气象防雷技术未来发展趋势研究

第一篇：气象防雷技术未来发展趋势研究

气象防雷技术未来发展趋势研究

摘 要：目前我国的经济飞速的发展，人们的生活品质有了明显的提升，城市中高层建筑以及超高层建筑也越来越多，这样建筑遭受雷电袭击的概率大大的增加。而气象防雷技术的广泛应用，能够有效的预防该问题，减少了建筑受雷电袭击的概率，雷电对人们的生命以及财产安全的威胁大大的降低。本文就气象雷电技术未来的发展进行了深入的剖析。

关键词：气象雷电技术 未来发展 趋势研究引言

调查研究表明，我国最近几十年出现雷电事故的概率大大的增加，一方面是因为我国高层建筑的数量有了明显的增加，另一方面是因为人们缺少防范意识。气象防雷技术没有及时的预报雷电情况，未能提前预防。相关人员需要加大研究的力度，掌握未来的发展趋势，确保气象防雷技术能够真正的落实下去。伴随着我国气象法的不断健全，不同部门也加大了气象雷电灾害的管理力度，严格了检测环节，为了你能够顾更好的满足社会的发展需求。雷电的种类以及影响

近几年来，社会经济的发展，高层建筑的数量、电气设备的使用量有了明显的增加，很多用户对网络和电气依赖性也越来越强，这些都造成了建筑雷电灾害出现的概率大大的增加，所以，做好气象防雷技术的研究显得极为重要。

2.1 直击雷以及伤害性分析

直击雷的出现主要是云层和地面的凸起物之间的放电形式，直击雷可以在短暂的时间将人或者是牲畜击伤或者击毙。因为雷电流会流入到地下，造成雷击点和连接她的金属部分产生较高的对地电压，会直接接触电压，引发跨步电压的触电现象。

2.2 雷电感应以及伤害性分析

在雷电放电的过程中，会依附周围的导体出现电磁感应和静电感应的现象。因为金属部件和金属部件之间会出现火花，造成设备受损的情况，这其中静电感应是因为雷云和地面相接触，在地面的凸起物的顶部能够感受到大量的异性电荷引发的。在雷云和其他的部位放电之后，凸出物顶部的电荷不受限制，主要是以雷电波的状态，沿着突出物飞速的传播。电磁感应因为在出现雷击之后，大量的雷电流会在附近的空间出现明显的变化，这种磁场可以在周围的金属导体中感受出较高的电压，给人体带来二次放电，会进一步的造成电器的损坏。

2.3 球形雷以及伤害性分析

和直击雷存在有明显的区别，球形雷是一种有着极亮白光或者是红光的火球，它可以从门、窗和烟囱等通道进入到室内，较为危险，但是出现球形雷的概率要比出现直击雷的概率低得多。关于球形雷的形成有很多种说法，但是对球形雷的预防以及预报尚处在摸索环节。我国气象防雷技术的发展趋势

3.1 智能建筑的防雷更加完善

3.1.1 外部防雷设置的广泛运用

因为外部防雷设置一般设在建筑的外部，所以他能够起到扩散电流的作用，雷电带来的电流来源量是无法有效控制的，所以说只能在过程中尽可能的削减，将建筑物上的电流要降到最低，尽可能减少损失。

3.1.2 内部防雷设置的广泛运用

之所以要在建筑物的内部设置防雷设施主要是为了减少因为雷击给建筑内部带来的损害，来有效的预防接触电压带来的二次雷击伤害，调查研究表明，二次雷击所引发的??害是极大的。

3.1.3 综合防雷装置的广泛运用

综合防雷装置的广泛运用主要是采取了拦截直击雷的设置，因为避雷针会对电子设备有较大的干扰，所以采用屏蔽装置主要是为了避免表层的电磁干扰对电子设备的影响，通过这种方式电磁场可以被阻隔在空间入侵的通道之外，减少对电子设备能量的干扰，借助分流指引下线的设置是为了能够减少分流效果带来的影响，对建筑物的减压电感减少之余，也能够削减反击电压的作用。

3.2 提升气象防雷检测工作的效率

3.2.1 提升气象防雷检测的覆盖率

对气象防雷检测的考核指标加以健全完善，有助于进一步的提升防雷预测信息的整体质量，目前的气象防雷信息较广泛的用在了大建筑物和国家规定的避免雷击的场所中，但是分析目前我国气象防雷信息的发展，已经很难满足社会发展的需要，信息的完整性、及时性以及信息的准确性需要进一步的提升。

3.2.2 提升技术人员的专业素养

对气象防雷技术的工作人员加大培训的力度，让工作人员能够掌握先进的气象防雷技术之余，还可以增进工作人员和工作人员之间的沟通和交流，在理论业务学习和交流的基础之上，确保气象防雷技术的有效运行，也正是借助这种方式和平台，气象防雷技术的工作人员在实际的工作中，才能严谨、认真和负责，也这是在不断的摸索中，提升技术人员的整体素养。

3.3 加大新技术的广泛应用

3.3.1 网络防雷技术的广泛应用

现今，我们已经步入了智能建筑时代，因为有着较大规模的集成电路的网络电子设备，所以在高电流和高电压的情况下，被烧毁。之前一直使用的避雷针、电源防雷已经无法满足智能建筑的发展需要。需要在对前端网络防雷器进行保护的前提下，让线路、设备和大地组成一个等电位体，很好的将雷电流阻挡下来，内部设置能够感受到雷电流稳定的排入地面，和电源、避雷针的防雷器一起组成了全方位的防雷体，保证了后接设备的安全性和稳定性。

3.3.2 新型避雷针的广泛应用

新型避雷针的主要特点是无辐射和无源，所以当雷击出现的情况下，会在临界点的位置产生一个向上先导，预先形成雷电通路，这个传统的避雷针有着明显的差异，新型避雷针提前放电的较为精准，采取的是主动式的引雷。同时，在同样的背景之下，新一代避雷针技术还具有安全性、可靠性、不需要维修的特点，这些优势也是传统的避雷针无法企及的。

3.4 气象防雷预测朝着准确、高效的方向发展

气象防雷预测是气象防雷技术的重要一部分，伴随着我国建筑物的不断增加，防雷的需求方位也在不断的扩大。气象防雷预测工作朝着精准化的方向发展。我国的气象防雷检测考核指标在不断的健全，气象信息的准确度也有了明显的提升，为气象防雷预测工作的有序开展奠定了坚实的基础。结束语

于气象防雷技术的发展而言，我们还有很长的一段路要走，所以我们务必要明确方向，在不断的实践中，确立起气象防雷工作的规划，并且不断的修正，培养出大量的专业性人才，积极的引进国外的先进资源和设备，保证防雷工作的有效开展。

参考文献

[1]邓志明，吴建雄，林文波.气象防雷检测工作常见问题及措施[J].石化技术，2017，24（04）：225+223.[2]罗伟.现代气象防雷设备与技术探讨[J].南方农业，2015，9（21）：225-226.

第二篇：浅谈物联网技术未来发展趋势

《物联网技术》讲座听后感

——浅谈物联网技术未来发展趋势

摘要：

物联网主要技术就是把网络技术运用于万物，组成“物联网”。比如把感应器嵌入装备到油网、电网、路网、水网、建筑、大坝、等物体中，然后将“物联网”与“互联网”整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，并且由超级计算机群对“整合网”的人员、机器设备、基础设施实施实时管理控制，以精细动态方式管理生产生活,提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然关系。

The main technology of the Internet of Things is to apply network technology to all things to form the “Internet of Things”.Embedding sensors such as network equipment to oil, power grids, roads, canals, buildings, DAMS, such as the object, then the “Internet of things” and “Internet” together, realizes the human society and the integration of the physical system, and by a supercomputer group of persons on the integration of network, implement the real-time control machinery, equipment, infrastructure, management production and living in fine dynamic way, improve the level of resource utilization and productivity, improve the relationship between man and nature.关键词：物联网产品，Arduino，Linux，iBeacon，蓝牙技术

物联网对我来说既新颖陌生又十分熟悉；说它新颖陌生是因为在我身边还没有运用这项技术，但是却又非常令人着迷；说它十分熟悉是因为老师与我们学生时常谈论这个内容。

物联网这个词最先是由国外提出的，叫做：Internet of Things。在我国正式由温家宝总理提出：2009年8月总理提出“感知中国”，物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”，物联网在中国受到了全社会极大的关注，其受关注程度是在美国、欧盟、以及其他各国不可比拟的。

物联网主要技术就是把网络技术运用于万物，组成“物联网”。比如把感应器嵌入装备到油网、电网、路网、水网、建筑、大坝、等物体中，然后将“物联网”与“互联网”整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，并且由超级计算机群对“整合网”的人员、机器设备、基础设施实施实时管理控制，以精细动态方式管理生产生活,提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然关系。

关于物联网的应用，我觉得可以应用与很多方面。生活中，我们通过物联网可以管理家里电器。而在学习上，我们可以利用它进行交互式学习。医学方面的运用更加有利，比如，连续监测高血压患者的人体特征参数、周边环境信息、感知设备和人员情况等。我们以为这个技术很高深，但其实原理很容易理解，就拿其运用于医学方面来说。医学物联网中的“物”，就是各种与医学服务活动相关的事物，如健康人、亚健康人、病人、医生、护士、医疗器械、检查设备、药品等等。医学物联网中的“联”，即信息交互连接，把上述“事物”产生的相关信息交互、传输和共享。医学物联网中的“网”是通过把“物”有机地连成一张“网”，就可感知医学服务对象、各种数据的交换和无缝连接，达到对医疗卫生保健服务的实时动态监控、连续跟踪管理和精准的医疗健康决策。

物联网技术对我们来说是十分有利的技术，但由于硬件方面跟进不足，导致现在发展缓慢，以至于现在普通人对它的印象还只是想象之中的东西。但是一旦物联网技发展起来，对整个社会将会产生革命性的的影响，到时候，我们的生活更加丰富多彩。我期待物联网技术的发展，期待它造福我们。

物联网将会在以后人们的生活中有很大的应用空间，下面就:是几个生活中的应用的例子:电子支付的发展完全取代现金,现金从此不再存在电子交付的发展可以很方便的完成所有支付行为、商场超市等、购物医院看病、乘坐各种交通工具、旅馆住宿、饭店吃饭、各种费用缴纳等，你的一切消费行为都可以电子交付且必须电子交付。因为没有现金而支付用的卡就是你的身份证，身份证具有全球唯一的安全号码，具有身份识别和支付功能。

手机已经不仅仅是通讯的工具，手机的发展成为人不能离开的工作、学习、娱乐、通讯的信息中心、手机功能的强大完全可以代替现有的台式机笔记本电脑，你的一切工作学习娱乐等全部在手机上完成。如果需要大屏幕显示、办公室或家里或公共场合都有无线键盘和显示器打印机等。如果去野外有无线可折叠键盘、显示器等,离开手机你将什么也不能干手机定位技术使政府随时随地知道你的精确位置和正在干什么。

在交通运输方面也会产生很大的影响:智能交通的作用主要体现在对交通的疏导管理，而智能运输则侧重对运输业全流程的监管，最有代表性的案例是电子关锁的应用。目前已有部分地区的海关开始了电子关锁的应用，其流程如下①海关工作人员上门为企业服务，在货物装箱后即进行验关操作并办理好相关手续②装载货物集装箱的门]被海关工作人员锁上电子关锁③集装箱被集装箱货车拉往码头④集装箱被运到集装箱码头上船，不必再进行验关。在这整个流程里，电子关锁起到的作用是运输过程的智能监控，通过监控运输的路线、耗时、及上锁开锁工作人员的操作等一系列信 息，确保运输过程货物不会被掉包。电子关锁有效提高企业通关效率，最大程度地简化企业通关成本。而有了电子关锁作为支撑，海关就能更好地为企业提供服务。

物联网不是传统意义上的互联网的延伸，也不是下一代互联网。它是以“物的特性为基础的，通过大里的统计学应用和经验的总结，结果作用于”物"，从而为人类服务的网络。他与互联网根本的区别在于数据的来源与服务的目的:互联网数据来自于人或操纵于人，大量冗余，信息量大，信息熵(就是信息的意义价值)较小，网络服务的目的减轻人的劳动强度，更多的便利性和娱乐性;物联网数据来自于物，作用于物，服务于人，是真实的可靠的有意义的，网络服务的目的使人过上更加科学、绿色、适用的生活。

参考文献：

1、樊世清，于泽，郭红军《论物联网对供应链管理的影响》、《中国经贸导刊》

2、李霞《浅谈物流信息技术与物联网》、《商场现代化》

3、肖慧彬《物联网中企业信息交互中间件技术开发研究》

4、江宏，《物联网引发供应链管理革命;物流技术与应用》

5、龚英，胡涛;《国际供应链与物流管理的创新、合作与共赢》、《中国重庆供应 链与物流国际论坛”会议综述》

第三篇：未来之家——浅谈住宅智能化技术发展趋势

未来之家——浅谈住宅智能化技术发展趋势

摘要： 在“信息技术、信息化、信息 时代 ”，我们来谈谈“住宅智能化”以及住宅智能化当前 问题 和住宅智能化 发展 趋势。

关键词： 住宅 智能化 网络 信息 在“信息技术、信息化、信息时代”，甚至土洋结合的“ IT 技术”这些 时尚 词语充斥于各种媒体上的今天，人们都在自觉不自觉地试图把自己生活中的一切和“信息”这两个字联系到一起，这应该说也是时代和未来发展的大趋势。而对于现在的房地产行业来说，信息、宽带、智能化也正是最为火热的卖点，是房地产商们热衷于炒作和经营的重点，甚至有的房地产商宣称说住宅的智能化就和家中的水龙头一样，是生活的必需品。那么，住宅智能化果真与信息化一样，是房地产业当前和未来发展的必然趋势吗？ 住宅智能化的含义 首先，让我们来了解一下究竟什么是“住宅智能化”。在这个概念里，“智能化”应该是定位在广泛意义上的，它包含了信息的方便、快捷、自由获取，信息自动分类与存储，全新的多媒体传递方式，家居的自动化控制以及住宅的安全防范功能等多个层

面上。比如：在住宅厨房中安装煤气泄露探测器检测室内的煤气泄露状况；在窗口安装感应窗帘根据时间和阳光的强弱自动开闭；在住宅门口安装影象或声音识别装臵自动识别主人，完成开门等等。而不是象现在众多的产品生产商、系统集成商、房地产开发商们不遗余力、大张旗鼓宣传的安防系统、宽带入户、背景 音乐 等等那些简单意义上的所谓“智能化”。简而言之，住宅智能化就是为信息时代的家居生活提供便利而快捷的各种开放信息，在家务劳动中节约人力劳动和能源，拓展家庭娱乐 内容 和空间，使得生活更方便、更安全，其最终的目的是使人们的居住环境更加安全、舒适、方便，更加富于人性化特点。住宅智能化当前问题 由于住宅智能化所包含的内容比较多，因此 应用 的各种新技术也非常多。目前 虽然大家都在提住宅智能化，但还是仅仅局限于住宅控制自动化、住宅安全防范、信息家电、宽带入户等几个层面上，人们还无法在日常生活中真真切切地感受到智能化所带来的好处。其实，从未来的发展和实际的使用考虑，住宅智能化是不能脱离了建筑环境、家庭装修、居住环境以及居住使用人这些因素单独存在的，它必须以人为核心，结合现有的信息技术、通讯技术、自动化技术和信息家电技术，为信息时代的家居生活提供全面、高质量的服务。市场调查显示：当前人们在购房时最关注的 5 个问题是：房价、位臵、物业管理、户型和环境，在行业内被大张旗鼓炒作的

智能化概念根本不是关注的重点。之所以如此，一个最关键的问题就是：目前行业内的物业管理水平大多数还处在比较低层次的阶段，智能化物业管理的概念和作用还没有被充分理解、认识、消化以至付诸具体实践。而住宅智能化功能的完美实现是绝对不能脱离物业管理独立存在的，由此导致的最直观结果就是住宅智能化无法切切实实地为购房者带来各种看得见的利益。当然形成这种局面有多方面的原因。首先国内的 经济 发展水平和人们普遍的生活水平还没有达到比较高的层次，仍然停留在解决大多数人居住空间的阶段，还没有把如何提高居住的环境和住宅的品质当作重点解决的问题。其次国内住宅智能化的技术发展水平也相对较低，各个厂家、各种技术、各种标准各自为政，还没有形成统一规范的技术解决标准，更谈不上从集成的角度来整体解决相关的技术问题了。同时目前住宅智能化的功能也比较单一，除了接收信息、简单的家电控制和安全防范，就没有什么真正成熟、实用的功能了。很多家电本身的智能功能根本没有融入到住宅智能化中去。最后，也是最重要的一点：住宅智能化是一个跨行业，多专业协调的系统工程，需要各个行业的厂家、公司和有关服务、管理等职能部门协作完成，而不是象现在这样各厂家、公司各自为战，互不相关，有关管理、服务措施严重滞后，难以规范，从而造成住宅智能化目前这种遍地开花，不见结果的尴尬局面。住宅智能化 发展 趋势

虽然住宅智能化建设 目前 存在着上述种种 问题 和矛盾，但有一点是无庸臵疑，不可否认的：随着 计算 机技术、信息技术、网络 技术的迅猛发展和人们生活水平的不断提高，人们会越来越重视自己居住环境的舒适、安全、便利，获取内外部信息的方便、灵活、快速，这些需求正为住宅智能化建设提供了广阔的发展空间和 历史 性的发展机会。因此可以预见：未来的住宅智能化建设是大有可为的。根据目前的技术发展状况和发展方向，笔者认为住宅智能化技术将有如下发展趋势：

1、Internet 网络的家庭化。这种趋势正在被许多事实验证： 2001 年被发展商、ISP 们炒得沸沸扬扬、如火如荼的小区宽带网建设实质上就是把以前的办公局域网、校园网技术引入到小区内，进而引入住户家庭。另外，互联网站和网页的 内容 也将逐渐趋向于个性化和专业化，出现专门针对家庭生活，以及家庭中个性对象（如主妇、老人、孩子等）的专业网站和网页内容，如：专业的物业管理、商务服务、生活服务、教育 服务、医疗服务、娱乐服务等等。

2、信息家电的普及。随着技术的发展，家用电器会越来越趋向于信息化、集成化。家用电器厂商们通过将功能不断强大的微电脑芯片植入产品来提高家用电器的自动化水平，完善功能。而且随着嵌入式操作系统的技术发展和 应用平台标准化，信息家电的产品种类会越来越多，功能会越来越强大，集成度会越来越高。将来的家用

电脑将不在是一个简单的信息处理和存储设备，它可能会集数字电视、音响、可视电话等功能于一身，成为名副其实的家庭信息终端设备，互动电视、VOD 点播、上网冲浪等都将成为基本功能。目前很多公司已经把信息家电列为下一步的重点发展计划，比如微软（Microsoft）的“.net ”计划，联想（Legend）的“.home ”计划，目的就是要将传统的信息技术产业向信息家电行业转变，因为这里蕴藏着无限的商机和广阔的市场。

3、家庭网络和住宅自动化控制系统的技术应用。家庭综合网络的出现是住宅智能和信息产品不断完善和投入实际应用的必然结果。因为所有智能产品功能的实现都有赖于信息的传递，传输介质必不可少，而目前国内还没有统一的技术标准和行业规范，各种技术和协议互不兼容，致使住宅内的布线网络纷繁杂乱，不仅增加了投资，造成不必要的浪费，而且增加了管理和维修的难度。统一协议、统一介质的家庭综合网络会从根本上解决这些问题，是可以预见的发展趋势。统一的网络必然要求统一的自动化控制系统，以实现功能完善、可操作性好、利用价值高的住宅智能化控制，相信随着信息家电的普及和家庭网络的进一步完善，住宅自动化控制系统将越来越成熟。

4、智能化、网络化的物业管理。未来的智能小区和住宅，借助众多智能化系统功能的充分应用，将使物业管理的水平和质量得到极大提高，同时大大降低管理和运行成本，让物业

公司和住户都从中受益。比如：通过智能系统的应用，小区和住宅的安全保卫能力得到提高，小区设备设施的管理更加有效，小区住户综合与信息服务更加方便、快捷等等。同时，住宅和小区的智能化应用以及物业公司众多业务的智能化管理使许多管理数据和服务内容实现了信息化，为物业的网络化管理创造了方便条件，使物业的远程、异地、集中管理成为可能，从而使高素质、高水平的物业公司能够扩大服务规模，增加服务手段，使之有条件为住户提供更高质量、更多内容的服务和管理。参考 文献 ： 《住宅小区智能化系统设计与工程实施》 程大章 同济大学出版社 《智能建筑技术与思考》温伯银 出自《建筑电气》

《智能建筑工程设计与实施》程大章 同济大学出版社

第四篇：未来之家——浅谈住宅智能化技术发展趋势

  简介：在“信息技术、信息化、信息时代”，我们来谈谈“住宅智能化”以及住宅智能化当前问题和住宅智能化发展趋势。关键字：住宅，智能化，网络，智能化技术

在“信息技术、信息化、信息时代”，甚至土洋结合的“IT技术”这些时尚词语充斥于各种媒体上的今天，人们都在自觉不自觉地试图把自己生活中的一切和“信息”这两个字联系到一起，这应该说也是时代和未来发展的大趋势。而对于现在的房地产行业来说，信息、宽带、智能化也正是最为火热的卖点，是房地产商们热衷于炒作和经营的重点，甚至有的房地产商宣称说住宅的智能化就和家中的水龙头一样，是生活的必需品。那么，住宅智能化果真与信息化一样，是房地产业当前和未来发展的必然趋势吗？ 住宅智能化的含义

首先，让我们来了解一下究竟什么是“住宅智能化”。在这个概念里，“智能化”应该是定位在广泛意义上的，它包含了信息的方便、快捷、自由获取，信息自动分类与存储，全新的多媒体传递方式，家居的自动化控制以及住宅的安全防范功能等多个层面上。比如：在住宅厨房中安装煤气泄露探测器检测室内的煤气泄露状况；在窗口安装感应窗帘根据时间和阳光的强弱自动开闭；在住宅门口安装影象或声音识别装置自动识别主人，完成开门等等。而不是象现在众多的产品生产商、系统集成商、房地产开发商们不遗余力、大张旗鼓宣传的安防系统、宽带入户、背景音乐等等那些简单意义上的所谓“智能化”。简而言之，住宅智能化就是为信息时代的家居生活提供便利而快捷的各种开放信息，在家务劳动中节约人力劳动和能源，拓展家庭娱乐内容和空间，使得生活更方便、更安全，其最终的目的是使人们的居住环境更加安全、舒适、方便，更加富于人性化特点。住宅智能化当前问题

由于住宅智能化所包含的内容比较多，因此应用的各种新技术也非常多。目前虽然大家都在提住宅智能化，但还是仅仅局限于住宅控制自动化、住宅安全防范、信息家电、宽带入户等几个层面上，人们还无法在日常生活中真真切切地感受到智能化所带来的好处。其实，从未来的发展和实际的使用考虑，住宅智能化是不能脱离了建筑环境、家庭装修、居住环境以及居住使用人这些因素单独存在的，它必须以人为核心，结合现有的信息技术、通讯技术、自动化技术和信息家电技术，为信息时代的家居生活提供全面、高质量的服务。

市场调查显示：当前人们在购房时最关注的5个问题是：房价、位置、物业管理、户型和环境，在行业内被大张旗鼓炒作的智能化概念根本不是关注的重点。之所以如此，一个最关键的问题就是：目前行业内的物业管理水平大多数还处在比较低层次的阶段，智能化物业管理的概念和作用还没有被充分理解、认识、消化以至付诸具体实践。而住宅智能化功能的完美实现是绝对不能脱离物业管理独立存在的，由此导致的最直观结果就是住宅智能化无法切切实实地为购房者带来各种看得见的利益。

当然形成这种局面有多方面的原因。首先国内的经济发展水平和人们普遍的生活水平还没有达到比较高的层次，仍然停留在解决大多数人居住空间的阶段，还没有把如何提高居住的环境和住宅的品质当作重点解决的问题。其次国内住宅智能化的技术发展水平也相对较低，各个厂家、各种技术、各种标准各自为政，还没有形成统一规范的技术解决标准，更谈不上从集成的角度来整体解决相关的技术问题了。同时目前住宅智能化的功能也比较单一，除了接收信息、简单的家电控制和安全防范，就没有什么真正成熟、实用的功能了。很多家电本身的智能功能根本没有融入到住宅智能化中去。最后，也是最重要的一点：住宅智能化是一个跨行业，多专业协调的系统工程，需要各个行业的厂家、公司和有关服务、管理等职能部门协作完成，而不是象现在这样各厂家、公司各自为战，互不相关，有关管理、服务措施严重滞后，难以规范，从而造成住宅智能化目前这种遍地开花，不见结果的尴尬局面。住宅智能化发展趋势

虽然住宅智能化建设目前存在着上述种种问题和矛盾，但有一点是无庸置疑，不可否认的：随着计算机技术、信息技术、网络技术的迅猛发展和人们生活水平的不断提高，人们会越来越重视自己居住环境的舒适、安全、便利，获取内外部信息的方便、灵活、快速，这些需求正为住宅智能化建设提供了广阔的发展空间和历史性的发展机会。因此可以预见：未来的住宅智能化建设是大有可为的。根据目前的技术发展状况和发展方向，笔者认为住宅智能化技术将有如下发展趋势：

1、Internet网络的家庭化。这种趋势正在被许多事实验证：2001年被发展商、ISP们炒得沸沸扬扬、如火如荼的小区宽带网建设实质上就是把以前的办公局域网、校园网技术引入到小区内，进而引入住户家庭。另外，互联网站和网页的内容也将逐渐趋向于个性化和专业化，出现专门针对家庭生活，以及家庭中个性对象（如主妇、老人、孩子等）的专业网站和网页内容，如：专业的物业管理、商务服务、生活服务、教育服务、医疗服务、娱乐服务等等。

2、信息家电的普及。随着技术的发展，家用电器会越来越趋向于信息化、集成化。家用电器厂商们通过将功能不断强大的微电脑芯片植入产品来提高家用电器的自动化水平，完善功能。而且随着嵌入式操作系统的技术发展和应用平台标准化，信息家电的产品种类会越来越多，功能会越来越强大，集成度会越来越高。将来的家用电脑将不在是一个简单的信息处理和存储设备，它可能会集数字电视、音响、可视电话等功能于一身，成为名副其实的家庭信息终端设备，互动电视、VOD点播、上网冲浪等都将成为基本功能。目前很多公司已经把信息家电列为下一步的重点发展计划，比如微软（Microsoft）的“.net”计划，联想（Legend）的“.home”计划，目的就是要将传统的信息技术产业向信息家电行业转变，因为这里蕴藏着无限的商机和广阔的市场。

3、家庭网络和住宅自动化控制系统的技术应用。家庭综合网络的出现是住宅智能和信息产品不断完善和投入实际应用的必然结果。因为所有智能产品功能的实现都有赖于信息的传递，传输介质必不可少，而目前国内还没有统一的技术标准和行业规范，各种技术和协议互不兼容，致使住宅内的布线网络纷繁杂乱，不仅增加了投资，造成不必要的浪费，而且增加了管理和维修的难度。统一协议、统一介质的家庭综合网络会从根本上解决这些问题，是可以预见的发展趋势。统一的网络必然要求统一的自动化控制系统，以实现功能完善、可操作性好、利用价值高的住宅智能化控制，相信随着信息家电的普及和家庭网络的进一步完善，住宅自动化控制系统将越来越成熟。

4、智能化、网络化的物业管理。未来的智能小区和住宅，借助众多智能化系统功能的充分应用，将使物业管理的水平和质量得到极大提高，同时大大降低管理和运行成本，让物业公司和住户都从中受益。比如：通过智能系统的应用，小区和住宅的安全保卫能力得到提高，小区设备设施的管理更加有效，小区住户综合与信息服务更加方便、快捷等等。同时，住宅和小区的智能化应用以及物业公司众多业务的智能化管理使许多管理数据和服务内容实现了信息化，为物业的网络化管理创造了方便条件，使物业的远程、异地、集中管理成为可能，从而使高素质、高水平的物业公司能够扩大服务规模，增加服务手段，使之有条件为住户提供更高质量、更多内容的服务和管理。参考文献：

《住宅小区智能化系统设计与工程实施》 程大章 同济大学出版社 《智能建筑技术与思考》温伯银 出自《建筑电气》 《智能建筑工程设计与实施》程大章 同济大学出版社

第五篇：数学未来发展趋势研究

数学未来发展趋势研究

哈尔滨商业大学 林荣强

我们正在领会到所有科学和数学的知识是相互关联和相互依赖的，我们也开始看到这些知识作为原理和关系的集合体，已从不可见的原子扩展到地球上巨大的生物和社会系统。其结果使我们更加清晰地认识到，需要将理论研究和应用研究紧密地靠近。

趋势一：研究从直线模型到动态模型

第一个重要趋势应当是我们描述研究的方式。不少人在讨论科学政策时，都认为基础研究和应用研究不同。他们说基础研究是为了自身的缘故而探索知识的，用不着多想它将会有何用途。而应用研究不同，这种研究在思想上具有比较特定的目标。许多人谈论研究的”直线模型”，他们说知识只沿一个方向运动，从基础研究到应用研究再到开发，最后到应用。但是这种模型与现实世界的情况并不完全符合，即便是最简单的研究项目也都包含思想和信息沿多个方向的动态流动。

研究者对这一点也不会感到惊奇，因为他们的研究一直如此。但是对于给研究者提供经费的机构来说，可能会感到意外。如果这些机构认识到研究的这个动态过程，他们可能会更有效地资助研究，从而把事情做得更好，例如，一个机构可能会明智地同时资助基础和应用研究，而不仅只资助一种研究，如果他们因为想要直接推进实际应用，而决定只资助应用研究，他们可能会严重地扭曲科学的进程。

我们可以想出许多个例子，表明最有创见的研究如何同时依赖于基础和应用的思考，伟大的法国生物学家路易?巴斯德(1)(Louis Pasteur)常常从医学、酿制啤酒、制造葡萄酒和农业方面的实际问题中得到研究的动力，促使他得到基础生物学和疾病方面的一些基础性发现。现代基因学之父孟德尔（Gregov Mendel）是在研究如何改进农作物这样很实际的问题时，发现基因基本定律的。举一个近一些的例子。物理中基础光学的研究具有传统的目标：为相机和望远镜生产更好的镜头，但现在给我们带来了现代电信业最重要的基础之一：纤维光学。我们需要设置不同类型研究人员的职位，并以多种方式使他们联合在一起，以使研究工作保持平衡和多样化。

趋势二：从理论＋实验，到理论＋实验＋计算

第二个趋势是研究过程自身的扩展。就在不久以前，我们把研究方式还归结为两种手段：理论与实验。现在由于计算机能力的开发，我们又加上了第三种重要的手段：计算，这第三种手段使我们可以对于直接测量或定量化太复杂的一些系统，来设计它的数学模型，从而回答几十年前不能理解的一些问题。臭氧洞

需要大规模计算的一个人们熟知的例子是海洋与大气的混合体，我们试图把流体力学和非线性动力学组合起来去了解这个混合体，模拟它所基于的物理和化学过程，但是它比诸如墨水在水中运动这种快速扩散过程要复杂得多。

例如，两种环境中均有非混合流体的”孤岛”，另一种介质无法从外部穿入进来在海洋中这种现象对鱼的生死是至关重要的，因为鱼依赖于营养物、化学物质、浮游生物和其他鱼这种混合环境，在大气中，这些孤岛可决定污染和温室气体的传播。例如每年冬天在南极上空形成的臭氧洞就是这种孤岛之一。洞中的臭氧几乎完全被上层云的化学反应所破坏，洞由臭氧包围，大气被湍流搅动，但是周围的臭氧不能进到洞内，这是由于它在强大的涡流中心。而数学模型正确地预示出涡流的外沿是阻碍混合的壁垒。每年春天温度上升后涡流被破坏，阻碍消失，新的臭氧便回到洞内。

理解这个问题需要科学研究中的所有三种手段：流体力学的理论，对大气层条件进行实验，最后还需要计算，然后检查它与初始观察是否一致。在过去我们没有强有力的计算机，这种研究是不可能进行的。KepIer球填装猜想

计算机的威力还可使我们解决数学的一个重大难题，这就是关于球填装（sphere packing）的开普勒（Kepler）猜想，它曾经难倒了将近四个世纪的数学家，这个问题始于十六世纪后半期,Walter Raleigh爵士写信给英国数学家Thomas Harrot，希望他给出一种快速方法来估计船甲板上堆积的炮弹个数。Harrot又写信给德国天文学家开普勒，后者对堆积问题颇有兴趣：如何在空间排放一种球，使球之间的空隙最少？开普勒找不到比船员堆放炮弹或者水果店老板堆放水果的最自然的方式更好的办法，这个最自然方式就是以正方体诸面的中心作为球心的安排方式，上述推断就成为著名的开普勒猜想。

这个问题之所以困难，是因为要排除巨大数量的可能性。在二十世纪中期，数学家们原则上知道如何把它归结于一个有限性问题，但即便如此，对当时可行的计算来说该问题仍是太大了。1953年取得重大进展，匈牙利数学家Laszlo Fejes-Tóth把问题简化成由许多特殊情形组成的一个巨大的计算，他还提出了用计算机解此问题的新途径。

Hales给出的证明非常复杂。他的方程有150个变量，每个变量都要变化，用于描述想象出来的各种堆放方式。证明中大量采用整体优化理论、线性规划和区间算术的方法。证明共有250（教科书）页和3个gigabytes（3×10^9个字节）的计算机程序和数据。只有到证明的末端才能知道 Hales的将问题简化为一个有限问题是合理的。他本人也承认这个证明又长又复杂，要别人来确认所有细节还需要时间。

值得提及的是，这项工作照亮了其他相关领域。球填装问题属于数学的一个重要部分，可应用于差错检测码和纠错码的研究。这两种码被广泛应用于在压缩盘内存储信息，以及用于压缩信息以在世界范围内传送，在今天的信息社会中，很难再找到比这更重要的应用。理论计算机科学

计算属于计算机科学这个大领域，而它的理论方面己成为今天最重要和活跃的一个科学研究领域。它在半个世纪之前才真正开始，那时现代计算机还不存在，图灵(Alan Turing)和他的同代人用数学方法定义计算概念，并研究计算的威力与极限。这导致冯?诺依曼(von Neumann)建造了第一台电子计算机，再后来便是我们今天目睹的计算机革命。

计算机的实际使用和”计算”概念的出人意外的深度，使理论计算机科学得到更大的扩展。在最近25年里，理论计算机科学已成长为一个富饶而美妙的领域，并与其他科学建立了联系，同时吸引了一批一流的年轻科学家，其中一个重要的发展是把研究的焦点从”计算”转到更加难以捉摸的”有效计算”。其他重要问题有： NP?完备性，用随机性使算法理论革命化以及发展现代密码学和复杂性理论.理论计算机科学除了这些内部发展之外，还有它与数学（诸如组合学、代数、拓扑和分析）之间重要的交叉成果。甚至理论计算机科学的基本问题异军突起，进入数学的中心问题之列。愈来愈多的数学家正在考虑他们研究领域的”计算”问题。换句话说，他们始于理论结果： “这个问题有解”，然后他们紧接着问：”能以多快的速度和多大的近似程度找到解？”

理论计算机科学最后一个方面也是不少人特别感兴趣的，就是其他科学提出的一系列全新的算法问题。在这些问题中所需要的输出不能预先定义，并且它几乎可以始于任何类型的数据：一张图画，声波显示，从哈勃空间望远镜中读出的资料，股票行情，DNA序列，动物对刺激的神经反应的记录等，数学模型是试图使这些数据有意义，或者预测它们的未来值。

一般来说，”计算”一词本身和它周边一些主要问题，既具有实际的也具有深刻的哲学意义和推论。这个领域集中于几个明确而深刻的问题。例如：随机性是否能帮助计算？构成一个困 的成长和加深新的基本性理解的时机已经成熟。趋势三：从学科内研究到跨学科研究

从学科内研究转向跨学科研究。学院式的研究机构在传统上是按学科组织的，研究方案和成果由同领域的某些研究人员来鉴定。一个成功的学术生涯仍然主要依靠于学科内研究的成功程度，而这主要由发表的论文、学术职称的选举(这也按学科部门进行)和得到研究经费的能力来衡量。

总的说来，各学科在研究的深度和焦点问题上都取得了很大的成功：物理学探索了物质的构作部件，化学创造了具有特定性能的新的合成物质，生物学判定了控制和调节生命的许多基因和蛋白质，与此同时，一些现代问题要求新的更广阔的研究态度，新的跨学科研究小组正在探索更大的问题，其复杂程度远大于任何一个学科中的问题。生命科学

在生命科学方面，这个趋势特别明显，在这里，新的技术和知识极大地改善了理解正常生物功能和疾病的能力。广阔的科学学科正在开始相互交织，成为生物、化学、物理和数学的新的聚合体.物理学为许多公共医疗的临床实践提供了基础性原理，有了诸如X光透视，CAT扫描，纤维光学视仪，激光外科手术，ECHO心动描记器和胎儿测音等。材料科学帮助制作新的人工关节，心脏阀门和其他人工组织。同样地，对核磁共振和正电子的理解有助于成像实验，使我们能跟踪大脑伴随思考、运动、情感、会话和药物使用而活动的位置和时间。基于三维蛋白体结构，将X射线晶体学、化学和计算机建模相结合，现在可以用来改进药物设计.如果没有重组DNA的方法，人类基因组计划（目前，正在对从微生物到人的有机体的染色体，进行作图和排出核苷酸序列）就不会存在。反过来，如果没有早期对合成、切断与重组DNA的各种酶的研究，也没有可能进行分子克隆。再进一步，今天打算到2005年完成人体DNA的3×10^9个基本序列的图谱，要依赖干机器人的加工采样和计算机对资料的存取比较能力。其他更专门的子领域的研究也不可缺少。目前正致力于以商业化的规模从事DNA的序列研究（如筛选出许多能导致某些癌症的突变的个体），使用的是毫微级技术和光化学，把接近于10^5个DNA的不同短链合成到一个小芯片上。传染病

数学和生物学在研究人体传染病方面的结合呈现为一种新的发展很快的伙伴关系。这项工作的基础建于二十世纪二十年代，意大利数学家Vito Volterra发展了捕食与被捕食（predator-prey）关系的第一个模型。他发现鱼类中的捕食与被捕食种群的增减可以很好地用数学描述。二战以后，对动物群体变化建立的数学模型扩展到流行病学研究中。用类似于种群生物学的方法研究大的人群中的疾病变化状态。

在分子基因方面的成果已启发和鼓舞科学家用同样的方法来研究传染病，此时的研究对象不是有机物或人的群体，而是细胞群体。例如，在细胞系统中，捕食者是病毒群体，而被捕食者为人体细胞群体。这两个群体在复杂的达尔文式的战斗中此起彼伏，而这种战斗正可以用数学进行描述.生物数学家已经可以定量地预测细胞受病毒感染后的生命期望值。在研究艾滋病传染方面发现了一些奇妙的结果，这又反过来帮助我们理解艾滋病病毒在受感染病人体内变化情况。流行的观点是艾滋病病毒有10年左右的潜伏期，然后开始感染宿主细胞并引起疾病。但是数学模型表明引起主要疾病的艾滋病病毒没有潜伏期；它们不间断地快速增长，半生命周期只有两天左右.同样的数学模型已使我们理解为什么抗艾滋病病毒药物要组合服用并且在感染期间要尽早服用。组合服用效果最好，是由于病毒每次极少产生多种变异。另一方面，应当在病毒还没进化得太远之前就要服用。

趋势四：简化主义伴之以复杂系统研究

从传统的集中致力于简化方法转到更多地研究复杂系统。把一个系统简化成一些最小系统的简化主义一直到最近仍是主流。许多人把研究最小粒子的物理学作为科学的最真确部分。卢瑟福(Rutherford)爵士曾有句名言：”所有的科学或者是物理学，或者是收集邮票。”卢瑟福爵士显然是简化主义信条和早期物理定律简明性的热情崇拜者。

但是，尽管有关世界的定律是简明和有序的，但世界本身并不如此。让我们看看任何一个地方，比如教室外面，到处都是复杂的现象：起伏山峰的排列，沙丘表面呈现的纷乱模式，金融市场的相互影响，生物学中种群的忽涨忽落。

因为世界是复杂的，就需要较为复杂的模型。复杂的模型不只是使问题本身更大和更烦琐，而且会有根本的差异。我们不能用研究具有良好行为的系统的工具来刻划复杂系统，只采用将基本定律用于大规模方程组的外推方法是不够的，对复杂系统的研究比这要困难得多。

研究气候是一个好的例子。确定大气变化的基本方程??Navier-Stokes方程是非线性的。这意味着每个要预测的变量（如风速或风向）在方程中均有方幂。这些指数使系统对初值的微小变化或测量的误差均非常敏感：初值稍有改变就会有很不同的结果，这就是使天气预报有效期只有3－5天而更长期预报则不准的原因之一。

工程师们早就遇到过这种复杂性。例如每个奔腾芯片包含数百万个小元件：晶体管，连线和纵横交织的各种门元件阵列。每个元件的基本功能是清楚的，但集成之后这些元件相互影响的方式则不简单。设计师要精心制作模型程序来预测这些相互影响，以消除对错误（bugs）的敏感性。

生命科学已经在复杂系统的研究中得到了丰富的成果。经过几十年的努力，已成功地把关于生命的基本问题归结为个体基因和蛋白质的问题，现在生物学家的兴趣则是要用更系统的方法考察这些构成要素。基因排序和其他技术在不久的将来就会把细胞的各个部件分开，并读出它们的个体功能。现在研究者想要知道作为一个系统它们的功能是什么。

一个重要的挑战性问题是要了解控制细胞功能的化学网络，它是个高度复杂的系统。例如单个的基因表达(2)(expression of individual genes)通常不是由1个、2个或5个蛋白质来控制的，而需要许许多多的蛋白质。其中有些一直与DNA相连，有些只是暂时相连.细胞分子之间的相互作用有反馈效应，这会增加或减少其他分子的表达。

这里所说的是用计算机为细胞系统建模的初期尝试，可把它称作生理学研究的第三个方面。第一方面是 “in vivo”(活体内)，然后是”in vitro”(活体外，即试管内)，现在则是”in silico”（利用硅片，即用计算机）。这种基本的模拟就可以告知我们当营养和环境发生简单变化时细胞是如何反应的。目前正在进行的另一些跨学科研究方案，着力于了解病毒如何”决定”它是在载体中复制，还是潜伏以等待更好的机会。看起来，病毒好像有反馈控制机制，是它本身固有的”噪声”，从而在同样条件下并不全都做出同样的决定。这个聪明的适应性能保证在别的途径有危险时，总会有一些生存下来.趋势五：全球化和知识的扩散

各种类型的研究，基础性的和应用性的。这个思想的引伸，就是在国际性竞争中每个国家都需要进行所有类型的研究，二十世纪七十和八十年代，曾经有人相信一个国家可以使用其他国家的研究成果，只要有好的制造业和市场运作技巧就可拿来受益。但是现在看来，这种”技术第一”的战略并不如我们预想的那么有效。近年来，曾经采用此战略的日本、韩国和其他一些国家均改变方针，建立自己的研究队伍。他们认识到，为了理解和扩展别人得到的发现，需要自己有高水平的队伍。

这个趋势的第二层含义是指知识在发达国家和发展中国家同时进行全球性交流。这个趋势对于发展中国家特别重要，这些国家迫切想要提高自身的科技实力。在一代人以前，这些国家的科学家只能去他国寻找最好的研究机会和设备。现在情况开始转变，这些国家最好的科学家逐渐地愿意留在家里为本国科学事业效力。

最近世界银行发起一项动议，在世界各地的一些国家建立小型示范性的研究所，称作”新干年科学启动项目”(The Millennium Science Initiative)。它从Packard基金会得到种子基金，再从世界银行贷款便开始运作。第一批新千年科学研究所（The Millennium Science Institute，简称MSI）现已建在智利，以后还将陆续在拉丁美洲和世界各地的其他国家建立MSI。

这些MSI的目标是使科学家能在自己的祖国工作，他们在本土从事研究，并通过培养研究生和博士后来训练下一代科学家。他们将与现有的研究单位建立联系，并能帮助促进经济发展。这些研究所将形成一个全球网络，通过电子设备连在一起，并具有共同的目标。我预言你们在将来会听到更多建立这种研究所的消息。

一些挑战

影响相互交叉的一个障碍是我们自己的孤立传统，我们数学家过去总是与数学其他分支隔绝，与科学的其他领域隔绝，更是与非学术领域特别是与私人公司或单位隔绝。重要的是应在研究所内和研究所之间建立更多的桥梁。比如说，大学文化和私人工业的文化很不相同，几乎没有数学系大学生具有起码的工业知识，使他们将来在工业界能有满意的职业生涯。在美国，新的数学博士中大约80％只考虑从事数学研究。而我在前面提到过许多非常活跃的工业领域，例如生物信息和通信技术，在那里有许多前途广阔的发展机会。

使我们感到不适的更基本原因可能是在二十世纪我们所受的教育：最艰深的数学问题才是最重要的。我们的文化也教导我们说：最有价值的是数学在心智上使人激动，数学结构的精巧和简单，以及探究有趣问题的自由性，不管这种探究将你带到何方。

为数学而研究数学的这个传统起着决定性的作用。比如说，哈代（Hardy）的书《数学家的自白》（A Mathematician’s Apology）具有很大的影响。哈代讲数学的内在美。他认为我们作数学是由于它作为美学的和心智的活动的重要性。任何与实际应用或与物理世界的关联都是不恰当的甚至是我们所不希望的。没有老师教我们去研究像在工程、生物、化学或气象学等方面看上去乱糟糟或者没有精确解的那种问题。我们总喜欢”纯粹”的问题，而”纯粹”这个词给出了表明我们态度的一幅清晰的图画，仿佛所有其他类型的活动都不是那么纯粹。

但是，让我们再回到数学悠久的历史中看一看，这会有所帮助。在前面提到的巴斯德和孟德尔两个例子中，我们看到基础数学中的发现是由于实际问题的驱使。我们再想一想牛顿、欧拉、高斯、黎曼、庞加莱和其他一些数学家，他们的数学都跟对物理世界的研究相结合。从大部分历史中，我们都已分享到物理的数学方面，并且发现它们实际上很有趣。

不过在二十一世纪，逐渐发展了为数学而做数学的传统。我们所设计的大学中，不再鼓励跨越学科边界的合作。我们人为地把”应用数学”系从”纯粹数学”系里分出去，这反映了对数学思维的一种狭隘的观点，结 论

在结论中我要强调，无论是观察我们的研究活动，还是我们彼此工作的方式，我们都正在看到全球性的相互交流与合作的大的发展趋势。研究工作正在变得更为复杂，因为我们要进行大量计算工作。研究也愈来愈要跨学科进行，因为这是理解复杂系统的最好方式/世界各国都开始认识到，如果要参加二十一世纪的知识和经济竞赛，一定要有自己的研究能力。