第一篇：基于Arduino UNO的智能插座設(shè)計(jì)論文

智能插座是智能家居的重要組成部分。設(shè)計(jì)的智能插座以Arduino UNO為核心，由處理器模塊、以太網(wǎng)通信模塊、Wi-Fi通信模塊、電源模塊、電能傳感模塊、繼電器模塊等組成，可使用手機(jī)APP進(jìn)行遠(yuǎn)程開關(guān)控制，實(shí)現(xiàn)即時(shí)控制、定時(shí)控制、過流過壓控制等功能。概述

智能插座是智能家居的重要組成部分，在完成插座的分配單路或者多路電源的基本功能的基礎(chǔ)上，還具有智能化的特點(diǎn)。

本文設(shè)計(jì)了一種以Arduino UNO為核心的智能插座，可以實(shí)現(xiàn)通過因特網(wǎng)使用手機(jī)APP對插座進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和狀態(tài)監(jiān)測，同時(shí)也具備與其它智能家居系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合進(jìn)行聯(lián)動(dòng)的能力。智能插座的硬件系統(tǒng)

智能插座的硬件系統(tǒng)由處理器模塊、以太網(wǎng)通信模塊、Wi-Fi通信模塊、電源模塊、電能傳感模塊、繼電器模塊等組成，如圖1所示。

2.1 處理器模塊

本智能插座使用以Arduino UNO單片機(jī)組件為核心的處理器模塊。處理器采用ATmega328處理器，擁有14路的I/O口，其中6路為mini輸入接口，另外6路用于PWM輸出。Arduino UNO有一個(gè)16MHz的晶振和一個(gè)用來復(fù)位的按鍵，提供一個(gè)電源插孔和一個(gè)USB接口，另外還有一個(gè)ICSP header。

Arduino UNO 可以通過不同的的傳感器對環(huán)境感知測量，電路板上的微控制器能夠通過編程寫入程序，以二進(jìn)制的形式燒寫到單片機(jī)的微控制器中。基于Arduino 單片機(jī)來設(shè)計(jì)的設(shè)備可以只采用Arduino 單片機(jī)一種獨(dú)立模塊，當(dāng)然也可以搭配一些其他的在電腦上運(yùn)行的軟件。

2.2 以太網(wǎng)模塊

以太網(wǎng)模塊采用W5100以太網(wǎng)模塊。此模塊是一款擁有多功能的單片網(wǎng)絡(luò)接口芯片，內(nèi)部集成有 10/100Mbps 以太網(wǎng)控制器。主要應(yīng)用于高集成、高穩(wěn)定、高性能和低成本的嵌入式系統(tǒng)中。使用 W5100 可以實(shí)現(xiàn)沒有操作系統(tǒng)的 Internet 連接，可以與 IEEE802.310BASE-T和 802.3u 100BASE-TX兼容。

2.3 Wi-Fi模塊

Wi-Fi模塊是基于Uart接口的符合Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的嵌入式模塊，內(nèi)置無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IEEE802.11協(xié)議棧以及TCP/IP協(xié)議棧，能夠?qū)崿F(xiàn)用戶串口或TTL電平數(shù)據(jù)到無線網(wǎng)絡(luò)之間的轉(zhuǎn)換。

2.4 繼電器模塊

繼電器是自動(dòng)化領(lǐng)域最常用到的一種弱電控制強(qiáng)電的電器設(shè)備。本智能插座設(shè)計(jì)使用的是信號繼電器，一個(gè)三極管來驅(qū)動(dòng)繼電器。在繼電器電路內(nèi)部線圈兩端添加二極管來吸收線圈斷電情況下所產(chǎn)生的反電勢，以達(dá)到防止干擾的目的。上圖中AB為常開觸點(diǎn)，AC為常閉觸點(diǎn)。

2.5 電源模塊

電源模塊將市電轉(zhuǎn)換為電壓為5V的直流電，為各個(gè)系統(tǒng)提供電源。智能插座的電源系統(tǒng)要求對電網(wǎng)質(zhì)量適應(yīng)性強(qiáng)、工作穩(wěn)定、體積小。本次設(shè)計(jì)采用的是以7805為核心的電源變換模塊，最大輸出電流為1A。

電源部分還設(shè)計(jì)了USB充電功能，可以為手機(jī)等設(shè)備充電。

2.6 電能傳感模塊

電能傳感模塊的設(shè)計(jì)以ADE7755為核心，在保證低成本、小體積的同時(shí)，又具有高精度和高可靠性，其技術(shù)指標(biāo)超過了IEC1036規(guī)定的要求。在工作時(shí)，ADE7755通過兩個(gè)16位二階-△模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)將電壓和電流信號數(shù)字化，將電流和電壓的瞬時(shí)信號直接通過內(nèi)部乘法器得到瞬時(shí)功率信號，該信號經(jīng)頻轉(zhuǎn)換器得到與平均有功功率成正比的頻率信號，經(jīng)CF引腳輸出。軟件設(shè)計(jì)

智能插座軟件設(shè)計(jì)分為Arduino UNO編程設(shè)計(jì)和手機(jī)APP設(shè)計(jì)兩部分。

3.1 Arduino UNO編程設(shè)計(jì)

Arduino UNO軟件開發(fā)采用C語言進(jìn)行編程，使用Arduino IDE1.05進(jìn)行編譯，USB轉(zhuǎn)串口線連接計(jì)算機(jī)進(jìn)行燒寫。

軟件系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)配置程序、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接收程序、繼電器控制程序、電能傳感接收程序、充電控制程序等。網(wǎng)絡(luò)配置程序?qū)⒅悄懿遄c因特網(wǎng)連接。繼電器控制程序根據(jù)手機(jī)APP發(fā)出的指令、或者電能傳感接收的狀態(tài)控制繼電器開關(guān)。電能傳感接收程序讀取電能傳感器檢測到的經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換的電流、電壓值，并將該數(shù)據(jù)傳送到處理器中，處理器將該數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的電流、電壓閾值進(jìn)行比較。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接收程序通過W5100以太網(wǎng)模塊接受來路由器上的DHCP服務(wù)器的數(shù)據(jù)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置。

3.2 手機(jī)APP設(shè)計(jì)

智能插座聯(lián)網(wǎng)后，Arduino UNO具備網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能，可以通過APP直接讀取繼電器狀態(tài)、電流電壓數(shù)值等智能插座的各種狀態(tài)信息，也可以向處理器發(fā)送控制指令。本次設(shè)計(jì)只設(shè)計(jì)了基于Andriod的APP，采用Eclipse進(jìn)行開發(fā)。

主要由用戶身份認(rèn)證、智能插座連接、智能插座狀態(tài)指示、開關(guān)控制、定時(shí)控制等功能模塊組成。

用戶身份認(rèn)證通過集中的服務(wù)器平臺認(rèn)證用戶身份;智能插座連接將APP和Arduino UNO的服務(wù)器連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取和控制;智能插座狀態(tài)指示顯示插座上每一路插孔的開關(guān)狀態(tài)，點(diǎn)擊該指示，可以進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制。為防止誤操作，改變插座開關(guān)狀態(tài)時(shí)，需要進(jìn)行一次確認(rèn)。定時(shí)控制功能可以設(shè)置每一路插座通斷時(shí)間，實(shí)現(xiàn)計(jì)劃供電。設(shè)計(jì)總結(jié)

本設(shè)計(jì)只是實(shí)現(xiàn)了智能插座的基本功能。未來還要在小型化、集成化、穩(wěn)定性等方面進(jìn)行改進(jìn)。同時(shí)，基于電力的網(wǎng)絡(luò)連接、集中式的插座控制和狀態(tài)和檢測、用電量的大數(shù)據(jù)分析等功能也可以在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)。另外，系統(tǒng)信息安全保護(hù)也要充分考慮。

第二篇：電力計(jì)量多功能插座設(shè)計(jì)

電力計(jì)量多功能插座設(shè)計(jì)

在現(xiàn)今社會(huì)，對于精準(zhǔn)計(jì)量的需求越來越高，而且計(jì)量正在往智能化、網(wǎng)絡(luò)化各系統(tǒng)化方向發(fā)展，對于電力計(jì)量，傳統(tǒng)的機(jī)器式電度表已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)今這個(gè)高速發(fā)展社會(huì)越來越高的要求，所以才有電子式電度表的出現(xiàn)。它以MCU為運(yùn)算邏輯核心，輔以傳感、通信電路對電源用電進(jìn)行監(jiān)測、計(jì)量及保護(hù)，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抄表，預(yù)付費(fèi)等功能。而我的畢業(yè)設(shè)計(jì)“電力計(jì)量功能插座設(shè)計(jì)”與電子式電度表的原理基本相同，只是多了更多參數(shù)的顯示和過載短路保護(hù)功能。作為一款便攜式的多功能電力計(jì)量插座，它對電壓、電流、功耗、頻率及功率因數(shù)、用電量進(jìn)行監(jiān)測，也對過載及短路進(jìn)行保護(hù)，所以在多種場所有其應(yīng)用。

電壓測量

電壓測量是非常重要的測量。因?yàn)椋?/p>

1、電壓是基本電能量參數(shù)（電壓、電流、功率）之一，而測量電參數(shù)主要是指測量電壓，因?yàn)闇y出電路端電壓后，根據(jù)電路阻抗就可以計(jì)算出電流和功率；

2、電壓可以派生出其它量，如幅頻特性、調(diào)幅特性、失真度、靈敏度等；

3、自動(dòng)控制系統(tǒng)中，反饋量和控制量大都是采用電壓量；

4、非電量檢測中，通常將非電量轉(zhuǎn)換成電壓量來測量；

5、電氣設(shè)備和電子儀器大多以電壓來指示。所以，電壓測量在電測技術(shù)中占有重要地位。

第三篇：智能公交論文

城市智能公交系統(tǒng)

城市公交具有運(yùn)載量大、運(yùn)送效率高、能源消耗低、相對污染少、運(yùn)輸成本低等優(yōu)點(diǎn)，優(yōu)先發(fā)展城市公交是提高交通資源利用效率、緩解交通擁堵的重要手段，也是世界各國公認(rèn)的解決大、中城市交通問題的最佳策略。在我國大力發(fā)展公共交通的政策導(dǎo)向下，公交系統(tǒng)的隊(duì)伍逐漸壯大，需要通過信息化的手段去管理；公交智能化運(yùn)營管理系統(tǒng)作為大力發(fā)展公交的產(chǎn)物，是“綠色出行、公交優(yōu)先”得以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)保證。國內(nèi)已有許多城市部署了公交的智能化系統(tǒng)，但綜合來說，與國外發(fā)達(dá)國家和地區(qū)相比，仍然存在較大的差距，如系統(tǒng)功能相對簡單化、歷史數(shù)據(jù)挖掘能力不足、乘客信息服務(wù)能力薄弱等問題，難以滿足交通管理部門對公交運(yùn)營調(diào)度和公交優(yōu)先的要求，與廣大乘客對優(yōu)質(zhì)服務(wù)的強(qiáng)烈需求有一定的距離，導(dǎo)致了公交系統(tǒng)的魅力和親和力的降低，不利于公交優(yōu)先的推廣應(yīng)用。

技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)行高效、可靠實(shí)用的城市智能公交系統(tǒng)，可以充分實(shí)現(xiàn)“人一車一站一道”的一體化、智能化的監(jiān)控、調(diào)度、管理與服務(wù)，將公交優(yōu)先、合理調(diào)度、快速上下、安全舒適、優(yōu)質(zhì)服務(wù)等特點(diǎn)完全地發(fā)揮出來。城市智能公交系統(tǒng)綜合運(yùn)用智能識別、短程通信、網(wǎng)絡(luò)通信、控制、信息處理等技術(shù)，集成城市ITS大系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)獲取信息，對車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位；充分運(yùn)用車輛監(jiān)控、信號優(yōu)先等智能交通技術(shù)，對停車場、車站進(jìn)行可視監(jiān)控，建造“站車道”一體化公交管理體系，實(shí)現(xiàn)了公交優(yōu)先、合理調(diào)度；建立先進(jìn)的售、檢票系統(tǒng)和準(zhǔn)確、方便的BRT公交信息服務(wù)系統(tǒng)，方便乘客快速上下、安全舒適，為其提供人性化服務(wù)。

城市智能公交系統(tǒng)是一項(xiàng)涉及眾多組織協(xié)調(diào)合作、各子系統(tǒng)協(xié)同工作、實(shí)時(shí)調(diào)控的綜合性系統(tǒng)。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架決定了智能化運(yùn)營管理系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用和相關(guān)信息需求。

一、公交智能化運(yùn)營管理系統(tǒng)

主要包括10個(gè)子系統(tǒng)，智能調(diào)度子系統(tǒng)、運(yùn)營監(jiān)控子系統(tǒng)、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)、統(tǒng)計(jì)分析子系統(tǒng)、企業(yè)信息管理子系統(tǒng)、計(jì)劃排班子系統(tǒng)、通信子系統(tǒng)、信號優(yōu)先子系統(tǒng)和乘客信息服務(wù)子系統(tǒng)。為了使各子系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致地工作，需要將各個(gè)智能子系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)集成。實(shí)現(xiàn)有線／無線網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)一語音一視頻、各類電子設(shè)備、人一車一站一道(路口)的一體化監(jiān)控和調(diào)度、企業(yè)業(yè)務(wù)一資金一數(shù)據(jù)三流合一的有機(jī)集成。

1智能調(diào)度子系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的核心，它溝通了各外場設(shè)備與調(diào)度管理中心的聯(lián)系并且負(fù)責(zé)對交通、氣象環(huán)境等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)收集、處理，通過外場誘導(dǎo)顯示設(shè)備發(fā)布公交信息，同時(shí)根據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)生的突發(fā)事件(交通事故、道路阻塞、車輛事故、求助報(bào)警等)做出迅速的反應(yīng)。

2運(yùn)營監(jiān)控子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對公交線路運(yùn)營情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控和歷史查看。通過地理線路和模擬線路提供線路中運(yùn)行車輛的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，為線路發(fā)車調(diào)度、車輛違規(guī)違章監(jiān)控和處理，以及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視提供實(shí)時(shí)、直觀和易操作的平臺。同時(shí)具有公交行車路線的歷史查詢和軌跡回放等功能。

3乘客信息服務(wù)子系統(tǒng)是依托多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為核心，以站臺和車載顯示終端為媒介向乘客提供信息服務(wù)的系統(tǒng)，通過本平臺向路口站臺發(fā)送相關(guān)的乘車、廣告、公告信息，并在路口I。ED屏上顯示，使乘客能實(shí)時(shí)了解乘車動(dòng)態(tài)。LED屏具體的顯示信息包括：當(dāng)前日期和時(shí)間、當(dāng)天天氣、各線路距離本站站數(shù)信息、意外臨時(shí)?？空九_的其他公交線路信息，乘客提示信息或公益信息。

4企業(yè)信息管理子系統(tǒng)對企業(yè)人力資源、車輛信息、票務(wù)以及日常的文檔等進(jìn)行綜合管理，實(shí)現(xiàn)辦公自動(dòng)化，優(yōu)化企業(yè)業(yè)務(wù)流程，提高企業(yè)管理效率。

5計(jì)劃排班子系統(tǒng)的主要功能有計(jì)劃管理、人車關(guān)聯(lián)管理以及發(fā)車時(shí)刻表和勞動(dòng)排班的制訂和管理。通過計(jì)劃管理，對發(fā)車時(shí)刻表的制訂設(shè)置約束條件，從而獲得更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)陌l(fā)車時(shí)刻表，結(jié)合人與車之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，生成配車配班表，也即勞動(dòng)排班表，以及考慮大型活動(dòng)和節(jié)假日對公交系統(tǒng)的運(yùn)營帶來的影響，制訂應(yīng)急預(yù)案。6統(tǒng)計(jì)分析子系統(tǒng)對運(yùn)營過程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可作為運(yùn)營規(guī)劃輔助、智能調(diào)度等子系統(tǒng)制訂相應(yīng)方案的依據(jù)。

7信號優(yōu)先子系統(tǒng)是相對獨(dú)立的子系統(tǒng)，目前在快速公交(BRT)智能化系統(tǒng)中的應(yīng)用居多。在BRT線路上實(shí)行公交優(yōu)先是實(shí)現(xiàn)BRT系統(tǒng)高效、安全、平穩(wěn)運(yùn)行的前提，信號優(yōu)先是BRT系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)快速公交的重要技術(shù)手段。信號優(yōu)先技術(shù)必須能同時(shí)實(shí)現(xiàn)BRT車輛在空問和時(shí)間通行權(quán)上的優(yōu)先?？諉柹系膬?yōu)先可以通過設(shè)置公交專用道或分道器來實(shí)現(xiàn)。時(shí)間上的優(yōu)先也即信號優(yōu)先，是指交通信號系統(tǒng)對BRT車輛在“時(shí)間”上給予的優(yōu)先，它主要體現(xiàn)在：當(dāng)BRT車輛行駛到十字交叉路口附近時(shí)，交通信號系統(tǒng)識別到車輛并判斷車輛的運(yùn)行方向，為BRT車輛提供優(yōu)先通行信號。

二、公交智能化運(yùn)營調(diào)度指揮系統(tǒng)

智能公交運(yùn)營調(diào)度指揮系統(tǒng)從技術(shù)上主要是采用GPS、GIS、GPRS／CDMA、視頻監(jiān)控技術(shù)進(jìn)行車輛定位、動(dòng)態(tài)跟蹤，實(shí)現(xiàn)公交車輛運(yùn)營調(diào)度、指揮、監(jiān)控的自動(dòng)化，同時(shí)以計(jì)算機(jī)代替繁雜的手工記錄工作，真實(shí)、快速、精確地進(jìn)行運(yùn)營指標(biāo)、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)現(xiàn)公交運(yùn)營生產(chǎn)的智能化、現(xiàn)代化管理。運(yùn)營調(diào)度指揮系統(tǒng)體現(xiàn)了BRT的核心業(yè)務(wù)，是整個(gè)智能系統(tǒng)中實(shí)施最困難，也是最關(guān)鍵的一部分。運(yùn)營調(diào)度系統(tǒng)需要利用車輛定位和通信系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、信息傳輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)車輛的動(dòng)態(tài)跟蹤，從而為調(diào)度員把握車輛狀態(tài)、進(jìn)行車輛指揮調(diào)度服務(wù)。同時(shí)，運(yùn)營調(diào)度指揮系統(tǒng)也可以為乘客信息服務(wù)系統(tǒng)提供車輛到站和預(yù)測信息。

運(yùn)營調(diào)度指揮系統(tǒng)一般需要實(shí)現(xiàn)以下業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)：

(1)計(jì)劃編制。根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和客流分析，確定行車計(jì)劃的發(fā)車時(shí)刻表，制定配車指標(biāo)和發(fā)車指標(biāo)，根據(jù)指標(biāo)制定行車計(jì)劃．結(jié)合每日的可用車輛和人員資源制定當(dāng)天的配車排班表。

(2)勞動(dòng)管理。按照營運(yùn)指標(biāo)管理和配置線路資源，包括車輛和人員的配備，車輛管理和維護(hù)。人員培訓(xùn)、休假和考核。(3)實(shí)時(shí)調(diào)度。包括按照配車排班表自動(dòng)發(fā)車．根據(jù)實(shí)時(shí)獲取的信息，在必要的情況下調(diào)度員更改配車排班計(jì)劃，手動(dòng)發(fā)車，在緊急情況下提供應(yīng)急調(diào)度。

(4)實(shí)時(shí)監(jiān)控。利用車輛識別技術(shù)、GPS定位技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)，為實(shí)時(shí)調(diào)度系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的車輛和線路的營運(yùn)信息，給調(diào)度員提供遠(yuǎn)程監(jiān)控和指揮能力。

(5)統(tǒng)計(jì)分析。自動(dòng)生成各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表，計(jì)算和分析各種營運(yùn)指標(biāo)，與營運(yùn)計(jì)劃指標(biāo)進(jìn)行比較，并對報(bào)表進(jìn)行顯示和打印，為進(jìn)一步改進(jìn)和完善營運(yùn)丁作提供參考。

系統(tǒng)功能(1)信息管理信息管理用于實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)基本數(shù)據(jù)資料的分類管理。主要內(nèi)容包括：人員信息、車輛信息、線路和站點(diǎn)信息、系統(tǒng)設(shè)備信息、公司基本資料等。同時(shí)能實(shí)現(xiàn)新增、清除、變更、查詢、打印等功能，并能與其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享。

(2)運(yùn)營計(jì)劃系統(tǒng)能夠根據(jù)行車時(shí)刻表和線路人員安排進(jìn)行每日計(jì)劃排班，生成排班表，包括車輛排班、司乘人員安排等。支持用戶快速高效地制定、審批行車計(jì)劃。但要求編制行車時(shí)刻表和日常排班的功能分開設(shè)置。

(3)車輛監(jiān)控主要是利用智能系統(tǒng)的自動(dòng)檢測能力，發(fā)現(xiàn)車輛違規(guī)行為，統(tǒng)計(jì)車輛運(yùn)行數(shù)據(jù)，分析車輛運(yùn)行狀況，便于調(diào)度員做出快速響應(yīng)。車輛監(jiān)控基于GIS地圖的車輛運(yùn)行監(jiān)控能力，可以實(shí)時(shí)看到車輛的行駛軌跡、當(dāng)前位置、瞬時(shí)速度等狀態(tài)；能夠接收車載機(jī)發(fā)送到后臺的信息；提供線路簡易圖的方式實(shí)現(xiàn)車輛的監(jiān)控；支持GPS補(bǔ)償功能，實(shí)現(xiàn)車輛在GIS地圖上顯示的連續(xù)性；可以顯示車輛實(shí)時(shí)定位信息，如經(jīng)緯度、時(shí)間、速度、方向等；可以顯示車輛的屬性數(shù)據(jù)，如駕駛員、車輛自編號、車牌號等；可以顯示車輛實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，如路阻、車輛故障、事故、報(bào)警等。對指定時(shí)間、指定范圍的車輛運(yùn)行軌跡進(jìn)行軌跡回放，同時(shí)顯示軌跡時(shí)間的車輛定位信息、車輛實(shí)時(shí)狀態(tài)等。

(4)場站監(jiān)控場站布設(shè)的電子設(shè)備和監(jiān)控設(shè)備要實(shí)現(xiàn)牟場、車站內(nèi)部的系統(tǒng)設(shè)備視頻監(jiān)控，可以控制車站上的電子站牌、屏蔽門等設(shè)備，通過視頻或計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)查看站臺客流。

(5)場站勤務(wù)場站勤務(wù)系統(tǒng)為場站和站臺的司乘人員考勤、查看班次提供手段，使調(diào)度人員能夠掌握當(dāng)班司、售人員出勤情況，以免由于司、售人員臨時(shí)缺勤影響發(fā)車；使司、售人113?一j員能夠方便查詢本人下一班何時(shí)、何地接班等信息；還能夠?yàn)樗緳C(jī)向調(diào)度中心提出報(bào)修、加油請求提供手段。場站勤務(wù)需要必要的設(shè)備提供支持，一般包括場站計(jì)算機(jī)、觸摸式信息查詢機(jī)、調(diào)度指令牌、語音廣播、車輛進(jìn)出場自動(dòng)識別設(shè)備等部分。

(6)實(shí)時(shí)調(diào)度實(shí)時(shí)調(diào)度系統(tǒng)通過對人員、車輛進(jìn)行組織，按照編制的運(yùn)行計(jì)劃執(zhí)行調(diào)度，并根據(jù)實(shí)際發(fā)生的需求變化對運(yùn)行計(jì)劃進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，以滿足運(yùn)營的需要。運(yùn)行調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)提供實(shí)時(shí)運(yùn)營調(diào)度、維修調(diào)度、加油調(diào)度、臨時(shí)區(qū)間車調(diào)度、放空調(diào)度、編組調(diào)度、直達(dá)調(diào)度、故障等異常調(diào)度等功能；能夠在調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助調(diào)度：按計(jì)劃自動(dòng)發(fā)車、手動(dòng)發(fā)車、預(yù)案發(fā)車、應(yīng)急調(diào)度、區(qū)間調(diào)度，并自動(dòng)下發(fā)調(diào)度指令；能夠提供調(diào)度員至少調(diào)度兩條線路的能力；能夠讓調(diào)度員對線路的運(yùn)行情況做總體直觀把握；能夠提供司機(jī)和調(diào)度人員信息確認(rèn)溝通的手段；能夠讓調(diào)度員安排登記包車、維修、加油等活動(dòng)；能夠支持處理車輛故障、事故等突發(fā)信息；能夠提供數(shù)據(jù)查詢功能；車輛運(yùn)行和調(diào)度過程中的動(dòng)態(tài)信息、實(shí)際車次匯總信息。

(7)乘客信息服務(wù)為乘客提供車輛等待時(shí)間、換乘信息、乘車提示等方便乘客出行的一系列服務(wù)。系統(tǒng)能夠根據(jù)線路車輛運(yùn)行情況，在電子站牌上顯示車輛所在運(yùn)營區(qū)段，提示車輛到站時(shí)間；同時(shí)提供多媒體信息服務(wù)。能夠?qū)崿F(xiàn)對即將到達(dá)的車輛位置進(jìn)行預(yù)報(bào)，通知乘客準(zhǔn)備乘車；對線路運(yùn)營異常狀態(tài)向乘客做出通知。在車輛內(nèi)部顯示車輛在線路中所在位置，為乘客提供乘降提示。為乘客告知站名，預(yù)告下站站名，提示乘客乘降。自動(dòng)進(jìn)行站名、車輛運(yùn)行狀態(tài)(停站、轉(zhuǎn)彎)的語音播報(bào)；對乘客進(jìn)行安全提示。

(8)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析是指對公交企業(yè)日常運(yùn)營業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、傳遞、匯總、加工、整理。然后進(jìn)行分析和判斷，從而找出相關(guān)規(guī)律，提供決策依據(jù)，服務(wù)于運(yùn)營生產(chǎn)。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析應(yīng)用指標(biāo)對比法、因素分析法、比率分析法、動(dòng)態(tài)分析法等主要技術(shù)分析手段，詳細(xì)總結(jié)過去，科學(xué)規(guī)劃未來，有效控制公交企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)，不斷提高其經(jīng)營管理水平和經(jīng)濟(jì)效益。

(9)技術(shù)管理預(yù)留將來能實(shí)現(xiàn)的部分功能，如接收公交公司下達(dá)的車輛保養(yǎng)計(jì)劃，執(zhí)行車輛保養(yǎng)計(jì)劃，反饋保養(yǎng)計(jì)劃的實(shí)施情況。對車輛的油(氣)／電消耗情況進(jìn)行管理。對各類車輛運(yùn)營故障情況進(jìn)行處理。隨時(shí)進(jìn)行技術(shù)稽查，完成技術(shù)稽查報(bào)告。檢查司機(jī)的各項(xiàng)工作，完成個(gè)人考核記錄。

(10)系統(tǒng)管理對系統(tǒng)的設(shè)置參數(shù)進(jìn)行管理；對系統(tǒng)的用戶權(quán)限設(shè)置等方面進(jìn)行管理；增加軟件的實(shí)用性，便于模塊增加和減少。

三、GPS車輛定位及無線通信系統(tǒng)

1．系統(tǒng)概述車輛定位通信技術(shù)是BRT智能系統(tǒng)的核心與關(guān)鍵技術(shù)之一，為了實(shí)現(xiàn)對公交車輛的實(shí)時(shí)跟蹤、實(shí)時(shí)調(diào)度和信號優(yōu)先，就必須能夠連續(xù)、實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)地確定車輛的位置。通過集成設(shè)計(jì)的公交車載電子設(shè)備，利用車載設(shè)備的智能CPU、總線連接，具備了GPS車輛定位、GSM／GPRS／CDMA通信、乘客上下車電視監(jiān)控(司機(jī)顯示屏)、LED自動(dòng)顯示前方到站、自動(dòng)站牌顯示、報(bào)站器自動(dòng)報(bào)站、LED動(dòng)態(tài)信息服務(wù)及信息下載等功能，是公交運(yùn)營調(diào)度和乘客信息服務(wù)的重要支撐。

2．系統(tǒng)功能GPS車輛定位及無線通信系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)車輛運(yùn)營信息采集的主要手段，車輛的合理調(diào)度及運(yùn)營過程控制在很大程度上取決于其定位精確程度。公交車輛定位方式包括連續(xù)定位和點(diǎn)式定位。公交車輛定位系統(tǒng)只與智能集成管理平臺直接交互，并通過智能集成管理平臺與其他系統(tǒng)間接聯(lián)系。GPS定位技術(shù)是目前應(yīng)用最為廣泛的連續(xù)定位方式，其特點(diǎn)是：全球、全天候工作；能為用戶提供連續(xù)、實(shí)時(shí)的三維位置、三維速度和精密時(shí)間，不受天氣影響；定位精度高；單機(jī)定位精度優(yōu)于10米，采用差分定位，精度可達(dá)厘米級和毫米級；功能多，應(yīng)用廣；隨著人們對GPS認(rèn)識的加深，GPS在測量、導(dǎo)航、測速、測時(shí)等方面得到廣泛的應(yīng)用，而且其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。

GPS定位系統(tǒng)在城市智能公交系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)以下功能：(1)公交調(diào)度GPS接受衛(wèi)星信號，對公交車輛進(jìn)行準(zhǔn)確定位(位置誤差小于10米)，并通過無線通信手段將車輛相關(guān)信息傳送至BRT調(diào)度中心，以便調(diào)度中心對運(yùn)營車輛進(jìn)行調(diào)度管理。

(2)跟蹤監(jiān)視車載GPS終端周期性地發(fā)送自身位置信息，并在BRT調(diào)度中心的電子地圖上實(shí)時(shí)顯示其位置、速度、狀態(tài)等信息，調(diào)度員可以了解全線車輛運(yùn)行情況并實(shí)時(shí)發(fā)布調(diào)度命令。監(jiān)視界面的電子地圖可任意平移漫游，并且能隨時(shí)提取移動(dòng)目標(biāo)的檔案資料，方便調(diào)度員的監(jiān)視和調(diào)度T作。

(3)存儲(chǔ)回放調(diào)度中心服務(wù)器能自動(dòng)記錄車載終端所發(fā)送的數(shù)據(jù)，包括經(jīng)度、緯度、定位時(shí)間、運(yùn)行方向、速度等，作為運(yùn)營組織等各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的資料。通過存儲(chǔ)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)也可實(shí)現(xiàn)車輛運(yùn)行軌跡的回放功能。

(4)報(bào)警功能當(dāng)車輛超速行駛、行駛路線超出設(shè)定范圍或發(fā)生火災(zāi)、搶劫等異常情況時(shí)，車載終端可自啟動(dòng)相關(guān)報(bào)警設(shè)備向司機(jī)發(fā)出警告并且上傳告警信息，公交調(diào)度中心終端同時(shí)也在監(jiān)視車輛的運(yùn)行狀態(tài)，對車輛行駛過程中產(chǎn)生的異常情況自動(dòng)報(bào)警。

四、乘客信息服務(wù)系統(tǒng)

1．系統(tǒng)概述乘客信息服務(wù)系統(tǒng)是城市智能公交系統(tǒng)的重要組成部分之一。此系統(tǒng)主要為旅客在出行前、出行中、出行后提供靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的導(dǎo)乘信息。它是為乘客提供快捷的、有效準(zhǔn)確的、利于乘客m行的信息系統(tǒng)。乘客信息服務(wù)系統(tǒng)包括了所有關(guān)于公共交通服務(wù)的使用方法、可利用的信息類型以及提供信息的方式，讓乘客了解并方便地使用這個(gè)系統(tǒng)。乘客信息服務(wù)系統(tǒng)可有效提高公交服務(wù)質(zhì)量、提升公交管理效率、改善公交形象，為乘客提供全方位、多層次、高水平的信息服務(wù)，充分體現(xiàn)“公交優(yōu)先、以人為本、和諧交通、服務(wù)創(chuàng)新”的現(xiàn)代公交理念，以便使乘客能夠及時(shí)、方便地獲取所需出行信息，是提高城市智能公交系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量及服務(wù)水平的重要手段。乘客信息服務(wù)系統(tǒng)需要在站臺、車上、互聯(lián)網(wǎng)上為乘客提供全方位的信息服務(wù)，要借助多媒體技術(shù)，用語音、文字、圖片等多種傳播方式，及時(shí)、準(zhǔn)確地為乘客提供所需信息，達(dá)到方便乘客m行、吸引出行者乘坐公交、提高企業(yè)效益和聲譽(yù)的目的。乘客信息服務(wù)系統(tǒng)主要完成的功能是用語音、文字、圖像等方式向在站臺候車乘客、車上乘客、所有乘客提供靜態(tài)的和動(dòng)態(tài)的信息，信息包括：各線路經(jīng)過的站點(diǎn)、首末班時(shí)間、線路所處的大致地理位置、車輛到達(dá)本站的剩余時(shí)間、本方向沿線所有車輛的運(yùn)行位置、換乘信息、到站站名、離站站名、天氣道路緊急情況、當(dāng)前站點(diǎn)和下一站要到達(dá)的站點(diǎn)等

2．系統(tǒng)功能乘客信息服務(wù)系統(tǒng)主要提供靜態(tài)和動(dòng)態(tài)導(dǎo)乘信息，其主要功能是：為車站、車內(nèi)乘客提供實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、便捷、高效的線路和車輛運(yùn)營信息，與其他公交線路的換乘信息，BRT調(diào)度中心發(fā)布的緊急信息等，方便乘客制定出行計(jì)劃和優(yōu)化出行線路。乘客信息服務(wù)系統(tǒng)由站臺信息服務(wù)、車上信息服務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)組成。站臺信息服務(wù)，主要是車輛到達(dá)預(yù)報(bào)和提示信息；車上信息服務(wù)，主要是報(bào)站信息和提示服務(wù)信息；互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)，提供靜態(tài)的車輛運(yùn)行信息及換乘車次查詢。

(1)站臺信息服務(wù)站臺信息服務(wù)是乘客信息服務(wù)的重要組成部分之一，該服務(wù)主要為乘客提供快捷的、有效準(zhǔn)確的、利于乘客出行的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的導(dǎo)乘信息。

(2)車上信息服務(wù)通過語音、文字、圖像三種方式向車上乘客提供信息服務(wù)：語音服務(wù)通過車載語音報(bào)站系統(tǒng)向車上乘客提供預(yù)到達(dá)信息、到站信息、離站信息、換乘信息等服務(wù)，駕駛員人對車廂內(nèi)外廣播；文字服務(wù)通過數(shù)字移動(dòng)電視進(jìn)行信息發(fā)布，通過站節(jié)牌進(jìn)行車輛信息發(fā)布；圖像信息服務(wù)通過數(shù)字移動(dòng)電視播放媒體信息。

五、數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)

1．系統(tǒng)概述數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要對首末站、地面車站現(xiàn)場情況進(jìn)行實(shí)時(shí)攝像監(jiān)視和錄像，并通過網(wǎng)絡(luò)將前端圖像傳回調(diào)度中心，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、監(jiān)控報(bào)警聯(lián)動(dòng)的功能。場站、地面站臺視頻監(jiān)控通過智能高速球機(jī)將采集到的多路視頻信號進(jìn)行壓縮，傳輸?shù)杰囌尽稣?、地面站網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器進(jìn)行顯示，同時(shí)由網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)將圖像實(shí)時(shí)上傳到監(jiān)控調(diào)度中心；調(diào)度中心通過工控式視頻錄像服務(wù)器對圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)錄像，通過電子地圖和電視墻選看各車站、場站、地面站臺的情況，還可根據(jù)需要同時(shí)對監(jiān)視視頻信號進(jìn)行回放。車輛視頻監(jiān)控通過車載錄像機(jī)進(jìn)行錄像，本地存儲(chǔ)，可實(shí)時(shí)向后臺傳輸。

2．系統(tǒng)功能視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要完成對公交調(diào)度中心、各站臺、場站的實(shí)時(shí)攝像監(jiān)視和錄像。視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由車站、場站前端系統(tǒng)和調(diào)度中心系統(tǒng)組成，視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過BRT專用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。車站、場站前端系統(tǒng)通過智能高速球機(jī)將采集到的多路視頻信號傳送給網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器進(jìn)行編碼壓縮，同時(shí)通過光纖網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳送給調(diào)度中心。調(diào)度中心首先對各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)傳送來的圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)錄像，并通過電子地圖仿真數(shù)字矩陣系統(tǒng)將各前端監(jiān)控點(diǎn)傳輸過來的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行有效地管理組織，并為監(jiān)控人員提供查看、控制和管理監(jiān)控點(diǎn)圖像的界面。視頻監(jiān)控系統(tǒng)中心設(shè)備主要包括數(shù)字視頻矩陣控制器、電子地圖服務(wù)器、丁控式視頻錄像服務(wù)器、監(jiān)控工作站等。車站、場站設(shè)備主要包括智能高速球機(jī)、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器等。

六、站臺攝像端和中心監(jiān)控端借助視頻監(jiān)控系統(tǒng)

(1)監(jiān)視功能調(diào)度中心的管理人員和車站值班員可以實(shí)時(shí)監(jiān)視各車站客流、車輛出入站以及乘客上下車等情況，使其能根據(jù)現(xiàn)場情況及時(shí)采取對應(yīng)措施，以提高運(yùn)行組織管理效率，保證BRT系統(tǒng)安全、正點(diǎn)地運(yùn)送乘客。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)視范圍為各車站的出入通道、站臺區(qū)，其中站臺監(jiān)視區(qū)的監(jiān)視目標(biāo)主要是乘客上下車的情況。視頻監(jiān)控系統(tǒng)可為站臺值班員提供對車站的站臺等主要區(qū)域的監(jiān)視，為調(diào)度中心調(diào)度員提供對各車站的監(jiān)視。調(diào)度中心調(diào)度員可選看全線各車站的任何一個(gè)智能高速球機(jī)傳回的畫面，站臺調(diào)度員可選看本站的任何一個(gè)智能高速球機(jī)傳回的畫面。

(2)控制功能視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用二級獨(dú)立監(jiān)視和兩級控制的方式，二級獨(dú)立監(jiān)視分別為：調(diào)度中心調(diào)度員和站臺值班員；兩級控制為：中心級和站臺級。中心級和站臺級的監(jiān)視及控制相互獨(dú)立，平時(shí)以站臺值班人員監(jiān)控為主，在緊急情況發(fā)生時(shí)，中心調(diào)度人員應(yīng)具備最高級別控制權(quán)。操作人員分別通過設(shè)于以上兩處的控制設(shè)備對任意一臺智能高速球機(jī)的焦距、方向進(jìn)行獨(dú)立選擇控制。智能高速球機(jī)視頻信號疊加時(shí)間和攝像區(qū)域信息后分別顯示在調(diào)度中心電視墻和監(jiān)控工作站的顯示器上?？刂圃O(shè)備對所有智能高速球機(jī)信號的顯示可以進(jìn)行手動(dòng)和自動(dòng)循環(huán)切換控制，自動(dòng)循環(huán)時(shí)間可調(diào)，也可以選擇跳過某一路。

(3)錄像功能調(diào)度中心和站臺可根據(jù)需要同時(shí)對多路監(jiān)視視頻信號進(jìn)行錄像，還可以通過視頻服務(wù)器歷史隨時(shí)回放。

(4)維護(hù)管理功能維護(hù)管理終端可對系統(tǒng)信息集中管理，對設(shè)備T作狀態(tài)、優(yōu)先級控制等重要參數(shù)進(jìn)行設(shè)置與監(jiān)控。

七、路口信號優(yōu)先系統(tǒng)(快速公交)公交優(yōu)先的實(shí)現(xiàn)途徑有兩種，一種是空間優(yōu)先，即為公交車提供專用車道，這樣可保持公交車的無阻礙通行；另一種是時(shí)間優(yōu)先，即通過路口信號燈為其優(yōu)先安排綠燈。空間優(yōu)先方案雖然效果顯著，但快速公交專用道的空閑率較高，利用率低。在城市道路資源日趨緊張的今天，純粹空間優(yōu)先方式已經(jīng)不能滿足實(shí)際需求。因此在公交優(yōu)先的技術(shù)研究中，主要偏向于時(shí)間優(yōu)先，即信號優(yōu)先。為達(dá)到快速公交車輛信號優(yōu)先目的，路口信號優(yōu)先系統(tǒng)必須要實(shí)現(xiàn)以下幾項(xiàng)功能：BRT車輛的檢測識別，一定的優(yōu)先信號策略，信號機(jī)的優(yōu)先信號實(shí)現(xiàn)。具體涉及到以下三項(xiàng)技術(shù)內(nèi)容。1．快速公交車輛的檢測、識別在距離路口100米左右對快速公交車輛進(jìn)行檢測，而后通過與信號機(jī)的聯(lián)動(dòng)以及一定的信號優(yōu)先方式(如相位伸縮、優(yōu)先相位插入等)實(shí)現(xiàn)快速公交車輛的優(yōu)先通行。在車輛檢測識別方面，可以采用的技術(shù)有地感線圈、視頻監(jiān)測和RFID等，但線圈無法實(shí)現(xiàn)車輛身份識別，視頻監(jiān)測又易受環(huán)境因素干擾，因此以RFID進(jìn)行BRT車輛識別監(jiān)測是一種較優(yōu)的方式。2．信號優(yōu)先策略信號優(yōu)先策略是BRT系統(tǒng)研究的熱門，目前國內(nèi)外關(guān)于公交優(yōu)先控制的策略主要有實(shí)時(shí)控制、固定配時(shí)控制、運(yùn)營計(jì)劃控制和車輛間隔控制。其中，實(shí)時(shí)控制是一種動(dòng)態(tài)的方式，而固定配時(shí)控制、運(yùn)營計(jì)劃控制和車輛間隔控制都是屬于靜態(tài)的控制策略。實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)依靠獲取的不斷變化的信息進(jìn)行決策控制，系統(tǒng)要求具有車輛位置、路口交通流狀態(tài)等信息的采集手段，以及在此基礎(chǔ)上合理的控制邏輯，有較好的適應(yīng)性與有效性。固定配時(shí)控制是指依照給定區(qū)域內(nèi)的常規(guī)情況來進(jìn)行信號控制，不需要經(jīng)常性地進(jìn)行信息采集與更新，系統(tǒng)按照預(yù)設(shè)的方案進(jìn)行控制．而不是依照時(shí)刻變化的交通信息進(jìn)行控制。運(yùn)營計(jì)劃控制中的優(yōu)先決策是依據(jù)公交車輛的運(yùn)行計(jì)劃執(zhí)行的，信號控制與運(yùn)營計(jì)劃結(jié)合的多種方式有多種，與實(shí)時(shí)控制的主要區(qū)別在于系統(tǒng)可以不關(guān)心具體的車輛位置，僅靠運(yùn)營計(jì)劃制定路口的相位控制方案。車輛間隔控制則是以公交車輛通過路口的時(shí)間間隔為控制參考指標(biāo)，防止串車現(xiàn)象的發(fā)生，在客運(yùn)低峰期可以提高運(yùn)輸效率，比較適合交通狀況良好、公交運(yùn)輸需求不高的情況，具有一定的公交運(yùn)營管理的作用。3．信號機(jī)聯(lián)動(dòng)優(yōu)先信號的實(shí)現(xiàn)，本質(zhì)上要通過信號機(jī)完成，但當(dāng)前的信號機(jī)系統(tǒng)并無成熟的快速公交功能，因此必須開發(fā)快速公交優(yōu)先信號控制器，與先進(jìn)的信號機(jī)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)信號機(jī)的快速公交優(yōu)先信號功能，如根據(jù)信號優(yōu)先請求調(diào)整信號燈相位運(yùn)行方式，如綠燈提前、綠燈延長、插入相位、相位次序交換等。

城市智能公交系統(tǒng)物理架構(gòu)分為4個(gè)層次，包括前端設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、中心服務(wù)層和業(yè)務(wù)應(yīng)用層。

前端設(shè)備層包括了信息采集設(shè)備和控制設(shè)備，是車輛和站臺正常運(yùn)行的基礎(chǔ)設(shè)備。

網(wǎng)絡(luò)傳輸層是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸和指令下達(dá)到終端的傳輸介質(zhì)，包括有線專網(wǎng)和無線通信網(wǎng)。有線專網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了絕大部分網(wǎng)絡(luò)傳輸業(yè)務(wù)，站臺、場站、路口設(shè)備的通信都是通過有線專網(wǎng)；無線通信網(wǎng)(GPRs／3G)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)中車輛與中心的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交互。

中心服務(wù)層是系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、處理，智能調(diào)度，信息轉(zhuǎn)發(fā)、終端設(shè)備管理、客戶端管理、數(shù)據(jù)庫服務(wù)、地理信息服務(wù)等核心服務(wù)。

業(yè)務(wù)應(yīng)用層是用戶運(yùn)營管理的接口，包括電視墻、數(shù)字廣播、終端電腦。通過客戶端平臺，用戶可以實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控、車輛監(jiān)控、車輛指令調(diào)度、語音通話等運(yùn)營管理活動(dòng)。

城市智能公交系統(tǒng)特點(diǎn)和優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。(1)高度集成的信息化系統(tǒng)通過城市智能公交系統(tǒng)集成，使“站一車一道”成為一個(gè)有機(jī)整體，提高快速公交的管理效率和運(yùn)營效率。

(2)業(yè)務(wù)邏輯高效、規(guī)范滿足快速公交系統(tǒng)運(yùn)營所需的“業(yè)務(wù)資金～信息”三位一體的現(xiàn)代化業(yè)務(wù)要求，實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)營、優(yōu)質(zhì)服務(wù)、規(guī)范管理。

(3)智能調(diào)度智能化編制運(yùn)營作業(yè)計(jì)劃和勞動(dòng)配班，同時(shí)結(jié)合動(dòng)態(tài)監(jiān)控獲得的數(shù)據(jù)、現(xiàn)場的采集數(shù)據(jù)以及人員反饋數(shù)據(jù)，利用計(jì)算機(jī)輔助實(shí)現(xiàn)智能調(diào)度。

(4)準(zhǔn)確、便捷、高效的信息服務(wù)系統(tǒng)通過多種途徑，為廣大出行者提供實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、便捷、高效的信息服務(wù)，改善公交形象，提高服務(wù)水平。

(5)信號優(yōu)先(快速公交)實(shí)現(xiàn)快速公交車輛識別，進(jìn)行相對的、有條件的路口優(yōu)先，并選擇適當(dāng)?shù)膬?yōu)先策略、優(yōu)先模式，實(shí)現(xiàn)各交叉路口的公交信號優(yōu)先控制，減少其路口延誤時(shí)間。

(6)相關(guān)系統(tǒng)的無縫集成實(shí)現(xiàn)城市公交智能系統(tǒng)與現(xiàn)有道路交通管理系統(tǒng)、公交運(yùn)營管理系統(tǒng)的有機(jī)融合，采用標(biāo)準(zhǔn)化接口進(jìn)行信息共享與無縫集成。

第四篇：智能電網(wǎng)論文

關(guān)于智能電網(wǎng)發(fā)展的研究論文

摘要：在全球電網(wǎng)逐漸不能滿足用戶需要的大背景下，智能電網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生；簡要概括了智能電網(wǎng)相對于傳統(tǒng)電網(wǎng)的特點(diǎn)；介紹了智能電網(wǎng)在世界幾個(gè)典型的國家和地區(qū)的發(fā)展；最后簡述了智能電網(wǎng)在未來的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng);發(fā)展

0 引言

在這種全球經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展、用戶對于電能質(zhì)量的要求日益提高以及人們對環(huán)境保護(hù)愈來愈重視的背景下，人們希望建立一個(gè)更加可靠、具有較高自愈能力、與用戶之間實(shí)現(xiàn)密切互動(dòng)的現(xiàn)代化電網(wǎng)，于是智能電網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生。在智能電網(wǎng)中，可以將能源開發(fā)、發(fā)電、輸電、配電、供電、售電、服務(wù)以及蓄能與能源終端用戶的各種電氣設(shè)備和其用能設(shè)施，通過數(shù)字化信息網(wǎng)絡(luò)連接起來，并通過智能化的控制實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)化；充分利用各種能源資源，注重低碳環(huán)保，依靠分布式能源系統(tǒng)、能源梯級利用系統(tǒng)、蓄能系統(tǒng)和蓄電交通系統(tǒng)等組合優(yōu)化配置，實(shí)現(xiàn)精確供能對應(yīng)供能、互助功能和互補(bǔ)功能，將能源利用效率提高到一個(gè)全新的水平，使用戶投資效益和成本達(dá)到一種合理有利的狀態(tài)。本文主要以幾個(gè)典型的國家和地區(qū)為例簡要介紹一下智能電網(wǎng)的由來，特征，發(fā)展歷程、現(xiàn)狀及廣闊前景。

智能電網(wǎng)的產(chǎn)生背景及由來

首先，自從進(jìn)入信息時(shí)代，互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展給我們的生活帶來了翻天覆地的變化，與之相比，一些國家和地區(qū)的電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)并沒有跟上時(shí)代發(fā)展的潮流，電能供應(yīng)不夠穩(wěn)定，特別是幾次震驚世界的大停電事件帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，現(xiàn)行的電力系統(tǒng)壓力不斷加大。2003年8月14日下午，美國東北部和加拿大部分地區(qū)發(fā)生大面積停電，停電影響了地鐵、電梯以及機(jī)場的正常運(yùn)營，在一些地方造成了交通擁堵，給成千上萬市民的工作和生活造成了極大不便；2005年8月25日，美國加利福尼亞州南部地區(qū)供電的一條主要輸電線路出現(xiàn)故障，加州電力主管部門緊急啟動(dòng)限電措施，造成大約50萬居民斷電半個(gè)小時(shí)。

其次，隨著經(jīng)濟(jì)水平的迅速提升，用戶對于電能質(zhì)量的要求愈來愈高。人們希望獲得更可靠、更優(yōu)質(zhì)的電能，在目前電網(wǎng)中，電壓跌落是最多的電能質(zhì)量問題。因?yàn)殡妷旱浯蟛糠植豢深A(yù)見和不可控的事件引起的。電壓跌落發(fā)生的次數(shù)在電力系統(tǒng)中每年都不一樣。電能質(zhì)量對于工業(yè)和制造廠是一個(gè)大問題，對于日益復(fù)雜的計(jì)算機(jī)控制的生產(chǎn)線加工廠，極小的電能擾動(dòng)都可能帶來極大的破壞力。

并且，人們對于環(huán)境問題越來越關(guān)注，而現(xiàn)在電網(wǎng)中輸送的電能大部分都是火電，1度火電產(chǎn)生的二氧化碳約為0.96kg，那么可想而知，全球每年因?yàn)榘l(fā)電而產(chǎn)生的二氧化碳的數(shù)量是非常巨大的。另一方面，風(fēng)能、太陽能等清潔能源又得不到充分的利用，面對這種矛盾，人們希望建立一個(gè)相對能夠可持續(xù)發(fā)展的電網(wǎng)系統(tǒng)。

在這些大的背景下，2001年，美國EPRI（電力研究院）最早提出“IntelliGrid”(智能電網(wǎng))概念，并且開始進(jìn)行相關(guān)研究。歐洲2005年成立“智能電網(wǎng)(Smart Grids)歐洲技術(shù)論壇”，也將“Smart Grids”上升到戰(zhàn)略地位開展研究。2006年IBM提出的“智能電網(wǎng)主要是解決電網(wǎng)安全運(yùn)行、提高可靠性，從其在中國發(fā)布的《建設(shè)智能電網(wǎng)創(chuàng)新運(yùn)營管理－中國電力發(fā)展的新思路》白皮書可以看出，該方案提供了一個(gè)大的框架，通過對電力生產(chǎn)、輸送、零售的各個(gè)環(huán)節(jié)的優(yōu)化管理，為相關(guān)企業(yè)提高運(yùn)行效率及可靠性、降低成本描繪了一個(gè)藍(lán)圖。所謂智能電網(wǎng)是IBM一個(gè)市場推廣策略。

奧巴馬上任后提出的能源計(jì)劃，除了以公布的計(jì)劃，美國還將著重集中對每年要耗費(fèi)1200億美元的電路損耗和故障維修的電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行升級換代，建立美國橫跨四個(gè)時(shí)區(qū)的統(tǒng)一電網(wǎng)；發(fā)展智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，最大限度發(fā)揮美國國家電網(wǎng)的價(jià)值和效率，將逐步實(shí)現(xiàn)美國太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿慕y(tǒng)一入網(wǎng)管理；全面推進(jìn)分布式能源管理，創(chuàng)造世界上最高的能源使用效率。

2009年5月，國家電網(wǎng)公司提出在我國全面建設(shè)“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”，以應(yīng)對資源環(huán)境問題帶來的挑戰(zhàn)，全面提高電網(wǎng)的資源優(yōu)化配置能力和電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率，引領(lǐng)引導(dǎo)并支持能源及相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)和裝備升級，構(gòu)筑起穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、清潔、安全的能源供應(yīng)體系，以能源的可持續(xù)發(fā)展支持經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可自進(jìn)入信息時(shí)代，全球壓力不斷增大，能源需求不斷增加，電力市場化的不斷加深，用戶對電能可靠性和質(zhì)量的要求也不斷提升。2 智能電網(wǎng)主要的特點(diǎn)

2.1智能電網(wǎng)的自愈性

這是智能電網(wǎng)最主要的特征，也是智能電網(wǎng)的核心功能，這就需要對電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行連續(xù)的的在線評估，并采取預(yù)防性的控制手段，對可能出現(xiàn)的問題迅速做出預(yù)測、檢測和相應(yīng)，故障發(fā)生時(shí)，在沒有或少量人工干預(yù)下能夠快速隔離故障、自我恢復(fù)，避免大面積停電的發(fā)生。

2.2智能電網(wǎng)的互動(dòng)性

在電網(wǎng)中，電網(wǎng)與環(huán)境、設(shè)備、用戶互相之間的互動(dòng)是智能電網(wǎng)的另一重要特征。系統(tǒng)運(yùn)行與批發(fā)、零售電力市場實(shí)現(xiàn)無縫銜接，支持交易的有效開展，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置；同時(shí)通過市場交易更好地激勵(lì)電力市場的主體參與電網(wǎng)安全管理，提升電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行水平。這樣，一方面為用戶節(jié)省了開支，同時(shí)也會(huì)大量減少輸電線路不必要的損耗。在這種互動(dòng)機(jī)制下，能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)能、太陽能等清潔能源的充分利用，還可以利用電價(jià)這一驅(qū)動(dòng)力，削峰填谷，這對于整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行都有極大的好處。

2.3智能電網(wǎng)對多種能源的兼容性

智能電網(wǎng)的本質(zhì)是能源替代和兼容利用，它可以實(shí)現(xiàn)清潔的可再生資源的轉(zhuǎn)化整合，并輸送到國家電網(wǎng)中來，有利于綠色電網(wǎng)的建設(shè)。當(dāng)然這一點(diǎn)是與智能電網(wǎng)的互動(dòng)性分不開的。另外，各種各樣的分布式電源的接入，一方面減少了對外來能源的依賴，另一方面提高了供電的可靠性與電能的質(zhì)量。

2.4智能電網(wǎng)的堅(jiān)強(qiáng)可靠性

智能電網(wǎng)的每一個(gè)元素都應(yīng)該有安全需求的考慮，在整個(gè)系統(tǒng)中應(yīng)確保一定的集成和平衡。對其基礎(chǔ)設(shè)施的攻擊主要分為物理攻擊和信息攻擊，在智能電網(wǎng)中應(yīng)該在抵御這些攻擊的同時(shí)，盡量降低成本，獲得實(shí)際的效益。

2.5智能電網(wǎng)的優(yōu)質(zhì)性

智能電網(wǎng)中運(yùn)用的先進(jìn)技術(shù)將同時(shí)減少電力輸送系統(tǒng)中的帶能質(zhì)量問題和保護(hù)用戶的敏感電子設(shè)備，總之其終端目的都是將清潔、可靠、優(yōu)質(zhì)的電能送到用戶。

智能電網(wǎng)在世界上的發(fā)展

3．1美國的智能電網(wǎng) 總體來說，美國的智能電網(wǎng)主要是為了建立一個(gè)發(fā)電和配電更有效更安全的現(xiàn)代化電網(wǎng)來滿足當(dāng)前用戶的需求。2001年，美國電力科學(xué)研究院創(chuàng)立了智能電網(wǎng)聯(lián)盟，推動(dòng)“Intelli Grid”研究。這個(gè)項(xiàng)目主要有兩個(gè)目標(biāo)：①分析出電力系統(tǒng)的商業(yè)需求，包括現(xiàn)在、未來的各種需求，如自愈電網(wǎng)概念等；②以基于這些分析得出的電力系統(tǒng)的需求作為基礎(chǔ)，提出支撐未來電力系統(tǒng)的信息需求系統(tǒng)使用戰(zhàn)術(shù)性的方法來建立一個(gè)戰(zhàn)略視圖，以戰(zhàn)略的高度建立一個(gè)不依賴具體技術(shù)的視圖框架。

為了使美國電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)在化，保證經(jīng)濟(jì)安全和國家安全，美國能源部（DOE）于2003年發(fā)布了“Grid2030”，對美國未來電網(wǎng)遠(yuǎn)景做了闡述。DOE于2004年有進(jìn)一步發(fā)布了“國家輸電技術(shù)路線圖”，為實(shí)現(xiàn)“Grid2030”進(jìn)行了戰(zhàn)略部署。在這兩份文件以及工業(yè)界的指導(dǎo)下，2004年在DOE的支持下，電網(wǎng)智能化項(xiàng)目（Grid Wise）啟動(dòng)。

2005—2006年，DOE與美國國家能源技術(shù)實(shí)驗(yàn)室（NETL）合作，發(fā)起了“現(xiàn)代電網(wǎng)”倡議，任務(wù)是進(jìn)一步細(xì)化電網(wǎng)現(xiàn)代化遠(yuǎn)景和計(jì)劃，并在全國范圍內(nèi)達(dá)成共識。國家電工委員會(huì)IEC于2008年籌建了SG3智能電網(wǎng)戰(zhàn)略工作組，以制定智能電網(wǎng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，推進(jìn)智能電網(wǎng)的進(jìn)程，促進(jìn)智能電網(wǎng)發(fā)展過程中的一致性。2009年4月16日，美國副總統(tǒng)拜登公布了能源部發(fā)展智能電網(wǎng)的詳細(xì)規(guī)劃。能源部將設(shè)立兩個(gè)專項(xiàng)計(jì)劃，分別為“智能電網(wǎng)投資撥款項(xiàng)目”(Smart Grid Investment Grant Program)和智能電網(wǎng)示范項(xiàng)目(Smart Grid Demonstration Projects)，投資額分別為33.75億美元和6.15億美元。2009年4月，美國National Grid向馬薩諸塞州公共事業(yè)部提交了一份持續(xù)兩年、總投資達(dá)5700萬元的電網(wǎng)示范項(xiàng)目。

2007年初Xcel能源公司推出了智能電網(wǎng)概念，選擇美國科羅拉多州的博爾德是推進(jìn)智能電網(wǎng)城市項(xiàng)目，并付諸實(shí)施。在資金方面，Xcel能源公司預(yù)計(jì)與其合伙人資助一億美元，并計(jì)劃調(diào)動(dòng)其他來源，包括政府補(bǔ)助金，做到讓消費(fèi)者無成本投入。2008年美國博爾德市已經(jīng)成為了全美第一個(gè)智能電網(wǎng)城市。3.2歐洲智能電網(wǎng)

2004年，歐盟委員會(huì)啟動(dòng)了相關(guān)的研究與建設(shè)工作提出了歐洲要建設(shè)智能電網(wǎng)。2006年，歐盟理事會(huì)能源綠皮書《歐洲可持續(xù)的、競爭的和安全的電能策略》明確指出，歐洲已經(jīng)進(jìn)入新能源時(shí)代，智能電網(wǎng)技術(shù)是保證電能質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展方向。保證供電的持續(xù)性、競爭性和安全性是歐洲能源政策最重要的目標(biāo)，也是歐洲電力市場和電網(wǎng)必須面對的新挑戰(zhàn)。未來整個(gè)歐洲的電網(wǎng)必須向用戶提供高度可靠、經(jīng)濟(jì)有效的電能，并充分開發(fā)利用大型集中發(fā)電機(jī)和小型分布式電源。

2008年7月1日，意大利國家電力公司(ENEL)負(fù)責(zé)啟動(dòng)了歐盟11個(gè)國家25個(gè)合作伙伴聯(lián)合承擔(dān)的ADRESS項(xiàng)目。該項(xiàng)目總預(yù)算為1600萬歐元，目的是開發(fā)互動(dòng)式配電能源網(wǎng)絡(luò)，讓電力用戶主動(dòng)參與到電力市場及電力服務(wù)中。2001~2008年，意大利國家電力公司累計(jì)安裝了3180萬塊智能電表，覆蓋率已達(dá)到95%，剩余部分將于2011年前完成。

2009年4月，西班牙電力公司ENDESA牽頭，與當(dāng)?shù)卣献髟谖靼嘌滥喜砍鞘蠵uerto Real開展智能城市項(xiàng)目試點(diǎn)，包括智能發(fā)電(分布式發(fā)電)、智能化電力交易、智能化電網(wǎng)、智能化計(jì)量、智能化家庭，共計(jì)投資3150萬歐元。當(dāng)?shù)卣鲑Y25%，計(jì)劃用4年完成智能城市建設(shè)。該項(xiàng)目涉及9000個(gè)用戶、1個(gè)變電站以及5條中壓線路和65個(gè)傳輸線中心。

2009年6月，荷蘭阿姆斯特丹選擇埃森哲(Accenture)公司幫助自己完成“智能城市(Smart City)”計(jì)劃。該計(jì)劃包括可再生能源利用、下一代節(jié)能設(shè)備、CO2減排等內(nèi)容。法國的規(guī)劃是從2012年1月開始，將所有新裝電表更換為智能電表。英國能源和氣候變化部2011年3月30日宣布，將于2019年前完成為英國3000萬戶住宅及商業(yè)建筑物安裝5300萬臺智能電表的計(jì)劃。目前英國的人口約為6000萬，約有2300萬戶家庭，該計(jì)劃幾乎涉及英國所有住宅和商業(yè)建筑。作為歐洲2020年及后續(xù)的電力發(fā)展目標(biāo)，未來歐洲電網(wǎng)應(yīng)滿足以下需求：①；靈活性，在適應(yīng)未來電網(wǎng)變化與挑戰(zhàn)的同時(shí)，滿足用戶多樣化的電力需求；②可接入性，使所有用戶都可接入電網(wǎng)，尤其是推廣用戶的對可再生、高效、清潔能源的利用；③可靠性，提高電力供應(yīng)的可靠性與安全性以滿足數(shù)字化時(shí)代的電力需求；④經(jīng)濟(jì)性，通過技術(shù)創(chuàng)新、能源有效管理、有序市場競爭及相關(guān)政策提高電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。3.3日本的智能電網(wǎng)

日本政府通過深入比較與美國電力工業(yè)的不同特征，結(jié)合自身國情，決定本國的智能電網(wǎng)的發(fā)展。日本政府大規(guī)模發(fā)展新能源，確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定，構(gòu)建智能電網(wǎng)。據(jù)2009年3月17日日本《電氣新聞》報(bào)道，針對美國提出的智能電網(wǎng)，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)副部長望月晴文指出，美國的脆弱電力系統(tǒng)與日本的堅(jiān)強(qiáng)電力系統(tǒng)無法單純比較，日本將根據(jù)本身國情，主要圍繞大規(guī)模開發(fā)太陽能等新能源，確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定，構(gòu)建智能電網(wǎng)。經(jīng)產(chǎn)省根據(jù)日本企業(yè)在智能電網(wǎng)的技術(shù)先進(jìn)性，選出了7領(lǐng)域26項(xiàng)重要技術(shù)項(xiàng)目作為發(fā)展重點(diǎn)。如輸電領(lǐng)域的輸電系統(tǒng)廣域監(jiān)視控制系統(tǒng)（WASA）、配電領(lǐng)域的配電自動(dòng)化、儲(chǔ)能領(lǐng)域的系統(tǒng)用蓄電池的最優(yōu)控制、電動(dòng)汽車領(lǐng)域的快速充電和信息管理和智能電表領(lǐng)域的廣域通訊等列入其中。2010年4月，日本經(jīng)產(chǎn)省在橫濱市、豐田市、京都府和北九州市開展了智能電網(wǎng)實(shí)證項(xiàng)目。京都府京阪奈節(jié)能城市項(xiàng)目，利用智能電表開展節(jié)能技術(shù)實(shí)證；橫濱市開展智能家居技術(shù)實(shí)證；北九州市開展新能源接入技術(shù)實(shí)證；豐田市開展電動(dòng)汽車技術(shù)實(shí)證。3.4中國的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)

我國關(guān)于智能電網(wǎng)的研究進(jìn)展緩慢，甚至是剛剛起步。2007年10月，華東電網(wǎng)公司啟動(dòng)了智能電網(wǎng)可行性的研究，密切跟蹤國際先進(jìn)電力企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)對智能電網(wǎng)的研究，并結(jié)合華東電網(wǎng)的現(xiàn)狀和今后的發(fā)展要求，提出了三個(gè)階段的發(fā)展思路和行動(dòng)規(guī)劃——2010年初步建成電網(wǎng)高級調(diào)度中心，2020年全面建成具有初步智能特性的數(shù)字化電網(wǎng)，2030年真正建成具有自愈能力的智能電網(wǎng)。2009至2020年國家電網(wǎng)總投資3.45萬億元，其中智能化投資3841億元，占電網(wǎng)總投資的11.1%，未來10年將建成堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)2009至2010年為規(guī)劃試點(diǎn)階段，重點(diǎn)開展堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃工作，制定技術(shù)和管理標(biāo)準(zhǔn)，開展關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、設(shè)備研制及各環(huán)節(jié)的試點(diǎn)工作；2011至2015年為全面建設(shè)階段，加快建設(shè)華北、華東、華中“三華”特高壓同步電網(wǎng)，初步形成智能電網(wǎng)運(yùn)行控制和互動(dòng)服務(wù)體系，關(guān)鍵技術(shù)和裝備實(shí)現(xiàn)重大突破和廣泛應(yīng)用；2016至2020年為引領(lǐng)提升階段，全面建成統(tǒng)一的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，技術(shù)和裝備全面達(dá)到國際先進(jìn)水平。中國國家電網(wǎng)公司目前正在推進(jìn)“一特四大”的電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略以特高壓電網(wǎng)為基礎(chǔ)，促進(jìn)大煤電、大水電、大核電、大型可再生能源基地的集約化開發(fā)，在全國范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置。以大型能源基地為依托，建設(shè)由1000千伏交流和±800千伏直流構(gòu)成的特高壓電網(wǎng)，形成電力“高速公路”。同時(shí)，將以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)為基礎(chǔ)，發(fā)展以信息化、數(shù)字化、自動(dòng)化、互動(dòng)化為特征的自主創(chuàng)新、國際領(lǐng)先的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。

智能電網(wǎng)的廣闊的發(fā)展前景

作為世界各國都在著重研究發(fā)展的新一代電網(wǎng)，應(yīng)該說，智能電網(wǎng)的發(fā)展前景還是很廣闊的。通過以上的分析我們可以看出，與當(dāng)前的傳統(tǒng)型電網(wǎng)相比，智能電網(wǎng)有其獨(dú)特的優(yōu)勢，它可以解決很多當(dāng)前電網(wǎng)所不能解決的問題。它的自愈性理論上可以使當(dāng)前電網(wǎng)中出現(xiàn)的大停電事件變?yōu)榱憧赡?；并且其互?dòng)性是極具現(xiàn)實(shí)意義的，通過供電公司與用戶的雙重反饋可以極大的促進(jìn)當(dāng)前風(fēng)電等不可控電能的利用和電能傳輸?shù)男?；智能電網(wǎng)還可以加快綠色電網(wǎng)的建設(shè)，使電網(wǎng)更加安全潔凈。同時(shí)，智能電網(wǎng)可促成和激勵(lì)新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展擴(kuò)大，加快電力市場和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與繁榮。電網(wǎng)的創(chuàng)新將使銷售市場更加自由，更具有創(chuàng)造力，以智能電網(wǎng)為載體，以提高能源利用效率、減少對環(huán)境的影響為主要驅(qū)動(dòng)力的一系列新技術(shù)所組成的產(chǎn)業(yè)群將隨智能電網(wǎng)的建設(shè)而獲得更大的發(fā)展。并且，最具前景的產(chǎn)業(yè)是電動(dòng)汽車及儲(chǔ)能技術(shù)，最具難度的是如何實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的最有控制。智能電網(wǎng)還會(huì)促進(jìn)電力市場的蓬勃發(fā)展，在智能電網(wǎng)中，先進(jìn)的設(shè)備和廣泛的通信系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)施及其技術(shù)支持系統(tǒng)為市場參與者提供了充分的信息和數(shù)據(jù)?？傊谖磥硪欢螘r(shí)期內(nèi)，智能電網(wǎng)必將成為世界電網(wǎng)發(fā)展一個(gè)重要方向。

結(jié)論

本文主要通過綜合智能電網(wǎng)在幾個(gè)典型的國家和地區(qū)的發(fā)展歷程，簡要地介紹了一下對于智能電網(wǎng)的淺層認(rèn)識。1）智能電網(wǎng)作為新一代電網(wǎng)是在目前電網(wǎng)所暴露出的問題的推動(dòng)下出現(xiàn)的；2）智能電網(wǎng)具有傳統(tǒng)電網(wǎng)所不具有的特征；3）世界上許多國家和地區(qū)都在努力開發(fā)適合于本國國情的智能電網(wǎng)；4）智能電網(wǎng)具有廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)：

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[4] 《智能電網(wǎng) ——新能源、新技術(shù)、新材料的應(yīng)用平臺》——2009年6月1日 [5] 《歐洲智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢與需求分析》——北極星電力網(wǎng) [6] 《日本智能電網(wǎng)發(fā)展模式與方向》——2011-08-19 [7] 《我國智能電網(wǎng)的發(fā)展前景分析》——行業(yè)研究

第五篇：智能機(jī)器人論文

湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)課程論文

學(xué) 院： 工學(xué)院 班 級：11級機(jī)械1班 姓 名： 曾強(qiáng) 學(xué) 號：201140614114 課程論文題目：未來智能機(jī)器人

課程名稱：MCS-51單片機(jī)原理、接口及應(yīng)用 評閱成績： 評閱意見：

成績評定教師簽名：

日期： 2014年 5月 12日

未來智能機(jī)器人

摘要：機(jī)器人是一種自動(dòng)化的機(jī)器，所不同的是這種機(jī)器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動(dòng)作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動(dòng)化機(jī)器。近二十年中，因?yàn)殡娔X技術(shù)、電子產(chǎn)品及生物遺傳工程等技術(shù)的大踏步發(fā)展，“智能機(jī)械人”的研發(fā)熱潮已從專業(yè)人士的實(shí)驗(yàn)室中走了出來，成為一種綜合科研能力的開發(fā)活動(dòng)。

關(guān)鍵字:智能，CPU，擬人化，人性化

（一）機(jī)器人的結(jié)構(gòu)組成及工作原理

機(jī)器人一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置、檢測裝置和控制系統(tǒng)等組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)即機(jī)器人本體，其臂部一般采用空間開鏈連桿機(jī)構(gòu)，其中的運(yùn)動(dòng)副（轉(zhuǎn)動(dòng)副或移動(dòng)副）常稱為關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)個(gè)數(shù)通常即為機(jī)器人的自由度數(shù)。

檢測裝置的作用是實(shí)時(shí)檢測機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)及工作情況，根據(jù)需要反饋給控制系統(tǒng)，與設(shè)定信息進(jìn)行比較后，對執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，以保證機(jī)器人的動(dòng)作符合預(yù)定的要求。

控制系統(tǒng)有兩種方式。一種是集中式控制，即機(jī)器人的全部控制由一臺微型計(jì)算機(jī)完成。另一種是分散（級）式控制，即采用多臺微機(jī)來分擔(dān)機(jī)器人的控制。如當(dāng)采用上、下兩級微機(jī)共同完成機(jī)器人的控制時(shí)，主機(jī)常用于負(fù)責(zé)系統(tǒng)的管理、通訊、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)計(jì)算，并向下級微機(jī)發(fā)送指令信息；作為下級從機(jī)，各關(guān)節(jié)分別對應(yīng)一個(gè)CPU，進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算和伺服控制處理，實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)，并向主機(jī)反饋信息。

（二）機(jī)器人的未來發(fā)展

機(jī)器人的研究從一開始就是擬人化的，所以才有機(jī)械手、機(jī)械臂的開發(fā)與制作，也是為了以機(jī)械來代替人去做人力所無法完成的勞作或探險(xiǎn)。但近十幾年來，機(jī)器人的開發(fā)不僅越來越優(yōu)化，而且涵蓋了許多領(lǐng)域，應(yīng)用的范疇十分廣闊。大而言之，用之于太空開發(fā)，月球車，深海探測器，海洋石油開采，航天飛機(jī)機(jī)械臂等，小至微型手術(shù)機(jī)械，生命監(jiān)測儀等。軍事上的用途更是日新月異，從拆彈機(jī)器人、清除機(jī)器人到無人駕駛飛機(jī)、自動(dòng)化戰(zhàn)車，有人甚至預(yù)測未來戰(zhàn)爭可能如星球大戰(zhàn)一樣，是機(jī)器人的戰(zhàn)爭。至于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、遺傳生物產(chǎn)業(yè)、醫(yī)學(xué)、文化產(chǎn)業(yè)、電訊業(yè)、能源開發(fā)，都將因機(jī)器人的大量登場而出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)革命。英國電訊公司未來學(xué)部門研究員曾因準(zhǔn)確預(yù)測手機(jī)短訊、垃圾郵件及網(wǎng)上搜尋引擎的出現(xiàn)而聞名，在最近公布的科技展望五十年的預(yù)測中，其中就有數(shù)條是關(guān)于機(jī)器人的。未來的機(jī)器人將會(huì)朝著三個(gè)方面發(fā)展：

一、與人類的生活更為密切地結(jié)合起來，以為人提供更多服務(wù)作為要素

二十年后，家中掃除、清潔的工作或老人的護(hù)理保健的工作可能全由機(jī)器人取代。美國舊金山的醫(yī)院已開始使用機(jī)器人為病人送藥、配藥的服務(wù)。美國的阿伊機(jī)器人公司的總裁接受媒體采訪時(shí)表示，該公司生產(chǎn)的家用大掃除機(jī)器人產(chǎn)品，2002年只有一百二十萬美元銷售額，到2012年已猛增50倍以上。還有，家居的全自動(dòng)化，無需駕駛的自動(dòng)汽車等等，實(shí)在無法一一計(jì)數(shù)或做出估計(jì)。

二、仿生性，生物性的大趨向

以趣味性、生物性來制造機(jī)器狗、貓、魚等動(dòng)物。譬如日本三菱重工附屬公司Ryomei Engineering研制成功的金色機(jī)械魚“金魚虎”長1公尺，重25公斤，是一只不小的巨魚，能自動(dòng)暢游于水中，可協(xié)助監(jiān)察橋梁的保安和搜集魚汛的情況，監(jiān)視河水污染等。索尼公司研制的Aibo機(jī)器狗會(huì)對主人聲音有情緒反應(yīng)，已能夠模仿喜怒哀樂和恐懼等情緒，將來可出現(xiàn)代替真正導(dǎo)盲犬的機(jī)器狗。另外，電影《侏羅紀(jì)公園》的恐龍機(jī)器人等也是例子。這類仿生性機(jī)器人還被廣泛用于軍事上的偵察救險(xiǎn)、情報(bào)傳送，甚至殺敵于無形的手段上去。美國夏威夷大學(xué)設(shè)有水下機(jī)器人研究中心，已具相當(dāng)規(guī)模。今年八月初俄羅斯迷你潛艇在海底為漁網(wǎng)所纏，困于190米下的深海，就得助于英國的“天蝎”號救援艇之助而脫險(xiǎn)的，“天蝎”號就是海底機(jī)器人。

三、最重要的發(fā)展是人性化

日本舉行的萬國博覽會(huì)，被稱為機(jī)器人的大集合之展覽會(huì)，有人甚至將之稱作“機(jī)器人萬國博覽會(huì)”，從中亦可看出日本的這一產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢及成果。在展場中，接待處、大會(huì)清掃工作、警備工作等，多以機(jī)器人的形式出現(xiàn)與取替。博覽會(huì)期間還舉辦多項(xiàng)人與機(jī)器人有關(guān)的活動(dòng)，其中最引人注目的還是人工智能及人性化的機(jī)器人的表演，譬如接待處的一位女性機(jī)器人能聽、說六國語言，而且說話時(shí)眼、嘴皆會(huì)動(dòng)，面部肌肉也有活動(dòng)。造型奇特有趣的高爾夫球機(jī)器人“坎迪—5”，它內(nèi)置整個(gè)高爾夫球場的3D地形和球會(huì)會(huì)員的資料，并設(shè)置有全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，能作360度自如旋轉(zhuǎn)，它的系統(tǒng)將愈加精密，并更具人性化，科學(xué)家預(yù)計(jì)在2020年完成其全部制作時(shí)，它可充當(dāng)球童并可從旁給予擊球建議。此外，尚有具“視覺”、“味覺”的機(jī)器人，它的紅外線測定可以對食物及飲品的成份、含量馬上做出判定，譬如將一只蘋果擺在其手臂前，可以打印出該只蘋果的糖份、維生素含量等。最引人注目的是機(jī)器人管樂隊(duì)的演奏，以機(jī)器人演奏真正的樂器，而且隊(duì)形不斷變換，演奏技術(shù)臻于上乘。東京大學(xué)于今年八月公布已開發(fā)出人的仿真性皮膚，可如人一樣感受冷熱、痛楚、溫度反應(yīng)，甚至一些人的皮膚未具有的功能都可以設(shè)定，這對仿造機(jī)器人的生命性又是一大進(jìn)步。凡此種種，不一而足。

在世紀(jì)之交，生物遺傳工程因“克隆人”的出現(xiàn)而引致倫理、法律及道德問題的爭議，“克隆人”能否問世仍然是一個(gè)未知數(shù)，但機(jī)器人的研發(fā)正在取而代之，以越接近人性化為追尋目標(biāo)。因而還為之出現(xiàn)了新的名詞，比如人工智能（簡稱AI），并以下述二個(gè)英文名字用來指人類模樣的機(jī)器人：androids和humanoids。西方的電影導(dǎo)演在談到影視中出現(xiàn)的非常人性化的機(jī)器人時(shí)，更常常使用這些有明確傾向的專用詞： A、變得人性化—humanize B、人性化的—humanized C、人道、仁慈—humanity。

我國的機(jī)器人研發(fā)工作基本上屬于科學(xué)研究的項(xiàng)目，據(jù)說，中國科學(xué)院目前已造出說話時(shí)嘴唇能夠活動(dòng)、眼睛能轉(zhuǎn)動(dòng)、具視覺功能的機(jī)器人，其水準(zhǔn)可媲美日本同行其實(shí)，機(jī)器人的制作絕對并非只是液壓機(jī)械與電子產(chǎn)品的混成物，要將機(jī)器人造得越來越有人性化，就要兼及生命醫(yī)學(xué)、傳感、光學(xué)及創(chuàng)造性的文化產(chǎn)業(yè)等方面，比如機(jī)器人的關(guān)節(jié)就需要研究中醫(yī)的經(jīng)絡(luò)學(xué)、生物學(xué)上的神經(jīng)刺激反應(yīng)以及文化產(chǎn)品的某種造型特征（其中很重要的是民族特征的外表）等等。英國的科學(xué)家甚至預(yù)言，到2020年，隨著機(jī)器人愈來愈精密和使用有機(jī)零件制造，它們將會(huì)受到“機(jī)器人權(quán)”的保護(hù)。

在美、日、德、法、韓等國，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的開發(fā)正在日受重視，一般采取所謂的“官產(chǎn)學(xué)”形式?！肮佟奔凑闹贫ㄕ呒皟A斜支持，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。據(jù)情報(bào)顯示，日本政府正在調(diào)整全國的產(chǎn)業(yè)制造結(jié)構(gòu)，名古屋中部地區(qū)的未來產(chǎn)業(yè)為新型汽車工業(yè)，以大阪為中心的關(guān)西地方將以機(jī)器人產(chǎn)業(yè)為主，東京地區(qū)以資訊情報(bào)化為中心等等；“產(chǎn)”即產(chǎn)業(yè)界的自我分類的研究與開發(fā)，并將之變成產(chǎn)品，取得經(jīng)濟(jì)效益；“學(xué)”即學(xué)校設(shè)置專門的學(xué)科，教材則與以往不同，非全盤為學(xué)校教授所寫，有一些則由產(chǎn)業(yè)研究所編寫教材，利用電腦技術(shù)介入，反過來向大學(xué)師生出售。而專門出售機(jī)器人制作的教科書、教材及裝配零件、專門雜志等也已成行成市，許多公司改變既有行業(yè)，轉(zhuǎn)而生產(chǎn)為此服務(wù)的產(chǎn)品。那么，這是否將導(dǎo)致一場工業(yè)革命？現(xiàn)在斷言尚為時(shí)過早。但可以預(yù)計(jì)的是，未來20年，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)將成為未來新產(chǎn)業(yè)的一個(gè)領(lǐng)先潮流，在現(xiàn)代化的高科技戰(zhàn)爭中，機(jī)器人將發(fā)揮越來越大的戰(zhàn)斗作用，從而減少前線士兵的人命傷亡，并以奇技利器克敵制勝。

總結(jié) ：世界上先進(jìn)的工業(yè)化國家都十分注重機(jī)器人的研究開發(fā)、實(shí)用化及產(chǎn)業(yè)化的動(dòng)向，投入大量的資金、人力，優(yōu)化環(huán)境及指標(biāo)，特別是重視培養(yǎng)年輕人對此未來科學(xué)的興趣，吸引他們的投入，以形成人材梯隊(duì)，鍛造出新的產(chǎn)業(yè)隊(duì)伍。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，未來的機(jī)器人將更加智能化。機(jī)器人技術(shù)綜合了多學(xué)科的發(fā)展成果，代表了高技術(shù)的發(fā)展前沿，它在人類生活應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大正在引起國際上重新認(rèn)識機(jī)器人技術(shù)的作用和影響。

參考文獻(xiàn)：

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作者：杰夫·霍金斯

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2006 05