前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇智能調度方案范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發現更多的寫作思路和靈感。
關鍵詞:智能電網;調度控制系統;安全防護技術;電力能源轉換;電力輸送 文獻標識碼:A
中圖分類號:TM591 文章編號:1009-2374(2016)25-0145-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.25.070
隨著國家科技與經濟的發展,我國的電網事業逐漸進入了高度融合的智能電網階段,電網調度系統及通信網絡是智能電網中的重要組成部門,其對電網的工作正常運行起到了關鍵作用。該系統的體系結構、基礎平臺和應用功能按照橫向集成、縱向貫通的一體化思路設計,使系統中各項系統之間的特點有效地結合起來,使電網系統實現智能化運行、智能化維護和智能化使用,使其在各級調度工作中發揮出良好的作用,使其滿足當今情況下電網調度工作的需求。
1 智能電網調度系統的結構
智能電網調度系統是以計算機為核心建立的能全面對電網調度進行智能控制,這項技術可以使電網系統運行更加安全與方便,按其功能可分為信息采集和命令執行子系統,信息傳輸子系統,信息收集、處理和控制系統以及人機聯系子系統四個系統。
1.1 信息采集和命令執行子系統
信息采集和命令執行子系統是電網系統中的最終處理裝置。信息采集和命令執行子系統與主站配合可以使電網調度功能更加便利。信息采集系統可以有效收集并傳送電網系統中各系統運行中產生的參數,在對參數進行一定的分析后,發送出一定的管理信號,使系統中起到保護作用設備收到信號,對相應的環節進行分閘或合閘操作,使其能在發生事故時及時地做出反應。
1.2 信息傳輸子系統
信息傳輸子系統按傳輸數據方式的不同,可將其分為模擬傳輸系統和數字傳輸系統兩類。模擬傳輸系統傳輸的數據必須進行一定的調制后,才能在系統之間傳送。可以根據信息傳輸過程中產生的信噪比來對模擬傳輸系統的質量進行定位,好的模擬傳輸系統在對數據進行處理時,產生的差錯較小,使其準確性能更高;數字傳輸系統是比較高級的數據傳輸系統,一般的低速數據進入不了高速通道中,只有在進過數字復接設備的處理,才能使其更好地流通。在當今社會中,通信技術在不斷發展,使信息傳輸子系統中數字傳輸系統的使用率逐漸增加,信號傳輸的過程更加安全與快速,加強了國家電網事業的發展。
1.3 人機聯系子系統
在任何時候人都是生產工作的第一勞動力,智能控制技術也需要人在其中進行協調與操作,人員在工作中要對系統內部各系統具有一定的了解,在日常工作中,要對電網系統進行有效的監控,在日常維護以及出現問題時,能用正確的方式進行操作,使電網系統在運行中更加安全。信息采集和命令執行系統收集到的數據信息在計算機中經過一定的處理后,能直觀地出現在計算機顯示屏幕上,工作人員可以根據這些信息做出判斷,再通過計算機中的輸入設備對電網系統進行控制。
2 電網調度控制系統的發展歷程
2.1 電力調度數據專網專用的防護策略
電網調度數據網是一個相對獨立的電力廣域網,管理人員會有錯誤的認知,通常會認為它很安全,其實在實際情況中,人們在加強病毒的入侵等外部威脅監控的同時,內部訪問存在的安全問題往往得不到重視,根據統計,信息安全事件中80%是來自于內網。其主要包括基于異步傳輸模式的IP專網、基于同步數字體系物力電力的IP專網以及IP虛擬專用網絡。根據每種專用網絡與企業內部發展的實際情況,選取最有效的專用網絡進行電力調度數據的管理,能使其在安全的基礎上,降低其成本價格。在這個基礎上,國家頒發了《電網和電廠計算機監控系統及調度數據網安全防護規定》(2002年5月頒發)。這條法規中加強了對電網中各項數據的保護,在很大程度上加強了電網調度控制數據的安全,保證了電力系統的安全運行。
2.2 基于邊界安全的縱深防護體系
隨著社會經濟與科技的發展,計算機以及自動化技術也在不斷進步,使得電力監控系統自動化水平得到提高,功能得到豐富與加強,調度數據網逐漸完善,但與此同時,電力監控系統安全信息問題的來源逐漸增多。為了應對這些新出現的信息安全風險,國家在2002年啟動了“863”項目中的“國家電網調度中心安全防護體系研究及示范”計劃,成功地建立了我國電力監控系統比較全面的安全防護體系策略,形成了以邊界作為重點保護對象、多道防線構成的縱深防護體系。
2.3 基于等級保護的業務安全防護體系
在進行數據的傳遞過程中,就要求對信息以及信息的載體進行等級保護,對其進行等級保護后可以有效地保證信息的安全。信息安全等級保護廣義上是對設計到使用中的各項數據進行安全保護;狹義上一般指信息系統安全等級保護。根據信息系統的安全保護等級可將其分為五類:第一類信息系統受到破壞后,會使人民的財產安全受到一定的威脅,但是這些威脅較輕,并且很容易被發現,對國家以及社會造成不了影響;第二類信息系統受到破壞后,也會對人民的財產會造成一定的威脅,但這些威脅比較嚴重,而且還不容易被發現,但不會對社會以及國家造成影響;第三類信息系統受到破壞后,就會對社會造成輕微的影響,對社會的發展起到了遏制的影響;第四類信息系統受到破壞后,就會造成嚴重的影響,使社會中產生一定的恐慌,嚴重地影響了社會的發展;第五類信息系統受到破壞后,就將會對國家帶來巨大的影響,這類事件發生時,往往對國家會造成大面積的恐慌心理。
所以就要在當今情況下對監控軟件進行創新,并應用等級保護技術與安全標簽技術實現操作系統與業務應用的強制執行控制安全防護體系,這種防護體系將自主訪問和強制訪問控制到主體和客體,加強了鑒別機制,能使其進行更好地分析。建立良好的電網調度控制系統防護體系,使電網運行更加安全。
3 基于可信計算機技術的新一代電網調度控制系統主動防預體系
3.1 基于可信計算機的主動防御體系
隨著科技的發展,計算機技術不斷完善與增強,計算機技術在電網調度控制系統中的作用逐漸增加,可信計算技術是在傳統防護體系上很大的進步,它改變了傳統模式中“封堵查殺”等被動應對方式。這項技術是在其計算的時候就開始對系統進行保護,使其計算的結果與實際的情況一致,計算時不能被外界因素所干擾,是一種更加安全、更加有效地利用計算機計算模式的防御體系。
3.2 可信計算技術原理
可信計算技術的基本原理是在硬件上建立計算資源節點和可信保護節點并進行結構。其主要思路是在PC硬件平臺上引入安全芯片,根據需要構建一個信任根,從信任根開始到硬件平臺、操作系統,最后到應用進程,保證一級認證一級、一級信任一級,完成信任鏈的構建工作,在整個計算機系統中都有這種信任關系,為可信計算機平臺的建立提供了良好的保障。同時沒有獲得認證的程序將不會被系統承認,不能在計算機中執行,很好地區分開了對其有用的信息與有害的信息。
3.3 電網調度控制系統可信計算平臺建立
3.3.1 可信引導。在智能電網調度控制系統中,在可信平臺進行數據處理時,可以通過傳遞的方式進行下去,使數據在傳遞過程中不受到外界的干擾,保持了數據的完整性。在可信環境中的所有操作都是可信任的,沒有不被信任的數據存在,使可信平臺的環境得不到破壞,使數具在新平臺中傳遞得更加安全。
3.3.2 完整性量度。電網調度控制系統中完整性量度分為靜態與動態兩種形式。在對可執行程序、動態庫等對象的雜湊值進行測量,能查看其結構是否遭到破壞,使運行系統初始狀態可信,這種就是靜態完整性量度;在對只讀數據段、關鍵跳轉表等測量對象的雜湊值測量,可以檢測其運行情況,使系統在運行過成中可信,這種就是動態完整性量度。
3.3.3 自主和強制訪問控制(MAC)以及操作系統和業務的強制執行控制(MEC)。MAC主要有管理功能,它可以對系統中的不同信息進行分類與整理,以使信息可以有效地被用戶查看,同時加強了信息的安全,使其只能對有效的用戶開放;MEC具有防護功能,它可以對系統不利的因素進行限制,降低木馬程序以及其他有害程序的進入,同時規定系統接受的程序必須要按照規定程序進入系統,不能通過外部其他途徑,以防其他惡性程序的進入。
4 結語
隨著我國社會的發展,電網調度系統也一直在發展著,經過了基于邊界安全的縱深防護體系、基于等級保護的業務安全防護體系,逐漸形成了更加有效的基于可信計算的主動防御體系,在這個發展的社會中,電網控制系統的安全問題也在不斷地變化著,這就需要電網調度控制系統的防護體系與技術不斷加強與改進,使其滿足任何時代的需求,保證電力系統的工作正常進行,使人民的生活和社會的安定得到保障。
參考文獻
[1] 呂穎,魯廣明,楊軍峰,等.智能電網調度控制系
統的安全校核服務及實用化關鍵技術[J].電力系統自
動化,2015,8(1).
[2] 岳宏亮,陳鵬良,樓書氫.地區電網控制中心二次系
統安全防護策略分析[J].中國電力教育,2014,5
(12).
[3] 李強,劉濤,趙昆,趙海翔,談林濤.綜合標準化
理論在智能電網調度控制系統的研究及應用[J].智能
電網,2015,12(3).
[4] 張馴,李志茹,袁暉,龔波.智能電網信息系統安全
防護措施研究與探討[J].電力信息與通信技術,
2015,2(2).
[5] 關志濤,顏立,何杰濤,丁濤.面向智能電網的信息
安全技術展望[J].陜西電力,2010,8(6).
[6] 宋璇坤,肖智宏.面向智能電網的安全防護體系[J].
電力建設,2012,10(6).
[7] 李碧君,周曉寧,劉強.基于智能電網調度技術支
持系統的電網運行安全風險在線防控[J].華東電力,
2014,3(6).
[8] 可信計算技術在智能電網調度控制系統中的應用實踐
關鍵詞:智能電網;光纖通訊;設計方案;風光互補路燈
引 言
隨著我國通信網絡.能源需求的快速增漲以及新能源的開發和利用,能源和電力行業正面臨著嚴峻的考驗與挑戰。在供用電的基礎上建設數字化智能電網,為抵御不可預見性地自然災害,構建數字化.信息化.自動化和互動化特點的新型電網。
1.智能電網設計的基本理念
智能堅強電網具有較強的資源優化配置能力和有效抵御各類故障的能力,能夠適應各類電源.用戶資源的協調互動.高效率共享以及利用各類信息實現電網運行優化調度,顯著提高電網運行效率和用戶服務質量,實現無碳經濟,促進和諧發展。智能電網的基本框架如下圖1所示。
圖1 智能電網基本框架
根據智能電網的基本框架結構可知:在子站層,引入智能化變電站.互動用戶(智能電表).自愈型配電網絡.風光互補路燈及電動汽車智能充電站等等;在通信層,采用光纖環網方式,做到信息共享網絡化;在主站層,建設包括智能可視化監視及優化功能在內的智能型調度控制中心。
2.智能電網建設性設計方案分析
2.1一次設計
在輸電線路設計中實現勘測數字化.信息標準化和應用網絡化;全面實施狀態檢修,對在運桿塔.導地線.絕緣子.金具等部件和通道環境進行安全狀態與預期剩余壽命評估;進行全壽命周期管理,通過對典型環境條件下輸電線路設計部件性能退化規律的研究和數據統計分析,建立設施壽命分析模型,提出設施預測維修策略;建設輸電線路安全狀態智能監測中心,采用人工神經網絡.專家系統和遺傳算法等評估與決策技術,實時分析輸電線路微風振動(舞動).絕緣子泄露電流.地基沉陷.桿塔傾斜.架空線張力與覆冰.氣象環境等關鍵運行參數,對線路健康狀況.電氣與力學安全狀態進行實時智能診斷評估和趨勢預測分析,為輸電線路智能化監控與維護決策提供科學有效的技術支撐。
在110 kV變電站設計中采用智能化電站方案:使用電子式互感器,將數字化技術應用到一次設備上,適應系統數字化.智能化和網絡化的要求;實現二次設備網絡化,每個間隔配置過程層設備合并單元(實現電壓并列切換與故障錄波等功能)及智能終端(實現設備信息及操作數字化),而間隔層保護及自動化裝置則通過光纖以太網(代替電纜連接)與對應間隔的合并單元與智能終端連接;標準上應用IEC 61850模型,確保整站數據一致性,GOOSE機制使二次設備控制操作由硬接線方式轉向通信方式,增強系統配置靈活性。
2.2二次設計
在110 kV變電站.縣調和智能配電網通訊系統設計中強調滿足高速.雙向.實時以及集成等四大特征,這將使智能電網成為動態信息和電力交換互動的大型基礎設施。當這樣的通信系統建成后,可以提高電網供電可靠性和資產利用率,繁榮電力市場,抵御電網受到的攻擊,從而提高電網價值。
在系統主站設計中采用智能化的調配一體化,調度.集控.配網管理功能于一體,統一實現對輸.配電網及變電站的實時監視.協調及其控制功能。
2.3用電部分
2.3.1智能電表與用戶管理系統
智能電表是適用于家庭用戶用電信息監測.電度計量及控制的智能終端。而用戶管理系統配合智能電表的應用,可實現大用戶遠程自動抄表和負荷現場管理,提高用電監測及負荷管理水平,為加強電力需求側管理提供重要技術支持。
2.3.2風光互補路燈系統
節能.環保.自動化程度高及可作為清潔可利用再生能源的風光互補路燈系統將成為未來路燈的新選擇。
3.智能電網設計要點
3.1 自愈的配電網
(1)需要建設堅強的配電網絡,為其智能化打下堅實基礎,重要負荷冗雜電源配置,全部采用電纜下地敷設方式,并埋設于地下排管中。
(2)為及時掌握電纜各種運行狀態,確保電纜安全運行以及科學合理地調度電力負荷輸送,在主干線上同期建設遠程監測系統,其功能主要包括:
①環境狀態監測。實時監測電纜外部火災.淹沒.人為故障位置信息;
②靈活負荷調度。根據狀態監測信息,預估電纜負荷能力,過載能力,實現負荷輸送的靈活調度;
③運行狀態監測。實時顯示沿電纜線路上的溫度分布曲線.各點溫度隨時間變化曲線。出現異常現象及時報警,并反映報警畫面及故障信號所在區域的分布圖,顯示故障區域最高溫度或其他相關報警指標;
④建立與綿陽電業局調度中心的通信聯系,將監測數據及時傳輸給電業局調度中心。
(3)與遠程監測系統配套,智能化調配一體化系統主站中設計負荷轉供與故障處理兩類功能,前者在系統正常狀態下,根據各種限制條件,如負荷容量.開關動作次數等,基于局部拓撲搜索算法,給出較現有方式更優的負荷供應方案,目的是提高系統供電可靠性,減少可能停電的影響范圍;后者是在實現饋線自動化的區域,根據拓撲關系自動識別各種故障,獲得最優故障處理方案和最高的安全保證,并進行快速隔離和恢復。
在實現饋線自動化中必須要考慮投入與產出比例,不應該過多強調所有點的饋線自動化,而是應該根據線路重要性合理分布一遙.二遙.三遙點,只有重點線路才布置三遙點,而相應的故障恢復策略也需要根據一遙.二遙.三遙點的分布進行考慮,得出結合實時信息點分布的故障隔離和恢復方案,如一遙模式進行基于網絡拓撲結構的故障處理方案,二遙模式進行基于拓撲結構和量測數據的故障處理方案,三遙模式可以進行在故障處理方案基礎上的遙控執行。
(4)接納足夠容量的分布式可再生能源及分散儲能裝置也是配網實現自愈的重要措施之一。由于有些地區不具備大規模建設分布式可再生電源的條件,但可選取調度大樓,開發光伏建筑一體化項目,利用建筑的屋頂或幕墻進行太陽能發電,并接入電網。此外,在低壓用戶側,規劃建設智能化小區,通過構建在智能家居中的即插式混合動力汽車充電站實現分布式儲能。
3.2智能化的調度系統
除實現傳統的配電管理信息化功能(含業務定制.工作流管理.檢修計劃.操作票管理等)之外,智能化的調配一體化系統主站還可通過采集各終 端數據,結合配網拓撲結構,監視電網運行,實現自動化控制.管理和配網自愈.用戶互動.高效運行.分布式電源靈活接入等智能化功能。
3.2.1智能監視及優化
①智能化監視與告警。能根據上傳信息發現配網運行薄弱點及其發展趨勢,并以專家知識庫為依據對電網越限等告警信息實現在線判別過濾,按照類型和輕重緩急分頁面顯示,并提供處理方案。
②智能可視化顯示。配網可視化技術可以提高配調人員警覺性,快速.準確掌握電力系統運行狀態,提高電網調度運行水平,同時減少調度員腦力勞動,為調度員運行值班提供更高效的監視方式。
③視頻監視。在變電站.開閉所.環網柜等區域安裝攝像頭,實現對一次設備現場的視頻監視,即時發現問題,并防火防盜等。
3.2.2 智能自愈
對于沒有安裝配電終端的地區,可以根據用戶打來的電話進行故障定位.隔離和恢復,這應作為饋線自動化功能的重要補充。詳細的用戶信息支持可以提高供電可靠性和減少停電時間,同時可與95598結合,更好地服務用電客戶。
3.2.3用戶智能化管理
①防竊電分析。采用電能和電流平衡法兩種技術手段實現防竊電。
②負荷控制。改善電網負荷曲線形狀,使負荷均衡地使用,提高電網運行的經濟性.安全性和投資效益。
③WEB信息網建設。客戶可以在WEB上實現用電信息查詢.用電業務辦理.用戶信息錄入等功能,實現電子營業廳。
④智能電表采集分析。具有智能電表的采集.統計.分析.控制等功能,能以W EB的方式顯示每個電表的電量曲線,統計分時電量.分時計費.設備用電特性等,并可以基于因特網遠程查看。
⑤用電信息采集。實現電力企業與用戶之間的雙向信息互動功能,提高電能計量.自動抄表.預付費等業務的自動化程度,為電力用戶提供用電信息查詢和電費交納服務,為開展其他增值服務奠定基礎,也為促進智能家居.智能樓宇和智能小區的全面發展創造條件。
3.3 新型供用電設施的利用
風光互補路燈系統具備風能和太陽能產品的雙重優點。它是一套獨立供電系統,在風.光任一或同時具備時都可以發電并儲存在蓄電池,由蓄電池向負載提供電力。路燈開關無須人工操作,由智能時控器自動感應天空亮度進行控制。
Abstract: This paper proposes the solutions to the integration of the existing scheduling system, demonstrates the solutions according to the current situation of the scheduling system construction of Qingdao Energy Gas Co. Ltd., and points out the advantages of integrated scheme by comparison.
關鍵詞: 燃氣智能化;調度系統;集成
Key words: intelligent gas;scheduling system;integration
中圖分類號:TU996 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2014)29-0047-02
0 引言
隨著燃氣企業調度中心信息化建設的不斷深入,信息系統應用于管網運營業務的各個方面,而信息系統的建設往往根據業務需要分期分批建成,獨立運行,各信息系統之間沒有建立起有效的連接。而燃氣行業的特殊性,要求調度系統在緊急情況下采取有效可行的方案控制緊急情況,能快速地作出反應,這也成為燃氣公司亟待解決的一個重要問題。
筆者主要針對這一問題進行系統集成研究,將已有的和燃氣調度密切相關的系統進行集成并在GIS基礎上進行生產調度管理、應急指揮和各類信息展示,以此達到及時、準確、高效的智能化調度的目的。
1 燃氣管網智能化綜合調度系統的組成
燃氣管網智能化綜合調度系統由管網巡線定位系統(GPS)、遠程抄表系統、客戶服務系統(TCIS)、燃氣管網地理信息系統(GIS)、燃氣管網數據采集與監控系統(SCADA)五部分組成。
1.1 管網巡線定位系統(GPS) 該系統已經建成,主要對巡線人員的運行和巡線車輛運行進行實時監控,然后清晰、直觀地顯示巡線人員和巡線車輛的運行情況。
1.2 遠程抄表系統 該系統的側重點是通過對重要客戶站點的運行狀態進行監控,從而監控公司重要用戶的用氣情況,在必要的時候還可以進行遠程抄表結算。其中,SCADA系統與遠程抄表系統共享通信系統和遠程站點。
1.3 客戶服務系統(TCIS) 該系統的建立,主要用于燃氣具的情況、管理公司各類用戶購買燃氣和用戶服務信息以及用戶表具信息和對用戶進行服務的情況。
1.4 燃氣管網地理信息系統(GIS) 該系統已經建立,主要是把企業地上各調壓站分布信息化、電子化,使地下燃氣管道和電子地圖相結合,方便進行信息查詢,將燃氣設施在計算機上很清晰地顯示出來,提供管道事故的應急處理方案,實現管網安檢管理等功能。
1.5 燃氣管網數據采集與監控系統(SCADA) ①壓力遙測系統。主要是通過不斷建設目前已經完成的通信系統、7座中-中壓調壓站系統、2座門站系統、系統上位軟件及300多座民用、商用調壓站系統。系統側重點在于通過對門站、中-中壓調壓站及民用、商用調壓站壓力數據的監控和采集,監控公司燃氣管道的運行情況。并且在重要站點安裝了智能閥門,可遠程控制閥門的開關。②燃氣泄露報警系統。該系統正在不斷建設中。目前已經完成了通信系統、系統上位軟件及500多個站點的安裝。
系統側重點在于通過對燃氣管道閥門井以及燃氣管線旁的電力、網通等井內安裝的燃氣濃度采集設備采集的濃度值,從而監控公司燃氣管線的運行情況。一旦站點有濃度值報警,將安排搶修人員立即趕赴現場,查看是否有管道泄漏情況發生。
2 燃氣管網智能化綜合調度系統存在的問題與集成思路
2.1 存在問題 ①SCADA系統界面實時顯示的數據將所監測設備的信息表達得一目了然,但它割裂了設備與其具體地理位置的關系,難以為事故搶修、排查故障提供準確的定位服務;②GIS對空間數據的組織功能和管理分析是綜合調度管理系統的基礎和前提。但是監控設備的實時信息不能在GIS圖上實時表達,GIS本身對實時數據的支持較弱,單純的GIS不能滿足供氣系統的決策支持和實時調度的需要;③TCIS是集呼叫中心、用戶資料管理、客戶服務、業務受理為一體的綜合系統。但在辦理用戶投訴、用戶報裝、業務咨詢等業務時,坐席值班人員無法知道供氣設備的實時信息和用戶的具體地理位置,無法給工作人員下達位置明確的工作表單,也不能為用戶提供準確及時的信息服務,造成工作被動。④GPS只是對搶修車輛和巡線人員在地圖上進行了準確的定位;
2.2 集成思路 各信息系統在燃氣調度中起著重要的作用,任何一個系統不能夠滿足管網實時調度管理要求時,就需要按照數據共享以及功能分擔的原則將系統進行集成。
SCADA能夠對調壓站、門站以及泄漏報警設備站點和流量站點等進行數據監控和采集,并在有突發問題的時候能夠自動報警,使調度人員立即知道突發異常的準確位置。而客服系統在收到報修信息的時候,也要盡快提供給調度人員準確的報修位置,還可以利用車輛GPS定位系統對搶修車輛和巡檢車輛進行定位。我們從上述情況不難看出,燃氣調度工作與地理位置密切相關。
3 燃氣管網智能化綜合調度系統集成后的框架與功能
3.1 功能框架 系統設計的總體目標就是要將生產輸配運行管理與企業過程服務管理進行有效的結合,形成快速反應、智能調度、綜合報表、業務評估和決策分析等管理行為,提高工作效率、服務質量以及應對突發事件的能力。
①智能輸配調度,就是系統集成后功能互補和數據共享的智能反應,在應對突發事件時可快速、準確地形成應對方案。②場站動態監控,就是對門站、儲備站等重要燃氣設施通過視頻監控系統進行動態監管,保證場站的正常、安全運行。③便捷用戶管理,主要是面向用戶提供服務支持及售氣收費管理流程提供支持,使燃氣公司在平時的工作中能更有效地根據客戶需求開展相關工作。④管網在線監測,就是通過SCADA系統對管網運行數據進行實時采集,保證管網運行工況的安全運行。
3.2 集成后智能化調度系統具體功能 ①管線巡檢統計分析。巡檢員根據任務或時間段生成相應業務報表,提供報表化、圖形化的業務分析數據。燃氣系統維修保養方面可建立計算機故障數據匯集系統,以及設備維修保養的監測系統。②實時數據采集與監控智能反映。在GIS的平臺上可以顯示靜態的地形圖和燃氣管網圖,而SCADA能實時地顯示燃氣輸配設施的運行狀態、各項數據等信息,兩者功能互補。③燃氣管網要素信息查詢及區域統計和模擬操作。通過在管網圖上單擊鼠標等簡單的操作,能夠以彈出窗口的形式顯示指定燃氣管網配件的屬性信息,選擇最優停運設備,并自動生成停氣通知單。④智能應急搶修。當調度中心收到搶修信息后能夠依靠空間定位功能自動在GIS平臺上進行定位并根據管網情況生成應對方案和相關信息表。⑤輔助決策。輔助決策功能在GIS平臺提供燃氣管網設備屬性和位置信息的時候,根據SCADA提供給管網運行工況的數據,減少災害事故的發生和泄漏的損失。⑥地圖打印。燃氣GIS本身屬于AM/FM的范疇,具有強大的自動成圖和設施管理功能,主要是以GIS為平臺的調度系統,以此便于實現燃氣管線專題地圖的打印。
上述表明,以GIS為基礎的調度系統,大大減輕了調度人員的工作量,在提高燃氣生產調度水平的同時,也大大提升了員工對突發事件的處理能力和響應速度,更好地實現了其智能化調度的價值。
參考文獻:
[1]吳信才,曾文,徐少平.基于SCADA和GIS技術的供水管網調度系統[J].測繪通報,2004(06).
【關鍵詞】 目標函數 魯棒優化 多智能體協調 電梯群控
現代建筑多以高層建筑為主,電梯已經逐漸成為了現代建筑內部的主要垂直交通工具,電梯群控調度的重要性也得到了凸顯。由于傳統研究方式偏向人工化,在工作效率以及工作開展質量方面都稍顯不足,于是業內人士開始著手對該項工作開展方式進行了優化,魯棒優化與多智能體協調就此開始在該項工作中得到了應用。為對這兩種手段進行合理運用,使其功能與價值能夠得到有效發揮,相關人員首先應魯棒優化以及電梯群控內涵進行明確。
一、魯棒優化以及電梯群控
1、魯棒優化。在傳統數學規劃建模時,會在輸入數據與標稱值假設條件之下進行數學規劃經典范例建模,同時會運用數學規劃對模型進行求解,從而得到最佳解答。但由于數據存在著不確定性,所以一旦數據取值與標稱值產生差異時,整體計算就會沒有約束條件不足,而對最終計算結果造成影響。而魯棒優化方式可以有效解決數據不確定性,以保證最終的計算效果。運用魯棒優化方式進行計算的目的,就是為了保證所有約束條件都能與相關要求相符合,即使在不理想的情況下也能對目標函數進行準確計算,從而得到最優函數,完成對相關問題的解答[1]。
2、電梯群控.電梯群控系統由信息傳輸系統、單梯控制器以及電梯群控器三部分組合而成,其中信號傳統系統主要負責系統通訊工作,不僅要對轎廂以及乘客信息進行傳輸,同時還擔負著將派梯信息傳送到各個電梯的責任;控制器則以對單梯的操作為主,會負責電梯開關門、啟動以及減速等控制工作,且還會對轎廂運行轉向與停靠進行控制;而群空器是整體系統的核心所在,會通過調度的方式來對其功能進行運用[2]。這也說明了調度對于該系統運行的重要性,因此科學的調度方式,也是技術人員需要關注的關鍵。
二、魯棒優化與多智能體協調電梯群控調度
2.1魯棒優化與多智能體協調調度方式
1、建模。魯棒優化法的運用關鍵就是要對目標函數進行確定,以便以此為中心,開展后續計算與分析,從而得到最優解決方案。由于電梯的不確定性主要是因為交通流的不確定,所以技術人員應將目前交通流與預測的一下交通流作設為輸入條件,將預測誤差作為不確定參數,進而進行魯棒最優化模型建立,通過計算制定出最佳派梯調控方案[3]。
2、確定目標函數。在對交通流情況進行確定后,技術人員就需對調度目標進行明確。若將調度成本設置為R,樓層數與電梯數分別設為m與n,Piu為在i層上外呼乘客數量,Pid為i層下外呼乘客數量,則目標函數為:
通過對目標函數的分析與計算,技術人員并可以準確得到該模式的最優魯棒對等式,以便其以此為依據對電梯群控進行調度。
3、調度應用。在進行調度時,技術人員首先要對多智能體分布以及調度結構進行明確,并要保證智能體可以獨立進行決策,且要對其在電梯運行中的動態化響應位置進行確定;其次,要運用之前計算得到的目標函數以及相應的對等式,來對電梯調度問題進行求解,并結合多智能體協調技術,來對計算滯后性問題進行解決;最后,要運用協調機制對局部規劃派梯沖突進行解決,進而完成調度方案的制定。
2.2多智能體協調
該技術極為適合對復雜系統調度問題進行解決,具有較為強大的計算功能與協調功能,在運用其對電梯群控系統進行調度時,首先會運用該項技術對各個單梯中的多智能體進行規劃與知識數據采集,并會將知識點存入到數據共享區域之中,以方便對各多智能體實施檢測與協調;其次會按照具體的智能體協調要求,結合電梯調度協調體系于局部知識儲存信息與時間到達預測情況,有針對性對調控方案進行調整與優化;最后,要反復執行上述幾項步驟,直到調度任務完整為止。這種調度方式能夠將復雜問題簡單化,可以將群控器計算任務分化到各電梯的多智能體之中,整體計算效率極為理想。
結束語:鑒于電梯群控調度對于電梯運行的重要作用,相關技術人員應對多智能體協調以及魯棒優化等手段進行深入研究,并制定出最佳的運用方式,從而有效解決電梯交通流不確定以及其他方式的問題,保證電梯群控系統的高質量運行,使各個電梯可以始終保持平穩、高效的運行狀態,為民眾創建出更加理想的電梯使用環境。
參 考 文 獻
[1]王芳,宗群,張景龍,李俊芳.電梯群的可調整魯棒優化調調度度[J].控制理論與應用,2012,01:27-33.
[關鍵詞]云計算;車輛調度系統;汽車物流
[中圖分類號]U495[文獻標識碼]A[文章編號]1005-6432(2014)43-0175-03
中國經濟的持續發展和人民生活水平的日益提高,使中國市場的汽車消費迅速膨脹,為中國汽車物流企業提供了廣闊的市場需求空間,促進了中國汽車物流企業的發展壯大。汽車物流是汽車供應鏈上原材料、零部件、整車以及售后配件在各個環節之間的實體流動過程[1]。汽車物流在汽車產業鏈中起到橋梁和紐帶的作用,是實現汽車產業價值流順暢流動的根本保障,也是物流領域的重要組成部分,具有與其他物流種類所不同的特點。然而,在面對不斷發展的汽車產業帶來的機遇的同時,汽車物流在車輛調度、路徑規劃,裝載率優化方面遇到諸多問題。車輛調度[2]作為汽車物流的其他各個環節的基礎,扮演著非常重要的角色。提高車輛調度的效率成為了提高汽車物流效率,降低物流成本的關鍵性因素之一。
1背景分析
在分析了諸如安吉天地[3]、武漢中原、重慶中集等大型的汽車物流公司之后,可以總結出汽車物流企業的基本組織結構形式是企業物流總部+運輸子公司。而且現有的調度模式主要有兩種:總部調度模式和現場調度模式。
如圖1,從總部車輛調度模式的流程中可以看出,這種調度模式簡單易行,而且分工明確,能夠更好地與客戶進行溝通。該模式將調度權利集中在總部,在應用之初,規模較小時取得了很好的結果。但隨著汽車物流客戶量的增加,這種調度模式便遇到了瓶頸。相比之下,現場調度模式離運輸端較近,可以更多地考慮實際運輸情況,提高運輸效率,降低運輸成本。然而,現場調度模式仍然具有一些難以解決的缺陷。該調度模式容易導致以下三個方面的問題:①各運輸公司各自為政,彼此缺乏有效協調配合,導致全局統籌調度面臨挑戰;②訂單波動時,會出現一些運輸公司運力供小于求,而其他的供大于求。從而導致運力資源的不合理利用;③對于非常規訂單以及應急訂單,此模式難以有效調度。
圖1總部調度模式(上)和現場調度模式(下)
上述兩種調度模式都有各自的優缺點,但是兩者有一個共同的缺點,都是從物流企業總部或者運輸公司的兩者的其中一個角度出發進行調度。忽略了總部和各運輸公司的統籌調度的模式。基于此,本文提出了基于云計算的智能車輛調度系統的模式(如圖2所示),旨在將運輸公司與物流公司的信息進行充分的交流,協調雙方之間的資源,提高車輛調度的效率。
圖2智能車輛調度系統調度模式
2車輛調度的優化思路
云計算技術[4]是指將計算任務分布在大量計算機構成的資源池上,使各種應用系統能夠根據需要獲取計算力、存儲空間和信息服務。提供資源的網絡被稱為“云”。“云”中的資源可以無限擴展,可以隨時獲取,按需使用,隨時擴展,按使用量付費。正是由于云計算的這種特性,可以利用云計算讓汽車物流企業的內外部運力資源、先進技術、先進的系統進行整合,上傳至云端,利用云計算技術整合企業資源,使物流企業總部和運輸公司的信息、運力資源得到相互協調,構建一個基于云計算的智能車輛調度系統(如圖3所示),完成對車輛的調度。
圖3系統總體框架圖
該系統通過云計算技術可以及時了解信息平臺中各運輸公司運力情況,自動地將訂單任務分配給各個運輸車輛,完成對車輛的任務的調度。如圖3可見,當用戶通過PC(Personal Computer)或PDA(Personal Digital Assistant)等設備向智能車輛調度系統發送運輸請求時,可以由云計算技術的動態組合功能模塊和優化配置功能模塊,來實現區域訂單信息和區域運力信息的匹配。并將匹配信息傳送至智能車輛調度系統的中央數據庫,由中央數據庫進一步對信息進行加工處理,通過調用云計算平臺中的數據庫的算法模型,結合真實路網和電子地圖的信息,可以生成各車輛調度方案,并及時將信息反饋給運輸車輛。運輸車輛也可通過移動設備將車輛的實時信息反饋給信息平臺。從而省去了傳統的車輛調度的許多中間環節,實現車輛與調度中心直接的交流,靈活、高效、準時地完成了車輛的調度任務。
3車輛調度系統的實現
基于云計算的智能車輛調度系統相比于普通的車輛調度系統,其信息獲取的方式更加方便、快捷、準確。該系統的構建不僅要考慮實用性、可擴展性、穩定性、流暢性等原則[5],還要考慮到系統的整體性設計。如圖所示系統的整體性設計,如圖4所示。
圖4車輛調度系統整體性設計
其中,TMS(Transportation Management System)系統、GPS(Global Position System)系統、GSM(Global System for Mobile Communications)系統、GIS(Geographic Information System)系統和信息顯示等系統都通過云計算技術來進行數據交換;云計算技術讓各個系統進行協調配合,共同完成車輛調度問題,其處理步驟如下。
(1)GPS,GIS系統對車輛的具置信息進行定位,然后與車載終端進行數據傳輸;
(2)車載終端通過GSM系統,發送信息平臺,通過信息平臺對車載終端發出的信息進行預處理;
(3)當用戶使用智能車輛調度系統時,云計算平臺將運力資源與任務信息進行匹配。并通過調用算法庫的算法來完成車輛調度的安排;
(4)智能調度系統產生的調度方案,通過云計算平臺將信息傳遞給TMS系統,TMS系統把眾多的車輛調度方案,發送給各個車載終端;
(5)車載終端將車輛調度方案通過顯示系統,形象地顯示在車輛的顯示屏上,供司機參考決策。
4智能車輛調度系統實現的功能
41現有車輛資源的整合與管理
通過該系統,可以清晰地了解到現有運力的總體分布情況,以便更好地進行資源的總體的調度與管理。
① 通過車載終端和GPS系統可以確定所有車輛的地理位置情況;
② 通過GSM系統和顯示系統可以確定運力情況,如車輛類型(尺寸)、車輛是否在執行任務等信息;
③ 通過GIS系統,可以明確車輛路線長度及路徑所涉及地點的坐標和當前線路的路況等信息。
42車輛利用效率的提升
基于云計算的智能車輛調度系統的實現,可以實現運力資源與調度中心的直接的信息交流,從而使車輛調度更加靈活、高效。例如,基于該系統,可以采用以下兩種方法提高車輛的利用率,增加車輛調度的靈活性。
(1)任務招標模式:增加了車輛調度的靈活性,同時又使每輛車的資源利用率盡可能達到最大化,如圖5所示。圖5任務招標流程
(2)任務執行監督:車輛執行任務期間,此系統可以定時地了解車輛的運行狀況和任務執行的情況等信息。
43車輛調度應急事件處理功能
在運輸過程中出現緊急事件時,車載終端能夠及時地把突發事件具體情況反饋給智能車輛調度系統,車輛管理系統通過GPS和GIS系統對具體事件進行確認,同時,智能車輛調度系統將信息與中央數據庫進行信息整合與重組,形成解決方案。并通過GSM進行反饋。
5總結
基于云計算的智能車輛調度系統采用先進的云計算技術,結合了諸如GPS、GIS、TMS等先進的技術,解決了汽車物流行業車輛調度難的問題。該系統的調度模式結合了現場調度和總部調度兩種模式的優點,靈活高效地利用現有的運力信息。提高了物流效率,降低了物流成本。
參考文獻:
[1]我國汽車物流業的發展現狀、問題及調整思路[J].營銷服務,2005(11):14-17
[2]李義華,李夏苗,王忠偉,周小涵基于業務外包的集裝箱港口車輛調度問題[J].系統工程,2009(10).
[3]楊正純,安吉天地物流公司汽車物流服務方案的研究[D].上海:上海海事大學,2006
[4]云物流體系結構與應用模式研究[J].電信科學,2012(3):126-131
[5]任曄,顧彬,李玉凱物流系統優化問題研究方法概述[J].物流科技,2009(5).
[6]Xun XuFrom cloud computing to cloud manufacturing[J].Robotics and Computer Integrated Manufacturing,2011,28(1):75-86
[7]Angela Lin,Nan-Chou ChenCloud computing as an innovation:Percepetion,attitude,and adoption[J].International Journal of Information Management,2012,32(6):533-540
[8]Sean Marston,Zhi Li,Subhajyoti Bandyopadhyay,Juheng Zhang,Anand GhalsasiCloud computing―The business perspective[J].Decision Support Systems,2010,51(1):176-189