首頁(yè) > 優(yōu)秀范文 > 動(dòng)力系統(tǒng)分析
時(shí)間：2023-06-01 08:55:50
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[作者簡(jiǎn)介]房三虎（1977- ），男，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)教務(wù)處，講師，研究方向?yàn)楦叩冉逃芾?。（廣東 廣州 510642）
[課題項(xiàng)目]本文系2013年度廣東省高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目“基于協(xié)同創(chuàng)新理念下的地方農(nóng)業(yè)院校卓越農(nóng)林人才培養(yǎng)模式探索與實(shí)踐”（項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào)：粵教高函[2013]113號(hào)）和2013年度華南農(nóng)業(yè)大學(xué)教育教學(xué)改革項(xiàng)目“高等教育大眾化視域下大學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力系統(tǒng)分析與構(gòu)建研究”（項(xiàng)目編號(hào)：JG13091）的階段性研究成果。
[中圖分類號(hào)]G647 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1004-3985（2014）33-0177-03
學(xué)習(xí)動(dòng)力系統(tǒng)的提出源于“動(dòng)力”內(nèi)涵。動(dòng)力，據(jù)漢語(yǔ)詞典解釋為“使機(jī)械作功的各種作業(yè)”。引入學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)動(dòng)力是指推動(dòng)大學(xué)生（學(xué)習(xí)主體）學(xué)習(xí)活動(dòng)不斷強(qiáng)化與發(fā)展，激勵(lì)學(xué)習(xí)行為持久并達(dá)到預(yù)定目標(biāo)的學(xué)習(xí)作用力。學(xué)習(xí)動(dòng)力系統(tǒng)是各種學(xué)習(xí)力量按照一定關(guān)系組成的一個(gè)系統(tǒng)，它不直接介入學(xué)習(xí)，而是轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的動(dòng)力，激發(fā)學(xué)習(xí)的積極性，挖掘?qū)W習(xí)潛能，調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)活動(dòng)的進(jìn)行。大學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力是一個(gè)包括外部因素和內(nèi)部因素、客觀因素和主觀因素、需要和利益、目的和手段等各種要素在內(nèi)的、動(dòng)態(tài)的動(dòng)力系統(tǒng)。
一、研究對(duì)象與方法
為深入了解影響大學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力的因素，探討提高大學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力的途徑與方法，筆者調(diào)查了華南地區(qū)某綜合性高校大學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力狀況。本次調(diào)查采用隨機(jī)抽樣調(diào)查的方法，共計(jì)發(fā)放問卷500份，回收有效問卷481份，有效率96.2%；調(diào)查對(duì)象中農(nóng)村學(xué)生占58.8%，城鎮(zhèn)學(xué)生占41.2%；男生占58.2%，女生占41.8%；大四學(xué)生占23.1%，大三學(xué)生占20.4%，大二級(jí)學(xué)生占25.6%，大一學(xué)生占31.0%；學(xué)科涵蓋工科、理科、文科、農(nóng)科。
二、結(jié)果與分析
1.學(xué)習(xí)目標(biāo)。學(xué)習(xí)目標(biāo)決定著學(xué)習(xí)的方向，學(xué)習(xí)目標(biāo)的大小影響學(xué)習(xí)動(dòng)力的強(qiáng)弱。學(xué)習(xí)目標(biāo)明確則注意力和能量集中于同一個(gè)方向，個(gè)人的滿足感和成就感明顯，學(xué)習(xí)動(dòng)力足；學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確則會(huì)分散注意力和精力，容易造成學(xué)習(xí)的迷茫和困惑，自我滿足感和成就感低，削弱學(xué)習(xí)動(dòng)力。學(xué)習(xí)目標(biāo)遠(yuǎn)大能提供持久而強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)動(dòng)力源；若學(xué)習(xí)目標(biāo)短淺，則一旦實(shí)現(xiàn)了自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)，其學(xué)習(xí)的動(dòng)力強(qiáng)度便會(huì)降低。對(duì)于學(xué)習(xí)目標(biāo)的調(diào)查顯示，17.7%的學(xué)生“非常明確”、59.5%的學(xué)生“比較明確”、17.3%的學(xué)生“不太明確”、5.6%的學(xué)生“沒有目標(biāo)”。
可見，大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)比較明確，極少一部分學(xué)生沒有目標(biāo)。然而，超過六成的學(xué)生缺乏“為中華崛起而讀書”的宏大情懷，一半以上的學(xué)生缺乏“在大學(xué)里努力學(xué)習(xí)報(bào)效祖國(guó)”的遠(yuǎn)大理想。
2.學(xué)習(xí)態(tài)度。積極的學(xué)習(xí)態(tài)度能夠?yàn)閷W(xué)習(xí)帶來(lái)正向效應(yīng)，消極的學(xué)習(xí)態(tài)度則產(chǎn)生負(fù)向效應(yīng)。對(duì)于“大學(xué)學(xué)習(xí)60分萬(wàn)歲”，26.2%的學(xué)生選擇“有點(diǎn)不符合”，38.9%的學(xué)生選擇“完全不符合”。對(duì)于“大學(xué)生就應(yīng)該勤奮學(xué)習(xí)”，39.5%的學(xué)生選擇“完全符合”，34.1%的學(xué)生選擇“比較符合”。對(duì)于“大學(xué)生應(yīng)具備豐富的知識(shí)”，41.0%的學(xué)生選擇“完全符合”，49.3%的學(xué)生選擇“比較符合”。對(duì)于“我堅(jiān)信學(xué)習(xí)可以改變命運(yùn)”，26.0%的學(xué)生選擇“完全符合”，34.1%的學(xué)生選擇“比較符合”。
由此表明：對(duì)于大學(xué)學(xué)習(xí)，大部分學(xué)生持有正確的認(rèn)識(shí)，不再只注重分?jǐn)?shù)，而更注重自身能力與綜合素質(zhì)的提升。
3.專業(yè)滿意度。社會(huì)上一度流行所謂“熱門專業(yè)”和“冷門專業(yè)”的觀念，并深受學(xué)生、家長(zhǎng)和高校的廣泛關(guān)注。在現(xiàn)行的高考志愿填報(bào)制度中，專業(yè)的選擇在一定程度上決定考生能否被大學(xué)錄取，影響著考生的未來(lái)職業(yè)路徑和人生發(fā)展方向。由于高考錄取分?jǐn)?shù)線和專業(yè)錄取分?jǐn)?shù)線的雙重因素，部分考生難以被錄取到自己滿意的專業(yè)，學(xué)習(xí)興趣與所學(xué)專業(yè)不匹配，使得一部分學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后失去了學(xué)習(xí)動(dòng)力。對(duì)于“滿意的專業(yè)會(huì)激勵(lì)我一直努力學(xué)習(xí)”這一問題，27.0%的學(xué)生選擇“完全符合”，48.0%的學(xué)生選擇“比較符合”，沒有學(xué)生選擇“完全不符合”。對(duì)于“如果能轉(zhuǎn)到更滿意的專業(yè)，我的學(xué)習(xí)動(dòng)力比現(xiàn)在會(huì)更足”這一問題，24.7%的學(xué)生選擇“完全符合”，38.5%的學(xué)生選擇“比較符合”。由此可見，專業(yè)的滿意度左右著大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。專業(yè)滿意度高則學(xué)習(xí)動(dòng)力強(qiáng)，反之則學(xué)習(xí)動(dòng)力弱。
4.就業(yè)壓力。在高等教育大眾化的背景下，高校畢業(yè)生人數(shù)逐年擴(kuò)大，大學(xué)生就業(yè)壓力加大，謀求一份好工作已經(jīng)成為畢業(yè)生們的共同心聲。對(duì)于“想到面臨的就業(yè)壓力，我不得不努力學(xué)習(xí)”，29.5%的學(xué)生選擇“完全符合”，49.3%的學(xué)生選擇“比較符合”。對(duì)于“看到周邊的師兄師姐找工作難，我暗自下決心多學(xué)些知識(shí)”，28.5%的學(xué)生選擇“完全符合”，48.2%的學(xué)生選擇“比較符合”?？梢姡獠康木蜆I(yè)壓力促使大部分學(xué)生刻苦學(xué)習(xí)、不斷進(jìn)取。
5.家庭教育。家庭教育是人生的第一課堂，父母是子女的第一人生導(dǎo)師，對(duì)子女的成長(zhǎng)成才影響深遠(yuǎn)。國(guó)內(nèi)的學(xué)生較多是在父母和老師的“管教”中成長(zhǎng)，學(xué)習(xí)和生活的依賴度高，獨(dú)立能力較低，讀大學(xué)的初衷和動(dòng)機(jī)往往是為了回報(bào)父母。對(duì)于“父母的期盼讓我不得不努力學(xué)習(xí)”，18.1%的學(xué)生選擇“完全符合”，62.4%的學(xué)生選擇“比較符合”。對(duì)于“想到家人含辛茹苦把自己撫養(yǎng)大，我不忍心不好好學(xué)習(xí)”，24.3%的學(xué)生選擇“完全符合”，53.2%的學(xué)生選擇“比較符合”。對(duì)于“父母積極的表現(xiàn)為我學(xué)習(xí)樹立了好的榜樣”，18.3%的學(xué)生選擇“完全符合”，50.3%的學(xué)生選擇“比較符合”。可見，家庭責(zé)任、父母期盼以及父母的積極表現(xiàn)等，能為大學(xué)生的學(xué)習(xí)提供動(dòng)力源泉。
6.教師教學(xué)行為。“師者，所以傳道授業(yè)解惑也?！苯處熓菍W(xué)生的直接教育者，教師的一言一行對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)會(huì)產(chǎn)生潛移默化的影響。對(duì)于“老師的敬業(yè)精神對(duì)我的學(xué)習(xí)具有積極的感染力”調(diào)查顯示，20.8%的學(xué)生選擇“完全符合”，52.2%的學(xué)生選擇“比較符合”。對(duì)于“老師課上得好會(huì)激發(fā)我對(duì)該課程的興趣”調(diào)查顯示，28.1%的學(xué)生選擇“完全符合”，45.3%的學(xué)生選擇“比較符合”。對(duì)于“老師的嚴(yán)格要求會(huì)激發(fā)我的學(xué)習(xí)動(dòng)力”調(diào)查顯示，18.3%的學(xué)生選擇“完全符合”，48.2%的學(xué)生選擇“比較符合”。
可見，教師的教學(xué)投入、敬業(yè)精神、教學(xué)水平以及對(duì)學(xué)生嚴(yán)格要求，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)習(xí)動(dòng)力。
三、結(jié)論與討論
1.內(nèi)在因素對(duì)大學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力的影響：學(xué)習(xí)目標(biāo)與學(xué)習(xí)態(tài)度。從大學(xué)生自身內(nèi)在因素分析，學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)態(tài)度決定著學(xué)習(xí)的方向及學(xué)習(xí)的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力。學(xué)習(xí)態(tài)度端正、學(xué)習(xí)目標(biāo)明確、學(xué)習(xí)目標(biāo)遠(yuǎn)大能給大學(xué)生學(xué)習(xí)提供穩(wěn)定而持久的動(dòng)力源。此外，學(xué)習(xí)態(tài)度端正能抑制和排除不正確的學(xué)習(xí)價(jià)值觀。不容忽視的現(xiàn)狀是，由于專業(yè)不滿意、就業(yè)壓力大等外部因素影響，部分大學(xué)生將學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)過多關(guān)注自身發(fā)展，而忽略了對(duì)社會(huì)的責(zé)任感和使命感，學(xué)習(xí)的功利性強(qiáng)了，學(xué)習(xí)的社會(huì)責(zé)任感弱了，長(zhǎng)遠(yuǎn)的學(xué)習(xí)理想與抱負(fù)少了。為此，在大學(xué)生日常教育中，要將學(xué)業(yè)教育與理想教育有機(jī)結(jié)合，短期學(xué)習(xí)與長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展密切聯(lián)系。
2.外在因素對(duì)大學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力的影響：專業(yè)滿意度與就業(yè)壓力。專業(yè)滿意度與大學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力密不可分。能夠讀自己理想專業(yè)的學(xué)生，他們對(duì)專業(yè)有著較強(qiáng)的認(rèn)同感，專業(yè)滿意度高，并且能激勵(lì)他們自動(dòng)自發(fā)地強(qiáng)化專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)與探索。專業(yè)滿意度低的學(xué)生，對(duì)所學(xué)的專業(yè)排斥性強(qiáng)，難以建立穩(wěn)定的學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)習(xí)缺乏熱情，學(xué)習(xí)動(dòng)力不足。
隨著高校畢業(yè)生人數(shù)的不斷增加，外部就業(yè)壓力像一張無(wú)形的手推動(dòng)著大學(xué)生必須努力學(xué)習(xí)。然而，就業(yè)壓力作為學(xué)習(xí)的外部驅(qū)動(dòng)力，對(duì)提高大學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力也有一定的限度。一是同等的就業(yè)壓力對(duì)不同心理特質(zhì)學(xué)生的作用力具有一定的差異性。心理素質(zhì)較好的學(xué)生，能將外部的就業(yè)壓力化作學(xué)習(xí)的動(dòng)力；心理承受能力弱的學(xué)生則會(huì)因就業(yè)壓力大而失去了學(xué)習(xí)的信心與動(dòng)力。二是當(dāng)外部就業(yè)壓力降低或消除時(shí)，就業(yè)壓力對(duì)大學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力的推動(dòng)作用也將減弱。外部就業(yè)壓力對(duì)大學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力的影響具有不穩(wěn)定性、短期性和局部性。
3.學(xué)習(xí)環(huán)境因素對(duì)大學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力的影響：集體生活環(huán)境與教師教學(xué)行為。寢室是大學(xué)生學(xué)習(xí)生活的重要場(chǎng)所，是大學(xué)生活中重要的“微觀環(huán)境”之一。寢室里良好的學(xué)習(xí)氛圍與寢室成員的專業(yè)學(xué)習(xí)、技能訓(xùn)練、學(xué)習(xí)紀(jì)律和成才等有著密切關(guān)系。據(jù)研究，寢室學(xué)風(fēng)與總體學(xué)業(yè)滿意度、專業(yè)學(xué)習(xí)滿意度、職業(yè)技能（指外語(yǔ)和計(jì)算機(jī)等通用技能）發(fā)展?jié)M意度存在極顯著正相關(guān)，與興趣特長(zhǎng)發(fā)展?jié)M意度存在正相關(guān)。此外，比寢室稍大的班級(jí)集體與大學(xué)生的學(xué)習(xí)也密切相關(guān)。學(xué)風(fēng)優(yōu)秀的班集體具有較強(qiáng)的集體凝聚力和集體榮譽(yù)感，能夠無(wú)形地激勵(lì)著學(xué)生勤奮學(xué)習(xí)，形成你追我趕積極向上的學(xué)習(xí)氛圍，為學(xué)生提供源源不斷的學(xué)習(xí)動(dòng)力源。而學(xué)風(fēng)較差的班集體，學(xué)生的集體主義觀念比較淡薄，班級(jí)凝聚力弱，同學(xué)之間的團(tuán)結(jié)度低，學(xué)習(xí)熱情不高，從而制約學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，不利于大學(xué)生的學(xué)習(xí)與成長(zhǎng)。
高校教師在大學(xué)生的學(xué)習(xí)中具有重要的主導(dǎo)地位，教學(xué)效果的好壞，直接關(guān)系到學(xué)生對(duì)課程的興趣大小。優(yōu)秀的教師能將刻板的知識(shí)講得有板有眼、生動(dòng)風(fēng)趣、引人入勝，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情，提升學(xué)習(xí)動(dòng)力；而教學(xué)較差的教師則無(wú)法調(diào)動(dòng)學(xué)生的課堂氣氛和學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)采取抵觸或懈怠的態(tài)度，學(xué)習(xí)情緒低落，表現(xiàn)出學(xué)習(xí)動(dòng)力不足。此外，教師對(duì)學(xué)生的嚴(yán)格要求能夠增強(qiáng)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的重視度，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)投入，進(jìn)而提升學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。
四、對(duì)策與建議
1.以生涯規(guī)劃為引領(lǐng)，構(gòu)建大學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)。生涯規(guī)劃是一個(gè)人盡其所能地規(guī)劃未來(lái)生涯發(fā)展的歷程，在考慮個(gè)人的性格特征、興趣愛好、價(jià)值觀，以及外部環(huán)境的前提下，科學(xué)規(guī)劃，以期自己能適得其所。進(jìn)入大學(xué)，高考指揮棒從此消失，大學(xué)里學(xué)什么、如何學(xué)、所學(xué)專業(yè)的未來(lái)發(fā)展前景如何、如何正確認(rèn)識(shí)自我等職業(yè)生涯發(fā)展問題，是困擾大學(xué)生學(xué)習(xí)的現(xiàn)實(shí)問題。由于職業(yè)生涯發(fā)展路徑不明，致使許多大學(xué)生對(duì)大學(xué)的學(xué)習(xí)和生活感到迷茫，學(xué)習(xí)目標(biāo)模糊，學(xué)習(xí)動(dòng)力不足。為此，在大學(xué)新生入學(xué)后，高校應(yīng)積極開展大學(xué)生職業(yè)生涯規(guī)劃教育，通過性格分析、興趣探索、技能分析、價(jià)值觀探索、專業(yè)認(rèn)知以及工作環(huán)境認(rèn)知等，讓學(xué)生充分地了解自我、了解專業(yè)、認(rèn)知職業(yè)，制定科學(xué)、清晰的大學(xué)四年及未來(lái)發(fā)展的路線圖，建立短、中、長(zhǎng)期發(fā)展目標(biāo)，使學(xué)生更清楚、更自信、更努力地完善自我、發(fā)展自我、成就自我。
2.以學(xué)生自主發(fā)展為導(dǎo)向，改革高校人才培養(yǎng)機(jī)制。由于高考招生制度及高校學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)的制約，每年高校招錄的學(xué)生中總有一部分學(xué)生因高考分?jǐn)?shù)和專業(yè)限制等原因，不得已而被錄取到自己并不喜歡的專業(yè)。這部分學(xué)生由于對(duì)所學(xué)專業(yè)不滿意，無(wú)法培養(yǎng)學(xué)習(xí)的興趣、激發(fā)學(xué)習(xí)的動(dòng)力。在高等教育大眾化時(shí)代，高等教育已經(jīng)不是遠(yuǎn)離社會(huì)的“象牙塔”，而是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的“助力器”。經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展既需要拔尖創(chuàng)新型人才，又需要各類復(fù)合應(yīng)用型人才和專業(yè)技能型人才，人才需求呈現(xiàn)多樣化的格局。高等教育的大眾化使得學(xué)生來(lái)源的異質(zhì)性增強(qiáng)，學(xué)生的個(gè)性發(fā)展和訴求亦呈現(xiàn)多元化趨勢(shì)?；诖?，高校應(yīng)進(jìn)一步改革人才培養(yǎng)機(jī)制，積極構(gòu)建滿足學(xué)生個(gè)性發(fā)展和學(xué)生自主發(fā)展的柔性的、分層次的培養(yǎng)方案，擴(kuò)大學(xué)生專業(yè)選擇自由度和跨專業(yè)、跨學(xué)院、跨校際選擇課程的自由度；進(jìn)一步擴(kuò)大轉(zhuǎn)專業(yè)、主輔修專業(yè)和攻讀雙學(xué)位的面；改革按照專業(yè)招生和專業(yè)培養(yǎng)的傳統(tǒng)教學(xué)管理模式，實(shí)行大類招生、分段培養(yǎng)、強(qiáng)化通識(shí)教育、注重專業(yè)基礎(chǔ)教育，滿足學(xué)生自主發(fā)展的訴求，提高學(xué)生專業(yè)選擇的適配度，增強(qiáng)學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)的滿意度和動(dòng)力度。
3.以師資隊(duì)伍建設(shè)為核心，提高教師教育教學(xué)質(zhì)量。教育教學(xué)質(zhì)量是高校生存與發(fā)展的生命線，教師是保障教育教學(xué)質(zhì)量的核心要素。沒有一流的師資，就難以培養(yǎng)一流的學(xué)生，二者相輔相成。高校應(yīng)從教師選聘、發(fā)展培養(yǎng)、管理考核、獎(jiǎng)懲措施、教學(xué)技能比賽等方面加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)。在制度設(shè)計(jì)上，適度擴(kuò)大教學(xué)效果在職稱評(píng)聘條件中的比重，引導(dǎo)教師重視教學(xué)。教師自身在工作中應(yīng)注重再學(xué)習(xí)、再提高、再完善，不斷提升自身素質(zhì)和教學(xué)水平，改革創(chuàng)新教學(xué)方法和教學(xué)手段，開展探究型、啟發(fā)式、互動(dòng)式教學(xué)，改革傳統(tǒng)的“填鴨式”“滿堂灌”“單向型”的教學(xué)方式，注重激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，啟迪學(xué)生的自我思考，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。
4.以優(yōu)化學(xué)習(xí)環(huán)境為目標(biāo)，創(chuàng)新大學(xué)生教育管理模式。宿舍、班級(jí)、學(xué)生社區(qū)是與學(xué)生密切相關(guān)的日常學(xué)習(xí)和生活場(chǎng)所，其管理方式、學(xué)習(xí)氛圍、社區(qū)文化等對(duì)大學(xué)生的學(xué)習(xí)具有潛移默化的作用。宿舍“小環(huán)境”對(duì)學(xué)生發(fā)展有“大影響”。宿舍管理中要對(duì)宿舍成員約法三章，建立宿舍管理的共同目標(biāo)，營(yíng)造良好的宿舍文化。同時(shí)，高校定期開展文明宿舍建設(shè)與評(píng)比活動(dòng)，加強(qiáng)宿舍違規(guī)違紀(jì)的懲治力度，營(yíng)造健康文明的宿舍文化氛圍，為學(xué)生的學(xué)習(xí)創(chuàng)造優(yōu)良的環(huán)境。
班級(jí)管理中，注重培養(yǎng)學(xué)生的自主性和自發(fā)性，由學(xué)生共同商議自行制定班紀(jì)班規(guī)和班級(jí)發(fā)展與管理目標(biāo)。通過規(guī)章制度和目標(biāo)統(tǒng)一班級(jí)思想、凝聚班級(jí)力量，使?fàn)巹?chuàng)優(yōu)秀班集體成為班級(jí)成員的共同行動(dòng)指南，充分發(fā)揮學(xué)生在班級(jí)事務(wù)管理中的主體性，增強(qiáng)學(xué)生的責(zé)任感和集體感，形成向“優(yōu)秀看齊、向優(yōu)秀學(xué)習(xí)、你追我趕”的班級(jí)學(xué)習(xí)氛圍，促進(jìn)班級(jí)成員的學(xué)習(xí)動(dòng)力。
高校辦學(xué)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，高校的布局日益呈現(xiàn)出“一校多區(qū)”的局面，給高校的安全穩(wěn)定和學(xué)生的教育管理提出了新要求、新挑戰(zhàn)。伴隨高校后勤社會(huì)化改革和學(xué)分制改革，傳統(tǒng)意義上的專業(yè)、年級(jí)、班級(jí)等分類概念逐步削弱，學(xué)生管理逐步走向社區(qū)化管理模式。以此要求高校的學(xué)生事務(wù)管理工作要重心下移，把學(xué)生社區(qū)建設(shè)與管理作為開展學(xué)生工作的主陣地和主戰(zhàn)場(chǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的社區(qū)主人翁意識(shí)，建立有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)與成長(zhǎng)的社區(qū)文化，充分發(fā)揮社區(qū)的育人功能。
[參考文獻(xiàn)]
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中圖分類號(hào)：TK43 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2012）12（a）-00-01
1 故障樹分析法簡(jiǎn)介
從20世紀(jì)60年代以來(lái)，在一些復(fù)雜系統(tǒng)的故障分析中，形成和發(fā)展了一種新的故障樹分析法。這是一種從系統(tǒng)到部件再到零件的下降形式分析方法。它是從系統(tǒng)開始，通過邏輯符號(hào)與具體單元、零部件相聯(lián)系；與失效的的狀態(tài)事件相聯(lián)系；構(gòu)成一幅樹狀分支圖，稱為故障樹。故障樹分析法首先將分析的系統(tǒng)故障事件作為第一階（即第一行―頂事件），再將導(dǎo)致該事件發(fā)生的直接原因（包括硬件故障、環(huán)境因素、人為差錯(cuò)等）并列為第二階段。用適當(dāng)?shù)氖录?hào)表示，用邏輯門把他們與系統(tǒng)故障事件聯(lián)結(jié)起來(lái)。其次將導(dǎo)致第二階段延長(zhǎng)事件發(fā)生的原因列出為第三階段。兩階之間同樣用事件符號(hào)和邏輯門聯(lián)系。這樣逐段展開，直到把最基本的原因都分析出來(lái)為止，這樣的邏輯圖便是故障樹。利用故障樹去分析系統(tǒng)發(fā)生故障的各種途徑和可靠性特征量，這就是故障樹分析法。
2 故障樹分析法主要特點(diǎn)
（1）它是一種直觀的圖形演繹法。把系統(tǒng)的故障與引起故障的因素，用圖形比較形象的表現(xiàn)出來(lái)。用它來(lái)分析系統(tǒng)失效事件發(fā)生的概率，也可用來(lái)分析零、部件或子系統(tǒng)的失效事件對(duì)系統(tǒng)失效的影響。從故障樹圖由上往下看可知：系統(tǒng)的故障與那些單元有關(guān)系？有怎樣的關(guān)系？多大關(guān)系。從圖由下往上看：知道單元故障對(duì)系統(tǒng)故障的影響，什么影響？影響途徑怎樣？程度有多大？（2）故障樹分析可作定性分析還可作定量分析；不僅可分析單一機(jī)件引起系統(tǒng)失效的影響，而且可以分析多機(jī)件構(gòu)成的子系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)影響；不僅可反映系統(tǒng)內(nèi)部單元與系統(tǒng)故障的關(guān)系，也能反映系統(tǒng)外部因素（環(huán)境因素和人為因素）對(duì)系統(tǒng)的影響。（3）故障樹分析不僅可用于指導(dǎo)設(shè)計(jì)，也可用于指導(dǎo)正確的維修管理。（4）故障樹的建造工作量十分繁重和復(fù)雜，需要較高的技術(shù)。
3 故障樹的組成
（1）頂事件的選取。它是系統(tǒng)分析的目標(biāo)和對(duì)象，要選擇一個(gè)具有明確意義，可用概率度量，能夠向下分解，最后找出失效原因的故障事件。（2）故障樹的建造。這是故障樹分析中的關(guān)鍵一步。要由多方技術(shù)人員通力合作，經(jīng)過細(xì)致的綜合分析，找出系統(tǒng)失效事件的邏輯關(guān)系。首先分析事故鏈確定主流程，然后確定邊界條件，給出故障樹的范圍，最后利用事件符號(hào)和邏輯符號(hào)畫出故障樹。（3）故障樹的圖形符號(hào)。有兩種圖形符號(hào)，即：邏輯符號(hào)和事件符號(hào)。他們都有各自的具體圖形符號(hào)和意義。（4）故障樹的基本結(jié)構(gòu)。
4 故障樹的建造
4.1 確定頂事件和邊界條件
頂事件是針對(duì)所研究對(duì)象的系統(tǒng)故障事件。是在各種可能的系統(tǒng)故障中篩選出來(lái)的最危險(xiǎn)的事件，對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)，頂事件不是唯一的，分析的目標(biāo)、任務(wù)不同，應(yīng)選擇不同的頂事件。在很多情況下，頂事件就選定故障模式和影響分析中識(shí)別出來(lái)的致命度高的事件。必要時(shí)還可把大型復(fù)雜系統(tǒng)分解為若干相關(guān)的子系統(tǒng)，以典型的中間事件當(dāng)作若干子故障樹的頂事件進(jìn)行建樹分析，最后再加以綜合。這樣可使任務(wù)簡(jiǎn)單化，并可同時(shí)組織多人分工合作參與建樹工作。
根據(jù)選定的頂事件，合理地確定建樹的邊界條件，以確定故障樹的建樹范圍，故障樹的邊界條件包括：（1）初始狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)中的部件有數(shù)種工作狀態(tài)時(shí)，應(yīng)指明與頂事件發(fā)生有關(guān)的部件的工作狀態(tài)。（2）不容許事件。指在建樹的過程中認(rèn)為不容許發(fā)生的事件。（3）必然事件。指系統(tǒng)工作時(shí)在一定條件下必然發(fā)生在一定條件下必然發(fā)生的事件和必然不發(fā)生的事件。
4.2 逐層展開建樹
汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是用來(lái)改變或保持汽車行駛方向的機(jī)構(gòu)。其性能直接關(guān)系到汽車的操縱穩(wěn)定性和舒適性。汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展歷經(jīng)了無(wú)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（HPS）、電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EHPS）、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（SBW）。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向相比于液壓助力轉(zhuǎn)向，改善了汽車的轉(zhuǎn)向助力特性，減少了能量消耗，結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量降低，維護(hù)方便，對(duì)環(huán)境的影響減少。近20幾年來(lái)，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，傳感器、電機(jī)及其控制理論的發(fā)展和完善，EPS技術(shù)日趨完善，EPS的助力型式也從低速范圍助力型向全速范圍助力型發(fā)展，并且其控制形式與功能也進(jìn)一步加強(qiáng)。新一代的EPS則不僅在低速和停車時(shí)提供助力，而且還能在高速時(shí)提高汽車的操縱穩(wěn)定性。主要體現(xiàn)在模型創(chuàng)新與試驗(yàn)創(chuàng)新2個(gè)方面。
1 EPS系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)
根據(jù)助力電機(jī)布置位置的不同，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向分為轉(zhuǎn)向齒條助力式、轉(zhuǎn)向齒輪助力式、轉(zhuǎn)向軸助力式，如圖1所示。
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Dynamics Modeling and Analysis of Electric Power Steering
Ding Zhigang，Zhong Yong
一、引言
常規(guī)的人工采棉機(jī)械效率低、收獲期長(zhǎng)、用工量大、條件艱苦且勞動(dòng)強(qiáng)度大，每年采棉季節(jié)動(dòng)用大量的勞動(dòng)力。機(jī)械采棉技術(shù)既可以減輕采棉勞動(dòng)強(qiáng)度，又有利于擴(kuò)大棉花規(guī)模化生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，降低棉花生產(chǎn)成本、提高棉花生產(chǎn)綜合效益。
全世界采棉機(jī)的主要生產(chǎn)國(guó)有美國(guó)、前蘇聯(lián)、以色列和中國(guó)等4 國(guó)?，F(xiàn)有的采棉機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)大多都是液壓傳動(dòng)或者其他高級(jí)方式。液壓馬達(dá)雖然傳動(dòng)方式簡(jiǎn)單直接，但是成本很高，與經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)思路相背離。其他先進(jìn)復(fù)雜傳動(dòng)方式多存在零部件互換性差，維修時(shí)間長(zhǎng)，機(jī)子無(wú)法作業(yè)將導(dǎo)致采收效率大幅降低，甚至錯(cuò)過棉花采收的黃金期，對(duì)棉花產(chǎn)量和質(zhì)量都造成了影響。于是采用傳統(tǒng)式的機(jī)械傳動(dòng)，不僅調(diào)節(jié)方便，而且易拆易換，且取材方便，成本很低。
在本文的研究中是采用多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論中的拉格朗日方程方法，建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程，對(duì)虛擬系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，輸出位移、速度、加速度和反作用力曲線。由于篇幅所限文章僅列舉個(gè)別分析結(jié)果。
二、建立ADAMS 虛擬傳動(dòng)系統(tǒng)模型
根據(jù)采棉機(jī)整機(jī)設(shè)計(jì)，總傳動(dòng)系統(tǒng)的位置結(jié)構(gòu)如圖1 所示。將SolidWorks里面建好的三維實(shí)體模型導(dǎo)入ADAMS 軟件里面，在ADAMS 中給傳動(dòng)系統(tǒng)加上初始條件，配合約束、驅(qū)動(dòng)約束、阻力和阻力矩等。
1. 施加約束副
從SolidWorks 中建立的三維實(shí)體模型導(dǎo)入ADAMS以后，只有該虛擬系統(tǒng)的幾何位置關(guān)系，需要添加約束關(guān)系，具體添加方法及參數(shù)在此不一一贅述。系統(tǒng)中除了這些約束以外，還需要給不運(yùn)動(dòng)的零部件如變速箱箱體，帶座立式軸承等加上對(duì)大地的固定約束。另外應(yīng)當(dāng)給各零部件逐一添加對(duì)應(yīng)的材料屬性，并確定整機(jī)系統(tǒng)的重力方向，即可得到各零部件的質(zhì)量屬性參數(shù)。
2. 初步驗(yàn)證載荷的確定
進(jìn)行仿真分析之前，首先應(yīng)該檢驗(yàn)樣機(jī)模型，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除建模過程中隱含的錯(cuò)誤，以確保后續(xù)仿真分析的順利進(jìn)行。本文主要通過兩個(gè)方面對(duì)樣機(jī)模型進(jìn)行初步驗(yàn)證。
(1) 人工檢驗(yàn)樣機(jī)模型基本參數(shù)：對(duì)照實(shí)際設(shè)計(jì)模型詳細(xì)檢驗(yàn)樣機(jī)各零部件的參數(shù)單位、質(zhì)心位置、質(zhì)量以及初始裝配位置，及時(shí)修正樣機(jī)系統(tǒng)與實(shí)際模型有差別的部分。
(2) 使用ADAMS 自檢工具檢驗(yàn)：利用ADAMS 自帶的自檢工具“ModelVerify”，能夠檢查出仿真系統(tǒng)是否存在沒有約束或過約束的構(gòu)件，還能計(jì)算出樣機(jī)的自由度等。
經(jīng)過兩種檢查可以看出，虛擬樣機(jī)模型建立正確，可以進(jìn)行后續(xù)仿真分析工作。
3. 施加力
在系統(tǒng)中，所有軸的軸線都是與坐標(biāo)系x 軸平行，所以所有的軸受到的來(lái)自帶傳動(dòng)或者鏈傳動(dòng)的徑向力都在y-z平面內(nèi)?？筛鶕?jù)軸上各零部件裝配位置，軸段的長(zhǎng)度等其他參數(shù)分別計(jì)算出各軸支座反力。
4. 施加阻力矩
壓棉桿軸、撥輪軸以及螺旋輸送器軸都受到外來(lái)力矩作用，因此在仿真模擬中，加入相應(yīng)阻力矩。
此處以壓棉桿軸所受阻力矩計(jì)算為例。在梳齒式采棉機(jī)作業(yè)過程中，拖拉機(jī)帶動(dòng)整機(jī)行駛，棉花被經(jīng)過的梳齒間的縫隙夾持，隨著整機(jī)前行最終被擄下來(lái)。在這個(gè)過程中，壓棉桿的作用就是防止被夾持的棉株連根拔起。壓棉桿上的防拔輥分布有具有方向性的鋸齒形狀的齒牙。在棉桿受到梳齒的拉力的情況下，壓棉桿上的齒將棉桿向下壓倒，從而實(shí)現(xiàn)防拔起棉桿的功能。棉桿在防拔起的時(shí)候要求棉桿表面纖維不被破壞，而棉桿的抗壓強(qiáng)度（橫紋）σ=3.5MPa。
因此可以將壓棉桿軸上所受的垂直地面向上的力看成均布載荷，它的正應(yīng)力應(yīng)該小于或者等于棉花的抗壓強(qiáng)度（σ=3.5MPa）。即該軸上受到的最大阻力矩可按均布荷載σmax=3.5MPa 來(lái)計(jì)算。
三、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真分析
1. 初始條件分析
在進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和靜力學(xué)分析之前，ADAMS會(huì)自動(dòng)進(jìn)行初始條件分析，以便在初始系統(tǒng)模型中各物體的坐標(biāo)與各種運(yùn)動(dòng)學(xué)約束之間達(dá)成協(xié)調(diào)，這樣可以保證系統(tǒng)滿足所有的約束條件。本系統(tǒng)中，所有零部件的初始位置一定，初始速度都為零。因此，不用單獨(dú)求解。
2. 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
建立系統(tǒng)仿真模型時(shí)，將系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)副（構(gòu)件與地面或構(gòu)件與構(gòu)件之間）用系統(tǒng)廣義坐標(biāo)表示為代數(shù)方程，即可寫出其運(yùn)動(dòng)學(xué)約束方程組。系統(tǒng)中驅(qū)動(dòng)約束是系統(tǒng)廣義坐標(biāo)和時(shí)間的函數(shù)，可以將系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)約束和驅(qū)動(dòng)約束統(tǒng)一表示為：
對(duì)上式求導(dǎo)，即有速度約束方程；再次求導(dǎo)即可得加速度方程。在此，僅以變速箱輸出軸與風(fēng)機(jī)一級(jí)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速為例，仿真得到圖2、圖3 所示結(jié)果。
變速箱輸出轉(zhuǎn)速為30005.5deg/s（圖2），風(fēng)機(jī)一級(jí)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速為60009.75deg/s（圖3），即可得知，風(fēng)機(jī)一級(jí)傳動(dòng)軸與變速箱輸出軸轉(zhuǎn)速比約為2 ∶ 1。滿足實(shí)際設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速。
由以上分析可知，動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)自建立模塊運(yùn)動(dòng)關(guān)系正確，能夠合理地表示出該傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。
3. 動(dòng)力學(xué)分析
（1）動(dòng)荷系數(shù)的研究：靜荷是指無(wú)加速度或加速度可以忽略的受力狀態(tài)；動(dòng)荷有加速度的受力狀態(tài)。本文中構(gòu)件等角速轉(zhuǎn)動(dòng)也為動(dòng)荷的一種研究狀態(tài)。在虛擬樣機(jī)的動(dòng)力學(xué)分析中，可以得到運(yùn)動(dòng)過程中各軸承座上的約束反力，這些結(jié)果可以與設(shè)計(jì)過程中求解的靜平衡狀態(tài)下的支座反力進(jìn)行比較得到載荷的動(dòng)荷系數(shù)，該結(jié)果可以反作用于設(shè)計(jì)過程，確保整機(jī)的安全性。
由于軸段同一位置的力和應(yīng)力值成正比，所以動(dòng)荷系數(shù)也可以表示為：
接變速箱右端輸出的主軸上軸承處的靜載荷為：FAd=320N，F(xiàn)Bd=169N。而從整個(gè)運(yùn)動(dòng)仿真過程中測(cè)得兩支座的動(dòng)載荷如圖4 所示。
由圖4、5 可以算出kd max：
由靜強(qiáng)度分析結(jié)果知道該軸上應(yīng)力最大處的σst max=16.558MPa，因此σd max=36.1MPa，σd max ＜ [σ] 該軸在運(yùn)動(dòng)過程中的強(qiáng)度可以通過校核。
（2）變速箱動(dòng)態(tài)特性分析：本文是基于IMPACT 函數(shù)的接觸模式來(lái)定義的接觸力，接觸碰撞模型以Hertz 彈性撞擊理論分析為基礎(chǔ)，能比較準(zhǔn)確地模擬變速箱內(nèi)齒輪嚙合時(shí)接觸力的響應(yīng)。
該傳動(dòng)系統(tǒng)中兩齒輪均為運(yùn)行速度較慢的齒輪，所以齒輪材料選擇20CrMnMo，又因?yàn)樽兯傧涫且獙?shí)現(xiàn)等速換向的功能，所以兩齒輪結(jié)果材料均相同。兩齒輪都需經(jīng)過滲碳淬火，表面硬度HRC60_2，心部硬度大于HRC30。因此得出齒輪對(duì)剛度系數(shù)為：K=7.53×105N/mm 。
另外，根據(jù)反復(fù)試驗(yàn)取碰撞指數(shù)e 取2.2；阻尼系數(shù)取100N/(s·mm)，即其阻尼為7.53×103s；變形距離d取0.1mm。兩個(gè)齒輪碰撞時(shí)的摩擦按處理，取動(dòng)摩擦系數(shù)為0.1，靜摩擦系數(shù)為0.16。
由圖6、圖7 可以分析得到，在轉(zhuǎn)速加載階段，隨著速度的增加，嚙合力的波動(dòng)幅度增加，達(dá)到峰值后逐漸變??；接觸力基本呈現(xiàn)周期性變化，每個(gè)周期接觸力都是如正弦波形一樣先從最小值逐漸增至峰值然后逐漸回落變小。它形象地反映出了齒輪之間的嚙合情況，兩嚙合齒輪從即將進(jìn)入嚙合區(qū)，然后逐漸嚙合，然后到嚙合區(qū)域中心，最后逐漸脫離開。兩齒輪碰撞力最大達(dá)到了703N。從圖中可以發(fā)現(xiàn)齒輪的碰撞力有明顯的動(dòng)載成分，碰撞力圍繞著一個(gè)定值上下震蕩，表明齒輪在嚙合傳動(dòng)的過程中存在著明顯的沖擊振動(dòng)。
兩齒輪第一次出現(xiàn)峰值的時(shí)間為1.17s，此時(shí)接觸力為674.5N； 第二次出現(xiàn)峰值是在第3.3s 處， 接觸力為637.8N；碰撞力在沖擊振動(dòng)作用下在第13.9s 處出現(xiàn)了最大接觸力，為703N。從圖中可以看出接觸力波動(dòng)周期為1.13s。在過高的接觸應(yīng)力的多次重復(fù)作用下，齒面表層就會(huì)產(chǎn)生細(xì)微的疲勞裂紋，裂紋的蔓延擴(kuò)展使齒面的金屬微粒剝落下來(lái)而形成凹坑，容易出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕導(dǎo)致齒輪失效。本文中經(jīng)過虛擬仿真測(cè)得的最大接觸力也只有703N，說(shuō)明本機(jī)中的變速箱內(nèi)的齒輪對(duì)的強(qiáng)度足夠，不會(huì)因?yàn)辇X輪嚙合時(shí)的沖擊載荷而發(fā)生失效。
（3）模態(tài)分析：模態(tài)只與結(jié)構(gòu)的剛度和質(zhì)量及結(jié)構(gòu)阻尼有關(guān)，與外在作用無(wú)關(guān)。分析中忽略系統(tǒng)阻尼對(duì)其自身振動(dòng)特性的影響，不施加任何載荷，只施加簡(jiǎn)化后的約束。本文中先分析各個(gè)關(guān)鍵軸的模態(tài)，運(yùn)用常用的有限元計(jì)算軟件ANSYS 中WORKBENCH 模塊進(jìn)行分析。整機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜且零件尺寸大小差異很大，在ANSYS 中進(jìn)行分析的計(jì)算量過大，因此選用了ADAMS 結(jié)合計(jì)算出整機(jī)的模態(tài)參數(shù)。
右端主軸的激振頻率為8.33，該軸的前6 階固有頻率值分別為：1 階4.48e-004，2 階496.84，3 階497，4 階1191.1，5 階1191.4，6 階1328.6。右端主軸的激振頻率不接近該軸的任何一階固有頻率，因此該軸避開了破壞性很強(qiáng)的共振區(qū)。其振型圖如圖8 所示。
第一階軸的振型主要表現(xiàn)為擠壓變形；第二、三階為彎曲和扭轉(zhuǎn)的組合變形，且變形量對(duì)稱分布，軸向中點(diǎn)附近振動(dòng)最強(qiáng)；第四、五階振型表現(xiàn)為拉伸和彎曲組合，主要發(fā)生在連接變速箱輸出軸一端的軸頭，此段軸頭連有滾子鏈聯(lián)軸器，且為扭矩的輸入端；第六階固有頻率下，軸的振型表現(xiàn)為彎曲和扭轉(zhuǎn)組合，過軸的軸向中點(diǎn)的橫截面對(duì)其振型的對(duì)稱截面。
（4）靜強(qiáng)度分析：靜強(qiáng)度分析研究結(jié)構(gòu)在常溫條件下承受載荷的能力，通常簡(jiǎn)稱為強(qiáng)度分析。靜強(qiáng)度分析的內(nèi)容（應(yīng)力分布、變形形狀和屈曲模態(tài)等）可通過靜力試驗(yàn)測(cè)定或驗(yàn)證。本文采用有限元法進(jìn)行分析計(jì)算，使用的軟件為ANSYS WORKBENCH。
接變速箱右端輸出的主軸的強(qiáng)度分析結(jié)果如圖9 所示，其等效應(yīng)力最大值為16.558MPa，主要出現(xiàn)在軸上與皮帶輪配合的軸段上，變截面的地方為應(yīng)力集中的地方，這些截面積發(fā)生變化的軸段處應(yīng)力值急劇增加。但是該軸上的最大等效應(yīng)力值小于該軸的許用應(yīng)力，說(shuō)明該軸的強(qiáng)度通過校核。
四、結(jié)語(yǔ)
本文研究的傳動(dòng)系統(tǒng)是基于4MSC-3000 采棉機(jī)整機(jī)設(shè)計(jì)的，4MSC-3000 采棉機(jī)是朝著經(jīng)濟(jì)型及適用型發(fā)展的一種新型采棉機(jī)。通過4MSC-3000 采棉機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真分析得到以下結(jié)論。
（1）通過運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，證實(shí)了本虛擬傳動(dòng)系統(tǒng)的模型建立很準(zhǔn)確，該系統(tǒng)可以準(zhǔn)確地表達(dá)出真實(shí)傳動(dòng)系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)，為后續(xù)力學(xué)研究做好了準(zhǔn)備。
中圖分類號(hào)：TH132 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416(2011)12-0207-01
隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，系統(tǒng)仿真方法論和計(jì)算機(jī)仿真軟件設(shè)計(jì)技術(shù)在交互性、生動(dòng)性、直觀性等方面取得了較大進(jìn)展，它是以計(jì)算機(jī)和仿真系統(tǒng)軟件為工具，對(duì)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)或未來(lái)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)仿真研究的理論和方法。
運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真就是對(duì)已經(jīng)添加了拓?fù)潢P(guān)系的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，定義其驅(qū)動(dòng)方式和驅(qū)動(dòng)參數(shù)的數(shù)值，分析其系統(tǒng)其他零部件在驅(qū)動(dòng)條件下的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，如速度，加速度，角速度，角加速度等。對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，驗(yàn)證所建立模型的正確性，并得出結(jié)論。
本文中所用的動(dòng)力學(xué)仿真軟件是ADAMS軟件。ADAMS軟件使用交互式圖形環(huán)境和零件庫(kù)、約束庫(kù)、力庫(kù)，創(chuàng)建完全參數(shù)化的機(jī)械系統(tǒng)幾何模型，其求解器采用多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論中的拉格郎日方程方法，建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程，對(duì)虛擬機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，輸出位移、速度、加速度和反作用力曲線。ADAMS軟件的仿真可用于預(yù)測(cè)機(jī)械系統(tǒng)的性能、運(yùn)動(dòng)范圍、碰撞檢測(cè)、峰值載荷以及計(jì)算有限元的輸入載荷等。虛擬樣機(jī)就是在ADAMS軟件中建的樣機(jī)模型。
1、運(yùn)動(dòng)參數(shù)的設(shè)置
先在造型軟件UG中將齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)造型好，如下圖所示。在已經(jīng)設(shè)置好運(yùn)動(dòng)副的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的第一級(jí)齒輪軸上繞地的旋轉(zhuǎn)副上給傳動(dòng)系統(tǒng)添加一個(gè)角速度驅(qū)動(dòng)。然后進(jìn)行仿真。在進(jìn)行仿真的過程中，單位時(shí)間內(nèi)仿真步數(shù)越多，步長(zhǎng)越短，越能真實(shí)反映系統(tǒng)的真實(shí)結(jié)果，但缺點(diǎn)是仿真時(shí)間也隨之變長(zhǎng)，占用的系統(tǒng)空間也就越大。所以應(yīng)該在兼顧仿真真實(shí)性與所需物理資源和仿真時(shí)間的基礎(chǔ)上，選擇一個(gè)合適的仿真時(shí)間和仿真的步長(zhǎng)。
在仿真之前先設(shè)置系統(tǒng)所用到的物理量的單位，在工程實(shí)際中，角速度一般使用的單位是r/min，所以在系統(tǒng)的基本單位中把時(shí)間的單位設(shè)為min,角度的單位設(shè)成rad，而在ADAMS中轉(zhuǎn)速單位為rad/min。本過程仿真的運(yùn)動(dòng)過程為：系統(tǒng)從加速運(yùn)動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速，平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，再減速運(yùn)動(dòng)直到停止。運(yùn)動(dòng)過程用函數(shù)來(lái)模擬，輸入的角速度驅(qū)動(dòng)的函數(shù)表達(dá)式為：STEP( time ,0 ,0 ,2.5 ,9168.8)+ STEP(time ,7.5 ,0 ,10 ,-9168.8)，此函數(shù)表達(dá)式的含義為：系統(tǒng)從開始加速運(yùn)動(dòng)一直到2.5s時(shí)達(dá)到了系統(tǒng)的額定轉(zhuǎn)速9168.8rad/min(1460r/min),從2.5s到7.5s的時(shí)間段內(nèi)，系統(tǒng)以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)動(dòng)，在7.5s到10s的時(shí)間段內(nèi)，系統(tǒng)從額定轉(zhuǎn)速減速行使，直到停止。打開ADAMS，選擇Import a file，將測(cè)試數(shù)據(jù)輸入到ADAMS/View中。
2、模型驗(yàn)證
為了保證仿真分析的順利進(jìn)行，在進(jìn)行仿真分析之前，應(yīng)該對(duì)樣機(jī)模型進(jìn)行最后的檢驗(yàn)，排除建模過程中隱含的錯(cuò)誤。一般樣機(jī)模型容易出現(xiàn)的錯(cuò)誤為：(1)檢查不恰當(dāng)?shù)倪B接和約束、沒有約束的構(gòu)件、無(wú)質(zhì)量構(gòu)件、樣機(jī)的自由度等。(2)進(jìn)行檢查所有的約束是否被破壞或者被錯(cuò)誤定義，通過裝配分析有助于糾正錯(cuò)誤的約束。
對(duì)于這些潛在的錯(cuò)誤，用戶可以充分利用ADAMS/View提供的模型檢查功能進(jìn)行樣機(jī)模型檢測(cè)：(1)對(duì)于第一種可能的錯(cuò)誤，用戶可以利用模型自檢工具。(2)對(duì)于第二種可能的錯(cuò)誤，用戶可以進(jìn)行裝配分析。
ADAMS/View提供了一個(gè)功能強(qiáng)大的樣機(jī)模型自檢工具，進(jìn)入主菜，選擇Model Verify命令，這時(shí)啟動(dòng)模型自檢，完成自檢后，程序顯示自檢對(duì)話框。
3、樣機(jī)仿真
模型檢驗(yàn)正確后，就可以進(jìn)行仿真分析。仿真的分析過程如下：
在主工具箱選擇仿真工具圖標(biāo)，顯示交互仿真分析參數(shù)設(shè)置欄；選擇仿真類型，ADAMS/View提供了4種仿真類型，即Default、Dynamic、Kinematic和Static。本文就用Default這種仿真類型；定義仿真分析時(shí)間，本次仿真時(shí)間為120秒；設(shè)置仿真過程中ADAMS/View輸出仿真結(jié)果的頻率，選取仿真步長(zhǎng)數(shù)為1000步。
完成以上設(shè)置后，開始仿真分析。在仿真分析過程中，可實(shí)時(shí)顯示樣機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀況。
4、仿真結(jié)果及其分析
在仿真結(jié)束后，進(jìn)入ADAMS/Postprocessor后處理模塊，可以得到齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)仿真結(jié)果曲線圖，下圖是齒輪1曲線圖。
5、結(jié)語(yǔ)
以齒輪1和齒輪7為例（其它略），通過上表可以看到，各個(gè)嚙合齒輪之間傳遞力的趨勢(shì)與負(fù)載的趨勢(shì)比較相似，都在14.1秒和73.95附近出現(xiàn)最大值，受力有很大的變化，最大力值為623050N，工作時(shí)所允許的范圍之內(nèi)。在表中，“-” 代表所受力的方向與系統(tǒng)默認(rèn)的方向相反。仿真結(jié)果的平均值與通過計(jì)算所得的理論值之間的差別不大，說(shuō)明仿真結(jié)果比較真實(shí)的反映了實(shí)際的工作狀態(tài)。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞：移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)；協(xié)調(diào)建設(shè)；系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)
中圖分類號(hào)：TN929.5
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
文章編號(hào)：16738268（2015）05008907
2013年12月，工信部向三大運(yùn)營(yíng)商頒發(fā)TDLTE（time division long term evolution）牌照，標(biāo)志著我國(guó)移動(dòng)通信4G時(shí)代的來(lái)臨，由此形成了2G、3G和4G三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)同時(shí)建設(shè)的復(fù)雜局面。運(yùn)營(yíng)商當(dāng)前所面臨的問題是，2G、3G和4G三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)都各有其價(jià)值，都需要建設(shè)和維護(hù)，很難在短期內(nèi)全面轉(zhuǎn)向4G。這種狀況勢(shì)必造成三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)之間相互爭(zhēng)奪運(yùn)營(yíng)商資源、分散運(yùn)營(yíng)商投資方向的后果，給運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)投資戰(zhàn)略和運(yùn)營(yíng)管理上的不利影響。在此背景下，如何在三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面進(jìn)行取舍和協(xié)調(diào)，就成為了困擾運(yùn)營(yíng)商的戰(zhàn)略課題。
為探討三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)建設(shè)問題，本文擬分別從財(cái)務(wù)、競(jìng)爭(zhēng)和戰(zhàn)略三個(gè)導(dǎo)向出發(fā)，同時(shí)引入政策乘子因素，構(gòu)建三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)
調(diào)建設(shè)的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，通過系統(tǒng)仿真來(lái)模擬三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的投資分配情況。
一、相關(guān)文獻(xiàn)回顧
（一）對(duì)網(wǎng)絡(luò)用戶遷移的研究
網(wǎng)絡(luò)用戶遷移直接影響網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)，從客戶流失角度出發(fā)對(duì)電信運(yùn)營(yíng)企業(yè)遷移用戶進(jìn)行分類，具體可分為跨網(wǎng)遷移客戶和網(wǎng)內(nèi)遷移客戶。跨網(wǎng)遷移客戶是指從一家電信運(yùn)營(yíng)企業(yè)轉(zhuǎn)到另外一家電信運(yùn)營(yíng)企業(yè)，網(wǎng)內(nèi)遷移客戶是指該客戶的遷移行為只發(fā)生在同一家電信運(yùn)營(yíng)企業(yè)的內(nèi)部[1]，本文主要考慮網(wǎng)內(nèi)遷移客戶。這類客戶產(chǎn)生的重要原因是：運(yùn)營(yíng)企業(yè)自身不斷推出新的產(chǎn)品和服務(wù)，客戶如果重新選擇了新產(chǎn)品或者服務(wù)，
那么運(yùn)營(yíng)企業(yè)自己的新產(chǎn)品或者服務(wù)就會(huì)吞噬原
來(lái)的產(chǎn)品或者服務(wù)。影響網(wǎng)絡(luò)用戶網(wǎng)內(nèi)遷移的因素眾多，其中主要因素是網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和轉(zhuǎn)網(wǎng)成本。在網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量相同的情況下，轉(zhuǎn)網(wǎng)成本高，客戶忠誠(chéng)度就高，用戶遷移意向就低；轉(zhuǎn)網(wǎng)成本低，客戶忠誠(chéng)度亦低，用戶遷移意向就高。在不考慮轉(zhuǎn)網(wǎng)成本的前提下，理性的用戶會(huì)傾向于選擇網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量高的網(wǎng)絡(luò)，如果用戶當(dāng)前所選擇的網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量低于用戶期望水平，用戶將放棄該網(wǎng)絡(luò)而選擇能夠達(dá)到其網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量要求的網(wǎng)絡(luò)。
（二）對(duì)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的研究
網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的影響因素主要包括網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的推動(dòng)、用戶實(shí)際需求、運(yùn)營(yíng)商建設(shè)規(guī)劃、不同代網(wǎng)絡(luò)共存與運(yùn)營(yíng)平衡問題、網(wǎng)絡(luò)資源配置情況等幾個(gè)方面。在市場(chǎng)驅(qū)使和技術(shù)保障下，我國(guó)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)由3G向4G穩(wěn)定過渡具有歷史的必然性。近年來(lái)，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)快速發(fā)展，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求越來(lái)越高，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不能滿足當(dāng)前用戶的需求。技術(shù)的推動(dòng)作用為網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)提供了前提條件，LTE技術(shù)能夠使現(xiàn)有用戶在不換卡、不換號(hào)、不登記的情況下使用4G網(wǎng)絡(luò)提供的業(yè)務(wù)，保證了2G、3G和LTE網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的一致性和連續(xù)性。為確保網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)過程中不同代網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)劃需要兼顧系統(tǒng)間的共存與運(yùn)營(yíng)平衡問題，在建設(shè)TDLTE網(wǎng)絡(luò)時(shí)要考慮TDSCDMA（time divisionsynchronous code division nultiple access）系統(tǒng)現(xiàn)網(wǎng)的實(shí)際部署情況，因地制宜規(guī)劃建設(shè)TDLTE網(wǎng)絡(luò)。研究發(fā)現(xiàn)在3G網(wǎng)絡(luò)投資建設(shè)初期，從收益角度考慮，3G年投入系數(shù)占比并非越大越好，而應(yīng)保持在一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶铮^大的3G年投入系數(shù)比例會(huì)使得3G的邊際收益下降，而2G的收益又受到限制，最終使得總利潤(rùn)下降，導(dǎo)致2G與3G發(fā)展不協(xié)調(diào)。網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)是一個(gè)緩慢的過程，4G網(wǎng)絡(luò)雖然能夠帶來(lái)很好的使用體驗(yàn)，但不會(huì)在短時(shí)間內(nèi)覆蓋一切，2G、3G網(wǎng)絡(luò)仍會(huì)有很長(zhǎng)一段的緩沖時(shí)間。
現(xiàn)有文獻(xiàn)主要對(duì)2G網(wǎng)絡(luò)與3G網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)發(fā)展進(jìn)行了深入研究，也有部分文獻(xiàn)對(duì)2G、3G用戶向4G遷移的可行性進(jìn)行了研究，但都未能對(duì)2G、3G和4G三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)建設(shè)的投資分配進(jìn)行系統(tǒng)分析。
二、變量設(shè)置及研究假定
（一）網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)建設(shè)的關(guān)鍵概念
1.投資效益。本文中的投資效益是指投資的財(cái)務(wù)效益，即指項(xiàng)目實(shí)施后所獲得的營(yíng)業(yè)收入。在對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)建設(shè)分配投資額時(shí)，如果投資者選擇財(cái)務(wù)導(dǎo)向，他將會(huì)傾向于投資能夠帶來(lái)高額收益的網(wǎng)絡(luò)。
2.市場(chǎng)份額。在市場(chǎng)大小一定的情況下，某種產(chǎn)品的市場(chǎng)份額越高，此種產(chǎn)品相對(duì)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)就越明顯。同時(shí)，由于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)存在規(guī)模經(jīng)濟(jì)的作用，用戶市場(chǎng)份額的增加會(huì)使單位產(chǎn)品的成本下降，從而間接地提高財(cái)務(wù)效益。
3.長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展是一個(gè)不斷演進(jìn)和替代的過程，在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)投資建設(shè)時(shí)應(yīng)充分考慮網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用現(xiàn)狀和未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，在滿足當(dāng)前用戶需求的情況下，要兼顧到現(xiàn)有的成熟技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)是否能夠與未來(lái)的先進(jìn)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)完美結(jié)合，即保障網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展具有可持續(xù)性，其中包括網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容的可持續(xù)性、網(wǎng)絡(luò)更新?lián)Q代時(shí)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的兼容性、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的可持續(xù)性。
4.用戶偏好演變。最能體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)用戶偏好演變的是網(wǎng)絡(luò)終端產(chǎn)品的演變過程，其中最具有代表性的是手機(jī)的演變過程，主要表現(xiàn)在手機(jī)功能上的變化。2G網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，手機(jī)的主要功能是提供語(yǔ)音通話和收發(fā)信息，操作簡(jiǎn)單；3G網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，手機(jī)的功能不僅包括2G時(shí)代手機(jī)的功能，同時(shí)還集照相、攝像、視頻通話等功能于一體，人們可以利用手機(jī)快速瀏覽網(wǎng)頁(yè)、看網(wǎng)絡(luò)視頻、進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)視頻通話等；4G時(shí)代人們的通信工具已經(jīng)不再局限于使用手機(jī)，越來(lái)越多的可穿戴智能設(shè)備不斷被投入市場(chǎng)，最具有代表性的是三星公司生產(chǎn)的智能手表Gear，其不僅具有郵件收發(fā)功能，還有攝像和拍照等功能。
（二）網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)建設(shè)的基本原則
1.短期效益與長(zhǎng)期效益兼顧原則。目前2G網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量最多，是運(yùn)營(yíng)商收入的主要來(lái)源，但是2G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率低、業(yè)務(wù)提供能力弱、數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量差等因素，使2G網(wǎng)絡(luò)不能夠滿足今后人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求，最終會(huì)退出歷史舞臺(tái)；3G網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速率和傳輸質(zhì)量可以滿足大多數(shù)用戶的需求，但是未來(lái)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)要求網(wǎng)絡(luò)具有高的傳輸速率和傳輸質(zhì)量，這就需要發(fā)展4G網(wǎng)絡(luò)以滿足網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)發(fā)展的要求。因此，應(yīng)發(fā)展2G、3G以獲得短期利益，同時(shí)需兼顧到企業(yè)未來(lái)4G發(fā)展，以獲得長(zhǎng)期效益。
2.響應(yīng)并引領(lǐng)用戶需求的變化原則。網(wǎng)絡(luò)用戶的多樣化，使得網(wǎng)絡(luò)用戶的需求往往是多方面的，
這就需要企業(yè)去分析和引導(dǎo)?？梢酝ㄟ^向用戶提問、傾聽用戶談話等方法來(lái)了解用戶的不同需求，然后采取相應(yīng)的措施，以滿足不同用戶的不同需求，并制定相應(yīng)的策略來(lái)引導(dǎo)用戶。
3.保持持續(xù)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)原則。持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)具有兩大突出特征：一是動(dòng)態(tài)性，因?yàn)楦?jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)都是有條件的，所以企業(yè)只有通過不斷的自我更新、自我超越創(chuàng)造滿足競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的條件，才能實(shí)現(xiàn)和保持可持續(xù)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；二是連續(xù)性，長(zhǎng)期的可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)是由一系列短期的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)積累而成，這些短期的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)可能是一些小的、或者是單獨(dú)看來(lái)并不重要的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
（三）系統(tǒng)變量的設(shè)置
本文變量包括目標(biāo)變量、控制變量、中介傳動(dòng)變量和其他輔助變量等四大類型，其中2G、3G、4G網(wǎng)絡(luò)的中介傳動(dòng)變量類同，僅以2G網(wǎng)絡(luò)為例進(jìn)行闡述，各類變量的細(xì)分及其物理含義如表1所示。
（四）模型的基本假定
假定1：模型中只存在三種網(wǎng)絡(luò)，不會(huì)隨著仿真運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)而出現(xiàn)更高級(jí)別的網(wǎng)絡(luò)，即未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)不會(huì)有更高層級(jí)的網(wǎng)絡(luò)投入運(yùn)營(yíng)。
假定2：網(wǎng)絡(luò)投資決策僅有財(cái)務(wù)導(dǎo)向、競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)向和戰(zhàn)略導(dǎo)向可供選擇，并且只能選擇其中的一種導(dǎo)向作為主要投資導(dǎo)向。
假定3：通過對(duì)模型中某省歷年人口數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)人口增長(zhǎng)速度極其緩慢，故假定未來(lái)幾年內(nèi)人口保持不變。
（五）實(shí)證演算的數(shù)據(jù)來(lái)源
本文選擇“中國(guó)移動(dòng)”Y省分公司作為模擬對(duì)象，模型中“某地區(qū)人口總量”來(lái)源于Y省衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì)的人口統(tǒng)計(jì)信息。2G網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量、3G網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量和4G網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量的初
始值來(lái)源于2013年《中國(guó)通信統(tǒng)計(jì)年鑒》。
三、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型構(gòu)建
基于變量設(shè)置及研究假定，構(gòu)建三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)建設(shè)的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型（見圖1）。
圖1三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)建設(shè)的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型
為了便于模型運(yùn)行，對(duì)變量之間的關(guān)系式以及變量初始值作如下規(guī)定：
1.模型運(yùn)行起止時(shí)間設(shè)定為2013年至2018年；
2.地區(qū)人口數(shù)量為Y省2013年人口數(shù)量；
3.2G、3G、4G用戶數(shù)量的初始值為2013年年底的實(shí)際用戶數(shù)；
4.競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)向、戰(zhàn)略導(dǎo)向、財(cái)務(wù)導(dǎo)向的取值范圍為[0，1]；
5.引導(dǎo)偏好乘子、培訓(xùn)技能乘子、入網(wǎng)優(yōu)惠乘子的取值范圍為[0，1]；
6.2G、3G、4G用戶年新增入網(wǎng)率主要受網(wǎng)絡(luò)相對(duì)規(guī)模、運(yùn)營(yíng)商的不同導(dǎo)向、入網(wǎng)優(yōu)惠乘子、引導(dǎo)偏好乘子、培訓(xùn)技能乘子的影響。以2G用戶年新增入網(wǎng)率為例，其算式為
2G用戶年新增入網(wǎng)率=2G網(wǎng)絡(luò)相對(duì)規(guī)模*EXP（（財(cái)務(wù)導(dǎo)向*5+競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)向*2+
戰(zhàn)略導(dǎo)向*3）/5）*EXP（入網(wǎng)優(yōu)惠乘子+培訓(xùn)技能乘子+引導(dǎo)偏好乘子）*0.5
7.2G、3G、4G用戶年遷出率主要受網(wǎng)絡(luò)相對(duì)規(guī)模的影響。以2G網(wǎng)絡(luò)為例，其算式為
2G用戶年遷出率=EXP（2G網(wǎng)絡(luò)相對(duì)規(guī)模-1）
8.2G、3G、4G用戶年增量。該指標(biāo)主要受當(dāng)?shù)厝丝跀?shù)量、用戶總量和用戶遷出率的影響。以2G網(wǎng)絡(luò)為例，其算式為
2G用戶年增量=SMOOTH（INTEGER（2G用戶年新增入網(wǎng)率*
某地區(qū)人口總量*8.1e-005-2G用戶總量*2G用戶年遷出率）， 2）
9.2G、3G、4G用戶總量。某代網(wǎng)絡(luò)自模型運(yùn)行開始到某年本代網(wǎng)絡(luò)所有用戶的累積量。以2G網(wǎng)絡(luò)用戶為例，其算式為
2G用戶總量=INTEG（2G用戶年增量，1300）
10.2G、3G、4G年新增網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。當(dāng)某代網(wǎng)絡(luò)用戶的數(shù)量增加到一定程度、現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)容量已經(jīng)不能夠滿足所需求容量時(shí)，則需要擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。以2G網(wǎng)絡(luò)為例，其算式為
2G年新增網(wǎng)絡(luò)規(guī)模=IF THEN ELSE（2G用戶年增量
11.2G、3G、4G年新增投資額。其分為兩個(gè)部分：一部分是在用戶沒有新增的情況下，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)和維護(hù)所需要的投資；一部分是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)用戶增加到一定規(guī)模時(shí)需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)容量進(jìn)行擴(kuò)大而進(jìn)行的投資。以2G網(wǎng)絡(luò)為例，其算式為
2G年新增投資額=SMOOTH（IF THEN ELSE（2G年新增網(wǎng)絡(luò)規(guī)模
12.年總投資額。2G、3G、4G三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)年投資額之和，具體算式為
年總投資額=2G年新增投資額+3G年新增投資額+4G年新增投資額
13.2G、3G、4G年新增投資占比。某代網(wǎng)絡(luò)年新增的投資額占2G、3G、4G三代網(wǎng)絡(luò)年總投資額的比例。以2G網(wǎng)絡(luò)為例，其算式為
2G年新增投資占比=2G年新增投資額/年總投資額
四、系統(tǒng)仿真
（一）同一導(dǎo)向下三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的投資結(jié)構(gòu)仿真
通過改變不同導(dǎo)向取值的大小，確定某種導(dǎo)向?yàn)橹饕顿Y導(dǎo)向，對(duì)模型進(jìn)行仿真分析。其中財(cái)務(wù)導(dǎo)向下定義財(cái)務(wù)導(dǎo)向的取值為0.5，競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)向的取值為0.2，戰(zhàn)略導(dǎo)向的取值為0.2；競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)向下定義財(cái)務(wù)導(dǎo)向的取值為0.2，競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)向的取值為0.5，戰(zhàn)略導(dǎo)向的取值為0.2；戰(zhàn)略導(dǎo)向下定義財(cái)務(wù)導(dǎo)向的取值為0.2，競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)向的取值為0.2，戰(zhàn)略導(dǎo)向的取值為0.5。對(duì)三種導(dǎo)向下的模型進(jìn)行仿真，得到仿真結(jié)果如圖2所示。
由圖2（a）仿真圖形可知，財(cái)務(wù)導(dǎo)向下2G網(wǎng)絡(luò)年新增投資占比最大，雖然呈持續(xù)下降趨勢(shì)，但是在2016年之前仍大于0.25，截至2018年處于較低的水平；3G網(wǎng)絡(luò)年新增投資占比在2015年后開始出現(xiàn)大幅度下降，并于2018年同2G網(wǎng)絡(luò)年新增投資占比一樣處于較低水平；4G網(wǎng)絡(luò)年新增投資占比呈現(xiàn)出持續(xù)上升的趨勢(shì)，在2015年之后投資超過3G網(wǎng)絡(luò)年新增投資，緊接著又超過2G網(wǎng)絡(luò)年新增投資，之后投資占比繼續(xù)提高，在2018年超過0.75，最終成為投資建設(shè)的主要對(duì)象。
由圖2（b）仿真圖形可知，競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)向下2G網(wǎng)絡(luò)年新增投資占比呈現(xiàn)持續(xù)下降的趨勢(shì)，并一直低于3G網(wǎng)絡(luò)年新增投資占比，2018年開始保持較低的水平；3G網(wǎng)絡(luò)年新增投資占比整體上呈下降趨勢(shì)，在2015年之前大于4G網(wǎng)絡(luò)年新增投資，2018年趨向于較2G網(wǎng)絡(luò)年新增投資占比略高的較低水平；4G網(wǎng)絡(luò)年新增投資占比在未來(lái)的年份里呈現(xiàn)持續(xù)上升的趨勢(shì)，在2015年超過3G網(wǎng)絡(luò)投資，到2017年超過0.75。
由圖2（c）仿真圖形可知，戰(zhàn)略導(dǎo)向下2G網(wǎng)絡(luò)年新增投資占比呈現(xiàn)持續(xù)的下降趨勢(shì)，并始終處于最低水平，在2017年之后保持很低的水平；3G網(wǎng)絡(luò)年新增投資占比整體上呈下降趨勢(shì)，但一直高于2G網(wǎng)絡(luò)的年新增投資占比，2018年開始保持很低的水平。4G網(wǎng)絡(luò)的投資占比在未來(lái)的年份里呈現(xiàn)出持續(xù)上升的趨勢(shì)，并始終高于2G、3G網(wǎng)絡(luò)年新增投資，2015年超過0.50，2017年高達(dá)0.80。
綜合圖2，可以看出三種導(dǎo)向下4G網(wǎng)絡(luò)年新增投資占比均會(huì)逐年增加，最終達(dá)到很高水平，這意味著4G網(wǎng)絡(luò)將成為未來(lái)的主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)；2G、3G網(wǎng)絡(luò)年新增投資占比均逐年降低，并在2017年之后處于低水平，表明2G、3G網(wǎng)絡(luò)將逐漸退出歷史舞臺(tái)。
（二）同一代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在不同導(dǎo)向下的投資結(jié)構(gòu)仿真
對(duì)圖2進(jìn)行重組，得到同一種網(wǎng)絡(luò)在三種不同導(dǎo)向下的仿真圖（見圖3）。
由圖3（a）仿真圖形可知，三種導(dǎo)向下2G網(wǎng)絡(luò)的投資占比最終會(huì)趨向于較低水平，這意味著2G網(wǎng)絡(luò)在未來(lái)5年內(nèi)將逐漸退出歷史的舞臺(tái)。但在不同的導(dǎo)向下，2G網(wǎng)絡(luò)年新增投資占比存在略微差別。財(cái)務(wù)導(dǎo)向下2G網(wǎng)絡(luò)年新增投資占比明顯高于其他兩種導(dǎo)向下的年新增投資占比，戰(zhàn)略導(dǎo)向下2G網(wǎng)絡(luò)年新增投資占比最低，競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)向下2G網(wǎng)絡(luò)年新增投資占比居于前兩者之間。
由圖3（b）仿真圖形可知，在不同導(dǎo)向下3G網(wǎng)絡(luò)年新增投資占比的趨勢(shì)基本相同，均是整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。區(qū)別在于2016年之前3G網(wǎng)絡(luò)年新增投資占比在競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)向下明顯高于另外兩種導(dǎo)向，并且高于0.25；在戰(zhàn)略導(dǎo)向下3G網(wǎng)絡(luò)年新增投資占比處于三種導(dǎo)向下的最低水平。
由圖3（c）仿真圖形可知，在不同導(dǎo)向下4G網(wǎng)絡(luò)年新增投資占比的趨勢(shì)基本相同，均是呈現(xiàn)逐年增加的趨勢(shì)。不同的是，在同一年份上不同導(dǎo)向下投資占比的幅度有所差異，其中戰(zhàn)略導(dǎo)向下4G網(wǎng)絡(luò)年新增投資占比最高，最低的是財(cái)務(wù)導(dǎo)向下4G網(wǎng)絡(luò)年新增投資占比。
綜合圖3，可以看出2G網(wǎng)絡(luò)在財(cái)務(wù)導(dǎo)向下投資占比明顯高于競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)向和戰(zhàn)略導(dǎo)向下的投資占比，3G網(wǎng)絡(luò)在競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)向下的投資占比高于財(cái)務(wù)導(dǎo)向和戰(zhàn)略導(dǎo)向下的投資占比，4G網(wǎng)絡(luò)在戰(zhàn)略導(dǎo)向下的投資占比遠(yuǎn)高于財(cái)務(wù)導(dǎo)向和競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)向下的投資占比。
（三）戰(zhàn)略導(dǎo)向下政策乘子對(duì)4G網(wǎng)絡(luò)投資結(jié)構(gòu)的影響
首先，調(diào)整導(dǎo)向參數(shù)，使模型處于戰(zhàn)略導(dǎo)向；之后，保持3個(gè)乘子中其中2個(gè)乘子大小不變，調(diào)整另外的一個(gè)乘子大小，觀察乘子改變前后4G網(wǎng)絡(luò)年新增投資占比變化情況。仿真結(jié)果如圖4所示。
圖4中，1為戰(zhàn)略導(dǎo)向下各個(gè)政策乘子均為0.2時(shí)的曲線；2為戰(zhàn)略導(dǎo)向下僅把引導(dǎo)偏好乘子調(diào)制為0.5時(shí)的曲線；3為戰(zhàn)略導(dǎo)向下僅把培訓(xùn)技能乘子調(diào)制為0.5時(shí)的曲線；4為戰(zhàn)略導(dǎo)向下僅把入網(wǎng)優(yōu)惠乘子調(diào)制為0.5時(shí)的曲線。
由圖4可知，當(dāng)三種政策乘子由0.2增加為0.5，4G網(wǎng)絡(luò)年新增投資占比均會(huì)升高。不同的是，不同政策乘子的改變所產(chǎn)生的影響程度不同，
其影響程度大小為：入網(wǎng)優(yōu)惠乘子>引導(dǎo)偏好乘子>培訓(xùn)技能乘子。
五、結(jié)論與啟示
針對(duì)三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)投資計(jì)劃和企業(yè)資源的爭(zhēng)奪與矛盾，本文構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)建設(shè)的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。通過系統(tǒng)仿真，展示了財(cái)務(wù)導(dǎo)向、競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)向和戰(zhàn)略導(dǎo)向下，三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的投資結(jié)構(gòu)及其動(dòng)態(tài)演變。從整體趨勢(shì)上看，未來(lái)五年，4G網(wǎng)絡(luò)的投資占比會(huì)逐漸上升，而2G和3G網(wǎng)絡(luò)的投資占比會(huì)逐漸下降；但在當(dāng)前，財(cái)務(wù)導(dǎo)向下將提升2G網(wǎng)絡(luò)的投資占比，競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)向?qū)⑻嵘?G網(wǎng)絡(luò)的投資占比，而戰(zhàn)略導(dǎo)向?qū)⑻嵘?G網(wǎng)絡(luò)的投資占比。
入網(wǎng)優(yōu)惠、引導(dǎo)偏好、培訓(xùn)技能等政策乘子的改變，會(huì)影響三代網(wǎng)絡(luò)的投資占比。運(yùn)營(yíng)商可以根據(jù)自己的導(dǎo)向偏好，運(yùn)用政策乘子進(jìn)行投資比例的調(diào)節(jié)，確定特定時(shí)期需要重點(diǎn)投資的網(wǎng)絡(luò)類型。
從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，選擇戰(zhàn)略導(dǎo)向加強(qiáng)4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)將是運(yùn)營(yíng)商的合理選擇。為了引導(dǎo)2G、3G網(wǎng)絡(luò)用戶向4G網(wǎng)絡(luò)遷移，運(yùn)營(yíng)商可以制定相關(guān)的轉(zhuǎn)網(wǎng)促進(jìn)政策，比如，對(duì)新入網(wǎng)的4G用戶贈(zèng)送免費(fèi)流量，促進(jìn)潛在用戶積極入網(wǎng)；組織4G網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)活動(dòng)，使用戶真切感受4G所帶來(lái)的高速流暢等。
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一、配電網(wǎng)概述
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，觀念的變化，電力公司正經(jīng)歷著一場(chǎng)深刻的變革。配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)是利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將配電網(wǎng)實(shí)時(shí)信息、離線信息、用戶信息、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)、地理信息進(jìn)行集成，構(gòu)成完整的自動(dòng)化管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)正常運(yùn)行及事故情況下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制和配電管理。它是實(shí)時(shí)的配電自動(dòng)化與配電管理系統(tǒng)集成為一體的系統(tǒng)。饋線自動(dòng)化完成饋電線路的監(jiān)測(cè)、控制、故障診斷、故障隔離和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。變電站自動(dòng)化指應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)和信息處理與傳輸技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)硬軟件系統(tǒng)或自動(dòng)裝置代替人工對(duì)變電站進(jìn)行監(jiān)控、測(cè)量和運(yùn)行操作的一種自動(dòng)化系統(tǒng)。變電站自動(dòng)化的基本功能有：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)計(jì)算和處理、越限和狀態(tài)監(jiān)視、開關(guān)操作控制和閉鎖、與繼電保護(hù)交換信息、自動(dòng)控制的協(xié)調(diào)和配合、與變電站其他自動(dòng)化裝置交換信息和與調(diào)度控制中心或集控中心通信等項(xiàng)功能。
二、自動(dòng)化控制技術(shù)分析
1.分層分布式自動(dòng)化系統(tǒng)從軟硬件上分層分級(jí)考慮了變電站的控制與防誤操作，提高了變電站的可控性及控制與操作的可靠性。綜合自動(dòng)化站可采用遠(yuǎn)方、當(dāng)?shù)?、就?級(jí)控制，而常規(guī)站只能通過控制屏KK把手控制；常規(guī)站電氣聯(lián)鎖設(shè)計(jì)聯(lián)系復(fù)雜，在實(shí)際使用中，設(shè)備提供的接點(diǎn)有限且各電壓等級(jí)間的聯(lián)系很不方便，使得閉鎖回路的設(shè)計(jì)出現(xiàn)多余閉鎖及閉鎖不到的情況。
2.常規(guī)站，人是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的核心，人的感官對(duì)信息的接受不可避免地存在誤差，其結(jié)果就會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的判斷和處理。人接受信息的速度有一定限制，對(duì)于變化快的信息，有時(shí)來(lái)不及反應(yīng)，可能導(dǎo)致不正確的處理。而且個(gè)人的文化水平、工作經(jīng)驗(yàn)、責(zé)任心等因素都會(huì)影響信息的處理，可以說(shuō)常規(guī)站人處理信息的準(zhǔn)確性和可靠性是不高的。運(yùn)行的實(shí)踐證明，值班人員的誤判斷、誤處理常有發(fā)生。綜合自動(dòng)化站的核心為系統(tǒng)監(jiān)控主機(jī)，用成熟可靠的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整個(gè)變電站的控制與操作、數(shù)據(jù)采集與處理、運(yùn)行監(jiān)視、事件記錄等功能，可靠性高且功能齊全。
3.變電站自動(dòng)化系統(tǒng)簡(jiǎn)化了變電站的運(yùn)行操作，可方便地實(shí)現(xiàn)各種類型步驟復(fù)雜的順控操作，且操作安全快速，對(duì)于全控的變電站，線路的倒閘操作幾分鐘便可完成；而常規(guī)站實(shí)現(xiàn)同樣的操作往往需要幾個(gè)小時(shí)，且仍存在誤操作的隱患。常規(guī)變電站控制一般采用強(qiáng)電一對(duì)一的控制方式，信息及控制命令都是通過控制電纜傳輸。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)控制命令的傳輸由模擬式變成數(shù)字指令，提高了信息傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和可靠性。特別是分層分布式自動(dòng)化系統(tǒng)，各保護(hù)小間與主控室之間采用光纜傳輸，提高了信息傳輸回路的抗電磁干擾能力。分散式布置，控制電纜長(zhǎng)度大為縮減，在相同控制電纜截面時(shí)，斷路器控制回路的電壓降減少，有利于斷路器的準(zhǔn)確動(dòng)作。
三、配電自動(dòng)化簡(jiǎn)介
配電自動(dòng)化指：利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與電力設(shè)備相結(jié)合，將配電網(wǎng)在正常及事故情況下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制、計(jì)量和供電部門的工作管理有機(jī)地融合在一起，改進(jìn)供電質(zhì)量，與用戶建立更密切更負(fù)責(zé)的關(guān)系，以合理的價(jià)格滿足用戶要求的多樣性，力求供電經(jīng)濟(jì)性最好，企業(yè)管理更為有效。配電自動(dòng)化是一個(gè)龐大復(fù)雜的、綜合性很高的系統(tǒng)性工程，包含電力企業(yè)中與配電系統(tǒng)有關(guān)的全部功能數(shù)據(jù)流和控制。從保證對(duì)用戶的供電質(zhì)量，提高服務(wù)水平，減少運(yùn)行費(fèi)用的觀點(diǎn)來(lái)看，配電自動(dòng)化是一個(gè)統(tǒng)一的整體。
四、配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)
1.配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)的等級(jí)劃分及結(jié)構(gòu)根據(jù)配電網(wǎng)規(guī)模、地理分布及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，分為特大型、大中型和中小型系統(tǒng)。主要由主站系統(tǒng)、子站系統(tǒng)、遠(yuǎn)方終端、通信系統(tǒng)組成。
2.配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)的主要功能
配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)的主站 配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)主站是整個(gè)配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)的監(jiān)控、管理中心。其主要功能有實(shí)時(shí)功能和管理功能：實(shí)時(shí)功能：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理、控制功能、事件報(bào)告、人機(jī)聯(lián)系、系統(tǒng)維護(hù)、故障處理等。
管理功能：指標(biāo)管理、地理信息系統(tǒng)、運(yùn)行管理、設(shè)備管理、輔助設(shè)計(jì)、輔助工程管理、應(yīng)用軟件等。 配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)的中心站 在特大城市的配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)中可設(shè)中心站，是下屬主站經(jīng)加工處理后的信息匯集、管理中心。
配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)子站；配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)子站是為分布主站功能、優(yōu)化信息傳輸、清晰系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次、方便通信系統(tǒng)組網(wǎng)而設(shè)置的中間層，實(shí)現(xiàn)所轄范圍內(nèi)的信息匯集、處理以及故障處理、通信監(jiān)視等功能。
五、電力自動(dòng)化管理系統(tǒng)
1.規(guī)劃和建設(shè)好配電網(wǎng)架 規(guī)劃和建設(shè)好配電網(wǎng)架，是實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)的基本條件。常用的配網(wǎng)接線有樹狀、放射狀、網(wǎng)狀、環(huán)網(wǎng)狀等形式，其中環(huán)網(wǎng)接線是配網(wǎng)最常用的一種形式。
2.加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)，統(tǒng)籌安排，分步實(shí)施 配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用，是從傳統(tǒng)的管理方式向現(xiàn)代化管理方式的飛躍，其涵蓋的內(nèi)容十分廣泛，涉及部門諸多，為此，必須加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)，統(tǒng)一規(guī)劃，因地制宜，分步實(shí)施，以實(shí)現(xiàn)最佳的投入產(chǎn)出比。
3.解決好實(shí)時(shí)系統(tǒng)與管理系統(tǒng)的一體化問題 由于配電自動(dòng)化（DA）涉及的一次設(shè)備成本較大，目前一般僅限于重要區(qū)域的配網(wǎng)使用，而AM／FM／GIS則可在全部配網(wǎng)使用。
4.配置合理的通信通道 通信系統(tǒng)信道的選用，應(yīng)根據(jù)通信規(guī)劃、現(xiàn)有通信條件和配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)的需求，按分層配置、資源共享的原則予以確定。信道種類有光纖、微波、無(wú)線、載波、有線。主干線推薦使用高中速信道，試點(diǎn)項(xiàng)目建議使用光纖。
5.選擇可靠的一次設(shè)備 對(duì)一次開關(guān)設(shè)備除滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)外，還應(yīng)滿足配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)的要求。
結(jié)束語(yǔ)
變電站的設(shè)計(jì)首要考慮的便是控制與操作的高可靠性，采用自動(dòng)化系統(tǒng)的變電站更要將計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)縝密設(shè)計(jì)。配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)的建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，所以要在按照城網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃的前提下，因地制宜，積極采用、合理選用、推廣應(yīng)用配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)。通常用于高壓電力系統(tǒng)的變電站自動(dòng)化產(chǎn)品都具有良好的功能，以保證控制操作的高可靠性。
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.09.159
0引言
伴隨著網(wǎng)絡(luò)化對(duì)于社會(huì)的影響，電力系統(tǒng)管理中自動(dòng)化技術(shù)安全管理的系統(tǒng)建設(shè)工作重要性不斷提高，同時(shí)也是優(yōu)化與改進(jìn)電力系統(tǒng)信息安全技術(shù)的多項(xiàng)措施，電力信息的安全管理標(biāo)準(zhǔn)屬于信息的安全管理基本標(biāo)準(zhǔn)、需求以及準(zhǔn)則，是提高管理效果的基本措施，其中最為重要的便是構(gòu)建一個(gè)關(guān)于電力系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)安全管理。對(duì)此，探討電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)安全管理具備顯著現(xiàn)實(shí)意義。
1電力系統(tǒng)信息安全管理目標(biāo)
強(qiáng)化與規(guī)范電力系統(tǒng)的網(wǎng)路安全行以及自動(dòng)化管理效果，并保障自動(dòng)化管理系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性、持續(xù)性、可靠性以及保障信息內(nèi)容的完整性、可用性以及機(jī)密性，預(yù)防因?yàn)樽詣?dòng)化管理系統(tǒng)本身的漏洞、故障而導(dǎo)致自動(dòng)化管理系統(tǒng)無(wú)法正常的運(yùn)行，在病毒、黑客以及多種惡意代碼的影響攻擊時(shí)及時(shí)起到行之有效的管理保護(hù)，對(duì)自動(dòng)化管理系統(tǒng)內(nèi)部的信息安全性實(shí)現(xiàn)較高的管理效果，預(yù)防信息內(nèi)容和數(shù)據(jù)的丟失，預(yù)防有害信息在網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的傳播，從而提高企業(yè)信息的整體管理效果[1]。
2自動(dòng)化技術(shù)安全管理建設(shè)內(nèi)容
2.1管理系統(tǒng)安全監(jiān)測(cè)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估管理
信息管理系統(tǒng)的建設(shè)必然需要管理部門的高度重視，要求管理部門以年度作為單位，對(duì)信息化的項(xiàng)目實(shí)行全面性、綜合性的管理，并在每一年的綜合計(jì)劃實(shí)行之后，制定這一整年在相關(guān)工作方面的創(chuàng)新計(jì)劃，保障系統(tǒng)在正式上線之前便可以有效的滿足整個(gè)系統(tǒng)在安全方面的需求[2]。采用的系統(tǒng)在建設(shè)完成之后的1個(gè)月之內(nèi)，必須根據(jù)相應(yīng)的“上下線管理辦法”實(shí)行申請(qǐng)，并通過信息管理部門專職人員進(jìn)行上線申請(qǐng)，組織應(yīng)用的系統(tǒng)專職和業(yè)務(wù)主管部門根據(jù)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)或指南對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行安全性的評(píng)估，同時(shí)需要將評(píng)估的結(jié)果博鰲高發(fā)放到業(yè)務(wù)部門中。對(duì)于系統(tǒng)中存在的不足，業(yè)務(wù)部門在接收到報(bào)告之后需要在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行改進(jìn)，并在改進(jìn)之后進(jìn)行復(fù)查，確保其可以滿足上線要求。
2.2信息安全專項(xiàng)檢查與治理
信息管理部門在管理方面的具體實(shí)施必然是借助專職人員而實(shí)現(xiàn)，在每一年的年初均需要根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況具體的檢查計(jì)劃以及年度性的檢查目標(biāo)，檢查的具體內(nèi)容必須按照企業(yè)中每一個(gè)部門的工作特性而決定，例如網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安全性、終端設(shè)備的穩(wěn)定性以及系統(tǒng)版本的及時(shí)更新等[3]。對(duì)于重大隱患而言，信息安全管理人員需要及時(shí)錄入到系統(tǒng)當(dāng)中，并組織制定重大隱患的安全防治計(jì)劃，各個(gè)部門需要在接收到反饋之后及時(shí)對(duì)問題提出整治方案，并在限期內(nèi)處理。信息管理部門的安全專職人員需要對(duì)隱患庫(kù)當(dāng)中所存在的隱患進(jìn)行跟蹤性治理，并組織相應(yīng)人員進(jìn)行復(fù)查，對(duì)于沒有及時(shí)按期整改的部門，信息安全專職人員需要在短時(shí)間內(nèi)上報(bào)給信息負(fù)責(zé)人，并由人力資源部門對(duì)其進(jìn)行績(jī)效考核。每一個(gè)部門的信息安全專職人員需要根據(jù)計(jì)劃組織該部門的人員制定相應(yīng)預(yù)案，每一份預(yù)案在制定之后需要在5天之內(nèi)交到本部門負(fù)責(zé)人審批，并在審批通過之后上報(bào)信息管理部門。
2.3安全事件統(tǒng)計(jì)、調(diào)查及組裝整改
信息管理部門的安全專職人員必須在每一個(gè)月月初時(shí)對(duì)基層部門的信息安全事件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。每一個(gè)系統(tǒng)的安全管理人員需要根據(jù)部門所發(fā)生的安全事件實(shí)行記錄記錄，并根據(jù)發(fā)生問題的原因進(jìn)行針對(duì)性的分析，每一個(gè)月以書面的形式將所記錄的內(nèi)容提供給管理部門，由管理部門實(shí)現(xiàn)工作狀況的改進(jìn)與完善。如果后續(xù)查出存在漏報(bào)現(xiàn)象，則需要由人力資源部門進(jìn)行績(jī)效考核。在發(fā)生安全事件之后，需要在5個(gè)工作日之內(nèi)對(duì)事件進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)并上報(bào)，調(diào)查過程中必須根據(jù)事故調(diào)查和統(tǒng)計(jì)的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行，及時(shí)分析問題發(fā)生的主要原因，并堅(jiān)持“四不放”的基本原則，在調(diào)查之后編制事件的調(diào)查報(bào)告，調(diào)查與分析完成之后需要組織相關(guān)人員落實(shí)具體的整改改進(jìn)措施，信息安全事件的每一項(xiàng)調(diào)查任務(wù)都必須嚴(yán)格根據(jù)電力企業(yè)的通報(bào)制度進(jìn)行，務(wù)必保障每一個(gè)行為的合理性。
3評(píng)估與改進(jìn)
借助開展提高管理與標(biāo)準(zhǔn)理念以及管理標(biāo)準(zhǔn)，明確每一項(xiàng)工作的5W1H，在目的、對(duì)象、地點(diǎn)、時(shí)間、人員、方法等方面實(shí)行管理系統(tǒng)，促使信息管理部門與各個(gè)部門之間的接口、職責(zé)劃分清晰，達(dá)到協(xié)調(diào)性的分工合作，并借助ITMIS系統(tǒng)實(shí)行流程化的固定管理，嚴(yán)格執(zhí)行企業(yè)各項(xiàng)安全管理標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建信息化的安全管理建設(shè)工作，實(shí)現(xiàn)信息化的安全管理系統(tǒng)建設(shè)，在標(biāo)準(zhǔn)的PDCA階段循環(huán)周期借助管理目標(biāo)、職責(zé)分工、管理方法、管理流程、文檔記錄、考核要求等多個(gè)方面的管理提高整體安全性，在信息安全管理的建設(shè)中確?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)的搭建效果，借助行之有效的評(píng)估方式，對(duì)自動(dòng)化管理系統(tǒng)安全檢測(cè)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估管理等多個(gè)方面進(jìn)行評(píng)估，并逐漸完善自動(dòng)化技術(shù)安全管理的建設(shè)任務(wù)，保障安全管理系統(tǒng)的持續(xù)改進(jìn)。
4結(jié)語(yǔ)
綜上所述，信息安全工作是系統(tǒng)性的工程，“防范”與“攻擊”、“脆弱”與“威脅”是相互成長(zhǎng)不斷發(fā)展的。對(duì)此，在新時(shí)代之下，電力系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)安全管理，務(wù)必從管理與技術(shù)兩個(gè)角度著手，確保網(wǎng)絡(luò)安全、系統(tǒng)安全、應(yīng)用安全、物理安全、數(shù)據(jù)安全，從而實(shí)行多種管理措施，達(dá)到多層面、多角度的安全管理保障，提高電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)安全管理系統(tǒng)的整體建設(shè)效益，從而提高電網(wǎng)安全性。
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1 配電自動(dòng)化簡(jiǎn)介
配電自動(dòng)化指：利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與電力設(shè)備相結(jié)合，將配電網(wǎng)在正常及事故情況下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制、計(jì)量和供電部門的工作管理有機(jī)地融合在一起，改進(jìn)供電質(zhì)量，與用戶建立更密切更負(fù)責(zé)的關(guān)系，以合理的價(jià)格滿足用戶要求的多樣性，力求供電經(jīng)濟(jì)性最好，企業(yè)管理更為有效。
配電自動(dòng)化是一個(gè)龐大復(fù)雜的、綜合性很高的系統(tǒng)性工程，包含電力企業(yè)中與配電系統(tǒng)有關(guān)的全部功能數(shù)據(jù)流和控制。從保證對(duì)用戶的供電質(zhì)量，提高服務(wù)水平，減少運(yùn)行費(fèi)用的觀點(diǎn)來(lái)看，配電自動(dòng)化是一個(gè)統(tǒng)一的整體。
配電自動(dòng)化包含以下幾個(gè)方面：
饋線自動(dòng)化。饋線自動(dòng)化完成饋電線路的監(jiān)測(cè)、控制、故障診斷、故障隔離和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。其主要功能有：運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)方控制和就地自主控制、故障區(qū)隔離、負(fù)荷轉(zhuǎn)移及恢復(fù)供電、無(wú)功補(bǔ)償和調(diào)壓等。
變電站自動(dòng)化。變電站自動(dòng)化指應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)和信息處理與傳輸技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)硬軟件系統(tǒng)或自動(dòng)裝置代替人工對(duì)變電站進(jìn)行監(jiān)控、測(cè)量和運(yùn)行操作的一種自動(dòng)化系統(tǒng)。變電站自動(dòng)化以信號(hào)數(shù)字化和計(jì)算機(jī)通信技術(shù)為標(biāo)志，進(jìn)入傳統(tǒng)的變電站二次設(shè)備領(lǐng)域，使變電站運(yùn)行和監(jiān)控發(fā)生了巨大的變化，取得顯著的效益。
變電站自動(dòng)化的基本功能有：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)計(jì)算和處理、越限和狀態(tài)監(jiān)視、開關(guān)操作控制和閉鎖、與繼電保護(hù)交換信息、自動(dòng)控制的協(xié)調(diào)和配合、與變電站其他自動(dòng)化裝置交換信息和與調(diào)度控制中心或集控中心通信等項(xiàng)功能。
配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)是利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將配電網(wǎng)實(shí)時(shí)信息、離線信息、用戶信息、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)、地理信息進(jìn)行集成，構(gòu)成完整的自動(dòng)化管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)正常運(yùn)行及事故情況下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制和配電管理。它是實(shí)時(shí)的配電自動(dòng)化與配電管理系統(tǒng)集成為一體的系統(tǒng)。
2 配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)
2.1 配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)的等級(jí)劃分及結(jié)構(gòu) 根據(jù)配電網(wǎng)規(guī)模、地理分布及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，分為特大型、大中型和中小型系統(tǒng)。主要由主站系統(tǒng)、子站系統(tǒng)、遠(yuǎn)方終端、通信系統(tǒng)組成。
2.2 配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)的主要功能
2.2.1 配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)的主站 配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)主站是整個(gè)配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)的監(jiān)控、管理中心。其主要功能有實(shí)時(shí)功能和管理功能：實(shí)時(shí)功能：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理、控制功能、事件報(bào)告、人機(jī)聯(lián)系、系統(tǒng)維護(hù)、故障處理等。
管理功能：指標(biāo)管理、地理信息系統(tǒng)（GIS）、運(yùn)行管理、設(shè)備管理（FM）、輔助設(shè)計(jì)（AM）、輔助工程管理、應(yīng)用軟件等。
2.2.2 配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)的中心站 在特大城市的配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)中可設(shè)中心站，是下屬主站經(jīng)加工處理后的信息匯集、管理中心。主要負(fù)責(zé)全局重要信息的監(jiān)視與管理，特大城市電力部門可根據(jù)各自實(shí)際情況，確定本局配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)中是否設(shè)置中心站。
2.2.3 配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)子站（或稱配電自動(dòng)化系統(tǒng)中壓監(jiān)控單元）
配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)子站是為分布主站功能、優(yōu)化信息傳輸、清晰系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次、方便通信系統(tǒng)組網(wǎng)而設(shè)置的中間層，實(shí)現(xiàn)所轄范圍內(nèi)的信息匯集、處理以及故障處理、通信監(jiān)視等功能。具體功能有：數(shù)據(jù)采集、控制功能、數(shù)據(jù)傳輸、維護(hù)功能、故障處理、通信監(jiān)視等。
2.2.4 配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)遠(yuǎn)方終端 配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)遠(yuǎn)方終端是用于中低壓電網(wǎng)的各種遠(yuǎn)方監(jiān)測(cè)、控制單元的總稱，它包括配電柱上開關(guān)監(jiān)控終端FTU（Feeder Terminal Unit）、配電變壓器監(jiān)測(cè)終端TTU（Transformer Terminal Unit）、開閉所、公用及用戶配電所的監(jiān)控終端DTU（Distribu－tion Terminal Unit）等。具體功能有：數(shù)據(jù)采集、控制功能、數(shù)據(jù)傳輸、維護(hù)功能、當(dāng)?shù)毓δ艿取?/p>
3 電力自動(dòng)化管理系統(tǒng)
3.1 規(guī)劃和建設(shè)好配電網(wǎng)架 規(guī)劃和建設(shè)好配電網(wǎng)架，是實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)的基本條件。常用的配網(wǎng)接線有樹狀、放射狀、網(wǎng)狀、環(huán)網(wǎng)狀等形式，其中環(huán)網(wǎng)接線是配網(wǎng)最常用的一種形式。將配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)化，并將10kV饋線進(jìn)行適當(dāng)合理的分段；保證在事故情況下，110kV變電容量、10kV主干線和10kV饋線有足夠的轉(zhuǎn)移負(fù)荷的能力。
3.2 加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)，統(tǒng)籌安排，分步實(shí)施 配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用，是從傳統(tǒng)的管理方式向現(xiàn)代化管理方式的飛躍，其涵蓋的內(nèi)容十分廣泛，涉及部門諸多，為此，必須加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)，統(tǒng)一規(guī)劃，因地制宜，分步實(shí)施，以實(shí)現(xiàn)最佳的投入產(chǎn)出比。
3.3 解決好實(shí)時(shí)系統(tǒng)與管理系統(tǒng)的一體化問題 由于配電自動(dòng)化（DA）涉及的一次設(shè)備成本較大，目前一般僅限于重要區(qū)域的配網(wǎng)使用，而AM／FM／GIS則可在全部配網(wǎng)使用。若使用一體化可通過AM／FM／GIS系統(tǒng)在一定程度上彌補(bǔ)DA在這方面的不足，故配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)的實(shí)時(shí)SCADA和AM／FM／GIS的一體化頗為重要。所謂一體化，就是指GIS作為計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)平臺(tái)的一個(gè)組成部分，整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和數(shù)據(jù)（包括圖形數(shù)據(jù)）的一致性得以保證，使得SCADA和AM／FM／GIS通過一個(gè)圖形用戶界面（GUI）集成在一起，從而提高系統(tǒng)的效率和效益。
3.4 配置合理的通信通道 通信系統(tǒng)信道的選用，應(yīng)根據(jù)通信規(guī)劃、現(xiàn)有通信條件和配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)的需求，按分層配置、資源共享的原則予以確定。信道種類有光纖、微波、無(wú)線、載波、有線。主干線推薦使用高中速信道，試點(diǎn)項(xiàng)目建議使用光纖。
3.5 選擇可靠的一次設(shè)備 對(duì)一次開關(guān)設(shè)備除滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)外，還應(yīng)滿足配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)的要求。
4 小結(jié)
配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性好、自動(dòng)化水平高、管理功能強(qiáng)之特點(diǎn)，能提高供電可靠性和電能質(zhì)量、改善對(duì)用戶的服務(wù)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性和良好的社會(huì)綜合效益。配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)的建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，所以要在按照城網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃的前提下，因地制宜，積極采用、合理選用、推廣應(yīng)用配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)。
Abstract: this paper discusses the data processing power automation, first analysis in electric power automation system of data, according to the classification and characteristics are discussed in this paper. Second spoke about the data security, from system construction to technical requirements and several other Angle to talk about how to realize the security of data processing.
Key words: electric power automation; Data processing; Power grid construction
中圖分類號(hào)：F407.61文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
對(duì)于我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展來(lái)說(shuō)電力系統(tǒng)就是最重要的大動(dòng)脈之一，目前隨著經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展以及社會(huì)建設(shè)的不斷完善，我國(guó)不同行業(yè)以及各地居民對(duì)于電力系統(tǒng) 發(fā)展提出了更高的要求。電力系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)，其作用就是可以更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)于運(yùn)行狀態(tài)的集中展示以及及時(shí)的監(jiān)控，并且可以對(duì)之進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)提高安全運(yùn)行的性能。在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理部分是其核心，也是信息流的主要表現(xiàn)形式。一些高新技術(shù)，比如計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)等在電力自動(dòng)化技術(shù)中的應(yīng)用，讓其數(shù)據(jù)處理工作也日趨復(fù)雜，可以快速以及準(zhǔn)確的獲取和處理數(shù)據(jù)是保證電力自動(dòng)化系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的保證。本文對(duì)此作出簡(jiǎn)要的分析和探討。
一、電力自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析
（一）數(shù)據(jù)分類
一般在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中，可以根據(jù)數(shù)據(jù)來(lái)源的不同將其分為原始數(shù)據(jù)以及再生數(shù)據(jù)。原始數(shù)據(jù)指的就是在現(xiàn)場(chǎng)直接采集的數(shù)據(jù)，再生數(shù)據(jù)具體是指在原始數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上進(jìn)行二次加工得到的數(shù)據(jù)。根據(jù)電力自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)可以將數(shù)據(jù)進(jìn)行更為細(xì)致的分類：
首先就是現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，指的就是在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)采集到的數(shù)據(jù)，其特點(diǎn)就是數(shù)據(jù)量特別大，因此對(duì)于此類數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)提出了更高的要求。第二就是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，指的是電力設(shè)備數(shù)學(xué)的一些數(shù)據(jù)，其屬于設(shè)備管理的基本范疇之內(nèi)，例如線路或者發(fā)電機(jī)等。第三就是日常的運(yùn)行數(shù)據(jù)，主要有電力自動(dòng)化系統(tǒng)中記錄的數(shù)據(jù)以及各種職能部門在工作中處理的數(shù)據(jù)。最后就是市場(chǎng)數(shù)據(jù)，因?yàn)殡娏π袠I(yè)的市場(chǎng)化改革正在逐步進(jìn)行，所以將市場(chǎng)數(shù)據(jù)納入數(shù)據(jù)分類中也是適應(yīng)發(fā)展趨勢(shì)的必然要求。
（二）數(shù)據(jù)獲取
獲取數(shù)據(jù)也可以被稱為采集數(shù)據(jù)，指的是電力自動(dòng)化的輸入，分為數(shù)據(jù)的采集以及處理和轉(zhuǎn)發(fā)等三個(gè)環(huán)節(jié)。與電力自動(dòng)化系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)的就是數(shù)據(jù)的傳輸是采集的關(guān)鍵。目前來(lái)看針對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸，主要有有線以及無(wú)線兩種主要方式，有線傳輸?shù)姆绞桨斯饫w和電纜等，無(wú)線傳輸?shù)姆绞接形⒉ㄒ约盁o(wú)線擴(kuò)頻等。目前我國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)展中主要采用的傳輸方式是有線傳輸，但是無(wú)線傳輸在一些特殊區(qū)域發(fā)揮出重要作用，因?yàn)闊o(wú)線傳輸具有減少鋪設(shè)線路的優(yōu)點(diǎn)所以在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)的電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集來(lái)說(shuō)就具有較大優(yōu)勢(shì)。但是無(wú)線傳輸中的一些技術(shù)問題還是有待解決的，比如數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性以及可靠性等。如果解決了這些問題，無(wú)線傳輸可能成為電力自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的新重點(diǎn)。
二、電力自動(dòng)化系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的特點(diǎn)分析
（一）唯一性的特點(diǎn)
在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中存在著大量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)的特點(diǎn)就是具備一定的獨(dú)立性，但是在子系統(tǒng)進(jìn)行交流的過程中這些數(shù)據(jù)也會(huì)包含其他子系統(tǒng)中的大量數(shù)據(jù)，所以子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)會(huì)存在交叉現(xiàn)象，如果不能對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行妥善處理的話就會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)冗余的問題。一旦出現(xiàn)了數(shù)據(jù)的冗余很可能導(dǎo)致系統(tǒng)在處理數(shù)據(jù)時(shí)能力降低湖或者更新速度較慢，嚴(yán)重的話還可能導(dǎo)致系統(tǒng)數(shù)據(jù)的可信度降低。所以說(shuō)為了能有效的保證數(shù)據(jù)的唯一性，就需要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行統(tǒng)一的管理以及日常維護(hù)工作。通常來(lái)說(shuō)對(duì)于離線數(shù)據(jù)庫(kù)可以比較容易進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)其唯一性難度不高，但是針對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)就需要將數(shù)據(jù)庫(kù)的信息映射到不同工作站的內(nèi)存中，就需要在線進(jìn)行統(tǒng)一管理來(lái)確保不同子工作站的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行更新來(lái)避免重復(fù)性。
（二）數(shù)據(jù)共享性
目前在數(shù)據(jù)的共享方面主要的方式有文件的共享、基于web的數(shù)據(jù)共享以及直接方位內(nèi)存和網(wǎng)絡(luò)通訊、內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)等?；趙eb的數(shù)據(jù)共享，是通過互聯(lián)網(wǎng)的共享數(shù)據(jù)。目前隨著我國(guó)信息化的進(jìn)行以及網(wǎng)絡(luò)的普及，互聯(lián)網(wǎng)的影響已經(jīng)深入到了社會(huì)的不同層面以及角落，網(wǎng)絡(luò)帶寬也越來(lái)越大，網(wǎng)速也逐步提高，這就使得web數(shù)據(jù)共享方式變得更為可行。跟其他的數(shù)據(jù)共享方式比起來(lái)，基于web的數(shù)據(jù)共享技術(shù)充分利用了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，具有高效率低成本的優(yōu)勢(shì)，但是其缺點(diǎn)也較為明顯，實(shí)時(shí)性較差。近年來(lái)，因?yàn)榛趦?nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)共享方式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單同時(shí)靈活性和實(shí)時(shí)性較好、訪問速度較快等優(yōu)點(diǎn)所以得到了快速發(fā)展，這也是之后電力自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的主要方向?；趦?nèi)存的數(shù)據(jù)共享指的就是把數(shù)據(jù)放在內(nèi)存中，其缺點(diǎn)就是開放性不夠好。為了實(shí)現(xiàn)其開放性可以利用dcom技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)其訪問接口。
三、數(shù)據(jù)流的安全性
目前伴隨著計(jì)算機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，把數(shù)據(jù)流作為信息載體的系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)管理方式開始成為主流，通常來(lái)說(shuō)數(shù)據(jù)流的特點(diǎn)就是實(shí)時(shí)性以及連續(xù)性、順序性，其過程中就是從數(shù)據(jù)進(jìn)入系統(tǒng)開始，數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行流動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)的基本策略跟系統(tǒng)的功能有關(guān)。隨著我國(guó)電力系統(tǒng)自動(dòng)化水平的不斷提升出現(xiàn)了越來(lái)越多的需要處理的數(shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)也更加復(fù)雜。所以只有進(jìn)行合理的部署，數(shù)據(jù)流才可以逐步的提高其傳輸?shù)男蕘?lái)保證電力自動(dòng)化系統(tǒng)的安全性以及可靠性。數(shù)據(jù)流在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中的關(guān)鍵，就是要解決系統(tǒng)的統(tǒng)一接口的問題以及實(shí)現(xiàn)子系統(tǒng)之間的互聯(lián)。其未來(lái)發(fā)展的基本方向就是實(shí)現(xiàn)電力自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流優(yōu)化策略。
隨著電力系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)了急劇增加，互聯(lián)網(wǎng)中的病毒等也開始泛濫，但是礙于一些硬件設(shè)備的限制導(dǎo)致了電力系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)備份等還是不夠完善，這就大大的增加了數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)。數(shù)據(jù)丟失很可能會(huì)導(dǎo)致電位運(yùn)行的不穩(wěn)定甚至是癱瘓。所以說(shuō)數(shù)據(jù)的安全問題成為了現(xiàn)在電力自動(dòng)化發(fā)展中十分重要的問題?？梢詮囊韵聨讉€(gè)角度入手談及提高數(shù)據(jù)安全性。
第一就是制度完善來(lái)確保數(shù)據(jù)安全。要在企業(yè)內(nèi)逐步制定以及完善有關(guān)計(jì)算機(jī)使用和數(shù)據(jù)安全維護(hù)的規(guī)章制度，通過加強(qiáng)對(duì)工作人員的思想教育來(lái)提高員工對(duì)于數(shù)據(jù)安全的重視晨讀，并且在之后的日常工作中要按照操作規(guī)范等來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸以及保存，形成良好的數(shù)據(jù)安全意識(shí)。
第二就是硬件設(shè)施的安全性，針對(duì)控制室的設(shè)計(jì)等要符合建筑規(guī)范，水電的安裝要符合技術(shù)要求，同時(shí)還需要安裝防火以及防盜、防雷等措施?？刂剖乙斜匾陌踩Ｐl(wèi)措施。
最后就是技術(shù)性的安全，系統(tǒng)要有完整性，要安裝必備的防病毒軟件，并且及時(shí)的對(duì)操作系統(tǒng)等進(jìn)行升級(jí)，同時(shí)定式更新病毒庫(kù)。有關(guān)數(shù)據(jù)要進(jìn)行及時(shí)的備份。計(jì)算機(jī)來(lái)設(shè)置密碼，重要的文件要加密。數(shù)據(jù)的刪除要進(jìn)行記錄以便可以恢復(fù)誤操作的數(shù)據(jù)。要堅(jiān)持網(wǎng)絡(luò)專用制度，把電力自動(dòng)化的網(wǎng)絡(luò)跟商業(yè)網(wǎng)絡(luò)隔離開來(lái)。同級(jí)別部門之間進(jìn)行互相訪問是需要設(shè)置密碼，下級(jí)對(duì)于上級(jí)網(wǎng)絡(luò)的訪問需要進(jìn)認(rèn)證，通過技術(shù)上的進(jìn)步來(lái)確保數(shù)據(jù)的安全才是核心所在。
結(jié)語(yǔ)：電力自動(dòng)化系統(tǒng)是一個(gè)會(huì)涉及到多方面內(nèi)容的系統(tǒng)，其核心就是數(shù)據(jù)的處理。正確有效的數(shù)據(jù)處理是保證電力自動(dòng)化系統(tǒng)安全有效運(yùn)轉(zhuǎn)的必要手段。目前隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用讓數(shù)據(jù)的處理凸顯出更高的價(jià)值。尤其是我國(guó)目前無(wú)線網(wǎng)絡(luò)逐步興起，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃砸约皩?shí)時(shí)性等問題解決之后，必將成為數(shù)據(jù)處理的重要增長(zhǎng)點(diǎn)，所以基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)處理等將是一個(gè)新的課題。
參考文獻(xiàn)：
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一、電力自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析
(一)數(shù)據(jù)分類
一般在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中,可以根據(jù)數(shù)據(jù)來(lái)源的不同將其分為原始數(shù)據(jù)以及再生數(shù)據(jù)。原始數(shù)據(jù)指的就是在現(xiàn)場(chǎng)直接采集的數(shù)據(jù),再生數(shù)據(jù)具體是指在原始數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上進(jìn)行二次加工得到的數(shù)據(jù)。根據(jù)電力自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)可以將數(shù)據(jù)進(jìn)行更為細(xì)致的分類:
首先就是現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),指的就是在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)采集到的數(shù)據(jù),其特點(diǎn)就是數(shù)據(jù)量特別大,因此對(duì)于此類數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)提出了更高的要求。第二就是基礎(chǔ)數(shù)據(jù),指的是電力設(shè)備數(shù)學(xué)的一些數(shù)據(jù),其屬于設(shè)備管理的基本范疇之內(nèi),例如線路或者發(fā)電機(jī)等。第三就是日常的運(yùn)行數(shù)據(jù),主要有電力自動(dòng)化系統(tǒng)中記錄的數(shù)據(jù)以及各種職能部門在工作中處理的數(shù)據(jù)。最后就是市場(chǎng)數(shù)據(jù),因?yàn)殡娏π袠I(yè)的市場(chǎng)化改革正在逐步進(jìn)行,所以將市場(chǎng)數(shù)據(jù)納入數(shù)據(jù)分類中也是適應(yīng)發(fā)展趨勢(shì)的必然要求。
(二)數(shù)據(jù)獲取
獲取數(shù)據(jù)也可以被稱為采集數(shù)據(jù),指的是電力自動(dòng)化的輸入,分為數(shù)據(jù)的采集以及處理和轉(zhuǎn)發(fā)等三個(gè)環(huán)節(jié)。與電力自動(dòng)化系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)的就是數(shù)據(jù)的傳輸是采集的關(guān)鍵。目前來(lái)看針對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸,主要有有線以及無(wú)線兩種主要方式,有線傳輸?shù)姆绞桨斯饫w和電纜等,無(wú)線傳輸?shù)姆绞接形⒉ㄒ约盁o(wú)線擴(kuò)頻等。目前我國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)展中主要采用的傳輸方式是有線傳輸,但是無(wú)線傳輸在一些特殊區(qū)域發(fā)揮出重要作用,因?yàn)闊o(wú)線傳輸具有減少鋪設(shè)線路的優(yōu)點(diǎn)所以在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)的電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集來(lái)說(shuō)就具有較大優(yōu)勢(shì)。但是無(wú)線傳輸中的一些技術(shù)問題還是有待解決的,比如數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性以及可靠性等。如果解決了這些問題,無(wú)線傳輸可能成為電力自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的新重點(diǎn)。
二、電力自動(dòng)化系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的特點(diǎn)分析
(一)唯一性的特點(diǎn)
在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中存在著大量的數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)的特點(diǎn)就是具備一定的獨(dú)立性,但是在子系統(tǒng)進(jìn)行交流的過程中這些數(shù)據(jù)也會(huì)包含其他子系統(tǒng)中的大量數(shù)據(jù),所以子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)會(huì)存在交叉現(xiàn)象,如果不能對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行妥善處理的話就會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)冗余的問題。一旦出現(xiàn)了數(shù)據(jù)的冗余很可能導(dǎo)致系統(tǒng)在處理數(shù)據(jù)時(shí)能力降低湖或者更新速度較慢,嚴(yán)重的話還可能導(dǎo)致系統(tǒng)數(shù)據(jù)的可信度降低。所以說(shuō)為了能有效的保證數(shù)據(jù)的唯一性,就需要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行統(tǒng)一的管理以及日常維護(hù)工作。通常來(lái)說(shuō)對(duì)于離線數(shù)據(jù)庫(kù)可以比較容易進(jìn)行管理,實(shí)現(xiàn)其唯一性難度不高,但是針對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)就需要將數(shù)據(jù)庫(kù)的信息映射到不同工作站的內(nèi)存中,就需要在線進(jìn)行統(tǒng)一管理來(lái)確保不同子工作站的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行更新來(lái)避免重復(fù)性。
(二)數(shù)據(jù)共享性
目前在數(shù)據(jù)的共享方面主要的方式有文件的共享、基于web的數(shù)據(jù)共享以及直接方位內(nèi)存和網(wǎng)絡(luò)通訊、內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)等。基于web的數(shù)據(jù)共享,是通過互聯(lián)網(wǎng)的共享數(shù)據(jù)。目前隨著我國(guó)信息化的進(jìn)行以及網(wǎng)絡(luò)的普及,互聯(lián)網(wǎng)的影響已經(jīng)深入到了社會(huì)的不同層面以及角落,網(wǎng)絡(luò)帶寬也越來(lái)越大,網(wǎng)速也逐步提高,這就使得web數(shù)據(jù)共享方式變得更為可行。跟其他的數(shù)據(jù)共享方式比起來(lái),基于web的數(shù)據(jù)共享技術(shù)充分利用了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),具有高效率低成本的優(yōu)勢(shì),但是其缺點(diǎn)也較為明顯,實(shí)時(shí)性較差。近年來(lái),因?yàn)榛趦?nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)共享方式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單同時(shí)靈活性和實(shí)時(shí)性較好、訪問速度較快等優(yōu)點(diǎn)所以得到了快速發(fā)展,這也是之后電力自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的主要方向?；趦?nèi)存的數(shù)據(jù)共享指的就是把數(shù)據(jù)放在內(nèi)存中,其缺點(diǎn)就是開放性不夠好。為了實(shí)現(xiàn)其開放性可以利用dcom技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)其訪問接口。
三、數(shù)據(jù)流的安全性
目前伴隨著計(jì)算機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展,把數(shù)據(jù)流作為信息載體的系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)管理方式開始成為主流,通常來(lái)說(shuō)數(shù)據(jù)流的特點(diǎn)就是實(shí)時(shí)性以及連續(xù)性、順序性,其過程中就是從數(shù)據(jù)進(jìn)入系統(tǒng)開始,數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行流動(dòng),其運(yùn)動(dòng)的基本策略跟系統(tǒng)的功能有關(guān)。隨著我國(guó)電力系統(tǒng)自動(dòng)化水平的不斷提升出現(xiàn)了越來(lái)越多的需要處理的數(shù)據(jù)流,數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)也更加復(fù)雜。所以只有進(jìn)行合理的部署,數(shù)據(jù)流才可以逐步的提高其傳輸?shù)男蕘?lái)保證電力自動(dòng)化系統(tǒng)的安全性以及可靠性。數(shù)據(jù)流在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中的關(guān)鍵,就是要解決系統(tǒng)的統(tǒng)一接口的問題以及實(shí)現(xiàn)子系統(tǒng)之間的互聯(lián)。其未來(lái)發(fā)展的基本方向就是實(shí)現(xiàn)電力自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流優(yōu)化策略。 隨著電力系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的存
儲(chǔ)了急劇增加,互聯(lián)網(wǎng)中的病毒等也開始泛濫,但是礙于一些硬件設(shè)備的限制導(dǎo)致了電力系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)備份等還是不夠完善,這就大大的增加了數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)。數(shù)據(jù)丟失很可能會(huì)導(dǎo)致電位運(yùn)行的不穩(wěn)定甚至是癱瘓。所以說(shuō)數(shù)據(jù)的安全問題成為了現(xiàn)在電力自動(dòng)化發(fā)展中十分重要的問題?？梢詮囊韵聨讉€(gè)角度入手談及提高數(shù)據(jù)安全性。
第一就是制度完善來(lái)確保數(shù)據(jù)安全。要在企業(yè)內(nèi)逐步制定以及完善有關(guān)計(jì)算機(jī)使用和數(shù)據(jù)安全維護(hù)的規(guī)章制度,通過加強(qiáng)對(duì)工作人員的思想教育來(lái)提高員工對(duì)于數(shù)據(jù)安全的重視晨讀,并且在之后的日常工作中要按照操作規(guī)范等來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸以及保存,形成良好的數(shù)據(jù)安全意識(shí)。
第二就是硬件設(shè)施的安全性,針對(duì)控制室的設(shè)計(jì)等要符合建筑規(guī)范,水電的安裝要符合技術(shù)要求,同時(shí)還需要安裝防火以及防盜、防雷等措施。控制室要有必要的安全保衛(wèi)措施。
最后就是技術(shù)性的安全,系統(tǒng)要有完整性,要安裝必備的防病毒軟件,并且及時(shí)的對(duì)操作系統(tǒng)等進(jìn)行升級(jí),同時(shí)定式更新病毒庫(kù)。有關(guān)數(shù)據(jù)要進(jìn)行及時(shí)的備份。計(jì)算機(jī)來(lái)設(shè)置密碼,重要的文件要加密。數(shù)據(jù)的刪除要進(jìn)行記錄以便可以恢復(fù)誤操作的數(shù)據(jù)。要堅(jiān)持網(wǎng)絡(luò)專用制度,把電力自動(dòng)化的網(wǎng)絡(luò)跟商業(yè)網(wǎng)絡(luò)隔離開來(lái)。同級(jí)別部門之間進(jìn)行互相訪問是需要設(shè)置密碼,下級(jí)對(duì)于上級(jí)網(wǎng)絡(luò)的訪問需要進(jìn)認(rèn)證,通過技術(shù)上的進(jìn)步來(lái)確保數(shù)據(jù)的安全才是核心所在。
結(jié)語(yǔ):
電力自動(dòng)化系統(tǒng)是一個(gè)會(huì)涉及到多方面內(nèi)容的系統(tǒng),其核心就是數(shù)據(jù)的處理。正確有效的數(shù)據(jù)處理是保證電力自動(dòng)化系統(tǒng)安全有效運(yùn)轉(zhuǎn)的必要手段。目前隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用讓數(shù)據(jù)的處理凸顯出更高的價(jià)值。尤其是我國(guó)目前無(wú)線網(wǎng)絡(luò)逐步興起,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃砸约皩?shí)時(shí)性等問題解決之后,必將成為數(shù)據(jù)處理的重要增長(zhǎng)點(diǎn),所以基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)處理等將是一個(gè)新的課題。
參考文獻(xiàn):
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