数字化关键技术精选(九篇)

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第1篇：数字化关键技术范文

【关键词】变电站；数字化技术

1 前言

近几年，因为我国经济的不断发展，电网的规模在不断的扩大，对于电网的运行要求也有很大的提高，变电站的控制效率已经成为电网正常运行的关键因素，要想保证对电网运行实施有效监控，进而保证电网的运行安全和可靠，要求电站自身拥有较好的控制性能，通过使用计算机技术，网络技术已经使传统的电站运行模式得到了很好的改变，让运行系统更加简便易懂，提高了效率，还实现了对资源的共享，让变电站能够更加实用性的发展。

我国关于电网的建设中最重点的一项技术就是实现电网的自动化，对于电网自动化技术中最为重要的一项内容就是数字化变电站，这项技术不但能够提高我国电网的综合运行效率，还能促进我国电力事业的向前发展，是推动我国电力事业前进的主要推动力，伴随着科学技术的发展，很多新兴的变电站都开始采用分层、分布式结构，使用变电站微机监控系统，对以往建设的变电站都进行了相关改造，由于计算机网络技术的发展和相关技术的日趋成熟，变电站的自动化系统中也开始能够实现信息采集和传输集为一体的数字化控制技术，随着自动化技术在变电站的投入使用，数字化变电站技术的不断完善，将更加强有力的推动我国的电力系统向着更好的方向前进和发展。

2 数字化变电站特点

因为数字化技术的出现、发展以及应用，让数字化变电站这一概念逐渐浮出水面，在人们的想法中逐渐落实成真，这是一种可以实现信息的采集、处理、传送和输出全部都是数字化的技术，可以将所有获得的信息进行整体统一的处理，同时兼具变电站站内之间，控制中心和变电站之间的共同互动运行能力，具有以下几种技术特点：

因为变电站自身的所具有的功能是存在差异的，所以变电站的结构可以分为间隔层、过程层和变电站层，间隔层可以实现通过这个间隔的所有数据作用在自己的间隔的一次设备上，再通过过程层与所有的一次设备接口实现功能，通过获得到的整个站的数据，由变电站层对整个变电站所有的一次设备实施全程监督和控制，同时还能与相距较远的其他变电站之间或者控制中心之间进行数据传输和交换，层次化鲜明使变电站更易于控制和管理，出现故障更方便查明。

一次设备发展的更加智能化，采用可编程控制器来替换变电站所有的二次回路中继电器和相关逻辑控制回路，使用光电数字和光纤来替代变电站中使用的普通模拟信号和控制线路，二次设备中也不再设置功能重复的输入输出接口，全部的网络化可以真正的实现数据、资源的共享，针对先前的普通功能的装置也会升级成为逻辑功能模块。在日常的运行维护过程中，一些相关数据的记录都可以实现无纸化办公，通过自动化的信息平台进行数据交换，一旦变电站出现故障时，还会及时的发出警报，提示出故障的原因和解决故障的办法，智能化的系统可以实现自动发出设备检修的报告结果。

3 数字化变电站核心技术

采用非常规的传感器，在进行电器测量时，系统的有效运行会影响数字化变电站的整体运行效果，这是一项非常关键的核心因素，国际上，把传统的电磁型电流、电压互感器称为非常规传感器，这是一种新型的互感器，非常规的传感器对于电气测量的稳定性上具有一定的特色，因为双折射和发光源的强弱变化，在光传输的这个环节上共振变化和材料变化都会对其产生影响，有源互感器在工作时要求一定要保证电源的持续和稳定才能正常的进行测量，要求度很高，在数字化变电站的相关测量上，用供电技术对相应模块能够实现持续供电，但是和有源互感器之间的距离会受到限制，激光式供电对互感器的整体使用有着一定的影响，线圈还易受到电磁的干扰，适合使用屏蔽式的传感线圈来解决这一问题，光学式互感器因为有很强的线性度，而且测量的精度结果不易受到电磁的干扰等特点在近些年受到了广泛的关注和研究，通过对它自身工作原理的不断改进和提高，已经成功有效的增加了设备的稳定程度，在我国关于光学互感器的研究也有着不小的成果，正是有着这种非常规的传感器的开发和研究才能为数字化变电站的更好建设和发展打下坚实的基础。

对于数字化变电站来说，网络是它的核心关键，网络的可靠和实时性能对变电站的系统运行会有很大的很直接的影响，只有保证网络的可靠性和拓扑结构的可靠性才能充分的保证整个网络系统的安全运行，在数字化变电站系统中，过程总线和站级总线都是采用的环形拓扑，有很高的可靠保证，在整个的网络设计中，对需要优化的问题还要全面的进行思考，不光要保证可靠性能，还要注重通信时的实时性能，近些年对于实时性的研究也成了焦点问题，通过时间的要求对传送的报文等级划分，对于不同等级的报文就需要采取不一样的通信协议，这样可以保证整个网络的延时性，进而满足了整个系统的实时性，还有很大的待扩展空间，如果网络因为出现故障而无法断开或者因为更新而出现了负载增加时，还能不能继续满足实时性的问题有待进一步的研究和解决。

对于数字化变电站来说，最为基本的就是智能化的一次设备，是由采集数据、识别和执行三个部分组成，数据采集的部分就是使用的新型传感器，这个组成部分可以把电网中产生的所有数据进行收集，通过数字信号传送给其他部分，识别模块是最为就核心的一个部分，它会根据数据采集来的所有数字信号对电网当前的运行状态进行判断，由断路器的仿真确定合闸时间，对整个电网的运行还可以进行调解，执行模块由控制参数对机构进行相关设置，发现缺陷时还会产生相应的报警信息，为检修提供参考。这之中必不可少的一个重要元器件就是智能型断路器，它起着很重要的功能作用，对于一些重合闸之后的操作可以实现智能型的控制，通过分析检测系统传送过来的消息进行初步判断，从而确定是产生永久性动作还是短暂动作，通过这样的方式可以判断断路器有没有重合，提高了断路器重合的准确度也减少了频繁错误的合闸动作给电网带来的冲击和影响。

4 结语

正是因为科学的不断发展和技术的不断进步，电力系统也在向着更加现代化的方向努力发展，数字化变电站的改造让设备的性能更加的完善，可靠性也得到了很大程度的提高，数字化技术正在由二次设备向一次设备发展，对变电站未来的自动化运行和管理将会产生很大的影响，不仅能够减少了设备校验工作的时间和进行维护的庞大工作量，还能很大程度的减少变电站的调试时间和人为导致的操作上的失误率，提高了设备的可用性和互操作性，为日后变电站的维护、更新和设备的扩展都带来了很大的方便，同时也实现了信息数据在多个运行系统之间的共享，减少了重复建设和投入成本，提高了变电站的生产效率也保证了设备运行过程中的可靠性，对于促进我国电力事业的发展有着非同小可的意义。

参考文献：

[1]王琴，张华.110kV数字化变电站关键技术及存在的问题[J].电工技术，2012（9）.

[2]陈明.数字化变电站关键技术及未来展望[J].中国电力教育，2011（6）.

第2篇：数字化关键技术范文

[关键词]数字化变电站 关键技术 应用

中图分类号：U73 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）43-0248-01

0.前言

在上个世纪的九十年代，我国的变电站自动系统技术得到了较为良好的发展，电网调度自动化系统得以构成。现今我国变电站的自动化技术应用领域正在逐步扩大化，变电站的常规化系统也开始显示出“技术瓶颈”。各类现代技术的发展，使得数字化变电站关键技术也开始逐渐出现于人们的眼前。数字化变电站其实并不属于一种新兴技术，而是在较早时期便已出现。数字变电站的主要应用研究目标为：变电站内的一次及二次电子设备装置。而在研究中，需积极建立好一个统一化的模式平台，实现物理设备的虚拟、标准展现，以此达成有效传输信息资源的目的。如此一来，变电站经济便会逐渐趋于现代化，整个运行活动极为安全、可靠。

1.数字化变电站简介

站在物理层面上看，数字化变电站依旧分为两个层面，即一次及二次设备。而站在逻辑层面上看，此变电各层次之间均采用了高速网络通信，如图1、图2所示。

第一，过程层。在数字变电站中，过程层中有机结合了一次及二次设备[1]。也可以说，过程层所指的是智能化一次设备的智能化部分，如合并单元、智能终端等。过程层功能主要被分为两个部分：1.实时运行电气量及设备的采集检测。2.操作控制执行驱动。

第二，间隔层。此层的主要功能为：将实时数据信息完全汇集起来，实现对一次设备的保护及操作闭锁；对数据信息进行采集、统计运算功能；执行数据的通信传输；完成过程层及变电站层的网络通信工作。

第三，此层次的主要任务是：运用两级高速网络将整个变电站的数据信息完全汇集，并为电网调度、控制中心收集相关的数据信息。与此同时，将电网调度、控制中心的命令完全接收，并将其送至间隔层、过程层，且具有在线维护、参数修改等功能。

2.数字化变电站关键技术的应用

2.1 一次设备智能化

具有智能操作功能的短路设备主要分为三大部分：第一是数据采集设备，主要为新型传感器，实现电网数据信息的数字化传输。第二，智能识别设备，主要是指智能控制单元中心。主要功能为：积极结合所采集到的电网信息及主控信号，对电网运作状态做科学判定。与此同时，结合短路设备的最终仿真分析结果，探究出最为适宜的分合闸运动特点，并向执行机构传递各类调节信息。执行机构在接收到相关信息后，便对其进行调节处理，并发射出分合闸的信号信息。第三，执行设备。此设备主要组成为：接收定量控制信息不见及驱动执行设备，对操动设备参数做科学调整，并对其运动特性进行改变。

2.2 二次设备网络化

模块化及标准化微处理机技术应用可对变电站中设备的二次运行作出设计[2]。此类设备主要为：电压无功控制、量控制设备、运动设备、同期操作设备、在线状态检测设备，能够运用网络通信对变电站各类设备做好连接处理，二次设备的数据信息传输交流仅可运用网络实现。

2.3 自动运行管理系统

数字化变电站运行管理系统的先进性可通过电力生产个性化的状态记录及生产数据的自动化运行充分表现出来。针对变电站日常运作中所出现的任何问题，此系统均可在运用中迅速制定出分析报告，查找出问题出现的原因，并积极制定实行科学妥善的解决方法。在问题得以解决后，此系统技术还可对变电站中设备的维修状况作出详细报告。在变电站的一次电气及二次电子设备连接之中，作为优秀的一个信息交流平台便是数字化通信。在此平台之上，各智能设备相互之间的操作需建立在变电站内部数据建模及通信平台系统完全统一的基础前提之下。与此同时，数字化通信管理系统还可实现一、二次设备的有效连接。如果情况必要时需对变电站中的智能设备做增加处理，那么为了实现其相互操作性，需注意采用一个完全统一化的数据建模及通信平台。

在数字化变电站建设中，资源节约、环境友好的建设理念是其重点所在。数字化变电站的建立需注意做到的是，积极科学的运用相关资源，进一步增强变电系统的自动化发展度，减少变电站运行管理运用成本，积极节约建设面积，对变电设备做简化处理，充分发挥出各项变电设备功能，为全面有效的提升数字变电站运行效率提供全面化的保障。

2.4 信息合并单元

信息合并单元技术的主要功能时：实现各电流及电压互感器接收传回数据信息做打包处理。依照IEC61850标准对输出数据信息做严格规划，以此为保护、母差等装置的正常运行提供数据参考帮助。为每个数字化装置配备好光缆，而每根光缆均可帮忙提供多个信号[3]。IEC61850标准对于电子式的电压互感设备中的逻辑节点均进行了准确定位。在数字化的电流或是电压互感设备接口中，信息合并单元是其中极为重要的一个组成部分，与二次设备接口可实现串行单项点点相对连接。另外，信息合并单元所收集到多路电压、电流信号定义均全面明晰，是运用编码格式将所收集到的信息帧数据及时准确的传输至二次保护及控制设备中。

3.结语

数字化变电站技术的发展是一个持续化、长期的过程，不可一蹴而就。在现今这个信息网络时代中，数字化变电站势必会成为未来的发展趋势。在此事物发展中，需注意对其所具备的各类关键性技术熟练掌握，以此帮助切实解决各类问题，实现数字变电站的正常运作。现如今，对于数字变电站的建设研究依旧处于一个初中期阶段，还有待进一步的完善及稳固，需逐步加强对其的探究。整体而言，为了更好更为充分的发挥数字化变电站功能，还需注意对各类技术问题进行科学妥善的解决，进一步促进社会经济与科技的良好发展。

参考文献

[1]谢杨.浅析数字化变电站技术及应用[J].黑龙江科技信息，2011，（27）：12.

第3篇：数字化关键技术范文

论文关键词：变电站；变电站数字化；通信网络

为了提高电力系统的自动化水平和可靠性，提高电网企业的经济效益和管理水平，我国电力企业积极进行变电站的数字化。随着国家标准的不断完善以及智能断路器、非常规互感器和网络技术的发展，数字化将是未来变电站自动化发展的必然趋势。

一、数字化变电站的特点

随着数字化技术的出现和应用，数字化变电站的概念也被提出。数字化变电站可以实现信息的整体和统一处理，同时具备变电站内IED之间、控制中心和变电站之间协同互动运行的能力。一般情况下，数字化变电站具备以下几个技术特点。

1.层次化

由于所具备的功能差异，变电站的结构逻辑可分成间隔层、过程层以及变电站层。间隔层的作用是通过本间隔的数据作用于自身间隔的一次设备。所有与一次设备接口功能的实现是通过过程层完成的。利用全站的数据，变电站层可以对全站的一次设备进行监视以及控制，同时可以实现与远方控制中心进行交换数据。

2.一次设备的智能化

可编程（PLC）控制器可以替换变电站二次回路中的继电器及其配套的逻辑回路，光电数字和光纤将会代替变电站目前普通的模拟信号和控制线路被。

3.二次设备的网络化

变电站的二次设备不设功能装置重复的输入/输出接口，通过网络可以真正实现数据共享、资源共享，普通的功能装置也会演变成逻辑的功能模块。

4.运行管理实现自动化

日常运行、维护、数据记录可以实现无纸化办公和自动化的信息分流交换；变电站发生故障时，及时提出故障原因和维修意见；系统可以自动发出变电站设备状态检修报告。

二、数字化变电站中的关键技术

由于用户对供电质量、可靠性要求以及电压等级和电网容量的不断提高，电力电子、传感器、网络通信和信号处理等技术日渐成熟，所以变电站一次设备智能化、自动化成为发展的必然趋势。当前，该技术主要是智能断路器、集成型智能开关以及电子式电流电压互感器等设备的发展和应用。

1.非常规的互感器

随着计算机技术和光电技术日益成熟，非常规互感器在实际生产中得到了广泛的应用。它具有很强的抗电磁干扰能力、绝缘好、可测量频带宽，新型光电/电子式互感器具有现代光电技术的优点以及电光晶体的各种优异特性，在电力行业有着广泛的应用。同时，结合数字信号处理DSP技术和光电技术，未来将呈现出很好的发展势头。

数字化保护和测控设备可以和非常规互感器直接接口，省去了中间环节。它的优点是：能隔离高低压，绝缘性能良好；由于不含铁芯，铁磁谐振和磁饱可以消除；良好的抗电磁干扰性能，低压侧无开路高压危险；测量精度高，动态范围大；频率响应范围大；无易燃、易爆等危险。

由于以上优点，非常规互感器不仅具有可观的经济效益和社会效益，而且能很好地适应电力系统数字化、智能化和网络化发展的需要，提高了电力系统自动化程度并且能够保证其安全可靠的运行。

2.断路器智能技术

为了改变现有断路器的单一空载分闸特性，自动获得实际开断时电气和机械性能上的最佳开断效果，且由于电网运行过程中会经常有各种开断指令，断路器可以执行相应的智能操作——自动调整执行机构和灭弧室工作条件的选择。通过智能断路器的过程层(I/O)通信接口，输入和输出通信数据，而这些通信数据必须符合IEC61850标准。或者说根据IEC61850提出的标准体系，断路器属于过程层设备，所以控制跳合闸命令的传递以及断路器状态信息传输是通过IEC61850标准的通信数据来实现的。

3.集成型智能开关设备

国外一些大的电力设备生产公司已经推出类似产品，瑞士ABB公司推出的接插式开关系统PASS是最具代表性的。它是ABB公司在生产气体绝缘组合电器GLS和空气绝缘开关设备ALS的基础上研发的一种新型电器设备，而该款产品具备了GLS的优点。从20世纪末应用至今，已在美国、加拿大、英国、瑞典等变电站使用并且用户反应良好。可以说，集成型智能开关设备是电力系统将来一次电气设备的发展方向，它的主要优点是结构紧凑、安装方便、接线简化、占地面积小、自动化程度高、可靠性高和日常维护简单。

三、数字化变电站通信网络结构

建设数字化变电站的基础之一就是从逻辑概念和物理概念上，将通信体系分为三个层次，即间隔层、变电站层以及过程层，并且制定了各层通信接口之间的通信标准。而另一个前提就是制定的IEC61850标准，该标准的制定，有利于实现电力自动化系统的三个功能，即控制、监视和继电保护功能。

由于没有规定通信拓扑，并且对设备之间的通信接口没有任何标准，所以各个厂家只是根据客户需求自行设计和定义物理通信链路上的通信接口，上述的三个层次仅是抽象的概念。由于IEC6185O使用以太网作为基本通信技术，并没有限制实际的网络形式，所以，随着网络技术的进步，同一个网络完全可以融合变电站总线和过程总线。这样的通信系统既有利于变电站与控制中心构成统一的无缝通信网络，而且可以同时实现变电站内的无缝连接。

变电站层有两种功能。变电站层功能是指SAS到各个接口的功能，即到本地站操作员人机接口、远方控制中心遥控接口或远程监视维护工程远方监视接口的功能。另外一个功能是指利用多个变电站或间隔的数据，而且作用到整个站的一次设备或多个间隔。

间隔层是利用分析某个间隔数据，然后可以实现控制该层一次设备的目的。该功能是与任何类型的I/O或智能传感器和执行器通信，即通过一定的逻辑接口在间隔层内通信或与过程层通信。

过程层功能是连接到过程的全部功能。

四、数字化变电站对变电站的影响

1.对二次系统应用的影响

由于现代数字技术的发展以及相关标准的制定，变电站数字化技术得以迅速发展应用。在电气量采集的环节、IED设备数据传输交换方式、变电站信息冗余性、变电站二次系统运行安全性、可靠性等，都将由于变电站数字化技术的应用产生巨大的影响。

2.对变电站整体建设方案的影响

当今，由于土地价格昂贵，缩小变电站的占地面积将是目前变电站建设急需考虑的问题。由于电子式互感器的体积小，方便安装，与其他高压设备集成方便，所以能减少变电站的占地面积。实现数字化的变电站基本上没有电缆，采用光纤通信，造价低，重量轻。可以取消变电站内大部分电缆井和电缆层，建设变电站的成本也可大大减少。

3.数字化变电站对设备调试的影响

数字化变电站不仅可以提高二次系统安全性，而且可以大大简化二次系统的调试；电压互感器的极性由安装位置决定，所以现场不需要校验；绝缘电阻不需要测试；电子式互感器还可以确保使用数据正确，这是由于该设备传输的数据都有标记，方便识别；除此之外，由于一二次回路接线不需要查线，原来的查线工作大大减少，减轻运行维护人员的工作量；由于绝缘的系统的光纤信号传输回路，所以没有接地，减少了变电站检查接地的工作量。

五、数字化变电站未来的发展

电力系统通过SAS技术的应用，不仅提高了电网运行的安全性、稳定性，而且还大大减少了系统的维护和检修费用，具有十分明显的经济价值。由于变电站是整个电力系统最基本信息源，所以它也是整个系统中数字化的基础。基于以上原因，数字化变电站应具备以下几项技术优点。

（1）过程层信息系统内部互相调用。在数字化变电站过程层的数据化的信息传输都是通过光纤完成的，所以过程层的信息可以实现系统内部互相调。

（2）数字化变电站通信网络技术有及时性、稳定性以及兼容性等优点。

（3）信息模型化和互操作。作为电力系统的信息源头，数字化变电站不仅要提供尽可能多的信息，而且这些信息应建立在统一的电力系统信息模型的基础之上。作为执行终端，实现各种协同功能是数字化变电站最基本的特征，这要求IED之间能够互操作。为了实现设备之间互相操作，变电站信息的标准化是基础。

（4）检测调试方法的变化。由于数字化变电站中的大多数自动化功能都以数据通信的方式实施，所以通信监测设备显得非常关键，不仅用于检查网络的联通性，而且对通信过程和传输信息进行监视，用来分析自动化功能的实施情况。

（5）广域自动化功能。数字化变电站的通信网络建设需求是互相兼容的，传输的信息有同一个标准同时必须能够相互共享，这样才能达到电网与变电站之间协同配合的目的。

六、总结

由于数字化变电站技术涉及到许多通信网络以及新设备的应用，所以从研发到实际应用将会是比较长期的过程。如IEC61850标准体系、智能断路器、电子式互感器、网络通信技术等。由于各种新技术没有经过一定时期的实践检验，所以在现场应用的稳定性需要结合工程实际逐步完善。

国内外数字化变电站的研究和建设也还在起步阶段。我国的数字化变电站建设的总思路是先把低电压变电站（110kV以下）作为建设试点，通过一段时间的摸索，然后应用到高的电压等级的变电站上，在此期间更需要进行大量的理论研究和实践摸索。同时，由于目前大部分变电站都没有经过数字化改造，所以现有的常规变电站就可以为数字化变电站技术的发展提供应用的平台，而电网的发展也为变电站数字化技术提供契机。未来数字化变电站应用技术的成熟，将标志着新一代数字化电网的实现。

第4篇：数字化关键技术范文

云计算作为近年来研究与应用领域的热点话题，被大多数IT企业和业内人士认为是下一代计算机网络技术应用的核心架构。云计算（Cloud Computing） 是一种全新的网络应用概念，是网格计算（Grid Computing）、并行处理（Parallel Comp）和分布式处理（Distributed Computing）、虚拟化（Virtualization）、网络存储（Network Storage Technologies）、效用计算（Utility Computing）、负载均衡（Load Balance）的发展结果。从业务形态来说，它是利用虚拟化等技术将服务和资源整合在一起，向用户提供平台、基础设施和软件的一种新的商业计算模式。

1 云计算给数字化图书馆带来的机遇

1.1 实现资源共享

云计算机的应用服务通常分为三种，SaaS（Software as a Service，云计算软件服务）、PaaS（Platform as a Service，云计算平台服务）、IaaS（Infrastructure as a Service，云计算设备服务）[1]。云计算产业细分后，各类云计算服务商可以聚焦自己的核心领域，最终形成了强强联合、协作共生的关系。这将加快全球化信息技术快速发展，从而真正实现全球化的信息共享。云计算为数字化图书馆提供了海量数据存贮的能力，使用者只要能接入互联网，就能享受到数字化图书馆，实现了网络虚拟环境下最大化的资源共享。

1.2 实现使用便利

云计算在数字化图书馆的应用使得数字化图书馆更加的便捷和方便，使用者既不需要受时间和空间上的限制，更不需要在个人终端上安装任何软件，甚至可以不用使用常规的计算机，由提供云计算的服务商为使用者提供一个虚拟的计算机，使用者只需要在任何一个云终端登录到自己的云虚拟电脑上即可以获得云时代的数字化信息。

1.3 低成本

针对“云”的特殊措施，数字图书馆技术采用极其廉价的节点来构成云，“云”的自动化集中式管理使很多图书馆无需负担日益高昂的数据中心管理成本，“云”的通用性使资源的利用率较之传统系统大幅提升，因此用户可以充分享受“云”的低成本优势，经常只要花费很少的成本和时间、就能完成以前需要数万元、数月时间才能完成的任务。云计算下的数字图书馆，也为行业提供了全新的潜在市场，将云计算技术充分应用到数字图书馆中会对数字图书馆的产业发展产生深远影响，相信云计算的发展必将成为图书馆行业里程碑。

2 云计算的关键技术

2.1 数据存储方式

云计算系统的主要组成部分是很多的计算机服务器，并且能够为很多的用户提供全方面的信息服务，为了能够为“云”用户提供可靠的服务，云计算系统中存储数据采用的是分布式存储以及冗余存储方式。Google的GFS以及Hadoop团队开发HDFS是云计算系统中应用最为广泛的数据存储系统。

Google File System（GFS）是一个分布式文件系统，它由Google设计并实现，是指文件系统管理的物理存储资源不一定直接连接在本地节点上，而是通过计算机网络与节点相连。Hadoop是一个开源的分布式软件平台，Hadoop用于存储的分布式文件系统Hadoop Distributed File System（HDFS）借鉴了GFS的设计理念。

首先在架构上，GFS和HDFS是一致的，都是采用的拓扑的结构，所谓的拓扑结构是指系统中各个服务器之间的物理或逻辑的互联关系，这两者都被设计为一个中心控制服务器为中心的星形结构的拓扑模型，这样有利于服务器的动态分配和回收，在云计算系统中服务器资源有限的情况下，可以通过中心控制服务器控制和管理整个系统中其它节点的运行，从而保证系统运行正常以及资源的最大利用率。其次在块大小、元数据等实现上，这两者之间也是一致的。

在关键技术上这两者之间还是存在很大的差异：首先，GFS最为复杂的部分是对多客户端并发追加同一个文件，即多客户端并发Append模型。GFS允许文件被多次或者多个客户端同时打开以追加数据，而HDFS文件只允许一次打开并追加数据，客户端先把所有数据写入本地的临时文件中，等到数据量达到一个Chunk的大小，一次性写入HDFS文件系统。其次对快照的支持上两这者之间存在差异，GFS通过内部采用copy-on-write的数据结构实现集群快照功能，而HDFS不提供快照功能，另外在文件的删除上两者也是存在差异的，GFS并不是在master上直接删除文件，而是通过特殊标识的方式标识该文件，并控制该文件不再被普通用户所访问，同时master会定期对文件系统进行检查，删除一段时间前所隐藏的文件。而HDFS则是采用直接删除但是更加容易实现的方式来删除文件。

2.2 安全性

云计算技术做为一种全新的服务模式，其安全性超过了任何常规服务模式，也是至关重要的[2]。一旦用户把自己的个人数据提交到云服务平台之后，用户将无法对其安全性进行保证和监控，而是由云计算服务商提供安全保障策略。目前市场上云计算服务商数目巨多，都向用户承诺数据的安全性，但目前看效果并不理想。云计算主要面临着管理风险和技术风险，云计算面临的管理风险：锁定风险、失治风险、合规挑战风险、商业信誉风险、云服务终止或故障风险、云提供商收购风险、供应链故障风险；云计算面临的技术风险：资源耗尽、隔离故障、管理接口漏洞、传输中的数据截获、数据泄露、密钥丢失。这些安全性问题急需解决，这是关系到云计算技术能否普遍应用的决定性因素。

2.3 数据挖掘

数据挖掘技术主要是依赖人工智能、模式识别、机器学习、数据库、统计学、可视化技术从大量的、不完全的、模糊的、有噪声的、随机的数据中，提取不易为人知的但是有巨大价值的关联信息，是数据库中的知识发现的核心。数据挖掘技术主要分为数据整理、数据集成、数据筛选、数据转化、数据挖掘、模式评估和知识表达几个步骤。该技术的目的是从大量的杂乱无序的数据中自动分析数据，做出归纳统计，从中挖掘出潜在的模式，为用户提供价值信息。数据挖掘技术在数字化图书馆中的应用可以优化图书馆期刊的布局，提高效率节省资源。也可以为读者提供个性化服务，通过对读者借阅量的统计分析读者的周期借阅习惯，结合现有资源向读者推荐其喜好图书，提高图书馆的服务质量。

2.4 海量数据搜索

随着云计算技术的不断发展和使用性的普及，云服务器上的数据几何级增长。云计算，它能处理的数据量已不再是MB、GB，而是成TB、PB的增加。并且会伴随着大量的大数据出现，大数据被认为是未来发展的战略走向。在云计算中如何快速的从这些大量的数据提取和搜索关键字快速找出用户需要的数据是一个非常关键的技术。

2.5 用户认证

用户和云之间的相互认证是保证云数据被合法访问的前提，云是一个广阔的分布式系统，拥有海量用户，其动态性和不可预知性使得其违法行为不易被追踪和管理。如果不对云用户的身份认证进行严格的识别和管理，会给黑客和不法分子以可乘之机，危害到合法用户的权益和云计算技术的普及。目前在云计算中最常用的认证方式是口令的认证方式和基于KPI数字证书认证方式。口令认证方式快捷简单，但是这种认证方式容易遭受网络攻击；基于KPI的认证方式有较高的认证强度，但是在云环境下证书的认证基础设施建立的难度比较大和复杂度比较高。文献[3]提出一种基于椭圆曲线的3PAKE认证方案，该算法能有效的防止口令攻击且容易部署。

2.6 版权保护

云计算使得用户可以通过某种协议进行全球范围的信息存取，给用户带来便捷的同时，也可能造成一些非法用户对数字化信息进行准确无误地复制、及快速传递散布等，这给著作权人希望拥有控制作品使用能力造成致命的伤害，也是阻止云计算技术普及的阻碍因素之一。有效保护著作人的权益要依赖于完善的法律法规、道德规范建立和版权保护技术。法律法规和道德规范需要政府和整个社会制定和建立长期的有效机制来实现。数字水印技术[4]在版权保护中的优势被越来越多人所关注，数字水印技术是通过在待保护的视频、图片和文本等数字化产品中不可感知的嵌入可认证信息[5]，并且保证不影响产品的可读视性，非法的拷贝会损伤到事先嵌入的可认证信息。一旦需要认定产品的著作权时，可以从产品中提取事先嵌入的认证信息，从而鉴别产品的合法性。

第5篇：数字化关键技术范文

关键词:智能数字化;IED;以太网;信息安全技术;加密技术

中图分类号:TM769文献标识码:A

文章编号:1009-2374 (2010)24-0083-02

0引言

随着国家电网公司坚强智能电网计划的实施,变电站将向智能变电站发展,一次设备要升级为智能电力设备,二次设备则成为智能控制单元,这是一个革命性的变化。目前,这些新设备的需求都已经全面铺开,比如在智能变电站方面,国家电网了智能变电站的整体技术规划,标准也已出来,要求所需设备必须符合新的技术规范。智能化变电站与数字化变电站相比,增强了智能的应用能力,比如自适应、自协调、互动、控制等。许继在数字化变电站市场中是排在全国前列的,应用试点也最多,积累了很多经验,因此很容易转到智能变电站上来。电力设备的智能化已经没有技术瓶颈,通过软件系统和硬件系统的升级都可以实现。基于数字化变电站的主要内容是研究电子式互感器等数字化设备在监控系统和继电保护中的应用技术;研究开发符合IEC61850标准,并具备测量、保护、控制、分析、设备在线监测、状态检修、远方监视等功能的数字化分散式变电站自动化系统;研制可直接接入电子式互感器等数字化信号的硬件和软件平台。从标准体系来讲,国内公司与国外的大公司是处在同一起跑线上。智能电网的发展将带来一、二次设备体系的融合,这对于中国企业来说是一次大的机遇。

1智能数字化变电站关键技术

智能数字化变电站主要由基于电光效应的互感器称为光学电流/电压互感器(OCT/OVT)或无源式互感器;其余泛称为电子式电流/电压互感器(ECT/EVT)或有源式互感器基础上分层融合,能够实现智能设备间信息共享和互操作的现代化变电站。

1.1智能电网一、二次设备融合体系化

随着国家电网公司坚强智能电网计划的实施,变电站将向智能变电站发展,一次设备要升级为智能电力设备,二次设备则成为智能控制单元,这是一个革命性的变化。目前,这些新设备的需求都已经全面铺开,比如在智能变电站方面,国家电网了智能变电站的整体技术规划,标准也已出来,要求所需设备必须符合新的技术规范。智能化变电站与数字化变电站相比,增强了智能的应用能力,比如自适应、自协调、互动、控制等。许继在数字化变电站市场中是排在全国前列的,应用试点也最多,积累了很多经验,因此很容易转到智能变电站上来。电力设备的智能化已经没有技术瓶颈,通过软件系统和硬件系统的升级都可以实现。因为2010年将有很多智能变电站项目实施,为满足新的需求,许继很快就将推出针对新标准的全套新产品,如电子互感器、智能控制单元等都已经在实验室的检测中。而在用户层面,大量智能电表将被推广,明年我国计划要上4000万只智能电表。许继的智能电表产品已经推出来。智能电表不同于传统电表之处在于它是双向实时通信,具有互动的特征。比如智能电表为实施阶梯电价提供了可能,因为它能够提供实时数据,新能源发电并网需要依靠智能电网,由于我国的新能源基地大都在西北、东北,如没有一个很好的坚强的电力网架来统一协调,就不容易实现多种能源的分布式利用。

1.2IED的互操作性

为了保证IED的互操作性,需要对其进行一致性测试和性能测试。一致性测试属于“证书”测试,目的是测试IED是否符合特定标准。一致性测试一般由授权机构完成,而性能测试则由用户组织实施。与常规变电站相比,数字化变电站系统中的一致性测试和应用测试的联系更为紧密。一致性测试是应用测试的基础,产品只有通过了一致性测试才具备构成应用系统以执行应用测试的条件。由于IEC61850标准的复杂性、其性能在网络异常时的未知性以及保护、监控系统对实时性的严格要求等原因,很可能出现单独产品已通过一致性测试,将其构成应用系统时却不能通过应用测试的情况。

2智能数字化变电站以太网信息安全技术方法

IEEE1588所定义的精确网络同步协议实现了网络中的高度同步,使得分配控制工作时无需再进行专门的同步通信,从而达到了通信时间模式与应用程序执行时间模式分开的效果。智能数字化变电站内由于各种智能电子设备的大量应用,变电站内运行、状态和控制等智能数字化信息需要传送,负责传送这些信息的网络通讯系统成为智能数字化变电站的重要平台,因而,网络可靠性直接关系着智能数字化变电站的良好运行。

2.1加密技术

摘要是一种防止改动的方法,其中用到的函数叫摘要函数。这些函数的输入可以是任意大小的消息,而输出是一个固定长度的摘要。摘要有这样一个性质,如果改变了输入消息中的任何东西,甚至只有一位,输出的摘要将会发生不可预测的改变,也就是说输入消息的每一位对输出摘要都有影响。总之,摘要算法从给定的文本块中产生一个数字签名(fingerprint或messagedigest),数字签名可以用于防止有人从一个签名上获取文本信息或改变文本信息内容和进行身份认证。摘要算法的数字签名原理在很多加密算法中都被使用,如SO/KEY和PIP(prettygoodprivacy)。现在流行的摘要函数有MAD和MAD,但要记住客户机和服务器必须使用相同的算法,无论是MAD还是MAD,MAD客户机不能和MAD服务器交互。MAD摘要算法的设计是出于利用32位RISC结构来最大其吞吐量,而不需要大量的替换表(substitutiontable)来考虑的。MAD算法是以消息给予的长度作为输入,产生一个128位的“指纹”或“消息化”。要产生两个具有相同消息化的文字块或者产生任何具有预先给定“指纹”的消息,都被认为在计算上是不可能的。MAD摘要算法是个数据认证标准。MAD的设计思想是要找出速度更快,比MAD更安全的一种算法,MAD的设计者通过使MAD在计算上慢下来,以及对这些计算做了一些基础性的改动来解决安全性这一问题,是MAD算法的一个扩展。

2.2防火墙技术

防火墙技术通过对网络的隔离和限制访问等方法,来控制网络的访问权限,从而保证变电站综合自动化系统的网络安全。由于防火墙只能够对跨越网络边界的信息进行监测、控制,而对网络内部人员的攻击不具备防范能力。

2.3信息的同步性

为避免电气量的相位和幅值产生误差,二次设备需要在同一时间点上获得采样数据。传统电磁式互感器输出的模拟信号不存在上述问题,但由合并单元输出的数字采样信号就必须含有时间信息。应在现场进行试验来验证合并单元进行数据采样的时间同步准确度,以满足系统测量和控制的要求。由于传统以太网自身的限制,通过多播方式在网络内实现时间同步很困难。IEC61850采用SNTP实现不同设备间的同步采样,以UTC作为时钟同步源。由于过程层总线的负载大,要求同步误差控制在1μs,因此过程层同步标准必须采取IEEE1588标准。1个IEEE1588精密时钟系统包括多个节点,每个节点代表1个时钟,时钟之间经由网络连接。按工作原理可将时钟分为普通时钟和边界时钟,普通时钟只有1个TVP端口,而边界时钟具有多个TVP端口。在网络中,每个时钟都可能处于从属时钟、主时钟和原主时钟共3种状态,时钟所处的状态是根据最优化的时钟算法确定的。

2.4以太网接口电路设计

RTL8019AS是一种高度集成的以太网芯片,能实现即插即用功能。RTL8019AS的封装形式为100引脚的TQFP封装,其引脚可分为电源及时钟引脚、网络介质接口引脚、自举ROM及初始化EEPROM接口引脚、主处理器接口引脚、输出指示及工作方式配置引脚。由于主要讨论非PC环境下的以太网接口,该接口不必具有即插即用功能和远程自举加载功能,因此不需要关RTL8019AS与自举ROM、初始化EEPROM接口的引脚。

2.5以太网TCP/IP协议

要实现的是电量等信息汇总到监控机上,由于采用的是以太网芯片RTL8019AS来实现网络连接的方案,芯片本身并不带协议栈,结合实际系统对功能和精度的具体要求,不需要在微处理器上完整的实现整个TCP/IP协议栈,只要开发一个嵌入式的TCP/IP协议栈就可以满足系统的要求。嵌入式TCPHP协议即是从以满足嵌入式系统的实际需求为目的指导思想出发,建立在嵌入式Intemet理论的基础上,通过对庞大、功能齐全的TCP/IP协议的仔细研究,对标准的TCP/IP协议进行了一定的取舍,从而制定出了一套简单的、适用于嵌入式系统的并且能完成相应网络功能的协议,称为嵌入式TCPHP协议。

3结语

IEC61850标准的实施、非常规互感器的应用以及智能断路器技术的成熟将逐步推进数字化变电站示范性工程的建设,这意味着变电站自动化技术将进入全面数字化的新阶段。在未来10年内,数字化变电站必将成为变电站自动化技术发展的主流,同时也将为未来“数字化电网”的建设奠定坚实的基础。减少了设备的退出次数和时间,提高了设备的可用性;减少了自动化设备的数量,从而简化了二次接线,提高了系统的可靠性;设备的互操作性为维护、更新和扩展设备的功能提供了方便。实现了信息在运行系统和其它支持系统之间的共享,减少了重复建设的投资以及变电站寿命周期内的总体成本。

参考文献

[1] 徐礼葆,等.开放式数字化变电站自动化系统的讨论[J].继电器,2004,(16).

第6篇：数字化关键技术范文

关键词：数字图书馆；信息数字化；存储技术；发展对策

中图分类号：G203 文献标识码：C 文章编号：0439－8114（2011）09－1942-03

The Problems and Countermeasures of Information Digitization Construction of the Digital Library in the College

LU Xian－feng

（The Library of Huanggang Normal University， Huanggang 438000，Hubei，China）

Abstract： A digital library was an information system which saved information resources by digitalization and offered immediate service by internet． Therefore， the digitalization of information resources was a basic requirement for the realization of a digital library． Initially the concept of digitization of information was disscussed， the key technology of it was explored， the main problems nowadays which involved the construction of content， intellectural property rights， technology application and standards were analyzed， and some countermeasures and suggestions for those problems were put forward too．

Key words： digital library；digitization of information；storage technology；strategy of development

信息数字化作为数字图书馆的内容建设，是数字图书馆正常运转的关键步骤。但目前我国信息数字化中由于种种原因还存在许多问题，如重复建设、知识产权、技术应用和标准与规范等问题，这些都严重阻碍了我国数字图书馆的健康发展。因此，我国在实施信息数字化建设过程中，不仅需要更新观念、统筹建设，还要规范标准、加强立法、提高馆员素质，更要加强适合我国国情的技术创新。为此，我们需要不断地总结经验，探索新的开发技术和工作方式，逐步将我国宝贵的传统文化遗产加以数字化，进而开发出具有中国特色的数字化产品。

1数字图书馆中的信息数字化

1．1信息数字化的内涵

从社会信息化环境来说，数字图书馆是运用计算机技术、网络技术、通信技术等多种信息技术，对不同载体和类型的信息资源进行搜集、选择和规范化处理，使之以数字化的方式存储，建立分布式的馆藏信息资源库和虚拟信息资源库，并通过网络向世界各地用户提供无时空限制服务的信息系统。数字图书馆的主要职能是搜集、保存和传递数字化信息，可以称之为数字化信息的存储和传递中心，因而信息数字化建设无论从质量还是从数量上都是数字图书馆发展的关键环节。

1．2信息数字化的关键技术

信息数字化技术包括数字化信息的生成技术、存储技术和压缩技术等，其关键技术是数字化信息的生成技术和存储技术。

1）数字化信息的生成技术包括有键盘录入和非键盘录入两种方式，目前使用较多的数字化信息的生成技术主要是第二种方式。键盘录入是一种手工转换的文本模式；非键盘录入包括手写识别技术、印刷文稿扫描识别技术、语音识别技术。在信息数字化实际工作中，我国许多数字图书馆都采用两者相结合的方式来规避键盘录入的较高错误率和扫描方式对硬件的较高要求，也就是采用超星公司开发的数字化技术加上便携式文件格式（PDF）和超文本标记语言（HTML）格式。

2）数字化信息的存储技术包括直接存储技术和网络存储技术。直接存储技术是目前大多数数字图书馆的数据存贮技术，主要包括光盘塔技术、磁盘阵列技术和磁带库技术；网络存储技术是海量数据信息存储的实现方式，包括直接附加存储（DAS）、网络附加存储（NAS）、存储区域网络（SAN）、小型计算机系统接口（iSCSI）技术和内容寻址存储（CAS）［1］。

2信息数字化中存在的主要问题

虽然我国数字图书馆建设中的信息数字化工作取得了一定的进步，但由于观念和技术的落后，信息数字化建设整体上呈现出数字信息资源重复建设严重、版权保护立法不健全、缺乏有力的技术支撑、标准和规范化建设滞后等问题［2］。

2．1重复建设问题

由于国内各地区、各系统以及各馆之间无一个权威的协调机构，也无规划布局和分工实施计划，数字图书馆建设缺乏全局性的统一规划和政府权威部门的协调，相当多的所谓数字图书馆建设仍处于各自为政、贪大求全和相对分散的无序状态，信息资源重复现象的问题严重。近年来，我国各级政府投入数字化建设的资金总额已达36亿元，在政府资金的大力支持下，各级各类数字图书馆都在进行数字信息资源建设，甚至引进CNKI等数据库，这种现象在各大高校数字图书馆的信息数字化中也非常普遍，在相当广的范围内存在着潜在的数字信息资源重复建设问题。

2．2知识产权问题

数字图书馆中信息数字化所涉及的知识产权问题包括信息来源的著作权尊重和数字化信息建成后自身著作权的保护。随着数字图书馆的开通，数据库的利用将越来越广泛，由此产生的知识产权问题就不可避免，其中争论的焦点是关于网络作品的制作、传播和使用的版权保护问题，让一些数字图书馆在实践中遭遇法律尴尬。著作权人公开指责图书馆界滥用权利，严重损害了著作权人的利益；出版界也有人认为文献信息的数字化是复制出版界的出版物，在网上出现了成千上万的复制本、使出版界的经济利益受到损害；而图书馆界则认为信息获取的主动权完全掌握在版权人手里，这样会严重地影响知识的创造和传播。因而制定网上数字化文献的著作权法律法规已成当务之急。

2．3技术应用问题

随着电子出版物的收藏和网络数字化资源的采集，图书馆越来越多的信息一入馆就是数字化的，而对于未数字化的传统馆藏，进行数字化转化所使用的技术主要是光学字符识别（OCR）扫描录入方式。一般的OCR录入系统能够实现对各种现代书籍、简繁体书籍、报刊杂志、公文档案的录入识别，且识别率高，还能实现各种校对，然而，对于馆藏文献的数字化而言，由于汉字的复杂性，OCR对各类中文文献的识别远难于对英文和数字的识别，特别对含有繁体手写汉字的古籍文献、简繁混排的中文文献、专业性强的中文文献以及难于机检的汉字文献。OCR技术目前还存在很大的误识率和拒识率，为此，需要对OCR系统进行深入的研究和改进，提高其应用的全面性，并要引入中文校对、录入质量控制等技术，从而加强其管理功能。

2．4标准与规范问题

目前，在信息数字化标准规范方面存在的问题主要有：①缺乏对标准规范重要性的认识；②缺乏普遍接受和广泛应用的关键标准规范；③缺乏对标准规范建设的系统化把握；④缺乏对标准规范的开放描述和开放应用；⑤缺乏开放、联合、共享的标准规范建设与应用机制，例如图书馆在信息资源建设过程中所采用的软件系统差异很大，如ILAS系统、图书馆集成系统等，其标准和格式都不一致，导致开发的数据库不能兼容，检索界面不一，检索途径也不同，检索语言也无统一的规范控制，无法在网上实现资源共享。

3信息数字化发展对策

3．1加强特色数字馆藏建设

只有具有特色的数据才能赢得较高的网络访问频率，才具有资源共享的价值，也是各大数字图书馆以最小投入换取最大效益的文献信息共享模式。因此，在进行本馆的信息数字化建设时，除了需要全面考虑文献价值、用户需求、载体形态、技术可行性和著作版权等一般因素外，还需要科学而系统地考虑馆藏内容、馆藏特色，尤其是馆藏结构和馆藏级别。馆藏级别一般可以划分为永久保存级、服务级、镜像级和链接级4个基本层次。永久保存级馆藏是指具有确定的保存价值和用途，并具有惟一性的特色文献；服务级馆藏是指十分有用和必须的虚拟馆藏；镜像级馆藏是指其他数字图书馆馆藏的拷贝，与永久保存级相同的是它们都是现实馆藏，与之不同的是它缺乏惟一性；链接级馆藏则是贮存于其他数字图书馆中的数字化信息资源，其内容较为广泛，与服务级馆藏相比，它与用户的相关性要低一些。只有通过这些特色数字馆藏的建设，才能真正优化馆藏文献的结构，加快馆藏信息利用，最大限度地避免重复建设，从而提高整个社会文献资源的保障水平和信息资源的开发利用效率。

3．2从信息源头加快信息数字化建设

文献信息资源的源头在出版社和出版商，每年都有数以万计的文献资源被出版系统数字化，这个资源如能加以利用，将是一笔巨大的财富。据2001年统计，全国530家出版社的图书总量是154 526 种［3］，一年的文献资源总量就相当于一个中型图书馆文献资源的全部馆藏总量，而且还在逐年递增。如果把信息数字化的生产重任交给出版商，将会带来很大的经济效益和社会效益：一方面可以大量减少信息资源重复数字化带来的人力、物力、财力的浪费；另一方面，信息资源数据库的建设者可以通过与出版社合作取得授权来解决信息资源建设、传播中的知识产权问题，既能保护作者的知识产权，又能照顾到出版商利益，同时还能让各类文化、科技的文明成果纳入数字图书馆，使其能为更多的人服务，创造出更大的价值。

3．3开发和利用先进技术

无论是从数字图书馆建设，还是从作为其一部分的文献信息数字化技术来说，技术问题仍然是制约着信息资源共享的主要问题。数字图书馆是采用现代高新技术的系统工程，不仅需要立项研究开发新的应用技术，而且还需要各种高新技术成果的及时转化和应用。目前，信息资源数字化的关键技术在发达国家已趋于成熟，国外的数字图书馆工程为国内提供了可借鉴的经验，加强技术研发工作可以从以下几个方面进行：①从中国数字图书馆建设项目的实际出发，组织专人对信息数字化关键技术进行跟踪、研究、攻关；②借鉴引进适合国情的国外先进技术和先进产品；③集成和采用以国家“863”计划为代表的国内已有的科技成果；④开发适合我们自己的先进技术，如电子信息处理技术、指引库技术、语音识别技术及信息媒介技术，同时规范有关技术标准［4］。

3．4促进信息数字化建设的规范化和标准化

信息数字化涉及文献描述、组织和检索多个方面，要使工作顺利进行，各个数字图书馆之间要能够共建共享信息资源，就必须统一标准，加强兼容性。因此，图书馆数字化建设要走资源共享的道路，必须打破各自为政的局面，各图书馆文献分类编目不统一，对资源共享造成很大的障碍，在书目数据方面，数据不标准就不能保证用户从各个角度迅速、准确地检索资料。因此必须有一个数字图书馆全国中心，建立和健全全国数字图书馆使用的各种标准规范，协调规范资源库建设，解决信息数字化建设的标准化问题。根据标准，再由地区内、地区间各馆合作建库或由地区文献信息中心统一建库，各馆录用，最终达到全国的标准化。

3．5提高馆员的信息处理技术与研究人员的素质

随着信息资源概念的发展，文献信息数量和类型的增加，信息工作方式和手段的改进，图书馆的工作对象已不再局限于对传统纸质文献和某些缩微资料或视听资料的一般性收集、整理、组织、管理等工作，数字图书馆面临更多的信息载体和信息服务方式。例如，各种电子图书、网络信息资源、CD－ROM和其他电子资料已成为数字图书馆采访和处理的主要对象，这对于长期熟悉纸质文献的传统图书馆员来说就是一个巨大的挑战，同时，数字图书馆还会带来一系列需要解决的新问题，如知识产权归属品种和复本的比例、购书经费的分配等。在书刊分类和编目工作上，馆员的技术性处理工作会迅速减少，但会被赋予需要更多知识的技能才能完成的新任务。也就是说，他们可能参与更多的信息技术工作、文献信息研究和用户研究工作。总之，现在图书馆工作者应当是信息专家和信息工程师，是信息系统的设计者，也是信息用户的导航者。鉴于此，在提升数字图书馆馆员的素质上，一方面可以通过吸收一批计算机、通讯、外语方面有特长的人才充实图书馆人员队伍；另一方面应加强在职人员的培训，提高其计算机、英语和专业综合技能与素质，及时调整和优化他们的知识结构，以适应信息资源数字化建设的要求。

参考文献：

［1］ 陈柯明．谈网络环境下数字图书馆信息存储技术应用发展［J］．图书馆界，2004，6（2）：20－21．

［2］ 梁 平．我国数字图书馆建设中的几个问题［J］．中华医学图书情报杂志，2004，13（3）：13－14．

第7篇：数字化关键技术范文

【关键词】自动化系统关键技术 智能变电站 数字电网 技术应用

在建设智能电网的要求下，智能变电站在电力基建当中越来越普及，一般来说智能变电站基于IEC61850的标准进行智能设备的安装与设计。关系到智能变电站正常运转的重要系统是智能变电站的自动化系统，所以这一系统中的关键技术应用直接影响到了智能变电站的运转效率。

1 智能变电站自动化系统的标准构成

一般的智能变电站系统以无人值班变电站作为设计目标，使用开放式的分层分布系统，一般自动化系统可以分成过程层、间隔层和站控层三个层面，以光纤为载体使用IEC61850-9-2的传输协议进行网络传输，过程层主要由智能组件构成，间隔层里面有着各种测控装置于保护装置，站控层属于智能变电站的核心控制部分，比如通信装置、员工监控中心、站域控制等。变电站内的110kV智能组件和10kv智能组件没有多大的关联以确保安全性，并且变电站内有网络故障记录的设定，记录下各种故障信息。智能变电站中配置的站域控制装置与时间同步系统也有相应的标准。

2 智能变电站中自动化系统关键技术应用分析

2.1 四网合一传输技术

四网合一传输技术是智能变电站中新型的信息传输方式。即将传统的GOOSE、MMS、SMV网络和IEEE1599网络相结合，采用光纤连接的方式进行单环网架构的建设，从而在单层网络中实现信息的共网传输。四网合一传输技术的关键在于对智能变电站中的间隔层电子设备的功能进行了优化，并且降低了间隔层电子设备传输所需要的光纤端口数量与交换机的配置数量，从而在整体上减少了系统传输信息的能量消耗，并且降低了建设成本。

2.2 跳合闸的接点检测技术

智能变电站中的接点检测技术是基于合闸预置的技术实现的，通过集成智能组件实现这一效果。在这一技术模块中，跳闸回路是由两个跳闸出口接点和跳闸控制的监视电路构成的，通过这一结构和控制电源以及断路器的联结，在断路器进行合闸预置操作的时候可以及时对两个接点都进行相关的房做检测，从而实现对电路问题的及时诊断以及防止相关的误操作，是智能化电路与传统继电保护技术的完美结合，而且这一技术的出现还完美地解决了电器二次回路状态检修的相关问题，是智能变电站技术的大跨越。

2.3 电子互感器技术应用

在智能变电站的相关系统技术中，电子互感器一般有着不同的原理设计，比如电子互感器的合并单元和远端模块就是采用独立的双套系统进行的相关设计。如采用罗氏原理和传统的电子互感器技术进行不同层次的侧重数据收集，罗氏原理的电压电流互感器侧重于研究智能组件的配合对智能变电站整体保护的影响，二传统的电子互感器则着重于各种只能配件对于主变压器的相关数据影响。电子互感器技术的智能开关技术是数字化较为彻底的部分，比如说通过变压器内部的一些预设的绕组光纤的测温设备进行控制。

2.4 时间同步系统的相关技术

在智能变电站的运行当中，时间同步有着很重要的地位。由于智能变电站一般采用电子式的互感器，所以当智能变电站当中的重要部分的时钟不同步的时候，系统会自动产生故障判定，从而将整体系统进行闭锁处理。通过智能变电站的技术分析可得，一般合并单元失去同步的原因是系统中的为行驶中同步装置的时间输出部分出现了故障。所以时间同步系统的相关设计应该从卫星时钟源的输出部分出发，使得时间信号在智能变电站系统内能够顺利接收和传输。一般来说，通信同步系统需要对卫星时钟源信号进行主动捕捉，在没有捕捉到的时候采用自带的RTC系统提供秒脉冲，当卫星时钟源信号被捕捉到的时候，则优先采用卫星时钟源信号，当接收信号或者信号传输出现相关问题的时候，要进入相关的“平稳调整”模式进行过度，在这一调整过程中要把调整时间精确到微秒级，并且采用双卫星时钟源的方式作为突况下的备份，设定时钟源的优先级以统一相关的时间设置部分。

3 结语

智能变电站的自动化系统关键技术可以算是自动变电站的核心技术，本文从技术的几个方面出发，对信息传输技术、数据安全技术、时间同步技术和跳合闸接点检测技术等进行了简单的应用介绍。但是，智能变电站的设计和维护人员在实际工作当中一定要以当前的变电站实际预算和技术能力出发，积极采用新技术，引进相关的技术人才，对传统的变电站管理与维护模式有所突破，从而实现智能变电站在新技术模式下的良好运营。

参考文献

[1]司为国.智能变电站若干关键技术研究与工程应用[D].上海：上海大学，2010.

[2]许伟国.110kV智能变电站自动化系统关键技术应用研究[J].供用电，2011（05）：40-45.

[3]赵永生，桑仲庆，刘海峰，欧阳帆.金南智能变电站自动化系统关键技术和问题分析[J].湖南电力，2011（05）：4-7.

第8篇：数字化关键技术范文

关键词：石油化工；自动化控制；自动化仪表控制；策略

自动化控制技术在推动我国石油化工行业发展中发挥着重要作用，充分发挥自动化控制技术的作用，是石油化工行业发展的必然要求和发展趋势。加强自动化控制，不仅有利于提高我国石油化工企业的经营管理能力与技术水平，提高企业的生产效率，而且有助于降低石油化工企业的生产成本，为石油化工行业的发展创造良好条件。近年来，随着我国社会主义建设事业对于石油化工的需求日益旺盛，石油化工行业的发展规模日渐增大，很多新材料、新技术、新经验在石油化工行业中得到运用。自动化控制技术，以其独特的控制算法和控制方案，使得从原料的加工到成品产出的化工过程都纳入自动化控制系统，并且按照预定程序自动运行，大大提高了石油化工企业的经济效益。因此，要高度重视石油化工自动化控制技术的运用与发展，不断提高石油化工行业自动化控制水平。

1 石油化工自动化控制的关键技术

由于石油化工行业具有一定的危险性，生产安全一直是石油化工企业管理的重要内容。而运用自动化控制技术，有助于推动和维护石油化工行业的生产安全，已经成为当前石油化工生产的关键环节。因此，应该从安全生产的高度审视石油化工行业的自动化控制，重视做好石油化工行业生产过程中的检查与监控等工作，准确掌握石油化工生产状况，及时发现生产中潜在的隐患与问题，以顺利实现石油化工的安全生产目标。在石油化工自动化控制管理中，很多关键技术发挥了重要作用。主要包括以下方面。

1.1 自动化检测与修复技术

在石油化工生产过程中，自动化检测与修复技术有助于提高石油化工生产的准确性、安全性与可靠性，对于石油化工生产设备的安全运行性发挥着积极的作用。伴随着现代信息技术的快速发展，自动化检测以及修复技术不仅能够对石油化工生产过程中出现的故障自动进行检测并做出记录，而且对于某些问题甚至可以自动进行修复，这样不仅有助于工程技术人员快速及时对生产设备进行维护、维修以及排除故障，而且降低了一些故障对石油化工整个生产过程的影响，有助于提高石油化工行业的生产效率。

1.2 监测模型分析技术

监控模型分析技术是石油化工自动化控制的关键性技术之一，对于全面把握石油化工生产运行状况，及时准确诊断故障，提升石油化工生产的可靠性等都具有重要意义。通过建立监控模型，预先对石油化工生产过程有一个全面而具体的掌握，就可以确保整个石油化工生产链条的安全与可靠运行。通过对石油化工生产运行状况的监测与分析，不仅可以及时发现生产过程中的故障或隐患，而且有助于消除石油化工行业的安全风险与质量问题，推动整个石油化工行业健康可持续发展。

1.3 实时仪表监控技术

在当前石油化工生产过程中，仪表监控技术是实现安全生产的重要基础，也是化石油化工生产过程中必不可少的重要环节。借助于中心处理器以及其他相关软件，通过仪表显示的数据与信息，生产管理者以及技术人员可以清晰了解石油化工生产状况，实现对石油化工生产风险的有效控制。随着计算机处理器性能的逐步提高、网络信息技术的不断进步，实时仪表监控技术已经在石油化工生产领域得到了日益广泛地运用，为顺利实现石油化工行业安全生产目标奠定坚实的基础。

2 石油化工自动化控制仪表及其功能

随着我国经济建设事业的快速发展，对于石油化工产品的需求日益旺盛，石油化工行业发展迅猛。我们应该看到，由于石油化工的生产工艺具有毒、有害、易燃、易爆等特点，因此，石油化工生产过程必须要严格控制各项技术参数，确保其处在最佳运行状态，以保证石油化工的生产安全。同时，为了有效提高石油化工行业的生产效率、减轻人工劳动强度，防范安全风险，必须要重视对石油化工进行信息化管理。在这种情况下，自动化控制仪表被广泛运用于石油化工行业中。

自动化控制仪表由于其具有计算存储能力强大、数据控制处理精确、适应性越来越强等特点，在石油化工行业得到广泛应用。一方面，随着科学技术快速发展，石油化工自动化控制仪表日益数字化、智能化和网络化，这就大大提升了石油化工企业自动检测仪表的使用水平，在提高石油化工产品的质量等方面发挥了积极的作用。另一方面，选用先进的仪表自动化控制作为石油化工企业的生产装置，不仅确保了生产运作的稳定性与安全性，而且有助于提高产品质量及收益，在降低运作成本的同时实现了石油化工企业经济效益的最大化。近年来，石油化工企业的仪表控制技术日渐完善，在加强石油化工自动化控制方面发挥着积极的作用。

总之，自动化检测与分析作为石油化工行业自动控制系统的重要组成部分，对石油化工企业自动控制系统的安全运行发挥了关键性作用。因此，为了确保自动化控制仪表的正常运行，石油化工行业必须高度重视相关技术的应用，进一步规范操作流程，只有这样，才能充分发挥自动化仪表控制的积极作用。

3 石油化工自动化仪表控制策略

近年来，我国很多石油化工企业根据产品生产过程的需要，重视发挥电动仪表、数字仪表、气动仪表等仪表在生产中的积极作用，自动化仪表的运用以及控制作用的有效发挥，为石油化工企业的发展奠定了坚实的基础。因此，在石油化工生产中，必须要重视并充分发挥自动化仪表的控制作用。

3.1 通过计算机的快速重复测量，提升自动化仪表控制的精确程度

在石油化工生产过程中，自动化控制仪表的功能主要是通过采用现代化微电脑芯片以及其他综合性技术，不仅有效降低了仪表设备的空间体积，而且改善了仪表仪器的运行操作效能和控制效果，大大提高自动化仪表控制的精确程度。首先，把编程功能引入到石油化工自动化控制仪表中，这样就使各类计算机软件与仪表仪器融合起来，通过在控制电路中合理应用接口芯片，使得仪表仪器能够实现更加复杂的功能性控制。其次，由于软件编程并不复杂，通过用存储控制类程序取代传统的顺序性控制，可以有效实现替代常规逻辑电路的综合发展。最后，石油化工生产中的自动化控制仪表具有显著的记忆功能和丰富的计算功能。只要在通电状态下，仪表仪器中的随机存储器就可以实现对运行状态的综合记忆，实现对信息的保存，有效处理较高精度的计算，不仅可以有效降低石油化工生产自动化仪表运行过程中的硬件负担，而且丰富了仪表的处理功能，优化完善其工作程序，提高仪表自动化控制的精度。

3.2 通过对有关数据的收集与处理，提升自动化仪表控制的高效操作

随着科学技术的快速发展，在石油化工生产过程中，要进一步深化自动化控制仪表的功能，不仅要提升其控制的精准度，而且要实现对其的高效操作。因此，要充分发挥自动化仪表中微型计算机的中心控制作用，通过把各类功能丰富的软件内嵌于计算机系统中，使其能够在完成快速重复测量的基础上，合理计算出平均数值，这样不仅有助于自动化控制仪表排除一些偶然性误差，提高自动化控制仪表的精准程度，实现自动化仪表控制的高效操作。随着计算机中心控制系统在石油化工行业生产过程中的应用日益广泛，我们应当重视发挥其应用价值，通过实施合理的现场调机考核，注重对有关数据的收集与处理，从而充分发挥计算机控制系统的优势功能，使得自动化仪表控制的操作更加高效。这就需要根据石油化工企业的生产状况以及有关控制要求等合理选用计算机系统，包括计算机硬件运行速度、存储情况及设备参数标准等。在选用设备的过程中，应当根据要求购置专用机和大容量计算机系统，充分发挥计算机的功能，在节约系统投资建设成本的同时，提高对相关数据的收集和处理能力，提升仪表控制的可靠及高效操作性。

3.3 通过深化仪表的误差修正功能，加强对生产实践的有效控制

自动化仪表控制被广泛运用于在石油化工生产过程中，有助于发挥对生产实践进行管控的作用。在自动化仪表系统实现与石油化工生产过程中各工艺参数的有效搭接之后，应当充分利用完备的计算机系统对化工生产中的各类优势数据、资料以及工艺参数等进行收集、整理与分析，逐步建立起科学统一的数据模型。在此基础上，要继续深化自动化控制仪表对测量值误差等的实时修正功能，借助于具有误差修正功能的微处理器，使其依据一定的数据模型，及时修正各种误差，排除干扰性因素，以有效提高仪表控制的精密度，加强对石油化工生产过程的有效控制。例如，在石油化工生产中，可以充分利用自动化控制仪表对复杂化学混合物采取色层分离方式，准确测量产品中所包含的化学成分及含量等，为自动化仪表控制提供科学准确的依据。

4 结束语

随着我国经济快速发展和市场经济体制的逐步完善，社会对于石油化工产品的需求日益完善，加之市场竞争的日趋激烈，石油化工企业不断引进各种生产技术及仪器设备，努力提升自身的综合生产能力及产品质量。采用自动化控制技术，不仅有助于提高石油化工行业的生产效率，降低企业的生产成本，而且有助于提高化工产品的质量和企业的经济效益。在这种背景下，自动化仪表控制被引入到石油化工企业的生产中，并充分发挥出重要的管控作用。因此，要重视提升石油化工企业的自动化控制水平，提高石油化工企业的综合竞争实力。

参考文献

[1]李旭辉，申轶华.化工生产中自动化控制仪表探讨[J].化学工程与装备，2011（11）.

[2]樊苏生.初探化工自动化控制技术及其发展趋势[J].中国石油和化工标准与质量，2014（7）.

[3]唐勇.石油化工自动化控制历程和技术应用前景[J].科技创新与运用，2014（28）.

[4]贾新征.谈化工自动化控制的发展现状及未来趋势[J].科学中国人，2014（16）.

第9篇：数字化关键技术范文

[关键词] 云计算；数字图书馆；现状；应用；建议

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2016. 13. 103

[中图分类号] G250.7 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2016）13- 0188- 03

1 云计算对数字化图书馆建设的应用现状

图书馆是人类文明的载体，是人类知识的宝库，肩负着文化传播和文化继承与发展的重要使命。而在当今社会，人们对于信息的需求越来越要求广度和速度，因此图书馆的建设必须以需求为引导，不断加强自身职能建设，如：加快构建底层基础设施建设等，以使自身充分履行资源共享、传播知识、储存文化的职能。而先进技术的运用对于推动图书馆数字化各方面的建设作用举足轻重。

国内图书馆界对云计算应用的最先尝试，当属CALIS，CALIS技术。目前，根据云计算的运用成果分析以及未来的发展目标定位，提出了基于云计算的CALIS数字图书馆服务战略，主要包括两个方面：①构建CALIS数字图书馆云服务平台（亦可称为Nebula平台）；②建立全国、区域、高校的CALIS数字图书馆云服务中心。这样就可以为用户提供不同形式的数字图书馆云服务，同时为本地数字图书馆云服务平台的构建提供有效方案。Nebula平台的构建将使图书馆软件应用能力进一步提升，为数字图书馆的服务架构模式的进一步发展和完善提供了无限的可能性。Nebula平台能够实现分布式数字图书馆服务的虚拟化，给图书馆信息资源更大程度的共建共享带来机遇，使我国数字图书馆应用进入一个云计算时代。

基于云计算技术的数字化图书馆与传统的数字图书馆相比，具有可控制、易管理、适应力强等特点。用户只要通过互联网，就可以随时随地享受云平台提供的服务。学者刘炜认为，云计算是一种利用计算机和互联网的新技术和新方式，它将计算机应用和文献信息资源全部整合于网络之中，可以为用户提供随时随地访问和共享的服务。目前，世界各大软件公司，如Google、Microsoft、Yohoo、IBM等，都在为云计算的研究和应用投入巨大努力。Google在2007年宣布实施能够覆盖全球的云计算计划，为此Google与IBM开展了积极的合作，希望将更多全球资源和信息纳入“云计算”网络体系中。Google目前已经建成Google Maps、Google Documents等云服务；而计算机巨头IBM公司也在同年退出“蓝云”计划，并已经开发如EC2、S3等云服务功能。其他IT行业的巨头如Yahoo、Microsoft也正在积极运筹和开展云服务方面的建设。各大网络、IT巨头对云服务的重视、开发和建设，使其功能不断得到拓展，存储能力不断提升，为图书馆提供了良好的信息储存、信息共享、信息提取功能。云计算以其随时获取、超级计算能力、与平台无关、易部署和扩展等优点为图书馆的数字化建设提供游离的支撑。

2 在数字化图书馆建设中的必要性

云计算对于图书馆建设的作用主要体现在下面几点。

2.1 解决资源存储的技术难题

目前，数字化图书馆发展的最大障碍是信息资源的存储问题。建立多语言检索、跨库检索、人机交互技术、数据共享数据库等搜索功能和技术有待于进一步完善。数字图书馆在建设过程中所需要的工具和软件等需要依靠先进的技术发展。而目前用户对海量信息资源的需求和对其检索速度迫使数字图书馆对于自身建设面临着前所未有的挑战，而云计算技术的应用将会弥补它在技术方面的不足，为其解决了信息资源存储的技术难题。云计算技术可以为图书馆提供强大的数据存储和数据共享功能，可以解决数字图书馆技术上的异构问题，为数字图书馆降低储存空间的成本，解决存储难题。

2.2 避免信息资源重复建设

在现阶段，图书馆还不能够完成对纸质资源和数字资源的相互补充，也不能进行数据。图书馆建设者在建设过程中，往往不会考虑自身特点和其他图书馆对数字资源的拥有和使用情况，不能够做好资源存储的规划，盲目扩大和购进本馆的数字资源，将拥有更多的资源和信息作为建设的目标和体现本馆优势的标志，从而使数字资源重复和浪费。既浪费了时间和金钱，也做了无效的工作。而云计算的出现能够很好的解决图书馆在此方面存在的问题。云计算可以把分别存储的数据和一站式检索界面相联系，对数字资源进行了有效的整合和归纳，可以为图书馆解决资源重复和浪费的问题。

2.3 解决用户信息需求，达到资源共享

云计算是图书馆服务避免了“信息孤岛”现象的出现，使传统图书馆得到良好发展，满足用户对信息服务的各方面需求，如个性化服务的需求、海量信息的需求、信息获取时效性的需求等。以往图书馆对服务器的最大服务响应数量和接入终端数量有硬性要求，使终端用户访问受到限制。与此同时，图书馆的信息资源获取只能限定在一些规模和类型相同的数据借口间达到共享，而不同规模不同类型的图书馆间信息资源的流通与共享是十分困难的。云计算技术的运用打破了这种资源封闭和受限的困境，促进了馆与馆之间的合作及资源充分共享，极大地改善了图书馆的服务功能，满足了用户对于信息资源的更高需求，为用户提供更加完善的服务。

3 将云计算运用于图书馆建设时应注意的问题和相关建议

3.1 注意网络依存性

云计算技术的运用依赖于计算机和互联网技术的发展，然而当前，我国互联网建设依旧处于落后状态，目前云计算的应用范围主要还只限定于美国等一些发达地区。这在很大程度上制约了云计算的发展。虽然云计算技术的发展受制于互联网技术的发展，但是，如果图书馆能够构建共有云模式，由云计算运营商统一管理云中节点平台的操作系统，就能够有效解决数字图书馆对互联网依存性的依存问题。

3.2 注意数据安全性

云计算技术的运用使数据能够得到最大化的共享，有时会造成数据泄漏和信息侵权等问题，如果能够建立完善的法律法规，从法律上对云数据的安全性和可靠性进行有效规范，并在法律的基础上，完善监管制度，如委托第三方机构帮助监督管理信息资源，那么数据的安全性问题就会得到很好的解决。

云计算的缺点对于图书馆的相关建设来说，并不造成特别严重的影响，如果解决妥善，将能扬长避短，充分发挥云计算技术在图书馆建设中的功能。

4 结 语

作为新生事物的云计算，其前景不可预测，云计算给图书馆的信息服务提供了重要的发展机遇和发展契机。但与此同时，在云计算技术的应用过程中，图书馆的发展与建设也面临着许多问题。一方面，政府尚未对构建数字化图书馆云平台服务提出专门的政策，并未提供大量的资金和资源支撑，因此构建云计算平台受到资金和规模等方面的限制。此外，由于图书馆购买云计算服务或图书馆云服务的过程中具有多方参与的特性，其服务质量难有保障。而这些问题，正是今后非常值得我们深入研究的课题。

主要参考文献

[1]高丽娜.大数据时代高校图书馆数字化建设的若干思考[J].沈阳航空航天大学学报，2013，30（z1）：98-102.