發(fā)布時間：2022-04-24 03:42:45
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了1篇的電力技術(shù)論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
[論文關(guān)鍵詞] 電力通信 ASON網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 發(fā)展趨勢
[論文摘 要] 通過對當(dāng)前的電力通信系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析,結(jié)合ASON的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)和特色及其發(fā)展趨勢,來對ASON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的未來方向作一下簡單的前瞻。
隨著當(dāng)下計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和光纖通信的發(fā)展,人類正在逐漸地進(jìn)入到信息社會,信息交換量的日益擴(kuò)大使得各種通信業(yè)務(wù)也得到了前所未有的發(fā)展機(jī)遇,因而導(dǎo)致現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)不能滿足當(dāng)下社會的需求。一方面現(xiàn)有的傳送網(wǎng)結(jié)構(gòu)是針對話音業(yè)務(wù)優(yōu)化的,不能適應(yīng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)突發(fā)的特點(diǎn);另一方面,傳輸網(wǎng)缺少智能化。各骨干網(wǎng)絡(luò)的容量以及城域接入能力的多樣化,對傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)要求更加高,尤其是對于光傳送網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)帶寬進(jìn)行動態(tài)分配已經(jīng)是人們所要追求的目標(biāo),正是在這樣的背景下,ASON的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。
一.當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的現(xiàn)狀和需求
長期以來,光網(wǎng)絡(luò)作為底層的傳送網(wǎng)絡(luò),承載著上層多種類型的業(yè)務(wù)。但隨著用戶業(yè)務(wù)需求的擴(kuò)大和網(wǎng)絡(luò)智能控制技術(shù)的發(fā)展,通過智能化的光蚓絡(luò)成為目前網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢。近幾年,智能光網(wǎng)絡(luò)在全球范圍內(nèi)的應(yīng)用得到了迅猛發(fā)展智能光網(wǎng)絡(luò)的推出是光傳送網(wǎng)由靜態(tài)基礎(chǔ)網(wǎng)向動態(tài)業(yè)務(wù)剛轉(zhuǎn)型的重要標(biāo)志,是IP技術(shù)思想在光通信中的應(yīng)用和光通信為適應(yīng)業(yè)務(wù)IP化的必要選擇。智能光網(wǎng)絡(luò)代表了光傳送網(wǎng)的發(fā)展方向,也將是下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)的重要組成部分,必將有廣闊的發(fā)展前景。隨著電力通信的發(fā)展和寬帶業(yè)務(wù)的不斷增加,如何建設(shè)一個先進(jìn)、穩(wěn)定的通信傳輸網(wǎng)絡(luò)是目前電力系統(tǒng)的重要課題。在現(xiàn)有電力光傳輸網(wǎng)引入ASON技術(shù),將給電力系統(tǒng)帶來質(zhì)量和性能的提高。
二.ASON的發(fā)展趨勢
從上個世紀(jì)的九十年代提出ASON的相關(guān)的概念開始,ASON的相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)步和驕人的發(fā)展業(yè)績,早已在各國的電力通信系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。
(一)與傳統(tǒng)的環(huán)網(wǎng)相比,ASON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所具有的優(yōu)點(diǎn)
第一,ASON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以支持很多的保護(hù)和恢復(fù)的方式,也可以方便地根據(jù)用戶業(yè)務(wù)的等級來提供不同的傳送服務(wù)。第二,與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的低利用率相比,ASON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對于網(wǎng)絡(luò)資源的利用率更高,很好的解決了浪費(fèi)空閑網(wǎng)絡(luò)通道的難題。除此之外,與傳統(tǒng)的跨節(jié)點(diǎn)或跨站點(diǎn)架設(shè)的電力通信通道相比,ASON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不會受到節(jié)點(diǎn)的有關(guān)瓶頸以及多重失效等問題的干擾。第三,ASON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)的生存性能比較突出,并且與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的擴(kuò)展性能和潛力相比,其更具有優(yōu)勢,它可根據(jù)業(yè)務(wù)的相關(guān)需求來靈活的增加節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。第四,ASON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通過擴(kuò)容進(jìn)行相關(guān)業(yè)務(wù)和系統(tǒng)的升級時更加的便利,只需分?jǐn)嗝婕纯蛇M(jìn)行擴(kuò)容,容易實(shí)現(xiàn)端到端的電路調(diào)度以及保護(hù)工作,方便、快速而便捷的提供相關(guān)的各種業(yè)務(wù),使得恢復(fù)前后時延的變化量縮短,數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)能力得到大大提高。
(二)積極開發(fā)控制平面
第一,優(yōu)化傳送的平面和控制平面的接口,可采用內(nèi)嵌式或者外置式,其中如果內(nèi)嵌式的化是通過在設(shè)備上插單盤的方式來實(shí)現(xiàn),如果采用的是外置式,則一般通過外置單板服務(wù)器的方式來實(shí)現(xiàn),這兩種方式相比,外置的處理能力更強(qiáng),更加適合ASON的建設(shè)工作。第二,實(shí)現(xiàn)分布式的智能:與傳統(tǒng)的集中式相比而言,分布式消除了通信的瓶頸,做到了多個網(wǎng)元同時計(jì)算來使得業(yè)務(wù)恢復(fù),有效的提升了業(yè)務(wù)恢復(fù)的效率,而且由于其分布式的特點(diǎn),任何一個節(jié)點(diǎn)的控制平面出現(xiàn)問題都不會影響到整個的網(wǎng)絡(luò),所以使得網(wǎng)絡(luò)更加的安全和可靠。第三,研發(fā)控制協(xié)議,其關(guān)注的重點(diǎn)由域內(nèi)轉(zhuǎn)移到域間,從協(xié)議類型本身到拓展部分協(xié)議的理解,特別是域間保護(hù)恢復(fù)技術(shù)。第四,提高控制平面的相關(guān)性能,特別是對于業(yè)務(wù)和資源的發(fā)現(xiàn)的支持能力方面。控制平面的性能最重要的部分是網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的恢復(fù)時間,除此之外,影響恢復(fù)時間的因素:故障類型、信令的傳輸方式、節(jié)點(diǎn)個數(shù)等等,特別是在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的網(wǎng)狀連接拓?fù)?、業(yè)務(wù)的承載量相對較大而且端到端的鏈路多條失靈的情形下系統(tǒng)的恢復(fù)速度。第五,保證智能的可控性,能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)的功能和性能始終保持在運(yùn)營部門的控制范圍內(nèi)。
(三)提升網(wǎng)管和傳輸平面的性能
網(wǎng)管平面主要針對控制平面的管理,主要是解決如何快捷而準(zhǔn)確的通過網(wǎng)管平面進(jìn)行查詢或者更改跟控制平面相關(guān)的鏈路的屬性或者參數(shù),以及如何定制和使用維護(hù)電路的報(bào)表,將現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際狀態(tài)有機(jī)的結(jié)合起來,使得整個網(wǎng)絡(luò)的功能和性能得到能夠有個較好的模擬環(huán)境。為了實(shí)現(xiàn)ASON的功能,傳送的平面必須能夠配合控制平面完成業(yè)務(wù)和鄰居的自動發(fā)現(xiàn)能力、傳送平面鏈路和網(wǎng)元狀態(tài)通告能力、信號監(jiān)控和故障檢測能力、光層的故障保護(hù)恢復(fù)能力以及路徑的動態(tài)配置和拆除能力向用戶提供基于SLA的業(yè)務(wù),而不是僅局限在提供不同優(yōu)先級的電路,還有必要使得運(yùn)營商對用戶提供有關(guān)電路的一些有效參數(shù)。為了這些目的的實(shí)現(xiàn),端到端業(yè)務(wù)的調(diào)度和質(zhì)監(jiān)工作就顯得尤為重要。而就目前來看,要實(shí)現(xiàn)端到端的業(yè)務(wù)質(zhì)量監(jiān)測就必須解決光層面的問題,在過去,一般所采用的方式是通過在DWDM信道中進(jìn)行傳輸,并且在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的地方來測量低頻幅度來進(jìn)行調(diào)節(jié),抑或在所傳輸?shù)男诺乐屑尤胍粋€監(jiān)控波的方式來實(shí)現(xiàn)。但是傳統(tǒng)的方式存在不能提供某一特定信道的相關(guān)信息的缺點(diǎn)。最近人們通過研究光性能方面的監(jiān)測設(shè)備以便實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測,它的作用原理是利用從光纖中抽取很少光功率,然后根據(jù)波長來將信號輸入單獨(dú)的信道中,即對所傳輸?shù)男盘柦鈴?fù)用。
(四)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展策略與方案
關(guān)于ASON的發(fā)展,現(xiàn)在主要有在骨干網(wǎng)中使用和在城域網(wǎng)中使用這兩種觀點(diǎn)。這兩種觀點(diǎn)的所持有的共有的原則是根據(jù)ASON的技術(shù)發(fā)展的狀況,結(jié)合相關(guān)業(yè)務(wù)的發(fā)展需求,然后再因地制宜的確定ASON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的使用方案。首先是ASON與傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)融合的方案,利用將進(jìn)行統(tǒng)一的管理,使得其既支持傳統(tǒng)的子網(wǎng)設(shè)備又支持新型的ASON的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),可以方便在更新系統(tǒng)的過程中減少不必要的損失,使得其循序漸進(jìn)的進(jìn)行。再者就是采用ASON網(wǎng)帶和SDH環(huán)混合組網(wǎng)的方案,邊緣的ASON的節(jié)點(diǎn)需要在Mesh和SDH網(wǎng)中同時出現(xiàn),這樣改善了邊緣節(jié)點(diǎn)的失效故障對系統(tǒng)的影響,同時通過多個邊緣節(jié)點(diǎn)均勻承載跨網(wǎng)業(yè)務(wù)的過渡,優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)資源的配置。
總而言之,ASON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在很大程度上改變了過去傳輸網(wǎng)的運(yùn)行方式以及運(yùn)作理念,對其發(fā)展產(chǎn)生了不可估量的影響。電力通信系統(tǒng)中引入ASON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是大勢所趨。新型電力通信系統(tǒng)的構(gòu)建要在確保網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行以及確定合理的過度方案基礎(chǔ)之上,實(shí)時業(yè)務(wù)的實(shí)際需求及時調(diào)整現(xiàn)有的電力通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),并在此過程當(dāng)中大力推廣應(yīng)用ASON網(wǎng)絡(luò)技術(shù),實(shí)現(xiàn)電力通信系統(tǒng)的升級。
隨著信息通信技術(shù)在我國電力工業(yè)中的廣泛應(yīng)用,電力工業(yè)的運(yùn)營效率和安全性能逐漸提高。我國企業(yè)處于快速發(fā)展之中,因此用電量巨大,確保電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定是企業(yè)發(fā)展的重要途徑。
一、信息通信技術(shù)在電力工業(yè)中的應(yīng)用
(一)3G通信技術(shù)的應(yīng)用
目前,3G技術(shù)應(yīng)用廣泛。在電力工業(yè)發(fā)展過程中,3G技術(shù)主要應(yīng)用于電力傳輸和電力管理。加快了電力傳輸速度,增加了電力系統(tǒng)信息容量和靈活性。同時,3G技術(shù)支持基于多媒體的電力通信業(yè)務(wù),對于電力系統(tǒng)運(yùn)營速度的提高具有積極意義。另外,3G技術(shù)應(yīng)用于電力工業(yè)行政管理和質(zhì)量管理,實(shí)現(xiàn)了信息資源的共享。使無線公告通知和郵件的收發(fā)更加高效化。最重要的是實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的調(diào)度管理。這一技術(shù)的出現(xiàn)使實(shí)時管理變成現(xiàn)實(shí),利用3G網(wǎng)絡(luò)的無限通信功能實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)全網(wǎng)遠(yuǎn)程即時監(jiān)控,確保了電力系統(tǒng)運(yùn)行管理的高效性和準(zhǔn)確性。3G通信技術(shù)還可及時的電力信息,以及時發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題。我國電網(wǎng)系統(tǒng)龐大,用電行業(yè)涉及多個方面,行業(yè)間的用電量具有較大差別,電力工業(yè)用電量大,對其用電現(xiàn)狀實(shí)施有效監(jiān)控可實(shí)現(xiàn)行業(yè)用電轉(zhuǎn)移,以滿足大用電企業(yè)的用電需求,降低運(yùn)營成本,提高其管理和運(yùn)營效率。傳統(tǒng)的電力工業(yè)管理過程中,由于無法獲得及時信息,一旦發(fā)生風(fēng)雪等意外情況,無法及時解決,造成電網(wǎng)損壞,經(jīng)濟(jì)損失較大。隨著3G通信技術(shù)的出現(xiàn),對現(xiàn)場的受災(zāi)情況可及時掌握,電網(wǎng)重建速度加快,電網(wǎng)故障處理掉應(yīng)急能力增強(qiáng)。因此,3G技術(shù)是電力工業(yè)的重要信息通信技術(shù)之一。
(二)信息處理技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)
由于我國電網(wǎng)發(fā)展迅速,電力系統(tǒng)信息龐雜。信息處理技術(shù)是指通過信息的采集和轉(zhuǎn)換,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的智能化管理。作為現(xiàn)代化的處理技術(shù),實(shí)現(xiàn)了對電網(wǎng)數(shù)據(jù)的即時監(jiān)控,促進(jìn)了智能電網(wǎng)的發(fā)展。通過信息處理技術(shù)與3G通信技術(shù)的結(jié)合,對電網(wǎng)運(yùn)行中存在的阻塞現(xiàn)象實(shí)施及時處理,并合理分配各地區(qū)電量,從而提高了電網(wǎng)管理的效率。同時,在電力輸配電過程中,信息處理技術(shù)致力于處理系統(tǒng)關(guān)鍵數(shù)據(jù),對電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行及時調(diào)整,及時處理系統(tǒng)故障。
(三)光纖通信技術(shù)應(yīng)用于電力工業(yè)
目前,電力工業(yè)通信技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了復(fù)合架空地線和全介質(zhì)自承式架型空光纜,提高了電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。雖然一定程度上提高了系統(tǒng)運(yùn)行成本,但對于電力工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有積極意義,提高了電力資源的利用率,使能源消耗逐漸降低。光纖通信技術(shù)在電力工業(yè)中的應(yīng)用體現(xiàn)在多個方面,其中,同步數(shù)字系列(SDH)的出現(xiàn)逐漸受到行業(yè)的青睞,SDH可提供即時的網(wǎng)絡(luò)信息,對于電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全具有積極意義。總之,光纖技術(shù)將成為電力工業(yè)發(fā)展的必然趨勢,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的信息通信方式將提高配電網(wǎng)傳輸速度,提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。當(dāng)然,這一技術(shù)尚處于發(fā)展之中,有關(guān)技術(shù)還需要進(jìn)一步革新。
二、信息通信技術(shù)應(yīng)用于電力工業(yè)的前景分析
(一)信息通信技術(shù)與電力工業(yè)之間的關(guān)系更加密切
信息通信技術(shù)應(yīng)用于電力工業(yè)已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展的必然。隨著電力企業(yè)和科技的迅速發(fā)展,信息技術(shù)與電力工業(yè)之間的關(guān)系將更加密切,從另一個角度分析,信息技術(shù)將為電力工業(yè)的發(fā)展提供充足的技術(shù)支持,技術(shù)革新速度將影響電力工業(yè)的穩(wěn)定性和發(fā)展前程。電力工業(yè)發(fā)展前景廣闊,但同時也面臨較大的競爭。通信技術(shù)應(yīng)用于電力工業(yè)將實(shí)現(xiàn)電力工業(yè)發(fā)展與數(shù)據(jù)傳輸、實(shí)時監(jiān)控以及大跨度聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合。未來,通信技術(shù)將不斷更新,并應(yīng)用于多個領(lǐng)域。企業(yè)應(yīng)建立以信息通信技術(shù)為基礎(chǔ)的電力工業(yè)發(fā)展平臺,二者之間的關(guān)系更加密切,實(shí)現(xiàn)相互促進(jìn),維持我國電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
(二)智能電網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)于發(fā)展
信息通信技術(shù)正在向智能化方向發(fā)展。電網(wǎng)建設(shè)、電網(wǎng)運(yùn)行將以高效的信息采集和處理為基礎(chǔ),主宰電力工業(yè)發(fā)展。基于信息通信技術(shù)在電網(wǎng)通信中的重要作用,信息處理技術(shù)的更新十分重要。即時的信息處理在智能電網(wǎng)階段將轉(zhuǎn)化為故障定點(diǎn)處理,從而進(jìn)一步降低維護(hù)人員的壓力,提高電網(wǎng)運(yùn)行效率。當(dāng)然,智能電網(wǎng)的出現(xiàn)和發(fā)展需要相關(guān)技術(shù)人員不斷的提高技術(shù),從而更好地掌控電力系統(tǒng)。一旦電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障,電網(wǎng)將即時信息。未來,信息通信技術(shù)將同電力系統(tǒng)之間更好的融合,影響電力管理、運(yùn)營、故障處理等多個領(lǐng)域,基于網(wǎng)絡(luò)通訊、數(shù)字信息技術(shù)等智能電網(wǎng)技術(shù)將對電力系統(tǒng)產(chǎn)生更加積極的影響,資源合理化利用將是未來電力工業(yè)發(fā)展的趨勢,這一理念無疑對電力工業(yè)的發(fā)展起到了積極意義。現(xiàn)代化電力系統(tǒng)建設(shè)要在市場化的經(jīng)濟(jì)環(huán)境中占據(jù)主動權(quán),信息通信技術(shù)的應(yīng)用必不可少,建立完善的智能化電網(wǎng)體系將擴(kuò)大電網(wǎng)的覆蓋面積。
三、總結(jié)
電力工業(yè)改革和發(fā)展過程中,信息通信技術(shù)對其進(jìn)程起到了決定性的作用。電網(wǎng)運(yùn)營在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有重要作用,3G通信技術(shù)、光纖通信技術(shù)在電力工業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用逐漸廣泛。通過提高電力工業(yè)的效率,實(shí)現(xiàn)其精準(zhǔn)化的控制,從而滿足電力企業(yè)發(fā)展的需求。值得一提的是,現(xiàn)代社會能源的消耗大,能源節(jié)約是確保企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。信息通信技術(shù)采用即時管理措施,實(shí)現(xiàn)了對電力資源的保護(hù),因此我們可以預(yù)見,未來信息通信技術(shù)將廣泛應(yīng)用于電力工業(yè)發(fā)展并且逐漸實(shí)現(xiàn)技術(shù)更新。
論文關(guān)鍵詞:交換技術(shù) 電力通信系統(tǒng)
論文摘要:隨著時代的發(fā)展和通訊技術(shù)發(fā)展的日新月異,新的時期對電力通信的也同樣提出了新的要求:一方面,為了確保電力系統(tǒng)先進(jìn)性、安全性、穩(wěn)定性和高效性,這需要我們的電力通信系統(tǒng)與時俱進(jìn)繼續(xù)完善和提高電力通信;另一方面,充分地利用現(xiàn)有電力的網(wǎng)絡(luò)和資源優(yōu)勢,使之成為電力企業(yè)新的價(jià)值增長途徑,成為電力通信企業(yè)的技術(shù)革新的動力,進(jìn)一步保持并提升電力的供應(yīng)企業(yè)的競爭力。然而當(dāng)前電力通信系統(tǒng)雖然業(yè)務(wù)量小但是種類較多,這不但造成浪費(fèi), 而且由于種類繁多對其運(yùn)行管理和運(yùn)行維護(hù)帶來很大不便。上述問題的解決方案之一——軟交換技術(shù)。這是由于軟交換技術(shù)具有媒體網(wǎng)關(guān)接入、呼叫控制、業(yè)務(wù)提供以及互聯(lián)互通等功能,可以很好的解決新時期電力通信的問題,因此,軟交換技術(shù)在電力通信系統(tǒng)中的有著很好的推廣應(yīng)用前景。
自從第一款產(chǎn)品在電信市場上成功推出以來,“軟交換”這個概念已經(jīng)成為電信行業(yè)中倍受青睞的時髦用語。由于既能執(zhí)行與基于硬件的傳統(tǒng)電話交換機(jī)相同的功能,又能同時處理IP通信,軟交換技術(shù)承諾可提供許多優(yōu)勢,如輕松整合電路交換和分組交換、降低網(wǎng)絡(luò)成本以便運(yùn)營商更快獲得收入。
所謂“軟交換”就是指基于分組網(wǎng)利用程控軟件提供呼叫控制功能和媒體處理相分離的系統(tǒng)和設(shè)備解決方案。換言之,軟交換是從媒體網(wǎng)關(guān)(傳輸層)中分剝離出其中的呼叫控制功能,再通過軟件技術(shù)實(shí)現(xiàn)其呼叫控制功能,進(jìn)而使得呼叫傳輸和呼叫控制二者想獨(dú)立,這就為系統(tǒng)的控制與交換以及軟件可編程功能實(shí)現(xiàn)各功能的可分離的平臺創(chuàng)造了條件。一方面,軟交換提供了很多實(shí)用的功能,如:連接控制、翻譯和選路、網(wǎng)關(guān)管理、安全性和呼叫詳細(xì)記錄、呼叫控制等功能。另一方面,它還為在網(wǎng)絡(luò)上提供開展新業(yè)務(wù)提供了大大便利,這主要是要?dú)w功于軟交換網(wǎng)絡(luò)資源與網(wǎng)絡(luò)能力很好的相結(jié)合起來,并設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)開放的業(yè)務(wù)接口和業(yè)務(wù)應(yīng)用層。
1、背景
隨著電力市場化、開放化的趨勢以及電網(wǎng)建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展,傳統(tǒng)的電力信息系統(tǒng)的業(yè)務(wù)將發(fā)生變化。一方面,涌現(xiàn)出不少新型業(yè)務(wù)如:電視會議、變電站無人視頻監(jiān)控、輸變電線路監(jiān)控及電廠視頻監(jiān)控等視圖業(yè)務(wù);另一方面,傳統(tǒng)單一主機(jī)的調(diào)度自動化體系架構(gòu)向客戶機(jī)/服務(wù)器體系架構(gòu)的轉(zhuǎn)變;同時,監(jiān)視全網(wǎng)運(yùn)行狀況,提供故障記錄和分析的故障濾波系統(tǒng)的建設(shè)以及電量計(jì)費(fèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和雷電定位系統(tǒng)的建設(shè)等。因此,基于互聯(lián)網(wǎng)/局域網(wǎng)并能體現(xiàn)信息化綜合業(yè)務(wù)應(yīng)用的管理信息系統(tǒng)將成為電力企業(yè)信息化的發(fā)展方向和趨勢。
2、軟交換的主要功能
軟交換主要具有呼叫控制、互聯(lián)互通、業(yè)務(wù)提供等功能,下面分別來逐一介紹這個三大功能:
(1)呼叫控制功能。呼叫控制功能是軟交換的重要功能組成。它除了能完成基本呼叫的建立、維持和釋放之外,還可以提供各種控制功能,如:呼叫處理、智能呼叫觸發(fā)檢出、連接控制和資源控制等等。
(2)互聯(lián)互通功能。當(dāng)前IP電話體系主要是由兩大標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成即:ITU-T H.323協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)和IETF SIP協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),這兩大標(biāo)準(zhǔn)均可以獨(dú)立的均實(shí)現(xiàn)呼叫建立、釋放、補(bǔ)充業(yè)務(wù)、能力交換等功能,但是不可相互兼容的體系結(jié)構(gòu)。軟交換技術(shù)可以與多種協(xié)議相兼容,自然也包括同時兼容ITU-T H.323和IETF SIP這兩大協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。
(3)業(yè)務(wù)提供功能。一方面,軟交換可以實(shí)現(xiàn)對PSTN/ISDN交換機(jī)的支持,并能提供的全部業(yè)務(wù),包括基本業(yè)務(wù)和補(bǔ)充業(yè)務(wù);另一方面,它還可以與現(xiàn)有智能網(wǎng)相兼容相配合,為現(xiàn)有智能網(wǎng)提供的業(yè)務(wù)。由此可見軟交換在網(wǎng)絡(luò)從電路交換向分組交換演進(jìn)的過程中扮演著非常重要的作用。
3、引入軟交換的意義
軟交換將是下一代話音網(wǎng)絡(luò)交換的核心。如果說傳統(tǒng)的電信網(wǎng)是基于程控交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò),那么下一代分組話音網(wǎng)則是基于軟交換的網(wǎng)絡(luò)。軟交換是新、舊網(wǎng)絡(luò)融合的樞紐。這主要表現(xiàn)在以下三層面:
第一個層面——用戶。傳統(tǒng)的交換網(wǎng)絡(luò)的封閉性,一家設(shè)備供應(yīng)商往往包攬所以的包括軟、硬件供應(yīng)、更新維護(hù)以及應(yīng)用的開發(fā)在內(nèi)的每一項(xiàng)事物,理所當(dāng)然用戶也牢牢地鎖定在設(shè)備供應(yīng)商的那里,壓縮了用戶選擇的空間,導(dǎo)致用戶在設(shè)備維護(hù)費(fèi)用上失去了應(yīng)有的主動權(quán)。然而通過軟交換技術(shù)的所搭建起來的下一代網(wǎng)絡(luò)可以有效地扭轉(zhuǎn)了這種不利局面,這主要是在利用軟交換技術(shù)搭建的新一代網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備系統(tǒng)供應(yīng)商都是基于同一個開放標(biāo)準(zhǔn)平臺開發(fā)出來的,這樣一來用戶自然就具有更多的選擇權(quán),可以在同一類產(chǎn)品中貨比多家,根據(jù)自己的需求擇優(yōu)挑選供應(yīng)商來為自己服務(wù)。
第二個層面——成本。將傳統(tǒng)的電路交換技術(shù)與軟交換技術(shù)相比,軟交換技術(shù)更具經(jīng)濟(jì)性、低成本性,可以說是地投入高產(chǎn)出。這主要是得益于兩方面:一方面,軟交換技術(shù)實(shí)現(xiàn)了平臺的開放性,使得新的應(yīng)用可以更快、更易的與其相銜接;另一方面,軟交換所以使用的元器件很多都是普通的計(jì)算機(jī)器件,這就降低了其元器件的采購成本,具有更高的性價(jià)比。
第三個層面——可靠性。
與傳統(tǒng)的電路交換相比,軟交換技術(shù)可以更好的解決網(wǎng)絡(luò)的可靠性。用戶在組網(wǎng)的時候可以利用軟交換的優(yōu)勢采用功能軟件的形式將傳統(tǒng)的電路交換的核心功能先進(jìn)行了分類,然后再將其往下分配到各骨干網(wǎng)絡(luò)。由于這種根據(jù)分門別類的分布式結(jié)構(gòu)是可編程的,同時也是以計(jì)算機(jī)平臺為基礎(chǔ),并可以利用設(shè)置網(wǎng)絡(luò)權(quán)限來更好地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的可控性和安全性。
4、軟交換技術(shù)在電力通訊系統(tǒng)中的應(yīng)用前景
電力通信網(wǎng)分布廣泛,業(yè)務(wù)極為繁瑣,雖然擁有多種網(wǎng)絡(luò)形式,但是各種網(wǎng)絡(luò)一方面都有各自的交換設(shè)備、復(fù)接設(shè)備等, 且它們相互獨(dú)立不能實(shí)現(xiàn)互融互通。但是隨著軟交換技術(shù)的出現(xiàn),將可以很好的解決這些問題,這主要得益于在電力通訊系統(tǒng)中應(yīng)用軟交換技術(shù)所能取得以下幾方面的優(yōu)勢。
4.1統(tǒng)計(jì)匯總的優(yōu)勢
采用軟交換技術(shù)組建的電力通信系統(tǒng)具有自我統(tǒng)計(jì)和自我維護(hù)功能,主要包括:業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)和錯誤預(yù)警。對于縱橫交織的電力網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)繁雜的電力系統(tǒng)來講,應(yīng)用軟交換技術(shù)可以實(shí)現(xiàn):(1)方便便捷地對所有的業(yè)務(wù)進(jìn)行匯總并輸出分析報(bào)告;(2)發(fā)生故障時及時發(fā)出錯誤警報(bào),同時顯示故障錯誤的具體的地點(diǎn)和原因,并自動將其發(fā)送給電力搶修和維護(hù)部門。(3)清單的采集功能,并可提供詳細(xì)的電量與電話計(jì)費(fèi)清單。
4.2電力通信網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)互通的優(yōu)勢
電力通信網(wǎng)不但擁有電力系統(tǒng)獨(dú)有的載波電話網(wǎng)絡(luò),而且同樣也存在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),它們是以協(xié)議為基礎(chǔ)的分組網(wǎng)絡(luò)。電話網(wǎng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)可以利用軟交換技術(shù)所提供的支 持多種信令協(xié)議的接口來實(shí)現(xiàn)它們之前信息指令相互傳輸相互識別。這樣一來計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)能更便捷地對電力通信網(wǎng)進(jìn)行管理和協(xié)作更好的支持各業(yè)務(wù)的開展和實(shí)施。
4.3新業(yè)務(wù)開展的優(yōu)勢
當(dāng)前,語音和數(shù)據(jù)信息為電力通信網(wǎng)中的主要傳輸?shù)男畔?但是隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的革新, 這對電力通信業(yè)務(wù)提出了很多新的要求如:可視業(yè)務(wù)、多媒體業(yè)務(wù)等新興業(yè)務(wù)。面對這些新的要求,軟交換技術(shù)可以大顯生手,這是因?yàn)槠洳坏梢院芎玫刂С终Z音業(yè)務(wù),而且還可以利用新的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施與開放式的應(yīng)用程序接口為用戶提供各種增值業(yè)務(wù),為新業(yè)務(wù)的開展提供便捷。
4.4統(tǒng)一不同介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢
當(dāng)前電力通信網(wǎng)中擁有多種傳輸介質(zhì),且各自獨(dú)立不相兼容,并必須采用各自專用的設(shè)備, 若引進(jìn)了軟交換技術(shù)來組建網(wǎng)絡(luò), 利用軟交換技術(shù)的優(yōu)勢搭建一臺多介質(zhì)的信息進(jìn)行交換解決方案。這樣一方面可以減少設(shè)備的需求降低設(shè)備的總采購額節(jié)約了成本;另一方面可以提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性,使依靠各種不同介質(zhì)傳播的網(wǎng)絡(luò)達(dá)到了一定的互融互通的效果,正是由于實(shí)現(xiàn)了不同介質(zhì)在同一網(wǎng)絡(luò)中信息傳遞從而簡化了過去不同介質(zhì)間的繁瑣的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換;同時在管理維護(hù)上顯得更加方便快捷,因?yàn)楝F(xiàn)在只需對同一類設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行管理和系統(tǒng)維護(hù)就可以實(shí)現(xiàn)對整個網(wǎng)絡(luò)的信息交換。
總之,軟交換技術(shù)應(yīng)用作為下一代網(wǎng)絡(luò)的解決方案,具有多方面的優(yōu)勢,其應(yīng)用性體現(xiàn)在方方面面。在電力通信網(wǎng)中引人并實(shí)施軟交換技術(shù),一方面,在技術(shù)上既可起到承上啟下的作用;另一方面,電力供應(yīng)企業(yè)順利向下一代網(wǎng)絡(luò)解決方案的的演進(jìn)產(chǎn)生多方面的積極作用?；谲浗粨Q技術(shù)應(yīng)該在電力通訊系統(tǒng)中所具有的這些優(yōu)勢,我們可以很好的預(yù)見其良好的市場應(yīng)用與推廣前景。
摘要:介紹了3D-CAD技術(shù)及電力電子裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概念,對該類裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)模式及問題進(jìn)行了歸納;對3D-CAD技術(shù)在電力電子裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的顯著優(yōu)勢進(jìn)行了探討;對目前國內(nèi)企業(yè)該類裝置結(jié)構(gòu)開發(fā)過程中3D-CAD技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀和存在問題進(jìn)行了剖析,最后對未來3D-CAD技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用進(jìn)行了展望。
關(guān)鍵詞: 3D-CAD電力電子裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式
13D-CAD技術(shù)的概念
CAD,即計(jì)算機(jī)輔助繪圖Computer Aided Drawing,傳統(tǒng)層面上是指二維計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)。3D-CAD技術(shù),即計(jì)算機(jī)輔助三維設(shè)計(jì) Three Dimension- Computer Aided Design。20世紀(jì)70年代,飛機(jī)、汽車、家電、通訊工具等工業(yè)化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)及制造中遇到了大量的復(fù)雜曲面問題,為了能夠快速、準(zhǔn)確、完整、簡易地表達(dá)所要設(shè)計(jì)的特征,人們開發(fā)出了三維曲面設(shè)計(jì)系統(tǒng)。從此,使CAD技術(shù)從2D向3D完成了轉(zhuǎn)變和跨越。3D-CAD技術(shù)的核心應(yīng)用價(jià)值是用三維軟件來完成設(shè)計(jì)。是通過一種途徑,仿真出一個電子數(shù)據(jù)模型,分析其外觀造型、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工及組裝工藝、裝配關(guān)系等,進(jìn)而可快速、準(zhǔn)確、低成本地連續(xù)修改特征數(shù)據(jù),使之滿足設(shè)計(jì)要求。同時,三維實(shí)體模型文件電子存檔后,不但能為裝置的維護(hù)和數(shù)據(jù)查詢帶來巨大方便,更為公司后續(xù)新裝置和系列裝置的開發(fā)提供了模型數(shù)據(jù)的積累,實(shí)現(xiàn)了真正的Computer Aided Design。
2電力電子裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)傳統(tǒng)模式
2.1電力電子裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
電力電子裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),主要包括:電氣元件、功能模塊、控制系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)及基本的行線工藝;元件的安裝方式、固定方法及可維護(hù)性;散熱系統(tǒng)能滿足該裝置的發(fā)熱需求;裝置整體結(jié)構(gòu)尺寸及外觀合理,符合小巧輕薄、技術(shù)和藝術(shù)相結(jié)合的現(xiàn)代設(shè)計(jì)理念。電力電子裝置和一般裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要區(qū)別為:(1)裝置內(nèi)有高頻和大能量輻射源,電磁兼容性很難保證,因此對元器件在結(jié)構(gòu)中的空間位置、線纜的行線方式及安裝工藝要求比較嚴(yán)格,需眾多相關(guān)環(huán)節(jié)的人共同討論和設(shè)計(jì)方能形成一個合理實(shí)用的應(yīng)用方案。(2)該系列裝置工作過程中,半導(dǎo)體模塊、電抗、電阻、電容等電子器件會產(chǎn)生大量的工作熱,因此設(shè)計(jì)一個高效理想的散熱系統(tǒng)至關(guān)重要。
2.2電力電子裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)傳統(tǒng)模式
傳統(tǒng)的電力電子裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),整個過程通常有以下幾個階段。
初設(shè)計(jì)。按預(yù)估尺寸設(shè)計(jì)出主要結(jié)構(gòu)及尺寸,甚至是簡單勾勒幾個草圖。通常該部分圖紙能滿足裝置樣機(jī)基本的生產(chǎn)和安裝需求。
初加工。按設(shè)計(jì)的圖紙加工出所有的結(jié)構(gòu)件。
實(shí)物組裝。待PCB控制板設(shè)計(jì)并制作完畢、主要元器件購買到位后,在結(jié)構(gòu)人員的指導(dǎo)下進(jìn)行樣機(jī)組裝。固定孔現(xiàn)場配作;遇到?jīng)]有設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)零件,根據(jù)安裝需要現(xiàn)場設(shè)計(jì) 、制造并安裝;遇到?jīng)]有購買的電器元件,根據(jù)實(shí)際需要再進(jìn)行采購與安裝;最后完成線纜的安裝。實(shí)物組裝階段,未知情況太多,需要反復(fù)拆裝和更改樣機(jī)結(jié)構(gòu)。在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,該過程最為重要,花費(fèi)的精力、物力和財(cái)力也最大,通常要持續(xù)5~15個工作日。
散熱測試。樣機(jī)組裝完成后,根據(jù)裝置使用的工況進(jìn)行散熱測試。測試過程中,需要不斷調(diào)整風(fēng)機(jī)的大小、風(fēng)速、串并聯(lián)使用方式、風(fēng)道結(jié)構(gòu)等,直至散熱系統(tǒng)能滿足該裝置的發(fā)熱需求。
樣機(jī)評估。裝置樣機(jī)測試后,企業(yè)組織相關(guān)專家和技術(shù)人員來共同對樣機(jī)的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行全方位的評估,并提出改進(jìn)意見。
新樣機(jī)設(shè)計(jì)、制造與重測試。在樣機(jī)基礎(chǔ)上優(yōu)化設(shè)計(jì),使裝置結(jié)構(gòu)及工藝能更合理,更具應(yīng)用性。新樣機(jī)經(jīng)過安裝與測試,如有問題的,還要繼續(xù)更改結(jié)構(gòu),直至滿足設(shè)計(jì)要求。
設(shè)計(jì)形成。最終稿樣機(jī)經(jīng)各項(xiàng)指標(biāo)通過后,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員再根據(jù)樣機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行現(xiàn)場測繪,就可形成了一套完整的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙。
總之,傳統(tǒng)的電力電子裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)重樣機(jī)、輕設(shè)計(jì),方法比較繁瑣、笨拙,未預(yù)知因素較多,為了驗(yàn)證是否達(dá)到設(shè)計(jì)意圖,必須要制造物理樣機(jī)來進(jìn)行匹配,研發(fā)周期太長,成本太高,使得該類裝置的開發(fā)和更新?lián)Q代一直受到制約。
3電力電子裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新模式
3D-CAD技術(shù)的不斷成熟,開啟了電力電子裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新模式。從裝置基本功能架構(gòu)設(shè)計(jì)、內(nèi)部元器件排列及線纜設(shè)計(jì)、外觀設(shè)計(jì)、實(shí)體工程設(shè)計(jì)、熱仿真設(shè)計(jì)到圖紙輸出,整個過程完全實(shí)現(xiàn)了一個高效精準(zhǔn)的、無紙化的設(shè)計(jì)過程。新模式使繁瑣的“樣機(jī)”制作過程不再成為企業(yè)研發(fā)的噩夢。
3.1概念設(shè)計(jì)
概念設(shè)計(jì)階段,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師完成一系列針對裝置結(jié)構(gòu)方面的方案仿真工作,此階段主要使用以3DMAX為代表的快速造型設(shè)計(jì)軟件。
3.1.1思路設(shè)計(jì)
結(jié)構(gòu)人員根據(jù)需求,用3D軟件仿真出裝置結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計(jì)思路:安裝環(huán)境是室內(nèi)還是室外;是屏柜式、箱體式還是抽屜式;是立式還是掛式;是多模塊拼裝還是大模塊組合;斷路器、接觸器、IGBT等主要元件在裝置內(nèi)的空間位置;端子排及進(jìn)出線情況;散熱系統(tǒng)框架及進(jìn)出風(fēng)方式等。一般電力電子裝置而言,完成此階段通常只需1~2個工作日左右。
3.1.2行線設(shè)計(jì)
針對仿真好的模型,召開一次技術(shù)開發(fā)會議。有2個目的:
(1)對裝置前期結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成果進(jìn)行討論和修正,明確設(shè)計(jì)意義;
(2)相關(guān)人員一起對裝置線路及安裝工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)和規(guī)劃:線纜具體行線及施工工藝、線纜標(biāo)準(zhǔn)及特殊要求、線槽設(shè)置與設(shè)計(jì)、EMC應(yīng)對措施、整個線路布局既經(jīng)濟(jì)又符合美學(xué)理念等都明確下來。
會議后,結(jié)構(gòu)人員按照討論方案,將整體線路仿真到裝置結(jié)構(gòu)中。
3.1.3 造型設(shè)計(jì)
經(jīng)過以上設(shè)計(jì),裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)已基本定型。接下來就是外觀造型設(shè)計(jì)。對電力電子裝置,通?？蛻舾嚓P(guān)注的是功能。因此,此階段,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師更多的是考慮裝置外觀色彩效果、表面處理工藝及前面板圖案設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)師利用3DMAX,通過對燈光、材質(zhì)、濾鏡等仿真參數(shù)的調(diào)節(jié),可快速渲染出外觀設(shè)計(jì)效果,如果對輸出效果要求更高,則可結(jié)合使用VRay、Brazi等外掛渲染器可渲染出照片級效果圖。效果設(shè)計(jì)完成后,方案經(jīng)討論、修改并確認(rèn)。
3DMAX強(qiáng)大、快速的Poly建模和面建模功能為裝置的概念設(shè)計(jì)提供了技術(shù)保障,使得裝置結(jié)構(gòu)的每個設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)包括外觀效果都能生動真實(shí)地展現(xiàn)給討論方,從而保證了設(shè)計(jì)的有效性。等CAE熱仿真結(jié)束后,就可形成一個應(yīng)用級虛擬三維模型。真正意義上的裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作到此基本結(jié)束。
3.2散熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)
電力電子裝置散熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包含了散熱器的設(shè)計(jì)及風(fēng)道的設(shè)計(jì)。Ansys和Flothem等CAE熱場分析技術(shù)為散熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和測試提供了虛擬解決方案。通過CAE熱仿真軟件,影響系統(tǒng)散熱的所有單元都可在軟件中形成一個三維仿真模型,然后利用該類軟件的熱分析及計(jì)算功能,并能動態(tài)和靜態(tài)地顯示熱效應(yīng)結(jié)果。通過仿真結(jié)果,設(shè)計(jì)人員就可在軟 件里不斷修改元素,直至形成一個既符合整體結(jié)構(gòu)又能解決散熱的仿真系統(tǒng)。從根本上解決了樣機(jī)反復(fù)熱測試的工作。
3.3工程設(shè)計(jì)
裝置概念設(shè)計(jì)和散熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)束后,就進(jìn)入了工程設(shè)計(jì)階段,此階段主要使用CAD技術(shù)中的實(shí)體三維建模來實(shí)現(xiàn)裝置的工程設(shè)計(jì)。3D-CAD工程設(shè)計(jì)軟件,如UG、PRO/E、SOLIDWORKS等,為三維建模提供了多種實(shí)現(xiàn)途徑,可使設(shè)計(jì)人員方便地進(jìn)行特征設(shè)計(jì)和曲面設(shè)計(jì)。Part子模塊使用參數(shù)化建模,零件特征的設(shè)計(jì)尺寸被關(guān)聯(lián)化。若要對尺寸進(jìn)行局部修改,只需要更新一個參數(shù),整個零件結(jié)構(gòu)將做自動更新,為設(shè)計(jì)人員節(jié)約了大量的修改時間,并保證了設(shè)計(jì)更新的連續(xù)性和有效性。Assembly子模塊使設(shè)計(jì)人員直觀地看到各零部件裝配后的狀態(tài),還可以對各裝配尺寸進(jìn)行真實(shí)測量,極大方便了設(shè)計(jì)。裝配子模塊下的干涉分析功能,能根據(jù)各裝配零件的空間尺寸來確定是否干涉,并自動生成分析報(bào)告,明確指出互相干涉零件的名稱和干涉位置,使設(shè)計(jì)更改更具針對性。工程設(shè)計(jì)最終的結(jié)果是實(shí)現(xiàn)圖紙輸出,CAD三維軟件從根本上解決了這個問題。設(shè)計(jì)人員對三維模型反復(fù)修正后,利用Drawing子模塊,可方便的生成能直接指導(dǎo)生產(chǎn)的二維工程圖。所有數(shù)據(jù)尺寸直接從三維實(shí)體轉(zhuǎn)化而來,極大地提高了設(shè)計(jì)效率及成功率。此階段基本不再考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題,只需按此前已仿真好的概念模型生成實(shí)體工程模型,并將所有安裝孔位生成設(shè)計(jì)即可。
3D-CAD技術(shù)為電力電子裝置結(jié)構(gòu)開發(fā)提供了新思路和新模式。整個產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)過程可并行進(jìn)行,徹底改變以前那種現(xiàn)先有安裝實(shí)體,最后才能拼搭樣機(jī)的傳統(tǒng)模式,大大縮短了開發(fā)周期,并從根本上提高了開發(fā)成功率,為企業(yè)帶來的價(jià)值也不言而喻。
43D-CAD技術(shù)在企業(yè)電力電子裝置結(jié)構(gòu)開發(fā)中的應(yīng)用現(xiàn)狀
我國3D-CAD技術(shù)的應(yīng)用始于20世紀(jì)80年代,發(fā)展迅速。但總的來說,國內(nèi)3D-CAD技術(shù)在企業(yè)電力電子裝置結(jié)構(gòu)開發(fā)中應(yīng)用的水平還有很大提升空間。主要原因在于:
4.1未能真正實(shí)現(xiàn)輔助設(shè)計(jì)
企業(yè)在使用3D-CAD技術(shù)進(jìn)行電力電子裝置結(jié)構(gòu)開發(fā)時通常有二方面的問題:(1)不進(jìn)行概念設(shè)計(jì),直接進(jìn)行工程設(shè)計(jì)。該類裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特殊性,決定了需要反復(fù)修改和眾多人員參與的設(shè)計(jì)過程。而工程設(shè)計(jì)三維模型一旦完成,軟件固有的建模屬性決定了修改起來勢必會增加很多工作量,加大開發(fā)周期,而概念設(shè)計(jì)軟件則能出色靈活地完成這一任務(wù);而且工程設(shè)計(jì)軟件在線纜設(shè)計(jì)和造型設(shè)計(jì)方面沒有概念設(shè)計(jì)軟件更直接方便,不利于設(shè)計(jì)討論的形成。(2)很多企業(yè)并未真正運(yùn)用3D-CAD技術(shù)進(jìn)行整體空間設(shè)計(jì)、受力分析和熱分析。他們只是用計(jì)算機(jī)輔助出圖,只停留在這個階段,就失去了其應(yīng)有的價(jià)值,因?yàn)?D-CAD的最大價(jià)值是輔助設(shè)計(jì),不是輔助出圖。
4.2企業(yè)投入不夠
3D-CAD技術(shù)是一個復(fù)雜、多樣的系統(tǒng),技術(shù)更新快,并不是每個設(shè)計(jì)人員都能很好地接受和掌握,而且相當(dāng)企業(yè)的設(shè)計(jì)人員并沒有正規(guī)地接受過CAD軟件的應(yīng)用培訓(xùn),對軟件的大多數(shù)功能了解不夠透徹,但多數(shù)企業(yè)并不想投入更多的成本來改變這一現(xiàn)狀。隨著消費(fèi)者對產(chǎn)品要求的進(jìn)一步提高,企業(yè)自然會加大CAD技術(shù)的投入來提升產(chǎn)品的競爭力,這需要經(jīng)歷一個長期的市場化的過程。
5結(jié)束語
3D-CAD技術(shù)在電力電子裝置結(jié)構(gòu)開發(fā)中極具優(yōu)越性,它能輔助技術(shù)人員快速、準(zhǔn)確無誤地進(jìn)行裝置的設(shè)計(jì),真正做到“從概念設(shè)計(jì)到零件加工全數(shù)字化、無紙化”,縮短裝置研制周期,降低裝置成本和廢品率,為裝置開發(fā)提供了新的設(shè)計(jì)理念。另外,隨著智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和人機(jī)交互技術(shù)的成熟和發(fā)展,利用基于網(wǎng)絡(luò)CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP系統(tǒng)集成技術(shù),實(shí)現(xiàn)真正的全數(shù)字化的研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造和管理,已成為發(fā)展大趨勢。
人類從“自然狀態(tài)”演化到法制社會,既認(rèn)識到競爭給市場經(jīng)濟(jì)國家?guī)淼幕盍εc效率,又認(rèn)識到合作給市場經(jīng)濟(jì)國家?guī)淼暮椭C與效率。合作及其產(chǎn)生的“合作剩余”,是人類智慧的結(jié)晶,為了不斷減少心智成本、交易成本、生產(chǎn)成本,經(jīng)濟(jì)學(xué)家不斷探索,從對亞當(dāng)?斯密微觀經(jīng)濟(jì)價(jià)格機(jī)制即“看不見的手”的認(rèn)識,到對市場失靈、經(jīng)濟(jì)危機(jī)的認(rèn)識,如凱恩斯的有效需求不足理論,提出政府干預(yù)的主張,都是理論創(chuàng)新不斷推動制度創(chuàng)新,這種制度演化給予國家創(chuàng)造巨大的社會資本,不斷解放和發(fā)展社會生產(chǎn)力。新制度經(jīng)濟(jì)學(xué)在新古典經(jīng)濟(jì)學(xué)的平臺上,讓我們更加明白人、制度與社會經(jīng)濟(jì)活動的關(guān)系,不同的制度產(chǎn)生的“合作剩余”是不同的,制度決定市場經(jīng)濟(jì)國家人的經(jīng)濟(jì)命運(yùn)。這促使筆者有興趣研究貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局制度環(huán)境的現(xiàn)狀,利用新制度經(jīng)濟(jì)學(xué)的方法,比較分析我局存在的問題,提出對策建議,探索我局的發(fā)展趨勢。筆者認(rèn)同新制度經(jīng)濟(jì)學(xué)的基本觀點(diǎn),確信利用制度要付出成本,但利用好的制度會獲得更大的收益,即“合作剩余”,正因?yàn)楣P者置身于地質(zhì)勘查與礦業(yè)開發(fā)這一領(lǐng)域,通過對貴州省礦業(yè)權(quán)市場制度環(huán)境的分析,找出我局治理制度存在的差距,提出“帕累托改進(jìn)”建議。威廉姆森把制度分為四個層次,第一層次是嵌人制度或者社會和文化的基礎(chǔ)。這是制度層級的最高層次,包括非正式制度、習(xí)俗、傳統(tǒng)、道德、宗教以及語言和認(rèn)知的一些方面。這個層級的制度是社會制度的基礎(chǔ),筆者把它理解為組織的基礎(chǔ)。第二層次是指基本的制度環(huán)境。這個層級的制度包括:詳細(xì)制定的憲法、政治體制和基本的人權(quán);產(chǎn)權(quán)及其分配;使政治權(quán)利和產(chǎn)權(quán)、貨幣、基本的金融制度和政府的征稅權(quán)力得以實(shí)施的法律、法院以及相關(guān)的制度;規(guī)定移民、貿(mào)易和外國投資規(guī)則的制度;推動基本制度環(huán)境變遷的政治、法律和經(jīng)濟(jì)機(jī)制。筆者把它理解為組織的環(huán)境。第三層次的制度是治理機(jī)制。這個層級的制度包括:個人交易商品、服務(wù)和勞動的制度;制約和影響合約及交易關(guān)系的結(jié)構(gòu)、商業(yè)企業(yè)的垂直和水平的結(jié)構(gòu)以及內(nèi)部調(diào)節(jié)的交易和市場調(diào)節(jié)的交易之間的邊界的制度;公司治理以及支持私人投資和金融制度等。筆者把它理解為組織治理機(jī)制。第四層次是指資源分配制度。這個層級的制度實(shí)際上指的是經(jīng)濟(jì)的日常運(yùn)行,即組織的管理體制,為了實(shí)現(xiàn)組織上的目標(biāo)而選擇的資源配置。筆者把它理解為組織資源配置。筆者從以上四個層次分析,來探討所處的制度環(huán)境。
一、組織的基礎(chǔ)歷史選擇了我們走具有中國特色的社會主義道路,并利用市場經(jīng)濟(jì)機(jī)制發(fā)展經(jīng)濟(jì),2006年1月20日,國務(wù)院《國務(wù)院關(guān)于加強(qiáng)地質(zhì)工作的決定)}(下文簡稱《決定}))明確了地礦工作的發(fā)展方向。
(一)存在問題
《決定》是指導(dǎo)新時期地質(zhì)工作的綱領(lǐng)性文件。《決定》的實(shí)施是我國地質(zhì)工作發(fā)展史上的里程碑?！稕Q定》指出:地質(zhì)工作是經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展重要的先行性、基礎(chǔ)性工作,服務(wù)于經(jīng)濟(jì)社會的各個方面。《決定》提出加強(qiáng)地質(zhì)工作的根本目的在于:增強(qiáng)地質(zhì)勘查對經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的資源保障能力和服務(wù)功能,促進(jìn)地質(zhì)工作更好地滿足經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的需要。因此,加強(qiáng)地質(zhì)工作,不能簡單地理解為僅僅是地勘單位的改革。加強(qiáng)地質(zhì)工作的主體應(yīng)該是地質(zhì)勘查單位。一方面要通過推動國土資源管理部門切實(shí)履行好地勘行業(yè)管理職責(zé),認(rèn)真執(zhí)行國家有關(guān)礦產(chǎn)資源管理法律法規(guī)和方針政策,研究制定管理、保護(hù)與合理利用礦產(chǎn)資源的方針政策,依法規(guī)范地質(zhì)勘查行業(yè)準(zhǔn)人,引導(dǎo)、監(jiān)督和檢查地質(zhì)勘查單位實(shí)施礦產(chǎn)資源勘查規(guī)劃、計(jì)劃執(zhí)行情況,整頓和規(guī)范礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)秩序。另一方面,地質(zhì)勘查單位要發(fā)揮好人才、技術(shù)設(shè)備手段、已掌握的地質(zhì)資料等組合優(yōu)勢,認(rèn)真履行好實(shí)施地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中、長期規(guī)劃和年度計(jì)劃職責(zé);組織實(shí)施好全省基礎(chǔ)性、公益性、戰(zhàn)略性地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作;完成全省地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防治理、應(yīng)急調(diào)查、地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測任務(wù),為我省經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展提供資源保障和地質(zhì)技術(shù)服務(wù);通過循序漸進(jìn)的改革,最終實(shí)現(xiàn)事企分體運(yùn)行。由于處于由計(jì)劃經(jīng)濟(jì)向市場經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)軌時期,地礦改革存在諸多不適應(yīng)我省社會與經(jīng)濟(jì)發(fā)展與地質(zhì)有關(guān)的主要問題:
1.地質(zhì)礦產(chǎn)勘查與資源開發(fā)利用方面礦產(chǎn)資源的保障涉及國家安全,地質(zhì)科學(xué)研究與地質(zhì)工作程度不高,保障程度不夠。如飲水安全、地?zé)豳Y源勘測查與開發(fā)利用、地學(xué)旅游資源調(diào)查、地質(zhì)公園建設(shè)等方面。
2.生態(tài)、城市及礦山環(huán)境治理方面石漠化治理任務(wù)艱巨、“西電東送”、交通建設(shè)、礦產(chǎn)資源開發(fā)等一批重大工程、礦山建設(shè)安全與生態(tài)保護(hù)、地下水污染治理都需要作大量地質(zhì)調(diào)查工作。
3.地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)與環(huán)境監(jiān)淵方面貴州省地處高原斜坡地帶,又為巖溶區(qū),地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜,生態(tài)環(huán)境條件脆弱,突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害多。隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,預(yù)測未來新的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)與環(huán)境監(jiān)測工作任務(wù)將不斷增加。
(二)對策建議
從制度的第一層次看,要以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo),按《決定》要求,轉(zhuǎn)變觀念,促進(jìn)改革。
1.按照政事分開的原則,完成“廳管政務(wù),局管事務(wù)”的目標(biāo)
2.建立適應(yīng)社會主義市場經(jīng)濟(jì)的地質(zhì)工作組織機(jī)構(gòu),切實(shí)履行職責(zé)①在省政府的層次上,首先要明確省公益性地質(zhì)調(diào)查隊(duì)伍建設(shè)方向。關(guān)于幾家省級地勘單位改革重組問題,鑒于省地礦局、省煤田地質(zhì)局、省有色地勘局等主要地質(zhì)勘查單位在20。。年前后才分別下放省政府管理,時間比較短,各項(xiàng)管理工作正在規(guī)范。這三個單位隊(duì)伍大,內(nèi)部管理、隊(duì)伍結(jié)構(gòu)等存在較大差異,除共性問題外,個性問題還比較多。重組改革是方向,但進(jìn)程過急,勢必會影響到隊(duì)伍的穩(wěn)定。建議在隊(duì)伍管理體制改革上,應(yīng)穩(wěn)妥推進(jìn)。各局完成內(nèi)部改革后,再適時推進(jìn)此項(xiàng)工作。②全局干部職工要提高認(rèn)識,統(tǒng)一思想,共同主動穩(wěn)妥推進(jìn)內(nèi)部改革,建立適應(yīng)社會主義市場經(jīng)濟(jì)的地質(zhì)工作體制。把公益性地質(zhì)工作與商業(yè)性地質(zhì)工作分體運(yùn)行,其核心就是將投資主體、運(yùn)行機(jī)制和隊(duì)伍分開。對于地方地勘隊(duì)伍而言,改革的一個難點(diǎn)就是很難把現(xiàn)有隊(duì)伍分成兩支性質(zhì)不同的隊(duì)伍,即公益性地質(zhì)調(diào)查隊(duì)伍與商業(yè)性礦產(chǎn)勘查隊(duì)伍。按公益性地質(zhì)和商業(yè)性地質(zhì)工作分開運(yùn)行原則,公益性地質(zhì)調(diào)查 工作需要人員精干并相對穩(wěn)定、裝備精良,以高新技術(shù)為支撐、調(diào)查與科研相結(jié)合,能擔(dān)當(dāng)重大戰(zhàn)略任務(wù)、善于攻堅(jiān)打硬仗的高素質(zhì)、專業(yè)化隊(duì)伍。同樣,商業(yè)性礦產(chǎn)勘查隊(duì)伍也需要一支適應(yīng)全球化競爭、能在市場中立足的隊(duì)伍。在一個地質(zhì)勘查局范圍內(nèi),如果專門抽調(diào)骨干人員組成公益性地質(zhì)隊(duì)伍,并從地質(zhì)勘查局分離出去,而把非骨干人員、甚至家屬留給商業(yè)性地勘隊(duì)伍,很難想象這支隊(duì)伍還能闖市場。由于人才資源是地質(zhì)工作最主要的戰(zhàn)略資源,因此,公益性與商業(yè)性地質(zhì)工作分離過程中,要想從原有隊(duì)伍中分離出兩支都是“精英”的隊(duì)伍,顯然是十分困難的。建議地勘單位改革的原則為:積極探索有利于加強(qiáng)地質(zhì)工作的改革途徑,按照統(tǒng)一部署、分類推進(jìn)、逐步深人、擇機(jī)到位的原則,繼續(xù)推進(jìn)國有地勘單位的改革,激發(fā)活力,促進(jìn)地勘事業(yè)發(fā)展。因此,對地勘單位內(nèi)部改革應(yīng)先做好定位,分類進(jìn)行指導(dǎo),強(qiáng)化公益性事業(yè)職能,穩(wěn)步推進(jìn)準(zhǔn)公益性企業(yè)職能,漸進(jìn)過渡,最終實(shí)現(xiàn)事企分體運(yùn)行。
二、組織的環(huán)境
(一)存在問題從制度的第二層次分析,面對競爭與地礦改革的制度環(huán)境極待改善.(l)政府規(guī)劃指導(dǎo)不力。統(tǒng)一協(xié)調(diào)布局差,造成部門之間相互封鎖、力量分散、工作重復(fù),超前意識不夠。
(2)投人保障不足,勘查資金短缺。總體_L看從“八五”至“十五”三個五年計(jì)劃期間總的勘查資金嚴(yán)重不足,極大地影響了新的資源地的發(fā)現(xiàn)和已發(fā)現(xiàn)的資源地工作程度的提高。
(3)政府監(jiān)管不力。實(shí)施《礦產(chǎn)資源法》管理不到位,礦業(yè)權(quán)是產(chǎn)權(quán),產(chǎn)權(quán)不是指人與物的關(guān)系,而是指由物的存在及關(guān)于它們的使用所引起的人們之問相互認(rèn)可的行為關(guān)系。產(chǎn)權(quán)可歸結(jié)為四種基本權(quán)利,即所有權(quán)、使用權(quán)、用益權(quán)和讓渡權(quán)。在一個資源不稀缺的世界里,產(chǎn)權(quán)是不起作用的。但是,人類社會面臨的是一個資源十分稀缺的環(huán)境,每個人的自利行為都要受到資源的約束。如果不對人們獲取資源的競爭條件和方式作出具體的規(guī)定,亦即設(shè)定產(chǎn)權(quán)安排,就會發(fā)生爭奪稀缺資源的利益沖突,以產(chǎn)權(quán)界定為前提的交易活動就無法進(jìn)行。因此,產(chǎn)權(quán)制度對資源使用決策的動機(jī)有重要影響,并因此影響經(jīng)濟(jì)行為和經(jīng)濟(jì)績效。對礦業(yè)權(quán)產(chǎn)權(quán)保護(hù)不力,最明顯的是礦業(yè)權(quán)的申辦程序,其過程存在“權(quán)力尋租”的漏洞,干擾地質(zhì)勘查和礦業(yè)開展市場的健康成長。
(4)政事不分,既當(dāng)運(yùn)動員,又當(dāng)裁判員,體制不順,權(quán)責(zé)不明,不利于地質(zhì)工作的加強(qiáng)。
(5)改革成本不足。地勘單位有很多長期遺留問題沒有得到解決。
(二)對策建議從制度的第二層次看,要落實(shí)地勘單位改革政策。1999年地勘隊(duì)伍管理體制改革后,國辦發(fā)〔1999〕37號文、[2003〕76號出臺了許多支持地勘隊(duì)伍改革的優(yōu)惠政策,這些政策部分得到了落實(shí),但是,為進(jìn)一步支持地勘單位的發(fā)展,還需落實(shí)的政策有:
(l)按照《決定》精神和我省“十一五”規(guī)劃綱要目標(biāo)要求,切實(shí)實(shí)行政事分開,圍繞中心,服務(wù)大局。
(2)進(jìn)一步健全和完善地質(zhì)工作投資體制。①按照“十一五”計(jì)劃對地質(zhì)工作的要求,在用好中央財(cái)政國土資源大調(diào)查和各類專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)的基礎(chǔ)上,努力爭取加大投人,解決事關(guān)民生的基礎(chǔ)地質(zhì)研究和調(diào)查工作。②改革一家獨(dú)營,形成多元(國有、民營、國外及混合型)投資格局。③設(shè)立專項(xiàng)基金,保障重點(diǎn)投人。主要設(shè)立“風(fēng)險(xiǎn)地質(zhì)勘查專項(xiàng)基金”,嚴(yán)格審批和篩選對地勘單位自身發(fā)展有利的礦產(chǎn)勘查項(xiàng)目,用于地質(zhì)勘查前期投人,建立風(fēng)險(xiǎn)地質(zhì)勘查經(jīng)費(fèi)補(bǔ)償機(jī)制,加強(qiáng)礦產(chǎn)地質(zhì)工作,為礦業(yè)開發(fā)提供有力的資源保障。④保障風(fēng)險(xiǎn)收益,形成風(fēng)險(xiǎn)投資機(jī)制。
(3)財(cái)稅等政策支持。
(4)加強(qiáng)監(jiān)督、規(guī)范市場,擴(kuò)大地質(zhì)勘查和礦業(yè)開發(fā)領(lǐng)域開放。
(5)解決歷史欠賬,促進(jìn)改革發(fā)展。
三、組織治理機(jī)制
(一)存在問題
從制度的第三層次分析,我局從治理體制機(jī)制方面要大膽改革。(1)事企分離的改革任重道遠(yuǎn)。這涉及職工的思想觀念、改革成本、改革的配套措施,需要創(chuàng)造條件循序漸進(jìn)推進(jìn)。(2)地勘事業(yè)撥款嚴(yán)重不足。
(二)對策建議
從制度的第三層次看,我局要著力用好政策,夯實(shí)基礎(chǔ),,推進(jìn)改革。(1)爭取對地質(zhì)勘查工作的投人支持,突出重點(diǎn),統(tǒng)籌部署全省礦產(chǎn)資源勘查工作。建議按照《決定》精神和我省“十一五”規(guī)劃綱要目標(biāo)要求,突出重點(diǎn),統(tǒng)籌部署全省礦產(chǎn)資源勘查工作,重點(diǎn)突出以煤與煤層氣、鋁土礦、金、錳、磷礦、重晶石、硫鐵礦、水泥原料、新型用途非金屬等礦產(chǎn)的勘查工作。(2)歸口省國土資源廳管理,做好政府部門的技術(shù)支撐。(3)地勘單位改革原則。“總的原則是改革要符合‘切實(shí)加強(qiáng)地質(zhì)工作’的大目標(biāo),而且使這支隊(duì)伍(地勘隊(duì)伍)更具活力?！雹傥沂∩鷳B(tài)脆弱,地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā),地質(zhì)環(huán)境問題多,要實(shí)現(xiàn)生態(tài)立省的戰(zhàn)略目標(biāo),達(dá)到保障人民生活,改善生態(tài)環(huán)境的目的,除現(xiàn)在有關(guān)部門開展的有關(guān)工作外,需要地質(zhì)工作進(jìn)一步出力。無論是改善飲水條件、防治地方性疾病、滿足人們衣食住行對能源原材料的需要,還是開展國土整治,恢復(fù)礦山環(huán)境,治理地面塌陷,都需要地質(zhì)工作提供服務(wù)。處理好改革、發(fā)展、穩(wěn)定的關(guān)系,充分發(fā)揮現(xiàn)有地勘單位的作用,調(diào)動其積極性,促進(jìn)地質(zhì)工作的發(fā)展?！稕Q定》要求推進(jìn)地勘單位改革必須落實(shí)政策措施,必須給足改革成本,必須解決好地質(zhì)勘查單位的后顧之憂,只強(qiáng)調(diào)推進(jìn)地勘單位企業(yè)化改革,不落實(shí)好有關(guān)的政策措施,是不符合《決定》精神的。②自1999年地勘隊(duì)伍體制改革以來,國辦發(fā)[1999〕37號、國辦發(fā)〔2001〕2號、國辦發(fā)[2003〕76號3個文件已經(jīng)明確給予地勘單位改革的扶持政策共12條,但在我省尚未全面落實(shí)到位。我局希望,除原12條政策在我省應(yīng)盡快全面落實(shí)兌現(xiàn)外,在我省落實(shí)《決定》中,既要要求地勘單位模范遵守法律法規(guī)和方針政策,又要體現(xiàn)出對現(xiàn)有地勘單位給予關(guān)心、扶持的意見,達(dá)到《決定》和曾培炎副總理要求的“總的原則是改革要符合‘切實(shí)加強(qiáng)地質(zhì)工作’的大目標(biāo),而且使這支隊(duì)伍(地勘隊(duì)伍)要具活力”的目的。(4)地勘單位改革的定位。①地勘單位改革的終極目標(biāo)是全省地勘行業(yè)統(tǒng)一構(gòu)建為一個從事公益性、基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性的事業(yè)單位,作為我省資源環(huán)境保障工作的技術(shù)支撐,但這是一個長期的、漸進(jìn)的改革過程?！笆晃濉逼陂g各地勘局主要進(jìn)行內(nèi)部資源整合,按照事業(yè)單位分類改革、分類管理的要求,深化改革,夯實(shí)基礎(chǔ),發(fā)展地質(zhì)經(jīng)濟(jì),為進(jìn)一步推進(jìn)改革創(chuàng)造有利條件。目前,地勘單位在職職工、離退休職工工資缺口較大,住房、基地建設(shè)、福利等歷史欠賬較多,技術(shù)設(shè)備落后,社會保障體系不健全。需要把以上問題逐步解決后,方可實(shí)現(xiàn)改革的目標(biāo)。②局改革定位。局機(jī)關(guān)定位為監(jiān)督管理類事業(yè)單位;地質(zhì)調(diào)查院、地質(zhì)科研所、環(huán)境總站、實(shí)驗(yàn)室、地質(zhì)學(xué)校定位為純社會公益類事業(yè)單位,承擔(dān)國家及省的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性、公益性項(xiàng)目,為社會提供公益服務(wù);地質(zhì)隊(duì)定位為準(zhǔn)社會公益類事業(yè)單位,承擔(dān)基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性、公益性地質(zhì)工作和部分社會性地質(zhì)工作。局屬公司及野外地勘單位多種經(jīng)營實(shí)體對外創(chuàng)收,彌補(bǔ)地勘經(jīng)費(fèi)的不足,最終改造為自收自支的事業(yè)單位。鑒于上述情況,地勘行業(yè)局機(jī)關(guān)應(yīng)列人參照國家 公務(wù)員制度管理的事業(yè)單位。③今后改革的主要工作。一是建實(shí)建強(qiáng)純社會公益性地勘隊(duì)伍?！稕Q定》明確提出“健全公益性地質(zhì)工作體系,開展公益性地質(zhì)工作。實(shí)施公益性地質(zhì)調(diào)查,加強(qiáng)公益性地質(zhì)調(diào)查隊(duì)伍建設(shè)?！?、“積極發(fā)展地質(zhì)教育。大力發(fā)展地質(zhì)高等教育和中等職業(yè)教育?！薄巴七M(jìn)地質(zhì)科技進(jìn)步。完善地質(zhì)科技創(chuàng)新體系,加強(qiáng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、工程技術(shù)研究中心、野外長期觀測站網(wǎng)等科技平臺建設(shè)?！薄皬?qiáng)化地質(zhì)災(zāi)害和地質(zhì)環(huán)境調(diào)查監(jiān)測。全面推進(jìn)農(nóng)業(yè)地質(zhì)、城市地質(zhì)、礦山環(huán)境地質(zhì)調(diào)查工作。”的要求,建實(shí)建強(qiáng)純社會公益性地勘隊(duì)伍(地調(diào)院、實(shí)驗(yàn)室、環(huán)境總站、地質(zhì)學(xué)校)。二是適時推進(jìn)準(zhǔn)公益性地勘隊(duì)伍建設(shè),地質(zhì)隊(duì)伍以資質(zhì)為紐帶,以區(qū)域相近、產(chǎn)業(yè)相似進(jìn)行整合重組,使其資質(zhì)、人員、工作性質(zhì)、工作覆蓋范圍、競爭能力等適應(yīng)公益性地質(zhì)工作和商業(yè)性地質(zhì)工作的需要,滿足我省資源環(huán)境保障工程各項(xiàng)工作的需要。目前地勘單位改革僅在管理形式上完成了從部管劃歸省管的管理體制的轉(zhuǎn)變,在人財(cái)物整合,組織結(jié)構(gòu)制度改革,投人機(jī)制等深層次改革方面并沒有大的突破,延續(xù)著部管模式。地質(zhì)工作已納人省經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展規(guī)劃,但省財(cái)政投人基礎(chǔ)地質(zhì)工作經(jīng)費(fèi)不足,屬地化以來,局主要是抓住資源開發(fā)的機(jī)遇發(fā)展經(jīng)濟(jì),解決了部分職工歷史欠賬,實(shí)現(xiàn)再就業(yè),穩(wěn)定職工隊(duì)伍,地勘單位改革的目的是為了加強(qiáng)地質(zhì)工作,改革是一個長期的過程,要貫徹國務(wù)院關(guān)于事業(yè)單位改革的總體部署和方針,按照有利于發(fā)展,有利于地勘隊(duì)伍更好地發(fā)揮作用,有利于構(gòu)建和諧社會的原則,實(shí)事求是,因地制宜,合理定位,穩(wěn)步推進(jìn),要避免脫離省情和地勘單位實(shí)情搞改革,又要避免畏難情緒止步不前。由于我省的省情是一個欠發(fā)達(dá)欠開發(fā)為特點(diǎn)的省份、從全國各省各兄弟地勘單位來看,我省人才實(shí)力不足,經(jīng)濟(jì)發(fā)展落后,從我省事業(yè)單位來看,地勘單位歷史負(fù)擔(dān)較重,歷史欠賬較多,因此,地勘單位的改革要比兄弟地勘單位和省內(nèi)其他事業(yè)單位的改革要慢半拍為宜。總之,地勘單位改革是一個長期的過程,需要在法律法規(guī)健全,政策環(huán)境改善的條件下逐步推進(jìn)。通過不斷精簡隊(duì)伍,把地勘單位改造為一支地質(zhì)事業(yè)技術(shù)支撐單位,剝離商業(yè)性地質(zhì)隊(duì)伍和其他經(jīng)營性實(shí)體,實(shí)現(xiàn)事企分離。
四、組織資源脆笠
(一)存在問題
從制度的第四層次分析,我局要改善內(nèi)部資源配置。(1)地勘單位事企不分。(2)目前貴州地礦局人力資源開發(fā)存在的主要問題。一是人才總量中高、中級專業(yè)技術(shù)人員嚴(yán)重不足。二是人力資源的結(jié)構(gòu)性矛盾凸現(xiàn)和人才的年齡結(jié)構(gòu)不均衡,制約地勘經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。三是引進(jìn)和留住人才面臨挑戰(zhàn)。在當(dāng)前的地勘市場中,人才競爭日益加劇,地質(zhì)專業(yè)人才的工資待遇偏低,時有人才流失的現(xiàn)象.在引進(jìn)和留住人才方面還面臨較大的挑戰(zhàn)。四是培訓(xùn)的軟、硬件急需改善,培訓(xùn)的質(zhì)量還有待于提高。(3)地勘單位歷史包袱沉重,管理成本高。
(二)對策建議
從制度的第四層次看,我局要著力推進(jìn)改革創(chuàng)新。
(1)公益性和商業(yè)性地勘工作分體運(yùn)行。從200。年開始,由于西部大開發(fā)和社會主義市場經(jīng)濟(jì)的建立和完善,除國家外,社會對地質(zhì)礦產(chǎn)、地質(zhì)環(huán)境的投人增加,商業(yè)性地質(zhì)工作市場逐步建立。野外地勘單位在從事公益性基礎(chǔ)地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)和工程工作之外,也從事商業(yè)性地質(zhì)工作。到了20世紀(jì)90年代中期,為促進(jìn)地勘工作的發(fā)展,國家提出建立公益性地質(zhì)工作和商業(yè)性地質(zhì)工作分開的體制。這是大勢所趨,應(yīng)積極穩(wěn)妥推進(jìn),這有利于地調(diào)院、環(huán)境監(jiān)察院、實(shí)驗(yàn)室、地校的可持續(xù)發(fā)展,同時順應(yīng)國家改革的潮流,通過重組改造,打造有競爭實(shí)力的商業(yè)性地質(zhì)隊(duì)伍。事業(yè)單位是提供公共產(chǎn)品的,非公共產(chǎn)品應(yīng)由企業(yè)提供,新制度經(jīng)濟(jì)學(xué)指出,在利用價(jià)格機(jī)制配置資源的情況下,通過形成一個組織,并由一個權(quán)威(組織[文秘站:]領(lǐng)導(dǎo)者)來支配資源,就能節(jié)約某些市場運(yùn)行成本?？扑狗治隽似髽I(yè)相對于市場(價(jià)格機(jī)制)具有成本優(yōu)勢的原因:一是因?yàn)槠髽I(yè)存在減少了簽約數(shù)量。二是企業(yè)可以以低于它替代的市場交易的價(jià)格得到生產(chǎn)要素(否則要素交易將重新回到公開市場)。三是企業(yè)契約關(guān)系的特性在于,生產(chǎn)要素通過簽約獲得一定的報(bào)酬(固定或浮動的)并同意在一定限度內(nèi)服從企業(yè)家的指揮,企業(yè)家在限定的范圍內(nèi),利用其權(quán)力在不確定環(huán)境中將生產(chǎn)要素配置到“最優(yōu)”的用途。由此可見,企業(yè)的存在是為了減少交易費(fèi)用,是在利用價(jià)格配置資源存在較高交易費(fèi)用時對價(jià)格機(jī)制的替費(fèi)用和企業(yè)組織成本的高低決定了企業(yè)可以配置的資源數(shù)量的多少,從而決定企業(yè)規(guī)模的大小(企業(yè)的邊界)。當(dāng)追加的交易由企業(yè)家組織時,企業(yè)就變大;當(dāng)企業(yè)家放棄對這些交易的組織時,企業(yè)就會變小。這對我局規(guī)劃事、企業(yè)單位的規(guī)模提供了科學(xué)依據(jù)。行為經(jīng)濟(jì)學(xué)家指出,人們“追求滿意”而不是最優(yōu)化,僅限于停留在某些較好解決方法,而不是繼續(xù)尋找最好的方法。簡言之,人類傾向于追求“滿意”水平,往往“設(shè)定”一個渴望程度進(jìn)行探索,直到發(fā)現(xiàn)了滿足渴望程度標(biāo)準(zhǔn)的辦法,選擇該辦法,從而解決了問題并制定了決策。這有助于我局設(shè)計(jì)事、企分離的辦法、條件和時機(jī)。集體行動的選擇標(biāo)準(zhǔn)是效率與公平。經(jīng)濟(jì)效率是考慮經(jīng)濟(jì)成果的大小,公平是考慮經(jīng)濟(jì)成果在社會成員間如何分割。公平、道德、平等、正義、分配等作為一個社會可能追求的意愿目標(biāo),都屬于公平這一標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)效率和公平這兩個標(biāo)準(zhǔn)在某一議題上不能在相同方向起作用時,這就需要我們能夠基于其他人可以接受或拒絕的明確標(biāo)準(zhǔn),判明我們的建議。有效率可能不公平,公平的也許無效率。因而,在集體選擇中,必須經(jīng)常進(jìn)行效率和公平的取舍。明確標(biāo)準(zhǔn)和進(jìn)行取舍這兩種活動,有助于集體選擇。要有一些手段能對選擇結(jié)果進(jìn)行評價(jià)和判定。一般而言,集體選擇的標(biāo)準(zhǔn)具有模糊而非清晰、暗含而非明顯、多重而非單一的特點(diǎn)。經(jīng)濟(jì)學(xué)家已發(fā)展了凈經(jīng)濟(jì)價(jià)值的思想,即商品和勞務(wù)提供給消費(fèi)者和生產(chǎn)者的貨幣價(jià)值量,以此作為進(jìn)行比較效率的統(tǒng)一尺度,最有效率的行動是能夠?qū)е聝舾＠畲蠡鲩L的行動。這有助于我們判斷改革成敗。
(2)積極推進(jìn)地礦事業(yè)單位人事制度改革。新制度經(jīng)濟(jì)學(xué)對傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)人假設(shè)作出了修正,對人的行為內(nèi)涵作了一些新的分析和假定?？蓺w結(jié)為三點(diǎn)假定:一是人的行為動機(jī)的雙重性。新制度經(jīng)濟(jì)學(xué)認(rèn)為,人的行為動機(jī)是雙重的,一方面追求物質(zhì)財(cái)富預(yù)期,另一方面又追求精神財(cái)富預(yù)期。二是人的有限理性。這一假定涉及人與環(huán)境的關(guān)系。人的有限理性包含兩個方面的含義,從客觀上看,環(huán)境是復(fù)雜的,人們面臨的是一個充滿不確定性的世界;從主觀上看,人對環(huán)境的認(rèn)識能力和計(jì)算能力是有限的,即心智有限。三是人的機(jī)會主義傾向。這是指人對自我利益的考慮和追求,意思是指人具有隨機(jī)應(yīng)變、投機(jī)取巧,甚至不擇手段以便自己謀取最大利益的行為傾向。這有助于對人力資源的管理。實(shí)行聘用制,實(shí)行崗位管理,按照“定編、定責(zé)、定崗”的辦法設(shè)定崗位,崗變薪變,一人多崗,發(fā)放崗位績效工資。按照兩低于原則,即工資總額增長低于經(jīng)濟(jì)效益增長,職工平均工資增長低于本單位勞動生產(chǎn)率的增長,切實(shí)貫徹按貢獻(xiàn)大小領(lǐng)取報(bào)酬,鼓勵技術(shù)、管理等生產(chǎn)要素參與收益分配,并處理好分配與效益、分配與積累的關(guān)系。建立適應(yīng)地勘經(jīng)濟(jì)的人事人才管理模式。①繼續(xù)圍繞我 局產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,實(shí)施人才結(jié)構(gòu)調(diào)整,提高人才的整體素質(zhì)。②建立激勵人才和廣攬人才的新機(jī)制,完善人才競爭和選拔激勵機(jī)制,建立人才評價(jià)機(jī)制。③高度重視人力資源開發(fā),積極創(chuàng)造有利于實(shí)現(xiàn)人才價(jià)值的有利環(huán)境。④突出培養(yǎng)創(chuàng)新人才,建立起人才創(chuàng)新的培訓(xùn)體系。造就一批既有科研能力,又有管理才干,敢于從事技術(shù)開發(fā)和成果轉(zhuǎn)化,在地學(xué)領(lǐng)域具有較高的學(xué)術(shù)造詣,起骨干作用的學(xué)術(shù)帶頭人;要培養(yǎng)一批既有較強(qiáng)創(chuàng)新能力又有市場頭腦的經(jīng)營管理人才。對學(xué)術(shù)帶頭人和專家型人才實(shí)行動態(tài)管理,以中青年高級專業(yè)技術(shù)人才為主體,形成我局高級人才隊(duì)伍。⑤建立以智力交流為特征的“人才柔性流動”制度,允許系統(tǒng)內(nèi)專業(yè)技術(shù)人才、經(jīng)營管理人才合理流動,高級專家可實(shí)行延退政策,鼓勵已經(jīng)退休的老專家進(jìn)行二次創(chuàng)業(yè),發(fā)揮退休人員的作用,繼續(xù)為單位作貢獻(xiàn)。要以改革創(chuàng)新精神抓人才培訓(xùn)和引進(jìn)等各項(xiàng)工作。根據(jù)貴州局的實(shí)際,未來人才的培養(yǎng)和引進(jìn)主要圍繞地質(zhì)勘查、工勘施工和礦業(yè)開發(fā),加大人員結(jié)構(gòu)調(diào)整力度,以實(shí)現(xiàn)地質(zhì)找礦突破,推進(jìn)礦業(yè)開發(fā),構(gòu)建和諧地礦的目標(biāo)。
(3)加強(qiáng)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查,為貴州省提供資源保障和技術(shù)支撐。根據(jù)貴州省社會與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展“十一五”規(guī)劃綱要,未來貴州省發(fā)展與基礎(chǔ)地質(zhì)、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)有關(guān)的主要工作有:①在生態(tài)環(huán)境建設(shè)方面:以建設(shè)“兩江”上游生態(tài)屏障為目標(biāo),以保持水土、防治石漠化為中心,推進(jìn)以石漠化為主的生態(tài)恢復(fù)治理工程和水土保持、生態(tài)建設(shè)工程。②在農(nóng)業(yè)方面:推進(jìn)社會主義新農(nóng)村建設(shè),堅(jiān)持把解決“三農(nóng)”問題作為全省工作的重點(diǎn),努力提高糧食產(chǎn)量和發(fā)展特色農(nóng)業(yè)。③在水資源方面:以加快解決缺水為重點(diǎn)的水利設(shè)施建設(shè),著力解決農(nóng)灌、城鎮(zhèn)防洪和人畜飲水三大問題。加強(qiáng)解決飲水安全問題。通過對地表水資源缺乏地區(qū)、地方病多發(fā)區(qū)、石漠化區(qū)地下水的有效開發(fā),配合地表水工程,解決或緩解巖溶干早造成的農(nóng)田灌溉和人畜飲用缺水,以及城市、工礦、農(nóng)村飲水不安全問題,促進(jìn)石漠化生態(tài)環(huán)境的改善、巖溶石山區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、貧困區(qū)人民脫貧,實(shí)現(xiàn)國家新農(nóng)村建設(shè)的目標(biāo)。④在基礎(chǔ)實(shí)施建設(shè)方面:加速建成省內(nèi)主要的交通干線高等級公路;加快黃織鐵路、貴陽鐵路樞紐的建設(shè),加快民用航空體系的建設(shè);加快整治烏江、赤水河航道,疏通南盤江、北盤江和紅水河、都柳江、清水江航道以及天生橋庫區(qū)港口建設(shè)。⑤在礦產(chǎn)開發(fā)方面:以大型煤礦建設(shè)為重點(diǎn),建成一批大型骨干煤礦,并擴(kuò)大鋁土、磷等非煤礦山建設(shè)。⑥在能源建設(shè)方面:依托大型煤礦建成一批火電站,并加快烏江、南北盤江、清水江等主要河流水電開發(fā)。⑦在城市建設(shè)方面:逐步擴(kuò)大主要城市,加快小城鎮(zhèn)建設(shè)。推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展。⑧在地?zé)帷⒙糜伍_發(fā)方面:發(fā)揮貴州省自然資源的優(yōu)勢,以地?zé)豳Y源帶動城市建設(shè)和旅游業(yè)發(fā)展,把旅游業(yè)培育為新的支柱產(chǎn)業(yè)。
(4)推進(jìn)礦業(yè)開發(fā),為改革提供經(jīng)濟(jì)動力。通過找礦突破推進(jìn)礦業(yè)開發(fā)。依靠技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)找礦突破,依靠技術(shù)創(chuàng)新推動制度創(chuàng)新。技術(shù)變遷(創(chuàng)新)與制度變遷(創(chuàng)新)相互影響、相互促進(jìn)。技術(shù)變遷(創(chuàng)新)與制度變遷(創(chuàng)新)兩者共同構(gòu)成相互聯(lián)系、相互推進(jìn)的有機(jī)整體,唯有它們整合在一起,才形成推動經(jīng)濟(jì)增長的現(xiàn)實(shí)力里。一般而言,技術(shù)創(chuàng)新是生產(chǎn)力中最活躍的部分,因?yàn)榧夹g(shù)創(chuàng)新的主體是人,而人具有積極主動性,是生產(chǎn)力中最活躍的因素。人們在實(shí)踐過程中,會遇到各式各樣的問題和困難,這些都促使人們?nèi)ニ伎?、去解決,隨著問題的解決,技術(shù)進(jìn)步了,生產(chǎn)力也發(fā)展了。生產(chǎn)力的發(fā)展,遲早會沖破舊制度的束縛,導(dǎo)致制度的變遷,而制度的變遷又為新的技術(shù)創(chuàng)新提供更為廣闊和寬松的創(chuàng)新條件,激勵進(jìn)一步的創(chuàng)新。正是由于技術(shù)創(chuàng)新和制度創(chuàng)新的此起彼伏的矛盾運(yùn)動,才構(gòu)成了創(chuàng)新系統(tǒng)的不斷上升。通過制度創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)改革目標(biāo)。
(5)構(gòu)建和諧地礦。制度是“管束人們行為的一系列規(guī)則”,是人與人合作的共同準(zhǔn)則。社會經(jīng)濟(jì)生活中,人與人之間的關(guān)系不僅僅只有競爭,而且還有合作。因?yàn)槿说挠邢扌耘c信息不對稱性、機(jī)會主義傾向等方面的原因,人自身不可能處理好競爭與合作的矛盾沖突,制度安排能有效解決合作問題。新制度經(jīng)濟(jì)學(xué)對制度的選擇與評價(jià)必須聯(lián)系制度的正義、公平與互惠。正義是基礎(chǔ),公平是保證,互惠是原則。一種制度要保證合作,要做到兩點(diǎn):一是按制度辦,可以節(jié)約信息,降低風(fēng)險(xiǎn),增加收益;二是違反制度會受到懲罰,得不償失。建立在相互依賴基礎(chǔ)上的個人為了得到分工的好處和合作剩余,他們有一種對互惠制度的需求,只有互惠制度能給他們帶來分工的好處和合作剩余。評價(jià)一個經(jīng)濟(jì)制度的好壞的一個重要標(biāo)準(zhǔn)是看它是否激勵相容。激勵問題是在每一個社會經(jīng).濟(jì)單位中都出現(xiàn)。一個人做的每一件事都涉及利益和代價(jià),只要利益和代價(jià)不相等,人們就會有不同的激勵反應(yīng)。既然個人、社會和經(jīng)濟(jì)組織的利益不可能完全一致,怎樣將自利、互利和社會利益有機(jī)地統(tǒng)一起來呢?這就是激勵相容。始終不渝加強(qiáng)公益性隊(duì)伍建設(shè)。以為貴州經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展提供資源、環(huán)境保障為目標(biāo),增強(qiáng)地質(zhì)勘查服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會能力;公益性地勘隊(duì)伍包括地調(diào)院、環(huán)境監(jiān)察院等單位,要建設(shè)成為在貴州完成國家地質(zhì)工作任務(wù)的主要技術(shù)力量,成為貴州省政府在地質(zhì)資源保障和地質(zhì)環(huán)境保護(hù)方面的主要技術(shù)支撐;產(chǎn)業(yè)技術(shù)取得長足進(jìn)步,新技術(shù)、新方法得到推廣運(yùn)用,基礎(chǔ)地質(zhì)研究有所突破;準(zhǔn)公益性地勘單位要適應(yīng)社會需要、公益性與商業(yè)性良性互動并存的特色綜合地勘隊(duì)伍調(diào)整到位,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)更趨合理;基本解決人才缺乏問題,人力資源配置趨于合理。推進(jìn)各單位精神文明建設(shè),職工素質(zhì)普遍增強(qiáng),職工生活水平和文明程度明顯提高,對改革形成統(tǒng)一認(rèn)識,找準(zhǔn)自己的位置,實(shí)現(xiàn)共同受益,開創(chuàng)地質(zhì)工作新局面,構(gòu)建和諧地礦
[論文關(guān)鍵詞] 電力通信 ASON網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 發(fā)展趨勢
[論文摘 要] 通過對當(dāng)前的電力通信系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析,結(jié)合ASON的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)和特色及其發(fā)展趨勢,來對ASON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的未來方向作一下簡單的前瞻。
隨著當(dāng)下計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和光纖通信的發(fā)展,人類正在逐漸地進(jìn)入到信息社會,信息交換量的日益擴(kuò)大使得各種通信業(yè)務(wù)也得到了前所未有的發(fā)展機(jī)遇,因而導(dǎo)致現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)不能滿足當(dāng)下社會的需求。一方面現(xiàn)有的傳送網(wǎng)結(jié)構(gòu)是針對話音業(yè)務(wù)優(yōu)化的,不能適應(yīng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)突發(fā)的特點(diǎn);另一方面,傳輸網(wǎng)缺少智能化。各骨干網(wǎng)絡(luò)的容量以及城域接入能力的多樣化,對傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)要求更加高,尤其是對于光傳送網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)帶寬進(jìn)行動態(tài)分配已經(jīng)是人們所要追求的目標(biāo),正是在這樣的背景下,ASON的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。
一.當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的現(xiàn)狀和需求
長期以來,光網(wǎng)絡(luò)作為底層的傳送網(wǎng)絡(luò),承載著上層多種類型的業(yè)務(wù)。但隨著用戶業(yè)務(wù)需求的擴(kuò)大和網(wǎng)絡(luò)智能控制技術(shù)的發(fā)展,通過智能化的光蚓絡(luò)成為目前網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢。近幾年,智能光網(wǎng)絡(luò)在全球范圍內(nèi)的應(yīng)用得到了迅猛發(fā)展智能光網(wǎng)絡(luò)的推出是光傳送網(wǎng)由靜態(tài)基礎(chǔ)網(wǎng)向動態(tài)業(yè)務(wù)剛轉(zhuǎn)型的重要標(biāo)志,是IP技術(shù)思想在光通信中的應(yīng)用和光通信為適應(yīng)業(yè)務(wù)IP化的必要選擇。智能光網(wǎng)絡(luò)代表了光傳送網(wǎng)的發(fā)展方向,也將是下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)的重要組成部分,必將有廣闊的發(fā)展前景。隨著電力通信的發(fā)展和寬帶業(yè)務(wù)的不斷增加,如何建設(shè)一個先進(jìn)、穩(wěn)定的通信傳輸網(wǎng)絡(luò)是目前電力系統(tǒng)的重要課題。在現(xiàn)有電力光傳輸網(wǎng)引入ASON技術(shù),將給電力系統(tǒng)帶來質(zhì)量和性能的提高。
二.ASON的發(fā)展趨勢
從上個世紀(jì)的九十年代提出ASON的相關(guān)的概念開始,ASON的相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)步和驕人的發(fā)展業(yè)績,早已在各國的電力通信系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。
(一)與傳統(tǒng)的環(huán)網(wǎng)相比,ASON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所具有的優(yōu)點(diǎn)
第一,ASON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以支持很多的保護(hù)和恢復(fù)的方式,也可以方便地根據(jù)用戶業(yè)務(wù)的等級來提供不同的傳送服務(wù)。第二,與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的低利用率相比,ASON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對于網(wǎng)絡(luò)資源的利用率更高,很好的解決了浪費(fèi)空閑網(wǎng)絡(luò)通道的難題。除此之外,與傳統(tǒng)的跨節(jié)點(diǎn)或跨站點(diǎn)架設(shè)的電力通信通道相比,ASON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不會受到節(jié)點(diǎn)的有關(guān)瓶頸以及多重失效等問題的干擾。第三,ASON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)的生存性能比較突出,并且與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的擴(kuò)展性能和潛力相比,其更具有優(yōu)勢,它可根據(jù)業(yè)務(wù)的相關(guān)需求來靈活的增加節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。第四,ASON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通過擴(kuò)容進(jìn)行相關(guān)業(yè)務(wù)和系統(tǒng)的升級時更加的便利,只需分?jǐn)嗝婕纯蛇M(jìn)行擴(kuò)容,容易實(shí)現(xiàn)端到端的電路調(diào)度以及保護(hù)工作,方便、快速而便捷的提供相關(guān)的各種業(yè)務(wù),使得恢復(fù)前后時延的變化量縮短,數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)能力得到大大提高。
(二)積極開發(fā)控制平面
第一,優(yōu)化傳送的平面和控制平面的接口,可采用內(nèi)嵌式或者外置式,其中如果內(nèi)嵌式的化是通過在設(shè)備上插單盤的方式來實(shí)現(xiàn),如果采用的是外置式,則一般通過外置單板服務(wù)器的方式來實(shí)現(xiàn),這兩種方式相比,外置的處理能力更強(qiáng),更加適合ASON的建設(shè)工作。第二,實(shí)現(xiàn)分布式的智能:與傳統(tǒng)的集中式相比而言,分布式消除了通信的瓶頸,做到了多個網(wǎng)元同時計(jì)算來使得業(yè)務(wù)恢復(fù),有效的提升了業(yè)務(wù)恢復(fù)的效率,而且由于其分布式的特點(diǎn),任何一個節(jié)點(diǎn)的控制平面出現(xiàn)問題都不會影響到整個的網(wǎng)絡(luò),所以使得網(wǎng)絡(luò)更加的安全和可靠。第三,研發(fā)控制協(xié)議,其關(guān)注的重點(diǎn)由域內(nèi)轉(zhuǎn)移到域間,從協(xié)議類型本身到拓展部分協(xié)議的理解,特別是域間保護(hù)恢復(fù)技術(shù)。第四,提高控制平面的相關(guān)性能,特別是對于業(yè)務(wù)和資源的發(fā)現(xiàn)的支持能力方面?？刂破矫娴男阅茏钪匾牟糠质蔷W(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的恢復(fù)時間,除此之外,影響恢復(fù)時間的因素:故障類型、信令的傳輸方式、節(jié)點(diǎn)個數(shù)等等,特別是在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的網(wǎng)狀連接拓?fù)?、業(yè)務(wù)的承載量相對較大而且端到端的鏈路多條失靈的情形下系統(tǒng)的恢復(fù)速度。第五,保證智能的可控性,能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)的功能和性能始終保持在運(yùn)營部門的控制范圍內(nèi)。
(三)提升網(wǎng)管和傳輸平面的性能
網(wǎng)管平面主要針對控制平面的管理,主要是解決如何快捷而準(zhǔn)確的通過網(wǎng)管平面進(jìn)行查詢或者更改跟控制平面相關(guān)的鏈路的屬性或者參數(shù),以及如何定制和使用維護(hù)電路的報(bào)表,將現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際狀態(tài)有機(jī)的結(jié)合起來,使得整個網(wǎng)絡(luò)的功能和性能得到能夠有個較好的模擬環(huán)境。為了實(shí)現(xiàn)ASON的功能,傳送的平面必須能夠配合控制平面完成業(yè)務(wù)和鄰居的自動發(fā)現(xiàn)能力、傳送平面鏈路和網(wǎng)元狀態(tài)通告能力、信號監(jiān)控和故障檢測能力、光層的故障保護(hù)恢復(fù)能力以及路徑的動態(tài)配置和拆除能力向用戶提供基于SLA的業(yè)務(wù),而不是僅局限在提供不同優(yōu)先級的電路,還有必要使得運(yùn)營商對用戶提供有關(guān)電路的一些有效參數(shù)。為了這些目的的實(shí)現(xiàn),端到端業(yè)務(wù)的調(diào)度和質(zhì)監(jiān)工作就顯得尤為重要。而就目前來看,要實(shí)現(xiàn)端到端的業(yè)務(wù)質(zhì)量監(jiān)測就必須解決光層面的問題,在過去,一般所采用的方式是通過在DWDM信道中進(jìn)行傳輸,并且在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的地方來測量低頻幅度來進(jìn)行調(diào)節(jié),抑或在所傳輸?shù)男诺乐屑尤胍粋€監(jiān)控波的方式來實(shí)現(xiàn)。但是傳統(tǒng)的方式存在不能提供某一特定信道的相關(guān)信息的缺點(diǎn)。最近人們通過研究光性能方面的監(jiān)測設(shè)備以便實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測,它的作用原理是利用從光纖中抽取很少光功率,然后根據(jù)波長來將信號輸入單獨(dú)的信道中,即對所傳輸?shù)男盘柦鈴?fù)用。
(四)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展策略與方案
關(guān)于ASON的發(fā)展,現(xiàn)在主要有在骨干網(wǎng)中使用和在城域網(wǎng)中使用這兩種觀點(diǎn)。這兩種觀點(diǎn)的所持有的共有的原則是根據(jù)ASON的技術(shù)發(fā)展的狀況,結(jié)合相關(guān)業(yè)務(wù)的發(fā)展需求,然后再因地制宜的確定ASON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的使用方案。首先是ASON與傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)融合的方案,利用將進(jìn)行統(tǒng)一的管理,使得其既支持傳統(tǒng)的子網(wǎng)設(shè)備又支持新型的ASON的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),可以方便在更新系統(tǒng)的過程中減少不必要的損失,使得其循序漸進(jìn)的進(jìn)行。再者就是采用ASON網(wǎng)帶和SDH環(huán)混合組網(wǎng)的方案,邊緣的ASON的節(jié)點(diǎn)需要在Mesh和SDH網(wǎng)中同時出現(xiàn),這樣改善了邊緣節(jié)點(diǎn)的失效故障對系統(tǒng)的影響,同時通過多個邊緣節(jié)點(diǎn)均勻承載跨網(wǎng)業(yè)務(wù)的過渡,優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)資源的配置。
總而言之,ASON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在很大程度上改變了過去傳輸網(wǎng)的運(yùn)行方式以及運(yùn)作理念,對其發(fā)展產(chǎn)生了不可估量的影響。電力通信系統(tǒng)中引入ASON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是大勢所趨。新型電力通信系統(tǒng)的構(gòu)建要在確保網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行以及確定合理的過度方案基礎(chǔ)之上,實(shí)時業(yè)務(wù)的實(shí)際需求及時調(diào)整現(xiàn)有的電力通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),并在此過程當(dāng)中大力推廣應(yīng)用ASON網(wǎng)絡(luò)技術(shù),實(shí)現(xiàn)電力通信系統(tǒng)的升級。
1我國電力通信中存在的問題
1.1網(wǎng)絡(luò)方面
雖然我國的電力通信系統(tǒng)中已經(jīng)出現(xiàn)了多樣化的通信方式,且通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的也較為完善和完整,但是,相對于全球的電力通信發(fā)展趨勢和方向來看的話,我國的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)還存在很多的不足,尤其是在電力系統(tǒng)的發(fā)展過程中又出現(xiàn)了新的發(fā)展形式的情況下,我國的電力通信更是顯示出了不足之處,不能滿足業(yè)務(wù)發(fā)展提出來的要求。在電力通信系統(tǒng)中,主要是以星型和樹型的結(jié)構(gòu)模式為主的干網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)合性較為明顯,但是互聯(lián)性卻極差,增加了電路迂回構(gòu)成的難度,因此電力通信網(wǎng)絡(luò)具備的可靠性和靈活性也比較差。在電力通信網(wǎng)絡(luò)中,網(wǎng)絡(luò)體制發(fā)展的不完善,嚴(yán)重制約了電力通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,需要對其進(jìn)行改進(jìn)和完善。
1.2管理方面
現(xiàn)階段,我國的電力通信網(wǎng)絡(luò)用戶在與電力通信網(wǎng)絡(luò)接入時,會處在一個相對薄弱的狀態(tài),一般情況下,都是通過電話線的接入方式進(jìn)行的,電力系統(tǒng)的用戶大部分是通過模擬式信號的接口與電力通信系統(tǒng)相連接的,無法對里面的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行傳輸和調(diào)整的處理。我國對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行管理還處在一個初級階段,還只能通過分路監(jiān)測對電路進(jìn)行檢查和控制。但是在電力通信網(wǎng)絡(luò)中,通信規(guī)約和接口都不統(tǒng)一,因此,這就大大限制了設(shè)備和通信方式的發(fā)展,阻礙了它們向著多元化的方向發(fā)展,也阻礙了電力通信網(wǎng)絡(luò)中傳輸網(wǎng)絡(luò)體制的發(fā)展,給收集網(wǎng)絡(luò)管理所需的信息增加了難度,導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的發(fā)展不夠完整。
2我國電力系統(tǒng)的業(yè)務(wù)
為了保證電力系統(tǒng)的安全生產(chǎn),電力通信網(wǎng)絡(luò)被不斷的建設(shè)和完善,因此電力系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)也與電力系統(tǒng)有著極為密切的聯(lián)系,隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展也會不斷的出現(xiàn)新的業(yè)務(wù)形式。目前,我國的國家電網(wǎng)比較重視特高壓輸電技術(shù)的發(fā)展。由于特高壓技術(shù)具備距離長和控制范圍較為廣泛的特點(diǎn),可以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的長距離和大范圍的傳輸自動化數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和繼電保護(hù)等。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)IEC61850建立的并已投入運(yùn)行的變電站都是通過電力通信網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)變電站與變電站的數(shù)據(jù)傳輸,能夠?qū)收箱洸〝?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時的傳輸,能夠推動電力通信網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展。主要業(yè)務(wù)在電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中。進(jìn)行的業(yè)務(wù)包括以下幾種:實(shí)時性強(qiáng)的業(yè)務(wù)包括EMS/SCADA系統(tǒng)、繼電保護(hù)數(shù)據(jù)、水調(diào)自動化以及電力市場實(shí)時數(shù)據(jù)等;準(zhǔn)實(shí)時性的業(yè)務(wù)包括EMS網(wǎng)絡(luò)分析數(shù)據(jù)和電度量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)兩種;非實(shí)時性的業(yè)務(wù)包括很多種類,例如,調(diào)度計(jì)劃等。電話業(yè)務(wù)分為兩類:調(diào)度電話、行政電話。通用廣域網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)包括的種類也較多,例如,數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中,包括企業(yè)管理信息數(shù)據(jù)、電力市場數(shù)據(jù)等;電力通信網(wǎng)絡(luò)中的多媒體業(yè)務(wù)又包括會議電視、電子郵件以及遠(yuǎn)程教育等多種類型。業(yè)務(wù)的發(fā)展隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展,電力通信網(wǎng)絡(luò)中也出現(xiàn)了很多新的業(yè)務(wù),例如,與特高壓應(yīng)用聯(lián)系較為密切的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),包括繼電保護(hù)數(shù)據(jù)與自動化數(shù)據(jù)等。新業(yè)務(wù)中還包括與根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IEC61850建起來的變電站有關(guān)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
3我國電力通信技術(shù)發(fā)展的措施
電力通信發(fā)展的目的就是為電力系統(tǒng)的生產(chǎn)服務(wù),又由于電力通信的發(fā)展是以電力系統(tǒng)為基礎(chǔ)的,為電力系統(tǒng)的安全生產(chǎn)提供服務(wù)。就目前我國電力通信技術(shù)發(fā)展的趨勢來看,必須使用新的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來推動電力系統(tǒng)的快速發(fā)展。
3.1網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
在電力通信網(wǎng)絡(luò)中,還包含著邏輯網(wǎng),邏輯網(wǎng)能夠保證電力通信網(wǎng)絡(luò)所具備的功能和效益得到有效地發(fā)揮,從而提高電力通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性,提高電力通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行各種業(yè)務(wù)傳輸信息時的質(zhì)量。就目前我國的電力通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備來說,應(yīng)該在實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化上投入更多的研究精力,并與同步數(shù)字傳輸體系技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合,對同步數(shù)字傳輸體系技術(shù)中的網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)的解決,并將網(wǎng)絡(luò)同步技術(shù)也解決掉。
3.2寬帶綜合通信平臺技術(shù)
目前,我國現(xiàn)有的電力通信網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模都較小,被進(jìn)行逐級的劃分之后,電力通信網(wǎng)絡(luò)中的通信資源就顯得較為緊張了,且利用率不高。如果要想改變目前我國電力通信網(wǎng)絡(luò)中存在的這種狀況的話,就需要以綜合通信平臺為基礎(chǔ),不斷完善電力通信網(wǎng)絡(luò),并對與綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)技術(shù)有關(guān)的問題進(jìn)行重點(diǎn)的解決,其中包括ISDN協(xié)議轉(zhuǎn)換和接口標(biāo)準(zhǔn)等問題,是窄帶ISDN逐漸向著寬帶ISDN的方向過渡。異步傳輸模式技術(shù)是決定寬帶綜合通信平臺實(shí)現(xiàn)并應(yīng)用到電力通信網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵技術(shù),接下來研究的重點(diǎn)就應(yīng)該放在如何通過ATM技術(shù)的利用,來實(shí)現(xiàn)我國電力通信網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵業(yè)務(wù)。
4電力通信技術(shù)的發(fā)展趨勢
4.1網(wǎng)絡(luò)平臺技術(shù)的發(fā)展趨勢
在電力通信平臺的發(fā)展過程中,最需要考慮的問題就是遠(yuǎn)程保護(hù)和遠(yuǎn)程遙控等與遠(yuǎn)程有關(guān)的業(yè)務(wù)。近幾年,我國的電力系統(tǒng)中分布著很多的多點(diǎn)聯(lián)動分布式網(wǎng)絡(luò)、保密與非保密等子系統(tǒng)的應(yīng)用,大大推動了我國點(diǎn)來看I通信技術(shù)的發(fā)展,并為電力通信技術(shù)指出了發(fā)展的趨勢。由于電力通信業(yè)務(wù)具備較為鮮明的多樣性和差異性,有些較為特殊的業(yè)務(wù)就需要將網(wǎng)絡(luò)底層作為直接承載進(jìn)行工作,而有的業(yè)務(wù)則需要通過上層的IP來解決,還有一部分的業(yè)務(wù)則需要使用到電力通信網(wǎng)絡(luò)中間的某一層進(jìn)行,因此電力通信網(wǎng)絡(luò)并不是與公網(wǎng)完全一樣,它也有要滿足電力通信的要求而發(fā)展來的。目前,西方發(fā)達(dá)國家的電力通信技術(shù)都向著電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的某個局部通過適當(dāng)?shù)募夹g(shù)就可以組成電力通信技術(shù)發(fā)展需要的子網(wǎng)絡(luò)的方向發(fā)展,而這些子網(wǎng)絡(luò)使用網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)就可以形成一個較為完整的網(wǎng)絡(luò)平臺,但是如何對電力通信網(wǎng)絡(luò)中的局部區(qū)域進(jìn)行劃分是一個比較困難的工作,從而能夠保證電力通信網(wǎng)絡(luò)不僅具有靈活性,而且還具備局部優(yōu)化的功能,能夠?qū)㈦娏νㄐ啪W(wǎng)絡(luò)鎖具備的互聯(lián)性發(fā)揮到最大化。就目前來看,寬帶城域網(wǎng)會成為我國電力通信網(wǎng)絡(luò)未來發(fā)展的趨勢。
4.2傳輸介質(zhì)的發(fā)展趨勢
我國的電力通信傳輸技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的較為成熟了,應(yīng)用范圍非常廣泛,成為我國傳輸技術(shù)未來發(fā)展的趨勢。但是在光纜技術(shù)的發(fā)展的過程中,要注意以下問題:在對ADSS進(jìn)行施工防護(hù)以及監(jiān)視的施工時,需要用OPGW帶電施工技術(shù)帶更換地線。只有施工人員掌握的施工技術(shù)較為全面了,才能夠提高電力通信技術(shù)發(fā)展的靈活性,最大努力的降低制約電力通信技術(shù)發(fā)展的因素存在。在對光纜進(jìn)行選型時,需要根據(jù)纖芯的性能、成本、市場等多個因素進(jìn)行考慮,以選出性價(jià)比較高的纖芯種類 。不同的生產(chǎn)廠家在制造纖芯時,所使用的制造工藝會對光纜的使用壽命產(chǎn)生影響,因此要盡量需用符合國際標(biāo)準(zhǔn)的光纜進(jìn)行施工,以保證施工的質(zhì)量。
5結(jié)語
綜上所述,電力通信技術(shù)在發(fā)展的過程中,應(yīng)該與公網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合,并逐漸發(fā)展出具備自身通信特點(diǎn)的業(yè)務(wù)出來,將高新技術(shù)應(yīng)用到我國的電力通信網(wǎng)絡(luò)中,進(jìn)行不斷的嘗試,以推動我國電力通信技術(shù)的發(fā)展,滿足我國電力系統(tǒng)發(fā)展的需要,促進(jìn)我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
(1)探索電網(wǎng)發(fā)展的新途徑
深入學(xué)習(xí)科學(xué)發(fā)展觀,確保電力發(fā)展?jié)M足社會的正常需求,并適應(yīng)我國能源分布的基本國情,使我國電力事業(yè)得到平衡、穩(wěn)步發(fā)展。加強(qiáng)電力無線通信技術(shù)的研究和創(chuàng)新,探索電力發(fā)展新途徑,將更多的無線通信技術(shù)應(yīng)用到電網(wǎng)建中去,不斷研究創(chuàng)新,使其適應(yīng)當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行和未來的發(fā)展需要。
(2)開創(chuàng)電網(wǎng)發(fā)展新局面
將電網(wǎng)建設(shè)的安全責(zé)任落實(shí)到位,不斷改革完善安全工作體系,致力于解決電網(wǎng)安全問題。在加速電網(wǎng)建設(shè)的同時,加強(qiáng)創(chuàng)新安全管理理念,不斷規(guī)范管理制度,嚴(yán)格監(jiān)督管理,推進(jìn)應(yīng)急體系建設(shè),真正做到安全供電。在一些事故頻發(fā)區(qū)域,加強(qiáng)安全防護(hù)措施,保持電網(wǎng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行,確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定。
(3)創(chuàng)新管理技術(shù)
遵循電網(wǎng)運(yùn)行的一般規(guī)律,不斷創(chuàng)新管理技術(shù),借鑒國內(nèi)外先進(jìn)的管理技術(shù)和管理理念,建立有效的工作機(jī)制,以發(fā)展為主線,全面提高整體調(diào)度能力,完善管理,從而使電網(wǎng)建設(shè)趨于科學(xué)化、規(guī)范化、合理化。此外,還要加強(qiáng)核心調(diào)度能力,保持技術(shù)規(guī)范與技術(shù)支持系統(tǒng)的統(tǒng)一、協(xié)調(diào)發(fā)展,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)建設(shè)的一體化。
(4)積極推進(jìn)技術(shù)的創(chuàng)新
加大科研投入,致力于技術(shù)創(chuàng)新研發(fā),提高數(shù)字化、信息化水平,開發(fā)安全可靠的電力無線通信網(wǎng)絡(luò)。全景分布式的一體化調(diào)度支持系統(tǒng)是未來電力無線通信技術(shù)的發(fā)展方向,采用多防線、多層次的安全防御系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的最優(yōu)化,全面促進(jìn)我國電力通信事業(yè)的發(fā)展。
(5)積極推進(jìn)調(diào)度建設(shè)
首先,準(zhǔn)確把握調(diào)度中心功能定位,正確認(rèn)識國家電力通信事業(yè),加強(qiáng)部署,統(tǒng)一決策,全面提高思想認(rèn)識。第二,加強(qiáng)思想作風(fēng)建設(shè),將國家電網(wǎng)安全問題作為工作重點(diǎn),改善服務(wù)質(zhì)量,結(jié)合實(shí)際調(diào)度情況,加強(qiáng)整頓工作,充分發(fā)揮黨的政治優(yōu)勢和模范作用。
(6)結(jié)束語
無線通信技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢將成為電力系統(tǒng)構(gòu)建綜合通信網(wǎng)的重要組成部分,因此,今后要對無線網(wǎng)絡(luò)有一個理性的態(tài)度和科學(xué)的把握,加強(qiáng)無線通信網(wǎng)絡(luò)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用,加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)資源的有效配置和利用,促進(jìn)電力事業(yè)的發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】在線,監(jiān)測,應(yīng)用,智能,電力,聯(lián)網(wǎng),技術(shù),分析,參數(shù),傳感器
“輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)”就是針對輸電線路的安全性和使用壽命等問題而研制的電力行業(yè)設(shè)備在線監(jiān)測產(chǎn)品。
該系統(tǒng)主要由兩大部分組成:前端監(jiān)測終端(下位機(jī))和后臺主站系統(tǒng)(上位機(jī))。前端監(jiān)測終端安裝在線路桿塔上,主要由各種傳感器、攝像機(jī)、主處理器單元、通信模塊和供電單元構(gòu)成。傳感器包含拉力傳感器、風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、環(huán)境溫度傳感器、濕度傳感器、傾角傳感器、泄漏電流傳感器及導(dǎo)線溫度傳感器等。前端監(jiān)測終端采集上述傳感器的數(shù)據(jù)以及圖像數(shù)據(jù),通過gprs/cdma/sms網(wǎng)絡(luò)傳送到在internet上的上位機(jī)(接收中心),上位機(jī)把當(dāng)前的圖像數(shù)據(jù)和相關(guān)傳感器數(shù)據(jù)存到數(shù)據(jù)庫或者硬盤中,電力監(jiān)控網(wǎng)用戶通過監(jiān)控軟件訪問接收中心并從數(shù)據(jù)庫或硬盤中讀取當(dāng)前桿塔位置的信息,為輸電線路災(zāi)害預(yù)警提供依據(jù)。
該系統(tǒng)主要功能包括覆冰狀態(tài)監(jiān)測、氣象參數(shù)監(jiān)測、圖像監(jiān)測功能、電氣參數(shù)監(jiān)測、力學(xué)參數(shù)監(jiān)測及導(dǎo)線溫度監(jiān)測等功能。
覆冰狀態(tài)監(jiān)測:通過相關(guān)的在線監(jiān)測設(shè)備,實(shí)時測量導(dǎo)線重量、絕緣子串風(fēng)偏角、風(fēng)速、風(fēng)向、溫度等參數(shù),分析軟件綜合上述數(shù)據(jù)、導(dǎo)線相關(guān)參數(shù)及相關(guān)數(shù)據(jù)模型,計(jì)算出目前導(dǎo)/地線的等值覆冰厚度。
氣象參數(shù)監(jiān)測:微氣象監(jiān)測通過在線監(jiān)測線路環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、雨量、大氣壓力等參數(shù),對氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析,將所有數(shù)據(jù)通過各種報(bào)表、統(tǒng)計(jì)圖、曲線等方式顯示給用戶。
圖像監(jiān)測:通過在桿塔上/或輸電線上安裝攝像裝置,實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測輸電線路運(yùn)行狀況。通過圖像監(jiān)測可以直觀地實(shí)現(xiàn)對線路覆冰情況的觀測。遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控適用于危險(xiǎn)點(diǎn)、突發(fā)事故點(diǎn)的有效監(jiān)控。
電氣參數(shù)監(jiān)測:電氣參數(shù)監(jiān)測主要指絕緣子泄露電流監(jiān)測。采集運(yùn)行狀態(tài)下絕緣子表面的泄露電流和脈沖頻次及溫度、濕度等參數(shù),將采集到的信息以gsm/gprs/cdma方式傳輸?shù)奖O(jiān)控中心,經(jīng)過系統(tǒng)分析軟件的智能分析和判斷,顯示出絕緣子表面的積污狀態(tài)及其發(fā)展趨勢,繪出各種變化曲線,在污穢過限時,發(fā)出報(bào)警信號;同時,系統(tǒng)分析軟件能根據(jù)各監(jiān)測終端采集的運(yùn)行數(shù)據(jù),自動繪制出各地市甚至整個區(qū)域的污區(qū)分布圖,在經(jīng)過一段時間后,系統(tǒng)還可以更新污區(qū)分布圖,有效防止和減少線路污閃及冰閃事故,提高線路安全運(yùn)行及信息化管理水平。
導(dǎo)線溫度在線監(jiān)測:通過采集導(dǎo)線溫度,掌握各導(dǎo)線溫升情況,當(dāng)某處溫度超限時及時通過短信的方式發(fā)給相關(guān)管理人員。該系統(tǒng)也為動態(tài)提高電網(wǎng)輸送能力提供決策依據(jù),增加輸電能力,緩解電力緊張形式。
力學(xué)參數(shù)監(jiān)測:力學(xué)參數(shù)監(jiān)測功能除了結(jié)合等值覆冰厚度監(jiān)測功能實(shí)現(xiàn)絕緣子拉力、傾角測量外,還可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線振動頻率的監(jiān)測。
目前,“輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)”,這一由中國電子科技集團(tuán)公司第五十二研究所控股企業(yè)杭州?？道坐B信息技術(shù)有限公司專門致力于研制開發(fā)的基于物聯(lián)網(wǎng)的高科技產(chǎn)品,已經(jīng)成功運(yùn)用于浙江、上海、福建、安徽、北京、山東、湖北、重慶、廣東、廣西、貴州、江西、云南、河北、遼寧、寧夏、云南、河北、遼寧、寧夏、新疆等電力公司,為當(dāng)?shù)氐恼９╇娂皯?yīng)急工作發(fā)揮著重要作用。
[論文關(guān)鍵詞] 電力通信 ason網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 發(fā)展趨勢
[論文摘 要] 通過對當(dāng)前的電力通信系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析，結(jié)合ason的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)和特色及其發(fā)展趨勢，來對ason網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的未來方向作一下簡單的前瞻。
隨著當(dāng)下計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和光纖通信的發(fā)展，人類正在逐漸地進(jìn)入到信息社會，信息交換量的日益擴(kuò)大使得各種通信業(yè)務(wù)也得到了前所未有的發(fā)展機(jī)遇，因而導(dǎo)致現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)不能滿足當(dāng)下社會的需求。一方面現(xiàn)有的傳送網(wǎng)結(jié)構(gòu)是針對話音業(yè)務(wù)優(yōu)化的，不能適應(yīng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)突發(fā)的特點(diǎn)；另一方面，傳輸網(wǎng)缺少智能化。各骨干網(wǎng)絡(luò)的容量以及城域接入能力的多樣化，對傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)要求更加高，尤其是對于光傳送網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)帶寬進(jìn)行動態(tài)分配已經(jīng)是人們所要追求的目標(biāo)，正是在這樣的背景下，ason的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。
一．當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的現(xiàn)狀和需求
長期以來，光網(wǎng)絡(luò)作為底層的傳送網(wǎng)絡(luò)，承載著上層多種類型的業(yè)務(wù)。但隨著用戶業(yè)務(wù)需求的擴(kuò)大和網(wǎng)絡(luò)智能控制技術(shù)的發(fā)展，通過智能化的光蚓絡(luò)成為目前網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢。近幾年，智能光網(wǎng)絡(luò)在全球范圍內(nèi)的應(yīng)用得到了迅猛發(fā)展智能光網(wǎng)絡(luò)的推出是光傳送網(wǎng)由靜態(tài)基礎(chǔ)網(wǎng)向動態(tài)業(yè)務(wù)剛轉(zhuǎn)型的重要標(biāo)志，是ip技術(shù)思想在光通信中的應(yīng)用和光通信為適應(yīng)業(yè)務(wù)ip化的必要選擇。智能光網(wǎng)絡(luò)代表了光傳送網(wǎng)的發(fā)展方向，也將是下一代網(wǎng)絡(luò)(ngn)的重要組成部分，必將有廣闊的發(fā)展前景。隨著電力通信的發(fā)展和寬帶業(yè)務(wù)的不斷增加，如何建設(shè)一個先進(jìn)、穩(wěn)定的通信傳輸網(wǎng)絡(luò)是目前電力系統(tǒng)的重要課題。在現(xiàn)有電力光傳輸網(wǎng)引入ason技術(shù)，將給電力系統(tǒng)帶來質(zhì)量和性能的提高。
二．a(chǎn)son的發(fā)展趨勢
從上個世紀(jì)的九十年代提出ason的相關(guān)的概念開始，ason的相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)步和驕人的發(fā)展業(yè)績，早已在各國的電力通信系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。
（一）與傳統(tǒng)的環(huán)網(wǎng)相比，ason網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所具有的優(yōu)點(diǎn)
第一，ason網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以支持很多的保護(hù)和恢復(fù)的方式，也可以方便地根據(jù)用戶業(yè)務(wù)的等級來提供不同的傳送服務(wù)。第二，與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的低利用率相比，ason網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對于網(wǎng)絡(luò)資源的利用率更高，很好的解決了浪費(fèi)空閑網(wǎng)絡(luò)通道的難題。除此之外，與傳統(tǒng)的跨節(jié)點(diǎn)或跨站點(diǎn)架設(shè)的電力通信通道相比，ason網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不會受到節(jié)點(diǎn)的有關(guān)瓶頸以及多重失效等問題的干擾。第三，ason網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)的生存性能比較突出，并且與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的擴(kuò)展性能和潛力相比，其更具有優(yōu)勢，它可根據(jù)業(yè)務(wù)的相關(guān)需求來靈活的增加節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。第四，ason網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通過擴(kuò)容進(jìn)行相關(guān)業(yè)務(wù)和系統(tǒng)的升級時更加的便利，只需分?jǐn)嗝婕纯蛇M(jìn)行擴(kuò)容，容易實(shí)現(xiàn)端到端的電路調(diào)度以及保護(hù)工作，方便、快速而便捷的提供相關(guān)的各種業(yè)務(wù)，使得恢復(fù)前后時延的變化量縮短，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)能力得到大大提高。
（二）積極開發(fā)控制平面
第一，優(yōu)化傳送的平面和控制平面的接口，可采用內(nèi)嵌式或者外置式，其中如果內(nèi)嵌式的化是通過在設(shè)備上插單盤的方式來實(shí)現(xiàn)，如果采用的是外置式，則一般通過外置單板服務(wù)器的方式來實(shí)現(xiàn)，這兩種方式相比，外置的處理能力更強(qiáng)，更加適合ason的建設(shè)工作。第二，實(shí)現(xiàn)分布式的智能：與傳統(tǒng)的集中式相比而言，分布式消除了通信的瓶頸，做到了多個網(wǎng)元同時計(jì)算來使得業(yè)務(wù)恢復(fù)，有效的提升了業(yè)務(wù)恢復(fù)的效率，而且由于其分布式的特點(diǎn)，任何一個節(jié)點(diǎn)的控制平面出現(xiàn)問題都不會影響到整個的網(wǎng)絡(luò)，所以使得網(wǎng)絡(luò)更加的安全和可靠。第三，研發(fā)控制協(xié)議，其關(guān)注的重點(diǎn)由域內(nèi)轉(zhuǎn)移到域間，從協(xié)議類型本身到拓展部分協(xié)議的理解，特別是域間保護(hù)恢復(fù)技術(shù)。第四，提高控制平面的相關(guān)性能，特別是對于業(yè)務(wù)和資源的發(fā)現(xiàn)的支持能力方面。控制平面的性能最重要的部分是網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的恢復(fù)時間，除此之外，影響恢復(fù)時間的因素：故障類型、信令的傳輸方式、節(jié)點(diǎn)個數(shù)等等，特別是在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的網(wǎng)狀連接拓?fù)洹I(yè)務(wù)的承載量相對較大而且端到端的鏈路多條失靈的情形下系統(tǒng)的恢復(fù)速度。第五，保證智能的可控性，能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)的功能和性能始終保持在運(yùn)營部門的控制范圍內(nèi)。
（三）提升網(wǎng)管和傳輸平面的性能
網(wǎng)管平面主要針對控制平面的管理，主要是解決如何快捷而準(zhǔn)確的通過網(wǎng)管平面進(jìn)行查詢或者更改跟控制平面相關(guān)的鏈路的屬性或者參數(shù)，以及如何定制和使用維護(hù)電路的報(bào)表，將現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際狀態(tài)有機(jī)的結(jié)合起來，使得整個網(wǎng)絡(luò)的功能和性能得到能夠有個較好的模擬環(huán)境。為了實(shí)現(xiàn)ason的功能，傳送的平面必須能夠配合控制平面完成業(yè)務(wù)和鄰居的自動發(fā)現(xiàn)能力、傳送平面鏈路和網(wǎng)元狀態(tài)通告能力、信號監(jiān)控和故障檢測能力、光層的故障保護(hù)恢復(fù)能力以及路徑的動態(tài)配置和拆除能力向用戶提供基于sla的業(yè)務(wù)，而不是僅局限在提供不同優(yōu)先級的電路，還有必要使得運(yùn)營商對用戶提供有關(guān)電路的一些有效參數(shù)。為了這些目的的實(shí)現(xiàn)，端到端業(yè)務(wù)的調(diào)度和質(zhì)監(jiān)工作就顯得尤為重要。而就目前來看，要實(shí)現(xiàn)端到端的業(yè)務(wù)質(zhì)量監(jiān)測就必須解決光層面的問題，在過去，一般所采用的方式是通過在dwdm信道中進(jìn)行傳輸，并且在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的地方來測量低頻幅度來進(jìn)行調(diào)節(jié)，抑或在所傳輸?shù)男诺乐屑尤胍粋€監(jiān)控波的方式來實(shí)現(xiàn)。但是傳統(tǒng)的方式存在不能提供某一特定信道的相關(guān)信息的缺點(diǎn)。最近人們通過研究光性能方面的監(jiān)測設(shè)備以便實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測，它的作用原理是利用從光纖中抽取很少光功率，然后根據(jù)波長來將信號輸入單獨(dú)的信道中，即對所傳輸?shù)男盘柦鈴?fù)用。
（四）網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展策略與方案
關(guān)于ason的發(fā)展，現(xiàn)在主要有在骨干網(wǎng)中使用和在城域網(wǎng)中使用這兩種觀點(diǎn)。這兩種觀點(diǎn)的所持有的共有的原則是根據(jù)ason的技術(shù)發(fā)展的狀況，結(jié)合相關(guān)業(yè)務(wù)的發(fā)展需求，然后再因地制宜的確定ason網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的使用方案。首先是ason與傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)融合的方案，利用將進(jìn)行統(tǒng)一的管理，使得其既支持傳統(tǒng)的子網(wǎng)設(shè)備又支持新型的ason的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可以方便在更新系統(tǒng)的過程中減少不必要的損失，使得其循序漸進(jìn)的進(jìn)行。再者就是采用ason網(wǎng)帶和sdh環(huán)混合組網(wǎng)的方案，邊緣的ason的節(jié)點(diǎn)需要在mesh和sdh網(wǎng)中同時出現(xiàn)，這樣改善了邊緣節(jié)點(diǎn)的失效故障對系統(tǒng)的影響，同時通過多個邊緣節(jié)點(diǎn)均勻承載跨網(wǎng)業(yè)務(wù)的過渡，優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)資源的配置。
總而言之，ason網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在很大程度上改變了過去傳輸網(wǎng)的運(yùn)行方式以及運(yùn)作理念，對其發(fā)展產(chǎn)生了不可估量的影響。電力通信系統(tǒng)中引入ason網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是大勢所趨。新型電力通信系統(tǒng)的構(gòu)建要在確保網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行以及確定合理的過度方案基礎(chǔ)之上，實(shí)時業(yè)務(wù)的實(shí)際需求及時調(diào)整現(xiàn)有的電力通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并在此過程當(dāng)中大力推廣應(yīng)用ason網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電力通信系統(tǒng)的升級。
電能是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，它和人民的生產(chǎn)和生活息息相關(guān)，目前超高壓和特高壓輸變電技術(shù)發(fā)展迅速，電力變壓器作為電力系統(tǒng)輸變電關(guān)鍵設(shè)備，其可靠運(yùn)行對電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)、安全極其重要。目前局部放電測量已經(jīng)成為監(jiān)控電力變壓器質(zhì)量的重要指標(biāo)，國內(nèi)外的制造廠家也把局部放電測量作為電力變壓器出廠時的試驗(yàn)項(xiàng)目，以此控制其質(zhì)量[1]。
1.局部放電引起介質(zhì)劣化和損傷的機(jī)理
對于電力變壓器等高電壓設(shè)備的絕緣，由于絕緣內(nèi)部或表面發(fā)生局部放電而造成的放電電老化是不容忽視的。局部放電引起介質(zhì)劣化和損傷的機(jī)理是多方面的，主要包括三種效應(yīng)：（1）帶電質(zhì)點(diǎn)（電子和正、負(fù)離子）對介質(zhì)表面的撞擊，切斷分子構(gòu)造；（2）由于帶電質(zhì)點(diǎn)撞擊介質(zhì)，在放電點(diǎn)引起介質(zhì)局部溫度上升，使介質(zhì)加速氧化，導(dǎo)致材料的機(jī)械、電氣性能下降；（3）局部放電產(chǎn)生的活性生成物對介質(zhì)的氧化作用使介質(zhì)逐漸劣化。局部放電使電介質(zhì)長時間擊穿電壓常常不到短時擊穿電壓的幾分之一，已經(jīng)成為電力變壓器絕緣劣化的重要原因。
2.電氣定位方法
當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生局部放電時，所產(chǎn)生的放電脈沖沿繞組傳播到達(dá)測量端。該放電脈沖包含了放電特性和局部放電定位所需要的一些信息，通過對此脈沖進(jìn)行分析，可確定局放源的具體位置。傳統(tǒng)的電氣定位方法很多，諸如起始電壓法、極性法、行波法、電容分量法等[2]。
2.1改進(jìn)電容分量法
變壓器只是在某一個頻率范圍內(nèi)等效為一個電容梯形網(wǎng)絡(luò)，在改進(jìn)的電容分量法中，該頻率范圍的確定就顯得尤為重要。一般而言，該頻率范圍的確定是由試驗(yàn)獲得。將一個函數(shù)發(fā)生器接到繞組的一端，并提供頻率可變的電壓，另一端接地，同時測量輸入電壓和繞組電壓。當(dāng)在此等效頻率范圍時，會出現(xiàn)最小電壓相位移，即輸入波形和輸出波形相似。而后采用數(shù)字濾波將此頻率范圍以外的信號去掉，采用上述方程進(jìn)行計(jì)算。
改進(jìn)電容分量法利用數(shù)字濾波技術(shù)，能夠獲得沿變壓器繞組脈沖的電容傳輸分量；該方法對干擾信號完全抑制，頻帶選擇靈活，且頻率補(bǔ)償容易，與新的直線內(nèi)插法結(jié)合可以解決一些實(shí)際問題，能夠得到較高的定位精度。
2.2端點(diǎn)電流脈沖頻譜分析法
在 0.01mhz～0.1mhz 這個中間頻率范圍內(nèi)，變壓器繞組的傳輸特性表現(xiàn)為振蕩傳播即發(fā)生在繞組中的局部放電脈沖以振蕩形式傳輸。此時，在變壓器測量端點(diǎn)所得到的局部放電電流脈沖因局放源位置不同， 其頻譜有較大的差異。對連續(xù)餅式繞組（ 以84餅為例），從不同位置注入放電脈沖，從而模擬了繞組中不同位置的局部放電，用繞組的簡化等效電路計(jì)算出相應(yīng)放電注入電流對應(yīng)的傳遞函數(shù)，從而根據(jù)頻譜分析來確定放電點(diǎn)的位置。在此基礎(chǔ)上，采用建立仿真模型并結(jié)合試驗(yàn)的方法，研究了不同的局部放電脈沖傳播路徑的傳遞函數(shù)，在分析傳遞函數(shù)頻譜特性的基礎(chǔ)上，提出了根據(jù)相應(yīng)信號高頻分量和能量的局部放電電氣定位方法。
盡管人們對變壓器繞組特性的研究較多，相應(yīng)的也出現(xiàn)了一些電氣定位方法，但由于各種電氣定位法現(xiàn)場操作復(fù)雜，使用范圍限制較大，且由于變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜及放電部位的不同，使得放電脈沖的波過程也會出現(xiàn)不同程度的振蕩，而對放電信號的檢測卻只能在變壓器的測量端點(diǎn)進(jìn)行，因而精度不高，所以目前在實(shí)際定位中很少采用。
3.變壓器繞組中局部放電的診斷方法
通過基于傳輸函數(shù)的局部放電定位之后，我們最終目的是進(jìn)行變壓器繞組中局部放電的診斷，下面將詳細(xì)介紹具體方法。
①基于灰度圖像形態(tài)譜的變壓器局部放電模式識別。變壓器局部放電識別是指利用計(jì)算機(jī)對放電部位進(jìn)行分類和特征描述，以便診斷變壓器絕緣狀態(tài)的好壞，目前，根據(jù)特征提取的不同變壓器局部放電識別可分為統(tǒng)計(jì)法時域分析法，本文利用數(shù)學(xué)工具中的形態(tài)譜反映變壓器局部放電灰度圖像的形態(tài)特征，然后進(jìn)行歸一化處理，作為識別變壓器局部放電時的特征向量，然后把不同類型放電形態(tài)譜輸入到 bp 雙層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)放電模式識別。
②基于bp雙層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和形態(tài)譜識別變壓器局部放電。本文采用具有雙隱含層結(jié)構(gòu)的前饋 bp 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行局部放電識別，輸入層由100個節(jié)點(diǎn)組成，輸入變量是變壓器的形態(tài)譜。第一個隱含層由30個節(jié)點(diǎn)組成，第二個隱含層由 20個節(jié)點(diǎn)組成，輸出層是待識別的模式，由6個節(jié)點(diǎn)組成。在進(jìn)行 bp 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練時從包含不同實(shí)驗(yàn)電壓的放電實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中抽取20 組作為樣本，傳遞函數(shù)采取logsig 型對待識別的樣本進(jìn)行識別，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)得出該方法對油中懸浮放電、空氣電暈放電和油中針板放電識別率最高，在95%以上，而對氣隙放電、空氣沿面放電和油中沿面放電識別率較低，只有72.5%。
圖1 三維譜圖特征參數(shù)構(gòu)造的診斷方法
（1）分別采用bp，rbf神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對變壓器局部放電6種放電模式進(jìn)行識別的結(jié)果表明，無論是局部放電二維譜圖，還是三維譜圖，rbf神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的收斂速度和穩(wěn)定性都優(yōu)于bp網(wǎng)絡(luò)，具有較高的識別率和較強(qiáng)的推廣能力，可以用作變壓器局部放電模式識別的分類器，在實(shí)際中有著良好的應(yīng)用前景。
（2）由于局放三維譜圖的特征參數(shù)比二維譜圖的特征參數(shù)攜帶的信息量大，相應(yīng)的rbf網(wǎng)絡(luò)識別率更高。但是隨著網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜、參數(shù)增多，在樣木數(shù)量較多的情況卜勢必引起計(jì)算量加大和計(jì)算時間變長。應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況靈活選用網(wǎng)絡(luò)輸入形式，達(dá)到訓(xùn)練快速、診斷結(jié)果優(yōu)二者兼顧的效果。
4.結(jié)論
由于局部放電是造成電力變壓器絕緣劣化的重要原因，因此該問題一直受到電力運(yùn)行部門的關(guān)注。本文通過對變壓器局部放電定位分析和變壓器局部放電檢測的電磁干擾及抑制方法分析，重點(diǎn)介紹了基于傳輸函數(shù)比進(jìn)行局部放電定位方法和基于 bp 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和形態(tài)譜識別放電。如何提高變壓器局部放電定位的準(zhǔn)備性，如何把傳輸函數(shù)法和超聲波法、超高頻法等結(jié)合還需要進(jìn)一步的研究。
摘 要 介紹了正交頻分復(fù)用(ofdm) 的基本原理, 并結(jié)合城市軌道交通a tc 系統(tǒng)的特點(diǎn),提出了利用基于ofdm 的電力線載波通信技術(shù)在接觸網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)乃悸贰?
關(guān)鍵詞 列車自動控制,電力線載波通信系統(tǒng),正交頻分復(fù)用
在城市軌道交通列車自動控制(a tc) 系統(tǒng)中, 通常利用軌道電路傳輸信息。由于鋼軌不是理想的信息傳輸通道,信息容量、傳輸速率受到了限制。本文提出了利用正交頻分復(fù)用(ofdm) 的電力線載波通信技術(shù)在接觸網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)乃悸贰?
1 ofdm 的基本原理
ofdm 是一種多載波調(diào)制技術(shù)(mcm) ,可以在強(qiáng)干擾環(huán)境下高速傳輸數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的數(shù)字通信系統(tǒng)將符號序列調(diào)制在一個載波上進(jìn)行串行傳輸, 每個符號的頻譜占用信道的全部可用帶寬。ofdm 則并行傳輸數(shù)據(jù),采用頻率上等間隔的n 個子載波構(gòu)成,它們分別調(diào)制一路獨(dú)立的數(shù)據(jù)信息,調(diào)制之后n 個子載波的信號相加同時發(fā)送。因此每個符號的頻譜只占用信道全部帶寬的一部分。在ofdm 中,通過選擇載波間隔,使這些子載波在整個符號周期上保持頻譜的正交特性,各子載波上的信號在頻譜上互相重疊;接收端利用載波之間的正交特性,可以無失真地將接收到的信號還原成發(fā)送信息,從而提高系統(tǒng)的頻譜利用率。
圖1 表示了ofdm 的基本原理[2 ] 。假設(shè)一個周期內(nèi)傳送的符號序列為(d0 , d1 , ?, dn-1),每一個符號di 是經(jīng)過基帶調(diào)制后的復(fù)信號, di = ai+j bi , 串行符號序列的間隔為δt= 1/ fs,其中fs 是系統(tǒng)的符號傳輸速率。串并轉(zhuǎn)換之后,它們分別調(diào)制n 個子載波(f0 , f1 , ?fn-1),這n 個子載波頻分復(fù)用整個信道帶寬,相鄰子載波之間的頻率間隔為1/ t , 符號周期t從δt增加到nδt。合成的傳輸信～ 號可以用其低通復(fù)包絡(luò)d (t) 表示。
圖1 正交頻分復(fù)用ofdm 的基本原理
因此,ofdm 系統(tǒng)的調(diào)制和解調(diào)過程等效于離散付氏逆變換(idf t) 和離散付氏變換(df t) 處理,實(shí)際上系統(tǒng)通常采用dsp 技術(shù)和fft 快速算法來實(shí)現(xiàn)。
由于ofdm 系統(tǒng)的符號周期延長了n 倍,增強(qiáng)了其消除碼間串?dāng)_的能力。在數(shù)字基帶調(diào)制部分,可以根據(jù)子信道特性采用不同的調(diào)制方式(如bpsk,qpsk ,qam , tcm 等) 。如果某個頻段信號衰減嚴(yán)重,發(fā)送端還可以關(guān)閉該頻段的子載波, 實(shí)現(xiàn)信道自適應(yīng)均衡。通過采用信道編碼技術(shù), ofdm 還可以進(jìn)行前向糾錯(fcc) 。
由于dsp 和大規(guī)模集成電路技術(shù)的推動, ofdm 調(diào)制技術(shù)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用,在數(shù)字音頻廣播(dab) 和數(shù)字視頻廣播(dvb -t) 領(lǐng)域中被歐洲地面廣播標(biāo)準(zhǔn)采納。采用ofdm 技術(shù)在電力線上高速傳輸數(shù)據(jù)也有產(chǎn)品問世,如homeplug 組織成員中的intellon 公司產(chǎn)品powerpacket , 傳輸速率可以達(dá)到14 mbit/s , 頻帶4. 3～20. 9 mhz ,84 個子載波,支持dqpsk ,dbpsk ,robo 調(diào)制。
2 在a tc 系統(tǒng)中采用ofdm 技術(shù)
城市軌道交通對列車速度控制提出很高的要求,要達(dá)到安全性、可靠性、適用性和經(jīng)濟(jì)性的目標(biāo),還要考慮到迅速、準(zhǔn)確和價(jià)格合理等因素。這需要列車、沿線、車站、控制中心的人員和設(shè)備之間的組織協(xié)調(diào)。
a tc 系統(tǒng)主要由3 個子系統(tǒng)組成:列車自動保護(hù)(a tp) 系統(tǒng)、列車自動運(yùn)行(a to) 系統(tǒng)、列車自動監(jiān)控(a ts) 系統(tǒng)。與安全相關(guān)的a tp 是a tc 系統(tǒng)中的關(guān)鍵子系統(tǒng)。不同信號制式的a tp 子系統(tǒng)在性能、成本上有很大差異。如上海建成的軌道交通1 、2 、3 號線采用的軌道電路制式均不相同,選用的頻率也不一致,使得不同線路列車不能跨線運(yùn)行。此外,由于鋼軌不是理想的信息傳輸通道,使信息容量、傳輸速率也受到了限制。
采用ofdm 調(diào)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)電力線載波高速數(shù)據(jù)傳輸,為城市軌道交通信號系統(tǒng)(見圖2) 提出了一種新思路。與其它電力通信方式不同的是,它利用給列車供電的接觸網(wǎng)(直流1 500 v/ 750 v) 進(jìn)行通信。
牽引供電回路由牽引變電所、饋電線、接觸網(wǎng)、電力機(jī)車、鋼軌與大地、回流線等構(gòu)成。牽引變電所兩側(cè)的接觸網(wǎng)電壓相位不同相,分相絕緣。相鄰牽引變電所間的接觸網(wǎng)電壓一般為同相的,其間除用分相絕緣器隔離外,還設(shè)置了分區(qū)亭。通過分區(qū)亭斷路器(或負(fù)荷開關(guān)) 的操作,實(shí)行雙邊(或單邊) 供電。接觸網(wǎng)一般在線路中心上方,利用接觸網(wǎng)上傳輸?shù)男畔⒖梢詸z測列車占用線路狀況。
接觸網(wǎng)所連接的設(shè)備比城市配電網(wǎng)要少的多, 因而在進(jìn)行電力線載波通信時常見的惡劣條件有所改善。其干擾源主要有: ① 牽引諧波。直流牽引電源是由工頻50 hz 的電力網(wǎng)變壓整流而得到,其諧波電流集中在300 hz 、600 hz 、1 200 hz 。② 車輛動力系統(tǒng)。如果直流電機(jī)采用斬波器方式,其工作電流(如上海地鐵1 號線為500 hz) 也會產(chǎn)生諧波分量。③ 突發(fā)性信號。受電弓脫落、觸網(wǎng)時發(fā)生短路瞬時放電現(xiàn)象會產(chǎn)生較強(qiáng)的脈沖,需要一定時間延遲來防護(hù)此類故障。通過采用信道冗余、ofdm 技術(shù)和編碼技術(shù)可以進(jìn)一步提高信息傳輸?shù)目煽啃?、安全性和傳輸速率?
利用接觸網(wǎng)進(jìn)行電力線載波通信的研究已經(jīng)在國外取得了一定成果。圖3 是德國西門子公司面向城市軌道交通的電力線載波通信系統(tǒng)框圖。
從圖3 可以看出,a tp 車載單元與a tp 軌旁單元通過現(xiàn)場總線和電力線進(jìn)行通信。每隔一定距離就有一個分區(qū)電力線單元spu 通過耦合單元cou 完成現(xiàn)場總線和電力線信號的轉(zhuǎn)換。車載a tp 單元通過電力線上的信號。
面向城市軌道交通的電力線載波通信系統(tǒng)具有如下特點(diǎn):
(1) 信息傳輸利用了現(xiàn)有的架空接觸網(wǎng)線,不再采用軌道或軌間電纜形式;
(2) 信息傳輸在列車運(yùn)行期間保持連續(xù),傳輸速率大大高于采用數(shù)字軌道電路所達(dá)到的傳輸速率;
(3) 耦合單元是構(gòu)成該系統(tǒng)的關(guān)鍵,通過定義現(xiàn)場總線、電力線和車載a tp 總線的信號接口和相互通信的協(xié)議,有利于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的兼容;
(4) 降低建設(shè)成本。
1.10kv配網(wǎng)電力工程建設(shè)中存在的技術(shù)問題
10kv配網(wǎng)電力工程是當(dāng)前電力企業(yè)建設(shè)的重點(diǎn)，雖然對于施工技術(shù)條件沒有太多的要求，但是在建設(shè)過程中受到外力破壞等方面的影響，在技術(shù)上還是出現(xiàn)了不少問題，這些問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
1.1 外力破壞對施工技術(shù)的影響
在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的要求下，10kv配網(wǎng)電力工程已經(jīng)成為建設(shè)的重點(diǎn)內(nèi)容，但是在10kv配網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中主要是以架空線為主，采用單端接線的樹枝狀放射式，雖然新建10kv配網(wǎng)多采用環(huán)網(wǎng)供電，兩種供電方式在技術(shù)上難以有效的銜接起來。此外，10kv配網(wǎng)有很多改造工程，在建設(shè)過程中規(guī)劃不夠科學(xué)，線路當(dāng)中的臨時接線比較多，導(dǎo)致線損超出了設(shè)計(jì)限額?？傊?，一些城市的在10kv配網(wǎng)建設(shè)中，專供電能力比較有限，加上經(jīng)過的區(qū)域地形、建筑比較復(fù)雜，導(dǎo)致接線比較混亂，事故率比較高，嚴(yán)重影響了供電的可靠性。此外，在10kv配網(wǎng)建設(shè)中出線比較多，線路的負(fù)荷比較大，受到環(huán)境污染比較嚴(yán)重，一些地方甚至剛建成不久就出線了絕緣事故，嚴(yán)重影響到供電的安全性和穩(wěn)定性。
1.2 施工方案與施工之間的差異性問題
施工現(xiàn)場有很多施工方案無法遇到的情況，這種情況下施工現(xiàn)場與施工技術(shù)方案之間可能存在一定的差異，這種差異會導(dǎo)致某些線路的位置被占用。比如說在設(shè)計(jì)的過場中，由于沒有進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)勘察工作，導(dǎo)致在單體線路通道與實(shí)際規(guī)劃情況不顧，導(dǎo)致線路不能達(dá)到設(shè)計(jì)通過的安全要求，如果進(jìn)行變更，可能無法及時分析對配網(wǎng)的影響，導(dǎo)致出現(xiàn)串線、擠線等問題。再者，10kv配網(wǎng)通過的地區(qū)各種線路同時存在，線路的種類和數(shù)量比較復(fù)雜，在設(shè)計(jì)上難免會出現(xiàn)一些偏差，這些也會對施工造成很大的不變。由于設(shè)計(jì)方案與施工現(xiàn)場之間的偏差，施工過程中施工人員在不了解偏差的情況下，很容易出現(xiàn)管線位置偏移的問題，將會對10kv配網(wǎng)工程建設(shè)造成很大的影響。
1.3 中性點(diǎn)接地方式存在問題
在10kv配網(wǎng)當(dāng)中一旦線纜被擊穿，將會出現(xiàn)永久性故障，電網(wǎng)自己不可能自行恢復(fù)，這種情況如果不進(jìn)行跳閘，電網(wǎng)產(chǎn)生的電弧熱量會損壞絕緣，進(jìn)而出現(xiàn)相間短路導(dǎo)致出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，造成整個配網(wǎng)出現(xiàn)故障停電現(xiàn)象。而在現(xiàn)在的10kv配網(wǎng)工程建設(shè)當(dāng)中，中心變的消弧裝置是在單相接地出現(xiàn)故障以后，再將不接地系統(tǒng)通過保護(hù)轉(zhuǎn)變?yōu)橹行渣c(diǎn)的直接地系統(tǒng)，這會導(dǎo)致接地電流短時間增加，在一定從程度上增加了相間短路形成的風(fēng)險(xiǎn)，而且會加速電纜絕緣的老化。一般來說一旦電網(wǎng)出現(xiàn)接地故障，產(chǎn)生的過電壓將會與比日常電壓高出數(shù)倍，由于弧光和鐵磁諧振過電壓使健全相的電壓會升高4—7倍，一旦出現(xiàn)可能會損壞電纜、開關(guān)柜絕緣、變壓器和熱穩(wěn)定。
2.10kv配網(wǎng)電力工程主要施工技術(shù)問題的對策
針對10kv配網(wǎng)電力工程主要施工技術(shù)問題，一方面施工人員要嚴(yán)格遵守技術(shù)準(zhǔn)則，另一方面要采取針對性的解決措施，內(nèi)體來說有以下幾點(diǎn)：
2.1 嚴(yán)重遵守10kv配網(wǎng)電力工程技術(shù)準(zhǔn)則
10kv配網(wǎng)電力工程建設(shè)中應(yīng)該以城市道路為依托，在每一條主干道上留下一條以上的架空線走廊，還應(yīng)該設(shè)置相應(yīng)的電纜敷設(shè)裝置。在設(shè)計(jì)的過程中一般采取多個開環(huán)運(yùn)行的但環(huán)網(wǎng)或“t”型網(wǎng)，一般需要在2500kva對線路進(jìn)行分段，并安裝分段開關(guān)和線路聯(lián)絡(luò)開關(guān)。環(huán)網(wǎng)應(yīng)以不同的變電站或同一變電站的不同母線作為電源點(diǎn)，相鄰變電站10kv配網(wǎng)主干線要使用單環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，這樣能夠在發(fā)生故障以后在最短的時間內(nèi)確定事地點(diǎn)，縮小停電的范圍及時進(jìn)行檢修。在配網(wǎng)的安全性上，要求重要用戶必須具備雙電源，特別重要的用戶還需要增設(shè)應(yīng)急電源，如獨(dú)立于電網(wǎng)之外的發(fā)電機(jī)組、蓄電池、干電池等等。
2.2 10kv配網(wǎng)電力工程主要施工技術(shù)建議
2.2.1 減少外力破壞對工程建設(shè)的影響
在10kv配網(wǎng)電力工程設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該認(rèn)真做好前提的地形勘查和地下管線勘察工作，了解施工區(qū)域地形和地下管線的情況，包括改革中管線的走向的地下、地下情況，管線是否受到寬度和深度的限制，在此基礎(chǔ)上集合10kv配網(wǎng)管線設(shè)計(jì)的基本要求確定最佳走向、線位和線距。掌握主干線或其它干線的架空走廊的預(yù)留情況，在此基礎(chǔ)上充分了解各個供電區(qū)域的用戶特點(diǎn)及設(shè)計(jì)需要，在功能設(shè)計(jì)上體現(xiàn)出方案的優(yōu)勢和特點(diǎn)。在施工之前，施工人員還要詳細(xì)考察施工區(qū)域的地形情況，尤其是經(jīng)過一些老城區(qū)的遇到管線比較復(fù)雜的情況，要詳細(xì)了解各個線路的用處和功能，盡量減少出線的現(xiàn)象，降低10kv配網(wǎng)線損。在配網(wǎng)設(shè)備、設(shè)施的選擇上，要選擇高質(zhì)量的產(chǎn)品，使用對具有一定抗腐蝕性的電纜，盡量減少環(huán)境污染對配網(wǎng)建設(shè)的影響。
2.2.2 科學(xué)合理的做好項(xiàng)目的規(guī)劃設(shè)計(jì)工作
在10kv配網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)當(dāng)中，應(yīng)該在詳細(xì)的勘測基礎(chǔ)上進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，在規(guī)劃設(shè)計(jì)的過程中要滿足按線、按位施工的基本要求，具體來說要注意以下幾個事項(xiàng)：首先，采用架空設(shè)計(jì)的要詳細(xì)勘察城市架空走廊的使用和預(yù)留情況，同時詳細(xì)了解市政各種管線的布線、使用情況，以及在今后一段時期的規(guī)劃、改造和建設(shè)情況，保證架空走廊的高度、寬度滿足10kv配網(wǎng)架空建設(shè)要求。在單項(xiàng)設(shè)計(jì)一般在外網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行，嚴(yán)格遵守管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的要求，要盡量考慮施工需要，遇到特殊、復(fù)雜的情況可以與委托方和施工單位進(jìn)行溝通，根究溝通的情況及時調(diào)整規(guī)劃設(shè)計(jì)，減少規(guī)劃設(shè)計(jì)與施工之間的偏差。單項(xiàng)設(shè)計(jì)完成以后在進(jìn)行管線的綜合設(shè)計(jì)，合理的布置與設(shè)計(jì)各種管線按數(shù)艟、管徑、線距以及各種管井、化糞池、箱變、調(diào)壓站等位置，并進(jìn)行預(yù)先防線、擺放，為施工留下足夠的空間，并不斷調(diào)整和優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，以滿足施工建設(shè)的需要。
2.2.3 做好配網(wǎng)設(shè)備配置的調(diào)整
在10kv配網(wǎng)工程建設(shè)當(dāng)中，要充分考慮電壓絕緣配合、繼電保護(hù)和通訊干擾的要求，要借鑒其它工程建設(shè)中積累的經(jīng)驗(yàn)，尤其是10kv配網(wǎng)中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)。10kv配網(wǎng)用中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地方式.阻值為100n，單相接地時，這樣一旦出現(xiàn)一旦線纜被擊穿，可以及時停電保護(hù)，避免故障影響范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。由于生變壓器為y/-n接線組別，在側(cè)無中性點(diǎn)，可以利用z型接地變壓器形成一個人為中性點(diǎn)，并在配網(wǎng)中加裝接地電阻，這樣能夠有效的解決相間短路形成的風(fēng)險(xiǎn)問題，保證10kv配網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。同時，要科學(xué)的設(shè)計(jì)繼電保護(hù)裝置的位置，避免繼電保護(hù)裝置在發(fā)生短路的時候不能發(fā)揮保護(hù)作用的情況發(fā)生。
總之，10kv配網(wǎng)工程建設(shè)中的技術(shù)問題還比較多，要想解決這些問題應(yīng)該從項(xiàng)目的規(guī)劃設(shè)施入手，采取針對性的措施解決這些施工問題，只有這樣才能提高工程建設(shè)質(zhì)量，保障配網(wǎng)的安全運(yùn)行，減少線路故障對電網(wǎng)安全和穩(wěn)定性的不利影響。
摘 要： 無線電力傳輸是一種傳輸電力的新技術(shù)，它將電力通過電磁耦合、射頻微波、激光等載體進(jìn)行傳輸。這種技術(shù)解除了對于導(dǎo)線的依賴，從而得到更加方便和廣闊的應(yīng)用。本文就無線電力傳輸?shù)陌l(fā)展歷史和基本原理做了一些介紹，并對其未來可能的應(yīng)用做了一些探討。
關(guān)鍵詞： 無線電力傳輸技術(shù) 電磁感應(yīng) 射頻 原理與應(yīng)用前景
1.引言
自17世紀(jì)人類發(fā)現(xiàn)如何發(fā)電后就用金屬電線來四處傳輸電力。時至今日，供電網(wǎng)、高壓線已遍布全球的角角落落。在工作和生活中，越來越多的電器給我們帶來極大便捷的同時，不知不覺各種“理不清”的電源線、數(shù)據(jù)線帶來的困擾也與日俱增。不過，這些年的科技發(fā)展表明，在無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)日益普及之時，科學(xué)家對無線電力傳輸（wireless power transmission，wpt）的研究也有了很大突破，從某種意義上來講，無線電力傳輸也不再是幻想——在未來的生活中擺脫那些紛亂的電源線已成為可能。
2.無線電力傳輸?shù)陌l(fā)展歷史
19世紀(jì)末被譽(yù)為“迎來電力時代的天才”的名尼古拉·特斯拉（nikola tesla，1856—1943）在電氣與無線電技術(shù)方面作出了突出貢獻(xiàn)。他1881年發(fā)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)磁場原理，并用于制造感應(yīng)電動機(jī)；1888年發(fā)明多相交流傳輸及配電系統(tǒng)；1889—1890年制成赫茲振蕩器；1891年發(fā)明高頻變壓器（特斯拉線圈），現(xiàn)仍廣泛用于無線電、電視機(jī)及其他電子設(shè)備。他曾致力于研究無線傳輸信號及能量的可能性，并在1899年演示了不用導(dǎo)線采用高頻電流的電動機(jī)，但由于效率低和對安全方面的擔(dān)憂，無線電力傳輸?shù)募夹g(shù)無突破性進(jìn)展［1］。1901—1905年在紐約附近的長島建造wardenclyffe塔，是一座復(fù)雜的電磁振蕩器，設(shè)想它將能夠把電力輸送到世界上任何一個角落，特斯拉利用此塔實(shí)現(xiàn)地球與電離層共振。
2001年5月，法國國家科學(xué)研究中心的皮格努萊特，利用微波無線傳輸電能點(diǎn)亮40m外一個200w的燈泡。其后，2003年在島上建造的10kw試驗(yàn)型微波輸電裝置，已開始以2.45ghz頻率向接近1km的格朗巴桑村進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)無線供電。
2005年，香港城市大學(xué)電子工程學(xué)系教授許樹源成功研制出“無線電池充電平臺”，但其使用時仍然要將產(chǎn)品與充電器接觸。
2006年10月，日本展出了無線電力傳輸系統(tǒng)。此系統(tǒng)輸出端電力為7v、400ma，收發(fā)線圈間距為4mm時，輸電效率最大為50%，用于手機(jī)快速充電。
2007年6月，美國麻省理工學(xué)院的物理學(xué)助理教授馬林·索爾賈?？搜芯繄F(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了在短距離內(nèi)的無線電力傳輸。他們給一個直徑60厘米的線圈通電，6英尺（約1.83米）之外連接在另一個線圈上的60瓦的燈泡被點(diǎn)亮了。這種馬林稱之為“witricity”技術(shù)的原理是“磁耦合共振”。
2008年9月，北美電力研討會的論文顯示，他們已經(jīng)在美國內(nèi)華達(dá)州的雷電實(shí)驗(yàn)室成功地將800w電力用無線的方式傳輸?shù)?m遠(yuǎn)的距離。
2009年10月，日本奈良市針對充電式混合動力巴士進(jìn)行了無線充電實(shí)驗(yàn)。供電線圈埋入充電臺的混凝土中，汽車駛上充電臺，將車載線圈對準(zhǔn)供電線圈就能開始充電。
3.無線電力傳輸?shù)幕驹?
3.1電磁感應(yīng)——短程傳輸
電磁感應(yīng)現(xiàn)象是電磁學(xué)中最重大的發(fā)現(xiàn)之一，它顯示了電、磁現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系與轉(zhuǎn)化。電磁感應(yīng)是電磁學(xué)中的基本原理，變壓器就是利用電磁感應(yīng)的基本原理進(jìn)行工作的。利用電磁感應(yīng)進(jìn)行短程電力傳輸?shù)幕驹砣鐖D1所示，發(fā)射線圈l1和接收線圈l2之間利用磁耦合來傳遞能量。若線圈l1中通已交變電流，該電流將在周圍介質(zhì)中形成一個交變磁場，線圈l2中產(chǎn)生的感應(yīng)電勢可供電給移動設(shè)備或者給電池充電。
3.2電磁耦合共振——中程傳輸
中程無線電力傳輸方式是以電磁波“射頻”或者非輻射性諧振“磁耦合”等形式將電能進(jìn)行傳輸。它基于電磁共振耦合原理，利用非輻射磁場實(shí)現(xiàn)電力高效傳輸。在電子學(xué)的理論中，當(dāng)交變電流通過導(dǎo)體，導(dǎo)體的周圍會形成交變的電磁場，稱為電磁波。在電磁波的頻率低于100khz時，電磁波就會被地表吸收，不能形成有效的傳輸，當(dāng)電磁波頻率高于100khz時，電磁波便可以在空氣中傳播，并且經(jīng)大氣層外緣的電離層反射，形成較遠(yuǎn)距離傳輸能力，人們把具有較遠(yuǎn)距離傳輸能力的高頻電磁波稱為射頻（即：rf）。將電信息源（模擬或者數(shù)字）用高頻電流進(jìn)行調(diào)制（調(diào)幅或者調(diào)頻），形成射頻信號后，經(jīng)過天線發(fā)射到空中；較遠(yuǎn)的距離將射頻信號接收后需要進(jìn)行反調(diào)制，再還原成電信息源，這一過程稱為無線傳輸。中程傳輸是利用電磁波損失小的天線技術(shù)，并借助二極管、非接觸ic卡、無線電子標(biāo)簽，等等，實(shí)現(xiàn)效率較高的無線電力傳輸。
具體來說，整個裝置包含兩個線圈，每一個線圈都是一個自振系統(tǒng)。其中一個是發(fā)射裝置，與能量相連，它并不向外發(fā)射電磁波，而是利用振蕩器產(chǎn)生高頻振蕩電流，通過發(fā)射線圈向外發(fā)射電磁波，在周圍形成一個非輻射磁場，即將電能轉(zhuǎn)化為磁場。當(dāng)接收裝置的固有頻率與收到的電磁波頻率相同時，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)，完成磁場到電能的轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)電能的高效傳輸。圖2是一個典型的利用電磁共振來實(shí)現(xiàn)無線電力傳輸?shù)南到y(tǒng)方案。電磁波的頻率越高其向空間輻射的能量就越大，傳輸效率就越高。
3.3微波/激光——遠(yuǎn)程傳輸
理論上講，無線電波的波長越短，其定向性越好，彌散就越小。所以，可以利用微波或激光形式來實(shí)現(xiàn)電能的遠(yuǎn)程傳輸，這對于新能源的開發(fā)利用、解決未來能源短缺問題也有著重要意義。1968年，美國工程師彼得格拉提出了空間太陽能發(fā)電（space solar power，ssp）的概念。其構(gòu)想是在地球外層空間建立太能能發(fā)電基地，通過微波將電能送回地球。
4.無線電力技術(shù)的應(yīng)用前景
無線電力傳輸作為一種先進(jìn)的技術(shù)一般應(yīng)用于特殊的場合，具有廣泛的應(yīng)用前景。
4.1給一些難以架設(shè)線路或危險(xiǎn)的地區(qū)供應(yīng)電能
高山、森林、沙漠、海島等地的臺站經(jīng)常遇到架設(shè)電力線路困難的問題，而工作在這些地方的邊防哨所、無線電導(dǎo)航臺、衛(wèi)星監(jiān)控站、天文觀測點(diǎn)等需要生活和工作用電，無線輸電可補(bǔ)充電力不足。此外，無線輸電技術(shù)還可以給游牧等分散區(qū)村落無變壓器供電和給用于開采放射性礦物、伐木的機(jī)器人供電。
4.2解決地面太陽能電站、水電站、風(fēng)力電站、原子能電站的電能輸送問題
我國的新疆、西藏、青海等地降雨量少、日照充足且存在大片荒蕪?fù)恋?，南方部分地區(qū)水力、風(fēng)力資源豐富，這些地區(qū)有利于建造地面太陽能發(fā)電站或水電站、風(fēng)力電站。可是，這些地區(qū)人煙稀少、地形復(fù)雜，在崇山峻嶺之中難以架設(shè)線路，這時無線輸電技術(shù)就有了用武之地。采用無線輸電技術(shù)，還可以把核電站建在沙漠、荒島等地。這樣一方面便于埋葬核廢料，另一方面當(dāng)電站運(yùn)行發(fā)生故障時也可以避免對周圍動植物的大量傷害和耕地的污染。
4.3傳送衛(wèi)星太陽能電站的電能
所謂衛(wèi)星太陽能電站，就是用運(yùn)載火箭或航天飛機(jī)將太陽能電池板或太陽能聚光鏡等材料發(fā)送到赤道上空35800km的地球靜止同步軌道上。在太空的太陽光線沒有地球大氣層的影響，輻射能量十分穩(wěn)定，是“取之不盡”的潔凈能源。并且一年中有99%的時間是白天，其利用效率比地面上要高出6—15倍［3］。在那里利用太陽能電池板把陽光直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，或者用太陽能聚光鏡把陽光匯聚起來作為熱源，像地面熱電廠一樣發(fā)電。這樣產(chǎn)生的電能供給微波源或激光器，然后采用無線輸電技術(shù)將大功率電磁射束發(fā)送至地面，接收到的微波能量經(jīng)整流器后變成直流電，由變、配電設(shè)施供給用戶。
4.4無接點(diǎn)充電插座
隨著無線電力技術(shù)的發(fā)展，一些小型用電設(shè)備已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了無線供電。如：電動牙刷、“免電池”無線鼠標(biāo)、無線供電“膜片”/“墊”等。無線供電“膜片”/“墊”是一種家用電器無線供電方式，用一片圖書大小的柔軟塑料膜片就可對家電進(jìn)行無線供電，可為圣誕樹上的led、裝飾燈、魚缸水中的燈泡、小型電機(jī)、手機(jī)、mp3、隨身聽、溫度傳感器、助聽器、汽車零部件、甚至是植入式醫(yī)療器件等供電。
4.5給以微波發(fā)動機(jī)推進(jìn)的交通運(yùn)輸工具供電
現(xiàn)在大部分交通運(yùn)輸工具燃燒石油產(chǎn)品，其發(fā)動機(jī)叫做柴油發(fā)動機(jī)、汽油發(fā)動機(jī)等。與此類比，以微波作為能源推進(jìn)的發(fā)動機(jī)叫做微波發(fā)動機(jī)。微波是工作頻率在0.3—300ghz的電磁波，不能直接用它來驅(qū)動電動機(jī)，因?yàn)橐O(shè)計(jì)出在如此高的頻率下工作的發(fā)動機(jī)非常困難。如果思路加以改變，把微波能量轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娏鞯恼髌?，那么微波就可以直接作為交通工具的能源了。煤、石油、天然氣的存儲量有限，而日消耗量巨大，總有耗盡之日，到那時衛(wèi)星太陽能電站可望成為能源供給的主干，通過無線輸電技術(shù)就可以直接把微波能量輸給交通運(yùn)輸工具。
4.6在月球和地球之間架起能量之橋
世界人口的不斷增長和地球資源的日益耗盡，太陽系中其他星球的開發(fā)利用是人類一直以來的夙愿。月球是地球的天然衛(wèi)星，其上資源豐富，地域遼闊，是首先要開發(fā)的星體。未來人類對月球的利用主要是移民和資源獲取。月球的土壤里富含sio2，是制造太陽能電池的原料。如果先在月球上建立起工廠，然后把太陽能電站直接建在月球上，比起建在地球靜止同步軌道上要容易些，借助于微波束或激光束把電能發(fā)送到地球。
5.結(jié)語
隨著無線電力傳輸技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，不但使人們未來的生活有望擺脫手機(jī)、相機(jī)、筆記本電腦等移動設(shè)備電源線的束縛，享受在機(jī)場、車站、酒店多種場所提供的無線電力，而且可用于一些特殊場合，如人體植入儀器如心臟起搏器等的輸電問題、新能源（電動）汽車、低軌道軍用衛(wèi)星、太陽能衛(wèi)星發(fā)電站等。在世界經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的今天，節(jié)能和新的、可再生能源的開發(fā)是擺在能源工作者面前的首要問題。太陽能是取之不盡、用之不竭的干凈能源。除核能、地?zé)崮芎统毕苤?，地球上的所有能源都來自太陽，建造衛(wèi)星太陽能電站是解決人類能源危機(jī)的重要途徑。要將相對地球靜止的同步軌道上的電能輸送的地面，無線輸電技術(shù)將發(fā)揮至關(guān)重要的作用。從長遠(yuǎn)來看，該技術(shù)具有潛在的廣泛應(yīng)用前景。但是，每一種無線傳輸方式，都有一系列問題需要解決，如電能傳輸效率問題，電力公司如何收費(fèi)和計(jì)費(fèi)，能量傳輸所產(chǎn)生的電磁波是否對人體健康帶來危害，等等。不管怎樣，一旦這項(xiàng)技術(shù)能夠普及，就會給人們的生活帶來巨大的便利。
