基于分布式流计算的路网指挥中心系统数据处理技术

城市轨道交通路网指挥中心系统要求针对分布式环境、种类繁多的海量数据进行整合。根据数据ETL(ExtractTransform-Load)理论知识和路网指挥中心数据的实际特点,运用分布式流计算技术,结合Storm平台下的Spout-Bolt工作机制,设计了一个适用于业务系统数据源的分布式流计算ETL框架。介绍了模块的功能及数据处理过程。利用分布式流计算ETL框架,可充分满足多业务场景下的数据处理需求,提高了数据的实时性和系统的横向扩展能力。

数字化变电站中双网控制策略

IEC制定的变电站内通信网络和系统标准体系(IEC 61850)中没有涉及双网通信、装置与操作箱控制通信等内容,显然其不能满足大部分数字化变电站可靠运行的要求。通用面向对象的变电站事件(GOOSE)直接基于ISO/IEC 8802-3以太网协议进行数据传输,有着较高的传输效率,是数字化变电站的主要特点之一。文中描述的数字化变电站中双网控制策略是基于GOOSE协议的双网控制策略,该策略不但使系统控制具有快速性和冗余性,也提高了系统控制的安全性和可靠性,满足了数字化变电站各种控制应用需求。数字化变电站中双网控制策略可作为IEC 61850的补充。

智能变电站MMS报文捕获分析的研究与实现

针对IEC61850标准、MMS协议、BER编码规则进行了研究,利用WinPcap网络抓包架构和C++编程语言设计了一个智能变电站站控层MMS报文的捕获和解析系统,并在搭建的测试环境中进行了测试。在测试过程中,成功地对MMS报文进行了捕获和解析。

基于IEC61850的双网通讯探讨

数字化变电站是变电站自动化的发展方向,随着技术的发展,数字化变电站在国内外得到了越来越多的应用。IEC61850标准是数字化变电站的基础,但标准中没有涉及到双网通讯,而双网又是变电站可靠运行的重要保证,已成为变电站自动化系统的基本配置。为了实现数字化变电站的双网通讯,又不违背IEC61850标准的互操作性精神,对多种基于IEC61850的双网通讯的可行方案进行了分析探讨,并都通过测试,部分技术已在数字化变电站得到应用。

MIMO雷达对角闪烁抑制性能

针对目标角闪烁引起的雷达测角误差问题,研究了多输入多输出(MIMO)雷达对角闪烁的抑制能力。建立了MIMO雷达角闪烁模型,导出了角闪烁的概率分布密度,讨论了发射天线个数与抑制角闪烁性能之间的关系,给出了由角闪烁引起测角超出目标范围概率密度。理论分析表明雷达发射端阵元个数越多角闪烁抑制性能越好,当达到6个天线时,角闪烁误差就能够降低到传统阵列雷达的25%。仿真结果与理论分析相一致,表明MIMO雷达对目标角闪烁能够有效的抑制。

一种过程数据有损压缩比的动态控制方法

对于涉及使用压缩偏差△E的有损压缩算法(如旋转门算法、矩形波串法、后向斜率法),一般需要长时间的实验才能得到合适的△E。对于测点较多系统简直是一种灾难。因此,△E的设置严重限制了压缩算法的实用性和方便性。鉴于此,提出了以压缩比CR(CR=1-压缩后的数据个数/压缩前的数据个数)为导向的动态控制方法。它假定压缩比CR和压缩偏差△E之间存在线性关系。在给定目标压缩比CRdest的条件下,借助于先前一段数据压缩情况,在可调区间[△]Emin,△Emax上动态地调整△E,使实际CRCRdest。该方法的特点在于使得压缩比可控,同时降低了相关压缩算法参数设置难度。

一种能量异构自适应的无线传感网络覆盖控制协议

网络感知覆盖和能量消耗是无线传感器网络的两个核心问题,两者密切相关。网络覆盖决定了无线传感器网络对物理世界的监测能力,反映了网络所能提供的"感知"服务质量,能量消耗则决定了无线传感器网络的生存时间。提出了一种节点能量异构自适应的无线传感网络覆盖控制协议HEAP(a Heterogeneous Energy Adaptive control coverage Protocol),HEAP采用基于节点分层成簇的思想,根据节点邻居平均能量与自身剩余能量等参数竞选活动节点。理论分析与模拟实验表明,HEAP协议不但能够提供高质量的网络覆盖率,而且可以有效地适应于节点能量异构的网络应用场景,并且减少活动节点选取过程中的控制消息开销。

一种交流便携式电动汽车充电箱的系统设计

介绍了一种低成本的交流便携式电动汽车充电箱的设计,针对需求设计了基于Freescale K60微控制器的系统解决方案,详细介绍了该系统主控单元的软硬件设计和控制基本原理。该系统设计紧凑、安装和操作简单、对场地条件要求低,适用于家庭电动汽车应用的推广和普及。

异构系统中改进的遗传调度算法

针对以往调度算法无法准确反映任务的优先级的问题,提出一种改进的遗传调度算法。将任务的ranku属性值应用于染色体的构造方法中,即根据ranku属性值降序排列得到染色体的任务序列,使重要任务优先获得调度,从而得到优质的初始种群,为遗传算法提供合适的迭代起点。实验结果表明,该算法能有效提高初始种群的质量,获得更好的调度性能。

一种过程数据趋势特征提取方法

由于噪音的存在,工业过程数据局部趋势变化频繁,不利于整体趋势分析。此外,海量的历史数据也给过程数据趋势分析带来困难。为此,提出一种过程数据趋势分析方法——k阶极值法。该方法研究了单个数据点对整体趋势的影响(趋势因子),给出一种趋势因子度量方法。通过趋势因子,不仅可以根据局部趋势重要程度合理提取趋势特征,还能够支持趋势显示的缩放,说明k阶极值法具有相当大的灵活性和适应性。

基于图论的电力系统公式并行计算实现方法

提出了一种利用图论算法对电力自动化系统实时监控模块中的公式并行计算的方法,将电力系统公式间的依赖关系描述成一个有向图,通过环判断处理、拓扑排序、生成公式优先级、公式分组、公式分配等步骤完成并行计算,提高了计算速度、可靠性和通用性,可以满足实时性的要求。

EDG-DCR:一种基于扩展有向图Web服务组合关系描述方法

Web服务组合是充分利用已有的Web服务,生成满足不同用户实际需要的组合服务的重要技术,Web服务组合关系的描述是Web服务组合的基础。目前,Web服务组合关系描述主要有两类方法,一是基于有向图的描述方法,二是基于Petri网、语义的描述方法。前一种方法简单,但不能描述所有的组合关系;后一种方法虽然能描述所有的组合关系,但是它们的组成元素过于复杂,用户难以理解和使用。文章以工作流模式为基础,提出一种基于扩展有向图的Web服务组合关系描述方法,使得其可以描述所有的组合关系。该描述方法使用XML Schema表示组合关系,保证描述过程的简单性、开放性和可扩展性。

异构集群中CPU与GPU协同调度算法的设计与实现

为有效提高异构的CPU/GPU集群计算性能,提出一种支持异构集群的CPU与GPU协同计算的两级动态调度算法。根据各节点计算能力评测结果和任务请求动态分发数据,在节点内CPU和GPU之间动态调度任务,使用数据缓存和数据处理双队列机制,提高异构集群的传输和处理效率。该算法实现了集群各节点“能者多劳”,避免了单节点性能瓶颈造成的任务长尾现象。实验结果表明,该算法较传统MPI/GPU并行计算性能提高了11倍。

基于IEC61850在线式防误测控装置设计与实现

传统变电站中防误装置与后台计算机监控系统分离发展,为实际的运行检修带来诸多弊端。从而引出了一种基于IEC61850协议的在线式防误测控装置技术。在测控装置基础上设计开发出一个防误处理模块,并给出了该模块的设计方案以及整体框架,重点介绍了该模块的实现细节以及相应方法。通过变电站的使用,表明该方案在现场运行以及检修中具有高可靠性以及易用性。

一种适用于电力自动化系统的告警信息远程调阅方法

为实现主配一体化监控模式下告警信息的高效融合与优化,需要解决独立的各级调控监控系统之间告警信息的远程调阅问题,文章提出了一种基于负载均衡、类型过滤、故障接管、保险箱机制的告警信息远程调阅方法,通过该方法可以减小同步传输的数据,提升传输效率,提高传输的可靠性,在部分节点故障的情况下依然能保证告警信息不丢失。该方法能够为实现主配一体化综合监控模式提供技术支撑。

具有变化传输机制的MODBUS扩展协议

随着轨道交通综合监控技术的发展,各级监控中心之间数据传输规模不断扩大,现有的通信协议已经成为其性能瓶颈。为了解决这个问题,本文提出了一种MODBUS协议扩展方案,在标准MODBUS协议框架下,扩展应答帧长,定义变化数据基本单元并加入变化传输机制。通过实施本方案,通信应用的网络消耗与CPU负载降低了2个数量级,而可靠性和实时性基本不受影响。

电网电压跌落下双馈风力发电机的动态响应

随着以双馈风力发电机为主体的大型风力发电机组在电网中所占比例的提高,电力系统对并网风力发电机在电网电压骤降故障下的不间断运行能力提出了更高的要求。分析了变速恒频双馈风力发电机组的工作原理,建立了双馈风力发电机组的动态数学模型,搭建了双馈风力发电机组的仿真模型,仿真分析了不同电网故障下,变速恒频双馈风力发电机组的动态响应。利用1.5MW双馈风力发电机进行了不同电网电压跌落下的试验,试验结果验证了系统在电网电压跌落故障下的动态响应特性。

轨道智能交通系统中的免碰撞技术研究

针对轨道交通技术中的长期运行的安全性问题,本文提出了一种基于智能交通系统(ITS)的交叉轨道免碰撞事故预测技术。在ITS中,采用信息和通信技术采集并处理交通数据,然后传输给相应的终端和控制中心;采用有限距离通讯传输运行数据,将通信范围内的所有车辆描述为一个节点,所有节点构成一个通讯簇;整个簇由同一个坐标系描述,采用航行推测法计算车辆在系统中的位置,同时定义预警区域和危险极限距离等参数,综合处理车间通讯接收的数据。采用上述算法设计了ITS Avoid Collision Sys仿真平台,并给出了仿真结果,研究表明该技术切实可行,有很好的应用前景。

智能变电站一体化监控系统安全操作技术研究

该文以智能变电站一体化监控系统安全操作为切入点，参考信息领域的安全方法，重点分析变电站因数字化和智能化的发展而导致的安全隐患等问题，通过对智能变电站网络通讯、人机操纵等重要环节评估，研究智能变电站一体化监控系统安全操作技术，并基于研究成果提出智能变电站监控系统安全操作解决方案。

智能仿真组件在智能变电站中的开发与应用

基于lEC61850的智能变电站在大面积推广应用的过程中出现了各种各样的问题，有些问题直到系统投运的时候才得以解决，为了更早的发现问题，本文提出丫智能仿真组件的设计思想，通过智能仿真组件，可以对智能变电站的设备及系统功能进行逻辑仿真，从而有助于及早发现智能变电站潜在问题，对智能变电站的推广应用有积极的意义。