铁道供电调度信息流处理技术

1 绪论
1．1 课题研究背景与意义
1．1．1 铁道电网的结构特征与任务
1．1．2 铁道电网的运行方式和特点
1．1．3 铁道电网信息流
1．1．4 本书研究的意义
1．2 研究现状
1．2．1 铁道电网信息流统计模拟研究现状
1．2．2 大数据集量测信息压缩处理现状
1．2．3 基于拓扑算法的铁道电网运行方式研究现状
1．2．4 柔性监控的交互技术研究现状与问题
1．3 铁道电网信息处理的现代要求和发展方向
1．3．1 应用信息集成问题
1．3．2 IEC标准与铁道电网信息处理的标准化技术
1．4 本书主要内容

2 铁道电网信息流柔性技术的定义与数学基础
2．1 信息流柔性技术的定义与应用环境
2．1．1 信息流柔性技术的定义
2．1．2 铁道电网信息流柔性技术的应用条件与环境
2．2 排队模型
2．2．1 主备模式下的预处理队列模型
2．2．2 并列服务器下的实时队列模型
2．2．3 并列服务器下的轮询队列模型
2．3 蒙特卡洛统计试验法
2．3．1 蒙特卡洛法
2．3．2 蒙特卡洛法模拟信息流的步骤
2．4 拉丁超立方抽样理论
2．4．1 分层抽样与多维抽样空间
2．4．2 拉丁超立方抽样
2．5 拓扑图理论基础
2．5．1 链式拓扑的源流追踪原理
2．5．2 环形拓扑的拟桥分量追踪原理
2．5．3 嵌套复杂环形拓扑的元胞演化原理
2．5．4 多态拓扑的图矩阵模型
2．6 分布式智能联盟理论
2．6．1 智能体的BDI五元组增强模型
2．6．2 智能体通信模式
2．6．3 智能体联盟的信息交互分析

3 公共信息流的统计模拟技术
3．1 引言
3．2 通信预处理服务模型的模拟
3．2．1 通信预处理排队参数的确定
3．2．2 通信预处理服务的蒙特卡洛模拟
3．2．3 通信预处理服务的LHS—MC模拟
3．3 并列集群信息服务的蒙特卡洛模拟
3．3．1 控制中心集成的标准信息模型
3．3．2 并列集群信息服务的模拟
3．3．3 主备模式信息服务的模拟
3．4 模拟信息流的柔性分析
3．4．1 LHS—MC模拟技术的柔性分析
3．4．2 并行集群信息服务的柔性分析

4 量测值存取信息流的压缩柔性技术
4．1 引言
4．2 变断面压缩存取法
4．2．1 变断面压缩存储模式
4．2．2 变断面压缩的量测值存入
4．2．3 变断面量测值的取出
4．2．4 变断面量测值压缩效果
4．3 基于分布式网格的集群压缩柔性技术
4．3．1 网格集群规模对量测值存取性能影响的柔性分析
4．3．2 集群压缩技术
4．3．3 量测值集群压缩柔性研究

5 运行方式监测信息流的拓扑算法柔性技术
5．1 引言
5．2 铁道电网拓扑源流链算法
5．2．1 源流链模型
5．2．2 算法实现技巧
5．2．3 算例分析
5．3 环网拓扑元胞自动机演化算法
5．3．1 元胞链式存储模型
5．3．2 元胞自动演化算法
5．3．3 元胞演化实验的过程分析
5．4 多态拓扑图矩阵寻迹算法
5．4．1 寻迹算法的引出和原理
5．4．2 寻迹算法的步骤
5．5 拓扑算法的柔性分析
5．5．1 链式拓扑源流追踪算法空间复杂度柔性分析
5．5．2 环形拓扑元胞自动机演化算法空间复杂度柔性分析
5．5．3 多态拓扑图矩阵寻优算法柔性分析

6 铁道电网交互接口信息流柔性技术
6．1 引言
6．2 铁道电网模型交互与应用接口信息流
6．3 P／S—R回调交互接口技术
6．3．1 铁道电网轮询交互信息的问题
6．3．2 P／S消息传递机制和回调策略
6．3．3 消息交互接口的P／S—R回调框架
6．3．4 P／S—R回调交互接口的实现
6．4 基于Agent的信息智能联盟交互接口技术
6．4．1 铁道电网的信息智能体联盟
6．4．2 消息事件及其触发器
6．4．3 铁道电网智能交互接口信息流
6．5 交互接口信息流的柔性分析
6．5．1 P／S—R回调交互信息流的柔性分析
6．5．2 智能体交互信息流的柔性分析

7 流计算并行滑动窗口技术
7．1 流计算在调度自动化监控的研究概述
7．2 流计算拓扑
7．3 流计算并行拓扑编程模型
7．3．1 喷嘴／螺栓组件拓扑编程模型
7．3．2 遥测值的流式并行处理过程
7．4 快速并行滑动窗口原理
7．4．1 遥信信息流的滑动窗口处理
7．4．2 连续聚集查询计算
7．4．3 快速滑动窗口拓扑实现

8 铁道电网信息流柔性技术应用
8．1 在陇海线自动化系统改造升级中的应用
8．1．1 工程背景
8．1．2 华山牵引变电所自动化改造应用集成关键技术
8．1．3 交互接口信息流的P／S—R柔性技术应用
8．1．4 大数据集量测值存取信息流的压缩效果
8．1．5 运行方式监测信息流的寻迹算法柔性分析
8．1．6 分布式模拟屏控制系统信息流与远动接入应用集成
8．2 在干武线电气化铁路中的应用
8．2．1 工程背景
8．2．2 元胞演化算法在运行方式监测系统中的应用

9 展望
参考文献

《铁道供电调度信息流处理技术》：　　第1章：绪论。首先从铁道电网的结构特征与任务、运行方式和特点展开，阐述了研究的背景和意义，整理和归纳出铁道电网的4类信息流问题，分析了相关的国内外研究现状和存在的技术问题，并对全书的组织结构和章节内容进行了合理规划。　　第2章：铁道电网信息流柔性技术定义与数学基础。首先提出信息流柔性技术的定义与应用环境，给出了柔性相关概念。基于对调度自动化系统的实践研究，通过排队理论、蒙特卡洛统计试验和拉丁超立方抽样理论、拓扑图理论基础、元胞自动机理论、分布式智能联盟理论的研究，建立研究铁道电网信息流柔性技术的基础。　　第3章：公共信息流的统计模拟技术。针对铁道电网公共信息流，利用蒙特卡洛法和拉丁超立方蒙特卡洛法进行通信预处理服务模拟、并行集群应用服务与主备服务能力模拟，研究信息排队等待延迟时间的概率，研究不同排队参数概率分布、置信区间和模拟次数等之间的关系。　　第4章：量测值存取信息流的压缩柔性技术。针对铁道电网大数据集信息存取困难，调取历史信息时经常造成响应速度慢甚至死机等问题，提出了变断面压缩存取法和分布式集群压缩方法，变断面压缩存取法用于满足铁道电网精度要求下的大比例压缩，分布式集群压缩方法利用Hadoop集群和Map／Reduce引擎，用于进一步提高变断面压缩的压缩率。　　……

　《铁道供电调度信息流处理技术》告诉我们铁道电网是现代铁路，特别是高速铁路的重要组成部分，铁道电网的安全运行很大程度取决于调度监控信息流的通畅和高效处理。为了深入研究，将铁道电网信息归类整理为公共信息流、量测值存取信息流、运行方式监测信息流和交互接口信息流，提出了柔性技术及相关定义。采用蒙特卡洛和LHS-MC新方法，对公共信息流进行统计试验研究，找到信息延迟时间的概率分布和置信区间。通过应用Hadoop集群和Map/Reduce引擎进行分布式集群压缩，并进行了验证。采用源流链算法、元胞自动机算法和图矩阵寻迹算法，对铁道电网运行方式监测信息流进行探讨。研究了P/S-R回调方法和智能联盟方法，P/S-R回调方法融合了发布／订阅与远程方法调用，以解决铁道供电调度自动化系统中传统交互接口效率不高、紧密耦合和集成困难等问题。