关键字:无线通信设备防雷措施
Abstract:Wirelesscommunicationispopularlyusedinsomearea.Butbecauseofthethunderbreakin,wilelesscommunicationisindangerseverytime.Thisarticleintroducedlightingpreventionmeasureofwilelesscommunicationdevice。
Keywords:wilelesscommunicationdevicelightingpreventionmeasure
一、前言
在我们的生活中会经常见到电闪雷鸣,但是大家知道吗?全球平均每年要发生1600万次闪电。雷电具有惊人的能量,每次雷击所产生的能量大约为55万千瓦/小时,足以燃点100万个灯泡1小时、直击雷电流平均都有34kA。有记录的最大直击雷电流为210kA。目前人类尚未能对雷电的能量加以有效利用,而雷害造成的损失却是巨大的。据统计,在欧美国家每年有20%—30%的电脑故障是因感应雷引起的,在一处电网中每8分钟便有一个瞬间过电压产生。全球每年有数以千人死伤于雷击事故、经济损失有数十亿美元。
所以雷电灾害对无线通信设备的危害也是不言而喻的,所以探讨有关无线设备的防雷是非常有必要的,这对于无线通信网络的安全、质量等都有很重要的意义。
二、雷电对无线通信设备损害的原理和主要形式
1.原理
要真正做到对无线设备的防雷首先必须了解雷电对无线通信设备危害产生的原理。以负雷云为例,由于电云负电的感应,使附近地面积累正电荷,地面与雷云之间形成强大的电场。当某处积累的电荷密度很大,激发的电场强度达到空气游离状态(空气击穿)的临界值时,雷云便开始向下梯级式放电。接近地面的物体达到一定的距离时,地面物体在强电场作用下产生尖端放电,形成向雷云方向逐渐向上先导放电,二者汇合形成雷电通路,异性电荷剧烈中和形成很大的雷电流,并发出强烈的闪电和雷鸣。雷电发生时,雷电流经架空线路或空中金属管道等金属物体产生冲击电压,随物体走向而迅速扩散,形成危害。
2.三种主要形式雷击破坏的三种主要形式为:
2.1直击雷
带电的云层与大地上某一点之间发生迅猛的放电现象,叫做“直击雷”。直击雷只发生在雷云对地闪击时才会对地面造成灾害,也就是说直击雷发生的几率较低,而且直击雷发生时一次只能袭击一个小范围的目标,但是由于放电现象发生过程迅猛,被直接击中的目标会由于放电电流过大,造成的损坏程度较大。直击雷主要对室外物体产生破坏作用,所以把防直击雷的系统称为外部防雷系统。
2.2球形雷
简称球雷,是一种特殊的雷电现象。一般是橙或红色,或似红色火焰的发光球体(也有带黄色、绿色、蓝色或紫色的),直径约为10~20cm,最大的直径可达1m,存在的时间大约为百分之几秒至几分钟,一般是1~5s,一旦遇到物体或电气设备时会产生燃烧或爆炸,其主要是沿建筑物的孔洞或开着的门窗进入室内有的由烟囱或通气管道滚进楼房,多数沿带电体消失球形雷一般发生的较少,只有在一些特殊的地理环境或者特殊的基站位置上才会有球形雷的发生。
2.3感应雷
雷电在雷云之间或雷云对地放电时,并在附近的户外传输信号线路、地埋电力线、设备间连接线产生电磁感应并侵入设备,使串联在线路中间或终端的电子设备遭到损害的放电现象,叫做“二次雷”或称“感应雷”。感应雷虽然没有直击雷猛烈,但其发生的几率比直击雷高得多。感应雷不论雷云对地闪击还是雷云对雷云之间闪击,都可能发生并造成灾害。此外一次雷闪击都可以在较大的范围内使多个电子设备同时产生感应雷过电压现象,并且这种感应高压可以通过基站供电线和信号中继线等引入传输到很远,致使雷害范围扩大。感应雷发生时一般对室内的用电设备和电子元器件起到破坏作用,因此把防止感应雷和雷电电磁脉冲波(LEMP)破坏的系统称为内部防雷系统。
三、无线电设备防雷措施探讨
1.外部防雷外部防雷系统由避雷针、引下线、接地地网等组成,缺一不可。一般防止直击雷破坏是通过避雷装置即避雷针、引下线和接地网络构成完整的电气通路后将雷电流泄入大地。然而避雷针、引下线和接地装置的导通只能保护安装避雷针的物体本身免受直击雷的损毁,但雷电会通过多种形式及途径破坏电子设备。对通信基站而言,天馈线系统和机房建筑物容易遭受到直击雷的袭击,可以通过合理的设计避雷针的保护角和良好的接地系统起到保护作用。接地体指埋入土壤中或混凝土基础中作散流用的导体。有人工接地体和自然接地体两种。接地网是把需要接地的各系统,统一接到一个地网上或者把各系统原来的接地网通过地下或者地上用金属连接起来,使它们之间成为电气相通的统一接地网。一定要有一个良好的接地系统,因为所有防雷系统都需要通过接地系统把雷电流泄入大地,从而保护设备和人身安全。如果基站接地系统做得不好,不但会引起设备故障,烧坏元器件,严重的还将危害工作人员的生命安全。另外还有防干扰、防静电等问题都需要建立良好的接地系统来解决。一般整个基站的接地系统有:建筑物地网、铁塔地、电源地、逻辑地(也称信号地)、防雷地等。然而,各地网之间必须独立时,如果相互之间距离达不到规范要求的话,则容易出现地电位反击事故,因此,各接地系统之间的距离达不到规范的要求时,应尽可能连接在一起,如实际情况不允许直接连接的,可通过地电位均衡器实现等电位连接。
2.内部防雷
有可靠的外部防雷措施同时更需要完善内部防雷措施,内部防雷工程主要由屏蔽、防雷器和等电位连接三部分组成。
(1)屏蔽
每对双绞线或四对双绞线都可使用金属屏蔽,不同的双绞线或四对双绞线放在一起可共同使用一个金属屏蔽。由于金属屏蔽的趋肤效应产生的吸收和反射作用,可更好的分割周围的电磁场和减少单独屏蔽的对绞线之间的串音。
(2)防雷器
防雷器是用一种低压时呈现高阻开路状态,高压时呈现低阻短路状态,能承受数百安培大电流通过的过压保护电子器件组合。将防雷器并联在供电线路、信号传输线路上使用。当遇到雷击和高电压大电流时其立即呈现短路,将瞬间产生高电压大电流通过地网泄放到大地中,使设备受到保护。发生雷击时,直击雷或者沿着线路进入室内的感应雷会使设备的进线电压瞬间急速升高,达到几百甚至上千伏。由于在进线端采用了第一级保护,并联一个气态放电管,通过惰性气体的电离,能转移大部分的瞬变能量。因为无分布电感电容,通流容量极大,特别适合用于吸收直击雷,保护后的残留电压为二十几伏,对于集成电路而言,这个电压还是偏高,还起不到有效保护。另外气态放电管,反应速度慢,导致其上冲电压可达到电压峰值,有鉴于此,增加一级保护,并且在两极之间采用电感耦合,利用电感电流不能突变的原理,起到一个延迟的作用,为第二级保护赢得时间,并减轻对第二级的压力。第二级主要是采用固态放电管,它是基于可控硅原理的一种负阻器件,在冲击电压作用下,其前沿上冲电压非常低,显示出极强的抑制特性,并且响应速度非常快(纳秒级),分布电容小,残压低于5V,且对电流的吸收能力也相当大,非常适合用于网络通讯工程、电子部件的防雷保护。
3.微电子设备防雷
3.1天线防雷
完善微波天线防雷击的保护措施。天线铁塔设避雷针,并经40mm×4mm镀锌扁钢直接入地,使雷电流沿最短路径接入接地网,这样塔上的天线都在其保护范围内,免受雷电,而且使天线引下线都多点接地。馈线在塔顶与天线连接处接地,进机房前与地网就近接地,进入机房后,与设备连接处接地,馈线与设备接口处,有条件的加装避雷设备。天线铁塔和机房之间装设支撑电缆的金属过桥或悬挂电缆的钢绞线。过桥和钢绞线在电气上与铁塔连通,在电缆进入机房外侧时,将过桥和钢绞线、电缆外护层连在一起,并通过最短路径与接地网相连,尽可能减少经天馈线进入机房的雷电压幅值。塔灯电源铠装带屏蔽层采用多点接地,并在机房入口处对地加装氧化锌无间歇避雷器,并将零线接地。
3.2机房防雷防雷检测技术人员首先对机房部分的防雷装置及其安装工艺、材料规格等进行查看,即查看机房内是否安装了汇流排(也叫接地汇集线),汇流排的接地引下线是从哪里引入的,汇流排和接地引入线的材料规格是否合乎要求;查看输电线路是否安装了电源避雷器,其安装是否规范和工作是否正常;查看同轴电缆馈线是否安装了天馈避雷器,其安装是否规范和工作是否正常。然后测试馈线的金属外护层、PE线、数字通信设备的机架、模拟通信设备的机架、整流供电设备的机架、内走线架、金属门窗、空调机正常不带电的金属外壳等金属体是否作了等电位连接。然后测量接地电阻值,并做好记录和绘制机房防雷平面示意图。
3.3基站防雷
首先,保护建筑物部分的防雷装置(接闪器、引下线、接地装置等)、天面金属物必须实施可靠的等电位连接。因为当雷电向建筑物闪击时,雷电流通过接闪器和引下线被迅速释放入地,强度得到迅速衰减,干扰源的雷电电磁脉冲存在时间极短,不至于产生高的感生电压,对通信设备有保护作用。
其次,天线的直击雷防护,主要是安装避雷针一,最好直接利用天线杆来保护。上文中已经有比较具体的介绍,就不在此累赘了。
同时做好天线杆、同轴电缆馈线、外走线架的等电位连接,能减少各金属体之间的电位差和防高压反击,可以避免雷电波从同轴电缆馈线侵入机房损坏通信设备。作法为:用40mm4mm的镀锌扁钢把天线杆连接,并接到避雷带上;采用横截面积36mm的绝缘皮多股铜芯线把同轴电缆馈线的金属外护层与天线杆连接,并在进人机房的入口处与外走线架连接;用40mm4mm的镀锌扁钢把外走线架每隔5米与避雷带连接,且不能少于两处。
此外还有塔接、接地等措施。搭接就是等电位连接。做好等电位连接能减少电位差,并能有效地防范雷电电磁感应的破坏作用。在机房内,打开建筑物内柱(对角两柱)的一段混凝土,使其露出柱筋,采用横截面积为50mm的绝缘皮多股铜芯线,从柱子的主筋焊接出接地端子,并连接到汇流排上。汇流排采用面积为120mm铜排制作,采用横截面积为50mm的绝缘皮多股铜芯线做等电位连接带,把等电位连接带沿机房的四周敷设成闭合环(即均压环),并与汇流排连接。采用横截面积为35mm的绝缘皮多股铜芯线做等电位连接线(接地连接线),把数字通信设备的机架、模拟通信设备的机架、整流供电设备的机架、空调机的金属外壳等金属体相互连接,并连接到等电位连接带上。同轴电缆馈线的金属外护层、PE线、金属门窗也应做等电位连接,用等电位连接线把它们连接到汇流排上。内走线架每隔5m用等电位连接线就近连接到汇流排或等电位连接带上,但不少于两处。
接地就是接地装置。其目的是把雷电流迅速流到大地。采用共地接地系统,即所有接地都与建筑物的基础接地相连。机房的接地直接利用建筑物的基础接地装置。具体做法:采用横截面为95mm的绝缘皮多股铜芯线作为接地引入线,把接地引入线的一头与建筑物的基础预留接地端子相连,另一头引人机房,并连接到汇流排上。需要增加人工接地体的做法:当建筑物的基础接地电阻大于1欧姆时,应增加人工接地体,即沿机房建筑物滴水点外,安装环形接地装置并与建筑物的基础预留接地端子相连,此时接地电阻小于5欧姆即可。
参考文献:
[1]张鹭雄.雷害与防雷措施.生命与自然.2002
[2]杨金夕.防雷、接地及电气安全技术[M].北京:机械工业出版社,2004.
[3]杜仁强.一般通信基站的防雷措施.通信电源技术.2006
本届论坛主要围绕《中小学实验室规程》的落实，研究实验室内涵发展与提升，探讨信息技术与实验教学的整合，努力使教育装备工作促进教育信息化、均衡化发展。
一、主论坛之高屋建瓴
从总揽全局的角度，教育部基础教育二司技术装备处乔玉全处长作了题为《新形势新机遇新挑战―加强和改进教育技术装备工作》的报告，他提出了新时代背景下对于学校教育装备配置的要求―紧密围绕贯彻落实“优先发展、育人为本、改革创新、促进公平、提高质量”20字工作方针，推进教育信息化工作；围绕服务于中小学实验教学，开展加强和改进中小学技术装备管理工作专题研究。乔处长同时指出，2013年教育技术装备工作的重点在于加强和改进中小学实验教学和技术装备管理水平，尤其是提升中小学信息技术教学应用水平。
对于教育装备如何推动教育改革发展，南京市教育装备与勤工俭学办公室后有为主任提出了“技术提供动力、形式改变行为、装备推动发展”“用技术与形式推动教育教学改革”的教育技术装备方法论。后主任从教改着眼，通过案例举证，剖析了现代教育装备存在的问题，引起了与会嘉宾的共鸣。成都市教育技术装备管理所张庆所长介绍了他们通过教育装备工程建设、建立多层面联动机制，在教育高位、均衡、优质发展要求下装备工作的轮廓与路线图；太原市教育装备中心许原芝主任介绍了通过加强行政管理、实验教师、任课教师三支队伍建设来逐步提高教育装备发展水平的做法。
除各级教育装备部门的主题报告外，主论坛还深入到了校级层面，由知名校长进行经验交流。北京十一学校的李希贵校长作了题为《学校转型下的资源配置》的报告，通过一个个鲜活的案例，和大家分享了走班制学校教育装备配置的经验与做法。上海市市西中学的林勤副校长向与会嘉宾介绍了学校“思维广场”的建设情况，以及如何把先进的电子设备、各种形式的交流探讨活动引入课堂，同样在打破班级制的基础上，尝试探索更有效的课堂教学模式和思维训练途径的装备配置新思路。作为特邀嘉宾，台北市教育局聘任督学韩长泽先生作了题为《资讯科技装备在高中以下学校之配置与应用》的报告，通过生动翔实的视频资料为大家展现了海峡对岸学校信息化建设的别样视角。
二、分论坛之各抒高见
为充分了解“信息化建设”和“实验教学”两方面的教育装备工作现状，本届论坛还分设了与之相关的两个分论坛。
“信息化建设”分论坛的专题报告从校园信息化的整体系统构建到终端应用优化，全面详尽地介绍了“智慧校园”建设中一批可圈可点的案例。成都市龙泉区教育局从创优网络应用环境入手，引领学习空间人人通达；宁波市实验小学以信息整合展现为基础，构建智慧校园；沈阳市新民高级中学以数字化为突破口，建设高中历史专用教室；成都市成华区依托“微格”理念，实行全域录播创新实践……这些案例无一不体现出信息技术在教学过程中的良好应用，促进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革，充分发挥信息技术的优势，使其为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。
“实验教学”分论坛主要是各地教育装备部门相关领导和学校校长从实验教学与图书馆建设等方面向与会嘉宾作报告，这些报告既有来自职能部门的管理性指导方针，又有来自学校方面的特色化装备配置汇报。如，都江堰教育局吴介才副局长作的题为《夯实技术装备基础开启素质教育新篇》的报告，针对都江堰地区学校在遭受“5・12”特大地震后，都江堰市教育局通过整合资源、统一标准、契合行动的科学做法，带领受灾学校师生走出了灾难的阴霾，踏上了一条更加现代化、科学化、人性化、个性化的特色新兴之路；扬中市联合中心小学肖松副校长介绍了学校通过国学馆来弘扬国学文化魅力，滋润每一名学生的心灵，让他们徜徉在“诗意人生”中；扬中市外国语小学瞿泓副校长作的题为《以课程为载体，创设适合学生的教育》的报告，从学生全面发展、终身发展角度出发，阐述了该校在特色课程建设方面的新理念、新做法，给教育装备同仁很多启发。
三、论文案例之精华撷英
除了各具特色、精彩纷呈的专题报告外，本届论坛还有一个亮点：征文活动和学校装备精品案例评选活动。
本次论坛共收到论文496篇，经专家委员会公正评审，上海市教育技术装备部陈庆同志的《学前教育机构玩教具装备的探究》等10篇论文获得了“优秀论文奖”，另有40篇论文获鼓励奖。
学校装备精品案例评选分为六大主题：书香校园、特色课程装备、体验中心建设、专用教室装备、数字校园建设、系统平台建设。上海市教育技术装备部选送了生命科学、物理、地理、音乐等学科的4个高中创新实验室案例，最终，徐汇中学的“生命科学创新实验中心”获得了优秀案例奖。上海市教育技术装备部罗一华主任在点评时指出：“多样化”是高中教育发展的大趋势，需要一批与之相匹配的创新装备来助推、营造创新教育环境，提升学生的创新精神和实践能力。这些成功的案例昭示了一个简单的道理，用实验引导创新，具有充沛的教育教学活力，是创新教育的一条有效途径。
最后，专家组对本届论坛的举办情况进行了总结发言，来自不同地区的装备管理者都希望能借助论坛这一难得的平台，为大家提供更多合作交流的机会，促进教育装备事业的发展。
关键词：3G网络；微课；职业能力；鉴定改革
中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：2095-1302（2015）06--02
0引言
“3G技术与基站工程”课程是高职高专电子信息类通信技术专业的专业课程，电子信息类其他专业也时常将该门课程作为选修课程。该课程包含的内容不仅有3G移动通信技术部分，还包含基站工程方面的知识。3G部分不仅理论知识空洞难懂，各种制式的3G关键技术更新也非常迅速。基站工程部分虽然属于国家或行业标准，但移动通信基站的选址、维护等受地理环境、人为因素影响较大，更多时候需在标准的前提下根据地理环境、工作经验灵活处理。
1教学改革的提出
4G时代虽已来临，但3G通信系统是目前在网运营中覆盖较广也较能满足人们速率需求的通信网络，专注于课本教学往往比较滞后，传统的教学方法相对落后，且不能提高学生学习积极性，学校实践设备陈旧、实践环节学分学时较少，考核方式传统老套，期末成绩不能综合反映学生在这门课程的学习、实践能力。如何在教学方法、教学内容上进行革新，提高同学们的学习主动性、加深同学们对3G系统的认识、丰富基站工程中课本上不能表达的其他内容，增加同学们的实践机会刻不容缓[1]。
2教学改革的内容
2.1校企合作多样化，全面增强学生实践能力
3G技术与基站工程课程两部分内容的实践性都很强，理论和实践的双重教学才能加深学生对知识的掌握和理解。然而通信设备更新速度较快，成本较高，运营成本也较大，学校的模拟机房也不能如实反映在网运行的真实环境，基站的建设、维护受地理环境、人为因素影响较多且处理方式灵活。因此，有必要在不同的教学内容上积极引入各类相关企业，不仅安排企业的工程师参与学校实践课程的教学，同时也安排学生、老师到企业进行实践练习。譬如：引入通信规划设计院进行基站勘察设计的实践教学；引入通信服务公司进行基站安装维护的实践教学；引入设备厂商进行设备的操作维护及设备制作的实践教学；引入通信运营商工程人员进行网络优化及仿真平台的搭建教学工作等。总之，通过多样化的校企合作，不仅巩固了学生的专业理论知识，使他们全面认识整个行业，还能有效提高他们的实践能力[2]。
2.2教学方式多样化，全面提高学习主动性
课程空洞乏味，通信理论也较难理解。如何充分调动学生的学习积极性，变被动灌输为主动获取，需要教师灵活运用多种教学方法和手段。
（1）微课教学。利用微课的制作将复杂的理论用简单的、便于理解的视频展现出来。这就要求微课的素材需要选用与学生实际生活紧密相关的实例，有效地将难以理解的理论概念生活化、简单化，形象化[3]。同时，这也要求教师提高自己的多媒体软件使用技能。
（2）学生主导。无线通信技术日新月异，与其他技术的结合也越来越紧密。为真正体现以学生为主体的教学理念，在学生受教的同时也让学生参与教学。具体方法是让学生对自己感兴趣的技术自行查阅资料，然后在课堂上对查阅的新技术、新应用进行介绍并相互讨论，讲解及讨论的时间由教师根据学生讲解及讨论情况进行控制。该方式不仅提高了学生的自学能力，还增强了学生的组织表达能力。
（3）双语教学。通信专业的教材及参考书中经常看到英文标注或缩写。实际工作中很多设备的参考文献以及技术说明文档也都是英文的。随着国内通信行业的逐渐饱和，学生毕业后到其他国家进行通信网络运维工作的机会较大，这就要求学生具备一定的专业英语阅读、交流能力。因此，在教学过程中，有必要安排适量的专业英语内容进行学习。
（4）资源建设。开展课程资源网络建设，不仅要将教学资源共享便于学生下载学习，还能提供平台供师生答疑、交流等。教师也能通过平台掌握学生的学习情况，课程中学生的疑难点，这些都为教学方式的转变、教学内容的丰富提供最直接的参考依据。
2.3教学内容多样化，全面提升职业能力
通信技术日新月异，实际工作中涉及的理论知识课本严重滞后，但课本的知识又是其他理论的基础，这就要求教师在教学过程中不能仅仅教授基础理论，必须根据“工作过程为导向”原则丰富课程相关内容。由于3G网络是目前在网运行的既能满足覆盖又能满足用户需求的网络，保证网络的正常运行以及根据城市发展补充盲点是比较重要的课题。因此，适当增加网络规划与网络优化相关知识很有必要。基站工程中基站的选址，基站的制图等都是实际工作中需要具备的技能，可以在教学内容中增加勘察设计及制图方面的知识。同样，设备厂商的主要产品技术文档及3GPP网站上的协议规范也是需要补充的知识。利用院级模拟网机房增加学生对设备的操作能力。行业中相关企业的概况、特点，行业中的新动态、新技术、新应用也是需要在教学内容中补充的。如此可以让学生思考自己该补充哪些理论知识和职业技能，不至于迷茫。其它需要的内容可由教师根据不同专业特征进行补充，也可根据学生需求进行补充。
2.4考核内容多样化，全面开展能力鉴定改革
传统的考核方式偏重理论知识的考核，不符合高职院校人才培养模式的要求。同时，传统考核方式不能如实、全面地反映学生对该课程的掌握情况。教师应结合专业特点、实践模块以及课程内容等方面对学生进行能力鉴定改革，这就要求期末考核不仅仅只有理论知识，还可以包含职业能力、实践技能方面，行业动态，新应用、新结合等等。考核的场地除了在教室进行理论考核外，还可以在校企合作单位进行实践技能考核。具体来说，可以考核学生参与的新技术、新应用的讲解，考核对象首先是主讲人，其次是进行相互讨论的其他同学；可以利用学校现有模拟实验网机房，考核学生对通信系统各设备的正确认识以及人为设置故障，考核学生对设备进行维护处理、故障排查的能力[4]；可以设置不同地理环境，考核学生根据不同场景对基站容量、天馈系统等进行设计的能力。实践部分的考核内容由老师根据学生专业特点进行删减或添加并可设置不同比例。最终的考核成绩由实践部分和传统理论考试部分构成，两部分比例推荐使用1：1模式。
3结语
高职院校的3G技术与基站工程课程教学必须紧密结合实践，实践过程的实施方式需多样化。同时，教师还应丰富教学内容、改变教学方式，利用微课、学生主导等手段提高学生主动性和兴趣，通过能力鉴定改革，完善考核内容，更全面考查学生理论、实践能力。
参考文献
[1]陈建军，韩庆文，蒋阳.通信工程专业的实践教学研究[J].现代教育技术，2012，22（4）：110-113.
[2]胡永祥，杨伟丰，蒋鸿.应用型通信工程专业实践教学体系的构建[J].湖南工业大学学报，2011，25（3）：105-108.
【关键词】电力通信一体化协议栈通信架构
一、引言
随着电力通信网络规模不断扩大，结构愈加复杂，网络层次和种类增多，逐渐发展为国网、区域网、省网、地区网及县级网的分层次组网的格局[1]。设备种类、数量、光缆公里数、带宽、电路等通信资源都在迅速增加[2]，网络运行、维护与管理难题也随之出现，故障定位、故障处理、资源调度等管理工作难度越来越大，影响到电力通信网的运行质量与效率。
只有实现电网一体化通信才能实现对这些资源的绩优管理，才能及时反映设备和系统的动态变化，才能实现网络资源的动态更新[3]。电网一体化通信的研究与分析，关键在于电力业务特点分析及其对应通信需求分析，以保障电网通信提供可靠、实时和安全，保障整个电力系统的有效、安全、稳定运行和运营管理。论文主要对电网一体化通信体系涉及的通信环节中各个组成部分进行分析研究。
二、一体化通信实现方案研究
电网一体化通信主要完成各个不同通信协议的映射，完成信息模型与信息交换模型的建立，以此完成不同体系之间的一体化通信。
如图1所示，协议栈分为4层：底层通信协议、协议映射、信息与信息交换模型、应用层。
底层通信协议：即OSI环境，用于在不同网络中传输报文与数据流;
协议映射：将信息与信息交换模型适配入不同的电力通信网络中，如WSN、PLC、以太网等;
信息与信息交换模型：构建统一的电力信息模型与信息交换方式;
应用层：为不同电力应用，如：运行、需求响应、营销等，提供相应的服务。
三、电网一体化通信架构研究
体系架构设计需要综合考虑到对旧系统的兼容、功能、信息通信、安全等因素。
图2为论文提出的架构，电网侧系统包括配网能量管理系统、输电网能量管理系统、高级量测系统主站等;用户侧主要包括各种智能设备和用户侧能源管理系统。
其中GS为电网侧系统（GridsideSystem），包括服务提供商系统、分布式能源管理系统、能源提供商系统、ESCO，高级计量体系架构、其他操作系统等相关电网侧所使用的系统。
US：用户侧智能系统，主要包括能源管理系统、分布式发电系统、用户进程等其他系统。
UE：用户侧智能设备，包括太阳能发电控制设备、网关设备、分布式电源、恒温器、简单负荷控制设备、能源存储设备、家庭商业自动化设备、智能电表、可调光源等。
电网侧网络：电网侧网络由有线或无线网络组成，所有电网侧网络智能设备都能够通过电网侧网络连入核心网中。无线网络可能是CDMA，GSM，GPRS，iDEN，WIMAX，LTE等点对点或点对多点的网络、多播网络，甚至是卫星网络。
电网一用户网络：电网一用户网络用于连接电网测与用户测网络，可能是公网也可能是私网。用户侧网络也可能是有线的或是无线的，主要提供电网侧与用户侧网络的互联。
用户侧网络：用户侧网络指的是连接电网用户设备任何的网络，可以是有线的无线的，主要是公网。
这种架构的特点如下：
（1）电网可以通过智能电表（采用AMI网络，包括电表直接控制部分用电设备），或者通信网关（采用英特网等公网），或者通过专用网关（采用专网但不通过智能电表的情况下）三种主要形式和用户交互。
（2）考虑到工业、商业、居民各种用户。本标准支持三种用户侧智能设备控制模式：设备本地自主控制;通过用户能源管理集中协调再与电网交互;受电网侧直接控制。
（3）图2中中间部分是电网和用户交互的关键，仅需要对中间部分进行重新设计实现就能够完成电网一体化通信。
四、结束语
智能电网背景下的全控制对电力通信提出了新的要求，只有实现电力系统通信的一体化，统一化才能够保障电网通信提供可靠、实时和安全，保障整个电力系统的有效、安全、稳定运行和运营管理。
在通讯时，考虑GMDSS教学的特点，依据NB-DP设备的组成和工作原理，确定开发的NBDP仿真系统采用Client/Server的网络架构，构建了小型局域网的NBDP仿真平台，如图2所示，对数据在网络上的通讯，采用工作站与工作站直接的对等通信方式，各个客户端模拟机(学生机)可通过建立的局域网进行实时交互仿真通信，服务器(教师机)可以管理和控制双方的通信过程。这种教师与学生非面对面的教学手段也提高了教学的质量和效果［4］。
2设备功能的仿真
NBDP仿真系统是在Windows环境下开发的，为便于程序的设计与日后的升级维护，实际开发过程中选择MicrosoftVirtualStudio2010作为开发平台，C++作为开发语言，考虑到NBDP仿真系统要集成到本实验室的GMDSS模拟器中，为了便于系统调试，这里采用动态链接库(dynamiclinklibrary，DLL)方式编写程序模块，届时与NBDP模拟器集成时只需调用相应的DLL文件［5］。参照日本JRC公司的JSS296型NBDP，仿真系统实现的主要功能如图3［6］。
2.1终端显示器的仿真
设备界面模拟的逼真与否一定程度上体现了系统的优劣［7］。由于NBDP真机的操作比较复杂，其显示界面的仿真工作量也比较大，涉及到多视窗间的相互控制，因符合“后进先去”原则，故通过“栈”这种数据结构进行对话框的销毁与显示［8］。为了尽可能的和真实的操作相同，在具体实现上采用“非模式”对话框来显示。当有新界面出现时，就将其加入“栈”中。代码如下:当界面退出时，就将对话框销毁，并在“栈”中销毁该对话框对象。代码如下:new操作符在堆中动态创建对话框对象，通过调用Create函数启动对话框，调用DestroyWindow函数删除窗口，这样就显示出来了被销毁对话框的前一个界面。如果要实现界面跳跃，只需按照上面的操作连续销毁前两个或多个界面，并删除对应“栈”内保存的对话框对象即可［8］。模拟器的操作界面及其繁复跳转的逻辑控制就是通过这种“入栈出栈”的方式实现。
2.2键盘响应的仿真
对于键盘响应的操作，可通过在对话框类里重载了MFC中CWnd类的PreTranslateMessage(MSG*pMsg)虚函数，将当前视窗的控制权以指针的方式传递，由此可以模拟显示相应界面。按照真实设备中的逻辑关系，用键盘上的相应按键来控制和显示对话框界面，完成菜单焦点及界面的选择与切换等相关的操作，达到了比较真实的模拟效果。
2.3电传通信的仿真
NBDP有两种主要的电传通信方式，分为自动请求重发ARQ、前向纠错FEC(CFEC和SFEC)两种方式［9］。对这两种方式的模拟是NBDP仿真系统的重点工作，同时，在模拟通信时还可以选择地面站、报文信息、通信业务以及目的地(包括对方所在的洋区码和对方的ID号)。以下分别介绍两种通信方式的模拟过程。
2.3.1ARQ方式通信
ARQ方式也称为NBDP的A方式，ARQ通信窗口在Connect窗口的ARQ菜单中调出，首先在弹出的屏幕上选择发送方式是手动方式还是自动方式，设置好经转岸台及工作频率，确认无误后回车，通过教师机的控制信号和工作站登记信号激活调制解调器，发信机开始呼叫，当锁定连接并建立无线链路后，进行通信操作，发送电文，拆除无线线路［10］。具体通信程序设计流程如图4所示，发送界面如图5。
2.3.2FEC群呼操作
FEC方式也称为NBDP的B方式，广播式前向纠错方式(CFEC)是一台对所有台的通信方式;而选择性前向纠错方式(SFEC)是一台对一组或某一电台时的FEC通信方式，其区别在于是否需要输入被呼电台的选择性呼叫号码。FEC群呼操作的通信程序设计流程如图6所示，发送界面如图7。
3实操的自动评估
目前国内有关GMDSS实操评估还是人工评判，不仅评估员的工作量巨大、也难以保证评估的客观性和公正性。开发的GMDSS模拟器可以实时记录学员的操纵过程，依据学员的操作步骤和模拟器系统的相关状态参数进行自动评估。评估结果的相对客观性和合理性已经在教学培训中得到证实。实操过程记录根据海船船员适任评估规范，为了保证评估操纵的合理性，我们建立了实操自动评估模型，该模型主要从是否完成题目要求，操纵时间和操纵步骤三个方面设计。实操评估分数NBDP评估总成绩的计算公式为:ER=(MT•MTW+MS•MSW)•f(Ta)(1)WPT+WPS=1(2)式中，ER为评估总成绩(evaluationresult);MT为NBDP评估得到的关于操纵时间的分数(manipula-tiontime);MTW为评估得到的操纵时间分数与操纵步骤分数相比的权重(weight);MS为评估得到的关于操纵步骤的分数(manipulationstep);F(t)为判断任务是否完成的函数，Ta为评估操纵实际使用时间;MSW为评估得到的操纵步骤分数与操纵时间分数相比的权重(weight)。
4结束语