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2电力企业的安全文化建设的对策
2.1提升安全意识安全工作真正落到实处的关键在于人,从电力企业安全工作的主体看,要做好安全文化建设首先需要提升主体安全意识,因为人是保证生产顺利进行的计划者、执行者和控制者,与此同时,其也是事故的引发者和事故责任的承担者,大多数事故也是人为的,人的行为又是受思想意识支配,安全意识的强弱对安全生产有直接的影响,具体来说,对比安全操作技能,安全意识尤其重要,因为电力设备的缺陷需要人来发现和维护,作业环境中的事故隐患要依靠人及时发现和处理,安全意识强的人,不仅能够做到严格按照操作规程正确地作业,而且能够及时发现设备缺陷和事故隐患,相反,安全意识淡薄的人一般也是违章作业的主体,忽视安全导致事故的频繁发生。所以,电力企业安全文化建设必须把培养职工树立牢固安全意识,使员工从思想上重视安全生产,把安全文化建设作为企业文化建设的重点环节来抓,电力企业安全文化要强调人这一内因在保证安全上的主导作用,提高职工的安全意识就是对职工的关心和关爱,要强调以人为本,保护员工合法权益,不断提升员工应对安全事故的能力。
2.2加强安全教育电力行业的技术性特征明显,这就需要有一个统一的职业规范来指导安全生产,而职业规范的形成,一定程度上依赖于加强安全教育和对职工进行安全生产技术培训,改进员工的安全生产思维方式,使员工各就其位,帮助员工形成一种统一的行为准则,规范员工的安全技术行为,提高工作效率和安全监管水平,是电力电力企业安全文化建设另一关键。对电力员工进行安全思想教育的方法很多,一般来说主要是对受教育者大脑皮层进行外来因素的刺激,灵活多样的形式会增强教育效果,而枯燥的教育会导致麻木或者厌烦,电力企业对员工进行安全思想教育,可采取以下几种方式:①理性灌输,主要是让员工明确基本要求,认清安全生产的方针、规章、目标,强化记忆内容,强化意识,严守规程;②心理调试,即研究作业者的心理活动特征,针对不同对象的不同原因,采用不同的思想政治工作方法克服非理智行为,及时发现作业者的异常现象,耐心地帮助作业者克服心理障碍;③案例剖析,选择具有典型的事故案例,模拟事故现场,分析其事故产生的根源,通过视觉对模拟现场的观察,对照规章找出事故中暴露的问题,让员工吸取教训,是治疗松劲麻痹心理的一剂良药。
2.3提升职工素质安全文化建设是预防事故的基础性工程,安全知识缺乏是导致事故发生的一个重要原因,职工素质的高低和企业安全生产有着重要关系,是电力企业安全文化的重要支撑,有了素质高的职工,电力企业安全生产工作就容易开展,电力企业安全文化的品位就高,高素质的职工能够保证电力企业有着较好的生产技能和自身防护能力。因此,现阶段要提升电力企业职工的职业道德素质和专业技术素质,同时努力提高职工的思想政治素质,协调的人机环境关系,创造一种良好的安全人文氛围,对人的不安全行为产生控制作用,而,解决人的安全意识和素质问题,需要高度重视人的生命安全,这些都必须要有高素质的职工队伍为基础,以达成电力企业安全文化建设的目标。
2.4完善安全机制安全机制是一种有利于调动职工的安全生产积极性的重要方式,安全机制是实现安全生产的重要管理手段,可以实现安全生产良性循环,从而使电力企业获得较高的安全水平,电力企业要进行安全文化建设,需要建设和完善以下几个方面的安全机制:①完善安全保证机制,通过公司制度安排,突出以安全第一责任者为核心的安全保证作用,建立适应现代安全管理,实行各级行政正职为安全第一责任人的制度,形成行为有规范、考核有依据的制度体系;②强化安全监督机制,不仅包括企业内部的监督,还包括新闻媒体的舆论监督;③建立安全教育培训和激励机制;④层层签订安全目标责任书,建立安全风险共担机制。这些来自生产实践的安全生产机制,和电力企业安全文化建设息息相关,是电力电力企业安全文化建设的重点内容,是保证电力安全的治本之举,对于促进电力企业安全文化建设意义重大。
数字化时代的到来,对电力信息系统服务服务功能的不断完善产生了深远的影响,一定程度上扩大了电力企业的产业规模。与此同时,随着电力信息系统运行中所承载信息量的不断加大,电力信息安全能否得到有效的保障,影响着电力系统的稳定运行。因此,需要采取科学的监控方法,实现电力信息系统长期运行中的实时监控,确保所有电力信息安全性。
1电力信息安全基本组成架构分析
电力信息安全所关注的是所有电力信息的安全有效性,并严格遵循信息保密性、可用性、完整性及可控性原则,确保电力系统的稳定、高效运行。实现这样的发展目标,需要明确电力信息安全基本组成架构,最大限度地满足电力系统安全运行的多样化需求。当前电力信息安全基本组成架构包括:①电力信息流结构。该结构的存在是为了确保各项电力业务的顺利开展,确保了电力信息的安全传递;②性能可靠的电力信息网络结构。通过专用网络与公用网络配合使用电力信息网络结构的合理设置,可以保障电力信息安全,确保了电力网络结构与互联网的有效结合;③完善的电力信息安全预防与保护体系结构。该结构的设置与不断完善,实现了电力信息系统组成结构的科学划分,为电力信息安全策略的制定提供了重要的参考依据,也为电力信息系统的安全运行打下了坚实的基础。
2电力信息安全监控系统构建要点分析
电力信息安全监控水平的提升,依赖于安全监控系统构建,从而实现电力信息系统运行及电力信息传递的实时监控。同时,随着电力企业业务量的不断加大,对电力信息安全管理提出了更高的要求,需要注重电力信息安全监控系统构建,明确系统的主要功能及相关的支撑技术。
2.1安全监控系统的主要功能
电力信息安全监控系统的主要功能包括:确保所有信息化设备的完好性;实时监控信息化监控系统运行,了解其安全状况。通过在线监视的方式,有利于提升电力信息化设备的安全管理水平,促使信息化系统长期处于稳定的运行状态,优化资源配置的同时保持系统良好的安全性。具体表现在:①对所有电力信息化设备进行安全管理。在这种管理方式的作用下,可以实时地监视信息设备的运行状态,合理配置各种信息设备,并对设备进行维护与升级;②对系统运行进行实时安全管理。通过对信息系统运行状况了解,可以有效的应对各类突发事件,促使系统中存在的问题能够得到及时处理。在这种安全管理模式中,系统运行信息采集中是以网络节点为单位,能够对各类安全事件进行实时响应,可以显示出系统的运行状态;③离线状态下进行安全性分析,促使其中的安全数据能够得到分析与处理,逐渐形成完善的安全机制,并获得安全评估报告;④对用户、系统日志、安全制度等进行日常管理,并通过安全监控中心对下级电力信息安全进行检查与评估。
2.2安全监控系统的主要支撑技术
电力信息安全监控系统服务功能的不断完善及服务范围的扩大,对各类技术有着较强的依赖性。因此,需要了解该监控系统的主要支撑技术。这些技术包括:①面向对象的高效管理组织技术。通过对电力信息系统中各对象特征的深入分析,可以进行高效管理;②适用范围广的数据统一管理技术。在该技术在支持下,可以提高电力信息安全监控系统运行效率;③电力信息化设备管理技术。将设备内部或者外部与计算机相连,能够在标准协议支持下确保各设备的安全使用;④确保各厂商产品信息共享的安全管理适配器技术。
3电力信息安全分析
为了提高对电力信息安全的正确认识,需要构建相关的模型对电力系统安全事件可能造成的影响进行分析,从而为电力信息安全控制提供保障。构建模型进行电力信息安全分析时,需要从这些方面入手:①确定所有信息安全事件可能影响电力系统安全的集合;②对电力信息安全隐患相关性进行分析,大致确定各类安全事件可能发生的概率;③通过信息安全事件结合及安全隐患相关性分析,确定信息安全事件权重。
4结束语
综上所述,合理设置电力信息安全基本架构,构建可靠的电力信息安全监控系统,可以确保电力信息安全,增强电力系统运行稳定性。因此,未来电力信息系统构建中应充分地考虑电力系统正常工作的具体要求,注重电力信息安全分析,灵活运用信息技术及专业技术手段保持电力信息安全监控系统运行良好性,促使其中存在的问题能够得到高效处理。
作者:林康 单位:首都医科大学附属北京世纪坛医院
参考文献
①“十二五”时期及今后十年水力投资将达到4万亿元,水力建设任务十分繁重,事故发生概率增加,安全生产压力加大;②极端天气和气象灾害频发,水力保障能力不足,因自然灾害引发事故的灾难风险加大。
1.2主观风险
①部分领导对于安全监理的重视度不够、思想认识不高,导致安全建立责任落实不到位,权责不统一;②部分地区安全监理机构不健全、监理制度不完善、安全监管不到位、安全教育不深入、不普及、不专业;③水电工程建设过程中,施工现场的安全监理工作较为薄弱,对基层、现场的安全生产监管存在层层衰减现象;④部分工程项目对排查出的安全隐患整改不认真、不全面、不彻底;⑤部分水力工程建设和运行人员安全意识不强,安全知识贫乏,甚至不顾生命危险进行违章作业。
1.3重大危险源
在水电工程施工过程中,存在以下重大危险源:高边坡(一、二级危岩边坡)作业;水上和大坝等高处作业;隧洞、地下工程作业;大型起重设备起重作业;大坝围堰填筑和拆除;汛期大坝基坑、厂房施工;爆破作业;大型设备设施安装与拆除;大型高排架(脚手架)、平台的搭设、使用和拆除;临时用电、防中毒、防卫生病疫、防汛防旱、防台风等。
2电力工程安全监理风险防范
2.1提高管理者的安全监理意识
要想提高水电工程施工的安全性,首先要提高工程管理者的安全监理意识。从思想上入手,加大宣传教育力度,使工程管理人员摆脱计划经济时代的陈旧思想观念,按照市场规律办事,尊重相关规章制度,积极配合安全监理工作,为安全监理工作提供支持。
2.2建立安全监理责任制
只有明确责任才能把工作落到实处,在水力水电工程安全监理工作当中有必要实施责任制,对安全监理的责任进行科学划分,然后落实到具体的岗位上,在水力水电工程中,最为主要的是明确总监理工程师和专业监理工程师的安全监理责任。①总监理工程师需要从较宏观的方面对工程安全进行监管,例如对施工单位资质的审核、对施工设计方案的审核、对施工技术和材料的审核以及事故的调查等。②专业监理工程师则主要负责预审工作,并随时向总监理工程师提出相关的意见和建议。③监理员主要职责是负责工地日常的安全监管工作,确保各项安全规定得到落实,并对异常情况进行及时反馈。
2.3制定安全检查制度
安全监理人员应拥有高度负责的工作态度。①要做好施工前的安全检查工作,对施工单位的资质、施工方案、施工技术、施工设备进行详细检查,逐条落实安全规定,对于不符合要求的坚决不许开工。②做好施工阶段的安全检查工作,在施工阶段检查中,监管人员要做好安全巡视工作,定期到工程现场实施检查,尤其是对于关键环节和事故多发环节要进行重点监管,排查安全隐患,在检查时要做好相关记录,尽可能仔细全面地找出隐藏的安全隐患,然后针对实际情况采取相应消除解决的办法。同时进一步完善安全管理制度条例,不断进行细化和补充,对违反相关规定者进行严厉的批评教育和经济处罚,使员工时刻记住安全第一重要。
2.4强化安全教育和培训
电力工程建设过程中,安全培训是一大重要工作环节。不但要加大培训的范围,而且还要加大培训的频率和次数,培训内容则要涵盖安全监理需要关注和学习的安全知识和教育、安全生产的相关法律法规、车辆及特种机械安全驾驶和使用等。①在培训人员的范围上,主要包括车辆、船只、特种机械的驾驶人员和作业人员,包括农民工、季节工、临时工、本项目单位正式员工的学习和培训,同时也包括项目经理、工长、技术人员、管理人员的学习和培训。对于那些从事特殊工作、特殊危险工种的人员,必须要严格学习和培训,而且还要予以严格的考核,考试成绩合格者方可持证上岗。②对于电力工程建设安全教育的频率和次数,除了开工前的周期培训以外,还要在施工期间每一个月举行一次安全碰头或者安全交心讨论会议,极特殊情况下,还要召开安全紧急会议和培训会议。总之,只有从上至下地抓好的安全生产培训,才能确保安全监理和安全生产工作顺利有序进行,从而充分保障电力建设工程事业的和谐有序发展。
电力生产需要员工的责任意识较高,但是呢许多员工在实际操作时并没有严格遵循要求,有些还形成了不当操作习惯,这对于电力生产是不利的,员工工作时的错误操作惯性会有传染性,当有一个人有错误操作惯性习惯时,他周边的同事出现错误操作惯性习惯的概率也会增大,也因为是人员的惯性操作,所以大家都不会注意到这点,那么操作人员就很可能会让自己处于危险环境却还不自知。员工的精神状态也可以影响电力生产,对于素质较高的操作人员来说,即使自身的情绪产生很大的波动,也依然能将自己的注意力集中在工作中。但这只是少部分的员工能做到的,一般的员工状态不好时,就会难以集中自己的注意力,反应较于平常也会稍显迟钝,这样也会让电力安全事故发生的几率增大。
(二)无票状态下工作
电力操作其实是存在很大的危险,所以才会要求电力部门实行严格的有票作业制度,这样才能对于操作人员的安全进行保障。在一些小型的供电单位,暗藏着很多的无票作业现象,究其原因在于操作人员一般认为操作技术已经实践了许多次,熟练程度已经很高了,所以想要节省时间也因为办理票证太过麻烦,所以就经常性的省略操作票的填写,也正是这种省事偷懒的思想,才导致了安全事故的发生。电力生产本是要求精细和严肃的工作,工作人员的每一个操作都要进行严格的申请,不能擅做主张,有时,工作人员遗漏一个简单的操作申请,就会酿成惨剧。虽然有些不正规的操作所带来的安全隐患短时间内没有暴露出来,但长期如此肯定会让问题变得更加严重,那么造成的损失必然会非常大。
(三)器具管理不当
电力生产所用到的生产器具很多,所以对这些器具的管理对于能否生产安全起到很大的作用,而在很多的中小型的供电部门中,设备管理混乱也不被企业重视,器具标识不明且摆放混乱,合格标签缺少;购买到器具后也不注意器具保养,设备损坏后也没有及时修理,更有甚者设备在使用时依然是损坏的,这样一定会形成安全隐患,很有可能会威胁电力安全生产。
(四)管理制度不科学
在一些供电单位中,日常管理工作容易不被人重视,然而这些不被重视的日常管理工作往往是容易出事故的环节,日常管理出现的一些小问题很可能就是引起安全事故的原因。
(五)责任落实处理不当
电力生产的程序多,每道程序都存在危险,所以应该将每个程序的安全责任具体落实下去,才能更好的保证工作质量,保障工作安全的进行。事故发生建瓯,由于责任分工不明,难以确定每一步的事故责任,无法确定事故责任就会造成无法正确的处理及避免事故的再次发生,那么员工生产的积极性也会随之降低。
二、对电力安全管理的建议
(一)完善管理制度
健全的管理制度可以对操作提供规范的指导以指引员工进行正确的操作,所以制定制度的人员要先了解员工可能产生的习惯性违章行为,分析产生的原因,并加以制止,让那些可能产生的违章操作全部列入考核制度中,再对管理制度的实施进行加强,尽可能的在管理制度中列出违规操作所带来的危害,并且制定出相应的惩罚措施规范员工的操作。在管理制度实施下来后,电力部门需要组织所有的工作人员学习该制度,借此规范员工的生产操作。此外电力部门还需要增强员工的自我保护意识,让员工在危险发生时能尽力保护自己。这些可以通过开展一些安全培训来实行。
(二)关注员工状态
电力工作人员的工作枯燥,并且行业需要一旦有紧急事故发生他们必须尽快的处理好,所以他们所承担的压力其实是很大的,所以,对员工的身体和精神状态进行关注,尽量让员工身心都能保持健康也是我们的电力部门所需要落实的一项工作。对于电力生产这项工作而言,其生产存在的风险很高,所以也就需要工作人员工作时能够全神贯注的工作。倘若电力部门对员工的精神、身体状况不加以指导,那么危险发生时很可能会让员工的负面情绪得以助长,一旦情绪爆发,那么就可能会威胁到电力安全。所以电力部门要定期的对员工进行检查,尽量减少员工们负面情绪的产生,电力部门还能尽量让员工能有一个放松的空间,这些都有利于员工的身心发展。
(三)严格遵循制度
要实行安全管理制度那么就必须要先做好现场管理工作。在很多发生的电力事故惨剧中,引发的原因很多就是因为工作人员的操作大意,由此才致使事故的发生,工作人员的偷懒、图捷径,抑或是盲目自信、心存侥幸心理,都是致使事故发生的原因,而这给自己的家庭带来了痛苦,也让人民的财产遭受到损失,影响了社会的稳定。所以,电力部门要对这些多发的事故认真检查找出事故引发的具体原因,建立系统的改进方法,并将其做成规定,杜绝员工再次犯错。同时还可以在实行责任落实制度,将事故发生的责任落实到每一个人或部门的身上,公平严肃对失职人员进行处罚,一是让与事故相关的人员及其主要的责任人受到教训,同时也可警示其他的工作人员。
(四)严格管理工作器具
将工作器具购买、使用、维修、报废流程都详细的记录归档,器具的使用、报修等都需要严格有关的的流程。平时也要注意保养器具,倘若存在有不合格或破损的器具,那么应该立刻严禁员工进行使用。无论在何处施工,都需要检查器具是否合格才可以进行施工,否则就应该停止工作,这样才能最大程度的避免事故的发生。
(五)严格执行有票作业
强化对员工操作现场的管理,禁止员工无票工作。工作人员都要严格按照相关的工作票规范进行工作,一定要让操作票严格的进行执行、监查
随着社会经济的进步,电力行业正在向大电网、大系统的方向飞速发展,与之相对的电力科学技术也得到了相应的提高和改善,但电力系统的安全问题始终不能更好地预测和控制。从1996年北京的“1119”停电事故到2003年8月14日的北美大停电、2005年8月18日印度尼西亚的电网稳定失控,相关的法规制度和技术装备已基本齐全,但事故却依然还会发生。1986年4月,前苏联的切尔诺贝利核电站发生爆炸,从而发生极其严重的核泄漏事故,损失惨重。事后,在全面分析事故原因时,国际核安全组织首次提出安全文化的概念,并认为安全文化的欠缺是导致这次事故的主要原因。对事故的控制实践表明,软对策的效果优于硬技术。如今安全保障所缺的正是这样一种软对策,安全文化正是保证安全的最持久因素。安全文化是从属于组织文化的子概念,是在市场经济发展基础上形成的一种管理思想和理论,是在经验主义管理、科学管理的基础上逐步产生的,是占企业主导地位并为绝大部分员工所接受的一种管理理论。由此可见,加强电力企业的安全文化建设,有着十分重要的必要性和现实意义,这对电力行业乃至整个社会经济的稳定发展有着深远的影响。
一、电力企业安全文化状况需要评估
谈及安全文化,人们的普遍态度是比较抽象,甚至空泛。这也恰恰反衬了某些生产人员安全文化意识的淡漠,凸现了安全文化建设的紧迫性。国家首批注册安全工程师、安全专家徐德蜀先生曾强调说安全文化教育是提高全民的安全文化素质的最深刻、最根本的方法和途径;国家安全生产监督管理局也在2002年发出倡导:安全文化建设是预防企业事故的基础性工程,对保障安全生产具有战略性意义。电力企业安全文化的定义和内容可以表述为:以创造一个安全、舒适、高效的人文环境和生产条件为目标,以“以人为本”的理念为指导,以已有的安全生产经验为基础,以被激发出来的职工的内在潜能为动力,以系统工程思想为整合方法,使企业变为一个有扎实安全基础因而有市场竞争力的实体,这是一个系统工程,由此而积累和创造的安全精神财富和安全物质财富就是电力企业安全文化。电力企业安全文化的作用如下。a1导向作用。是指正确的安全生产的指导思想和健康的精神气氛。b1激励作用。人们越能认识安全生产的行为的意义,就越能产生安全生产的行为的推动力。c1凝聚作用。积极向上的安全生产的价值观,信念和行为准则使员工的安全行为更加自觉。d1协调作用。企业与员工、领导与员工、员工之间的利益融为一体,员工的需要与企业的安全生产目标一致,部门之间相互协调。电力企业安全文化的主体平台由安全知识、安全信仰、安全行为三大支柱构建支撑而成,缺一不可。根据马斯洛的需求层次理论,再结合这三大支柱的实现程度,电力企业的安全文化发展可分为三个阶段:要我安全(被动约束)我要安全(主动管理)我会安全(自律完善)。通过这一过程的完成,员工在电力生产过程中,不仅会产生对生产对象的认识和情感,而且还能意识到生产对象和生产过程中自我的安全,从而主动地对不安全因素进行改造,表现出一系列的安全行为,最终达到我能安全。当前,比较系统的电力企业安全文化建设才刚刚起步,更是没有形成一套科学的明确的评价方法。对电力企业的安全文化状况进行全面客观地评估,就能从整体上把握电力企业的安全文化建设状况,了解其处于安全文化发展的哪个阶段,把握住企业安全文化建设进行的广度和深度。然后,就可以对电力企业目前的安全文化建设方案采取相对应的改进措施,促进电力企业安全文化的进一步持久发展,提高电力企业的安全文化发展水平和生产效率,达到和谐、稳定、发展。
二、电力企业安全文化的评估方法
电力企业的安全文化评估是电力安全文化建设的一个重要环节。对安全文化进行评估又不等同于一般的安全性评估,现有的安全评估多是从生产设备、作业环境、安全管理三个领域进行,还没有更广地涉及到安全文化的领域。进行电力安全文化评估必须要遵循科学性、实际性和全面性的原则。安全文化内涵丰富,它的基本要素包括安全生产价值观、安全生产信念、安全生产行为准则、安全生产行为方式、安全生产物质表现、安全生产形象等,进而还可以再细分解成众多的构成部分。根据电力安全文化的特点,本文从安全意识、安全价值观、安全行为、安全现状四个方面出发,对某大型电力企业下属的9个不同电厂进行了问卷调查作为评估的取样,问卷设计过程采用专家谈话法,将安全文化的四个方面又更深入地分解成为500个小方面,做到了层层分解、细致分解、完全分解。进行安全文化评估可采用的方法有以下几种。a1目标管理法。确定安全文化建设所要达到的目标,对照目标对安全文化建设效果进行评价,看是否达到或在何种程度上达到了预期的目标。b1“知行”统一法。既看员工在安全意识和安全技能上了解的知识状况,又看其在安全实践中的行为表现。c1过程分析法。把安全文化建设的效果放在一个发展的过程中来考察,从发展的趋势、长远的时效来看待效果。d1比较鉴别法。通过比较对照来考察企业安全文化建设的效果。纵向的比较就是把同一对象在参加某项安全建设活动前后的情况加以对比,横向的比较就是在不同的主体间进行比较。e1个体评价和群体评价法。对安全文化建设在个体和群体中产生的效应分别作出评价和估量。f1单项评价和综合评价法。安全文化建设的诸多效果之间既有独立性又相互联系。以上对电力企业的安全文化评估方法均行之有效,但考虑到安全文化的内容丰富,评估结果和评价元素之间存在复杂的非线性关系,上述评估方法在实际操作中有的过于简单,考虑不够全面,致使各评价指标欠缺准确性,有的稍显主观,客观性不足,作出的评估结论不够科学;有的不具有明显的可比性,不能形成明确的概念;有的过于复杂,不便于操作,难以广泛推广。
三、人工神经网络原理
电力安全文化的丰富内涵和评价元素的多样性决定了这一评价系统会是一个复杂的非线性系统,评价起来不易实现。近年来迅速发展起来的人工神经网络(Artifi2cialNeuralNetwork,ANN)具有学习功能、联想记忆功能、非线性分布式并行信息处理功能,具有很强的非线性逼近能力,为电力企业安全文化评估系统的实现提供了新的思路和方法。人工神经网络是由大量处理单元广泛互连而成的网络,是对人脑的抽象、简化和模拟,反映人脑的基本特征,是根植于神经科学、数学、统计学、物理学、计算机科学及工程等学科的一种技术。BP网络(BackPropagationNetwork,BPNet2work)是神经网络的重要模型之一,由于其克服了简单感知器所不能解决的XOR等问题而得到了广泛应用。本评估系统采用的是三层BP网络(输入层、隐层、输出层)。激发函数采用非线性连续可导的Sigmoid函数:f(x)=11+e-x假设共有k个输入样本,每个样本的网络期望输出和实际输出的偏差为Ek=∑q(ykt-ckt)2/2式中:ykt为期望输出,ckt为实际输出。输入层和隐层之间权值为wij,隐层和输出层之间的权值为vjt,BP算法中权值的修正量与误差对权值的偏微分成正比:Δvjt=α9Ek9vjtΔwij=β9Ek9wij展开可得:Δvjt=αdktbkjΔwij=βekjαki其中:bkj=f(skj)skj=∑ni=1wijαki+ojdkt=(ykt-ckt)ckt(1-ckt)ckt=f(lkt)lkt=∑pj=1vjtbkj+rtekj=(∑qt=1dkjvjt)bkj(1-bkj)式中:αki是各输入样本,oj是隐层各神经元的阈值,rt是输出层各神经元的阈值。同理,可推导出阈值的修正量:Δrt=αdkt,Δoj=βekjk个输入样本的全局误差为E=∑mk=1Ek当全局误差满足给定的精度要求E<ε时,学习过程结束。基于此BP算法,在VisualBasic610平台上研制开发了电力企业安全文化评价系统,其中BP算法的流程。
四、网络训练需要考虑的问题
411评价指标的确立将安全文化的评估内容划分为安全意识、安全价值观、安全行为、安全现状四大方面,其下又分解为500个小的组成元素,这些小元素即为调查问卷的答案选项。取9个电厂中的6个作为训练样本,3个作为待检测样本。将6个电厂的员工对这些选项所做的答案作为BP网络的输入元素进行评测训练。为此,将员工对这500个备选选项的答案全部统计成百分比的形式,实现了评测指标的标准化。412网络结构的设定基于确立的评价指标,设定BP网络的输入节点为500个。因为三层的神经网络可以任意精度地逼近任意的连续函数,所以评价系统只采用了一个隐层,经过多次实验网络的收敛情况,设定隐层的节点数为14个。输出节点设定了3个,输出范围分别在0和1之间。BP网络的各个初始权值和初始阈值随机确定,学习速率取为016,网络的全局误差设定为0101。413学习过程中系统的调整为了能更精确地计算梯度向量,使误差收敛条件简单化,输入样本时可以采取批处理方式,让组成一个训练周期的全部样本都输入给网络之后,再用总的平均误差作为目标函数来调整权值和阈值。
五、训练过程及结果
1.2安全管理工作不到位我们都知道,电力工程的安全管理工作应该是融入到电力系统的整体维护当中,落到实处,可是一到实际工作当中,大多数的领导与管理者只是把电力工程安全管理工作放到了会议桌上或者空洞的安全口号上,没有深入实践的探讨安全对策,常常流于形式,没有取得实际地效果。
1.3安全规章制度不健全虽然我国存在现行的电力工程管理工作规定与制度,可是随着经济的快速增长与企业的不断发展,许多新的问题不断涌现出来。不仅已有的制度得不到落实并完善,而且在如今的电力工程施工过程中,施工人员不按规定进行操作的情况数不胜数,因此安全事故也频繁发生。
1.4安全责任工作落实不到位理论上讲,在生产过程中,电力企业安全管理工作必须签订安全责任书,可是在现实操作中,管理者们就忽略了这一点,他们通常只有敷衍的口头讲述或者纸上谈兵,在需要它的时候就不能发挥任何作用了。一旦发生事故,就出现互相推诿的情况,没法按照相关文件追究具体责任,结果就是不了了之,使得电力企业的经济损失惨重。
2电力工程管理中安全文化的建设措施
2.1健全电力工程管理体制完善电力工程的管理体制是促进实际生产安全进行的保障,要把安全生产作为所有工作的基础,找到适合企业自身发展的规章制度,综合考虑每一个因素,认真处理每一个细节。时常给全体职工提供具体的学习机会,使其充分认识安全生产的重要性,认真执行相关规定,树立安全生产意识。①要有制度,用制度去考核员工、奖惩员工以及约束员工。②建立健全的安全施工责任制度,并严格按照要求实施,做到安全任务目标的细化、量化。然后,从上到下,必须确保每一个人都签订了安全责任书,做到不留死角、不空岗位、纵向到底、横向到边;做到每一个人都有任务,每一个人都有责任,每一个人都有目标。同时,对于安全责任书,要确保其内容的完整性、实效性、合法性、合理性以及严谨性,每一个人都必须认真落实责任书所规定义务与职责,同时也可以充分享受权利,管理者要做好考核工作,确保一一达标。
2.2安全制度文化的完善安全文化制度是指在电力工程管理工作的开展中建立并逐渐完善起的安全管理方面的规章制度,是安全文化中较为硬性的管理指标,包括着负责安全管理的部门的组织架构、责任分工、安全生产条例及安全方面的法律法规等。电力行业中基本建立起针对电力工程的安全管理的规章制度,但制度中依然存在着尚需改进完善的地方,因此,管理工作者要进行安全管理规章制度的强化完善,对标准化、规范化的管理、运行、施工等的作业体系进行完善;对电力工程管理的安全形势进行及时的全面系统分析,以新的设备、新的技术完善具体的施工及运行,减少电力工程建设及运行中的安全事故,以新的安全理念的融汇使用,健全安全生产的管理条例及管理制度;分析电力行业的发展给电力工程管理带来的影响,以更加适应电力行业发展需求的安全管理的管理目标、安全行为规范、安全机制及规章制度等,引导安全管理工作的有序开展。
2.3进一步提升思想认识对于建设安全文化工作而言,关键在于企业管理者。管理者要充分认识到安全施工的重要性,然后结合自身发展特点,将安全文化工作落到实处,思想上更加重视安全文化建设。我们可以根据以下几个要点来实施:①必须要将企业安全问题融入到工作中去,时刻分析掌握发现的安全问题,如此便可以快速解决问题。②培养高度的敏感性,洞悉隐藏的安全问题,通过分析找出解决措施。在实际工作当中,管理者需深入实践,了解施工基层,体验具体工作,通过这样的实践发现问题并解决问题。现实工作当中,安全事故的发生频率很大程度上取决于领导对安全问题的重视程度,如果领导重视度高,发生安全事故的次数越少。
2.4安全环境文化的建设安全环境文化也是安全文化的重要组成,主要包括着设备、技术、工艺等的硬件环境及员工精神及企业安全品牌形象等软环境。在进行电力工程管理中安全文化的建设,需要管理人员确保安全环境文化建设所需资金的投入,以施工建设。运营生产及企业管理中的新技术、新工艺的研发应用,构筑坚强型的安全环境文化;重视员工在安全文化建设中所表现出的精神层次的需求,将企业文化与安全文化实施同步建设,树立起安全文化品牌,增强人员参与安全环境文化建设中的凝聚力等。
2.5加强安全意识培训,重视预防工作安全教育是提升员工的安全意识与管理者的管理水平的基础。管理工作者需根据具体操作状况,制定出一个合理有效的培训计划,做好全体员工的安全文化培训工作。并教育职工在日常工作当中注重积累安全施工的经验,这样可以减少安全事故的发生次数。要有定期的安全培训平台,这样能让到职工感受到公司对安全文化的重视度,从而积极学习安全文化。与此同时,做好预防工作,从员工的日常工作习惯与细节到机械设备的维护工作,始终坚持安全第一的原则,确保顺利开展电力工程管理工作。
本文立足于系统的稳定控制问题,结合新一代智能型低频低压减载装置的科研项目,研究了相关领域并提出了新的思想,为更深入的研究奠定了基础。
本文首先综述了电力系统安全稳定控制的研究现状,从控制理论及控制措施(装置)两方面概述了国内外的主要研究成果。最后简要介绍了安全稳定控制技术的发展趋势。
电力系统暂态能量函数直接法经过多年的研究,近来已取得重大进展,成为时域分析的重要辅助方法。本文第二章对暂态能量函数的基本理论和方法作了介绍,重点探讨了EEAC法及其在稳定切机控制中的应用。进一步的实用化还需要大量的工作。
多机系统频率动态过程是低频减载方案设计的重要依据,本文在原有线性化扰动模型基础之上,增加了发电机和负荷频率调节效应的影响,并进行了系统仿真研究。同时根据多机模型特点及仿真结果提出了一种基于多机系统的低频减载设计和整定新方案,与传统方案相比,该方案提高了低频减载性能及系统运行方式的适应性。
作为方案的一种实现,本文作者作为主要研制者之一研制开发了新一代微机智能型低频低压减载装置。第四章详细介绍了装置改进的软件测频算法,按功率定值减载的实现方法,软、硬件结构等关键技术措施。最后给出了装置的动模实验结果。
关键词:安全稳定控制低频低压减载暂态能量函数切机控制
EEAC频率动态过程频率仿真按功率减载测频算法
Abstract
Powersystemstabilitycontrol,onwhichextensiveattentionhasbeenpaid,isan
importantmeasuretosafeguardareliablepowersystem.Withthequickdevelopment
ofpowersystem,lotsofmorecomplicatedsecurityandstabilityproblemsareemerged.
Thesaferunningofpowersystemrequireseagerlytheresearchanduseofthelatest
technologyofcomputer,communication,electronicsandmoderncontroltheorytodevelop
andmanufacturestabilitycontrolsystemandautomaticallysafetycontrolequipment.
Inthispaper,stabilitycontrolofpowersystemisfocused.Newideaswhich
arethebasisofdeeperresearcharedevelopedonthebasisofextensiveresourceon
relatedfieldintheprocessofresearchinganewintelligentstyleunderfrequencyand
undervoltageloadsheddingequipment.
Thelatestresearchofpowersystemstabilitycontrolisreviewedfirstlyinthispaper.
Then,themainachievementsatcontroltheoryandcontrolequipmentareintroduced.At
theend,thetendencyofsafetyandstabilitycontroltechnologyisintroduced.
Afteryearsofresearch,directmethodusingtransientenergyfunctionofpowersystem
hasgottenimportantdevelopment,andhasbecomethemainmethodoftime-fiendanalysis.Inchapter2,basictheoriesofTEFmethodareintroduced,andtheEEAC
methodanditsapplicationinstabilitygeneratortrippingcontrolarediscussedcarefully.
Alotofworkstillneedtobedoneinordertomakepracticalachievement.
Thefrequencytransientprocessofmulti-generatorsystemistheimportantbasisofunderfrequencyloadsheddingschemedesign.
Inthispaper,theeffectsoffrequencyregulationofgeneratorandloadareincludedon
thebasisoflineardisturbancemodel,andsystemdigitalsimulationresearchisincluded
too.Accordingtothecharacteristicsofmulti-generatormodelandresultsofsystemdigitalsimulationresearch,anewdesignandset
schemeofunderfrequencyloadsheddingequipmentonthebasisofmulti-pared withconventionalscheme,
thisschemeadvancedthecharacteristicsofunderfrequencyloadsheddingequipment
anditsadaptivelytopowersystemrunningstyle.
Asawaytoactualizethisscheme,anewintelligentstyleunderfrequencyand
Undervoltageloadsheddingequipmentonthebasisofmicrocomputerisdevelopedin
thispaper.Inchapter4,theimprovedalgorithmoffrequencymeasurement,themethod
ofloadsheddingaccordingtopower,andthekeytechnologyofsoftwareandhardware
structureareintroducedindetail.Attheend,thephysicalsimulationresultsofthis
equipmentarelisted.
KEYWORDS:
powersystemstabilitycontrolunder-frequencyandunder-voltageloadshedding
transientenergyfunctionextendedequalareacriterion
generatortrippingfrequencydynamicalprocess
loadsheddingaccordingtopowerfrequencysimulationAlgorithm
目录
摘要
ABSTRACT
第一章绪论(1)
§1-1引言(1)
§1-2安全稳定控制研究现状(2)
§1-3论文的主要工作和章节安排(7)
第二章暂态能量函数与切机稳定控制(8)
§2-1多机系统的经典模型和暂态能量函数(8)
§2-2直接法的假设和扩展等面积定则(9)
§2-3切机模型及其实用判据(12)
第三章多机系统频率动态特性及低频减载的整定(15)
§3-1传统的单机模型及整定(15)
§3-2多机系统频率动态过程的数学模型(16)
§3-3多机系统频率动态过程的仿真计算(20)
§3-4低频减载设计方案新探讨(24)
第四章智能式微机低频低压减载装置的研究(26)
§4-1大电网频率电压紧急控制的新特点及新要求(26)
§4-2基于富氏滤波测频算法的改进研究(27)
§4-3智能式低频低压减载装置的设计原理(31)
§4-4装置动模试验报告(39)
第五章全文总结(43)
[论文关键词】电力信息安全策略
在全球信息化的推动下,计算机信息网络作用不断扩大的同时,信息网络的安全也变得日益重要,一旦遭受破坏,其影响或损失也十分巨大,电力系统信息安全是电力系统安全运行和对社会可靠供电的保障,是一项涉及电网调度自动化、继电保护及安全装置、厂站自动化、配电网自动化、电力负荷控制、电力营销、信息网络系统等有关生产、经营和管理方面的多领域、复杂的大型系统工程。应结合电力工业特点,深入分析电力系统信息安全存在的问题,探讨建立电力系统信息安全体系,保证电网安全稳定运行,提高电力企业社会效益和经济效益,更好地为国民经济高速发展和满足人民生活需要服务。
研究电力系统信息安全问题、制定电力系统信息遭受内部外部攻击时的防范与系统恢复措施等信息安全战略是当前信息化工作的重要内容。
一、电力系统的信息安全体系
信息安全指的是为数据处理系统建立和采用的技术和管理的安全保护,保护计算机硬件、软件和数据不因偶然和恶意的原因遭到破坏、更改和泄露。包括保密性、完雅性、可用性、真实性、可靠性、责任性等几个方面。
信息安全涉及的因素有,物理安全、信息安全、网络安全、文化安全。
作为全方位的、整体的信息安全体系是分层次的,不同层次反映了不同的安全问题。
信息安全应该实行分层保护措施,有以下五个方面,
①物理层面安全,环境安全、设备安全、介质安全,②网络层面安全,网络运行安全,网络传输安全,网络边界安全,③系统层面安全,操作系统安全,数据库管理系统安全,④应用层面安全,办公系统安全,业务系统安全,服务系统安全,⑤管理层面安全,安全管理制度,部门与人员的组织规则。
二、电力系统的信息安全策略
电力系统的信息安全具有访问方式多样,用户群庞大、网络行为突发性较高等特点。信息安全问题需从网络规划设计阶段就仔细考虑,并在实际运行中严格管理。为了保障信息安全,采取的策略如下:
(一)设备安全策略
这是在企业网规划设计阶段就应充分考虑安全问题。将一些重要的设备,如各种服务器、主干交换机、路由器等尽量实行集中管理。各种通信线路尽量实行深埋、穿线或架空,并有明显标记,防止意外损坏。对于终端设备,如工作站、小型交挟机、集线器和其它转接设备要落实到人,进行严格管理。
(一)安全技术策略
为了达到保障信息安全的目的,要采取各种安全技术,其不可缺少的技术层措施如下:
1.防火墙技术。防火墙是用于将信任网络与非信任网络隔离的一种技术,它通过单一集中的安全检查点,强制实糟相应的安全策略进行检查,防止对重要信息资源进行非法存取和访问。电力系统的生产、计量、营销、调度管理等系统之间,信息的共享、整合与调用,都需要在不同网段之间对这些访问行为进行过滤和控制,阻断攻击破坏行为,分权限合理享用信息资源。
2.病毒防护技术。为免受病毒造成的损失,要采用的多层防病毒体系。即在每台Pc机上安装防病毒软件客户端,在服务器上安装基于服务器的防病毒软件,在网关上安装基于网关的防病毒软件。必须在信息系统的各个环节采用全网全面的防病毒策略,在计算机病毒预防、检测和病毒库的升级分发等环节统一管理,建立较完善的管理制度,才能有效的防止和控制病毒的侵害。
3.虚拟局域网技术(VLAN技术)。VLAN技术允许网络管理者将一个物理的LAN逻辑地划分成不同的广播域,每一个VLAN都包含1组有着相同需求的计算机工作站,与物理上形成的LAN有相同的属性。但由于它是逻辑而不是物理划分,所以同一个LAN内的各工作站无须放置在同一物理空间里,既这些工作站不一定属于同一个物理LAN网段。一个VLAN内部的广播和单播流量都不会转发到其他VLAN中,有助于控制流量、控制广播风暴、减少设备投资、简化网络管理、提高网络的安全性。
4.数据与系统备份技术。电力企业的数据库必须定期进行备份,按其重要程度确定数据备份等级。配置数据备份策略,建立企业数据备份中心,采用先进灾难恢复技术,对关键业务的数据与应用系统进行备份,制定详尽的应用数据备份和数据库故障恢复预案,并进行定期预演。确保在数据损坏或系统崩溃的情况下能快速恢复数据与系统,从而保证信息系统的可用性和可靠性。
5.安全审计技术。随着系统规模的扩展与安全设施的完善,应该引入集中智能的安全审计系统,通过技术手段,实现自动对网络设备日志、操作系统运行日志、数据库访问日志、业务应用系统运行日志、安全设施运行日志等进行统一安全审计,及时自动分析系统安全事件,实现系统安全运行管理。
6.建立信息安全身份认证体系。CA是CertificateAuthority的缩写,即证书授权。在电子商务系统中,所有实体的证书都是由证书授权中心(CA中心)分发并签名的。一个完整、安全的电子商务系统必须建立起一个完整、合理的CA体系。CA体系由证书审批部门和证书操作部门组成。电力市场交易系统就其实质来说,是一个典型的电子商务系统,它必须保证交易数据安全。在电力市场技术支持系统中,作为市场成员交易各方的身份确认、物流控制、财务结算、实时数据交换系统中,均需要权威、安全的身份认证系统。在电力系统中,电子商务逐步扩展到电力营销系统、电力物质采购系统、电力燃料供应系统等许多方面。因此,建立全国和网、省公司的cA机构,对企业员工上网用户统一身份认证和数字签名等安全认证,对系统中关键业务进行安全审计,并开展与银行之间、上下级CA机构之间、其他需要CA机构之间的交叉认证的技术研究及试点工作。
(三)组织管理策略
信息安全是技术措施和组织管理措施的统一,“三分技术、七分管理”。据统计,在所有的计算机安全事件中,属于管理方面的原因比重高达70%以上。没有管理,就没有安全。再好的第三方安全技术和产品,如果没有科学的组织管理配合,都会形同虚设。
1.安全意识与安全技能。通过普及安全知识的培训,可以提高电力企业职员安全知识和安全意识,使他们具备一些基本的安全防护意识和发现解决某些常见安全问题的能力。通过专业安全培训提高操作维护者的安全操作技能,然后再配合第三方安全技术和产品,将使信息安全保障工作得到提升。
2.安全策略与制度。电力企业应该从企业发展角度对整体的信息安全工作提供方针性指导,制定一套指导性的、统一的安全策略和制度。没有标准,无法衡量信息的安全,没有法规,无从遵循信息安全的制度,没有策略,无法形成安全防护体系。安全策略和制度管理是法律管理的形式化、具体化,是法规与管理的接口和信息安全得以实现的重要保证。
1.1电力安全生产管理关乎到社会的稳定性
电力能源是人们日常生活中不可或缺的部分,各种电器设备种类繁多,如果电力企业出现生产运营障碍,就会导致电力供应中断,人们的生活处于混乱状态,严重影响到社会稳定性。从电力企业本身而言,其不仅涉及到经济利益,而且还具备公用事业的性质,因此电力事业的安全问题,也是关乎人们生产生活、维护社会长治久安的基础。
1.2电力安全生产管理对电力企业自身发展的影响
电力的发展是国民经济发展的重要保障。电力企业在生产运营中如果发生安全事故,甚至导致企业停产,会对企业的经济效益造成严重的影响。在电力行业竞争日益激烈的今天,不具备生产实力的企业必然会被市场淘汰。电力能源的需求日渐加大,更需要电力企业强化安全生产管理,以促进企业的经济效益和社会效益的可持续发展。
1.3强化安全生产管理是电力生产特点所决定
电力企业的生产运营是系统化管理过程。发电厂所生产的电能经过升压变电站传输到输配电线路上,再经由降压变电站,通过配电线路传递给用电客户。电力能源具有无法大规模储存的特点,因此需要在管理上形成产、供、销管理体系,促使电力能源的生产、供电和销售同时完成,并最大程度地确保电能的供需平衡。这就意味着电力生产过程中,发电、供电和需电要通过科学化调整,以确保合理供电满足用电需求。如果电力生产的任何一个环节发生问题,都会影响到电力企业运营的连续性和可靠性,甚至发生严重的连锁反应,因电力设备的损坏引起大面积停电。
2电力企业安全生产管理存在的问题
2.1电力企业安全生产管理意识匮乏
电力企业处于新的发展阶段,但在安全管理上仍然受到传统管理模式的影响而呈现出滞后性,与目前的多元化市场经济发展态势不相适应。与其他性质的企业有所不同,电力企业在很长一段时期内都存在着竞争优势,导致企业领导以及普通员工对安全生产不够重视,不仅在安全检查中敷衍了事,而且还缺乏自我安全保护意识。安全生产基础地位的削弱,危机意识的淡漠,甚至出现不按规章制度执行安全管理工作而导致意外事故发生,其没有采取必要的应对措施,导致严重的后果。
2.2电力企业安全生产管理职责不够明确
电力企业都根据企业发展需要制定了安全生产制度,但是在具体实施过程中,往往存在着责任不到位的现象。涉及到安全管理问题,往往存在着任务分配形式化,而没有落到实处。同时在安全生产管理中,缺乏管理责任的连贯性。电力企业的各项工作都是系统化管理,但是往往存在着负责生产管理的领导忙于生产任务,却忽视了安全生产调查研究工作,导致与生产相关的安全管理工作难以有效展开的现象。此外,在安全生产进程中,一些问题虽然是独立存在的,但是要彻底分析,就要多方面考虑,挖掘深层次原因。但是由于电力生产人员并没有对安全问题形成统一的认识,导致安全生产措施难以完善。
2.3安全管理人员缺乏隐患辨别力
受到电力企业管理思想的影响,管理人员自身的业务素质以及知识水平欠缺,责任感不够。电力生产环节中涉及到方方面面,缺乏工作责任感必然导致隐患辨别能力不够。对于一位承担安全管理责任的人员来讲,如果对危险源缺乏推断意识,就很难意识到生产环境中所存在的安全隐患。
3电力企业安全生产管理对策
3.1注重安全文化建设,树立安全生产管理意识
电力企业的安全理念是“安全第一,预防为主,综合治理”,那么安全生产管理就要以此为指导思想,确保电力企业生产工作安全而有效地展开。将安全文化建设纳入电力企业文化中,采用多种方式在电力企业内部普及安全常识。与此同时,还要根据需要开展针对性的安全生产培训工作,并组织形式多样的安全活动,诸如理论知识问答、安全技能竞赛等等,将安全意识灌输到企业每一位员工的观念意识当中。企业文化的作用是创造良好的文化氛围,安全文化建设伴随着企业文化展开,在电力企业中营造了良好的安全氛围。传统安全管理模式下可能出现的问题,诸如惯性违章现象、生产中的安全隐患等等,都会在安全教育和宣传效应下予以消除。当电力企业员工的安全生产意识增强了,即便是引进了新技术,更新了设备,也会积极主动地掌握相关知识,并对故障设备的处理进行深入探讨。
3.2电力企业安全生产管理职责要落实到位
将电力企业的安全生产管理体系建立起来,其中的各项管理职责落实到位。要坚持行政负责人为安全责任人的制度,从管理的角度制定安全生产计划。在实施全方位安全生产的时候,要对安全生产的路线和设备进行划分,将各个区域的责任进行分解并落实到责任人。为了促进全方位管理的新格局,还要求安全责任人签订《安全生产目标责任书》,并落实到绩效考核中。将安全生产与个人、班组以及部门的利益挂钩,并建立考核指标,实现安全管理全员化、全过程管理。
3.3强化电力企业的安全管理培训工作
电力企业将人力资源管理作为企业发展的基础,就是要建立一支高素质、技术过硬的电力人才队伍。开展必要的安全管理培训工作,一方面确保提高企业员工的综合技术素质,另一方面要强化企业员工的安全教育工作,以提高电力企业员工的安全意识。
随着太原有线电视数字电视平移工作的基本完成,在提供标清数字电视节目的同时,尝试传送高清电视节目已成为太原有线目前工作的重点。由于太原部分地区为模数混传,造成HFC(Hybridfibercoax)网的频率资源比较紧张,为了节省资源公司考虑对高清电视节目的传送采用256QAM(Quadmturemnptitudemodulation)方式,在相同的频率资源情况下,提高下行的流量。本文结合太原有线的实际情况就256QAM方式传输高清电视节目时的一些体会进行讨论。
太原有线目前的网络是750MHFC网络,共传输53套模拟电视节目和141套数字电视节目。并有CableModem数据业务。数字电视系统执行DVB-C(DigtiMVideoBroadcasting-Ca-hie)标准,采用64QAM的调制方式传输。由于数字电视信号干扰能力强、对网络各项参数指标要求低,实际测试证明只要现有的HFC网络指标正常,高清数字电视节目即可同标清数字电视节目一样以640AM方式正常传输。但由于有线网络的频率资源比较紧张,传输一套高清电视节目要占用4-5套标清数字电视节目的带宽,原来一个8M的模拟标准频道以64QAM方式,6.875的符号率可以传输6-8套标清数字电视节目,标清数字电视节目的码流一般在5M左右,而用于传送高清电视节目时只能传送一套高清电视节目,高清电视节目的码流大小一般为20M~27M,传送2套高清节目时码率在40M以上,超出了QAM调制器在640AM方式下38M的正常工作范围,因而无法在一个8M的模拟标准频道内传输两套高清电视节目,但是如果再增加一个8M的模拟标准频道,公司目前还没有多余频道资源可以使用。为此是否可以考虑在一个8M模拟标准频道内使用256QAM方式传输2套高清电视节目从而节省有线网络资源呢?理论上是可行的。以256QAM方式传送,符号率为6.875M,一个8M模拟带宽可传送50.9M的数据,满足两套高清电视节目的数据量。实际中是否是这样呢?是否和理论上一致呢?为此我们以太原有线网络为测试平台进行了测试,经过多次测试。最终实现了750MHFC网上以256QAM方式高清电视节目的传输,为以后256QAM方式全网传输全部数字电视节目积累了宝贵的经验。
太原有线数字电视前端使用的调制器是华为的InfoLinkDTX8200QAM调制器,输出电平范围在105db~120db,平时工作在110db,用户端接收端的输出电平为67db正负5db,数字电视机顶盒的工作电平为40db~80db。太原有线的HFC网每个光节点所带新装用户是500户,旧装用户为2000户,网络质量在不断提高,网络的抗干扰能力在不断增强,同时对所传节目上海文广高清和央视高清的码流分析得知它们的总码率为44M左右,加上本地EPG(EleotronieProgramGuide)的描述信息共46M左右,存在以256QAM方式单频点传输高清的可行性,为此太原决定以256QAM方式在163M频点上试传上海文广高清和央视高清两套高清节目。实际测试中发现,在用户端使用高清机顶盒接收高清节目时有马赛克、画面停顿、静帧等现象,更换其他的高清机顶盒接收后现象依旧,排除了终端机顶盒存在问题的可能,是不是有线网络的质量有问题?实际测试后发现HFC网络的各项指标如载波噪声(C/N)、基带指标(BER)、射频指标(MER)等均正常。同时传送高清的163M频点的电平也与传送标清的数字频点的电平在光发射机前作了平坦度的调整,但该频点的技术指标MER和BER较低。依据经验我们怀疑可能是传送高清电视节目台调制器有问题了,于是又换了一台同型号的调制器,但发现情况依旧,如果改用64QAM方式传送时则没有问题,于是分析163M频点上是否有干扰信号,实际测试后未发现有同频干扰信号,也没有因为接头工艺等造成的噪声干扰,为此我们尝试提高前端QAM调制器的输出电平来观察终端接收是否有变化,结果发现当调制器的输出电平大于110dh以上时,上述的马赛克等现象有所减轻,当调制器输出电平到达115db时,上述现象完全消失。但是新的问题产生了,该频点的电平提高后,该频点的电平与模拟频道的电平差超出了合理的范围,这样会影响光发射机的正常工作,需要作平坦度调整的工作,保证系统的平坦度。为此,我们在调制器的输出端加了9db的衰减器来降低该频点的输出电平,保证它与其他模拟频道的电平差保持在5db。事后我们对华为的QAM调制器进行了测试分析,发现它的工作范围在105db~120db,但当它以256QAM方式、电平在110db以下工作时,其射频输出的各项技术指标如MER、BER会产生劣化,从而影响数字电视节目输出质量,而当工作电平大于110db时,其各项射频输出指标逐步恢复正常,即随着输出增益的提高,射频输出的各项指标逐步改善。
通常情况下,有线网络上有源器件的工作状态是按照模拟频道的峰值电平选配和调整的。如果让数字频道的平均功率和模拟频道的峰值电平工作在相同的电平值,那么数字信号的峰值电平信号在进入有源器件时可能引起激光器削波或放大器饱和失真,造成这些峰值信号引起频谱再生。产生互调干扰产物,干扰其他频道的信号。所以通常建议数字频道平均功率要调整为比同系统的模拟频道峰值电平低10dB(64QAM)。对于256QAM要低6dB。通过这次以256QAM方式单频点传送高清电视节目,我们认识到当以256QAM方式传数字电视时,要保证用户端收看到高质量的数字电视节目,需要同时具备以下3点条件:
(1)要求有线HFC网的质量要比较好,各项技术指标符合行业标准。如:用户端的输出电平在70db左右,在BER<10-4时,64QAM的MER>25,256QAM的MEP>32。