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降溫設備變電站綜合信息傳輸中的網關流量管理實現土工模袋在工程
摘 要：為解決變電站綜合信息傳輸中的流量沖突問題，本文設計了基于Linux平臺的網關流量經管工程。文中分析了變電站綜合信息營業類型，提出依據各類信息的QoS（Quality）要求，對分歧的信息流規范其傳輸帶寬和優先級。工程論述了Linux平臺的流量經管機制，并給出變電站綜合信息傳輸中的網關流量經管的具體法式實現。經工程實測講明，該網關流量經管工程可以有用解決變電站綜合信息傳輸中的流量沖突問題。
關頭詞：變電站綜合信息傳輸Linux網關流量經管
Gateway-basedflowmanagementrealizationforintegrativeinformation
transmissioninsubstation
ChenZheng,TuGuangyu,LuoYi
(HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074,China)
Abstract:Inordertosolvetheproblemofflowscollisioninintegrativeinformationtransmissionofsubstation,thispaperproposesaLinux-basedflowsmanagementsystemingateway.Thetransmittedinformationtypesofsubstationareanalyzed,andtheinformationflowsmanagementsystemregulatesbandwidthandpriorityaccordingtotheQoSrequirementofinformationtransmitting.ThetheoryofLinux-basedflowsmanagementiselaborated,andtherealizationsofgatewaybasedflowsmanagementinintegrativeinformationtransmissionofsubstationareexplainedindetail.Alsotheprogrammingcodeisgiven.Thetestofrealsystemindicatesthattheproposedflowsmanagementsystemcaneffectivelysolvetheflowscollisioninintegrativeinformationtransmissionofsubstation.
Keywords:substation;integrativeinformationtransmission;Linux;gateway;flowsmanagement
1引言
在變電站信息一體化傳輸中，傳統SCADA信息和各類新興多媒體營業信息、MIS信息等都基于統一平臺上網傳輸。各類信息流的帶寬和QoS要求各不不異，在綜合傳輸中往往存在流量沖突的問題。這對于變電站通訊中某些QoS要求刻薄的數據流而言是不能容忍的，是以必需建立有用的流量經管體系體例實施流量經管。
現有變電站綜合信息網絡傳輸方案中很少斟酌流量經管的問題，上網信息暴增造成網絡流量阻塞亦成為潛在隱患。本文針對若何解決這一問題，提出了基于Linux平臺的網關流量經管工程方案，其基來源根基理是：面向變電站綜合信息傳輸網絡中分歧類型信息營業的傳送帶寬和QoS要求，經由過程Linux的TC(TrafficControl，流量控制)來實現對各類營業劃定響應帶寬，從而避免信息綜合傳輸中的流量沖突問題。在現實的網絡架構中，網關是溝通內外網的樞紐，控制著所有網絡數據流的傳輸，是以在網關機上添加流量經管功能可以最為簡單有用地到達規范站內綜合信息傳輸的目的。同時采用基于Linux實現的流量經管工程具有以下優勢：
1)Linux中的TC具有壯大的流量經管功能，其性能可與專業級流量經管工程媲美；
2)Linux是完全免費同享的，可以勤儉投資成本；
3)基于Linux的網關流量經管工程實現簡單，可以利便地嵌進現有變電站綜合信息傳輸網絡。
2變電站綜合信息營業分析
建立變電站信息綜合傳輸流量經管工程，首先要對變電站的營業類型進行分類，肯定分歧類型營業的傳送帶寬和QoS要求等。今朝變電站中的信息營業類型及其傳輸要求年夜致分類以下[3]：
1)數據營業。主要包括SCADA工程數據和MIS類數據。SCADA數據流量一般較小(300-800Kbps)，可是靠得住性和實時性要求嚴酷；MIS類數據流的突發流量很年夜(峰值可達4-6Mbps)，但實時和靠得住性要求相對不高。
2)視頻營業。無人值班變電站及其他視頻監視，一般采用MEPG1尺度壓縮時每路傳輸速度為1.5Mbps。這類營業的特點是對網絡時延及帶寬均有較高要求。
3)其他營業：話音、信息檢索、電子郵件、Web運用、可視圖文、電子商務等。
隨著變電站中需要上網傳輸的信息量越來越多，就不成避免地存在流量沖突的問題。而且現今很多網絡運用法式，多以爆發式進行數據傳輸，尤其是UDP類數據由于缺少有用流量控制往往瞬時搶占年夜量帶寬。這類數據將對變電站中的某些重要數據流如SCADA數據等的傳輸發生很年夜的沖擊，是以對其接納有用的流量經管措施勢在必行。
3Linux工程的流量經管實現原理
Linux經由過程TC實現的帶寬經管工程可以實現數據包分類、優先級處置、帶寬同享和輸進/出流量限制等功能。TC代碼位于內核，分歧的功能塊既能編譯為模塊，也能直接編進內核。經由過程用戶級法式tc可完成與內核代碼或模塊的通訊和設置裝備擺設。
流量經管工程包括兩個基本單元：分類器（classfilters）和隊列（queues）。分類器依據約定例則將數據流進行分類過濾，并將分類過濾后的數據包提交給隊列；隊列則收集流量，然后決議是否優先發送、延遲發送或拋棄。Linux提供的流量控制工程實現原理如圖1所示。
TC中包括的分類器有多種：fwmark（防火墻標識）分類器、u32分類器、route分類器和RSVP分類器（rsvp和rsvp6劃分用于IPV6、IPV4）等。fwmark分類器經由過程識別防火墻標識進行分類，支持使用Linuxnetfilter法式選擇流量；u32則允許依據任何包頭（header）標識選擇流量，運用最為普遍。
類（class）是分類器憑據屬性獲得的數據包糾合，包括響應的數據流經管劃定規矩。一個完整的類界說表述：來歷于IP為192.168.1.8的數據包發送速度不能跨越1Mbps。
隊列可以看做流量/數據保證理器，控制數據流的轉發。主要的隊列有：ClassBasedQueue（類基隊列，簡作CBQ），優先級和CSZ（Clark-Shenker-Zhang）等。其中CBQ是一種超級隊列，能夠包括其它隊列（甚至其它CBQ）。
一些隊列劃定規矩可以綁定到類上，包括FIFO（進步前輩先出）、RED（隨機早期探測）、SFQ（隨機公允隊列）和TokenBucket（令牌桶），默許的隊列劃定規矩是FIFO。另外CBQ、CSZ和優先級也能用于類及子類。這講明使用TC，可以輕松地實現很是復雜的流量控制。經管類的隊列劃定規矩稱為類隊列劃定規矩（classqueuingdisciplines）。類隊列劃定規矩經管該類的數據和隊列，決議延遲、丟失落或重新分類它所經管的包。
由于Linux的TC具有壯大的流量經管功能，是以在變電站綜合信息傳輸網中采用Linux實現流量經管成為優選。經由過程給分歧的數據營業類賦予分歧的經管劃定規矩，可以有用地解決綜合信息的流量沖突問題，保證高QoS品級的數據的傳輸帶寬。
4變電站綜合信息傳輸網的網關流量經管實現
典型變電站綜合信息監控網絡拓樸如圖2所示，其中網關機作為站級局域網與SPDNet廣域網的橋梁，控制著所有變電站綜合信息的上傳下發，常存在傳輸瓶頸問題。因而在網關機上接納有用的流量控制措施，是解決變電站綜合信息傳輸中流量經管問題的關頭。
在基于Linux平臺的網關機流量控制工程中，由于采用分歧的分類過濾器，可以有多種工程設計方案。本文主要計議兩種分歧的分類器設計模式：一種是基于數據源IP分類的流量經管，另外一種是基于營業優先級分類的流量經管。
4.1基于分歧數據源分類的流量經管實現
在變電站綜合信息監控LAN中，分歧的營業類型往往有響應的服務器或工作站（如圖2所示），是以經由過程區分分歧的數據源IP可以實現多種數據營業的流量經管。
由圖2所示的網絡架構，假定網關機到SPDNet的帶寬為10Mbps，站內數據營業如表1所示：
憑據表1分析，該網絡中主要有三類數據營業：SCADA數據、視頻流和MIS類數據營業。顯而易見，由于總的帶寬只有10Mbps，假設不接納適當的流量經管措施，峰值達4Mbps的MIS數據流必然會對SCADA類和多媒體類數據流發生沖擊。是以必需為各類類型的營業劃定響應的流量帶寬，保證SCADA類數據的傳輸質量。
挪用Linux的TC可以實現前述的流量控制策略，依據數據源IP進行數據包分類，然后設定響應隊列劃定規矩進行包處置。具體的法式指令（部門）以下所示：
#生成根類，設置裝備擺設了eth1根（root）隊列劃定，類型為CBQ；帶寬為10M，平均包年夜小為1000字節；eth1（202.114.22.221）是網關機毗連外網的網卡地址，eth0（192.168.1.1）毗連內網
#生成SCADA數據類，分配800kbps的帶寬，其實不允許跨越閥值
#生成MIS及其他數據類，分配3Mbps的帶寬，其實不允許跨越閥值
在向內核提交建立的類以后，還有需要通知選用何種隊列劃定規矩內核若何經管類數據：
#采用sfq（隨機公允隊列），消耗CPU資本較少，性能較好
選用u32分類器，建立網絡數據包和類的映照關系：
matchipsrc192.168.1.12flowid10:300
以上法式段對變電站中的上傳（出口）營業帶寬進行了分配，經由過程限制MIS類的數據傳送帶寬，保證了SCADA類和視頻類數據的傳輸質量。為了實現更好的流量控制效果，可以添加其他的隊列劃定規矩如令牌桶等，但往往會花費更多的CPU資本。另外，還可以模仿上述步驟分配下傳帶寬。
4.2基于營業優先級（TOS）分類的流量經管實現
由于經由過程u32分類器可以實現識別肆意標頭的數據包分類，是以可以斟酌建立識別TOS字段的包分類模式。IP頭中的TOS字段的高端3位用來標識服務類型，假定各類數據營業終端均打上服務類型標識。例如：SCADA類數據服務級別為1，視頻類數據服務級別為2，MIS及其他數據服務級別為3等。
部門法式指令清單以下：
三種類型數據營業對應的服務類型標識劃分為：0x20（1）、0x40（2）和0x60（3），則采用u32分類器可以設置以下數據包與類的映照關系：
基于營業優先級（即TOS字段）分類的流量經管模式，由于采用了面向營業類型的分類尺度，更能有用地對變電站LAN中的綜合信息傳輸進行流量經管�？墒�，該模式實現的條件是各數據源端在發送時，對各數據營業打上了營業標識，即設定了TOS字段值。
4.3其他實現模式
Linux的TC具有壯大的流量經管功能，還有其他多種實現方式，如基于防火墻標識的fwmark分類器也是經常使用的模式之一。前述兩種模式都是基于IP層信息來進行過濾分類的，事實上還可以經由過程對傳輸層的信息進行分類辨識，如辨識端口號的分類流量經管等�？傊琇inux的流量經管工程可以憑據需要設置裝備擺設出各類知足需求的復雜經管模式。
5工程運行測試
在出口帶寬為10Mbps的LAN上對基于分歧數據源分類的流量經管模式進行了測試。實驗中LAN內三個終端劃分往遠端發送三類營業：預期發送速度劃分為1.5Mbps（恒值）、5Mbps（恒值）和4Mbps（峰值），對應營業類型為SCADA類數據、視頻類數據和MIS類數據。接納流量經管措施前后現實傳輸速度如表2所示。
經由過程實測數據對比，可以發現采用基于Linux平臺網關的流量經管工程可以顯著地改善網絡中流量沖突的問題，提供給高QoS要求營業以足夠的傳輸帶寬，保證了傳輸質量。
6結語
本文針對現今變電站綜合信息一體化傳輸的成長趨向，著重研究解決其中的各類類型信息營業傳輸的流量沖突問題。在分析Linux中的TC提供的壯大的流量經管功能的根蒂根基上，設計了基于Linux平臺網關實現的針對變電站綜合信息傳輸的流量經管工程。該流量經管工程設計思緒簡單，實施容易，可以普遍用于變電站綜合信息傳輸領域。
摘要：土工模袋是哄騙一種雙層聚合化纖合成材料制成的接連（或零�。┑拇鼱町a物。土工合成材料運用于工程是近二十年成長起來的一門新技術，七十年月末引進我國并研制使用。
關頭詞：土工模袋運用
1土工模袋基本情況簡介
土工模袋是哄騙一種雙層聚合化纖合成材料制成的接連（或零�。┑拇鼱町a物。土工合成材料運用于工程是近二十年成長起來的一門新技術，七十年月末引進我國并研制使用。
模袋混凝土是經由過程用高壓泵把混凝土或水泥砂漿灌進模袋中，混凝土或水泥砂漿的厚度經由過程袋內吊筋袋、吊筋繩（聚合物如尼龍等）的長度來控制，混凝土或水泥砂漿凝結后形成具有一定強度的板狀結構或其它狀結構，能知足工程的需要。土工模袋作為一種新型的建筑材料，可普遍用于江、河、湖、海的堤壩護坡、護岸、港灣、碼甲等防護工程。具有以下優點：
�。�1）土工模袋施工采用一次噴灌成型，施工簡潔、速度快；
�。�2）土工模袋能順應各類復雜地形，出格在深水護岸、護底等不需填筑圍堰，可直接水下施工，機械化水平高，所護坡面面積年夜、整體性強、穩定性好，使用壽命長；
�。�3）土工模袋具有一定的透水性，在混凝土或水泥砂漿灌進以后，過剩的水份經由過程織物空地空閑滲出，可以迅速下降水灰比，加速混凝土的凝固速度，增加混凝土的抗壓強度。
2土工模袋的類型
土工模袋憑據其材質及加工工藝的分歧，分為機制模袋和簡略單純模袋兩年夜類。其中機制模袋按其有無反濾排水滴和充脹后的外形可分為五種類型。各類類型模袋的厚度范圍及主要用途見表1：
表1模袋的類型及運用
3土工模袋護坡在工程中的運用
3.1問題的提出
2000年4月13～14日，東深供水流域石馬河中上游的深圳及東莞地域連降暴雨，石馬河河水驟漲，14日，距東江約200m處的太園抽水站反虹涵涵管處的新開河水位為6.0m，而此時的東江水位僅為1.05m，兩者水頭差約4.95m。龐大的下瀉流量和水頭差致使新開河反虹涵下流200m范圍河床蒙受嚴重的沖洗破壞，在反虹涵涵管至交通橋之間的兩岸東江年夜堤泛起分歧水平的崩塌。險情威脅到新開河反虹涵、東江年夜堤和兩岸交通橋的平安。
新開河反虹涵是東深供水的必經之道，一旦失事，東深供水將全線癱瘓，后果不勝設想。2001年3月廣東粵港供水有限公司投資興修新開河河口應急防護工程，對新開河反虹涵上下流河流及兩岸進行防護并在河口興修消力池。由于河流常年有水，兩岸局部護坡工程存在水下施工的問題，故我們決議對1.0m高程以下的部門護坡及護腳采用土工模袋混凝土庇護。
3.2土工模袋護坡的參數設計
憑據工程的性質、防護目的、地形條件、水文地質、水流條件和工程的重要性等綜合斟酌選用模袋的類型，本工程選用無反濾排水滴模袋（nf型），其基本參數設計包括：模袋厚度肯定、邊坡穩定分析、排滲斟酌及抗滑措施等。下面連系工程現實逐一分析：
3.2.1模袋厚度肯定
土工模袋的厚度應能抵當在水下漂浮和抵當冬季坡前水體凍脹水平力，由于本工程地處亞熱帶，四周博羅站多年平均氣溫21.9℃，故本工程無須斟酌抗冰推所需要的模袋厚度。
抗漂浮所需厚度按式（1）估算：
式中：c——面板系數，年夜塊混凝土護面，c＝1，護面上有濾水滴，c＝15；ｈw、ｌw——海浪高度與長度，m；ｌr——垂直于水邊線的護面長度，m；m——坡角a的余切；γc——砂漿或混凝土有用容重，kn/m3；γw——水容重，kn/m3。
本工程模袋護坡采用的是無濾水滴、來填材料為混凝土模袋，因工程平安性高，模袋設計厚度為40cm，而按式（1）計較出的δ＜40cm，故本工程選擇的模袋厚度知足抗漂浮要求。
3.2.2模袋抗滑穩定分析
模袋在充灌滿混凝土后，由于自重發生下滑力，出格是袋內混凝土未固化時，下滑的可能性最年夜，是以要驗算模袋與護坡面之間的磨擦力是否年夜于自重發生的下滑力，并知足一定的抗滑穩定平安系數。其抗滑穩定平安系數可按式（2）計較，在這里未斟酌坡頂（水平段）的磨擦阻力和接納的抗滑措施。
式中：ｌ2、ｌ3——模袋長度，m；α——坡角（°）；ｆcs——模袋與坡面間磨擦系數，應由實驗測定，無實驗資料時，可采用ｆcs=0.5；ｆs——平安系數，應合適尺度sdj218-84的劃定。
憑據公式（2）的計較，新開河模袋護坡抗滑穩定平安系數知足要求。
3.2.3抗滑措施為增加模袋護坡的抗滑穩定，本工程采用水上錨固溝、水下不渙散混凝土壓重的方式進行錨固；增加了模袋護坡的抗滑穩定性。
3.3模袋設計與加工制造
3.3.1模袋材料的技術指標
憑據分歧的使用要求，模袋的型號亦有分歧。本工程所用的是江蘇某工業用布公司生產的高強機織模袋，其主要技術指標見表2。
表2土工模袋的主要技術指標
3.3.2模袋的設計與加工制造
本工程模袋建造以24m為一個單元，每單元分成6塊，每塊寬4m，長度則憑據坡等到坡長肯定，
每塊模袋在10高程平臺靠斜坡邊設注料口一個，水平間距2.0m，相鄰模袋間設50cm寬搭接反濾布。每塊模袋的整體尺寸斟酌坡長、縱橫向收縮率和鴻溝處置要求。
3.4充填材料配比
模袋護坡混凝土要求有優秀的和易性和流動性，易于泵送。本工程采用的混凝土配合比為：水泥244kg、粉煤灰122kg、砂716kg、石1093kg，塌落度以23cm控制。模袋混凝土設計抗壓強度為31.5mpa，現實抗壓強度為32.3mpa。
4模袋護坡的施工
4.1修坡平倉
用1m3反鏟挖掘機在10高程平臺按設計邊坡1∶2.5進行水下開挖，邊開挖邊丈量高程，開挖完成后，潛水員在水下進行平倉，高挖低填，直到倉面合適設計要求為止。
4.2模袋展放
模袋在工場加工成形后運輸至施工現場，在岸邊用縫紉機縫好，由上而下展放，模袋平展在坡面上，同時展順搭接反濾布，3寸鋼管穿在模袋上端，葫蘆拉住鋼管栓在地錨上，整個模袋展放順序自上而下進行。
4.3.混凝土澆筑
模袋混凝土采用泵灌法施工。澆筑進程中，混凝土泵管與模袋注料口用鐵絲扎鞏固，每灌口的混凝土充填接連進行，并配以人工踩壓平順，水下由潛水員操作，斜坡段混凝土充填密實豐滿后，松開葫蘆，掏出鋼管，繼續澆筑1.0m平臺及錨固溝混凝土。水上部門充填好的模袋混凝土實時用高莊水槍清洗概況，并按規范灑水養護。
5結論及建議
（1）本工程模袋護坡總長約95m，總面積900㎡，平均厚度跨越設計40cm，實測混凝土抗壓強度32.3mpa。模袋概況平直美觀，整體性好，知足了本工程水下護坡的要求；
（2）采用模袋混凝土護坡取代傳統的塊石及混凝土護坡，施工簡潔快捷，且能進行水下施工，，解決了塊石及混凝土難以進行水下護坡施工的難題；
�。�3）模袋護坡作為一種新型的防護工具，種類多、造價低，能知足分歧工程的需要，可以普遍推行使用；
�。�4）對于充填材料，應憑據分歧型號的模袋，在知足混凝土設計強度的條件下，應憑據模袋的型號選用骨料，并經由過程現場實驗找出知足模袋混凝土充填所要求的流動性及和易性的配合比。
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