系统技术论文篇（1）

当前是一个经济全球化的时代，电力生产行业发展要与时俱进，跟上时代前进的脚步。电力企业要想在竞争激烈的市场上始终占据一席之地，就必须不断提升自身的社会影响力和竞争力，在追求经济效益的同时，也要高度关注到火力发电厂的日常经营管理工作，促使企业经济与生态环保的共同发展。火力发电厂高层领导要树立起先进的工作理念，不断加强对发电厂内部降损节能的监督管理工作。热力系统作为发电厂生产运营过程的重要组成部分，发电厂要积极采取先进的节能技术，最大程度减低热力系统的能源损耗，有效改善生态环境，确保企业在最低成本下创造出最大的经济效益。

1火力发电厂热力系统节能技术应用的必要性

1．1实现发电厂的稳定经济发展

火电厂热力系统节能技术应用作为现电厂节能工作的新能源，企业通过将先进的节能技术与热力系统运行相结合在一起，能够实现对整个热力系统的优化调整，降低系统运行过程的各种损耗［1］。此外，在热力系统节能技术实施时，发电厂无需投入更多的新设备，也不用对各种主要设备进行再次改造，这样无疑也减少了发电厂的运营管理成本，有效提高了火力发电厂的整体管理水平，实现了企业生态经济的和谐稳定发展，在保障高经济效益创造的同时，也降低了火力发电生产过程对外界造成的污染，不会影响到周围居民的正常起居生活，避免了各种矛盾纠纷的产生，带来了一定的社会效益。

1．2热力系统节能技术发展前景大，效果显著

在传统火力发电厂经营管理少，很少有企业会关注到发电厂热力系统的节能工作内容，严重缺乏对热力系统节能技术的深入研究创新工作，从而导致在热力系统设计上存在不合理的现象。此外，由于发电厂内部未能加强对检修维护人员的专业培训工作，导致系统设备维护管理不得当，时常会发生不规范操作，也增大了热力系统运行的能源损耗。因此，通过科学应用热力系统节能技术，能够进一步优化完善热力系统的设计，减少工作人员的工作任务量。热力系统节能理论和节能技术的创新应用值得电力企业的全面推广，能够为企业发展创造出更多现实价值。

1．3实现了火力发电厂降损减能耗的最终目的

每个企业在发展过程中都希望在最低成本下创造出最大的经济效益，火力发电厂也不例外。火力发电厂热力系统可以通过利用多种多样的节能方式达到降损节能的目的。例如，发电厂可以优化设计新机组，加强对辅助设备的引进应用，实现对整个热力系统的降损减能耗的目标。此外，还能够实时对热力系统进行监督管理，充分掌握每个阶段热力系统的运行情况，针对能耗过大的情况，对机组采取有效的改善措施，从而大大降低了热力系统的耗能情况。

2火力发电厂热力系统节能技术分析与改进

2．1化学补充水系统的节能技术应用

当前存在火力发电厂普遍应用的是抽凝汽式机组，该机组将化学补充水注入热力系统的方式主要包括了以下两种:①通过把补充水有效注入到除氧器当中;②通过把补充水注入到凝汽器中，只要确保凝汽器成功补入时，那么化学补充水就可以在凝汽器中顺利完成初步除氧作业。倘若化学补充水的实际温度小于汽轮机排气温度时，火力发电厂相关工作人员只需要在凝汽器喉部位置合理安装好配套装置，就可以促使化学补充水以喷雾状态进入到凝汽器喉部，这样有利于最大程度发挥出排汽废热的作用，降低热力系统的能源损耗。此外，技术人员通过采取化学补充水系统节能技术，补充水会经低压加热器，使用低位能抽汽的方式慢慢促使热力系统进行加热，这样一来就有效减少了高位能蒸汽量，最大程度提高了热力装置的热经济性［2］。火力发电厂基于化学补充水系统节能技术下，能够成功促使机组标准煤炭能源损耗下降2～4g/kW•h。

2．2供热蒸汽过热度的利用节能技术应用

在火力发电厂经营发展过程中，其日常电力生产活动往往会产生很大的供气量，并且供气的过热度都会很高，温度普遍会超过100℃。然而对于市场的工业热用户来说，通常情况下，饱和蒸汽就完全能够满足用户对电力生产工艺的相关要求。所以，当前市场上的火力发电厂普遍采用的是喷水降温方法，通过把过热蒸汽降至为微过热蒸汽，然后输送给广大热用户。但在喷水降温方式的应用过程中，会将高品位的热能转化为低品位能量，这样一来就会导致热能源的损耗。供热蒸汽过热度的基本工作原理是将供热蒸汽过热度的热量经过一汽水换热器持续的加入热力循环，当这个热量进入到热力循环中，就会有效排挤加热器的抽汽作业，促使其继续在汽轮机中工作，实现对过热度热量的合理利用和转换。基于对外供热量保持不变的状况下，火力发电厂必须保证供汽量的不断增大，只有这样才能有效实现高品位过热度热量用于较高能量级并转化为功。只要获得了能量级的做功，就能最大程度提高机组的热经济性，帮助火力发电厂节省更多的能源消耗。

2．3锅炉排烟余热回收利用节能技术应用

顾名思义，火力发电厂是依靠于火力进行生产电力的。一般情况下，火力发电厂的排烟温度会处于一个较高值，平均温度在150～160℃，其中锅炉排烟热损失是锅炉热损失的主要构成部分。针对此种问题，火力发电厂要想充分降低锅炉排烟的热损失，降低热力系统的能源损耗，就必须学会合理利用锅炉排烟余热方式。例如，发电厂技术人员通过将热力系统与锅炉排烟热量有效集合在一起，促使锅炉排烟余热经过热力系统在已有的汽轮机上成功转变为电能，这样就可以最大程度利用好排烟余热，达到节约能耗的目的。与此同时，技术人员也可以通过将低压省煤器正确安装在锅炉尾部末端，其与热力系统的连接方式主要包括了两种，分别是把低压省煤器以串联或者并联的方式连接在发电厂的热力系统中。与锅炉省煤器相比较，低压省煤器的工作原理靠的是低压凝结水，将其注入到低压省煤器中能够有效吸收掉大量的锅炉排烟热量。当前，火力发电厂最为普遍的方式还将低压省煤器与热力系统串联在一起，当温度逐渐升高后，低压凝结水就会经过低压加热器系统［3］。此种方式最为显著的优点在于流经低压加热器的水量保持最大。发电厂技术人员只要确保将低压省煤器与热力系统连接处于最佳引水位置，就能够用低压省煤器创造出最大的热经济效果。火力发电厂热力系统与低压省煤器最佳引水点的连接方式，主要取决于以下几方面内容:①低压省煤器不会产生堵灰和腐蚀的问题;②锅炉排烟的实际冷却程度;③确保装置热经济性的最大程度提高。火力发电厂通过引进应用低压省煤器加装节能技术后，能够有效将锅炉排烟温度降低20～24℃，锅炉的工作效率则会上升2%～3%，而热力系统的整体能源损耗则会下降7～10g/kW•h。根据长期以往的实践工作证明，火力发电厂只需要在排烟锅炉设备上正确安装好低压省煤器装置，就能够达到良好的降损节能效果，为电力企业创造出更多的经济效益和社会效益。

2．4除氧器排汽及锅炉排污水余热回收利用节能技术应用

火力发电厂在生产电力过程中会运用到除氧器设备，该设备在运行作业时需要释放出一定量的蒸汽，从而导致了热量的损耗。除氧器所释放出的蒸汽具有一定的温度和压力，其作为一种带工质的单热资源，发电厂可以对其加以利用，降低热力系统的能源损耗。因此，火力发电厂的技术人员可以通过在除氧器设备上加装一个余热冷却器，这样就能够使用化学补充水充分吸收掉除氧器所排出的蒸汽余热，实现发电厂降损节能的目标，优化热力系统的设计。火力发电厂的锅炉设备在运行中会持续进行排污作业，通常情况下排污率能够达到2%～5%，这样会造成发电厂工质的损失。此外，锅炉的排污会导致热量的损耗，其中排污的污水具有一定的温度和压力，是一种较为优良的单热资源，火力发电厂也应对该部分能源加以利用。例如，火力发电厂的技术人员可以通过在热力系统中加装排污扩容器，该设备能够有效扩容蒸发回收利用一定的热量和工质，从而不断提高发电厂的热经济效益，帮助企业减少更多的能源消耗。然而，在实践过程中，扩容蒸发后的污水还是具备了一定的热量温度，为了利用好该部分能量，避免污染物的产生，发电厂工作人员可以通过正确安装一个排污水冷却器，并在化学补充水的作用下，充分吸收掉扩容蒸发后的污水热量，这样也就促使废热能源得到了利用。

3结束语

综上所述，电力企业要想充分保障火力发电厂在最低成本下创造出最大经济效益，确保企业在市场上的可持续发展，就必须正确认识到降损节能技术在发电厂热力系统中应用的重要性。火力发电厂高层领导要高度重视热力系统的优化设计工作，要注重将各项先进节能技术与热力系统设计融合在一起，不断加强对机组的重新优化改造工作，从而最大化提升热力系统对能源的利用效率，帮助发电厂实现降损节能的目标，推动企业经济与生态环境的和谐发展，为人类创造出更多的社会效益。

作者:雷发超 单位:贵州电力职业技术学院

参考文献

系统技术论文篇（2）

2如何对教育技术中的设计进行研究

教育技术中的以设计为研究对象。这种研究近年来的到了众多学者的关注与追捧，学者认为设计即将成为教育技术的新方向，同时有学者称设计研究与现实生活中的真实问题具有直接关系，设计是对教育技术的一种新型驱动，在遇到具体问题时要明确设计与研究不是个体而是相互结合的一个整体。学者对研究设计进行总结指出教育技术中的设计研究应当是具有较高的实用性，再遇到问题时能够在最快时间内提出解决方案；重视现实也至关重要，在特定的环境中应当重视与情景结合的具体解决方案；传递性在设计研究中最为关键，设计研究的团队中每个人都需要高效率的进行属于自己的使命。目前众多的研究者表明在进行教育技术设计研究是应当保持一种乐观积极的态度，对于研究的方法与成果要进行不断深入的分析与研究。所以说教育技术的关键不仅仅是解决问题还需要在不足中吸取经验，不断对方法进行改进创新。

系统技术论文篇（3）

建国后，我国继电保护学科、继电保护设计、继电器制造工业和继电保护技术队伍从无到有。在大约10年的时间里走过了先进国家半个世纪走过的道路。上世纪50年代，我国工程技术人员创造性地吸收、消化、掌握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术，建成了一支具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍。对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用。阿城继电器厂引进消化了当时国外先进的继电器制造技术，建立了我国自己的继电器制造业。因而在60年代中我国己建成了继电保护研究、设计、制造、运行和教学的完整体系。这是机电式继电保护繁荣的时代，为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础。

2、电力系统中继电保护的配置与应用

2.1继电保护装置的任务

继电保护主要利用电力系统中原件发生短路或异常情况时电气量(电流、电压、功率等)的变化来构成继电保护动作。继电保护装置的任务在于：在供电系统运行正常时，安全地。完整地监视各种设备的运行状况，为值班人员提供可靠的运行依据；供电系统发生故障时，自动地、迅速地、并有选择地切除故障部分，保证非故障部分继续运行；当供电系统中出现异常运行工作状况时，它应能及时准确地发出信号或警报，通知值班人员尽快做出处理。

2.2继电保护装置的基本要求

1）选择性：当供电系统中发生故障时，继电保护除。首先断开距离故障点最近的断路器，以保证系统中其它非故障部分能继续正常运行。

2）灵敏性：保护装置灵敏与否一般用灵敏系数来衡量。在继电保护装置的保护范围内，不管短路点的位置如何、不论短路的性质怎样，保护装置均不应产生拒绝动作；但在保护区外发生故障时，又不应该产生错误动作。

3）速动性：是指保护装置应尽可能快地切除短路故障。缩短切除故障的时间以减轻短路电流对电气设备的损坏程度，加快系统电压的恢复，从而为电气设备的自启动创造了有利条件，同时还提高了发电机并列运行的稳定眭。

4）可靠性：保护装置如能满足可靠性的要求，反而会成为扩大事故或直接造成故障的根源。为确保保护装置动作的可靠性，必须确保保护装置的设计原理、整定训算、安装调试正确无误；同时要求组成保护装置的各元件的质量可靠、运行维护得当、系统简化有效，以提高保护的可靠性。

2.3保护装置的应用

继电保护装置广泛应用于工厂企业高压供电系统、变电站等，用于高压供电系统线路保护、主变保护、电容器保护等。高压供电系统分母线继电保护装置的应用，对于不并列运行的分段母线装设电流速断保护，但仅在断路器合闸的瞬间投入，合闸后自动解除。另外，还应装设过电流保护，对于负荷等级较低的配电所则可不装设保护。变电站继电保护装置的应用包括：

①线路保护：一般采用二段式或三段式电流保护，其中一段为电流速断保护，二段为限时电流速断保护，三段为过电流保护。

②母联保护：需同时装设限时电流速断保护和过电流保护。

③主变保护：主变保护包括主保护和后备保护，主保护一般为重瓦斯保护、差动保护，后备保护为复合电压过流保护、过负荷保护。

④电容器保护：对电容器的保护包括过流保护、零序电压保护、过压保护及失压保护。

随着继电保护技术的飞速发展，微机保护的装置逐渐投入使用，由于生产厂家的不同、开发时间的先后，微机保护呈现丰富多彩、各显神通的局面，但基本原理及要达到的目的基本一致。

3、继电保护装置的维护

值班人员定时对继电保护装置巡视和检查，并做好各仪表的运行记录。在继电保护运行过程中，发现异常现象时，应加强监视并向主管部门报告。建立岗位责任制，做到每个盘柜有值班人员负责。做到人人有岗、每岗有人。值班人员对保护装置的操作，一般只允许接通或断开压板，切换开关及卸装熔丝等工作，工作过程中应严格遵守电业安全工作规定。

做好继电保护装置的清扫工作。清扫工作必须由两人进行，防止误碰运行设备，注意与带电设备保持安全距离，避免人身触电和造成二次回路短路、接地事故。对微机保护的电流、电压采样值每周记录一次，每月对微机保护的打印机进行定期检查并打印。定期对继电保护装置检修及没备查评：

①检查二次设备各元件标志、名称是否齐全；

②检查转换开关、各种按钮、动作是否灵活无卡涉，动作灵活。接点接触有无足够压力和烧伤；

③检查控制室光字牌、红绿指示灯泡是否完好；

④检查各盘柜上表计、继电器及接线端子螺钉有无松动；

⑤检查电压互感器、电流互感器二次引线端子是否完好；

⑥配线是否整齐，固定卡子有无脱落；

⑦检查断路器的操作机构动作是否正常。

根据每年对继电保护装置的定期查评，按情节将设备分为三类：经过运行检验，技术状况良好无缺陷，能保证安全、经济运行的设备为一类设备；设备基本完好、个别零件虽有一般缺陷，但尚能安全运行，不危及人身、设备安全为二类设备。有重大缺陷的设备，危及安全运行，出力降低，“三漏”情况严重的设备为三类。如发现继电保护有缺陷必须及时处理，严禁其存在隐患运行。对有缺陷经处理好的继电保护装置建立设备缺陷台帐，有利于今后对其检修工作。

随着电力系统的告诉发展和计算机通信技术的进步，继电保护技术的发展向计算机化、网络化、—体化、智能化方向发展，这对继电保护工作者提出了新的挑战。只有对继电保护装置进行定期检查和维护，按时巡检其运行状况，及时发现故障并做好处理，保证系统无故障设备正常运行，提高供电可靠性。

参考文献：

[1]王翠平．继电保护装置的维护及试验[J]．科苑论坛．

系统技术论文篇（4）

1前言

电力电子技术是一个以功率半导体器件、电路技术、计算机技术、现代控制技术为支撑的技术平台。经过50年的发展历程，它在传统产业设备发行、电能质量控制、新能源开发和民用产品等方面得到了越来越广泛的应用。最成功地应用于电力系统的大功率电力电子技术是直流输电（HVDC）。自20世纪80年代，柔流输电（FACTS）概念被提出后，电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注，多种设备相继出现。本文介绍了电力电子技术在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用。

2电力电子技术的应用

自20世纪80年代，柔流输电（FACTS）概念被提出后，电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注，多种设备相继出现。已有不少文献介绍和总结了相关设备的基本原理和应用现状。以下按照电力系统的发电、输电和配电以及节电环节，列举电力电子技术的应用研究和现状。

2.1在发电环节中的应用

电力系统的发电环节涉及发电机组的多种设备，电力电子技术的应用以改善这些设备的运行特性为主要目的。

2.1.1大型发电机的静止励磁控制

静止励磁采用晶闸管整流自并励方式，具有结构简单、可靠性高及造价低等优点，被世界各大电力系统广泛采用。由于省去了励磁机这个中间惯性环节，因而具有其特有的快速性调节，给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。

2.1.2水力、风力发电机的变速恒频励磁

水力发电的有效功率取决于水头压力和流量，当水头的变化幅度较大时（尤其是抽水蓄能机组），机组的最佳转速变随之发生变化。风力发电的有效功率与风速的三次方成正比，风车捕捉最大风能的转速随风速而变化。为了获得最大有效功率，可使机组变速运行，通过调整转子励磁电流的频率，使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。此项应用的技术核心是变频电源。

2.1.3发电厂风机水泵的变频调速

发电厂的厂用电率平均为8%，风机水泵耗电量约占火电设备总耗电量的65%，且运行效率低。使用低压或高压变频器，实施风机水泵的变频调速，可以达到节能的目的。低压变频器技术已非常成熟，国内外有众多的生产厂家，并不完整的系列产品，但具备高压大容量变频器设计和生产能力的企业不多，国内有不少院校和企业正抓紧联合开发。

2.2在输电环节中的应用

电力电子器件应用于高压输电系统被称为“硅片引起的第二次革命”，大幅度改善了电力网的稳定运行特性。

2.2.1直流输电（HVDC）和轻型直流输电（HVDCLight）技术

直流输电具有输电容量大、稳定性好、控制调节灵活等优点，对于远距离输电、海底电缆输电及不同频率系统的联网，高压直流输电拥有独特的优势。1970年世界上第一项晶闸管换流器，标志着电力电子技术正式应用于直流输电。从此以后世界上新建的直流输电工程均采用晶闸管换流阀。

2.2.2柔流输电（FACTS）技术

FACTS技术的概念问世于20世纪80年代后期，是一项基于电力电子技术与现代控制技术对交流输电系统的阻抗、电压及相位实施灵活快速调节的输电技术，可实现对交流输电功率潮流的灵活控制，大幅度提高电力系统的稳定水平。

20世纪90年代以来，国外在研究开发的基础上开始将FACTS技术用于实际电力系统工程。其输出无功的大小，设备结构简单，控制方便，成本较低，所以较早得到应用。2.3在配电环节中的应用

配电系统迫切需要解决的问题是如何加强供电可靠性和提高电能质量。电能质量控制既要满足对电压、频率、谐波和不对称度的要求，还要抑制各种瞬态的波动和干扰。电力电子技术和现代控制技术在配电系统中的应用，即用户电力（CustomPower）技术或称DFACTS技术，是在FACTS各项成熟技术的基础上发展起来的电能质量控制新技术。可以将DFACTS设备理解为FACTS设备的缩小版，其原理、结构均相同，功能也相似。由于潜在需求巨大，市场介入相对容易，开发投入和生产成本相对较低，随着电力电子器件价格的不断降低，可以预期DFACTS设备产品将进入快速发展期。

2.4在节能环节的运用

2.4.1变负荷电动机调速运行

电动机本身挖掘节电潜力只是节电的一个方面，通过变负荷电动机的调速技术节电又是另一个方面，只有将二者结合起来，电动机节电方较完善。目前，交流调速在冶金、矿山等部门及社会生活中得到了广泛的应用。首先是风机、泵类等变负荷机械中采用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量和水流量具有显著的效果。国外变负荷的风机、水泵大多采用了交流调速，我国正在推广应用中。

变频调速的优点是调速范围广，精度高，效率高，能实现连续无级调速。在调速过程中转差损耗小，定子、转子的铜耗也不大，节电率一般可达30%左右。其缺点主要为：成本高，产生高次谐波污染电网。

2.4.2减少无功损耗，提高功率因数

系统技术论文篇（5）

关键字：信息系统信息安全身份认证安全检测

Abstract：

Alongwiththehigh-speeddevelopmentofinformationindustries,themultitudinousenterprisehasestablishedtheirowninformationsystemusingtheInternettouseeachkindofinformationresource.Butwhileweenjoytheinformationindustriesdevelopmenttotaketoourconvenient,wealsofacedthehugerisk.Oursystempossiblysuffersviralinfection,hacker’sinvasion;thisallmaycreatemassivelosstous.Thisarticlemainlyintroducedthetechnicalsecurityhiddendanger,whichtheinformationsystemfaces,andproposedtheeffectivesolution.

Keywords：InformationsystemInformationsecurity

StatusauthenticationSafeexamination

一、目前信息系统技术安全的研究

1.企业信息安全现状分析

随着信息化进程的深入，企业信息安全己经引起人们的重视，但依然存在不少问题。一是安全技术保障体系尚不完善，企业花了大量的金钱购买了信息安全设备，但是技术保障不成体系，达不到预想的目标:二是应急反应体系没有经常化、制度化:三是企业信息安全的标准、制度建设滞后。

2003年5月至2004年5月，在7072家被调查单位中有4057家单位发生过信息网络安全事件，占被调查总数的58%。调查结果表明，造成网络安全事件发生的主要原因是安全管理制度不落实和安全防范意识薄弱。其中，由于未修补或防范软件漏洞导致发生安全事件的占安全事件总数的“%，登录密码过于简单或未修改密码导致发生安全事件的占19%.

对于网络安全管理情况的调查:调查表明，近年来，使用单位对信息网络安全管理工作的重视程度普遍提高，80%的被调查单位有专职或兼职的安全管理人员，12%的单位建立了安全组织，有2%的单位请信息安全服务企业提供专业化的安全服务。调查表明，认为单位信息网络安全防护能力“较高”和“一般”的比较多，分别占44%。但是，被调查单位也普遍反映用户安全观念薄弱、安全管理员缺乏培训、安全经费投入不足和安全产品不能满足要求等问题，也说明目前安全管理水平和社会化服务的程度还比较低。

2.企业信息安全防范的任务

信息安全的任务是多方面的，根据当前信息安全的现状，制定信息安全防范的任务主要是:

从安全技术上，进行全面的安全漏洞检测和分析，针对检测和分析的结果制定防范措施和完整的解决方案;正确配置防火墙、网络防病毒软件、入侵检测系统、建立安全认证系统等安全系统。

从安全管理上，建立和完善安全管理规范和机制，切实加强和落实安全管理制度，增强安全防范意识。

信息安全防范要确保以下几方面的安全。网络安全:保障各种网络资源(资源、实体、载体)稳定可靠地运行、受控合法地使用。信息安全:保障存储、传输、应用的机密性(Confidentiality)、完整性(Integrity)、抗否认性(non-Repudiation),可用性(Availability)。其他安全:病毒防治、预防内部犯罪。

二、计算机网络中信息系统的安全防范措施

（一）网络层安全措施

①防火墙技术

防火墙技术是建立在现代通信网络技术和信息安全技术基础上的应用性安全技术，越来越多地应用于专用网络与公用网络的互联环境之中，尤其以接入Internet网络为甚。

防火墙是指设置在不同网络(如可信任的企业内部网和不可信的公共网)或网络安全域之间的一系列部件的组合。它是不同网络或网络安全域之间信息的唯一出入口，能根据企业的安全政策控制(允许、拒绝、监测)出入网络的信息流，且本身具有较强的抗攻击能力。它是提供信息安全服务，实现网络和信息安全的基础设施。在逻辑上，防火墙是一个分离器，一个限制器，也是一个分析器，有效地监控了内部网和Internet之间的任何活动，保证了内部网络的安全。

防火墙是网络安全的屏障：一个防火墙(作为阻塞点、控制点)能极大地提高一个内部网络的安全性，并通过过滤不安全的服务而降低风险。由于只有经过精心选择的应用协议才能通过防火墙，所以网络环境变得更安全。防火墙可以强化网络安全策略：通过以防火墙为中心的安全方案配置，能将所有安全软件(如口令、加密、身份认证、审计等)配置在防火墙上。对网络存取和访问进行监控审计：如果所有的访问都经过防火墙，那么，防火墙就能记录下这些访问并做出日志记录，同时也能提供网络使用情况的统计数据。防止内部信息的外泄：通过利用防火墙对内部网络的划分，可实现内部网重点网段的隔离，从而限制了局部重点或敏感网络安全问题对全局网络造成的影响。除了安全作用，有的防火墙还支持具有Internet服务特性的企业内部网络技术体系VPN。通过VPN，将企事业单位在地域上分布在全世界各地的LAN或专用子网，有机地联成一个整体。不仅省去了专用通信线路，而且为信息共享提供了技术保障。

②入侵检测技术

IETF将一个入侵检测系统分为四个组件：事件产生器(EventGenerators)；事件分析器(EventAnalyzers)；响应单元(ResponseUnits)和事件数据库(EventDataBases)。事件产生器的目的是从整个计算环境中获得事件，并向系统的其他部分提供此事件。事件分析器分析得到的数据，并产生分析结果。响应单元则是对分析结果做出反应的功能单元，它可以做出切断连接、改变文件属性等强烈反应，也可以只是简单的报警。事件数据库是存放各种中间和最终数据的地方的统称，它可以是复杂的数据库，也可以是简单的文本文件。

根据检测对象的不同，入侵检测系统可分为主机型和网络型。基于主机的监测。主机型入侵检测系统就是以系统日志、应用程序日志等作为数据源，当然也可以通过其他手段(如监督系统调用)从所在的主机收集信息进行分析。主机型入侵检测系统保护的一般是所在的系统。这种系统经常运行在被监测的系统之上，用以监测系统上正在运行的进程是否合法。最近出现的一种ID(IntrusionDetection)：位于操作系统的内核之中并监测系统的最底层行为。所有这些系统最近已经可以被用于多种平台。网络型入侵检测。它的数据源是网络上的数据包。往往将一台机子的网卡设于混杂模式(PromiseMode)，对所有本网段内的数据包并进行信息收集，并进行判断。一般网络型入侵检测系统担负着保护整个网段的任务。

对各种事件进行分析，从中发现违反安全策略的行为是入侵检测系统的核心功能。从技术上，入侵检测分为两类：一种基于标志(CSignature-Based)，另一种基于异常情况(Abnormally-Based)。

（二）服务器端安全措施只有正确的安装和设置操作系统，才能使其在安全方面发挥应有的作用。下面以WIN2000SERVER为例。

①正确地分区和分配逻辑盘。

微软的IIS经常有泄漏源码/溢出的漏洞，如果把系统和IIS放在同一个驱动器会导致系统文件的泄漏甚至入侵者远程获取ADMIN。本系统的配置是建立三个逻辑驱动器，C盘20G，用来装系统和重要的日志文件，D盘20G放IIS,E盘20G放FTP，这样无论IIS或FTP出了安全漏洞都不会直接影响到系统目录和系统文件。因为，IIS和FTP是对外服务的，比较容易出问题。而把IIS和FTP分开主要是为了防止入侵者上传程序并从IIS中运行。

②正确

地选择安装顺序。

一般的人可能对安装顺序不太重视，认为只要安装好了，怎么装都可以的。很多时候正是因为管理员思想上的松懈才给不法分子以可乘之机。Win2000在安装中有几个顺序是一定要注意的：

首先，何时接入网络：Win2000在安装时有一个漏洞，在你输入Administrator密码后，系统就建立了ADMIN$的共享，但是并没有用你刚刚输入的密码来保护它这种情况一直持续到你再次启动后，在此期间，任何人都可以通过ADMIN$进入你的机器；同时，只要安装一完成，各种服务就会自动运行，而这时的服务器是满身漏洞，非常容易进入的，因此，在完全安装并配置好Win2000SERVER之前，一定不要把主机接入网络。

其次，补丁的安装：补丁的安装应该在所有应用程序安装完之后，因为补丁程序往往要替换/修改某些系统文件，如果先安装补丁再安装应用程序有可能导致补丁不能起到应有的效果，例如：IIS的HotFix就要求每次更改IIS的配置都需要安装，尽管很麻烦，却很必要。

（三）安全配置

①端口：：端口是计算机和外部网络相连的逻辑接口，从安全的角度来看，仅打开你需要使用的端口会比较安全，配置的方法是在网卡属性——TCP/IP——高级——选项——TCP/IP筛选中启用TCP/IP筛选，不过对于Win2000的端口过滤来说，有一个不好的特性：只能规定开哪些端口，不能规定关闭哪些端口;这样对于需要开大量端口的用户就比较麻烦。

②IIS：IIS是微软的组件中漏洞最多的一个，平均两三个月就要出一个漏洞，而微软的IIS默认安装又实在不敢恭维，所以IIS的配置是我们的重点，所以在本系统的WWW服务器采取下面的设置：

首先，把操作系统在C盘默认安装的Inetpub目录彻底删掉，在D盘建一个Inetpub在IIS管理器中将主目录指向D：\Inetpub。

其次，在IIS安装时默认的scripts等虚拟目录一概删除，这些都容易成为攻击的目标。我们虽然已经把Inetpub从系统盘挪出来了，但这样作也是完全必要的。如果需要什么权限的目录可以在需要的时候再建，需要什么权限开什么。特别注意写权限和执行程序的权限，没有绝对的必要千万不要给。

③应用程序配置：在IIS管理器中删除必须之外的任何无用映射，必须指出的是ASP,ASP和其它确实需要用到的文件类型。我们不需要IIS提供的应用程序的映射，删除所有的映射，具体操作：在IIS管理器中右击主机一属性一WWW服务编辑一主目录配置一应用程序映射，然后就一个个删除这些映射。点击“确定”退出时要让虚拟站点继承刚才所设定的属性。

经过了Win2000Server的正确安装与正确配置，操作系统的漏洞得到了很好的预防，同时增加了补丁，这样子就大大增强了操作系统的安全性能。

虽然信息管理系统安全性措施目前已经比较成熟，但我们切不可马虎大意，只有不断学习新的网络安全知识、采取日新月异的网络安全措施，才能保证我们的网络安全防御真正金汤。

参考文献：

刘海平，朱仲英.一个基于ASP的在线会员管理信息系统.微型电脑应用.2002（10）

东软集团有限公司，NetEye防火墙使用指南3.0，1-3

贾晶，陈元，王丽娜编著，信息系统的安全与保密，第一版，1999.01，清华大学出版社

EricMaiwald，Wi1liEducation,SecurityPlanning&DisasterRecovery,2003,Posts&TelecommunicationsPress,PP.86-94

杨兵.网络系统安全技术研究及其在宝钢设备采购管理系统中的应用：（学位论文）.辽宁：东北大学，2002

系统技术论文篇（6）

随着电视事业迅猛发展，电视台在节目播出中现场直播形式正在越来越多的广泛应用。出于安全直播的需要，现在电视台的直播节目普遍采用了一种可延迟节目的视音频信号的设备-延时器。延时器的出现从技术角度控制了非法信号和不适于播出的信号播放。利用延时播出，是一种最安全、最简单的解决方法。

一、延时器的工作原理及特点

1、视频服务器延时播出系统的工作原理及特点

利用视频服务器建立电视节目延时播出系统是利用视频服务器的特性，采用M-JPEG或MPEG-2等压缩格式，在符合技术指标的情况下对视频数据进行压缩编码，以满足存储和传输的要求。首先将实况直播节目先录入硬盘，再按需要将实况播出时间延迟到适当的时间播出，节目导演和值班员利用这段时间在控制计算机上对现场不宜转播的画面进行剪切并替换为其它适宜素材，这样可控制不当素材的播出，同时实况转播效果又不受任何影响。视频服务器延时播出系统的延时可从几分至几时，延时时间范围大，可进行多任务操作，素材编排、调度灵活。但相对操作复杂，价格较高。下面图示是对视频服务器延时播出系统的简要介绍。

2、纯硬件方式的固态延时器的工作原理及特点

纯硬件方式的固态延时器的工作原理其实非常简单，即让直播节目在预定开始播出时间前提前若干时间就开始录制并将其存储在延时器中(建立延时)，到预定开始播出时间时播出延时器中预存的内容(播出延时)，其实现的延时量是短暂的几秒，十几秒，同时播出延时器继续录制直播节目，从而在延时和播出延时之间建立了一个时间差，称之为延时时间。节目播出人员可以在延时时间内将不适合播出的内容进行剪切等操作，从而保证了节目的安全和连贯播出。纯硬件方式的固态延时器完全由硬件控制，操作简单，体积小，稳定可靠，价格适中，但延时时间范围小，且功能较弱。图2是带嵌入音频的SDI接口视音频延时器的工作原理框图，其它接口的延时器内部原理与此相仿，只是接口部分不相同而已。

二、视音频延时器的功能要求

目前，基于数字高、标清固态半导体存储的视音频延时器产家较多，其设备外形大同小异，尽管各家设备的外形相仿，其主要功能也大致相同，但具体接口和一些处理细节还是各有特点的。从应用的角度分析，延时器应具备下列基本功能:

1、首先能提供卓越的视、音频质量，其视、音频指标要达到或超过国家广电总局规定的广播甲级指标。

2、视音频一体化延时功能，才能确保视、音频同步。音、视频延时时间最长时间多为1分钟，延时时间最小可进行逐帧步进调整至少要达到1帧。现在有的产品可以做到最大延时6分钟，数字高清的延时时间可达到60秒。

3、支持高、标清数字、解嵌、数字及模拟信号间的互相转换功能。兼容任意格式的数字高清、标清视音频信号(包括高、标清数字嵌入信号，高、标清数字SDI视频、数字AES/EBU音频，标清模拟复合视频，模拟立体声平衡音频等)。

4、具备时基校正器和帧同步器的功能；所以延时器还可以做为帧同步器使用。

5、具备外同步锁相接口，这是广播级专业设备都必须的，以保证能与播控系统同步锁相。

6、在正常情况下，视、音频由于采用一体化延迟，能自动保证同步。为了让应用上更具灵活性，一般音频还应可在-24帧至+24帧时间范围内微调，即让音频超前视频或滞后视频若干帧，以保证视频与音频有更精确的时间关系。

7、由于延时器内部采用数字处理技术，所以无论输入的是何种信号格式，最后都以数字信号的形式进行处理，所以一般视频信号采用10bit量化，也有的延时器采用8bit量化。音频采用24bit量化，48kHz取样。

8、视频输入/输出接口一般都具备:复合端子、SDI端子、YUV分量端子。可以根据需要选择不同的输入/输出信号格式。也有产品同时具备上述输入/输出接口形式，也就是说无论输入采用上述三种中的哪一种格式输入，输出也可以同时输出三种不同格式的信号。这会在应用上带来许多方便。

9、目前音频输入/输出接口多为模拟端子，有些产品有AES/EBU(数字)端子。但不知何故，同时具备模拟和AES/EBU数字接口的机型还未见到，视频多接口技术已做到了，但音频未做到，有点遗憾，视频多接口的优点可能因此打了折扣。另外，还有一种可以处理嵌入音频的SDI接口的延时器，输入的是带有嵌入音频的SDI信号，输出的是带有嵌入音频的SDI信号，视音频数字信号在延时器内部解嵌，一体化延时后，再将音频嵌入SDI中后输出。

10、有些延时器具有标准彩条输出，可作临时的信号源。

11、内部视频处理采用数字技术，一般按ITU601标准处理，其画面格式按ITUR656-3标准，即PAL为720X576/25FPS。

12、由于用于直播场合，所以对设备的安全措施要求比较高，在功能上要求具有断电旁通功能和手动旁通功能。

三、视音频延时器的技术指标

随着技术的发展，设备也在不断的更新和改进，很多延时器的技术指标也在提高，如表1这是新一代数字高、标清固态延时器的技术指标。

四、现有延时器需增加的功能

目前，视、音频延时器在直播等场合应用十分普遍，但在实际应用中，还觉得有一些需要厂家做好的事情。

1、虽然产品在不断的改进，但应增加适合虚拟演播室用来解决传感器及口形同步问题。

2、在相位调节方面，在使用连接的过程中，如果需要对锁相行相位进行调解时，先要将延时时间调小，再进行行相位的调解，否则，会因为调整后的初始化时间较长，而不能即时看到调整的效果，在这方面希望厂家能对调整延时器的步进幅度调节范围有所改善。

3、由于外同步锁相的锁相信号为稳定的复合标准黑场或彩条信号，无论将锁相模式设为内同步锁相还是外同步锁相模式，若不小心或者忘记接GENLOCK接口上的BNC终结器就会造成不同步的现象，最好能在后面设置一个带环接匹配电阻的开关。

4、现在除带嵌入音频SDI输入/输出接口的延时器具备视、音频预监功能外，其它产品都不具备，实际应用时，如果有预监功能在某些场合还是很有用处的。

5、现在延时器没有信源监测功能应考虑增加输入端视、音频信号丢失的报警功能，因为在某些场合，这个功能还是必须的。

6、以硬盘系统为核心技术的数字化播控系统将比其它方式实现的数字播控系统要简单的多，起码在目前数模设备混用的过渡阶段延时器应能多增加A/D和D/A转换接口，使大量模拟设备不必另设A/D和D/A转换而直接与硬盘系统连接，即可实现模拟与数字信号之间的双向转换，从而大大提高了设备的利用率。

五、结束语

系统技术论文篇（7）

摘要从结构功能上分析了地理信息系统的概念及主要研究内容，并且对当前地理信息系统研究中的几个热点研究领域，如面向对象技术、三维技术、图象处理和人工智能技术等作了简要介绍.关键词地理信息系统，计算机系统，空间数据库.以计算机为核心的信息处理系统技术是二次世界大战后科技革命的主要标志之一.在信息的诸多类型中与空间相关的信息是十分重要的一类.人类生存的地球这个三维空间中的万物无不与空间位置相关，如何利用计算机处理空间相关信息是地理信息系统(geographicinformationsystem，简称GIS)产生和发展的原动力.GIS技术在国防、城市规划、交通运输、环境监测和保护等与国民经济乃至国家命脉相关的重要领域的成功应用，极大地推动了社会生产力的发展，同时，也极大地刺激了GIS技术的迅速发展，使之成为世界各国激烈竞争的高科技热点之一［1］.国家科委将其列入九五重中之重科技攻关项目.MAPGIS，VIEWGIS，CITYSTAR，GEOSTAR等一批优秀国产GIS软件已经开始在许多领域得到广泛应用，成为国内GIS市场一支不可忽视的力量.本文将侧重从GIS技术的角度讨论GIS的定义、研究内容及研究动态.1.GIS的定义和研究内容1.1GIS的定义GIS是计算机科学、地理学、测量学、地图学等多门学科综合的技术.要给出GIS的准确定义是困难的，因为GIS涉及的面太广，站在不同的角度，给出的定义就不同.通常可以从4种不同的途径来定义GIS［2］.(1)面向功能的定义.GIS是采集、存储、检查、操作、分析和显示地理数据的系统.(2)面向应用的定义.这种方式根据GIS应用领域的不同，将GIS分为各类应用系统，例如土地信息系统、城市信息系统、规划信息系统、空间决策支持系统等.(3)工具箱定义方式.GIS是一组用来采集、存储、查询、变换和显示空间数据的工具的集合.这种定义强调GIS提供的用于处理地理数据的工具.(4)基于数据库的定义.GIS是这样一类数据库系统，它的数据有空间次序，并且提供一个对数据进行操作的操作集合，用来回答对数据库中空间实体的查询.我们认为，虽然GIS是一门多学科综合的边缘学科，但其核心是计算机科学，基本技术是数据库、地图可视化及空间分析(见图1)；因此，可以这样定义：GIS是处理地理数据的输入、输出、管理、查询、分析和辅助决策的计算机系统.虽然GIS使用了地图、可视化、数据库等技术，但与CAD系统、计算机地图系统、数据库系统等均有很大的区别.CAD系统提供交互式的图形处理功能，以辅助象建筑、VLSI等人造对象的设计，其主要特点是设计者与计算机模型的交互.目前许多CAD开始支持对象的非图形性质，而GIS处理的数据大多来自现实世界，较之CAD的人造对象更为复杂，数据量更大.另外，CAD中的拓扑关系较为简单.更重要的是，GIS强调对空间数据的分析，CAD这方面的功能要弱得多.计算机地图系统侧重于数据查询、分类及自动符号化，具有辅助设计地图和产生高质量矢量形式的输出机制.它强调数据显示而不是数据分析，地理数据往往缺少拓扑关系；另外，它与数据库的联系通常是一些简单的查询.数据库系统是各种类型信息系统的核心.通用数据库侧重非图形数据的优化存储与查询，其图形查询与显示功能极为有限，其数据分析功能也很有限.然而，数据库的一些基本技术，如数据模型、数据存储、数据检索等，都在GIS中广泛采用，成为GIS的核心技术.由此可见，GIS已经形成了一个独立的、具有鲜明特色的研究领域.GIS的研究内容很广泛，下面我们从输入、存储、操作和分析、输出4个方面来讨论GIS的研究内容.1.2GIS的研究内容(1)输入.地理数据如何有效地输入到GIS中是一项琐碎、费时、代价昂贵的任务，大多数的地理数据是从低质地图输入GIS.常用的方法是数字化和扫描.数字化的主要问题是低效率和高代价；扫描输入则面临另一个问题，扫描得到的栅格数据如何变换成GIS数据库通常要求的点、线、面、拓扑关系属性等形式.就这一领域目前的研究进展而言，全自动的智能地图识别短期内没有实现的可能；因而，交互式的地图识别是矢量化方法的一种较为现实的途径.市场上已有多种交互式矢量化软件出售.目前GIS的输入正在越来越多地借助非地图形式，遥感就是其中的一种形式.遥感数据已经成为GIS的重要数据来源.与地图数据不同的是，遥感数据输入到GIS较为容易，但如果通过对遥感图象的解释来采集和编译地理信息则是一件较为困难的事情；因此，GIS中开始大量融入图象处理技术，许多成熟的GIS产品，如MAPGIS中都具有功能齐全的图象处理子系统.地理数据采集的另一项主要进展是GPS技术.GPS可以准确、快速地定位在地球表面的任何地点，因而，除了作为原始地理信息的来源外，GPS在飞行器跟踪、紧急事件处理、环境和资源监测、管理等方面有着很大的潜力.(2)存储.GIS中的数据分为栅格数据和矢量数据两大类，如何在计算机中有效存储和管理这两类数据是GIS的基本问题.在计算机高速发展的今天，尽管微机的硬盘容量已达到GB级，但计算机的存储器对灵活、高效地处理地图这类对象仍是不够的.GIS的数据存储却有其独特之处.大多数的GIS系统中采用了分层技术，即根据地图的某些特征，把它分成若干层，整张地图是所有层叠加的结果.在与用户的交换过程中只处理涉及到的层，而不是整幅地图，因而能够对用户的要求作出快速反应.地理数据存储是GIS中最低层和最基本的技术，它直接影响到其他高层功能的实现效率，从而影响整个GIS的性能.基于微机平台的MAPGIS能够快速、高效地处理多达上万幅的海量地图库，这不仅在国产GIS软件中处于领先地位，即使与国外同类产品相比仍是其中佼佼者，这与MAPGIS较好地解决了地理数据的存储问题密切相关.(3)地理数据的操作和分析.GIS中对数据的操作提供了对地理数据有效管理的手段.对图形数据(点、线、面)和属性数据的增加、删除、修改等基本操作大多可借鉴CAD和通用数据库中的成熟技术；有所不同的是GIS中图形数据与属性数据紧密结合在一起，形成对地物的描述，对其中一类数据的操作势必影响到与之相关的另一类数据，因而操作带来的数据一致性和操作效率问题是GIS数据操作的主要问题.地理数据的分析功能，即空间分析，是GIS得以广泛应用的重要原因之一.通过GIS提供的空间分析功能，用户可以从已知的地理数据中得出隐含的重要结论，这对于许多应用领域是至关重要的.GIS的空间分析分为两大类：矢量数据空间分析和栅格数据空间分析.矢量数据空间分析通常包括：空间数据查询和属性分析，多边形的重新分类、边界消除与合并，点线、点与多边形、线与多边形、多边形与多边形的叠加，缓冲区分析，网络分析，面运算，目标集统计分析.栅格数据空间分析功能通常包括：记录分析、叠加分析、滤波分析、扩展领域操作、区域操作、统计分析.(4)输出.将用户查询的结果或是数据分析的结果以合适的形式输出是GIS问题求解过程的最后一道工序.输出形式通常有两种：在计算机屏幕上显示或通过绘图仪输出.对于一些对输出精度要求较高的应用领域，高质量的输出功能对GIS是必不可少的.这方面的技术主要包括：数据校正、编辑、图形整饰、误差消除、坐标变换、出版印刷等.2地理信息系统的发展动态近年来地理信息系统技术发展迅速，其主要的原动力来自日益广泛的应用领域对地理信息系统不断提高的要求.另一方面，计算机科学的飞速发展为地理信息系统提供了先进的工具和手段，许多计算机领域的新技术，如面向对象技术、三维技术、图象处理和人工智能技术都可直接应用到地理信息系统中［3］.下面我们对当前地理信息系统研究中的几个热点研究领域作一介绍.2.1GIS中面向对象(objectoriented)技术研究面向对象方法为人们在计算机上直接描述物理世界提供了一条适合于人类思维模式的方法，面向对象的技术在GIS中的应用，即面向对象的GIS，已成为GIS的发展方向.这是因为空间信息较之传统数据库处理的一维信息更为复杂、琐碎，面向对象的方法为描述复杂的空间信息提供了一条直观、结构清晰、组织有序的方法，因而倍受重视［4］.图2展示了面向对象的GIS的一般结构.面向对象的GIS较之传统GIS有下列优点：(1)所有的地物以对象形式封装，而不是以复杂的关系形式存储，使系统组织结构良好、清晰；(2)以对象为基础，消除了分层的概念；(3)面向对象的分类结构和组装结构使GIS可以直接定义和处理复杂的地物类型；(4)根据面向对象late_binding(后编译）的思想，用户可以在现有抽象数据类型和空间操作箱上定义自己所需的数据类型和空间操作方法，增强系统的开发性和可扩充性；(5)基于icon的面向对象的用户界面，便于用户操作和使用.SmallworldGIS是目前面向对象GIS中最为典型的代表.一些传统的GIS也开始部分采用面向对象的技术，如ARC/INFO7.0,Intergraph的TIGRIS,SYSTEM9,FACET系统等.面向对象的GIS也存在一些尚待进一步研究的问题：(1)大对象的操作仍受硬件条件的限制；(2)对象的独立性与颗粒度问题；(3)矢量和栅格数据统一的、支持动态拓扑结构和复合对象表示的面向对象的数据结构问题.2.2时空系统(spatio_temporalsystem)传统的地理信息系统只考虑地物的空间特性，忽略了其时间特性.在许多应用领域中，如环境监测、地震救援、天气预报等，空间对象是随时间变化的，而这种动态变化的规律在求解过程中起着十分重要的作用.过去GIS忽略时态主要是受器件的限制，也有技术方面的原因.近年来，对GIS中时态特性的研究变得十分活跃，即所谓“时空系统”［5］.地物除了具有三维空间中的空间性质外，如何刻画时间维的变化也十分重要.通常把GIS的时间维分成处理时间维(transactiontimedimension)和有效时间维(validtimedimension).处理时间又称数据库时间或系统时间，它指在GIS中处理发生的时间.有效时间亦称事件时间或实际时间，它指在实际应用领域事件出现的时间.根据处理时间和有效时间的划分，可以把时空系统分为4类：静态时空系统(staticSTsystem)、历史时态系统(historicalSTsystem)、回溯时态系统(rollbackSTsystem)和双时态系统(bitemporalSTsystem).(1)静态时空系统.它既不支持处理时间，也不支持有效时间，系统只保留应用领域的一种状态，比如当前状态.(2)历史时态系统.它只支持有效时间，这种系统适用于事件实际发生的历史对问题求解十分重要的应用领域.(3)回溯时态系统.它只支持处理时间，这种系统适用于信息系统的历史对问题求解十分重要的应用领域.(4)双时态系统.它同时支持处理时间和有效时间.处理时间记录了信息系统的历史，有效时间记录了事件发生的历史.时空系统主要研究时空模型，时空数据的表示、存储、操作、查询和时空分析.目前比较流行的作法是在现有数据模型基础上扩充，如在关系模型的元组中加入时间，在对象模型中引入时间属性.在这种扩充的基础上如何解决从表示到分析的一系列问题仍有待进一步研究.2.3地理信息建模系统(geographicinformationmodellingsystem，简称GIMS)通用GIS的空间分析功能对于大多数的应用问题是远远不够的，因为这些领域都有自己独特的专用模型，目前通用的GIS大多通过提供进行二次开发的工具和环境来解决这一问题.如ARC/INFO提供的进行二次开发的宏语言AML.二次开发工具的一个主要问题是它对于普通用户而言过于困难.而GIS成功应用于专门领域的关键在于支持建立该领域特有的空间分析模型.GIS应当支持面向用户的空间分析模型的定义、生成和检验的环境，支持与用户交互式的基于GIS的分析、建模和决策.这种GIS系统又称为地理信息建模系统.GIMS是目前GIS研究的热点问题之一.目前实现通用GIS空间分析功能与各种领域专用模型的结合主要有两种途径.(1)松散耦合式.即除GIS外，借助其他软件环境实现专用模型，其与GIS之间采用数据通讯的方式联系.(2)嵌入式.即在GIS中借助GIS的通用功能来实现应用领域的专用分析模型.上述两种方式总体上对用户定义自己的专用模型的支持程度都是不够的.目前的GIS离支持实现数据集定义、模型定义、模型生成和模型检验的全过程仍有相当大的距离.GIMS的研究有几个值得注意的动向.(1)面向对象在GIS中的应用.面向对象技术用对象(实体属性和操作的封装)、对象类结构(分类和组装结构)、对象间的通讯来描述客观世界，为描述复杂的三维空间提供了一条结构化的途径.这种技术本身就为模型的定义和表示提供了有效的手段，因而在面向对象GIS基础上研究面向对象的模型定义、生成和检验，应当比在传统GIS上用传统方法要容易得多.(2)基于icon的用户建模界面.建模过程中的对象和空间分析操作均以icon形式展示给用户，用户亦可自定义icon.用户在对icon的定义、选择和操作中完成模型的定义和检验.这种方法较之AML这类宏语言要方便和直观得多.(3)GIS与其他的模型和知识库的结合.这是许多应用领域面临的一个非常实际的问题，即存在GIS之外的模型和知识库如何与GIS耦合成一个有机整体.2.4三维GIS的研究三维GIS是许多应用领域对GIS的基本要求.目前的GIS大多提供了一些较为简单的三维显示和操作功能，但这与真三维表示和分析还有很大差距.真正的三维GIS必须支持真三维的矢量和栅格数据模型及以此为基础的三维空间数据库，解决了三维空间操作和分析问题.主要研究的方向包括：(1)三维数据结构的研究，主要包括数据的有效存储、数据状态的表示和数据的可视化；(2)三维数据的生成和管理；(3)地理数据的三维显示，主要包括三维数据的操作，表面处理，栅格图象、全息图象显示，层次处理等.3结语地理信息系统近年发展迅速，其内涵和外延正在不断变化.最初的地理信息系统都是一些具体的应用系统，充其量只能称之为一门技术.现在已发展成一个独立的、充满活力的新兴学科，这已经为大家所公认.地球信息科学从理论上讲是解决地球信息问题，它的范围包括从卫星航空遥感或全球定位系统(GPS)接受信息，变换和校正后进入空间数据库：数据库中的地理信息可以方便地检索、查询，在此数据库和相关知识库的基础上能够定义和生成各种领域专用模型，如城市规划模型、灾害评价模型等；运用这些模型对地理数据进行有效分析，并把分析结果或是决策咨询建议以直观、清晰的形式输出.这一范围包括了计算机科学、地图学、航测、遥感等多种学科的交叉.总之，由于地理信息在人类生活和国民经济中的重要作用，地理信息系统在未来的几十年中将保持高速发展的势头，成为高科技领域的核心技术.参考文献1CoppockJT,RhindDW.ThehistoryofGIS,geographicinformationsystem.London:LongmanInc,1991.21～392MaguireDJ.AnoverviewanddefinitionofGIS,geographicinformationsystem.London:LongmanInc,1991.9～193EgenhoferMJ,HerringJR.Advancesinspatialdatabases.In:Proceedingsof4thIntSymposiumonSSD''''95.［s.l.］:SpringerInc,1995.4张家庆，张军.九十年代GIS软件系统设计的思考.测绘学报，1994,23(2):127～1345WachowiczM,HealeyRC.TowardtemporalityinGIS,innovationinGIS.London:Taylor&FrancisLtd,1994.105～115

系统技术论文篇（8）

1引言

由于传统的制冷系统采用定速压缩机，因此人们对制冷系统及压缩机的研究重点一直是在名义工况和额定转速下稳态工作时的效率和其它工作特性上。传统的制冷系统采用定转速压缩机，实行开关控制，利用压缩机上附带的鼠笼式电动机驱动压缩机，从而调节蒸发温度。这种控制方式使蒸发温度波动较大，容易影响被冷却环境的温度。压缩机电机在工作过程中要不断克服转子从静止到额定转速变化过程中所产生的巨大转动惯量，尤其是带着负荷启动时，启动力矩要高出运行力矩许多倍，其结果不仅要额外耗费电能，而且会加剧压缩机运动部件的磨损。另外这种运行方式在启动过程中还会产生较大的振动、噪声以及冲击电流，引起电源电压的波动，因此应采用变频压缩机替代定转速压缩机，从而避免这种频繁的起停过程。

而变频调速技术主要由以下4个方面的关键技术组成：逆变器，微控制器，PWM波的生成以及变频压缩机的电机选择。

2三种变频压缩机的研究状况

针对变频压缩机的研究，是从往复活塞机开始的，但由于其往复运动的特点，影响到变频特性的发挥；从而转到滚动转子式压缩机、涡旋压缩机等回转式压缩机上来，大大提高了压缩机的性能。总体说来，实验研究居多，而理论分析较少。

2.1往复式活塞压缩机

日本东芝公司在1980年开发了往复式变频压缩机，又在1981年开发了转子式变频压缩机，文献[1]给出这两种机器的制冷量和总效率随频率变化的实验数据，从中可以看出往复式在频率为25~75Hz时，效率高；而转子式在30~90Hz时，效率高。并且两种机型均存在效率最高频率。在大于此频率时效率缓慢降低，小于此频率时，效率则下降很快。另外，Scalabrin测量一台可变速的开启式往复压缩机在不同转速下的制冷量和输入功率，他指出这台压缩机的容积效率在转速为1000rpm时最高，而等熵效率和制冷系数随转速的降低而增高[2]。Krueger讨论了BPM电机及变频器的设计，对转速在2000~5000rpm的冰箱和往复式压缩机进行了实验研究，得到压缩机的转速为3000~5000rpm时制冷系数最高；而文献[3]则给出了其对冰箱用往复式压缩机的性能试验和模拟计算结果，在其研究的转速范围内2000~4000rpm，制冷系数随转速的增加而降低。还有学者对往复式变频压缩机的热力性能进行了仿真研究，计算了压缩机内各部位的换热量和压力损失。

2.2滚动转子式压缩机

在1984年，日本东芝公司的Sakurai和美国普渡大学的Hamilton建立了简单的滚动转子式压缩机的摩擦损失模型[4]，并选取不同的边界摩擦系数和制冷剂在油中的溶解度计算了不同的转速下的摩擦功耗。其结果与实验值相比较，偏差较大。文献[5]叙述了日立公司1983年批量生产的变频转子压缩机在结构和材料上的改进。文献[6]研究了单缸和双缸转子压缩机的转速波动，讨论了电流频率减小时，压缩机性能降低的原因。文献[7]采用低密度和铝合金制作的滑片和转子以降低高转速时滑睡瑟转子间的接触力和转子轴承承载。文献[8]简单分析了适当降低滑片的质量和厚度可以提高变频转子压缩机的效率，并给出了气缸、转子和滑处的温度及应力分布的有限元分析结果。Liu和Soedel分析了变频转子压缩机的吸气和排气气流脉动[9，10]和吸气管气缸间的传热及压缩机的温度分布[11]，讨论了影响变频转子压缩机容积效率和气缸压缩过程效率的因素，给出了他们用计算机模拟计算出的在不同转速下的容积效率和压缩过程效率，从实验数据和文献[1]的实验可以看出，其计算的容积效率随转速的增大而很快的增大。

2.3涡旋式压缩机

涡旋式压缩机的原理早在1886年意大利的专利文献[12]论及到了，1905年法国工程师Creux正式提出涡旋式压缩机原理及结构，并申请美国专利[13]。涡旋式压缩机是一种新型的容积式压缩机，具有结构紧凑、效率高、可靠性强、噪声低等特点，尤其是用于变频控制运行。但由于没有数控加工技术和缺乏对轴向力平衡问题的妥善解决方法，因而长期未能完成其实用化。进入70年代，美国A.D.L公司完成富有成效的研究，首先解决了涡旋盘端部磨损补偿的密封技术。并在此基础上与瑞士合作开发了多种工质的涡旋式压缩机样机。涡旋式压缩机的真正规模生产始于日本。1981年日本三电（SANDEN）公司开始生产用于汽车空调的涡旋式压缩机，1983年日立公司开始生产2~5Hp用于房间空调的涡旋式压缩机。此外，在美国，自Copeland公司1987年建立涡旋式压缩机生产线推出其产品后，Carrier、Trane、Tecumseh等公司也分别设厂生产高质量的涡旋式压缩机。而变频涡旋压缩机已应用于柜式空调器上，节能效果明显，制冷系数提高20%左右，成为目前涡旋压缩机的一个研究热点。

3变频调速技术的发展及现状

变频调速技术适应于节能降耗和舒适性的要求，目前已应用于新一代的空调器上，在90年代初进入国内空调市场，其核心是：逆变器、微控制器、PWM波的生成和变频压缩机的电机。

3.1逆变器

变频空调的核心部件是变频器，其主要电路采用交-直-交电压型方式。交-直过程一般采用单相二级管不可控直接整流，直-交过程一般采用6管三相逆变器，另有一个辅助电源，一个逆变器控制器和相应的驱动电路。

早期的变频器采用分立元件构成，整流器采用单相倍压整流电路，逆变器由6只分立的功率晶体管（GTR）构成。这种电路复杂，可靠性差。目前大部分厂家采用的逆变桥由6个绝缘栅极晶体管（IGBT）组成，其综合了MOSFET和GTR的优点，开关频率高、驱动功率小。随着智能功率模块（IPM）技术的发展应用，IPM正在逐步取代普通IGBT模块。由于IPM内部既有IGBT的棚极驱动和保护逻辑，又有过流、过（欠）压、短路和过热探测以及保护电路，提高了变频器的可靠性和可维护性。另外，IPM的体积与普通IGBT模块不相上下，价格也比较接近，因此目前应用较为广泛。比较成功的产品如：日本三菱电机公司所生产的PM20CSJ060型以及日本新电元公司生产的TM系列IPM模块等。

功率因素校正（PFC）环节和逆变桥集成是新一代的空调器逆变电源技术。PFC技术的应用不但可以极大改善电网的工作环境，减少输电线的损耗，而且在变频工作时可以减小输入端电感和输出端电容器，减小模块体积。因此PFC环节和IPM逆变桥集成一体化是家用空调器发展的必然。

3.2微控制器

微电子技术的发展使变频调速的实现手段发生了根本的变化，从早期的模拟控制技术发展数字控制技术。目前国外一些跨国公司的微控制器产品占据着主要的市场，如：Motorola公司的MC68HC08MP16、Intel公司的80C196MC、三菱公司的M37705等。这些公司的产品性能价格比较高、功能强大，如带有A/D转换器、PWM波形发生器、LED/LCD驱动等，且一般都有OTP产品以及功耗低可长期稳定的工作。微控制器目前主要由单片机向DSP（信号处理器）过渡。以目前应用比较广泛的TI公司的TMS320C240为例，其具有：50Ns的指令周期，544字的RAM，16K的EEPROM，12个PWM通道，三个16位计数器，两个10位A/D转换，WATCHDOG，串行通讯口，串行接口等，采用DSP，可使控制电路简单，而且控制功能强大。

3.3PWM波的生成

在家用空调器中，目前国内大部分厂家采用常规的SPWM方法，在国外，在部分厂家以采用磁通跟踪型SPWM生成方法，该方法以不同的开关模式在电机中产生的实际磁通去逼近定子磁链的给定轨迹—理想磁通圆，即用空间电压矢量的方法决定逆变器的开关状态，以形成PWM波形，该方法电压利用率高，低频谐波转矩小，频率变化范围宽、运行稳定，具有比较好的控制性能。近期出现的PAM控制（PulseAmplitudeModulation）不采用载波频率进行整流，而直接改变电压，减少了整流所需的能耗，提高了变频器的工作效率，满足了节电和降低高次谐波的要求，使供暖能力得到提高。

3.4变频压缩机的电机

系统技术论文篇（9）

现今由于多媒体技术的迅速崛起和高速发展，越来越多的应用软件都大量使用了多媒体技术.如果将多媒体技术应用于地理信息系统(geographicinformationsystem，简称GIS)软件中，势必大大增强GIS信息的表现能力，扩大GIS的应用领域.那么怎样将多媒体技术应用于GIS软件中呢我们认为应从两方面来设计科技论文：其一是怎样将多媒体数据溶于GIS数据库中，并保证提供GIS软件的双向检索及各种分析功能；其二是在应用过程中，怎样实现多媒体的播放功能.以下就这两个内容及其应用前景谈谈我们的看法.

1多媒体数据的有效管理

通常，应用软件中的多媒体数据有两种生成方式：一种是媒体播放之前，将其数字化到数据库当中，播放时从数据库中取数据；另一种是播放时，边生成边播放.而GIS软件中的数据库又分为空间数据库和属性数据库，即我们可根据媒体数据的特性或应用软件的要求将多媒体数据分别溶于空间数据库和属性数据库中.

1.1GIS数据库中多媒体数据的管理

1.1.1GIS空间数据库中多媒体数据的管理目前，多数GIS应用软件所能描述的空间目标都是静态的，实际上，很多GIS所要表达和研究的空间目标都不会是一成不变的，因此，GIS研究者已广泛关注能对时空过程和时空目标进行描述和分析的时态GIS(temporalGIS).时态GIS的组织核心是时空数据库，即设计一个合理的时空数据模型是建立时态GIS的关键所在.虽然目前还没有较成熟的能支持时态GIS产品的时空数据模型，一但时空数据模型的研究有所突破，不仅能解决时态GIS的应用问题，还将解决空间数据库中动画数据的管理问题，即可通过使用动画技术来实现在屏幕上动态播放时空过程.如动态显示卫星云图的变化情况、地壳变动情况、森林沙化和城市化情况以及海岸或河滩的侵蚀或淤积变化情况等.

有关时空数据模型，张祖勋［1］提出使用分级索引方法来对基本修正法进行改进.这种方法就是不存贮研究区域中每个状态的全部信息，而只存贮某个时间的数据状态(称为基态)以及相对于基态或邻近状态的变化量.在此基础上，建立分级索引，以便能快速找到所需的时空过程的数据.

要使用这种建索引的基本修正法，需要考虑两个问题，一个是如何建立索引；另一个是如何设计用来描述两个状态变化量的差文件.

关于建索引的问题，笔者认为：基态，亦a,b,c,d分别表示时态GIS的4个时期；T.时间轴；t0,t1,…,tn分别表示时态在GIS某个时期的n+1个时态，其中tn为基态，即“现在”时态一次数据状态——“现在”时态总是变化的，每产生一个新的现在时态，就应生成一个现在时态与前一次时态的差文件，同时根据现在时态所处的时间位置来决定是否产生新的索引差文件.以四叉树为例，如图1所示，当n为2i(i=2,3,…)的整数倍时，就需产生tn-2i～tn的索引差文件.相应地为了减少索引差文件所占的存贮空间，而又不影响对任一时态的检索速度，可将tn-2i+1～tn-2i的索引差文件删掉，所删的索引名文件个数正好比新建的索引差文件个数少一个.

关于差文件，笔者认为在设计中应考虑如下几个因素.(1)由于差文件是通过对两个时态的目标信息进行异或而产生的，这意味着差文件包含有两类目标信息：一类是前一时态有而后一时态无的目标信息；另一类是前一时态无而后一时态有的目标信息.为了能根据差文件快速、连续地由一个状态到过去另一状态或最近另一状态进行检索，应在差文件中将这两类目标信息予以标识区分.(2)两个状态之间目标变化应是有对应关系的，即01(目标从无到有)；10(目标从有到无)；1N(目标从一个变成多个)；N1(目标从多个变成一个)，以及目标空间信息无变化，属性信息有变化；目标局部空间信息有变化等.为了能进行快速检索，在差文件中应将两类各目标之间的对应关系予以标明，当然，这会增加差文件生成过程的复杂性.(3)和所有地图数据库模型类似，差文件也由空间信息、属性信息和关系信息组成，差文件中应将每个目标这3种信息之间的关系予以标明.

1.1.2GIS属性数据库中多媒体数据的管理有些GIS的应用中，认为多媒体数据是一种特殊的专题属性数据.怎样选择多媒体数据的数据模型，使得既能遵循其自身特点，又能有效地建立起它与空间数据的联系，是多媒体技术在GIS应用中的关键所在.

目前，多数GIS属性数据库使用的是关系模型.为能将关系模型应用于多媒体数据管理系统中，就必须对现有的关系模型进行扩充，使它不但能处理格式化数据，也能处理非格式化数据.杨学良［2］就这个问题提出了3种技术策略：将多媒体数据文件名作为关系中元组某列(或属性)；将每个元组作为一个完整文件保存；元组中存贮格式化数据以及非格式化数据的引用项，而非格式化数据单独存贮.

对比这3种技术策略，第一种技术策略方法简单、容易实现，适宜于对多媒体数据进行播放.第二、三种技术策略虽然能够实现并发控制和恢复，以及实现对多媒体数据进行编辑和拮取的应用，但由于此两种技术策略将每个元组所对应的空间目标的专业属性和多媒体属性混在一起，这既增大了应用程序设计的复杂性，又不利于那些只需使用空间目标的专业属性的一些应用的实现.为此，我们认为，在第一种技术策略的基础上，增加一个或多个属性项，用于存放多媒体数据的文件信息和数据流信息，当我们需要对多媒体数据文件进行特殊应用时，可根据文件信息和数据流信息对多媒体数据文件进行操作.

1.2GIS区域分析中多媒体数据的生成

多媒体数据生成的另一种方式是在GIS应用中，边统计、分析运算，边生成结果数据——多媒体数据.

1.2.1空间分析中多媒体数据的生成空间分析是一组分析结果依赖于所分析对象的位置信息技术［3］，因此，空间分析要求获得目标的空间位置及其属性描述两方面信息.空间分析主要有：地形分析、叠加分析、缓冲区分析和网络分析等.

为了能更清楚地表示上述一些空间分析的结果，我们可用虚拟现实技术来实现.所谓虚拟现实［4］是一种由计算机生成的高级人机交互系统，即构成一个以视觉感受为主，也包括听觉、触觉、嗅觉的可感知环境，使用者通过专门的设备可在这个环境中实现观察、触摸、操作、检测等试验，有身临其境之感.比如，可用虚拟技术来观察地形分析或网络分析得到的空间效果，使用者可用交互操作的方式来控制自己与观察对象的角度、距离以及光照等，使观察对象随使用者的操作而动态旋转.此时以动画形式显示的媒体数据随使用者的操作产生并显示.

1.2.2统计分析中多媒体数据的生成统计分析就是用数理统计方法开展区域分析.数理统计方法主要有：统计特征值、研究两种或多种地理现象之间的相关分析，通过一组实际观测数据分析系统变量之间因果关系的回归分析，以及主成分分析等.

为了更加形象化，我们可以将数理统计结果以直方图、曲线、曲面或区划图表示，甚至可以将重要的部分以醒目的颜色、特殊的符号或闪烁的显示形式来告诉使用者，还可以配上解说词，以增加系统的感染力，而表现这些现象的媒体数据是在统计分析之后由系统自动生成并播放的.

2GIS应用系统中多媒体功能的实现

在GIS应用软件中进行多媒体功能实现，首先是受GIS应用软件自身开发平台的限制.多数情况下，GIS应用软件的多媒体开发平台宜选择编程语言，如VC++，VB或BC++等，以利于和GIS应用软件相结合.一旦多媒体开发环境确定下来，那么怎样实现区域分析中多媒体功能

2.1空间数据库中多媒体数据的播放

由前所述，空间数据库中存贮的多是各期间的时空数据，这些数据的结构与MCI所能接受的多媒体文件格式RIFF(resourceinterchangefileformat)不同，所以应用程序不能直接调用MCI函数和API函数，必须根据时态GIS的空间数据库结构，设计一个相应的动画播放程序来实现动态显示功能.

下面简述动态显示时态GIS中ti～tj状态的算法步骤(0≤i≤j≤n，其中n为现在时态).(1)由基态开始检索各索引差文件直到生成ti状态信息.(2)显示ti状态信息.(3)根据ti差文件，擦除ti状态有而ti+1状态无的信息，显示ti状态无而ti+1状态有的信息.(4)i+1i.(5)当i＜j时，转(3)；否则结束.

如果用上述算法来实现动态显示时空过程，还有很多细节需要设计.首先，在(1)步骤，从基态开始，逐级逐步检索，每检索到一个状态差文件，就需根据差文件来生成该状态信息，直到ti状态处；其次，在(3)中，需要用到动画技术，擦除前一状态信息实质为恢复该处显示内容，而显示后一状态信息之前，需保存后一处信息内容，再予以显示新状态信息.

2.2属性数据库中多媒体数据的应用

一般来说，多媒体数据主要应用于两个方面：一个是简单播放；另一个是对多媒体数据进行编辑和拮取.对于前者，只要使用MCI函数或API函数按属性数据库中其他属性的要求进行播放；对于后者，这就要求程序员熟悉多媒体数据文件格式RIFF，根据多媒体数据的文件信息和数据流信息，通过调用多媒体文件输入/输出函数来实现多媒体的播放、编辑、拮取以及同步控制等操作.

3多媒体技术在GIS中的应用前景

(1)实现资源信息的科学管理，提供信息服务.GIS一改为用户管理提供单一的图表、数据信息形式，而在管理空间信息的同时，对图形、图象、视频、声音、动画等形式的信息进行管理和播放，大大增加了信息的表现能力.(2)家庭教育和个人娱乐.将多媒体和GIS溶于一身，会丰富教育、娱乐软件的内容及表现手段.比如有关地理、历史等课程的教学软件和娱乐软件的设计.(3)销售和演示信息系统.GIS和多媒体技术合为一体的这类系统会比以往的信息系统更具有表现力.比如房地产公司的销售系统，既能表明所售住房的空间位置，又能从中检索其住房环境及内部结构，而且可以动态地删去当天已售出的房子，给出不同价格等；旅游导游系统，可以在为观光游客制定导游路线时，就能对不同地方的景点产生身临其境的感觉.

总之，将多媒体技术和GIS技术相结合，是计算机应用领域的一个发展方向，它会改变人们的工作、生活、思维方式，推动信息社会的前进.

参考文献

1张祖勋.时态GIS数据结构的研讨.测绘通报，1996,(1):19～21

系统技术论文篇（10）

模式变迁

根据测试方法,测试结构被划分为两种类型：线形分布式结构远程分布式结构在线形分布式结构体系中,所有的测试工具和测试仪器——服务器、数据库管理器、数据统计进程控制硬件和软件等——都顺次连接在一个局域网上。远程分布式结构则假设仪器和控制机之间的地理距离在同一端,有关它们的进程控制则在另一端进行。这种方式包括远程监测和远程控制。

计算机通讯技术的发展使建立这种测试体系成为可能。目前,局域网技术已经得到广泛应用,远程仪器I/O标准也接收了TCP/IP协议,数据库服务器已经可以升级为远程数据服务器。这些都使各种类型的通讯成为可能。不管在一座楼内还是地球的两端,测试工程师们现在都可以利用它们来协调生产进程。已经有一些标准协议和产品如超文本传输协议(http)等提供了基本构架。很多开发环境也允许开发无缝的分布式应用程序。然而,虽然像MicrosoftVisualBasic这类开发环境提供了网络应用程序的开发功能,但它们缺乏测试方面所需的一些特殊要求.惠普公司开发的可视化工程环境(简称HPVEE)和美国国家仪器公司开发的LabView等一些图形化的编程环境可用来解决这个问题。利用这些工具,测试工程师在构筑测试解决方案时只需知道域名或IP地址。再通过Netware或其它的互联网浏览器连接远程端点,简化用于两地通讯所需的软件设计工作量。

图形化编程

传统的程序设计语言需要知道关键字并遵循复杂的语法规则才能产生出成百上千行代码——这些代码很容易出现语法问题以及逻辑错误。相比之下,图形编程工具有效地利用了当今图形用户接口的点击特性。编写程序只包含以下的一些简单步骤：用鼠标选择仪器函数作为对象描述测试步骤和对象之间的关系建立初始条件运行结束后,环境会自动以图形方式显示测量结果。而用传统的编程方法实现一些特定的工作如创建图形显示方式、支持鼠标和键盘控制、选择输入输出显示特性、增加程序的保密性等,可能需要几天的时间。

这种更加直观的方法可以降低80%以上的编程时间,更重要的是测试工程师认为图形技术更加方便有趣,从而鼓励他们在更多的场合应用这些工具。另外,此软件还支持众多厂家生产的仪器驱动器,包括遵循VXI即插即用标准的所有仪器模块。它还用直接I/O方式控制如下类型的仪器:GPIBRS-232VXI基于局域网GPIO利用HPVEE、PC和工作站还可直接控制VXI的背板总线。

对用户的透明度

远程分布式结构体系之所以得到广泛认可的原因应归功于它大大降低了用户和他访问的信息以及信息本身之间存在的臣离所引起的问题。简单地说,不管测试仪器在同一个房间.在其它建筑物内,在另一个州或在地球的另一端.软件的操作方式都是一样的。

假设分布在全球各地的地面监测站需要控制位于一个卫星上的仪器。操作者必须知道卫星运动的方式以及需要实时监测的功能。因此,每个操作者必须知道监测链上前一位操作者所做的工作。

惠普公司通过利用VXI技术设计了一种灵活的解决方案，它使操作者之间、操作者和卫星之间密切配合,代替了以往那种操作权转移方式。这种技术还可以应用在一些危险环境中进行的测量过程，比如炼钢厂或其它充满高温或腐蚀性空气的环境,不适合工作人员在同一所房间内监测和控制仪器。另外一个应用是从一个大的测试单元检查测试参数.比如一架天线或飞机的翅膀.这些都需要在不同地点设置多个VXI机箱来执行所需的测试，而网络技术则允许在一个中心控制点来处理所有仪器。还有一个就是仪器共享问题。假设一个工作组中有若干个科学家.他们都需要用到位于指定地点的一个价格昂贵的仪器集。VXI技术和互联网技术的结合使得他们可以在各自的实验室使用这些仪器。

我们可以想象这样一个过程:生产者将生产线上所有的测试点连接到指定服务器上,这台服务器上有一个Oracle数据库和所有结点需要的测试程序。这样,生产线上的操作者在扫描粘贴在传送带设备单元上的条形码并传送给服务器后,由它来选择合适的测试方案并通知相应的测试设备,并决定所要测量的部件和参数。操作者只需将设备单元安装到固定的机架上，按下按钮即可，测试结果会自动返回给服务器。

远程诊断

测试工程师可以利用互联网技术来排除远在12000英里以外的设备故障，从而提高设备的利用率，并降低维修费用。例如,我们在服务器上设置了设备诊断、校准和自检专家库,为位于吉隆坡的测试点分配一个IP地址,这样,远在美国圣大菲的测试工程师就可以通过测试点提供的信息来运行设备的诊断和校准程序，当然,所有这些都需要通过专用软件才能进行。

在不远的将来，服务器将支持在一个测试点上运行多种传输协议。通过膝上型电脑,测试人员可以浏览各个测试点信息，并在相应测试设备上运行诊断系统。“热链接”(超级链接)技术允许访问驻留在第三方系统上的校正系统,测试点可直接下载而不需测试人员身临其境。

扩展仪器功能

假设我们拥有一个Web页,一个拥有自己的http服务器和html页的仪器,将仪器的IP地址通过“热链接”技术同Web页连接起来。用鼠标点击热点“校准”就可以访问到校准Web页,它包含仪器的标准规范和校准程序。如果需要寻求仪器生产厂家的支持,第三方的超级链接可直接连接到提供此项服务的主页上。它可以自动将我们使用的软件或硬件升级到最新版本。

如果仪器在其内部有一个http服务器和Web页,那么就很容易得到厂家的技术支持,用户的操作也相应被简化。仪器的Web页应包含其基本的使用说明文档，同时为了帮助那些身体残疾的客户,这种在线帮助系统甚至还可以使用视频或音频校准功能。当然，它还应支持硬拷贝和打印功能。在这种结构中,仪器就不需要连接到GPIB总线或VXI机架上,而只需象协调其动作的PC一样，连接到局域网上即可。

创建一个解决方案

回过头我们再看一下上面提到的有关卫星的那个例子。惠普公司最初的解决方案是利用叠架式仪器。它采用一个支持VXI组织TCP/INST协议的局域网/GPIB总线转换器,即HPE2050来实现以上测试过程，这种系统通过HPE2050连接到局城网上，然后用GPIB母线和仪器连成一体。再把分布在世界各地的、驻留有测试仪器控制程序的测试点工作站组建一个测试广域网,实现远程分布式测试。

基于VXI的解决方案是把HPE2050转换器连接到0槽控制器上,或把内嵌式控制器配置为一个支持TCP/INST协议的服务器,这样控制器通过端口就可以和局域网连接起来。TCP/INST协议是HP实验室的研究员在标准RPC机制的基础上开发出来的一种局域网传输协议。随后,VXI组织将其接纳并作为分布式VISA的基础。采用此协议的HPVISA可通过HPE2050访问仪器或运行在服务器上并具有VXI、串口、GPIO接口的控制器,而所有这些只需知道HPE2050或控制器所属的域名或IP地址。

需要解决的问题

虽然组建分布式测试体系的可能性已经存在,特别是一些计算机技术的出现为其注入了新的活力,然而它还达不到我们理想中的完美程度。这主要是因为互联网上数据的传输率低且不受控制,其结果是从远地通过不同路径在电话线上传输的数据包不会按照正确的顺序到达指定地点。这个瓶颈通常来自一些特殊的局域网,尤其是小公司组建的局域网。另外,在数据包横跨美国大陆时,一些不可靠的传输协议会导致70%左右的内容丢失,其结果使数据的传输变得更加缓慢。另外,工业标准变动过快也是一个不容忽视的问题。

这些因素都影响到了分布式测试程序的正常运行。因为在一个分布式解决方案中包含计算机间的通讯进程,所以应用程序内存驻留数据在网上传输和在另一个计算机进程的内存中等待所需要的时间都会影响到测试结果。传输率不仅和机器本身的速度有关,也和局域网上所运行的协议有关。例如,理论上，以太网的传输速率可达到10Mbps,但如果考虑到以上这些因素,实际上它只能达到1Mbps甚至更低,远远低于一些数据采集方案的要求。

在一些数传速率要求不高的场合,可以考虑采用无钱解决方案,使远程地点不再需要传统的电话线才能通讯,从而降低费用。它只需要以下这些设备，如一台PC、所需的仪器系统、移动电话调制解调器和太阳能电池板就可以组建一个完整的、自包容的且价格低廉的监测站，使分布式测量得到广泛应用。

智能化体系

目前的分布式系统——包括远程主机和远程进程仍然采用一种主从式结构,它极大地限制了软件对另一端的控制能力。对于测试过程和测试参数的监测,必须在智能化前端机进行的系统,这种结构由于互联网的低数传速率和不可控制等因素的存在，使其无法得到应用。