通信的可靠性匯總十篇

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篇（1）

【關(guān)鍵詞】CBTC 通信 可靠性

在城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)演化到無線CBTC系統(tǒng)后，面臨的干擾、頻譜資源沖突等一列挑戰(zhàn)，令其數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的冗余性、可靠性要求的研究也面臨全新的需求。提高CBTC中無線通信的可靠性問題，消除隱患，安全、可靠地承載CBTC的車地?cái)?shù)據(jù)通信迫在眉睫。

城軌對CBTC系統(tǒng)的總體可用性指標(biāo)一般為99.99%，平均修復(fù)時(shí)間MTTR為0.5小時(shí)。但考慮到故障發(fā)生時(shí)的復(fù)雜性，往往不能在0.5小時(shí)內(nèi)排除所有隱患，有時(shí)甚至為了確保不影響正常運(yùn)營，采取等待至運(yùn)營結(jié)束后修復(fù)的策略。故作為其通信子系統(tǒng)要求設(shè)備的可靠性MTBF指標(biāo)應(yīng)盡可能高，盡量達(dá)到10萬小時(shí)以上，以使通信子系統(tǒng)的可用性指標(biāo)達(dá)到99.9995%以上。

這就要求從CBTC通信設(shè)計(jì)采用高可靠性的硬件，搭建合理的冗余構(gòu)架，提高系統(tǒng)整體可靠性，并對通信通道采取適當(dāng)?shù)蔫b權(quán)和加密措施。在CBTC系統(tǒng)中的通信可靠性依賴以下幾個(gè)方面：

（1）基礎(chǔ)硬件可靠性；

（2）通信鑒權(quán)加密；

（3）有線骨干網(wǎng)可靠性；

（4）車地?zé)o線通信可靠性。

典型的基于WLAN技術(shù)的CBTC通信框架（如圖1所示）。

1 基礎(chǔ)硬件可靠性

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的可靠性依賴于基礎(chǔ)硬件的可靠性。從服務(wù)器、工作站網(wǎng)卡，到接入層交換機(jī)、骨干網(wǎng)交換機(jī)，再到防火墻、路由器以及AP、車載無線電臺(tái)，這些底層硬件的組合模式，冗余性措施又很大程度上影響了通信系統(tǒng)，乃至整個(gè)CBTC系統(tǒng)的可靠性與可用性。

硬件設(shè)備的可靠性經(jīng)典的模型是浴盆曲線，按時(shí)間的推移，分3個(gè)階段的故障模型：第1階段是早期失效期（Infant Mortality）；第2階段是偶然失效期，也稱隨機(jī)失效期（Random Failures）；第3階段是耗損失效期（Wearout）。三個(gè)階段的硬件失效率按先降、中平、后升的浴盆曲線規(guī)律變化。應(yīng)根據(jù)各階段特點(diǎn)，做好先期的烤機(jī)測試，中期保養(yǎng)，以及后期的按計(jì)劃升級(jí)替換等工作。

1.1 控制中心硬件

控制中心（如圖2所示）匯聚了關(guān)鍵的ATS設(shè)備：

核心設(shè)備雙機(jī)熱備：中央ATS服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等核心設(shè)備均至少部署2臺(tái)，采用熱備方式同時(shí)工作，要求故障切換時(shí)間均在1秒以內(nèi)，對ATS運(yùn)行圖不產(chǎn)生任何影響，用戶調(diào)度層面無感知。

重要設(shè)備多臺(tái)共存：調(diào)度工作站等承擔(dān)了指揮調(diào)控的重要使命，根據(jù)線路長路與管理的列車數(shù)量，配置3至4臺(tái)的是線路正常運(yùn)營的必要保障。

單機(jī)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)冗余：單機(jī)運(yùn)行的設(shè)備，如網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器、ATS維護(hù)工作站、數(shù)據(jù)備份服務(wù)器、記錄與回放工作站等設(shè)備適合于單機(jī)運(yùn)行，故采用單臺(tái)主機(jī)利用雙網(wǎng)卡掛載到冗余的控制中心局域網(wǎng)絡(luò)，避免了單網(wǎng)卡故障或單根網(wǎng)線故障導(dǎo)致的單機(jī)設(shè)備通信故障。

更高層次上，一些先進(jìn)城市都在探索或?qū)嵤┛刂浦行漠惖貫?zāi)備冗余，為控制中心。

信號(hào)系統(tǒng)與綜合監(jiān)控、主時(shí)鐘、大屏、PIS、FAS、BAS等第三方外部系統(tǒng)接口有條件的情況下均應(yīng)采用冗余的通道。

1.2 車載硬件

主流的CBTC車載構(gòu)架為2oo3或2×2oo2安全計(jì)算機(jī)，目前2×2oo2（如圖3所示）在可維護(hù)性方面占優(yōu)，受到地鐵運(yùn)營及維保方的青睞。車載無線設(shè)備將為車載VOBC和經(jīng)由無線接入點(diǎn)傳輸?shù)能壟訟TC子系統(tǒng)提供不間斷的雙向傳輸通信。

車載網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)被設(shè)計(jì)成兩個(gè)互不相連的網(wǎng)絡(luò)，避免出現(xiàn)強(qiáng)耦合性的網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)致兩個(gè)車載網(wǎng)絡(luò)同時(shí)出現(xiàn)故障的可能性。安裝在車頭和車尾車載電臺(tái)MR分別為兩個(gè)車載網(wǎng)絡(luò)提供車地?zé)o線通信。任一車載電臺(tái)或車載網(wǎng)絡(luò)的單點(diǎn)故障均不影響車地?zé)o線通信。

1.3 設(shè)備集中站硬件

典型的軌旁硬件（如圖4所示）主要是ATP/聯(lián)鎖、計(jì)軸、本地ATS等設(shè)備，一般采用2oo3或2×2oo2構(gòu)架安全計(jì)算機(jī)，

通信層面普遍采用網(wǎng)絡(luò)IP化構(gòu)架，采用網(wǎng)卡Teaming及應(yīng)用層Active-Standby等冗余技術(shù)，配合冗余的本地接入網(wǎng)及骨干網(wǎng)，能有效克服信號(hào)設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)的單點(diǎn)故障。

2 通信鑒權(quán)加密

CBTC的通信目前主流的協(xié)議仍停留在各信號(hào)集成商私有協(xié)議，或采用RSSP-I鐵路信號(hào)安全通信協(xié)議。對EN50159-2提出的重復(fù)、丟失、插入、錯(cuò)序、錯(cuò)碼、延遲、偽裝等7類威脅中的“偽裝”并不能提供完整的保護(hù)，故在車地?zé)o線通信層面，需要采用額外的安全措施，如采用LTE-M無線系統(tǒng)，或在WLAN無線系統(tǒng)上疊加安全保密器件（Security Device）來增加鑒權(quán)環(huán)節(jié)，防止非法用戶入侵后采用“偽裝”方式攻擊信號(hào)系統(tǒng)，模擬移動(dòng)授權(quán)LMA等關(guān)鍵報(bào)文信息從而造成的蓄意碰撞等安全隱患。RSSP-II協(xié)議雖對偽裝等威脅具有協(xié)議層面的設(shè)計(jì)考慮，但由于其復(fù)雜性，秘鑰體系的非流行化，暫未成為主流。

安全保密器件（如圖5所示）在CBTC的應(yīng)用程序之間起網(wǎng)關(guān)的作用，采用開放標(biāo)準(zhǔn)軟件和IPsec協(xié)議，并提供鑒權(quán)和數(shù)據(jù)加密服務(wù)。只有當(dāng)數(shù)據(jù)有正確的鑒定信息時(shí)，才允許通信從一個(gè)邊界節(jié)點(diǎn)以加密的形式傳送到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)，并被解密還原。

3 有線網(wǎng)絡(luò)可靠性

有線網(wǎng)絡(luò)的可靠性，主要是對網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)通道的冗余性、備份及切換機(jī)制的考慮和設(shè)計(jì)，通過精心的規(guī)劃，保證在任意時(shí)刻節(jié)點(diǎn)間的路由可達(dá)，交換可達(dá)。

整個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系在有線網(wǎng)絡(luò)層面（如圖6所示）應(yīng)具有分布式結(jié)構(gòu)，分布式結(jié)構(gòu)可以分散故障風(fēng)險(xiǎn)、隔離故障、提供冗余配置，提高系統(tǒng)的自愈能力雖然在網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點(diǎn)，即控制中心不可避免的存在中央節(jié)點(diǎn)路由的匯聚，但可以在設(shè)計(jì)中盡量優(yōu)化。在CBTC各子系統(tǒng)軟件支持的情況下，應(yīng)首選具有熱備功能的控制中心異地備份方案。

4 車地?zé)o線通信可靠性

CBTC系統(tǒng)的車地?zé)o線通信主要是2.4GHz ISM頻段的WLAN技術(shù)（802.11）和1.8GHz專有頻段TD-LTE技術(shù)兩大分支。新建CBTC線路傾向于使用軌道交通協(xié)會(huì)力推的1.8GHz （1.785～1.805GHz）頻段的LTE-M標(biāo)準(zhǔn)，并在進(jìn)一步摸索在此頻段內(nèi)使用CBTC專有承載，或是與PIS、CCTV、無線列調(diào)等共用綜合承載。

WLAN技術(shù)由于每隔200米左右需布設(shè)AP點(diǎn)（如圖7所示），沿線設(shè)備數(shù)量較多，根據(jù)可靠性串聯(lián)模型，整體可靠性指標(biāo)隨線路長度及設(shè)備數(shù)量的增加而急劇下降。且AP等大量設(shè)備位于隧道或高架區(qū)間，AP天線進(jìn)水等故障頻發(fā)，維護(hù)時(shí)需要觸網(wǎng)停電檢修造成不便。且2.4GHz ISM頻段日益擁擠，干擾情況嚴(yán)重，某些城市甚至由于頻段設(shè)計(jì)冗余度不夠，發(fā)生了地鐵列車被乘客大量手持式2.4GHz MiFi設(shè)備干擾而逼停的尷尬場景。故在2.4GHz ISM頻段部署AP用于CBTC通信，應(yīng)采用抗干擾能力較強(qiáng)的技術(shù)，如FHSS（調(diào)頻擴(kuò)頻）技術(shù)，使載波中心頻點(diǎn)每隔幾十毫秒發(fā)生偽隨機(jī)跳躍，主動(dòng)避開干擾源，并增強(qiáng)頻譜密度，在空口競爭中獲得優(yōu)勢，優(yōu)先確保CBTC業(yè)務(wù)不中斷。

在CBTC系統(tǒng)中引入TD-LTE，對相對低頻的1.8GHz合理利用，采用射頻泄露電纜作為傳輸介質(zhì)，在異頻同站址部署的情況下，通過合理的鏈路預(yù)算設(shè)計(jì)，可以使LTE基站射頻單元（RRU）的部署間距達(dá)到1.8km。市區(qū)軌交線路基本可以做到兩站區(qū)間內(nèi)無有源設(shè)備，郊區(qū)線路在1.8km以上區(qū)段可在線路中間位置適當(dāng)增補(bǔ)RRU增強(qiáng)無線覆蓋。而漏纜的高可靠性可使其在幾十年內(nèi)長期免維護(hù)。因此TD-LTE及漏纜在CBTC系統(tǒng)中的應(yīng)用，可有效增強(qiáng)CBTC系統(tǒng)車地通信的可靠性。

如圖8所示，對擬采用TD-LTE承載CBTC業(yè)務(wù)的實(shí)際項(xiàng)目做的異頻同站址的單漏纜部署方案，采用雙核心網(wǎng)（EPC-A與EPC-B），兩套頻點(diǎn)獨(dú)立的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)，車頭和車尾兩端獨(dú)立部署的列車接入單元（TAU）所構(gòu)成的CBTC車地?zé)o線通信網(wǎng)絡(luò)。在成本允許的前提下，亦可在軌道上行和下行分別部署雙漏纜，構(gòu)成MIMO系統(tǒng)，提高抗干擾能力，增強(qiáng)冗余度，提升邊緣帶寬，進(jìn)一步保障車地?zé)o線通信的高可靠性。

5 結(jié)束語

從目前中國軌道交通行業(yè)的發(fā)展趨勢來看，無線CBTC系統(tǒng)已經(jīng)成為主流，通信可靠性成為保障運(yùn)營的重要基礎(chǔ)，對城軌CBTC設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試、運(yùn)營、維保等方面具有重要的意義，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注。

參考文獻(xiàn)

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中圖分類號(hào)：TM743 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）17-0321-01

隨著通信設(shè)備越來越先進(jìn)，集成度越來越高，其對溫度、濕度等方面的要求也越來越嚴(yán)格，所以為確保通信設(shè)備的正常穩(wěn)定運(yùn)行，便需要了解影響衛(wèi)星通信設(shè)備正常穩(wěn)定運(yùn)行的環(huán)境因素，并采取有效措施減少環(huán)境的影響，提高衛(wèi)星通信設(shè)備的可靠性。

1 衛(wèi)星通信設(shè)備的可靠性

衛(wèi)星通信作為現(xiàn)在應(yīng)用相對廣泛的信號(hào)傳輸方式，它具有覆蓋廣、通信容量大、通信距離遠(yuǎn)、質(zhì)量優(yōu)、不受地理環(huán)境限制等優(yōu)點(diǎn)。由于衛(wèi)星通信突出的通信特性，其近些年在中國的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛使用，成為我國現(xiàn)代遠(yuǎn)距離通信不可替代的一種通信方式。不少企事業(yè)單位和公共場所安裝了衛(wèi)星通信設(shè)備，一些個(gè)人用戶也越來越多，這使得衛(wèi)星通信設(shè)備越來越普遍。不同的環(huán)境對衛(wèi)星通信設(shè)備的使用性能和壽命影響巨大。對衛(wèi)星通信設(shè)備的主要維護(hù)在于系統(tǒng)中的地球站。地球站也叫上行站，是衛(wèi)星通信的重要環(huán)節(jié)，其主要任務(wù)向衛(wèi)星發(fā)送信號(hào)和接收衛(wèi)星發(fā)回的信號(hào)。地球站的核心設(shè)備是大功率發(fā)射機(jī)，是衛(wèi)星信號(hào)傳輸和發(fā)射設(shè)備，保障其運(yùn)行穩(wěn)定、安全可靠，是整個(gè)工作的中心。高功放就是一種高頻、高壓、高能量設(shè)備，自身散熱大，需要對其進(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)控，并使其處于良好的運(yùn)行環(huán)境，才能確保其運(yùn)行穩(wěn)定可靠，并延長設(shè)備的使用壽命。另外一些衛(wèi)星通信設(shè)備，如電力互投柜、服務(wù)器、交換機(jī)和其它輔助設(shè)備，種類多，性能差異大，因而對機(jī)房環(huán)境要求格外嚴(yán)格，不僅要嚴(yán)格遵守衛(wèi)星通信機(jī)房選址要求，還要對機(jī)房內(nèi)部運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行嚴(yán)格控制，以便保障設(shè)備運(yùn)行可靠穩(wěn)定。

2 衛(wèi)星通信設(shè)備運(yùn)行的影響因素

2.1 溫度對衛(wèi)星通信設(shè)備可靠性的影響

所有通信設(shè)備根據(jù)自身特性都有其適合的運(yùn)行溫度，溫度也是我們最常用的一種衡量環(huán)境的參數(shù)。由于衛(wèi)星通信設(shè)備的多樣性，各個(gè)設(shè)備最佳運(yùn)行溫度不一樣，取其都適合的溫度，所以對機(jī)房溫度要求比較高。設(shè)備運(yùn)行環(huán)境溫度較高時(shí)容易造成設(shè)備散熱緩慢，部件老化加快，從而造成設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷變大，性能降低，影響電路的運(yùn)行，造成元器件的不穩(wěn)定或者損壞。

2.2 濕度對衛(wèi)星通信設(shè)備可靠性的影響

濕度是設(shè)備運(yùn)行的又一個(gè)基本指標(biāo)，也是衡量衛(wèi)星通信設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的重要參數(shù)。設(shè)備運(yùn)行于高濕度環(huán)境，空氣中水汽大，容易造成設(shè)備金屬部件銹蝕，降低電路板和線纜的絕緣性，出現(xiàn)結(jié)露等現(xiàn)象時(shí)還會(huì)造成設(shè)備打火或電路短路等。設(shè)備運(yùn)行于低濕度環(huán)境，空氣中水汽小，容易產(chǎn)生塵土，從而形成靜電浮塵，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成電路短路。

2.3 氣壓對衛(wèi)星通信設(shè)備可靠性的影響

氣壓同樣對衛(wèi)星通信設(shè)備運(yùn)行有很大影響。例如機(jī)房中的主要設(shè)備為高功率發(fā)射機(jī)（高功放），其設(shè)計(jì)本身自帶風(fēng)機(jī)冷卻。但機(jī)房由于潔凈度以及其他的要求，機(jī)房設(shè)計(jì)通常處于密封的狀態(tài)下，同時(shí)自帶新風(fēng)系統(tǒng)為室內(nèi)更換空氣，保障室內(nèi)有新鮮空氣進(jìn)入。經(jīng)濟(jì)成本設(shè)計(jì)，采用小功率空調(diào)又不能完全實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫度改善，所以高功放出口熱風(fēng)通過排風(fēng)管道直接排到室外，這就形成了室內(nèi)外的空氣流動(dòng)。新風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)和高功放的出風(fēng)要處于一個(gè)相對平衡狀態(tài)，才能維持通信設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的穩(wěn)定，保障高功放的可靠運(yùn)行，這時(shí)氣壓的數(shù)據(jù)值便十分重要了。

3 維持衛(wèi)星通信設(shè)備運(yùn)行可靠性

3.1 對衛(wèi)星通信設(shè)備的溫度控制

衛(wèi)星通信設(shè)備運(yùn)行環(huán)境溫度的高低與恒定，會(huì)影響衛(wèi)星設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和設(shè)備的使用壽命。就目前來說，安裝空調(diào)是一種效果好且普遍的環(huán)境調(diào)節(jié)方法。而具體的溫度值控制，是隨著季節(jié)變更、晝夜交替而改變的。通常在監(jiān)控衛(wèi)星通信設(shè)備的溫度時(shí)，使用溫度傳感器測量敏感元件表面的溫度。影響溫度變化最重要的因素是空調(diào)和新風(fēng)系統(tǒng)，外部環(huán)境對室內(nèi)溫度影響不明顯。衛(wèi)星通信機(jī)房的應(yīng)該加強(qiáng)空調(diào)和新風(fēng)系統(tǒng)的監(jiān)控和調(diào)節(jié)，保障室內(nèi)溫度正常穩(wěn)定。另外，室內(nèi)空調(diào)的溫度設(shè)置很重要，一般設(shè)定一個(gè)適當(dāng)值，并使處于自動(dòng)模式，便于自動(dòng)調(diào)節(jié)冷熱， 保持良好環(huán)境，利于室內(nèi)設(shè)備運(yùn)行。

3.2 對衛(wèi)星通信設(shè)備的濕度控制

保持機(jī)房適當(dāng)?shù)臐穸确浅Ｖ匾ǔ２捎迷跈C(jī)房內(nèi)部增加加濕器或抽濕機(jī)的方法來實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星通信機(jī)房的相對濕度保持標(biāo)準(zhǔn)恒定。在保持衛(wèi)星通信設(shè)備的濕度控制的同時(shí)，也要重視機(jī)房潔凈度的維持，否則保持機(jī)房適當(dāng)濕度的功效便會(huì)大打折扣。這是由于機(jī)房中的灰塵太多，容易在通信設(shè)備內(nèi)部電路板上積蓄，電路板上積蓄灰塵容易降低電子元器件的絕緣性，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)形成靜電浮塵，造成器件擊穿或電路短路。保持機(jī)房潔凈度的常見做法便是密封機(jī)房，并安排工作人員定期維護(hù)。濕度受室外氣候影響巨大，這是由于小室為半內(nèi)循環(huán)模式，既有一部分空氣通過外部新風(fēng)系統(tǒng)提供，另一部分自我循環(huán)。機(jī)房內(nèi)部需設(shè)置濕度調(diào)節(jié)裝置，保持室內(nèi)濕度恒定，減小室外影響，保障設(shè)備正常運(yùn)行。另外，濕度作為衛(wèi)星機(jī)房環(huán)境監(jiān)測的重要參數(shù)，需要設(shè)置告警門限。這個(gè)需要根據(jù)機(jī)房地理位置調(diào)節(jié)，最好經(jīng)過長時(shí)間觀察記錄和總結(jié)分析，得到本地機(jī)房運(yùn)行環(huán)境的平均值，根據(jù)這個(gè)平均值和設(shè)備環(huán)境來設(shè)置告警門限，并且在惡劣天氣時(shí)要加強(qiáng)溫濕度監(jiān)控，適當(dāng)手動(dòng)調(diào)節(jié)門限，協(xié)調(diào)告警。

3.3 對衛(wèi)星通信設(shè)備的氣壓控制

氣壓在衛(wèi)星通信設(shè)備運(yùn)行環(huán)境中也有一定要求。氣壓的高低直接反應(yīng)衛(wèi)星通信設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的正負(fù)壓狀態(tài)。氣壓作用于設(shè)備風(fēng)冷效率的高低，散熱能力的大小，間接影響著設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和使用壽命。在控制衛(wèi)星通信設(shè)備的氣壓時(shí)，通常使用氣壓傳感器測量氣體的絕對壓強(qiáng)。氣壓無時(shí)無刻不在變化，對于衛(wèi)星通信設(shè)備來說，掌握每天的氣壓變化和全年的氣壓變化有利于調(diào)節(jié)室內(nèi)遜風(fēng)量和改善設(shè)備運(yùn)行環(huán)境。不然，室內(nèi)空氣流量少、氣壓低或環(huán)境溫度過高都會(huì)導(dǎo)致設(shè)備故障報(bào)警。這就要求保障環(huán)境溫濕度的同時(shí)，空氣的流通量也就是室內(nèi)氣壓也要有一定要求。

4. 結(jié)語

衛(wèi)星通信設(shè)備的可靠性分析主要是針對環(huán)境因素。本文主要分析溫度、濕度和氣壓因素對衛(wèi)星通信設(shè)備可靠性的影響以及增強(qiáng)設(shè)備可靠性的措施。但除了溫度、濕度和氣壓的監(jiān)測外，還可以擴(kuò)展到對所有輔助設(shè)備的監(jiān)測，這需要建立衛(wèi)星通信設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理系統(tǒng)，來維持衛(wèi)星通信設(shè)備的正常運(yùn)行，提高可靠性。

參考文獻(xiàn)

篇（3）

要提高網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性，首先要選擇科學(xué)正確的技術(shù)，利用技術(shù)支持來保證網(wǎng)絡(luò)通信的正常運(yùn)行。一般情況下，首先會(huì)采用余度設(shè)計(jì)、容錯(cuò)技術(shù)，就是將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的所有計(jì)算機(jī)設(shè)為彼此的后備機(jī)，這樣以來，如果其中一臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)生故障，那么該臺(tái)計(jì)算機(jī)的任務(wù)便可以交由后備機(jī)，從而減少了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)癱瘓的問題，進(jìn)一步提高了網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性。除此之外，我們還需要加強(qiáng)研究新技術(shù)，全面考慮網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展情況、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的使用等因素，提高網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)能力，使其能夠在較長的時(shí)間段內(nèi)保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)，從而滿足業(yè)務(wù)需求。

（2）改善網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)選擇對保證網(wǎng)絡(luò)通信可靠性來說尤為重要，選擇網(wǎng)絡(luò)多層結(jié)構(gòu)體系不僅能夠隔離故障，還能夠?qū)崿F(xiàn)負(fù)荷分段并支持一般網(wǎng)路協(xié)議。多層結(jié)構(gòu)由接入層、核心層、分布層組成，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，運(yùn)用多層結(jié)構(gòu)能夠簡化網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，提高網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性，下面分別了解一下這三層結(jié)構(gòu)。①接入層。接入層為網(wǎng)絡(luò)提供了寬帶，給用戶提供了接入端口，是被允許接入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的起點(diǎn)，它能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行有效控制。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，接入層具有成本低、功能強(qiáng)等特點(diǎn)，對實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的安全性來說尤為重要。②核心層。核心層是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中最重要的一部分，它不僅能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行劃分，使不同的交換區(qū)塊能夠進(jìn)行連接，還能為交換區(qū)塊提供數(shù)據(jù)包，迅速的完成數(shù)據(jù)交換工作。需要注意的是：在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，核心層在對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行劃分時(shí)，不能夠?qū)α斜磉M(jìn)行控制，也不能夠顧慮數(shù)據(jù)包。③分布層。在網(wǎng)絡(luò)中，分布層是用來計(jì)算接入層與核心層界點(diǎn)的，它既能劃分核心層，也能提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，分布層的功能較多，它不僅能夠確定網(wǎng)絡(luò)中心聯(lián)網(wǎng)，還能夠?qū)崿F(xiàn)工作組接入網(wǎng)絡(luò)中。

（3）加強(qiáng)設(shè)備的可靠性

要提高網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性，一定要保證相關(guān)設(shè)備的安全性。首先在購買網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時(shí)，既要確保設(shè)備質(zhì)量能夠符合相關(guān)要求，又要保證購買的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具有較高的性價(jià)比。再就是做好設(shè)備的維護(hù)工作，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，要定期對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行檢查或者進(jìn)行自動(dòng)檢查，以便于提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，并及時(shí)給予維修，避免網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)因設(shè)備故障而發(fā)生癱瘓現(xiàn)象。

篇（4）

從電力通信系統(tǒng)來講，它的可靠性意味著在實(shí)際的生產(chǎn)運(yùn)行中，電力通信系統(tǒng)要具備滿足以及達(dá)到電力系統(tǒng)的通信需要，這是如今的電力系統(tǒng)可靠性研究中至關(guān)重要的部分。

一、電力通信系統(tǒng)可靠性

從電力系統(tǒng)來看，它的可靠性有著非常完備的理論體系和研究內(nèi)容，涵蓋了電力系統(tǒng)根據(jù)能夠接受的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及所需要的相關(guān)數(shù)據(jù)，持續(xù)不斷地將相當(dāng)量度的電力以及電量提供給用電客戶。在電力系統(tǒng)可靠性的研究內(nèi)容中，涵蓋了充裕性以及安全性等若干方面。這些涵蓋了發(fā)電、輸電以及供電等若干系統(tǒng)。盡管沒有研究到電網(wǎng)控制系統(tǒng)，然而，通信系統(tǒng)卻成為了控制電網(wǎng)系統(tǒng)的中心網(wǎng)絡(luò)，它的可靠性是不可或缺的。

二、電力通信系統(tǒng)可靠性因素分析

從電力通信系統(tǒng)來看，研究它的可靠性主要就是為了清除影響和造成電力通信系統(tǒng)可靠性的任何類型的故障。這樣就能夠大幅度地提升通信網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行過程中的服務(wù)質(zhì)量，可以較好地達(dá)到電力系統(tǒng)的通信要求，而且還能夠確保電網(wǎng)在運(yùn)行過程中的安全性和穩(wěn)定性。從電力通信系統(tǒng)來看，它是整體性的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，在運(yùn)行過程中，受到運(yùn)行環(huán)境等多方面因素的影響， 特別是惡意攻擊或?yàn)?zāi)害性破襲擊了電力通信系統(tǒng)時(shí)，難以避免地會(huì)降低通信節(jié)點(diǎn)以及鏈路的性能。這主要表現(xiàn)在以下方面：網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)以及鏈路都會(huì)失效、業(yè)務(wù)會(huì)中斷、或者可能造成網(wǎng)絡(luò)連通率、性能下降、呼損時(shí)延變大，另外還會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的擁塞現(xiàn)象。

和電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)、變電站以及發(fā)電廠分布于全國各地一樣，電力通信系統(tǒng)具備了非常強(qiáng)大的復(fù)雜性，因而會(huì)有多種因素來影響它的可靠性。本文從通信網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效果以及新技術(shù)發(fā)展等若干方面來分析影響電力通信系統(tǒng)可靠性的相關(guān)因素。

首先是網(wǎng)絡(luò)自身，這涵蓋了可控、不可控因素。前者涵蓋了在電力通信設(shè)備進(jìn)行工作時(shí)的相關(guān)環(huán)境一起條件，例如溫度、防塵條件、電磁干擾等多種因素。此外也涵蓋了不可控因素，這些內(nèi)容包括了人為破壞、自然災(zāi)害以及突發(fā)事件等。內(nèi)部因素意味著相關(guān)設(shè)備的可靠性能、系統(tǒng)工程的設(shè)計(jì)工作、維護(hù)和管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的工作等。這些都是從系統(tǒng)的固有可靠性來分析，涵蓋了設(shè)備性能，例如MTBF指標(biāo)。

從網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效果來看，這在很大程度上依賴于系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方面的可靠性能、理性以及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。從它的工作可靠性來看，這包括電網(wǎng)對業(yè)務(wù)性能的需求。這指的是能夠在多大程度上確保電網(wǎng)安全的質(zhì)量以及滿意程度。不僅要維護(hù)、管理和組織系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，還要做好分散設(shè)置相關(guān)設(shè)備、雙路電以及負(fù)載分擔(dān)等。

從新技術(shù)發(fā)展來看，它分別從有利因素和不利因素來分析。前者可以較大幅度地提升設(shè)備系統(tǒng)的可靠性能，這樣就可以更加有效地管理好網(wǎng)絡(luò)組織。不利因素方面在于它極大地提升了設(shè)備和系統(tǒng)的復(fù)雜程度，不得不依靠相關(guān)軟件，而且系統(tǒng)的規(guī)模比較大，一旦造成關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)或鏈路的故障，就會(huì)影響較多方面，因此極大地加劇了運(yùn)行管理的難度。

三、電力通信系統(tǒng)可靠性管理

在提升通信系統(tǒng)可靠性水平，不僅僅要做好很多通信系統(tǒng)可靠性試驗(yàn)，而且還要在電力通信系統(tǒng)運(yùn)行過程中切實(shí)做好這些工作。所以，電力系統(tǒng)通信單位要切實(shí)管理好通信系統(tǒng)中的可靠性工作。在電網(wǎng)多種運(yùn)行環(huán)境中， 根據(jù)相關(guān)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，通信系統(tǒng)要執(zhí)行既定的功能和能力。這些問題存在于電力通信系統(tǒng)的多個(gè)環(huán)節(jié)，如分析、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行、維護(hù)和管理等。

1、分析設(shè)計(jì)階段。要根據(jù)實(shí)踐情況來設(shè)計(jì)出系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的可靠性標(biāo)準(zhǔn)以及規(guī)程；而且還要提升具體通信系統(tǒng)可靠性的設(shè)計(jì)；切實(shí)規(guī)定好通信設(shè)備中的固有可靠性要求；而且還要切實(shí)討論和決定網(wǎng)絡(luò)組織中確保通信系統(tǒng)可靠性的相關(guān)措施。

2、建設(shè)實(shí)施階段。在此階段要組織以及確保多種可靠性及保障舉措，監(jiān)督以及評(píng)價(jià)系統(tǒng)可靠性的建設(shè)結(jié)果；試驗(yàn)、鑒定和驗(yàn)收通信系統(tǒng)的建設(shè)部分。

3、運(yùn)行維護(hù)階段。在此過程中，要對網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的可靠性質(zhì)量進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，而且還要形成維護(hù)以及管理通信網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)流程和機(jī)制，進(jìn)一步形成維護(hù)管理的相關(guān)目標(biāo)、需求以及舉措；研判故障規(guī)律，設(shè)計(jì)出具體的可靠性舉措；設(shè)定以及控制好可靠性的增長目標(biāo)；如果出現(xiàn)了重大的異常故障，則應(yīng)在原先制定好的應(yīng)急通信制度以及保障措施基礎(chǔ)上，切實(shí)履行相關(guān)流程；此外還要對所執(zhí)行的制度以及措施情況進(jìn)行有效監(jiān)督。

在通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行者切實(shí)運(yùn)行以及管理通信網(wǎng)絡(luò)，而且還全程管理著通信網(wǎng)的可靠性。他們的管理目標(biāo)涵蓋了以下內(nèi)容：設(shè)定可靠性目標(biāo)；確保實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的可靠性措施；在通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行維護(hù)過程中，要切實(shí)維護(hù)以及提升通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性水平。為了確保電力通信系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，不斷提升運(yùn)行水平，要切實(shí)做好通信系統(tǒng)的可靠性管理工作，構(gòu)建行之有效的可靠性反饋機(jī)制，這樣就具備了系統(tǒng)的可靠性管理機(jī)制，還能夠定期地跟蹤評(píng)價(jià)通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行情況。

四、注意事項(xiàng)

1、電網(wǎng)對通信系統(tǒng)的要求。在電網(wǎng)運(yùn)用過程中，要選擇與之相配的通信系統(tǒng)可靠性系統(tǒng)。這樣就能夠在很大程度上達(dá)到電網(wǎng)用戶的需求，盡可能多地掌握電網(wǎng)對通信可靠性的匹配程度和需要范圍。

2、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的可靠性。從電力通信運(yùn)行來看，相關(guān)單位要充分地把握網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的可靠性能。這就要求運(yùn)用多種方法來反映網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行和變動(dòng)的相關(guān)狀態(tài)，切實(shí)跟蹤以及評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的可靠性能。

3、故障規(guī)律。相關(guān)單位要切實(shí)把握好通信系統(tǒng)出現(xiàn)故障的規(guī)律，而且還要做好預(yù)防工作，具備強(qiáng)大的解決故障問題能力。例如，部分故障的發(fā)生頻率較小，就需要專門積累此類故障的數(shù)據(jù)，此外還要做好數(shù)據(jù)處理和分析。

4、設(shè)備維護(hù)機(jī)制。為了確保設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)能夠可靠地運(yùn)作，要進(jìn)行必要的維護(hù)和修理。在這種情況下，要切實(shí)和故障聯(lián)系起來，而且還要根據(jù)不同的設(shè)備以及系統(tǒng)，采取與之對應(yīng)的維護(hù)機(jī)制。

5、可靠性措施。

在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，可靠性技術(shù)也在飛速進(jìn)步。因此，為了能夠確保電力系統(tǒng)通信網(wǎng)的可靠性，要切實(shí)運(yùn)用多種可靠性舉措和方法。

五、結(jié)束語

在現(xiàn)代化的電力系統(tǒng)構(gòu)架中，電力、信息以及通信系統(tǒng)已經(jīng)密切地聯(lián)系起來。信息與通信系統(tǒng)的可靠性在很大程度上影響著電力系統(tǒng)的安全性能。因此相關(guān)的調(diào)度機(jī)構(gòu)和電力部門高度重視電力通信系統(tǒng)的可靠性。伴隨著電力系統(tǒng)中通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用水平越來越高，人們對電力通信系統(tǒng)的可靠性期望也會(huì)與日俱增，希望本文能夠?yàn)樘嵘娏νㄐ畔到y(tǒng)可靠性提供有益的參考。

參考文獻(xiàn)

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[3]李翠然.應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)通信系統(tǒng)可靠性[J].鐵道運(yùn)營技術(shù)，2011（02）

篇（5）

時(shí)下正是信息化與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迅速發(fā)展的時(shí)代，在這個(gè)信息的時(shí)代，通信網(wǎng)也越來越普及，而民航空管通信網(wǎng)屬于通信網(wǎng)的小型專用通信網(wǎng)，其主要根據(jù)實(shí)際的需求來鋪設(shè)通信路線。主要受到民航空管通信行業(yè)的特性影響，對其可靠性也需要重視和加強(qiáng)

一、民航空管通信網(wǎng)的特性

在我國，由于民用航空的發(fā)展時(shí)間較短，所以還存在著一些缺陷。初期。民用航空只是作為航空公司內(nèi)部專用的網(wǎng)絡(luò)，用來傳輸機(jī)密信息或者對內(nèi)部活動(dòng)進(jìn)行調(diào)控和管理。所以我國通信網(wǎng)的公網(wǎng)起步較晚，使得民航的發(fā)展需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于公網(wǎng)的功能性，也就導(dǎo)致了民航空管通信網(wǎng)是航空公司自行鋪設(shè)的專網(wǎng)。到了建設(shè)的初期，又收到人們認(rèn)識(shí)水平的限制，民航空管多余通信專網(wǎng)的重視程度有所欠缺，所以過度專注于專網(wǎng)的自主性方面，希望通過這一方面的發(fā)展獲得社會(huì)收益。所以就目前的發(fā)展情況來看，通信網(wǎng)的可靠性需要進(jìn)行進(jìn)一步的研究，重視如何提高通信網(wǎng)的可靠性，確保民航事業(yè)的發(fā)展穩(wěn)固而扎實(shí)。

二、民航空管通信網(wǎng)可靠性的影響因素

通信網(wǎng)作為一個(gè)整體性的系統(tǒng)有著它獨(dú)有的特性和結(jié)構(gòu)。所謂可靠性，是指通信網(wǎng)在實(shí)際運(yùn)行時(shí)保證用戶正常通信的能力，主要側(cè)重用戶的角度。所以影響民航空管通信網(wǎng)的可靠性的因素主要分為外部因素和內(nèi)部因素：外部因素主要指通信網(wǎng)絡(luò)及其他通信設(shè)備所依存的環(huán)境條件，又可分為不可控因素與可控因素，不可控因素多指突發(fā)事件、緊急事件、自然災(zāi)害等，而可控因素多指通信網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的工作條件，如溫度、濕度等；內(nèi)部因素則多指通信網(wǎng)的可靠性、管維護(hù)等，由于通信網(wǎng)的可靠性主要通過抗毀性、生存性、有效性三個(gè)指標(biāo)評(píng)估，所以即使在通信網(wǎng)的建設(shè)過程中，具備獨(dú)立的備份系統(tǒng)，但在實(shí)際操作過程中還是存在一些問題，所以通信網(wǎng)的可靠性還需要更多的重視和研究

三、民航空管通信網(wǎng)可靠性的提高的措施

3.1優(yōu)化拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

民航空管通信網(wǎng)與常規(guī)的通信網(wǎng)相比在結(jié)構(gòu)上更為復(fù)雜，其影響因素更多，因此在民航空管通信網(wǎng)的可靠性設(shè)計(jì)上應(yīng)該考慮更過的方面。一是，通信網(wǎng)各部件自身的可靠性，通信網(wǎng)是由多個(gè)通信系統(tǒng)及設(shè)備和部件共同構(gòu)成的，需要保證整個(gè)系統(tǒng)的可靠性則需要對各個(gè)組成部分的可靠性做出控制，才能降低部件在運(yùn)行中出現(xiàn)問題的故障率。比如，在通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)可以采用MTTF較小的產(chǎn)品，降低部件之間的串接；二是，對于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇和優(yōu)化。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在通信網(wǎng)絡(luò)中起著關(guān)鍵的作用，一般情況下，環(huán)形和網(wǎng)狀的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更具有優(yōu)勢，所以在民航空管通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該選擇這兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，盡可能的提高通信網(wǎng)的可靠性。在實(shí)行過程中需要注意的是拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇必須符合實(shí)際情況，需要具備實(shí)用和經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，確保可行性。因此，在使用網(wǎng)狀或者環(huán)形的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時(shí)，還需要選擇鏈型或樹形的結(jié)構(gòu)構(gòu)成復(fù)合型的結(jié)構(gòu)，才能更好的保證通信網(wǎng)的可靠性，并且何以降低成本；三是路由的選擇。路由作為交換網(wǎng)絡(luò)的核心，在選擇方式和技術(shù)上也影響著通信網(wǎng)的可靠運(yùn)行。

3.2提升通信網(wǎng)備份系統(tǒng)的可靠性

由于民航空管通信網(wǎng)的實(shí)際評(píng)估對象包括許多方面，有網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備、附件等， 起評(píng)價(jià)的基本思路為通過平均故障間隔、平均運(yùn)行、平均修復(fù)的參數(shù)進(jìn)行評(píng)估。所以對于通信網(wǎng)的可靠性的評(píng)估實(shí)際上是對真?zhèn)€通信系統(tǒng)和子系統(tǒng)的可靠性評(píng)估，近幾年采取的拓?fù)湎到y(tǒng)則大大提高了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性等級(jí)。隨著近幾年我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和我國人民的生活水平提高，我們在空管行業(yè)的發(fā)展也越來越迅速，通信網(wǎng)的使用量大大增加，業(yè)務(wù)量也進(jìn)一步的提升，所以對于通信網(wǎng)的可靠性的提高提出了更高的要求和標(biāo)準(zhǔn)。所以由此出現(xiàn)了備用系統(tǒng)，即在主要系統(tǒng)的創(chuàng)建中保留多個(gè)模塊或原件使得在系統(tǒng)在出現(xiàn)故障時(shí)，可以迅速的切斷故障源頭，使得備用的部件能夠繼續(xù)投入到運(yùn)行中，從而保證了通信網(wǎng)的正常運(yùn)行，這樣一來可以大大降低了故障率，并且提高了通信網(wǎng)的可靠性。所以民航空管通信網(wǎng)為了保證可靠性，采用了“兩地一空”的體系進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸與共享。這樣一來就大大提升了通信網(wǎng)的可靠性，相比常規(guī)的通信網(wǎng)，如果投入相同的元件，則已經(jīng)無法滿足空管通信網(wǎng)的使用了。

四、結(jié)束語

綜上作者所說，對于空管通信網(wǎng)有著有別于常規(guī)通信網(wǎng)的特性核結(jié)構(gòu)，所以對于影響其可靠性的因素也需要更多的考慮和反應(yīng)，本文就對當(dāng)下的民航空管通信網(wǎng)的特性做出分析，分析了影響空管通信網(wǎng)的可靠性的因素，并提出了提升可靠性的措施，希望為建設(shè)者提供可行性的一些建議，保證空管通信網(wǎng)的暢通運(yùn)行。

參 考 文 獻(xiàn)

篇（6）

電力通信系統(tǒng)基于電力線進(jìn)行通信，電力線通信（Power LineCommunication，英文簡稱PLC）技術(shù)是指利用電力線傳輸數(shù)據(jù)和媒體信號(hào)的通信方式，把載有信息的高頻信號(hào)加載于電流，然后用電線傳輸給相應(yīng)的適配器，再把高頻從電流中分離出來并傳送到處理端以實(shí)現(xiàn)信息傳遞。該技術(shù)最大的優(yōu)勢是在現(xiàn)有電力線上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)語音和視頻等多業(yè)務(wù)的承載，以實(shí)現(xiàn)四網(wǎng)合一。通常電力通信的業(yè)務(wù)可分為關(guān)鍵運(yùn)行業(yè)務(wù)和事務(wù)管理業(yè)務(wù)兩大類。關(guān)鍵運(yùn)行業(yè)務(wù)是指遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)和調(diào)度電話等；其對通信的實(shí)時(shí)性、安全性和可靠性要求很高。而事務(wù)管理業(yè)務(wù)包括各種電話和電話會(huì)議，電視、信息數(shù)據(jù)等。其業(yè)務(wù)種類多、通信流量大，需要寬帶傳輸。

2 電力通信可靠性的需求

隨著電力通信網(wǎng)的發(fā)展，大量電力系統(tǒng)業(yè)務(wù)需要通過電力通信網(wǎng)進(jìn)行傳輸，電力系統(tǒng)對于通信網(wǎng)的依賴性增大，通信網(wǎng)故障對電力系統(tǒng)的影響也越來越嚴(yán)重。因此，電力部門對電力通信網(wǎng)的質(zhì)量要求也越來越高，不但要求電力通信網(wǎng)能夠提供足夠的通信能力，更要求電力通信網(wǎng)要具有很高的安全性、可靠性。而目前電力通信網(wǎng)管理體系不健全，可靠性評(píng)估手段不完整以及發(fā)展不平衡導(dǎo)致的設(shè)計(jì)水平低都是需要改進(jìn)的地方。

所以確定電力通信網(wǎng)的可靠性，一般情況下，可以設(shè)定一個(gè)開放的標(biāo)準(zhǔn)模型進(jìn)行評(píng)定。并且區(qū)別與傳統(tǒng)于通信網(wǎng)的可靠性要求，某些指標(biāo)需要重新進(jìn)行討論、修正，以滿足電力系統(tǒng)對通信網(wǎng)可靠性的要求。，增加電力系統(tǒng)特點(diǎn)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，這樣建立的可靠性評(píng)價(jià)體系才有實(shí)用價(jià)值。

3分層次設(shè)定項(xiàng)目指標(biāo)的可靠性分析方法

分析電力通信網(wǎng)可靠性可以從理論和實(shí)用兩個(gè)主要方面進(jìn)行入手。目前的研究中已經(jīng)從實(shí)用化的角度提出“電力通信網(wǎng)的可靠性工程”。根據(jù)可靠性工程的內(nèi)涵并結(jié)合電力通信網(wǎng)的構(gòu)成，對電力通信網(wǎng)可靠性工程可劃分為6個(gè)層次，業(yè)務(wù)層、拓?fù)鋵印⒙酚蓪印⒃O(shè)備層、運(yùn)行層、管理層。通過對各層次研究可知，電力通信網(wǎng)的可靠性研究主要是建立在上述各個(gè)層面的整合計(jì)算，并結(jié)合安全性進(jìn)行具體的分析獲得的具體指標(biāo)以及數(shù)據(jù)。

結(jié)合傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可靠性分析過程，可以采用一個(gè)螺旋式循環(huán)上升的過程進(jìn)行分析。在可靠性要求基礎(chǔ)上提出問題和原因，并設(shè)定解決方案，利用對解決方案的跟蹤評(píng)估繼續(xù)設(shè)定可靠性要求。

結(jié)合電力通信網(wǎng)的運(yùn)行方式首先提出可靠性指標(biāo)體系，即建立數(shù)學(xué)模型分析可靠性加權(quán)效應(yīng)。但是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用領(lǐng)域不同，環(huán)境參數(shù)不容，可能的影響因素也不相同，所以使用的指標(biāo)體系也會(huì)發(fā)生一定的變化。

選取的指標(biāo)代替整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中不同的模塊，會(huì)計(jì)算出不同情況下的理論數(shù)值，然后綜合評(píng)估，建立評(píng)價(jià)模型。模型中各個(gè)指標(biāo)設(shè)定為相對的計(jì)算值。所以通過采用逐層線性加權(quán)的方式得到通信網(wǎng)可靠性的綜合指數(shù)。

上述目標(biāo)使用的各個(gè)項(xiàng)目各不相同，結(jié)合現(xiàn)有通信網(wǎng)可以設(shè)定類似如下的項(xiàng)目：網(wǎng)絡(luò)物理設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行度量項(xiàng)目，包括3個(gè)指標(biāo)，項(xiàng)目平均故障時(shí)間MTBF，平均修復(fù)時(shí)間MTTR，不可用度U。其中這三個(gè)指標(biāo)的理論關(guān)系為U=MTTR/MTBF。若設(shè)定若干串聯(lián)單元?jiǎng)tU為每個(gè)單元的可用度之和，若并聯(lián)設(shè)置，則U為每個(gè)單元的可用度之積。對于此項(xiàng)目的計(jì)算，最后獲得的值設(shè)定為一個(gè)KiGi值。網(wǎng)絡(luò)物理設(shè)備層面的計(jì)算項(xiàng)目可以包括硬件損耗和升級(jí)產(chǎn)生的硬件替換，數(shù)據(jù)庫備份產(chǎn)生的備份時(shí)間以及數(shù)據(jù)通信在物理層產(chǎn)生的傳輸延遲對業(yè)務(wù)的影響等。

網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行層側(cè)重于電網(wǎng)及設(shè)施環(huán)境對網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的影響和故障的規(guī)律，此與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備層類似，利用產(chǎn)品失效率，為已工作到時(shí)刻尚未失效的產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)算，例如設(shè)定實(shí)效概率，在某個(gè)時(shí)間端內(nèi)的實(shí)效概率的倒數(shù)為平均故障時(shí)間，計(jì)算整個(gè)的平均故障時(shí)間之和，獲得運(yùn)行層各個(gè)節(jié)點(diǎn)的項(xiàng)目指標(biāo)。不可抗力，如地震和冰災(zāi)的發(fā)生，盜竊等認(rèn)為破壞的影響，都會(huì)直接導(dǎo)致可靠性下降。本文給出的解決方是設(shè)定各種災(zāi)害的相對“有效”影響能力，即對應(yīng)的加權(quán)值，即給出每個(gè)影響運(yùn)行的情況的加權(quán)平均數(shù)值，以便計(jì)算合理的項(xiàng)目指標(biāo)。

業(yè)務(wù)層和拓?fù)湟约奥酚蓪訉τ陔娏νㄐ啪W(wǎng)的影響普遍小于設(shè)備層和運(yùn)行層，這和電力通信網(wǎng)能夠承載的帶寬以及目前使用的業(yè)務(wù)關(guān)系很緊密，但是我們?nèi)匀豢梢栽O(shè)定足夠的項(xiàng)目及項(xiàng)目指標(biāo)獲得可靠性度量值，設(shè)定過程可以參考目前的運(yùn)營商通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行參數(shù)設(shè)定過程，包括業(yè)務(wù)鏈路帶寬延遲需要，服務(wù)器程序運(yùn)行穩(wěn)定性計(jì)算需求，管理人員和操作人員的錯(cuò)誤發(fā)生率和正常工作持續(xù)時(shí)間需求，業(yè)務(wù)忙閑對應(yīng)的話路擁塞等等。

篇（7）

為了滿足發(fā)電廠的發(fā)展生產(chǎn)，自動(dòng)化的生產(chǎn)形勢逐漸興起并且逐漸投入用于實(shí)際的生產(chǎn)建設(shè)之中。變電站通信系統(tǒng)的發(fā)展就是為了實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)化，它屬于該項(xiàng)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，其性能的提升范圍會(huì)直接影響著整個(gè)變電站系統(tǒng)的自動(dòng)化水平發(fā)展。

隨著技術(shù)的不斷完善，電力系統(tǒng)自動(dòng)化改造越來越深入，變電站的科技水準(zhǔn)不斷提升，廣泛的采用了微機(jī)繼電保護(hù)和數(shù)字化的測量監(jiān)控裝置。根據(jù)電網(wǎng)信息化工程改造的基本要求，把各個(gè)變電站（單位）通過光纖進(jìn)行連接，組成一個(gè)可實(shí)現(xiàn)內(nèi)部通信的網(wǎng)絡(luò)，這樣就有利于把電話網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、智能設(shè)備、遠(yuǎn)程監(jiān)控管理網(wǎng)等有效連接起來，因此也就實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)信息化管理。變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中的高電壓等級(jí)的變電站中，由于站內(nèi)規(guī)約和其所采用的通信介質(zhì)多種多樣，無法進(jìn)行統(tǒng)一管理，使得該技術(shù)在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)不同程度的問題。為了更好地解決這一情況，提出了一種便于變電站內(nèi)實(shí)現(xiàn)不同廠家設(shè)備之間多種規(guī)約、多種介質(zhì)轉(zhuǎn)換的分層模塊化軟件，以便于加強(qiáng)變電站的通信可靠性。

一、變電站自動(dòng)通信的發(fā)展中有待解決的問題

（一）各個(gè)裝置之間的連接不完善

由于早期技術(shù)的局限性，使得國內(nèi)常規(guī)變電站的保護(hù)裝置和監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)還相對落后，更新緩慢，主要都是采用六、七十年代的機(jī)電和電子技術(shù)，隨著科技的發(fā)展和人們對技術(shù)要求的升高，就越來越暴露出其固有的缺陷和局限性。目前我國常用的變電站中，常規(guī)二次系統(tǒng)的各種硬件設(shè)備基本上是按功能獨(dú)立配置的，技術(shù)同國外相比有一定的滯后性，設(shè)備彼此間聯(lián)系很少、兼容性差，設(shè)備型號(hào)多種多樣不利于統(tǒng)一管理，缺乏一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的組合程序，雖然投入后能夠正常運(yùn)行，但是不利于日后功能的升級(jí)。

（二）早期設(shè)備功能不全面

我國變電站自動(dòng)化發(fā)展相對于發(fā)達(dá)國家來說起步較晚，一些設(shè)備的功能不完善。例如常規(guī)二次系統(tǒng)是個(gè)被動(dòng)系統(tǒng)，缺乏提前預(yù)警裝置，因此這些裝置出現(xiàn)問題后，可能在無任何報(bào)警信息的情況下發(fā)生停工的現(xiàn)象，從而影響變電站的正常工作。就當(dāng)前未進(jìn)行全面自動(dòng)化的條件下，目前遇到這樣的情況下，解決辦法就是對常規(guī)二次系統(tǒng)進(jìn)行定期的測試和校驗(yàn)，這樣的不利影響就是增加了維護(hù)人員的工作量，而且仍無法保證裝置在修復(fù)后可以絕對可靠的運(yùn)行。另外維護(hù)人員在定期檢測中，有時(shí)因?yàn)榧?xì)節(jié)的疏忽人為造成裝置誤動(dòng)的情況也時(shí)有發(fā)生。

目前變電站中主要利用指示燈顯示監(jiān)控操作，模擬量瞬時(shí)值則是利用各種各樣的模擬式表盤進(jìn)行演示，這就需要人工對大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄或是專業(yè)的儀器進(jìn)行檢測，因此變電站中早起檢測的歷史數(shù)據(jù)、操作記錄和事件記錄等多數(shù)都是由手工完成或用專門的記錄器記錄的，這樣的檢測方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，同時(shí)稍有疏忽就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。

二、我國如何加強(qiáng)變電站通信可靠性

（一）通信的數(shù)字化、集成化、規(guī)范化

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國當(dāng)前變電站自動(dòng)化的發(fā)展趨勢會(huì)不斷地向著高集成化、數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化的趨勢發(fā)展。近幾年隨著集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，繼電保護(hù)和測控裝置上運(yùn)用了許多新興的、大型的大規(guī)模集成電路，這些新器件的應(yīng)用將使保護(hù)和測控裝置的電路板更加小型集成化。高集成化可以使裝置通信、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及處理能力更強(qiáng)，同時(shí)還有利于降低成本，降低故障的發(fā)生率，有利于實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的運(yùn)行管理。

變電站自動(dòng)化系統(tǒng)將逐步向產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。具體表現(xiàn)在：產(chǎn)品基本功能設(shè)計(jì)和要求的標(biāo)準(zhǔn)化及產(chǎn)品的對外接口和通訊協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化，變電站內(nèi)不同廠家的設(shè)備可以做到互換互連，“即插即用”增加了用戶選擇變電站內(nèi)各類設(shè)備和更換設(shè)備的自由度，同時(shí)不滿足標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的廠商將被逐步淘汰，使變電站自動(dòng)化專業(yè)逐步走向良性的發(fā)展。

（二）新興技術(shù)的應(yīng)用

藍(lán)牙技術(shù)早期應(yīng)用于手機(jī)等儀器之間的信息傳輸，是一種無線數(shù)據(jù)與語音通信相結(jié)合的新型技術(shù)，它的運(yùn)行成本相對較低，主要是以近距離無線連接為基礎(chǔ)、為固定與移動(dòng)設(shè)備通信環(huán)境建立一個(gè)特別連接的短程無線電技術(shù)，同時(shí)還解決了以太網(wǎng)用于變電站自動(dòng)化布線難的問題。該技術(shù)的優(yōu)勢就是小功率、微型化、低成本。藍(lán)牙技術(shù)應(yīng)用于變電站之中還處于起步階段，但由于藍(lán)牙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、知識(shí)產(chǎn)權(quán)共享的優(yōu)勢是非常明顯的，因此未來有極大的發(fā)展空間。

目前常見的以藍(lán)牙為技術(shù)基礎(chǔ)的自動(dòng)化系統(tǒng)為XNR-800型微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，是在綜合國內(nèi)外多家微機(jī)保護(hù)的基礎(chǔ)上，依照國外的先進(jìn)技術(shù)發(fā)展而成，其核心是采用國際最新的DSP處理單元，研制成集保護(hù)、測控、遠(yuǎn)動(dòng)、通訊于一體的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。該系統(tǒng)的功能十分全面，包含了保護(hù)、遙測、遙信、遙脈、遙調(diào)、遙控等功能，有利于實(shí)現(xiàn)對變電站全方位的控制和管理，減少了人工對變電站的實(shí)時(shí)監(jiān)控。同時(shí)，該系統(tǒng)自投入市場以來，由于運(yùn)行穩(wěn)定、功能完善、采樣準(zhǔn)確、開入開出正確、通訊可靠等優(yōu)勢，正在廣泛的被應(yīng)用于變電站的自動(dòng)化控制技術(shù)中。該系統(tǒng)的CPU及獨(dú)立的操作回路，可以完成對變電站對應(yīng)間隔的保護(hù)、測量、控制等功能，而且不依賴于通信網(wǎng)絡(luò)，減少了網(wǎng)絡(luò)連接的繁瑣工程。

結(jié)束語：綜上所述，要想實(shí)現(xiàn)變電站的自動(dòng)化，就必須發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，積極學(xué)習(xí)先進(jìn)的國外技術(shù)，對老舊的設(shè)備進(jìn)行更新?lián)Q代，并結(jié)合先進(jìn)的科技進(jìn)行解決，這樣才有利于實(shí)現(xiàn)變電站的可靠性、自動(dòng)化。

參考文獻(xiàn)：

篇（8）

作者簡介：張永新（1976-），女，山東菏澤人，山東電力集團(tuán)公司臨沂供電公司，工程師，高級(jí)技師；梁素杰（1978-），女，山東臨沂人，山東電力集團(tuán)公司臨沂供電公司，工程師，高級(jí)技師。（山東 臨沂 276000）

中圖分類號(hào)：TM734 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）05-0194-02

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)都為低電平的弱電系統(tǒng)，它們所工作的環(huán)境是電磁干擾極其嚴(yán)重的強(qiáng)電場所，很容易受到電磁干擾而不能正常工作，使調(diào)度自動(dòng)化信息無法正確反映一次設(shè)備的正常運(yùn)行狀態(tài)，影響監(jiān)控中心遠(yuǎn)方監(jiān)控，在電網(wǎng)一次設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，調(diào)度員無法在第一時(shí)間得到信息，給電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來非常嚴(yán)重的影響。

一、綜合自動(dòng)化變電站設(shè)備現(xiàn)狀分析

臨沂供電公司目前共有變電站78座，其中有60座變電站自動(dòng)化設(shè)備為綜合自動(dòng)化設(shè)備，18座變電站自動(dòng)化設(shè)備為RTU設(shè)備。綜合自動(dòng)化設(shè)備以南瑞科技NS2000、南瑞繼保RCS9700和RCS9000、深圳南瑞ISA300為主，通信方式采用串口式、總線式、網(wǎng)絡(luò)式三種方式。其中串口式主要為RS485和RS232，總線式為CAN網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)式為工業(yè)以太網(wǎng)。綜合自動(dòng)化變電站設(shè)備情況統(tǒng)計(jì)如表1所示。

二、綜合自動(dòng)化設(shè)備通信故障原因分析

通過對通信問題的統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，通信問題主要集中在串口通信方面，而于2007年后投運(yùn)的以太網(wǎng)接口設(shè)備，通信穩(wěn)定性較好。對于采用串口RS485及CAN網(wǎng)通信的設(shè)備，主要采用圖2的接線方式，該方式在一個(gè)節(jié)點(diǎn)（裝置）出現(xiàn)通信故障時(shí)，不影響其他節(jié)點(diǎn)（裝置）的通信。

2001-2007年間投運(yùn)的綜合自動(dòng)化設(shè)備，大部分采用串口RS485及CAN網(wǎng)通信的方式，占公司綜合自動(dòng)化變電站總數(shù)的58.3%，這些設(shè)備在運(yùn)行過程出現(xiàn)的通信問題不容忽視，具體原因分析如下：

1.抗干擾措施不力

根據(jù)設(shè)備通信不穩(wěn)定的原因，筆者發(fā)現(xiàn)在干擾源方面存在以下問題：

材料方面：屏柜未使用接地銅排。經(jīng)排查，有9個(gè)站的屏柜未使用接地銅排接地；電纜屏蔽層未接地，對通信不穩(wěn)定的變電站的接線方式進(jìn)行了檢查，此類變電站大多為無人值守時(shí)的改造站，有6個(gè)站的電纜未接屏蔽線。

施工方法：屏柜接地方法不正確。根據(jù)抗干擾措施要求，二次設(shè)備和二次電纜設(shè)專用接地銅排構(gòu)造等電位面，屏柜應(yīng)與等電位面用專用銅纜相連。經(jīng)排查，有11個(gè)站的屏柜接地不符合要求；通信線屏蔽未接地，對九莊站等10座通信不穩(wěn)定的變電站的接線方式進(jìn)行了檢查，此類變電站大多為無人值守時(shí)的改造站，共有175根通信線，其中35根通信線未接屏蔽線，占總量的20%；通訊纜、控纜與電力纜混排，在電纜敷設(shè)時(shí)，嚴(yán)格按照施工工作以工藝要求將通訊纜、控纜、電力纜分層布置。

人員培訓(xùn)不夠，部分班組成員對二次抗干擾措施不了解，沒有系統(tǒng)地掌握二次抗干擾知識(shí)，接線或施工工藝不規(guī)范。

外部干擾多。變電站本身就是電磁干擾極其嚴(yán)重的強(qiáng)電場所，外部干擾不可避免。

2.裝置通信芯片原因

2005年前的綜合自動(dòng)化設(shè)備因其通信芯片受當(dāng)時(shí)技術(shù)條件的限制，在運(yùn)行過程中會(huì)出現(xiàn)無收發(fā)數(shù)據(jù)致使通信中斷現(xiàn)象，但該現(xiàn)象不影響裝置保護(hù)功能，僅影響自動(dòng)化數(shù)據(jù)的傳輸。另有部分設(shè)備通信芯片由于通信線接線方式不規(guī)范，受到大電壓的沖擊后損壞。

3.裝置程序原因

2005年前的部分保護(hù)測控一體化設(shè)備在運(yùn)行過程中出現(xiàn)遙測、遙信傳輸正常，但遙控?zé)o法執(zhí)行的現(xiàn)象。原因?yàn)楸Ｗo(hù)測控裝置存儲(chǔ)的信息量過多，雖然沒有達(dá)到裝置存儲(chǔ)信息量最大理論值，但受技術(shù)條件限制設(shè)備已無法正常運(yùn)行，對某些請求無法響應(yīng)。

主機(jī)單元在運(yùn)行過程中起著“承上啟下”的作用，故變電站主機(jī)在配置時(shí)一般均為雙機(jī)，就是為減少因設(shè)備故障而引起全站信息中斷的現(xiàn)象。但某些設(shè)備在雙機(jī)主備切換過程中，出現(xiàn)均為備機(jī)的情況，兩臺(tái)主機(jī)均不發(fā)送信息導(dǎo)致信息無法傳輸。

部分變電站由于二次設(shè)備品牌眾多，通信規(guī)約不一致，不可避免地使用通信管理單元，在通信連接方面又增加了一個(gè)“中轉(zhuǎn)站”。通信管理機(jī)與總控單元之間的通信接口，也容易產(chǎn)生故障。本公司使用的通信管理機(jī)一般與總控單元不是同一廠家的產(chǎn)品，由于在通信規(guī)約等方面存在差異，設(shè)備運(yùn)行過程中也容易出現(xiàn)通信中斷的問題，將影響通信管理機(jī)所接待的所有設(shè)備的信息傳輸。

三、對策及實(shí)施

對以上三個(gè)方面的問題進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析后，筆者發(fā)現(xiàn)抗干擾措施不力是造成通信中斷的主要原因，為此制訂了一系列對策及措施，具體如下：

1.增加屏柜接地銅排并接地

有9個(gè)站的屏柜未使用接地銅排接地，在設(shè)備屏柜安裝60×30×4接地銅排，并將接地銅排用50平方毫米的多股接地線接地。

2.將電纜屏蔽層接地

有6個(gè)站的電纜屏蔽層未接地，把電纜重新剝皮露出屏蔽層，將6平方毫米的接地線焊接至屏蔽層，并用絕緣膠布裹好，用熱縮管重新做頭并將接地線接至屏柜接地銅排，使用正確的接地方法。

有11個(gè)站的屏柜接地方法不符合要求。本公司將這些變電站的屏柜用50平方毫米的銅纜相連，并將其中一個(gè)屏用50平方毫米的銅纜與變電站二次接地網(wǎng)相連。

3.將通信線屏蔽層接地

2004年前投運(yùn)或改造的變電站，大部分通信線沒有屏蔽層，有的有屏蔽層但并未使用。本公司將原先不帶屏蔽層的通信線更換為帶屏蔽層的通信線并重新布線，將通信線穿PVC管進(jìn)行了外部防護(hù)，統(tǒng)一使用了帶屏蔽的雙絞線，RS485、CAN網(wǎng)、LON網(wǎng)信號(hào)線使用其中的一對雙絞線，兩條線絞在一起，對通訊各種分布參數(shù)耦合過來的干擾信號(hào)平均地分配到這兩條線上，提高了通信網(wǎng)的抗干擾能力。

同時(shí)將RS485、CAN網(wǎng)、LON網(wǎng)的通信線屏蔽層利用端子排空端子進(jìn)行等電位連接，并在總控單元處進(jìn)行單端接地，如圖3所示。

4.嚴(yán)格制定并執(zhí)行通信線施工工藝標(biāo)準(zhǔn)

為嚴(yán)格施工工藝，本公司制定了標(biāo)準(zhǔn)的接線方法，并寫入《自動(dòng)化分站施工作業(yè)指導(dǎo)書》；同時(shí)要求新建變電站在施工過程中，為減少干擾通信線在敷設(shè)時(shí)必須外加PVC管，與控制電纜分開布置，分層排放。

5.完善通信芯片質(zhì)量和通信程序

對早期的南瑞繼保公司RCS9600系列保護(hù)測控裝置，結(jié)合檢修停電計(jì)劃，對通信芯片進(jìn)行了更換，升級(jí)了裝置程序。對通信接口不穩(wěn)定的RCS9692設(shè)備，除對通信線接線方式整改外，同時(shí)對設(shè)備接地、通信芯片、二次隔離等方面進(jìn)行了完善。

6.增加二次抗干擾措施方面的學(xué)習(xí)與培訓(xùn)

篇（9）

1 系統(tǒng)最可靠優(yōu)化概述

通信和電子系統(tǒng)本身就是一個(gè)較為復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)，其工程的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)中存在多種復(fù)雜的關(guān)系和約束條件，因此其優(yōu)化問題就成為了通信和電子系統(tǒng)的重要設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。在其設(shè)計(jì)和配合中，對系統(tǒng)的規(guī)劃就成為了整個(gè)系統(tǒng)良性運(yùn)行的前提和基礎(chǔ)。從管理角度看，對系統(tǒng)的規(guī)劃就是合理的安排各種資源在系統(tǒng)構(gòu)建中的分配和作用，對于大型的系統(tǒng)工程的實(shí)施作用明顯。系統(tǒng)越復(fù)雜其對其規(guī)劃的要求就越嚴(yán)格。同時(shí)在設(shè)計(jì)中還需要將可靠性作為系統(tǒng)規(guī)劃的前提，即在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)不改變整個(gè)系統(tǒng)成本的前提下，實(shí)現(xiàn)最為可靠的運(yùn)行配合 ，即合理的分配各個(gè)零部件的可靠度，保證其在各自功能范圍內(nèi)體現(xiàn)出最佳性能，并保證系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。這里的可靠性設(shè)計(jì)還應(yīng)把經(jīng)濟(jì)指標(biāo)涵蓋在內(nèi)，即從技術(shù)角度、經(jīng)濟(jì)成本角度出發(fā)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的可靠與經(jīng)濟(jì)性雙贏。

在通信和電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，因?yàn)橄到y(tǒng)的復(fù)雜性，所以要求在技術(shù)指標(biāo)得到滿足的條件下盡量使得設(shè)計(jì)成本最低。尤其對于某些特殊要求的復(fù)雜系統(tǒng)，利用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法很難達(dá)到此種目標(biāo)，因此最優(yōu)化的設(shè)計(jì)方法就成為了復(fù)雜通信和電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要手段。最優(yōu)化問題對于通信和電子系統(tǒng)來說，就是指最優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案。即在指定的設(shè)計(jì)指標(biāo)和元件、參數(shù)范圍條件下，確定獨(dú)立的設(shè)計(jì)參數(shù)，保證系統(tǒng)達(dá)到最經(jīng)濟(jì)的技術(shù)指標(biāo)和性能。

2 通信電子系統(tǒng)的最可靠性

通信和電子系統(tǒng)本身就是一個(gè)較為復(fù)雜的多層次系統(tǒng)，其復(fù)雜而精密的特點(diǎn)使其運(yùn)行的可靠性成為了系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的首要條件。通信系統(tǒng)的可靠性主要的標(biāo)準(zhǔn)就是其通信的質(zhì)量，而系統(tǒng)可靠性具體的體現(xiàn)就是在正常工作中錯(cuò)誤的概率最低，這個(gè)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)取決于構(gòu)成系統(tǒng)的各個(gè)部件的可靠性，以及系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)方式。主要設(shè)備結(jié)構(gòu)的合理是提高可靠性的重要基礎(chǔ)，也是提高可靠性的途徑之一。通信系統(tǒng)的主要作用就是輸入和輸出，在完成這個(gè)數(shù)據(jù)處理的過程中，需要多個(gè)電氣元件進(jìn)行參與，即一個(gè)主要設(shè)備中有多個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行串聯(lián)組成一個(gè)工作系統(tǒng)。而主要系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)將構(gòu)成一個(gè)完整的通信系統(tǒng)，可見主要系統(tǒng)的可靠性將決定整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，即只要主設(shè)備或者系統(tǒng)不出現(xiàn)故障該通信系統(tǒng)就正常。

在一個(gè)系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)參數(shù)有兩種，一種為固定參數(shù)即系統(tǒng)需要滿足的基本性能，一種為設(shè)計(jì)參數(shù)，即待定的某些參數(shù)，固定參數(shù)是必須實(shí)現(xiàn)的，而待定參數(shù)則可以看做是優(yōu)化變量，也就是通過設(shè)計(jì)參數(shù)的改變來影響整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的效果。此時(shí)，各種參數(shù)的變化范圍就會(huì)成為影響系統(tǒng)運(yùn)行的基本條件，可以理解為目標(biāo)函數(shù)中的設(shè)計(jì)指標(biāo)可以構(gòu)成優(yōu)化變量的約束條件。因此，尋求系統(tǒng)的最佳性能就是對目標(biāo)函數(shù)的最大或者最小。

3 通信和電子系統(tǒng)的最優(yōu)化算法

通信電路或者通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)都是在給定的技術(shù)指標(biāo)前提下進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的，對這些參數(shù)產(chǎn)生影響的條件有很多，如幅值、相位、頻率等等。如果電路滿足技術(shù)指標(biāo)就可以看做為合格，否則為不合格。盡管初始設(shè)計(jì)保證所有的系統(tǒng)元件都為標(biāo)準(zhǔn)，即電路滿足使用指標(biāo)要求，但是因?yàn)橥獠凯h(huán)境因素的影響，個(gè)元件的運(yùn)行參數(shù)是在一個(gè)容差范圍內(nèi)隨機(jī)變化的。這種元件的容差就有可能使得批量產(chǎn)品的合格率小于需要。如何在設(shè)計(jì)中，根據(jù)指定的技術(shù)指標(biāo)要求，確定 合理的電路元件的標(biāo)稱值和容差，使得產(chǎn)品合格率最大而成本最小，這就是優(yōu)化設(shè)計(jì)的核心問題，這也是可靠性最優(yōu)化計(jì)算需要解決的問題。

在對某通信系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算中發(fā)現(xiàn)，可變?nèi)莶罘ㄔ诮咏尚袇^(qū)域收斂速度明顯出現(xiàn)大幅下降，大量的時(shí)間都將被浪費(fèi)在可行性修正上，目標(biāo)函數(shù)的下降較小，只能通過降低收斂精度才能實(shí)現(xiàn)收斂的目標(biāo)。即使這樣最后的結(jié)果也還是會(huì)出現(xiàn)某個(gè)部件可靠性大于1的不理想狀況。實(shí)踐中SUMT法和乘子法均能得到滿意的結(jié)果，但是為了確保計(jì)算的穩(wěn)定性，前者的懲罰因素增速不能過大，因此相對采用的迭代次數(shù)就會(huì)增加，所以采用采用乘子法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，及時(shí)先沿著搜索方向向外推算出最小點(diǎn)所在的區(qū)間，然后在此范圍限定的情況下，二次插值，求得最優(yōu)步長。

因?yàn)槟诚到y(tǒng)價(jià)格模型中包含了正切函數(shù)，當(dāng)完好率接近1的時(shí)候，函數(shù)值和導(dǎo)數(shù)值將急劇增加，尤其是導(dǎo)數(shù)值很有可能會(huì)溢出。通常采用的控制方法是：

（1）利用隨機(jī)格點(diǎn)搜索目標(biāo)函數(shù)值相對小的域內(nèi)點(diǎn)，進(jìn)行乘子法的改善點(diǎn)。隨機(jī)搜索時(shí)都對部件可靠性的上線進(jìn)行限制，即完好率在0.5-0.6之間。

（2）利用二點(diǎn)差分的近似計(jì)算價(jià)格函數(shù)的導(dǎo)數(shù)，以防止其產(chǎn)生溢出效果。根據(jù)目標(biāo)函數(shù)的梯度和函數(shù)自動(dòng)調(diào)整差分步長，保證導(dǎo)數(shù)估計(jì)值的截?cái)嗾`差和舍入值誤差相近似相等。

利用前面的兩種方式，求得某通信系統(tǒng)的兩種價(jià)格模型的最大可靠性問題和最小成本問題。如下式：

將著這些參數(shù)代入到可靠性公式中，就可以得到某通信系統(tǒng)的最優(yōu)化結(jié)果。并根據(jù)具體的數(shù)據(jù)對系統(tǒng)的構(gòu)成進(jìn)行合理的修正。

4 結(jié)束語

通信和電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)處處體現(xiàn)最優(yōu)化方法的思想,即在一定客觀條件制約下,選取最優(yōu)路線(策略、方式、安排),以取得最好效益或?qū)崿F(xiàn)既定目標(biāo)。計(jì)算中應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)選擇盡可能合理的初始點(diǎn)。然后用二階段算法,即在第一階段用一個(gè)簡單的算法在較大的空間搜尋,求得一個(gè)改進(jìn)的初始點(diǎn),第二階段再用比較高效的算法,從這個(gè)改進(jìn)后的初始點(diǎn)出發(fā),搜索求得問題的最優(yōu)解。

參考文獻(xiàn)

［1］高山杰.基于最優(yōu)化理論與算法的通信系統(tǒng)功能構(gòu)建［J］.現(xiàn)代電子技術(shù), 2010,(18) .

篇（10）

1 高速公路通信系統(tǒng)的特點(diǎn)

 

高速公路現(xiàn)代化管理的支撐系統(tǒng)就是高速公路通信體系，是完成高速公路現(xiàn)代化管理不可或缺的基礎(chǔ)設(shè)施。它完成了監(jiān)控體系與收費(fèi)體系的數(shù)據(jù)、語音以及圖像等信息正確而及時(shí)地輸送，同時(shí)確保高速公路管理部門中間業(yè)務(wù)聯(lián)絡(luò)通訊的流暢，并為高速公路內(nèi)部每一個(gè)部門和外界建設(shè)需要的聯(lián)系。關(guān)鍵有下面三個(gè)特點(diǎn)：

 

(1) 高速公路的每一級(jí)管理機(jī)構(gòu)和沿線設(shè)施通常都建筑在公路兩側(cè)，沿公路呈線狀部署。通常通信站都安置在收費(fèi)站或管理所的所在地，通信站的地理部位在公路建設(shè)時(shí)已基本決定，就是不可以隨意選址設(shè)站。

 

(2)高速公路的管理體制通常使用分級(jí)管理、集中掌控調(diào)度，高速公路通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造為樹形構(gòu)造。另外，每一級(jí)管理機(jī)構(gòu)和公路沿線各地相關(guān)部門和上級(jí)機(jī)關(guān)也一定要維持通信聯(lián)絡(luò)的流暢，以內(nèi)部通信為主的是高速公路通信體系，并進(jìn)入電信公用網(wǎng)。

 

(3)在高速公路管理處、管理所、服務(wù)區(qū)、收費(fèi)站收費(fèi)、監(jiān)控分中心等機(jī)構(gòu)中間和外場監(jiān)控設(shè)備與監(jiān)控分中心之間需實(shí)施語音、數(shù)據(jù)、圖像等每一類信息的輸送與交換。為及時(shí)解決交通事件，實(shí)施交通調(diào)度指揮，相關(guān)部門一定要與巡邏車等保持通信聯(lián)絡(luò)。

 

2 高速公路通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能

 

2.1 通信管道與光電纜線路

 

通信管道通常敷設(shè)在高速公路的中央綠化帶下面，這種狀況頗多;在不安置中央綠化帶或者過隧道時(shí)，通信管道一般在路側(cè)敷設(shè)，兩者對比，在綠化用土填充前敷設(shè)中央綠化帶下的通信管道，這樣能減少開挖工程量，還能夠讓開路側(cè)很多的標(biāo)志牌基礎(chǔ)更可靠，為此，通信管道敷設(shè)在高速公路的中央綠化帶下面有很多。光纜敷設(shè)在通信管道內(nèi)，為通信體系信息傳輸供應(yīng)通道。

 

2.2 光纖數(shù)字傳輸體系

 

光纖數(shù)字輸送體系包含通信傳輸設(shè)備與接入網(wǎng)設(shè)備，在收費(fèi)站、通信中心與服務(wù)區(qū)的通信機(jī)房內(nèi)安裝，其主要功能是接入監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、收費(fèi)數(shù)據(jù)與辦公自動(dòng)化等諸多信息，并輸送到路段通信分中心以及省通信中心，為高速公路的運(yùn)營管理供應(yīng)數(shù)據(jù)輸送及交換。

 

2.3 數(shù)字程控交換系統(tǒng)

 

系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備就是數(shù)字程控交換機(jī)，安裝在通信分中心，幫助沿線每一個(gè)管理部門開展指令電話、業(yè)務(wù)電話和傳真等相關(guān)通信業(yè)務(wù)。

 

2.4 通信電源

 

高頻開關(guān)組合電源在通信分中心與每一個(gè)通信站安裝，-48V 直流電源是為通信設(shè)備供需的，在市電停電期間，仍舊能供電 10h 以上。

 

3 信息系統(tǒng)可靠性模型

 

3.1 系統(tǒng)概念模型

 

理論上說，智能化集成監(jiān)控和管理體系(IIMMS)屬于監(jiān)控以及診斷系統(tǒng)的區(qū)域，計(jì)算機(jī)信息體系中軟硬件資源不一樣的地方在于 I-IMMS 系統(tǒng)監(jiān)控以及診斷的對象。在探究現(xiàn)有的某些監(jiān)控與診斷體系的基礎(chǔ)上，我們提出了 IIMMS 體系概念模型。IIMMS 系統(tǒng)的概念模型是這系統(tǒng)的體系構(gòu)造、功能構(gòu)造和其支持技術(shù)的概括性描述。

 

3.2 系統(tǒng)層次構(gòu)造模型

 

基于 IIMMS 體系的概念模型，我們設(shè)計(jì)了監(jiān)控和管理體系的構(gòu)造模型。體系在邏輯上從底向上分為兩大功能體系：數(shù)據(jù)采集體系和集成管理體系，四個(gè)層次：采集數(shù)據(jù)層、管理數(shù)據(jù)層、數(shù)據(jù)分析層以及管理操作層。數(shù)據(jù)采集層實(shí)施兩方面功能：數(shù)據(jù)收集與自治性管理操作，并經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)通訊接口和上層集成管理體系通訊———傳送數(shù)據(jù)、接收命令或返回實(shí)施結(jié)果。

 

4 提高信息系統(tǒng)可靠性的策略

 

4.1 細(xì)化網(wǎng)絡(luò)安全措施

 

網(wǎng)絡(luò)與氣象業(yè)務(wù)信息體系息息相關(guān)，科技的不斷延伸，網(wǎng)絡(luò)連接區(qū)域不斷發(fā)展，偶爾網(wǎng)絡(luò)的不安全也會(huì)引起網(wǎng)絡(luò)的故障。提升網(wǎng)絡(luò)有五大方法：(1)業(yè)務(wù)網(wǎng)要與互聯(lián)網(wǎng)物理隔離。如果一定要訪問內(nèi)網(wǎng)也一定要訪問外網(wǎng)的服務(wù)器，把內(nèi)外網(wǎng)分開需要網(wǎng)閘。(2)辦公網(wǎng)和業(yè)務(wù)網(wǎng)要隔開。(3)要解決互聯(lián)網(wǎng)出口的網(wǎng)絡(luò)安全措施。兼具防病毒體系和流量控制，入侵檢驗(yàn)，防火墻和保護(hù)體系。互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)容逐步豐富，帶寬占用率很高，要施加約束，讓網(wǎng)絡(luò)順暢。(4)要縮小網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。通過劃分 VLAN 的辦法，把廣播域縮小。通過選取性在網(wǎng)和網(wǎng)之間完成互通，確定需要后再開通。(5)在和外單位連接的出口處加上防火墻，經(jīng)過訪問掌控列表約束對端網(wǎng)絡(luò)及對本地網(wǎng)絡(luò)的訪問。

 

4.2 體系管理人員要經(jīng)過必然的方法加大對環(huán)境和設(shè)備的監(jiān)控與管理

 

過多的業(yè)務(wù)系統(tǒng)設(shè)備，與環(huán)境的需求越來越強(qiáng)烈。人工監(jiān)控與這一情況有沖突。如果把系統(tǒng)的可靠性不斷提高，對體系和環(huán)境要完成自動(dòng)監(jiān)控和報(bào)警，故障早發(fā)現(xiàn)就能早處理，縮短故障時(shí)間。機(jī)房環(huán)境監(jiān)控體系，中心機(jī)房關(guān)鍵系統(tǒng)的正常運(yùn)行可以保證，實(shí)時(shí)監(jiān)測機(jī)房環(huán)境的每一項(xiàng)指標(biāo)，遇到電源故障、機(jī)房停電、環(huán)境溫度過高非法火災(zāi)、侵入及漏水等緊急突況，必須做好記錄、查詢和自動(dòng)及時(shí)報(bào)警。

 

4.3 業(yè)務(wù)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的保障靠技術(shù)人員

 

科技和人才就是第一生產(chǎn)力。擁有開發(fā)的技術(shù)人員和體系管理維護(hù)，把新的技術(shù)及時(shí)融入到業(yè)務(wù)體系中，這樣就能及早發(fā)覺體系中存在的隱患，提出合理的處理方法。另外一方面，系統(tǒng)產(chǎn)生故障時(shí)，及時(shí)把故障恢復(fù)就要靠專業(yè)的技術(shù)人員。技術(shù)人員的知識(shí)在技術(shù)的進(jìn)步更新中不斷創(chuàng)造有三個(gè)途徑：

 

4.3.1 定時(shí)參加相關(guān)的技術(shù)培訓(xùn)班。《信息技術(shù)領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人才知識(shí)更新工程實(shí)施辦法》中詳細(xì)規(guī)定：每年信息專科技術(shù)人才參加包含“653 項(xiàng)目”在內(nèi)的每一類繼續(xù)教育和培訓(xùn)的時(shí)間共需要不低于12 天或 72 學(xué)時(shí)。

 

4.3.2 信息體系出現(xiàn)轉(zhuǎn)變時(shí)要舉辦跟這體系緊密有關(guān)的培訓(xùn)補(bǔ)習(xí)班，讓技術(shù)人員對這系統(tǒng)的原理、構(gòu)造、線路走向等一目了然。

 

4.3.3 公司內(nèi)部要構(gòu)成多些技術(shù)交流，使技術(shù)人員的專業(yè)水平不斷攀升進(jìn)步。

 

5 結(jié)束語