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数字化技术研究范文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
[1]张勇平.数字化变电站若干关键技术研究[D].华北电力大学（河
北）,2010.
[2]郑炎.数字化变电站若干技术研究[D].华南理工大学,2012.
[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
数字化技术研究范文2
关键词：数字化测绘技术 地籍测量 应用
中图分类号：P271文献标识码： A 文章编号：
随着数字测图理论与实践的进步，数字化测绘技术在地籍测量中得到迅速发展，其实质是计算机技术用于地籍管理的一种机助测图的方法，它的最大优点是完成地籍测量的同时可建立地籍图形数据库，从而为实现现代化地籍管理奠定了基础。
1.数字化测绘技术的概念
数字测图系统（Digital Surveying and Mapping System ）是以计算机为核心，以全站性电子速测仪、GPS、数字摄影测量仪、数字化仪等为数据采集工具，在外接输入、输出设备软、硬件的支持下，对地形的数字空间数据进行采集、输入、成图、绘图、输出、管理的测绘系统。数字化测绘技术相比传统的测绘技术可以更加直观和生动的反映出地形、地貌特征以及地籍要素，基本上可以一目了然，相比过去的工作将节省很多的时间并且可以更加迅速的发现问题所在，改变了传统产品线条、符号和数字、文字等专业性，可以使一切更加清晰明了。
2.数字化测绘技术的优点
1)它可以通过计算机的模拟，在屏幕上直观生动地(分层)反映出地形、地貌特征以及地籍要素，而且一目了然。基本上改变和弥补了传统产品线条、符号和数字、文字等综合包罗，非具一定专业知识才能读懂的缺陷。
2)数字化测绘产品在使用、维护和更新上具有方便快捷的特性，能够随时保持产品信息的现势性，可以随时补充修改，随时出新图提供使用。
3)根据不同用户的需要，可以对产品的各种要素进行数据再加工，得到不同用途的图件，而且还可以随意对图形进行拼接、缩放，用途更广泛。
4)利用数字化(地形、地籍)测绘成果，作为底图，可在计算机上进行各种规划与设计(如土地资源开发规划和城市道路网的设计等)，可方便地进行许多方案的设计与比较，对各种要素的统计、汇总、叠加、分析也方便、准确。在计算机的帮助下。大大提高了测绘生产作业的自动化、科学化、规范化程度，数字化测绘产品的应用水平也将达到新的高度。除此以外。在其他方面还显示出很多优越性，但从以上几点足以可见数字化(地形、地籍)测绘很符合现代社会信息的要求。是现代测绘的发展方向。因而，以前以传统测绘为主的专业测绘单位，现在是以发展数字化测绘技术作为发展的目标与方向。
3.数字化测绘技术在地籍测量中的应用
随着国家小城镇建设步伐的加快，城镇地籍测量工作在全国范围内展开，各地对地籍图的需求将急剧膨胀。地籍测量的目的是为了全面澄清城镇土地的属性、位置、面积、用途、经济价值及相互之间的关系，为建立全国土地管理信息系统奠定基础。随着高新测绘技术的开发和应用，数字化测绘技术的应用得到迅速发展。较之传统的大(小)平板仪(地形、地籍)测绘技术，数字化测绘可以让测绘产品更加多样化，技术含量和应用水平更高，产品的使用与维护更加方便、快捷、直观，与传统的测绘产品(地形、地籍图件)相比。数字化测绘产品具有明显的优越性。采用数字化测绘技术进行地形地籍图的测绘工作，由于随着科学技术的发展，它的技术含量越来越高，加之数据要输入GIS数据库，对数据的科学性、合理性、可利用性也有所提高，它的数据采集手段也在不断地改善。
1)原图数字化测图方式
当一个地区需要用到数字地形图而一时因经费困难或受到时间等原因的限制时，该方法是最适宜的。它能够充分利用现有的地形图，仅需配备计算机、数字化仪或扫描仪、绘图仪再配以数字化软件就可以开展工作，并且可以在很短的时间内获得数字化成果。它的工作方法有两种：手扶跟踪数字化及扫描矢量化，其中后一种的精度、效率更高。但是，利用该方法所获得的数字地图其精度因受原图精度的影响。加上数字化过程中所产生的各种误差，因而它的精度要比原图的精度差。而且它所反映的只是白纸成图时地表上各种地物地貌，现时性不是很好。所以它仅能作为一种应急措施而非长久之计。为了充分利用该法得到数字地图，可通过修测、补测等方法，实测一部分地物点的精确坐标，再用这些点的坐标代替原来的坐标，通过调整，可在一定程度上提高原图的精度。而随着地图的不断更新，实测坐标的增加，地图的精度也就会相应地得到提高。
2)全野外数字化测图方式
全野外数字化测图方式的科学应用实现了地形图的信息化与数字化，具体测量结果可用计算机识别的数字代码体系反映出地表中涵盖的各类地理属性及特征。该方式采用先进仪器，经过野外测量获取可用于处理、传输与共享的地形数字信息，从而获取用计算机磁盘作为载体的信息数字化地形图。应用全野外数字化测图方式不仅令测量精度广泛提升，在成图过程中其精度毫无损失，同时应用计算机工具软件的成图方式可令各类文字注记、符号符合相关要求，通过自动拟合综合处理方式令等高线呈现光滑美观特性，进而令图面展现规范化的一面。
3)航测数字成图方式
在城镇区域较大时我们可采用航空摄影设备由空中摄取到地面影像，并通过对外业的判读，建立内业地面模型，利用计算机系统绘图软件针对模型测量，并直接获取到数字地形图。信息时代测绘技术的飞速发展令数字摄影测量逐步崛起并成为我国一部分地区的成功应用典范，将会在不久的将来得到全面推广。其通过空中数字化摄影获取实时数字影像，内业则通过专业航测软件，在计算机系统辅助下展开对数字影像的匹配处理并科学构建地面数字模型，而后再通过转向应用软件获取数字地图。由此可见，该类方式将成为数字测图未来的重要发展方向，该方式特征为可将各类综合外业测量工作转移到室内完成，同时具有精度高、成图快、图像均匀且投入成本低，不易受到环境、季节与气候限制等诸多优势，尤其适用于城镇以及大面积测量区域的成图测绘。
4.数字化测绘技术在实地测量时的注意事项
1)街坊的划分
在作业时,需要以街坊为单位来调查地籍,并绘制对应的地籍图,管理地籍绘制的成果以及地籍调查表。在调查某个街坊的地籍图信息时,最好由同一个工作人员来进行,在对分界线的设置方面,不要设置在围墙内部,而应该寻找宽敞的地方。
2)界址线的设定
在测绘地籍中,界址线是一个非常重要的要素,所以,只有设定了合理的界址线,才能促进地籍测绘效率的提高。对于初始测绘来说,之前很多宗地界址线都设置在围墙内部,引起了相当麻烦,因此需要尽量杜绝这类事情,对界址点进行精确设置。
3)数据文件管理
鉴于数字地籍测绘所需要的数字文件非常繁琐,左右,就要具备一套高效的管理系统。在绘制作业时,要注意界址点坐标数据、权属信息数据以及地籍权属引导等文件,方便对数据文件的管理。
4)街坊线、图斑、控制点绘制
测绘图的完成并不代表工作的完成,还需要增加包括街坊线,图斑、控制点等内容。在实际作业时,应该在初始地籍图上做统一的绘制,因此可以独立形成一个文件,然后制作成为街坊线图块文件,并将图块设置到相应街坊的地籍图中去。
5.结束语
数字地籍测量与传统的方法相比,具有工作效率高、人力及物力资源消耗少、精度高、数据量丰富、便于修改等优点，数字化测绘技术在地籍测量中得到了广泛的运用。当然在创新发展进程中其始终包含若干问题，因此我们只有在实践测绘中不懈努力，提出新任务、创设新课题展开新研究，才能真正提升数字化测绘技术水平，推进城镇地籍测量事业的创新发展。
参考文献:
[1] 詹长根,唐祥云,刘丽编著. 地籍测量学[M]. 武汉:武汉大学出版社 2001
[2] 郭良金.数字测绘的几点体会[J].中国西部科技，2010(23).
数字化技术研究范文3
关键词：数字化；模块化；信息化；高效开发。
一、工程现状及存在问题
1 工程现状简介
曙光采油厂5-7#计量接转站，始建于1993年，油品以稠油、超稠油为主。建站初期是按照三级布站模式建设计量站，地面集输管网为双管掺液流程，计量方式依靠传统计量间及计量分离器玻璃管量油，掺液在站内计量间分配。
2 存在问题
2、1地面系统复杂庞大，系统能耗高
由于采用传统大二级布站及双管掺液流程模式，5-7#站地面管网长度约40 Km；同时布站级数多、工艺流程长，重复处理，造成了系统效率低、能耗高、运行成本高。
2、2自动化程度低，用工总量大，不能实现油井的自动管理
由于井-站自动化程度低，油水井分析及资料录取依靠分离器计量和人工采集生产数据，数据采集量大、处理滞后。并且人为影响因素、累积误差大，计量方式不合理，很难及时全过程掌握油井生产动态数据，不能实现油井在线动态管理。
2、3由于没有数字化管理系统，造成生产管理效率低下
生产数据不能实现时时监控和上传，数据人工录取方式偏差较大，不能实现由于气体、结蜡等因素而造成油井工况异常情况的准确判断和管理，存在安全生产隐患。
二、主要研究内容
1 集输工艺流程优化研究
以一体化计量掺液装置为核心设备，以平台集输工艺为技术支撑，由传统的双管掺液流程优化为平台集输流程，达到减少布站级数、简化流程、降低系统能耗、减少占地及工程投资、缩短建设工期的目的，满足油田滚动开发生产需要。
2 稠油油田数字化管理系统研究
以数字化井站监控为技术手段、以数据分析与共享为管理模式，构建稠油油田数字化管理系统，提高自动化管理水平，实现作业区中心管理、远程控制，实现井场无人值守，降低工人的劳动强度，提高管理效能。
三、技术创新点
1 一体化计量掺液技术
一体化计量掺液装置的研发与成功应用，替代了计量接转站内计量掺液阀组间和计量分离器，由传统的双管掺液流程优化为平台集输流程，彻底改变了稠油集输建站模式。
一体化计量掺液装置由油井称重计量器和智能掺液装置组成。称重计量器替代了原计量接转站内的计量间和计量分离器，由人工玻璃管量油改为多通阀自动选井，连续测量每个单井的产量，自动检记录、显示、打印各单井的生产运行参数，取代了计量间的全部功能；智能掺液装置具有远程控制选井计量、远程设定、调整单井掺液量。装置整体成撬，实现工厂预制，减少现场施工工作量，缩短工期；实现了数字化远传自动控制功能，可实现无人值守。
2 油井数据采集及监控技术
采用油井数据采集及监控技术，成功实现生产数据远传、实时监控，采用功图计算分析程序进行实时功图计算分析，实时掌握油井异常工况和油井生产变化趋势。
采用压力、温度、电量、载荷、位移传感技术，对油井进行数据采集，通过无线与有线相结合的网络传输方式将数据回传，实现数据远程、实时监控，用数据反映油井生产状况。
采集载荷、位移、电参数据，通过建立三维力学模型在油井功图分析软件内部写入功图计算分析程序，进行实时功图实时计算分析，同时考虑气体、结蜡等因素实现对油井工况异常情况和油井生产变化趋势的实时掌握。
3 生产数据综合分析技术
生产数据综合分析技术由生产数据分析、电子报表自动生成、历史查询与打印、智能预警、视频智能分析、数据网络等技术构成，采用人机交互操控软件，便于员工生产情况判定，操作简单明了。建立报表自动生成系统，实现生产数据自动采集、自动录入，生产规律自动呈现。采用多种数据曲线表现形式，采用数据对比方式显示各单元生产数据曲线变化情况，方便曲线历史查询与打印。
四、应用效果分析
具有稠油特色的数字化油田技术在曙光采油厂5-7#计量接转站的成功研发与应用，取得了非常好的效果，地面系统呈现出工艺简单、流程简短、工程投资低、运行成本低和系统效率高、自动化程度高的特点，具体表现在以下几个方面：
1、一体化计量掺装置简化了集输流程，集输系统对老油田二次开发的支撑保障能力得到明显改善和提高。
2、减少安全生产隐患，社会效益显著，经济效益明显。
5-7#计量接转站实施标准化后，撤消计量掺液间3座、原来腐蚀严重40km管线缩短为15km，系统管线减少25km，消除安全、环保隐患点31处，减少征地近30亩。新井平均每口井节约单井管线0.8km，按照每年120口新井计算，节约新井地面建设投资1800万元，平均降低了16%，采用标准化定型设计及一体化装置，产能建设周期与常规建设相比缩短20%，新井产能当年贡献率提高5%
3、集输流程简化及数字化技术为提高油田管理水平提供技术支撑。
4、优化了人力资源，促进了企业文化建设。
五、推广应用前景
通过近3年时间的研发、建设及投产运行，具有稠油特色的数字化油田技术在辽河油田成功应用，实现了设计要求的各项指标，并且生产运行平稳，提高了油田生产管理水平，具有广阔的推广空间。
数字化技术研究范文4
关键词：天然气 管网 数字化 技术 研究 应用
一、背景概述
数字管道[1] （或者数字化管道，Digital Pipeline）的核心思想是用数字化手段整体性地解决管道设计、建设、运营中的问题并最大限度地利用信息资源为管道生命期服务。数字管道就是信息化的管道，它包括全部管道以及周边地区资料的数字化、网络化、智能化和可视化的过程。
在欧美发达国家，数字管道已经得到了广泛的实际应用。例如，美国交通运输部管道安全局建立了“全国管道制图系统NPMS”，包含全美所有油气长输管道与LNG设施的位置和属性数据，以及人口、地质灾害、高危区、水文、交通网络等相关数据。此外，联盟管道、德国Ruhr、意大利SNAM、荷兰GasUnie、美国El Paso等大型专业管道公司纷纷在其管道建设、运营中大量运用数字管道技术。
国内从冀宁联络线开始正式提出建设“数字管道”[2]，随后陕京线/陕京二线（中石油）、西部原油成品油管道（中石油）、港枣线（中石油）、气电集团大鹏LNG（中海油）等都开展了数字管道的研究与实践，取得了一定的成果和经验[3]。
气电集团拥有运行、在建和规划的LNG接收站和管道项目十余个，众多项目公司出于对管网、LNG接收站等的安全性、可靠性及生产运营管理的实际需要，纷纷提出建设数字化管道的生产需求，这同时也是SY/T-6621输气管道系统完整性管理中的明确要求。但是，气电集团并没有一套统一的数字化管道建设标准和规范，为了在集团范围内建立统一的数字化标准和建设指南，以期加强协调指导，提高各项目实施数字化的效率和效益，为安全、环保、可持续运营的目标提供有力的技术支持，经过论证，气电集团2008年向中国海洋石油总公司申请立项，开展“天然气管网及LNG接收站系统数字化技术应用研究”课题，得到了总公司的批准。
本文将主要讨论天然气管网数字化技术研究及应用。
二、研究内容及成果
1.研究内容
天然气管网数字化技术研究内容[4]分为如下五个方面：
1.1管道系统数字化技术研究、应用系统与接口研究；
1.2已建和新建项目数字化实施方案研究；
1.3管网数字化建设技术规范、建设指南的研究与编制；
1.4示范工程建设；
1.5实施风险评估及应急措施。
管道系统数字化技术研究主要包括：空间数据采集技术、地理数据坐标系的处理技术、数据质量控制技术、长输管道数据模型研究、管线探测技术、管道测量技术、GIS与SCADA集成、GIS平台选型。
应用系统与接口研究主要包括：APDM模型建库方案、天然气管道GIS系统设计方案、施工数据采集管理系统设计方案、线路巡检系统设计方案、GIS与EDMS系统接口方案、GIS与EAM系统接口方案、GIS与SCADA系统接口方案。
总体的技术研究对数字化的技术体系提出框架性的方案，在此基础上确立数字化的标准范围，特别是关于数据、应用系统、组织实施等方面的标准，并编制相应的数字化建设技术规范、建设指南、总体实施方案和风险及应对方案，并依据总体实施方案开展示范工程建设，通过示范工程建设对建设标准、指南和实施方案等不断修改、完善。
2.研究成果
经过研究共编制完成32份研究报告；1套“天然气管网系统数字化技术规范”标准；1套“天然气管网及液化天然气（LNG）接收站系统数字化建设指南”；完成两个示范工程建设和一项发明专利。研究成果具有以下先进性和创新性：
2.1研究领域和研究思路的创新：不但对“数字管道”领域进行了系统、全面的研究，还将研究领域扩展到LNG接收站领域，研究编制的LNG接收站数字化建设的标准和指南，在国内处于领先水平。
2.2标准编制路线的创新：在进行基础研究的同时，将研究成果上升为企业标准――《天然气管网系统数字化技术规范》并，用于指导气电集团天然气管网系统数字化建设，此天然气管网技术规范在国内属于首创。此标准应用到了中山示范工程的数字化建设，通过示范工程发现标准中存在的问题，进行修订和完善，使标准更具实用性。
2.3数据采集方法和技术以及系统软件的应用功能创新：对数字管道所涉及的多种数据从采集范围、采集方法、质量要求，处理过程等方面分别做了详细规定；对数字管道中的必要应用系统，从系统结构、系统要求的软硬件配置、系统的功能要求等方面对不同的应用系统，详细设计了各自的功能。
2.4已建与新建管道实施方案的创新：已建和新建管道实施数字化建设最主要的区别是施工期的数据采集，尤其是隐蔽项的数字采集工作。针对管道建设的实际情况，研究对新建管道和已建管道分别设计了数字化实施方案，可操作性强。
三、应用实践及效果
1.示范工程的最佳实践
管网数字化的技术标准编制完成后，结合一个已建项目和一个新建项目作为应用实践的依托，开展示范工程建设，以检验和完善数字化建设的总体实施方案和标准。
2008年6月中旬，实地调研了中山、珠海、深圳多个管道项目，经过对项目规模、现有技术条件和对GIS的认识等方面综合对比分析，初步选定中海中山天然气公司（以下简称“中山天然气” ）作为应用实践的试点单位来进行示范工程。
中山天然气已建成一条17.3km的试验管道，于2007年开始正式投产。另外要新建一条管道，长48km，口径为508mm，于2008年10月开始施工。根据《天然气管网及LNG接收站系统数字化技术应用研究》建立的“标准体系”的要求以及“建设指南”的方法和步骤，进行中山新建管道和已建管道各3公里的管道和站场完整性数据采集与建库，并以数据库为基础进行应用系统的建设。
示范工程主要开展了以下工作内容：
建设管道完整性数据库；
开发、部署管道GIS系统；
站场及站场外三维模型；
实现GIS与管网监控平台的集成。
1.1 管道完整性数据库
数字化技术研究范文5
[关键词]数字化电能表 校验 IEC61850
中图分类号：TH578.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）14-0204-01
引言
随着IEC 61850标准的推广和微电子技术的发展，智能变电站或数字化变电站已成为一种发展的趋势。近年来，国家在数字化变电站建设的投资规模不断增加，数字化变电站电能表的需求量也随之增大，电子式电压电流互感器、智能化一次设备的应用，使得电压电流信号以基于IEC 61850协议的以太网数字量输入的数字化电能表已成为数字化变电站电能计量的重要设备。
数字化电能表的输入为以太网类型的数据帧，在传输系统带宽足够的情况下，电能表有功电能计量在理论上没有误差。本文在对数字化电能表产生误差的来源分析的基础上，提出了一种针对数字化电能表精度进行检定的方法。此方法具有接线简单、检验精度高的特点。
1.基于IEC61850的数字化电能表简介
伴随着IEC61850标准的提出，为数字化变电站的推广提供了理论依据，它的出现从根本上解决了变电站设备间通用性差、可靠性低等一系列问题。基于IEC61850的数字化电能表将其自身的接口规范与IEC61850框架之下，具有数字化变电站中智能设备的特性。因此，该电能表的结构也发生了根本性的变化，典型结构如下图所示：
由上图可知，基于IEC61850的数字化电能表的接收信号不再是模拟量，而是包含模拟量采样值的以太网数据包。电能表接口采用IEC61850规定的光纤数字接口，先要对数字光学信号进行光电转换，以太网控制器对数据包进行简单的解包处理后，就交给微处理器集中进行电能参量的计算。由于以太网数据包解析任务和多种电能参量的计算任务都由微处理器处理，数据的计算量很大，微处理器选用了具有高速运算能力的DSP作为处理核心。基于IEC61850数字化电能表应用到任意一个数字化变电站中，而不会产生任何的不兼容问题。
2.基于IEC61850的数字化电能表误差分析
2.1 基于IEC61850的数字化电能表计量系统网络拓扑
了解基于IEC61850的数字化电能表计量系统的网络拓扑结构有助于更精确的分析其误差特性，从而提出更针对的检定方案。
计量系统采用了过程层网络和变电站层网络双总线网络结构，它们之间有严格的层次结构：电子式电流互感器（ECT）、电子式电压互感器（EVT）以及合并单元（MU）为过程层IED设备；基于IEC61850的数字化电能表接收MU发过来的模拟量采样值，是间隔层IED设备；紧接着是站控单元，接收电能表计算得到的各种电能参量，为变电站层IED设备。
2.2误差分析
对于IEC61850协议电能表来说，其输入为来自合并单元的包含模拟量采样值的报文，由于没有了采样环节，其误差来源主要是合并单元的计算误差和通讯传输中的误码率。计算误差主要是有限字长度效应和算法误差。由于IEC61850对数据进行了16Bit的归约化，低量程的量化误差构成了电能表的主要误差。算法误差是待检定误差，不同算法的误差特性也不同，从准确度来说没有哪个算法具有绝对优势，一定的算法适用于一定的硬件平台和应用环境。
3.校验方案
3.1 误差计算方法
1）电能计量基本误差
数字化技术研究范文6
【关键词】古建筑 数字化 保护 三维建模
一、引言
当今世界都很重视人类文化遗产的传承与保护，而古建筑都是人类重要的文化遗产之一，它们见证了人类历史的发展过程。然而，随着时间的流逝，岁月风雨的洗礼，人为的破坏因素等，使得这些古建筑正在逐渐消失。特别是现如今城镇化水平的加速提高，对古建筑破坏将更加严重。必须采取一系列措施和艺术手法对古建筑进行复原与保护，所以如何运用高科技手段来保护古建筑文化遗产，是当下政府应该非常重视和关心的事情。数字化复原技术在对古建筑的保护、展示、修复和复原等过程中就起到了非常重要的作用，它为古建筑文化遗产的复原和传承提供了全新的平台。
二、数字化保护系统的总体设计
古建筑保护系统的设计与开发，为古建筑数字化保护提供人财物力损失最小的方案以及相关的技术服务。该系统结合数据库技术、数据采集与处理技术、监测分析以及保护评价技术等，进行古代建筑数字化保护系统的设计开发。其中数据库的建立主要有空间库和结构属性数据库两部分；数据采集与处理分为二维和三维数据采集与处理；并利用环境监测与分析对古建筑的保护进行实时评价与分析，达到立体式、全方位、时时的保护。系统的主要模块及功能结构如图1所示。
三、数据的采集与处理
（一）研究对象概况
本文以位于浙江省浦江县的全国重点文物保护单位-江南第一家的“牌坊”为研究对象，将计算机图形学、图像处理、计算机视觉等学科与建筑工程学科相结合，将计算机领域当前主要的二维数字化及三维建模技术的最新研究成果，应用于古建筑的数字化保护，并为珍贵古建筑、遗迹等文物的修缮和复原工作提供更加准确的工程数据。
（二）二维数据采集与处理
利用计算机图形学、图像处理、虚拟现实等信息领域最新发展技术，将现有保存下来的文物进行数据采集，如进行照片的拍摄，利用传统的测量工具进行测量，再结合计算机图形学软件AutoCAD将测绘出来的数据进行绘制。如图2所示，就是某一牌坊的CAD图纸。
（三）三维数据采集与处理
将古建筑测绘的信息包含于三维模型中，数字三维模型比二维图形包含更丰富的信息，更接近人们的日常生活空问，能够精确、形象、丰富地记录建筑物的外形外观、建筑风格、内部结构等。三维数据采集的常用方法有“三维点云数据采集”。对工程图进行三维重建主要是指从工程图所提供的二维信息中提取三维信息，然后进行处理；根据绘制的牌坊标注草图，在AutoCAD中绘制出牌坊的正立面图、左立面图、背立面图以及右立面图的主要轮廓，并且将所有线条设为同一种颜色，以便于在3DMAX中编辑处理。
（1）三维点云数据采集。点云数据在采集过程中受到系统和环境等因素的影响，需要借助后处理软件，进行去噪、平滑等操作后才能转化为有用的空间信息，为后面的曲面重构做准备。实验过程中采用软件对预处理后的点云数据进行三维建模，构造相关特征曲线，再根据所绘制的曲线绘制网格、绘制曲面等。具体实验流程如图3所示
（2）三维激光扫描数据的处理。传统的记录古建筑内部大木结构的方法，是用拍照和拉皮尺进行量测和记录。但是一般古建筑的大木结构比较复杂，使用传统方法获得大木结构的实体曲面模型是一件相当困难和耗时的工作。而运用三维激光雷达扫描技术，能够在很大程度上轻松解决这些技术难点。激光扫描仪通过运用激光束从被发射到激光束到达被测物体再被反射回扫描仪的时间差，得到扫描仪到被测物体的距离，再运用连续转动的用来反射脉冲激光的镜子的角度值得到被测物体的三维坐标。然后利用三维点云数据和相应的建模软件制作出三角网模型，最后利用这两种模型来提取古建筑的线性特征。用三角网模型来制作平面图剖面图和立面图。
（3）古建筑的三维模型重建。要将经过扫描得到的点云转化为通常意义上的三维模型，系统软件至少应该具备以下条件：常用的三维模型组件（如柱体、球体、管状体、长方体等立体几何图形）；与模型组件相对应的点云匹配算法；几何体表面TI N 多边形算法。当进行三维建模时，可利用系统软件提供的自动分段处理工具从扫描的点云图中抽取出一部分，共同组成一个物体或物体的一部分点，以进行自动匹配处理，但这种自动匹配方式的处理只适用于那些与软件中所包含的常用几何形体相一致的目标实体组件。得到物体真实的三维立体影像。图4为建模、渲染后某一牌坊的效果图。
四、数据库的建立
（一）古建筑数据库的建立
古建筑信息是空间位置信息与属性信息的有机结合，一个完善的古建筑数据库必须以这两种信息源为基础，建立空间数据库和属性数据库。前者有激光扫描图、二维平面图、照片、以及三维建模模型等空间数据组成；后者是空间数据的对应属性，如历史相关文献记载、描述、统计数据及与相应的建筑构成相关的材料、尺寸、类型等。
（二）古建筑空间数据库
空间数据适合于计算机存储、管理、处理的逻辑结构，是将图形数据、影像数据、统计数据等资料按一定的数据结构转换为适合计算机存储和处理的形式。主要由栅格数据和矢量数据组成，栅格数据主要包括激光扫描图等。矢量数据是利用点、线、面等几何要素精确表达建筑物的边界和内部体元；矢量数据主要包括由激光扫描得到的点云数据、三维模型等。
（三）古建筑属性数据库
根据古建筑保护工作的实际需要，本研究涉及的属性包括与空间数据相应的属性信息，如建筑的材料、几何构成、建筑面积、地理位置等；又包括其他的属性信息，如历史年份信息、相关的文化背景等。
五、古建筑监测分析
对古建筑需要进行环境监测与分析，通过周期性的测量，为数据库管理系统提供信息更新及评估依据。主要完成对古建筑所处环境以及古建筑构件、营造技术的监测与分析，担负古建筑复原方案的确定与实现，是整个系统的重要核心。古建筑室内外物理环境数据监测体系是进行可持续古建筑保护研究的基础和首要条件。环境监测功能应实现对太阳日照、风速风向、空气污染等情况的计算与分析。而对古建筑构件、营造技术或方式的监测与分析，就是在地理信息系统提供的虚拟环境中，根据已建立的数字化模型，对历史建筑构成进行比较、分析，并将模型数据与历史数据进行融合，建立古建筑修复评估体系，对细部和装饰残缺的或已经破坏的古建筑进行复原。
六、结语
总之：古建筑不仅有很高的历史价值、艺术价值，也有很高的科学价值，是研究历史科学的实物例证，也是新建筑设计和新艺术创作的重要借鉴，许多古建筑、园林等都是文化旅游的重要场所。我国在古建筑数字化保护方面还比较落后，还未能充分地体现现代技术对古建筑保护和开发的巨大作用，进行这方面的探索和研究，不仅能够为古建筑、遗迹等文物的修缮和复原工作提供精细的、准确的、工程化的基础数据；减少人们对实物接触的同时，增加人们对细节的了解；对古建筑数字化及三维建模技术的研究，是一件功在当代、利在千秋的事业。
参考文献：
[1]王茹，古建筑数字化及三维建模关键技术研究.西北工业大学博士学位论文，2010.
[2]贺斌，刘洋，张大为.三维激光扫描在古建筑物修缮中的应用.吉林地质，2009.
[3]王京卫，周亚飞，孟祥国-基于3DGIS的古建筑物的三维数字化保存研究.山东建筑大学学报，2011.
[4]周华伟，朱大明，瞿华蓥.三维激光扫描技术与GIS在古建筑保护中的应用.工程勘察，2011.
[5]范张伟，邢昱.基于数字化技术的古建筑保护研究.北京测绘，2010.
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