智能化系統研究

時間:2023-03-07 14:59:04

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第1篇

中圖分類號:A715文獻標識碼: A

1、城市集中供暖智能化的意義

城市供熱系統是極其重要而復雜的復雜大系統,為了提高系統的社會效益和經濟效益,采用現代化的管理理論、技術和工具,運用計算機對供熱系統進行管理、監(jiān)控、預測和優(yōu)化調度是勢在必行的。供熱系統的計算機管理、監(jiān)控問題就是把先進的計算機技術與通訊技術相結合構成微機管理監(jiān)控系統,實時地對供熱系統進行動態(tài)流量和溫度控制、運行實時狀況分析:供熱負荷預測和優(yōu)化調度問題就是根據供熱管網系統中監(jiān)測儀器所獲得的系統實時運行狀況,確定今后一個調度周期中各時間區(qū)間內各種調節(jié)裝置的運行狀況,預測出系統將來一段時間的供暖負荷,并在其基礎上在保證系統服務質量的前提下,使供暖費用最低。因此,實現供熱系統的智能化對供熱系統協調運行、降低能耗節(jié)約能源、減少供暖冷熱不均都有重大意義。并且可以使管理人員由過去以人工的經驗方法管理,變?yōu)樵谥悄芟到y支持下進行科學的管理。這樣做,既提高了服務質量,又提高了管理效率和科學性。

供熱系統的運行管理主要包括供熱負荷的預測,供熱管網優(yōu)化調度和管網信息管理等三個方面的內容。我國在這方面的研究,由于起步較晚,與國外相比有一定的差距,但近幾年已經取得了很大的進步,并取得了一定的成績,但總體來說研究方向比較分散,至今仍然沒有一套完整的、能夠集成了預測、優(yōu)化調度、運行管理和控制的職能化系統出現。

1.1供熱負荷的預測是集中供熱管理的前提和基礎。因此高效準確的預測方法顯得格外重要和迫切。影響供熱系統負荷的因素很多,如建筑物的種類、結構、室內外氣溫的變化、日照情況、過去實際供熱負荷、管網參數等等,它們之間的關系是非線性的,有些甚至是難以預測的,如管網故障和天氣變化等。目前,國內對供熱負荷的預測研究主要集中于傳統的預測原理和方法,如指數平滑法,時間序列分析和回歸分析等。而傳統的預測方法都要求給出由各種影響因素構成的供暖負荷預測型,然而由于城市集中供熱系統是一個復雜的大系統,不確定性、非線性和時變性并存,而且除供熱負荷的歷史數據外,建模需要的大量相關數據,包括溫度、太陽輻射系數、建筑物參數等,都難以保證其完整性,有些甚至無法得到或準確估測,因此,預測模型的精確程度難以保證。基于以上原因導致傳統的預測方法精度并不理想,尤其應用于解決大規(guī)模集中供熱系統的實際問題時更無法保證。

1.2優(yōu)化調度是集中供熱系統有效運行得以實現的關鍵。傳統的優(yōu)化方法主要有三種:枚舉法、啟發(fā)式算法和搜索算法。供熱系統優(yōu)化調度問題屬于復雜系統非線性優(yōu)化問題,若采用一般的直接搜索方法,由于問題的復雜度較高,收斂的速度非常慢,效率很低,更重要的是由于通常的非線性最優(yōu)化方法都是單點搜索算法,容易陷入局部最優(yōu)解,而難以得到全局最優(yōu)的解。為此,本文將對采用效果較好的遺傳算法來求解供熱系統優(yōu)化問題進行探討。遺傳算法是一種利用隨機化技術來指導對一個被編碼的參數空間進行高效搜索的方法,相對其他優(yōu)化算法,遺傳算法具有簡單、通用以及魯棒性很強的優(yōu)點,可以對問題空間進行全局的搜索。

2、分戶調節(jié)的用戶供熱形式

為適應市場經濟發(fā)展和節(jié)能的需要,應積極采用熱能計、熱量分配表等設備逐步建立和完善對熱用戶按耗熱量計費的體系,改變按面積收費的不合理方法。為實現這一目標,可通過下述兩種方式建立熱量消耗計量:第一種方法,對于可以實現分戶控制的熱用戶,可在每一用戶入口裝熱能計計量其耗熱量;第二種方法針對不能實現分戶控制的熱用戶,可在每組用戶的入口裝熱量計且在用戶的每一散熱器上裝熱量分配表,以實現耗熱量的計量和到各用戶的分配。

2.1新建熱用戶實行雙管供暖系統

采用雙管供暖系統易于控制室內溫度,防止熱用戶垂直失調,便于采用“量調節(jié)’和分戶控制。因此,在新建熱用戶中應積極推廣雙管供暖系統,以促進實現供暖建筑節(jié)能指標。在這種分戶調節(jié)方式下,采用一戶一表,用熱量可直接從熱量表上讀取。每戶只有一個熱力出入口、戶內為一獨立系統,熱量表設在每戶的熱力出入口處。在天津某住宅小區(qū)采用了這種形式,運行結果表明,不僅室內溫度可調,且經過一個采暖期,綜合節(jié)能率達到25%。

2.2原有建筑戶內采暖系統的改造

上供下回單管順流式是我國現有多層和高層建筑供暖的主要形式,要將其改造成為有利于熱計量和節(jié)能的分戶式水平系統,幾乎需要把原有的設計全部,改造費巨大,這在我國目前國情下,幾乎是不可行的。比較合理且經濟可行的改造方式其改造費非常低廉,只需在立管上加跨越管,跨越管應比立管管徑小一號,以利于水利平衡。經驗證明采用這種方法也可收到十分明顯的節(jié)能效果,系統綜合節(jié)能率可達巧%一20%。

3、分布式智能供熱解決方案

集中供熱系統是一個規(guī)模龐大、結構復雜、目標多樣和影響因素眾多的復雜系統。對于這樣一種系統,需要運用大系統理論來分析,而大系統理論的最基本思路是:把系統的總體功能和目標按一定關系分配給各子系統,這些子系統都具有各自的控制器,都有一定的決策能力。將大系統功能與目標分解之后,各子系統的復雜性比整個大系統的復雜性要小得多,較易于實現自身的最優(yōu)化,然后再加以必要的協調,最終取得系統全局的最優(yōu)化或次優(yōu)化。在這一基本思想和方法的指導下,大系統理論又根據不同的系統結構,提出了不同的更具體的控制思想和方法。對于象集中供熱系統這樣的遞階結構系統,通常將大系統分解成若干個相對獨立而又相互關聯的子系統作為下級系統,并在上級系統設置一個協調機構來處理各子系統間的關聯作用。通過上下級之間反復交換信息,在求得各子系統優(yōu)化值的同時,獲得整個大系統的最優(yōu)值。

集中供熱系統由熱源,熱網和熱用戶組成,其中熱源,一次網和熱力站組成一次網系統,在一個集中供熱系統內,僅存在一個一次網系統;熱力站,二次網和熱用戶組成相應的二次網系統,二次網系統在一個集中供熱系統內存在幾十個甚至上百個,一次網系統和各二次網系統之間通過熱力站相互聯系。熱力站的運行以滿足熱用戶的熱需求為目標,各熱力站之間比較獨立,相互間的影響可以通過一次網系統的合理調度與一解決,因此,在進行整個集中供熱系統方案的研究時,可以將熱力站看作獨立的系統的對待,使得系統的分析和建模簡單化并可行。

4、結語

供暖系統是一個集非線性、不確定性、時變性于一身的大系統,利用傳統方法很難對城市供暖負荷進行準確的預測。因此,引入智能化方法是十分有必要的。

參考文獻:

[1] 金希東,李治.進化算法及其改進.西南交通大學學報,1996

第2篇

關鍵詞:現代建筑 智能設計 系統集成

Commentary on Setting up Intelligent System for Library

Hui WANG

(Hubei Provincial Library, Wuhan City, Hubei Province 430060)

Abstract: With modern communication technology as a platform, intelligent building successfully integrates electromechanical facilities, service and management among others, in order to provide a highly efficient, comfortable, safe, and convenient construction. In this paper, Hubei provincial library, which was built and put into use in 2012, is referred, ranging from wire arrangement to terminal equipment, and from live control to smart control in distance, to expound the necessity of intelligent system in modern library. It is not only quite in common with smart system of ordinary building, but also has its own knack as an exclusive system of library.

Keywords: Modern architecture, Intelligent design, System integration,

現代社會對信息的需求量越來越大,信息傳遞速度也越來越快,二十一世紀是信息化的世紀,目前推動世界經濟發(fā)展的主要是信息技術、生物技術和新材料技術,而其中信息技術對人們的經濟、政治和社會生活影響最大,信息業(yè)正逐步成為社會的主要支柱產業(yè),人類社會的進步將依賴于信息技術的發(fā)展和應用。

近年來,電子技術(尤其是計算機技術)和網絡通信技術的發(fā)展,使社會高度信息化,在建筑物內部,應用信息技術、古老的建筑技術和現代的高科技相結合,于是產生“建筑智能化”。建筑智能化是采用計算機技術對建筑物內的設備進行自動控制,對信息資源進行管理,為用戶提供信息服務,它是建筑技術適應現代社會信息化要求的結晶。

圖書館作為人類知識的寶庫,其建筑在按照自身特有規(guī)律發(fā)展的同時也必然遵循建筑發(fā)展的共同規(guī)律,智能建筑的蓬勃興起極大地影響著圖書館建筑的發(fā)展,智能化也成為現代圖書館建筑的發(fā)展趨勢。

圖書館建筑智能化是指綜合采用電子信息技術、計算機技術和現代通信技術,對圖書館建筑內的機電設備進行自動監(jiān)控,優(yōu)化工作參數,對信息資源實施科學管理,為讀者提供優(yōu)質、高效的信息服務。

1.綜合布線系統

圖書館智能建筑內數據傳輸主干應采用多模主干光纜,按照傳輸速率萬兆或以上進行設計,并結合智能化其他子系統的需要,對數據傳輸線路進行統一規(guī)劃。數據終端信息點按圖書館館員工作站、信息、書目查詢、自助辦證、自助借還書、電子閱覽等設備擺放位置進行有線覆蓋;會議室、開放式閱覽區(qū)、公共活動區(qū)等采用無線方式覆蓋,并充分預留有線信息點點位。普通信息面板的標高遵循相關施工規(guī)范,對部分具有特殊使用情況的應按照圖書館專用家具的使用工藝的需求進行配置。

2.信息系統

圖書館信息系統可采用不同類型的顯示終端,如全彩LED屏、雙基色LED屏、標準或嵌入式LCD屏、觸摸屏等,可布置在總服務臺、中庭、會議室、報告廳、閱覽區(qū)服務臺和公共活動區(qū),會標、圖書館館藏介紹、閱覽區(qū)導覽圖、最新書籍信息和預覽區(qū)借閱規(guī)則等。這套系統能夠將這些不同類型的顯示終端有效集成起來實現遠程集中控制,并能對所集成的顯示終端進行內部指令控制。通過網絡遠程控制,接合顯示終端控制器控制軟件對顯示終端的顯示內容、節(jié)目、字幕播放進行控制和管理,對顯示終端的IP進行管理,能夠對不同顯示終端進行分組,并具備供電控制和自動校時功能。

3.多媒體會議系統

圖書館多媒體會議系統將各種會議系統及相關設備,如會議發(fā)言單元、擴聲單元、視頻顯示單元、中控單元等有機地集成在一起,形成一個完整的系統,實現會議進行過程中只需要一名操作人員即可控制整個會議系統,通過計算機網絡調用數據庫中的各類數據和圖像等信息,從而給與會者以聲圖并茂德視覺和聽覺效果,營造出更好的會議氛圍。

3.1數字會議系統

圖書館數字會議系統采用先進的手拉手數字化連接方式,在傳輸過程中信號的質量和幅度都不會衰減,讓每一個與會代表都可以聽到穩(wěn)定、純正的聲音,充分保證語言的清晰度和較大的語音動態(tài)范圍。會場一般配備有線話筒和無線話筒,有線話筒的主席單元具有優(yōu)先功能,當按下主席單元上的優(yōu)先按鈕時,就可關閉或靜音正在使用中的代表單元,從而實現主席單元的人對會場的控制。而與有線話筒配套的電子銘牌設備,一方面可以顯示發(fā)言人的姓名和職務,另一方面可通過主席單元實現會議表決功能。

3.2移動式數字會議系統

在圖書館里公共區(qū)舉辦活動時,因地點不固定,需要配置移動式數字會議系統,該系統一般配備無線話筒和大功率有源音箱,滿足活動現場的擴聲要求。

3.3同聲傳譯會議系統

同聲傳譯會議系統是圖書館實現高級別國際會議同步翻譯不可缺少的系統單元,該系統可以保證演講者在發(fā)言的同時,內容被同步傳送到同聲傳議室的翻譯單元,翻譯人員即時將所聽到的內容同聲翻譯成指定的目標語言,并通過獨立的信道傳送回會場。與會者頭戴具有紅外接收功能的耳機,通過手持接收器進行頻道選擇,可以隨意選擇自己能聽懂的語言頻道,滿足會場多語種與會者收聽會議的需要。

3.4遠程視頻會議系統

圖書館遠程視頻會議系統多用于共享工程中心主會場與分會場之間的會議交流,系統終端通過網絡接入MCU(多點控制單元),將主會場會議現場的影像、聲音等多媒體資料經壓縮傳輸到網絡,一個或多個不同地方的分會場再通過傳輸線路及多媒體設備,將聲音、影像等多媒體資料進行還原,保證了主會場現場會議的實時傳送,解決跨地域會場的溝通難題。

4.公共廣播系統

優(yōu)美、舒適的音樂會給人們的精神上帶來,既放松緊張的心情又可消除疲勞。公共區(qū)域背景音樂可以創(chuàng)造舒適、和諧的氣氛。隨著人們文化素質的提高和思想意識的不斷提更新,人們對周圍環(huán)境提出更高要求,背景音樂已經廣泛應用于現代化智能建筑中。

圖書館公共廣播系統是在建筑消防分區(qū)的基礎上,將背景音樂擴聲裝置均勻覆蓋到建筑室內外,并按綠化廣場、報告廳、讀者餐廳、閱覽區(qū)、公共活動區(qū)、辦公區(qū)等區(qū)域功能的不同設置獨立的分區(qū)廣播。公共廣播機房設置于監(jiān)控控制中心,平時向圖書館建筑室內公共場所及室外綠化廣場提供開、閉路多音源信號節(jié)目,用于通知、背景音樂、溫馨提示等。同時該套系統與緊急廣播系統合二為一,遇有突發(fā)事故(如火災)發(fā)生時,設置于監(jiān)控中心的總尋呼話筒能夠強行切入,實現全區(qū)域內的緊急廣播功能。在部分服務臺如少兒閱覽區(qū)服務臺還可根據需要,設置單獨的尋呼話筒,用于該單獨分區(qū)里的廣播尋人、活動通知等。

5.視頻監(jiān)控及報警系統

隨著現代技術在圖書館的應用,圖書館服務方式也發(fā)生了重大改變,對圖書館管理提出了更高的要求。為滿足圖書館開放式、多樣化的服務要求,進一步強化圖書館的安全保障,視頻監(jiān)控及報警系統作為重要的輔助管理手段,已成為圖書館智能建筑建設的重要組成部分。

除了在建筑傳統位置如電梯轎箱、樓道前室、建筑出入口、公共區(qū)域布設監(jiān)控設備點外,為了適應圖書館館藏從傳統閉架調閱到大空間開放閱覽方式的轉變,可在各類書架之間的通道處適當增設監(jiān)控點,減少由于書架過高或過于密集而產生的閱覽區(qū)域監(jiān)控盲區(qū)現象,有效保護了藏書。同時,監(jiān)控設備可與其它報警設備進行聯動,如在閱覽區(qū)服務臺設置監(jiān)控設備點位并輔以手動報警裝置,一旦發(fā)生突發(fā)事件,服務臺工作人員能夠觸發(fā)隱藏在服務臺下方的報警按鈕,監(jiān)控中心能夠第一時間調用對應位置的監(jiān)控探頭獲取警情,并及時調動安保人員趕往事故現場。由于現代化建筑的室外多為開放式設計,室外周邊安全防御逐步縮小為建筑防御,室外立桿上的監(jiān)控探頭需要與在建筑外墻一周均勻分布的三鑒探測器進行聯動布防。特別是在晚上,一旦有不法人員闖入,聯動系統將第一時間發(fā)出警報音,并且在電子地圖上相應的位置進行閃動,監(jiān)控中心能夠調用最近的監(jiān)控探頭獲取視頻,并通知安保人員迅速出警。

6.門禁一卡通系統

門禁一卡通系統作為圖書館建筑智能化系統中的一部分,集自動識別技術和現代安全管理措施為一體,涉及電子、機械、光學、計算機技術、通訊技術、生物技術等諸多新技術,邁向高度集成化,體現了現代智能化管理的要求。

在圖書館實現一卡通系統,將圖書自助借還設備、停車場設備、門禁設備、電梯樓層控制設備、巡更設備、餐廳消費設備等進行系統集成,以IC卡扇區(qū)可讀寫技術為核心,統一財經軟件系統為后臺,充分發(fā)揮智能化產品的科學性與先進性。讓讀者手持借書證,就能在館內各種圖書自助借還設備上無障礙使用,在餐廳進行自主充值消費,在停車場進行停車刷卡計時繳費;讓工作人員手持工作證,按部門職能或工作范圍分配相應的門禁權限,可在餐廳靈活結算公務消費,在停車場智能識別員工車輛,從而達到提升圖書館整體服務水平,降低服務成本的最終目的。

7.樓宇自控系統

樓宇自控系統對整個圖書館智能建筑的所有公用機電設備,包括建筑的中央空調系統、給排水系統、供配電系統、照明系統、電梯系統,進行集中監(jiān)測和遠程控制來提高建筑的管理水平,降低設備故障率,減少維護及營運成本。

樓宇自控系統有三級組成:中央控制站、現場控制站、現場檢測、執(zhí)行單元。系統運用集中管理、分散控制方式,采用共享總線型的拓撲結構,通信網絡采用統一的通信協議,對多個供應商不同系統間的集成采用國際通用的成熟標準。該系統通過對暖通空調、照明等系統運行的優(yōu)化控制,達到環(huán)境舒適感,高效節(jié)能的目的;通過對各機電設備運行、安全狀態(tài)燈自動監(jiān)測、控制,實現對各機電設備進行集中統籌的、科學有序的、綜合協調的智能管理;系統為大樓合理的能源管理、設備管理、設備維護提供有效的工具和數據,為減員增效、實現科學管理創(chuàng)造條件;通過對空氣參數的監(jiān)測、自動調節(jié),從而為新館提供良好的空氣質量和舒適的環(huán)境,并滿足圖書館及館藏的特殊要求。

智能化是圖書館建筑發(fā)展的生命力,是現代圖書館建筑發(fā)展中的一大變革,它不但擴展了傳統圖書館的功能,更提高了圖書館信息化的服務水平,使任何群體、任何個人都能與人類知識寶庫盡在咫尺,隨時隨地從中受益,有效實現了公眾信息的傳播。伴隨著圖書館現代化、智能化的進程,圖書館建筑的智能化也成為了當今公共圖書館建設的新內容,但值得特別關注的是,在接下來的發(fā)展之路上,智能建筑終將融入智慧城市建設,這也將成為是智能建筑的“夢”。

參考文獻:

[1]龍惟定,武涌主編. 建筑節(jié)能技術,北京:中國建筑工業(yè)出版社,2009

第3篇

關鍵詞:綠色交通工程建筑;智能化;評價系統

中圖分類號:C913.32 文章編碼

綠色理念是對自然資源進行保護、對自然環(huán)境進行保護,從而在調整人類行為的同時保證自然生態(tài)環(huán)境能夠進行良性循環(huán)的一種重要理念。從宏觀上講,綠色理念對整個人類的生存、整個社會的發(fā)展與整個自然的平衡都有著重要意義。在這種理念之下,交通工程建筑的環(huán)保性與生態(tài)性也得到了日益廣泛的關注并已經取得了一定的成就,成為了積極實踐綠色理念這一隊伍當中的重要組成部分。綠色交通工程建筑是人類在公路建筑與自然環(huán)境這兩者之間探索出的一條新道路,在學科建設上,直接促進了建筑學與生態(tài)學、社會學等諸多學科的相互融合,在實際應用上,為生態(tài)保護的全面發(fā)展與交通工程的健康發(fā)展提供了平臺。

一、綠色交通工程建筑的理解

綠色交通工程建筑是在全球化可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略這一大背景下不斷發(fā)展的,是工程建筑行業(yè)與全球化可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略相結合的產物,也是工程建筑行業(yè)緊跟國際形勢與國家政策的直接表現。由于交通工程自身的復雜性與工程實施過程當中的觀念、地域等差異,當前對綠色交通工程建筑缺少較為統一、詳細的認識,但就綠色交通工程建筑而言,有三個方面是比較明確的。首先,綠色交通工程建筑能夠為人類的出行帶來便利之處。綠色交通工程建筑的主要功能是為人類出行提供必要的、安全的、方便的交通工程建筑,讓人們能夠在暢通、安全的交通環(huán)境下出行。其次,綠色交通工程建筑能夠對資源進行高效率的利用,尤其是對于一些資源消耗較高的材料或者具有不可再生性質的資源進行最大限度的節(jié)約,從而在節(jié)約資源這一環(huán)節(jié)去實現交通工程建筑的綠色理念。最后,綠色交通工程建筑能夠降低建筑物對環(huán)境的影響,尤其是在長時間利用之后對周圍的空氣、水資源等自然資源造成污染與破壞能夠得到較為有效的降低與控制。

二、綠色交通工程建筑評價指標體系的確定

綠色交通工程建筑評價指標體系不僅與交通工程的專業(yè)性有著直接的聯系,而且與生態(tài)學、社會學等有著直接的聯系,再加上不同地域的不同情況,使其評價指標體系的確立具有更強的復雜性與多樣性。綠色交通工程建筑評價指標體系確定的合理與否不僅直接關系著其評價效果的有效性,而且直接關系著其評價效果的準確性,因此要對綠色交通工程建筑評價指標體系進行較為細致的劃分,可在對WBS方法的運用之上對綠色交通工程建筑評價指標體系進行逐層的評價分解,可分為一級指標、二級指標、三級指標三個層次。具體來講,一級指標的具體內容主要有“環(huán)境影響;資源消耗;建筑材料”,二級指標的具體內容主要有“全球環(huán)境和區(qū)域環(huán)境;能源消耗和土地資源;材料選擇和循環(huán)利用”,三級指標的具體內容主要有“全球氣候影響;國土資源保護,區(qū)域生態(tài)保護;自然能源利用,能源節(jié)約措施;土地利用,土地負荷;有害物質含量,材料對生態(tài)的影響;材料的環(huán)境負荷,材料再生性”。

三、加強綠色交通工程建筑評價指標數據庫組件的建立

在綠色交通工程建筑評價指標體系建立后,需要對其進行信息化的升級,進而使整個體系更加完整、高效。其主要途徑有數據庫開發(fā)與管理工具的升級,總體思路為將數據庫作為綠色交通工程建筑評價指標體系建立的核心,讓計算機信息技術作為整個平臺運行的關鍵所在,如此一來,不僅能夠有效提高綠色交通工程建筑評價指標體系的可操作性,而且能夠直接提高綠色交通工程建筑評價指標體系的可擴展性。可使用開發(fā)工具,Microsoft SQL Server 2000后臺數據庫管理系統等作為綠色交通工程建筑評價指標體系的數據庫組件。具體來講,項目主要有四個方面,分別為存儲數據的數據源,連接數據庫的連接對象,為數據庫的讀寫與輸入提供機制的r數據適配器以及對詳細信息進行整理與存儲的t數據集。

四、綠色交通工程建筑智能化評價系統框架

以數據庫組件為核心的綠色交通工程建筑評價指標體系已經確立,同時,需要在此基礎之上對用戶界面進行美觀、友好、和諧的設計,讓各種類型的大量數據能夠在多種結構之上進行連接,從而對綠色交通工程建筑評價指標體系的系統模型進行完整而合理的建立。詳細來講,整個模型以外部數據為開端,將該數據輸入界面后在后臺進行相關的數據處理,然后在數據系統的作用之下對這些數據進行查詢、分析以及比較等多種內容,然后再通過數據輸出界面將評價指標值進行輸出,最后在綜合評價模塊這一環(huán)節(jié)輸出綠色交通工程建筑的綜合評價結果。從這一詳細的過程當中可以看出,智能化是整個綠色交通工程建筑評價指標體系的劃分標準與系統特點,該體系是在數據庫這一核心平臺之結合借口技術等多種功能而進行評價工作的評價體系。如此的綠色交通工程建筑評價指標體系系統在智能化與系統化的結構與特點之下,不僅可以對綠色交通工程建筑進行較為全面與較為準確的評價,而且能夠為生態(tài)環(huán)境的保護與社會和諧的發(fā)展提供必要的依據,從而為我國社會的和諧與長久發(fā)展、為世界的生態(tài)平衡與健康發(fā)展做出貢獻。

五、總結

綠色交通工程建筑是一個較新的概念,在理論上與實踐上都有較大的發(fā)展空間,其不僅能夠為人類的出行帶來便利之處,而且能夠對一些資源消耗較高的材料或者具有不可再生性質的資源進行最大限度的節(jié)約,此外,在長時間利用之后對周圍的空氣、水資源等自然資源造成污染與破壞能夠得到較為有效的降低與控制,諸如這些特點都是綠色交通工程建筑的價值所在。本文主要是在對綠色交通工程建筑的基礎之上,提出的智能化系統設計,智能化與系統化是該系統的主要特點,數據庫技術則是該系統當中的重要應用,數據庫技術應用的是否到位,直接影響著綠色交通工程建筑智能化評價體系的質量高低,因而要在智能化理念的支撐之下對數據庫技術進行充分的、恰當的使用,為整個評價系統的建立與優(yōu)化提供必要的依據與支撐。本文當中所提及的綠色交通工程建筑評價指標體系系統的確立與構思仍是較為初級的設想,仍然需要更多的理論支撐,并在不斷的實踐過程當中發(fā)現問題、解決問題,從而實現綠色交通工程建筑評價指標體系的不斷完善與發(fā)展。

參考文獻:

[1]趙娜.給基于綠色交通理念的石家莊交通體系研究[D].河北農業(yè)大學,2011(06)

第4篇

關鍵詞:武器控制系統,智能化,標準化

 

科技的飛速發(fā)展、世界局勢的不穩(wěn)定,使空中作戰(zhàn)任務復雜多變,對飛機的戰(zhàn)術技術性能和功能的要求也越來越高。在新機研制費用高、周期長的情況下,充分挖掘現有飛機的潛力、在兼顧先進武器系統和相對落后武器系統的情況下,提高飛機的戰(zhàn)術性能成為首選方案。

機載武器控制系統是為適應空戰(zhàn)的要求而發(fā)展起來的,用以實時控制和監(jiān)視各種武器的工作狀態(tài),并提供和管理武器與其它系統之間的信息。近幾十年來,軍用戰(zhàn)術飛機的設計朝多用途方向發(fā)展。為了執(zhí)行多種戰(zhàn)術任務,飛機必須能攜帶多種類型的武器。為了對所攜帶的多種武器實施有效地控制,保證武器系統的安全和提高作戰(zhàn)成功率,必須有先進的機載武器管理系統。以往的作戰(zhàn)飛機的武器控制系統大都使用硬線控制系統,而且對地攻擊武器和對空攻擊武器是分別控制的,分立式武器控制系統有諸多缺陷。因此,在計算機接口技術、多路傳輸總線技術、人工智能技術在軍事領域應用不斷深入的今天,設計統一管理對地攻擊及對空攻擊武器的智能化武器控制系統(Intelligentize Weapon Control System ,簡稱IWCS),代替飛機上各自獨立的武器控制系統,不僅能提高飛機的作戰(zhàn)效能,而且能減輕飛行員的負擔。

1分立式武器控制系統的缺陷

1.1控制分散

飛機上使用的對地攻擊和對空攻擊武器控制系統都是相對獨立的,是分立式武器控制系統,飛行員操作使用不便,武器系統不便統一管理。免費論文。

1.2線路復雜,標準化程度低

分立式武器控制系統大多使用常規(guī)模擬電路設計,部件多、分系統多、硬件電路復雜、為把更先進的武器系統加到武器控制系統中,常常需要重新設計和布線。免費論文。同時飛機與武器之間的互用性差。

1.3飛行員操作界面復雜、智能化程度低

飛行員座艙內武器控制面板上開關、按鈕、指示燈數量多,位置分散,提示信息單調,使飛行員操作不便,作戰(zhàn)效率低。

2IWCS的功能

智能化武器控制系統用以實時控制和監(jiān)視各種武器的工作狀態(tài),并按作戰(zhàn)要求將武器從飛機上投向目標,同時提供和管理武器系統與其它系統交聯的信息。其主要功能是:提供武器接口;裝入、保存并顯示武器的種類、型號、位置、數量、狀態(tài)等信息;選擇武器和武器投放方案;確定武器外掛位置的戰(zhàn)斗準備;控制武器的發(fā)射或投放順序、時間間隔等,啟動武器的投放;為導彈提供離軸制導;為光電制導武器的電子裝置提供接口;具有應急投放功能;具有自檢測功能,當出現不協調或故障時,能自動告警并提供應急選擇方案。

3IWCS硬件組成

智能化武器控制系統主要由顯示控制部件、武器控制計算機、傳輸總線系統、對地武器接口部件、對空武器接口部件、武器載荷等組成,其組成框圖如圖1所示。武器控制計算機是智能武器控制系統的核心,用來處理顯示控制部件輸入的信息及相關航空電子設備出送來的數據,信息通過多路傳輸總線1553B傳輸。通過軟件處理所有數據,控制與其相連的其它部件。

武器控制計算機向系統提供全部控制、監(jiān)視和投放信號。它與顯示控制部件、航空電子分系統、武器接口部件等相連。處理各部件傳來的數據并控制與其相連的部件。

顯示控制部件是智能武器控制系統的人機接口部件,包括武器控制板和多功能顯示器。多功能顯示器通過標準顯示器接口與武器控制計算機相連,用于顯示武器掛點的狀態(tài),供飛行員監(jiān)視外掛投放裝置及武器的狀態(tài)與使用條件;用于顯示輔助決策專家系統的詢問、攻擊方案提示、使用方法提示等。武器控制板是一個多功能專用板,由可編程開關、按鈕、指示燈及數字小鍵盤組成,駕駛員可通過武器控制板輸入機載武器控制系統需要的初始信息,并通過武器控制板對輔助決策專家系統作出響應。

傳輸總線系統完成系統各部件之間信息的傳輸,包括總線控制器、多路傳輸終端、傳輸線路、傳感器等。總線控制器由軟件編程控制,是武器控制計算機與傳輸線之間的接口。免費論文。多路傳輸終端用于將傳輸線與遠距離終端連接起來。

對地武器接口部件及對空武器接口部件是將武器載荷與控制計算機相連接的部件,它通過多路傳輸總線與控制計算機相連,將武器載荷提供的武器信息調制轉換成計算機可接受的信息,通過傳輸總線送入控制計算機;控制計算機傳來的指令信息經功率驅動等處理后,傳輸給武器載荷。

武器載荷由武器懸掛裝置(掛彈架、導彈發(fā)射架等)和所懸掛的武器彈藥

組成。它們分別與對地武器接口部件和對空武器接口部件相連,懸掛裝置的型號、狀態(tài)及武器的有無、種類、型號等信息通過接口部件傳給控制計算機,控制計算機發(fā)出的指令經接口部件傳給武器載荷,完成武器最終發(fā)射或投放。

4IWCS軟件設計

4.1 應用軟件結構

本系統中應用軟件的功能是采集并處理各種監(jiān)控信號,并按指令向系統提供控制和武器發(fā)射/投放信號。應用軟件采用模塊化設計,包括主控模塊、任務設置模塊、輔助決策專家系統、自檢測模塊等,軟件工作流程圖如圖2所示。

主控模塊負責整個武器控制系統的管理,包括人機界面、輸入/輸出接口的管理、功能菜單的管理等;動態(tài)監(jiān)視系統各部分的狀態(tài)信息,接收與系統交聯的其它系統傳送的數據,通過專家系統進行推理判斷,調用相應的處理程序。

任務設置模塊的功能是:設置目標類型、相對本機的位置等初始條件,啟動輔助決策專家系統。

自檢測模塊用于檢測發(fā)射/投放電路的完好情況,當出現故障時,自動切換到備用方案。

4.2輔助決策專家系統的設計

輔助決策專家系統屬于嵌入式專家系統,具有較小的知識庫、簡單的推理機制,由于其結構簡單、又能滿足系統需要,是一種比較實用的專家系統。系統用來對飛機武器控制過程中出現的各種情況進行輔助決策,根據初始條件、提出可供選擇的戰(zhàn)斗方式,并推薦武器類型、發(fā)射/投放方式、投放順序等最佳使用方案。駕駛員可以對系統推薦的方案進行取舍或修改,修改后的方案又作為新知識充實到知識庫中。

專家系統是人工智能的一個最新的研究領域,是具有相當數量權威性知識,并能運用這些知識解決特定領域中實際問題的計算機程序系統。它根據用戶提供的數據、信息或事實,運用系統存儲的專家經驗或知識,進行推理判斷,最后得出結論,同時給出結論的可信度,以供用戶決策之用。人們事先把某些專家的知識總結出來,分成事實和規(guī)則,以適當的形式存入計算機,建立起知識庫,并根據某些商定的原則,確定推理規(guī)則。根據這些專門的知識和規(guī)則,系統對輸入的原始數據進行推理,做出判斷和決策,因此能起到專家的作用,大大提高了工作效率和工作質量。專家系統的結構如圖3所示。

知識庫是問題求解知識的集合,含有顯示地表示的各種知識塊,包括基本事實、規(guī)則和其他有關信息,是專家系統的核心組成部分。本系統中知識庫的建立依靠武器控制領域專家的經驗知識和理論知識,經驗知識從有豐富經驗的駕駛員對武器操作經驗中總結獲得;理論知識是經過大量的理論研究計算得到的。

推理機是專家系統的“思維”機構,是實施問題求解的核心執(zhí)行機構。其主要功能是協調、控制系統,決定如何選用知識庫中的知識,對用戶提出的證據進行推理,求得某個問題的解答。因為在空戰(zhàn)過程中,作戰(zhàn)環(huán)境不斷變化,系統對外界的反應也應隨之變化,這樣就形成了一些不確定的和不精確的事實,為了滿足系統的不確定性和不精確推理判斷技術以及系統的實時推理算法,專家系統采取確定性和概率性的推理運算機制,同時,考慮經驗系數,以提高系統的置信度。

知識庫與推理機分離的設計體系,使得知識的增減和修改不影響整個專家系統的工作,隨著時間和條件的變遷,可以及時更改知識庫,以提高系統的智能化水平。

4.3 掛點的顯示格式

合理的選擇掛點的顯示格式,能減輕飛行員的思考負擔,使飛行員能更快速準確的作出反應,提高作戰(zhàn)效率。現代航空電子中常用的顯示格式有字母、圖像、字母與圖像兼有三種格式。系統選用字母與圖像兼有的顯示畫面,分別用

表示飛機、掛架、火箭(用字母R表示)、炸彈(用字母B表示)、導彈(用字母M表示)等。向下箭頭所指位置為當前攻擊武器。圖4為一掛點顯示畫面實例。

5結束語

本系統應用計算機接口技術、數據傳輸系統技術、專家系統技術設計了智能武器控制系統,克服了以往武器控制系統部件多、分系統多、硬件電路復雜、維護困難、增加新武器系統難等弊端。友好的人機界面使飛行員的操作變得更簡單,標準化的接口設計使得增加新武器系統和在不同飛機和武器之間移植只需改變相應軟件即可實現,使系統具有一定的通用性。本系統已在實驗室的機載武器控制智能仿真系統中實現,并收到了良好的效果。

參考文獻:

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[3].陸彥陳根社.飛機外掛物管理系統研究.光電與控制.1991年第1期

[4].張海藩.軟件工程導論.北京:清華大學出版社.1998年

第5篇

【關鍵字】橋梁施工控制;網絡技術;智能化

中圖分類號:U445文獻標識碼:A文章編號:

橋梁的施工控制是對把橋梁在施工中受力與變形控制在合理的范圍內,竣工后滿足原有設計要求的重要保障。隨著我國經濟建設的不斷進步,原有橋梁施工控制技術已經不能再適應現代的要求,其弊端也日益凸顯:自動化水平不足,觀測點數目較少,人工預測工作相對復雜等。傳統的施工控制要求在建造每座橋梁時均要設立一個控制中心,不僅參與的專家不能長時間的位于施工現場,還對國家的資金造成一定程度的浪費。若是能實現對施工過程的數字化遠程監(jiān)控,那么這兩方面的問題就會迎刃而解。因此,改革施工控制系統,剔除傳統控制技術中的弊端,全面提升施工控制水平已勢在必行。

這種智能化的橋梁控制系統,使得施工人員可以隨時通過數據分析,三維模擬實驗等技術方式來了解橋梁已完工部分的變形與受力情況,并能根據這些情況準確的對下階段的施工情形做出預測。

1.系統的組成

1.1數據的高速獲取系統

在一些發(fā)達國家,數據獲取的智能化水平相對較高,而我國現今在數據的獲取方面仍有許多不足,例如自動化水平不足,觀測點較少等。隨著我國的橋梁建設技術不斷進步,已達到在世界都能躋身前列的境況。但我國現有的施工控制水平不能跟上施工技術的步伐,而橋梁規(guī)模的增大,橋梁跨徑的增大,這就使施工中對及時,準確的數據迫切需要。因此數據高速獲取系統的建立有著極為重要的現實意義。

橋梁控制系統的基礎是數據的獲取,每座施工的橋梁必須結合自身的實際情況,建立數據庫。一般來說,需要獲取數據的方面包括結構設計參數,幾何參數,受力情況以及溫度變化等。

目前我國在橋梁施工獲取數據方面,通常運用的是經緯儀,水準儀等設備,實行人工測量,人工記錄,人工計算。這種工作方式不僅耗時費力,而且所得的結果不能達到十分精確。這種情況在測量橋梁受力時也有體現。國內施工單位在進行受力測量時多采用變形片和應力計,這就很大程度上限制了測點的數目,大大減慢了測量的速度。

形成高速獲取數據的系統是以監(jiān)測實現數字化,智能化為先決條件的。只有充分的利用現代化科學手段,才能省去原有獲取數據的復雜環(huán)節(jié),更容易的被及時獲取,更容易被計算機所讀取,為高速處理,分析數據提供了良好的條件,而計算機快捷的特點,很大程度上確保各類數據能夠在橋梁同一種狀態(tài)下獲取,盡可能的縮小數據獲取的誤差。

除此之外,還可以在施工現場合理的地方安裝監(jiān)控設備,能夠對全現場實施全程監(jiān)控,更好的施工質量控制服務。

1.2數據的雙向傳送網絡系統

該系統的作用是把在施工現場所獲取的數據通過網絡等方式,及時傳送到控制中心;當控制中心的處理完成后,將結果用相同的手段傳送回施工現場。

在控制中心與施工現場之間的數據傳送,分為有線與無線兩種。其中有線傳送的布線工作繁瑣,且線路不易布置,也很容易受到破壞,所需成本也相對較高。大部分施工單位并不采取這種傳輸形式。現階段使用的無線傳送的方式有三種:第一,系統自帶的發(fā)射與接收裝置,但傳送的距離有限,與之類似的無線通訊,其傳送距離相對較遠;第二,通過通信公司的手機網絡對數據進行傳送,這種傳送方法雖然不受距離的限制,但是僅局限在有手機信號的地域;第三,將數據上傳到網絡,利用網絡手段對數據進行傳送,而且這種傳系統在其他學科已有了應用,技術相對成熟。

雙向數據傳送網絡系統,是由布置在施工現場的傳感器,將數據通過一定方式傳送到工控機,再通過通信公司的網絡將無線收發(fā)器中的信號傳送到控制中心的收發(fā)器,最后將數據輸入到計算機中進行處理。當處理完成后,再將結果及下一步的命令在通過相同的方式傳送到施工現場。這就是該系統的傳送過程。

1.3計算分析及控制系統

網絡化橋梁智能施工系統的核心內容就是計算分析與控制決策系統。施工過程中的數據計算,誤差原因的分析,識別控制參數及預測的工作都是由計算分析及控制系統完成的。該系統能自動把測量的數據與理論數據相對比,通過分析之后,得出與實際更相符的參數。無論是何種結構的橋梁,在不同環(huán)境,不同施工階段,其參數都會發(fā)生相應的變化。這種系統能夠根據已經處理完成的參數,結合各種科學的技術手段,準確的對下階段橋梁可能發(fā)生的變形,受力情況進行預測。只有及時了解這些參數,才能為今后的預測工作提供良好的基礎保障。

在這一過程中,會得到大量的數據,為了能夠更好的處理這些數據,建立數據庫是很有必要的。在建立數據庫時,應該將實際測量的數據包括溫度,受力情況等與理論值分別建立,為更好的分析對比奠定基礎;同時,也應該建立圖表類的數據庫,將施工過程中的各個參數繪制成圖,更直觀的對各個參數實時觀測;最后,建立報警系統,在施工過程中,當某個參數的變化超過允許的范圍時,能夠智能報警,從而及時引起施工控制人員的注意。

由于相關專家不能長期處在施工現場,在一些大規(guī)模的橋梁建設時,工作人員需要做大量的突發(fā)事情的處理工作。這時,引入專家系統就顯得尤為重要。所謂的專家系統,就是建立在對控制知識全面分析基礎上的技術模型。針對不同結構的橋梁,建立不同的專家系統,從而使得控制知識與相應的技術相互適應。

2.工程建設實際

某實際橋梁建設工程中拱橋體系采用的是無推力斜靠式,大橋跨度總長為120m,橋身大拱的斷面形式同斜拱相同,都是用Φ200的三根主鋼管焊接成為一個等邊三角形的形狀,三角形中間的部分是用Φ1200的鋼管內切,整體就形成了一個堅固的結構。拱圈內部不進行混凝土的灌注。橋梁的架構主要是混凝土橋面和鋼梁架構。主要的工程實施:先架設橋面鋼梁結構,待整體形成框架后灌注混凝土,初步張拉拱支架,最后實行橋面的鋪設。具體的監(jiān)控信息應包括:橋梁線形、應變力、吊桿張力、施工溫度。溫度和應變力可以通過系統采集,而線形和吊桿張力等需要由人工收集。溫度數據主要由通信公司提供的GSM網絡來完成傳輸,所有收到的測量數據都送至控制中心進行整體分析,在做出預測判斷后由系統總控制中心發(fā)出控制命令,施工現場收到后就有相應的動作。

3.結語

隨著國內橋梁施工技術的不斷進步,對施工的控制系統帶來了新的挑戰(zhàn)。但同時為控制系統的完善帶來了新的機遇。有壓力才能有動力,施工單位應該充分借錢國外成功的經驗,再結合自身的實際情況,研發(fā)出合理的施工控制系統。做到以上三個系統,會將整體的控制系統推到一個嶄新的層次,對于提高施工控制水平起到極大的推動作用。認真做好這三個系統的相關工作,能夠加速橋梁施工控制的智能化,科學化進程,實現符合實際要求的及時控制。該系統也必將會是今后橋梁施工控制系統的發(fā)展趨勢。

【參考文獻】

[1] 陳利峰.淺談橋梁施工控制[J].中國新技術新產品,2011, (4):72-73.

[2] 楊明廣.淺談大跨徑橋梁施工控制中的不確定因素[J].黑龍江交通科技,2011, (10)l49-50.

第6篇

關鍵詞:智能化;按需供水;節(jié)能

循環(huán)水系統是鋼鐵企業(yè)主要的耗能系統,耗能占比高,絕對量大。作為工業(yè)生產的輔助系統,目前大多數企業(yè)只關注水泵本身的節(jié)能,對控制技術和管理仍比較粗放,僅以滿足生產需求為主,節(jié)能潛力巨大。在鋼鐵企業(yè)智能制造的背景下,系統信息化、自動化水平的提高,節(jié)能模型軟件對能源介質的精細控制,可充分挖掘節(jié)能潛力,提升企業(yè)核心競爭力,實現企業(yè)效益最大化。

1概況

連鑄濁環(huán)水采用氣水噴霧冷卻方式,對離開結晶器帶液芯鑄坯直接進行噴水冷卻,以使鑄坯完全凝固和鑄坯表面溫度在拉坯方向均勻下降。該連鑄工藝濁環(huán)水用戶側設計供水壓力P=1.1MPa,流量Q=980m3/h。濁環(huán)水冷卻強度、冷卻水量、水壓、水溫、噴嘴結構和布置、噴嘴與鑄坯間的距離等都對鑄坯散熱有直接影響。由于冷卻強度需根據鋼種和斷面要求確定,因此濁環(huán)水的動態(tài)配水水量變化較大,通常有強、中、弱冷三種配水方式,且在生產過程中動態(tài)調整。由于現有的管理模式使?jié)岘h(huán)水的供應與使用分屬兩個不同的工藝段,彼此相對孤立,因而實際生產過程中濁環(huán)水需滿足煉鋼廠連鑄車間在最不利工況下需要的最大水量。連鑄用戶側設計有泄壓閥,正常生產過程中通過泄壓閥穩(wěn)定供水壓力。使用后的濁環(huán)水經旋流沉淀池沉淀后加壓送平流池進一步處理循環(huán)使用。本循環(huán)水系統包括連鑄機濁環(huán)水供水泵組、旋流池提升泵組、平流池提升泵組等五個泵組共13臺水泵,正常時6~7臺水泵運行,改造前平均負荷1594.75kW。二連鑄濁環(huán)水主要耗能設備性能參數見表1。

2系統節(jié)能潛力分析

連鑄濁循環(huán)水經連鑄噴淋后由渣溝匯流至旋流池,通過旋流池提升泵輸送至平流池,沉淀后的出水經平流池提升泵加壓后至高速過濾器上冷卻塔,冷卻后供連鑄工序噴淋。完成一個循環(huán)處理和供應周期的節(jié)能潛力主要聚焦在工藝流程自動控制及單體設備效率提升,但存在以下問題:

2.1濁環(huán)水需求波動大

連鑄濁環(huán)水需求波動大,要求控制精度高,且供水能力滿足最不利工況下的最大需求水量。因此,濁環(huán)水用戶側總管設計有常開的旁通手動閥泄壓,通過閥門開度動態(tài)調節(jié)旁通水量來穩(wěn)定濁環(huán)水總管壓力。但通常旁通水量較大,浪費嚴重。

2.2提升泵存在回流問題

旋流池提升泵組因水量平衡需要,回流閥旁通調節(jié)及水泵出口閥的開度造成了一定的浪費。

2.3水泵偏工況運行

由于設計及設備選型需滿足最不利工況下的最大需求,且多環(huán)節(jié)均設置有安全余量,疊加效應導致了實際運行過程中部分水泵偏離高效運行區(qū),造成了一定的浪費。

2.4系統存在空開情況

目前短時間的計劃停機(如澆次間隔)或設備故障臨時處理,連鑄濁環(huán)水系統水泵不停機的規(guī)定也造成了一定的浪費。

2.5系統欠缺監(jiān)管功能

原設計僅以滿足生產需求為主,欠缺經濟運行模型、日常運行有效監(jiān)控手段,有較大改善空間。

3智能化系統節(jié)能解決方案設計

區(qū)別于傳統的單體設備節(jié)能改造,智能化系統節(jié)能改造在能源使用實時監(jiān)測的基礎上,結合鑄坯品種、規(guī)格、生產節(jié)奏,通過節(jié)能模型軟件實現生產集約化按需供水(包括流量、壓力、溫度等的匹配)和能源介質的減量化供應,并在此基礎上采用高效水泵,進一步降低能耗,并通過云管理系統確保節(jié)能效益的可持續(xù)性。

3.1連鑄濁環(huán)水工藝系統節(jié)能優(yōu)化

3.1.1水泵調速改造由于供水及循環(huán)水中間提升輸送環(huán)節(jié)水量波動較大,為避免損失,將濁環(huán)水供水泵組、旋流池提升泵組、平流池提升泵組中任一臺泵改造為調速泵。3.1.2濁環(huán)水二級動態(tài)配水調控建立水處理崗位與連鑄中控的通信,開發(fā)供水系統節(jié)能模型。水泵調速控制為粗調,設定恒壓供水,濁環(huán)水各支管冷卻水量為精調,采用動態(tài)配水模型,粗精調共同作用實現了集約化按需供水。此外,通過泵閥一體化控制減少管網系統泄壓閥的旁通水量及各支管調節(jié)閥的阻損,在滿足用水點需求的情況下,降低供水泵組的供水壓力及供水流量,從而降低了能耗。3.1.3建立連鑄控制系統及水處理控制系統的通信對連鑄工藝PLC與濁環(huán)水處理PLC進行局部改造,在連鑄主線出坯系統中增加通信模塊,在水處理系統中增加耦合器模塊,建立了主從通信方式。該方式不影響原有程序,且互不干擾,數據有效共享。

3.2連鑄濁環(huán)水單體設備節(jié)能優(yōu)化

工藝優(yōu)化后,確定泵組合理參數,定制高效水泵,使水泵運行在高效區(qū),進一步減少能源消耗。由于工藝優(yōu)化后循環(huán)水需求量減少,使旋流池提升泵組及平流池提升泵組由之前的二用一備調整為一用二備,既節(jié)能又提高了系統的安全可靠性,還節(jié)約了水泵的檢修維護費用。

3.3云管理系統功能開發(fā)

云管理系統是指現場實時數據(工藝運行參數、設備狀態(tài)、能耗數據等)通過VPN、云技術遠程投送,實現統計、分析、優(yōu)化等功能。3.3.1遠程動態(tài)監(jiān)控功能通過擴展功能實現微信平臺異常信息的及時推送,包括設備狀態(tài)、工藝參數、能耗等,為水系統經濟、穩(wěn)定、安全運行提供支撐。3.3.2關鍵數據采集及展示方便技術人員充分挖掘現場數據價值,對系統進行持續(xù)優(yōu)化,實現節(jié)能效益和穩(wěn)定運行的雙贏。3.3.3為企業(yè)強化能源管理創(chuàng)造條件能源成本可視化、顯性化、預警機制化等管理功能為企業(yè)精細化管理提供了支撐,手機客戶端遠程訪問和應用,為管控提供了便捷有效的手段。

4連鑄濁環(huán)水智能化系統節(jié)能優(yōu)化效益

直接經濟效益:連鑄濁環(huán)水節(jié)能優(yōu)化改造后,一周內系統平均負荷減少751.8kW,節(jié)電率達47.14%;半年內系統累計運行時間4388.7h,平均減少負荷791.5kW,累計平均節(jié)電率49.6%,半年實際節(jié)電347.4萬kWh。考慮到節(jié)能模型投用初期設有較大安全余量,后期通過持續(xù)優(yōu)化,年節(jié)電可達700萬kWh。間接經濟效益:因自動化程度的提高,減少了崗位員工的工作量,提升了企業(yè)效率。另外,系統自適應匹配后,設備沖擊開停次數顯著減少,延長了設備壽命,減少了維護檢修費用。

5結語

第7篇

關鍵詞:智能配電系統;控制模板;設計

隨著社會的進步和科技的發(fā)展,工業(yè)化水平逐漸提高,商業(yè)用戶、生產用戶和社會居民對于用電需求越來越大,人們對配電系統也提出了更高的要求。配電系統和人們的生活密切相關,對配電系統進行智能化研究,提高配電系統的供電可靠性和供電質量,是實現人民安居樂業(yè)、經濟發(fā)展、生活富裕的重要保證。對此,筆者研究了智能化配電系統的設計,并進行了相關的介紹。

1 智能化配電系統的控制模塊

智能化配電系統的控制模塊由控制單元、管理單元和現場I/O接口三部分組成。

1.1 控制模塊的主要功能

控制單元是整個系統的控制核心,負責監(jiān)測、調節(jié)和控制配電網絡的安全運行;管理單元是基于專家系統對數據進行處理、存儲和查詢,也用于“人機對話”;現場I/O接口則用于現場設備狀態(tài)信號和運行參數的采集、轉換、傳輸,對現場設備的有關動作進行信息識別,也可以與樓宇管理系統或數字化的管理平臺進行通訊。

1.2 控制模塊的組成結構

智能化配電系統控制模塊中的管理單元,是由一臺監(jiān)視主機和幾臺監(jiān)視分機以及輔助設備組成。總機和分機之間也是通過現場總線或串行通訊接換數據和信息,每一個監(jiān)視分機只處理所轄設備的信息,然后把處理后的數據送入到監(jiān)視主機,不需要與其它分機構成聯系。這樣設計既可以降低計算機的配置,又增加了保密性和獨立性,減少對監(jiān)視主機的依賴。即使監(jiān)視主機出現故障或死機,整個供配電系統也不會受到影響,仍能保持正常運行。

1.3 通信接口的配置方式

受控終端處I/O接口的配置方式可以分為兩種:集中式配置和分布式配置。多個配電站的控制模塊中,因為數據傳輸量比較大,為了充分地保證傳輸速度,通常采用集中配置方式,即:把所有的監(jiān)控元件安裝在一起組成監(jiān)控柜,與配電柜進行分開安裝,它們通過二次回線來實現的數據交換。根據相關標準還可以把監(jiān)控元件的硬件和軟件設計成獨立的成品,這樣協調和配合方式更加的簡單,從而進一步提高了系統的可靠性,充分地利用設備,減少資源浪費。

2 智能化配電系統的設計

2.1 配電站控管一體化

配電站控管一體化是將數據采集、電能測量、繼電保護、智能終端、后臺管理、SOE(事件順序記錄)等單元模塊都集中由一臺監(jiān)視主機完成。這樣,每個設備的協調性比較好,準確率高。但由于所有的數據都要送入主機,主機的運行負擔過重,對計算機的配置要求比較高;而且使主網的數據量過大,反應速度就比較慢,所以也要增加通信網絡的帶寬,因此,這種方式只適合控制范圍比較小的單個配電站。

對于多個配電站來講,數據傳輸比較大,可以把每個回路的數據采集、微機保護和監(jiān)控終端組合成不同的控制單元,就地安裝在現場的開關柜上,與控制分機一起,形成不同級別的控制鏈,每個回路對應控制單元相互獨立,通過通信網絡進行連接,監(jiān)控分機對各控制單元進行管理,并發(fā)送相關的控制命令。控制中心的主機只進行宏觀上的管理和提供后臺服務。配電站控管一體化可以使各個回路的監(jiān)控相對獨立,任何一個環(huán)節(jié)出現故障,只影響部分功能,不會對配電網產生影響。

2.2 電氣設備控管一體化

2.2.1 在線監(jiān)測

對電氣設備進行在線監(jiān)測的目的是要適時地監(jiān)視設備的電壓、電流、溫度、環(huán)境等相關的電氣參量或非電氣參量。傳感器或智能儀表將采集到的相關參數經過初步的處理后利用RS-485通信接口發(fā)送給監(jiān)視分機,監(jiān)視分機的診斷系統對傳輸過來的信號進行分析、處理和診斷,判斷運行狀態(tài)是否良好。然后,根據需要對絕緣結構和使用壽命進行評估,根據其變化趨勢來決定能否繼續(xù)運行。在線監(jiān)測的結果有時也會因為一些干擾產生誤差,如果在線監(jiān)測中發(fā)現事故一些隱患時,有必要還應該在停電的狀態(tài)下進行全面檢查,確定故障的真實原因。引入在線監(jiān)測和故障診斷技術后,可以更好地執(zhí)行狀態(tài)檢修的方法,從“到期必修”過渡到“該修則修”,提高電氣設備的利用率和運行可靠性。

2.2.2 實現智能化控制

智能化的控制是根據現場的實際情況,能自動地對受控終端發(fā)出控制命令,控制中心對現場的電氣設備分三個途徑實現智能化控制,即:控制單元、監(jiān)視分機、監(jiān)視主機,呈梯次布置,每一級控制都有一定的延時。例如:線路上某斷路器的觸點溫度過高,已發(fā)出極限報警,并且提示是永久性故障,則首先控制單元應該自動停用該斷路器,如果控制單元命令無效,經過0.05S后,監(jiān)視分機應該發(fā)出控制命令,如果再無效后,經過0.05S后,控制中心立即發(fā)出控制命令。不管是哪一級對其控制,都要把控制信息發(fā)送給監(jiān)視主機,并進行顯示。

2.3 線路控管一體化

2.3.1 實現配電線路控管一體化的必要性

配電線路控管一體也叫饋線自動化,是智能化配電控制系統的一個重要組成部分,它的主要功能是對配電線路上的電量參數進行測量和監(jiān)視、對線路的故障進行檢測和定位、對線路開關進行操作和控制。

2.3.2 基于FTU的饋線自動化技術

(1)典型的FTU饋線自動化系統的工作過程如圖3所示。

在圖1中,各FTU分別采集線路上各開關的運行參數,如電壓、電流、負荷功率和開關位置等,并將相關信息通過RS-485接口傳送給現場控制單元或控制中心。控制中心能直接對各個FTU下達命令,進行遠程倒閘操作,當發(fā)生異常情況時,FTU把相關信息傳送給監(jiān)視分機,經過對數據進行分析和判斷,找出故障的原因,然后決定哪些開關動作,如何動作,并把該控制命令發(fā)送給相關的FTU。

(2)FTU的作用

①事件記錄(SOE)

FTU不僅對開關的操作進行計數,還要記錄操作和狀態(tài)量變化的時間和順序,為管理人員提供分析和研究依據。

②修改動作值

根據運行方式的變化,控制中心能自動對FTU進行整定計算和潮流分析,自動修改其動作值,使它始終工作在最好的狀態(tài)。

③定期自檢

FTU應具有自檢測功能,當通信不暢時或自身發(fā)生故障,立即發(fā)出黃色報警信號,同時重新啟動通信設備,繼續(xù)發(fā)送信號,如果還是不能恢復正常運行,則向主機報告故障原因和位置,同時發(fā)出紅色報警信號。

3 結語

總之,智能化配電系統控制模塊是國家智能電網的重要組成部分,也是系統運行的數據處理平臺。設計人員在設計配電系統時,要認真地對配電系統的各個環(huán)節(jié)進行設計,保證設計的科學合理,實現配電站控管一體化、電氣設備控管一體化和線路控管一體化,為用電客戶提供更加高效安全的供電服務,滿足用戶的需求。

參考文獻

第8篇

【關鍵詞】電力系統;自動化;智能化;技術研究

前言

我國是一個發(fā)展中國家,工業(yè)發(fā)展正處于關鍵時期,電力行業(yè)的進步能夠更好的保證我國現代化步伐,提升我國產業(yè)的革新。電力行業(yè)的發(fā)展有需要良好的電力系統來作保證,從而提升電力系統的智能化和自動化技術。電力系統的自動化和智能化技術可以提升國家電力部門的生產效率,減少管理費用,同時也可以通過自動化監(jiān)測等對電力運行進行控制,減少電網故障,保證我國電力行業(yè)的正常發(fā)展。

1 電力系統自動化與智能化的內涵

電力系統自動化與智能化即在電力生產的過程中,該系統可以自動進行電能生產、傳輸以及其他管理,從而實現該系統的自動化和智能化的功能。在這樣的技術下,電力行業(yè)可以減少自身的管理費用,提高設備的安全運行狀態(tài),保證整個生產系統的正常運行。同時在這樣的技術中,電力管理人員自身的任務減少,工作原理減小,從而提升他們的工作效率。除此之外,該技術能夠自動對電力生產設備和電力部門各個環(huán)節(jié)的運作進行監(jiān)測,發(fā)現問題時可以及時執(zhí)行相應的程序命令,減少故障對電力生產部門帶來的損失,提升電力部門的生產效率,最終實現我國電力行業(yè)的快速進步,保證我國社會經濟有好又快發(fā)展。

智能技術與自動化技術不同,它一般會具備學習、適應及組織功能的行為,在出現的問題中找到正確的答案。在這樣的技術應用下,它可以改變傳統的機械控制方法,大大提升系統運行的安全性,為我國電力行業(yè)的進步提供足夠的保障。該技術它具有非線性、時變性和不確定性等特征。當前我國的智能化技術還在不斷的進步和發(fā)展,但是該項技術的應用還不夠成熟。在系統運行過程中還存在一定的問題。加強對電力系統的智能化技術研究,有著重要的社會意義和經濟意義。

2 電力系統自動化與智能技術應用

2.1 專家系統控制

在電力系統自動化和智能化的技術應用中,專家控控制系統比較常見,而且它的應用范圍也比較廣泛。專家系統控制作為一種基礎知識系統,它能夠實現系統的只能協調、組織以及決策等,能夠保證相應的基本控制按照系統要求來進行。該系統有著自身的特點,它主要是處理一些非結構化的問題,比如處理定性的、啟發(fā)式以及不確定的知識信息。這樣可以更好的保證系統運行狀況,減少系統威脅。專家系統控制可以控制電力系統的恢復狀況、培訓員的調度以及故障點的隔離等。同時該系統還可以辨別系統緊急狀況以及報警等,從而實現系統的自動化和智能化管理。通過對系統的智能化控制,該項技術被越來越多的電力部門所應用,從而更好的實現電力系統的優(yōu)化,提升電力系統運行狀態(tài),保證電力系統的正常運行。但是在專家系統控制中也存在相應的問題,這樣的系統是對電力專家行為的一種模仿,無法與真正的電力專家相比較,對于系統沒有輸入的相應故障,該系統就不能夠做出良好的處理,不能夠查找到故障所在。同時這樣的系統自身也會存在許多的漏洞和缺陷,在電力系統運行比較復雜的狀態(tài)中不能夠充分滿足其運行需求。該系統在運行中一般都是通過對各種系統運行數據進行辨識,從而來判定系統的運行狀態(tài),最終保證系統的安全運行。因此,設計人員在對專家系統進行開發(fā)時,應該要充分考慮電力運行可能會遇到的各種故障數據,比對其進行效分析,對專家系統的有效性進行評定和實驗,最終提升該系統的運行效率。

2.2 模糊控制

模糊控制主要是針對整個系統的總體控制,它是一種宏觀控制方法。這種控制方法運行比較簡單而且容易進行操作,它可以對隨機的、不確定的系統進行相應的控制。在這樣的系統中進行控制時首先要將認為的操作經驗用模糊的關系來表示,在模糊推理過程中可以更好的對復雜過程進行相應的控制。在使用表達式時一般會使用“如果……,則……”。模糊控制方法的應用比較廣泛,它的控制質量比較高,比如它可以解決穩(wěn)態(tài)誤差和超調等問題。但是這樣的控制方式還存在許多的問題,比如不能夠完全模擬專家的控制行為,從而也就不能夠對系統問題進行良好的處理。除此之外,由于該系統自身的學習能力還不完善,導致系統運行存在一定的安全威脅。比如模糊變結構控制、自適應或者或者自組織模糊系統控制、神經網絡變結構控制等。同時這樣的系統控制中包含了各種智能控制和自動控制之間的交叉結合,這樣就會增加系統的運行潛力。加強電力系統的模糊控制,能夠更好的實現系統的自動化,提升系統的運行效率。當前我國電力系統中許多都采用專家系統和模糊系統控制相結合的方式來進行,這樣可以提升系統的運行狀況,保證電力行業(yè)的發(fā)展水平。在這樣的控制下還可以更好的提電力系統的運行效率。

2.3 線性最優(yōu)控制

在實現電力系統的最優(yōu)控制時可以選擇線性最優(yōu)控制,從而更好維護系統的運行。最優(yōu)控制理論可以實現電力系統的良好發(fā)展,為今后我國電網系統建設提供更為科學的方案。線性最優(yōu)控制是當前我國眾多控制理論之一,而且它的理論也比較成熟。在進行線性最優(yōu)控制時需要利用最優(yōu)勵磁控制手段來提升遠距離輸電線路的電能,同時也可以更好的改善輸電的效率。除此之外,最優(yōu)控制理論對水輪發(fā)電機制動電阻的最優(yōu)時間也可以進行相應的控制,大大提升了發(fā)電機運行效率,實現電力的高效發(fā)展。當前我國現行最優(yōu)控制技術在電力部門的應用較為廣泛,為我國電力行業(yè)進步提供了巨大的動力。但是這樣的控制方法也存在一定的問題,比如該項技術的控制器主要是對電力系統的局部線性優(yōu)化來設計的,如果在強非線性的電力系統中,它的運行效果就會下降,甚至還會影響電力系統的正常工作。

2.4 綜合智能系統

綜合智能系統的應用符合電力發(fā)展的需求,它主要包含了智能控制系統,同時也包含了現代的控制方法。比如模糊變結構控制、自適應控制、自適應神經網絡控制等。在這樣的系統中,電力管理人員的工作壓力下降,也可以提升系統的運行效率,減少系統不良狀況的出現,進而保證我國電力行業(yè)的安全。除此之外,綜合智能系統還包含各種智能控制方法之間的交叉結合,在這樣的結合中電力系統的運行效果大大提升。并且模糊控制和人工神經網絡的為智能綜合系統的運行提供了良好的基礎,在這樣的技術支持下,能夠實現該系統的安全運行,減少系統事故的發(fā)生,為整個電力行業(yè)的發(fā)展提供動力。綜合智能系統在運行中能夠實現智能化管理,可以及時發(fā)現系統運行種可能存在的問題,并且將故障狀況傳輸到相應的計算機,管理人員在這樣的管理中可以提升管理效率和管理質量,縮短了系統維護時間,減少公司單位的經濟損失。但是該系統也會存在不足,其主要表現為系統在長期的運行中可能會出現不穩(wěn)定現象,從而導致系統質量環(huán)境下降;綜合智能系統是認為設計的,在運行中都是按照規(guī)定的程序進行的,如果其中一個程序發(fā)生故障,則可能會導致整個系統的癱瘓,進而給電力企業(yè)單位帶來巨大損失。

3 總結

綜上所述,我國電力系統實現自動化與智能化能夠更好的保證電力行業(yè)發(fā)展的效率,能夠不斷滿足當前我國巨大的電力需求。所以實現電力系統的自動化和在智能化,就需要加強對專家系統控制、模糊控制、線性最優(yōu)控制、綜合智能系統等技術進行詳細研究,為今后我國電力行業(yè)的正常發(fā)展提供更多的技術保障,進而實現我國社會經濟的進步。

參考文獻

[1]李妍.淺論電力系統自動化中智能技術的應用[J].中國科技信息,2010,8(8).

第9篇

關鍵詞:駕駛系統;算法設計;無線通信

中圖分類號:TP315 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2017)03-0062-01

伴隨著互聯網時代的來臨,智能化的現代生活給人們的衣、食、住、行等各個方面都Ю戳宋耷畹謀憷。現代化智能駕駛系統的研究及應用應運而生,本系統可實現手機及電腦兩種方式的控制研究。

1 方案設計

(1)主控單元。采用STM32F407最小系統作為中央處理器,其處理速度能夠適應各個功能模塊運作及進行數據采集,具有運算能力高處理速度快等特點。(2)各功能模塊類型。各功能模塊均使用模塊化的集成模型,具有使用方便及工作性能穩(wěn)定等優(yōu)點,便于整體功能的實現。同時可以根據實際需求進行功能模塊的選擇,測量精度高,誤差小,為后續(xù)數據處理奠定基礎。(3)PC端及手機端與主控單元的通信。引入服務器系統,具有實時性等優(yōu)點,實現車聯網及遠程遙控等設計目標。引入藍牙,具有功耗低、安全性能好等優(yōu)點,控制距離約為20米。

2 系統設計

(1)機械設計。小車底盤的設計。因亞克力板具備良好的耐候性、性能不易因外界環(huán)境而改變且加工性能良好等優(yōu)點,本項目選擇亞克力板進行小車底盤的設計。(2)整體設計[1]。小車的設備搭建見圖1所示。

3 軟件設計

通信設計框圖如圖2所示。

通過比較選擇STM32F407的最小系統展開設計研究,圖2展現的是PC端及手機端通過不同的協議與服務器系統建立連接進而對小車系統進行控制。STM32F407最小系統采用C語言,開發(fā)環(huán)境為ARM-MDK或IAR-EWARM。我們采用模塊化設計實現了小車的超聲波就位、避障、PC端及手機端通過服務器或藍牙進行小車控制等功能[2]。

(1)小車初始化:初始化即為對小車上所有外部設備(串口、IO口模式、超聲波、紅外傳感器、舵機等)進行初始化。(2)小車控制:一、PC端及手機端通過服務器進行小車控制:PC端控制小車:小車上安裝一個SIM卡通過2G或者4G連接到公網上以連接到服務器上,PC端也連接到服務器上就可以實現車聯網從而進行小車的遠程遙控。手機端控制小車:手機通過WIFI訪問IP地址以連接到服務器進而控制已連接到服務器上的小車。二、PC端及手機端通過藍牙進行小車控制:小車上安裝藍牙服務端,PC端或手機端打開藍牙構建連接,進而進行小車控制。(3)小車功能:光感應;方位檢測(陀螺儀);紅外感應;拍照攝像;溫濕度測量;超聲波測距。(4)控制界面設計(服務器控制模式)。(5)手機端控制界面。手機端的控制界面設有三個界面顯示:在第一個界面中首先顯示的是WIFI要訪問的IP地址,另外顯示的是端口,且設有建立連接按鈕。建立連接后進入第二個界面,可以看到小車狀態(tài)顯示(為自動檔還是手動檔),且設有小車地址顯示,設有小車自動檔/手動檔調整按鈕。按下小車狀態(tài)調整按鈕進入第三個界面,此界面除了顯示小車行駛速度,且設有小車方向調整按鈕,從而實現小車行駛控制。

4 結語

本項目所設計的現代化智能駕駛系統通過紅外線感應傳感器及超聲波測距傳感器實現了智能循跡功能,通過藍牙模塊及WIFI模塊實現了遠程遙控功能,通過GPS定位模塊實現了GPS定位功能。完成的現代化智能駕駛系統是集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、多等級輔助駕駛等功能于一體的綜合系統,綜合運用了計算機、現代傳感、信息融合、無線通訊等自動控制技術,適應了現代生活的需求。

參考文獻

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