数据通信的作用范例(12篇)
数据通信的作用范文篇1
1引言
城际轨道交通系统是指服务于城市客运交通，通常以电力为动力，轮轨运行方式为特征的车辆或列车与轨道等各种设施的总和。它具有运能大、速度快、安全准时、成本低、节约能源、以及能缓解地面交通拥挤和有利于环境保护等优点。但是由于城际轨道客流密集、运输作业繁忙，如何高效、有序的对城际轨道交通系统的管理，保证行车安全，实现快速、高效、安全的优质服务，将成为我们首要面临的问题。本文基于城际轨道交通行车安全的需要，提出建立城际轨道交通行车安全保障体系。城际轨道交通行车安全保障体系是以计算机技术、信息网络技术和安全系统工程理论为基础的行车安全基础信息采集、信息增值处理、实时化安全分析、智能化安全决策系统。
2行车安全保障体系框架结构及内容
城际轨道交通行车安全保障体系是针对城际轨道交通行车安全影响因素所采取的所有控制手段的有机结合，它是以管理人员作为控制者，以行车安全人、车、环境三个子系统作为被控对象的控制系统，从本质上讲城际轨道交通行车安全保障体系是一个以“管理”为中枢，“人”为核心、“车”为基础、“环境”为条件组成的总体性的以保障城际轨道交通行车安全为目标的人－车－环境系统。从管理对象的角度出发，可以将城际轨道交通行车安全保障体系划分为不同层次的两个子系统：安全综合管理子系统和安全对象管理子系统。安全对象管理子系统分为人员安全保障子系统、设备安全保障子系统和环境安全保障子系统。城际轨道交通行车安全保障体系框架结构如下图所示（图1）。
1）安全综合管理子系统
城际轨道交通行车安全管理包括对人的安全管理、设备的安全管理和行车环境的安全管理。城际轨道交通行车安全综合管理子系统不是单独对人的安全管理、或者单独对设备的安全管理、对环境的安全管理。它是对城际轨道交通系统总体的安全管理，是凌驾于人、机、环境之上，又渗透于其中的安全管理。从功能上看，城际轨道交通行车安全基础管理起着系统软件的作用，它既是城际轨道交通行车安全保障体系的一个子系统，又对整个城际轨道交通系统的行车安全起着控制、监督作用。城际轨道交通行车安全保障体系的安全管理子系统主要功能有（1）收集、记录、整理、传输、存储行车安全信息；（2）进行城际轨道交通系统行车安全分析、评价；（2）行车安全管理决策支持。
2）人员安全保障子系统
城际轨道交通行车安全依赖高效、安全、可靠的人的行为，在城际轨道交通行车工作的每个环节、每项作业中，都是由人来参与并处于主导地位，人操纵、控制、监督设备状态，完成各项作业，与环境进行信息交流，与其它作业协调一致。大量事故统计表明绝大多数事故的发生与人的不安全行为有关。影响城际轨道交通行车安全的人的因素包括行车系统内部人员和旅客等。人员安全保障子包括直接安全保障和间接安全保障。直接安全保障通过对城际轨道交通相关工作人员进行行车安全教育培训，提高行车安全素质。间接安全保障是指通过对城际轨道交通行车安全相关工作人员的工作状态进行实时动态监测，针对不同作业环境，进行相应的劳动安全管理。人员安全保障子系统通过行车安全相关人员实时状态监控，保障不因人为因素导致城际轨道交通事故的发生。人员安全保障子系统的主要功能有（1）行车相关工作人员工作状态实时动态监控；（2）劳动安全评价分析。
3）设备安全保障子系统
城际轨道交通运输设备是除人以外，影响系统安全的另一个重要因素。运输设备的好坏，不仅影响整个城际轨道交通系统的效率和效益，而且对行车安全起着重要作用。影响城际轨道交通行车安全的设备因素主要有行车安全基础设备（例如线路、桥梁、机车、信号设备等）以及行车安全技术设备（例如行车安全监测设备等）。
设备安全保障子系统的主要功能是通过行车安全设备运行状态实时动态监控，采集设备实时动态运行数据，为城际轨道交通系统安全管理提供决策支持，使设备因素对城际轨道交通系统安全降低到最低限度。
4）环境安全保障子系统
影响城际轨道交通行车安全的环境因素主要有作业环境和自然环境。环境安全保障包括作业环境安全保障和自然环境安全保障两部分。
①作业环境安全保障通过对行车作业人员作业空间的温度、湿度、照明、噪声等作业环境指标进行实时动态监测，保障作业人员具有良好的作业环境。
②自然环境安全保障通过对车站及区间的通风、空调、给排水、照明、自动扶梯等设备状态以及气候环境等进行动态监测，以便对设备的不良状况以及自然环境的不良状况作出及时和适当地反应，保障城际轨道交通系统具有安全的自然行车环境，旅客具有舒适的乘车环境。
环境安全保障子系统主要功能是通过对影响城际轨道交通行车安全的作业环境和自然环境进行动态实时监控，获得各项环境指标的实时动态数据，为系统安全管理提供决策参考，以降低环境因素对城际轨道交通行车安全的影响，提高系统运行的可靠性。
3城际轨道交通系统行车安全保障体系模块分析
城际轨道交通行车安全保障体系采用模块化逻辑结构，各模块间采取纵向横向联系结合方法实现安全多维制约机制，并在此基础上进行信息共享。城际轨道交通行车安全保障体系从逻辑上分为三个模块：行车安全决策分析模块、行车安全控制模块、行车安全信息监测模块。
1）行车安全决策分析模块
行车安全决策分析模块主要功能是进行城际轨道交通行车安全的决策分析，为城际轨道交通系统行车安全规划、管理，政策制定等方面提供决策支持。行车安全决策分析模块包括三个子系统：行车安全信息管理系统、行车安全信息分析系统、行车安全辅助决策支持系统。
（1）行车安全信息管理系统：负责城际轨道交通行车安全保障体系信息数据处理工作，将信息监测模块采集的数据加工组织形成信息，将信息提炼形成知识。其功能包括行车安全信息收集、处理、存储、共享及信息等。
（2）行车安全信息分析系统：从行车安全信息系统中获取行车安全信息数据，负责行车安全宏观数据分析工作。从安全系统工程、系统可靠性、安全评价以及事故预测等角度分析行车安全信息，进行行车安全评价，为城际轨道交通行车安全管理提供决策数据。
（3）行车安全辅助决策支持系统：根据行车安全信息系统的安全信息数据和行车安全分析系统的分析结果，结合行车安全历史数据信息和安全专家决策模型制定行车安全辅助决策方案，为安全管理人员提供决策支持。
2）行车安全控制模块
根据行车安全分析决策模块以及行车安全信息监测模块的数据信息，进行城际轨道交通行车安全控制。
3）行车安全信息监测模块
该模块是行车安全基础数据采集模块，是行车安全信息管理系统信息以及分析系统运行的基础，一般为三层结构，即数据采集单元、数据接收单元、数据处理/输出单元。城际轨道交通行车安全信息监测模块由以下监控系统所组成。
（1）列车运行状态实时监控系统主要是负责对列车运行状况进行实时监控，以获得列车运行的各种参数。
（2）牵引动力设备实时状态监控系统主要是保证控制中心对城际轨道交通供电系统的供电设备的运行状态进行监测及数据采集。
（3）线路设备实时监测系统主要负责对线路、桥梁、隧道等线路设备进行实时监控，以采集线路设备的实时动态安全数据。
（4）信号设备实时监控系统主要负责对车站进路信号、区间通过信号设备的运行状况进行监控，采集信号设备动态运行数据。
（5）环境监控系统负责对车站及区间的通风、空调、给排水、照明等设备、作业环境、自然环境进行动态监测。
（6）闭路电视监控系统负责向城际轨道交通行车安全有关的工作人员（列车调度员、公安指挥人员、车站行车人员及司机）提供城际轨道交通系统车站各个部位列车停靠、启动、车门关闭、客流以及安全状况等方面的现场实时图像数据信息。
（7）作业人员工作状态监控系统负责对行车作业人员实时工作状态进行监测。
图2为城际轨道交通行车安全保障体系逻辑结构图。
4城际轨道交通行车安全保障体系共用信息平台
1）安全信息需求
城际轨道交通行车安全保障体系的安全、高效运行依赖安全信息监测模块采集的数据：列车运行状态参数数据、牵引动力设备实时运行数据、信号设备运行状况数据、线路设备监控系统提供的线路设备运行状况的监控数据、环境监控系统提供的环境指标数据、闭路电视监控系统提供的车站实时状况信息以及相关行车作业人员的安全信息。
2)安全信息处理模式
城际轨道交通行车安全保障体系各子系统对于数据需求呈现以下特点：
（1）基础数据采集的共享性
城际轨道交通行车安全保障体系的良好运行依赖行车安全信息监测模块采集的行车安全基础信息数据。
（2）现状数据与历史数据积累的需求差异
各个子系统对数据的时间要求存在着一定的需求差异，比如各个监控系统关注的是现状信息以及有关设备以及工作人员的状态的实时的、动态的信息，而行车安全分析系统以及辅助决策支持系统等关注的是积累的系统行车安全信息的历史和现状数据的结合。
（3）数据详细程度的需求差异
系统的信息管理模块需要提供的数据要相对简单，而决策分析模块所需要的行车安全数据信息要详细的多，为此城际轨道交通行车安全保障体系应当采用共用数据详细程度层次方法，来满足不同的数据服务需求。
城际轨道交通行车安全信息数据采用分级处理模式，其分析处理层次依次为：数据采集层、初级处理层、隐患分析层、决策分析层、全局分析层。行车安全保障体系采取安全数据信息逐层数据行车安全分级控制的处理模式。各处理层功能和任务如下：
（1）数据采集层
数据采集层负责城际轨道交通行车安全保障体系信息数据的实时动态采集。
（2）初级处理程
初级处理层负责将实时采集的数据进行初步过滤，根据内置的处理模块过滤出有价值的数据，为其他层次的数据处理提供数据共享服务。
（3）隐患分析层
隐患分析层在初级处理层的处理结果基础上，运用安全系统工程等相关理论和模型对数据的安全性进行分析，逐一给出其安全指标，然后搜索其中安全度最差的数据作为隐患数据。
形成城际轨道交通行车安全第一级控制，同时为决策支持层信息处理提供数据支持。
（4）决策支持层
决策支持层结合上述两层的处理结果，运用专家决策支持系统提出改进安全生产的措施和建议，为城际轨道交通行车管理部门的安全政策、管理措施提供辅助决策，形成城际轨道交通行车安全的第二级控制
（5）全局分析层
全局分析层从整个城际轨道交通系统安全的角度，结合相关政策法规，分析城际轨道交通系统安全发展趋势，提供决策与效果的相关性分析，形成城际轨道交通行车安全第三级控制，为最高决策提供支持信息。下图为城际轨道交通行车安全信息处理模式（图3）：
3)城际轨道交通行车安全保障体系共用信息平台
城际轨道交通行车安全保障体系安全信息数据从数据源角度可以划分为：原始采集数据、初步分析数据、辅助决策数据和全局安全数据；从数据性质可以划分为：安全信息数据、一般信息数据、隐患信息数据、危险信息数据和事故数据。城际轨道交通行车安全保障体系各子系统在直接通讯情况下，存在以下问题：在各子系统直接进行数据信息传送的情况下，存在系统共用信息数据缺乏明确的数据维护责任，数据的统一性难以保证，系统接口设计受到其它子系统功能要求的牵制等问题。为此城际轨道交通行车安全保障体系采用共用信息平台的方式进行系统共用信息的管理和维护：城际轨道交通行车安全保障体系共用信息平台担负系统共用信息的中转的职责和任务，各承担信息数据采集的子系统按照一定的系统规则将共用信息发送给共用数据平台，由系统共用信息平台进行规范化处理后加以存储，根据需求规则或各功能子系统的请求，采用规范化格式将数据信息发送出去，采用共用信息平台后的城际轨道行车安全保障体系的数据流如下（图4）：
城际轨道交通行车安全保障体系共用信息平台的确切含义是对整个城际轨道交通系统行车安全共用数据组织结构和传输形式的一种规范化定义，以及一个对共用数据信息进行组织、存储、查询、通讯等管理服务数据仓库系统。共用信息平台的功能如下：
（1）从各子系统中提取共享信息数据，并对多来源渠道、相互不一致的信息数据进行数据融合处理。
（2）完成对于实时数据和历史数据的组织，以保证数据间关系的正确性、可理解性和避免数据冗余。
（3）根据服务请求和查询权限对客户系统提供信息服务，对于自身存放的数据直接加以组织输出，对于其它子系统存放的细节数据由共用信息平台提供查询通道。
城际轨道交通行车安全保障体系共用信息平台具有分布式数据仓库的特征。下图（图5）为城际轨道交通行车安全保障体系共用信息平台的结构：
5结语
城际轨道交通具有客流密集，运输作业繁忙等特点，为了保证城际轨道交通系统安全高效运行，本文提出建立基于信息技术的城际轨道交通行车安全保障体系。在分析城际轨道交通行车安全保障体系框架结构及其内容的基础上，讨论了城际轨道交通行车安全保障体系的模块化、信息处理模式以及共用信息平台等问题。建立行车安全保障体系对于保障城际轨道交通系统行车安全具有重要的现实意义，为保障城际轨道交通系统安全可靠运行提供了构思框架。
参考文献:
数据通信的作用范文篇2
关键词：港口建设费征管信息系统；数据应用；安全管理
中图分类号：U691+1文献标识码：A文章编号：1006―7973（2016）02-0025-03
港口建设费（以下简称港建费）是根据《中华人民共和国港口法》及国务院有关批示，向对外开放口岸港口装卸作业的货物征收的，专项用于港口建设的国家政府性基金。从2011年10月1日开始，根据财政部、交通运输部下发的《关于印发的通知》，港口建设费征管工作由海事管理机构负责并实施，征收对象为对外开放口岸港口辖区范围内所有码头、浮筒、锚地、水域装卸（含过驳）的货物，义务缴纳人是货物的托运人（或其人）或收货人（或其人）。
近年来，随着港口建设费征管工作的发展和信息化水平的不断提高，对信息数据的完整性和系统运行的持续性提出了更为严格的要求。据统计，平均每年港口建设费征收管理系统需存入近六百万张专用收据数据、近两百万份的舱单数据，平均每天完成两万张的专用收据数据和四千多份舱单数据的采集。信息数据的海量增长、信息系统支撑的港建费业务的高度集中和信息存储的网络化，使得信息数据的重要性日益凸显，同时也加大了港建费业务数据的安全风险。因此，如何有效地建立数据应用的安全管理机制，并制定长效的数据应用发展战略，是港口建设费信息系统稳定运行和征管工作稳步长效发展的保障。
1港建费信息系统数据采集及应用现状
海事机构接管港口建设费以来，为确保港口建设费征管工作的顺利开展和高效运行，各级海事机构将信息技术与征管工作业务及数据管理需求相结合，开发了一系列征管信息系统，目前使用最为广泛的是部海事局组织开发并在全国推广的港口建设费征收管理系统以及港口建设费征管信息共享系统。此外，各地海事管理机构，也根据部局试点要求、结合自身需要和属地特点，有针对性地组织开发了相关业务应用系统。通过这些信息系统的建设，海事管理机构有效地提高征管业务数据采集及应用的能力和水平。
1.1港建费征管信息系统数据采集及应用概述
根据系统功能的不同，可将各级海事局现有的港建费系统划分为以数据采集为主的系统和以数据应用为主的系统。其中，以数据采集为主的系统包括“港口建设费征收管理系统”、“港口建设费货物申报及电子支付系统”以及“减免征货物管理信息系统”。海事机构通过以提运单管理为基础、以资金管理为核心、以专用收据管理为载体，并结合缴费管理与财务系统接口的“港口建设费征收管理系统”，实现了对货物申报以及校验、计费、收据开具及收款、审核、稽核、汇缴、核算等征管核心环节中所有舱单、专用收据、资金的数据采集；通过“港口建设费货物申报及电子支付系统”，实现舱单、专用收据、资金等信息的远程在线采集；通过“减免征货物管理类信息系统”，实现对减免征货物来港、离港、在港时的实时情况以及载货传播的联运计划等减免征重要信息进行采集。
以数据应用为主的系统包括“港口建设费征管信息共享系统”、“统计类信息系统”以及“稽核稽查类信息系统”。“港口建设费征管信息共享系统”是对已有港口建设费征收管理系统中数据的一个成功应用，通过共享数据集中存放的模式实现了全国港口建设费征管信息共享，并提供了跨区域的征管信息查询、统计分析、数据获取等功能，进一步发挥了港口建设费征收管理系统中业务数据的作用和价值；各地海事机构根据自身工作特点，建立的“港口建设费征管信息统计系统”以港口建设费征收管理系统中的清洁舱单信息、开票信息、入账信息为统计基础数据，实现了港口建设费征管信息的定制查询和统计功能，有效提高了原有系统的统计分析能力，取得了良好的使用效果；“稽核稽查类系统”用港口建设费征收管理系统中已采集的数据、与其他第三方数据比对，实现了对港口建设费征收管理系统中申报舱单数据的真实性和准确性的比对验证，有效帮助管理人员快速找出异常信息，避免义务缴费人少报、瞒报等行为。
1.2港口建设费信息系统数据采集及应用范围
港口建设费征收管理系统主要通过货物申报、货物收费、收据库存、稽核审查、资金管理等十余个模块完成对舱单信息、收据信息、资金信息、机构人员信息等数据的采集管理。其中，针对征收管理信息采集工作主要由港口建设费征收管理系统的直收申报模块、代收业务模块、直收收费、代收收费和稽核审查功能模块完成。实现了征管业务中，征收和代收的有关国内进口、出口国外、国内进港、国内出港等各类货物的舱单与提运单信息，开具的票据和每一票货物的征收金额等情况信息的采集。
港口建设费的数据应用，主要以数据共享查询、统计分析为主。
在港口建设费征收管理系统中，数据应用主要以查询统计功能形式，将系统采集的业务数据提供给征管工作应用。港口建设费征收管理系统提供的查询统计功能主要有收据期报表，收据入库出库、收据使用情况、收据核销情况查询，直收及代收的舱单信息、已缴费的舱单信息等舱单查询，代收单位缴款收入查询，港口建设费海事机构缴款月报表，港口建设费代收单位缴款月报表，港口建设费舱单收入统计查询，进账信息、汇缴退缴信息查询，稽核结果信息查询等。这些功能可以在一定层度上满足稽查管理工作、统计分析工作、人员装备管理工作对港口建设费征管业务数据的应用需求。
与港口建设费征收管理系统以数据采集管理功能为主相比，港口建设费征管信息共享系统功能的重点是在对全国港口建设费征收管理系统采集得到数据成果汇总的基础上，进一步对征管业务数据进行应用，实现舱单信息、提运单信息、集装箱货物信息、开具收据信息的全国范围共享和统计分析，以为各地各级单位提高征管工作能力和水平提供数据支撑，可较好地满足中转货物减免征管管理工作和征管统计分析工作。港口建设费征管信息共享系统对征管业务数据的应用主要以对数据的查询和统计分析功能形式体现，具体数据应用功能包括：舱单查询（查找）、提运单查询（查找）、集装箱查询（查找）、收据查询（查找）、舱单统计分析、提运单统计分析、集装箱统计分析、收据统计分析以及收费统计分析。
2港建费征管系统数据应用的安全管理
在数据应用成为一个行业发展必不可少的战略性因素的时代，业务数据和安全需求相结合才能够有效提高企业的安全防护水平。通过对港建费业务数据的大量搜集、过滤与整合，经过细致的业务分析和关联规则挖掘，海事部门可通过数据感知自身网络的安全态势以及预测业务数据走向。
系统数据的应用是指针对系统的基础数据和业务数据进行查询、分析和统计，通过统计获得新的分析、查询数据报表以及稽核审查的应用。结合港口建设费征管信息系统中的数据应用范围和权限的分析结果，制定相应的数据应用管理要求，可进一步确保系统数据应用的安全性和有效性。
2.1港建费征管系统数据应用方向
港口建设费征管系统的数据，可以在海事减免征工作、稽查管理工作以及统计分析工作中进行应用。
2.1.1减免征工作应用
减免征工作，是对特殊类型的货物进行减征、免征、缓征港口建设费。在港口建设费征管工作中，相关业务人员应根据工作需求通过共享系统中的查找功能对货物“内贸转外贸”、“外贸转内贸”、“集改散”等联运业务情况下同一票货的各类信息进行查找，从而对同一票货的舱单信息、集装箱信息、收据信息、提运单信息进行信息查找，并重点针对货物的名称、种类、数量/重量、曾缴情况等信息进行分析，保证减免征工作的正确性和全面性。
系统的查找应用，是授权用户通过系统根据船舶、提运单号、集装箱号查找其他海事机构船舶载运货物的港口建设费征管信息，实现海事机构查找并获取船舶上一港载运货物信息。港口建设费征管工作的各级海事管理机构（直属海事局、分支海事局、基层海事管理机构）的相关人员可以通过该应用清楚地查找任意一条所需的申报记录的相关信息。
2.1.2稽查工作应用
港口建设费征管工作中的稽查工作，是港口建设费征管部门在港口建设费缴费完成之后，对直收或代收单位港口建设费征管工作检查的过程。其中，电子稽查是分支局稽查工作人员对电子数据、纸质材料进行比对，检查相关舱单，找出有关单位信息存在的问题，为下一阶段稽查工作做准备。在此工作环节，工作人员须对系统中的电子舱单、船舶进出港签证信息、码头货物装卸信息、海关保税货物管理信息、海关/理货的舱单信息进行使用。稽查工作的信息比对包括纸质舱单与电子舱单的一致性、港口建设费征管系统与船舶管理系统的航次、船载货物信息的一致性。
2.1.3统计分析应用
港口建设费征管中的统计分析工作，是对征管数据进行统计分析，形成月度、季度或年度统计报表的工作。在港口建设费征管信息系统中，相关统计工作人员可通过系统的查询统计功能和联网分析功能，对系统相关业务数据进行统计分析应用。通过查询统计功能，对系统数据进行统计，实现收据期报表、收据使用情况、代缴收入情况、海事收缴月报、代收收缴月报以及舱单收入的查询统计；通过联网查询功能，对辖区范围内的舱单信息、集装箱信息、收费信息、收据信息以及提运单信息的数量进行统计，进一步了解和掌握本级以及下级机构的港口建设费征管工作信息。
2.2数据应用安全管理
海事管理人员在使用港口建设费征管系统数据时，应遵循一定的管理要求和数据安全使用规范，确保信息数据的安全和充分利用。具体而言，数据应用的管理要求如下：
针对稽查工作，海事稽查管理员可通过系统中“联网查询”中的“查询舱单”功能、“查询集装箱”功能以及“查询提运单”功能，查找并读取所需的舱单信息，并与纸质舱单以及船舶管理系统中的船舶航次信息进行比对，确保电子舱单信息的正确性和完善性。
针对减免征征收工作具有极度复杂性和较强的政策性，在使用共享系统的功能的同时，还应根据最新的规章制定形成完整有效的工作指导材料，进一步加强减免征工作的规范性、准确性和工作效率。
针对统计分析工作，需建立审核、评估机制，在统计报表上报前，要认真开展审核和评估工作，科室负责人进行初审后报送主管领导审定并上报。
直属海事局、分支局、基层海事管理机构的相关海事管理人员可通过联网查询中的查找功能查找所需的数据信息。各级用户只可对本级及下级的辖区范围内的相关系统数据信息进行查询及统计。
系统使用访问控制方面，系统应授予不同账户为完成各自承担任务所需的最小权限，严格限制默认账户的访问。并且，各级各类用户在数据查找时，应牢固树立安全保密意识，不得随意对外提供各类查询的信息。
为了更好地使用系统的查找功能，查找筛选条件应尽量依据系统数据采集中的数据录入规范进行录入，提高数据查找效率和数据使用质量。
安全审计方面，应使用港建费征管相关的应用系统定期保存应用系统操作日志，便于分析和审计系统使用行为。
通信完整保密方面，港建费征收管理应用系统应通过数字证书加密、签名等安全技术保证通信过程中的数据的完整性和保密性。
3港口建设费征管系统数据应用的发展
随着信息技术的发展与大数据时代的来临，为更有效地发挥港建费征管系统数据在实际海事征管工作中的作用，海事管理部门应进一步发展港建费征管数据安全应用，充分挖掘潜在的海事公共服务价值。
3.1提高数据采集以及数据监管能力，加强海事各业务部门间的信息资源共享
为更有效地使用数据在港口建设费征管工作中的应用，在港口建设费数据采集方面，应进一步提高数据采集质量、加强数据应用监管，实现系统使用管理的科学化、规范化、制度化；在海事各业务部门间，加强系统互通互联、信息资源共享，改善信息分散、信息内容单一的问题，构建港口建设费数据信息集成利用，发挥整体性数据使用功能。海事各业务部门通过数据共享进行集成检索、利用和分析提取所需信息，满足各业务部门的业务需求，提供工作效率，提高海事部门港口建设费整体征管能力。
3.2以数据开放为基础，促进数据应用科学决策和服务创新
对管理部门而言，数据的价值在于提供尽可能多的实用信息并对信息进行有效分析，促进业务决策科学化和管理精细化。海事部门可在一级数据中心以及地方二级数据中心的建设基础上，进一步强化在海事管理中运用数据资源服务公众和服务决策，整合集成大量分散的海事港口建设费信息数据资源，以公众需求为导向，在保证数据安全的前提下，为行政相对人以及公众提供更便捷的数据服务。
3.3在信息应用和共享的同时，加强数据保护和信息安全
在大力推动数据应用与共享的同时，海事部门应格外重视数据保护和信息安全。通过相关的政策、规范保障信息安全，使用合理有效的信息安全战略以提高数据的安全运用能力；使用数据加密技术以加强数字安全建设，在信息互通互联的同时，确保港建费征管信息系统中各类需要保密的敏感数据的传输、存储安全。
总之，通过规范的系统数据的采集和应用，严格执行港口建设费征收管理制度，降低征管风险，坚持依法征管，可进一步做好港口建设费征管工作，实现应征尽征、足额征收的征管目标。
参考文献：
[1]《港口建设费征收使用管理办法》，2011年.
[2]《港口建设费委托代收管理办法》，2011年.
[3]交通运输部海事局，《港口建设费征收管理工作规程（试行）》，2011年.
[4]《港口建设费征收管理工作规程附件》，2011年.
[5]《港口建设费征收管理系统海事工作人员操作手册》，2011年.
数据通信的作用范文篇3
1.1数据加密技术
计算机网络通信技术突破传统信息交流方式，提高信息的传播速度，极大的提高了个人、企业及单位的工作效率。在计算机网络通信安全中，数据加密技术的应用起到辅助作用，所谓数据传输是按照特定的规律或算法，将原来的明文进行处理，以密文的形式传输。接收方在接收后，可根据算法和规律进行解密，实现数据的传输。在计算机网络通信中应用数字加密技术，将明文通过一定的规律和算法转换为密文进行传输，传输后再将密文转化为明文，这里的规律和算法指的就是密钥，对数据传输具有保护的作用，只有输入准确的密钥才能够正常阅读加密的数据信息。在数据传输过程中，密钥有助于对数据传输者的身份信息进行保护，防止在传输过程中，数据信息完整性被破坏，或者数据信息被窃取。对数据加密的程度，主要受到计算机的复杂程度影响，特别是对于每秒中可执行数万次的高速计算机，加密系统更为有必要。
1.2数据加密的方法
计算机网络通信安全中常用的数据加密方法包括：对称式与非对称式两种加密方法。
1.2.1非对称式加密方法
在数据加密和解密中，使用两种密钥，分别为私钥和公钥。加密文件需要由私钥与公钥的配对来实现。前者因为有私人保管，有着很强的保密性，后者为公共使用的密钥。两种密钥的结合，使非对称式加密方法的保密作用很强，避免了信息传输中出现密钥被截获或者被窃取的情况。这种加密方式缺陷，就是实用麻烦和啦费时间，使用中导致计算机网络通信变慢。
1.2.2对称式加密方法
加密和解密使用一种密钥的加密方法叫做对称式加密方法，是一种较为常用的方法。因为密钥是一个，因而在加密和解密时比较节省时间，操作也非常简单方便。不过这种加密方法，很难保障安全，因为在信息传输中，同时也会传输密钥，这个过程极易造成密钥的泄露，从而无法发挥加密技术的保护作用。在计算机网络通信的实际应用中，如果使用对称式加密方法时，那么最重要的还是要保护好密钥，避免因为密钥被窃取，对计算机网络通信安全性带来威胁。
2当前常用的数据加密方法
2.1节点加密技术
节点加密技术，这种数据加密技术在节点上进行加密和解密，数据信息以明文的形式，从节点中的安全模块进行加密和解密，这种节点加密技术有助于提升数据的安全性。实际应用中，节点加密技术是针对节点加密，通过设计一种特有的加密数据处理方式，在数据传输程中采用明文的形式，在尚未到达节点时，导致数据极容易被非法用户攻击，威胁数据的保密性。
2.2链路加密技术
链路加密技术这种较为常见的加密技术，加密方式就是针对通信线路，在数据传输前就已经进行加密处理，有效的保护链路中的节点数据。在实际信息传输中，链路加密技术首先对传至某一链路节点的数据，在传入之前先加密，等到数据传输至这一节点，再对下一节点加密，从而实现安全传输数据信息。链路加密技术具有显著的保密效果，在数据传输中一面加密一面传输，因而有叫做在线加密技术。链路加密技术有助于遮盖数据传输点和发送点，通过掩饰信息的长度与频率，保护数据传输中的安全性，避免被非法用户攻击和窃取。在加密过程中，链路加密技术需要保持链路两端的加密设备与链路价目做到一致性，这种情况属于该技术的缺陷，因为同步进行，使得通信网络的速度变慢，导致性能大大下降，最终不利于信息的高效传输。
2.3端到端加密技术
端到端加密技，指的是通过密文的形式，将传输点到接收点的数据表现来，使用这种加密技术，数据信息在传输前，无须再解密和加密，当数据接收后再将密文转变成明文。端到端加密技术与上面两个加密技术比较，其过程简单，投入成本也不高，不过在加密中会损毁节点的数据，因而对设备的同步性要求比较严格，对传输点和接收点无法做到掩饰。
3数据加密技术在计算机网络通信中的应用
3.1数据加密技术在软件加密中的应用
数据加密技术在软件加密中的应用至关重要，一旦计算机软件出现杀毒软件，或者发现病毒软件被病毒感染，这种情况下软件无法正常工作，造成数字程序、签名等无法运行。由此，想要充分利用解密程序，前提就是要对加密文件和系统进行严格的检查，避免因病毒感染无法正常工作。在检查中，注意做好保密工作。由于计算机软件具有一定的可修改特性，从而导致计算机非常容易被黑客或者病毒入侵，因此通过数据加密方法保护计算机软件，成为一种必然趋势。
3.2数据加密技术在网络数据中的应用
当前，网络数据管理系统，主要为Windows或Unix的NT系统，数据存储、数据传输公共信息系统薄弱，只要借助其他方法很容易就能够破解获得密码，无法确保数据信息的安全。因而可以通过数据加密来保障计算机系统的数据安全，通过口令设置、访问权限等方法保障网络数据用户的信息安全。
3.3数据加密技术在电商中的应用
随着计算机通信技术的快速发展，带动我国电商事业的发展。其中网络平台是电商技术的一个重点，在运营中会牵涉到多种利益关系。对此，电商工作务必做好数据加密工作，以保障电商信息的安全。为保障个人信息和财产安全，在电商技术中，用户需进行身份验证。为了保护个人资料的安全性，需要设定多重标准，例如在淘宝平台设置登录密码和支付密码，以保护个人财产安全和信息安全。避免因为信息的泄露，对经济财产和人身安全造成巨大影响，也避免信息泄露对电子商务运行发展产生不利影响。
3.4数据加密技术在局域网中的应用
数据加密技术，在局域网中也得以被广泛应用。当前，我国很多企业，在内部都设置有用来储存资料或者召开会议的局域网。因而亟需提高信息的保密性，对企业信息安全性具有重要作用。在企业局域网中应用数据加密技术，企业使用路由器时，可以对其设置加密功能，确保向用户发送信息时，自动保存数据信息，在接到加密文件后，能够自行解密信息，这种加密技术不仅提高数据的安全性，且促使操作过程更加简单便捷。
数据通信的作用范文篇4
关键词：通信综合监控系统；电网通信；应用
综合监控系统是通过中心站功能，把遥控、遥测、遥信、遥视技术进行联网，充分把各站点实施在线监控，把握各个环节工作状态。如果发现各站点有问题，则马上预警，有效节省了检测时间，这种综合监控系统的应用，能够较快的处理故障。
1通信综合监控系统的主要功能
1.1综合监控系统的“遥”功能
综合监控系统是遥测、遥信、遥控、遥视等各项主体功能。通过如下方面具体展现：（1）通过相关技术得到通信设备、电源、机房里电平、电压、温度等信号；通信系统通信设备、机房湿度、温度、电源告警信号、防盗告警信号不同的状态情况；用遥测技术获取设备的模拟量和数据，不用到现场就可以遥测曲线，通过监测画面模拟的曲线。（2）在各个遥信站点内，对远动信号电平匹配与接点进行有效连接，降低故障率。（3）遥控功能可以对各站内空调、风机等所有设备做图像监测，实施远程启动、关闭等操作，方便对多个控制量同时确认与控制。对操作时间、人员、信息等进行自动记录。（4）遥视功能主要就是用图像进行现场监视，观察站点内通信设备工作状态，能够充分把握设备是不是安全运行，实现故障联动报警。
1.2通信电路规约转换功能
综合监控系统对不同电路监控规约有效转换，获取各个通信电路工作常态，自动生成信息转换到综合监控系统，实现自动转换功能。还可以将通信站内智能设备本地管理功能传输到中心站，实现有效的远程管理。
1.3通信电源监控功能
通信站内的动力电、蓄电池等是不是正常运行，生成电流、电压信息指标是不是开启，都能实现采集，对复杂需破译的智能规约，进行本地转换自动传输，进站后可实现统一处理。
1.4告警实时处理功能
综合监控系统重点就是对各站内的设备进行监测，特别是工作状态、模拟量以及系统本身的故障数据，自动形成数据分析报告，用声音告警、图标闪烁以及告警量图进行等级报警。一般情况下，通过告警进行信息测算评定、统一归总储存在大的数据库里，待需要时，可直接进行数据信息打印。机房提供扇形红外线报警，发现情况则发出分贝较大的报警声，同时把所有的灯进行开启，并启动自动录像功能。严重告警就是通过语音进行警告，同时远程推图；主要告警采取推图形式进行现场监控；次要告警不推图也不发出语音告警，只是把相关不良信息进行记录并存库；监测告警和视频告警发生后，站点内的摄像头会第一时间转换，对准事发地，然后自动提供告警位置，打印出三维的事发定位图，远程传输，进行及时处理。
1.5历史数据处理功能
对于有些过期的数据，不能删除，不需要进行存贮，比如告警信息、工作状态、时间地点、设备模拟、曲线生成、系统设置参数、参数变更、操作等等。系统根据相关统计数据计算出通信电路的运行率。
1.6综合集成功能
综合监控系统一般都是很小的基本系统，也可以建成全面的大系统。综合监控系统的子系统包括：（1）远方图像就是通过监测，对远端进行图像监视；（2）光纤光缆自动监测实现对光缆故障监控，形成隐患数据；（3）监控系统后台以图形方式逐级进行电源、SDH、微波端口功能的分类。
1.7联网以及网络安全功能
综合监控系统与现代科技联网：（1）协议完成不同数据转换；（2）远程客户端选择；（3）远程通信系统不同网路数据自动生成。一定要在系统内网与外网之间进行防病毒处理，明确网络设备安全等级，不同用户开放不同功能，保证运营系统安全。
2电网通信中综合监控系统的结构
中心站是重要的环节，是监控系统核心和重点，体现在监控网络结构的建立上，是综合监控系统组建的重要节点。
2.1中心站结构
通信综合监控系统中心站是至关重要的核心，配置数据的设计要根据单机双网系统进行，用实际监控需要的设备进行设计与准备，以达到监控目的，实现无盲目实时监控。
2.2外站结构
综合型、一般型、无采集型三类外站结构，都有着不同的作用和功能。综合型主要指通信机房内智能设备很多，配置相应视频监控设备等高技术设备。
一般型外站结构与综合型正好是相反的情况，设备不多，只有环境量采集设备和网管设备。
无采集型外站结构中没有采集装置，只有智能电源和光端机，这种结构中光端机网管系统相当完善，设备在出厂时有设备温度、湿度、后门门警机架散热等配置。把数据传输到中心站，完成最后的协议转换。
2.3中心站硬件
综合监控系统监控和管理两方面工作，都要协调统一。监控是通过设备对通信站内设备以及站内环境数据进行远程采集，把这些数据进行集中分析，并对特定的设备进行遥视；建立数据库，通过整体系统，实现对设备运行数据的全面有效管理。
综合监控系统对硬件要求高，一般由主服务器、交换机、调度站、规约转换器、视频工作站、便携式远程维护终端机、系统管理站等组成。主服务器需满足系统的双机集群运行，实现数据精确。软件数据库处理数据并储存，特别是一些重要文件、应用、数据，保证数据不丢失。调度站在方便管理的同时，可以实时监控站内设备。把监控数据由专用的通信通道传输至中心站，根据相关标准规约达到转换效果。
2.4中心站软件
Windows是中心站主系统，服务器是WindowsServre或者UNIX系统。中心站数据库有的用ORACLE，有的用SQL，实时数据库、历史数据库是数据库的重要组成部分。实时数据库负责监控数据、故障告警数据、接收后响应等工作，对这个数据库一般配置最高，配置的设备要有如下功能：缓存处理功能、急速处理功能、数据透明急速传输功能，数据接收快速响应处理功能。历史数据库主要存档的是设备情况、现场环境数据、有用的原资料、分析产生的资料、监控系统功能资料、运行监测资料等，形成快捷方便的系统管理功能。
中心站应用平台功能要全面可靠，保证运行常态。操作平台具有监视操作、运行管理、设备操作、中心数据、图形图像等调用查询的功能以及调度人机界面；维护平台对网管系统本身进行维护，对图像进行取用截面，因此功能一定要齐全，常用的绘图工具、文档、图形制作等软件是必需的。应用平台要有报表管理、设备管理、网络配置管理、故障管理等功能，每一个功能都不可缺少，所以在设备安装时，要进行有效的设计，建立起能够保证安全的监控系统，实现远程监控目的。
3结束语
电网通信运用通信综合监控系统，可以很好的提高网管工作效率，创新提升网管模式。那么相关操作人员就不仅仅是学会操作，更重要的是要会用，可以通过分级管理的方法，进行权限认定，日常做好防范工作，确保系统运行高效、安全与稳定。通信综合监控系统不断完善与发展，必将推动通信企业现代管理水平提升，是值得大力推广的环节。
数据通信的作用范文
1引言
城际轨道交通系统是指服务于城市客运交通，通常以电力为动力，轮轨运行方式为特征的车辆或列车与轨道等各种设施的总和。它具有运能大、速度快、安全准时、成本低、节约能源、以及能缓解地面交通拥挤和有利于环境保护等优点。但是由于城际轨道客流密集、运输作业繁忙，如何高效、有序的对城际轨道交通系统的管理，保证行车安全，实现快速、高效、安全的优质服务，将成为我们首要面临的问题。本文基于城际轨道交通行车安全的需要，提出建立城际轨道交通行车安全保障体系。城际轨道交通行车安全保障体系是以计算机技术、信息网络技术和安全系统工程理论为基础的行车安全基础信息采集、信息增值处理、实时化安全分析、智能化安全决策系统。
2行车安全保障体系框架结构及内容
城际轨道交通行车安全保障体系是针对城际轨道交通行车安全影响因素所采取的所有控制手段的有机结合，它是以管理人员作为控制者，以行车安全人、车、环境三个子系统作为被控对象的控制系统，从本质上讲城际轨道交通行车安全保障体系是一个以“管理”为中枢，“人”为核心、“车”为基础、“环境”为条件组成的总体性的以保障城际轨道交通行车安全为目标的人－车－环境系统。wWW.133229.COM从管理对象的角度出发，可以将城际轨道交通行车安全保障体系划分为不同层次的两个子系统：安全综合管理子系统和安全对象管理子系统。安全对象管理子系统分为人员安全保障子系统、设备安全保障子系统和环境安全保障子系统。城际轨道交通行车安全保障体系框架结构如下图所示（图1）。
1）安全综合管理子系统
城际轨道交通行车安全管理包括对人的安全管理、设备的安全管理和行车环境的安全管理。城际轨道交通行车安全综合管理子系统不是单独对人的安全管理、或者单独对设备的安全管理、对环境的安全管理。它是对城际轨道交通系统总体的安全管理，是凌驾于人、机、环境之上，又渗透于其中的安全管理。从功能上看，城际轨道交通行车安全基础管理起着系统软件的作用，它既是城际轨道交通行车安全保障体系的一个子系统，又对整个城际轨道交通系统的行车安全起着控制、监督作用。城际轨道交通行车安全保障体系的安全管理子系统主要功能有（1）收集、记录、整理、传输、存储行车安全信息；（2）进行城际轨道交通系统行车安全分析、评价；（2）行车安全管理决策支持。
2）人员安全保障子系统
城际轨道交通行车安全依赖高效、安全、可靠的人的行为，在城际轨道交通行车工作的每个环节、每项作业中，都是由人来参与并处于主导地位，人操纵、控制、监督设备状态，完成各项作业，与环境进行信息交流，与其它作业协调一致。大量事故统计表明绝大多数事故的发生与人的不安全行为有关。影响城际轨道交通行车安全的人的因素包括行车系统内部人员和旅客等。人员安全保障子包括直接安全保障和间接安全保障。直接安全保障通过对城际轨道交通相关工作人员进行行车安全教育培训，提高行车安全素质。间接安全保障是指通过对城际轨道交通行车安全相关工作人员的工作状态进行实时动态监测，针对不同作业环境，进行相应的劳动安全管理。人员安全保障子系统通过行车安全相关人员实时状态监控，保障不因人为因素导致城际轨道交通事故的发生。人员安全保障子系统的主要功能有（1）行车相关工作人员工作状态实时动态监控；（2）劳动安全评价分析。
3）设备安全保障子系统
城际轨道交通运输设备是除人以外，影响系统安全的另一个重要因素。运输设备的好坏，不仅影响整个城际轨道交通系统的效率和效益，而且对行车安全起着重要作用。影响城际轨道交通行车安全的设备因素主要有行车安全基础设备（例如线路、桥梁、机车、信号设备等）以及行车安全技术设备（例如行车安全监测设备等）。
设备安全保障子系统的主要功能是通过行车安全设备运行状态实时动态监控，采集设备实时动态运行数据，为城际轨道交通系统安全管理提供决策支持，使设备因素对城际轨道交通系统安全降低到最低限度。
4）环境安全保障子系统
影响城际轨道交通行车安全的环境因素主要有作业环境和自然环境。环境安全保障包括作业环境安全保障和自然环境安全保障两部分。
①作业环境安全保障通过对行车作业人员作业空间的温度、湿度、照明、噪声等作业环境指标进行实时动态监测，保障作业人员具有良好的作业环境。
②自然环境安全保障通过对车站及区间的通风、空调、给排水、照明、自动扶梯等设备状态以及气候环境等进行动态监测，以便对设备的不良状况以及自然环境的不良状况作出及时和适当地反应，保障城际轨道交通系统具有安全的自然行车环境，旅客具有舒适的乘车环境。
环境安全保障子系统主要功能是通过对影响城际轨道交通行车安全的作业环境和自然环境进行动态实时监控，获得各项环境指标的实时动态数据，为系统安全管理提供决策参考，以降低环境因素对城际轨道交通行车安全的影响，提高系统运行的可靠性。
3城际轨道交通系统行车安全保障体系模块分析
城际轨道交通行车安全保障体系采用模块化逻辑结构，各模块间采取纵向横向联系结合方法实现安全多维制约机制，并在此基础上进行信息共享。城际轨道交通行车安全保障体系从逻辑上分为三个模块：行车安全决策分析模块、行车安全控制模块、行车安全信息监测模块。
1）行车安全决策分析模块
行车安全决策分析模块主要功能是进行城际轨道交通行车安全的决策分析，为城际轨道交通系统行车安全规划、管理，政策制定等方面提供决策支持。行车安全决策分析模块包括三个子系统：行车安全信息管理系统、行车安全信息分析系统、行车安全辅助决策支持系统。
（1）行车安全信息管理系统：负责城际轨道交通行车安全保障体系信息数据处理工作，将信息监测模块采集的数据加工组织形成信息，将信息提炼形成知识。其功能包括行车安全信息收集、处理、存储、共享及信息等。
（2）行车安全信息分析系统：从行车安全信息系统中获取行车安全信息数据，负责行车安全宏观数据分析工作。从安全系统工程、系统可靠性、安全评价以及事故预测等角度分析行车安全信息，进行行车安全评价，为城际轨道交通行车安全管理提供决策数据。
（3）行车安全辅助决策支持系统：根据行车安全信息系统的安全信息数据和行车安全分析系统的分析结果，结合行车安全历史数据信息和安全专家决策模型制定行车安全辅助决策方案，为安全管理人员提供决策支持。
2）行车安全控制模块
根据行车安全分析决策模块以及行车安全信息监测模块的数据信息，进行城际轨道交通行车安全控制。
3）行车安全信息监测模块
该模块是行车安全基础数据采集模块，是行车安全信息管理系统信息以及分析系统运行的基础，一般为三层结构，即数据采集单元、数据接收单元、数据处理/输出单元。城际轨道交通行车安全信息监测模块由以下监控系统所组成。
（1）列车运行状态实时监控系统主要是负责对列车运行状况进行实时监控，以获得列车运行的各种参数。
（2）牵引动力设备实时状态监控系统主要是保证控制中心对城际轨道交通供电系统的供电设备的运行状态进行监测及数据采集。
（3）线路设备实时监测系统主要负责对线路、桥梁、隧道等线路设备进行实时监控，以采集线路设备的实时动态安全数据。
（4）信号设备实时监控系统主要负责对车站进路信号、区间通过信号设备的运行状况进行监控，采集信号设备动态运行数据。
（5）环境监控系统负责对车站及区间的通风、空调、给排水、照明等设备、作业环境、自然环境进行动态监测。
（6）闭路电视监控系统负责向城际轨道交通行车安全有关的工作人员（列车调度员、公安指挥人员、车站行车人员及司机）提供城际轨道交通系统车站各个部位列车停靠、启动、车门关闭、客流以及安全状况等方面的现场实时图像数据信息。
（7）作业人员工作状态监控系统负责对行车作业人员实时工作状态进行监测。
图2为城际轨道交通行车安全保障体系逻辑结构图。
4城际轨道交通行车安全保障体系共用信息平台
1）安全信息需求
城际轨道交通行车安全保障体系的安全、高效运行依赖安全信息监测模块采集的数据：列车运行状态参数数据、牵引动力设备实时运行数据、信号设备运行状况数据、线路设备监控系统提供的线路设备运行状况的监控数据、环境监控系统提供的环境指标数据、闭路电视监控系统提供的车站实时状况信息以及相关行车作业人员的安全信息。
2)安全信息处理模式
城际轨道交通行车安全保障体系各子系统对于数据需求呈现以下特点：
（1）基础数据采集的共享性
城际轨道交通行车安全保障体系的良好运行依赖行车安全信息监测模块采集的行车安全基础信息数据。
（2）现状数据与历史数据积累的需求差异
各个子系统对数据的时间要求存在着一定的需求差异，比如各个监控系统关注的是现状信息以及有关设备以及工作人员的状态的实时的、动态的信息，而行车安全分析系统以及辅助决策支持系统等关注的是积累的系统行车安全信息的历史和现状数据的结合。
（3）数据详细程度的需求差异
系统的信息管理模块需要提供的数据要相对简单，而决策分析模块所需要的行车安全数据信息要详细的多，为此城际轨道交通行车安全保障体系应当采用共用数据详细程度层次方法，来满足不同的数据服务需求。
城际轨道交通行车安全信息数据采用分级处理模式，其分析处理层次依次为：数据采集层、初级处理层、隐患分析层、决策分析层、全局分析层。行车安全保障体系采取安全数据信息逐层数据行车安全分级控制的处理模式。各处理层功能和任务如下：
（1）数据采集层
数据采集层负责城际轨道交通行车安全保障体系信息数据的实时动态采集。
（2）初级处理程
初级处理层负责将实时采集的数据进行初步过滤，根据内置的处理模块过滤出有价值的数据，为其他层次的数据处理提供数据共享服务。
（3）隐患分析层
隐患分析层在初级处理层的处理结果基础上，运用安全系统工程等相关理论和模型对数据的安全性进行分析，逐一给出其安全指标，然后搜索其中安全度最差的数据作为隐患数据。
形成城际轨道交通行车安全第一级控制，同时为决策支持层信息处理提供数据支持。
（4）决策支持层
决策支持层结合上述两层的处理结果，运用专家决策支持系统提出改进安全生产的措施和建议，为城际轨道交通行车管理部门的安全政策、管理措施提供辅助决策，形成城际轨道交通行车安全的第二级控制
（5）全局分析层
全局分析层从整个城际轨道交通系统安全的角度，结合相关政策法规，分析城际轨道交通系统安全发展趋势，提供决策与效果的相关性分析，形成城际轨道交通行车安全第三级控制，为最高决策提供支持信息。下图为城际轨道交通行车安全信息处理模式（图3）：
3)城际轨道交通行车安全保障体系共用信息平台
城际轨道交通行车安全保障体系安全信息数据从数据源角度可以划分为：原始采集数据、初步分析数据、辅助决策数据和全局安全数据；从数据性质可以划分为：安全信息数据、一般信息数据、隐患信息数据、危险信息数据和事故数据。城际轨道交通行车安全保障体系各子系统在直接通讯情况下，存在以下问题：在各子系统直接进行数据信息传送的情况下，存在系统共用信息数据缺乏明确的数据维护责任，数据的统一性难以保证，系统接口设计受到其它子系统功能要求的牵制等问题。为此城际轨道交通行车安全保障体系采用共用信息平台的方式进行系统共用信息的管理和维护：城际轨道交通行车安全保障体系共用信息平台担负系统共用信息的中转的职责和任务，各承担信息数据采集的子系统按照一定的系统规则将共用信息发送给共用数据平台，由系统共用信息平台进行规范化处理后加以存储，根据需求规则或各功能子系统的请求，采用规范化格式将数据信息发送出去，采用共用信息平台后的城际轨道行车安全保障体系的数据流如下（图4）：
城际轨道交通行车安全保障体系共用信息平台的确切含义是对整个城际轨道交通系统行车安全共用数据组织结构和传输形式的一种规范化定义，以及一个对共用数据信息进行组织、存储、查询、通讯等管理服务数据仓库系统。共用信息平台的功能如下：
（1）从各子系统中提取共享信息数据，并对多来源渠道、相互不一致的信息数据进行数据融合处理。
（2）完成对于实时数据和历史数据的组织，以保证数据间关系的正确性、可理解性和避免数据冗余。
（3）根据服务请求和查询权限对客户系统提供信息服务，对于自身存放的数据直接加以组织输出，对于其它子系统存放的细节数据由共用信息平台提供查询通道。
城际轨道交通行车安全保障体系共用信息平台具有分布式数据仓库的特征。下图（图5）为城际轨道交通行车安全保障体系共用信息平台的结构：
5结语
城际轨道交通具有客流密集，运输作业繁忙等特点，为了保证城际轨道交通系统安全高效运行，本文提出建立基于信息技术的城际轨道交通行车安全保障体系。在分析城际轨道交通行车安全保障体系框架结构及其内容的基础上，讨论了城际轨道交通行车安全保障体系的模块化、信息处理模式以及共用信息平台等问题。建立行车安全保障体系对于保障城际轨道交通系统行车安全具有重要的现实意义，为保障城际轨道交通系统安全可靠运行提供了构思框架。
参考文献:
数据通信的作用范文篇6
由于Windows操作系统具有开发资源丰富、操作方便等优点;Linux和Dos操作系统都具有强实时性,通常数控系统的上位机(HMI端)采用Window平台,下位机(NCU端)采用Linux和Dos平台。因此,通信层次的划分要合理,为上层应用软件提供通用的通信服务接口,屏蔽底层平台的差异、通信引擎的差异和操作系统的差异。本文中的上下位机间通信采用客户端/服务器的模式[8]:其中上位机为客户端,负责向服务器端发起通信请求;下位机为服务器端,提供数据的上传和下载服务。服务器端分为4个层次:通信引擎层、通信抽象层、通信服务层、数控控制单元;客户端分为通信引擎层、通信抽象层、通信服务层、通信接口层、NCAPI层、人机交互界面。通信服务结构层次如图1所示。通信引擎层实现网络通信、串口通信、总线通信三种通信方式,同时屏蔽操作系统的差异。不同的操作系统中,网络通信、串口通信、总线通信程序的开发主要是相应功能的函数接口不同,因此通过条件编译的方式,每一种通信方式的实现程序中包含多个操作系统中该通信方式实现的代码程序。这样就实现了通信引擎的跨平台。通信抽象层主要管理网络通信、串口通信、总线通信三种通信引擎。抽象出一系列统一的接口供上层使用,从而屏蔽通信引擎的差异,该层主要维护一个已注册的通信引擎数组,保存每个通信引擎数据结构的指针。通信抽象层利用一个指针保存当前使用的通信引擎。每一个通信引擎的数据结构定义了该通信引擎的一些信息,比如说连接是否建立的判断,以及发送数据接口、接收数据接口、初始化通信接口、退出通信接口的信息提示等。通信抽象层的实现过程如图2所示。图2通信抽象层的实现过程示意图服务器端的通信服务层提供不同类型数据的通信服务,客户端的通信接口层提供使用服务器端相应通信服务的接口。这两层都是在通信抽象层之上的,因此它们不用关心操作系统和通信引擎的差异。客户端NCAPI层通过调用通信接口层中相应的接口获取数控系统中对应的数据供人机交互界面使用。
2通信服务层各功能实现
通信服务层是一种面向服务的应用接口,通过调用通信抽象层提供的接口实现通信服务,它不必关心操作系统的差异、通信引擎的差异。通信服务的内容主要包括变量服务、命令服务、文件服务、报警服务等内容。
2.1变量服务的设计及实现
数控系统中有些数据是需要在上下位机之间经常动态更新的,例如加工位置值、进给速度值、加工误差值等,这一类数据对传输的可靠性没有很高的要求,但是需要周期的上传和下载。变量服务主要功能就是在服务器端(或NCU端)和客户端(或HMI端)传递需要经常动态更新的数据。变量服务的原理如图3所示,NCU端数据服务器监控变量存储区的数据变化的情况,有变化就通过通信接口发送到HMI端;HMI端数据服务器监控服务端口,如果有数据就解析报文,并调用数据访问接口向本地的变量镜像区写数据。因此在一个时间片内,总可以保证HMI端保留有NCU端数据的一个镜像,这样就能保证HMI端变量镜像区和NCU端变量存储区数据的一致性。HMI访问数据只面对本地数据,而不用考虑数据从何而来。
2.2命令服务的设计及实现
数控系统中有些数据由HMI端发送给NCU端后,NCU端是需要作出相应动作响应的,例如数控系统中的手动功能。这类数据就是命令,它需要NCU给HMI返回响应,从而使HMI知道NCU端对命令的处理情况。命令服务就是上下位机之间实现数控系统的命令控制,由HMI端发起,NCU端响应。HMI端组装命令数据报文,通过网络发送到NCU端,NUC端接收到命令包后,进行相应的数据报文解析,根据数据报文解析的结果进行相应的命令操作,最后再向HMI端发送命令处理成功与否的响应消息数据报文。HMI端在设定的时间内进行超时检查,确认是否收到成功的响应报文,命令服务的通信模式如图4所示。
2.3报警服务的设计及实现
数控系统中的报警信息对于数控机床的维护和保证其加工的安全性至关重要,因此HMI端必须显示数控系统的报警信息。上下位机的报警服务是将NCU端的提示、报警等信息传递给HMI端。在NCU端和HMI端,采用统一的消息管理器。在NCU端的报警服务器监控消息队列,如果有新的消息,则通过报警服务端口将新报警信息发送到HMI端。HMI端监听报警服务端口,如果有新的报警,则调用消息管理接口,并添加到HMI消息队列中。报警服务的处理过程如图5所示。
2.4文件服务的设计及实现
上下位机之间经常需要传输加工程序、参数文件和PLC程序等,因此文件服务必不可少。文件服务主要提供目录的上传、文件的上传和下载。文件服务总是由HMI端提出请求,经NCU响应后进入具体的文件服务。在文件下载服务状态,由HMI发送文件头,分块发送文件体和文件结束标识,NCU端接收文件头、文件体,并将其储存在文件中。在文件上传服务状态,由HMI发送文件头,分块接收文件体和文件结束标识,NCU端接收到文件头后,发送相应的文件体,直至文件结束发送文件结束标识。在目录服务状态,将目录转换成文件进行传输。在传输过程中,如果超时或有与状态不匹配的操作码出现,则进入复位处理,文件服务重新进入空闲状态。文件服务器的状态机如图6所示。
3实验验证
将通信模块的客户端和服务器端的程序分别集成到数控系统的上位机和下位机中进行网络通信、串口通信和总线通信的测试。上下位机采用的都是基于ARMS3C2440的微处理器+FPGA的嵌入式数控系统,上位机主要负责人机交互界面,下位机主要负责运动控制。实验结果表明,上下位机之间能够高效、快速和稳定地完成文件、变量、命令和报警等信息的传输。上下位机之间以太网通信的测试现场如图7所示,串口通信的测试现场如图8所示,总线通信的测试现场如图9所示。
4结语
数据通信的作用范文篇7
〔关键词〕数字城市；资源整合与共享；海量数据；元数据；互操作；交互服务
doi：10.3969/j.issn.1008-0821.2014.02.013
〔中图分类号〕tp393〔文献标识码〕a〔文章编号〕1008-0821（2014）02-0062-04
信息资源整合与共享是在数字城市信息资源极大丰富的背景下，针对“信息孤岛”和“资源过载”问题而提出的重要解决方案。它将资源视为一个系统，依据一定的需要和要求，通过各种技术把不同来源和不同通信协议的信息体系有机的融合在一起，使不同类型、不同格式的信息资源实现无缝连接，在实现信息资源结构优化和合理布局的基础上，通过有效的共享机制，最终形成一个具有集成化服务功能的跨平台、跨系统、跨数据库、跨内容的新型信息资源服务体系[3-4]。它是网络环境下数字城市信息服务向纵深发展的结果，也是当前数字城市集成化信息服务的主流模式，不仅能实现城市信息资源的合理配置、开放共享和充分利用，保证资源效益最大化，也将为城市的整体、可持续发展提供科学决策的依据，也能够为经济建设、社会发展和广大人民群众生活服务的提高提供有力的保障和支持。
1数字城市与信息资源
1.1数字城市的资源视角与技术发展从资源的角度看，数字城市是使城市信息资源成为经济、社会发展过程中最重要的战略资源，并逐渐弱化甚至取代物质和能源的过程。虽然信息资源远不如土地、材料、能源等自然资源易于观察、测量和使用，但却可以有效减少工业化城市对物质资源和能源的过度消耗，解决资源匮乏、环境污染等现代城市问题，进而使城市的经济结构、社会结构和文化结构得到优化与提升[5]。因此，合理开发与高效利用以信息和知识为主导的战略资源就成了数字城市建设与发展的关键问题。由于资源与人类利用资源的能力是同时成长的，传统技术主要集中于物质与能源的利用，而信息技术则集中于信息资源的开发利用。我们可以清楚地看到，信息技术的快速发展，不仅丰富了信息资源的理论体系、深化了信息资源的内涵，同时在信息技术发展的不同阶段，也反映了不同的资源观念。那么，在数字城市信息资源开发与利用的过程中，将其资源观念与信息技术紧密结合起来，用信息技术支撑资源的开发与利用，用资源观念推广技术应用，最终实现城市信息资源效益的最大化。
2数字城市信息资源整合与共享的服务模型信息互通与资源共享作为数字城市的灵魂，其目的是在对城市各种信息资源进行有效整合的基础上，解决数字城市建设中的资源协同共建与社会化共用问题，以创造一个整体互动的信息资源共享环境。由于一个完整的信息服务过程包括信息资源、信息服务方式和用户3个相关的主体，因此，应在协调处理好这3个相关主体关系的基础上，以数字城市的资源特征与用户需求为指导，以数字城市的内容与框架[6]为依据，本文将从宏观的角度构建数字城市资源整合与共享的服务模型（图1）。图1数字城市信息资源整合与共享的服务模型
从图1可以看出，整个服务过程是以信息资源为基础，围绕用户的资源需求展开服务的。为了实现资源的整合与共享，首先，资源提供者通过网络以不同的方式提交各类信息资源；其次，对提交的信息资源进行分析处理，将分散、动态、异构的网络资源按照一定的标准转换为有序、准确的结构化资源；第三，提取表达资源属性特征的元数据，用形式化语言进行描述，并确定资源之间的相互关系，以对资源按照不同的共享需求进行有效的组织和管理；第四，根据用户的资源需求，从信息资源目录数据库获取所请求资源的元数据，并根据资源的相关信息，通过webservices对分布式资源进行集成，并构建各种服务应用，从而实现数据级和应用级的信息资源共享与重用。以上流程涉及多方面技术的应用，包括网络通信、数据处理、信息安全等基础支撑技术，也包括了数据标准化、数据交换、数据融合、互操作等应用服务技术，这些技术的综合应用为数字城市信息资源的整合与共享提
供了必要的技术支持。
2资源整合与共享的关键技术
2.1基础支撑技术
2.1.1网络通信技术网络通信技术使得人与物可以通过网络进行连接，而有线网络向无线网络和移动无线网络的发展，进一步增强了无时和无处不在的信息通信能力。通信技术的核心对象是消息（message），消息是信息的容器，可以包括内容和指令。从面向对象的技术角度，消息是发送给对象的，并发出一个活动请求。消息可以由事件触发，网络通信技术的发展将促进网络技术架构向事件或消息驱动模式迁移，为数字城市的数字模型的动态驱动或消息（事件）驱动机制奠定基础。很明显，网络通信技术不仅为数字城市的网络基础设施提供了基本的技术支持，同时其支持异构环境、高效的统一消息系统也将成为数字城市的关键技术。
2.1.2信息安全技术信息安全技术就是保护信息网络的软硬件设施、信息系统和信息平台中的信息资源免受各种类型的干扰、威胁、破坏、篡改和泄露的安全保障技术。但随着互联网应用的快速发展，信息安全不仅深入到众多领域，同时其内涵也不断地延伸，从最初的信息保密性发展到信息的完整性、可用性、可控性和不可否认性，进而又发展为“攻（攻击）、防（防范）、测（检测）、控（控制）、管（管理）、评（评估）”等诸多方面。对于数字城市而言，信息作为一种城市资源，不仅具有普遍性、可处理性、多效用性、共享性和增值性等特点，对于数字化时代的城市具有特别重要的意义，而且其安全性也是数字城市实施成败的关键因素之一。因此，为了构建一个完整的、可控的、共建共享的、自主创新的数字城市安全运行应用系统就需要从标准规范、风险评估、设置安全基线、制定方案、实施准备、实施监控、策略调整等全过程进行分析和设计，并恰当而有效的解决信息安全与信息共享的关系问题，以最大程度的满足信息的公众化服务需求。
2.2数据处理技术
2.2.1海量数据存储技术海量数据存储技术是对海量数据进行快速、高效地存取、运算和传输的技术，它是实现和支撑数字城市的重要技术基础。从存储设备来看，以磁带、光盘、硬盘3种存储介质为基础，磁带机、光盘库、磁盘阵列是目前常用的海量存储设备，而固态存储和全息存储则是未来高速海量数据存储的重要发展趋势。从数据存储的模式来看，海量存储技术可以分为das（directattachedstorage，直接附加存储）和网络存储两种，其中网络存储又可以分为nas（networkattachedstorage，网络附加存储）和san（storageareanetwork，存储区域网络）。而从数据存储系统的组成上看，无论是das、nas还是san，其存储系统都是以磁盘阵列为基础，通过连接和网络子系统实现一个或多个磁盘阵列与服务器之间的连接，并在系统和应用级上，利用存储管理软件实现多个服务器共享、防灾等存储管理任务。具体的技术解决方案包括硬件方案和软件方案两种，硬件方案是通过采用高性能的并行计算机，通过多个cpu的并行计算来提高数据处理的速度，而软件方案则是通过采用基于小波变换的算法，对数据的高效压缩与解压来提高数据处理的效能。此外，针对海量数据传输问题的解决方案也有两种，一种是数据组织的解决方案，是通过采用分布式存储管理，将集中式数据存取转化为分散式数据存取来提高数据存取的效率，另一种是通讯网络的解决方案，是采用超高速光纤网，通过大幅度增加通信信道的带宽来提高数据传输的速率。以上各种技术解决方案，仅单一地运用其功能和作用都是很有限的，只有将它们综合起来运用才能发挥最佳的效果。
2.2.2元数据及标准化技术元数据（metadata）是关于数据的数据，通常采用结构化、规范化或标准化的方法对数字化资源进行标识。在数字城市信息资源的组织和控制中，元数据可以被定义为“提供关于信息资源或数据的一种结构化的数据”，它不仅可以为各种形态的数字化信息单元和资源集合提供规范、普遍的描述方法和检索工具，有效实现信息资源的组织、管理、挖掘和查询，而且也为分布的、由多种数字化资源有机构成的信息体系提供整合的工具与纽带。作为信息共享的核心标准之一，建立元数据的主要任务是制定元数据标准、开发元数据的操作工具和建设元数据库[8]。信息标准化则是指通过应用相应的标准和语义格式将各种结构化、半结构化的数据，甚至是零散的数据内容转化为标准化和结构化的形式来存储。而在元数据的
基础上要实现数据的标准化和结构化，其核心就是建立标准化的数据描述符，即使用定义描述语言（ddl）对元数据元素和结构进行定义和描述。xml作为当前互联网通用的标准化的ddl，既是一种语义、结构化标记语言，又是一种元标记语言。xml主要包括3个元素：dtd、xsl和xll。dtd（documenttypedefinition）描述了包含在任何xml词汇中的部件和准则，定义了组成词汇的元素、标记、属性，提供了用dtd写成的文档中的实体清单以及相互关系。xsl（extensiblestylelanguage）用户将xml数据翻译为html或其他格式的语言，主要负责解决xml的格式化和可视化问题。xll（extensiblelinkinglanguage）提供了不受文档制约，完全按照用户要求来指定和管理的xml文档之间的链接。由此可见，xml通过采用统一的、开放的、简单而灵活的标准格式，为web应用提供了一种描述和交换数据的有效手段。很明显，数字城市中的信息要满足共享和互操作的要求，必须具有统一性的数据。在数字城市信息资源整合与共享的平台环境下，元数据是数据的生产者、管理者和使用者沟通的桥梁，而将xml应用于数字城市信息标准化的实现，不仅能改善和提高信息资源的控制效率，也将有效解决资源整合与共享层次上的跨平台语法互操作问题。
2.2.3数据仓库数据仓库是一种新型的数据库应用技术，是在数据库已经大量存在的情况下，为了进一步挖掘数据资源和决策的需要而产生的，它不是所谓的“大型数据库”，而是研究和解决从数据库中获取信息的问题，更侧重于数据的分析和决策支持。由于数据仓库通常是一个面向主题的、集成的、随时间变化的、但信息本身相对又稳定性的数据集合，主要用于对管理决策过程的支持，因此数据仓库的主要任务和工作流程可简单描述为：首先，将空间上分散的来自于不同操作型数据库中的内容不同、类型不同、结构不同、格式不同的原始数据抽取出来，进行标准化、过滤与匹配、净化等加工处理；然后，根据不同的主题，再对这些数据进行集成与分割、概括与聚集、预测与推导、翻译与格式化等组织化处理；最后进行数据仓库的建模、数据的概括、数据的聚集、数据的调整与确认、建立结构化查询和创建词汇表，形成高质量的、且相对稳定的决策分析数据[8]。很明显，数据仓库技术就是从不同数据源集成数据，并进行整理、加工和综合，最后利用各种数据分析技术挖掘数据当中的规律，为决策者提供帮助的过程。它不仅是数字城市整合信息资源的重要载体，也是数字城市实现信息共享的基础平台，对于数字城市的建设具有十分重要的支撑作用。
2.2.4web数据挖掘web数据挖掘是数据挖掘技术在web环境下的应用，是一个从大量的web文档集和活动中提取隐含在其中的、未知的、但又是潜在有用的信息和模式，归纳推理，预测用户行为，帮助决策者做出正确决策的过程。该技术不仅能够实现从网络文档和服务中发现和提取信息，也可以实现对web存取模式、web结构和规则、以及动态web内容的查找，因此在确定权威页面、文档分类、日志挖掘、智能查询、建立web元数据库等方面有着重要的作用。在数字城市信息资源管理的实际应用中，web数据挖掘具有处理的数据规模庞大、不能形成精确的查询要求和需要随时对规则进行更新等特点，其处理流程为：①确定任务：清晰的定义出任务问题，确定数据挖掘的目标；②获取数据源：根据任务需求，从web资源中提取相关数据，形成目标数据集；③信息选择与预处理：检查目标数据集中数据的完整性和一致性，去噪声、填补丢失的域、删除冗余数据、精选有效数据，并将数据转换成分析和挖掘的有效形式，以发现有用的参数或模型；④模式发现：根据任务要求，对预处理后的数据进行自动挖掘和模式发现，找到普遍模式和规则，并用一定的方法将其表述成用户易于理解的形式；⑤模式分析：解释和评估发现的模式，有需要时可返回以上某些步骤反复提取；⑥知识表达与应用：将发现的、经过分析得到的知识以一定的方式集成到业务应用系统的组织结构中去。
2.3共享与集成服务技术
2.3.1信息资源目录信息资源目录是支撑数字城市集成化信息服务构建的技术基础，它以元数据为核心，以各种业务的分类表和主题词表为控制词表，按照统一的标准规范，对分散的各级各类信息资源进行整合和网状组织，形成逻辑上集中，物理上分散，可以统一管理和服务的数据资源共享目录体系[8-9]。针对不同领域的
市信息资源，目录服务可分别采用适用于通用政务信息资源的计算机领域的ldap（lightweightd-irectoryaccessprotocol，轻量目录访问协议）目录服务，或者针对空间信息资源的空间信息领域的opengis的catalogservice协议的目录服务[10]。前者支持共享信息资源目录内容的编目、注册、、查询和维护；后者则在目录中存储空间信息资源的元数据信息，并通过catalogservice实现异构空间信息资源的目录，以及帮助用户和应用程序便捷、准确地找到所需要的空间数据。很明显，信息资源目录作为一种信息组织方式，更作为一种从分类、主题、应用等多个角度对城市信息资源进行管理、识别、定位、发现、评估与选择的工具，将很好地解决资源提供者和使用者之间的信息互通与共享问题。
2.3.2互操作技术虽然元数据及标准化技术可以满足同一领域数据描述的需要，但在不同领域，却存在元数据格式种类繁多，相互之间缺乏有效的互操作机制的问题。所谓互操作是指一种能力，可以使分布式异构环境下的多个实体通过相关信息的数字化交换，能够协调工作，从而完成一个具有共同目标的特定任务。因此，作为信息共享和系统集成的基础，互操作为了达到“平台和编程语言之间交换和共享数据”的目的，就需要对运行环境、应用程序和处理对象等实体按照不同的层次实现互操作，具体包括：①硬件、网络和操作系统层次的底层互操作，主要解决各通讯协议之间的接口问题；②数据、信息、系统层次的互操作，主要通过建立数据结构、格式、语法、语义等标准规范和服务过程、组合、发现等体系规范，来解决异构数据之间的转换问题；③应用软件层次的互操作，主要解决在网络环境下各种平台软件和应用软件的操控、协调处理数据和信息交互的问题。实现的主要技术有动态数据库访问技术、webservice技术、通用服务中间件技术、资源元数据获取与选择技术、开放资源互操作协议oai、分布目录信息存取协议ldap、分布式系统简单对象访问协议soap，以及实现异构资源互操作的z39.50协议和建立开放信息资源及动态服务链接的openurl协议等[11-12]。这些技术和协议的综合应用，是“数字城市”实现信息共享和系统集成的重要技术途径，不仅能建立异构信息系统之间的互操作、而且能实现数字城市跨系统的资源多方位链接和整合。
2.3.3基于web的交互服务交互服务在数字城市信息资源整合的基础上，可以将其理解为以用户为中心的信息互动服务模式。交互服务的实现可以通过社会计算、p2p、开源软件等方法。社会计算（socialcomputing）是社会行为与计算系统相结合的产物，通过计算系统支持各种社会行为，基于软件与技术构建或重建社会规约与社会环境。主要应用包括blog（博客）、wiki（维基）、rss（简单信息聚合）、sns（社交网络服务）、tag（社会书签）、ajax等。其中，bolg提供了与用户个人交互的基本手段；wiki和tag不仅能聚合集体智慧，而且还能通过建立信息共享平台来方便、快捷的实现群间交互；rss作为一种重要的“推送”技术，可以解决信息交互中的延时问题，并能实现信息资源的聚合与主动推送；ajax则作为几种广泛使用技术（html、javascript、dhtml和dom）的强强结合，采用异步通信模式来优化用户体验。p2p即对等网或点对点技术，该技术架构形成了一个全球标准的协议，在即时通信、文件共享、协同工作、对等计算等多种网络服务中被应用，它不仅使互联网中的“内容”从“中心”走向“边缘”，也改变了控制互联网的c/s模式，使实现实时交互的主要技术。开源软件则提供了开放代码和开放内容，对信息资源的整合和服务集成具有重要作用。以上这些技术都具有分布式架构、平台独立性等特点，不仅能方便地建立与用户的交流与互动，也为构建和优化数字城市集成化信息服务提供了技术支撑。
3结束语从理论研究和技术实现的角度来看，数字城市信息资源整合与共享服务是一项多学科交叉的系统工程，需要综合运用数字通信、网络技术、多媒体技术、安全技术、数据采集、数据挖掘、数据融合、人工智能、决策支持、开放与互操作技术，服务平台与应用服务集技术等理论与技术。作为一个由众多技术与应用系统构建起来的虚拟城市系统，数字城市资源管理过程中仍有许多关键问题需要做深入细致的研究，尤其是网格、本体、soa与esb、物联网、云计算等新技术的应用研究，如如何利用语义网格解决数字城市资源共
享、协同工作和异构系统的互操作问题，如何利用本体技术在高效表达领域知识、提高模型表达能力的基础上优化信息集成的质量，如何综合利用soa和esb有效解决异构应用集成问题，如何通过物联网实现城市信息多源实时获取和智能化信息互动，如何利用云计算技术解决多源海量数据存储、管理、分析处理、共享、整合和应用问题等。很明显，这些技术对于数字城市资源整合与共享服务的实现，以及数字城市向智慧城市的发展均具有重要的作用，只有很好地解决这些问题，并对这些关键技术进行集成和有效应用，才能在最大程度地开发与整合资源的基础上，最终实现城市数字化资源的合理布局、高效利用与优化共享。
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数据通信的作用范文1篇8
关键词gis共用信息平台智能交通管理系统
1背景
为了解决我国城市的交通问题，改善城市交通系统的性能，一方面需要通过改造路网系统、拓宽路面、增添交通设施以及道路建设等城市交通所必需的“硬件”建设来实现，另一方面需要通过采用科学的管理手段，把现代高新技术引入到交通管理中来提高现有路网的交通性能，从而改善整个道路交通的管理效率，提高道路设施的利用率，实现城市交通管理的科学性和有效性。
城市智能交通管理系统由多个子系统组成，各个子系统的信息需求复杂多样，但有一些信息是可以共享的，通过共用信息平台可以使这部分信息增值，而且整个智能交通管理系统的信息通过共用信息平台的统一存储、组织、处理，能够更有效地保证数据间关系的正确性、可理解性和避免数据冗余，提高系统中信息的利用率和传输速度。
2以gis作为共用信息平台
智能交通管理系统主要包括视频监控系统、电子警察系统、110／122接处警系统、车辆运营管理系统、路口控制系统、公共交通系统、gps系统、交通诱导系统等。对整个系统而言，应充分发挥子系统的作用，并做到无缝集成。
地理信息系统(gis:geographicinformationsys-tem或geo－informationsystem)作为一种综合处理和分析空间数据的技术系统，能够有效地对地球空间数据进行采集、存储、检索、建模、分析和输出。WWw.133229.coM它的独特之处就在于能够把地理位置和相关属性信息有机地结合起来。众所周知，交通信息与地理位置密切相关，利用gis技术构筑智能交通管理系统的共用信息平台，不但能够使交通信息在空间上直观明了地显示出来，并能为这些信息的深层次挖掘和后续信息服务及辅助决策提供空间属性上的支持。
信息是智能交通管理系统中重要的基本元素，也是联接各个子系统的纽带。通常把交通信息划分为两类：静态交通信息和动态交通信息。静态交通信息是指包括道路信息、交通附属设施信息、停车场信息、车辆管理信息等随时间变化较小的信息，它又可以分为基础数据(如道路路网数据等)和历史数据(如车辆违章历史数据等)；动态信息主要指各类实时采集到的交通信息，如交通流量信息、视频监控信息、公交车位置信息等。利用gis可对以上所有数据进行集成管理。针对智能交通管理系统对信息要求的特点，建立专属的地理信息数据库，通过网络互联与分布式数据库系统建立gis平台。gis作为整个系统的协调者，对数据和应用进行管理。图1所示为地理信息系统在智能交通管理系统环境下的集成。
3系统的技术框架
3．1系统的总体架构
根据信息平台的一般架构，结合考虑gis作为智能交通管理系统共用平台的要求，系统可采用三层体系结构：
(1）客户端。指的是信息平台的用户主体，包括道路使用者、道路建设者、交通管理者、运营管理者、公共安全负责部门、相关团体等。具体的服务对象由系统的建设者决定。
(2）应用服务层。以gis作为城市交通智能管理系统的信息平台，由各个交通管理子系统采集交通数据，将这些原始数据以规定的格式返回，再对数据进行分类、抽取、挖掘和融合等处理，在数据存储的同时，将不同的信息按照规范的协议给相应的应用子系统。同时提供多种静态和动态交通信息查询接口，满足这些外部系统的交通信息需求。
(3）数据管理层。存储系统所需的基础数据，提供平台与各子系统之间的信息接口。
基于gis平台的城市智能交通管理系统的组成如图2所示：
3．2gis共用平台的基本功能
各个子系统由于功能的不同，获得的交通数据也不同，但大多具有信息量大、情况复杂等特点。将这些来源不同、类型不同的大量信息融合在一起，从中提取具有更多特征的更深层次的信息，并最终在系统的管理决策核心中得到应用，是维持整个系统正常运作的关键环节。信息在智能交通管理系统中的综合利用如图3所示。
gis共用平台作为整个智能交通管理系统的枢纽，它担负着信息汇总、融合和中转的职责。其基本功能表现在：
(1）信息采集功能。从各子系统按规定的格式提取共享数据，完成对静态交通信息和动态交通信息的重组，并保证数据的正确性、可读性，避免大量数据的冗余。
(2）信息融合功能。根据各个子系统间的功能要求和内在联系，对采集来的信息在一定的准则下加以分类、统计、关联，挖掘出更深层次的信息，以用于交通管理决策。
(3）信息提供与功能。按各子系统的要求，以规定的格式向子系统传输所需信息；根据服务请求和查询权限提供给客户数据、图形或图像等信息。4主要问题与解决对策
以gis作为智能交通管理系统的共用信息平台也存在着一些问题，主要体现在实时性和数据量过大两个方面。
智能交通管理系统要求共用信息平台能够实时刷新数据用于交通管理(如决策、指挥和调度等)和信息，从而对gis平台提出了实时性的要求。另一方面，由于我国不允许将高精度的gis数据刻入光盘，相当一部分地理信息基础数据需要通过无线下载方式获得，导致各子系统与平台间的数据交换量庞大，影响gis平台的有效工作。
针对上面的两大问题可将地理信息分为基础地理信息（道路位置信息、单行道信息等）和交通属性信息（停车场位置、建筑物位置等），将大量的基础地理信息通过gis共用信息平台通过专用短程通信（dsrc）方式下载至车载装置的内置内存介质，少量的属性信息从智能交通系统实时，通过多种通信方式送至车载设备。
对于数据量大的问题，可考虑采用数据压缩技术减少数据量，采用分布式数据库来管理数据以分担数据存储的空间，降低网络堵塞的可能性。对实时性要求高的数据通过网络在gis平台和各子系统中传送，对实时性要求不高对数据定时传送到平台的数据库中。
5结束语
本文探讨了基于gis平台的城市智能交通管理系统构架问题，主要讨论系统的技术框架与主要功能及可能存在的主要问题与解决方法，对系统中的细节问题还有待进一步深入研究。
参考文献
数据通信的作用范文篇9
移动目标的信息管理是当前结合GPS、GIS的一大发展方向，移动目标的信息管理是LBS（Location-BasedService）的主要表现形式，它通过移动终端和移动网络的配合，确定移动物体的地理位置、速度和状态等信息，并提供给用户，因此也是一种新型的移动通信与导航结合的增值服务。网舟咨询预测全球LBS市场规模在未来几年将呈现平均80％增长率的快速成长，至2009年将接近210亿美元，而移动目标定位与信息管理的物流系统则是LBS在人们日常生活中最重要的应用之一。LBS系统一般由空间定位平台、LBS管理、信息传送等几部分组成，其主要功能是应用GPS等定位方式，通过GIS提供的电子地图，辅助MIS系统的管理功能，完成移动目标信息管理等一系列操作。
总体设计
1.主要功能
移动目标信息管理平台的主要作用是通过对移动终端的位置等信息进行管理，实现对多个移动目标的信息进行管理、调度的目的。一般来说，移动目标信息管理平台应该在基本电子地图显示的基础上，实现对不同移动目标的实时位置跟踪和历史记录回放，并根据对数据库的信息查询和分析，实现移动目标的实时通信、实时调度以及信息的统计报表等基本功能。
由于移动目标主要通过无线网络（GSM或GPRS网络等）将其位置等信息发送至信息中心的服务器信息接收端，而信息中心需要通过实时通信服务器接收大量来自不同移动目标的信息，因此，系统平台需要提供多种连接方式，并能够同时对大量移动目标的信息进行管理。此外，鉴于系统平台需要随时对不同移动目标的信息进行接收管理，而这些需要大量的数据库操作，因此需要实现更为灵活的数据库连接池机制，并保证系统运行的稳定性。
2.软件结构
整个软件平台分为五个层次，其中，基础层主要是用于系统平台正常运行的软硬件资源，以及操作系统及网络环境;数据层是指系统中涉及的各种数据资源及其数据组织形式，包括电子地图数据、移动目标的实时数据与历史回放数据、移动目标属性数据等;服务层则是指系统对外服务的表现模式，它需要既考虑到下层数据层不同数据的不同特点，又要考虑到系统的不同实现模式，并采用XML方式进行数据表达与传输，包括各种数据服务、网络控制、任务调度等，同时，需要实现与底层数据库连接池的连接;实现层主要是指服务层的实现过程，需要实现网络数据与消息的优化传输，并通过接口调用方式实现对客户端服务;应用层是系统的最顶层，负责完成与用户交互的各种移动目标管理功能。
3.体系架构设计
根据系统软件层次结构，系统平台对其服务流进行了定制，移动目标通过无线网络发送（如当前速度、方向等）或接收（如调度命令等）信息，并经由服务层及实现层部分实现信息的管理与服务（图1）。
图1移动目标信息管理系统整体流程图
系统对移动目标的各种信息管理过程中，最主要的实现过程是:移动信息发送端通过无线网络（GPRS/GSM）实现信息的发送（或接收），再通过无线网络与Internet网络交换数据并转换数据流，数据流经分析后通过数据库连接池实现移动信息的入库过程。当客户端需要对移动目标相应信息进行显示与表达时，其主要的实现过程是:一方面，当系统需要对移动目标的实时数据进行显示时，会将移动信息发送到连接池的数据缓存直接进行显示;另一方面，当系统需要对移动目标的历史数据信息进行显示与管理时，需要通过连接池从数据库中对移动目标的历史数据进行获取或统计，再对相应数据直接显示。数据的显示过程通过WebService远程信息提供体实现，并将数据提供给客户端的监控软件，这种方式符合OGC的数据网络化表达的推荐标准，同时WebService也易于实现基于XML方式的跨平台、跨系统、跨软件等的数据通信服务。
关键技术分析
移动目标信息管理平台的实现过程包括多个部分，其中与用户交互的主要部分有电子地图、信息管理和统计分析的相应功能，因此，电子地图是移动目标信息管理平台的一个重要组成部分。除此之外，考虑到系统平台需要同时对大量移动目标的信息进行管理，并需要随时通过数据库对相应信息进行存储与分析，以及需要基于万维网的数据信息传输，系统平台的实现主要依靠三个关键技术。
1．I/O完成端口:用于并发接收多TCP连接数据。
移动目标的各种信息在通过无线网络传输至移动交换中心后，再转换成基于有线网络的各种移动目标信息，这些移动目标信息（数据）可以以两种方式传输至系统的数据库连接池，一种方式是基于TCP（TransmissionControlProtocol，传输控制协议）方式，另一种方式是基于UDP（UserDatagramProtocol，用户数据包协议）方式。基于TCP方式的方法具有连接可靠、确保数据的真实性等优点（如果数据传输过程数据丢失，也可以由系统中的日志进行完好记录并便于处理），但由于系统实时通信服务器需要为每一个移动目标都预留一个数据接收端口，因而一台服务器所能够监听的移动目标数目是有上限的，当系统中的移动目标较多时，系统必须增加大量的实时通信服务器以保证数据的正常接收;基于UDP的方式虽然不能保证数据的完整性或安全性，但可以减少系统的负担。因此，系统预留了两种通信方式，由用户根据实际需要进行选择，对于安全性要求较高的可以采用TCP方式，较低的则可以采用UDP方式。
当系统平台需要对多个移动目标进行基于TCP方式的信息监控时，需要耗用大量的资源对相应的连接进行管理，系统实时通信服务器可以采用多线程的方式进行实现。然而，当同时处理大量并发的客户请求时，就意味着很多线程并发地运行在系统中，而所有这些线程都是处于运行状态的（没有被挂起或等待事件的发生），所以系统内核将花费大量的时间用于切换运行线程的上下文环境（Context），线程无法得到足够的CPU时间来完成它们的工作。这种并行模型的瓶颈在于它为每一个客户请求都创建了一个新线程，尽管创建线程比起创建进程的开销要小，但也不是没有开销的。针对这种情况，系统会事先开启若干个线程，并将这些线程阻塞，然后将所有用户的请求都投递到一个消息队列中去，而这些线程从消息队列中逐一取出各消息并加以处理，就可以避免针对每一个用户请求都开启一个独立线程的消耗。这样不仅减少了线程占用的资源，也提高了线程的利用率。以上问题是由一个称为I/OCompletionPort的系统内核对象来解决的，它是完成端口的实现模型。
2.数据库连接池:用于高效实现各种数据库操作。
在移动目标信息管理平台的实现过程中，由于系统需要对大量的移动目标的信息进行存储与管理，而不同移动目标通过无线网络向系统所发出的信息频率也不同，因此一般来说，系统必须保持与移动目标的长期通信连接，并将其信息定期或不定期地存储至数据库中去。系统平台的实时通信服务器与大量移动目标的连接由完成端口负责完成，而系统平台的实时通信服务器与数据库的连接则由数据库连接池负责完成。
所谓数据库连接池（DatabaseConnectionPool），实际上是指事先分配好的一定的数据库连接的缓冲池，在数据存储至数据库存储过程中，主要的步骤是数据库连接打开、数据存储、连接关闭的过程，而数据库打开与关闭的过程则都需要占用大量的数据库资源，因此，如果能够大致确定数据库的连接高峰并事先分配好相应的连接，在数据需要存储至数据库中时则使用此连接，不需要时则把相应连接放回至连接池而并不关闭，可避免因连接频繁而造成的大量资源浪费，这就是数据库连接池的主要工作原理。
一般来说，各种商用数据库（如SQLServer）已经实现了数据库连接池功能，但由于其不容易被控制，在不同需求中无法根据需要进行配置，因此可以实现系统自身的数据库连接池。在本平台中由于是基于Windows系统平台的，所以采用Windows操作系统中高效的分布式中间件组件工具――COM/COM+进行实现;同时，COM很容易与WebService结合并形成功能强大的分布式数据平台，结合客户端的移动目标的信息管理、显示、统计等功能，便可以形成功能强大的数据库连接管理工具，能够很好地为系统的正常运行提供保障。
连接池的实现原理如图2所示，连接池在初始化后分配连接池的数目，以确定可以同时接收的连接个数，多于此数目的连接申请将在队列中等待。连接池的主要功能实现是通过三个COM+组件的:GPS数据操作组件、数据库操作组件、数据库连接组件组成。其中，GPS数据操作组件负责接收移动终端的各种信息，数据库操作组件负责数据库中的各种操作，数据库连接组件负责与系统数据库进行连接与连接池的初始化工作。
图2连接池实现原理与过程图
3.WebService:用于万维网数据管理与传输。
当系统的客户端与系统的服务器端位于同一个局域网内时，客户端与服务器可以通过COM+通信方式;当客户端与服务器端位于Internet上时，由于COM+无法很好的穿越防火墙进行数据传输，因此系统中采用OGC的数据表达推荐标准――WebService方式实现数据交换。
WebService对系统数据库连接池实现的三个组件分别进行了接口封装，并实现了三个相应的接口:IGPSService、IDBOperation、IDBConnection。其中IGPSService接口负责系统中的数据接口工作，实现数据的接收、客户端的批量数据获取等功能;接口IDBOperation负责系统中的数据库操作，实现用户角色的检查、数据的组管理、数据库的统计分析等功能;接口IDBConnection负责系统中的数据库连接，实现底层的数据库连接池及不同类型数据库的动态连接切换等功能。
系统效果分析
某物流公司的部分车辆的信息管理就采用了此平台，系统环境如下:服务器操作系统为Windows2000，采用COM+方式实现数据库连接池并进行SQLServer数据库的连接。经测试，一台实时通信服务器可以同时负责1000～2000个TCP连接，其中每个移动终端与服务器为一个连接，连接测试环境为1～10秒间的一个随机数据发送/接收。测试结果表明，系统能够同时对大量移动终端服务（测试系统中一台服务器可同时对超过300辆车同时进行监控），通过COM+连接池实现数据收发，并通过WebService实现万维网的数据服务。
数据通信的作用范文
【关键词】数据通信;网络稳定性;评估
随着信息技术的发展，很多企业引入了网络技术从而为企业发展提供更轻松快捷的发展模式，尤其是数据的通信技术在许多企业的日常工作当中得到了充分的利用。不过由于许多企业信息系统采用的是局域网的形式，具有内部中心数据库和自己的服务器，所以一旦企业面向网络实行开放式数据通信时就会出现许多安全问题。本文主要研究对象是复杂数据通信网络的稳定性问题，也是在复杂数据通信中原因较多的问题之一。
一、复杂数据通信网络的分类和应用
复杂数据通信包含较多，可以利用不同的方式进行分类。而且通信手段的运用也极为广泛，在不同行业都有不同的具体表现。下面笔者就从两个方面进行复杂数据通信的分类讨论。
1.根据数据通信的作用分类
复杂数据通信包含有网络经济通信，交流通信等。网络经济通信主要指网络经济的交易，属于高精度、高安全性的通信技术。而交流通信包含更多，比如电信ICT项目等，包含了系统的集成，视频的监控等数据的传输。
2.根据数据通信的途径进行分类
比如VPN技术的应用，VPN是一种利用公网链路架设私有网络的远程访问技术。是一种利用独特的通信途径进行的通信方式，这种方式比较适合远程操控类工作，如视频监控的远程操作等。
二、复杂数据通信网络的稳定性评估方法与结果
1.以网络交易通信为例对复杂数据通信技术的评估和具体问题
上文中已经介绍，复杂数据通信技术包含比较广，而网络交易通信可以说是目前复杂数据通信中技术含量最高且安全性最好的数据通信技术了。本文下面就以网络交易通信为例，具体论述复杂数据通信网络技术的评估方法和具体评估结果。首先，对硬件的评估，现代化网络交易通信大多采取的是第三方金融主体的参与，利用非对称加密技术进行网络信息加密进行的通信，对于特殊交易会配备企业自己的服务器。甚至很多企业双方进行网络交易通信时都有自己独立的数据库，然而在实际操作中可以看出，在通信过程中是需要很大的缓存空间的，尤其是在公钥加密与解密工作时对缓存空间要求更大，所以对存储设备的要求较高。比如，网络交易在进行验证或者第三方进行转账的时候，更多的在使用临时缓存进行处理信息。而且有些企业由于工作人员的更新所造成的储存信息不断更新就更说明了储存设备的重要性。如果储存设备出现了问题而导致财务信息的无法送达会给公司带来极大的经济损失。所以对于硬件评估的具体方法是进行设备的升级和检测，硬件升级的成本较高，但是使用时间较长，对整体网络稳定性来说也是具有重要意义的。
2.由软件引发的信息安全问题
软件原因的核心是操作系统原因。目前大部分企业局域网所用的操作系统都是传统的windows系统，这一系统虽然简单易用，但是其漏洞较多，很容易被病毒或黑客攻击，需要不时的补丁才能让系统安全运行。再加上我国对windows系统没有确切的了解，所以很多时候容易泄露核心秘密。所以我国很多金融行业的操作系统都以Linux为主，是一套建立于Unix之上的操作系统，稳定性和安全性要更高点。当进行网络交易通信时，一般利用非对称加密，将网络信息进行加密传输，并有数字签名和认证中心双重安全保障，所以对于软件的评估一般采用信息被供给的次数以及泄露的次数比较来说明复杂数据通信网络的稳定性。
3.总结评估的内容与结果
综上所述，复杂数据在通信过程中对网络稳定性的评估主要通过四个方面：
一是网络安全性评估，也就是上文所说的软件引发的问题，或者网络病毒与黑客的的攻击和拦截。一般利用加密方法进行的复杂数据传输中是能保证网络安全的。
二是传输的稳定性，这个方面主要取决于硬件设施以及网络的流畅速度。
三是数据完整性的评估，这也是网络安全所研究的课题之一，利用标记的方式判定数据是否完整，在一般情况下，只要做好数据加密工作就能保证数据的完整。
四是数据的不可否认性评估，这个评估层面主要面向于网络交易通信技术，一般利用数字签名和认证中心提供的认证进行数据传输不可否认性的保障。
三、复杂数据通信的改善措施
1.硬件的改善方法
相比较而言，硬件出问题的概率是极小的，所以对硬件问题应该主要采取防范措施而不是具体解决措施。那么具体防范应该做哪些工作呢？第一设立临时备用服务器，将一台配置较高的电脑做成临时服务器，一旦主服务器发生故障或问题时可以由临时服务器接替工作。同时临时服务器也可以起到信息的备份作用，更加加强了复杂数据在通信过程中的安全保障。对于网络的稳定性调控更多的需要专人的检测，尤其是交换机类的网络连接硬件出的问题更需要专门的工作人员进行设置或更新。而在平时的工作中，也需要不定时检查与修正。
2.软件的改善方案与措施
上文中已经提到，在进行复杂数据通信传输时，可以多考虑Unix以及Linux系统，将Unix系统或者Linux系统作为通信时的主要系统，可能会在安全性上得到更大的保障。虽然软件与操作系统是虚拟商品，但是相比较而言，硬件的损坏可以通过更换整修，而软件的损坏更多的会造成数据的丢失，数据的丢失与无法恢复对很多单位来说都是相当严重的损失。所以选择安全的操作系统是保护数据的方法之一。不过，当传输的数据属于非保密性信息时，也可以利用原有系统进行传输，并不需要过多的加强自身的保护措施。
四、结语
在经济发展过程中，许多企业都有很多信息涉及到企业内部的机密，更有些涉及到企业发展的具体方案，是属于企业发展的机密信息。所以企业信息系统安全问题就被提到了更高的要求层面上。就目前来看，我国许多企业对信息系统的安全设置并没有绝对的保障。在数据传输和复杂数据通信时都有着或多或少的不放心。事实上，很多公司采用PLC技术进行远程通信，或者对硬件与软件的改善实现安全通信。逐渐表明了随着信息技术的进步，我国的通信水平以及通信安全保障水平都得到了极大的提高。
参考文献
[1]郭智恩，戴一奇.栅格化网络跨域通信资源联合调度方法[J].理工大学学报（自然科学版），2013，14（2）：124-128.
数据通信的作用范文篇11
在工业、科学研究以及医疗设备中，目前出现了大量需要进行通信的设备，这些设备通信距离较近、数据量较小、不适合布线。比如自动抄表系统、酒店点菜系统以及现场数据采集系统等，其中有很多设备是可移动的，而且要求何种小便于携带。因此，要求其通过设备具有体积小、功耗低、成本低、使用方便等特点。基于这些需求，本文给出了一款超低功耗的无线数字传输模块的设备及实现方法。
该模块采用Chipcon公司的超低功耗FSK调制解调芯片CC1000和Microchip公司的低功耗单片机PIC16F73，从而保证了系统的超低功耗。同时，为了适应电池供电系统的应用，该模块支持查询方式的无线通信，可以使系统的平均工作电流低至10μA。该模块具有8组信道，可以实现点对点、点对多点的半双工通信，并且提供标准串行数据接口，支持TTL、RS232和RS485通信接口，可以方便地与其它控制器或计算机连接。
图1
1模块硬件设计
模块结构框图如图1所示。
作为工作在物理层和数据链路层的底层通信设备，该系统完成数据的调制解调、假数据过滤、数据组合、解码数据帧、数据校验等功能。在接收过程中完成数据由电信号向位流、由位流数据向字节，由字节向数据帧的变换，而在发送过程中则完成接收到的逆向过程。数据发送过程中数据流的变化如图2所示。
调制解调由CC1000完成。系统采用频移键控调制（FSK），载波频率为434MHz，带宽为64kHz，数据采用差分曼彻斯特编码发送，空中发送数据速率可以根据需要设置，最高FSK数据速率为76.8kpbs。CC1000采用三线命令接口和两线数据接口，可编程配置载波频率和数据速率等内容。有关CC1000的详细内容见参考文献。
模块控制器在发送时从用户接口接数据和命令，并将用户数据转换成数据帧传送给CC1000，控制CC1000进行数据发送。在接收时，控制器接收从CC1000传送过来的数据，分析数据，过滤噪声，将数据由位流转换为字节，进行校验并将用户数据通过串行口传送给用户，使用户可以实现所发即所收。
模块是为低功耗系统而设计的，除了具有SLP引脚可以直接休眠模块外，还有一些专门设计的命令来支持使用查询方式的通信。PCMD、RX、TX三线组成模块的三线接口，配置命令时PCMD必须为高电平。配置命令工作时序如图3所示。
发送数据时PCMD应置为低电平，通过串行口发送数据即可。模块使用时间间隔区分数据帧，如果有传输半个字节的时间没有接收到数据，则认为此前接收到的为一帧数据，系统将编码该帧数据并通过CC1000进行调制和发送。因此，如果用户数据是以数据帧的格式发送的，用户应当连续发送数据，以避免模块将一帧数据分割为两帧数据发送，从而降低发送效率。模块只能进行半双工通信，没有数据发送时模块处于接收状态；有休眠信号时模块进入体眠状态，此时模块无法接收和发送数据，只有将模块唤醒后，才能发送和接收数据。READY信号是模块工作状态指示信号。当READY长时间处于低电平状态时，可以使用RST将模块复位，重新设置模块的工作状态，以避免模块处于错误工作状态。
2软件设计
系统软件采用专门为PIC单片机进行了优化，能够为PIC系列单片机产生优质高效的代码，具体内容参考文献。系统控制器软件设计是本系统的核心内容，由于控制器要完成与用户和CC1000双方的通信及数据封装，因此系统软件借用Windows系统的消息循环机制设计，采用消息循环的体系结构。这种结构使得程序结构清晰、可扩展性强、可移植性强。经过长时间的初中，证明这种结构非常适合单片机系统软件的开发。
图4为程序初始化和主函数部分的结构框图。系统程序总线结构采用消息驱动机制。在系统内部寄存器和变量初始化完成后便可以进入消息循环程序查询系统消息。系统消息一般是CPU外部或内部的事件通过CPU中断系统激励CPU运行的。为了能够使系统产生和响应消息，必须启动CPU的中断系统，因而在进入消息循环前启动CPU定时中断、串行通信中断、外部触发中断。程序初始化部分在CPU上电或复位后只执行一次，CPU在正常工作时即将终都在消息循环中反复检测消息是否存在，并根据消息的种类做不同的操作，最后清除相应的消息标志，再进行循环检测消息。本系统中消息共有三种，分别是程序节拍控制信号、与CC1000通信的信号以及与用户通信的信号。程序节拍控制信号控制程序的运行过程，包括时间信号、外部中断信号（休眠、唤醒）以及其它定时动作信号；与CC1000通信的信号包括CC1000状态转换信号、接收完成信号、发送开始信号以及发送完毕信号等，负责管理与CC1000的通信和控制工作；与用户通信的信号包括接收用户数据完毕信号、用户数据发送完毕信号以及向用户发送数据开始信号等，负责与用户的通信管理。程序的消息循环结构如图5所示。
3模块性能
3．1模块功能
作为一款专门为低功耗系统而设计的无线数字传输模块，该模块具有低电平供电、低功耗的特点。供电电压范围为3V～12V。当供电电压为3V时，在接收状态下，模块电流为9.6mA；在发送状态下，模块电流为25.6mA；在休眠状态下，模块电流为2μA。通信系统使用查询方式工作时，处于接收的工作电流计算公式如下，即若休眠时间为dsl，检测信号时间为tdt，那么平均工作电流为（单位为μA
）：
Ip=(tsl×2+tdt×9600)/(tsl+tdt)
因此，如果一个系统的休眠时间为8s,检测时间为13μA。这样，5400mAh的锂电流可以使用47年！当然，实际使用中应该计算模块处于接收状态时的电流，此时模块的功耗就取决于模块工作的情况和传输数据量的大小，但是其极低的待机功耗对于移动设备来说
是十分重要的。3．2通信可靠性
通信误码率可以使用如下近似公式计算：
Pe≈Ne/N
式中，N为传输的二进制码元总线；Ne为被传输错的码元数，理论上应有N∞。
在实际使用中，N足够大时，才能够把Pe近似为误码率。经过对模块的测试，在数据速率为2400bps、通信距离为100m(平原条件)时，通信误码率为10-3～10-5。在数据速率提高时，通信误码率会增加，但是通信模块可采用多项技术来提高通信可靠性。在物理层，模块采用差分曼彻斯特编码技术发送数据，从而保证通信中的同步问题；而在数据链路层，使用CRC（循环冗余编码）进行数据帧校验，用以保证数据到达用户应用层以后的可靠性。当然，用户在应用层还可以采取多种通信协议来进一步提高通信的可靠性。
3.3通信距离
在无线通信中，通信距离与发射机发送信号的强度和接收机接收灵敏度有着直接关系。本模块的发送功率为10dBm，而在数据速率为2400bps、带宽为64kHz、通信二进制误码率为10-3条件下，模块的接收灵敏度为-110dBm。在天线高于地面3m的可视条件下，可告通信距离（误码率小于10-3）大于300m。在市区环境中，可靠通信距离在10m左右。
图5
4模块应用
无线智能IC卡水表由负责显示和读写IC卡的上位机和负责阀门控制的下位机组成，上位机和下位机之间的通信使用无线数字传输模块完成，系统结构如图6所示。上位机负责人机接口，包括显示下位机状态、显示剩余水量、读取IC卡以及与下位机通信等功能，下位机完成水脉冲计数并接收上位机的指令控制阀门开关状态。由于本系统采用电池供电，所以要求系统的功耗必须非常低。水表的上位机和下位机均采用Microchip公司的低功耗单片机PIC16F73，下位机工作在查询状态。
数据通信的作用范文1篇12
数据通信设备作为系统的信息中转站，与管控中心通过移动通信网络进行信息交互。它们之间的信息渠道，要求具有移动性，需要广域覆盖，无盲区，而且需要能够鉴别用户身份，并对信息进行保密。我国的移动运营商目前有三家，中国移动、中国电信和中国联通，分别提供基于TD-SCDMA，CDMA2000和WCDMA的移动通信服务。三种3G技术的区别主要在无线传输技术上，包括无线频段、码片速成率、下行链路信道的结构和网络同步等。其网络均为全国覆盖，总覆盖率相似，然而在偏远地区或人口稀疏地区，各运营商网络覆盖率可能有较大区别。大型电力设备的运输路线较长，往往需要穿越人口稀疏的公路或山区等无线网络覆盖较差的地区。在此过程中，不论数据通信设备接入哪家运营商的网络，理论上都存在通信网络失效（运营商的网络在特定地点无法提供服务）的概率。假设三个运营商的覆盖率相同，设此失效概率为n,则保持正常通信的概率为1-n。在数据通信终端设备上应用双网双待技术，可以同时访问两个不同运营商的网络，在其中一个网络失效的时候，可以使用另外一个网络进行数据交换。只有当两个网络同时失效时，数据通道才真正失效。在这种情况下，通信失效的概率为：n×n=n2，而保障正常通信的概率为：p=1-n2假设运营商网络覆盖率为99%，则n=1%，根据以上计算，单独使用一个运营商网络时保持正常通信的概率为99%，而采用双网双待技术，则可以将正常通信概率提高到99.99%。通过这一技术手段，可以有效提高无线信息通道的可靠性。
2利用SMS服务作为数据业务通道的补充
正常情况下，数据通信终端设备与管控平台基于移动网络进行数据通信。由于公网在某些特殊位置的数据通道质量不稳定，尤其在运输途中经过农村或者山区时，尽管网络覆盖良好，数据服务经常无法使用。在电力运输管控系统中，采用SMS服务作为数据业务通道的补充来解决这一问题。下面以GSM网络的数据业务和短信业务的关系来介绍这一技术措施的原理和可行性。GSM空中接口的信道资源既可以用于话音业务或者GPRS（通用分组无线业务GeneralPacketRadioService）业务。在信道充足时，运营商把一些信道定义为GPRS专用信道，以保证GPRS业务不被话音抢占资源，能维持更好的连续性。但发生资源争抢的时候，要为实时性要求高的话音业务保留高优先权。SMS是短信业务（ShortMessageService）的简称，通过无线控制信道进行传输，经短信中心完成存储和转发，每个短信容量限制为140个字节。与GPRS相比，短信发送的数据包更小，占用空闲的控制信道资源，需要的无线资源少，对网络质量要求不高，是一种更可靠的信息传递业务。在收发数据量不大的条件下可以作为数据业务的替代方案。电力设备运输质量实时监控系统中，在数据信道无法及时传送信息或者发生其它故障时，数据通信终端设备通过短信息业务上报关键的管控信息，短信传输成为数据业务中断时一个良好的通信备份方案，也有效提高了系统的可用性。
3利用存储重发机制保障数据完整性
数据通信终端设备通过移动网络与管控中心进行通信，如果数据业务中断，则使用短信业务进行交互；如果当前的移动网络中断，就切换到另一个网络进行交互。以上两种技术措施从移动通信技术的角度最大限度保障通信的连续性。但是，如果发生更极端的情况：两个移动通信网络都无法提供服务，此时数据通信设备无法实时向管控中心上报消息。在这种情况下，电力设备运输质量管控系统设计使用了存储重发机制保障数据完整性。其工作流程如图2所示。图2本地存储重发流程图利用存储重发机制，系统能够保证在通信中断时能够及时保存无法实时发送的运输质量信息。即使发生长时间没有网络的极端恶劣通信环境，也依然可以保存全程的质量数据以备查询。当无线通信网络业务恢复时，数据通信终端设备立即将存储信息发送给管控平台，将监控的实时性损失降到最低。
4在应用层通信协议中加入确认机制保障信息交付
在电力设备运输质量在线管控系统中，数据通信终端设备收集各种运输质量信息，通过移动通信网络向管控中心上报。管控中心根据需要，向数据通信终端设备下发辅助信息或者变更参数、查看状态等回控指令。这些回控指令能否被数据通信终端设备正确接收并处理，对于系统正常工作非常重要。为保障在无线信道上的信息交付，在应用层协议中对回控指令加入了确认机制。如果管控中心没有在约定时间收到回控指令的确认，就会再次重复下发，直至收到确认。如果超过预定的时限依然无应答，系统认为与数据终端设备失去了联系，设为异常状态，并启动相应的预警流程。在数据通信终端设备和管控中心的应用层通信中加入指令确认机制，可以及时发现通信故障，系统的预警机制可以迅速反应，有效地控制了通信中断故障时间，减少由此带来的风险和损失。
5综合多种加密技术保障移动通信环境下的信息安全
5.1移动通信的加密和鉴权技术
[6]在GSM网络通信中，移动终端、SIM卡、BTS基站、MSC交换机、数据库HLR、鉴权AUC等全部网络设备都需要参与加密算法、密钥鉴权的流程，其中涉及到两种密钥、三种鉴权算法。GSM移动网络的结构设计和加密算法全员参与保障了无线网络通信的机密性、完整性和认证性。由于移动用户与移动网络是通过无线信道进行通信的，空中接口部分成为危险威胁的一部分。为此，移动通信网络利用TMSI识别码识别用户，利用用户语音信息编码加密保护空中传播时的信息安全。用户的语音信息进行数字化后，要继续进行编码、交织和调制三个步骤再送无线发射器发射。编码过程可以改善无线传输质量；调制是为了便于无线发射和传输；交织过程通过把数字化信息打散，重新组合，将有序信息离散化、随机化，提高了非法破译信道信息的难度，增强了信息的机密性。
5.2应用层加密技术
在系统通信过程中，有两个关键部分是需要加强安全防护的，一是登录管控中心服务器时的用户名和密码的机密性；二是数据通信终端设备向管控中心提交的数据内容的保密性和完整性。移动通信的信号传播途径一部分在空中，会受到天气、电磁等干扰。为加固对这两种信息的安全保护，系统采用了HTTPS通信协议。HTTPS通信协议可以保证：客户端产生的密钥只有客户端和服务器端能得到；加密的数据只有客户端和服务器端才能得到明文；客户端到服务端的通信是安全的。电力设备运输质量在线管控系统的管控中心服务器采用HTTPS协议，可以保障用户名和密码的保密性以及数据通信终端上报信息内容的安全。
6结语