调度技术支持系统

调度技术支持系统（精选12篇）

调度技术支持系统 篇1

摘要：本文作者通过对智能电网调度支持系统与传统调度系统的区别进行了分析, 主要就智能调度支持系统的结构体系进行了探讨, 同时提出了建议。

关键词：智能电网,调度,支持系统,结构体系

前言

近年来, 随着国民经济的发展, 电网建设的规模不断增加, 其结构体系也日趋复杂, 这给电网安全运行带来了诸多困难, 目前随着电力市场化改革的推进, 以及对节能降耗、环境保护的重视, 作为电网的指挥中心, 在承担传统的调度任务的同时, 也增加了许多与电力交易、节能环保相关的工作, 其在运行中承担的角色和任务变得更加复杂和繁重, 传统的经验型、分析型调度模式已经不能适应新的要求。

1. 智能调度支持系统与传统调度系统的区别。

传统调度系统只需要处理一次系统的信息, 是电网稳态水平上的监控分析, 各应用系统相对独立, 数据库结构、数据格式、图形格式各不相同, 系统间通过既定的访问接口进行数据交互和共享, 纵向数据转发环节较多、时延明显, 各系统的数据分析结果在系统间几乎没有交互。

智能调度系统则面向调度全专业, 需要实现一、二次系统的同步建模、采集与分析, 是扩展到静态、动态、暂态只位一体的信息处理与分析、是分布式一体化的标准系统平台, 可实现全网调度范围内的统一协调控制, 实现多级调度主、备系统间实时与非实时数据的横向集成与纵向共享。智能调度支持系统具备辅助调度员值班的辅助决策功能, 涵盖调度中心的各专业, 通过智能化的手段服务于坚强的智能输电网, 它是智能电网建设的关键内容, 是智能电网的神经中枢, 是维系电力生产过程的基础, 是保障智能电网运行和发展的重要手段。

2. 智能调度支持系统的结构体系

2.1. 设计原则

一体化的电网模型技术是智能调度的关键技术之一, 总体设计遵循:

2.1.1. 系统平台标准化

采用统一的平台规范标准以及接口规范标准, 通过标准化实现平台的高度开放性。基础平台在图形、模型、数据库、消息、服务、系统管理等方面提供标准化的应用接口, 为各种应用提供统一的支撑。

2.1.2. 系统功能集成化

以面向服务的体系结构, 按照应用和数据集成的理念, 构造统一支撑的数据平台和应用服务总线, 实现数据整合和应用功能整合。

2.1.3. 系统应用智能化

实现电网运行可视化全景监视、综合智能告警与前瞻预警、协调控制和主动安全防御线从年月方式分析向日前和在线分析推进, 实现运行风险的预防预控。

主调和备调将采用完全相同的系统体系架构, 实现相同的功能, 实现主备调的一体化运行。横向上, 系统通过统一的基础平台实现四类应用的一体化运行、以及与SG186的有效协调, 实现主、备调间各应用功能的协调运行和系统维护与数据的同步;纵向上, 通过基础平台实现上下级调度技术支持系统间的一体化运行和模型、数据、画面的源端维护与系统共享, 通过调度数据网双平面, 实现厂站和调度中心之间数据采集和交换的可靠运行。

2.2. 功能应用

智能调度支持系统按功能分为实时监控与预警、调度计划、安全校核和调度管理四类应用。这种分类方式突破了传统安全分区的约束, 完全按照业务特性, 四类应用建立在统一的基础平台之上, 平台为各类应用提供统一的模型、数据、CASE、网络通信、人机界面、系统管理等服务, 所有的数据交互均是通过基础平台进行。四类应用之间的数据逻辑关系 (见图1) 。

在图1中, 实时监控与预警类应用向其他三类应用提供电网实时数据、保存的历史数据和断面数据等。从调度计划类应用获取发电计划和交换计划从安全校核类应用获取校核断面的越限信息、重载信息、灵敏度信息等校核结果;从调度管理应用获取设备原始参数和限额信息等。

调度计划类应用将预测数据、发电计划、交换计划、检修计划等数据提供给实时监控预警类应用、安全校核类应用和调度管理类应用。调度计划类应用从实时监控与预警类应用获取历史负荷信息、水文信息;从调度管理类应用获取限额信息、检修申请等信息, 用于需求预测和检修计划编制;从实时监控与预警类应用获取电网拓扑潮流等实时运行信息;通过调用安全校核类应用提供的校核服务, 对调度计划进行多角度的安全分析与评估, 并将通过校核的调度计划送到实时监控与预警类应用, 用于电网运行控制。

安全校核类应用主要是将越限信息、重载信息、灵敏度信息、稳定信息等校核结果提供给其他各类应用。从调度计划类应用获取母线负荷预测、发电计划、交换计划、检修计划等从实时监控与预警类应用获取实时数据、历史数据并实时研究、分析评估。

调度管理类应用将电力系统设备原始参数、设备限额信息、检修申请等提供给其他各类应用。从实时监控与预警类应用获取实时数据和历史数据从调度计划类应用获取预测结果、发电计划、交换计划、检修计划等。

2.3. 系统的硬件配置

系统的硬件配置 (见图2) .按照网段划分为数据采集与交换、数据、人机和应用四类。数据采集与交换处于内外网边界, 主要完成内外部的信息交换按照数据特性, 数据存储和应用相对独立, Ⅰ、Ⅱ区进行统一的基于SAN的数据存储, 遵循安全防护的要求, Ⅰ、Ⅱ区配置另外一套SAN;根据不同应用的业务特性来配置相应的应用服务器群;人机工作站按照安全区统一配置, 既可节省硬件投资, 又能实现界面统一, 实现最大化的资源共享。

3. 建议与展望

目前电网智能调度支持系统的建设还处于初级阶段, 在智能电网建设的过程中需要结合地方电网的特点, 适应智能电网发展的要求, 加强统一协调规划, 强化基础支撑建设, 有步骤的开展以下工作。

3.1. 积极推进厂站侧数字化进程

在IEC6180标准的指导下, 推动数字化变电站建设;实现发电厂的数字化生产, 如汽机/锅炉的效率管理、发电机的调频/调压管理等, 依靠智能控制方法, 减少人工参与, 实现实时在线的定值修改、策略搜索、在线自动控制等功能;借鉴国外在综合自动化方面的经验, 积极发展配电自动化。

3.2. 加强调度侧高级应用系统的集成和标准化建设

统一调度侧各控制系统的功能、接口、数据库等, 实现输电元件的测量、保护、控制、通信一体化, 实现对输电元件的数字化监测以及分散式的智能决策;采用电网稳态、动态、暂态二位一体安全防御及全过程发电控制系统, 将分散的EMS、电网广域动态监测系统、在线稳定分析预警系统高度集成。调度人员无需在不同系统和平台间频繁切换, 实现对电网综合运行情况的全景监视, 并获取辅助决策支持。

3.3. 加强系统元件数学模型研究。

精确且物理意义明确的数学模型, 可以更好地指导数字化过程中的数据采集、状态监测、安全控制, 尤其是一些传统难点 (如负荷模型) 或新型元件 (如风电机组、柔性交流输电系统设备等) 的数学模型分析。

3.4. 优化协调全局范围内的自动控制措施

如"三道防线"间的协调、有功、无功控制间的协调、频率、电压控制间的协调等, 研究如何让风力发电实现"即插即用"。

3.5. 积极与公共服务系统配合

将对系统安全稳定影响较大的外部信息 (如天气、地质等) 数字化, 并集成到相应的决策分析系统中, 实现电力系统的经济节能运行, 避免自然灾害导致的大停电事故。

4. 结语

随着智能电网建设的不断深入, 今后在电力建设中智能电网将倍受关注, 只有在掌握智能电网的性能的前提下, 才能更好的发挥调度工作。

参考文献

[1]杨善林.智能决策方法与智能决策支持系统[M].北京科学出版社, 2005.

[2]刘振亚.智能电网技术[M].北京:中国电力出版社, 2010.

[3]Understanding the smart grid[R].Research Reports InternationalRRI00026, 2007.

调度技术支持系统 篇2

分散自律调度集中系统的联调试验技术

南昌铁路局在沪昆线200 km/h电气化提速改造工程项目中,首次采用分散自律调度集中系统(CTC).该系统由调度中心子系统、车站子系统和调度中心与车站及车站之间的网络子系统3部分组成.各子系统分别安装调试完成后,需要对CTC进行联网调试、电务功能试验、运输指挥功能综合试验以及与其他外部系统的.结合试验.通过沪昆线CTC开通调试验收,提出要统一CTC操作界面,完善软件功能,充分发挥CTC在运输繁忙车站的应用.

作 者：肖贤伟 Xiao Xianwei 作者单位：南昌铁路局电务处,江西南昌,330002刊 名：中国铁路 PKU英文刊名：CHINESE RAILWAYS年，卷(期)：“”(11)分类号：U2关键词：分散自律调度集中 系统试验 沪昆线

调度技术支持系统 篇3

[关键词]调度技术；智能电网；数据同步

一、建设智能电网调度技术系统的主要目的

国家电力系统的调度通信中心逐渐向“智能电网调度技术支持系统建设框架”的方面进行发展，这也就显示了智能电力系统调度支持系统的建立的目的就是：建立统一健全的智能电网系统是为了更好地适应国家电网调度安全和运行可靠，灵活协调，经济环保的政策要求，电网公司的研究和开发要与国家的智能电网的特点相互适应，发挥企业的自主创新能力并结合国际领先的智能电网调度技术，实现国家，省，市，地，县的智能电网调度支持系统的统一化，公司的电网调度系统的统一化这就要求各地的电力系统的管理流程、信息技术实现自动化、智能化，并且要与国际先进技术相结合。因此这也对智能电网调度支持系统的发展提出了很多的要求和原则。

（1）安全可靠原则。在运用智能电网调度支持系统是要将系统的安全性要求放在第一位，保障电力系统的安全运行，不断加强对电力设施的保护，操作过程要遵循国内的安全操作的要求，并且要在国内安全数据库系统中应用信息技术来对安全证书的认证，执行的权限进行相应的管理。（2）实用的原则。电力系统的整体架构，要结合数据库的数据，有明确的图形界面和中间设施，而且对于应用程序和其他模块也要做出合理的设计，再设计系统是要充分结合国内外的先进技术和相应的研究成果，架构要很好的面向服务，要以安全分区架构为基础，要有更加标准的模型和简便可视化的界面，使用国际尖端技术，设计还要符合国际标准和我国的电力系统的设计标准，从而设计出国际领先的电力调度系统。（3）開放性和可改进性的原则。系统的设计应该遵循开放性的原则设计出开放的系统架构，系统的维护要及时。而且也要与第三方插件有很好的兼容性，从而使的系统的扩容和升级更加简便。（4）管理和易于维护的原则。应用程序的配置，管理更应该方便，对于系统的切割也要灵活；实施环境要考虑在设计系统的过程中，而且服务的配置也要实现参数化和易于定制，这就有利于系统平台功能的调整，这样就可以满足用户的需求，这就便于系统工程的操作、管理、日常维护和升级。

二、调度支持系统的架构

1.电力调度的管理子系统

电力调度的管理子系统是充分考虑设计对象的技术和数据库理论和研发的需求的，这样设计的系统就会更加的简单，而且具有便携性。将电业局，发电厂，变电站和用户的数据有效地导入到数据库中，对于企业的各部门的数据只有有关具有一定职权的领导才可以调用相关的数据，这也就实现了电力系统的数据的共享。电力系统的调度管理子系统可以对数据进行统计分析，生成相应的报表对数据做出评估和这就为决策提供了最直接的参考数据，而且能够更有效的保证电力系统的运行。

2.调度生产管理子系统

调度生产管理子系统是调度支持系统的子系统主要属于省一级，因次要运用先进的技术来对电力系统进行日志管理，电力系统的网页浏览，资源的调度和资源共享的信息进行统计和查询。系统日志的管理的调度要依据数据的记录，汇总的结果，并对其进行排序，实现对数据的搜索，保密，调度的有效性，并且要在系统中嵌入链接以及相应的功能，有利于对事件进行查询；并且可以对机组锅炉的状态进行监控，保证备用锅炉的运行能力，并对其进行维修；对于重要的生产活动也会自动的生成；而且也会实现报告信息的自动调整。对电力调度系统的生产运行进行管理，可以实现管理的科学化和方便化，也可以达到无纸化办公的效果，对于调度部门的工作效率也有很大的提高。

三、智能电网调度的关键技术

1.实时动态监测网络

对于电力系统要进行动态的监控这就要求将先进的现代科技技术运用到系统当中，上世纪90年代开始全球定位系统开始在全球进行应用，这就标志着标同步相量技术应运而生。对于广域动态测量技术应用，能够实现以时间为基准轴来对大的电力系统的操作和控制的信息提供相应的途径和方法。这个系统主要有三大特点：（1）对发电机功角进行直接测量。（2）的主站每间隔40ms就会发送动态数据。（3）使用GPS标记每个数据的时间尺度，并且能够在相同的时间取得的相应的数据，对于动态数据进行监控和记录，实现高频振荡报警，对于电网的安全运行发挥了重要作用，该系统可以实现在40ms内实现高速的同步测量实现数据的准确分析，实现实时的动态系统的并网。

2.电网动态监测预警和决策支持技术

电力系统的监测预警以及决策系统的基本功能包括：实时的动态监测，上线状态评估，静态安全状况分析，分析计算静态电压的稳定性，并且能够计算热稳定性，同时在线计算分析暂态功角，上线的暂态电压稳定分析计算，预防和控制低频振荡的发生，控制在线暂态功角的稳定，紧急控制上线的瞬态电压变化，实现在网上的紧急控制和决策等。除了能够实时的对动态低频振荡实现在线监测和分析为，还可以运用先进的计算技术在EMS/SCADA系统的基础上实现升级。

3.电网运行方式的在线分析技术

生产调度要制定相应的网格工作流程表，合理安排电网运行方式是确保电力系统安全稳定运行的保障。对电网运行的负荷进行实时的预测，对电网输电及配电设备进行合理安排并制定合理的维护方案，从而实现电力系统的安全稳定运行。

电网的动态监测和预警对于决策技术和网络的运行模式的有很大的帮助，他们的特点是在线升级电网系统实现分析和计算的稳定，显着降低计算的工作量，提高了系统的安全和稳定。

参考文献：

[1]孟令愚，李满坡.东北电网联络线关口调度技术支持系统研究[J].电网技术，2012，26（5）：54一56.

[2]刘志超，丁建民，任锦兴.基于以太网的分布式发电厂电气监控系统实现[J].电力系统自动化，2011，28（8）：84-87.

调度技术支持系统 篇4

现场的系统功能演示显示,我国电网调度首次实现了基于“三华”(华北、华中、华东)电网统一模型的实时数据采集和展示,信息范围覆盖“三华”电网220 kV以上电压等级近2 700个厂站和东北电网、西北电网的主网架,能有效支持国家电力调度通信中心与“三华”网调互备和业务协同,支撑特高压大电网安全稳定运行。

智能电网调度技术支持系统建设是坚强智能电网建设的重要内容。由国家电力调度通信中心组织,华中电网有限公司牵头,中国电力科学研究院、国家电网电力科学研究院联合研发的基础平台和基本应用功能,是后续应用功能的基础,关系到智能电网调度技术支持系统试点工作的全局。

验收委员会一致认为,智能电网调度技术支持系统基础平台和基本应用功能研发项目成果技术先进、功能实用,在消息总线、服务总线、实时数据库、可视化人机界面等多项关键技术上取得了突破,对提高我国电网调度的智能化水平具有重要意义。

调度技术支持系统 篇5

一.培养对象：

铁路水电系统电力调度员

二.培养目标

1、掌握牵引供电相关基础理论，了解国内外牵引供电技术最新发展动态。

2、深刻理解牵引供电规章与规程的内涵，确保安全生产。

3、熟练运用与操作微机远动装置，具备供电调度员日常指挥生产的能力。

三.培养形式

教学采用全日制短期培训形式，理论授课、现场参观、实训演练相结合。

四.学制与学时

短期培训班形式,4周共计24天（144学时）。

五.培训内容与学时分配

序号培训内容学时

培训单元一：基本理论

1牵引变电所高压电器设备4

2牵引变电所主接线与配电装置8

3牵引变电所二次系统与综合自动化技术16

4牵引变电所继电保护与自动装置12

5牵引供电系统微机远动技术18

6接触网30

培训单元二：规程规则

7接触网安全工作规程6

8牵引变电所安全工作规程6

9接触网运行检修规程6

10牵引变电所运行检修规程6

11铁路技术管理规程2

12牵引供电调度规则4

培训单元三：基本操作

13牵引供电系统调度员值班规范4

14微机远动系统运用与维护4

培训单元四：事故与应急处理

15接触网事故抢修规则与抢修预案2

16铁路行车事故处理规则2

17牵引变电所事故处理2

机动1

2内容说明：

1.牵引变电所高压电器设备

讲解牵引供电系统结构及其各部分功能；简要介绍牵引变电所内各种高压断路器、隔离开关及其操动机构、熔断器的结构、原理。

2.牵引变电所主接线与配电装置

讲解牵引变电所电气主接线结构；常见主接线图读图方法，高压配电装置基本结构、原理以及接地装置的结构、敷设基本方法。使学员具备分析牵引变电所主接线、进行倒闸作业的操作能力以及高压配电装置、接地装置的运营维护能力。

3.牵引变电所二次系统与综合自动化技术

主要学习牵引变电所的高压开关控制、信号电路结构与工作原理；中央信号装置的结构与工作原理；变电所自用电系统的工作原理等基础理论；牵引变电所综合自动化主要功能；变电所综合自动化运营管理；举例介绍典型变电所综合自动化系统概况。

4.牵引变电所继电保护与自动装置

讲解微机保护装置基本结构、功能与原理；介绍典型微机型电铁成套保护装置结构原理。讲解牵引变电所综合自动化系统结构模式与基本特点。

5.牵引供电系统微机远动技术

介绍牵引供电调度自动化系统结构、功能与运行；讲解微机远动系统的调度端、执行端、信道的结构原理以及软硬件技术。

6.接触网

主要讲授高速电气化铁道接触网的设备、结构及其运用；讲授接触网施工的基本程序及基本工艺和要求；讲授有关接触网运营管理及日常检修维护的基本内容。

7.接触网安全工作规程

主要讲授接触网安全操作总则及一般规定、作业制度；高空作业、停电作业、带电作业、倒闸作业、作业区的防护等。

8.牵引变电所安全工作规程

安全工作总则及一般规定；运行、检修作业制度；高压设备停电作业、高压设备带电作业、其它作业制度；高压试验、测量工作。

9.接触网运行检修规程

主要讲授接触网运行检修总则；运行和管理；检修内容、检修计划的编制、检修记录的填写与技术标准等。

10.牵引变电所运行检修规程

主要介绍牵引变电所运行检修总则、管理；交接验收；值班、倒闸作业、设备巡视和设备运行等标准化作业程序；变电所检修范围和标准；变电所设备的管理与试验。

11.铁路技术管理规程

简要介绍《铁路技术管理规程》中对牵引供电技术规定，接触网常用机车手信号；电气化区段的断电标、合电标、接触网终点标、准备降下受电弓标、降下受电弓标、升起受电弓标设置位置、设置原则和如何设置，危害及事故案例。

12.牵引供电调度规则

讲解牵引供电系统分级负责的系统和责任，介绍局级供电调度对牵引供电设备的管理；各级供电调度员应具备的条件和要求；调度值班性质、任务和交接班程序及内容，供电调度表填写；调度命令的发布与管理等。

13.牵引供电系统调度员值班规范

通过现场参观与实训演练使学员熟悉掌握调度值班性质、任务和交接班程序及内容，供电调度表填写；调度命令的发布与管理等日常工作规范。

14.微机远动系统运用与维护

通过现场参观与实训演练使学员熟悉掌握倒闸作业卡片的编制、程控操作、单控操作、遥信全召、召测等操作；掌握微机远动系统调度端设备运行维护要点。

15.接触网事故抢修规则与抢修预案

讲解接触网常见事故的抢修处理原则，抢修预案的制定。

16.铁路行车事故处理规则

介绍行车事故分类；行车事故通报；行车事故的调查和处理；行车事故责任的判定和处理；行车事故的统计、分析、总结报告；罚则。

17.牵引变电所事故处理

讲解牵引变电所常见事故的抢修处理原则。

六.教学方法

1、广泛采用多媒体教学手段。

2、面向实物设备，在真实的现场环境中完成教学。

3、教学过程中，运用案例教学。

七.考核方法

调度技术支持系统 篇6

关键词：实时监控；生产调度；支持系统设计与实现

中图分类号：TE835文献标识码：A文章编号：1006-8937（2012）05-0014-02

油轮实时监控及生产调度决策支持系统设计与实现实际上包含两个系统，即油轮实时监控系统和生产调度系统。通过这两个系统的协调配合工作，能够顺利的运用油轮准确的进行石油的开采和运输，该支持系统在海洋石油的开采以及调度领域运用非常广泛，在系统中运用了很多高科技计算机电子通讯技术。例如有GPS卫星定位系统与GIS地理信息技术，以及计算机网络通信与数据处理技术和GSM全球移动通讯技术等。

1油轮实时监控系统及生产调度系统

1.1油轮实时监控系统

油轮实时监控系统就是采用一系列先进的计算机电子通信技术，如GPS卫星定位系统与GIS地理信息技术，以及计算机网络通信与数据处理技术和GSM全球移动通讯技术等，主要的还是GPS卫星定位系统，开发的一套远程监控定位管理系统。

GPS定位系统在油轮监控系统中拥有一定的主体地位,GPS卫星定位系统的应用非常广泛，它利用设置在空中的导航卫星进行全球时间和距离的测量。GPS定位系统工程非常巨大，也很复杂。利用GPS的用户可以根据分布在空间轨道上的24颗卫星发射出的信号频率来测量信号电磁波传播的时间因此求解出接收机天线到卫星的距离，再利用空间三个球相较于一点的原理求出接收机的具体位置，同时从这一点我们也可以知道，要求出接收机的具体位置，不需要知道24颗卫星的信号而是知道三个卫星的信号就可以了。这一伟大的工程解决了人类在地球上的定位问题。在海洋石油开采上更是提供了很大的便利，它可以在石油开采的同时同步实现海洋深度及海平面到石油层的探测，以及对油轮的管理，实现高效，经济，节能的作业，降低成本。GPS定位系统工程本身造价也很昂贵，它需要建立相应的差分基准站和检测站来协调工作。总的来说，GPS定位系统对于人类的进步做出了巨大的贡献。

1.2生产调度系统

生产调度在人类的日常生活中经常碰到，不只在海洋石油开采问题上，还有其它的一些工业生产上。生产调度是利用生产进展的速度作为根据,用来对生产进展的速度计划所实施的工作。它可以分为两种，一种是静态调度，一种是动态调度。静态调度是在任务执行前根据要求，采用一些特定的算法对布置的任务在每个工作单元上的加工顺序进行适当的安排。这种调度方法非常简单，它不需要考虑在工作过程中出现的各种意料之外的状况。动态调度相对来说就非常复杂了，相反的它要求考虑在工作过程中出现的各种意料之外的状况，动态调度的灵活性很强，它要求能随加工能力的变化而相应的变化，在事故发生以后，能快速的根据当前的能力资源制定出新的生产调度计划，保证车间生产顺利进行。嵌入式RAM可以为单口RAM、双端口RAM、伪双端口RAM、CAM、FIFO等常用存储结构进行灵活配置，且都配置有一个CAM即content addressable memory，内容地址储存器。其内部一般都有内嵌的比较逻辑装置，对于写入CAM的数据会和其内部存储的每一个数据进行比较，并且对于内部已经存在的数据地址进行返回和剔除，为下一个步骤提供了较好的基础。由于内嵌块RAM的结构非常多样，每一个供应商和供应元件的不同就会令其结构发生很大的差异。xilinx常见的块RAM大小是4kbit和18kbit，Lattice常用的块RAM大小是9kbit，altera的块RAM最为灵活，一些高端器件内部同时含有3种块RAM结构，分辨是M512 RAM（512bit），M4K RAM（4kbit），M-RAM（512kbit）。

2油轮实时监控及生产调度决策支持系统设计过

程中可能出现的问题

因为油轮实时监控及生产调度决策支持系统研发的项目比较大，所以为了使成本减少，在研发的过程中降低损失，前期的调研工作是必不可少的，通过现有的一些石油开采单位的油轮监控与调度系统，在设计过程中可能出现的问题也有很多，比如在泊油时，监控系统无法覆盖到码头，因此，码头安全问题存在很大隐患，也可能由于在油轮方案的调度上不够完善，且适应性不强以致在出现问题时无法及时解决，随着调度系统的复杂化，油轮实时监控系统可能水平不高，不够完善，在设计的前期可能由于调研不够深入，使油轮无法得到合理的运用，造成损失。对于这些在油轮实时监控及生产调度决策支持系统设计中可能出现的问题，我们应该予以重视，在决策系统成立前应该做好准备工作，对可能出现的问题制定出相应的解决对策，同时对于生产调度方案通过以往的经验应尽量完善。比如每一艘油轮都应有一个明确的码头来完成运输工作，在同一时刻一个码头只能停泊一艘油轮等。

3油轮实时监控及生产调度决策支持系统的开发

实现

油轮实时监控系统及生产调度决策支持系统摒弃了过去的手工操作，实现了精确的计算机自动控制，主要运用于四个模块，有油轮监控模块，油轮的生产调度模块，油轮及油罐等设备的管理模块以及用户管理模块。油轮监控模块是对整个决策支持系统进行监控管理，油轮的生产调度模块是整个系统的核心，它的步骤比较复杂，通过一系列的参数再经过计算机自动生成调度方案，而油轮及油罐设备的管理模块及用户管理模块协助工作共同完成任务，通过这一系列的调查研究，油轮实时监控及生产调度决策支持系统的开发是可以实现的。

总而言之，通过这些技术设计一整套的油轮远程监控及调度决策支持系统，并全方位完善对该支持系统的设计。希望通过对该支持系统的研究，能够让油轮更好的解决在海洋石油开采以及石油运输过程中可能出现的问题。

参考文献：

[1] 贾银山,贾传荧,魏海平,等.基于GPS和电子海图的船舶导

航系统设计与实现[J].计算机工程,2003,(1).

[2] 何玮玮,张维竞,刘晓伟,等.嵌入式系统在船舶监控系统中

的应用研究[J].造船技术,2007,(1).

[3] 王琦.GPS航海导航系统的研究与开发[D].武汉:华中科技

大学,2005.

调度技术支持系统 篇7

参加审查的专家认为,初步设计报告充分利用智能调度技术支持系统的前期研究成果,结合华中电网实际,系统功能完善,结构合理,能有效指导下阶段智能电网调度技术支持系统建设。

作为国家电网的重要组成部分,华中电网成为全新研发的智能电网调度技术支持系统第一家试点,调度技术支持系统示范工程建设意义重大。

下一步,将有序展开测试小系统现场安装调试、机房装修改造、硬件招投标、系统安装集成、厂站接入、系统联调等工作。

电力调度系统无证书数字签名技术 篇8

随着电力行业信息程度的深入, 电力调度系统的数字化应用也日趋增多。如文献[1-3]针对电力调度的数字化提出了各自的建设思想和实现方法。从现场应用和发表的文献来看, 这些以网络通信为传输基础的电力调度系统都面临着数据传输安全的问题。

由于电力调度过程的特殊性, 任何数据传输的安全问题, 都可能导致灾难性的事故发生, 其造成的损失也是巨大的。文献[4-5]为了避免在电力调度中心、电厂及用户之间传输的数据被篡改、伪造, 提出并设计了基于认证体系结构的数字签名方案。文献[6-7]分析了电力二次系统所面临的风险, 介绍了电力调度系统的证书服务系统及其数字签名技术应用。这些数字签名方案虽然利用证书密码技术提高了系统的安全性, 但是为了存储证书和验证证书的有效性, 需要大量的存储空间和计算开销, 对电力调度的实时性造成了一定的影响。

无证书密码体制既消除了传统密码体制对证书的需求, 也解决了基于身份密码体制中的密钥托管问题[8,9,10]。由于具有较强的实用性, 已经出现了应用于电子商务、电子病历等方面的无证书密码体制方案[11]。但是, 这些方案都是以双线性对或指数为运算基础, 计算效率较低[12]。目前, 无证书数字签名在电力调度中的应用研究较少。

本文在研究电力调度系统数据传输安全性问题的基础上, 利用椭圆曲线密码系统 (elliptic curve cryptosystem, ECC) 计算效率较高的特点, 提出了基于ECC无线性对的无证书数字签名方案。该方案具有保证调度信息的完整性、抗否认性、抗伪造性和可验证性等特点, 能够很好地解决电力调度系统数据传输的安全性问题。

1 无证书数字技术

无证书签名系统将密钥生成中心 (key generation center, KGC) 作为信任中心, 其作用是产生用户的一部分私钥。用户随机选择一个秘密值, 产生自己另一部分私钥, 利用私钥产生公钥, 并将部分公钥绑定同一个身份。一个无证书签名方案由系统初始化、部分密钥生成、设置秘密值、设置私钥、设置公钥、签名以及签名验证7个算法组成。通常, 前2个算法由KGC执行, 而其他算法由签名或验证用户执行[13,14]。

本文设计的ECC无证书签名方案建立在以下数学问题之上。

1) 椭圆曲线离散对数问题 (discrete logarithm problem, DLP) :P是G1的生成元, 任取Q∈G1。在已知P和Q的条件下, 求Q=nP中的n是一个数学难题。

2) 计算Diffie-Hellman问题 (computational Diffie-Hellman problem, CDHP) :P是G1的生成元, a1P∈G1, b1P∈G1, 在不知道a1和b1的情况下, 求a1b1P是一个数学难题。

在无证书签名的安全模型中, 一般存在如下2类敌手攻击。

1) Type-Ⅰ攻击者AⅠ:不能获取KGC主密钥, 但可以替换任意用户公钥。

2) Type-Ⅱ攻击者AⅡ:拥有主密钥, 可以自己产生部分私钥, 但是不能替换用户的公钥。

2 电力调度系统的安全性分析

电力调度系统通常设计的用户角色为系统管理员、录入操作员、审核操作员、签发操作员等[15]。电力调度系统中产生的指令数据及时、准确地在这些角色间频繁传送。在数据传输过程中, 一般面临篡改数据、否认发送数据、冒充发送者等安全问题。

为保证数据传输的安全性, 可将电力调度系统的用户角色在无证书密码体制中映射为如下3类对象。

1) 信任中心KGC:可将系统管理员作为信任中心。为了防止公钥密码替换攻击, 信任中心建立公告板;为了对签名者身份进行真实性验证, 信任中心负责产生用户的部分私钥;为了防止冒充发送者的安全问题, 信任中心可对存疑的调度签名进行判断裁决。

2) 调度信息签名者:调度系统中的所有用户都可以作为调度信息的签名者。为了防止否认发送数据的安全问题, 调度信息签名者产生自己的部分私钥;为了防止篡改数据的安全问题, 调度信息签名者使用哈希函数对信息进行处理;为了防止冒充信任中心的安全问题, 调度信息签名者可对信任中心身份进行验证。

3) 调度信息验证者:调度系统中的所有用户都可以作为调度信息的验证者。为了辨析调度信息的真实性, 可使用公钥对对接收的签名信息进行数字签名验证;为了辨析调度信息发送者的身份, 可对存疑的调度信息签名者的身份提交信任中心进行判断裁决。

3 基于电力调度系统的ECC无证书签名技术方案

数字签名算法 (digital signature algorithm, DSA) 使用大量的指数运算。ECC数字签名算法则使用标量乘运算。在相同的安全强度下, ECC在提高运算速度和节省空间方面, 要优于DSA。目前的无证书签名方案大多使用昂贵的对操作, 降低了执行效率, 也不利于软件和硬件的实现。本文利用ECC计算效率较高的特点, 提出基于ECC无线性对的无证书数字签名方案, 提高执行速度, 能够满足电力调度系统的实时性要求。

3.1 系统初始化

设Fq为有限域, 整数q为所选有限域的阶, FR是有限域Fq中元素的表示, 椭圆曲线的2个系数a, b∈Fq, 构建了椭圆曲线E:y2=x3+ax+b。G∈E (Fq) 为E的一个生成元;n为G的阶数;h为辅因子, 标识E中子群的数目;H是一个单向哈希函数, 能够保证信息的完整性。

电力调度信任中心KGC选择主秘钥s (0

电力调度信任中心KGC公布参数D={q, FR, a, b, G, n, h, Ppub}。

3.2 部分密钥生成

1) 设电力调度信息签名者A的身份为idA, 并通过KGC的公告板进行公示。

2) KGC随机选择x (0

3) 电力调度信息签名者A可以通过以下方式验证d是否为KGC产生:首先, 通过W= (x1, y1) 和idA, 计算H (idA‖x1) ;然后, 分别计算dG和Ppub+H (idA‖x1) W;最后, 判断dG=Ppub+H (idA‖x1) W是否成立。如果成立, 则d为KGC产生, A接受;否则拒绝接受。

3.3 设置秘密值

电力调度信息签名者A随机选取z (0

3.4 设置私钥

电力调度信息签名者A的私钥为SKA= (d, z) , 私钥由A自己保存。

3.5 设置公钥

电力调度信息签名者A的公钥为PKA= (W, N) , 公钥由KGC在公告板中进行告示, 防止公钥替换攻击。

3.6 签名

设电力调度信息M∈{0, 1}*。电力调度信息签名过程如下。

1) 生成随机数k, 0

4) 计算u= (k+hd+zr) mod n, (R, u) 即为A对消息M的签名。

5) 发送消息和签名结果 (M, R, u) 。

3.7 签名验证

调度信息验证者收到签名信息 (M, R, u) , 验证过程如下。

1) 从KGC的公告板处获取电力调度信息签名者A的基本信息 (PKA, idA) 及系统参数。

2) 从R= (x3, y3) 抽取x3, 计算r=x3mod n。

3) 根据M和idA, 计算h=H (M‖idA) mod n。

4) 根据W和idA, 计算h′=H (M‖idA) mod n。

7) 计算R′=U-V= (x4, y4) ;计算r′=x4mod n。

8) 如果r=r′, 表示签名有效;否则, 签名非法。

3.8 身份识别

针对调度信任中心身份, 可采用零知识方式进行认证。识别过程如下。

1) 用户A向KGC提出身份识别, A随机选择t (0

2) KGC计算T′=sT, 将T′秘密发送给A。

3) 用户A计算T′=tPpub是否成立, 如果成立, 则为合法KGC, 否则为非法KGC。

针对调度信息签名者身份, 可采用以下方式进行识别。

1) 身份识别者随机选择t (0

2) 用户A计算t′=tz+d, 将t′秘密发送给身份识别者。

3) 身份识别者计算t′G=tN+Ppub+H (idA‖x1) W是否成立, 若成立则验证通过, 否则验证失败。

4 基于电力调度系统的无证书签名技术方案安全性分析

4.1 可验证性

基于电力调度系统的无证书签名方案中有4处验证。

1) 用户A根据dG=Ppub+H (idA‖x1) W是否成立, 对d是否来源于KGC的验证。算法有效性的验证如下:

2) 调度信息签名验证者通过r=r′是否成立, 判断调度信息的签名正确与否。算法有效性的验证如下:

3) 采用零知识方式T′=tPpub进行KGC身份识别。算法有效性的验证如下:

4) 通过t′G=tN+Ppub+H (idA‖x1) W是否成立, 判断调度信息签名者身份。算法有效性的验证如下:

4.2 不可否认性

KGC发送给调度信息签名者A的私钥d中含有了签名者A的身份id, A在签名过程中, 根据M和idA, 计算h=H (M‖idA) mod n, 算式中又含有了签名者A的身份id, 故在电力调度过程中, 调度信息具有不可否认性。

4.3 不可伪造性

基于电力调度系统的无证书签名方案能抵抗攻击者AⅠ和AⅡ的攻击, 签名方案具有不可伪造性。

攻击者AⅠ进行公钥替换攻击是不可行的。首先, 攻击者AⅠ不知道系统的主密钥s, 也不知道KGC为用户A产生的x, 故不知道A的部分私钥d。其次, 攻击者AⅠ试图替换用户公钥, 就必须修改KGC的公告板中的公钥信息, 由于公告板是公开的, 并且公钥与用户id是对应的, 故攻击的行为会暴露。最后, 若KGC或者其他电力调度用户产生怀疑, 就会进行用户身份认证。由于攻击者AⅠ不知道验证者任意选取的t, 故攻击者不能构造t′。攻击者AⅠ如果知道t, 要解出t′也相当于求解DLP。

攻击者AⅡ进行部分私钥替换攻击是不可行的。攻击者AⅡ若利用用户A的公钥和部分私钥d求解出用户A另一部分私钥z, 只能通过N=zG进行, 但是这是求解DLP。故求解私钥z不可行。攻击者AⅡ如果伪造调度消息M的签名, 需要绕过部分私钥z, 伪造R和u, 以便满足R′=U-V, 这又是求解DLP。

4.4 调度信息的完整性

在签名时使用哈希函数, 将M和id进行捆绑, 保证调度信息的完整性。

本文基于ECC无证书数字签名方案与其他数字签名方案在安全性上的比较见表1。文献[4]是基于RSA算法的电力调度证书签名方案, 文献[9]是基于双线性对的无证书签名方案, 文献[11]是基于DSA无线性对的无证书签名方案, 文献[14]是一个无双线性配对的无证书签名方案, 虽然能够进行KGC身份验证和保证消息的完整性, 但因其私钥存在不安全性, 导致签名无法满足不可伪造性和不可否认性要求。

注:“√”表示“具有”;“ ×”表示“不具有”。

5 效率分析

ECC的运算时间可按相关文献[16,17]进行估算。以乘运算时间TMUL为基准, 加运算时间和模运算时间均忽略不计, 指数运算时间TEXP相当于240TMUL, ECC标量乘运算时间TECC_MUL相当于29TMUL, ECC加运算时间TECC_ADD相当于0.12TMUL, 哈希函数运算时间TH相当于0.23TMUL, 逆运算时间TI相当于11.6TMUL, 双线性对运算时间TD相当于609TMUL。

在系统初始化过程中, 用到1次标量乘运算。在部分秘钥生产过程中, 用到1次标量乘运算、1次哈希函数运算、1次乘运算。在验证私钥d过程中, 用到2次标量乘、1次哈希函数运算、1次ECC加法运算。在设置秘密值过程中, 用到1次标量乘运算。在公钥与私钥产生的过程中, 共消耗约146.58TMUL个运算。

在签名过程中, 用到1次标量乘, 1次哈希函数, 2次乘运算, 共消耗时间约31.23TMUL。

在签名验证过程中, 用到4次标量乘、2次哈希函数、1次乘运算、3次ECC加法运算, 共消耗时间约117.82TMUL。

基于RSA算法的电力调度证书签名方案, 除去为取得证书所消耗的时间外, 1次指数运算时间相当于240TMUL, 比本方案中的任意阶段消耗的时间都长。

基于双线性对的无证书签名方案, 1次线性对运算时间相当于609TMUL, 比本方案中的任意阶段消耗的时间都长。

通过本文方案与其他方案在运算时间的比较可以看出, 本文方案的运算时间明显小于其他方案, 也不会因为证书而消耗存储空间, 说明本文方案具有较高的运行效率, 便于应用到电力调度设备中。

6 应用测试

利用VC++6.0开发工具, 选取椭圆曲线q的位数为180位, 实现基于电力调度系统的ECC无证书签名方案。客户端调度签名的界面见附录A图A1。应用测试环境为:Intel Core i5, CPU主频为2.5GHz, 内存容量为4GB。应用测试结果为:密钥和公钥生成过程的平均时间为1.432ms, 电力调度签名过程消耗的平均时间为4.31 ms, 验证过程消耗的平均时间为6.57ms。

测试结果说明本文方案各阶段的时间均未超出电力调度系统要求的最小时间。

7 结语

以网络通信为传输基础的电力调度系统都面临着数据传输安全问题。本文结合电力调度系统数据传输安全性特点, 提出了一个基于电力调度系统的ECC无线性对的无证书数字签名技术方案。通过安全性分析, 方案能够保证调度信息的完整性、具有抗否认性、抗伪造性和可验证性等特点。通过效率分析, 与常见的其他签名方案相比, 方案减少了证书的存储空间, 降低了计算开销, 提高了运行效率。应用测试表明, 方案可以满足电力调度的实时性要求。但是本方案是以信任的KGC为研究前提, 没有考虑到恶意KGC, 设计基于电力调度系统的防止恶意信任中心的无证书签名方案是下一步的研究方向。

附录见本刊网络版 (http://aeps.sgepri.sgcc.com.cn/aeps/ch/index.aspx) 。

摘要：为了解决电力调度系统中数据传输的安全性问题, 利用椭圆曲线密码系统 (ECC) 计算效率较高的特点, 提出了基于ECC无线性对的无证书数字签名方案。该方案以离散对数问题为安全基础, 由调度信任中心和调度用户共同产生私钥对和公钥对, 避免了调度系统中证书管理复杂的缺陷;以无线性对思想为实现基础, 采用ECC计算方式, 提高了安全调度的执行效率。方案不仅具有调度消息的完整性、抗否认性、抗伪造型、签名的可验证性和调度身份的可验证性等特点, 也能够满足电力调度的实时性要求。

智能配电网调度控制系统技术方案 篇9

随着智能配电网建设的开展,科研、生产、建设和运行管理部门齐心协力,共同推动了配电自动化技术进步。 文献 [1]较早阐述 了配电管 理系统 (DMS)及其应用功能,具有指导意义;文献[2]对第1轮配电自动化系统建设经验进行总结,并提出了新一代配电网管理平台的理念;文献[3]探讨了基于IEC 61968配电业务系统集成方式。国家电网公司对智能配电系列标准规范重新进行了修订[4,5],对有效指导配电自动化建设发挥了重要作用;在第2轮配电自动化系统试点建设完成之后,文献[5-7]对试点工作进行了总结。虽然配电自动化建设取得了长足的进展,其技术支撑手段及应用效果仍需完善提高,具体分析如下。

1)技术支撑手段尚不足以满足业务需求。按照电网公司“大运行”体系全面建设方案的要求,地县级调度机构将全面负责配电网运行与监控、故障研判及抢修指挥业务。面对地县级调度机构业务的变更,需要研究适合配电网调度控制与抢修一体化建设的软件架构,实现两大业务资源的最优整合及有效互动。

2)系统标准化程度和信息交互的一致性、规范性有待细化完善。国家电网公司正在大力推进生产管理、营销业务、配电自动化等各业务系统的标准化工作,但从应用层面上,数据、模型、图形的一致性和规范性尚需提高。为了支撑配电网调度及抢修业 务,需要研究信息集成技术,实现数据的高度共享及业务协同。

3)基础应用功能实用化水平需要提高。由于资金、通信方式、技术水平、系统运维等方面条件的限制,配电网通信质量相对较低,实时数据的准确性和实效性不能完全保证,存在信号误报、漏报和晚报的情况,对馈线自动化等应用功能的容错性要求较高。

4)配电网应用分析软件适应性不强。目前实现信息采集的配电线路仅占总量的15%,实时数据采集覆盖率较低,需要研究改善及弥补配电网量测数量、质量不高的手段;另外国内配电网应用分析软件算法多移植自调度自动化系统,未能充分考虑到量测信息的冗余性不足、配电网线路和用户负荷特性与主网的差异,无法适应配电自动化系统的要求。

5)系统对新能源接入适应能力需要加强。随着国家新能源政策的实施,分布式电源/微网/电动汽车接入配电网逐步增多,对配电网短路电流、继电保护、电压控制、负荷分配等功能提出了更高要求。现有自动化系统应用功能主要针对传统的单向能量流的模式设计,而对大量分布式电源接入后双向能量流的模式考虑不足。

综上所述,目前的配电网调度控制技术支撑手段尚无法完全满足调度运行及故障抢修业务的需 要,需要加快配电网调度控制系统及技术手段研究。本文旨在探索新一代配电网调度控制系统建设思 路,介绍系统建设的体系架构及其相关技术,并针对配电网量测不全、应用功能实用化程度不高、新能源接入等一系列问题,探讨推进配电网数据采集与监控(SCADA)、馈线自动化等应用功能实用化的关键技术。

1 系统建设总体方案

1.1 总体架构

配电网调度控制系统基于新一代智能电网调度控制系统基础平台(简称“D5000平台”),在安全Ⅰ区实现图模管理、实时监控、拓扑分析、馈线自动化和分析应用等配电网调度控制功能;在安全Ⅲ区实现报修工单管理、计划停电分析、故障研判、统计分析和综合展示等配电网抢修指挥功能。系统总体架构如图1所示,图中Ⅳ区信息平台(电网GIS平台) 是含GIS信息的集成平台;PMS表示生产 管理系统。系统充分利用平台先进的服务总线、消息总线、 数据总线、资源管理、软硬件管理等手段实现Ⅰ区、Ⅲ区信息高效传输、共享以及业务协同。根据国家电网公司调度控制机构设置和业务的需求,系统在地(县)公司分布式建设。

1.2 配电网调度控制与故障抢修一体化技术

配电网调度控制与故障抢修(简称“配抢”)一体化技术关键是如何实现安全Ⅰ区和Ⅲ区资源存储、业务处理分区负责,通过平台数据总线实现信息的高效传输、共享以及业务协同,从而减少系统容量、运维压力、管理复杂度,提升故障处理效率。重点技术是Ⅰ区、Ⅲ区一体化协同建模及配电网运行监控与抢修协同作业技术。

1.2.1 一体化建模技术

为了支撑配电网调度控制系统业务的开展,系统需要统一构建配电网高、中、低压全网拓扑模型。高压模型来自于调度控制系统,通过公共信息模型XML格式(CIM/XML)或电网通用模型描述规范格式(CIM/E)的数据文件进行信息接入;中、低压模型多来自于电网GIS平台,通过CIM/XML的数据文件进行信息接入,一体化建模软件提供中压模型和高压模型的拼接功能。作为弥补手段,系统也提供了图库一体化方式的自行建模。考虑到低压数据量较大和Ⅰ区、Ⅲ区业务需求,Ⅰ区存储高、中压模型,Ⅲ区存储高压、中压、低压模型,平台数据库软件负责模型同步。

1.2.2 配电网运行监控与抢修协同作业

考虑到Ⅰ区、Ⅲ区资源分布情况、业务重点等因素,配抢一体化系统业务协同的总体思路是安全Ⅰ区重点基于中压设备开展应用分析,而安全Ⅲ区重点围绕低压用户开展应用分析。

1)全网拓扑分析应用协同:基于全网模型及实时采集数据的拓扑分析是配电网调度控制系统的基础核心应用。全网拓扑分析需Ⅰ区、Ⅲ区协同分析, Ⅰ区负责进线开关至配电变压器的拓扑分析,而Ⅲ区负责配电变压器至用户的拓扑分析,Ⅰ区、Ⅲ区相互交换分析结果,最终形成基于全网模型及实时数据的全网拓扑分析,支撑中压停电分析及低压用户报修研判等业务。

2)中压故障协同处理:Ⅰ区收集故障指示信号以及进线开关重合闸、智能断路器跳闸事件,根据配电网模型和信号进行拓扑分析,将故障定位在一个封闭区域内,并进行故障隔离及非故障区段转供,同时将该故障区段信息传送至Ⅲ区配电网故障抢修调度系统,停电研判模块根据中低压一体化电网模型, 利用用电信息召测和拓扑分析等手段分析停电设备、停电用户、停电区域空间信息,辅助抢修指挥决策。

3)供电可靠性分析:为了更好地开展Ⅰ区负荷转供、检修计划、非故障区段恢复供电及Ⅲ区故障抢修优先级分析等业务,均需依靠供电可靠性分析。供电可靠性分析从负荷损失、保供电用、重要用户、停电用户数、用户停电频度等多维度进行综合分析, 停电可靠性分析的负荷损失情况分析源自安全Ⅰ区,而其他分析源自安全Ⅲ区,综合分析结果支撑负荷转供、抢修、负荷削减等业务开展。

1.3 信息集成技术

实现一个功能完整的配电网调度控制系统,需要与调度控制系统、GIS、用电信息采集、营销管理、95598、PMS等多个系统集成。国家电网公司近期重点开展了配电自动化信息交互研究工作,同步开展了标准的制定工作和互操作实验,信息交互的标准包括:配电自动化信息交互技术规范、配电自动化信息交换总线功能规范、配电自动化信息交互一致性测试规范、配电自动化信息交互技术规范、配电自动化信息交换总线功能规范,标准内容涉及了信息交互的业务流程、信息接口、模型数据一致性表达、总线功 能、互操作验 证等,并取得了 阶段性的 成果[8]。

图1中Ⅲ区的信息平台(含GIS)是一个基于面向服务架构(SOA)、遵循IEC 61970/IEC 61968接口规范、具有良好可扩充性的数据集成平台。信息平台的两大核心功能是电网信息资源整合和信息服务。平台收集各配电网业务系统的电网信息,进行资源整合,形成遵循IEC 61968/IEC 61970的配电网高(简化)、中、低压的CIM。电网信息资源是对配电网各类电网设备、设施及用户等资源信息的统称,包括:地理信息,电气设备的铭牌、参数和拓扑信息,电力设施的台账信息等,还包括相应的各类图形资源信息(地理接线图、电网专题图等)。平台提供完备的信息服务接口,基于消息传输机制,为配电系统间的信息共享、业务流转和功能集成提供支持,实现系统间模型、实时/准实时信息和历史信息的交互。

配电网调度控制系统作为信息平台支撑的一个配电业务系统,通过平台接口服务获取相关信息,为平台提供调度控制信息支持,参与配电网相关业务流转,信息交互内容包括以下几个方面。

1)参与配电设备变更流程。接受配电网CIM及其电网图形变更信息;完成调度审核流程;建立内部电网模型,确保维护模型的一致性、准确性、及时性。

2)发布包含人工操作标识的电网准实时断面信息。

3)提供各类电网历史数据查询接口服务,返回设备带时间标签、质量码的历史数据。

4)参与配抢业务信息流转,发布信息包括:高、中、低压故障研判结果;抢修工单。接受信息包括: 用户报修、抢修进度反馈,电量召测结果等。

5)利用平台提供带有地理矢量、影像背景的电网地理图接口服务,实现配电网调度、抢修的地理背景信息的展示。

总之,信息平台与各业务系统的信息交互应遵循配电自动化信息交互系列规范,只有在业务流、信息流规范的前提之下才能保障信息集成的良性发 展。D5000平台作为生产大区、管理大区诸多业务系统的支撑平台,提供了统一、安全、健壮的信息交互手段,如消息总线、服务总线、消息邮件等,其中消息邮件功能已成为调度不同平台、跨区业务系统间业务流转不可缺少的手段。配电网调度控制系统与其他业务系统的信息交互应充分利用平台成熟的通 信技术。

1.4 二次安全防护技术

配电终端与调度控制系统的通信采用单向认证防护技术,使用基于非对称加密技术的单向身份认证措施,实现控制和参数设置数据报文的完整性保护和主站身份鉴别,同时添加时间标签(或随机数) 保证控制数据报文的时效性。配电网前置采集配置安全模块,对下行控制命令与参数设置指令进行签名,实现子站/终端对调度控制系统的身份鉴别与报文完整性保护。

配电终端 (DTU/FTU/TTU)、故障指示 器等通过无线公网经通信运营商接入配电网调度控制系统,需采用必要的安全防护措施,并穿越经国家指定部门认证的正反向隔离装置。

2 关键技术的分析与应用

2.1 配电网大数据量采集

与调度自动化系统相比,配电自动化系统的数据采集存在以下特点:1配电网数据采集量大,采集频率较低,中型系统采集量已超过20万点;2主站与终端设备直接通信,通信链路数随监控设备增加而大幅增加;3存在基于公网的数据采集;4系统的典型部署模式是地县一体。

针对配电网多通道、多链路、频率低的特点,配电网前置采集通道连接处理机制上采用epoll的多路复用I/O接口技术,设定线程池,配置若干工作线程统一处理所有通道。epoll是为处理大批量句柄而加以改进的poll,是Linux 2.6下性能最好的多路I/O就绪通知技术。epoll技术提高了程序在大量并发连接中只有少量活跃的情况下系统CPU的利用率,同时其边沿触发(edge-triggered,ET)技术显著提高了采集程序的处理效率。

D5000平台目前正开展分布式数据采集功能的研发,可有效解决配电网采集数据量大带来的效率问题,并更加符合地县一体化部署的要求。该功能将集群技术、网格技术运用到配电调度控制系统的数据采集中,对数据采集功能进行分区域设置,将整个采集系统分割成若干个数据采集子系统,各区域协同工作,共同完成数据采集工作。每个数据采集子系统有自己独立的若干数据采集服务器和采集设备,子系统内的数据采集服务器采用集群方式管理。正常运行状态下,各数据采集子系统协同平台完成整个系统的监控功能。当地、县级区域间的主干网络故障发生系统解列时,成为孤岛的县调子系统可独立完成县级配电网监控功能。

分布式数据采集功能的研发将大大增强系统大数据量的处理能力,并使得系统具备很强的扩展性和可靠性。

2.2 馈线自动化技术

主站实现的馈线自动化是集中式馈线自动化, 它借助通信手段,通过配电终端和配电主站/子站的配合,在发生故障时依据终端设备采集到的故障信号判断故障区域,并通过遥控或人工隔离故障区域, 恢复非故障区域供电来提高供电可靠性。馈线自动化技术作为配电网自动化的关键技术,近年来已取得了大量的研究成果[9,10,11,12,13]。但配电网实际运行情况复杂,馈线自动化技术的实用化还需要解决一系列问题。

馈线终端、配电自动化设备及通信网络的运行环境恶劣,漏报或错报故障信号的现象频发,故障定位功能需要从以下两个方面加以完善:一方面详细记录所有故障信号的发生时间、先后顺序;另一方面结合信号对应终端的通信状态、历史数据质量情况, 分析出可能的漏报或误报信号。

由于恶劣天气导致的大面积停电或多区域停电,严重影响了配电网供电可靠性。为了尽可能降低停电损失,馈线自动化提供的解决方案应考虑以下几个方面。

1)将故障按所在环网进行分组,以组为单位计算隔离与恢复方案,解决同一环网发生多点故障时, 可能无法直接通过相邻联络馈线恢复健全区域供电问题。

2)恢复健全区域供电时,将负荷按重要性分出优先级,根据负荷的分布情况结合各馈线的线损、负荷预测、负荷的优先级及检修保电状态等数据给出操作步骤最少、削减负荷优先级低、削减负荷数最少的方案。

3)在故障恢复过程中若发生新的故障,分析新故障对正在处理故障的影响,动态调整优化故障处理方案。

2.3 GIS应用技术

配电网调度控制和抢修业务的一个显著特点是实现电网运行监控、操作控制、抢修作业空间可视 化。电网GIS平台对外发布辖区内地理背景信息、电网空间信息、电网拓扑信息等三大类信息。GIS平台地理背景信息采用金字塔切片方式或与电网空间信息封装成控件方式对外发布;电网空间信息采用矢量图形方式或电网栅格方式以及地理背景信息封装成控件方式对外发布;电网拓扑信息的模型采用CIM、可缩放矢量图形(SVG)的方式对外发布。目前GIS在电网运行监控及抢修方向的应用主要有两种方式:一是采用GIS平台提供控件方式;二是地理背景资源使用GIS平台提供的切片或测绘机构航拍图,而电网设备走径由自动化人员手工绘制。由于这些方式存在扩展性能差、无法展现设备实时运行状态或重复建设、维护量大、出错率高等弊端,因此实用化程度不高。

配电网调度控 制系统提 出“瘦”空间数 据库、“瘦”引擎理念,结合实时数据,集成GIS平台资源, 封装成适合调度监控类的GIS应用组件。GIS平台空间数据库存储地理资源空间信息、电网空间信息、电网拓扑信息,通过GIS平台引擎把这三大类信息渲染形成矢量图形,并可把矢量图形切分成金字塔切片及电网栅格。考虑到地理背景类资源容量大、变更少、基于该类信息应用少,而电网空间信息及拓扑类信息容量相对小、异动频繁、基于该类信息应用较多,配电网调度控制系统直接使用GIS平台渲染后的地理背景切片,而电网空间信息采用接口方式接入设备经纬度及拓扑关系,并把这些关系存储在“瘦”空间数据库中,“瘦”引擎管理GIS平台提供的切片及“瘦”空间数据存储的电网空间信息,并融入实时采集信息,最终通过“瘦”引擎管理并发布。其中“瘦”空间数据库不包含地理背景空间信息,“瘦”引擎使用GIS平台切片,但不直接渲染地理背景切片。因此,系统的空间数据库及引擎的容量、管理范围大幅缩减,减小了系统复杂度及管理难度。技术框架如图2所示。

2.4 配电网分析应用软件

配电网分析应用软件的特点是要对大量实时数据进行处理与分析,以确定电力系统的安全与经济状况,给出电网经济运行优化的控制策略。鉴于目前配电网相对于输电网而言网络结构稳定性差、模型参数不完备、量测数据采集不齐全,配电网分析应用软件的实用化仍是关注重点。据此,可以开展以下几个方面工作。

1)改善配电网量测质量。配电网量测要从空间维度、时间维度两方面来完善:空间维度要提高数据覆盖面,时间维度要了解未来变化的趋势。利用电量数据及其负荷短期预测功能弥补实时采集数据量测不足是当前一个行之有效的方法。10kV配电变压器及其低压用户的电量信息来自于用电采集信息系统(简称“用采系统”)。Ⅰ区调度控制相关应用功能重点关注10kV配电变压器准实时量测信息,用采系统负责主动将准实时信息推送到总线上;Ⅲ区低压故障研判功能依赖低压用户量测信息,系统将针对部分用户主动发出召测请求。对于非实时的低压配电变压器量测,还需要利用配电网开关的实时量测数据进行检验,将一些无法采集到的配电变压器量测进行补全。负荷预测模块则根据负荷分类曲线构造实时负荷数据模型,充分利用历史电量信息, 预估当前、未来电量,补全实时负荷量测断面数据, 提供未来负荷趋势数据。在提高了电网可观性的基础上再进行潮流计算,得到的潮流分布和网损信息为其他配电网应用(网络重构、馈线自动化、短路电流计算等)提供数据分析依据。

2)提高应用软件的局部网络分析应用能力,减小馈线间或馈线各区域间数据质量差异的影响,综合提高各应用软件的计算速度、计算精度和收敛性能。以潮流计算为例,由于配电网规模庞大、支路节点众多,对整个配电系统(或馈线)进行潮流计算会导致计算的维数较高,计算的存储量迅速增加。而且由于通常无法获得完整、准确的配电网结构参数和配电变压器负荷信息,要想对整个配电系统(或馈线)进行潮流计算,无论是在计算精度、计算速度、数据存储量上都不能很好地满足要求。因此,可根据配电网结构和量测点分布将馈线进行分区,对于数据完整的区域进行精确详细计算,对于数据完整度较低的区域进行近似等值计算。

3)将分析应用软件与配电网的日常运行、操作紧密结合,在使用中提高应用软件的实用性。负荷预测和潮流计算应成为常态化的运行软件,电网日常操作中可根据计算结果判断当前电网的状态,并对开关操作的合理性进行校验。

3 新能源接入带来的思考

分布式电源/微网/电动汽车等的接入是智能配电网发展的必然趋势,大量分布式电源接入配电网以后,电源模型的多样化及运行方式的复杂化将会对配电网调度控制系统带来深刻影响,对系统的运行监控、故障处理以及协调控制技术提出新的要求。

在运行监控技术方面,首先要考虑的就是具备对分布式电源公共连接点和并网点的模拟量、状态量及其他数据的采集,并对采集的数据进行计算分析、越限告警等,同时具备对受控条件的分布式电源的公共连接点、并网点开关实现分合控制功能,可实现分布式电源的投入/退出。当分布式电源端具备有功功率、电压调节功能时,系统根据需要可下发相应的功率、电压调节指令。

受新能源接入的影响,馈线自动化各阶段的处理策略都将有所调整。分布式电源/微网对配电网的短路电流、保护设置和故障信号会产生影响,需要对传统的故障定位技术进行改进和优化[14];故障隔离时,如果故障区段有相连的分布式电源/微网,需要判断该分布式电源/微网是否可以实现计划孤岛方式运行;配电网故障停电后,分布式电源/微网会全部自动与配电网断开,故障恢复时,需要综合考虑负荷优先级、负荷数量以及分布式电源容量,研究满足馈线负载约束的停电影响最小、网损最小和馈线备用容量最优的故障恢复策略。

在配电网应用分析方面,由于分布式电源/微网等分布式发电装置改变了传统配电网辐射型的网络结构,需要研究与之相适应的新的潮流计算和状态估计等分析算法。在协调控制方面,大规模电动汽车接入电网可以在负荷高峰时作为储能元件向电网放电,负荷低谷时作为负荷从电网充电,并与间歇性分布式电源互补,因此,有必要研究分布式电源与电动汽车的协同调度技术,充分发挥新能源对电网的削峰填谷作用。

4 结语

本文对配电自动化建设的现状及其存在的问题进行了总结分析,结合配电网调度机构业务新需求, 提出了大运行体系下配电网调度控制系统技术方案。针对D5000平台的实现,探讨了配抢一体、信息集成和应用功能实用化等关键技术,并预测了新能源接入给系统软件带来的考验,提出了分布式电源接入研究的必要性和紧迫性。基于D5000平台的配电网调度控制系统已在现场投运,部分关键技术已得到验证。配电自动化建设是一项长期、艰巨的工作,其中实用化技术已成为当前的用户和厂家关注的焦点,根据业务需求和一、二次配电网建设, Ⅲ区和Ⅳ区外部系统建设的客观情况,本文讨论的各项技术仍需要进一步改进和完善。

摘要：简述了配电自动化技术最新发展情况,对配电自动化建设中存在的问题进行了总结分析,提出了智能配电网调度控制系统新的技术方案。系统框架设计采用了配电网调度控制与故障抢修一体化技术和信息集成技术;重点对系统实用化关键技术进行了研究和探讨,包括配电网大数据量采集技术、馈线自动化技术、配电地理信息展示技术,以及适应配电网特性的应用分析软件等;考虑新能源接入对配电网的影响,探讨了对相关技术的改进和调整方案。

调度技术支持系统 篇10

目前我国城市轨道交通发展迅速, 随着新技术、新设备的陆续投入使用, 由传统的单线运行模式发展为网络化运营, 改变了现有运营管理和调度指挥模式, 在有效的缓解了城市交通压力的同时也对运营管理提出了更高的要求[1,2]。

天津地铁采用以计算机处理为核心的自动化设备, 如列车自动控制系统 (ATC) , 可以实现列车的自动驾驶、确保列车运行安全;环境与设备监控系统 (EMCS、BAS) 和火灾报警系统 (FAS) 可以自动控制区间和车站的环境以及消防系统, 使设备运行有更安全的保证;电力监控系统 (SCADA) 可实现对线路供电系统设备运行状况的实时监控和自动化管理。这些系统均在调度控制中心 (OCC) 组成网络, 实行分级控制、统一指挥。当突发事件造成正常运营秩序紊乱时, 调度控制中心调度员需要及时采取应急措施, 充分发挥设备的能力, 安全、科学、快速的调整列车运行, 减少对运营服务的影响, 因此调度控制中心调度员应急指挥调度决策的准确、高效直接影响应急处置的时效性和运营的安全性。同时地铁运营管理是一个动态的、不断变化的过程, 客流变化、列车和设备故障等情况的发生具有随机性和复杂性, 相对应着调度指挥决策的大量繁琐的信息需求和应急处置预案, 不利于调度员进行信息检索、学习以及应急指挥的需要[3], 因此研究调度指挥辅助决策支持系统有重要意义。

2 系统设计方法

城市轨道交通具有系统多, 专业多, 管理层次多等特点[3], 需要在总的目标的指导下, 集中控制, 统一指挥, 使各单位部门较好的协同, 共同提高服务质量。因此建立天津地铁调度指挥辅助决策系统需要运用系统工程学的方法和理论, 融合现代众多学科的理论和技术手段, 保证系统的科学性和先进性。该系统以面向实际工作需求为主要原则, 由于天津地铁采用“高度集中, 统一指挥, 逐级负责”的行车组织原则, 行车调度员负责指挥行车工作的开展, 处理行车过程中遇到的各类突发事件, 因此从调度员岗位职责入手进行调研, 分析设计了系统的总体结构。

系统利用.net平台搭建, 在visual studio C# 环境下开发, 采用二进制方式进行文件存储, 同时为保护公司隐私, 对涉及的文件采用加密算法进行加密。

3 系统主要内容

3.1 车站信息

该模块共分为五个部分, 车站简介主要介绍了车站在路网中的作用以及车站的特点等;站位及出入口环境展示了车站的站位, 应急出入口以及相应的出入口环境;车站平面图包括车站站厅和站台的平面图, 并在图中标注了相应房间的联系方式;消防及应急包括了车站消防设备布局和车站应急疏散路线;车站人员配置是在平面图的基础上对车站房间人员分布进行了标注。在车站发生紧急情况时, 该模块可以帮助调度员快速的确定应急事件发生地点, 制定车站应急疏散路线, 联系相应位置的车站人员组织救援。

3.2 行车线路信息

该模块主要包含三个部分, 线路曲线坡度示意图, 主要包括线路的曲线、坡度、车站中心里程及联络线位置等信息;信号电力示意图, 包括线路的信号机、道岔等行车信息以及供电分区等电力信息;区间视频展示, 结合前两的两部分内容对线路区间进行了视频录制、处理, 将道岔、信号机、曲线坡度、公里标等线路信息加入到视频当中, 使平面二维展示的区间信息立体化。在区间发生紧急情况时, 该模块可以帮助调度员调取该区间视频快速的掌握区间的实际情况, 根据区间特点、客流密度及故障情况合理确定人员疏散路线, 及时安排列车救援。

3.3 列车运行图

该模块可以分别查看全路网现行所有的运行图信息, 包括运行图使用说明, 发车时刻表, 时刻表和列车运行图。方便调度员进行查阅, 以及根据运行图调整列车恢复正常运营秩序。

3.4 规章制度及应急预案

该模块对应急预案和管理制度进行了整合, 包括公司综合预案、专项预案和现场处置方案, 同时也可以分章节阅读和学习公司、部门管理制度。现场处置方案是针对某一类具体的事故制定的调度指挥处置方案, 在突发事件发生时, 系统根据突发事件类型和事件级别提供相应的现场处置方案, 便于调度员进行调度指挥。

3.5 培训教材和法律法规

该模块对培训教材和相关法律法规进行了整合, 可以分章节浏览和学习公司、部门编写的各项培训教材以及相关法律法规。

4 突发事件下应急辅助决策的实现

以列车故障为例分析在发生突发事件时系统应急辅助决策过程。当列车在区间发生故障无法继续运行时, 司机上报控制中心调度员。调度员在接到突发事件报告之后, 详细询问事故现场故障信息, 根据系统提供的应急处置预案响应标准, 判断事故等级启动相应预案。当列车在区间发生故障时, 需要区间疏散时根据现场情况通过调取区间视频信息, 确定区间疏散路线, 通过车站平面图和应急疏散路线确定车站疏散路线, 通过车站人员配置信息和应急预案救援队信息合理的安排救援人员, 确定救援方案。

5 结束语

综上所述, 天津地铁调度指挥辅助决策支持系统可以为调度员提供辅助信息支持, 提高调度员应急处置能力, 并具有学习和培训功能。

摘要：针对城市轨道交通运营发生突发事件时, 行车调度员调度指挥的准确性、高效性的需要, 通过对调度员职能定位的分析研究, 开发了调度指挥辅助决策支持系统。该系统具有以下优点:第一, 提供全面的信息支持;第二, 功能全面丰富;第三, 具有良好的可扩展性;第四, 保证信息安全。

关键词：城市轨道交通,调度指挥,辅助决策

参考文献

[1]卢曙光, 齐磊, 杨军.城市轨道交通调度指挥仿真系统研究[J].都市快轨交通, 2009 (10) .

[2]廖光煊, 翁韬, 朱霁平, 刘铁民, 刘功.智城市重大事故应急辅助决策支持系统研究[J].中国工程科学, 2005 (07) .

调度技术支持系统 篇11

关键词：铁路运输；通信管理；数字调度；技术应用

中图分类号：U285 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）14-0044-02

我国铁路事业的快速发展带动了城市间经济的提升，与此同时，铁路管理系统构建也成为提高铁路运输效果的关键，为促进铁路运输管理的便捷化、精确化管理系统的发展，铁路通信系统施工中融入数字调度系统，实现铁路运输业的网络化管理构架，方便管理人员对铁路运输信息的实时了解与掌握，并提高铁路管理整体水平。

本文主要对铁路通信系统的建设方法进行分析探究，建立完善的铁路信息管理思路和数字调度系统应用技术，为现代化铁路运输管理工作奠定基础，提高铁路运输业的服务质量。

1 数字调度通信系统在铁路管理应用中的优势

1.1 数字传输功能

数字传输功能是指在数字调度系统中将要传输的信息内容转变为数字进行传递，通过数字传输能够提高信息传递的效率，保证信息传递的准确性和及时性，应用数字传输噪音低、能耗小的特点，能够在确保信息在传输过程中质量优质的基础上，实现环保节能的目的。

1.2 高效率处理能力

在铁路数字调度系统中对铁路调度信息实行模块化管理模式，系统采用32位高效处理器，对调度信息进行分析处理，并在系统确认无误后进行传递，避免了人工传递信息的复杂流程，大大缩短了调度指令从发布到实施的周期。

1.3 安全可靠性

在铁路调度管理系统在构架过程中采用集成电路形式，利用模块化管理模式，对调度指令进行分块化管理，系统内部设有备份存储系统，对所输入的指令进行二次存储，一旦系统发生故障，可利用存储功能找出指令。此外，分块话管理模式使得部分系统发生故障的情况下，不至于影响系统的整体运行，能够确保系统的安全和稳定性。

1.4 兼容性

该系统为满足铁路通信调度指令内容的复杂性，采用多种模拟方式，对所输入语音、图像、文字等信息均能够快速准确的识别，并做出判断。

系统具备多个数字接口，能够同时接受并处理多个信号指令，为铁路调度管理工作的优质服务提供保障。

2 数字调度系统的组网方式

数字调度系统的组网包括总线型（也就是链状）、树型、星型、综合型，按铁路系统管理的特征，站场通信系统要采用星型组网方式，局调度通信系统要采用总线型组网方式。主系统和分系统及分系统间以2个2M口为一个基本共线单元，1个是下行2M口，1个是上行2M口。整个系统要配备两个透明2M传输通道，其中一个可作备用通道用，另一个则可作主用通道用，从而组成数字自愈环。各中间站分系统的上下行2M口、调度中心主系统的下行2M口以及末端站分系统的上行2M口通过主用2M通道首尾连接，末站分系统的下行2M口和调度中心主系统的上行2M经备用2M通道连接，从而组成了一个数字调度系统。一般来说，通信采用下行E1通道，从而让系统能够对2M口的通信状态进行实时监测。一旦检测到数字环下行E1通道的某处断开，应马上实现自愈环功能，断点之后的分系统切换到上行E1通道方向开展通信，以有效确保数字环的某处断开均不会给系统的正常通信造成任何影响。若某个分系统发生断电问题，系统就会自动检测到断电情况，然后让断电的分系统上、下行E1口自动对接，充分发挥出断电保护功能，进而确保系统通信正常。

3 数字调度系统

数字调度系统，其实就是在铁路通信系统和运输调度设备上，进行了智能化和数字化的完善，利用数字化、智能化技术以及设备，以健全铁路通信系统中原有的调度通信系统，促使原有的铁路通信系统集聚智能化与数字化的相应功能与员工功能于一身，如此既可在大幅缩减铁路通信管理中的物力与人力的同时，又能减少铁路通信的成本，大幅提升通信系统建设与铁路建设的经济效益。

数字调度系统的网络包括星状型、综合型、链状型、树状型四种，在数字调度系统当中调度系统是分系统，而通信系统则为主系统，二者相连部分则是数字调动系统的网络管理系统。在铁路通信系统当中采用数字调度系统可及时提供监控信息，以助于调度人员与铁路值班人员完成通话等有关功能。

在铁路通信系统施工建设当中采用数字调度系统，可大大提升铁路通信系统中通话的可靠性与质量水平，不断健全通信系统的智能报警与自我测试功能，大幅拓展铁路通信系统的功能。此外，还能大幅减少铁路通信系统施工建设成本与资源消耗量。

在铁路通信系统中运用数字调度系统，不仅能降低铁路通信系统运行故障发生率，还能降低铁路运输过程中的风险等。数字调度系统具有健全铁路通信系统的各种功能、强化铁路通信系统的安全性能的作用，可按照其运行状态实施自我诊断与自我检测。数字调度系统中的接口众多，可开展多样化的业务，并拓展通信系统的功能，提升铁路通信系统的安全性。

4 数字调度系统在铁路施工中的应用

在铁路通信系统的施工过程中，数字调度系统也发挥了巨大的功能，主要包括以下四个方面：①建立通信电话，在铁路调度管理中，利用通信电话将调度信息直接下达到列车值班室，并在值班室建立信息交换平台，为每名列车员和调度人员提供对讲机，便于调度和列车员之间的沟通顺畅。在铁路沿线设置信号操作平台，使各相关人员通过电话联系在一起，在列车遇到突发事故时，调度能够通过电话实现对事故解决的有效途径，使调度、列车员和值班员之间实现实时通话，建立铁路通信系统。数字通信的应用能够实现铁路系统四线通信的高效实施，确保信息在传递过程中的安全可靠性；②铁路停靠站通信。铁路建设施工过程中站场通信的建设十分重要，站场通信设备将铁路调度电话和铁路通信电话连接到系统中，实现网络内部信息传递，方便用户和列车工作人员间的沟通，对车运货物、旅客查车、通信集中等，为客户提供查询、交流等多种服务，提升列车服务的多样性；③铁路沿途建立通信站。列车行驶途中出现突发事故的可能性很高，由于铁路多设置于人少的郊区，因此通讯信号的传递十分困难，为提高列车员和调度之间的信息传递，建立列车沿途通信站有助于实现沿途值班室电话呼叫功能。在铁路通信系统建设施工中利用数字调度系统，在铁路沿途区间内将各个电话接口与数字调度信息系统相连接，通讯站将各信息汇总并进行交换与输出，进而实现调度和列车在沿途之间的信息传递；④在通信系统中实现音频传递功能。传统通信系统仅将调度指令进行数字化处理而在系统中进行传递，是对程序和文字的交流，而通过数字调度系统完善化改进，使系统能够实现对调度指令音频的传递，降低了调度工作的难度，省去了对指令内容翻译录入的过程。

5 结 语

综上所述，在现阶段，我国社会经济迅猛发展，随着货物运输和人民出行需求量的大幅度提升，铁路建设数量越来越多，覆盖范围越来越广。铁路通信系统的建设在铁路运输事业中发挥了巨大作用，间接决定铁路建设工作的安全性和流动性，为提高铁路通信工作质量，需要在通信系统建设中应用现代化手段，与计算机网络科技相结合，建设数字调度系统，确保铁路通讯不受地理、环境和设备等方面的影响，提高信息传递速度和准确性，降低在指令传输过程中出现的人为误差，使信息传递工作更加简洁化，为建立科技化铁路通信夯实基础。

参考文献：

调度技术支持系统 篇12

为了适应交通的不断发展和改善社会治安, 车辆的现代化管理已提上议事日程, 而3G技术 (GPS、GIS、GSM) 的同步发展将使得建立这样的系统变成可能。

目前, 国内有部分城市已经或正在开展这方面的尝试, 如深圳的出租车、广州的公交GPS、上海、北京为迎接世界博览会和奥运会而建立的智能交通管理等。

1 3G技术简介

GPS (全球卫星定位系统Global Positioning System) 是随着现代科学技术的发展建立起来的一个高精度、全天候和全球性的无线电导航定位、授时的多功能系统。它利用位于距地球2万多公里高的, 由24颗人造卫星组成的卫星网, 向地球不断发射定位信号。地球上的任何一个GPS接收终端, 在接收到三颗以上的卫星发出的信号之后, 便可以解算出被测载体的运动状态, 如经度、纬度、高度、时间、速度、航向等。

GSM (全球数字移动通讯系统) 是国家投资建设的公众无线网络, 是目前国内覆盖范围最广、系统可靠性最高、话音清晰度最高的移动蜂窝通讯系统, 它具有强大的保密功能, 用户身份鉴别可保护网络, 避免无权用户使用。GSM系统除提供话音业务外, 还提供数据业务、短消息业务等多项业务功能。

Super Map Objects是Super Map GIS系列软件中的基础开发平台, 是一套面向GIS应用系统开发者的新一代组件式GIS开发平台。Super Map Objects 2008是基于Microsoft的COM组件技术标准, 以ActiveX控件的方式提供GIS功能的组件平台, 适用于用户快速开发专业GIS应用系统, 或者通过添加图形可视化、空间数据处理和数据分析等功能, 为传统管理信息系统 (MIS) 增加GIS功能, 把MIS提升到一个新的高度。

2 系统设计

2.1 系统总体框架

基于GPS技术的智能车辆调度系统, 为物流和客运车辆提供一个集管理平台、调度平台、监控平台、信息平台、服务平台于一体的现代化综合智能车辆管理平台系统, 实现物流和客运车辆统一指挥、优化调度、实时监控、路径导航、信息发布等等, 及时发现和处理公共交通运输突发事件, 同时为广大市民提供车辆应急呼叫服务和实时信息查询服务。系统集成逻辑结构如图1所示。

2.2 系统功能模块

基于GPS技术的智能车辆调度系统要实现的目标是车辆定位监控和业务调度, 迅速响应车辆的服务请求, 为车辆使用和管理人员提供各类信息服务, 为达到此目标需要系统具有以下几个方面的功能。

2.2.1 车辆定位功能模块

系统对车辆采用点名查看、单点发送、多点发送、定时发送、报警发送等多种方式获得静态或动态数据信息, 以电子地图为背景显示车辆动态与轨迹, 对车辆实施监视与管理。可对任意车辆采取跟踪, 电子地图以车辆为中心对车辆进行跟踪。

2.2.2 车辆防盗功能模块

车载系统就会自动向监控中心发送报警信号, 直至监控中心应答为止;在车辆被盗、抢劫后, 监控中心能自动跟踪报警车辆;在对被劫持的车辆进行营救的过程中, 监控中心可以根据营救的需要遥控车辆强行熄火, 系统设有双保险, 设备故障不会造成意外熄火;根据授权可以对车辆内发生异常情况进行监听, 得到授权以后可以对特定终端进行断油。

2.2.3 车辆智能调度功能模块

系统支持位置无关的多分中心多级分布调度, 采用先进的智能调度算法, 依据实时的交通状况、车辆行驶状况、载客状况, 实现电子化的动态发车调度、应急调度、多线路调度、区域调度, 从而优化车辆、人员资源配置。

3 系统的实现

3.1 数据准备

系统以SuperMap GIS为平台, 进行车辆调度系统二次开发, 充分利用SuperMap公司提供的二次开发组件SuperMap Objects, 结合调度模型进行应用开发。开发环境为:GIS平台用SuperMap公司的二次开发组件SuperMap Objects2008;选用SDX+数据引擎与关系数据库SQL server的集成来实现数据库管理;编程用Visual Studio 2008可视化编程环境, C#语言可以与Super Map Objects2008较好地融合在一起, 可以轻松实现GIS功能。

GIS数据库基本资料有1∶10万的广州市交通图、遥感影像图、行政区划图以及各类调查统计资料。空间数据主要包括与地理位置及形状相关联的空间几何对象及网络拓扑模型及相关属性数据。其中道路车辆数据库用于网络分析功能的路径规划求解, 主要包括道路通行状况相关数据, 利用SuperMap Objects控件作为GIS的支撑平台, 实现地图的制图、浏览、显示和路径调度等功能, 并使用GPS/GPRS技术, 实现路径动态调度, 其整体系统架构如图2所示。空间地理数据和业务信息数据共同对调度决策产生作用, 缺一不可。对于调度路径的选择问题, 空间地理数据显得更为重要, 空间数据主要指配送中的有关道路网络地理信息。

3.2 智能调度的设计

要实现车辆智能调度, 其中的关键是知道当前车辆所在的位置, 鉴于目前有很多车辆都配备了GPS系统, 我们可以在它的基础上实现动态路径调度, 车载GPS终端分布在各个移动车辆上, 负责接受GPS卫星定位信息, 通过数据控制处理器解算出车辆所处的位置坐标, 坐标数据经过处理后通过符合GSM标准的无线GPRS模块, 将数据发送到系统中来。以GPRS-Server控件作为系统与GPRS信息交互的中间件, 这样该车辆的地理信息就可以与系统上的GIS地图进行匹配, 并在地图上动态显示坐标的正确位置。这样我们可以直接实时地掌握车辆的动态信息 (位置、速度、车况等) , 根据现实情况实行车辆的智能调度。由于路段拥挤、堵塞等原因造成路况的变化, 使网络拓扑图中边的权重发生了变化, 这是动态调度最常见的诱因。举个简单的例子, 在市内交通中, 节假日道路的通行时间要明显比平时长, 在这种情况下, 我们有必要对路径进行重新调度, 以得到更优的效益。

3.3 功能的实现

系统基于网络化、地图化和开放式环境, 集信息采集、编辑、查询、车辆导航、动态路径调度等功能为一体;智能调度方面, 采用MoNetBroker建立道路的网络模型, 求调度点对点的最短路径可以用Dijkstra算法, 以鼠标选择起点和终点之后可以在图中得到最短路径, 并高亮显示, 并在界面的下显示途径的路线。具体功能实现界面如图3所示。

4 结语

本文针对中国交通安全和运输服务水平急需提高的现状, 基于当前先进的3 G (GPS、GIS、GSM) 技术开发了智能车辆调度系统, 系统具有车辆定位导航、报警防盗、动态路径智能调度等功能, 整个系统设计合理、功能完善、使用方便、生产简单, 对规范物流和客运车辆行驶路线、优化车辆调度、及时处理车辆故障和保证司机和乘客安全有着重要的作用。

参考文献

[1]何小卫, 王爱华, 马跃.基于GPRS的GPS车载终端通信技术研究[J].计算机应用, 2008, 28 (11) :2952～2954.