时间:2023-03-21 17:17:42
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇能量计量论文,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
2供电稽查工作中电能计量技术的应用
电能计量技术是当前电力企业应用于电量稽查工作中,用来预防非法窃电,加强电能计量数据的准确性,保证用户合理用电的重要计电手段,用电能计量技术的远程控制技术和电子智能计算技术对供电系统进行时时监测和数字化计算,营造市场上良好的供电秩序。
2.1电能计量智能化,提高工作效率
在以前,供电稽查工作大多都是采用人工实地操作的方法,需要专业的工作人员到现场通过记录电能表的电量数据,然后根据电量计算公式进行电费计算,这种做法比较传统,持续时间长,工作效率低;而且由于人工操作不精密,容易在数据的记录和计算上出现误差,导致出现电能计量数据的不准确和计算错误的现象,给用户和企业双方带来不便。现在的供电稽查工作涉及范围变得更加广泛,已经不仅仅是只检测设备这么简单,还增添了电力的远程控制功能,对电力的使用情况进行时时监控,减少人员的来回奔波,大大的提高了工作效率;通过技术上的改善,保障了电能计量数据的准确性,减小误差,提高了电能数据的准确性与稳定性,促进了电力企业科技化、信息化、智能化的发展进程。
2.2防窃电等违章用电行为
电力企业对于防窃电行为的措施研究由来已久,除了安装高性能电能表、合理布置电线、加固电能表防护措施、完善电力营销系统外,电能计量技术也能够在一定程度上预防窃电等违章用电行为,对供电系统的合理运行具有重要作用。由于电能计量的数字化技术,工作人员进行电力稽查工作时能够及时发现不当用电行为,及时对违章用户进行处理,最大限度的减少电力损失;根据已掌握的用户用电情况进行电量数额控制,增加相关的电力监控设备,一旦出现特殊用电情况,就能够及时发现违章用电行为,并制定相关处罚措施进行规范管理,加大惩罚力度,将违章用电等非法行为扼杀在摇篮中,减少电力损失,规范供电秩序,为电力稽查工作提供方便。
2.3减少工作人员工作量
1.引言
随着Internet技术和网络业务的飞速发展,用户对网络资源的需求空前增长,网络也变得越来越复杂。不断增加的网络用户和应用,导致网络负担沉重,网络设备超负荷运转,从而引起网络性能下降。这就需要对网络的性能指标进行提取与分析,对网络性能进行改善和提高。因此网络性能测量便应运而生。发现网络瓶颈,优化网络配置,并进一步发现网络中可能存在的潜在危险,更加有效地进行网络性能管理,提供网络服务质量的验证和控制,对服务提供商的服务质量指标进行量化、比较和验证,是网络性能测量的主要目的。
2.网络性能测量的概念
2.1网络性能的概念
网络性能可以采用以下方式定义[1]:网络性能是对一系列对于运营商有意义的,并可用于系统设计、配置、操作和维护的参数进行测量所得到的结果。可见,网络性能是与终端性能以及用户的操作无关的,是网络本身特性的体现,可以由一系列的性能参数来测量和描述。
2.2网络性能参数的概念
对网络性能进行度量和描述的工具就是网络性能参数。IETF和ITU-T都各自定义了一套性能参数,并且还在不断的补充和修订之中。
2.2.1性能参数的制定原则
网络性能参数的制定必须遵循如下几个原则:
1)性能参数必须是具体的和有明确定义的;
2)性能参数的测量方法对于同一参数必须具有可重复性,即在相同条件下多次使用该方法所获得的测量结果应该相同;
3)性能参数必须具有公平性,即对同种网络的测量结果不应有差异而对不同网络的测量结果则应出现差异;
4)性能参数必须有助于用户和运营商了解他们所使用或提供的IP网络性能;
5)性能参数必须排除人为因素;
2.2.2ITU-T定义的IP网络性能参数
ITU-T对IP网络性能参数的定义[2]包括:
1)IP包传输延迟(PacketTransferDelay,IPTD)
2)IP包时延变化(IPPacketDelayVariation,IPDV)
3)IP包误差率(IPPacketErrorRateIPER)
4)IP包丢失率(IPPacketLassRate,IPLR)
5)虚假IP包率(SpuriousIPPacketRate)
6)流量参数(Flowrelatedparameters)
7)业务可用性(IPServiceAvailability)
2.2.3IETF定义的IP网络性能参数
IETF将性能参数[3]称为“度量(Metric)。由IPPM(IPPerformanceMetrics)工作组来负责网络性能方面的研究及性能参数的制定。IETF对IP网络性能参数的定义包括:
1)IP连接性
2)IP包传送时延
3)IP包丢失率
4)IP包时延变化
5)流量参数
2.3网络性能结构模型
从空间的角度来看,网络整体性能可以分为两种结构:立体结构模型和水平结构模型。
2.3.1立体结构模型
IP网络就其协议栈来说是一个层次化的网络,因此,对IP网络性能的研究也可以按照一种自上而下的方法进行。可以以IP层的性能为基础,来研究IP层不同性能与上层不同应用性能之间的映射关系。
2.3.2水平结构模型
对于网络的性能,用户主要关心的是端到端的性能,因此从用户的角度来看,可以利用水平结构模型来对IP网络的端到端性能进行分析。
3.网络性能测量的方法
网络性能测量涉及到许多内容,如采用主动方式还是被动方式进行测量;发送测量包的类型;发送与截取测量包的采样方式;所采用的测量体系结构是集中式还是分布式等等。
3.1测量包
网络性能测量中,影响测量结果的一个重要因素就是测量数据包的类型。
3.1.1P类型包
类型P是对IP包类型的一种通用的声明。只要一个性能参数的值取决于对测量中采用的包的类型,那么参数的名称一定要包含一个具体的类型声明。
3.1.2标准形式的测量包
在定义一个网络性能参数时,应默认测量中使用的是标准类型的包。比如可以定义一个IP连通性度量为:“IP某字段为0的标准形式的P类型IP连通性”。在实际测量中,很多情况下包长会影响绝大多数性能参数的测量结果,包长的变化对于不同目的的测量来说影响也会不一样。3.2主动测量与被动测量方式
最常见的IP网络性能测量方法有两类:主动测量和被动测量。这两种方法的作用和特点不同,可以相互作为补充。
3.2.1主动测量
主动测量是在选定的测量点上利用测量工具有目的地主动产生测量流量,注入网络,并根据测量数据流的传送情况来分析网络的性能。主动测量的优点是对测量过程的可控性比较高,灵活、机动,易于进行端到端的性能测量;缺点是注入的测量流量会改变网络本身的运行情况,使得测量的结果与实际情况存在一定的偏差,而且测量流量还会增加网络负担。主动测量在性能参数的测量中应用十分广泛,目前大多数测量系统都涉及到主动测量。
要对一个网络进行主动测量,需要一个测量系统,这种主动测量系统一般包括以下四个部分:测量节点(探针)、中心服务器、中心数据库和分析服务器。有中心服务器对测量节点进行控制,由测量节点执行测量任务,测量数据由中心数据库保存,数据分析则由分析服务器完成。
3.2.2被动测量
被动测量是指在链路或设备(如路由器,交换机等)上利用测量设备对网络进行监测,而不需要产生多余流量的测量方法。被动测量的优点在于理论上它不产生多余流量,不会增加网络负担;其缺点在于被动测量基本上是基于对单个设备的监测,很难对网络端到端的性能进行分析,并且可能实时采集的数据量过大,另外还存在用户数据泄漏等安全性和隐私问题。
被动测量非常适合用来进行流量测量。
3.2.3主动测量与被动测量的结合
主动测量与被动测量各有其优、缺点,而且对于不同的性能参数来说,主动测量和被动测量也都有其各自的用途。因此,将主动测量与被动测量相结合将会给网络性能测量带来新的发展。
3.3测量中的抽样
3.3.1抽样概念
抽样,也叫采样,抽样的特性是由抽样过程所服从的分布函数所决定的。研究抽样,主要就是研究其分布函数。对于主动测量,其抽样是指发送测量数据包的过程;对于被动测量来说,抽样则是指从业务流量中采集测量数据的过程。
3.3.2抽样方法
依据抽样时间间隔所服从的分布,抽样方法可分为很多种,目前比较常用的抽样方法是周期抽样、随机附加抽样和泊松抽样[4]。周期抽样是一种最简单的抽样方式,每隔固定时间产生一次抽样。因为简单,所以应用的很多。但它存在以下一些缺点:测量容易具有周期性、具有很强的可预测性、会使被测网络陷入一种同步状态。随机附加抽样的抽样间隔的产生是相互独立的,并服从某种分布函数,这种抽样方法的优劣取决于分布函数:当时间间隔以概率1取某个常数,那么该抽样就退化为周期抽样。随机附加抽样的主要优点在于其抽样间隔是随机产生的,因此可以避免对网络产生同步效应,它的主要缺点是由于抽样不是以固定间隔进行,从而导致频域分析复杂化。
在RFC2330中,推荐泊松抽样,它的时间间隔符合泊松分布,它的优点是:能够实现对测量结果的无偏估计、测量结果不可预测、不会产生同步现象。但是,由于指数函数是无界的,因此泊松抽样有可能产生很长的抽样间隔,因此,实际应用中可以限定一个最大间隔值,以加速抽样过程的收敛。
4.性能指标的测量与分析
4.1连接性
连接性[5]也称可用性、连通性或者可达性,严格说应该是网络的基本能力或属性,不能称为性能,但ITU-T建议可以用一些方法进行定量的测量。目前还提出了连通率的概念,根据连通率的分布状况建立拟合模型。
4.2延迟
延迟的定义是[6]:IP包穿越一个或多个网段所经历的时间。延迟由固定延迟和可变延迟两部分组成[7][8]。固定延迟基本不变,由传播延迟和传输延迟构成;可变延迟由中间路由器处理延迟和排队等待延迟两部分构成。对于单向延迟测量要求时钟严格同步,这在实际的测量中很难做到,许多测量方案都采用往返延迟,以避开时钟同步问题。
往返延迟的测量方法是:入口路由器将测量包打上时戳后,发送到出口路由器。出口路由器一接收到测量包便打上时戳,随后立即使该数据包原路返回。入口路由器接收到返回的数据包之后就可以评估路径的端到端时延。4.3丢包率
丢包率的定义是[9]:丢失的IP包与所有的IP包的比值。许多因素会导致数据包在网络上传输时被丢弃,例如数据包的大小以及数据发送时链路的拥塞状况等。
为了评估网络的丢包率,一般采用直接发送测量包来进行测量。对丢包率进行准确的评估与预测则需要一定的数学模型。目前评估网络丢包率的模型主要有贝努利模型、马尔可夫模型和隐马尔可夫模型等等[10]。贝努利模型是基于独立同分布的,即假定每个数据包在网络上传输时被丢弃的概率是不相关的,因此它比较简单但预测的准确度以及可靠性都不太理想。但是,由于先进先出的排队方式的采用,使得包丢失之间有很强的相关性,即在传输过程中,包被丢失受上一个包丢失的影响相当大。假定用随机变量Xi代表包的丢失事件,Xi=0表示包丢失,而Xi=1表
示包未丢失。则第i个包丢失的概率为P[Xi|Xi-1,Xi-2,…Xi-n],Xi-1,Xi-2,...Xi-n取所有的组合情况。当N=2时,该Markov链退化为著名的Gilbert模型。隐马尔可夫模型是对马尔可夫模型的改进。
MayaYajnik等人所作的172小时的测量试验[11]结果表明,在不同的数据采样间隔下(20ms,40ms,80ms,160ms)采用三种不同的丢包率分析模型进行分析得到的结果完全不同,在不同的估计精确度的要求下实验结果也各有不同。因此,目前需要能够精确描述丢包率的数学模型。
4.4带宽
带宽一般分为瓶颈带宽和可用带宽。瓶颈带宽是指当一条路径(通路)中没有其它背景流量时,网络能够提供的最大的吞吐量。对瓶颈带宽的测量一般采用包对(packetpair)技术,但是由于交叉流量的存在会出现“时间压缩”或“时间延伸”现象,从而会引起瓶颈带宽的高估或低估。另外,还有包列等其它测量技术。
可用带宽是指在网络路径(通路)存在背景流量的情况下,能够提供给某个业务的最大吞吐量。因为背景流量的出现与否及其占用的带宽都是随机的,所以可用带宽的测量比较困难。一般采用根据单向延迟变化情况可用带宽进行逼近。其基本思想是:当以大于可用带宽的速率发送测量包时,单向延迟会呈现增大趋势,而以小于可用带宽的速率发送测量包时,单向延迟不会变化。所以,发送端可以根据上一次发送测量包时单向延迟的变化情况动态调整此次发送测量包的速率,直到单向延迟不再发生增大趋势为止,然后用最近两次发送测量包速率的平均值来估计可用带宽
瓶颈带宽反映了路径的静态特征,而可用带宽真正反映了在某一段时间内链路的实际通信能力,所以可用带宽的测量具有更重要的意义。
4.5流量参数
ITU-T提出两种流量参数作为参考:一种是以一段时间间隔内在测量点上观测到的所有传输成功的IP包数量除以时间间隔,即包吞吐量;另一种是基于字节吞吐量:用传输成功的IP包中总字节数除以时间间隔。
Internet业务量的高突发性以及网络的异构性,使得网络呈现复杂的非线性,建立流量模型越发变得重要。早期的网络流量模型,是经典流量模型,也即借鉴PSTN的流量模型,用poisson模型描述数据网络的流量,以及后来的分组火车模型,Markov模型等等。随着网络流量子相似性的发现,基于自相似模型的流量建模研究也取得了不少进展和得到了广泛的应用,譬如分形布朗运动模型和分形高斯噪声模型以及小波理论分析等等。高速网络技术的发展使得对巨大的网络流量进行直接测量几乎不可能,同时,大量的流量日志也使流量分析变得相当困难。为了解决这一问题,近几年,流量抽样测量研究已成为高速网络流量测量的研究重点。
5.网络性能测量的展望
网络性能测量中还有许多关键技术值得研究。例如:单向测量中的时钟同步问题;主动测量与被动测量的抽样算法研究;多种测量工具之间的协同工作;网络测量体系结构的搭建;性能指标的量化问题;性能指标的模型化分析[12]~[16];对网络未来状况进行趋势预测;对海量测量数据进行数据挖掘或者利用已有的模型(Petri网、自相似性、排队论)研究其自相似性特征[17]~[19];测量与分析结果的可视化,以及由测量所引起的安全性问题等等都是目前和今后所要研究的重要内容。随着网络性能相关理论、测量方法、分析模型研究的逐渐深入、各种测量工具的不断出现以及大型测量项目的不断开展,人们对网络的认识会越来越深刻,从而不断地推动网络技术向前发展。6.结束语:
本文对目前网络性能测量技术的主要方面进行了介绍和分析并对未来网络性能测量的研究重点进行了展望。
参考文献
[1]ITU-T建议1.350
[2]ITU-T,建议Y1540
[3]IETF,RFC2330,"FrameworkforIPPerformanceMetrics"TableofContents6
[4]IETF,RFC2330,"FrameworkforIPPerformanceMetrics"TableofContents11
[5]IETF,RFC2678,"IPPMMetricsMeasuringConnectivity"
[5]IETF,RFC2679,"AOne-wayDelayMetricforIPPM"
[6]IETF,RFC2681,"ARound-tripDelayMetricforIPPM"
[7]IETF.RFC3393,"IPPacketDelayVariationMetricforIPPM"
PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建
[8]IETF,RFC2680,"AOne-wayPacketLossMetricforIPPM"
[9]H.SanneckandG.CarleGMDFokus,Kaiserin-Augusta-Allee31,D-10589Berlin,Germany,"AFramework
ModelforPacketLossMetricsBasedonLossRunlengths"
[10]MayaYajnik,SueMoon,JimKuroseandDonTowsley,"MeasurementandModellingoftheTemporal
DependenceinPacketLoss",DepartmentofComputerScienceUniversityofMassachusettsAmherst,MA01003
USA
[11]JacobsonV,"PathcharATooltoInferCharacteristicsofInternetPaths."
[12]LOPRESTIF,DUFFIELDNG,HOROWITZJ,etal.“Multicast-basedInferenceofNetworkInternet-Delay
Distributions”.UniversityofMassachusetts,Amherst,ComputerScience,TechnicalReportUM-CS-1999-055,
1999.
[13]DUFFIELDNG,LOPRESTIF.“Multicastinferenceofpacketdelayvarianceatinteriornetworklinks”.
IEEEINFOCOM2000[C].TelAvivIsrael,2000.
[14]HUANGL,SEZAKIK.“End-to-endInternetDelayDynamics”.IEICETechnicalReportofCQWG,May
2000.
[15]OHSAKIH,MURATAM,MIYAHARAH,“Modelingend-to-endpacketdelaydynamicsoftheInternet”
usingsystemidentification[A].InternationalTeletrafficCongress17[C].SalvadordaBahia,Brazil,2001.
[16]SueB.Moon,"MeasurementandAnalysisofEnd-to-EndDelayandLossinTheInternet"
[17]J.-C.Bolot.“End-to-endpacketdelayandlossbehaviorintheInternet”.InProceedingsofACMSIGCOMM,
SanFrancisco,August1993.
求解着陆准备轨道近月点和远月点的位置,通过分析知近月点和远月位置可以用空间坐标来表示,于是通过直角三角形的相关性质、三角函数与反三角函数有关知识并借助计算器,最后即可求得近月点与远月点相对着陆点的位置。求嫦娥三号相应的速度与大小,借鉴了参考文献[1],并结合自身的理解,且在基本假设中的假设2下,利用能量守恒,即可得嫦娥三号在近月点与远月点的势能与动能之和相等的一个表达式,再根据开普勒第二定律可知:在近月点与远月点的速度之比为近月点与远月点到月球球心的距离的反比,即可得第二个表达,最后联立两个表达式即可求出嫦娥三号在近月点与远月点的速度。对于嫦娥三号的方向,根据物理学中物体做曲线运动的基本性质,得到速度方向是沿曲线上该点的切线方向。
1.2能量守恒模型的建立与求解
能量守恒模型的求解将月球的质量M为7.3477×1022kg,万有引力常量G为6.672×10-11N.m2.kg-2,近月点距月球表面15km,远月点距月球表面100km,月球的平均半径为1737.013km,带入(1.13)、(1.14)得到近月点与远月点的速度分别如下:v1=1.704km/s,v2=1.625km/s嫦娥三号在近月点与远月点的速度方向为:沿曲线上该点的切线方向。
2结果分析
在假设1的情况下,计算出近月点(C)在离着陆点(A)北偏东59.204°,距离为1758.933km处。远月点(F)在离着陆点(A)南偏东24.331°,距离为3673.118km处。解决此题所运用的知识点为:直角三角形相关性质勾股定理、欧氏距离、三角函数中的正弦定理以及反三角函数。所涉及的工具为计算器。故知识点较简单、理解容易且有较好的软件支撑,则该问解出答案比较准确。在假设2的情况下,计算出嫦娥三号在近月点的速度v1=1.704km/s,远月点的速度v2=1.625km/s,,附件1中所给嫦娥三号在近月点的相对速度为1.7km/s,所以本问的误差为1.704-1.71.7=0.235%,可以看出误差很小,故利用能量守恒的方法并结合开普勒第二定律解出嫦娥三号在近月点与远月点的速度是可行的。由物理学中物体作曲线运动,物体的速度方向是沿曲线上该点的切线方向,故得出的嫦娥三号在近月点与远月点的速度方向也是可行的。
2基于建筑节能标准估算节能量
2.1建筑节能设计标准估算节能量的成立条件
节能量是指节能改造之后建筑物能耗的减少量所反映出的收益增加量。依照建筑节能标准,确定节能量,需明确计算、分析条件,方能进行。如:拥有100%的能耗基准值的内容,建筑所有的节能要素都要被算在内。以居民建筑为例,东北地区主要的节能要素是采暖,而南方地区主要的节能要素是空调能耗,不同地区选取的节能要素是不同的。
2.2举例说明
以大连富豪小区为例,该居民建筑所处严寒地区,其节能设计标准为JGJ26-1995,节能目标50%,基准值和能耗标准与传统节能要素能够相互配合,节能要素是采暖能耗、成立条件是全空间、全时间。在计算节能量时,技术人员统一调查了当地居民的生活方式,资料显示,居民为获得较为舒适的生活环境,会按照假定方案,消费采暖能耗,并使用相应的设备系统,如电、水、空间能量等。围绕建筑的设计标准和现实建筑情况,对建筑所属的集中供热系统设备进行能量考核发现,同一地区,居民建筑的平均能效没有较大差别,与节能百分比完全相符。综上分析,大连富豪小区完全符合节能设计标准估算节能量的条件,以整个小区建筑面积为5300×104m2来计算的话,节能设计能耗为50%,则该小区的居民建筑的平均耗能为24kgce/m2,用它来估算居民建筑的节能量。再加上供热系统官网系统的运行功率、热源的传播效果、建筑功能设计的配合度等因素的影响,便可准确估算出整个富豪小区的年节能量为53.23×104tce,且相关指标数据在标准范围内。分析上述案例可知,建筑的节能设计要素大体相同,无非是采暖能耗和空调能耗,电、水、空间的能耗都是固定的,不会随着地区建筑的变化而变化。与居民建筑相比,公共建筑在节能设计方面,考虑的问题和因素更多,依照《公共建筑节能设计标准(GB50189-2005)提出的观点可知,只要按照建筑的节能设计标准施工,保证其室内环境参数、结构指标在标准范围内,其节能量不会少于建筑总节能量的50%。从这一点看,以节能设计标准为节能量的估算依据是相对科学的,因为在一个计算公式中,标准是不变量,节能设计、节能要素是变化量,节能量是因变量,这种估算方式,符合统计科学。
1、人工抄表技术。人工抄表技术是一项传统技术,指在每个区域固定一个抄表员进行每家每户的抄表并用此进行电费使用量的核算的行为,仅适用于个体管理;
2、远程抄表技术。远程抄表技术是以远程通讯技术及计算机网络技术发展为基础,是一种便捷的现代化电力计量技术,可靠性高并得到广泛应用;
3、智能抄表技术。智能抄表技术并不是新技术,但它与传统电表收集的数据相比具有更高的完善性及多样性,且控制耗电量效果相对明显。现阶段,我国大部分地区电力资源不足成为了制约我国经济发展的主要因素,因此电力计量技术的发展成为了我国发展中较为重要的一项任务。当今,我国经济发展与人口剧增都导致了资源的使用量增加以及能源大量消耗。电力计量技术存在的诸多问题也导致不能有效节约资源,做到节能环保,低耗安全。电力资源利用与生产已经不再仅仅是技术问题,它已经逐渐成为了我国发展经济指标中的重要项目。经研究表明,近年来我国电力事业的发展不尽人意,城市人均耗电量及单位建筑面积耗电量是发达国家的两倍左右,严重超出了资源能够承受的范围,尤其是电力超额,导致社会供求不平衡,影响社会发展。若想有效控制超额用电,就要完善电力计量技术应用,广泛推广智能电能表对社会向前发展有重要现实意义。
二、电力计量技术实现节能降耗的前提
电力计量技术实现节能降耗需要以下两个条件,即先进的电力计量设备和规范化程序化的考核制度。先进的设备与技术能够进一步提高监测结果的准确性,但在我国的电子计量技术设备的发展中,处于相对优势地位的只有智能表,但它仍然需要不断完善与改进。在发展技术的同时,我们也要使电力考核程序化,不断健全完善考核方式,加大考核力度。例如对一些采用大型机电设备的用电单位,实施系统测量并定期对电力进行平衡检测,对电量使用进行限额且采用避峰就谷的方法来控制用电,保证科学合理用电,减少资源浪费,避免资源紧缺。对用电量大的单位要不定期检测一次,进行定期考核,保证电量合理使用。除此之外,还可以制定限电考核,采取超量收费的办法控制用电。在考核制度不断完善下,采用远程电力计量系统,既能够有效准确的收集电量使用信息数据,又能够实现节约环保,低耗安全,对社会发展起到了促进作用。
三、智能表在电力计量技术中发挥节能降耗作用
智能表作为我国当前较为科学合理的一种计量手法,被广泛接受。下面我们分析智能表的主要功能及优势,了解智能表在电力计量技术中应用的意义。
(一)智能表电力计量技术主要功能简述
智能表电力计量技术主要功能有如下几点:
1、多时间段与多费率可供选择。智能表可以根据设定的费率及时间段自主进行更换,节省能源同时也能够使用电费用更加精准,优越性与便捷性显而易见;
2、功能更加丰富。智能表比传统电能表多了有功组合电量的功能,能够进行自定义组合,从而达到节能降耗目的;
3、实时监测。智能表在电力计量中能够对各项功能进行监测且精确度非常高,还能够对异常情况进行记录与反馈,为供电单位提供准确数据;
4、端口输出功能得到强化。端口功能强化能够使日常用电更加安全与便捷,避免不必要的浪费。
(二)智能表电力计量优势
智能表在电量计量中拥有明显优势,其优势共有如下四点:
1、节能高效。智能表可以对电器用电量自行分配并能够有效控制用电时间,还能够建立安全防御系统,它可以在用电过程中出现漏电等情况时进行报警。除此之外,智能表除了反馈供电信息还能够对线路中损耗问题及时反应,方便人们及时处理。智能表能够分辨出损耗大的设备提醒人们及时更换或维修,从而达到节能降耗的效果;
2、防窃电。众所周知,窃电现象一直受到人们广泛关注,尽管在过去采取很多措施,但仍然避免不了窃电现象的发生。智能表能够有效分析电路异常用电并找出窃电根源,防止电能肆意挥霍从而避免造成巨大浪费;
3、缩短停电时间。传统电力系统无法自动反馈信息,智能表在第一时间将断电事故反馈给供电部门从而能够在最短的时间内将故障维修好,使人们生活质量得到保障;
4、及时检测供电动态性。智能表能够实时监测用电情况,能够保证供电系统安全可靠,及时反馈信息的同时,对人们购电时的决定也起着关键性作用。
(三)智能表使用在电力计量中的意义
智能表作为具有较高完善性与多样性的一种电力计量方法,在日常生活中的应用可谓是必不可少。相比于传统电力计量技术,智能表拥有先进的技术且能够很好的控制耗电量,并能够通过纷繁复杂的设计用以提高所收集的数据的可靠性与准确性,对其进行备份处理以备不时之需。智能表与计算机智能信息化采集完美结合,促进电力能源的节约,且智能表能够采用阶梯式电价,有效控制了整体用电量,避免出现用电高峰期,从一定程度上来说控制了用电节奏,降低消耗。智能表明显提高了电力计量技术的管理与智能水平,从根本上实现了节能低耗,真正做到了“低投入高收获”,节约了资源,保护了环境,并且完善了人们日常生活中的用电质量,提高人们生活水平。总而言之,智能表在电力计量技术及电力系统中的应用,对节能降耗起到了非常重要的作用。
二、结构
1.箱体盖板
箱体顶部为可开合的盖板,盖板四周有密封条,盖板与箱体上部沿口处安装活动密封扣链,以保证其盖板与箱体的密封性。盖板上开(2~3)mm宽、可开合的活动通气盖板,装有开合系统并保证盖合后密封。盖板面板安装气压安全阀。盖板面板留有放置温湿度传感头的专用孔,用于监测试验箱内的温湿度。
2.箱体
试验箱体积根据大纲要求为小于温湿度箱体积3倍,同时要大于试验仪器体积3倍的密封试验箱体。箱体正面为可清晰观察面,正下方设计安置两只硅橡胶手套,用于试验人员通过手套进入试验箱内对检测仪进行定标操作。箱体左侧上方和右侧下方安装小风扇,使箱体内气体均匀。箱体反面下方装有电源接线端。箱体右侧上方和左侧下方各安装一气流电磁阀,以使试验箱体外部温湿度箱内气体能流入箱体内。
3.气路
箱体反面下部装有可通入标气的6个不锈钢气阀,箱体左侧下方和右侧下方各装有可通入清洗用空气和可用排气气阀并可连接气管。
三、使用方法
1.将试验仪器安装在试验箱内的固定支架上,并连接与仪器配套的试验用扩散罩和标气管路。试验箱放置于温湿度箱内,连接电源及各气路,电源线、温湿度传感器连线、标气气路和空气气路等通至温湿度箱外。
2.打开试验箱盖板上的通气盖板,开启箱内风扇、空气泵和电磁阀,帮助温湿度箱内空气进入试验箱,各标气管路和清洗气路关闭。
3.关上温湿度箱门,设定试验温度和湿度。待温湿度条件满足要求时,通过电动系统关闭通气盖板(如没有电动系统关闭装置,可关闭空气泵和电磁阀,并通过打开温湿度箱人工关闭通气盖板。此时,温湿度箱内温湿度损失严重,而试验箱内温湿度损失较小,可以再关上温湿度箱升温和加湿,打开空气泵和电磁阀,直至满足要求)。
4.按大纲要求,试验仪器进行热稳定后,通气进行零点和示值的调整。对零点和示值的调整,可以关闭空气泵和电磁阀,打开温湿度箱门,试验人员通过试验箱面板手套操作(此时,温湿度箱内温湿度损失严重,而试验箱内温湿度损失较小)。
5.零点和示值调整后,再关闭温湿度箱,打开空气泵和电磁阀,以确保试验箱内温湿度条件满足要求。条件符合后,可按大纲要求进行试验。
6.如希望试验箱内试验气体浓度降低或保持清洁,可通入空气进行清洗,试验箱内气体物质浓度可通过排出管路接入测量仪监测。
7.排放管路可接入通风柜通风管路,管路气流需形成负压。试验完成后,通入清洁空气清洗,待监测仪显示安全,打开试验箱内取物。
能源计量信息管理系统,是把分布在不同地点的多台计量仪表进行联网,实现计量仪表的在线实时数据采集和管理[1]。系统的组成通常由计量检测设备、数据集中器(分站)、用户终端、管理服务器(主站)、管理软件和网络器件等构成,具有能源数据采集、数据传输、数据处理、数据存储等能源计量功能,其输出数据可用于能源统计与能源审计。
一、能源计量信息管理系统的现状分析
目前,中国各行业开发和使用的能源计量信息管理系统无统一规范标准。因为缺乏国家规范性的指导文件,企业按照自行需求进行设计和开发,能源计量管理系统模式较混乱。许多企业因为没有相关标准或规范的指导而茫然。据浙江省医药化工行业能源计量信息管理系统调查显示,现阶段企业在能源计量系统由于系统结构、功能模块、数据结构与输入输出报表等多方面的不规范,使得企业在计量器具选择、计量数据采集点设置的规范导致企业能计量与源平衡的不确定性。因为缺乏相关标准或规范,很多企业的能源计量管理系统输出政府能源监管部门的需要的各类申报报表(企业耗能设备一览表、企业能源计量器具一览表、能源工业企业能源购销存表、能源消耗统计及分析报表、生产信息报表),误报和漏报的情况时有发生。这种政企不一致的状况,使得政府能源监管部门较难统一管理企业的能源统计与审计工作。本文就结合当前中国用能行业能源计量信息管理系统的特点,对系统的设计规范做一些浅层次的探讨与研究。
二、能源计量信息管理系统建设的一般要求和设计原则
1.系统的软硬件环境设计要求
在设计能源计量信息管理系统时,对设计硬件上要考虑企业的经济承受能力,逐步完善。同时,配备的计量器具必须要能在线检定或校准;软件设计要考虑全面,给予必要的完善及升级的空间。
2.确定现场能源计量检测点设置与计量器具配置要求
(1)现场能源检测点确定。用能单位能源计量信息管理系统,应能采集行业不同种类能源的数据。所称能源数据,指煤炭、原油、电力、天然气、焦炭、水、蒸汽等和其他直接或者通过加工、转换、回收而取得有用能的各种资源[2]。
能源计量信息管理系统采集点的设置原则是以能够准确和实时采集数据的作为计量检测点,并且要考虑能满足能源平衡、能源统计与审计要求[3]。具体数据采集范围包括:
a)输入用能单位、次级用能单位和用能设备的能源及载能工质;b)输出用能单位、次级用能单位和用能设备的能源及载能工质;c)用能单位、次级用能单位和用能设备使用(消耗)的能源及载能工质;d)用能单位、次级用能单位和用能设备自产的能源及载能工质;e)用能单位、次级用能单位和用能设备科回收利用的余能资源。
(2)计量器具配备率要求。根据GB/T17167—2006标准要求,能源计量信息系统数据采集点的能源计量器具配备率不低于表1的规定(见下页表1)。
3.合理选用现场能源计量器具
根据GB/T17167—2006标准要求,能源计量信息管理系统所选用的能源计量器具,要依据不同用能设备所耗的能源类型不同,而选用相应的计量器具。所选用的计量器具必须要能提供数计量据输出接口。选用的计量器具除了保证精度要求,也要根据生产工艺、使用环境等条件的要求,进行选择相适应的计量器具。
能源计量信息系统数据采集的计量器具准确度不低于表2的规定(见下页表2)。
4.能源管理信息系统主要功能模块设计原则
(1)计量器具系统模块。计量器具系统模块的功能是能源计量管理系统与能源供应部门收费端计量数据联网,实时监控一级计量和二级计量能源数据偏差,并将所采集计量数据形成对比图,出现不合理偏差系统立即报警。系统对电能供应质量进行实时监控,并有报警提示和报警记录。
(2)能源数据采集系统模块。能源数据采集系统模块的功能是自动采集各类能源计量点的实时瞬时量和累计量,采集周期在1分~24小时范围内可调。采集数据项目完全符合能源统计和能源计量管理部门的要求。
(3)采集数据传输、存储、查询系统模块。采集数据传输、存储、查询系统模块应满足实时传输的要求,考虑到数据传送速度,有线传输200米以内可采用双绞线串口传送,超过200米宜采用光纤以太网传送,也可采用无线传输;各采集点数据传输到人机交互界面的时间不应超过1秒。数据输出应满足集中化管理的需要,可通过人机交互界面查询到所有的能源计量数据输出。能源数据中心服务器实时监控历史数据一般要求保存不少于60天。
(4)数据汇总和计算分析系统模块。数据汇总和计算分析系统模的功能是对能源消耗计量数据进行汇总,并按照系统设定各种能耗定额指标和节能量化指标计算分析,并自动形成对比分析图表。超过指标系统立即报警提示。通过报警提示,企业能够及时发现能源浪费现象和能源消耗异常情况,及时进行纠正与改进,及时有效控制能源消耗和能源成本开支。能耗定额指标和节能量化指标主要包括企业单位产值综合能耗、单位产品综合能耗、企业工业增加值综合能耗、企业和车间能源消耗定额及用能设备单耗等。数据汇总和计算分析系统模块功能能够对每个产品能源成本、每个车间能源成本和企业能源成本进行监控和分析,并自动形成对比分析图表,用能成本超过预定费用,系统立即报警提示。
(5)报表统计系统模块。报表统计系统模块功能是能够根据政府、各级公司及分公司需要,自动导出所有的各类满足政府能源统计与审计要求的用源申报报表(企业耗能设备一览表、企业能源计量器具一览表、能源工业企业能源购销存表、能源消耗统计及分析报表、生产信息报表等),能源统计报表数据均能追溯到系统计量检测记录。
(6)企业、车间、设备能源管理系统模块。企业、车间、设备能源管理系统模块功能是实时监控企业、车间、设备能源实时消耗量,监控各项用能指标不超过定额指标。超过定额指标经报警提示查找原因,及时进行改进。设备管理系统功能能对重点用能设备能耗状况、负荷率、有效利用时间、开启、停止时间等影响能源消耗的各项参数进行实时监控,确保设备的高效、经济运行,减少设备的空载时间和能源浪费的地方。
5.能源管理信息系统的安全设计和维护原则
信息系统应做好防电磁干扰,采集信号线应采用屏蔽线,并禁止与强电信号线混敷;与信息系统相连的外网系统应做好防火墙等病毒隔离措施。用能单位应设系统维护人员负责能源计量信息系统的整体维护;各车间也应有专人负责每天不少于一次的仪表值和信息系统反馈值的一致性检查,发现问题应及时通知系统维护人员。
三、能源计量信息管理系统规范化工作成效
在上述研究的基础上,2009年3月,浙江省标准化研究院联合上虞新和成生物化工有限公司、上虞市质量技术监督局,联合制定了《医药化工行业能源计量信息系统》联盟标准,建立了能源计量信息管理系统的统一的管理模式,实现能源计量管理标准化。通过近一年的标准实施表明,统一规范的能源计量管理系统进一步提高了工艺过程中的能源计量数据的分析和研究的正确必可靠性,为改进生产工艺,提高技改节能效益提供了科学的依据,真正发挥了能源计量数据的功效。其次应用能源管理的科学方法,结合计算机信息网络技术,通过精确计量,自动采集能源量值数据信息,对能耗数据进行计算汇总、图形对比、经济分析、量化评价,控制能源消耗,节约了能源成本开支,提升企业能源管理水平。例如,浙江省重点试点企业上虞新和成生物化工有限公司发酵车间经过对蒸汽消耗数据的分析,将灭菌工艺由原来的间歇消毒改为连续消毒,使车间每月蒸汽消耗量下降30%。精馏车间强化循环水温差管理,优化了操作参数,耗汽量从原来6吨/小时下降为4.5吨/小时,循环水用量从910吨/小时下降到450吨/小时,使该车间每吨产品能源成本下降15%。通过考核,公司万元增加值能耗同比下降14.6%。
为了扎实推进企业能源计量工作,将节能工作落到实处,我们对企业能源计量信息管理系统相关的设计规范和标准进行了初步的研究。规范、有效、科学的能源计量信息管理系统不仅能规范企业能源计量与管理,也将进一步推动国家依法实施节能减排监督管理。
参考文献:
(一)政府制定了相关政策,扶持河北农村“两后生”培训工作。河北省是个农业大省,人力资源比较丰富,其中农村劳动力有2,944万人,占乡村总人口的74.4%,但这些劳动力普遍文化偏低,平均受教育只有8.02年,很多只有小学文化,已经不能适应经济的发展。而中、高等职业教育满足了社会发展的人才需求,适应了当前工业化、城镇化和农业现代化的人才需要。因此,各级政府高度重视对劳动力后备资源“两后生”的培训工作,在相关政策中出台了一系列有助于提升他们素质的政策措施。如河北省政府出台了《人民政府办公厅关于进一步做好农民工培训工作的实施意见》、《河北省人力资源和社会保障厅、财政厅关于做好2014年城乡技能就业扶助计划实施工作的通知》(冀人社字[2014]133号),保定市政府出台了《大力发展职业教育决定》,邯郸市出台了《邯郸市人民政府关于加强职业培训促进就业的实施意见》(邯政[2013]98号),这些文件中都对农村“两后生”的培训工作提出了指导性意见,明确了培训机构、内容、形式和要求,并且规定了补贴标准为每年800~1,600元,邯郸则将土地流转后的农村“两后生”的补贴标准涨为2,300元,有效地解决了土地流转家庭的实际困难,促进了他们就业。目前,与农村“两后生”培训相关的主要项目有农业部组织的“阳光工程”、国务院扶贫办公室组织“雨露计划”、人力资源与社会保障部门牵头实施的“农村劳动力技能就业计划”、“农村劳动力就地就近转移计划”等,他们都为农村“两后生”的培训提供了保证。
(二)做好为农村“两后生”的服务工作。为做好“两后生”培训和就业工作,各级政府利用各种机构对农村两后生的相关情况进行调查,调查内容有个人基本资料、家庭经济状况、兴趣爱好以及培训意愿等,为进一步搞好工作打下相关基础。如河北临漳县通过各级公共就业和人才服务系统摸清了“两后生”情况,建立了实名制台账,以便统筹管理。同时,各地人力资源部门组织各种培训,增强农村“两后生”的专业技能和就业能力,在行政大厅窗口设立了技能培训、职业介绍、创业扶持、就业援助等窗口。
(三)强化监管。为使“两后生”培训工作取得实效,各地通过申报、评审建立了职业技能定点培训机构,并且建立了培训机构退出机制,对已认定的定点培训机构资质进行复核,达不到资质条件的予以注销,同时规范学校的学生、教学、教育等工作。
二、存在的问题及其原因
近年来,河北省在对农村“两后生”培训方面做了大量富有成效的工作,但还存在一些亟待解决的问题:
(一)农村“两后生”接受转移培训意识不强。农村“两后生”接受职业培训的主动性不强,很多一毕业就跟随父母外出打工。在调查中,选择愿意参加政府组织的相关培训只占48.9%,选择非常愿意参加培训的不到30%,持“无所谓”态度的高达21.3%。在原因调查时发现主要存在两个方面:一方面认为培训了也很难找到好工作;另一方面认为培训还要自己承担一些费用,部分贫困生承担不起。
(二)培训机构自身不足。对农村“两后生”培训的目的就是要提高他们就业和创业的能力及综合素质。目前,对农村“两后生”培训的主要是中等职业技术学校和就业培训中心,但他们的教师队伍,有的缺乏实践经验、有的学历偏低,难以满足培训的要求。在培训方式上也常常是文化基础课为主,实践教学课时安排不足,不能满足就业的要求。另外,有些培训机构设施简陋,缺乏实习设备和场地,用于教学的仪器往往是市场上早已淘汰的产品,教学方法也只是课堂讲授,这些都限制了培训质量的提高。
(三)缺少企业参与农村“两后生”培训。大多数企业出于利益考虑,只注重招募廉价劳动力,但不注重开发劳动力资源,企业对农村“两后生”培训工作的参与性还远远不够,造成企业招不到合适的技工,农村“两后生”培训后也不能很好的就业,而农村“两后生”是否接受培训关键就是能否就业。究其原因有:第一,由于没有和市场很好对接,造成一些专业重复设置,如美发、建筑、缝纫等,毕业的学生很难就业;第二,不少企业担心学生培训后不来单位或掌握技术后容易跳槽,不愿意参与相关培训;第三,很多地区的培训没有联系就业单位,造成培训后找不到合适工作。
(四)政府管理服务存在一定的问题。在对农村“两后生”培训中政府占据主导地位,他们的管理服务是否到位、高效,直接关系到培训工作能否成功。但是河北省政府部门在对农村“两后生”培训中还存在着一些问题。第一,参与部门多,缺乏合作。目前在对农村“两后生”培训中,涉及的部门主要有劳动部门、扶贫办、教育部门、农业部门,但各部门之间责任分工不明确,出现管理职能的交织,各部门之间缺乏合作交流;第二,培训经费不足、不能及时到位。河北省在对农村“两后生”培训中每年虽有相关费用,但由于物价的上涨、通货膨胀以及培训时间较长等因素的影响,现行的补助标准已不能满足需求,严重影响了培训机构和学员的参与积极性,从而导致培训效果一般;第三,农村劳动力市场供求信息缺乏。尽管各地都有劳动力市场,但信息不及时,造成企业招工难、农村“两后生”不好就业的局面。
(五)就业门路狭窄,多在传统一、三产业。目前,农村“两后生”的培训中虽有一些是订单培训,但很大部分还需靠自己去寻找出路,从而又和父辈一样,主要集中在技术含量比较低行业,主要靠时间和劳动强度决定工资收入,技术并没有带来较大增收。而且流动性比较大,往往也没有规范的劳动用工合同,更无三险一金,还随时面临着被“炒鱿鱼”的风险,就业前景不容乐观。
三、对策建议
(一)多种渠道宣传,营造关爱农村“两后生”的良好氛围。为使农村“两后生”培训政策家喻户晓,应建立多渠道的宣传平台,以扩大宣传覆盖面和知晓率。制作招生简章,包括的内容有培训的专业设置、招生条件、补贴政策和就业去向等。宣传渠道有:在中考或高考结束后在学校设置咨询台、“两后生”考试返乡后在村大队制作宣传专栏、在乡镇集市上散发宣传资料、当地报纸、电视台、广播电台上宣传等各种措施进行宣传动员。
(二)完善培训机构的工作。职业培训机构作为农村“两后生”的具体实施者,其成效如何直接决定了培训效果。因此,应从以下几方面来完善培训工作:第一,建立高素质的专兼职师资队伍。一方面加大对现有教师队伍的培训,提高他们的技能;另一方面聘请社会上有的相关经验的专家来做兼职教师,定期上课,提高学生的实际操作能力。同时,设立新教师准入门槛,要求学历本科以上,并有相应专业的资格证书。第二,把握就业市场行情。培训工作应和就业市场接轨,与产业发展方向相联系,加大和企业合作力度,开展“订单式”培训,根据专业技能要求,设置培训内容,开展菜单式教学。同时,也要加大对市场所需技术工种的预测,提早设置相关专业,走在市场前列。第三,多渠道筹集经费。改善实习基地、教学设备等硬件条件,需要有充足的办学经费,除了依靠政府拨款外,还应多渠道筹集经费,如和企业合作帮助对方培训新员工、和非营利组织建立良好关系,争取和他们有项目合作或者获得捐赠。第四,利用各种教学手段,提高培训的效果。多媒体教学,具有信息量大、生动直观的特点;互动参与式教学,可以加强师生交流,创造合作性的学习情境;案例教学法,可以提高学生分析问题解决问题的能力。
1.引言
随着Internet技术和网络业务的飞速发展,用户对网络资源的需求空前增长,网络也变得越来越复杂。不断增加的网络用户和应用,导致网络负担沉重,网络设备超负荷运转,从而引起网络性能下降。这就需要对网络的性能指标进行提取与分析,对网络性能进行改善和提高。因此网络性能测量便应运而生。发现网络瓶颈,优化网络配置,并进一步发现网络中可能存在的潜在危险,更加有效地进行网络性能管理,提供网络服务质量的验证和控制,对服务提供商的服务质量指标进行量化、比较和验证,是网络性能测量的主要目的。
2.网络性能测量的概念
2.1网络性能的概念
网络性能可以采用以下方式定义[1]:网络性能是对一系列对于运营商有意义的,并可用于系统设计、配置、操作和维护的参数进行测量所得到的结果。可见,网络性能是与终端性能以及用户的操作无关的,是网络本身特性的体现,可以由一系列的性能参数来测量和描述。
2.2网络性能参数的概念
对网络性能进行度量和描述的工具就是网络性能参数。IETF和ITU-T都各自定义了一套性能参数,并且还在不断的补充和修订之中。
2.2.1性能参数的制定原则
网络性能参数的制定必须遵循如下几个原则:
1)性能参数必须是具体的和有明确定义的;
2)性能参数的测量方法对于同一参数必须具有可重复性,即在相同条件下多次使用该方法所获得的测量结果应该相同;
3)性能参数必须具有公平性,即对同种网络的测量结果不应有差异而对不同网络的测量结果则应出现差异;
4)性能参数必须有助于用户和运营商了解他们所使用或提供的IP网络性能;
5)性能参数必须排除人为因素;
2.2.2ITU-T定义的IP网络性能参数
ITU-T对IP网络性能参数的定义[2]包括:
1)IP包传输延迟(PacketTransferDelay,IPTD)
2)IP包时延变化(IPPacketDelayVariation,IPDV)
3)IP包误差率(IPPacketErrorRateIPER)
4)IP包丢失率(IPPacketLassRate,IPLR)
5)虚假IP包率(SpuriousIPPacketRate)
6)流量参数(Flowrelatedparameters)
7)业务可用性(IPServiceAvailability)
2.2.3IETF定义的IP网络性能参数
IETF将性能参数[3]称为“度量(Metric)。由IPPM(IPPerformanceMetrics)工作组来负责网络性能方面的研究及性能参数的制定。IETF对IP网络性能参数的定义包括:
1)IP连接性
2)IP包传送时延
3)IP包丢失率
4)IP包时延变化
5)流量参数
2.3网络性能结构模型
从空间的角度来看,网络整体性能可以分为两种结构:立体结构模型和水平结构模型。
2.3.1立体结构模型
IP网络就其协议栈来说是一个层次化的网络,因此,对IP网络性能的研究也可以按照一种自上而下的方法进行。可以以IP层的性能为基础,来研究IP层不同性能与上层不同应用性能之间的映射关系。
2.3.2水平结构模型
对于网络的性能,用户主要关心的是端到端的性能,因此从用户的角度来看,可以利用水平结构模型来对IP网络的端到端性能进行分析。
3.网络性能测量的方法
网络性能测量涉及到许多内容,如采用主动方式还是被动方式进行测量;发送测量包的类型;发送与截取测量包的采样方式;所采用的测量体系结构是集中式还是分布式等等。
3.1测量包
网络性能测量中,影响测量结果的一个重要因素就是测量数据包的类型。
3.1.1P类型包
类型P是对IP包类型的一种通用的声明。只要一个性能参数的值取决于对测量中采用的包的类型,那么参数的名称一定要包含一个具体的类型声明。
3.1.2标准形式的测量包
在定义一个网络性能参数时,应默认测量中使用的是标准类型的包。比如可以定义一个IP连通性度量为:“IP某字段为0的标准形式的P类型IP连通性”。在实际测量中,很多情况下包长会影响绝大多数性能参数的测量结果,包长的变化对于不同目的的测量来说影响也会不一样。3.2主动测量与被动测量方式
最常见的IP网络性能测量方法有两类:主动测量和被动测量。这两种方法的作用和特点不同,可以相互作为补充。
3.2.1主动测量
主动测量是在选定的测量点上利用测量工具有目的地主动产生测量流量,注入网络,并根据测量数据流的传送情况来分析网络的性能。主动测量的优点是对测量过程的可控性比较高,灵活、机动,易于进行端到端的性能测量;缺点是注入的测量流量会改变网络本身的运行情况,使得测量的结果与实际情况存在一定的偏差,而且测量流量还会增加网络负担。主动测量在性能参数的测量中应用十分广泛,目前大多数测量系统都涉及到主动测量。
要对一个网络进行主动测量,需要一个测量系统,这种主动测量系统一般包括以下四个部分:测量节点(探针)、中心服务器、中心数据库和分析服务器。有中心服务器对测量节点进行控制,由测量节点执行测量任务,测量数据由中心数据库保存,数据分析则由分析服务器完成。
3.2.2被动测量
被动测量是指在链路或设备(如路由器,交换机等)上利用测量设备对网络进行监测,而不需要产生多余流量的测量方法。被动测量的优点在于理论上它不产生多余流量,不会增加网络负担;其缺点在于被动测量基本上是基于对单个设备的监测,很难对网络端到端的性能进行分析,并且可能实时采集的数据量过大,另外还存在用户数据泄漏等安全性和隐私问题。
被动测量非常适合用来进行流量测量。
3.2.3主动测量与被动测量的结合
主动测量与被动测量各有其优、缺点,而且对于不同的性能参数来说,主动测量和被动测量也都有其各自的用途。因此,将主动测量与被动测量相结合将会给网络性能测量带来新的发展。
3.3测量中的抽样
3.3.1抽样概念
抽样,也叫采样,抽样的特性是由抽样过程所服从的分布函数所决定的。研究抽样,主要就是研究其分布函数。对于主动测量,其抽样是指发送测量数据包的过程;对于被动测量来说,抽样则是指从业务流量中采集测量数据的过程。
3.3.2抽样方法
依据抽样时间间隔所服从的分布,抽样方法可分为很多种,目前比较常用的抽样方法是周期抽样、随机附加抽样和泊松抽样[4]。周期抽样是一种最简单的抽样方式,每隔固定时间产生一次抽样。因为简单,所以应用的很多。但它存在以下一些缺点:测量容易具有周期性、具有很强的可预测性、会使被测网络陷入一种同步状态。随机附加抽样的抽样间隔的产生是相互独立的,并服从某种分布函数,这种抽样方法的优劣取决于分布函数:当时间间隔以概率1取某个常数,那么该抽样就退化为周期抽样。随机附加抽样的主要优点在于其抽样间隔是随机产生的,因此可以避免对网络产生同步效应,它的主要缺点是由于抽样不是以固定间隔进行,从而导致频域分析复杂化。
在RFC2330中,推荐泊松抽样,它的时间间隔符合泊松分布,它的优点是:能够实现对测量结果的无偏估计、测量结果不可预测、不会产生同步现象。但是,由于指数函数是无界的,因此泊松抽样有可能产生很长的抽样间隔,因此,实际应用中可以限定一个最大间隔值,以加速抽样过程的收敛。
4.性能指标的测量与分析
4.1连接性
连接性[5]也称可用性、连通性或者可达性,严格说应该是网络的基本能力或属性,不能称为性能,但ITU-T建议可以用一些方法进行定量的测量。目前还提出了连通率的概念,根据连通率的分布状况建立拟合模型。
4.2延迟
延迟的定义是[6]:IP包穿越一个或多个网段所经历的时间。延迟由固定延迟和可变延迟两部分组成[7][8]。固定延迟基本不变,由传播延迟和传输延迟构成;可变延迟由中间路由器处理延迟和排队等待延迟两部分构成。对于单向延迟测量要求时钟严格同步,这在实际的测量中很难做到,许多测量方案都采用往返延迟,以避开时钟同步问题。
往返延迟的测量方法是:入口路由器将测量包打上时戳后,发送到出口路由器。出口路由器一接收到测量包便打上时戳,随后立即使该数据包原路返回。入口路由器接收到返回的数据包之后就可以评估路径的端到端时延。4.3丢包率
丢包率的定义是[9]:丢失的IP包与所有的IP包的比值。许多因素会导致数据包在网络上传输时被丢弃,例如数据包的大小以及数据发送时链路的拥塞状况等。
为了评估网络的丢包率,一般采用直接发送测量包来进行测量。对丢包率进行准确的评估与预测则需要一定的数学模型。目前评估网络丢包率的模型主要有贝努利模型、马尔可夫模型和隐马尔可夫模型等等[10]。贝努利模型是基于独立同分布的,即假定每个数据包在网络上传输时被丢弃的概率是不相关的,因此它比较简单但预测的准确度以及可靠性都不太理想。但是,由于先进先出的排队方式的采用,使得包丢失之间有很强的相关性,即在传输过程中,包被丢失受上一个包丢失的影响相当大。假定用随机变量Xi代表包的丢失事件,Xi=0表示包丢失,而Xi=1表
示包未丢失。则第i个包丢失的概率为P[Xi|Xi-1,Xi-2,…Xi-n],Xi-1,Xi-2,...Xi-n取所有的组合情况。当N=2时,该Markov链退化为著名的Gilbert模型。隐马尔可夫模型是对马尔可夫模型的改进。
MayaYajnik等人所作的172小时的测量试验[11]结果表明,在不同的数据采样间隔下(20ms,40ms,80ms,160ms)采用三种不同的丢包率分析模型进行分析得到的结果完全不同,在不同的估计精确度的要求下实验结果也各有不同。因此,目前需要能够精确描述丢包率的数学模型。
4.4带宽
带宽一般分为瓶颈带宽和可用带宽。瓶颈带宽是指当一条路径(通路)中没有其它背景流量时,网络能够提供的最大的吞吐量。对瓶颈带宽的测量一般采用包对(packetpair)技术,但是由于交叉流量的存在会出现“时间压缩”或“时间延伸”现象,从而会引起瓶颈带宽的高估或低估。另外,还有包列等其它测量技术。
可用带宽是指在网络路径(通路)存在背景流量的情况下,能够提供给某个业务的最大吞吐量。因为背景流量的出现与否及其占用的带宽都是随机的,所以可用带宽的测量比较困难。一般采用根据单向延迟变化情况可用带宽进行逼近。其基本思想是:当以大于可用带宽的速率发送测量包时,单向延迟会呈现增大趋势,而以小于可用带宽的速率发送测量包时,单向延迟不会变化。所以,发送端可以根据上一次发送测量包时单向延迟的变化情况动态调整此次发送测量包的速率,直到单向延迟不再发生增大趋势为止,然后用最近两次发送测量包速率的平均值来估计可用带宽
瓶颈带宽反映了路径的静态特征,而可用带宽真正反映了在某一段时间内链路的实际通信能力,所以可用带宽的测量具有更重要的意义。
4.5流量参数
ITU-T提出两种流量参数作为参考:一种是以一段时间间隔内在测量点上观测到的所有传输成功的IP包数量除以时间间隔,即包吞吐量;另一种是基于字节吞吐量:用传输成功的IP包中总字节数除以时间间隔。
Internet业务量的高突发性以及网络的异构性,使得网络呈现复杂的非线性,建立流量模型越发变得重要。早期的网络流量模型,是经典流量模型,也即借鉴PSTN的流量模型,用poisson模型描述数据网络的流量,以及后来的分组火车模型,Markov模型等等。随着网络流量子相似性的发现,基于自相似模型的流量建模研究也取得了不少进展和得到了广泛的应用,譬如分形布朗运动模型和分形高斯噪声模型以及小波理论分析等等。高速网络技术的发展使得对巨大的网络流量进行直接测量几乎不可能,同时,大量的流量日志也使流量分析变得相当困难。为了解决这一问题,近几年,流量抽样测量研究已成为高速网络流量测量的研究重点。
5.网络性能测量的展望
网络性能测量中还有许多关键技术值得研究。例如:单向测量中的时钟同步问题;主动测量与被动测量的抽样算法研究;多种测量工具之间的协同工作;网络测量体系结构的搭建;性能指标的量化问题;性能指标的模型化分析[12]~[16];对网络未来状况进行趋势预测;对海量测量数据进行数据挖掘或者利用已有的模型(Petri网、自相似性、排队论)研究其自相似性特征[17]~[19];测量与分析结果的可视化,以及由测量所引起的安全性问题等等都是目前和今后所要研究的重要内容。随着网络性能相关理论、测量方法、分析模型研究的逐渐深入、各种测量工具的不断出现以及大型测量项目的不断开展,人们对网络的认识会越来越深刻,从而不断地推动网络技术向前发展。6.结束语:
本文对目前网络性能测量技术的主要方面进行了介绍和分析并对未来网络性能测量的研究重点进行了展望。
参考文献
[1]ITU-T建议1.350
[2]ITU-T,建议Y1540
[3]IETF,RFC2330,"FrameworkforIPPerformanceMetrics"TableofContents6
[4]IETF,RFC2330,"FrameworkforIPPerformanceMetrics"TableofContents11
[5]IETF,RFC2678,"IPPMMetricsMeasuringConnectivity"
[5]IETF,RFC2679,"AOne-wayDelayMetricforIPPM"
[6]IETF,RFC2681,"ARound-tripDelayMetricforIPPM"
[7]IETF.RFC3393,"IPPacketDelayVariationMetricforIPPM"
PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建
[8]IETF,RFC2680,"AOne-wayPacketLossMetricforIPPM"
[9]H.SanneckandG.CarleGMDFokus,Kaiserin-Augusta-Allee31,D-10589Berlin,Germany,"AFramework
ModelforPacketLossMetricsBasedonLossRunlengths"
[10]MayaYajnik,SueMoon,JimKuroseandDonTowsley,"MeasurementandModellingoftheTemporal
DependenceinPacketLoss",DepartmentofComputerScienceUniversityofMassachusettsAmherst,MA01003
USA
[11]JacobsonV,"PathcharATooltoInferCharacteristicsofInternetPaths."
[12]LOPRESTIF,DUFFIELDNG,HOROWITZJ,etal.“Multicast-basedInferenceofNetworkInternet-Delay
Distributions”.UniversityofMassachusetts,Amherst,ComputerScience,TechnicalReportUM-CS-1999-055,
1999.
[13]DUFFIELDNG,LOPRESTIF.“Multicastinferenceofpacketdelayvarianceatinteriornetworklinks”.
IEEEINFOCOM2000[C].TelAvivIsrael,2000.
[14]HUANGL,SEZAKIK.“End-to-endInternetDelayDynamics”.IEICETechnicalReportofCQWG,May
2000.
[15]OHSAKIH,MURATAM,MIYAHARAH,“Modelingend-to-endpacketdelaydynamicsoftheInternet”
usingsystemidentification[A].InternationalTeletrafficCongress17[C].SalvadordaBahia,Brazil,2001.
[16]SueB.Moon,"MeasurementandAnalysisofEnd-to-EndDelayandLossinTheInternet"
[17]J.-C.Bolot.“End-to-endpacketdelayandlossbehaviorintheInternet”.InProceedingsofACMSIGCOMM,
SanFrancisco,August1993.
2建筑节能工程质量问题的监管
政府建设行政主管部门是节能工程管理体系的重要管理者,具有强制性监督管理职能。在建筑节能工程建设管理过程中,应积极推进建筑节能工程建设的法律法规、规范标准的制订并贯彻执行;实行强制性能源效率标准、产品标识及认证制度;建立健全节能工程建设管理体制,规范工程参与主体单位的建设行为,严格主体单位的资质审核和建筑市场准入制度管理;监督节能工程的实体质量,促进工程建设质量的提高。此外,政府建设行政主管部门又是节能政策的倡导者和维护者。要配合我国的具体情况出发,加大节能技术的支持力度和鼓励政策。
并对节能技术产品技术做好推广和宣传。积极推进使用获得国家、省、市建设行政主管部门推荐或认定的建筑节能产品、建筑节能技术,大力推广使用先进适用的节能型产品及技术。此外,政府还应及时总结节能施工中存在的问题,大理鼓励节能产品的开发和推广,促进建筑节能工作的健康快速的发展。监理单位是建筑市场重要成员之一,监理单位应该切实履行监管职责,严格的按照建筑行业的相关规定去实行权限,因此,工程监理制度的实施,遵循公平,公正,科学,严谨,加强现场监督工作的监督检查,确保建筑节能工程的质量起着重要的作用。根据建筑节能项目开发专门的监督计划的特点及对审计制度的实施细则;建设单位的建筑节能专项施工技术方案;监督施工单位严格按照设计文件和建筑节能标准组织施工,加强工程质量控制点监督,屋面保温工程隐蔽前,专业监理工程师应采取现场监督;对节能材料的重要组成部分的施工质量,设备和涉及建筑节能功能专项的检查和验收。另外,各相关单位或部门,特别是行政主管部门应该对节能建筑工程、规范建筑节能市场引起足够的重视。从事节能建筑工程的相关人员特别是检测人员应坚守职业准则和道德,正确认识建筑节能,积极积累相关知识,努力提高业务水平。检测单位及检测人员必须严格按照现有的该行业的法规、标准规范及相关政策,并结合具体情况开展建筑节能检测。