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关键词:网络优化;现状;发展趋势
中图分类号:TN929.5 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 12-0106-01
一、引言
广义上讲,移动通信的网络优化是指所有能够提升移动通信网络服务质量的措施和过程。移动通讯服务商包括大家非常熟悉的联通、移动、电信等。提高网络服务质量是通讯服务商的核心竞争力所在,所以各企业在这一点上都不遗余力的做着努力。移动通信网络优化主要包括传输网优化、核心网优化以及无线网优化三个方面,由于传输网和核心网的网元较少且网络环境稳定,对其做优化改善的空间很小,故移动通信网络优化实际上主要就只包括无线网络的优化,因此,移动通信网络的优化也称为无线网络优化。无线网络优化是通过改善移动通讯设备和信号基站之间的电磁信号传递质量来实现的,也就是说网络优化的主要内容就是改善和提高空中传播的电磁信号质量。 由于移动通讯网络信号是不固定的,动态变化频率很高,再加上其用户群体具有下列特性:数量庞大、移动性强、通话密度不均匀及频率不均匀,导致了无线网络信号质量差,接口稳定性较差等问题,在移动通讯用户方面就体现为通信质量差,信号强度不稳定,例如:通话无故中断、无法接通、通话一方无响应、杂音干扰等故障。移动网络在前期的基础设施建设过程中投资甚大,但目前的通讯质量却不甚如意,巨额的建设投资换不来用户的满意,回报率甚低。因此,靠增大建设前期投资改善网络质量的做法很不经济。而在网络的运营过程中,不间断的进行数据调整、资源配置的优化以及部分硬件的调整可以有效的改善移动通讯网络的服务质量,时刻保证网络处于较好的运营状态。
二、移动通讯网络优化和运营现状
受当前技术水平的限制,网络优化的实施要求一支技能水平较高的工作队伍,这支队伍需要有资深的网络工程师和具有相当网络优化工作经验的技术人员。同时这支优化队伍需要装备大量的智能软件及其它相关工具,主要包括以下三类:(1)无线通讯网络系统供应商提供的OMC系统;(2)交换网络及无线网络分析测试用的仪器以及第三方软件,例如信令分析软件和路测软件;(3)无线频率的规划软件。在优化工作的实施过程中,路测软件是提供数据的,OMC系统主要用来维护无线通讯系统,但由于二者之间的联系不甚紧密,加之网络优化过程中涉及无线技术、交换技术、切换和信令、话务统计和分析以及频率配置等技术。从而形成了大量的待处理信息,这些信息不能及时有效的处理导致了目前的优化工作非常粗放。移动通讯网络优化的实施过程大致可分为四个阶段:首先是数据采集、其次是数据分析、然后是优化实施、最后是优化效果评估。其中,数据采集工作难度较小,只是简单的整理、汇总和归类各类数据,但工作量相当大。数据分析工作量较小,但工作难度较大。在这项工作中,网络工程师需要通过前阶段采集来的数据来分析、判断、寻找出数据所能反映出的问题,最终根据网络存在的问题,编制出一个合理的优化方案。然后是网络优化的实施阶段,此阶段就是按照上阶段制定的优化方案对通讯网络进行调整操作。最后是对网络优化的效果评估,评估中首先要进行数据的采集,根据采集到的数据判断本次优化的效果是否达到了预期目标,若没有达到,则需重新优化,若达到了预期目标,则在下面的优化中应设立更高的优化目标,将优化过程在更高的层次中重复进行。总之,通讯网络优化是一个动态的,不间断的调整过程。
三、移动通信网络优化的发展趋势
移动通讯网络优化的发展趋势是实现通讯网络的智能化优化,实现智能化优化,具体的说就是做到以下三点。
(一)数据的简单分析和一体化处理。在移动通讯网络的优化过程中要应用大量的工具和技术,在传统的网络优化过程中,因为不同工具只能对特定的问题发挥功效,
这就导致众多的优化工具各自分散,难以整合。所有的优化工具难以针对整个待优化的网络协调发挥作用,形成一个有效的网络优化方案。为了解决这个问题,网络优化的各个参与方应构筑长期的合作关系,具体的讲,移动通讯网络的系统供应商和第三方软件供应商应当与移动通讯运营商构筑长期战略合作伙伴关系,通过各方的共同努力,开发出能够把系统数据和环境数据绑定的工具软件系统,同时,该系统还应当具备针对大量数据的简单分析、一体化处理、数据特征挖掘、网络参数的自动调整及人工辅助智能决策等功能。从而把移动通讯运营商的网络优化技术人员从简单的数据采集、数据特征挖掘等简单的重复性工作中解放出来,投入到更深层次的环境和系统方面的优化方法研究中,为通讯网络优化的高级软件的诞生提供最大的可能性和智力支持。
(二)数据特征挖掘、人工智能辅助决策。数据分析是移动通讯网络优化中最重要,也是难度最大的一个环节,这个过程中需处理不同技术领域的大量数据,其中探究各种数据之间的内在联系是这个工作环节的难点,要应用统计学知识和数理分析方法筛选、过滤并从众多数据中提取有价值的信息,从而分析出各种数据之间的内在联系。人工智能辅助决策是根据上述过程中分析出的数据特征智能的做出移动通讯网络优化的参考方法,这样,我们的网络优化工程师就可以直接对这些优化方法进行比选,组合,从而形成整个网络优化方案。
(三)网络参数调整的自动化。我们可以把优化软件的结果输出作用到OMC系统的功能配置模块上,从而通过OMC系统直接指挥网络调整自己的系统参数。这样就省去了中间起作用的设备、经过及环节,可以更好更快地对网络变化做出反应,适应了移动通讯网络的动态变化,为网络用户提供了更加稳定的移动通讯服务。
四、结束语
当前,移动通讯网络已经是我们工作和生活中不可或缺的工具和伙伴。为了不断改善移动通讯网络的服务质量,网络优化一直伴随着移动通讯网络的发展,虽然目前网络优化的方法和效果还不算尽善尽美,但网络工程师和其他从业人员对此不遗余力。相信随着技术的不断进步,网络优化方法也会不断改善,为移动通讯用户提供高质量的服务。
参考文献:
[1]李永江,张晓博.无线通信网络优化分析[J].信息系统工程,2010(3):86-87
关键词:移动通讯卫星指挥车 卫星通讯系统 计算机网络 组成 应用
中图分类号:TN91 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2010)012-059-01
移动通讯卫星指挥车(动中通)主要是在应对地震、山洪、野外抢险救援等各种突发紧急情况时,综合利用有线、无线、卫星等多种通信资源,保障应急指挥的通信畅通。应急通信既依托公用通信网,又是公用通信网的重要延伸和补充。移动通讯卫星指挥车的配备与应用将会极大提高消防指挥中心在野外及偏远地区以及发生重大灾害事故时的应急通讯能力,本文将就移动通讯卫星指挥车构成及各部位用途做一简要概述。
1 移动通讯卫星指挥车的原理
动中通自动跟踪系统是在初始静态情况下,由经纬仪、GPS、惯导系统测量出物体的航向、经纬度及相对水平面的初始角度,然后在依据姿态、地理位置、卫星经度自动确定以水平面为基准的天线仰角,在保持与水平面仰角不变的前提下转动方位,并自动对准卫星。在车辆运动过程中,测量出车辆的实时变化,通过数学平台运算,变换为天线的误差角,通过伺服机构调整天线方位角、俯仰角、极化角,保证载体在变化过程中天线对星在规定范围内,使卫星发射天线在载体运动中实时跟踪地球同步卫星。该系统跟踪方式有自跟踪和惯导跟踪两种。自跟踪是依靠卫星信标进行天线闭环伺服跟踪;惯导跟踪是利用陀螺惯导组合敏感载体的变化进行天线跟踪。这两种跟踪可根据现场情况自动切换。
2 移动通讯卫星指挥车的组成
“动中通”设备集成以通信指挥为主,包括卫星通信系统、有/无线通信调度指挥系统、计算机图文信息处理系统和现场指挥系统、集中控制系统等几个功能系统;同时为满足车载系统使用需要,集成供配电系统、警示照明系统、会议及生活保障等辅助功能。所有系统集成为一个有机整体,互联互通,可以满足在事故灾害现场组建应急通信指挥中心的需要。
2.1 卫星通信系统
卫星通信系统的作用是使图像声音信号上行传输到卫星,并由转发器下行传送到地面卫星接收装置。卫星通信系统是动中通的重要组成部分,主要由动中通天线、跟踪控制系统、射频系统、调制解调系统、网管信息接收单元组成。具备同时收发各1路综合业务数据的能力,支持高清图像传输,发射和接收速率每比特可调。
卫星通信系统的主要作用是作为消防部队卫星通信网络的分中心站,要能保证与公安部消防局中心站的双向包括语音、数据、图像通信综合业务数据的互联互通。设备主要由4.5米Ku频段主站天线、跟踪控制系统、射频系统、调制解调系统、分网管子系统等组成。通信能力不低于8Mbps,出入境载波最大速率不低于4Mbpst支持高清图像传输,发射和接收速率每比特可调。
2.2 卫星天伺馈线系统
车载天线系统采用自动车身姿态定位,自动寻星,自动跟踪方式设计。该系统主要完成将车载站的发射功率高效的定向发向指定的卫星转发器,高效接收指定接收卫星转发器有效信号的功能。
2.3 卫星室外单元
卫星通信室外单元由卫星通信ODU和卫星通信低噪声。放大器组成。ODU主要完成将卫星通信室内终端系统送来的已调载波信号上变频到14.14.5G频段上(Ku波段工作时),并进行功率放大到适合卫星转发器接收的电平上,送到车载天伺馈系统上发射出去;低噪声放大器将天线接收下来的Ku(Ku波段工作时)有用信号低噪声放大后进行下变频到室内终端系统所需要的L波段上,供解调器解调用。
2.4 卫星室内终端系统
卫星通信室内终端分系统由卫星通信调制解调器组成。卫星通信调制解调器主要是将TCP/IP网络数字信息调制到所指定的卫星频率上,并将卫星通信室外单元送来已调载波信号解调为TCP/IP网络数字信号。通过调制解调器与远端建立TCP/IP网络链接下一级的多业务接入系统。
2.5 计算机网络及多业务接入系统
多业务接入系统主要由网络交换机、音视频终端、语音网关及计算机等设备组成。它的主要任务是将调制解调器通过卫星与远端建立的TCP/IP网络链接到各业务终端设备,由各业务终端设备将数字信息转变为所需要的业务信息量,送给相关的系统设备。
卫星通信系统整体基于IP网络系统传输,根据实际中的需求,移动卫星通讯指挥车配置16换机一台,网络路由器一台和无线AP一台;实现现场有线、无线组网,远程路由等功能,预留一光纤口便于接入。
动中通还配备两套工控计算机(双电源、双硬盘自备份),其中一台负责现场图像采集记录和电话录音,另一台安装重大危险源、化学危险品评估系统、通信控制软件、防火墙等软件。
3 结论
动中通的配备与应用将大大提高应急救援指挥的灵活性与机动性,利用移动通讯卫星指挥系统通过网关设备把卫星通讯系统、计算机系统、监控系统、视频系统、音频系统等各种系统有效地结合在一起,配合各种系统软件,包括重大危险源系统、化学危险品评估系统、GIS地理信息系统等-可快速了解灾害现场的实际情况,提高消防部队的接处警能力,作为消防通讯指挥的终极解决方案,随着科学技术的不断发展,移动卫星通讯指挥车的技术也将日趋成熟。并将更广泛的应用到消防工作的各个方面。
参考文献:
[1]白徐祥,动中通卫星通信天线[N],无线通信技术,2004-13-1
【关键词】设备故障;集中监控;故障告警
我国已经是全球第一大移动通讯大国,而且当前阶段用户数量还在不断地增加。庞大的通讯市场使得移动通讯控制终端机房数量骤增。机房内主要有数据交换处理设备和附属后勤保障支持设备。机房内数据处理终端的正常运行对于通信网络的稳定显得十分重要,严重情况甚至会带来社会问题。
1、移动通信机房设备故障集中监控系统特点简述
本系统能够实现五大监控功能,为机房安全提供多层次、多种手段的防护。
1.1集中实时监视功能
监控系统联通各数据处理终端,实时监视各设备的参数运行情况,智能化分析反常参数,并将结果显示在控制终端的屏幕上。岗位上的值班人员通过对告警信号的识别,以发现设备异常,从而采取及时的维护措施。
1.2集中实时声光告警功能
监控系统对于检测到的异常信号进行集中处理,将所有设备故障告警指示统一于独立体系的声光告警箱内产生实时警报。按照故障的处理顺序,首先由值班人员发现警报,其次通知专业技术人员进行及时维护,直到警报声消除后才能表示设备正常。
1.3集中循环监视功能
监控系统对机房内设备和所有的维护终端通过大型投影屏幕进行监视。电脑自动切换画面,无死角显示所有维护终端,并在每一个设备上停留30秒以便于值班人员详细观察状况。该监视流程允许手动干预,值班人员可以选择特定的画面显示某一维护终端,也可以设定改变画面停留时间。
1.4用户管理功能
本系统设置不同等级的权限,针对不同等级的维护人员。分为三级:Super Administrator、Administrator、User。这三级管理范围和职权不同,针对不同的管理岗位。不允许越权操作。
1.5远程管理功能
监控系统支持远程调控和动态管理,维护人员既可以在本地对维护终端进行权限内的操作,又可以通过特定网络连接管理系统,实时化了解监控动态。
2、移动通信机房设备故障集中监控系统设计应用
移动通讯机房设备故障集中监控系统的设计首先要满足相应的设计规范。国家规定的建设准则有国标GB4064《电气设备安全设计导则》、国标GB4889《电气设备抗干扰特性》、电信总局通信电源、空调及环境集中监控系统技术要求(暂行规定)电信总局通信电源、空调及环境集中监控系统选型(暂行规定)。公安部安全行业标准GA/T75-94安全防范工程程序与要求。在满足以上强制性设计准则的要求前提下,还应该本着实用、造价节约、工期短、稳定性强的原则进行建设工作。
有以下4个设计要点:首先要有完善先进的报警处理能力,能够根据故障性质智能分析故障类型,进行分类和归纳,采取不同的报警类型和手段,例如声控警报,语音提醒,短信等。确保技术人员能够及时的了解问题,并为以后的故障处理做参考。其次,监控系统要有远程信息查询系统。例如,在取得一定的权限后,技术人员能够在异地通过短信等手段对监控终端发送信息,并接受终端的反馈,以便于及时的了解系统运行状况。也可以通过网络浏览,接入监控网络进行管理。第三,要有完善的故障派单、回单等闭环系统。针对出现的故障,值班人员向相关技术人员发送维护通知,派修单发出后,即计入系统储存。技术人员在解决故障后要返回监控中心进行记录交底与总结。通过闭环管理,监控系统对维护数据进行实时记录,以便于给管理人员一个直观性的管理认知,提升后期维护的管理效率。最后,要有良好的扩展性和兼容性,自身又要便于维护。在当前的集中系统监控中,建设方最头疼的问题就是将众多厂家的应用系统集中于统一的平台。由于国家缺少这方面的规范,所以接口类型和数据方案众多,每一个公司都有自己独立的设备。所以,集中监控系统的兼容性显得尤为重要。
3、移动通信机房设备故障集中监控系统结构概述
3.1系统网络的拓扑结构
监控中心主服务器是最终处理端,向下连接传输网。传输网由各项采集器构成,由烟感、水浸、温湿度、门禁。再下一级是控制开关,包括电源开关、发电机组、UPS和空调机。系统分为两大部分的监控,分别是动力设备的监控和机房环境监控。智能化报警装置和多功能故障判定装置可以减少值班人员的数量甚至实现无人值守。
3.2结构简介
现场监测点有开关电源、湿度、温度、烟雾报警器和环境量的其他实时数据。能够有效地接受监控对象的告警信息,并把这些信息传到总服务器。监控点受总监控服务器控制,并能根据接受的命令做出相关的调整。
监控中心能够同时处理多个监控点的不同信息,对传输过来的告警信息分析计算,通过多样化的告警手段通知相关人员,并对故障资料进行分类储存,或者生成统计图表供人们参阅以找出故障发生的规律性。监控中心必须有以下几个方面的功能:一、周期性采集数据与实时性分析数据。二、智能化预处理告警信息与后期信息分析,具备数据查询和统计功能。三、自动保存设备运行相关参数和设备工作日志。四、灵活性反应告警信息,不仅能够及时通知相关人员解决故障,也要在故障消除后通知其解除告警。五、闭环管理功能。六、记录信息导出功能,能够将历史数据保存至少一年的时间,并可以转存储存介质。
4、移动通信机房设备故障集中监控系统实际应用效果
在采用了机房故障集中监控系统后,可以取得以下几个方面的效果:首先,设备的科学管理水平得到提高,提升了管理人员的工作效率,降低了管理人员的工作失误程度。其次,减少了维护人员的数量,减少了大量的巡检维护经费,节约了开支。第三,缩短了故障处理时间,提升了通讯系统运行的稳定性,能够保持移动数据交换终端始终处于良好的状态,减少了发生事故的几率,一定意义上为企业的良好发展做出了保障。总体来说,有效地运用移动通信机房故障集中监控系统可以取得较大的社会效益和经济效益。
5、结语
移动通讯必须要保证实时通畅,不能够因为设备的原因对用户产生使用影响。在移动通讯终端的机房管理上,我们要建立和完善机房故障集中监控系统,以便于及时的发现机房内不合理环境和反常设备运行参数的出现,减少出现事故的几率。本文主要介绍了移动通信机房故障集中监控系统的工作原理和结构组成,指出了它的设计建造准则和作用,希望能够为相关工作人员以有益的参考。参考文献
[1]朱玉锦.调度自动化机房监控系统的设计与实现[J].信息与技术化,2007
[关键词]3G网络 移动通讯 监控系统
中图分类号:TN929.5 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)15-0088-01
目前,我国的通讯系统发展迅速,尤其是进入3G网络时代后,移动通信更是以惊人的速度传播着客户与客户之间的信息。然而,新技术的产生总是有着不为人知的弊端和隐患。在3G网络盛行的今天,我们也不能忘记移动通信存在的不足。其中,很重要的一点就是移动通信基站监控系统的发展,只有保障移动通信基站监控系统的完善,整个网络间的交流才能安全、稳定。
1.简析我国移动通信基站监控系统的现状
近几年移动通信在我国得到了长足的发展,全国范围内的移动通信基站如雨后春笋般地涌现出来。移动通信基站的监控维护是移动通信发展面临的一个非常现实问题,再过几年,维护高峰期就可能到来,目前的人工实地监控方式方法落后,效率低下,将成为严重制约通信发展的重要因素。研制一套无人值守的智能监控系统非常必要,并表现出强劲的市场需求。通过该系统,中心可以随时掌握其所辖移动通信基站的运行状况,可以防患于未然,即使发生异常也可迅速发出抢修指令,使基站在较短时间内恢复正常。系统通过被监测对象的特征参数采集、传输和处理,使得基站的状况可实时动态地反映在中心测控大屏上。在中心,一方面可以监测基站的状况,另一方面也可以调控基站的环境参数,使基站运行环境最佳。任何的时刻,通过该系统基站可以发出告警或报警信息,使得中心可随时调谐基站的运行状况,诊断基站异常的设备,抢修或更换基站损坏的设备。从而使得移动通信系统可以为公众提供一个稳定、持续、高质量的通信服务。
目前全国共有基站2.5万个左右,根据移动通信公司的设想每一个基站完全实现无人监测共需投资12――15万元,每一个地方移动公司投资约为600――1000万元,按照目前基站数目估算,全国共需投资30――40亿元;远期基站用户容量为1.8亿以上,移动通讯用户1亿以上,届时基站数量将达到6万,全国共需投资70――90亿;如果国内移动通讯用户市场占有率达到现在中等发达国家水平12%,国内移动通讯用户1.5亿以上,基站数量将达到8万以上,全国共需投资100――120亿。
2.浅谈移动通信基站监控系统的功能性需求
2.1 监控系统需要模板管理
由于不同的客户所监控的基站不同,因此系统需要满足客户自己定制要监控的基站。用户可以通过选择定制好的模板来监控自己所关心的基站。模板管理主要分为:定制模板、修改模板、删除模板三个功能。
2.2 监控系统需要基站实时告警监控
基站实时告警监控的对象是基站的小区告警和基站的退服告警。基站实时告警监控主要包括基站日常退服监控和基站重大通信保障监控两个功能。基站日常退服告警监控是对移动基站的告警进行实时监控,监控的对象为基站的退服告警。系统通过矢量图的形式来显示告警状况,并通过不同的颜色来区分告警级别。基站重大通信保障监控是对基站的告警进行实时监控,监控的对象为基站的小区告警和基站的退服告警。系统通过矢量图的形式来显示告警状况,并通过不同的颜色来区分告警级别。
2.3 监控系统需要实时性能监控
基站实时性能监控是通过矩阵监控窗口以最集约化的信息呈现模式实时呈现基站系统KPI的状态。可有效发现小区和网络异常,发现后将进一步观察小区的详细状态,如计算KPI依据的数据源、以趋势图方式呈现一段时间内的指标势。
基站实时性能监控主要包括:基站实时性能集约化监控和基站实时性能图形化监控两个功能。
①基站实时性能集约化监控
选择基站实时性能集约化监控模板,进入集约化监控界面。BTS一列显示的颜色为后面各指标中最严重告警的颜色。
门限告警的门限设置在网络预警系统中统一设置。指标值和显示的颜色相对应。如:指标值为正常时,显示的颜色要求能够和正常值相符。
根据各指标的时间粒度进行定期刷新。如果指标没有数据时,则显示为灰色,数值为前一个数值。
指标定义通过指标定义工具来定义,门限告警的门限设置在网络预警系统中统一设置。各指标通过读取数据库中的指标值,配置文件中的门限值来呈现。
②基站实时性能图形化监控
基站实时性能图形化监控用来监控某个基站的一个或多个指标。选择项包括:地市,单选;BSC,单选;BTS,单选;指标,多选;X轴开始时间、结束时间,刷新周期。
2.4 监控系统的属性定制
定制的属性包括BSC、BTS的属性。
从资源数据库里面取出BSC!BTS的属性项,提供界面让用户订制需要显示的属性。订制好的属性不区分地区、不区分网元、不区分用户。
如果用户没有订制,默认只显示BSC或BTS的名称。
①BSC属性定制
选择要定制的BSC属性,查看BSC属性的时候显示定制的属性。
②BTS属性定制
选择要定制的BTS属性,查看BTS属性的时候显示定制的属性。
2.5 监控系统的状态提示
根据不同的界面在状态栏显示图例提示信息。告警界面显示告警颜色的含义,数据含义。性能监控显示颜色的级别:严重告警――红色;主要告警――橙色;次要告警――黄色;普通告警――蓝色。
3.移动通信基站系统的功能
3.1 可以进行前端信号采集
(l)可实时采集视频信号
通过安装在监控点的摄像机,可实时采集视频信号,实时地传输到本地分控中心硬盘录相机。
(2)可实时采集音频信号
通过在监控点按装音频采集设备(如麦克风),可实时采集音频信号并实时地传输到本地分控中心硬盘录相机。
(3)在监控点安装红外探测器,并且与硬盘录像机(DVR)的报警接口相连,采集报警数据。
(4)其它信号采集
通过在监控点安装其它相应信号采集设备,采集所需要的数据,并实时传输至本地分控中心的硬盘录像机。
3.2 可以进行远程监控
(l)可实时查看各分控中心的每一路音视频信号。
l)可实时查看各分控中心音视频信号及其它数据;可在任何时间对各分控中心及前端现场进行巡视;可按多种预定显示方案,轮巡显示各路画面,同时可实时调用多路前端远程音视频信号(根据带宽而定)。
2)可实时接收各远程分控中心报警信号,根据本地的预设报警参数判断是否要将监控画面联动切换到报警点,并联动录相(供备案查询使用)。
3)可实时地与各分控中心对讲(附)。
(2)可实现对各分控点及前端现场进行选择录相(供备案查询使用)。
l)可对各路音视频信号实时录相。
2)可随时查询调阅各分控点录相内容。
3)可按预设定多种方案实时录相。(如在某时间段对某些路音视频信号实时录相)。
4)根据报警信号,可实时联动录相。
(3)可远程控制各分控中心前端某些特定摄像机(左右上下移动,调焦等)。
(4)根据授权许可,在任何时间、任何可接入工internet的终端计算机或移动PC上实现以上全部功能(供相关领导和管理操作人员在任何时间任何地方实时地开展工作)。
4.结束语
3G通讯时代,速度是最重要的指标.但是,一味的追求速度而忘记质量也是不可取的。所以,我们要加强对移动通信基站监控系统的维护和开发,使得通讯可以无障碍的、稳定的交流。
参考文献
[1] 尤克,胡智娟,陈曦.现代数字移动通信原理及实用技术.北京航空航天大学出版社.2004.第一版.
关键词:森林资源调查 YC-CORS 智慧林业建设
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2016)06-0184-02
1 引言
CORS是指利用多基站网络RTK技术建立的连续运行卫星定位服务综合系统(Continuously OperatingReference Stations,缩写为CORS),CORS系统是全球卫星定位技术、计算机网络技术、数字化通讯技术等高新科技综合体,是目前国内外GPS的先进技术和发展趋势。2008年,宜昌市连续运行卫星定位服务(YiChang Continuous Operational Reference System,简称YC-CORS)建成,该系统能在数秒之内精确定位至厘米级,并覆盖宜昌近70%的国土面积。由于该系统准确度高、工作效率高等特点,越来越多的应用在宜昌市城市规划、水利、交通等行业。宜昌市是一个森林资源十分丰富的山区市,是生物多样性富集地区,索有鄂西“绿色宝库”之称。全市林业用地面积154.05万hm2,占国土总面积的72.6%。森林覆盖率达到65.7%,居全省之首。
森林资源管理监测任务繁重,特别是在森林资源连续清查、森林资源规划设计调查以及造林作业调查设计与伐区调查规划设计中,需要有高精度的卫星定位系统支撑开展监测样地的初设与导航复位、林班界与林班桩定位、荒界落界与测图信息数据采集等工作。YC-CORS系统与传统手持GPS作业相比,具有操作简便、作用范围广、精度高、实时性强、覆盖率广、野外单机作业等众多优点,在宜昌市森林资源动态监测和智慧林业建设方面具有广阔的应用前景。
2 YC-CORS技术原理及建设现状
2.1 YC-CORS工作原理
YC-CORS即连续运行参考站系统,为一个或若干个固定的、连续运行的GPS参考站,利用现代计算机、数据通信和互联网(LAN/WAN)技术组成的网络,实时地向不同类型、不同需求、不同层次的用户自动地提供经过检验的不同类型的GPS观测值(载波相位,伪距),各种改正数、状态信息,以及其他有关GPS服务项目的系统。根据系统功能的要求,此系统的GPS硬件由如下几个单元组成:GPS基站、电源系统、用户系统。整个系统的原理如图1所示。
2.2 YC-CORS作业操作流程与数据处理流程
YC-CORS作业操作流程:以宜昌站现有具备差分功能的厘米级高精度GPS设备(中海达V60 GNSSRTK系统)为例进行操作。首先安装用于接收CORS基站信号手机卡(手机卡要有移动数据流量功能),接着将RTK的工作模式设置移动站,数据链设置为内置网络模式,网络接口设置为CORS格式,然后设置所要测量样地的坐标系统各项参数、投影参数、椭球转换、平面转换,最后使用YC-CORS中心运营商提供授权的基站服务器IP地址和端口密码进行登陆连接,连接成功后就可以开始测量定位了。
YC-CORS数据处理流程:RTK工作时数据通讯模块通过局域网从服务器的指定位置获取YC-CORS基站提供的差分信息后输入RTK数据处理模块进行差分解算,然后得出当前所测样地的精准地理位置坐标。整个数据处理流程如图2所示。
2.3 YC-CORS建设现状
宜昌市连续运行卫星定位服务系统(YC-CORS)于2008年建成并完成测试投入试运行,先后在宜昌主城区、秭归、长阳、远安和枝江建设了5个高时空分辨率、高效率、高覆盖率的连续运行卫星定位服务系统,平均站间距约42km。覆盖面积约为1万km2,同时建立了宜昌市高精度、动态的、现代三维大地测量基准框架。并对针对高精度的控制测量、基础测绘、以及土地、林业、农业等部门的调查测绘提供开放服务,任何具有差分功能移动端设备经批准后,都能进入该系统,获得该系统的服务。
3 YC-CORS在森林资源调查中的应用优势
(1)精度定位可以大幅提升工作效率。在国家森林资源连续清查中样地复位、寻找中心桩和角桩、确定边界是一项对卫星定位设备精度要求较高的工作,传统GPS设备误差通常在2~3m左右,寻找多前年被植被土壤覆盖的固定中心桩和角桩通常要花费大量的调查工时。现在通过YC-CORS对每中心桩和4个角桩(图3)进行厘米级精确定位,并将各个定位点的经纬度数据编辑入库,在下一次的样地复位工作就能轻易中通过YC-CORS系统导航找到固定样地中的中心桩和角桩,这将大大提高森林资源调查工作效率。
(2)森林资源外业调查工作更便捷。传统的RTK技术中,外出作业必须架设基准站,除携带移动站设备外,仍需携带基准站及供基准站使用的电瓶、发射电缆、角架等诸多设备。而使用YC-CORS系统后,外出作业只需携带移动站设备即可,使得外出作业从繁重的设备中解脱出来。
(3)可以增加有效的作业范围。传统的RTK技术中,采用数传电台做为差分信号的载体,受无线电技术的束缚,作业的距离有限,在理想环境下有效作用距离也只能达到10~20km。随着RTK技术的成熟,OEM主板解算模型所能达到的作用距离已超过40km,无线电台的瓶颈日益突现。YC-CORS系统摆脱了无线电技术的束缚,采用因特网、GPRS和CDMA做为差分信号传输的载体,借用成熟的网络和移动通讯技术,使差分信号的传输再也无距离的限制,充分发挥出RTK技术的效能。
(4)全天候实时传输。YC-CORS基站全天24小时运行,而且利用移动通讯技术作为传输载体,使实时动态监测又有了一种新的可能性。野外PDA采集设备与通讯技术相结合,能够实时的将测量的数据通过网络传输至电脑等输出终端,提供实时的、动态的数据。
(5)林业调查领域扩展性强。大多采集设备都具备PDA功能,还可以应用到其他森林资源专题调查项目如:古树名木调查、湿地调查、林权落界、林业司法鉴定、无人机操控等。
(6)据兼容性好。支持数据格式包括:ArcGISShapefile,MapInfo MIF,Microsoft Access,abase,Auto-CAD DXF等格式,兼容性较好。
4 存在的问题
(1)森资源调查工作多在山区密林,GPS和GSM网络信号在复杂的地形会接收不到信号。
(2)应用成本较高。目前应用YC-CORS具备差分功能的GPS设备价格都较为昂贵,除了软硬件费用外,还需要考虑手机GPRS流量通讯费用。
(3)YC-CORS网络的建立、运营管理都是规划、测绘相关部门负责,因此需要相关部门的协助。
(4)YC-CORS和传统RTK相比,由于基站是地理位置固定的,相对来说有其区域的局限性。目前该系统工作基站主要集中在宜昌主城区和秭归、长阳、远安和枝江几个周边县市,而在森林资源相对丰富的五峰县、兴山县这样的边远山区目前还未起步建设,需加在宜昌全域范围加密参考站,实现连续运行网络系统。
关键词 CORS,GPS,网络RTK
1 CORS系统和网络RTK系统
1.1 CORS概念
CORS(Continuous Operation Reference Stations )即连续运行参考站系统,是一个或若干个固定的、连续运行的GPS参考站,利用现代计算机、数据通信和互联网(LAN/WAN)技术组成的网络,实时地向不同类型、不同需求、不同层次的用户自动地提供经过检验的不同类型的GPS观测值(载波相位,伪距)、各种改正数、状态信息、以及其他有关GPS服务项目的系统。
1.2 网络RTK
在CORS基础上发展起来的网络RTK技术,其实质是利用分布在一定区域内的多台基准站的坐标和实时观测数据对覆盖区域进行系统综合误差建模,尽可能消除区域内流动站观测数据的系统综合误差,获得高精度的实时定位结果。
网络RTK系统组成,如下图:
其中基准站是核心,包括GNSS设备、计算机、气象设备、通信设备、电源设备及观测场地等,具备长期连续跟踪观测和记录卫星信号的能力,并通过数据通信网络定时或实时将观测数据传输到数据中心。
1.3 算法及比较
网络RTK的主要技术算法有:VRS(虚拟参考站技术)、FKP技术(GPS 区域改正数法)、MAC技术(主辅站技术Master—Auxiliary Concept )等。各自的数学模型和定位方法有一定的差异,现对VRS和MAC作如下比较:
2 网络RTK的优势
2.1 常规RTK的缺陷
1)单一参考站的作业距离有限,有效通讯工作距离受发射功率和天线高度的限制。点位安全性不够,尤其是做的一些临时参考站点容易遭到破坏;
2)作业前需在整个测区选择高精度的控制点进行检核校对;
3)精度随流动站至参考站距离的增长而降低;
4)建立参考站时本身含有潜在的粗差;
5)没有数据完整性的监控;
6)生产效率低,受电源供给限制(蓄电池使用时间有限)。
2.2 网络RTK的优势
与传统的RTK作业相比,网络RTK具有作用范围广、精度高、单机作业等如下众多优点:
1)能兼顾不同层次的用户对定位精度指标要求,提供覆盖米级、分米级、厘米级的数据;
2)提供稳定、统一的参考坐标系给所有用户共享,规范基础测绘数据;
3)CORS系统连续运行,用户随时可以观测,使用方便,提高了工作效率;
4)拥有完善的数据监控系统,可以有效地消除系统误差和周跳,增强差分作业的可靠性。传统的RTK技术中,无法对移动站进行实时监控。而在CORS系统中,服务器可实时监控移动站状态,并可保存移动站实时返回的信息,保证了RTK数据的完整性;
5)使用CORS系统后,外出作业只需携带移动站设备即可,使得外出作业从繁重的设备中解脱出来,用户不需再架设参考站,真正单机作业,减少了费用;
6)使用固定可靠的数据链通讯方式,减少了噪声干扰;
7)传统的RTK技术中,采用数传电台做为差分信号的载体,受无线电技术的束缚,作业的距离有限,而CORS系统则摆脱了无线电技术的束缚,采用因特网、GPRS和CDMA做为差分信号传输的载体,借用成熟的网络和移动通讯技术,使差分信号的传输再也无距离的限制,充分发挥出RTK技术的效能;
8)降低了系统误差,改善了初始化速度。在CORS系统中,有效地避免了架站粗差的产生,成熟的移动通讯技术也保证了差分信号的质量,保障了移动站的初始化速度。
3 误差来源
3.1 一般误差
以下误差常规GPS测量与网络RTK都具有。
1)与卫星有关的误差。主要包括:卫星钟差和卫星轨道偏差;
2)与信号传播有关的误差。主要包括:电离层折射的影响、对流层折射的影响及多路径效应的影响;
3)与接收设备有关的误差。主要包括:接收机钟差、载波相位观测的整周未知数以及天线的相位中心位置偏差;
4)转换参数的影响。由于GPS测量采用WGS84坐标系统,而我们工程应用中一般使用高斯平面坐标系,所以测量时必须先求转换参数,以便将WGS84坐标转换到平面坐标系统。转换参数的求解精度也是影响观测结果精度的一个因素。
3.2 网络RTK特有误差
相比常规RTK,由于网络RTK受网络系统的影响,还有其他一些误差:
1)因受网络的影响,如果某个基准站离线,对部分流动站作业将有一定影响;
2)在误差模型方面,如果电离层和对流层异常活跃,采用的模型将可能不稳定、不正确,实时获得的流动站点位成果可靠性无法保证;
3)连续作业时,为保证实时性及效率,如未重新生成虚拟站位置及数据,在一定范围内(如5km)仍采用初始已得固定点位的差分信息,差分信息对流动站的实际位置将不一定合适;
4)其它影响网络RTK精度的因素: CORS本身的精度,测站本身观测条件(干扰、遮挡等)影响,通讯条件限制,观测时间的选择不当,仪器设备本身固有的误差,作业方法的选择等。
4 提高精度的几点建议
本人根据实践工作经验提出以下几点供参考:
1)观测时保证有效卫星数≥5(高度角 15度), HDOP≤6.0。截止高度角低于15度时,卫星数增加,信噪比变差,求解模糊值的时间延长。而卫星数增加太多对RTK定位的精度没有显著提高,只是定位的可靠性有一定提高;
2)通讯链路的选择要恰当,根据具体区域选择移动或联通等通讯方式;
3)选择恰当的作业时间:中午12点以前,因为中午12点以后电离层活跃加剧,观测效果不佳;
4)在使用对中杆野外作业时,采用木棒(或竹竿)等辅助工具支撑,以便在观测时起稳定作用,从而提高观测数据的精度,减少人为误差。
5 发展趋势
随着计算机及其相关技术的不断发展,面向区域服务、行业服务、专项任务服务的网络正蓬勃发展,CORS除了提供高精度位置服务外,还提供各种综合服务,不断扩大其服务方式和服务范围,具有跨行业特性,可面向不同类型的用户,不再局限于测绘领域及设站的单位与部门,并逐渐演变成为Continuously Operating Reference Service,即连续运行卫星定位综合服务系统。
CORS服务进一步向更精确、更实时、更可靠、更方便和更广泛发展,相信不久的将来,必将实现区域网络之间、区域网络与行业网络之间、区域行业与国家网络之间、甚至全球网络的互联。
[参考文献]
【关键词】移动核心网;优化;要点
一、移动通讯网络现状分析
移动通讯网络通过信号交换站(NSS)、基站建设(BSS)以及操作维护部分实现信号的全覆盖。使用者可以通过自己手中的移动设备作为连接移动通讯网的平台。
其中NSS系统可以提供的服务包括进行网络内部之间的资料调整,完善客户资料,构建具备移动性和相对安全的数据库系统。在通讯网络中,NSS的这些功能通过MSC、VLR、ACU等部件的运转才能实现。其中MSC是整个通讯系统的关键部件,可以实现它所控制的使用者手中的移动设备的话路变化,同时它还承担着移动通讯网络和另外一些公用的通讯网络相互连接的责任。总之,它扮演的角色包括网络连接端口、公用信号连接通道和计价收费等,同时它也是BSS、MSC部件进行相互交换的平台,可以帮助系统实现无线连接的移动化管理。
二、核心网优化在移动通信网络优化中的作用及重要性
核心网优化主要是对移动无线网络进行优化,其包含在无线网络优化内,无线网络优化是当前移动运营商的首要任务,同时也是最难的工作,运营商不仅要重视无线网络优化,也要注重核心网的优化,只有无线网络和核心网优化到位,移动运营商才能为用户提供高质量的网络,才能满足用户当前对网络的需求。在移动通信网络中,软交换网络优化就属于核心网优化范畴,通过软交换核心网的优化设计,不仅能丰富用户的网络需求,也为移动运营商带来了很大的经济效益和社会效益。移动核心网络优化的目标主要是使网络结构趋于合理、网络升级方便,便于集中维护和管理、大容量和高集成度、增强网络安全性、核心网全部实现软交换和VOIP、业务支撑能力增强等方面,交换核心网的优化,也为用户提供了多功能的语音服务和多媒体信息服务,因此,核心网优化在移动通信网络优化中具有重要意义,通过核心网优化,可以有效解决当前移动运营商面临的问题,包括:
1.针对移动通信网络的运行状况,通过优化可以对其全面的进行分析和评估;
2.可以全面掌握整个移动通信网络的运行情况;
3.对于通信网络中的常见故障,如连通3G网络系统的常见问题,可以及时发现网络中的问题,进而解决网络中所存在的问题;
4.优化、调整通信网络结构;
5.配合无线网络的优化和解决其他网元的常见问题;
6.增强网络安全性,提供一个高质量的网络;
7.确保通信网络安全运行;
8.充分掌握移动通信网络的未来发展趋势,为网络通信实施提供参考依据。
三、移动核心网优化的要点及方法
1.网络结构的优化方法。网络结构的合理性将直接影响到移动网络的质量。网络结构优化主要为对信令网与话务网的连接方式、网络结构、本地网络配置和路由设置等各个方面进行规范与调整。随着移动核心网的发展和网络规模的扩大,网络容量也在不断增加,移动核心网需要做好网络结构优化,以保证网络系统的可靠性与安全性。例如在电路域核心网的优化中,运营商需要做好网络性能的调查、业务路由分析、信令网分析、网络阻塞分析和网络负载观察等各项内容的优化,以找出业务性能较差环节;在分组域核心网的优化中,通过对设备与业务容量分析、网络拓扑性能的优化、分组核心网络的安全性及配置分析和业务模型分析等,得出网络瓶颈、负载分担和容量浪费的状况,从而提高用户对网络性能的满意度。
2.系统配置的优化方法。在移动核心网系统的配置相同时,如果设置方法不同,则会使核心网出现负荷不均衡问题,为移动网络埋下安全隐患。因此,在交换机的开局过程汇总,运营商需要进行合理规划,将同局向信令与话路分配于不同模块上,同一模块也需要均衡配置不同局向,以避免在移动核心网运行的过程中模块负荷出现不均衡或者局向信令全集中于统一模块上,影响移动网络运行的安全性与稳定性。在进行系统配置优化时,运营商可以采取均衡负荷、扩容模块和调整模块局向等措施,这样既可以提高移动网络利用率与安全性,又可以对移动网络进行全面系统的分析,为移动核心网的进一步优化提供依据。
3.接续时长的优化方法。寻呼的接续时长直接关系到移动核心网的质量。影响寻呼接续时长的主要因素为寻呼、被叫支配与主叫支配。因此,在对寻呼的接续时长进行优化时,需要从如下方面入手:
3.1寻呼方面。寻呼方面的因素主要为寻呼间隔、再寻呼的次数和映射位置的登记等,调整寻呼因素对优化寻呼的接续时长有着重要的意义。映射位置的登记对寻呼接续时长影响最为显著,运营商可以通过增加访问的时间和减少辩解等途径,降低寻呼中映射位置登记比例,实现优化寻呼的接续时长目的。
3.2寻呼的成功率方面。虽然优化寻呼的成功率不直接影响其接续时长,但是在修改SCI值、优化再寻呼的次数及寻呼间隔的过程中,也可以减少寻呼失败的次数,提高用户对移动网络的信任度和感受度。
3.3早指配方面。指配分为早支配与晚指配,二者区别主要为TCH信道的分配时机不相同。对主叫而言,早指配顺序为指配Alerting消息,晚指配为Alerting指配;对被叫而言,早支配顺序为指配摘机,晚指配顺序为摘机指配。因为指配和寻呼的接续时长较大,所以早支配最为适合,在主叫支配将要结束时,发送出Paging请求,使主叫侧指配请求和寻呼可以同时进行,从而减少接续时延,提高寻呼的成功率。
结束语:
移动核心网络的优化方法和重要性,是每一位交换机维护人员所关心的问题,掌握有效的优化方法不仅能提升移动核心网的维护水平和网络质量,同时也是直接影响用户对运营商网络感知、影响电信运营部门业务收入的一个主要因素。移动核心网络优化是一项技术不断更新且更切合用户需求的优化工作,随着移动通信网络的发展,各种新业务需求及业务也快速上升,全程全网保证业务的稳定和业务量的逐步增加也成为运营商关注的焦点,而移动核心网络的优化方法和重要性也将凸显出来。
参考文献:
【关键词】智能监控系统;换热站;设计;应用
目前我国大多数城市的集中供热系统还是由热力公司对一次主网进行集中监控,而对于居民小区的二次供热管网及热力站还仍由人工看管,由于存在一些人为因素,因此,二次管网的温度和压力经常不能达到设计要求。以至于在每年的供热季节出现了许多问题,为了改善这种状况,按照恒温恒压的供暖要求,设计了一套小区供热智能监控系统并应用于实际。
1、智能监控换热站组成和设计原理
1.1 智能监控换热站组成
换热站由换热器、循环泵、补水泵、变频器、流量计、水泵、进气阀、减压阀、自动排气阀、止回阀、温度表、压力表等组成,
1.2 智能监控换热站设计原理
热力输配网络控制的重点是换热站的控制。换热站是供热网路与热用户的连接场所,在其内安装有与用户连接的有关设备、管道、阀门、仪表和控制装置。
换热站主要完成从供热一次网到二次网的热量交换,置换出的二次网的热水温度一般在40℃~65℃之间。换热站监控系统可对热网的温度、压力、流量、开关量等进行信号采集测量、控制、远传,实时监控一次网、二次网温度、压力、流量,循环泵、补水泵运行状态,及水箱液位等各个参数信息,进而对供热过程进行有效的监测和控制。在供热期间可按室外温度调节二次网供回水温度(可手动、自动切换),达到按需供热,实现气候补偿节能控制;也可以进行分时分区节能控制,实现供热全网热量平衡及节约能源。
该设计方案主要是结合换热站的实际情况,通过对环境温度,二次供水温度及压力的监测,实现对一次侧的供汽量和二次循环水供水温度,流量的自动调节以适应热用户的实际需求,同时对二次管网系统进行自动补水定压以维持官网的稳定性。
小区供热系统是一个多参量、滞后环节明显的复杂系统,在供热系统中,要解决的主要问题体现在供热系统热源、管网、终端用户三个环节,通过三个主要环节的信息化管理平台,实现换热站中心监控,管网数据实时采集,终端用户数据采用无线网络上传方式;解决了系统整体过量供热,管网水力失调,室温冷热不均的问题,实现了整个系统节能减排的目的。
本系统使用一台计算机作为上位机,对整个热网系统进行监控和管理,控制热交换器设备间的现场控制单元,来监控两台热循环泵,两台补水泵,监控换热站的工作状态,并实施相关的控制。远端现场采用GPRS模块、PLC进行数据采集,监测热网用户参数,提供调控基础数据。正常情况下,上位机的监控人员可实时对站内的水泵进行起停控制,对热力管网出口参数(压力、温度)进行远程监控,实现换热站的无人值守。
系统由作为上位机的计算机、下位机的PLC、无线数据传输模块、天线、各种传感器构成。
1)控制中心:
上位机IPC一台,上位机主要功能包括:
(1)显示换热站及泵房的实时参数,包括各站每台泵的工作状态、过载 状态、各站二次侧回水压力、出水压力、回水温度、出水温度等。
(2)远程开、关泵操作。可分别对各站每台泵单独进行起、停控制操作。
(3)使用曲线图、表格方式显示实时数据和历史数据以及表格打印。实现系统的信息管理及调度控制。
2)LCU 单元 (现场控制单元)
LCU单元有PLC主机模块,模拟量输入模块,模拟量输出模块 数值量输入模块、数字量输出模块组成,模拟量输入,采集一次供水,一次回水的温度、压力,二次温度、压力信号,并配置变频器对管网的水压进行控制, 数字量输入输出模块对开关量进行控制,是控制系统的核心部分。
下位机PLC主要功能
(1)现场数据采集和处理,发出执行动作控制信号,与上位机交换信息。
(2)采集二次侧回水温度、出水温度、回水压力、出水压力监测
(3)二次侧各泵电流的监测及电流超高、低限时自动停泵。
(4)参数检测:主要完成管网现场过程的模拟量(如温度、压力、热量等)。
3)远程站
有线网络通讯是最常用的网络,对于热网系统来说,距离较远,敷设通讯电缆非常困难,无线数据传输模块MD720-3 GSM/ GPRS 调制解调器,远程PLC,A/D转换模块,OPC软件服务器,远程采集数据主要有远程站设备来完成。
系统调节原理:系统中的测量传感器(温度,压力,液位,流量等)对被控对象进行检测,把被控量转变成统一的电信号,经模/数转换器转变成数字信号送入过程控制器(工控机或PLC)内。计算机将此测量值与给定值进行比较,按一定的控制算法,产生控制指令,经数/模转换器将数字信号转换成电信号,通过执行机构控制被控对象,达到预期的控制目标,小区供热系统属于惯性大环节过程控制,主要采取经典控制理论中的PID 调节算法,采用PLC编程软件中的数字调节器程序,利用变频器及电动调节阀对温度、压力等参数进行调节。
1.2.1 系统通讯
系统通讯由两部分组成:
1)远程站与换热站监控中心的通讯
在监控中心站连接INTERNET的前提下,并安装了OPC服务器软件,配置IP地址,通过ADSL MODEM 拨号上网或通过路由器方式上网与远程终端采集模块建立无线通信连接。远程终端主要担负数据采集任务,由设在进户端的温度,流量采集模块 连接终端PLC、GPRS无线终端构成,通过PLC 数据采集程序,将采集数据通过移动通讯平台GPRS 业务,上传至中心站监控系统。
2)现场PLC与监控PC通讯
通过监控软件组态,在监控中心PC 和现场PLC构建以太网络连接,监控中心链接到INTERNET上,通过OPC软件与远程GPRS无线通信
1.2.2 远程站PLC程序控制设计
1)远程通讯基本方案
PLC、SINAUT MICRO SINAUT MICRO SC软件服务器,MD720-3 GSM/ GPRS 调制解调器组成远程站,通过数据发送和接收进行编程组态,移动网络和以太网进行无线数据交换。SINAUT MICRO SC软件是一种带有特殊通讯功能的 OPC 路由软件,它能使SINAUT MICRO SC同远程PLC控制器连接和通讯。为此要使用GSM网络(全球移动通讯系统=移动网)GPRS(通用分组无线业务),通过GPRS连接,远程PLC 控制器能和OPC路由软件,与SINAUTMIC RO SC相连接的PLC控制器进行通讯。
PLC 程序库提供以下模块,用于GPRS通讯通过软件编程利用中心站监控主机安装的监控软件及OPC服务器软件,通过GPRS 移动业务平台,可以实现用户的远程采集数据(用户压力,温度)无线传输到换热站监控中心。
2)建立系统
(1)安装 Internet和GPRS通道的信息
(2)安装OP 路由软件SINAUT MICR O SC
(3)打开配置界面,建立工作站
(4)定义PLC程序模块WDC_INIT的输入
(5)编译PLC程序并传输到PLC。
(6)在调制解调器 MD 720-3里插入SIM卡
(7)通过 PPI 适配器将调制解调器MD720-3连接到PLC
(8)打开调制解调器和PLC的电源。
(9)调制解调器与OPC服务器连接。连接状态指示灯显示黄色。
(10)PLC与OPC服务器连接。连接状态指示灯显示绿色
1.2.3 现场控制单元
1) 现场控制包括:
(1) 管网压力控制
换热站的现场供热管网循环水水压控制,通过补水控制电路,对稳压泵采用变频控制方式进行控制,压力调节使用软件数字PID调节器进行调节,通过变频器驱动补水泵加以调节。
(2) 管网温度控制
换热站的现场对供热管网循环水温度控制,通过对一次供水温度控制电路,对供水电动阀开度进行控制,供水阀门采用电动调节阀使用软件数字PID调节器进行调节,PLC模拟输出模块输出的模拟电压或电流信号加以调节供水阀的开度,来调节供出的热量。
1.2.4上位机监控
控制系统的管理中,显示现场设备运行情况,实现历史数据存储,报警输出,报表打印等功能,并提供OPC接口与远程站进行实时数据通讯。开发的监控软件安装在一台PC上,显示换热站及泵房的实时参数,包括各站每台泵的工作状态、过载状态、各站二次侧回水压力、出水压力、回水温度、出水温度等。
(1)画面显示功能:主画面显示整个换热站设备态工艺流程图,流程图上标有各个控制采集点的位置,并显示换热站的主要参数。
(2)设备报警功能:当换热站的设备出现运行故障时,自动把故障信息传输到监控画面,及时提醒操作人员。通过屏幕显示故障区域流程图,报警窗口会弹出报警信息,报告报警种类,时间,报警值,是否恢复等信息。报警系统发出声音报告事故情况。
(4)通讯自诊断功能:在画面上显示通讯站号,通讯速率,通讯口信息,当和某一远程热站通讯出现故障时,画面上会出现信息提示。
(6)管理功能:通过内部运算,可以运算出换热效率,一二次网失水率,热量平衡关系。
报表打印功能:按换热站数据进行归纳,分类。调度站的打印机可以把这些数据进行输出,形成日报表,月报表,实时报表。
2、小区集中供热智能监控系统在企业生产实践中的应用
热力设施的基础数据全部使用系统数据库系统进行管理,特别是在将要实施的按热量计费系统有很广的应用前景,热网投入自动运行后,换热站二级管网的供回水温度始终在规定的范围内运行,同时热网自动运行可以快速跟踪室外温度的变化,当室外温度出现大的变化时,二级管网供回水温度同时也跟着变化,保证采暖用户的室内温度始终比较均衡,避免了热网温度滞后现象,大大提高了供热服务质量,同时在白天室外气温较高时减少了供热量,这样就可以节约大量的热量和电量,减少了热网运行成本,符合国家节能减排要求;提高了采暖收费工作的工作效率及准确度,保证收费工作高效、稳定运行,为供热企业节约大量的热量及电量。
小区集中供热智能监控系统技术已在相关的企业中得到应用,项目无线通信在鄂尔多斯市伊金霍洛旗供水泵站无线数据采集得到应用,采集数据准确,实时性高,实际应用效果良好,提高企业的技术和管理水平; 项目现场控制单元供热系统在小区供热也得到推广应用;另外本项目相关的应用范围很广,可以应用到市政工程给排水,城市污水处理及水利工程中。
3、结语:
小区集中供热智能监控系统的硬件设计中,能够顺利实现了对现场流量、温度、压力等模拟信号的采集和变送,实现了用标准信号使电动调节阀和变频器正常动作。I/O 前端模块可以保证模拟信号的正确输入输出,同时还能和组态王进行正常通信。在系统组态设计中,完成了主界面、实时曲线界面和历史曲线界面的设计,主界面可以正常启动和运行,可以正常显示现场信息,能够即时观察实时曲线,可以实现对电动调节阀、给水泵和补水泵的控制。整个系统具备比较完善的监控功能。
参考文献:
[1]韩 冰 李芬华.基于GPRS技术数据采集技术[J].河北大学电子与信息工程学院,2003(8):31~33.
经济学中的边际收益递减规律分析
边际收益递减规律是经济活动中的基本规律。其内容是:在技术水平不变的条件下,连续等量地把某一种可变的生产要素增加到其它一种(或几种)数量不变的生产要素上去的过程中,当这种可变生产要素投入量小于某一特定值时,增加该要素所带来的边际收益是递增的;随着这一要素投入的继续增加,并超过这一特定值时,增加该要素的投入所带来的边际收益将逐渐递减。
这一规律有以下一些特点:
它反映的是短期生产函数的特点。生产者由于在短期来不及调整全部生产要素,在短期有一种或几种要素不变。递减的根本原因是受到不变要素的约束。这里的要素之间由于不可完全替代,导致一种要素连续投入时收益下降。
边际收益递减原理不是完全递减,是从递增再到递减的一个过程。反映了资源组合的一个过程,当这一要素投入增加到这一特定值时,这时至少是这一资源与其它固定资源的最有效组合点。从而单个生产者在短期内有一个生产均衡点。相同产品众多生产者之间的市场份额是可预测的。生产者之间的市场和资源竞争在短期内比较稳定。
主要适用于农业经济和工业经济时代的生产特点,传统的经济学从资源的稀缺性、资源的非共享性出发而得出边际收益递减规律。并认为物质资源依赖型经济普遍服从这个规律,在农业经济和工业经济时代尤其突出。
知识依赖型经济边际收益递增及原因分析
1986年,经济学家罗默在《政治经济学》杂志上发表《收益递增和长期增长》一文,提出了“边干边学”模式,并指出由于技术进步实质上是内生于经济增长过程,使边际效益递增,从而在此基础上实现经济的可持续增长。这个模型被称为“阿罗-罗默”模型。随着知识经济的兴起,越来越多的学者在研究美国“新经济”现象时都提出了边际收益递增的现象普遍存在于知识依赖型经济中。
边际收益递增是指:在知识依赖型经济中,随着知识与技术要素投入的增加,产出越多,生产者的收益呈递增趋势明显。这一规律以知识经济为背景,在知识依赖型经济中生产要素简化成知识性投入和其它物质性投入。
知识经济中边际递增产生的原因:
生产要素的改变
知识依赖型经济的核心生产要素是知识与技术的投入。而其它物质性要素已成为次要要素,物质性固定投入所占的比例很低。例如芯片生产的基本原料是硅和电力,只占总成本的1%——2%。那么这些要素已不再构成约束,这时连续增加知识和技术要素,产出不会因为其它要素不变而受到约束,从而产出递增。
知识资源的积累性
传统的农业经济和工业经济均是物质资源依赖型经济,物质资源具有明显的排它性特征:其使用价值在某一时刻只能被一个使用者所占有和使用。同时物质资源是稀缺的,使用时必须消耗它,随着其使用量的增加,成本越来越高。最终导致生产者收益的递减。知识性资源具有共享性,同一知识可以被多个人同时占有和使用。并且在使用过程中不会消耗它,只是利用它,在使用过程中还会产生新的知识。信息资源和知识资源在使用时还是一种积累和开发的过程,在重复使用过程中成本递减。从而会带来递增的收益。
知识依赖型经济中的学习效应
知识依赖型经济的主要投入要素是知识和技术,而技术的进步又依赖于知识和经验的积累:随着积累产出的增加,生产的边际成本降低。生产者往往由于开发一种产品而积累经验,这种经验可以用于生产或开发相关或相似的新产品。在原有的要素投入基础上,增加研发的投入,使收益递增。
知识依赖型经济的产品自身的特性决定了边际收益递增
首先,这些产品有一重要特点就是产品的使用价呈递增性质。这种特性被称之为外部性。这种外部性导致同类产品的市场扩大,从而使领先生产者所获得的收益递增。其次,产品深度的顾客适应性。知识产品通常在使用时,用户需要大量的前期培训才能掌握它的使用技巧,一旦用户选择了某种产品并在培训上花了大量的投入时,由于这种适应性,用户不会轻易地更换产品。未来的消费者受现在消费者的影响,强化了领先生产者的市场优势,边际收益递增。再次就是注意力与锁定现象在高科技产品中的大量存在。消费者的注意力是有限的,那么消费者在选择产品时与他的最先注意有关,一般消费者都会注意到同类产品的顶尖竞争者上,因而领先生产者所具有的竞争优势吸引了消费者的注意力,形成强的正反馈效应,这种效应为领先生产者赢得进一步的优势,吸引了消费者的注意力的生产者也就在一定的程度上锁定了顾客,从而使收益递增。
边际收益递减规律并不是完全递减,而边际收益递增现象在知识依赖型生产中的出现也不排斥边际收益递减规律。只是不同类型的生产这两者所产生的主导作用不同而已,收益的递增不是无限的递增,它将会受到市场的有限性的约束,同样也会出现递减,只是递减出现的时间推迟。
收益递增引起的竞争分析
知识依赖型经济存在边际收益递增现象,所以竞争上较传统的物质依赖型生产有了新特点,从竞争的范围来看,物质资源的竞争地位下降,人力资源、顾客竞争和产品的技术标准是其竞争的主要内容。竞争的目标表现在技术开发的领先性,前期顾客和知识资源抢占。
技术标准的竞争
收益递增具有放大作用,这种正的反馈机制在市场的作用下,产品的技术标准和产品的技术兼容性成为产品市场竞争的核心因素,各国政府和企业把技术标准作为竞争手段,实行相应的产业战略和专利法规来促进技术开发的领先性。含新技术标准的新产品开发在技术标准的竞争中是一种先发制人的战略手段。
客户与服务的竞争
“忠诚顾客战略”是激烈的客户竞争中的营销战略:企业为激励顾客重复购买或是为了拉动顾客需求,对顾客采取购买达到一定数额给与折扣或附加服务。同时对顾客资源进行管理,根据积累购买数提供额外服务。忠诚顾客战略实际上实行的是竞争对策是通过额外服务与优惠待遇增加顾客的转移成本,从而锁定顾客。另外潜在顾客的竞争也相当激烈。
人力资源和知识性资源的竞争