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数字化关键技术范文1
关键词：数字化变电站；技术；IEC61850标准
中图分类号：TL48文献标识码： A
引言
数字化变电站的出现使得智能电网成为可能，使得人们能够更好地对变电站进行管理，具有非常重大的现实意义。虽然由于人们的研究的时间还比较短，对数字化变电站的一些关键技术的研究还不够深入，但相信在不久的将来，数字化变电站一定会成为变电站发展的主流，为人们带来更大的便利。
1、数字化变电站发展概况
1.1、变电控制系统的应用现状
近年来，随着经济的快速发展对电能源的需求不断增加，因而带来我国电网规模不断扩大。随着电网的增加电网的安全运行问题就成为电网企业考虑的主要问题，电网的安全运行直接关系到电力企业的效益。对此，一些电力企业为了提高电网运行的安全性开始对传统的变电设备进行改进应用计算机系统对体系进行控制，不仅使变电系统的操作更加简单，而且使信息实现共享，增强了变电系统的实用性。
1.2、电流和电压互感器的应用现状
电流和电压互感器是电力系统中电量计算和保护继电装置的重要部件，他们的运行效率可以对整个电网的运行效率起到重要影响。未实现数字化的变电站使用的电流和电压互感器主要是电磁感应式的，在电网运行压力不断增加的今天表现出一定的缺点。因而数字化的电流和电压互感器就应运而生了。
2、数字化变电站的主要技术特征
2.1、信息交互网络化
在数字化变电站技术中采用了新型的互感器，它与传统的互感器相比具有功率消耗低、可靠性强等特点。它可以将电网的电流和电压转变成数字信号来进行传输，将传统的功能模块转变成逻辑模块，使变电站各个设备之间能够利用网络来进行交换信息。信息交互网络具有很多优点，主要表现在以下几方面。第一，可以根据变电站的需要来选择网络，大大提高了系统的使用率和可靠性。第二，传感器可以同时发送系统中各个元件的测量数据，便于将系统数据进行共享。第三，大大减少了变电站中连接线的数量，使系统的稳定性大大提升。
2.2、系统分层分布化
变电站系统向自动化系统方向发展的过程中经历了一个重要的转变过程：由集中式向分布式的转变。这种分层分布式变电站系统采用的通信技术非常地可靠，能够将设备运行过程中的信息准确地记录下来，对于变电站系统反应速度的提高起到非常关键的作用。目前，由国际电工委员会制定的变电站通信网络的国际标准中，将变电站的结构分成三个不同的层次。这种结构模型的分层不但提高了电力系统的稳定性和可操作性，而且对实现各个系统间信息的交换帮助非常大。
2.3、设备检修状态化
传统变电站设备的状态检修主要针对的是一次设备，没有将二次设备作为一个整体或一个系统来进行状态检修。在数字化变电站中，系统可以随时获取变电站中各个设备的运行信息，可以对设备进行实时监控。而且在数字化变电站中不会出现无法监测到的元器件，系统中不会存在监测的死角，使设备检修的工作量大大减少，检修的结果也更加准确可靠。
2.4、系统建模标准化
数字化变电站技术为变电系统提供了统一、标准的信息模型。这个模型的优点主要有：第一，实现智能设备的互相操作。标准化的模型中每个子系统都可以通过服务接口以及设备描述等使各项功能实现程序上的标准化，然后再对其进行网络协议，进而实现互相操作的可能性。第二，实现变电站信息共享。数字化系统在建立过程中采用统一规则对资源进行命名，可以实现变电站内部的信息共享。第三，简化系统的维护和配置工作。
3、数字化变电站若干关键技术
3.1、IEC61850标准
IEC61850标准作为唯一的变电站网络通信国际标准，于2004年由国际电工委员会IEC正式。IEC61850标准采用了目前计算机、通信、网络等众多相关领域中许多先进、成熟、可靠的技术，包括面向对象的变电站自动化系统通信模型、基于XMLI.0的变电站配置语言SCL、抽象通信服务接口ACSI、特殊通信服务映射SCSM等，保证了电力系统对于实时性、可靠性和稳定性的要求。
与现有其它变电站通信规约比较，IEC61850标准采用面向对象建模思想，明确了一致性测试标准，将变电站自动化系统与通信技术有效分离，主要优点如下：为满足信息实时传输的要求，将电子设备与变电站自动化系统进行分层；为满足网络发展的要求，采用抽象通信服务接口和特定的通信服务映射；为满足功能模块扩展性及开放互操作性的要求，采用了面向对象的建模技术。
3.2、非常规互感器的稳定性
数字化变电站系统中，测试系统的稳定对设备的良好运行起到非常重要的作用。目前，国际上对非常规互感器的定义是：与传统电磁型或电压互感器工作原理不同的互感器。主要分为光学/无源式互感器以及电子式/有源式互感器两大类。
无源式互感器在使用的过程中由于存在一些技术问题无法解决，比如，光的折射现象、发光元件发光强度不足、光传输过程中容易受到外界的影响等，容易出现测量结果存在误差，测量精度不足等问题。有源式互感器在工作过程中由于需要提供工作电源，因此也容易受到各种因素的制约。比如，当利用激光供电技术对互感器进行供电时，供电的距离有一定的限制，在供电过程中供电设备的运行对互感器也有很大的影响，此外设备在运行过程中容易受到电磁等因素的干扰。
3.3、通信网络的可靠性和实时性
由于在数字化变电站中通信网络系统的起到的作用非常关键，因此数字化变电站系统的可靠性和使用性能很大程度上取决于通信网络的可靠性和实时性。要确保通信网络的可靠性，在对网络结构进行设计时必须采用可靠性相对较高的网络拓扑结构、采用先进的通信技术，并且对所设计的网络进行优化。除了保证通信网络的可靠性外，实时性也至关重要。现行的通信标准对数字化变电站的报文性做了严格的规定。
3.4、设备间的互操作性
数字化变电站内设备间的互操作性可在最大范围内促进不同厂家的设备进行集成和扩展，这也是制定IEC61850标准的目的之一。为保证设备间的互操作性，需进行设备的一致性和性能测试，包括间隔层设备之间、间隔层和变电站层设备之间、基于采样值及扩展性互操作测试。
3.5、IED的互操作性
要确保IED的互操作性，必须对其进行一致性测试和性能测试。一致性测试相当于基础性的测试，主要是测试IED是否具备互操作性的基础。性能测试相当于功能测试，主要是测试IED的使用性能如何，是否具备应用的价值。国际上对IED的一致性测试的测试方法具有严格的规定，一般需要由具备相关资质的公司来进行，性能测试则主要由用户根据自己的需要来进行测试。
结束语
随着国民经济的不断发展，用户对电力的需求量日益增加，对电能质量的要求也越来越高。近年来，计算机、信息和网络技术的迅速发展，使得变电站自动化应用技术水平不断提高，加上智能设备等技术的日趋成熟，促使以数字化技术为中心的数字化变电站建设成为可能。
参考文献
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北）,2010.
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[3]陈文升,唐宏德.数字化变电站关键技术研究与工程实现[J].华东电
数字化关键技术范文2
【关键词】 核电厂数字化I&C系统关键技术
仪表和控制系统(简称仪控系统,I&C系统)具有对核电厂进行监测、显示、控制和保护的功能,是核电厂安全可靠运行的重要组成。随着计算机技术和控制技术的迅猛发展,核电厂I&C系统已经在逐步实现数字化。核电厂数字化I&C系统较之前的模拟I&C系统、部分数字化I&C系统的安全性和可靠性具有显著提高。
由于核电厂具有其特殊的安全保障需求,因此对于数字化I&C系统的研究具有重要意义。
2 数字化I&C系统概述
数字化I&C系统一般设计为分层结构,根据I&C系统的不同,分层方式有所差异,比较具有代表性的分层方法为:自底层到高层可以分为工艺系统接口层、自动控制和保护层、操作和管理信息层、全厂技术管理层。采用分层结构可以将功能分散,减少信息在传输、控制过程中丢失的风险,提高I&C系统可靠性。分层结构中的工艺系统接口层以及自动控制和保护层相对比较重要,因为对工艺系统实际控制工作都完成于这两层,而I&C系统的更新升级也多集中于这两层。
一对一功能分散和并行性是数字化I&C系统建设的两大基本原则。数字化I&C的分层结构保证了一对一功能分散;数字化I&C系统的技术基础是二进制数码的串行传输,为了保证数字化I&C系统的并行性以及传输效率,一般采用多CPU技术,依靠分时运行技术的应用以及CPU处理速度的大幅提高,使得时间分片串行运算像是并行动作,从而保证了信息集中监控的并行性实现。
从数字化I&C系统的网络结构分析,其主要经历了集散控制系统(DCS)和现场总线控制系统(FCS)两个阶段。DCS将模拟仪表和计算机技术相融合,即保留了模拟量一对一的特点,又利用计算机信息处理技术将I&C系统进行信息管理和集中显示控制,属于半数字化的I&C系统。FCS则是数字化I&C系统的典型代表,将分散的模拟仪表按系统功能的划分进行集中布置,即有效继承了一对一功能,又实现了利用计算机进行信息化管理。对于数字化I&C系统的网络传输也随着网络的发展由现场对象的控制到整个电厂或系统的管理,甚至是向全球化网络控制发展。
综上所示,数字化I&C系统是向着由局部模拟仪表自动化到整体数字仪表自动化再到全局信息网络自动化的方向进行发展的。
3 数字化I&C系统关键技术
3.1 数字化反应堆保护系统
反应堆保护系统的功能是对反应堆现场的工作状况信号进行接收,并经过计算机处理后控制停堆断路器的状态。其中停堆断路器是用来控制棒控系统所有停堆棒组的电源,令全部停堆棒和控制棒快速进入堆芯地步,终止核反应,限制或防止堆芯及压力容器的损坏。
以某M310核电厂为例,数字化反应堆保护系统由反应堆停堆系统(RTS)和安全专设驱动系统(ESFAS)两个部分组成。RTS采用四通道冗余设计,并且每个通道均独立于其它通道进行工作。数字化I&C系统通过模拟采集卡对反应堆现场的工作状况信号进行采集,并输入CPU处理单元,经过阈值比较后参与本通道的表决逻辑处理。同时把阈值比较结果传输到其他通道参与表决逻辑处理;各个保护通道接收到与之判决结果后经四取二表决逻辑把结果传输给本通道对应的停堆断路器,从而达到控制停堆断路器状态的目的。ESFAS采用A、B列二重冗余设计,两列彼此隔离,分别采集来自4个RTS通道的表决信号,再进行一次四取二表决逻辑把结果传输给现场执行机构,从而完成安全壳隔离、堆芯冷却、余热排出等安全功能。
由于保护系统执行安全功能,因此其采用的数字化平台必须是通过1E级鉴定的,且响应时间和可靠性都有很高要求。
3.2 核电厂控制系统
核电厂控制系统的主要功能是在电厂正常运行工况下执行自动控制和监督任务。核电厂控制系统采用非安全级数字化平台。以某M310核电厂为例,其电厂控制系统为倒挂树型MESH网结构。各个工艺系统的控制逻辑按照合理的功能分组原则分配的不同的CPU上,各个机柜的CPU通过该MESH网的交换机进行数据通讯。
3.3 运行和控制中心系统
运行和控制中心系统包括操作和控制核电厂的所有设施,如主控制室、远距离停堆室、运行支持中心、技术支持中心、就地控制站和应急指挥中心等。
为了保证安全功能的分配,在设计反应堆运行和控制系统时需要充分考虑人和机器的特性以及局限性,对核电厂进行安全功能要求分析和功能分配,并进行评估,使得人机接口的设计能够完全支持核电厂任务的执行。在设计过程中要使人因工程系统性的结合到控制室和人机接口的设计中,确保操作人员能够安全有效的对核电厂进行管理和控制。
3.4 特殊监测系统
特殊检测系统是数字化I&C系统中一个独立的诊断系统并在单独平台上实施,把传感器的数据进行预处理并进行诊断,包括用于检测反应堆冷却剂系统内金属碎片的松动部件检测系统、冷却剂泵震动检测系统、堆芯吊篮震动检测系统等。
3.5 堆芯仪表系统
堆芯仪表系统是为其他系统提供堆芯仪表信号。该系统能够测得堆芯中的三维中子注量率分布图,对保护和安全检测系统的中子注量率探测器进行标定并优化堆芯性能。
4 结语
本文介绍了核电厂数字化I&C系统,该系统凭借其自身在技术上的优势对提高核电厂的经济效益、工作效率以及安全性方面均有巨大的贡献。因此,对其关键技术的研究具有重大的科研意义、经济意义与安全意义。
参考文献:
[1]王远隆.核电仪控技术应用中的基本问题[J].中国核电,2010,(4).
[2]杨岐.核电厂数字化I&C系统关键技术研究现状及发展策略[J].核动力工程,2002,(23).
数字化关键技术范文3
【关键词】煤矿；我国；数字化矿山；发展现状；关键技术；信息平台；分析
随着现代化信息技术与计算机软件技术的不断发展进步，数字化信息建设技术也迅速的发展起来，并且快速的渗入到生产、生活以及社会经济发展的各个领域中去，对于全球以及我国的社会经济发展以及生产、生活进行带来了很大的冲击，我国的煤矿开采与生产也是如此。随着我国煤矿企业煤矿开采与生产环节自动化、集成化以及煤矿生产管理信息化等的逐步实现与发展，数字化矿山也逐渐的普及发展起来，尤其是数字化矿山中的井下高速网络技术与信息系统，它在我国煤矿中的快速发展推广与应用，对于我国煤矿发展中的数字化矿山发展方向有着积极的作用和意义。对于我国煤矿数字化矿山的发展方向以及发展现状，在我国煤矿数字化矿山的发展研究领域，已经实现了从不同发展领域以及角度的分析研究实现，本文将主要结合数字化矿山的概念含义以及发展目标与现状问题，在基于3DGIS技术数字化矿山基础信息平台的设计建立基础上，通过对于该信息平台建立实现过程中的信息规范以及接口规范、设备智能化、高速通信传输网络、多源异构数据的集成共享等关键技术方法进行分析论述，以实现对于我国煤矿数字化矿山发展现状以及关键技术的分析与探讨。
1.数字化矿山的含义与发展现状概述
1.1 数字化矿山的含义概述
数字化矿山概念以及含义的发展出现，是随着现代信息技术的不断发展进步，已经在煤矿开采与生产领域的应用实现，有数字化地球的概念含义引申出来的。数字化矿山主要是指在煤矿矿山范围之内通过使用三维坐标信息以及与三维坐标信息相互关系作为基础组成的一个信息结构框架，并且该信息结构框架中对于所获得的煤矿信息总和进行嵌入实现，在矿山的开采生产中进行应用的总和。通常情况下，在实际煤矿开采生产应用中，数字化矿山信息结构框架系统进行获取的信息，主要有固有信息和动态信息两个信息层面。其中固有信息层面的信息主要包括煤矿矿井的地质以及测量、钻孔等原始数据信息，以及煤矿的煤层、围岩、井巷等地质体空间信息；而煤矿数字化矿山信息中的动态信息主要包括煤矿采掘以及通风、运输、供电、给排水等开采生产系统网络与相关装备信息等，此外还包括煤矿矿山开采生产中的设备状态、开采环境以及开采人员等生产信息，煤矿开采的专业分析辅助决策信息、开采生产与经营管理信息等。它们在煤矿开采生产的各个不同环节中产生，并且具有持续产生以及共享利用、多源异构的特点，在数字化矿山信息系统的构建以及煤矿开采生产过程中、数字化矿山基础信息系统数据库建立等，都具有积极的作用。
1.2 数字化矿山的发展现状分析
结合数字化矿山的概念含义以及发展目标等情况，从我国数字化矿山的建设与发展现状出发，目前我国煤矿数字化矿山的建设发展还处于发展构建的过程阶段，完全意义上的数字化矿山我国目前还没有建设成功，这主要与数字化矿山信息系统本身的特征以及我国目前煤矿信息平台构建技术等有很大的关系。首先，我国煤矿数字化矿山目前还处于一个初级发展阶段，数字化矿山信息系统中能够实现统一管理以及进行空间信息集成、实时动态信息与管理信息的基础平台还能实现，这也是我国煤矿数字化矿山发展现状形成的一个重要原因。其次，数字化矿山本身就是一个比较复杂并且庞大的系统，数字化矿山运行过程中，不仅需要对于煤矿的矿山地质情况进行勘探，而且还需要进行煤矿规划设计以及安全生产、经营管理等工作环节的运行与管理实施，同时数字化矿山信息系统中，由于各矿山工作环节的信息化方式和信息化水平不同，数据格式的兼容性比较差，因此，在煤矿矿山基础信息系统运行过程中，一些信息数据不能重复进行利用，导致数字化矿山基础信息系统平台中，信息孤岛现象比较严重，从而对于我国煤矿数字化矿山的发展以及进步有很大的制约影响。再次，我国煤矿数字化矿山基础信息系统平台设计构建过程中，在设计构建应用技术的选择上，多是使用3DGIS技术进行设计实现，但是3DGIS技术在进行煤矿数字化矿山设计实现与应用中，实际适用性与煤矿数字化矿山的客观需求之间存在比较大的差距，这对于我国煤矿数字化矿山的发展都有很大的局限和制约。最后，煤矿本身比较复杂的环境以及开采生产过程中影响因素的不确定性、关联性广、开采生产工艺复杂、开采生产技术以及设备智能化水平比较低等，都是形成我国煤矿数字化矿山发展现状的重要影响因素。
2.数字化矿山的设计构建框架
在煤矿开采生产与管理过程中，数字化矿山也就是数字化矿山基础信息平台的构建，通常是在一个网络环境条件下，通过对于煤矿矿井井田范围内的统一三维空间坐标信息的参考，实现对于矿山每一个特征点的固有信息以及动态的开采生产管理利用以及展示，通常情况下也就是指利用数字化矿山基础信息平台对于矿山矿井的本身面目进行再现。根据上述对于数字化矿山功能作用的描述，在数字化矿山的系统系统结构中，最为关键的就是对于矿山大量多维数据的采集、表现以及管理、处理实现。如图1所示，为煤矿数字化矿山的设计框架结构示意图。
3.数字化矿山关键技术的分析
根据上述数字化矿山建设结构框架情况，进行数字化矿山建设过程中，较为关键的技术手段主要包括数字化矿山设备智能化技术、高速传输网络技术、多源异构数据的集成共享技术、3DGIS平台建设技术以及基础数据专业化分析处理数据等。
3.1 数字化矿山设备智能化技术
在信息系统运行过程中，设备智能化主要是指设备系统在运行过程中，具有比较完备的检测以及控制执行功能，能够通过一定的设备接口或者是端口，进行与第三方之间的信息交互实现。在煤矿数字化矿山信息系统中，随着现代信息技术的不断发展，煤矿矿井生产应用的主要设备在电控智能化的电液控制方面的突破发展比较明显，但是综采工作面的设备智能化水平仍然比较低。对于煤矿数字化矿山的发展来讲，数字化矿山主要设备的智能化是整个数字化矿山智能化的基础，因此，设备智能化技术以及设备智能化的实现，在数字化矿山中的影响和作用十分突出。
3.2 数字化矿山高速传输网络技术
在煤矿矿井的开采生产作业中，主要包括煤矿矿井的采掘以及开采资源的运输、提升，开采生产应用设备的供电，矿井通风、排水等作业环节，这些开采生产工作环节的运行实现，都需要进行相关的监测控制，这也是煤矿矿井监测系统的多源异构特征，针对这些工作环节与系统特征，就需要应用高速传输网络，对于不同环节采集数据信息进行集成与整合实现。需要注意的是，在实现对于煤矿矿井多源异构数据信息的集成与整合过程中，设计应用的高速传输网络需要具有较高的稳定性与可靠性。
3.3 多源异构数据的集成共享技术
在数字化矿山建设中，多源异构数据的集成共享技术，主要是指通过计算机信息网络技术将煤矿矿山开采生产中的多源异构信息数据进行融合、收集，统一存放在煤矿数字化矿山的基础信息平台中，以实现数字化矿山的运行应用。通常情况下，对于集成融合在煤矿数字化矿山基础信息平台的多源异构信息数据，主要是通过进行矿山基础信息平台数据中心中的矿用对象管理中心，然后将数据信息以数据库存放的形式，进行实时共享实现，以帮助煤矿矿山开采生产以及管理实现。
此外，在煤矿矿山数字化建设过程中，应用到的关键技术还包括，数字化矿山的信息规范以及接口标准技术、进行矿山基础信息平台建立应用的3DGIS技术、三维建模计算方法以及基础信息数据的专业分析处理技术等，它们主要针对数字化矿山建设中的不同系统结构，为实现系统功能采用的技术方法，对于数字化矿山的建设与发展具有非常重要和关键的影响和作用。
4.结束语
总之，由于受到我国煤矿矿井生产作业情况以及数字化矿山建设本身复杂性等的影响，目前我国的煤矿数字化矿山仍然处于初期和数字化建设不完备的阶段，进行数字化矿山建设关键技术的分析，有利于提高数字化矿山建设水平，推进数字化矿山的建设发展。
参考文献
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数字化关键技术范文4
关键词：化校园，portlet，门户平台
随着高等教育的发展，智能化的数字化校园正成为众多高校信息化推进的重要部分。论文格式。数字化校园是利用信息化手段和工具，将校园的各项资源、管理及服务流程数字化，形成校园的数字环境，使现实的校园环境凭借信息系统在时间和空间上得到延伸。
信息门户平台是一个面向全校师生的个性化应用集成和信息整合平台，它为师生访问数字化校园的应用服务和有关信息提供了方便快捷的统一入口。[1]该系统应拥有风格管理、页面设置、日程安排、收藏夹等友好而又灵活的个性化设置功能；并通过深入的应用集成，把OA、人事、科研、教务、财务、教学测评、档案等业务管理系统整合在一起；并提供了众多工作、学习、生活方面的服务信息，例如：校车、校历、校内电话黄页、学校地图、天气、列车、航班等。
1 需求特点
由于信息门户是一个统一入口，而用户可以是拥有不同身份的人员，所以在用户单点登录后，无论是从操作方便还是安全方面考虑都只能针对不同的用户，提供不同的界面，这就不得不提到信息门户的首要特性：用户化（Customization）。
l根据角色或者组织来提供能够使用的功能。论文格式。比如学生可以选课，老师就不可以；
l根据角色或者组织来提供不同的界面外观。
为了门户适应个人的使用，用户可以定制自己的个性化界面和内容，即个性化（Personalization）包括：
l调整页面排版；
l再页面中添加或者删除频道；
l可以定制自己喜欢的主题、颜色；
l支持不同的Client。
除此之外，为了与不同的系统集成，还应具有适应性（Adaptive）；门户的安全性（Secured）也是基本要求。
2 portal技术概述
门户开发技术从动态页面制作到界面与数据库集成，并发展至今，所实现的价值和成本也都发展到一定规模，如图一所示。Portal技术也作为一种主流的门户开发技术收到重视。“ Portal ”一词在英语中解释为“入口，大门”，中文翻译为“门户”。论文格式。在 Sun 的 Portlet 技术规范 JSR-168 （ Java Specification Request 168 ）中定义为： Portal 是基于 Web 的应用，通常提供个性化，单点登录，整合不同资源的综合信息展示平台。
Portal 展现在最终用户面前的是类似于 Web 网页的 Portal 页面，有些 Portal 主页制作的更像是一个桌面系统的界面，更能获得用户的认可。
构成 Portal 页面的是能够建立和展现不同内容的一系列 Portlet 。 Portal 使用Portlet 作为可插拔用户接口组件，提供信息系统的表示层。 Portlet 是部署在特定容器内用来生成动态内容的可重用 Web 组件。 Portlet 处理从Portal 传递来的用户请求，动态生成输出内容的一个片段，展现在 Portal 页面的某个位置上。
图一门户发展历程
3 门户平台开发流程
建立 Portal 应用系统的主要任务之一就是设计各式各样的 Portlet 组件，实现应用系统的各种功能。虽然多数 Portal 系统会附送一些常用的 Portlet 组件，可以满足一些公共服务需要，但跟工作事务和业务处理相关的大量Portlet 组件必须有专门人员进行细致的设计和开发。
Portlet 的设计开发有必要遵循 JSR-168 规范和 WSRP 标准，以适合各种类型的 Portal 服务器。在具体的实现上，也将会用到 WSDL 、 SOAP 和 UDDI 相关技术规范，以便同 Web 服务应用系统进行信息交互处理。
开发 Portlet 主要有两种方法，一是借助于 Portal 产品商提供的可视化的预制开发工具，二是应用 Java 语言直接编程。预制开发工具为 Portlet 开发者提供了许多有益的帮助，如自动产生必要的配置文件，预制了程序代码框架，提供所见即所得编辑和调试环境等等。但无论如何， Portlet 开发的重点是 Portlet 片段内容的产生和处理，主要以 JSP 为主配合 HTML 和JavaScript 等网页开发技术，再借用 JSF ，Struts ， Hibernate 等框架来简化开发。
针对高校情况，虽然具体略有不同，但门户系统的开发一般按照如下步骤来实现：
•获取相关数据、确定硬件需求：
1)评估学校用户数
2)评估学校机器数
3)预测上网峰值用户数
4)预测使用门户的峰值用户数
5)预测门户的峰值并发用户数
6)由同时使用门户的峰值用户数决定
•设计部署方案：
1)根据相关数据和硬件设计部署方案
2)操作系统、AppServer、数据库、身份认证系统、Portal的安装
•调研需求：
1)需要的模块
2)需要集成的资源
3)需要集成的数据
•应用开发
•调试部署：
1)开发机调试
2)部署到服务器
4 单点登录和权限控制
单点登录是为了方便用户进入多个应用系统，减少用户多次登录，免除用户记忆多套用户名和密码的麻烦。[2]
单点登录涉及到两个问题，一是身份认证，二是权限控制。
身份认证是 Portal 系统提供访问控制的第一步，即确认用户是谁，能否进入系统。通常要求用户提供用户名和口令，必要时要求提供用户的数字证书，也可以配合使用 IC 卡、指纹等验证手段。
权限控制或授权确定一个用户的角色和级别，从而控制用户的访问许可，即决定用户能查阅哪些资料，能进行哪些操作等等。 Java EE 架构采用了基于角色的访问控制策略（ RBAC ）。 RBAC 的基本思想是把对用户的授权划分成两个分配关系，即“用户—角色”和“角色—权限”。 RBAC 的好处是便于应用系统的开发，使得程序设计相对独立和透明化，只是在应用系统部署使用时才通过“角色”把“用户”和“权限”关联起来，而且对用户和权限的调整配置容易实施。
用户与角色之间是多对多的关系，即一个用户可以被分配给多个角色，多个用户也可以分配给同一个角色。
角色与权限之间也是多对多的关系，即一个权限可以与多个角色相关，一个角色也可以包含多重权限。
在用户管理、身份认证和权限控制方面，无论是商业的或开源的 Portal 产品多数喜欢采用 LDAP ，当然也有的支持使用数据库。 LDAP 的好处一是它可以方便的按类别存储任何类型的数据信息；其二，它的树形存储结构类似于一个企事业单位的组织架构，容易对应；三是它同应用系统接口容易，各个 LDAP 产品的接口都一致无需特别配置；四是它对数据信息的访问安全控制方便；五是它偏向于相对固定数据信息的查询使用，效率较高，维护也方便。LDAP与portal之间的业务关系如图二所示。
图二系统业务层次
5 门户系统架构与实现
Portal Server是整个Portal系统的运行支撑环境，是一个标准的Web 应用程序，运行于J2EE Application Server 环境中。在此基础之上形成了能够实现的系统技术架构。
图三系统技术架构
在高等教育创新性需求的发展下，数字化校园正在向智能化与特色化方向发展，门户系统的开发需要适应各高校的具体情况，更加灵活与方便地提供相应用户所需的信息才是最重要的。
参考文献[1].茅维华;唐守国;高淑娟;白雪松;杨虹;周斌.校园信息化关键技术平台之研究与实践[J].中山大学学报(自然科学版)，2009/S1
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[3].赖维玮.信息化门户系统在校园数字化建设中的应用研究[J].科技广场,2009/09
数字化关键技术范文5
关键词 高效;采集;虚拟人
中图分类号 R319 文献标识码 A文章编号 1674-6708(2010)18-0050-01
数字化虚拟人是将人体形态学、物理学和生物学等信息,通过大型计算机处理而实现的数字化虚拟人体[1-2],是可代替真实人体进行实验研究的技术平台。数字人是形态学水平的虚拟人体,具有与真实人体相近的形态结构和数据。目前,我国已经成功完成了首例男、 女可视化数字人的制作[3]。完整、准确的获取胚胎横断面数据集是实现可视化人体胚胎的基础与关键。本文所讨论的摄影方法是将怀化高等专科学校现阶段进行可视化人胚胎建模中所获得的经验进行讨论。
1 相机的选择
数字化采集对照片的质量要求非常高,必须选择高像素、高分辨率的相机。目前,相机品牌众多,各种功能强大的相机比比皆是。为了选择出符合要求的相机,在其功能参数上需要仔细对比。
首先相机像素必须达到1 000万以上且分辨率在1280×1024以上才能初步满足后期数字重建的要求。而在进行冰冻胚胎切片时需要快速对焦拍照,手动照相显然无法达到要求,则需用通过计算机控制拍照。而能通过计算机控制拍照的相机相对比较少。经过比较,我们选择了佳能EOS 7D高效数码相机。该相机最高像素1 800万、最高分辨率5184×3456、高ISO感光度,经改造后支持计算机控制拍照。(如图1)在选择佳能EF 24mm f/1.4L镜头(如图1),可以使相片找出来效果更佳好(如图2)。
2 相机的固定
在冰冻胚胎层次切片过程中,钻铣机床的震动、工作平台的移动、都会对相机拍照造成影响。为了保证所采集照片的质量,必须对相机进行固定。
我们采用不锈钢三角架固定。将三角架摆放在钻铣床工作台的出口处,调整位置后在机床工作平台上方固定相机,要求其能水平垂直拍照。这样才能保证采集的图像数据准确性(如图3)。
3 相机的设置
在进行拍照前,需对相机参数重新设置,采用最符合工作间要求的设置来进行拍照。设置中要考虑到工作间灯光强度、色温、
白平衡、曝光时间等问题。而我们针对工作间环境对相机初步设置为:焦距55mm , f/13 ,1/80s,ISO100,相片大小为最大,输出格式为JPG。必要时可根据光线不同来进行调整。
4 与计算机的连接
在相机数据采集中最重要的一项就是通过计算机控制相机拍照。
首先通过相机自带数据线(USB接口)连接在计算机上,然后安装其拍照图象编辑软件(EOS Utility),即可通过计算机进行拍照。通过软件观察标本位置,进行修正,自动对焦然后进行拍照。取得图片后直接储存在计算机中。
5 图像去噪、配准、保存
取得胚胎断层图像数据后,将对图片进行去噪修整,参考包埋时预留的定位杆按其算法[4]进行配准然后编号保存。
经过以上步骤后获得的照片像素约1 790万、分辨率为5184×3456,每张占用储存空间为11M。照片连续性好,位置稳定,可以很好的用来三维数字重建。此摄影方法步骤可以很好的推广应用到数字化虚拟人数据采集中去。
参考文献
[1] 吕广明,吴辉群,汤乐民,等.冷冻连续切片重建数字人腰髓[J].解剖学,2008,31(2):232-234.
[2] 钟世镇,原林,唐雷,等.数字化虚拟中国人女性一号(VCH-F1)实验数据集研究报告[J].第一军医大学学报,2003,23(3):196-200,209.
数字化关键技术范文6
关键词：电子信息技术；以太网技术；数字化变电站；解决方案
1 数字化变电站自动化系统的结构
在变电站自动化领域中，智能化电气的发展特别是智能开关、光电式互感器等机电一体化设备的出现和应用，使变电站自动化技术进入了数字化的新阶段。数字化变电站包含遵循IEC 61850协议的变电站自动化设备、采用电子式互感器、智能开关等智能化的一次设备、网络化的保护测控装置等二次设备。在逻辑结构上可分为3个层次，根据IEC 61850通信协议草案定义，这3个层次分别称为“站控层”、“间隔层”和‘‘过程层”。各层次内部及层次之间采用高速网络通信。3个层次的关系如图1所示。
l．l过程层
过程层是一次设备与二次设备的结合面，主要完成开关量输入输出(I／0)，模拟量采集和控制命令发送等与一次设备相关的功能。IEC 61850标准要求过程层的数字式传感器能将一次侧的电压、电流等模拟量直接转化为数字信息，通过通信网络传送至间隔层。过程层的主要功能分为以下3类：
(1)电力运行的实时电气量检测。与传统的功能一样，主要是电流、电压、相位以及谐波分量的检测，其它电气量如有功、无功及电能量等可通过间隔层的设备运算得出。
(2)运行设备状态参数在线检测与统计。主要是对变压器、断路器开关、刀闸、母线、电容器、电抗器以及直流电源系统等设备在线检测其温度、压力密度、绝缘、机械特性以及工作状态等数据。
(3)操作控制的执行与驱动。主要包括变压器分接头调节控制，电容、电抗器投切控制，断路器刀闸合分控制，直流电源充放电控制。过程层的控制执行与驱动大部分是被动的，即按上层控制指令而动作，比如接到间隔层保护装置的跳闸指令、电压无功控制的投切命令及对断路开关的遥控开合命令等。
1．2间隔层
间隔层设备的主要功能是汇总本间隔过程层实时数据信息；实施对一次设备保护控制功能；实施本间隔操作闭锁功能；实施操作同期及其他控制功能对数据采集、统计运算及控制命令的发出具有优先级别的控制；承上启下的通信功能，即同时高速完成与过程层及站控层的网络通信功能。
1．3站控层
站控层的主要任务是通过两级高速网络汇总全站的实时数据信息，不断刷新实时数据库，按时登录历史数据库；按既定规约将有关数据信息送向调度或控制中心；接收调度或控制中心有关控制命令并转间隔层、过程层执行；具有在线可编程的全站操作闭锁控制功能；具有〔或备有〕站内当地监控，人机联系功能，如显示、操作、打印、报警等功能以及图像、声音等多媒体功能；具有对间隔层、过程层诸设备的在线维护、在线组态、在线修改参数的功能；具有变电站故障自动分析和操作培训功能。
2 数字化变电站自动化系统的特征
数字化变电站自动化系统大致有以下几个特点：
(1)智能化的一次设备。一次设备信号回路采用数字式电流电压互感器。操作驱动回路采用智能化断路器，简化了常规机电式继电器及控制回路的结构，数字程控器及数字公共信号网络取代传统的导线连接。换言之，变电站二次回路中常规的继电器及其逻辑回路被可编程控制器代替，常规的强电模拟信号和控制电缆被光电数字和光纤代替。
(2)网络化的二次设备。变电站内常规的二次设备全部基于标准化、模块化的微处理机设计制造，设备之问的连接全部采用高速的网络通信，二次设备不再出现功能装置重复的哟现场接口，通过网络真正实现数据共享、资源共享，常规的功能装置变成了逻辑的功能模块。
(3)自动化的运行管理系统。变电站运行管理自动化系统应包括电力生产运行数据、状态记录统计无纸化、自动化；数据信息分层、分流交换自动化；变电站运行发生故障时，能及时提供故障分析报告，指出故障原因及处理意见；系统能自动发出变电站设备检修报告，即常规的变电站设备“定期检修”改为“状态检修。”
3 数字化变电站自动化系统的关键技术
变电站自动化系统的数字化，使其获得了显著的优势，如信息传输可靠性高，二次接线简单，测量精度高，共用统一信息平台，减少重复设备，便于功能扩充及管理自动化等。但要充分发挥它的这些优势，必须解决好数字化变电站的3大关键技术，分别为设备智能化(即可输入、输出和处理数字信息)、变电站通信网络(满足可靠性、开放性和实时性)以及智能设备的互操作性。
3．1智能化的一次设备
变电站自动化技术经过多年发展，监控、远动、继电保护及自动安全装置等设备已基本采用数字技术，通过软硬件升级可满足数字化变电站的要求。传统一次设备与智能化一次设备差异较大，一次设备智能化的研制技术难度较大，是实现数字化变电站的关键。
3．1．1开关设备
智能化开关设备需就地配置智能控制单元。智能控制单元可控制开关设备，并采集开关设备的状态量。智能控制单元与二次设备通过光纤以太网交换信息。
国外已有制造商可提供包含智能控制单元的智能开关设备，但主要是GIS形式，而且价格昂贵。国内智能开关设备还处于研制阶段，尚未见到商业化产品。
现阶段建设数字化变电站，如果投资允许可以选用进口智能开关设备，相对经济的方案是在开关设备的端子箱内配置相当于智能控制单元的智能终端，用组合的办法实现开关设备智能化。智能开关设备的技术难点是环境适应性。敞式变电站开关设备的端子箱环境温度变化大，北地区温度最低可达一40~C，南方日照下温度可高65~C。另外需能承受开关动作过程中严重的机械动和电磁干扰。智能终端与二次设备所需技术基重叠，由于我国电力系统二次设备的设计和制造力已达到国际先进水平，国内制造商已研制出满足要求的智能终端。
3．1．2互感器
变电站的保护、测量及计量等大多数功能需电力设备的一次电流和电压信息。数字化变电站采用可输出数字信号的光电互感器。光电式互感器分为无源式和有源式2大类。源式光电互感器电路复杂且价格昂贵，因此，在电系统实际运行中应用较少；而有源式光电电流互感技术成熟可靠，国内外已有为数不少的产品在正式行。作者认为，现阶段数字化变电站宜采用技术相成熟的有源式光电互感器。由于有源式光电互感和无源式光电互感器的输出接口和通信协议采用一的标准，将来可平滑过渡到无源式光电互感器。
3．1．3一次设备在线监测
采用组合智能终端的方案实现一次设备智能化，可将在线检测系统集成到智能终端。断路器的智能终端可增加电流采集和开关机械位置的监视功能，计算断弧功率积分，估算检修时问。变压器的智能终端可增加在线油样分析接口。容性设备的智能终端可配置接地电流传感器输入接口。智能终端将采集到的信息传输给后台主机分析判断。
3．2通信网络的可靠性、开放性和实时性--
通信网络的根本任务是解决变电站自动化系统内部以及与其它系统之问的实时信息交换，而网络是不可或缺的功能载体，那么构建一个可靠、实时且高效的网络体系是通信系统的关键。变电站自动化及其通信系统，其基本一致的思想就是通信技术是变电站自动化系统的关键。通信网络是连接站内各种智能电子设备(IED)的纽带，是数字化变电站自动化系统的命脉，它的性能要求主要体现在以下几个方面．
(1)可靠性。由于电力生产的连续性和重要性，站内通信网络的可靠性是第1位的，应避免一个装置损坏导致站内通信中断。特别是数字、图像信息等多媒体技术的应用，将使人们更加依赖通信网络，因此，一个可靠的通信网络是首要条件。
(2)开放性。站内通信网络为调度自动化的一个子系统，除了保证站IED设备互连、便于扩展外，它还应服从电力调度自动化的总体设计，硬件接口应满足国际标准，选用国际标准的通信协议，方便用户的系统集成。
(3)实时陛。因测控数据、保护信号及遥控命令等都要求实时传送，虽然正常工作时，站内数据流不大，但出现故障时要传送大量的数据，要求信息能在站内通信网络上快速传送。
只有满足了上述要求，通信网络才是理想的。常规变电站自动化系统中保护装置的信息采集与保护算法的运行一般是在同一个CPU控制下进行的，使得同步采样、VD转换、运算、输出控制命令的整个流程快速、简捷，而数字化变电站的系统中信息的采集、保护算法与控制命令的形成是由网络上多个CPU协同完成的，如何控制好采样的同步和保护命令的快速输出便成了一个复杂问题，其最基本的条件是网络的适应性，关键技术是网络通信速度的提高和合适的通信协议的制定。
通常的现场总线技术已经不能满足数字化变电站自动化高速通信的技术要求，目前以太网异军突起，已经引入工业自动化过程控制领域，固化OS七层协议，速率达到100MHz的以太网控制与接口芯片己大量出现，为数字化变电站自动化协议的开发研究提供了物质基础。
3．3智能设备的互操作性
数字化变电站中实现各种功能需通过通信网络传输的状态、控制、采样及测量等信息，必须解决设备问的互操作性。
互操作性即同一厂家或不同厂家的多个智能设备要具有交换信息并使用这些信息进行协同操作的能力。设备的互操作性可以最大限度地保护用户原来的软硬件投资，实现不同厂家产品集成，其关键问题在于通信的标准化。变电站综合自动化由多个IED组成，IED间相互通讯且具有与变电站的应用层相互交互的功能(如与变电站层的网络控制、遥信人机接口等功能交互)。IED包括间隔控制单元、保护继电器、RTU，HMI及数字式电流吨压互感器等变电站内部通信网相当于为变电站中的IED构造了集成平台。
IEC 61850系列标准是用来实现变电站中全部设备间的互操作性的标准。标准包括数字化变电站的表达信息的信息模型、交换信息的通信服务、系统和项目管理、通信服务映射和一致性测试等内容。
变电站全部设备问的通信必须满足变电站中所完成功能的要求。然而IED的功能配置以及控制策略不是固定的，其取决于生产厂家、用户和现代技术水平。这就导致了变电站内存在通信接口问题IEC 61850系列标准支持功能的任意配置，并提供清晰的结构，以使标准可在较长的时间内满足现场需求，适应通信头接触部分。运行经验证明，现行的国产刀闸设备一般只能在其70％的额定负荷下可靠运行。
用IEC 61850―10的一致性测试方法，可测试智能设备是否符合IEC 61850标准，保证与其他符合IEc61850标准智能设备的互操作性。这可以大大减少现场的通信联调工作量，并且更换或新增设备时基本不需改变原有设备和系统。中国电力科学研究院已经能够对变电站智能设备进行IEc61850的一致性测试。目、前看来，数字化变电站采用通过IEC 61850一致性测试的智能设备，是解决互操作性问题的捷径。
