第一篇：智能城市論文國(guó)外智能城市建設(shè)的啟發(fā)論文

本文作者：孫艷艷 單位：北京市科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所國(guó)際信息部

美國(guó)、歐盟、日本三個(gè)地區(qū)的智能化建設(shè)較為活躍，但是其智能城市的研發(fā)和實(shí)驗(yàn)還主要是以電力設(shè)施智能化為中心，且停留在局部智能化的第二個(gè)水平上。具體來(lái)說(shuō)，有美國(guó)科羅拉多州的博爾德市和迪比克市，荷蘭的阿姆斯特丹，日本的橫濱市、豐田市、京都市、北九州市等城市。而日本的東京雖然已經(jīng)在電力、通信、交通、建筑等城市系統(tǒng)一定程度上實(shí)現(xiàn)了智能化，但是各系統(tǒng)間并未統(tǒng)合聯(lián)動(dòng)，所以仍處于第一個(gè)水平。隨著智能城市的發(fā)展，今后將會(huì)出現(xiàn)所有城市系統(tǒng)都實(shí)現(xiàn)智能化且互相聯(lián)動(dòng)的第三個(gè)水平城市。

歐盟、美國(guó)、日本的智能城市建設(shè)特征

（一）歐盟政府和企業(yè)聯(lián)合投資和管理，科研機(jī)構(gòu)和非盈利組織參與其中。歐盟通過(guò)2011年10月出臺(tái)的《戰(zhàn)略能源技術(shù)計(jì)劃》確定了25個(gè)城市優(yōu)先發(fā)展智能城市，這些城市大力發(fā)展低碳住宅、智能交通、智能電網(wǎng)等。2012年7月10日，歐盟委員會(huì)實(shí)施了“智能城市和社區(qū)歐洲創(chuàng)新伙伴行動(dòng)”。該行動(dòng)計(jì)劃將集成歐洲在新能源、智能交通和信息通訊（如物聯(lián)網(wǎng)）等領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，在部分城市開(kāi)展示范項(xiàng)目，包括高效供熱（冷）系統(tǒng)、智能儀表、實(shí)時(shí)能源管理、零排放建筑、智能交通等，促進(jìn)智能城市建設(shè)。2013年，歐盟委員會(huì)將為這些示范項(xiàng)目投入3.65億歐元。此前，歐盟委員會(huì)在2012年已投入了8100萬(wàn)歐元支持能源和交通領(lǐng)域的“智能城市和社區(qū)”試點(diǎn)項(xiàng)目。荷蘭阿姆斯特丹市制定了《阿姆斯特丹智能城市計(jì)劃》，其運(yùn)行方式是以埃森哲咨詢(xún)公司為項(xiàng)目管理辦公室，主要由阿姆斯特丹創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)中心（獨(dú)立于市政府、官民共同出資）和里安得公司負(fù)責(zé)，IBM、飛利浦和谷歌等大公司也參與其中，阿姆斯特丹的智能城市已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了電力和交通兩大基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)的智能化和聯(lián)動(dòng)。2012年，德國(guó)舉辦了未來(lái)城市智能技術(shù)競(jìng)賽，其中“CloudPower能源解決方案”、“flinc城市‘搭車(chē)’交通社區(qū)”等五個(gè)項(xiàng)目分別勝出，這些項(xiàng)目都是由歐盟各大公司負(fù)責(zé)研發(fā)和實(shí)施的，對(duì)建設(shè)智能社區(qū)和智能城市將起到很大的推動(dòng)和示范作用。

（二）美國(guó)以企業(yè)為主力，智能電網(wǎng)項(xiàng)目居多。美國(guó)的智能城市的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與其說(shuō)是構(gòu)筑智能城市，不如說(shuō)是多以各電力公司為中心的智能電網(wǎng)項(xiàng)目，與各個(gè)州的關(guān)系并不密切。位于美國(guó)科羅拉多州的博爾德市，憑借其影響范圍達(dá)4.5萬(wàn)戶(hù)家庭的智能電網(wǎng)一期項(xiàng)目被譽(yù)為智能型城市。該項(xiàng)目由市政府和XEL能源公司合作完成，并由市政府向市民提供免費(fèi)服務(wù)。施工單位向每戶(hù)家庭免費(fèi)提供一臺(tái)帶有互聯(lián)網(wǎng)接入裝置的智能電表及其他必要設(shè)備。借助這些裝置，市民不僅可任意監(jiān)控用電量，還可以登錄XEL公司的網(wǎng)站查詢(xún)自家的詳細(xì)用電情況統(tǒng)計(jì)表。此外，智能電網(wǎng)采用了優(yōu)化的“存儲(chǔ)——供給系統(tǒng)”以及雙向交流網(wǎng)，有利于提高電力供給的可靠性。發(fā)現(xiàn)故障區(qū)域并立即維修也變得方便。美國(guó)能源部從2009年9月開(kāi)始與迪比克市聯(lián)合實(shí)施智能城市建設(shè)項(xiàng)目，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)自來(lái)水、交通、電力和燃?xì)饣A(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)的信息化以及各個(gè)系統(tǒng)間的相互聯(lián)動(dòng)，通過(guò)對(duì)各種數(shù)據(jù)的收集、整合和分析為市民提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。目前該項(xiàng)目正處于第一階段，在各個(gè)家庭中安裝自來(lái)水和電力智能表，以減少水和電的消耗，項(xiàng)目主要由IBM和阿聯(lián)特能源公司負(fù)責(zé)。

（三）日本政府主導(dǎo)，企業(yè)是主力軍，政府支持企業(yè)走出國(guó)門(mén)。日本政府將智能城市建設(shè)與新能源推廣事業(yè)緊密結(jié)合在一起。日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省在2010年4月認(rèn)定橫濱市、豐田市、京都市和北九州市四個(gè)城市為智能城市示范點(diǎn)，同年8月四個(gè)城市分別制訂了為期五年的智能城市實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，主要是引入將電力、熱能、廢棄物等統(tǒng)合起來(lái)的能源管理系統(tǒng)，其運(yùn)營(yíng)主體是以各個(gè)市政府為中心，能源公司和能源相關(guān)公司參與其中的混合團(tuán)隊(duì)，參與其中的公司多是與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)密切相關(guān)的企業(yè)。當(dāng)前，日本智能城市建設(shè)主要是向節(jié)能和環(huán)保方向發(fā)展。據(jù)日本IT專(zhuān)業(yè)調(diào)查公司IDCJapan調(diào)查、分析認(rèn)為，到2015年與智能城市建設(shè)相關(guān)的日本IT市場(chǎng)規(guī)模約為5352億日元，2020-2030年期間，原有社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施將迎來(lái)功能老化的高峰期，為了對(duì)其進(jìn)行更新?lián)Q代，以電能和天然氣等能源為主的智能綠色網(wǎng)絡(luò)也將在2015年以后迅速發(fā)展。日本企業(yè)緊緊抓住這次商機(jī)，積極參與計(jì)劃研發(fā)和產(chǎn)品推廣，成為日本智能城市建設(shè)的主力軍。東芝公司近期計(jì)劃在大阪附近建設(shè)一座智能化的樣板城市，都市內(nèi)全部采用可再生能源，并配備有通訊功能的新一代智能電表和家用蓄電池，使節(jié)能效果達(dá)到最佳狀態(tài)。同時(shí)日本企業(yè)還積極參與其他國(guó)家智能城市的建設(shè)開(kāi)發(fā)，搶占國(guó)際市場(chǎng)，比如日本企業(yè)已經(jīng)與中國(guó)的大連、天津達(dá)成智能城市建設(shè)合作協(xié)議。日本政府則全力支持企業(yè)參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省已經(jīng)撥出上百億日元的專(zhuān)款支持企業(yè)的國(guó)際商業(yè)合作項(xiàng)目。日本還經(jīng)常舉辦與智能城市有關(guān)的展覽會(huì)，提高日本在國(guó)際智能城市建設(shè)市場(chǎng)上的影響力。

對(duì)我國(guó)的啟示

（一）智能城市建設(shè)要明確中央和地方各自的職責(zé)。我國(guó)智能城市建設(shè)多是由地方政府、電信運(yùn)營(yíng)商，國(guó)外大型企業(yè)合作開(kāi)展的，缺乏統(tǒng)一規(guī)劃和明確的獲利模式，因此需要分別明確中央政府和地方政府的各自職責(zé)。要發(fā)展智能城市，國(guó)家的統(tǒng)籌規(guī)劃是必不可少的，中央政府應(yīng)發(fā)揮指導(dǎo)作用，根據(jù)各地的特性，樹(shù)立智能城市建設(shè)的示范，制定具有指導(dǎo)性的行動(dòng)指南并推動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。正如美國(guó)的能源部和日本的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省，他們都是有目的地參與前期的智能城市建設(shè)項(xiàng)目，為建設(shè)智能城市好做充分的調(diào)研。而地方政府在建設(shè)智能城市中要起到主導(dǎo)作用，把握當(dāng)?shù)仄髽I(yè)和市民的需求，制定出最適合本地發(fā)展的智能城市發(fā)展戰(zhàn)略，并將參與智能城市建設(shè)的企業(yè)和居民納入智能城市建設(shè)體系中。要建設(shè)智能城市，實(shí)現(xiàn)城市整體智能化，首先要實(shí)現(xiàn)政府、企業(yè)、國(guó)民間的相互聯(lián)動(dòng)，建立良好的溝通渠道和交流機(jī)制（如圖1所示）。

（二）智能城市建設(shè)要與低碳環(huán)保和新能源推廣事業(yè)結(jié)合起來(lái)。智能城市最重要的目的就是實(shí)現(xiàn)低碳社會(huì)，所以智能城市建設(shè)要與低碳環(huán)保和新能源推廣事業(yè)結(jié)合起來(lái)。歐盟和日本都突出了這一點(diǎn)，日本的四個(gè)智能城市都通過(guò)在家庭、社區(qū)和企業(yè)推廣新能源并革新能源管理方法來(lái)有效推動(dòng)智能城市的建設(shè)。

（三）智能城市建設(shè)需循序漸進(jìn)，不能一蹴而就。智能城市的建設(shè)是一個(gè)長(zhǎng)期過(guò)程，需按部就班，循序漸進(jìn)，應(yīng)先從關(guān)注一個(gè)城市的子系統(tǒng)開(kāi)始，等各個(gè)子系統(tǒng)運(yùn)作成熟，實(shí)現(xiàn)智能化后，再擴(kuò)展廣度。目前，智能城市建設(shè)在世界范圍內(nèi)都未形成規(guī)模和成熟的范例，發(fā)達(dá)國(guó)家一般首選一兩個(gè)城市進(jìn)行示范后再普遍推廣。中國(guó)作為世界智能城市建設(shè)風(fēng)潮的跟進(jìn)者，更沒(méi)有比較成熟的成功經(jīng)驗(yàn)。2011年是我國(guó)智能城市建設(shè)的初始年，北京、上海、天津、大連等多個(gè)城市都有智能城市建設(shè)項(xiàng)目，但這種缺乏統(tǒng)一規(guī)劃、自發(fā)式的、遍地開(kāi)花式的智能城市建設(shè)項(xiàng)目從一定程度上暴露出個(gè)別地方政府的盲目性。我們應(yīng)該從本國(guó)國(guó)情出發(fā)，加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，循序漸進(jìn)，不能一蹴而就。

第二篇：城市智能交通系統(tǒng)的論文

論文常用來(lái)指進(jìn)行各個(gè)學(xué)術(shù)領(lǐng)域的研究和描述學(xué)術(shù)研究成果的文章，簡(jiǎn)稱(chēng)之為論文。它既是探討問(wèn)題進(jìn)行學(xué)術(shù)研究的一種手段，又是描述學(xué)術(shù)研究成果進(jìn)行學(xué)術(shù)交流的一種工具。城市智能交通系統(tǒng)的論文，我們來(lái)看看。

摘要：先進(jìn)的交通信息系統(tǒng)（ATIS）是智能交通系統(tǒng)的重要組成部分。本文的研究?jī)?nèi)容是ATIS在我國(guó)的結(jié)構(gòu)方案。該文首先分析了交通信息系統(tǒng)在我國(guó)的發(fā)展情況，闡述了城市交通信息系統(tǒng)的重要性。在總結(jié)了國(guó)外近年來(lái)有關(guān)交通信息系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和研究成果后，結(jié)合我國(guó)在行政管理方面的實(shí)際情況，提出了城市交通信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案：一個(gè)核心即交通信息中心，交通管理、電子收費(fèi)、交通誘導(dǎo)、交通信息服務(wù)、地理信息、緊急救援、營(yíng)運(yùn)車(chē)輛管理、車(chē)輛安全輔助駕駛八個(gè)子系統(tǒng)以及道路交通管理和車(chē)輛管理兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，闡述了各子系統(tǒng)的功能。最后，預(yù)測(cè)了交通信息系統(tǒng)在我國(guó)實(shí)施后將產(chǎn)生的積極影響。

關(guān)鍵詞：智能交通系統(tǒng)城市交通信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案

1.國(guó)外交通信息系統(tǒng)研究現(xiàn)狀

許多發(fā)達(dá)國(guó)家近年來(lái)投入了大量的人力、物力和財(cái)力對(duì)先進(jìn)的交通信息系統(tǒng)進(jìn)行研究、試驗(yàn)和開(kāi)發(fā)。下面就x洲、x國(guó)及日本等一些國(guó)家有代表性的ATIS作一簡(jiǎn)要介紹。

1.1x洲的代表性系統(tǒng)

x洲的代表性系統(tǒng)有：SOCRATES、EUROSCOUT、Trafficmaster。

SOCRATES是一種有效發(fā)揮傳統(tǒng)的蜂窩無(wú)線電話的基礎(chǔ)設(shè)施（地面站）的作用，使交通指揮中心與行駛中車(chē)輛進(jìn)行雙向通信的系統(tǒng)，它的下行線路可通過(guò)“廣播方式”向行駛在各種地面站的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的裝有SOCRATES車(chē)載裝置的車(chē)輛提供道路交通狀況的詳細(xì)數(shù)字信息。上行線路利用多頻存取協(xié)議經(jīng)過(guò)基地臺(tái)向交通指揮中心發(fā)送信息。

EUROSCOUT是以紅外線信標(biāo)為媒體的動(dòng)態(tài)路線引導(dǎo)系統(tǒng)。車(chē)輛和信標(biāo)間的紅外線通信是雙向進(jìn)行的，汽車(chē)就變?yōu)橐粋€(gè)探頭，將旅行時(shí)間、排隊(duì)等候時(shí)間及OD信息等交通信息數(shù)據(jù)傳輸給中央引導(dǎo)計(jì)算機(jī)。

Trafficmaster是以倫敦為中心的廣范圍高速公路使用的系統(tǒng)，采用傳呼機(jī)網(wǎng)絡(luò)提供交通信息。收集高速公路交通狀況數(shù)據(jù)的傳感器向前后方向發(fā)出2條紅外線光束，并根據(jù)各光速在車(chē)上的反射波時(shí)間差檢測(cè)車(chē)輛的速度。

1.2x國(guó)的代表性系統(tǒng)

x國(guó)的代表性系統(tǒng)有：TRAVTEK、ADVANCE、FASTTRAC。

TRAVTEK以實(shí)時(shí)路線引導(dǎo)和服務(wù)信息系統(tǒng)實(shí)用化為目的，由交通管理中心、信息與服務(wù)中心、裝有導(dǎo)航裝置的車(chē)輛組成。交通管理中心進(jìn)行道路交通信息的收集、管理及提供，同時(shí)還進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行所必需的信息管理和提供；信息服務(wù)中心收集觀光設(shè)施、旅館、飯店等為對(duì)象的各種服務(wù)信息；車(chē)載導(dǎo)航裝置由車(chē)輛位置測(cè)定、路線選擇及接口3種功能構(gòu)成，可顯示交通堵塞地段、事故及施工等信息的奧蘭多地區(qū)的地圖、按駕駛員需要進(jìn)行的路線引導(dǎo)及提供服務(wù)的文字信息等。

ADVANCE通過(guò)電波的雙向通信直接將車(chē)載導(dǎo)航裝置和交通管制中心連通，導(dǎo)航裝置由接觸式屏幕、顯示器及導(dǎo)航計(jì)算機(jī)構(gòu)成。一輸入最終目的地便可利用最新交通信息計(jì)算最佳路線。路線引導(dǎo)是采用聲音合成及用顯示器上的符號(hào)指示的形式。

FASTTRAC是把先進(jìn)交通管理系統(tǒng)（ATMS）和先進(jìn)交通信息系統(tǒng)（ATIS）技術(shù)組合在一起的ITS項(xiàng)目，它計(jì)劃進(jìn)行使實(shí)驗(yàn)車(chē)輛與信息控制方式統(tǒng)一的試驗(yàn)，亦即根據(jù)車(chē)輛測(cè)量的等候時(shí)間等使信號(hào)控制和綠色信號(hào)實(shí)現(xiàn)最佳化。

1.3日本的代表性系統(tǒng)

日本的代表性系統(tǒng)有VICS和ATIS。

VICS中心通過(guò)日本道路交通通信中心匯總交通管理者和道路管理者雙方的交通信息。由VICS提供的信息有：交通堵塞信息、所需時(shí)間信息、交通障礙信息、交通管制信息和停車(chē)場(chǎng)信息5種。

ATIS是先進(jìn)的交通信息服務(wù)系統(tǒng)，它的通信媒體是電話線路（無(wú)線、有線）。交通信息利用者通過(guò)車(chē)上裝載的導(dǎo)航裝置或自己家及辦公室的微機(jī)，可按需要接收多媒體的地圖信息和文字信息。

2.交通信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案

信息系統(tǒng)的本質(zhì)是通過(guò)高新技術(shù)的有效應(yīng)用，使得對(duì)各種決策（包括交通戰(zhàn)略決策、交通管理決策、交通方式及交通路線選擇決策等）起到支持作用的信息和知識(shí)在系統(tǒng)中有效流通，提高決策的科學(xué)性，引導(dǎo)合理的交通行為，達(dá)到最大限度地發(fā)揮已有交通設(shè)施潛力的目的。

為了實(shí)現(xiàn)智能化控制交通的要求，收集相關(guān)的實(shí)時(shí)可靠的交通信息是交通信息系統(tǒng)的前提和基礎(chǔ)，然后根據(jù)不同交通管理與控制的目的和要求，進(jìn)一步分析、傳遞、提供信息。信息流程見(jiàn)圖1。

出行者所關(guān)注的信息大致包括3個(gè)方面：對(duì)“出發(fā)前”移動(dòng)計(jì)劃有效的信息、對(duì)“駕駛中”在道路上移動(dòng)過(guò)程中有益的信息以及對(duì)“換乘”火車(chē)、客車(chē)、民航或輪船等提供乘車(chē)方便的信息。

依據(jù)出行者的信息需求以及交通管理者和物流業(yè)者在經(jīng)營(yíng)管理方面的需求，結(jié)合我國(guó)在行政管理方面的實(shí)際情況，確定了交通信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

城市交通信息系統(tǒng)包括一個(gè)中心即交通信息中心，交通管理、電子收費(fèi)、交通誘導(dǎo)、交通信息服務(wù)、地理信息、緊急救援、營(yíng)運(yùn)車(chē)輛管理、車(chē)輛安全輔助駕駛八個(gè)子系統(tǒng)以及道路交通管理和車(chē)輛管理兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。交通信息系統(tǒng)各子系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。

交通管理子系統(tǒng)主要由交通指揮中心提供通過(guò)采集的路段、交叉口、高架交通以及城市出入口的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)組織而成的信息。營(yíng)運(yùn)車(chē)輛管理子系統(tǒng)包括公交和物流管理，公交管理涵蓋出租車(chē)和公交車(chē)輛的管理，物流管理包含貨運(yùn)和租賃車(chē)管理。緊急救援子系統(tǒng)包括一般性的事故報(bào)警以及特殊情況的災(zāi)害救助。誘導(dǎo)系統(tǒng)含有路徑誘導(dǎo)和停車(chē)誘導(dǎo)。部分子系統(tǒng)采集的信息將提供給整個(gè)系統(tǒng)共享，通過(guò)提供歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)可供預(yù)測(cè)的信息，用以支持出行決策的制定，系統(tǒng)實(shí)時(shí)地通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查詢(xún)對(duì)公眾發(fā)布交通信息，向各種媒體發(fā)布誘導(dǎo)信息。

系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)為分布與集中相結(jié)合，各子系統(tǒng)分布相對(duì)平等，交通信息中心擁有信息整合的共用信息平臺(tái)。各子系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)采集、局部運(yùn)行管理、共享信息整合等項(xiàng)任務(wù)。

城市交通信息系統(tǒng)的建設(shè)可分階段進(jìn)行，條件相對(duì)成熟的部門(mén)可優(yōu)先發(fā)展，建成示范工程，推動(dòng)其它部門(mén)發(fā)展。同時(shí)，交通信息系統(tǒng)的實(shí)用化進(jìn)程需要各子系統(tǒng)所涉及的各個(gè)部門(mén)之間通力合作，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化建設(shè)與運(yùn)行。系統(tǒng)設(shè)計(jì)不但要重視系統(tǒng)核心的研究開(kāi)發(fā)，而且要重視與各子系統(tǒng)之間的相互銜接關(guān)系，資源共享是交通信息系統(tǒng)的命脈。人類(lèi)的生活離不開(kāi)交通，在以人為本的交通規(guī)劃、管理與設(shè)計(jì)中，綜合運(yùn)用現(xiàn)代信息與通訊技術(shù)等手段提高交通運(yùn)輸?shù)男适潜赜芍?。交通信息系統(tǒng)在確定了基本結(jié)構(gòu)之后，需要通過(guò)進(jìn)一步的系統(tǒng)設(shè)計(jì)后，加以實(shí)施。

3.交通信息系統(tǒng)的主要媒體和特點(diǎn)

城市交通信息系統(tǒng)中可傳遞信息的媒體主要特點(diǎn)見(jiàn)表1。

表1交通信息系統(tǒng)利用的主要媒體和特點(diǎn)

4.結(jié)論

城市交通信息系統(tǒng)必將在今后真正的高度信息通信社會(huì)中占有一席之地，交通信息系統(tǒng)也必將在實(shí)現(xiàn)高效舒適的交通社會(huì)中發(fā)揮重要作用。城市交通信息系統(tǒng)未來(lái)的實(shí)施，必將在居民出行、事故和災(zāi)害救援以及貨物流通等方面帶來(lái)更大的便利，同時(shí)，在交通管理方面更加有的放矢、標(biāo)本兼治，在減少交通出行、降低交通量、減少阻塞、減輕污染、提高服務(wù)水平等增加社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益方面也將起到巨大的作用。

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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(duì)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(guó)公認(rèn)的解決大、中城市交通問(wèn)題的最佳策略。在我國(guó)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(guò)信息化的手段去管理；公交智能化運(yùn)營(yíng)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(guó)內(nèi)已有許多城市部署了公交的智能化系統(tǒng)，但綜合來(lái)說(shuō)，與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)相比，仍然存在較大的差距，如系統(tǒng)功能相對(duì)簡(jiǎn)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(wèn)題，難以滿(mǎn)足交通管理部門(mén)對(duì)公交運(yùn)營(yíng)調(diào)度和公交優(yōu)先的要求，與廣大乘客對(duì)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(chē)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(lái)。城市智能公交系統(tǒng)綜合運(yùn)用智能識(shí)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(duì)車(chē)輛進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位；充分運(yùn)用車(chē)輛監(jiān)控、信號(hào)優(yōu)先等智能交通技術(shù)，對(duì)停車(chē)場(chǎng)、車(chē)站進(jìn)行可視監(jiān)控，建造“站車(chē)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(yíng)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(yíng)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(yíng)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(hào)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(wú)線網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)一語(yǔ)音一視頻、各類(lèi)電子設(shè)備、人一車(chē)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(chǎng)設(shè)備與調(diào)度管理中心的聯(lián)系并且負(fù)責(zé)對(duì)交通、氣象環(huán)境等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)收集、處理，通過(guò)外場(chǎng)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(chē)輛事故、求助報(bào)警等)做出迅速的反應(yīng)。

2運(yùn)營(yíng)監(jiān)控子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)公交線路運(yùn)營(yíng)情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控和歷史查看。通過(guò)地理線路和模擬線路提供線路中運(yùn)行車(chē)輛的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，為線路發(fā)車(chē)調(diào)度、車(chē)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(tái)。同時(shí)具有公交行車(chē)路線的歷史查詢(xún)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(tái)和車(chē)載顯示終端為媒介向乘客提供信息服務(wù)的系統(tǒng)，通過(guò)本平臺(tái)向路口站臺(tái)發(fā)送相關(guān)的乘車(chē)、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(chē)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_(tái)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(duì)企業(yè)人力資源、車(chē)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(chē)關(guān)聯(lián)管理以及發(fā)車(chē)時(shí)刻表和勞動(dòng)排班的制訂和管理。通過(guò)計(jì)劃管理，對(duì)發(fā)車(chē)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(chē)時(shí)刻表，結(jié)合人與車(chē)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，生成配車(chē)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(duì)公交系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)帶來(lái)的影響，制訂應(yīng)急預(yù)案。6統(tǒng)計(jì)分析子系統(tǒng)對(duì)運(yùn)營(yíng)過(guò)程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可作為運(yùn)營(yíng)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(hào)優(yōu)先子系統(tǒng)是相對(duì)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(hào)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(hào)優(yōu)先技術(shù)必須能同時(shí)實(shí)現(xiàn)BRT車(chē)輛在空問(wèn)和時(shí)間通行權(quán)上的優(yōu)先?？諉?wèn)上的優(yōu)先可以通過(guò)設(shè)置公交專(zhuān)用道或分道器來(lái)實(shí)現(xiàn)。時(shí)間上的優(yōu)先也即信號(hào)優(yōu)先，是指交通信號(hào)系統(tǒng)對(duì)BRT車(chē)輛在“時(shí)間”上給予的優(yōu)先，它主要體現(xiàn)在：當(dāng)BRT車(chē)輛行駛到十字交叉路口附近時(shí)，交通信號(hào)系統(tǒng)識(shí)別到車(chē)輛并判斷車(chē)輛的運(yùn)行方向，為BRT車(chē)輛提供優(yōu)先通行信號(hào)。

二、公交智能化運(yùn)營(yíng)調(diào)度指揮系統(tǒng)

智能公交運(yùn)營(yíng)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(chē)輛定位、動(dòng)態(tài)跟蹤，實(shí)現(xiàn)公交車(chē)輛運(yùn)營(yíng)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(yíng)指標(biāo)、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)現(xiàn)公交運(yùn)營(yíng)生產(chǎn)的智能化、現(xiàn)代化管理。運(yùn)營(yíng)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(yíng)調(diào)度系統(tǒng)需要利用車(chē)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(chē)輛的動(dòng)態(tài)跟蹤，從而為調(diào)度員把握車(chē)輛狀態(tài)、進(jìn)行車(chē)輛指揮調(diào)度服務(wù)。同時(shí)，運(yùn)營(yíng)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(chē)輛到站和預(yù)測(cè)信息。

運(yùn)營(yíng)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(chē)計(jì)劃的發(fā)車(chē)時(shí)刻表，制定配車(chē)指標(biāo)和發(fā)車(chē)指標(biāo)，根據(jù)指標(biāo)制定行車(chē)計(jì)劃．結(jié)合每日的可用車(chē)輛和人員資源制定當(dāng)天的配車(chē)排班表。

(2)勞動(dòng)管理。按照營(yíng)運(yùn)指標(biāo)管理和配置線路資源，包括車(chē)輛和人員的配備，車(chē)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(chē)排班表自動(dòng)發(fā)車(chē)．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(chē)排班計(jì)劃，手動(dòng)發(fā)車(chē)，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(chē)輛識(shí)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(chē)輛和線路的營(yíng)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(yíng)運(yùn)指標(biāo)，與營(yíng)運(yùn)計(jì)劃指標(biāo)進(jìn)行比較，并對(duì)報(bào)表進(jìn)行顯示和打印，為進(jìn)一步改進(jìn)和完善營(yíng)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(lèi)管理。主要內(nèi)容包括：人員信息、車(chē)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(xún)、打印等功能，并能與其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享。

(2)運(yùn)營(yíng)計(jì)劃系統(tǒng)能夠根據(jù)行車(chē)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(chē)輛排班、司乘人員安排等。支持用戶(hù)快速高效地制定、審批行車(chē)計(jì)劃。但要求編制行車(chē)時(shí)刻表和日常排班的功能分開(kāi)設(shè)置。

(3)車(chē)輛監(jiān)控主要是利用智能系統(tǒng)的自動(dòng)檢測(cè)能力，發(fā)現(xiàn)車(chē)輛違規(guī)行為，統(tǒng)計(jì)車(chē)輛運(yùn)行數(shù)據(jù)，分析車(chē)輛運(yùn)行狀況，便于調(diào)度員做出快速響應(yīng)。車(chē)輛監(jiān)控基于GIS地圖的車(chē)輛運(yùn)行監(jiān)控能力，可以實(shí)時(shí)看到車(chē)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(chē)載機(jī)發(fā)送到后臺(tái)的信息；提供線路簡(jiǎn)易圖的方式實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的監(jiān)控；支持GPS補(bǔ)償功能，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛在GIS地圖上顯示的連續(xù)性；可以顯示車(chē)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(chē)輛的屬性數(shù)據(jù)，如駕駛員、車(chē)輛自編號(hào)、車(chē)牌號(hào)等；可以顯示車(chē)輛實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，如路阻、車(chē)輛故障、事故、報(bào)警等。對(duì)指定時(shí)間、指定范圍的車(chē)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(chē)輛定位信息、車(chē)輛實(shí)時(shí)狀態(tài)等。

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

(5)場(chǎng)站勤務(wù)場(chǎng)站勤務(wù)系統(tǒng)為場(chǎng)站和站臺(tái)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(chē)；使司、售人113?一j員能夠方便查詢(xún)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(qǐng)求提供手段。場(chǎng)站勤務(wù)需要必要的設(shè)備提供支持，一般包括場(chǎng)站計(jì)算機(jī)、觸摸式信息查詢(xún)機(jī)、調(diào)度指令牌、語(yǔ)音廣播、車(chē)輛進(jìn)出場(chǎng)自動(dòng)識(shí)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(guò)對(duì)人員、車(chē)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(duì)運(yùn)行計(jì)劃進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，以滿(mǎn)足運(yùn)營(yíng)的需要。運(yùn)行調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)提供實(shí)時(shí)運(yùn)營(yíng)調(diào)度、維修調(diào)度、加油調(diào)度、臨時(shí)區(qū)間車(chē)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(chē)、手動(dòng)發(fā)車(chē)、預(yù)案發(fā)車(chē)、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(duì)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(chē)、維修、加油等活動(dòng)；能夠支持處理車(chē)輛故障、事故等突發(fā)信息；能夠提供數(shù)據(jù)查詢(xún)功能；車(chē)輛運(yùn)行和調(diào)度過(guò)程中的動(dòng)態(tài)信息、實(shí)際車(chē)次匯總信息。

(7)乘客信息服務(wù)為乘客提供車(chē)輛等待時(shí)間、換乘信息、乘車(chē)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(chē)輛運(yùn)行情況，在電子站牌上顯示車(chē)輛所在運(yùn)營(yíng)區(qū)段，提示車(chē)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(duì)即將到達(dá)的車(chē)輛位置進(jìn)行預(yù)報(bào)，通知乘客準(zhǔn)備乘車(chē)；對(duì)線路運(yùn)營(yíng)異常狀態(tài)向乘客做出通知。在車(chē)輛內(nèi)部顯示車(chē)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(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)(停站、轉(zhuǎn)彎)的語(yǔ)音播報(bào)；對(duì)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(duì)公交企業(yè)日常運(yùn)營(yíng)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(yíng)生產(chǎn)。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析應(yīng)用指標(biāo)對(duì)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(guò)去，科學(xué)規(guī)劃未來(lái)，有效控制公交企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)，不斷提高其經(jīng)營(yíng)管理水平和經(jīng)濟(jì)效益。

(9)技術(shù)管理預(yù)留將來(lái)能實(shí)現(xiàn)的部分功能，如接收公交公司下達(dá)的車(chē)輛保養(yǎng)計(jì)劃，執(zhí)行車(chē)輛保養(yǎng)計(jì)劃，反饋保養(yǎng)計(jì)劃的實(shí)施情況。對(duì)車(chē)輛的油(氣)／電消耗情況進(jìn)行管理。對(duì)各類(lèi)車(chē)輛運(yùn)營(yíng)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(duì)系統(tǒng)的設(shè)置參數(shù)進(jìn)行管理；對(duì)系統(tǒng)的用戶(hù)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(chē)輛定位及無(wú)線通信系統(tǒng)

1．系統(tǒng)概述車(chē)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(duì)公交車(chē)輛的實(shí)時(shí)跟蹤、實(shí)時(shí)調(diào)度和信號(hào)優(yōu)先，就必須能夠連續(xù)、實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)地確定車(chē)輛的位置。通過(guò)集成設(shè)計(jì)的公交車(chē)載電子設(shè)備，利用車(chē)載設(shè)備的智能CPU、總線連接，具備了GPS車(chē)輛定位、GSM／GPRS／CDMA通信、乘客上下車(chē)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(yíng)調(diào)度和乘客信息服務(wù)的重要支撐。

2．系統(tǒng)功能GPS車(chē)輛定位及無(wú)線通信系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)車(chē)輛運(yùn)營(yíng)信息采集的主要手段，車(chē)輛的合理調(diào)度及運(yùn)營(yíng)過(guò)程控制在很大程度上取決于其定位精確程度。公交車(chē)輛定位方式包括連續(xù)定位和點(diǎn)式定位。公交車(chē)輛定位系統(tǒng)只與智能集成管理平臺(tái)直接交互，并通過(guò)智能集成管理平臺(tái)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(hù)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(jí)和毫米級(jí)；功能多，應(yīng)用廣；隨著人們對(duì)GPS認(rèn)識(shí)的加深，GPS在測(cè)量、導(dǎo)航、測(cè)速、測(cè)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(hào)，對(duì)公交車(chē)輛進(jìn)行準(zhǔn)確定位(位置誤差小于10米)，并通過(guò)無(wú)線通信手段將車(chē)輛相關(guān)信息傳送至BRT調(diào)度中心，以便調(diào)度中心對(duì)運(yùn)營(yíng)車(chē)輛進(jìn)行調(diào)度管理。

(2)跟蹤監(jiān)視車(chē)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(chē)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(chē)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(yíng)組織等各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的資料。通過(guò)存儲(chǔ)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)也可實(shí)現(xiàn)車(chē)輛運(yùn)行軌跡的回放功能。

(4)報(bào)警功能當(dāng)車(chē)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(chē)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(chē)輛的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)車(chē)輛行駛過(guò)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(lèi)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(tái)、車(chē)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(yǔ)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(yǔ)音、文字、圖像等方式向在站臺(tái)候車(chē)乘客、車(chē)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(guò)的站點(diǎn)、首末班時(shí)間、線路所處的大致地理位置、車(chē)輛到達(dá)本站的剩余時(shí)間、本方向沿線所有車(chē)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(chē)站、車(chē)內(nèi)乘客提供實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、便捷、高效的線路和車(chē)輛運(yùn)營(yíng)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(tái)信息服務(wù)、車(chē)上信息服務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)組成。站臺(tái)信息服務(wù)，主要是車(chē)輛到達(dá)預(yù)報(bào)和提示信息；車(chē)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(chē)輛運(yùn)行信息及換乘車(chē)次查詢(xún)。

(1)站臺(tái)信息服務(wù)站臺(tái)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(chē)上信息服務(wù)通過(guò)語(yǔ)音、文字、圖像三種方式向車(chē)上乘客提供信息服務(wù)：語(yǔ)音服務(wù)通過(guò)車(chē)載語(yǔ)音報(bào)站系統(tǒng)向車(chē)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(duì)車(chē)廂內(nèi)外廣播；文字服務(wù)通過(guò)數(shù)字移動(dòng)電視進(jìn)行信息發(fā)布，通過(guò)站節(jié)牌進(jìn)行車(chē)輛信息發(fā)布；圖像信息服務(wù)通過(guò)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(duì)首末站、地面車(chē)站現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)攝像監(jiān)視和錄像，并通過(guò)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(chǎng)站、地面站臺(tái)視頻監(jiān)控通過(guò)智能高速球機(jī)將采集到的多路視頻信號(hào)進(jìn)行壓縮，傳輸?shù)杰?chē)站、場(chǎng)站、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(guò)工控式視頻錄像服務(wù)器對(duì)圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)錄像，通過(guò)電子地圖和電視墻選看各車(chē)站、場(chǎng)站、地面站臺(tái)的情況，還可根據(jù)需要同時(shí)對(duì)監(jiān)視視頻信號(hào)進(jìn)行回放。車(chē)輛視頻監(jiān)控通過(guò)車(chē)載錄像機(jī)進(jìn)行錄像，本地存儲(chǔ)，可實(shí)時(shí)向后臺(tái)傳輸。

2．系統(tǒng)功能視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要完成對(duì)公交調(diào)度中心、各站臺(tái)、場(chǎng)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(chē)站、場(chǎng)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(guò)BRT專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。車(chē)站、場(chǎng)站前端系統(tǒng)通過(guò)智能高速球機(jī)將采集到的多路視頻信號(hào)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(guò)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(duì)各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)傳送來(lái)的圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)錄像，并通過(guò)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(guò)來(lái)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(chē)站、場(chǎng)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(tái)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(chē)站值班員可以實(shí)時(shí)監(jiān)視各車(chē)站客流、車(chē)輛出入站以及乘客上下車(chē)等情況，使其能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況及時(shí)采取對(duì)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(chē)站的出入通道、站臺(tái)區(qū)，其中站臺(tái)監(jiān)視區(qū)的監(jiān)視目標(biāo)主要是乘客上下車(chē)的情況。視頻監(jiān)控系統(tǒng)可為站臺(tái)值班員提供對(duì)車(chē)站的站臺(tái)等主要區(qū)域的監(jiān)視，為調(diào)度中心調(diào)度員提供對(duì)各車(chē)站的監(jiān)視。調(diào)度中心調(diào)度員可選看全線各車(chē)站的任何一個(gè)智能高速球機(jī)傳回的畫(huà)面，站臺(tái)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(huà)面。

(2)控制功能視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用二級(jí)獨(dú)立監(jiān)視和兩級(jí)控制的方式，二級(jí)獨(dú)立監(jiān)視分別為：調(diào)度中心調(diào)度員和站臺(tái)值班員；兩級(jí)控制為：中心級(jí)和站臺(tái)級(jí)。中心級(jí)和站臺(tái)級(jí)的監(jiān)視及控制相互獨(dú)立，平時(shí)以站臺(tái)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(jí)別控制權(quán)。操作人員分別通過(guò)設(shè)于以上兩處的控制設(shè)備對(duì)任意一臺(tái)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(hào)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(duì)所有智能高速球機(jī)信號(hào)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(guò)某一路。

(3)錄像功能調(diào)度中心和站臺(tái)可根據(jù)需要同時(shí)對(duì)多路監(jiān)視視頻信號(hào)進(jìn)行錄像，還可以通過(guò)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(duì)系統(tǒng)信息集中管理，對(duì)設(shè)備T作狀態(tài)、優(yōu)先級(jí)控制等重要參數(shù)進(jìn)行設(shè)置與監(jiān)控。

七、路口信號(hào)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(chē)提供專(zhuān)用車(chē)道，這樣可保持公交車(chē)的無(wú)阻礙通行；另一種是時(shí)間優(yōu)先，即通過(guò)路口信號(hào)燈為其優(yōu)先安排綠燈?？臻g優(yōu)先方案雖然效果顯著，但快速公交專(zhuān)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(mǎn)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(hào)優(yōu)先。為達(dá)到快速公交車(chē)輛信號(hào)優(yōu)先目的，路口信號(hào)優(yōu)先系統(tǒng)必須要實(shí)現(xiàn)以下幾項(xiàng)功能：BRT車(chē)輛的檢測(cè)識(shí)別，一定的優(yōu)先信號(hào)策略，信號(hào)機(jī)的優(yōu)先信號(hào)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(chē)輛的檢測(cè)、識(shí)別在距離路口100米左右對(duì)快速公交車(chē)輛進(jìn)行檢測(cè)，而后通過(guò)與信號(hào)機(jī)的聯(lián)動(dòng)以及一定的信號(hào)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(chē)輛的優(yōu)先通行。在車(chē)輛檢測(cè)識(shí)別方面，可以采用的技術(shù)有地感線圈、視頻監(jiān)測(cè)和RFID等，但線圈無(wú)法實(shí)現(xiàn)車(chē)輛身份識(shí)別，視頻監(jiān)測(cè)又易受環(huán)境因素干擾，因此以RFID進(jìn)行BRT車(chē)輛識(shí)別監(jiān)測(cè)是一種較優(yōu)的方式。2．信號(hào)優(yōu)先策略信號(hào)優(yōu)先策略是BRT系統(tǒng)研究的熱門(mén)，目前國(guó)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(yíng)計(jì)劃控制和車(chē)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(yíng)計(jì)劃控制和車(chē)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(chē)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(lái)進(jìn)行信號(hào)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(yíng)計(jì)劃控制中的優(yōu)先決策是依據(jù)公交車(chē)輛的運(yùn)行計(jì)劃執(zhí)行的，信號(hào)控制與運(yùn)營(yíng)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(chē)輛位置，僅靠運(yùn)營(yíng)計(jì)劃制定路口的相位控制方案。車(chē)輛間隔控制則是以公交車(chē)輛通過(guò)路口的時(shí)間間隔為控制參考指標(biāo)，防止串車(chē)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(yíng)管理的作用。3．信號(hào)機(jī)聯(lián)動(dòng)優(yōu)先信號(hào)的實(shí)現(xiàn)，本質(zhì)上要通過(guò)信號(hào)機(jī)完成，但當(dāng)前的信號(hào)機(jī)系統(tǒng)并無(wú)成熟的快速公交功能，因此必須開(kāi)發(fā)快速公交優(yōu)先信號(hào)控制器，與先進(jìn)的信號(hào)機(jī)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)機(jī)的快速公交優(yōu)先信號(hào)功能，如根據(jù)信號(hào)優(yōu)先請(qǐng)求調(diào)整信號(hào)燈相位運(yùn)行方式，如綠燈提前、綠燈延長(zhǎng)、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(chē)輛和站臺(tái)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(zhuān)網(wǎng)和無(wú)線通信網(wǎng)。有線專(zhuān)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了絕大部分網(wǎng)絡(luò)傳輸業(yè)務(wù)，站臺(tái)、場(chǎng)站、路口設(shè)備的通信都是通過(guò)有線專(zhuān)網(wǎng)；無(wú)線通信網(wǎng)(GPRs／3G)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)中車(chē)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(hù)端管理、數(shù)據(jù)庫(kù)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(hù)運(yùn)營(yíng)管理的接口，包括電視墻、數(shù)字廣播、終端電腦。通過(guò)客戶(hù)端平臺(tái)，用戶(hù)可以實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控、車(chē)輛監(jiān)控、車(chē)輛指令調(diào)度、語(yǔ)音通話等運(yùn)營(yíng)管理活動(dòng)。

城市智能公交系統(tǒng)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)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(guò)城市智能公交系統(tǒng)集成，使“站一車(chē)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(yíng)效率。

(2)業(yè)務(wù)邏輯高效、規(guī)范滿(mǎn)足快速公交系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)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(yíng)、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(yíng)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(chǎng)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(guò)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(hào)優(yōu)先(快速公交)實(shí)現(xiàn)快速公交車(chē)輛識(shí)別，進(jìn)行相對(duì)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(hào)優(yōu)先控制，減少其路口延誤時(shí)間。

(6)相關(guān)系統(tǒng)的無(wú)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(yíng)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(wú)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(mǎn)足用戶(hù)需要的大背景下，智能電網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生；簡(jiǎn)要概括了智能電網(wǎng)相對(duì)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(guó)家和地區(qū)的發(fā)展；最后簡(jiǎn)述了智能電網(wǎng)在未來(lái)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(hù)對(duì)于電能質(zhì)量的要求日益提高以及人們對(duì)環(huán)境保護(hù)愈來(lái)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(hù)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(kāi)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(hù)的各種電氣設(shè)備和其用能設(shè)施，通過(guò)數(shù)字化信息網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，并通過(guò)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(jí)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(duì)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(hù)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(guó)家和地區(qū)為例簡(jiǎn)要介紹一下智能電網(wǎng)的由來(lái)，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(lái)

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(lái)了翻天覆地的變化，與之相比，一些國(guó)家和地區(qū)的電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)并沒(méi)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(lái)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(guó)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(chǎng)的正常運(yùn)營(yíng)，在一些地方造成了交通擁堵，給成千上萬(wàn)市民的工作和生活造成了極大不便；2005年8月25日，美國(guó)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(mén)緊急啟動(dòng)限電措施，造成大約50萬(wàn)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(hù)對(duì)于電能質(zhì)量的要求愈來(lái)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(wèn)題。因?yàn)殡妷旱浯蟛糠植豢深A(yù)見(jiàn)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(duì)于工業(yè)和制造廠是一個(gè)大問(wèn)題，對(duì)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(lái)極大的破壞力。

并且，人們對(duì)于環(huán)境問(wèn)題越來(lái)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(yáng)能等清潔能源又得不到充分的利用，面對(duì)這種矛盾，人們希望建立一個(gè)相對(duì)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(guó)EPRI（電力研究院）最早提出“IntelliGrid”(智能電網(wǎng))概念，并且開(kāi)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(kāi)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(guó)發(fā)布的《建設(shè)智能電網(wǎng)創(chuàng)新運(yùn)營(yíng)管理－中國(guó)電力發(fā)展的新思路》白皮書(shū)可以看出，該方案提供了一個(gè)大的框架，通過(guò)對(duì)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(chǎng)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(guó)還將著重集中對(duì)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(jí)換代，建立美國(guó)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(guó)國(guó)家電網(wǎng)的價(jià)值和效率，將逐步實(shí)現(xiàn)美國(guó)太陽(yáng)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(guó)家電網(wǎng)公司提出在我國(guó)全面建設(shè)“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”，以應(yīng)對(duì)資源環(huán)境問(wèn)題帶來(lái)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(jí)，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(chǎng)化的不斷加深，用戶(hù)對(duì)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(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行連續(xù)的的在線評(píng)估，并采取預(yù)防性的控制手段，對(duì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題迅速做出預(yù)測(cè)、檢測(cè)和相應(yīng)，故障發(fā)生時(shí)，在沒(méi)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(hù)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(chǎng)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫銜接，支持交易的有效開(kāi)展，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置；同時(shí)通過(guò)市場(chǎng)交易更好地激勵(lì)電力市場(chǎng)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(hù)節(jié)省了開(kāi)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(yáng)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(duì)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(duì)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(guó)家電網(wǎng)中來(lái)，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(kāi)的。另外，各種各樣的分布式電源的接入，一方面減少了對(duì)外來(lái)能源的依賴(lài)，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(duì)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(wèn)題和保護(hù)用戶(hù)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(hù)。

智能電網(wǎng)在世界上的發(fā)展

3．1美國(guó)的智能電網(wǎng) 總體來(lái)說(shuō)，美國(guó)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(lái)滿(mǎn)足當(dāng)前用戶(hù)的需求。2001年，美國(guó)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(lái)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(lái)電力系統(tǒng)的信息需求系統(tǒng)使用戰(zhàn)術(shù)性的方法來(lái)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(lài)具體技術(shù)的視圖框架。

為了使美國(guó)電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)在化，保證經(jīng)濟(jì)安全和國(guó)家安全，美國(guó)能源部（DOE）于2003年發(fā)布了“Grid2030”，對(duì)美國(guó)未來(lái)電網(wǎng)遠(yuǎn)景做了闡述。DOE于2004年有進(jìn)一步發(fā)布了“國(guó)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(guó)國(guó)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(guó)范圍內(nèi)達(dá)成共識(shí)。國(guó)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(guò)程中的一致性。2009年4月16日，美國(guó)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(zhuān)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(guó)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(wàn)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(guó)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(lái)源，包括政府補(bǔ)助金，做到讓消費(fèi)者無(wú)成本投入。2008年美國(guó)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(shū)《歐洲可持續(xù)的、競(jìng)爭(zhēng)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(jìng)爭(zhēng)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(chǎng)和電網(wǎng)必須面對(duì)的新挑戰(zhàn)。未來(lái)整個(gè)歐洲的電網(wǎng)必須向用戶(hù)提供高度可靠、經(jīng)濟(jì)有效的電能，并充分開(kāi)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(guó)家電力公司(ENEL)負(fù)責(zé)啟動(dòng)了歐盟11個(gè)國(guó)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(wàn)歐元，目的是開(kāi)發(fā)互動(dòng)式配電能源網(wǎng)絡(luò)，讓電力用戶(hù)主動(dòng)參與到電力市場(chǎng)及電力服務(wù)中。2001~2008年，意大利國(guó)家電力公司累計(jì)安裝了3180萬(wàn)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(kāi)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(wàn)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(hù)、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(guó)的規(guī)劃是從2012年1月開(kāi)始，將所有新裝電表更換為智能電表。英國(guó)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(guó)3000萬(wàn)戶(hù)住宅及商業(yè)建筑物安裝5300萬(wàn)臺(tái)智能電表的計(jì)劃。目前英國(guó)的人口約為6000萬(wàn)，約有2300萬(wàn)戶(hù)家庭，該計(jì)劃幾乎涉及英國(guó)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(lái)歐洲電網(wǎng)應(yīng)滿(mǎn)足以下需求：①；靈活性，在適應(yīng)未來(lái)電網(wǎng)變化與挑戰(zhàn)的同時(shí)，滿(mǎn)足用戶(hù)多樣化的電力需求；②可接入性，使所有用戶(hù)都可接入電網(wǎng)，尤其是推廣用戶(hù)的對(duì)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(mǎn)足數(shù)字化時(shí)代的電力需求；④經(jīng)濟(jì)性，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、能源有效管理、有序市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(guò)深入比較與美國(guó)電力工業(yè)的不同特征，結(jié)合自身國(guó)情，決定本國(guó)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(duì)美國(guó)提出的智能電網(wǎng)，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)副部長(zhǎng)望月晴文指出，美國(guó)的脆弱電力系統(tǒng)與日本的堅(jiān)強(qiáng)電力系統(tǒng)無(wú)法單純比較，日本將根據(jù)本身國(guó)情，主要圍繞大規(guī)模開(kāi)發(fā)太陽(yáng)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(chē)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(kāi)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(kāi)展節(jié)能技術(shù)實(shí)證；橫濱市開(kāi)展智能家居技術(shù)實(shí)證；北九州市開(kāi)展新能源接入技術(shù)實(shí)證；豐田市開(kāi)展電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)實(shí)證。3.4中國(guó)的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)

我國(guó)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(guó)際先進(jìn)電力企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)對(duì)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(jí)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(guó)家電網(wǎng)總投資3.45萬(wàn)億元，其中智能化投資3841億元，占電網(wǎng)總投資的11.1%，未來(lái)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(kāi)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(kāi)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(guó)際先進(jìn)水平。中國(guó)國(guó)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(kāi)發(fā)，在全國(guó)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(jí)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(guó)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(guó)都在著重研究發(fā)展的新一代電網(wǎng)，應(yīng)該說(shuō)，智能電網(wǎng)的發(fā)展前景還是很廣闊的。通過(guò)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(shì)，它可以解決很多當(dāng)前電網(wǎng)所不能解決的問(wèn)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(guò)供電公司與用戶(hù)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(chǎng)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與繁榮。電網(wǎng)的創(chuàng)新將使銷(xiāo)售市場(chǎng)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(duì)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(chē)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(chǎng)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(chǎng)參與者提供了充分的信息和數(shù)據(jù)?？傊?，在未來(lái)一段時(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(guò)綜合智能電網(wǎng)在幾個(gè)典型的國(guó)家和地區(qū)的發(fā)展歷程，簡(jiǎn)要地介紹了一下對(duì)于智能電網(wǎng)的淺層認(rèn)識(shí)。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(wèn)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(guó)家和地區(qū)都在努力開(kāi)發(fā)適合于本國(guó)國(guó)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(tái)》——2009年6月1日 [5] 《歐洲智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢(shì)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(guó)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(jí)：11級(jí)機(jī)械1班 姓 名： 曾強(qiáng) 學(xué) 號(hào)：201140614114 課程論文題目：未來(lái)智能機(jī)器人

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

成績(jī)?cè)u(píng)定教師簽名：

日期： 2014年 5月 12日

未來(lái)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(zhuān)業(yè)人士的實(shí)驗(yàn)室中走了出來(lái)，成為一種綜合科研能力的開(kāi)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(cè)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(kāi)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(chēng)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(cè)裝置的作用是實(shí)時(shí)檢測(cè)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(duì)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(tái)微型計(jì)算機(jī)完成。另一種是分散（級(jí)）式控制，即采用多臺(tái)微機(jī)來(lái)分擔(dān)機(jī)器人的控制。如當(dāng)采用上、下兩級(jí)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(jí)微機(jī)發(fā)送指令信息；作為下級(jí)從機(jī)，各關(guān)節(jié)分別對(duì)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(lái)發(fā)展

機(jī)器人的研究從一開(kāi)始就是擬人化的，所以才有機(jī)械手、機(jī)械臂的開(kāi)發(fā)與制作，也是為了以機(jī)械來(lái)代替人去做人力所無(wú)法完成的勞作或探險(xiǎn)。但近十幾年來(lái)，機(jī)器人的開(kāi)發(fā)不僅越來(lái)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(kāi)發(fā)，月球車(chē)，深海探測(cè)器，海洋石油開(kāi)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(cè)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(wú)人駕駛飛機(jī)、自動(dòng)化戰(zhàn)車(chē)，有人甚至預(yù)測(cè)未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)可能如星球大戰(zhàn)一樣，是機(jī)器人的戰(zhàn)爭(zhēng)。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(kāi)發(fā)，都將因機(jī)器人的大量登場(chǎng)而出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)革命。英國(guó)電訊公司未來(lái)學(xué)部門(mén)研究員曾因準(zhǔn)確預(yù)測(cè)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(cè)中，其中就有數(shù)條是關(guān)于機(jī)器人的。未來(lái)的機(jī)器人將會(huì)朝著三個(gè)方面發(fā)展：

一、與人類(lèi)的生活更為密切地結(jié)合起來(lái)，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(guó)舊金山的醫(yī)院已開(kāi)始使用機(jī)器人為病人送藥、配藥的服務(wù)。美國(guó)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(wàn)美元銷(xiāo)售額，到2012年已猛增50倍以上。還有，家居的全自動(dòng)化，無(wú)需駕駛的自動(dòng)汽車(chē)等等，實(shí)在無(wú)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(lái)制造機(jī)器狗、貓、魚(yú)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(yú)“金魚(yú)虎”長(zhǎng)1公尺，重25公斤，是一只不小的巨魚(yú)，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(yú)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(duì)主人聲音有情緒反應(yīng)，已能夠模仿喜怒哀樂(lè)和恐懼等情緒，將來(lái)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(lèi)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(wú)形的手段上去。美國(guó)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(guó)的“天蝎”號(hào)救援艇之助而脫險(xiǎn)的，“天蝎”號(hào)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(wàn)國(guó)博覽會(huì)，被稱(chēng)為機(jī)器人的大集合之展覽會(huì)，有人甚至將之稱(chēng)作“機(jī)器人萬(wàn)國(guó)博覽會(huì)”，從中亦可看出日本的這一產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)及成果。在展場(chǎng)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(tīng)、說(shuō)六國(guó)語(yǔ)言，而且說(shuō)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(chǎng)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(jué)”、“味覺(jué)”的機(jī)器人，它的紅外線測(cè)定可以對(duì)食物及飲品的成份、含量馬上做出判定，譬如將一只蘋(píng)果擺在其手臂前，可以打印出該只蘋(píng)果的糖份、維生素含量等。最引人注目的是機(jī)器人管樂(lè)隊(duì)的演奏，以機(jī)器人演奏真正的樂(lè)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(kāi)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(duì)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(wèn)題的爭(zhēng)議，“克隆人”能否問(wèn)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(jiǎn)稱(chēng)AI），并以下述二個(gè)英文名字用來(lái)指人類(lèi)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(zhuān)用詞： A、變得人性化—humanize B、人性化的—humanized C、人道、仁慈—humanity。

我國(guó)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(shuō)，中國(guó)科學(xué)院目前已造出說(shuō)話時(shí)嘴唇能夠活動(dòng)、眼睛能轉(zhuǎn)動(dòng)、具視覺(jué)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(duì)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(lái)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(guó)的科學(xué)家甚至預(yù)言，到2020年，隨著機(jī)器人愈來(lái)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(guó)，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的開(kāi)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(guó)的產(chǎn)業(yè)制造結(jié)構(gòu)，名古屋中部地區(qū)的未來(lái)產(chǎn)業(yè)為新型汽車(chē)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(lèi)的研究與開(kāi)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(zhuān)門(mén)的學(xué)科，教材則與以往不同，非全盤(pán)為學(xué)校教授所寫(xiě)，有一些則由產(chǎn)業(yè)研究所編寫(xiě)教材，利用電腦技術(shù)介入，反過(guò)來(lái)向大學(xué)師生出售。而專(zhuān)門(mén)出售機(jī)器人制作的教科書(shū)、教材及裝配零件、專(zhuān)門(mén)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(chǎng)工業(yè)革命？現(xiàn)在斷言尚為時(shí)過(guò)早。但可以預(yù)計(jì)的是，未來(lái)20年，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)將成為未來(lái)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(zhēng)中，機(jī)器人將發(fā)揮越來(lái)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(guó)家都十分注重機(jī)器人的研究開(kāi)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(duì)此未來(lái)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(lái)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(lèi)生活應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大正在引起國(guó)際上重新認(rèn)識(shí)機(jī)器人技術(shù)的作用和影響。

參考文獻(xiàn)：

1.《人工智能的未來(lái)》 陜西科學(xué)技術(shù)出版社

作者：杰夫·霍金斯

2.《人工智能:一種現(xiàn)代的方法》 清華大學(xué)出版社

2006 05