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序论:在您撰写能量计量论文时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。
1.1电能计量作为电力企业与用户之间进行电能核算的重要依据,对电能数据进行采集、分析和处理,不仅能够及时为电能使用者提供准确的信息反馈,同时也能够为电能使用者提供准确的数据计量,因此电能供就者和电能使用者可以通过电能计量来制定相应的电能节能计划,确保实现节能减耗的目标。
1.2在节能措施制定时需要由电能计量提供数据上的支持首先,通过电能计量,用户可以得到准确的用电数据,通过对数据分析,或以明确一段时间内的用电量,并进而根据实际用电情况对用电量的合理性进行总结,采取相应的措施,避免用电浪费现象的发生;其次,目前电能计量开始向自动化和智能化的方向发展,对用电数据可能进行智能的分析和处理,能够自动对电能系统中存在的电能损耗问题进行发现,并还能够对对引发电能损耗的原因进行明确,这样就为电能损耗的处理具有重要的作用,可以采用针对性的措施来及时对设备进行更新,确保设备运行的节能减耗,使电力系统运行的稳定性和可靠性得到保障。
1.3电力计量自动化系统通过无线GPRS、CDMA网络,将每个采集终端的电能数据信息传送到计量自动系统主站,通过数据库处理,实现耗能单元远程抄表及综合性的智能管理。它具有采集功能、统计功能、数据共享功能。计量自动化还可以利用电能计量数据和计算机模拟软件相结合,通过计算机模拟软件及时而准确地对当前的电力系统状态进行评估,及时发现能量损耗严重的地方。
2电能计量节能减耗运用的实现
2.1进一步完善电能计量系统从计量装置普查情况来看,一般企业耗能计量配备率较低。只有完善能源消耗计量系统,才能科学地分析全厂耗能设备情况,合理地下达耗能指标,节能管理才能做到有的放矢,这也是节能降耗的首要措施。电量计量方面应当采用电量计量远传技术。安装配电监测系统终端,经过现场调试和运行,确保其测量准确率。
2.2确保电能计量的准确性
2.2.1采用复合变比电流互感器自动转换计量装置对负荷电流长期运行在电能表额定负荷20%以下的线路,可安装复合变比电流互感器自动转换计量装置,与复合变比电流互感器配套使用,通过在线检测,确定线路运行电流的大小,以提高电能表的计量准确度。
2.2.2开展计量装置综合误差分析把投运前电流、电压互感器合成误差、电压互感器二次回路压降误差通过计算形成数据表。在每次的周期校验时,都可以对照各项数据配合电能表进行调整,使计量综合误差达到最小。同时,按规程规定做好电能表、电流互感器、电压互感器进行周期检验和轮换工作。
2.2.3对互感器误差进行调整电能计量综合误差的大小主要决定于电能表本身的误差和互感器的合成误差。因此可根据现场的具体情况,对运行中的电流互感器、电压互感器进行误差补偿,使其误差尽可能地减小,甚至小到可以忽略;另外,还可通过调整某一相或两相电流、电压互感器的比差和角差来减小互感器的合成误差。
2.2.4经常检测电流互感器倍率和计量回路有些窃电户为了少交电费,往往私自将原装的电流互感器更换为较大倍率的电流互感器,甚至仍装上原来电流互感器的铭牌。在检查时,应注意电流互感器的实际倍率是否与铭牌相一致。检查电流互感器的一次回路或二次回路是否短接、二次回路是否伪接或开路、二次端子的极性或换相是否错接等。对电压互感器,应检查其接线的正确与否,防止虚接、伪接与二次回路的开断以及换相错接等。
2.2.5完善计量装置选择专业大厂生产的高精度、稳定性好的多功能电能表。由于电子技术的发展,现在多功能电子表已日趋完善,其误差较为稳定,且基本呈线性。一只多功能电子表可同时兼有正、反向有功,正、反向无功四种电能计量和脉冲输出、失压记录、追补电量等辅助功能,且过载能力强、功耗小。对Ⅰ、Ⅱ类用户应采用全电子式电能表。专业大厂生产的多功能电能表在元器件材料、设计技术水平、质量检验均有较高要求,是实际使用的首选。
3结束语
窃电行为是用电人员为了达到不交电费而用电的目的,采取的一种“免费”用电的非法手段。由于电能表的电能计量主要是根据电能计算方式进行计算的,主要计算因素有电压、电流、功率、时间,是一种将各种元素相结合的计算方式,任一元素的更改或者无记录,都会造成电能表计量的不准确,非法人员就是根据这种电能表的工作原理钻漏洞的。目前非法人员的主要窃电手段分为两大类:其一,在电表和回路上动手脚,使电能计量减少或者无记录;其二,在电能计量开始前的回路上窃电,使电能表不计电。其主要窃电方式分为很多种,有改变电压、电流正常回路的欠压法窃电和欠流法窃电,有改变电能表正常接线或者拆卸电表能的移相法窃电和扩差法窃电,还有私自进行线路接电的无表法窃电,以及采用高技术改变电能表编程的新技术法窃电等。窃电行为随着科技的发展和人们知识水平的提升而变得越来越多样化,窃电技术也越来越先进,严重影响到用户的合理用电和电力营销系统的正常运行,给人们的生活和社会秩序的营造进程带来很多的麻烦,电力企业急需寻求解决办法,从技术上杜绝这种不良现象的再次发生。
2供电稽查工作中电能计量技术的应用
电能计量技术是当前电力企业应用于电量稽查工作中,用来预防非法窃电,加强电能计量数据的准确性,保证用户合理用电的重要计电手段,用电能计量技术的远程控制技术和电子智能计算技术对供电系统进行时时监测和数字化计算,营造市场上良好的供电秩序。
2.1电能计量智能化,提高工作效率
在以前,供电稽查工作大多都是采用人工实地操作的方法,需要专业的工作人员到现场通过记录电能表的电量数据,然后根据电量计算公式进行电费计算,这种做法比较传统,持续时间长,工作效率低;而且由于人工操作不精密,容易在数据的记录和计算上出现误差,导致出现电能计量数据的不准确和计算错误的现象,给用户和企业双方带来不便。现在的供电稽查工作涉及范围变得更加广泛,已经不仅仅是只检测设备这么简单,还增添了电力的远程控制功能,对电力的使用情况进行时时监控,减少人员的来回奔波,大大的提高了工作效率;通过技术上的改善,保障了电能计量数据的准确性,减小误差,提高了电能数据的准确性与稳定性,促进了电力企业科技化、信息化、智能化的发展进程。
2.2防窃电等违章用电行为
电力企业对于防窃电行为的措施研究由来已久,除了安装高性能电能表、合理布置电线、加固电能表防护措施、完善电力营销系统外,电能计量技术也能够在一定程度上预防窃电等违章用电行为,对供电系统的合理运行具有重要作用。由于电能计量的数字化技术,工作人员进行电力稽查工作时能够及时发现不当用电行为,及时对违章用户进行处理,最大限度的减少电力损失;根据已掌握的用户用电情况进行电量数额控制,增加相关的电力监控设备,一旦出现特殊用电情况,就能够及时发现违章用电行为,并制定相关处罚措施进行规范管理,加大惩罚力度,将违章用电等非法行为扼杀在摇篮中,减少电力损失,规范供电秩序,为电力稽查工作提供方便。
2.3减少工作人员工作量
现在很多电力企业中,工作人员充足,但是缺乏先进的技术和设备,工作人员在进行电力稽查工作时,大多采取传统的人工抄表办法,然后进行电费计算。电能稽查工作中的数据记录环节很重要,一旦出现人工失误,相关联的电量计算也会受到影响,导致电能稽查结果的不客观、不准确。将电能计量技术应用与供电稽查工作,采用电子数据采集和智能化电量控制,保证电能数据的可靠性和稳定性,不受外界影响,并对电量进行远程控制计算,减少员工的来回奔波路程和电量计算过程,减少供电稽查工作的工作量,同样提高工作人员的工作效率。
目前,工业企业使用的能源流量计量装置应用最广泛的为孔板节流式计量流量计(占70%以上)。孔板节流式流量计的测量原理是流体通过节流装置时,由于通过节流装置的流体有限,流体将在节流孔板处收缩成束状,流速加快,静压力降低,致使节流孔板前后产生压力差,这种压力差和流体流量成正比。另外,孔板节流式计量装置长期在工业企业使用,对流体适应性广泛,具有完整的使用体系,技术成熟,但仍存在不足之处,主要问题如下:
1)装置结构较为笨重。孔板节流装置的质量平均在100kg左右,对于装置中的管道需要进行整体安装,需用吊装机械和其他机械设备配合使用,安装要求较高、施工量较大、维护检修难度较大。
2)流体通过节流装置后产生了较大的永久压损,相关的实验数据显示,永久压损ppl=(0.5~0.6)ΔP,约为20~50kPa(节能型节流装置永久压损ppl=0.3ΔP)。在检测流量计量过程中,被测流体通过孔板节流装置时会产生漩涡,在行进的过程中流体和装置不断摩擦,流体自身存在的机械能转换为热能,在流体中以水蒸气的形式消失,所以,节流后流体的静压力不等于节流前的静压力。
2流量计中节能技术的应用
为解决传统流量计存在的不足,研发人员开发了节能高效的流量计量系统,以下2种流量计被广泛应用。
2.1毕托巴流量计
毕托巴流量计具有测量介质范围广(风、烟、水、汽、气、油)、耐高温高压、防堵、耐磨、耐腐蚀、压力损失小、安装简便、无需维护、节能环保等优质性能,前景非常广阔。
2.1.1毕托巴流量计的特点
1)毕托巴流量计的设计采用高精度探头在风洞或水洞上全量程标定,探针直径选择为20mm的不锈钢材料,在截面积很小的管道中压力的损失也可降到最小甚至为零。
2)流量测量具有高准确度、高强度和大量程比等性能。
3)该装置构造简单、可靠性高。通过测量,该装置内部导压管中无介质流动,阻断了杂物和内部管道的接触,使测试具有高精度。
4)安装方便。无论是直管段或是弯管段都能安装,由传统的直管段改进为多种弯管段以及多倍管径。
5)该装置可以在线安装和检修,同时可直接显示和流量相关的数据,凭借其智能特性可进行远程集中管理,节省成本,准确度高。
2.2V型锥流量计
V型锥流量计和传统差压式流量计的组成部分基本相同,都是由三阀组、引压管、变压变送器组成质量流量测试系统。V型锥流量计是在管道的中心位置安装一个椎体来控制节流,由于椎体前后差压不同形成气压差,通过不同的气压测量流量。
2.2.1V型锥流量计的特点
1)V型锥流量计不仅可测量各种液体,而且对部分气体、蒸汽和气液两相介质也能较为准确地测量。
2)V型锥流量计准确度较高、量程宽、永久压损小、无直管段要求等,是新一代节流装置中的典型代表。
3)V型锥流量计对于气体和蒸汽等介质不仅能压缩,而且还能实现温度、压力补偿,组成质量流量测试系统。由于椎体在管线中心位置悬挂,同流体的高速冲击区域直接接触,使高速区的流体和近管壁低速区的流体强制性相混合从而使流速中和,达到均匀化。
2.2.2与传统孔板流量计的应用对比
管道内径702.4mm,工作压力12kPa,温度70℃,当地大气压力98.39kPa,工作密度1.0326kg/m3,孔板类型采用流量为25000m3/h,β为0.6955。在相同的条件下通过同等流量时,孔板的压力损失为1.894kPa;V锥型流量计的压力损失为0.479kPa,得出V型流量计比孔板型流量计能耗少12.283kWh。按照工业电费0.7元/kWh,每年按300天计算,V型流量计比孔板型流量计节约2579.43元。由此得出,V锥型流量计在节能方面具有较大的潜力。
关键词:电能质量分析方法控制技术
0引言
随着国民经济的发展,科学技术的进步和生产过程的高度自动化,电网中各种非线性负荷及用户不断增长;各种复杂的、精密的,对电能质量敏感的用电设备越来越多。上述两方面的矛盾越来越突出,用户对电能质量的要求也更高,在这样的环境下,探讨电能质量领域的相关理论及其控制技术,分析我国电能质量管理和控制的发展趋势,具有很强的观实意义。
1衡量电能质量的主要指标
由于所处立场不同,关注或表征电能质量的角度不同,人们对电能质量的定义还未能达成完全的共识,但是对其主要技术指标都有较为一致的认识。
(1)电压偏差(voltagedeviation):是电压下跌(电压跌落)和电压上升(电压隆起)的总称。
(2)频率偏差(friquencydeviation):对频率质量的要求全网相同,不因用户而异,各国对于该项偏差标准都有相关规定。
(3)电压三相不平衡(unbalance):表现为电压的最大偏移与三相电压的平均值超过规定的标准。
(4)谐波和间谐波(harmonics&inter-hamonics):含有基波整数倍频率的正弦电压或电流称为谐波。含有基波非整数倍频率的正弦电压或电流称为间谐波,小于基波频率的分数次谐波也属于间谐波。
(5)电压波动和闪变(fluctuation&flicker):电压波动是指在包络线内的电压的有规则变动,或是幅值通常不超出0.9~1.1倍电压范围的一系列电压随机变化。闪变则是指电压波动对照明灯的视觉影响。
2电能质量问题的产生
2.1电能质量问题的定义和分类
电能质量问题是众多单一类型电力系统干扰问题的总称,其实质是电压质量问题。电能质量问题按产生和持续时间可分为稳态电能质量问题和动态电能质量问题。
2.2电能质量问题产生原因分析
随着电力系统规模的不断扩大,电力系统电能质量问题的产生主要有以下几个原因。
2.2.1电力系统元件存在的非线性问题
电力系统元件的非线性问题主要包括:发电机产生的谐波;变压器产生的谐波;直流输电产生的谐波;输电线路(特别是超高压输电线路)对谐波的放大作用。此外,还有变电站并联电容器补偿装置等因素对谐波的影响。其中,直流输电是目前电力系统最大的谐波源。
2.2.2非线性负荷
在工业和生活用电负载中,非线性负载占很大比例,这是电力系统谐波问题的主要来源。电弧炉(包括交流电弧炉和直流电弧炉)是主要的非线性负载,它的谐波主要是由起弧的时延和电弧的严重非线性引起的。居民生活负荷中,荧光灯的伏安特性是严重非线性的,也会引起严重的谐波电流,其中3次谐波的含量最高。大功率整流或变频装置也会产生严重的谐波电流,对电网造成严重污染,同时也使功率因数降低。
2.2.3电力系统故障
电力系统运行的内外故障也会造成电能质量问题,如各种短路故障、自然现象灾害、人为误操作、电网故障时发电机及励磁系统的工作状态的改变、故障保护装置中的电力电子设备的启动等都将造成各种电能质量问题。
3电能质量分析方法
3.1时域仿真法
时域仿真方法在电能质量分析中的应用最为广泛,其最主要的用途是利用各种时域仿真程序对电能质量问题中的各种暂态现象进行研究。目前较通用的时域仿真程序有EMTP、EMTDC、NETOMAC等系统暂态仿真程序和SPICE、PSPICE、SABER等电力电子仿真程序。
采用时域仿真计算的缺点是仿真步长的选取决定了可模仿的最大频率范围,因此必须事先知道暂态过程的频率覆盖范围。此外,在模仿开关的开合过程时,还会引起数值振荡。
3.2频域分析法
频域分析方法主要包括频率扫描、谐波潮流计算和混合谐波潮流计算等,该方法多用于电能质量中谐波问题的分析。
频率扫描和谐波潮流计算在反映非线性负载动态特性方面有一定局限性,因此混合谐波潮流计算法在近些年中发展起来。其优点是可详细考虑非线性负载控制系统的作用,因此可精确描述其动态特性。缺点是计算量大,求解过程复杂。
3.3基于变换的方法
在电能质量分析领域中广泛应用的基于变换的方法主要有Fourier变换、神经网络、二次变换、小波变换和Prony分析等5种方法。
3.3.1Fourier变换
Fourier变换是电能质量分析领域中的基本方法,在实时系统中,通常采用短时Fourier变换方法(STFT)和快速Fourier变换方法(FFT)。
Fourier变换的优点是算法快速简单。但其缺点也很多:(1)虽然能够将信号的时域特征和频域特征联系起来观察,但不能将二者有机地结合起来。(2)只能适应于确定性的平稳信号(如谐波),对时变非平稳信号难以充分描述。(3)STFT的离散形式没有正交展开,难以实现高效算法;只适合于分析特征尺度大致相同的过程,不适合分析多尺度过程和突变过程。(4)FFT变换的时间信息利用不充分,任何信号冲突都会导致整个频带的频谱散布;在不满足前提条件时,会产生“旁瓣”和“频谱泄露”现象。
3.3.2神经网络法
神经网络理论是巨量信息并行处理和大规模平行计算的基础,它既是高度非线性动力学系统,又是自适应组织系统,可用来描述认知、决策及控制的智能行为。
神经网络法的优点是:(1)可处理多输入-多输出系统,具有自学习、自适应等特点。(2)不必建立精确数学模型,只考虑输入输出关系即可。缺点是:(1)存在局部极小问题,会出现局部收敛,影响系统的控制精度;(2)理想的训练样本提取困难,影响网络的训练速度和训练质量;(3)网络结构不易优化。
3.3.3二次变换法
二次变换是一种基于能量角度来考虑的新的时域变换方法。该方法的基本原理是用时间和频率的双线性函数来表示信号的能量函数。
二次变换的优点是:可以准确地检测到信号发生尖锐变化的时刻;精确测量基波和谐波分量的幅值。缺点是:无法准确地估计原始信号的谐波分量幅值;不具有时域分析功能。
3.3.4小波分析法
小波变换是新的多尺度分析数字技术,它通过对时间序列过程从低分辨率到高分辨率的分析,显示过程变化的整体特征和局部变化行为。常用的小波基函数有:Daubechies小波、B小波、Morlet小波Meyer小波等。
小波变换的优点是:(1)具有时-频局部化的特点,特别适合突变信号和不平稳信号分析。(2)可以对信号进行去噪、识别和数据压缩、还原等。缺点是:(1)在实时系统中运算量较大,需要如DSP等高价格的高速芯片。(2)小波分析有“边缘效应”,边界数据处理会占用较多时间,并带来一定误差。
3.3.5Prony分析法
Prony分析衰减的思想类似于小波。在该方法中,信号总是被认为可以由一系列的衰减的正弦波构成,这些衰减正弦波类似于小波函数。所以Prony分析方法和小波一样,可以做多尺度的信号分析。Prony分析的主要缺点是计算时间过长。
4电能质量的控制策略与技术
4.1几种电能质量控制策略
(1)PID控制:这是应用最为广泛的调节器控制规律,其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便,易于在工程中实现。当被控对象的结构和参数不能完全掌握,或得不到精确的数学模型时,应用PID控制技术最为方便。其缺点是:响应有超调,对系统参数摄动和抗负载扰动能力较差。
(2)空间矢量控制:空间矢量控制也是一种较为常规的控制方法。其原理是:将基于三相静止坐标系(abc)的交流量经过派克变换得到基于旋转坐标系(dq)的直流量从而实现解耦控制。常规的矢量控制方法一般采用DSP进行处理,具有良好的稳态性能与暂态性能。也可采用简化算法以缩短实时运算时间。
(3)模糊逻辑控制:知道被控对象精确的数学模型是使用经典控制理论的"频域法"和现代控制理论的“时域法”设计控制器的前提条件。模糊控制作为一种新的智能控制方法,无需对系统建立精确的数学模型。它通过模拟人的思维和语言中对模糊信息的表达和处理方式,对系统特征进行模糊描述,来降低获取系统动态和静态特征量付出的代价。
(4)非线性鲁棒控制:超导储能装置(SMES)实际运行时会受到各种不确定性的影响,因此可通过对SMES的确定性模型引入干扰,得到非线性二阶鲁棒模型。对此非线性模型,既可应用反馈线性化方法使之全局线性化,再利用所有线性系统的控制规律进行控制,也可直接采用鲁棒控制理论设计控制器。
4.2FACTS技术
FACTS,即基于电力电子控制技术的灵活交流输电,是上世纪80年代末期由美国电力研究院(EPRI)提出的。它通过控制电力系统的基本参数来灵活控制系统潮流,使输送容量更接近线路的热稳极限。采用FACTS技术的核心目的是加强交流输电系统的可控性和增大其电力传输能力。
目前有代表性的FACTS装置主要有:可控串联补偿电容器、静止无功补偿器、晶闸管控制的串联投切电容器、统一潮流控制器等。
4.3用户电力(CustomPower)技术
用户电力技术就是将电力电子技术、微处理机技术、自动控制技术等运用于中低压配电系统和用电系统中,其目的是加强配电系统的供电可靠性,并减小谐波畸变,改善电能质量。该技术的核心器件IGBT比GTO具有更快的开关频率,并且关断容量已达MVA级,因此DFACTS装置具有更快的响应特性。
用户电力技术概念的提出,有助于供电部门提供高可靠性和高质量的电力,也有助于满足各种新工艺用户对电力供应的更高要求。目前主要的DFACTS装置有:有源滤波器(APF)、动态电压恢复器(DVR)、配电系统用静止无功补偿器(D-STATCOM)、固态切换开关(SSTS)等。
5电能质量控制的发展方向
5.1研究电能质量分析控制领域的基础性工作
一方面要深入探索电能质量领域的基础性研究工作,包括电能质量的定义、评价标准与体系,电能质量问题的表现形式、影响因素、防治方法等。同时,积极研究电能质量控制的新方法、新技术和新策略,将更为先进、科学的控制理念和控制思想借鉴到电能质量管理领域。
5.2推广使用数字化电能质量控制技术
以DSP为基础的实时数字信号处理技术在控制领域得到广泛应用,其优点为:①可提高系统稳定性、可靠性和灵活性;②由程序控制,改变控制方法或算法时不必改变控制电路;③可重复性好,易调试和批量生产;④易实现并联运行和智能化控制。随着DSP性能的不断改善和价格的下降,电能质量控制装置将用DSP来实现实时信号处理从而取代模拟量控制。
5.3对电能质量检测技术的新要求
传统的检测仪器一般局限于持续性和稳定性指标的检测,而且仅测有效值已不能精确描述实际的电能质量问题,因此需要发展新的监测技术。具体要求包括:①能捕捉快速(ms级甚至ns级)瞬时干扰的波形;②需要测量各次谐波以及间谐波的幅值、相位;③需要有足够高的采样速率,以便能和得相当高次谐波的信息。④建立有效的分析和自动辩识系统,反映各种电能质量指标的特征及其随时间的变化规律。
5.4大力发展应用新技术
电力电子技术的应用可以大大提高电网的电能质量,FACTS、CusPow等新技术更是为解决电能质量问题开拓了广阔的前景,同时一些非电力电子技术的发展也很迅猛,将这些技术融合发展,并合理使用、大力推广,必然会逐步满足电力负荷对电能质量日益提高的要求。
参考文献
[1]DuganRC,MegranghanMF,BentyHW.E1ectricalpowersystemsquality[M].NewYork:McGrawHill,1996.
[2]DaubechiesI.Tenlecturesonwavelets[C].Philadelphia,Pennsylvania,SIAMMathematicalAnalysis,1992.
[3]ArumArora,etal.InnovativeSystemSolutionsforPowerQualityEnhancement[J].ABBReview,1998,(3):4-12.
电能计量设备管理工作由于项目申购、项目领用,无库存管理机制的管理模式,加之工作环节交叉,涉及部门多,沟通繁琐,工作及时率不高,对电能计量设备的供货及时性、营项目结算、库存物资管理等工作造成了一定的影响,主要存在以下问题:(1)分散式管理,工作量大且效率低。按在建工程项目上报物资需求,因全局营销项目数量多,电能计量设备需求数量大,按项目采购存在物资部门组织采购及合同签订的工作量大,完成全局的电能计量设备供货周期长,导致供货不及时;各使用单位上报本单位物资需求,存在需求不准,有一定的采购风险。(2)使用策略存在壁垒,造成资源浪费,影响项目施工进度。按项目维度进行管理,项目申购、项目领用,造成同属性物资不能通用于不同项目,造成大量物资闲置而无法使用于物资需求项目,严重影响项目施工进度及库存周转,造成财力、人力资源浪费。(3)工作界面不清晰。计量物资管理涉及物资部门与营销部门多个输入、输出接口;计量仓库与一般物资仓储配送、逆向物流管理流程略有不同,且在物资管理规定难以单独明确,如一般物资到货后要求2天内验收、2天内办理入库,但计量物资需待抽检合格后方可办理入库手续,时间可能长达1个月。实际运作时,计量物资管理流程仍有一些不清晰地方。在信息系统上,物资系统与营销系统都要操作。多套系统的单轨运行造成工作量巨大和责任不清。(4)信息不互通,管理不顺畅。电能计量设备管理过程繁琐且涉及多部门管理、在缺乏信息系统支撑的情况下,各部门间信息不通,存在线下沟通信息准确度不高、工作效率低下、严重影响计量设备及时供货或供货错误。(5)供应链未能全程监控。未建立电能计量设备库存管理机制,电能计量设备的出、入库未能跟踪及管理,造成公司无法及时、准确地知晓当前电能计量设备库存量,无法制定供应商送货计划及配送至各生产部门及区局计划。(6)质量服务风险不能有效监控。计量设备在未完成两检(抽检、强检)前付款供应商,造成有检测不合格表计需换货时,供应商服务不及时,严重影响不合格表计的换货进度,存在很大的财务风险;也不利于供应商管理。
2改进思路
对于电能计量设备管理工作中存在的问题,经过分析,确定通过重新梳理工作流程、规范管理制度的方式保障电能计量设备管理工作有序开展,避免工作交叉;通过以“大仓库、大配送”总体部署,围绕“标准设计、定额存储、动态补仓”供应策略为依据,建立电能计量设备储备定额管理机制,实现动态补仓机制,解决以项目申购采购供货周期长、项目物资无法共用,造成资源浪费的问题;通过建立电能计量仓储管理机制及物资属性库区,电能计量设备的出、入库有据可循,解决无供应商送货计划、无各生产部门及区局配送计划、仓库积压但无可用(检定合格)设备的问题;通过对信息系统的功能优化,实现业务系统之间的数据共享和业务贯通,提升信息系统对于电能计量设备管理工作的有效支持。
3改进措施
3.1优化管理流程为了避免业务工作的交叉,保障电能计量设备管理工作的顺利开展,以信息系统为基础,管理部门对电能计量设备管理流程进行了优化。新工作流程主要将电能计量设备管理工作和信息系统结合开展工作,通过计量检定系统、物资系统、营销系统、项目管理系统的信息共享,各业务系统间协同开展工作,实现一站式作业,提升电能计量设备管理工作效率,保障电能计量设备供货的及时性和规范性。新电能计量设备管理工作流程如图2所示。新流程改变了当前电能计量设备管理过程中需求申报、采购、检测(质检、检定)、配送、领用、安装的顺序管理,实现定额管理、采购和发码单据同步开展;改变多个部门需要反复沟通的问题,市场营销部上报年度电能计量设备储备定额后,直接以储备定额为依据进行补仓采购并授予条形码。
3.2规范管理制度管理部门同时明确了电能计量设备的管理要求,规定了各流程环节的工作时限及各岗位管理职责,改进了电能计量设备管理业务规则,明确了各管理节点岗位职责,具体如下:(1)优化品类,动态补仓。为缩短电能计量设备采购周期、解决项目物资无法共用,电能计量设备采购储备定额管理方式,由市场营销部上报年度电能计量设备储备定额量,物资部门以储备定额为依据实现动态补仓配送及动态补仓采购。(2)到货档案。采购设备到货仓库后,由该仓库仓管员2天内办理到货档案批次,并抽样送检。(3)检测(抽检、检定)。物资部门办理到货批次并送检后,由检测单位制定检测计划并安排检测工作,检测完成后通知仓管员回库。(4)配送至各生产部门及区局。各生产部门及区局发起补货需求后由仓管员2天内完成物资的配送工作。(5)补货规则,按电能计量设备采购四级补仓机制。各使用单位提出补货需求时,仓管员检查成品仓物资是否满足,满足则直接从成品仓进行补货配送;如成品仓不能满足则检查待检定仓物品量及检定计划;待检定仓物品无法满足则从待检仓进行补仓进行检定;当待检仓无法满足时检查同合供货情况,通知供应商送货或提交待检仓补仓采购需求。
3.3规范仓库管理规范物资仓库物资存储区域,划为仓库为待检区、检测区、换货区、成品区,电能计量设备存放仓库规范:电能计量设备到货后由仓管员存放至待检仓;由检测单位检测中的设备存放至检测区,检测不合格的物品存放至换货区,检测合格的物品存放至成品区,成品区的物品方可配送至各生产部门及区局安装使用。各生产部门及区局发生领用需求时,首先开具移库、配送各部门急救包的“营销计量仓”仓。这样既保证了仓库管理员账实一致,清晰掌控仓库各状态物资库存情况,保证物资供应及补货,又同时提升了工作人员的沟通效率。
3.4明确工作界面,优化信息系统功能明确工作界面,市场营销部负责营销项目下达及年度储备定额修编、物资部门负责物资供应、计量中心负责设备检测;各专业管理系统(物资系统、计量检定、营销系统、项目管理系统)根据新电能计量设备业务管理流程需求进行系统功能的优化,实现几个系统之间的信息共享及业务贯通。物资系统中可以自动依据一级仓、急救包的库存及年底电能计量设备定额自动提醒补货,物资部管理员实时根据系统的补货提醒进行补仓配送或补仓采购;到货后由仓管员收货、建立到货档案批次并抽样、送检;系统自动将抽取的样品及到货物品信息同步至计量检定系统,由检测部门检测负责人安排检测工作;检测完成后检测结果同步至物资系统;由仓管员将检测合格物品移库至成品区,成品区物品按需移库、配送至各生产部门及区局营销计量仓;各生产部门及区局根据营销系统供电服务订单情况维护工单,工单信息包含需求物资信息;工单建立完毕后自动同步至物资系统的营销计量仓管理员的领料待办提醒;营销计量仓管理员根据工单物资需求发送实物并办理领用手续;已领用电能计量设备同步至营销系统进行安装运行。
3.5建立电能计量设备生命周期档案库物资状态贯穿电能计量设备管理全过程,已签合同未到货、已到货未抽检、抽检中、抽检不合格、整批换货中、抽检合格、强检中、强检不合格、零散换货中、强检合格、已配送、已领用,运行中、已拆卸、已报废各状态物资一目了然。
4取得成效
通过对电能计量设备管理模式的优化,解决了历史上信息不能共享、项目物资不能共用导致库存积压但无项目需求可用设备、工作人员沟通繁琐、无检定计划、无补货计划、无配送计划,无库存跟踪等问题,重新规范了电能计量设备管理过程,优化了管理流程、提升了管理效率。(1)集中的储备管理策略,有效保障物资供应及时性。电能计量设备通过储备方式进行管理,围绕“标准选型、定额存储、动态补仓”供应策略,根据全局的实际需求制定科学的储备方案,并按照储备方案和实际用料需求进行实物采购和储备。改变以往按实际领料项目申购的分散管理的混乱现象,实现集中式的管理;同时,在储备方式的基础之上,制定完善的领用管理规范,破除以往领用项目难以互通的壁垒现象,形成补仓采购运作机制(资金预算、采购支付、核算机制),有效保障物资供应及时性,提升库存物资周转率,减少工程余料(定额物资)产生,提高资金使用率。从而有效提高管理的效率、降低成本,提高设备质量。(2)优化物资品类,降低采购成本。补仓采购机制的关键任务包括:标准选型及品类优化;颁布定额储备方案;落实财务预算;动态补仓机制;建立领用机制;JIT项目里程碑节点衔接;仓库分级管理;业务流程梳理及信息系统支撑。其中标准选型及品类优化是开展补仓采购工作的坚实基础,电能计量设备从以往的130多种品类优化至80种,极大程度上减少了仓储物资种类和补仓采购成本,充分发挥补仓采购管理模式的优势,提升资金的集成效益和物资服务水平。(3)规范“先抽检、后入库”运作模式,归避财务风险,保障在库设备质量。将以往“先入库、后抽检”调整为“先抽检、后入库”模式,解决以往供应商货到仓库后,由仓管员直接办理入库单,待入实物账、财务账后再进行抽检,存在的在库物资未抽检付款供应商存在一定的财务风险问题、检测不合格换货难的问题,从而归避财务风险、保障在库设备质量,缩短设备供货周期,减少在库设备量,提高仓库周转率,降低仓库管理成本。(4)补仓采购机制,缩短供货周期,减少需求误差,降低采购风险,物资供货及时率达100%。仓库结构优化为一级中心仓加急救包,根据各品类物资储备定额量,实时监控各使用单位急救包在库物资情况,自动发起补货需求,仓管员检查成品仓物资是否满足,满足则直接从成品仓进行补货配送;如成品仓不能满足则检查待检定仓物品量及检定计划;待检定仓物品无法满足则从待检仓进行补仓进行检定;当待检仓无法满足时检查合同供货情况,通知供应商送货或提交待检仓补仓采购需求。实现物资需求直接从急救包领用。提升了物资供货的时效性,减小需求误差,降低采购风险,有利于提升物资需求准确性以及计量设备管理水平。(5)己构建流畅的管理流程,提高管理规范性。制定了电能计量设备管理管理要求,明确各个部门的职责和工作界面,梳理清晰的电能计量设备管理流程并进行优化提升,使得电能量计量设备的管理能够畅通、高效。(6)全生命监控计量设备管理过程信息。通过梳理和规范电能计量设备的管理,对电能计量设备全生命管理过程的各个业务环节进行业务梳理,明确时效性要求的管理指标,保障电能计量设备的采购、检测、配送等工作有序、顺利开展;通过信息系统进行全生命周期过程进行监控,实现各信息系统之间的数据联动与共享,保证了数据的一致性及减少数据的重复录入,大大提高管理的效率和质量。(7)条形码规范化管理,单个设备管理过程清晰了然。梳理规范各类电能计量设备条码规则,合同签订环节生成条码,供应商按码生成并贴码,单个设备系统档案及实物唯对应,解决以往无法掌控到单个设备的全生命周期情况,通过实物标识实现。图3为计量物资全生命周期信息展示平台示意图。(8)建立档案批次管理机制,保障在运行设备的精确可靠、稳定性。同批到货设备建立档案批次,在运行设备抽检根据单个设备的运行稳定性跟踪该批次设备的运行情况,大大保障在运行设备的精确可靠,解决以往运行抽检只能针对单个设备进行检测、更换,无法针对整批同属性设备的质量跟踪。(9)实现电能计量设备管理的效率、成本、服务的最优化。通过以上从管理制度、管理规范、部门职责、信息化实现等多个方面进行梳理和优化,已基本实现电能计量设备管理的效率、成本、服务的最优化。
5结束语
我国既是一个能源大国也是一个能源小国,这一点已经得到了人们的普遍认同,尤其是随着当前社会的快速发展,能源的短缺问题已经逐渐的凸显出来了,因此,当前我国才提出了建设节约型社会的主张,电力能源作为我国能源使用的一个重要部分更是应该加强节约保护,而对于电力能源的节约保护来说,做好电力计量工作是一个前提基础。就当前我国的电力计量技术运用现状来看,还存在着很多的问题,其缺陷不仅仅在于电力计量技术运用的管理体制和管理机构上,在电力计量技术的本身上也存在着一些问题影响着电力计量工作的质量,尤其是当前很多电力计量技术的运用在很大程度上造成了电力能源在整个电力网络运输过程中的损耗,这就对于整个电力系统内的节能降耗工作造成了较大影响,可见,电力计量不仅仅是电力网络中的一部分,其对于节能降耗也具有较强的影响作用,而就当前我国电力计量技术运用中的节能降耗效果而言,还存在很多的问题需要我们一一解决,逐步完善,尤其是对于电力企业来说,要把电力计量技术的提高切实放在电力企业自身发展的战略位置来研究和实践,就当前我国电力计量技术运用中的主要研究方向来看,智能电表的使用可以说是较为有效地途径,所以在今后的电力计量技术研究中,我们应该加强对于智能电表的研究和探讨,推广智能电表的普及和应用,切实做好电力节能降耗工作。
2.节能降耗的电力计量技术的应用
在电力计量技术的运用过程中做好节能降耗工作是极为必要的,其成果也是较为明显的,具体来说,我们可以从以下几个方面采取措施加强节能降耗在电力计量技术运用中的效果。
2.1改进电力计量技术设备
对于电力计量技术而言,要想加强其节能降耗效果就必须注重对于电力计量技术设备的管理,尤其是对于当前我国常用的传统电力计量设备来说在很大程度上影响了电力计量过程的节能降耗效果。基于此,我们必须加强对于电力计量技术设备的研究,切实提高设备的技术水平,尤其是要加强电力计量技术设备对于当前一些先进技术的利用,比如对于智能化技术和信息化技术来说,如果能够很好地融入到电力计量技术设备中就能够很好地完善电力计量技术设备的缺点,提高电力计量技术设备的使用效率,减少一些不必要的电力能源损耗,这也是当前我国电力计量技术研究的一个主要方面,尤其是当前对于智能电表的研究和使用已经具备了一定的成效,这就更进一步验证了加强电力计量技术设备研究能够促进我国节能降耗工作效果的可行性。
2.2规范电力考核制度
加强电力计量过程中节能降耗效果的另一个办法就是规范当前的电力考核制度,完善电力考核方法,尤其是对于用电大户来说,更应该加强对其电力使用的考核和监管,对其节电效果进行综合的评测和审查,并且针对考核的结果采取相应的措施,进而规范用电企业的用电状况,当然这一考核和评测过程都离不开电力计量技术的参与。
2.3完善电力计量技术系统
做好电力计量工作中的节能降耗效果还必须完善当前的电力计量技术系统,当前我国电力计量技术系统因为其复杂性和综合性较强,所以存在着很多的漏洞和缺陷,只有针对这些问题进行必要的完善才能够确保节能降耗工作的顺利开展。
3.智能电表在电力计量节能降耗中的应用
在电力计量工作中进行节能降耗建设的一个突出代表就是智能电表的使用和普及,具体而言,智能电表在电力计量中的运用对于节能降耗来说起到的作用是极为明显的,其具体表现有以下几个方面:
(1)计费方式更加科学合理,智能电表的一个主要功能就是其能够进行不同费率和时段的切换,这也是智能电表有别于传统电表的一个主要方面,这种计费方式的一个好处就是能够有效提高用电者用电节能意识,避免一些不必要的电力能源消耗;
(2)对于整个的电力网络进行时时刻刻的检测和管理,进而提高了电力网络的完整性,确保电力网络的顺利运行,避免了一些电力能源的损耗,并且智能电表还能够根据整个电力网络的电力需求状况调整整个电力网络的电力配置,起到一定的管理作用,进而确保电力网络运行的有效性,最终达到节能降耗的目的;
(3)智能电表使用的一个最为突出的优势就是其提高了电力计量的节能效果,在具体的使用过程中,智能电表能够根据用电器的具体状况来自行分配电力能源到用电器上,加强了用电器的用电管理和监控,进而确保了电力能源的有效利用,达到了节能降耗的目的。
4.总结
关键词:网络性能测量技术性能指标分析与研究
1.引言
随着Internet技术和网络业务的飞速发展,用户对网络资源的需求空前增长,网络也变得越来越复杂。不断增加的网络用户和应用,导致网络负担沉重,网络设备超负荷运转,从而引起网络性能下降。这就需要对网络的性能指标进行提取与分析,对网络性能进行改善和提高。因此网络性能测量便应运而生。发现网络瓶颈,优化网络配置,并进一步发现网络中可能存在的潜在危险,更加有效地进行网络性能管理,提供网络服务质量的验证和控制,对服务提供商的服务质量指标进行量化、比较和验证,是网络性能测量的主要目的。
2.网络性能测量的概念
2.1网络性能的概念
网络性能可以采用以下方式定义[1]:网络性能是对一系列对于运营商有意义的,并可用于系统设计、配置、操作和维护的参数进行测量所得到的结果。可见,网络性能是与终端性能以及用户的操作无关的,是网络本身特性的体现,可以由一系列的性能参数来测量和描述。
2.2网络性能参数的概念
对网络性能进行度量和描述的工具就是网络性能参数。IETF和ITU-T都各自定义了一套性能参数,并且还在不断的补充和修订之中。
2.2.1性能参数的制定原则
网络性能参数的制定必须遵循如下几个原则:
1)性能参数必须是具体的和有明确定义的;
2)性能参数的测量方法对于同一参数必须具有可重复性,即在相同条件下多次使用该方法所获得的测量结果应该相同;
3)性能参数必须具有公平性,即对同种网络的测量结果不应有差异而对不同网络的测量结果则应出现差异;
4)性能参数必须有助于用户和运营商了解他们所使用或提供的IP网络性能;
5)性能参数必须排除人为因素;
2.2.2ITU-T定义的IP网络性能参数
ITU-T对IP网络性能参数的定义[2]包括:
1)IP包传输延迟(PacketTransferDelay,IPTD)
2)IP包时延变化(IPPacketDelayVariation,IPDV)
3)IP包误差率(IPPacketErrorRateIPER)
4)IP包丢失率(IPPacketLassRate,IPLR)
5)虚假IP包率(SpuriousIPPacketRate)
6)流量参数(Flowrelatedparameters)
7)业务可用性(IPServiceAvailability)
2.2.3IETF定义的IP网络性能参数
IETF将性能参数[3]称为“度量(Metric)。由IPPM(IPPerformanceMetrics)工作组来负责网络性能方面的研究及性能参数的制定。IETF对IP网络性能参数的定义包括:
1)IP连接性
2)IP包传送时延
3)IP包丢失率
4)IP包时延变化
5)流量参数
2.3网络性能结构模型
从空间的角度来看,网络整体性能可以分为两种结构:立体结构模型和水平结构模型。
2.3.1立体结构模型
IP网络就其协议栈来说是一个层次化的网络,因此,对IP网络性能的研究也可以按照一种自上而下的方法进行。可以以IP层的性能为基础,来研究IP层不同性能与上层不同应用性能之间的映射关系。
2.3.2水平结构模型
对于网络的性能,用户主要关心的是端到端的性能,因此从用户的角度来看,可以利用水平结构模型来对IP网络的端到端性能进行分析。
3.网络性能测量的方法
网络性能测量涉及到许多内容,如采用主动方式还是被动方式进行测量;发送测量包的类型;发送与截取测量包的采样方式;所采用的测量体系结构是集中式还是分布式等等。
3.1测量包
网络性能测量中,影响测量结果的一个重要因素就是测量数据包的类型。
3.1.1P类型包
类型P是对IP包类型的一种通用的声明。只要一个性能参数的值取决于对测量中采用的包的类型,那么参数的名称一定要包含一个具体的类型声明。
3.1.2标准形式的测量包
在定义一个网络性能参数时,应默认测量中使用的是标准类型的包。比如可以定义一个IP连通性度量为:“IP某字段为0的标准形式的P类型IP连通性”。在实际测量中,很多情况下包长会影响绝大多数性能参数的测量结果,包长的变化对于不同目的的测量来说影响也会不一样。3.2主动测量与被动测量方式
最常见的IP网络性能测量方法有两类:主动测量和被动测量。这两种方法的作用和特点不同,可以相互作为补充。
3.2.1主动测量
主动测量是在选定的测量点上利用测量工具有目的地主动产生测量流量,注入网络,并根据测量数据流的传送情况来分析网络的性能。主动测量的优点是对测量过程的可控性比较高,灵活、机动,易于进行端到端的性能测量;缺点是注入的测量流量会改变网络本身的运行情况,使得测量的结果与实际情况存在一定的偏差,而且测量流量还会增加网络负担。主动测量在性能参数的测量中应用十分广泛,目前大多数测量系统都涉及到主动测量。
要对一个网络进行主动测量,需要一个测量系统,这种主动测量系统一般包括以下四个部分:测量节点(探针)、中心服务器、中心数据库和分析服务器。有中心服务器对测量节点进行控制,由测量节点执行测量任务,测量数据由中心数据库保存,数据分析则由分析服务器完成。
3.2.2被动测量
被动测量是指在链路或设备(如路由器,交换机等)上利用测量设备对网络进行监测,而不需要产生多余流量的测量方法。被动测量的优点在于理论上它不产生多余流量,不会增加网络负担;其缺点在于被动测量基本上是基于对单个设备的监测,很难对网络端到端的性能进行分析,并且可能实时采集的数据量过大,另外还存在用户数据泄漏等安全性和隐私问题。
被动测量非常适合用来进行流量测量。
3.2.3主动测量与被动测量的结合
主动测量与被动测量各有其优、缺点,而且对于不同的性能参数来说,主动测量和被动测量也都有其各自的用途。因此,将主动测量与被动测量相结合将会给网络性能测量带来新的发展。
3.3测量中的抽样
3.3.1抽样概念
抽样,也叫采样,抽样的特性是由抽样过程所服从的分布函数所决定的。研究抽样,主要就是研究其分布函数。对于主动测量,其抽样是指发送测量数据包的过程;对于被动测量来说,抽样则是指从业务流量中采集测量数据的过程。
3.3.2抽样方法
依据抽样时间间隔所服从的分布,抽样方法可分为很多种,目前比较常用的抽样方法是周期抽样、随机附加抽样和泊松抽样[4]。周期抽样是一种最简单的抽样方式,每隔固定时间产生一次抽样。因为简单,所以应用的很多。但它存在以下一些缺点:测量容易具有周期性、具有很强的可预测性、会使被测网络陷入一种同步状态。随机附加抽样的抽样间隔的产生是相互独立的,并服从某种分布函数,这种抽样方法的优劣取决于分布函数:当时间间隔以概率1取某个常数,那么该抽样就退化为周期抽样。随机附加抽样的主要优点在于其抽样间隔是随机产生的,因此可以避免对网络产生同步效应,它的主要缺点是由于抽样不是以固定间隔进行,从而导致频域分析复杂化。
在RFC2330中,推荐泊松抽样,它的时间间隔符合泊松分布,它的优点是:能够实现对测量结果的无偏估计、测量结果不可预测、不会产生同步现象。但是,由于指数函数是无界的,因此泊松抽样有可能产生很长的抽样间隔,因此,实际应用中可以限定一个最大间隔值,以加速抽样过程的收敛。
4.性能指标的测量与分析
4.1连接性
连接性[5]也称可用性、连通性或者可达性,严格说应该是网络的基本能力或属性,不能称为性能,但ITU-T建议可以用一些方法进行定量的测量。目前还提出了连通率的概念,根据连通率的分布状况建立拟合模型。
4.2延迟
延迟的定义是[6]:IP包穿越一个或多个网段所经历的时间。延迟由固定延迟和可变延迟两部分组成[7][8]。固定延迟基本不变,由传播延迟和传输延迟构成;可变延迟由中间路由器处理延迟和排队等待延迟两部分构成。对于单向延迟测量要求时钟严格同步,这在实际的测量中很难做到,许多测量方案都采用往返延迟,以避开时钟同步问题。
往返延迟的测量方法是:入口路由器将测量包打上时戳后,发送到出口路由器。出口路由器一接收到测量包便打上时戳,随后立即使该数据包原路返回。入口路由器接收到返回的数据包之后就可以评估路径的端到端时延。4.3丢包率
丢包率的定义是[9]:丢失的IP包与所有的IP包的比值。许多因素会导致数据包在网络上传输时被丢弃,例如数据包的大小以及数据发送时链路的拥塞状况等。
为了评估网络的丢包率,一般采用直接发送测量包来进行测量。对丢包率进行准确的评估与预测则需要一定的数学模型。目前评估网络丢包率的模型主要有贝努利模型、马尔可夫模型和隐马尔可夫模型等等[10]。贝努利模型是基于独立同分布的,即假定每个数据包在网络上传输时被丢弃的概率是不相关的,因此它比较简单但预测的准确度以及可靠性都不太理想。但是,由于先进先出的排队方式的采用,使得包丢失之间有很强的相关性,即在传输过程中,包被丢失受上一个包丢失的影响相当大。假定用随机变量Xi代表包的丢失事件,Xi=0表示包丢失,而Xi=1表
示包未丢失。则第i个包丢失的概率为P[Xi|Xi-1,Xi-2,…Xi-n],Xi-1,Xi-2,...Xi-n取所有的组合情况。当N=2时,该Markov链退化为著名的Gilbert模型。隐马尔可夫模型是对马尔可夫模型的改进。
MayaYajnik等人所作的172小时的测量试验[11]结果表明,在不同的数据采样间隔下(20ms,40ms,80ms,160ms)采用三种不同的丢包率分析模型进行分析得到的结果完全不同,在不同的估计精确度的要求下实验结果也各有不同。因此,目前需要能够精确描述丢包率的数学模型。
4.4带宽
带宽一般分为瓶颈带宽和可用带宽。瓶颈带宽是指当一条路径(通路)中没有其它背景流量时,网络能够提供的最大的吞吐量。对瓶颈带宽的测量一般采用包对(packetpair)技术,但是由于交叉流量的存在会出现“时间压缩”或“时间延伸”现象,从而会引起瓶颈带宽的高估或低估。另外,还有包列等其它测量技术。
可用带宽是指在网络路径(通路)存在背景流量的情况下,能够提供给某个业务的最大吞吐量。因为背景流量的出现与否及其占用的带宽都是随机的,所以可用带宽的测量比较困难。一般采用根据单向延迟变化情况可用带宽进行逼近。其基本思想是:当以大于可用带宽的速率发送测量包时,单向延迟会呈现增大趋势,而以小于可用带宽的速率发送测量包时,单向延迟不会变化。所以,发送端可以根据上一次发送测量包时单向延迟的变化情况动态调整此次发送测量包的速率,直到单向延迟不再发生增大趋势为止,然后用最近两次发送测量包速率的平均值来估计可用带宽
瓶颈带宽反映了路径的静态特征,而可用带宽真正反映了在某一段时间内链路的实际通信能力,所以可用带宽的测量具有更重要的意义。
4.5流量参数
ITU-T提出两种流量参数作为参考:一种是以一段时间间隔内在测量点上观测到的所有传输成功的IP包数量除以时间间隔,即包吞吐量;另一种是基于字节吞吐量:用传输成功的IP包中总字节数除以时间间隔。
Internet业务量的高突发性以及网络的异构性,使得网络呈现复杂的非线性,建立流量模型越发变得重要。早期的网络流量模型,是经典流量模型,也即借鉴PSTN的流量模型,用poisson模型描述数据网络的流量,以及后来的分组火车模型,Markov模型等等。随着网络流量子相似性的发现,基于自相似模型的流量建模研究也取得了不少进展和得到了广泛的应用,譬如分形布朗运动模型和分形高斯噪声模型以及小波理论分析等等。高速网络技术的发展使得对巨大的网络流量进行直接测量几乎不可能,同时,大量的流量日志也使流量分析变得相当困难。为了解决这一问题,近几年,流量抽样测量研究已成为高速网络流量测量的研究重点。
5.网络性能测量的展望
网络性能测量中还有许多关键技术值得研究。例如:单向测量中的时钟同步问题;主动测量与被动测量的抽样算法研究;多种测量工具之间的协同工作;网络测量体系结构的搭建;性能指标的量化问题;性能指标的模型化分析[12]~[16];对网络未来状况进行趋势预测;对海量测量数据进行数据挖掘或者利用已有的模型(Petri网、自相似性、排队论)研究其自相似性特征[17]~[19];测量与分析结果的可视化,以及由测量所引起的安全性问题等等都是目前和今后所要研究的重要内容。随着网络性能相关理论、测量方法、分析模型研究的逐渐深入、各种测量工具的不断出现以及大型测量项目的不断开展,人们对网络的认识会越来越深刻,从而不断地推动网络技术向前发展。6.结束语:
本文对目前网络性能测量技术的主要方面进行了介绍和分析并对未来网络性能测量的研究重点进行了展望。
参考文献
[1]ITU-T建议1.350
[2]ITU-T,建议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"
PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建
[8]IETF,RFC2680,"AOne-wayPacketLossMetricforIPPM"
[9]H.SanneckandG.CarleGMDFokus,Kaiserin-Augusta-Allee31,D-10589Berlin,Germany,"AFramework
ModelforPacketLossMetricsBasedonLossRunlengths"
[10]MayaYajnik,SueMoon,JimKuroseandDonTowsley,"MeasurementandModellingoftheTemporal
DependenceinPacketLoss",DepartmentofComputerScienceUniversityofMassachusettsAmherst,MA01003
USA
[11]JacobsonV,"PathcharATooltoInferCharacteristicsofInternetPaths."
[12]LOPRESTIF,DUFFIELDNG,HOROWITZJ,etal.“Multicast-basedInferenceofNetworkInternet-Delay
Distributions”.UniversityofMassachusetts,Amherst,ComputerScience,TechnicalReportUM-CS-1999-055,
1999.
[13]DUFFIELDNG,LOPRESTIF.“Multicastinferenceofpacketdelayvarianceatinteriornetworklinks”.
IEEEINFOCOM2000[C].TelAvivIsrael,2000.
[14]HUANGL,SEZAKIK.“End-to-endInternetDelayDynamics”.IEICETechnicalReportofCQWG,May
2000.
[15]OHSAKIH,MURATAM,MIYAHARAH,“Modelingend-to-endpacketdelaydynamicsoftheInternet”
usingsystemidentification[A].InternationalTeletrafficCongress17[C].SalvadordaBahia,Brazil,2001.
[16]SueB.Moon,"MeasurementandAnalysisofEnd-to-EndDelayandLossinTheInternet"
[17]J.-C.Bolot.“End-to-endpacketdelayandlossbehaviorintheInternet”.InProceedingsofACMSIGCOMM,
SanFrancisco,August1993.
[18]V.Paxson,“MeasurementsandAnalysisofEnd-to-EndInternetDynamics”,Ph.D.dissertation,1997.