通信需求（精选8篇）
通信需求 篇1
一、引言
电力需求响应 (Demand Response, DR) 是智能电网用电环节的重要组成部分。电力用户接收到供电方发出的诱导性减少负荷的直接补偿通知或者电力价格上升信号后, 改变其固有的习惯用电模式, 减少或者推移某时段的用电负荷, 保障电网稳定, 并抑制电价上升[1]。
按照需求侧所面对的响应信号性质不同, 可以将DR划分为基于价格的DR和基于激励的DR[2]。DR的通信过程涉及电网的抄表系统、电力交易系统、营销业务系统、客户服务系统, 用户的能源管理系统、用电智能设备及二者间的通信网络[3]。
二、DR系统结构研究
DR系统通信过程涉及电网的抄表系统、电力交易系统、营销业务系统、客户服务系统, 用户的能源管理系统、智能用电设备, 具体结构如图1所示。
DR主站用于发布动态电价、负荷需求, 能主动发布事件通知;连接DR客户端在用户参与响应后能快速接收响应系统的反馈信息, 对反馈信息进行数据存储、核对, 并做数据分析;对大量用户聚合后进行DR服务。
DR客户端对主站发布或转发的事件信息作出响应, 并DR相关数据信息反馈给主站;获取电网发布的动态电价、负荷需求, 能主动发布事件通知;在用户参与响应后能快速接收响应系统的反馈信息, 对反馈信息进行数据存储、核对, 并做数据分析。
DR聚合端将DR事件向下分解、向上聚合, 在用户与电网之间交互预处理DR信息, 降低主站处理数据量。
电网端的调度系统根据电网需求实施协议避峰行为;营销系统用于统计DR资源, 对用户进行结算补偿。用户的能源管理系统、智能用电设备是用户改变用电模式的载体, 接受DR客户端或聚合端的DR指令。
三、DR通信交互研究
按照第2节的DR系统结构, 可以将DR的通信交互划分为电网操作信息、主站信息、聚合端信息、客户端信息、能源自动化系统信息、负荷设备信息之间的交互。
(1) 电网操作信息。处理DR事件:初始化DR事件、编辑或删除DR事件、获取正在等待事件的信息;自动竞价信息:接收当前电力用户出价、通知DR主站电力用户出价接收或拒绝、关闭竞价。配置DR主站信息:配置DR项目和事件数据实体;监测DR主站相关行为。 (2) DR主站信息。配置参与方:配置DR客户端、配置DR聚合端、参与者;发布DR事件;竞价代理:为电网传送反馈竞价信息。 (3) DR聚合端信息。分解DR事件, 将从DR主站接收的DR事件分解成多个DR事件并下发。 (4) DR客户端信息。DR信号生成与下发:将DR主站或DR聚合端接收的DR事件生成DR信息并下发。 (5) 能源自动化系统信息。控制负荷设备:通过接收的DR信息控制负荷设备;反馈负荷设备信息:向DR客户端反馈设备运行情况。 (6) 负荷设备信息。接收控制指令:根据接收的控制指令运行设备。
四、结论
DR通过供电方的诱导性信号, 改变电力用户固有的习惯用电模式, 提高了电力系统的整体效益, 保障电网稳定, 并抑制电价上升。DR的通信过程涉及电网的抄表系统、电力交易系统、营销业务系统、客户服务系统, 用户的能源管理系统、用电智能设备, 论文归纳了DR系统一般模型结构, 进而对DR系统的交互信息进行了研究。
摘要：电力需求响应 (DR) 是智能电网用电环节的重要组成部分, 论文研究归纳了DR系统的一般性构成, 并就详细就电网操作信息、主站信息、聚合端信息、客户端信息、能源自动化系统信息、负荷设备信息进行了研究。
关键词：电力需求响应,智能电网,信息交互
参考文献
[1]张钦.智能电网下需求响应热点问题探讨[J].中国电力, 2013, 06:85-90
[2]赵鸿图, 朱治中, 于尔铿.电力市场中需求响应市场与需求响应项目研究[J].电网技术, 2010, 05:146-153
[3]李扬, 王蓓蓓, 宋宏坤.需求响应及其应用[J].电力需求侧管理, 2005, 06:13-15+18
通信需求 篇2
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通信服务用户需求深入挖掘 篇3
想要提升通信服务提供方的市场竞争力, 其根本在于深谙用户的需求状态, 只有满足用户需求, 并且符合市场竞争状况的服务, 才能够在市场上占有相对稳定的一席之地, 才有可能进一步扩大市场的占有。有鉴于此, 作为通信运营服务提供方而言, 需要从以下几个方面着手对市场环境进行深入分析。
1. 市场细分
市场细分是每个企业在进入市场之前都会做的事情, 但是随着社会的进步, 技术和经济状况都会有所改变, 市场也会随之而发生变化, 如果不能够及时对市场的变化状况进行掌握, 就会导致原有的市场战略失效, 给企业造成经济损失。
市场细分, 包括对于市场中相关经竞争对手的状态考证, 以及对于自由产品需求人群的定位。首先需要对整个市场中的竞争状况有一个全盘的了解, 对于铁通而言, 由于其移动带宽段需要服务铁路通信, 因此铁通的主要服务业务聚集在有线服务层面, 重点包括固定电话以及宽带服务。对于这种情况, 铁通完全没有必要针对其他运营商展开移动通信领域的市场争夺, 而应当专注于有线数据传输提供更为高效和专业的数据传输服务。同时可以考虑为用户提供基于有线数字传输深入服务。其市场细分也会随之产生, 可以定位为基于环境的通信服务。
2. 用户需求发掘
满足用户的需求是通信企业赖以生存的根本, 而深入发掘用户的需求则是通信企业成长的必由之路。
以铁通公司为例, 前文已经提到了其市场, 将主要定位于基于环境的通信服务。这种服务更多的是针对于一个具体的环境而言, 让客户在这个环境中能够获取到流畅的数据服务, 而非基于用户而言的更大范围内无线数据传输。因此在进行用户需求挖掘的时候, 应当深入用户所处环境, 考虑提供相应的数据传输服务。
通常而言, 用户所处的环境可以大体划分为办公环境以及家庭环境两种, 除此以外, 用户都基本处于相对不稳定的环境之中, 因此在进行用户需求深入挖掘的时候, 可以从家庭和办公两大环境入手, 进行深入的分析。对于家庭环境, 应当从分考虑一家几口共同生活的时候对于信息传输的需求。以三口之家为例, 半天通常不存在数据传输需求, 而到了晚上就呈现出数据传输需求激增的情况, 造成数据潮汐现象。同时晚上需要实现的数据传输, 除了网络和电话以外, 对于电视信号也有需求, 因此以铁通公司为例, 可以从家庭数据潮汐角度着手, 并且深入分析整个家庭中对于与外界沟通的各种需求, 并借以确定数据传输需求。虽然铁通在无线数据传输方面不存在优势, 但是可以将多个有线服务进行绑定制造套餐, 为家庭数据传输创造更为稳定的“在家时间”数据传输服务。
同样, 对于办公环境而言, 有线服务同样重要。企业的生存在很大程度上依赖于稳定的数据交换服务, 虽然目前移动数据传输意味着更大的商机, 但是稳定的有线数据传输的地位却始终不曾动摇。数据的稳定, 不仅仅可以为企业打造良好的形象, 更能够确保很多商业活动的顺利展开。对于办公系统而言, 变化比家庭环境相对频繁一些, 为此, 有线数据传输系统提供商应当注意整个数据环境的弹性建立。通常而言, 可以通过对各种网络接口预留冗余方面需要格外注意。此外, 虽然铁通无法提供移动通信服务, 但是在办公环境内实现小范围的无线局域网却是允许的。帮助企业用户建立起适合自己的无线网络, 对于目前越来越多的中小企业来说, 与其弹性团队将会有更多契合。
3. 提升自身竞争力
每一个通信服务商都有着自己的核心竞争力, 想要提升其在市场上的竞争力, 必须围绕核心竞争力展开, 不能盲目在市场上进行争夺。以铁通为例, 其核心竞争力就是稳定的有线数据服务, 因此其竞争力的提升, 也应当是围绕这一核心竞争力展开的。
从服务购买的情况看, 为家庭或者办公环境提供更为合理的数据服务是当前铁通公司应当着手的主要方面。所谓合理, 一方面是能够满足用户的需求, 并且尽量不形成浪费;另一方面则是需要提供稳定可靠的数据传输服务。围绕这两个方面的潜在需求提供更为稳定的数据传输方案, 必要的时候可以在流量和时间方面采取更为灵活的缴费方式, 相信对于铁通市场竞争力的提升大有裨益。
总之, 用户需求的深入挖掘, 是通信领域数据传输服务提供商不能忽视的核心, 只有真正满足用户需求, 并且尽可能提供经济的方案, 才能够在市场中为自己赢取一席之地。在这个过程中, 当然不能脱离企业自身的核心竞争力优势, 因此不断深入的发现需求和自身优势, 才是企业的生存之道。
参考文献
[1]王国涛.浅析如何提升企业核心竞争力[J].现代工业经济和信息化, 2011 (10)
通信人才需求与素质要求探析 篇4
有人说, 农业时代的军队是体能军队, 工业时代的军队是技能军队, 而信息时代的军队是智能军队。当前, 以计算机科学、通信技术为代表的信息化革命浪潮席卷全球, 信息技术正以前所未有的爆炸式增长方式影响着地球的每一个角落。在世界各国政府的大力支持下, 以国际互联网技术为代表的新型信息技术产业链蓬勃发展, 使人类的沟通和生活方式正发生着翻天覆地的变革。在这种国际大气候下, 为更好的服务国家经济建设的大局, 为了完成党赋予人民军队的历史使命, 迫切要求通信兵要走在全军科技练兵的最前列, 要时刻站在信息化浪潮的顶峰。
一 培养创新人才是人才需求上的一项紧迫任务
(一) 新的历史环境需要新的人才队伍
在信息化战争的今天, “战场”一词已开始变得模糊不清。世界上已经没有明确的战场, 通过网络, 敌我之间随时随地都可以交手, 而且也正在进行着无休止的较量。传统战争的侦察与反侦察, 破坏与反破坏, 现在主要由太空的卫星、空中的无人侦察飞机、海上的舰载电子战设备和陆地上的大型计算机等共同组成的军事通信网来担当, 且作战方式更加隐蔽, 可在无形之间迅速摧毁、瘫痪敌方的指挥控制网络, 切断敌方军队的神经。可以说, 是科技改变了战争, 是军事高技术改变了传统战争的模式。
科技可以改变战争, 科技也可以改变人。通信人才面对的是本领域中最严峻的挑战, 形势不容乐观。要完成党交给的艰巨任务, 要完成保卫人民的历史重任, 我们必须, 也不得不用科技、用军事高技术知识来武装自己, 武装我军的战斗神经。相对于以往通信训练中的指挥、技术人才的技术结构, 我们需要与时代同步的、创新的战争方法为指导, 紧跟军事高技术的发展, 努力学习, 及时更新通信知识结构。
(二) 现代军事所需求的人才, 不是记忆型的, 而是创造型的
从1991年的海湾战争, 到2005年的伊拉克战争, 凡美军参与的历次战争, 其高精尖武器在战争中发挥的特殊作用都会给我们留下深刻的印象。美军为什么能够称霸世界, 靠的是强大的军事实力, 这其中, 具有决定意义的是其高度智能化的武器。这些武器全然不是传统机械化战争中的飞机、大炮那样的性能, 而是凝结了无数项发明、无数个专利、无数名武器专家的集体创新智慧。在这里, 笔者认为新时期的历史使命对通信创新人才至少提出了两个创新要求, 即:创新思维、创新知识。
1.人才的成长应以培养创新思维为核心
首先, 我们要分清创新思维和人的智力之间的辩证关系。一个智力高的人创新思维能力不一定很强。智力是在已知的知识范围内所表现出来的能力, 而创新思维能力是以已知的知识为基础, 在探索未知知识的过程中所表现出来的能力。其次, 流畅、灵活、独创、缜密是创新思维的基本要求。创新人才必须具备一定的创新个性。这种个性包含好奇心、挑战性、冒险性和坚韧性等。第三, 创新思维是一闪而过的火花, 还是必须执著地付诸实施的思维, 很大程度上取决于人的意志。第四, 思维定势是创新思维的障碍。常规思维是纵向、线性、刚性的思维方式。创新思维是多向、发散性的, 思维方式是具体辩证的。通信人才只有具备了创造性的思维, 才有可能进行开拓性的工作。
2.创新知识是人才创新的最终目标
创新知识的目的是追求新发现、探索新规律、创立新学说、创造新方法、积累新知识。围绕知识创新的目的, 笔者认为有必要为知识创新建立两个保障环境:政治环境和文化环境。
知识创新需要适当的政治环境, 需要相应的法律制度加以保障, 如对知识产权的保护, 对知识创新劳动所得的合法占有, 对知识分子个人独立思考与隐私权的保障等。
适合于知识创新的文化环境, 本质上是对创新活动方式的社会认可, 提倡与鼓励标新立异、与众不同, 承认和尊重个人的突出贡献。若用体能劳动的标准来衡量脑力劳动, 片面强调思想上的统一和行动上的步调一致, 就将在思想上束缚知识创新。
总之, 创新人才需要的是这样一个合理的知识结构, 应包括:比较宽厚的基础知识, 一定深度的专业知识, 主要学科及相邻学科的前沿知识, 必须的横向学科知识和科学方法论知识, 一般的文化和社会知识, 还有, 一个永远闪动的灵感。
二 综合素质是人才素质要求的永恒主题
(一) 政治素质是人才素质要求的重中之重
1.要有过硬的政治素质:对党忠诚, 对人民和军队热爱
教育界经常有这样的说法, 培养出来的人如果身体不行是废品;业务不行是次品;而政治不合格就是危险品。所以说, 过硬的政治素质是一项从事任何工作都要讲的根本原则。一个没有清醒政治头脑的, 对政治不闻不问的人, 永远也成不了合格的人才。军人是一个特殊的集体, 他的存在价值就是捍卫国家和人民的利益。“中国共产党代表了中国最广大人民的根本利益”, 这就决定了每名军人必须具有坚定的政治信念, 对党忠诚, 听党指挥。
2.要树立正确的人生观
军队人才提高精神境界的核心, 是自觉坚持我军全心全意为人民服务的宗旨, 而不仅仅是独善其身式的个人修养。创新人才更需要提高自己的精神境界, 大力弘扬乐于奉献的精神, 自觉地做一个高尚的人, 一个有道德的人, 一个脱离了低级趣味的人, 一个有益于人民的人。
(二) 品德培养是人才素质要求的关键环节
1.智力比知识更重要, 素质比智力更重要, 品德比素质更重要
品德其实也是一种素质, 它是一种后天素质。品德的培养在于教育, 而不带有任何先天的因素。品德可以超越素质, 可以独立于素质之外。品德一般随受教育程度的提高而提高, 但两者不成正比。比如我们常说的社会上的“小人”, 欺下瞒上, 营私舞弊, 就是典型的个人品德问题, 但他不一定没受过良好教育。对于从事通信工作的军人来说, 品德素质最根本的就是要有强烈的纪律责任感, 针对通信工作这种本身带有失、泄密隐患的工作性质, 要时刻保持头脑清醒, 绝不可麻痹大意。
2.针对人才品德素质要求的具体建议
(1) 做一个正直、诚实的人, 也许是最舒服的一种生活方式, 也是最自然的生活方式。
(2) 要将“淡泊”两字视作化悲为欢、化苦为甜、化险为夷的“清醒剂”。
(3) 一个人宽容与否, 可以看出他的修养功夫。宽容可以使你表现出好的性情, 同时也能引发别人的回响。
(4) 要真正处理好各方面的人际关系, 最关键的还是要有一颗爱心。
(5) 要增强自控能力, 学会“限制自己”, 是一种可贵的自律精神。
(6) 要有强烈的敬业精神, 把一生的精力专心致志于所从事的事业。
(三) 文化素质是人才素质要求的主要内容
1.文化要活学活用, 更要提高人才自身的视野高度
通信技术人才在创造力的素质开发上, 要多实践, 多动头脑, 要在科技创新实践中成长起来。但笔者强调的这种实践, 要贯彻具体事物具体分析的思路, 要注意方式方法, 不要一味地模仿, 要“仿生”, 不要“仿真”, 否则会走入失败的误区。比如, 我们研究机器人, 不一定非得把机器人做成具有人体的形状, 做成两条腿两个胳膊的。月球车可以说就是个受人控制的机器人, 然而, 没有一个国家把它做成人形。再比如, 飞机的发明源于人们对鸟类的研究, 但飞上天空的飞机却没有一架象鸟一样不断的煽动翅膀。
人才的层次不够, 专业素质视野不高也是制约军队战斗力发展的一个重要问题, 弄不好还会闹出笑话。
2.准确把握未来发展是创新人才文化创新的重要前提
只有及时掌握时代发展前沿动态和最新成果, 使创造性思维与时代发展同步, 才能不断有新的突破。所以, 创新型人才除具备一般人才的共同素质外, 在知识和能力上应该具备一些特殊的素质, 即要具有广博精深而合理的知识结构, 敏锐而准确的观察力, 严谨而科学的思维能力, 丰富甚至是奇异的想象力, 强烈的创新意识和远见卓识。
(四) 创新人才素质的外在体现:智商和情商
在创新人才需求上, 我们不可避免要接触到有关人才素质的两个名词:智商和情商。智商是研究思考物质变化规律的能力, 情商是研究思考物质世界变化规律的能力。这里特别解释一下情商, 它是一种性格的素质, 是心灵的力量, 是人文的修养。它包括情绪控制和调节能力, 了解他人、激励他人和控制他人的能力, 为人处世的能力。智商是解决做事问题, 情商是解决做人的问题。
对创新型人才来说, 增强情商有着非常重要的意义。
首先, 增强情商, 有利于了解和正确估价自己。每个人天天要和他人打交道, 自己在他人心目中的形象是否端正、地位是否重要, 自己是无法评估的。要准确评估自己, 就要找准参照系, 请他人客观、真实地评价自己。如果一个创新人才的情商低, 不会处事, 人际交往少, 关系紧张, 大家就不会对其讲真话, 讲实话, 创新者了解到情况虚假成分就多, 不利于正确评估自己, 把握自己。
其次, 增强情商, 有助于工作顺利、事业成功。美国教育家卡耐基曾经说过:“一个人的成功, 只有15%是靠他的专业知识, 而85%是靠他良好的人际关系和处世能力”。一个自控力差的人, 一个不善于和他人合作共事的人, 成功的机会一般较小。懂得了这个道理, 对于创新型人才指导自己的实际工作, 应该说是很有帮助的。
三 探索通信人才需求与素质教育相结合的新途径
(一) “实事求是”是院校教育不破的主题
我军的教育模式, 要使部队对通信人才的需求和通信院校对人才的素质培养直接挂钩, 所以院校教育要走出去, 多调研, 多交流。为了实现培养对象“量体裁衣”的目标, 就要深入到各兵种、各地区的部队中去, 针对不同地域, 不同任务的部队自身的特点及其对人才需求的普遍性和特殊性, 制定切合实际的人才素质培养模式。使部队得到的通信人才是能够快速进入部队工作情况的, 是“打得赢”、“用的上”的复合型人才。
这种素质的培养不但包括科学文化素质教育, 还包括政治、道德、法律素质教育。平时笔者听到部队的同志对刚来的毕业生一提起来就是“高科技人才”, 笔者认为, 这种高, 不但要包括一般意义上的文化素质的高, 政治素质的高, 道德素质的高, 还要包括听从指挥、工作能力、工作态度、“特别能忍耐, 特别能战斗”的吃苦风格、与人沟通、协调工作, 团队意识能力的高。
(二) “解放思想”是人才创新机制的动力根源
针对人才的培养, 还有一个重要的方面, 也是保持我军兴旺发展, 不断进步的重要特征, 那就是要培养人才创新意识于有形和无形之间。院校培养单位要真正从思想上重视起来, 下大力气研究培养方法, 把培养人才的创新意识贯穿于平时工作的点点滴滴, 前前后后。在人才的创新素质上, 笔者认为军队要引入竞争机制。
有人说, 一名优秀运动员应具有的一种重要素质, 就是竞争意识。同样, 作为一名军人, 面对的是既抽象, 又随时随地可以转化为具体的“战场”。尤其是在当前的国际形式下, 敌我斗争在一种战事平静的表面掩饰下依然纷繁复杂, 你弱一点, 你落后一点, 敌人就会取得优势, 这是我们所不想看到的。所以, 每名军人, 不论是谁, 都要具有强烈的竞争进取意识。良好的竞争意识, 不仅能不断提高人才自身的素质, 也能在你死我活的战场上夺取一个接一个的胜利。培养人才的竞争意识, 是一种很有价值的智力投入。只有把人才引入激烈的竞争中, 人才才会主动求生存、求发展、求进步, 才能打破个别人潜在的只凭一纸文凭所产生的一劳永逸的消极意识。笔者认为这个问题应该引起管理者的足够重视。消除隐患, 提高人才的创新能力, 制定平等竞争的用人政策, 不看文凭看水平, 不看资历看成绩, 使大批优秀人才脱颖而出。哪里还有工作干不出色的道理呢?
不过, 管理者要制定出一个能够最大限度调动人才竞争的激励制度, 创造一个完全开放式的用于展示人才才干, 公平竞争的平台, 能者上, 庸者下;奖励优秀的, 淘汰充数的。
(三) “与时俱进”是军队人才发展的必然选择
通信需求 篇5
关键词：通信业务,流量,预测模型
0 引言
国家电网公司正在全力建设智能通信网络,大量二次设备的接入以及实时数据的更新造成了电力通信网络流量的大幅增加,也给电力通信网络的流量情况带来了复杂变化。如何规划光缆的配置、路由的选择、带宽的分配,如何减少突发情况造成的重大损失,如何有效提高网络运行的速度和利用率,网络流量分析和带宽预测技术起关键作用。
网络流量预测是网络业务管理、拥塞控制以及流量控制的关键问题[1],能够防止网络拥塞,有效提高网络的利用率[2]。网络流量预测根据网络流量的数据以及规律,通过建立数学模型进行。
从本质上来说,网络流量数据是一种时间序列数据,可以通过传统的时间序列处理方法对其进行建模和预测。即使在流量发生突变时,网络流量也存在一定规律,通信网流量预测可采用一定的预测模型,根据收集的通信网络流量变化数据来对将来某一时刻的网络流量进行预测,为通信网络性能优化运行状况提供理论指导[3,4,5]。
网络带宽需求预测基于网络流量预测,对网络管理有重要的意义。目前的电力通信网络并未进行基于业务层面的网络流量实时监测,往往是当流量出现异常情况时由网络管理系统发出警告通知,然后由网络管理人员着手解决出现的问题[6]。这种响应式的行为,即先有问题后处理的方式,很可能造成由于没有足够的时间来分析和处理问题而影响网络的正常运行。如果能预测流量过载,在流量过载发生之前分析和解决问题,就能显著提高网络的可用性。
电网公司在进行通信业务带宽需求预测时,目前多凭借经验公式估算业务流量,未考虑业务的行为特征和时序特性,准确性不高。文章重点研究了电网公司生产和管理业务的需求发展和变化,分析了公司业务架构及其各类电力通信网络的承载关系;同时,结合公司通信网络及承载的业务,提出了适用于国家电网公司的通信业务需求带宽预测模型,根据模型分析了关键业务、典型站点、主要断面的通信业务组成和流量并在一定假设条件下对业务流量进行了估算。以上内容的研究和电力通信网业务流量测算模型的构建为电网日后的网络管理、运营维护、规划优化等工作提供了有效的支撑。
1 电网公司业务架构分析
1.1 电网公司业务及其网络承载
由于电力通信业务本身的特性,综合考虑安全性、可靠性、扩展性等要求,不同业务需要建设相应的业务网络来进行分类承载。目前的业务网络主要包括调度数据网、综合数据网等,另外还有一些其他业务需要由传输网提供专线通道。主要电力通信业务承载方式如表1 所列。
从表1 可以看出,对实时性要求最高的电网实时控制类继电保护业务直接承载在传输平台或裸光纤上;对安全性要求比较高的电网实时业务,包括调度自动化等业务,主要承载在调度数据网;行政办公信息数据及财务、营销、生产管理系统主要承载在综合数据网。
1.2 业务承载网络关系分析
根据网络本身的技术要求,调度数据网、综合数据网设备之间的组网一般情况下以传输网作为承载平面,由传输网提供连接通道。由于此类通道同时也作为传输网的业务存在,因此,传输网的业务带宽需求应同时考虑所承载业务网的组网通道需求。业务网、传输网以及光纤网络之间的相互承载关系如图1 所示。
2 电力通信业务带宽需求分析及预测方法
基于电力通信业务需求进行带宽需求预测研究,重点在于对各业务的通道带宽需求量进行预测以及对带宽进行统计预测,可以概括为3 个步骤。首先,结合业务种类和承载方式将通信业务进行分类;然后,根据各类业务的统计特征,选取拟合度较好的统计模型,逐一给出每类业务的通道带宽需求计算方法;最后,综合考虑业务流向,根据计算方法对单一或所有业务断面进行带宽统计预测。这些步骤中,业务的通道带宽需求计算是难点。电力通信网络一般承载2 类业务,一类是IP类业务,一类是由专线承载的时分业务,下面分别对这2 类业务的通道带宽需求计算方法进行介绍。
2.1 IP类业务通道带宽需求计算方法
对于某类IP业务而言,可以用如下公式描述其带宽需求:
其中,Bi表示第i类IP业务的带宽需求;Bi(t)为t时刻业务i所占用的带宽;bi为每个用户占用的基础带宽;φ 为带宽平均利用率(与IP网络开销有关,如路由寻址、维护信号等);ni(t) 为t时刻业务i的并发用户数,由业务类型决定。
可以看出,Bi与T时间段内业务i的峰值速率和平均网络带宽利用率有关,平均网络带宽利用率一般根据测算得出,经验值取0.7。计算Bi的关键在于确定ni(t),这需要选取合适的预测模型以对相应种类的业务特征进行拟合。
对电力通信业务进行流量分析,结合不同的业务特性可以选择不同的业务模型进行逼近和模拟。对于业务i,相应的流量模型选好之后,ni(t) 随之确定,步骤如下:
1)根据业务种类选择业务模型,并计算其所服从的随机过程Ni(t);
2)对于某个时间节点t,Ni(t) 是一个随机变量,因此可求得其概率分布函数F[Ni(t)]=P{Ni(t) ≤ ni(t)};
3)根据不同业务的有效性要求,确定F[Ni(t)]的具体值,如对于调度数据网业务,F[Ni(t)] 可取0.999 9,对于综合数据网业务,F[Ni(t)] 可取0.999;
4)利用Ni(t) 的概率分布函数以及F[Ni(t)] 的具体取值得到ni(t)。
电力通信数据网分2 类,一类调度数据网,主要承载电力生产业务;一类综合数据网,主要承载电力管理业务。表1 的业务中,调度自动化、配电自动化、用电信息采集属生产性业务,可以复用至调度数据网中传输;视频会议、ERP、GIS等业务书管理类业务,可复用至综合数据网中传输。因此,承载于调度数据网上的业务的带宽需求D可写为:
其中,Bk(t) 表示t时刻某类调度数据网业务k所占用的带宽。
同理,承载于综合数据网上的业务带宽需求可写为:
其中,Bm(t) 表示t时刻某类综合数据网业务m所占用的带宽。
由于IP网络往往通过传输网络(主要是同步数字体系(Synchronous Digital Hierarchy,SDH)、光传送网(Optical Transport Network,OTN),分组传送网(Packet Transport Network,PTN)技术目前在公司范围内还未普及,所以不做考虑)或者光纤直接组网,因此其通道大小多具有颗粒性。目前典型的用于承载IP业务的通道颗粒有2 M、100 M、155 M、622 M、1 000 M、2.5 G、10 G等。 同时,还需考虑通道层面的保护机制。在实际应用中,对同一断面的同一类业务,往往考虑基于单一颗粒的通道带宽配备。因此,考虑建设成本、组网方式和带宽利用率等因素的情况下,某断面的调度数据网(或者综合数据网)业务占用的通道带宽估算方法可建议如下:
1)光纤直接组网方式主要利用万兆光口、千兆光口和百兆光口沟通IP链路,此时建设成本是主要考虑的因素,因此在通道计算时选择100 M、2.5 G(1 000 M光模块与2.5 G光模块成本相当,因此在做链路配置时通常选择2.5 G光模块)、10 G颗粒。
对于调度数据网,在某一个通信断面上,通道需求Cd为(单位M bit/s,函数⎡x⎤表示对x向上取整,η为容灾系数):
对于综合数据网,在某一个通信断面上,通道需求Cr为(单位M bit/s):
2)传输通道组网方式主要利用万兆光口、2.5 G光口、千兆光口、百兆光/ 电口、622 M POS口、155 M POS口、155 M CPOS口以及SDH复用2 M捆绑的方式沟通IP链路,此时建设成本和带宽利用率都是很敏感的因素,因此在通道计算时选择2 M、155 M、622 M、1 000 M、2.5 G、10 G颗粒。
综合考虑成本和带宽利用率的因素,对于调度数据网,在某一个通信断面上,通道需求Cd的参考计算公式为(单位M bit/s):
同理,对于综合数据网,在某一个通信断面上,通道需求Cr的参考计算公式为(单位M bit/s):
由此可见,建设成本和通道的离散性是造成IP业务通道带宽利用率低的重要原因。
需要特别说明的是,电力数据网络组网方式较多,总部、各分部、省市公司的通道结构均存在较大差异,所以在做具体规划时必须考虑网络的实际情况来制定组网方案,本课题给出的数据网通道需求计算公式只针对典型应用,仅供参考。
2.2 时分业务通道带宽需求计算方法
电力时分业务主要有调度电话、行政电话、自动化远动信号以及采用SDH复用2 M的继电保护和安控业务。
2.2.1 调度电话、行政电话业务
对于调度电话、行政电话业务而言,可以用如下公式描述其通道带宽需求:
其中,Bj为调度/ 行政电话业务j的通道带宽需求;Bj(t) 为t时刻业务j所占用的带宽;bj为单用户的通道带宽;nj(t) 为t时刻业务j的并发电路数,为一随机过程;β 为冗余系数;η 为容灾系数。
对于传统的电路交换业务而言,泊松模型已经被理论和实践证明为最有效的业务预测模型,因此,本课题采用泊松模型对nj(t) 进行建模。由于调度电话、行政电话业务要求1+1 保护,所以容灾系数取2,冗余系数根据经验取1.3。对于调度/ 行政电话业务j,根据泊松模型确定nj(t),步骤如下:
1)列表达式:
2)对于某个时间节点t,Nj(t) 是一个随机变量,服从泊松分布,因而求得其概率分布函
3)根据不同业务的有效性要求,确定F[Nj(t)]的具体值,对于调度交换电话,F[Nj(t)] 可取0.999 9 ;对于行政电话业务,F[Nj(t)] 可取0.99。
4)利用Nj(t) 的概率分布函数以及F[Nj(t)] 的具体取值得到nj(t)。
因此,某一通信断面上程控交换语音业务的通道需求Cv为:
2.2.2 自动化远动、继电保护、安控业务
这几类业务为递增型业务,通道一旦启用即被长久占用,同时,其电路数量与电网发展直接相关,因此,可根据电网规划给出其通道带宽计算公式:
其中,Bk表示自动化远动/ 继电保护/ 安控业务的通道带宽需求;bk为每个用户占用的通道带宽;nk为业务k的电路数,由取决于电网规划;β 为冗余系数;η 为容灾系数。对于自动化远动、安控、距离保护业务,η 取2 ;对于光纤纵联差动保护业务,η 取1 ;β 取经验值1.3。
那么,某一通信断面上自动化远动、继电保护、安控业务的通道需求总和Cp可表示为:
某个通信断面上业务的通道总需求B则可以通过对以上几种业务的叠加得到,即:
3 电力通信业务带宽需求预测模型应用讨论
文章提出的业务流量测算方法适用于公司各级通信网,包括总部通信网、分部通信网、省公司通信网及地市公司通信网。按照总部、分部、省公司、地市公司不同类别的模板,通过统计分析各单位目前生产及管理业务节点的数量即可完成通信网业务流量测算工作。具体步骤如下:
1)计算各类业务基础流量,根据文章提供的计算公式计算出各类业务的基础流量,可以采用计算机套用相应的数学模型计算出结果,也可以采用简单的统计估算方法进行估算。
2)计算各类站点流量。例如,变电站选择相应电压等级的变电站模板,将该类站点的业务进行分类汇总(按照综合数据网、调度数据网、时分多路复用网、其他等分类),便于分类计算。
3)统计站点数量。按照国网、省、地市、区县等级别,统计变电站、配电站、电表、供电所等所有类别站点的数量,可以取上一年度年报数据。
4)计算断面流量。公司总部选择总部模板,分部选择分部模板,省公司选择省公司模板,地市公司选择地市公司模板,分别形成各断面的综合数据网、调度数据网、传输流量。
5)根据本层级通信网所承载的各类总的业务流量,按照当前通信网的整体架构,将业务流量分别分担到不同的综合数据网、调度数据网、传输网并形成不同系统进行优化、改造扩容等相关规划决策结论。
4 结语
网络流量预测是网络业务管理、拥塞控制以及流量控制的关键问题,文章进行了调研并提出了适用于公司各级通信网的业务流量测算模型。但是,一些因素也会对业务流量预测产生部分影响,包括基础研究、网络架构、政策影响等,在规划通信网时应充分考虑外界因素的影响,制定相应的应对策略。例如,随着十二五期间国家电网公司三集五大建设的推进,公司业务流向发生了巨大的变化,信息化业务由以往的分层模式改成大集中模式,电网生产业务也加快了IP化进程,通信专业应该加快研究IP化应对策略,加快提升业务网、承载网的IP承载能力;2014 年9 月,国家能源局颁布了新的《电力监控系统安全防护规定》,新规定较原先电监会5 号令有一些变化,特别是第8 条规定电力控制信息如果进行了安全加密并接入了安全接入平台也可以使用公网通道传输,所以,应重点考虑新规定对通信业务的影响,及时调整通信规划技术政策;随着国家加快推进电力体制改革,应重点关注各环节改革的进程,特别是配售电环节,这将对通信业务带来比较大的影响。
参考文献
[1]李文伟.电力数据通信网的业务流量分析[D].上海:上海交通大学,2007.
[2]张宾,杨家海,吴建平.Internet流量模型分析与评述[J].软件学报,2011,22(1):115-131.ZHANG Bin,YANG Jia-Hai,WU Jian-Ping.Survey and analysis on the Internet traffi c model[J].Journal of Software,2011,22(1):115-131.
[3]苟娟迎,马力.网络流量分析方法综述[J].西安邮电学院学报,2010,15(4):20-23.GOU Juan-ying,MA Li.The review of network traffic analysis m e t h o d s[J].J o u r n a l o f X i’A n U n i v e r s i t y o f P o s t s A n d Telecommunications,2010,15(4):20-23.
[4]曹建华.基于灰色神经网络模型的网络流量预测算法研究[D].江苏:江南大学,2008.
[5]苏占波.基于FARIMA模型的网络流量建模与预测[D].成都:电子科技大学,2010.
通信需求 篇6
智能管道无疑是目前国内外电信运营商最关注的话题。目前, 国内一家大型电信设备商已选用Sybase列式数据库IQ和CEP (Complex Event Processing, 一种在高速流数据上进行实时分析的复杂事件处理技术平台) 。
“不是看数据, 而是看当时的数据流动, 也就是管道的实时情况, 当数据经过CEP时, 通过设定的数据过滤规则, 即可马上进行数据处理。”叶自立介绍说, “这在电信业里是一个比较新的做法。”
具备“超大数据量”优势
近期, IT业界不少观点提出, 电信业将进入大数据时代。在叶自立看来, 作为SAP旗下一家致力于信息管理和分析的公司, 这一趋势非但未给Sybase带来新的难题, 反而正是更大的机遇。
“过去一段时间, 我们的友商经常说, 他们可以处理通信业的大型数据量, 但其实我觉得并不尽然。如果选用传统的数据库, 当然也可以处理大数据量, 但如果客户想得到实时的结果就要耐心等待, 事实上网络的信息是动态的, 在未来电信全业务竞争更加激烈时, 客户真正需要的是实时、快速的响应。因此当数据量进入TB或PB级时, Sybase IQ迎来了好时机, 我们的优势尤其明显。”叶自立认为。
简而言之, Sybase IQ是以列而非行存储数据, 基于列的分析服务器。在独立的基准测试中, 它可仅用160TB的实际磁盘存储下1PB的原始交易数据;而实际运行性能测试也表明, 其具有97%～100%的CPU与节点的伸缩能力。在Gartner 2010《“数据仓库”的数据库管理系统》的“魔力象限”中, Sybase IQ位列领导者角色。
移动方案覆盖所有平台
在信息管理与分析领域之外, Sybase的另一传统优势是移动解决方案。比如Sybase移动解决方案会内置于RIM等企业的终端设备中, 帮助企业对其员工的移动办公设备进行管理——如Sybase Afaria。
“比如三星Galaxy采用Android系统, 由于Android的开放性, 最大的问题是没有一个真正的标准。现在三星通过与Sybase合作, 三星用户要做设备管理和设备安全就可以用Sybase。”叶自立介绍说, 目前Sybase移动解决方案几乎可以应用于所有不同的移动平台, 包括Windows、iOS、Andriod、Symbian和BlackBerry等, 且不同的版本也一直在更新。
通信需求 篇7
通过马斯洛需求模型的视角分析个人客户的通信需求, 我们可以衍生出四个层级:基本生活需求、高级生活需求、学习和工作需求以及精神需求。基本生活需求包括了基本的通信需求, 衣食住行等基本生活需求;高级生活需求包括了生理上的安全——健康, 心理上的安全——娱乐, 安全的物质保障——金融;学习和工作需求包括融入社会的需要——工作, 积累知识的需要——学习;精神需要主要包括社交人与人的交往。
基于以上四个层级需求, 个人客户需求模型可以细化为四个层级、九大类细化需求, 其中包括:
1.基本通信需求, 包括了语音和短信两类最简单的语言和文字沟通需求;
2.衣食住行需求, 包括了生活信息, 购物信息, 置业信息和出行信息等基本生活相关的需求;
3.娱乐需求, 包括音乐、游戏、视频和阅读, 构成了个人主要的休闲需求;
4.健康需要包括了医疗、保健、运动等和身体状态相关的需求;
5.金融需求涵盖了手机炒股、手机理财和手机支付等一系列和个人财务相关的需求;
6.安全需求包括了家庭安全、特殊人群安全 (老人和小孩) 、网络安全;
7.教育包括了在线教育、电子教育资源、电子化教育管理等;
8.商务包括了手机邮箱、移动OA、个人日程管理等;
9.社交包括了即时通信、微博、微信、论坛等。
个人需求碎片化、流量化
个人客户需求逐步向流量型转变, 移动互联网客户呈现碎片化、个性化、体验化特征, 用户使用手机场所也趋向碎片化, 移动互联网产品也应满足客户需求, 呈现短、频、快的特点, 用户行为经常被打断, 思维不连续, 造成思维碎片化, 比如人们越来越习惯用微博140个字来表达自己的思想。
移动互联网的客户群体越来越细分, 个性化的需求越来越多, “手机族群”概念被提出, 也从侧面印证了移动互联网用户的个性特征越来越鲜明。当下, 移动互联网时代的产品选择很多, 但同质化很是明显, 注重客户体验的产品才有机会赢得客户, 用户对于移动互联网的体验需求主要从应用的实用性和易用性角度出发, 同时应用的创新性与可获得性也是构成其吸引力的重要方面。
四大主流趋势渐成
综合来看, 个人客户需求将呈现四大趋势:第一, 社交作为移动互联网的基本功能元素, 正融合到各类互联网应用中, 整个移动互联网都朝着社交化的方向发展, 无论电子商务、网络游戏还是网络视频, 社交功能日益成为移动互联网企业的标配;第二, 以视频为代表的大流量应用将会迎来快速发展, 随着4G的发展, 移动网速的提升和资费的下降, 移动端将超越PC成为网络视频的主要载体, 差异化、品牌化将成为视频内容发展的方向, 移动视频将成为广告客户投放的黄金媒介;第三, 电子商务将迎来发展机遇, 手机支付、手机银行等配套能力正在快速发展, 互联网电子商务的火爆将带动移动电子商务的发展;第四, 移动广告等后向收费产品将成为未来主要的盈利模式之一, 随着RTB、积分墙等创新模式的出现, 移动广告变得更加灵活、垂直和智能, 移动广告的精准投放会让品牌客户逐步认识其价值。
产品整合遵循三大原则
基于需求层次模型和移动互联网的发展趋势, 个人产品规划思路首先需要产品整合与聚焦, 目前的产品中存在一些功能重叠, 对于功能重叠的产品应予以整合, 这方面可以参照国际先进经验, 尝试应用打包销售的模式;其次积极探索重点产品发展方向, 顺应移动互联网发展的要求, 提升移动互联网类数据业务的重要性, 作为重点产品, 积极探索新的产品方向, 开发新的产品类型;第三产品创新合作, 借鉴竞争对手在易信以及搜狐视频等产品上的发展经验, 广泛和互联网以及移动互联网厂商开展合作, 通过创新发展提升自身产品的竞争力。
产品整合需要遵循三大原则:原则一, 用户体量小的向用户体量大的整合;原则二, 省份产品向集团产品整合;原则三, 功能弱的向功能强的整合。
例如, 全体育产品用户量是无线体育用户量三倍, 可以将无线体育并入全体育, 实现产品规模最大化, 同时结合产品和用户现状提升产品能力, 重点提升移动视频, 特别是借助4G的发展契机, 在网络速度提升的基础条件下, 大力发展高清视频, 满足客户高品质的娱乐需求;深化移动SNS, 依托现有SNS产品, 进行功能完善与改进, 并加强外部合作, 引入OTT元素, 力争与微信、易信等产品进行抗衡, 并且SNS向周边产品的渗透融合;强化移动支付, 应直面现阶段国内小额支付市场竞争, 推出适合运营商模式发展的产品, 参与并推进移动支付技术标准的统一, 内部建立合理的管控体系, 培育移动支付/移动金融业务新市场;加强个人云产品建设, 在云存储、云应用和云终端三个领域发力, 推进个人云计算服务。
新产品开发多重实践
移动数据新产品的开发可以实践多个方向, 首先LBS应用, 位置服务的价值链中应占据LBS (位置服务商) 地位, 积极开展各个领域的应用;其次移动广告以运营商为主导发展移动广告, 对外与广告代理商开展合作, 对内与既有业务整合, 拓展多种广告模式;再次移动搜索, 采用合作的模式发展移动搜索, 最初实现搜索功能, 逐步形成搜索门户, 最终独立搜索平台。
移动视频, 主要开发两大功能, 在线直播和视频点播。在线直播将通过热点事件直播向用户充分展示视讯平台的资源优势和网络质量, 形成良好的口碑效应。点播专区清楚地列示节目单, 提供便捷的路径, 使用户快速、便捷地收看节目, 增强用户体验。同时需要加大与互联网视频网站合作, 将互联网视频网站的创作群体及其优质作品逐步导向手机视频平台。打造新娱乐、新影视等专区平台;开通名人视频互动专区平台。借助互联网视频网站的高人气, 提高视频的用户活跃度及参与度。另外需加强同电视台在资源共享和联合报道方面的合作, 电视台掌握着众多的视频资源, 与强势的电视媒体取得合作, 不仅能够取得优质资源, 对于品牌知名度和形象也有很大的提升, 也能够吸引到一大批电视台的忠实观众。
移动SNS突显移动互联整合性
移动SNS既要看做是一个独立产品, 又要看做是移动互联网的重要元素。一方面要提升现有SNS产品如飞信等的自身能力, 同时还要将SNS融入其他的产品中去。
首先, 需要提升现有产品能力, 开发飞信的多个版本, 提高兼容性, 支持不同的终端, 包括手机、平板等, 实现飞信和短信的无缝对接与互联互通, 加强飞信的娱乐功能, 引入图片、视频、音乐的功能, 加强飞信实用功能, 开发飞信营业厅的功能, 积极和互联网厂商合作, 借助其资源、能力和客户的优势来提升产品能力;其次, 在SNS产品中引入娱乐、资讯等元素, 提升SNS产品的功能与体验, 也借助SNS庞大客户群体实现对其他产品的宣传在阅读、游戏等产品中引入SNS元素, 加强用户的互动性与参与性, 形成特定客户群体的聚集与传播效应。
个人云发力存储、应用、终端三领域
个人云方面可在云存储、云应用和云终端三个领域发力, 推进个人云计算服务, 在云存储使用中, 上传/下载速度则成为增强用户体验的重要砝码。需要超高速宽带保障产品优势。个人云应用涉及领域广泛, 需要联系应用开发等相关行业的合作伙伴, 以满足不同行业不同客户的个性化需求。为了更好地契合提供云应用的平台、提供更好的用户体验, 运营商需加快推出“云手机”, 促进“应用云”的进展。
个人数据产品以客户诉求为先
后向广告经营平台是利用移动客户资源, 为企业客户发布广告、提供数据, 进而获得收入。整个后向广告经营平台分为两大商业模式:广告投放服务, 以媒体渠道的形式, 为广告公司、广告代理和企业客户提供广告投放服务, 收取广告投放费;数据服务则利用后向平台客户接触渠道提供用户调研、用户行为分析、用户需求分析等数据信息服务。在广告的内容形式将尽量多样化, 企业可以根据实际需要来制作各种形式的广告, 广告经营平台对广告内容进行审核与调整, 以适合各个业务平台对内容的要求, 各个业务平台推出定制化或发布含广告内容的业务产品。
通信需求 篇8
关键词：需求响应,发布/订阅,访问控制
0 引言
智能电网作为新型的智能化服务网络,通过建立开放发达的信息系统和供需双方共享的信息模式,高效率地整合电力系统中的数据,进一步优化了电力基础设施运作和管理,并促进了与电力用户的沟通互动[1,2,3]。需求响应(Demand Response,DR)机制通过价格信号和激励机制来实现需求响应在市场中的作用[4,5]。建设与用户友好互动的智能电网,为用户提供及时准确的用电信息,实现用户需求侧的自主选择与控制,并将供应侧和需求侧的资源进行综合资源规划,满足多元化客户需求,提升电网公司的服务质量,将是未来智能用电的发展方向。需求响应机制是在需求侧管理基础上发展起来的,专门针对智能家庭用电设备,允许根据当前的用电状况与电价变化进行自主统筹调整,从而发挥用户需求侧的主观能动性[6]。在需求响应机制实现过程中,配电网是智能电网的重要组成部分之一。配电网调度存在设备数量多、安装地点分散等分布式特点。
在这些基础上,需求响应机制必须满足两个条件:第一,能够保证用户与智能电网通信顺畅,彼此根据即时实际情况做出相应的调整;第二,当然是必不可少的安全性能,当用户和电力供应者在彼此通信时,必须能够保证一定的安全,否则一旦出现类似于被黑客入侵发布虚假消息、提供虚假数据的情况时,可能会造成整个电力系统的崩溃,严重影响社会的稳定,给广大民众和国家造成严重经济损失。只有保证这两点,需求响应机制才是一个安全、可靠、高效的实施机制。
本文针对智能电网的需求响应机制展开研究,主要分析了当前智能电网所需要建设的一种基于价格的需求响应机制,结合需求响应机制的特性和要求,利用发布/订阅模式,借助于动态密码身份认证和基于角色访问的安全机制,提出了一种新型的需求响应安全通信机制系统。
1 需求响应安全通信机制设计
为建立电力供应商与电力消费者之间安全的需求响应机制,本文通过对电力供应商和电力消费者进行身份认证和访问控制,构建基于发布/订阅模式的通信模型,对通信内容进行加密使其在公共网络中安全传输,具体设计如图1所示。
发布/订阅通信模型的采用,使通信网络更具灵活性和独立性。为保证需求响应机制中信息的安全、可靠和及时传输,电力供应商和电力消费者分别作为发布者和订阅者。电力供应商将需要更新发布的最新电力通告作为主题,发布给广大的客体,让用电消费者及时做出响应,实现帮助电力系统降低负荷的目的,而用电消费者也能从中获得各种优惠或者金钱补贴。基于Open ID的动态密码技术对参与需求响应的电力供应商和电力消费者进行身份认证,基于角色的访问控制机制(Role Based Access Control,RBAC)根据身份认证结果对其进行角色分配,并分配角色相应权限,防止虚假用户和恶意用户破坏需求响应机制的正常运行。基于角色的通信加解密算法对通信内容进行安全处理,以便其能在公共网络中安全传输。
2 需求响应安全通信机制实现
2.1 基于Open ID的动态密码身份认证
Open ID是以用户为中心的分布式身份识别协议[8]。作为一种基于URI/URL的轻量级互联网数字身份表示管理和认证通用体系,其具有开放、去中心化等特点。账号密码令牌作为一种通用的身份认证方法,被广泛应用于各种登录系统,但其安全性存在局限。针对账号密码登录方式所存在的缺陷,基于Open ID的动态密码身份认证改进原有的登录方式[9],在保持原有协议特点的基础上,安全性能有显著提高,有效地防范木马程序攻击和密码猜测攻击。
基于Open ID的动态密码身份认证流程如图2所示。其中,Uesr代表需要进行身份认证的电力供应商和电力消费者;Controller代表服务控制器,即电力供应商和电力消费者在登录后可以进行操作的电力平台;OP代表Open ID提供商,提供Open ID服务。
①用户向服务控制器发出带有签名的登录请求。
②服务控制器将重定向到Open ID服务提供商。
③OP向用户发送带有签名的用户名请求。
④用户输入用户名,并加密发送给OP。
⑤OP随机生成一个随机数R1,在数据库中找到该用户名对应的密码K1,使用K1对R1进行加密生成密文Cipher。
⑥OP将带有签名的密文发送给用户。
⑦用户使用密码K1对密文Cipher进行解密得R2,对R2进行Base64运算,并与password合并进行哈希计算得H1。
⑧将带有签名的H1发送给OP。
⑨对R1进行Base64运算,与K1合并后进行哈希计算得H2,比较H1和H2。
⑩如果H1和H2相同,则表示登录成功,反之则提示重新输入密码,将带有签名的登录反馈发送给用户。
11将用户重定向到控制器,身份认证结束。
2.2 基于发布/订阅模式的RBAC
为了对电力供应商和电力消费者进行有效的访问控制,本机制基于发布/订阅模式对RBAC改进,将权限和用户分离,既保证了通信的灵活性,也保证了访问控制的灵活性[10,11]。角色代表一组访问权限的集合,用户和角色之间的分配是多对一关系,一个用户只能授予一种可执行角色,而同一角色可以分配给不同的用户。电力供应商作为发布者根据主题确定其可执行角色,电力消费者作为订阅者根据中间人确定其可执行角色。不同的主题或者中间人需要不同的权限来处理数据和资源,例如读、写、添加、删除等操作。用户在通过身份认证后,根据主题或中间人给其分配其可执行角色,根据可执行角色分配权限。可执行角色和中间人之间是多对多的关系,系统可以分配多种操作权限给可执行角色,每个操作权限也可以被分配给多个不同的可执行角色。发布者被授予与发布相关的权限,订阅者被授予与订阅相关的权限。基于发布/订阅模式的RBAC模型如图3所示。
2.3 基于角色的通信安全加解密
基于角色的安全加密在需求端包括DR事件信息加密模块、角色密钥加密模块和密钥库,响应端包括DR信息解密模块和角色密钥解密模块。信息加密过程中,DR信息加密算法采用国家密码管理部门审批的SM1分组密码算法。
基于角色的通信安全加密首先需要进行初始化,进行秘钥生成和分配,具体过程如下:
①系统生成一个私钥a_mk和公钥a_pk,公钥a_pk存储在密钥库中。
②系统生成所有DR用户的ID,记为ID_U,形成用户ID集合。生成角色ID,记为ID_R,形成角色ID集合。
③用私钥a_mk和ID_R生成各个角色的初始密钥role_k,存储在密钥库中。
④每个DR用户生成各自的私钥u_mk和公钥u_pk,所有的公钥u_pk存储在密钥库中,私钥存在每个DR用户的本地系统中。
初始化完成后,用户可用公共网络进行DR信息传输,具体过程如下:
①系统生成待传输的DR信息。
②系统使用哈希链法对角色秘钥role_k进行更新,生成该次的角色秘钥。
③使用更新后的角色密钥对DR信息进行加密。哈希算法采用国家密码管理部门审批的SM3密码杂凑算法,杂凑值长度为256比特,保证一次一密,确保信息安全传输。
④用DR用户的公钥u_pk对角色秘钥进行加密,生成角色信息密文;加密算法使用国家密码管理部门审批的SM2分组密码算法,该算法是基于ECC算法的非对称算法。
⑤用新生成的角色秘钥对DR信息进行对称加密,生成事件信息密文;加密算法使用国家密码管理部门审批的SM1分组密码算法,分组长度和密钥长度都为128比特。
⑥将角色信息密文和事件信息密文发送给目标DR事件参与者;密文信息通过公共网络传输到目标DR用户的信息接收端,以降低通信成本。
⑦目标用户用用户私钥u_mk解密角色信息密文,得到角色秘钥。
⑧用角色秘钥解密DR事件信息密文,得到DR信息,整个通信安全传输结束。
3 需求响应安全通信机制流程
需求响应安全通信机制的实现流程如图4所示,电力供应商在需求端通过需求端处理器和服务器提供安全管理和安全服务。电力供应商首先基于Open ID进行动态密码身份认证,改进原有的登录方式,将账号/密码发送给需求端处理器,有效地防范木马程序攻击和密码猜测攻击。需求端服务器进行登录核对,并将登录结果经需求端处理器反馈给电力供应商。如果账号密码信息一致,代表通过身份认证。根据身份认证情况,处理器对其进行角色和权限授予。根据不同的主题或者中间人分配不同的权限来处理数据和资源,执行读、写、添加、删除等操作。电力消费者同样基于Open ID进行动态密码身份认证,经认证后结合发布/订阅模式进行角色和权限授予。电力供应商分主题将要发布的消息经处理器安全加密后发布给电力消费者,电力消费者经处理器解密后执行相应决策,加解密过程采用国家密码管理部门审批的SM1分组密码算法。
4 需求响应安全通信机制案例研究
需求响应通信与安全访问系统采用客户/服务模式,即C/S通信模式,把一个应用划分为功能不同的两个部分,各个部分在不同的计算机上运行。其中,有一台电脑运行服务端程序,用来响应客户端,为客户端提供服务;另一部分运行客户端程序,用来向服务端发起请求。但这只是相对概念,在实际系统工作中,一个程序中往往同时存在客服端和服务端的功能。在需求响应安全通信系统中,服务端程序和客户端程序分别对应电力系统中的电力供应商和电力消费者。电力系统要发布消息时,供应商通过服务端端口把消息数据发送给服务器,服务器通过公共网络把消息数据传输给订阅了这个消息的客户端用户;当客户端用户读取到相应消息后,根据消息内容做出响应,降低用电负荷。客户端用户也可以通过取消或者变更订阅的消息,从而达到修改自己选定的用电套餐。
根据设计的系统,本文模拟上海电力公司需求响应案例,如图5所示。在该案例中,上海电力作为电力提供商,也就是信息发布者,而广大的用电消费者则是消息订阅方。上海电力公司根据上海的具体用电情况,基于市场要求,为降低高峰用电负荷,针对不同类型的用户,推出了三套具体的用电方案,供用电消费者自由选择。电力供应商经身份认证和权限分配后,发布这三个方案消息,用户结合自身实际情况自主选择适合自己的用电方案。当用户选定方案后,以后电力公司有任何关于用电的变化,都会通过该系统平台进行发布,但用户只会接收到与自己订阅的方案有关的消息,然后用户结合具体情况,作出相应的响应,降低用电负荷,同时电力公司也会相应地给予用户补偿。
在图5中,上海电力公司发布A、B、C三种类型的用电方案消息,如图中虚线部分所示。例如电力公司发布B类方案时,订阅B类方案的用户可以接收到与B类方案相关的消息,如图中实线部分所示,然后用户做出对应的响应。
5 需求响应安全通信机制安全分析
需求响应安全通信机制利用发布/订阅模式,借助于动态密码身份认证和基于角色访问的安全机制,通过增加较少的计算开销,满足了智能电网的安全需求,包括身份认证、完整性、机密性、不可抵赖性和访问控制等,如表1所示。表1中m代表需求响应参与者数量,计算开销用哈希函数的计算次数来评估。用发布/订阅模式将电力提供商和电力消费者解耦合,各自封装在独立的对象中,使它们独立地运行和工作,保证了通信的灵活性。基于Open ID的动态密码身份认证利用开放、去中心化的认证方法,在保持原有协议特点的基础上,提高了需求响应的安全性能,借助随机数实现密码的动态变化,有效地防范木马程序攻击和密码猜测攻击,其计算开销为O(m)。基于发布/订阅模式的RBAC保证了访问控制的灵活性,电力供应商作为发布者根据主题确定其可执行角色,电力消费者作为订阅者根据中间人确定其可执行角色,其计算开销为O(m)。基于角色的通信安全加解密将角色和密码算法相结合,采用国家密码管理部门审批的SM1分组密码算法,分组长度和密钥长度都为128比特,利用角色秘钥对DR信息进行加密,保证了信息传输的机密性,其计算开销为O(m)。
6 结束语
为保证需求响应通信安全,本文提出了基于发布/订阅模式的安全通信机制。该机制基于Open ID的动态密码进行身份认证,增强了认证的安全性;采用基于发布/订阅模式的访问控制方法,保证通信和权限的灵活性和动态性;根据发布/订阅模式特点,将角色秘钥和国家规定的密码算法结合,对信息进行加密处理,使其在公网中进行安全传输。最后案例验证和安全分析表明,在计算开销增加允许的情况下,基于发布/订阅模式的需求响应安全通信机制能有效增强通信的安全性。
参考文献
[1]肖世杰.构建中国智能电网技术思考[J].电力系统自动化,2009,33(9):1-4.
[2]余贻鑫,栾文鹏.智能电网的基本理念[J].天津大学学报,2011,44(5):377-384.
[3]曹军威,万宇鑫,涂国煜,等.智能电网信息系统体系结构研究[J].计算机学报,2013,1(12):143-167.
[4]张钦,王锡凡,付敏,等.需求响应视角下的智能电网[J].电力系统自动化,2009,33(17):49-55.
[5]王珂,刘建涛,姚建国,等.基于多代理技术的需求响应互动调度模型[J].电力系统自动化,2014,38(13):121-127.
[6]Rahimi F,Ipakchi A.Demand Response as a MarketResource under the Smart Grid Paradigm[J].IEEE Trans.Smart Grid,Jun.2010(1):82-88.
[7]Zheng Lei,Lu Ning,Cai Lin.Reliable Wireless Communication Networks for Demand Response Control[J].IEEE Trans.SmartGrid,Mar.2013,4(1):133-140.
[8]刘润达,王卷乐,杜佳.Open ID:一种开放的数字身份标识管理及其认证框架[J].计算机应用与软件,2008,25(12):127-129.
[9]Wang Hu-ping,Fan Chun-xiao,Yang Shu-ai,et al.A New Secure Open ID Authentication Mechanism Using One-Time Password(OTP)[C].2011 7th International Conference on Wireless Communications,Networking and Mobile Computing(Wi COM),2011:1-4.
[10]庞春江,庞会静.RBAC模型的改进及其在电力ERP权限管理中的应用[J].电力系统自动化,2008,32(13):49-52.