智能化系统研究十篇

智能化系统研究篇1

关键词：多智能主体；筑路机械机群；研究

1筑路机械机群智能化的多智能主体系统基础

1.1筑路机械机群系统混杂分层结构

与一般的多智能主体系统不同，在本文中，多智能主体系统被应用于工程机械机群的智能化，具体来说，是以高等级路面施工机群的智能化为研究对象。

高等级路面施工机群主要由以下5种机械设备组成：沥青拌合设备、摊铺机、振动压路机、装载机和自卸车。由于是路面施工，这些设备的工作环境以高噪声、高振动、受天气状况影响大等为特点。而且，结合现阶段工程实际，要尽量控制机群智能化所需成本，否则，将会降低施工 企业 对机群智能化改造的接受程度。

当前的筑路工程中，主要靠人工指挥，机械由人工操作，存在着如下弊端：资源配置不够合理；施工信息交换量小，实时性差；易出现物料断流或积压（因为物料具有实效性，所以造成极大浪费）；能耗大，生产率低。

当前的筑路工程中，主要靠人工指挥，机械由人工操作，存在着如下弊端：资源配置不够合理；施工信息交换量小，实时性差；易出现物料断流或积压（因为物料具有实效性，所以造成极大浪费）；能耗大，生产率低。

1.2机群系统中的多智能主体系统结构

一般的，在多智能主体系统中，多采用分布式控制策略，即各个智能主体的区别在于完成不同的职能，相互之间并无控制关系。这样做的好处是系统最大地体现了分布式控制的优点，系统灵活性强，易扩展，鲁棒性强，可重用性好。缺点在于这样的系统史多地适用于纯软件环境，在应用于硬件实现的系统中时，会造成系统成本过高、设计过于复杂、系统反应速度较低。对于本文所研究的机群系统而言，为了降低系统的最终成本，系统面向筑路工程机械机群设计，采用了混杂分层式的系统结构（如图1所示）。采用该结构的优点在于可以大大简化系统设计，将传统的中央控制与分布式控制结合起来，在提高系统灵活性的同时，保持系统的反应速度和不过于增加系统的复杂性。

该系统中的智能主体可分为两类：一类是动作执行智能主体，即各单机智能主体；另一类是控制智能主体，包括中央智能控制主体及其他控制主体。

该系统中，各智能化单机（包括智能化拌和机、摊铺机、压路机、自卸车等）构成了系统的底层。单机本身具有一定的智能和自主权，在一定范围内控制自身运行状态。同时，这些单机都要受上层智能控制主体的控制。上层智能控制主体可按照其职能划分为5个：中央控制智能主体，混合料拌和智能主体，混合料运输智能主体，混合料摊铺智能主体和道路压实智能主体。中央主体处于最高层，有最大的权限，其他智能主体处于第二层，负责各自的专项工作，有相对的局部权限，这是与工程实际相对应的。中央控制智能主体负责监督、协调工程现场，综合现场的各种信息，为工程指挥提供决策支持，并负责对工程指挥的决策进行解释和任务分配。混合料拌和智能主体指挥拌和机完成混合料的拌和，并指挥装载机组协同完成工作。混合料运输智能主体指挥自卸车组，完成混合料由拌和机到摊铺机的输送，以及混合料原料的运输。混合料摊铺智能主体负责调度和指挥各摊铺机，完成路面摊铺工作。道路压实智能主体负责调度和指挥压路机组，完成路面压实任务。路面质量检测系统负责反馈路面质量信息给中央主体。各个主体之间由无线的微波信道构成通讯链路，交换信息，共享信息，构成多智能主体协同工作的机群智能化系统。

中央控制主体是机群系统的核心，用于协调系统的运作。包括如下主要功能：

①任务规划调度，负责管理所有任务的内容，进展状态，性质，合作者情况等信息，根据当前所有任务的级别和调度规则，形成任务调度队列；

②协调控制中心负责协调整个系统的运行，是实现人-机交互的主要功能模块，同时还解决协作过程中的冲突和矛盾，具有应变意外情况的能力。在中央控制主体中构建了知识库系统作为决策支持。

其余的控制主体有如下特征：

①空间的分布化：处于不同的物理坐标；

②内建的平行化：在同一时间各自执行不同的任务；

③功能的专门化：各控制主体的任务小同，在各个控制主体内部可采用不同的控制方式。

1.3采用多智能主体设计机群系统的优点

（1）分布式智能。将一个复杂的筑路任务通过分布式智能主体分解为有限复杂程度的多个了任务，由中央主体、拌和主体、运输主体、摊铺主体和压实主体这5个主体各自负担相应的子任务，充分发挥各个主体的功能与能动性，减轻了中央主体的工作负担与控制的复杂程度。同时，由于各个主体也进行了智能化，提高了对环境的适应性。在传统的集中控制方式中，中央控制系统由于承担了所有的控制工作，往往功能十分复杂，设计与实施时都需要耗费大量的人力物力。系统的风险也集中在中央控制系统，可靠性要求高，成本史是成倍提升。通过多智能主体设计，将系统的智能分布到各个主体上，实现了分布式智能，简化了中央控制。

（2）容错性。由于各个主体具有不同等级的决策权限，并依据其决策权限等级来共享机群系统的信息，单个主体的出错不会造成整个系统的失控。即使中央主体出故障，机群其他部分还可以独立完成当前任务的作业。在筑路施工过程中，由于环境恶劣，系统出现故障在所难免。例如设备保障、通讯故障、电力供应故障以及人为错误等，都是施工现场现实存在的问题。当中央主体出现故障，发出错误指令时，下级控制主体可对本地的局部信息和系统共享信息进行综合，对这个错误指令向中央主体发出疑问，处理主体故障。

（3）高可靠性。由于实现了功能的分布化，提高了整个机群系统的可靠性。机群中的各个主体具有相对独立性，自行其是，单机智能主体或者单个控制主体的故障不会造成全局失控。特别是中央主体一旦失效，其他智能控制主体可以通过相互间的通讯和协调，在一定时间内保证施工的正常进行。这一点，集中控制方式的机群系统根本无法实现，因为它的中央控制系统一旦失效就全局瘫痪了。

（4）高效率。强调机群系统的交互性和协作性，有利于提高机群系统的工作效率，降低能耗，节省物料，从而降低整个施工的成本。

2筑路机械机群智能化系统实现的关键问题

2.1筑路机械机群多智能主体系统的实现

各主体间的通讯 网络 。通讯网络的实施是主体间信息共享与交换的基础。物理实现以无线通讯为主，采用自建的微波通讯系统或者gsm/gprs短信系统，保证各主体间信道的畅通。网络拓扑采用网状结构，在本系统的5个控制主体之间均存在独立的数据链路，实现信息的交换与共享。

各智能主体的决策推理机设计与功能定义。包括多主体的协同决策模式研究，各智能主体的决策规则，中央智能控制主体和各智能控制主体在决策树中所处的地位以及各自的权限分配。

管理层指令的基于多智能主体的分布式 计算 求解的算法，就是怎样把管理层下达的一个筑路任务分解并分配给相应的智能主体，形成任务调度序列，由中央智能控制主体居中协调，共同完成施工任务，实现施工调度的优化。

多智能主体的信息处理与融合算法。

机群调度决策系统信息综合（含机群多智能主体状态参数、故障参数，环境参量与突发事件）研究，其中包含了一个基于专家知识库的故障诊断系统。

2.2筑路机械各单机智能主体的实现

单机智能主体的控制系统实现如图3所示，主要采用人-机共栖模式的智能主体形式，核心是研究“人-机”协调决策的方法。

由于各机种的自动化程度不同，人在决策中参与的程度也就有所区别。实现的要点在于：

①主体对象的定义，包括单机的功能、属性、需要检测的信息等；

②主体的定位方式，主体之间通讯方式与主体内部异构通讯协议的集成，包括主体间的通讯方式，主体内部各子系统的通讯，以及二者间的交互；

③对应各机种的知识库，确定最优工艺路线与参数，并集成于各智能主体。

④最终建立各单机智能主体的智能决策控制体系。

3基于多智能主体的机群智能化技术的实施路线

当前，国内外的工程机械厂商已经推出了全系列的智能化的单机，单机智能化的技术己经成熟了。但是，这样的智能单机还不能直接应用到智能化的机群之中，需要添加通讯设备和智能主体控制装置。因此，实施基于多智能主体的机群系统的最好方式是：充分利用国内外现有的工程机械单机智能化技术，将机群智能化技术作为独立的专有技术开发，作为单机的智能主体可以兼容国内外主要厂商的产品。

另外，采用开放式的开发方式，可成立机群智能化的标准化组织，定义当前的智能单机改造成单机智能主体所需提供的外部接口，由各个厂商作为组织成员提供，这样既保护了各自的知识产权，又带动了我国工程机械行业的科技进步，有利于将机群智能化标准树立为在我国实现的国际工程技术标准。特别是在我国加入wto以后，它对实现产业国际化，抢占技术制高点，有着尤为重要的意义。

参考 文献 ：

[1] 牛占文，王树新，郑尚龙.机群智能化工程机械故障诊断系统研究[j]，机械 科学 与技术，2003，22（6）：999～1002

[2] 史忠植.多智能主体及其应用[m]，北京：科学出版社，2005

智能化系统研究篇2

关键词： 设计管理； 建筑智能； 智能化系统； 项目智能化

中图分类号： TN911?34； TM417 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2016）23?0107?04

Research on design management of building intelligent system

TAN Zheng， HE Hang

（Nanyang Institute of Technology， Nanyang 473000， China）

Abstract： The building intelligent system and design management basic theory are described to explain the concept and structure in detail. The available relevant research literatures at home and abroad are summarized to extract the theory in them. The research background is analyzed to point out the existing problems. The design process of the available building intelligent system is studied， and the suggestions to manage the construction unit are proposed. The solutions of design units and design scheme selection， design cost payment， design cost， quality and schedule control are proposed. The practical analysis was performed for a specific case.

Keywords： design management； intelligent building； intelligent system； project intelligence

0 引 言

设计阶段工作质量的好坏对整个工程项目工程的质量、造价和进度都具有重大影响和举足轻重的决定性作用。对建筑智能化设计阶段进行有效管理，可以使设计方案更理想，避免和减少设计变更的发生，可以使建筑材料选型优化。建筑智能化设计管理解决的问题包括设计单位的选定、设计方案的选择、严格控制设计变更、设计图纸的审查和审批，从而实现对工程项目投资、进度和质量的控制[1]。

建筑智能化专业与建筑、结构、强电等其他专业相比，还属于一个较新的领域，发展迅速，在建筑项目整体投资中的比例越来越大，但是建设方对它的重视程度不够，而且缺少智能化设计管理的经验，只注重了其他专业的监督管理，到施工阶段才发现问题紧急补救[2]。本文的研究成果将对大多数还处于建筑智能化设计管理摸索阶段的建设方起到一定的指导作用。

1 建筑智能化系统设计的纵向管理

建筑智能化系统的方案选择是设计前期非常重要的一个环节，方案可以是来自不同的设计单位，也可以是同一家设计单位的不同设计师。通过恰当的选择方式得到最适合的方案，从而避免盲目选择。方案选择与设计单位选择的评价队伍是一致的，评价指标却有所区别。基于模糊综合评价需要六个步骤完成方案的评价和选择：

（1） 确定评价对象的因素论域，可以用如上的评价指标，也可以根据项目的不同制定其他的评价指标。

[U={u1，u2，…，um}]

（2） 确定评语等级论域，用字母[V]表示。

[V={v1，v2，…，vm}，]式中第[i]个评价结果由各项代表，总的评价结果数为[n。]

（3） 进行单因素评价，建立模糊关系矩阵[R，]单独从一个因素出发进行评价，以确定评价对象对评价集合[V]的隶属程度：

[R=r11r12…r1nr21r22…r2n????rm1rm2…rmn]

（4） 确定评价因素的模糊权向量，在进行模糊综合评价时，最终的评价结果会因为权重产生较大的影响[3]。

（5） 模糊评价，利用合适的模糊关系矩阵与合成算子得到各被评价对象的模糊综合评价结果向量[B。]

[B=A・R=（a1，a2，…，am）r11r12…r1nr21r22…r2n????rm1rm2…rmn=（b1，b2，…，bn）]

（6） 将综合评价结果[B]转换为综合分值，根据数值大小进行排序，进一步挑选出最优者。

2 建筑智能化系统设计的横向管理

2.1 建筑智能化设计造价管理

2.1.1 设计造价存在的问题

建筑智能化系统从立项到施工完成整个阶段，影响造价的因素很多[4]。设计阶段影响工程造价的几个阶段非常重要甚至起主导作用，目前设计阶段造价存在的问题究其原因主要有两种：一种是设计单位自身的问题；另一种是建设方的问题。

（1） 来自设计单位的问题

① 智能化设计团队的内部分工机制和协调机制不完善，不能适应全过程投资评估与控制的实际需要。

② 设计人员缺乏经济观念，项目负责人只重视设计速度、技术和产值，而对设计产品的经济性不够关注，不注意设计中的造价控制措施和技术经济分析论证。

（2） 来自建设方的问题

建设方对设计环节不够重视，在使用设计方案的过程中未用科学的评价体系，针对设计方案没有进行充分的对比和分析，在材料及设备、结构形式选择方面，系统容易忽略经济及方便施工的因素，导致不必要投资的增加。

2.1.2 设计造价控制方法

下面是针对建筑智能化设计阶段控制造价的各种方法。

（1） 方案比选

通过方案竞赛，专家评审产生优化方案，建筑智能化设计方案要求强调“物美价廉”，物美即方案的实用性耐久性强，价廉即造价低，整体性价比高。进行建筑智能化设计方案比选，既可以使得投资选择能够被更有效的估算，又可以帮助整个建筑物进行有效的管理。

（2） 限额设计

限额设计是将上阶段设计审定的投资限额和工程量分解到各个子系统中，通过层层限额设计，实现对投资限额的动态控制与管理项目建议书或可行性报告中的投资估算[5]。限额设计作为一种较新的设计理念，它要求在初步设计时概算不超过估算，施工图设计时施工图预算不超过概算，施工图预算控制各系统的设计。

（3） 建立智能化设备材料选型库

目前市场充斥的建筑智能化产品名目繁多、鱼龙混杂，新兴产品和新兴厂家层出不穷。建设方想在短时间内对市场有足够的了解是不可能的，如果建设方是长期进行建筑智能化建设的，那么投入少量资金建设一套符合自身需求的智能化设备材料选型库是非常可行并且是一劳永逸的[6]。

在建筑智能化设备选型库成立后，建设方应要求设计方在设计过程中严格选用库中的设备材料，根据项目的不同选择档次可以分为中高低档等，也可以根据价格划分。这样既保障了设计成果中智能化设备材料的选择和造价问题，又为施工过程中智能化设备材料的选购和安装做足了准备。

2.2 建筑智能化设计进度管理

建设方对设计进度管理的方法，通过调研研究，总结如下。

（1） 确定设计周期时间

确定设计进度时间的方法很多，比如模糊随机、神经网络、关键线路法、灰色建模等。根据建筑智能化设计的特点，选用计划评审技术对进度进行管理。应用PERT进行进度计划，使用活动持续时间三个值（最乐观值、最可能值和最悲观值）的加权平均，用概率方法估计估算值[7]。

（2） 根据合理的设计周期目标确定进度计划

建筑智能化的最后阶段即施工图设计工作，必须合理地确定施工图设计交付时间目标，以确保工程设计进度总目标的实现。为了进行有效的设计进度控制，还可以绘制甘特图，把设计工作成果分阶段化表示，使得控制结果更明确。

3 案例分析

3.1 项目介绍

某商业会馆中心的设计方案是参与建设方设计管理的一个工作项目，主要负责其智能化系统设计管理。从项目的开始，到初步设计和施工设计，其中穿插着多次修改，这是一个相对复杂的建筑智能化系统设计控制与管理的过程。

设计单位：某部级设计单位（建筑智能化设计资质为甲级）；方案完成时间：2013年1月中旬；设计周期：100个工作日；商场及酒店的综合体建设规模：总建筑面积为13万米2。其中商场9.6万米2，酒店2.4万米2，地下停车场1万米2。项目智能化系统设计由方案阶段到施工设计完成，历时三个多月，设计过程中运用部分设计管理方法，具体见下文。

3.2 设计方案选择

把评价此项目智能化设计方案的因素定为六项。经与各个专家讨论，确定各个因素的权重级[a=]（0.1，0.32，0.2，0.19，0.11，0.08），评价等级为（很好，好，一般，不太好，不好），即（1.0，0.8，0.6，0.4，0.2）。通过与十位专家开会评审，得出四个方案，其中方案一和方案四的评价表如表1，表2所示。

根据评价表可以看出方案四为最优方案，随后邀请智能化行业专家与方案四的设计人员共同研究，征求总工程师的意见，对方案的细节提出了修改建议。

3.3 项目智能化设计质量管理

施工设计阶段的质量管理是尤其重要的环节。智能化系统施工设计文件的把关是质量管理的重中之重。在这次项目中，针对这个问题给予了解决办法，对设计文件审查工作进行了审核要点的梳理，既保证了质量也节约了时间。通过与几十位行业内专家的研究，采用穷举法对可能出现的质量问题进行分类梳理，逐一列出，在质量控制过程中一一对照检查，如有问题则填写修改意见表并归档管理。在此次工程智能化系统设计中对设计质量管理严格并且到位，通过工作数据显示，施工阶段的设计变更率下降了15%以上。

3.4 项目智能化设计造价管理

此项目的智能化系统包含六个子系统，依据设计造价限额设计控制方法，要将目标成本比预算成本降低7%，得到各子系统项的常规比重及初步设计预算成本，如表3所示。

表3 子系统项的常规比重及初步设计预算成本 天

[项目子系统工程 ＼&常规比重 /%＼&预算成本 /（万元）＼&综合布线系统＼&17＼&558＼&有线电视分配系统＼&10＼&310＼&视频安防监控系统＼&14＼&496＼&门禁管理系统＼&12＼&310＼&楼宇设备监控系统＼&11＼&372＼&合计＼&1＼&3 100＼&]

根据限额设计要求，目标成本比预算成本降低7%，即：

节约成本=3 100×7%=217（万元）

目标成本=3 100-217=2 883（万元）

根据常规比重，得到每一个子系统的目标成本，由预算成本去掉目标成本，可以得到该子系统成本的降低额度，从而达到节约造价的目的。该项目中成本降低潜力最大的是视频安防监控子系统，降低成本额度为92.38万元，其次是综合布线系统和楼宇设备监控系统。

3.5 项目智能化设计进度控制

在项目初期，通过了解市场、物业管理、设计人员等部门提出的要求和原则，基于所述的PERT方法确定每一个设计阶段的周期。如表4所示。

表4 项目设计进度计划

[工序＼&设计阶段＼&乐观时间＼&最可能时间＼&悲观时间＼&期望工期＼&1＼&准备阶段＼&9＼&14＼&20＼&14＼&2＼&初步设计＼&10＼&18＼&21＼&17＼&3＼&施工设计＼&50＼&65＼&70＼&63＼&]

由此计算出各设计阶段的期望工期和方差：

[t准备阶段=（9+4×14+20）6=14天σ2准备阶段=3.4t初步设计=（10+4×18+21）6=17天σ2初步设计=3.36t施工设计=（50+4×65+70）6=63天σ2施工设计=11.1]

整个设计周期为：

[T=14+17+63=94天]

方差：

[σ2=3.4+3.36+11.1=17.86]

标准差：

[σ=4.3]

由此得出项目期望设计周期为94天，经过与设计方的沟通，最后将设计周期定为100天，在100天完成的概率为91.5%。从设计合同签订完毕到设计成果交付，如设计单位项目负责人发生变化，需提前递交书面报告。对于设计单位针对建设方实际需求所提的设计问题，要求本部门人员限期答复。这些措施的实施使此次工程的智能化系统设计管理任务按时保质的完成。

4 结 论

本文以建设方为主体，以建筑智能化系统的设计管理活动作为研究对象，阐述了建筑智能化系统和设计管理的基本理论，从概念、构成等方面进行了详细说明，对现有的国内外相关研究文献进行了研究总结，对理论进行提炼，并对论文的研究背景进行剖析，提出了现存的问题，对现在的建筑智能化系统设计过程进行研究，提出了对建设方管理的建议，就设计单位和设计方案的选择、设计费用的支付以及设计造价、质量和进度控制提出了解决方法，最后针对具体案例进行了实践分析。

然而在工程实践中，由于建筑工程规模过大，此时建设方为了完成进度，通常将设计任务同时委托给多家设计单位，在这种情况下如何实现对设计单位的管理，是本文进一步的研究方向。

参考文献

[1] 张艺琼.浅谈如何加强建筑设计管理[J].大观周刊，2011（31）：61.

[2] 赵柏树.建设工程设计管理中存在的问题及优化策略[J].上海建设科技，2011（6）：68?70.

[3] 阎瑞雪.从设计阶段看工程造价控制的可操作性[J].四川建材，2006（5）：105?106.

[4] 李坚化.建筑工程设计管理的重要性探讨[J].工程建设与设计，2011（12）：128?129.

[5] 董永贤.谈医院建筑的设计管理[J].中国医院建筑与装备，2011（11）：63?67.

[6] 董宁.浅谈建筑工程设计阶段的造价控制[J].大观周刊，2011（32）：86.

智能化系统研究篇3

关键词：智能变电站；系统化；运维管理；运维一体化

作者简介：高振国（1979-），男，山东潍坊人，国网山东省电力公司潍坊供电公司，工程师；吴杰（1975-），女，山东淄博人，国网山东省电力公司潍坊供电公司，高级工程师。（山东 潍坊 261041）

中图分类号：F273 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）36-0169-03

一、“智能变电站运维系统化管理”实施背景

集技术先进、智能控制、过程监测、低碳环保、资源节约等特点于一身的智能变电站，经过研究探索、运行实践和改进提高，各项技术已在不断完善中逐渐趋于成熟。为切实掌控好、运维好智能变电站，做好智能变电站运行、维护管理工作，开展了关于智能变电站运维系统工作的系统化管理创新实践。具体实施背景主要依据以下三个方面的需要：

1.确保智能设备安全运行的需要

与常规变电站相比，智能变电站的最大特点是：一次设备智能化、二次设备网络化、设备对象模型化。增加了不少智能装置，如电子式互感器、合并单元、智能终端、光纤传输设备、局部放电在线检测装置、SF6气体在线检测装置等，特别是合并单元、智能终端和光纤传输设备等二次设备对电网安全稳定运行、准确判断事故并及时跳闸、信息全面同步传递等方面具有非常重要的作用，如何确保其安全运行是亟需解决的问题，是如今面临的新课题。

对于变电运维值班人员来说，智能设备技术和网络通信技术是一个全新的领域，熟练掌控设备、掌握运行维护规律对他们来讲难度较大。智能设备实际运行时间短，没有长时间的良好运行业绩和运行经验，在变电站的气象、环境情况下是否能够可靠运行，也面临严峻的考验，需要强化专业化和制度化管理。确保智能设备的安全稳定运行，可以按照PDCA（全面质量管理程序）的模式来创新、改进并完善其管理方法，做到人员熟悉设备、环境适应设备，避免因人员、环境或设备原因影响电网安全运行。

2.开展“运维一体化”业务的需要

实施运维一体化是“大检修”体系建设的重要内容之一，国网山东省电力公司潍坊供电公司率先实践“变电运维一体化”新模式，在常规站实现了日常巡视和部分设备维护工作的融合，探索编制了《变电运维一体化作业指导书》，目前已开展红外检测、变压器铁芯电流测试、PT一次熔丝更换、图像监控系统维护维修等维护性工作，运维一体化业务普及到智能变电站也已指日可待。

3.建设坚强智能电网的需要

国家电网公司确定2011～2015年为坚强智能电网的全面建设阶段，各项技术标准和规范将进一步完善。变电站作为电力网络的节点，担负着变换电压等级、汇集电流、分配电能等功能，其智能化运行是实现智能电网的基础环节之一。因智能变电站设备具有信息数字化、通讯网络化、功能集成化、结构紧凑化、状态可视化等特征，符合设备大规模大批量扩展、升级、改造的工业化应用要求，符合世界信息、电子等科学技术发展趋势，适应高压、特高压电网发展的需要，智能变电站技术已成为变电站建设的主流技术。根据国家电网相关规划，2011年以后所有新建变电站全面按照智能变电站技术标准建设，智能变电站将迎来爆发式增长。自山东首座新建220kV智能变电站——怡明站2011年落户潍坊，到目前国网山东省电力公司潍坊供电公司已有在运智能变电站6座。2013年度还将投运1座，已开工建设计划2014年投运的有5座，2014年规划建设的有6座。智能变电站的陆续投运对传统运维管理方式提出了挑战，迫切要求创新实施符合公司实际、适应智能站需求的新型运维管理系统。

基于以上三个方面的需要，同时考虑到电网的安全、可靠、经济运行要求，积极探索研究标准化、规范化的智能变电站运维模式，提出实施“智能变电站运维系统化管理”创新实践。通过开展管理创新，认真研究智能变电站的运维管理模式，借鉴传统变电站的运维经验，形成了完备的智能变电站运维管理体系，为日后智能变电站的大规模建设、推广并成功运维奠定了坚实的基础。

二、“智能变电站运维系统化管理”内涵

智能变电站运维系统化管理体系涵盖了智能变电站建设期、设备调试期、工程验收期和投运后日常运行维护、设备检修期间的全过程管理。其创新思路主要是将专业管理系统化、规范化，横向抓过程控制，即从源头抓起，做好全过程的动态管理，确保结果良好；纵向抓关键因素，即控制客观因素和主观因素，完成工作任务目标。控制客观因素是指建立完备的规章制度、管理规范，做到凡事有章可循、凡事有据可依；控制主观因素是指培训到位、流程执行到位、责任落实到位、监督到位，做到凡事有人负责、凡事有人监督。

其创新内容主要是通过研究智能化设备与传统设备的不同，对《智能变电站运行管理规范》要求的六个方面的工作进行系统规范管理，突出“全、严、细、新、实、优”六字管理新方法，增补、完善有关的管理制度、运行规程、验收细则及作业指导书等，形成智能变电站运行维护的系列规范规定，实现“工作前制度全、要求严，工作中措施细、方法新，工作后成果实、目标优”管理目标。同时倡导员工不拘形式、随时随地学习，践行“五学”（自学、互学、助学、导学、促学）培训模式，提高员工专业操作技能和综合业务素质；推行5W1H工作分析法（六何分析法），全面保障工作质量和工作效率。

三、“智能变电站运维系统化管理”主要做法

智能变电站运维系统化管理主要是针对两个难题提出：一是变电运维人员对智能变电站的掌控能力普遍较弱；二是短期内按国家电网公司要求实现变电运行与维护专业的高度融合难度较大。立足目前变电运维人员年龄偏大、学历较低的现状，为从根本上解决上述两个难题，必须有系统的、高效的、员工可接受的管理方法。智能变电站运维系统化管理基本思路是：遵循系统化原则，按照PDCA过程控制，采取5W1H工作方法，依标准、照规范、划阶段、分层次推行智能变电站的运行维护工作。其主要做法是：从资料管理、设备验收、安全管理、运维管理、设备管理和培训工作六个方面展开系统规范管理，借鉴现有常规站的成熟、完备的管理办法，增补完善区别于常规站的系列智能站运维管理办法。

1.查计划、盯开工保障资料先行

（1）细分计划，做到心中有数。不仅管理人员、运维班班长、技术员通晓年度建设工程、生产工程计划，所有变电运维人员都要熟悉各自管辖范围内的新（改、扩）建工程计划，并根据年度计划细分为月度计划，同时指定责任人、明确工作重点，并设计制定计划横道图，将工程规模、时间进度等清晰明确表示在横道图上。运维人员定期根据实际情况对工程进展、存在问题等情况进行说明，使每位运维人员对管辖内的变电站建设情况都了如指掌。

（2）熟悉图纸，做到心中有底。运维人员在工程前期要熟悉图纸、设备说明书等资料，并积极与设计人员、施工人员、厂家人员沟通交流。一是全面学习新的设计规范、要求，提高自身技术水平。二是充分掌握设计思路，熟悉全站设备规划和配置，了解智能变电站工作原理和设备性能，为后期工作打好基础。这样就从源头上改变了运维人员仅在工程后期参与验收的现状，杜绝了后期发现问题已很难整改的弊端。三是变电运维人员在全程参与中提高了自身的业务技能和综合素质，利于日后的运维管理。

2.早参与、多接触做好调试和验收

（1）规范顺控操作票，缩短编程调试期。总结分析了首座220kV智能变电站——怡明站顺控操作票编写过程中出现的问题，研究了35kV智能变电站——生物站的调试过程，借鉴常规变电站典型操作票编写审核制度，制定了《智能变电站顺控操作票编写规定》，并组织专业技术人员编制了《智能变电站顺控典型操作票》。之后经过两个110kV智能变电站顺控操作票的编写、审核、调试实践，对智能站典型票又进行了修改、补充和完善，现已公布实施。

目前国网山东省电力公司潍坊供电公司第三个220kV智能变电站云湖站的设备联调工作已经结束，运维人员依照《智能变电站顺控典型操作票》规范和要求编写云湖站的顺控票，以前需要15天左右完成的工作，这次只用了不到5天的时间就全部完成。经审核，差错率（差错率={出错操作项目/总操作项目}×100%）低于2%。这样大大提高了工作效率，为工程顺利推进、按时送电争取了有利时间。

（2）严控五防闭锁，把好防误操作关。借鉴顺控典型操作票模式，深入研究探索智能站间隔层防止误操作功能及其具体实现形式，针对不同电压等级、不同接线方式，修订完善了各个电压等级（220kV、110kV、35kV、10kV）变压器、进出线、母联、PT、电容器等不同间隔的典型五防闭锁逻辑。这些典型逻辑经汇集成册，现已成为变电运维人员验收五防闭锁功能的法宝，公司设计部门也已将它作为参考资料。

（3）细化验收卡，确保验收无死角。为保证设备验收到位、整改到位，实现“零缺陷”移交，参考常规站验收管理办法，创新编写了设备标准验收卡，根据不同的设备类型形成不同的模板，特别是针对智能站新增设备，列出验收标准及详细要求。已完善智能变电站内17类主要设备及附属设施的标准验收卡。通过推广使用标准验收卡，有效避免了漏验、少验、不验等验收形式，杜绝了把关不严、质量不高、走过场等浮夸验收现象，将验收工作落实到每一台设备、每一个环节，取得了良好的实用效果。

同时重视验收环节中的沟通交流，及时召开验收沟通会，对验收中发现的问题及时汇报、及时反馈、及时整改，做到边验收边整改，及时整改及时验收，提高了验收水平和验收效率。设备设施全部拍照存档，验收卡作为原始资料统一封存保管，做到验收流程的闭环管理，通过过程无死角确保结果零缺陷。

3.定制度、遵规程确保全面安全

安全生产是供电企业第一位的工作，任何时候、任何环节都不允许有丝毫马虎、丝毫懈怠。但长周期的安全运行也容易使员工产生松懈、麻痹思想，特别是对于智能变电站，运维经验相对欠缺，为防止安全事故的发生，通过寻求客观因素和主观因素的和谐统一，使各种危险因素始终处于受控状态，逐步实现本质型、持久型安全目标。

（1）安全第一，制度先行。常规站的安全管理模式大部分是适合智能变电站的，所以重点关注智能站与常规站的不同点，通过增补、完善适合智能站的规章制度来把好制度关，制定了一系列相关规程、制度，如《智能变电站智能设备标准化作业指导书》、《智能变电站运维管理办法》、《智能变电站倒闸操作标准措施卡使用及管理规定》、《智能变电站现场运行规程》等，形成掌控智能变电站危险点、定期排查隐患的制度保障，做好风险分析与预控，有效降低了智能变电站运行风险，为智能变电站的安全管理搭建了一个规范化平台。

（2）制度保障，重在执行。回顾发生过的安全事故，大多数是由于人为因素造成的。因此把柔性管理纳入到安全管理体系中，以人性化的“人文关怀”推进刚性的“制度管理”，会取得良好效果。创新实施“四步提升安全竞技法”，即：第一步业务培训，第二步安全活动，第三步警示教育，第四步风险辨识。有效提高了员工的自觉安全意识、风险辨识能力、规程执行能力和安全操作能力，实现了由“要我安全”到“我要安全”的根本性转变，提高了对智能变电站的安全管控水平。

4.抓运行、强维护推进运维一体

（1）图文并茂抓巡视。《智能变电站运行管理规范》规定智能变电站设备巡视分为五种，即在对常规站巡视（正常巡视、熄灯巡视、全面巡视、特殊巡视）的基础上增加了远程巡视。根据这一规定，组织编写了《智能变电站远程巡视标准化作业指导书》，对各种智能设备拍照、编辑、汇总，在巡视标准基础上添加图例，形成了图文并茂的《标准化巡视作业指导书》，制定了5种《智能设备远程巡视卡》，实现了智能设备远程巡视的标准化。指导书与巡视卡的有机结合，对巡视中的重点、难点部位用图片的形式加以突出，明确了设备巡视类别、巡视项目、巡视部位和巡视标准。

（2）两卡一书保操作。倒闸操作采用“两卡一书”工作法，即“智能变电站倒闸操作标准措施卡、大型操作票审批卡和倒闸操作流程作业指导书”，实现了“倒闸操作全过程管理”。该工作法深化倒闸操作安全风险分析和危险点预控，从源头上抓安全操作，强化全过程和细节控制，从管理措施和技术措施上有效防止了误操作事故的发生。

以220kV怡明智能变电站为例，自实施该“两卡一书”后，从2011年10月投运至今完成了该站28079次无差错安全操作。“两卡一书”制度的实行，优化了操作流程、提高了操作效率、缩短了停送电时间，仅220kV线路停电时间就降低了18%，确保了倒闸操作安全、有序、高效。

5.巡硬件、用软件抓好设备管理

（1）通过巡视做好硬件设备管理。目前国网山东省电力公司潍坊供电公司使用的生产管理系统PMS、调度管理系统OMS和可靠性系统，都录入了变电站的设备数据，但智能电子设备不在录入范围。为更好地管控智能电子设备，建立了完整的“智能变电站智能设备清单”，并对各智能设备的技术资料归档保存。另外，《智能变电站标准化巡视作业指导书》详细规定了智能设备的巡视内容，运维人员巡视后立即填写巡视记录，管理人员定期查看巡视记录，确保巡视效果。从台账建立、资料保管、状态巡视、运行记录等各环节管控好硬件设备。

（2）使用软件保证系统设备正常。智能变电站软件系统主要包括在线监测系统和一体化监控系统。运维人员经过前期的培训学习、现场调试，在学习讨论、交流沟通中逐渐熟悉系统，改变智能站建设初期运行人员只会看报警灯、不理解系统数据信息的状况。运维人员在各种形式的巡视过程中，定期检查系统各设备的运行状况，并通过查询系统主机检查数据是否在正常范围、显示数据与实际是否相符、数据或画面刷新是否正常等情况，如果发现异常情况可以结合多方面的情况进行初步判断，并及时、明确、详细上报调控部门，有效掌控设备运行状况。

6.多形式、重实效提升培训效果

在培训方面不提倡填鸭式灌输，而是积极营造现场交流模式，不拘形式、随时随地开展信息传递、技术沟通和新知识学习。主要分为自主学习、技术交流和培训提高三个阶段。

一是引导员工养成自觉学习、主动学习的良好习惯。采取立体宣传、生动讲解、有奖竞赛、赶学比超等形式，培养员工对新知识、新设备、新技术的兴趣和爱好，体会学习的乐趣，品味学习成果。

二是技术交流在办公室与现场交叉进行，鼓励运维人员利用厂家人员在现场调试的机会，积极与厂家专业人员请教、学习、交流、沟通，掌握全站的系统架构、设备功能、高级应用、一二次设备及监控后台机的操作方法，分清智能变电站与常规站的主要区别，熟悉全站保护装置的跳闸方式与各一、二次设备的连接关系，遥测、遥信信息的传送方式，二次设备（合并单元、智能终端、网络交换机、对时装置等）的工作原理及运维方法等，像熟悉常规站一样熟悉智能站的智能设备和网络架构，切实当好智能变电站的管家。

三是培训提高则由公司层面统筹组织。采取“走出去、请进来”的方式，派人员到外地学习培训、竞赛比武、设备联调等，请专家来现场授课，开阔专业视野、拓展知识面、掌握先进技术。利用冬季集中培训、迎峰度夏检修工作较少等时机，抽调设计部门、技术管理部门、安全管理部门专家进行智能变电站专题培训，从设计、施工、维护、检修、管理等各个方面进行培训，使运维人员不仅仅“知其然”，而且“知其所以然”，技能水平逐步得到提高。

四、“智能变电站运维系统化管理”实施效果

智能变电站运维系统化管理涵盖了《智能变电站运行管理规范》（Q/GDW750-2012）中规定的关于智能变电站的六个方面的工作，具有在行业内学习借鉴、推广应用的广阔前景。其实施效果非常显著，主要表现在以下几个方面：

1.安全运行与经济效益双丰收

过程控制从源头开始，设计、施工、验收、运维及管理过程都得到了良好的控制，真正实现了“零缺陷”移交。新建智能变电站自投运时刻起，就是一个健康的变电站，为其安全运行开启了良好的开端。一系列的智能变电站管理规定、作业指导书形成了一套完备的制度保护墙，从规程制度方面奠定智能站的安全运行基础。同时运维人员全过程参与、高标准要求、多形式学习，掌控智能站的实力显著提高，又从人力资源方面保证了智能站的安全运维。由此带来的经济效益更是持久可观，首先电网可靠性指标提升了0.005%，变电设备故障预防率提高至80%，减少了设备故障对电网和人身安全所产生的危害。其次充分利用远程巡视，相应延长正常巡视周期，从而减少了人工到站巡检次数，节省了大量人力、物力。

2.运维人员综合素质大幅提升

智能变电站运维系统化管理实施过程中，倡导多维度培训方式，重视文化引领，并推行5W1H工作法，即工作人员熟悉工作内容（what）、明确责任者（who）、清楚工作岗位（where）、知道工作时间（when）、掌握怎样操作（How）以及理解为何这样做（why）。该工作法有效解决了国网山东省电力公司潍坊供电公司变电运维专业成长成才慢的老大难问题，很大程度上缓解了“三集五大”改革后大量技术骨干调整到其他岗位、一线基层人员业务水平偏弱的状况。变电运维人员在各项工作中的表现非常出色，他们在智能变电站的建设、调试和验收期呈现出的积极性、主动性和创造性前所未有。经过图纸查阅、主动学习、现场交流、技术沟通、设备联调等多种形式的培训，业务综合素质得到大幅提升。

3.积累经验助力智能电网更快发展

智能变电站安全稳定运行是保证智能电网坚强的重要基础，智能变电站运维系统化管理的实施，为智能变电站的运维管理积累了宝贵经验，为智能电网安全运行打下了良好基础。

4.准备充足实现运维专业高度融合

国网山东省电力公司潍坊供电公司按照先进的理念，相继推行了运维一体化业务培训，试点开展了部分维护业务，相关规程制度、工作流程等都已开始修订，并积极探讨深度实施细则，为实现国家电网公司确定的近期、中期和晚期目标做好了充足准备。一旦时机和条件成熟，可立即全面展开，逐步推进，最终实现运行与维护业务的高度专业融合。

五、结论

智能变电站运维系统化管理，是顺应电网发展趋势，按照智能变电站运行规律，为保障智能变电站的安全可靠运行，在实践中探索出的智能变电站运维管理新模式，在已经投运的智能变电站管理实践中，取得了良好的效果，为保障电网安全运行做出了贡献。

参考文献：

[1]丁书文，王成.智能化变电站的主要关键技术问题研究[J].供用电，2012，（3）.

[2]马向林.对智能化变电站的认识[J].网友世界，2012，（24）.

[3]郭荣荣.智能化变电站方面的若干问题研究[J].科技创新与应用，2012，（21）.

智能化系统研究篇4

关键词：智能化作业系统；智能作业提醒；知识架构挖掘

中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)19-30126-03

Research of Web-Based Intelligent Homework System

ZHANG Hui-yan, ZHANG Hu

(College of Information Technology, Anhui University Finance & Economics, Bengbu 233041, China)

Abstract: This paper design a schema and its layer model on which it works for the intelligent homework system. All of the schemas are based on the Student-oriented mode. And we use four layers model, data layer, network service layer, users type of performance layer and personalized performance layer; The database design of the system applications based on the relationship between the object-oriented database theory, Convenient access to information, at the same time improve the system scalability.

Key words: Intelligent Homework system; Intelligent Homework awake; knowledge structure mining

1 引言

远程教育是学生与教师、学生与学校之间采用多种媒体方式进行系统教学和学习交流的一种教育形式。现代远程教育是随着现代信息技术的发展而产生的一种新型教育方式。现代远程教育是随着现代信息技术的发展而产生的一种新型教育方式。计算机技术、多媒体技术、通信技术的发展，特别是互联网技术的出现和发展，使远程教育的手段有了质的飞跃。

基于Web的远程教育方式是指教学资源（如大纲、教案、课件、作业、考试等）存放在Web服务器上，学习者可以在随时随地通过浏览器独立地进行课程学习、做作业、考试，向教师提问以及和其他同学交流，我们称之为异步的或面向学生的(student-oriented)学习模式 。

采用“学习者需求驱动模式”的思想设计的远程教育网站，可以统计学生的学习情况，更直接与科学地了解到学习者的需求与教育网站的资源信息的冗余和不足，适时地调整自身的策略、方案来满足受教育对象的需求。

传统作业系统平台在设计过程中忽略了学习本身是一种个性化的过程，接受教育的对象存在个性差异，学习者的学习能力、兴趣与习惯、努力程度都存在巨大的差异。现有的作业系统平台虽然可以做到作业形式多样，数量巨大，但是学生并不了解自己的课程掌握程度，于是就不了解哪些是适合自己的作业，或者同一作业中哪些题目适合自己，老师也不了解学生的学习进度，只能够统一作业，所有的学习者都是相同的作业，这样在教学方法与模式上就显得很单一。网络教学过程中忽略了老师的个别指导作用和因材施教的教学原则，在传统的远程教育平台，这是一对无法调和的矛盾。

随着互联网技术的发展，在Web领域开始采用人工智能和数据挖掘技术，通过知识发现、机器学习、统计分析或其他方法，从大量的学习者学习行为数据中进行数据挖掘，提取有用的信息。这些使个性化教学服务成为可能。将为学习者提供更具有针对性的学习资源，作业系统平台上的内容也更具有针对性，能够更好的促进学习者掌握教学内容。因此，在传统的远程教育技术上引入智能化是必要的、可行的。

2 基于Web的智能化作业系统模型

智能化作业系统模型主要研究如何搭建一个智能化、开放化的作业系统平台。相对于传统的作业系统，这一系统主要实现两个方面的特性：一是对于作业系统中的数据流，状态流，控制流建立统一标准，使其能够与作业系统外的其他远程教育子系统共享；二是通过数据信息的分析与挖掘，提取有用的学习行为信息，并在系统运行过程中不断的进行自我学习和扩展。

本系统设计在四层模型层次结构上来实现。即在通常三层（数据层、服务层、表现层）模式基础上，将表现层分为二层：用户类型表现层和个性化表现层。

数据层的数据提供给网络服务层，网络服务层对数据进行组织，通过编写的服务过程来完成网络服务功能。用户类型表现层调用网络服务层提供的服务功能，实现在用户界面中基本内容的表现，最后经过用户个性化表现层的个性化服务，对内容进行筛选、调整，最终表现出不同用户的个性化界面。

这样，通过对表现层次进行细化，即体现了用户在用户类型表现层的共性，又在个性化表现层体现了作为一个个性化的服务系统所具有的表现特性。在这样一个模型的基础上，我们来实现作业平台的智能化、个性化。

这个模型中各层次中与基于Web的智能化作业系统相关的主要功能为：

1) 在数据层上主要存放与作业系统相关的数据，我们把所有数据信息分为几种类型的对象。主要包括：

①用户对象：是指用户的属性以及他们的行为记录；

②资源对象：是指学习者的主要学习对象，也是指导者的主要管理对象。他们本身具有一定的属性（如，资源名称、存储路径等），同时也具有一定的行为；

③行为对象：对应于用户对象的某一种行动，即用户对象的行动是一个新的对象。行为对象的属性（行为执行人、行为发生时间等）是后台实现数据挖掘，实现智能化的基础；

④行为结果对象：是一些行为发生后所产生的结果对象。由于行为的结果可以反映用户对象，尤其是学习者的学习偏好和学习效果，所以这一类对象也是后台数据挖掘、学习评估和智能化指导的一个基础；

⑤后台信息统计对象：是由于后台数据挖掘而产生的对象。这些对象是后台系统对用户对象的行为、表现、偏好，根据一定的数据挖掘算法得到的结果。

对以上这些对象，我们采用面向对象的数据库来保存这些信息，为上层的功能实现提供信息基础。

2) 网络服务层的功能是接收表现层发来的请求，对数据层的数据进行存取，并根据服务要求调用相应的服务来完成用户的请求。

本模型将作业、答案、作业批改、管理等功能都以模块化的方式在服务器端运行，并且允许遵循一定定义规则的新功能的自由添加。其主要特点是：对于系统中的数据流（数据库数据），控制流（消息传递），过程流指定统一标准，使各个子系统中信息都能遵从一定标准而方便共享。通过数据信息的分析与挖掘，智能化作业系统可以不断的进行自我学习和扩展。

3) 用户类型表现层设计用户类型基本接口，按照用户类型产生基本用户格式表现和用户请求类型。

4) 个性化表现层是用户的接口，包括根据用户的个性化定义，接收用户请求与产生格式化数据返回页面。

3 作业系统部分智能化功能的实现

3.1 智能作业提醒模块

在基于Web的作业方式中，学生通过网络资源学习，接受老师布置的作业，由于对作业上交期限没有注意，导致过了期限，从而影响了作业的成绩。另外，可能由于学生各人对于Web的掌握能力有限，可能造成其根本不知道作业的上交期限。这就要求我们建立一个能够以各种方式在特定时间向用户发送作业上交提醒的模块。

我们通过将当前的系统时间与数据库中各个作业的最后期限相比较，若是符合设定的条件，则向所有还没有交此作业的学生发送提醒。

向学生发送提醒消息的实现：当查找到符合提醒要求的学生以后，记录其用户代号，在数据库的消息表格中添加一条消息，将其属性设置为新消息，即未阅读的消息，并将其内容设置为提醒内容，所属用户设置为此用户。

向学生发送提醒电子邮件的实现：当查找到符合提醒要求的学生以后，记录其用户代号，在数据库用户电子邮件表格中查找到用户的电子邮件，将其连同邮件主题及内容等添加入待发邮件队列，完成某个作业判断以后，通过系统提供的邮件发送控件，将邮件发送出去。

作为系统的智能作业提醒功能，应该是自动的运行，由于数据库的查找有嵌套，所以数据库的查询及修改操作的数目很大，所以不可能让该功能不停地运行。所以将其设计为，加入某个页面的头部，每次该页面被请求的同时，该功能就被启动。将作业提醒功能在用户登陆远程教育主页时就运行，这样就能保证该功能的正常运作。并建立一个记录文件，文件中记录的为上次提醒功能运行的日期，每次远程教育首页被请求时，提醒功能启动，首先读取该记录文件，读取上次运行时间，如果与系统日期相同，说明已经运行过提醒，就跳过提醒直接进入首页；若读取的日期与系统日期不同，则需要运行提醒模块。

3.2 智能化作业统计模块

在传统的课堂教学方式中，教师在完成作业的批改之后必须手动做出统计表格，才能对学生的作业情况有一个整体的了解，以安排合适的教学进度和教学方法。在远程教育系统中，我们可以实现智能化的作业统计功能。

作业上交情况统计的实现：在数据库中查找出当前课程下的所有作业；然后对于每个作业，查找其相应的班级人数、已上交人数、迟交的人数和已经批改的人数。这样，经过计算就可以得到应交人数、异交人数、迟交人数、未交人数、已批人数和未批人数，及其各自的百分比。

作业得分情况统计的实现：在数据库中查找出当前课程下的所有作业，同样，该作业必须是未删除的作业；然后对于每个作业，查找统计出已经上交的人数，再查找出分别获得各个分数的人数，与已上交人数相除就可以得到其相应各个分数人数的百分比。

3.3 知识架构智能挖掘模块

学生知识架构的挖掘是智能化作业系统的一个重要部分。通过智能化作业系统，教师可以了解学生的作业完成情况，进而了解不同学生的知识架构，掌握学生对知识点的掌握情况，然后根据不同学生的特点选择合适的教学方法。这里我们需要实现知识点与作业相关联的数据库表格设计，还有设计教师布置作业时指定与知识点的连接关系的方法。

在教师布置作业时，通过多项选择框列出的所有与该课程相关的知识点。教师在布置作业的同时选择和该作业相关联的知识点，然后将新作业插入作业表格，将其与知识点的关系插入知识点关联表。

然后我们在每次作业学生全部完成后，通过数据挖掘功能，挖掘出学生本次作业完成的情况，作业中知识点的掌握程度，以及本次作业与以前知识点的相关程度，学生对相关知识点的掌握，进而在教学过程中发现知识点的相关性，把握好教学的重点和难点。

4 小结

基于Web的远程教育环境具有4W(Whoever、Wherever、Whenever、Whatever)的特征，但目前这种教育模式也有许多的缺点有待克服。尤其是目前的大多数远程教育系统都缺乏足够的开放性和智能性，站点基本是静态的内容，所有资源完全交给用户自己去选择。这种做法忽略了学生之间的能力差异和学习兴趣，忽视了教师在学习中的指导作用。因此，在传统的基于Web的远程教育环境基础上，充分考虑了远程教育的特点和实际应用中的需求，提出了建立一个开放化、智能化的远程教育平台。在这个平台下，学生可以获得动态的个性化的教学资源配置，通过智能化的反馈，使得学生真正做到按需学习，老师真正做到因材施教。

参考文献：

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[5] 申瑞民,戴欣,孙健.基于Web的智能远程学习环境的构建[J].计算机应用与软件,2004(02).

[6] 陈思敏,黄晓橹,顾君忠. 基于XML技术的远程教育协同系统研究[J].计算机应用研究, 2002(01).

智能化系统研究篇5

随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。

长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见，传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了CNC向多变量智能化控制发展，已不适应日益复杂的制造过程，因此，对数控技术实行变革势在必行。

2数控技术发展趋势

2.1性能发展方向

(1)高速高精高效化速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。

(2)柔性化包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群控系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。

(3)工艺复合性和多轴化以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工，正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。数控技术轴，西门子880系统控制轴数可达24轴。

(4)实时智能化早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展，由此产生了实时智能控制这一新的领域。在数控技术领域，实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展：自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。例如在数控系统中配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统，在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、动态前馈功能，在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使数控系统的控制性能大大提高，从而达到最佳控制的目的。

2.2功能发展方向

(1)用户界面图形化用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同，因而开发用户界面的工作量极大，用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前INTERNET、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。

(2)科学计算可视化科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信息交流不再局限于用文字和语言表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合，进一步拓宽了应用领域，如无图纸设计、虚拟样机技术等，这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控技术领域，可视化技术可用于CAD/CAM，如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。

(3)插补和补偿方式多样化多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补、NANO插补、NURBS插补(非均匀有理B样条插补)、样条插补(A、B、C样条)、多项式插补等。多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。

(4)内装高性能PLC数控系统内装高性能PLC控制模块，可直接用梯形图或高级语言编程，具有直观的在线调试和在线帮助功能。编程工具中包含用于车床铣床的标准PLC用户程序实例，用户可在标准PLC用户程序基础上进行编辑修改，从而方便地建立自己的应用程序。

(5)多媒体技术应用多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在数控技术领域，应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化，在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。

2.3体系结构的发展

(1)集成化采用高度集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD以及专用集成电路ASIC芯片，可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度。应用FPD平板显示技术，可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点，可实现超大尺寸显示，成为和CRT抗衡的新兴显示技术，是21世纪显示技术的主流。应用先进封装和互连技术，将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格，改进性能，减小组件尺寸，提高系统的可靠性。

(2)模块化硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化。根据不同的功能需求，将基本模块，如CPU、存储器、位置伺服、PLC、输入输出接口、通讯等模块，作成标准的系列化产品，通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减，构成不同档次的数控系统。

(3)网络化机床联网可进行远程控制和无人化操作。通过机床联网，可在任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行，不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。

(4)通用型开放式闭环控制模式采用通用计算机组成总线式、模块化、开放式、嵌入式体系结构，便于裁剪、扩展和升级，可组成不同档次、不同类型、不同集成程度的数控系统。闭环控制模式是针对传统的数控系统仅有的专用型单机封闭式开环控制模式提出的。由于制造过程是一个具有多变量控制和加工工艺综合作用的复杂过程，包含诸如加工尺寸、形状、振动、噪声、温度和热变形等各种变化因素，因此，要实现加工过程的多目标优化，必须采用多变量的闭环控制，在实时加工过程中动态调整加工过程变量。加工过程中采用开放式通用型实时动态全闭环控制模式，易于将计算机实时智能技术、网络技术、多媒体技术、CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体，构成严密的制造过程闭环控制体系，从而实现集成化、智能化、网络化。

3智能化新一代PCNC数控系统

智能化系统研究篇6

关键词：智能楼宇；安防监控系统；报警系统

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 22-0000-01

随着计算机技术的不断发展，人们对智能化楼宇的要求越来越高。楼宇自动化系统是智能楼宇建筑不可缺少的一部分，其任务是对建筑物内的能源使用、环境及安全设施进行监控，以提供一个安全、节约、舒适的工作或居住环境。

一、智能楼宇的概念及安防监控系统

智能化楼宇主要是指利用计算机技术和通信技术，实现建筑物内的电力、空调、照明等相互之间协调并实现最优化，为用户提供一个高效，节能，舒适和经济效益的环境。

安防监控系统是智能化楼宇重要的组成部分之一，它主要为智能建筑提供了安全的环境管理与监视，如对建筑实施监视、报警控制、出入门控制等。安防监视系统主要功能包括视频控制、水平控制、变焦控制及自备检测等。安防监视系统技术主要通过报警系统去获得建筑的主要通道、出入口及周围环境等情况，以做好预防性的防范工作，如红外探测器、振动传感器等防范设备。整个防范系统组成一个有机的整体。

二、智能楼宇安防自动化监控系统的类型及功能

（一）数字系统

实现智能楼宇自动化控制的首要条件是要充分掌握建筑的总体情况，从建筑楼宇区域范围内进行动态控制，这样做的目的在于发挥建筑楼宇自动化控制功能。数字系统是智能楼宇监控的重要因素，其主要宗旨是通过数字信号之间的数据转换，形成了不同的层面，并通过图像处理后转变成为数字信号，以信号传输的方式达到监控的目的（见图1）。

（二）报警系统

报警系统是通过对建筑楼宇工作范围内的异常情况，通过信号方式传输和反馈到建筑监控中心，并提醒安全保卫人员对异常情况采取有效的处理措施，以恢复建筑楼宇的正常工作。报警系统主要由监控中心控制，如发现异常状况，在第一时间作出报警提示，这样有利于技术人员及时做出回应。

（三）对讲系统

对讲系统实际上是沟通交流系统，主要是方便楼宇安保管理人员之间的沟通与交流，其系统流程见图2。该系统主要是采用通信系统对信号进行传输操作，其操作程序较为简单、方便。例如，监控人员通过监控中心计算机平台监控建筑楼宇安全和故障隐患，如发现出现类似的隐患，可采用对讲系统及时汇报给安全管理人员。

对讲系统 收集信号 语音处理 信息检测 快速传输 安全接收

图2 智能建筑对讲系统流程图

（四）IBMS集成管理系统

IBMS集成管理系统利用建筑的信息网络，采用一体化集成的手段，把构成整个建筑的弱电子系统单独分离的设备、功能和信息集成为一个统一、协调的综合网络系统，并通过该系统把这些分散、复杂而庞大的各类设备和系统进行充分的信息、资源、任务共享，从而方便地在统一的界面上实现对各子系统全局的监视和管理，这样不仅能有效控制和降低管理营运成本，而且有效地控制智能楼宇的突发事件，并能将灾害损失降到最低。

IBMS集成管理系统直接通过子系统提供的软、硬件接口及其协议进行集成，从而实现集成，完成数据的共享。各子系统的管理平台对本系统的设备进行本地的采集、分析、处理、存储、管理和控制，如图3。

三、智能楼宇自动化安防监控系统设计原则

智能楼宇安防监控系统设计主要遵循以下几个方面的原则：

（一）先进原则。先进原则主要体现在智能化和网络化两个方面，主要是采用现代化计算机技术实现产品和设备的应用。

（1）智能化主要体现在系统及设备方面，就是需要具备智能特征的一些产品和设备，同时必须具有良好的通讯能力和故障自动检测能力、自动报警能力等。

（2）网络化主要是采用计算机网络技术，以实现智能楼宇的网络化监控管理目标。

（二）安全稳定原则。建筑楼宇安全稳定原则主要是保证楼宇自动化安防监控系统的安全稳定运行。具体主要涉及到计算机系统的配置和前端设备的系统配置的安全运行。

（三）升级维护原则。在建筑楼宇产品选择和系统设计过程中，需要充分考虑到系统的后期升级和维护问题，主要体现在硬件和软件的维护和升级两个方面：

（1）软件升级：实施系统的软件升级是必需的，随着软件的升级，自动化安防监控系统得到了更新和完善，在系统操作上更加方便。

（2）硬件的维护和升级：由于其自动化硬件系统设计时采用的设备为模块化产品，这样方便于系统的维护和升级。

四、自动化安防监控系统在智能楼宇中的应用

某高层智能酒店，一共18层，该智能建筑自动化安防监控系统主要是集电视监控系统、防盗报警系统和门禁管理系统为一体的综合系统，在设备配置上采用“硬件为主，软件为辅”的监控原则。在运行上采用集中管理方式，以保证系统的安全稳定运行。

（一）电视监控系统

该智能酒店的大堂、接待前台、电梯间、各楼层通道、停车场和设备间等重要场所都安装有摄像头，实现电视监控系统对那此场所的图像监控，并进行有效监视和记录，旨在为方便以后对场所的视频图像进行查阅。该酒店的安防电视监控系统设置监控点如下：

（1）酒店大堂监控点：主要是为了监视大堂门口进、出的人员情况，监视前台接待及收款台处人员的工作情况，并且保证整个大堂无死角。

（2）电梯间的监控点：主要监视电梯间及电梯里的情况。

（3）楼层通道监控点：该监控点是对客房门口的通道进行监视；以确保酒店主要通道的安全。

（4）停车场监控点，主要是对酒店的停车场进行监控，对确保整个停车场内的车辆停放和管理安全。

（5）配电设备间、空调房监控点：为了安全考虑，应加强对电气配电设备间、空调房等重要的设备间进行监控，以保证对这些设备的安全运行。

该智能酒店主要采用分布式结构电视监控系统。该系统前端传感器、控制主机对设备选择要求如下：前端传感器采用模拟信号输出的摄像机，控制主机采用数字主机，直接接入视频及控制电缆，并且每台数字主机都预留有视频信号输入，数字主机上视频图像可在本地同时实时显示、控制、录像。另外，数字主机通过100M网络交换机组成自身的视频监控网络，通过网络接口可以与上级系统相连接。

（二）报警系统

酒店报警系统通过信号与电视监控系统联动，并配置警卫中心电脑控制软件，将报警点位与编程设定的电子地图进行关联，旨在为报警及各类事件的做好记录工作。

（三）门禁管理系统

酒店门禁管理系统主要实现对酒店出入通道进行监控，旨在为有效地确认出入人员的真实身份。同时，能够有效地记录与报警突发事件，并运用人防与技术相结合技术，加强酒店出入管理力度，保证酒店的正常运行和人员安全。

五、结束语

总之，随着现代智能建筑的不断增多，安防监控系统在智能楼宇管理中的应用变得越来越重要。该系统实现了智能建筑的安全监视、侵入报警、出入门控制管理目标，为整个建筑的安全性作为了基础性准备工作，同时为创造出高效、经济、节能居住及工作环境做出应有的贡献。

参考文献：

智能化系统研究篇7

关键词：智能化信息化时代管理信息平台终端

旅游管理信息系统的设计是适应了大数字时代，互联网技术发展的要求。通过管理信息系统可以方便的了解游客的相关情况以及旅游景点的详情，处于旅游信息的集散地，为旅游管理者提供了有效的了解信息的载体，便于分析信息价值做出科学的宏观调控手段，合理的优化景区的安排与设置。旅游管理信息系统解决了旅游信息不对称性的局面，将信息的最大价值释放出来方便了企业价值的创造。

一、旅游管理信息系统设计的必要性

（一）旅游管理信息系统设计是信息时展的客观要求。

旅游行业最为拉动经济增长的最大的服务性产业，与其相互联系的各个环节以及组成要素都对旅游行业的发展产生巨大的影响，协调其相互间的行业运行能够优化经济运行秩序环境，促进经济发展。要保证这个局面的生成需要实现各个行业的信息共享，只有保证信息的公开透明化才可以将各个行业有机的联系在一起，特别是在旅游行业中的纠纷矛盾涉及到多个部门多个机构间的关系时。信息的公开化可以解决信息阻塞的问题，提高经济运行效率，改善经济运行的环境。现代社会经济发展日益精细化复杂化，充分有益的信息处于信息流中，加强信息的管理将减少识别有用信息的成本。在经济全球化的过程中，旅游行业也由国内地区的市场开始向国外进行拓展，空间上广延需要缩短信息的时间成本才能够将利益最大化。

（二）信息的重要性是旅游管理信息系统设计的内在原因。

旅游产业其生产和消费同时性以及其产品不可转移也不可以储存，作为固定的消费品，需要消费者亲临，这就导致了消费者的频繁流动。吸引消费者旅游的关键在于旅游景点的信息是否流通到位，消费者能否获得充分的信息渠道。信息完全的情况下，消费者会自觉的涌向景点，并形成合理的旅游观念，有利于良性的旅游秩序形成。充足的信息帮助游客缓冲对未知环境的恐惧感，提高旅游消费的可能性。同时旅游经营管理者可以通过对游客偏好信息的收集有利于提供各种可供游客选择的旅游产品，游客可以在权衡各项选择中做出合理的安排。总而言之，信息对于旅游者和旅游管理人员都是重要的，在市场化中，快捷通畅的信息渠道将加快旅游产业的发展。

二、智能化旅游管理信息系统设计的原则

智能化旅游管理信息系统设计需要以市场的发展动态为依据，以服务顾客为核心全面思考旅游行业相关组成部分的关系，科学合理的完成系统的设计方案。

（一）可扩展性原则。

旅游行业是一个跨行业的部门，它带动相关行业的发展，为其他行业提供经济发展的契机，系统设计旅游管理信息平台要了解其他行业发展的信息才能正确预测旅游行业发展的状况。首先在系统设计中需要有未来发展的眼光，考虑旅游行业发展现实性因素也要考虑未来发展的方向。从实用性的角度来设计系统，为系统的升级改造保留剩余空间。同时在设计系统时要使系统简洁，能够清楚的操作，方便处理旅游业务。

（二）适用性原则。

旅游管理系统的最终目的是为了实用，所以在设计系统时要从系统的结构上来考虑系统与实践操作中的结合。系统在各个板块间要保证不重合，尽量的能与现实中的各个因素耦合，系统在应用中能够及时地回应社会发展的需求，各个功能间实现密切的配合。

（三）集成原则。

旅游管理信息系统是一个融合旅游产业以及计算机专业技术的系统化工程，其涉及的学科知识以及生活范围远远超过现实中旅游业发展的情况。作为服务旅游业发展的中介工具，系统设计要以集成的信息技术应用为基础，以数据库、高级编程语言的综合应用为依托，实现游客信息、导游信息、景点信息、票价信息、住宿信息等诸多信息的高度集成与信息共享，并以数据、文档、图片等多种数据形式进行显示，从而形成较为全面实用性较强的智能化旅游管理信息系统。

三、智能化旅游管理信息系统设计的可行性分析

智能化旅游信息管理系统设计在现阶段不仅具有必要性而且还有一定的可行性，特别是在互联网技术迅速发展的今天，系统设计较传统有更多的有利条件，这些条件促使了信息系统的快速完成投入到旅游行业中，实现经济的发展。

（一）经济可行性。

经济发展给开发系统提供了坚实的物质基础，系统软件的成本在随着技术的不断进步中趋向较低的态势，所以从经济价值的角度来看开发旅游管理信息系统将会是低成本高产出的活动。系统在开发时需要一定的成本投入，但一旦处于应用状态，系统自动为旅游行业创造价值，促进经济发展。

（二）技术可行性。

信息化时代，信息技术快速发展，技术掌握发展获取途径较多，在对系统设计中要对其软件和硬件进行科学的研究，通过与现实情况的分析比较适当的开发新的功能以满足性能需求。系统可以采用主流的Java语言，对WEBMASTER而言，JSP的写作界面应是随着需求而改动。采用的数据库有SQLServer、Oracle等，而相对于其他的数据库，SQL、Server数据库操作起来比较简单，但丝毫也不影响它在将来所发挥的功用。

（三）操作可行性。

随着互联网的普及，一般网民都具有一定的网络操作知识，能够操作具体的系统，在科学设计系统完成后，系统的维护只需很小的成本。系统成为一个共享的工具，为旅游产业创造价值。系统只需要一定知识的人员就能够轻松的操作起来。

结语

旅游管理信息系统将旅游业动态化发展情况搬移到虚拟的空间，通过信息的供给与消费，创造经济价值，促进旅游行业的发展。在系统设计中需要借鉴各个学科的知识，同时要对比中吸收借鉴外国智能化旅游管理信息系统设计与应用的有益经验，加快我国旅游行业的转型发展。

参考文献：

[1]姜哲.旅游管理信息系统的设计与实现[D].吉林大学2014.

[2]任缘.在线旅游管理信息系统的设计与实现[D].电子科技大学2013.

智能化系统研究篇8

关键词：智能化小区；对讲系统；设计

1 系统设计指导思想

对讲系统是小区智能化的核心之一，在设计中应遵循以下原则：

（1）访客在各单元门口经过相应住户确认后，由住户为其开启单元门方可进入；住户进入单元经过门禁系统识别身份，由住户通过分机按动开门键让来访者进入。

（2）通过对讲联网系统，使住户与住户、住户与小区管理部门建立一条内部通讯的通道。

（3）考虑到在整个小区的建设过程中，是整体设计、分期开发建设，小区的安防系统相应的也是总体设计，各系统独立分段施工，整体建成后联网运行。

（4）系统的可靠性，可扩充性和系统可维护性是本系统能否真正实用的关键所在。系统的可靠性包括系统设备的可靠性，信号传输的可靠性，抗人为故障的能力。系统可扩充性包括系统能否逐步扩充用户数量，系统主机容量，传输距离，系统编码能力，内部通信的通话通道数量。系统可维护性是指当系统出现故障时，在最短的时间内找出故障部位，并在不影响整个系统正常使用的情况下更换设备，尽可能不影响其他用户的使用。并确保在发生设备故障、线路故障时不会影响整个系统的运行。

（5）合理的性能价格比，以及系统网络能与小区综合布线融为一体从而减少重复布线和施工成本。

2 系统设计

对讲系统在国内比较著名的有视得安、慧锐通、安居宝等，本系统采用的国内最著名的视得安sd-980对讲系统来进行说明（慧锐通则采用h1系统，其功能与视得安相似，在此不再详述），是一种采用单片微电脑控制技术，数位式总线传输技术而设计的小区安防控制系统。

整个系统由安防管理中心、单元门门禁主机、出入口门禁主机、住户室内分机四个主要部分构成。

系统以sd-980m2管理中心和中心电脑为整个系统的管理和控制中心，通过信号转换器将各单元系统连接起来。

系统中的器材款式繁多，功能全面，适合各种不同的楼宇结构和用户的不同要求。整个系统中同类器材可以直接互换，为用户不同时段的要求打下基础。

总线制全数字双向对讲报警系统是采用数字编码技术和双向通讯传输技术，整个系统能双向通讯，即室内分机能向管理中心报警，并与管理中心、楼栋主机实现双向呼叫。

其系统网络是单元内垂直部分四芯总线连接。这种系统适合小区内部对讲系统，同时可扩充实现家庭防盗报警联网系统，因此该系统具有较高的性能价格比。

3 系统配置

3.1 建筑结构及保安系统设计要求

采用可视对讲访客系统和门禁管理系统。访客在各单元门口经过相应住户确认后，由住户为其开启单元门方可进入；住户进入单元经过门禁系统识别身份。

以下通过系统配置、功能介绍及系统各部件的技术指标来更进一步的说明此系统的优势。各部分需要配置的设备数量可根据小区住户数以及别墅、高层的具体分布和数量来酌情决定。

3.2 系统配置说明

别墅区：

（1）彩色别墅主机。小区内低层别墅户型各配置一台。

（2）彩色免提报警分机。小区每个住户配置一台可视分机。

（3）保护器。因每个保护器最多可带4台分机，故可根据别墅数量，每4个别墅配置1台保护器。

（4）不间断电源。别墅每4个配置一台电源。

（5）讯号转换器。讯号转换器用于小区联网时，子系统分片讯号转换。

小高层、高层区：

（1）可视数码门禁主机。小区内每个单元各配置一台可视数码门禁主机。

（2）分机。高层每个住户配置一台可视分机。

（3）解码器。因每个解码器最多可带16台分机，故可根据楼型结构，每个单元配置不同数量解码器。

（4）不间断电源。因每台电源可带6-8台解码器，故小区可每个单元配置一台电源，主机单独一个电源。

（5）讯号转换器。讯号转换器用于小区联网时，单元系统讯号转换。每个单元配置一台。

联网部分：

（1）集线器。集线器用于大型小区联网时布线方便。

（2）管理中心。管理中心用于小区联网时综合管理。

4 系统功能

4.1 别墅区

（1）住户监视功能。住户通过室内对讲话机的“监视”键可主动监视门口机，并实现双向通话，开锁。

（2）报警功能。当住户家里发生燃气泄露警情和烟雾火灾警情时，住户分机可自动向管理中心报警，另外，住户在遇到警急情况时，可通过分机外接紧急按钮直接向管理中心报。

（3）故障隔离功能。别墅区里的每个住户分机在出现故障时，可通过保护器与该系统主线分开，以保证整个系统的正常工作，不影响其他住户。

（4）备电应急功能。系统带有备用电源，确保小区供电失常情况下，系统可保持一定时间的正常使用，通讯畅通无阻。

（5）报警显示功能。管理中心可接受、显示并记录各住户发送过来的报警信息；在管理电脑安装软件、加载电子地图后，可记录并显示出详细地址。

（6）通讯保密功能。sd-980系统采用中国公共安全行业标准，确保信道安全、保密。

4.2 高层区

（1）具有密码开锁及访客呼叫功能。住户回家时，可通过单元门口主机刷卡或输入密码开启单元电控锁，进入单元门；访客来到相应的单元时，通过该门口机与住户呼叫通话，由住户确认后，开启单元电控门。

（2）报警功能。有人非法开门进入时，住户可通过分机可向管理中心报警。

（3）故障隔离功能。一个单元里的某个住户分机在出现故障时，可通过解码器与该系统主线分开，以保证整个系统的正常工作，不影响其他住户。某个单元联网出现故障时，可通过转换器与网络分开，以保证整个系统的正常工作。

（4）备电应急功能。系统带有备用电源，确保小区供电失常情况下，系统可保持一定时间的正常使用，通讯畅通无阻。

（5）通讯保密功能。sd-980系统采用中国公共安全行业标准，确保信道安全、保密。

（6）报警显示功能。管理中心可接受、显示并记录大厦住户发送过来的报警信息；在管理电脑上安装软件、加载电子地图后，可记录并显示出详细地址。

5 工程施工布线

（1）分户线：别墅区从保护器到分机之间连线，信号线（rvvp6*0.5 mm2）；高层区从解码器到分机之间连线，信号线（rvv7*0.3 mm2）。

（2）单元主干线：别墅区从门口机到分机之间连线，信号线（rvv3*0.5 mm2），视频线（syv75-3）；高层区从主机到单元顶层之间连线，信号线（rvvp6*0.75 mm2）。

（3）系统联网线：单元转换器到管理中心之间连线，信号线（rvvp4*1.0 mm2）。

（4）视频线和信号线严禁与强电线包括ac220v在同一个线槽内或线管内，平行布线时，应间隔30cm以上。

（5）视频线和信号线应与有线电视、电梯线缆等分管布线。

（6）视频线应用视频专用（bnc头）接线，可压线也可焊线。

（7）信号线应用螺丝压线或焊接，或手工接线，但接线头不得用电工胶布缠绕，推荐使用热缩套管加热封装。布线中间不得有接头，应将接头尽量设在器材的接线端子上或接线端子附近。

（8）系统所有接线线头上应有线号标识。

参考文献

［1］唐艳.周界防范智能化管理系统的应用［j］.机械工程与自动化，2006（3）.

［2］高素萍.智能小区安防系统的设计与实现［j］.电气应用，2006（25）.

［3］唐艳.可视对讲智能化系统在国华经典小区中的应用［j］.自动化技术与应用，2006（25）.

智能化系统研究篇9

【关键词】智能技术 电力行业 电力自动化 控制系统

智能技术基于计算机系统，精确模拟人类智能，并且做出智能反应，是现代计算机科学技术的一个重要分支。目前，电力自动化系统中智能技术运用广泛，电力自动化控制系统的安全性和稳定性得到了极大提高。因此，未来电力自动化控制系统大力推广智能技术是必然趋势，可以极大地推动我国电力行业的发展。

1 智能技术概述

智能技术又被称为人工智能技术，在对人类智能研究的基础上，对相关理论进行模拟和实践，最终研究出的一种与人类智能科学技术相类似的技术方式。智能技术作为计算机科学技术的一个重要分支，在电力自动化方面得到了广泛应用。从当前智能技术的发展状况来看，智能技术重点研究和探索的内容是专家系统和智能机器人。通常来说，智能技术将一些复杂的思考性问题，作为研究重点，在充分结合人工智能理论的基础上，对人类大脑所能思考的问题进行模拟，对收集的相关信息进行分析和研究，进而对动作做出正确的反应。鉴于智能技术对人类大脑思维进行模拟，因此，其在各个领域都得到了广泛使用，提高了各个领域发展过程中的智能化和自动化程度。

2 智能技术的优势分析

2.1 智能技术的运用优势

智能技术与以前的电力自动化控制技术相比，突出优点是运行之前不用建立控制模型，而以往的电力自动化控制技术，必须要事先建立控制模型，并且不同的项目工程建立的控制模型也不相同，有的项目则需要建立十分复杂的控制模型，给施工人员的工作带来较大难度，同时，浪费了大量的人力资源。然而，智能技术的应用，则大大降低了工作难度，同时减少了人力和物力资源的浪费，提高了工作效率，使项目初始设计阶段一些不能够有效把握的损失，得到了有效避免。智能技术与以往电力自动化技术相比，另外一个突出优点是反应速度快，大大减少了反应时间，提高了工作效率。

2.2 提高电力自动化控制系统的一致性

智能技术应用于电力自动化控制系统，能够统一处理不同的数据，无论是简单还是复杂的数据，经过系统的处理，能够得到高度一致的结果，提高了电力自动化控制系统的控制效果。

3 智能技术的电力自动化控制系统的设计

3.1 系统的架构设计

由于基于智能技术的电力自动化控制系统设计过程复杂，需要多个学科协同进行，才能够顺利完成，这就要求智能技术程序设计人员，必须拥有扎实的专业技能，还要全面系统了解电力系统相关专业知识。除此之外，程序员和需求人员都要深入基层进行实验操作，全面掌握操作步骤，对于比较容易出错的操作，要不断加以改进。

开发人员要全面系统学习计算机理论知识，才能够进行具体的程序编写，并且要充分结合智能化控制所要实现的控制目标，最终对设备实现智能操作。通过编写的计算机程序实现设备的智能操作，可以大大简化人工控制时间和工序，全面实现计算机自动控制，从而不断提高电力自动化设备运行的安全性和可靠性。

系统流程如图1所示。

3.2 控制系统的功能设计

3.2.1 数据智能采集传输

智能技术的应用替代了以往的人工数据控制电力设备的方式，实现了终端设备与控制平台的直接连接，终端仪表中的数据，可以通过数字化手段收集和传输，对设备进行的各种操作可以在第一时间内完成，从而提高了电力设备自动化控制效率。

3.2.2 智能监控与预警

基于智能技术的电力自动化控制系统，不需要人工进行操作，预警和监控全面实现了自动化，因此，智能监控技术，成为了保障电力设备安全运行的关键措施。预警和监控全面自动化的实现，得电力设备时刻处于安全可控状态，可以有效减少事故的风险。

3.2.3 智能故障录波

电力自动化控制系统在智能操作过程中，借助智能技术，使电力设备的智能故障滤波得以实现，能够全面记录设备故障滤波的模拟顺序和模拟过程，并且可以实现智能捕捉波形，大大提高电脑对设备的自动化控制效果，简化了记录工作，减少了人员工作量，同时也有利于电力设备的故障诊断。

4 应用技术评价及建议

4.1 优化电力设备的设计

在传统的电力自动化控制系统中，为确保电力设备在使用过程中的导通顺序，通常需要设计多个独立的系统，才能够充分发挥电力自动化控制系统的实际作用。智能技术在电力自动化控制系统中的应用，使控制系统的设计实现了重大突破，简化了模块优化设计过程，电力设备的电路设计，借助于计算机辅助设计软件进行，有效减少了设计工作量，最后由程序员负责借助计算机辅助软件完成控制系统的设计。不同领域的设计人员分工进行，相互配合，高效完成设计任务，最终得到的设计方案才更具有可行性。智能技术应用电力工程行业，设计过程主要借助于计算机进行，彻底改变了传统的手工绘制方式，大大降低了设计师的工作难度，大大减少了设计师的工作量。

智能化系统研究篇10

关键字:机电一体化 ；智能控制 ；传统控制 TP273

中图分类号：TU85文献标识码： A

随着科学技术的不断发展和进步,机电一体化系统成功将机械技术与电子技术合为一体，并得以快速运转和发展。而对机电一体化系统的控制也由传统的控制技术发展到自动化智能控制技术。智能控制在机电一体化系统运作实践中得到广泛应用并取得良好成效，加速了机电一体化的发展，为社会经济发展和人们生活带来了许多的便利，相信随着对智能控制的研究和探讨，智能控制技术的不断发展会在机电一体化系统的运作中发挥更大的作用。

1 智能控制理论和系统概要

控制理论经历了反馈并传递函数的古典控制理论，到分析状态空间的现代控制理论，再到综合了自动控制、人工智能、信息论、运筹学等关于优化调控方式理论学科形成的智能控制理论三个阶段，而智能控制理论是控制理论发展至今的最高阶段。智能控制理论解决了传统控制理论的缺陷和问题，对传统控制理论无法实行控制的复杂系统采用分布式以及开放式结构解决机电一体化系统的控制难题。

智能控制系统集合了多项控制技术，主要分为外部环境与控制器。外部环境将通过传感器与执行器感应并判断的可能影响系统控制的一切外界因素信息传输到控制器。而智能控制器将外部环境传递过来的信息通过分析、评价、处理并规划所要应用的控制决策的同时将信息存入系统数据库，为以后的认知学习提供素材。所以说，智能控制系统不仅无模型参考，而且协调适应性极强，是值得投入更大研究力度的，以提高其性能为机电一体化系统所应用。

2 智能控制与传统控制的区别

（1）智能控制是对传统控制理论的延伸和发展，智能控制在传统控制的基础上发展出更高效的控制技术。智能控制系统运用分布式及开放式结构综合、系统地进行信息处理，并不只是达到对系统某些方面高度自治的要求，而是让系统做到统筹全局的整体优化。

（2）智能控制综合了很多有关调控方式理论知识的学科，与传统控制理论将反馈控制理论作为核心的理论体系相比，智能控制理论以自动控制理论、人工智能理论、运筹学、信息沦的交叉为基础。

（3）传统控制只是解决单一的、线性的控制问题，与之相比，智能控制解决了传统控制无法解决的问题，通常是将多层次的、有不确定性的模型、时变性、非线性等复杂任务作为主要控制对象。

（4）传统控制通过运动学方程、动力学方程及传递函数等数学模型来进行系统描述。相较而言，智能控制系统把对数学模型的描述、对符号和环境的识别以及数据库和推力器的设计等方面设为重点。

（5）传统控制由不同的定理和定律获取所需知识，而智能控制则通过学习专家经验来获取所需的知识。智能控制系统可以较好的运用相关被控对象和人的控制策略以及被控环境的知识，因此智能控制系统可以模拟或模仿人的智能。

3 智能控制系统的类别形式

智能化是顺应机电一体化系统需要的发展趋势，从某种程度来说，机电一体化系统的优劣是受智能控制系统好坏的影响。当前，被机电一体化系统所广泛应用的智能控制系统主要有专家控制系统、分级递阶智能控制系统、神经网络系统、模糊控制系统。

3.1 专家控制系统

专家控制系统是在把人的知识、经验和技能汇集在计算机系统中后按照相应的指令程序来操作运行的控制系统，其所涵盖的诸多理论知识在智能控制实行实际任务时发挥了很大作用，提高了控制系统的应用性能。

3.2分级递阶智能控制系统

分级递阶智能控制系统简称为分级控制系统，它是在自组织控制及自适应控制的基础上通过所关联的组织级、执行级以及协调级发挥的作用实行运行的。

3.3神经网络系统

人工神经网络控制系统是神经网络系统在机电一体化系统中应用最为广泛的，它通过运用人工神经元、神经细胞等构成的模式来实行其非线性映射、分布处理、模仿人的智能等主要功能的发挥，具有自适应控制、自组织控制以及大幅度并行处理等优势。

3.4模糊控制系统

模糊控制系统主要包括专家模糊控制以及以神经网络为基础的模糊控制。专家模糊控制能够充分表达并利用实行控制所需的多层次知识，提高了控制技术的智能。而以神经网络为基础的模糊控制利用神经网络来实行模糊控制的规则或推理以实现模糊逻辑控制的功能。

4 智能控制在机电一体化系统中的应用

4.1智能控制在机电一体化系统中的应用优势

智能控制已得到机电一体化系统的广泛认可和应用，并正在慢慢取缔着传统的控制技术，主要是因为其在机电一体化的应用中表现出来的有别于传统控制技术的优势，主要有：（1）优化效能。对于群控系统可以借助相关操作流程使系统的调整符合标准及要求；（2）程序控制。系统根据产品所需尺寸及精度编制操作程序指令进行运行；（3）改进加工。可以通过优化操作流程并缩短加工时间来实行复合加工，改进并优化了加工程序。

4.2智能控制在机电一体化系统中的实际应用

4.2.1机械制造中的智能控制

以经典的机械理论和计算机辅助技术并结合智能控制方法，在机电一体化系统的制造过程中形成了新行的机械制造工艺，并不断向智能制造系统方面发展。智能控制技术解决了现代较为先进的制造系统必须依靠不够精准和完备的数据来处理无法预测状况的问题，利用神经网络和模糊数学的方法，建立制造过程的动态模型，并以神经网络的学习和并行处理信息的能力实行在线的模式识别操作，对残缺不全的信息进行及时有效处理。

4.2.2电力电子学研究领域中的智能控制

包括变压器、电动机、发电机在内的电机电器设备在规划设计、投入生产、实际运行及控制过程等方面都是相当复杂的。将智能控制技术引入电力系统，在电机电器设备的优化设计、故障控制和诊断等方面，都相当有成效。对电器设备的设计优化，可用先进的遗传算法进行优化计算，能大幅度缩短计算时间，有效节约成本，并提高电机电器的设计质量和效率。而神经网络系统以及模糊逻辑专家系统是在电机电器设备的故障控制和诊断中所应用的智能控制技术。

智能控制在电力电子学应用领域中发挥重要作用的最具代表性的现象是将其电流控制技术中广泛应用，智能控制技术在电力系统中的应用方向是电力电子学研究领域极具研究价值的一个项目，可以推动电力电子领域的进步和电力系统不断的发展。

4.2.3工业过程中的智能控制

智能控制在工业过程中的应用主要包括全局级与局限级两个方面。全局级智能控制针对整个生产过程的操作工艺，主要在规划过程中操作处理异常、控制过程的故障诊断等情况下发挥作用。而局限级智能控制在在线自适应调整、参数整定方面有明显优势，并且对解决非线性一类的复杂控制问题有显著成效。局限级智能控制在主要是神经网络控制器和专家控制器的智能控制器上投入研究力度，通过将智能应用到工业过程的某一单元来设计控制器。

4.2.4数控领域中的智能控制

数控领域所应用的智能控制有相当高的性能要求，尤其是在延伸、扩展和模拟的知识处理方面，如加工运动推理、网络通信制造能力以及感知加工环境的能力等，必须能进行自适应控制、自组织控制等，智能控制可以解决信息模糊、不确定性等控制问题，取得良好的成效。例如模糊控制系统可以处理信息模糊的问题从而优化加工过程，而专家控制系统可以综合数据库里的专家经验并根据推理规则解决结构不明确的问题。

4.2.5交流伺服系统中的智能控制

伺服驱动装置在机电一体化系统中的控制质量和系统动态性能方面发挥着关键性的作用，但交流伺服系统有着相当复杂的非线性和时变性等不确定因素，而智能控制技术以非线性控制方式将人工智能引入智能控制器，能很好地适应系统参数的时变情况，其在交流伺服系统的应用解决了建立精准数学模型的困难，提高了机电一体化系统的稳定性。

综上而言，机电一体化系统应用智能控制技术改变了传统的机械自动化运行模式，智能控制是在社会经济与科学技术同步发展的现代机电一体化系统中应用极为广泛的控制方式，而机电一体化系统采用智能控制策略的原因是智能控制技术高性能、高水平、高效率的控制优势，这种合理、科学的选择不仅促进了机电一体化的发展和进步，而且推进了人们生活与工业生产向信息化、智能化的发展。

参考文献

[1]罗杨宇.机电系统的智能控制技术[J].机电一体化,2008,(3).