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數字化關鍵技術范文1
關鍵詞：數字化變電站；技術；IEC61850標準
中圖分類號：TL48文獻標識碼： A
引言
數字化變電站的出現使得智能電網成為可能，使得人們能夠更好地對變電站進行管理，具有非常重大的現實意義。雖然由于人們的研究的時間還比較短，對數字化變電站的一些關鍵技術的研究還不夠深入，但相信在不久的將來，數字化變電站一定會成為變電站發展的主流，為人們帶來更大的便利。
1、數字化變電站發展概況
1.1、變電控制系統的應用現狀
近年來，隨著經濟的快速發展對電能源的需求不斷增加，因而帶來我國電網規模不斷擴大。隨著電網的增加電網的安全運行問題就成為電網企業考慮的主要問題，電網的安全運行直接關系到電力企業的效益。對此，一些電力企業為了提高電網運行的安全性開始對傳統的變電設備進行改進應用計算機系統對體系進行控制，不僅使變電系統的操作更加簡單，而且使信息實現共享，增強了變電系統的實用性。
1.2、電流和電壓互感器的應用現狀
電流和電壓互感器是電力系統中電量計算和保護繼電裝置的重要部件，他們的運行效率可以對整個電網的運行效率起到重要影響。未實現數字化的變電站使用的電流和電壓互感器主要是電磁感應式的，在電網運行壓力不斷增加的今天表現出一定的缺點。因而數字化的電流和電壓互感器就應運而生了。
2、數字化變電站的主要技術特征
2.1、信息交互網絡化
在數字化變電站技術中采用了新型的互感器，它與傳統的互感器相比具有功率消耗低、可靠性強等特點。它可以將電網的電流和電壓轉變成數字信號來進行傳輸，將傳統的功能模塊轉變成邏輯模塊，使變電站各個設備之間能夠利用網絡來進行交換信息。信息交互網絡具有很多優點，主要表現在以下幾方面。第一，可以根據變電站的需要來選擇網絡，大大提高了系統的使用率和可靠性。第二，傳感器可以同時發送系統中各個元件的測量數據，便于將系統數據進行共享。第三，大大減少了變電站中連接線的數量，使系統的穩定性大大提升。
2.2、系統分層分布化
變電站系統向自動化系統方向發展的過程中經歷了一個重要的轉變過程：由集中式向分布式的轉變。這種分層分布式變電站系統采用的通信技術非常地可靠，能夠將設備運行過程中的信息準確地記錄下來，對于變電站系統反應速度的提高起到非常關鍵的作用。目前，由國際電工委員會制定的變電站通信網絡的國際標準中，將變電站的結構分成三個不同的層次。這種結構模型的分層不但提高了電力系統的穩定性和可操作性，而且對實現各個系統間信息的交換幫助非常大。
2.3、設備檢修狀態化
傳統變電站設備的狀態檢修主要針對的是一次設備，沒有將二次設備作為一個整體或一個系統來進行狀態檢修。在數字化變電站中，系統可以隨時獲取變電站中各個設備的運行信息，可以對設備進行實時監控。而且在數字化變電站中不會出現無法監測到的元器件，系統中不會存在監測的死角，使設備檢修的工作量大大減少，檢修的結果也更加準確可靠。
2.4、系統建模標準化
數字化變電站技術為變電系統提供了統一、標準的信息模型。這個模型的優點主要有：第一，實現智能設備的互相操作。標準化的模型中每個子系統都可以通過服務接口以及設備描述等使各項功能實現程序上的標準化，然后再對其進行網絡協議，進而實現互相操作的可能性。第二，實現變電站信息共享。數字化系統在建立過程中采用統一規則對資源進行命名，可以實現變電站內部的信息共享。第三，簡化系統的維護和配置工作。
3、數字化變電站若干關鍵技術
3.1、IEC61850標準
IEC61850標準作為唯一的變電站網絡通信國際標準，于2004年由國際電工委員會IEC正式。IEC61850標準采用了目前計算機、通信、網絡等眾多相關領域中許多先進、成熟、可靠的技術，包括面向對象的變電站自動化系統通信模型、基于XMLI.0的變電站配置語言SCL、抽象通信服務接口ACSI、特殊通信服務映射SCSM等，保證了電力系統對于實時性、可靠性和穩定性的要求。
與現有其它變電站通信規約比較，IEC61850標準采用面向對象建模思想，明確了一致性測試標準，將變電站自動化系統與通信技術有效分離，主要優點如下：為滿足信息實時傳輸的要求，將電子設備與變電站自動化系統進行分層；為滿足網絡發展的要求，采用抽象通信服務接口和特定的通信服務映射；為滿足功能模塊擴展性及開放互操作性的要求，采用了面向對象的建模技術。
3.2、非常規互感器的穩定性
數字化變電站系統中，測試系統的穩定對設備的良好運行起到非常重要的作用。目前，國際上對非常規互感器的定義是：與傳統電磁型或電壓互感器工作原理不同的互感器。主要分為光學/無源式互感器以及電子式/有源式互感器兩大類。
無源式互感器在使用的過程中由于存在一些技術問題無法解決，比如，光的折射現象、發光元件發光強度不足、光傳輸過程中容易受到外界的影響等，容易出現測量結果存在誤差，測量精度不足等問題。有源式互感器在工作過程中由于需要提供工作電源，因此也容易受到各種因素的制約。比如，當利用激光供電技術對互感器進行供電時，供電的距離有一定的限制，在供電過程中供電設備的運行對互感器也有很大的影響，此外設備在運行過程中容易受到電磁等因素的干擾。
3.3、通信網絡的可靠性和實時性
由于在數字化變電站中通信網絡系統的起到的作用非常關鍵，因此數字化變電站系統的可靠性和使用性能很大程度上取決于通信網絡的可靠性和實時性。要確保通信網絡的可靠性，在對網絡結構進行設計時必須采用可靠性相對較高的網絡拓撲結構、采用先進的通信技術，并且對所設計的網絡進行優化。除了保證通信網絡的可靠性外，實時性也至關重要。現行的通信標準對數字化變電站的報文性做了嚴格的規定。
3.4、設備間的互操作性
數字化變電站內設備間的互操作性可在最大范圍內促進不同廠家的設備進行集成和擴展，這也是制定IEC61850標準的目的之一。為保證設備間的互操作性，需進行設備的一致性和性能測試，包括間隔層設備之間、間隔層和變電站層設備之間、基于采樣值及擴展性互操作測試。
3.5、IED的互操作性
要確保IED的互操作性，必須對其進行一致性測試和性能測試。一致性測試相當于基礎性的測試，主要是測試IED是否具備互操作性的基礎。性能測試相當于功能測試，主要是測試IED的使用性能如何，是否具備應用的價值。國際上對IED的一致性測試的測試方法具有嚴格的規定，一般需要由具備相關資質的公司來進行，性能測試則主要由用戶根據自己的需要來進行測試。
結束語
隨著國民經濟的不斷發展，用戶對電力的需求量日益增加，對電能質量的要求也越來越高。近年來，計算機、信息和網絡技術的迅速發展，使得變電站自動化應用技術水平不斷提高，加上智能設備等技術的日趨成熟，促使以數字化技術為中心的數字化變電站建設成為可能。
參考文獻
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數字化關鍵技術范文2
【關鍵詞】 核電廠數字化I&C系統關鍵技術
儀表和控制系統(簡稱儀控系統,I&C系統)具有對核電廠進行監測、顯示、控制和保護的功能,是核電廠安全可靠運行的重要組成。隨著計算機技術和控制技術的迅猛發展,核電廠I&C系統已經在逐步實現數字化。核電廠數字化I&C系統較之前的模擬I&C系統、部分數字化I&C系統的安全性和可靠性具有顯著提高。
由于核電廠具有其特殊的安全保障需求,因此對于數字化I&C系統的研究具有重要意義。
2 數字化I&C系統概述
數字化I&C系統一般設計為分層結構,根據I&C系統的不同,分層方式有所差異,比較具有代表性的分層方法為:自底層到高層可以分為工藝系統接口層、自動控制和保護層、操作和管理信息層、全廠技術管理層。采用分層結構可以將功能分散,減少信息在傳輸、控制過程中丟失的風險,提高I&C系統可靠性。分層結構中的工藝系統接口層以及自動控制和保護層相對比較重要,因為對工藝系統實際控制工作都完成于這兩層,而I&C系統的更新升級也多集中于這兩層。
一對一功能分散和并行性是數字化I&C系統建設的兩大基本原則。數字化I&C的分層結構保證了一對一功能分散;數字化I&C系統的技術基礎是二進制數碼的串行傳輸,為了保證數字化I&C系統的并行性以及傳輸效率,一般采用多CPU技術,依靠分時運行技術的應用以及CPU處理速度的大幅提高,使得時間分片串行運算像是并行動作,從而保證了信息集中監控的并行性實現。
從數字化I&C系統的網絡結構分析,其主要經歷了集散控制系統(DCS)和現場總線控制系統(FCS)兩個階段。DCS將模擬儀表和計算機技術相融合,即保留了模擬量一對一的特點,又利用計算機信息處理技術將I&C系統進行信息管理和集中顯示控制,屬于半數字化的I&C系統。FCS則是數字化I&C系統的典型代表,將分散的模擬儀表按系統功能的劃分進行集中布置,即有效繼承了一對一功能,又實現了利用計算機進行信息化管理。對于數字化I&C系統的網絡傳輸也隨著網絡的發展由現場對象的控制到整個電廠或系統的管理,甚至是向全球化網絡控制發展。
綜上所示,數字化I&C系統是向著由局部模擬儀表自動化到整體數字儀表自動化再到全局信息網絡自動化的方向進行發展的。
3 數字化I&C系統關鍵技術
3.1 數字化反應堆保護系統
反應堆保護系統的功能是對反應堆現場的工作狀況信號進行接收,并經過計算機處理后控制停堆斷路器的狀態。其中停堆斷路器是用來控制棒控系統所有停堆棒組的電源,令全部停堆棒和控制棒快速進入堆芯地步,終止核反應,限制或防止堆芯及壓力容器的損壞。
以某M310核電廠為例,數字化反應堆保護系統由反應堆停堆系統(RTS)和安全專設驅動系統(ESFAS)兩個部分組成。RTS采用四通道冗余設計,并且每個通道均獨立于其它通道進行工作。數字化I&C系統通過模擬采集卡對反應堆現場的工作狀況信號進行采集,并輸入CPU處理單元,經過閾值比較后參與本通道的表決邏輯處理。同時把閾值比較結果傳輸到其他通道參與表決邏輯處理;各個保護通道接收到與之判決結果后經四取二表決邏輯把結果傳輸給本通道對應的停堆斷路器,從而達到控制停堆斷路器狀態的目的。ESFAS采用A、B列二重冗余設計,兩列彼此隔離,分別采集來自4個RTS通道的表決信號,再進行一次四取二表決邏輯把結果傳輸給現場執行機構,從而完成安全殼隔離、堆芯冷卻、余熱排出等安全功能。
由于保護系統執行安全功能,因此其采用的數字化平臺必須是通過1E級鑒定的,且響應時間和可靠性都有很高要求。
3.2 核電廠控制系統
核電廠控制系統的主要功能是在電廠正常運行工況下執行自動控制和監督任務。核電廠控制系統采用非安全級數字化平臺。以某M310核電廠為例,其電廠控制系統為倒掛樹型MESH網結構。各個工藝系統的控制邏輯按照合理的功能分組原則分配的不同的CPU上,各個機柜的CPU通過該MESH網的交換機進行數據通訊。
3.3 運行和控制中心系統
運行和控制中心系統包括操作和控制核電廠的所有設施,如主控制室、遠距離停堆室、運行支持中心、技術支持中心、就地控制站和應急指揮中心等。
為了保證安全功能的分配,在設計反應堆運行和控制系統時需要充分考慮人和機器的特性以及局限性,對核電廠進行安全功能要求分析和功能分配,并進行評估,使得人機接口的設計能夠完全支持核電廠任務的執行。在設計過程中要使人因工程系統性的結合到控制室和人機接口的設計中,確保操作人員能夠安全有效的對核電廠進行管理和控制。
3.4 特殊監測系統
特殊檢測系統是數字化I&C系統中一個獨立的診斷系統并在單獨平臺上實施,把傳感器的數據進行預處理并進行診斷,包括用于檢測反應堆冷卻劑系統內金屬碎片的松動部件檢測系統、冷卻劑泵震動檢測系統、堆芯吊籃震動檢測系統等。
3.5 堆芯儀表系統
堆芯儀表系統是為其他系統提供堆芯儀表信號。該系統能夠測得堆芯中的三維中子注量率分布圖,對保護和安全檢測系統的中子注量率探測器進行標定并優化堆芯性能。
4 結語
本文介紹了核電廠數字化I&C系統,該系統憑借其自身在技術上的優勢對提高核電廠的經濟效益、工作效率以及安全性方面均有巨大的貢獻。因此,對其關鍵技術的研究具有重大的科研意義、經濟意義與安全意義。
參考文獻:
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數字化關鍵技術范文3
【關鍵詞】煤礦；我國；數字化礦山；發展現狀；關鍵技術；信息平臺；分析
隨著現代化信息技術與計算機軟件技術的不斷發展進步，數字化信息建設技術也迅速的發展起來，并且快速的滲入到生產、生活以及社會經濟發展的各個領域中去，對于全球以及我國的社會經濟發展以及生產、生活進行帶來了很大的沖擊，我國的煤礦開采與生產也是如此。隨著我國煤礦企業煤礦開采與生產環節自動化、集成化以及煤礦生產管理信息化等的逐步實現與發展，數字化礦山也逐漸的普及發展起來，尤其是數字化礦山中的井下高速網絡技術與信息系統，它在我國煤礦中的快速發展推廣與應用，對于我國煤礦發展中的數字化礦山發展方向有著積極的作用和意義。對于我國煤礦數字化礦山的發展方向以及發展現狀，在我國煤礦數字化礦山的發展研究領域，已經實現了從不同發展領域以及角度的分析研究實現，本文將主要結合數字化礦山的概念含義以及發展目標與現狀問題，在基于3DGIS技術數字化礦山基礎信息平臺的設計建立基礎上，通過對于該信息平臺建立實現過程中的信息規范以及接口規范、設備智能化、高速通信傳輸網絡、多源異構數據的集成共享等關鍵技術方法進行分析論述，以實現對于我國煤礦數字化礦山發展現狀以及關鍵技術的分析與探討。
1.數字化礦山的含義與發展現狀概述
1.1 數字化礦山的含義概述
數字化礦山概念以及含義的發展出現，是隨著現代信息技術的不斷發展進步，已經在煤礦開采與生產領域的應用實現，有數字化地球的概念含義引申出來的。數字化礦山主要是指在煤礦礦山范圍之內通過使用三維坐標信息以及與三維坐標信息相互關系作為基礎組成的一個信息結構框架，并且該信息結構框架中對于所獲得的煤礦信息總和進行嵌入實現，在礦山的開采生產中進行應用的總和。通常情況下，在實際煤礦開采生產應用中，數字化礦山信息結構框架系統進行獲取的信息，主要有固有信息和動態信息兩個信息層面。其中固有信息層面的信息主要包括煤礦礦井的地質以及測量、鉆孔等原始數據信息，以及煤礦的煤層、圍巖、井巷等地質體空間信息；而煤礦數字化礦山信息中的動態信息主要包括煤礦采掘以及通風、運輸、供電、給排水等開采生產系統網絡與相關裝備信息等，此外還包括煤礦礦山開采生產中的設備狀態、開采環境以及開采人員等生產信息，煤礦開采的專業分析輔助決策信息、開采生產與經營管理信息等。它們在煤礦開采生產的各個不同環節中產生，并且具有持續產生以及共享利用、多源異構的特點，在數字化礦山信息系統的構建以及煤礦開采生產過程中、數字化礦山基礎信息系統數據庫建立等，都具有積極的作用。
1.2 數字化礦山的發展現狀分析
結合數字化礦山的概念含義以及發展目標等情況，從我國數字化礦山的建設與發展現狀出發，目前我國煤礦數字化礦山的建設發展還處于發展構建的過程階段，完全意義上的數字化礦山我國目前還沒有建設成功，這主要與數字化礦山信息系統本身的特征以及我國目前煤礦信息平臺構建技術等有很大的關系。首先，我國煤礦數字化礦山目前還處于一個初級發展階段，數字化礦山信息系統中能夠實現統一管理以及進行空間信息集成、實時動態信息與管理信息的基礎平臺還能實現，這也是我國煤礦數字化礦山發展現狀形成的一個重要原因。其次，數字化礦山本身就是一個比較復雜并且龐大的系統，數字化礦山運行過程中，不僅需要對于煤礦的礦山地質情況進行勘探，而且還需要進行煤礦規劃設計以及安全生產、經營管理等工作環節的運行與管理實施，同時數字化礦山信息系統中，由于各礦山工作環節的信息化方式和信息化水平不同，數據格式的兼容性比較差，因此，在煤礦礦山基礎信息系統運行過程中，一些信息數據不能重復進行利用，導致數字化礦山基礎信息系統平臺中，信息孤島現象比較嚴重，從而對于我國煤礦數字化礦山的發展以及進步有很大的制約影響。再次，我國煤礦數字化礦山基礎信息系統平臺設計構建過程中，在設計構建應用技術的選擇上，多是使用3DGIS技術進行設計實現，但是3DGIS技術在進行煤礦數字化礦山設計實現與應用中，實際適用性與煤礦數字化礦山的客觀需求之間存在比較大的差距，這對于我國煤礦數字化礦山的發展都有很大的局限和制約。最后，煤礦本身比較復雜的環境以及開采生產過程中影響因素的不確定性、關聯性廣、開采生產工藝復雜、開采生產技術以及設備智能化水平比較低等，都是形成我國煤礦數字化礦山發展現狀的重要影響因素。
2.數字化礦山的設計構建框架
在煤礦開采生產與管理過程中，數字化礦山也就是數字化礦山基礎信息平臺的構建，通常是在一個網絡環境條件下，通過對于煤礦礦井井田范圍內的統一三維空間坐標信息的參考，實現對于礦山每一個特征點的固有信息以及動態的開采生產管理利用以及展示，通常情況下也就是指利用數字化礦山基礎信息平臺對于礦山礦井的本身面目進行再現。根據上述對于數字化礦山功能作用的描述，在數字化礦山的系統系統結構中，最為關鍵的就是對于礦山大量多維數據的采集、表現以及管理、處理實現。如圖1所示，為煤礦數字化礦山的設計框架結構示意圖。
3.數字化礦山關鍵技術的分析
根據上述數字化礦山建設結構框架情況，進行數字化礦山建設過程中，較為關鍵的技術手段主要包括數字化礦山設備智能化技術、高速傳輸網絡技術、多源異構數據的集成共享技術、3DGIS平臺建設技術以及基礎數據專業化分析處理數據等。
3.1 數字化礦山設備智能化技術
在信息系統運行過程中，設備智能化主要是指設備系統在運行過程中，具有比較完備的檢測以及控制執行功能，能夠通過一定的設備接口或者是端口，進行與第三方之間的信息交互實現。在煤礦數字化礦山信息系統中，隨著現代信息技術的不斷發展，煤礦礦井生產應用的主要設備在電控智能化的電液控制方面的突破發展比較明顯，但是綜采工作面的設備智能化水平仍然比較低。對于煤礦數字化礦山的發展來講，數字化礦山主要設備的智能化是整個數字化礦山智能化的基礎，因此，設備智能化技術以及設備智能化的實現，在數字化礦山中的影響和作用十分突出。
3.2 數字化礦山高速傳輸網絡技術
在煤礦礦井的開采生產作業中，主要包括煤礦礦井的采掘以及開采資源的運輸、提升，開采生產應用設備的供電，礦井通風、排水等作業環節，這些開采生產工作環節的運行實現，都需要進行相關的監測控制，這也是煤礦礦井監測系統的多源異構特征，針對這些工作環節與系統特征，就需要應用高速傳輸網絡，對于不同環節采集數據信息進行集成與整合實現。需要注意的是，在實現對于煤礦礦井多源異構數據信息的集成與整合過程中，設計應用的高速傳輸網絡需要具有較高的穩定性與可靠性。
3.3 多源異構數據的集成共享技術
在數字化礦山建設中，多源異構數據的集成共享技術，主要是指通過計算機信息網絡技術將煤礦礦山開采生產中的多源異構信息數據進行融合、收集，統一存放在煤礦數字化礦山的基礎信息平臺中，以實現數字化礦山的運行應用。通常情況下，對于集成融合在煤礦數字化礦山基礎信息平臺的多源異構信息數據，主要是通過進行礦山基礎信息平臺數據中心中的礦用對象管理中心，然后將數據信息以數據庫存放的形式，進行實時共享實現，以幫助煤礦礦山開采生產以及管理實現。
此外，在煤礦礦山數字化建設過程中，應用到的關鍵技術還包括，數字化礦山的信息規范以及接口標準技術、進行礦山基礎信息平臺建立應用的3DGIS技術、三維建模計算方法以及基礎信息數據的專業分析處理技術等，它們主要針對數字化礦山建設中的不同系統結構，為實現系統功能采用的技術方法，對于數字化礦山的建設與發展具有非常重要和關鍵的影響和作用。
4.結束語
總之，由于受到我國煤礦礦井生產作業情況以及數字化礦山建設本身復雜性等的影響，目前我國的煤礦數字化礦山仍然處于初期和數字化建設不完備的階段，進行數字化礦山建設關鍵技術的分析，有利于提高數字化礦山建設水平，推進數字化礦山的建設發展。
參考文獻
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數字化關鍵技術范文4
關鍵詞：化校園，portlet，門戶平臺
隨著高等教育的發展，智能化的數字化校園正成為眾多高校信息化推進的重要部分。論文格式。數字化校園是利用信息化手段和工具，將校園的各項資源、管理及服務流程數字化，形成校園的數字環境，使現實的校園環境憑借信息系統在時間和空間上得到延伸。
信息門戶平臺是一個面向全校師生的個性化應用集成和信息整合平臺，它為師生訪問數字化校園的應用服務和有關信息提供了方便快捷的統一入口。[1]該系統應擁有風格管理、頁面設置、日程安排、收藏夾等友好而又靈活的個性化設置功能；并通過深入的應用集成，把OA、人事、科研、教務、財務、教學測評、檔案等業務管理系統整合在一起；并提供了眾多工作、學習、生活方面的服務信息，例如：校車、校歷、校內電話黃頁、學校地圖、天氣、列車、航班等。
1 需求特點
由于信息門戶是一個統一入口，而用戶可以是擁有不同身份的人員，所以在用戶單點登錄后，無論是從操作方便還是安全方面考慮都只能針對不同的用戶，提供不同的界面，這就不得不提到信息門戶的首要特性：用戶化（Customization）。
l根據角色或者組織來提供能夠使用的功能。論文格式。比如學生可以選課，老師就不可以；
l根據角色或者組織來提供不同的界面外觀。
為了門戶適應個人的使用，用戶可以定制自己的個性化界面和內容，即個性化（Personalization）包括：
l調整頁面排版；
l再頁面中添加或者刪除頻道；
l可以定制自己喜歡的主題、顏色；
l支持不同的Client。
除此之外，為了與不同的系統集成，還應具有適應性（Adaptive）；門戶的安全性（Secured）也是基本要求。
2 portal技術概述
門戶開發技術從動態頁面制作到界面與數據庫集成，并發展至今，所實現的價值和成本也都發展到一定規模，如圖一所示。Portal技術也作為一種主流的門戶開發技術收到重視。“ Portal ”一詞在英語中解釋為“入口，大門”，中文翻譯為“門戶”。論文格式。在 Sun 的 Portlet 技術規范 JSR-168 （ Java Specification Request 168 ）中定義為： Portal 是基于 Web 的應用，通常提供個性化，單點登錄，整合不同資源的綜合信息展示平臺。
Portal 展現在最終用戶面前的是類似于 Web 網頁的 Portal 頁面，有些 Portal 主頁制作的更像是一個桌面系統的界面，更能獲得用戶的認可。
構成 Portal 頁面的是能夠建立和展現不同內容的一系列 Portlet 。 Portal 使用Portlet 作為可插拔用戶接口組件，提供信息系統的表示層。 Portlet 是部署在特定容器內用來生成動態內容的可重用 Web 組件。 Portlet 處理從Portal 傳遞來的用戶請求，動態生成輸出內容的一個片段，展現在 Portal 頁面的某個位置上。
圖一門戶發展歷程
3 門戶平臺開發流程
建立 Portal 應用系統的主要任務之一就是設計各式各樣的 Portlet 組件，實現應用系統的各種功能。雖然多數 Portal 系統會附送一些常用的 Portlet 組件，可以滿足一些公共服務需要，但跟工作事務和業務處理相關的大量Portlet 組件必須有專門人員進行細致的設計和開發。
Portlet 的設計開發有必要遵循 JSR-168 規范和 WSRP 標準，以適合各種類型的 Portal 服務器。在具體的實現上，也將會用到 WSDL 、 SOAP 和 UDDI 相關技術規范，以便同 Web 服務應用系統進行信息交互處理。
開發 Portlet 主要有兩種方法，一是借助于 Portal 產品商提供的可視化的預制開發工具，二是應用 Java 語言直接編程。預制開發工具為 Portlet 開發者提供了許多有益的幫助，如自動產生必要的配置文件，預制了程序代碼框架，提供所見即所得編輯和調試環境等等。但無論如何， Portlet 開發的重點是 Portlet 片段內容的產生和處理，主要以 JSP 為主配合 HTML 和JavaScript 等網頁開發技術，再借用 JSF ，Struts ， Hibernate 等框架來簡化開發。
針對高校情況，雖然具體略有不同，但門戶系統的開發一般按照如下步驟來實現：
•獲取相關數據、確定硬件需求：
1)評估學校用戶數
2)評估學校機器數
3)預測上網峰值用戶數
4)預測使用門戶的峰值用戶數
5)預測門戶的峰值并發用戶數
6)由同時使用門戶的峰值用戶數決定
•設計部署方案：
1)根據相關數據和硬件設計部署方案
2)操作系統、AppServer、數據庫、身份認證系統、Portal的安裝
•調研需求：
1)需要的模塊
2)需要集成的資源
3)需要集成的數據
•應用開發
•調試部署：
1)開發機調試
2)部署到服務器
4 單點登錄和權限控制
單點登錄是為了方便用戶進入多個應用系統，減少用戶多次登錄，免除用戶記憶多套用戶名和密碼的麻煩。[2]
單點登錄涉及到兩個問題，一是身份認證，二是權限控制。
身份認證是 Portal 系統提供訪問控制的第一步，即確認用戶是誰，能否進入系統。通常要求用戶提供用戶名和口令，必要時要求提供用戶的數字證書，也可以配合使用 IC 卡、指紋等驗證手段。
權限控制或授權確定一個用戶的角色和級別，從而控制用戶的訪問許可，即決定用戶能查閱哪些資料，能進行哪些操作等等。 Java EE 架構采用了基于角色的訪問控制策略（ RBAC ）。 RBAC 的基本思想是把對用戶的授權劃分成兩個分配關系，即“用戶—角色”和“角色—權限”。 RBAC 的好處是便于應用系統的開發，使得程序設計相對獨立和透明化，只是在應用系統部署使用時才通過“角色”把“用戶”和“權限”關聯起來，而且對用戶和權限的調整配置容易實施。
用戶與角色之間是多對多的關系，即一個用戶可以被分配給多個角色，多個用戶也可以分配給同一個角色。
角色與權限之間也是多對多的關系，即一個權限可以與多個角色相關，一個角色也可以包含多重權限。
在用戶管理、身份認證和權限控制方面，無論是商業的或開源的 Portal 產品多數喜歡采用 LDAP ，當然也有的支持使用數據庫。 LDAP 的好處一是它可以方便的按類別存儲任何類型的數據信息；其二，它的樹形存儲結構類似于一個企事業單位的組織架構，容易對應；三是它同應用系統接口容易，各個 LDAP 產品的接口都一致無需特別配置；四是它對數據信息的訪問安全控制方便；五是它偏向于相對固定數據信息的查詢使用，效率較高，維護也方便。LDAP與portal之間的業務關系如圖二所示。
圖二系統業務層次
5 門戶系統架構與實現
Portal Server是整個Portal系統的運行支撐環境，是一個標準的Web 應用程序，運行于J2EE Application Server 環境中。在此基礎之上形成了能夠實現的系統技術架構。
圖三系統技術架構
在高等教育創新性需求的發展下，數字化校園正在向智能化與特色化方向發展，門戶系統的開發需要適應各高校的具體情況，更加靈活與方便地提供相應用戶所需的信息才是最重要的。
參考文獻[1].茅維華;唐守國;高淑娟;白雪松;楊虹;周斌.校園信息化關鍵技術平臺之研究與實踐[J].中山大學學報(自然科學版)，2009/S1
[2].鄧志宏,蔡海濱,蔡悅華.基于數字化校園門戶的分布式身份認證系統研究[J].計算機工程與設計,2005,(08).
[3].賴維瑋.信息化門戶系統在校園數字化建設中的應用研究[J].科技廣場,2009/09
數字化關鍵技術范文5
關鍵詞 高效;采集;虛擬人
中圖分類號 R319 文獻標識碼 A文章編號 1674-6708(2010)18-0050-01
數字化虛擬人是將人體形態學、物理學和生物學等信息,通過大型計算機處理而實現的數字化虛擬人體[1-2],是可代替真實人體進行實驗研究的技術平臺。數字人是形態學水平的虛擬人體,具有與真實人體相近的形態結構和數據。目前,我國已經成功完成了首例男、 女可視化數字人的制作[3]。完整、準確的獲取胚胎橫斷面數據集是實現可視化人體胚胎的基礎與關鍵。本文所討論的攝影方法是將懷化高等?？茖W?，F階段進行可視化人胚胎建模中所獲得的經驗進行討論。
1 相機的選擇
數字化采集對照片的質量要求非常高,必須選擇高像素、高分辨率的相機。目前,相機品牌眾多,各種功能強大的相機比比皆是。為了選擇出符合要求的相機,在其功能參數上需要仔細對比。
首先相機像素必須達到1 000萬以上且分辨率在1280×1024以上才能初步滿足后期數字重建的要求。而在進行冰凍胚胎切片時需要快速對焦拍照,手動照相顯然無法達到要求,則需用通過計算機控制拍照。而能通過計算機控制拍照的相機相對比較少。經過比較,我們選擇了佳能EOS 7D高效數碼相機。該相機最高像素1 800萬、最高分辨率5184×3456、高ISO感光度,經改造后支持計算機控制拍照。(如圖1)在選擇佳能EF 24mm f/1.4L鏡頭(如圖1),可以使相片找出來效果更佳好(如圖2)。
2 相機的固定
在冰凍胚胎層次切片過程中,鉆銑機床的震動、工作平臺的移動、都會對相機拍照造成影響。為了保證所采集照片的質量,必須對相機進行固定。
我們采用不銹鋼三角架固定。將三角架擺放在鉆銑床工作臺的出口處,調整位置后在機床工作平臺上方固定相機,要求其能水平垂直拍照。這樣才能保證采集的圖像數據準確性(如圖3)。
3 相機的設置
在進行拍照前,需對相機參數重新設置,采用最符合工作間要求的設置來進行拍照。設置中要考慮到工作間燈光強度、色溫、
白平衡、曝光時間等問題。而我們針對工作間環境對相機初步設置為:焦距55mm , f/13 ,1/80s,ISO100,相片大小為最大,輸出格式為JPG。必要時可根據光線不同來進行調整。
4 與計算機的連接
在相機數據采集中最重要的一項就是通過計算機控制相機拍照。
首先通過相機自帶數據線(USB接口)連接在計算機上,然后安裝其拍照圖象編輯軟件(EOS Utility),即可通過計算機進行拍照。通過軟件觀察標本位置,進行修正,自動對焦然后進行拍照。取得圖片后直接儲存在計算機中。
5 圖像去噪、配準、保存
取得胚胎斷層圖像數據后,將對圖片進行去噪修整,參考包埋時預留的定位桿按其算法[4]進行配準然后編號保存。
經過以上步驟后獲得的照片像素約1 790萬、分辨率為5184×3456,每張占用儲存空間為11M。照片連續性好,位置穩定,可以很好的用來三維數字重建。此攝影方法步驟可以很好的推廣應用到數字化虛擬人數據采集中去。
參考文獻
[1] 呂廣明,吳輝群,湯樂民,等.冷凍連續切片重建數字人腰髓[J].解剖學,2008,31(2):232-234.
[2] 鐘世鎮,原林,唐雷,等.數字化虛擬中國人女性一號(VCH-F1)實驗數據集研究報告[J].第一軍醫大學學報,2003,23(3):196-200,209.
數字化關鍵技術范文6
關鍵詞：電子信息技術；以太網技術；數字化變電站；解決方案
1 數字化變電站自動化系統的結構
在變電站自動化領域中，智能化電氣的發展特別是智能開關、光電式互感器等機電一體化設備的出現和應用，使變電站自動化技術進入了數字化的新階段。數字化變電站包含遵循IEC 61850協議的變電站自動化設備、采用電子式互感器、智能開關等智能化的一次設備、網絡化的保護測控裝置等二次設備。在邏輯結構上可分為3個層次，根據IEC 61850通信協議草案定義，這3個層次分別稱為“站控層”、“間隔層”和‘‘過程層”。各層次內部及層次之間采用高速網絡通信。3個層次的關系如圖1所示。
l．l過程層
過程層是一次設備與二次設備的結合面，主要完成開關量輸入輸出(I／0)，模擬量采集和控制命令發送等與一次設備相關的功能。IEC 61850標準要求過程層的數字式傳感器能將一次側的電壓、電流等模擬量直接轉化為數字信息，通過通信網絡傳送至間隔層。過程層的主要功能分為以下3類：
(1)電力運行的實時電氣量檢測。與傳統的功能一樣，主要是電流、電壓、相位以及諧波分量的檢測，其它電氣量如有功、無功及電能量等可通過間隔層的設備運算得出。
(2)運行設備狀態參數在線檢測與統計。主要是對變壓器、斷路器開關、刀閘、母線、電容器、電抗器以及直流電源系統等設備在線檢測其溫度、壓力密度、絕緣、機械特性以及工作狀態等數據。
(3)操作控制的執行與驅動。主要包括變壓器分接頭調節控制，電容、電抗器投切控制，斷路器刀閘合分控制，直流電源充放電控制。過程層的控制執行與驅動大部分是被動的，即按上層控制指令而動作，比如接到間隔層保護裝置的跳閘指令、電壓無功控制的投切命令及對斷路開關的遙控開合命令等。
1．2間隔層
間隔層設備的主要功能是匯總本間隔過程層實時數據信息；實施對一次設備保護控制功能；實施本間隔操作閉鎖功能；實施操作同期及其他控制功能對數據采集、統計運算及控制命令的發出具有優先級別的控制；承上啟下的通信功能，即同時高速完成與過程層及站控層的網絡通信功能。
1．3站控層
站控層的主要任務是通過兩級高速網絡匯總全站的實時數據信息，不斷刷新實時數據庫，按時登錄歷史數據庫；按既定規約將有關數據信息送向調度或控制中心；接收調度或控制中心有關控制命令并轉間隔層、過程層執行；具有在線可編程的全站操作閉鎖控制功能；具有〔或備有〕站內當地監控，人機聯系功能，如顯示、操作、打印、報警等功能以及圖像、聲音等多媒體功能；具有對間隔層、過程層諸設備的在線維護、在線組態、在線修改參數的功能；具有變電站故障自動分析和操作培訓功能。
2 數字化變電站自動化系統的特征
數字化變電站自動化系統大致有以下幾個特點：
(1)智能化的一次設備。一次設備信號回路采用數字式電流電壓互感器。操作驅動回路采用智能化斷路器，簡化了常規機電式繼電器及控制回路的結構，數字程控器及數字公共信號網絡取代傳統的導線連接。換言之，變電站二次回路中常規的繼電器及其邏輯回路被可編程控制器代替，常規的強電模擬信號和控制電纜被光電數字和光纖代替。
(2)網絡化的二次設備。變電站內常規的二次設備全部基于標準化、模塊化的微處理機設計制造，設備之問的連接全部采用高速的網絡通信，二次設備不再出現功能裝置重復的喲現場接口，通過網絡真正實現數據共享、資源共享，常規的功能裝置變成了邏輯的功能模塊。
(3)自動化的運行管理系統。變電站運行管理自動化系統應包括電力生產運行數據、狀態記錄統計無紙化、自動化；數據信息分層、分流交換自動化；變電站運行發生故障時，能及時提供故障分析報告，指出故障原因及處理意見；系統能自動發出變電站設備檢修報告，即常規的變電站設備“定期檢修”改為“狀態檢修?！?/p>
3 數字化變電站自動化系統的關鍵技術
變電站自動化系統的數字化，使其獲得了顯著的優勢，如信息傳輸可靠性高，二次接線簡單，測量精度高，共用統一信息平臺，減少重復設備，便于功能擴充及管理自動化等。但要充分發揮它的這些優勢，必須解決好數字化變電站的3大關鍵技術，分別為設備智能化(即可輸入、輸出和處理數字信息)、變電站通信網絡(滿足可靠性、開放性和實時性)以及智能設備的互操作性。
3．1智能化的一次設備
變電站自動化技術經過多年發展，監控、遠動、繼電保護及自動安全裝置等設備已基本采用數字技術，通過軟硬件升級可滿足數字化變電站的要求。傳統一次設備與智能化一次設備差異較大，一次設備智能化的研制技術難度較大，是實現數字化變電站的關鍵。
3．1．1開關設備
智能化開關設備需就地配置智能控制單元。智能控制單元可控制開關設備，并采集開關設備的狀態量。智能控制單元與二次設備通過光纖以太網交換信息。
國外已有制造商可提供包含智能控制單元的智能開關設備，但主要是GIS形式，而且價格昂貴。國內智能開關設備還處于研制階段，尚未見到商業化產品。
現階段建設數字化變電站，如果投資允許可以選用進口智能開關設備，相對經濟的方案是在開關設備的端子箱內配置相當于智能控制單元的智能終端，用組合的辦法實現開關設備智能化。智能開關設備的技術難點是環境適應性。敞式變電站開關設備的端子箱環境溫度變化大，北地區溫度最低可達一40~C，南方日照下溫度可高65~C。另外需能承受開關動作過程中嚴重的機械動和電磁干擾。智能終端與二次設備所需技術基重疊，由于我國電力系統二次設備的設計和制造力已達到國際先進水平，國內制造商已研制出滿足要求的智能終端。
3．1．2互感器
變電站的保護、測量及計量等大多數功能需電力設備的一次電流和電壓信息。數字化變電站采用可輸出數字信號的光電互感器。光電式互感器分為無源式和有源式2大類。源式光電互感器電路復雜且價格昂貴，因此，在電系統實際運行中應用較少；而有源式光電電流互感技術成熟可靠，國內外已有為數不少的產品在正式行。作者認為，現階段數字化變電站宜采用技術相成熟的有源式光電互感器。由于有源式光電互感和無源式光電互感器的輸出接口和通信協議采用一的標準，將來可平滑過渡到無源式光電互感器。
3．1．3一次設備在線監測
采用組合智能終端的方案實現一次設備智能化，可將在線檢測系統集成到智能終端。斷路器的智能終端可增加電流采集和開關機械位置的監視功能，計算斷弧功率積分，估算檢修時問。變壓器的智能終端可增加在線油樣分析接口。容性設備的智能終端可配置接地電流傳感器輸入接口。智能終端將采集到的信息傳輸給后臺主機分析判斷。
3．2通信網絡的可靠性、開放性和實時性--
通信網絡的根本任務是解決變電站自動化系統內部以及與其它系統之問的實時信息交換，而網絡是不可或缺的功能載體，那么構建一個可靠、實時且高效的網絡體系是通信系統的關鍵。變電站自動化及其通信系統，其基本一致的思想就是通信技術是變電站自動化系統的關鍵。通信網絡是連接站內各種智能電子設備(IED)的紐帶，是數字化變電站自動化系統的命脈，它的性能要求主要體現在以下幾個方面．
(1)可靠性。由于電力生產的連續性和重要性，站內通信網絡的可靠性是第1位的，應避免一個裝置損壞導致站內通信中斷。特別是數字、圖像信息等多媒體技術的應用，將使人們更加依賴通信網絡，因此，一個可靠的通信網絡是首要條件。
(2)開放性。站內通信網絡為調度自動化的一個子系統，除了保證站IED設備互連、便于擴展外，它還應服從電力調度自動化的總體設計，硬件接口應滿足國際標準，選用國際標準的通信協議，方便用戶的系統集成。
(3)實時陛。因測控數據、保護信號及遙控命令等都要求實時傳送，雖然正常工作時，站內數據流不大，但出現故障時要傳送大量的數據，要求信息能在站內通信網絡上快速傳送。
只有滿足了上述要求，通信網絡才是理想的。常規變電站自動化系統中保護裝置的信息采集與保護算法的運行一般是在同一個CPU控制下進行的，使得同步采樣、VD轉換、運算、輸出控制命令的整個流程快速、簡捷，而數字化變電站的系統中信息的采集、保護算法與控制命令的形成是由網絡上多個CPU協同完成的，如何控制好采樣的同步和保護命令的快速輸出便成了一個復雜問題，其最基本的條件是網絡的適應性，關鍵技術是網絡通信速度的提高和合適的通信協議的制定。
通常的現場總線技術已經不能滿足數字化變電站自動化高速通信的技術要求，目前以太網異軍突起，已經引入工業自動化過程控制領域，固化OS七層協議，速率達到100MHz的以太網控制與接口芯片己大量出現，為數字化變電站自動化協議的開發研究提供了物質基礎。
3．3智能設備的互操作性
數字化變電站中實現各種功能需通過通信網絡傳輸的狀態、控制、采樣及測量等信息，必須解決設備問的互操作性。
互操作性即同一廠家或不同廠家的多個智能設備要具有交換信息并使用這些信息進行協同操作的能力。設備的互操作性可以最大限度地保護用戶原來的軟硬件投資，實現不同廠家產品集成，其關鍵問題在于通信的標準化。變電站綜合自動化由多個IED組成，IED間相互通訊且具有與變電站的應用層相互交互的功能(如與變電站層的網絡控制、遙信人機接口等功能交互)。IED包括間隔控制單元、保護繼電器、RTU，HMI及數字式電流噸壓互感器等變電站內部通信網相當于為變電站中的IED構造了集成平臺。
IEC 61850系列標準是用來實現變電站中全部設備間的互操作性的標準。標準包括數字化變電站的表達信息的信息模型、交換信息的通信服務、系統和項目管理、通信服務映射和一致性測試等內容。
變電站全部設備問的通信必須滿足變電站中所完成功能的要求。然而IED的功能配置以及控制策略不是固定的，其取決于生產廠家、用戶和現代技術水平。這就導致了變電站內存在通信接口問題IEC 61850系列標準支持功能的任意配置，并提供清晰的結構，以使標準可在較長的時間內滿足現場需求，適應通信頭接觸部分。運行經驗證明，現行的國產刀閘設備一般只能在其70％的額定負荷下可靠運行。
用IEC 61850―10的一致性測試方法，可測試智能設備是否符合IEC 61850標準，保證與其他符合IEc61850標準智能設備的互操作性。這可以大大減少現場的通信聯調工作量，并且更換或新增設備時基本不需改變原有設備和系統。中國電力科學研究院已經能夠對變電站智能設備進行IEc61850的一致性測試。目、前看來，數字化變電站采用通過IEC 61850一致性測試的智能設備，是解決互操作性問題的捷徑。
