綜合調度系統應用網路時間同步技術探討

1. 同步網路架構演進的技術有哪些

同步網路架構演進的技術有高精度源頭、高精度同步傳輸、高精度同步監測等關鍵技術。

高精度同步傳輸用於組織定時鏈路，是5G高精度同步組網的關鍵環節。目前來看，1588v2技術在電信網中應用規模大、成熟度高、互聯互通性好，建議在現有配置的基礎上通過優化實現細節提升精度。

包括打戳位置盡量靠近物理介面、提升打戳鏈老解析度、提升系統實時時鍾（RTC）同步精度、加強模塊間協作、選取棚談升優質晶振等，這樣有利於5G高精度時間同步網路的快速部署和成熟商用。此外，業界也比較關注白兔子（WR）、1588v2.1等其他侍迅高精度同步傳輸技術。

但無論是WR技術，還是新版本1588標准，均屬於全新的高精度傳輸實現方案，相對於1588v2優化方案，實現難度大，目前暫時不作為高精度同步傳輸技術。

同步網路架構技術的意義：

根據應用場景和同步精度的不同，5G系統時間同步需求包括基本同步需求、站間協同增強同步需求以及5G所支撐的新業務提出的高精度同步需求。

系統基本同步需求是所有時分復用（TDD）制式無線通信系統的共性要求，主要是為避免上下行時隙干擾，從而需對基站空口時間偏差進行嚴格限定。對於4G TDD系統，採用固定子載波間隔15kHz，保護周期GP（Guard Period）配置單符號。

在一定覆蓋范圍內，其要求基站間時間偏差應小於3μs。5G系統均採用TDD制式，其具有子載波間隔可靈活擴展的特點，通過在GP中靈活配置多個符號的方式，使得基站間時間偏差要求仍為小於3μs，與4G TDD一致。

2. 感測器網路中常見的時間同步機制有哪些它們有什麼特點

一、感測器網路中常見的時間同步機制有：

1、感測器節點通常需要彼此協作，去完成復雜的監測和感知任務數據融合是協作操作的典型例子，不同的節點採集的數據最終融合形成了一個有意義的結果。

2、感測器網路的一些節能方案是利用時間同步來實現的。

二、特點：

1、感測節點體積小，成本低，計算能力有限。

2、感測節點數量掘緩大、易失效，具有自適應性。

3、通信半徑小，帶寬很低。

4、電源能量是網路壽命的關鍵。

5、數據管理與處理是感測器網路的核心技術。

感測器網路

綜合了感測器技術、嵌入式計算技術、現代網路及無線通信技術、分布式信息處理技術等，能夠通過各類集成化的微型感測器協作地實時監測、感知和採集各種環境或監測對象的信息，通過嵌入式系統對信息進行處理，並通過隨機和散謹自組織無線通信網路以多跳中繼方式將所感知信息傳送到用喚基戶終端。從而真正實現「無處不在的計算」理念。

3. 有關無線感測器網路中時間同步機制有哪些方法和策略

1  時間同步技術的重要性 
感測器節點的時鍾並不完美，會在時間上發生漂移，所以觀察到的時間對於網路中的節點來說是不同的。但很多網路協議的應用，都需要一個共同的時間以使得網路中的節點全部或部分在瞬間是同步的。 
第一，感測器節點需要彼此之間並行操作和協作去完成復雜的感測任務。如果在收集信息過程中，感測器節點缺乏統一的時間戳（即沒有同步），估計將是不準確的。 
第二，許多節能方案是利用時間同步來實現的。例如，感測器可以在適當的時候休眠（通過關閉感測器和收發器進入節能模式），在需要的時候再喚醒。在應用這種節能模式的時候，節點應該在同等的時間休眠和喚醒，也就是說當數據到來時，節點的接收器可以接收，這個需要感測器節點間精確的定時。 
2  時間同步技術所關注的主要性能參數 
時間同步技術的根本目的是為網路中節點的本地時鍾提供共同的時間戳。對無線感測器
網路WSN（Wireless Sensor Networks）[1]
的時間同步應主要應考慮以下幾個方面的問題： 
(1)能量效率。同步的時間越長，消耗的能量越多，效率就越低。設計WSN的時間同步演算法需以考慮感測器節點有效的能量資源為前提。 
(2) 可擴展性和健壯性。時間同步機制應該支持網路中節點的數目或者密度的有效擴展，並保障一旦有節點失效時，餘下網路有效且功能健全。 
(3)精確度。針對不同的應用和目的，精確度的需求有所不用。 
(4)同步期限。節點需要保持時間同步的時間長度可以是瞬時的，也可以和網路的壽命一樣長。 
(5)有效同步范圍。可以給網路內所有節點提供時間，也可以給局部區域的節點提供時間。 
(6)成本和尺寸。同步可能需要特定的硬體，另外，體積的大小也影響同步機制的實現。 (7)最大誤差。一組感測器節點之間的最大時間差，或相對外部標准時間的最大差。 3  現有主要時間同步方法研究 
時間同步技術是研究WSN的重要問題，許多具體應用都需要感測器節點本地時鍾的同步，要求各種程度的同步精度。WSN具有自組織性、多跳性、動態拓撲性和資源受限性，尤其是節點的能量資源、計算能力、通信帶寬、存儲容量有限等特點，使時間同步方案有其特
殊的需求，也使得傳統的時間同步演算法不適合於這些網路[2]
。因此越來越多的研究集中在設
計適合WSN的時間同步演算法[3]
。針對WSN，目前已經從不同角度提出了許多新的時間同步演算法[4]
。 
3.1  成對(pair-wise)同步的雙向同步模式 
代表演算法是感測器網路時間同步協議TPSN（Timing-Sync Protocol for Sensor 
Networks）[5~6]
。目的是提供WSN整個網路范圍內節點間的時間同步。 
該演算法分兩步：分級和同步。第一步的目的是建立分級的拓撲網路，每個節點有個級別。只有一個節點與外界通信獲取外界時間，將其定為零級，叫做根節點，作為整個網路系統的時間源。在第二步，每個i級節點與i-1（上一級）級節點同步，最終所有的節點都與根節點同步，從而達到整個網路的時間同步。詳細的時間同步過程如圖 1 所示。 
 

圖1  TPSN 同步過程 
 
設R為上層節點，S為下層節點，傳播時間為d，兩節點的時間偏差為θ。同步過程由節點R廣播開始同步信息，節點S接收到信息以後，就開始准備時間同步過程。在T1時刻，節點S發送同步信息包，包含信息(T1)，節點R在T2接收到同步信息，並記錄下接收時間T2，這里滿足關系：21TTd 
節點R在T3時刻發送回復信息包，包含信息(T1,T2,T3)。在T4時刻S接收到同步信息包，滿足關系：43TTd 
最後，節點S利用上述2個時間表達式可計算出的值：(21)(43)2
TTTT 
TPSN由於採用了在MAC層給同步包標記時間戳的方式，降低了發送端的不確定性，消除了訪問時間帶來的時間同步誤差，使得同步效果更加有效。並且，TPSN演算法對任意節點的同步誤差取決於它距離根節點的跳數，而與網路中節點總數無關，使TPSN同步精度不會隨節點數目增加而降級，從而使TPSN具有較好的擴展性。TPSN演算法的缺點是一旦根節點失效，就要重新選擇根節點，並重新進行分級和同步階段的處理，增加了計算和能量開銷，並隨著跳數的增加，同步誤差呈線性增長，准確性較低。另外，TPSN演算法沒有對時鍾的頻差進行估計，這使得它需要頻繁同步，完成一次同步能量消耗較大。 
3.2  接收方-接收方（Receiver-Receiver）模式 
代表演算法是參考廣播時間同步協議RBS（Reference Broadcast Synchronization）[7]
。RBS是典型的基於接收方-接收方的同步演算法，是Elson等人以「第三節點」實現同步的思想而提出的。該演算法中，利用無線數據鏈路層的廣播信道特性，基本思想為：節點(作為發
送者)通過物理層廣播周期性地向其鄰居節點（作為接收者）發送信標消息[10]
，鄰居節點記錄下廣播信標達到的時間，並把這個時間作為參考點與時鍾的讀數相比較。為了計算時鍾偏移，要交換對等鄰居節點間的時間戳，確定它們之間的時間偏移量，然後其中一個根據接收
到的時間差值來修改其本地的時間，從而實現時間同步[11]
。 
假如該演算法在網路中有n個接收節點m個參考廣播包，則任意一個節點接收到m個參考包後，會拿這些參考包到達的時間與其它n-1個接收節點接收到的參考包到達的時間進行比較，然後進行信息交換。圖2為RBS演算法的關鍵路徑示意圖。 
網路介面卡
關鍵路徑
接收者1
發送者
接收者2
 
圖2  RBS演算法的關鍵路徑示意圖 
 
其計算公式如下： 
,,1
1,:[,]()m
jkikkinjnoffsetijTTm
 其中n表示接收者的數量，m表示參考包的數量，,rbT表示接收節點r接收到參考包b時的時鍾。 

此演算法並不是同步發送者和接收者，而是使接收者彼此同步，有效避免了發送訪問時間對同步的影響，將發送方延遲的不確定性從關鍵路徑中排除，誤差的來源主要是傳輸時間和接收時間的不確定性，從而獲得了比利用節點間雙向信息交換實現同步的方法更高的精確度。這種方法的最大弊端是信息的交換次數太多，發送節點和接收節點之間、接收節點彼此之間，都要經過消息交換後才能達到同步。計算復雜度較高，網路流量開銷和能耗太大，不適合能量供應有限的場合。 
3.3  發送方-接收方(Sender-Receiver)模式 
基於發送方-接收方機制的時間同步演算法的基本原理是：發送節點發送包含本地時間戳的時間同步消息，接收節點記錄本地接收時間，並將其與同步消息中的時間戳進行比較，調整本地時鍾。基於這種方法提出的時間同步演算法有以下兩種。 
3.3.1  FTSP 演算法[8]
 
泛洪時間同步協議FTSP（Flooding Time Synchronization Protocol）由Vanderbilt大學Branislav Kusy等提出，目標是實現整個網路的時間同步且誤差控制在微秒級。該演算法用單個廣播消息實現發送節點與接收節點之間的時間同步。 
其特點為：(1)通過對收發過程的分析，把時延細分為發送中斷處理時延、編碼時延、傳播時延、解碼時延、位元組對齊時延、接收中斷處理時延，進一步降低時延的不確定度；(2)通過發射多個信令包，使得接收節點可以利用最小方差線性擬合技術估算自己和發送節點的頻率差和初相位差；(3)設計一套根節點選舉機制，針對節點失效、新節點加入、拓撲變化
等情況進行優化，適合於惡劣環境[12]
。 
FTSP演算法對時鍾漂移進行了線性回歸分析。此演算法考慮到在特定時間范圍內節點時鍾晶振頻率是穩定的，因此節點間時鍾偏移量與時間成線性關系，通過發送節點周期性廣播時間同步消息，接收節點取得多個數據對，構造最佳擬合直線，通過回歸直線，在誤差允許的時間間隔內，節點可直接通過它來計算某一時間節點間的時鍾偏移量而不必發送時間同步消息進行計算，從而減少了消息的發送次數並降低了系統能量開銷。 
FTSP結合TPSN和RBS的優點，不僅排除了發送方延遲的影響，而且對報文傳輸中接收方的不確定延遲（如中斷處理時間、位元組對齊時間、硬體編解碼時間等）做了有效的估計。多跳的FTSP協議採用層次結構，根節點為同步源，可以適應大量感測器節點，對網路拓撲結構的變化和根節點的失效有健壯性，精確度較好。該演算法通過採用MAC層時間戳和線性回歸偏差補償彌補相關的錯誤源，通過對一個數據包打多個時戳，進而取平均和濾除抖動較大的時戳，大大降低了中斷和解碼時間的影響。FTSP 採用洪泛的方式向遠方節點傳遞時間基準節點的時間信息，洪泛的時間信息可由中轉節點生成，因此誤差累積不可避免。另外，FTSP的功耗和帶寬的開銷巨大。 
3.3.2  DMTS 演算法[9]
 
延遲測量時間同步DMTS (delay measurement time synchronization) 演算法的同步機制是基於發送方-接收方的同步機制。DMTS 演算法的實現策略是犧牲部分時間同步精度換取較低的計算復雜度和能耗，是一種能量消耗輕的時間同步演算法。 
DMTS演算法的基本原理為：選擇一個節點作為時間主節點廣播同步時間，所有接收節點通過精確地測量從發送節點到接收節點的單向時間廣播消息的延遲並結合發送節點時間戳，計算出時間調整值，接收節點設置它的時間為接收到消息攜帶的時間加上廣播消息的傳輸延遲，調整自己的邏輯時鍾值以和基準點達成同步，這樣所有得到廣播消息的節點都與主節點進行時間同步。發送節點和接收節點的時間延遲dt可由21()dtnttt得出。其中，nt為發送前導碼和起始字元所需的時間，n為發送的信息位個數，t為發送一位所需時間；1t為接收節點在消息到達時的本地時間；2t為接收節點在調整自己的時鍾之前的那一時刻記錄的本地時間，21()tt是接收處理延遲。 

DMTS 演算法的優點是結合鏈路層打時間戳和時延估計等技術，消除了發送時延和訪問時延的影響，演算法簡單，通信開銷小。但DMTS演算法沒有估計時鍾的頻率偏差，時鍾保持同步的時間較短，沒有對位偏移產生的時間延遲進行估計，也沒有消除時鍾計時精度對同步精度的影響，因此其同步精度比FTSP略有下降，不適用於定位等要求高精度同步的應用。 
基於發送方-接收方單向同步機制的演算法在上述三類方法中需要發送的時間同步消息數目最少。發送節點只要發送一次同步消息，因而具有較低的網路流量開銷和復雜度，減少了系統能耗。 
4  結論 
文章介紹了WSN時間同步演算法的類型以及各自具有代表性的演算法，分析了各演算法的設計原理和優缺點。這些協議解決了WSN中時間同步所遇到的主要問題，但對於大型網路，已有的方法或多或少存在著一些問題：擴展性差、穩定性不高、收斂速度變慢、網路通信沖突、能耗增大。今後的研究熱點將集中在節能和時間同步的安全性方面。這將對演算法的容錯性、有效范圍和可擴展性提出更高的要求。 

4. 淺談電力調度系統應用論文

經濟的發展促進了電網規模的擴大,為實現電力調度的高效、安全,必須使電力調度走向智能化與自動化的發展道路。下面是宏頌我為大家整理的淺談電力調度系統應用論文，供大家參考。

淺談電力調度系統應用論文篇一

《 電力技術中實時電力調度系統的應用 》

摘要:我國的實時電力調度技術利用了當前的數字化、可視化技術、網路化、對象資料庫技術、數字化以及平台技術等先進技術，但在調度技術的發展上還存在著更為廣闊的發展空間。目前，電力調度自動系統逐步走向成熟，這給整個電力調度指引了明確的方向。

關鍵詞:電力系統;實時電力調度;分析應用

當下，電已經逐漸成為各家各戶生活十分重要的一項卜答設施，所以，在電力系統當中，輸送與相關安全的問題對於人們的日常生活有著十分重要的影響，通常情況下，電力調度是電網的核心內容，其對於整個電力系統有著不可忽視的作用。然而，就我國當前的局勢來看，我國的電力調度依然存在著很多不穩定的影響因素，所以，對電力調度在電力 系統安全 運行中的應用分析是非常有必要的。

1電力系統中的安全問題分析

電力生產系統由從事生產活動操作人員以及管理人員所組合而成的人子系統，生產必需的機器設備、廠房等物質條件所構成的機器子系統，生產活動所在的環境構成的環境子系統三部分構成。這三個系統相互制約、相互作用，使得整個生產系統位於某個狀態下，形成了“人-機-環境”系統。在電力系統生產階段應該要確保其 安全生產 ，就必須對電力系統中人子系統、機器子系統、環境子系統三方面存在的安全隱患進行認真仔細的分析與探討，第一時間將電力安全生產階段所出現安全問題解決到位，科學合理的組織進行電力安全調度管理工作，維持電力系統的穩定運行和良好的供電質量。

1.1人子系統中的問題

當下，在人子系統當中，所面臨的主要問題是由於系統中人員的問題，具體來說，主要包括下列幾個方面：①工作人員沒有安全操作的意識，或者處理復雜操作過程當中粗心失誤造成了子系統的故障，從而對全局的穩定與供電質量造成嚴重的影響。②電力生產階段管理制度不夠完善，缺乏足夠的管理力度或是管理 方法 ，造成了在工作人員當中出現了監守自盜的行為，從而對供電網路的穩定性以及質量造成嚴重的影響。③外界人為因素的影響，比如，不法分子偷盜電力或者是電氣設備等造成了電力供應問題的出現。

1.2機器子系統中的問題

對於機器子系統來說，重點問題出現在被我國所廣泛使用的10kV配電網路，具體說來，可以概括為下列兩點：①技術能力水平的不足。雖然10kV的配電網的技術發展得相對成熟，然而，在設備技術方面還是存在著一定的缺陷。主要問題體現在以下幾點：a.配電網路的規劃，沒有緊密的結合各個區域的環境特徵以及電源點分布情況，對10kV配電網規劃進行認真仔細的實地調研，造成了與電源點的匹配出現了非常嚴重的不同步。b.電站建設考慮不周到，質量不高，在具體的施工過程當中對於電網架構與布線走向工作管理太過鬆懈，造成了布設質量不符合要求，出現架構不牢以及布線太長等方面的問題，進而造成了供電成本的進一步提高。②運行設備維護不夠系統。10kV電網線路工作環境是露天運行的，所以，可以概括主要受到以下兩方面因素的影響：a.外界因素：自然環境與天氣因素等都會型絕慧對露天的電氣設備造成影響，使得電網線路受到損壞，缺相、短路、跳閘等問題，從而對整個網路的穩定性造成影響。b.設備運行周期：供電運行中需要安排好時間定期組織進行電氣設備的檢查與維護，防止使用時間太長造成設備老化，從而導致故障。

1.3環境子系統中的問題

10kV配電網主要環境為露天環境，所以環境影響也是特別重要的一個方面：①溫度因素：在溫度太高的情況下，電纜膨脹下垂，造成了接地短路;在溫度較低的時候，電纜縮短造成了電纜兩端的拉力不斷增加，長期運作會導致電纜斷裂。②氣候因素：暴雨、雷擊等都有很大可能對供電線路造成危害。比如雷電容易與配電設備等產生強烈的電磁反應，進而損壞電網局部線路。③人為影響：配電線路周圍環境施工建設。一些大型的設備機械在施工過程中，碰撞配電網路，導致了設備的損壞;不法分子的綜合素質水平較低，偷盜配電網路電線;樹木、違章建築、鐵塔等不恰當安置也會對電網運行造成影響。

2實時電力調度系統的主要應用

實時電力調度技術支持系統的設計，吸收借鑒了國內外相關領域的前沿技術和先進成果，採用了一體化、標准化的設計思想和面向服務的體系架構，研製了高效的動態消息匯流排、簡單服務匯流排、工作流機制和靈活的人機界面支撐技術，為系統實時監控與預警、調度計劃、安全校核和調度管理等應用提供了一體化的技術支撐，在電網運行綜合智能分析與告警、大電網穩定分析與評估、調度計劃應用的核心演算法、調控合一技術和可視化技術等方面取得突破性進展，全面提升了電網調度駕馭大電網的能力，保障了電網安全、穩定、優質、經濟運行。據了解，國家電網國調中心根據智能電網調度運行的需要，組織中國電科院、國網電科院的優秀技術人員，制定了一系列的實時電力調度技術支持系統建設標准和功能規范。在全國廣泛應用的能量管理系統CC2000A(中國電科院)和OPEN3000(國網電科院)的基礎上，嚴格執行標准和規范，開發了基於國產 操作系統 、資料庫、伺服器、工作站和安全防護設備的實時電力調度技術支持系統一體化平台D5000。D5000是新一代的實時電力調度技術支持系統基礎平台，適應了國家電網公司“大運行”體系中五級調度控制體系的要求，實現了“遠程調閱、告警直傳、橫向貫通、縱向管理”的功能。D-5000採用先進的軟體開發(的)技術，具有標准、開放、可靠、安全以及適應性較強的各項優勢，其所直接承載的是實時監控與預警、調度計劃、安全校核和調度管理等四大應用的平台，對提高電網的調度運行水平、加快調度機構的運行與其標准化建設和提高調度業務精益化的管理具有重要而較為深遠的意義。

3加強實時電力調度管理的有效策略

3.1加強人員培訓，提高電力調度管理水平

為了有效提高實時電力調度管理水平，電力企業一定要加強工作人員的培訓，依照技術等級和工作需求，制定合理的培訓計劃，定期培訓有關人員，使工作人員的業務水平和管理能力得到有效提高，確保自動化管理的順利開展。電力企業在培訓過程中，不僅要強化理論 教育 ，還要強化實際操作能力，理論與實踐要做到有機結合，以提升工作人員的實戰能力。另外，還要加強工作人員的素質教育，提高工作人員責任心，使他們不僅具備較高的技術水平，而且具備嚴謹的工作態度，以避免人為因素對實時電力調度管理的順利開展帶來影響。

3.2全面分析電力系統的安全性，加強安全運行管理

電力系統的安全運行與否，是影響居民生活正常用電和企業生產正常進行的重要保障因素。因此，電力調度一定要加強安全運行管理。通過自動化管理系統，對電力系統的安全進行有效分析，確定電力系統整體的安全運行范圍，利用計算機技術對電力系統運行進行模擬模擬，對電力系統的運行環境進行虛擬演示，並假設相關事故等。同時，仔細分析模擬中出現的一些問題，並針對這些問題計算不安全因素的發生幾率，制定解決方案和解決 措施 。這樣，針對性地提前制定安全運行預案，對相關問題做好防範和解決，以降低運行風險，有效應對可能發生的安全問題，維持電能的正常供應，保證企業生產和人民生活正常用電。

3.3加強對電力系統的監督，積極改善系統運行環境

首先，應做好相關管理設備的安裝，保證監督與檢測工作的有效開展。如安裝煙火報警設備、安裝視頻監控設備、安裝溫度檢測設備等等。這些設備作為自動化管理的重要組成部分，在實時電力調度管理中起著至關重要的作用。在實時電力調度管理過程中，必須保證這些相關管理設備的正常運行，以有效監控電力調度運行狀態，降低電力系統的運行風險。電力調度要加強對電力系統的監督，做好相關信息的採集和處理，確保信息數據的准確性和及時性。同時，還要認真分析相關數據，發現問題及時匯報，以便問題得到快速解決。另外，電力調度人員要不斷提高管理意識和工作規范性，確保自動化管理的正常開展。在日常調度自動化管理過程中，工作人員應當每天都對自動化管理系統的運行狀態進行檢查，密切關注機房的溫度和濕度的變化情況，掌握設備的整體健康狀況，並做好相關記錄。在實際工作過程中，工作區和休息區應盡量隔離，避免人機混雜的現象發生，積極改善系統運行環境，保證系統的正常運行。

4結束語

實時電力調度作為數據處理和監控系統，具有實時性、安全性和可靠性，屬於動態自動化系統，所以需要加大對其研究的力度，從而採取切實有效的措施來確保系統運行的安全性，使電力系統能夠供應更穩定、可靠和高質量的電能。

參考文獻:

[1]董偉英.芻議如何做好電網運行中的電力調度工作[J].中國新技術新產品，2012(3)：253.

[2]馬強，荊銘，延峰，等.電力調度綜合數據平台的標准化設計與實現[J].電力自動化設備，2011(11)：130~134.

[3]陳啟鑫，康重慶，夏清，等.低碳電力調度方式及其決策模型[J].電力系統自動化，2010(12)：23~28.

淺談電力調度系統應用論文篇二

《 電力調度自動化網路安全與實現研究 》

摘要：通過分析當前電力調度自動化網路安全現狀，針對出現的問題提出網路安全實現對策建議，以期推動網路安全技術在電力調動自動化系統中的應用。

關鍵詞：電力調度自動化;網路安全;對策研究

引言

隨著我國電力行業的不斷發展，全國范圍內的電力網路規模不斷完善，計算機 網路技術 應用於電力領域取得了長足的進步，對電力調度自動化水平的要求也在不斷提高。在進行電力調動自動化管理中，主要依託計算機網路安全技術，對信息、數據進行採集、交流、分析和整合，因此，網路安全技術起著至關重要的作用。網路安全問題一直以來受到人們的廣泛關注，電力企業一旦遭到網路安全侵襲，會直接影響企業和社會經濟利益，因此如何實現電力調度自動化網路安全成為了技術人員重點關注的問題。

1網路安全現狀

1.1系統結構混亂

我國電力行業起步較晚，但發展迅速，電力調動自動化系統更新較快，在日常電力 企業管理 中，往往無法及時對電力調動自動化系統進行有效升級，造成電力調動系統混亂，缺乏有效規劃和管理，在調度過程中，企業未能根據系統結構進行安全同步建設，如賬號密碼設置、授權訪問設置等，都會引發網路結構出現漏洞[1]。

1.2管理不完善

電力調度自動化網路安全需要專業技術人員對系統進行及時維護和管理，據調查發現，當前大部分電力企業存在著網路安全管理不到位的情況，具體表現如下。1)技術人員管理水平較低，安全意識薄弱，沒有及時更新自身專業技能。2)人為操作漏洞，由於部分工作人員安全意識較低，會出現身份信息泄露，無意中造成系統信息丟失等問題，引發系統出現漏項等現象，造成嚴重安全危害。3)安全監管不及時，沒有對網路進行有效防護，給黑客和不法分子可趁之機。

1.3物理安全隱患

物理安全隱患主要有兩點。1)自然因素，即客觀自然原因造成的安全隱患，是引發電力調度安全隱患的主要原因之一，自然因素主要包括自然災害，如山洪、台風、雷擊等，還包括環境影響，如靜電、電磁干擾等，都會對電力調度自動化系統數據、線路、設備造成損壞，導致系統無法正常通訊。2)人為原因，主要包括信息系統偷竊和設備線路破壞等，都會直接影響電力調度監控，給電力企業帶來直接安全隱患和經濟損失。

2網路安全實現

2.1網路架構

網路架構搭建是網路安全實現的第一步，為保障網路安全防範體系的一致性，需要在網路架構建設初期了解電力調度自動化系統各部分功能和組成。

2.1.1物理層

物理層安全實現是網路架構的前提。1)環境安全，是指以國家標准GB50173-93《電子計算機機房設計規范》為標准，機房地板需採用防靜電地板，相對濕度10%～75%，環境溫度15℃～30℃，大氣壓力80kPa～108kPa。2)設備安全，一是設備自身安全，採用大功率延時電源，機櫃採用標准機櫃，伺服器使用雙機冗餘;二是在機房設置安全攝像頭，全方位對機房進行監控，防止人為造成的設備破壞。3)傳輸介質安全，電力系統受自身因素影響，特別是集控站等，電磁干擾嚴重，因此需使用屏蔽雙絞線，防止近端串擾和回波損耗[2]。

2.1.2系統層

網路安全很大程度上依賴於主機系統安全性，而主機系統安全性是由操作系統決定的，由於大部分操作系統技術由國外發達國家掌握，程序源都是不公開的，因此在安全機制方面還存在很多漏洞，很容易遭到計算機黑客進攻。當前我國電力調度自動化系統主要採用Windows、Unix操作系統，其中Unix系統在安全性方面要強於Windows系統。Unix系統的安全性可以從以下幾個方面進行控制：控制台安全、口令安全、網路文件系統安全。Win-dows系統安全實現包括：選擇NTFS格式分區、漏洞補丁和安裝殺毒軟體與加強口令管理。

2.1.3網路層

網路層安全實現是電力調度自動化系統建立的基礎，網路層結構主要包括以下幾點。1)網路拓撲，主要考慮冗餘鏈路，地級以上調度採用雙網結構(如圖1所示)。2)網路分段，是進行網路安全保障的重要措施之一，目的在於隔離非法用戶和敏感網路資源，防止非法監聽。3)路由器、交換機安全，路由器和交換機一旦受到攻擊，會導致整體網路系統癱瘓，路由器和交換機主要依賴ios操作系統，因此應對ios系統漏洞等進行及時修補[3]。

2.2防火牆技術

防火牆技術是提供信息安全的基礎，實質是限制器，能夠限制被保護網路和外部網路的交互，能夠有效控制內部網路和外部網路之間信息數據轉換，從而保障內網安全(如圖2所示)，傳統意義上的防火牆技術主要包括包過濾技術、應用代理和狀態監視，當前所使用的防火牆技術大多是由這三項技術拓展的。防火牆根據物理性質可分為硬體防火牆和軟體防火牆，硬體防火牆技術要點是將網路系與系統內部服務裝置和外部網路連接，組成鏈接裝置，如DF-FW系列防火牆。防火牆應用於電力調度自動化系統主要有兩大優勢。1)便於系統上下級調度，能夠有效承接下級發送的數據信息，通過安全處理後送往上級。2)位於MIS網址中的服務裝置，可以通過對該伺服器進行訪問，但web伺服器可以拒絕MIS伺服器。由於兩者間的防火牆存在區別，因此功能和裝置也會有所區別。不同的電力調度企業可以根據實際情況選擇相應防火牆[4]。

2.3安全管理

2.3.1

軟體管理提高操作人員軟體操作和維護專業水平，提高操作中人員網路安全意識，不斷更新自身專業技能，進行高效、高標准操作。當軟體操作人員需要暫時離開操作系統時，應注意注銷操作賬戶，此外應加強對軟體系統的信息認證，保障軟體的安全性。近年來，軟體安全管理逐漸開始採用打卡、指紋識別等方式進行身份認證，取得了一定的效果。

2.3.2信息數據備份

由於環境因素或人為因素造成信息數據丟失、網路漏洞等風險都是難以避免的，因此需要對信息數據進行網路備份操作，當軟體系統出現不明原因損毀時，可以通過數據備份進行彌補，能夠對內部網路起到保護作用。建立網路備份管理能夠有效避免因電力調度自動化系統信息保存時長限製造成的信息丟失，完善數據信息管理。

2.3.3安裝殺毒軟體

計算機病毒長久以來都威脅著網路安全，計算機網路病毒隨著科學技術和不法分子的增多越來越猖獗，因此需要定期對系統進行殺毒處理，不僅能夠對自動化網路進行合理控制，還能夠對病毒進行及時清理和殺除，提高網路安全，確保系統能夠抵禦外部病毒侵襲[5]。

3結語

電力調度自動化網路安全對電力行業發展起著至關重要的作用，安全技術完善並非一朝一夕的工作，而是需要技術人員加強自身專業技能和安全意識，通過日常管理和操作，不斷完善安全防護系統和軟體，提高網路安全，確保信息數據的安全性。

參考文獻

[1]馬雷.針對電力調度自動化的網路安全問題的分析[J].科技與企業，2014，13(4)：76.

[2]姜紅燕.有關電力調度自動化的網路安全問題思考[J].無線互聯科技，2014，17(12)：58.

[3]鄒曉傑，常佔新.電力調度自動化網路安全與現實的研究[J].電子製作，2014，21(24)：112.

[4]張強.電力調度自動化系統網路安全的建設探討[J].電子技術與軟體工程，2015，11(10)：216.

[5]黃芬.淺論電力調度自動化系統網路安全隱患及其防止[J].信息與電腦(理論版)，2011，10(1)：20-21.

有關淺談電力調度系統應用論文推薦：

1. 電力調度自動化論文

2. 有關電力調度自動化論文

3. 電力技術畢業論文範文

4. 淺談電力安全管理論文

5. 淺談電力優質服務論文

5. 時間同步認證技術的缺點

1、單點故障：時間同步認證技術通常需要在網路中部署一個時間伺服器，如果該伺服器發生故障，整個系統可能會無法正常工作。
2、時間差異：由於網路延遲等原因，系統內部各節點之間的時間可能存在微塵姿小的差異，這種差異可能會導致系統在執行某些任務時出現錯誤。
3、安全性問題：通過對時間伺服器進行攻擊，黑客有可能修改系統時間信息，從而破壞整個系統的穩定性和安全性。
4、依賴網路：時間同讓兄兄步認證技術需要依賴網路的正常坦襲工作，如果網路出現故障或者攻擊，時間同步可能會受到影響。
5、設備問題：一些設備可能無法正確地同步時間，或者在同步時出現錯誤，導致時間同步認證技術無法正常工作。

6. 為什麼要使用時鍾同步技術

如果沒有統一的時鍾，分散在不同地點的調度自動化系統、變電站自動化系統、故障錄波裝置和繼電保護、安全自動裝置等電局冊灶力系統二次設備提供的事姿塵件記錄數據就不可避免地存在時間順序錯位，難以准確描述電力系統的事件順序和發展過程，無法給電中國事故分析提供有效的分析依據。因此，統一精確的時間是保證電力系統安全運行，提高運行水平的一桐扮個重要措施。

7. 網路時間同步是什麼

在通信領域，「同步」概念是指頻率的同步，即網路各個節點的時鍾頻率和相位同步，其誤差應符合相關標準的規定。目前，在通信網中，頻率和相位同步問題已經基本解決，而時間的同步還沒有得到很好的解決。時間同步是指網路各個節點時鍾以及通過網路連接的各個應用界面的時鍾的時刻和時間間隔與協調世界時（UTC）同步，最起碼在一個局域或城域網路內要和北京時間同步。時間同步網路是保證時間同步的基礎，構成時間同步網路可以採取有線方式，也可以採取無線方式。在這里我們主要介紹互聯網時間同步技術及產品，也就是通過支持NTP協議的網路時間伺服器（中新創科DNTS系列）實現網路時間同步。
時間的基本單位是秒，它是國際單位制（SI單位制）的七個基本單位之一。1967年的國際計量大會（CGDM）給出了新的秒定義：「秒是銫133（133Cs）原子在0K溫度基態的兩個超精細能級之間躍遷所對應輻射的9 192 631 770個周期所持續的時間」，即「原子秒」（TAI）。現在常用的協調世界時實際上是經過閏秒調整的原子秒。
目前在國際基準和國家基準層面所使用的主要是銫原子鍾。中國計量科學研究院建立的冷原子噴泉銫原子鍾其頻率復現性為5×10－15，已接近國際先進水平。其實，在應用層面上並不需要國家基準這樣高的時間和頻率准確度。不同的應用對准確度的要求是不同的，表1列舉了一些典型的應用對時間准確度的要求（應用界面時間相對於UTC時間的誤差）。
一些典型的應用對時間精度的應用
應用 時間精度要求
用於銀行、證券、股票和期貨交易的計算機和伺服器 1秒
電力線故障診斷 1微秒
交換機及計費系統 1秒
CDMA2000和TD-SCDMA 10毫秒
網管系統 500毫秒
7號信令監測系統 1毫秒

8. 鐵路信號技術論文(2)

鐵路信號技術論文篇二
淺談鐵路信號問題

【摘要】鐵路信號是保證鐵路運輸基本設備。對鐵路網上各種行車的設備狀況、信息傳輸、調度指令控制起著重要的作用。本文通過對鐵路信號存在問題的分析，提出了解決問題的對策，指出了我國鐵路信息的發展方向。

【關鍵詞】鐵路信息;信息化;網路化

1.鐵路信號的含義

所謂鐵路信號是用特定的、有標志性的物體、儀表或音響設備等向鐵路行車人員傳達相關的信號，包括車輛運行狀況，行駛條件，鐵路的狀況等等。近年來，隨著鐵路信號的廣泛應用和鐵路信號技術的不斷發展，使鐵路信號也變成了增加鐵路運輸線路，改善鐵路員工勞動條件提高車站和鐵路區間的通過能力等等有效手段。

2.鐵路信號的現狀

2.1鐵路信號的安全性能不夠高

由於自動化程度的限制，我國的調度指揮仍舊依賴於人工作業，採用落後的一張圖、一支筆、一部電話的調度指揮模式。對地面信號的觀察與山蠢判斷，也仍舊於依賴司機。隨著列車的提速和密度的不斷增加，行車調度的指揮工作將會越來越繁忙，調度員在長時間的工作中也難免出現疏略，這樣不僅會降低工作效率，更會影響到列車的安全運行。並且當車速達到一定的程度的時候，單單依靠司機的視力根本無法保證列車的行車安全。另外由於列車運行中的變化因素過多，一次性按照計劃運行圖來指揮列車運行的可能性較小，因此，在我國鐵路推廣使用調度集中裝置是還辦不到的。

2.2管理方面出現紕漏

雀戚重點表現於管理分散和管理水平的落後。鐵路系統基本上是一個整體，在不同的時間和地區的情況差異性較大。現在的鐵路雖然安裝了微機監測系統，但是由於通信手段的落後，處理信息的速度較慢，致使安裝的系統無法真正的發揮作用，無法在整體上將資料進行整合。從管理水平來看，鐵路系統一直掌控在政府部門的手裡，並且現行的管理機制使系統人員臃腫，營銷手段落後，資源不能得到合理的利用。在市場經濟的引導下，鐵路系統應當由企業統一整個管理，來作為物流環節中的重要部分，從而提高效率，增加效益。

2.3鐵路信號系統的自動化水平較為低下

在新中國成立以來，繼電技術得到了不斷的發展，但是繼電技術採用的設備體積大，對於實現聯網集中監測和智能的控制還是有一定難度的。特別是微電子技術的發展後，在一些工業控制行業，這類技術已經趨於淘汰的趨勢了，取而代之的是一些智能控制技術。在鐵路系統方面，雖然也開始採用了智能控制技術，但是大范圍內仍舊採用的是繼電控制技術，發展的速度較為緩慢，優化資源和提高效率方面還是相對於落後的。

2.4現代鐵路信號設備中存在的若干問題

隨著經濟、信息技術的不斷發展，鐵路信號系統作為保證鐵路安全運行的部分，雖然鐵路設備信號的要求也在不斷的增高，但是從某些信號設備來看仍舊存在著一些安全隱患。

2.4.1樞紐調度監督設備

這個設備是一個發展較快的設備，是使樞紐內的調度更加准確直觀，保證樞紐的暢通。但是樞紐內頃唯陵的作業模式是採取分散作業，這樣一來必定影響了總體的發揮，並且降低了運輸的效率。因此，在貨運量加大，或者大面積提速時，信號技術裝備如何保證樞紐內的暢通就是一個很大的問題。

2.4.2車站聯鎖設備

這種設備也是目前鐵路系統中常見的設備之一。這種設備在列車提速後出現了許多問題。例如，戰線和列車基本等長，並且在進出站口處沒有過走保護區段，不利於列車的速度控制。另外，信號機間的安全距離是不夠的，沒有能夠提供安全距離的信息，對列車的運行控制都帶來了安全的隱患。

2.4.3列車運行控制與機車裝置

今年來，新安裝的運行監控器代替了自動停車裝置(即安全性能差，隨安全防護器輔助作用的裝置)。並且採用了模式曲線的方式來監控車速，對超速進行保護。但是由於形成的是速度模式曲線，依靠的是事先儲存的線路數據以及人工輸入的數據，沒有考慮故障-安全原則，無法保證安全。

2.4.4信號顯示制式

鐵路現實信號中，除了紅燈有確定的定義之外，其他的顯示信號都沒有明確的速度值，在不同的地區，顯示為不同的含義，主要依靠司機的自行判斷，因此指揮能力較差，在提速之後無法滿足需要，安全性能較差。

2.4.5區間信號

單線區段來看，採用的是辦理效率較高的繼電半自動的裝置，看起來是能夠滿足提速後的行車需要的。但是卻存在著一個有待改進的安全性隱患，即並沒有設置區間的檢查設備。這不能滿足行車的安全性。

3.增強鐵路信號的對策研究

3.1通信、信號一體化

當代鐵路的高速發展，鐵路通信、信號系統等都必須不斷的加強。鐵路通信、信號技術的相互融合，以及調度指揮自動化等等技術，打破了控制分散、功能單一、通信信號相對獨立的傳統技術理念，推動了鐵路通信、信號技術向數字化、智能化、網路化和一體化的方向發展。組建一個以鐵路局為主要單位的電務設備動態檢測中心，裝備一台動態的檢測車，按一定時間對自動閉塞的機車信號或地面信號，無線列調等設備進行動態的檢測，實現了移動體對地面靜態設備的檢測。

3.2制定發展規劃

在建設新的線路時，起點必須要高。鐵路建設的投資額較大應該考慮到今後的發展。雖然現有鐵路信號設備、調度手段等都較為安全，但是當提速的時候都沒法達到要求。因此在建設時要考慮到未來的發展，提高建設標准，採用新技術。借鑒國外的閉環計算機控制系統。這樣為以後的競爭做好准備，也為以後鐵路信號的建設提供經驗。根據我國鐵路的運輸特點，實現以鐵路調度管理信息系統作為基礎，以指揮自動化為目標，來構建現代鐵路化的運輸調度指揮管理系統。實現全路運輸的集中管理，提高效率。

3.3鐵路無線數字通信技術的應用

在鐵路提速，重載不斷發展的今天，以分立元器件與模擬信號處理技術為基礎的傳統鐵路信號設備已經滿足不了安全的要求。然而數字信號處理技術很好的解決了鐵路信息信號產生的問題。數字信號處理的頻域分析的優點是運算精度高和抗干擾性能好，具有相對實用性和可靠性。因此，全面應用數據處理的新技術，利用計算機的高速分析和計算等功能，來提高信號設備的技術水平。

3.4採用計算機網路技術

由於網路技術的快速發展，網路化管理已成為實現管理的客觀要求和必然趨勢。鐵路信號系統的網路化是實現鐵路運輸系統內部各功能單元之間的信息交換。在網路化的基礎上實現全面、准確獲得線路上的信息，保證列車的安全運行，從而實現系統的智能化與控制設備的智能化管理。因此有效的採用計算機技術是解決鐵路信號系統若干問題的途徑。

4.結論

隨著鐵路運輸提速、重載的發展，基於分立元器件和模擬信號處理技術的傳統鐵路信號設備越來越滿足不了鐵路運輸安全性和實時性的要求。因此，全面引進計算機技術，利用計算機的高速分析計算功能，來提高信號設備的技術水平已非常緊迫。數字信號處理技術的出現為鐵路信號信息處理提供了很好的解決方法。鐵路信號按其作用可分為指揮列車運行的行車信號和指揮調車作業的調車信號;按信號設置的處所可分為車站信號、區間信號，以及行車指揮和列車運行自動化等;按信號顯示制式可分為選路制信號和速差制信號;按結構可分為臂板信號、色燈信號、燈列信號(中國大陸不採用)以及機車信號機。鐵路信號在元部件製造方面正向著小型化、固態化和高可靠性發展;在設計方面向著故障自動檢測、自動診斷、高可用度、與計算機或微處理機相結合的方面發展;在安裝施工方面正向著模塊化和工廠施工化的方向發展;在使用方面正向著無維修或少維修、高度自動化或智能化的方向發展。

【參考文獻】

[1]林瑜筠.鐵路信號新技術概論[M].北京：中國鐵道出版社，2005.

[2]鐵道部.鐵路電務管理信息化規劃[M].北京：中國鐵道出版社，2006.


看了“鐵路信號技術論文”的人還看：

1. 高速鐵路信號技術論文

2. 高速鐵路信號技術論文(2)

3. 鐵路信號計算機聯鎖畢業論文

4. 鐵路信號計算機聯鎖畢業論文(2)

5. 鐵路信號計算機聯鎖系統的畢業論文(2)