智能信息融合（精选12篇）
智能信息融合 篇1
0 引言
天津市电力公司按照《关于印发加快推进城市配电网示范工程建设工作方案的通知》要求，以资产全寿命周期管理为主线，以持续提升供电可靠性和优质服务水平为目标，以全面提高城市配电网综合管理水平为重点，对近年来智能电网试点工程的实施经验和研究成果进行总结、提升，对上述研究和探索工作的成果进行拓展、完善，提出了在和平、河西2个行政区的核心地带开展具有国际先进水平的城市配电网示范工程建设的整体构想。
示范工程建设的基础是融合信息系统，形成标准配电网信息交互体系。加强配用电相关系统间信息融合，实现营销、配电信息一体化，从而实现各业务系统间各类实时数据、静态数据、图形数据的交互，消除传统意义上的信息孤岛，达成系统应用智能化的集成与共享;在此基础上，充分发挥配网抢修指挥机构信息汇集、统筹指挥、统一调配的作用，全面提升配网抢修专业化管理水平、提高供电可靠性以及提升优质服务质量。
1 试点区域概况
示范区总面积22 km2，位于天津市区和平、河西2个行政区，截至2011年底，示范区10 kV配电网整点最大负荷约278 MW，共建成10 kV线路145条，公用配电站点1 130座，公用配变1 018台，容量529.955 MVA，各电压等级客户总数超过10万户。
从客户需求角度来看，示范区内电力客户以行政、金融、商业、居民为主，同时市政府、市人大、市政协、文化中心、国展中心、金融机构、大型综合性医院、体育场馆、五大道旅游区、购物中心、大型CBD等重要客户坐落其中，在供电可靠性和优质服务水平方面具有很高要求;从城市规划角度来看，示范区内建成区比例较高，市政规划完善，可供开发的土地逐年减少，城市布局与电网结构基本稳定;从电网建设和运营管理角度来看，电力设备、设施的技术水平和健康情况较好，运行维护和供电服务体系完善，已经初步积累了智能配电网的运维经验，具备推广配电自动化、用电信息采集等智能电网试点项目的条件。
综合考虑以上因素，示范区具备较强的供电可靠性和优质服务水平需求，通过国家电网公司配电自动化试点工程的实施，具有了较强的技术基础和管理基础，配电网建设和运营维护起点较高，能够充分体现工程的规模效应并避免因城市规划调整带来的投资风险，是开展城市配电网示范工程建设的理想区域。
2 规划目标
2.1 营配信息融合
目前生产系统和营销系统各自维护数据，造成双方数据不完全一致，无法体现“全网一张图”的理念。营配信息整合主要从以下两方面进行深入研究。
1)配电网全网数据构建。生产系统和营销系统按照各自的业务特点对配电网数据进行合理切分，生产系统侧重电网结构则负责构建网状中低配电模型，营销系统侧重用户管理则负责构建用户信息，两者在中压专变/大用户及低压用户接户点发生耦合，供电公司负责对这2个模型耦合点(用户集)进行统一编码管理，即形成涵盖中压、低压直到用户的完整配电网模型。
2)在构建的完整配电网及信息集成方式基础上实现互动化应用。互动化应用需要突破安全区隔离问题，通过SOA技术将分别属于安全I区和III区的系统耦合，实现如抢修平台、信息查询等具体应用。
2.2 配电生产抢修指挥平台
在营配信息融合基础上建设配电生产抢修指挥平台，切实提高故障处理速度，提高供电满意度。配电生产抢修指挥平台以生产和抢修指挥为应用核心，遵循IEC61968/61970等国际标准，以充分利用现有各信息系统的数据为原则，融合调度自动化、配电自动化信息、生产管理系统(Production Management System,PMS)、GIS、95598、用电信息采集信息、视频信息实现计划管理、故障管理、95598图形化辅助决策支持、抢修指挥、风险预警与管控等应用，充分发挥配网抢修指挥机构信息汇集、统筹指挥、统一调配的作用，全面提升配网抢修专业化管理水平、提高供电可靠性以及提升优质服务质量。
3 配电生产抢修指挥平台系统架构
3.1 信息集成
配网生产抢修指挥平台通过符合配电自动化信息交互标准的信息交互总线实现与营销管理系统、95598系统、配电自动化系统、用电信息采集系统、PMS、GIS平台等相关业务系统的信息交互，在信息融合贯通的基础上，系统实现配电生产和抢修的综合应用。信息集成架构示意如图1所示。
95598系统应用配网生产抢修指挥平台实时提供客户报修信息，可以直接提供故障预判结果(也可以提供接口给95598系统，由95598系统研判用户报修是否属于已知停电)。抢修结果返回95598系统，并可以提供基于GIS平台的可视化界面给95598系统。
电网GIS平台是本平台的支撑系统，是中低压电网拓扑数据源，本系统的展示界面基于GIS平台，直接调用GIS平台的相关接口，提供图形显示、设备坐标查询、设备图形定位、故障点定位、停电范围展示、GPS、PDA定位等空间服务。
营销管理系统为本平台提供客户信息，以及客户和配变或表箱的关联关系，实现基于客户地址的对象化分析功能。
配电自动化系统向生产抢修指挥平台实时发布设备实时信息、故障信息，并具有故障推送功能，抢修指挥平台中自动分析停电范围并发布。
用电信息采集系统(或通过数据中心)提供用户及配变的故障停电信息，或支持分钟级的数据召测功能，作为本系统的自动故障报警信息源。
PMS系统是设备资产、计划停电、设备在线状态信息等的数据源，计划停电从PMS发起，最后得到的停电范围和时间传送给本系统，本系统再结合相关的用户低压信息，作为比较详细的计划停电信息发布给用户。本系统利用设备在线状态信息，对设备运行状态进行分析和评估，找出设备的具体故障。在中压异动流程中，生产管理系统向营销管理系统发布红号站线路更改信息;在低压异动流程中，抢修平台将向营销管理系统发布用户集新增、修改(用户集台区变更)、删除信息，通过中低压异动流程数据清单发布，确保营销模型数据与生产系统保持一致。
配电生产抢修指挥平台作为停电信息源向95598系统发布停电信息，内容包括停电时间、停电原因、抢修过程、预计恢复供电时间及影响的用户清单。
3.2 系统数据融合方法
营配数据融合以SOA为各系统集成架构，以“专业系统提供专业服务”方式进行集成，以Web Service为服务封装方式，以企业服务总线、信息交换总线为桥梁，通过业务系统使用场景驱动各系统间数据交换。系统的服务根据具体特性划分为3类。
1）同步调用。
即时查询采用同步调用。如台账调用、档案查询等，由业务系统提供对应的查询服务，对端系统通过同步服务调用方式完成数据查询工作。该类服务由业务系统完成具体服务规范设计及服务端实现，平台根据服务规范完成服务客户端开发。
2）异步调用。
响应周期无法预知的数据查询采用异步调用。如用电采集召测服务，由于具体结果的反馈时间较长且不可预知，为了不堵塞前台应用，应采用异步服务调用机制完成数据查询。该类服务包含请求服务、数据接收服务2个服务实体，其中的请求服务由业务系统完成规范设计、服务端实现，平台根据服务规范完成客户端开发;数据接收服务的服务规范、服务端实现则由平台完成，业务系统根据服务规范完成客户端开发。
3）推送服务。
当业务系统完成某项工作后主动调用平台数据接收服务，如生产管理系统中月度停电计划通过审批后主动向抢修平台通知、95598工单生成后主动向抢修平台发送。该类服务由平台完成服务规范设计、服务端实现，业务系统根据服务规范完成客户端实现。
4 相关业务系统改造
4.1 海量数据平台
海量数据平台在营配信息融合项目中的工作，主要是配合用电采集系统做好用电信息数据的流转。改造工作在于，配合营销管理完成用户用电数据接入到海量平台的工作。同时，需要提供相应的通用应用编程接口(Universal Application Program Interface,UAPI)，并且协助数据使用方(生产抢修平台)顺利从海量平台抽取数据。
用电信息采集系统、配电生产抢修平台与海量平台进行数据交互使用准实时数据库统一访问接口(UAPI)进行数据交互。海量平台配合各业务系统的数据交互接口的开发维护与测试，支持各操作系统上业务系统的数据交互，统一各业务系统的规范，保障各业务系统的数据一致性。
4.2 用电信息采集系统
用电信息采集系统与抢修平台之间实现数据召测服务。抢修平台向用电信息采集系统提交数据召测请求，用电信息采集系统执行数据召测任务，数据采集完成后，将采集结果推送到抢修平台。
用电信息采集系统实时推送采集结果到海量数据平台，其他系统平台可以查询海量数据平台，获取采集结果。
海量数据平台与DB2,Oracle,SQL Server等传统的关系型数据库不同，需要通过调用UAPI实现数据的增加、删除、更改、查询等功能，是一种全新的数据存储模式。
4.3 营销管理系统
营销管理系统将与抢修平台间实现低压网络融合，即在抢修系统中维护台区与用户集的层次关系，由营销管理系统负责维护用户集与低压用户间的关联关系，通过对用户集统一编号，实现两者维护的数据融合;并且在流程上与生产系统(中压的生产管理系统、低压的抢修指挥平台)形成松耦合，从而在管理上约束了双方数据的一致性。由此，营销管理系统的台区/用户层次关系将扩展为台区/用户集/用户层次关系。
在此基础上，营销管理系统提供与用户集、用户相关的查询服务，在企业服务总线上注册后，供生产系统查询调用。此外，营销管理系统还将提供用于接收抢修平台、生产管理系统的用户电源更改信息的服务接口。
4.4 95598系统
95598系统与抢修平台之间实现故障抢修数据的实时交互，主要包括故障报修与受理和停电信息发布两大功能。
1)故障报修与受理。95598系统与抢修指挥平台数据交互，通过坐席受理用户故障报修，根据用户报修信息进行报修地点定位，结合当日停电信息初步进行故障分析后，分发抢修工单至后台工作站。结合抢修指挥平台的故障抢修流程，将抢修人员到达时间、故障预计恢复时间、故障分类、故障修复时间等相关抢修信息及时反馈给95598系统，方便95598系统坐席人员在抢修过程中与客户进行实时互动。同时支持95598系统坐席人员对故障进行故障点分布情况查看、故障点详细信息监控、抢修资源跟踪展示等故障报修全过程监控。
2)停电信息发布。停电信息发布数据通过获取95598系统的报修工单标注信息、自动化系统的自动化装置感知信息、生产系统的停电计划信息以及抢修现场勘查反馈信息等与抢修指挥平台交互，实现停电设备及用户拓扑分析，生成或修正停电区域分布图、停电设备及用户信息列表，提供给95598系统查询。如果停电计划取消、计划检修结束或故障抢修完成，更新停电信息状态，并通知95598系统。
4.5 电网GIS平台
GIS空间信息服务平台在营配信息融合项目中，作为服务提供方对外提供基础服务、图形浏览服务、查询定位服务、矢量图形服务、专题图服务、空间分析服务、电网拓扑分析服务等，并且配合、协调数据调用方进行联调测试及服务调用工作。
GIS空间信息服务平台在营配融合项目的数据交互过程中，将为各相关业务应用系统提供统一、规范的基础数据、图形数据及电网资源数据;提供遵循《国网公司电网GIS空间信息服务调用规范》中规定的标准接口定义;保障各相关业务应用系统的数据展现的一致性。
国家电网GIS平台数据采用大地2000坐标系，整个空间服务分为基础服务、图形浏览服务、查询定位服务、矢量图形服务、专题图服务、空间分析服务、电网拓扑分析服务等类型。
4.6 生产管理系统
生产管理系统作为配电网设备台账、缺陷及停电计划的数据源，将向其他系统提供设备台账查询服务、设备缺陷查询服务，以及向总线推送停电计划。
4.7 配电自动化主站
配电自动化主站作为配电网运行方式数据源，向其他系统自动化信息。其中采集数据将以5 min断面形式向海量数据平台推送，同时也提供网络分析服务、中压故障信息发布。
除此以外，配电自动化主站将结合电网GIS平台及其他营配融合数据开发面向调度的地理图模块，为调度处理提供必要的决策支持。
4.8 生产车辆定位管理系统
车辆管理系统与抢修平台之间实现车辆信息查询服务和车辆GPS数据。车辆信息查询服务由抢修平台提交数据查询请求，车辆管理处理后将结果返回给抢修平台。
由车辆管理系统的坐标数据发布服务实时地向抢修平台发送数据。
5 结语
天津市电力公司通过加强配用电相关系统间信息融合实现了各业务系统间各类实时数据、静态数据、图形数据的交互，实现营销、配电信息一体化，消除传统意义上的信息孤岛，达成系统应用智能化的集成与共享，建立了统一的配电网管理平台，并在此基础上，充分发挥配网抢修指挥机构信息汇集、统筹指挥、统一调配的作用，实现了电网生产业务、电网公司和电力客户之间信息的高效传递和智能化互动，持续提升配网抢修专业化管理水平、供电可靠性和优质服务水平，从而全面提高城市配电网综合管理水平。
摘要：天津市电力公司在和平、河西2个行政区22km2的核心地带开展具有国际先进水平的城市配电网示范工程建设。该工程总结了中新天津生态城智能电网综合示范工程的实施经验和研究成果,在实现智能配电设备、通信系统、高级量测系统、信息支撑平台、自愈控制系统的技术集成创新方面进一步完善,构建了配电网全网数据集成平台,并开展互动化应用,突破安全区隔离问题,通过SOA技术将系统耦合,实现了抢修平台、信息查询等具体应用。除此之外,天津市电力公司在营配信息融合基础上建设了配电生产抢修指挥平台,以生产和抢修指挥为应用核心,有效地提高了故障处理速度,提升了配网抢修专业化管理水平。
关键词：智能电网,城市配电网,信息融合
参考文献
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智能信息融合 篇2
http://(2010/5/6 11:41)
李祥珍：各位领导、各位专家上午好。非常感谢电信研究院给我这个机会来跟大家交流，我的题目是“物联网与智能电网的融合与发展”，是一个初步探讨的东西今天跟大家一块分享。
我大概分五个部分，第一部分讲讲我们国家电网公司，我们信息通信网络的现状，第二讲讲我们正在进行的或者说未来若干年内要建设的智能电网的基本框架和它的发展目标。第三部分谈一下智能电网的物联网的需求，到底哪些需求需要物联网的支撑。第四部分谈一下物联网在智能电网的应用和我们国家电网公司正在开展的试点。最后组后跟大家一块分享一下我们物联网智能电网发展的战略和未来得一些基本方向。
国家电网信息通信有限公司副总工程师 李祥珍
国家电网公司是体制改革之后在原国家电网公司基础上成立了两个电网公司之一，它覆盖了除了海南、广东、广西、贵州以外的所有地区，公司资本金2000亿左右，覆盖国土面积88%，供电人口超过10亿人。我们资产总额达到了17000亿的资产情况，去年排名全球500强第15位。
国家电网公司应该说经过我们电力系统经过当时6年的发展，基本形成了完善的通信网络，形成了全世界最大的一个行业的专业网络，我们公司的分三级，国网公司总部至各网、省公司和直调厂站为一级，网公司范围为二级，省公司范围为三级，经过多年建设，国网公司通信网络实现传输媒介光纤化，业务承载化。目前，国家电网公司骨干通信网已基本建成覆盖各级电网主网架，满足电网安全稳定运行需要的“三纵四横”通信传输网。
这是我们公司未来构造的一个立体网络，从骨干层、核心层和介入层整体的网络架构。谈一下智能电网，刚才很多专家提到了智能电网，大家讲了很多内涵，我们叫三化，信息化、自动化、互动化，我认为几个内容，通过电网的建设，避免出现大量的停电，保证电网的安全。从以前的输煤，现在输电，我们进行远程覆盖来解决我们的能源问题。能源和能源使用地是相悖的，西部地区能源丰富但是没有需求，通过远程输电建立我们的网络来实现能量转换，我们从输煤变成输电。要保证新能源介入，我们特别是大型的风电、太阳能能接入，目前电网的结构和电网技术远远满足不了要求，由于风电、太阳能一个简式的方式，受天气的影响很大，所以接入问题很大问题需要解决。
第三要解决老百姓的输电、可靠用电的问题，另外引导我们百姓科技用电，承担节能减排的责任。我们国家电网公司在智能电网由这么几条，坚强智能电网以坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑，以智能控制手段，包含电力系统的发电、输电、变电、配电用电和调度各个环节，覆盖所有电压等级，覆盖所有电压等级，实现“电力流”信息流、业务六”的高度一体化融合，是坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代电网，它跟常规电网的特点一个是友好互动，第二是坚强可靠的特点。
我们智能电网建设的基础，我们信息化、自动化、互动化的特征，咱们下面有一个发展框架，公司在制订到2020年的发展计划，我们到N个重点，四个发展方向，两条主线，一个目标，三个阶段，一个目标是按照安全可靠几个原则，建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的中国特色坚强的智能化电网，技术上实现信息化、自动化、互动化管理上实现集团化、集约化、精益化、标准化。通过这些建设，要达到四个体系，第一个发展基础体系，技术支撑体系智能应用体系，标准规范体系。N个重点实施，通过重点的节能减排来制成智能电网的建设。在2020前公司将投资4万亿用于智能电网的建设。
重点开展智能电网的发展给华研究，我们今年叫做规划年，重点开展坚强智能电网发展规划工作，制定技术和管理标准，开展关键技术研发和设备研制，开展各环节的试点工作。2011-2015年我们要全面建设阶段，加快特高压电网和城乡配电网建设，初步形成智能电网运行控制和互动服务体系，关键技术和装备实现重大突破和广泛应用。2016年到2020年是引领提升阶段，全面建成统一的坚强智能电网，技术和装备全面达到国际先进水平。届时，电网优化配置资源能力大幅提升，清洁能源装机比例达到35%，分布式电源实现“即插即用”，智能电表普及应用，三年时间内将全国1亿户电表实现智能化。
我们从技术上来讲有几个技术，技术方面、装备方面实现一些重大的突破，包括监测和传感技术和我们电网的一些柔性以及电能方面的问问题。我们在输电方面要加强输电线路智能化建设，保证电网输电线路能够抵御像08年的南方雪灾的自然灾害的影响。要能够适应大的自然灾害对电网的冲击，同时在现有网络基础上提高传送容量和效率。
在配电方面能够实现高可性的目标，在用电方面我们要重点开展智能用户，智能家庭以及智能小区的建设，以及我们智能电表的建设。要实现对我们低压一些高质量电源的提供，特别是对于一些电能要求比较高的区域或者是企业能够提供一些可靠的服务，这是智能电表的一方面。
第三部分规划一下智能电网的物联网应用需求，传感器网络作为智能电网末梢信息感知不可或缺的基础环节，在电力系统中具有广阔的应用空间，将在电网建设、电网安全生产管理、运行维护、信息采集、安全监控、计量几应用用户交互等方面发挥巨大作用，可以全方位提高智能电网各个环节的信息感知深度和广度，为实现电力系统的智能化以及信息流、业务量、电力流提供高可用支持。
这里列了一个表从发电到输电到变电，配电，用电物联网的几个范围。包括一些监控接入，目前正在开展的一些对风电厂的功率预测的一些应用，基于无线通信的一些应用，这个东西非常重要，对于我们在甘肃大型风电基地建设风力预测以及功率预测非常重要，我们也在推广这项工作。对于我们一些巡检，巡视，故障排查都有重要作用，在配电方面、变电、供电方面都有很大的帮助，由于时间的限制就不多谈了，如果你们需要我可以给你们提供文档。
在发电方面在基础建设，分布式电厂监控、厂区监控污染物及气体排放监控、能耗监控、煤料监控、抽水蓄能监控、风电厂监控、功率预测、光伏发电站监控、生物质发电、储能监控，电源接入等。在输电方面以输电与控制、广域量测系统，输电效率提升等。我们在输电方面要输电与控制，广域量测系统、输电效率提升等方面进行。我们也开展一些多网融合和一些信息通信网的建设，从主干网到低压接入网是未来我们五年的工作。
我们通信物联网解决的问题，一个是我们现在世博会大家可以看到，很多人在为世博会保电
做支撑。我们奥运会通过在保电过程中光北京保电公司满足不了这个工作，我们就利用轮流值班，传统方式是最可靠的但是也造成极大的浪费。部署杆塔和线路一些防护线路的部署来解决线路的一些故障问题。同时我们通过在线路上配置一些传感设备来检测线路的实时情况保证电网的安全。另外我们通过一些设备的使用和部署，来提高我们传感的效率，保证设备的安全和电到位。
我们要帮物联网一些相应的设备应用管理，从电缆这方面我们在提供，对于一些我们电力的防盗问题非常严重，每年国家电网公司光被盗的资产就超过100亿非常巨大，间接损失更庞大。我们需要通过一些技术方面的部署来实施一些电网方案的部署。针对智能用电及用电信息采集的传输可靠性不高的问题，实时性不强，以及缺乏互动手段我们要开展相应研究和部署，由于今天对智能电网的要求越来越高，通过技术手段的支撑和部署来满足这些需求。
物联网可以看到各方面的支撑，我这里有一个表从各个环节可以看到，红的部分跟物联网相接的，80%的业务跟物联网相关。发电环节的接入到检测，以及到变电的生产管理、安全评估与监督，以及配电的自动化，电力检测等等以及用电的采集，以及营销这方面都要采用物联网。
第四部分汇报一下物联网在智能电网中的应用，以前不叫物联网，我们在2001年一个重大专项，叫用在WSN在我们配网的应用，这个应用很早了。目前在类似方面的项目已经很多了，大概有8到10项，在高压电力检测方面也有很多应用，在智能用电，智能小区，智能家居也有很多应用，无线抄表在很多方式也成为应用之一。未来的应用，智能电网的建设必然产生世界上最大，最为智能，信息感知最为全面的物联网，我们感觉这是一个对物联网最为密切的一个行业。
无线传感网络的应用和成果已经为我们智能电网的推动进一步进行了充分应用，电网具有良好的自动化基础，我们国家的自动化水平全世界来说也是很高的。从主网的能量管理系统到自动化系统到我们一些装置应该说在全世界已经达到很高的水平。所以，我们前面一个研究成果新的研究将为我们未来智能电网的应用奠定了基础。
这个图是物联网在配用电侧，这是一个抄表图，通过表箱通过对商业用户，大型用户进行分析。可能各位专家在各种场合讲的物联网应用讲到一块，这是我们现在实施的重点之一。这是用户服务和增值服务，我们从去年开始在北京和全国各地陆续开展一些试点和推广，在去年的试点基础上我们在全国11个省市进行智能用户的试点，包括智能家居，安防等等，另外也包括我们电表以及相应的增值服务。
为了配合智能电网的发展，为了互动电网和用户参与我们电网的互动提供一些通道和支撑，从今天开始我们叫光纤活动的电网试点，我们叫OPLC，刚才也有领导讲过了，从今天开始我们在全国14到18个省进行推广，我们要求各地在新建小区全部实现光纤到户，利用我们的电力手段来实现，我们在全国14个省开展工作，这也是为三网融合提供一些支撑。在我们常规电缆上可增加8%到10%的光纤到户，而且费用还是一样的，整个成本也相对比较低，这是他的一个结构图就不多讲了。
除了刚才以外今天国网公司在全国开展大批的试点，这些试点跟物联网相关的，刚才也提到电力用户用电信息采集，我们要求年底以前要建立主干系统完成，全国各省要部署完毕省级的主干系统的用电信息采集，同时各省要完成整个用电采集工作。第二我们在全国也是随着我们电力光纤到户的实施在开展试点也跟用电采集是同时进行的。第三是我们的世博会整了一个地下变电站，整了一个服务试点，是一个完整的智能电网的缩影大家可以看一看。第四我们在天津中新生态城做了一个示范，这里面完全是自动化的，从电网开始设计到未来实施应该是一个完整智能电网的示范正在开始进行，包括信息采集，包括智能家居，包括一些安防，我们一些所谓的光纤到户等等都在这里开展。
第五开展一个智能变电站的建设，通过采用数字化的一系列设备，我们光TP、CP等等来实现智能变电站，基于IDC6185的协议来完成对智能电网的应用，这个刚才也谈到光纤到户的试点和电力线宽带通信来尝试利用两种技术来进行三网融合的可能性，以及来分析整个问题，以及他的商业模式。全国各个省开始在年底以前坚决输电线路在线检测和高压设备状态检测及检测中心建设，这个投资也是非常大的。我们今天开始在全国也是在开展电动汽车充电网络及辅助管理系统，我们公司负责基于物联网的电动汽车建设这已经开发完毕了。全国在27个城市要完成72个充电站，要形成一个完整的充电网络建设。从今天开始我们要全国电网公司要开展一些ERP的深化研究和应用，同时要启动一个新5年的信息网络建设，我们要达到一个大容量基于智能电网交互的网络，要形成以光纤为主的通信网，要以光纤通信网补充的网络架构。
由于时间有限就不展开讲了，刚才讲那么多因为我们做了很多工作，我们也和三大运营商，中国移动，中国联通，中国电信和咱们电信研究院做了大量工作，我们也成立一个大的研究团队，针对智能电网做了很多工作，我们也针对自己的需求和发展提出我们的一个方向，这是整个几块。但传感器90%是进口，国产化率非常低，下一步我们要在研发上实现从感知到无线通讯，到整个运行要实现原创型的成果，我们现在跟一些合作单位研究，包括我们的通信，包括我们的应用，我们要开展长期项目云计算，利用电力系统私有云运算工作，我们在国家发改委的战略规划和其他方面基础上也制定我们国家电网公司物联网发展的战略目标。
我们想通过未来几年通过我们研究，通过我们试点和应用打造一个物联网几个方面，一个叫形成电力物联网的感知基础，以传感为核心的感知基础，包括各种传感器各种采集模块等等。第二电力物联网技术支撑体系，主要以信息体系为核心，来建设新一代无线有线相结合的网络。第三我们要研发面向智能电力应用系统，我们研究15个项目依托我们专项和我们公司专项基础上做大量的研发工作。另外在研究和开发基础上形成一个完善的各种各样的标准体系，包括标准、测试和实验认证，为了保障我们电网安全我们在网络隔离，网络安全方面也采取很多措施，为了保证电网安全我们进行了一些加密方式放在我们的网端。
在电表方面每个电表都有安全芯片，加上芯片才能进行使用，这是为了保证用户的使用。除了抄表以外作用跟传统电力系统不一个概念，自动化以后我整个电力系统的自动化、网络化、互动化大幅度的提高。那么，我们对物联网的研究核心将会围绕国家专项和我们公司的重要专项来开展技术研究和应用研究，我们要建立相应的研发机制，建立我们物联网实验室，未来几年要建立专门的物联网研究中心，在发电，用电，配电等方面也要做更多的方面工作。包括我们公司两院，国网信通以及工信部的研究院，以及很多单位来共同研发和利用。
目前体系我们主要以五块为主，第一是电力智能感知基础体系也就是智能感知装备及中间件，第二电力物联网技术支撑体系也就是信息通信网络，对这两方面进行研究。我刚才讲了除了光纤通信为主，我们争取在年底前基本形成一个现场实验环境，争取明年开始通过试点以后
模拟电路的融合智能故障诊断 篇3
关键词：故障诊断；模拟电路；神经网络；专家系统
传统的人工电路诊断技术已经无法满足现代电子电路的发展状况，如何运用模拟电路有限的可及点对于模拟电路内部的故障进行有效、快速的诊断是亟待解决的问题，本文涉及的模拟电路智能故障诊断系统的特点主要表现在诊断的精度高、灵活的诊断形式以及诊断的应用适应性强的特点。在实际操作中，不断总结经验，最后，将各个子系统融合优势发挥到最大，实现智能故障诊断的高精度、高适应性以及高灵活性。
1.模拟电路诊断技术的现状
目前，在模拟电路发生故障后，需要对所发生的故障进行及时诊断，这样做的目的是为了更加高效地进行检修、调试以及替换，可以大大提高工作效率。不同设备的模拟电路要求不一样，对于某些用于重要设备的模拟电路，需要进行故障的预测，也就是在电路进行正常工作的过程中，需要对正常工作进行持续不断的检测，这样可以有效确定出一些部分的元件将要失效，这样可以在设备发生故障之前，将将要失效的元件替换掉，可以有效避免故障的发生。然而，以上所述的内容，在人工诊断技术的层面无法满足设备的需求，所以，目前亟待解决的一个重要问题就是需要对模拟电路故障的自动智能诊断问题。
2.模拟电路智能融合诊断模型
BP网络具有极强的泛化能力，可以解决和判断断路状态属于那种类型的故障，因此会选取BP网络进行初级诊断。但是BP网络算法却是按照梯度下降搜索算法，其对于初始权向量异常敏感，而且非常容易陷入局部困境之中。BP网络算法与传统的搜索算法进行比较，遗传算法更具有鲁棒性，而且会受到函数可微与连续的限制。可以通过传统的遗传算法来对BP网络进行优化，从而得到初始化权值和网络分布，这样便可以比较好的克服BP网络存在的问题，并且可以有效提高神经网络的泛化性。我们采用BP网络初次诊断时，需要对不同的电路故障进行分类，然后再进行深层次的故障诊断检测，通过遗传的BP网络诊断选取训练样本，其主要是将选取的样本与网络的输入不同，而且在不同故障进行观测的时候，需要有针对性的进行识别，仔细辨别不同的网络故障之间的重要信息系统差异。
3.模拟电路智能融合故障诊断方法
3.1诊断训练样本选取
如果在BP网络中的某一个元件出现了软故障，直接会导致该故障元件应故测量值与电路中的测量值存在较大的差异，就算是根据应故障特征训练出的网络，其也无法做到对软故障诊断。电路中如果某一元件的所有参数都符合相应的正态分布，那么根据随机分量线性组合理论，我们可以知道该元件是正态分布中的随机变量。如果电路中出现硬故障，当对容差电路进行测量时，得到的测量特征值都是标称值特征向量中心子空间。电路中元件每个状态都可以应用样本中心进行训练，然后利用神经网络的容错性，可以在分类时将样本中心训练点一定范围集中起来，并统一的归纳为训练样本集。模拟电路中的特征参量容易受到容差和软故障的影响，从而使得神经网络出现较大的矢量干扰，如果故障元件相同或者容差环境相同，那么特征参量的规模越大，那么产生的容差干扰就越小。
3.2智能诊断方法的融合
首先，通过优选激励和测试节点以及增加测试信息等方法提高模拟电路可靠性。如果是理想的拓扑结构只需要少量的测试点就可进行故障诊断，但实际情况往往是拓扑结构不理想，使得无论怎样选择节点仍有大量的支路故障不可测。通过优选机理对测试节点进行弥补，如为频域分析则主要选择具有特征的频率反映电路故障。如为时域分析则选择噪声信号以激励被测电路。增加测试信息也是提高电路可测行的有效手段。可以有效的避免误诊断，获取大量的故障特征而对电路故障做出准确判断。其次，当确定了测试方案后将各类的测试数据进行优化处理得到不同类型的输入特征参量。然后将这些输入特征参量输入一个独立的精神网络，用此方法可对电路进行初级故障诊断。BP网络具有良好泛化能力，广泛的用于电路故障类型分类。通过遗传BP网络的初级诊断后，可以得到电路故障状态的可能性。然而，由于各个遗传BP网络训练样本与网络输入的不同，且不同的故障在不同的测试信息上体现程度的强弱也有差异，因而每一遗传BP网络故障分类器对不同故障的识别正确程度也有较大的差异。可通过遗传算法优化BP网络，遗传算法具有全局性搜索的特点，可较好的寻找适合的网络连接权和网络结构。完成电路故障的初级诊断后用模糊积分的方法在精神网络所输出的重要信息程度基础上进行决策融合。使得融合效率与诊断方法更加适应，准确定位故障。模糊积分方法是利用模糊集合知识综合考虑客观证据与主观评价的一种决策层融合方法。此方法适用于处理不确定性信息。使用模糊几分对多分类器记性融合时，不同的模糊测度对应不同的融合函数。如模糊测度值选择适当，融合后的分类性能比最优的单个分类器性能好。构造模糊测度，需先获取模糊密度。模糊密度是信息源对系统最终决策的重要程度，对于诊断系统，模糊密度值可认为是各遗传神经网络对故障诊断的重要性评价。通过将训练好的遗传神经网络分类器，分别独立进行在不同故障下的样本识别检验，利用每个遗传神经网络对各个故障的正确识别率作为该网络对各故障的分类信息的重要程度。
4.结束语
对于模拟电路的故障问题研究日益深入，尤其是当前模糊理论、BP网络以及遗传算法等在模拟电路中的广泛使用，使得这些对于模拟电路的故障诊断存在着较强的鲁棒性，如此便可以提高故障定位的准确率。尤其是对于这种大规模和超大规模的模拟诊断电路来说，其更加显得优越性。本文主要针对模拟电力的故障诊断模型、智能融合诊断的方法进行介绍，希望能够获取对模拟电力故障诊断更加优越的对策。
参考文献：
[1]杨士元.模拟系统的故障诊断与可靠性设计[J].科技与企业，2014
智能信息融合 篇4
谐振接地系统发生单相接地时,由于消弧线圈的过补偿作用,流过接地线路的稳态零序电流甚至比非接地线路的稳态零序电流还小[1]。虽然故障暂态零序电流幅值比稳态零序电流幅值大,但在某些情况下仍有可能出现暂态零序电流小于稳态零序电流的情况,而且由于暂态信号持续时间短,有时很难检测到,这直接导致现有的选线装置实际应用效果不佳。另外,故障类型不固定、不稳定故障电弧及随机因素等都将不同程度的影响故障信号,从而使选线困难[2,3,4]。
谐振接地系统单相接地故障特征和选线结果之间具有复杂的非线性关系,很难建立精确的数学模型,每一种选线方法都有各自的应用条件,不能适用于所有的接地故障情况,而现有的各种接地选线方法通常利用单一的故障信息进行选线,在现场运行中,准确度较低,难以满足实际需求,因此利用基于智能融合的方法,对各种故障特征信息进行综合分析,融合各种方法以达到互补的效果,既消除单一保护方法的固有缺陷,又减少信号干扰的影响,提高了故障检测精度和选线鲁棒性[5,6]。
1 暂稳态信息智能融合选线方法构建
1.1 单一选线方法
(1)暂态零序电流法
利用小波检测信号突变的能力,对零序电压进行小波变换,确定单相接地发生时刻。选取coif5小波函数,采样频率为9 600 Hz,分解层数取5层,对发生单相接地后前1/4周波的各线路零序电流进行小波包分解与重构[7,8,9]。定义线路所有频带总能量为[10]
式中:εi为某条线路所有频带总能量;ωk(l)(n)为第(l,k)子频带下单节点重构后的重构系数;每个子频带下共有n个系数;小波包分解后共有k个子频带数。则可计算出第i条线路所有频带总能量εi与所有线路所有频带总能量总和εΣ的比εi/εΣ,即零序电流暂态能量比。
在选定频带SFB(Selected Frequency Band)范围内,选取线路所有频带中能量最大的频带为该线路的特征频带[11]。当各线路的特征频带不完全一致时,则依次求出各线路在相应特征频带下的极性。
式中:pk为第k条线路的极性;U0m为零序电压在某一频带下的第m个重构系数;I0km为第k条线路零序电流同一频带下的第m个重构系数;每个子频带下共有n个系数。
通过比较各线路暂态零序电流能量比的大小和暂态零序电流极性的方向判定接地线路。暂态零序电流能量比最大且pk<0的线路为接地线路;所有线路的暂态零序电流能量比均小于0.5且所有线路的pk>0时判定为母线接地;其他情况为无法判定接地线路。
当单相接地发生在相电压过零点或高电阻接地时,暂态零序电流幅值小难于检测,接地线路和非接地线路的暂态零序电流故障特征差别也较小。此时选线裕度较低,加上信号干扰以及其他不定因素的存在,可能出现误选。
(2)零序有功功率法
取单相接地后第4、第5个工频周期内零序电压和各线路零序电流的值,采样频率为3.2 kHz,由FFT分析其幅频特性和相频特性,得到零序电压、零序电流基波分量的有效值U、I和相角θ1、θ2,将得到的零序电流基波分量投影到零序电压基波分量上,可得各线路的零序有功功率,即Pi=UIcos(θ2-θ1)。将零序有功功率Pi与所有线路零序有功功率绝对值总和PΣ的比Pi/PΣ定义为零序有功功率比。
通过比较零序有功功率比的大小及其符号判定接地线路。零序有功功率比绝对值最大且符号为负的线路为接地线路;所有线路的零序有功功率比的绝对值均小于0.5且符号均为正时,判定为母线接地;其他情况为无法判定接地线路。
零序有功功率法选线准确度易受高阻接地、消弧线圈串联或并联阻尼电阻、线路长短及由于线路三相对地电容不平衡引起的“虚假有功电流分量”等因素的影响[12,13]。
(3)负序电流变化量法
取单相接地前1个工频周期和单相接地后第4、第5个工频周期内各线路三相电流的值,采样频率为3.2 kHz,由三相电流计算得到各条线路发生单相接地前、后的负序电流有效值I20、I2及负序电流变化量ΔI2=I2-I20,进而计算得出各条线路单相接地前后负序电流变化量与所有线路单相接地前后负序电流变化量绝对值总和ΔI2Σ的比,即各线路负序电流变化量比[14]。
通过比较负序电流变化量比的大小及符号判定接地线路。负序电流变化量比绝对值最大且符号为正的线路为接地线路;所有线路的负序电流变化量比均小于0.5时,判定为母线接地;其他情况为无法判定接地线路。
负序电流变化量法需要增设3个电流互感器,对选线装置的硬件有更高的要求,计算得到的负序电流变化量存在的计算误差将影响选线的准确度,另外,在母线接地时可能误选。
1.2 融合选线方法
数字信号处理技术、微处理器技术的发展,使得基于暂稳态信息智能融合的单相接地选线方法在工程中的应用成为可能。综合考虑单相接地的暂稳态特征信息及各单一故障特征选线方法的固有缺陷及互补性,采用多神经网络对单相接地暂稳态信息进行融合,提高选线的准确度[15,16]。
谐振接地系统单相接地故障分为稳定接地及非稳定接地两种类型。稳定接地时,故障零序电流经过一定工频周期后进入稳定状态;非稳定接地时(主要表现为电弧接地),电弧的时燃时灭使得故障时的零序电流多次突变而无法进入到稳定状态。可根据故障零序电流是否多次突变来判断是稳定接地还是非稳定接地。
当接地类型为非稳定接地时,零序电流发生多次突变,稳态选线法实际采样到的故障电流含有暂态过程,基于稳态特征量的选线方法将失效。因此仅利用暂态特征量进行选线,但仍然存在高阻接地时故障特征不明显致使选线失败的情况,故采用BP神经网络融合暂态零序电流能量比进行选线,信息融合采用一级融合。
当接地类型为稳定接地时,利用BP神经网络融合暂态零序电流能量比、零序有功功率比、负序电流变化量比等三种故障特征进行选线,可以消除单一选线法的固有缺陷,达到融合互补的效果。信息融合采用两级融合。一级融合对三种故障特征分别进行融合,确定各种特征下表征各条线路发生接地的可能程度;二级融合将三种故障特征分别经一级融合后所得的结果进行综合融合,最终进行选线。
融合选线方法如图1所示。
2 智能融合选线方法实现
2.1 非稳定接地
非稳定接地时,融合选线步骤如下:
1)获取零序电流暂态能量比。对各线路在不同位置发生不同过渡电阻的间歇性弧光接地故障进行仿真,获得每一种接地情况下各条线路的零序电流暂态能量比(含极性)[ε1/εΣ,ε2/εΣ,…,εn/εΣ],当某线路在相应特征频带下的极性为负时,该线路的暂态零序电流能量比前加负号,其中n表示线路数。
2)训练BP神经网络。电弧接地过电压故障的产生机理可用工频熄弧和高频熄弧理论来解释,这两种理论均假设接地故障在相电压为负的最大值时发生电弧接地,谐振接地系统中单相间歇性弧光接地的弧道电阻主要在200~400Ω和2 000~4 000Ω这两个区间。训练样本选各条线路在B相电压相角为-90°时发生过渡电阻分别为200Ω、300Ω、400Ω、2 000Ω、3 000Ω、4 000Ω的间歇性弧光接地。将每次接地后计算得到的各条线路的零序电流暂态能量比作为BP神经网络的训练输入样本,训练输出样本为[y1,y2,…,yi],yi(i=1,2,…,n)为0或1,0表示非接地线路,1表示接地线路,均为0表示母线接地。训练完成后,保存BP神经网络的连接权值。
3)选线。将非训练样本中的零序电流暂态能量比用训练后的BP神经网络进行验证,神经网络的输出结果[Y1(1),Y1(2),…,Y1(n)]表征各条线路发生单相接地的可能程度,某条线路的输出越接近于1表示越可能是接地线路,越接近于0表示越可能是非接地线路,其中n表示线路数。
当某条线路的输出结果大于0.6时,判定该线路为接地线路;当某条线路的输出结果小于0.3时,判定该线路为非接地线路;当某条线路的输出结果在[0.3,0.6]之间时,则无法判定接地线路;当所有线路的输出结果均小于0.3时,判定为母线接地。
2.2 稳定接地
稳定接地时,融合选线步骤如下:
1)获取故障特征数据。考虑不同接地位置、接地发生时刻及过渡电阻,对各线路进行接地仿真。获得每种接地情况下各条线路的暂态零序电流能量比(含极性)(ε1/εΣ,ε2/εΣ,…,εn/εΣ)、零序有功功率比(P1/PΣ,P2/PΣ,…,Pn/PΣ)、负序电流变化量比(ΔI2(1)/ΔI2Σ,ΔI2(2)/ΔI2Σ,…,ΔI2(n)/ΔI2Σ),其中n表示线路数。
2)进行一级融合。对各条线路在B相电压相角分别为0°、30°、45°、60°、90°时发生过渡电阻为200Ω的单相接地进行仿真,将每种接地情况下计算得到的故障特征数据作为BP神经网络的训练输入样本,分别对暂态零序电流能量比、零序有功功率比、负序电流变化量比等故障特征数据进行一级融合。
对过渡电阻分别为2Ω、100Ω、200Ω、500Ω、2 000Ω的接地故障进行大量仿真,发现各种故障特征受过渡电阻的影响均较大,而过渡电阻为200Ω的接地故障,接地线路与非接地线路的故障特征区别较明显,故选取过渡电阻为200Ω时的各种接地故障情况所得到的数据作为一级融合的输入训练样本。通过一级融合后所得到的结果能够表征不同故障特征下各线路发生单相接地的可能程度。由于一级融合主要是为了体现不同故障特征下各线路发生单相接地的可能程度,因此不考虑多种过渡电阻的情况。一级融合时,对一级BP神经网络训练方法同2.1节非稳定接地。
3)进行二级融合。对各条线路在B相电压相角分别为0°、30°、45°、60°、90°时及母线在B相电压相角为0°时发生过渡电阻为2Ω、100Ω、200Ω、500Ω、2000Ω单相接地进行仿真。对单相接地后得到的每条线路暂态零序电流能量比、零序有功功率比、负序电流变化量比等故障特征数据利用训练好的一级BP神经网络进行一级融合,经一级融合后所得的结果作为二级BP神经网络的训练样本,进行二级融合。二级融合主要为了提高选线准确度,训练样本的选取充分考虑了不同故障位置、不同故障时刻、不同过渡电阻情况。
二级融合的训练样本中,以每种单相接地情况下各线路所得的三种故障特征数据的一级融合结果作为一组输入样本。线路1输入样本为(Y1(1),Y2(1),Y3(1)),输出样本为[x1];线路2输入样本为(Y1(2),Y2(2),Y3(2)),输出样本为[x2];…;线路n输入样本为(Y1(n),Y2(n),Y3(n)),输出样本为[xn];依次类推,其中:x1,x2,…,xn为0或1,0表示非接地线路,1表示接地线路。训练完成后,保存连接权值。
4)选出单相接地线路。根据二级融合结果按照2.1节所述规则进行选线并输出选线结果。
3 选线方法仿真验证
采用Matlab/Simulink搭建10 kV谐振接地系统的仿真模型,如图2所示。
仿真模型中含有四条出线,其中,第一条出线(线路1)含有2个分支(分支1和分支2),第二条出线(线路2)含有1个分支(分支3),各段线路长度标注在图2中。谐振接地系统的电源采用无穷大容量的三相电压源模型,相电压有效值63.5kV。线路采用分布参数模型。架空线路零序电阻R0=0.23Ω/km、零序电容C0=0.008μF/km、零序电感L0=5.478 mH/km、正序电阻R1=0.17Ω/km、正序电容C1=0.00969μF/km、正序电感L1=1.21 m H/km。电缆线路零序电阻R0=2.7Ω/km、零序电容C0=0.28μF/km、零序电感L0=1.019 mH/km、正序电阻R1=0.27Ω/km、正序电容C1=0.339μF/km、正序电感L1=0.255 mH/km。110 kV主变压器的铭牌参数为:SN=31.5 MVA、YN,d11联结、短路损耗ΔPk=118.9kW、空载损耗ΔP0=19.5 kW、空载电流百分比I0%=0.12、短路电压百分比Uk%=14.99。10 kV变压器的铭牌参数为:SN=1 MVA、Y,yn联结、短路损耗ΔPk=10.3 kW、空载损耗ΔP0=1.15 kW、空载电流百分比I0%=0.7、短路电压百分比Uk%=4.5。Z型变压器铭牌参数为:SN=0.2 MVA、短路损耗ΔPk=3.33 kW、空载损耗ΔP0=0.68 kW、空载电流百分比I0%=2.2、短路电压百分比Uk%=2.5。消弧线圈电感L=0.803 H、rL=7.567Ω。
3.1 非稳定接地故障
非稳定故障有弧光接地、间歇性弧光接地、中间伴随稳态过程的弧光接地三种,选取典型的间歇性弧光接地故障进行仿真。弧光接地故障过程复杂,根据工频熄弧理论,利用开关开合表征电弧的熄灭和重燃状态,模拟5次燃弧和熄弧过程,燃弧时刻分别为0.015 s、0.025 s、0.035 s、0.045 s、0.055 s,熄弧时刻分别为0.02 s、0.03 s、0.04 s、0.05 s。表1列出部分不同非稳定接地故障情况下暂态零序电流原始数据及融合结果。
由表1可见,根据前文所述规则,进行融合前,序号1~6类型故障可准确选线,序号7类型故障则无法判断接地线路,经过神经网络融合后,均可准确判断接地线路。
3.2 稳定接地故障
考虑稳定接地情况,设置仿真模型线路1的三相负荷load2不对称,线路4三相对地电容不平衡(不平衡度为2%),进行不同接地故障情况下单相接地仿真,各线路暂态零序电流能量比a1、零序有功功率比a2、负序电流变化量比a3、暂态零序电流能量比一级融合结果b1、零序有功功率比一级融合结果b2、负序电流变化量比一级融合结果b3、二级融合结果y及选线结果如表2所示,限于篇幅,仅列部分典型数据。
稳态零序电流幅值较小,受选线装置检测精度及各种干扰等的影响较大。目前,零序电流互感器一般变比为75:5或50:5。当测得的一次侧的零序电流有效值小于一次侧额定值的5%时,测量精度难以保证。以50:5的零序电流互感器为例,一次侧额定电流值的5%为2.5 A,也即当零序电流有效值小于2.5 A时,检测到的零序电流值不准确,故对零序有功功率法得到的数据进行近似处理:当接地故障后所有线路的零序电流有效值均小于一定值(2.5A)时,将所有线路得到的零序有功功率比置为0,即高阻接地时(包括线路高阻接地和母线高阻接地),零序有功功率比被置为0。
根据前文所述规则对表2所列典型单相接地情况进行融合选线。
序号1类型故障:根据a1、a2均无法判定接地线路,根据a3判断线路2为接地线路,经过一级融合后,根据b1、b2无法判断接地线路,根据b3判断线路2为接地线路,经过两级融合后,判断线路2为接地线路,结果正确。
序号2类型故障:根据a1、a3判断线路3为接地线路,根据a2无法判定接地线路,经过一级融合后,根据b1、b3判断线路3为接地线路,根据b2无法判定接地线路,经过两级融合后,判断线路3为接地线路,结果正确。
序号3类型故障:根据a1、a2、a3判断线路4为接地线路,经过一级融合后,表示线路4发生接地故障可能程度的b1=0.5824,小于规则定的临界值0.6,无法判定接地线路,根据b2、b3判断线路4为接地线路,经过两级融合后,判断线路4为接地线路,结果正确。
序号4类型故障:根据a1、a2、a3均无法判定接地线路,经过一级融合后,根据b1、b2、b3判断为母线接地,经过两级融合后,判断为母线接地,结果正确。
由此可见,通过两级多BP神经网络融合暂态零序电流能量比、零序有功功率比、负序电流变化量比等三种故障特征数据进行选线,克服了单一选线方法在某些情况下准确度不高的缺点,综合了三种单一选线方法的优点,达到了互补的效果,在不同接地位置、不同接地时刻、不同过渡电阻的单相接地情况下均能够准确选出接地线路。
4 结语
针对谐振接地系统,综合考虑各单一选线方法的互补性,提出采用多人工神经网络融合暂稳态信息进行单相接地选线的方法。通过一具体实例对所提智能融合选线方法进行验证,结果表明所提出的融合选线新方法是正确可行的,该选线方法受接地位置、接地发生时刻、接地过渡电阻大小等因素的影响较小,对不同单相接地情况适性强,具有较高的选线鲁棒性。
摘要：谐振接地系统单相接地故障特征信息微弱,现有采用单一故障特征信号的选线方法难于实现可靠选线。综合考虑暂态零序电流能量比、零序有功功率比、负序电流变化量比等三种单一故障特征选线方法的互补性,针对谐振接地系统提出采用多人工神经网络对单相接地暂稳态信息进行融合的选线方法。区分稳定接地及非稳定接地,分别采用不同的融合方案。大量仿真验证该选线方法受接地位置、接地发生时刻、接地过渡电阻大小等因素的影响较小,适用于各种单相接地情况,具有较高的选线鲁棒性。
智能信息融合 篇5
第一章 总则
第一条 目的
为实现XXX集团信息化目标，规范公司信息化建设，建立和完善公司信息系统，通过计划、计算机及相关设备管理、软件系统管理、网络建设管理和信息系统安全管理的控制，提高使用效率，最大程度满足公司经营和管理活动对信息管理的需求，促进公司信息化有序规范地发展，特制定本制度。第二条 适用范围
本制度适用于总公司、各二级公司、各部室。
第二章 信息化管理原则及职责
第一条 企业的信息化管理一般遵循以下基本原则：
（一）战略导向原则：信息化管理应纳入到企业本身的发展战略中，要与企业未来的目标管理发展充分结合，信息化规划要适合企业的发展规模和发展阶段需要。
（二）提前规划原则：企业信息化需要以发展的眼光，站在企业优化的高度，做好对公司信息化的中长期远景规划。
（三）分步实施原则：公司的信息化建设工作由公司信息化职能部门进行整体统一规划，具体实施将采取按计划分阶段逐步实施的过程。第二条 信息化职能部门在公司信息化管理工作方面的主要职责包括：
（一）拟订和调整公司信息化建设整体规划方案。
（二）组织实施公司信息化建设的整体规划方案。
（三）根据自身专业出发对相关产品进行合理化建议和推荐。
（四）公司各类信息系统、软硬件和网络的组建、日常管理和维护。
（五）组织处理公司各类信息系统故障。
第三章 计算机及相关设备管理
第一条 信息化职能部门负责公司各职能部门计算机及相关信息系统设备的配置技术标准等管理。
第二条 信息化职能部门负责收集计算机及网络设备的最新市场行情信息，提供建议和方案，并负责对采购的设备进行验收。第三条 计算机或网络设备出现故障，知情人员必须及时告知运营部，由运营部安排相关人员进行现场技术处理并给予修复，对不能进行修复的设备，由运营部相关人员明确故障原因，出具鉴定结果，送相关外部机构进行维修处理。
第四章 软件系统管理
第一条 公司各部门根据工作需要，向信息化职能部门提出新增或修改软件相关系统模板。信息化职能部门根据各部门需求情况制定相应表单、流程。
第二条 公司软件系统由信息化职能部门负责相关操作的技术支持和协助。所有信息化系统软件帐号由人事部向信息化职能部门信息管理人员提出分配需求，由信息管理人员进行帐号和相关权限的分配。第三条 各类应用软件系统(包括公司网站、销售系统、0A系统、人力资源管理系统、资金管理系统等，)使用人员均应按系统要求的规
范进行操作。
第四条 信息化职能部门负责各类应用软件系统的升级、维护和管理。
第五章 网络建设与网络资源管理
第一条 信息化职能部门根据公司对网络的需求，统一规划，制定相应方案报相关领导负责人审批后组织实施。
第二条 公司计算机网络线路、设备、服务器均由信息化职能部门统一组织安装、管理、维护，其他人员不得擅自更换线路和设备，不得擅自拆卸设备、改变计算机配置
第三条 严禁公司人员利用公司网络资源进入非法网站、下载浏览非法信息，发布非法言论；严禁在公司电脑上保存非法资料和利用黑客等手段下载保存公司信息系统内的机密信息。对于造成违法结果的，信息化职能部门有权配合公安部门对相关日志、记录等信息进行提取和备案，并将追究其责任。
第四条 信息化职能部门应遵守公司保密制度，对公司网络和安全、完好负责，定期对网络线路和设备的运行情况进行检查。不得向其他任何人员泄漏本公司网络结构、网络布局、布线系统及软件结构、代码、软件注册码或序列号等有关网络方面的任何信息。
第六章 信息系统安全管理
第一条 公司的信息系统安全由信息化职能部门统一进行监控管理。第二条 公司信息平台系统、财务管理软件系统等系统软件必须定期、定时进行数据库的备份下载，予以保存，由信息化职能部门负责
组织信息系统的备份工作，保证系统故障后能及时恢复。
第三条 信息系统使用人员应对本人使用的系统帐号和口令保密，由于帐号、口令泄露造成不良后果的，由帐号拥有人负全部责任。第四条 信息化职能部门负责计算机病毒防范工作，负责收集、病毒木马报告，追踪最新病毒动向，制定相应的防范措施，安装有效的杀毒软件或及时下载最新杀毒软件指导计算机使用人员进行病毒防范。第五条 各部门应配合信息化职能部门做好计算机登记、检查和维护工作。
第七章 突发情况处理
第一条 网络系统核心设备或主干网络线路发生故障，或因服务器软硬件故障、黑客、病毒攻击，公司主要的应用系统停止服务或系统瘫痪等情况时，运营部应及时组织力量解决突发事故，恢复信息系统正常运行。
第二条 突发事故发生后，信息化职能部门需及时通知相关领导和其他负责人。
第三条 突发事故处理完后，信息化职能部门需组织查明事故发生原因，对事故进行估，并提交分析评估报告给相关领导。
智能信息融合 篇6
江志强坦言，硬件创业不是容易的事情，很多硬件创业公司都会不小心在很多“坑”里栽跟头，其中最大的一个坑就是从小批量到量产过程中如何进行供应链管理并确保优良率。过去一年，不少硬件项目都差点栽在这个坑里，比方说老罗的锤子手机。幸亏江志强的台湾背景发挥了作用。他表示，有家总部设立在台湾、全球排名第十大的ODM（原始设计制造）上市公司，同时也是苹果选定的iPhone6的数家代工厂之一，将成为巨鲸公司未来智能硬件在量产阶段的合作伙伴，同时与巨鲸一起在物联网的创新大潮中探索产品与技术的创新。
硬件只是与用户建立关系的一种手段，江志强不只是要把巨鲸打造成一家纯硬件公司。在儿童与家长这个市场，巨鲸会先从6到12岁的小朋友开始切入，关注他们的安全、陪伴、习惯养成、非智力的素质发展等等需求，兼顾学校和家中两个场景，最终要承载的还是江志强过去16年熟悉的互联网资产、用户创造的内容、用户黏性。江志强过去两个月密集地用IDEO design thinking（设计思考）方法论结合过去的营销研究经验进行深度的用户调研之后发现，儿童市场并不太好做，因为stakeholders比较多，购买者（家长）、使用者（儿童）、影响者（学校的体制与老师）都不是同一群人，而且这个年龄段的儿童成长速度特别快，不过产品与服务一旦能做起来，之后是能建立一定的门槛的。
另外，江志强也在思考公司的竞争力问题。硬件加互联网资产的组合可能还不够，如何建立与用户之间的情感纽带与长期信任，让产品能够与用户一起成长与更新，这是巨鲸在规划商业模式与建设团队核心竞争力时想重点加强的地方。虽然硬件的制造周期较长，但是江志强有信心在2015下半年推出第一款精品。
江志强经历了电商、门户、社区、广告平台、社交、移动互联网等多个领域，在加入人人之前曾担任阿里巴巴集团副总裁和网易副总裁，是少数融合了网易系、阿里系和人人系等不同派系的混合基因创业代表。除了江志强，巨鲸的创始团队可谓互联网行业的豪华团队：蒋镒诊，前惠普全球研发主管，有逾20年软硬件与互联网从业经验，其研发的两款激光打印产品在全球销量皆超过10亿美金，有两次创业经验;郝建冬，有13年设计经验，是全球知名设计公司IDEO中国区的第一位中国设计师，多项作品获得红点与IF等国际大奖？？
江志强的混合创业基因受网易与阿里的影响较大。他担任网易副总裁期间的同事们目前都已经是行业的风云人物，比如YY创始人李学凌、猿题库创始人李勇、雪球财经创始人方三文等。这些人都给了他不少启发。江志强在阿里期间，曾经与吴泳铭联手打造第一代阿里妈妈广告平台，也经历过阿里的内部创业。2013年12月离开人人之后，他开始专注于TMT领域的天使投资，项目遍及中国大陆及台湾地区、硅谷、以色列。同时，他还活跃于阿里离职校友组织——阿里邦、前橙会、BAT组织，为正在创业的阿里人服务;他还在大中国地区几个加速器担任导师，包括阿里邦与南极圈的联合导师团、创业邦的BangCamp。正是这个帮助初创公司成长的过程，让江志强发现自己更热爱从0到1的过程。
智能信息融合 篇7
1 电力设备故障管控系统的硬件组成
电力设备故障管控系统主要包括输入设备、输出设备和微型计算机等。其中, 输入设备由信号转换调理板构成, 外来信号经转换设备传送到中央控制系统中, 利用监控计算机对其控制, 并利用可编程控制设备 (PCL) 实现对电力设备的有效控制。同时, 还可以利用输出系统中的显示器、打印机等显示故障处理结果。在此过程中, 可编程控制器主要用来辅助监控计算机检测和管控电力设备, PCL可根据输出信号设定故障要素, 比如故障类型和维修线路等。对于系统中的信号转化设备而言, 它可将数字信号有效地转化为计算机可识别的电信号 (电压信号) 。在实践中, 可以在信号转化设备上安装抗干扰电路, 从而起到保护作用。
2 电力设备故障管控系统的软件组成
目前, 多数电力系统故障问题模拟微机操作系统选用微软3.2平台和LABVIEW软件, 通过采集、整理和处理数据信息有效控制电路。与传统的编程软件相比, Lab VIEW主要通过图形将语言扩充至可视范围之内, 这样可使操作更加方便、快捷, 功能更加强大。在应用实践中, 完全可通过应用该软件满足客户端数据信息整理和处理的需求。电力设备故障控制和处理系统的软件部分由系统初始化、参数处理、故障设置和录波分析等模块构成。其中, 初始化模块具有初始化接入电气设备的数据信息、初始化电气设备原有的参数信息和初始化人工操作等功能。
2.1 控制模块
控制模块是故障控制系统最重要的部分之一。故障控制模块主要包括简单的故障问题设置和重复故障检测模块, 即通过既定的设计程序检测和排查模拟电路中简单的故障问题。同时, 采用人工方式, 比如利用键盘控制故障问题、利用鼠标合理选择重要的故障问题频发点, 尤其是线路初始、中间和尾端位置等。故障问题控制系统的内存中积累了很多有经验的故障线路数据信息, 一旦出现故障, 则该系统就会对比分析故障数据与原先记录的数据, 从而判断故障产生的具体位置和类型。当计算机控制系统主线路板的故障线路出现颜色变化时, 就会提醒操作人员及时进行有效处理。同时, 中央计算机会向PLC发出相应的指令, PLC会根据处理器发出的指令实施故障问题管控。比如, 在故障问题检修步骤的设定中, 当中央处理器发出故障维修指令时, PLC会实时管控电力设备故障。
2.2 参数模块
参数模块主要用来控制模拟微机控制系统中的相关数据参数, 尤其是波形长度、电流和电压等数据。模拟微机控制系统的频率可根据需要适当微调, 但调整幅度应在500 k S/s的范围之内。同时, 录波长度应根据频率适当调整, 通常先录取一段正常数据信息, 如果出现故障, 则操作人员就可以参考事先录好的波形, 并以电压、电流变化为基础, 适当调整技术参数。事实上, 参数模块、录波模块之间具有非常密切的联系, 录波模块的功能是存储数据信息, 并通过示波器显示, 然后自动分析和处理波形。目前, 电力设备故障控制系统主要有外部信号刺激启动和按键控制两种模式, 当开启录波功能后, 中央计算机会向PLC发出相应的故障启动指令, PLC会按照现有的模拟程序处理故障。中央计算机可按照基础录波、频率对故障数据信息进行分析, 并利用示波器显示, 以实现对故障数据信息的动态化监管。微机监测系统可分析数据信息的采集、显示和处理过程, 其主要元件为中央计算机, 并在工业生产过程中采用采集卡采集和处理数据信息。
3 国内电网系统调度的自动化建设
在电网调度的自动化控制中, 分析了电网的静态运行, 并通过仿真电网调动系统检验其静态运行的效果。通过仿真模拟电网调度自动化, 进一步保障了电力资源的优化配置, 实现了电厂电力的经济调度。近年来, 随着我国电网调度自动化的发展, 自动化建设取得了多项发展成果, 为我国电力系统的自动化建设作出了突出贡献, 电网调度自动化逐渐成为我国电力系统建设中的重要组成部分之一。在电网建设尤其是自动化系统的建设中, 电网调度系统的自动化有效保障了电力系统的稳定性和安全性, 使我国电力系统的自动化达到了国际化发展水平, 并在国家各级电力部门和政府的科学调配下, 进一步完善了调度机制, 为我国电力系统自动化发展奠定了稳固的基础。
4 结束语
综上所述, 电力设备故障模拟控制系统利用简单的电子器件有效实现了对电力设备故障的模拟和监管, 具有成本低、操作方便等优点, 且具有较高的安全性和可靠性。在具体的实践中, 既可以控制电力设备运行系统中的各项数据信息、物理现象, 又可通过模拟电路故障设置, 观察故障发生时的具体数据信息。电力设备系统故障模拟微机控制系统符合继电保护设备的应用要求, 具有广阔的应用前景。
摘要：随着电力系统规模的逐渐扩大, 人们对电力系统的故障维修和日常监测提出了新的要求。数字信息技术的发展为大型电力系统的故障监测和维修提供了坚实的技术支持。通过分析电力系统故障模拟微机控制系统中的主要技术, 提出了切实可行的开发策略, 以供参考。
关键词：电力系统,微机控制,故障维修,PLC
参考文献
[1]肖红, 王慧, 范正林, 等.电力系统故障分析[M].北京:电力工业出版社, 2012.
智能信息融合 篇8
在办公楼、仓库等场所,均要求不定期的巡逻,对场所内各种环境信息进行监测,以应对紧急情况的发生。若由安保人员进行巡逻,存在成本高、工作量大等问题,甚至会因工作疏忽、麻痹大意等人为因素而造成严重的安全事故。智能安保巡逻车可自主巡逻,对巡逻区环境的多种参数进行监测,并将相关信息传送到监控中心,监控中心即可实时掌握场所内的情况,从而在人少值守的情况下实现全方位安全监控,因此,可节省大量的人力资源,同时增强巡逻力度和安全性。
本文阐述了智能安保巡逻小车的功能、结构,探讨了多传感器信息融合技术在智能安保巡逻小车在火灾识别、非法入侵者识别中的应用。
1 智能安保巡逻小车的功能和结构
智能安保巡逻小车根据预先存储的道路信息、巡逻路径等,对楼道、仓库等进行自主巡逻,躲避障碍物,完成对各个路段的扫描,扫描的内容包括:有无非法闯入者或者火灾隐患(如温度、火焰、烟雾浓度情况),并通过无线通信向监控中心传输视频等相关信息。通过视觉系统,小车识别各个路口的路标以确定当前位置,决定行进方向和路线。若接收到安全检查节点的报警,可根据节点位置,自动查询预存的路径信息,计算出最佳路径,然后快速前往报警地点。到达报警地点后,对区域内的视频信息、火灾隐患以及是否有非法闯入者进行检测,并向监控中心发回相应的检测信息。
图1是智能小车的功能结构图,其主要包括道路检测、环境检测、网络通信等模块,各模块由单片机控制处理核心进行控制,形成闭环控制系统[1,2]。道路检测模块利用摄像头识别路标信息,使小车确定位置和行驶路径,实现自主行驶;环境检测模块检查周围的环境信息,由温度传感器、火焰传感器、烟雾传感器和热释电传感器组成;通信模块用于小车和监控中心、安全检查节点间的信息传递,主要由无线视频发射接收模块和zigbee无线模块组成。
智能小车采用多种传感器采集环境信息,控制核心选用单片机,摄像头采用OV6620数字摄像头,温度传感器采用DS18B20,火焰传感器采用R2868型,烟雾传感器采用ZYQM-2型,热释电采用LHi968型。
2 多传感器信息融合技术在智能小车中的应用
多传感器信息融合(multi-sensor information fusion)也称多源信息融合,是近年来发展起来的一门新技术[3]。各种传感器提供的信息都具有不同的特性,多传感器融合系统则能够充分利用各种传感器的分离观测信息,通过对信息的优化组合导出更多的有效信息,从而利用多个传感器联合操作的优势,提高整个系统的有效性。
利用多个传感器所获取的关于环境全面、完整的信息,主要体现在融合算法上。多传感器数据融合的常用方法[4]可概括为随机和人工智能两大类,随机类方法有加权平均法、卡尔曼滤波法、贝叶斯估计法、Dempster-Shafer(D-S)证据推理、产生式规则等;人工智能类则有模糊逻辑理论、神经网络、粗集理论、专家系统等。信息融合技术在车辆控制中已有应用[5,6,7] ,为了提高智能安保巡逻小车的环境识别能力,本文对多传感器信息融合技术应用于智能小车识别火灾、非法入侵者进行探讨。
2.1 基于多传感器信息融合的火灾识别探讨
火灾发生时,会产生高温、火光和烟雾等现象,故可使用感温型、感烟型、感光型等多传感器进行探测。当有高温、火光、烟雾产生时,传感器输出信号经放大后,送入控制器,控制器发出警报信号并显示火灾发生的地点。但是任何一种传感器都只能针对火灾中同时出现的多种物理现象中的一种进行监测,难免受环境中某些相似因素的影响,从而可能导致误报警,几类常用的火灾识别传感器发生误报警的环境因素如表1所示[8]。
在仓库等对火灾监测严格的场所,为了提高火灾识别的可靠性,智能小车使用温度传感器检测环境温度,并加入火焰传感器和烟雾传感器采集相应的火光和烟雾浓度信息,应用多传感器信息融合技术处理各传感器提供的异常信息。本文使用基于模糊推理的信息融合方法[9],其模型如图2所示。
温度传感器、火焰传感器、烟雾传感器输出信号超出设定阈值时其状态为1,而小于阈值时其状态为0。设A为传感器的集合,各传感器判断火灾有无的可信度矩阵为
,根据式(1)进行模糊变换得到各判决出现的可能性,即
Y=X×RA×B (1)
式中,RA×B为A和B的关系矩阵,
,其中,μij表示由传感器i推断决策为j的可能性。
然后,针对各可能判决,按最大隶属度方法进行选择得出最终结果。判决规则如下:
1) 判决结果有最大的隶属度且隶属度必须大于1;
2) 判决结果的隶属度与其他判决的隶属度值的差必须大于0.5。
本文设定由温度传感器确定有无火灾的隶属度分别为μ11=0.5,μ12=0.5;由火焰传感器确定有无火灾的隶属度分别为μ21=0.7,μ22=0.3;由烟雾传感器确定有无火灾的隶属度分别为μ31=0.9,μ32=0.1;则基于多传感器模糊融合的判决结果如表2所示。
2.2 基于多传感器信息融合的非法入侵者识别探讨
智能安保小车主要用于无人或少人区巡逻,还可以检测巡逻区域内是否有非法入侵者的安全威胁。人体都有恒定的体温,一般在37 ℃左右,会发出10 um左右特定波长的红外线,人体红外热释电传感器可以检测到人体发射的红外线。当有人在巡逻区域内移动时,热释电传感器即可感生出电信号[10]。由于一个热释电传感器的水平视角约为130°,本文设计将三个热释电传感器呈120°角安装在同一板面上,以全面检测周围的人员活动情况。考虑到热释电传感器的信号幅度小,易受各种热源、光源干扰,以及在环境温度和人体温度接近时,探测和灵敏度下降可能造成短时失灵的情况,对三个热释电传感器的信号进行融合处理,以提高判断准确性。
小车在巡逻时,一旦有任意一个热释电传感器检测到有异常,小车立刻停止前进,原地转圈扫描,再次获取三个热释电传感器的检测结果,使用加权平均法对三个热释电传感器的信息进行融合[4],根据式(2)对三个输出信号进行加权平均,由加权平均值判断是否有非法入侵者闯入,即
式中,Wi为传感器i的权值,
本文取
小车识别出环境异常信息后,立即通过无线通信向监控中心发送报警信号,同时利用摄像头对报警地点进行全方位扫描,将视频信息传输到监控中心,使值班人员对现场情况有更加直观的了解。
3 结论
基于多传感器信息融合的智能安保巡逻小车在设计中,使用模糊推理信息融合方法对温度、火焰、烟雾等进行融合处理,与单一的传感器相比,可望获得更高的准确性和可信度,降低误报率。本文对此进行了初步探讨,需要深入研究的工作还有很多,如火灾识别中,各传感器对判决的隶属度值应如何合理分配;在识别有无非法入侵者闯入时,三个热释电传感器的权重如何合理设置等。
摘要：基于多传感器信息融合的智能安保巡逻小车以单片机为控制核心,结合摄像头、温度传感器、火焰传感器、烟雾传感器和热释电传感器等检测外部环境的道路信息及环境信息,构成综合性的立体安全保障系统。阐述了智能安保巡逻小车的功能、结构,探讨了多传感器信息融合技术在提高智能安保巡逻小车环境识别能力中的应用。
关键词：多传感器信息融合,自主巡逻,环境检测,模糊推理
参考文献
[1]高凤水,靳涛,赵书朵.基于飞思卡尔单片机的智能车设计[J].电子设计应用,2008,(05).
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[9]柳小军,鲍鸿.基于ARM9多传感器数据融合火灾报警系统的实现[J].工业控制计算机,2009,22(3).
智能信息融合 篇9
楼宇建筑是与人们的生活紧密相关的重要场所, 也是居住、工作中不可或缺的一部分。随着信息时代的不断发展, 楼宇建筑正在逐渐向数字化、信息化、智能化的方向发展, 社会对楼宇建筑的服务和人性化程度也提出新的要求。楼宇建筑的人性化服务应包括电子地图查询系统、电子指示牌、楼宇信息发布系统和楼宇安全导航系统等的多媒体信息发布。楼宇多媒体信息发布系统采取集中控制、统一管理的方式, 通过网络平台将视音频信号、图片和滚动字幕等多媒体信息传输到显示终端, 以高清数字信号播出, 能够有效覆盖楼宇大厅、走廊、电梯口、电梯内、安全通道等人流密集场所。它能够在楼宇内实时发布各类信息及进行电子导航等, 在一定程度上提高业主和来访人员的工作效率, 对楼宇建筑做好公共管理事业、提高管理水平和提升自身形象具有关键意义。本文将依托深圳软件产业基地多媒体信息发布系统实际的工程案例, 介绍其系统构成及设备配置情况;并针对多媒体信息发布系统的三项主要功能详细描述其各自对应的业务流的流量走向、所涉及的设备、流量类型特征等, 评估其对网络的影响和要求。
2 系统构成及设备配置
深圳软件产业基地多媒体信息发布系统由多媒体信息发布服务器MDS、直播服务器、采集服务器、多媒体信息接收终端、系统管理工作站等组成。该系统承载于软件基地智能化设备专网之上, 系统组网如图1所示, 设备配置如表1所示。
3 系统功能
多媒体信息发布系统主要有三项功能:多媒体信息发布、有线电视直播、系统监控与维护。
3.1 多媒体信息发布
多媒体信息发布是指在多媒体信息接收终端上显示音视频、图片、文字等媒体素材的过程。该业务有实时信息发布和非实时信息发布两种实现方式。非实时信息发布是指多媒体信息发布服务器把本地存储的音视频、图片、文字等媒体素材及显示框架组成一个节目, 再通过FTP协议将节目同时下发到多个多媒体信息接收终端, 由多媒体信息接收终端进行本地存储, 并在指定时间解码播放的过程。实时信息发布是指多媒体信息发布服务器把音视频、图片、文字等需要发布的内容做成一个网页并提供Web服务, 多媒体信息接收终端实时访问该网页的过程。
3.2 有线电视直播
有线电视直播是指在多媒体信息接收终端上实时显示有线电视画面的过程。其实现方式有终端直播模式和流媒体播放模式两种。终端直播模式是指多媒体信息接收终端直接接收有线电视信号, 并将电视画面播放在显示器上, 其原理与电视机播放电视信号相似。流媒体播放模式是指由解调器将有线电视的模拟信号解调成单路音视频信号, 再由采集服务器和直播服务器对其进行采集, 编码后输出RTSP媒体流, 最终由多媒体信息接收终端解码播放。
3.3 系统监控、维护
系统监控、维护功能在多媒体信息发布服务器中查询系统中主要用于各组成部分的工作状态, 发送启停指令及其他维护信令等。
4 系统业务流量分析
4.1 多媒体信息发布业务产生的流量
4.1.1 非实时信息发布业务主要流量
非实时信息发布的节目下发由系统管理员实时进行, 服务器按媒体类型分类下发素材 (文本、图片、音视频内容分类下发) , 同一内容对多台终端的下发同时进行。服务器在指定时间段内正常执行内容下发任务时, 从多媒体信息发布服务器到多媒体信息接收终端会产生“非实时信息发布数据流”。该数据流为FTP交互流量, 方向从多媒体信息发布服务器到多媒体信息接收终端, 如图2所示;基于TCP及FTP协议 (由终端发起FTP请求) , 对延迟、抖动及丢包率不敏感;数据流瞬时突发较大。在深圳软件产业基地多媒体信息发布系统中, 终端与服务器之间的FTP交互采用Passive模式 (FTP控制连接建立之后, 即可开始传输文件;传输文件的连接称为FTP数据连接。FTP数据连接就是FTP传输数据的过程, 它有主动传输和被动传输两种传输模式。在主动传输, 即PORT模式下, FTP服务器使用20端口与客户端的暂时端口进行连接, 并传输数据;客户端处于接收状态。在被动传输, 即Passive模式下, FTP服务器打开一个暂态端口等待客户端与其进行连接, 并传输数据;服务器并不参与数据的主动传输, 只是被动接受) , FTP数据流通过通信双方协商确定随机TCP端口传输。
本项目共有74个标清终端、2个高清终端, 所有流量都由多媒体信息发布服务器发出。服务器同时向所有终端下发非实时节目时, 若发向每个终端的每条非实时信息发布流都占20Mbps带宽, 则总带宽需求将高达1520Mbps, 远大于服务器的数据传输能力 (厂商提供的服务器传输能力指标为800Mbps) 。因此, 服务器会根据自身能力减少每条流的带宽, 使总的带宽占用降低到自己可承受的范围之内。由此可见, 全网的非实时信息发布流实际所占带宽将取决于服务器的传输能力。
4.1.2 实时多媒体发布业务主要流量
实时信息发布是指多媒体信息发布服务器把音视频、图片、文字等需发布内容做成一个网页并提供Web服务, 多媒体信息接收终端实时访问该网页并显示网页内容的过程。在此过程中, 首先由多媒体信息发布服务器下发显示框架到多媒体信息接收终端, 多媒体信息接收终端根据框架要求, 通过HTTP协议实时访问多媒体信息发布服务器上的Web服务, 并显示网页内容。网页上的图片、文字内容存储在多媒体信息发布服务器本地并由多媒体信息发布服务器直接发布在网页上, 音视频内容则链接到直播服务器上, 由直播服务器提供音视频内容的实时发布服务。由于多媒体信息发布服务器上的节目内容实时更新, 终端需实时刷新网页内容, 因此不建议对终端访问服务器的实时流量做限速处理, 以避免出现页面内容显示不全、音视频断续等情况。实时信息发布业务前期, 需由多媒体信息发布服务器通过FTP协议下发显示框架给信息接收终端, 此时会产生“非实时信息发布数据流”。此流量前文已做描述, 此处不再赘述。由于图片文字内容和音视频内容来自于不同服务器, 因此多媒体信息接收终端产生的“实时信息发布数据流”包括“实时文字图片数据流”和“实时音视频数据流”两部分。
(1) 实时文字图片数据流
数据流为HTTP交互流量, 方向是从多媒体信息发布服务器到多媒体信息接收终端, 基于TCP/HTTP协议 (由终端发起HTTP请求) , 对延迟、抖动及丢包率较敏感, 且突发较大。多媒体信息发布系统的实时文字图片数据流具备典型HTTP交互流量的特点:瞬时流量大 (HTTP协议设计是为尽可能大的利用网络带宽传输数据, 实际流量大小取决于服务器和终端的传输能力) , 但整个业务交互周期内的平均流量小, 流量呈现明显的不均匀状态。由于Web页面中的文字图片素材体积较小, 单个素材瞬间就能完成下载, 因此HTTP流量突发大, 传输过程中流量波动严重。本场景中全网共有76个终端, 服务器同时向所有终端下发实时文字图片数据流时, 数据流叠加可能对承载网络造成极大压力。但由于在本应用场景中, 所有实时文字图片数据流都来自同一数据源——多媒体信息发布服务器, 所能发出的数据流的大小取决于多媒体信息发布服务器的数据吞吐能力, 因此, 全网的非实时信息发布流实际所占带宽将取决于服务器的传输能力。
(2) 实时音视频数据流
数据流为RTSP交互流量, 方向是从直播服务器到多媒体信息接收终端, 如图3所示, 基于TCP/RTSP协议 (由终端发起RTSP请求) , 对延迟、抖动及丢包率敏感, 音视频流量存在突发较大的特征。
本项目存在74个标清终端和2个高清终端, 每路标清音视频流带宽为1.5Mbps, 每路高清音视频流带宽为8Mbps, 则全网音视频流所占带宽为:1.5Mbps×74+8Mbps×2=127Mbps。在该模式下, 业务对承载网络的带宽占用如表2所示。
该流量实时性要求高, 对网络传输的QoS保障需求较高。该类流量的编码方式决定了其流量不平滑, 有较大的突发。
4.2 有线电视直播业务产生的流量
有线电视直播业务分为接收终端直接播放有线电视信号的终端直播模式和服务器将有线电视信号转换为流媒体后发送给接收终端的流媒体播放模式两种。
4.2.1 终端直播模式主要流量
在终端直播模式中, 多媒体信息接收终端直接接收有线电视信号, 并将电视画面播放在显示器上, 其原理与电视机播放电视信号相似。在此模式下, 有线电视内容不需在承载网络中传输。多媒体信息发布服务器需将启停信号、有线电视信号频点等通过控制信令发送接收终端, 因此, 在承载网上只会存在信令流交互。
4.2.2 流媒体播放主要流量
流媒体模式下, 有线电视的模拟信号被解调器解调成多路音视频信号, 通过AV端子输出给直播/采集服务器, 直播/采集服务器通过采集卡对该音视频信号进行采集、编码。若多媒体信息接收终端对直播/采集服务器提出点播请求, 直播/采集服务器会将上述的音视频信号编码成RTSP流发送到终端。多媒体信息接收终端通过与多媒体信息发布服务器交互信令获得直播服务器的RTSP流地址及端口号, 主动发起RTSP请求, 从直播/采集服务器上取得编码后的电视RTSP流并解码播放。在此模式下, 有线电视画面被编码成媒体流并在承载网络中传输, 对承载网络的带宽占用很大。从电视直播流的产生原理和流量特征看, 电视直播流与前文描述的“实时音视频数据流”由同一个服务器同一套软件产生, 使用同样的编码方式, 流的接收者也完全相同, 没有任何差别。因此对其不再单独描述。在该模式下, 业务对承载网络的带宽占用如表3所示。
该流量实时性要求高, 对网络传输的QOS保障需求较高。该类流量的编码方式决定了其流量不平滑, 有较大的突发。
同时, 多媒体信息发布服务器需将启停信号、RTSP流地址端口号等信息通过控制信令发送给接收终端, 因此在承载网上会伴生信令交互。此信令流由于流量小, 对承载网络影响小, 但重要性较高, 因此与其他信令流一同给予高优先级保障。
4.3 系统监控、维护业务产生的流量
系统维护、监控业务主要是指多媒体信息发布服务器对其他服务器、工作站及接收终端进行保活轮询等操作, 此种业务产生信令交互流量。前文描述的多媒体信息发布业务和有线电视直播业务也伴生各种信令交互流量。由于信令交互流量存在带宽占用小, 对延迟、抖动不敏感, 但对丢包率有要求等共同特征, 因此, 可以作为一类流量统称为“信令流”, 并设置为高优先级予以保障。
信令流为双向交互流量, 存在于各服务器、工作站及接收终端之间, 用于控制业务启停、寻址解析及保活轮询, 基于TCP协议 (端口号为9990、9995、9996、9997) , 对延迟、丢包率敏感, 对抖动不敏感。由于信令流流量小对承载网络带宽占用小且重要, 因此给予优先级保障。
5 业务流量总结及其对承载网络的要求
5.1 业务流量总结
5.1.1 非实时信息发布数据流
数据流用于将多媒体信息发布服务器上存储的节目及素材发布到多媒体信息接收终端。数据流为FTP双向交互流, 主要流量方向是从多媒体信息发布服务器到接收终端, 基于TCP/FTP协议, 协商为passive模式, 因此数据通道的端口随机协商。数据流对延迟、抖动及丢包率敏感度较低。数据流具有典型FTP流的特征, 对带宽占用较大, 单条流可达到20Mbps左右, 具体场景下的全网带宽占用取决于多媒体信息发布服务器的数据吞吐能力。
5.1.2 实时文字图片数据流
数据流用于多媒体信息接收终端将多媒体信息发布服务器上的Web页面节目内容显示出来。数据流为HTTP双向交互流, 主要流量方向是从多媒体信息发布服务器到接收终端, 基于TCP/HTTP协议。数据流对延迟、抖动及丢包率敏感度较低。数据流具有典型HTTP流的特征, 短时间内对带宽占用较大, 单条流短时间的持续突发可达到97.7Mbps, 具体场景下的全网带宽占用取决于多媒体信息发布服务器的数据吞吐能力。
5.1.3 实时音视频数据流
数据流用于多媒体信息接收终端实时显示采集/直播服务器上的实时音视频节目内容或实时有线电视直播内容。标清分辨率的数据流, 每路带宽为1.27Mbps, 共计74路。高清分辨率的数据流每路带宽6.4Mbps, 共计2路。数据流为单向流量, 方向为从采集/直播服务器到接收终端, 基于TCP/RTSP协议, 对延迟、抖动及丢包率敏感度较高。本应用场景中共计74路标清流, 2路高清流, 所需带宽共计106.78Mbps。
非实时多媒体发布、实时多媒体发布、有线电视直播等业务中数据流的作用、方向、协议/端号口信息如表4所示。
5.2 业务流量对承载网络的要求
参照厂商设备及业务对网络的最大限度传输指标, 主要业务流量对承载网络的要求如表5所示。
智能信息融合 篇10
当前,随着社会经济生活的不断发展,对能源资源消耗巨大,传统能源将越来越少。新能源沼气技术不仅能解决群众生活用能的问题,也可以降低对传统能源的依赖,保护生态环境,有效改善人们的生活质量,促进当地经济可持续发展,因而在全国范围内得到了大力推广[1]。为了能顺利地解决众多能源问题、顺利地使农村地区走上可持续型发展道路,合理地开发和利用农村能源将具有极其重要的意义[2]。但因沼气使用的自动化程度和安全性不高,广大农户的使用情况并不理想。比如:发酵池内部甲烷浓度、二氧化碳浓度过高,均存在安全隐患;发酵效率易受温度、气体浓度和料液PH值影响,产气率得不到稳定保障;传统沼气发酵技术仅仅凭借经验,没有实现数据化智能化控制,同时缺乏预警系统,不能将该技术的危险系数降到最低。如果能对多个沼气池内各项指标采集实时数据,并及时做出决策,则可以显著提升系统发酵效率、自动化程度和系统安全性。因此,本文提出了采用多传感器信息融合技术实现对沼气池的远程智能监控。
2 多传感器信息融合技术基本原理
多传感器信息融合(MSIF)是目前我国信息领域一项颇有前景的研究方向,其主要过程就是将数据现场和多传感器采集的信息数据结合,在一定的准则下,通过计算机技术实现自动分析综合,达到所需要的决策和估计。它可以获得比单个传感器更可靠、更全面的综合信息。避免了单个传感器信息的不完整性,消除单个传感器的信息盲区,有利于提高多传感器信息处理结果的质量,实现最终的决策[3]。多传感器数据融合技术充分利用了多个信源,类似于大脑对信息处理的过程,对所采集信息综合支配和使用,实现对被测对象的统一解释[4]。该系统中信息之间都是相互联系的,信息融合将多传感器之间的冗余和互补信息按一定的规则进行优化组合,合理地配置和运用各个传感器所采集的信息,来达到对监测环境的一致描述[5]。
多传感器的融合技术经常采用的方法有加权平均法、统计决策理论法、贝叶斯估计、模糊神经网络、证据推理法等等[6]。
3 智能沼气池监控系统设计
3.1 智能监控系统结构
基于多传感器数据融合技术的远程智能沼气池监控系统共分为三个层次。
第一层是分布式无线传感器网络。由分布在沼气池内的甲烷传感器(MQ-2)、二氧化碳传感器(MG-118)、温度传感器、PH值传感器等构成的多传感器终端组成,用于池内各项指标的实时监测,并进行数据的实时采集。
第二层是云技术服务平台。运用多协议融合技术将数据汇聚到现场智能主机,并通过4G无线通信网络传入云服务器平台,完成特征级数据融合,并将分析处理后的数据提供给移动终端的用户或维修中心监测,实现云服务器与现场测控设备之间高速、平稳的数据交换。
第三层是由移动终端设备组成。提供监测服务时,允许授权用户通过手机、PC机等移动终端访问云服务器平台,并能将用户或维修监控中心的控制信号传输给上位机,由上位机发出指令,实现远程监控。如图1所示是智能监控系统结构。
3.2 系统的硬件设计
系统设计中的普通传感器网络节点由TI公司的CC2431芯片作为核心处理器,外加相应的外围电路,包括数据采集传感器模块、数据处理模块、数据传输模块、电源管理模块等组成,用于传感器数据的采集和处理并构成分布式无线多传感器网络系统。多传感器网络系统是整个信息数据融合的硬件基础,多传感器信息是它的操作对象,通过对信息进行综合优化,实现融合的核心操作[7]。
而作为传感器网络系统的主控制器选择了ATMEL公司基于ARM Cortex-M内核的STM32系列嵌入式处理器STM32F103C8T6,其高性能、低成本、低功耗,是作为嵌入式芯片的一大优势,便于将实时数据汇聚到现场主机。如图2,为无线传感网络节点的结构设计。
STM32F103C8T6作为现场主机内部核心芯片,使用了两个重要的串口,其中USRT接口与CC2431芯片相接,用于处理无线传感网络节点汇聚到现场主机的数据,实现快速数据交互,而另一个串口与4G无线模块相接,通过串口的AT指令使4G无线模块与网络相接,并将现场数据上传至云服务器,同时接受云服务器发来的测控指令。图3即为现场数据无线传输系统图。
3.3 系统的软件实现
服务器软件的设计是本系统软件实现最重要、最核心的部分。“云服务器平台”的搭建离不开性能可靠的硬件设施(如数据采集终端、无线传感网络等),也离不开相应的服务器软件。因此,云服务器软件的设计需充分考虑到各种复杂的网络环境,用户可以随时访问云服务并进行资源管理,而不再受地点或设备的限制,从而提供优质的用户体验。与此同时,通过实时接收云服务器监控结果,用户能够全面地掌控当前云服务器的运行状态[8]。
针对大多数的Windows操作系统用户,可采用B/S(Brows⁃er/Server,即浏览器/服务器)和C/S(Client/Server,即客户端/服务器)两种工作方式。基于Microsoft提供的标准网络接口函数(如MFC的CSocket类等),结合沼气发酵池中各数据采集终端的分布特点、指令和数据的传输方式,采用先进的多线程处理技术,设计出用于统一“监控中心”的服务器软件,实现数据的准确传输。集控制和管理于一体的智能监控软件管理系统如图4所示。
以基于B/S架构的客户端软件为例,应用软件应基于模块化设计,可扩展性好,适用于各种应用现场,界面友好,操作简单,易学易用,且具有“定时检测”、“实时检测”等多种用户自定义功能,允许授权用户通过互联网实现对现场的实时监控,提供报表打印、数据分析等功能。对于C/S工作方式下的客户端软件,Android智能手机操作系统具有开放性好、功能扩展性强,便于支持应用程序开发的优点[9],则可基于安卓开发环境中使用Java的整合型可扩平台Eclipsc来实现移动终端软件的设计,做出具有良好的人机交互性的移动终端软件,便于用户更加直观清晰地了解沼气池内部数据指标,实现远程智能沼气池监控功能。
4 结论与展望
本论文设计的远程智能沼气池监控系统,应用了最新最热、使用前景广阔的多传感器信息融合技术。国际上已有许多公司不断推出智能传感器产品,如美国的Honeywell公司固态电子中心(SSEC)开发的PPT系列的精密智能压力传感器具有数字补偿、组态、控制、通讯的功能,具有RS-232C,RS485,USB串行接口或EPP并行接口,国内也有研究机构与企业已经开始开发智能化传感器[10]。
该系统的设计以沼气池内环境信息采集处理为目标,设计了三级处理系统。设计中采用了数据融合思想,对采集到的环境信息进行同质和异质融合,去除冗余信息,减少数据通信量,避免传感器采集冲突。采用了图形化界面,并在本地计算机上实现了服务器功能,通过手机端智能实时监测沼气池内环境情况。通过整个系统的有机运行,提高了发酵池内外应急联动能力,提升了自动化水平和发酵池安全性,极大地节省了人力资源,降低了系统能耗。可以预见,在未来生活中的各个领域,环境信息的动态监测与分析将会广泛应用,可依据本系统进行相应功能的扩充与修改,必然能够得到十分有价值的应用前景。
参考文献
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[9]叶小岭,赵二摆,朱春阳.基于Android智能手机的户用沼气池管理系统[J].江苏农业科学,2014,42(6):358-360.
智能信息融合 篇11
今年是软交会的十周岁生日。十年间，软交会的办会规模、来宾规格、专业程度、覆盖面积都逐步提升，在业界的影响力与日俱争。作为软交会的承办地，大连十年间软件和信息服务产业的发展也突飞猛进，从信息技术的推广到服务外包的兴起，从国际巨头的进入到软件园区的崛起，各方面都成为中国软件与信息服务产业发展的代表之一。而软交会影响的不仅仅是大连，作为中国软件产业的公共服务平台，其搭建了国际间交流与合作的平台，推动了国内企业参与国际合作，特别是在金融危机影响的关键阶段，提振了产业信心，展现了企业活力，成为国家推动软件和信息服务产业发展的重要工作平台。
据了解，第十届软交会将于2012年6月15-18日在大连世界博览广场举行，规模继续保持在3.5万平方米，展商数量将达到800家。新增设智能应用展区、服务外包展区、云计算和物联网展区、信息通信展区、动漫多媒体展区等行业热点专题展区以及互动体验区，各种会议论坛40余场，同时还将特别推出软交会十年系列主题活动，发布中国软件产业十年成就，展示未来软件在生活中的智能应用。据介绍，今年组委会将利用展会近10年积累的百万级基础数据库功能，为优质专业买家提供商务洽谈预约服务，建立网上商务平台，强化在线服务功能，实现线上预约线下交易。展会期间将举办多个中外外包对接交流活动，组织厂商和观众按地域和行业领域进行洽谈活动，为中外软件企业寻找产品销售渠道商和代理商举办渠道大会。
广电云“父母乐”智能融合系统 篇12
2015年5月29日, 国家新闻出版广电总局提出了“电视+”行动和“宽带广电”战略, 这一战略为促进传统媒体和新媒体的融合提供了行业发展目标。未来广电网络行业将不仅仅提供数字电视收视服务, 而且还将结合宽带网络技术、大数据应用技术、云计算技术、智能终端技术等为用户打造家庭智能媒体中心, 提供包括宽带、家庭无线覆盖、数字电视、跨屏互动、智慧家居、智慧社区等在内的综合多媒体信息服务。
同时广电网络面临的市场现状也不容忽视, 经过市场调研发现, 传统数字电视主要用户群体已转变为中老年用户群体, 而这一群体熟练掌握科技产品的学习成本较高, 对基于智能终端提供的新形态广电网络服务接受能力有限。如何解决用户需求、提升用户黏度、提高综合信息服务能力、开拓发展空间、挽回市场份额成为了贵州广电网络亟需解决的问题。
2 广电云“父母乐”智能融合系统建设目标
基于上述背景, 贵州广电网络对用群体进行细分, 以中老年用户为首个细分用户群体市场, 于2014年4月启动广电云“父母乐”智能融合系统项目。该项目以用户体验为核心, 通过终端+云端的技术融合, 打造专属广电网络的智能融合系统, 基于智能终端技术开发一款高性能的智能机顶盒, 成为家庭综合媒体信息网络中心, 为用户提供包括传统数字电视业务、广电宽带业务、家庭Wi-Fi无线覆盖、蓝牙外设连接、机顶盒互联网智能应用、跨屏互动业务等在内的丰富业务内容和体验;利用已在全省完成部署的数字电视双向网络环境, 为用户提供有线广播数字电视网及家庭宽带互联网接入能力;基于云平台技术部署, 应用丰富的业务系统, 使用大数据技术对用户行为进行分析, 实现产品运营精细分析, 实现个性化智能内容推荐与关联及其他智能化应用, 从而提升用户黏度。
3 广电云“父母乐”智能融合系统方案设计
3.1 设计思路
广电云“父母乐”智能融合系统的设计以研究与开发智能终端关键技术、建设与部署开放式广电云平台接入环境、设计并建立家庭多媒体信息网络中心三方面为核心, 以满足家庭用户用网需求为目标, 积极争取广电网络作为家庭网络第一入口, 同时基于平台化战略, 打造广电式生态圈, 引入社会优质伙伴, 提升广电网络价值。图1所示为广电云“父母乐”智能融合终端系统业务生态圈。
根据设计思路, 广电云“父母乐”智能融合系统分为“父母乐”智能机顶盒与广电云平台两部分:智能机顶盒作为最终业务承载, 在用户端进行部署;广电云平台提供可管可控的开放业务接入环境, 提供弹性运算及存储能力, 在整合原有数字电视业务系统能力的同时, 新增部署全新开发的“父母乐”智能机顶盒门户系统、逻辑频道混排系统、大数据应用及分析系统等业务系统, 机顶盒与云平台通过双向网络连接实现项目具体应用目标。
3.2“父母乐”智能机顶盒综合分析
3.2.1 基础功能分析
“父母乐”智能机顶盒是一款采用智能操作系统技术及硬件平台开发的机顶盒, 安装并运行基于开源智能操作系统全新定制开发的GUI桌面操作系统, 主要实现家庭媒体中心、家庭网络中心、家庭智能中心、管理中心以及安全中心五大功能, 从娱乐、生活等方面向用户提供内容, 极大地改变了现有单一机顶盒的服务业态, 如图2所示。
(1) 家庭媒体中心可支持传统广播电视业务, 同时为了满足用户在手机、Pad、个人电脑等智能终端享受广播电视业务的多元化需求, 基于微信平台开发了电视跨屏互动业务系统。系统具备在微信界面下的直播与点播能力, 并具备通过微信端进行机顶盒播放控制等行为的跨屏互动操作能力。
(2) 家庭网络中心主要通过有线及无线以太网连接技术、蓝牙无线技术、无线射频技术等网络技术, 实现家庭宽带的接入与家庭网络设备间的组网应用。
(3) 家庭智能中心将家庭“智慧化”, 通过蓝牙、Wi-Fi等实现家庭智能设备的发现和互联功能, 从而获取到相应的数据信息, 并进行展示与记录, 成为家庭数据门户。
(4) 管理中心主要实现对软件系统的升级管理、网络管理, 并拥有应用商店可进行下载更新软件。安全中心主要实现对设备安全性的管控, 以及设备的认证等。
图3、图4所示分别为广电云“父母乐”智能机顶盒硬件、软件架构。
3.2.2 呈现设计与交互逻辑分析
(1) 在呈现设计上, 采用“所见即所得”的Metro风格, 设计并开发“父母乐”智能机顶盒操作系统, 以图形化的界面形式便于用户直观理解业务类型与内容, 提升人机交互界面的友好度;在业务框架上, 进行全新定义设计, 简化业务分类及层级结构, 呈现设计上以引导推荐为主, 搜索检索为辅, 避免用户繁琐地寻找内容, 提升用户操作便捷性。如图5所示。
(2) 在交互逻辑上, 尊重用户行为逻辑, 符合电视屏幕遥控操作的操作特性, 以“用户无须思考, 看屏幕即下意识操作”为设计核心, 开发并采用了操作路径记忆、所有业务均可通过六键 (上、下、左、右、确认、返回键) 完成操作的“六键原则”、任意操作最终结果在3次“确认”操作行程内可完成等多项操作逻辑原则, 最大程度降低用户学习业务操作的门槛, 提升业务操作体验。
3.2.3 遥控器介绍
为提升用户体验, 基于中老年用户群体的行为习惯, 结合在“父母乐”智能机顶盒上开发的操作逻辑, 我们开发了一款专属遥控器。通过大量的用户调查和分析, 该遥控器的设计从按键布局、键位设置、键位响应、键位功能、外观结构、标识式样及标识印刷工艺等方面进行全新定义, 并且采用新工艺方法将锅仔片与胶质按键相结合, 使遥控器具备按键寿命长、触感清晰柔和、力度舒适、键程适中等特点, 触发按键时有清脆但不影响用户体验的声音反馈, 用户可以在舒适便捷地使用遥控器的同时, 明确每次按键的操作是否有效。
(1) 在键位设计上, 符合“六键原则”的逻辑同时, 保留了中老年用户对于逻辑频道号具备强记忆、习惯用数字键选台的操作特性保留了数字键, 并加大所有键位几何尺寸, 加大键位标识, 便于用户识别。
(2) 在键位布局、遥控器几何尺寸、触感等操作体验上, 通过对用户使用遥控器的多样本采集及分析, 以舒适遥控、无须记忆键位、便于盲操为核心, 进行了精心设计, 简化遥控器按键, 降低了遥控器的复杂度, 提升了用户操作的精准度, 通过人体工程学的设计理念充分符合了中老年用户使用习惯。
3.3 广电云平台建设
广电云平台是“父母乐”智能融合系统后台支持部分。云端平台包括核心业务系统、GUI门户系统、逻辑频道混排系统、大数据推荐系统、云端管控系统、云端虚拟化平台六个部分。如图6所示。
3.3.1 核心业务系统分析
(1) 广电云平台的核心业务系统整合了已有广播电视安全播出系统、高清互动系统与全新开发并应用的跨屏互动系统。广播电视安全播出系统与高清系统是贵州广电网络的基础核心业务系统, 前者为用户提供直播频道业务, 后者为用户提供点播、时移、回看业务, 保障用户基本的“看电视”需求。
(2) 跨屏互动系统通过微信API接入, 利用微信平台在智能终端设备上的广泛应用, 基于移动互联网和有线电视网络, 采用“端-云-端”的传输模式发送视频点播以及节目快进、快退、暂停、退出等控制指令到云端跨屏互动系统, 跨屏互动系统与VOD点播推流系统平台实时交互, VOD点播系统向用户所属的IPQAM推送点播流, 同时跨屏互动系统向系统播出服务器发送播放指令到机顶盒上, 机顶盒接收到播放指令后, 直接跳转到点播节目流上进行播放。在播放过程中, 可通过移动终端操作点播节目的快进、快退、暂停、退出等控制。完成用户操作信令交互、点播频道资源分配、用户认证鉴权等业务交互过程, 智能机顶盒即时处理多屏互动系统的控制指令, 实时锁定点播资源频点, 播出点播节目流。图7为跨屏互动系统技术实现示意图。
该系统的出现使得用户可以通过智能终端在任意时间、任意地点观看视频、体验多种应用, 良好的适应性为不同商业模式下定制不同服务提供了可能。同时, 通过这一技术方法的创新应用, 极大地降低了广电网络在双向互动终端上的投资, 可以充分利用已有单向终端资源、网络资源、业务资源及平台优势, 快速推广普及高清双向互动业务, 实现广电网络与互联网的融合应用。
3.3.2 GUI门户系统分析
GUI门户系统为“父母乐”智能机顶盒GUI桌面系统提供门户展现能力, 以提升中老年用户操作体验为出发点, 解决当前业务令用户不想用、不好用、不易用的问题。GUI门户系统以“所见即所得”的设计方式, 采用扁平化的设计思路, 给予用户清晰的直观感受, 能便捷迅速定位产品内容。
(1) GUI系统可根据不同区域的运营需要, 通过IPQAM的唯一区域码定位智能融合终端所在区域位置, 制定特效动作及业务布局方式, 实现在不同区域下灵活配置个性化桌面布局功能, 提高精准推送。将这一方法应用于“父母乐”智能融合终端系统的门户系统, 可灵活地满足运营商不同区域个性化运营的需要, 满足用户、企业对终端门户呈现的个性化需求, 为运营工作提供无限的可能性。
(2) GUI系统在机顶盒终端的布局应用采用Cocos引擎进行呈现开发, 使得交互体验更加流畅、用户操作细节呈现更加清晰明确, 向用户提供统一的业务导航、消息推送、业务推荐、产品展现、用户自服务、帮助等功能。图8所示为父母乐门户第一屏界面。
3.3.3 逻辑频道混排系统分析
中老年用户具有数字记忆“频道化”的天然习惯, 智能机顶盒上过多的业务及功能会成为其使用的障碍, 导致业务可寻性不好、转化率不高。针对该问题, 混排系统的出现能够把所有业务 (直播频道、回看、点播、增值业务和应用) 融合在可自定义分类的频道中, 用户可以在不访问冗长层级的菜单情况下, 在一个页面中就能打开所有业务。基于该系统, 所有逻辑频道信息可在后台进行编辑, 淡化直播、点播、网页、客户端类应用、增值业务的区别, 以配置文件的形式通过TCP/IP协议下发至终端, 终端即可立即应用新的配置信息, 使得终端无须进行频道搜索即可应用, 进一步简化用户操作的复杂度。图9所示为逻辑混排示意图。
(1) 技术实现方式主要是利用统一逻辑频道管理技术, 实现整合频道编号的目的。该技术通过HTTP协议和SOAP协议, 将以JSON数据方式封装的混排EPG信息文件发布至智能融合终端, 终端对该文件解析后, 进行EPG信息应用。EPG信息包含:直播、增值业务和应用的唯一全局逻辑频道号, 逻辑频道号的图标、名称、URL、应用包名以及应用类型等。终端通过直播频道列表直接访问直播、互动点播及应用业务, 也可通过数字按键直接访问直播、增值业务和应用业务, 无需手动搜索也可实现节目频道更新, 方便中老年用户使用, 提升了用户体验。
(2) 基于该系统, 还设置了逻辑频道分类功能, 可按不同的分类标签管理不同类型的频道, 如通过配置标清频道、高清频道、全部频道、已订购频道、喜爱频道等, 用户可根据业务订购的情况、收视习惯等灵活地选择对应的分类, 获得更便捷的收视体验。
3.3.4 大数据智能推荐系统分析
个性化推荐已是现有运营手段中不可缺少的一部分, 可以极大地便利用户, 促进转化率的提高。基于用户行为统计分析, 结合用户的使用场景和收视内容的语义场景, 向用户提供精准定位的智能推荐语义关联信息 (文字图片信息、影视节目、精准定位广告、台网互动增值应用、关联推荐) 。比如, 可自动在终端记录并排序用户最喜爱的频道, 提高用户体验, 深入挖掘用户价值。图10为大数据智能推荐系统架构图。
3.3.5 云端管控系统
云端管控系统主要由内部运营人员使用, 分为管理子系统与控制子系统。管理子系统是云端平台实现统一管理的功能子域, 主要由业务管理、内容管理、CP/SP管理、用户管理、产品管理和结算管理等模块组成;控制子系统是云端平台实现统一管控的功能子域, 主要由认证、鉴权、计费、计量等模块组成。
3.3.6 云端虚拟化平台
云端虚拟化平台利用先进的服务器虚拟化技术构建系统运行的计算核心, 对资源进行合理、灵活的高效配备;同时采用分级存储加热数据自动迁移技术, 使访问频率较高的服务和资源获取高效的数据IO吞吐, 大幅度提升整个平台的工作效率;动态分配及物理存储容量的智能调配, 可大幅提高虚拟机的存储利用率。图11为云端虚拟化平台系统结构图。
4 广电云“父母乐”智能融合系统运营策略
广电云“父母乐”智能融合系统为用户提供了泛终端全媒体业务服务, 为推行“平台化”运营战略提供技术基础, 实现了有线电视网络运营商面向中老年用户群体这一细分市场的创新运营。
4.1 垂直单一模式向多维运营模式转变
(1) 基于该系统的运营, 打破了广电传统的垂直单一经营模式, 向多维运营模式转变。基于开放的技术环境及可管可控的管理体系, 吸引并整合优质互联网企业、内容服务商、个人开发者的优质服务内容, 迅速集成传统视频业务和海量互联网应用, 丰富客厅大屏内容, 满足用户全方位需求。
(2) 通过科技手段的提升, 降低了老年人获得科技成果的门槛, 以此为契机发掘巨大的养老市场。比如, 将《天天健康》《贵医云》等视听内容和健康智能穿戴设备连接, 提供免费视频看病、用药咨询、网络购药、私人医生以及三甲医院挂号、体检、治疗、慢病管理、个人及家庭健康信息采集等服务, 关怀用户并使父母与子女连接, 实现了家庭健康、安全防护、子女信息连接等方面的融合。
4.2 平台能力资源实现灵活运营
(1) 采用引进、自研、整合先进技术的方式, 实现从内容、管理、服务、数据采集到技术平台等各类软硬件资源的弹性调度与分配, 实现可调配、可跟踪、可采集、可反馈、可指导、可修正的运营支撑体系, 灵活调整产品业务形态与方向, 从而优化ROI。
(2) 面对不同诉求的主要用户群体, 通过云端大数据采集, 根据用户行为及需求进行分析, 根据用户需求对产品进行细分, 定义免费产品、收费产品、功能产品, 让用户明明白白消费;通过回看、时移、七日新增、top10排行榜、限时免费、小编推荐等运营手段, 建造更好的可寻性机制, 给用户提供更有价值的服务。
4.3 引进互联网基础设施丰富运营手段
通过整合在线支付平台的功能与能力, 实现产品线上线下的综合运营, 为用户提供更加便捷、丰富、灵活的服务与产品购买方式, 也为广电生态圈提供了灵活良好的产品运营环境。借助诸如淘宝、微信等成熟的互联网基础设施, 实现灵活的支付手段, 在生态圈内打造并实现广电、合作伙伴与用户之间的多边契约关系, 实现运营商、服务商、用户的共生共赢。
4.4 打通支付通道实现运营的闭环
我们依据“平台化战略”指引, 基于开放的技术平台, 实现了钱袋、微信、多彩宝、支付宝等多种线上支付功能。通过整合在线支付平台的功能与能力, 实现产品线上线下的综合运营, 为用户提供更为便捷、丰富、灵活的服务与产品购买方式, 也为广电生态圈提供了灵活良好的产品运营环境, 在生态圈内打造并实现广电、合作伙伴与用户之间的多边契约关系, 完成对垂直单一模式向多维运营模式转变。
4.5 优化产品成本结构, 提升业务运营效率
内容直接由云端输送给用户, 改变固有产品成本构成, 达到成本控制和效率提升。同时, 还能面向用户提供先进的云计算基础服务, 包括存储服务、智能服务及针对市场的服务, 开拓新的利润增长点。
5 总结
广电云“父母乐”智能融合系统, 综合运用了大数据技术、云计算技术、物联网技术等信息技术前沿科技, 打造了广电行业首款为服务老龄化社会而研发的广电云智能融合终端产品, 以中老年用户群体的需求为核心, 以高度人性化的用户体验, 创新开发适合这一群体使用习惯与体验的智能产品, 通过有线数字电视网络为用户提供智能化的家庭娱乐、智慧健康、智能家居、智慧社区等综合服务, 让中老年用户群体无障碍享受现代科技带来的便利与关爱。
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