導(dǎo)語：如何才能寫好一篇分布式系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關(guān)鍵詞】分布式系統(tǒng) 測試技術(shù) 應(yīng)用

信息時(shí)代背景下，分布式系統(tǒng)逐漸成為網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的重要組成部分，在優(yōu)化模塊性能等方面發(fā)揮著積極地促進(jìn)作用，面對網(wǎng)絡(luò)發(fā)展新形勢，分布式系統(tǒng)缺陷日漸突出，且受到該系統(tǒng)范圍逐漸擴(kuò)大的影響，在很大程度上增加了測試難度，不利于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展。因此，加強(qiáng)對分布式系統(tǒng)測試技術(shù)及應(yīng)用的研究具有重要意義。

一、分布式系統(tǒng)概念及特點(diǎn)

分布式系統(tǒng)主要是指將網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)作為基礎(chǔ)，將組件分布其中，通過信息傳遞，對通信及動作進(jìn)行有效協(xié)調(diào)和控制，以此來完成任務(wù)和目標(biāo)的系統(tǒng)。分布式系統(tǒng)有效地部署了網(wǎng)絡(luò)化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，例如：Internet、intranet等。

分布式系統(tǒng)特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，異構(gòu)性。網(wǎng)絡(luò)作為分布式系統(tǒng)生存及運(yùn)行的基礎(chǔ)，由于受到網(wǎng)絡(luò)類型、硬件、操作系統(tǒng)等方面多樣化的影響，使得該系統(tǒng)具有異構(gòu)性特點(diǎn)；其次，開放與并行性。分布式系統(tǒng)開放性特點(diǎn)主要是受到資源共享服務(wù)的影響，另外，在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行過程中，由于用戶處于不同狀態(tài)及客戶端，同時(shí)訪問同一資源，在沒有進(jìn)行協(xié)調(diào)及控制情況下，勢必會造成不一致檢索等問題，使得其自身具有較強(qiáng)的并發(fā)性；最后，故障獨(dú)立性。由于計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)都存在獨(dú)立性，且在長期運(yùn)行過程中，不可避免的會出現(xiàn)各類故障。除上述特點(diǎn)之外，該系統(tǒng)還具有安全性、透明性等特點(diǎn)。

二、分布式系統(tǒng)測試技術(shù)分析及應(yīng)用

（一）模塊間通信鏈路接管技術(shù)分析

分布式系統(tǒng)中包含了多個(gè)模塊，為了實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊之間的交流及通信，需要搭建鏈路，通常情況下，主要通過流方式及數(shù)據(jù)報(bào)兩種方式實(shí)現(xiàn)通信鏈路連接，由于系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，一個(gè)模塊可能會與多個(gè)模塊建立通信，為了滿足通信需求，需要對其進(jìn)行針對性處理，建立上、下游模塊，并通過啟動上游模塊主動監(jiān)聽―向下游模塊發(fā)送請求―獲取授權(quán)，轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)，從而完成通信鏈路連接目標(biāo)，為分布式集群模擬及異常注入奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（二）集群模擬技術(shù)分析

該項(xiàng)技術(shù)主要是針對通用測試而言的，基于對實(shí)際情況的考慮，本文采用一種數(shù)據(jù)錄制―回放形式，實(shí)現(xiàn)集群模擬目標(biāo)。在具體應(yīng)用過程中，主要通過兩個(gè)步驟構(gòu)建模型：第一步，數(shù)據(jù)錄制，需要獲取上游模塊發(fā)送的請求數(shù)據(jù)以及后端接收請求數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效處理，將響應(yīng)數(shù)據(jù)反送給上游模塊，由此，在進(jìn)行數(shù)據(jù)錄制時(shí)，需要明確方向，避免信息獲取混亂。

第二步，數(shù)據(jù)回放，主要是將錄制相應(yīng)數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，建立詞典，通過模擬后端分布式系統(tǒng)，進(jìn)而滿足上游模塊，為用戶提供服務(wù)。通過兩方面共同配合，促使請求包與相應(yīng)報(bào)耦合，實(shí)現(xiàn)集群模擬目標(biāo)。

（三）通信異常注入技術(shù)分析

通常情況下，在針對系統(tǒng)進(jìn)行測試過程中，會將網(wǎng)絡(luò)通信異常測試邏輯接入到上述兩項(xiàng)技術(shù)當(dāng)中，利用這種交互方法了解和掌握網(wǎng)絡(luò)異常，提高檢測準(zhǔn)確性，以此來實(shí)現(xiàn)檢測目標(biāo)。在實(shí)際應(yīng)用中，主要采取兩種途徑：一種是分散式，另一種是集中式。兩種途徑都存在優(yōu)勢及缺點(diǎn)，在選擇時(shí)，要結(jié)合實(shí)際情況，堅(jiān)持合理性原則，選擇最佳方案，提高測試準(zhǔn)確定，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)檢測目標(biāo)。

（四）高性能獲取數(shù)據(jù)源技術(shù)分析

數(shù)據(jù)源獲取在分布式系統(tǒng)測試過程中，占據(jù)十分重要的位置，測試離不開數(shù)據(jù)支持，由此，高性能數(shù)據(jù)源重要性不言而喻，在具體應(yīng)用過程中，將高性能網(wǎng)絡(luò)庫Libevent對讀寫事件進(jìn)行注冊和執(zhí)行，并將多線程技術(shù)進(jìn)行處理，促使獲取與轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)同步，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)源高性能獲取目標(biāo)，以此來為分析和研究提供數(shù)據(jù)支持。

通過對各項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的表現(xiàn)可知，集群模擬在實(shí)際測試過程中，能夠?qū)⒓涵h(huán)境等因素模擬的更加真實(shí)、形象，保證了集群模擬真實(shí)性，且將拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)作為基礎(chǔ)的集群，其上下游環(huán)境與實(shí)際相一致，不僅如此，數(shù)據(jù)量也能夠保持一致性。另外，環(huán)境作為測試的重中之重，也是耗時(shí)最多的過程，本文創(chuàng)新數(shù)據(jù)錄制―回放模型，能夠?qū)⒄鎸?shí)環(huán)境模擬出來，不僅有效節(jié)省了人力、物力，還能夠顯著提高測試有效性。除此之外，高性能獲取數(shù)據(jù)源技術(shù)，能夠?yàn)闇y試提供更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，為后續(xù)工作順利進(jìn)行奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在分布式系統(tǒng)應(yīng)用范圍日漸拓展情況下，加強(qiáng)對系統(tǒng)進(jìn)行測試成為調(diào)整和優(yōu)化系統(tǒng)的有效途徑，隨著技術(shù)不斷發(fā)展，測試技術(shù)也將逐漸朝著智能化等方向發(fā)展。

三、結(jié)論

根據(jù)上文所述，分布式系統(tǒng)測試作為一項(xiàng)綜合性、復(fù)雜性工作，其測試技術(shù)選擇合理與否直接影響測試結(jié)果。因此，在實(shí)際測試過程中，工作人員要堅(jiān)持合理原則，結(jié)合實(shí)際情況，選擇合適測試方法，獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)信息，促使測試工作順利進(jìn)行，調(diào)整和優(yōu)化系統(tǒng)，提高系統(tǒng)整體性能，進(jìn)而促使系統(tǒng)最大程度上發(fā)揮積極作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭銀章，徐玉斌，曾建潮.分布異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下數(shù)據(jù)訪問設(shè)計(jì)[J].太原重型機(jī)械學(xué)院學(xué)報(bào)，2010.

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關(guān)鍵詞：互斥算法；令牌；臨界區(qū)

一、引言

在單機(jī)操作系統(tǒng)中，臨界區(qū)、互斥以及其他有關(guān)同步問題，通常是用信號量和P*V操作、管程來解決。而在分布式系統(tǒng)當(dāng)中，各個(gè)進(jìn)程被認(rèn)為是運(yùn)行在不同的處理機(jī)上，為了防止出現(xiàn)以下情況：多個(gè)進(jìn)程同時(shí)處于臨界區(qū)；臨界區(qū)外的進(jìn)程阻塞其他的進(jìn)程；有些進(jìn)程在臨界區(qū)外無休止的等待等等，多處理機(jī)系統(tǒng)的互斥不能簡單地用單機(jī)的方法來實(shí)現(xiàn)，而是要用更為方便和高效的手段來實(shí)現(xiàn)多處理機(jī)系統(tǒng)的互斥。

解決進(jìn)程互斥問題有軟件的方法和硬件的方法，本文重點(diǎn)介紹軟件方法，硬件方法從略。

二、經(jīng)典互斥算法的探討

（一）集中式算法

算法：選擇一個(gè)進(jìn)程作為協(xié)調(diào)器，用于協(xié)調(diào)臨界區(qū)得進(jìn)入。

特點(diǎn)：協(xié)調(diào)器在同一時(shí)間只允許一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)，故能保證互斥；因?yàn)檎埱笙⑹琼樞蚺抨?duì)得，不會出現(xiàn)“餓死”現(xiàn)象；單一的協(xié)調(diào)器是瓶頸。

（二）分布式算法

算法：想進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程首先建立一個(gè)消息，該消息包括待進(jìn)入的臨界區(qū)名、進(jìn)程名和時(shí)間戳。一個(gè)進(jìn)程收到消息后，會有如下操作：不在臨界區(qū)內(nèi)且不想進(jìn)入的話回復(fù)一個(gè)消息；在臨界區(qū)內(nèi)的話不回消息，將請求放入隊(duì)列；不在臨界區(qū)，也想進(jìn)入的話就比較時(shí)間戳，時(shí)間戳小的進(jìn)入。

特點(diǎn)：算法復(fù)雜，易出現(xiàn)“餓死”現(xiàn)象，系統(tǒng)不健壯；但它從理論上表明了算法的可行性，必將發(fā)展出實(shí)際可行的算法。

1、Lamport算法。特點(diǎn)：Lamport算法統(tǒng)一定序所有對臨界段的請求，按先來先服務(wù)的原則讓請求臨界資源的進(jìn)程進(jìn)入其臨界段；進(jìn)程Pi發(fā)送的請求消息形如request（Ti，i），其中Ti=Ci是進(jìn)程Pi發(fā)送此消息時(shí)對應(yīng)的邏輯時(shí)鐘值，i代表消息內(nèi)容；每個(gè)進(jìn)程保持一個(gè)請求隊(duì)列，隊(duì)列中的請求消息根據(jù)?準(zhǔn)關(guān)系定序，隊(duì)列初始為空。

2、Ricart and Agrawala算法。特點(diǎn)：算法實(shí)現(xiàn)了進(jìn)程互斥，其控制是全分布的。因?yàn)檫M(jìn)入臨界區(qū)是根據(jù)時(shí)間戳的順序來安排的（即先來先服務(wù)方式），所以根本不可能有進(jìn)程“饑餓”現(xiàn)象發(fā)生。死鎖也不可能發(fā)生，因?yàn)椴淮嬖诃h(huán)路等待。問題：其一，當(dāng)有一個(gè)進(jìn)程請求進(jìn)入臨界段時(shí)，所有其他進(jìn)程都被牽連到。這就是說，每個(gè)進(jìn)程都要知道其他進(jìn)程的名字，當(dāng)有新進(jìn)程出現(xiàn)時(shí)，必須把新進(jìn)程名字通知其他各進(jìn)程，同時(shí)新進(jìn)程要獲知全部其他進(jìn)程名。其二，如果某一進(jìn)程故障，那么該算法因無法收到全部應(yīng)答消息而崩潰。其三，沒能進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程只能頻繁地暫停，因而只適用于小的進(jìn)程集。

（三）令牌環(huán)算法

算法思想：整個(gè)系統(tǒng)只有一塊令牌，只有令牌持有者才具有進(jìn)入臨界區(qū)的資格。當(dāng)進(jìn)程i從進(jìn)程i-1接到令牌時(shí)，它檢查是否想進(jìn)入臨界區(qū)，如果是，則進(jìn)入，待其推出后，將令牌傳遞給進(jìn)程i+1；如果不想進(jìn)入，則直接把令牌向下傳遞。

問題：一是令牌丟失，事實(shí)上，檢測令牌丟失是很困難的。二是進(jìn)程故障，較容易恢復(fù)。

三、算法的改進(jìn)（基于令牌的解決方案）

將令牌的概念引入到分布式的Ricart和Agrawala算法中，通過令牌即動態(tài)的單一點(diǎn)控制，使用對稱的不同定義，這個(gè)算法要求的消息數(shù)在0到2（n－1）之間。在這個(gè)算法中，進(jìn)程Pi收到來自Pj的回答消息后可以進(jìn)入臨界區(qū)（假設(shè)它得到所有其他進(jìn)程的回答消息）任意次而無需再請求Pj的許可。因?yàn)楫?dāng)進(jìn)程Pi收到Pj的回答消息時(shí)，隱含在該消息中的授權(quán)保持有效直到Pi收到來自Pj的請求消息。

算法思想：進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程保留令牌。初始時(shí)，令牌被賦予任意一個(gè)進(jìn)程。希望使用臨界區(qū)的進(jìn)程Pj不知道哪個(gè)進(jìn)程擁有令牌，所以它通過向所有其他進(jìn)程廣播一個(gè)帶時(shí)戳的消息來請求令牌。如果當(dāng)前擁有令牌的進(jìn)程Pi不再需要使用臨界區(qū)，它就按照i＋1，i＋2，……n，1，2，……i－1的順序搜索其他進(jìn)程，找出第一個(gè)j，滿足Pj最后一次請求令牌的時(shí)戳大于在令牌中記錄的Pj最后一次擁有令牌的時(shí)戳，也就是說，Pj有一個(gè)未決的請求。于是，Pi把令牌傳遞給Pj。注意，優(yōu)先級不是嚴(yán)格基于每個(gè)請求的時(shí)戳的，但是，由于令牌是沿著一個(gè)方向環(huán)繞傳遞的，所以不會有饑餓現(xiàn)象發(fā)生。算法：

P（i）：＝?鄢[請求資源消費(fèi)釋放資源處理-請求-消息其他]

分布式－互斥（distributed-mutual-exclusion）：＝||P （i：1...n）

以下變量用于每個(gè)Pi中：

clock：0，1，...，（初始化為0）

token_present：Boolean（除了一個(gè)進(jìn)程，對所有其他進(jìn)程均為F）

token_held：Boolean（F）

token：array（1...n）of clock（初始化為0）

request：array（1...n）of clock（初始化為0）

每個(gè)Pi中的函數(shù)定義如下：

其他：=所有其他不請求進(jìn)入臨界區(qū)的動作

消費(fèi)：=進(jìn)入臨界區(qū)后消費(fèi)資源

請求資源：=

[token_present＝T

[send（request_signal，clock，i）toall；

receive（access_signal，token）；

token_present：=T；

token_held：=T

]

]

釋放資源：=

[token（i）：＝clock；

token_held：=F；

min j in the order[i＋1，…，n， 1，2，…，i＋2，i－1]

∧（request（j）>token（j））

[token_present：=F；

send（access_signal，token）to Pj

]

]

處理-請求-消息：：=

[receive（request_signal，k，j）

[ request（j）：=max（request （j），k）；

token_present ∧token_held 釋放資源

]

]

四、以上各種算法的性能分析

Lamport的算法需要3（n－1）個(gè)消息和兩個(gè)時(shí)間單位的延遲來保證n個(gè)進(jìn)程的互斥，消息量很大，且發(fā)送的應(yīng)答信號的目的并不是出于可靠性。

Ricart和Agrawala算法在消息量上有了一定的改進(jìn)，需要2（n-1）個(gè)消息來保證。

改進(jìn)后的算法即基于令牌的Ricart和Agrawala算法：當(dāng)請求進(jìn)程沒有持有令牌時(shí)，以上算法需要n個(gè)消息（n－1個(gè)用于廣播請求，1個(gè)用于傳送令牌）；當(dāng)請求進(jìn)程持有令牌時(shí)，以上算法需要0個(gè)消息。

五、結(jié)論

集中式算法比較健壯，不會出現(xiàn)“餓死”現(xiàn)象，但是單一的協(xié)調(diào)器是系統(tǒng)瓶頸。

分布式算法雖然沒有前一算法健壯，但是從理論角度論證了分布式算法的可行性。

基于令牌的算法比非基于令牌的算法的時(shí)間復(fù)雜性和消息復(fù)雜性小。不會發(fā)生饑餓現(xiàn)象，不需要關(guān)心當(dāng)前誰在臨界區(qū)中，是通過競爭的方式進(jìn)入臨界區(qū)。這在基于令牌的Ricart和Agrawala算法中得以驗(yàn)證。

綜上所述，基于令牌的算法在排除了令牌丟失和進(jìn)程故障等問題之后，在今后的分布式系統(tǒng)中，能有更好的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

1、徐甲同.高級操作系統(tǒng)[M].西安電子科技大學(xué)出版社,1998.

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3、劉丹,劉心松等.基于讀寫特征的分布式互斥算法[J].電子學(xué)報(bào),2004(2).

4、Jie Wu.分布式系統(tǒng)設(shè)計(jì)(Distribute System Design)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2001.

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關(guān)鍵詞：綜合監(jiān)控系統(tǒng)（ISCS） 環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS） 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)（FAS）

1 綜合監(jiān)控系統(tǒng)概念

曾經(jīng)國內(nèi)地鐵各系統(tǒng)之間大多是獨(dú)立管理，分立設(shè)置，不僅難以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)資源共享，而且存在維護(hù)管理困難等問題。而地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的出現(xiàn)解決了這一難題。

綜合監(jiān)控系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)和電氣自動化技術(shù)為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)，集成了多個(gè)城軌自動化專業(yè)子系統(tǒng)，對城軌各專業(yè)進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)信息資源共享，建立一個(gè)面向運(yùn)營指揮和維修管理的統(tǒng)一的綜合信息平臺。其中綜合監(jiān)控系統(tǒng)（ISCS）系統(tǒng)中集成系統(tǒng)包括：電力監(jiān)控系統(tǒng)（PSCADA）；環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）；火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)（FAS）。互聯(lián)系統(tǒng)包括：閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)（CCTV）；廣播系統(tǒng)（PA）；屏蔽門/安全門系統(tǒng)（PSD）；信號系統(tǒng)（SIG）；自動售檢票系統(tǒng)（AFC）；門禁系統(tǒng)（ACS）；乘客信息系統(tǒng)（PIS）；時(shí)鐘系統(tǒng)（CLK）。

2 綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

2.1 綜合監(jiān)控系統(tǒng)（ISCS）的設(shè)計(jì)原則 ①ISCS系統(tǒng)通過先進(jìn)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對各自動化系統(tǒng)資源信息進(jìn)行共享互通。②ISCS系統(tǒng)應(yīng)采用分層分布式三級控制、兩級管理的體系結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式。③當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，ISCS系統(tǒng)應(yīng)能迅速轉(zhuǎn)變應(yīng)急模式，如自動由正常運(yùn)行方式轉(zhuǎn)為災(zāi)害運(yùn)行方式，從而方便了對防災(zāi)、救援和事故處理的方式及縮短時(shí)間。④ISCS系統(tǒng)對總系統(tǒng)實(shí)施群組控制和模式控制，對子系統(tǒng)實(shí)施聯(lián)鎖功能和點(diǎn)對點(diǎn)控制。⑤為了適應(yīng)高架車站與地下車站的運(yùn)行環(huán)境，ISCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須滿足可靠性與安全性。

2.2 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)（FAS）的設(shè)計(jì)原則 ①國家提倡“預(yù)防為主，防消結(jié)合”的消防工作方針，作為FAS系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須嚴(yán)格實(shí)施執(zhí)行。②全線車站、控制中心和車輛段、地下區(qū)間隧道、主變電所以及停車場均為監(jiān)控管理范圍。③指揮救災(zāi)能力對于換乘車站主體及相鄰的區(qū)間隧道而言按照同一時(shí)間發(fā)生一次火災(zāi)考慮，對于全線而言按照同一時(shí)間發(fā)生一次火災(zāi)考慮。④如何與各級消防部門進(jìn)行接口，實(shí)現(xiàn)與各級消防部門的互連互通是中央級FAS系統(tǒng)必須考慮的問題。⑤為了滿足火災(zāi)自動報(bào)警行業(yè)管理要求和規(guī)范，作為綜合監(jiān)控系統(tǒng)的子系統(tǒng)的FAS系統(tǒng)，必須擁有相關(guān)設(shè)備和功能的集成模式。⑥在各個(gè)車站控制室內(nèi)，除了火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)自動控制外，還必須設(shè)置緊急啟動按鈕從而可以手動控制消防專用設(shè)備，如消防泵、排煙風(fēng)機(jī)等。

2.3 環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控（BAS）子系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 ①為了對本線各個(gè)車站內(nèi)的所有機(jī)電設(shè)備（如：給排水、自動扶梯、直梯、照明、屏蔽門、通風(fēng)、空調(diào)等）進(jìn)行全面的監(jiān)視和管理，BAS系統(tǒng)應(yīng)該分為控制中心和車站兩級管理模式，從而實(shí)現(xiàn)中心、車站、就地三級控制的方式，這樣不僅能滿足環(huán)境調(diào)控的要求，而且可以節(jié)約能源，綠色環(huán)保。②BAS系統(tǒng)分為中央級-車站級-現(xiàn)場級-受控設(shè)備級的組成模式，采用現(xiàn)場分散控制和中心集中管理的分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。③某些機(jī)電設(shè)備如地下車站環(huán)控系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)、風(fēng)閥等，因?yàn)槠溆蟹琅艧煹墓δ埽砸{入BAS系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和管理。如果發(fā)生火災(zāi)，由火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)下達(dá)預(yù)定的災(zāi)害運(yùn)行指令模式，BAS系統(tǒng)及時(shí)接收并優(yōu)先對指令進(jìn)行就地執(zhí)行。④對于高架車站而言，節(jié)約投資，方便運(yùn)營管理是BAS 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須考慮的一點(diǎn)。

3 綜合監(jiān)控系統(tǒng)的功能

3.1 控制中心功能 監(jiān)控全線各個(gè)車站的電力、火災(zāi)報(bào)警、廣播電話、閉路電視、通風(fēng)、制冷、照明、自動扶梯等機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并能實(shí)時(shí)提供事故報(bào)警，從而方便及時(shí)處理現(xiàn)場事故。要與中央時(shí)鐘接口，接收主時(shí)鐘信息，統(tǒng)一整個(gè)城軌系統(tǒng)全線時(shí)鐘。與中央列車自動監(jiān)控系統(tǒng)接口，接收列車在隧道滯留的位置信息。接收各個(gè)車站典型測試點(diǎn)的濕度、溫度、二氧化碳濃度等環(huán)境參數(shù)。檢測全線用水量。定期輸出各類實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)告。

3.2 車站控制室功能 協(xié)調(diào)全站機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行情況，偶爾需要進(jìn)行人工調(diào)整。定時(shí)記錄該站各個(gè)典型測試點(diǎn)的參數(shù)，如集水池的高低水位及危險(xiǎn)水位等，并發(fā)出報(bào)警信號。向OCC控制中心及時(shí)傳送各類機(jī)電設(shè)備信息，并執(zhí)行所有的指令。監(jiān)控本車站的火災(zāi)報(bào)警、閉路電視、廣播、通風(fēng)、電力、及電話、給排水、直梯、照明、自動扶梯等機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并能實(shí)時(shí)提供事故報(bào)警，從而方便及時(shí)處理現(xiàn)場事故。

3.3 就地級（現(xiàn)場級）功能 實(shí)時(shí)執(zhí)行車站控制室的所有的控制指令。

及時(shí)向車站控制室傳送所控機(jī)電設(shè)備的工作狀態(tài)及運(yùn)行情況。

具有獨(dú)立工作和運(yùn)行能力。

可就地進(jìn)行調(diào)試與控制。

4 結(jié)束語

作為國際主流技術(shù)的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，已經(jīng)是國內(nèi)城市軌道交通自動化系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。國內(nèi)城市在建設(shè)城市軌道交通時(shí)，應(yīng)該對城軌進(jìn)行綜合分析評價(jià)，結(jié)合自己城市的投資規(guī)模和實(shí)際情況，采用最合適的綜合監(jiān)控系統(tǒng)（ISCS）結(jié)構(gòu)和模式。

參考文獻(xiàn)：

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[2]郭永泉.城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成信號ATS的研究[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2008（06）.

篇4

隨著智能化開關(guān)、光電式電流電壓互感器、一次運(yùn)行設(shè)備在線狀態(tài)檢測、變電站運(yùn)行操作培訓(xùn)仿真、液晶顯示、遠(yuǎn)程監(jiān)控等技術(shù)日趨成熟，以及計(jì)算機(jī)高速網(wǎng)絡(luò)在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的開發(fā)應(yīng)用，“三化”改造和無人值班變電站的進(jìn)一步發(fā)展，要求變電站綜合自動化系統(tǒng)運(yùn)行高效、實(shí)時(shí)、可靠，從而提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平。

一、綜合自動化技術(shù)應(yīng)用

1.1 設(shè)計(jì)原則和特點(diǎn)

綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中始終貫穿著充分保證可靠性這一原則，采用分散分層分布式模塊化結(jié)構(gòu)，各保護(hù)、測量、控制、通信等各個(gè)模塊之間既相互獨(dú)立又互相聯(lián)系。

1.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.2.1 微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用分散分層分布式系統(tǒng)。

變電站運(yùn)行管理為無人值班值守方式。微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用分散分層分布式系統(tǒng)。

1.2.2 各裝置優(yōu)化組合

主變保護(hù)及測控裝置、110kV線路保護(hù)裝置采用分別組屏方式，布置在二次設(shè)備室。35kV饋線、10kV饋線、電容器組站用變等設(shè)備采用微機(jī)型保護(hù)測控一體化裝置組屏安裝在二次設(shè)備室。其它智能設(shè)備可通過通信口接入監(jiān)控系統(tǒng)。

1.2.3微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)分為站級控制層和間隔級控制層，網(wǎng)絡(luò)按雙網(wǎng)配置。間隔級控制層設(shè)備配置雙以太網(wǎng)接口。將采集和處理后的數(shù)據(jù)信號，經(jīng)雙絞線傳輸?shù)秸炯壙刂茖樱鏖g隔級單元相互獨(dú)立，不相互影響。站級網(wǎng)絡(luò)采用基于TCP/IP協(xié)議的自適應(yīng)10/100M雙以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)（A、B網(wǎng)）。應(yīng)用層協(xié)議使用DL/T 667-1999標(biāo)準(zhǔn)。

1.2.4系統(tǒng)通訊能力

綜合自動化系統(tǒng)具備為雙串口、雙網(wǎng)絡(luò)通訊能力，系統(tǒng)配備相關(guān)通訊接口及通訊設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)與調(diào)度SCADA系統(tǒng)能同時(shí)實(shí)現(xiàn)以串口方式及網(wǎng)絡(luò)方式同時(shí)進(jìn)行通訊，選用的通訊規(guī)約為DL/T 634-5-101-2002、DL/T 634-5-104-2002和新部頒CDT。遠(yuǎn)動通道具備2路數(shù)字串口通訊、2路數(shù)字模擬通訊、2路網(wǎng)絡(luò)通訊。通道具有防雷、過壓保護(hù)裝置。

調(diào)制解調(diào)器滿足CCITT標(biāo)準(zhǔn)的要求，傳送電平0～20db可調(diào)，接受電平-40～0db，低于-40db發(fā)告警信號，通道誤碼率小于10-5時(shí)，調(diào)制解調(diào)器能正常工作。其調(diào)制方式為FSK。同步方式為同步或異步可設(shè)置，與調(diào)度通信方式為異步方式。

1.3硬件的配置

1.3.1監(jiān)控主機(jī)

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該用標(biāo)準(zhǔn)的、網(wǎng)絡(luò)的、分布功能和系統(tǒng)化的開放式的硬件結(jié)構(gòu)。所有設(shè)備部件均應(yīng)采取緊鎖措施，抗振性能好，并且更換拆卸方便，I/O測控裝置的部件在輸入、輸出回路上都必須具有電氣隔離措施。一個(gè)元件故障不引起誤動作，一個(gè)單元故障不影響其它單元。監(jiān)控系統(tǒng)站控層與間隔層的通信介質(zhì)應(yīng)為屏蔽雙絞線或光纖，以保證通信可靠性。

1.3.2 操作員工作、繼保工程師工作站

操作員工作站是站控層數(shù)據(jù)收集、處理、存貯及發(fā)送的中心以及所內(nèi)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的主要人機(jī)界面，用于圖形及報(bào)表顯示、事件記錄及報(bào)警狀態(tài)顯示和查詢，設(shè)備狀態(tài)和參數(shù)的查詢，操作指導(dǎo)，操作控制命令的解釋和下達(dá)等

工程師工作站主要由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)管理員進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)使用，可完成數(shù)據(jù)庫的定義、修改，系統(tǒng)參數(shù)的定義、修改，報(bào)表的制作、修改，以及網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、系統(tǒng)診斷等工作，與操作員工作站互為熱備機(jī)，正常時(shí)作為操作員工作站運(yùn)行。

1.3.3 系統(tǒng)配置一臺微機(jī)五防工作站

應(yīng)具有防止誤拉、合斷路器；防止帶負(fù)荷拉、合隔離開關(guān)；防止帶電掛接地線；防止帶地線送電；防止誤入帶電間隔的功能（五防）。

通過計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的邏輯閉鎖軟件實(shí)現(xiàn)全站的防誤操作閉鎖功能，同時(shí)在受控設(shè)備的操作回路中串接本間隔的閉鎖回路。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置防誤工作站。遠(yuǎn)方操作時(shí)通過防誤工作站實(shí)現(xiàn)全站的防誤操作閉鎖功能，就地操作時(shí)則由電腦鑰匙和鎖具來實(shí)現(xiàn)，在受控設(shè)備的操作回路中串接本間隔的閉鎖回路。

1.4 電源

系統(tǒng)站級控制層交流電源由在線式UPS供電。其他交流電源由站用變交流系統(tǒng)提供。二次設(shè)備室的設(shè)備由變電站直流系統(tǒng)220V電源供電。直流電源應(yīng)采用專用進(jìn)口直流小開關(guān)，并具有合適的斷流能力和指示器。

二、系統(tǒng)功能介紹

2.1微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的功能

2.1.1 數(shù)據(jù)庫的建立與維護(hù)

2.1.1.1 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)建立如下數(shù)據(jù)庫

（1） 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫：裝入計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，其數(shù)值應(yīng)根據(jù)運(yùn)行工況的實(shí)時(shí)變化而不斷更新，記錄著被監(jiān)控設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的刷新周期及數(shù)據(jù)精度應(yīng)滿足工程要求。

（2） 歷史數(shù)據(jù)庫：對于需要長期保存的重要數(shù)據(jù)將存放在歷史數(shù)據(jù)庫中。歷史數(shù)據(jù)應(yīng)能在線存儲2年，所有歷史數(shù)據(jù)應(yīng)能轉(zhuǎn)存至光盤作長期存檔。

2.1.3 控制操作和同期檢測

2.1.3.1 控制方式

控制方式為四級控制：即就地控制、間隔層控制、站控層控制、遠(yuǎn)方遙控。操作命令的優(yōu)先級為：就地控制間隔層控制站控層控制遠(yuǎn)方遙控。

2.1.3.2 同期檢測

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具有同期檢測功能，同期電壓輸入分別來自斷路器兩側(cè)PT的單相電壓。當(dāng)兩側(cè)均無壓或一側(cè)無壓時(shí)，允許合閘；當(dāng)兩側(cè)有壓，必須滿足同期條件時(shí)，才允許合閘。同期判斷在間隔層測控單元上進(jìn)行，同步成功與失敗均有信息輸出，同步測量時(shí)間應(yīng)滿足規(guī)程規(guī)范要求。

2.1.4 電壓―無功自動調(diào)節(jié)

根據(jù)變電站的運(yùn)行方式和運(yùn)行工況，按照上級調(diào)度部門確定的電壓曲線和無功補(bǔ)償原則，自動投切無功補(bǔ)償設(shè)備及調(diào)節(jié)變壓器分接頭。設(shè)“自動/手動”選擇開關(guān)，選擇操作方式。調(diào)節(jié)控制的正常或異常操作均應(yīng)有操作報(bào)告。

2.1.5 報(bào)警處理

設(shè)備狀態(tài)異常、故障、測量值越限及傳輸通道故障等，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)輸出報(bào)警信息。并相應(yīng)的推出事故畫面。報(bào)警分事故報(bào)警和預(yù)告報(bào)警兩類。報(bào)警顯示具有模擬光字牌分類告警畫面和確認(rèn)功能。

2.1.6 運(yùn)行管理功能

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)運(yùn)行要求，可實(shí)現(xiàn)如下各種管理功能：

（1） 運(yùn)行操作指導(dǎo)：對典型的設(shè)備異常/事故提出指導(dǎo)性的處理意見，編制設(shè)備運(yùn)行技術(shù)統(tǒng)計(jì)表，并推出相應(yīng)的操作指導(dǎo)畫面；（2） 事故分析檢索：對突發(fā)事件所產(chǎn)生的大量報(bào)警信號進(jìn)行分類檢索和相關(guān)分析，對典型事故宜直接推出事故指導(dǎo)畫面；（3） 在線設(shè)備分析：對主要設(shè)備的運(yùn)行記錄和歷史記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提出設(shè)備安全運(yùn)行報(bào)告和檢修計(jì)劃；（4） 操作票：根據(jù)運(yùn)行要求開列操作票；（注：也可由獨(dú)立設(shè)置的微機(jī)防誤裝置開列操作票）；（5） 模擬操作：提供電氣一次系統(tǒng)及二次系統(tǒng)有關(guān)布置、接線、運(yùn)行、維護(hù)及電氣操作前的實(shí)際預(yù)演，通過相應(yīng)的操作畫面對運(yùn)行人員進(jìn)行操作培訓(xùn)。（6） 變電站其它日常管理，如操作票、工作票管理，運(yùn)行記錄及交接班記錄管理，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、缺陷、維修記錄管理、規(guī)章制度等。 （7） 管理功能應(yīng)滿足用戶要求，適用、方便、資源共享。各種文檔能存儲、檢索、編輯、顯示、打印。（8） 應(yīng)具備操作人員、監(jiān)護(hù)人員的二級密碼和自行修改使用者自己密碼的管理功能。

三、結(jié)語

篇5

【關(guān)鍵詞】變電站自動化 遠(yuǎn)程維護(hù) 技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)

中圖分類號：TU855 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2013）35-092-01

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和自動化技術(shù)的迅猛發(fā)展， 變電站自動化正在從有人值班向無人值班、無人值守過渡， 遠(yuǎn)程的監(jiān)控和維護(hù)已經(jīng)成為趨勢。目前變電站的維護(hù)任務(wù)并沒有獨(dú)立出來， 而是簡單地分配到各個(gè)職能班組。由于各個(gè)專業(yè)分屬不同的部門管理， 使得工作安排和協(xié)調(diào)程序繁瑣， 甚至貽誤了故障處理的時(shí)間， 以致威脅到電網(wǎng)的安全運(yùn)行。因此， 有必要考慮采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和自動化技術(shù)對變電站的遠(yuǎn)程維護(hù)工作進(jìn)行合理的分配和解決。

一、變電站遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)功能分析

（1）維護(hù)系統(tǒng)與變電站自動化系統(tǒng)。變電站自動化系統(tǒng)的常規(guī)組成包括： 保護(hù)設(shè)備及其他IED加當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)加遠(yuǎn)動系統(tǒng)。由于變電站遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)（ remo te maintenance sy stem， 縮寫為RMS） 和遠(yuǎn)動系統(tǒng)共用同一遠(yuǎn)動傳輸網(wǎng)絡(luò)， 因此以認(rèn)為遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)是遠(yuǎn)動系統(tǒng)的功能擴(kuò)展， 前者的存在豐富了遠(yuǎn)動信息的內(nèi)容。

變電站管理模式的發(fā)展趨勢可歸納為： 有人值班無人值班， 就地操作遠(yuǎn)方監(jiān)控， 就地維護(hù)遠(yuǎn)程維護(hù)。當(dāng)運(yùn)行人員不在現(xiàn)場時(shí)， 所有故障的處理全部要依靠維護(hù)系統(tǒng)提供的分析結(jié)果， 而維護(hù)系統(tǒng)的設(shè)備故障預(yù)警功能也可防患于未然， 以降低系統(tǒng)的維護(hù)成本和事故影響。因此， 可認(rèn)為變電站遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)是變電站自動化系統(tǒng)的一個(gè)輔助子系統(tǒng)， 其存在增強(qiáng)了變電站自動化系統(tǒng)的健壯性和可維護(hù)性。

（2）RMS 維護(hù)對象。綜合考慮維護(hù)系統(tǒng)各類用戶的不同需求， 變電站遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)的維護(hù)對象定位于： 變電站內(nèi)的各類主機(jī)、所有IED、二次設(shè)備、一次設(shè)備、站內(nèi)電源系統(tǒng)、變電站側(cè)的遠(yuǎn)動系統(tǒng)及主站側(cè)的遠(yuǎn)動系統(tǒng)。

（3）RMS 用戶。為充分利用遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)， 使其為變電站的正常運(yùn)行服務(wù)， 可以把遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)的用戶分成三類： 遠(yuǎn)程維護(hù)工程師、遠(yuǎn)程運(yùn)行調(diào)度員和遠(yuǎn)方設(shè)備制造商。其中遠(yuǎn)程維護(hù)工程師負(fù)責(zé)維護(hù)工作的總決策和調(diào)度； 遠(yuǎn)程運(yùn)行調(diào)度員負(fù)責(zé)監(jiān)控變電站的運(yùn)行情況， 如有異常， 則通知維護(hù)工程師解決； 設(shè)備制造商則在維護(hù)工程師不能解決問題的情況下， 得到授權(quán)后通過遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)獲得相關(guān)的設(shè)備維護(hù)信息， 進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)備的維護(hù)工作。這三類用戶之間通過遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)建立聯(lián)系， 在其協(xié)助下共同完成變電站的維護(hù)工作。他們分布于網(wǎng)絡(luò)的不同地方， 距離遙遠(yuǎn)， 這種系統(tǒng)用戶的分布性決定了遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)的分布式構(gòu)架， 只有采用分布式對象技術(shù)才能使得網(wǎng)絡(luò)上的每位用戶都能夠高效、安全地使用本系統(tǒng)。

（4）RMS 功能分析。按照系統(tǒng)是否已發(fā)生故障， 遠(yuǎn)程維護(hù)功能可分為正常維護(hù)和故障維護(hù)。正常維護(hù)是指在系統(tǒng)運(yùn)行正常的情況下應(yīng)能及時(shí)消除被維護(hù)對象存在的隱患和缺陷， 避免事故的發(fā)生， 即遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)的預(yù)警功能； 故障維護(hù)是指在控制中心監(jiān)控界面上出現(xiàn)異常的情況下， 能迅速進(jìn)行故障定位， 找出故障原因并及時(shí)采取相應(yīng)措施， 迅速進(jìn)行故障隔離， 將設(shè)備故障對整個(gè)變電站自動化系統(tǒng)造成的影響降到最低限度。出于以上考慮， 為支持遠(yuǎn)程維護(hù)請求， 可以把RMS 的功能總結(jié)如下。

①設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測： 遠(yuǎn)程維護(hù)模塊根據(jù)預(yù)先定義的規(guī)則實(shí)時(shí)檢查對應(yīng)設(shè)備的運(yùn)行， 一旦發(fā)現(xiàn)有故障， 立即隔離故障模塊， 啟用備用模塊。②遠(yuǎn)程控制： 支持授權(quán)用戶（遠(yuǎn)程運(yùn)行站）對設(shè)備的遠(yuǎn)程控制， 例如遠(yuǎn)方啟動、遠(yuǎn)方停運(yùn)和遠(yuǎn)方整定等功能。③遠(yuǎn)程測試： 對遠(yuǎn)程維護(hù)主站的用戶而言， 應(yīng)有進(jìn)行遠(yuǎn)程測試的權(quán)限， 即對遠(yuǎn)程設(shè)備進(jìn)行離線仿真測試和在線測試。④遠(yuǎn)方程序下載： 提供程序下載， 使用戶能夠根據(jù)下載的程序更方便地進(jìn)行設(shè)備的測試工作。⑤自動故障記錄： 所有設(shè)備的停電和故障記錄都應(yīng)被寫入存儲器， 以便設(shè)備恢復(fù)運(yùn)行時(shí)重新為遠(yuǎn)方提供基本的維護(hù)數(shù)據(jù)。⑥SOE 記錄： 設(shè)備的動作事件順序記錄。⑦參數(shù)修改記錄： 遠(yuǎn)程維護(hù)模塊內(nèi)包含一個(gè)實(shí)時(shí)更新的設(shè)備參數(shù)修改記錄， 并在預(yù)先指定的時(shí)間間隔送至遠(yuǎn)程維護(hù)站。⑧分析設(shè)備運(yùn)行性能： 遠(yuǎn)程維護(hù)模塊應(yīng)定時(shí)記錄和分析設(shè)備需要被監(jiān)測的參數(shù)， 給出設(shè)備的運(yùn)行性能和設(shè)備完好情況的技術(shù)指標(biāo)。⑨事故預(yù)警： 遠(yuǎn)程維護(hù)模塊應(yīng)能根據(jù)當(dāng)前的運(yùn)行數(shù)據(jù)和以前的事故記錄進(jìn)行事故預(yù)報(bào)， 以方便檢修人員把此類設(shè)備放入檢修計(jì)劃內(nèi)。另外， 維護(hù)系統(tǒng)還將進(jìn)一步分析如果設(shè)備故障將對電網(wǎng)安全運(yùn)行造成的影響， 為運(yùn)行人員提供電網(wǎng)運(yùn)行狀況的預(yù)報(bào)。⑩安全檢查： 對有維護(hù)請求的遠(yuǎn)程用戶進(jìn)行身份驗(yàn)證。防止有不安全的數(shù)據(jù)入侵系統(tǒng)。

另外， 在系統(tǒng)的性能上， 要保證遠(yuǎn)程維護(hù)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性、維護(hù)策略的正確性和維護(hù)信息的完整性； 保證遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)的測試數(shù)據(jù)、分析方法和測試手段對網(wǎng)絡(luò)上所有擁有相應(yīng)權(quán)限的用戶共享。

（5）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原則：一是遠(yuǎn)程維護(hù)策略制定和實(shí)施的正確性。維護(hù)策略的制定需要考慮多方面因素。對于遠(yuǎn)程維護(hù)站而言， 維護(hù)策略的制定即指設(shè)備維修計(jì)劃和運(yùn)行異常時(shí)故障的定位。由于系統(tǒng)的維護(hù)范圍廣泛， 監(jiān)控界面上顯示運(yùn)行異常狀況并不能為維護(hù)工程師的決策提供充足的信息， 各種假象增加了決策的難度。另外， 系統(tǒng)的分布性和網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定也會對遠(yuǎn)程維護(hù)策略制定和實(shí)施的正確性造成影響。二是變電站通信網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性。在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下， 如何保證運(yùn)行于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)上的分布式對象間的通信， 以提高維護(hù)系統(tǒng)的開放性及適用范圍則是設(shè)計(jì)人員必須要考慮的一個(gè)方面。三是已有系統(tǒng)與遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性。對于已有變電站， 在盡可能降低成本、保證系統(tǒng)性能的前提下， 如何充分利用已有的資源為變電站遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)服務(wù)是一個(gè)難點(diǎn)。四是網(wǎng)絡(luò)流量的控制。遠(yuǎn)動信道有多種類型， 如光纖、微波、電話線等， 考慮到國家電力數(shù)據(jù)網(wǎng)的建成和完善， 并且各類占用網(wǎng)絡(luò)帶寬資源的應(yīng)用已經(jīng)開始在各地電力系統(tǒng)普及， 在有限的網(wǎng)絡(luò)資源上， 能夠就地實(shí)現(xiàn)的功能一定不依賴于網(wǎng)絡(luò)。五是系統(tǒng)的安全性。安全性對電力系統(tǒng)至關(guān)重要， 各種安全技術(shù)層出不窮， 但是黑客技術(shù)也在不斷同步翻新， 如何建立一個(gè)相對安全的系統(tǒng)， 對整個(gè)電網(wǎng)的安全運(yùn)行都有著不可忽視的重要意義。

以上實(shí)現(xiàn)原則同時(shí)也是變電站遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)和難點(diǎn)， 設(shè)計(jì)的每一步都應(yīng)在綜合考慮上述因素的條件下進(jìn)行。

二、RMS 維護(hù)策略與實(shí)現(xiàn)方案

考慮到變電站遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)的分布式特點(diǎn)， 如何利用現(xiàn)有的先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)RMS 對二次設(shè)備和站控層主機(jī)的維護(hù)是首先應(yīng)該解決的問題。

實(shí)時(shí)監(jiān)測Agent負(fù)責(zé)讀取設(shè)備運(yùn)行參數(shù)， 根據(jù)相應(yīng)的規(guī)則檢查其運(yùn)行情況， 對于符合事故或預(yù)警定義的狀態(tài)， 立刻向決策Agent 發(fā)送報(bào)警信息， 同時(shí)在預(yù)先指定的時(shí)間間隔把一些定時(shí)采集的數(shù)據(jù)送至決策Agent。決策Agent 是高層決策層， 主要負(fù)責(zé)對從實(shí)時(shí)監(jiān)測Agent 傳來的設(shè)備數(shù)據(jù)和報(bào)警信息做出相應(yīng)處理。控制Agent 是設(shè)備執(zhí)行層， 主要負(fù)責(zé)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和遠(yuǎn)程測試工作。

變電站遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)的維護(hù)對象和用戶的分布性決定了分布式對象技術(shù)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最佳選擇。分布式對象技術(shù)是計(jì)算機(jī)軟件業(yè)流行的一種設(shè)計(jì)思想， 系統(tǒng)功能的分布性和各子系統(tǒng)之間的松耦合性這兩大特點(diǎn)使得整個(gè)系統(tǒng)在穩(wěn)定性大大增強(qiáng)的同時(shí)， 也達(dá)到了高效利用資源的目的， 系統(tǒng)始終能夠保持在最佳工作狀態(tài)。

（1）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。變電站遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)采用全分布式構(gòu)架， 主站系統(tǒng)和子站系統(tǒng)通過基于IP 的國家電力數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接。遠(yuǎn)程維護(hù)站、遠(yuǎn)程運(yùn)行站和制造商維護(hù)站一起構(gòu)成主站系統(tǒng)， 是直接與用戶接觸的部分， 具有友好的人機(jī)界面； 位于站內(nèi)的各個(gè)維護(hù)Agent 則一起構(gòu)成子站系統(tǒng)， 這是與被維護(hù)對象密切相關(guān)的部分， 所有的維護(hù)功能都通過子站系統(tǒng)作用到被維護(hù)對象上。

（2）遠(yuǎn)程維護(hù)控制器的實(shí)現(xiàn)。遠(yuǎn)程維護(hù)控制器是系統(tǒng)的重要集成器件，通過網(wǎng)絡(luò)接口， 它可以同時(shí)連接于站內(nèi)局域網(wǎng)和下層輕量級網(wǎng)上， 是遠(yuǎn)程用戶與各個(gè)IED 信息交互的總。控制器一旦監(jiān)測到有舊類型的設(shè)備連接在端口上， 立刻開辟與端口對應(yīng)的存儲空間以存放各類維護(hù)數(shù)據(jù)， 同時(shí)生成對應(yīng)的Agent 對象以響應(yīng)遠(yuǎn)方的維護(hù)請求， 在被維護(hù)設(shè)備和遠(yuǎn)程用戶之間建立透明連接。

（3）維護(hù)Agent 間的協(xié)調(diào)配合。系統(tǒng)各Agent間的通信分為二類： 各用戶Agent 之間通信、用戶A gent和設(shè)備維護(hù)Agent之間通信。維護(hù)命令從遠(yuǎn)程維護(hù)站下達(dá)到各個(gè)被維護(hù)對象（包括運(yùn)行站）， 讀取各個(gè)設(shè)備的自檢信息和維護(hù)工作記錄， 如發(fā)現(xiàn)事故原因即采取相應(yīng)行動。如果有必要， 遠(yuǎn)程維護(hù)站可通知制造商維護(hù)站通過瀏覽器連接到站內(nèi)的Web服務(wù)器定位相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)， 維護(hù)完畢后由遠(yuǎn)程維護(hù)站讀取相應(yīng)維護(hù)記錄。

（4）開放性的保證。Web 瀏覽器不僅是超媒體信息的瀏覽工具， 而且正在逐步成為人們進(jìn)行事務(wù)處理的通用終端。客戶端不需要額外的軟件配置就可以共享遠(yuǎn)方的數(shù)據(jù)和方法。對于遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)而言， 這種做法尤其方便了設(shè)備制造商， 只要遠(yuǎn)程維護(hù)站向其發(fā)出維護(hù)請求并給予相應(yīng)權(quán)限， 那么不管在什么地方， 只要設(shè)備制造商能連上Internet并且有一個(gè)Web瀏覽器工具， 就可以完成相關(guān)設(shè)備的維護(hù)工作。

（5）安全性的保證。由于分布式系統(tǒng)比單臺計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更容易遭受攻擊， 因此遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)的安全保證顯得尤為重要。其安全性集中體現(xiàn)在三個(gè)方面： 一是制造商維護(hù)站的接入安全；二是網(wǎng)絡(luò)病毒入侵的防范； 三是網(wǎng)絡(luò)黑客攻擊的防范。

系統(tǒng)對病毒和黑客的防護(hù)措施除了在站內(nèi)主機(jī)安裝防病毒軟件和在網(wǎng)絡(luò)出口處安裝防火墻外， 還可以利用每臺主機(jī)內(nèi)部的維護(hù)Agent模塊完成此功能。雖然IED大部分是單片機(jī)設(shè)備， 基本不存在被病毒感染的危險(xiǎn)， 但是考慮到部分IED 由高位CPU構(gòu)成， 并且從長遠(yuǎn)角度來看， IED有直接接入IP網(wǎng)絡(luò)的趨勢。因此， 系統(tǒng)應(yīng)在所有設(shè)備的維護(hù)Agent模塊中添加安全監(jiān)測功能， 由于維護(hù)Agent 具有一定的智能性和很強(qiáng)的自學(xué)習(xí)能力， 故能夠隨著周圍環(huán)境的變化適當(dāng)調(diào)整自身的維護(hù)策略， 保證系統(tǒng)具有較高的安全性。

三、結(jié)語

本文對變電站遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)的維護(hù)范圍、使用對象和功能進(jìn)行了詳細(xì)分析， 并指出了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)重點(diǎn)和原則。提出了包括設(shè)備的遠(yuǎn)程維護(hù)策略以及維護(hù)控制器的設(shè)計(jì)。雖然變電站遠(yuǎn)程維護(hù)方面的研究還是起步階段， 但是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和自動化技術(shù)的發(fā)展給該領(lǐng)域的研究提供了無限廣闊的空間。另外， 考慮到變電站遙視系統(tǒng)的普及， 變電站遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)也可以將遙視作為一種輔助維護(hù)手段， 使遠(yuǎn)程維護(hù)站可以更加全面地分析整個(gè)變電站的維護(hù)狀況。因此，遠(yuǎn)程維護(hù)將使得變電站的維護(hù)工作變得更加簡單而高效。

參考文獻(xiàn)：

[1]金新顏.地區(qū)電網(wǎng)RT U 遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)的探討.浙江電力

[2]汪 蕓.CORBA 技術(shù)及其應(yīng)用.南京： 東南大學(xué)出版社

篇6

關(guān)鍵詞:分布式文件系統(tǒng);全球地理信息系統(tǒng);即插即用技術(shù);資源動態(tài)調(diào)度

中圖分類號:TP391文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)02-057-03

Research of Quick Insertion and Usage Method Based on Distributed File System

TIAN Xiaobo,XU Xin

(Electronic Science and Engineering Institute,National University of Defence and Technology,Changsha,410073,China)

Abstract:By the theory of global partition,every partition slice can contact with its geographical information data storage after the globe is partitioned.In the occasion of practical usage,dynamic data movements of different partition slice are usually needed,the devices which store information get in and out of system frequently.Distibuted file system is now the main resolvement for massive data storage,but hardly applied in global GIS.Based on distributed file system brings forward corresponding key techniques and methods including network quick insertion and usage,network searching techniques and global multi_dimentional data module designing,for the fulfillment of agile getting in and getting out with the storage devive.This paper supplies positive idea and method for management of global GIS.

Keywords:distibuted file system;global geographical information system;quick insertion and usage;dynamic resource movement

0 引 言

地理信息系統(tǒng)(GIS)是一個(gè)用于管理、分析和顯示,并在不同系統(tǒng)和地點(diǎn)的用戶間傳遞地理信息數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。隨著科技的不斷進(jìn)步,數(shù)字化地球日益成為關(guān)注的焦點(diǎn),對地理信息系統(tǒng)已經(jīng)產(chǎn)生了更高的要求,全球化即是一個(gè)重要的發(fā)展趨勢。全球地理信息系統(tǒng)的概念是由Gold提出的[1],他認(rèn)為全球GIS與傳統(tǒng)GIS的主要區(qū)別包括基于全球網(wǎng)格支持對海量數(shù)據(jù)處理,以及直接基于球體或橢球體的表面操作。地理信息系統(tǒng)向全球化、多維化、支持多分辨率及多尺度數(shù)據(jù)、支持PB級規(guī)模數(shù)據(jù)存儲調(diào)度的方向發(fā)展將是未來GIS的趨勢。

全球GIS的發(fā)展為地理信息數(shù)據(jù)的存儲調(diào)度帶來了新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。要實(shí)現(xiàn)全球GIS,需要構(gòu)建一個(gè)高可靠性、高可用性、高穩(wěn)定性、超大規(guī)模吞吐率的地理信息數(shù)據(jù)系統(tǒng)作為應(yīng)用平臺。傳統(tǒng)的文件系統(tǒng)將海量的數(shù)據(jù)積累在少數(shù)的計(jì)算中心,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)超負(fù)荷工作,大量終端的處理能力閑置[2]。然而,分布式文件系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)訪問每個(gè)節(jié)點(diǎn)的存儲空間,使得分布在各個(gè)節(jié)點(diǎn)的存儲資源形成虛擬的存儲設(shè)備,具備成本低廉,容錯性強(qiáng),安全性高等特點(diǎn),其應(yīng)用體現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢,非常適合構(gòu)建全球GIS應(yīng)用平臺。

地球經(jīng)過相關(guān)剖分理論進(jìn)行剖分,構(gòu)建分布式文件系統(tǒng)后,全球地理信息數(shù)據(jù)將按照剖分區(qū)域分別存儲在對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)存儲節(jié)點(diǎn)上。為了滿足分布式文件系統(tǒng)高度的可擴(kuò)展性和靈活性,廣義的存儲節(jié)點(diǎn)可以是計(jì)算機(jī)終端設(shè)備,也可以是移動電子硬盤、光盤、USB閃存等移動存儲介質(zhì)。分布式文件系統(tǒng)面臨的最大挑戰(zhàn)之一是頻繁的節(jié)點(diǎn)失效,每時(shí)每刻任何網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都可能因產(chǎn)生故障而退出系統(tǒng);隨著數(shù)據(jù)量的不斷增長,系統(tǒng)將不斷擴(kuò)充其存儲容量,增加相應(yīng)的存儲節(jié)點(diǎn);當(dāng)用戶需要查詢某一地理區(qū)域的數(shù)據(jù)時(shí),都會將對應(yīng)的存儲節(jié)點(diǎn)納入整個(gè)文件系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)度。以上應(yīng)用都需要對存儲節(jié)點(diǎn)做頻繁變動。這里突破傳統(tǒng)意義上設(shè)備層次的概念,提出基于分布式文件系統(tǒng)的即插即用技術(shù),即存儲節(jié)點(diǎn)不需要經(jīng)過文件系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)雜的識別、配置。在盡可能短的時(shí)間段內(nèi)完成納入及退出整個(gè)文件系統(tǒng)的過程,在物理層次、協(xié)議層次、應(yīng)用層次實(shí)現(xiàn)接入后,即可以立即投入使用。

1 架構(gòu)體系

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步,各種相關(guān)理論、產(chǎn)品、技術(shù)不斷應(yīng)運(yùn)而生,移動存儲介質(zhì)呈現(xiàn)出空前的多樣化,連入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備也不再局限于個(gè)人電腦和工作站等傳統(tǒng)意義上的計(jì)算機(jī),還包括許多個(gè)人通信設(shè)備和移動存儲設(shè)備,例如3G手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、電視機(jī)機(jī)頂盒等智能設(shè)備[3]。這些設(shè)備都可以成為分布式文件系統(tǒng)的存儲節(jié)點(diǎn)。基于分布式文件系統(tǒng)的即插即用技術(shù)對上述設(shè)備的具體支持體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

1.1 物理層次

負(fù)責(zé)物理連接上的配置與使能。當(dāng)存儲地理信息數(shù)據(jù)的硬件實(shí)體接入分布式文件系統(tǒng)后,系統(tǒng)不需要預(yù)先獲悉硬件實(shí)體的位置,以及安裝驅(qū)動程序,只需通過判斷硬件實(shí)體的描述信息,即可決定是否接納該設(shè)備成為自身的存儲節(jié)點(diǎn),具體流程見圖1所示。

圖1 即插即用物理層次的流程圖

1.2 協(xié)議層次

在物理層次的基礎(chǔ)上,負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)存儲節(jié)點(diǎn)與分布式文件系統(tǒng)的交互工作。具體包括:

1.2.1 加入和退出協(xié)議

研究將存儲相應(yīng)地理信息數(shù)據(jù)的硬件實(shí)體接入分布式文件系統(tǒng)后的認(rèn)證,以及用戶對存儲所需地理信息數(shù)據(jù)的硬件實(shí)體利用完畢后,系統(tǒng)確認(rèn)硬件可以安全移除的機(jī)制。

在加入時(shí),硬件實(shí)體自身的描述信息,以備系統(tǒng)識別。系統(tǒng)根據(jù)描述信息決定是否接納該硬件實(shí)體形成系統(tǒng)節(jié)點(diǎn),并更新系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)列表。在退出時(shí),硬件實(shí)體發(fā)出退出申請,系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用狀態(tài)決定是否允許該節(jié)點(diǎn)脫離系統(tǒng)。

1.2.2 數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議

負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)三維地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型及數(shù)據(jù)傳輸模型,在設(shè)計(jì)的過程中考慮如下幾個(gè)問題[4]。

(1) 通用化原則。

從應(yīng)用角度分析,三維地理空間信息涉及多個(gè)業(yè)務(wù)部門,應(yīng)用背景存在較大差異,具有數(shù)據(jù)分散,類型多樣,多源異構(gòu)等特點(diǎn)。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)模型時(shí),應(yīng)當(dāng)考慮通用性,以便實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享與交換。

(2) 面向?qū)ο笤瓌t。

在三維地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型中各個(gè)層次都要面向?qū)ο?具體實(shí)現(xiàn)時(shí)不僅要采用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法,而且面向問題域分析所采用的概念模型也要面向?qū)ο蟆４送馓峁┙o用戶使用和二次開發(fā)也應(yīng)是描述空間實(shí)體對象的一些類的集合[5]。

(3) 兼容性原則。

對數(shù)據(jù)的處理常需要導(dǎo)入或?qū)С龇植际轿募到y(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù),所以設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)傳輸模型時(shí),必須考慮與其他應(yīng)用軟件的兼容性。

1.2.3 數(shù)據(jù)校驗(yàn)協(xié)議

基于三維地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型,負(fù)責(zé)對節(jié)點(diǎn)之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn),研究應(yīng)對傳輸過程中數(shù)據(jù)錯誤的解決方案,為系統(tǒng)的高可靠性提供支撐。

1.2.4 節(jié)點(diǎn)校驗(yàn)協(xié)議

負(fù)責(zé)通過驅(qū)動系統(tǒng)定期監(jiān)測所屬節(jié)點(diǎn)的工作狀態(tài)及性能,使得用于擴(kuò)充系統(tǒng)容量的節(jié)點(diǎn)加入系統(tǒng);強(qiáng)制損壞或工作失常的節(jié)點(diǎn)退出系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)按需在線、分時(shí)段在線。保證對用戶查詢數(shù)據(jù)的快速響應(yīng),同時(shí)保證系統(tǒng)的高穩(wěn)定性及擴(kuò)展性。

1.3 應(yīng)用層次

在存儲實(shí)體經(jīng)過認(rèn)證加入分布式文件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,按照業(yè)務(wù)邏輯,結(jié)合資源性能參數(shù)及用戶指令動態(tài)分配和調(diào)度各個(gè)存儲節(jié)點(diǎn)的功能及數(shù)據(jù),形成任務(wù)流程并執(zhí)行完成任務(wù)。

應(yīng)用層次是基于物理及協(xié)議層次的,旨在建立面向任務(wù)的資源調(diào)度模型,設(shè)計(jì)面向任務(wù)的數(shù)據(jù)資源動態(tài)調(diào)度協(xié)議,協(xié)調(diào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源調(diào)度效率與代價(jià),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效率調(diào)度分發(fā)。

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境即插即用技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境即插即用技術(shù)是實(shí)現(xiàn)基于分布式文件系統(tǒng)即插即用的基礎(chǔ),該技術(shù)基于網(wǎng)絡(luò)工作環(huán)境,面向應(yīng)用層次需求,總體目標(biāo)是將網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變成一個(gè)靈活、易于管理的工具[6],使分布式文件系統(tǒng)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)所裝載的數(shù)據(jù)及服務(wù)可以動態(tài)地加入或移出系統(tǒng)。

該技術(shù)的核心思想是在分布式文件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)一組新的協(xié)議,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與節(jié)點(diǎn)之間的自由交互,其中的關(guān)鍵部分如下:

(1) 發(fā)現(xiàn)協(xié)議。

發(fā)現(xiàn)協(xié)議用于自動識別系統(tǒng)環(huán)境節(jié)點(diǎn)的增減變化,通過分析節(jié)點(diǎn)的描述信息,對其進(jìn)行身份驗(yàn)證。通過驗(yàn)證發(fā)現(xiàn),協(xié)議驅(qū)動系統(tǒng)總線將節(jié)點(diǎn)納入分布式文件系統(tǒng)所屬的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,并更新系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)信息列表。

(2) 查找協(xié)議。

基于對象類型的查找協(xié)議是分布式文件系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)之間互相發(fā)現(xiàn)和交互的基礎(chǔ)[7],該協(xié)議為系統(tǒng)中的可用節(jié)點(diǎn)及服務(wù)提供集中注冊。每個(gè)節(jié)點(diǎn)在加入系統(tǒng)之前,首先利用查找協(xié)議查找系統(tǒng),再按照加入?yún)f(xié)議的規(guī)范進(jìn)入系統(tǒng),正式成為系統(tǒng)的一部分。

(3) 租約協(xié)議。

租約協(xié)議實(shí)現(xiàn)用戶對系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)的合理占用。對請求使用某節(jié)點(diǎn)資源的用戶進(jìn)行需求等級篩選,保證最需要者優(yōu)先;當(dāng)租約到期時(shí),系統(tǒng)收回節(jié)點(diǎn)資源,用戶通過更新租約不斷延長對節(jié)點(diǎn)資源的占用。

2.2 網(wǎng)絡(luò)資源搜索技術(shù)

多任務(wù)、多層次、面向?qū)嶋H需求的地理空間數(shù)據(jù)應(yīng)用是基于分布式文件系統(tǒng)的全球GIS的最終目的,在龐大的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中快速、準(zhǔn)確地定位用戶所需的數(shù)據(jù)資源是解決網(wǎng)絡(luò)資源搜索技術(shù)的關(guān)鍵[8]。

在比較分析各分布式文件系統(tǒng)資源搜索模型優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,本文認(rèn)為采用建立在分布式哈希表(DHT)技術(shù)基礎(chǔ)上的分布式結(jié)構(gòu)化搜索模型能夠加速查詢的速度,提高安全性,并且占用的網(wǎng)絡(luò)帶寬較少,因此是該技術(shù)的發(fā)展趨勢。

如圖2所示,應(yīng)用層次的事件感知、網(wǎng)絡(luò)存儲等通過分布式哈希表調(diào)用哈希函數(shù)產(chǎn)生資源名稱。當(dāng)前,DHT技術(shù)正受到研究者們的密切關(guān)注,是P2P資源搜索模型研究的焦點(diǎn)。采用DHT技術(shù)的典型搜索模型有CAN模型和Tapenstry模型、麻省理工學(xué)院的Chord模型、以及MicroSoft的Pastry模型。

圖2 哈希表概念圖

2.3 全球多維GIS數(shù)據(jù)模型的設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)模型用于抽象表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)與信息,全球范圍的空間信息包含尺度、波段、時(shí)間、類型等多個(gè)維度,涵蓋了時(shí)間、空間、頻譜等多種分辨率。全球多維GIS數(shù)據(jù)模型是用于描述上述全球范圍的地理空間信息,并能夠?qū)崿F(xiàn)高效存儲,快速訪問和易于擴(kuò)展等特性的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

目前,現(xiàn)有的時(shí)空數(shù)據(jù)模型仍然以二維平面GIS為基礎(chǔ),無法做到真正的時(shí)空一體化[1]。主要表現(xiàn)在時(shí)間與空間分離,時(shí)空內(nèi)涵單一,無法反映地理現(xiàn)象的變化等。基于全球GIS的多維數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)應(yīng)建立在概念層、邏輯層、物理層的基礎(chǔ)上。三個(gè)層次的相互關(guān)系如圖3所示。

圖3 全球GIS多維數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)層次的關(guān)系圖

圖3表明,從顯示世界的實(shí)體過渡到可在計(jì)算機(jī)中處理的數(shù)據(jù)模型需要經(jīng)過一系列的設(shè)計(jì)流程。此外,對全球GIS多維數(shù)據(jù)模型的設(shè)計(jì)還必須考慮與應(yīng)用軟件環(huán)境以及其他GIS應(yīng)用軟件相互兼容的問題。目前國內(nèi)外的一些研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)開發(fā)出了一些3D造型軟件,或在原來的2DGIS中增加了三維功能,但是海量三維模型的建立、管理用戶軟件界面設(shè)計(jì)方面還有待進(jìn)一步研究[9]。

2.4 面向任務(wù)的數(shù)據(jù)資源動態(tài)調(diào)度技術(shù)

在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中,需要考慮以下問題:當(dāng)用戶產(chǎn)生使用某地理空間數(shù)據(jù)的申請時(shí),所對應(yīng)分布式文件系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)可能處于非工作狀態(tài),而激活該節(jié)點(diǎn)并將其納入系統(tǒng)可能耗費(fèi)較大的時(shí)間損耗[10];但系統(tǒng)所有的節(jié)點(diǎn)同時(shí)處于工作狀態(tài)也會造成不必要的資源浪費(fèi),付出昂貴的代價(jià)。

本文對解決上述問題提出初步構(gòu)想,認(rèn)為可以采用面向任務(wù)的數(shù)據(jù)資源調(diào)度技術(shù)。具體講,設(shè)計(jì)基于任務(wù)的數(shù)據(jù)調(diào)度模型,采用主動、被動兩種調(diào)度協(xié)議。

通過主動調(diào)度協(xié)議,用戶可以發(fā)送若干類數(shù)據(jù)請求。系統(tǒng)對用戶的身份進(jìn)行驗(yàn)證后,檢測對應(yīng)節(jié)點(diǎn)是否處于工作狀態(tài),對于尚未啟動的節(jié)點(diǎn),則以最快速度進(jìn)行啟動,并納入系統(tǒng),待數(shù)據(jù)傳輸過程結(jié)束后,系統(tǒng)收回用戶對節(jié)點(diǎn)的占有權(quán);通過被動協(xié)議,用戶不發(fā)送數(shù)據(jù)請求。由系統(tǒng)通過熱點(diǎn)分析對用戶可能關(guān)注的地理空間所對應(yīng)的存儲節(jié)點(diǎn)進(jìn)行篩選,激勵其處于在線工作狀態(tài),并不斷更新熱點(diǎn)區(qū)域列表,實(shí)現(xiàn)按需在線。

3 結(jié) 語

隨著地理信息系統(tǒng)理論和技術(shù)的不斷發(fā)展,構(gòu)建全球地理信息系統(tǒng)將是必然趨勢。針對分布式文件系統(tǒng)中頻繁的存儲介質(zhì)移入移出以及對熱點(diǎn)區(qū)域持續(xù)關(guān)注等的現(xiàn)實(shí)需求,本文以研究分布式文件系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)即插即用技術(shù),面向應(yīng)用需求,為用戶提供快速、準(zhǔn)確的地理信息數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用能力為目標(biāo),分析了關(guān)鍵技術(shù)并提出解決方案。

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篇7

【關(guān)鍵詞】電信集團(tuán)；網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理；信息系統(tǒng)；設(shè)計(jì)方案

基于電信集團(tuán)的長期發(fā)展建設(shè)目標(biāo)，其運(yùn)維管理需要與公司的發(fā)展水平相適應(yīng)，因此，需要對從事的業(yè)務(wù)進(jìn)行更加精細(xì)化、信息化的管理。信息系統(tǒng)作為運(yùn)維管理中的核心內(nèi)容，起著非常重大的作用，文章主要針對電信集團(tuán)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行探討，并根據(jù)實(shí)際情況即隨著信息技術(shù)的發(fā)展以往的主機(jī)管理信息系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)的分布式系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)變，試論述其方案設(shè)計(jì)的方向。

1電信集團(tuán)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理信息系統(tǒng)的概述

電信集團(tuán)屬于一個(gè)大型的企業(yè)，其管理的事務(wù)多而繁復(fù)，管理信息系統(tǒng)的應(yīng)用能夠極大程度上幫助企業(yè)管理，而隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在多基于網(wǎng)絡(luò)的分布式系統(tǒng)發(fā)展即分布式管理信息系統(tǒng)。當(dāng)前各企業(yè)的的管理信息系統(tǒng)正處于提高水平階段，電信集團(tuán)也不例外。據(jù)調(diào)查，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理中出現(xiàn)的問題過半的比率是由于操作不當(dāng)引起的，另一部分則是由于系統(tǒng)的不完善。電信集團(tuán)作為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商，需要保證IP所承載的安全和穩(wěn)定，現(xiàn)目前通信企業(yè)主要采用的是SSH管理模式、VNC管理模式等，主要對網(wǎng)絡(luò)的核心內(nèi)容進(jìn)行維護(hù)。

2電信集團(tuán)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理信息系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題

當(dāng)前電信集團(tuán)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理信息系統(tǒng)正處于提高水平階段，因此，系統(tǒng)的不完善會導(dǎo)致諸多問題的出現(xiàn)，極大的制約了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理信息系統(tǒng)發(fā)揮其作用。主要存在問題有以下四個(gè)方面：

2.1系統(tǒng)運(yùn)維管理維護(hù)難

電信集團(tuán)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中所涉及的內(nèi)容繁復(fù)，包含了大量的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、主機(jī)終端等，而這些東西又分別支持著集團(tuán)的各種業(yè)務(wù)進(jìn)行活動，進(jìn)行管理的人員也不盡相同。管理狀態(tài)的分散化決定了系統(tǒng)運(yùn)維管理的維護(hù)困難，不利于統(tǒng)一化和整體化。

2.2賬號共享的安全性

雖然網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理信息系統(tǒng)中各程序都有唯一的賬號密碼體系，但是在集團(tuán)內(nèi)部，為了方便操作，通常會制定統(tǒng)一的賬號密碼進(jìn)行賬號共享，對安全性造成極大的威脅。2.3賬號流程管理不善電信集團(tuán)的業(yè)務(wù)量非常大，用戶可通過多種賬號登錄方式進(jìn)行訪問，但是用戶和業(yè)務(wù)間基本屬于短連接方式，有可能造成多重交叉，使賬號流程的管理十分混亂。而訪問的方式又過于簡便和多樣，如果在使用某種訪問方式時(shí)系統(tǒng)不能對其進(jìn)行甄別，很容易造成漏洞。

2.4缺乏審計(jì)

每個(gè)業(yè)務(wù)間的運(yùn)行和管理應(yīng)該是相互獨(dú)立的，因此，審計(jì)也應(yīng)該相互獨(dú)立。但是在實(shí)際情況中，審計(jì)內(nèi)容欠缺，發(fā)生問題時(shí)只能追尋到具體發(fā)生時(shí)間，而具體賬戶破壞很難追查。此外，不同操作系統(tǒng)所記錄的日志內(nèi)容詳細(xì)程度不同，容易發(fā)生操作失誤。

3電信集團(tuán)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理信息系統(tǒng)功能需求分析

電信集團(tuán)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要基于其所應(yīng)具備達(dá)到功能需求而制定。因此，針對設(shè)計(jì)方向，對功能需求進(jìn)行以下三方面分析：

3.1基本管理功能

大型的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理信息系統(tǒng)需要建立一套基本的管理功能使其最后反饋于更高層次的運(yùn)維管理中。基本管理功能包括：網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)信息管理維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行信息查詢與統(tǒng)計(jì)、二維地圖信息的網(wǎng)絡(luò)定位等。這些功能可以對一些配置信息或物理網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃管理，如網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)位置。此外，還可以對信息進(jìn)行數(shù)據(jù)管理和處理，如網(wǎng)絡(luò)分布的空間區(qū)域信息。當(dāng)具備這些基本功能配置時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)維管理維護(hù)的困難可以很容易被解決，同時(shí)還可以發(fā)散其他功能作用。

3.2服務(wù)端業(yè)務(wù)管理

網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行業(yè)務(wù)中的資源管理大致可以分為三類：①資源需求管理，電信集團(tuán)屬于大型企業(yè)，運(yùn)維管理需要從全局出發(fā)，對網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行資源的需求和運(yùn)行進(jìn)行統(tǒng)一的管理。如在計(jì)劃申報(bào)環(huán)節(jié)時(shí)，工程部門提供相關(guān)文件并得到責(zé)任工程師審核簽字后，記錄信息系統(tǒng)中。②資源巡查管理，其功能是針對網(wǎng)絡(luò)及管線狀態(tài)進(jìn)行巡查。建立巡檢計(jì)劃后，如若出現(xiàn)問題，要進(jìn)行事件報(bào)告、事件定位和查詢、派發(fā)巡檢任務(wù)、增設(shè)事件巡查這一整個(gè)環(huán)節(jié)的相關(guān)處理程序。③邏輯資源管理，主要包括SDH系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、業(yè)務(wù)平臺等一系列的運(yùn)行資源。在邏輯資源管理中，干線光纖是極為重要的通信資源，并與之前的二維地圖功能進(jìn)行整合，有利于進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理。

3.3移動端業(yè)務(wù)管理

這類管理信息系統(tǒng)指場外操作人員持終端或分站點(diǎn)計(jì)算機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的資源狀態(tài)等信息的發(fā)送，而用戶也會通過這些終端提供分點(diǎn)數(shù)據(jù)并最終進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行數(shù)據(jù)整合。這類系統(tǒng)有許多實(shí)際操作功能，如對常使用的GIS功能進(jìn)行延伸，可進(jìn)行地圖放大、縮小等服務(wù)。此外，移動終端功能還支持用戶進(jìn)行信息管線設(shè)施資料等內(nèi)容的查詢，或與服務(wù)端里面的資源巡查管理功能相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)巡線任務(wù)記錄。

4電信集團(tuán)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

通過對信息系統(tǒng)的功能需求分析，針對所涉及的部分進(jìn)行具體的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，同時(shí)為電信集團(tuán)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理信息系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行改善補(bǔ)充。設(shè)計(jì)方案要重點(diǎn)突出對電信集團(tuán)的貢獻(xiàn)作用和與之相適應(yīng)的功能結(jié)構(gòu)，避免出現(xiàn)設(shè)計(jì)矛盾。

4.1電信集團(tuán)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

電信集團(tuán)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，最重要點(diǎn)是要符合其安全性能要求。同時(shí)設(shè)計(jì)原則要滿足操作靈活、可靠安全、審計(jì)嚴(yán)格等特點(diǎn)，用戶對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的相關(guān)操作和控制能夠更加規(guī)范化，記錄內(nèi)容真實(shí)具體，降低問題出現(xiàn)的頻率。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫整體結(jié)構(gòu)、服務(wù)端子系統(tǒng)、移動端子系統(tǒng)三個(gè)方面。數(shù)據(jù)庫整體結(jié)構(gòu)采用瀏覽器結(jié)構(gòu)且支持移動終端訪問，通過“用戶界面———訪問接口層———二維空間圖層———網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)信息、網(wǎng)絡(luò)資源數(shù)據(jù)———巡線事務(wù)信息”這一整個(gè)流程圖進(jìn)行管理。服務(wù)端子系統(tǒng)，包括之前功能分析里面的資源需求管理，即對每種工程資源進(jìn)行時(shí)間設(shè)置管理，制定最晚完成時(shí)間，同時(shí)將所要進(jìn)行的任務(wù)層層分解，了解每個(gè)子節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的資源狀況；資源巡檢管理，根據(jù)計(jì)劃編制填寫與計(jì)劃相關(guān)的人員、時(shí)間等內(nèi)容，同時(shí)利用GIS地圖進(jìn)行道路巡線路徑制定，并保存提交到數(shù)據(jù)庫；邏輯資源管理，需要實(shí)現(xiàn)對邏輯對象的創(chuàng)建、配置更新等功能，且每個(gè)功能需要有一一對應(yīng)的參數(shù)化配置，此外，還要對更新的配置增設(shè)重載功能接口等處理和計(jì)算方法。

4.2電信集團(tuán)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理信息系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)

系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)主要是指對之前存在的問題進(jìn)行改善性方案設(shè)計(jì)。①統(tǒng)一認(rèn)證和鑒別用戶身份。對網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理中各信息系統(tǒng)的維護(hù)困難狀況，審計(jì)操作為管理人員創(chuàng)建獨(dú)立的登錄賬號，并先登錄在管理信息系統(tǒng)內(nèi)，再登錄到目標(biāo)服務(wù)器中，確保身份識別。針對不同的業(yè)務(wù)系統(tǒng)處理，通過session保存登錄信息。②用戶訪問權(quán)限控制。系統(tǒng)運(yùn)維管理人員可以通過用戶賬戶、操作命令等對其訪問權(quán)限進(jìn)行控制，具有包括訪問范圍、登錄時(shí)間、授權(quán)機(jī)制。此外，進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問時(shí)，要進(jìn)行同步監(jiān)控防止出現(xiàn)違規(guī)操作的行為。③歷史操作記錄查詢。支持界面查詢功能，如發(fā)生網(wǎng)絡(luò)安全事故，電信集團(tuán)可根據(jù)歷史記錄進(jìn)行查詢，并最終確認(rèn)網(wǎng)絡(luò)地址、時(shí)間、用戶名等相關(guān)信息。信息的查詢同時(shí)要以表格輸出的形式進(jìn)行書面報(bào)告，方便運(yùn)維管理人員的后續(xù)管理。

5結(jié)束語

文章從電信集團(tuán)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理信息系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析論述，最后通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和模塊設(shè)計(jì)兩個(gè)方面提出了設(shè)計(jì)方案，最終建立一套完善的網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)維管理信息系統(tǒng)。有利于電信集團(tuán)實(shí)現(xiàn)集中的運(yùn)維管理，降低問題發(fā)生的頻率，最終實(shí)現(xiàn)電信集團(tuán)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

參考文獻(xiàn)

[1]殷學(xué)強(qiáng).電信集團(tuán)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2013（14）：48~50.

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篇8

關(guān)鍵詞 任務(wù)驅(qū)動 中職教育 實(shí)訓(xùn)

中圖分類號：G420 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Talking about the Application of "Task-driven" Method in

Computer Training Teaching

LIU Yuan

(Xingning Vocational and Technical School, Xingning, Guangdong 514500)

Abstract Vocational education is actually training education, how to embody the core philosophy of education of skill development in vocational education, vocational training is an important subject of teaching. In this paper, "task driven" teaching in computer training teaching staff in the application of a number of useful attempts and explorations, received a certain effect, and are summarized and refined.

Key words task-driven; vocational education; training

計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)中實(shí)施“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)法,是指將本專業(yè)所要學(xué)習(xí)、掌握的知識與技能細(xì)化在各個(gè)精心設(shè)計(jì)的任務(wù)之中，學(xué)生通過對教師所設(shè)計(jì)的任務(wù)進(jìn)行分析、思考；在教師以任務(wù)方式引導(dǎo)下，學(xué)生邊學(xué)邊練（做），并以獨(dú)立或協(xié)作的形式完成各個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)，從而真正達(dá)到對所學(xué)知識與技能的吸收效果。事實(shí)上，計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)中實(shí)施“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)法的核心是要讓學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)，以達(dá)到學(xué)生真正掌握知識與技能之目的。

1 誘發(fā)學(xué)生參與“任務(wù)驅(qū)動”的激情

“任務(wù)驅(qū)動”在教學(xué)本質(zhì)上應(yīng)是通過“任務(wù)”來誘發(fā)、加強(qiáng)和維持學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)；但如何構(gòu)建任務(wù)驅(qū)動的情境或平臺來誘發(fā)學(xué)生呢？筆者認(rèn)為在實(shí)訓(xùn)中，教師通過創(chuàng)設(shè)精巧的“現(xiàn)實(shí)任務(wù)”能充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和求知欲望，把學(xué)生必須學(xué)習(xí)、掌握的知識與技能巧妙地、有機(jī)地滲透在一個(gè)個(gè)任務(wù)當(dāng)中，使學(xué)生在融洽與和諧的情境過程中完成“現(xiàn)實(shí)任務(wù)”，以達(dá)到理解學(xué)科知識、掌握技能的目的。

例如，在《SQL SERVER 2000》課程實(shí)訓(xùn)中，一般要求學(xué)生能根據(jù)一個(gè)實(shí)際需求完成一個(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。它強(qiáng)調(diào)從需求分析、數(shù)據(jù)搜集、數(shù)據(jù)整理、系統(tǒng)設(shè)計(jì)到系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全過程的參與。對初學(xué)者來說，應(yīng)該根據(jù)實(shí)訓(xùn)情況，科學(xué)合理的將它可以分成若干個(gè)小的模塊或任務(wù)，直到每個(gè)小的模塊或任務(wù)可實(shí)現(xiàn)具體的操作或執(zhí)行為止；具體做什么系統(tǒng)由學(xué)生自主確定，當(dāng)然系統(tǒng)的可用性必須參照現(xiàn)實(shí)中的操作性，功能不能過于簡單；系統(tǒng)基本的功能如：增加數(shù)據(jù)、修改數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)查詢等功能是必須實(shí)現(xiàn)的；如：設(shè)計(jì)“成績管理系統(tǒng)”，教師可以引導(dǎo)學(xué)生通過聯(lián)系實(shí)際不斷地提出問題：成績管理需要管理學(xué)生信息，包括學(xué)生信息管理模塊：學(xué)生基本信息管理、課程信息管理、成績信息管理模塊、成績統(tǒng)計(jì)打印等。同時(shí)把班上的學(xué)生分成若干組（6-8組），每組（5-8人）比較合適，并設(shè)組長。這樣、通過一步步誘發(fā)學(xué)生參與任務(wù)的熱情，學(xué)生學(xué)習(xí)的動機(jī)便得到不斷的維持與加強(qiáng)。

2 “任務(wù)驅(qū)動”的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足學(xué)生與課程的內(nèi)在需求

在“任務(wù)驅(qū)動” 的實(shí)訓(xùn)中,所設(shè)計(jì)的任務(wù)能否滿足學(xué)生與課程的內(nèi)在需求是整個(gè)實(shí)訓(xùn)過程中的核心，所以任務(wù)的設(shè)計(jì)要具備兩個(gè)特征：

（1）承接性。設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)應(yīng)進(jìn)行周密性考量，盡量把學(xué)過的專業(yè)知識、技能且與本次任務(wù)相關(guān)的和即將要學(xué)的知識組成一個(gè)有機(jī)的整體，這樣學(xué)生在任務(wù)的實(shí)施過程中既能體會溫故而知新的快樂，又能收獲學(xué)習(xí)新知識的成就；同時(shí)在設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)還需要考慮到留給學(xué)生一定的擴(kuò)展空間,這樣才會有利于培養(yǎng)學(xué)生的探索意識。

（2）實(shí)用性。任務(wù)必須能夠通過實(shí)訓(xùn)來完成,應(yīng)盡量避免設(shè)置一些抽象、空洞或完全理論化的任務(wù)；若想任務(wù)具有吸引力,任務(wù)必須具體化、實(shí)用化；驅(qū)動任務(wù)實(shí)用性對學(xué)生來說是最直觀的感受,有了直觀的感受，學(xué)生才會積極主動的去參與,如果學(xué)生對你設(shè)計(jì)的任務(wù)感到空洞,那該任務(wù)的設(shè)計(jì)從某一程度來說也是失敗的,所以設(shè)計(jì)的任務(wù)必須讓學(xué)生有直觀感受，具有躍躍欲試的吸引力。

例如，由于講授《網(wǎng)站設(shè)計(jì)及應(yīng)用》課程之前，學(xué)生們已經(jīng)學(xué)習(xí)過《WINDOWS 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)管理》和《SQL Server 2000 數(shù)據(jù)庫技術(shù)及應(yīng)用》；所以在《網(wǎng)站設(shè)計(jì)及應(yīng)用”》的綜合實(shí)訓(xùn)中，基于驅(qū)動任務(wù)設(shè)計(jì)必須滿足上述兩個(gè)基本特征，我讓學(xué)生們組建一個(gè)含在線評論、 圖片瀏覽等功能的QQ個(gè)人主頁簡易網(wǎng)站，版式及其它具體內(nèi)容不限，但能夠在實(shí)訓(xùn)室內(nèi)以域名形式訪問自己的網(wǎng)站，且網(wǎng)站的更新能夠通過實(shí)訓(xùn)室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行完成。這樣的任務(wù)設(shè)計(jì)能巧妙地使學(xué)生把以前學(xué)過的“使用IIS搭建Web網(wǎng)站”、“使用IIS搭建FTP服務(wù)器”、“配置DNS服務(wù)器及DNS客戶機(jī)”、“數(shù)據(jù)庫后臺技術(shù)”等主要知識技能與動態(tài)網(wǎng)頁設(shè)計(jì)技術(shù)中所要求掌握的“ Web 與SQL Server 的連接方法”、“網(wǎng)頁腳本中如何嵌入SQL 命令”、“如何在網(wǎng)頁中動態(tài)生成表格”、“網(wǎng)頁內(nèi)容如何分行顯示及翻頁”等結(jié)合應(yīng)用起來，形成一個(gè)具備承接性與實(shí)用性的驅(qū)動任務(wù)，既給學(xué)生們帶來一份直觀的感受，又滿足了計(jì)算機(jī)專業(yè)課程教學(xué)的內(nèi)在要求。

3 引導(dǎo)學(xué)生剖析“任務(wù)驅(qū)動”，提出并解決自己的問題

在實(shí)訓(xùn)中，我們必須有意識地培養(yǎng)學(xué)生剖析任務(wù)、分解任務(wù)、解決任務(wù)的習(xí)慣。一個(gè)成功有效的“任務(wù)驅(qū)動”從知識點(diǎn)的角度上來分析，除了趣味性、直觀及實(shí)用性外，往往可以分解成細(xì)小的任務(wù)，但這些細(xì)小的任務(wù)又組合成“任務(wù)驅(qū)動”的整體，彼此獨(dú)立而又不缺乏聯(lián)系。所以，當(dāng)學(xué)生面對任務(wù)時(shí)，首先引導(dǎo)學(xué)生剖析“任務(wù)驅(qū)動”包含有哪些專業(yè)知識與技能，從知識與技能的應(yīng)用方面出發(fā)，分類歸納出哪些任務(wù)是對已學(xué)習(xí)知識與技能的應(yīng)用并認(rèn)真權(quán)衡自己的認(rèn)知水平及應(yīng)用能力，哪些任務(wù)對自己來說是全新的或不能及時(shí)解決的，通過剖析任務(wù)，形成自己的“問題任務(wù)”，帶著問題去尋求解決任務(wù)的方式方法。

例如,在進(jìn)行有關(guān)《電子商務(wù)技術(shù)》的實(shí)訓(xùn)中，要求學(xué)生組建網(wǎng)上交易仿真平臺。引導(dǎo)學(xué)生先瀏覽淘寶網(wǎng)或電信電話費(fèi)在線充值的網(wǎng)站，再讓學(xué)生分析出本次任務(wù)包含：動態(tài)網(wǎng)站的組建、SQL在網(wǎng)頁中嵌套、網(wǎng)上交易。而網(wǎng)上交易對學(xué)生而言是本次“任務(wù)驅(qū)動”新知識的應(yīng)用即電子貨幣、數(shù)字證書、EDI 等的應(yīng)用；學(xué)生必須把剛學(xué)的Windows Server 2003 中的數(shù)字證書的一些知識點(diǎn)應(yīng)用于自己的任務(wù)中。又如在《Visual Basic 6.0程序設(shè)計(jì)》的實(shí)訓(xùn)中，以“德育管理系統(tǒng)”為例，針對學(xué)生違紀(jì)事件的錄入、查詢與編輯等功能，涉及表、視圖、查詢、調(diào)用存儲過程以及窗體等對象的認(rèn)識、理解與操作；在編輯學(xué)生記錄窗口中有學(xué)生的照片，學(xué)生就會涉及到VB中的圖像控件不能與SQLServer2000表中的Image字段直接綁定，但可以將圖像控件的Picture屬性設(shè)置為某個(gè)磁盤文件的知識內(nèi)容等。因此，在實(shí)訓(xùn)中開展“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)，必須引導(dǎo)學(xué)生剖析任務(wù)、分解任務(wù)、解決任務(wù)，找到各個(gè)任務(wù)的突破點(diǎn)、結(jié)合點(diǎn)，使學(xué)生的思路始終圍繞任務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)起來，從而達(dá)到在任務(wù)驅(qū)動下，有目的，有效率的實(shí)訓(xùn)。

4 “任務(wù)驅(qū)動”要敢于打破傳統(tǒng)課堂實(shí)訓(xùn)的限制

由于計(jì)算機(jī)學(xué)科中的很多知識與技能，在理論上顯得抽象，只有通過實(shí)訓(xùn)來驗(yàn)證，加深對其的理解與體會。所以，“任務(wù)驅(qū)動”的開展就顯得尤其必要，但是有些任務(wù)的開展在傳統(tǒng)的課堂實(shí)訓(xùn)環(huán)境中卻很難有層次地實(shí)施。例如，針對《無線網(wǎng)絡(luò)的組建》中有關(guān)“無線路由器的應(yīng)用”，在傳統(tǒng)課堂實(shí)訓(xùn)環(huán)境中，學(xué)生對信號的穩(wěn)定、加密，信道的選擇、信號的有效距離、無線分布式系統(tǒng)（WDS）間信任與通訊等難得有親身的體會。為了學(xué)生深刻體會無線路由器在網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展中的應(yīng)用，設(shè)計(jì)了“有線網(wǎng)絡(luò)1―無線路由模塊―有線網(wǎng)絡(luò)2”的實(shí)訓(xùn)任務(wù)；實(shí)訓(xùn)地點(diǎn)設(shè)在離有線網(wǎng)絡(luò)1的直線距離達(dá)一千多米的休閑草地上，并搬來10多部電腦，3-5人為一組；實(shí)訓(xùn)大樓第5樓且面向休閑草地的外墻上安裝了B-LINK路由器1，用來把有線網(wǎng)絡(luò)1以無線信號的方式發(fā)送出去，在休閑草地上以無線路由器2為中心搭建有線網(wǎng)絡(luò)2；通過這樣的“任務(wù)驅(qū)動”，學(xué)生不僅對無線信號的穩(wěn)定、加密、信道的選擇、信號的有效距離、無線分布式系統(tǒng)等有所頓悟，更重要的是對無線分布式系統(tǒng)間信任模式的三種選擇（懶人模式、橋接模式、中繼模式）區(qū)別、路由器WAN口的設(shè)置、哪個(gè)路由器中DHCP的開啟與否有了切身的感受；擺脫了傳統(tǒng)課堂實(shí)訓(xùn)開展“任務(wù)驅(qū)動”的限制，帶給學(xué)生賞心悅耳的實(shí)訓(xùn)感受，把 “任務(wù)驅(qū)動” 教學(xué)法在實(shí)訓(xùn)中的優(yōu)勢表現(xiàn)得淋漓盡致。

5 采用學(xué)習(xí)效果評價(jià)體系來權(quán)衡實(shí)訓(xùn)中的“任務(wù)驅(qū)動”

在計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)中開展“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)法，當(dāng)學(xué)生完成了實(shí)訓(xùn)的階段任務(wù)后，它的效果如何，不妨采用學(xué)習(xí)效果評價(jià)體系來作出權(quán)衡。可圍繞學(xué)生反思問題的解決過程即學(xué)生自我評價(jià)、學(xué)生間相互評價(jià)、教師點(diǎn)評三個(gè)方面進(jìn)行點(diǎn)評，同時(shí)教師的點(diǎn)評以表揚(yáng)鼓勵為主，同時(shí)挑選出幾個(gè)有代表性的完成的任務(wù)，對他們的任務(wù)成果進(jìn)行展示、分析、歸納。一般可采取以下幾個(gè)步驟進(jìn)行：

首先，讓學(xué)生介紹自己在整個(gè)“任務(wù)驅(qū)動”過程中的實(shí)施情況，對自己的任務(wù)進(jìn)行評述，有哪些優(yōu)缺點(diǎn)或提出完善的措施。

其次，學(xué)生間對彼此所完成的任務(wù)進(jìn)行質(zhì)疑，交流任務(wù)完成過程的心得體會，同時(shí)學(xué)生間可推薦他們公認(rèn)的榜樣，與教師的推薦榜樣作出縱橫對比。

最后，教師根據(jù)“任務(wù)驅(qū)動”過程中學(xué)生的完成情況、出現(xiàn)的典型問題等作出點(diǎn)評，引導(dǎo)學(xué)生作出歸納與總結(jié)，同時(shí)注明任務(wù)中需要完善的內(nèi)容及方向。

6 總結(jié)

中職教育實(shí)際上就是實(shí)訓(xùn)教育，計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中實(shí)施的“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)法，能充分體現(xiàn)學(xué)生以任務(wù)驅(qū)動為動力、教師為引導(dǎo)、學(xué)生主動參與的學(xué)習(xí)過程。因此，教師必須進(jìn)行角色轉(zhuǎn)換，在計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中積極推廣“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)法，為社會培養(yǎng)出具有實(shí)際動手能力的一線技能人才。

參考文獻(xiàn)

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篇9

【關(guān)鍵詞】 NET 辦公自動化 B/S SQL

OA系統(tǒng)是將現(xiàn)代化辦公和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)功能結(jié)合起來的一種新型的辦公方式。本辦公自動化系統(tǒng)是基于網(wǎng)絡(luò)條件下，為了實(shí)現(xiàn)辦公無紙化和自動化設(shè)計(jì)和開發(fā)的，系統(tǒng)功能貼近單位辦公實(shí)際需求，在操作上簡單規(guī)范容易上手，數(shù)據(jù)統(tǒng)一用一個(gè)數(shù)據(jù)庫存放，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的共享。系統(tǒng)在內(nèi)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)資源共享，統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫管理，用戶可以自由的通過局域網(wǎng)方便的訪問辦公自動化系統(tǒng)，而不必在安裝任何客戶端軟件，提高了系統(tǒng)的安全性、可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要思想是數(shù)據(jù)服務(wù)器集中存儲用戶的信息和各個(gè)應(yīng)用模塊的信息，然后通過統(tǒng)一身份認(rèn)證服務(wù)實(shí)現(xiàn)對用戶的集中管理、集中認(rèn)證和統(tǒng)一授權(quán)。

從構(gòu)架結(jié)構(gòu)上來講，采用基于三層架構(gòu)設(shè)計(jì)思想，遵循統(tǒng)一數(shù)據(jù)出口和統(tǒng)一數(shù)據(jù)入口的原則提供共享機(jī)制。通過對上層應(yīng)用服務(wù)的請求，調(diào)度下層業(yè)務(wù)邏輯及其相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的資源，完成以事件為驅(qū)動的工作流和數(shù)據(jù)流的運(yùn)行。系統(tǒng)從邏輯上可劃分為表示層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)訪問層。當(dāng)系統(tǒng)應(yīng)用改變時(shí)，只需更新服務(wù)器上相應(yīng)的應(yīng)用組件，用戶就可以使用新的業(yè)務(wù)處理邏輯，避免了用戶端應(yīng)用程序版本控制和更新的困難。

系統(tǒng)依附網(wǎng)絡(luò)使用，讓辦公管理更為方便快捷，切實(shí)解決公司信息及其傳遞的數(shù)字化，改變辦公方式、減輕員工勞動強(qiáng)度、減少辦公成本。系統(tǒng)是基于J2EE架構(gòu)的B/S分布式系統(tǒng)。系統(tǒng)主要由個(gè)人辦公、綜合辦公、人力資源、系統(tǒng)管理幾個(gè)模塊構(gòu)成。本系統(tǒng)的功能模塊圖如（圖1）所示。

辦公自動化系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)用戶辦公規(guī)范化、自動化。首先，用戶利用注冊并按照角色分配好權(quán)限的賬號登錄本系統(tǒng)，系統(tǒng)按照檢測到的用戶身份登錄相關(guān)界面，用戶獲得對應(yīng)界面模塊的操作權(quán)操作本系統(tǒng)，用戶端不需要安裝任何客戶端。

（1）系統(tǒng)功能的劃分：下面，將詳細(xì)介紹系統(tǒng)中各個(gè)功能模塊的主要功能。

1）個(gè)人辦公模塊：個(gè)人辦公模塊包括個(gè)人資料、內(nèi)部郵件。個(gè)人資料模塊主要包括用戶個(gè)人信息的設(shè)置與修改包括密碼、聯(lián)系方式等；內(nèi)部郵件的發(fā)送、接收、保存、刪除。個(gè)人辦公模塊即保障了用戶帳號的安全也方便用戶之間工作聯(lián)系和工作任務(wù)的完成。2）綜合辦公模塊：該模塊主要包括對公文和公告的管理。公文辦理主要分為待辦公文、已辦公文、檔案查閱。主要為了完成公文的擬制、審批、查詢等功能；公告管理主要是公告的與管理，實(shí)現(xiàn)公司通知、信息的快速傳達(dá)。綜合辦公模塊方便了各部門協(xié)調(diào)工作和信息的傳達(dá)，提高了辦事效率。3）人力資源模塊：該模塊主要包括請假和組織機(jī)構(gòu)兩部分。公出（請假）單模塊主要包括填寫公出（請假）單、待審核公出（請假）單、查詢公出（請假）單；組織機(jī)構(gòu)可以查看全校各部門人員、職務(wù)、分工。4）系統(tǒng)管理模塊：該模塊包括用戶管理和角色管理兩部分。用戶管理主要用于用戶的添加、修改、刪除以及權(quán)限的分配；角色管理用于權(quán)限的分組，用戶權(quán)限的獲得主要是來自角色組權(quán)限。權(quán)限的不同決定了可操作模塊的區(qū)別。

（2）數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)。

數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)是指根據(jù)用戶的需求，在某一具體的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)上，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)和建立數(shù)據(jù)庫的過程。本系統(tǒng)使用SQL數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的規(guī)范論是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)，其目的是研究關(guān)系模式中各個(gè)屬性之間的依賴關(guān)系及其對關(guān)系模式的影響。

本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)使用的是ERA方法，ERA方法基本思想是：在將一個(gè)組織的有關(guān)數(shù)據(jù)組成為數(shù)據(jù)庫管理以接受的模式之前，先設(shè)計(jì)一個(gè)與數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)、存取方式無關(guān)的概念性數(shù)據(jù)模型，然后將其轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)模式。該方法包括三個(gè)組成部分，即表示現(xiàn)實(shí)客觀事物的實(shí)體、實(shí)體之間的關(guān)系、實(shí)體或者聯(lián)系之間的屬性。

本章首先介紹了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，給出了系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)產(chǎn)生的功能模塊圖。然后，根據(jù)總體功能模塊圖，介紹了系統(tǒng)功能的劃分。合理地劃分好功能模塊后，又詳細(xì)介紹了各個(gè)功能模塊和子模塊的設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)是應(yīng)用中最重要的一部分。首先介紹了數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的一些基本知識和經(jīng)驗(yàn)，然后據(jù)此設(shè)計(jì)得到了本系統(tǒng)的E-R圖，并對此進(jìn)行了詳細(xì)描述。

參考文獻(xiàn)：

[1]李天平.NET深入體驗(yàn)與實(shí)戰(zhàn)精要[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.

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1變電站自動化系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

1.1 集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 集中式一般采用功能較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)并擴(kuò)展其I/O接口，集中采集變電站的模擬量和數(shù)量等信息，集中進(jìn)行計(jì)算和處理，分別完成微機(jī)監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)和自動控制等功能。由前置機(jī)完成數(shù)據(jù)輸入輸出、保護(hù)、控制及監(jiān)測等功能，后臺機(jī)完成數(shù)據(jù)處理、顯示、打印及遠(yuǎn)方通訊等功能。此類結(jié)構(gòu)對監(jiān)控主機(jī)的性能要求較高，且系統(tǒng)處理能力有限，開發(fā)手段少，系統(tǒng)在開放性、擴(kuò)展性和可維護(hù)性等方面較差，抗干擾能力不強(qiáng)，該結(jié)構(gòu)在早期自動化系統(tǒng)中應(yīng)用較多，目前國內(nèi)許多的廠家尚屬于這種結(jié)構(gòu)方式。

1.2 分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 按變電站被監(jiān)控對象或系統(tǒng)功能分布的多臺計(jì)算機(jī)單功能設(shè)備，將它們連接到能共享資源的網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)分布式處理。其結(jié)構(gòu)的最大特點(diǎn)是采用主、從CPU協(xié)同工作方式，各功能模塊如智能電子設(shè)備（Intelligent Electronic Device，IED）之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，將變電站自動化系統(tǒng)的功能分散給多臺計(jì)算機(jī)來完成。各功能模塊（通常是多個(gè)CPU）之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，選用具有優(yōu)先級的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)較好地解決了數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i問題，提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。 其結(jié)構(gòu)方便系統(tǒng)擴(kuò)展和維護(hù)，局部故障不影響其他模塊正常運(yùn)行。該模式在安裝上可以形成集中組屏或分層組屏兩種系統(tǒng)組態(tài)結(jié)構(gòu)，較多地使用于中、低壓變電站。分布式變電站綜合自動化系統(tǒng)自問世以來，顯示出強(qiáng)大的生命力。但目前，還存在在抗電磁干擾、信息傳輸途徑及可靠性保證上的問題等。

1.3 分散（層）分布式結(jié)構(gòu) 分散（層）分布式結(jié)構(gòu)采用“面向?qū)ο蟆痹O(shè)計(jì)。所謂面向?qū)ο螅褪敲嫦螂姎庖淮位芈吩O(shè)備或電氣間隔設(shè)備，間隔層中數(shù)據(jù)、采集、控制單元（I/O單元）和保護(hù)單元就地分散安裝在開關(guān)柜上或其他一次設(shè)備附近，相互間通過通信網(wǎng)絡(luò)相連，與監(jiān)控主機(jī)通信。目前，此種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在自動化系統(tǒng)中較為流行，主要原因是：①現(xiàn)在的IED設(shè)備大多是按面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的，如專門的線路保護(hù)單元、主變保護(hù)單元、小電流接地選線單元等，雖然有將所有保護(hù)功能綜合為一體的趨勢，但具體在保護(hù)安裝接線中仍是面向?qū)ο蟮模虎诶昧爽F(xiàn)場總線的技術(shù)優(yōu)勢，省去了大量二次接線，控制設(shè)備之間僅通過雙絞線或光纖連接，設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)備布置整齊，調(diào)整擴(kuò)建也很簡單，成本低，運(yùn)行維護(hù)方便；③系統(tǒng)裝置及網(wǎng)絡(luò)魯棒性強(qiáng)，不依賴于通信網(wǎng)和主機(jī)，主機(jī)或1臺IED設(shè)備損壞并不影響其它設(shè)備的正常工作，運(yùn)行可靠性有保證。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是功能分散，管理集中。

分散（層）分布有兩層含義：其一，對于中低壓電壓等級，無論是I/O單元還是保護(hù)單元皆可安裝在相應(yīng)間隔的開關(guān)盤柜上，形成地理上的分散分布，如文獻(xiàn)[2]所示的系統(tǒng)；其二，對于110kV及以上的電壓等級，即使無法把間隔單元裝在相應(yīng)的開關(guān)柜上，也應(yīng)集中組屏，在屏柜上明確區(qū)分相應(yīng)間隔對應(yīng)的單元，在物理結(jié)構(gòu)上相對獨(dú)立，以方便各間隔單元相應(yīng)的操作和維護(hù)。

2變電站綜合自動化系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)的功能

2.1 微機(jī)保護(hù)：是對站內(nèi)所有的電氣設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，包括線路保護(hù)，變壓器保護(hù)，母線保護(hù)，電容器保護(hù)及備自投，低頻減載等安全自動裝置。各類保護(hù)實(shí)現(xiàn)故障記錄、存儲多套定值、適合當(dāng)?shù)匦薷亩ㄖ档裙δ堋?/p>

2.2 數(shù)據(jù)采集 ①狀態(tài)量采集：狀態(tài)量包括：斷路器狀態(tài)，隔離開關(guān)狀態(tài)，變壓器分接頭信號及變電站一次設(shè)備告警信號等。目前這些信號大部分采用光電隔離方式輸入系統(tǒng)，也可通過通信方式獲得。保護(hù)動作信號則采用串行口（RS-232或RS485）或計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)通過通信方式獲得。②模擬量采集：常規(guī)變電站采集的典型模擬量包括：各段母線電壓，線路電壓，電流和功率值。饋線電流，電壓和功率值，頻率，相位等。此外還有變壓器油溫，變電站室溫等非電量的采集。模擬量采集精度應(yīng)能滿足SCADA系統(tǒng)的需要。③脈沖量：脈沖量主要是脈沖電度表的輸出脈沖，也采用光電隔離方式與系統(tǒng)連接，內(nèi)部用計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)脈沖個(gè)數(shù)，實(shí)現(xiàn)電能測量。

2.3 事件記錄和故障錄波測距 事件記錄應(yīng)包含保護(hù)動作序列記錄，開關(guān)跳合記錄。其SOE分辨率一般在1～10ms之間，以滿足不同電壓等級對SOE的要求。變電站故障錄波可根據(jù)需要采用兩種方式實(shí)現(xiàn)，一是集中式配置專用故障錄波器，并能與監(jiān)控系統(tǒng)通信。另一種是分散型，即由微機(jī)保護(hù)裝置兼作記錄及測距計(jì)算，再將數(shù)字化的波型及測距結(jié)果送監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控系統(tǒng)存儲和分析。

2.4 控制和操作閉鎖 操作人員可通過CRT屏幕對斷路器，隔離開關(guān)，變壓器分接頭，電容器組投切進(jìn)行遠(yuǎn)方操作。為了防止系統(tǒng)故障時(shí)無法操作被控設(shè)備，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保留人工直接跳合閘手段。操作閉鎖應(yīng)具有以下內(nèi)容：①電腦五防及閉鎖系統(tǒng)②根據(jù)實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，自動實(shí)現(xiàn)斷路器，刀閘的操作閉鎖功能。③操作出口應(yīng)具有同時(shí)操作閉鎖功能。④操作出口應(yīng)具有跳合閉鎖功能。

2.5 同期檢測和同期合閘 該功能可以分為手動和自動兩種方式實(shí)現(xiàn)。可選擇獨(dú)立的同期設(shè)備實(shí)現(xiàn)，也可以由微機(jī)保護(hù)軟件模塊實(shí)現(xiàn)。

2.6 電壓和無功的就地控制 無功和電壓控制一般采用調(diào)整變壓器分接頭，投切電容器組，電抗器組，同步調(diào)相機(jī)等方式實(shí)現(xiàn)。操作方式可手動可自動，人工操作可就地控制或遠(yuǎn)方控制。

無功控制可由專門的無功控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)，也可由監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)保護(hù)裝置測量的電壓，無功和變壓器抽頭信號通過專用軟件實(shí)現(xiàn)。

2.7 數(shù)據(jù)處理和記錄歷史數(shù)據(jù)的形成和存儲是數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容，它包括上一級調(diào)度中心，變電管理和保護(hù)專業(yè)要求的數(shù)據(jù)，主要有：①斷路器動作次數(shù)②斷路器切除故障時(shí)截?cái)嗳萘亢吞l操作次數(shù)的累計(jì)數(shù)③輸電線路的有功、無功，變壓器的有功、無功、母線電壓定時(shí)記錄的最大，最小值及其時(shí)間。④獨(dú)立負(fù)荷有功、無功，每天的峰谷值及其時(shí)間⑤控制操作及修改整定值的記錄，根據(jù)需要，該功能可在變電站當(dāng)?shù)厝繉?shí)現(xiàn)，也可在遠(yuǎn)動操作中心或調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)。

2.8 系統(tǒng)的自診斷功能：系統(tǒng)內(nèi)各插件應(yīng)具有自診斷功能，自診斷信息也象被采集的數(shù)據(jù)一樣周期性地送往后臺機(jī)和遠(yuǎn)方調(diào)度中心或操作控制中心。

2.9 與遠(yuǎn)方控制中心的通信 本功能在常規(guī)遠(yuǎn)動‘四遙’的基礎(chǔ)上增加了遠(yuǎn)方修改整定保護(hù)定值、故障錄波與測距信號的遠(yuǎn)傳等，其信息量遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)的遠(yuǎn)動系統(tǒng)。根據(jù)現(xiàn)場的要求，系統(tǒng)應(yīng)具有通信通道的備用及切換功能，保證通信的可靠性，同時(shí)應(yīng)具備同多個(gè)調(diào)度中心不同方式的通信接口，且各通信口及MODEM應(yīng)相互獨(dú)立。保護(hù)和故障錄波信息可采用獨(dú)立的通信與調(diào)度中心連接，通信規(guī)約應(yīng)適應(yīng)調(diào)度中心的要求，符合國標(biāo)及IEC標(biāo)準(zhǔn)。

2.10 防火、保安系統(tǒng)。從設(shè)計(jì)原則而言，無人值班變電站應(yīng)具有防火、保安措施。

3 變電站綜合自動化系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展

變電站綜合自動化在一些新建變電站的運(yùn)行中表明其技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)簡單、功能齊全、安全可靠，經(jīng)過十多年的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到一定的水平，在我國城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造與建設(shè)中不僅中低壓變電站采用了自動化技術(shù)實(shí)現(xiàn)無人值班，而且在220kV及以上的超高壓變電站建設(shè)中也大量采用自動化新技術(shù)，從而大大提高了電網(wǎng)建設(shè)的現(xiàn)代化水平，增強(qiáng)了輸配電和電網(wǎng)調(diào)度的可能性，降低了變電站建設(shè)的總造價(jià)。