集中供热网智能控制方法论文[样例5]

第一篇：集中供热网智能控制方法论文

摘要：我国目前集中供暖覆盖的面积正在加大，集中供暖的供暖方式有着环境友好、节能减排、热能利用效率高等优势。目前集中供热网的智能控制对供热的温度以及总热水量进行科学的控制，控制温度以及流体的流量和流速有助于使供热量与实际需热量达到一种近似平衡的状态，更加有助于体现集中供热节约能量的这一大优点。主要对集中供热的智能控制方法进行探究，同时对集中供热网智能控制的控制对象进行分析。

关键词：集中供热网；智能控制；方法分析

秦岭淮河一带作为我国的集中供暖分界线已经有相当长的历史了，集中供暖涉及秦岭淮河线以北的十四个省份的几亿的居民，这样的关乎民生的大事使得我国的集中供暖事业受到了政府的极大关注。我国的供暖方式有集中供暖和分户供暖，分户供暖包括空调采暖、电暖气采暖以及电热地膜采暖等取暖方式。近年来随着节能环保意识的增强以及我国的煤炭储量逐年减少的现状，使得以往的那种分散式的供暖方式已经不再适合时代的发展了，所以现在我国的供暖方式主要以集中供暖为主。集中供暖由于其节约资源、环境友好、能量集中等优点作为目前我国最具有发展前景的供暖方式正在极力向着现代化不断迈进，下文对于集中供热网的智能控制方法进行阐述分析，同时对集中供热网的智能化控制中出现的问题进行分析和改进。

1集中供热中智能控制概述

集中供热一般热源主要是热电厂的剩余热能或者是由锅炉房提供的，热电厂的热源主要是煤炭或是其他可燃物燃烧之后的一部分能量转化为电能，剩余的热量用水吸收作为集中供热的热源。此外锅炉房的供热方式的特点是直接燃烧煤炭等可燃物加热循环水作为热源的。集中供热的送热的方式一般是利用循环水系统将热源的热量输送到各个居民的家中，这个过程是通过建立供热管网来实现。目前我国的集中供热系统已经较为成熟，体系也已经基本完善，热源和供热管网的设备也相对齐全。但是，我国的大部分省份对于集中供热系统的管理还不尽人意，常常出现用户家中温度时冷时热，也无法根据天气调整供热量，导致供热的用户体会不佳。而且对于依赖热电厂的剩余热量进行供热的集中供热系统常常会与多家热电厂合作以保证各个地区的热水供应，但是极少数的情况下各个热电厂的热源都可能不足的情况下难以保证对用户的供热，所以集中供热网的智能控制应用而生，智能控制系统可以对热源以及热网进行智能化的控制以保证供热效率以及居民的舒适度。

2集中供热网智能控制方法

随着我国经济的发展的同时带动人民群众的生活水平也有较大的提升，所以也对集中供热提出了一些要求。集中供热一直以来因为供热程度不稳定、供热量与实际需求量不符合、供热程度在不同的区域不尽相同，这样的情况不仅造成了居民供热的实际体验感不好而且还会有一定浪费能量发情况发生。所以集中供热网进行智能控制极为重要，集中供热由热源、供热管网和用户家中的散热系统组成，目前对于集中供热的控制在于对热源以及供热管网的控制。

2.1热源控制

集中供热网智能控制中对热源的控制就是调整热源的总输出热量，依据外界的温度、湿度等参数对热源的供热量进行控制，以得到与需求量匹配的供热量。要对热源的供热量进行调节的基础就是测得实际的需求的热量，对实际需求的热量进行测定时需要预测供回水的温度。然后对供热系统的热力工况的调节主要分为稳态调节和动态调节。热力工况的稳态调节是依据在稳定状态的条件下监测系统的供热量、管路网的散热量、用户部分的耗热量进行探究，同时将二次网用户的散热量等同于散热器可以得出供回水的温度。在得到供回水温度的情况下采用调节供回水温度的办法对热源的供热量进行调节。所以在理想状态下，可以通过调整供回水的温度就可以控制热源的供热量与需求量达到一种平衡状态，但是实际情况是由于天气的变化、管道损失、用户散热等数值都不是固定的，与预测值有一定的偏差。所以在对实际的热力工况进行调节时选用的是动态调节的方法，这种方法考虑到建筑物是一种热惰性的物质，室外的气温的变化情况和管道系统损失的热量都具有很大的可变动性，这样就造成了对热力工况的动态调整的难度加大，面对这样的情况首先要对系统的热特性进行了解，通过系统的热负荷、太阳的热增射量、一次网的供回水温度以及室外的温度进行综合考虑，计算可得热的需求量。从而使热的供给量可以更加符合实际的热需求量，从而对供热量进行精准的控制，为住户提供一个良好的供暖环境和舒适宜人的温度。

2.2热网控制

热网控制的过程是研究热量的供给状况从而对供热网管的流量进行控制，保证用户的室内温度适宜。对供热网的供热需求量和热量供给情况进行考察，保证室内的温度控制在一定的水平范围之内，从而保证热量稳定和均衡。而对于热网的控制中的调节经常使用的方法有温度调节法、模拟阻力法和模拟分析法这三种。其中温度调节方法就是以实际热量的需求量作为调节的参考，从而对各个热力站点的流量情况、供回水温度进行调节，实现控制居民室内温度的目的。温度调节阀对各个热力站点的选择监控指标就是供水温度，供水温度较为容易控制，且作为起始点的温度数据供水温度便于观察、控制、测量，而且有较小的滞后性，在对温度的控制来说是极为方便的。同时依旧要考虑外界室温和管道网管散热的损失以保证均匀分配热量到各个气候条件不同的区域。由于这样的调节过程只涉及对温度的调节所以也不需要安装多余的相关设备，整体系统的费用较少。但是温度调节的方式由于供热系统的温度有较大的滞留性所以温度的变化通常不会很明显，温度变化的图像经常是一种平滑的曲线的状态，所以具有调节的灵敏度不高等缺陷。其次是两种基于模型的调节方法，包括模型分析法和模拟阻力法，这两种调节方法都是将整个供热网的水力工况建立成数学模型的方式对其中的流量以及压力的变化情况进行分析，从而对整个集中供热网进行智能控制。这个供热网水力模型是输送热水的管路网状结构，其中包括了管路等运送流体的结构以及管阀件等对流体的流动带有明显阻碍形式的部件。对整个管路的压力进行计算，从而可以确定供热网阻力系数和流量情况，从而对集中供热的热水输送管路的输送情况进行详细的了解。

2.3集中供热网智能控制具体方法

对于集中供热网智能控制来说需要突破供热涉及的工程量巨大、控制对象具有滞后性以及不确定性、控制对象的影响因素较多、控制所需的参考信息监测起来较为复杂、计算过程复杂、涉及的参数不易得到等方面，智能控制做到可以处理庞大的信息体系以及控制效果理想的目标。智能控制是一种结合人工智能、运筹学、自动控制衍生出的学科，这表明了智能控制有着人工智能的独立性的、可运算的、自动的特点。智能控制可以自动的对已知的状态判断并调整，同时几乎不需要人工的参与就可以独立自主的完成控制任务。智能控制的特点包括具有信息功能、记忆功能、适应功能、组织功能、人机协作功能，它的特性包括容错性、鲁棒性和实时性。智能控制应用于集中供热网的目的是系统可以自主的依据外界环境的温度变化结合热网用户的负荷特性变化对供回水的温度进行调节，平衡供热总量与用户所需热量。控制系统可以根据一次网供回水温度和环境参数进行计算，从而得出所需的供热量，考虑到建筑物和设备的热容的因素，及时通知热电厂改变热源的供热量，修改机组的运行情况调节换热效率，同时系统应该结合建筑物的散热情况和管道的散失热量的情况对回水温度进行预测使得控制效果较为准确。热网智能控制主要的依据当前的外界环境和各个热力站点的一次、二次供回水的量以及温度，进行大量的计算生成温度调节方案。热网的智能控制可以实现全网的协调控制，从而满足用户室内的温度保持在一定的适宜的温度范围之内，在环境变化较大的时候也能满足用户的取暖要求，为用户提供舒适的、温暖的生活环境。

3结论

综上所述，集中供热的供热方式在我国北方的大规模应用有助于改善环境、节约能源，集中供热的智能控制包括对热源的控制和对热网的控制这两部分组成。集中供热网的智能控制方法的实现主要通过检测供回水温度、环境因素来确定调整量。

参考文献

[1]吴洁.集中供热智能控制系统应用论述[J].江西建材,2016,(9):73,77.[2]陈忠海,侯喜英.集中供热系统中锅炉节能运行调控研究[J].河北建筑工程学院学报,2016,34(3):95-98.[3]谢慕君,冯敬芳,姜长泓等.集中供热二次网回水温度的预测和控制研究[J].控制工程,2015,22(2):291-295.

第二篇：智能公交论文

城市智能公交系统

城市公交具有运载量大、运送效率高、能源消耗低、相对污染少、运输成本低等优点，优先发展城市公交是提高交通资源利用效率、缓解交通拥堵的重要手段，也是世界各国公认的解决大、中城市交通问题的最佳策略。在我国大力发展公共交通的政策导向下，公交系统的队伍逐渐壮大，需要通过信息化的手段去管理；公交智能化运营管理系统作为大力发展公交的产物，是“绿色出行、公交优先”得以实现的技术保证。国内已有许多城市部署了公交的智能化系统，但综合来说，与国外发达国家和地区相比，仍然存在较大的差距，如系统功能相对简单化、历史数据挖掘能力不足、乘客信息服务能力薄弱等问题，难以满足交通管理部门对公交运营调度和公交优先的要求，与广大乘客对优质服务的强烈需求有一定的距离，导致了公交系统的魅力和亲和力的降低，不利于公交优先的推广应用。

技术先进、运行高效、可靠实用的城市智能公交系统，可以充分实现“人一车一站一道”的一体化、智能化的监控、调度、管理与服务，将公交优先、合理调度、快速上下、安全舒适、优质服务等特点完全地发挥出来。城市智能公交系统综合运用智能识别、短程通信、网络通信、控制、信息处理等技术，集成城市ITS大系统，动态获取信息，对车辆进行实时动态定位；充分运用车辆监控、信号优先等智能交通技术，对停车场、车站进行可视监控，建造“站车道”一体化公交管理体系，实现了公交优先、合理调度；建立先进的售、检票系统和准确、方便的BRT公交信息服务系统，方便乘客快速上下、安全舒适，为其提供人性化服务。

城市智能公交系统是一项涉及众多组织协调合作、各子系统协同工作、实时调控的综合性系统。系统的结构框架决定了智能化运营管理系统的技术应用和相关信息需求。

一、公交智能化运营管理系统

主要包括10个子系统，智能调度子系统、运营监控子系统、视频监控子系统、统计分析子系统、企业信息管理子系统、计划排班子系统、通信子系统、信号优先子系统和乘客信息服务子系统。为了使各子系统协调一致地工作，需要将各个智能子系统进行有机集成。实现有线／无线网络、数据一语音一视频、各类电子设备、人一车一站一道(路口)的一体化监控和调度、企业业务一资金一数据三流合一的有机集成。

1智能调度子系统是整个系统的核心，它沟通了各外场设备与调度管理中心的联系并且负责对交通、气象环境等数据的实时收集、处理，通过外场诱导显示设备发布公交信息，同时根据实时发生的突发事件(交通事故、道路阻塞、车辆事故、求助报警等)做出迅速的反应。

2运营监控子系统实现对公交线路运营情况的实时监控和历史查看。通过地理线路和模拟线路提供线路中运行车辆的实时状态信息，为线路发车调度、车辆违规违章监控和处理，以及设备运行状态监视提供实时、直观和易操作的平台。同时具有公交行车路线的历史查询和轨迹回放等功能。

3乘客信息服务子系统是依托多媒体网络技术，以计算机系统为核心，以站台和车载显示终端为媒介向乘客提供信息服务的系统，通过本平台向路口站台发送相关的乘车、广告、公告信息，并在路口I。ED屏上显示，使乘客能实时了解乘车动态。LED屏具体的显示信息包括：当前日期和时间、当天天气、各线路距离本站站数信息、意外临时停靠站台的其他公交线路信息，乘客提示信息或公益信息。

4企业信息管理子系统对企业人力资源、车辆信息、票务以及日常的文档等进行综合管理，实现办公自动化，优化企业业务流程，提高企业管理效率。

5计划排班子系统的主要功能有计划管理、人车关联管理以及发车时刻表和劳动排班的制订和管理。通过计划管理，对发车时刻表的制订设置约束条件，从而获得更加严谨的发车时刻表，结合人与车之间的关联关系，生成配车配班表，也即劳动排班表，以及考虑大型活动和节假日对公交系统的运营带来的影响，制订应急预案。6统计分析子系统对运营过程产生的数据进行分析，可作为运营规划辅助、智能调度等子系统制订相应方案的依据。

7信号优先子系统是相对独立的子系统，目前在快速公交(BRT)智能化系统中的应用居多。在BRT线路上实行公交优先是实现BRT系统高效、安全、平稳运行的前提，信号优先是BRT系统实现快速公交的重要技术手段。信号优先技术必须能同时实现BRT车辆在空问和时间通行权上的优先。空问上的优先可以通过设置公交专用道或分道器来实现。时间上的优先也即信号优先，是指交通信号系统对BRT车辆在“时间”上给予的优先，它主要体现在：当BRT车辆行驶到十字交叉路口附近时，交通信号系统识别到车辆并判断车辆的运行方向，为BRT车辆提供优先通行信号。

二、公交智能化运营调度指挥系统

智能公交运营调度指挥系统从技术上主要是采用GPS、GIS、GPRS／CDMA、视频监控技术进行车辆定位、动态跟踪，实现公交车辆运营调度、指挥、监控的自动化，同时以计算机代替繁杂的手工记录工作，真实、快速、精确地进行运营指标、数据的统计分析，实现公交运营生产的智能化、现代化管理。运营调度指挥系统体现了BRT的核心业务，是整个智能系统中实施最困难，也是最关键的一部分。运营调度系统需要利用车辆定位和通信系统、视频监控系统、信息传输系统实现车辆的动态跟踪，从而为调度员把握车辆状态、进行车辆指挥调度服务。同时，运营调度指挥系统也可以为乘客信息服务系统提供车辆到站和预测信息。

运营调度指挥系统一般需要实现以下业务环节：

(1)计划编制。根据历史数据和客流分析，确定行车计划的发车时刻表，制定配车指标和发车指标，根据指标制定行车计划．结合每日的可用车辆和人员资源制定当天的配车排班表。

(2)劳动管理。按照营运指标管理和配置线路资源，包括车辆和人员的配备，车辆管理和维护。人员培训、休假和考核。(3)实时调度。包括按照配车排班表自动发车．根据实时获取的信息，在必要的情况下调度员更改配车排班计划，手动发车，在紧急情况下提供应急调度。

(4)实时监控。利用车辆识别技术、GPS定位技术、移动通信技术，为实时调度系统提供实时、准确的车辆和线路的营运信息，给调度员提供远程监控和指挥能力。

(5)统计分析。自动生成各种统计报表，计算和分析各种营运指标，与营运计划指标进行比较，并对报表进行显示和打印，为进一步改进和完善营运丁作提供参考。

系统功能(1)信息管理信息管理用于实现业务基本数据资料的分类管理。主要内容包括：人员信息、车辆信息、线路和站点信息、系统设备信息、公司基本资料等。同时能实现新增、清除、变更、查询、打印等功能，并能与其他系统数据共享。

(2)运营计划系统能够根据行车时刻表和线路人员安排进行每日计划排班，生成排班表，包括车辆排班、司乘人员安排等。支持用户快速高效地制定、审批行车计划。但要求编制行车时刻表和日常排班的功能分开设置。

(3)车辆监控主要是利用智能系统的自动检测能力，发现车辆违规行为，统计车辆运行数据，分析车辆运行状况，便于调度员做出快速响应。车辆监控基于GIS地图的车辆运行监控能力，可以实时看到车辆的行驶轨迹、当前位置、瞬时速度等状态；能够接收车载机发送到后台的信息；提供线路简易图的方式实现车辆的监控；支持GPS补偿功能，实现车辆在GIS地图上显示的连续性；可以显示车辆实时定位信息，如经纬度、时间、速度、方向等；可以显示车辆的属性数据，如驾驶员、车辆自编号、车牌号等；可以显示车辆实时状态信息，如路阻、车辆故障、事故、报警等。对指定时间、指定范围的车辆运行轨迹进行轨迹回放，同时显示轨迹时间的车辆定位信息、车辆实时状态等。

(4)场站监控场站布设的电子设备和监控设备要实现牟场、车站内部的系统设备视频监控，可以控制车站上的电子站牌、屏蔽门等设备，通过视频或计算机实时查看站台客流。

(5)场站勤务场站勤务系统为场站和站台的司乘人员考勤、查看班次提供手段，使调度人员能够掌握当班司、售人员出勤情况，以免由于司、售人员临时缺勤影响发车；使司、售人113„一j员能够方便查询本人下一班何时、何地接班等信息；还能够为司机向调度中心提出报修、加油请求提供手段。场站勤务需要必要的设备提供支持，一般包括场站计算机、触摸式信息查询机、调度指令牌、语音广播、车辆进出场自动识别设备等部分。

(6)实时调度实时调度系统通过对人员、车辆进行组织，按照编制的运行计划执行调度，并根据实际发生的需求变化对运行计划进行实时调整，以满足运营的需要。运行调度系统应提供实时运营调度、维修调度、加油调度、临时区间车调度、放空调度、编组调度、直达调度、故障等异常调度等功能；能够在调度中心实现计算机辅助调度：按计划自动发车、手动发车、预案发车、应急调度、区间调度，并自动下发调度指令；能够提供调度员至少调度两条线路的能力；能够让调度员对线路的运行情况做总体直观把握；能够提供司机和调度人员信息确认沟通的手段；能够让调度员安排登记包车、维修、加油等活动；能够支持处理车辆故障、事故等突发信息；能够提供数据查询功能；车辆运行和调度过程中的动态信息、实际车次汇总信息。

(7)乘客信息服务为乘客提供车辆等待时间、换乘信息、乘车提示等方便乘客出行的一系列服务。系统能够根据线路车辆运行情况，在电子站牌上显示车辆所在运营区段，提示车辆到站时间；同时提供多媒体信息服务。能够实现对即将到达的车辆位置进行预报，通知乘客准备乘车；对线路运营异常状态向乘客做出通知。在车辆内部显示车辆在线路中所在位置，为乘客提供乘降提示。为乘客告知站名，预告下站站名，提示乘客乘降。自动进行站名、车辆运行状态(停站、转弯)的语音播报；对乘客进行安全提示。

(8)数据统计分析数据统计分析是指对公交企业日常运营业务数据进行收集、传递、汇总、加工、整理。然后进行分析和判断，从而找出相关规律，提供决策依据，服务于运营生产。数据统计分析应用指标对比法、因素分析法、比率分析法、动态分析法等主要技术分析手段，详细总结过去，科学规划未来，有效控制公交企业的生产经营活动，不断提高其经营管理水平和经济效益。

(9)技术管理预留将来能实现的部分功能，如接收公交公司下达的车辆保养计划，执行车辆保养计划，反馈保养计划的实施情况。对车辆的油(气)／电消耗情况进行管理。对各类车辆运营故障情况进行处理。随时进行技术稽查，完成技术稽查报告。检查司机的各项工作，完成个人考核记录。

(10)系统管理对系统的设置参数进行管理；对系统的用户权限设置等方面进行管理；增加软件的实用性，便于模块增加和减少。

三、GPS车辆定位及无线通信系统

1．系统概述车辆定位通信技术是BRT智能系统的核心与关键技术之一，为了实现对公交车辆的实时跟踪、实时调度和信号优先，就必须能够连续、实时、精准地确定车辆的位置。通过集成设计的公交车载电子设备，利用车载设备的智能CPU、总线连接，具备了GPS车辆定位、GSM／GPRS／CDMA通信、乘客上下车电视监控(司机显示屏)、LED自动显示前方到站、自动站牌显示、报站器自动报站、LED动态信息服务及信息下载等功能，是公交运营调度和乘客信息服务的重要支撑。

2．系统功能GPS车辆定位及无线通信系统是实现车辆运营信息采集的主要手段，车辆的合理调度及运营过程控制在很大程度上取决于其定位精确程度。公交车辆定位方式包括连续定位和点式定位。公交车辆定位系统只与智能集成管理平台直接交互，并通过智能集成管理平台与其他系统间接联系。GPS定位技术是目前应用最为广泛的连续定位方式，其特点是：全球、全天候工作；能为用户提供连续、实时的三维位置、三维速度和精密时间，不受天气影响；定位精度高；单机定位精度优于10米，采用差分定位，精度可达厘米级和毫米级；功能多，应用广；随着人们对GPS认识的加深，GPS在测量、导航、测速、测时等方面得到广泛的应用，而且其应用领域不断扩大。

GPS定位系统在城市智能公交系统中实现以下功能：(1)公交调度GPS接受卫星信号，对公交车辆进行准确定位(位置误差小于10米)，并通过无线通信手段将车辆相关信息传送至BRT调度中心，以便调度中心对运营车辆进行调度管理。

(2)跟踪监视车载GPS终端周期性地发送自身位置信息，并在BRT调度中心的电子地图上实时显示其位置、速度、状态等信息，调度员可以了解全线车辆运行情况并实时发布调度命令。监视界面的电子地图可任意平移漫游，并且能随时提取移动目标的档案资料，方便调度员的监视和调度T作。

(3)存储回放调度中心服务器能自动记录车载终端所发送的数据，包括经度、纬度、定位时间、运行方向、速度等，作为运营组织等各项统计数据的资料。通过存储的基础数据也可实现车辆运行轨迹的回放功能。

(4)报警功能当车辆超速行驶、行驶路线超出设定范围或发生火灾、抢劫等异常情况时，车载终端可自启动相关报警设备向司机发出警告并且上传告警信息，公交调度中心终端同时也在监视车辆的运行状态，对车辆行驶过程中产生的异常情况自动报警。

四、乘客信息服务系统

1．系统概述乘客信息服务系统是城市智能公交系统的重要组成部分之一。此系统主要为旅客在出行前、出行中、出行后提供静态和动态的导乘信息。它是为乘客提供快捷的、有效准确的、利于乘客m行的信息系统。乘客信息服务系统包括了所有关于公共交通服务的使用方法、可利用的信息类型以及提供信息的方式，让乘客了解并方便地使用这个系统。乘客信息服务系统可有效提高公交服务质量、提升公交管理效率、改善公交形象，为乘客提供全方位、多层次、高水平的信息服务，充分体现“公交优先、以人为本、和谐交通、服务创新”的现代公交理念，以便使乘客能够及时、方便地获取所需出行信息，是提高城市智能公交系统服务质量及服务水平的重要手段。乘客信息服务系统需要在站台、车上、互联网上为乘客提供全方位的信息服务，要借助多媒体技术，用语音、文字、图片等多种传播方式，及时、准确地为乘客提供所需信息，达到方便乘客m行、吸引出行者乘坐公交、提高企业效益和声誉的目的。乘客信息服务系统主要完成的功能是用语音、文字、图像等方式向在站台候车乘客、车上乘客、所有乘客提供静态的和动态的信息，信息包括：各线路经过的站点、首末班时间、线路所处的大致地理位置、车辆到达本站的剩余时间、本方向沿线所有车辆的运行位置、换乘信息、到站站名、离站站名、天气道路紧急情况、当前站点和下一站要到达的站点等

2．系统功能乘客信息服务系统主要提供静态和动态导乘信息，其主要功能是：为车站、车内乘客提供实时、准确、便捷、高效的线路和车辆运营信息，与其他公交线路的换乘信息，BRT调度中心发布的紧急信息等，方便乘客制定出行计划和优化出行线路。乘客信息服务系统由站台信息服务、车上信息服务、互联网信息服务组成。站台信息服务，主要是车辆到达预报和提示信息；车上信息服务，主要是报站信息和提示服务信息；互联网信息服务，提供静态的车辆运行信息及换乘车次查询。

(1)站台信息服务站台信息服务是乘客信息服务的重要组成部分之一，该服务主要为乘客提供快捷的、有效准确的、利于乘客出行的静态和动态的导乘信息。

(2)车上信息服务通过语音、文字、图像三种方式向车上乘客提供信息服务：语音服务通过车载语音报站系统向车上乘客提供预到达信息、到站信息、离站信息、换乘信息等服务，驾驶员人对车厢内外广播；文字服务通过数字移动电视进行信息发布，通过站节牌进行车辆信息发布；图像信息服务通过数字移动电视播放媒体信息。

五、数字视频监控系统

1．系统概述数字视频监控系统主要对首末站、地面车站现场情况进行实时摄像监视和录像，并通过网络将前端图像传回调度中心，实现实时监控、监控报警联动的功能。场站、地面站台视频监控通过智能高速球机将采集到的多路视频信号进行压缩，传输到车站、场站、地面站网络视频服务器进行显示，同时由网络视频服务将图像实时上传到监控调度中心；调度中心通过工控式视频录像服务器对图像进行实时录像，通过电子地图和电视墙选看各车站、场站、地面站台的情况，还可根据需要同时对监视视频信号进行回放。车辆视频监控通过车载录像机进行录像，本地存储，可实时向后台传输。

2．系统功能视频监控系统主要完成对公交调度中心、各站台、场站的实时摄像监视和录像。视频监控系统主要由车站、场站前端系统和调度中心系统组成，视频监控系统通过BRT专用网络进行数据传输。车站、场站前端系统通过智能高速球机将采集到的多路视频信号传送给网络视频服务器进行编码压缩，同时通过光纤网络实时传送给调度中心。调度中心首先对各个监控点传送来的图像进行实时录像，并通过电子地图仿真数字矩阵系统将各前端监控点传输过来的视频数据进行有效地管理组织，并为监控人员提供查看、控制和管理监控点图像的界面。视频监控系统中心设备主要包括数字视频矩阵控制器、电子地图服务器、丁控式视频录像服务器、监控工作站等。车站、场站设备主要包括智能高速球机、网络视频服务器等。

六、站台摄像端和中心监控端借助视频监控系统

(1)监视功能调度中心的管理人员和车站值班员可以实时监视各车站客流、车辆出入站以及乘客上下车等情况，使其能根据现场情况及时采取对应措施，以提高运行组织管理效率，保证BRT系统安全、正点地运送乘客。视频监控系统的监视范围为各车站的出入通道、站台区，其中站台监视区的监视目标主要是乘客上下车的情况。视频监控系统可为站台值班员提供对车站的站台等主要区域的监视，为调度中心调度员提供对各车站的监视。调度中心调度员可选看全线各车站的任何一个智能高速球机传回的画面，站台调度员可选看本站的任何一个智能高速球机传回的画面。

(2)控制功能视频监控系统采用二级独立监视和两级控制的方式，二级独立监视分别为：调度中心调度员和站台值班员；两级控制为：中心级和站台级。中心级和站台级的监视及控制相互独立，平时以站台值班人员监控为主，在紧急情况发生时，中心调度人员应具备最高级别控制权。操作人员分别通过设于以上两处的控制设备对任意一台智能高速球机的焦距、方向进行独立选择控制。智能高速球机视频信号叠加时间和摄像区域信息后分别显示在调度中心电视墙和监控工作站的显示器上。控制设备对所有智能高速球机信号的显示可以进行手动和自动循环切换控制，自动循环时间可调，也可以选择跳过某一路。

(3)录像功能调度中心和站台可根据需要同时对多路监视视频信号进行录像，还可以通过视频服务器历史随时回放。

(4)维护管理功能维护管理终端可对系统信息集中管理，对设备T作状态、优先级控制等重要参数进行设置与监控。

七、路口信号优先系统(快速公交)公交优先的实现途径有两种，一种是空间优先，即为公交车提供专用车道，这样可保持公交车的无阻碍通行；另一种是时间优先，即通过路口信号灯为其优先安排绿灯。空间优先方案虽然效果显著，但快速公交专用道的空闲率较高，利用率低。在城市道路资源日趋紧张的今天，纯粹空间优先方式已经不能满足实际需求。因此在公交优先的技术研究中，主要偏向于时间优先，即信号优先。为达到快速公交车辆信号优先目的，路口信号优先系统必须要实现以下几项功能：BRT车辆的检测识别，一定的优先信号策略，信号机的优先信号实现。具体涉及到以下三项技术内容。1．快速公交车辆的检测、识别在距离路口100米左右对快速公交车辆进行检测，而后通过与信号机的联动以及一定的信号优先方式(如相位伸缩、优先相位插入等)实现快速公交车辆的优先通行。在车辆检测识别方面，可以采用的技术有地感线圈、视频监测和RFID等，但线圈无法实现车辆身份识别，视频监测又易受环境因素干扰，因此以RFID进行BRT车辆识别监测是一种较优的方式。2．信号优先策略信号优先策略是BRT系统研究的热门，目前国内外关于公交优先控制的策略主要有实时控制、固定配时控制、运营计划控制和车辆间隔控制。其中，实时控制是一种动态的方式，而固定配时控制、运营计划控制和车辆间隔控制都是属于静态的控制策略。实时控制系统依靠获取的不断变化的信息进行决策控制，系统要求具有车辆位置、路口交通流状态等信息的采集手段，以及在此基础上合理的控制逻辑，有较好的适应性与有效性。固定配时控制是指依照给定区域内的常规情况来进行信号控制，不需要经常性地进行信息采集与更新，系统按照预设的方案进行控制．而不是依照时刻变化的交通信息进行控制。运营计划控制中的优先决策是依据公交车辆的运行计划执行的，信号控制与运营计划结合的多种方式有多种，与实时控制的主要区别在于系统可以不关心具体的车辆位置，仅靠运营计划制定路口的相位控制方案。车辆间隔控制则是以公交车辆通过路口的时间间隔为控制参考指标，防止串车现象的发生，在客运低峰期可以提高运输效率，比较适合交通状况良好、公交运输需求不高的情况，具有一定的公交运营管理的作用。3．信号机联动优先信号的实现，本质上要通过信号机完成，但当前的信号机系统并无成熟的快速公交功能，因此必须开发快速公交优先信号控制器，与先进的信号机系统联动，实现信号机的快速公交优先信号功能，如根据信号优先请求调整信号灯相位运行方式，如绿灯提前、绿灯延长、插入相位、相位次序交换等。

城市智能公交系统物理架构分为4个层次，包括前端设备层、网络传输层、中心服务层和业务应用层。

前端设备层包括了信息采集设备和控制设备，是车辆和站台正常运行的基础设备。

网络传输层是实时数据传输和指令下达到终端的传输介质，包括有线专网和无线通信网。有线专网实现了绝大部分网络传输业务，站台、场站、路口设备的通信都是通过有线专网；无线通信网(GPRs／3G)实现运动中车辆与中心的动态数据交互。

中心服务层是系统的核心，负责数据采集、处理，智能调度，信息转发、终端设备管理、客户端管理、数据库服务、地理信息服务等核心服务。

业务应用层是用户运营管理的接口，包括电视墙、数字广播、终端电脑。通过客户端平台，用户可以实现视频监控、车辆监控、车辆指令调度、语音通话等运营管理活动。

城市智能公交系统特点和优势主要体现在以下几个方面。(1)高度集成的信息化系统通过城市智能公交系统集成，使“站一车一道”成为一个有机整体，提高快速公交的管理效率和运营效率。

(2)业务逻辑高效、规范满足快速公交系统运营所需的“业务资金～信息”三位一体的现代化业务要求，实现高效运营、优质服务、规范管理。

(3)智能调度智能化编制运营作业计划和劳动配班，同时结合动态监控获得的数据、现场的采集数据以及人员反馈数据，利用计算机辅助实现智能调度。

(4)准确、便捷、高效的信息服务系统通过多种途径，为广大出行者提供实时、准确、便捷、高效的信息服务，改善公交形象，提高服务水平。

(5)信号优先(快速公交)实现快速公交车辆识别，进行相对的、有条件的路口优先，并选择适当的优先策略、优先模式，实现各交叉路口的公交信号优先控制，减少其路口延误时间。

(6)相关系统的无缝集成实现城市公交智能系统与现有道路交通管理系统、公交运营管理系统的有机融合，采用标准化接口进行信息共享与无缝集成。

第三篇：智能电网论文

关于智能电网发展的研究论文

摘要：在全球电网逐渐不能满足用户需要的大背景下，智能电网应运而生；简要概括了智能电网相对于传统电网的特点；介绍了智能电网在世界几个典型的国家和地区的发展；最后简述了智能电网在未来的发展前景。

关键词：智能电网;发展

0 引言

在这种全球经济不断发展、用户对于电能质量的要求日益提高以及人们对环境保护愈来愈重视的背景下，人们希望建立一个更加可靠、具有较高自愈能力、与用户之间实现密切互动的现代化电网，于是智能电网应运而生。在智能电网中，可以将能源开发、发电、输电、配电、供电、售电、服务以及蓄能与能源终端用户的各种电气设备和其用能设施，通过数字化信息网络连接起来，并通过智能化的控制实现整个系统的优化；充分利用各种能源资源，注重低碳环保，依靠分布式能源系统、能源梯级利用系统、蓄能系统和蓄电交通系统等组合优化配置，实现精确供能对应供能、互助功能和互补功能，将能源利用效率提高到一个全新的水平，使用户投资效益和成本达到一种合理有利的状态。本文主要以几个典型的国家和地区为例简要介绍一下智能电网的由来，特征，发展历程、现状及广阔前景。

智能电网的产生背景及由来

首先，自从进入信息时代，互联网的飞速发展给我们的生活带来了翻天覆地的变化，与之相比，一些国家和地区的电力网络系统并没有跟上时代发展的潮流，电能供应不够稳定，特别是几次震惊世界的大停电事件带来了巨大的经济损失，现行的电力系统压力不断加大。2003年8月14日下午，美国东北部和加拿大部分地区发生大面积停电，停电影响了地铁、电梯以及机场的正常运营，在一些地方造成了交通拥堵，给成千上万市民的工作和生活造成了极大不便；2005年8月25日，美国加利福尼亚州南部地区供电的一条主要输电线路出现故障，加州电力主管部门紧急启动限电措施，造成大约50万居民断电半个小时。

其次，随着经济水平的迅速提升，用户对于电能质量的要求愈来愈高。人们希望获得更可靠、更优质的电能，在目前电网中，电压跌落是最多的电能质量问题。因为电压跌落大部分不可预见和不可控的事件引起的。电压跌落发生的次数在电力系统中每年都不一样。电能质量对于工业和制造厂是一个大问题，对于日益复杂的计算机控制的生产线加工厂，极小的电能扰动都可能带来极大的破坏力。

并且，人们对于环境问题越来越关注，而现在电网中输送的电能大部分都是火电，1度火电产生的二氧化碳约为0.96kg，那么可想而知，全球每年因为发电而产生的二氧化碳的数量是非常巨大的。另一方面，风能、太阳能等清洁能源又得不到充分的利用，面对这种矛盾，人们希望建立一个相对能够可持续发展的电网系统。

在这些大的背景下，2001年，美国EPRI（电力研究院）最早提出“IntelliGrid”(智能电网)概念，并且开始进行相关研究。欧洲2005年成立“智能电网(Smart Grids)欧洲技术论坛”，也将“Smart Grids”上升到战略地位开展研究。2006年IBM提出的“智能电网主要是解决电网安全运行、提高可靠性，从其在中国发布的《建设智能电网创新运营管理－中国电力发展的新思路》白皮书可以看出，该方案提供了一个大的框架，通过对电力生产、输送、零售的各个环节的优化管理，为相关企业提高运行效率及可靠性、降低成本描绘了一个蓝图。所谓智能电网是IBM一个市场推广策略。

奥巴马上任后提出的能源计划，除了以公布的计划，美国还将着重集中对每年要耗费1200亿美元的电路损耗和故障维修的电网系统进行升级换代，建立美国横跨四个时区的统一电网；发展智能电网产业，最大限度发挥美国国家电网的价值和效率，将逐步实现美国太阳能、风能、地热能的统一入网管理；全面推进分布式能源管理，创造世界上最高的能源使用效率。

2009年5月，国家电网公司提出在我国全面建设“坚强智能电网”，以应对资源环境问题带来的挑战，全面提高电网的资源优化配置能力和电力系统的运行效率，引领引导并支持能源及相关产业技术和装备升级，构筑起稳定、经济、清洁、安全的能源供应体系，以能源的可持续发展支持经济社会的可自进入信息时代，全球压力不断增大，能源需求不断增加，电力市场化的不断加深，用户对电能可靠性和质量的要求也不断提升。2 智能电网主要的特点

2.1智能电网的自愈性

这是智能电网最主要的特征，也是智能电网的核心功能，这就需要对电网的运行状态进行连续的的在线评估，并采取预防性的控制手段，对可能出现的问题迅速做出预测、检测和相应，故障发生时，在没有或少量人工干预下能够快速隔离故障、自我恢复，避免大面积停电的发生。

2.2智能电网的互动性

在电网中，电网与环境、设备、用户互相之间的互动是智能电网的另一重要特征。系统运行与批发、零售电力市场实现无缝衔接，支持交易的有效开展，实现资源的优化配置；同时通过市场交易更好地激励电力市场的主体参与电网安全管理，提升电力系统的安全运行水平。这样，一方面为用户节省了开支，同时也会大量减少输电线路不必要的损耗。在这种互动机制下，能够实现风能、太阳能等清洁能源的充分利用，还可以利用电价这一驱动力，削峰填谷，这对于整个电网的运行都有极大的好处。

2.3智能电网对多种能源的兼容性

智能电网的本质是能源替代和兼容利用，它可以实现清洁的可再生资源的转化整合，并输送到国家电网中来，有利于绿色电网的建设。当然这一点是与智能电网的互动性分不开的。另外，各种各样的分布式电源的接入，一方面减少了对外来能源的依赖，另一方面提高了供电的可靠性与电能的质量。

2.4智能电网的坚强可靠性

智能电网的每一个元素都应该有安全需求的考虑，在整个系统中应确保一定的集成和平衡。对其基础设施的攻击主要分为物理攻击和信息攻击，在智能电网中应该在抵御这些攻击的同时，尽量降低成本，获得实际的效益。

2.5智能电网的优质性

智能电网中运用的先进技术将同时减少电力输送系统中的带能质量问题和保护用户的敏感电子设备，总之其终端目的都是将清洁、可靠、优质的电能送到用户。

智能电网在世界上的发展

3．1美国的智能电网 总体来说，美国的智能电网主要是为了建立一个发电和配电更有效更安全的现代化电网来满足当前用户的需求。2001年，美国电力科学研究院创立了智能电网联盟，推动“Intelli Grid”研究。这个项目主要有两个目标：①分析出电力系统的商业需求，包括现在、未来的各种需求，如自愈电网概念等；②以基于这些分析得出的电力系统的需求作为基础，提出支撑未来电力系统的信息需求系统使用战术性的方法来建立一个战略视图，以战略的高度建立一个不依赖具体技术的视图框架。

为了使美国电网实现现在化，保证经济安全和国家安全，美国能源部（DOE）于2003年发布了“Grid2030”，对美国未来电网远景做了阐述。DOE于2004年有进一步发布了“国家输电技术路线图”，为实现“Grid2030”进行了战略部署。在这两份文件以及工业界的指导下，2004年在DOE的支持下，电网智能化项目（Grid Wise）启动。

2005—2006年，DOE与美国国家能源技术实验室（NETL）合作，发起了“现代电网”倡议，任务是进一步细化电网现代化远景和计划，并在全国范围内达成共识。国家电工委员会IEC于2008年筹建了SG3智能电网战略工作组，以制定智能电网的相关标准，推进智能电网的进程，促进智能电网发展过程中的一致性。2009年4月16日，美国副总统拜登公布了能源部发展智能电网的详细规划。能源部将设立两个专项计划，分别为“智能电网投资拨款项目”(Smart Grid Investment Grant Program)和智能电网示范项目(Smart Grid Demonstration Projects)，投资额分别为33.75亿美元和6.15亿美元。2009年4月，美国National Grid向马萨诸塞州公共事业部提交了一份持续两年、总投资达5700万元的电网示范项目。

2007年初Xcel能源公司推出了智能电网概念，选择美国科罗拉多州的博尔德是推进智能电网城市项目，并付诸实施。在资金方面，Xcel能源公司预计与其合伙人资助一亿美元，并计划调动其他来源，包括政府补助金，做到让消费者无成本投入。2008年美国博尔德市已经成为了全美第一个智能电网城市。3.2欧洲智能电网

2004年，欧盟委员会启动了相关的研究与建设工作提出了欧洲要建设智能电网。2006年，欧盟理事会能源绿皮书《欧洲可持续的、竞争的和安全的电能策略》明确指出，欧洲已经进入新能源时代，智能电网技术是保证电能质量的关键技术和发展方向。保证供电的持续性、竞争性和安全性是欧洲能源政策最重要的目标，也是欧洲电力市场和电网必须面对的新挑战。未来整个欧洲的电网必须向用户提供高度可靠、经济有效的电能，并充分开发利用大型集中发电机和小型分布式电源。

2008年7月1日，意大利国家电力公司(ENEL)负责启动了欧盟11个国家25个合作伙伴联合承担的ADRESS项目。该项目总预算为1600万欧元，目的是开发互动式配电能源网络，让电力用户主动参与到电力市场及电力服务中。2001~2008年，意大利国家电力公司累计安装了3180万块智能电表，覆盖率已达到95%，剩余部分将于2011年前完成。

2009年4月，西班牙电力公司ENDESA牵头，与当地政府合作在西班牙南部城市Puerto Real开展智能城市项目试点，包括智能发电(分布式发电)、智能化电力交易、智能化电网、智能化计量、智能化家庭，共计投资3150万欧元。当地政府出资25%，计划用4年完成智能城市建设。该项目涉及9000个用户、1个变电站以及5条中压线路和65个传输线中心。

2009年6月，荷兰阿姆斯特丹选择埃森哲(Accenture)公司帮助自己完成“智能城市(Smart City)”计划。该计划包括可再生能源利用、下一代节能设备、CO2减排等内容。法国的规划是从2012年1月开始，将所有新装电表更换为智能电表。英国能源和气候变化部2011年3月30日宣布，将于2019年前完成为英国3000万户住宅及商业建筑物安装5300万台智能电表的计划。目前英国的人口约为6000万，约有2300万户家庭，该计划几乎涉及英国所有住宅和商业建筑。作为欧洲2020年及后续的电力发展目标，未来欧洲电网应满足以下需求：①；灵活性，在适应未来电网变化与挑战的同时，满足用户多样化的电力需求；②可接入性，使所有用户都可接入电网，尤其是推广用户的对可再生、高效、清洁能源的利用；③可靠性，提高电力供应的可靠性与安全性以满足数字化时代的电力需求；④经济性，通过技术创新、能源有效管理、有序市场竞争及相关政策提高电网的经济效益。3.3日本的智能电网

日本政府通过深入比较与美国电力工业的不同特征，结合自身国情，决定本国的智能电网的发展。日本政府大规模发展新能源，确保电力系统的稳定，构建智能电网。据2009年3月17日日本《电气新闻》报道，针对美国提出的智能电网，日本经济产业副部长望月晴文指出，美国的脆弱电力系统与日本的坚强电力系统无法单纯比较，日本将根据本身国情，主要围绕大规模开发太阳能等新能源，确保电力系统稳定，构建智能电网。经产省根据日本企业在智能电网的技术先进性，选出了7领域26项重要技术项目作为发展重点。如输电领域的输电系统广域监视控制系统（WASA）、配电领域的配电自动化、储能领域的系统用蓄电池的最优控制、电动汽车领域的快速充电和信息管理和智能电表领域的广域通讯等列入其中。2010年4月，日本经产省在横滨市、丰田市、京都府和北九州市开展了智能电网实证项目。京都府京阪奈节能城市项目，利用智能电表开展节能技术实证；横滨市开展智能家居技术实证；北九州市开展新能源接入技术实证；丰田市开展电动汽车技术实证。3.4中国的坚强智能电网

我国关于智能电网的研究进展缓慢，甚至是刚刚起步。2007年10月，华东电网公司启动了智能电网可行性的研究，密切跟踪国际先进电力企业和研究机构对智能电网的研究，并结合华东电网的现状和今后的发展要求，提出了三个阶段的发展思路和行动规划——2010年初步建成电网高级调度中心，2020年全面建成具有初步智能特性的数字化电网，2030年真正建成具有自愈能力的智能电网。2009至2020年国家电网总投资3.45万亿元，其中智能化投资3841亿元，占电网总投资的11.1%，未来10年将建成坚强智能电网2009至2010年为规划试点阶段，重点开展坚强智能电网发展规划工作，制定技术和管理标准，开展关键技术研发、设备研制及各环节的试点工作；2011至2015年为全面建设阶段，加快建设华北、华东、华中“三华”特高压同步电网，初步形成智能电网运行控制和互动服务体系，关键技术和装备实现重大突破和广泛应用；2016至2020年为引领提升阶段，全面建成统一的坚强智能电网，技术和装备全面达到国际先进水平。中国国家电网公司目前正在推进“一特四大”的电网发展战略以特高压电网为基础，促进大煤电、大水电、大核电、大型可再生能源基地的集约化开发，在全国范围内实现资源优化配置。以大型能源基地为依托，建设由1000千伏交流和±800千伏直流构成的特高压电网，形成电力“高速公路”。同时，将以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，发展以信息化、数字化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先的坚强智能电网。

智能电网的广阔的发展前景

作为世界各国都在着重研究发展的新一代电网，应该说，智能电网的发展前景还是很广阔的。通过以上的分析我们可以看出，与当前的传统型电网相比，智能电网有其独特的优势，它可以解决很多当前电网所不能解决的问题。它的自愈性理论上可以使当前电网中出现的大停电事件变为零可能；并且其互动性是极具现实意义的，通过供电公司与用户的双重反馈可以极大的促进当前风电等不可控电能的利用和电能传输的效率；智能电网还可以加快绿色电网的建设，使电网更加安全洁净。同时，智能电网可促成和激励新产业的发展扩大，加快电力市场和国民经济的发展与繁荣。电网的创新将使销售市场更加自由，更具有创造力，以智能电网为载体，以提高能源利用效率、减少对环境的影响为主要驱动力的一系列新技术所组成的产业群将随智能电网的建设而获得更大的发展。并且，最具前景的产业是电动汽车及储能技术，最具难度的是如何实现电网的最有控制。智能电网还会促进电力市场的蓬勃发展，在智能电网中，先进的设备和广泛的通信系统等基础设施及其技术支持系统为市场参与者提供了充分的信息和数据。总之，在未来一段时期内，智能电网必将成为世界电网发展一个重要方向。

结论

本文主要通过综合智能电网在几个典型的国家和地区的发展历程，简要地介绍了一下对于智能电网的浅层认识。1）智能电网作为新一代电网是在目前电网所暴露出的问题的推动下出现的；2）智能电网具有传统电网所不具有的特征；3）世界上许多国家和地区都在努力开发适合于本国国情的智能电网；4）智能电网具有广阔的发展前景。

参考文献：

[1] 《智能电网导论》——许晓慧 [2] 《中国电力与能源》——刘振亚 [3] 《复杂大电网安全性分析¬——智能电网的概念与实现》——丁道齐

[4] 《智能电网 ——新能源、新技术、新材料的应用平台》——2009年6月1日 [5] 《欧洲智能电网产业发展形势与需求分析》——北极星电力网 [6] 《日本智能电网发展模式与方向》——2011-08-19 [7] 《我国智能电网的发展前景分析》——行业研究

第四篇：智能机器人论文

湖南农业大学课程论文

学 院： 工学院 班 级：11级机械1班 姓 名： 曾强 学 号：201140614114 课程论文题目：未来智能机器人

课程名称：MCS-51单片机原理、接口及应用 评阅成绩： 评阅意见：

成绩评定教师签名：

日期： 2014年 5月 12日

未来智能机器人

摘要：机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。近二十年中，因为电脑技术、电子产品及生物遗传工程等技术的大踏步发展，“智能机械人”的研发热潮已从专业人士的实验室中走了出来，成为一种综合科研能力的开发活动。

关键字:智能，CPU，拟人化，人性化

（一）机器人的结构组成及工作原理

机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统等组成。执行机构即机器人本体，其臂部一般采用空间开链连杆机构，其中的运动副（转动副或移动副）常称为关节，关节个数通常即为机器人的自由度数。

检测装置的作用是实时检测机器人的运动及工作情况，根据需要反馈给控制系统，与设定信息进行比较后，对执行机构进行调整，以保证机器人的动作符合预定的要求。

控制系统有两种方式。一种是集中式控制，即机器人的全部控制由一台微型计算机完成。另一种是分散（级）式控制，即采用多台微机来分担机器人的控制。如当采用上、下两级微机共同完成机器人的控制时，主机常用于负责系统的管理、通讯、运动学和动力学计算，并向下级微机发送指令信息；作为下级从机，各关节分别对应一个CPU，进行插补运算和伺服控制处理，实现给定的运动，并向主机反馈信息。

（二）机器人的未来发展

机器人的研究从一开始就是拟人化的，所以才有机械手、机械臂的开发与制作，也是为了以机械来代替人去做人力所无法完成的劳作或探险。但近十几年来，机器人的开发不仅越来越优化，而且涵盖了许多领域，应用的范畴十分广阔。大而言之，用之于太空开发，月球车，深海探测器，海洋石油开采，航天飞机机械臂等，小至微型手术机械，生命监测仪等。军事上的用途更是日新月异，从拆弹机器人、清除机器人到无人驾驶飞机、自动化战车，有人甚至预测未来战争可能如星球大战一样，是机器人的战争。至于工业、农业、遗传生物产业、医学、文化产业、电讯业、能源开发，都将因机器人的大量登场而出现产业革命。英国电讯公司未来学部门研究员曾因准确预测手机短讯、垃圾邮件及网上搜寻引擎的出现而闻名，在最近公布的科技展望五十年的预测中，其中就有数条是关于机器人的。未来的机器人将会朝着三个方面发展：

一、与人类的生活更为密切地结合起来，以为人提供更多服务作为要素

二十年后，家中扫除、清洁的工作或老人的护理保健的工作可能全由机器人取代。美国旧金山的医院已开始使用机器人为病人送药、配药的服务。美国的阿伊机器人公司的总裁接受媒体采访时表示，该公司生产的家用大扫除机器人产品，2002年只有一百二十万美元销售额，到2012年已猛增50倍以上。还有，家居的全自动化，无需驾驶的自动汽车等等，实在无法一一计数或做出估计。

二、仿生性，生物性的大趋向

以趣味性、生物性来制造机器狗、猫、鱼等动物。譬如日本三菱重工附属公司Ryomei Engineering研制成功的金色机械鱼“金鱼虎”长1公尺，重25公斤，是一只不小的巨鱼，能自动畅游于水中，可协助监察桥梁的保安和搜集鱼汛的情况，监视河水污染等。索尼公司研制的Aibo机器狗会对主人声音有情绪反应，已能够模仿喜怒哀乐和恐惧等情绪，将来可出现代替真正导盲犬的机器狗。另外，电影《侏罗纪公园》的恐龙机器人等也是例子。这类仿生性机器人还被广泛用于军事上的侦察救险、情报传送，甚至杀敌于无形的手段上去。美国夏威夷大学设有水下机器人研究中心，已具相当规模。今年八月初俄罗斯迷你潜艇在海底为渔网所缠，困于190米下的深海，就得助于英国的“天蝎”号救援艇之助而脱险的，“天蝎”号就是海底机器人。

三、最重要的发展是人性化

日本举行的万国博览会，被称为机器人的大集合之展览会，有人甚至将之称作“机器人万国博览会”，从中亦可看出日本的这一产业优势及成果。在展场中，接待处、大会清扫工作、警备工作等，多以机器人的形式出现与取替。博览会期间还举办多项人与机器人有关的活动，其中最引人注目的还是人工智能及人性化的机器人的表演，譬如接待处的一位女性机器人能听、说六国语言，而且说话时眼、嘴皆会动，面部肌肉也有活动。造型奇特有趣的高尔夫球机器人“坎迪—5”，它内置整个高尔夫球场的3D地形和球会会员的资料，并设置有全球卫星定位系统，能作360度自如旋转，它的系统将愈加精密，并更具人性化，科学家预计在2020年完成其全部制作时，它可充当球童并可从旁给予击球建议。此外，尚有具“视觉”、“味觉”的机器人，它的红外线测定可以对食物及饮品的成份、含量马上做出判定，譬如将一只苹果摆在其手臂前，可以打印出该只苹果的糖份、维生素含量等。最引人注目的是机器人管乐队的演奏，以机器人演奏真正的乐器，而且队形不断变换，演奏技术臻于上乘。东京大学于今年八月公布已开发出人的仿真性皮肤，可如人一样感受冷热、痛楚、温度反应，甚至一些人的皮肤未具有的功能都可以设定，这对仿造机器人的生命性又是一大进步。凡此种种，不一而足。

在世纪之交，生物遗传工程因“克隆人”的出现而引致伦理、法律及道德问题的争议，“克隆人”能否问世仍然是一个未知数，但机器人的研发正在取而代之，以越接近人性化为追寻目标。因而还为之出现了新的名词，比如人工智能（简称AI），并以下述二个英文名字用来指人类模样的机器人：androids和humanoids。西方的电影导演在谈到影视中出现的非常人性化的机器人时，更常常使用这些有明确倾向的专用词： A、变得人性化—humanize B、人性化的—humanized C、人道、仁慈—humanity。

我国的机器人研发工作基本上属于科学研究的项目，据说，中国科学院目前已造出说话时嘴唇能够活动、眼睛能转动、具视觉功能的机器人，其水准可媲美日本同行其实，机器人的制作绝对并非只是液压机械与电子产品的混成物，要将机器人造得越来越有人性化，就要兼及生命医学、传感、光学及创造性的文化产业等方面，比如机器人的关节就需要研究中医的经络学、生物学上的神经刺激反应以及文化产品的某种造型特征（其中很重要的是民族特征的外表）等等。英国的科学家甚至预言，到2020年，随着机器人愈来愈精密和使用有机零件制造，它们将会受到“机器人权”的保护。

在美、日、德、法、韩等国，机器人产业的开发正在日受重视，一般采取所谓的“官产学”形式。“官”即政府的制定政策及倾斜支持，调整产业结构。据情报显示，日本政府正在调整全国的产业制造结构，名古屋中部地区的未来产业为新型汽车工业，以大阪为中心的关西地方将以机器人产业为主，东京地区以资讯情报化为中心等等；“产”即产业界的自我分类的研究与开发，并将之变成产品，取得经济效益；“学”即学校设置专门的学科，教材则与以往不同，非全盘为学校教授所写，有一些则由产业研究所编写教材，利用电脑技术介入，反过来向大学师生出售。而专门出售机器人制作的教科书、教材及装配零件、专门杂志等也已成行成市，许多公司改变既有行业，转而生产为此服务的产品。那么，这是否将导致一场工业革命？现在断言尚为时过早。但可以预计的是，未来20年，机器人产业将成为未来新产业的一个领先潮流，在现代化的高科技战争中，机器人将发挥越来越大的战斗作用，从而减少前线士兵的人命伤亡，并以奇技利器克敌制胜。

总结 ：世界上先进的工业化国家都十分注重机器人的研究开发、实用化及产业化的动向，投入大量的资金、人力，优化环境及指标，特别是重视培养年轻人对此未来科学的兴趣，吸引他们的投入，以形成人材梯队，锻造出新的产业队伍。随着科学技术的飞速发展，未来的机器人将更加智能化。机器人技术综合了多学科的发展成果，代表了高技术的发展前沿，它在人类生活应用领域的不断扩大正在引起国际上重新认识机器人技术的作用和影响。

参考文献：

1.《人工智能的未来》 陕西科学技术出版社

作者：杰夫·霍金斯

2.《人工智能:一种现代的方法》 清华大学出版社

2006 05

第五篇：混凝土裂缝的有效控制方法(论文)

钢筋混凝土楼板裂纹的防止对策

设计院：杨 杰

提要 本文根据混凝土的特性，从模板的制作安装、混凝土的振捣及养护等几方面制定预防对策。

关键词 混凝土 裂纹 预防对策

为保证房屋建筑结构的整体性及抗震性能，中心区十二村三期住宅工程，由原一二期预制楼板改为钢筋混凝土全现浇楼板，现浇钢筋混凝土楼板除整体性及抗震性能好以外，也有其很难克服的缺点，也就是现浇钢筋混凝土楼板容易出现裂纹，真对此问题，我根据以往经验，并详细研究了混凝土的特性，从模板的制作安装、混凝土的振捣及养护等几方面制定了防预防对策。

钢筋混凝土楼板裂纹原因和防止措施：钢筋混凝土工程在整个工程中占主要地位，目前采用普遍，这项工程项目施工得好，能保证工程质量，满足用户的安全使用功能。钢筋混凝土梁板施工中产生裂纹、裂缝，将导致渗透、漏水。裂纹的原因、形式有其不同，如能找出其原因，并能加以研究、解决、防止，这是工程技术中不可缺少的组成部分。钢筋混凝板的裂纹分为有规则和无规则2种，有规则的裂纹多数发生在梁边、墙边，无规则的发生在板中。这些问题多数是施工上造成的。

钢筋混凝土楼板裂纹一般是不会造成楼房倒塌的。但是裂纹发生在卫生间或屋面板时，在下雨或久雨时出现的渗透、漏水给天棚、墙面造成黄斑、抹灰脱落，室内的整洁、美观受到破坏，给人的生活带来不便和威胁。楼板裂纹的原因与木制作工程的制安、混凝土的施工、保护以及水的养护等一系列的施工有关系。

1、木制作安装 1.1 木支撑作用：有的地方由于木料来源缺乏，购来的支撑太小（梢径<60mm）不能承担梁板混凝土的重力；有的因使用急需，木头不干就用，这样的生木有较大的软性；撑距偏大；有的弯曲过大或腐蚀。在施工混凝土时，由于人工操作，斗车来往，梁板下支撑产生上下弹动性较大，捣固的混凝土受到振动影响，由于支撑受力不足产生弯曲，梁板也随着下沉，梁边出现直纹，板边出现乱纹，这些现象均是支撑选取不当的缘故。

1.2 施工支撑用料：施工中由于注意不够，在选用木支撑时，未能根据现有梁的大小进行选用，支撑太小，在一排支撑中有连续几根都是小支撑或整排都是新支撑，造成在混凝土的重压下支撑弯曲，梁或板随之下沉，在梁边产生裂纹。

1.3 横担木选用、排施：横担木一般选用6*8cm方木在梁之间的排放，不能为节省材料选用4*6cm的规格。排放的间距不能过大，大于60cm时，模板受压强度就不够，每平方米板面混凝土、人及振动机械有300kg 以上，由于横担木小、支撑间距大、板跨大、板面承受压力不够，使板面混凝土产生一些无规则的裂纹。

1.4 垫板：有的工程在支撑下选用20~30cm、厚2.5cm的垫板，这样的垫板在楼上可用，在地面是不行的，因地面有些是回填土，软硬不均，一根支撑承受混凝土的压力，重的要1t以上，光靠这一小块板来承受压力是不够的，这样使梁板下沉不均，在梁边、板面产生一些裂纹,所以地基处理夯实，还有支撑下的基础，往往被忽视，为了操作方便，先用干土松填。在捣固混凝土时浇水，水流往支撑基础，产生了严重的下沉。在混凝土捣灌时，可能发生工程事故或紧急暂停，或是扒掉混凝土从基底加固重新安装支撑。这就造成人力、材料的损失，耽误了时间，轻的使梁板下沉，造成混凝土的裂纹、梁的断裂。因此支撑基础一定要夯实，最好硬化，垫板要用50厚的最好。

1.5.楼板的装钉：由于技工的手工不一，注意不到或者经验不够，在钉模板时都是密钉的，其实不然，要看板本身的含水情况：如果板很潮湿，已经膨胀到最宽的尺寸；另一种是生木新加工的板，这两种情况可以密钉模板。有的模板是干的、板宽缩小到最窄尺寸、吸水后要膨胀的，装钉时应留0.5~1.0cm的板缝，因为板宽一般是10~20cm ,5% 的胀宽是有的。模板浇水后刚好由于膨胀使板缝吻合。如果干板密钉，在浇水后将产生拱板或在混凝土施工后，由于板向上的拱力过大，迫使混凝土板产生裂纹，这种是直线短纹。

2.混凝土的施工

这里所说的仅仅是与混凝土板裂纹有关的一些情况 2.1 混凝土的板面运输：混凝土搅拌后由人工或机械运输，常用的是在楼板上用翻斗车运输。在施工中，往往只顾用力、快步跑、猛力翻倒，而不顾楼板会产生过大振动有什么不良影响。特别是在斗车猛力翻倒时，使梁板产生过大振动，使梁板下的支撑产生下沉，使已捣固好的混凝土初凝受到不良的影响。同时会压沉绑扎好的负压筋，拆散负筋，破坏钢筋的结构。其二，车道的行走是固定铺板位置的线路，在不断地来回行走过程中，由于用力过大，使板的支撑下产生一定下沉或梁板下支撑的松动，在这种情况下，已捣固好的梁板边或板面已经产生裂纹，轻的在施工后才发现有裂纹，在车道的位置也有一些不规则裂纹,所以混凝土的捣固：混凝土的捣固顺序从柱、梁到板、板梁，从远到近，施工前先铺搭人行、车辆道，可以利用5*16cm,长4m的架板，板下用木板垫起，不得压钢筋。

2.2 施工缝的合接：在一层楼板施工中，因上、下午间隔，今天到明天的间隔，在停歇的时间留下了施工缝。施工过程中不是一帆风顺的，有时由于停电、停水或搅拌机、升降机出现故障被迫停工，留下施工缝。有时发生在梁中、板中的位置，如果停歇时间长，应采用人工搅拌、挑运，人工捣固，衔接整根梁、板到梁边。产生这些情况应采取相应的措施。接头在梁中、施工缝在板中等到重新捣固混凝土时，先泼上水，这时水已沾满了混凝土的孔隙，倒上的混凝土浆与原混凝土的结合较差。有的捣固不认真，加上新旧混凝土捣固时间有些相隔，凝结性能略有差异，混凝土施工后，在梁板、板衔接处出现裂纹，这就要求施工员事先做好准备，在不得已的情况下如果留有施工缝，最好在缝处加微膨胀剂，最好不留施工缝。

2.3 混凝土的捣固：柱梁可用插入式振动器，板面用平板振动器，当混凝土含水率少，干燥时应加强捣固或多振动几次，有时也因混凝土配合比不调，产生石子多、浆少或者其中有点停歇，混凝土运输到场已有点干硬等原因，造成振动有困难，如捣固程度不够，那就在梁、柱或板中产生大小不一的空洞，在板面虽然没有裂纹，也产生渗透或在板下梁形成水珠的现象。要杜绝此现象的发生，混凝土搅拌后应随时运送浇注，停歇时间过久，产生坐浆凝固，浇注就较难，混凝土的浇注机械有插入式振动器或平板振动器。柱的浇注如振动管带不够长，应用长竹杆用人工认真捣实，板面的浇注可以用铁销短竹杆用人工配合浇注，浇注时应特别注意柱梁的接合。保证混凝土质量的关键因素是操作工人，这是重要环节，施工员必须选用可靠的操作工。尤其在混凝土施工中，由于操作人员不加注意，钢筋常受到破坏，特别是负弯矩筋受到踩踏使其弯曲、下沉、变形，有时会受到斗车的翻压，要使钢筋不受车辆破坏，应随时架铺短车道。当然施工中钢筋做到百分之百不破坏困难，所以应指派一名钢筋工专门在现场管理修护，以便修正。其次在混凝土捣固前，应用预先做好的垫块把钢筋垫成15mm厚的保护层，浇注混凝土时发现脱垫，应立即补垫。现场的钢筋保护乃是重要环节

3、混凝土的养护：混凝土的养护有捣固前模板的浇水和施工后钢筋混凝土板梁、柱的养护，在模板装钉后或是待钢筋绑扎后，混凝土捣固前及混凝土施工过程中对柱、梁板喷水。这一环节很重要，不少的工程由于合同的工期紧迫，时间有限，钢筋都没扎完成，就赶紧捣固混凝土，最多是边捣固边应付式的喷射一下水，这种现象对于模板的养护是很不够的，浇水与没浇水差不了多少。待到拆模时，表皮有许多麻面，混凝土板面脱皮，梁边、柱边破角或是粗糙，这是施工前浇水不够的问题。有的因砖墙石墙已砌完，较久时间没受到雨水淋湿，墙面特别干固，在捣固楼板时浇水不足，拆模后梁边更是粗糙。这种情况下混凝土的质量是很差的，强度是很低的，有些模板在养护时已经产生了漏水或渗透。所以混凝土养护工作很重要，混凝土的养护主要是水的养护：水的养护有两回合，一是混凝土施工前对木模的养水，这是先行工作，养水最好用水管喷射，模板喷水应注意柱、梁内外板、干枯的砖墙面吸水量最多，应加喷射，养水要求柱、梁、板面都能湿透，有足够的含水量。施工中应经常补充喷水，使模板从头到尾保持有一定的湿度。其二，混凝土施工后养水一般是在1d或8h 后，气温高时，如夏天半天后可以浇水养护，养水至少7d~10d。

4、混凝土施工的保护：混凝土施工时，因有部分梁板已经先完成，由于板面干，人好走，包括有的人上楼观看，人过分集中，有的由于板面施工一部分，铺设车道架板堆叠在一起，产生受压力集中，混凝土施工完成后，为赶工期，等不及几天的养护，就弹线分中，随着上砖，上场安装柱模或砌砖、砌石，使混 凝土梁板得不到起码的凝固期和养护时间，这种情况即使是施工时没有产生裂纹、透水，由于在施工后没有养护，也会产生新的裂纹、漏水，针对存在的这种情况是，我们制定了混凝土达到一定的强度，在养护好的情况下，才能进行下一步工序的施工。

为了保证钢筋混凝土的质量，施工应做许多细致的工作，方可使梁板不会产生裂纹、断纹、透水、漏水，工人必须真正踏实地工作，施工员必须精心施工，找出相应的对策，才能确实做到防治混凝土裂缝的目的。