人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展史范文
時(shí)間:2024-03-27 11:10:15
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篇1
關(guān)鍵詞:智能化;信息處理技術(shù);人工智能;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
中圖分類號(hào):TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-3044(2016)31-0254-02
近年來,智能信息處理技術(shù)獲得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,該技術(shù)有機(jī)融合了控制技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù),能夠高效實(shí)現(xiàn)信息的采集和處理任務(wù)。開展信息的智能化處理技術(shù)研究具有非常重要的意義,能夠全方位的了解和掌握智能信息處理技術(shù)的發(fā)展及運(yùn)用狀況,并發(fā)揮該技術(shù)的優(yōu)勢和作用,為今后的研究提供依據(jù)。
1 信息的智能化處理技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展
1.1信息的智能化處理技術(shù)的產(chǎn)生
早在1930年就產(chǎn)生了信息的智能化處理技術(shù),然而因?yàn)檫\(yùn)算功能強(qiáng)大的工具,致使智能化信息處理技術(shù)的功能無法得到全面體現(xiàn),這在一定程度上限制了信息的智能化處理技術(shù)的發(fā)展和成熟。計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用為信息的智能化處理技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)保障,研發(fā)出多種智能信息處理產(chǎn)品,在人們的工作和生活中得到了大規(guī)模的應(yīng)用,為人們提供了極大的便利,同時(shí)也產(chǎn)生了較大的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益。針對當(dāng)前醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的GT機(jī)而言,該機(jī)器充分運(yùn)用了智能化信息處理技術(shù)的優(yōu)勢[1];同時(shí)美國科學(xué)家J. W.Coolev領(lǐng)導(dǎo)多位研究人員共同研制出先進(jìn)的FFT算法,極大地推動(dòng)了科學(xué)研究領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展。隨后硬件電路就借助FFT算法對智能監(jiān)測儀器進(jìn)行開發(fā)研究,推出多種自動(dòng)化和智能化程度較高的檢測設(shè)施,獲得了很大的成功[2]。科學(xué)技術(shù)的實(shí)時(shí)發(fā)展使信息的智能化處理技術(shù)也不斷更新,科技水平逐步提升,智能化信息處理技術(shù)在信息處理系統(tǒng)中發(fā)揮的作用越發(fā)重要。
1.2信息的智能化處理技術(shù)的發(fā)展
信息處理技術(shù)順應(yīng)著通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展潮流,已經(jīng)進(jìn)入到一個(gè)全新的發(fā)展階段,不僅更新了傳統(tǒng)的發(fā)展理論及方式,在研究領(lǐng)域方面也獲得了進(jìn)一步的拓展,構(gòu)建出全新的研究理論及方法。在信息處理技術(shù)最初發(fā)展階段,線性、最小相位及因果等系統(tǒng)是幾大關(guān)鍵研究內(nèi)容,在不斷的發(fā)展過程中已經(jīng)逐漸轉(zhuǎn)向非最小相位、非因果和非線性等研究領(lǐng)域,能夠結(jié)合信息的變化開展針對性的處理工作。能夠處理可靠性和穩(wěn)定性較差的信息是智能化信息處理技術(shù)最顯著的特征,能夠使其轉(zhuǎn)變?yōu)榭煽亢痛_定的信息。在智能化信息處理技術(shù)的支撐下,能夠在確定性較差的信息內(nèi)獲取相對精確的結(jié)果,能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行有效、充分的利用,顯著改善了信息的整體利用率。
構(gòu)建具有良好判斷能力、理解能力和學(xué)習(xí)能力的人工智能系統(tǒng)是開展智能化信息技術(shù)研究的根本目標(biāo),信息的智能化處理技術(shù)主要借助不同算法對信息進(jìn)行采集和利用,最終達(dá)到智能化管控的效果。由此得知,信息的智能化處理技術(shù)主要研究內(nèi)容為:1)環(huán)境、機(jī)器同人的彼此智能化交互協(xié)作。該技術(shù)能夠?qū)φZ音或文字開展自動(dòng)識(shí)別研究,并嘗試?yán)斫庾匀徽Z言,對圖像、視覺信息進(jìn)行自主化的加工和處理,確保環(huán)境、機(jī)器同人三者能夠?qū)崿F(xiàn)信息的互動(dòng)溝通、交流[3];2)將有價(jià)值、有效信息從數(shù)據(jù)庫內(nèi)進(jìn)行提取,并總結(jié)基本規(guī)律。智能化信息處理技術(shù)的根本研究內(nèi)容為機(jī)器學(xué)習(xí)及簡約數(shù)據(jù),需要借助已經(jīng)掌握的模式識(shí)別理論、知識(shí),針對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行簡化處理,通過可閱讀的方式將信息呈獻(xiàn)給決策人員,便于制定出科學(xué)的決策。也能夠自動(dòng)化的學(xué)習(xí)多種數(shù)據(jù),進(jìn)而進(jìn)行數(shù)據(jù)的評價(jià)和分類處理工作,對結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測;3)合理規(guī)劃和優(yōu)化智能系統(tǒng),發(fā)揮系統(tǒng)的協(xié)作、決策功能。應(yīng)對計(jì)算機(jī)決策系統(tǒng)、輔助規(guī)劃系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建,參考優(yōu)化指標(biāo)改善社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益。還應(yīng)對系統(tǒng)建模內(nèi)容進(jìn)行探究,對智能決策、規(guī)劃、體系協(xié)作的基礎(chǔ)理論和方式進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化。
2 信息的智能化處理技術(shù)理論及方法
信息的智能化處理技術(shù)涵蓋多個(gè)研究領(lǐng)域,融合了通信技術(shù)、控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù),涉及多個(gè)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)科。綜合當(dāng)前的研究及發(fā)展情況,可以將信息的智能化處理技術(shù)歸為以下幾類:
2.1模糊理論
若需要對無法確定對現(xiàn)象進(jìn)行探究和分析,就必須要借助模糊理論來實(shí)現(xiàn)。由于事物本身擁有不確定的特性,同數(shù)學(xué)理論下的二元性原則沒有直接關(guān)系,屬于對象差異的中間過渡狀態(tài),無法進(jìn)行準(zhǔn)確的劃分,從而不能明確對象類型。模糊系統(tǒng)具有模糊性特征,能夠結(jié)合模糊理論發(fā)揮模糊信息處理功能,是一種動(dòng)態(tài)化的模型。一般在模糊系統(tǒng)內(nèi),輸入、輸出彼此對應(yīng),能夠?qū)⑵湟暈檫B續(xù)函數(shù)的通用逼近器,主要包括模糊推理機(jī)、反模糊化器、模糊產(chǎn)生器及模糊規(guī)則庫[4]。建立在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊系統(tǒng)之上的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),有效整合了模糊系統(tǒng)機(jī)理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),將二者的優(yōu)勢進(jìn)行了整合,同時(shí)也融合了多種理論,包括動(dòng)力學(xué)、邏輯計(jì)算、處理方式及語言等。模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不僅具有較強(qiáng)的聯(lián)想能力、識(shí)別能力和學(xué)習(xí)能力,同時(shí)還擁有良好的模糊信息處理性能。在普通神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi),對模糊輸入信號(hào)、權(quán)值進(jìn)行添加是模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的核心所在,在優(yōu)勢互補(bǔ)的原理下,能夠使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊系統(tǒng)的優(yōu)勢和功能充分展示出來,同時(shí)也彌補(bǔ)了二者各自的弊端和不足。構(gòu)建的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)使信息的智能化處理技術(shù)發(fā)展邁向一個(gè)全新的發(fā)展層面,具有非常重要的意義。
篇2
關(guān)鍵字:微機(jī)繼電;保護(hù);措施
中圖分類號(hào):G623.58 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
引言
繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)進(jìn)行安全正常運(yùn)行的最重要保障,目前為止,已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,隨著我國的科學(xué)技術(shù)在不斷的發(fā)展和進(jìn)步,繼電保護(hù)技術(shù)日益的呈現(xiàn)出向網(wǎng)絡(luò)化、微機(jī)化、智能化,控制、保護(hù)、數(shù)據(jù)通信和測量一體化發(fā)展的趨勢。本文主要分析微機(jī)繼電保護(hù)的現(xiàn)狀,以及其中存在的問題,提出相應(yīng)的解決措施。
1微機(jī)繼電保護(hù)的現(xiàn)狀
我國的微機(jī)保護(hù)研究起步較晚,在20世紀(jì)70年代末期、80年代初期才開始,但是由于我國繼電保護(hù)工作者的努力,進(jìn)展卻很快。到了80年代末,計(jì)算機(jī)繼電保護(hù),特別是輸電線路微機(jī)保護(hù)已達(dá)到了大量實(shí)用的程度。我國對計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)的研究過程中,高等院校和科研院所起著先導(dǎo)的作用。從70年代開始,各大學(xué)校研究院都相繼研制了不同原理、不同型式的微機(jī)保護(hù)裝置。輸電線路微機(jī)保護(hù)裝置首先通過鑒定,并在系統(tǒng)中獲得應(yīng)用,揭開了我國繼電保護(hù)發(fā)展史上的新一頁,為微機(jī)保護(hù)的推廣開辟了道路。
在主設(shè)備保護(hù)方面,發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)和發(fā)電機(jī)-變壓器組保護(hù)也相繼通過鑒定,投入運(yùn)行。南京電力自動(dòng)化研究院研制的微機(jī)線路保護(hù)裝置也于1991年通過鑒定。天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠合作研制的微機(jī)相電壓補(bǔ)償式方向高頻保護(hù),西安交通大學(xué)與許昌繼電器廠合作研制的正序故障分量方向高頻保護(hù)也相繼通過鑒定。至此,不同原理、不同機(jī)型的微機(jī)線路和主設(shè)備保護(hù)各具特色,為電力系統(tǒng)提供了一批新一代性能優(yōu)良、功能齊全、工作可靠的繼電保護(hù)裝置。因此到了90年代,我國繼電保護(hù)進(jìn)入了微機(jī)時(shí)代。隨著微機(jī)保護(hù)裝置的研究,在微機(jī)保護(hù)軟件、算法等方面也取得了很多理論成果,并且應(yīng)用于實(shí)際之中。
2繼電保護(hù)中存在的問題
從電壓互感器方面來說,電壓互感器的二次電壓回路在運(yùn)行的過程中所出現(xiàn)的故障是繼電保護(hù)工作中的一個(gè)相對薄弱的環(huán)節(jié)。作為繼電保護(hù)測量設(shè)備的起始點(diǎn),電壓互感器對二次系統(tǒng)的正常運(yùn)行是非常重要的,在PT二次回路時(shí)設(shè)備不多,接線也不復(fù)雜,但出現(xiàn)在PT二次回路上的故障卻不少見。根據(jù)相關(guān)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來說,PT二次電壓回路的異常主要是集中在以下幾方面:
在PT二次中性點(diǎn)接地方式異常,其主要表現(xiàn)為二次未接地(虛接)或多點(diǎn)接地。二次未接地(虛接)除了在有關(guān)變電站接地網(wǎng)方面相關(guān)的原因,更多的則是由接線工藝所引起的。這樣PT二次接地相與地網(wǎng)之間產(chǎn)生了電壓,該電壓是由各相接觸電阻和電壓不平衡程度來決定的。而這個(gè)電壓疊加到保護(hù)裝置的各相電壓上,使各相電壓產(chǎn)生幅值和相位的變化,從而引起阻抗元件和方向元件誤動(dòng)或拒動(dòng)。
PT開口三角電壓回路產(chǎn)生了異常,PT開口三角電壓回路處斷線,有機(jī)械上的原因,其短路則與某些習(xí)慣做法有關(guān)。在電磁型母線、變壓器保護(hù)中,為了達(dá)到零序電壓定值,往往將電壓繼電器中限流電阻進(jìn)行短接,有的則使用小刻度的電流繼電器,從而大大的減小了開口三角回路阻抗。當(dāng)變電站內(nèi)或出口接地故障時(shí),零序電壓比較大,回路負(fù)荷阻抗較小,回路電流較大,電壓(流)繼電器線圈過熱后把絕緣體進(jìn)行破壞從而發(fā)生短路。短路持續(xù)時(shí)間過長就會(huì)燒斷線圈,從而使PT開口三角電壓回路在該處斷線,這種情況在許多地區(qū)也發(fā)生過。PT二次失壓;PT二次失壓可以說是在困擾使用電壓保護(hù)中的最經(jīng)典問題,糾其根本就是各類開斷設(shè)備性能和二次回路不完善所引起的。
3系統(tǒng)保護(hù)措施
由于微機(jī)的繼電保護(hù)裝置的運(yùn)作過程不同于模擬式保護(hù)那樣直觀,對造成微機(jī)保護(hù)裝置所發(fā)生的故障也有自身的特點(diǎn),在對微機(jī)繼電保護(hù)裝置發(fā)生的故障原因進(jìn)行相關(guān)的總結(jié)和分析及在處理方面的特點(diǎn)時(shí),主要在于要掌握其規(guī)律性,進(jìn)行快速有效的對故障進(jìn)行處理,從而避免由于繼電保護(hù)的原因而引發(fā)相關(guān)的設(shè)備或電網(wǎng)事故的可能性,要確保電網(wǎng)能夠安全穩(wěn)定的進(jìn)行運(yùn)行。微機(jī)保護(hù)與常規(guī)保護(hù)兩者之間有著本質(zhì)上的區(qū)別,經(jīng)常會(huì)發(fā)生一些簡單的事故是很容易被排除的,但是對于少數(shù)的故障僅憑自己掌握的經(jīng)驗(yàn)是難以進(jìn)行排除的,對其應(yīng)該采取正確的步驟和方法進(jìn)行解決。
3.1要用正確的心態(tài)來對待事故
有些繼電保護(hù)事故發(fā)生后,要按照現(xiàn)場的指示信號(hào)燈來進(jìn)行處理,要是無法找到其故障發(fā)生的原因,或者在斷路器跳閘后沒有相關(guān)的信號(hào)燈進(jìn)行指示,無法來判斷其事故發(fā)生的原因是設(shè)備引起的事故還是人為所引起的事故,在這種情況下,往往會(huì)跟工作人員的運(yùn)用措施不利、重視的程度不夠等相關(guān)的原因有關(guān)。如果是人為的事故就必須如實(shí)的向上級進(jìn)行反應(yīng),以便分析事故的原因和避免的過多浪費(fèi)時(shí)間。
3.2在故障的記錄方面要加緊落實(shí)
微機(jī)的事件記錄、裝置燈光顯示的信號(hào)、故障錄播的圖形,是事故在處理方面最重要的依據(jù)。根據(jù)有用的信息來作出正確的判斷,這是解決問題的關(guān)鍵所在,如果通過一、二次系統(tǒng)進(jìn)行全面的檢查,發(fā)現(xiàn)一次系統(tǒng)的故障使繼電保護(hù)系統(tǒng)能夠正常的工作,則不存在繼電保護(hù)事故所處理的問題。如果判斷事故出現(xiàn)在繼電保護(hù)的上面,應(yīng)盡量的維持其原狀,要做好記錄,要在故障處理的計(jì)劃完成后才能進(jìn)行接下來的開展工作,從而避免了原始狀況被破壞的可能性,造成給事故處理帶來不必要的麻煩。在實(shí)際的運(yùn)行過程中,運(yùn)行人員應(yīng)該充分的利用站內(nèi)的設(shè)備功能,進(jìn)行綜合的對事故的現(xiàn)場進(jìn)行有效的分析,然后做出正確的判斷。 4繼電保護(hù)新技術(shù)
繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展趨勢向計(jì)算機(jī)化,網(wǎng)絡(luò)化,智能化,保護(hù)、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展及計(jì)算機(jī)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域中的普遍應(yīng)用,新的控制原理和方法被不斷應(yīng)用于計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)中,以期取得更好的效果,從而使微機(jī)繼電保護(hù)的研究向更高的層次發(fā)展,出現(xiàn)了一些引人注目的新趨勢。
4.1自適應(yīng)控制技術(shù)在繼電保護(hù)中的應(yīng)用
自適應(yīng)繼電保護(hù)的基本思想是使保護(hù)能盡可能地適應(yīng)電力系統(tǒng)的各種變化,進(jìn)一步改善保護(hù)的性能。這種新型保護(hù)原理的出現(xiàn)引起了人們的極大關(guān)注和興趣。自適應(yīng)繼電保護(hù)具有改善系統(tǒng)的響應(yīng)、增強(qiáng)可靠性和提高經(jīng)濟(jì)效益等優(yōu)點(diǎn),在輸電線路的距離保護(hù)、變壓器保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)、自動(dòng)重合閘等領(lǐng)域內(nèi)有著廣泛的應(yīng)用前景。
4.2人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在繼電保護(hù)中的應(yīng)用
專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)和模糊控制理論逐步應(yīng)用于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中,為繼電保護(hù)的發(fā)展注入了活力。基于生物神經(jīng)系統(tǒng)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有分布式存儲(chǔ)信息、并行處理、自組織、自學(xué)習(xí)等特點(diǎn),其應(yīng)用研究發(fā)展十分迅速,目前主要集中在人工智能、信息處理、自動(dòng)控制和非線性優(yōu)化等問題。基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電力系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng),該故障診斷系統(tǒng)利用電力系統(tǒng)中繼電器和斷路器的狀態(tài)信息來進(jìn)行故障范圍的估計(jì)。這一系統(tǒng)可應(yīng)用于電力系統(tǒng)控制中心,輔助調(diào)度員對故障范圍進(jìn)行判別,及時(shí)地采取措施對故障進(jìn)行處理,以保證電力系統(tǒng)供電的安全性、經(jīng)濟(jì)性。
4.3變電所綜合自動(dòng)化技術(shù)
繼電保護(hù)和綜合自動(dòng)化的緊密結(jié)合已成為可能,它表現(xiàn)在集成與資源共享、遠(yuǎn)方控制與信息共享。取代傳統(tǒng)的控制保護(hù)屏,能夠降低變電所的占地面積和設(shè)備投資,提高二次系統(tǒng)的可靠性。
目前,用于變電站的監(jiān)視、控制、保護(hù),包括故障錄波、緊急控制裝置,雖然已實(shí)現(xiàn)了微機(jī)數(shù)字化,但幾乎都是功能單一的獨(dú)立裝置,各個(gè)裝置缺乏整體協(xié)調(diào)和功能的調(diào)優(yōu),且功能交叉,輸入信息不能共享,接線復(fù)雜,從整體上降低了可靠性,同時(shí)不能充分利用微機(jī)數(shù)據(jù)處理的強(qiáng)大功能和速度,經(jīng)濟(jì)上也是一種浪費(fèi)。
結(jié)束語
本文主要根據(jù)電力系統(tǒng)現(xiàn)場實(shí)際的運(yùn)行狀況和以上的事故與故障的經(jīng)驗(yàn)和方法,對微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)所產(chǎn)生的一些問題的原因進(jìn)行了一般性的分類,并在一定的范圍內(nèi)總結(jié)了處理事故的思路和方法,還介紹了有關(guān)在提高處理相應(yīng)的事故和故障的最基本途徑以上的思路和方法,都具備其實(shí)用性和可操作性。
參考文獻(xiàn)
[1]楊奇遜,黃少鋒.微型機(jī)繼電保護(hù)基礎(chǔ)(第二版).北京:中國電力出版社,2005
篇3
【關(guān)鍵詞】繼電保護(hù)現(xiàn)狀發(fā)展
1繼電保護(hù)發(fā)展現(xiàn)狀
電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護(hù)不斷提出新的要求,電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展不斷地注入了新的活力,因此,繼電保護(hù)技術(shù)得天獨(dú)厚,在40余年的時(shí)間里完成了發(fā)展的4個(gè)歷史階段。
建國后,我國繼電保護(hù)學(xué)科、繼電保護(hù)設(shè)計(jì)、繼電器制造工業(yè)和繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍從無到有,在大約10年的時(shí)間里走過了先進(jìn)國家半個(gè)世紀(jì)走過的道路。50年代,我國工程技術(shù)人員創(chuàng)造性地吸收、消化、掌握了國外先進(jìn)的繼電保護(hù)設(shè)備性能和運(yùn)行技術(shù)[1],建成了一支具有深厚繼電保護(hù)理論造詣和豐富運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍,對全國繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍的建立和成長起了指導(dǎo)作用。阿城繼電器廠引進(jìn)消化了當(dāng)時(shí)國外先進(jìn)的繼電器制造技術(shù),建立了我國自己的繼電器制造業(yè)。因而在60年代中我國已建成了繼電保護(hù)研究、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行和教學(xué)的完整體系。這是機(jī)電式繼電保護(hù)繁榮的時(shí)代,為我國繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
自50年代末,晶體管繼電保護(hù)已在開始研究。60年代中到80年代中是晶體管繼電保護(hù)蓬勃發(fā)展和廣泛采用的時(shí)代。其中天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠合作研究的500kV晶體管方向高頻保護(hù)和南京電力自動(dòng)化研究院研制的晶體管高頻閉鎖距離保護(hù),運(yùn)行于葛洲壩500kV線路上[2],結(jié)束了500kV線路保護(hù)完全依靠從國外進(jìn)口的時(shí)代。
在此期間,從70年代中,基于集成運(yùn)算放大器的集成電路保護(hù)已開始研究。到80年代末集成電路保護(hù)已形成完整系列,逐漸取代晶體管保護(hù)。到90年代初集成電路保護(hù)的研制、生產(chǎn)、應(yīng)用仍處于主導(dǎo)地位,這是集成電路保護(hù)時(shí)代。在這方面南京電力自動(dòng)化研究院研制的集成電路工頻變化量方向高頻保護(hù)起了重要作用[3],天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠合作研制的集成電路相電壓補(bǔ)償式方向高頻保護(hù)也在多條220kV和500kV線路上運(yùn)行。
我國從70年代末即已開始了計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)的研究[4],高等院校和科研院所起著先導(dǎo)的作用。華中理工大學(xué)、東南大學(xué)、華北電力學(xué)院、西安交通大學(xué)、天津大學(xué)、上海交通大學(xué)、重慶大學(xué)和南京電力自動(dòng)化研究院都相繼研制了不同原理、不同型式的微機(jī)保護(hù)裝置。1984年原華北電力學(xué)院研制的輸電線路微機(jī)保護(hù)裝置首先通過鑒定,并在系統(tǒng)中獲得應(yīng)用[5],揭開了我國繼電保護(hù)發(fā)展史上新的一頁,為微機(jī)保護(hù)的推廣開辟了道路。在主設(shè)備保護(hù)方面,東南大學(xué)和華中理工大學(xué)研制的發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)和發(fā)電機(jī)?變壓器組保護(hù)也相繼于1989、1994年通過鑒定,投入運(yùn)行。南京電力自動(dòng)化研究院研制的微機(jī)線路保護(hù)裝置也于1991年通過鑒定。天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠合作研制的微機(jī)相電壓補(bǔ)償式方向高頻保護(hù),西安交通大學(xué)與許昌繼電器廠合作研制的正序故障分量方向高頻保護(hù)也相繼于1993、1996年通過鑒定。至此,不同原理、不同機(jī)型的微機(jī)線路和主設(shè)備保護(hù)各具特色,為電力系統(tǒng)提供了一批新一代性能優(yōu)良、功能齊全、工作可靠的繼電保護(hù)裝置。隨著微機(jī)保護(hù)裝置的研究,在微機(jī)保護(hù)軟件、算法等方面也取得了很多理論成果。可以說從90年代開始我國繼電保護(hù)技術(shù)已進(jìn)入了微機(jī)保護(hù)的時(shí)代。
2繼電保護(hù)的未來發(fā)展
繼電保護(hù)技術(shù)未來趨勢是向計(jì)算機(jī)化,網(wǎng)絡(luò)化,智能化,保護(hù)、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。
2.1計(jì)算機(jī)化
隨著計(jì)算機(jī)硬件的迅猛發(fā)展,微機(jī)保護(hù)硬件也在不斷發(fā)展。原華北電力學(xué)院研制的微機(jī)線路保護(hù)硬件已經(jīng)歷了3個(gè)發(fā)展階段:從8位單CPU結(jié)構(gòu)的微機(jī)保護(hù)問世,不到5年時(shí)間就發(fā)展到多CPU結(jié)構(gòu),后又發(fā)展到總線不出模塊的大模塊結(jié)構(gòu),性能大大提高,得到了廣泛應(yīng)用。華中理工大學(xué)研制的微機(jī)保護(hù)也是從8位CPU,發(fā)展到以工控機(jī)核心部分為基礎(chǔ)的32位微機(jī)保護(hù)。
南京電力自動(dòng)化研究院一開始就研制了16位CPU為基礎(chǔ)的微機(jī)線路保護(hù),已得到大面積推廣,目前也在研究32位保護(hù)硬件系統(tǒng)。東南大學(xué)研制的微機(jī)主設(shè)備保護(hù)的硬件也經(jīng)過了多次改進(jìn)和提高。天津大學(xué)一開始即研制以16位多CPU為基礎(chǔ)的微機(jī)線路保護(hù),1988年即開始研究以32位數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)為基礎(chǔ)的保護(hù)、控制、測量一體化微機(jī)裝置,目前已與珠海晉電自動(dòng)化設(shè)備公司合作研制成一種功能齊全的32位大模塊,一個(gè)模塊就是一個(gè)小型計(jì)算機(jī)。采用32位微機(jī)芯片并非只著眼于精度,因?yàn)榫仁蹵/D轉(zhuǎn)換器分辨率的限制,超過16位時(shí)在轉(zhuǎn)換速度和成本方面都是難以接受的;更重要的是32位微機(jī)芯片具有很高的集成度,很高的工作頻率和計(jì)算速度,很大的尋址空間,豐富的指令系統(tǒng)和較多的輸入輸出口。CPU的寄存器、數(shù)據(jù)總線、地址總線都是32位的,具有存儲(chǔ)器管理功能、存儲(chǔ)器保護(hù)功能和任務(wù)轉(zhuǎn)換功能,并將高速緩存(Cache)和浮點(diǎn)數(shù)部件都集成在CPU內(nèi)。
電力系統(tǒng)對微機(jī)保護(hù)的要求不斷提高,除了保護(hù)的基本功能外,還應(yīng)具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長期存放空間,快速的數(shù)據(jù)處理功能,強(qiáng)大的通信能力,與其它保護(hù)、控制裝置和調(diào)度聯(lián)網(wǎng)以共享全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息和網(wǎng)絡(luò)資源的能力,高級語言編程等。這就要求微機(jī)保護(hù)裝置具有相當(dāng)于一臺(tái)PC機(jī)的功能。在計(jì)算機(jī)保護(hù)發(fā)展初期,曾設(shè)想過用一臺(tái)小型計(jì)算機(jī)作成繼電保護(hù)裝置。由于當(dāng)時(shí)小型機(jī)體積大、成本高、可靠性差,這個(gè)設(shè)想是不現(xiàn)實(shí)的。現(xiàn)在,同微機(jī)保護(hù)裝置大小相似的工控機(jī)的功能、速度、存儲(chǔ)容量大大超過了當(dāng)年的小型機(jī),因此,用成套工控機(jī)作成繼電保護(hù)的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟,這將是微機(jī)保護(hù)的發(fā)展方向之一。天津大學(xué)已研制成用同微機(jī)保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)完全相同的一種工控機(jī)加以改造作成的繼電保護(hù)裝置。這種裝置的優(yōu)點(diǎn)有:(1)具有486PC機(jī)的全部功能,能滿足對當(dāng)前和未來微機(jī)保護(hù)的各種功能要求。(2)尺寸和結(jié)構(gòu)與目前的微機(jī)保護(hù)裝置相似,工藝精良、防震、防過熱、防電磁干擾能力強(qiáng),可運(yùn)行于非常惡劣的工作環(huán)境,成本可接受。(3)采用STD總線或PC總線,硬件模塊化,對于不同的保護(hù)可任意選用不同模塊,配置靈活、容易擴(kuò)展。
繼電保護(hù)裝置的微機(jī)化、計(jì)算機(jī)化是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢。但對如何更好地滿足電力系統(tǒng)要求,如何進(jìn)一步提高繼電保護(hù)的可靠性,如何取得更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,尚須進(jìn)行具體深入的研究。\
2.2網(wǎng)絡(luò)化
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為信息和數(shù)據(jù)通信工具已成為信息時(shí)代的技術(shù)支柱,使人類生產(chǎn)和社會(huì)生活的面貌發(fā)生了根本變化。它深刻影響著各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域,也為各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域提供了強(qiáng)有力的通信手段。到目前為止,除了差動(dòng)保護(hù)和縱聯(lián)保護(hù)外,所有繼電保護(hù)裝置都只能反應(yīng)保護(hù)安裝處的電氣量。繼電保護(hù)的作用也只限于切除故障元件,縮小事故影響范圍。這主要是由于缺乏強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)通信手段。國外早已提出過系統(tǒng)保護(hù)的概念,這在當(dāng)時(shí)主要指安全自動(dòng)裝置。因繼電保護(hù)的作用不只限于切除故障元件和限制事故影響范圍(這是首要任務(wù)),還要保證全系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。這就要求每個(gè)保護(hù)單元都能共享全系統(tǒng)的運(yùn)行和故障信息的數(shù)據(jù),各個(gè)保護(hù)單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)動(dòng)作,確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。顯然,實(shí)現(xiàn)這種系統(tǒng)保護(hù)的基本條件是將全系統(tǒng)各主要設(shè)備的保護(hù)裝置用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來,亦即實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化。這在當(dāng)前的技術(shù)條件下是完全可能的。
對于一般的非系統(tǒng)保護(hù),實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置的計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)也有很大的好處。繼電保護(hù)裝置能夠得到的系統(tǒng)故障信息愈多,則對故障性質(zhì)、故障位置的判斷和故障距離的檢測愈準(zhǔn)確。對自適應(yīng)保護(hù)原理的研究已經(jīng)過很長的時(shí)間,也取得了一定的成果,但要真正實(shí)現(xiàn)保護(hù)對系統(tǒng)運(yùn)行方式和故障狀態(tài)的自適應(yīng),必須獲得更多的系統(tǒng)運(yùn)行和故障信息,只有實(shí)現(xiàn)保護(hù)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化,才能做到這一點(diǎn)。
對于某些保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng),也能提高保護(hù)的可靠性。天津大學(xué)1993年針對未來三峽水電站500kV超高壓多回路母線提出了一種分布式母線保護(hù)的原理[6],初步研制成功了這種裝置。其原理是將傳統(tǒng)的集中式母線保護(hù)分散成若干個(gè)(與被保護(hù)母線的回路數(shù)相同)母線保護(hù)單元,分散裝設(shè)在各回路保護(hù)屏上,各保護(hù)單元用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來,每個(gè)保護(hù)單元只輸入本回路的電流量,將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后,通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳送給其它所有回路的保護(hù)單元,各保護(hù)單元根據(jù)本回路的電流量和從計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上獲得的其它所有回路的電流量,進(jìn)行母線差動(dòng)保護(hù)的計(jì)算,如果計(jì)算結(jié)果證明是母線內(nèi)部故障則只跳開本回路斷路器,將故障的母線隔離。在母線區(qū)外故障時(shí),各保護(hù)單元都計(jì)算為外部故障均不動(dòng)作。這種用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的分布式母線保護(hù)原理,比傳統(tǒng)的集中式母線保護(hù)原理有較高的可靠性。因?yàn)槿绻粋€(gè)保護(hù)單元受到干擾或計(jì)算錯(cuò)誤而誤動(dòng)時(shí),只能錯(cuò)誤地跳開本回路,不會(huì)造成使母線整個(gè)被切除的惡性事故,這對于象三峽電站具有超高壓母線的系統(tǒng)樞紐非常重要。
由上述可知,微機(jī)保護(hù)裝置網(wǎng)絡(luò)化可大大提高保護(hù)性能和可靠性,這是微機(jī)保護(hù)發(fā)展的必然趨勢。
2.3保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化
在實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的計(jì)算機(jī)化和網(wǎng)絡(luò)化的條件下,保護(hù)裝置實(shí)際上就是一臺(tái)高性能、多功能的計(jì)算機(jī),是整個(gè)電力系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)智能終端。它可從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)運(yùn)行和故障的任何信息和數(shù)據(jù),也可將它所獲得的被保護(hù)元件的任何信息和數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡(luò)控制中心或任一終端。因此,每個(gè)微機(jī)保護(hù)裝置不但可完成繼電保護(hù)功能,而且在無故障正常運(yùn)行情況下還可完成測量、控制、數(shù)據(jù)通信功能,亦即實(shí)現(xiàn)保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化。
目前,為了測量、保護(hù)和控制的需要,室外變電站的所有設(shè)備,如變壓器、線路等的二次電壓、電流都必須用控制電纜引到主控室。所敷設(shè)的大量控制電纜不但要大量投資,而且使二次回路非常復(fù)雜。但是如果將上述的保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化的計(jì)算機(jī)裝置,就地安裝在室外變電站的被保護(hù)設(shè)備旁,將被保護(hù)設(shè)備的電壓、電流量在此裝置內(nèi)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后,通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)送到主控室,則可免除大量的控制電纜。如果用光纖作為網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì),還可免除電磁干擾。現(xiàn)在光電流互感器(OTA)和光電壓互感器(OTV)已在研究試驗(yàn)階段,將來必然在電力系統(tǒng)中得到應(yīng)用。在采用OTA和OTV的情況下,保護(hù)裝置應(yīng)放在距OTA和OTV最近的地方,亦即應(yīng)放在被保護(hù)設(shè)備附近。OTA和OTV的光信號(hào)輸入到此一體化裝置中并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后,一方面用作保護(hù)的計(jì)算判斷;另一方面作為測量量,通過網(wǎng)絡(luò)送到主控室。從主控室通過網(wǎng)絡(luò)可將對被保護(hù)設(shè)備的操作控制命令送到此一體化裝置,由此一體化裝置執(zhí)行斷路器的操作。1992年天津大學(xué)提出了保護(hù)、控制、測量、通信一體化問題,并研制了以TMS320C25數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)為基礎(chǔ)的一個(gè)保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化裝置。
2.4智能化
近年來,人工智能技術(shù)如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進(jìn)化規(guī)劃、模糊邏輯等在電力系統(tǒng)各個(gè)領(lǐng)域都得到了應(yīng)用,在繼電保護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用的研究也已開始[7]。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種非線性映射的方法,很多難以列出方程式或難以求解的復(fù)雜的非線性問題,應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法則可迎刃而解。例如在輸電線兩側(cè)系統(tǒng)電勢角度擺開情況下發(fā)生經(jīng)過渡電阻的短路就是一非線性問題,距離保護(hù)很難正確作出故障位置的判別,從而造成誤動(dòng)或拒動(dòng);如果用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法,經(jīng)過大量故障樣本的訓(xùn)練,只要樣本集中充分考慮了各種情況,則在發(fā)生任何故障時(shí)都可正確判別。其它如遺傳算法、進(jìn)化規(guī)劃等也都有其獨(dú)特的求解復(fù)雜問題的能力。將這些人工智能方法適當(dāng)結(jié)合可使求解速度更快。天津大學(xué)從1996年起進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)式繼電保護(hù)的研究,已取得初步成果[8]。可以預(yù)見,人工智能技術(shù)在繼電保護(hù)領(lǐng)域必會(huì)得到應(yīng)用,以解決用常規(guī)方法難以解決的問題。
3結(jié)束語
建國以來,我國電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)經(jīng)歷了4個(gè)時(shí)代。隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的進(jìn)步,繼電保護(hù)技術(shù)面臨著進(jìn)一步發(fā)展的趨勢。國內(nèi)外繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的趨勢為:計(jì)算機(jī)化,網(wǎng)絡(luò)化,保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化,這對繼電保護(hù)工作者提出了艱巨的任務(wù),也開辟了活動(dòng)的廣闊天地。
作者單位:天津市電力學(xué)會(huì)(天津300072)
參考文獻(xiàn)
1王梅義.高壓電網(wǎng)繼電保護(hù)運(yùn)行技術(shù).北京:電力工業(yè)出版社,1981
2HeJiali,ZhangYuanhui,YangNianci.NewTypePowerLineCarrierRelayingSystemwithDirectionalComparisonforEHVTransmissionLines.IEEETransactionsPAS-103,1984(2)
3沈國榮.工頻變化量方向繼電器原理的研究.電力系統(tǒng)自動(dòng)化,1983(1)
4葛耀中.數(shù)字計(jì)算機(jī)在繼電保護(hù)中的應(yīng)用.繼電器,1978(3)
5楊奇遜.微型機(jī)繼電保護(hù)基礎(chǔ).北京:水利電力出版社,1988
6HeJiali,Luoshanshan,WangGang,etal.ImplementationofaDigitalDistributedBusProtection.IEEETransactionsonPowerDelivery,1997,12(4)
篇4
認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)是無線通信的發(fā)展史中一個(gè)極為重要的里程碑,其最重要的貢獻(xiàn)是將智能化利用頻譜資源的思想融入其中,引導(dǎo)各類資源的綜合優(yōu)化利用。認(rèn)知通信系統(tǒng)具有感知環(huán)境變化、主動(dòng)學(xué)習(xí)、自適應(yīng)調(diào)整參數(shù)等特點(diǎn),可利用空閑的頻譜資源,主動(dòng)檢測頻譜空洞。此技術(shù)的出現(xiàn)是對傳統(tǒng)頻譜利用模式的挑戰(zhàn),賦予了傳統(tǒng)無線通信理念更深層次的含義。認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷深入研究,推動(dòng)現(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)向一種具備主動(dòng)認(rèn)知自身與周圍環(huán)境變化發(fā)展,智能化地對業(yè)務(wù)、用戶偏好、網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行適變性的調(diào)整,進(jìn)而解決資源的高效利用與無線網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)化問題,形成一體化的以智能決策為基礎(chǔ)的無線網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。
二、認(rèn)知衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)
衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)主要由通信衛(wèi)星和各種地球站組成,根據(jù)完成的功能劃分,主要包括業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)和管理網(wǎng)絡(luò)。業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)完成用戶的業(yè)務(wù)通信需求;管理網(wǎng)絡(luò)完成資源的分配和系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控。現(xiàn)有衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中,上述2部分只是完成業(yè)務(wù)的呼叫處理、通信鏈路的維護(hù)等功能,功能組成較為簡單,缺乏對環(huán)境信息的感知及用戶信息、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的獲取等功能。不同衛(wèi)星通信網(wǎng)是孤立的,并不進(jìn)行信息的交互,使得通信資源很難高效利用,多網(wǎng)系融合、智能化決策難以實(shí)現(xiàn)。在衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中引入認(rèn)知技術(shù)與衛(wèi)星通信網(wǎng)進(jìn)行融合,形成認(rèn)知衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò),是解決上述問題有效途徑。認(rèn)知衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)組成可以總結(jié)為如下幾部分[9]:環(huán)境域感知技術(shù)、用戶域感知技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)域感知技術(shù)、終端重配置技術(shù)、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)、智能化決策技術(shù)。這幾部分關(guān)鍵技術(shù)如何支撐認(rèn)知衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用,需要進(jìn)行深入研究。
1用戶域感知技術(shù)
用戶域感知技術(shù)主要是指用戶個(gè)人需求的特點(diǎn)與通信政策的要求。各類用戶有不同的偏好,所以在不同條件下應(yīng)當(dāng)考慮用戶的需求特點(diǎn)。衛(wèi)星語音通信中,用戶只需保障基本的語音業(yè)務(wù)。而在綜合應(yīng)用中,不僅要考慮用戶的服務(wù)質(zhì)量,還需要考慮抗干擾需求等。視頻通信中要考慮用戶對延遲等關(guān)鍵指標(biāo)的要求,才能保證用戶的需要。
2環(huán)境域感知技術(shù)
衛(wèi)星信道環(huán)境中雨衰對Ku、Ka頻段的信號(hào)有一定影響,尤其Ka頻段受到的雨衰更加嚴(yán)重。中心站和遠(yuǎn)端站分別對本地雨衰信息進(jìn)行感知,根據(jù)雨衰特性以及信道估計(jì)感知信息,信息匯總至中心站,并由中心站下發(fā),為各站分配功率和帶寬資源。業(yè)務(wù)建鏈后,通過遠(yuǎn)端站上報(bào)的感知信息,對鏈路特性進(jìn)行評估,同時(shí)修正初始建鏈的數(shù)據(jù)庫,實(shí)現(xiàn)資源分配的自我學(xué)習(xí)功能,提高系統(tǒng)的頻譜資源利用率。其次,未來衛(wèi)星通信電磁環(huán)境復(fù)雜多變,且衛(wèi)星通信鏈路覆蓋范圍較廣,轉(zhuǎn)發(fā)器具有開放性的特點(diǎn),衛(wèi)星波束覆蓋內(nèi)的地球站都可以發(fā)射載波到轉(zhuǎn)發(fā)器上,極易受到人為的惡意干擾及自然環(huán)境的電磁干擾侵?jǐn)_,造成正常通信的中斷。不論是軍用還是民用衛(wèi)星都要考慮抗干擾問題,因此,衛(wèi)星通信系統(tǒng)除一般抗電磁噪聲的干擾能力外,還需要具備對抗蓄意制造的強(qiáng)電磁干擾能力,可見環(huán)境感知技術(shù)具有十分重要的地位。為使衛(wèi)星通信系統(tǒng)具備較強(qiáng)的抗干擾能力,保障衛(wèi)星通信鏈路的可靠性,需要對電磁環(huán)境的頻譜特征信息進(jìn)行充分感知,充分掌握干擾特性,達(dá)到有效對抗干擾的目的。采用環(huán)境感知技術(shù)繪制了“干擾特性分布圖”。對干擾特性的感知可以分為干擾強(qiáng)度、干擾密度、干擾分布、干擾類型。在多維域?qū)Ω蓴_進(jìn)行剖析,充分掌握干擾特性,進(jìn)而建立干擾特性數(shù)據(jù)庫,為抗干擾策略提供有力支持與保障。環(huán)境感知技術(shù)在衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用是今后的發(fā)展趨勢。未來衛(wèi)星異構(gòu)網(wǎng)絡(luò),存在各類潛在的干擾用戶,頻譜感知不但要檢測正常的通信信號(hào),還要調(diào)整頻譜資源的使用,避開受干擾的頻段,并引導(dǎo)系統(tǒng)采取合適的抗干擾措施,才能保證傳輸信道的質(zhì)量。
3網(wǎng)絡(luò)域感知技術(shù)
衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)中,網(wǎng)絡(luò)域感知技術(shù)主要包括網(wǎng)絡(luò)特性感知分析和網(wǎng)絡(luò)所承載業(yè)務(wù)特性的感知分析。網(wǎng)絡(luò)特性感知主要包括資源占用情況感知和衛(wèi)星網(wǎng)特性感知。資源占用情況感知:評估各通信網(wǎng)絡(luò)中的帶寬資源占用情況、用戶終端在網(wǎng)及使用情況;根據(jù)資源使用特性,用戶終端可優(yōu)先考慮接入具有較多空閑帶寬資源的網(wǎng)絡(luò),系統(tǒng)也可在各網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行動(dòng)態(tài)帶寬資源協(xié)調(diào)。衛(wèi)星網(wǎng)特性感知主要包括網(wǎng)絡(luò)類型、業(yè)務(wù)協(xié)議支持、QoS保障情況等方面的感知,其作用是在網(wǎng)絡(luò)層面對信息進(jìn)行充分掌控。1)網(wǎng)絡(luò)類型。主要包括點(diǎn)對點(diǎn)、1點(diǎn)對多點(diǎn)(星型網(wǎng))、多點(diǎn)對多點(diǎn)(網(wǎng)狀網(wǎng))以及由邏輯關(guān)系引出的樹狀網(wǎng)。2)業(yè)務(wù)協(xié)議支持。主要包括基于電路交換的網(wǎng)絡(luò)和基于分組交換的網(wǎng)絡(luò),基于電路交換的網(wǎng)絡(luò)主要應(yīng)用在一些支持小型化的終端領(lǐng)域、特殊通信需求的衛(wèi)星網(wǎng)、極低速率和帶寬保障的衛(wèi)星網(wǎng),而分組交換主要用在大容量、通用化的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中。3)QoS保障。每個(gè)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)對業(yè)務(wù)的QoS保障能力不同,如上述的基于電路交換的網(wǎng)絡(luò)對語音等實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的支持更好一些,而基于分組交換的網(wǎng)絡(luò)對于業(yè)務(wù)即插即用的支持更好一些,因此,充分感知用戶的QoS需求是一項(xiàng)十分重要的技術(shù)。業(yè)務(wù)感知主要功能為識(shí)別不同的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)(如數(shù)據(jù)、視頻、語音等),根據(jù)不同業(yè)務(wù)得出所需要的資源、QoS等要求。
4智能化決策技術(shù)
認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)區(qū)別于常規(guī)無線通信網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)之一就是智能化,通過智能化決策技術(shù),對用戶和環(huán)境特征進(jìn)行檢測、分析、推理、學(xué)習(xí)、決策、執(zhí)行,都需要智能化的能力。衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)需要人工干預(yù)的因素很多,因此耗費(fèi)較多的人力與物力成本,且降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性與靈活性,這對其發(fā)展造成了一定的影響。認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的引入可有效提高系統(tǒng)的智能化能力,整合利用現(xiàn)有資源,降低人為干預(yù)的影響。智能決策技術(shù)在認(rèn)知衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中功能具有射頻環(huán)境、用戶需求及政策的感知分析、信息的存儲(chǔ)、認(rèn)知學(xué)習(xí)和推理決策等,根據(jù)系統(tǒng)目標(biāo)特性,分析歷史數(shù)據(jù)去訓(xùn)練學(xué)習(xí),最優(yōu)化配置資源,自適應(yīng)地匹配環(huán)境的改變,滿足用戶的個(gè)性化需要,這些功能的實(shí)現(xiàn)都需要智能化決策技術(shù)的支持。認(rèn)知衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)中的智能化決策技術(shù)主要有3部分:感知信息存儲(chǔ)、學(xué)習(xí)推理、決策調(diào)整,由此構(gòu)成認(rèn)知衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)智能化決策的應(yīng)用流程,如圖5所示。智能化決策的應(yīng)用主要依靠人工智能技術(shù),包括機(jī)器學(xué)習(xí)、專家系統(tǒng)、博弈論、智能決策、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等,其核心是利用知識(shí)表示將感知信息合理地表示和存儲(chǔ),然后用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)的學(xué)習(xí)和推理[10]。
5衛(wèi)星異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的融合技術(shù)
衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)向著異構(gòu)化演進(jìn),如FDMA、TD-MA等網(wǎng)絡(luò)的不斷深入應(yīng)用,且終端也是向著多模式的應(yīng)用發(fā)展,加之衛(wèi)星網(wǎng)之間、衛(wèi)星網(wǎng)與地面網(wǎng)之間的不斷深入交互,未來衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)化融合是發(fā)展趨勢。目前,衛(wèi)星通信終端為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的多元化發(fā)展趨勢,有效利用各種網(wǎng)絡(luò)資源需要針對環(huán)境和自身軟硬件條件的變化接入不同的網(wǎng)絡(luò)。為了更好地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接入與融合,需要感知技術(shù)提取網(wǎng)絡(luò)特征與感知結(jié)果,與用戶需要進(jìn)行匹配,提高適配效能。衛(wèi)星遠(yuǎn)端站根據(jù)本站感知信息以及中心站指令完成自適應(yīng)入網(wǎng)以及業(yè)務(wù)接入。針對不同感知信息進(jìn)行多目標(biāo)分析,中心站生成不同決策方案,評估各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載情況,在滿足用戶需求的前提下,建立基于負(fù)載平衡的規(guī)則,為用戶分配相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)資源。認(rèn)知技術(shù)對異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行感知,分析信道特性、用戶特性、網(wǎng)絡(luò)特性,進(jìn)行資源的合理分配,為終端用戶分配最合適的接入網(wǎng)絡(luò)通信,達(dá)到資源利用最優(yōu)化。
篇5
關(guān)鍵詞: 語料庫語言學(xué) 過去 現(xiàn)在 未來
一、語料庫語言學(xué)的發(fā)展史
語料庫語言學(xué)研究是以大規(guī)模的機(jī)器可讀語料為基礎(chǔ)的,一般認(rèn)為始于上世紀(jì)60年代。但是在機(jī)讀語料庫出現(xiàn)之前,語料庫研究已廣泛用于圣經(jīng)和文學(xué)研究、詞匯、方言研究等領(lǐng)域,這一時(shí)期也被稱為“前電子語料庫時(shí)期”。
在SEU語料庫創(chuàng)建不久,英語語料庫的編制進(jìn)入了電子時(shí)代。語料庫電子時(shí)代又分為第一代和第二代。
第一代電子語料庫時(shí)期建立的主要語料庫有布朗語料庫(The Brown Corpus)、蘭卡斯特-奧斯陸/卑爾根語料庫(LOB Corpus)、倫敦-隆德語料庫(LLC)等。LOB語料庫由英國蘭卡斯特大學(xué)和挪威奧斯陸大學(xué)與挪威人文科學(xué)計(jì)算中心共同合作建立。LOB語料庫被認(rèn)為可與布朗語料庫相媲美,它收集了1961年出版的英國書面,同樣有500篇文本,每篇約2000詞,共計(jì)100萬詞次。1975年,瑞典隆德大學(xué)開始將英國SEU語料庫收集的英語口語材料轉(zhuǎn)化成機(jī)讀的形式,并在原來語料的基礎(chǔ)上增加了13篇文本,經(jīng)過加工整理,收錄100篇文本,于1980年建立起倫敦-隆德英語口語料庫。
在第一代電子語料庫的基礎(chǔ)上,第二代電子語料庫收錄內(nèi)容不再僅限于口語語料,語言信息更多,相比之下,更加完善,實(shí)用。第二代電子語料庫主要有COBUILD語料庫、朗文語料庫、國際英語語料庫等。
COBUILD計(jì)劃是英國柯林斯出版社和伯明翰大學(xué)的一個(gè)合作項(xiàng)目,歷時(shí)4年多,于1984年完成。1990年SINCLAIR宣布,COBUILD語料庫經(jīng)過擴(kuò)展,更名為英語庫。1997年,其所含的語料已超過3億詞次,并且還在不斷擴(kuò)大。朗文語料庫網(wǎng)由英國的三大語料庫組成,它們是朗文蘭卡斯特英語語言語料庫、朗文口語語料庫和朗文學(xué)習(xí)者英語語料庫。該語料庫取材自1900年以來英國英語、美國英語和世界上其他主要的英語變體,涉及書面英語和口頭英語兩種形式,是一個(gè)覆蓋范圍很廣的語料庫,計(jì)劃庫容為5000萬詞次,到90年代早期,庫容已達(dá)到3000萬詞次。國際英語語料庫的最大特點(diǎn)是其嚴(yán)密的組織和語料庫的國際性和代表性,統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和周密的設(shè)計(jì)確保了語料庫的質(zhì)量,其潛在的研究與應(yīng)用價(jià)值與日俱增[1]。
在我國已完成的語料庫有上海交大的黃人杰、楊惠中主持完成的專門用途英語語料庫、交通大學(xué)科技英語語料庫,北京大學(xué)計(jì)算語言研究所開發(fā)建設(shè)的Babel漢英平行語料庫,北外中國外語教育研究中心創(chuàng)建的北外雙語對應(yīng)語料庫,以及由上海交通大學(xué)外國語學(xué)院翻譯與詞典學(xué)研究中心創(chuàng)建的莎士比亞戲劇英漢平行語料庫等。
二、語料庫與其他學(xué)科的關(guān)系
1.語料庫的學(xué)科定位
什么是語料庫語言學(xué)?很多學(xué)者和語言學(xué)家都各自給出過定義:
(1)K.Ailmer&B.Altenberg 指出,根據(jù)篇章材料對語言的研究稱為語料庫語言學(xué)[2]。
(2)基于現(xiàn)實(shí)生活中語言運(yùn)用的實(shí)例進(jìn)行的語言研究稱為語料庫語言學(xué)(T.McEnery & A.Wilson,1996:1)[3]。
(3)黃昌寧指出:“語料庫語言學(xué)是80年代才嶄露頭角的一門計(jì)算機(jī)語言學(xué)的新的分支學(xué)科。它研究機(jī)器可讀的自然語言文本的采集、存儲(chǔ)、檢索、統(tǒng)計(jì)、語法標(biāo)注、句法語義分析,以及具有上述功能的語料庫在語言定量分析、詞典編纂、作品風(fēng)格分析、自然語言理解和機(jī)器翻譯等領(lǐng)域中的應(yīng)用[4]。”
2.語料庫的應(yīng)用
語料庫語言學(xué)經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展,已與多個(gè)學(xué)科結(jié)合在一起,形成典型的跨學(xué)科領(lǐng)域。目前,語料庫已被用于詞典編纂、詞匯研究、句法研究、語義研究、語用研究與話語分析、文體學(xué)研究、機(jī)器翻譯、社會(huì)語言學(xué)研究等領(lǐng)域,并取得了豐碩的成果。
(1)語料庫在詞匯研究領(lǐng)域的應(yīng)用
近年來,借助語料庫對于詞匯學(xué)的研究取得了一定的進(jìn)展。衛(wèi)乃興指出:“詞語搭配是當(dāng)今語料庫語言學(xué)研究中最為活躍的領(lǐng)域,它處于中心地位。”王克非和胡顯耀借助語料庫對翻譯漢語詞匯和源語詞匯進(jìn)行對比分析,考察翻譯漢語區(qū)別于漢語源語語料的詞匯使用特征。采用定量分析研究詞匯使用情況顯然更有說服力,從這個(gè)意義上說,語料庫在詞匯研究領(lǐng)域十分有價(jià)值。
另外,衛(wèi)乃興在詞匯搭配方面做出了積極的探索。衛(wèi)指出,研究專業(yè)性搭配可進(jìn)一步豐富詞語搭配研究的內(nèi)容,對描述科技文章中詞語組合的特點(diǎn)與規(guī)律,其語義特點(diǎn)和語篇組織特點(diǎn)都有重要價(jià)值[5]。
(2)語料庫與翻譯學(xué)
語料庫翻譯學(xué)的創(chuàng)始人是以英國曼徹斯特大學(xué)翻譯與跨文化研究中心MONA BAKER教授為代表的一批學(xué)者。語料庫翻譯學(xué)是指以語料庫為基礎(chǔ),以真實(shí)的雙語語料或翻譯語料為研究對象,以數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與理論分析為研究方法,依據(jù)語言學(xué)、文學(xué)和文化理論及翻譯學(xué)理論,系統(tǒng)分析翻譯本質(zhì)、翻譯過程和翻譯現(xiàn)象等內(nèi)容的研究[6]。
一般來說,用于翻譯學(xué)研究的語料庫有平行語料庫,翻譯語料庫,可比語料庫和口譯語料庫等。現(xiàn)已建成的比較成熟的譯學(xué)研究語料庫有翻譯英語語料庫、Babel漢英平行語料庫、北外雙語對應(yīng)語料庫、中國法律法規(guī)漢英平行語料庫、全國公示語翻譯語料庫、莎士比亞戲劇英漢平行語料庫、奧斯陸多語語料庫等,很多語料庫資源是共享的,研究者可以根據(jù)需要選擇合適的語料庫[7]。
語料庫翻譯學(xué)研究雖然只有短短十幾年的發(fā)展歷史,但起步較快,發(fā)展勢頭迅猛。語料庫翻譯學(xué)區(qū)別于傳統(tǒng)的譯學(xué),為翻譯學(xué)科的發(fā)展提供了新的思路和發(fā)展方向,使得譯學(xué)研究內(nèi)容得到不斷拓展和延伸。
(3)語料庫與漢語研究
語料庫語言學(xué)的發(fā)展和英語語料庫的建設(shè)推動(dòng)了漢語語料庫的建設(shè)和漢語的研究。
我國在離散單詞、簡單口令的語音識(shí)別方面已經(jīng)取得不少進(jìn)展。90年代,中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所研制了“漢語大詞匯量語音識(shí)別與口呼文本輸入系統(tǒng)”,以聲韻調(diào)為基元來進(jìn)行語音識(shí)別,識(shí)別時(shí)采用了隱馬爾可夫模型及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法[8]。
另外,在漢字識(shí)別系統(tǒng)的研究方面也取得了很多成績。我國從上世紀(jì)70年代開始漢字自動(dòng)識(shí)別的研究工作,清華大學(xué)、北京郵電大學(xué)、武漢工業(yè)大學(xué)等研發(fā)的系統(tǒng)漢字識(shí)別率都相對較高,成績喜人。
此外,很多學(xué)者利用語料庫進(jìn)行語義韻研究。語料庫在人工智能和外語教學(xué)等方面也大有用武之地。很多時(shí)候,語料庫用于其他學(xué)科并不是涇渭分明的,語料庫研究范式可以將多個(gè)學(xué)科研究有機(jī)地結(jié)合在一起,從而能夠更好地服務(wù)于各個(gè)學(xué)科。
三、語料庫的未來
梁茂成曾指出[9],由于大型語料庫包含了大量的語言事實(shí),無論是從事理論研究的理論語言學(xué)家,還是從事實(shí)研究的經(jīng)驗(yàn)語言學(xué)家,語料庫都將成為最重要的數(shù)據(jù)源。
在未來語料庫語言學(xué)探索的道路上,其發(fā)展趨勢將會(huì)呈現(xiàn)以下特點(diǎn):
首先,隨著科技的進(jìn)步,尤其是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的爆炸式發(fā)展,語料庫的庫容將不是難題。語料庫的容量將會(huì)進(jìn)一步增大,以滿足增大樣本的需求,以便于更加全面客觀地進(jìn)行語言研究。
其次,語料庫的類型將會(huì)更加多樣化。為了不同學(xué)科和研究的需要,未來的語料庫將會(huì)更加多樣,以適應(yīng)不同研究的需要。
再次,語料庫與其他學(xué)科的聯(lián)系將會(huì)更加緊密,甚至語料庫與多個(gè)學(xué)科同時(shí)融合在一起,從而更好地開展研究工作。正如劉滿堂指出,隨著語料庫應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大,語言研究各領(lǐng)域越來越依賴于電子語料庫這一研究工具,語料庫語言語言學(xué)正逐漸成為一個(gè)跨學(xué)科的語言學(xué)分支[10]。語料庫與翻譯學(xué)、詞典學(xué)、計(jì)算語言學(xué)、人工智能等學(xué)科結(jié)合,必將極大地促進(jìn)各個(gè)學(xué)科的發(fā)展。
四、結(jié)語
語料庫語言學(xué)是一門新興的學(xué)科,同時(shí)它又是一門交叉學(xué)科。基于這點(diǎn),語言庫語言學(xué)有著廣闊的前景和發(fā)展空間。未來語料庫自身建設(shè)和完善是擺在研究者面前的新的有意義的課題。此外,語料庫與其他各個(gè)學(xué)科的結(jié)合和應(yīng)用還有待進(jìn)一步探索。
參考文獻(xiàn):
[1]劉滿堂.近40年英語語料庫及語料庫語言學(xué)研究的回顧與展望[J].陜西教育學(xué)院學(xué)報(bào),2004,20(1):98-100.
[2]Ailmer,J.& B.Altenberg(eds.) English Corpus Linguistics:Studies in Honor of Jan Svartvik[C].Longman.1991.
[3]T.McEnery,A.&A.Wilson.Corpus Linguistics[M].Edinburgh:Edinburgh University Press,1996.
[4]黃昌寧.語料庫語言學(xué)[M].北京:商務(wù)印書館,2002.
[5]衛(wèi)乃興.專業(yè)性搭配初探[J].外國語學(xué)院學(xué)報(bào)2001,24,(4):20-23.
[6]胡開寶.語料庫翻譯學(xué)概論[M].上海:上海交通大學(xué)出版社,2011:1.
[7]胡開寶.基于語料庫的莎劇《哈姆雷特》漢譯本中“把”字句應(yīng)用及其動(dòng)因研究[J].外語學(xué)刊,2009(1):111-115.
[8]馮志偉.基于語料庫的機(jī)器翻譯系統(tǒng)[J].術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)化與信息技術(shù),2010,1:28.
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