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[作者简介]房三虎（1977- ），男，华南农业大学教务处，讲师，研究方向为高等教育管理。（广东 广州 510642）
[课题项目]本文系2013年度广东省高等教育教学改革项目“基于协同创新理念下的地方农业院校卓越农林人才培养模式探索与实践”（项目批准号：粤教高函[2013]113号）和2013年度华南农业大学教育教学改革项目“高等教育大众化视域下大学生学习动力系统分析与构建研究”（项目编号：JG13091）的阶段性研究成果。
[中图分类号]G647 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985（2014）33-0177-03
学习动力系统的提出源于“动力”内涵。动力，据汉语词典解释为“使机械作功的各种作业”。引入学习中，学习动力是指推动大学生（学习主体）学习活动不断强化与发展，激励学习行为持久并达到预定目标的学习作用力。学习动力系统是各种学习力量按照一定关系组成的一个系统，它不直接介入学习，而是转化为相应的动力，激发学习的积极性，挖掘学习潜能，调节学习活动的进行。大学生学习动力是一个包括外部因素和内部因素、客观因素和主观因素、需要和利益、目的和手段等各种要素在内的、动态的动力系统。
一、研究对象与方法
为深入了解影响大学生学习动力的因素，探讨提高大学生学习动力的途径与方法，笔者调查了华南地区某综合性高校大学生的学习动力状况。本次调查采用随机抽样调查的方法，共计发放问卷500份，回收有效问卷481份，有效率96.2%；调查对象中农村学生占58.8%，城镇学生占41.2%；男生占58.2%，女生占41.8%；大四学生占23.1%，大三学生占20.4%，大二级学生占25.6%，大一学生占31.0%；学科涵盖工科、理科、文科、农科。
二、结果与分析
1.学习目标。学习目标决定着学习的方向，学习目标的大小影响学习动力的强弱。学习目标明确则注意力和能量集中于同一个方向，个人的满足感和成就感明显，学习动力足；学习目标不明确则会分散注意力和精力，容易造成学习的迷茫和困惑，自我满足感和成就感低，削弱学习动力。学习目标远大能提供持久而强烈的学习动力源；若学习目标短浅，则一旦实现了自己的学习目标，其学习的动力强度便会降低。对于学习目标的调查显示，17.7%的学生“非常明确”、59.5%的学生“比较明确”、17.3%的学生“不太明确”、5.6%的学生“没有目标”。
可见，大部分学生的学习目标比较明确，极少一部分学生没有目标。然而，超过六成的学生缺乏“为中华崛起而读书”的宏大情怀，一半以上的学生缺乏“在大学里努力学习报效祖国”的远大理想。
2.学习态度。积极的学习态度能够为学习带来正向效应，消极的学习态度则产生负向效应。对于“大学学习60分万岁”，26.2%的学生选择“有点不符合”，38.9%的学生选择“完全不符合”。对于“大学生就应该勤奋学习”，39.5%的学生选择“完全符合”，34.1%的学生选择“比较符合”。对于“大学生应具备丰富的知识”，41.0%的学生选择“完全符合”，49.3%的学生选择“比较符合”。对于“我坚信学习可以改变命运”，26.0%的学生选择“完全符合”，34.1%的学生选择“比较符合”。
由此表明：对于大学学习，大部分学生持有正确的认识，不再只注重分数，而更注重自身能力与综合素质的提升。
3.专业满意度。社会上一度流行所谓“热门专业”和“冷门专业”的观念，并深受学生、家长和高校的广泛关注。在现行的高考志愿填报制度中，专业的选择在一定程度上决定考生能否被大学录取，影响着考生的未来职业路径和人生发展方向。由于高考录取分数线和专业录取分数线的双重因素，部分考生难以被录取到自己满意的专业，学习兴趣与所学专业不匹配，使得一部分学生进入大学后失去了学习动力。对于“满意的专业会激励我一直努力学习”这一问题，27.0%的学生选择“完全符合”，48.0%的学生选择“比较符合”，没有学生选择“完全不符合”。对于“如果能转到更满意的专业，我的学习动力比现在会更足”这一问题，24.7%的学生选择“完全符合”，38.5%的学生选择“比较符合”。由此可见，专业的满意度左右着大部分学生的学习动力。专业满意度高则学习动力强，反之则学习动力弱。
4.就业压力。在高等教育大众化的背景下，高校毕业生人数逐年扩大，大学生就业压力加大，谋求一份好工作已经成为毕业生们的共同心声。对于“想到面临的就业压力，我不得不努力学习”，29.5%的学生选择“完全符合”，49.3%的学生选择“比较符合”。对于“看到周边的师兄师姐找工作难，我暗自下决心多学些知识”，28.5%的学生选择“完全符合”，48.2%的学生选择“比较符合”。可见，外部的就业压力促使大部分学生刻苦学习、不断进取。
5.家庭教育。家庭教育是人生的第一课堂，父母是子女的第一人生导师，对子女的成长成才影响深远。国内的学生较多是在父母和老师的“管教”中成长，学习和生活的依赖度高，独立能力较低，读大学的初衷和动机往往是为了回报父母。对于“父母的期盼让我不得不努力学习”，18.1%的学生选择“完全符合”，62.4%的学生选择“比较符合”。对于“想到家人含辛茹苦把自己抚养大，我不忍心不好好学习”，24.3%的学生选择“完全符合”，53.2%的学生选择“比较符合”。对于“父母积极的表现为我学习树立了好的榜样”，18.3%的学生选择“完全符合”，50.3%的学生选择“比较符合”。可见，家庭责任、父母期盼以及父母的积极表现等，能为大学生的学习提供动力源泉。
6.教师教学行为。“师者，所以传道授业解惑也。”教师是学生的直接教育者，教师的一言一行对学生学习会产生潜移默化的影响。对于“老师的敬业精神对我的学习具有积极的感染力”调查显示，20.8%的学生选择“完全符合”，52.2%的学生选择“比较符合”。对于“老师课上得好会激发我对该课程的兴趣”调查显示，28.1%的学生选择“完全符合”，45.3%的学生选择“比较符合”。对于“老师的严格要求会激发我的学习动力”调查显示，18.3%的学生选择“完全符合”，48.2%的学生选择“比较符合”。
可见，教师的教学投入、敬业精神、教学水平以及对学生严格要求，能够激发学生的学习兴趣，增强学习动力。
三、结论与讨论
1.内在因素对大学生学习动力的影响：学习目标与学习态度。从大学生自身内在因素分析，学习目标和学习态度决定着学习的方向及学习的内在驱动力。学习态度端正、学习目标明确、学习目标远大能给大学生学习提供稳定而持久的动力源。此外，学习态度端正能抑制和排除不正确的学习价值观。不容忽视的现状是，由于专业不满意、就业压力大等外部因素影响，部分大学生将学习的动机过多关注自身发展，而忽略了对社会的责任感和使命感，学习的功利性强了，学习的社会责任感弱了，长远的学习理想与抱负少了。为此，在大学生日常教育中，要将学业教育与理想教育有机结合，短期学习与长远发展密切联系。
2.外在因素对大学生学习动力的影响：专业满意度与就业压力。专业满意度与大学生的学习动力密不可分。能够读自己理想专业的学生，他们对专业有着较强的认同感，专业满意度高，并且能激励他们自动自发地强化专业知识的学习与探索。专业满意度低的学生，对所学的专业排斥性强，难以建立稳定的学习目标，学习缺乏热情，学习动力不足。
随着高校毕业生人数的不断增加，外部就业压力像一张无形的手推动着大学生必须努力学习。然而，就业压力作为学习的外部驱动力，对提高大学生的学习动力也有一定的限度。一是同等的就业压力对不同心理特质学生的作用力具有一定的差异性。心理素质较好的学生，能将外部的就业压力化作学习的动力；心理承受能力弱的学生则会因就业压力大而失去了学习的信心与动力。二是当外部就业压力降低或消除时，就业压力对大学生学习动力的推动作用也将减弱。外部就业压力对大学生学习动力的影响具有不稳定性、短期性和局部性。
3.学习环境因素对大学生学习动力的影响：集体生活环境与教师教学行为。寝室是大学生学习生活的重要场所，是大学生活中重要的“微观环境”之一。寝室里良好的学习氛围与寝室成员的专业学习、技能训练、学习纪律和成才等有着密切关系。据研究，寝室学风与总体学业满意度、专业学习满意度、职业技能（指外语和计算机等通用技能）发展满意度存在极显著正相关，与兴趣特长发展满意度存在正相关。此外，比寝室稍大的班级集体与大学生的学习也密切相关。学风优秀的班集体具有较强的集体凝聚力和集体荣誉感，能够无形地激励着学生勤奋学习，形成你追我赶积极向上的学习氛围，为学生提供源源不断的学习动力源。而学风较差的班集体，学生的集体主义观念比较淡薄，班级凝聚力弱，同学之间的团结度低，学习热情不高，从而制约学生的学习动力，不利于大学生的学习与成长。
高校教师在大学生的学习中具有重要的主导地位，教学效果的好坏，直接关系到学生对课程的兴趣大小。优秀的教师能将刻板的知识讲得有板有眼、生动风趣、引人入胜，激发学生的学习兴趣和学习热情，提升学习动力；而教学较差的教师则无法调动学生的课堂气氛和学习兴趣，学生对课程的学习采取抵触或懈怠的态度，学习情绪低落，表现出学习动力不足。此外，教师对学生的严格要求能够增强学生对学习的重视度，提高学生的学习投入，进而提升学生的学习动力。
四、对策与建议
1.以生涯规划为引领，构建大学生学习目标。生涯规划是一个人尽其所能地规划未来生涯发展的历程，在考虑个人的性格特征、兴趣爱好、价值观，以及外部环境的前提下，科学规划，以期自己能适得其所。进入大学，高考指挥棒从此消失，大学里学什么、如何学、所学专业的未来发展前景如何、如何正确认识自我等职业生涯发展问题，是困扰大学生学习的现实问题。由于职业生涯发展路径不明，致使许多大学生对大学的学习和生活感到迷茫，学习目标模糊，学习动力不足。为此，在大学新生入学后，高校应积极开展大学生职业生涯规划教育，通过性格分析、兴趣探索、技能分析、价值观探索、专业认知以及工作环境认知等，让学生充分地了解自我、了解专业、认知职业，制定科学、清晰的大学四年及未来发展的路线图，建立短、中、长期发展目标，使学生更清楚、更自信、更努力地完善自我、发展自我、成就自我。
2.以学生自主发展为导向，改革高校人才培养机制。由于高考招生制度及高校学科专业基础的制约，每年高校招录的学生中总有一部分学生因高考分数和专业限制等原因，不得已而被录取到自己并不喜欢的专业。这部分学生由于对所学专业不满意，无法培养学习的兴趣、激发学习的动力。在高等教育大众化时代，高等教育已经不是远离社会的“象牙塔”，而是推动经济社会发展的“助力器”。经济社会发展既需要拔尖创新型人才，又需要各类复合应用型人才和专业技能型人才，人才需求呈现多样化的格局。高等教育的大众化使得学生来源的异质性增强，学生的个性发展和诉求亦呈现多元化趋势。基于此，高校应进一步改革人才培养机制，积极构建满足学生个性发展和学生自主发展的柔性的、分层次的培养方案，扩大学生专业选择自由度和跨专业、跨学院、跨校际选择课程的自由度；进一步扩大转专业、主辅修专业和攻读双学位的面；改革按照专业招生和专业培养的传统教学管理模式，实行大类招生、分段培养、强化通识教育、注重专业基础教育，满足学生自主发展的诉求，提高学生专业选择的适配度，增强学生专业学习的满意度和动力度。
3.以师资队伍建设为核心，提高教师教育教学质量。教育教学质量是高校生存与发展的生命线，教师是保障教育教学质量的核心要素。没有一流的师资，就难以培养一流的学生，二者相辅相成。高校应从教师选聘、发展培养、管理考核、奖惩措施、教学技能比赛等方面加强师资队伍建设。在制度设计上，适度扩大教学效果在职称评聘条件中的比重，引导教师重视教学。教师自身在工作中应注重再学习、再提高、再完善，不断提升自身素质和教学水平，改革创新教学方法和教学手段，开展探究型、启发式、互动式教学，改革传统的“填鸭式”“满堂灌”“单向型”的教学方式，注重激发学生的学习热情，启迪学生的自我思考，提高学生的学习动力。
4.以优化学习环境为目标，创新大学生教育管理模式。宿舍、班级、学生社区是与学生密切相关的日常学习和生活场所，其管理方式、学习氛围、社区文化等对大学生的学习具有潜移默化的作用。宿舍“小环境”对学生发展有“大影响”。宿舍管理中要对宿舍成员约法三章，建立宿舍管理的共同目标，营造良好的宿舍文化。同时，高校定期开展文明宿舍建设与评比活动，加强宿舍违规违纪的惩治力度，营造健康文明的宿舍文化氛围，为学生的学习创造优良的环境。
班级管理中，注重培养学生的自主性和自发性，由学生共同商议自行制定班纪班规和班级发展与管理目标。通过规章制度和目标统一班级思想、凝聚班级力量，使争创优秀班集体成为班级成员的共同行动指南，充分发挥学生在班级事务管理中的主体性，增强学生的责任感和集体感，形成向“优秀看齐、向优秀学习、你追我赶”的班级学习氛围，促进班级成员的学习动力。
高校办学规模的不断扩大，高校的布局日益呈现出“一校多区”的局面，给高校的安全稳定和学生的教育管理提出了新要求、新挑战。伴随高校后勤社会化改革和学分制改革，传统意义上的专业、年级、班级等分类概念逐步削弱，学生管理逐步走向社区化管理模式。以此要求高校的学生事务管理工作要重心下移，把学生社区建设与管理作为开展学生工作的主阵地和主战场，培养学生的社区主人翁意识，建立有利于学生的学习与成长的社区文化，充分发挥社区的育人功能。
[参考文献]
[1]黄天中.生涯规划――理论与实践[M].北京：高等教育出版社，2007.
中图分类号：TK43 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（a）-00-01
1 故障树分析法简介
从20世纪60年代以来，在一些复杂系统的故障分析中，形成和发展了一种新的故障树分析法。这是一种从系统到部件再到零件的下降形式分析方法。它是从系统开始，通过逻辑符号与具体单元、零部件相联系；与失效的的状态事件相联系；构成一幅树状分支图，称为故障树。故障树分析法首先将分析的系统故障事件作为第一阶（即第一行―顶事件），再将导致该事件发生的直接原因（包括硬件故障、环境因素、人为差错等）并列为第二阶段。用适当的事件符号表示，用逻辑门把他们与系统故障事件联结起来。其次将导致第二阶段延长事件发生的原因列出为第三阶段。两阶之间同样用事件符号和逻辑门联系。这样逐段展开，直到把最基本的原因都分析出来为止，这样的逻辑图便是故障树。利用故障树去分析系统发生故障的各种途径和可靠性特征量，这就是故障树分析法。
2 故障树分析法主要特点
（1）它是一种直观的图形演绎法。把系统的故障与引起故障的因素，用图形比较形象的表现出来。用它来分析系统失效事件发生的概率，也可用来分析零、部件或子系统的失效事件对系统失效的影响。从故障树图由上往下看可知：系统的故障与那些单元有关系？有怎样的关系？多大关系。从图由下往上看：知道单元故障对系统故障的影响，什么影响？影响途径怎样？程度有多大？（2）故障树分析可作定性分析还可作定量分析；不仅可分析单一机件引起系统失效的影响，而且可以分析多机件构成的子系统对系统影响；不仅可反映系统内部单元与系统故障的关系，也能反映系统外部因素（环境因素和人为因素）对系统的影响。（3）故障树分析不仅可用于指导设计，也可用于指导正确的维修管理。（4）故障树的建造工作量十分繁重和复杂，需要较高的技术。
3 故障树的组成
（1）顶事件的选取。它是系统分析的目标和对象，要选择一个具有明确意义，可用概率度量，能够向下分解，最后找出失效原因的故障事件。（2）故障树的建造。这是故障树分析中的关键一步。要由多方技术人员通力合作，经过细致的综合分析，找出系统失效事件的逻辑关系。首先分析事故链确定主流程，然后确定边界条件，给出故障树的范围，最后利用事件符号和逻辑符号画出故障树。（3）故障树的图形符号。有两种图形符号，即：逻辑符号和事件符号。他们都有各自的具体图形符号和意义。（4）故障树的基本结构。
4 故障树的建造
4.1 确定顶事件和边界条件
顶事件是针对所研究对象的系统故障事件。是在各种可能的系统故障中筛选出来的最危险的事件，对于复杂的系统，顶事件不是唯一的，分析的目标、任务不同，应选择不同的顶事件。在很多情况下，顶事件就选定故障模式和影响分析中识别出来的致命度高的事件。必要时还可把大型复杂系统分解为若干相关的子系统，以典型的中间事件当作若干子故障树的顶事件进行建树分析，最后再加以综合。这样可使任务简单化，并可同时组织多人分工合作参与建树工作。
根据选定的顶事件，合理地确定建树的边界条件，以确定故障树的建树范围，故障树的边界条件包括：（1）初始状态。当系统中的部件有数种工作状态时，应指明与顶事件发生有关的部件的工作状态。（2）不容许事件。指在建树的过程中认为不容许发生的事件。（3）必然事件。指系统工作时在一定条件下必然发生在一定条件下必然发生的事件和必然不发生的事件。
4.2 逐层展开建树
汽车转向系统是用来改变或保持汽车行驶方向的机构。其性能直接关系到汽车的操纵稳定性和舒适性。汽车转向系统的发展历经了无助力转向系统、液压助力转向系统（HPS）、电控液压助力转向系统（EHPS）、电动助力转向系统（EPS）、线控转向系统（SBW）。电动助力转向相比于液压助力转向，改善了汽车的转向助力特性，减少了能量消耗，结构紧凑，质量降低，维护方便，对环境的影响减少。近20几年来，随着电子技术的发展，传感器、电机及其控制理论的发展和完善，EPS技术日趋完善，EPS的助力型式也从低速范围助力型向全速范围助力型发展，并且其控制形式与功能也进一步加强。新一代的EPS则不仅在低速和停车时提供助力，而且还能在高速时提高汽车的操纵稳定性。主要体现在模型创新与试验创新2个方面。
1 EPS系统的基本结构
根据助力电机布置位置的不同，电动助力转向分为转向齿条助力式、转向齿轮助力式、转向轴助力式，如图1所示。
参考文献：
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Dynamics Modeling and Analysis of Electric Power Steering
Ding Zhigang，Zhong Yong
一、引言
常规的人工采棉机械效率低、收获期长、用工量大、条件艰苦且劳动强度大，每年采棉季节动用大量的劳动力。机械采棉技术既可以减轻采棉劳动强度，又有利于扩大棉花规模化生产经营，降低棉花生产成本、提高棉花生产综合效益。
全世界采棉机的主要生产国有美国、前苏联、以色列和中国等4 国。现有的采棉机传动系统大多都是液压传动或者其他高级方式。液压马达虽然传动方式简单直接，但是成本很高，与经济性设计思路相背离。其他先进复杂传动方式多存在零部件互换性差，维修时间长，机子无法作业将导致采收效率大幅降低，甚至错过棉花采收的黄金期，对棉花产量和质量都造成了影响。于是采用传统式的机械传动，不仅调节方便，而且易拆易换，且取材方便，成本很低。
在本文的研究中是采用多刚体系统动力学理论中的拉格朗日方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。由于篇幅所限文章仅列举个别分析结果。
二、建立ADAMS 虚拟传动系统模型
根据采棉机整机设计，总传动系统的位置结构如图1 所示。将SolidWorks里面建好的三维实体模型导入ADAMS 软件里面，在ADAMS 中给传动系统加上初始条件，配合约束、驱动约束、阻力和阻力矩等。
1. 施加约束副
从SolidWorks 中建立的三维实体模型导入ADAMS以后，只有该虚拟系统的几何位置关系，需要添加约束关系，具体添加方法及参数在此不一一赘述。系统中除了这些约束以外，还需要给不运动的零部件如变速箱箱体，带座立式轴承等加上对大地的固定约束。另外应当给各零部件逐一添加对应的材料属性，并确定整机系统的重力方向，即可得到各零部件的质量属性参数。
2. 初步验证载荷的确定
进行仿真分析之前，首先应该检验样机模型，以便及时发现和排除建模过程中隐含的错误，以确保后续仿真分析的顺利进行。本文主要通过两个方面对样机模型进行初步验证。
(1) 人工检验样机模型基本参数：对照实际设计模型详细检验样机各零部件的参数单位、质心位置、质量以及初始装配位置，及时修正样机系统与实际模型有差别的部分。
(2) 使用ADAMS 自检工具检验：利用ADAMS 自带的自检工具“ModelVerify”，能够检查出仿真系统是否存在没有约束或过约束的构件，还能计算出样机的自由度等。
经过两种检查可以看出，虚拟样机模型建立正确，可以进行后续仿真分析工作。
3. 施加力
在系统中，所有轴的轴线都是与坐标系x 轴平行，所以所有的轴受到的来自带传动或者链传动的径向力都在y-z平面内。可根据轴上各零部件装配位置，轴段的长度等其他参数分别计算出各轴支座反力。
4. 施加阻力矩
压棉杆轴、拨轮轴以及螺旋输送器轴都受到外来力矩作用，因此在仿真模拟中，加入相应阻力矩。
此处以压棉杆轴所受阻力矩计算为例。在梳齿式采棉机作业过程中，拖拉机带动整机行驶，棉花被经过的梳齿间的缝隙夹持，随着整机前行最终被掳下来。在这个过程中，压棉杆的作用就是防止被夹持的棉株连根拔起。压棉杆上的防拔辊分布有具有方向性的锯齿形状的齿牙。在棉杆受到梳齿的拉力的情况下，压棉杆上的齿将棉杆向下压倒，从而实现防拔起棉杆的功能。棉杆在防拔起的时候要求棉杆表面纤维不被破坏，而棉杆的抗压强度（横纹）σ=3.5MPa。
因此可以将压棉杆轴上所受的垂直地面向上的力看成均布载荷，它的正应力应该小于或者等于棉花的抗压强度（σ=3.5MPa）。即该轴上受到的最大阻力矩可按均布荷载σmax=3.5MPa 来计算。
三、系统动力学仿真分析
1. 初始条件分析
在进行静力学、运动学和静力学分析之前，ADAMS会自动进行初始条件分析，以便在初始系统模型中各物体的坐标与各种运动学约束之间达成协调，这样可以保证系统满足所有的约束条件。本系统中，所有零部件的初始位置一定，初始速度都为零。因此，不用单独求解。
2. 运动学分析
建立系统仿真模型时，将系统中的运动副（构件与地面或构件与构件之间）用系统广义坐标表示为代数方程，即可写出其运动学约束方程组。系统中驱动约束是系统广义坐标和时间的函数，可以将系统运动学约束和驱动约束统一表示为：
对上式求导，即有速度约束方程；再次求导即可得加速度方程。在此，仅以变速箱输出轴与风机一级传动轴转速为例，仿真得到图2、图3 所示结果。
变速箱输出转速为30005.5deg/s（图2），风机一级传动轴转速为60009.75deg/s（图3），即可得知，风机一级传动轴与变速箱输出轴转速比约为2 ∶ 1。满足实际设计转速。
由以上分析可知，动力传动系统自建立模块运动关系正确，能够合理地表示出该传动系统的运动关系。
3. 动力学分析
（1）动荷系数的研究：静荷是指无加速度或加速度可以忽略的受力状态；动荷有加速度的受力状态。本文中构件等角速转动也为动荷的一种研究状态。在虚拟样机的动力学分析中，可以得到运动过程中各轴承座上的约束反力，这些结果可以与设计过程中求解的静平衡状态下的支座反力进行比较得到载荷的动荷系数，该结果可以反作用于设计过程，确保整机的安全性。
由于轴段同一位置的力和应力值成正比，所以动荷系数也可以表示为：
接变速箱右端输出的主轴上轴承处的静载荷为：FAd=320N，FBd=169N。而从整个运动仿真过程中测得两支座的动载荷如图4 所示。
由图4、5 可以算出kd max：
由静强度分析结果知道该轴上应力最大处的σst max=16.558MPa，因此σd max=36.1MPa，σd max ＜ [σ] 该轴在运动过程中的强度可以通过校核。
（2）变速箱动态特性分析：本文是基于IMPACT 函数的接触模式来定义的接触力，接触碰撞模型以Hertz 弹性撞击理论分析为基础，能比较准确地模拟变速箱内齿轮啮合时接触力的响应。
该传动系统中两齿轮均为运行速度较慢的齿轮，所以齿轮材料选择20CrMnMo，又因为变速箱是要实现等速换向的功能，所以两齿轮结果材料均相同。两齿轮都需经过渗碳淬火，表面硬度HRC60_2，心部硬度大于HRC30。因此得出齿轮对刚度系数为：K=7.53×105N/mm 。
另外，根据反复试验取碰撞指数e 取2.2；阻尼系数取100N/(s·mm)，即其阻尼为7.53×103s；变形距离d取0.1mm。两个齿轮碰撞时的摩擦按处理，取动摩擦系数为0.1，静摩擦系数为0.16。
由图6、图7 可以分析得到，在转速加载阶段，随着速度的增加，啮合力的波动幅度增加，达到峰值后逐渐变小；接触力基本呈现周期性变化，每个周期接触力都是如正弦波形一样先从最小值逐渐增至峰值然后逐渐回落变小。它形象地反映出了齿轮之间的啮合情况，两啮合齿轮从即将进入啮合区，然后逐渐啮合，然后到啮合区域中心，最后逐渐脱离开。两齿轮碰撞力最大达到了703N。从图中可以发现齿轮的碰撞力有明显的动载成分，碰撞力围绕着一个定值上下震荡，表明齿轮在啮合传动的过程中存在着明显的冲击振动。
两齿轮第一次出现峰值的时间为1.17s，此时接触力为674.5N； 第二次出现峰值是在第3.3s 处， 接触力为637.8N；碰撞力在冲击振动作用下在第13.9s 处出现了最大接触力，为703N。从图中可以看出接触力波动周期为1.13s。在过高的接触应力的多次重复作用下，齿面表层就会产生细微的疲劳裂纹，裂纹的蔓延扩展使齿面的金属微粒剥落下来而形成凹坑，容易出现疲劳点蚀导致齿轮失效。本文中经过虚拟仿真测得的最大接触力也只有703N，说明本机中的变速箱内的齿轮对的强度足够，不会因为齿轮啮合时的冲击载荷而发生失效。
（3）模态分析：模态只与结构的刚度和质量及结构阻尼有关，与外在作用无关。分析中忽略系统阻尼对其自身振动特性的影响，不施加任何载荷，只施加简化后的约束。本文中先分析各个关键轴的模态，运用常用的有限元计算软件ANSYS 中WORKBENCH 模块进行分析。整机系统的结构较为复杂且零件尺寸大小差异很大，在ANSYS 中进行分析的计算量过大，因此选用了ADAMS 结合计算出整机的模态参数。
右端主轴的激振频率为8.33，该轴的前6 阶固有频率值分别为：1 阶4.48e-004，2 阶496.84，3 阶497，4 阶1191.1，5 阶1191.4，6 阶1328.6。右端主轴的激振频率不接近该轴的任何一阶固有频率，因此该轴避开了破坏性很强的共振区。其振型图如图8 所示。
第一阶轴的振型主要表现为挤压变形；第二、三阶为弯曲和扭转的组合变形，且变形量对称分布，轴向中点附近振动最强；第四、五阶振型表现为拉伸和弯曲组合，主要发生在连接变速箱输出轴一端的轴头，此段轴头连有滚子链联轴器，且为扭矩的输入端；第六阶固有频率下，轴的振型表现为弯曲和扭转组合，过轴的轴向中点的横截面对其振型的对称截面。
（4）静强度分析：静强度分析研究结构在常温条件下承受载荷的能力，通常简称为强度分析。静强度分析的内容（应力分布、变形形状和屈曲模态等）可通过静力试验测定或验证。本文采用有限元法进行分析计算，使用的软件为ANSYS WORKBENCH。
接变速箱右端输出的主轴的强度分析结果如图9 所示，其等效应力最大值为16.558MPa，主要出现在轴上与皮带轮配合的轴段上，变截面的地方为应力集中的地方，这些截面积发生变化的轴段处应力值急剧增加。但是该轴上的最大等效应力值小于该轴的许用应力，说明该轴的强度通过校核。
四、结语
本文研究的传动系统是基于4MSC-3000 采棉机整机设计的，4MSC-3000 采棉机是朝着经济型及适用型发展的一种新型采棉机。通过4MSC-3000 采棉机传动系统动力学仿真分析得到以下结论。
（1）通过运动学分析，证实了本虚拟传动系统的模型建立很准确，该系统可以准确地表达出真实传动系统的各项参数，为后续力学研究做好了准备。
中图分类号：TH132 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2011)12-0207-01
随着计算机图形学技术的迅速发展，系统仿真方法论和计算机仿真软件设计技术在交互性、生动性、直观性等方面取得了较大进展，它是以计算机和仿真系统软件为工具，对现实系统或未来系统进行动态实验仿真研究的理论和方法。
运动学仿真就是对已经添加了拓扑关系的运动系统，定义其驱动方式和驱动参数的数值，分析其系统其他零部件在驱动条件下的运动参数，如速度，加速度，角速度，角加速度等。对仿真结果进行分析的基础上，验证所建立模型的正确性，并得出结论。
本文中所用的动力学仿真软件是ADAMS软件。ADAMS软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库，创建完全参数化的机械系统几何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格郎日方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。ADAMS软件的仿真可用于预测机械系统的性能、运动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等。虚拟样机就是在ADAMS软件中建的样机模型。
1、运动参数的设置
先在造型软件UG中将齿轮传动系统造型好，如下图所示。在已经设置好运动副的齿轮传动系统的第一级齿轮轴上绕地的旋转副上给传动系统添加一个角速度驱动。然后进行仿真。在进行仿真的过程中，单位时间内仿真步数越多，步长越短，越能真实反映系统的真实结果，但缺点是仿真时间也随之变长，占用的系统空间也就越大。所以应该在兼顾仿真真实性与所需物理资源和仿真时间的基础上，选择一个合适的仿真时间和仿真的步长。
在仿真之前先设置系统所用到的物理量的单位，在工程实际中，角速度一般使用的单位是r/min，所以在系统的基本单位中把时间的单位设为min,角度的单位设成rad，而在ADAMS中转速单位为rad/min。本过程仿真的运动过程为：系统从加速运动到额定转速，平稳运动一段时间后，再减速运动直到停止。运动过程用函数来模拟，输入的角速度驱动的函数表达式为：STEP( time ,0 ,0 ,2.5 ,9168.8)+ STEP(time ,7.5 ,0 ,10 ,-9168.8)，此函数表达式的含义为：系统从开始加速运动一直到2.5s时达到了系统的额定转速9168.8rad/min(1460r/min),从2.5s到7.5s的时间段内，系统以额定转速运动，在7.5s到10s的时间段内，系统从额定转速减速行使，直到停止。打开ADAMS，选择Import a file，将测试数据输入到ADAMS/View中。
2、模型验证
为了保证仿真分析的顺利进行，在进行仿真分析之前，应该对样机模型进行最后的检验，排除建模过程中隐含的错误。一般样机模型容易出现的错误为：(1)检查不恰当的连接和约束、没有约束的构件、无质量构件、样机的自由度等。(2)进行检查所有的约束是否被破坏或者被错误定义，通过装配分析有助于纠正错误的约束。
对于这些潜在的错误，用户可以充分利用ADAMS/View提供的模型检查功能进行样机模型检测：(1)对于第一种可能的错误，用户可以利用模型自检工具。(2)对于第二种可能的错误，用户可以进行装配分析。
ADAMS/View提供了一个功能强大的样机模型自检工具，进入主菜，选择Model Verify命令，这时启动模型自检，完成自检后，程序显示自检对话框。
3、样机仿真
模型检验正确后，就可以进行仿真分析。仿真的分析过程如下：
在主工具箱选择仿真工具图标，显示交互仿真分析参数设置栏；选择仿真类型，ADAMS/View提供了4种仿真类型，即Default、Dynamic、Kinematic和Static。本文就用Default这种仿真类型；定义仿真分析时间，本次仿真时间为120秒；设置仿真过程中ADAMS/View输出仿真结果的频率，选取仿真步长数为1000步。
完成以上设置后，开始仿真分析。在仿真分析过程中，可实时显示样机的运动状况。
4、仿真结果及其分析
在仿真结束后，进入ADAMS/Postprocessor后处理模块，可以得到齿轮传动系统的动力学仿真结果曲线图，下图是齿轮1曲线图。
5、结语
以齿轮1和齿轮7为例（其它略），通过上表可以看到，各个啮合齿轮之间传递力的趋势与负载的趋势比较相似，都在14.1秒和73.95附近出现最大值，受力有很大的变化，最大力值为623050N，工作时所允许的范围之内。在表中，“-” 代表所受力的方向与系统默认的方向相反。仿真结果的平均值与通过计算所得的理论值之间的差别不大，说明仿真结果比较真实的反映了实际的工作状态。
参考文献
关键词：移动通信网络；协调建设；系统动力学
中图分类号：TN929.5
文献标识码：A
文章编号：16738268（2015）05008907
2013年12月，工信部向三大运营商颁发TDLTE（time division long term evolution）牌照，标志着我国移动通信4G时代的来临，由此形成了2G、3G和4G三代移动通信网络同时建设的复杂局面。运营商当前所面临的问题是，2G、3G和4G三代移动通信网络都各有其价值，都需要建设和维护，很难在短期内全面转向4G。这种状况势必造成三代移动通信网络之间相互争夺运营商资源、分散运营商投资方向的后果，给运营商带来投资战略和运营管理上的不利影响。在此背景下，如何在三代移动通信网络建设方面进行取舍和协调，就成为了困扰运营商的战略课题。
为探讨三代移动通信网络的协调建设问题，本文拟分别从财务、竞争和战略三个导向出发，同时引入政策乘子因素，构建三代移动通信网络协
调建设的系统动力学模型，通过系统仿真来模拟三代移动通信网络建设的投资分配情况。
一、相关文献回顾
（一）对网络用户迁移的研究
网络用户迁移直接影响网络规划建设，从客户流失角度出发对电信运营企业迁移用户进行分类，具体可分为跨网迁移客户和网内迁移客户。跨网迁移客户是指从一家电信运营企业转到另外一家电信运营企业，网内迁移客户是指该客户的迁移行为只发生在同一家电信运营企业的内部[1]，本文主要考虑网内迁移客户。这类客户产生的重要原因是：运营企业自身不断推出新的产品和服务，客户如果重新选择了新产品或者服务，
那么运营企业自己的新产品或者服务就会吞噬原
来的产品或者服务。影响网络用户网内迁移的因素众多，其中主要因素是网络质量和转网成本。在网络质量相同的情况下，转网成本高，客户忠诚度就高，用户迁移意向就低；转网成本低，客户忠诚度亦低，用户迁移意向就高。在不考虑转网成本的前提下，理性的用户会倾向于选择网络覆盖质量高的网络，如果用户当前所选择的网络覆盖质量低于用户期望水平，用户将放弃该网络而选择能够达到其网络覆盖质量要求的网络。
（二）对网络建设的研究
网络建设的影响因素主要包括网络技术的推动、用户实际需求、运营商建设规划、不同代网络共存与运营平衡问题、网络资源配置情况等几个方面。在市场驱使和技术保障下，我国移动通信网络由3G向4G稳定过渡具有历史的必然性。近年来，云计算、大数据快速发展，对网络的要求越来越高，现有网络已经不能满足当前用户的需求。技术的推动作用为网络演进提供了前提条件，LTE技术能够使现有用户在不换卡、不换号、不登记的情况下使用4G网络提供的业务，保证了2G、3G和LTE网络业务的一致性和连续性。为确保网络演进过程中不同代网络的协调发展，网络建设规划需要兼顾系统间的共存与运营平衡问题，在建设TDLTE网络时要考虑TDSCDMA（time divisionsynchronous code division nultiple access）系统现网的实际部署情况，因地制宜规划建设TDLTE网络。研究发现在3G网络投资建设初期，从收益角度考虑，3G年投入系数占比并非越大越好，而应保持在一个适当的范围里，过大的3G年投入系数比例会使得3G的边际收益下降，而2G的收益又受到限制，最终使得总利润下降，导致2G与3G发展不协调。网络演进是一个缓慢的过程，4G网络虽然能够带来很好的使用体验，但不会在短时间内覆盖一切，2G、3G网络仍会有很长一段的缓冲时间。
现有文献主要对2G网络与3G网络的协调发展进行了深入研究，也有部分文献对2G、3G用户向4G迁移的可行性进行了研究，但都未能对2G、3G和4G三代移动通信网络协调建设的投资分配进行系统分析。
二、变量设置及研究假定
（一）网络协调建设的关键概念
1.投资效益。本文中的投资效益是指投资的财务效益，即指项目实施后所获得的营业收入。在对不同网络建设分配投资额时，如果投资者选择财务导向，他将会倾向于投资能够带来高额收益的网络。
2.市场份额。在市场大小一定的情况下，某种产品的市场份额越高，此种产品相对的竞争优势就越明显。同时，由于移动通信网络存在规模经济的作用，用户市场份额的增加会使单位产品的成本下降，从而间接地提高财务效益。
3.长远发展。网络的发展是一个不断演进和替代的过程，在进行网络投资建设时应充分考虑网络的应用现状和未来的发展趋势，在满足当前用户需求的情况下，要兼顾到现有的成熟技术和标准是否能够与未来的先进技术和标准完美结合，即保障网络的发展具有可持续性，其中包括网络扩容的可持续性、网络更新换代时网络基础设施的兼容性、网络技术的可持续性。
4.用户偏好演变。最能体现网络用户偏好演变的是网络终端产品的演变过程，其中最具有代表性的是手机的演变过程，主要表现在手机功能上的变化。2G网络时代，手机的主要功能是提供语音通话和收发信息，操作简单；3G网络时代，手机的功能不仅包括2G时代手机的功能，同时还集照相、摄像、视频通话等功能于一体，人们可以利用手机快速浏览网页、看网络视频、进行网络视频通话等；4G时代人们的通信工具已经不再局限于使用手机，越来越多的可穿戴智能设备不断被投入市场，最具有代表性的是三星公司生产的智能手表Gear，其不仅具有邮件收发功能，还有摄像和拍照等功能。
（二）网络协调建设的基本原则
1.短期效益与长期效益兼顾原则。目前2G网络用户数量最多，是运营商收入的主要来源，但是2G网络的传输速率低、业务提供能力弱、数据传输质量差等因素，使2G网络不能够满足今后人们对网络的要求，最终会退出历史舞台；3G网络的数据传输速率和传输质量可以满足大多数用户的需求，但是未来网络业务要求网络具有高的传输速率和传输质量，这就需要发展4G网络以满足网络业务发展的要求。因此，应发展2G、3G以获得短期利益，同时需兼顾到企业未来4G发展，以获得长期效益。
2.响应并引领用户需求的变化原则。网络用户的多样化，使得网络用户的需求往往是多方面的，
这就需要企业去分析和引导。可以通过向用户提问、倾听用户谈话等方法来了解用户的不同需求，然后采取相应的措施，以满足不同用户的不同需求，并制定相应的策略来引导用户。
3.保持持续的竞争优势原则。持续竞争优势具有两大突出特征：一是动态性，因为竞争优势都是有条件的，所以企业只有通过不断的自我更新、自我超越创造满足竞争优势的条件，才能实现和保持可持续的竞争优势；二是连续性，长期的可持续竞争优势是由一系列短期的竞争优势积累而成，这些短期的竞争优势可能是一些小的、或者是单独看来并不重要的竞争优势。
（三）系统变量的设置
本文变量包括目标变量、控制变量、中介传动变量和其他辅助变量等四大类型，其中2G、3G、4G网络的中介传动变量类同，仅以2G网络为例进行阐述，各类变量的细分及其物理含义如表1所示。
（四）模型的基本假定
假定1：模型中只存在三种网络，不会随着仿真运行时间的延长而出现更高级别的网络，即未来一段时间内不会有更高层级的网络投入运营。
假定2：网络投资决策仅有财务导向、竞争导向和战略导向可供选择，并且只能选择其中的一种导向作为主要投资导向。
假定3：通过对模型中某省历年人口数据进行分析，发现人口增长速度极其缓慢，故假定未来几年内人口保持不变。
（五）实证演算的数据来源
本文选择“中国移动”Y省分公司作为模拟对象，模型中“某地区人口总量”来源于Y省卫生和计划生育委员会的人口统计信息。2G网络用户数量、3G网络用户数量和4G网络用户数量的初
始值来源于2013年《中国通信统计年鉴》。
三、系统动力学模型构建
基于变量设置及研究假定，构建三代移动通信网络协调建设的系统动力学模型（见图1）。
图1三代移动通信网络协调建设的系统动力学模型
为了便于模型运行，对变量之间的关系式以及变量初始值作如下规定：
1.模型运行起止时间设定为2013年至2018年；
2.地区人口数量为Y省2013年人口数量；
3.2G、3G、4G用户数量的初始值为2013年年底的实际用户数；
4.竞争导向、战略导向、财务导向的取值范围为[0，1]；
5.引导偏好乘子、培训技能乘子、入网优惠乘子的取值范围为[0，1]；
6.2G、3G、4G用户年新增入网率主要受网络相对规模、运营商的不同导向、入网优惠乘子、引导偏好乘子、培训技能乘子的影响。以2G用户年新增入网率为例，其算式为
2G用户年新增入网率=2G网络相对规模*EXP（（财务导向*5+竞争导向*2+
战略导向*3）/5）*EXP（入网优惠乘子+培训技能乘子+引导偏好乘子）*0.5
7.2G、3G、4G用户年迁出率主要受网络相对规模的影响。以2G网络为例，其算式为
2G用户年迁出率=EXP（2G网络相对规模-1）
8.2G、3G、4G用户年增量。该指标主要受当地人口数量、用户总量和用户迁出率的影响。以2G网络为例，其算式为
2G用户年增量=SMOOTH（INTEGER（2G用户年新增入网率*
某地区人口总量*8.1e-005-2G用户总量*2G用户年迁出率）， 2）
9.2G、3G、4G用户总量。某代网络自模型运行开始到某年本代网络所有用户的累积量。以2G网络用户为例，其算式为
2G用户总量=INTEG（2G用户年增量，1300）
10.2G、3G、4G年新增网络规模。当某代网络用户的数量增加到一定程度、现有网络容量已经不能够满足所需求容量时，则需要扩大网络规模。以2G网络为例，其算式为
2G年新增网络规模=IF THEN ELSE（2G用户年增量
11.2G、3G、4G年新增投资额。其分为两个部分：一部分是在用户没有新增的情况下，现有网络运营和维护所需要的投资；一部分是当网络用户增加到一定规模时需要对网络容量进行扩大而进行的投资。以2G网络为例，其算式为
2G年新增投资额=SMOOTH（IF THEN ELSE（2G年新增网络规模
12.年总投资额。2G、3G、4G三代移动通信网络年投资额之和，具体算式为
年总投资额=2G年新增投资额+3G年新增投资额+4G年新增投资额
13.2G、3G、4G年新增投资占比。某代网络年新增的投资额占2G、3G、4G三代网络年总投资额的比例。以2G网络为例，其算式为
2G年新增投资占比=2G年新增投资额/年总投资额
四、系统仿真
（一）同一导向下三代移动通信网络的投资结构仿真
通过改变不同导向取值的大小，确定某种导向为主要投资导向，对模型进行仿真分析。其中财务导向下定义财务导向的取值为0.5，竞争导向的取值为0.2，战略导向的取值为0.2；竞争导向下定义财务导向的取值为0.2，竞争导向的取值为0.5，战略导向的取值为0.2；战略导向下定义财务导向的取值为0.2，竞争导向的取值为0.2，战略导向的取值为0.5。对三种导向下的模型进行仿真，得到仿真结果如图2所示。
由图2（a）仿真图形可知，财务导向下2G网络年新增投资占比最大，虽然呈持续下降趋势，但是在2016年之前仍大于0.25，截至2018年处于较低的水平；3G网络年新增投资占比在2015年后开始出现大幅度下降，并于2018年同2G网络年新增投资占比一样处于较低水平；4G网络年新增投资占比呈现出持续上升的趋势，在2015年之后投资超过3G网络年新增投资，紧接着又超过2G网络年新增投资，之后投资占比继续提高，在2018年超过0.75，最终成为投资建设的主要对象。
由图2（b）仿真图形可知，竞争导向下2G网络年新增投资占比呈现持续下降的趋势，并一直低于3G网络年新增投资占比，2018年开始保持较低的水平；3G网络年新增投资占比整体上呈下降趋势，在2015年之前大于4G网络年新增投资，2018年趋向于较2G网络年新增投资占比略高的较低水平；4G网络年新增投资占比在未来的年份里呈现持续上升的趋势，在2015年超过3G网络投资，到2017年超过0.75。
由图2（c）仿真图形可知，战略导向下2G网络年新增投资占比呈现持续的下降趋势，并始终处于最低水平，在2017年之后保持很低的水平；3G网络年新增投资占比整体上呈下降趋势，但一直高于2G网络的年新增投资占比，2018年开始保持很低的水平。4G网络的投资占比在未来的年份里呈现出持续上升的趋势，并始终高于2G、3G网络年新增投资，2015年超过0.50，2017年高达0.80。
综合图2，可以看出三种导向下4G网络年新增投资占比均会逐年增加，最终达到很高水平，这意味着4G网络将成为未来的主导网络；2G、3G网络年新增投资占比均逐年降低，并在2017年之后处于低水平，表明2G、3G网络将逐渐退出历史舞台。
（二）同一代移动通信网络在不同导向下的投资结构仿真
对图2进行重组，得到同一种网络在三种不同导向下的仿真图（见图3）。
由图3（a）仿真图形可知，三种导向下2G网络的投资占比最终会趋向于较低水平，这意味着2G网络在未来5年内将逐渐退出历史的舞台。但在不同的导向下，2G网络年新增投资占比存在略微差别。财务导向下2G网络年新增投资占比明显高于其他两种导向下的年新增投资占比，战略导向下2G网络年新增投资占比最低，竞争导向下2G网络年新增投资占比居于前两者之间。
由图3（b）仿真图形可知，在不同导向下3G网络年新增投资占比的趋势基本相同，均是整体呈现下降趋势。区别在于2016年之前3G网络年新增投资占比在竞争导向下明显高于另外两种导向，并且高于0.25；在战略导向下3G网络年新增投资占比处于三种导向下的最低水平。
由图3（c）仿真图形可知，在不同导向下4G网络年新增投资占比的趋势基本相同，均是呈现逐年增加的趋势。不同的是，在同一年份上不同导向下投资占比的幅度有所差异，其中战略导向下4G网络年新增投资占比最高，最低的是财务导向下4G网络年新增投资占比。
综合图3，可以看出2G网络在财务导向下投资占比明显高于竞争导向和战略导向下的投资占比，3G网络在竞争导向下的投资占比高于财务导向和战略导向下的投资占比，4G网络在战略导向下的投资占比远高于财务导向和竞争导向下的投资占比。
（三）战略导向下政策乘子对4G网络投资结构的影响
首先，调整导向参数，使模型处于战略导向；之后，保持3个乘子中其中2个乘子大小不变，调整另外的一个乘子大小，观察乘子改变前后4G网络年新增投资占比变化情况。仿真结果如图4所示。
图4中，1为战略导向下各个政策乘子均为0.2时的曲线；2为战略导向下仅把引导偏好乘子调制为0.5时的曲线；3为战略导向下仅把培训技能乘子调制为0.5时的曲线；4为战略导向下仅把入网优惠乘子调制为0.5时的曲线。
由图4可知，当三种政策乘子由0.2增加为0.5，4G网络年新增投资占比均会升高。不同的是，不同政策乘子的改变所产生的影响程度不同，
其影响程度大小为：入网优惠乘子>引导偏好乘子>培训技能乘子。
五、结论与启示
针对三代移动通信网络对投资计划和企业资源的争夺与矛盾，本文构建了网络协调建设的系统动力学模型。通过系统仿真，展示了财务导向、竞争导向和战略导向下，三代移动通信网络的投资结构及其动态演变。从整体趋势上看，未来五年，4G网络的投资占比会逐渐上升，而2G和3G网络的投资占比会逐渐下降；但在当前，财务导向下将提升2G网络的投资占比，竞争导向将提升3G网络的投资占比，而战略导向将提升4G网络的投资占比。
入网优惠、引导偏好、培训技能等政策乘子的改变，会影响三代网络的投资占比。运营商可以根据自己的导向偏好，运用政策乘子进行投资比例的调节，确定特定时期需要重点投资的网络类型。
从长远来看，选择战略导向加强4G网络建设将是运营商的合理选择。为了引导2G、3G网络用户向4G网络迁移，运营商可以制定相关的转网促进政策，比如，对新入网的4G用户赠送免费流量，促进潜在用户积极入网；组织4G网络体验活动，使用户真切感受4G所带来的高速流畅等。
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0 引言
动力电池热管理（Battery Thermal Management System， BTMS）是汽车动力电池系统的重要组成部分，它不仅对电池性能、寿命、安全等有重要影响，而且它是电动汽车整车热管理的重要组成部分，与整车热管理有着密不可分的关系。随着电动汽车市场推广程度的逐渐深入，对电池系统热管理的要求也越来越高。目前已有不少学者对动力电池热管理系统进行研究。电池生热理论是电池热管理首先需要解决的问题，这个领域研究较早。有关研究系统分析了电池散热能力的影响因素[1]。有研究提出了BTMS的设计方法，并详细论述了各种散热系统，包括空冷系统、液冷系统、相变冷却、热管冷却和复合冷却等[2]。但是，该研究仅仅讨论了各种冷却系统，并没有全面分析与探讨完善的热管理系统。同样地，有些研究把问题焦点集中在电池散热上，包括散热结构设计、仿真分析等等[3-4]，很少有研究从总体上较全面的讨论动力电池热管理系统设计。鉴于此，本论文对动力电池热管理进行系统分析，并对总体设计做一论述。
1 动力电池热管理系统结构与功能的分析
从宏观上讲，动力电池热管理是对电池系统内部热环境进行控制、调节和利用。其目的是为了使动力电池工作在一个最佳的热环境，充分发挥电池的性能。同时，提供一个能量平衡的环境，实现整车能量的综合利用。具体而言，热管理就是在电池系统中温度过高时，对系统进行降温；在温度过低时，对系统进行升温；在特殊情况下，譬如停车等待过程中，要对系统进行保温。根据热管理的不同应用场合和功能，分为冷却系统、加热系统和保温系统。
1.1 冷却系统的基本构成与功能
冷却系统是动力电池热管理系统中最重要的组成部分。受制于目前技术瓶颈的限制，动力电池工作的温度环境要满足特定的要求。譬如磷酸铁锂电池的一般环境温度为-20℃～60℃。电池在充放电过程中会不断地产生热量，电池系统内部温度很容易超过这一范围，因此一般的电池系统都需要引入冷却系统。
根据冷却介质的不同，冷却系统通常可分为空气冷却、液体风冷和相变液冷三种冷却方式。这三种冷却方式的散热能力是依次增强的。同时，冷却系统的结构复杂度也依次增加。由于相变冷却成本比较高，考虑到降低成本的因素，目前工程技术上常采用空气冷却和液体冷却两种方式。
除了根据冷却介质区分冷却系统以外，冷却系统也常常分为主动冷却和被动冷却两种形式。通常被动冷却系统直接将电池内部的热空气排出车体，而主动冷却系统通常具有一个内循环系统，并且根据电池系统内部的温度进行主动调节，以达到最大散热能力。一般而言，被动冷却形式具有结构简单、零部件数量少、成本低等优点，被广泛用于电池冷却系统设计中。
无论是空冷系统，还是液冷系统，一个完整的冷却系统应包含以下组成部分：①冷却动力部件，风冷系统主要是风机或风扇；液冷系统是水泵；②传递路径，是指冷却系统介质流经的路径，风冷系统由风管组成，液冷系统由水管组成；③接头件，由于传递路径不可避免的存在分叉，这些分叉部位需要接头件进行连接；④密封件，通常在进出风口或液置进行安装；⑤其它附件，主要是组成冷却系统的一些必备连接件、防尘件、卡环等等。
1.2 加热系统的基本构成与功能
一般而言，加热系统是为了满足在低温环境下能够使电池能正常充电。加热系统主要由加热元件和电路组成，其中加热元件是最重要的部分。常见的加热元件有可变电阻加热元件和恒定电阻加热元件，前者通常称为PTC（Positive Temperature Coefficient），后者则是通常由金属加热丝组成的加热膜，譬如硅胶加热膜、挠性电加热膜等。由于汽车地域适用性较为广泛，在寒冷地区要使电动汽车能正常使用，必须对电池加入额外的加热系统以满足要求。
PTC由于使用安全、热转换效率高、升温迅速、无明火、自动恒温等特点而被广泛使用。其中陶瓷PTC元件较为常用，其成本较低，对于目前价格较高的动力电池来说，是一个有利的因素。陶瓷PTC元件通常不能直接用于加热，而需要设计金属外壳体，陶瓷PTC通过加热外壳体而将热量传导给其他结构。
然而，使用陶瓷PTC作为加热元件的缺点也很明显。首先，包含PTC的加热件体积较大，会占据电池系统内部较大的空间。其次，PTC的外壳是金属件，会存在绝缘问题。除了常规的陶瓷PTC这类相对硬度较高的材质，还存在一类柔性PTC。柔性PTC是指其PTC的组织结构柔软、重量轻、厚度小（通常可做到0.5mm以下），它可以根据需要作成任何形状。这类PTC广泛的用于汽车坐垫加热，目前也正逐步在电池加热中使用。但是，这类PTC加热器的成本会相对较高。
绝缘挠性电加热膜是另一种加热器，它可以根据工件的任意形状弯曲，确保与工件紧密接触，保证最大的热能传递，并且其厚度可以达到0.25mm左右。硅胶加热器是传统金属加热器无以伦比的具有柔软性的薄形面发热体。它在玻璃纤维布上下二片中夹入硅胶后适压而成的二片薄片构成，具有良好的传热性（标准1.5mm）。由于柔性，它可以与被加热物体完全密切接触。这两种加热器都属于恒定电阻加热器，其安全性要比PTC差些
1.3 保温系统的基本构成与功能
保温系统与加热系统的功能有点类似，但是严格地讲又有区别。保温系统更多的情况下是为了满足短期内电池系统内部温度热环境在正常区间内。例如，在冬天低温下，电动汽车临时停车2个小时后再工作，那么在2个小时时间内，必须要有保温系统的作用，以防止电池系统内部温度过快的下降造成的影响。保温系统设计通常采用保温材料或者保温漆等，起到隔绝的作用，防止电池系统内部温度过快的散发。
2 动力电池热管理系统总体设计目标与流程
2.1 动力电池热管理系统设计的基本目标
BTMS设计首先要提出明确的设计指标，包括定性指标和定量指标两个方面。通常，定性指标根据实际情况与理论分析，相对比较容易提炼；而定量指标需要在反复设计、试验以及论证后才能得出比较科学的数据。同时，在获取各项指标的过程中，不仅包括要考虑与分析电池系统的结构与功能，还要充分考虑电动汽车整体系统的设计。
目前，常见的热管理的设计指标主要包括以下三类：
（1）电池系统热环境温度范围。这是热管理系统设计的基本指标和要求。不同类型的电池对温度范围界定并不相同。根据理论研究与设计经验，磷酸铁锂电池这个设计值的范围大多落在-30℃～60℃之间。
（2）热环境一致性。该设计指标非常关键，是评价冷却系统优劣的重要技术指标。目前，工程技术上大多取5度范围内，但由于pack的结构、空间等因素的限制，要满足5度的设计指标比较困难。
（3）低温加热温度控制。对于磷酸铁锂电池，低温充电的性能较弱，因此通常需要引入加热系统。低温加热的温度控制也是一个重要的热管理性能指标。
2.2 动力电池热管理系统设计的总体流程
（1）确定外部输入。这一部分通常是指考虑与分析整车使用要求和环境要求，比如功率、能量、放电倍率、行车工况、环境温度等因素。
（2）根据外部输入确定电池功率需求以及能量需求。
（3）计算电池生热量。通常，电池生热量可以根据电化学理论、热力学理论等计算。但在工程中，可以用简单的焦耳热去代替。
（4）根据车辆使用的环境要求，确定动力电池系统是否需要设计冷却系统、加热系统和保温系统。同时，在冷却系统设计中要确定是使用自然冷却方案、强制风冷方案还是强制液冷方案。
（5）根据1～4确定设计说明书，如果计算结果超过热管理设计目标，那么要重新考虑电池选型或者电池热使用环境。
（6）根据设计书进行详细设计，包括结构设计以及仿真分析。在这一阶段，CFD仿真和热仿真占用了大量时间，结构设计根据仿真结果进行调整与完善。
（7）动力电池的试制。
（8）动力电池热管理性能测试，包括冷却效果测试、加热效果测试和保温效果测试三个基本方面。
3 总结
针对目前动力电池热管理研究过于集中冷却系统上，本文从理论分析与工程技术的角度，完整地讨论与分析了动力电池热管理系统的各种组成部分与功能，包括冷却系统、加热系统和保温系统。同时，根据前人的有关研究与实际设计，对动力电池热管理系统的总体设计流程进行了分析与阐述，从整体上展现了汽车动力电池热管理系统设计的基本目标、基本流程与基本要求。
【参考文献】
[1]林成涛，田光宇，仇斌，等.MH-Ni动力电池散热能力影响因素分析[J].电源技术，2008，32（2）：115-119.
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.09.159
0引言
伴随着网络化对于社会的影响，电力系统管理中自动化技术安全管理的系统建设工作重要性不断提高，同时也是优化与改进电力系统信息安全技术的多项措施，电力信息的安全管理标准属于信息的安全管理基本标准、需求以及准则，是提高管理效果的基本措施，其中最为重要的便是构建一个关于电力系统的自动化技术安全管理。对此，探讨电力系统自动化技术安全管理具备显著现实意义。
1电力系统信息安全管理目标
强化与规范电力系统的网路安全行以及自动化管理效果，并保障自动化管理系统的整体稳定性、持续性、可靠性以及保障信息内容的完整性、可用性以及机密性，预防因为自动化管理系统本身的漏洞、故障而导致自动化管理系统无法正常的运行，在病毒、黑客以及多种恶意代码的影响攻击时及时起到行之有效的管理保护，对自动化管理系统内部的信息安全性实现较高的管理效果，预防信息内容和数据的丟失，预防有害信息在网络当中的传播，从而提高企业信息的整体管理效果[1]。
2自动化技术安全管理建设内容
2.1管理系统安全监测与风险评估管理
信息管理系统的建设必然需要管理部门的高度重视，要求管理部门以年度作为单位，对信息化的项目实行全面性、综合性的管理，并在每一年的综合计划实行之后，制定这一整年在相关工作方面的创新计划，保障系统在正式上线之前便可以有效的满足整个系统在安全方面的需求[2]。采用的系统在建设完成之后的1个月之内，必须根据相应的“上下线管理办法”实行申请，并通过信息管理部门专职人员进行上线申请，组织应用的系统专职和业务主管部门根据相应的标准或指南对系统进行安全性的评估，同时需要将评估的结果博鳌高发放到业务部门中。对于系统中存在的不足，业务部门在接收到报告之后需要在短时间内进行改进，并在改进之后进行复查，确保其可以满足上线要求。
2.2信息安全专项检查与治理
信息管理部门在管理方面的具体实施必然是借助专职人员而实现，在每一年的年初均需要根据企业的实际情况具体的检查计划以及年度性的检查目标，检查的具体内容必须按照企业中每一个部门的工作特性而决定，例如网络设备的安全性、终端设备的稳定性以及系统版本的及时更新等[3]。对于重大隐患而言，信息安全管理人员需要及时录入到系统当中，并组织制定重大隐患的安全防治计划，各个部门需要在接收到反馈之后及时对问题提出整治方案，并在限期内处理。信息管理部门的安全专职人员需要对隐患库当中所存在的隐患进行跟踪性治理，并组织相应人员进行复查，对于没有及时按期整改的部门，信息安全专职人员需要在短时间内上报给信息负责人，并由人力资源部门对其进行绩效考核。每一个部门的信息安全专职人员需要根据计划组织该部门的人员制定相应预案，每一份预案在制定之后需要在5天之内交到本部门负责人审批，并在审批通过之后上报信息管理部门。
2.3安全事件统计、调查及组装整改
信息管理部门的安全专职人员必须在每一个月月初时对基层部门的信息安全事件进行统计分析。每一个系统的安全管理人员需要根据部门所发生的安全事件实行记录记录，并根据发生问题的原因进行针对性的分析，每一个月以书面的形式将所记录的内容提供给管理部门，由管理部门实现工作状况的改进与完善。如果后续查出存在漏报现象，则需要由人力资源部门进行绩效考核。在发生安全事件之后，需要在5个工作日之内对事件进行分析、统计并上报，调查过程中必须根据事故调查和统计的相关规定执行，及时分析问题发生的主要原因，并坚持“四不放”的基本原则，在调查之后编制事件的调查报告，调查与分析完成之后需要组织相关人员落实具体的整改改进措施，信息安全事件的每一项调查任务都必须严格根据电力企业的通报制度进行，务必保障每一个行为的合理性。
3评估与改进
借助开展提高管理与标准理念以及管理标准，明确每一项工作的5W1H，在目的、对象、地点、时间、人员、方法等方面实行管理系统，促使信息管理部门与各个部门之间的接口、职责划分清晰，达到协调性的分工合作，并借助ITMIS系统实行流程化的固定管理，严格执行企业各项安全管理标准，构建信息化的安全管理建设工作，实现信息化的安全管理系统建设，在标准的PDCA阶段循环周期借助管理目标、职责分工、管理方法、管理流程、文档记录、考核要求等多个方面的管理提高整体安全性，在信息安全管理的建设中确保基础结构的搭建效果，借助行之有效的评估方式，对自动化管理系统安全检测与风险评估管理等多个方面进行评估，并逐渐完善自动化技术安全管理的建设任务，保障安全管理系统的持续改进。
4结语
综上所述，信息安全工作是系统性的工程，“防范”与“攻击”、“脆弱”与“威胁”是相互成长不断发展的。对此，在新时代之下，电力系统的自动化技术安全管理，务必从管理与技术两个角度着手，确保网络安全、系统安全、应用安全、物理安全、数据安全，从而实行多种管理措施，达到多层面、多角度的安全管理保障，提高电力系统自动化技术安全管理系统的整体建设效益，从而提高电网安全性。
参考文献：
[1]魏勇军，黎炼，张弛等.电力系统自动化运行状态监控云平台研究[J].现代电子技术，2017，40（15）：153-158.
1 配电自动化简介
配电自动化指：利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术与电力设备相结合，将配电网在正常及事故情况下的监测、保护、控制、计量和供电部门的工作管理有机地融合在一起，改进供电质量，与用户建立更密切更负责的关系，以合理的价格满足用户要求的多样性，力求供电经济性最好，企业管理更为有效。
配电自动化是一个庞大复杂的、综合性很高的系统性工程，包含电力企业中与配电系统有关的全部功能数据流和控制。从保证对用户的供电质量，提高服务水平，减少运行费用的观点来看，配电自动化是一个统一的整体。
配电自动化包含以下几个方面：
馈线自动化。馈线自动化完成馈电线路的监测、控制、故障诊断、故障隔离和网络重构。其主要功能有：运行状态监测、远方控制和就地自主控制、故障区隔离、负荷转移及恢复供电、无功补偿和调压等。
变电站自动化。变电站自动化指应用自动控制技术和信息处理与传输技术，通过计算机硬软件系统或自动装置代替人工对变电站进行监控、测量和运行操作的一种自动化系统。变电站自动化以信号数字化和计算机通信技术为标志，进入传统的变电站二次设备领域，使变电站运行和监控发生了巨大的变化，取得显著的效益。
变电站自动化的基本功能有：数据采集、数据计算和处理、越限和状态监视、开关操作控制和闭锁、与继电保护交换信息、自动控制的协调和配合、与变电站其他自动化装置交换信息和与调度控制中心或集控中心通信等项功能。
配电自动化及管理系统是利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术，将配电网实时信息、离线信息、用户信息、电网结构参数、地理信息进行集成，构成完整的自动化管理系统，实现配电系统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制和配电管理。它是实时的配电自动化与配电管理系统集成为一体的系统。
2 配电自动化及管理系统
2.1 配电自动化及管理系统的等级划分及结构 根据配电网规模、地理分布及电网结构，分为特大型、大中型和中小型系统。主要由主站系统、子站系统、远方终端、通信系统组成。
2.2 配电自动化及管理系统的主要功能
2.2.1 配电自动化及管理系统的主站 配电自动化及管理系统主站是整个配电自动化及管理系统的监控、管理中心。其主要功能有实时功能和管理功能：实时功能：数据采集、数据传输、数据处理、控制功能、事件报告、人机联系、系统维护、故障处理等。
管理功能：指标管理、地理信息系统（GIS）、运行管理、设备管理（FM）、辅助设计（AM）、辅助工程管理、应用软件等。
2.2.2 配电自动化及管理系统的中心站 在特大城市的配电自动化及管理系统中可设中心站，是下属主站经加工处理后的信息汇集、管理中心。主要负责全局重要信息的监视与管理，特大城市电力部门可根据各自实际情况，确定本局配电自动化及管理系统中是否设置中心站。
2.2.3 配电自动化及管理系统子站（或称配电自动化系统中压监控单元）
配电自动化及管理系统子站是为分布主站功能、优化信息传输、清晰系统结构层次、方便通信系统组网而设置的中间层，实现所辖范围内的信息汇集、处理以及故障处理、通信监视等功能。具体功能有：数据采集、控制功能、数据传输、维护功能、故障处理、通信监视等。
2.2.4 配电自动化及管理系统远方终端 配电自动化及管理系统远方终端是用于中低压电网的各种远方监测、控制单元的总称，它包括配电柱上开关监控终端FTU（Feeder Terminal Unit）、配电变压器监测终端TTU（Transformer Terminal Unit）、开闭所、公用及用户配电所的监控终端DTU（Distribu－tion Terminal Unit）等。具体功能有：数据采集、控制功能、数据传输、维护功能、当地功能等。
3 电力自动化管理系统
3.1 规划和建设好配电网架 规划和建设好配电网架，是实现配电自动化及管理系统的基本条件。常用的配网接线有树状、放射状、网状、环网状等形式，其中环网接线是配网最常用的一种形式。将配电网环网化，并将10kV馈线进行适当合理的分段；保证在事故情况下，110kV变电容量、10kV主干线和10kV馈线有足够的转移负荷的能力。
3.2 加强领导，统筹安排，分步实施 配电自动化及管理系统的开发和应用，是从传统的管理方式向现代化管理方式的飞跃，其涵盖的内容十分广泛，涉及部门诸多，为此，必须加强领导，统一规划，因地制宜，分步实施，以实现最佳的投入产出比。
3.3 解决好实时系统与管理系统的一体化问题 由于配电自动化（DA）涉及的一次设备成本较大，目前一般仅限于重要区域的配网使用，而AM／FM／GIS则可在全部配网使用。若使用一体化可通过AM／FM／GIS系统在一定程度上弥补DA在这方面的不足，故配电自动化及管理系统的实时SCADA和AM／FM／GIS的一体化颇为重要。所谓一体化，就是指GIS作为计算机数据处理系统平台的一个组成部分，整个系统的实时性和数据（包括图形数据）的一致性得以保证，使得SCADA和AM／FM／GIS通过一个图形用户界面（GUI）集成在一起，从而提高系统的效率和效益。
3.4 配置合理的通信通道 通信系统信道的选用，应根据通信规划、现有通信条件和配电自动化及管理系统的需求，按分层配置、资源共享的原则予以确定。信道种类有光纤、微波、无线、载波、有线。主干线推荐使用高中速信道，试点项目建议使用光纤。
3.5 选择可靠的一次设备 对一次开关设备除满足相应标准外，还应满足配电自动化及管理系统的要求。
4 小结
配电自动化及管理系统具有实时性好、自动化水平高、管理功能强之特点，能提高供电可靠性和电能质量、改善对用户的服务，具有显著的经济优越性和良好的社会综合效益。配电自动化及管理系统的建设是一项系统工程，所以要在按照城网建设规划的前提下，因地制宜，积极采用、合理选用、推广应用配电自动化及管理系统。
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
中图分类号：F407.61文献标识码：A 文章编号：
对于我国的经济发展来说电力系统就是最重要的大动脉之一，目前随着经济迅速发展以及社会建设的不断完善，我国不同行业以及各地居民对于电力系统 发展提出了更高的要求。电力系统的自动化技术，其作用就是可以更好的实现对于运行状态的集中展示以及及时的监控，并且可以对之进行优化，同时提高安全运行的性能。在电力自动化系统中数据处理部分是其核心，也是信息流的主要表现形式。一些高新技术，比如计算机或网络通讯技术等在电力自动化技术中的应用，让其数据处理工作也日趋复杂，可以快速以及准确的获取和处理数据是保证电力自动化系统正常运转的保证。本文对此作出简要的分析和探讨。
一、电力自动化系统的数据分析
（一）数据分类
一般在电力自动化系统中，可以根据数据来源的不同将其分为原始数据以及再生数据。原始数据指的就是在现场直接采集的数据，再生数据具体是指在原始数据的基础之上进行二次加工得到的数据。根据电力自动化系统的特点可以将数据进行更为细致的分类：
首先就是现场的实时数据，指的就是在现场实时采集到的数据，其特点就是数据量特别大，因此对于此类数据的存储提出了更高的要求。第二就是基础数据，指的是电力设备数学的一些数据，其属于设备管理的基本范畴之内，例如线路或者发电机等。第三就是日常的运行数据，主要有电力自动化系统中记录的数据以及各种职能部门在工作中处理的数据。最后就是市场数据，因为电力行业的市场化改革正在逐步进行，所以将市场数据纳入数据分类中也是适应发展趋势的必然要求。
（二）数据获取
获取数据也可以被称为采集数据，指的是电力自动化的输入，分为数据的采集以及处理和转发等三个环节。与电力自动化系统相对应的就是数据的传输是采集的关键。目前来看针对数据的传输，主要有有线以及无线两种主要方式，有线传输的方式包括了光纤和电缆等，无线传输的方式有微波以及无线扩频等。目前我国电力系统发展中主要采用的传输方式是有线传输，但是无线传输在一些特殊区域发挥出重要作用，因为无线传输具有减少铺设线路的优点所以在一些偏远地区的电网数据采集来说就具有较大优势。但是无线传输中的一些技术问题还是有待解决的，比如数据的实时性以及可靠性等。如果解决了这些问题，无线传输可能成为电力自动化系统发展的新重点。
二、电力自动化系统中数据的特点分析
（一）唯一性的特点
在电力自动化系统中存在着大量的数据，这些数据的特点就是具备一定的独立性，但是在子系统进行交流的过程中这些数据也会包含其他子系统中的大量数据，所以子系统之间的数据会存在交叉现象，如果不能对这些数据进行妥善处理的话就会出现数据冗余的问题。一旦出现了数据的冗余很可能导致系统在处理数据时能力降低湖或者更新速度较慢，严重的话还可能导致系统数据的可信度降低。所以说为了能有效的保证数据的唯一性，就需要对数据库进行统一的管理以及日常维护工作。通常来说对于离线数据库可以比较容易进行管理，实现其唯一性难度不高，但是针对实时数据库就需要将数据库的信息映射到不同工作站的内存中，就需要在线进行统一管理来确保不同子工作站的数据库进行更新来避免重复性。
（二）数据共享性
目前在数据的共享方面主要的方式有文件的共享、基于web的数据共享以及直接方位内存和网络通讯、内存数据库等。基于web的数据共享，是通过互联网的共享数据。目前随着我国信息化的进行以及网络的普及，互联网的影响已经深入到了社会的不同层面以及角落，网络带宽也越来越大，网速也逐步提高，这就使得web数据共享方式变得更为可行。跟其他的数据共享方式比起来，基于web的数据共享技术充分利用了互联网技术，具有高效率低成本的优势，但是其缺点也较为明显，实时性较差。近年来，因为基于内存数据库的数据共享方式具有结构简单同时灵活性和实时性较好、访问速度较快等优点所以得到了快速发展，这也是之后电力自动化系统发展的主要方向。基于内存的数据共享指的就是把数据放在内存中，其缺点就是开放性不够好。为了实现其开放性可以利用dcom技术来实现其访问接口。
三、数据流的安全性
目前伴随着计算机以及网络技术的快速发展，把数据流作为信息载体的系统内部数据管理方式开始成为主流，通常来说数据流的特点就是实时性以及连续性、顺序性，其过程中就是从数据进入系统开始，数据在系统内的各个环节进行流动，其运动的基本策略跟系统的功能有关。随着我国电力系统自动化水平的不断提升出现了越来越多的需要处理的数据流，数据的结构也更加复杂。所以只有进行合理的部署，数据流才可以逐步的提高其传输的效率来保证电力自动化系统的安全性以及可靠性。数据流在电力自动化系统中的关键，就是要解决系统的统一接口的问题以及实现子系统之间的互联。其未来发展的基本方向就是实现电力自动化系统的数据流优化策略。
随着电力系统中数据的存储了急剧增加，互联网中的病毒等也开始泛滥，但是碍于一些硬件设备的限制导致了电力系统中的数据备份等还是不够完善，这就大大的增加了数据丢失的风险。数据丢失很可能会导致电位运行的不稳定甚至是瘫痪。所以说数据的安全问题成为了现在电力自动化发展中十分重要的问题。可以从以下几个角度入手谈及提高数据安全性。
第一就是制度完善来确保数据安全。要在企业内逐步制定以及完善有关计算机使用和数据安全维护的规章制度，通过加强对工作人员的思想教育来提高员工对于数据安全的重视晨读，并且在之后的日常工作中要按照操作规范等来进行数据的传输以及保存，形成良好的数据安全意识。
第二就是硬件设施的安全性，针对控制室的设计等要符合建筑规范，水电的安装要符合技术要求，同时还需要安装防火以及防盗、防雷等措施。控制室要有必要的安全保卫措施。
最后就是技术性的安全，系统要有完整性，要安装必备的防病毒软件，并且及时的对操作系统等进行升级，同时定式更新病毒库。有关数据要进行及时的备份。计算机来设置密码，重要的文件要加密。数据的删除要进行记录以便可以恢复误操作的数据。要坚持网络专用制度，把电力自动化的网络跟商业网络隔离开来。同级别部门之间进行互相访问是需要设置密码，下级对于上级网络的访问需要进认证，通过技术上的进步来确保数据的安全才是核心所在。
结语：电力自动化系统是一个会涉及到多方面内容的系统，其核心就是数据的处理。正确有效的数据处理是保证电力自动化系统安全有效运转的必要手段。目前随着计算机技术以及网络技术的发展，在电力系统中的运用让数据的处理凸显出更高的价值。尤其是我国目前无线网络逐步兴起，无线网络数据传输的可靠性以及实时性等问题解决之后，必将成为数据处理的重要增长点，所以基于无线网络的数据处理等将是一个新的课题。
参考文献：
[1]黎灿兵,刘晓光,赵弘俊,文燕,李大勇.中压配电网不良负载数据分析与处理方法[J].电力系统自动化,2008(20)
[2]王松月,杨福兴.基于ARM 920T嵌入式通信控制系统设备驱动开发[J].电力自动化设备2006(06)
一、电力自动化系统的数据分析
(一)数据分类
一般在电力自动化系统中,可以根据数据来源的不同将其分为原始数据以及再生数据。原始数据指的就是在现场直接采集的数据,再生数据具体是指在原始数据的基础之上进行二次加工得到的数据。根据电力自动化系统的特点可以将数据进行更为细致的分类:
首先就是现场的实时数据,指的就是在现场实时采集到的数据,其特点就是数据量特别大,因此对于此类数据的存储提出了更高的要求。第二就是基础数据,指的是电力设备数学的一些数据,其属于设备管理的基本范畴之内,例如线路或者发电机等。第三就是日常的运行数据,主要有电力自动化系统中记录的数据以及各种职能部门在工作中处理的数据。最后就是市场数据,因为电力行业的市场化改革正在逐步进行,所以将市场数据纳入数据分类中也是适应发展趋势的必然要求。
(二)数据获取
获取数据也可以被称为采集数据,指的是电力自动化的输入,分为数据的采集以及处理和转发等三个环节。与电力自动化系统相对应的就是数据的传输是采集的关键。目前来看针对数据的传输,主要有有线以及无线两种主要方式,有线传输的方式包括了光纤和电缆等,无线传输的方式有微波以及无线扩频等。目前我国电力系统发展中主要采用的传输方式是有线传输,但是无线传输在一些特殊区域发挥出重要作用,因为无线传输具有减少铺设线路的优点所以在一些偏远地区的电网数据采集来说就具有较大优势。但是无线传输中的一些技术问题还是有待解决的,比如数据的实时性以及可靠性等。如果解决了这些问题,无线传输可能成为电力自动化系统发展的新重点。
二、电力自动化系统中数据的特点分析
(一)唯一性的特点
在电力自动化系统中存在着大量的数据,这些数据的特点就是具备一定的独立性,但是在子系统进行交流的过程中这些数据也会包含其他子系统中的大量数据,所以子系统之间的数据会存在交叉现象,如果不能对这些数据进行妥善处理的话就会出现数据冗余的问题。一旦出现了数据的冗余很可能导致系统在处理数据时能力降低湖或者更新速度较慢,严重的话还可能导致系统数据的可信度降低。所以说为了能有效的保证数据的唯一性,就需要对数据库进行统一的管理以及日常维护工作。通常来说对于离线数据库可以比较容易进行管理,实现其唯一性难度不高,但是针对实时数据库就需要将数据库的信息映射到不同工作站的内存中,就需要在线进行统一管理来确保不同子工作站的数据库进行更新来避免重复性。
(二)数据共享性
目前在数据的共享方面主要的方式有文件的共享、基于web的数据共享以及直接方位内存和网络通讯、内存数据库等。基于web的数据共享,是通过互联网的共享数据。目前随着我国信息化的进行以及网络的普及,互联网的影响已经深入到了社会的不同层面以及角落,网络带宽也越来越大,网速也逐步提高,这就使得web数据共享方式变得更为可行。跟其他的数据共享方式比起来,基于web的数据共享技术充分利用了互联网技术,具有高效率低成本的优势,但是其缺点也较为明显,实时性较差。近年来,因为基于内存数据库的数据共享方式具有结构简单同时灵活性和实时性较好、访问速度较快等优点所以得到了快速发展,这也是之后电力自动化系统发展的主要方向。基于内存的数据共享指的就是把数据放在内存中,其缺点就是开放性不够好。为了实现其开放性可以利用dcom技术来实现其访问接口。
三、数据流的安全性
目前伴随着计算机以及网络技术的快速发展,把数据流作为信息载体的系统内部数据管理方式开始成为主流,通常来说数据流的特点就是实时性以及连续性、顺序性,其过程中就是从数据进入系统开始,数据在系统内的各个环节进行流动,其运动的基本策略跟系统的功能有关。随着我国电力系统自动化水平的不断提升出现了越来越多的需要处理的数据流,数据的结构也更加复杂。所以只有进行合理的部署,数据流才可以逐步的提高其传输的效率来保证电力自动化系统的安全性以及可靠性。数据流在电力自动化系统中的关键,就是要解决系统的统一接口的问题以及实现子系统之间的互联。其未来发展的基本方向就是实现电力自动化系统的数据流优化策略。 随着电力系统中数据的存
储了急剧增加,互联网中的病毒等也开始泛滥,但是碍于一些硬件设备的限制导致了电力系统中的数据备份等还是不够完善,这就大大的增加了数据丢失的风险。数据丢失很可能会导致电位运行的不稳定甚至是瘫痪。所以说数据的安全问题成为了现在电力自动化发展中十分重要的问题。可以从以下几个角度入手谈及提高数据安全性。
第一就是制度完善来确保数据安全。要在企业内逐步制定以及完善有关计算机使用和数据安全维护的规章制度,通过加强对工作人员的思想教育来提高员工对于数据安全的重视晨读,并且在之后的日常工作中要按照操作规范等来进行数据的传输以及保存,形成良好的数据安全意识。
第二就是硬件设施的安全性,针对控制室的设计等要符合建筑规范,水电的安装要符合技术要求,同时还需要安装防火以及防盗、防雷等措施。控制室要有必要的安全保卫措施。
最后就是技术性的安全,系统要有完整性,要安装必备的防病毒软件,并且及时的对操作系统等进行升级,同时定式更新病毒库。有关数据要进行及时的备份。计算机来设置密码,重要的文件要加密。数据的删除要进行记录以便可以恢复误操作的数据。要坚持网络专用制度,把电力自动化的网络跟商业网络隔离开来。同级别部门之间进行互相访问是需要设置密码,下级对于上级网络的访问需要进认证,通过技术上的进步来确保数据的安全才是核心所在。
结语:
电力自动化系统是一个会涉及到多方面内容的系统,其核心就是数据的处理。正确有效的数据处理是保证电力自动化系统安全有效运转的必要手段。目前随着计算机技术以及网络技术的发展,在电力系统中的运用让数据的处理凸显出更高的价值。尤其是我国目前无线网络逐步兴起,无线网络数据传输的可靠性以及实时性等问题解决之后,必将成为数据处理的重要增长点,所以基于无线网络的数据处理等将是一个新的课题。
参考文献:
[1] 黎灿兵,刘晓光,赵弘俊,文燕,李大勇.中压配电网不良负载数据分析与处理方法[J].电力系统自动化,2008(20).
