通過固定接入、移動蜂窩接入、無線本地環路入等不同的接入設備,滿足了生活與生產地各種通信需求。
.5過渡電路交換網絡
關于過渡電路交換網絡,IP網絡無疑是核心關鍵技術,是最合適的選擇對象,處理數據的能力電路交換網絡大大提升,這一點對保持通信暢通方面解決了信號容易受到干擾的難題。
3.6使用Bluetooth技術作為信號傳感器
Bluetooth技術具有更高的安全性和適用性,利用藍牙做出來的傳感器隨時反映出用戶所需要的信號方向,一旦連接到Internet上的話,即可以實現更具備高度的機動性及可用性。
3.7推廣軟件無線電
軟件無線電通信偵察與對抗方面世人矚目,但它僅限于軍事通信領域,如果能夠推廣到市場,對于無線電通信技術的通信內容保密性來說將是一大跨步的改革創新。
3.8提高無線通信網絡可持續性
無線電通信技術的網絡設備如果沒有良好的配置和網絡部署,一旦受到安全威脅,其后果不堪設想。因此,無線電通信技術通信方法的拓新我們與必要提高網絡設備性能、優化設備配置、冗余備份等等手段來保證網絡的可靠性[4]。
結束語
回顧無線通信的發展歷程,無線電通信技術的傳輸路線、傳輸距離、通信靈活性、信號穩定性、保密性等方面的需求將愈來愈突出。通信方法新技術的拓新將有愈來愈廣闊的活動舞臺及光明的發展前景。鑒于市場對經濟的推進作用,盡管我國的無線電通信技術發展速度飛快,但面對我國12億人口的通信需求,無線電通信技術普及率低的問題,面對我國12億人口,網絡規模和容量方面就變得蒼白無力了。同時,無線電通信技術愈來愈激烈競爭局面促使各無線電通信運營企業積極拓新新的技術涵蓋面,提升自身的營業水平,為市場提供豐更加富的選擇,滿足用戶各個方面、各個層次的需求。因此,在無線電通信技術通信方法應用開發的發展潛力無窮,這要求我們積極加快無線領域的科技進步,為無線電通信技術創新出謀劃策,為全球信息化及經濟全球化的通信事業貢獻力量。
參考文獻
[1]《信號與系統(第二版)》A.V.Oppenheim西安交通大學出版社2000年.
[2]《數字與模擬通信系統》LeonW.Couch,II電子工業出版社.
關鍵詞:通信設計 成本
中國電信、中國移動、中國聯通三大運營商均有投資設立的通信設計院(以下簡稱直屬設計院),承接其所屬公司的設計業務。對于這些設計院而言,其設計業務飽和,難以自行完成,常常將非核心業務外包給系統外、民營等設計類企業。本論文所描述的核算主體主要為接受外包業務的通信設計公司(以下簡稱外包設計公司)。由于直屬設計院在選擇分包單位、定價及確定付款方式方面有絕對優勢,則造成外包設計公司的收入、成本的確定具有極大的不確定性。
一、設計通信類行業的收入及成本確認特點
二、配比性原則下的收入確認
財政部于2000年頒布的《企業會計制度》中規定,權責發生制為會計核算的十二個基本原則之一,而2007年1月1日實施的《企業會計準則》將權責發生制原則上升至基本會計準則,即:“企業會計的確認、計量和報告應當以權責發生制為基礎?!?/p>
通信設計類行業由于收入的金額不能可靠計量,經濟利益能否流入企業、何時可以流入企業存在較在較大的不確定性。因此,大多數企業以下列原則為依據確認收入及結轉成本
(1)按照業主確認的產值開票且確認營業收入。
(2)按照收入金額、收入產生年度的單位成本,結轉營業成本。
但核算方法也存在明顯的缺點,主要有:
(1)通信設計類行業的收賬期在三年左右,收入為以前年度實現的收入,如2012年度實現的收入1600萬元,實際上為2010年完成產值300萬元,2011年完成產值1000萬元,2012年當年完成產值300萬元。所結轉的營業成本為產值發生年度的成本,未考慮貨幣的時間價值,反映的盈利能力應為前三年歷史情況,與2012的真實狀況相差甚遠,不利于股東判斷公司的真實的盈利能力及財務狀況。
在企業管理充分依賴財務信息的現時,會造成會計信息的有用性大大降低。
(2)公司可以通過調節所結轉的銷售成本來調節利潤。
(3)虛增存貨,易形成不良資產。
三、新企業會計準則下收入確認方法
根據2007年實施的《企業會計準則第14 號——收入》,勞務收入按照“企業在資產負債表日提供勞務交易的結果是否能夠可靠估計”而采用不同的方法確認。
已經發生的勞務成本預計能夠得到補償的,按照已經發生的勞務成本金額確認提供勞務收入,并按相同金額結轉勞務成本。
已經發生的勞務成本預計不能夠得到補償的,應當將已經發生的勞務成本計入當期損益,不確認提供勞務收入。
(一)確認收入會計核算方法
(1)對當年完成的產值,按照估計可以收到的金額,確認收入;
(2)對一年以上的收款,按照年利率10%折現后,以凈值確認收入;
(3)對當年度發生的成本,全部結轉主營業務成本。
(二)該會計核算方法的優點
(1)考慮了收入與成本的資金時間價值。將企業取得的收入,根據收取時間折現,分別確認為主營業務收入及因墊資而形成的利息收入。這樣的會計處理可以真實地體現公司的盈利能力,充分體現的新企業會計準則的真實性原則。只有真實的信息,也才是有用的信息,這樣的信息有助于管理層及股東做出準確的管理決策,因此也充分體現了新企業會計準則有用性原則。
(2)新企業會計所運用的理論為資產負債表理論,這個會計處理,更加偏重于資產的真實性,不虛增存貨,不易形成不良資產
(三)但這個會計核算方法的缺點
(1)該方案中,對收款期在一年以上的收入,按10%的利率進行折現,但在實際操作中,由于金融市場變幻莫測,央行基準利率調整頻繁,各個金融機構的實際融資利率千差萬別,且存在各種隱形的融資成本,因此實際利率資料難以準確取得。
(2)在本方案中,我們對每一年度的完工產值可能的收款金額及時間進行了預測,但實際上,在業務發生當年難以準確預測收入獲得的時間及金額。因為存在著大量的預測,也給企業留下了較大的利潤調節空間。
(3)該方案涉及凈現值的計算,操作復雜,部分傳統會計難以完成收入現值的計算。
(4)在時間上,收入的確認大大提前于發票的開具,造成稅收實務處理麻煩,易產生稅收糾紛。
(5)在該方案中,應收賬款是按照不能真實地反映應向甲方收取的款項。
四、結合新舊會計準則,最具真實性及有用性的收入確認方法
根據新企業會計準則規定,確認收入會計核算方法如下:
(1)根據估計可以得到確認的產值確認當年度的收入,在第三年根據實際情況對估計收入進行調整。
(2)對可以得到彌補的成本或無法得到彌補的成本結轉當年度的成本;
(3)根據本年度確認的產值,確認應收賬款;
(4)對一年期以上的收款,不再進行折現。
第三種會計處理方法除了操作簡便、收入依據容易取得以外,還具備以下優點:
(一)更能體現謹慎性原則
新企業會計準則謹慎性原則要求:“企業對交易或者事項進行會計確認、計量和報告應當保持應有的謹慎,不應高估資產或者收益、低估負債或者費用?!?/p>
若以方案二的數據為參考值,從單一年度來看,除2013年度外,方案三的結果更加接近參考值。從五個年度來看,方案三的結果更加謹慎。
該收入確認與成本的結轉方法,營業利潤的確認均衡、穩健,全面的詮釋了謹慎性原則。
(二)更能體現有用性原則
新企業會計準則有用原則要求“企業提供的會計信息應當清晰明了,便于財務會計報告使用者理解和使用?!痹谠撌杖氪_認與成本結轉的方法下,應收賬款余額反映的為向甲方開票真實應收未收的金額,便于公司的收款管理工作,也利于公司安排經營需求資金。
(三)更能體現實質性原則
1.工程概況
隨著廣州市城市社會經濟的高速發展,作為經濟發展先行官的廣州市公共交通運輸能力同步迅速提高,線路網覆蓋面增大,大大方便了乘客出行。但是如何將公共交通使用更有效率,用以提升整個交通系統,乃至城市的運行效率仍是一個急需解決的課題。一個高效、方便、簡捷的換乘系統是公共交通系統現代化的重要標志之一,而布局合理的樞紐站是換乘系統重要組成部分,也是實現公交線網優化調整的重要結點。
以往,因為科學技術的日常應用問題,公交場站或樞紐站采用的是分散調度模式,場站使用情況主要通過人工現場觀測評估。近幾年,廣州市交通委員會加強了以信息化手段改造傳統交通工作。如在南洲路綜合交通樞紐站,就采用了統一管理、集中調度的新型運營調度管理模式。南洲路綜合交通樞紐站智能系統采用先進的計算機網絡、數據庫、車輛自動識別、通信、數字圖像監控等技術,結合管理體制改革,實現樞紐站及進出站的公交車進行集中調度、統一指揮,使樞紐站的吞吐率最大化;樞紐站還采用電子顯示和自動廣播技術向乘客提供發車、換乘及其它綜合信息服務,極大的方便了乘客。
2.智能化系統總體需求分析
2.1樞紐站智能化建設的重點任務
南洲路綜合交通樞紐站是集軌道交通、城市公共交通、長途客運、的士和社會車輛于一體的多種交通方式匯集場站,線路眾多,人流、車流密集。因此,通過加強運營組織和管理,使其有序、高效、安全的運行,是非常必要的。而樞紐站信息化、智能化是實現提高管理的有效手段之一。
針對南洲路公交樞紐站的建設規劃,信息化、智能化系統的建設主要需完成以下3方面任務:1)提升樞紐站場站管理水平。即通過各種智能化系統的有機結合,給出場站的合理使用方案,使場站各項功能設施靜態利用率達到最大化;通過對車輛進出站和占用到發線的監控調度,避免因車輛到發混亂而造成的擁堵,使場站使用達到動態優化。2)提升公交線路調度水平。公交樞紐站是多條線路的始發站。通過開發人機結合的行車計劃編制系統,將線路、客流、運力等數據輸入,實現各種交通方式行車計劃的優化和有機銜接,同時通過對車輛的監控調度,保證車輛的正常運行,改善公交服務質量,并自動進行行車記錄,生成各種報表,提高運營管理水平。3)提升乘客使用信息服務水平。通過信息屏、查詢機、廣播系統,為乘客實時動態地提供運營服務信息和其它相關信息;通過引導標識和圖表方式為乘客提供線路信息和換乘引導信息,使乘客迅速準確的選擇目的地線路,換乘時快速換乘。
2.2樞紐站智能系統需實現的功能
為達到上述建設目標,智能化系統所需實現的功能如下:
(1)車輛自動識別。在樞紐站的各個車輛出入口安裝電子感應讀卡器,在進場的每一部公交車上安裝對應的電子標簽,實現車輛與運營調度管理系統的信息交互,即車輛出入樞紐站時。能自動感應、自動識別、自動記錄,如車號、線路、所屬單位、具體車道、時間等,這是信息管理、智能調度的基礎。
(2)樞紐站場使用動態監控。在車輛識別系統的支持下,能夠對到發線上車輛的到、發和駐站進行實時監控,并可以預報車輛的集中到達時點,以便場站調度人員根據場站資源提前做好應對措施。
(3)停車場智能控制與自助尋車。在車輛識別系統的支持下,能夠對進入停車場的車輛進行空余車位指引,同時,對回到停車場需要取車出場的駕駛員進行原停車位的信息指示和方向指引以便尋車,使資源利用更加有效率。
(4)發車信息顯示與動態乘客引導。利用現有的多媒體技術,以LED顯示屏、發車顯示屏、觸摸式查詢機等方式,調度信息、運營信息和其他公益信息等實時信息。在每個到發站位安裝一塊電子發車顯示屏,與調度系統聯接,用于播發調度命令和引導乘客上車。如:顯示即將出發的車輛號、發車時間,預報待發車輛及發車時間等。
(5)安全防范。在車道、場站出入口、人流集散點等多處管理要點安裝攝像頭,通過畫面,實現樞紐站調度員對人流、車流的直接監控指揮,每個分調度臺均能靈活切換畫面而互不干擾,同時監控畫面上傳至上級管理單位,上級管理單位可通過顯示大屏對樞紐站進行遠程監控管理。同時,對樞紐站大樓及周邊區域關鍵部位采用自動化防盜報警系統進行防護。
(6)自動語音和人工廣播。采用CTI/IVR技術將自動語音播報、有線廣播有機地結合,最大限度地保障調度信息的。
(7)微區域通信。每個站臺配備無線對講機,用于站臺協管、司售人員主動與調度員聯系和語音調度命令下發。同時,覆蓋程度需滿足停車場管理人員、地下室工作人員與樞紐站管理人員的語音信息溝通。
(8)局域與廣域通信。為了完全實現整個運營調度系統的自動化調度,解決“電子路單”的問題,采用技術手段實現樞紐站和線路調度室、樞紐站和總公司間的信息交換。
3.智能化系統總體設計方案
3.1系統設置原則
針對現代化綜合公交樞紐在智能化系統建設方面的功能需求,結合實際情況,系統設置遵循以下原則進行系統配置設計:
(1)專業性、開放性、安全性、集成性和經濟性。
系統設置強調實用性,技術上應是先進并能夠兼容技術發展趨勢,在體現南洲路公交樞紐站整體特性的同時注意系統設置的經濟效益。
系統設置應注重公交樞紐站使用功能的專業特點,同時滿足其先進性,超前性要求,采用與技術發展潮流相吻合的產品,建立一個可擴展的平臺,保證前期工程和后繼先進技術的銜接。
系統設置應綜合平衡,主要系統應達到國內先進水準,例如:車輛自動識別與引導系統,多媒體信息顯示與人流引導系統,安全防范系統等。系統設置除考慮建設時的一次性投資外,還應充分考慮到系統平時運行的運行成本,并使之最小化。
(2)系統設置必須滿足高度的集成性要求。作為一座現代化的公交樞紐站,根據要求及設計規范,應能實現智能樓宇管理系統(BMS),實現集中監視、控制與綜合管理等多種功能。
(3)智能系統整體上以甲級智能建筑標準進行設計,智能系統配置設計應按本公交樞紐站各分區功能互相結合進行設計。
(4)智能系統設計應遵循全面規劃和分步實施原則,設計應全面、周到、注意預留預埋到位并有充分余量,以適應未來發展的需要。
(5)除了系統的配置設計必須依照國家和廣東省、廣州市的有關標準外,還必須根據本智能系統的總體結構要求進行子系統的配置設計,各子系統必須為結構化和標準化系統并綜合體現出當今的先進技術。
(6)智能系統必須具有極高的安全性、可靠性和容錯性。
(7)系統設置應能適應公交樞紐站使用要求,創造高效、舒適、便利的建筑環境,達到節約能源和人力的目的。
(8)在實現先進性,可靠性的前提下,系統的配置設計應達到最佳性能價格比。
3.2系統構成原則
南洲路公交樞紐站智能化工程中所采用的系統以及系統的構成應符合以下原則:
3.2.1 可靠性 系統應具備在規定的條件下和規定的時間內完成本技術文件規定功能的能力。應具備系統長期和穩定工作的能力。
3.2.2 實用性系統應具備完成工程中所要求功能的能力和水準。系統應符合本工程實際需要的國內外有關規范的要求,并且實現容易,操作方便。
3.2.3 先進性 系統應是滿足可靠性和實用性前提下最先進的系統,特別是符合計算機和網絡通信技術最新發展潮流并且應用成熟的系統,要為南洲路公交樞紐的發展創造條件。
3.2.4 開放性 系統應遵循開放性原則。系統應提供符合國際標準的軟件,硬件、通信、網絡操作系統和數據庫管理系統等諸方面的接口與工具,使系統具備良好的靈活兼容性,擴展性和可移植性。
3.3系統構成
綜合公交樞紐站智能化建設主要包括三部分:通信網絡系統、弱電系統及與樞紐中心運營和服務有關的系統。
3.3.1 通信網絡系統 1)綜合布線與計算機網絡系統。采用結構化布線新技術,統一管道,統一介質的電纜進行配管、配線,適應新技術的發展和應用,弱電系統的語音、數據等通信線路,以使該布線系統能夠方便地、靈活地與相關系統的終端設備進行連接,組建電話、電腦等網絡。同時也便于與外界進行聯網,從而實現辦公自動化和通信自動化;2)程控交換與微區域通信系統。設置程控電話交換機系統及微區域通信系統,通過有線通信技術及無線通信技術接駁多種不同的通信設備、網絡設備,連接計算機網絡以提供先進的數據服務,滿足建筑物通信的需要;
3.3.2 弱電系統 1)視頻監控與防盜報警系統。安全防范系統由視頻監控、防盜報警等系統組成,組成樞紐中心大樓、戶外廣場、建筑物區域和重要房間及設施的多層次、立體的安全防范體系;2)自助尋車與停車場管理系統。采用集感應式IC卡技術、計算機網絡、視頻監控、圖像識別與處理及自動控制技術,實現停車場的車輛全自動化管理、區域引導功能、自助尋車功能等功能;3)公共廣播與背景音樂系統。公共廣播與背景音樂系統主要功能包括了播放背景音樂、事物廣播、客運動態信息、業務信息、特別通告和緊急事件等。廣播方式由人工播音與數字語音合成播音兩種組成;4)機房工程。在機房內設置各弱電子系統控制終端、管理單元。弱電機房工程建設包括機房設備、機房裝修、機房監控等幾部分。
3.3.3 與樞紐中心運營和服務有關的系統 包括電子信息顯示與引導系統。建立電子信息顯示與引導系統,實現對旅客入站、候車、獲取資訊、上車等全過程的信息引導。
4.結語
總之,建設一套功能完備、技術先進、智能化控制的智能化信息系統是公交樞紐站必不可少的內容,是實現以信息化改造傳統交通,加快實現交通現代化轉型的重要手段,也是不斷提升服務管理水平的重要途經。論文結合廣州海珠區南洲路公交樞紐智能化系統建設的實例,主要對系統的需求、方案、設計原則進行了分析研究。旨在通過公交樞紐站智能化建設,提升交通管理與運營服務水平。
參考文獻
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【 關鍵詞 】 軟件定義網絡(SDN);控制平面
Survey of Control Plane Architecture in Software Defined Network
Liu Yan
(China International Telecommunication Construction Group Design Institute Co.,Ltd., The Fourth Branch
HenanZhengzhou 450052)
【 Abstract 】 SDN is a new network architecture that separate the data plane and control plane, to achieving centralized control, simplifying network management and configuration. Describes the core idea of SDN and its logical structure, it focuses on the study of the control plane architecture. Finally, several key issue in SDN control plane architecture are discussed and future directions are point out.
【 Keywords 】 software defined network;control plane
1 引言
當前,信息通信技術ICT(Information Communication Technology)領域正朝著細粒度、移動性、開源、云計算和大數據方向快速發展,這無疑對現有計算機網絡的帶寬利用率、接入方式、動態管理等方面提出了新的要求和挑戰。
隨著傳統網絡體系架構暴露出越來越多的弊病,向未來互聯網的演進,已經成為業界的共識。近年來,互聯網發達國家以及國際標準組織都加強了對未來網絡體系結構的研究,歐盟的未來互聯網研究和實驗FIRE (Future Internet Research and Experimentation),日本的AKAR-I,ITU的FutureNetwork等計劃。其中,由GENI資金支持的軟件定義網絡SDN(Software-Defined Network,SDN)受到廣泛的關注。
基于OpenFlow 的SDN 技術打破了傳統網絡的分布式架構,傳統網絡的運行模式已經被顛覆,在面臨類似挑戰時還需要滿足新的技術和運營模式,目前,學術界和產業界為了尋找解決方案在做大量的研究。
2 SDN中控制平面架構
控制平面架構是整個SDN技術的核心,是當前研究的重點,也是今后研究的熱點,本文也將著重對這方面進行研究。具有多個控制器的SDN控制平面架構研究有幾項。
文獻[1]中,谷歌的數據中心網絡B4是業界最大的SDN部署。在數據中心之間采用了SDN網絡,每一個數據中心由一系列OpenFlow控制器進行控制,并直接與數據中心的交換機連接,每一個SDN入口,主要用于全局流量管理。控制器通過與其他控制器之間的通信來改變拓撲結構和流表信息,與此同時,在B4網絡架構中它也增加了許多復雜性和費用。
文獻[2]中,Kandoo提出了一種兩層控制網路架構,包括根源控制器和本地控制器。根源控制器具有對網絡全局的了解,而本地控制器僅僅了解它們本地區域的網絡狀況,并把網絡狀況上報給根源控制器。如果本地控制器發現它自己無法處理的數據包,它將會與根源控制器進行聯系,最后,根源控制器來處理這些重要的事件,具有很好的擴展性,隨著網絡規模的擴大,需要相應的增加本地控制器和根源控制器。
HyperFlow首次為OpenFlow提出了一種分布式的控制層面,一個域內同時運行多個控制器,每個控制器主要控制其局部范圍內的OpenFlow交換機,控制器之間的信息共享借助了一個為廣域網環境設計的分布式文件系統Whee1FS 。HyperFlow控制器擁有一定處理局部范圍內事件的權限,而把影響全局的事件不定期的對外,其他應用接收到事件信息后,會重放事件信息以達到全局視圖的同步,但是這種方式只能應對一些不頻繁發生的事件,如鏈路狀態改變并且對于數據中心或某些大規模的網絡,管理員需要知道全部的實時數據流狀況,而HyperFlow目前是不支持的。
文獻[5]中,SOX提出了一種集中式多控制器架構,它可以使所有的控制器提供自治負載均衡和錯誤恢復,并且支持動態的調節控制平面的控制器數量?,F存的研究像ElastiCon和SOX,都可以動態的調節控制器的數量,但是他們沒有討論門限值(需要控制器的數量)是否是最優值,與此同時,他們是用定性分析方法而不是定量分析方法來評估性能的值。
文獻[7]中,MSDN是清華大學提出來的一種可擴展域內控制平面的架構,其主要針對于生成初始狀態流表時,向控制器發送大量流請求消息而導致的性能瓶頸。MSDN引入了負載均衡、并行處理、數據共享和集群處理的思想。MSDN具有三層架構:負載均衡層、控制器集群和分布式數據存儲,每一層都具有自己的可擴展方法:負載均衡層采取各種算法,以實現初始流請求的分發;控制器集群可以采用不同的控制器軟件,所有的控制器共享全局視圖;分布式數據存儲由支持事務處理的水久存儲和緩存兩部分組成,永久存儲用于數據分析或重啟過程中保持網絡的狀態,緩存用于控制器的直接讀寫。
文獻[8]中,NOX提供了最初的網絡設備管理接口,NOX的設計僅僅是用于校園網絡,并沒有為商業使用提供足夠的安全。由于早期工作的底層接口不便于操作和編程,一些研究像Maestro嘗試根據網絡狀況用戶自定義視圖為程序員編寫應用來構建邏輯控制平面架構。
3 存在問題以及未來研究方向
控制器作為SDN構架中一個非常重要的組件,針對商用的SDN來說,控制器將不再只是一個單獨的實例,而是一個由大量實例所組成的控制器系統。在多控制器系統中,存在幾個問題及未來研究方向。
(1) 沒有分析控制器數量是否是最優值。目前的研究中雖然可以動態的調節控制器的數量,但是他們沒有討論需要控制器的數量是否是最優值,當一個網絡規模大小發生變化時,他們不能決定要使用多少個控制器和最佳門限值。此外,在不同數量控制器工作下的網絡的性能也是未知的。因此,未來工作需要對控制器的數量進行優化從而來降低系統的成本和能源浪費。
(2) 沒有考慮交換機和控制器的差異性。在現存的控制平面的研究中,特別是在多個控制器組網以及控制器和SDN交換機對應關系的拓撲結構模型構建時,沒有考慮到交換機之間性能的差異,缺乏實際的網絡環境,使研究方案存在一定的局限性。因此,未來工作在控制器部署方案設計中需要考慮控制器性能的差異進行研究,從而使所設計的控制平面架構更具有可行性。
(3) 控制器的數量發生改變時造成負載不均衡。在控制平面中,當其中一個控制器遭到攻擊或是損壞時,或某些控制器根據網絡狀態主動進入休眠時,在其所管理下的SDN交換機由其他控制器進行接管,目前的研究沒有考慮控制器數量發生變化后的負載均衡問題。因此,未來工作要考慮網絡負載均衡對控制器進行接管控制,從而來提高網絡的性能。
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