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序論:在您撰寫能量計量論文時,參考他人的優秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發您的創作熱情,引導您走向新的創作高度。
1.1電能計量作為電力企業與用戶之間進行電能核算的重要依據,對電能數據進行采集、分析和處理,不僅能夠及時為電能使用者提供準確的信息反饋,同時也能夠為電能使用者提供準確的數據計量,因此電能供就者和電能使用者可以通過電能計量來制定相應的電能節能計劃,確保實現節能減耗的目標。
1.2在節能措施制定時需要由電能計量提供數據上的支持首先,通過電能計量,用戶可以得到準確的用電數據,通過對數據分析,或以明確一段時間內的用電量,并進而根據實際用電情況對用電量的合理性進行總結,采取相應的措施,避免用電浪費現象的發生;其次,目前電能計量開始向自動化和智能化的方向發展,對用電數據可能進行智能的分析和處理,能夠自動對電能系統中存在的電能損耗問題進行發現,并還能夠對對引發電能損耗的原因進行明確,這樣就為電能損耗的處理具有重要的作用,可以采用針對性的措施來及時對設備進行更新,確保設備運行的節能減耗,使電力系統運行的穩定性和可靠性得到保障。
1.3電力計量自動化系統通過無線GPRS、CDMA網絡,將每個采集終端的電能數據信息傳送到計量自動系統主站,通過數據庫處理,實現耗能單元遠程抄表及綜合性的智能管理。它具有采集功能、統計功能、數據共享功能。計量自動化還可以利用電能計量數據和計算機模擬軟件相結合,通過計算機模擬軟件及時而準確地對當前的電力系統狀態進行評估,及時發現能量損耗嚴重的地方。
2電能計量節能減耗運用的實現
2.1進一步完善電能計量系統從計量裝置普查情況來看,一般企業耗能計量配備率較低。只有完善能源消耗計量系統,才能科學地分析全廠耗能設備情況,合理地下達耗能指標,節能管理才能做到有的放矢,這也是節能降耗的首要措施。電量計量方面應當采用電量計量遠傳技術。安裝配電監測系統終端,經過現場調試和運行,確保其測量準確率。
2.2確保電能計量的準確性
2.2.1采用復合變比電流互感器自動轉換計量裝置對負荷電流長期運行在電能表額定負荷20%以下的線路,可安裝復合變比電流互感器自動轉換計量裝置,與復合變比電流互感器配套使用,通過在線檢測,確定線路運行電流的大小,以提高電能表的計量準確度。
2.2.2開展計量裝置綜合誤差分析把投運前電流、電壓互感器合成誤差、電壓互感器二次回路壓降誤差通過計算形成數據表。在每次的周期校驗時,都可以對照各項數據配合電能表進行調整,使計量綜合誤差達到最小。同時,按規程規定做好電能表、電流互感器、電壓互感器進行周期檢驗和輪換工作。
2.2.3對互感器誤差進行調整電能計量綜合誤差的大小主要決定于電能表本身的誤差和互感器的合成誤差。因此可根據現場的具體情況,對運行中的電流互感器、電壓互感器進行誤差補償,使其誤差盡可能地減小,甚至小到可以忽略;另外,還可通過調整某一相或兩相電流、電壓互感器的比差和角差來減小互感器的合成誤差。
2.2.4經常檢測電流互感器倍率和計量回路有些竊電戶為了少交電費,往往私自將原裝的電流互感器更換為較大倍率的電流互感器,甚至仍裝上原來電流互感器的銘牌。在檢查時,應注意電流互感器的實際倍率是否與銘牌相一致。檢查電流互感器的一次回路或二次回路是否短接、二次回路是否偽接或開路、二次端子的極性或換相是否錯接等。對電壓互感器,應檢查其接線的正確與否,防止虛接、偽接與二次回路的開斷以及換相錯接等。
2.2.5完善計量裝置選擇專業大廠生產的高精度、穩定性好的多功能電能表。由于電子技術的發展,現在多功能電子表已日趨完善,其誤差較為穩定,且基本呈線性。一只多功能電子表可同時兼有正、反向有功,正、反向無功四種電能計量和脈沖輸出、失壓記錄、追補電量等輔助功能,且過載能力強、功耗小。對Ⅰ、Ⅱ類用戶應采用全電子式電能表。專業大廠生產的多功能電能表在元器件材料、設計技術水平、質量檢驗均有較高要求,是實際使用的首選。
3結束語
竊電行為是用電人員為了達到不交電費而用電的目的,采取的一種“免費”用電的非法手段。由于電能表的電能計量主要是根據電能計算方式進行計算的,主要計算因素有電壓、電流、功率、時間,是一種將各種元素相結合的計算方式,任一元素的更改或者無記錄,都會造成電能表計量的不準確,非法人員就是根據這種電能表的工作原理鉆漏洞的。目前非法人員的主要竊電手段分為兩大類:其一,在電表和回路上動手腳,使電能計量減少或者無記錄;其二,在電能計量開始前的回路上竊電,使電能表不計電。其主要竊電方式分為很多種,有改變電壓、電流正?;芈返那穳悍ǜ`電和欠流法竊電,有改變電能表正常接線或者拆卸電表能的移相法竊電和擴差法竊電,還有私自進行線路接電的無表法竊電,以及采用高技術改變電能表編程的新技術法竊電等。竊電行為隨著科技的發展和人們知識水平的提升而變得越來越多樣化,竊電技術也越來越先進,嚴重影響到用戶的合理用電和電力營銷系統的正常運行,給人們的生活和社會秩序的營造進程帶來很多的麻煩,電力企業急需尋求解決辦法,從技術上杜絕這種不良現象的再次發生。
2供電稽查工作中電能計量技術的應用
電能計量技術是當前電力企業應用于電量稽查工作中,用來預防非法竊電,加強電能計量數據的準確性,保證用戶合理用電的重要計電手段,用電能計量技術的遠程控制技術和電子智能計算技術對供電系統進行時時監測和數字化計算,營造市場上良好的供電秩序。
2.1電能計量智能化,提高工作效率
在以前,供電稽查工作大多都是采用人工實地操作的方法,需要專業的工作人員到現場通過記錄電能表的電量數據,然后根據電量計算公式進行電費計算,這種做法比較傳統,持續時間長,工作效率低;而且由于人工操作不精密,容易在數據的記錄和計算上出現誤差,導致出現電能計量數據的不準確和計算錯誤的現象,給用戶和企業雙方帶來不便?,F在的供電稽查工作涉及范圍變得更加廣泛,已經不僅僅是只檢測設備這么簡單,還增添了電力的遠程控制功能,對電力的使用情況進行時時監控,減少人員的來回奔波,大大的提高了工作效率;通過技術上的改善,保障了電能計量數據的準確性,減小誤差,提高了電能數據的準確性與穩定性,促進了電力企業科技化、信息化、智能化的發展進程。
2.2防竊電等違章用電行為
電力企業對于防竊電行為的措施研究由來已久,除了安裝高性能電能表、合理布置電線、加固電能表防護措施、完善電力營銷系統外,電能計量技術也能夠在一定程度上預防竊電等違章用電行為,對供電系統的合理運行具有重要作用。由于電能計量的數字化技術,工作人員進行電力稽查工作時能夠及時發現不當用電行為,及時對違章用戶進行處理,最大限度的減少電力損失;根據已掌握的用戶用電情況進行電量數額控制,增加相關的電力監控設備,一旦出現特殊用電情況,就能夠及時發現違章用電行為,并制定相關處罰措施進行規范管理,加大懲罰力度,將違章用電等非法行為扼殺在搖籃中,減少電力損失,規范供電秩序,為電力稽查工作提供方便。
2.3減少工作人員工作量
現在很多電力企業中,工作人員充足,但是缺乏先進的技術和設備,工作人員在進行電力稽查工作時,大多采取傳統的人工抄表辦法,然后進行電費計算。電能稽查工作中的數據記錄環節很重要,一旦出現人工失誤,相關聯的電量計算也會受到影響,導致電能稽查結果的不客觀、不準確。將電能計量技術應用與供電稽查工作,采用電子數據采集和智能化電量控制,保證電能數據的可靠性和穩定性,不受外界影響,并對電量進行遠程控制計算,減少員工的來回奔波路程和電量計算過程,減少供電稽查工作的工作量,同樣提高工作人員的工作效率。
目前,工業企業使用的能源流量計量裝置應用最廣泛的為孔板節流式計量流量計(占70%以上)。孔板節流式流量計的測量原理是流體通過節流裝置時,由于通過節流裝置的流體有限,流體將在節流孔板處收縮成束狀,流速加快,靜壓力降低,致使節流孔板前后產生壓力差,這種壓力差和流體流量成正比。另外,孔板節流式計量裝置長期在工業企業使用,對流體適應性廣泛,具有完整的使用體系,技術成熟,但仍存在不足之處,主要問題如下:
1)裝置結構較為笨重??装骞澚餮b置的質量平均在100kg左右,對于裝置中的管道需要進行整體安裝,需用吊裝機械和其他機械設備配合使用,安裝要求較高、施工量較大、維護檢修難度較大。
2)流體通過節流裝置后產生了較大的永久壓損,相關的實驗數據顯示,永久壓損ppl=(0.5~0.6)ΔP,約為20~50kPa(節能型節流裝置永久壓損ppl=0.3ΔP)。在檢測流量計量過程中,被測流體通過孔板節流裝置時會產生漩渦,在行進的過程中流體和裝置不斷摩擦,流體自身存在的機械能轉換為熱能,在流體中以水蒸氣的形式消失,所以,節流后流體的靜壓力不等于節流前的靜壓力。
2流量計中節能技術的應用
為解決傳統流量計存在的不足,研發人員開發了節能高效的流量計量系統,以下2種流量計被廣泛應用。
2.1畢托巴流量計
畢托巴流量計具有測量介質范圍廣(風、煙、水、汽、氣、油)、耐高溫高壓、防堵、耐磨、耐腐蝕、壓力損失小、安裝簡便、無需維護、節能環保等優質性能,前景非常廣闊。
2.1.1畢托巴流量計的特點
1)畢托巴流量計的設計采用高精度探頭在風洞或水洞上全量程標定,探針直徑選擇為20mm的不銹鋼材料,在截面積很小的管道中壓力的損失也可降到最小甚至為零。
2)流量測量具有高準確度、高強度和大量程比等性能。
3)該裝置構造簡單、可靠性高。通過測量,該裝置內部導壓管中無介質流動,阻斷了雜物和內部管道的接觸,使測試具有高精度。
4)安裝方便。無論是直管段或是彎管段都能安裝,由傳統的直管段改進為多種彎管段以及多倍管徑。
5)該裝置可以在線安裝和檢修,同時可直接顯示和流量相關的數據,憑借其智能特性可進行遠程集中管理,節省成本,準確度高。
2.2V型錐流量計
V型錐流量計和傳統差壓式流量計的組成部分基本相同,都是由三閥組、引壓管、變壓變送器組成質量流量測試系統。V型錐流量計是在管道的中心位置安裝一個椎體來控制節流,由于椎體前后差壓不同形成氣壓差,通過不同的氣壓測量流量。
2.2.1V型錐流量計的特點
1)V型錐流量計不僅可測量各種液體,而且對部分氣體、蒸汽和氣液兩相介質也能較為準確地測量。
2)V型錐流量計準確度較高、量程寬、永久壓損小、無直管段要求等,是新一代節流裝置中的典型代表。
3)V型錐流量計對于氣體和蒸汽等介質不僅能壓縮,而且還能實現溫度、壓力補償,組成質量流量測試系統。由于椎體在管線中心位置懸掛,同流體的高速沖擊區域直接接觸,使高速區的流體和近管壁低速區的流體強制性相混合從而使流速中和,達到均勻化。
2.2.2與傳統孔板流量計的應用對比
管道內徑702.4mm,工作壓力12kPa,溫度70℃,當地大氣壓力98.39kPa,工作密度1.0326kg/m3,孔板類型采用流量為25000m3/h,β為0.6955。在相同的條件下通過同等流量時,孔板的壓力損失為1.894kPa;V錐型流量計的壓力損失為0.479kPa,得出V型流量計比孔板型流量計能耗少12.283kWh。按照工業電費0.7元/kWh,每年按300天計算,V型流量計比孔板型流量計節約2579.43元。由此得出,V錐型流量計在節能方面具有較大的潛力。
關鍵詞:電能質量分析方法控制技術
0引言
隨著國民經濟的發展,科學技術的進步和生產過程的高度自動化,電網中各種非線性負荷及用戶不斷增長;各種復雜的、精密的,對電能質量敏感的用電設備越來越多。上述兩方面的矛盾越來越突出,用戶對電能質量的要求也更高,在這樣的環境下,探討電能質量領域的相關理論及其控制技術,分析我國電能質量管理和控制的發展趨勢,具有很強的觀實意義。
1衡量電能質量的主要指標
由于所處立場不同,關注或表征電能質量的角度不同,人們對電能質量的定義還未能達成完全的共識,但是對其主要技術指標都有較為一致的認識。
(1)電壓偏差(voltagedeviation):是電壓下跌(電壓跌落)和電壓上升(電壓隆起)的總稱。
(2)頻率偏差(friquencydeviation):對頻率質量的要求全網相同,不因用戶而異,各國對于該項偏差標準都有相關規定。
(3)電壓三相不平衡(unbalance):表現為電壓的最大偏移與三相電壓的平均值超過規定的標準。
(4)諧波和間諧波(harmonics&inter-hamonics):含有基波整數倍頻率的正弦電壓或電流稱為諧波。含有基波非整數倍頻率的正弦電壓或電流稱為間諧波,小于基波頻率的分數次諧波也屬于間諧波。
(5)電壓波動和閃變(fluctuation&flicker):電壓波動是指在包絡線內的電壓的有規則變動,或是幅值通常不超出0.9~1.1倍電壓范圍的一系列電壓隨機變化。閃變則是指電壓波動對照明燈的視覺影響。
2電能質量問題的產生
2.1電能質量問題的定義和分類
電能質量問題是眾多單一類型電力系統干擾問題的總稱,其實質是電壓質量問題。電能質量問題按產生和持續時間可分為穩態電能質量問題和動態電能質量問題。
2.2電能質量問題產生原因分析
隨著電力系統規模的不斷擴大,電力系統電能質量問題的產生主要有以下幾個原因。
2.2.1電力系統元件存在的非線性問題
電力系統元件的非線性問題主要包括:發電機產生的諧波;變壓器產生的諧波;直流輸電產生的諧波;輸電線路(特別是超高壓輸電線路)對諧波的放大作用。此外,還有變電站并聯電容器補償裝置等因素對諧波的影響。其中,直流輸電是目前電力系統最大的諧波源。
2.2.2非線性負荷
在工業和生活用電負載中,非線性負載占很大比例,這是電力系統諧波問題的主要來源。電弧爐(包括交流電弧爐和直流電弧爐)是主要的非線性負載,它的諧波主要是由起弧的時延和電弧的嚴重非線性引起的。居民生活負荷中,熒光燈的伏安特性是嚴重非線性的,也會引起嚴重的諧波電流,其中3次諧波的含量最高。大功率整流或變頻裝置也會產生嚴重的諧波電流,對電網造成嚴重污染,同時也使功率因數降低。
2.2.3電力系統故障
電力系統運行的內外故障也會造成電能質量問題,如各種短路故障、自然現象災害、人為誤操作、電網故障時發電機及勵磁系統的工作狀態的改變、故障保護裝置中的電力電子設備的啟動等都將造成各種電能質量問題。
3電能質量分析方法
3.1時域仿真法
時域仿真方法在電能質量分析中的應用最為廣泛,其最主要的用途是利用各種時域仿真程序對電能質量問題中的各種暫態現象進行研究。目前較通用的時域仿真程序有EMTP、EMTDC、NETOMAC等系統暫態仿真程序和SPICE、PSPICE、SABER等電力電子仿真程序。
采用時域仿真計算的缺點是仿真步長的選取決定了可模仿的最大頻率范圍,因此必須事先知道暫態過程的頻率覆蓋范圍。此外,在模仿開關的開合過程時,還會引起數值振蕩。
3.2頻域分析法
頻域分析方法主要包括頻率掃描、諧波潮流計算和混合諧波潮流計算等,該方法多用于電能質量中諧波問題的分析。
頻率掃描和諧波潮流計算在反映非線性負載動態特性方面有一定局限性,因此混合諧波潮流計算法在近些年中發展起來。其優點是可詳細考慮非線性負載控制系統的作用,因此可精確描述其動態特性。缺點是計算量大,求解過程復雜。
3.3基于變換的方法
在電能質量分析領域中廣泛應用的基于變換的方法主要有Fourier變換、神經網絡、二次變換、小波變換和Prony分析等5種方法。
3.3.1Fourier變換
Fourier變換是電能質量分析領域中的基本方法,在實時系統中,通常采用短時Fourier變換方法(STFT)和快速Fourier變換方法(FFT)。
Fourier變換的優點是算法快速簡單。但其缺點也很多:(1)雖然能夠將信號的時域特征和頻域特征聯系起來觀察,但不能將二者有機地結合起來。(2)只能適應于確定性的平穩信號(如諧波),對時變非平穩信號難以充分描述。(3)STFT的離散形式沒有正交展開,難以實現高效算法;只適合于分析特征尺度大致相同的過程,不適合分析多尺度過程和突變過程。(4)FFT變換的時間信息利用不充分,任何信號沖突都會導致整個頻帶的頻譜散布;在不滿足前提條件時,會產生“旁瓣”和“頻譜泄露”現象。
3.3.2神經網絡法
神經網絡理論是巨量信息并行處理和大規模平行計算的基礎,它既是高度非線性動力學系統,又是自適應組織系統,可用來描述認知、決策及控制的智能行為。
神經網絡法的優點是:(1)可處理多輸入-多輸出系統,具有自學習、自適應等特點。(2)不必建立精確數學模型,只考慮輸入輸出關系即可。缺點是:(1)存在局部極小問題,會出現局部收斂,影響系統的控制精度;(2)理想的訓練樣本提取困難,影響網絡的訓練速度和訓練質量;(3)網絡結構不易優化。
3.3.3二次變換法
二次變換是一種基于能量角度來考慮的新的時域變換方法。該方法的基本原理是用時間和頻率的雙線性函數來表示信號的能量函數。
二次變換的優點是:可以準確地檢測到信號發生尖銳變化的時刻;精確測量基波和諧波分量的幅值。缺點是:無法準確地估計原始信號的諧波分量幅值;不具有時域分析功能。
3.3.4小波分析法
小波變換是新的多尺度分析數字技術,它通過對時間序列過程從低分辨率到高分辨率的分析,顯示過程變化的整體特征和局部變化行為。常用的小波基函數有:Daubechies小波、B小波、Morlet小波Meyer小波等。
小波變換的優點是:(1)具有時-頻局部化的特點,特別適合突變信號和不平穩信號分析。(2)可以對信號進行去噪、識別和數據壓縮、還原等。缺點是:(1)在實時系統中運算量較大,需要如DSP等高價格的高速芯片。(2)小波分析有“邊緣效應”,邊界數據處理會占用較多時間,并帶來一定誤差。
3.3.5Prony分析法
Prony分析衰減的思想類似于小波。在該方法中,信號總是被認為可以由一系列的衰減的正弦波構成,這些衰減正弦波類似于小波函數。所以Prony分析方法和小波一樣,可以做多尺度的信號分析。Prony分析的主要缺點是計算時間過長。
4電能質量的控制策略與技術
4.1幾種電能質量控制策略
(1)PID控制:這是應用最為廣泛的調節器控制規律,其結構簡單、穩定性好、工作可靠、調整方便,易于在工程中實現。當被控對象的結構和參數不能完全掌握,或得不到精確的數學模型時,應用PID控制技術最為方便。其缺點是:響應有超調,對系統參數攝動和抗負載擾動能力較差。
(2)空間矢量控制:空間矢量控制也是一種較為常規的控制方法。其原理是:將基于三相靜止坐標系(abc)的交流量經過派克變換得到基于旋轉坐標系(dq)的直流量從而實現解耦控制。常規的矢量控制方法一般采用DSP進行處理,具有良好的穩態性能與暫態性能。也可采用簡化算法以縮短實時運算時間。
(3)模糊邏輯控制:知道被控對象精確的數學模型是使用經典控制理論的"頻域法"和現代控制理論的“時域法”設計控制器的前提條件。模糊控制作為一種新的智能控制方法,無需對系統建立精確的數學模型。它通過模擬人的思維和語言中對模糊信息的表達和處理方式,對系統特征進行模糊描述,來降低獲取系統動態和靜態特征量付出的代價。
(4)非線性魯棒控制:超導儲能裝置(SMES)實際運行時會受到各種不確定性的影響,因此可通過對SMES的確定性模型引入干擾,得到非線性二階魯棒模型。對此非線性模型,既可應用反饋線性化方法使之全局線性化,再利用所有線性系統的控制規律進行控制,也可直接采用魯棒控制理論設計控制器。
4.2FACTS技術
FACTS,即基于電力電子控制技術的靈活交流輸電,是上世紀80年代末期由美國電力研究院(EPRI)提出的。它通過控制電力系統的基本參數來靈活控制系統潮流,使輸送容量更接近線路的熱穩極限。采用FACTS技術的核心目的是加強交流輸電系統的可控性和增大其電力傳輸能力。
目前有代表性的FACTS裝置主要有:可控串聯補償電容器、靜止無功補償器、晶閘管控制的串聯投切電容器、統一潮流控制器等。
4.3用戶電力(CustomPower)技術
用戶電力技術就是將電力電子技術、微處理機技術、自動控制技術等運用于中低壓配電系統和用電系統中,其目的是加強配電系統的供電可靠性,并減小諧波畸變,改善電能質量。該技術的核心器件IGBT比GTO具有更快的開關頻率,并且關斷容量已達MVA級,因此DFACTS裝置具有更快的響應特性。
用戶電力技術概念的提出,有助于供電部門提供高可靠性和高質量的電力,也有助于滿足各種新工藝用戶對電力供應的更高要求。目前主要的DFACTS裝置有:有源濾波器(APF)、動態電壓恢復器(DVR)、配電系統用靜止無功補償器(D-STATCOM)、固態切換開關(SSTS)等。
5電能質量控制的發展方向
5.1研究電能質量分析控制領域的基礎性工作
一方面要深入探索電能質量領域的基礎性研究工作,包括電能質量的定義、評價標準與體系,電能質量問題的表現形式、影響因素、防治方法等。同時,積極研究電能質量控制的新方法、新技術和新策略,將更為先進、科學的控制理念和控制思想借鑒到電能質量管理領域。
5.2推廣使用數字化電能質量控制技術
以DSP為基礎的實時數字信號處理技術在控制領域得到廣泛應用,其優點為:①可提高系統穩定性、可靠性和靈活性;②由程序控制,改變控制方法或算法時不必改變控制電路;③可重復性好,易調試和批量生產;④易實現并聯運行和智能化控制。隨著DSP性能的不斷改善和價格的下降,電能質量控制裝置將用DSP來實現實時信號處理從而取代模擬量控制。
5.3對電能質量檢測技術的新要求
傳統的檢測儀器一般局限于持續性和穩定性指標的檢測,而且僅測有效值已不能精確描述實際的電能質量問題,因此需要發展新的監測技術。具體要求包括:①能捕捉快速(ms級甚至ns級)瞬時干擾的波形;②需要測量各次諧波以及間諧波的幅值、相位;③需要有足夠高的采樣速率,以便能和得相當高次諧波的信息。④建立有效的分析和自動辯識系統,反映各種電能質量指標的特征及其隨時間的變化規律。
5.4大力發展應用新技術
電力電子技術的應用可以大大提高電網的電能質量,FACTS、CusPow等新技術更是為解決電能質量問題開拓了廣闊的前景,同時一些非電力電子技術的發展也很迅猛,將這些技術融合發展,并合理使用、大力推廣,必然會逐步滿足電力負荷對電能質量日益提高的要求。
參考文獻
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電能計量設備管理工作由于項目申購、項目領用,無庫存管理機制的管理模式,加之工作環節交叉,涉及部門多,溝通繁瑣,工作及時率不高,對電能計量設備的供貨及時性、營項目結算、庫存物資管理等工作造成了一定的影響,主要存在以下問題:(1)分散式管理,工作量大且效率低。按在建工程項目上報物資需求,因全局營銷項目數量多,電能計量設備需求數量大,按項目采購存在物資部門組織采購及合同簽訂的工作量大,完成全局的電能計量設備供貨周期長,導致供貨不及時;各使用單位上報本單位物資需求,存在需求不準,有一定的采購風險。(2)使用策略存在壁壘,造成資源浪費,影響項目施工進度。按項目維度進行管理,項目申購、項目領用,造成同屬性物資不能通用于不同項目,造成大量物資閑置而無法使用于物資需求項目,嚴重影響項目施工進度及庫存周轉,造成財力、人力資源浪費。(3)工作界面不清晰。計量物資管理涉及物資部門與營銷部門多個輸入、輸出接口;計量倉庫與一般物資倉儲配送、逆向物流管理流程略有不同,且在物資管理規定難以單獨明確,如一般物資到貨后要求2天內驗收、2天內辦理入庫,但計量物資需待抽檢合格后方可辦理入庫手續,時間可能長達1個月。實際運作時,計量物資管理流程仍有一些不清晰地方。在信息系統上,物資系統與營銷系統都要操作。多套系統的單軌運行造成工作量巨大和責任不清。(4)信息不互通,管理不順暢。電能計量設備管理過程繁瑣且涉及多部門管理、在缺乏信息系統支撐的情況下,各部門間信息不通,存在線下溝通信息準確度不高、工作效率低下、嚴重影響計量設備及時供貨或供貨錯誤。(5)供應鏈未能全程監控。未建立電能計量設備庫存管理機制,電能計量設備的出、入庫未能跟蹤及管理,造成公司無法及時、準確地知曉當前電能計量設備庫存量,無法制定供應商送貨計劃及配送至各生產部門及區局計劃。(6)質量服務風險不能有效監控。計量設備在未完成兩檢(抽檢、強檢)前付款供應商,造成有檢測不合格表計需換貨時,供應商服務不及時,嚴重影響不合格表計的換貨進度,存在很大的財務風險;也不利于供應商管理。
2改進思路
對于電能計量設備管理工作中存在的問題,經過分析,確定通過重新梳理工作流程、規范管理制度的方式保障電能計量設備管理工作有序開展,避免工作交叉;通過以“大倉庫、大配送”總體部署,圍繞“標準設計、定額存儲、動態補倉”供應策略為依據,建立電能計量設備儲備定額管理機制,實現動態補倉機制,解決以項目申購采購供貨周期長、項目物資無法共用,造成資源浪費的問題;通過建立電能計量倉儲管理機制及物資屬性庫區,電能計量設備的出、入庫有據可循,解決無供應商送貨計劃、無各生產部門及區局配送計劃、倉庫積壓但無可用(檢定合格)設備的問題;通過對信息系統的功能優化,實現業務系統之間的數據共享和業務貫通,提升信息系統對于電能計量設備管理工作的有效支持。
3改進措施
3.1優化管理流程為了避免業務工作的交叉,保障電能計量設備管理工作的順利開展,以信息系統為基礎,管理部門對電能計量設備管理流程進行了優化。新工作流程主要將電能計量設備管理工作和信息系統結合開展工作,通過計量檢定系統、物資系統、營銷系統、項目管理系統的信息共享,各業務系統間協同開展工作,實現一站式作業,提升電能計量設備管理工作效率,保障電能計量設備供貨的及時性和規范性。新電能計量設備管理工作流程如圖2所示。新流程改變了當前電能計量設備管理過程中需求申報、采購、檢測(質檢、檢定)、配送、領用、安裝的順序管理,實現定額管理、采購和發碼單據同步開展;改變多個部門需要反復溝通的問題,市場營銷部上報年度電能計量設備儲備定額后,直接以儲備定額為依據進行補倉采購并授予條形碼。
3.2規范管理制度管理部門同時明確了電能計量設備的管理要求,規定了各流程環節的工作時限及各崗位管理職責,改進了電能計量設備管理業務規則,明確了各管理節點崗位職責,具體如下:(1)優化品類,動態補倉。為縮短電能計量設備采購周期、解決項目物資無法共用,電能計量設備采購儲備定額管理方式,由市場營銷部上報年度電能計量設備儲備定額量,物資部門以儲備定額為依據實現動態補倉配送及動態補倉采購。(2)到貨檔案。采購設備到貨倉庫后,由該倉庫倉管員2天內辦理到貨檔案批次,并抽樣送檢。(3)檢測(抽檢、檢定)。物資部門辦理到貨批次并送檢后,由檢測單位制定檢測計劃并安排檢測工作,檢測完成后通知倉管員回庫。(4)配送至各生產部門及區局。各生產部門及區局發起補貨需求后由倉管員2天內完成物資的配送工作。(5)補貨規則,按電能計量設備采購四級補倉機制。各使用單位提出補貨需求時,倉管員檢查成品倉物資是否滿足,滿足則直接從成品倉進行補貨配送;如成品倉不能滿足則檢查待檢定倉物品量及檢定計劃;待檢定倉物品無法滿足則從待檢倉進行補倉進行檢定;當待檢倉無法滿足時檢查同合供貨情況,通知供應商送貨或提交待檢倉補倉采購需求。
3.3規范倉庫管理規范物資倉庫物資存儲區域,劃為倉庫為待檢區、檢測區、換貨區、成品區,電能計量設備存放倉庫規范:電能計量設備到貨后由倉管員存放至待檢倉;由檢測單位檢測中的設備存放至檢測區,檢測不合格的物品存放至換貨區,檢測合格的物品存放至成品區,成品區的物品方可配送至各生產部門及區局安裝使用。各生產部門及區局發生領用需求時,首先開具移庫、配送各部門急救包的“營銷計量倉”倉。這樣既保證了倉庫管理員賬實一致,清晰掌控倉庫各狀態物資庫存情況,保證物資供應及補貨,又同時提升了工作人員的溝通效率。
3.4明確工作界面,優化信息系統功能明確工作界面,市場營銷部負責營銷項目下達及年度儲備定額修編、物資部門負責物資供應、計量中心負責設備檢測;各專業管理系統(物資系統、計量檢定、營銷系統、項目管理系統)根據新電能計量設備業務管理流程需求進行系統功能的優化,實現幾個系統之間的信息共享及業務貫通。物資系統中可以自動依據一級倉、急救包的庫存及年底電能計量設備定額自動提醒補貨,物資部管理員實時根據系統的補貨提醒進行補倉配送或補倉采購;到貨后由倉管員收貨、建立到貨檔案批次并抽樣、送檢;系統自動將抽取的樣品及到貨物品信息同步至計量檢定系統,由檢測部門檢測負責人安排檢測工作;檢測完成后檢測結果同步至物資系統;由倉管員將檢測合格物品移庫至成品區,成品區物品按需移庫、配送至各生產部門及區局營銷計量倉;各生產部門及區局根據營銷系統供電服務訂單情況維護工單,工單信息包含需求物資信息;工單建立完畢后自動同步至物資系統的營銷計量倉管理員的領料待辦提醒;營銷計量倉管理員根據工單物資需求發送實物并辦理領用手續;已領用電能計量設備同步至營銷系統進行安裝運行。
3.5建立電能計量設備生命周期檔案庫物資狀態貫穿電能計量設備管理全過程,已簽合同未到貨、已到貨未抽檢、抽檢中、抽檢不合格、整批換貨中、抽檢合格、強檢中、強檢不合格、零散換貨中、強檢合格、已配送、已領用,運行中、已拆卸、已報廢各狀態物資一目了然。
4取得成效
通過對電能計量設備管理模式的優化,解決了歷史上信息不能共享、項目物資不能共用導致庫存積壓但無項目需求可用設備、工作人員溝通繁瑣、無檢定計劃、無補貨計劃、無配送計劃,無庫存跟蹤等問題,重新規范了電能計量設備管理過程,優化了管理流程、提升了管理效率。(1)集中的儲備管理策略,有效保障物資供應及時性。電能計量設備通過儲備方式進行管理,圍繞“標準選型、定額存儲、動態補倉”供應策略,根據全局的實際需求制定科學的儲備方案,并按照儲備方案和實際用料需求進行實物采購和儲備。改變以往按實際領料項目申購的分散管理的混亂現象,實現集中式的管理;同時,在儲備方式的基礎之上,制定完善的領用管理規范,破除以往領用項目難以互通的壁壘現象,形成補倉采購運作機制(資金預算、采購支付、核算機制),有效保障物資供應及時性,提升庫存物資周轉率,減少工程余料(定額物資)產生,提高資金使用率。從而有效提高管理的效率、降低成本,提高設備質量。(2)優化物資品類,降低采購成本。補倉采購機制的關鍵任務包括:標準選型及品類優化;頒布定額儲備方案;落實財務預算;動態補倉機制;建立領用機制;JIT項目里程碑節點銜接;倉庫分級管理;業務流程梳理及信息系統支撐。其中標準選型及品類優化是開展補倉采購工作的堅實基礎,電能計量設備從以往的130多種品類優化至80種,極大程度上減少了倉儲物資種類和補倉采購成本,充分發揮補倉采購管理模式的優勢,提升資金的集成效益和物資服務水平。(3)規范“先抽檢、后入庫”運作模式,歸避財務風險,保障在庫設備質量。將以往“先入庫、后抽檢”調整為“先抽檢、后入庫”模式,解決以往供應商貨到倉庫后,由倉管員直接辦理入庫單,待入實物賬、財務賬后再進行抽檢,存在的在庫物資未抽檢付款供應商存在一定的財務風險問題、檢測不合格換貨難的問題,從而歸避財務風險、保障在庫設備質量,縮短設備供貨周期,減少在庫設備量,提高倉庫周轉率,降低倉庫管理成本。(4)補倉采購機制,縮短供貨周期,減少需求誤差,降低采購風險,物資供貨及時率達100%。倉庫結構優化為一級中心倉加急救包,根據各品類物資儲備定額量,實時監控各使用單位急救包在庫物資情況,自動發起補貨需求,倉管員檢查成品倉物資是否滿足,滿足則直接從成品倉進行補貨配送;如成品倉不能滿足則檢查待檢定倉物品量及檢定計劃;待檢定倉物品無法滿足則從待檢倉進行補倉進行檢定;當待檢倉無法滿足時檢查合同供貨情況,通知供應商送貨或提交待檢倉補倉采購需求。實現物資需求直接從急救包領用。提升了物資供貨的時效性,減小需求誤差,降低采購風險,有利于提升物資需求準確性以及計量設備管理水平。(5)己構建流暢的管理流程,提高管理規范性。制定了電能計量設備管理管理要求,明確各個部門的職責和工作界面,梳理清晰的電能計量設備管理流程并進行優化提升,使得電能量計量設備的管理能夠暢通、高效。(6)全生命監控計量設備管理過程信息。通過梳理和規范電能計量設備的管理,對電能計量設備全生命管理過程的各個業務環節進行業務梳理,明確時效性要求的管理指標,保障電能計量設備的采購、檢測、配送等工作有序、順利開展;通過信息系統進行全生命周期過程進行監控,實現各信息系統之間的數據聯動與共享,保證了數據的一致性及減少數據的重復錄入,大大提高管理的效率和質量。(7)條形碼規范化管理,單個設備管理過程清晰了然。梳理規范各類電能計量設備條碼規則,合同簽訂環節生成條碼,供應商按碼生成并貼碼,單個設備系統檔案及實物唯對應,解決以往無法掌控到單個設備的全生命周期情況,通過實物標識實現。圖3為計量物資全生命周期信息展示平臺示意圖。(8)建立檔案批次管理機制,保障在運行設備的精確可靠、穩定性。同批到貨設備建立檔案批次,在運行設備抽檢根據單個設備的運行穩定性跟蹤該批次設備的運行情況,大大保障在運行設備的精確可靠,解決以往運行抽檢只能針對單個設備進行檢測、更換,無法針對整批同屬性設備的質量跟蹤。(9)實現電能計量設備管理的效率、成本、服務的最優化。通過以上從管理制度、管理規范、部門職責、信息化實現等多個方面進行梳理和優化,已基本實現電能計量設備管理的效率、成本、服務的最優化。
5結束語
我國既是一個能源大國也是一個能源小國,這一點已經得到了人們的普遍認同,尤其是隨著當前社會的快速發展,能源的短缺問題已經逐漸的凸顯出來了,因此,當前我國才提出了建設節約型社會的主張,電力能源作為我國能源使用的一個重要部分更是應該加強節約保護,而對于電力能源的節約保護來說,做好電力計量工作是一個前提基礎。就當前我國的電力計量技術運用現狀來看,還存在著很多的問題,其缺陷不僅僅在于電力計量技術運用的管理體制和管理機構上,在電力計量技術的本身上也存在著一些問題影響著電力計量工作的質量,尤其是當前很多電力計量技術的運用在很大程度上造成了電力能源在整個電力網絡運輸過程中的損耗,這就對于整個電力系統內的節能降耗工作造成了較大影響,可見,電力計量不僅僅是電力網絡中的一部分,其對于節能降耗也具有較強的影響作用,而就當前我國電力計量技術運用中的節能降耗效果而言,還存在很多的問題需要我們一一解決,逐步完善,尤其是對于電力企業來說,要把電力計量技術的提高切實放在電力企業自身發展的戰略位置來研究和實踐,就當前我國電力計量技術運用中的主要研究方向來看,智能電表的使用可以說是較為有效地途徑,所以在今后的電力計量技術研究中,我們應該加強對于智能電表的研究和探討,推廣智能電表的普及和應用,切實做好電力節能降耗工作。
2.節能降耗的電力計量技術的應用
在電力計量技術的運用過程中做好節能降耗工作是極為必要的,其成果也是較為明顯的,具體來說,我們可以從以下幾個方面采取措施加強節能降耗在電力計量技術運用中的效果。
2.1改進電力計量技術設備
對于電力計量技術而言,要想加強其節能降耗效果就必須注重對于電力計量技術設備的管理,尤其是對于當前我國常用的傳統電力計量設備來說在很大程度上影響了電力計量過程的節能降耗效果?;诖耍覀儽仨毤訌妼τ陔娏τ嬃考夹g設備的研究,切實提高設備的技術水平,尤其是要加強電力計量技術設備對于當前一些先進技術的利用,比如對于智能化技術和信息化技術來說,如果能夠很好地融入到電力計量技術設備中就能夠很好地完善電力計量技術設備的缺點,提高電力計量技術設備的使用效率,減少一些不必要的電力能源損耗,這也是當前我國電力計量技術研究的一個主要方面,尤其是當前對于智能電表的研究和使用已經具備了一定的成效,這就更進一步驗證了加強電力計量技術設備研究能夠促進我國節能降耗工作效果的可行性。
2.2規范電力考核制度
加強電力計量過程中節能降耗效果的另一個辦法就是規范當前的電力考核制度,完善電力考核方法,尤其是對于用電大戶來說,更應該加強對其電力使用的考核和監管,對其節電效果進行綜合的評測和審查,并且針對考核的結果采取相應的措施,進而規范用電企業的用電狀況,當然這一考核和評測過程都離不開電力計量技術的參與。
2.3完善電力計量技術系統
做好電力計量工作中的節能降耗效果還必須完善當前的電力計量技術系統,當前我國電力計量技術系統因為其復雜性和綜合性較強,所以存在著很多的漏洞和缺陷,只有針對這些問題進行必要的完善才能夠確保節能降耗工作的順利開展。
3.智能電表在電力計量節能降耗中的應用
在電力計量工作中進行節能降耗建設的一個突出代表就是智能電表的使用和普及,具體而言,智能電表在電力計量中的運用對于節能降耗來說起到的作用是極為明顯的,其具體表現有以下幾個方面:
(1)計費方式更加科學合理,智能電表的一個主要功能就是其能夠進行不同費率和時段的切換,這也是智能電表有別于傳統電表的一個主要方面,這種計費方式的一個好處就是能夠有效提高用電者用電節能意識,避免一些不必要的電力能源消耗;
(2)對于整個的電力網絡進行時時刻刻的檢測和管理,進而提高了電力網絡的完整性,確保電力網絡的順利運行,避免了一些電力能源的損耗,并且智能電表還能夠根據整個電力網絡的電力需求狀況調整整個電力網絡的電力配置,起到一定的管理作用,進而確保電力網絡運行的有效性,最終達到節能降耗的目的;
(3)智能電表使用的一個最為突出的優勢就是其提高了電力計量的節能效果,在具體的使用過程中,智能電表能夠根據用電器的具體狀況來自行分配電力能源到用電器上,加強了用電器的用電管理和監控,進而確保了電力能源的有效利用,達到了節能降耗的目的。
4.總結
關鍵詞:網絡性能測量技術性能指標分析與研究
1.引言
隨著Internet技術和網絡業務的飛速發展,用戶對網絡資源的需求空前增長,網絡也變得越來越復雜。不斷增加的網絡用戶和應用,導致網絡負擔沉重,網絡設備超負荷運轉,從而引起網絡性能下降。這就需要對網絡的性能指標進行提取與分析,對網絡性能進行改善和提高。因此網絡性能測量便應運而生。發現網絡瓶頸,優化網絡配置,并進一步發現網絡中可能存在的潛在危險,更加有效地進行網絡性能管理,提供網絡服務質量的驗證和控制,對服務提供商的服務質量指標進行量化、比較和驗證,是網絡性能測量的主要目的。
2.網絡性能測量的概念
2.1網絡性能的概念
網絡性能可以采用以下方式定義[1]:網絡性能是對一系列對于運營商有意義的,并可用于系統設計、配置、操作和維護的參數進行測量所得到的結果??梢?,網絡性能是與終端性能以及用戶的操作無關的,是網絡本身特性的體現,可以由一系列的性能參數來測量和描述。
2.2網絡性能參數的概念
對網絡性能進行度量和描述的工具就是網絡性能參數。IETF和ITU-T都各自定義了一套性能參數,并且還在不斷的補充和修訂之中。
2.2.1性能參數的制定原則
網絡性能參數的制定必須遵循如下幾個原則:
1)性能參數必須是具體的和有明確定義的;
2)性能參數的測量方法對于同一參數必須具有可重復性,即在相同條件下多次使用該方法所獲得的測量結果應該相同;
3)性能參數必須具有公平性,即對同種網絡的測量結果不應有差異而對不同網絡的測量結果則應出現差異;
4)性能參數必須有助于用戶和運營商了解他們所使用或提供的IP網絡性能;
5)性能參數必須排除人為因素;
2.2.2ITU-T定義的IP網絡性能參數
ITU-T對IP網絡性能參數的定義[2]包括:
1)IP包傳輸延遲(PacketTransferDelay,IPTD)
2)IP包時延變化(IPPacketDelayVariation,IPDV)
3)IP包誤差率(IPPacketErrorRateIPER)
4)IP包丟失率(IPPacketLassRate,IPLR)
5)虛假IP包率(SpuriousIPPacketRate)
6)流量參數(Flowrelatedparameters)
7)業務可用性(IPServiceAvailability)
2.2.3IETF定義的IP網絡性能參數
IETF將性能參數[3]稱為“度量(Metric)。由IPPM(IPPerformanceMetrics)工作組來負責網絡性能方面的研究及性能參數的制定。IETF對IP網絡性能參數的定義包括:
1)IP連接性
2)IP包傳送時延
3)IP包丟失率
4)IP包時延變化
5)流量參數
2.3網絡性能結構模型
從空間的角度來看,網絡整體性能可以分為兩種結構:立體結構模型和水平結構模型。
2.3.1立體結構模型
IP網絡就其協議棧來說是一個層次化的網絡,因此,對IP網絡性能的研究也可以按照一種自上而下的方法進行??梢砸訧P層的性能為基礎,來研究IP層不同性能與上層不同應用性能之間的映射關系。
2.3.2水平結構模型
對于網絡的性能,用戶主要關心的是端到端的性能,因此從用戶的角度來看,可以利用水平結構模型來對IP網絡的端到端性能進行分析。
3.網絡性能測量的方法
網絡性能測量涉及到許多內容,如采用主動方式還是被動方式進行測量;發送測量包的類型;發送與截取測量包的采樣方式;所采用的測量體系結構是集中式還是分布式等等。
3.1測量包
網絡性能測量中,影響測量結果的一個重要因素就是測量數據包的類型。
3.1.1P類型包
類型P是對IP包類型的一種通用的聲明。只要一個性能參數的值取決于對測量中采用的包的類型,那么參數的名稱一定要包含一個具體的類型聲明。
3.1.2標準形式的測量包
在定義一個網絡性能參數時,應默認測量中使用的是標準類型的包。比如可以定義一個IP連通性度量為:“IP某字段為0的標準形式的P類型IP連通性”。在實際測量中,很多情況下包長會影響絕大多數性能參數的測量結果,包長的變化對于不同目的的測量來說影響也會不一樣。3.2主動測量與被動測量方式
最常見的IP網絡性能測量方法有兩類:主動測量和被動測量。這兩種方法的作用和特點不同,可以相互作為補充。
3.2.1主動測量
主動測量是在選定的測量點上利用測量工具有目的地主動產生測量流量,注入網絡,并根據測量數據流的傳送情況來分析網絡的性能。主動測量的優點是對測量過程的可控性比較高,靈活、機動,易于進行端到端的性能測量;缺點是注入的測量流量會改變網絡本身的運行情況,使得測量的結果與實際情況存在一定的偏差,而且測量流量還會增加網絡負擔。主動測量在性能參數的測量中應用十分廣泛,目前大多數測量系統都涉及到主動測量。
要對一個網絡進行主動測量,需要一個測量系統,這種主動測量系統一般包括以下四個部分:測量節點(探針)、中心服務器、中心數據庫和分析服務器。有中心服務器對測量節點進行控制,由測量節點執行測量任務,測量數據由中心數據庫保存,數據分析則由分析服務器完成。
3.2.2被動測量
被動測量是指在鏈路或設備(如路由器,交換機等)上利用測量設備對網絡進行監測,而不需要產生多余流量的測量方法。被動測量的優點在于理論上它不產生多余流量,不會增加網絡負擔;其缺點在于被動測量基本上是基于對單個設備的監測,很難對網絡端到端的性能進行分析,并且可能實時采集的數據量過大,另外還存在用戶數據泄漏等安全性和隱私問題。
被動測量非常適合用來進行流量測量。
3.2.3主動測量與被動測量的結合
主動測量與被動測量各有其優、缺點,而且對于不同的性能參數來說,主動測量和被動測量也都有其各自的用途。因此,將主動測量與被動測量相結合將會給網絡性能測量帶來新的發展。
3.3測量中的抽樣
3.3.1抽樣概念
抽樣,也叫采樣,抽樣的特性是由抽樣過程所服從的分布函數所決定的。研究抽樣,主要就是研究其分布函數。對于主動測量,其抽樣是指發送測量數據包的過程;對于被動測量來說,抽樣則是指從業務流量中采集測量數據的過程。
3.3.2抽樣方法
依據抽樣時間間隔所服從的分布,抽樣方法可分為很多種,目前比較常用的抽樣方法是周期抽樣、隨機附加抽樣和泊松抽樣[4]。周期抽樣是一種最簡單的抽樣方式,每隔固定時間產生一次抽樣。因為簡單,所以應用的很多。但它存在以下一些缺點:測量容易具有周期性、具有很強的可預測性、會使被測網絡陷入一種同步狀態。隨機附加抽樣的抽樣間隔的產生是相互獨立的,并服從某種分布函數,這種抽樣方法的優劣取決于分布函數:當時間間隔以概率1取某個常數,那么該抽樣就退化為周期抽樣。隨機附加抽樣的主要優點在于其抽樣間隔是隨機產生的,因此可以避免對網絡產生同步效應,它的主要缺點是由于抽樣不是以固定間隔進行,從而導致頻域分析復雜化。
在RFC2330中,推薦泊松抽樣,它的時間間隔符合泊松分布,它的優點是:能夠實現對測量結果的無偏估計、測量結果不可預測、不會產生同步現象。但是,由于指數函數是無界的,因此泊松抽樣有可能產生很長的抽樣間隔,因此,實際應用中可以限定一個最大間隔值,以加速抽樣過程的收斂。
4.性能指標的測量與分析
4.1連接性
連接性[5]也稱可用性、連通性或者可達性,嚴格說應該是網絡的基本能力或屬性,不能稱為性能,但ITU-T建議可以用一些方法進行定量的測量。目前還提出了連通率的概念,根據連通率的分布狀況建立擬合模型。
4.2延遲
延遲的定義是[6]:IP包穿越一個或多個網段所經歷的時間。延遲由固定延遲和可變延遲兩部分組成[7][8]。固定延遲基本不變,由傳播延遲和傳輸延遲構成;可變延遲由中間路由器處理延遲和排隊等待延遲兩部分構成。對于單向延遲測量要求時鐘嚴格同步,這在實際的測量中很難做到,許多測量方案都采用往返延遲,以避開時鐘同步問題。
往返延遲的測量方法是:入口路由器將測量包打上時戳后,發送到出口路由器。出口路由器一接收到測量包便打上時戳,隨后立即使該數據包原路返回。入口路由器接收到返回的數據包之后就可以評估路徑的端到端時延。4.3丟包率
丟包率的定義是[9]:丟失的IP包與所有的IP包的比值。許多因素會導致數據包在網絡上傳輸時被丟棄,例如數據包的大小以及數據發送時鏈路的擁塞狀況等。
為了評估網絡的丟包率,一般采用直接發送測量包來進行測量。對丟包率進行準確的評估與預測則需要一定的數學模型。目前評估網絡丟包率的模型主要有貝努利模型、馬爾可夫模型和隱馬爾可夫模型等等[10]。貝努利模型是基于獨立同分布的,即假定每個數據包在網絡上傳輸時被丟棄的概率是不相關的,因此它比較簡單但預測的準確度以及可靠性都不太理想。但是,由于先進先出的排隊方式的采用,使得包丟失之間有很強的相關性,即在傳輸過程中,包被丟失受上一個包丟失的影響相當大。假定用隨機變量Xi代表包的丟失事件,Xi=0表示包丟失,而Xi=1表
示包未丟失。則第i個包丟失的概率為P[Xi|Xi-1,Xi-2,…Xi-n],Xi-1,Xi-2,...Xi-n取所有的組合情況。當N=2時,該Markov鏈退化為著名的Gilbert模型。隱馬爾可夫模型是對馬爾可夫模型的改進。
MayaYajnik等人所作的172小時的測量試驗[11]結果表明,在不同的數據采樣間隔下(20ms,40ms,80ms,160ms)采用三種不同的丟包率分析模型進行分析得到的結果完全不同,在不同的估計精確度的要求下實驗結果也各有不同。因此,目前需要能夠精確描述丟包率的數學模型。
4.4帶寬
帶寬一般分為瓶頸帶寬和可用帶寬。瓶頸帶寬是指當一條路徑(通路)中沒有其它背景流量時,網絡能夠提供的最大的吞吐量。對瓶頸帶寬的測量一般采用包對(packetpair)技術,但是由于交叉流量的存在會出現“時間壓縮”或“時間延伸”現象,從而會引起瓶頸帶寬的高估或低估。另外,還有包列等其它測量技術。
可用帶寬是指在網絡路徑(通路)存在背景流量的情況下,能夠提供給某個業務的最大吞吐量。因為背景流量的出現與否及其占用的帶寬都是隨機的,所以可用帶寬的測量比較困難。一般采用根據單向延遲變化情況可用帶寬進行逼近。其基本思想是:當以大于可用帶寬的速率發送測量包時,單向延遲會呈現增大趨勢,而以小于可用帶寬的速率發送測量包時,單向延遲不會變化。所以,發送端可以根據上一次發送測量包時單向延遲的變化情況動態調整此次發送測量包的速率,直到單向延遲不再發生增大趨勢為止,然后用最近兩次發送測量包速率的平均值來估計可用帶寬
瓶頸帶寬反映了路徑的靜態特征,而可用帶寬真正反映了在某一段時間內鏈路的實際通信能力,所以可用帶寬的測量具有更重要的意義。
4.5流量參數
ITU-T提出兩種流量參數作為參考:一種是以一段時間間隔內在測量點上觀測到的所有傳輸成功的IP包數量除以時間間隔,即包吞吐量;另一種是基于字節吞吐量:用傳輸成功的IP包中總字節數除以時間間隔。
Internet業務量的高突發性以及網絡的異構性,使得網絡呈現復雜的非線性,建立流量模型越發變得重要。早期的網絡流量模型,是經典流量模型,也即借鑒PSTN的流量模型,用poisson模型描述數據網絡的流量,以及后來的分組火車模型,Markov模型等等。隨著網絡流量子相似性的發現,基于自相似模型的流量建模研究也取得了不少進展和得到了廣泛的應用,譬如分形布朗運動模型和分形高斯噪聲模型以及小波理論分析等等。高速網絡技術的發展使得對巨大的網絡流量進行直接測量幾乎不可能,同時,大量的流量日志也使流量分析變得相當困難。為了解決這一問題,近幾年,流量抽樣測量研究已成為高速網絡流量測量的研究重點。
5.網絡性能測量的展望
網絡性能測量中還有許多關鍵技術值得研究。例如:單向測量中的時鐘同步問題;主動測量與被動測量的抽樣算法研究;多種測量工具之間的協同工作;網絡測量體系結構的搭建;性能指標的量化問題;性能指標的模型化分析[12]~[16];對網絡未來狀況進行趨勢預測;對海量測量數據進行數據挖掘或者利用已有的模型(Petri網、自相似性、排隊論)研究其自相似性特征[17]~[19];測量與分析結果的可視化,以及由測量所引起的安全性問題等等都是目前和今后所要研究的重要內容。隨著網絡性能相關理論、測量方法、分析模型研究的逐漸深入、各種測量工具的不斷出現以及大型測量項目的不斷開展,人們對網絡的認識會越來越深刻,從而不斷地推動網絡技術向前發展。6.結束語:
本文對目前網絡性能測量技術的主要方面進行了介紹和分析并對未來網絡性能測量的研究重點進行了展望。
參考文獻
[1]ITU-T建議1.350
[2]ITU-T,建議Y1540
[3]IETF,RFC2330,"FrameworkforIPPerformanceMetrics"TableofContents6
[4]IETF,RFC2330,"FrameworkforIPPerformanceMetrics"TableofContents11
[5]IETF,RFC2678,"IPPMMetricsMeasuringConnectivity"
[5]IETF,RFC2679,"AOne-wayDelayMetricforIPPM"
[6]IETF,RFC2681,"ARound-tripDelayMetricforIPPM"
[7]IETF.RFC3393,"IPPacketDelayVariationMetricforIPPM"
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