可靠性与系统工程学院

系统工程（081103）、武器系统与运用工程(082601)

学术型硕士研究生培养方案

一、适用学科

系统工程（081103）

武器系统与运用工程(082601)

二、培养目标

培养掌握可靠性、耐久性、环境适应性、维修性、测试性、保障性、安全性工程的基本概念与理论，能以复杂系统/产品为研究对象，在全寿命过程运用系统工程的理论与技术，进行系统/产品的可靠性、耐久性、环境适应性、维修性、测试性、保障性、安全性综合论证、设计与分析、试验与验证、生产与保证、运用与保障的高层次、综合性、创新型的工程技术研究人才。

三、培养方向

系统工程（081103）

系统可靠性理论与应用

元器件可靠性理论与应用

软件可靠性理论与应用

产品环境工程理论与应用

武器系统与运用工程（082601）

维修工程理论与应用

综合保障工程理论与应用

四、培养模式及学习年限

本学科根据人才培养和学科特色，主要为二级学科内培养，采用课程学习、实践训练和学位论文相结合的培养方式，实行导师或以导师为主的指导小组负责制。导师（组）负责制定硕士研究生个人培养计划、指导科学研究和学位论文等。

遵循《北京航空航天大学研究生学籍管理规定》。本学科学术型硕士研究生学制为2.5年，实行弹性学习年限。

学术型硕士研究生实行学分制，学术型硕士研究生在攻读学位期间，要求在申请硕士学位论文答辩前，依据培养方案，获得知识和能力结构中所规定的各部分学分及总学分。

鼓励研究生从入学起就开始学位论文相关的研究工作；硕士研究生文献综述与开题报告至申请学位论文答辩的时间不少于8个月。

五、知识和能力结构

本学科学术硕士研究生培养方案的知识和能力结构由学位理论课程和综合实践能力两部分构成，如下表所示。知识和能力结构主要体现对研究生业务理论素质、科学及人文素质、实践能力素质、创新意识素质等培养层次，要取得相关学位的研究生必须按培养方案获得表中所规定的各部分学分及总学分。

学术型硕士学位知识和能力结构及学分要求

结构类型

学位理论课程综合实践环节

公共课

基础及学科

理论课

跨学科课选修课

专业

实验

学术

报告

文献综述

与开题报告

学分

小计

≥6≥14≥2≥0≥3 1 1 总学分≥30（需同时满足各类学分小计和总学分要求）

六、课程设置及学分要求

硕士研究生课程体系分为学位必修课（环节）和学位选修课。

1.学位必修课（环节）

学位必修课指获得本学科硕士学位所必须修学的课程和环节，包括：

（1）公共必修课：思想政治理论、第一外国语。

（2）学科必修课：校基础理论课、一级学科理论课和专业课。

（3）跨学科课：在导师指导下跨一级学科选课。

必修环节包括：专业实验、学术报告、文献综述与开题报告。

2.学位选修课

学位选修课不做最低学分要求，导师可根据硕士研究生知识背景情况及课题研究需要指定选修公共课、本专业课或跨专业课及本学科选修课。第一外国语为非英语（德、日、法等）的硕士研究生必须选修英语作为二外。对缺少本学科本科层次专业基础的跨学科硕士研究生，应在导师指导下将2-3门本学科的本科核心课程作为选修课程，所修课程记录成绩，不计入总学分要求。

3.课程设置（见附表）

4.学分要求

要求研究生在攻读学位期间，依据培养方案，于申请学位论文答辩前获得知识和能力结构中所规定的各部分学分及总学分。硕士研究生一般根据导师的安排在1学年内完成课程学习。

附表1：学位必修课程/环节设置及学分要求

七、主要培养环节及基本要求

1.制定个人培养计划

根据本学科的培养方案，在硕士研究生的知识结构与学位论文要求的基础上，由导师或指导小组与研究生本人共同制定硕士研究生的个人培养计划。个人培养计划分为课程学习计划和学位论文研究计划。课程学习计划应在研究生入学后2周内制定，研究生据此计划在网上办理选课手续。研究生的学位论文研究计划应在开题报告中详细描述。

研究生个人培养计划确定后不应随意变更。

2.专业实验

以研究生实践能力和创新意识培养为目的，开展多元化实践活动，提高研究生运用理论知识解决实际问题的能力。

硕士研究生根据培养计划、研究兴趣，按照知识和能力结构中的规定，选择完成不少于3学分的综合实验课程或创新平台实践项目，由实验指导教师负责考核，记载成绩。

3.学术报告

营造浓厚的学术及文化氛围是提高研究生创新能力的重要措施之一，本环节以跟踪前沿、启发兴趣、拓展知识跨度和学术视野、创新思路为目的，开展多渠道、多形式、多元化的学术交流和文化陶冶活动。

根据《北京航空航天大学研究生院关于学术型硕士研究生培养工作的基本规定》，要求学术型硕士研究生选听学术报告总数不少于10次，由主办者负责考勤，提交不少于3000字的总结报告，导师根据《硕士研究生学术报告考核表》进行考核，通过者取得1学分。由学院研究生教务审核材料后记载成绩，并将考核表存档。

八、学位论文及相关工作

本环节是对研究生进行科学研究或承担专门技术工作所进行的全面训练，是培养研究生凝练科学问题、发挥创新力、综合运用所学知识发现问题、分析问题和解决问题能力的主要环节。鼓励学术硕士研究生选择有重要应用价值的课题，鼓励硕士研究生选择以解决实际工程问题为目的的研究，学位论文要有新见解。

1.文献综述与开题报告

执行《北京航空航天大学研究生院关于学术型硕士研究生培养工作的基本规定》。

根据研究方向，研究生入学后即应着手确定研究论文课题。研究生应在导师的指导下，检索、查阅与专业有关的最新文献资料，经泛读后，从中选出不低于20篇的外文资料精读，并写出综述报告。

开题报告内容包括：学位论文选题依据、学位论文研究方案、预期达到的目标、预期的研究成果；学位论文详细工作进度安排和主要参考文献等。

要求本学科硕士研究生在第3学期11月第前完成文献综述与开题报告。

硕士研究生开题至申请学位论文答辩时间不少于8个月。

2.中期检查

根据《北京航空航天大学研究生院关于学术型硕士研究生培养工作的基本规定》。硕士研究生中期检查目的在于关注论文工作进展，及时给予指导。本学科要求硕士研究生在第4学期（6月底前）完成中期检查。

3.学位论文标准与答辩

执行《北京航空航天大学学位授予暂行实施细则》。

4.成果与发表论文要求

执行《北京航空航天大学关于研究生申请学位发表论文的规定》。

九、终止培养

执行《北京航空航天大学研究生院关于学术型硕士研究生培养工作的基本规定》。

附表1：系统工程、武器系统与运用工程学科学术型硕士研究生学位必修课程/环节设置及学分要求

课程性质课程

代码

课程名称学时学分要求

学位必修课及环节学

位

理

论

课

程

公共课

001111 中国特色社会主义理论与实践研究36 2 必修

001112 自然辨证法概论18 1 必修

001131 英语一外（硕免）90 2

必修1门001132 英语一外（硕）90 2

001133 研究生日语90 2

001134 研究生俄语90 2

人文或管理专题课18 1 必修1门

公共课必修学分小计≥6

基础

理论课

001201 数值分析A 48 3

必修

至少1门001203 矩阵理论A 48 3

001207 最优化方法48 3

001209 应用泛函分析48 3

001212 近世代数与拓扑32 2

001216 小波分析32 2

001223 高新技术中的物理学基础48 3

001225 并行计算32 2

基础理论课必修学分小计≥3

一级学科

理论课

141301 可靠性物理基础48 3

必修

至少2门141302 可靠性数学基础48 3

141303 运筹学基础32 2

141304 可靠性与系统工程基础（引智课程）32 2

一级学科理论课必修学分小计≥5专业课

141501 工程设计理论与方法32 2

必修

至少3门141502 系统可靠性建模与仿真32 2

141503 机械产品可靠性分析32 2

141504 电子产品可靠性分析32 2

141505 人因可靠性分析32 2

141506 网络可靠性概论16 1

141507 测试性建模与分析32 2

141508 系统健康监测技术32 2

141509 保障性分析技术32 2

141510 软件安全性工程32 2

141511 嵌入式软件测试技术32 2

141512 动力学环境测试与分析32 2

141513 加速试验技术32 2

141514 现代质量管理32 2

专业课必修学分小计≥6

跨学科课（导师指导下跨一级学科选课）必修

跨学科课必修学分小计≥2

学位理论课必修学分合计≥22

综合实践环节141701 电子产品热测量实验20 1

至少

必修3门141702 电源系统热设计实验20 1

141703 元器件破坏性物理分析与检测试验20 1

141704 综合环境试验20 1

141705 振动试验夹具设计与分析20 1

141706 环境实测数据与实验剖面设计20 1

141707 嵌入式软件测试实验20 1

141708 软件可靠性测试与评估实验20 1

141709 维修性虚拟仿真与评价实验20 1

141710 信号分析与检测技术实验20 1

001743

大规模模拟、数字逻辑系统可靠性

分析与故障诊断实验

20 1

001601 文献综述与开题报告（硕） 1 必修001622 学术报告（硕） 1 必修综合实践环节必修学分合计≥5

学位选修课001801 英语二外60 2 一外非英语必修

学分总计及说明必须同时满足学分的小计、合计及总学分要求。≥30备注：1、专业课可被基础理论和一级学科理论课取代；、

2、专业选修课不列入此表，可登陆研究生信息管理系统查询

蒙特卡洛法在电力系统可靠性评估中的应用

3 蒙特卡洛法在电力系统可靠性评估中的应用 3.1电力系统可靠性评估的内容与意义可靠性指的是处于某种运行条件下的元件、设备或系统在规定时间内完成预定功能的概率。电力系统可靠性是指电网在各种运行条件下，向用户持续提供符合一定质量要求的电能的能力。电力系统可靠性包括充裕度(Adequacy)和安全性(seeurity)两个方面。充裕度是指在考虑电力元件计划与非计划停运以及负荷波动的静态条件下，电力系统维持连续供应电能的能力，因此又被称为静态可靠性。安全性指的是电力系统能够承受如突然短路或未预料的失去元件等事件引起的扰动并不间断供应电能的能力，安全性又被称为动态可靠性。目前国内外学者对充裕度评估的算法和应用关注较多，且在理论和实践中取得了大量的研究成果，但随着研究的深入也出现了很多函待解决的新课题。电力系统的安全性评估以系统暂态稳定性的概率分析为基础，在原理、建模、算法和应用等方面都处于起步和探索阶段。由于电力系统的规模很大，通常根据功能特点将其分为不同层次的子系统，如发电、输电、发输电组合、配电等子系统，对电力系统的可靠性评估通常也是对上述子系统单独进行。不同层次的子系统的可靠性评估的任务、模型、算法都有较大区别。电力系统在正常运行情况下，系统能够正常供电，不会出现切负荷的事件。如果系统受到某些偶发事件的扰动，如元件停运(包括机组、线路、变压器等电力元件的计划停运与故障停运)、负荷水平变化等，可能会引起系统功率失衡、线路潮流越限和节点电压越限等故障状态，进而导致切负荷。电力系统可靠性研究的主要内容是基于系统偶发故障的概率分布及其后果分析，对系统持续供电能力进行快速和准确的评价，并找出影响系统可靠性水平的薄弱环节以寻求改善可靠性水平的措施，为电力系统规划和运行提供决策支持。 3.2电力系统可靠性评估的基本方法电力系统可靠性评估方法可分为确定性方法和概率性方法两类。确定性方法主要是对几种确定的运行方式和故障状态进行分析，校验系统的可靠性水平。在电源规划中，典型的确定性的可靠性判据有百分备用指标和最大机组备用指标;电网规划

电力系统可靠性复习v1.0

电力系统可靠性复习 1可靠性是指一个元件、设备或系统在预定的时间内、规定的条件下完成规定功能的能力。【P2】 2、量度可靠性特性的指标则称为可靠度。【P2】活动进行规划、组织、协调、控制与监督，以求实现既定的可靠性目标，并保持全寿命周期费用最省。【P3】 5、可靠性工程具有三大特点，即实用性、科学性和时间性。【P3】 6、实用性是指可靠性工程从诞生之日开始就和工程实践紧密联系和结合，具有强大的生命力。【P3】 7、科学性是指可靠性工程有一套独特的科学的理论和方法。【P3】 8、时间性是指可靠性存在于产品或系统整个开发过程之中，不论设计、研究、制造、应用等各阶段都起作用，其中任何一个阶段对可靠性问题考虑不周，都将对其整个的各个阶段及过程产生影响。【P3】 9、电力系统可靠性的实质就是用最科学、最经济的方式，充分发挥发、供电设备的潜力，性及配电系统可靠性。【P7/P8】 10P7】（1）研究和建立适当的可靠性指标及其获取和计算的方法；（2）寻求提高元件和系统可靠性水平的途径；（3）研究可靠性与经济性的协调配合；（4）对各元件和系统进行可靠性的控制、监督和综合评价。 1141】 1）防止故障发生（1）加强设备（①防雷措施；②防盐害措施；③防雪害措施；④防他物接触措施；⑤防风雨水害措施；⑥其他）；（2）尽早发现故障原因；（3）防止自备电源用户扩大故障。 2）故障时尽快送电（1）尽快减少停电区段（①缩小停电范围；②完好区段快送电）；（2）迅速恢复供电（①尽早发现故障点；②加强修复体制）。 1242】 1）避免作业停电（1）缩小停电范围（①改善设备；②改善施工方法）；（2）实施不停电作业（改善施工方法）；（3）减少作业停电次数（充实工程管理）。 2）缩短停电时间（1）改善设备；（2）改良器材；（3）改善工作方法；（4）调整工序。

硬件系统的可靠性设计

目录 1 可靠性概念 (4) 1.1 失效率 (4) 1.2 可靠度 (5) 1.3 不可靠度 (6) 1.4 平均无故障时间 (6) 1.5 可靠性指标间的关系 (6) 2 可靠性模型 (7) 2.1 串联系统 (7) 2.2 并联系统 (9) 2.3 混合系统 (11) 2.4 提高可靠性的方法 (12) 3 可靠性设计方法 (12) 3.1 元器件 (12) 3.2 降额设计 (13) 3.3 冗余设计 (14) 3.4 电磁兼容设计 (15) 3.5 故障自动检测与诊断 (15) 3.6 软件可靠性技术 (15) 3.7 失效保险技术 (15) 3.8 热设计 (16) 3.9 EMC设计 (16) 3.10 可靠性指标分配原则 (17) 4 常用器件的可靠性及选择 (19) 4.1 元器件失效特性 (19) 4.2 元器件失效机理 (21) 4.3 元器件选择 (23) 4.4 电阻 (23) 4.5 电容 (26) 4.6 二极管 (30) 4.7 光耦合器 (31) 4.8 集成电路 (32) 5 电路设计 (38) 5.1 电流倒灌 (38) 5.2 热插拔设计 (40) 5.3 过流保护 (41) 5.4 反射波干扰 (42) 5.5 电源干扰 (49) 5.6 静电干扰 (51) 5.7 上电复位 (52) 5.8 时钟信号的驱动 (53) 5.9 时钟信号的匹配方法 (55) 6 PCB设计 (60)

6.1 布线 (60) 6.2 去耦电容 (62) 7 系统可靠性测试 (62) 7.1 环境适应性测试 (62) 7.2 EMC测试 (63) 7.3 其它测试 (63) 8 参考资料 (64) 9 附录 (64)

可靠性设计的主要内容

可靠性设计的主要内容 1、研究产品的故障物理和故障模型搜集、分析与掌握该类产品在使用过程中零件材料的老化、损伤和故障失效等（均为受许多复杂随机因素影响的随机过程）的有关数据及材料的初始性能（强度、冲击韧性等）对其平均值的偏离数据，揭示影响老化、损伤这一复杂物理化学过程最本质的因素，追寻故障的真正原因。研究以时间函数形式表达的材料老化、损伤的规律，从而较确切的估计产品在使用条件下的状态和寿命。用统计分析的方法使故障（失效）机理模型化，建立计算用的可靠度模型或故障模型，为可靠性设计奠定物理数学基础，故障模型的建立，往往以可靠性试验结果为依据。 2、确定产品的可靠性指标及其等级选取何种可靠性指标取决于产品的类型、设计要求以及习惯和方便性等。而产品可靠性指标的等级或量值，则应依据设计要求或已有的试验，使用和修理的统计数据、设计经验、产品的重要程度、技术发展趋势及市场需求等来确定。例如，对于汽车，可选用可靠度、首次故障里程、平局故障间隔里程等作为可靠性指标，对于工程机械则常采用有效度。 3、合理分配产品的可靠性指标值

将确定的产品可靠性指标的量值合理分配给零部件，以确定每个零部件的可靠性指标值，后者与该零部件的功能、重要性、复杂程度、体积、重量、设计要求与经验、已有的可靠性数据及费用等有关，这些构成对可靠性指标值的约束条件。采用优化设计方法将产品（系统、设备）的可靠性指标值分配给各个零部件，以求得最大经济效益下的各零部件可靠性指标值最合理的匹配。 4、以规定的可靠性指标值为依据对零件进行可靠性设计即把规定的可靠性指标值直接设计到零件中去，使它们能够保证可靠性指标值的实现。

电力系统继电保护作业答案

第一次作业 1.什么是电力系统的一次设备和二次设备？答：一次设备:一般将电能通过的设备称为电力系统的一次设备。二次设备:对一次设备的运行状态进行监视、测量、控制和保护的设备，称为电力系统的二次设备。 2.什么是电力系统的运行状态和故障状态？答：电力系统运行态指电力系统在不同运行条件(如负荷水平、出力配置、系统接线、故障等)下的系统与设备的工作状配。电力系统的故障状态是指所有一次设备在运行过程中由于外力、绝靠老化、过电压、误操作、设计制造缺陷等原因而发生例如短路、断线等故障。 3.什么是继电保护装置？答：继电保护装置就是指能反应电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自功装置。 4.什么是主保护和后备保护？答：主保护是指反应整个被保护元件上的故障，并能以最短的时限有选择地切除故障的保护称为主保护。后备保护是指在实际运行中，由于各种原因可能存在保护或断路器拒动的情况，所以，必须要考虑后备保护（替代功能）的配备。其目的是不允许长期存在短路的情况。于是出现了近后备保护、远后备保护、断路器失灵保护等。

5.试说明什么是继电器的继电特性？答：继电器的继电特性是指继电器的输入量和输出量在整个变化过程中的相互关系。无论是动作还是返回，继电器都是从起始位置到最终位置，它不可能停留在某一个中间位置上。这种特性就称之为继电器的“继电特性”。 6.什么是系统最大运行方式和系统最小运行方式? 答：系统最大运行方式：总可以找到这样的系统运行方式，在相同地点发生相同类型的短路时流过保护安装处的电流最大，对继电保护而言称为系统最大运行方式，对应的系统等值阻抗最小，Zs=Zs.min。系统最小运行方式: 也可以找到这样的系统运行方式，在相同地点发生相同类型的短路时流过保护安装处的电流最小，对继电保护而言称为系统最小运行方式，对应的系统等值阻抗最大，Zs=Zs.max 。 7.什么是电流速断保护和限时电流速断保护？答：电流速断保护：反应于短路电流的幅值增大而瞬时动作的电流保护（电流大于某个数值时，立即动作）。限时电流速断保护：由于有选择性的电流速断保护不能保护本线路的全长，因此考虑增加一段带时限动作的保护，用来切除本线路上速断保护范回以外的故障，同时也能作为速断保护的后备。

电力系统可靠性作业二

电力系统可靠性第二次作业电卓1501 杨萌201554080101 1.什么是电力系统可靠性电力系统可靠性是对电力系统按可接受的质量标准和所需数量不间断地向电力用户供应电力和电能能力的度量。包括充裕度和安全性两个方面。 2.什么是充裕性充裕度( adequancy,也称静态可靠性),是指电力系统维持连续供给用户总的电力需求和总的电能量的能力，同时考虑系统元件的计划停运及合理的期望非计划停运 3.什么是安全性安全性( security,也称动态可靠性),是指电力系统承受突然发生的扰动的能力。 4.电力系统可靠性包括哪几大类发电系统可靠性，发输电系统可靠性，输电系统可靠性，配电系统可靠性及发电厂变电所电气主接线可靠性。 5.可靠性的经典定义指一个元件或一个系统在预定时间内和规定条件下完成其规定功能的能力。 6.元件是构成系统的基本单位 7.系统是由元件组成的整体，有时,如果系统太大,又可分为若干子系统。 8.电力系统可靠性的评价通过一套定量指标来量度电力供应企业向用户提供连续不断的、质量合格的电能的能力,包括对系统充裕性和安全性两方面的衡量。 9.不可修复元件的寿命不可修复元件的寿命是指从使用起到失效为止所经历的时间。 10.故障率假设元件已工作到t时刻,则把元件在t以后的△t微小时间内发生故障的条件概率密度定义为该元件的故障率。 11.可靠度与不可靠度

可靠度：表示元件能执行规定功能的概率，通常用可靠度函数R（t）表示，在给定环境条件下时刻t前元件不失效的概率：R（t）=P[T>t]，R（t）=1-F(t) 不可靠度：F（t）只元件的损坏程度，称为元件的故障函数或不可靠函数。 R(t)=e^(-λt) F（t）=1- e^(-λt) 12.什么是可修复元件指投入运行后，如损坏，能够通过修复恢复到原有功能而得以再投入使用。 13.元件描述修复特性指标有哪些？修复率、未修复率、修复度、平均修复时间 14.元件修复率表明可修复元件故障后修复的难易程度及效果的量成为修复率。通常用表示，其定义是：元件在t时刻以前未被修复，而在t时刻后的△t 微小时间内被修复的条件概率密度： 15.元件未修复率元件为修复率定义式：即实际修复时间大于预定修复时间的概率。 16.元件平均修复时间与修复率之间的关系元件修复度：元件平均修复时间MTTR:当元件的修复时间Tu呈指数分布时，其平均修复时间MMTR=

系统可靠性设计与分析

可靠性设计与分析作业学号：071130123 姓名：向正平一、指数分布的概率密度函数、分布函数、可靠度函数曲线（1）程序语言 t=(0:0.01:20); Array m=[0.3,0.6,0.9]; linecolor=['r','b','y']; for i=1:length(m); f=m(i)*exp(-m(i)*t); F=1-exp(-m(i)*t); R=exp(-m(i)*t); color=linecolor(i); subplot(3,1,1); title('指数函数概率密度函数曲线'); plot(t,f,color); hold on subplot(3,1,2); title('指数函数分布函数函数曲线'); plot(t,F,color); hold on subplot(3,1,3); title('指数指数分布可靠度函数曲线 plot(t,R,color); hold on end （3）指数分布的分析在可靠性理论中，指数分布是最基本、最常用的分布，适合于失效率为常数的情况。指数分布不但在电子元器件偶然失效期普遍使用，而且在复杂系统和整机方面以及机械技术的可靠性领域也得到使用。有图像可以看出失效率函数密度f(t)随着时间的增加不断下降，而失效率随着时间的增加在不断的上升，可靠度也在随着时间的增加不断地下降，从图线的颜色可以看出，随着m的增加失效率密度函数下降越快，而可靠度的随m的增加而不断的增加，则失效率随m的增加减小越快。在工程运用中，如果某零件符合指数分布，那么可以适当增加m的值，使零件的可靠度会提升，增加可靠性。二、正态分布的概率密度函数、分布函数、可靠性函数、失效率函数曲线（1）程序语言 t=-10:0.01:10; m=[3,6,9]; n=[1,2,3]; linecolor=['r','b','y'];

通用的可靠性设计分析方法

通用的可靠性设计分析方法 1.识别任务剖面、寿命剖面和环境剖面在明确产品的可靠性定性定量要求以前，首先要识别产品的任务剖面、寿命剖面和环境剖面。（1）任务剖面“剖面”一词是英语profile的直译，其含义是对所发生的事件、过程、状态、功能及所处环境的描述。显然，事件、状态、功能及所处环境都与时间有关，因此，这种描述事实上是一种时序的描述。任务剖面的定义为：产品在完成规定任务这段时间内所经历的事件和环境的时序描述。它包括任务成功或致命故障的判断准则。对于完成一种或多种任务的产品，均应制定一种或多种任务剖面。任务剖面一般应包括：1）产品的工作状态； 2）维修方案； 3）产品工作的时间与程序； 4）产品所处环境（外加有诱发的）时间与程序。任务剖面在产品指标论证时就应提出，它是设计人员能设计出满足使用要求的产品的最基本的信息。任务剖面必须建立在有效的数据的基础上。图1表示了一个典型的任务剖面。（2）寿命剖面寿命剖面的定义为：产品从制造到寿命终结或退出使用这段时间内所经历的全部事件和环境的时序描述。寿命剖面包括任务剖面。寿命剖面说明产品在整个寿命期经历的事件，如：装卸、运输、储存、检修、维修、任务剖面等以及每个事件的持续时间、顺序、环境和工作方式。寿命剖面同样是建立产品技术要求不可缺少的信息。图2表示了寿命剖面所经历的事件。

（3）环境剖面环境剖面是任务剖面的一个组成部分。它是对产品的使用或生存有影响的环境特性，如温度、湿度、压力、盐雾、辐射、砂尘以及振动冲击、噪声、电磁干扰等及其强度的时序说明。产品的工作时间与程序所对应的环境时间与程序不尽相同。环境剖面也是寿命剖面和任务剖面的一个组成部分。 2.明确可靠性定性定量要求明确产品的可靠性要求是新产品开发过程中首先要做的一件事。产品的可靠性要求是进行可靠性设计分析的最重要的依据。可靠性要求可以分为两大类：第一类是定性要求，即用一种非量化的形式来设计、分析以评估和保证产品的可靠性；第二类是定量要求，即规定产品的可靠性指标和相应的验证方法。可靠性定性要求通常以要求开展的一系列定性设计分析工作项目表达。常用的可靠性定性设计工作项目见表1。

电力系统可靠性评估指标

电力系统可靠性评估指标 1.1 大电网可靠性的测度指标 1. (电力系统的)缺电概率 LOLP loss of load probability 给定时间区间内系统不能满足负荷需求的概率，即 ∑∈=s i i P LOLP 式中：i P 为系统处于状态i 的概率；S 为给定时间区间内不能满足负荷需求的系统状态全集。 2. 缺电时间期望 LOLE loss of load expectation 给定时间区间内系统不能满足负荷需求的小时或天数的期望值。即 ∑∈=s i i T P LOLE 式中：i P 、S 含义同上； T 为给定的时间区间的小时数或天数。缺电时间期望LOLE 通常用h/a 或d/a 表示。 3. 缺电频率 LOLF loss of load frequency 给定时间区间内系统不能满足负荷需求的次数，其近似计算公式为 ∑∈=S i i F LOLF 式中：i F 为系统处于状态i 的频率；S 含义同上。LOLF 通常用次/年表示。 4. 缺电持续时间 LOLD loss of load duration 给定时间区间内系统不能满足负荷需求的平均每次持续时间，即 LOLF LOLE LOLD = LOLD 通常用小时/次表示。 5. 期望缺供电力 EDNS expected demand not supplied 系统在给定时间区间内因发电容量短缺或电网约束造成负荷需求电力削减的期望数。即 ∑∈=S i i i P C EDNS 式中：i P 为系统处于状态i 的概率；i C 为状态i 条件下削减的负荷功率；S 含义同上。期望缺供电力EDNS 通常用MW 表示。

可靠性设计的基本概念与方法

4．6 可靠性设计的基本概念与方法一、结构可靠性设计概念 1．可靠性含义可靠性是指一个产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力；而一个工业产品(包括像飞机这样的航空飞行器产品)由于内部元件中固有的不确定因素以及产品构成的复杂程度使得对所执行规定功能的完成情况及其产品的失效时间(寿命)往往具有很大的随机性，因此，可靠性的度量就具有明显的随机特征。一个产品在规定条件下和规定时间内规定功能的概率就称为该产品的可靠度。作为飞机结构的可靠性问题，从定义上讲可以理解为：“结构在规定的使用载荷／环境作用下及规定的时间内，为防止各种失效或有碍正常工作功能的损伤，应保持其必要的强刚度、抗疲劳断裂以及耐久性能力。”可靠度则应是这种能力的概率度量，当然具体的内容是相当广泛的。例如，结构元件或结构系统的静强度可靠性是指结构元件或结构系统的强度大于工作应力的概率，结构安全寿命的可靠性是指结构的裂纹形成寿命小于使用寿命的概率；结构的损伤容限可靠性则一方面指结构剩余强度大于工作应力的概率，另一方面指结构在规定的未修使用期间内，裂纹扩展小于裂纹容限的概率．可靠性的概率度量除可靠度外，还可有其他的度量方法或指标，如结构的失效概率F(c)，指结构在‘时刻之前破坏的概率；失效率^(()．指在‘时刻以前未发生破坏的条件下，在‘时刻的条件破坏概率密度；平均无故障时间MTTF(MeanTimeToFailure)，指从开始使用到发生故障的工作时间的期望值。除此而外，还有可靠性指标、可靠寿命、中位寿命，对可修复结构还有维修度与有效度等许多可靠性度量方法。 2．.结构可靠性设计的基本过程与特点设计一个具有规定可靠性水平的结构产品，其内容是相当丰富的，应当贯穿于产品的预研、分析、设计、制造、装配试验、使用和管理等整个过程和各个方面。从研究及学科划分上可大致分为三个方面。 (1)可靠性数学。主要研究可靠性的定量描述方法。概率论、数理统计，随机过程等是它的重要基础。 (2)可靠性物理。研究元件、系统失效的机理，物理成固和物理模型。不同研究对象的失效机理不同，因此不同学科领域内可靠性物理研究的方法和理论基础也不同． (3)可靠性工程。它包含了产品的可靠性分析、预测与评估、可靠性设计、可靠性管理、可靠性生产、可靠性维修、可靠性试验、可靠性数据的收集处理和交换等．从产品的设计到产品退役的整个过程中，每一步骤都可包含于可靠性工程之中。由此我们可以看出，结构可靠性设计仅是可靠性工程的其中一个环节，当然也是重要的环节，从内容上讲，它包括了结构可靠性分析、结构可靠性设计和结构可靠性试验三大部分。结构可靠性分析的过程大致分为三个阶段。一是搜集与结构有关的随机变量的观测或试验资料，并对这些资料用概率统计的方法进行分析，确定其分布概率及有关统计量，以作为可靠度和失效概率计算的依据。

硬件系统可靠性设计规范

硬件系统可靠性设计规范一、概论可靠性的定义：产品或系统在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力可靠性及抗干扰设计是硬件设计必不可少的一部分,它包括芯片、器件选择、去耦滤波、印刷电路板布线、通道隔离等。有完善的抗干扰措施，是保证系统精度、工作正常和不产生错误的必要条件。设备可靠性设计规范的一个核心思想是监控过程，而不是监控结果。二、可靠性设计方法 1、元器件：构成系统的基本部件，作为设计与使用者，主要是保证所选用的元器件的质量或可靠性指标满足设计的要求 2、降额设计：使电子元器件的工作应力适当低于其规定的额定值，从而达到降低基本故障率，保证系统可靠性的目的。幅度的大小可分为一、二、三级降额，一级降额（(实际承受应力)/(器件额定应力) < 50%的降额），建议使用二级降额设计方法，一级降额<70% 3、冗余设计：也称为容错技术或故障掩盖技术，它是通过增加完成同一功能的并联或备用单元（包括硬件单元或软件单元）数目来提高系统可靠性的一种设计方法，实现方法主要包括：硬件冗余；软件冗余；信息冗余；时间冗余等 4、电磁兼容设计：系统在电磁环境中运行的适应性，即在电磁环境下能保持完成规定功能的能力。电磁兼容性设计的目的是使系统既不受外部电磁干扰的影响，也不对其它电子设备产生电磁干扰。硬件措施主要有滤波技术、去耦电路、屏蔽技术、接地技术等；软件措施主要有数字滤波、软件冗余、程序运行监视及故障自动恢复技术等 5、故障自动检测及诊断 6、软件可靠性设计：为了提高软件的可靠性，应尽量将软件规范化、标准化、模块化 7、失效保险技术 8、热设计 9、EMC设计：电磁兼容（EMC）包括电磁干扰（EMI）和电磁敏感度（EMS）两个方面三、可靠性设计准则

北交《电力系统分析》在线作业二答案

北交《电力系统分析》在线作业二-0002 试卷总分:100 得分:100 一、单选题(共15 道试题,共30 分) 1.为减小系统负荷变化所引起的频率波动，应采取的措施是（）。 A.设置足够的无功电源 B.设置足够的旋转备用（热备用）容量，并使尽可能多的机组参与频率的一次调整 C.设置足够的旋转备用（热备用）容量，但应尽量较少参与一次调整的机组的数量 D.设置足够的冷备用容量，并装设自动按频率减负荷装置答案:B 2.关于节点导纳矩阵，描述不正确的有（） A.阶数等于网络中的节点数 B.是稀疏矩阵 C.是对称矩阵 D.与节点编号无关答案:D 3.PV节点要求已知节点的（） A.电压模值U B.有功功率P和电压模值U C.有功功率P D.无功功率Q 答案:B 4.装有无功补偿装置，运行中可以维持电压恒定的变电所母线属于（）。 A.平衡结点 B.不能确定 C.PV节点 D.PQ节点答案:C 5.在标幺制中，只需选定两个基准，常选的是（） A.电流、电抗 B.电压、电路 C.电压、电流 D.电压、功率答案:D 6.电力网中，任意两点之间电压的代数差，称为（） A.电压降落 B.电压损耗 C.电压差 D.电压偏移答案:B

7.在多电压等级电磁环网中，改变变压器的变比（）。 A.改变有功功率分布和无功功率分布 B.功率分布不变 C.主要改变有功功率分布 D.主要改变无功功率分布答案:D 8.对于供电可靠性，下述说法中正确的是（）。 A.除一级负荷不允许中断供电外，其它负荷随时可以中断供电 B.所有负荷都应当做到在任何情况下不中断供电 C.一级负荷在任何情况下都不允许中断供电、二级负荷应尽可能不停电、三级负荷可以根据系统运行情况随时停电 D.一级和二级负荷应当在任何情况下不中断供电答案:C 9.将三个不对称相量分解为三组对称相量的方法是（） A.龙格-库塔法 B.牛顿-拉夫逊法 C.小干扰法 D.对称分量法答案:D 10.关于电力系统等值电路参数计算时，变压器变比的选择，下述说法中正确的是（）。 A.近似计算时，采用实际变比；精确计算时采用平均额定变比 B.精确计算时采用实际变比，近似计算时采用平均额定变比 C.不管是精确计算还是近似计算均应采用额定变比 D.不管是精确计算还是近似计算均应采用平均额定变比答案:B 11.架空输电线路采用分裂导线的目的是（）。 A.改善输电线路的电晕条件 B.增大线路电纳 C.减小线路电阻 D.减小线路电抗答案:D 12.电力系统频率调整的基本原理是（）。 A.根据负荷的变化调整系统中变压器的分接头，将电力系统频率限制在允许范围 B.根据负荷的变化，调整电力系统中无功电源的出力，将系统频率限制在允许范围 C.根据负荷的变化，调整发电机的有功出力，将系统频率限制在允许范围 D.根据系统频率的变化，切除或投入负荷，将电力系统频率限制在允许范围答案:C

浅谈电力系统可靠性

浅谈电力系统可靠性随着电力工业引入市场机制，市场条件下的电力系统可靠性和系统运营经济性之间的矛盾便逐渐显现出来，如何在电力市场的运营过程中保证系统运行的可靠性已成为研究的热点。本文简单论述了电力系统的可靠性以及在电力市场环境下电力系统可靠性的发展、所面临的问题、挑战等。标签：电力系统可靠性发展挑战 1 基本概念 1.1 可靠性可靠性是指元件、设备、系统等在规定的条件下和预定的时间内完成其额定功能的概率。 1.2 电力系统可靠性电力系统可靠性包括两方面的内容：即充裕度和安全性。前者是指电力系统有足够的发电容量和足够的输电容量，在任何时候都能满足用户的峰荷要求，表征了电网的稳态性能，后者是指电力系统在事故状态下的安全性和避免连锁反应而不会引起失控和大面积停电的能力，表征了电力系统的动态性能。 2 电力系统可靠性的重要性向用户提供源源不断、质量合格的电能是电力系统的主要任务。因为电力系统设备很复杂，包括发电机、变压器、输电线路、断路器等一次设备及与之配套的二次设备，这些设备都可能发生不同类型的故障，从而影响电力系统正常运行和对用户的正常供电。如果电力系统发生故障，将对电力企业、用户和国民经济，都会造成不同程度的经济损失。社会现代化速度越来越快，生产和生活对电源的依赖性也越来越强，停电造成的损失以及给人们带来的不便也将日益显现。因此，要求电力系统应有很高的可靠性。 3 电力市场环境下的可靠性现如今人们普遍思索的问题是怎样揭示电力系统可靠性背后所隐含的经济意义。一些新的研究成果有：怎样将客户的可靠性需求货币化、如何评价发输电系统的可靠性以及新的适应电力市场需求的可靠性指标怎样设定等。这些研究仍面临一个普遍问题：即使人们已经认识到可靠性是一种稀缺的资源，并感觉到其背后所蕴涵的经济意义，但在对可靠性的价值研究时，却往往摆脱不了对可靠性进行“收费”的思想。我们应当在市场的环境中使电力系统的可靠性发挥作用。为此就要去探索如何利用市场的供给需求机制实现统一可靠性和经济性的目的。有些资料中提到了可靠性价值的概念，但并没有就在市场条件下的可靠性的供给和需求关系以及这种关系对系统可靠性带来的影响展开讨论，而这些也正是电力市场环境下可靠性研究面临的新挑战。

硬件可靠性及提高

硬件可靠性及提高一般来说，系统总是由多个子系统组成，而子系统又是由更小的子系统组成，直到细分到电阻器、电容器、电感、晶体管、集成电路、机械零件等小元件的复杂组合，其中任何一个元件发生故障都会成为系统出现故障的原因。因此，硬件可靠性设计在保证元器件可靠性的基础上，既要考虑单一控制单元的可靠性设计，更要考虑整个控制系统的可靠性设计。 1．影响硬件可靠性的因素 (1)元件失效。元件失效有三种：一是元件本身的缺陷，如硅裂、漏气等；二是加工过程、环境条件的变化加速了元件、组件的失效；三是工艺问题，如焊接不牢、筛选不严等。 (2)设计不当。在计算机控制系统中，许多元器件发生的故障并不是元件本身的问题，而是系统设计不合理或元器件使用不当所造成。在设计过程中，如何正确使用各种型号的元器件或集成电路，是提高硬件可靠性不可忽视的重要因素。（1)电气性能：元器件的电气性能是指元器件所能承受的电压、电流、电容、功率等的能力，在使用时要注意元器件的电气性能，不能超限使用。（2)环境条件：计算机控制系统的工作环境有时相当恶劣，由于环境因素的影响，不少系统的实验室试验情况虽然良好，但安装到现场并长期运行就频出故障。其原因是多方面的，包括温度、干扰、电源、现场空气等对硬件的影响。因此，设计系统时，应考虑环境条件对硬件参数的影响，元件设备须经老化试验处理。（3)组装工艺：在硬件设计中，组装工艺直接影响硬件系统的可靠性。由于工艺原因引起的故障很难定位排除，一个焊点的虚焊或似接非接很可能导致整个系统在工作过程中不时地出现工作不正常现象。另外，设计印制电路板时应考虑元器件的布局、引线的走向、引线的分类排序等。

电力系统运行可靠性

清华大学出版社图书编写规范一、总体要求 (1) 科学性：书稿内容应体现科学性、先进性和实用性，所采用的资料和数据必须准确可靠。 (2) 政治性：书稿内容应注意维护我国的国家利益、民族尊严，保护国家机密，不得有与我国现行政策和法律相抵触的内容与提法。 (3) 版权问题：作者应注意著作权问题，不得侵犯他人著作权。为介绍、评论某一作品或说明某一问题而引用他人的资料、数据、图表时，应以脚注或参考文献方式注明出处。 (4) 交稿方式：Latex或者word软件排版均可。 (5) 交稿要求：书稿必须符合“齐、清、定”要求。 “齐”：文稿（必备项：扉页、内容简介、前言、目录、正文、参考文献、索引等；可选项：他序、译者序、符号表、附录、后记等）、图稿齐全； “清”：稿面整齐，书写清楚，标注明确、易辨，图件清绘； “定”：文、图内容已确定，不存在遗留问题，无需再作较大增删和修改。二、基本格式 1.扉页包括：书名，作者姓名，著作方式（著、编著、编、主编等）。 2.内容简介一般按照内容分成两段：（1）简要介绍本书的内容和特点；（2）读者对象。 3.序一般是请对书中内容十分了解的本专业专家、知名人士等，由他们作为第一读者对本书的内容、意义、写作水平、作者背景等作全面评价。 4.前言主要介绍本书的写作背景、本书的特点、本书的编写分工及致谢等。字数最好在1000左右。 5.目录一般只标出三级标题, 序号与文字间空一格，页码统一用5号宋体，右顶格对齐。 6.正文 1）标题除特殊声明外均用5号宋体。标题序号一律用阿拉伯数字编排，序号与文字间空一格。一级（BT1，如第1章■■■■）：另面起，黑体，3号，上空2行，居中，占3行；

嵌入式系统最小系统硬件设计

引言嵌入式系统是以应用为中心，软件硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格要求的专用计算机系统。本文主要研究了基于S3C2410的嵌入式最小系统，围绕其设计出相应的存储器、总电源电路、复位电路等一系列电路模块。嵌入式最小系统嵌入式最小系统即是在尽可能减少上层应用的情况下，能够使系统运行的最小化模块配置。以ARM内核嵌入式微处理器为中心，具有完全相配接的Flash电路、SDRAM电路、JTAG电路、电源电路、晶振电路、复位信号电路和系统总线扩展等，保证嵌入式微处理器正常运行的系统，可称为嵌入式最小系统。对于一个典型的嵌入式最小系统，以ARM处理器为例，其构成模块及其各部分功能如图1所示，其中ARM微处理器、FLASH和SDRAM模块是嵌入式最小系统的核心部分。

微处理器——采用了S3C2410A ；电源模块——本电源运用5V 的直流电源通过两个三端稳压器转换成我们所设计的最小系统所需要的两个电压，分别是3.3V 和1.8V ，3.3V 的给VDDMOP ，VDDIO,VDDADC 等供电，而1.8V 的给VDDi 和RTC 供电。时钟模块（晶振）——通常经ARM 内部锁相环进行相应的倍频，以提供系统各模块运行所需的时钟频率输入。32.768kHz 给RTC 和Reset 模块，产生计数时钟，10MHz 作为主时钟源； Flash 存储模块——存放嵌入式操作系统、用户应用程序或者其他在系统掉电后需要保存的用户数据等； SDRAM 模块——为系统运行提供动态存储空间，是系统代码运行的主要区域；复位模块——实现对系统的复位； 1.8V 电源LDD 稳压 SDARM 32MB (use JTAG 接口 REST 电路256字节E2PROM E2PROM UART 串口功能扩展 32768Hz 晶振RTC 时钟源 S3C2410A-20 (ARM920T) (16KB I-Cache,16KB D-Cache) SDARM 32MB (use NOR FLASH 2MB (use

2021版电力系统可靠、安全、稳定关联关系

When the lives of employees or national property are endangered, production activities are stopped to rectify and eliminate dangerous factors. （安全管理）单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 2021版电力系统可靠、安全、稳定关联关系

2021版电力系统可靠、安全、稳定关联关系导语：生产有了安全保障，才能持续、稳定发展。生产活动中事故层出不穷，生产势必陷于混乱、甚至瘫痪状态。当生产与安全发生矛盾、危及职工生命或国家财产时，生产活动停下来整治、消除危险因素以后，生产形势会变得更好。"安全第一" 的提法，决非把安全摆到生产之上;忽视安全自然是一种错误。随着科学技术的发展与进步，人们对于能源的依赖越来越强烈。作为在当今世界能源中占有重要地位的电能，更是在国民生活经济中起着不可替代的作用。在当今社会，电能作为国民经济的基础产业，电力系统一旦发生事故，将对经济、社会各层面产生严重的直接或间接后果。所以我们应当更加注重提高电力系统的可靠性、安全性与稳定性，使电力系统能够高效安全有效的为人们服务。一、电力系统可靠性、安全性与稳定性的基本定义 ⑴电力系统可靠性可靠性与风险具有相同的内涵，是一个事物的两个方面，可靠性高了的同时，意味着风险的降低。从电力系统的基本职能来看：电力系统的基本职能是在保证合理的连续性和质量标准的基础上，尽可能经济的向用户供应电能。可见，电力系统可靠性实质就是预判在不同运行方式下出现的概率及其后果，综合做出决策，充分发挥系统中各个设备的潜力，从而保质保量

电力系统分析(本)网上作业二及答案

练习二：单项选择题 1、通过10kV输电线接入系统的发电机的额定电压是（）。 A 10kV B 10.5kV C11kV （答案：B） 2、根据用户对（）的不同要求，目前我国将负荷分为三级。 A 供电电压等级 B 供电经济性C供电可靠性（答案：C） 3、为了适应电力系统运行调节的需要，通常在变压器的（）上设计制造了分接抽头。 A 高压绕组B中压绕组C低压绕组（答案：A） 4、采用分裂导线可（）输电线电抗。 A 增大 B 减小C保持不变（答案：B） 5、在有名单位制中，功率的表达式为( ) A S=1.732×V×I B S=V×I C S=3×V×I DS=VICOS （答案：A） 6、电力系统的中性点是指( ) A变压器的中性点B星形接线变压器的中性点C发电机的中性点 D B和C （答案：D） 7、我国电力系统的额定电压等级为( ) A 3、6、10、35、110、220(KV) B 3、6、10、35、66、110、220(KV) C 3、6、10、110、220、330(KV) D 3、6、10、35、60、110、220、330、500(KV) （答案：D） 8、计算短路后任意时刻短路电流周期分量时，需要用到（）。 A.互阻抗 B.转移阻抗 C.计算电抗（答案：C） 9、冲击电流是短路电流（）。 A.最大瞬时值 B.最小瞬时值 C.有效值（答案：A） 10、短路电流周期分量的标么值与（）有关。 A.转移电抗和短路时间 B.计算电抗和短路点距离 C.计算电抗和短路时间（答案：C） 11、在系统发生短路时，异步电动机（）向系统提供短路电流。 A.绝对不 B.一直 C.有时（答案：C） 12、对于静止元件来说，其（）。 A 正序电抗＝负序电抗B正序电抗＝零序电抗C负序电抗＝零序电抗（答案：A） 13、有架空地线的输电线的零序电抗（）无架空地线的输电线的零序电抗。 A 大于 B 小于C等于（答案：B）

电力系统可靠性

电力系统可靠性 1、1996年1月19日，北京近1/4城区停电。 2003年8月14日，北美东北部、中西部和加拿大东部联合电网大面积停电。 2006年7月1日，中国河南电网大停电事故。 2、停电事故与自然因素有关，也与管理、设备质量和网架结构有关。 3、电力系统可靠性管理：是提高电力系统可靠性水平、保证电力系统安全稳定运行的行之有效的管理模式，是进一步加强电力企业管理、增强企业核心竞争力的内在需要，同时也是提升企业在电力市场中服务水平的需要，将为电力企业效益最大化奠定坚实的基础。 4、供电系统可靠性管理：是电力可靠性管理的重要组成部分，也是电力监管的一项重要内容。 5、英国可靠性标准与准则（1）（1964）《国家标准故障和停电报表》：开展系统故障频率、原因及停电持续时间的统计分析，及负荷特性、停电损失和提高可靠性的费用及经济效益的研究。（2）（1975）《全国设备缺陷报表》：规定了供电系统中的各种电力设备缺陷统一的含义、分类及填报方法。（3）（1978）《供电安全导则》。【补充：英国供电系统可靠性指标分类：年统计指标、趋向性指标。目的：a、获取并传递供电系统设备运行的可靠性资料； b、为研究供电系统发生故障时的性能提供资料； c、为编制供电系统运行、控制、检修和维护方式提供可靠性资料； d、提出数据明确而统一的供电标准； e、指出进一步提高可靠性水平的必要性。英国供电系统可靠性指标既有事故和停电的统计报表，又有设备缺陷统计报表以及供电安全导则；既有反映充裕度的指标，又有安全性指标。因此，英国供电系统建立的指标全面反映了对用户的综合服务质量、故障和预安排停电的状况、系统和设备的性能以及系统外部可能带来的影响等各方面。】 6、日本电力系统可靠性管理的特点（在应用方面）：从供电系统结构、故障停电和作业停电三方面采取措施，对不同电压等级的供电系统、不同用户要求和施工、检修的需要规定了不同的系统结构，建立了一整套提高供电系统可靠性措施。 7、1983、1984年，加拿大学者R.比林顿出版《工程系统可靠性评估》和《电力系统可靠性评估》专著。 8、电网规划设计中的可靠性准则：分类：技术性准则和经济性准则；确定性准则和概率性准则。【补充：

系统的可靠性设计和数据容灾与备份

论系统可靠性设计摘要：随着计算机网络应用的逐步普及和深入，业务处理越来越依赖于计算机网络系统，网络的可靠性必然是建立网络系统首要考虑的问题之一，否则网络故障会造成巨大的经济损失和社会影响。本人有幸作为项目负责人之一参与了某大学二期网络的建设，并负责了校园网络可靠性的设计和实施。该校园网主要分为行政办公大楼，教学楼群，实验楼群，图书馆，信息中心和网络中心机房6个主要区域。本文主要从电缆级别，通信线路，服务器，网络管理，网络中心系统等方面介绍如何建立高可靠性的应用网络系统，以满足实际需求。正文：随着计算机网络应用的逐步普及和深入，业务处理越来越依赖于计算机网络系统，网络的可靠性必然是建立网络系统首要考虑的问题之一，否则网络故障的产生会造成巨大的经济损失和社会影响。2007年7月到2008年7月，作为××公司的一名技术骨干，本人参与了××大学二期网络的建设，全程参与了整个网络可靠性的规划设实施，以下是项目在可靠性方面所采取的方案。第一级容错，网络电缆。无论是光纤，同轴电缆，双绞线还是组合布线，都可能出现各种各样的故障。首先由于选用的电缆电气指标达不到要求，造成信号衰减过度，引起网络故障；其二，电缆接插头虚接，松落；其三电缆线受到外界老化，朽蚀，机械等原因损坏。若损坏的电缆只是连接在一个独立的设备，则定位和修复容易，而如果是连接多个网络设备的电缆线路或主干电缆线路损坏，则很难定位及修复。本方案在主干线路和其他重要支路上布置双线甚至多线，当主线断路时，自动切换到辅线工作。为了考虑降低电缆线路同时损坏的可能，电缆布置在不同的路途上。（250）第二级容错，冗余拓扑。首先，本方案采用了三层的网络拓扑结构，并在分布层和核心层的交换机之间使用冗余路径，防止网络因单点故障而无法运行，以此提升网络拓扑的可靠性。然而，对网络中的交换机和路由器添加多余路径会在网络中引入需要动态管理的通信环路，处理不当将产生不必要的广播风暴，造成网络瘫痪。所以必须启用生成树协议STP。STP 会特地阻塞可能导致环路的冗余路径，以确保网络中所有目的地之间只有一条逻辑路径。一旦网络出现故障，STP会重新计算路径，将必要的端口解除阻塞，使冗余路径进入活动状态。其次，采用端口聚合技术。端口聚合可将多物理连接当成一个单一的逻辑连接来处理。它允许两个交换器之间通过多个端口并行连接同时传输数据以提供更高的带宽，更大的吞吐量和可恢复性技术。一般来说，两个普通的连接器连接的最大带宽取决于媒介的传输速度（比如100BAST-TX为200M），而是用Trunk技术可以将4个200M的端口捆绑后成为一个高达800M的连接。这一技术的优点是以较低的成本通过捆绑多端口提高带宽，从而消除网络访问中的瓶颈。另外，Trunk还具有自动带宽平衡，即使Trunk只有一个连接存在时，仍然会工作，提供了网络的可靠性。（520）第三级容错，设备冗余。首先，该网络采用了双核心拓扑结构。核心层采用两台CISCO C6500交换机，两者之间使用双千兆光纤互联，利用链路聚合技术，在两台核心交换机之间扩大通信吞吐量，提高可靠性，实现复杂均衡的冗余连接。当一条交换机出现故障或核心交换机与汇聚层交换机之间的某条链路出现故障，系统会自动将通信业务快速切换到另一台正常的交换机上，从而实现系统的可靠性。（170）其次，DNS服务器冗余配置。该校园网里有自己的DNS服务器，服务器采用两台，一台主DNS服务器，一台辅助DNS服务器。这样可以实现DNS服务器的容错，也就是当一天DNS