智能通信技术范文
时间：2023-10-12 17:34:28
导语：如何才能写好一篇智能通信技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
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中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）35-0068-02
1 智能电网的基本概念及发展
由于各国存在不同的国情和社会问题，并未能对智能电网制定出相同的概念，因此各国对于智能电网各个方面的着力点和研发方向不尽相同。
针对我国的国情和现状，相关技术人员在2009特高压输电技术国际会议上提到要以特高压为基本骨架联合各地区进行协调发展，突出电网的智能性，在保障规模的情况之下，与时俱进实现技术的自主创新，创造安全高效的工作环境，全国各地电网不是孤立的，运用智能理念将其连接起来，增强地区之间的互动合作，一方面扩充了信息量，一方面能够实现安全发展以及经济运行高效合理。
从目前各国对于智能电网的研究以及实施情况来看，现在的智能电网作为一种基础设施，主要是处理电力系统的信息，并且将通信技术的信息进行整理分析，从中获取有利的数据能够保障电网发展的持续性和安全性。这样的管理模式一方面是可以满足各个地区对于信息和资源的需求，另一方面又可以让用户真正体验其中，成为电网能源的管理者。所以说，虽然各国因为国情针对智能电网提出不同的理念，但是这些理念提出的初衷以及理念背后蕴藏的深远含义是相似的。各国的起步不同，因此智能电网的发展快慢不同。在科学不断进步的今天，各国针对智能电网提供了更加丰富的内涵和实施经验。
2 智能电网的通信技术
电网有很大的广泛性，遍及地区满足各地对于联通的需求，通信系统与电网相同，在形成很大的信息联络网络的同时，对电网数据获取和保护以及最后的控制形成更好的支持。通信系统作为实现智能电网的基础能够迅速高效的传播，实现双向沟通，实时传播并且对于数据进行集合和及时处理。因此，通信系统是实现智能电网的基础更是保障，通信系统所拥有的高效实时以及双向联通这些特征能使智能电网提高供电性能、有效运用资源、将信息和电力进行实时互动，长久以来能够有效的提升我国电网的价值并且高效安全的运营系统给予的保护增强了电力市场的经济效益提高其市场资产的占有率。
智能电网的自我监控需要依赖于通信系统，而在整个校正过程中，通过监控可以提供相关补偿和回馈，对于资源进行重新分配以避免严重事故的影响持续扩大。但是高效的通信系统为实现双向发展，所要运用的技术非常丰富，包括针对不同突发状况而设计的智能电子设备进行智能勘探和记录、对实时讯息的控制、电力系统需要的电子控制器对电力系统进行持久的保护以维护网络通信的畅通性，通过这些技术有效提高对于电网的驾驭和保护。
在整个技术运用过程中，需要着力注意的两个事项是：第一，通信系统应该拥有一个开放式的框架，这样能省时省力又有所效率，使得电网各部件各环节都能实现网络通信；第二，供电和提供设备的一方应该与受众指定长久稳定的标准规章，完成设备和系统之间或者相互交叉所需要的交流合作，能够得到信任和联通。以往传统的电网很难成为一个真正的整体，因为整个发电的过程直至输送和配送都未能连接成一个高速可靠的双向网络系统，所以现今数字网络的快速发展中应该着重于双向网络的建设，在突况发生时能高效协调资源避免或者尽可能的减少损失。
主网或高电压等级以及主要以高、中、低压配电网为主的电力通信配网和用户通信集合组成了智能电网。其中，主网或高电压等级主要是运用控制调节的调度中心以及独有的双向管理平台进行电力全国各地的高效稳健的输送，同时这也为实现电网的自动化发展这一过程，该过程非常简单，全程无人操纵，因此也能通过网络广泛的覆盖性满足N―M下的通信要求为下一代的网络通信奠定基础。另外，电力通信配网和用户通信是有一些电力通信系统和丰富的通信手段组成的，例如现在已经普及至每家每户的电表盒电器等等。
智能电网现今作为电力通信网络的主网架需要不断地结合国际最新的科学技术进行创新，逐渐扩大容量，提高效率，推动电网的智能化和宽带化的快速发展。下一代光网络有点到点，集全IP进行统一控制管理，进行多点多面的网络传输，由此来提高智能电网的高速快捷的发展。光网络只是传输网络的一个代表，新时代的网络发展将传输和数据紧密结合，增强其对于突发问题的反应及应对能力，控制成本降低能耗的同时，提高传输网络的效率。
在技术层面上，网络安全技术作为一种基本的网络形式为网络运营提供保障，这就需要相关科技人员有很强的综合能力，在考察用户行为的时候能够结合业务流量进行统计得出有根据的结论。在交换层面，应该多引进一些新的传媒手段和传媒技术进行网络控制，比如说IMS就是一种新的手段，由此为客户终端的用户提供更多又安全高效的业务服务。
3 总 结
综上所述，现今不断提升的科技水平推动着“下一代网络”朝着更高层面发展使得通信网络也因此更加具备竞争实力，支撑和保障电力系统发展的一个不可或缺的手段是将电子通信的主要着力点转移至流量和业务的管理。
为了达到这样一种转移，各个实体需要签署相应的协议维持整个合作的标准和尺度，同时也只有基于具备统一性的网络才能有效的以业务带动网络发展。
现在新的网络手段和媒体技术都是基于电网建设这个基础领域，综合能力被有效地运用于各个领域，长久以往这样的综合发展必然能够带动整个电网企业走向繁荣，同时也拉动国家经济带来深远的社会效益，从而不断走向繁荣。
参考文献：
[1] 孙晶.智能电网及其通信技术[J].电力系统通信，2010，31（12）：1-3，7.
[2] 李乃湖，倪以信，孙舒捷，等.智能电网及其关键技术综述[J].南方电网技术，2010，4（3）：1-7.
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关键词：通信技术 智能矿山 构建
中图分类号：C35文献标识码： A
从改革开放以来，我国矿产业逐渐步入成熟阶段，但由于计算机技术、网络通讯技术、互联网的迅速发展，煤矿企业就需要向智能化、自动化、现代化的方向转变发展。现阶段，我国煤炭矿产业正面临着采矿数量增加、生产过程数据信息量巨大、无线语音通信不流畅等严峻挑战，而通信技术的进步与发展却能够在一定程度上给予了恰当的处理策略，为煤矿工程打造了一条高性能、智能化、网络化的系统性发展道路。
一、构建智能矿山的重要性与必要性
智能矿山通过灵活运用计算机技术、网络科技等工具将矿山区域内的一切空间内容、数据信息，均以数字的形式进行收集、加工、处理、传输、保存等一系列程序，并且还将其广泛运用至各大采矿生产步骤与管理项目上，让网络技术深入整个矿山工程项目中，让矿山采矿工作全面实现透明化，使作业隐患暴露在人前，使所有未知因素转变为可知，从而在根本上确保矿山的安全性。实际上，智能矿山合理引进优秀的网络技术与通信技术，系统性地参考各方面因素，比如经济、环境、安全、作业等，实现最大限度的可视化、数字化、智能化、自动化管理决策生产管理任务，用智能化形式来指引矿山企业开展科学恰当的监控工作，进而在本质上降低了安全事故发生的概率，减少不必要的经济损失，从而在实际的作业过程中提高经济效益、加强矿山企业的综合实力、提升采矿效率，其在一定程度上也是促进矿山企业实现可持续发展计划的重中之重。
二、我国广泛运用的通信技术
（一）PHS通信技术
所谓的PHS技术，即是指个人手机系统，主要的作用是支持个人漫游性能，而且其最大的优势是环保、辐射性能较少。除此以外，PHS技术所配置的通话质量较好且体积小，能够实现至少400小时的待机状态，而且正因为该PHS技术所运用的功率较低，所以其所能够涉及的运用范围较少，仅仅能够运用在较小范围内的矿山工程通信项目上，目前主要用于矿山井下井下的通信联系方面。PHS技术系统是一项二代更新的通信技术，如果要想更深一层地扩大通信技术的性能或者作用效果，就务必要对矿山的基站作出适当地调整。最重要的一点是，PHS技术系统能够广泛用于矿山工程井下网络节点比较散、处于时常变化的作业条件，且其基本的网络结构主要包括RT、RP、RFS、BSC、UE等构成部分。
（二）SCDMA通信技术
SCDMA通信技术，也被称为矿山大灵通，其主要是通过同步码分多址的形式来实现无线接入的通信技术，其是目前我国具备独立性知识产权的新型通信技术，也在一定程度上展现了我国智能矿山的新篇章。与其它通信技术相比较，SCDMA通信技术具有自身独特的优势，比如通信信号质量好、覆盖范围广泛、抗干扰能力强、使用全IP网络结构、辐射小、符合环保理念等。除此以外，SCDMA通信技术的网络结构主要包括RFS、BTS、BSC，而且在上述的网络结构当中，通信设备主要是通过IP接入口实现网络连接，因此设备的硬件性能较为稳定，投入成本较低，通信质量较好、较稳定，且不少矿山项目实践也证明了这种稳定性、综合型的网络通信技术可以在一定程度上完成多项矿山业务工作，比如工作人员与设备定位等。
（三）3G通信技术
3G通信技术主要是用于完成高速数据传输的通信项目，其能够在较快的传输速度下实现传递大容量的多媒体数据信息，比如视频、音频、图片等。将3G通信技术有效地融入智能矿山工程建设项目当中，能够增强语音通信、信息共享、数据传递、监督管理等作用，而且其通信效果稳定、质量良好，能够有利于矿山企业落实监督管理调度。一般而言，3G通信技术的系统结构主要包括以下四方面：RPC、VGW、UE、DGW，每一构成要素的质量都直接影响了通信技术的应用效果，应当在使用的前期加以注意。
三、通信技术在智能矿山的应用
（一）通信技术在智能矿山传输层方面的应用
目前，针对智能矿山传输层的通信问题，我国矿山企业正加大开发新型的通信技术，并将其灵活地融入到整个传输层，下面就以3G通信技术为例。事实上所谓的智能化矿山，主要是体现为智能性感知、智能性控制管理与智能性思考三过程，而3G通信技术则可以在前两方面起到至关重要的推动作用，增强信息的传递效果。与传统的通信技术相比，3G通信技术能够实现无线接入的效果。智能矿山传输层所配置的传感器与读数据能够利用3G射频模块来将数据信息传输到矿山基站的相应设备或者接入口，再将利用视频通信模式来将视频数据在网络系统上实现共享，从而完成整个传输过程。对于网络传输，实际上3G通信技术的宽带特质就已经确定了其所要运用的传输工具务必是网线或者使光缆，不过一般而言网线的耗损较大、能够传输的距离不会大于100米，而光缆却能够完成20000米以上的远距离传输工作。不管是网线，还是光缆，它们所配置的数据信息传输性能已经能够充分满足现代3G技术的通信要求，这情况也在一定程度上为其它通信技术实现网络共享做出了可能。
（二）通信技术在智能矿山应用层方面的应用
通信技术除了提高传输性能、保证传输质量、加快传输速度之外，其还能够在实际层面上对智能矿山建设项目起到重要的影响作用，例如KT218/257。KT218/257是通过对3G技术的WCDMA模式研究，针对作业条件特殊的矿山采矿项目而开发的稳定安全型通信系统，其能够满足矿山企业管理人员在进行语音通话要求的同时还增加了视频监控技术服务。首先其把管理人员所需关注的矿山作业数据信息归纳整合，并且通过网络模式把整合后的数据信息传送至手机客户端，然后管理人员可以在手机上安装特定的手机软件，连入企业内部网络信息，从而能够实时地了解更新矿山作业情况，让矿山企业管理人员工作的正常运行不受地点场所的限制。除此以外，管理人员还能够利用该通信系统来实时地查阅矿山工程作业进展、工作人员与设备定位、安全隐患处理实况、测量评估等方面的数据信息，从而让使用者在根本上享受到e时代所带来的便捷、舒适服务。除此以外，矿山企业各系统的数据信息能够利用通信技术所构建的工业环网平台来把数据信息传输到相对应的安全监督控制指挥中心，再由指挥中心的控制终端将采矿井下的信息资料（如图片视频、人员分配、数据更新情况等）汇总，并将其显示在司机室的大屏幕上，最重要的一点是矿山企业都应当为各系统配置独立的监控设备，从而保证数据的独立性与有效性。指挥中心在接受各系统传输过来的数据信息后，务必要在最短的时间内快速、精确、稳定地了解与掌握本矿山区域内的作业情况，从而在本质上完成指定生产计划、后勤辅助、紧急安排等一系列工作。
总而言之，有效地将通信技术融入智能矿山构建项目，能够使得矿山工程更加趋向于自动化、智能化、安全化，此应当值得广大矿山企业的思考。而智能化矿山是一个现代化的矿山建设项目，是一个综合性、系统性的工程理念，也是一个长期性、动态性、连续性的建设过程。其的惯切落实能够确保我国实现煤矿业的可持续发展，能够推动煤炭行业的结构优化改革、资源优化配置，从而不断提升我国在国际市场上的综合实力。
参考文献：
[1] 沈斌,秦宪礼,刘新蕾.基于虚拟串口技术的CAN-bus总线在煤矿通讯中的应用研究[J]. 煤炭技术. 2008(12)
[2] 孙新虎,霍燕斌.VPN实现技术的研究[J]. 露天采矿技术. 2008(S1)
[3] 周静,肖飞和ASP数据传递方式比较[J]. 煤炭技术. 2005(12)
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1.1可融合多种数据。智能电网能够融合多种数据，以此有效调控智能电网，确保电网有效运行，将多种传输渠道提供给智能电网使用者。同时也可直接交互，保证电网使用者获得更多增值服务。
1.2提升经济效益。对于电力企业来说，若想取得更高经济效益，就应该注重生产成本。例如，智能电网中运用通信技术，传输更多数据流量，以合理配置资源，降低电网损耗，有效提升资源利用率，节约企业生产成本。
1.3确保电网平稳运行。若出现自然灾害、极端天气等，智能电网依旧能正常供电，从而有效避免了大范围停电而对企业运行产生影响。传输信息数据时，能够有效避免信息被盗取或者篡改。
1.4有效评估与预防电网安全。受相关因素干扰时，可自动分析智能电网，对网络结构问题予以及时性解决。而且智能电网还具有故障诊断隔离、系统自动恢复、安全评估以及预警防控等功能，确保互联网运行通畅。
2智能电网信息、通信技术的不足
2.1安全运行不良。当前我国电力通信网络中，主要以光纤通信辅以载波通信，针对当前情况下，仍然存在很多的问题，例如，针对智能电网中，其骨干网架物则需要具有很强实力，只有这样才可满足智能电网调度数据的需要，并且在资源的共享方面，存在一定缺陷。电网通信运用过程中，在巨大的电网规模下，一旦操作不慎就能够引发风险；电网控制、投产使用差距大。
2.2电力资源分配问题。针对我国电力资源，多数集中在中东部地域，智能电网的运用实现脱离工业发展轨道，在通信分配上缺乏平衡，智能电网实际运用中，在其传送网络信息之时，由于当前智能电网缺乏统一标准及配置规则，导致无法确定定位网络通信中的信息路径，则可能会导致数据的包丢失。在智能电网之中，智能电网系统设备覆盖范围广泛，信息和通信体系类型不同，不能确保协调运作。
3优化当前智能电网信息和通信技术
3.1完善信息管理技术。在智能电网中，其智能电网信息技术管理之中，主要是包括针对电网信息的采集、分析，以及针对电网信息的显示、管理，可以有效确保信息采集的高准确性。在管理中，可以通过分析智能电网信息客观系统，提升智能电网管理者的分析决策，从而有效提升信息管理水平。同时，对于智能电网信息的显示方面，也应该要具有个性化的服务，以便能够及时满足对于各种不同用户的多样化需求，确保管理安全性。
3.2确保智能电网的安全运行。应用无线局域网技术，提供身份验证，将无线局域网技术和智能化的电网通信交融，确保电网通信安全，避免电网用户遭受安全问题。智能电网中，在其通信方，应构建专业的网络安全防护队伍，使工作人员可以积极的监督管理网络通信安全；并且，针对智能电网通信中，构建智能化的网络防控体系，可以提早扫除智能电网的安全侵略，确保当前国家智能电网的运行安全。
3.3完善电网的标准体系。多种子模块共同组成智能电网结构，确保信息顺畅、高效传输。创建模块模型为电网运行关键环节，要想有效运用智能电网，就应该与信息、通信技术相融合，以构建多层次模型。通过无线技术传输变革电网工作，全面规划智能电网，能够在智能电网中，利用无线技术，确立统一标准体系，传输电网信息。
3.4优化电网智能通信模块。针对智能电网信息通信技术中，其通信网络之中，结合通信技术、传感技术以及电脑技术，为社会提供电网服务。可以利用智能化电网以及信息传感，确保通信用户能够在智能电网中实时的数据传输，还可以实现智能组网。故此，针对当前有众多企业以及部门组成的电力体系之中，保证开放通信网络，实现智能电网中通信信息的共享。还可以建立基于智能电网的通信网络模块，实现电网与企业的信息集成，提升其网络通信能力。
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智能电网是通过先进的传感、测量与设备技术，高效的控制方法以及正确的决策支持系统技术的应用，在高速的、集成的、双向通信网络基础上实现电网的升级，使电网更加安全、可靠、经济与环保，因此也被成为“电网2.0”。与传统电网相比，智能电网的稳定性和兼容性都较强，在传输信息的过程中，保证网络结构的高效运行，并能够兼容多种形式的数据，从而发挥智能电网的综合功能。在电网发生巨大的扰动如自然灾害、极端的天气条件等情况下，仍能保证对用户持续供电，而不至于发生大面积停电的现象。此外，智能电网具备一定的自愈性，能及时修复网络结构自身存在的漏洞，并具有一定的安全评估能力和强大的预警防控能力，从而有助于网络结构的运行。智能电网还具有运营成本低、经济效益好的特点，能够较好的实现资源的优化配置，支持电力市场的运营。
二、智能电网信息和通信技术的关键问题
2.1设计层次模型
在智能电网的层次模型中，存在通信网架层、数据应用层、电网设备层等四个层次，各层次间如果未能做到有效的结合，便难以发挥智能电网的整体功能。由于智能电网系统结构较为复杂，设计人员在设计智能电网时，应注重对每个模型的分析，通过对功能构造、操纵特点等方面的详细分析，设计出合适的模型，从而对每个模型加以结合，发挥出智能电网的优势，更好地为广大用户提供服务。
2.2构建标准体系
智能电网系统复杂、设备众多，如果缺乏完善的信息及通信标准体系，未能保证各部分之间的有效协调，便难以发挥至智能电网的优势。随着时代的发展，传统的智能电网体系逐渐难以适应高流量信息传递的要求，因此必须设计出一套标准的智能电网体系，对网络结构进行优化调整，在简化网络结构形式的同时，提高网络体系的运用效率，从而增强网络体系的实用性，创造出更高的经济效益。
2.3加强信息系统安全防护
传统的安全防护通常集中于电网稳定、设备安全等物理方面的安全，对信息方面的安全缺乏重视，对信息系统的脆弱性和风险性缺乏有效的评估，在信息系统受到威胁时缺乏相应的应对能力，对重要系统的可靠性和敏感信息的安全性缺乏足够的重视，从而出现一系列的信息系统安全防护问题。应对信息安全予以足够的重视，安排专业的工作人员对网络安全采取足够的保护，设置相应的防御体系，制定应急处理方法，在系统安全受到威胁时能够及时的处理，从而保证智能电网的有效使用。
2.4及时更新设备
随着智能电网的广泛应用，用户数量的增加，社会通信用户流量也在不断的增长，因此必须及时的更新设备，对现有的通信设备采取升级处理，从而保证智能电网能够有效的发挥作用。电网企业在运营期间，应及时的引进国外先进的信息和通信技术，更新相应的设备，完善智能电网的功能，从而更好地发挥智能电网的优势，实现企业利益的最大化。
2.5构建信息和通信技术体系
在电力系统运行过程中，发电和用电都是其中重要的部分，通过对信息和通信技术体系的构建，使通信网络能够广泛的运用到这两个部分的各个环节中，比如以自动抄表和自动测量的智能方式取代传统的人工抄表和测量的方式等，实现电力系统的智能化管理。智能电网的模式从局部信息的监控实现对整体信息的监控，使分散在各个类型系统中的信息得以系统集成，从而满足用户的各种需求。
三、结语
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【关键词】 智能电网 通信技术 标准化 建议
一、电力通信技术标准化发展的基本情况
由于电力系统涉及的范围比较广，因此，电力系统的复杂性比较高，需要采用合适的技术提高电力系统的运行安全性和稳定性，才能保证人们的生命安全和财产安全。在网络技术和信息技术不断推广的情况下，网络通信技术在输电、发电、配电和变电等几个方面的应用变得越来越深入，需要注重网络通信技术的标准化发展，才能避免电力系统运行过程出现各种问题。
目前，电力通信技术标准化发展主要呈现如下几种情况：
一是，通信标准的种类比较多，无法互相兼容，从而影响电力系统的运行效率；
二是，在通信系统不断完善的情况下，智能家居、电动车等的出现，给电力系统供电、输电等提出更高要求，必须制定新的标准，才能满足各种智能设备的用电需求；
三是，目前的电力系统无法严格执行现有的通信保障，并且，各种设备在使用时还存在有很多私有协议，从而影响电力系统的运行稳定性和电力设备的操作安全性，最终增加电力系统的复杂程度和电力通信成本。
二、智能电网的通信技术标准化建议
在电力事业不断发展的情况下，电力系统的运行稳定性和安全性，与各行业的运营和人们的生活、工作等都有着直接联系，因此，必须高度重视智能电网通信技术的标准化发展。当前，智能电网的通信技术标准化建议主要有如下几个方面：
2.1注重原有电力通信技术标准的合理应用
在电力系统有效运转的过程中，注重网络电网信息的运行稳定性，需要通过通信网络这个传播载体来完成，才能真正保障电力系统的整体安全性。当前，我国使用的电力系统通信标准是经过长时间实践总结出来的，因此，其有着一定实践价值和可操作性，是制定智能电网通信技术标准必须参考的依据之一。
在实际进行智能电网通信技术标准的制定时，必须注重原有电力通信技术标准的合理应用，才能真正实现电力通信技术标准的不断创新，从而在参考国际电力通信技术标准的情况下，满足我国电力产业和电力行业的发展需求。
2.2注重智能电网通信技术标准的全面性
在制定智能电网的通信技术标准的时候，其涉及的范围、传统通信的安全性等都需要进行全面分析，并将可再生的能源应用到电网、智能家居等中，如智能家电和电表等，才能真正满足这些新产品给智能电网通信技术提出的要求。与此同时，智能电网与电能生产、使用等多个环节有着紧密联系，需要对智能家居的设计给予高度重视，才能在制定出合适的智能电网通信技术标准的基础上，避免网络通信信息泄露情况出现，从而有效保障网络电网通信使用过程的安全性。针对上述内容提到的几种情况，我国在输电、变电环节采取的安全措施是纵向认证、横向隔离，可以有效保护各种敏感信息的安全，以在结合数据加密技术等的情况下，提高智能电网的网络通信安全性。
2.3加大智能电网通信技术标准的执行力度
根据我国智能电网的运行情况可知，部分地区并没有严格执行智能电网的通信技术标准，给电力系统运行过程的安全性和稳定性带来极大威胁。因此，在实践过程中，加大智能电网通信技术标准的执行力度，并构建一些电力通信技术标准检测中心，注重各种电力产品投放时的质量检测，才能避免智能设备使用过程出现意外安全事故。
与此同时，在我国智能电网通信技术标准不够统一的情况下，注重变电站自动化系统中相关标准的严格执行，并对数据模型、工程配置语言、通信服务等进行严格测试，才能在满足机械结构、电磁兼容设计要求等的情况下，确保系统拓扑图的科学性、合理性和可行性，最终提高不同厂家电力产品的兼容性。
因此，随着我国电力事业的不断发展，加大智能电网通信技术标准的执行力度，严格要求相关工作人员，并注重他们的素质提升和综合技能提升，才能在我国电力系统不断完善的情况下，推动我国智能电网通信技术的标准化发展。
三、结束语
综上所述，在电力事业不断发展的过程中，智能电网的发展遇到了很多问题，是当前电力行业需要高度重视的问题。因此，注重智能电网通信技术标准的科学制定，并确保其的严格落实和有效执行，才能在智能电网需求不断发展转变的情况下，确保电力系统的运行稳定性和安全性，最终实现智能电网有效构建的真正目的。
参 考 文 献
[1]范明天，张毅威，张祖平，曹其鹏.欧洲的智能电网技术标准化工作[J].供用电，2015，03：34-40.
篇6
我国电力通信已逐步进入数字通信时代，主推移动通信、注重通信软件的发展，由于光纤传输的优势而逐渐替代传统的同轴电缆组成的电力通信网的结构，同时，电网的程控模式使电力通信控制更加便捷。智能电网的开展使发电厂、电力部门和变电所等组成部分之间的通信更加方便。电网结构不断优化、通信技术的加速发展，推进了电力通信网的发展。随着改革开放进程的不断加深，电网在我国已实现了全面覆盖，全国水利发电、火力发电、风力发电及新能源发电等总发电量已基本能满足所有用户的用电需求，电网规模庞大，但是很多地方的电网质量还有待提高。随着电网的大力发展，电力通信技术也随之发展，通信机构不断增多，国家科研投入增加，逐渐形成较为完善的管理模式和技术标准，都有利于电网通信的智能化发展。
2电力通信技术在智能电网中的应用
为了实现智能电网的全面建设，稳健的电力通信技术是基础。智能电网对改善公众用电需求，用电质量和电网安全维护等方面有着重要意义。电力系统质量的好坏直接关系着国家安全，当然智能电网的建设也给电力通信提出了新的要求。首先，要求电力通信平台朝多功能化发展，为智能电网提供通信信道。同时，要求更加开放的电力通信平台，使网络通信趋于标准化，各设备间的通信便捷化。电力通信系统已经遍及变电站、发电站和输电站等电网的末端，全面保护电网信息的获取与保护。电力通信具备高可靠性，较强的抗攻击性和保密性，确保电力网络的安全运行。智能电网的生产运营中，需电力通信系统的自动调度、网络经营、现代化管理等支持以使其安全运行。电力通信主要分为发电、输电、配电、调度和用电等6个部分。智能电网的建设主要包括以下几个部分：
（1）应加大资金投放，使配电网综合化发展。
（2）妥善处理好通讯、电力通道和环境保护间的关系，寻求可持续发展。
（3）增加电力通讯与国外先进通讯的合作力度，加强与国外通讯公司的文化交流，便于技术交流。电网的管理技术也是智能电网成功的关键，可以充分分析用户的用电数据，以更好的实现电网调度、电网构建，并提升管理的自动化水平。智能电网的建设目的是实现电能信息的智能化采集、统计、查询和线路分析，实现双向通信、传输速度快、带宽高的通信网络。智能电网的构建需要完善的通信系统的支持，高效实时、集成性高的特点是大型电网实现实时信息动态交换的基础。对提高我国电网系统运行的安全、经济特性有着积极的影响。今年来无线通信技术、嵌入式技术的发展也未网络传输的智能化发展提供了便利，是数据监控和数据传输更加高效。
3电力通信技术中存在的问题
电网覆盖面和构建规模都不断增大，作为电网信息通道的电力通信系统，是组成智能电网的重要部分。智能电网的建设，应借鉴过往电网建设存在许多企业级标准的经验教训，应制定统一的电网运行标准，进行统一规划。尽管目前电力通信平台开放性不断增强，通信模式的标准化程度不断提高，设备间的通信畅通，网络覆盖面广，并实现各电网末端的全覆盖。这也便利了智能电网在数据采集和数据保护。但仍然存在许多不足之处需要改进，如实时、双工通信和大容量的接入网的缺乏等。首先，在智能电网对调度、决策、控制自动化技术要求不断增加的同时，对技术创新的要求性也增加，也是智能电网能够在未来更好造福于民的前提。同时，在倡导低碳环保、绿色节能、循环利用的今天，对电力系统本身的能源浪费和利用的要求提高不少，对电力发展与周围环境的发展应该引起重视，确保遵循可持续发展的科学发展观。其次，人力资源特别是高端通信人才的缺乏。电力通信持续发展，同时学校教育中知识较为陈旧，且缺少实际应用和实习，因此存在脱节现象。人才的贫乏制约着电力通信的发展，因此，注重通信人才的培养，鼓励学习高端通信技术，加强通信人才的培训对电力事业的发展影响重大。
4结论
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关键词：通信技术；智能电网；运用
中图分类号：E271文献标识码： A
引言
智能电网顾名思义，就是电网的智能化，它以高速双向的、集成的通信网络为基础，运用先进的传感和测量技术，实现电网的安全、可靠、经济、高效的运行。在智能化电网的建设过程中，通信技术在其中起着至关重要的作用。通信技术能够对整个系统进行全方位自动化控制，管理便捷，其使用的影响因素较少，这主要是由于智能电站都是由很多方向的电路连接，严格按照电力输送要求，使得智能电网更加健全，从而确保供电的稳定性，这也是光通信网络建设的基础。
一、智能电网概念及优势
智能电网其实质就是电网实施智能化运行，也被专业人士称为“电网2.0”。其构建在传输能力强、较为集中的通信网络前提下，采用测试、传输、控制、设施等最新通信技术来保证系统的运行，这样的电网安全性能高，经济实惠，资源合理配置，能够较好地正常运行、自我修复、抵制侵害，符合21世纪电能质量的要求，能够进行各种发电方式的启动和接入，从而实现电力市场和资产合理化配置及高效运行。总结智能电网所具有的优势在于：
（1）电力使用者能够积极加入到电力生产过程，并理性消费。为电力使用者提供实时电价信息及最合理的用电计划，使得电力使用者自觉挑选与调整电力消费计划；
（2）能够最大程度上允许各种分布式发电和储能，从而能够让分布式电源与集合式电源相互补充；
（3）允许电力市场化，即是在某些时间段内进行电力交易、实时电力交易等等；
（4）符合当前社会对电能质量的要求，制定各种质量价位；
（5）进一步优化电网运营。将电网智能化与资产信息化管理有机结合，从而充分发挥其作用；
（6）抵制外界干扰。拥有迅速恢复的能力，快速判断外界恶意攻击并积极抵制，保证供电安全。不同于传统电网，智能电网拥有更多的优势，提高了信息的收集效率及对业务的判断能力，实现了电网的智能化。另外也能提高电力企业的管理水平、运行效率和电网安全性能。
二、智能电网的通信需求
智能配电网的通信系统是通信支撑平台是智能电网信息传输、交换和处理的重要基础。在智能配电网中，通信系统主要用于智能配电装置与各智能应用系统之间的信息传输，包括用电量信息、装置状态信息以及各类控制信息。通信系统作为一个关键的环节应满足以下需求。
首先，大量的控制信息和监测信息具有较强的时效性，因此通信系统必须支持实时传输；
第二，随着智能电网乃至物联网的发展，将会涌现出各类新型的业务，配网通信系统应满足不同业务的QoS需求；
第三，未来物联网将会涌现出更多设备与设备之间信息、互通、互操作的应用场景，面对众多的智能终端和更多的新兴业务，配电网的通信系统必须支持多用户接人和宽带传输；
第四，由于电能系统的状态信息必须实现保密性，能抵御黑客或非法攻击，因此通信网络必须为所承载的业务提供安全保障。此外，我国是一个灾难频发的国家，冰灾、地震、泥石流等自然灾害严重危害着电力系统的安全运行。因此，面向应急场景的智能配电网通信系统是构筑智能配电网的重要支撑系统。
二、通信技术在智能电网中的应用
（一）光纤通信在电力通信网中应用情况
1.OPGW技术
OPGW技术的特点是对于传统输电线路与现代光纤通信的有效结合，并且是一种新兴的传输工具，采用的是复合架空的地线电缆，在电力系统中广泛运用，它的特点是传输速度更快、机械性能更佳、导电性更好、通信量更大，具有更好的保密性，对于雷击的发生也有很好的规避作用。
技术参数配选。OPGW光缆的外径、重量、抗拉强度、直流电阻及短路电流容量等要技术参数是相互影响与制约的。在配选时，应该根据据线路工程的气象条件、杆塔结构、档距、导地线弧垂及重量、线路走廊接地电阻以及系统最大短路电流等条件，确定最优方案。
结构选择。OPGW的结构主要由含光纤的缆芯(光单元)和绞合的金属线构成。根据光单元外保护层的材质可分为铝管型、铝骨架型以及钢管型三类，在选择时，要根据结构型式的特点与工程项目具体情况综合考虑，新架线路一般采用松套结构偏心钢管式或中心钢管式。
2.ADSS技术的具体应用
一般对于ADSS的线缆施工压力要把握好，不论是张力还是侧压都要有效把握，要注意不要在线路杆塔上进行带点工作，一面造成安全事故，另外压力的保护也是对光纤纤心的保护，施工过程中要注意光缆要用防水胶带进行密封，不要由于进水等情况引发光纤进水或者受潮，纤芯一旦进水就会可能发生断裂的情况，因此务必需要注意，除了用防水胶带密封顶部，还要注意尾端的密封，为了方便悬挂和熔接工作，注意光缆不要与地面、光塔以及建筑物进行刮擦。
悬挂的要求。对于ADSS电缆的悬挂要注意防止由于风的作用产生摆动而引发的鞭击，一般要特别注意光缆不要与居民楼、公路、铁路或者其他通信线路发生撞击或摩擦，要注意与上述物体保持一定的距离，为了预防光缆产生摆动，要保持水平或者垂直的方向不要让光缆的导线与底线交互，另外还要注意电缆悬挂时确保悬挂的塔材能接受预定的侧拉力。
（二）无线通信
ZigBee联盟的ZigBee标准使用跳频扩频无线技术，提供低速的、可靠的、远距离传输性能，并免受传输堵塞和干扰。具备ZigBee无线传输协议的设备组成的数据测控网络，由于其设备自身体积小、高可靠、成本低、低功耗、环境适应能力强等诸多优势，将非常适介于在大范围智能电网中的广泛使用推广。电网运营商可以通过该电表对用户的用电情况进行计量、查询和管理、优化电网的运行、监控电网的使用情况、在电网受到冲击时对用户的电器设备进行临时的断电管理等功能。ZigBee设备组成的智能电网测控网络能够实现构建坚强、自愈、兼容、经济、集成、优化的特点。
（三）IPv6技术在智能电网中的应用
随着智能电网进入全面建设时期，IPv6作为下一代互联网通信协议，具有大范围地址空间、报头灵活、即插即用、安全性高等特点，这些特点满足了智能电网在信息化技术的要求。国家电网公司拥有规模庞大的企业信息通信网络，IPv6技术的演进和升级对公司基础网络与业务应用的影响巨大。随着电网自动化及信息化程度的不断提升，产生了巨大的IP地址需求；电网对电力生产及消费各环节信息的深度、细度采集分析及数据广泛互通，以及对信息安全和服务质量提出极高要求；电网与电力客户的双向互动，使得电力信息通信网必须与公共互联网产生越来越多的信息交互，因此，下一代互联网技术在智能电网的应用是必然趋势。
结束语
电力技术在智能电网运行过程中扮演着重要角色，在很大程度上影响了智能电网的生存与发展。当前我国的电网建设提出以自动化、信息化、数字化为目标，建设特征统一的智能电网。我国的智能电网包含电力系统的发电、配电、变电、输电、调度和用电六个方面，智能电网的建设是一项复杂且庞大的工程，不同于传统电网，智能电网拥有更多的优势，提高了信息的收集效率及对业务的判断能力，实现了电网的智能化。另外也能提高电力企业的管理水平、运行效率和电网安全性能。因此，以信息化为基础，以通信技术为保障，才能真正促进智能电网的建设和发展。
参考文献：
[1]尹文婷.无线信息通信技术在电网中的应用[J].数字技术与应用,2013.
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关键词：智能电网 通信技术 关键技术
以信息技术改造现有能源利用体系，最大限度地开发电网体系的能源效率是智能电网建设的目的。因此，期望通过一个数字化信息网络体系将发电、输电、变电、配电、用电、调度连接在一起，通过智能化控制实现将能源利用效率和能源供应安全提高到全新的水平，将污染和温室气体排放降低到环境可接受的程度。智能电网涉及从电力生产到消费的多个环节，要实现双向互动电网的目标，对信息技术提出了很大的挑战。
一、智能电网的概述
智能电网，顾名思义，就是将电网智能化，利用先进的技术和控制方法使电网更加安全可靠，更加经济实用。智能电网是传统电网迈向现代化的标志，它可以实现自动实时监控，满足用户需求，进一步提高供电质量。近年来，各国对于智能电网的研究和建设都是结合自身实际情况，由此可见，智能电网的发展已经成为国际化趋势。智能电网主要是基于市场、安全、电能质量和环境因素的考虑，尽管世界各国的智能电网发展路线有所不同，但归根结底都是将先进的信息通信技术、传感测量技术等其他先进技术与电力技术紧密结合，从而形成智能化、自动化的供电网络。
智能电网结合了通信、计算机、自动化等各种先进技术，将其智能化体现得淋漓尽致。尤其是传感技术和信息技术让电网自愈变成一种可能实现的功能。随着现代化建设的发展，节省能源、环保等倡议成为一种必然的趋势，建立绿色电网，有效抵御外界干扰，增强电网灵活性，这就必须要依靠智能化手段进行控制。
二、智能电网的关键技术
1.坚强、灵活的电网结构
电网的可靠性和安全性一直是电网建设的重要课题，智能电网的建设亦需要细致、周全的规划，这样才能进一步保证供电网络的安全性。我国的电网建设首先需要解决的就是能源分布不均衡的问题，因此我国开展了特高压联网工程、直流联网工程、点对点或点对网送电等工程建设，这些建设确实在一定程度上环节了能源不均衡的情况，但近年来随着电网在城市建设规模的不断扩大，接二连三的停电事故给电力行业造成了很大的损失，电网的安全性和可靠性受到了很大的影响，接踵而至的问题迫切要求电网建设的规划要更加科学合理。因此建立灵活的智能电网结构才能够有效应对突发事件或自然灾害的影响，提高电网的安全性和稳定性。
2.实现开放、标准、集成的通信系统
由于智能电网的先进性，因此对于网络安全的要求较高。智能电网具备信息化、自动化、互动化等优势，而智能则是核心，电网的智能突出体现在能够实现完全自动化，具备实时监测的能力，并对目前的状态加以分析，还可以可能发生的故障做出准确的预测。这种实时监测需要全面的覆盖，从电网内部到外部，实行全面监控，从而实现开放、标准、集成的通信系统。
3.配备高级的电力电子设备
随着社会的发展和经济水平的提高，用户对供电质量的要求越来越高，电力企业要在满足能量供应的基础上提高电能质量。利用电力电子技术充分与电网建设相结合，进一步改善和提高电能质量。利用各种性能高的电平大功率变流器和全控型大功率电力电子器件等电力电子装置充分展现电力系统的现代化。
4.智能调度技术和广域防护系统
智能电网建设中，智能调度技术是非常重要的环节，利用此技术可以全面提升电网调度控制功能，可以更好的控制电网的运行。广域防护系统是指广域同步信息的网络保护，这种防护系统是只能调度技术的进一步延伸，从而更好的控制、保护系统。建立综合防御体系，增加多个防线，除了实时监控之外，要更好的预测事故，并对事故及时作出反应和防御，利用智能调度进行有条不紊的处理和预防，从而有效提高电网的安全性和稳定性，避免连锁故障的发生。
5.高级读表体系和需求的侧管理
智能电网的重点就是智能化，让电力系统具备人的思维：判断、调节、适应。利用智能化网路进行实时监控，同时要充分体现智能电网的经济实用性和安全性，确保供电质量，提升用户满意度。在输电、供电过程中，要减少能源消耗，提高电能质量，优化资源配置，提高能源利用率。利用智能化网络系统用户实时监测的用电情况，从而有效提高电能质量。
高级读表体系是智能电网建设的重要切入点，它可以对远程监测、分时电价和用户侧管理等功能上做出更加迅速的响应。高级读表体系充分考虑到用户需求，体现了智能电网的互动化。
6.高级配电自动化
在智能电网的建设中，高级配电自动化只有通过更加复杂的控制系统才能充分体现出电网智能化。智能化网络是一个完全自动化的网络，因此其监视、控制等功能必须要具备智能化的特征，还要体现出智能电网的互动化。高级配电自动化系统的所有元件要在开放式的通信体系结构中进行协同工作，同时要实现局部分布式控制。
三、结束语
随着科学技术的发展和我国经济水平的不断提高，人民的生活更加幸福，对于生活质量就有了更高的要求。电是生活中不可或缺的一部分，用户对于供电的要求越发严格，如果供电的可靠性得不到充分保障，电力企业的发展将会举步维艰。因此，电网建设中，要充分保证电网质量，这样才能有效保证供电质量。智能电网是电网技术的必然发展趋势，它结合了多种先进技术，尤其是信息及通信技术作为智能电网的技术支撑核心，为其发展奠定了坚实的基础，也是最为关键的因素。智能电网已经成为国内外重点研究对象，要让电网建设更加智能、高效、可靠，并能有效解决能源不均衡问题，这才是电力企业可持续发展方向。
参考文献：
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篇9
关健词:3G通信 智能交通 控制系统
1 引言
我国交通管理事业经过几年的发展,同以往相比,有了长足的进步。但因城市化交通持续发展和汽车拥有量的稳定快速增加,城市交通的发展已经超过了我国交通管理发展的速度。而由城市交通中交通违章(违法)行为给交通管理所带来的负面影响,往往是危害最大的一种。再加上我国各地城市交通发展情况不同,交通情况错综复杂,管理难度非常大。在我国大中型城市中交通路口众多,交通流量较大,违章事件频繁,在此情况下基于3G通信技术的智能交通指挥控制系统就能为控制交通违章行为的发生、智能化调节交通流量起到很大的作用。
2 系统的主要构成
基于3G通信技术的智能交通指挥系统主要由3G(TD-SCDMA或CDMA2000)数据通信链路,监控中心和多个监控远端组成。3G数据通信链路采用标准的TCP/IP协议,可直接运行在交通部门的内部无线局域网上。前端摄像机的视频信号利用网络视频服务器通过网络传输到分节点,在分节点可以直接传输上网,或者分节点有矩阵时,也可以把矩阵连接到DVR上,然后再传输上网。监控中心可以通过多级级联构成多级监控系统,系统可以根据现场情况和用户的需求配置不同的硬件设备。监控远端使用系统设备有远端监控主机、3G数据传输模块、告警采集器、温湿度传感器、画面分割器、摄像机、数字解码器、高速云台和可变镜头、话筒、扬声器等,完成监控中心所需的图像实时监控、现场交通信号智能控制和报警联动功能。监控中心使用系统设备有主控台、3G无线路由器、监视器阵列、视频切换矩阵、主交换机、视频服务器、电视墙等。具体可根据用户要求进行灵活配置。
利用发展迅速的3G网组成3G无线局域网来传输各交通路口信号点的视频和控制信息,为智能交通指挥系统组网提供了一条新路。网络管理用户可以对多个监控现场进行实时浏览监控。系统综合应用了智能图像处理与识别技术,智能控制技术、数字图像传输技术、数字图像压缩编解码技术和3G网络通信技术等,可实现交通监控现场的实时图像显示和网络传输、智能调整摄像机的位置、清晰度和亮度、实现对运动物体的跟踪与识别,对监控情况进行纪录及报警,实时智能调整控制区域内交通信号灯的切换等。
3 系统的主要功能及特点
系统采用高速DSP 实现图像信号的实时采集处理,经过图像预处理模块实现对采集图像的复原、增强后,数字图像分别发送给自动控制模块、运动目标检测模块、特定颜色目标检测模块、人机接口模块和数据库模块。系统采用模糊跟踪控制技术实现运动目标的智能跟踪;采用现场总线技术、3G无线以太网通信技术、数字图像传输技术和数字图像压缩编解码实现远程视频、控制及语音信号的传输,采用图像动画与多媒体技术和Web 数据库技术实现图像的网上浏览和历史数据回放及查询。
3.1智能交通指挥系统有以下特点
(1)实时性。视频数据属于实时数据必须实时处理,例如实时压缩、解压缩、传输等。
(2)分布性。现场图像采集和发送主机和图像接收显示主机位于不同地点,通过计算机有、无线局域网或广域网连接。
(3)同步性。尽管视频信息具有分布性,但在用户终端显示时必须保持同步,声音与视频也必须保持同步。
系统可以组成多级系统, 监控中心还可以通过级联的方式构成多级交通监控系统,以扩大交通监控范围和系统容量。监控机将采集的图像信息实时地传送给服务器并通过服务器向外广播发送,相关客户只要通过浏览器打开网页便能实时地进行监控。
4 系统的主要关键技术
4.1最佳交通流量预测算法
利用人工神经网络建立的预测模型有独特的优越性。人工神经网络利用输入数据和输出数据进行建模,是一种并行的计算模型,具有高速运算能力,有很好的非线性映射能力和很强的自学习、自适应能力及高度的灵活性。在各种形式的人工神经网络中,又以误差逆传播(BP)网络应用最为广泛,它已成为前向网络的核心部分,并体现了人工神经网络最精华的部分。目前,在人工神经网络的实际应用中, 绝大部分的神经网络模型都采用BP网络和它的变化形式。
高阶神经网络属于BP神经网络的一种,它与传统BP神经网络的不同在于构成高阶神经网络的神经元是智能神经元,即这种神经元具有“思考”的能力,它能根据自身外部网络的变化调整内部的转移函数,在内外双调的情况下,达到更好的学习效果。
一个初步的模型是对于一个交叉口而言,影响交叉口一个出口的交通流量Q(预测的输出变量)的因素共有6个(即输入变量为6个),它们分别是:Q1、Q2、Q3、 Qt-1(这个出口前15分钟流量)、Qt-2(这个出口前30分钟流量)、t(时间);输出层一个神经元(需预测的15分钟后的出通流量);隐层采用试算的方法优化,最后确定第一个隐层11个神经元,第二个隐层4个神经元。这样建立神经网络模型,可以应用并能够胜任于实时交通流预测。
4.2 TD-SCDMA3G移动通信技术
TD-SCDMA是目前世界上唯一采用智能天线的第三代移动通信系统。在系统中,由于采用了TDD模式,上、下行链路采用同一频率,在同一时刻上下行链路的空间物理特性是完全相同的,因此,只要在基站端依据上行数据进行空间参数的估底再根据这些估值对下行链路的数据进行数字赋形,就可以达到自适应波束赋形的目的,充分发挥智能天线的作用。
智能天线的采用可大致定位用户的方位和距离,因此,基站和基站控制器可采用接力切换方式,根据用户的方位。距离信息来判断手机用户现在是否移动到了应该切换给另一基站的临近区域,如果进入切换区,便可通过基站控制器通知另一基站做好切换的准备,达到接力切换的目的。接力切换可提高切换的成功率,降低切换时对邻近基站信道资源的占用。
TD-SCDMA系统仅采用1.28Mb/s的码片速率,只需占用单一的 11Mb/s频带宽度,就可传送2Mb/s的数据业务而其他的3G FDD(频分双工)的方案,要传送2Mb/s的数据业务均需要2×5Mb/s的带宽即需两个对称的5Mb/s带宽分别作为上、下行频段,且上下行频段间需要有几十兆的频率间隔作为保护,在目前频谱资源十分紧张的情况下要找到符合要求的对称频段非常困难,而D-SCDMA系统可以“见缝插针”只要有满足一个载彼的频段(1.6Mb/s)就可使用,可以灵活有效地利用现有的频率资源。
4.3 CDMA2000移动通信技术
CDMA即码分多止是由美国Qualcomm公司首先提出的技术。其原理基于扩频技术,即将需传送的具有一定信号带宽的信息数据,用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制,使原数据信号的带宽被扩昆再经载波调制后发送出去,接收端由使用完全相同的伪随机码与接收的宽带信号做相关处理,以恢复信息数据,与FDMA和TDMA相比,CDMA具有许多独特的优点。归纳起来CDMA应用于数字移动通信的优点有:
(1)系统容量大,在CDMA系统中所有用户共用一个无线信直当用户不讲话时,该信道内的所有其他用户会由于干扰减小而得益。因此利用人类话音特点的 CDMA系统可大幅降低相互干忧增大其实际容量近3倍。CDMA数字移动通信网的系统容量理论上比模拟网大20倍,实际上比模拟网大10倍、比GSM大 4～5倍。
(2)系统通信质量更佳。软切换技术(先连接再断开)可以克服硬切换容易掉话的缺点,CDMA系统工作在相同的频率和带宽上比TDMA系统更容易实现软切换技术,从而提高通信质量。CDMA系统采用确定声码器速率的自适应阈值技术、强有力的误码纠错、软切换技术和分离多径分集接收帆可提供TDMA系统不能比拟的、高质量的数据。
(3)频带利用率高,CDMA是一种扩频通信技木尽管扩频通信系统抗干扰性能的提高是以占用频带带宽为代价的,但是CDMA允许单一频率在整个系统区域内可重复使用,使许多用户共用这一频带同时进行通稻大大提高了频带利用率,这种扩频CDMA方式虽然要占用较宽的频带,但按每个用户占用的平均频带来计算,其频带利用率是很高的。CDMA系统还可以根据不同信号速率的情况,提供不同的信道频带利用形式,使给定频带得到更有效的利用。
4.4 数字图像压缩编解码技术
MPEG-4除采用第一代视频编码的核心技术,如变换编码、运动估计与运动补偿、量化、熵编码外,还提出了一些新的有创见性的关键技术,并在第一代视频编码技术基础上进行了卓有成效的完善和改进。下面重点介绍其中的一些关键技术: 4.4.1 视频对象提取技术MPEG-4实现基于内容交互的首要任务就是把视频/图像分割成不同对象或者把运动对象从背景中分离出来,然后针对不同对象采用相应编码方法,以实现高效压缩。因此视频对象提取即视频对象分割,是MPEG-4视频编码的关键技术,也是新一代视频编码的研究热点和难点。
在视频分割中基于数学形态理论的分水岭(watershed)算法被广泛使用,它又称水线算法,其基本过程是连续腐蚀二值图像,由图像简化、标记提取、决策、后处理四个阶段构成。分水岭算法具有运算简单、性能优良,能够较好提取运动对象轮廓、准确得到运动物体边缘的优点。
4.4.2 VOP视频编码技术
视频对象平面(VOP,Video Object Plane)是视频对象(VO)在某一时刻的采样,VOP是MPEG-4视频编码的核心概念。MPEG-4在编码过程中针对不同VO采用不同的编码策略,即对前景VO的压缩编码尽可能保留细节和平滑;对背景VO则采用高压缩率的编码策略,甚至不予传输而在解码端由其他背景拼接而成。这种基于对象的视频编码不仅克服了第一代视频编码中高压缩率编码所产生的方块效应,而且使用户可与场景交互,从而既提高了压缩比,又实现了基于内容的交互,为视频编码提供了广阔的发展空间。
4.4.3 视频编码可分级性技术
MPEG- 4通过视频对象层(VOL,Video Object Layer)数据结构来实现分级编码。MPEG-4提供了两种基本分级工具,即时域分级(Temporal Scalability)和空域分级(Spatial Scalability),此外还支持时域和空域的混合分级。每一种分级编码都至少有两层VOL,低层称为基本层,高层称为增强层。基本层提供了视频序列的基本信息,增强层提供了视频序列更高的分辨率和细节。
在随后增补的视频流应用框架中,MPEG-4提出了FGS(Fine Granularity Scalable,精细可伸缩性)视频编码算法以及PFGS(Progressive Fine Granularity Scalable,渐进精细可伸缩性)视频编码算法。
4.4.4 运动估计与运动补偿技术
MPEG- 4采用I-VOP、P-VOP、B-VOP三种帧格式来表征不同的运动补偿类型。它采用了H.263中的半像素搜索(half pixel searching)技术和重叠运动补偿(overlapped motion compensation)技术,同时又引入重复填充(repetitive padding)技术和修改的块(多边形)匹配(modified block (polygon)matching)技术以支持任意形状的VOP区域。
5 结语
系统综合应用了智能图像处理与识别技术,最佳交通流量算法、智能控制技术、数字图像传输技术、数字图像压缩编解码技术和3G网络通信等技术。所构建的智能交通系统可实现及时准确地掌握所监视路口、路段周围的车辆、行人的流量、交通治安情况等,为指挥人员提供迅速直观的信息从而对交通事故和交通堵塞做出准确判断并及时响应。最佳交通流量预测算法使用目前国际上较为先进的高阶神经网络预测算法,预测精度高。高阶神经网络的神经元是智能神经元,即这种神经元具有“思考”的能力,极大地提高了智能交通指挥系统的智能水平,在公交、地铁及物流运输等系统中都有比较广阔的应用前景。
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篇10
关键词： 智能交通系统；ITS；毫米波雷达；ASV
智能交通系统(ITS)建立在网络化的信息通信技术的基础之上，以实现交通管理的最佳化和道路的有效利用为手段，提高行车的安全性、舒适性以及道路的运输效率。据报道，日本在先进安全自动车(AdvancedSafetyVehicle，ASV)概念中，把ITS所需要的重要驾驶支持系统归纳为包括如下方面：
・防止碰撞前方障碍物的支持系统；
・防止进入弯道危险速度支持系统；
・制动并用式车间距离定速控制ACC(全速度域控制)系统；
・防止越出车线支持系统；
・维持车线支持装置；
・防止碰撞车辆周围死角障碍物系统；
・灯光随动系统(AFS)；
・被碰撞预知伤害降低系统；
・行人伤害降低及安全气囊系统；
・睡意警报装置；
・所有座位安全带使用劝告装置；
・后侧方和侧方信息提供装置；
・紧急制动信息提供装置；
・夜间前方行人信息提供系统；
构建上述系统需要用于道路环境和车辆状态检测的各种传感器以及用于信息提供、报警及操作支持的各种控制装置。此外，与ASV道路交通和通信信息系统配套的车载信息通信系统(Telematics)要满足两方面的通信需求：1．与道路信息的协调；2．与通信系统的协调。因此，以汽车为中心的信息通信技术、先进的驾驶控制系统和环境识别系统是汽车电子发展的下一波热点，其中，核心技术之一就是先进的无线通信技术。
本文试图向中国汽车电子、半导体和通信行业的技术人员概要介绍先进的车载无线通信技术在推动智能交通系统的发展中所发挥的作用，从而为中国汽车电子产业的技术升级提供参考。
车载无线网关提供统一的信息通信平台
目前，领先的汽车制造商已经开始研发针对驾驶员的信息服务系统和信息通信系统。例如克莱斯勒集团和Hughes Telematics公司宣布将提供集合了信息娱乐、安全和远程诊断功能的车载信息通信系统(Telematics)。福特公司将提供配备蓝牙和微软操作系统的汽车。Autonet Mobile公司也计划推出能够为车辆提供互联网接入服务的技术。
建立这些系统有望为制造商、零售商、消费者、导航服务提供商以及内容原创公司带来新的附加价值。例如，基于陆地和卫星的技术将为安全、保密、信息娱乐、远程诊断、维护通知和多播提供信息通信服务，最终有可能使远程升级车载系统成为可能。如图1所示，下一代智能交通系统将建立在先进的移动通信、卫星通信和互联网的基础之上。
从上图显而易见，无线通信技术将在智能交通系统中扮演重要的角色。瑞萨科技的专家指出(图2)，为了满足基于无线的信息通信系统的需要，汽车中有望出现一个智能交通电子控制单元(ITS ECU)，由它通过WLAN和专用短程通信(DSRC，Dedicated Short Range Communication)实现车与车之间、车与路之间的通信。可以想象，3G无线通信有着广阔的应用前景，本文在此不赘述。
值得注意的是DSRC技术的发展动向。国际上，DSRC标准化体系分为欧、美、日三大阵营所制订。欧洲采用的是CEN／TC278标准、日本采用的是ISO／TC204标准，它们都选择5．8GHz作为DSRC通信频率；美国正逐步地将应用于智能交通领域内的自动车辆识别的频率转向5．8GHz～5．9GHz系统，Fcc(美国联邦通信委员会)也正式将5．9GHz频段批准用于专用短程通信。中国目前采用的是源于ISO／TC204国际标准化组织智能运输系统技术委员会(国内编号为SAC／TC268)的5．795―5．815GHz ISM频段。目前，2．45GHz系统应用相对较少，没有形成主流。
传统上，DSRC是ITS智能交通系统领域中专门用于机动车辆在高速公路等收费点实现不停车自动收费EFC(Electronic Fee Collec―tion)的技术，也就是长距离RFID射频识别(又称电子标签E-tag)。DSRC标准主要涉及两类设备：路边设备RSU(Road-Side Unit)和车载设备OBU(On-Board Unit)。正是通过路边设备RSU与车载设备OBU之间建立通信，使得装有OBU的机动车辆在中速(50～60Km／h)情况下通过部置有RSU天线的门架时，实现车辆与路边设备RSU的数据交换。
国际上，松下电器在CEATEC JAPAN 2006上展出了支持5．8GHz频段DSRC的新一代ITS车载设备，这种通信系统将过去一直用于EFC的DSRC应用范围扩展到了其他服务和安全行驶辅助领域，例如，接收交通拥堵信息等等。该产品预计将在2007年度投入实用。
此外，推出DSRC芯片方案的还有冲电气工业、东光和TransCore公司。以TransCore公司研制出的Modem为例，它除了具备专用短距离通信功能之外，还能够实现长距离GPS和卫星通信的功能。据报道，该Modem的GPS精确度可达1米，并提供与汽车之间的多路通信通道，能够给车辆提供安全服务，且具有自动预警功能，并不受地域限制。该项技术将使汽车OEM厂商可以开发出完整的预防安全系统，具备火灾自动报警以及防止相撞的功能。
利用DSRC技术避免汽车之间的相撞事故是一项尖端的技术研究目标。业内认为，DSRC基础设施网络的建设是一个相当漫长的过程，这为中国半导体行业开发具备WiMAX、DSRC、GPS甚至蜂窝电话通信功能的统一无线网关，促进智能交通系统的发展提供的重要机会。可以预见的是，未来的汽车将成为一个随时随地由无线网络连接的移动通讯平台。
利用毫米波雷达和图像传感器构建智能驾驶控制系统
据日本Hitachi公司的研究显示，日本和西方国家正在努力开发更为先进的安全技术，其目标是把每年的交通事故和灾害降低30％～50％，为此，要开发一种新型的驾驶控制系统，这种的系统的主要功能包括：
・自适应巡航系统(ACC)；
・预防撞刹车系统(Precrash Safety System)；
・停止和前进(stop―And―Go)控制系统；
・车道保持系统(LKS)；
为了实现上述功能，需要采用一系列基于毫米波雷达的环境识别传感器、图像处理 摄像机以及新型的刹车、方向盘和其它子系统。其中的关键无线电技术就是毫米波雷达传感器。
目前，国际汽车半导体厂家在毫米波雷达器件上已经取得了一系列突破。例如，飞思卡尔半导体已经展示了使用硅锗(SiGe)技术的面向77GHz频带毫米波雷达的射频(RF)芯片。该芯片主要面向在部分汽车上配备的车与车之间的间距控制系统及预防撞安全系统等的车间距检测用途。与此同时，飞思卡尔还开发将射频芯片与接口IC、微控制器一起封装的毫米波雷达模块，以及旨在使该模块实现小型化的小型天线。由于通用毫米波雷达将来会成为必不可少的装备，据称，该公司今后还将对毫米波雷达的所有技术进行不断开发。
此外，新日本无线公司成功开发了使用76GHz频带的面向车载毫米波雷达的VCO。在AIN底板上形成基于微带线的电路后，通过表面封装耿氏二极管及变容二极管形成VCO。日本村田公司也推出了采用介质振荡器、振荡频率为38GHz的VCO。京瓷不久前也推出了两款用于60GHz频段无线通信和76GHz频段车载雷达等毫米波频段的陶瓷天线。
在实际使用的过程中，雷达系统与偏航速率传感器采用一体化设计，配备于车前隔栅后方。成功的案例包括：德尔福最大检测角度为15度的新型巡航控制系统毫米波雷达；雷克萨斯LS460车型使用毫米波雷达和摄像机实现车辆前方障碍物识别功能和后方车辆识别功能；日野为Profia车型增加的标配追尾减轻制动系统，它利用毫米波雷达判断出追尾危险后，发出警报音并起动制动器，通过追尾减轻制动系统中的“预防撞安全系统”来防止碰撞。
由于毫米波雷达产生的电波能够穿透人体，从而给健康造成不良影响，因此毫米波雷达在能够检测的障碍物方面存在局限性，比如不能将行人作为障物来检测等，只能借助于摄像技术。在这方面，NEC抢占日本市场半壁江山的“预防撞安全”系统市场，该公司利用车载图像识别并行处理器，通过采用结合毫米波雷达及摄像头等多个传感器的信息进行综合处理的方式，检测包括前方车辆及行人在内的立体物体的距离和速度，向驾驶员发出警报，从而减轻冲撞造成的伤害。因此，代表了环境识别技术的发展方向之一。图3为基于毫米波雷达和图像传感器的环境识别技术在汽车中的应用的示意图。
结语
随着智能交通系统的发展以及驾驶员对信息通信需求的增加，对路－车之间、车－车之间无线通信技术的需求与日俱增。
比较而言，传统的车载无线电设备一收音机、GPS、遥控无钥进入、TPMS和GSM／GPRS设备等，都是相对独立的无线电设备。在智能交通系统中，把无线通信技术、车载汽车计算平台、信息显示系统以及驾驶控制系统有机地结合起来，构成统一的ITS ECU或车载信息通信系统(Telematics)平台，将对无线电通信技术提出更高的要求，设计过程中面临的最大挑战在于如何将不同标准和频点的无线电通信设备集成为一体。在此，软件无线电技术将有着无限的应用空间。
由于智能交通系统的建设牵涉面广，因此，需要汽车制造商与汽车电子、半导体、通信、软件设计及内容提供等行业开展广泛的跨行业协作。此外，国家的产业政策支持以及相关标准的引导也是至关重要的。
参考文献：
1．‘Trends in Drive Control Systems and Hitachi Group Initiatives，’Hitachi．
2．‘瑞莎汽车电子技术的应用和发展’．2006汽车电子深圳技术论坛峰会演讲文集
3．易汉文，‘美国智能交通10年发展规划’
4．中国电子报，www．cena．COrn．cn
5．www．hitachi．com．cn
6．吕京建．‘汽车计算平台新技术综述’，电子产品世界www．eepw．com．cn／othermeeting／2006em／汽车计算平台新技术综述一吕京建．pdf
