信号完整性准则论文

2022-05-03

小编精心整理了《信号完整性准则论文(精选3篇)》的相关内容,希望能给你带来帮助!摘要:福清核电站5、6号机组是我国第一座自主研发技术的三代核电站。为了提高DCS电缆端子接线的正确率,本文通过研究西门子T2000平台DCS机柜的技术特点,分析DCS电缆進线及端子接线的要求。提出DCS信号通道分配的基本原则,满足核电站单一故障准则的要求。

信号完整性准则论文 篇1:

基于混沌和小波的数字水印算法研究与实现

摘要:该文讨论了基于混沌和小波的数字水印算法的研究和实现。研究内容如下:首先实现了基于混沌和小波的数字水印嵌入以及提取的算法。然后对水印的算法进行检测。同时本文利用了混沌技术和置乱技术,很好的保证了水印的安全性。

关键词:数字水印;混沌序列;离散小波变换

随着时代的发展,我们身边周围的信息来源都出自于多媒体。可是凡事都是一把双刃剑,有利也有弊。有很多个人或团体擅自进行篡改、拷贝、传播以及销售某些未经允许的作品,这一系列的行为大大的损害了这些作品的所有者的版权利益。为了对数据的安全性的保护,现在有很多学者正在寻找新的技术和方式。现在有很多方法去保护数据的安全性和版权,首先是利用密码技术来使数据不会被非法阅读;用数字签名来保证数据的真实性;利用数字水印技术来保护数据的版权。数字水印是一种不可见的特制标记,用特殊的方法将数字水印嵌入到数字图像、视频、音频等数据中,由此可以确定该作品的版权所有者、认证数据来源的真实性、认证购买者、提供数据的其他信息以及跟踪侵权行为。

1 混沌和置乱的基本理论

1.1 混沌的概述

在确定的系统中产生类似随机的一种不规则运动,这就叫混沌。它是一个确定性的系统,但是其运动是不规则的,即不可重复、不确定和不可预测的。

混沌具有良好的特性:混沌的构造简单,最主要的是混沌系统对初始值很敏感,内随机性,该系统就会产生不可预测性,当初始条件的发生了极小的变异就能对后面产生巨大的影响,混沌系统还有很多特性,例如整体稳定局部不稳定、遍历性等等。那么我们利用混沌系统对初始值的敏感性就能重构混沌序列,这样就增加了破解的难度,这样就提高了信息的安全性。

我们可以通过一下方法来判别一个系统是否发生了混沌:

1)Lyapunov指数法。在相空间中有两条相邻轨迹的收敛或发散的比率叫Lyapunov指数。对于某个系统[xn+1=f(xn)]来说,那么该系统的Lyapunov指数λ就应该是:

[λ=limn→01nl=0n-1lnf′(xl)] (1)

如果[λ<0],那么该系统就收敛于不动点;如果[λ>0](且有限),那么系统既不会稳定在不动点,也不存在稳定的周期解,使系统趋于不稳定,此时说明该系统进入混沌;如果[λ=0],那么分叉点相应于稳定轨迹的边界。

2)直接观测法。这种方法要根据数值所运算出来的结果,在相空间中画出状态变量随着时间变化的历程图和相轨迹随着时间变化的变化图。结果的分析以及对比,在相空间中,封闭的曲线是周期运动,而在一定的区域内随机分离的永不封闭的轨迹则是混沌运动。

3)功率普法。周期性运动的基振和一系列的谐振的叠加可以看作一个周期性运动,而且各个谐振的振幅与频率是离散谱线的关系;非周期运动的频率谱是连续的。如果一个系统的频率谱连续而且可以重现,那么该系统出现混沌现象。

1.2 置乱的基本概念及其原理

1.2.1 置乱概述

置乱就是打乱图像中的二值信息序列,将某一个像素位置移动到另一个像素的位置上,使其变得杂乱无章无法辨认、没有意义的序列,这样做的目的就是为了提高数字水印的安全性,加强水印抵抗攻击能力,即使置乱后的数字水印图像被非法截获了,不知道恢复的方法,那么截获者也是无能为力。数字水印通过置乱技术打散错误比特来提高其鲁棒性,也提高了图像的安全性。置乱有很多种方法,如Arnold变换,幻方置乱等。

1.2.2 置乱的原理

图像置乱算法的思想:

1)首先对原图像固定一个模板,将原图像各个像素位排列好,如图1所示;

2)然后再做一个置乱模板,这个模板与原图像固定模板不一样,在该模板中把原图像中的像素位也按照一定的顺序填入其中;

3)最后把置乱模板中各个像素位再按照从左至右和从上至下的特定的顺序放回到原图像模板,就得到置乱后的图像模板,如图2所示。

2 基于混沌和小波变换的数字水印技术实现

2.1 基于混沌和小波变换的数字水印算法实现

2.1.1 数字水印图像加密

在水印图像嵌入到载体图像前,为了保证数字水印的保密性,那么就要对经过Arnold置乱的水印图像用混沌序列进行加密。过程如下:

1)在对二值水印图像进行混沌加密之前,首先要通过Arnold置乱将水印图像作预处理,根据Arnold变换公式将水印图像作置乱操作。

2)首先通过Logistic序列公式[xk+1=1-μ?x2k]。

3)将得到的一维混沌序列转换成二维矩阵;

4)对得到的二维混沌矩阵进行矩阵调制,设置阈值函数c(x,y),这个阈值的大小是通过混沌序列的均值决定的。当二维矩阵中的某个元素的值大于等于该阈值,则该元素就置为“1”;当这个元素的值小于该阈值时,那么这个元素就置为“0”。

5)将二值化的水印图像与得到的二维混沌矩阵进行异或运算得到加密后的水印。

2.1.2 水印的嵌入

将水印信号嵌入到载体图像中有两种准则:

其中,[wk]为数字水印信号,[i0k]为载体图像,参数为嵌入水印的强度因子。公式(2)为加法准则,公式(3)为乘法准则。在此,本章采用的是乘法准则,水印的嵌入过程如下:

1)首先将原始图像进行两次小波变换,经过两次小波变换图像就生成了高频部分的图像信息、中频部分的图像信息以及低频部分的图像信息;

2)加密过的水印信号如果该元素值为“0”,那么就将乘法准则中的w(k) 数字水印信号置为“-1”,否则就将乘法准则中的w(k) 数字水印信号置为“1”,然后利用乘法准则的公式(3)将水印嵌入到载体图像的低频部分,本文中的强度因子a=0.03;

3)然后再通过小波逆变换,得出嵌入水印后的图像。

2.1.3 水印的提取

本文算法是非盲水印算法,即在提取水印需要原始图像,而且完整提取水印后,来确定该多媒体数据的完整性。因为在很多恶意的攻击之下,很难完整的提取出完整的水印。水印提取的过程如下:

1)首先将待提取的图像和原始图像分别进行两次的小波变换,去得到它们的低频部分以及水平、垂直和对角方向的中高频部分;

2)在利用公式:

计算出[wk]数字水印信号,如果计算出的数字水印信号小于“0”,那么水印信号置为“0”,否则水印信号置为“255”,这样就提取出水印密文;

3)在利用上面的二维混沌序列矩阵对水印密文以及Arnold逆变换进行解密,得到嵌入的二值水印图像。

2.1.4 实验结果

选取大小为256×256的Lena图像作为原始图像;水印图像是大小为64×64的二值图像。水印的加密、嵌入、提取以及解密都在Matlab R2009a的环境下进行的。

通过计算PSNR值以及NC值对已经嵌入水印后的图像进行评估,此时[NC=i=1Nωωiωii=1Nωω2ii=1Nωω2i=0.9981],[PSNR=10?log10MAX2lMSE=37.7319],结果如下图所示,图3是原始载体图像,图4是二值化的水印图像,图5是嵌入水印后的图像,图6是提取的水印图像。

以下是对于水印的嵌入以及提取的整个过程:

如图7所示是二维混沌调制信号,将这个调制信号与水印图像进行异或。然后就得到了加密过的水印图像,如图8所示。

密过的水印图像嵌入到载体图像当中,得出嵌入水印的图像。

最后通过提取算法对嵌入水印的图像进行提取,将加密过的水印图像从嵌入水印的图像中提取出来,之后进行一系列的解密操作就得到了水印图像。如图9所示是提取出来未解密的水印图像,图10所示是通过解密操作得到的水印图像。

3 总结

对于网络技术的发展,人们获取重要信息的方法有很多,特别是多媒体成为了其中重要的一个部分。所以数字水印技术在保护数字多媒体的版权起到了相当大的作用。

本文的算法不是盲水印算法,且通过一系列的数字水印攻击测试,说明算法还有欠缺:

1)通过对算法的安全性、攻击抵抗性、鲁棒性等的研究,与数字信号处理技术相结合,找出更好的数字水印技术。

2)进一步研究基于混沌的数字水印技术的算法,然后通过相同的攻击测试,来和本文的算法进行比较,然后综合两种算法各自的优点,找出更优秀的数字水印算法。

参考文献:

[1] 葛秀慧,田浩,郭立甫,等. 信息隐藏原理及应用[M].北京:清华大学,2008.

[2] 杨义先,钮心忻. 数字水印理论与技术[M]. 北京:高等教育出版社,2006.

[3] 王颖,肖俊,王蕴红. 数字水印原理与技术[M]. 北京:科学出版社,2007.

[4] 杨义先. 数字水印基础教程[M]. 北京:人民邮电出版社,2007.

[5] 王炳锡,彭天强. 信息隐藏技术[M]. 北京:国防工业出版社,2007.

[6] 杨高波,杜青松. MATLAB图像/视频处理[M]. 北京:电子工业出版社,2010.

作者:莫末 周凤

信号完整性准则论文 篇2:

华龙一号DCS电缆分配及端接设计的分析和探讨

摘要:福清核电站5、6号机组是我国第一座自主研发技术的三代核电站。为了提高DCS电缆端子接线的正确率,本文通过研究西门子T2000平台DCS机柜的技术特点,分析DCS电缆進线及端子接线的要求。提出DCS信号通道分配的基本原则,满足核电站单一故障准则的要求。针对核电站典型执行机构的仪控接口,建立一套标准化的DCS端接设计方案,解决了核电站现场信号端接复杂、电缆选型等一系列技术难题。

关键字:信号分配;端子接线;标准接口

0 引言

福清核电站5、6号机组采用全数字化DCS的仪控系统,根据不同功能对安全的重要性程度来定义其安全级别。非安全级功能由德国西门子的T2000系统平台实现,DCS系统的仪控结构分为:工艺系统接口层(0层)、自动控制和保护层(1层)、操作和信息管理层(2层)和全厂技术管理层(3层)。

1 DCS电缆进线原则

1.1工作原理

执行不同功能DCS机柜的工作原理不同,进线形式差别很大,影响0层设备的电缆清单设计。与0层连接的1层设备主要包括I/O采集机柜、信号隔离机柜以及中间继电器机柜。

(1)I/O采集机柜,对现场设备的信号进行采集,实现现场执行机构的远程控制;

(2)信号隔离机柜,对于不同安全列信号之间的解耦、不同安全分级信号之间的隔离、就地有源信号的采集和控制,使用隔离模块或隔离继电器进行不同电源系统隔离[8][9],保证现场和DCS供电电源之间的互不干扰。

(3)中间继电器机柜,实现48V直流外供电气动执行机构的控制和状态反馈,I/O机柜发送控制命令,通过柜间电缆接至中间继电器机柜。

1.2 电缆分配的原则

根据不同设备的功能和信号特征,选择相应的机柜进线。

(1)气动执行机构的控制命令和状态反馈是从阀门本体上合并一根电缆连接到中间继电器机柜。

(2)电动执行机构、泵和加热器等电气设备,其控制命令和状态反馈信号是从电气开关柜上合并成一根电缆后连接到I/O机柜。

(3)无源信号的传感器和控制器,模拟量和数字量信号通过现场电缆连接到I/O机柜上,遵循第2条电缆进线原则。

(4)有源信号的传感器和控制器,隔离机柜将有源信号进行采集。

2 DCS信号分配的原则

由于核电厂对安全有较高的可靠性要求[7],DCS 输入输出I/O信号分配时需要遵循以下原则。

2.1 安全等级

不同安全等级的I/O信号分配到对应分级的DCS机柜。根据IEC60709的要求,安全等级高的系统不能因安全等级低的系统失效而受到影响[1]。为了实现上述功能,不同安全等级的系统需要进行物理隔离,如使用不同的供电线路[6],将不同等级的控制柜放到不同的房间等。

2.2 功能分区

功能相关的系统或者是关系比较密切的系统应该放在一起。这样既减少了系统之间大量的信息交换,同时也便于将来的调试和维修。

2.3 信号冗余

根据标准IEEE379中单一故障准则的要求,对于重要的冗余设备,不能因其中一个设备出现故障影响冗余设备的运行[2]。冗余设备应实体隔离,将冗余的I/O点分配到不同的卡件或者主控制器上,防止一个卡件故障导致的设备保护误动作。

3 DCS端接方案

利用FUM210模块,对典型端接进行研究,制定标准化DCS端接方案,便于现场安装及调试工作,降低信号端接的错误率。

FUM210模块用于采集设备状态,下达控制命令,监控现场设备。对数字量信号进行数据采集,电缆芯线连接在FUM210对应的电位端子排上。

T2000系统使用64位标准接口端子排,利用螺栓压接方式连接电缆芯线,锁紧扭矩0.4~0.5Nm,可以根据用户需求接入截面0.5~6mm2的芯线。当现场电缆接入端子排后,通过预制电缆接入I/O卡件[3]。

气动阀由电磁先导阀控制气路从而控制主阀动作。核岛电磁阀通常为48VDC 供电,西门子提供中间继电器机柜实现对电磁阀的控制。

大多数的电机、电加热器、核岛380VAC 的电动阀通过电气开关柜控制。对于380VAC电动阀,电气开关柜接收DCS 发出的48VDC 有源指令,并通过干触点将位置反馈信号和综合故障信号反馈给DCS。

4 解决方案

针对核电站现场电磁阀缆径、DI分配通道以及电缆屏蔽层的典型问题,提出了合理化的改进方法,解决现场信号端接、电缆选型等难题。

4.1 大功率电磁阀电缆截面选择

大功率电磁阀的缆径应满足最低启动电压的要求,通过增加截面积以减小电缆压降的方法,计算出电磁阀电缆的最小截面。

式中:为电缆直流电阻系数,为电缆长度,为电磁阀额定功率,回路允许电压降,一般取2V。48VDC电源的正常变化范围为39-53VDC[4]。

4.2 电缆屏蔽层的设计

电缆屏蔽层接地方法应充分考虑设备制造商的建议。为了达到更好的屏蔽效果,采用双端接地,分别在DCS机柜与电缆终端就地侧进行接地,保证整个系统屏蔽的完整性和电气连续性[5]。

5 结束语

本文对DCS机柜的电缆进线分配原则和芯线端接方案进行研究,提出了一种DCS标准端接方法,实现了核电站仪控电缆端接的标准设计,提高DCS信号端接的准确性,缩短了施工现场的调试周期。

参考文献

[1] IEC 60709.Nuclear power plants - Instrumentation and control systems important to safety – Separation[S].2004

[2] Institute of Electrical and Electronics Engineers. IEEE Std 379, Standard for Application of the Single-Failure Criterion to Nuclear Power Generating Station Safety Systems[S]. 2014

[3]王延华. 福清核电站仪控电缆端接技术应用[J]. 自动化与仪器仪表,2015

[4] RCC-E,压水堆核电站核岛电气设备设计和建造规则[S],1993

[5] NB/T 20073,核电厂仪表和控制设备接地准则[S],2012

[6]孙辉,核电厂DCS供电电源设计研究[J].华东电力,2005

[7] 鲁超等.核电厂安全级DCS系统独立性设计[J].核科学与工程,2012.

[8] SSR-2/1 核电厂安全:设计[S]. 国际原子能机构(IAEA),2012.

[9] 夏利民.核电站安全级DCS隔离设计研究[J].自动化博览,2014.

作者:房志刚 王中杨 刘晓光

信号完整性准则论文 篇3:

财务会计信任功能的实现

【摘 要】 文章在信息经济学的基础上,在信任概念框架内建立了综合全面的信任机制,在信誉(信号)基础上产生信任(心理倾向),继而有信用行为。将委托代理、财务会计信息披露、内部控制信息披露、审计报告、会计准则、会计理论研究等众多因素统一在会计信任框架内,是对会计理论研究新视角的构建。

【关键词】 信誉; 信任功能; 财务会计

一、引言

与企业逃避契约责任、生产假冒伪劣产品、虚假广告、盗窃知识产权等行为一样,企业财务信息失真也是一种透支信用的行为。与此同时,金融危机的余烬未冷,人们不会忘记危机中饱受诟病的会计信息。随着第三次产业革命的到来和商业模式的竞争和创新,财务会计是否有能力应对这种变革,这些问题都侵蚀着市场对财务会计的信任。在这种背景下,如何构建财务会计的信任功能,是每个会计从业者关心的问题。

会计学者在财务会计信息质量方面的研究成果颇丰,如孙铮和刘浩(2006)、魏明海等(2007)等。同时对财务会计的信任功能,国内学者刘峰(2006)也有论述:当存在委托代理关系时,代理人必须首先取得委托人的信任,并且需要维持这种信任,会计是取得和维持信任不可或缺的手段。会计是“维系人类社会信任的低成本工具”。雷宇(2012)建立了一个分析框架,将信任机制和财务会计联系起来,并分析了制度对财务会计信息的影响。

本文的研究是对前人研究的延伸,期望从信任机制的设计来重塑现实或潜在的信息使用者对财务会计的信任。

二、相关理论概述

(一)信息经济学相关理论

阿克洛夫(Akerlof,1970)对信息不对称条件下的逆向选择问题进行了开创性的研究;麦克尔·斯宾塞(Spence,1973)证明了市场中代理人通过信号传递可以消除逆向选择的不利影响;罗斯切尔德和斯蒂格利茨(rothschild and stiglitz,1976)则进一步提出通过一定合同的安排,缺乏信息的一方可以将另一方的真实信息甄别出来,实现有效率的市场均衡。

(二)信誉、信任、信用

信任是一个复杂的社会心理现象,学者已从社会学、心理学、经济学各个角度进行解释。Luhmann(1979)指出,信任是在一项既定的人际活动中个体面临的潜在危害与潜在利益的比率。信任是对未知的推测。McAllister(1995)认为人际信任包含两个下属成分:基于认知的信任和基于情感的信任。本文所讨论的信任是基于认知的信任。从客体角度讲,影响信任的个人因素有个体的名誉声望、表现、能力。声誉可以填补信息不足,促进合作的愿望,减少交易成本(H.Lorenz,1988)。从信号传递角度讲,声誉或信誉是一种信号,“信誉——信任”的机制既是从众的心理机制,也是一种通过信号传递来减少信息不对称的机制。所以我们讲甲信任乙,是指乙通过某种信号,使甲相信乙有能力有意愿完成某种行为。这种基于信任的行为就是信用。信任只是一种心理倾向,其最终指向一种行为,信任主体和信任客体发生某种形式的合作——信用。此外,影响信任的还有环境因素:制度、惩罚等。

三、财务会计的信任功能

(一)委托代理关系是财务会计信任功能发挥作用的基本前提

委托代理关系的形成可以说是财务会计信任功能产生的根本原因和前提。信息不对称情况下,当委托代理关系双方出现委托人不信任代理人,而代理人不诚信的博弈结果,会导致逆向选择和道德风险问题。

(二)财务会计信任功能的实现

基于前面的信号传递理论以及对信任概念的分析,信誉(信号)——信任(心理倾向)——信用(行为)的作用机理,财务会计信息要实现信任功能,首先应充分披露信息的生产过程、生产的内部环境,以及第三方的审计结果,这可以作为取得信任的信号,根据影响信任的因素,客体除了需具有声誉外,还要有能力。这则是通过财务会计的信息质量来实现信任。最终促成信任主体(信息使用者)、信任客体(信息提供者)之间的信用行为,如利用会计信息进行相关决策。这个过程离不开外部环境:准则制度的完善、会计学术理论的创新、监管机构的惩罚或行业的自律。

1.信息生产过程的披露

作为信息的生产过程,复式记账可以全面地、相互联系地反映各项经济业务的全貌,复式记账的经济内容是会计账户,企业应披露会计账户的经济含义,否则复式记账也只能是虚假的完美技术,价值在虚假的账户中流转。随着业务模式的创新,会计信息体现出一定的局限性,如无法对企业巨额的奢侈浪费、贪污腐败、利益交换进行控制。

2.信息生产内部环境的披露

内部控制信息披露是信息生产内部环境的信号显示机制,指企业管理当局依据一定的标准向外界披露本单位内部控制完整性、合理性和有效性评价的信息以及注册会计师对内部控制报告审核的信息(杨有红、汪薇,2008)。

3.外部审计报告披露

外部审计除了对财务报告进行审计,对内部控制报告也要进行审计,这些审计报告的披露作为来自第三方的验证具有很强的信号效应。

4.信任客体的能力因素:会计信息质量

会计信息质量具有可靠性、相关性、及时性、可比性等多种特证,从信任角度讲,信任是以过去推测未来,会计信息质量应是可靠推测信息提供方的信托责任履行的能力。财务会计信息所反映的是企业过去一段经营时间内的经营状况及资金状况,了解历史是预测未来的基础。财务会计信息是对企业过去历史的记录,是企业重要的发展轨迹,能够帮助委托人了解企业,做出分析和预测,财务会计信息的预测作用能够减轻信息提供者行为的不可预测性,从而减轻信息使用者不信任的程度。

5.信任功能实现的外部环境

会计准则的一个重要功能就是为企业经营者提供多样的会计处理方法,从而尽可能地保证财务会计信息的可信度与真实度,增进财务会计信息的信任功能。另外,由于会计准则具有统一的标准,委托人在选择代理人时,便可进行横向和纵向的比较,通过对各方代理人所提供的会计信息进行分析、比较和决策,提高了会计信息使用的可信度和可比性。

会计理论的不断创新能增强会计信息解释和预测信任客体的行为。行业自律或监管机构的管制都会增强会计信息的信任功能。

四、结论及研究展望

本文就财务会计的社会信任功能进行了分析和论述,在信息经济学和信任理论的基础上,提出信誉(信号)——信任(心理倾向)——信用(行为)的信任机制,将委托代理、财务会计信息披露、内部控制信息披露、审计报告、会计准则、会计理论研究等众多因素统一在会计信任框架内,是对会计理论新视角的构建。将原有会计信任理论解决委托人和代理人之间的信任,拓宽到信息提供者和信息使用者之间的信任。未来需要进一步研究财务会计信息的信用行为。

【参考文献】

[1] 孙铮,刘浩.中国会计改革新形势下的准则理论实证研究及其展望[J].会计研究,2006(9):15-22.

[2] 魏明海,陈胜蓝,黎文靖.投资者保护研究综述:财务会计信息的作用[J].中国会计评论,2007(1):131-150.

[3] 刘峰.会计学基础[M].北京:高等教育出版社,2006.

[4] 雷宇.财务会计的信任功能[J].会计研究,2012(3):26-30.

[5] 马本江.市场交易中信用机制理论研究与设计[D].中山大学博士后学位论文,2007.

[6] 崔剑海.信任的影响因素研究述评[J].西江月,2013(1):178.

[7] 杨有红,汪薇.2006年沪市公司内部控制信息披露研究[J].会计研究,2008(3):37-42.

作者:徐慧晔

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