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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇簡述云計算的關鍵技術，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞： 云計算； 結構； 虛擬化； Web服務
中圖分類號： TN911?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）12?0067?04
0 引 言
自計算機問世之日起，人們對計算機資源日益增長的需求促進了計算機技術的發展。20世紀中葉起，對于在科學計算、系統仿真等領域需要處理大規模、海量數據的問題，往往通過增加投入來提升計算機系統性能的解決方案，相應出現了分布式系統、并行計算等。在90年代互聯網背景下，通過網絡從外部獲取計算能力、存儲等資源已成為學術界和產業界所共識的解決途徑，出現了網格計算技術。近年來在全球化浪潮下，隨著計算機系統在工業設計、生產制造、商業物流等領域更進一步的應用，云計算成為當前信息技術領域的熱點話題之一[1]，它體現了“網絡即計算機”的思想，以便利、經濟、高可擴展性等優勢成為學術界、產業界和政府機構等各界關注的焦點，被認為是互聯網經濟后又一個重要的IT產業增長點，具有巨大的市場增長前景，IDC預測在2015年云計算產業規模將達到729億美元[2]。
1 云計算簡介
1.1 云計算的定義
從不同的應用角度出發，業界對云計算的定義有不同的認識，目前普遍接受的是美國國家標準與技術研究院（NIST）對云計算的定義[3]：云計算是一種模式，能以便利的、按需方式通過網絡訪問的可配置計算資源池（如網絡、服務器、存儲器、應用和服務），這些資源只需要極少的管理成本或干預，就可以快速部署與。
雖然用戶都是通過終端使用計算機資源，但云計算通過更靈活的方式為用戶提供服務，如云終端除計算機設備之外，也可以是PDA、智能手機等智能終端；整個網絡虛擬為一個大型計算機，網絡上的服務器、數據庫、應用服務、儀器設備組成資源云；云終端與資源云的通信鏈路可以是計算機網絡，也可以是移動數字通信鏈路。
私有云為特定組織內的用戶提供服務，數據與程序都在組織內部管理。私有云可以大大提高系統的安全性，而且服務提供商可以更好地掌控基礎設備的架構，但所能使用的用戶也受到一定限制。
在混合部署模式中，用戶往往是將關鍵數據或信息放置于私有云中，將非關鍵的服務外包給公共云服務提供商，放置在公共云上處理，這種方式是目前情況下較好的解決方案。
2 云計算的層次體系與特征
2.1 云計算的層次體系
2.2 云計算系統的特征
從作用角度看，云計算系統具有以下幾個外部特征：
隨時隨地任何網絡接入。即云終端設備不只局限于工作站、便攜電腦等計算機終端，也可以是智能手機、手持設備等。只要用戶設備可以連接網絡都可以獲得云計算服務。
隨需定制自助服務。用戶可以根據自身的需求獲得云計算中的資源，且在服務定制過程不需要與服務提供商進行人工交互。
共享資源池。云計算系統中所有資源都被整合成一個動態資源池，以多租戶模式提供給所有客戶。客戶一般不需要了解資源的物理位置，但需要時也可以指定特定資源。
快速彈性部署。云計算服務可以快速、彈性地提供服務，即可以快速擴展也可以快速釋放，對于用戶而言可以在任何時間購買任何數量的資源。
可監測與計量的服務。通過服務監測可以優化資源的使用，通過對資源使用情況的計量可以進行服務定價與收費。
3 云計算的關鍵技術及發展現狀
3.1 虛擬化技術
“虛擬化”是IBM提出的應用于計算機領域的概念，其目的是通過虛擬機讓更多的操作人員借助終端設備使用計算系統，以充分利用相對昂貴的硬件資源，在實際發展過程中虛擬化技術有很多種定義。虛擬化技術使得共享底層結構下的分布式虛擬環境成為可能。目前，虛擬化技術實現了資源的邏輯抽象和統一表示，是實現云計算的關鍵。虛擬化技術不僅消除了大規模異構服務器的差異化，而且借助虛擬化技術的伸縮性和靈活性，可大大降低云計算系統管理的復雜度，提高資源利用率，從而有效地控制成本，提高運營效率。IBM采用“藍云”計算平臺硬件級別虛擬化和開源軟件虛擬化兩個級別的虛擬化[5]。
目前虛擬化技術的研究主要是針對小規模少量請求服務系統展開，結合SOA服務和大規模并發服務情況的研究還需要加強，同時虛擬化技術也會相應地引入一系列安全性問題。
3.2 面向服務的體系結構
SOA是為了解決信孤島和遺留系統問題，滿足Internet環境下業務集成的需求，通過連接能完成特定任務的獨立功能實體的軟件系統架構[6]。對于SOA與云計算是競爭還是互補融合的關系，業界也有不同的看法，但從本質上看，SOA和云計算都是圍繞服務而展開，只是二者對于服務的定義及范疇有所不同。SOA將應用程序的不同功能單元通過定義良好的接口聯系起來。接口采用中立的方式進行定義的，它獨立于實現服務的硬件平臺、操作系統和編程語言。這使得構建在各種這樣系統中的服務可以以統一和通用的方式進行交互，云計算服務的快速彈性部署離不開SOA的支撐。
但目前SOA的服務基本是以軟件領域為主，將所提供的服務進行包裝、組合，按一定流程運轉產生新的功能。而云計算認為所有的資源都是服務，除軟件服務之外，還有硬件、平臺服務等，SOA還需要更好地結合到云計算的應用模式中。
3.3 數據存儲和管理技術
云計算中的數據具有海量、異構、非確定性等特征[7]，同時云計算系統往往需要同時滿足大批量用戶的服務需求。因此，云計算系統需要采用有效的數據管理系統對海量數據進行分析和處理，其數據存儲系統必須具有高吞吐率、高傳輸率、高可擴展性、高可靠性等特點。同時還需要考慮數據快速定位、數據安全性以及底層存儲設備的存儲量均衡等。
目前云計算的數據存儲和管理技術主要有Google的GFS（Google File System）[8]，Amazon的Dynamo[9]，HDFS（Hadoop Distributed File System）[10]和BigTable[11]。包括Intel，Yahoo等大部分IT廠商的云計劃項目中都采用HDFS數據存儲技術。
以上這些技術從數據組織、數據集成、數據管理、數據的分布式并行處理、數據分析等方面進行了研究，但隨著新的應用場景不斷出現，使得云計算系統的數據管理和存儲方面不斷面臨新的挑戰。
3.4 編程模型
為了實現服務的快速彈性部署，云計算平臺上的編程模型必須簡單，以保證后臺復雜的并行執行和任務調度向用戶和編程人員透明。目前云計算系統流行的編程模式有MapReduce[12] ，Dryad等。MapReduce的思想是通過“Map”函數將任務進行分解并分配，通過“Reduce”函數將結果歸約匯總輸出。Hadoop是MapReduce的開源實現，目前已得到Yahoo，Facebook和IBM等公司的支持。Dryad是Microsoft于2010年底的分布式并行處理編程系統。它將一個應用程序表示成一個有向無環圖（GAG），頂點表示計算，頂點之間的邊表示用來傳輸數據的通道，可以采用文件、共享內存的FIFO或TCP管道等傳輸機制。Dryad可以使開發人員在Windows或.NET平臺上編寫大規模的并行應用程序，也可將單機上完成的程序移植到并行計算系統上。
4 云計算面臨的問題
云計算作為新興的計算模型正方興未艾，但云計算并不是對現有技術的簡單重組，要真正實現NIST所定義的云計算系統還需要解決諸多問題。
首先是云計算的內涵問題。SaaS，PaaS，IaaS等3個層次的劃分只是對云計算的初步認識，云計算的內涵組成和外延發展等還存在多種解讀，給云計算的具體實現和未來發展帶來不確定性。
在云計算系統的管理方面，必須考慮云系統之間的互操作性，為實現云系統之間的自動交互，必須能夠提供跨云的管理策略。
安全性是云計算系統面臨的另一重要問題。用戶存儲在云中的數據安全和隱私問題必須得到保證，虛擬化雖然可以使云計算更易于管理，但也使得系統的安全問題變得更為復雜。另外，服務質量（QoS）是云計算繞不開的另一問題，如大量遠程用戶使用數據密集型或交互式服務時服務延遲，服務失效時的重新部署或動態遷移等，只有QoS得到保證，云計算才存在需求和發展空間。服務定價機制也是云計算系統面臨的另一個挑戰，也是云計算系統實現商業化的前提，合理的定價機制才可以促使用戶合理地使用資源，提高系統的利用率。
5 結 語
云計算具有廣闊的應用空間和發展前景，相關的各項關鍵技術也在迅速發展中。本文介紹了云計算的概念，分析了層次體系，對實現云計算的關鍵技術進行闡述，對主流技術的特點進行分析。但云計算在系統安全性、服務質量、定價機制等方面還存在諸多問題，需要進一步深入研究。
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關鍵詞：云服務 軍事信息系統
現代戰爭是信息化條件下的高技術戰爭，信息化條件下作戰是基于信息系統的體系作戰。因此，構建能夠支撐體系作戰的信息系統成為軍隊信息化建設的一項關鍵性課題。
2007年，云計算開始興起，在經歷了2008年金融危機洗禮之后，發展更為迅速。Amazon、Dell、Sun、IBM、Google、Yahoo和Microsoft等公司紛紛宣布了自己的云計算計劃，并將其視為推動下一場技術革命的關鍵技術。雖然各大互聯網公司、IT公司的發展戰略，以及電信產業的轉型仍有待實踐檢驗，但這種主動求變以適應新形勢的思想是積極的。他們高度重視發展云計算，推動云服務的做法值得我們探討，值得軍隊從中獲得啟迪與借鑒。
一、云服務簡述
云計算是在分布式處理、并行計算和網格計算的基礎上發展起來的一種新型計算，它作為下一代計算平臺的核心技術，能夠實現動態資源池，虛擬化和高可用性，它以用戶為中心，提供了可靠安全的數據存儲、方便快捷的互聯網服務和強大高效的計算能力。云服務是基于網絡、通過云計算提供的公共服務。它是一種服務方式的創新，它構建了統一的底層IT基礎，將原本分散在各企業私有的IT資源整合為服務，由云服務提供者通過網絡提供給各個企業來共享使用。
從目前云服務模式的發展情況來看，云服務大致可以分為三類：基礎設施云服務（IaaS）、平臺云服務（PaaS）和軟件云服務（SaaS）。
基礎設施云服務（IaaS）。服務提供商把最基本的IT資源（如計算資源、存儲資源、I/O設備、內存、網絡資源等）打包成類似于公共設施的可計量的服務，向用戶提供底層的、接近于直接操作硬件資源的服務接口。用戶可以通過調用這些接口，靈活地使用這些存儲和計算能力。
平臺云服務（PaaS）。服務提供商把開發、部署環境作為服務，為用戶提供開放的API（應用程序編程接口）或開發平臺。通常包括數據庫、中間件、開發工具等。用戶可以在服務提供商的基礎構架上創建并部署運行自己的應用軟件，并通過網絡傳輸給第三方用戶使用。使用平臺云服務進行應用軟件的開發和部署必須遵守該平臺特定的規則和限制，如編程語言、框架、數據存儲模型等。
軟件云服務（SaaS）。軟件云服務包括工具型和管理型。工具型SaaS主要面向個人或組織，但不需要建立專門數據庫，主要提供類似在線翻譯、在線殺毒、在線教育（在線訓練）、網絡搜索、在線辦公軟件服務等。管理型SaaS主要面向個人或組織，與經營管理相關并需要建立專門數據庫，主要提供類似企業資源規劃（ERP）、客戶關系管理（CRM）、人力資源管理、投資理財和文字處理等服務。
在云服務出現以前，企業或部門通常立足自身，建立專有IT資源，建設成本高昂，不能靈活部署，信息共享性差，資源利用率低下。而云服務可以提高企業IT資源的利用率，滿足IT對安全性、可靠性方面的要求，并且能夠實現對各種IT資源進行動態管理和靈活配置。
二、構筑云服務平臺，推動軍隊信息化建設
（一）搭建作為信息系統基礎的云服務平臺
通過提供基礎設施云服務，軍兵種和部門可以獲取諸如計算資源、存儲資源、網絡資源等最基本的IT資源，能夠以最低的成本便捷地使用這些資源，而把資金和精力投入到他們所擅長的信息應用系統的開發維護上。統一的平臺云服務，向其他軍兵種和部門提供具有一定靈活性的統一開發、部署環境。由于使用平臺云服務進行應用軟件的開發和部署必須遵守該平臺特定的規則和限制（如編程語言、框架、數據存儲模型等），這種軟件開發方式有利于標準的制定與推廣，有利于解決不同軟件之間難以互聯互通互操作的難題。
通過提供軟件云服務，能夠有效組織軍隊內部軟件資源、在線服務資源的管理和使用。具體做法：對進入軍網的各種軟件（含各種插件、補丁、應用程序）進行嚴格準入審查；提供權威資源下載地址；推廣使用國產軟件；加強管理，嚴格控制未經審查的軟件在軍網上運行傳播。推廣使用軍網在線服務，避免軍隊信息的外泄。
（二）各軍兵種、部門在平臺基礎上各自研制相應的信息系統
各軍兵種、部門開發的專用信息系統屬于各自專業領域，同時也屬于各自的職責利益范圍。只在底層通信實現、共享數據格式，對外接口上進行統一規范，由各方自行開發或合作開發包括指揮信息系統、信息作戰系統、政治工作信息系統，以及其他保障信息系統在內的各種信息系統。這就分清了各方的"責"與"權"，有利于充分調動各方信息化建設的積極性，激發創造力。
（三）整合各種信息資源，為各級機構、指戰員提供一站式接口
最后，將各種信息系統與用戶聯結起來，成為溝通海量信息和巨大用戶群體之間的橋梁。用戶面對網絡上巨量的信息不會感到無從下手，他只需通過類似于互聯網門戶的一站式接口，根據需要及權限迅速定制、獲取到所需的服務。服務提供者負責審核、開放用戶權限并提供相應服務，不再需要親自為用戶的每一種服務建立一條獨立鏈接，而是提供從服務提供者到用戶的最可靠，最便捷，可重用的路徑，因此開通、變更或取消一項服務就變得更靈活。
三、結束語。這種基于云服務的軍事信息系統使得信息生產過程更加有序、更加高效。各種信息能夠在系統內無障礙地有序流動，并將大大降低系統運維的成本，提高系統管理的效率。這種整體功能大于部分之和是系統的整體涌現性所決定的。
參考文獻：
[1]Michael Miller 著.姜進磊,孫瑞志,向勇,史美林譯. 云計算. 北京:機械工業出版社,2009
關鍵詞：智能化技術；機械工程；應用
目前我國正處于轉變經濟發展方式、調整產業結構的關鍵時期，國內機械工程領域的各大企業對智能化技術的應用十分重視，通過科學合理地將智能化技術與機械工程相結合，不僅提高了企業的生產效率也提高了產品的質量。
1簡述智能化機械工程及其特點
（1）隨著計算機技術的不斷發展，智能化技術在我國各行各業中等到了十分廣泛的應用，所涉及到的領域包括工業、農業、教育、醫療、軍事、金融等。機械智能化是未來我國工業的一個發展趨勢，機械自動化是機械智能化的來源，二者并不自替代與被替代的關系，機械智能化是機械自動化技術與智能化技術相結合的產物。智能化機械設備的運用大大提高了生產效率和產品質量，對于工作企業的健康發展來說意義重大。（2）機械工程智能化與機械工程自動化。我國目前已經成為世界級的工業大國，但并不是工業強國，大而不強主要表現在技術水平比較落后，無論是在機械自動化領域還是在機械智能化領域都與文章發達國家有著十分巨大的差距。機械工程自動化是指在機械生產過程中依賴于自動化設備進行生產或所生產出和產品具有一定的自動化特征。機械自動化可以有效提高特定產品的生產效率和產品質量。然而，確存在著生產方式一定成形就很難改變，無法滿足現代消費市場多樣化的需求，而且機械自動化技術仍然無法擺脫對人工勞動的依賴，這種依賴主要體現在生產計劃方面、產品推廣方面以及設備控制方面。智能化機械工作技術克服了以上缺點，將自動化技術與智能化技術相結合，不僅降低了一線勞動人員數量，也大大降低了人工作業的工作強度。智能化操作系統可以對機械運行作業過程中生成的相關數據進行收集和處理，計算機根據計算得出的結合來靈活地指導機械設備下一步的動作，大大提高的機械設備生產的靈活性，在保證生產效率的同時也實現的產品種類的多樣化生產。通過軟件、硬件、機械、人工相互集成與交流可以進一步提高機械設備的智能性與高效性，對于一定范圍內的修改化服務需要也可以就會自如，使得機械設備不再只是冷冰冰的工廠流水線，而是可以更大程度上服從人的命令，接受人的改造的智能化機械設備。（3）智能化機械工作中的特點。智能化機械工程具有四流集成、四流交匯、高效率、高品質等優點。智能化系統是智能化機械工作中的核心，它可以對機械作用進行現場操作，根據實際情況來調整設備運行方式，提高產品良品率。
2智能化技術的應用
（1）機械工程生產設備智能化。自動化技術在機械工程領域應用的最為廣泛，以往的工業企業都是以流水線的形式來對機械設備進行設計與組合的，這種流水線生產方式與傳統的手工作坊相比有著十分巨大的效率優勢和質量優勢。然而隨著我國科技水平的提高，城市居民對消費產品的要求越來越高，工廠流水線生產出來的嚴重同質化的產品逐漸受到了市場的冷漠。尤其是我國消費者對科技類產品的消費快速增長，流水線機械列陣生產出來的產品幾乎沒有多大程度的科技含量。在這種市場需求背景下，我國工業企業開始利用計算機技術、軟件工程技術以及無線通信技術等手段來增加自動化生產設備的靈活性，利用軟件操作和數據指導的方式來對機械設備進行調整，從而代替了大量的人工勞動，降低了企業成本，更重要的是其生產過程中的精確性得到了質的提高。另外智能化機械設備還大大提高了工業生產過程的安全性和穩定性，降低了生產事故發生的可能性，當機械設備出現故障時，智能化操作系統可以第一時間發出警報，同時準確顯示故障發生的位置以及發生故障的具體原因，幫助維修人員對機械設備進行維修，最大程度上減少因意外生產事故造成的損失。（2）機械工程生產管理智能化。智能化技術為企業生產帶來的使得還不僅僅體現在機械操作方面，還體現在企業管理方面，管理工作向來是市場經濟環境下所有企業的基礎性工作，管理對企業的重要性絲毫不亞于技術，良好的企業管理工作可以大大提高企業的生產效率以及市場競爭力。
3智能化技術在機械工程中的具體應用
（1）履帶式鑿巖臺車。隧道施工中需要經常用到履帶式鑿巖車，作為一門專業性極強的重要施工機械，結合智能化技術，可以實現對沖擊次數、回轉速度以及鉆進速度的智能化控制，還可以依照巖石的質地來自動測量鉆入的深度的轉矩。（2）自卸車。自卸車是一種無人駕駛的機械工具，在礦山開采方面得到了廣泛的使用。利用推測航法來指導運行方向，利用反射板和激光傳感器來對誤差進行控制。結合GPS技術來為處于運行狀態的自卸車進行現場控制。（3）輪式裝載機。智能化技術與裝載機相結合可以形成V字形自控移動、自動鏟控系統、以及防側滑系統。結合輪式裝載機鉸接轉身方式的特點，采用特殊的控制模式。（4）旋轉式掃雪機。為了降低人工作業的勞動強度，提高路面除雪的工作效率。傳統的路面除雪方式利用車載傳感器對路面進行檢測，對道路上事先設置的標記進行識別，對車輛運行路線進行引導。而經過智能化技術改造之后的旋轉式掃雪機已經實現利用GISDUI/GPS來對車輛進行定位并控制其運行方向。（5）自動化盾構。利用PLC單片機結合控制桿相結合，對盾構的切割輪進行自動化控制，現實盾構作業控制的自動化。（6）挖掘機。利用車載計算機可對鏟斗的位置進行定位+使鏟斗沿預定的作業軌跡動作，并對鏟斗的挖掘阻力進行分析，對發動機功率進行調節。（7）鋼索式挖掘機。由于鏟斗由鋼絲吊控，所以當吊臂回轉時鏟斗的擺動控制是自動化的關鍵。可利用視覺傳感器來檢測鏟斗的擺動，通過改變吊臂的移動速度來控制鏟斗的擺動。
4對控制系統的自動化建設
機械智能化運行效率的關鍵在于控制系統的智能化程度，一個好的智能化控制系統可以大大降低機械設備運行過程的開支，提高機械設備創造經濟效益的能力，提高機械工程企業的盈利能力。在優化資源配置方面，引入智能化系統，利用智能化系統對機械運行的相關數據進行收集，不僅大大提高了研究機械與改造機械的工作效率，也大大提高了企業對重要機械的了解程度，進一步加強技術人員對機械設備的控制能力，節約人力資源的同時也提高了機械工程企業的經濟效益。
5結束語
隨著我國經濟的快速發展，市場經濟的日益完善，企業在自由市場的生存壓力日益增加，這就需要國內企業充分利用科學技術來實現產品的差異化，在自動擅長的專業領域來謀求生存，這就離不開智能技化技術的輔助。不僅要在機械設備運行方面實現智能化，也要在企業管理方面實現智能化，提高企業整體的運行效率。
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關鍵詞：數字礦山
中圖分類號：TD67 文獻標識碼：A
在信息技術飛速發展的21世紀，礦山信息化的建設也在不斷加速，為實現礦山生產過程的可視、可控、可調和高效率、高安全，數字礦山應運而生。
1 數字礦山概述
1.1 數字礦山定義
數字礦山是對真實礦山整體及其相關現象的統一認識與數字化再現，是一個“硅質礦山”，是數字礦區和數字中國的一個重要組成部分。數字礦山的核心是在統一的時間坐標和空間框架下，科學合理地組織各類礦山信息，將海量異質的礦山信息資源進行全面、高效和有序的管理和整合。數字礦山的任務是在礦業信息數據倉庫的基礎上，充分利用現代空間分析、數據采礦、知識挖掘、虛擬現實、可視化、網絡、多媒體和科學計算技術，為礦產資源評估、礦山規劃、開拓設計、生產安全和決策管理進行模擬、仿真和過程分析提供新的技術平臺和強大工具。
1.2 數字礦山建設意義
數字礦山的建成將解決礦山建設施工中組織管理難度大的問題。隨著建設工程的進行，礦山采礦、選礦、機電、采暖、通訊、地面土建、管道輸送等工程將全面展開。從井下到地面，從地面到高空，將出現多水平立體交叉作業和多工種多工序平行交叉作業，加上地質條件復雜，施工中難以預測的不利因素隨時可能出現等，組織管理的難度非常巨大。數字礦山可將礦山建設、生產、經營與管理的各個環節與生產要素實現網絡化、數字化、模型化、可視化、集成化和科學化管理，使礦山企業建設和生產呈現安全、高效、低耗的局面。
2 數字礦山建設的主要內容
數字礦山系統是一個復雜的、動態的、開放的巨大系統，各個部分之間相互影響、相互制約。礦山系統主要包括以下幾方面的內容：
（1）基礎網絡平臺。基礎網絡平臺通過覆蓋礦山井上井下的高速網絡將以及礦山傳感網將礦山環境、設備及人員實時聯接起來，并傳輸到計算機、互聯網實現信息的采集、傳輸、存儲、分析、決策、控制、和查詢，不僅保證信息的互聯互通，更保證了信息的可靠性、安全性和及時性。
（2）數據倉庫。數據倉庫是實現“數字礦山”的根基。主要用于實時采集和更新礦井建設期和生產期的地理信息、進尺、水文、人員位置、設備狀態等基礎數據信息，并通過數字建模實現整個建設過程的可視化。
（3）四維地理信息系統與可視化集成平臺。以數據倉庫為基礎，基于統一的空間和時間四維坐標將礦山中所有信息可視化并配置完整的屬性信息，建成完整的四維時態地理信息系統，實現地上地下所有對象的透明管理和虛擬現實系統仿真。實現礦井開拓設計對比，實現礦山機械、總圖運輸、通風系統、給排水系統的模擬運轉，實現建設過程的控制與調度等，還可以對礦工進行虛擬的井下條件培訓，提高他們的安全意識和工作效率。
（4）礦山安全生產監控與預警、救援系統。按照國家對礦山企業安全避險六大系統的建設要求，必須建立礦山監測監控系統、井下人員定位系統、井下緊急避險系統、礦井壓風自救系統、礦井供水施救系統和礦井通信聯絡系統 。建成后可以實現礦山的井上和井下的語音通訊、人員、設備跟蹤定位、井下關鍵設備的遠程監控、井下關鍵位置的圖像視頻監測監控、以及各種環境參數的監測監控等。在此基礎上實現統一生產指揮調度。
（5）礦山ERP系統。要實現真正的“數字礦山”，建立一套完整的、符合采礦行業的礦山資源優化（ERP）系統是很有必要的。礦山資源優化（ERP）系統主要包括人力資源系統、項目管理系統（包括項目前期、進度管理、投資成本、招標管理、文檔管理、系統管理等）和辦公OA系統等。
3 基建期數字礦山建設優勢
數字礦山的建設是一個漸進的過程，是一項復雜的系統工程。作為基建礦山，存在很多建設優勢：
（1）國內外已有不少成功案例可以借鑒。盡管各個礦山的地質環境、采選設計不同，但是服務于數字礦山建設的技術、軟件、平臺是統一的，計算機軟件系統、無線通訊技術、傳感器網絡技術、生產管理與控制系統等都已比較成熟，基建礦山可以借鑒成型礦山的建設經驗，少走彎路，實現建設優化。
（2）基礎數據循序漸進錄入。作為數字礦山根基的基礎數據錄入工作量是相當繁重的，而基建礦山數據從零開始，基建數據實時錄入，大大減少了錄入工作量，保證了數據準確性。
（3）基建期數字礦山的建成為日后安全高效開采作業打下堅實的基礎。礦山實體與基建期數字礦山將同步建成，決策者可以根據已有數字礦山迅速準確地掌握動態業務中的一切信息，以做出有利于生產要素組合優化的決策，使企業資源合理配置，從而使企業能夠適應瞬息萬變的市場經濟競爭環境，求得最大的經濟效益。
結語
數字礦山的建設是一個長期的過程，從科學概念到具體實施的關鍵在于人，我們要轉變觀念，充分利用現有技術，提高礦山各項管理水平。礦產資源正面臨資源短缺、供應乏力的嚴峻形勢，數字礦山的建成將實現礦區資源的高效、安全、綠色開發開采，以確保中國礦業可持續發展。
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[3]張馨方，黃敏兒. 數字礦山建設及其現狀簡介[J].科技向導.
關鍵詞：數據交換；水利信息化建設；黃河
信息化系統是業務功能和數據的有機結合。在信息化系統建設過程中，數據交換技術在豐富數據方面發揮著重要作用。
1數據交換技術類型目前，信息化系統建設中涉及的數據交換技術主要有4類。
1.1基于底層數據庫的數據交換技術
無論是甲骨文公司的Oracle還是微軟公司的SQLServer數據庫，都有類似存儲過程或者觸發器的應用功能［1］，該功能是通過PL/SQL語法獲取需要數據交換的表對象，并進行相關表的字段匹配，然后用SQL語言編程封裝成數據庫程序包，根據觸發條件或者定時條件進行數據的交換。這種數據交換技術在業務流程較簡單的信息化系統中應用較多，優點是相對經濟，能滿足一般的數據交換業務需求；缺點是對數據庫系統的資源消耗較大，只適合規模不大的數據交換業務，并且數據交換雙方的數據庫系統需要保持一致，否則異構數據庫之間很容易出現兼容性問題。
1.2基于Web應用開發的數據交換技術
基于Web應用開發的數據交換技術主要運用具有跨平臺特性的Java語言，通過配置JDBC驅動訪問數據庫，在Java程序中完成數據的匹配、抽取、轉換及傳輸等工作，再配置定時觸發條件實現數據的交換功能［2］。這種數據交換技術一般適用于業務規模較大的信息化系統。優點是可以設計出相對復雜的數據交換技術架構，能夠對需要交換的數據進行字符及語義轉換，并通過使用標準PL/SQL語句在異構數據庫之間完成數據交換；缺點是數據交換的業務需求相對復雜，不同數據庫之間需要做大量的匹配，實現難度較高，需要大量的開發人員。
1.3基于開源數據交換軟件的數據交換技術
基于開源的數據交換軟件，目前主要是類似Kettle的ETL工具［3］，它是基于Java的免費開源軟件，可以在Win?dows、Linux及Unix上運行，面向當前主流的各類數據庫，并且具備數據轉換、定時作業等功能。它具備友好的圖形開發界面，可通過簡單的圖形化操作完成數據交換功能配置。當配置生效后，軟件會在后臺自動轉譯成相關代碼并定時執行，從而實現數據的交換功能［4］。這種數據交換技術適用于中小規模且對編程依賴性較弱的信息化系統。它的優點非常明顯，以圖形設計界面進行數據交換配置，可節省大量的開發工作量，而且編程能力較弱的技術人員也能很快上手；缺點是有些特定的數據交換功能無法實現。
1.4基于商業ETL軟件的數據交換技術
這類軟件在實現原理上和開源免費的數據交換軟件類似，也是將所需交換的數據從數據源進行抽取、轉換并加載到目標端，適合對數據交換的時效性和穩定性要求都比較高的信息化系統。優點是這類軟件是商業化的數據交換軟件，背后的技術支撐能力強，軟件穩定性高，所支持的數據庫種類比較全面，并且可以根據客戶的特殊需求進行定制開發；缺點是有特殊需求的應用系統需要投入較多的人力資源，所需費用也較高。
2黃河水利信息化建設的發展
2001年，黃河水利委員會（簡稱黃委會）提出了《“數字黃河”工程規劃》，它是中國水利部批復的第一個流域水利信息化規劃。“數字黃河”是借助數據采集、數據傳輸及數據交換等手段，將黃河流域及其相關地區的各種要素進行匯集，構建一體化的數字集成平臺和虛擬環境。以功能強大的系統軟件和數字模型對黃河治理、開發和管理的各種方案進行模擬、分析和研究，并在可視化的條件下提供決策支持。經過5年的建設，到2006年，基本建成以防汛減災、水量調度、水資源保護、水土保持、工程建設與管理、電子政務六大系統為主的“數字黃河”框架。基礎設施也初具規模，基本建成國家水文數據庫和黃河基本河情、實時水雨情、黃河下游工情險情、黃河水土保持、水量調度、防洪工程等數據庫。在“數字黃河”的整體框架下，黃委會建成全國水利行業最大的防汛通信專網，黃河下游防汛SDH數字微波通信干線總長達681km，支線總長達940km。組成的四級通信網絡，將黃委會與省局、市局、縣局直至堤防、涵閘貫穿起來，實現語音、數據、圖像等綜合業務信息傳輸的全覆蓋。依托防汛通信專網，黃委會建設全國水利行業最大的計算機廣域網，形成由黃河水利委員會網絡管理中心、各委直屬單位、市局和縣局組成的四級廣域網絡。黃河防汛通信專網和計算機廣域網的建立為數據的采集、傳輸、交換、匯集提供高速穩定的信息通道。2004年6月，黃委會建設全國水利行業第一個“數據中心”——黃河數據中心，經過近些年不斷的技術更新和架構升級，現在已形成以云計算為基礎設施架構的黃河云數據中心。同時，該數據中心也是水利部的北方災備中心。黃河數據中心的建設為數據的安全存儲提供基本保障。隨著“數字黃河”工程建設的不斷深入，按照“大平臺、大數據、大系統”的總體要求，2019年，黃委會建立以應用為核心的信息資源整合共享框架，得到水利部和業界專家的高度評價。黃委信息資源整合共享框架如圖1所示。信息資源整合共享框架搭建以應用為牽引、統一的地理信息公共服務平臺，聚集和展示海量信息，為管理提供多視角、一站式的地理信息服務；實現基礎地理、遙感、水利工程、水資源、水文氣象和流域經濟等10余大類重要數據資源的統一集中存儲管理；緊緊圍繞治黃業務，建設上下聯動、左右聯通的綜合信息門戶系統，實現防汛抗旱、水資源管理、水量調度、工程建設與管理、水土保持和政務系統的單點登錄及多類信息的聚合展現。信息資源整合共享框架通過數據交換技術，對各類治黃業務數據源進行抽取整合，形成較豐富的治黃數據資源體系。
3數據交換技術在水資源項目中的應用
在黃河水利信息化的建設過程中，國家水資源監控能力建設項目所采用的數據交換技術非常典型。國家水資源監控能力建設項目對全國的取用水及取用水在線監測點實現監測總用水量50%的建設目標；對國家重要飲用水地表水水源地水質實現在線監測全覆蓋；對重要省際河流省界斷面實現水量在線監測。通過兩期項目建設，水資源監控能力顯著加強，提高了數據的真實性、完備性和有效性；水資源管理信息化水平大幅提升，提高了業務的統一性、規范性和時效性；水資源管理支撐有效增強，提高了水資源決策的綜合性、科學性和合理性［5］。在國家水資源監控能力建設項目實施過程中，黃委會采用的數據交換技術主要有基于底層數據庫的數據交換技術、基于Web應用開發的數據交換技術及基于商業ETL數據交換軟件的數據交換技術。對于同一類型數據庫范圍內的數據交換，通過采用基于底層數據庫的數據交換技術，將各業務系統的數據表直接進行匹配，將數據交換算法通過數據庫的存儲過程實現并進行封裝，再配置定時執行作業，從而實現數據的交換功能。由于不存在異構數據庫的兼容性問題，采用這種數據交換技術不僅匹配度很高，執行效率也很高。對于跨單位跨地域的數據交換，主要是通過基于Web應用開發的數據交換技術來實現。在模塊化Web應用基礎上，通過分析不同管理層級單位的需求進行定制性開發，滿足不同管理層級單位之間的數據交換業務需求。比如，黃委到水利部之間、黃委到流域省區單位之間，這種縱向管理層級間和橫向業務協同間的數據交換需求多樣，數據庫類型較多，而且對關鍵字段匹配的要求較高。這種基于Web應用開發的數據交換技術很好地解決了跨單位跨地域之間進行數據交換的復雜問題。對于內部單位間的數據交換，主要是基于商業ETL數據交換軟件，按照明確的數據交換需求，設計出符合業務流程的數據交換模型，并使用圖形化的界面進行配置，從而完成數據交換功能。商業ETL軟件可解決內部單位的開發能力參差不齊且數據交換任務要求緊急的問題。黃河水資源數據交換流程框架如圖2所示。
4結語
數據正在成為現代社會提高核心競爭力的關鍵因素，各行各業的決策正在從“業務驅動”向“數據驅動”轉變。隨著“智慧水利”規劃的提出，云計算、大數據、物聯網、人工智能、虛擬現實等新技術在治黃領域逐步應用，對數據交換技術提出了新的要求。超大規模分布式存儲、彈性計算、邊緣計算及大數據等技術創新都將促進數據交換技術更快地升級迭代，未來要時刻關注數據交換技術的新發展及新動態，為實現更高的水利信息化建設目標而努力。
參考文獻：
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一、移動通信網與物聯網簡述
隨著移動通信技術的迅速發展，其用戶群體不斷增長，移動通信不僅實現清晰的話音功能，加之方便人們攜帶，其方便的網絡化功能也受到用戶的喜愛，正成為人們生活和工作不可缺少的一部分。隨著移動通信網網絡化的發展，移動網絡帶寬的增加，不僅可以為物聯網應用提供的網絡支撐更強大，也使得物聯網普及的廣度和深度拓展到一個新的層面，更好的促進了物聯網運用和發展。可以說移動通信網已經成為物聯網技術應用的重要伙伴，其不受時間、空間的限制，可以更好的為用戶提供個性化的服務。
物聯網做為一個新興網絡化技術，其主要是通過相關的信息傳輸設備，如射頻識別（RFID），激光掃描器、紅外感應器等組成信息化全球定位系統，通過自身傳感設備按一定的協議和標準，實現物品與互聯網的互聯互通。從而達到通過信息通信，實現雙向或多向的信息交換，達到對物品的智慧化識別、管理、跟蹤、定位、監控的功能。隨著物聯網技術的不嚳⒄梗其應用也會更加豐富。如現在已經實現的將感應器嵌入和裝備嵌入到鐵路系統、供水系統、大型建筑、電網、隧道、橋梁、公路、油氣管線、大壩等重要設施中，通過物聯網與互聯網的整合，可以更方便的對相關數據進行采集，對其設施的操作實現遠程化、智能化的。
而作為物聯網服務實現的重要載體之一，移動通信網與物聯網的融合就顯得至關重要，也是移動通信應用面臨前所未有發展機遇。在未來一段時期，隨著我國社會信息化的全面推進，也必將給移動通信提供更加廣闊的空間。同時，我們也看到了移動通信網絡已經滲透社會生活的各個領域，隨著通信技術的不斷發展和網絡的演進，基于物聯網的新型移動通信網絡應用將應運而生，將移動通信網與物聯網的相互融合，我們將逐步邁進一個網絡和應用智能化的移動物聯網信息社會。
二、物聯網的重要組成
物聯網的核心和基礎仍是互聯網，作為互聯網的延伸，物聯網是新一代信息技術的重要組成部分，也是“信息化”時代的重要發展階段，是繼計算機、互聯網之后世界信息產業發展的第三次浪潮。物聯網主要通過智能感知、識別技術與普適計算等先進技術，廣泛應用于網絡的融合中。物聯網主要由五大部分組成：
（一）信息的獲取部分
信息的獲取部分，主要是通過采用大量的傳感設備對相關的信息進行識別和獲取，并將采集的信息進行數字信號的轉換。傳感技術是物聯網最前端的感覺細胞，也是相關信息收集的主要來源，通過傳感設備將信息傳輸到大腦進行分析和反饋處理。
（二）信息的控制
信息控制部分是將獲取的信息依據相關傳輸網絡的指令要求做進一步處理，從而達到相關信息傳輸的要求的狀態，為下一步傳輸做準備。
（三）信息傳輸
因為物體相關信息分布在不同的區域，有的物體還是處于不斷的移動過程中，因此，信息的傳輸需要一個非常靈活的傳輸網絡將獲取的物體信息接收和傳遞出去，就目前而言，移動通信網絡是物聯網非常便捷的傳輸通道，信息傳輸部分也是物聯網十分重要的一個環節，對物聯網的安全運行有著至關重的作用。
（四）信息的處理
信息的處理，包括對收集到的信息進行重新組合，將收集的數據進行分析整理，從而使得數據更清晰更可靠。信息的處理一直是物聯網發展的一個難點，面對海量信息的分析和甄別涉及到眾多行業技術，如模糊識別、云計算等。
（五）信息的應用
信息的應用是指對對接受的相關數據和信息處理應用。這部分主要是依據不同用戶的需求，設計不同的控制管理系統或應用程序，然后通過這些系統和程序來識別物體的身份、獲取物體的位置、對物體進行管理和監控等，從而達到物聯網應用目標。
三、移動通信網絡與物聯網的融合實踐
由于物體的位移具有較強的隨意的，其的位置也是不斷移動變化的。因此，物聯網中海量數據的傳輸和處理需要一種機動性和靈活性都比較強的網絡來支持。而目前，發展迅速的移動通信網是其最好的選擇。在近些年來，移動通信網絡的不斷發展和進步，尤其是第四代移動通信技術的廣泛應用，為海量數據的傳輸和處理提供了基本的網絡通信支持，隨著第五代移動互聯網絡的發展，移動通信網絡是物聯網最好的網絡伙伴。移動通信網與物聯網的融合主要體現以下幾個方面：
移動互聯網與物聯網的融合。我們都知道，移動通信網絡由移動的終端設備、移動傳輸網絡以及網絡的維護管理三個部分組成的，而物聯網與移動通信網絡的融合在這三個部分都具有共同點，從而為二者的融合提供了很大的便利。
移動終端設備與物聯網的融合。我們都知道，移動終端設備的機動性和靈活性都比較強，具有其他通信網絡無法比擬的優勢。具體到手持移動終端設備，可以更便利的獲取物聯網的相關信息，并具有相關信息的識別功能。針對物聯網需要對不同節點進行跟蹤，而移動終端設備可以很方便的獲取相關的物品信息，并對物品信息進行采集。
移動傳輸網絡與物聯網的融合。移動通信網絡主要的功能是對網絡中各節點之間建立信息傳輸。而物聯網發展所需要通信傳輸功能與移動通信網功能十分接近。而建立動通信網不僅是一個快速、方便、穩定的無線網絡，也可以很方便使物聯網不同的識別設備接入網絡中，并在移動通信網絡中進行海量化的數據傳輸。第4代移動通信技術的應用，以及第5代移動通信的不斷發展與成熟，通過移動通信網與物聯網的融合，也為物聯網的發展和應用起到了很好的促進作用。
移動網絡維護管理與物聯網的融合。為了保證移動通信網的正常使用和運行，需要定期或不定期的對移動通信傳輸設備及其性能維護和管理。對物聯網而言，其維護和管理的范圍更為廣泛，因為物聯網不僅包含了物品與物品、人與物品、人與人之間的信息和數據的傳輸，也需要人與人之間語間、視頻的通信傳輸。但二者之間網絡管理和基本維護基本相同，如果移動通信網與物聯網相融合，只要進行一些改進就可以完全適用。
四、移動通信與物聯網融合展望
在通信業人口紅利釋放殆盡，主流移動通信市場的終端滲透率趨于飽和，運營商急需通過尋找新的服務，挖掘網絡服務價值。在這樣的大背景下，蜂窩物聯網被公認為移動通信業務的新藍海。移動通信網與物聯網融合，可以滿足物聯網發展對大容量、低成本滿足物聯網海量連接和低吞吐量需求；其中移動通信網可以實時彈性、無損升級滿足物聯網業務多變、發展變化快的特性，分布式容災、精確故障定位滿足物聯網網絡可靠性和安全性要求；架構開放，兼容5G，滿足未來網絡的演進。移動通信網通過專業的運維手段，包括業務的自動部署、網絡的數據分析、自動彈性伸縮，形成一整套閉環的運維系統，降低物聯網運營商的運維成本。
關鍵詞：變壓器；故障模擬；智能實訓裝置
作者簡介：徐光舉（1961-），男，江蘇連云港人，江蘇省電力公司職業技能訓練基地，工程師；張長營（1968-），男，江蘇宿遷人，江蘇省電力公司職業技能訓練基地，高級工程師。（江蘇 連云港 222069）
中圖分類號：TM4?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）36-0138-03
電力變壓器是一個重要的電氣設備，不同電壓等級的電力線路要依靠不同型式的電力變壓器將其連接起來，組成一個強大的電力系統，而處于電力系統末端的配電網中大量的配電變壓器更是發揮著重要的作用，它直接為電力用戶提供電能，一旦配電變壓器出現故障將會影響電力用戶的生產和生活用電，因此能否準確、快速地判別配電變壓器故障進而排除故障，在盡可能短的時間內恢復配電變壓器運行不僅事關電力優質服務質量，而且考驗著電力運行和檢修人員的技能水平。因此，對電力變壓器運行和檢修人員進行變壓器基礎知識和相關技能培訓，使他們掌握相應的變壓器運行和檢修知識、技能尤為重要。
基于配電變壓器故障模擬的智能實訓裝置研究與開發，將通過模擬配電變壓器在運行中常見的故障現象，讓學員在實訓中通過故障現象準確地對故障類型進行判別，同時通過相應的儀器儀表測量對故障點進行確定，進而提出排除故障的方法，對于提高配電變壓器運行與檢修人員的技能水平將起到事半功倍的效果。
一、國內外研究水平綜述
經查證，國內外對變壓器相關技能的教學與培訓方法，目前僅限于對變壓器原理的講解和對某一類型變壓器進行解剖觀察，還不能對變壓器運行中可能發生的故障現象進行再現，同時由于培訓用的變壓器一旦選定，在變壓器相關性能測試和試驗中，只要變壓器本身電氣特性沒有變化，測試數據具有唯一性，無法實現對多位學員進行個性化測試考核，這種培訓方式不利于學員的理解和學習，在教學實踐中詬病頗多。因此，提高員工實際操作技能以及維護、檢修和測試技術水平，進行配電變壓器智能仿真實訓裝置的研發和設計，改進現有教學與培訓方式勢在必行。
據了解，現階段國內外研究機構尚未出現類似的理論研究和產品研發，本實訓裝置的研發結合變壓器實際運行環境，模擬變壓器發生故障時的參數變化，揭示不同故障時變壓器參數變化的規律性，屬國內外技術首創。
二、裝置研發的理論和實踐依據
1.原理簡述
配電變壓器在出廠試驗和正常運行以及故障發生時的電氣參數檢測中需要進行絕緣耐壓試驗、絕緣電阻試驗、直流電阻測試、容量測試、變比及連接組別等測試試驗，該類試驗如耐壓試驗在實際進行時危險性較大，技術要求也較高，一般在實驗室環境下均不進行該類試驗；絕緣電阻試驗在實際試驗中，無法模擬多種絕緣特性，使用真實變壓器作為試驗對象，測試數據單一，變壓器故障發生時的參數變化無法模擬；直流電阻和變壓器容量參數在不同變壓器上體現不同的測試電阻值，電阻值從mΩ到幾十Ω不易模擬；變比及連接組別無法加載實際電壓實現變比測試。針對以上變壓器試驗存在的問題，對現有變壓器進行模擬實訓具有一定的現實必要性。
現場教學中，通常是將實際應用的某一型號配電變壓器搬到實訓室，讓學員進行測試實訓，實訓變壓器到位后，各類參數均恒定不變，學員很難從變壓器參數的變化中判別故障狀態和故障類型，非常不利于教學及考核。因此，為了便于教學與考核，減少操作時的危險性，需要對現有變壓器實訓裝置進行改進。基于配電變壓器故障模擬的實訓裝置將應用模擬技術通過改進10kV油浸電力變壓器內部的原理結構，將原配電變壓器內部鐵心及線圈去掉，在變壓器內部安裝直流電阻模擬部件、容量測量模擬部件、絕緣耐壓部件、變比設定模擬部件等需要進行變壓器模擬實訓的部件，同時保持實訓裝置外觀、實訓用的測試設備與真實測試設備完全一致，并通過軟件控制設定實現變壓器不同容量參數的設定和模擬，測試變壓器通過無線方式與計算機控制主機通訊，實現數據傳輸無線化、參數設定智能化、數據模擬多樣化的設計，實訓人員操作測試設備和使用真實測試設備的方法和步驟一樣，實現各類配電變壓器的電氣參數的測試和分析，從而解決了配電變壓器電氣參數檢測實訓中試驗安全性和試驗多樣性的技術難題，同時也為模擬配電變壓器不同狀態下的電氣參數量提供了可能。
2.研發依據
通過對現有變壓器技術規范及技術標準的研究，總結現有變壓器需要進行的試驗及檢定項目，根據GB-50150-2006《電氣裝置安裝工程-電氣設備交接試驗標準》的技術要求，結合現場實際運行環境，油浸電力變壓器需要進行的交接試驗及滿足標準如下：
（1）測量繞組連同套管的直流電阻，應符合下列規定：
1）測量應在各分接頭的所有位置上進行。
2）1600kVA及以下電壓等級三相變壓器，各相測得值的相互差值應小于平均值的4%，線間測得值的相互差值應小于平均值的2%；1600kVA以上三相變壓器，各相測得值的相互差值應小于平均值的2%；線間測得值的相互差值應小于平均值的1%。
3）變壓器的直流電阻與同溫下產品出廠的實測數值進行比較，相應變化不應大于2%；不同溫度下電阻值按照下式換算：
R2=R1（T+t2）/（T+t1）
式中R1、R2分別為溫度在t1、t2時的電阻值；T為計算用常數，銅導線取235，鋁導線取225。
（2）檢查所有分接頭的電壓比，與制造廠銘牌數據相比應無明顯差別，且應符合電壓比的規律。
（3）檢查變壓器的三相接線組別和單相變壓器引出線的極性；必須與設計要求及銘牌上的標記和外殼上的符號相符。
（4）測量與鐵芯絕緣的各緊固件（連片可拆開者）及鐵芯（有外引接地線的）絕緣電阻，應符合下列規定：
1）進行器身檢查的變壓器，應測量可接觸到的穿心螺栓、軛鐵夾件及綁扎鋼帶對鐵軛、鐵心、油箱及繞組壓環的絕緣電阻。當軛鐵梁及穿心螺栓一端與鐵心連接時，應將連接片斷開后進行試驗。
2）不進行器身檢查的變壓器或進行器身檢查的變壓器，所有安裝工作結束后應進行鐵心和夾件（有外引接地線的）的絕緣電阻測量。
3）鐵心必須為一點接地；對變壓器上專用的鐵心接地線引出套管時，應在注油前測量其對外殼的絕緣電阻。
4）采用2500V兆歐表測量，持續時間為1min，應無閃絡及擊穿現象。
（5）測量繞組連同套管的絕緣電阻、吸收比或極化指數，應符合下列規定：
1）絕緣電阻值不低于產品出廠試驗值的70%。
2）當測量溫度與產品出廠試驗時的溫度不符合時，可按表1換算到同一溫度時的數值進行比較。
注：表中K為實測溫度減去20℃的絕對值；測量溫度以上層油溫為準。
當測量絕緣電阻的溫度差不是表1中所列數值時，其換算系數A可用線性插入法確定，也可按下述公式計算：
A=1.5K/10
校正到20℃時的絕緣電阻值可用下述公式計算：
當實測溫度為20℃以上時：
R20=ARt
當實測溫度為20℃以下時：
R20=Rt/A
式中R20為校正到20℃時的絕緣電阻值（MΩ）；Rt是在測量溫度下的絕緣電阻值（MΩ）。
（6）繞組連同套管的交流耐壓試驗，應符合表2規定。
針對以上變壓器交接試驗標準要求，根據實際應用環境進行的試驗項目，特設計模擬變壓器及模擬測試設備進行要求的試驗項目，試驗項目測試滿足以上技術標準要求。
3.關鍵技術及難點
裝置研發的主要內容是對配電變壓器的模擬，根據實際應用測試設備的步驟及方法，裝置根據設定項目制定的相應測試分析項。
（1）本項目的關鍵技術一是解決了實際耐壓試驗危險性較高的問題。二是解決了直流電阻按照變壓器容量的不同從毫歐級到歐姆級線性變化等多種量級模擬的問題。三是解決了變比測試無法加載真實電壓的問題。四是解決了多狀態變壓器特性的模擬。
（2）技術難點：配電變壓器內部的改進以及變壓器參數設定智能化、多樣化的實現路徑是裝置研發與設計的主要技術難點。
三、裝置研究內容和實施方案
1.研究內容
（1）需求研究。主要研究配電變壓器檢修、試驗培訓的現狀和發展趨勢，國家和行業相關標準，現有裝置的技術與性能特點，以確定裝置研發的差異化方向，最后編制需求分析報告和裝置功能性能規格書。
（2）硬件平臺方案研究。根據需求分析報告和裝置功能性能規格書的要求，設計滿足上述報告和功能性能要求的硬件平臺技術方案，包括技術方案、機械結構、主要器件選擇等。
（3）軟件平臺方案研究。根據需求分析報告和裝置功能、性能規格書的要求，設計滿足上述報告和功能性能要求的軟件平臺技術方案，包括軟件架構、操作系統選擇、編程工具選擇、功能模塊劃分等。
（4）模擬變壓器測試儀器配置和測量算法方案研究。研究我國配電變壓器交接試驗的應用需求，并根據該需求確定裝置設計的測試應用方案，以及對應的模擬變壓器的技術參數和測試數據標準，設計模擬變壓器測試項目功能模塊，制定各個測試項目的技術參數要求。在上述工作的基礎上，設計整體軟件實現方案，包括邏輯圖與流程圖。
2.技術實施方案
（1）總體方案。通過對配電變壓器交接試驗項目需求和技術條件研究，確定裝置的總體方案及原則如下：
1）變壓器外形設計方案。采用標準10kV配電變壓器外殼，去掉鐵芯及線圈，保留高低壓接線柱、調壓分接開關、油位指示器等變壓器部件，在變壓器一側對變壓器外殼進行改進，改進后的外殼采用開門式設計，方便測試部件的安裝及維護工作。
2）測試儀器外觀設計方案。根據配電變壓器交接試驗項目需要用到的測試項目對變壓器裝置進行改進，在配電變壓器內部增加各測試功能模塊，配置必要的測試電路，以實現原測試儀器應實現的測量功能。
3）采用高速工業CPU設計。為提高性能和可靠性，所有測試儀器及模擬變壓器裝置均需采用高速CPU設計。模擬變壓器各功能部件采用高可靠性通用元器件設計，以提高管理性能以及兼容性與擴展性。
4）裝置抗干擾設計。裝置結構采用全密封設計；印刷電路板設計選用靜電放電保護（ESD）的芯片以及快速瞬變電壓抑制器件，采用表面安裝技術（SMT）及多層印制板，全部選用工業級芯片，以滿足裝置體積、可靠性以及電磁兼容能力等要求。
（2）硬件方案。組成系統裝置的主要設備有：模擬變壓器裝置、搖表、直流電阻測試儀、容量測試儀、耐壓儀、變比測試儀等設備。
模擬變壓器設計：模擬變壓器采用真實10kV配電變壓器外殼，內部去掉變壓器鐵芯及線圈，針對變壓器測試試驗項目設計不同模擬功能部件，如安裝絕緣耐壓模擬部件、吸收比及極化指數模擬部件、直流電阻模擬部件、容量測試模擬部件等，模擬部件輸入信號分別接到變壓器A、B、C三相高壓接線端子和a、b、c、n低壓接線端子及地線上，各模擬部件間通過繼電器控制斷開和接入到各接線端子。
1）絕緣耐壓模擬部件。配電變壓器故障模擬智能實訓裝置絕緣模擬部件，通過軟件設定改進變壓器高低壓接線端子之間以及與變壓器接地線之間的電阻值，實現配電變壓器絕緣電阻故障的設定和模擬，模擬絕緣電阻在0Ω到500MΩ之間，模擬絕緣電阻設定細度為20MΩ，并能模擬變壓器斷線功能，即變壓器接線端子間絕緣電阻為∞。
配電變壓器耐壓模擬：通過改進耐壓測試儀器及模擬變壓器實現，模擬耐壓儀可以按照正常方式進行接線、升壓，但是加載到變壓器上的電壓并不是實際輸出的幾千伏高壓，而是30V低壓，同時通過計算機設定實現變壓器放電聲音模擬，以達到真實的試驗效果。
2）吸收比及極化指數模擬部件。根據電容具備充放電的特性，在絕緣實驗電阻回路中串入耐壓及容量大的電容器，通過電容器充放電的曲線特性，模擬不同時間點的絕緣電阻值，即實現吸收比及極化指數的模擬功能。
3）直流電阻模擬部件。直流電阻模擬通過在變壓器一次側接入0～30Ω不同組合形式的電阻值，模擬一次側直流電阻，在變壓器低壓側（二次側）接入0～0.021Ω不同組合方式的電阻值，模擬二次側直流電阻，各電阻檔位設定及控制通過計算機控制實現，并能模擬故障狀態下組合電阻值。
4）容量測試模擬部件。配電變壓器容量測試模擬部件通過計算機控制在一次側接入7～80Ω不同組合電阻值，并能模擬不平衡條件下的各項電阻值。
5）變比測試模擬部件。配電變壓器變比模擬根據變比測試儀的特性，模擬部件通過測試一次側接入的電壓值及相位過零點，在二次側產生設定比例的電壓及相位角，模擬變比功能，模擬部件通過檢測勵磁調節開關的接入點位置，產生不同變比條件下的二次電壓值。
（3）軟件方案。系統軟件設計采用模塊化設計，主控制計算機實現總體控制和設定，主控制計算機通過無線通訊方式實現與模擬變壓器的數據交換。
模擬變壓器各模擬功能模塊需根據接收到的計算機設定命令，做出判斷，確定工作模塊內容及設定項目，供學員通過測試儀器進行實際測量。
通過主控制計算機可以實現各模擬模塊項目的設定，可以根據測試的需要設定不同的變壓器故障。
（4）通信方案。根據方案設計的可靠性及現場運行環境的需要，同時由于真實現場接線只有電源線和測試線，沒有獨立的變壓器與模擬模塊的通訊線，為了和真實現場保持一致，特選擇無線通訊方式，為了實現多設備間的互通，需采用無線組網方式實現。
3.裝置研究步驟及開發方法
裝置的研究與開發需要進行計算機程序設計、硬件電路設計和單片機控制程序設計，同時裝置研發需采用理論分析和試驗驗證法進行設計：
（1）前期先進行市場調研與分析，論證項目設計的可行性和必要性。
（2）與相關電力培訓機構專家和電力生產一線技術人員進行溝通，進行實訓內容及可行性研究，確定裝置研發實施方案，重點解決技術難點問題。
（3）對設計功能模塊進行相應試驗驗證，對各模擬模塊方案進行設計驗證。
（4）設計產品軟硬件；并試制樣機。
（5）對設計產品進行功能調試，確定測試指標。
（6）進行指標檢定和功能檢定。
裝置研發技術路線框圖如圖1所示。
四、預期目標和成果形式及創新點
通過裝置的研究與開發工作，系統分析了實現配電變壓器預防性和特性試驗的模擬測試以及對應的技能培訓，創新性地引入了多型號配電變壓器電氣特性和電氣參數的模擬技術，研究了現有試驗條件下根據不同型號配電變壓器及測試試驗設備的操作，加強對相關配電變壓器運行和檢修人員的技術技能培訓。裝置的主要技術創新點為配電變壓器試驗數據傳輸無線化、參數設定智能化、數據模擬多樣化的設計。
參考文獻：
[1]國家電網公司生產技能人員職業能力培訓專用教材[M].北京：中國電力出版社，2011.
[2]職業技能鑒定指導書——變壓器檢修[M].北京：中國電力出版社，
路基路面在大氣之中，其穩定性在很大程度上受當地自然條件的影響。必須在深入調查公路沿線的自然條件的基礎上，從總體到局部，從大區域到局部路段對自然情況進行分析研究，掌握其規律及對路基路面穩定性的影響程度，因地制宜地采取有效的工程措施。
一、影響路基穩定性的因素
1、地理條件。公路沿線的地形、地貌和海拔高度不僅影響路線的選定，也影響到路基與路
面的設計。平原、丘陵、山嶺各區地勢不同，路基的水文狀況也不同。平原區地勢平坦，排水田難，地表易積水，地下水位相應較高，因而路基需要保持一定的最小填土高度；丘陵區和山嶺區地勢起伏較大，路基排水設計至關重要，否則會導致穩定性下降，出現破壞現象，影響路基的穩定性。
2、 地質條件。沿線的地質條件，如巖石的種類、成因、節理、風化程度和裂隙情況，巖石走向、傾向、傾角、層理和巖層厚度有無夾層或遇水軟化的夾層，以及有無斷層或其他不良地質現象（巖溶、冰川、泥石流、地震等）都對路基的穩定性有一定的影響。
3、氣候條件。氣候條件如氣溫、降水、濕度、冰凍深度、日照、蒸發量、風向、風力等都會影響公路沿線地面水利地下水的狀況，并且影響到路基的水溫情況。在一年之中，氣候有季節性的變化，因此路基的水溫狀況也隨之變化。氣候還受地形的影響，例如，山頂與山腳、山南坡與山北坡氣候有很大的差別，這些因素都會嚴重影響路基路面的穩定性。
4、水文條件和水文地質條件。水文條件如公路沿線地表水的排泄、河流洪水位、常水位、有無地表積水和積水時間的長短，河岸的淤積情況等。水文地質條件如地下水位、地下水移動的規律，有無層間水、裂隙水、泉水等。所有這些地面水及地下水都會影響路基路面的穩定性，如果處理不當，常會引起各種病害。
5、土的類別。土是建筑路基的基本材料，不同的土類具有不同的工程性質，因而將直接影
響路基的強度與穩定性。不同的土類含有不同粒徑的土顆粒，砂粒成分多的土，強度構成以內摩擦力為主，強度高，受水的影響小，但施工時不易壓實。較細的砂，在滲流情況下，容易流動，形成流砂。粘粒成分多的土，強度形成以粘聚力為主，其強度隨密實程度的不同變化較大，并隨濕度的增大而降低。粉質類土毛細現象強烈，路基路面的強度和承載力隨著毛細水上升濕度增大而下降。在負溫度坡差作用下，水分通過毛細作用移動并積聚，位局部土層濕度大幅度增加，造成路基陳服、最后導致路基翻漿等各種破壞。
二、路基穩定性施工方法分析
1.路基填土與壓實
公路路基的強度和穩定性很大程度取決于路基填料的性質及其壓實的程度。從現有條件出發, 改進填土要求和壓實條件是保證路基質量最有效和最經濟的方法。
1.1 路基填料規范規定了對路基填料應有條件的選用。對路基填料的最小強度和最大粒徑給了量化的標準, 當路基填料達不到規定的最小強度時, 應采取摻合粗粒料、或換填、或用石灰等穩定材料處理。
1.2 路基壓實當前路基施工, 普遍采用了大噸位的壓路機, 碾壓效果有了明顯的改善。對于提高路基土的壓實度起了很好的作用。規范規定高速公路和一級公路路面底面以下80- 150cm 部分的上路堤其壓實度必須≥95%, 對其它等級公路當鋪筑高級路面時, 其壓實度亦應按高速公路和一級公路的標準采用。
1.3 特殊潮濕地區路基土的壓實在特殊潮濕地區, 路基上的壓實是相當困難的, 規范對此作出了若干調整: 一是壓實度標準可根據試驗資料確定或較表列數值降低2―3 個百分點; 二是對于天然稠度小于1.1, 液限大于40, 塑性指數大于18 的粘質土, 當用于下路床及其下的
路堤填料時, 可采用規定的輕型壓實標準; 三是改善填料的性質, 在土中摻加生石灰, 通常可以獲得預期的效果, 也可采用新型吸水材料加固。
1.4 黃土路基填筑及壓實
1.4.1 黃土路堤施工時, 應做好填挖界面的結合(縱向), 清除坡面雜草, 挖好向內傾斜的臺階。如結合面陡立, 無法挖成臺階時, 可采用土工釘加強結合。若地基土層具有強濕陷性或較高的壓縮性, 且容許承載力低于路堤自重壓力時, 可考慮采用重錘夯實, 石灰樁擠密加固。
1.4.2 黃土含水量過小, 應均勻加水再行碾壓; 如含水量過大, 可翻松晾曬至需要含水量再進行碾壓, 也可摻入適量石灰處理, 降低含水量。摻灰后應將土、灰拌勻, 其最大干密度應通過擊實試驗確定。
1.4.3 老黃土透水性差, 干濕難以調節, 大塊土料不易粉碎, 使用前應通過試驗決定措施。路床填料不得使用老黃土。新黃土為良好填料,可用于填筑路床。黃土路堤應分層填筑, 分層壓實, 大于10cm 的塊料,必須打碎, 并應在接近上的壓實最佳含水量時碾壓密實。
2.路基路面排水
水是影響路基強度和穩定性的另一重要因素, 許多路基病害是由水的侵蝕造成的, 另外, 從保護環境、不損害當地農田水利設施考慮, 也必須做好路基排水, 形成排水系統, 并與地區排水規劃相協調。在路基施工中, 應重視施工排水, 防止因各種原因造成的水患, 給路基、路面施工造成不必要的損失。
2.1 地面排水最通常采用的地面排水設施是邊溝、截水溝、跌水、急流槽以及地表的排水管。對于高速公路和一級公路上的排水溝渠, 一般都要求鋪砌防護。普遍采用漿砌片石加固、而水泥混凝土預制板塊也開始廣泛應用。高速公路和一級公路通過水網地段的路基, 過去逢溝設涵的做法在一些地方有了改進, 對路線兩側的灌溉溝渠重新系統布置,免去了穿越路線的排灌涵洞, 從而提高了路基的工程質量。
2.2 路面排水雨水排出路面有二種方式。第一種是集中排水, 在硬路肩外側設置水泥混凝土預制塊或現澆瀝青混凝土的攔水帶, 以其與硬路肩路面構成三角形的集水槽流水, 每隔20―50m 間距設一泄水口與路堤邊坡急流槽銜接將雨水排到坡腳排水溝中。設超高路段的排
水通過設在中央帶的園形開口排水溝或雨水井進行排除。第二種是分散排水, 多用于西北地區地勢平坦, 路線縱坡小于0.3%的長路段。
2.3 地下排水路基地下排水仍多用暗溝、盲溝、滲溝、滲井等, 其特點是以滲透力式排水, 當水流量較大, 多采用帶滲水管的滲溝。傳統的砂礫料反濾層多改用有反濾功能的土工織物, 研制的帶有鋼圈、濾布和加強合成纖維組成的加勁軟式透水管直徑很適用于地下排水。
3.路基防護
3.1 坡面防護石砌圬工防護仍較普遍使用, 混凝土預制塊護坡多用在路堤邊坡, 連片的及帶窗孔的護面墻; 用于路塹邊坡。破裂的或易于風化破碎的巖石路塹邊坡采用錨桿掛鐵絲網或高強塑料網格噴漿或噴射混凝土以及噴射纖維混凝上防護也有較好的效果。但由于石砌圬工及混凝土防護造價高、易破損等諸多問題, 從保護環境的角度出發,建議大力推廣既能改善生態環境, 美化景觀, 又一勞永逸的種草防護。
3.2 沖刷防護防護沿河路基邊坡免受沖刷仍多采用直接防護。傳統的砌石、拋石、鐵絲石籠、擋土墻等有所改進, 用高強土工格柵代替鐵絲做石籠, 用聚脂或聚胺脂類土工織物混凝土護坡模袋做成的護面板防護受水沖浪擊的邊坡, 很能適應土體不均勻沉降。
3.3 支擋防護擋土墻用于支擋防護目前仍占主要。石砌的重力式擋土墻多用于石料豐富、墻高較低、地基較好的場合; 鋼筋混凝土結構的懸臂式擋土墻、扶壁式擋土墻和板柱擋土墻其受力比較合理, 墻身圬工體積小, 也已廣泛應用于公路路基的防護。
4.軟土地基處理
近年來, 隨著高速公路和一級公路的建設的迅速發展, 針對軟土地基, 在防止路堤失穩定、沉降觀測控制、軟土地基處理技術等方面取得了顯著成果。對處理的軟土地基用沉降速率作為鋪筑路面時間的沉降控制方法控制, 使得在軟土地基上一次建成高級路面(而不是前期鋪筑過渡路面)的關鍵技術問題得到了解決。
4.1 灰土擠密樁當軟土地層含水量過大或過小時, 采取灰土擠密樁。含水率過大可往孔內填干土粉或石灰粉, 以吸去部分水分, 或快速成孔澆灌或邊成孔邊下套管, 或成孔后下套管; 含水率過小, 應預先浸濕加固范圍內土層, 成孔順序應先外圈, 后里圈并間隔進行; 對已成孔,應防止受水浸濕, 且應當天回填夯實; 為避免夯打造成縮頸堵寒, 應打一孔, 填一孔; 當樁孔較密, 土質松軟, 應采取間隔跳打夯實。孔填料前應先夯打孔底3- 4 錘; 根據試驗測定的密實度要求, 隨填隨夯, 嚴格控制下料速度和夯擊次數; 回填料應拌合均勻, 并控制其含水量; 每個孔填料用量應與計算用量基本符合; 夯錘重不宜小于100Kg; 錘型以梨型或棗核型較合適。有利于夯實邊緣土, 不宜采用平頭夯錘, 落距一般應大于2m; 如地下水位較高, 應降低水位后再回填夯實。已出現疏松、斷裂或夾層, 應用洛陽鏟全部取出來, 按規定重新填夯灰上, 達到設計要求。
4.2 輕質路堤用輕質材料填筑路堤可減輕對地基承載力的要求。目前國內已有應用粉煤灰填筑路堤的成功經驗, 可使路堤自重減輕25%左右。用重型擊實試驗法測定最大干容重為9- 12KN/m3。硅鉆型粉煤灰粘性小, 不具塑性, 但液限在64%左右, 最佳含水量37- 41%, 有良
好的壓實性能。粉煤灰路堤邊坡表層1- 2m用粘質土包覆, 以穩定邊坡和利于長草, 路床頂面用粗粒上封閉厚0.3- 0.5m。
4.3 土工合成材料加固淺層(一般小于3m 厚)的軟土地基可采用先在地表鋪筑上工布, 再填筑路堤, 土工布起分隔、過濾、排水和加速固結等作用, 從而取代常規的置換方法。
5.黃土陷穴處理
黃土陷穴是黃土地區路基施工常見的病害。黃土陷穴處理范圍, 應視具體情況而定, 宜在路基填方或挖方邊坡外, 上側50m, 下側10-20m。若陷穴傾向路基, 雖在50m以外, 仍應作適當處理。對串珠狀陷穴應徹底進行處治。處理時, 采用灌砂、灌漿、開挖回填等措施, 開挖的方法可以采用導洞、豎井和明挖等。
處理好的陷穴, 其上層表面均應用石灰與土比例為三比七的石灰土填筑夯實或鋪填老黃土等不透水材料加以改善。石灰土厚度應按設計嚴格執行。如原設計未要求時, 其厚度不宜小于30cm。并將流向陷穴的附近地面水引離, 防止形成地表積水或水流集中產生沖刷。
參考文獻：
