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2电气控制技术的发展阶段
2.1手动化到自动化
电气控制技术的初始阶段是手工控制阶段,随着科学技术的发展,手工操作逐渐迈向了半自动化操作阶段,并随着应用经验的积累和科学技术的进步,逐渐实现了自动化。其主要的表现形式为控制方法和控制设备的自动化,这一阶段的电气控制技术是一次革命化的变化,极大解放了人力资源,优化了人力资源配置,为电气控制技术的发展奠定了基础。
2.2简单化到智能化
电气控制技术实现简单的自动化后,还需要借助人力的操作,因此其故障率一直比较的高,同时这些失误通过控制人力操作是难以避免的。因此,相关的专家把研究的重点放在了更高级的电气控制技术上,尤其是智能化技术更是科学家研究的重点,自动化的电气控制技术不可避免的会出现故障问题,人为故障比率较高,但是智能化控制技术则提高了机器的改错能力,极大提高了系统运行的可靠性,因此,电气控制技术实现了智能化的控制是一次深层次的革命,实现了控制技术的质的飞跃。
2.3逻辑化到网络化
电气控制技术在漫长的发展历史中已经实现了智能化的发展模式,但是随着人们需求的提高,智能化的控制技术已经不能满足时展的需求,因此进行控制技术的革新势在必行,尤其是简化控制技术是革新的重点。当前电器控制技术面临着从逻辑化到网络化的发展趋势,海量的统计数据整理发展到了信息化的处理模式,电气控制技术的控制原理也从单一的触头硬接线逻辑控制系统发展到了微处理器或者微计算机为中心的网络化自动控制系统,同时其控制设备的体积减小,设备操作更加简洁。
3智能化技术在电气工程中的应用
智能化技术在电气工程中应用取得了很好的效果,在自动化控制、设备故障监测、工程优化等方面发挥着重要作用,提高了自动化程度、加快了电气工程的设备事故监测维修速度,极大地优化了电气工程。
3.1智能化技术理论基础
人工智能技术的概念在20世纪50年代提出,随后被其他领域行业普遍接受采纳,并且智能化技术的应用广泛推展。电气工程是人类从事各种生产活动的基本技术要素,作为计算机技术中高端分支的智能化技术正逐渐被应用其中。人工智能技术通过模拟人的智能的方法和技术,开发研究升级的科学技术,人工智能的工作目的是设计出和人类智能相似的机器,以解决工作出现的复杂情况变化,提高工作的效率和精度,通过调查研究显示,在电气工程的自动化控制中使用智能化操作技术能合理整合电气工程中的资源配置,降低成本。
3.2智能技术在电气自动化控制中的应用
智能化技术在电气设备中的应用,涉及的工作领域较多,分工较为明确,是一项很复杂的工作,需要有极强的技术和人才支撑,同时还需要控制人员有较高的责任感和操作能力。另外,要加强电气控制中人工智能的有效使用,电气控制是整个工程中的重要一环,在电气工程中,要加强自动化控制的保护,把GPS定位系统安装在电气控制线路中,通过定位系统控制电气控制的线路工作,以便于能及时的传输、反馈电气工程中的运行数据,并做出智能化分析,及时采用有效的智能化控制措施。
3.3智能技术在电气工程故障检测分析中的应用
在电气工程中,可以使用智能化的控制手段进行系统故障的监测,通过问题的及时反馈,进行智能化的数据分析,以便于进行故障的维修,并能够进一步的实施监控措施,在故障检测中常用的方法有神经网络、模糊网络、专家系统等。对于电气的变压器、发动机、发电机进行有效的监控,利用智能化监测系统能清晰的判断故障的所在,通常在系统中采用模糊理论、神经网络、专家系统来分析,从而提高了工作效率和精度。尤其是在变压器的故障监控中,传统的诊断方法技术是通过检测变压箱中的气体来判断故障,其方法较为复杂、检测时间长,检测精确度差,很难有效的解决故障。
3.4智能技术在电气工程电气设备优化中的应用
主要包含两个方面:①智能化技术的遗传算法,这种算法是通过模仿生物遗传,利用生物的进化规律进行智能搜索和运算,利用生物遗传规律的完美型来优化系统内部缺陷。②智能化专家系统,通过设置完善的数据分析软件,把存在的问题和缺陷进行自我优化。在实际的工程中,一般要结合两种优化措施,以便达到最佳的优化效果。此外,在智能化系统中,也采用模糊逻辑、神经网络的方法进行设备的优化升级,其主要的作用原理是:利用物理学的方法和神经网络的方法进行设备和计算机算法的升级优化,从而解决了神经网络运算的速度问题,极大地提升了计算机的运行处理速度和智能化反应速度。
4数控技术在电气工程中的应用
4.1数控技术的电气工程中的应用前景
数控技术是一种数字化的控制方式,借助于精密的信息处理系统实现了系统数据的监控,同时通过传输系统把相关指令传输到控制中心,控制中心配备的高效、即时的控制系统,可以快速处理传输数据,并做出相关的指令。数控技术在各个领域中发挥着重要作用,数控在20世纪末技术已经逐渐得到了完善,各种系统内的漏洞也逐渐完善化,从而解决了一系列的工程问题,因此为了更好的实现控制技术的安全,保证了电气工程人员的人身安全,实现电气设备的自动化、无人化、程序化、数据化的操作模式应当前数控技术发展的重点。
4.2数控技术在电气工程中应用的合理性与科学性
电气工程系统较为复杂,同时也是一个连续性的工程,因此,数控技术的应用应当结合电气工程的实际,确保电气工程中数控技术运用的合理性与科学性。数控技术的基础环节是数控体系,通常而言,数控体系的完成需要借助于服务主机和控制器,并通过两者之间的连接方式来确定系统的安全性和可靠性。当前KVM主机在电气工程中应用广泛,常采用CATS链接和KVM链接两种模式与数控系统机房进行连接,而本地的控制中心则通过KVM主机收集的信息数据来了解整个电气系统的运行状况,并根据运行数据对系统稳定性做出相应的评估。服务器的功能则是将系统的运行状况转化为数字化的电信号,同时担负着数据的存储和调取功能,这就提高了系统信息存储的科学化和全面,方便了控制工作的进行。此外控制中心也可以根据系统的运行做出相应的指令调整,而指令调整的信息也以同样的方式存储早服务器主机中,方面以后的信息调取工作。远程控制中心则是利用各种网络设备和电气系统与本地控制中心实现有效链接,在同一时内监控多个电气系统,常常应用于较为高层的片区系统。
4.3数控技术对电气工程设备运行环境的监控
数控技术在电气工程的一个重要作用就是运行环境的监控,包括对电气系统运行环境、管理环境的监控。对于电气系统环境的监控包括运行环境湿度和温度、电压、电量等,根据设置的参数来确定外部环境和内部控制系统的匹配度,如果电气控制监控系统的数据出现了异常,例如温度不稳、电压过大或者过小等情况都会造成内部环境的异常,而这些数据都会被及时反馈到控制中心,控制中心接收到相关数据信号后就会与预先设定的警戒值进行比较,从而根据比对的数据做出相应的判断,同时发出有效的指令信号。
2智能化技术的应用优势
智能化技术在电气自动化控制应用的原理主要是实现控制的智能化、人性化,减少控制中的失误,节约人力物力。当前,智能化控制在电气自动化控制上与传统控制相比主要有以下优势:
2.1智能化技术对电气系统调整更加便捷智能化控制器可以通过鲁棒性和响应时间来实现对整个系统的调节和控制,可以有效地提高工作效率,增加自动化控制的精确性。同时,智能化控制器在控制中通过相关数据的改变来实现控制,不需要技术人员的参与,节省了人力,实现远程操控,为电气自动化控制带来了极大便利。
2.2智能化技术提升了控制精密度传统的控制方式会在控制过程中由于控制对象的复杂性而不能准确掌握控制对象的动态,从而在控制中出现无法预测的客观因素,因此设计出来的模型因精确性不够而不能实现很好的控制效果。智能化控制器在控制中不需要建立对象模型,使得不确定性的因素减少,提高了自动化控制的精密度。2.3智能化技术的一致性强在处理不同的数据问题时,输入不同的数据获得的结果较为理想,满足自动化控制的要求。控制对象的不同也会导致控制效果的不同,控制器并没有针对每个控制对象都有控制要求,但控制效果较为理想。同时,部分控制对象的改变也会导致控制效果达不到相关要求,因而在自动化控制设定时,一定要从实际情况出发。在对控制进行评价时,不能对智能化控制盲目否定,要认真找到出问题的具体原因,加以解决。
3智能化技术在电气自动化控制中的应用
3.1诊断电气工程中出现的故障电气工程自动化控制是一个机器系统,在运行中难免会出现故障,智能化技术的运用,往往能够及时诊断出自动化控制系统出现的故障。变压器是电气工程中的重要电气元件,对整个电力运行起着重要作用,电压器故障是电气工程中经常出现的故障,这种故障带来的影响较大。自动化系统的应用能够通过变压器的渗漏油分解气体进行分体,对变压器故障作出诊断,对故障位置进行排查,从而协助工作人员做出检修方案,维护设备的正常运行。智能化技术的运用,大大提升了维修的速度与效率,提升了电力企业的效益。
3.2实现对电气自动化的智能控制智能技术运用到电气自动化控制之中,可以实现对电气系统的远程控制,工作人员只需在控制室中,就可以通过相关控制器控制系统的运转。这种操作的无人化、自主化和高效化扩大了智能化控制的发展空间,体现了智能化控制的优越性,使得智能化控制在其他能与能够进一步发展。
3.3优化电气工程的设计电气工程自动化控制是通过对控制元件的编程设计实现的,在设计中,过程繁杂,技术性和专业性要求高,对工作经验也有相关要求。传统的设计方式是通过试验进行设计,这种设计方式在操作上容易出错,而且效率低,修改起来不方便。在当前技术条件下,电气自动化控制设计主要通过智能化CAD技术和计算机技术结合来实现,在时间控制上,这种设计能够最大限度的节约时间,实现高效化设计,同时还可以保证设计的质量和准确性。遗传算法是优化设计中的重要方式,对电气自动化控制的设计起到重要作用。
3.4其他应用此外,在电气工程自动化控制控制中,PLC技术的使用,是智能化控制的重要组成部分。它通过继电控制器实现对某个工艺流程的控制,继而协调整个系统的生产。在电力企业中,PLC技术的使用,可以极大提高控制的准确性和可靠性。
2网络智能扫描技术
在网络安全管理中,智能扫描就是能够通过预先定义的规则对所有系统信息进行扫面和判定,从而诊断出系统中存在的危险因素和漏洞信息。旧的扫描工具遇到特定的端口找特定的服务,这样可能导致有人将某个服务安装在一个自己任意指定的端口使扫描不彻底。所以扫描工具应具备任意端口任意服务的功能。目前,一些成熟的扫描系统能够将网络中的单个主机的扫描结果整理成报表,并对相应的脆弱性采取一些措施,但是对整个网络系统的安全状况缺乏一个评估,对网络没有一个系统的解决方案,先进的扫描系统不仅能够扫描出脆弱性,而且可以智能化地帮助网络安管理员评估网络的安全状况,给出安全建议,使之能够成为一个安全评估专家系统。此外,智能化的网络扫描技术能够与系统的入侵检测、防火墙以及风险管控技术结合起来,从而形成一体化的安全扫面危险体系,达到进一步提升系统安全性的效果。
3网络安全智能评估技术
传统网络安全评估中需要针对系统进行详细分析与测试,该工作对于网络安全管理员的技术要求较高,并且要求安全管理员的工作强度较大。因此,采用智能化的评估技术就能够降低网络安全管理员的工作流程,其中,智能评估技术就是构建网络自动化分析测试机制,能够针对网络安全进行威胁和安全判断,并能够协助安全管理员提出系统防御措施。网络安全智能评估机制就是按照系统安全脆弱性集合,对系统进行全面测试,并对测试结果进行分析,从而对整个网络系统的安全状况作出总体评价,并预测可能发生的入侵,最后对网络系统存在的脆弱性提出修补建议。网络安全评估系统能够在网络黑客进行入侵或攻击前,帮助安全管理员及早发现网络系统存在的脆弱性,排除安全隐患。
4网络态势智能预测技术
网络态势预测能够在日常网络运行过程中发现网络运行状态,并根据网络运行装填制定进行评估未来网络发展。如果系统在受到不安全因素入侵,在网络运行状态分析中就能够发现网络运行出现波动,从而在系统报警,让系统安全管理员察觉系统出现危险。智能化的网络态势预测技术就是在网络安全态势评估中融入自主决策系统,能够在分析系统运行情况后进行自动反馈,在最短时间内作出响应控制系统安全。网络态势智能化技术能够设定相应预警机制,并且根据系统具体构成设定安全阀值,并在超出安全阀值的情况下采取相应控制措施。此外,网络态势智能预测技术能够实现动态重构、自主决策和自主感知,为整个系统安全管理提供信息数据支持,在网络安全的整体层面达到智能化管理。
5网络优化智能技术分析
网络安全优化是针对网络的内部环境制定优化措施,能够实现网络的整理和整顿,从而保证网络内部环境的安全性。网络优化智能技术就是在系统中能够通过信息采集,利用信息跟踪手段确定网络内部安全状态,根据内部运行状态自动判定网络内部问题,并且能够自动的进行内部配置和优化,促使网络内部安全问题得到解决,保持网络运行效率的最大化。同时,网络优化智能化技术能够构建出专家系统,在整个网络中进行整体规划,对系统功能进行局部优化,将智能决策、优化知识管理和自动反馈等技术融入到网络内部优化中,从而为提供内部工作提供支持。此外,网络优化智能技术能够保证系统运行的稳定性,对于网络系统的安全性有着重要保证,智能化优化措施可以结合系统外部防护形成多维网络管理体制,从而有效地控制网络系统安全。
二、智能化技术的应用优势
(一)免去了控制模型的建立
在电气工程的传统工作中,自动化系统控制的实现必须有控制模型的建立。但是,在实际的操作中,被控制对象往往需要十分复杂的动态方程,这就影响了精确效果的获得。由此,在设计对象模型的环节中,经常会遇到无法科学预测、无法准确估量的一系列困难。然而,智能化系统的出现,使这些困难得到了较好解决,极大促进了工作效率的提升,同时对于一些不可控制的因素,也实现了较好的控制,大大提升了自动化控制器的准确性。
(二)实现了便捷的电气系统控制
智能化控制器的实际应用实现了更加便捷的电气系统控制,随时都可以完成对系统控制程度的有效调整,极大提升了系统的整体工作性能,是对自动化控制顺利实现的进一步保障。从这一项优势中就可以看到,和传统的自动化控制器相比较,在任何条件下,智能化控制器都具有更加完善的调解控制功能,在电气工程的自动化实践应用中占据优势。
(三)实现了一致性的智能化控制
在自动化控制中的数据处理环节,智能化控制器可以实现一致性的智能化控制,很好解决了不同数据的处理困难。而且,在自动化控制的标准执行上,即使遇到陌生的数据,也依旧可以获得具有较高准确度的估计。但是,如果发现智能化控制器在实际的应用中没有发挥出理想的效果,一定要全面排查工程的各个细节,细致地进行分析,不能盲目的否定智能化控制技术。
三、智能化技术的实践应用
(一)系统病因诊断
在电气工程诊断工作中,采用传统的人工手段具有较强的复杂性,虽然对工作人员要求十分严格,但是也无法获得较为准确的诊断病因。在电气工程工作中,实现自动化控制的过程中经常会遇到一些如设备、数据等方面的问题,这是不可能避免的,采用传统的人工诊断办法不能确保病因处理的及时性,而且处理效果也不佳。但是,智能化技术的广泛应用,使得自动化控制工作的诊断效率得到大幅度提升。而且,定时检测诊断应用,有效避免了一些不必要的问题。
(二)系统设计优化
在电气工程发展中,传统的工程设计需要工作人员进行多次重复的实验操作和改良,而且,在这一工作过程中,对工作人员的工作素质也有着较高的要求,既需要工作人员掌握一定的专业设计知识,还需要工作人员能够很好的将知识理论应用于实践工作中。但是,在实际的设计工作中,工作人员往往不能做到全面的考虑,经常会漏掉一些具体的问题。所以,一旦发现复杂问题,很多情况下都不能做到及时解决。而智能化技术的出现,较好解决了这一问题。设计工作可以借助于计算机网络完成,也可以借助于相关的软件完成,既保证了设计中数据的准确性,也实现了设计样式的丰富化,更能够做到对复杂问题的及时处理,较好保证了自动化控制的稳定性。
(三)系统的自动化控制
在电气工程中,智能化技术可以应用于多个控制环节,能够很好的实现整体性的自动化控制。智能化技术的主要控制工作是借助于三种手段实现的,一是模糊控制,二是专家系统控制,三是神经网络控制。运用这三种控制手段,极大提升了自动化控制效率,使远距离的自动化控制成为可能,增强了对电气系统的运行反馈。特别是神经网络控制,能够实现算法的反向学习,在信号处理方面得到了较大应用。
人工智能的目的是实现机器智能化发展,通过采用人工研究得出的方法与技术,从而扩大人工的生产能力,推动产业的不断发展。人工智能的产生伴随着人类社会的不断发展,是人类社会进步的结晶。随着社会的不断发展,人工智能技术与时俱进。
1.2智能化技术的理论基础
目前,智能化技术广泛的应用于精密传感器、计算机、GPS定位技术等高科技信息工具中。其理论基础最先于20世纪50年代左右提出并随着社会的发展逐渐应用。通过智能化技术的应用,能够有效延伸、扩展以及模拟相关人工作业,在提高了工作效率的同时也保证了工作质量。
1.3电气工程自动化中智能化技术的特点
智能化技术拥有完善的控制系统,能够有效的对数据进行分析与处理,从而保证系统的有效运行;通过使用智能化技术能够简化电气工程的控制系统,提高整体运行效率;实现了控制器的无人化超控,减少了人力资本的投入;实现了数据一致性的标准,能够快速地进行评估工作。
二、智能化技术在电气化工程中的发展现状
随着我国经济技术的不断进步,智能化技术已逐步应用到电气工程自动化工作当中。智能化技术的不断成熟使得其应用领域不断延伸,目前主要应用于计算机技术中,通过智能化技术与计算机技术的巧妙结合,在信息传递、提高工作质量、改善工作环境以及推动我国经济发展中都起到了巨大作用。当下的智能化技术还在不断发展,它为世界带来的惊喜仍需展望。
三、智能化技术在电气工程自动化中的具体应用
1、神经网络系统。神经网络系统由定子电流经过电气动态参数进行辨别控制和转子速度辨别经过机电系统参数两个方面构成。在神经网络系统中,反向学习算法被作为经常使用的方法,在其前馈性的特点之下进行高效运转,对于控速度、负载转矩以及时间控制上都有良好的效果。
2、模糊逻辑控制系统。目前,我们所说的模糊逻辑控制系统有效的代替了之前的PID控制器,模糊逻辑控制系统通过其知识库能够有效的进行推理决策,实现控制目标。模糊化的形式大多由多种函数表现形式构成,是进行模糊逻辑系统的重要方法。
3、故障诊断及优化设计。智能化技术在电气自动化中的应用大幅度提高了故障诊断的效率性,由于电气设施故障本身具有复杂性、隐蔽性、波动大等特点,其诊断效率较低。随着智能化技术的广泛应用,不但提高故障诊断的准确性,同时还节省了人力物力资源,使诊断过程快速有效。对于电气产品的设计领域来说,其内容广、工序复杂、影响因素多等特点,导致电气产品涉及领域存在较大困难性。智能化技术的引入,提高了电气产品的技术含量,不仅能够有效降低人力劳动强度,同时还缩短了产品设计的时间,推动了电气工程的发展。
四、智能化技术在电气工程自动化应用中的发展方向
1、智能化技术在电气工程自动化应用中的性能发展方向。智能化技术在电气工程自动化应用中的性能发展方向主要包括了其三高特征,即高速度、高精度、高效化,在电气工程自动化技术中这是其发展关键的部分。我们通常所说的智能化技术主要是指在进行自动化工作时,所采用的智能系统带有较高的智能化功能,这种功能有效地提高了系统运行效率,从而实现系统的有效改善;另一方面,就是其柔性化。柔性化主要表现在其群控系统和数控系统的柔性化。通过采用智能化技术,能够有效发挥控制系统的作用,在提高其具体要求的同时,有效监控其信息流和物流的动态变化。
2、智能化技术在电气工程自动化应用中的功能发展方向。智能化技术在电气工程自动化应用中的功能发展方向主要包括用户截面图形化以及科学计算可视化两个方面。具体来说,使用用户截面图形化方便了用户操作,同时也实现了对三维立体图形、模拟图形等动态图形的有效追踪;科学计算的可视化实现了对数据应用的高处理,有效提高了工作效率。
2智能化技术在建筑电气工程中间的应用
2.1智能技术在建筑电气自动化控制中的应用
2.1.1智能化技术在电气设备中的应用
智能化的设备虽然能够为现如今的建筑行业带来非常大的改变和惊喜,但是与此同时智能化技术所需要的技术手段型人才也是匮乏的。对于这一方面,笔者认为只有高素质的人才才具备操作此项工作技术的手段,因为建筑行业的智能化技术需要了解多方面的知识和领域,所以不仅仅需要操作人员具有出色的技术水平,还应当具备强烈的责任感。
2.1.2电气控制中人工智能的有效应用
电气控制系统可以将原有传统的建筑电气自控系统进行有效的改革,我们可以将GPS定位系统安装到建筑的作品当中,这样我们的相关工作人员会在第一时间发现建筑当中出现的问题与故障。并在第一时间提出解决方案。在传统的电气工程行业当中,往往会由于人工的问题而导致工程的延误或是工程的人工失误,自从拥有智能化的技术之后,这种失误的情况大大的减少了。
2.2智能化技术在建筑电气工程故障检测分析中的应用
2.2.1利用智能化技术进行控制
利用智能化技术进行控制也是通过运用当今的一些技术手段对建筑实时的进行质量监控,一旦发现建筑出现任何的质量问题就可以通过互联网将问题进行网上传送,这种具有网络化的传输技术是传统建筑行业当中不存在的一些技术手段。现如今已经有了很多的行业在运用着智能化的技术在进行行业的改革和技术的改进,智能化的引入不仅仅能够帮助人们节省更多的时间,还能够在很大程度上增高电气工程的工作效率,使得从前容易出现错误的一些失误不再发生。
2.2.2利用智能化技术解决出现的一些问题
利用智能化技术对于建筑当中出现的一些问题尽心解决,电气工程中间经常会出现一些故障问题,但是如果利用传统的检测方式很容易造成诊断的错误。传统的诊断方式比较复杂,出错率还是比较高的。然而利用一些高科技的信息技术手段对建筑质量进行检测不仅仅错误率低,检查速度快,还能够增加工作效率。
2.3智能化技术在建筑电气工程电气设备优化设计中的应用
智能技术的优化通常是根据一些自然界的现象进行技术的优化,例如在建筑当中可以采用仿生学的方式模仿进行建筑,或者是利用其它的自然理论进行电气工程的优化。在二十一世纪当中,任何的事物都在不断的进行着优化,建筑电子工程电气设备优化能够有助于建筑行业的发展和壮大,是我国建筑行业的一大发展重要发展前景。
3对电气工程的智能化技术进行未来展望
智能化技术在建筑工程当中的应用是比较成功的,在当今的社会当中,任何的技术都在不断的进行着创新和改革,在时代的进步和发展当中,要是建筑电气工程的智能化技术没有过多的创新和改革就会被其他的技术所超越,所以在此笔者建议有关部门要时刻的对建筑电气工程当中的智能化技术进行创新和改革,只有这样才能不被社会所淘汰。笔者认为我国已经在不断的向着发达国家的方向前进,只有不断的发现新事物才能够在优胜劣汰的生存制度当中存生下来,我国是一个发展中国家,拥有着很大的发展潜力和发展空间,仅对目前的情况来看,智能化的电气工程应用可以说是我国进步的开端,也是我国未来发展的前进方向所在。
高校培养人才的目的是为社会输送人才,尤其是为当地社会输送人才,服务于当地经济的建设,因此做好调研工作,必须依托于当地企业。调研工作不能流于表面,要发动整个教学团队的力量。首先,从专业层面应该有整体规划,确定调研的时间段、调研哪些企业,到具体实施阶段,老师下去调研的时候不能仅仅是盖个章回来就了事,应该提供现场调研的图片、个人小结等资料,另外为了调动老师的积极性,专业层面可以发放调研津贴。材料收集好之后,要依据材料进行细致的分析、总结工作,提炼出对制订人才培养方案有用的信息,尤其是企业需要什么样的综合人才、岗位能力分析、职业资格证书的获取情况等。
1.2充分发挥校企合作委员会的作用
每个专业都有自己的专业指导委员会或是校企合作委员会,要充分发挥其作用。首先在人选是一定要经过筛选,务必选择一个对整个专业发展能够提供指导性意见的人,这就需要他有在这个行业多年的工作经验,另外需要热爱教育事业,不能只是来挂个名,开个会,还需要在平时的各项工作中直到作用。
2.做好课程体系建设
2.1根据专业情况重新整合课程体系
每个专业发展的沿革不一样,所以制订课程体系时绝不能照抄照搬别人的。尤其是楼宇智能化工程技术专业,很多课程的开设是需要硬件支撑的,因此有些课程其他学校能开,本校可能开不了。另外,要充分考虑到师资情况,校内教师上不了的课程,要请企业老师来上课,如果连企业老师也找不到合适的,就得考虑这门课程是否能开设。
2.2注重实践课程的教学设计
高职高专的学生,人才培养的目标并不是研究型人才,而是技术型人才,因此要充分做好实践课程体系的建设。首先,理实一体课程要采用一体化的教学模式。教学决不能只在黑板上写写划划了,现如今90后的学生,接受信息的渠道很多,老师一定要充分备课。师生双方应该在实验实训室边教、边学、边做、边评定,把理论与实践教学紧密地联系在一起。其次,做好学期实训课程的教学设计。每个学期的实训内容可以是基于某门课程的也可以是基于多门课程的,以楼宇智能化工程技术专业来说,可以基于电工电子技术进行维修电工的实训,也可以综合楼宇智能化工程技术、安防技术、消防技术等进行智能管理系统综合实训。这种生产性的实训课程要尽量聘请资深的企业人员参加,这样对于教师和学生提高专业技能都有帮助。另外,做好顶岗实习和毕业项目设计。教师在给学生顶岗实习成绩评定时要有充分的依据,不能依照个人的喜好,这就需要专业层面制订合理的规章制度。最后,做好职业认证工作。要为学生制订弹性的证书获取机制,每个学期的实训课程尽量为学生提供考证的机会,告诉学生哪个证是必考的,哪些证书是选考的。这样学生可以根据自己的需求选考合适的证书。
2.3改革创新考核方式和评价模式
考核的目的是对学生的知识和技能掌握程度的评价,也是对教学效果的一种评估。在改革创新考核形式上,可以根据课程性质的不同采用多种多样的考核形式,可以积极推进过程考核,让学生付出的每一份努力都能够得到回报。总之,真实、客观的评价对于促进学生的学习是非常有帮助的,不仅能提升学生学习的动力,还能让其明白处于集体中的责任。
2.4注重综合素质的培养
人才培养方案制订过程中要充分注重对于学生综合素质的培养。尤其是楼宇智能化工程技术这种偏理工科的专业,要让学生明白一个人以后想在社会上立足并且过得幸福,这跟人的综合素质是分不开的,并不完全依赖于个人的技能。因此在开设课程时要充分考虑到上述能力的培养,可以开设大学生就业创业、法律法规常识、大学生心理健康教育等公共基础课,也可以开设电影艺术欣赏、围棋、书法等素质拓展课。另外,可以在以专业为单位积极鼓励学生创办或参加社团,这对于学生综合能力的培养非常有帮助,让他们提前了解和融入社会。
在现代汽车电子技术的条件下,数字温度计可用于对控制汽车发动机冷却水的温度进行更为精确的测量,还有探测气缸内主要轴承的温度及其燃烧的温度变化。数字温度计由放大A/D转换、温度传感器、显示装置以及译码器等部分构成,其工作原理是将传感器所产生的连续性的电量变成具有一定函数关系的电信号,再经过A/D转换将温度传感器模拟的电信号转换为相对应的断续量,接着译码器对其进行数字的编码,从而将测量的最后结果通过显示装置显示出来。
2人工智能技术在电气自动化控制中的应用
2.1人工智能控制实现了数据的采集及处理功能
在电气设备的运行过程中,数据的采集和处理是了解电气设备自动化控制情况,发现运行过程中的问题和提出解决办法的重要依据。在传统的自动化控制中,由于技术水平和实际运行中的动态变化,数据的采集和传输无法做到准确和稳定,保存数据容易出现丢失的情况。人工智能技术的使用,可以保障电气自动化运行过程中对动态信息的及时收集和稳定传输,对相关数据的保存工作也更安全,这就提高了电气自动化的控制水平,充分保障了电气运行中的安全性和稳定性。
2.2人工智能控制实现了系统运行监视机报警功能
电气自动化控制是用电气的可编程控制器,控制继电器,带动执行机构,完成预期设计动作的过程。在此过程中,系统内部各部分之间的运行都要严格按照设计模型和函数计算的基础上进行,如果系统中的一点出现问题,就会造成整个自动控制系统的故障。在以往的自动化控制系统运行中,对系统内部各部分之间的运行数据和运行状态进行实时监测,对运行中的特殊情况进行及时的报警处理,帮助自动化系统及时处理可能出现的故障,提醒电气管理人员加强对电气系统的管理。
2.3人工智能控制实现了操作控制功能
电气自动化控制的主要特征之一就是通过计算机的一键操作,就可以实现对电气系统的整体控制,保障电气自动化运行符合现实的需要。传统的自动化系统的操作,需要靠人工对系统各个环节进行人工操作,从而促进自动化系统内部的协调和配合,这种方式既降低了自动化运行的效率,也增加了自动化系统的故障发生频率。人工智能技术对电气自动化系统的控制,是通过各种先进的算法,按照电气自动化的需求,对自动化系统进行自动化和智能化设计,从而实现对电气自动化控制系统的同时操作,大大提高了自动化控制的效率,减少了单独指令操作中容易出现的不协调情况的发生。
3人工智能技术在电气自动化控制中的控制方式
3.1模糊控制
模糊控制以模糊推理和模糊语言变量等为理论基础,并以专家经验作为模糊控制的规则。模糊控制就是在被控制的对象的模糊模型的基础之上,运用模糊控制器,实现对电气控制系统的控制。在实际控制设计过程中,通过对计算机控制系统的使用,使电气自动化系统形成具有反馈通道的闭环结构的数字控制系统,从而达到对电气自动化系统的科学控制。
3.2专家控制
专家控制是指在进行电气自动化控制过程中,利用相关的系统控制理论和控制技术的结合,通过对以往控制经验的模拟和学习,实现电气自动化控制中智能控制技术的实施。这种控制方式具有很强的灵活性,在实际运行中,面对控制要求和系统运行情况,专家控制可以自觉选取控制率,并通过自我调整,强化对工作环境的适应。
3.3网络神经控制
网络神经控制的原理就是基于对人脑神经元的活动模拟,以逼近原理为依据的网络建模。神经控制是有学习能力的,属于学习控制,对电气自动化控制中出现的新问题可以及时提出有效的解决办法,并通过对相关技术问题的分析解决,提高自身的人工智能水平。
一、前言
在智能大楼的浪潮渐趋平静之时,智能住宅小区又揿新潮,形成了住宅的新卖点。智能住宅和小区通过媒体的宣传,为人们描述了梦幻般的理想新生活。通过计算机通信网络,人在家中坐,购物,教育,娱乐,医疗,人们聊天交往等等一切生活的需要都能解决,且保证住宅环境舒适,而且节能……。然而,1999年中国首次网络生存测试的结果,表明了当今中国的现实:我们憧憬的、国外来宣传的,还并不是我们真正需要的或能得到的;技术上能做到的,在社会上并不就可普遍推广的,当今的购房者中很多似乎并不对住宅的“智能”给予热情的响应,他们首先还是考虑价格和住宅是否能提供最基本的生活需要,如:户型、环境、交通条件、面积等等。有些智智能住宅小区的先行者花了大力气开发了网上信息服务,不好用,故很少人用。但可喜的是,我们也见到有的小区,坚定不移地终于走出了一条路,E社区正在深入人心,健康发展。这些现象都说明了新技术应用到家庭是不可能一蹴而就的。但是新技术深入家庭是历史的必然。本文作者希望将自己在从事住宅小区智能化工程的一些思考陈述于后,供同行们参考,更希求得指正。
二、智能住宅、小区是住宅、小区发展的方向
智能建筑是建筑与信息技术结合的产物,这已是众所周知的事实。智能建筑并非仅指大楼和楼群,它有着更广的涵义。而智能住宅、小区并不是智能大楼在规模上简单的缩型,也不是智能大楼的发展在空间上时间上的延伸。
智能住宅、小区在国外历经了80年代初的住宅电子化、80年代中的住宅自动化到90年代美国的“智慧屋”(WH)、欧洲的“聪明屋”(SH)的住宅智能化这样三个阶段。这三个发展阶段,表明了智能住宅与智能大楼的服务对象的不同而形成的不同的发展道路。
住宅电子化表明了采用大量电子技术的家电进入家庭,住宅自动化表明家用电器、通信设备与安保防灾等设备在家庭中的功能综合一体化。住宅智能化表明了信息技术发展的成果进入了住宅,使家庭中的家电、安保防灾和各种通信(话音、数据、图象)设备通过总线技术进行监视、控制和管理。其中,家庭总线技术是住宅智能化技术的核心。美国、欧洲和日本都有了各自的家庭总线标准。日本、新加坡有适用于大型居住区的总线。美国、日本、新加坡都有根据这些标准建立的智能住宅和小区的示范工程。中国住宅的开发基本都是小区的形式,因此,当我们谈到小区智能化的时候就隐含了住宅智能化。
中国智能住宅小区的发展与国外有所不同,是藉助于智能建筑的概念和借鉴国外家庭总线技术,趁住宅产业蓬勃发展之机而兴起。而今智能住宅小区示范小区遍布全国,用于住宅、小区的智能化的产品开发也遍地开花。
综观国内外的智能化的住宅小区,都具有如下共同的功能特征:
1.住宅内部具备综合了安防、防灾措施与生活服务的智能控制器,住宅与小区和社会之间具有高度的信息交互能力。
2.小区内部具备完善的安防措施,全面的公用设施监控管理和信息化的社区服务管理。
3.为小区内住户提供多媒体的多种信息服务。
一个完整的小区智能化系统如图1所示。应加以说明的是,小区的不同个性,会对智能系统的功能有所取舍。作者认为,根据小区的实际功能需求而确定其智能化系统才是胆智的规划、设计。实践表明,单纯追求技术的完备性、先进性的后果,是资源的浪费。
总的来讲,住宅小区智能化系统是智能住宅小区的必要条件,即实施了智能化工程的、并能发挥出智能化的效用的住宅小区才是成功的智能小区。务请注意,智能小区是一个特指的名称而已。
三、智能化功能需求的依据
衣、食、住、行是人们生活的基本条件。住宅是小们最根本的生存空间,是们逗留时间最多的地方,是人类繁衍生息的地方。随着社会的发展,住宅的功能范围亦在发展,但我国直到改革开放之前,住宅的功能仅仅是为了居住。今天,信息正成为人们生存活动的一个重要方面,信息技术的发展及进入家庭使住宅、小区能够具有如图1所示的功能。但现代人对住宅小区的功能要求是综合性的,并不仅限于信息技术方面,更何况人们对新技术的接收和应用会有一个过程,这不仅受认识限制,还受到经济上的以及社会环境条件的限制。我们在实践中感到,当从事住宅小区智能化系统建设时,一定首先要了解现代人对住宅、小区的功能需求,才能更加适当地认清智能化系统的作用。一个现代化的住宅小区必然地仍是以居住舒适为第一要义,它一般应满足如下要求:
1.居住性:生活空间分配合理,居住气氛浓厚,做到公私分离、动静分离、居寝分离。具体是起居厅、餐厅、厨房集合在一起,形成公共活动区。小区内有适宜的公共活动场所,或在楼上有空中花园以增加邻里交往,增加居住气氛。
2.舒适性:它包括平面空间尺度、视野、登高(高层楼的交通)、采光、通风、日照、噪音、内部装修、温湿度等等。
3.可持续发展性:从小区来讲,小区应与环境共生,保护资源,获得能源效益。对住宅而言,除对核心部定位外,其余空间作为卧室、餐厅等可以灵活再分隔。它不仅能使居民能参与设计,也为再改造提供了可能。
4.生态环卫性:是条目3的自然性方面的表现,这包括了外环境和内环境。
①使人居住在绿色环境中,天人合一,回归自然,小区绿色,住宅绿化。
②生活污水和生活垃圾的再处理、再应用,以不破坏自然生态。
③住宅内环境质量:厨卫设备布置紧凑,管线隐蔽,废油、气、烟排除畅通,建材的有害物质的防护等等。
5.节能、节地:
实质上是可持续发展的社会性的一面,多层住宅(鼓励二类高层),合理的体量与围护结构,可再生能源(风力、太阳能等)和新型材料的应用等。
6.安全性:必须是人与技术措施相结合。
①防盗要求:多层次防范,从边界防范、区内电视监控到住宅内的防盗。
②突发疾病的呼救。
③灾变(火灾、风灾、地震)的应急措施。
④可燃气体泄漏报警。
7.方便性
①交通:住宅或小区所处位置,小区内部道路布局和区域标识。
②各种配套设施:
·小区内部商店、文娱场所等服务设施。·周边环境的商店、医院、餐厅、学校等等服务场所。
③通信:电话、电视、计算机通信
从上述7个方面和上节所述我们看到,智能化系统是现代住宅小区不可缺的,但相对住宅小区所需要的功能,智能化系统所能担当的是有限的。智能化系统是为住宅、小区更加好地发挥效用服务的,是提高居住质量的手段之一,是住宅小区的配套设施。但是,在信息社会的今天,它的重要作用是不可低估的。因此,我们认为高档次的住宅小区不宜搞低档次的智能化系统,反之低档次的住宅小区不宜搞高档次的智能化系统。
四、住宅小区智能化的智能的涵义
智能的直观定义是在给特定的环境与目标条件下,正确制定策略并产生行动来实现目标的能力。社会智能的定义:人类群体在实现共同目的过程中分工与协作的能力,正确决策和实施的能力,现今一切人工的智能都是以人的智能为原型的。
4.1对照智能的上述定义,我们认为应从更广阔的概念上来理解小区的智能,即智能小区的智能并不是靠智能化或弱电专业就能实现的。
下面略举几例以说明之:
①住宅的舒适与房间的空间和采光有极大的关系。如果房屋的进深与层高之间设有一个恰当的设计,那又怎么会使用者的舒适和工作效率呢?这当然由建筑设计来考虑。
②空调和电采暖器可以在住宅内营造室内舒适的小气候,但它绝不能代替人对自然通风和阳光的亲近和需求。而它们的能耗如不加控制,则会对整个社会经济可持续发展产生负面影响。有专家统计过,以每户空调、采暖耗电1-4KW计,则仅长江流域的此项用电约为2亿KW,相当于11个三峡电厂的装机容量。又据专家测算,采用新型建材、新型空调设备以及对住户加以指导,长江流域年能耗可望降低50%。又有专家研究认为,将生物气候学原理应用于高层住宅,则可以节省运转能耗的40%。
③住宅热水器供水系统,常有长的管路且其保温措施常被忽视,结果往往要等一段时间才有热水放出。显然,这既浪费时间,还浪费水和天然气资源,亦降低了舒适性。
④住宅小区一般都注意到室外人们的交往空间,但往往重视其物质环境,如设置草地、流水等。但,对其心理环境重视不够,结果命名物质环境利用率低下。如:某住宅小区建设了一块草地,供居民休憩交往。但,它未经良好布置,并处于四周住宅窗口视线交汇之下,又为了住宅安全,场地围以铁丝网。结果,此处几乎无人。因为身居该场地中的人们感到如被囚禁般的不自在和被人们窥视的恐惧。
上述几个例子说明,好的住宅不区应是在建筑专业统筹下的相关各专业分工与协作的成果,是全体专业的智能的综合。光靠智能化系统,是达不到“实现快捷高效的超值服务与管理,提供安全舒适的家居环境”的实际效果的。
我们认为,现在我们所谈的智能住宅小区是一个特定涵义的称谓而已,就象绿色住宅小区、生态住宅小区等称谓一样,强调该住宅小区的某种特点。智能住宅小区仅只表明了它上具有现代信息技术设施的住宅小区而已。
4.2智能化系统本身若只考虑技术、设备而欠考虑其应用对象,则我们认为其智能是不足的。例如:
①在紧急呼救功能的实现上,很多采用一只固定的紧急按钮,甚至装在进门处。考虑较周到的是每个房间都装。但这对于有心脏疾病的老人,或行动不便的人紧急发病,而家中无人时间较长,就不适用。我们认为采用随身携带的无线紧急按钮为妥。
②为防盗而对窗子进行监控时,常见对每个窗都装门磁开关或红外双鉴探头。我们认为应该根据楼层和住宅的外观来考虑盗贼从窗口入侵的可能性以确定装不装,在哪个窗装,还是每个窗口都装的问题。多装会增加初投资,增加了误报次数,增加了工程质量以及以后的维护工作量。例如:一个800户的小区,每户平均有四扇窗,每窗一个门磁开关,则需购3200只门磁或双鉴探头。又假设每个开关或探头误报率为每年一次,那么就几乎平均每天可能有10次误报警出现,后果如何则可想可知。这样的系统该不能说是智能的吧。
五、以人为本是建设好住宅小区智能化系统的根本
住宅小区的建设尖以人为本,即为住户服务好。住宅小区智能化系统也须如此,以使住宅小区为住户服务得更好。
5.1智能化系统是高科技的系统,我们不能因此而使以人为本的目标有所减弱,即必须明确技术为人服务这一准则。也唯如此,技术才有市场。智能小区内千家万户,男女老少,各人的职业、文化爱好、习惯不同,各家的经济情况不同。因此,小区智能化系统服务对象差别很大,比之智能大楼更为复杂。在这众口难调的情况下,我们必须对小区内住户作一统计分析和归类,据此考虑智能化系统的具体功能系统的实施,一般可分成如下三类:
①属于智能化系统的基本要求、技术条件成熟且性能价格比合适的,列入普遍实施的项目,一般有:防盗报警、紧急求助、消防报警、出入口控制、煤气防泄、语音通信、有线电视、三表出户、公共场所监控、边界防范、巡更。
②技术条件成熟,但费用较贵,操作也较复杂,有相当部分住宅不愿使用的,作为可选项目,一般有:对家电的远程控制、网上炒股、影视点播(VOD)、国际互联网上网、一卡通等。
③技术条件复杂或不成熟者,或外界环境尚不完备者,或投资成本太高者,则暂不实施。如:远程急救诊疗,这在我国涉及法律责任和社会环境条件目前尚不具备。又如:网上购物、网上教育,国内大多数地区社会大环境尚不具备。又如:集中空调系统,涉及投资太高,冷量分摊计费复杂和住户的观念等问题。
根据以上三种情况,智能化系统中心站的实施必须首先满足住户基本和可选项目的要求,并考虑今后信息技术的发展和外界大环境的改善,逐步将暂不实施的以及可能出现的新项目予以实施。有些房地产商布了电话线、结构化布线,再加有线电视就号称是智能小区,显然是炒卖点而已。有些房地产开发商虽原先考虑智能化的技术较多而忽视了住户需求而交了学费,而今就能较周到考虑,使住户享受到信息技术带来的真实的物超所值的智能化服务,自身也获得美誉。
5.2我们感到要保证智能化系统规划、设计、实施以及运行良好,必须要有掌握好智能化系统的人才。智能小区智能化的实施是一个系统集成的过程,在这个集成过程中,各有关的技术、设备、材料最终构成了具体的符合该住宅小区需要的智能化系统,人在集成过程中起着决策者、组织者、管理者、实施者的重大作用。由于建筑智能化系统在我国历史很短,还缺乏工程经验,因此,也更缺乏实施智能化工程的人才,在实践中培养和使用人才就十分重要,不仅要有规划设计的人才,更重要的是施工组织和管理的人才,具体动手安装操作的人才以及运行维护的人才。建筑行业向来是劳动密集型的行业,高科技性的工种是弱项;集成商亦是近几年才出现,他们原多偏重计算机网络集成,很多是有集成之名,行销售之实,缺乏施工组织、管理和工程实例协调的实践,即使有些赫赫有名的外国大分公司亦是名实不符;而许多物业管理公司也是原来的房管局等机构演变而来,他们要维护好、运行好也确实存在困难。凡此种种造成小区智能化系统不能一次成功开通,开通后运行维护纠纷不断的现象。可喜的是经过这几年的实践,已有一批高素质的智能化集成公司崛起。从总体上考虑,由房地产公司或物管公司来运作智能化系统是难度很大的,专业从事社区服务的智能化公司可能是解决智能小区增值运行的一个途径。
六、不断地发掘住户需求是智能化持续发展的保证
我们认为,住户是推动智能化工程得以实用化和持续发展的决定因素。住户是服务的对象,没有他们的需求就没有智能化系统的立脚之地。我们不应把们看成是消极的推销对象,而应该引导他们成为智能化工程的积极应用者和管理的参与者。更应看到不断满足他们的新的要求,将使智能化系统充分发挥作用,获得服务增值,从而推动智能化系统向新的高度发展,形成一个良性循环机制。作者的经验是建易用难,用好更难。这要求我们把“服务”而不是“管理”,更不是其他,放在智能化工作的中心。这样,智能化才能持续地向前发展。作者的个人经验,提请注意以下几个方面:
首先,要有一个很有进取心的技术班子,他们不是消极地智能化系统的维护人员,他们能主动地要不断跟踪信息技术的新发展,跟踪信息技术在相关领域的应用,并将它们应用到小区的网络信息服务上。
其次,信息服务要有针对性的,以生动的方式展开,从和居民的基本要求、切身利益相关处入手。
第三,要有一个良好的健全的物流组织来保证信息服务的实现,使“网上点击”“E社区”“E生活”给住户真正带来方便、实惠,人是不可能生活在“虚拟”中的。
第上,最至关重要的,从小区建设期的领导到小区管理期的领导始终如一地坚信并坚持支持和参与智能化系统的工作。因为唯如此,才能组织协调各有关部门,使虚拟的E社区回归到现实社区。
使智能化变成为寻常百姓油盐柴米密不可分的“傻瓜”技术。这是十分艰辛的探索过程,它要求真正想建设智能滤我的领导者、从业者不断坚定信心,总结经验,虚心谨慎地探索用户的需求心理,开展多种形式的活动,引导用户和服务用户。例如:西南交大房产公司,他们在1996率先在四川、成都提出智能小区概念。其建设的智能小区一期,做到了光纤到楼,综合布线到户,建立了计算机管理中心。然而,上网户数仅只占住户总数的5%。智能小区二期,他们坚持每周组织住户举办家庭自动化设备的操作、计算机操作、上网、炒股等讲座。在暑假,举办少年计算机夏令营,不定期和计算机公司一起举办区内展示会等,使得上网的用户不断增多,现在达到了20%住户入网。交大智能小区三期、四期,从城市大环境,从投资效益,从方便住户和三网合一的趋向,考虑将小区网络形成改为HFC,大胆取消了综合布线系统。这是充分考虑了住户必看电视而不一定要用计算机这种现实。但,若住户要入网,CABLEMODEM就可,CABLEMODEM以租用户式担供,2年后即归住户所有,这种用户有一种认同感,一种自主感。2000年9月开始实验小区网上购物服务,为住户集体购买米、油等日用品,并以低于超市价格送货上门,受到住户热烈欢迎。该小区的智能物业服务体系已现端倪,电子商务的良好开端显示了高技术平民化的魅力和威力。该计算机管理中心已发展成为一个公司,从事滤我智能产品开发,系统设计和集成等业务,做的工程已涉足到沿海。
交通安全、交通堵塞及环境污染是困扰当今国际交通领域的三大难题,尤其以交通安全问题最为严重。 1995年,美国总共发生交通事故 6613000起,造成 41798人死亡,3386000人受伤,经济损失达 1500亿美元 ;日本在交通事故中造成 11000人死亡,经济损失达 1亿美元 ;而中国则总共发生交通事故 271843起,致使 71494人在交通事故中死亡,159308人在交通事故中受伤,造成直接经济损失达 152267万元人民币[1]。据专家研究,采用智能交通技术提高道路管理水平后,每年仅交通事故死亡人数就可减少30%以上并能提高交通工具的使用效率50%以上。为此,世界各发达国家竞相投入大量资金和人力,开始进行大规模的智能交通技术研究试验。
2.智能交通技术国外发展现状
智能交通技术是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子控制技术、计算机处理技术等应用于交通运输行业从而形成的一种信息化、智能化、社会化的新型运输系统,它使交通基础设施能发挥最大效能,从而获得巨大的社会经济效益。它的功能主要表现在:提高交通的安全水平、提高道路网的通行能力和提高汽车运输生产率和经济效益。
在美国,1991年国会通过了“综合地面运输效率方案”(ISTEA),旨在利用高新技术和合理的交通分配提高整个路网的效率,由美国运输部负责全国的ITS发展工作,并在以后的6年中由政府拨款6.6亿美元,用来进行ITS的研究工作。
在日本,建设省作为政府最大投资者,1999年至2000年投入1453亿日元用于ITS的开发。日本对其开展的自动化公路系统开发计划制定了具体目标,2001年后开始在全国进行实证试验,2015年左右在全国主要干线道路实现智能化。日本目前在ITS项目已经形成了官方、民间、学术机构的协调体制,这对日本ITS的发展起到了很大的推动作用。
欧洲十多个国家在80年代中期开始投资50多亿美元,联合执行一项旨在完善道路设施提高服务水平的DRIVE计划,其含义是欧洲用于车辆安全的专用道路基础设施。除了欧、美、日以外,新兴的工业国家和发展中国家也开始ITS的全面开发和研究。
3.智能交通技术在日本的本土化
智能交通技术20世纪80年代起源于美国,接着在日本得到发展。智能交通技术正象其他被引进技术一样,引进国在引进时,一定要考虑被引进国的实际情况,使之成为本国社会相融技术。美国在ITS体系框架结构中,规定其研究内容为出行者信息服务、过境车辆管理、商用车队管理等6个系统,日本在美国ITS 体系框架基础上,结合本国国情制定出包含先进的导航系统、辅助安全驾驶、不停车收费、交通管理最优法等9个研究内容的日本ITS研究体系框架结构 [ 2],并在此框架基础上开发了一系列ITS产品,实现了ITS的产业化。
在日本,汽车导航系统于1989年进入市场, 到目前为止大约40种不同形式的产品服务于用户。这些系统通过将经由路线的堵塞信息、所需时间、交通管制信息、停车场的满空信息等提供给驾驶员的方式帮助驾驶员在驾驶中可以采用最佳行动,从而实现分散交通流等导航功能。导航系统同时还可以服务于汽车安全,比如1997年9月推向市场的本田雅阁98款,安装了带有弯道侦测传感器的导航系统,该系统可以在交通路径诱导的同时,当前方路段出现弯道时让司机提前作好准备,从而避免由于弯道出现得太突然而引发的交通事故。在收费公路方面,日本公共部门和私人公司正加紧合作,争取早日开发出一种适合日本所有收费公路的自动收费系统。为将事故防患于未然,日本开始研究智能公路系统,即通过车辆及道路的各种传感器实时监测车辆行驶道路周围环境及车辆状况的状态信息,并将这些信息实时提供给驾驶员,在必要的情况下还可对车辆实施强制控制。这些项目涉及运输省的“先进的安全汽车 (ASV)”、通商产业省的“超级智能汽车系统 (SSVS)”、建设省的“自动化公路系统(AHS)”。1996年 9月,AHS在 11km长的环行道路上进行了一次自动驾驶的试验运行。 1998年 6月,出版了AHS-I、AHS-c、AHS-a研究所需的基本技术,包括与安全有关的 10个用户服务 (车道保持、避让障碍物、避免左转碰撞等 )以及9个提高效率和改善环境的用户服务 (保持适当车距、最佳道路使用率、最佳速度等 )。为了处理与大流量交通有关的问题,日本已经使用了交通控制系统。包括信号控制、车载设备获取的交通信息、公交优先、动态路线引导系统、商用车辆监控、绕行信息、减少交通污染的控制信号等。现在日本仍在不断寻找加强安全性、舒适性和环境保护的措施[3]。
目前,日本打算通过技术开发、制定国际标准、对发展中国家进行技术援助等途径来开发和输出其ITS技术。
4.智能交通技术在中国的本土化
中国是一个发展中国家,交通运输基础设施短缺,需要加快建设,另一方面也存在交通设施利用率低、管理技术落后、交通安全形式严峻等问题。鉴于我国道路在未来20年内仍然处于建设期(根据“五纵七横”公路主骨架的布局框架,建设12条约35 000公里以高等级公路组成的国道主干线),而这一期间正是智能交通技术在全世界进入全面实施阶段,中国也需要根据中国公路运输的实际需求探讨在中国公路运输网中应用智能交通技术来提高运输效率、保障安全和保护环境的可能性。2000年,国家交通部、建设部、公安部联合全国各大科研院所和多家高校制定了符合我国国情的《国家ITS体系框架》规定我国ITS发展主要集中在不停车收费、出行者信息服务、城市交通管理、公共交通系统、智能公路系统等9个方面[ 2]。
我国ITS研究可以追朔于80年代的公路收费系统研制,那时国家科技攻关项目“津塘疏港公路交通工程研究”于首次在高等级公路上把计算机技术、通信技术和电子技术用于监控和管理系统;进入90年代,我国开始关注国际上ITS的发展。1995年,交通部ITS工程研究中心进行了GPS(卫星定位系统)与导驾系统研究、基于GPS的路政车辆管理系统等一系列项目研究,交通部还与各省厅开展了“网络环境下不停车收费系统”的联合攻关。1999年,由交通部、科技部、建设部等十多个相关部门组成了国家智能交通系统工程技术研究中心,将ITS。未来交通建设和发展的优先领域予以重点支持。 由于世界各国把不停车收费系统作为ITS领域最先投入应用的系统开发,以此来扩大道路建设资金来源,缓解收费站交通堵塞,减少环境污染,所以我国也把联网收费、不停车收费系统的开发和应用列为国家ITS领域首先启动的项目。
从1998年初开始,交通部就组织开展了“网络环境下的不停车收费系统研究”,并在4个省市进行了示范工程。1999年1月1日,广州市“一卡通”不停车收费系统投入运行,到目前已开通不停车收费车道40余条。同时,围绕交通监控、汽车智能导航等系统,以及一大批科研成果及技术产品得到实际应用,对提高社会和公交出租车辆通行效率,改善城市整体交通状况都起到了极大的推动作用。
ITS建设投入已经达到40亿-50亿元,据了解,预计到2010年,“五纵七横”国道主干网将基本建成,网络将贯穿全国主要大中城市,到2015年国道主干线和公路主枢纽系统将全面建成,构筑起以高速公路为主体的公路运输主骨架。 在这个完善的道路网络里,绝大部分已建和所有新建的高速公路都预埋了比较充裕的管道,部分管孔已铺设了光纤,它将是承载智能交通业务的良好基础设施。仅以基础设施建设为例,我国将建设3.5万公里的高等级公路,在高等级公路的建设中,有相当一部分需要建设通信、监控和收费系统,目前这一部分投资一般占总投资的4%-5%。 1999年,我国公路建设投资达2000亿元以上,如果其中的1000亿元用于高等级公路建设,那么通信、监控和收费系统方面的投资将达到40亿-50亿元,这仅仅是当前通信、监控和收费系统ITS应用的初级水平。如果考虑到城市基础设施的建设以及今后ITS应用水平的提高等诸多因素,我国的ITS市场规模将以百亿元、甚至千亿元计算。 随着经济的快速发展,ITS的研发和应用将会越来越新、越来越快,为我国的高新技术产业、众多商家提供了一个巨大的商机和市场,我国即将掀起ITS产业建设的热潮,智能交通将给我们的生活带来极大的变化。