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隨著全球以工業4.0為代表的新一輪工業革命的興起及我國“兩化”的深度融合,我國亟待構建具有中國特色的職業教育體系,用以培養數以億計的高素質勞動者與技術技能人才,促進大眾創業、萬眾創新,以推動“中國制造”向“中國智造”轉變。目前我國眾多職業院校正充分利用互聯網技術建設數字校園與智慧校園,全面加速職業教育信息化建設、推動教育現代化進程。
2015年5月10日,首屆“職業教育活動周”在北京舉行全國啟動儀式,總理指出:加快發展現代職業教育,是發揮我國巨大人力優勢,促進大眾創業、萬眾創新的戰略之舉。國務院副總理劉延東進一步指出:技術技能筑牢強國基石,職業教育成就出彩人生,要大力發展職業教育,將其擺在經濟社會發展和教育綜合改革的突出位置、優先支持,加快構建現代職業教育體系,這是國家加快發展現代職業教育的又一重大舉措。2016年3月,國務院總理在《政府工作報告》中,多次提及要利用“互聯網+”的力量來進一步深化改革,指出“‘互聯網+’是對‘中國制造2025’的重要支撐,要推動制造業與互聯網的融合發展。”2016年 5月,國務院印發《關于深化制造業與互聯網融合發展的指導意見》,提出“到2018年底,制造業重點行業骨干企業互聯網‘雙創’平臺普及率達到80%”的目標。
二、職業教育需要“互聯網+”
教育是以人的長遠發展為目的,沒有出現互聯網之前,人類就有了數千年的教育活動,教育與人已經形成了關系牢固的伴生關系。職業教育是教育的一個重要分支,其不同于傳統學術教育的區別在于它與就業緊密聯系在一起,職業教育強調的是崗位能力的技術技能特性,而學術教育更強調的是教育的科學性以及知識的系統性、完整性,二者都是以人為工作對象和主體的,都有著較為嚴密的組織結構。職業教育強調的是與企業的融合,即要求職業教育所包含的職業教育理論、職業技能、職業精神、綜合素質、創新能力等與企業的零距離。校企合作育人是職業教育的根本途徑,企業的責任是提供典型工程案例;W校的責任是對學生進行基本職業理論知識、基本職業技能教育、職業道德與精神、思想道德情操的培養。
“互聯網+”有利于人的發展和職業教育的完善。互聯網改變了教育的主體與客體間的關系,成為主體和客體之間的新媒介,使原來特定時空進行的教學轉變為自由的、不受時空限制的個體行為。有了“互聯網+”的教育更加關注“互動”,互動性的教學體驗使教學過程更加智能化。“互聯網+”對于職業教育起到很大的促進作用,一方面學校通過互聯網,可以形象的對學生進行教育,教育成本較低,時間與空間上也非常便利;另一方面,鑒于當前我國多數企業由于產業轉型升級期,以及一些經營困難企業,不可能主動參與到職業教育人才培養過程中,而利用“互聯網+”可以減少培養教育人的成本,可將企業的實際工程案例通過互聯網形式,直接傳遞給學生,進而學生可在虛擬真實的環境中掌握實踐技能、增加工程經驗。
三、“互聯網+”需要職業教育
隨著互聯網的發展,當前職業教育培訓領域已成為投資者爭相搶占的市場,無論是何種教育領域,在線教育的大潮席卷而來,具有不可阻擋之勢,眾多傳統教育行業開始向在線教育拓展。2015年是在線教育井噴的一年,在線教育已成為眾多教育培訓機構投資搶占的重點,而且競爭十分激烈,但競爭越激烈代表著需求越多,服務也將越來越好,受益的始終是接受教育和培訓者,如培訓行業的領先機構新東方、好未來、中國在線教育等在傳統中找發展,在作線下面授和線上網校的左右互搏中開拓市場,充分借助“互聯網+”尋求新的經濟增長點。
2016年4月,由21世紀教育研究院、社會科學文獻出版社聯合《中國教育發展報告(2016)》,全面總結了2015年中國教育發展的現狀和面臨的挑戰,分析了中國深化教育改革進程中的熱點與難點問題,展望了2016年中國教育發展形勢。報告指出:職業/技能培訓領域最被互聯網教育看好,互聯網教育的最大市場是在職業教育,無論是B2B還是B2C,對此都有大量剛性需求,這主要是因為職業教育課程內容的多樣化以及線上、線下的緊密結合。除了收費性質的職業教育以外,職業教育慕課開始發展,許多企業開始關注慕課建設,通過建立自己的企業慕課來培養員工的工作技能。
四、“互聯網+”促進了職業教育改革
隨著“互聯網+”概念的逐步深化,以技術帶動職業教育信息化,促進職業教育管理可視化、管理智能化、管理科學化的智慧化校園管理體系逐漸形成,極大優化了職業教育的業務流程,不僅提高了職業院校管理能力和水平,而且降低了資源消耗,真正促進了職業教育教學的改革與發展。
互聯網顛覆了傳統的教學主體和管理理念,并對傳統職業教育體制產生倒逼作用。以“互聯網+”為代表的信息社會的到來,職業學校不再是唯一的知識產生地,不再具有權威性,社會中的每個個體可以很方便地借助于互聯網平臺獲取他們想獲得的知識,因此出現了多樣化的社會知識供給,這給傳統意義上比較獨立的職業院校帶來了挑戰。
從學校層面來看,“互聯網+”強調的是教育內部變化的重要性,而不是有了互聯網技術就意味著先進。職業院校需要切實以學生發展為本,按照互聯網技術所提供的新的可能性,遵從教育自身發展規律,靈活運用互聯網思維,積極主動的在教學模式、課程內容、學習方式、評價技術、教育管理以及學校組織等多方面進行變革。
關鍵詞: 能源互聯網; 可再生能源; 電能; 互聯網技術
中圖分類號: TK 01+9文獻標志碼: A
Abstract: The utilization of renewable energy is becoming more and more popular with the deterioration in environment pollution and serious risks of energy shortage.Energy internet,whose characteristics are the combination of the renewable energy technology and information technology,will bring the “Third Industrial Revolution”.This paper presented the development,content of Energy Internet and its market prospects,as well as the characteristics of Energy Internet,its architecture and technical support.As the new trend of future energy development,Energy Internet will bring the revolution to energy consumption,energy technology and energy industry.Energy Internet will also bring the society a great welfare during the promotion of energy sustainable development.
Keywords: Energy Internet; renewable energy; electric energy; internet technology
隨著智慧能源概念的提出,能源發展與大數據處理、云計算等互聯網智能技術的關聯性越來越強.近年來,物聯網、智能家居、智能電網已成為行業熱點,其快速發展離不開海量數據信息的計算與處理.為適應經濟和社會的發展,信息網絡與能源網絡的結合必然更加密切,對能源產業進行互聯網化將會是能源利用模式發展的新趨勢.
另外,化石能源消耗加劇、全球氣候變暖、環境污染加劇等問題已經引起全球的共同關注,擴大可再生能源規模已是世界發展的必然方向.美國著名經濟學家杰里米?里夫金在其著作《第三次工業革命》中提及:以大規模利用化石能源為核心的第二次工業革命正在走向結束,以新能源技術和信息技術緊密結合為特征的能源互聯網將會帶來第三次工業革命[1].能源互聯網是新能源技術與互聯網技術深入結合,以分布式可再生能源為主要一次能源,形成的新的能源利用模式.
1“能源互聯網”的發展
“能源互聯網”概念的提出得到了各界的強烈響應與高度認可,美國和歐洲對其的研究依然處于領先階段.
2008年,美國國家科學基金成立研究項目“未來可再生電力能源傳輸與管理系統”(the Future Renewable Electric Energy Delivery and Management System),簡稱“FREEDM”,以此作為“能源互聯網”原型.FREEDM提出了“能源路由器”新概念,模仿網絡信息技術中路由器的概念,運用“能源路由器”實現能源互聯.該系統以電力電子技術為核心,對分布式能源系統實現高效控制.另外,加利福尼亞大學伯克利分校提出“以信息為中心的智慧能源網絡”模型[2],實現能源信息的數據采集,并高效地對能源的生產、傳輸和消費各環節進行管理.該能源網絡結合先進的信息通信技術以獲取大量能源數據,通過云計算進行數據分析,應用于整個能源系統,實現能源與互聯網的高效結合.
與此同時,2008年德國聯邦經濟技術部門和環境部門提出建立新型能源網絡EEnergy.該網絡在智能電網的發展基礎上,運用ICT(information communication technology)實現電網設施與用戶端的相互通信與f調,其目標包括高效供電和優化能源供應系統.高效供電即通過電力系統的數字聯網,確保電能的穩定高效供應;能源供應系統的優化可以理解為橫向多種能源的優化互補,包括化石能源以及風、光、電等可再生能源的相互協調供應.EEnergy項目的重點將是實現整個電力系統信息網路覆蓋,致力打造一個從發電到輸電、變電、配電、用電的一個全新能源互聯網.
我國能源互聯網技術依然處于起步階段.2013年,北京市科委組織召開了“第三次工業革命”和“能源互聯網”專家研討會;同年12月,國家電網公司指出“能源互聯網”是智能電網未來的發展方向;2014年6月啟動了“能源互聯網技術架構”;2015年2月,劉振亞的專著《全球能源互聯網》首發儀式暨專家座談會在北京召開.2015年7月,國務院印發《關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見》;另外,國家能源局在同年7月正式確定《能源互聯網行動計劃大綱》和12個支撐課題.雖然國內“能源互聯網”的研究起步比較晚,但其已得到了相當程度的重視和發展力度支持.
2“能源互聯網”的內涵
“能源互聯網”雖然得到了廣泛的認可,但對其并無明確的定義.杰里米?里夫金在其著作《第三次工業革命》中也只是描繪了能源互聯網的愿景,并沒有給出具體定義.從歐美對能源互聯網的研究方向以及各界專家對能源互聯網的分析可知,對“能源互聯網”的理解主要有兩個方面:
(1) 采用互聯網的技術架構為模型,形成新型的能源網,其概念包括各種能源產業以及不同能源網絡之間的“互聯互通”.對于各種能源產業,例如供熱、供冷、供氣、供電等不同形式的能源之間可以形成互聯;對于不同能源網絡,例如分布式能源網,各種微電網之間也可以形成互聯.
(2) 搭載互聯網通信技術和大數據處理技術,可更加準確、高效地處理能源供應、能源消費等問題,以實現一種新的應用模式――“互聯網+智慧能源”.
以上兩種理解,只是認識的側重點不同,并不存在絕對的概念界限.作為未來能源可持續發展的必然趨勢,能源互聯網的研究將變得更加深入和規范,而其內涵也必然包括以上兩種理解.華北電力大學曾鳴教授指出:“要構建一個具有‘橫向多能源互補’、‘縱向源―網―荷―儲協調’和能量流與信息流雙向流動特性的大能源互聯圈.”[3]
為適應新的發展變革,不論從哪種認識角度,能源互聯網應具有以下特征:
(1) 可再生能源的大規模接入.
隨著環境污染加劇、能源嚴重短缺等問題的出現,可再生能源利用將越來越普及.太陽能、風能、光能等新能源技術正在影響越來越多的國家.以電能作為中介能源,利用綠色可再生能源替換高污染化石能源,以提高能源消費的環境友好程度,將會得到越來越多的重視.雖然目前改變不了化石能源的主導地位,但新能源的大規模利用已是發展的必然趨勢.隨著能源互聯網概念的不斷深入,政府政策的大力支持,可再生能源發展技術的不斷進步,必然會引導可再生能源的大規模接入.杰里米?里夫金在《第三次工業革命》中提到未來理想的能源互聯網愿景:“在即將到來的時代,我們創建的能源互聯網可以讓億萬人都能夠在自己的家中、辦公室以及工廠里生產和消費綠色能源,多余的能源可以與他人分享,就像現在我們在網絡上分享信息一樣.”[4]
(2) 搭載互聯網技術實現能源共享.
2015年3月我國政府工作報告中首次提出制定“互聯網+”行動計劃,即利用“互聯網” 或參考“互聯網”的技術架構與其他行業相結合,產生新的應用模式[5].如果將互聯網與能源結合,形成新的“互聯網+能源”應用模式,將能源產業進行互聯網化,并對能源產業通過ICT技術賦予數據屬性,則對能源產業的控制與管理將更加高效、經濟.在廣域能源供應體系中,實現能源綜合數字化互聯,實時動態地收集和處理海量負荷信息、市場交易數據、設備運行狀態參數、氣候環境等其他數據,進而充分利用信息通信技術和數據云計算處理技術設計出新的解決方案,進一步提高能源供應的智能化,實現能源產業的最優化管理.“能源互聯網”必須搭載互聯網前端通信技術和大數據處理技術才能發揮其革命性作用.
(3) 能源消費終端改變消費模式.
目前可再生能源絕大部分轉化為電能,可通過以電能作為中間介質,用綠色可再生能源替換其他一次化石能源[6].電能具有優質、清潔屬性,增加其消費比重將為能源終端消費的結構優化帶來推動作用.首先,推進電能消費發展可緩解因化石燃料燃燒帶來的污染問題;電能還是高效能源,提高電能消費比重有助于世界各國提高能源利用效率,進而降低世界能源需求,實現可持續發展.
近年來,隨著電動汽車在交通行業的快速發展,電氣化交通系統將會是能源互聯網的重要組成部分,電動汽車的發展將改變傳統大量消耗化石能源的交通行業[1].通過將電能作為中間介質,不僅為可再生能源大規模利用提供了平臺,而且促進了消費市場的模式轉變.電氣化交通可節約大量化石能源,未來一定會成為能源互聯網的重要支撐.以電能為主的能源體系將不斷強化能源消費模式,其不僅在汽車應用中發揮作用,在其他能源消費領域依然可起到重要作用.例如,工廠各種加熱設備可用電加熱方式替換傳統的煤燃燒加熱方式,既容易實現熱量的均勻控制,又可通過電力能源的高效性實現降低能耗的目標[7].
(4) “儲能”的廣泛應用.
大規模的新能源發電裝置在接入的同時,由于其自身發電能量具有間歇不連續與波動不穩定缺點,將會給電網的穩定性帶來一定的沖擊作用.分布式儲能技術可以緩解能量流的不確定性,抑制和平緩能量的波動,將成為能源互聯網中重要的基礎支撐[8].在今后能源互聯網的發展過程中,儲能裝置將廣泛應用于商業建筑.智能儲能裝置通過互聯網大數據進行云計算,以實現充電與放電的快速切換,更準確地匹配電源與負荷,更高效地提高能源利用率.
3“能源互聯網”架構
根據能源互聯網的特點,可設計出能源互聯網架構體系,如圖1所示.
從橫向和縱向對能源互聯網架構圖進行分析.從橫向來看,為橫向多能源互補.雖然目前
可再生能源的大規模接入,并不能完全替換化石能源,但可與化石能源相互協調供應.利用互聯網技術賦予能源數字屬性,準確分析能源供應情況,以達到多種能源的最優供給.
從縱向來看,能源進行供電、供熱、供冷、供氣等其他能源轉換,然后傳送至消費終端的過程中,電力行業起到了主干作用.從發電系統經電網傳送到用戶端,利用儲能裝置和互聯網技術實現電力行業的高效運作.各個環節中,對電氣設備運行狀態、電能傳送數據、消費終端負荷變化等通過互聯網技術進行實時監控,確保整個系統的最優化運行.由于交通行業的能源市場巨大,隨著消費終端的消費模式轉變,未來的電氣化交通系統也將占據重要地位.電動汽車充電裝置、儲能設備將充分發揮各自作用,搭載通信技術、數據處理技術可確保電氣化交通領域的穩定運作.整個架構體系中,互網技術將覆蓋各個環節,實現能量流與信息流雙向流動.
4“能源互聯網”技術支撐
從能源互聯網的特點和架構中可歸納出能源互聯網的技術要求.從目前技術發展現狀來看,五大技術將在能源互聯網中發揮重要作用.
4.1先進傳感技術
從能源互聯網內涵可以認識到,其范圍涉及到整個能源領域,能源之間的互聯互通與能源傳輸必須依賴于多種多樣的基礎設備.基礎設備工作狀態良好,系統的穩定性才能得到保障.準確監測設備信息、保障設備工作正常是能源互聯網技術框架的基礎要求.因此,必須依賴先進傳感技術對各種基礎設備進行狀態監測,實時準確地獲取設備參數,并做出實時診斷,避免出現設備安全隱患長時間存在,以確保整個系統高效運行.
4.2先進故障自診斷技術
實時監測設備信息,分析系統運行參數,運用先進的數據處理與診斷方法,做出準確的故障預測與診斷,及時處理安全隱患,才能保證系統安全.隨著科學技術的發展,故障診斷技術愈發地趨向于高效率、安全性、可靠性,其復雜性也越來越高.能源互聯網體系龐大,系統復雜,其每一個環節不可能一直處于良好運行狀態,但如果不能及時發現各種故障與隱患,將會影響到下一個環節的正常工作,甚至帶來巨大損失.所以,為確保能源互聯網的高效與安全,既要利用先進傳感技術準確獲取各種參數信息,又要利用先進的故障自診斷技術及時發現安全隱患,給出專家建議,并作出正確處理,維護系統安全.
4.3新能源發電技術
在介紹能源互聯網特征時提及,可再生能源大規模接入時,將電能作為中介能源,可用綠色可再生能源替換高污染化石能源.因此,新能源發電技術必將是能源互聯網架構的重要組成部分.
4.4大容量儲能技術
從能源互聯網的內涵與新能源發電的特點可以看出,大容量儲能技術可為能源互聯網提供重要保障.傳統電網的運行時刻處于發電與負荷之間的動態平衡狀態,即“即發即用”模式.[9]但隨著技術的進步、要求的提高,這種模式的缺陷變得越來越明顯.大容量儲能設備可以有效地對電力系統進行調峰和平滑負荷.另外,新能源發電、電氣化交通的大規模接入所帶來的電能不穩定與波動性問題,也促進了大容量儲能技術的發展.
4.5互聯網技術
在“能源互聯網”架構中互聯網技術覆蓋其各個環節,實現能量流與信息流雙向流動.高效信息傳輸、大數據處理、云計算等都必須依托互聯網技術才能實現.各種數據與信息的宏觀體現、整體策略的準確部署、產業的最優管理都與互聯網技術密不可分.
5“能源互聯網”市場前景
互聯網與其他行業的結合將是未來的發展主流.據業內人士分析,加上投資建設,我國能源互聯網市場約為5萬億元以上,可見能源互聯網存在廣闊的市場前景.關于能源互聯網的發展,曾鳴教授指出:“能源互聯網”將在能源消費、能源技術、能源產業方面帶來革命潮流.[3]
美國通用電氣將發電、輸電、配電、用電等全過程進行物聯網化,通過準確處理產業鏈數據信息,合理優化發用電交易模式,并提供維修、節能等其他技術增值服務,其能源管理收入規模可達440億元;Google收購Nest后將涉足智能家居能源管理行業;德國有上千家售電公司,分別圍繞新能源、電動汽車、儲能等領域開展相關業務.[10]
2015年4月,國內著名光伏企業協鑫集成科技股份有限公司與華為公司達成戰略合作.通過本次合作,協鑫集成與華為致力打造一個智能高效光伏電站,擬在物聯網、光伏電站開發與實施、光伏電站信息化技術等領域展開合作.4月20日,中石化與阿里云達成技術合作計劃,利用阿里巴巴在大數據、云計算等稻荽理方面的優勢,對傳統石油化工業務進行產業升級,開啟多業態的能源產業全新模式[3].另外,新電改方案進一步得到落實.
能源互聯網概念在不斷加深.我國“國家能源互聯網行動計劃”正在制定和完善,它作為我國首個能源互聯網概念、框架綱領性文件,將指導能源互聯網的進一步發展.
6結語
構建“能源互聯網”可以促進能源結構優化,提高能源利用效率,推動能源可持續發展.與此同時,“能源互聯網”的出現將帶來廣闊市場,為社會帶來巨大福利.但“能源互聯網”的發展也面臨諸多難題:網絡信息安全、電動汽車充電裝置覆蓋率、產業轉型初期的技術普及等,都是待解決的問題.目前“能源互聯網”的頂層設計以及綱領性文件正在完善,相信在其指導下,能源互聯網的發展方向將更加明確.
參考文獻:
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[3]姚堯.5萬億能源互聯網市場呼之欲出[J].中國經濟信息,2015(11):58-59.
[4]杰里米?里夫金.第三次工業革命[M].張體偉,孫豫寧,譯.北京:中信出版社,2012.
[5]安建偉.什么是智慧能源產業創新與能源互聯網?[J].互聯網周刊,2015(7):64-65.
[6]周海明,劉廣一,劉超群.能源互聯網技術框架研究[J].中國電力,2014,47(11):140-144.
一、企業在互聯網化轉型中應該遵循的原則
在移動互聯網時代,很多企業面臨的最大挑戰是如何在持續動蕩、紛亂、高度不確定和劇烈變化的環境中保持競爭力。移動互聯網環境瞬息萬變,每一個傳統企業都需要找到新的變革原則來適應這個時代的變化,從而保證能夠在新的時代中與時俱進、生存與發展。在高度不確定性的移動互聯網時代,啟動互聯網敏捷變革、持續提高適應性勢在必行。所謂“敏捷變革”,是指根據周邊環境的變化,高度敏捷地進行持續的調整,保持自身高度彈性和對平衡的適應性。敏捷變革要堅持清晰目標、持續步進、網狀結構、有效可用等四項原則。
1. 清晰目標原則
清晰目標原則是指傳統企業要完成互聯網化轉型必須制定清晰無誤的目標和實施路徑。首先要設定戰略和愿景,最好的戰略應該是大部分員工參與的自下而上、充分交流、充分討論的,在尊重多樣性、冗余性、迭代性和驗證性等原則的基礎上,自動浮現而出的。其次,要設定變革的環境,對變革參與者和執行者產生激勵和震撼,讓大多數人意識到必須要改變。最重要的是,要給出清晰的實施路徑、勾勒出關鍵性的步驟,最好有具體的操作指南,而不是假大空的虛無目標。
2.持續步進原則
持續步進原則是指企業在互聯網化轉型時應采取連續、步進式的變革,小幅度循序式成長。無須所有的人同時加入“互聯網+”的工作之中。并非所有的員工都能認可“互聯網+”的想法,只需要一部分人“先動起來”。要根據情況的變化來更改變革的需求,不要固守第一次形成的需求,在變革的過程中要隨時做好柔性需求的準備。
3. 網狀結構原則
網狀結構原則是指在變革過程中,要確保高層領導、變革領導、導師和執行人員4種重要的角色采用網狀、無隙的方式有效溝通。一方面要善于激勵互聯網化變革組成人員,給他們所需要的環境和支持,包括資源支持、人員支持、資金支持、容錯文化、試錯機制的建設等。另一方面,在獨立的孵化組織形成新的“互聯網+”方案和互聯網化思路,獲得初步的成績后,要及時回填到層級結構中,并且得到固化。
4.有效可用原則
有效可用原則是指持續提升變革的敏捷性,形成短期、可見、有效的變革成果交付。互聯網變革團隊就像一個研發中心,有最新的技術、管理、文化方面的成果,必須及時進行肯定和凸顯,以維持“互聯網+”的進化效果和保持士氣,并通過職能的固化、文化的調整讓更多的員工接受它。
二、企業在互聯網化轉型中應把握的要素
在企業互聯網化轉型中,樹立緊迫意識、建立人才梯隊、搭建運營系統是傳統企業應把握的三大關鍵要素。
1.樹立足夠的互聯網化的緊迫意識
在啟動互聯網化變革時,我們面臨的核心問題不是戰略,不是組織結構,不是文化或者流程,或許最重要的是如何改變傳統企業中人們的行為。改變人們行為的重要方式就是改變他們的感受,而感同身受的、足夠的緊迫感恰恰就是其中之一。與創新自下而上相反,緊迫感必須自上而下,如果不是高層最先有緊迫感,中層和基層干著急也沒有任何用處。高層領導必須時刻保持并不斷強化緊迫感,讓保守、膽怯的心理及求穩的心態不會復燃,不會糾結。只有如此傳遞壓力和緊迫感,中層和基層才會感覺到,才會下決心采取一些行動朝那個方向努力。
以“e袋洗”為例,如果榮昌公司董事長沒有強烈的緊迫感,感受到了“微洗衣”為代表的線上洗衣創業型公司對傳統洗衣行業的顛覆潛能,那么也無法誕生出“e袋洗”這樣杰出的傳統企業互聯網化產品。
即使是這位董事長召集公司8位總監級以上人員召開緊急會議,并第一次在核心團隊拋出用“e袋洗”產品進行O2O轉型的想法,也依然遭到反對。
基于公司最高層的強烈緊迫感和轉型要求,以及推出“e袋洗”的堅強決心,并且公司高層中多數是與董事長一起打拼多年的“老戰友”,經過一段時間的討論、碰撞,大家最終表示愿意支持他的決定。
2.建立堅強的互聯網化轉型梯隊
傳統企業互聯網化變革,需要多行業、不同專業、不同層次的互聯網化人才,需要復合型的領導,需要絕對支持的高層領導,也需要資源集中的指導團隊和逐步擴大的志愿隊伍。只有建立了堅強的互聯網化轉型梯隊,才能完成互聯網化變革使命。
選擇復合型的領導者。互聯網化變革的領導者應該是實現傳統企業互聯網化的人,或許不完全是互聯網領域的人。因為從傳統行業去了解互聯網行為并非難事,但是從互聯網行業去了解傳統行業絕非易事,一個傳統行業的專家,沒有10年、20年對一個產業的浸潤、思考、試錯,想成為專家是不可能的。唯有從傳統產業出發,進行 “互聯網+”才是最終有效的解決方案。
傳統企業互聯網化的領導者應該具有整體互聯網化的創新方法,不僅能做出具有移動互聯網特性和功能的產品,而且擁有關于市場認知、思維重構、分銷渠道、財務領域甚至整個組織的創新方法。傳統企業互聯網化的領導者應該能夠找出市場需求變化的驅動與移動互聯網的結合點,重新定位企業研發戰略、財務戰略和管理戰略;能培育互聯網化變革的組織環境和文化;要有對抗傳統勢力的能力,能獲得高層與大部分中層的認可,并與企圖安于現狀、試圖維護既得利益的勢力進行有效抗衡;必須有不同于傳統的新的激勵方式,激發互聯網人才的創造性……在工業革命時代,企業需要的是具有強大執行力的CEO或者領導者,但在移動互聯網時代,企業更需要具備創業精神和創新精神等多種能力的復合型領導者。
絕對支持的高層領導。由于互聯網化創新不是按照企業內部的傳統原則、規則、流程行事,如果失去高層領導的絕對支持,是絕對難以成功的。這種支持體現在高層領導對創新的態度上,如對試錯文化的態度,對薪酬的態度等;體現在高層領導必須花大量時間、精力擴大視野、學習并充分了解互聯網化變革的方向及其業務;體現在高層領導要破除傳統產業中的思維模式和工作方式,確保變革進程中所需的資源配置,確保對新業務的資源支持和流程變革推進。
資源集中的指導團隊。傳統企業在造就高執行力管理的同時,也同時造就了官僚化。人們非常擔心互聯網化變革會改變現有的科層結構,失去權力和地位,所以頑固的、守舊的勢力遲早會成為變革的阻力。因為除了高層支持外,還要在整個企業中形成變革同盟,起步階段可能只有一兩個人,但在進展過程中,加入這個陣營的高層、中層甚至基層人員應該越多越好。同盟團隊不僅要擔負起領導互聯網化轉型變革的職責,更重要的是要成為理論和方法的研究者、轉型的指導者。
逐步擴大的志愿者隊伍。這場戰略性的轉型是為了追求更快的速度,要吸引對此感興趣、有互聯網根底、支持互聯網轉型的人員加入這個團隊。他們或許是某些部門中的普通員工,或許是管理人員、培訓人員、宣傳人員,只要關注和支持這種變革的都可以成為志愿者,加入梯隊中。他們分散在不同的崗位,如果有能力或利用工具把他們組織成志愿者團隊,通過網狀的工作社群,號召他們加入互聯網變革中,創新一些新的制度和流程去引導、激發他們的熱情和領導力,他們將成為整個企業互聯網化變革的先鋒隊、宣傳者,潛移默化的影響者,也將是一股強大的、戰略性的、有生的變革力量。
3.搭建互聯網化的雙運營系統
在進行互聯網化變革中,如果完全按照移動互聯網的規則進行全面改革,問題太多,千頭萬緒,理不清剪還亂;如果堅守現有的結構、流程和文化,又恐錯失發展的機會。那么最好的解決辦法是建立第二套經營系統。
這套體系猶如谷歌+沃爾瑪,谷歌注重高度的敏捷性,旨在提高快速變化的環境適應力,能夠抓住新的機會創造出新的產品;沃爾瑪追求的是極致的效率,盡可能地提高效率、降低成本,在產業結構中取得最大的競爭力。這兩套系統的同時運行,有利于新的系統擺脫原有的制度和運營流程制約。
關鍵詞:互聯網;網絡營銷;存在問題;建設途徑
互聯網作為現今中國發展最為迅速的產業之一,擁有令世界驚奇的市場擴張速度。2008年12月31日,中國網民數量達2.98億,而2009年4月18日,中國工業和信息化部在博鰲論壇中表示,根據CNNIC統計數字顯示,中國網民數量達3.16億。數據表明,互聯網無疑已經成為一個巨大的市場,并且這個市場還在不斷的擴大。
當互聯網成為一個巨大的市場,網絡營銷自然隨之發展。2009年4月18日,據CNNIC統計數字顯示,中文網站數量達287.8萬個。這表明,越來越多人盯上了互聯網這一存在巨大市場的產業,也有越來越多的傳統行業開始利用互聯網進行營銷,期望用互聯網為自己的企業創造價值。
一、網絡營銷的涵義、手段及功能
網絡營銷的產生是隨著Internet的產生和發展而產生的新的營銷方式。廣義角度的網絡營銷是指以互聯網為主要手段進行的、為達到一定營銷目標的營銷活動。從狹義角度,網絡營銷是企業整體營銷戰略的一個組成部分,是建立在互聯網基礎之上、借助于互聯網特性來實現一定營銷目標的一種營銷手段。
網絡營銷手段很多,我國的企業在的具體應用方面注重采用以下的形式:
網絡廣告。網絡廣告是大部分企業都在利用,但又不甚重視的一種網絡營銷手段。真正要讓網絡廣告發揮應有的作用還是應該在網絡廣告內容本身,以及網絡廣告的策略上多做文章。
會員制營銷。會員制營銷已經被證實為電子商務網站的有效營銷手段,國外許多網絡零售型網站都實施了會員制計劃,幾乎已經覆蓋了所有行業,國內的會員制營銷還處在發展初期,時代珠峰公司、西單電子商務公司網絡商場都采用了這種營銷思想。
搜索引擎注冊與排名。搜索引擎注冊與排名是最經典、也是最常用的網絡營銷方法之一,是人們發現新網站的基本方法。
交換鏈接。交換鏈接又稱互惠鏈接,即分別在自己的網站上放置對方網站的logo或網站名稱并設置對方網站的鏈接,使得用戶可以從合作網站中發現自己的網站,達到互相推廣的目的。
病毒性營銷。病毒性營銷是通過用戶的口碑宣傳網絡,使信息像病毒一樣傳播和擴散,利用快速復制的方式傳向眾多受眾。要利用網絡的時效性和經濟性,引導“病毒”的傳播,最終實現企業的營銷目標。
網絡商店。當前,很多企業基本都已建立了自己的企業網站,企業應把網絡商店作為企業網站的一種有效的補充,以此進一步提升企業形象、增加銷售效果。
營銷網絡是一個整體的網絡,是一種系統化營銷運作方式,面對21世紀復雜的市場態勢,營銷網絡的運作方式已經成為決勝市場的關鍵。營銷網絡這種整合的營銷方式,具有多方面的功能:產品分銷功能、營銷傳播功能、信息采集功能。服務功能。
二、我國網絡營銷過程中的問題
我國是1994年才加入互聯網的,可以說網絡營銷我們尚處在起步階段,存在諸多問題,需著力加以解決。
觀念不端正。從企業層面上:對網絡營銷的重要性認識不足,其網絡營銷很大程度上停留在網絡廣告和網絡促銷上面;從消費者層面來看:網絡購物中,消費者只能從企業提供的商品圖象和文字中獲取有限的信息,使消費者對網上商品的質量存在疑慮。另外,網上購物也使部分消費者失去了上街閑逛購物的樂趣。傳統的“眼見為實”、“一手交錢,一手交貨”等購物習慣在一定程度上對消費者的網絡購物產生了影響。
法規不健全。網絡營銷與傳統營銷最大的不同是經營者與消費者不直接見面,這將會引發一系列相應的法律問題:購買者得到的商品與選購的商品不一致,網上欺詐,經營者被無理拒付,網絡交易的安全性受到黑客的威脅等。
網絡支付有漏洞。根據調查,有52%的網絡用戶認為,目前網上購物的最大問題是沒有安全方便的網上付款方式。目前,我國網絡支付的技術手段尚不成熟,安全通用的電子貨幣尚處于研制認證階段,在目前信用卡消費未占主導的情況下,網絡分銷成了一種“網上訂貨網下負款”,這種四不象交易方式極大地影響了網絡分銷的效率。
信用難保證。目前我國的社會化體系還不健全,使得企業與消費者都對網絡營銷存在疑慮。對企業而言,認為網絡營銷剛剛發展起來,條件還不成熟,現在就開始網絡營銷會面臨教大的風險。同時對我國消費者缺乏信心,擔心有些網民利用偽造身份訂購商品擾亂企業的正常營業;對消費者而言,擔心企業欺詐消費者的血汗錢。同時擔心企業使用假冒偽劣商品,坑害消費者。
三、加快網絡營銷建設的若干思考
網絡營銷是21世紀最具吸引力的事情之一,它作為信息技術的產物,具有很強的競爭優勢。企業應該積極推動網絡營銷的進程。
加強企業信息化建設。企業應在政府基礎設施建設的基礎上,加快企業信息化建設的步伐,同時利用國際網絡中的先進技術、優秀人才、良好的組織和管理模式以及靈活的機制等,建立和完善企業管理信息系統,特別是市場營銷信息系統,在觀念、組織、資金、技術、法律法規等條件的允許下,開展網絡營銷活動,帶動企業網絡營銷活動的開展。
積極探討適合企業自身的網絡營銷方式。目前我國網絡營銷的發展還不完善,營銷策略缺乏系統研究,仍不符合大多企業的個性需求,實施過程也過于繁雜,系統工程建設質量缺乏保障。因此網絡營銷應根據企業自身情況,積極摸索、探討與企業相應的網絡營銷方式以滿足企業開展網絡營銷的要求。
規范網上付款。網上付款是目前限制我國網絡營銷發展的瓶頸之一。針對目前的問題,可設想銀行、金融機構在供需雙方之間同時發揮資金劃撥和信用擔保兩種作用。銀行介入要求加快金融電子化進程,金融電子化要求配合國家對金融機構的監管和金融體制改革,以提高資金使用效率以及方便企業和個人交易為目標。消費者或需求者可通過信用卡或其他方法將資金轉移到相應銀行;供應方在相同的銀行中開設帳戶以領取貨款,銀行對供應方負有信用評估和監督責任,其評估結果和監督情況應顯示在訂貨單上。銀行在網絡上應有相應網頁,供消費者隨時查詢,該設想的優點是需求方的信用卡密碼只傳遞給銀行,減少泄露風險;供應方面收到資金通知單后再發貨,減少了收不到貨款的風險。最后,銀行監督可促進供應方完善管理,提高信用度。
健全配送系統。目前網絡營銷的配送系統即和物流,主要由郵局、運輸公司等完成。為解決上述問題可設想一種信息化配送系統,即利用成熟的Iternet或Internet的技術,以貨物運輸權利為標的采用國際通行競價的交易方式,按價格優先、時間優先、系統資源優先的原則,由計算機自動撮合成交,完成異地和遠期運輸合約。供應者可通過Internet或Intranet與配送系統相聯。
重視網絡營銷人才的培養。網絡營銷需要既有網絡知識又有營銷知識的復合型人才,企業應該從資本決定論向人才決定論轉變,把企業的競爭定位為人才的競爭。同時采取切實可行的措施來保證人才對企業資源的合理運用,并明確這種合理運用將為企業帶來更高的效益。
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關鍵詞:物聯網;設備管理;管理接口;管理協議
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2013)12-0078-03
0 引 言
近年來,隨著無線局域網通信技術以及半導體元器件技術的不斷進步,代表著互聯網下一步演進方向的物聯網技術逐步從概念和理論走向了實際的部署和應用。物聯網的應用范圍非常廣泛,在智能家居、智能交通、公用事業、電子醫療、環境監測、庫存管理等領域都有著十分廣闊的應用前景。據預測,到2020年將有500億臺各種設備被連接到互聯網[1],從而實現所有能夠從網絡連接中獲益的設備都被連接到互聯網。
隨著物聯網應用和設備的日益普及,用戶在日常生產和生活中將會面對和使用越來越多的物聯網設備。如何正確配置和管理這些海量設備將是一個很大的問題,尤其是對于缺乏專業知識的普通終端用戶而言。因此,需要這些物聯網設備能夠支持遠程的配置和管理功能,以便可以建立一個物聯網設備管理系統來由專業人員遠程地配置和管理它們,爭取實現物聯網設備的即插即用,從而減輕普通終端用戶的負擔。另外,在很多應用場景中由于部署以及成本等多方面限制,物聯網設備通常都具有體積小、價格低廉、無固定電源供電的特點。受這些限制,它們的存儲能力、計算能力、網絡性能以及電源容量往往十分有限。因此,傳統互聯網中所使用的網絡設備管理協議和方法對于這些物聯網設備來說負荷過重,從性能到能耗等多方面的要求都難以滿足而無法有效使用。這就需要針對能力受限的物聯網設備開發更高效的管理協議及方法,相關研究已經吸引了學術界越來越多的關注和努力。國際和國內的多個相關標準組織也已經開始了對物聯網設備管理標準的討論與制定。IETF、OMA、IPSO、ESTI、CCSA等組織都起草或者了相關標準。
1 物聯網設備管理的學術研究
學術界針對物聯網設備管理中的不同問題進行了大量的各種研究,包括如何在物聯網中使用現有網絡管理協議,借鑒現有網管協議開發新的適用于物聯網專用網管協議,針對不同物聯網應用場景進行網絡管理等多個方向。
1.1 物聯網中的設備管理研究
PANDEY等總結了包括休眠設備、低功耗松散網絡、混雜網絡、移動網絡、雙向通信、動態網絡、時間敏感數據網絡等多種M2M網絡應用的特性和需求,提出了包括故障管理、配置管理、軟件升級、位置管理、QoS與SLA監控以及安全管理等通用的M2M網絡管理需求[2]。計劃后續開展針對物聯網業務的管理研究,以及如何將設備管理與業務管理相結合。
物聯網設備的部署可以通過管理平臺遠程地進行引導啟動和配置,并可提供一種在家庭網絡的場景中對無線設備進行注冊驗證的方法,通過具有驗證功能的注冊服務器,保證無線設備能夠安全接入到選定的家庭網絡,獲取相應的配置信息[3]。在物聯網設備被正確配置完成部署之后,它們仍舊會有bug修復、功能升級以及其他的維護需求,需要進行固件升級和軟件更新。在很多應用場景中,物聯網設備的數目是海量的,且部署在非常廣闊的區域內,完全靠人工現場升級是不現實的,這就需要設備管理支持遠程的在線更新功能。為了適應物聯網窄帶寬、低能耗的特點,要盡量減少網絡流量,避免不必要的重復傳輸,只傳輸需要更新的軟件部分。設備在進行了軟件更新之后往往需要重啟系統,但是系統重啟往往會使設備丟失之前運行中的所有狀態信息(如路由表等),為此, CHANG Y等為物聯網設備實體的遠程管理更新設計了一種動態軟件更新模型,以支持在不需要重啟設備的情況下進行軟件的在線升級[4]。該模型將實時應用分解為多個可重用的任務并將它們組織為樹狀結構,通過遍歷這些任務節點并調用相應的處理程序來逐個執行這些任務以實現應用。由于不同處理程序之間互不相關,就可以在不干擾其他任務執行的情況下對一個任務進行替換和更新。應用場景、故障管理、位置管理、QoS管理等也在不同的應用場景中對物聯網設備的正常工作起著重要作用。ZHANG Yan等分析了家庭場景中不同設備和網絡的特性后,重點討論了如何在家庭網絡中有效進行QoS管理,設計了一種采用跨層聯合管理和速率控制機制來根據不同應用的QoS需求在資源受限的家庭網絡中合理地分配資源的方案[5]。
1.2 物聯網中使用現有網管協議研究
要對物聯網中的受限設備進行管理,首先能夠想到的就是既有的互聯網設備管理協議是否能夠直接用于物聯網及其效果如何。使用既有協議具有標準成熟度高,可以避免額外的標準開發工作,易與原有網管系統和設備兼容等優點。SEHGAL A等嘗試在運行Contiki操作系統的Atmel公司的AVR Raven硬件平臺上實現了輕量級的SNMP協議和NETCONF協議。比較發現SNMP協議比NETCONF具有更高的效率,占用的運算時間和存儲空間都相對較少[6]。這些網管協議通常使用TLS/DTLS等安全機制來提供安全保證,這些安全機制往往需要更大的開銷。另外,由于大報文會帶來在不同協議層上的分片以及重組開銷,會需要較多的資源,建議更多地使用低負荷的小報文實現。經過適當優化,部分既有的互聯網設備管理協議可以用于一些受限的物聯網設備。
1.3 物聯網中的新型管理協議研究
除了改進傳統互聯網管理協議,一些學者也開展了新型物聯網管理標準的研究和驗證工作。GLIGORIC N等人討論了處于3GPP LTE網絡中物聯網設備的管理問題[7]。建議可以使用OMA-DM定義的管理機制進行物聯網設備管理,OMA-DM使用的HTTP和XML對于物聯網中的受限設備來說負荷過重。建議使用輕量級的應用層協議CoAP來替代HTTP,這也是OMA lightweight M2M標準項目當前的工作重點。而在各種可以用于替代XML的壓縮報文格式之中,通過比較驗證了EXI相比Core Format Link和Protobuf會更有效率且更容易實現。另外,由于受電池容量的限制,為達到節能的目的,多數LTE網絡中的物聯網設備都會有休眠模式,如果要對處于休眠模式的設備進行遠程管理,首先需要將設備喚醒,建議可以使用短消息(SMS)來喚醒處于休眠狀態的設備。
2 標準化工作
許多從事物聯網相關產品設計和生產的公司也進行了大量的研究工作,并在各相關標準組織中致力于物聯網管理協議的標準化活動。
2.1 互聯網工程任務組(IETF)
作為全球最具權威的互聯網技術標準化組織,IETF有專門的操作與管理域負責開發和制定互聯網管理的相關規范,曾經制定了SNMP[8]、NETCONF[9]、YANG[10]等用于網絡管理的協議和描述語言,在IP網絡的管理中被廣泛使用。這些協議和語言定義了如何描述一個被管理的對象,定義了管理架構和管理功能接口,以及如何傳輸這些管理信息。IETF仍在進行新的網絡管理技術的研究和開發,以便應對層出不窮的新應用場景和新需求。
隨著物聯網技術的興起,IETF陸續成立了多個工作組進行受限環境下IP網絡技術的研究,包括研究在低功耗無線個域網(802.15.4)上實現的IPv6協議棧的6lowpan工作組,研究在資源受限節點上實現IPv6的6lo工作組,研究家庭網絡的homenet工作組,研究各種輕量級實現的lwig工作組,研究低功率松散網絡條件下輕量級路由協議的roll工作組,研究受限網絡環境下安全傳輸的dice工作組,研究受限IP網絡中面向資源應用協議的core工作組等。其中,core工作組制定了受限RESTful環境下的鏈接格式標準(CoRE Link Format RFC6690)[11],該標準中定義的鏈接格式可用于高效地描述受限物聯網web服務器的資源,包括它們的屬性以及鏈接關系等。特別地,core工作組剛剛完成了一種專門用于受限設備和網絡的web傳輸協議—— 受限應用協議(CoAP)[12]—— 的制定。CoAP是一種類HTTP的用于REST架構的輕量級應用層協議,承載于UDP之上,采用request/response交互模型,支持GET、PUT、POST、DELETE方法。該協議的設計充分考慮了低功耗、功能有限的物聯網設備的需求,具有報文頭開銷小,解析復雜度低,機制簡單,支持多播等特點。目前與之相配套的相關協議族也正在逐步制定中,涉及內容包括組通信[13]、接口描述[14]、分塊傳輸[15]、資源觀測[16]等。CoAP及其配套協議族可以作為應用層協議來傳輸物聯網中的各種管理消息。另外,IETF中建立了專門的討論受限網絡中管理問題的非工作組郵件列表COMAN,目前正針對受限設備的管理需求[17]和備選的管理技術[18]等熱點問題進行熱烈討論,并計劃將來就此課題成立專門的工作組。
2.2 開放移動聯盟(OMA)
由全球主要的移動運營商、設備和網絡供應商及信息技術公司組成的開放移動聯盟也早已認識到對處于多種網絡中海量的各種輕量級設備和連接進行監控,配置和管理都是必不可少的功能,計劃制定一系列的標準來解決這些問題。目前,已經開始了輕量級物聯網設備管理框架[19]的制定。該協議將所有的管理項都描述為對象和資源,并且定義了常用的管理接口,可用于快速部署客戶端/服務器模式的物聯網業務。OMA當前定義了LWM2M服務器、接入控制、設備、連接、固件五種對象,每種對象下有各種相關資源,例如,設備對象下有制造商、固件版本、重啟、電池電量等多種資源。為提高描述和傳輸這些資源的效率,OMA為這些對象和資源都分配了相應的數字ID,例如設備對象下的重啟資源可以描述為“/3/8”。管理接口包括設備發現和注冊接口、引導接口、設備管理及業務使能接口和信息報告接口,可以使用CoAP協議來實現這些接口。通過這些管理接口對管理相關的對象和資源進行操作,即可實現相應的管理功能。
2.3 IPSO 聯盟
IPSO聯盟是一個致力于推廣IP協議族用于智能設備間通信的全球性非營利組織,致力于為相關標準組織提供服務,促進行業的推廣和發展。IPSO了其第一個技術指南[20],使用IETF標準為基于IP的智能設備構建了一個簡單高效的RESTful的設計模型。該模型為如何使用HTTP、REST、XML、JSON、COAP等web技術來實現物聯網管理和應用描述了一個特定的模板。使用功能集的形式定義了智能設備可用于向后臺業務表示自身資源的REST接口。 圖1所示就是IPSO定義的物聯網智能設備功能集,其中Device、Power、Load Control、Location、 Configuration都是管理相關的功能集。
2.4 其他標準組織
還有其他一些區域性的標準化組織也在進行物聯網設備管理方面的研究工作。歐洲電信標準化協會(ETSI)專門設立了一個新的技術委員會來制定物聯網通信標準,這些標準[21,22]分別定義了與寬帶論壇 TR069管理協議以及OMA設備管理一致的管理信息模型,另有一些關于管理架構、接口、應用場景的標準也在制定中。中國通信標準化協會(CCSA)的泛在網技術委員會(TC10)也對部分場景下的管理功能進行了研究,如感知節點的電源管理,嵌入式通用集成電路卡(eUICC)遠程管理,醫療無線體域網管理等,但還沒有標準項目針對物聯網下的網絡管理架構、模型以及協議進行研究。
3 結 語
伴隨著近年來物聯網技術的逐步成熟以及應用的日益普及,對于眾多物聯網設備的遠程管理需求也日益體現。由于物聯網設備普遍具有低計算能力、低存儲、低功耗的特性,如何高效地實現對它們的遠程管理具有相當的挑戰性。學術界和工業界都對此問題進行了深入的研究,分析了物聯網特有的管理需求;探討了使用傳統的IP網絡管理協議,開發新的專用于物聯網管理協議等多種方式來實現物聯網的遠程管理;并且在LTE網絡、家庭網絡等多種應用場景中進行了實現和驗證。通過比較和討論,傳統IP網絡的管理協議直接用于受限的物聯網設備負荷過重,難以滿足低負荷、低功耗的需要。開放移動聯盟(OMA)參考其原有的設備管理協議而定義的輕量級物聯網協議中所定義的管理框架和接口更適用于物聯網應用場景。IPSO定義了可供OMA參考的設備管理資源和模型。通過管理接口對管理資源進行相應的操作,就可以實現配置管理、故障管理、電源管理等各種管理功能。IETF所制定的應用于受限環境的應用層協議(CoAP)及其相關協議可用于實現這些管理接口以及傳輸管理消息。管理相關資源的描述可以使用IETF制定的Link Format數據格式,實現信息的高效的表述及傳輸。隨著物聯網管理相關標準的不斷完善,物聯網設備和技術必將獲得更加廣泛的應用。
參 考 文 獻
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關鍵詞:變電站;紅外熱像儀測溫;數據讀取;無線傳輸;一體化裝置 文獻標識碼:A
中圖分類號:TM762 文章編號:1009-2374(2017)01-0025-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2017.01.012
變電站紅外熱像測溫是當前正在迅速發展和應用的技術之一。國內外許多電力公司從20世紀80年代就開始研究并推廣應用變電設備紅外測溫技術,發展到今天,紅外測溫技術已較為成熟,其在減少停電預防性試驗的時間和次數及在運行中及時發現設備發熱缺陷方面有獨特的優勢,極大地提高了供電可靠性。電力系統的供電可靠性是電力部門的一個重要課題,而高壓設備的安全運行是整個系統安全運行的基礎。
隨著國民經濟的發展,社會對電力供應的可靠性要求越來越高,新建設的變電站已經開始使用在線測溫技術來實時掌握運行中設備的發熱情況。而已建變電站設備的測溫未實現在線測溫,通常是由運行人員攜帶紅外熱像儀現場測溫來實現的。
電力變電站在運行過程中,設備溫度正常與否是判斷其運行狀態是否良好的一個關鍵信息,因此需要對其進行經常性的巡測、巡檢工作。目前變電一次設備在新接入、檢修后、帶缺陷運行、負荷突增、電網特殊運行方式等情況下,都需要運行人員定期進行溫度測量,以監測和掌握設備的運行狀態。現在一般采用人工手段攜帶紅外熱像儀進行,但是隨著電網規模的不斷擴大,遠郊變電站分布地域范圍變得越來越廣,給運維帶來了越來越多的不便和困難,主要表現在運維人員需要攜帶便攜式紅外熱像儀進行頻繁的設備測溫,花費較長的時間在往返路程上。這種傳統的方式大大浪費了人力、物力和財力,同時增加了交通風險。
現在運行人員在變電站測溫中使用的紅外熱像儀中部分設備具備數據接口擴展、在線數據讀取、遠程控制開發的硬件條件,但在日常生產中,運行人員往往僅使用到了人工手動測溫這一部分的功能,未充分利用到紅外熱像儀的全部功能,尤其對紅外熱像儀的高級應用
不足。
基于這種情況,本文充分考慮了生產中的實際需求,通過采用遠程數據讀取和無線網絡傳輸的方式,實現將現場采集的溫度監測圖像和數據,實時快捷地傳輸到設備運維中心。
1 技術方案
1.1 系統總體架構
為實現電力變電站現場紅外熱像儀測溫數據和圖像的遠程讀取和傳輸,系統的總體架構如圖1所示:
本方案變電站紅外熱像儀現場采用一體化的數據讀取和傳輸終端裝置,與近距離的移動4G基站進行無線通信,通過移動網絡接入互聯網,同時還可以通過Wi-Fi無線網絡或者RJ45接口就近接入電力專網,最終通過互聯網或者電力專網把數據傳輸到電力監控中心。
在偏遠地區地理環境受限,無法實現電力專網接入和無線移動公網接入情況下,設計通過一體化數據終端裝置傳輸現場測溫數據和圖像,通過已有的電力頻段的230MHz的無線終端實現對變電現場的圖像和數據的遠程傳輸,具有遠距離傳輸的特點,從而可以大大降低地理環境和現場條件的限制,達到實現同一裝置在不同變電站進行移動式的遠程測溫的目的。
利用變電站設備的溫度監測這一重要參數判斷設備運行狀態是否正常,經過改造的便攜式紅外測溫儀設計結合一體化的數據讀取和傳輸裝置,可以達到通過遠程監測溫度的方式來實現實時監控變電設備運行狀態的目標,進一步滿足智能電網信息化的要求。同時一體化數據傳輸裝置預留多個標準接口,還可以在同一變電站連接多臺測溫儀和其他傳感設備,實現對多套設備的運行狀態的監測,尤其在偏遠變電站需要在某一時間段內定期測溫時,將該設備裝設在設備場地,實現遠程運維,通過設定溫度測量周期和數據回傳周期來滿足不同測溫周期的運維要求。
1.2 系統硬件結構圖
系統硬件結構如圖2所示,采用創新的技術,達到領先的水平。
遠程數據讀取和傳輸是基于具有遠程數據采集和傳送功能的數據接口模塊,實現通過網絡接口TCP/IP和UDP協議進行通信,可以實現通過主控中心PC對遠端設備的遠程數據讀取和控制。
數據接口模塊設計可以實現設備側USB接口到TCP/IP的協議的接口轉換功能,它向上可以提供10M/100M自適應以太網接口,向下提供標準USB接口,實現USB到TCP/IP網絡和TCP/IP網絡到USB的數據傳輸。
數據傳輸采用基于4G無線通信,Wi-Fi無線接入和TDMA無線傳輸方式而設計的便攜式傳輸終端,能夠以無線接入的方式建立遠程傳輸的IP數據鏈路,該模塊在網絡傳輸方面采用先進的Peer-to-Peer對等聯網傳輸技術,整合先進的網絡傳輸特性,完成信息交換、網絡分析和連接建立,該數據接口模塊的功能,最終接入互聯網(Internet),實現監測數據的遠程傳輸。
系統中設計MCU用于控制溫度數據的讀取和開關量的控制,它通過SPI接口與具備TCP/IP協議的以太網接口芯片實現通信,可以實現遠程的控制功能,可以實現對電源模塊的控制,達到節能的目的。
2 系統特點和功能
該方案設計和模塊設計均采用先進的技術,具有如下特點和功能:(1)實現標準化、規范化的設計及通信方式規范化、數據接入的規范化、協議的規范化、移動應用的規范化;(2)數據加密:所有接入數據均經過加密處理,以確保數據的安全性要求;(3)模塊化設計:軟硬件的模塊化結構和功能設計,具有標準化的連接接口,以及一致的輸入輸出接口,采用標準RJ45接口和USB接口;(4)遠程傳輸:采用先進的4G無線網絡技術、互聯網傳輸技術和電力專網傳輸技術,保證數據能夠具有電信級的穩定可靠的傳輸,還具有Wi-Fi無線接入的便捷性,能夠實現數據遠程傳輸的寬帶、高速、實時傳送的性能要求;(5)開放性設計:方案設計最終形成一體化的數據讀取和傳輸裝置,設計具有較高的開放性、集成性和靈活性,保證一體化裝置的整體性能的提高;(6)設計具備優良的遠程控制功能:一體化數據終端裝置可以實時監測電源供電系統的參數,并根據狀態參數遠程啟動/關閉相關設備,達到節能的目的,電源系統狀態參數可以上報主控中心,主控中心可以通過指令遠程實現設備的休眠/喚醒控制,實現節能。設備電源供電具有定時或自動進行開啟和關閉的功能,采用先進的遠程自動控制器件,利用先進的互聯網通信技術,可以根據運維業務需要實現主機遠程遙控遠端無人值守設備電源開啟和關閉,從而降低了設備巡測時間,提高設備工作效率,保證設備的可靠穩定運行;(7)工業級設計:設計均滿足工業級技術要求,并滿足相關技術規范要求,并采用優良的EMC設計,確保設備在惡劣的環境下具備良好的運行可靠性。采用航天軍工級的外殼和接頭設計,采用密閉的厚重金屬外殼,保證在各項特高壓近場環境中,具有優良的屏蔽外部電磁干擾的特性,也保證在惡劣環境條件下可以達到很高的可靠性。
3 結語
綜上所述,系統通過采用一體化的數據讀取和傳輸裝置,有效地解決了變電站紅外攝像儀測溫監測數據的遠程讀取和傳輸問題。在4G無線網絡和電力專用接入網的支撐下,借助該便攜式終端裝置,可實現電力測溫監測現場遠程傳送監測數據、圖像、視頻的即時通信、遠程監控等智能化的監測、巡檢方式。不僅可進行深層的信息互動業務,而且在設備運維狀態監測、設備缺陷跟蹤方面,進一步提供快速、有效的數據傳輸保障和信息支撐,因此具有較高的實用性和推廣價值。
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關鍵詞: 無中心控制;Ad hoc網絡;多跳;對等式;分布式協議;抗災害
Ad hoc網絡(拉丁語,翻譯為“專用的,有特定目的的”)
通常也稱為“無固定設施網”或“自組織網”。由于組網特點快速、靈活、使用方便,目前Ad hoc網絡已得到了國際學術界和工業界的廣泛關注,并且也得到越來越廣泛的應用,已經成為了移動通信技術向前發展的一個重要方向,為的是在站場或緊急應用的情況下,可以快速的組件一個通信網絡并實施通信。這種網絡具備很強的抗毀性、臨時性、自治性和自組織性。
Ad hoc網絡的前身是分組無線網(Packet Radio Network)。
最早對分組無線網的研究是源于軍事通信的需要,并已經持續了將近20年。早在1972年,美國DARPA(Defense Advanced Research Project Agency)就啟用了分組無線網(PRNET,Packet Radio NETwork)項目,研究分組無線網是在戰場的環境下對數據通信的應用。項目完成之后,DAPRA(Defense Advanced Research Project Agency)又在1993年啟動了高殘存自適應網絡(SURAN,SURvivable Adaptive Network)項目。研究如何將PRNET的成果加以擴展和應用,用以支持更大規模的網絡,并且還地要開發能夠適應戰場快速變化環境下自適應網絡協議。1994年,DARPA又啟動了全球移動信息系統(GloMo,Globle Mobile Information Systems)項目。在分組無線網絡已有的成果基礎上對能滿足軍事應用需要的、可快速展開的、高抗毀性的移動信息系統進行全面深入的研究,并且一直持續至今。1991年成立IEEE802.11標準委員會就采用了“Ad hoc網絡”一詞來描述這種特殊對等式無線移動網絡。
1 Ad hoc網絡的特點
Ad hoc網絡是一種無中心控制網絡,信息流采用分組數據格式,傳輸采用包交換機制,基于TCP/IP協議族。若干移動終端組成一個獨立的IP網絡,與固定的互聯網并行。同時,在必要的時候,Ad hoc網絡也可以通過一定的方式接入到互聯網,實現和互聯網的互連。
作為一種新的組網方式,在網絡的組織上根據網絡實際的應用場合及條件具有以下的特點:
1.1 網絡的獨立性
Ad hoc網絡相對于常規通信網絡而言,最大的區別就是可以在任何時刻、任何地點,不需要硬件的基礎網絡設施的支持,快速構建一個移動通信網絡。它的建立不依賴于現有網絡通信設施,所以具有一定的獨立性。Ad hoc網絡的這種特點適合災難救助和偏遠地區通信等應用。同時,Ad hoc網絡也可以實現在一定場合和情況下,與其他網絡的互聯,實現網絡的靈活拓展。
1.2 網絡拓撲結構的動態變化性
在Ad hoc網絡中,移動主機是可以在網絡中隨意移動的。主機的移動會導致主機之間的鏈路增加或者消失,主機之間的關系會不斷地發生變化,以致主機有可能同時還是路由器,因此,移動會使網絡拓撲結構發生不斷的變化,而且變化的方向和速度都不可預測。常規的網絡,網絡拓撲結構則相對較為穩定。
1.3 組網的無中心和自組織性
在無線自組網中,網絡是沒有嚴格的控制中心的,所有節點的地位平等,是一個對等式的網絡。主機通過分布式協議互相連接。每個節點都可以隨時加入或者離開網絡,所以任何節點的故障都不會影響到網絡的運行。可以隨時隨地根據需要建立起網絡連接,而相互間的工作既相互協同又互不影響。
1.4 網絡的多跳路由和動態拓撲
當結點要與覆蓋范圍之外的結點進行通信時,就需要中間結點的多跳轉發。這與固定網絡的多跳不同,Ad hoc網絡中的多跳路由是由普通網絡結點完成的,而并不需要由專用的路由設備(如路由器)完成的。
Ad hoc網絡是動態的網絡。網絡結點既可以隨處移動,也可以隨時的開機和關機,這些都會使網絡的拓撲結構隨時性的發生變化。這使得Ad hoc網絡在體系結構、網絡組織、協議設計等等的方面都與普通的蜂窩式移動通信網絡和固定的通信網絡有著顯著的區別。
1.5 有限的無線通信帶寬
在Ad hoc網絡中因為沒有有線基礎設施的支持,所以,主機之間的通信都是通過無線傳輸來完成的。由于無線信道本身的物理特性,它所提供的網絡帶寬就相對有線信道要低得多。除此之外,考慮到競爭共享的無線信道而產生的碰撞、信號衰減和噪聲干擾等多種因素,移動終端可得到的實際帶寬更遠遠小于理論中的最大帶寬值。
1.6 移動終端的自主性與局限性
Ad hoc網絡中的移動終端具有自主性,不同于通常的計算機網絡中的移動終端,在計算機網絡中,主機和路由器是兩個不同的設備,分別完成了不同的功能。但正是由于這種功能的合一,給移動終端的設計帶來很多的局限性,Ad hoc網絡中的移動終端不僅要包含上述的兩種基本的功能,向用戶提供應用層程序的服務,而且還必須擔當起路由表的維護和信息的轉發。同時Ad hoc網絡的移動終端在移動環境中工作,使硬件在實際應用中的設備條件受到一定條件的限制,比如:既要支持移動,又要便于攜帶,這就要求終端具有較小的體積,不可能采用較大型的能源供電設備。
關鍵詞:物聯網 機器類通信 非頻繁小數據傳輸
1 引言
IoT(Internet of Things,物聯網)是當前互聯網的革命性的演進,網絡從提供人的互聯發展到可以使物物互聯[1-2]。IoT將感知或收集到的數據轉化為智能的信息,使人們的生活環境更加智能[3-4]。物聯網應用涉及諸多場景[5],包括:
智能家居:家庭的個人生活模式得到增強,可以更加便利地遠程監控和操作家庭設備和系統;
工業自動化:依賴于最小的人力干預,機器人設備通過電腦控制以完成制造任務;
智能醫療:在患者身上或藥品中嵌入傳感器和激振器,用于監測和跟蹤患者的身體狀況;
智能電網:電網運營者可據此來控制和管理資源,以使得電力的供應量正比于人口的增長,因此家庭和建筑物的電力消耗可得到增強;
智慧城市:以簡便的方式為居民提供感興趣的信息,從而提高城市生活質量;例如:依據人們需要,多個互聯的系統可智能地提供感興趣的服務,包括交通、基礎設施和醫療等。
就IoT而言,它由六個部分組成:標記、傳感、通信、計算、服務和語義信息的理解。標記可以是電子產品編碼,用于命名和匹配所需要的服務;傳感是從相關的對象收集數據并將其發送給數據庫、數據倉庫和數據中心等;通信是用于連接這些傳感對象和數據設施等;計算是指絳腥撾竦撓布處理單元(如微控制器、微處理器和可編程門陣列等)和軟件應用,云平臺是IoT的一個特定的重要計算部分;服務分為4類:基于身份的服務、信息匯集服務、協作感知的服務和泛在的服務;語義信息的理解是指智能地提取知識的能力,以便提供所需的服務[5]。
實現IoT的一個重要環節就是通信,移動通信是其中發展最為活躍的方式[6-7]。當前移動通信系統正向第5代(5G)發展,預計2020年可以預商用。進入本世紀以來,3G在話音通信的基礎上提供了基本的數據服務;4G實現了移動互聯網;5G則強調數據、連接性和用戶的體驗,并積極發展移動物聯網。
2 業務特性
當前的移動通信網絡是為人與人之間的通信而設計的,定義了會話型業務、流媒體業務、交互式業務和背景型業務等諸多類型。與業務類型相關聯,在網絡結構、協議棧和傳輸模式的設計等方面均要適配這些業務,以保障信息傳輸的有效性、可靠性、安全性和經濟性[8]。
物聯網的機器類通信業務呈現出低移動性、小數據量和非頻繁數據傳輸等諸多特性,某些應用示例下的業務流量模型如表1所示[9]。為了適應這類業務的快速發展,現有的移動通信網絡應做出調整和相應的增強,在保證傳統“人-人”通信的服務質量的基礎上,努力改善某些物聯網業務的性能。
3 現有4G網絡中數據傳輸通道的準備過程
4G移動通信網絡包括接入網和核心網兩部分,如圖1所示。eNB(evolved Node B,演進的節點B,即基站)是接入網的唯一設施,它為UE(User Equipment,用戶終端)提供用戶平面和控制平面的連接。其中用戶平面用于用戶數據的傳輸,控制平面則傳遞RRC(Radio Resource Control,無線資源控制)消息,實現無線承載控制、無線接入控制、連接狀態下的移動性管理和資源的動態分配等。MME(Mobile Management Entity,移動管理實體)、S-GW(Serving Gateway,服務網關)、PDN-GW(Packet Data Network Gateway,分組數據網絡網關)以及HSS(Home Subscriber Server,歸屬用戶服務器)和PCRF(Policy and Charging Rules Function,策略與計費規則功能)節點均為核心網的邏輯節點。MME跨越eNB與UE交互的控制信令稱之為NAS(Non-Access Stratum,非接入層信令);作為UE在核心網的,MME與HSS交互完成UE的安全和認證等操作,并更新UE的位置信息等。S-GW和PDN-GW是用戶數據傳輸的通道,兩者跨域eNB與UE保持連通。這兩個網關是MME基于網絡的負載狀況來為UE選擇的,也就是說,信令通道較用戶數據通道更早建立。在建立用戶數據通道時,為適配各種業務的服務質量(QoS)需求,如不同的數據速率、差錯率和時延要求等,駐留在PDN-GW中的PCEF(Policy and Charging Enforcement Function,策略與計費執行功能)節點與PCRF節點協商并在其指導下,為該條用戶數據的傳輸通道預留資源,以保證用戶數據在UE與PDN-GW之間安全、可靠和有效地傳輸。
網絡進入(Attach)是指UE注冊網絡進而獲得網絡所提供服務的過程。本節以Attach為例,描述UE為獲得數據傳輸的通路所涉及的節點和信令交互,具體流程如圖2所示[10]:
(1)UE向eNB發送Attach請求,包含UE的ID、安全性、位置和業務請求等信息;
(2)eNB向MME轉發Attach請求;
(3)如果Attach請求未進行完整性保護,則MME分別與UE和HSS交換信息,完成認證操作;
(4)如果UE自上次離開網絡,更新到了新的跟蹤區(TA),則MME與HSS交互完成相應位置更新的請求和響應;
(5)MME向S-GW發送“建立會話請求”;
(6)S-GW向PDN-GW轉發“建立會話請求”;
(7)如果采用動態的策略控制,駐留在PDN-GW中的功能實體PCEF向PCRF請求建立該會話,PCRF修改與該會話承載所關聯的參數,并告知PDN-GW;
(8)PDN-GW向S-GW發送“建立會話響應”;
(9)S-GW向MME轉發“建立會話響應”;
(10)MME向eNB發送Attach接受;
(11)eNB向UE轉發Attach接受;
(12)UE向eNB發送Attach完成;
(13)eNB向MME轉發Attach完成。
至此,UE經eNB和S-GW到PDN-GW的上行鏈路以及反方向上的下行鏈路建立完畢,用戶數據可沿著此鏈路傳遞。
4 面向物聯網數據傳輸的網絡結構和流
程優化
4.1 網絡結構優化
上文I已描述既有4G網絡數據傳輸的特征:
進入核心網后,網絡節點各司其職,MME負責終結UE的NAS信令,并與HSS交換安全性和位置信息;S-GW和PDN-GW則是用戶數據傳輸的中介節點;
在獲得用戶數據傳輸的通道之前,先建立信令通道;
在動態策略控制的前提下,PDN-GW與PCRF需交互信息以配置數據傳輸通道。
顯然,對于一般意義上的數據通信而言,例如VoIP(Voice over IP,基于IP的話音)業務,盡管每20 ms產生的數據包較小,但就電話通信而言,持續的時間可達幾十秒到幾十分鐘,流媒體業務或者文件傳輸等則會有更大的數據量。當傳輸的數據量較大或者占用的時長較長時,完整地走完上述3個步驟是值得的,它以建立數據通道的信令開銷和時延這兩個方面為代價。
對于小數據量非頻繁傳輸的這類物聯網應用而言,按照這樣3個步驟來實施,可能造成的結果就是,為構建數據通路的準備時間會遠大于數據通路的實際占用時間,為構建數據通路所付出的信令開銷會遠大于真正在數據通路上傳輸的數據量。另外,物聯網所涉及的終端數目又很多,面對這種無效的傳輸方式,必須在物聯網應用大規模開展之前,對既有面向“人-人”通信的體制進行更新和升級,盡量以較小代價來獲取性能的提升。為此,可考慮對現有4G網絡架構中某些節點的功能做些擴充,主要內容如下:
(1)在核心網中,處理信令和數據的節點不要做絕對嚴格的劃分,而是有些類似2G/3G分組域當中SGSN這個節點的功能,將MME和S-GW合二為一,并將該節點稱之為C-SGN。
(2)允許小數據量非頻繁傳輸的這類物聯網應用可以在控制平面上傳輸,即用戶數據可以封裝在NAS中,作為信令在C-SGN與UE間傳送。
(3)接入網中的eNB應做某些軟件升級,記為CIoT-BS(Cellular Internet of Things Base Station,蜂窩物聯網-基站),在與UE的能力協商的信息交互中,獲取UE所執行的業務特性是否屬于小數據量非頻繁傳輸的這類物聯網應用,如是,則后續的信息傳遞給C-SGN;否則回到4G通信網絡的傳統傳輸模式,在控制平面和用戶平面分別與MME和S-GW交互信息。
(4)對于小數據量非頻繁傳輸的這類物聯網應用,較為單一的業務特性可不必采用動態的策略控制,即屏蔽與PCRF的信息交互;在靜態策略控制下,可完全由C-SGN配置信息傳輸的QoS特性和計費參數等。
(5)在非漫游情形下,C-SGN直接與外部網絡互聯,即與執行小數據量非頻繁傳輸的這類物聯網應用的UE所關聯的應用服務器連通,如圖3所示:
(6)在漫游情形下,C-SGN則借助PDN-GW與外部的應用服務器連接,如圖4所示:
4.2 流程優化
當做了這樣的網絡結構優化之后,重新審視如圖2所示的Attach流程,則在非漫游情況下,第5~9步這些涉及數據傳輸通道的構建步驟都可以避免,且C-SGN直接與外部的應用服務器連接。在漫游情況下,由于MME同S-GW合二為一,第5步和第9步的實現成為節點內部的交互,可忽略;靜態策略控制使得第7步可省略;第6步和第8步的C-SGN與PDN-GW的通路構建仍需保留。
進一步地,考察在其他業務建立過程中的信令精簡是否得到有效實施,本節分別考慮由UE發起的業務數據傳輸和終結到UE的業務數據傳輸兩種情形。
在完成Attach過程之后,UE與C-SGN之間構成了安全的傳輸通道。當UE發起小數據非頻繁物聯網應用數據傳輸時,其工作過程如圖5所示:
(1)UE請求建立RRC連接,NAS消息用于承載加密的小數據分組,稱之為NAS PDU(Protocol Data Unit,協議數據單元),且指示對于該分組傳輸是否需要來自于應用服務器的確認或響應;沒有必要建立專門的數據承載;
(2)CIoT-BS識別出業務數據屬于小數據非頻繁物聯網應用,將該NAS PDU轉發給C-SGN;
(3)C-SGN解密該NAS消息,獲得原始的小數據分組,并將其轉發給應用服務器;在UE漫游情況下,這一過程需借助PDN-GW;
(4)當沒有對小數據分組的確認/響應,則C-SGN立即釋放連接;否則,該確認/響應會傳遞給C-SGN;
(5)該確認/響應被加密后封裝在NAS消息中,由C-SGN發送給CIoT-BS;
(6)CIoT-BS將包含NAS消息的信息轉發給UE,隨后釋放RRC連接。
在完成Attach過程之后,UE與C-SGN之間構成了安全的傳輸通道。當終結到UE的小數據非頻繁物聯網應用數據傳輸時,其工作過程如圖6所示:
(1)C-SGN接收到小數據分組;
(2)如果UE與C-SGN之間不存在信令連接,則C-SGN緩存接收到的小數據分組,尋呼UE,UE收到尋呼消息后反饋服務請求消息給C-SGN;如存在信令連接,則2a/2b/2c的信令傳輸過程可忽略;
(3)C-SGN將小數據分組加密后作為NAS PDU封裝在NAS消息中,傳遞給CIoT-BS;CIoT-BS進一步轉發該消息給UE,在此過程中,數據在信令承載上傳送,沒有必要建立專門的數據承載;
(4)如果要求UE對于接收到的信息給予確認/響應,則UE加密該信息形成NAS PDU,并經RRC消息發送給CIoT-BS;CIoT-BS進而向C-SGN轉發該NAS PDU;
(5)C-SGN對收到的信息進行解密,隨后發送給應用服務器。
當采用簡化的分組核心網絡架構,設置C-SGN作為專門的網絡節點,以提供組合的控制平面和用戶平面的功能,將具有小數據量且非頻繁的物聯網特性傳輸承載在NAS信令消息中,使得數據傳輸的流程得以優化,降低了信令的開銷,同r減少了傳輸的時延。
5 結束語
現有的移動通信網絡是為“人-人”通信設計的,而正在逐步興起的物聯網應用呈現出了許多新的特性。本文針對小數據非頻繁傳輸的業務模式,在網絡架構和信令的流程等方面都做了優化,主要包括:
(1)控制平面節點MME同用戶平面節點S-GW合二為一;
(2)允許用戶數據在控制平面上傳輸;
(3)對于此類傳輸允許靜態的策略控制,以避免與PCRF之間的信令交互。
做出這些變化,有無后向兼容性的問題仍需考慮如下的幾個方面:
安全性:現有4G網絡中,在接入網PDCP子層執行安全性操作[11]。在控制平面執行加密和完整性保護,而在用戶平面只需處理加密。在新的網絡架構之下,用戶數據也承載在控制平面的信令中,有了更多的處理,有了更好的安全保護,但這是以付出一定的復雜度為代價的。
傳輸時延:由于C-SGN作為控制平面和用戶平面合二為一的節點,避免了原先數據傳輸通路上的MME到S-GW到PDN-GW的建立時間。同時由于涉及更少的節點,無論建立時間還是后續的數據傳輸,都會有更小的時延。
移動性管理:移動性管理是依賴于控制平面上MME與UE和HSS之間的交互維系的,所以在新的網絡架構下,不涉及移動性管理的變化。
策略控制:由于無需PCRF的參與,只能采用靜態的策略控制,在服務質量的控制上會略有損失,但小數據非頻繁傳輸的業務特性可以將影響降到很低程度。
傳輸有效性:現有4G網絡的頭壓縮技術只適用于數據平面,在控制平面不做任何處理。這樣在PDU的傳輸中,由于報頭不壓縮,使得傳輸的效率會有所下降。但對于小數據非頻繁這類應用,傳輸的數據包較少同時再次傳輸的間隔時間較長,這種效率上的損失可以忽略。
這種增強的網絡架構和信令流程對現有的傳輸有效性和策略控制等方面雖影響有限,但仍不失為一個較好的解決方案。
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關鍵詞:日用瓷;自主研發;品牌;市場競爭力
一、我國日用瓷產業概況
日用瓷是人們日常生活中必不可少的物品,也是陶瓷產業的重要組成部分。我國是瓷器的發源地,擁有豐富的原料和廉價的勞動力,是日用及建筑陶瓷的生產大國。在河北唐山、山東博山、山西懷仁、福建德化、廣東潮州、湖南醴陵、江西景德鎮等地區,均有大型的量產化日用瓷企業,但由于缺乏設計人員與品牌意識,所以生產的日用瓷產品普遍定位于中低端市場。
放眼全球,在如今的日用瓷發展格局中,日本、英國、德國生產的日用瓷基本占領了中高端市場,其日用瓷產品價高質優,具有很強的競爭力。相比較之下,中國生產的日用瓷良莠不齊,普遍價格低廉,缺乏市場競爭力。
二、我國日用瓷中小企業現狀分析
1.產業結構。在我國日用瓷產業中,中小企業占絕大多數,規模普遍比較小,處于簡單模仿、低檔
加工的狀態,使用的生產設備也大致相同,導致同質化產品競爭激烈,處于完全競爭的狀態。企業市場需求信息的獲取主要來源于經銷商,對最終消費者的消費特征、消費習慣缺乏研究,從而導致其受制于經銷商,缺乏定價權。
2.產品。我國日用瓷中小企業大多地處偏僻的鄉鎮,生產標準不高且生產環節缺乏控制力度。企業單一地注重生產,普遍缺乏自主創新能力,原料資源浪費現象嚴重,利潤空間狹小,品牌意識薄弱。由于采用廉價的原料與低檔加工的生產方式,所以提供的產品質量一般甚至不合格,只能滿足對餐具要求比較低的消費者的需求。
3.人員。中小企業資金實力有限,人才整體層次比較低。生產環節的工人大多是農民,文化層次不高,在產品的生產、控制、檢驗過程中不能發揮應有的作用;產品設計和研發人員、市場推廣和銷售人員、信息技術人員匱乏,創新團隊亟待擴大;現有管理人員的經營理念落后,缺乏現代化的管理知識、規范的管理制度和監督機制。
三、對我國日用瓷中小企業的發展設想與建議
隨著市場環境的迅速變化,市場競爭日趨激烈,我國日用瓷中小企業將面臨著嚴峻的挑戰。本文通過對日用瓷中小企業現狀的分析,發現了其在市場營銷、生產管理、研發能力、物資供應、人力資源等方面的問題,進而有針對性地提出一些建議,以增強企業的市場競爭力。
1.維持主打產品生產規模,保證資金充足。企業應該根據波士頓矩陣對產品做出分類,對不同的產品采取相應的策略,指明戰略選擇方向。現金牛類產品能產生大量的現金,但未來的增長前景有限,企業應采取維持策略;問題類產品具有較高的市場增長率和較低的相對市場占有率,企業應努力使其成為明星類產品,滿足迅速成長的市場需求并趕超市場領導者,增加企業的發展活力。
2.增加花色,豐富現有產品的組合。我國日用瓷中小企業普遍集中精力于單一品種的批量生產,器形、花色單一,難以滿足消費者的多樣化需求。因此,在維持生產規模的基礎上,企業應該結合自身實際情況與市場需求,設計和規劃產品組合,豐富現有產品的花色,并對相關產品進行合理搭配,獲得更大利潤空間。
3.開辟終端銷售渠道,擺脫經銷商的控制。日用瓷中小企業銷售渠道固定且單一,長期依靠經銷商上門購貨的方式,導致過多倚靠經銷商,容易失去定價權。因此,我們建議企業開辟終端銷售渠道,擺脫經銷商的控制,推動產品廣泛地進入目標市場,積極搶占市場,增加利潤空間,同時也為日后提高品牌知名度作鋪墊。
4.開拓網絡銷售渠道。隨著電子商務的火熱發展,網絡營銷作為一種獨特的營銷模式逐步受到關注,它是借助互聯網特性實現營銷目標的一種手段,其實質是把互聯網作為銷售工具而進行的一種營銷活動。日用瓷中小企業應該適應時代的發展趨勢,從軟件、硬件、經營策略、操作流程四個方面開拓網絡銷售渠道。
5.加強生產管理,提高產品質量。如今,在日用瓷市場,產品同質化現象嚴重,市場競爭激烈。為了博得消費者的好感,企業除了需要制定合理的價格外,還必須致力于提高產品質量,保證產品的可靠性。通過提高生產標準、加大控制力度、注重細節管理,為消費者提供優質的產品。
6.研發日用瓷的下一代產品。目前,日用瓷中小企業的主打產品市場競爭激烈,為了避免價格戰,企業應當未雨綢繆,提前研制日用瓷的下一代產品。企業可以開辟一條生產線,采取緩慢掠取策略進行市場滲透,即以高價格和低促銷費用將新產品推入市場,使企業獲得更多利潤,保證企業資金充足,減小資金周轉風險。
四、結束語
雖然我國是瓷器的發源地,也擁有廉價的勞動力與豐富的資源,但是由于缺乏自主創新能力,品牌意識淡薄,所以日用瓷產品的市場競爭力很弱。因此,我國日用瓷中小企業亟需思考新的發展模式,在重視生產的基礎上強調研發與營銷的重要性,提高自主創新能力,擴大品牌影響力。
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