大规模应用（精选12篇）
大规模应用 篇1
伴随着广播电视行业的整体发展、电视技术的不断进步和设备更新,电视节目的制作越来越多地采用计算机数码技术和网络技术,以及其他辅助技术来完成。随着信息技术与视音频技术的结合程度越来越紧密,数字化、网络化在电视台的全台制播系统中将实现节目制作全程文件化和数字化。此外计算机高速处理技术和高速存储技术的普及、在新的工作模式和网络化、文件化的工作环境中,大规模应用硬盘数字记录设备成为可能。新的工作模式和新型的前后期设备对传统电视制作中的设备使用提出了新的挑战和机遇。
目前电视台使用的主流磁带录像机设备经过几代的发展,设备的型号较多,各设备采用的记录格式也不尽相同。以湖北台为例;新闻制作采用松下DVCPRO和DVCPROHD (高清)系统、综艺等其他节目制作采用Sony IMX和HDCAM (高清)系统,而松下和Sony标清制作系统中又有DVCPRO,DVCPR050,IMX,数字BETA等不同的格式,这样就造成在电视台制作机房内3～4种录像机和磁带混合使用,给节目的编辑制作造成很多不便。再加上这些主流的磁带录像机设备价格昂贵,为了保证台内各种高标清节目信号的录制记录,往往一个机房要采购多种多套录像机以满足制作需求,这样就给电视台设备采购的成本增加了很大的压力。
目前的主流磁带录像机设备中依旧有很多机械结构,这些都有一定的使用寿命,如磁鼓、压带轮等都需要定期维修更换,而更换这些配件需要专业人员和厂商提供专业配件,这些成本都非常高,往往磁带录像机全寿命使用期间这些维修耗材的成本能到设备采购价的1/3至1/2。同时,磁带录像机结构复杂,一旦出现系统故障其维修成本和维修时间都会很高,一些较复杂的系统故障甚至会造成设备的报废。此外,配套的磁带相互间不兼容,经常需要在各种磁带记录格式间转换;磁带的使用寿命较短,记录素材的磁带存放要求较高,都给它们的使用造成了一定的困扰。
由于这些使用的磁带都属于各专业公司的专业产品,一般编辑记者通过常规途径无法购买,给设备的使用造成一定的困难。此外,这还造成磁带的采购成本较高。另外一个很大的问题就是磁带之间互不兼容,一旦电视制作系统中磁带录像机进行重大技术升级,其配套的磁带有可能全部报废,磁带存储的素材甚至无法使用。另外磁带使用寿命有限,记录好节目的磁带存储要求较高,虽然记录的信号都是数字信号却不是文件化数据.无法被计算机系统读取,这些都是磁带使用上的局限性和不利因素。
针对磁带录像机设备的不足,一些视频设备厂商推出了专业的硬盘录像机产品,很好地弥补了以上的不足,给电视节目的制作带来了很大的便利。笔者在此对这些产品做些简单介绍。
Bliackmagic-design公司提供两种硬盘视频记录设备:通用型机架式HyperDeck Studio和便携式HyperDeck Shuttle,图1,图2分别为这两种产品的视图。
1.通用型机架式HyperDeck Studio
HyperDeck Studio配备高质量3Gbps SDI和HDMI接口,可连接任何广播级数字摄像机、监视器和视频矩阵。将摄像机的HDMI或SDI输出连接到HyperDeck Studio,即可绕过摄像机本机压缩录制格式,直接录制高质量的1 0bit无压缩视频,HDMI接口还可连接显示器和投影机。HyperDeck Studio Pro还配备模拟分量视频和XLR模拟音频接口,以及可支持高码流SDI格式的4通道3Gbps SDI接口。HyperDeck Studio机架式硬盘录像机具备1路lObit SD/HD/3Gbps SDI输入,两路10bit SD/HD/3Gbps SDI输出和1路HDMII.3A输入输出两种数字接口以及422遥控接口。SDI信号可内嵌16路数字音频,HDMI信号可内嵌8路数字音频回放2路内嵌音频;前面板带有两个3.5寸标准SSD硬盘接口(SATA 3Gbps)和与传统录像机类似的操作按钮以及彩色LCD显示屏可显示图像,音频表和时码信息。
便携式硬盘录像机具备1路l0bit SD/HD/3Gbps SDI输入,输出和1路HDMI1.3A输入、输出两种数字接口。SDI信号可内嵌16路数字音频,HDMI信号可内嵌8路数字音频侧面带有一个3.5寸标准SSD硬盘接口(SATA 3Gbps)和与传统录像机类似的操作按钮以及内置电池可支持约2小时记录时间。
以上这两种Blackmagic-design产品采用通用的SSD硬盘(固态硬盘)为记录介质,信号记录格式为l0bit无压缩(高标清)或AVID DNxHD,Apple ProRes422 (仅高清),256G SSD硬盘对应的记录时间分别为30分钟(高清无压缩)和180分钟(标清无压缩、高清DNxHD、ProRes422)。记录的信号可通过HD-SDI和HDMI接口输出监看和上载。SSD硬盘是目前计算机的通用设备,通过计算机SATA 3Gbps接口可达到100MB/s～250MB/s的传输速率。
从产品图例和相关技术介绍中,我们可以清楚地发现这些设备具备通用的多种信号接口,高质量的信号记录格式,通用的计算机接口和记录介质以及高速的数据传输接口。我们可以方便地利用这些设备提供的这些技术特性在电视节目制作中提高节目制作的信号质量和后期节目的制作效率。现在我们来具体分析一下利用这些设备的技术特性能对我们现有的前后期工作提供哪些便利和技术提升。
目前高标清电视节目制作系统中,各厂家的前期拍摄设备型号繁多,设备系统复杂,采用的记录方式和介质多种多样,记录信号的格式和记录质量也各不相同。表1是几种常用高清拍摄设备的数据比较列表。
从表1中可以发现,各厂商各自的系统都各不相同,采用的编码质量也不完全适应后期制作的要求,而且各系统配套的专业高清播放录像机等后期设备价格较高,给电视制作系统的整体技术投入造成较大的资金压力。但是新的硬盘视频记录系统出现后,如果我们能合理利用好这些新系统的技术特点,将会大大改善现有高清制作系统的技术使用环境和质量。首先,我们常用的前期摄像机系统都具备HD-SDI或HDMI输出接口,可以输出高质量的高标清信号,我们可以利用便携式的硬盘录像系统通过摄像机输出接口直接记录成适合后期编辑使用的高质量l0bit无压缩、DNxHD或Apple ProRes 422视频格式文件,而且这些产品都具备标准通用的摄像机挂架,可以方便地安装在摄像机上进行拍摄.也支持时码信号启动记录能力(输出SDI信号中时码”走动”时可自动启动记录功能,时码停止时自动停止记录)。这样我们可以统一信号的记录方式和记录格式,这样将大大简化后期系统的设备配置,同时适用于后期编辑的10bit编码方式还能有效提升节目信号的录制和制作质量。此外,这些便携式设备采用外接方式记录,很好地保留了原设备的记录功能,既不会对现有设备造成影响和浪费,又能为前期拍摄提供良好的信号备份通道。其次,由于这些新的硬盘视频记录系统采用了通用计算机设备,与动辄十几二十万的磁带录像机设备相比,其系统几万甚至几千元的费用很低廉、可以大规模地投入到节目制作系统中,甚至有些便携式的设备能做到人手一台,在方便节目制作系统使用的前提下、大大降低了整体的技术投入费用。
采用现在这种通用的硬盘录像机则可以很好地兼容各种高标清信号,不必为各种高标清信号记录配置独立的录像机。这样机房内的设备通用化水平会大幅度提高,实现一种录像机记录和回放所有高标清信号实现全兼容。从前面的设备特性说明中我们可以了解到,这些硬盘视频记录设备都是计算机与传统数字视频设备的结合体,设备大量应用了通用的计算机设备和接口,在电视节目制作系统计算机化和网络化基本实现的今天,这无疑可以有效地提高节目制作的效率。设备中通用计算机存储设备和接口的大量应用很好地适应了目前电视节目制作网络的应用要求。由于其记录的数字节目信号是文件化数据,在前期素材拍摄完成后记录在通用存储设备中的视频数据可以通过高速的计算机接口方便、快速地进行素材上载。这些通用高速计算机接口(SATA 3Gbps)数据传输速率比常见的P2,专业蓝光光盘或EX卡等要快3～5倍,同时由于记录时采用的是适用于后期编辑的编码记录格式,上载后基本可以直接编辑使用,即使需要转码,其转码效率和质量也很高。另外,由于系统支持计算机高速接口接入,所以对于支持系统的后期编辑系统可以直接编辑使用,大量地减少数据的上载转码时间,特别适合节目初编和新闻等节目的制作。而在有些高安全要求的环境中,如:播出、演播室直播等系统中使用时,我们可以利用硬盘录像系统数据存储和信号记录的双重特性,将编辑好的节目通过HD-SDI或HDMI接口进入这些系统,既能保证节目的信号质量又可保证系统的高安全性要求。此外,由于这些系统基本都配置了HDMI接口,在外出使用时可大大方便信号的监看、利于保证节目的制作安全和质量。通过这些分析我们可以看出,硬盘录像系统配备有齐全的计算机和音视频接口,很好地承担了前后期节目素材的使用和交流功能,这给我们规划和设计节目编辑制作系统提供了很大的便利,方便系统的整体规划和构建。
在节目制作进入高清时代后,其音频制作和播出也随之提出了很高的要求。高清节目播出制作最低要求为立体声制作,晚会等节目更是要求达到5.1音频制作的要求。但是,目前常用的高清制作系统(索尼HDCAM系列、XDCAM系列、松下DVCPRO HD、P2系列)都只支持4声道数字音频记录和制作,应对立体声节目的制作都比较吃力,更别说5.1节目的制作了。所以,在目前的电视制作系统中大量应用了杜比E编解码系统,这样不但大量增加了系统设备的投入(一套杜比E编解码系统需要至少10多万),还存在编解码后音视频同步、音频监听等一系列技术问题,给整个节目制作系统的规划建设和素材的交流等都造成了一定的困难。而硬盘视频录像系统具备8～16路嵌入式数字音频的记录和播放能力,可大大方便和促进节目的音频制作能力,8声道实现完整的立体声声道和5.1声道的记录播出,16路声道可完整记录播出声道和国际声等其他供存档,交流等音频的记录,方便节目的交流存档和音频后期制作。同时由于系统能采用嵌入式数字音频记录和播放.可完全脱离杜比E编解码系统,大大方便了节目的5.1音频监听和审片等工作。
硬盘视频记录设备除了前面提到的几点技术应用优势以外,在系统的运行维护和升级方面也有着与传统视频录像设备不可比拟的优势。传统录像机设备由于采用较多的机械结构,磁鼓、压带轮等都属于耗材,每隔300～5000小时都需要进行维护更换,而这些专业设备的维护费用也是相当给力。另外,记录磁带的使用和存储也有一定的寿命,一般磁带可以重复记录50～100次,存储时间一般10～15年。而新的硬盘视频记录设备由于采用了计算机通用的SSD硬盘和通用接口,整体系统采用了全电子部件,基本没有机械部件,系统整体的可靠性和稳定性比传统设备有了很大提高。在一般使用情况下没有需要更换的耗材元件,设备维护费用基本为零,同时由于采用的记录介质是SSD硬盘,其可靠性和使用寿命都大大提高,基本可以保证30～50年的使用。并且,由于SSD硬盘记录的是文件素材,可兼容这些设备的日常备品、耗材采购基本都是计算机的通用部件,可以脱离原有的专业渠道转而在计算机通用设备市场上采购,这样将给电视台的日常备品,耗材的采购提供很大的便利,节约大笔的运行维护费用。此外,硬盘视频录像系统整体大量采用计算机技术,而计算机技术的发展速度和技术提升都是空前的,随着计算机设备性能的不断提升和成熟,存储设备的整体性能也将变得更快更强和更便宜,无形中提升整体设备的技术性能。这些硬盘视频录像设备还可以通过软件的不断改进而不断扩展设备的使用功能和设备性能,而这样的技术升级能力和方式不仅便宜而且高效,便于系统管理,
●虽然有类似录像机的操作面板,但是不能单独完成录像机的线性编辑制作功能,如:音视频的组合,插入编辑。如需完成都需要非编系统支持。
●出于保护素材的目的,硬盘录像机无法独立删除更改录制的视频片断,这些操作都需要利用电脑完成。
●录制的视频素材文件名命名方式单一,无法记录更多的信息。
●由于是新设备,可靠性还有待时间检验。
通过以上的这些分析,如果我们在电视节目制作中大规模使用硬盘视频记录设备,可以对现有的电视制作系统带来如下变化;
●大幅度简化系统构建成本和设备型号。
●大幅度简化系统维修/维护的成本、使用效率和升级成本。
●极大地简化和方便立体声、5.1声道节目制作的技术环节。
●极大地方便视频存储设备的采购和维护成本。
●需要对原有的对编系统和录像机使用进行新的技术规划和使用调整。
相应地,我们可以规划出电视台节目制作系统新的流程,如图3所示。通过流程图我们可以发现,使用新硬盘录像机系统后,在台内的使用环节中基本上省去了磁带录像机的应用,大大简化和方便了节目制作的信号和素材的交流使用。同时,在一些特殊的应用环境还可以利用SDI信号保证节目的正常交流和制作。
硬盘视频录像系统现在正越来越多地应用到现在的节目制作系统中,新技术的运用能给目前的节目制作带来很多新的节目运作方式和技术变化,笔者希望通过自己对这些新系统技术特点的认识.结合在日常节目制作中发现这些技术特点对电视节目制作提供的便利和技术提升,给大家提供一些启示和帮助,共同利用好这些新技术和新设备,制作出更高质量的电视节目。
摘要：分析了目前电视制作中磁带录像机设备使用上的不足,介绍了通用型机架式和便携式两种硬盘视频记录设备的特性、对硬盘视频记录没备技术的优势进行了对比分析,并在此基础上规划出电视台节目制作系统新的流程。
关键词：硬盘视频记录,设备特性,HyperDeck Studio,制作,系统流程
大规模应用 篇2
分布式多线程并行处理技术在大规模化学结构检索数据库系统中的应用
提出以分布式、多线程并行处理技术实现基于甲骨文数据库管理系统的高效大规模化学结构检索数据库系统的方法;以相同的结构搜索算法和不同的模块组合机制分别构建了单机单线程、单机多线程、分布式单线程和分布式多线程4种不同的化学结构检索数据库系统,并在4种不同的实现方案下对同一组化学结构分别做了结构检索实验.结果表明:在4种实现方案中,分布式多线程并行处理方法的.检索效率最高,稳定性也很好(与其他3种实现方法相同).该方法已成功应用于微芯公司开发的TASS (Target Activity and Structure System)软件系统中.
作 者：苏振强 鲁先平石乐明 作者单位：深圳微芯生物科技有限责任公司,广东,深圳,518057刊 名：计算机与应用化学 ISTIC PKU英文刊名：COMPUTERS AND APPLIED CHEMISTRY年，卷(期)：200421(5)分类号：O665.4 O657.32关键词：分布式并行计算 多线程 化学结构数据库 互斥对象
大规模应用 篇3
关键词：服装；大规模定制；产品生命周期管理
1 服装产品生命周期管理的概述
服装产品生命周期指的是服装生产制造以及营销过程中所经历的产品运作过程。该过程通常包括先导信息的获取、创意系统的优化设计、工程技术系统的制造生产、质量控制系统的产品监控、营销系统的产品销售以及反馈系统的产品使用跟踪，最后一些产品进入生命终结期。[1]
具体来看，先导信息的获取主要指服装设计组织通过国内外知名流行趋势预测机构以及其他相关的网站等渠道，获取包括色彩、面料以及搭配等方面内容的时尚讯息；创意系统优化设计则是在获取最新的时尚资讯的基础上，整合内外优势资源，进行新的产品款式以及结构方面的开发设计；工程技术系统生产是指通过技术以及各类工艺，将创意概念变为具体的产品，实现产品的形式与技术的完美结合；质量控制系统的产品监控是指在产品制造过程中严格按照技术标准和工艺要求加以控制，避免产生质量问题；营销系统产品销售则是品牌企业将有效的产品组合，通过有效的销售渠道，以合理的价格将商品销售给顾客，从而实现商品价值；反馈系统的产品使用跟踪，则是品牌在将产品售出之后，对客户的使用情况进行跟踪反馈，为后续的产品开发提供改善意见。
上述的服装产品生命周期理论在过去卖方市场中受到广泛实施，然而在如今逐渐形成的买方市场中越来越无法被灵活应用。结合消费者个性化需求的大规模服装定制，需要充分了解不同个体的多样化需求，对产品生命周期管理进行灵活运用与调整，进而快速地对市场需求作出反应，才能获取业务的持续增长。
2 服装大规模定制的发展状况以及产品形式
服装大规模定制，是顺应消费者个性化生活理念的兴起而逐渐产生的一种服装产品的运作方式。该方式提出以传统工业化生产的成本以及工艺质量，快速生产出个性化的服装产品，从而满足目标消费者在尺寸、色彩与图案、款式、面料以及装饰物等方面的个性化穿着需求。现有国内服装大规模定制的产品品类主要以相对正式场合的穿着服装为主，包括男士的西装与衬衫、女士的礼服与旗袍等为主，并以及实现了数字化和科技化方面的成熟运用。
3 产品生命周期理论在服装大规模定制中的应用探索
3.1 服装大规模定制的产品构思与设计方面
服装产品构思与设计所涉及的产品生命周期管理过程主要是先导信息的获取以及创意系统的优化设计两个阶段工作。对于大规模定制模式的服装产品开发来说，先导信息的获取需要在原有的资讯获取模式的基础上充分考虑目标客户群体的个性化穿着需求，遵循消费群体的主观能动性。即品牌企业还需要通过自身的客户跟踪反馈系统收集现有目标客户群体的潜在需求，总结出个性化需求背后的相对共性诉求。在此基础上，将时尚资讯与目标客户群体反馈出的相对共性诉求相结合，建立多维度的关联信息，从而归纳总结出可实现设计知识重用与产品快速变形的设计元素群。
另外，创意系统的优化设计，不仅仅需要传统服装开发模式中的设计变动与丰富，还要充分考虑大规模定制模式下的设计素材与产品族的优化与重用。即在确定设计元素群的基础上，品牌企业需要基于相似性和重用性的全局优化来使用创意系统进行产品族信息模型[2]的研发与构建。这种优化不仅存在于产品结构方面的优化，同时还存在于后续的生产过程的优化。而重用性包括了模型和工艺两个维度的重用过程。对于服装大批量定制开发设计来说，优化和重用既是目的，又是手段。通过产品结构的优化得到合理的定制服装产品族，通过产品模型的重用实现设计资源的贡献，通过工艺过程的重用提高定制生产的批量效益。
3.2 服装大规模定制的产品技术制造方面
与大批量服装定制相关联的技术过程主要包括面料印染、服装裁剪、服装缝制以及新型服装整烫技术。在面料印染方面，品牌企业应尽可能多地探索面料的个性化设计，包括质地、纹理、图案等方面，并与上游的面料生产供应商进行通力合作，共同承担该运作方式所带来的经营风险，实现共赢；在裁剪、缝纫以及整烫方面，品牌企业需要关注不同定制产品之间的差异性，优化单裁单缝单整烫的效率，不断提高产品的加工水平。
除了产品的生产加工，大规模服装定制中的质量控制系统的产品监控也是非常重要的一个环节。为此，服装品牌需要在原有的基础上增加相应的板型以及工艺细节方面审核，以确保产品完全符合顾客的个性化定制需求。
3.3 服装大规模定制的产品营销与售后反馈方面
服装大批量定制的产品营销需要在原有成衣模式的基础上与目标消费群体的个性生活方式与穿着理念进行有效结合，进行有针对性的引导与推广，使得定制服装与受用顾客的形象相得益彰，更显气质；在产品售后反馈方面，则需要在传统成衣售后维护服务的基础上，强化对顾客后续定制服务需求的跟踪与信息收集，不断优化定制的服务水平和产品开发，为客户提供持续性的全方位穿着定制服务。
4 结语
眼下服装大规模定制的运作与消费模式正逐渐成为主流，相应的服装产品生命周期管理工作已是迫在眉睫。品牌企业欲获得新的业务增长，就需要加大在相应产品生命周期管理方面的投入，从产品构思与设计、技术制造以及营销和售后反馈等方面切入，充分考虑定制模式下的管理特性，只有优化出满足新形势下的管理系统，才能更好地适应市场的发展。
参考文献：
[1]郭大宁.产品生命周期管理PLM及其在服装企业的应用研究[J].东华大学学报（自然科学版），2005（31）：77-82.
[2]蔡昭全.服装业大规模定制的PLM系统研究[J].计算机应用与软件，2009（26）：155-156.
大规模应用 篇4
随着复杂网络研究的深入进行,人们发现现实世界网络中普遍存在社团结构。社团结构是指网络可根据其自身的拓扑结构被划分为若干个社团;同一社团内的节点连接紧密,而不同社团间的节点连接稀疏。网络的社团结构有助于人们分析复杂网络的拓扑性质和结构、理解复杂网络中各组成模块的功能、揭示复杂网络中隐藏的规律和预测复杂网络的行为等。目前,社团发现技术已经被广泛应用到网络舆情分析控制等领域。
社团发现的历史最早可以追溯到图划分。传统社团发现方法包括图划分方法中的Kernighan-Lin算法和谱平分算法,以及社会学方法中的层级聚类方法和K-Means聚类方法。近几年,又提出了一些新的社团发现算法,比如GN算法[1]、CNM算法[2]、Wakita算法[3]、Louvain算法[4]、模拟退火算法[5]、谱划分方法[6]、派系过滤算法[7]等。
现实世界网络的巨大规模对社团发现技术形成了严峻挑战。在已提出的社团发现算法中,绝大部分算法都只能处理几千个节点的网络,而现实世界网络的规模大多在百万个节点以上。这就使得绝大部分社团发现算法在分析现实世界网络方面失去了实际应用价值。Kwak等人[8]已经就社团发现算法的比较开展了一定的研究。为了更为有效地筛选得到具有实际应用价值的社团发现算法,在其工作基础上,本文提出了三个指标来衡量社团发现算法。这三个指标分别是:可扩展性、准确度和敏感度。基于这三个指标,文中使用三个社团发现算法——CNM算法、Wakita算法、Louvain算法——进行了一系列对比实验。通过对实验结果的分析,能够充分理解为什么这三个指标可以体现该算法的实际应用价值,从而为算法的选择以及算法设计提供有益的指导。
1 衡量指标
1.1 可扩展性
可扩展性用以定性评估社团发现算法所能处理的网络规模大小。随着需要分析处理的网络规模逐渐增大,社团发现算法所消耗的时间也将逐渐增长。因此,可扩展性也可定性地描述为算法所消耗时间随数据规模增大而增长的趋势。可在规模依次增大的多个现实世界网络数据集上运行同一个社团发现算法,计算得出社团发现算法处理每个数据集所消耗的时间。这样,便可以观察到社团发现算法所消耗时间的增长趋势,也就是该社团发现算法的可扩展性。增长趋势越明显,算法的可扩展性越差,算法所能处理的网络规模越小。
在筛选具有实际应用价值的社团发现算法的过程中,可扩展性是需要考虑的首个因素。只有具备足够高强的可扩展性,算法才能真正适用于一些规模巨大的网络分析。
1.2 准确度
准确度用于衡量社团发现算法所得出的社团划分结果的质量。尽管存在很多方法来衡量社团划分结果质量,但是Newman和Girvan提出的模块性[1]已经成为事实上的标准。因此,文中将准确度定义为社团划分结果的模块性值。模块性值越大,社团划分结果越好,社团发现算法的准确度越高。
模块性的提出基于以下观点:随机图中不存在社团结构。因此,通过对比结果子图的实际边密度和空模型的期望边密度,就能确定图中是否存在社团结构。空模型是原始图的一个副本。除了不包含社团结构外,空模型和原始图的结构属性要基本相同。文中选择的空模型要求模型中每个节点的度和原始图中该节点的度均要保持一致。模块性的计算公式是:
undefined (1)
A是图的邻接矩阵,m是图的边数,ki为节点i的度,Ci是社团划分结果中节点i所属的社团编号。当节点i和j被划分到同一个社团中,即Ci=Cj时,δ(Ci,Cj)的值为1,否则为0。只要遍历图的所有节点对,就能计算得到社团划分结果的模块性Q值。
1.3 敏感度
已经证明,社团发现是NP完全问题。因此,绝大部分社团发现算法都是启发式近似算法。这就导致社团发现算法将存在结果不一致的问题。也就是说,当同一个图的节点输入顺序发生改变时,社团发现算法将在该图上得到不同的划分结果。Kwak等人[8]的研究也得出了相同的结论。当这种不一致性较为明显时,社团发现算法所得出的划分结果将失去参考意义。为了衡量社团发现算法所得划分结果的不一致程度,文中提出了敏感度这个指标。
敏感度可通过计算所有划分结果的节点成对概率进行衡定。节点成对概率由Kwak等人[8]提出。通过改变节点的输入顺序,并在同一个图上多次运行某一社团发现算法。由于社团发现算法的结果会出现不一致,就会得到这个图的多个划分结果。节点成对概率定义为在这多次划分结果中,节点i和节点j划分入同一个社团的概率。节点成对概率pij计算公式为:
pij=∑undefinedδn(Ci,Cj)/N (2)
式中,N为在同一个图上运行相同算法的次数;Ci和Cj分别为节点i和节点j所属社团编号。从公式(2)中,可以知道节点成对概率pij的取值在0到1之间。若pij为0,则表示在多个划分结果中,节点i和节点j一次都未被划分入同一个社团中;若pij为1,则表示节点i和节点j每次都被划分进同一个社团中。
2 实验条件和数据
采用三个快速社团发现算法来进行一系列对比实验。这三个算法分别是:CNM算法[2]、Wakita算法[3]和Louvain算法[4]。三个算法的原理都是通过最大化模块性Q的值来得到尽可能好的社团划分结果。表1是进行对比实验的软硬件环境配置。
在这一系列对比实验中,使用了7个现实世界网络的数据。这些数据分别是:Karate[9]、C.Elegans[9]、Protein[10]、AS[11]、Facebook[10]、WWW[10]和Youtube[10]。而其详细统计信息如表2所示。
3 实验结果分析
下面将依次给出可扩展性、准确度和敏感度这三个指标所对应的实验结果,并根据这些实验结果详细说明这三个指标的实际应用意义。
3.1 可扩展性结果
可扩展性实验中,分别使用三个快速算法处理Karate等7个数据,并在处理每个数据时,记录各算法的运行时间。实验结果如表3所示。
结合表2中的实验数据统计信息,可以从表3中观察分析,并得到以下结论:
(1)对于节点数小于5 000的网络,三个算法基本不消耗任何运行时间;
(2)当网络节点数超过5 000时,CNM算法效率开始下降;
(3)当网络节点数超过100万时,CNM算法效率下降严重;
(4)当网络节点数超过100万,边数超过1 000万时,Wakita算法消耗的时间明显增加,Wakita算法的效率也开始明显下降。
综上所述,从算法运行时间的增长趋势中,可以知道,Louvain算法可扩展性最高,其次是Wakita算法,最后是CNM算法。
3.2 准确度结果
准确度对比实验的过程分为以下3步:
(1)准备测试数据。对7个实验数据中的每一个,重新对数据中的节点进行随机编号,以达到打乱节点输入顺序的目的。每个数据都进行100次同样的操作。因此,每个数据都能够得到数据相同但节点输入顺序不同的100组数据。本文将这100组数据称为一个数据集合。
(2)运行算法程序。在每一个数据集合上,分别运行三个算法,记录每个算法在各个数据集合上得出的模块性Q的值。
(3)处理测试结果。计算每个算法在各个数据集合上得到的模块性Q的平均值和方差。
准确度实验结果如表4所示。表4中,未能在合理时间内得出社团划分结果的用“——”表示。
从表4中,可以知道:Louvain算法得到的模块性Q的平均值大于CNM算法和Wakita算法。这表明Louvain算法所得社团划分结果的准确度要高于其它两个算法;另外CNM算法的准确度则要高于Wakita算法。
3.3 敏感度结果
根据准确度实验所得的社团划分结果来计算节点成对概率pij。节点成对概率的计算结果使用累积分布函数(CDF)图展示。图1为Karate数据和C.Elegans数据上计算得到的节点成对概率的累积分布函数图。
从图1中可以知道:在Karate数据上,CNM算法所得划分结果的pij只有0和1这两个值;这是最理想的结果,即划分结果完全一致,不受节点输入顺序的影响;在C.Elegans数据上,CNM算法所得划分结果的pij也大部分为0或1;Wakita算法的表现虽然比Louvain算法好,但相对CNM算法来说则要差上很多;因此,从节点成对概率角度进行判断,对Karate数据和C.Elegans数据来说,敏感度由高到低依次是Louvain算法、Wakita算法、CNM算法。
图2为三个算法在Protein数据和AS数据上得出的节点成对概率的CDF图。
在Protein数据上,三个算法得出的结果曲线非常接近。其中,CNM算法的结果曲线与X轴基本平行, Louvain算法的结果曲线则略优于Wakita算法的结果曲线。三个算法所得结果的节点成对概率绝大部分都为1,表明对于Protein数据而言,三个算法的敏感度都比较低。在AS数据上,CNM算法依然是表现最好的,敏感度最低。Louvain算法的结果曲线比较接近CNM算法的结果曲线。Wakita算法的结果曲线的倾斜度明显高于CNM算法和Louvain算法。因此,在AS数据上,CNM算法的敏感度最低,Wakita算法的敏感度最高。
图3为三个算法在Facebook数据、WWW数据的划分结果上取得的节点成对概率的CDF图。因为CNM算法的可扩展性较差,导致其在合理的时间内无法处理完成Facebook数据和WWW数据而得到社团划分结果,所以图3中只有Wakita算法和Louvain算法的结果曲线。
从图3中可以看到,在Facebook数据上,Wakita算法的结果曲线的倾斜度明显高于Louvain算法的结果曲线,表明Louvain算法对于Facebook数据的敏感度要低于Wakita算法。但是,这两个算法的结果曲线与X轴有的倾斜度都比较大,表明这两个算法在Facebook数据上的敏感度都不是很理想。在WWW数据上,两个算法的结果曲线很接近,且两条结果曲线都接近于与X轴平行。总体来说,Louvain算法的结果曲线稍微优于Wakita算法。因此,在WWW数据上,Louvain算法的敏感度低于Wakita算法。
由于只有Louvain算法能够在合理的时间内处理完成Youtube数据,因此,无法在这个数据上比较三个算法的敏感度。
综上所述,在这6个数据上,CNM算法在敏感度方面的表现最好,其得到的社团划分结果比较一致,不容易受节点输入顺序的影响。同时,Wakita算法和Louvain算法的敏感度大小则取决于所处理的图。对于某些图而言,Wakita算法的敏感度相对较低,而对于另外一些图,Louvain算法的敏感度较低。
4 结束语
针对大多数社团发现算法并不具备实际应用价值的情况,文中提出了三个用于筛选社团发现算法的指标:可扩展性、准确度和敏感度。可扩展性旨在衡量社团发现算法能够处理的网络规模;准确度体现社团发现算法所得社团划分结果的好坏;敏感度则用来判断社团发现算法所得划分结果的一致程度。通过这三个指标的结合利用,就可以从众多已提出的社团发现算法中选出能适合于实际应用的社团发现算法。
为了查看这三个指标的实际表现情况,使用三种快速社团发现算法——CNM算法、Wakita算法和Louvain算法——进行了一系列的对比实验。实验结果表明,Louvain算法的可扩展性和准确度相对来说最高,CNM算法的敏感度最低。该结论可用于指导在实际应用中如何选择三种社团发现算法。比如,若要处理规模巨大的图,则可使用可扩展性高的Louvain算法;若对结果的稳定性要求较高,则可使用CNM算法。
从敏感度实验结果中,可以看到对于大部分数据而言,社团发现算法的敏感度都不太理想。这就使得重复使用某一社团发现算法处理同一个图所得到的社团划分结果没有太大的参考意义。因此,如何降低社团发现算法的敏感度,使得社团发现算法得到的结果能够尽量一致将是下一步研究工作的重点。
参考文献
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[9]http://www-personal.umich.edu/～mejn/.
[10]http://socialnetworks.mpi-sws.org.
大规模应用 篇5
武城建〔2013〕139号
各区建设局,各建设、设计、施工、监理和施工图审查机构,各有关单位：
为进一步推动可再生能源在建筑中的规模化应用和管理，根据《中华人民共和国节约能源法》、《中华人民共和国可再生能源法》、《民用建筑节能条例》、《湖北省民用建筑节能条例》和国家发展改革委、建设部《关于加快太阳能热水系统推广应用工作的通知》（发改能源[2007]1031号）要求，现将有关工作通知如下：
一、进一步推进可再生能源在建筑中的规模应用
（一）全市范围内新建、改建、扩建18层及以下住宅（含商住楼）和宾馆、酒店、医院病房大楼、老年人公寓、学生宿舍、托幼建筑、健身洗浴中心、游泳馆（池）等热水需求较大的建筑，应统一同期设计、同步施工、同时投入使用太阳能热水系统。
18层以上居住建筑的上部应统一设计，安装太阳能热水系统，其太阳能热水系统使用比例应达到30%以上。
（二）政府办公建筑、公益性公共建筑和2万平方米以上的大型公共建筑应在太阳能热水系统和地源热泵空调系统中选择一种可再生能源建筑应用。
（三）鼓励其它公共建筑统一设计和安装应用可再生能源，鼓励在既有建筑改造中应用太阳能热水系统。
二、加强可再生能源建筑应用的质量控制
（一）建设单位应将可再生能源建筑应用作为建筑节能措施列入项目建设计划，在委托设计单位设计时应明确可再生能源建筑应用种类，设计内容和要求，可再生能源的造价应列入建筑工程总预算。
（二）设计单位应按《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》（GB50346）、《地源热泵系统工程技术规程》（GB50366）、《太阳能热水器安装构造》（中南标）等有关标准和规范要求，进行设计。
（三）施工图审查机构应自2013年7月1日起按照本通知和相关标准进行审查。
（四）施工单位应按照审查合格的施工图进行施工，确保可再生能源在建筑中的应用按照图纸和质量规范要求安装到位。监理单位应将可再生能源施工纳入监理范围。
（五）建设单位在组织工程竣工验收时，应包括可再生能源工程质量安全和使用效果等内容；竣工验收前应委托具有相应资质的检测机构对可再生能源建筑应用的能效进行测评，并由检测机构出具能效测评报告，作为验收和备案依据。
（六）选用的可再生能源建筑应用的技术和产品应经住房和城乡建设部或省住房和城乡建设厅推广，并经市城建委备案的产品和技术。
三、落实可再生能源在建筑中规模应用的管理职责
（一）各区建设局、建管各相关部门应在设计、施工图设计审查、施工许可、质量监督、竣工验收备案等环节上依照各自职责分工，加强对可再生能源在建筑中应用的监督、管理和协调。
（二）因特殊条件拟不采用可再生能源的，由建设单位在施工图设计文件审查之前提出书面申请，经市建筑节能办公室组织相关部门和专家对原因进行分析论证后确定，并作为施工图设计文件审查依据。
（三）工程质量监督部门要做好可再生能源建筑应用验收备案监督工作，未安装到位或达不到验收要求的，不得办理竣工验收备案手续。
（四）建立可再生能源建筑应用产品和技术备案制度。市城建委将定期发布符合工程应用要求的产品及其生产企业目录，加强可再生能源建筑应用工程设计、施工安装、现场监理培训工作。
（五）可再生能源建筑应用项目将按照住建部、省、市有关规定予以适当激励，并作为绿色建筑、优秀设计、优质工程等评选的重要条件。
（六）各区应根据本通知要求，结合当地实际情况，加强宣传，使社会各界和广大群众全面了解应用可再生能源的重要意义，增强应用可再生能源的积极性和自觉性。
100G路由器开始规模应用 篇6
就一项新技术标准从诞生到大规模应用而言，一般来说都需要一个相对较长的过程，但从100G路由的应用趋势来看，这一过程却显得不那么“漫长”。H3C产品线副总裁孙德和认为，100G路由器目前已逐渐进入了规模应用时代。
据统计，在运营商的某些大型城域网，云间交换的数据量已经超过整体流量的40%，并有进一步扩大的趋势。云间交换数据量的爆发式增长，给现有IP城域和骨干网带来了巨大压力，对路由设备的架构和设备性能也提出了更为严苛的要求。根据Light Reading的调查显示，在140家参与调查的电信运营商中，有60%的运营商希望在未来3年部署100G设备。
近两年来明显将“云”应用作为战略重点的H3C显然看到了这一点。随着CR16000 系列的推出，也讓H3C在高端路由应用，尤其是“云”相关应用领域成功占据了一席之地。市场也对这一产品给予了充分关注与认可，运营商、电力等领域的用户选择CR16000作为骨干网络的核心或出口互联设备。以上海电信为例，其新一代大型数据中心——国定数据中心，就将CR16000作为IDC出口路由器，通过EBGP与联通、电信的骨干路由器相联。从CR16000的用户群体可以看出，100G路由器的应用将主要集中在运营商骨干网络核心或数据中心出口，以及行业用户广域网核心等领域，这也是未来云计算应用最为集中的场景，未来对高性能路由设备的大规模应用也必将十分明显。孙德和预计，在未来一两年之内100G路由产品的应用数量将迅速增加。
大规模应用 篇7
1 NAT地址复用模型
NAT444方案又称LSN (大規模NAT) , 目前处于草案阶段。
通常运营商为客户分配一个公网地址, 客户侧网络可以配置一个NAT设备, 在客户内部网络启用分配私网地址, 通过NAT技术共享一个外部公网地址。客户网络内私网地址通过NAT转换为外部公网地址后, 经由运营商网络访问外部网站。
NAT444模型是在传统的业务模型上增加一层NAT转换, 在运营商网络内部直接引入私网IPv4地址, 为客户CPE (用户驻地设备) 侧外部地址分配私网IP地址 (例如10.0.0/8) , 在客户内部网络启用另一端私网地址 (例如192.168.0.0/24) , 客户网络内部主机通过两次NAT转换后访问Internet。
NAT444模型如图1所示。客户内部NAT先进行一次地址转换, 将一个内部IPv4地址转换为外部私有的IPv4地址, 然后运行网络内部NAT设备将该外部私网地址在转换为公网地址。这个模型仅需要在运营商网络引入LSN设备, 对于客户网络内部NAT没有任何影响。
NAT444基本可以满足运营商部署需要, 其可扩展性主要取决于LSN设备的NAT转换能力和规模。由于该模型在运营商网络内部引入了私网IP地址, 因此, 可能导致客户内部私网地址和运营商内部私网地址出现重叠, 例如运营商分配给客户NAT外部地址与客户内部地址存在重叠, 从而导致数据路由问题。
目前针对地址重叠问题, 有两种解决解决方案。一种方案是专门从IPv4地址空间中预留一段未分配的公网IPv4地址, 专门用于运营商内部, 可以在各运营商内部复用, 从而避免与客户网络内部IP地址重叠;另一种方案是在运营商网络内部直接使用IPv6地址, 为客户直接分配IPv6地址, 该方案又称NAT464方案, 但是由于目前很少有NAT设备支持IPv4到IPv6的地址转换, 因此, 现阶段不具备应用前景。
在NAT444模型的基础上, RFC6333引入了DS-lite (轻量级双栈) 架构, 见图2, 这个架构主要是针对固定宽带运营商部署NAT的方案。该方案主要思想是:在客户侧和运营商LSN设备之间引入IPv6隧道, 但客户内部地址发送IPv4数据包时, 通过IPv6的隧道将数据包发送到LSN, LSN设备从IPv6隧道中获取IPv4数据后, 通过一次NAT44转换为公网IPv4地址发送给Internet。LSN根据IPv6隧道的端点来区别用户, 这个方案可以避免前面的地址重叠问题, 也不需要进行IPv6到IPv4的地址转换, 具备很好的扩展性。
对于固定宽带运营商而言, 仅需要通过升级CPE设备就可以支持DS-lite方案, 是不错的解决方案。但对于移动网络而言并不适合, 未来移动终端更多会集成IPv6和IPv4双栈功能, 并不会具备IPv6隧道功能。因此, 对于移动网络而言, 未来引入IPv6和NAT-444的业务模型可能如图3所示。
移动客户终端启用IPv4和IPv6双协议栈功能, 当需要访问IPv6网站时, 通过IPv6地址直接访问, 但需要访问IPv4地址, 以私网IPv4作为源地址发送请求, 数据包经过LSN设备进行一次NAT44的转换后访问外部网络。
因此, 我们认为, 在移动网络中引入IPv6和NAT444的方案为:私网IPv4双栈模型。客户同时获得一个公网IPv6地址和一个私网IPv4地址, 私网IPv4地址通过LSN转换后访问Internet。
2 NAT映射方法
在RFC4787中针对NAT的映射进行规范和说明, 其中NAT内部IP、端口和外部IP、端口的映射机制可以分为以下3种。
2.1 端点无关映射
当host A向host B新建一个连接后, NAT形成一个映射关系: (A:2001→Z:5010) , 即内部IP地址A、端口2001映射到外部IP地址Z、端口5010。端点无关映射是指在对于来自外部其他IP的访问 (host C, 任意端口) 到 (IP地址Z、端口5010) 的访问, 其连接数据将都直接通过该映射转换为到 (IP地址A、端口2001) 的访问。也就是说, 任何外部IP到映射 (IP、端口) 的访问时, 不会检查来访数据包的IP地址和端口号。端点无关映射见图4。
2.2 地址相关映射
当host A向host B新建一个连接后, NAT形成一个映射关系: (A:2001→Z:5010) , 即内部IP地址A、端口2001映射到外部IP地址Z、端口5010后。地址相关映射是指, 仅允许来自host B (任意端口) 到 (IP地址Z、端口5010) 的访问, 其连接数据将都直接通过该映射转换为到 (IP地址A、端口2001) 的访问。也就是说, 当外部数据包访问映射的外部 (IP、端口) 时不会检查来访数据包的IP地址是否与建立映射时的目的IP一致。地址相关映射见图5。
2.3 地址和端口相关映射
当host A向host B新建一个连接后, NAT形成一个映射关系: (A:2001→Z:5010) , 即内部IP地址A、端口2001映射到外部IP地址Z、端口5010。地址和端口相关映射是指, 仅允许来自host B (特定端口1234) 到 (IP地址Z、端口5010) 的访问, 其连接数据将都直接通过该映射转换为到 (IP地址A、端口2001) 的访问。也就是说, 当外部数据包访问映射的外部 (IP、端口) 时, 会同时检查来访数据包的IP地址和端口, 是否与建立的映射的目的IP和端口一致。见图6。
上述3种NAT映射方式对于端到端的通信存在明显的区别。常见NAT设备主要应用环境是家庭或企业环境, 出于安全的考虑, 往往采用第3种NAT映射方式, 严格限制外部对内部的访问。
对于很多P2P (点对点) 应用程序而言, 穿越NAT是比较困难事情, 往往采用通过UDP (用户数据报协议) 大洞的方式在NAT设备先建立一个映射通道, 再通过该通道转发数据。对比上述3种方式, 采用端点无关性映射最能满足此类P2P应用需求。
因此, 在移动网络内部部署大规模NAT设备时, 适宜采用端点无关性映射来减少对各类业务的影响。
3 静态映射与溯源问题
在移动网引入NAT设备后, 我们接收到部分用户反映银行类客户端某些功能无法使用。通过抓包定位分析, 发现银行客户端一次会话过程中会产生多个TCP (传输控制协议) 连接, 银行的服务器端会对每个TCP连接的源IP地址进行校验, 如果发现一个用户连接来源于两个不同的源地址, 服务器会中断该TCP会话, 导致该现象的主要原因在于NAT地址映射的机制。
传统NAT设备地址转换基本原理是将每个源IP发送的一个连接 (TCP端口) 转换到一个外部IP和一个对应的端口, 是按照连接为基础, 为每个连接分配一个外部IP和端口, 因此可能存在一个用户多个连接映射到多个外部IP和端口的情况。
如图7所示, 一个用户发起了两个连接, 目的地址是银行服务器的不同端口, 根据NAT的处理机制, NAT设备将两个连接的分别进行NAT转换, 转换后映射的公网地址分配表为202.1.1.1和202.1.1.3。对于银行服务器而言, 看到与其通信的源IP地址是2个, 就会认为第二个连接是非法连接将其拒绝。
由此可见, 这种NAT映射机制无法保证一个用户的多次会话对外始终保持一个IP地址, 导致银行服务器侧对IP地址校验失败。根本原因在于NAT设备将用户内网地址段 (10.×××) 映射到外部地址段 (202.102.17.×) 时, 映射是随机的, 会出现一个内部IP地址的多个连接对应多个外部IP的情况。因此, 在移动网络部署NAT时, 保证一个用户的多个会话始终使用同一个IP地址进行地址映射是非常有必要的。
此外, 随着移动网络引入NAT, 必然需要通过日志对NAT映射情况进行记录。根据实验室测试结果, 在NAT444模型下, LSN每条NAT日志大约150字节, 假如每个家庭每天上午的数据连接为33 000万条, 每条连接都需要单独记录, 需要大约5MB字节, 一个月大约需要150 MB字节, 以用户规模100万户计算, 每个月需要保存150 TB的存储日志, 因此, 启用NAT后, 日志功能对于运营商而言将是一个巨大的挑战。
为了简化日志存储, 同时实现单个用户对外连接始终使用同一个IP的需求, 提出了一种确定性映射的方案。这个方案的思路很简单:对于每个外部公网IP唯一的对应给一些固定的私网IP使用。例如:每个内部IP使用4032端口, 外部IP (203.0.113.1) 的端口可以满足14个内部IP的映射需要, 同时预留一部分端口 (57472-65535) 作为动态分配端口, 当14个内部IP端口出现端口用尽时, 可以从动态IP端口中选择一些端口使用。
使用确定性映射方案后, 大部分的NAT映射时静态配置, 保持不变, 仅当个别内部IP出现端口耗尽时才会使用动态映射, 这样就极大的减少了NAT设备日志的记录量, 同时也保证了一个内部IP到外部IP地址映射的唯一性。
因此, 在移动网络中部署大规模NAT时, 为了尽可能的减少日志的需求量, 应该采用确定性NAT映射方案。
4 结论
大规模应用 篇8
随着视频会议技术的发展,H.323协议[1]已经成为视频会议系统的主流方案。在H.323体系下,视频会议系统可以划分为用户接入层、媒体交换层、网络控制层和运营支撑层,其中媒体交换层主要负责处理终端接入、媒体码流的交换处理、多画面的编制和媒体网关等。媒体交换层的核心设备是多点控制单元(Multiple Control Unit,MCU),负责在多点会议时处理和转发各会场之间的音视频码流,其部署模式在视频会议系统建设时需要重点考虑。
传统大容量视频会议系统组网采用多级树形MCU部署方案[2]来解决单台MCU接入容量不足的问题,同时达到了节省长途网络带宽的目的,这种方式要求每个区域的MCU端口数必须大于本区域接入终端数量,同时由于带宽等因素制约,异地MCU之间无法形成有效的热备份。随着网络技术的迅猛发展,网络带宽的瓶颈问题已经得到了极大改善,目前各省级单位之间的带宽已经由MB级扩展到了GB级,网络延时、抖动等指标也保持了良好水准。在此背景下,MCU资源池的应用条件逐渐成熟,使用MCU资源池技术可以提供一种更为高效、灵活的MCU端口资源分配方法,有效降低系统的整体建设成本,实现灵活高效分配端口资源和安全稳定运行的目的。
1 MCU资源池技术
MCU资源池技术的基本思路是:通过部署一套统一的管理平台,对所有MCU资源进行统一管理,实现资源的统一调配、共享和互备。MCU资源池技术主要应用在大范围、大规模部署的视频会议系统中。在进行MCU资源池组网的情况下,MCU端口数量与视频会议终端数量不再采用一一对应的方式,而是在召开会议时由系统按照预先设定好的策略,进行MCU资源自动调配和选择,有效节约了MCU端口资源,减少了项目投资。并且在资源池中的一台MCU出现故障时,其上承载的会议可自动切换至资源池里的其他MCU,保证会议的正常召开,提高系统可靠性。
MCU资源池技术是在原有MCU部署方案的基础上,解决了以下几个问题后实现的,是对原有部署方案的提升。
1)跨省带宽的提升。MCU资源池方案得以实现的前提是网络技术的发展,尤其是跨省带宽的迅猛提升。众所周知,会议终端与MCU相连时,需要消耗固定的带宽,而MCU资源池技术可以使用全网范围内任意的MCU。因此,假设在A地的50台终端要使用B地的MCU,那么A与B之间的带宽必须大于50台终端所需带宽之和。具体带宽需求的计算在实际系统设计过程中更加复杂,如此数量级的带宽需求在过去是无法满足的。
2)统一、自动化的管理平台。需要一套统一、自动化的管理平台来代替原有的多层级部署、人工操作的管理平台[3]。由于分级部署的管理平台之间的资源无法统一调配,因此,要实现对所有资源的统一管理,必须建立唯一的管理平台。同时,原有人工组织、调试会议的处理速度跟不上新系统运行的要求,实现不了资源池系统设计的快速处理、切换的理念,因此,需要实现流程自动化处理。
3)MCU性能的提升。由于成本等因素的限制,原有MCU的所有端口不是全编全解的,共享关键处理能力,一旦MCU处理能力被占用,其他端口则无法使用,这在实际应用中会产生一些问题。例如,全网中存在不同制式的终端,如果参加同一组会议,需要MCU进行相应转换,如果池中的MCU转换资源有限,则无法实现组会。近几年,厂家纷纷推出了支持全编全解的MCU,任一端口均配置独立的资源,实现了MCU资源池端口、关键处理能力的均等化配置,为全系统MCU资源的统一调配奠定了基础。
2 MCU资源池部署方案
目前,MCU资源池部署方案可以分为集中部署和分布式部署2种。集中部署采用MCU集中管理方式,将系统MCU设备部署于全网一点或者几点,参会节点通过接入MCU资源池实现会议的召开。集中部署方式有利于设备的集中运维和管理,但由于所辖区域的会议终端均需要上联至MCU节点,对网络总带宽、稳定性等条件要求极高。分布式部署则采用MCU设备分散管理的方式,MCU不再集中于一点或几点,而是在资源池内部按照省级单位进行分区部署。目前本文项目中划分了28个服务区,每个服务区可以根据本区情况部署一台或多台MCU,各服务区之间依然可以实现资源共享。分布式部署方式相对于集中部署更有利于网络通道的负载分担,通过设定分区策略实现资源的调配,并且更符合现行的行政管理架构,实施起来比较顺畅。
按照分布式部署方案,MCU资源池架构设计思路[4]如下。
1)组织结构规划:根据实际行政体系架构,将系统组网架构划分为总部和省公司2级结构,其中总部为一级组织,省公司为二级组织。
2)用户权限划分:在每个组织下设置一个管理员账号,总部管理员具有全网设备和会议的管理权限,省公司管理员只具有本组织内部设备的管理权限,实现了系统分级分权控制。
3)服务区划分:系统划分为总部和27个省公司共28个服务区,每个服务区组成一个小资源池。
4)网守号码划分:根据服务区划分原则,系统规划28个网守(Gate Keeper,GK)前缀号,匹配28个服务区前缀号,同时考虑到便于系统扩容和设备统计,规定了GK号码位数以及每位号码相应的含义,为系统后续扩容和规范管理做好准备。
5)备份路由规划:根据实际IP网络部署情况、区域内相邻省份之间网络延时、带宽和MCU端口资源的忙闲程度进行MCU资源备份路由设置,以实现MCU资源备份策略的最优化配置。
6)组网规划:系统采用IP方式组网,基于H.323架构,MCU资源池系统采用总部、省公司两级组网模式,分别覆盖全网各单位的视频会场,根据不同的组会模式,最大支持总部–省公司两级级联会议。全网按照28个节点部署MCU,形成一个统一的资源池,同时按照大区进行划分,区域内所辖省公司的MCU可实现会议前和会议中的MCU资源互备。
MCU资源池系统连接示意如图1所示。
图1 MCU资源池系统连接示意Fig.1 MCU resource pool system connection diagram
3 MCU资源池运行方式
3.1 总体调度策略
1)总部MCU资源池资源优先用于总部一级单位的会议;省公司MCU资源池资源优先用于各省内会议,当本省资源不足时,优先调用所属区域内其他省公司的MCU资源,当所属区域内MCU资源池资源不足时,调用总部MCU资源池资源。
2)省公司内部、省公司之间召开会议时,使用省公司MCU资源池资源;总部与省公司之间召开会议时,使用总部MCU资源池资源;总部与省内公司开会时,使用总部和省公司两级MCU资源,省内公司会场优先接入所属省公司MCU。
3)在召开的会议涉及多个省公司、多个会场情况下,系统自动设置主用MCU,并根据参会单位所属关系,优先接入所属省公司的MCU,再级联至主用MCU。
4)支持在召开跨层级小范围会议的情况下,自动采用一级MCU直接接入会场终端参会。
5)当本省内MCU资源池资源不能满足召开会议需求时,优先将本省MCU容量范围内数量的会场接入本省MCU,不能接入的其他会场接入其他省公司MCU,两地MCU间自动级联建立会议。
3.2 不同会议模式调度策略[5]
1)总部召开的会议。由总部召集的会议按照就近接入原则,总部召集的各单位终端直接接入总部资源池的MCU。当总部MCU资源充足时,所有会场均接入总部MCU;当总部MCU资源不足时,其余会场利用省公司的MCU资源池资源;当总部单台MCU异常时,利用总部其他MCU资源或者省公司MCU资源池资源实现会议恢复。
2)省公司的内部会议。由省公司召集的会议按照就近接入原则,省公司会场终端直接接入省公司MCU。当省公司MCU资源充足时,所有会场均接入省公司MCU;当省公司MCU资源不足时,其余会场利用本区域内其他省公司MCU资源或者总部的MCU资源;当省公司MCU异常时,会场利用区域内其他省公司MCU资源实现会议恢复。
3)总部–省公司–地市公司–县公司会议。此会议模式涉及总部、省、地市和县公司会场,可采用一级MCU方式或者MCU级联会议方式。级联与非级联方式的选择由资源池管理系统设置的会议阈值判断,根据阈值的大小,确定会议是否级联。如果某个省公司的接入会场数小于阈值,则系统会将该省公司的会场直接接入总部MCU资源池。若省公司参会节点数量大于阈值,将同时使用总部、省公司两级MCU资源池进行级联。总部会场优先接入总部资源池,省公司会场优先接入省公司资源池。
4)跨省会议。对于区域内某省公司召集的跨省会议,各省公司会场按照就近接入原则优先接入各省公司的MCU,系统自动形成两级MCU级联关系。省公司会场数小于系统阈值时,该省公司会场直接接入主MCU。当召集会议的省公司和参会省公司MCU资源都充足时,所有会场都接入到召集会议的省公司MCU上,或者召集会议的省公司会议室接入本省MCU上,参会省公司会场接入到各自省公司MCU上;当省公司MCU资源不足时,系统自动按照调度策略选择区域内其他省公司MCU资源或者总部资源池MCU资源建立视频会议,此时应能够充分利用MCU资源,自动建立MCU级联关系,保证MCU不会因单台设备容量不足以召集整个会议而造成此MCU的不可用或者视频会议建立失败。当参会省公司MCU异常时,自动利用区域内MCU资源或者总部MCU资源实现会议的恢复。
4 MCU备份可靠性
4.1 备份原理
当MCU出现故障时,资源池管理系统利用总部资源池或者省公司资源池内MCU资源进行会议恢复,并对故障MCU上的会议信息、会场接入信息、会议广播状态等在新的MCU上进行自动恢复。MCU资源备份遵循两级备份原则,按照“先区域内资源备份,再总部资源备份”的原则进行,并将省公司MCU资源池整体按照大区进行区域划分。
4.2 备份策略
视频会议管理系统预先定义本区域内资源池的备份关系,以确保会议恢复时尽可能使用临近的最优MCU。当采用级联方式组会时,无论是主MCU故障,还是从MCU故障,所有会议信息均可以得到保留并恢复,视频会议管理系统可选择适合的MCU资源,按照MCU故障前所处的级联关系及呼叫的会议终端记录,重新恢复会议。
4.3 MCU资源池备份对会议的影响
故障MCU上的会场切换到备份资源池的MCU时,由于会场的信令和媒体流需要中断、倒换,因此会场会产生短时间的图像和声音中断。备份时,资源池管理系统会将该MCU上的会议信息、会场接入信息、会议广播状态发送到备份MCU上进行恢复。备份MCU依据这些信息重新呼叫各会场入会,并设置会议状态。根据会议参会会场数的不同,会议一般在1~5 min内恢复。
5 结语
大规模视频会议系统对MCU端口分配的智能性和灵活性具有较高的要求,本文设计的MCU资源池部署方案通过合理规划,实现了MCU端口资源的灵活高效分配以及MCU的异地热备份,在提高系统稳定性的同时,也解决了传统MCU部署方案的局限性,不再指定终端与所属MCU的对应关系,释放了闲置的MCU资源,同时每个区域会议终端的数量可以适量超配,进一步节约了MCU的投资成本。
摘要：随着视频会议技术在大型企业中的应用与推广,系统使用和运维人员对其安全性、稳定性以及资源分配的灵活性均提出了更高要求。文章引入了多点控制单元(Multiple Control Unit,MCU)资源池技术,介绍了MCU资源池的应用背景、基本原理和功能,并给出了实际部署方案,阐述了系统的运行方式,最后分析了系统备份原理、策略及产生的影响。MCU资源池是视频会议应用的核心技术,可实现核心资源MCU端口的灵活高效分配以及资源热备份,极大地提高系统的安全性。
关键词：服务区,MCU,资源池,备份路由,资源调配
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大规模应用 篇9
全球经济一体化, 市场竞争进一步加剧;消费市场已由过去的卖方市场转变为买方市场, 消费需求日益个性化;产品生命周期越缩越短, 而开发产品所需的时间却越来越短;有限资源与可持续发展的要求等等。在这一背景下, 大规模定制生产模式应运而生。
二、大规模定制生产的优势
大规模定制是一种新的生产模式, 它根据每个用户的特殊需求, 用大规模生产的效益完成定制产品的生产, 从而实现用户的个性化和大规模生产的有机结合。大规模定制是一种彻底实现用户期望的生产模式, 真正体现了企业经营者的诚意。对企业来说, 实施大规模定制可以获得全方位的竞争优势。
三、彩电生产由大规模生产向大规模定制生产转变
(一) 大规模生产模式下的彩电制造。
20世纪80年代末, 彩电生产企业生产的彩电型号单一, 企业为获得最大的经济效益, 采用的是大规模生产。随着人们生活质量的提高, 顾客对彩电功能的需求在共通性的基础上逐步出现歧异性;其次是全球经济一体化发展及企业规模化发展的需要, 彩电企业已不满足产品只在本国销售, 需要出口到不同国家销售, 不同国家和地区彩电接受和输出讯号制式不同, 其输入输出接口的标准也不相同, 要求彩电产品除具备共通性功能外, 还需要特殊功能要求, 因此大规模生产模式已不能适应现代彩电企业的生产。
(二) 大规模定制生产彩电模式的形成。
模具是彩电新品开发过程中最重要的工装设备, 模具型腔的形状与彩电机壳的外形存在一一对应的关系。在新产品研发过程中, 如果过于考虑产品的特殊性, 就需要定制多种不同型腔的模具, 而模具属于特殊的工装设备, 其投资大, 制造精度要求高、制造周期长, 显然增加企业生产成本和新产品的开发周期。
解决上述矛盾的有效方法之一:新产品在设计阶段应考虑产品的定制和服务功能。产品还处在结构设计阶段, 设计师首先在产品结构设计中要存同求异, 在产品外观设计中注意保持整体外形不变, 但在产品某些特殊位置结构设计中根据产品规格的需要将其设计为能满足不同功能要求的结构, 并要求模具制造单位在模具结构设计及制造时, 把与制品相应位置的模具结构设计成镶嵌结构, 在彩电塑料机壳生产时通过更换不同的模具镶件规格, 生产出满足彩电用户不同定制要求的机壳。彩电机壳设计既满足大规模生产的特点, 又能满足客户的特殊定制需求。以大规模生产的效益, 实现大规模定制生产彩电的目的。
(三) 模块化制造系统生产彩电。
模块化制造系统是通过对标准化的、基本的制造系统模块进行重构, 快速得到面向定制产品的制造系统, 是一种高生产率和高柔性的制造系统。彩电企业要实现以大规模生产的效益完成定制产品的生产, 除在彩电外观结构设计满足客户定制要求, 在彩电内部制造中也需要实现低成本高效益的目的, 产品设计师在产品设计时就需考虑采用模块化技术。模块化产品设计方法的原理是:在对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上, 划分并设计出一系列功能模块, 通过模块的选择和组合构成不同的顾客定制产品, 以满足市场的不同需求。
(四) 产品族为核心的菜单设计在彩电新品开发中的应用。
产品族的建立是实现大批量定制的前提。产品族是具有类似特征产品的集合, 同一产品族的产品具有在部件上共通性, 通过对共用部件和特殊部件的不同组合而形成各种符合定制需要的最终产品和产品创新。在面向大规模定制的产品开发中, 产品族技术发挥了很大的作用。
当今家电市场发展的特征是:新产品的推出周期缩短、处于快速创新阶段;产品销售面对的是全球化和定制化;市场需求逐步饱和, 客户需求更加细化。研发一种用户认同的新产品, 需要企业投入较大的人力和物力。对于彩电企业而言, 只设计某种型号尺寸的彩电新产品, 会浪费大量研究资源, 并导致在不同尺寸彩电之间缺乏通用性、相容性和标准性, 阻碍大规模定制生产中特有的通用零件和模块化在彩电生产中的应用, 提高产品制造成本, 延缓产品创新速度。而采用面向大规模定制生产中的产品族设计技术, 以产品之间尽可能少的变化, 为市场提供尽可能多样化的产品。
四、大规模定制生产模式在现代家电制造企业的地位
大规模定制是指对定制的产品和服务进行个别的大规模生产, 它把大规模生产和定制生产这两种生产模式的优势有机地结合起来, 在不牺牲企业经济效益的前提下, 了解并满足单个客户的需求。大规模定制生产模式包括了诸如基于时间的竞争、精益生产、敏捷制造和微观销售等许多现代管理思想精华, 其核心是产品品种的多样化和定制化, 而不会增加成本, 其范畴是个性化定制产品和服务的大规模生产, 其最大的优点是提供战略优势和经济价值。
当客户需求分化等扰动因素增大或进入多元化细分市场, 使大规模生产陷入局限性时, 成功企业的本能反应是增加产品的多样化和定制化, 生产模式开始向大规模定制转变。哪些在多样化和定制化方面比竞争对手有显著的优势, 市场分割将使这些公司能更好地满足客户的个性化需求, 这些满足客户的个性化需求的现代化公司将会获得更高的销售额和较高的利润。
五、结束语
大规模定制是制造业发展的必然趋势。随着科技的迅速发展, 它必将逐步取代大规模生产模式。大规模定制生产模式不是孤立的, 将与其他生产方式长期共存, 与多品种小批量生产模式共同成为21世纪制造业的主流生产模式。
实际上, 并不是所有的产品都适合于大批量定制, 定制的产品要受到诸多因素的制约。从理论上讲, 所有的产品似乎都是可以定制的, 但定制成本、定制价值却不尽相同。定制需要额外的支出, 这就是定制成本;定制也带来利益的增加, 这就是定制价值。不论是客户还是生产企业, 定制价值必须大于定制成本, 产品的大规模定制生产才是可行的。
参考文献
[1]赵翠萍.大批量定制生产模式在现代制造业中的应用[J].机电产品开发与创新, 2006 (9) ;
大规模应用 篇10
中国水能资源总量居世界首位,根据全国水力资源复查成果,大陆水力资源理论蕴藏量约为6.9亿kW,技术可开发装机容量约为5.4亿kW,其中经济可开发水电站装机容量约4.0亿kW[1]。技术瓶颈和资金瓶颈的突破,国家近年来大力推行能源政策、投资政策以及针对清洁可再生能源利用出台的一揽子政策、法规和制度,给水能资源的开发利用带来了极有利的内外部环境。小水电更是因为工程影响面小、投资少等自身优势而走在水能资源开发利用的前列,目前全国已建成小水电站4.5万座,总装机容量5 900万kW,年发电量2 000多亿kWh,约占全国水电装机和年发电量的30%[2]。一方面,保证小水电的合理消纳和安全运行是建设智能电网、保障电网安全运行和可靠连续供电的重要举措之一。另一方面,多发、多购小水电可有效降低煤、油等化石能源的消耗和二氧化碳、二氧化硫等气体的排放,对于推动电力系统节能减排有十分重要的意义,对促进全社会的节能减排也是一种重要补充。
此外,全国各地广泛分布着由地调及以下调度机构管辖的小火电、垃圾发电、生物质能利用、微型太阳能利用等其他类型小电。各类小电已然成为保障电网安全稳定运行和可靠连续供电的重要补充,据统计,全国近1/2的地域、1/3的县、1/4的人口主要靠小电供电,经济欠发展、社会欠发达地区尤为明显。
然而,小电长期处于无序开发状态,地区相对集中、普遍采取远距离外送,与主网联系相对薄弱,生产装备水平和人员技能水平普遍较低,加之由于历史和多方面原因我国在小电调度运行管理中存在很多突出问题,小电对电网安全稳定和可靠连续供电造成重大影响[3]。随着小电的日趋规模化,其影响也越来越大,如何采取有效措施优化、规范小电管理是调度运行管理的重要内容之一,也是充分发挥小电作用的重要保障之一。
1 大规模小电并网对电网的影响
1.1 积极影响
随着一次能源开发利用的持续快速推进,各区域电网小电规模日渐增长,小电的大规模并网显现出一定的积极影响。
促进电力供应的保障。尽管小电装机普遍较小,但大规模并网后其发电量也逐渐形成一定规模,逐渐成为保障电力供应平稳有序的重要力量之一,对地区电网、大中型电源开发受限的电网尤为突出。
有利于系统运行方式安排。小电发电量随其规模的增大而不断增加,加之具有起停方便、开停机所需时间较短、运行方式安排灵活等优势,对电网尤其是地区电网的安全稳定优质经济运行、平稳可靠连续供电、运行方式安排等带来了诸多积极意义。
推动节能减排。小电中的小水电以及生物质能利用、微型太阳能利用等类型小电具有清洁可再生绿色能源的特点,对电网企业的节能发电调度是一种推动力量,也是电力企业推行国家、政府节能减排、绿色环保等政策的重要载体,对提升区域节能减排成效有着显著作用。
1.2 消极影响
小电自身固有的局限性,加之管理不到位,对电网的安全稳定运行和可靠连续供电同样具有明显的消极影响,且随其规模的逐渐扩大而更加凸显。
小电规模效应对电网负荷预测、电力电量平衡和供需平衡影响较为明显。以西部某电网为例,全省地调及以下调度机构管辖小电装机占全省全口径装机的比例达20.99%,其中小水电装机占全部小电的比重超过90%。一方面,由于小水电大多属于纯径流式电站,调节能力很小甚至基本没有,其发电出力极大程度上受限于气候因素和水文情势,发电出力较难预测且极不稳定、较易突变。同时,其余小电也均为自备电厂以及垃圾电厂、余热电厂、沼气电厂和小火电,发电能力同样难预测、不稳定。小电出力的不稳定、易突变等特性,电力电量平衡影响较为明显,与电力供应需求纵深化间的矛盾日益凸显,往往需要大电网相应容量备用机组或AGC机组做后盾,尤其是汛枯交替之际。另一方面,小电出力的不稳定、易突变等特性,对电网尤其是地区电网影响明显,特别是在负荷小、小电规模相对负荷规模较大的电网,负荷预测难度较大。
给电网安全稳定运行带来了一定潜在风险。小电出力的不稳定以及由此引发的输电线路潮流频繁变化严重冲击着电网安全运行风险,且随着小电规模的日趋增长和电网运行特性的日趋复杂,风险发生概率更大,风险后果更为严重。
容易引发电力生产安全事故。小电生产设备简陋、技术落后、管理不规范,并网点大多在110 kV及以下线路上,长距离输电,安全隐患较多,对电网安全和可靠供电造成了一定的消极影响。近年来,全国各区域电网内因小电引发的电网安全事件时有发生,尤其是地区电网。
制约节能减排、节能发电调度的纵深推进。作为清洁能源,小水电以及生物质能利用、微型太阳能利用等小电是电网企业贯彻落实国家、政府能源政策,持续深入推进电力企业节能减排和节能发电调度的重要载体之一,是电网企业节能减排、节能发电调度整体推进的重要组成部分。然而,小电信息缺失以及由此带来的难以管控等问题,制约着节能减排、节能发电调度工作的纵深推进。
影响系统运行整体水平的提升。作为电力系统有机整体中不可或缺的环节,小电管理的滞后影响到系统整体运行水平。
影响各类能源的高效科学合理利用。大规模小电并网严重影响了电网的负荷预测、发供平衡等工作,也成为导致各类电源综合利用率低的主要原因之一。以西部某电网为例,因小电引发的突出动稳问题,仅近三年共产生41亿kWh的受阻电量,严重制约了小电经济效益的充分发挥,给相关企业的经营带来了诸多不利影响。
2 大规模小电并网调度管理难点
加强小电调度管理在全面管控电网安全风险和发输配用各个环节、提升整体调度管理水平、全方位掌控电源和负荷、促进各类能源统筹和优化利用、深入推进电力系统乃至整个地区节能减排等方面有着重要意义。尽管如此,由于存在着技术制约和信息制约,导致全国大规模小电并网调度管理始终处于一块短板,部分地区甚至一片空白。
信息缺失、时效性差等使得管理难度较大。大部分小电生产设备落后,不具备远动通道和数据自动采集传输条件,也无法提供类似大中型电源的厂站侧技术支撑。同时,水能资源的分布特性决定了大多数小水电处于偏远山区,通信条件极差,且通信信号较不稳定,有的甚至不具备任何通信信号。技术支撑的薄弱、缺失导致大部分小电无法进行数据实时采集和传输,导致业务管理部门无法及时、准确掌握小电相关情况。尽管采用手工抄表等手段采集小电相关信息,但由于小电的“多、散、交通条件差”等原因,导致信息掌握呈现出较强的滞后性,与电网乃至整个电力系统“实时、动态”这一特性的要求相去甚远。
技术支撑薄弱使得管理难度较大。加强大规模并网小电调度管理需要强劲的技术支撑。然而,由于客观因素的存在,国内外更多的是针对大中型水电开展的理论、应用研究,针对小电管理的理论、应用研究甚少,小电管理始终处于空白状态,无任何可借鉴的经典工程实例,导致小电调度管理始终缺乏系统、有效的技术支撑。
多种历史原因,小电长期处于粗放式管理。作为调度机构,由于小电管理客观难度较多、专业人员较少等问题,对电厂的管理放任自流。作为电厂而言,小电习惯无人管、随便管的状态,一提到要加强管理就推三拉四,处处出难题,甚至忘掉了在电网运行中的基本职责。
小电管理人员、运行人员、技术人员都存在不同程度的知识层次不够、技能水平不足等问题,导致对电厂管理、电厂运行、调度管理理解不深刻,部分地调、县调同样存在人员配置不科学、知识层次不高等问题,导致沟通协调、工作衔接不畅,小电管理相对滞后于大中型电源管理、电网设备管理和系统管理。
3 大规模小电并网调度策略与措施
3.1 摸清实际,理清思路
追寻小电发展历程,不难发现几个特点。第一,小电开发审批环节不规范,很多规模极小的小电开发基本由地方相关部门审批,甚至不对上级行政主管部门报备,本身也可能不甚不规范;第二,小电管理部门较多,有部队、政府、电力部门、水利部门等;第三,小电利益主体较之大中型电源呈现出极其复杂的多元化。因此,同一区域内不同部门对区域内小电的规模往往呈现出不同的统计结果。只有全面掌握小电概况以及发电运行信息等才能对有针对性地制定科学、合理、行之有效的政策、措施对大规模并网小电进行规范化管理,最大限度发挥小电的积极作用。
3.2 创新管理模式,提高管理效率和水平
传统调管模式下,无论是国家电网公司还是中国南方电网公司,其经营管辖范围内的省级电网公司对并网电厂的调管均采用省调直调、省调许可、地调直调和地方电力公司(县调)管理四大类,且多以装机容量大小和电厂接入电压等级作为调管范围划分的基本依据。
随着并网电源规模以及电网规模的日渐扩张,传统调管模式的弊端日益凸显。主要表现在:调度资源分配失衡,部分地区调度对象过于集中,精力和大量宝贵的调度资源被占用,投入产出比严重失衡;过于庞大的管理规模、过于集中的调度对象带来管理不到位的问题,甚至出现管理有名无实、形成管理真空和漏洞、管理缺乏连续性和规范性等现象;上下级调度机构间调管范围交叉,协调工作量大幅度增加,且极易造成安全隐患;小电对加强地区电网供电可靠性的优势得不到充分、有效发挥;地、县调管理电源的能力得不到加强,管理易出现断层。
只有通过实践,不断创新管理模式,持续提升管理效率和水平,才能真正实现对小电的管起来、管得好。
3.3 规范并网调度协议,完善并网制度
并网调度协议是出于“保证电力系统安全、优质、经济运行,规范调度和并网运行行为,维护协议双方的合法权益”这一目的而制订的约束性文件,是保障电网安全稳定和可靠运行、实现厂网共赢的重要基础性文件之一,也是实施小电规范化管理的重要手段之一。在不断的修订、完善下,纳入省级以上调度机构电力电量平衡电厂的并网调度协议内容及签订均相对较为规范。然而,由于历史原因,地、县级调度机构与并网小电的并网调度协议签订极不规范,存在要求不一致、内容不统一等现象,成为了小电规范化管理中缺失的一个重要环节。
此外,不断深化小电的规范化管理,必须有科学、合理、完整的制度体系作为保障,对小电调度管理模式、并网条件、并网申请及受理、调试期的并网调度、调度运行、发电计划、设备检修、继电保护及安全自动装置、电网调度通信管理、电网远动与自动化、事故处理与调查、考核等方面明确了小电管理的有关要求,真正实现管理有根有据。
3.4 抓好小电调度全方位管理
立足于小电管理的系统性特征,全方位加强小电调度运行管理。抓好小电基础信息的实时、动态掌控;抓好发电计划管理,实现各级调度机构全面开展发电计划编制,并引导小电积极、主动参与计划编制,持续提高小电运行计划性和计划的科学性、合理性及可操作性;因地制宜地建立符合小电实际的信息采集途径,拓宽信息采集面,明确各相关方信息管理职责,加强数据统计管理,多部门、多环节共同确保信息采集的时效性、全面性和准确性;全面推进省地县设备检修一体化、规范化管理,健全小电一次设备图纸管理,加强机网协调管理,提升小电安全运行水平。
3.5 开展小电调度规范化管理试点
小电管理中存在的问题是一个长期积淀的过程,且各个区域、各级调度机构的实际情况差别较大。如果贸然以“一刀切”推行小电管理,可能会因各种客观难度而事倍功半,也可能会大大降低工作效率和工作效果。此外,小电管理推进过程中可能会出现各种新情况。因此,应结合各种实际,开展小电调度规范化管理试点工作,通过试点工作的开展,不断提炼经验、完善不足,最终形成一套行之有效的管理策略、措施和方法。在试点工作中应注意以下几个问题:成立涵盖各相关部门、单位的领导小组,并下设工作小组,夯实试点工作的组织保障;综合分析、科学评估,选取合适典型作为试点;编制、下发落实试点工作实施方案,确保试点工作有序推进;通过试点工作的开展,强化试点地区小电调度管理的同时进一步完善全区域或全网范围内小电规范化管理思路和措施,为全方位推进、强化奠定坚实基础。
3.6 完善技术支持系统建设,丰富技术手段
目前,研究方面,国内外关于小电调度运行的研究很少,尤其是小水电一般仅针对一个流域内的小水电,且多侧重于流域管理[4,5,6,7,8],面向电力调度部门的运行管理,少有应用实例,特别是在小电相关的大规模接入、小电系统应用集成等方面鲜有报道;实践方面,国内电力调度机构、流域管理机构针对大中型电源的管理已日臻完善,但受信息瓶颈和技术瓶颈的制约,小电管理明显滞后于大中型电源管理。我国作为水能资源最丰富的国家,同时也是小电规模最大的国家(占全国水电资源可开发量的23%),但由于其广泛分布于广大农村地区和偏远山区,小水电调度的难度和复杂性均为世界少有,难以在国外找到类似工程应用实例和成功管理模式。同时,受客观条件的制约,国内调度机构对小电的管理相对较为松散,管理对象、管理内容不全面,甚至存在管理真空、管理死角,未形成覆盖全部电源的统一、规范管理模式。
从通信上看,尽管目前的通信技术、通信设备可用于小电信息采集,包括有利于实现电厂“无人值班”或“少人值班”的远动终端设备(Remote Terminal Unit, RTU)[9,10]、有效解决传统远程连接方式访问公司内部专用网络高费用和安全性低等缺陷的虚拟专用网(Virtual Private Network, VPN)技术[11,12]、在现有GSM系统上发展出来通用分组无线业务 GPRS(General Packet Radio Service)[13,14]、只需购买短信收发设备而不需要太多额外投资的GSM手机短信平台[15,16]等等,但是由于小电大多数都建在偏远山区,利用单一通信方式无法解决所有小电的信息传输难题。为解决小电管理中面临的信息瓶颈,需采用混合通信方式,解决信息采集问题,并在此基础上建立技术支持系统,才能真正科学、有效、全面管理小电。
3.7 加强技术培训与交流
尽管目前各级调度机构、各发电企业在人才引进、人员培训等方面都加大了力度,但仍存在出两个突出问题。一方面,全国地(州、市)、区(县)级调度机构普遍面临着专业人员学历层次水平不高、人员结构不合理、人员配置不够等问题。另一方面,受生产成本和盈利能力的制约,大部分小电在专业人员的配置往往倾向于选择大中专院校、技工类院校等学校的毕业生,有相当一部分小电甚至就近选择有高中学历的人员。因此,在小电调度管理过程中,应抓好以下几个方面。一是充分发挥省级以上调度机构等技术、业务水平和认知能力相对较高调度机构的技术、管理优势,加强帮、扶、带,不断提升地(州、市)、区(县)级调度机构各专业的管理能力和业务水平。二是结合实际需求,不定期开展针对性的集中培训。三是充分利用现有通信手段进行业务交流、运行相关问题答疑等。四是省级以上调度机构要督促、指导地(州、市)、区(县)级调度机构根据需要不定期开展对调管小电的针对性培训。
4 大规模小电并网调度管理实践
云南省水能资源极为丰富,理论蕴藏量和经济可开发容量分别居全国第三、二位,全省水电资源主要集中在西部地区。云南小水电技术可开发容量为12 045 MW,约占全国1/10,位居四川、西藏之后,居全国第三位。近年来国家推行的西部大开发等大政方针,为云南水能资源开发利用创造了极好的环境和条件。广泛分布于全省16个地(州)的小水电,加上自备电厂、小火电、垃圾发电、生物质能利用小电等各类小电,云南省全口径小电座数已超过1 500座,装机容量也已超过800万kW,占全省全口径装机容量的比例也已接近20%,近三年来全省小电发电量均在200亿kWh以上,是保障全省电力供应的重要支撑之一。
然而,云南众多的小电主要通过110 kV及以下电压等级线路接入大电网,具有小集中、大分散、远距离链式通道外送等特点,给各级电网带来了较为突出的动稳问题,部分受阻地区窝电现象十分严重。小电不仅影响其自身的送出,还成为制约云南电网各地区电网和主网送电能力的主要因素之一。此外,由于小电规模较大,其发电能力的骤升骤降较为明显,对主网的负荷预测、电力电量平衡影响较大。这不仅造成资源和投资的浪费,而且带来一系列问题。
为切实加强对大规模并网小电调度管理,充分发挥小电在保障电网稳定和电力供应的有效补充作用,云南电网做了大量的探索与研究。一是创新性地提出了可充分利用各类调度资源的省地共调、地县共调等调度模式;二是制定全省性的并网调度协议范本,规范并网调度协议签订行为,统一了并网调度协议内容,并制定了针对小电调度管理的制度体系,夯实了制度保障;三是加强小电全方位调度运行管理,管理涵盖了发电计划、检修、运行信息、图纸及一次设备编号等方方面面;四是选取德宏、文山等典型地区开展小水电规范化管理试点工作,并在此基础上有序推进全省小电调度规范化管理;五是推动全社会负荷掌控,持续提升调度服务能力和质量;六是加强技术支持系统建设,探索研究综合利用远动装置自动传输、VPN通道、GPRS专网、GSM短信平台等多种通信资源的信息采集技术,建成了包括填补国内小电管理空白的涵盖全省调度机构、小电的省地县调、电厂一体化小电管理技术支持系统在内的等各类技术支撑;七是通过各级调度机构的针对性培训、建立QQ群等方式扎实强化小电管理及有关运行业务的培训与交流。
通过大量工作的开展,云南电网小电调度管理取得了较好的阶段性成效:一是实现了对全省全口径装机、全省及各地区全社会发供电负荷的初步掌控。二是初步规范了小电的并网管理、调度运行管理、发电计划管理、检修管理等,小电、电网的安全、经济、优质运行水平持续提升。三是带来了较好的经济效益,仅2011年云南电网公司购小电电量同比2010年增购16.65亿kWh,扣除装机增长所增发电量,因小电利用效率提高而增购小电9.14亿kWh,为发电企业带来0.92～1.83亿元的创收。同时,通过加强小电管理,2011年云南电网公司全年西部受阻电量较2011年减少8.20亿kWh,产生0.82～1.64亿元的经济效益。四是带来了较好的社会效益,更有助于政府开展能源规划、社会经济发展中长期规划;更能充分发挥中小电对保障社会经济平稳快速发展的有效补充作用;小电开发利用、运行环境更趋良性化发展,更能促进地区社会经济可持续发展;全省小水电装机利用小时数逐年攀升;提升全网节能发电调度、绿色发展和节能减排水平,按目前云南电网的煤耗水平,2011年因利用水平提高增购的9.14亿kWh小电,对应减少28.5万t左右的标煤消耗量,减排二氧化硫0.6万t左右。
5 结 语
小电是中国电力工业发展进程中重要的推动力之一,也是保障社会经济平稳健康发展和人民生活水平持续提升的重要力量之一。尽管近年来大型水电、火电以及风电、核电等各类电源的建设进入了加速期,但小电在保障地区电网稳定和电力供应中仍无可替代,仍发挥着重要作用。然而,由于小电自身局限性、小电发展历程中的各类历史遗留问题、小电调度管理中存在的客观难度等各类因素的存在,小电调度管理明显滞后于电网以及其他电源的调度管理,始终成为了各级电网系统运行中的短板,尤其是缺乏科学、有效的技术支撑以及由此带来的信息缺失,更是制约了各级电网调度机构对所辖范围内小电的调度运行管理。本文中所提大规模并网小电调度管理策略已应用于云南电网小电管理,策略的科学性、有效性、可行性得到了实际应用的验证。云南电网小电调度管理复杂性在全国具有典型性,经过实践验证的云南电网小电调度管理策略,对于其他电网规范小电调度管理、更好地实现各类电网的统筹利用、促进电力系统节能减排,具有重要的参考价值,尤其是有效弥补国内小电管理空白、涵盖全云南省各级调度机构和所有小电的省地县调电厂一体化小电管理技术支持系统的成功建设、推广,可为全国相关部门、单位提供经典工程实例。
大规模应用 篇11
一、肉鸽杂交利用技术
杂交利用主要有两个目的,即进行杂交育种和杂交生产。我国肉鸽地方品种很多,这些鸽种虽然具有早熟、产蛋率高、耐粗饲、抗病力强等优点,但也存在个体小、生长慢、肉质差等缺点。为了克服这些缺点,提高生产性能,我国很早就开展了肉鸽的杂交利用工作,已经育成了许多肉鸽新品种和品系。石岐鸽是最早育成的较为大型的肉鸽品种之一,另外还有杂交王鸽、泰深自别鸽、深王鸽、新白卡鸽、光华王鸽配套系、大宝鸽配套系等。进行杂交生产也是常用的技术手段之一,如美国纯种王鸽与石岐鸽的杂交二代公鸽体重比石岐鸽提高了l7.65%~20%,母鸽体重提高了10.34%~24.86%,杂交二代鸽的产蛋率、出仔率都比美国纯种王鸽高出34.3%~36%。在乳鸽生产中,充分利用杂种优势,采用体型大的大王鸽和繁殖力高的卡奴鸽进行杂交,再用大王鸽或伦替鸽同杂交的后代配种生产商品乳鸽,可提高繁殖率和杂交后代的体重,平均年产可达9.5窝,比原来提高0.5窝。商品乳鸽体重明显增加,20日龄达到494克,比原来增加30克。
二、肉鸽营养需要与饲料配制技术
肉鸽的营养需要不仅与品种、品系有关,而且与饲养方式、季节、环境、生产、生理阶段等多种因素有关。由于目前还没有制定和颁布肉鸽的饲养标准,因此,肉鸽的营养需要一直是研究的热点和重点,主要集中在乳鸽和种鸽阶段,对生长鸽、非繁育期种鸽的研究较少;主要是研究肉鸽的蛋白质和能量需要,在假设一个适当的能量水平基础上来探讨蛋白质的最佳需要,对矿物质、维生素、微量元素等其他营养素的需要研究较少;对乳鸽的营养需要认识比较一致,需要高能量、高蛋白,肉用种鸽的营养需要研究结果很不一致,代谢能在11~14兆焦/千克,蛋白质含量在12.2%~18%。
肉鸽的饲料类型有原粮、配合颗粒料、平衡颗粒料(能量饲料为原粮、其他部分为颗粒料)、混合颗粒料(原粮加颗粒料)。一些鸽场的典型饲料配方见下表,其营养含量参差不齐,变化幅度较大。有关研究表明,颗粒料的饲喂效果要好于原粮饲喂。与原粮相比较,使用配合颗粒料,可使28日龄乳鸽体重提高12.8%~19%,节约饲料20%,降低饲料成本15%~17.7%,提高饲料报酬约30%,种鸽产蛋间隔缩短5.4天。使用平衡颗粒料,可使杂交王鸽28日龄乳鸽体重提高6.9%,缩短种鸽生产周期4天。球形颗粒料与圆柱形颗粒料相比,25日龄乳鸽体重差异明显,育成率提高10%。
三、鸽蛋人工孵化技术
用孵化机对鸽蛋进行人工孵化,可使种鸽的产蛋周期从原来的31~38天缩短到10~15天,受精蛋孵化率提高10%~25%,种蛋破损率减少10%~20%,产蛋量提高5%~20%,大大提高了种鸽利用率,降低了饲料成本和养殖成本。
1. 捡蛋。种鸽产完2枚蛋后将鸽蛋取出,如养殖规模较大,孵化机较小,可直接孵化;也可以4天为一个孵化进蛋周期,先把种蛋存放于5~20℃、通风良好的室内。
2. 消毒。种蛋取出后,剔除破蛋、沙皮蛋、过小蛋、双黄蛋等,选择大小均匀、蛋壳壳面细腻的鸽蛋放入蛋盘集中熏蒸消毒,一般每立方米空间用福尔马林28毫升、高锰酸钾14克,熏蒸20分钟,待气味散发完后,即可放入孵化机孵化。
3. 孵化过程。鸽蛋孵化要有专人负责,做好记录。孵化室温度控制在15~25℃,鸽蛋的孵化温度控制在38.3~38.8℃,相对湿度为50%~55%。每天翻蛋4~6次,翻蛋角度为90度。一般照蛋3次,第一次在入孵后5~6天进行,剔除无精蛋、死胎蛋;第二次在10~11天进行,看血丝是否合拢,如70%以上完全合拢,说明温度适宜,否则温度偏低,要及时调节温度;第三次在15~16天进行,剔除死胎蛋、臭蛋。孵化至17~18天时雏鸽开始出雏。
四、乳鸽人工哺育技术
鸽蛋人工孵化后可以用人工鸽乳进行育雏,10日龄后可以用人工鸽乳进行育肥,从而实现乳鸽规模化、专业化生产的目的,这不仅能使种鸽从繁重的孵化和育雏任务中解脱出来,缩短种鸽的产蛋周期,提高产蛋率,而且可以明显提高乳鸽的数量和质量,提高养鸽经济效益。
乳鸽人工哺育技术除了要注意育雏温度、育雏器具、育雏环境等因素,最关键的在于人工鸽乳的配制技术。人工鸽乳,即根据自然鸽乳的营养组成,配制的营养成分全面、比例合适、易消化、用以替代自然鸽乳的饲料。配制人工鸽乳的原料主要有:玉米粉、米粉、奶粉、豆浆、蛋黄粉、鱼粉、骨粉、酵母粉、植物油、鱼肝油、益生素、蛋白消化酶、免疫球蛋白、维生素、食盐等。10日龄前人工鸽乳的蛋白质、能量需要为53%、15兆焦/千克(干样),10~28日龄人工鸽乳的蛋白质为18%~21%、能量需要为12~14兆焦/千克。7日龄前应将人工鸽乳调制成流质状,8~15日龄调制成糊状,16~24日龄调制成干湿糊状,用喂食器饲喂。
大规模应用 篇12
关键词：移动DR,直接数字X线摄影(DR),X线透视,图像分辨率
移动DR系统是一种全新的DR系统,除具有一般DR的特点:低能耗、低放射剂量、实现图像的数字化、高分辨率、高清晰度、强大的图像后处理功能之外,还具有较良好的移动功能,占地面积、占用空间小等普通DR所没有的特点。笔者单位自2007年6月使用移动DR系统作为专用体检机器以来,取得了医患双方的良好评价。现总结使用移动DR系统、普通院内DR以及X线透视机这3种用于体检的检查方法在图像显示效果上的比对,结合移动DR系统的优点,探讨其在体检工作中的应用价值。
1 材料及方法
1.1 材料
岛津移动性数字X线系统(MUX-100DJ),它由以下5部分组成一个完整的小推车式机器:X线球管、高压发生器、X线平板探测器、内置计算机系统、动力系统;立式DR系统(GE Medical system XQi ADS-28.2);透视用东芝胃肠机(KXO-15C)。移动DR的胸部摄影条件常规为:123 k V或125 k V、5.00 m As或10.0 m As;DR的常规摄影条件为:120~125 k V、5~10 m As;胸部透视条件随患者情况所定,常规设置为80~110 k V、200 m A,曝光时间由观察清楚而定。
1.2 方法
以胸部检查为例,比较移动DR系统、普通DR系统以及X线透视三者图像分辨率的优劣。随机选取不同日的500个移动DR所采集的胸部影像与相应期间的500个立式DR胸部影像,请3位高年资放射科医师观察每例胸部影像各部位细微结构的显示情况,并按不显示、显示、显示清晰3方面进行评价。再以按顺序选取数日的移动DR采集的约300个胸部影像,与同样3位高年资放射医师对300个透视体检图像的印象和手写记录,同样按照不显示、显示、显示清晰3方面进行比较。
2 结果
综合评价后,结果见表1、表2。
对评价结果使用χ2(以P<0.05为差异有统计学意义)检验,对移动DR和普通DR对细微结构的显示情况均进行统计学分析,最后χ2=0.134,P>0.05,移动DR图像与普通DR图像细微结构无明显差异。其中,在显示乳房影内的肺纹理、肺门影结构以及胸壁软组织等细微结构方面,移动DR与常规DR两者显示清晰的百分比相同,均为100%。
以χ2检验算出χ2=118.986,P<0.001,说明移动DR在显示细微结构方面比透视具有明显优势。从表2看,移动DR系统最高的细节显示率(显示清晰)为100%,平均显示率为82.8%;而透视的最高细节显示率仅为94.6,平均显示率仅为68.4%。
3 讨论
3.1 移动DR系统的原理
移动DR系统使用非晶体硒平板探测器采集X线光子,通过硒物质转化为可流动的电子,形成电流,再通过模数转换机制转化成数字信号,通过电缆传送至操作控制台,再经计算机重建形成数字图像,其原理与直接数字X线成像大致相同。在整个过程中,非晶硒平板探测器没有光电转换过程,消除了光电散射造成的图像模糊,从而保证了高质量数字化X线图像的形成[1]。与普通DR不同的是,移动DR通过内置性能良好的变压器,采用高频逆变技术[2],保证产生球管高电压的稳定输出,从而保证了发生X线的效能。
3.2 常用于胸部体检的X线器械的优缺点
(1)X线透视具备有可多方向、多轴面、随意转动体位检查、实时观察器官运动状况、价格低廉等优点,移动X线透视机操作简单,移动方便,至今仍在广泛使用。然而,其缺点也同样突出:透视视野小,不能同时显示整个肺野和纵隔影像;随着透视时间的延长,辐射量逐渐增大;透视影像不能实时记录并存储[3];对细微结构效果显示欠佳,长时间的透视造成医生的视觉疲劳,容易导致漏诊。
(2)直接数字X线摄影(DR)操作简单,使用方便,辐射少,图像分辨率高,图像层次丰富,成像快[4],可存储永久影像,适宜大规模体检。但常规的DR机均配备笨重的高压发生器和摄片架,基本上是固定作业,只能在医院中使用。体检者多时便造成了有限的候诊空间内挤满大量候诊人员,使来院检查的患者和工作人员感到拥挤不堪,往往影响了医院放射科的日常检查工作。
(3)移动式DR系统采用了特殊的探测器,代替了传统意义上的增感屏,大大减少了X线的衰减,降低了X线剂量,减少了X线对患者的辐射,同时也减少了因散射线形成的噪声,充分保证了图像质量;影像灰阶范围大,影像对比度高,层次丰富,肺野内细微结构显示清晰,病变检出率高[5];实时成像在曝光后2~3 s左右,可在监视器观察参考图像,大体了解采集图像的情况,技师可根据图像具体情况进行变更,这样可以减少重查次数,充分方便体检者;曝光宽容度大[6],容许一定范围内的曝光误差,并可在后处理中进行调节,修正成像;具有多种后处理功能,通过与PACS结合,医师可对扫描图像进行窗宽、窗位的调节,通过把影像放大、缩小,对比度反转(见图1),影像边缘增强,多幅显示等方法观察胸部的各个部位和病灶的内部情况,可观察重叠部位的病灶,同时对病灶的大小等进行直接测量;图像的存储、传输、调阅极为方便,内置大容量的存储器,可保存1 000 GB左右的图像信息,设置有USB及网线接口,可通过外接网线在PACS上传输,也可将图像传到激光照相机内打印,亦可通过外接移动存储器保存图像;无主电源连接时仅凭内置电池即可进行X射线摄影;拥有平稳而灵活的移动性能,具有良好的动力驱动装置,机器设计紧凑,占用空间小,可以在有限的空间内灵活、方便地移动。
总之,移动式DR系统既具有DR的优点,又具有占地面积、占用空间小,体积仅与床边摄片机相当,使用、移动方便等优点,适于院内、外的X线体检。
3.3 移动DR的图像效果与普通DR、X线透视的比较
由表2的统计结果可知:移动DR图像在显示与乳房、肝区、心影内重叠的肺纹理方面,显示清晰率分别为100%、67%、90%,对胸壁软组织层次及肺门影结构的显示清晰率为100%,最高显示率和平均显示率为100%和82.8%,而X线透视的相应细节显示率分别为49.3%、61%、70%、89.7%、94.7%,最高显示率和平均显示率仅为94.7%、41.1%。胸椎显示X线在透视通过加大条件和延长曝光时间大致影像方面略优于移动DR图像,但加大条件的同时也增加了对患者的辐射量,且不能同时观察其他细节,这是在日常体检工作中所不允许的常规操作。以上的统计结果充分展示了移动DR的图像显示率明显优于X线透视机。
表1的统计结果显示移动DR的最高显示清晰率为100%,最低分辨率为43%,平均为85.3%,而普通DR分别为100%、44%、85.7%,在显示细节的各方面均与普通DR图像无明显差异。由于移动DR的胸部摄影条件与普通DR相当,辐射量不高,与普通DR一样是数字化成像,可由计算机进行多种后处理,图像质量上能与普通DR媲美。因此移动DR完全具备了普通DR的优点。
3.4 体检工作的体会
以前体检的放射检查主要为2种:摄X光片、透视。自移动DR问世后,由于其具有移动特点,体检人员不必再到医院检查,只需技术人员和移动DR摄片机车载转移至体检人员所在单位即可开展体检工作。大量的体检工作由移动DR完成后,获得体检者和工作人员的一致好评。
4 结论
移动DR不仅拥有普通DR的图像质量高、成像速度快、辐射少等优点,也具备便携、占地空间小、可移动等优点,完全能满足大规模院内、外体检工作的需要。
参考文献
[1]杜呈平,张永顺.平板探测器DR与CCD探测器DR的基本结构与比较[J].医疗卫生装备,2006,27(8):60-62.
[2]周凌宏,贺志强.便携式高频X线机的研制[J].医疗卫生装备,2004,25(7):16-19.
[3]陈炽贤.实用放射学[M].2版.北京:人民卫生出版社,1998:2-16.
[4]李敏.论直接数字X线摄影原理与应用[J].医疗卫生装备,2002,23(2):61.
[5]曾庆思,岑人丽,陈苓,等.直接数字X线摄影与传统高千伏胸部摄影对比分析[J].中华放射学杂志,2003,37(2):174-177.