实时动态监测系统（精选10篇）
实时动态监测系统 篇1
0 引言
随着大电网互联、西电东送矛盾日益凸现,电网正面临越来越多新的挑战,运行的稳定性分析和监视也显得越来越重要[1]。基于相量测量单元PMU(Phasor Measurement Unit)的广域测量系统(WAMS),能够直接测量电网中的角度,从而改善了传统状态估计的结果[2],并能向调度员提供电网的动态过程信息;能够对相量数据实时评估,动态监视电网的安全稳定性,或进行深入研究以达到控制的目的。在我国,PMU和WAMS最近几年得到了广泛的重视和应用[3,4]。
同步相量测量技术和现代高速数字化通信网络,为实现电网动态过程的在线监测[5,6]提供了技术上的支持和保证。电网广域实时动态监测系统是实现准确捕捉电力系统在线故障扰动、低频振荡[7]以及人工试验等情况下电网动态过程的技术手段。PMU为系统提供全网采样和计算的相量数据,通过电力调度数据网实时传送到监测系统主站,使调度员能在调度中心及时了解电网的动态信息[8]。
为保证电网安全、稳定和经济运行,山东电网经过详细的布点分析和规划,有选择地首先建设了调度中心的WAMS主站和济南、泰山、淄川、沂蒙、崂山、聊城、潍坊、琅琊、滨州等9个位于500 k V变电站的PMU子站。开发了北斗/GPS互备授时装置,在国内首次使用国产“北斗一号”卫星导航系统为PMU提供备用授时信号,不受制于国外GPS系统操控,提高了PMU的授时可靠性。
山东电网广域实时动态监测系统(简称山东WAMS)从2005年8月开始建设,随着同步相量测量技术发展,经过不断摸索与功能完善,总结WAMS的运行经验[9],有效提高了调度监视范围以及高级应用的运行分析能力,为保证电网安全、稳定、经济、优质运行提供了重要的技术装备和手段,为进一步实现大电网的广域协调控制奠定了基础[10]。这标志着山东电网安全运行与监控进入了一个崭新的阶段。
1 山东WAMS系统的布点
山东WAMS一期工程由山东省调主站系统(CSS-200/2)和安装在9个关键变电站的子站装置(CSS-200/1)构成,子站与主站之间通过电力调度数据网(SPDNet)提供的专用2 Mbit/s通道实现高速的实时通信。选择泰山变电站为参考测点(参考点可任意选择),济南站、潍坊站、沂蒙站、淄川站、聊城站、滨州站和琅琊站等为重点监测点。
1.1 PMU布点分析
PMU布点方法,主要分为可观性[11,12]和同调性[13]。为了合理安排PMU子站的布点,该方案将可观性分析和同调性分析结合起来,实现用较少PMU子站对全网状态变化的较大可观。
1.2 PMU布点方案
PMU子站的建设可分步实施,在不同阶段实现不同目标,各个目标之间相互关联,并最终实现电网的整体可观性。共分以下3个阶段:
第1阶段实现500 k V电网的可观性,特别是西电东送断面的动态过程可观性,见图1;
第2阶段实现500/220 k V电网各同调区动态过程的可观性;
第3阶段实现500/220 k V电网可观。
山东电网目前有500 k V变电站17座,统调电厂48座,220 k V变电站161座,在考虑电网可观性时,对于影响系统安全稳定性的重要节点(变电站和电厂)予以重点关注。山东PMU布点分3期进行,最终规模约50个,与按文献[14]中给出的估算公式估算出的PMU数量(约100个)相比,有大幅度减少。
2 山东PMU子站实现方式
2.1 分布式PMU测量
本期变电站的PMU装置为CSS-200/1分布式同步相量测量单元,其模块结构如图1所示。图中,实线表示以太网双绞线,虚线表示光纤或光缆,点划线表示其他信号线。
分布式的结构设计方便了系统的实施,模拟量采集模块安装于现场的保护小间,既减少了连接电缆,又提高了测量精度。装置采用QNX实时操作系统,满足子站任务处理的实时性要求;采用专门设计的多路高精度同步授时模块(CSS-200/1G)进行统一授时,可使得同步精度高于1μs;在同步时钟源的协助下分布的模/数(A/D)转换通道同步采样的同步误差不大于5μs(对应工频50 Hz为0.1°的角度误差)。装置的相量综合处理算法能解决相量计算中的非工频周期泄漏和系统动态过程的干扰问题。同时还采用了改进的频率补偿算法,能准确跟踪系统频率的动态过程。
CSS-200/1子站除提供相量数据的实时计算与上送功能外,还具有大容量离线数据记录功能。装置能以100次/s的密度连续不间断地滚动记录相量数据,记录周期超过14 d;在触发状态下能记录全部所采暂态波形数据,采样频率为4 800 Hz。子站记录数据均带有全网同步时标,以备离线分析对时之用。
CSS-200/1子站支持以网络方式实现相量数据的传输,与主站通信标准符合行业规范的要求[15]。WAMS的远程通信均采用2 Mbit/s的调度数据网方式,保证了高速、实时和稳定的相量数据传输,子站相量数据的上送速率100次/s,充分满足了主站在线、离线电网动态安全分析的要求。
2.2 长距离授时补偿
分布式PMU测量方式虽然方便了现场施工,但是GPS授时信号经光缆远距离传输会引入附加延迟。经实测,光纤传输距离超过1 km时,传输延时将大于5μs,对应误差0.1°。因此,当厂站的跨度超过1 km时,分布式PMU必须考虑GPS时钟信号远距离传输引入的误差,否则只能在每个分散的测量单元上直接接入GPS天线。
CSS-200/1G通过特定的补偿算法,可消除GPS授时信号的光纤传输延时,保证相量测量精度。当光缆长度接近或超过1 km时,通过调整CSS-200/1G的设置,可对秒脉冲信号PPS(Pulse Per Second)进行位置拉前的调整,调整范围最大12μs(约2 km)。这项技术对大型500 k V变电站、大型火电厂和水电厂十分重要。
2.3 GPS和北斗授时
在我国电力系统中广泛依赖GPS为时钟源。但是,GPS完全由美国军方掌控,其可用性和授时精度受制于美国军方的GPS政策。所以,山东WAMS采用国产卫星授时,尝试采用可依赖的时钟源与GPS授时构成互备授时方案。北斗卫星导航系统是区域性导航系统,其覆盖范围不如GPS遍及全球,设计目的仅为我国及周边领域服务。它发出的PPS与GPS的PPS信号时间差和上升沿斜率均能满足相量测量的要求。
本期工程在500 k V济南变电站安装了CSS-200/1G-BD授时装置。授时单元由北斗原始设备制造商OEM(Original Equipment Manufacturer)板、GPS OEM板、高精度温补晶振、单片CPU微处理器等部分组成。以恒温高精度晶振作为处理器的外部振荡源,通过内部倍频产生处理器时钟信号。采用基于加权最小二乘法的互备授时技术,使输出自动与状态正常的输入信号同步,北斗或GPS只要有1路输入信号正常,授时系统即可正常运转。利用高精度晶振,在2路输入信号均异常时,微处理器可以自行维持授时信号的输出,2 h内误差小于0.5°。
2.4 冗余数据记录单元
可靠的数据记录是PMU的一项重要技术要求。由于PMU要进行100 Hz连续14 d以上的相量数据记录。记录容量一般达到40~60 G,只有硬盘才能满足要求。但是,硬盘为机械旋转器件,长期运行故障率高。本期工程中采用冗余数据记录单元,1套PMU有2个CSS-200/1P设备。它们同时接收CSS-200/1A的数据,分别记录。其中,一个CSS-200/1P负责对外通信和数据记录,另一个只负责数据记录。
3 山东WAMS主站结构和功能
3.1 WAMS主站设备构成
主站为双机双网结构,采用SUN的UNIX服务器,拓扑结构如图2所示。
通信前置服务器接收PMU上送的实时数据,互联服务器接收华北WAMS主站转发的PMU数据。同时兼用于安全I区与能量管理系统EMS(Energy Management System)的通信。实时数据服务器集中通信前置服务器和互联服务器的数据,构造实时数据库,对外提供实时数据服务。历史数据服务器和磁盘阵列保存过期的WAMS数据。
历史数据每100 ms保存一次数据。高级应用服务器从实时数据服务器提取实时数据进行计算分析,结果反馈给历史数据服务器和工作站,同时兼用于安全I区与Web服务器的通信。配置3个工作站,分别负责维护、离线历史数据分析和调度监视。Web服务器位于安全Ⅲ区,对外提供网络浏览服务。
3.2 WAMS主站基本功能
a.动态监视。WAMS以地理图、接线图的方式监视系统运行的广域动态过程。动态监视界面的数据、曲线刷新频率达10 Hz,并充分考虑了界面的易操作性,任一监测点均可弹出实时曲线,且曲线之间可通过鼠标拖拽操作直接合并,方便监视监测点数据的动态变化过程。
系统动态监视界面除具备一般调度监视界面的图形的缩放、移动等一般特点,还具备了WAMS所特有的功角监视界面,用户可方便地通过鼠标操作选择、定义监视画面的相对参考角,通过广域监视界面可浏览到电网的功角分布,功角分布的监视同样支持曲线图显示、曲线合并等功能。
b.在线低频振荡监视。实时监视所选对象,系统发生低频振荡且振荡频率越过门槛值时,可记录并分析扰动数据,同时可通过客户端程序以二维曲线、三维图形显示分析结果。
c.扰动识别。可判别系统中发生的短路、频率越限等故障,监视对象可选择,参数可配置;当选择监视对象,并设置了有效的门槛值时,该功能可触发系统进行可靠的高密度数据记录,为系统分析及模型参数的校核提供详细的动态数据。
d.与能量管理系统(EMS)互联。采用IEC 60870-5-104网络协议实现与EMS互联,为EMS、WAMS综合信息的分析和应用打下了基础,为今后提高山东电网的调度自动化水平,建设实时动态安全分析和在线稳定决策系统创造了有力的基础条件。
e.Web发布。Web与主站平台之间有统一风格的实时界面显示以及同步传输的动态数据和扰动触发数据,实时数据刷新数据可达1次/s,远远快于EMS的数据刷新速率,并且提供了EMS所无法提供的功角数据,实现了在安全Ⅲ区的调度运行Web监视功能。
3.3 动态监测的可视化处理
a.输送功率拓扑着色。在电网地理分布图上以箭头方式显示潮流分布的同时,根据输送功率的大小及设定值,以不同的颜色显示潮流,使得调度员可以直观、方便地判断各潮流输送断面的功率大小,结合WAMS的快速、动态特性,可以提高调度员的处理能力和系统调度效率。
b.相角地理分布监视。相角地理分布是WAMS所特有的信息,在安装PMU装置的厂站地理位置上,显示代表厂站运行状况的相角,整个地理图设定统一的参考相角,运行人员可方便地监视电网各点的运行功角。而且,在监视画面上可通过鼠标直接点击监测点,弹出相应的功角曲线,可方便地监视调度员的动态调节过程或电网的动态运行过程。
c.相角选择策略。山东WAMS经过充分研究和应用开发,实现了各厂站相角的互备及参考角灵活自动切换的方法。按照一定优先级将各厂站母线、主变、线路相角定义为厂站相角,确保了只要有设备在正常运行,功角监视界面的角度即有效。在手动切换模式下,参考角的切换则充分考虑了系统的可操作性特点,只要通过简单的鼠标点击即可实现。
4 运行情况
本期工程2005年12月投入运行,多次成功记录了电网的扰动过程。图3为2006年6月25日捕捉到的一次电网扰动(纵坐标功率P的单位为MW)。在2006年7月1日华中、华北电网振荡中,山东WAMS主站及时启动100 Hz数据记录,完整记录了振荡过程见图4、5(图中为21:00:00:000时刻的情况),及时为调度和运行方式提供了第一手原始资料。事后,主站成功从子站召唤了100 Hz的数据,通过比对,证明了主站和子站数据记录的一致性和系统的可靠性。
5 结语
山东WAMS一期系统的建设已经结束,在未来的系统建设中,将充分结合WAMS的特点以及WAMS、EMS互联的有利条件,进行基于WAMS的相角监测与预警、基于WAMS的关键截面潮流动态监测与预警、动态振荡模式在线监测与预警、调度培训与仿真等内容的研究和开发,使得WAMS发展成为一个能够辅助调度员运行决策的广域动态预警系统。
实时动态监测系统 篇2
航模动力及飞行环境无线实时监测系统设计
介绍一种航模动力及飞行环境无线实时监测系统以及该系统的组成、硬件设计、通信协议、软件设计及系统的应用.测试结果表明,该系统具有测试精度高,可靠性好、操作和维护方便等特点,可用于航模等小型飞行器的生产、科研、试飞及教学过程等.
作 者：施阁 卢江丽 孙延伟 李青 SHI Ge LU Jiang-li SUN Yan-wei LI Qing 作者单位：中国计量学院机电工程学院,浙江,杭州,310018刊 名：中国计量学院学报 ISTIC英文刊名：JOURNAL OF CHINA JILIANG UNIVERSITY年，卷(期)：20(1)分类号：V216.8关键词：航模动力 飞行环境 实时监测
实时动态监测系统 篇3
摘 要 测试北京依科曼生物技术股份有限公司生产的“闪讯”害虫远程实时监测系统监测水稻二化螟。试验结果表明，该系统自动计数较准确，诱测效果良好，与测报灯诱蛾量及田间发生动态趋势一致，吻合度较高，能较好地反映二化螟各代种群数量动态。
关键词 害虫远程实时监测系统；二化螟；性诱剂；监测
中图分类号：S436.8；TP274 文献标志码：B 文章编号：1673-890X（2016）06--03
秀山县常年种植水稻2 万hm2左右，二化螟[Chilo suppressalis（Walker）]是水稻生产上的重要害虫。二化螟虫情监测预警，主要利用测报灯结合田间调查等方法进行，劳动强度大，费力费时。利用昆虫性信息素进行害虫种群监测，由于其专一性和敏感性的优势，不需要进行种类鉴定，受到国际植保专家的认可和基层技术人员的欢迎[1]。性信息素和性诱剂作虫情测报，具有灵敏度高，准确性好，使用简便，费用低廉等优点，应用越来越广泛[2]。但在利用二化螟性诱监测技术进行远程实时自动记载、传输和监控的研究报道较少。2015年，进行了害虫远程实时监测系统在二化螟监测上的应用试验，测试北京依科曼生物技术股份有限公司生产的“闪讯”害虫远程实时监测系统，验证该系统的自动计数的准确性和诱测效果。
1 材料与方法
1.1 供试材料
试验设备为北京依科曼生物技术股份有限公司生产的“闪讯”害虫远程实时监测系统1台，型号为3SJ-1。该系统包括害虫诱捕器、环境监测器、数据处理和传输系统、供电系统、支架和避雷针和软件处理系统等。害虫诱捕器主要用于特定害虫的诱集、触杀。环境监测器主要用于监测环境温度、湿度等气象因子。數据处理和传输系统主要用于对诱捕触杀的害虫进行自动计数及气象因子的序列记载和远程传输。供电系统主要由太阳能电池板及蓄电池组成，保证系统在田间野外环境中自行取得自然能源，维持系统长期运作。软件处理系统采用电脑、手机、IPAD等可接入互联网的设备，进行数据查询、处理分析和储存等管理工作。试验设200 W频振式测报灯、屋式二化螟性诱剂诱捕器各1台作对照工具。闪讯诱捕器和屋式诱捕工具的诱芯为PVC毛细管型。
1.2 试验作物及监测对象
试验作物为水稻，监测对象为二化螟。
1.3 试验田基本情况
试验设在秀山县清溪场镇东林居委大坟堡组，地理坐标为北纬28°24′32″，东经108°53′41″，海拔386 m。试验区地势平坦，为渝东南稻油两熟轮作、一季中稻区，二化螟常年发生较重。
1.4 田间诱捕器放置
诱捕器设置在比较空旷的田块上。“闪讯”害虫远程实时监测系统、测报灯和屋式诱捕器共3台以间距100 m、正三角形放置。放置高度在水稻拔节前高于水稻冠层10～20 cm，水稻拔节期及以后诱捕器底边接近水稻冠层叶面。
1.5 调查方法及分析
试验时间为在4-9月，在二化螟的主要发生期进行系统监测。每日09：00人工调查各诱捕器诱虫数量，并核查自动计数系统所计数据，计数后清空诱捕器。试验数据进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 系统自动计数的准确性
4月15日-9月5日按日数计算，自动计数与人工计数虫量一致的天数为112 d，计数准确率为77.8%。自动计数与人工计数虫量不一致的天数为32 d，存在多计数或少多计数，多计数1头的天数有12 d，多计数2头的天数有3 d，少计数1头的天数有11 d，少计数2头的天数有1 d。按诱虫数量计算，自动计数累计虫量为172 头，人工计数诱累计诱虫量为168头，误差率为+2.4%。SPSS统计分析配对样本t检验，相关系数r=0.952，t值为0.553，df=143，双尾P=0.581>0.05。结果表明，自动计数虫量与人工计数虫量无显著差异，准确性较高，效果显著（图1）。
2.2 不同监测工具的诱测效果
2.2.1 诱虫数量
4月15日-9月5日试验期间不同监测工具诱集二化螟成虫的效果比较得出，“闪讯”害虫远程实时监测系统、屋式诱捕器和频振式测报灯日均诱虫量分别为1.17头、0.97头和1.22头，最高单日诱虫量分别为10头、8头和12头，累计诱虫量分别为168头、142头和175头。在整个试验期间（共144 d），“闪讯”害虫远程实时监测系统的日均诱虫量、累计诱虫量分别是屋式诱捕器的1.21倍、1.18倍，是频振式测报灯的0.96倍、0.96倍。结果表明，“闪讯”害虫远程实时监测系统诱虫效果与对照工具无显著差异。
2.2.2 不同监测工具诱蛾动态消长情况比较
不同监测工具的诱测二化螟成虫效果（见表1）看出，成虫各世代始见日、高峰日、终见日比较接近，成虫发生期吻合度较高，以越冬代二化螟蛾高峰最为明显，单日诱虫量最高，性诱效果比其他代次好。从逐日诱虫量趋势曲线（见图2）看出，3种诱捕工具诱测成虫的发生趋势总体上趋于一致，以“闪讯”害虫远程实时监测系统的诱蛾趋势与频振式测报灯最为接近，峰型最为明显，吻合度最高，峰型最为明显，且蛾峰发生期基本一致，蛾峰日与灯测也基本一致。“闪讯”害虫远程实时监测系统与屋式诱捕器逐日诱虫量SPSS统计分析配对样本t检验，相关系数r=0.814，t值为2.054，df=143，双尾P=0.056>0.05。结果表明，“闪讯”害虫远程实时监测系统与屋式诱捕器逐日诱虫量无显著差异。“闪讯”害虫远程实时监测系统与频振式测报灯逐日诱虫量SPSS统计分析配对样本t检验，相关系数r=0.879，t值为-0.588，df=143，双尾P=0.557>0.05。结果表明，“闪讯”害虫远程实时监测系统与频振式测报灯逐日诱虫量无显著差异。
2.3 监测系统数据与田间发生情况比较
3月10-12日，田间调查水稻螟虫冬后密度，二化螟冬后活虫密度平均为227.8头/667 m2，越冬代二化螟发蛾始盛期为4月28日，高峰期为5月9日，盛末期为5月15日；一代二化螟卵孵始盛期为5月12日，高峰期为5月16日，盛末期为5月22日。诱测结果表明，“闪讯”害虫远程实时监测系统与田间二化螟成虫发生期、发生量基本一致，反映了田间二化螟发生变化情况。
2.4 气象因子和非靶标昆虫对诱捕效果的影响
2.4.1 气象因子的影响
二化螟越冬代成虫发生期平均温度20.4 ℃，相对湿度83.4%，降雨量3.0 mm，一代成虫发生期平均温度25.4 ℃，相对湿度83.9%，降雨量1.5 mm，二代成虫发生期平均温度23.7 ℃，相对湿度88.9%，降雨量8.0 mm。据监测工具诱测结果与气象因子的比较分析，降雨、风力、温度等因子对诱虫量的影响不明显。据试验期间气象条件分析，无大风大雨等极端气象因素对监测工具的影响。
2.4.2 其他非靶标昆虫的诱集及其影响
据观测和统计，害虫远程实时监测系统诱捕器没有诱集到个体较大的非靶标昆虫，对二化螟诱测的影响和干扰较小。有时诱集到小个体（几毫米）的非靶标昆虫，这些小非靶標昆虫对系统自动计数是否有影响有待进一步研究。而频振式测报灯除诱集二化螟外，还诱集了其他多种昆虫，这些混杂的虫种常影响二化螟虫体的完整性，增加了识别记数和监测的难度。
3 结语
二化螟性诱监测具有高度的灵敏性、准确性、专一性、环境友好性等优点，已广泛应用于测报。试验结果表明，“闪讯”害虫远程实时监测系统自动记载数据与人工记载数据之间的吻合程度较好，自动计数虫量与人工计数虫量无显著差异，自动计数准确率达77.8%，计数准确性较高，效果良好。
“闪讯”害虫远程实时监测系统对二化螟诱测效果良好，与测报灯诱蛾量的动态趋势一致， 与当地二化螟田间发生情况一致，吻合度较高，表现为诱测虫量较集中、有明显峰型，能较好地反映各代种群数量动态情况。结果表明，该系统的逐日诱虫量、诱蛾动态消长情况与屋式诱捕器、测报灯无显著差异。其受光源、天气等环境因素影响较小，而屋式诱捕器和测报灯受大风大雨等极端气象因素的影响较大，且测报灯还受灯光干扰和电压不足的影响[3-7]。该系统比屋式诱捕器及测报灯更专业，简易方便，放置灵活，操作安全，稳定性好，使用成本低，诱蛾专一、清晰，虫体容易识别，可自动记载和远程传输，预报较准确。
继续改进和完善系统性能。试验结果表明，“闪讯”害虫远程实时监测系统对二化螟的监测效果较好，能够满足当前测报工作的需求，通过网站实现统一查询、实时读取，实现害虫远程实时监测自动化。试验中发现，手机短信获取诱虫信息时，内容不很清晰，建议按日诱虫量每天1次发送手机短信，提高系统信息传输水平。随着该害虫远程实时监测系统工具的性能不断改进和完善，进一步提高诱捕器的结构和性能，完善远程数据分析及利用，在害虫监测应用方面可替代测报灯进行二化螟预测预报。该系统作为先进、实用、简便的现代新型测报工具，具有广阔的推广应用前景。
参考文献
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实时动态监测系统 篇4
关键词：相量量测,WAMS主站,调度中心,检测规范
0 引言
同步相量测量技术的出现, 为电网的动态监视和事故分析提供了一种新技术实现方案的可能。为确保功能的完善性、性能的高效性和系统的稳定性, 应遵循统一的规范标准对系统进行全面的测试, 以保证主站系统的功能和性能满足实际调度需求。
根据WAMS系统在电力调度中心的应用, 提出了主站系统检测规范应检测的内容, 主要包括硬件要求、系统功能和应用功能等, 提出了规约测试、传输延时测试、数据格式测试、系统和应用功能性能的测试方法等, 为主站系统的试点和实用化提供参考。
1 WAMS系统
WAMS系统一般配置如图:
2 主站检测
2.1 硬件设备和网络联结检验
基于主站系统满足电力调度需求, 检查各硬件设备包括数据采集服务器以及台数、实时应用服务器以及台数、历史数据服务器以及台数、调度员工作站以及台数、维护工作站以及台数、交流电源以及不间断电源 (UPS) 以及检查主站系统内各设备间的通信是否正常, 主站间以及主站子站间的通信是否正常。
2.2 功能检验
(1) 基本系统功能。基本系统功能包括数据采集和监视功能、数据通信功能、数据处理与运算功能、数据存储与管理功能、告警功能、图形功能、制表与打印功能和通信监视管理功能。
(2) 动态监视功能。监视三相电压电流基波相量、正序电压电流基波相量、频率;发电机同步电势、功角、调节和控制系统的部分信号等。
(3) 应用功能。具有对实时数据进行低频振荡分析功能, 能监测出各种振荡模式, 并给出各振荡模式详细信息。
2.3 功能与性能测试
(1) 规约测试。子站与主站的规约测试内容包括管理管道建立、数据管道建立、查询CFG-1文件、下传CFG-2文件、查询CFG-2文件、开启实时数据传输、关闭实时数据传输、联网触发、检测管理管道连接状态、关闭管道。
WAMS主站间的规约测试内容包括实时通信管道建立、查询CFG-1文件、查询CFG-2文件、下传CFG-2文件、开启实时数据传输、关闭实时数据传输、检测通道连接状态、关闭实时通信管道。
(2) 传输延时测试。首先建立管理管道、建立数据管道。传输时间开始, 主站通过管理管道发送“开启实时数据传输”, 子站接收到“开启实时数据传输”命令, 子站根据CFG-2文件, 通过数据管道定时发送实时数据报文, 主站从数据管道接收实时数据报文, 并成功接收实时数据, 传输时间结束。
时间基准采用主站端的计算机内部时间作为时间基准, 可作为精确计时器, 提供μs级的计时精度, 利用API函数可以获取该定时器的频率和周期计算时间。
(3) 数据以及数据结构正确性测试。在主站端打开接收到的测试数据, 检查电压、电流、功率、频率、相角、功率因数、发电机功角、励磁电压、励磁电流数据是否齐全, 对应的数值与子站采集值是否一致。
(4) 性能指标测试。1) 系统性能指标测试。子站数据采集传输到主站并显示的时间≤1s;实时画面调用响应时间:90%的画面≤1s, 其他画面≤3s;实时数据服务主备用机自动切换时间≤3s;电网正常情况下, 服务器CPU的负荷率≤20% (5min平均值) ;图形工作站CPU的平均负荷率≤20% (5min平均值) ;主站局域网的平均负荷率≤15% (5min平均值) ;电网故障情况下, 服务器CPU的负荷率≤50% (10s平均值) ;图形工作站CPU的平均负荷率≤50% (10s平均值) ;主站局域网的平均负荷率≤20% (10s平均值) ;历史数据与子站本地数据误差要求, 电压幅值误差≤0.1k V;电流幅值误差≤1A;相角及发电机功角误差≤0.001°;频率误差≤0.001Hz;功率误差≤0.5%子站本地存储数值;其他采集量误差≤0.5%子站本地存储数值;2) 应用性能指标测试。低频振荡实验, 调阅历史数据, 查看低频振荡发生次数, 统计低频振荡分析正确的次数, 统计低频振荡准确告警的次数。
人为模拟低频振荡发生, 检测低频振荡分析功能能否正确分析, 能否准确报警并保存告警信息。多次仿真分析, 统计准确分析告警的次数。统计以上结果, 应保证低频振荡报警正确率≥99.9%;
条件具备可以进行电网扰动识别、发电机一次调频评价和电力系统模型参数校核, 保证计算正确率在95%以上。
3 结论
本文根据当前WAMS实际运行情况以及电力调度中心需求, 研究分析了主站系统的基本硬件配置和应满足的技术要求, 为电力系统实时动态监测主站系统测试方面规范的制定奠定基础, 为电力调度WAMS主站系统的实用化提供参考。
参考文献
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实时动态监测系统 篇5
电力系统实时动态安全评估事故筛选与排序综述
摘要：电力系统事故筛选与排序是针对电网中一组预想事故,挑选出其中较为严重的事故,将大部分不严重事故滤除掉,减少待分析的预想事故数目,以满足动态安全分析的实时性的.需要.文内对目前电力系统事故筛选与排序方法的现有研究文献进行了调研和综述,指出了现有方法的优点和缺点,同时提出了今后事故筛选的发展方向.作 者：张建军 武娟 ZHANG Jian-jun WU Juan 作者单位：山两电力职业技术学院,山西太原,030021 期 刊：机械管理开发 Journal：MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENT 年，卷(期)：2010, 25(3) 分类号：X921 关键词：电力系统 动态安全评估 暂态稳定 事故筛选与排序实时动态监测系统 篇6
大跨度桥梁结构的变形历来是桥梁设计者和桥梁运营、管理、维护部门关注的重点,结构在车辆、环境、甚至特殊事件(如台风、地震、船撞等)作用下会产生一定的变形或位移,如果位移较大,将导致车辆无法正常行驶,严重者甚至会影响结构自身的安全,对结构造成损伤[1]:日本明石海峡大桥在60 m/s风速下加劲梁侧移3 m;美国金门大桥1951年遭受4 h的连续旋风,加劲梁竖向振幅达3.3 m;香港青马大桥在85 m/s风速下加劲梁侧移达4.7 m。同样,随着结构运营年限的增加,交通流量的增大,桥梁的使用功能也会日益退化,因此带来的安全问题越显重要:1967-02横跨美国俄亥俄河上的银桥突然倒塌,造成46人死于非命;1994-10韩国汉城发生了横跨汉江的圣水大桥中央断塌50 m,造成死亡32人的重大事故。因风致振动而导致大跨度桥梁全桥或部分被毁者也时有发生:1940年完工的主跨853 m的塔可马大桥只使用了3个月便在19 m/s的风速下发生了塌桥事故;1951年主跨l 280 m的金门大桥于风速25~30 m/s时因振动而造成了桥体的部分损坏等。因此,对大跨桥梁结构进行变形状态的综合监测,一方面能够及时发现病害并采取相应的维修养护措施,节省桥梁的维修费用,避免因结构毁坏关闭交通引起的重大经济损失和不良的社会影响,另一方面,也为桥梁结构的设计及改进提供有力的科学依据。
2 大跨桥梁的变形监测
目前,对于大跨径桥梁结构的变形监测主要有传统的位移传感器测试法、加速度传感器测试法、激光干涉仪法、全站仪法以及近年来在大跨桥梁中应用较多的GPS监测法[2]。
2.1 传统方法
2.1.1 位移传感器
位移传感器测试法是一种接触式测试法,测试设备一端应安装在被测物体外的固定点上,测试精度很高,可以达到0.1 mm,但一般只能实现单向变形测量。目前大多应用在大跨径桥梁上用于主梁端部纵向变形的监测。江阴大桥主梁端部的纵向变形监测就采用了位移传感器。
2.1.2 加速度传感器
加速度传感器测量法是一种比较经典的通过振动测试来进行结构变形测试的方法,将加速度传感器测量值经过2次积分得到相关位置的位移变化值。但其本身测试误差大,量程范围有限,且长时间连续观测容易出现零点漂移,另外需要长导线连接,从而增加测量噪声,因此目前在大跨桥梁监测中已很少采用。江阴大桥结构健康监测系统中对于主梁的竖向和横向振动特性监测就采用了加速度传感器法。
2.1.3 激光干涉仪
激光干涉仪法是一种测定监测点到基准点间距离变化量的方法。它需要将反射装置安置在监测点上,观测距离变化与时间的关系值,通过进一步的分析可以得到位移变化主频率和相应的振幅。这种方法具有精度高的优点,但是当结构物的摇晃或震动较大时很难跟踪目标,且一般只进行定期的检测,较少用于长期监测。
2.1.4 全站仪
全站仪由电子经纬仪、光电测距仪和微处理机组成,它可在测站上同时测角和测距,并能自动计算出待定点的坐标和高程,仪器安置一次便可完成测站上的全部测量工作,且测量精度较高。特别是最近推出的直接反射型全站仪,无需在测点布设反射棱镜,对于测定难以企及或者其他仪器不可能测量的点十分适用。但对于多点测量时需要采用巡扫方式,多个测点的测量时间较长,难以实现各点实时同步监控,另外激光受大气影响大,在恶劣天气测量困难。江阴大桥原有安全监测系统中对于主梁变形的监测就采用了全站仪进行多点的巡扫测量方式。
2.2 GPS技术
GPS(Global Position System)全球定位系统[2]是一种新的测量技术。近年来,随着GPS接收机技术和软件处理技术尤其是GPS卫星信号解算精度的提高,可以实现实时、高动态、高精度位移测量,为大型结构物的实时安全监测提供了条件。
2.2.1 监测原理
通过同时接收至少4颗GPS卫星信号,测定卫星到接收机的距离,实现定位。进一步利用载波相位进行定位,提高定位精度,即将1台接收机安装在一个已知坐标的固定点(基准站)上,在待测点(监测站)上安装接收机,将基准站接收的GPS卫星信号,和监测站接收的信号进行差分处理,得到高精度的定位结果,实现全球定位。
2.2.2 系统组成
GPS监测系统一般由基准站、监测站、通信系统和监控中心组成[3]。位于基准站上的接收机跟踪其视场内的所有卫星,监测站的接收机同时接收相同卫星的信号;通过通信系统以一定的采用频率(如1 Hz)实时地将基准站接收机获得的卫星信息传输到监测站。在监测站,接收来自卫星的信号和来自基准站的信号,采用GPS软件进行实时差分处理,得到监测站的三维坐标,并以一定的采样频率发送到监控中心。监控中心接收各监测点的监测结果,并通过数据处理软件作进一步处理与分析,得到结构物在特定方向上的位移、转角等参数。
2.2.3 桥梁应用
GPS监测技术在国内大跨桥梁上比较成功的应用可以追溯到1999年江阴大桥竣工荷载试验中的变形监测以及第一个采用GPS技术用于大桥实时变形监测的香港青马大桥,此后,随着GPS-RTK技术的日趋成熟,特别是其具有全自动、全天候、连续、实时、高精度等优点,GPS技术越来越多得在大跨径桥梁的变形监测得以成熟应用,如:虎门大桥、江阴大桥、东营黄河大桥、润扬大桥等。
3 江阴大桥GPS桥形在线监测系统
3.1 系统目的
江阴长江公路大桥是我国首座跨径超千米的特大型钢箱梁悬索桥,主跨1 385 m,是我国20世纪末建成的最大悬索桥。2004年江阴大桥进行结构健康监测系统的升级改造,主梁线形和桥塔位移监测采用GPS方案,并要求实现实时动态监测[4]。
建立江阴大桥三维实时动态变形监控系统的目的主要是:(1)对大桥三维动态变形(竖向、横向、纵向)进行长期的实时性监测,获取大桥在各种荷载作用下的线形变化;(2)直观了解台风、地震、偏载、特种运输等特殊荷载下的结构响应,判断结构运营的安全性;(3)根据设定的安全参数建立多级报警系统,以可视化的三维动态形式及时了解和掌握大桥在各种条件下的工作状况,实现结构危险性、评价和预警的动态分析。
GPS具有全天候作业的优势,因此利用此系统可以实时同步地监测桥梁各监测点的形变位移。
3.2 系统组成
GPS桥形在线监测系统是整个江阴大桥结构健康监测系统中相对独立的一个子系统,用以实时监测结构主梁和主塔的形变。系统由1个基准站和8个监测站通过光纤网络串接组成,并通过数据采集、处理以及三维动态显示等软件实现结构变形的实时监测和分析,为大桥的管理和维护提供了科学的依据。
3.2.1 基准站布置
基准站作为基线的起算点,需为监测站提供精确的位置和地方转换参数,因此基准站必须建立在稳定的位置。考虑到大桥管理中心大楼已建成数年,沉降已趋于稳定,因此,基准站天线设立在大桥管理中心大楼顶部,同时,通过定期观测大楼的沉降对基准站参数进行修正。
3.2.2 监测站布置
根据监测位置的不同,监测站分为塔顶站和桥面站。塔顶站位于主塔上横梁的中间位置,桥面站分别位于主梁1/4、1/2和3/4断面的两侧(见图1)。
3.2.3 通讯与供电
系统由9台双频GPS接收机构成,每1台接收机通过一条双向通讯线路(光纤)连接到PC GPS Spider服务器,并通过主梁和桥塔内部的不间断供电系统为接收机提供安全和永久的供电。
3.2.4 软件组成
系统软件主要由3部分组成:参考站软件(Spider软件,进行GPS系统设置以及原始数据的采集和存贮,见图2)、后处理软件(Bridge Monitoring软件,主要实现GPS坐标和桥梁坐标的数据转换以及桥梁监测形变数据的显示、存储和统计功能)、三维动态显示软件(实现桥梁三维图像的动态显示,见图3)。
3.3 数据分析
3.3.1 主梁竖向变形的适用性分析
对于大跨度钢结构桥梁,其结构的竖向变形主要由温度荷载和车辆荷载引起,因此,对结构运营过程中在不同温度状态下的竖向变形进行了统计分析(见图4、图5),并结合设计要求设置了结构竖向变形的黄、澄、红3级报警线。其中黄色报警值=不同温度下的结构高程值,并考虑0.95的置信水平下限值-荷载试验结构最大下挠值;橙色报警值=不同温度下的结构高程值,并考虑0.95的置信水平上限值-荷载试验结构最大下挠值;红色报警值=计算最不利荷载组合(已考虑温度、荷载等多种因素)下的结构高程值。
3.3.2 主梁横向变形与风场特性的相关性分析
大跨径桥梁在风荷载作用下的变形是桥梁设计时的一个重要考虑因素。目前,桥梁变形与风荷载之间尚未有普遍接受的相关性模型。桥梁设计阶段,风荷载引起的桥梁变形一般通过结构抗风能力分析和风洞试验确定,但其均是基于离大桥较远的气象站所收集的风结构资料所确定的,由于桥址和气象站所处位置有高度和体形上的差别,加之悬吊体系桥梁对风振敏感性较强,因此,根据实测的主梁GPS测点坐标数据和风速数据建立主梁准静态横向位移与横向平均风速的相关性模型可实现对主梁运营期间横向变形的安全评价:首先计算GPS测点坐标和风速的10 min均值,并通过比较它们的日波动曲线初步分析它们之间的相关性,然后,采用线性回归方法建立两者的相关性模型(见图6),同时,该模型也可用于预测极限风速下江阴大桥的准静态横向位移,以了解江阴大桥在可能出现的极端事件下的响应。
3.3.3 基于GPS技术的结构模态分析技术探索
江阴大桥结构健康监测系统中GPS数据的采样频率为1 Hz,并可实现最大10 Hz采样,另外考虑到GPS数据采集的同步性较好,因此,进行了基于GPS技术的结构模态分析技术的探索与尝试(见图7),并与振动监测系统分析的结果进行了比对和验证(见表1),充分证实了采用GPS进行结构模态特征分析的可行性。
注:GPS2y表示2#GPS测点水平向,GPS2z表示2#GPS测点竖向。
4 结语
随着技术的发展和成熟,GPS以它实时性好、高动态性、高精度以及受外界环境影响小的优势正越来越多得在大跨桥梁结构的变形监测中取得了成功应用。
江阴大桥通过建立GPS监测系统实现了对大桥三维动态变形(竖向、横向、纵向)的长期的、实时的监测,获取了大桥在各种荷载作用下的线形变化,并通过进行包括变形与温度、与风场特性等的相关性分析,设置了结构变形的报警参数,实现了对结构整体变形的运营安全预警和评价。
参考文献
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实时动态监测系统 篇7
1 资料与方法
1.1 一般资料
收集2013年5月—2014年12月,该院住院的糖尿病患者132例,均为2型糖尿病(T2DM),排除不配合饮食运动治疗者,合并严重糖尿病急性并发症或者严重慢性并发症者,合并肝肾功能障碍、严重心功能不全、脑梗塞以及脑出血者;合并严重感染以及应激状态者;合并皮质醇增多症、甲亢等对糖代谢有影响者;具有激素代谢治疗史以及全身性糖皮质激素治疗史者,妊娠期以及哺乳期女性。其中,男71例,女61例,年龄45～84(66.32±2.31)岁;病程4～28(13.55±6.92)年。患者按照随机数字表法分为A、B、C、D四组,各33例,四组一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05)。
1.2 方法
1.2.1 基础治疗
患者入组后均接受统一DM教育,并严格执行DM饮食疗法以及运动疗法。入院第1天的均常规监测肝肾功能、血脂、血糖、CRP及HbAlc水平。
1.2.2 降糖治疗与血糖监测
A组:应用胰岛素泵予以门冬胰岛素持续静脉泵注,初始剂量为0.4～0.6 U/(kg·d),基础剂量为50%分配于全天24 h,餐前剂量为50%分为三餐前5 min追加。安装胰岛素泵以后,开启CGMS功能,治疗第1天进行4次输入校对患者的指血值,设置3.9 mmol/L为低血糖报警指示;第1天高血糖报警指示为16.9 mmol/L,第2天为13.9 mmol/L,第3天及以后为11.1 mmol/L。密切观察患高低血糖变化趋势,如出现低血糖报警予以适当进食,如出现高血糖则追加胰岛素。治疗期间,每天清晨8:00应用Carelink软件进行数据下载,分析数据波动趋势调整胰岛素用量。
B组:分别于早餐、午餐及晚餐前即刻,予以门冬胰岛素皮下注射,睡前予以甘精胰岛素皮下注射1次,初始剂量为0.2 IU/(kg·d)。采用血糖检测仪检测早餐、中餐及晚餐前、餐后2 h血糖水平以及睡前血糖水平,共7次/d。
C组:常规安装胰岛素泵,予以门冬胰岛素持续静脉泵注,剂量同A组。采用血糖检测仪检测早餐、中餐及晚餐前、餐后2 h血糖水平以及睡前血糖水平,共7次/d。
D组:安装胰岛素泵并佩戴回顾性CGMS检测血糖变化,操作方法同A组。安装胰岛素泵以后,开启CGMS功能,治疗第1天进行4次输入校对患者的指血值,并于每天清晨8:00应用应用CGMS配套软件狭窄血糖图,分析血糖变化情况,并合理调整胰岛素用量。
1.3 观察指标
统计各组治疗前及治疗7 d的后的空腹血糖(FPG)、餐后血糖(PBG)、糖化血红蛋白(HbAlc)、日内平均血糖(MBG)以及平均血糖漂移幅度(MAGE),记录各组血糖达标时间及低血糖事件发生情况。以血糖浓度<2.75 mmol/L诊断为低血糖。
1.4 统计方法
数据以统计学软件SPSS 18.0分析,以表示计量资料,经t检验;以率(%)表示计数资料,经χ2检验,P<0.05为差异有统计学意义。
注:与其它各组比较,PA<0.05;与A、D组比较,Pb<0.05;B组与C组比较,Pc<0.05。
2 结果
2.1 各组治疗3 d后血糖波动情况比较
各组治疗后FBG、PBG、MBG、HbAlc均显著降低(P<0.05),且A、D组显著低于B、C组,A、B组间FBG、PBG及MBG差异无统计学意义(P>0.05),但HbAlc显著低于D组(P<0.05);A组MAGE显著低于B、C、D组,且D组显著低于B、C组(P<0.05);C组各项指标均低于B组,但仅HbAlc差异有统计学意义(P<0.05),其余指标差异无统计学意义(P>0.05),详见表1。
2.2 各组血糖达标时间比较
A组血糖达标时间(7.21±1.24)d,B组(9.84±2.21)d,C组(9.41±2.26)d,D组(8.01±1.35)d。A组的达标时间显著短于其余各组,且D组短于B、C组(P<0.05),B、C组间差异无统计学意义(P>0.05)。
2.3 各组低血糖发生情况比较
A组共2例发生5次低血糖,平均(0.15:±:0.03)次/例;B组12例51次发生低血糖,平均(1.54±0.36)次/例;C组10例32次发生低血糖,平均(0.97±0.14)次/例;D组5例19次低血糖,平均(0.56±0.32)次/例。A组的低血糖发生率及人均低血糖发生次数均显著低于其余各组,且D组显著低于B、C组(P<0.05)。
3 讨论
糖尿病的治疗目的是维持血糖稳定,血糖控制强调精细调节和平稳降低,在控制血糖水平的同时,减少低血糖发生风险。此外,血糖水平与大血管以及微血管并发症的发生及发展均具有密切相关性[2]。因此,严格血糖水平对于延缓或减少糖尿病并发症的发生具有重要意义。
胰岛素强化治疗是目前临床治疗糖尿病的主要手段,主要包括每日多次注射(MDI)和胰岛素泵治疗(CSII)。在MDI治疗过程中,血糖波动较为明显,糖化达标率低,往往容易诱发低血糖。应用CSⅡ能够较好地模拟人体胰腺持续基础分泌以及进食状态下的脉冲式释放,从而使得胰岛素的释放更加符合人体生理特征。予以24 h胰岛素基础剂量持续泵注,能够有效抑制肝糖的生成,维持两餐间与夜间血糖平稳地下降;在三餐前予以追加剂量,能够控制餐后发生血糖高峰,更有利于获得稳定的血糖水平[3]。但每日6～8次指尖血进行血糖水平检测,无法反映患者的全天血糖波动情况,且将增加患者的痛苦。CSII与CGMS联合应用(即2C方案)目前已被广泛应用于临床,能够较好地控制血糖水平,并可精确监测血糖变化。但2C方案仍无法避免其回顾性的时效性差等缺点,仍无法动态评估即时血糖水平及其变化趋势[4]。而3C方案在2C方案的基础上增加CareLink,能够整合多种信息进行糖尿病综合管理,可即时反映患者的血糖水平、血糖波动及其变化趋势,从而预测高低血糖发生风险,指导临床适时调整治疗计划,提高临床疗效[5]。该研究结果显示,四组在治疗后FBG、PBG、MBG、HbAlc均显著降低,且A、D组显著低于B、D组。提示CGMS的应用能够更好地控制血糖水平。同时,A、D组间PBG、MBG虽无明显差异,但A组治疗后HbAlc水平显著低于D组,提示3C疗法较2C疗法能够更好地提高糖化达标效果。A组的MAGE显著低于其余各组,认为3C疗法能够更严格、平稳地控制血糖水平,降低血糖的波动性。此外,A组的血糖达标时间也较其余各组显著缩短,低血糖发生方面较其余各组显著降低。进一步证实,3C方案在血糖达标天数、控制血糖水平以及减少低血糖发生风险方面具有明显优势。
综上所述,实时动态血糖监测系统应用于糖尿病的治疗能够提高血糖控制效果,降低血糖波动性以及低血糖发生风险,从而更为精确、稳定、持久地控制血糖水平,有利于改善临床预后及患者的生活质量,值得推广应用。
摘要：目的 探讨实时动态血糖监测系统(3C疗法)对于降低糖尿病低血糖风险的效果。方法 2013年5月—2014年12月收治的132例糖尿病患者随机分为四组:A组:CGM+CSII+CareLink治疗,B组:分次胰岛素注射(MDI)+血糖谱测定,C组:胰岛素泵(CSII)+血糖谱测定,D组:胰岛素泵(CSII)+CGMS,每组33例。比较四组的降糖效果与低血糖发生率。结果 治疗后,A、D组FBG、PBG、MBG、HbAlc均显著低于B、C组(P<0.05),且A与D组、B与C组间差异无统计学意义(P>0.05);A组的HbAlc及MAGE显著低于其余各组,血糖达标时间较其余各组显著缩短(P<0.05);A组低血糖事件显著少于B、C、D组(P<0.05)。结论 实时动态血糖监测系统应用于糖尿病的临床治疗可显著降低血糖水平,并减少血糖波动以及低血糖发生风险,值得在临床中推广应用。
关键词：低血糖,糖尿病,动态血糖监测,血糖波动
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实时动态监测系统 篇8
提升灭火救援现场指挥决策能力的业务需求。在重特大灭火救援灾害现场,需要不断提高灭火救援指挥效率和技战术水平。首先需要指挥人员积累经验和熟练掌握相关专业知识,对不同类型的火灾根据预案或所储备的专业知识进行有针对性的扑救;其次需要灭火救援现场实时数据的有效支撑,指挥员必须及时全面了解现场的所有动态信息,如消防车辆自身运行状况、车辆上装系统运行状况、灭火药剂和车载装备器材使用情况等。尤其在重特大灾害事故现场,多部队、多车辆、多装备都集中在灭火救援现场,现场管理层级复杂,指挥员更需实时掌握现场的所有动态信息,估算灭火救援所需的力量规模,根据瞬息万变的灾害发展,部署灭火救援力量,调派增援部队,为科学决策和合理调度提供科学依据,保证作战指挥的准确性和经济性。
提升战勤保障管理能力的业务需求。消防战斗车辆及车载装备器材在灭火救援行动中有不可替代的巨大作用,是消防部队执行灭火救援任务的基础。消防车底盘运行参数如发动机转数、水温、油耗等,上装系统如水泵转速、进出口压力等参数信息能够全面反映消防车的性能及工作状态,实时监控其工作时的所有关键参数信息并记录,建立每一消防车的运行参数记录,便可以统计出所需要的各项信息,为消防车的性能评价提供最有利的基础数据。消防车生产厂家也可以根据这些数据,发现可能存在的潜在问题,并进行改进。因此,实现车辆自身及上装系统各运行参数的实时监控功能,对合理使用消防车,充分发挥消防车的性能具有巨大的现实意义。
1 灭火救援现场动态信息采集现状
目前,在灭火救援现场,消防车的底盘信息、上装系统的各参数信息只能在本车和本系统内显示,无统一的、科学的、实时的数据采集、记录手段和方式,主要是依靠事后人工统计记录。在重特大火灾现场,火场形势复杂,所有人员的注意力都集中在灭火战斗上,无精力对上述参数信息进行实时准确记录,只能在任务完成后靠回忆进行部分参数信息统计,这种数据的采集记录方式不科学,不能正确反映灭火救援现场的实际情况,数据价值不大,而且这样的信息值不准确,不真实,可能会出现较大的误差。如果依靠这样的数据进行分析,形成的结论与理论也是错误的,导致战评总结缺乏数据依据,给消防部队灭火救援经验积累留下隐患,会造成更大的影响。同时,事后记忆的数据只有总量的信息,没有按照时间建立一个详细的变化数据积累过程记录,对数据挖掘与分析来说是不全面的,数据也是不完整和不健康的。
国内外针对发动机和水泵的研究与监测都是基于试验、出厂前合格监测或者现场故障监测为目的开发完成的,研究的目的和方向不同。此项目研究的重点是研制能够对消防车辆底盘参数及上装系统进行实时监测并实现数据远程传输的装置和系统,国内外在消防车领域还未见相关研究报道。因此,开展灭火救援现场动态信息实时采集的研究具有巨大的社会和经济效益。
2 系统组成
通过对业务及功能进行细颗粒度的分析,按照业务使用操作流程和数据在系统内的流转,系统基本组成如图1所示。
箭头表示业务数据流。车载信息采集与传输装置(以下简称“车载装置”)获取的各类信息有两个流向:一是将所采集的信息通过RS 232接口发送到车载监管软件,在消防车上提供一个可查看本车的所有状态信息的手段,每次不需要到不同的部位查看不同的信息,提高管理与工作效率;二是通过GPRS无线网络将所采集的信息发送到通信服务平台,通信服务平台实现所有车载信息采集与传输装置的接入管理功能,并将所接收到的数据实时更新到数据库中。消防车动态信息监控系统从数据库中实时刷新各项数据,利用动态展现技术实现显示功能并进行相关业务处理,该系统基于B/S架构设计。数据维护平台实现所有基础数据的录入和维护功能。通信服务平台、消防车动态信息监控系统和数据维护平台的操作对象都是数据库,数据库是系统的数据核心,体现其业务上的重要性。
3 系统主要功能
此系统针对目前灭火救援现场无有效、先进、自动的基础数据采集手段的问题,研发车载信息采集与传输装置和车载监管终端,建立消防车全信息动态监控管理系统,实现图像、语音及数据信息的综合展现,为相关业务部门提供基础数据支撑,为科学部署灭火救援力量、准确调派增援力量提供实时、直观、量化的科学依据,实现对灭火救援行动的可视化指挥,实现对消防车及车载装备器材全方位的网络化、动态化和规范化管理。
3.1 数据采集功能
根据业务需求,灭火救援现场动态信息主要包括车辆底盘参数、车辆上装信息、车载装备器材使用信息、随车人员的战斗与返回信息、消防车战斗状态信息、现场音视频信息、现场气象信息、GPS定位信息等8类信息。每类信息通过不同的途径获得,需要使用的采集技术主要有CAN总线技术、RS 485串口技术及RS 232串口技术等。以消防车为载体,需要部署的设备及之间的关系,如图2所示。
车载装置具有不同类型物理数据接口,并能够解析不同类型的数据协议。所监控的数据实时性较高,如车辆底盘参数,以毫秒级发送数据包。因此,该装置必须具有强大的数据接入及分析能力,同时将各类不同数据类型转化为统一格式的数据包,通过公众无线网络发送到通信服务平台。数据采集与转换流程如图3所示。
实现灭火救援现场基础数据的实时采集,还需要在消防车上安装部署其他相关设备,主要有:射频读写器设备、射频电子标签、车载气象站、音视频信息采集设备、GPS终端设备等。
可采集的底盘参数信息有:发动机转速、气压、速度、水温度、机油压力、油量、电量、瞬时油耗、平均油耗、小计油耗、日里程、总里程。还可以采集相关报警提示和操作提示有油压报警、STOP、冷却液温度警报、左转向、右转向、后雾灯指示、电源总开关、蓄电池充电指示、远光、驻车制动指示、驾驶室翻转警报、轮间差速器指示、变速箱故障警报、变速箱油温警报、冷却液液位警报、制动系统故障警报、ABS指示、ASR指示、灯具故障警报、取力器工作指示、轴间差速器指示、燃油滤清器堵塞警报、空气滤清器堵塞警报、辅助制动指示等。
可采集的上装信息参数有:水泵出口压力、水泵入口压力、水流量、水罐液位、泡沫流量、泡沫液位、泡沫比例、干粉容量、干粉罐压力、二氧化碳压力及容量,以及举升高度等信息。
可采集的车载装备器材信息有:“使用”和“未使用”的状态信息。
可采集的随车战斗人员状态信息有:“离车”和“返回”的状态信息。
可采集的现场气象信息有:大气温度、大气湿度、大气压力、风向、风速等。
可采集的GPS定位信息有:X坐标、Y坐标、速度、高度、角度等。
可采集的车辆状态信息有:备勤、出动、途中、到场、出水、停水、返队、驻防、运水、训练、加油、试车、验收、公务等。
3.2 数据展现功能
所采集的所有实时数据有两种展现方式,在现场通过车载监管终端展现,在监控中心通过消防车动态信息监控系统实现。车载监管终端通过文字信息显示,消防车动态信息监控系统通过可视化的监控手段展现各类信息,该系统功能架构如图4所示。
3.3 统计分析功能
系统实时接收并存储所有的监测数据,实时展现是其中的一个功能,更重要的是对所有的基础数据进行统计分析,可以得出不同类型火灾火势规模与灭火药剂、装备器材使用的基本关系,总结形成相关的理论。在日常的培训中,现场指挥员可以参考这些理论与模型,对火场力量进行估算,保证合理有针对性地调度战斗力量,而不是无论什么样的火灾,都是调集全部力量,造成战斗资源的浪费,也不能发挥每一战斗力量单元或者消防车的最大效能。同时,根据这些基础数据可以制定不同的预案,保证预案的制定和设计更加科学合理,基于这样的预案进行培训与训练,作战时就会做到心中有数,合理扑救。统计分析功能逻辑如图5所示。
3.4 数据接入功能
通信服务平台是上层应用系统与下层车载装置之间的纽带,实现数据接入功能,实时分析处理所接收的数据信息,并写入数据库中,为消防车动态监控系统实现信息展现、查询与统计分析提供基础数据支持。同时,从数据库中读取需要下达给车载装置的控制命令,如设备参数修改、警情信息及调度指令等。部署系统前,需要为该平台分配一个固定的公网IP地址,使得能够接收车载装置通过公网发送的数据信息。功能组成如图6所示。
3.5 数据维护功能
数据维护平台实现系统所有基础数据的维护录入管理功能,系统功能架构如图7所示。系统按照功能划分12个功能模块,每一功能模块完成一类信息的数据维护功能,主要是基于数据库完成增、删、改、查的数据管理操作。数据维护平台基于B/S架构,为使用者分配一定的权限,通过IE浏览器在远程或者本地都可以实现数据维护的功能。
4 结 论
系统基于多种通信接口实现多种信息采集功能,解决了目前我国消防部队在灭火救援现场无科学准确基础数据采集的问题,为装备管理及作战指挥提供了先进的监控手段。创新消防车全信息监控在装备管理及作战指挥上的应用,创新使用基于B/S架构的动态信息可视化展现技术。应用该系统可为灭火救援现场指挥调度及灭火药剂用量建模分析提供基础数据支撑,具有广阔的应用前景。
摘要：介绍了灭火救援现场动态信息采集现状。建立灭火救援现场动态信息实时监测系统,在灭火救援现场以消防车为核心,通过CAN总线、RS 485和RS 232串口等信息采集技术,实现消防车车辆底盘信息、上装信息及车载装备器材使用信息等的实时采集、远程传输及监控管理的功能,论述了系统组成及主要功能。
关键词：灭火救援,信息采集,远程监控
参考文献
[1]胡小平.汽车发动机在线监测系统的研究[D].武汉:武汉理工大学,2001.
[2]宁波.基于LabVIEW的船用消防泵状态监测与分析系统的研究[D].大连:大连海事大学,2010.
[3]杨树峰,姜学赟,马青波,等.基于嵌入式技术的消防车信息采集与传输装置[J].消防科学与技术,2013,32(3):290-293.
[4]张春华.基于射频识别技术的消防车载器材管理系统[J].消防科学与技术,2012,31(12):1313-1315.
实时动态监测系统 篇9
成本效益分析在医疗设备资源配置和使用中所发挥的管理效益,越来越得到政府主管部门和各级医疗机构的重视[1]。医疗设备管理行业亟待建立分析手段先进、标准统一和方法科学的成本效益分析技术规范[2]。
建立和健全成本效益考核数学模型和分析方法,对客观考察投资成本、准确考核设备实际运行,既是成功开展成本效益分析的基础,也是达到预期效果的关键[3]。
1 成本效益分析模型建立的原则
目前,有关医疗设备成本效益分析,主要借鉴会计学上常用的经济效益分析方法,无论静态法还是动态法,均是以经济收益为指标,分析投资回收期和经济收益率[4]。
医疗设备资源投入和运行目标,是以社会效益的创造为根本出发点的[5]。我们针对医疗设备这一特殊社会资源,探索出在医疗卫生的社会性和公益性原则基础上,符合现阶段社会发展和行业管理需要的成本效益分析模型应该是:结合医疗卫生特点及设备实际情况,制定出以设备使用率为收益指标,以设备投入、运行消耗为成本,借助医院信息化建设的成果,设计相应的统计方法,建立计算模型,能够实现医疗设备实时运行效益分析[6],经信息系统处理形成多种报告和指导数据,最终达到指导合理配置和临床更好使用的目的。系统结构框图,见图1。
2 医疗设备成本效益实时监测模型的建立
实时监测模型建立的关键在于如何通过全面、科学、快速、有效的方法将设备的使用效率实时直观地反映出来。我们首先定义一个设备使用效率为:
据此需要获取的数据包括:每次使用用时、实际使用次数和设备完好时间。由于不同类别的设备,表征其使用效率的参数会存在很大差别,因此,针对不同类别的设备将采取不同的监测模型。
(1)收费类设备的监测模型。医疗收费项目的收费单位一般为按时间收费或按次计费。按次计费的实际使用时间可通过医院HIS的收费信息确定的使用次数与设备设计和核定完成该项目所需要的理论时间相乘得出其实际使用时间[7];按时间计费的可根据医院HIS的收费信息计算出其实际使用时间[8,9]。同种设备的不同检查可通过增加附加码的方式进行区分,不需明确区分的设备可采取同科室平均分配的原则进行使用时间分配。设备完好时间指的是去除检修时间外的设备使用时间和设备待机时间。
(2)辅助类设备的监测模型。辅助设备为完成不同医疗目的提供了必不可少的支持,但又不能通过收费项目直接反应其实际使用情况,而且不同的辅助设备具有不同的使用方法和使用属性,因此,对于辅助设备的监测应该根据设备的具体情况具体分析对待,建立适合的监测模型。如激光相机的使用效率评测可引入实际出片量与工作时间内理论满负荷出片量的比值,实际出片量的获取可以通过设备信息交换接口,实时读出激光相机记录的打印次数的方法完成。其他可参考的方法有读取设备记录的使用信息,或开发相应的监测模块通过试剂的消耗情况或工程技术参数指标的变化情况等间接获取得到设备的实际使用时间。
3 医疗设备成本效益动态分析
医疗设备成本效益实时监测模型得出的使用效率、设备完好时间、实际使用时间、经济效益情况等可在医疗设备决策和使用管理的多个方面提供指导和帮助。
设备的完好时间可以反映医院医疗设备维护保养质量和工作效率,以及设备的可靠性指标与是否需要更新。
设备的使用效率结合收益情况可以反映物价部门的收费定价,以及设备的技术档次。使用效率高,收益情况差,说明设备的档次偏低需引进高档次设备,或者是物价部门的收费定价偏低;使用效率低,收益情况好,说明设备的档次较高(病源量无法达到设备的饱和状态,需加大业务推广,争取为更多患者服务),或者物价部门的收费定价偏高;使用效率高,收费情况好,说明该设备的引进使用在一个良性循环的轨道;使用效率低,收益情况差,说明设备的使用方面需要加强。
使用效率的高低标准的评价,需要经过一定时期的统计分析,结合社会经济发展等多方面的因素来确定。分析范围的选择决定了最终数据所反映出的问题。
4 小结
我院为陕西省首家开展医疗设备成本效益分析的医院,在2005年即制定了严格的规章制度、规范的程序办法和科学的操作方式,并逐步完成了HIS、PACS的建设,初具数字医院规模。近两年借助医院综合信息平台逐步开展实时成本效益分析办法,在实践中成功应运于调控设备总规模,指导投资方向、计划立项确定等设备管理环节,对改善医院经营管理、提高医院的综合效益发挥了积极作用。全院设备综合经济成本回收率连续3年保持在5%以上的增长,设备平均运行使用率增加连续3年保持在6%以上。
总之,我们建立的以使用效率为桥梁,结合收益情况、设备完好率、收费定价标准、业务开展情况等多方面的医疗设备成本效益实时监测模型,以及设计的动态分析方法能够实时的获取成本与效益之间的数量关系,根据效益分析结果可掌握设备配置的合理性,预防设备购进的盲目,亦可使科室将已有设备用好用足。
参考文献
[1]周硕艳.提高医疗设备投资效益的几点思考[J].医疗卫生装备,2010,31(4):92-93.
[2]姚燕娟,傅海蓉,吴奕.医疗设备效益分析存在的问题及对策[J].医院管理论坛,2011,28(8):24-25.
[3]牛晓洋.医院医疗设备的管理[J].中华现代医院管理杂志,2008,(6):86-87.
[4]李帅帅,王凤,施安,等.医疗设备的效益分析方法和作用[J].中国医疗设备,2011,26(5):115-116.
[5]陈啸宏.深入学习实践科学发展观,努力做好卫生系统基本建设和大型医用设备管理工作[R].2008年全国卫生系统基本建设和装备管理工作会议,2008.
[6]金绍杰,李学芳.开展医疗设备成本效益分析的实践[J].基层医学论坛,2011,(4):97.
[7]种银保,罗鑫.医疗器械成本效益分析在HIS上的研发与应用[J].医疗卫生装备,2009,(1):59-61.
[8]肖开敏,郭鹏,于维海.医院在用仪器设备的效益管理和资源共享[J].中国医疗设备,2010,25(8):65-67,86.
实时动态声像定位系统 篇10
无边时空系统 (Illimitable Space System, ISS) 是由加拿大m Dreams Pictures公司的宋淼教授及其团队, 着重开发的互动媒体技术及其在舞台及纪录片拍摄方面的应用。
现有的ISS系统的系统功能主要是通过实时声像检测技术, 人体体感技术, 把人机互动的数据进行处理, 达到实时的影像, 同时能对人的手势和姿势进行分析及运算, 包括人体的骨骼及关节信息等。ISS也包括互动投影技术, 达到了混合现实的效果, 即人们在操控虚拟影像的同时也把真实环境融入进了影像, 从而增强了视觉及感官性。目前该技术主要应用于舞台效果和其他娱乐业产业上。
ISS技术在舞台效果的应用上, 表现出超出平日舞台效果的视觉感受, 随着舞台背景的即时变幻, 舞蹈也更加的生动, 给观众带来即时的视觉与听觉的享受。2014年4月, 宋淼担任了互动媒体的设计及制作的任务与中央戏剧学院导演系首次合作并尝试把数字互动多媒体技术应用到传统戏剧舞台的科研项目, 实现了无限空间互动多媒体装置应用到中戏导演系毕业大戏《如影随形》。
蒙特利尔的计算机数字多媒体工业在全球享有盛名, 计算机数字互动多媒体行业发展也尤其迅速, 可以联合国外专业团队, 在技术上处于领先位置。互动媒体技术在艺术团体演出与舞台特效运用方面, 在中国是一个新兴产业。实时动态声像定位系统研究与示范应用, 是一个有无限潜力的行业, 尤其是专业团体的演出方面。
此项目有着很大的提升与完善空间和市场价值。m Dreams Pictures公司已经在承接不同的创意项目, 为有些舞台创作量身定做, 以使得无限空间系统更完善。