信息与智能控制技术

信息与智能控制技术（精选12篇）

信息与智能控制技术 第1篇

1.1一般控制。对信息系统环境以及数据输入的控制是一般控制。包括:1.1.1操作系统的控制。由于操作系统的开放性, 它时刻面临着来自个方面的潜在危险, 包括系统内人员的滥用职权、越权操作和系统外人员的非法访问甚至破坏。要提高系统的安全系数, 除了选用安全等级较高的操作系统, 并经常进行版本升级外, 在管理上应该采取严格地控制措施:a.建立计算机资源使用制度, 明确每个用户的安全级别和身份, 并分别定义具体的访问的对象;b.建立日志审计制度, 对运行系统的事件类型、用户身份、操作时间、系统参数和状态以及系敏感资源进行实时监视和记录;c.对系统资源进行分类管理, 根据用户级别限制系统资源的共享和流动;d.特权牵制。即由若干个系统管理员和操作员共同管理系统, 使其具有完成其任务的最少特权, 并相互制约, 提高系统的安全可靠性。1.1.2数据资源控制。对数据库系统安全的威胁主要来自两个方面:一是系统内外人员对数据库的非法访问;二是由于系统故障、误操作或人为破坏造成的物理损坏。针对上述危险, 可采取以下措施:a.合理定义应用模式。在网络环境下, 为了限制合法用户或非法访问者轻易获取全部数据资源, 应根据不同的应用项目分别定义面向用户操作的数据界面, 做到需要什么数据, 就开放什么数据;b.建立数据资源授权表制度, 明确每一用户对数据资源访问的范围和内容, 并分别规定对数据的查阅、修改、删除、插入等操作权限;c.建立数据备份和恢复制度。即实时对数据进行备份, 建立业务日志文件和检查点文件。1.2应用控制。1.2.1计算机操作及其应用的控制。应用控制是指具体的应用系统中用来预防、检测和更正错误, 以及处置不法行为的内部控制措施。大部分应用控制措施在系统开发时可直接嵌入软件功能中。这些控制措施可分为三大类:a.输入控制。目标是确保网络环境下数据采集的合法性、准确性和完整性;b.处理控制。目标是确保数据处理的正确可靠性, 包括处理正确性控制、数据一致性控制、欲留审计线索控制等;c.输出控制。目标是确保信息系统输出或输入中没有被遗失、错发、截留、秘密没有被泄露等, 包括打印控制、分发控制、最终用户控制等。1.2.2计算机中心控制。计算机工作中心控制主要针对系统的物理环境及设备可靠性的控制, 目标是确保系统设备能及时地、连续地运转。主要包括三个方面:a.计算机工作中心安全控制。包括中心机房结构设置控制、出入机房控制以及电源、防火、防磁、温度、湿度控制等;b.服务器系统控制。服务器系统实际上是一种针对网络环境下的多机工作制度, 平时各计算机运行各自的应用项目, 并保持系统和数据的相互联系, 当一台计算机发生故障时, 服务器系统中的另一台计算机会立即承担故障计算机的工作和数据的备份, 保证了数据的连续性。1.2.3组织控制。基于网络条件下的信息系统是一种分布式处理结构, 计算机服务功能 (工作站) 分布于企业内各业务应用部门。因此, 计算机工作中心对各部门的控制由原来的集中处理模式下的行政控制转变为间接业务控制。其主要的内容包括:a.工作站点设置控制。合理设置工作站点, 并通过操作系统、数据库管理系统实现对各工作站的职责分工控制;b.内审制度。设立内审组, 监督和控制各工作站的日常运行;c.风险管理制度, 设立风险评估小组, 定期对系统进行风险评估、弱点分析, 以不断完善会计控制系统;d.人事管理控制。实行业务考核制度, 对特殊企业 (如金融企业等) 的重要岗位可实行轮岗制度等。1.2.4终端控制。终端可以是单机点, 也可以是分服务器站点, 它是整个网络系统在应用项目 (如库存管理、成本控制等) 下的一个用户界面;终端既是系统日常应用处理 (包括数据采集、处理和输出) 的端点, 也是潜在危险系统安全的一个入口, 因此对终端的控制显得特别的重要。终端控制包括:a.终端内部控制。包括终端物理环境控制、操作权限控制、系统存取控制、操作规程控制和故障处理控制等等;b.终端对整个系统访问的控制。根据最小特权原则, 要严格控制工作站超越权限的操作行为, 这主要可通过计算机工作中心的职责分工、授权控制与日常监控来实现。

2 网络条件下风险的外部控制。

2.1安全区域控制。安全区域控制是通过对安全区域的边界实施控制来达到保护区域内部系统的安全性目的, 它是一切防外措施的基础。安全区域控制的主要内容包括:2.1.1设置外部访问区域。访问区域是系统内接待外界 (关联方、社会公众) 网上数据访问、与外界进行数据交换的逻辑区域。在建立局域网时, 要对网络的服务功能和拓扑结构的布局进行详细分析, 通过专用软件、硬件、管理措施, 实现内部信息管理应用系统与外部访问区域之间的严密的数据隔离、访问权限。2.1.2建立防火墙。防火墙是指建立在保护网络周围的分隔被保护网络与外部网络的一种技术系统。根据网络系统区域划分的不同, 可设置多级防火墙系统。一般分为两类:一类是外层防火墙, 用来限制外界对主机操作系统的访问;第二类是应用级防火墙, 用来逻辑隔离内部信息系统与外部访问区域之间的联系, 限制外界穿过访问区域对网络应用系统服务器, 尤其是对会计数据系统的非法访问。2.1.3建立周边监控系统。通过系统日志和网络数据包的实时监控, 实时检测来自外部的入侵行为和内部用户的未授权活动, 同时为追究入侵者法律责任提供线索和证据。2.2大众访问控制。网上大众访问包括电子邮件转递、网上信息查询等内容。由于网络系统是一个开放的系统, 对社会大众的网上行为实际上是不可控制的;另外由于网络技术的飞速发展, 网络问题也日益突出, 如许多恶意的、非法的人通过他们掌握的网络技术进行网络破坏。因此, 除了加强社会法律威慑作用外, 企业也应该在自身主要的系统外部区域内采取防护控制措施。包括:2.2.1邮件系统控制。一般将邮件系统限定在外部访问区域的服务器和终端上比较安全。2.2.2网上信息查询控制。社会大众可在网上查询企业的产品信息、财务报告等内容, 这类业务一般也应限制在系统的外部访问区域内。系统要对提供信息的时间、内容做严格规定, 并通过安全通道及时更新访问区域上的信息资料。2.3电子商务控制。由于电子商务的双方都是在网络的环境下进行交易的, 因此会产生很多问题, 为了避免发行量减少的问题, 可采用下列措施对电子商务进行管理与控制。2.3.1建立与关联方的电子商务联系模式, 一般可分为两类:一类是数据浏览型模式, 企业通过互联网向外部企业提供数据和条件检查功能, 外部企业不能更改数据;第二类是事物处理型模式, 交易双方可在网上直接进行电子凭证的交换, 并更新双方的事物处理文件, 为保证交易信息的安全可靠性, 防止被窃取、被仿冒、被篡改, 交易双方可对传输信息进行加密处理, 对稳定、密切的合作伙伴还可进一步建立虚拟专用网, 实现双方 (或多方) 之间具有相互操作性的数据联系。2.3.2建立网上交易活动的授权、确认制度;交易日志用来自动记录电子商务每个步骤的交易时间和内容, 对企业内外部来说都是重要的审计线索, 企业需要同时也有义务保证它的完整性、可靠性。2.4远程处理控制。2.4.1分支系统安全模式设计。分支系统是企业在异地具有独立局域网结构的信息系统, 由于母系统的监控和访问直接深入分支系统内部, 而不是在通常的外部访问区域, 因此, 需要特别考虑由于远程处理给双方增加的风险问题。除了通信技术应采取互联网上的虚拟专用网外, 在保证实时监控有效的前提下, 分支系统可采取单独设置母系统访问区域的做法, 以提高其信息系统的安全可靠性。2.4.2远程处理规程控制。由于远程实时处理双方一般不是通过系统的外部访问区域连接的, 任何一方的安全问题很可能给另一方带来危害, 因此, 双方要制定严格的远程处理控制操作规程, 包括操作权限控制、内容授权控制、处理程序控制、通道及两端服务器安全控制等等。对于需在线实时处理的内容, 应在严格的操作规程下进行, 确保处理结果的有效性和可验证性。

3 结束语。

完善的网络信息风险控制系统是经济发展和信息安全的重要保证。要想达到对网络信息风险更合理的控制, 应不断加强网络信息产品、网络安全等方面的立法工作。建立基于互联网信息系统的远程查账、远程报表、远程审计的集团模式企业, 为远程财务监控创造条件。所以说网络信息技术的发展对企业的管理控制系统、会计信息系统、质量安全控制系统的发展带来了更为广阔的空间。

摘要：随着信息技术与网络的飞速发展, 为社会带来一场深刻的变化, 网络化、数据化、知识化成为时代的旋律。以计算机、通信技术为基础发展起来国际互联网络深入到社会的各个领域, 使信息处理和传递方式发生了深刻的变化, 在企业管理和会计信息处理等方面, 网络将领导发展的新潮流, 因此对网络环境下企业信息风险的控制也将越来越必要, 技术难度和要求也将越来越高。

关键词：网络,信息,控制

参考文献

[1]计算机网络[M].北京:清华大学出版社.[1]计算机网络[M].北京:清华大学出版社.

信息与智能控制技术 第2篇

本课题以大幅度提高配用电通信性能和海量信息处理能力目标导向，研究分析BPLC、XPON和TD-LTE核心技术，提出适用于智能配用电的“最后一公里”通信的完整解决方案；建立统一、便捷的网管系统，实现全生命周期的可视化运维、远程调测/升级、远程故障定位和诊断技术；建立智能配用电系统通信业务深度识别、控制与抗攻击技术体系，构建信息安全的防护体系；建立基于IEC 61968的智能配用电信息和业务标准模型以及图模互操作技术；建立基于IEC61968与IEC61850协作的数据采集无缝通信体系；通过引入电信实时计费中的海量信息处理技术，建立智能配用电的海量数据处理平台；建立基于多源信息模型的配电网高级辅助决策支撑技术建设智能配用电系统的通信与信息处理示范工程，以广东金融高新区为试点，验证智能配用电系统广域、分散特点，支持多样化和互动业务需求。同时，依托南方电网技术研究中心建设配用电信息与通信标准化检测中心，建立智能配用电软件系统、智能终端设备和通信设备的检测标准体系和规范，致力于国内外的相关标准的制定。

二、国内外研究现状

欧美等发达国家的电力公司已对配用电信息系统进行了部分基础研究，其应用范围覆盖各个方面，如配电管理系统(DMS)、自动作图(AM)/设备管理(FM)/地理信息系统(GIS)、停电管理系统(OMS)、工作票/操作票管理系统(WOM)、线路和状态管理系统、表计和负荷管理系统、电话投诉管理和处理系统(Trouble Call)等。

随着智能电网研究和建设工作的推进，对配电网的信息化支撑技术提出了更高的要求。在智能配用电领域，国外研究机构和电力公司开展了大量的智能化实践，包括智能表计、用户电压控制、动态储能等。例如：意大利电力公司和法国电力公司（EDF）通过安装“智能电表”，使用户跟踪自己用电情况，并能进行远程控制；在信息通信方面，2004年美国电科院EPRI完成了综合能源及通信系统体系结构（IECSA）研究；美国Xcel Energy公司从2008年起在科罗拉多州的一个9万人的小镇波尔得（Boulder City）建设全美第一个“智能电网”城市。其主要技术路线是：构建配电网实时高速双向通信网络；建设能够远程监控、准实时数据采集和通信，以及优化性能的“智能”变电站；安装可编程居家控制装置和全面自动化居家能源使用所必需的系统；并整合基础设施，支持小型风电和太阳能发电、混合电力汽车、电池系统等分布式发电储能技术。这是当前国际上最

为系统的“智能配用电”实践。

我国在配电信息系统方面的研究和应用虽然起步较晚，但发展较快，国内相关企业无论在信息系统规模上还是在功能深度上也均具备了相当的研发实力和经验。同时，随着近年来电力企业信息化建设力度的加强，不仅配电GIS、SCADA/DMS、负控、客服、营销等服务于日常工作的信息系统陆续在各级电力公司投入运行，而且电网评估与规划、市场开发辅助决策等高级决策支持系统日益受到关注。清华大学于1990年率先展开配电自动化方面的理论研究，并于2001年在绍兴投运了配电运行调度辅助决策系统(DMS)。

在智能配网建设方面，南方电网于2007年7月确定在广州供电局、深圳供电局开展配网自动化试点建设工作。广州供电局2008年全面实施营配一体化系统把420万客户资料与配电CIM模型进行了统一，建立了配网GIS、配网规划、配网生产、配网工程和客户营销的一体化管理，已经实施了快速复电系统。2009-2010年在广东电网全省21个地市局推广实施营配一体化工作以解决配网自动化、计量自动化以及SCADA系统的模型和图形的交互和共享工作。

配电网的通信技术现状还比较落后。目前采用的主要接入技术有如下几种： 230M数传电台、GPRS技术、电话线、专线方式、电力线载波和光纤。智能配用电的通信网络技术最大的困难在于“最后一公里”，未来智能配用电中最具应用潜力的“最后一公里”通信技术包括：

(1)以太无源光网络（XPON）。这是一种新型的光纤接入网技术，它采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务。它综合了PON技术和以太网技术的优点：低成本；高带宽；扩展性强，灵活快速的服务重组；与现有以太网的兼容性；方便的管理等等。

(2)无线宽带通信的LTE技术。LTE是3G到4G的演变技术，能提供面向互联网的高速连接，数据传输距离最远可达100km。LTE的技术起点较高，采用了代表未来通信技术发展方向的OFDM/OFDMA、AAS、MIMO等先进技术，LTE结合了这些先进的技术，因此非常适合电力网覆盖范围广、接入节点量大、安全可靠性要求高等行业特点。

(3)宽带电力线上网技术（BPLC）。BPLC利用现有的利用电力线传输数据和话音信号，传输速率可达10M。将该技术应用于配网自动化系统进行数据传输具有非常好的应用前景，具有投资少见效快、与电网建设同步等优点。该技术还存在一些工程技术难题需攻关，例如如何解决当负载波动时保证数据传输的稳定性等。

三、研究内容

1、主要研究要点

本课题从通信与信息安全、信息模型构建、智能配用电海量信息分布式处理、智能配用电信息集成与互动决策技术、信息和通信的标准化与检测、智能配用电信息与通信技术集成与应用示范等几个方面进行研究，划分为6个任务，分别为：智能配用电高性能通信网技术及其信息安全、智能配用电CIM共源建模技术、智能配用电系统海量信息处理技术、标准化与分布式智能配用电信息集成与互动决策平台、智能配用电信息与通信标准化与检测技术、智能配用电信息及通信技术集成与应用示范。

(一)智能配用电高性能通信网技术及通信网络安全

（1）智能配用电通信架构研究。针对智能配用电网的大范围，分散的特点，互动、业务多样化趋势，考虑业务分区和对已有通信网络的影响，对电网通信网络整体结构进行研究，建立适应智能配用电未来发展需要的高效通信架构。

（2）智能配用电各层面通信技术。分析其中最具应用潜力的各种通信技术如工业以太网交换机、中压PLC、TD-LTE、XPON、宽带PLC和光纤复合低压电缆等在智能电网通信中的应用特点，研究适合智能电网应用的通信技术总体解决方案。

(3)智能配用电通信网与物联网互联性研究。研究物联网在智能配用电系统中信息感知、可靠数据传输、网络架构及信息智能管理和多级数据处理等方面的应用。

（4）通信网络安全性研究。研究不同分区的业务在同一平台传送过程中基于物理层面的隔离技术，以及基于MPLS，虚拟局域网（VLAN），QinQ（双层VLAN标签）等技术的通信业务逻辑隔离研究，保证保障不同业务通过端到端独立传输，从而保障所传输信息的安全。研究三重搅动加密算法、AES加密算法等加密短发的业务安全研究；研究满足配用电通信全路径业务流量深度识别及网络分析（基于IEC 61968/61850）、控制及抗攻击技术与产品，识别并阻断各种非正常的业务流量。

（5）智能配用电通信网络智能运维技术研究。研究比较各种通信技术的维护成本，网络全领域设备统一管理，网络全领域业务的智能快速发放，远程运维和快速故障诊断与定位技术。

（二）智能配用电CIM共源建模技术

（1）分布式电源建模。根据分布式电源、储能装置和电动汽车等分布式电源和储能的机理和对电网的接口特性，建立其数字信息模型。

（2）配电网/微网整体建模。微网将是配电网组织结构的重要组成部分，不同于主网针对多种微电源形式还没有合适的通用模型。因此，需要针对不同的研究问题，对微电源中各单元的动态环节采用不同的简化方法，从而得到不同的模

型。

（3）主配网互动模型。在CIM统一信息模型框架基础上，进一步研究面向配网、主配网统一的静态模型、运行数据和图形数据规范。提出面向配网、包含主网的统一的静态模型、运行数据和图形数据规范。并在此基础上研究有源配用电系统的整体行为特性，建立微网－配电网－输电网三级电网的互动模型用于决策分析。

（4）配用电运行管理业务统一建模技术。研究国际标准的数据模型（IEC 61968、IEC 61970、OAGIS、ORM），按南方电网公司的业务组织形式，对国际标准数据模型进行重新组织，从而形成南方电网公司配用电数据模型的基础。梳理、分析全网共享交换数据需求，对国际标准的研究成果进行扩展及优化，扩展IEC公共信息模型（CIM）在配用电系统中的应用，建立面向配电网生产、营销、调度、建设、物资等业务所需要的配用电网CIM模型标准。该统一信息模型将指导后续的模型数据规范研究、数据交换和信息服务规范的研究。

（三）智能配用电系统海量数据分布式处理技术

（1）研究IEC61968/61970 与IEC61850标准的协作问题，及其数据通信规约和采集规范。研究各配用电自动化和管理系统的数据源与CIM模型之间的映射，实现已有应用系统数据到CIM数据中心的自动转换。

（2）海量数据分类与重组技术。智能配用电信息支撑平台需要采集大量不同类型的数据，对于运行数据根据数据来源大致可以分成三种类型的数据对象: 实时采集数据对象、历史数据对象和分析数据对象。对于运行数据分为以下三种类型数据对象：数字量，模拟量，累加量。系统要与多个业务系统进行数据交换与整合，数据来源复杂多样，需要针对不同的应用数据进行分类，海量数据信息分布式处理技术将按照业务特点进行梳理处理确保应用数据满足业务应用。

（3）海量时间序列数据快速存储、检索、处理技术。配用电信息绝大多数是时间序列数据而且规模庞大，例如一个典型中型城市的一年用电信息数据量可以达5TB以上，因此需要研究实现海量时间序列数据快速存储、检索、处理技术。研究云计算技术在海量数据处理中的应用，开发时间序列数据库技术，重点研究该类数据库的数据库模式、时序数据的压缩技术、高效的高效检索机制和系统故障恢复技术。研发适合电力行业的数据库技术，满足分布式数据存储和交互, 避免海量数据遭遇的硬件瓶颈，并能够提供基于CIM模型的外部访问接口。

(4)模型信息辨识及弥补技术。

参数模型数据存在缺失、错误，需要采用基于网络拓扑，综合数据应用验证等技术对参数模型进行审核和校验。并在此基础上研制适用于智能配用电系统的参数辨识算法。

系统运行数据存在缺失、噪声和错误，因此需要采用ETL（抽取、转换、装载）技术进行数据抽取、清洗、整合、管理，解决数据的基本问题。并在此基础上提出配用电系统数据校验与修复方法以及关键数据抽取校验方法，在此基础上开发算法程序。

（四）标准化、分布式智能配用电信息集成与互动、决策平台（1）基于数据网格的CIM数据中心与CIM模型验证技术。

研究数据网格技术，建立智能配用电分布式CIM数据中心，包括配用电网、配用电业务在内所有基础数据和实时数据，通过数据网格实现数据同步和透明访问。本体网络语言OWL（Web Ontology Language）实现较完备的CIM语义信息模型，研究对各个配用电网业务系统进行CIM/OWL的CIM语义和语法进行验证和对CIM的相关业务逻辑的验证方法。

（2）基于模型驱动的CIM平滑升级与智能处理技术

由于配用电业务升级的需要和新设备加入，在基于的信息集成实践中，IEC61970/61968CIM一直在发展、演进。CIM模型版本升级会导致需要重新开发大量的代码以适应新集成环境CIM模型的需求。研究基于CIM的模型驱动架构（Model Driven Architecture）技术，自动更新数据库结构、自动生成新CIM模型与已有应用系统数据映射进行代码和CIS接口，快速实现满足新需求的系统开发，使得新应用的模型和数据纳入统一CIM框架。

（3）信息交换总线与互操作技术

研究面向智能配用电的基于IEC 61968框架的数据服务平台技术，采用SOA技术，建立开放的、具有良好可扩充性的数据服务平台，使配网各应用系统能够方便规范的使用集成在总线上的数据。

研究和建立企业服务总线（Enterprise Service Bus），基于Web Service标准，通过事件驱动和基于XML消息引擎，为数据服务平台提供底层服务支撑。企业服务总线提供可靠消息传输、服务接入、协议转换、数据格式转换、基于内容的路由等功能，屏蔽了服务的物理位置、协议和数据格式。

研究跨安全区应用无缝集成技术，建立跨安全区的信息交换总线，为各安全区服务接入提供统一的接入规范，实现跨安全区服务的透明接入和访问。

研究基于消息的信息交互和传输技术，实现实时信息、准实时信息和非实时信息的交换，支持多系统间的业务流转和功能集成，完成配电相关应用系统之间的信息共享。基于IEC 61968 Part3（配网运行）、Part4（台帐与资产管理）、Part5（运行计划与优化）、Part6（维修与建设）、Part7（配网扩展规划）、Part8（客户支持）、Part9（抄表与控制）、Part10（外部系统）相关国际标准，制订 5

智能配用电各个业务功能间的消息交互标准，该标准将用于通过企业服务总线和数据服务平台实现各个现有信息和自动化系统的数据交换和流程贯通。

研究具有标准的构建框架，实现数据资源和计算资源透明管理，为前端应用提供单一的系统访问接口的电信息支撑。

研究智能配用电信息通过政府公共信息平台进行发布的方式和方法，加强与政府在执行相关配用电环节政策、计划上的配合。

（4）智能配用电全息分析与辅助决策技术

研究与开发信息服务层，以面向服务的架构、基于企业服务总线，实现电网资源、资产、量测和业务模型结构化管理服务，实现电网图形化展现服务，为智能配用电各类业务应用提供电网模型、图形、实时历史数据服务支撑。

研究与开发高级决策服务层，包括配网拓扑分析服务、潮流计算服务；输、配电网解耦互动的配网安全分析与风险评估服务，网络重构优化服务、负荷转供服务、故障恢复决策服务。

基于信息服务和高级决策服务，研究智能配用电全息分析与辅助决策技术。采用实时GIS的可视化服务，实现电网运行方式监视、计划执行监视、停电区域监视、停电用户与损失电量在线统计、保电计划/执行情况监视、工地施工道路开挖监视、设备缺陷/故障监视、车辆/班组位置路线监视和调度、故障恢复决策、应急电源车调度、风险评估、可靠性预估和实时统计。

（五）智能配用电信息与通信标准化及其检测技术

（1）配用电信息标准检测技术。研究和开发配电网CIM验证工具和互操作检测软件。在南方电网技术研究中心建立配用电领域统一CIM模型的验证检测平台，以支持配用电网各类自动化系统和信息管理系统的无缝集成, 积极参与UCAIug等国际组织的配电网CIM互操作，提高配电网CIM标准在制定中的话语权。

（2）智能配用电通信技术标准与检测技术研究。研究智能配用电生产需求的通信网络、系统和设备的性能要求、通信基本协议和相关测试方法等领域的自主技术标准和检测技术，适应智能配用电通信技术系统需要的高带宽、长距离、广分散和动态路由高可靠性通信的需求，解决智能电网复杂的电力环境中光纤传送的动态色散补偿、波长调节、带宽调整、增益谱型调整、自动增益（衰减）变化的应用和优化控制；解决智能电网对配用电高可靠性通信协议提出新的要求，包括系统设备高可靠性的性能监测控制和高精度的故障定位与隔离技术。统一不同厂家通信设备采用标准化接口和通信协议标准，实现数据双向高可靠性通信，保证多系统数据可靠传送与统一接口共享，支持智能路由策略来灵活实现数据访问的分发、聚合，分层分布处理。

规范系统设备的通信接口、协议的统一；功能和性能的要求；以及操作维护

及网络管理的方便性；同时结合智能配用电信息传输的特点，提出对系统设备的稳定性、可靠性、安全性、抗干扰、供电以及环境试验的检测技术和方法。

（六）智能配用电信息及通信技术示范工程建设与应用研究

（1）建设标准化、分布式配用电信息集成系统，整合各个配用电系统信息模型和服务，建立综合信息平台，实现配网生产运行信息全息分析和辅助决策、应急指挥信息全息分析和辅助决策、用电信息全息分析和辅助决策，全面提高配用电运行指挥和用电管理的自动化水平和信息化水平。

（2）建设安全、可靠、经济的通信技术示范工程，构建包括宽带电力载波、TD-LTE、XPON和光纤复合低压电缆等网络技术，验证相关通信技术在智能配用电网络中的表现，为其他地区的通信和信息系统建设提供依据。

2、拟解决的主要技术难点

(一)智能配用电高性能通信网技术及通信网络安全

（1）智能配用电网络具有配电网一次网架复杂、网络变动频繁，覆盖范围广，分布环境复杂的特点。需要适应这些特点的具有高质量、高安全性，可靠性，可扩展性，自适应的网络架构，以及硬件可靠性要求高的通信设备。

（2）宽带电力线载波技术方面，包括OFDM多用户通信网络规划与设计技术、宽带电力线载波OFDM多用户网络通信自组织组网技术和宽带电力线载波OFDM多用户网络通信收发器实现技术。

（3）配用电通信网需要保证信息被安全、及时、完整准确的送达，因此需要对配用电通信网络的业务流控与调度技术，网络可靠性保障，网络自愈，快速故障定位，网络自愈技术，隔离技术等进行研究。分组通信技术本身只能实现逻辑隔离，实现物理隔离需引入其他通信技术，多种技术在同一设备上实现融合。

（4）配用电网络大规模建设后运维复杂。配用电网络覆盖范围广，数量多，分布分散，运维人员到现场进行升级、故障隔离等处理的时间长，成本高，因此需要研究远程运维技术和快速故障定位技术。智能配用电通信网络往往由多种不同的通信技术混合组网，且可能由多个厂家提供设备，往往需要多个网管系统进行管理，管理难度高，因此需要研究智能配用电网络的统一运维。

（二）智能配用电CIM共源建模技术

（1）配电SCADA、地理信息系统（GIS）、生产管理系统（PMS）、营销管理系统、配变监测系统、负荷控制系统（LCM）等系统缺乏统一的规划和设计规范，组成模式、边界划分等总体规范不明确，各个业务系统各自为政、应用范围和功能存在着一定的重叠、冲突或者遗漏，建立统一的信息模型和业务模型难度大。

（2）配用电系统是大电网的末端，配用电系统的运行特性很大程度上取决于输电网，因此必须实现与输电网网的信息互动，才能建立能真正表征配电网运行本质特征的信息与决策模型。而配用电与输电网在信息和业务模型存在巨大差异，分属不同责任单位，建模难度大。

（3）分布式电源、储能和电动汽车对电网的接口特性缺乏足够的研究基础和实际验证，新型有源配电网的组成形式及其整体行为特征很难描述完备。

（4）IEC 61968、61970，OAG OAGIS、OpenGIS ORM等国际标准在不断发展变化中、需要密切跟踪其最新发展趋势，并且其理论研究的内容覆盖范围和实用性深度与南方电网的各个业务系统现实模型和业务现实需求的还是有很大距离。

（三）智能配用电系统海量数据分布式处理技术

（1）IEC61970/61968 与IEC61850 标准目前不能协同工作，目前配用电系统不能直接采集采用IEC61850 标准的设备数据，需要进行相关的标准开发工作以能够有效衔接。

（2）配用电侧的设备和用户数量都非常庞大，采集大量不同类型的数据，信息量十分巨大，需要针对不同的应用数据进行分类，海量数据信息处理将按照业务特点进行处理确保应用数据满足业务应用。

（3）配电网存在海量参数及运行数据，运行过程中存在参数模型不完整，实时信息缺失和错误，因此需要研究智能配电网环境下模型辨识，状态估计算法，以提高数据信息的可信度。

（四）标准化、分布式智能配用电信息集成与决策、互动平台（1）随着电力业务需求和智能配用电的发展，电网模型和业务模型持续变化导致CIM模型不断升级，需要研究基于模型驱动的CIM平滑升级与智能处理技术。

（2）智能配电网业务数据量大，业务繁琐复杂，各个信息和自动化系统的信息交换和集成困难。

（3）智能配用电生产、运行和用电管理业务交叉、复杂，需要联动决策。需要研究面向智能配用电的信息和知识决策服务，提高智能配用电管理的智能性。

（五）智能配用电信息与通信标准化及其检测技术

（1）相关信息标准的关联研究、挖掘和分析现有标准之间关联性，在配用电信息标准集成平台进行统一。建立配用电信息标准评价指标、需要给出配用电信息标准的准确性和冗余程度的评价方法，开发相应的测试工具。

（2）规范系统设备的通信接口、协议、功能和性能的要求；同时结合智能配用电信息传输的特点，提出对系统设备的稳定性、可靠性、安全性、抗干扰、供电以及环境试验的检测技术和方法。

（六）智能配用电信息及通信技术集成与应用示范

（1）配用电系统业务类型众多、信息量大、基础差，需要建设配电一体化信息平台，建立统一的数据模型、接口标准和共享机制，实现各类配电信息资源的无缝集成。

（2）智能终端设备的数量、分布、地形条件、气候环境和现有建设程度都不尽相同，还没有一种单一的通信技术可以适应所有配电自动化系统的要求。

四、技术路线、创新点与预期成果

1、技术路线

（1）面向智能配用电大规模分散接入、环境复杂的高可靠性通信需求的分层异构通信网络体系及其多种通信技术组合的实证研究

广泛调研国内外最新通信技术的发展趋势，通过理论分析和实证分析，最终建立符合配用电实际需求和未来发展的通信网络分层结构模型和体系架构。重点研究适合智能配用电的各层面网络技术，包括工业以太网交换机，中压PLC，BPLC、电力专用XPON、TD-LTE、OPLC等多种通信技术，实现满足需求的配用电通信网性能及业务QoS保障，研究支持智能配电网““自愈控制”和“双向互动”的通信整体解决方案。

（2）开发组织知识产权的的可靠宽带电力载波技术

电力线载波OFDM通信网络技术：采用以OFDM为核心的宽带电力线载波OFDM通信网络技术，实现智能配用电数据网关与配用电终端之间的自组织网络通信。

自组织组网构建技术：提出采用自组织网络技术建立网络设备间的通信链路，每接入一个设备，该设备会自动与附近设备建立链接并形成新的网络拓扑。

信道资源的认知通信技术：采用认知通信技术对信道资源情况进行实时动态监测，包括多用户信道的传输特性、噪声特性的监测与建模，通信信号的有无以及活动规律的监测与建模等，以保证网络通信的质量。

信道资源动态优化技术：在多载波传输方式下，根据子载波的信噪比分配子载波的信号发射功率和传输速率。采用速率自适应和功率自适应两种优化准则对多用户通信进行优化，实现QoS管理。

BPLC网络通信收发器实现技术:本课题将信道资源动态感知与分配管理技术、自组织组网技术等特色技术和国际上的OFDM通用技术集成为一体，实现具有自主知识产权的电力线多用户网络通信收发器技术。集中控制器和路由器之间、路由器与路由器之间提供最高100Mbps的传输速率，路由器与用户之间提供最高100kbps的传输速率。

（3）基于共源建模型理论的配用电系统的建模方法

跟踪国际上最新技术发展，采用共源建模型理论建立贯穿配电网自动化和各个管理专业的基础数据模型规范，为众多配用电信息系统互联互通打下标准语义基础，解决配用电系统的“信息孤岛”问题，实现微网－配电网－输电网三级电网的互动模型用于决策分析。

（4）开发适用于海量配用电信息处理的方法和技术

开发海量数据分类与重组技术、基于时间序列数据库技术的海量信息快速存储、检索和处理技术，不完备信息的弥补与模型估计和知识发现技术，解决海量信息存取、分类和智能处理的难题。为实现配电网的“自愈控制”和业务“智能决策”提供统一模型信息和高效的信息服务机制。

（5）面向智能配用电系统的CIM模型国际标准，实现IEC61850与IEC61968的融合

研究IEC 61968与IEC 61850的融合技术，实现调度中心系统可以直接访问IEC 61850标准的变电站或DER 设备。

（6）开发完全自主知识产权的标准化、分布式云信息支撑平台

开发基于IEC 61968的分布式对象中间件，实现数据访问的标准化、服务的透明化和软件的“即插即用”。研究云数据管理技术，实现资源管理透明化。研究业务负载均衡技术，使整个系统达到平衡负载及应用程序服务器的容错功能。研究异构系统间的互操作技术，形成一种分层、分布的协同式系统。

（7）基于多源信息的高级决策技术

综合量测系统、负控和营销系统相关数据，实现配电网的状态估计和潮流计算技术。研究提出基于主从分裂法开发输、配电网独立解耦互动的配电网安全与风险评估技术；基于最优回路匹配流理论的配电网重构和恢复控制算法。并基于高级决策服务和实时GIS实现智能配用电生产、运行和用电的全景分析与辅助决策服务。

2、创新点

(一)智能配用电高性能通信网技术及通信网络安全

（1）提出智能配用电分层异构通信网络体系，重点解决“最后一公里”问题。提出适合智能配用电的复合组网技术，包括宽带PLC、电力专用XPON、TD-LTE、光纤低压复合电缆等多种通信技术。

（2）提出宽带PLC的自主核心技术，包括：

1）自组织组网构建技术：提出采用自组织网络技术建立网络设备间的通信链路，依据配电网结构，任一网络设备会自动与附近设备建立链接并形成新的网络拓扑。

2）信道资源的认知通信技术：采用认知通信技术对信道资源情况进行实时动态监测，包括多用户信道的传输特性、噪声特性的监测与建模，通信信号的有无以及活动规律的监测与建模等，以保证网络通信的质量。

3）信道资源动态优化技术：在多载波传输方式下，根据子载波的信噪比分配子载波的信号发射功率和传输速率。采用速率自适应和功率自适应两种优化准则对多用户通信进行优化，实现QoS管理。

本课题将信道资源动态感知与分配管理技术、自组织组网技术等和国际上的OFDM通用技术集成为一体，实现具有自主知识产权的电力线多用户网络通信收发器技术。集中控制器和路由器之间、路由器与路由器之间提供最高100M比特每秒的传输速率，路由器与用户之间提供最高100k比特每秒的传输速率。

（二）智能配用电CIM共源建模技术

（1）基于IEC61970/61968标准对配用电网进行共源建模（Common Source Modeling），建立配用电网及其管理业务的统一CIM模型，从根本上解决配用电系统的“信息孤岛”问题，减少数据的冗余程度。

（2）提出并实现输、配系统互动的分层、分布式一体化信息建模与交互标准。研究建立智能配电网及各种分布式电源的一体化CIM信息模型，以及贯穿生产、营销、配电自动化、用电自动化等系统的标准化业务模型。

（3）建立布式电源、储能装置和电动汽车等分布式电源和储能的有源系统信息模型以适应不同决策应用需求，有源配电网的组成形式及其整体行为特征的完备信息模型，依据输电网和配电网是主从系统的关系，研究支持考虑输配网相互影响的互动计算模型，建立微网－配电网－输电网三级电网的互动模型用于决策分析。

（三）智能配用电系统海量数据分布式处理技术

（1）提出并实现信息不完整的配用电系统在线模型辨识、状态估计理论和方法。

（2）深入研究营配一体化的海量数据管理技术，开发时间序列数据库技术实现海量数据快速存储和检索。

（四）标准化、分布式智能配用电信息集成与决策、互动平台

（1）开发跨越安全分区的基于数据网格的CIM数据中心，实现配用电网基于CIM的完整数据视图，并为信息集成与交互提供统一集成总线及其CIS标准接口。

（2）提出并实现标准化、分布式协同信息支撑平台。提出以地理信息系统为中心，基于SOA的配电网调度、设备管理和检修管理的信息服务平台。

（3）综合量测系统、负控和营销系统相关数据，实现配电网的实时多源状态估计和基于回路分析法的配电网鲁棒潮流计算技术；

（4）提出并实现输、配互动的配电网安全分析软件，利用主从分裂法开发输、配电网独立解耦的配电网安全分析和风险评估；

（5）提出并实现基于最优回路匹配流理论的配电网重构与恢复控制快速算法，应用于生产运行和恢复控制等高级决策。

（五）智能配用电信息与通信标准化及其检测技术

（1）参与制定相关国际和国内标准，形成配用电信息标准检测技术和评价软件；

（2）建立适用于智能配用电的通信系统和设备的性能标准及其检测技术。

（六）智能配用电信息及通信技术集成与应用示范

实现较大规模的智能配用电示范园区。通过智能配用电信息及通信技术示范应用以验证研究成果的可行性和可推广性。实现综合应用宽带电力载波、TD-LTE、XPON等技术的集成，实现可靠、经济、易维护的智能配电双向通信技术。

3、预期成果

（一）预期可获得的理论、技术和示范成果

 智能配用电灵活的通信体系架构、接入技术和统一的网络运维技术

 信息通信安全防护理论、模型、方法、应用的一体化支撑技术  海量信息存取、分类和智能处理技术  信息模型构建、决策服务技术

 形成智能配用电集成平台和通信支撑的相关技术标准体系  建设配用电通信检测中心  建立CIM模型检测中心  研究成果示范展示

（二）预期可获得的成果、知识产权和人才培养情况

在关键核心技术方面可获得10项具有应用前景的国家发明专利，整体软件系统获得软件著作权，在国内外高水平杂志上发表20篇论文，被SCI、EI收录10余篇。提出、参与制定行业技术标准3项。培养博士生3名，硕士3名。

五、预期的主要技术经济指标

（1）配用电信息管理软件接入应用的连接数量大于1000个，并发在线用户大于5000个；

（2）完成2个智能配用电通信工程，组网规模大于1024个节点；(3)数据接入指标：满足广东省金融高新区智能配用电通信与信息示范工程数据接入。

A区：通信节点大于1380个； B区：通信节点大于2400个。

（5）智能配用电信息支撑平台指标：

 海量数据检索速度：支持5 TB时间序列数据，数据检索速度小于1秒。 海量数据存储容量：设计容量大于100TB。

 海量数据接入能力：单台前置机接入连接数超过5万，集群接入支持线性增长。

 海量数据处理能力：支持100TB以上数据处理能力。（6）经济效益指标：

 提高供电企业工作效率，降低运维及管理成本，每年约XXX万元。 推动智能家电、电动汽车、分布式能源等相关产业的发展，加快传统产业转型和经济结构的调整。

六、任务分工

本课题以我国智能配用电的实际应用需求为导向，产学研用紧密结合，团结实力雄厚并在相关领域具有研究基础和重大项目经验的的用户单位、研发企业和高校联合承担。课题由广东电网公司、南方电网技术研究中心、协作单位

2、协作单位

1、协作单位

3、等国内对应领域的顶级单位的优势力量，资源互补、强强联合，形成产、学、研、用相融合的团队。

课题申请与参与单位成立研究组，各有一人作为课题负责人，负责人领导各单位开展课题研究，各单位组织各单位开展研究工作。课题负责人的职责是对课题研究的重点和实施计划进行统一协调和组织实施；根据科学前沿发展趋势和课题研究计划执行情况，对研究内容、研究队伍及经费分配方案提出调整建议；各单位课题负责人负责组织本单位研究人员形成周例会汇报制度，把握研究进度，确保及时修正偏差，解决问题，保证课题有序整体推进；项目负责人与各单位课题负责人召开月度工作汇报与协调会，把握整体的研究进度，查漏补缺。

课题任务分工根据研究内容细化分配，各单位研究内容组成课题总体研究内容。详细分工如下：

1)广东电网公司作为课题的牵头单位负责课题总体规划、总体技术方案、协调组织和应用技术的攻关，组织实施智能配用电信息与通信技术集成与应用示范研究；

2)协作单位1负责研究智能配用电灵活的通信体系架构、基于TD-LTE和XPON的通信接入技术和统一的网络运维技术以及关键通信设备的研制；负责通信安全检测、防护方法和技术；

3)协作单位2负责智能配用电网共源建模技术、基于多源数据的状态估计与高级决策技术、信息互操作技术、宽带电力载波技术的研究；

4)南方电网技术研究中心负责基于CIM共源建模的配用电业务建模技术和智能配用电信息标准化及检测技术的研究；

5)广东省电信公司科学技术研究院负责通信技术标准与检测技术研究，统一不同厂家通信设备采用标准化接口和通信协议标准，提出对系统设备的稳定性、可靠性、安全性、抗干扰、供电以及环境试验的检测技术和方法；

信息与智能控制技术 第3篇

【关键词】物联网；物联网架构；智能信息处理；

一、前言

随着我国科技的不断进步与发展，物联网的相关研究越来越受到研究人员的重视，本文就物联网架构和只能信息处理部分内容进行了探讨。

二、物联网概述

“物联网”（Internet of Things）， 指的是将各种信息传感设备， 如射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。其目的是让所有的物品都与网络连接在一起， 系统可以自动的、实时的对物体进行识别、定位、追踪、监控并触发相应事件。”物联网”是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮。”物联网”概念的问世，打破了之前的传统思维。过去的思路一直是将物理基础设施和 IT 基础设施分开：一方面是机场、公路、建筑物， 而另一方面是数据中心， 个人电脑、宽带等。而在”物联网”时代， 钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施，在此意义上，基础设施更像是一块新的地球工地，世界的运转就在它上面进行，其中包括经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活。

“物联网”的概念是在 1999 年提出的，它的定义很简单：把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。也就是说， 物联网是指各类传感器和现有的互联网相互衔接的一个新技术。2009年8月7日温家宝总理到无锡微纳传感网工程技术研发中心视察并就、发表了重要讲话。8月24 日，中国移动总裁王建宙赴台首次发表公开演讲， 提出了”物联网”理念。王建宙指出，通过装置在各类物体上的电子标签（RFID），传感器、二维码等经过接口与无线网络相连，从而给物体赋予智能，可以实现人与物体的沟通和对话，也可以实现物体与物体互相間的沟通和对话。这种将物体联接起来的网络被称为”物联网”。王建宙同时指出，要真正建立一个有效的”物联网”，有两个重要因素。一是规模性，只有具备了规模，才能使物品的智能发挥作用；二是流动性，物品通常都不是静止的，而是处于运动的状态，必须保持物品在运动状态，甚至高速运动状态下都能随时实现对话。

三、物联网体系架构

为了达到了解物联网技术的目的，首先应该了解物联网的网络体系架构，然后又整体到部分，具体了解物联网用到的关键技术。智能信息处理是物联网技术的核心内容之一，物联网所处理的是海量的异构数据，采用传统的方法进行处理会耗费大量的资源，智能信息处理能够很好的解决这个问题，而物联网的知识表达与情景感知等相关技术是物联网智能信息处理的核心内容。

物联网使用开放性的协议工作，所以他是一个开放型的架构，除了支持互联网所能使用的各种技术之外，物联网还具有很强的扩展能力，可以通过安全、语义表示等中间键最终实现海量数据与互联网的融合。通过具体实践经验以及总结物联网在各方面的应用，总结出物联网体系架构主要可分为以下五层体系结构，感知控制层、网络互联层、资源管理层、信息处理层、应用层。

感知控制层：它是物联网使用和扩展的基础所在，所用到的具体设备包括2RP1 读写器、智能传感节点和接入网关等。各个设备通过自己获得的信息，利用网络传递汇总到网关，在有互联网提交到后台进行信息处理。

网络互联层：该层的主要工作是实现各个接入设备以及不同类型网络的融合，另外还负责路由、格式、地址转换的相关功能。

资源管理层：将资源进行初始化工作，监测资源在运行过程中的状况，协同负责多个资源的稳定快速工作，实现跨域资源间的交互。

信息处理层：实现感知数据，并对数据进行分析理解，以及提供数据的查询处理等具体操作。云计算的知识应用是不可缺少的技术，云计算为物联网提供了良好的应用平台，是信息处理层必须应用到的技术。

应用层：物联网应用层主要完成的工作是为用户提供不同类型的服务，它通过对数据进行分析处理，对数据进行感知控制，最终完成工作。物联网的应用主要分为一下几种类型：监控型（物流监控、污染监控），控制型（智能交通、智能家居），扫描型（手机钱包、高速公路不停车收费）等。

四、智能信息处理理论与关键技术

物联网是利用多种接入技术实现了大量的电子器件和海量数据的大规模虚拟网络。通过上述对物联网基本结构的分析，了解物联网应用到的关键技术实则包括识别技术、传感技术、网络技术、信息处理技术等。在以物联网的知识表达与情景感知等相关技术为核心的物联网智能信息处理，是体现人工智能信息处理的一个分支，不仅在情报学的范围内，也是计算机领域的前沿范畴。通过连接中的多种类型的设备，检测事物发生的时间，根据获取物体发生事件的类型，对其数据进行合适的处理，使得处理后的数据能够判断出事件的类型，然后再将这种转化为能被计算机是别的数据存储在计算机中。

物联网智能信息处理的目标是将RFRD、传感器和执行器信息收集起来，通过数据挖掘等手段从原始信息中提取有用的信息，为用户提供创新性服务技术的支持。从信息流程来着，物联网智能信息处理分为信息获取、表达、量化、提取和推理等阶段。智能信息处理本质是将从各种设备上获取过来的海量信息进行自动化处理，通过数据挖掘的手段提取出有用的信息，并对这些信息进行多方面的处理，按照用户设定的需求得出用户能够理解的问题。所以用户可以通过智能处理技术，将存储在计算机中的数据以及所包含的所有的信息一一呈现出来，使得用户了解所发生的事件，这样用户就能与事件相交流，并及时的做出与事件相关联的反应，完成物联网所要求的终极任务。物联网可以使智能信息处理后收集到的数据实现数据的价值。

五、智能信息处理方法

目前，智能信息处理的应用已经从单纯军事上的应用渗透到其他应用领域：医学图像处理与诊断系统、智能交通、智能建筑等。智能信息处理的应用范围日益广泛，在一些实际应用中也取得了相应的成效。随着人工智能技术的发展，智能信息处理在朝着智能化、集成化的趋势发展。信息处理的目的是将选择出来的信息集作为输入，通过各种信息处理方法以后，达到某事件的发生概率。当前智能信息处理的研究主要集中在动态贝叶斯网络、扩展的卡尔曼滤波、证据理论和粗集理论。

基于动态贝叶斯网络的智能信息处理是从贝叶斯网络演变而来。贝叶斯网络可以很好地处理各事件之间的概率关系，通过条件概率来建立各隐藏变量之间的关系。动态贝叶斯网络在原有贝叶斯网络的基础上新增了时间轴，因此前一时刻的事件发生概率会直接影响下一时刻该事件的发生概率。根据应用准确生成贝叶斯网络以及根据不断丰富的训练集实现网络的自学习，是贝叶斯网络高效工作的关键。动态贝叶斯网络属于一个稍微复杂的动态空间模型，与之相似但较为简单的还有隐马尔科夫链和卡曼滤波模型。智能信息处理需要自动完成整个网络的创建和各变量之间的概率分布。

六、结束语

加强对物联网架构和智能信息处理理论的研究，可以使物联网研究更加完善，是非常具有现实意义的研究。

参考文献：

[1] 王涛.浅析物联网架构和智能信息处理理论与关键技术[J].产业聚焦.2013（3）：166-168.

[2] 盛文仲.浅谈物联网架构和智能信息处理理论与关键技术[J].信息技术.2012（3）：16-18.

浅析智能电网通信与信息技术问题 第4篇

1 智能电网信息通信建设

1.1 电力通信方式

当前我国电力通信网络建设的主体传输方式包括电力线载波、光纤与数字微波三类。其中载波是电力系统的一种特有通信方式, 其不需对网络重新架设, 而只需要搭建电线便可实现数据的传递、传输。其技术优势在于无需过多的建设成本资金, 运营系统较为成熟, 且已经完成了一批优质运维队伍的培养。由于受到高压电的保护令电力线不易产生盗割现象, 体现了该通信方式的安全保障性。同时缺点在于传输容量小、由于高电磁与高压的运行环境较易受到外部干扰, 导致信息传输的失真与较高的误码率, 且包含的维护管理工作量庞大、系统出现故障机率较高、系统传输的信号衰减状况较严重等。随着技术的不断完善, 该通信方式中服务运行设备的可靠性与抗干扰力也实现了适应性增强, 因此该类通信方式仍然在我国智能电网的建设服务中发挥着至关重要的作用。数字微波传输方式优势在于具有较宽的传输频带, 可进行大量的数字电话信号复用, 并传送高速数据、电视图像信号, 具有高集成度、综合性质传输优势, 建设搭建方便、快速、灵活, 微波服务设备移动便利、体积较小、具有较强的抗灾害能力、可有效提升网络生存性、不易受到自然环境条件的限制等特征。其劣势在于传输质量不及光纤通信, 易受到地物、地形的影响或建筑物的不良阻挡。因此可以说其独特的传输优势可有效形成同光纤传输的良性弥补, 在构建智能电网、广域通信系统中发挥着重要的服务作用。光纤传输方式的优势在于频带宽、传输量大、距离远、衰减低、抗干扰性强、传输质量高、性能稳定、接口标准、网络运营成本低等优势, 其强大的通信服务能力与高度可靠性在我国未来构建智能电网的实践中将具有广阔的发展应用前景。

1.2 新型信息通信技术

计算机、通信、信息技术的迅猛发展令智能化电网的建设上升到了全新的高度, 目前各类新型信息通信技术逐步诞生, 包括第二代互联网络技术、3G与4G无线网络通讯技术、无线网络WIFI技术等。前者有效实现了户与户间的对等连接, 提升了数据传输速度, 令IP网络通信业务得以丰富拓展。双向通信系统的代表为3G与4G无线通信技术, 有效实现了对智能电表的控制与数据采集, 具有灵活、便利部署、无线接入、传输速率快、无线覆盖广泛等显著优势, 成为智能电网建设中有限信息通信技术的完善补充。WIFI技术是一种新型无线传输网络, 可为应急电力通信、无线城域网、配网自动化提供高速与宽带的无线接入方式, 具有较大的覆盖范围, 服务运营速率高, 成为应急指挥与现场调度的一种良性通信手段。

2 电力通信信息网络构建

目前, 我国已全面构建了富含可靠性、先进性的电力通信网络与显现分级分层构建自愈环网主体特征的专用电力网络通信架构体系。同时在用电、配电领域构建了专用控制电力负荷的无线电频率, 实现了通信电力线技术的科学开发, 并将其合理引入配网管理、自动抄表及用户双向多视角通信的领域之中, 切实提升了电力通信网络服务水平。然而现行网络建设中仍然包含一些不尽如人意的问题, 例如网络网架骨干始终呈现出不够坚强的问题, 无法充分满足数据网络调度第二平面建设需求。通信网络各级资源的优势整合与充分利用还包含一定的欠缺性, 总体呈现出接入网弱、骨干网络强、低电压端弱、高电压端强, 用电配电环节通信水平较输电网水平存在较大的差距性等。信息化网络平台具有控制灵活便利、可靠安全性高、便于维护及扩展等多重适应智能化电网控制的优势, 可有效简化设备控制连接方式, 令各类异构设备控制的信息共享与网络集成目标得以实现。然而基于电力系统构建的实时性与分布性, 各类控制设备存在较大的信息差异性, 令基于网络的信息控制传输存在不确定的时延现象, 且路径也不明确, 易发生丢失数据包、信息丢失因果性等不良问题。面对这一现象, 我们可由电力系统的信息传输特性、电网控制性能与通信电网系统结构体系受到的网络影响层面入手, 深入探析智能电网中信息网络的应用领域存在的各类关键性问题。例如美国一些项目主体侧重于由电网企业公司视角对通信电网系统的结构体系进行深入研究, 或提出了分层次电网通信结构体系, 将其分为区域层、广站层与系统层等体系。调度电力系统控制信息应科学采用现代化网络传输模式, 该进程具有不同于静态调度的动态属性, 因而无法精细化明确任务周期, 倘若我们对同时传输至交换机的各类电力系统相关保护信息流采用延时控制策略, 则无法完善保障端到端的时间响应要求, 因此我们有必要深入探究新一轮控制信息流机制, 以科学保障在信息网络基础上的电力系统任务控制约束时间关系, 切实提升电网调度信息的可操作性与控制性。

3 电网信息安全

与传统电网相比, 智能电网较多依赖对信息的交换, 加之电网架构跨度的地域广阔性, 包含元件设备的众多性, 任意一个节点均有可能引发不良的信息安全问题, 令整体电网系统产生复杂性故障, 因此合理强化智能电网的信息安全防护具有重要的现实意义。

3.1 电网信息安全风险问题

为科学防护电网信息安全, 我们应对信息系统风险与脆弱性进行定期评估, 科学制定改进措施及实施原则。虽然电网信息系统服务器、工作站与路由器等均相应制定了安全机制, 然而用户却并未对安全认证进行科学有效的配置, 因此我们应科学配备具有丰富安全管控与维护经验的IT团队公司, 令该类问题得到有效的缓解。同时我们应科学注重对系统漏洞、bug的打补丁升级维护, 完善配置服务器与网络设备, 进而显著降低系统不良入侵的发生机率。

3.2 强化抵御防控能力, 提升重要系统可靠性

倘若电网系统运行中产生了威胁其安全构成的不良行为, 例如发生了信息系统攻击, 我们则应及时启动相应的报警与应对机制全面应用安全防护技术。面对极端状况下的大范围不良侵袭、电网信息系统可能遭受较大规模的恶意攻击并产生复杂性故障, 电网公司应主动联系其他相关机构, 包含政府单位组织实行应对威胁的联动响应, 形成稳固、互补、互进、统一的安全防护。电网体系重要系统主体包含电力数据的采集及监控子系统、自动化变电站系统、能量管理子系统、换流站监控系统、自动化配电系统、发电厂监控系统、自动安全装置、计算机继电保护装置、负荷控制子系统、测量广域相量系统、电能计费计量、电力市场实时辅助控制、电能计量及远程维护专用调度网络、监控系统本地局域内部网络等。针对上述复杂、重要系统我们必须进行科学防范, 抵御面向各类监控体系、数据调度网络的侵害攻击及其造成的电力系统事故, 防止黑客、病毒等各类形式, 面向系统引发的攻击与恶意破坏, 杜绝由边界外部引发的侵入与攻击, 尤其应注重对一次系统发起的攻击并导致安全事故的有效防控。

4 智能电网通信与信息架构建设

电力系统是本质的能量传递过程, 其主体包含输电、发电、用电与配电四个环节, 数据调度专用电网等电力通信网络完成了覆盖以上环节的建设, 用户侧可通过载波方式展开小数据量的网络传输, 例如抄表、计费等均得到了广泛的应用。而水调自动化、TMR、WAMS、DMS、EMS等信息系统则为电力体系的正常服务运转提供了优质、可靠及高效的技术保障。智能电网服务运行的显著特征之一便是同用户展开良好的交互, 完成自动化抄表、自动化测量等一系列智能表计, 并在用户侧构建信息网关, 提升了电网系统的人性化服务水平。当前许多自动化抄表与测量解决方案中均应用了RF、GPRS等无线网络技术作为基础通信手段。由于前文所述的电网系统安全防护中相关802.11b模式身份验证系统较为脆弱, 一些黑客仅需要应用一台能在普通无线局域网络中运行的适配器便可实现侵入漏洞展开攻击的目的。因此以安全角度出发, 我们采用的无线技术并不妥当, 而应在电力系统中采用OFDM也就是正交频分复用技术, 进而实现高传输速率、高可靠性的网络数据传输, 并有效避免无线技术出现不良安全问题。站在战略化角度, 信息网络的传输是控制、保护及测量数据等各类信息的综合体系, 电力通信智能化电网将随着科技的发展构建成为综合性信息网络。由利用信息角度来讲, 监控智能化电网将由传统依据局部信息的电网向着基于全局信息的电网合理转变, 而分散于各信息系统中的数据将通过综合平台方式实现有效集成, 进而便于不同业务操作人员实现对各类数据的应用, 并激发智能电网形成高级应用分析功能。其通信体系与信息架构包含综合信息平台与信息网络两部分, 由发电、输电、配电方式满足用户用电需求, 同时由用户端通信网络通过正交频分复技术实现综合信息网络, 并通过EMS、DMS、WAMS技术构建综合信息平台, 面向智能电网高级分析进行综合服务应用。

5 结语

基于我国电力通信网络的构建发展现状, 为强化体系架构、明确体系标准, 深入探究新技术领域的拓展, 我们只有充分满足智能电网构建要求, 深入研究智能电网通信网络与信息体系, 全面开展自主创新, 才能令我国智能电网的构建真正跻身国际先进水平, 进而实现可持续的全面发展。

摘要：以智能化电网建设为基础探讨了其电力通信方式、新型信息通信技术, 挖掘了我国信息网络建设进程中存在的主要问题及通信、信息体系架构建设, 并展开了智能电网安全问题分析, 对提升智能电网建设水平, 营造良好的信息化网络运营环境有积极有效的促进作用。

关键词：智能电网,信息,通信,技术

参考文献

[1]徐宁.基于IEC61850的变电站自动化设备建模[J].电力自动化设备, 2006 (3) .

信息与智能控制技术 第5篇

一：师：好，同学们，上课了。我们第二节有涉及到信息加工的类型，请大家打开课本p44页：

1.基于大众信息技术工具的人性化信息加工：word，excel，flash，ps等。这些所见即所得的编辑技术等信息加工更加容易操作，从而更充分地实现人和计算机的优势互补，提高人机协作效率。

2.基于程序设计的自动化信息加工即信息的编程加工，就如我们上节课的所学的vb，c语言等

3.第三种信息加工的类型就是我们今天要学的人工智能技术的智能化信息加工，就是信息的智能化加工。信息的智能化加工所要解决的问题是如何让计算机更加自主地加工信息，减少人的参与，进一步提高信息加工的效率和人性化程度。（2min）师：那，现在我们来观看“机器人灭火大赛”的新闻报道片段； 师：这些机器人是凭借什么灭火呢？ 生：„„

师：我们有火的地方烟雾大，那就在机器人里面设计一个程序：有火的地方烟雾大。机器人感应到烟雾大就判断出哪边有火，那这是要说明什么呢？

生：计算机具有超强的计算和判断能力，也就具备了很高的智能，能够最快速找到火源并做出灭火处理。（4min）

师：我们再来观看下一个“八卦图”运行的剖析视频片段。师：同学们，看完这个你们有什么感想呢？ 生：无人驾驶 高智能

师：无人驾驶，沿着一定的轨迹来行走，大家发现者机器人是沿着八卦形的黑色轨迹来行走的，说明机器人在某些方面具有一定的优势。大家想象下，那如果有一天我们的公交车也能按照一定的轨迹无人驾驶那么就能省了人力、财力、物力。

师：刚刚提到的就是人工智能的一个实例应用，那什么是“人工智能”呢？ 生：人工智能：人造的智能，它主要是对人脑思维机理的模拟

师：从这个例子当中，我们可以看出，机器人的智能是由人赋予的，机器虽然有一定的思维能力，但与我们人相比还是有很大的差距的。

师：基于大家对“人工智能”概念的了解和其未来的畅想，那么在我们目前的现实生活中智能技术拥有哪些应用呢？接下来请大家看看这个短片，根据短片和你们的生活，说说哪些地方应用到了“人工智能”？(7min)播放“生活”短片？ 有请xx同学来说说看 生：。。。

师：请xxx同学来补充 生：。。。师：机器视觉:指纹识别---笔记本电脑、破案，我们九中的指纹考勤机，人脸识别----开门，视网膜识别，虹膜识别---看病，掌纹识别，专家系统,智能搜索，定理证明，博弈，自动程序设计，航天应用(10min)二：师：那，接下来我们来看看人工智能的应用——模式识别；机器翻译；其他应用

—— 智能机器人、计算机博弈、智能代理、专家系统、机器证明、数据挖掘

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让计算机认识事物。主要有指纹识别、语音识别、手写识别和光学字符识别等。

1.模式识别技术。第一章曾经提到的语音识别技术也是属于模式识别范畴的。

（1）、指纹识别：利用它来进行个人身份认证。

指纹识别是目前一种较为理想身份确认技术不仅具有许多独到的信息安全优点更重要的还具有很高的实用性、可行性。指纹识别（演示）dell（戴尔）、acer（宏基）笔记本电脑开机指纹登录；指纹考勤机；（2）掌纹识别

（3）手写数字识别——>手机执笔输入，百度手写输入法（4）语音合成识别（芝麻开门），“人机对话”语音识别技术就是让机器通过识别和理解过程把语音信号转变为相应的文本或命令的高技术。语音识别技术与语音合成技术结合使人们能够甩掉键盘，通过语音命令进行操作。基本原理：首先在计算机中存放所有字词的读音建立一个样本数据库，然后通过话筒将用户说话的声音输入计算机，计算机将输入的声音和数据库中的所有声音样本逐一进行对照找出最接近的声音样本最终确定输入的声音是哪个词或字。（5）印刷识别(13min)2.师：接下来，我们来看下另一应用---机器翻译 机器翻译是利用计算机把一种自然语言转变成另一种自然语言的过程。

师：这一段英语是我们小学一年级学过的一篇诗歌，利用金山快译翻译出来的结果。那你们知道是哪一首诗歌吗？ 生：不知道

师：那我们在利用金山快译翻译出来的结果，大家看下。这下应该知道是哪一首诗歌了吧。生：《锄禾》

师：我们来比较一下这三段。生：哈哈大笑

师：以后可以从事专门开发有关翻译的智能技术的事业，使世界真正成为沟通无限的村落。师：思考：与原来的中文是否有区别？为什么？怎样提高翻译质量？ 生：思考，讨论

师：a、有区别-----机器无感情------因为使用软件-----人编写的------(进一步认识本质)，没有人类的情感，所以对于像诗歌这样一种要配合意境来翻译的就无法准确的翻译了，就会闹出笑话了。

b、原理：在词库中搜索

c、提高质量：进一步完善软件(16min)师：接下来我们来学习下其他应用：

①首先我们来观看“海宝”视频片段、机器人跳舞视频片段、机器人演奏的《茉莉花》、微声爬壁机器人等。

②计算机博弈。回家下载“五子棋”游戏程序，实践一下和计算机对战的乐趣，体验智能信息技术。(19min)师：随着技术的发展，智能化加工应用越来越大众化，人性化

同学们能举例说明下吗 生：思考，回答

师：OFFICE助手，自动缴费系统、银行预约导航系统、百度利用你唱出的歌词来帮你搜索歌曲、智能手机(21min)

泉州seo欢迎一起交流

师：同学们讨论下 机器人能否完全代替人工？？？ 生：讨论

师：总结。那好了，这个讨论到此为止，同学们如果有兴趣可以回家网上查找更多的资料来支持自己的观点。我们现在要做的是做一下课堂作业。(26min)

信息技术环境下会计控制现状分析 第6篇

[关键词]信息技术 会计信息 会计控制

现代信息技术与会计的融合，影响了传统会计控制的内容、方式和程序，为会计理论界和实务界提出了许多会计控制的新课题。充分认识会计控制的现状，对于我们根据现代信息技术的特点制定切实可行的会计控制制度是十分重要的。本文通过对现行做法的分析，找出存在的问题与缺陷，通过对日新月异的信息技术的关注与考察，分析对会计控制提出的新挑战。

一、现行财务软件对内部控制的做法

1责任控制与操作控制

责任控制是指系统为每一个合法系统使用人员设置不同的工作权限，防止系统使用人员进行非本人工作范围的工作，即权限管理。系统操作控制是指设置系统使用人员及口令，防止非系统使用人员进入系统，保证系统使用人员的合法性，即人员口令管理。现行会计软件一般的做法是将责任控制与操作控制进行统一管理，即统一设置一个权限管理库，该数据库结构一般包括用户名、口令及各不相容分工的权限等内容。

从责任控制和操作控制的现状来看，可以打开权限管理库窃取姓名和口令，以别人的身份进入系统，张冠李戴，也可以私自篡改权限，可以一人行使诸如凭证录入与审核等不相容的职权，不能保证系统人员合法管理和权限职责的分工。

2输入控制

输入控制是指系统自动控制数据的正确性。系统一般提供凭证输入防错和二次录入防错两个功能。凭证输入防错是在输入错误凭证时系统给予提示信息。二次录入防错，是将第一次录入的凭证存储在凭证库，由另一个人将已录入的凭证重新输入即第二次录入。二次录入的凭证存储于凭证二次库，再通过检索凭证类别和凭证号，将两个数据库中相同类别和相同编号的凭证进行比较，若两者不完全相同则表明该张凭证输入有错，再将该凭证与原始凭证进行对照做相应修改，达到检验数据正确性的目的。从输入控制的二次校验来看，实际工作中，许多企业组织的会计人员认为二次录入比较繁琐，浪费人力、精力和时间，于是直接打开二次凭证库，将第一次录入的凭证全部拷贝过来，然后执行二次校验时全部通过，这就达不到防止输入差错的作用。

由于计算机处理结果的正确性和可靠性的基础是输入数据的正确、完整和合法性，但数据在输入过程中，却经常出现这样一些问题：一是送交计算机处理的数据不真实、不完整；二是将待处理数据变为机器可读形式的转换过程中发生错误、重复、遗漏或非法变动等；三是错误的原始数据未做及时更正，或虽已更正但并未重新输入。为了防止上述错误的发生，往往需要对应用系统采取适当的输入控制。

3内部状态控制

系统内部状态控制是指系统自动实现操作的逻辑顺序和尽量保留系统的工作痕迹，在会计软件中，系统为机内记账凭证一般设置四种状态，如果首次录入的凭证表示为“1”，审核的凭证表示为“2”，已记账的凭证表示为“3”，已结账的凭证表示为“4”，若凭证状态为“1”时，表示已录入未经审核的凭证，可以修改不能记账。若凭证状态为“2”，表示凭证已经审核，可以记账。若凭证状态为“3”，表示已经记账，如果录入错误不能直接修改，只能用“红字冲销法”进行修改。若凭证库中所有凭证状态都为“3”，表示所有凭证均已记账，此时可以进行结账。结账后，所有凭证状态均变为“4”，表示本月已结账，不能再录入本月凭证，可以准备下月的凭证录入等处理工作，所以，在会计软件中，可根据凭证状态自动控制凭证按“录入—审核—记账—结账”的逻辑顺序进行处理，有利于保证会计信息的真实性和完整性。但许多商品化会计软件中，设置了一些不应有的功能，使得不少必要的程序控制失效。如有些软件设置了“反登账”、“反结账”等功能，一些软件可以如此连续处理数月的数据，使得国家规定的复核、登账后不能再直接修改有关凭证、账薄内容和结账后不能再输入、修改该月的凭证、账簿等控制完全失效。甚至还有一些会计软件允许用户不复核可以记账，数月不结账可以连续以后各月的账务处理。此外，系统将机内凭证设置为四种状态，主要是保证凭证按录入、审核、记账、结账的逻辑顺序进行处理，防止输入数据出错，防止重复记账，并尽量使系统工作留有痕迹，但在现实中，一些会计人员往往通过直接打开凭证数据库修改状态标志来控制凭证内部状态，达到“方便”的目的，如若想修改已记账的凭证，无需“红字冲销法”的麻烦过程，而只要打开凭证数掘库将状态标志“3”改为“1”即直接运行修改功能进行数据修改。

综上所述，现行会计信息系统条件下，会计控制没能从实质上达到防止舞弊和内部控制作用。失控的内部控制，可能导致非法操作人员进行非法操作，可能导致不相容职权由一人行使，还有可能造成凭证重复记账等。

二、单机环境下会计控制的缺陷

由于计算机具有工作自动化、控制程序化、存储数字化等特点，传统的单机电算化会计信息系统在提高会计工作效率的同时也带来了内部控制上的新问题，具体表现在：

1原始凭证数字化，易于伪造，数据安全性差

手工系统中数据的处理和存储均分散于各个部门和人员，而计算机系统的突出特点就是其处理和存储的集中化。由此对数据安全带来一定的威胁。如未经授权的人员可以利用计算机轻而易举的浏览其他部门文件和数据，从而使得机密数据被泄漏。另外，计算机的存储方式是信息转化为数字形式存储在磁(光)介质上，因此极易被篡改甚至伪造而不留任何痕迹，这给一些不法之徒提供了机会，比如通过伪造或修改客户、银行的凭证，制造虚假交易，进而侵吞公款等。数据大量集中存储于磁、光介质中，一旦发生火灾、水灾、被盗之类的事件，就可能是全部数据丢失或者毁损；同时磁、光介质对环境的要求较高，不仅要防水、防火，还要防尘、防磁，而且对温度还有一定的要求，从而增加了数据的脆弱性。

2会计业务缺乏有效牵制，差错会反复发生

在手工系统中，发生差错往往是个别现象，而且由于数据处理分散于多个部门、多个人员完成，一个部门或人员的差错往往可以在下一个环节中发现和改正，所以一般而言，一定时间内数据中反复发生错误的可能性并不大。但计算机系统处理的集中化，加之计算机运算的高速性。使得其处理结果一旦发生错误，就往往在短时间内迅速蔓延，使得多种文件、账簿，以至整个系统失真，如果发生错误的原因在于系统程序和系统软

件，则计算机就会重复执行同一错误操作，由于计算机的自动高效使工作人员减少，各种手续都被合并到一起由计算机统一执行，从而不能像手工方式那样相互牵制，由此产生了内控隐患。

3内部控制严重依赖于程序的质量，而程序易被非法调用篡改

会计信息系统的关键是计算机软件，因此其内部控制也更加依赖于程序的质量。一旦程序中存在恶意的设置，便会严重危害系统安全。而会计人员对计算机专业知识所知甚少，很难及时发现这些漏洞，致使系统会多次重复同一错误，扩大损失，如果对任何人接近计算机系统缺乏控制，则未经授权的人员也可以上机操作，改动程序。同时对于经批准接近系统的操作人员加以限制也非常重要。

4权限分工的主要形式是口令授权

口令存放于计算机系统内而不是像印章那样锁在箱子里或带在主人身上，因此一旦被人偷看到或窃取到便会带来巨大隐患。

以上问题是由会计信息系统自身特点所决定的，在单机系统下只能通过加强人员教育等方式进行预防，难以彻底解决，

三、网络技术的发展会计控制的新影响

1会计信息失真的风险加剧

从信息的取得渠道看，其来源具有多样性，有可能导致审计线索紊乱；从信息传递的方式看，大量信息通过网络通讯线路传输，有可能遭受非法的拦截、窃取和纂改；从信息的存储形式看，信息大都以电子数据的形式存储，肉眼很难辨认，易被修改、删除、隐匿、转移和伪造且不留痕迹，网络系统的开放性和动态性加大了审计取证难度，加剧了会计信息失真的风险。

2很难避免非法侵扰

网络是一个开放的环境，在这个环境中一切信息在理论上都是可以被访问到的，除非它们在物理上断开连接。因此，网络下的会计信息系统很有可能遭受非法访问甚至黑客或病毒的侵扰。这种攻击可能来自子系统外部，也可能来自系统内部，而且一旦发生将造成巨大的损失。

3内部稽核难度加大

若要对信息系统进行审核，则必须克服下列几项问题：企业可能会担心相关内部资料暴露于外，影响其竞争能力：稽核必须运用更复杂的查核技术，会计师必须培训具备复杂电脑资料处理能力，才能胜任此项工作；稽核将大幅增加查核所需的时间与成本。

4网络环境下无形资产转移难以控制

知识经济形成后，会计控制的客体发生了变化，由部分有形资产转移到了无形资产(需要举例说明，因为这个提法很陌生)。实务经济形态中的各种有形资产是一种静态资产，只有借助外界的力量才能转移。但无形资产是一种动态资产，在利益机制的驱使下在网上很容易转移。

5电子商务给內部控制出难题

随着电子商务的迅猛发展，网上交易愈加普遍，可以想象在不久后企业的全部原始凭证都将成为数字格式，这加强了企业对网上公证机构的依赖。但直到目前相应的技术和法规还远没有达到完善，这也给系统的内部控制造成困难。

信息与智能控制技术 第7篇

1智能电网的概念

智能电网 (Smart Power Grids) , 在我国也被称为“电网2.0”或坚强智能电网。它是以传统的电力网络为基础, 将各种先进的信息技术、通信技术、传感器技术、测量技术、计算机技术、控制技术等综合集成到电力网络当中, 所形成的坚强的网络架构, 以及智能化的网络体系。智能电网的整体体系架构, 详见下图1所示。

2信息技术在我国智能电网中的应用现状

目前, 信息技术在我国智能电网中的应用, 已贯穿于电网生产操作层、电力企业管理层以及战略层面等多方面的应用。

例如, 在电力通信方面, 我国已建成了以光纤通信为主, 以微波、载波、卫星等多种通信方式并存的电力通信网络, 并达成了分层、分级、自愈型的通信环网架构目标;在电力生产方面, 我国电力网络的各个环节中都采用了较为成熟的业务信息系统, 在统一信息平台构建、电网信息模型融合方面也开展了大量的研究与应用, 以“信息化SG186工程”为代表的电网企业级一体化信息系统的建设已初见成效;在电力信息安全防护方面, 电力系统的等级保护体系及纵深防御体系已初步建立, 其信息安全水平也处于国际领先水平。综合而言, 信息技术中的多项关键技术, 均已在我国智能电网中得到广泛的普及与应用。

(1) 光纤通信技术。随着光纤补偿技术及光纤放大器技术的发展, 通过采用合适的信息传输码型, 目前光纤通信已可实现500km以上的无中继传输。而在光纤光缆的选择方面, 近年来所开发出的光纤复合低压光缆 (OPLC) , 已成为了智能电网建设中的重要线缆产品, 它不仅融合了电力通信与网络通信的功能, 能实现电力传输网、互联网及电信网的多网融合, 而且价格较低, 有利于降低智能电网的建设成本。

(2) 集成通信技术。集成通信技术主要是将无源光网络技术 (PON) 、电力线载波技术、无线通信技术等进行综合集成应用的一种技术方案。它不仅能提供支持电网中电力数据的高速传输, 而且还能同时传送各种网络通信数据, 如通话数据、电子邮件、即时通信等。同时, 该技术还基于广域同步时钟技术 (如IEEE 1588) , 能实现准确的对时功能, 并且通信过程中具有极强的抗干扰能力。

(3) 实时数据库技术。实时数据库技术主要用于对智能电网中海量的实时信息, 进行高效的存储与有效的管理。目前, 该技术主要包括了海量时序信息的存储技术、索引技术、混合压缩技术、数据并发处理技术、缓存管理技术等。

(4) 可视化技术。可视化技术在智能电网中的应用, 主要是通过远程通信技术、多媒体技术、液晶显示技术等, 以实现对电网中各生产环节及设备数据的有效监测与控制, 并将各种生产情况与信息进行可视化的展示, 以方便人员的远程化监控与操作。目前, 该技术主要包括了电网及设备状态的实时监控、互动屏幕、互动地图、工业视频监控、变电站三维展示、虚拟现实操作等技术的应用。

(5) 信息安全技术。信息安全技术, 主要通过建立起信息安全的主动防御体系, 建立信息网络的信任平台, 以保证电网中信息传递与共享的安全。

3信息技术与智能电网之间的关键点问题研究

3.1信息标准体系的建立

目前, 我国智能电网的信息标准体系的发展, 主要包括了信息基础标准、信息应用标准与信息安全标准这三个部分。

(1) 信息基础标准。信息基础标准, 它主要从对智能电网发展有共性支撑的角度出发, 涉及到一体化信息模型标准、信息网络标准、移动作业等多种基础性标准。目前, 我国所采用的信息基础标准, 多是在国际标准IEC61850 (变电站通信自动化) 的基础上所发展起来的。

其中, 一体化信息模型标准是旨在建立一个共享的底层模型, 为智能电网各环节之间的融合互通奠定基础;信息网络标准, 则是明确网络规划设计的方法和手段, 为建设支撑智能电网的网络传输通道奠定基础;移动作业标准, 是对智能电网移动终端的评估、接入、服务调用等内容作出详细规定, 以提高各类现场施工人员的工作效率。

(2) 信息应用标准。信息应用标准, 是从业务系统支撑智能电网发展的角度出发, 并涉及到人力资源、财务以及物资管理标准、安全生产管理标准等多种业务标准。目前, 我国所采用的信息应用标准, 基本是在国际标准IEC61968 (企业管理信息交互集成标准) 的基础上所发展起来的。

以人力资源、财务以及物资管理标准为例, 它能通过规范核心资源的集约化管理模式, 从而为智能电网建设提供了战略保障;而安全生产管理标准, 则有利于推进电力设备巡检、维护、操作的一体化管理, 以提高整个电网中设备的运行、检修与维护效率。

(3) 信息安全标准。安全标准, 则是从保障智能电网安全稳定运行的角度出发所制定的一系列标准, 它涵盖了安全等级保护标准、网络安全接入标准、应用软件通用安全标准等相关安全标准。我国所采用的信息安全标准, 多是在国际标准IEC62351 (安全防护标准) 的基础上所发展起来的。

以应用软件通用安全标准的建立为例, 它能通过规范智能电网应用软件在设计与开发过程中, 所必须遵循的安全要求, 以提高电网各系统及设备应用软件的运行安全性。

3.2信息支撑平台的建立

信息支撑平台, 是支持坚强智能电网建设的公共平台, 它贯穿于电网发电、输电、变电、配电、用电、调度各个领域当中。通过信息支撑平台的建设, 有利于提升整个电网的信息资源的集成水平, 有利于实现各业务信息系统的优化配置与利用。因此, 当前我国电网信息支撑平台的建设与发展方向, 主要集中在以下几点:

(1) 统一性与互操作性。一方面, 应设计与架构统一化的信息平台, 以实现电网在规划、设计、建设、生产、运营、以及服务等环节中信息的全面采集、流畅传输与高效处理, 进而提升设备和业务处理的数字化水平、自动化水平, 以支撑整个电网的电力流、信息流、业务流的高度一体化;另一方面, 还应提升信息平台在业务功能的互操作性、协同性与友好型, 以实现平台信息的共享、透明, 实现业务流程的规范、集成, 进而提升人与应用信息系统之间, 各业务流程之间, 以及电力企业与用户之间的互动水平。

(2) 全面覆盖性。一方面, 利用信息平台积极建设能贯通智能电网各个领域, 并覆盖电网全业务的信息系统, 以提升智能电网业务管理的现代化水平, 实现全网资源的优化配置、高效利用与及时处理;另一方面, 还应不断完善电力系统的骨干通信网络, 并通过建立配用侧通信网络, 从而形成从电网企业总部、各分支机构到终端用户的高度一体化、全面覆盖的通信网络。

(3) 增值服务性。信息支撑平台的一个重要发展方向, 就是通过充分挖掘出智能电网中海量信息的潜在价值, 从而提升电网的智能分析水平与科学决策水平。同时, 通过不断研发面向用户的软硬件产品, 以创新电力业务的服务模式与盈利模式, 从而向广大用户提供更高质量、更具特色的电力信息增值服务, 以创造出良好的社会效益与经济效益。

3.3安全防护体系的建立

目前, 国家电网公司已根据“等级保护、纵深防御”的安全防护策略, 初步建成了面向电力系统信息安全的等级保护体系与纵深防御体系。然而, 随着我国坚强智能电网的建设与发展, 信息安全体系也面临以下新的挑战与发展需求:

一是智能电网由于具有信息化、自动化与互动化的特征, 这样增强了电网和用户的双向互动性, 对智能电网的设备侧与用户侧的信息安全, 都提出了更高的要求;二是智能电网的通信环境更加复杂, 它可采用光纤通信技术, 或者GPRS/CDMA、3G、WIFI、传感网络等无线通信技术, 以及伴随大量着智能表计、移动作业终端的广泛应用, 都容易造成智能电网受攻击手段更加多样化与智能化, 这也进一步加大了信息安全防护的难度;三是智能电网的覆盖面更广、集成度更深, 传统的以各级电力公司网络边界和核心资产为保护对象的信息安全保障体系, 需要进一步扩展到各类终端的安全防护, 安全防护体系的能力与防护范围都需要进一步的增强。

因此, 从智能电网发展趋势及对信息安全防护的需求出发, 都必须进一步强化原有信息安全体系的能力与范围, 以有效建立起面向智能电网的新型安全防护体系, 如下图2所示。该体系共由物理安全层、传送网安全层、业务网安全层这三个层面所构成, 并能根据不同层面所具有的安全脆弱性, 以制定具有针对性的安全防护措施, 如访问控制、身份认证、数据保密性、数据完整性、私密性等措施, 从而有效强化智能电网的信息安全体制与机制建设, 确保电网各系统信息间的安全传递与共享。

4结语

信息技术是发展我国坚强智能电网的基础与保障, 也是推进电力信息化与电力工业化走向深度融合的重要动力。本文从智能电网的概念及特点出发, 分析了信息技术在智能电网中的应用现状, 并着重就信息技术与智能电网间结合的关键点问题进行了探讨与研究, 以此希望能进一步推动智能电网的信息化应用进程, 以早日达成智能坚强电网的建设目标。

参考文献

[1]穆芮.智能电网信息安全技术研究与应用[D].山东大学, 2013.

[2]何建明.智能电网信息和通信技术关键问题探讨[J].企业技术开发, 2012 (01) .

[3]刘军, 吕广宪, 等.IEC 61968与智能电网:电力企业应用集成标准的应用[M].北京:中国电力出版社, 2013.

[4]王毅, 张标标, 等.智慧能源[M].北京:清华大学出版社, 2012.

[5]周宏仁.中国信息化形势分析与预测[M].北京:社会科学文献出版社, 2012.

智能交通与信息化应用技术探析 第8篇

一、智能交通与信息化应用技术的应用类型

智能交通是在整个交通运输管理体系中将先进的传感器技术、通讯技术、数据处理技术、网络技术、自动控制技术、信息发布技术等进行有效结合及应用, 进而建立一种实时的、准确的、高效的交通运输综合管理和控制系统。智能交通在交通运输基础设施改善的基础上, 对交通信息服务水平进行极大提高, 同时还可以对交通运作环境进行有效改善, 促进交通行业服务质量的提升, 从而更好地为人民服务。本文主要通过两大智能交通系统, 对信息化进行诠释, 主要是电子不停车收费系统 (ETC) 和语音系统。

1、电子不停车收费系统

现阶段全球最先进的交通收费系统就是电子不停车收费系统 (ETC) , 这种收费系统是智能交通系统的的主要服务功能, 其应用原理为在经过收费口时通行车辆不用停车就可以进行收费, 这种收费系统的应用实现了交通收费自动化。作为智能交通的主要特色ETC系统现今已经成为人们最有发展前途的技术。

ETC系统的发展不仅给通行车辆带来了方便, 也减少了收费口拥堵现象的发生, 这些优势的存在, 促使越来越多的城市加快了ETC系统建设的步伐。如2011年, 武汉ETC不停车收费系统建设投资约1.2亿元, 在同一年正式通车运作, 成为了我国多车道自由流电子收费系统的主要城市, 据有关部门分析:这种收费系统的运行, 极大地提高了车辆通行率, 比传统收费的通行率多出23%, 同时还降低了废气的排放量, 减少了对环境的污染。遵循

交通运输部发布的《公路水路交通运输信息化"十二五"发展规划》, “十二五”后期, 我国ETC系统在高速公路应用中其覆盖率以控制在60%左右, 总数已经超过6000条。

与其他先进国家相比, 目前我国智能交通建设还处于初级阶段, 无论是标准规范还是基础系统的建立, 与其他先进国家都还存在一定的差距。从ETC不停车收费在具体高速公路中的使用情况而言, 现阶段还在适应期, 即使是我国一线城市, 如上海、北京等, 在整个高速公路车流量中ETC车流量只占20%以下, 这种情况下ETC基础设施的建设、用户的发展和ETC使用率根本无法对信息平台应用的需求进行充分满足。只有在一定程度及规模达到要求时, ETC系统中的信息平台才能实现自身的价值。基于此, 交通部门管理者必须依据我国ETC系统发展的实际情况, 实事求是地进行智能交通建设, 争取做好科学化、先进性的发展水平。

2、语音技术

作为智能交通主要的组成部分, 语音技术的广泛应用为汽车导航、路况信息查询、车辆调度等方面提供了大大地便利。在智能交通中语音技术的大量应用, 不仅可以对城市交通拥堵现象进行有效缓解, 还可以不断完善交通信息服务质量。目前, 在智能交通中语音技术主要包括以下几种:

(1) 自主式导航语音应用。自主式导航以终端设备为选择标准的话, 可以分为两种:车载导航仪和便携式导航仪 (PND) 。在这两种自主式导航中语音技术的应用原理是一致的。语音合成功能的出现, 可以有效地将众多道路名称、路况信息及多种文字数据, 及时进行准确播报, 同时还可以播报汽车自身的一些信息, 如油量、电量、胎压及行车速度等。

自主式导航语音识别技术的应用可以利用语音进行之前动手操作的一些功能, 如菜单控制、信息点查询等。在使用过程中, 如果顾客想要到加油站, 可以利用导航仪, 在识别键按过后, 只需对其说, “到最近的加油站”, 此时导航仪会采用图形显示及语音的形式把搜集的最近加油站的准确位置传达给顾客。现阶段语音技术在能用于调节车内的温度等, 这种功能的出现极大地为使用者提供了便利。

(2) Telematics系统语音应用。Telematics是利用无线网络, 及时为车辆通行中的人提供驾驶、生活资讯等信息的服务系统。这种系统是由无线通信技术、卫星导航系统、网络通信技术及车载电脑的结合而来, 是现阶段汽车语音技术中最主要的语音系统。Telematics主要包含交通信息与导航服务、道路救援与车辆故障诊断、娱乐信息接收与个人通讯服务等功能。

(3) LBS系统语音应用。定位服务也可以称为移动位置服务 (LBS) , 这种语音系统主要是利用电信移动运营商的网络 (如GSM网、CDMA网) 对移动终端用户的位置信息进行有效获取, 以此将顾客所需的位置信息进行有效回馈。

在固定路线经常通行的顾客, 可以在经常通行的时段进行各种路况信息的设定, 如交通拥堵状况、道路施工情况、天气变化等, 这样就可以在行驶过程中及时将这些信息传送给顾客, 增加行车的安全性及为顾客提供更多的方便。

语音技术在一些运输车辆中, 如出租车、公共汽车、高级公路客运、长距离货运、物流配送等, 可以帮助管理部门及时跟踪及监控运行的车辆, 利用语音技术随时掌握车辆的行驶状况, 这样不仅可以增强集中管理及调度车辆的能力, 还可以对交通运输效率进行最大限度地提高, 并对城市交通运行情况进行极大改善。

二、智能交通与信息化应用技术的分析

在信息采集方面, 我国大部分城市都选用线圈的形式作为交通流的主要检测方式。这种方式在具体应用过程中, 还存有诸多问题, 如布设检测设备过程中, 现阶段还没有较为完善、统一的应用理论, 在交通智能化、信息化的发展, 相关部门必须根据我国交通智能化发展的实际情况, 积极创新, 探索出科学有效地解决措施, 以此为我国交通信息采集系统的完善提供更好的帮助。

在信息处理过程中, 我国交通状态的划分方式也不具有科学性, 其量化方式也没有完全统一, 检测事件方面还没有任何成绩, 相关部门只有提高行驶时间检测的可靠性, 合理利用收费系统的信息, 才能提高交通管理的水平。

目前我国交通信息平台并不完善, 这些原因的存在导致交通智能化、信息化水平的低下及各个系统的孤立。作为交通管理的重点内容, 交通智能化、信息化在发展过程中, 必须加大公路交通信息平台的建立, 完善其结构设计及数据信息的标准化。

三、我国公路交通信息化及智能化建设的发展

近年来我国交通管理部门不断加大道路交通信息化与智能化建设的力度, 在交通规划、建设、管理及运营中都建立的较为完善的发展体系, 主要包含以下几个方面:

1、公路地理信息系统。

这是一个将GIS作为平台、涵盖公路管理各方面业务的应用系统, 现阶段这种系统主要包含公路管理信息的查询、显示、公路设施状况评价及辅助决策等方面的功能。

2、高速公路交通监控系统。

这种系统主要应用于高速公路及外环线的交通监控与管理。目前这种系统主要的功能有三大部分:采集信息、监测交通状态、诱导交通及应急救援管理。

3、公路交通数据采集与分析系统。

这项系统的主要作用就是完善公路交通调查系统, 并实现良好发展, 其应用方式主要是利用检测器或其他软件系统对公路交通状态数据进行自动式的采集与处理, 统计交通参数查询及有效分析评价交通状况, 形成完善的公路网。

4、高速公路联网收费系统及规费征收系统。

现阶段我国已经形成了较为完善地高速公路联网收费运行系统, 联网收费结算中心的建立, 很大程度上对高速公路交通的收费效率及管理水平进行了有效提升。

四、结束语

综上所述, 智能交通只有建立在交通运输基础设施完善的基础上, 才能提升交通信息服务质量, 才能对交通运作环境进行有效改善, 从而更好地为人民服务。

参考文献

[1]李晖, 贾辉然, 牛晓辉, 宋士普.智能交通系统的研究现状及发展趋势[J].产业与科技论坛.2008 (8)

[2]胡大伟, 郭晓汾.智能运输系统 (ITS) 的发展与对策[J].西安公路交通大学学报, 2000 (1)

[3]丁传锁, 陈启美, 章德.基于DMDU高速公路监控网设计[A].第一届全国公路科技创新高层论坛论文集智能交通与机电工程卷[C].2002年

[4]程兰, 陈杰, 甘明刚, 于淼.用于智能交通系统的高精度定位算法研究[A].2009年中国智能自动化会议论文集 (第三分册) [C].2009年

信息与智能控制技术 第9篇

1 智能化信号信息处理技术的发展历程

1978年WSN起源于美国军方的需求,20世纪90年代各国陆续也启动WSN项目的研究。由于WSN要应用在不同的应用背景下,单一的路由协议不能满足应用的需求,路由协议可分为平面路由和分簇路由协议,他们各有各的特点。我们着重说分簇路由协议,在分簇协议中,WSN一般由传感器节点、汇聚节点和管理节点组成,大量的廉价的传感器节点通过智能化通信的方式自组织的形成一个多跳的网络系统,传感器节点把采集到的信息进行处理传送给汇聚节点,然后汇聚节点通过特定的网络传给观察节点。

网络的形成主要的作用就是数据收集和传送,网络数据的传输离不开路由协议,WSN的基础和关键技术也是路由协议,传感器节点的能量主要消耗在智能化通信中,所以网络层路由协议设计的好坏对网络的能耗、数据处理效率和网络寿命周期起着重要作用。目前很多研究机构对WSN通信协议展开研究,很多种路由协议被提出,如Flooding、Gossiping等一系列平面路由协议以及LEACH、LEACH-C等一系列层次路由协议。

数据融合技术也叫信息融合,也就是对节点接受的信息进行融合,能明显减少网络要传输的信息,以降低网络能耗,网内压缩技术是一种有效提高网络数据处理效率和降低网络能耗的方法,然而现有的数据压缩技术如分布式变换编码,和分布式信源编码等,都有编码复杂,解码简单的特点,无法满足WSN节点能源受限的特点。

自从2006年,Candés、Romberg和Tao等人提出压缩感知理论,CS就吸引各国的专家和学者的关注,是压缩采样的新的发展。该理论认为只要对可压缩的信号进行少量随机投影就可以恢复绝大部分信号,突破了传统的香农采样定理:要恢复原信号,采样频率必须高于被采样信号最高频率的二倍。CS是将采样和压缩同时进行,还将编码端的复杂度转移到解码端,使得符合WSN的特点编码端实现很简单。CS用于在WSN还仅限于简单的数据收集中,加上CS也是新兴的数据获取理论,也在快速的发展中,还存在许多的问题等待完善,所以其有很大的实际应用价值和学术意义。

目前CS主要采用感知数据内部相关结构进行压缩解码的,而WSN中节点分布密集并且节点能量有限,我们要充分利用节点采集信号的内部相关性和信号间的相关性结构特点设计特殊方法和技术,由此产生了分布式压缩感知处理技术。

2 智能化信号信息处理技术的展望

2.1 数据融合技术在智能化信号信息处理中的应用

数据融合在国内外研究的一个热题,它是交叉性极强的学科,与当今很多新的研究方向都有交叉,并融会这些方向的最新的研究成果。数据融合就是对数据或信号进行处理、控制和决策得到更高效、更满足用户需要的数据的一体化过程。信号信息处理融合也叫多传感融合,通过对空间分布的节点信息,以及各种采样,对目标进行检测、跟踪、关联和综合等处理以更高概率、精度和置信度得到原始数据以及完整及时的状态评估,提供决策信息。能支撑融合技术持续发展的主要因为数据融合有以下重要作用:

能量节省。在WSN中部署大量冗余节点一保证网络精度,因此产生很多节点采集的数据相似度很高,如果把所有节点采集的数据直接传送到SINK节点,会造成大量的数据冗余,消耗大量网络能量,并不能提高数据恢复精度,用数据融合处理这些数据就可以去除大量的冗余数据并节省网络能量。目前很多学者提出了WSN的数据融合算法,例如D-S算法和贝叶斯算法,贝叶斯算法是重要的对不确定性问题处理的数据融合算法,已广泛运用到数据融合系统中了,但此算法融合的精确度不高。

数据融合大致可以分为以下三类:

1)像素级融合,也是直接的融合原始数据,属于低层的数据融合,以像素为单位的传感器节点的原始数据进行融合,然后用于中央级融合中。

2)特征级融合,对每个观测数据提取特征向量,实际就是压缩数据的过程,然后把特征向量融合起来,一次来身份判定。

3)决策级融合,在决策级融合中每个节点独立处理自己采集的信息,然后节点汇聚到一个点并将来自所有传感器节点的数据进行融合决策。

2.2 压缩感知在智能化信号信息处理中的应用

自从2004年,Candés、Romberg和Tao等人提出压缩感知理论,正式成为独立的理论,短短十年间压缩感知理论给信号处理带来巨大的变化,此理论最早运用在研究核磁共振成像问题上,后来被运用到智能化信号信息处理、工程数学以及图像处理等多个学科,目前CS发展很迅猛,以美国为首,各国的著名大学都开始CS理论相关应用的研究。信号可以压缩的前提是信号是可以稀疏的,这样可以使信号的采样和压缩同时进行,通过测量矩阵把高维信号投影到低维信号,这样减少了信号传输的量,减少了网络能量和解决了信号传输的拥挤,然后从低维的信号通过重构算法重构高维的源信号,并且比传统定理更精确的重构。

Candés、Romberg和Tao等人得出一重要的结论:当CS模型中的测量矩阵为部分傅里叶矩阵是,可以对原信号精确重构,也就是可以用低维信号精确重构高维信号,经过学者对测量矩阵的研究,很多测量矩阵被提出,这些测量矩阵大致可分为三类:1)贝努利随机矩阵和高斯随机矩阵等,这类矩阵独立服从某一分布,随机性能好,重构是所需测量数小,但在重构时复杂,运算量大。2)部分傅里叶矩阵和哈达玛矩阵,这类存在一些缺点,例如哈达玛矩阵的维数N必须是2的a次方,傅里叶矩阵仅与时域信号或者频域稀疏的信号不相关。3)根据某些特定信号专门设计的测量矩阵,这种信号普适性很低,例如二进制稀疏矩阵、循环矩阵等。CS另一个核心就是重构算法,常用的主要有凸优化算法、贪婪算法、非凸优化算法和组合算法。

分布式压缩感知理论在CS的基础上发展起来的但不同于CS理论,它主要可以在同时对信号的外部和内部的相关性进行有效的利用。Slepain和Wolf提出了分布式信源编码,他们指出信号在无损压缩的条件下,联合编码和独立编码同样有效的,信源编码是DCS的基础。随后Ziv和Wyner又详细证明出在有损情况下的正确性。DSC理论得出,在发射端不论信源是否联合编码,接收端都可以用联合解码得到等效的结果。分布式压缩感知系统是在CS和DSC理论结合的新领域,D.Baron在2005年第一次给出了DCS基本的理论概念。运用DCS,先在编码端对信源进行独立测量,然后采集信源的相关特征值,最后选择合适的联合重构算法,对信源信号恢复。

3 结语

智能化信号信息处理技术有自身的特点也有缺陷,如节点能量有限、易受环境影响和对数据处理能力有限。首先,网络中节点会产生远大于自身处理能力的数据,融合会造成网络的堵塞和数据的丢失;其次,就是能量有限,很难进行能量补充,因此如何降低能耗,延长网络存活时间就成为WSN领域中的一个热门问题,分簇路由协议和提高节点的信息处理能力是解决这个问题的有效方法。针对这些问题最近兴起的智能分簇和压缩感知理论提供了很好的解决办法。

参考文献

[1]张树群.智能信息处理技术的应用及前景分析[J].科技资讯,2011(23):56-57.

[2]马少平.发挥技术优势——抢占智能信息处理前沿[J].科技成果纵横,2004(3):168.

[3]郭庆琳,樊孝忠.关于智能信息处理技术的研究[J].微计算机应用,2003(4):21-23.

信息与智能控制技术 第10篇

关键词：计算智能,人工神经网络,遗传算法,蚁群算法

美国学者J.C.Bezdekek在1992年首次提出了“计算智能”的概念，1994年7月，在IEEE首次国际计算智能大会上，神经网络、进化计算以及模糊系统被首次合并在一起，使计算智能成为了一个统一的技术范畴。由于计算智能的算法具有自学习、自组织、自适应的特征和简单、通用、鲁棒性强、易并行处理等特点，因此自诞生以来就被广泛应用于信息安全、模式识别、数据分类与挖掘、优化设计、故障诊断、机器学习、联想记忆和控制等领域[1]。

1 计算智能的概念

人工智能是相对于人的自然智能而言的，用人工方法和技术，模仿、延伸和扩展人的智能[2]，分为符号主义(也称为逻辑主义)、连接主义(也称为仿生主义)和行为主义(也称为进化主义)三大学派。传统的人工智能是基于符号主义的，它以知识为基础，通过推理进行问题求解，也称为符号智能。

计算智能则主要借鉴连接主义和行为主义的思想，基于生物进化和细胞网络等机制，以数据为基础，通过训练建立联系，模仿生物体系和人类智能机制，进行问题求解。其特点是以分布式方式存储信息，以并行方式处理信息，具有自组织及自学习能力，善于处理非程序的、非数值的信息。

20世纪中叶，符号智能体系占据主导地位，有了很大的进展。但后期遇到了一些困难，逐渐转入相对停滞[3]。随着神经网络的出现，计算智能逐渐引起了人们的关注。

2 计算智能的典型算法及应用

计算智能与各种数学方法相结合，出现了很多分支。其中比较典型的有人工神经网络、遗传算法和蚁群算法。

2.1 人工神经网络

人工神经网络由美国科学家MCCulloch和Pitts于1943年提出，是连接主义的经典代表。它是由大量神经元广泛互连而成的复杂网络系统[4]。

2.1.1 神经元及其特性

神经元是神经网络的基本组成单元，其模型如图1所示。

单个神经元由多个输入xi(i=1,2，…，n)和一个随时间t变化的输出y组成。中间状态由输入信号的权和表示，而输出为

式中:θj为阈值;wji为连接权;f为激励函数，是常用线性函数、S型函数和阈值型函数。

2.1.2 人工神经网络的结构与特点

人工神经网络由许多神经元组成，具有并行分布结构，分为递归(反馈)网络和前馈(多层)网络两类。

1)递归网络

也称为反馈网络，如图2所示。图中，Vi表示节点的状态，xi为节点的输入(初始)值，xi'为收敛后的输出值(i=1,2，…，n)。Hopfield网络、Elmman网络和Jordan网络是递归网络中具有代表性的例子。

2)前馈网络

也称为多层网络，如图3所示。信号单向流通，不存在同层间的连接。

前馈网络的例子有多层感知器(MLP)、学习矢量量化(LVQ)网络、小脑模型连接控制(CMAC)网络和数据处理方法(GMDH)网络等。

人工神经网络的主要学习算法包括有师学习算法、无师学习算法和强化学习算法。

2.1.3 人工神经网络的应用

人工神经网络在自动控制、图像处理、模式识别、数据挖掘等领域有广泛的应用，其独特的结构和信息处理的方法使其表现出了良好的性能。

反向传播(BP)网络利用输出响应与期望输出之间的误差作为导师信号，对网络连接强度进行反复调节，当参数适当时，能够收敛到较小的均方差，主要应用于分类、函数逼近、优化预测等方面，是目前应用最广的网络之一。

自适应谐振理论(ART)网络能根据可选参数对输入数据进行粗略分类，在模式识别、故障检测与诊断、数据挖掘等领域应用广泛[5]。具有聚类效果好、自适应能力及稳定性强、算法简单高效的优点。

Hopfield网络依靠集体协同能自发产生计算行为。它包括主要应用于联想记忆的离散型网络和主要应用于优化计算的连续型网络。另外，Hopfield网络在图像识别、加工车间调度、LSI优化布局及线性系统模型参数估计等方面也有广泛的应用[6]。

此外，比较常见的人工神经网络模型还有:双向联想存储器(BAM)、博尔茨曼(Boltzmann)机(BM)、对流传播网络(CPN)、自组织映射网(SOM)等。

2.2 遗传算法

遗传算法是进化计算的一种最重要的形式。它是由美国Michigan大学的J.Holland教授于1975年模仿生物遗传学和自然选择机理首先提出的。其主要特点是群体搜索策略和群体之间的信息交换。

2.2.1 遗传算法的基本机理

1)基本遗传算法[7]的数学模型

基本遗传算法可表示为

式中:C为个体编码;E为适应度函数;P0为初始种群;M为种群规模;Φ为选择算子;Γ为交叉算子;Ψ为变异算子;T为终止条件。

图4所示为基本遗传算法的流程图。

2)编码

编码[7,8,9]指的是把问题的可行解从解空间转换到搜索空间，反过来则称为解码。

常用的编码准则是有意义的积木块编码规则和最小字符集编码规则。

常见的编码方法有二进制、格雷码、浮点数、多参数级联等编码规则。

3)适应度函数

适应度函数是判断个体好坏的标准。要求满足单值、连续、非负、最大化、尽可能简单等条件。

4)选择

选择是指根据适者生存的原则从当前群体中确定可以遗传到下一代群体中的个体。它的作用是保持群体的规模不变，决定算法的进化方向。

轮盘赌、随机竞争、最佳保留等是较常用的选择方法。

5)交叉

交叉是指互相交换两个以一定概率选择出来的个体的部分基因，体现了全局搜索能力。

单点交叉、两点交叉与多点交叉、均匀交叉、算术交叉等是较常见的交叉方法。

6)变异

变异是指以较小的概率将个体某个或某些基因值用其他等位基因来替换，体现了局部搜索能力。

常见的变异方法有基本位变异、均匀变异、边界变异等。

7)终止条件

如果没有终止条件，遗传算法会反复迭代下去，无限逼近最优解。规定迭代次数、控制偏差、检查适应度的变化等是较常见的终止方法。

2.2.2 遗传算法的应用

遗传算法不依赖于问题的具体领域，因此应用非常广泛。

1)优化问题

这是遗传算法的经典应用领域，对于非线性、模型多、目标覆盖广的函数优化问题和搜索空间受问题规模制约的组合优化问题，遗传算法比传统优化方法更加有效。比如:使用混合遗传算法来解决货船装载的优化问题[10];应用并行遗传算法求解多目标优化问题[11]等。

2)生产调度问题

传统的数学建模方法很难对付生产过程中出现的复杂调度问题，而遗传算法则可以用来开发车间生产调度系统，比如设计排产规则、构建排产模型、建立最小化完工时间[12]等。

3)自动控制领域

遗传算法主要用于离线设计分析和在线自适应调节。比如在电力系统中进行负荷检测，遏制超调量的过高;改变模糊控制器参数，实现模糊控制的在线自动优化。

除了以上3个方面外，遗传算法在机器学习、图像处理、人工生命和数据挖掘等方面也有广泛的应用。

2.3 蚁群算法

蚁群算法是由意大利学者Dorigo等人在1991年受蚁群寻找食物过程中发现路径的行为的启发提出的[13,14]。它具有全局寻优、信息正反馈、启发式搜索和分布式计算等特征，在求解TSP[15,16]、job-shop调度[17,18]和资源二次分配[19]等复杂优化问题特别是离散优化问题方面具有优势。

2.3.1 蚁群算法基本原理

研究发现，蚂蚁运动时会在它所经过的路径上留下外激素，某一路径上越多的蚂蚁走过，留下的外激素就越多，其浓度就越大。

以求解n个城市的TSP问题为例来说明蚁群算法的系统模型[20]。假设蚂蚁个数为m，τij(t)表示t时刻路径ij上外激素的浓度，并且τij(0)=C(常数)。

蚂蚁k运动时，转移概率取决于外激素的浓度，即

式中:allowedk={0,1，…，n-1}表示蚂蚁k下一步允许选择的城市。用tabuk(k=1,2，…，m)来记录蚂蚁及目前已经走过的城市。

外激素浓度会逐渐降低，蚂蚁每完成一次循环，各路径上信息量需作调整，即

式中:ρ(0<ρ<1)表示外激素的蒸发系数，1-ρ则表示其降低程度;Δτkij表示蚂蚁k在本次循环中在路径ij上留下的外激素量;Δτi j表示本次循环中路径ij上的外激素量，即

式中:Q是常数;Lk表示蚂蚁k在本次循环中所走过路径的长度。

蚁群算法流程图如图5所示。

2.3.2 蚁群算法的应用

经过20多年的发展，蚁群算法被持续改进，出现了很多改进的版本，比如多态蚁群算法[21]、带聚类处理的蚁群算法[22]、连续正交蚁群算法[23]等等，其应用领域也在不断扩大，尤其是在解决NP组合优化问题中显示出优越性。

1)车间作业调度问题

这个问题的本质是在时间上合理分配系统的有限资源，在满足一些约束条件的同时，达到某些目标的最优化。蚁群算法在解决工序车间问题[24]、排列流车间问题[25]、单机器总延迟问题[26]、资源受限项目调度问题[27]、组车间调度问题[28]等方面取得了良好的效果。

2)车辆路径问题

这是运输组织优化的核心问题，要求车辆有序地经过一系列客户点，在满足一定约束的条件下，使总运输成本最小。蚁群算法在解决车辆路径问题方面有众多的研究成果，比如多车场车辆路径问题[29]、周期性车辆路径问题[30]、分离配送车辆路径问题[31]、随机需求车辆路径问题[32]、有时间窗的车辆路径问题[33]等。

除上述两个领域之外，蚁群算法在二次分配问题[34]、网络路由优化[35]、最短公超序问题[36]以及系统辨识[37]等方面也有广泛的应用。

3 计算智能的发展

由于具有分布、高度并行、自学习、自组织、自适应等特性，计算智能在信息处理领域得到了广泛的应用。然而随着工业4.0时代的到来和互联网技术的迅猛发展，计算智能也面临着很多有待于进一步研究和解决的理论和应用问题。

1)计算智能各种算法的参数选择现阶段还主要依赖于实验或经验，缺乏坚实的数学基础。因此，对各种算法的工作机理、数学基础和动力学特性等需要进一步深入研究，这是计算智能的基石。

2)更好地接近人脑智能和更好地模拟自然现象本质的新的智能模拟算法将成为发展方向之一。各学科不断交叉发展，对人脑的模糊逻辑思维、空间想象和形象思维等人类智慧的研究进一步加深，必然推动新的智能模拟算法的出现和发展。

3)计算智能各种智能算法的融合将是发展的一个趋势。各种不同的算法，各有其特长与局限，对不同的算法进行比较融合，使其优势互补，就有可能得到更强大的计算能力。比如模糊逻辑和遗传算法融合形成的模糊遗传算法和神经网络融合形成的模糊神经网络，遗传算法和神经网络融合形成的遗传神经网络等都比原来的算法表现出了更好的性能，并进一步扩展了应用范围。

4)大数据时代的到来，也给计算智能的发展带来新的挑战与机遇。因为面对多样、多变的海量数据，计算智能的算法直接在数据上进行分析和处理，不依赖于知识，不需要问题的精确建模，因此适用于大数据分析;计算智能中的模糊逻辑、粗糙集等方法能够对不完全、不确定的数据进行有效处理，增强了分析结果的客观性和精确性;计算智能算法具有启发式特征，有高度的自组织、自适应、泛化和抽象的能力，在解决海量数据所带来的大规模复杂问题方面表现出了良好的性能。

4 结束语

信息技术对会计控制的影响及对策 第11篇

【关键词】 信息技术;会计信息;会计控制

随着现代信息技术在财会领域的广泛运用,利用信息技术将企业会计信息系统与其他管理子系统充分融合,实现购销存、人财物的统一,会计核算和财务监控的一体化,实现物资、资金、信息流的协调统一。这种信息技术和会计的融合影响了传统会计控制的内容、方式和程序。纵观目前信息技术和会计管理控制之间的应用现状,可以发现当前信息技术下内部会计控制还存在一些问题,需来进一步构建完善的现代内部会计控制体系。

一、信息技术给会计控制带来的改变

信息技术给会计控制带来了很多的改变,最明显的就是使控制过程中人的主观因素相对下降,计算机的自动化处理明显上升,大大提高了整体工作效率等,但是这些改变有些是有利的变化,有些却不利于公司的会计控制。

1.信息技术给会计控制带来的有利变化

(1)工作自动化程度加深,减少了人为的风险

在手工会计的组织方式下,由于很多的会计处理是由人工来完成,很多时候这种工作流程会给操作人员较多主观操作的空间,在会计流程中本身没有完美的模式可以遵守,如果一个职员利用手中的权力或者几个职员互相串通,很容易进行舞弊,危害公司利益。但是在会计信息化系统下,是按照计算机数据处理系统组织起来的,记账、算账、报账大部分工作由电子计算机自动完成,主要处理过程不须人工干预,在初始的系统工作权限上比如填制凭证、录入数据、审批复核等问题上做好职责分工,在系统流程上严格按照设定来进行,可以大大加强会计流程的标准化,增加会计核算的准确性和即时性,防范和减少舞弊的发生。

(2)大大提高了会计核算和控制的效率

首先,在改革了原先的手工会计,对凭证的传递、审核等进行适当调整,建立起新的会计信息处理系统以后,凭证一经输入计算机,进行审核确认后,将自动完成记账、结账、编制报表等各项工作,与传统手工会计采取的各种账务处理程序相比,更简洁、更快速。

其次,会计软件是一套有机的系统,其中各功能模块既能各自完成特定信息处理,又能相互进行着信息的传递与加工。尤其是在网络环境下,各工作站之间的数据处理及流向关系密切,会计人员,甚至是业务人员之间的协作和沟通可以不受其所处物理空间的限制,不需要面对面即可完成。

再次,在应用了会计信息系统之后,对信息的提取、处理和传输变得更加方便快捷,管理者可以随时查询和审核即时信息,还可以方便地与历史、计划等相关信息进行比较和分析,以指导当前的经营管理工作或作财务决策。

(3)有利于企业的持续发展壮大

计算机信息系统优于传统的记帐系统其中重要的一点就是它强大的存储量及查询功能。随着公司的不断发展,需要巨大的数据库来保存公司庞大的经营信息。特别是在会计核算中,随着公司业务量的增多,会计帐务处理就会相应增多,这时候企业能够有条理的保存这些信息就显得尤为重要,一方面便于在需要的时候查询,另一方面也给企业的报表处理带来的极大的方便。而在传统的手工记帐中,保存这些帐簿、凭证等往往需要耗费不小的人力物力,而且使用效率极低。

信息系统实现网络化运作后,信息查询和管理控制超越了时间、空间限制,给包括会计信息在内的信息处理、传递和使用带来了革命性的变化。可以确定,计算机信息技术为企业不断发展壮大,提供了非常良好的技术支持。

2.信息技术给会计控制带来的弊端

(1)多样化的控制手段增加了控制风险

在会计信息化条件下,控制方式和手段由手工控制转为手工控制和程序化控制相结合,原有的手工控制手段有些保留,但需要增设一些包含于计算机程序中的程序控制。一般来讲,会计信息化程度越高,采用的程序化控制手段也越多。正是由于会计信息化控制技术的复杂性,加大了系统的控制风险。其次,在手工会计中,会计信息是以凭证、账簿和报表等形式存储在不同的纸质上,增、删、改了的会计凭证或会计账表都可以从各自的笔迹和印章上分清责任,其法律效用是被广泛承认的,并且一旦出现错误进行修改时,不论采取何种修改方式都会留有痕迹。而在会计信息化中,信息被记录在磁盘磁性介质上,不易实现签字、盖章等具有法律效用的手段;如授权控制或分工不当、或管理手段没有适时到位,在磁性介质上很容易进行不留痕迹的改动,控制过程中的风险随之增加。

(2)对人员的素质要求更高

首先,由于信息系统的使用,使得不论是基层会计工作人员,还是管理人员和审核人员,都必须对系统有着足够的了解,并且能够熟练地操作以及进行简单的维护;其次,系统使用中往往存在很多的硬件和软件问题需要及时地解决,这就需要专业人才不仅对计算机系统有专业的维护维修知识,还必须对电算化会计系统本身有专业的维护能力;最后,也是最重要的一点,会计信息化后,职能划分发生了巨大的变化。某些人员既可从事数据的输入,又可负责数据的输出和报送,如果岗位分工不明确,系统操作授权不当,将更容易使某些计算机操作人员直接对使用中的程序和数据库进行修改,操纵处理结果。这就需要在健全岗位责任,完善管理控制措施,强化相关管理制度的前提下,需要工作人员有更高的道德标准和责任心。

(3)审查复核机制被削弱,控制内容发生了变化

在手工会计中,会计工作被分成若干步骤,按一定的程序完成。任何一个步骤都是对前面步骤的审查与复核。如凭证错误可以在记账中发现,记账错误可以在对账中发现,对账中未发现的错误往往又可以在报表编制中发现等。会计信息化后,计算机输出的数据是在程序控制之下,对输入的数据源自动进行加工处理,并储存于磁性介质上,所有的记账、一般的分析及编制会计报表等工作均在计算机程序的控制下自动进行。

电脑中的原始数据一般是由人工事先进行审核和输入的,一旦原始数据在输入环节发生错误,计算机无法识别,审查、复核等控制机制随之削弱。另一方面,如果会计信息化处理是在网络环境下运行,还面临比较复杂的系统稳定运行和网络安全问题,使得控制内容发生了变化。

二、加强信息技术环境下会计控制的建议

会计的内部控制对于企业安全营运,持续经营来说至关重要,显然在会计控制中引入信息系统有利有弊,企业自然应该充分发挥信息系统的优势,同时充分限制其中可能出现的问题。但是目前我国会计信息化控制系统大多还停留在一般应用水平上,对于人员职责分工、数据备份和保管、软硬件使用和维护等方面的重要性往往认识不足,因此我们必须做到以下几点:

1.强化会计工作人员和管理控制人员的风险意识,建立良好的沟通系统

企业会计信息化系统不同于传统会计系统的特点及其风险,各级管理人员和财会部门、信息部门人员更应对会计信息化树立正确的思想认识,营造风险防范从我做起的氛围。而良好的信息和沟通系统,比如利用网络财务软件,使财务业务与其他业务进行整合,及时提供各方所需要的会计信息,提供企业各部门管理控制生产、考核生产经营成果,以及提供企业高层决策人员制定经营方针、制定计划和进行决策所需的会计和其他管理信息等等,可以使企业及时掌握营运状况和组织中发生的各种情况,以便及时、正确地作出反映、控制和决策。强化员工风险意识,建立良好的沟通系统在会计信息化控制系统下显得十分必要。

2.加强信息系统安全保障工作

会计流程的进行,会计数据的处理等等全部要依靠系统的安全稳定运行,如果系统崩溃,对于企业的会计管理来说,无疑将是一场灾难。因此必须保证计算机系统的运行安全,避免由于外部环境因素导致系统运行错误的不安全隐患。这包括在制度方面,订立内部操作制度,禁止非电脑操作人员操作公司电脑、设置操作权限限制、操作人员身份的密码控制、设置接触与操作的日志控制、数据存贮和处理相隔离等等。在技术方面,加强网络安全的控制,实行网络双服务器自动备份;设置网络安全性指标,包括数据保密、访问控制、身份识别等,并且针对公司的特定状况,开发相应的技术来保护系统。

3.加强内部控制

企业会计信息化系统建立以后,须及时调整和完善内部控制机制,加强企业信息化工作的管理和监督。在会计信息化中,由于是“人机”对话的特殊形态,因而对内部控制提出了更高、更严格的要求。企业应当依照财政部制订的《内部控制基本规范》等相关规定,并结合企业自身的特点和会计信息化系统的一般要求,制定切实可行的内部会计控制制度及措施,及时发现存在的问题并提出解决问题的建议,防范风险,提高会计核算质量和企业管理水平。

参考文献

[1]杜栋.信息管理学教程[M].清华大学出版社,2002

[2]于玉林.现代会计哲学[M].经济科学出版社,2002

[3]付得一.会计信息系统[M].经济科学出版社,2002

[4]李国盛.内控制度的现状、成因及对策建议[J].四川会计.2001(2)

企业信息网与工业控制网的集成技术 第12篇

关键词：信息网,控制网,数据交换,系统集成,工业历史数据库

0 引言

在系统集成成为自动化行业必然发展趋势的背景下, 全球有影响力的自动化产品供应商如西门子、施耐德、罗克韦尔、三菱电机、ABB等纷纷推出了企业自动化系统全集成架构。各公司的设计理念虽有差异, 但有一个共同的特点, 即都进行分层次的网络结构设计, 将企业网划分为三层, 分别是信息层、控制层和设备层。信息层位于企业网的最上层, 主要包含管理信息系统和企业资源管理系统, 负责企业的管理与决策。控制层位于企业网的中间位置, 与信息层紧密地集成, 服从信息层的操作, 同时具有相对的独立性和完整性。设备层处于最低层, 通常为各种现场总线, 直接面对现场设备、器件, 负责现场信号的采集及执行元件的驱动[1]。信息层组成信息网, 控制层和设备层共同组成控制网。

企业信息网和工业控制网的集成可消除自动化信息孤岛问题, 实现网络间信息与资源的共享, 使企业实现管理与控制的一体化, 是企业实现信息化和综合自动化的关键。

1 企业信息网与工业控制网的集成技术

信息网和控制网的集成可将企业的各个环节有机地联系起来, 合成一个统一的、综合的大系统, 实现网络间信息与资源的共享。

控制网与一般的信息网相比有很多共同点, 但又有不同之处和独特的地方, 如控制网具有多样性, 不同生产厂家提供的协议标准不同;控制网对可靠性及实时性要求较高等。因此, 信息网和控制网集成时, 要解决好相互之间的连接问题, 通常用以下几种方式来实现。

1.1 采用数据库访问技术

当控制网为工业以太网时, 在信息网中建立开放数据库系统, 采用数据库访问技术是实现信息网与控制网集成的一种有效方法。控制网中的操作站采用Windows操作系统平台, 采用应用程序编程接口API可在应用程序与数据库之间建立连接, 方便实现信息网与控制网的集成。

1.2 采用统一的协议标准

信息网与控制网的协议不同时, 通常需要在两者之间设置网关或者路由器来进行不同协议的转换以实现两者之间的通信。如果信息网与控制网采用统一的协议标准, 可以实现信息网与控制网的无缝连接, 这将是系统集成的最终解决方案[2]。例如, 工业以太网就是在以太网技术和TCP/IP协议基础上开发出来的一种现场总线, 可以方便地实现控制网与Internet的集成。

1.3 采用DDE技术

动态数据交换技术DDE实际上是Windows的一种协议。DDE协议使用共享内存在应用程序之间传输数据, 实现应用程序之间的数据交换。客户机上的应用程序向当前所激活的服务器应用程序发送请求信息, 服务器上的应用程序根据发送来的请求作出应答, 从而实现2个程序之间的数据交换[2]。这种方法实时性较好, 而且比较容易实现。

图1为基于DDE技术的信息网与控制网的互连。其中通信处理机是关键, 它既属于信息网又属于控制网, 起到连接信息网与控制网的作用。通信处理机上需要运行2个应用程序, 一个是实时通信程序, 它作为DDE服务器上的应用程序;另一个是数据访问应用程序, 它接收DDE服务器送来的实时数据并存储到数据库服务器中, 供信息网实现信息处理和管理用。

1.4 采用OPC技术

OPC (OLE for Process Control, 用于过程控制的对象链接和嵌入) 是基于Microsoft的OLE/COM技术, 是为解决工业客户机与各种设备驱动程序间通信而产生的一项工业技术规范和标准。如图2所示, 采用客户/服务器模式, 将不同供应厂商的设备和应用程序之间的软件接口标准化, 使两者之间的数据交换变得简单, 向用户提供不依赖于特定开发语言和开发环境的、可以自由组合使用的过程控制软件组件产品。OPC规范了接口函数, 这个接口规范不仅可以应用在单台计算机上, 并且还支持网络上分布式应用程序之间以及不同平台上应用程序间的通信[3]。不管现场设备以何种形式存在, 客户都以统一的方式去访问, 从而保证软件对客户的透明性。

由于OPC使接口标准化, 用户可以不必依赖于各种控制设备的内部构造及设备的供应厂商来选用监视、趋势图以及表报应用程序。OPC现已成为自动化工业控制系统互连的缺省方案, 为工业监控编程提供了便利, 用户不用再为通信协议的不同而苦恼, 而且用户可以自己开发OPC的服务器端和客户端。由于OPC技术比传统数据存取方式更具开放性和先进性, 已经得到越来越多的工控领域硬件和软件制造商的认可和支持。

2 工业数据库

工业数据库用于存储控制网设备产生的海量过程数据, 它充分利用OPC这一开放式的数据访问技术, 可方便应用于信息网与控制网的集成。

2.1 工业数据库的现状

工业数据库已广泛应用于石化、电力、钢铁等领域。目前, 国外应用广泛的工业数据库有OSI PI、GE Fanuc iHistorian、Wonderware InSQL等;国内影响较大的工业数据库有亚控KingHistorian、上海麦杰OpenPlant、 北京中科启信Agilor、浙江中控ESP-iSYS、力控pSpace等。

2.2 工业数据库的作用

工业生产过程中长期积累的过程数据是工业现场的宝贵资源, 是诊断和处理生产设备故障的重要资料。若采用普通关系型数据库 (如SQL Server) 存储历史数据, 随着时间的积累, 存储的数据量不断增加, 数据库存储和查询的性能会显著下降, 尤其是数据查询响应速度会变得非常缓慢。为了解决工业控制对数据库实时性的要求, 工业数据库应运而生。

工业数据库属于工程数据库的范畴, 包括工业实时数据库和工业历史数据库2个部分, 在整个企业中起到连接控制系统与信息管理系统的桥梁作用。

实时数据库提供用于实时监控与实时报警等操作所需要的实时数据, 历史数据库提供用于生产分析需要的历史数据, 并通过实时数据库提供的通用接口两者之间进行数据交换, 它们在工控组态软件中是密不可分的。

历史数据库是工控软件的重要组成部分, 它可靠稳定地保存生产过程中的重要数据, 为生产工艺的改进和设备维护提供重要的参考资料, 而且可为组态软件的趋势分析、报表查询、报警记录等功能提供数据来源, 为信息管理、决策制定提供重要参考。

历史数据库在存储生产过程中大量数据的同时, 还可提供通用的接口以接收各种应用程序模块对历史数据的查询。不仅要求有高的数据压缩比, 以保证在一定的存储空间里尽可能存储多的工业过程数据信息, 同时还要有在不影响正常的历史数据查询操作的情况下快速准确地完成数据备份还原的功能;为了提高数据的准确性和精确度, 工业历史数据库还要有高的历史数据采样频率, 能容纳较多的数据存储点[4]。

3 基于亚控KingHistorian的集成实例

工业历史数据库KingHistorian为北京亚控公司最新推出的应用于企业信息化、智能化系统建设的工业数据库平台软件, 可用来采集并实现企业海量过程信息的长期、稳定可靠的历史存储。KingHistorian安全、稳定、可靠, 具有单个服务器支持高达10万点、支持256个并发客户同时存储和检索数据、每秒检索单个变量超过30 000条记录的强大功能, 支持采集器冗余、客户端数据缓存和多种数据压缩方式, 支持数据镜像和系统集群冗余及数据在线备份, 完善的用户与权限双重安全管理及分布式系统架构, 可实现远程管理;具有丰富的数据访问接口, 如API、ODBC、OLEDB (ADO) 、SDK等, 充分满足用户对数据存储速度、存储容量及实时查看和检索历史数据的要求[5]。

图3为基于KingHistorian的PLC以太网监控系统。控制层共有6台OMRON公司生产的CJ1或CS1型PLC, PLC通过以太网连接在一起, 构成PLC以太网。KingOPCServer、KingHistorian、KingView可以运行在同一台计算机上, 也可以分布运行在不同的计算机上。KingOPCServer数据采集器将各台PLC的数据采集存储到KingHistorian数据库, KingView从KingHistorian数据库读取数据, 完成显示、处理、控制、打印等功能。信息层为普通以太网, 在管理操作站上运行各种管理软件, 使用工业数据库中的数据, 为管理人员及时提供所需的信息。KingView具有Web发布功能, 可以实现实时数据、历史数据、数据库数据的Web发布, 远程客户端可以随时随地通过浏览器方便地实现远程监控。各台PLC上的以太网单元可将PLC的用户信息、单元出错信息和状态信息以E-mail形式发送至邮件服务器, 操作人员可读取接收结果, 也可向位于现场的以太网单元以E-mail形式发送控制命令进行远程操作[1]。

使用KingHistorian集成要进行设置, 相关操作比较简单:首先对KingHistorian采集器进行配置;然后登录KingHistorian管理工具, 修改关联采集器变量的前缀名、压缩方式等信息;再从采集器导入要采集的变量, 并修改每个变量的采集周期、压缩、权限等信息;在实时查看器中查看关联变量的实时数值, 也可以回写数值;在SQL查询工具中编写SQL语句, 可查询符合相关条件的数据;在历史查看器中添加变量并选择相应的查询条件, 可查询一个或者多个变量的历史数据, 并导入到Excel中。

KingHistorian可与Excel直接建立关联, 关联建立后, 在Excel中可查看KingHistorian中的数据。建立方法:在Excel菜单栏工具中安装宏文件KingHistorianExcelAddIn.xla, 并配置服务器。

4 结语

企业信息网与工业控制网紧密结合实现管控一体化, 可有效提高企业的管理水平和综合自动化水平, 为企业实现高效率、高效益、高柔性的生产和管理提供一个高效统一的网络支持, 加快企业的现代化进程。本文介绍了企业网与控制网的集成技术, 重点分析了工业数据库在系统集成中的作用。工业数据库把控制网中大量的历史数据存储起来, 为企业管理与决策、生产过程控制提供数据支撑。实际应用表明, 利用工业数据库进行系统集成的方法安全可靠, 简单易行, 具有很强的实用性。

参考文献

[1]徐世许.可编程序控制器原理应用网络[M].合肥:中国科学技术大学出版社, 2008.

[2]龚尚福, 马广平.企业控制网与管理信息网的集成技术研究[J].工矿自动化, 2007 (5) :20-22.

[3]王三秀.OPC技术在SCADA系统中的应用研究[J].科学技术与工程, 2007, 7 (17) :4493-4495.

[4]曲奕霖.流程工业历史数据的压缩策略与压缩方法研究[D].杭州:浙江大学, 2010.