环境监视系统范文

环境监视系统范文（精选9篇）

环境监视系统 第1篇

1 需求分析

1.1 确定需要监视的对象

明确系统中需要监视的设备项目。

主要包括:

1) 环境系统:机房温湿度;

2) 动力系统:供配电、UPS、直流系统、防雷;

3) 空调设备:正常与否;

4) 告警系统:声光告警、短信告警。

1.2 确定软件开发平台

采用组态软件。监控组态软件是一种主要应用于工业生产监视和控制的计算机软件, 它的目的是简单而迅速的帮助用户定制自己的工业生产监控系统。组态软件能实时监督动力及环境的各项参数, 并提供直观的图形界面显示。由于它提供了大量的易于使用的组件, 使得用户无需掌握复杂的编程知识, 短短几天就可以构建出属于自己的功能强大的监控系统, 因此相比用C++等编程软件编辑监控界面, 组态软件开发起来, 更加灵活、开放、方便。

1.3 确定监视对象的信号类型

信号类型只分为两类:

1) 开关量信号:开关量是非连续性信号, 顾名思义, 只有“开”和“关”有两种状态, 比如配电柜开关只有合闸和分闸这两种状态。在这套监视系统中属于开关量信号的有:配电开关、防雷器状态, 线路通断, 空调。采用DI输入模块, 将开关量状态转化为0、1的数字信号状态, 集中送往监控主机监视。

2) 模拟量信号:模拟量是连续变化的信号。采用AI输入模块, 将采集的模拟信号进行AD转换 (即模拟信号转换成数字信号) 进行传输。此监视系统中, 房间的温湿度, UPS的各项参数就属于典型的模拟信号。

1.4 确定采用的通信解决方案

1) RS485/232转换器。用以实现RS232的远距离传输或实现485线路和串口服务器的连接。采用光电隔离型产品 (常用的是单路转换器) 。

2) 串口服务器。将采集的信息透过总线传输到串口服务器, 配备RJ45网络接口, 可利用网络传输。

3) 交换机:可通过网线以及光纤分别接入机房监控主机和远程分机, 通过内部局域网, 实现远程监视, 实现无人值守。

2 系统设计方案

本系统基于组态软件平台, 将环境、动力、配电、防雷设备的监视状况, 以动态画面的形式实时的显示在监控主机上, 方便了维护人员的查阅, 监视, 管理。因为光纤的接入, 可连接广域网, 真正实现多处异地远程监视, 大大节约了人力资源。

监控系统主要分为硬件系统和软件系统。总体框架如图1示。

硬件系统:机房监控主机、交换机, 远程分机 (可扩展多台接入) , 串口服务器, 信号采集模块、通讯网路, 短信报警模块, 声光报警模块, 电量仪。

软件系统包含:组态软件, 通讯协议, 串口定义、人机界面、设备定义、参数设置、数据报表等。基于组态软件Web发布功能, 可以轻松的发布到Internet, 客户端使用标准的浏览器即可直接浏览整个工程。

2.1 组态软件

本系统采用紫金桥监控组态软件 (Real Info) , 它是紫金桥公司在长期的工程实践中逐步开发的一套计算机监控软件。软件拥有丰富而高效的数据采集手段。强大的数据处理功能。可以提供从量程转化、报警、历史记录到PID控制、设备管理再到关系库交互等多种多样的数据处理功能。逼真的图形系统, 能够逼真的重现工业现场过程。丰富的组件对象。通过简单的鼠标绘制即可在画面上生成Window组件、菜单系统、各种趋势、报警、以及各种复杂的报表系统。图2为监视系统主界面。

2.2 温湿度监测

良好的温湿度控制, 对延长设备使用寿命以及设备工作的稳定性是至关重要的。在设备间和UPS间各安装1个温湿度传感器实行监测, 监测数值经过模拟量通讯模块转换, 集中由电脑主机管理, 通过紫金山组态软件能动态直观显示机房当前温度和湿度数据, 以及历史数据报表。系统可根据民航导航台机房温度, 湿度相关规定要求, 设置温湿度的上下报警阈值。一旦机房的实时温度或湿度超过警戒阈值, 即刻启动报警程序 (监视数值由绿色变成红色, 声光报警, 并且通过GPRS短信模块给各个维护人员发送短信息) , 提醒维护人员及时调整空调的设置温度值 (根据各地导航台气候不同, 比如冬季可以关闭空调, 当温度不适宜再开启, 达到节约能源的目的) 。监视界面如图3所示。另外, 监控系统可以记录下机房的温湿度历史数据, 供导航台维护人员参考。设备维护人员能够根据历史数据对空调设置值进行适时的调整;防止因温湿度变化给设备运行造成危害, 影响到飞行安全。

2.3 动力系统监测

动力系统监视包含了导航台机房的全部电力设备:配电柜、UPS、直流电源系统、防雷系统等。

1) 供配电:带显示的电压电流功率等一体化电力监测, 每个配电柜配一个带显示电量监测采集仪, 从而减少传感器数量, 降低成本。其中电流监测用电流互感器变换后再由电量仪测量。它可以监测市电输入的电压 (三相) 、电流 (三相) 、频率和功率等。

当监控主机不能正常工作时还可以在电力监测议的显示屏, 看到电量 (电压、电流等) 情况。同时监测各级开关的开关状态, 图形显示通路状态, 并对各种报警状态进行记录和报警处理。导航台维护人员能从状态图上直观的看到故障节点的位置 (线路正常位为绿色, 故障为红色) , 直奔主题, 使得故障能够得到快速准确地解决, 保障设备稳定的运行, 也提高了维护人员的工作效率。

2) UPS:在无通讯协议的情况下, 增加其它辅助设备 (如电量仪等) 来监测UPS参数。参数包括输入输出电压、频率、功率蓄电池组的电压。测得的数据通过232转换485协议采集模块, 然后联连串口服务器, 送到监控主机上。以图形式显示UPS系统的工作状态及参数。如图5所示。

设备有主备两套UPS保障, 当主用UPS故障时, 手动切换到备用UPS工作 (一个星期切换一次主备机, 保证UPS的稳定性) 。由图可知, 现在是1#UPS工作。

3) 直流电源系统:监测设备和UPS电池电压及其状态, 显示和记录电池电压。当电池电压低于设置值报警, 提醒值班员或维护人员尽快更换。

4) 防雷器:监测电源防雷器的工作状态, 对防雷器被雷击或浪涌破坏进行实时的记录和报警通知。防止设备因雷击等缘故而遭受损坏, 减少不必要的损耗。除此之外, 在雷雨季节来临之前, 对防雷系统要做一次系统的检测。

2.4 空调监控

监控机房的空调设备的开关状态, 保证设备所处环境符合安全稳定运行要求。一般停电后, 空调不会自行启动, 远程遥控空调启停能大大提高工作效率。

2.5 集中报警处理

监控系统提供监控主机端的声光、语音报警, 通过GPRS模块给整个导航科室员工手机发送告警短信。通过多种报警方式进行精确定位式报警, 保证警情的及时送达。

3 结语

使用基于组态软件的导航台机房动力环境监视系统采用了现代化科技产品和组网方式实现科学化监控和管理, 可实现机房设备运行管理的无人值守, 大量的节省了人力物力, 极大的提高了资源利用率和设备运行管理水平, 同时也提高了工作效率, 使工作人员能够在第一时间准确的查看了解现场情况, 为机房导航设备安全运行提供有力的保证, 从而保障飞行安全。

摘要：导航台机房动力环境对设备的安全运行至关重要。文中设计一套基于组态软件的监视系统, 让整个导航台机房的动力环境的各个设备都给予动态标明。当故障出现时, 直接可以从监视主机监视界面上读出具体位置, 从而会使故障得到及时准确地解决, 保障飞行安全。

关键词：组态软件,导航台机房,动力环境监视,传感器

参考文献

[1]中国民用航空通信导航监视系统运行.维护规程, 2004.

[2]曹兴华.浅谈机房监控系统方案[J].科技风, 2012.

[3]紫金桥监控组态软件快速入门, 2008.

[4]刘冬冬, 陈国通, 张建玲.基于PSTN的铁路无人机房监控技术[J].中国科技博览, 2012.

[5]菅卫民, 代钦.计算机在中波发射机房监控系统的应用[J].内蒙古广播与电视技术, 2011.

飞机与通信与监视系统报告主题 第2篇

题自拟）

一． 甚高频通信系统硬件设计

二． 高频通信系统与甚高频通信系统的差别

三． 选择呼叫系统与机组呼叫系统比较

四． 飞机内部通信系统

五． ACARS的调制解调

六． 1090ES

七． UAT

八． 802.16

九． VDL-1

十． VDL-2

十一． VDL-3

十二． VDL-4

十三． INMARSAT及其在民航的应用

十四． AMSS

环境监视系统 第3篇

2009年全国海洋厅局长会议提出了建立完善海洋环境保护分级责任制和运行机制, 推进海洋工程和海洋倾废环境保护全过程监管的工作目标。为全面履行海洋环境监督管理职责, 做好东海区海洋环境监视监测与评价工作, 从2009年度开始, 国家海洋局东海分局全面部署并选择性地开展海洋 (涉海) 工程的环境监视监管工作。笔者根据近4年来开展的地方海洋工程监测监理和国管海洋 (涉海) 工程监视监管工作, 结合实际情况, 就其中的3类海洋 (涉海) 工程监视监管的重点内容展开概述, 提出了当前监视监管中存在的一些问题, 并就如何有效开展监视监管工作提出一些建议。

1 海洋 (涉海) 工程监视监管的重点内容

1.1 围填海、海上堤坝工程

东海区三省一市人多地少, 但经济持续发展, 对土地的需求量与日俱增, 成本低廉的向海要地项目不断上马。此类海洋工程数量在东海区占到相当大的比例, 据不完全统计, 20062009年, 浙江省舟山区域围填海、海上堤坝工程占到审批海洋工程项目的近65%。因此, 加强对此类海洋工程的环境监视监管, 具有重大意义。主要应做好以下几个方面的监视监管。

(1) 对海域使用证和海域占用面积的监管。

根据相关规定, 围填海、海上堤坝工程应先取得海域使用权证方可开工建设, 但在实际监视监管工作中, 在海域使用证未获批的情况, 工程已开工建设甚至完工的违规现象屡见不鲜。海洋行政主管部门在受理此类项目时, 均已批复了海域占用面积和具体经纬度范围 (即红线图) , 但有些建设单位或因实际需要或因贪图利益, 存在超出红线范围填海的违规事实。因此, 应加强对海域使用证办理情况的检查, 并对岸线变化情况进行实时动态跟踪测量。

(2) 对工程施工工艺和施工工期的监管。

根据环评报告书 (报批稿) 及相关法律法规, 均明确规定了围填海工程应实施先围后填、明确了筑堤的施工工艺、明确了工程的施工工期。但在实际监管中, 发现围填海工程实施未围先填、直接推填的违规事件发生频率较高, 存在擅自将塑料排水板改成爆破挤淤工艺进行筑堤现象, 并且一些工程施工工期严重滞后。因此, 在施工现场应重点监视施工工艺, 关注工程施工建设的工期。

(3) 对土石方平衡和填充材料的监管。

围填海、海上堤坝工程需大量土石方, 来源主要为开山爆破, 部分为外部购买, 多余土石方不得随意抛弃至邻近海域。根据《海洋环境保护法》和《防治海洋工程建设项目污染损害海洋环境管理条例》 (以下简称《条例》) 规定, 围填海工程填充材料应当符合有关环境保护标准。因此, 需对施工现场土石方平衡进行核算评估, 确保施工单位未将多余土石方遗弃入海, 并对填充材料进行检查, 不得含有大量生活垃圾和含有毒有害物质。

(4) 对施工船舶油污水和废弃物处置以及施工车辆的扬尘和噪声的监管。

施工船舶油污水和废弃物排放入海将污染海洋环境, 需对施工船舶油污水铅封情况入舱检查, 生活垃圾等固体废弃物需回收上岸处理。车辆施工引起的扬尘和噪声将影响工程邻近区域居民的日常生活, 需采取实时洒水、篷布遮盖等措施抑制扬尘, 并不得在夜间施工, 影响居民正常休息。

(5) 对工程施工对周边区域环境敏感点影响的监管。

在进行现场监视监管时, 需检查建设单位和受影响单位协调补偿协议签订情况, 并对工程周边区域的环境敏感点进行实地调访, 如, 航道码头水下地形冲淤、海水养殖区 (捕捞区) 产量影响、周边居民居住设施震动和日常生活干扰影响等, 评估影响程度, 为海洋行政主管部门依法管理提供技术支撑。

1.2 海中礁石、船坞围堰爆破清除工程

此类工程作业地点往往位于船厂坞门口围堰装置和码头前沿、航道处水域标高水深不足区域, 不能满足等级船舶正常航行或存在航行安全隐患, 需对海中礁石进行爆破拆除, 增加通航能力。应做好以下几个方面的监视监管。

(1) 爆破施工工艺及单孔用药量。选择不同的工艺进行爆破施工和单孔布放炸药量的不同, 起爆时产生的震动和冲击波影响力是截然不同的, 对渔业资源破坏程度的效果也形成明显对比。因此, 在监视监管时, 应监督施工单位选择相对比较先进的爆破施工工艺, 并严格控制单孔炸药量, 符合环评报告书设计要求。

(2) 爆破作业时间、渔业资源保护、爆破和清渣作业区域设置明显标志和信号。根据《条例》第二十八条, 进行海洋爆破作业的, 建设单位应当在爆破作业前报告海洋主管部门, 爆破区域设置明显的标志、信号, 并采取有效措施保护海洋资源, 爆破作业时间应当避开主要经济类鱼虾的产卵期。保护海洋资源的措施有:控制单响用药量以减少海中震动冲击波、正式爆破前进行小剂量的试爆以驱赶能逃逸的鱼虾类、缩短工期以尽量减少对海洋资源的影响周期等。

(3) 礁渣开挖清除时, 悬浮物的扰动扩散影响。爆破作业后, 需进行开挖清除作业, 这势必引起海底沉积物的扰动, 从而导致悬浮物的扩散影响, 这是无可避免的。但若邻近海域存在海水养殖及滨海旅游等活动, 开挖清除碎礁、渣土作业的时间, 需选择避开这些敏感点的潮流时进行。

(4) 礁渣爆破方量核计、清除渣土的去向。根据工程设计及环评报告书, 明确规定了爆破方量、清除渣土的指定倾倒区域。因此, 在监视监管中, 需对爆破产生的礁渣方量进行核算评估, 对清除的渣土倾倒地点进行跟踪监视, 不得有随意倾倒于海域的行为。

(5) 施工船舶油污水和废弃物的处置、溢油风险事故应急预案。施工单位对于爆破施工船舶、清渣施工船舶均需编制专章《溢油风险事故应急预案》, 并配备溢油事故应急物质, 以应对突发的溢油事故, 使溢油引起的环境损害降到最低。施工船舶油污水和废弃物的处置, 同1.1节第 (4) 点。

(6) 爆破作业区域相关利益者的协调情况。爆破作业海域若存在海底电 (光) 缆线、输水管道、航道通航、码头和海水养殖等环境敏感点, 爆破开工前, 需与各环境敏感点所属单位进行协调沟通, 签订补偿协议并积极落实。

1.3 海洋疏浚开挖清淤工程

此类工程作业地点往往位于码头前沿、航道处、港口港池区海域, 因淤积影响, 导致水深不足, 不能满足船舶的正常航行, 需对标高水深不足区域进行疏浚开挖, 增加通航能力, 并将疏浚废弃物倾倒于指定的海洋倾倒区。应做好以下几个方面、环节的监视监管。

(1) 倾倒许可证办理, 并在有效期内施工。

按照相关规定, 要进行海洋疏浚倾倒作业, 需办理倾倒许可证, 其中疏浚倾倒100万m3以下由省海洋行政主管部门审核办理, 100万m3以上由国家海洋局各海区分局审核办理。因此, 在对疏浚倾倒工程进行监管时, 首要一点就是检查是否办理相关倾倒许可证, 并核实施工工期是否在许可证的有效期内。

(2) 疏浚废弃物开挖装载核查。

监视监管现场, 需检查疏浚船舶是否持有倾倒许可证、核查疏浚船舶中装载的废弃物是否与许可证要求相符、核查倾倒作业船舶船名和船号与许可证上是否相符、核查疏浚开挖地点是否与许可证要求相符。

(3) 疏浚废弃物运输、倾倒过程。

作业船舶在进行航行倾倒时, 需进行跟踪监视, 检查运输过程中废弃物是否有跑、冒、滴、漏现象, 是否存在不到位倾倒现象及其他违规情况, 对倾倒的具体位置进行记录, 对倾倒后倾倒区海域的表观状况 (如是否有漂浮垃圾、泡沫塑料, 是否有死鱼现象发生等) 进行记录。在实际监视监管中, 有发现个别满载倾倒船只在航行未到达指定海洋倾倒区后, 突然完全上浮, 明显属违规未到位倾倒。

(4) 疏浚倾倒方量。

倾倒许可证已明确批复了倾倒方量, 在整个疏浚作业工期内, 需对倾倒作业船舶的装载量、船次进行记录, 统计实际倾倒方量。但因统计结果往往存在误差, 不能客观真实地反映实际倾倒方量, 应该允许存在一定方量浮动。

2 当前海洋 (涉海) 工程监视监管工作存在的问题和不足

海洋 (涉海) 工程监视监管工作已迈过了两个年头, 在国家海洋局东海分局的高度重视和统筹安排下, 在各海监执法支队和海洋环境监测中心站 (以下简称“中心站”) 共同努力下, 取得了一定的成绩, 但相比而言, 《防治海洋工程污染损害海洋环境管理条例》发布时间晚, 宣贯过程尚未深入, 监视监管工作起步迟, 在实际工作中尚存在一些问题和不足。

(1) 海洋 (涉海) 工程监视监管工作未全面展开。

海洋 (涉海) 工程的监视监管工作开始于2009年, 起步晚, 开展时间不长, 故在东海区只选择性地确定一些海洋 (涉海) 工程作为试点开展监视监管工作, 目前, 未将监视监管的范围覆盖到整个东海区海域。

(2) 个别项目建设单位对于监视监管工作的不配合。

目前, 虽然大部分的建设单位和施工单位能较好地配合中心站的环境监视监管工作, 但个别业主单位却不甚配合, 对于工作人员开展监管工作的监管身份、工作证件均提出了质疑, 影响了正常的工作。

(3) 工作水平和监管经验上存在差距。

监视监管工作起步不久, 没有先例可借鉴, 更无任何监管工作经验可谈, 要从事海洋 (涉海) 工程的监视监管工作, 对工作人员也提出了更高的要求, 需要懂得相关工程、施工工艺、环保法律法规等知识, 而这又是各中心站工作人员比较欠缺的。同时监视监管又涉及工作人员与不特定的业主之间的工作关系, 是人与人打交道的过程, 这点对于各中心站而言又是最弱的, 一是因为之前单位相对比较封闭, 与外界社会接触较少;二是各单位近年来新进的年轻人和外地人较多, 在语言交流和当地习俗方面存在障碍, 磨砺和韧性的积淀不足。

3 海洋 (涉海) 工程监视监管工作的思考与建议

根据国家海洋局东海分局有关海洋 (涉海) 工程监视监管工作的精神和指示, 笔者结合近4年来开展的地方海洋工程监测监理和国管海洋 (涉海) 工程的监视监管工作中积累的经验, 就如何更有效地开展海洋 (涉海) 工程监视监管工作进行了一些思考, 提出以下几点建议。

(1) 请行政、执法部门加强对中心站监视监管工作的支撑, 并定期开展联合联动。各海监执法支队开展环境监管工作顺理成章, 但中心站缺乏行政、执法部门的强力支持将一事无成, 为此应建立专人联系、定期沟通和联合工作等机制, 在开展海盾、碧海以及常规执法巡查时, 中心站也能派工作人员参与。在当前监视监管工作起步之初, 执法部门的引领作用显得尤为重要。

(2) 加强对海洋 (涉海) 工程环保“三同时”验收工作。根据《条例》第十六条和第十八条, 海洋工程的环境保护设施应当与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用, 需投入运行的, 应通过海洋行政主管部门的环保“三同时”验收。对于海洋 (涉海) 工程的建设单位在向海洋行政管理部门审批时, 在核准批复文件中可明确注明工程完工时需进行环保“三同时”验收, 并需出具海洋环境监测机构编制的海洋环境监视监管报告, 从而也为中心站开展监视监管工作提供了依据。

(3) 进一步营造声势和氛围, 宣贯海洋环境保护的意义。海洋行政管理部门可以在各种工作会议和环保会议等场合加强宣传, 进一步传递中心站参与监视监管这样一个信息, 使监视监管工作更理直气壮;也可适时召集一些大型海洋 (涉海) 工程业主方、疏浚倾倒作业方以及责任区域的中心站等单位参加环保工作座谈会, 另外也可请他们参加各类环评听证会、评审会, 宣贯环保理念, 强化他们的环保意识;对于个别海洋 (涉海) 工程单位不配合工作并违规事实明显的, 行政、执法部门可进行处罚, 并进行报道;可以在海区选择若干个重点项目, 开展全程环保监视监管示范工作等。

(4) 须予以中心站相应的职责。海洋行政管理部门通过一定的程序, 可增加中心站环保监视监管的职责, 人员颁发监视监管工作证, 从而更好地为海区行政主管部门的环保全过程监管工作服务。并可统一中心站监视监管工作人员的装束, 以提升单位整体形象。

摘要：文章综述了围填海和海上堤坝工程、海中礁石和船坞围堰爆破清除工程、海洋疏浚开挖清淤工程等3类海洋 (涉海) 工程监视监管的重点内容和监视方法, 概述了这类工程在建设和运营中存在的共性违规问题, 提出了目前监视监管中存在的问题和不足, 并就如何有效开展监视监管提出一些建议。

环境监视系统 第4篇

关键词: EM S; 监控系统; 电力系统

中图分类号: TM 734 文献标识码:A

1 引言

在全国电网互联和电力市场的推动下, 为了对大电网的安全、优质、经济运行和环保及效益进行协调优化, 能量管理系统(EM S) 将会有一个更大的发展, 并将成为当代大电网运行不可缺少的手段。但是, 目前国内各电网的EM S 均缺乏全方位的, 功能全面的考核监视管理系统, EM S 的管理维护和考核监视主要是由运行人员手工完成, 自动化程度较低, 可靠性、准确性也较低。EM S 应用软件的使用和系统质量还有待时间的考验, 为进一步促进EM S 应用软件基本功能的实际应用, 充分发挥其在电网安全、优质、经济运行中的作用, 并配合中国一流电网调度机构考核验收来规范和指导基本功能的验收工作, 国家电力调度通信中心制定了EM S 应用软件基本功能实用要求及验收细则[ 1 ] , 要求狠抓EM S 的实用化工作。笔者根据国调中心调自[1998 ]126号文 “关于印发《能量管理系统(EM S) 应用软件功能要求及其实施基础条件》(试行) 的通知”及其附件, 国调中心[ 1999 ]207号文“EM S 应用软件基本功能实用要求及验收细则”, 以及湖北省电力调度通信局自动化科制订的“EM S 考核监视管理系统功能规范”, 以湖北电网EM S 功能的实用化改进和考核管理为课题, 设计并建立了EM S 考核监视管理系统。

系统进程监视及保护系统的实现 第5篇

计算机公共机房的电脑为了防止病毒和黑客的攻击,一般在每台电脑上安装有瑞星防病毒软件和天网防火墙等软件,这也算是公共场所保护计算机的一个标准配置。瑞星是一个很优秀的国产防病毒软件,除了具有很强的防病毒能力之外,它还能有效地防止电脑用户蓄意从网上下载一些类似于病毒的黑客软件:而天网防火墙的保护计算机免受黑客攻击的能力也是鼎鼎有名的。所以这一标准配置对于防止来自于网络外部的病毒和黑客是非常行之有效的。但是,对于来自于网络内部的破坏者的攻击,以上两个软件就显得无能为力了。

设想这样一个场景:同时停掉一个局域网上的两台电脑上的瑞星和天网两个进程,然后,在其中一台电脑上下载并安装一个黑客软件用于攻击另外一台卸掉保护的机器,由于攻击过程中发送大量的巨型数据包,最后将导致数据包在很短时间内急剧增加,堵塞局域网交换机,从而使整个网络陷入瘫痪状态。上述情景并不是虚构的,而是在有些计算机公共机房经常发生的事情。本文的目的就是设计一个系统用于防止来自网络内部的黑客的蓄意破坏。

2 系统的工作原理

这个应用的工作原理很简单,程序运行过程如下:

1、程序随系统启动开始运行:

2、程序等待一个时间间隔之后扫描系统进程列表:

3、如果系统进程列表中存在指定的防病毒软件或防火墙软件,则转第2步。否则转第4步:

4、强行关闭或重新启动计算机。

本程序的设计过程中主要考虑以下几个方面的问题:(1)系统进程的扫描:检查计算机系统中的指定进程是否在运行:(2)系统关机的实现:根据扫描结果判断是否关机,实现整个网络系统的保护:(3)进程自身的隐藏:实现自我保护。下面就分别讨论这几个问题。

3 系统进程的扫描

扫描本地系统进程的方法很多,最基本的有两种方法,(1)调用PSAPI函数枚举本地系统进程,(2)调用Tool Help API枚举本地系统进程[1]。前者只适用于windows NT/2000系统,者适用于windows NT/2000系统和9X系统。为了保证系统的兼容性,本程序中选择使用后者。

Tool Help API函数一共有12个,在此只需使用其中的三个函数即可。

1、HANDLE WINAPI Create Toolhelp32Snapshot(DWORDdw Flags,DWORD th32Process ID);

Create Toolhelp32Snapshot函数的功能是给系统中的进程做快照。其中第一个参数dw Flags用于指定快照的类型。本程序的目的是枚举系统当前的所有进程,所以该参数指定为T H 3 2 C S_S N A P P R O C E S S。由于第一个参数指定为TH32CS_SNAPPROCESS,从而第二个参数th32Process ID被忽略。函数成功执行之后返回指向快照的HANDLE。

2、BOOL WINAPI Process32First(HANDLE h Snapshot,LPPROCESSENTRY32 lppe);

3、BOOL WINAPI Process32Next(HANDLE h Snapshot,LPPROCESSENTRY32 lppe);

这两个函数联合使用即可遍历系统得每一个进程。Process32First用于获得系统快照中的第一个进程信息,Process32Next获得系统快照中的下一个进程的信息。参数h Snapshot即为Create Toolhelp32Snapshot函数的返回值:lppe是指向PROCESSENTRY32结构的指针,这两个函数调用成功后,lppe所指向的结构中保存了进程的一些信息,比如进程ID、进程的可执行文件名等。需要注意的是,调用Process32First函数时,必须将lppe->dw Size初始化为sizeof(PROCESSENTRY32):

使用以上三个函数遍历系统进程的代码片段如下:

以上代码在遍历系统进程快照时查找是否有需要的两个进程,程序不复杂。需要说明的是,由于windows9x关机的特殊性,所以在遍历系统进程的时候,顺便记录下了explorer.exe进程的信息,下面讲关闭系统时还要提到。PROCESSENTRY32结构的成员很多,在此,只使用了其中的sz Exe File成员,该成员保存的是进程的可执行文件名,在windows9x下sz Exe File成员包含可执行文件的全路径。

当然,为了让本程序具有通用性,即能够监视任意程序是否在运行,可以将需要监视的进程名称存储在config.ini文件中,程序开始启动时从该文件中读取进程信息。当然也可以将程序扫描系统进程列表的间隔时间也存储在上述config.ini文件中。

4 系统关机的实现

1、关闭系统使用Exit Windows Ex函数,该函数的原型如下:

B O O L E x i t W i n d o w s E x(U I N T u F l a g s,D W O R Ddw Reason);

其中参数u Flags用于指定关机类型,由于是强行关闭计算机,所以该参数设为E W X_S H U T D O W N|E W X_F O R C E,EWX_SHUTDOWN用于指定关闭计算机,如果重新启动计算机将此值改为EWX_REBOOT,EWX_FORCE强行结束所有进程,不提示保存未保存的修改(使用此参数有可能导致应用程序数据丢失)。参数dw Reason一般被忽略,不去管它。函数不成功执行返回FALSE:

由于w i n d o w s 9 x和N T/2 0 0 0的差异,在使用Exit Windows Ex时有所差别,在windows9x中强行关闭计算机之前必须先结束explorer.exe进程,这就是为什么在上面遍历系统进程的代码中记录explorer.exe进程的信息的原因。结束进程有两个API函数可用:Exit Process和Terminate Process。Exit Process函数用于结束当前自身进程,Terminate Process函数可用于结束自身或其它进程,因为是本程序结束其他进程,所以应选用Terminate Process函数。该函数的原型如下:

2、BOOL Terminate Process(HANDLE h Process,UINTu Exit Code);

参数u Exit Code没有什么意义,随便指定一个值就可以。参数h Process是指向要结束进程的句柄。该参数通过函数调用Open Process函数得到,Open Process函数原型如下:

3、HANDLE Open Process(DWORD dw Desired Access,BOOL b Inherit Handle,DWORD dw Process Id);

参数dw Desired Access表示希望得到进程的访问权限,由于是要关闭某个进程,所以该值可以设为PROCESS_TERMINATE,在不知道应该需要什么权限的情况下可以简单地将该值设为PROCESS_ALL_ACCESS。

参数b Inherit Handle用于指定打开进程句柄的可继承性,对于本应用来说,该参数指定为TRUE或FALSE都不重要。

参数dw Process Id是要打开的进程的ID。由于在遍历系统进程时已经得到了要结束进程(e x p l o r e r.e x e)的PROCESSENTRY32,该结构的成员th32Process ID保存了explorer进程的ID。

以下是windows9x环境下关机代码:

5 进程的隐藏

很显然,本进程必须在进程列表中隐藏起来,否则会被用户关闭,就起不到它的作用了,所以下面的工作将讨论如何隐藏进程,在此只讨论在9x下的进程隐藏方法。在windows NT/2000环境下,进程的隐藏稍稍有点复杂,在此先不讨论。

在windows9x下,只要将进程注册为系统服务,那么该服务进程在进程列表中就看不见了[2]。使用函数Register Service Process注册或取消注册服务进程,该函数在windows NT/2000下不能使用。函数原型如下:

DWORD Register Service Process(DWORD dw Process Id,DWORD dw Type);

参数dw Process Id指定进程要注册的进程ID,如果为NULL,则指定当前进程。参数dw Type指定操作是注册服务还是注销服务。如果为1,注册进程为服务,如果为0,取消注册服务。函数成功执行返回1,否则返回0。

需要说明的是,函数Register Service Process在KERNEL32.DLL中定义,调用之前必须使用Load Library动态装载该DLL文件,并调用用Get Proc Address得到Register Service Process函数的指针,然后通过指针执行该函数。

下面是将当前进程注册为服务的代码,本文中已经将这一功能封装成函数。

当执行完以上函数后,在进程列表中就不显示当前进程了,进程很好地保护了自己,同时也保护了整个计算机系统和网络。

当然,为了使程序在系统启动时自动运行起来,可以在系统注册表的相关条目下设置本程序为自动运行即可,因为公共场所的计算机一般安装有还原卡,所以不必担心用户修改注册表的问题。

6 测试结果

在安装有天网和瑞星的计算机上运行本程序,通过手动停止这两个进程中的任何一个进程或两个进程都停止,在不超过40秒时间(这个时间的选取参考的是用户停止防火墙和防病毒进程、下载安装黑客软件以及进行攻击的时间之和,这个时间也是本程序扫描系统进程的时间间隔)内系统自动关闭,能有效地保护了整个计算机网络。

7 结束语

本程序在开发过程中充分考虑到有些A P I函数在N T及win9x两种环境的差别,并在windows2000及windows98两种环境下联合开发,因此在win9x及NT两种环境下都能正常运行。

消耗系统资源少,占用内存2.5M,CPU资源消耗几乎是0%,对于其他进程的运行几乎没有影响(测试机器配置为P4 2.0G256MRAM Windows XP)。

摘要：本文介绍了在windows环境中监视进程及关闭计算机保护系统的程序的实现过程。详细讨论了在开发过程中应注意的几个主要问题:系统进程的遍历,系统关机的实现,在任务列表中隐藏进程等。程序使用VC++6.0环境开发完成。实验结果证明,程序运行过程中对系统资源消耗极少,满足性能需求。

关键词：关闭系统,进程隐藏,注册服务,进程监视

参考文献

[1]微软MSDN文档:

环境监视系统 第6篇

众所周知,为了快速获得可预知的检测性能,实际干扰噪声功率电平必须实时地从雷达接收到的回波信号中进行估计,从而相应地调整雷达检测门限以获得期望的虚警概率。文献[1]对均值类和有序统计类中的5种恒虚警方案做了性能分析,并提出了改型方案,它能较好地识别和对付数目可变的干扰目标。文献[2]提出了一种新的适用于在海杂波背景中进行目标检测的双参数有序统计恒虚警处理方法,该方法利用一阶矩和二阶矩估计形状参数,适用于Weibull及K分布的形状参数估计。

尽管前人做过很多努力去解决不同杂波背景中雷达恒虚警率检测的问题,但是这些恒虚警方案往往只是在某一特定的杂波背景中具有较好的恒虚警性能,而实际上,移动低空监视雷达所面临的不是某一特定的杂波环境,而是很多复杂背景环境的有机融合。因此如何将这些恒虚警方案以某种形式有机地结合起来,并根据所处的环境进行动态重构,从而构建当前环境背景中的最优恒虚警检测器,将是本文研究的内容。

1 各种杂波背景中的恒虚警选择

由于雷达所处的工作环境不是一成不变的,特别是移动低空监视雷达,时刻需要在陌生的复杂环境中工作,所以要想在复杂背景环境下保持雷达检测的恒虚警率,就必须首先对复杂背景环境下的回波数据进行分析。一般可将雷达复杂环境下的回波归纳为3种典型情况: 1高斯杂波环境; 2多目标环境; 3非高斯杂波环境。

1. 1 高斯杂波背景

根据对杂波特性的统计特征分析,均匀高斯杂波经过窄带滤波后其包络服从瑞利分布( 线性检波) 或指数分布( 平方率检波) ,对于这种瑞利分布特性的回波环境一般选择单元平均恒虚警 ( CACFAR) 或加权单元平均恒虚警。但是现实中,雷达在实际工作时面临的杂波往往具有严重的非均匀性,雷达波束照射的区域可能包括部分开阔地和部分植被覆盖地,也可能是部分陆地和部分水域。当待检单元位于或靠近具有不同反射率的区域边界处时,CFAR处理的前后参考窗内的数据统计特性会有区别。这种杂波边缘效应会导致在边缘处的检测发生虚警,也可能会遮蔽掉低反射率区域内靠近边缘的目标。因此,在实际工作中一般选用改进的单元平均恒虚警检测方法—单元平 均选大恒 虚警( GO-CFAR) 和单元平均选小恒虚警( SO-CFAR) 。其原理框图如图1所示,其中,T为被测单元 ; P为保护单元; Th为门限; Z为杂波功率水平估计; L为左窗数据; R为右窗数据。

虽然GO-CFAR和SO-CFAR能够很好地解决非均匀干扰导致CA-CFAR虚警率突变的问题,但是由于只利用了参考单元的一般来估计门限值,因此这种方法较CA-CFAR会产生一个附加的恒虚警处理损失。文献[3]指出GO-CFAR的此附加损失在较大参数范围内小于0. 3 d B。文献[4]和文献[5]指出SO-CFAR的附加损失较大( N较小时尤为明显) ,当N > 32时,近似的此附加损失会低于1 d B。

1. 2 多目标背景

均值类CFAR的另一个局限性就是会存在目标遮蔽效应,也就是当存在两个或两个以上的目标,且一个目标位于待检单元,而其余一个或多个目标落在参考单元内时会提高对干扰功率的估值,进而提高CFAR的检测门限,最终造成目标遮蔽现象的出现。因此,在这种情况下就需要删除目标对干扰功率估值的影响,一般采用有序统计类恒虚警( OSCFAR) 处理方法。

使用OS-CFAR时,有关参考窗长度及有序统计量K的选择方法对于杂波边缘处CFAR处理的影响在文献[6]和文献[7]中有论述。该文认为当K≤N /2时,在杂波边缘处会出现较多的虚警,所以K一般在( N/2,N) 的区间范围内选择。文献[8]通过详细的理论计算得出,在实际工程应用时,K的取值一般在0. 75 N附近。

图2是OSGO-CFAR( 筛选逻辑为Max( L( K) ,R( K) ) ) 和OSSO-CFAR ( 筛选逻辑为Min ( L ( K ) ,R( K) ) ) 的原理框图。

1. 3 非高斯杂波背景

非高斯杂波环境下的恒虚警处理不同于高斯杂波环境下的恒虚警处理,由于其杂波幅度具有很强的非瑞利性,一般用Log-Normal分布、Weibull分布以及K分布来表示其杂波统计特性。这3种分布都具有2个待定参数———尺度参数和形状参数。但是在实际杂波环境中,这2个参数都是未知的,上文中的2种基于瑞利假设的单参数CFAR算法将不能保持恒虚警,所以选用双参数CFAR检测技术。

在比较了一些常用的双参数CFAR方法后,选择文献[2]所提出的一种双参数有序统计恒虚警( BOS-CFAR) 来作为非高斯杂波背景中的恒虚警处理方法。它根据Weibull分布及K分布中的一阶矩的平方与二阶矩的比值与尺度参数无关,从而解出形状参数c的估计值c^,进而得到归一化门限。该方法结构简单,易于工程实现。其原理框图如图3所示。

文献[2]指出在同样的形状参数、参考单元以及虚警概率下,当参考单元中出现一个干扰目标时,CA-CFAR的检测性能略好于BOS-CFAR,但是当参考单元中出现多个目标时,CA-CFAR的检测性能会迅速下降,而BOS-CFAR仍能保持较好的检测能力。

2 复杂背景中通用恒虚警检测器设计

从上文对各种杂波背景中的恒虚警选择表明:对于参量型CFAR来说,各种CFAR方法的差别就在于对背景杂波功率水平的估计所使用的方法不同而已。所以从实际工程应用角度提出了一种雷达复杂环境下的通用恒虚警检测电路,它可根据端口控制自动重构成多种杂波背景中的最优恒虚警检测器。其原理框图如图4所示。

图4中,筛选和门限控制都受外部杂波背景控制,且在不同的筛选逻辑和门限控制下,通用恒虚警检测器能分 别重构成CA-CFAR、GO-CFAR、SOCFAR、OSGO-CFAR、OSSO-CFAR、CMLDGO-CFAR、TMGO-CFAR和BOSGO-CFAR等各种杂波背景下的最优恒虚警检测器。

特别地,有序统计恒虚警在特定条件下可以转换为均值类恒虚警,因此方案在工程实现上的关键技术主要集中在统计排序和形状参数估计两方面。

2. 1 实时数据排序算法

通过前面分析,我们知道均值类恒虚警在多目标环境和杂波边缘情况下的检测性能会迅速下降,而有序统计类恒虚警在多目标环境中相对均值类恒虚警具有较好的抗干扰能力,同时在均匀杂波背景和杂波边缘环境中的性能下降也是可以接受的。但在实际应用中,大多数实时系统还是使用均值类恒虚警检测器,主要原因是有序统计类恒虚警在处理时所需的时间和空间复杂程度比均值类恒虚警要高很多[9]。

因此,为了做到 并行实时 处理OS-CFAR,文献[13]提出了通过二元积累检测思想来实现OSCFAR。虽然该方法虽然降低了OS-CFAR算法上的时间复杂性,也能够做到并行处理,但是不能直接用在提出的通用恒虚警检测器上,为了实现提出的通用恒虚警检测器,需要在不破坏原有数据结构流的基础上,增加一张随数据流实时更新的参考单元的排序表,通过查询该表,就能得到所选取的排序号下的参考单元的值。

为此,利用二元积累思想,通过以下步骤来产生一张实时更新参考单元排序表。步骤如下:

1初始化数据表以及相对应的排序表,将值设为全零; 2将排序表中第1单元的序号值与第2 ~ n单元的序号值进行比较,若小于,则将第2 ~ n单元的序号值分别减1; 3算出数据表中第n + 1单元的数据在第2 ~ n + 1单元数据所组成的序列中的排序号( 利用二元积累思想) ; 4将排序表中第2 ~ n单元的序号值与第n + 1单元的序号值进行比较,若大于,则将第2 ~ n单元的序号值分别加1; 5分别舍去数据表和排序表中第1单元数据和排序号,将数据表和排序表中第2 ~ n + 1单元的数据和排序号更新至第1 ~ n单元中; 6重复步骤2至5,即可实时更新参考单元数据表和排序表。

经过上述步骤,就能得到一张实时更新的数据排序表,进而就可通过这张排序表来选择所需要的参考单元数据,从而完成有序统计恒虚警的实时处理。

2. 2 形状参数估计

当雷达处在非高斯杂波背景中时,恒虚警器需要估算分布函数中的形状参数,进而利用虚警来计算归一化门限。本文利用文献[2]所提出的估算方法,即利用Weibull分布或者K分布中的一阶矩的平方与二阶矩的比值与尺度参数无关这一特性来估算形状参数。

在运算时,平方运算可以通过FPGA内部的硬乘法器来实现,开放运算可以通过查表来实现。再估算出参考单元的均值μ和方差δ 后,就可以求得一阶矩和二阶矩,进而解出形状参数的估计值 ^c ,最后再由Weibull分布经过多脉冲积累后的虚警概率PFA来得到归一化门限T,进而可以进行恒虚警处理。

3 工程实现

针对数字雷达信号处理的模块化设计,根据上述方案,基于FPGA器件设计了一款参数化的通用恒虚警检测器,该IP-Core拥有丰富的端口控制,能在任意雷达数据率下工作,并根据不同系统需求,处理结构和资源使用也能进行灵活配置,可配置成多种工作模式( 如CA-CFAR、GO-CFAR、SO-CFAR、OSGO-CFAR、OSSO-CFAR、CMLDGO-CFAR、TMGOCFAR和BOSGO-CFAR等各种杂波背景中的最优恒虚警检测器) 。

考虑到恒虚警检测性能还受雷达探测距离的影响,在近距离时,如果恒虚警检测器设置的参考单元数目越多,恒虚警检测的过渡区就会越宽,检测性能就会越坏。所以在设计通用恒虚警检测模块时,将雷达的距离信息也考虑进去,以某个距离点为界,近距离的使用参考数目较小的恒虚警检测器,远距离则使用参考数目较多的恒虚警检测器。

3. 1 数据输入缓存

不管采用何种形式的恒虚警检测器,首先要解决输入数据序列的存储及数据格式和数据率的转换。来自零中频正交采样的I、Q复数序列是按照不同距离单元、不同重复周期的顺序送入信号处理器,而相参处理( MTI、MTD) 是对同一距离单元的相邻若干重复周期内的信号进行频谱分析,所以经由相参处理送入恒虚警检测器的数据有可能是单频道( MTI的输出) 也可能是多频道( MTD或PD的输出) ,因此在设计模块时必须要将数据的频道信息考虑进去,使之能在不同场合下分别配置成单频道或多频道恒虚警检测器。

通用恒虚警检测IP-Core使用的数据格式如图5所示。

通用恒虚警检测IP-Core的数据输入缓存器结构及其读写顺序如图6所示,模块输入缓存的读取速度根据实际数据率以及排序速度做相应的控制。缓存的大小根据参考单元和保护单元的个数做相应的控制。

3. 2 处理模块

通用恒虚警检测IP-Core的处理模块包含: 排序处理、RAM控制模块、参数估计、筛选逻辑处理、门限产生模块以及输出模块6个部分组成。

其中排序处理是整个处理模块的核心,它根据方案设计中的排序算法实时完成n个数据的排序,并产生一张实时更新的数据排序表送入RAM控制模块。RAM控制模块根据排序表将RAM中的参考单元数据送入参数估计模块和筛选逻辑处理模块,以分别计算形状参数和当前杂波功率值。门限产生模块根据估算出的形状参数值和杂波功率值以及当前的杂波背景产生当前的恒虚警门限。最终输出模块根据当前的门限和被测单元来产生恒虚警输出数据。通用恒虚警IP-Core的数据传递方向和模块结构图如图7所示。

处理模块在设计时采用模块化、流水线设计,处理所用的乘法器和除法器均按最大动态范围设计。模块的配置方式参数化,可根据系统需求,设置不同的参数。在测试IP-Core时选择的硬件平台是Altera公司的Stratix IV系列的EP4SE530H40I4,通过配置控制端口,使其工作在OSGO-CFAR模式下,其中模块在近距离时单边参考单元、保护单元数以及k分别为16、2和12,远距离时分别为32、2和24。该模式下的资源使用情况如表1所示。

从表1中可以看出,整个IP-Core在该模式下资源消耗适中,处理速度可达182 MHz,实现了统计排序的实时化处理。

4 结束语

恒虚警检测是雷达反杂波处理的重要措施,处理得当则能够增加雷达在杂波背景中检测目标的能力并减轻后端数据处理的压力,反之,如果处理不当反而会带来较大损失,因此要针对不同的杂波环境选择合适的恒虚警处理方式。从这一实际需求出发,针对复杂背景中恒虚警检测,设计了一种参数化的通用恒虚警检测器,并封装为IP-Core。该IP-Core拥有丰富灵活的端口控制,且处理速度快、资源占用少,稳定可靠,作为通用雷达信号处理模块,具有很强的工程使用价值。

摘要：基于低空监视雷达在复杂背景环境中的回波特性,归纳了3种典型的雷达回波背景环境:高斯杂波背景、多目标背景以及非高斯杂波背景,通过分析这3种杂波背景中的最优恒虚警方案,并针对有序统计类恒虚警提出了一种实时排序算法,最后根据上述方案和算法,设计了一种参数化的通用恒虚警率检测器,使之能根据雷达所处的环境进行重构,对该通用恒虚警检测器的测试证明该IP-Core能够明显地改善雷达系统的环境适应性和检测性能。

主提升绞车动态监视系统研发 第7篇

主提升绞车是矿山关键的机电设备之一, 肩负着升降人员、煤炭、物料和矸石的重要运输责任, 是煤矿的“咽喉”, 其安全性与可靠性至关重要。在大力实施科技兴矿的战略背景下, 努力保障矿井生命线的安全畅通, 结合现场已有的条件, 因地制宜研发了绞车动态监视系统。

2 原理及工作流程

副井绞车动态监视系统主要设备包括:西门子PLC、三菱PLC、上位机、液晶电视显示屏和通讯数据线。PLC负责采集上传现场数据, 组态软件负责接受数据和构建画面, 并把接收到的数据进行整理, 设定上限或下限报警值, 把数据添加到相应画面的链接, 使画面动起来, 来反映运行参数的实时变化。

3 主要功能

(1) 绞车制动闸瓦间隙在线监测, 间隙超过2mm时, 自动弹出对话框并语音报警;

(2) 安全回路动作时自动弹出安全回路原理图, 标明故障点;

(3) 绞车速度、提升容器行程、制动油压、润滑油压等等通过曲线显现出来, 并将数据保存 (图2) ;

(4) 制动闸间隙超过《煤矿安全规程》规定的2mm时, 能够自动弹出报警画面, 指定超限的闸座号, 并伴有语音提示, 提醒维修工及时调整闸间隙。

(5) 显示主站PLC的内部安全回路原理图, 当发生故障时, 能自动弹出安全回路界面, 显示故障发生部位, 下图是试验松绳保护的画面:松绳保护动作时, 自动弹出指导司机及时缠绳的操作画面, 防止司机误操作, 避免次生事故的发生。

4 使用效果

监视系统自投运以来, 性能稳定, 工作可靠, 用视觉化的方式展现给操作司机, 帮助司机了解绞车运行状态, 对设备运行状态一目了然, 减轻了操作人员的劳动强度;投入少成本低, 减少了设备升级费用, 该系统只是在现有设备的基础上, 只增加了个显示器, 通过该系统提升了设备自动化水平, 也提高了设备的安全性和可靠性。

摘要：保障矿井提升的安全畅通, 结合现场条件, 因地制宜研发了绞车动态监视系统, 提高了设备的安全性和可靠性。

浅谈高速公路监视系统 第8篇

早期的视频监控系统在高速公路的建设初期, 在信息系统中的管理基本都独立进行。视频监视系统作为图像监视的惟一手段分别服务于信息系统中的监控系统、收费系统, 为相对独立的两套视频监视系统。监控系统中的视频监视系统主要是完成对特殊区域 (如互通立交、特大桥、隧道等) 的设备状况、交通状态等进行监视。收费系统中的视频监视系统主要是完成对收费亭、收费车道、收费站的主要设施及业务流程等的监视。

在系统的构成上, 不论是监控系统、还是收费系统, 基本上可划分为前端摄像机、传输链路、监控室控制/显示设备三大部分。

前端摄像机可以划分为监控系统用的道路沿线摄像机、隧道洞口的摄像机、隧道洞内摄像机和收费系统用的收费亭摄像机、收费车道摄像机、收费广场摄像机。根据前端摄像机性能特点的不同可分为遥控式摄像机、固定式摄像机。遥控式摄像机包括道路沿线摄像机、隧道洞口摄像机、收费广场摄像机, 固定式摄像机包括隧道洞内摄像机、收费亭摄像机, 收费车道摄像机。

在传输链路的选择上, 主要是以点对点的方式进行传输, 具体的传输介质根据传输距离的远近依次选择单模光纤、多模光纤或同轴电缆。在选用光缆后, 还需选择与之相匹配的光端机。

监控室控制设备中的基本项包括视频控制矩阵、监视器、录像机。另外, 根据具体的使用需求, 还可增加投影设备、视频分配器, 多画面分割器等。刚开始实施信息系统时, 视频监视主要是以各条高速公路为单位相对独立进行, 此时的视频监视系统的联网仅是局限于监控中心-监控分中心、或是收费 (分) 中心-收费站之间的联接, 不论在哪一级的监控室内, 都可将其所获得的视频信号进行实时/具体的显示、对全部或部分输入视频信号的存储, 根据需要对某一区段的存储信息进行回放/稽查/取证。

除以上功能外, 在最基层监控室还能实现对遥控摄像机的镜头控制、云台转动、雨刷开启关闭等动作。对于上一级机构的监控室则根据不同的功能需求有不同的设计方案:

1.1 被动的监视模式:

上一级机构的监控室只能被动地接收下级机构选择或以轮循方式上传的视频图像信息, 对上传图像进行显示、录像等操作;

1.2 主动的监视模式:上一级机构的监控室能够自主选择基层监控室的任何一路视频信号, 但无法实现对遥控摄像机的控制;

1.3 远程监控模式:

上一级机构监控室能够实现的功能与基层监控室所具有的功能基本一样, 不仅可任意选择需要显示的图像, 还可完成对遥控摄像机的控制。

随着我国高速公路建设里程的不断增长, 各省市的高速公路网逐步形成, 高速公路运营管理的线控模式也随之向面控过渡, 这就不仅要求信息系统中监控、收费业务的计算机网络联网, 还要求视频监视系统也能够从原来的各路分管的模式朝分布式联网监控的方向发展。而且, 从目前几个省的联网需求情况上看, 大都要求实现远程监控功能。另外, 对道路监控图像, 收费监控图像要求进行集中的管理。

2 监视系统传输方案

视频图像传输方案即根据需上传的视频信号路数、传输距离等工程状况选择一个能够保证图像质量的传输方案。根据CCTV业内目前技术手段, 视频图像传输方案可分为模拟方式、数字方式两大类。

2.1 模拟视频传输:

模拟视频传输是最传统的传输方案。对于视频传输距离在三、四百米以内的情况, 一般都采用同轴电缆作为传输介质直接传输, 但视频传输距离大于三、四百米时, 模拟视频传输将以光纤作为传输介质, 它主要是利用光纤带宽范围大, 光信号的强抗干扰特性等, 其中又可分为点对点方式, 多节点方式。

点对点的模拟视频传输方案通过模拟视频光端机将模拟视频信号转换成光信号, 通过光纤进行传输, 然后再通过模拟视频光端机将光信号还原为模拟视频信号。由于这种传输方式可以在图像传输距离满足光端机的使用前提下可靠地保证图像质量, 工程造价较低, 因此使它不仅在交通行业, 而且在其他行业的CCTV系统中都得到广泛的应用。但是, 在要求传输较多路数的视频信号时, 就需要足够芯数的光纤支持。

多节点的模拟视频传输是近年出现的新技术, 它同样利用光纤的连接带宽资源, 采用WDM或FDM技术在单芯光纤上传输32路、64路或更多路的视频信号, 实现收费站视频监视图像集中上传上级管理机构的功能。该方案不仅大大地提高了光纤的利用率, 而且在保证图像质量的前提下延长的视频图像的传输距离。另外, 部分此类产品还可以特别提供网络管理功能, 提高系统的可靠性。

2.2 数字视频传输:

在电子技术不断向数字化发展的同时, 视频传输技术也走上了数字化道路。图像数字化技术为图像的计算机处理奠定基础, 它把物理的光信号转换成为计算机可以识别的数值, 以便于算法处理、远程传输和长期存储, 实现了许多模拟技术难以完成的图像表现功能;数字化技术还包括把数字图像数据转换为人眼可见的模拟图像信号这一过程。图像压缩技术可以在图像不失真或少失真的情况下, 降低图像数据传输率、减小占用信道带宽、减少占用数据存储介质空间, 是图像信息处理的重要内容。实际上, 携带信息的图像原始信号中存在着很大的信息冗余, 按照不同的角度可以分成:空间冗余-二维图像的物体和背景在其物理表面上的光学相关性;时间冗余-运动图像在时间上存在着相关性;知识冗余-由于存在着先验知识和背景知识, 使得需要传输的信息量减少;视觉冗余-人的眼睛对某些图像特征不敏感, 这些特征信息可以不在图像数据中出现;编码冗余-携带信息的符号墒大于信息嫡, 这种符号数据中就存在冗余。既然图像数据中存在信息冗余, 就有可能对图像数据量进行压缩, 针对数据冗余的类型不同, 可以有多种不同的数据压缩方法。

联合空情预警监视系统综合效能评估 第9篇

联合空情预警监视系统是一类复杂的开放系统。它与环境之间相互依存、相互作用、相互影响。系统经过环境(战场态势等)而闭合,而环境状态的动态演化、不可观性、不可控性,导致目标状态的时变不确定性。联合空情预警监视系统在各分系统(包括决策指挥机构)的支持下依据经科学组织的工作流程实现对时变不确定性目标状态的调整与控制,实现系统的任务与目标要求。基于此,本文结合工程实际,按能力区分构建了评估体系,并采用层次分析法举例说明如何实现综合效能评估。为指导联合空情预警监视系统使用要求、作战使用性能和战术技术指标的论证,指导系统技术设计和实施,更好地进行系统各阶段的评审、评估、测试、试验、检验、验收等提供了依据。

1 联合空情预警监视系统评估体系构建的原则

目前,已有许多学者研究各类武器系统评估体系问题[1,2,3,4,5],基本上都是从某一方面或某几个方面进行系统评估问题研究,或者一般都是遵循四层结构的评估体系,即尺度参数,性能度量,效能度量和作战效能度量来构建评估体系。

评估体系是指在评估活动中,由一系列指标构成的有机整体,是测量评估对象的尺度集。如果对于所评估的系统能够建立可以客观、全面反映出所要解决问题的各项目标要求,即评估体系,那么就能对依据评估体系指导系统的建设、展和使用。

联合空情预警监视系统结构庞大,关系复杂,且对抗环境多变,因此,评估体系的构建必须遵循下列原则:

(1)系统性原则。

应从联合空情预警监视系统整体协同作战的角度出发,结合系统的功能组成,以及系统在指挥层次中的位置,对构成系统的各项指标进行多方面考虑,以便能全面反映联合空情预警监视系统的效能。

(2)针对性原则。

指标必须反映相应军事任务的真实目的,反映联合空情预警监视系统的主要功能,对作战进程的影响是明显的。

(3)独立性原则。

各层指标应能够独立反映联合空情预警监视系统某一方面的特点或对系统的影响,彼此尽可能不相关。如相关,则应作必要的“去相关”处理(或称为“去耦合”处理)。

(4)敏感性原则。

指标对联合空情预警监视系统自身的性能参数和外加作战方案的要点有相当敏感的反映,能真正反映系统或不同作战行动能力的关系和差异。

(5)可行性原则。

指标不仅应具有明显的军事意义和物理意义,而且便于计算,或可建立模型定量求解,或可用试验方法测量,或可用实兵演习、仿真模拟等方法进行评估。

2 联合空情预警监视系统评估体系的构建

联合空情预警监视系统的评估是指对指挥主体(指挥员和指挥机构)运用先进的系统设备对所属部队实施作战指挥,最终实现作战目标的质量和程度的度量。

因此,联合空情预警监视系统评估包括两个方面:一是系统自身的技术性能,即这个系统自身运转是否可靠、灵活、高效;二是系统的作战效能,即这个系统在战场环境中,通过具体作战活动,看其能否快速机动与部署,能否实时、准确地获取和传送信息,能否快速、准确地综合与融合信息,能否及时地根据情报态势的变化对雷达等探测资源有效地实施控制等,全面检验系统的作战效能。

基于此,根据联合空情预警监视系统的作战目的和特点,主要从五个方面建立其评估体系。分别是指挥控制能力、预警探测能力、综合处理能力、系统生存能力和系统保障能力。具体评估体系如表1所示,限于篇幅问题,本表只列出指挥控制能力中的详细各指标(其中A,B,C,D,E表示指标测试方法,具体定义见下文解释)。

2.1 指挥控制能力

指挥控制能力决定了联合空情预警监视系统效能发挥,是联合空情预警监视系统评估的重心指标依据联合作战形势和任务的需求,将系统应用的全过程区分为日常战备、作战准备、作战运用、作战相持和再次部署调整等不同阶段,根据不同阶段的基本结构模式和主要任务,视情变换,灵活控制运用联合空情预警监视系统中的传感器和情报资源,并建立与之相适应的情报组织结构和运行机制,充分发挥联合空情预警监视系统整体效能。具体可用以下指标来衡量:一是决策指挥能力(即系统指挥控制的范围和层次);二是传感器控制能力(即系统对所属传感器的协调运用能力);三是辅助决策能力(即系统能给指挥人员提供辅助决策的能力);四是仿真模拟能力(即系统具有的仿真及模拟训练的能力);五是作战效能评估能力(即系统具有对作战效果评估的能力)。

2.2 预警探测能力

预警探测是联合空情预警监视系统的信息源头,预警探测能力直接影响着整个系统的能力。系统也正是通过将相互独立的传感器构成一个有机整体,通过优势互补,提高整体探测效能,并且可有效地提高联合空情预警监视系统的“四抗”能力。因此,主要从四个方面考虑建立预警探测能力评估体系。一是中高空目标的探测能力:这是一般情况下普遍关注的探测能力,主要用于描述联合空情预警监视系统对中高空目标的探测能力;二是低空目标的探测能力:描述系统对一些如亚声速、超声速轰炸机、攻击机和巡航导弹等常常凭借障碍物和低空盲区,以贴近地面或者水面几十米的高度突防目标的探测能力;三是隐身目标的探测能力:即描述系统对隐身目标的探测能力;四是电磁干扰条件下探测能力:描述系统在强大的电磁干扰下的目标探测能力。

2.3 综合处理能力

综合处理能力的高低,直接影响到整个系统的情报质量,是任何一个军事信息系统的重要性能之一,也是衡量联合空情预警监视系统必不可少的指标。主要由以下指标衡量:一是系统时统能力(即整个联合空情预警监视系统时间统一能力),这是系统正常工作的重要保证之一;二是信息收集能力(即联合空情预警监视系统通过传感器获取情报的能力);三是信息传输能力(即联合空情预警监视系统通过各种通信设备和手段实现所获取情报有效流通的能力);四是信息处理能力(即联合空情预警监视系统将原始信息变为有用情报的能力);五是情报分析能力(即联合空情预警监视系统具有情报处理质量及综合态势分析能力);六是信息分发能力(即联合空情预警监视系统具有按需分发的能力)。

2.4 系统生存能力

系统生存能力是指联合空情预警监视系统在保障正常工作的前提下自身抗毁能力,它是一个重要的综合性指标,既是个技术问题,又是个战术问题,与敌方攻击武器的性能、攻击策略和我方系统的性能和作战特性都有关。本文主要考虑从抗软杀伤能力和抗硬杀伤能力两个方面来构建评估体系。抗软杀伤能力主要指电子防御能力、电子对抗侦察能力和信息安全能力等;抗硬杀伤能力主要指系统机动能力、防护能力和系统恢复与自适应能力等。

2.5 系统保障能力

系统保障能力是武器装备系统必备能力之一,是指系统设计特性和计划的保障资源能满足平时战备完好性及战时任务成功性的能力。本文主要从机要保障能力、综合保障能力和标准化能力三个方面来描述联合空情预警监视系统保障能力。机要保障能力指的是系统对信息存储、传输安全以及对密码、电磁频谱的管理能力;综合保障能力指的是系统的保障性、可靠性、维修性、环境适应性和维修保障资源等;标准化能力指的是系统全寿命周期内遵循标准化要求的能力。

3 联合空情预警监视系统评估指标基本测试方法

联合空情预警监视系统评估指标的测试方法主要有以下几种:

(1)直接测量方法

可直接通过目测、观察、计数等,定量获得联合空情预警监视系统相关评估指标的方法。

(2)定量计算方法

可通过公式计算定量获得联合空情预警监视系统相关评估指标的方法。

(3)仿真测试方法

通过对联合空情预警监视系统中实际系统进行模拟或者半实物仿真,然后在实验室中通过一定的方式集成起来,通过一定的手段和方法来实现预警监视系统的工作过程,从而实现定量检验和评估系统指标的方法。

(4)实兵测试方法

联合空情预警监视系统通过实际的战术任务来定量评估系统指标的方法。如实际的检飞、对抗实验等。

(5)定性评估方法

不能通过前三种定量方法进行评估,只能用特征量或程度来定性表示联合空情预警监视系统相关评估指标的方法。

联合空情预警监视系统各评估指标的测试方法如表1所示。其中A表示直接测量方法;B表示定量计算方法;C表示仿真测试方法;D表示实兵测试方法;E表示定性评估方法。

4 联合空情预警监视系统综合效能评估

武器装备效能综合评估的方法有很多[6,7],如层次分析法、多层次灰色评价法、模糊综合评判法、灰色关联度评判法、德尔菲法等。本文选取常用的层次分析法来举例说明如何进行联合空情预警监视系统综合效能评估。

4.1 求权重系数

如表1所示,目标层综合效能为E;第一级指标层分别为E1,E2,E3,E4和E5;第二级指标层分别为E11,E12,E15,E21,E22,,E24,E31,E32,,E37,E41,E42,E51,E52,E53;第三级指标层分别为E111,E112,,E531,E532。以求第一级指标层权重系数为例,说明层次分析法如何求各层权重系数。

对第一级指标层所有因素E1,E2,E3,E4和E5进行两两比较,得到数值aij,其定义和解释如表2所示。

记A=(aij)55,则A为各因素E1,E2,E3,E4和E5相应于综合效能E的判断矩阵。通过求A的最大特征根λmax,进一步得到属于λmax的标准化的特征矢量ω=(ω1,ω2,ω3,ω4,ω5)T,则ω1,ω2,ω3,ω4,ω5是各因素E1,E2,E3,E4和E5相应于E的权重系数

同样方法,可分别求出第二级指标层和第三级指标层的单排序权重系数。

4.2 一致性检验

在得到判断矩阵A时,有时免不了出现判断上的不一致性。因而还需要利用一致性指标CI进行检验。其中CI=n-λmax-1n,n为判断矩阵的阶数。一般当CI<0.1,就可认为判断矩阵的一致性是可以接受的。

4.3 计算组合权重

为了得到递阶层次结构中每层的所有因素(指标)相对于总目标的权重,需要把前面计算的结果进行适当组合,以计算出总排序的相对权重,并也需要进行一致性检验。此处以求第二级指标层组合权重θ为例:,其中γj分别为二级指标层的单排序权重系数。再进行组合判断的一致性检验即可。

4.4 计算最底层的评估值

根据特定的使用环境和任务背景,可以用不同的方法确定评估体系最底层效能的得分值:可以采用定性的方法,如模糊数学的隶属度来表示;或者采用定量的方法,如采用有关公式、模型计算或测量得到。

在获得评估分值后,还需要对其进行归一化处理,得到最底层的评估值。可采用公式进行归一化处理,其中xijmax为可能的最高得分值,xij为实际得分值。zij体现了评估人员对该指标效能的满意程度。

4.5 综合评估计算

根据上述得出的各层的评估值及相应的组合权重系数,可计算联合空情预警监视系统的总的评价值:,其中,为第i层次下第j个指标的层次总排序权重系数,Zij为第i层次下第j个指标的评估值。

5 结束语

联合空情预警监视系统是一个庞大的复杂信息系统,对其构建评估体系,进行综合效能评估具有重要的意义。本文利用层次分析法对构建的联合空情预警监视系统评估体系进行了计算,得出客观的评估结论,可以在一定程度上为系统的建设、发展提供决策依据,起到抛砖引玉的作用。

由于联合空情预警监视系统的复杂性,涉及的内容多,目前还未形成统一的标准,建立的评估体系还需要在今后的工程实践中不断充实完善。

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