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智能化工程技术论文精品(七篇)

时间:2023-03-22 17:41:14

智能化工程技术论文

智能化工程技术论文篇(1)

随着人工智能的发展,智能化技术被应用到电气工程及其自动化中,主要用于控制器以及机器的智能化。智能化技术的应用可以通过故障诊断、智能控制、优化设计、PLD技术这几方面来描述。

1.1故障诊断

电气工程设备的工作时间长,难免会发生故障,由于电气设施故障的非线性、复杂性及不确定性,一旦发生故障,往往需要大量的时间排查故障,效率低、准确率低。而智能化技术能够有效解决这一问题。在故障发生前,一般仪器会出现一些人们很难发现的预兆,通过实时监测仪器状态,在出现异常时及时报警并提示故障位置,在故障真正发生前避免故障,能够在极大程度上减少维修时间。电气工程中常常通过分析变压器中渗漏油分解出来的气体进行故障诊断,确定故障发生的范围,并通过各种手段逐步缩小范围,从而确定故障位置并提示派遣人员及时检修。同时,智能化装置可以记录故障问题,为以后的故障诊断提供参考,使故障诊断更加安全可靠。

1.2智能控制

智能控制能够在很大程度上实现电气工程及其自动化的控制过程自动化,实现无人化管理和远程管理,提高管理的高效性。尤其对于一些高危险、高难度的工作,如高压控制,智能控制是必不可少的。相对于传统的控制器,智能控制器的灵活性更好,更易调节。传统的控制器在设置时需要精确考虑控制对象的动态方程,而实际涉及到的控制环境往往很复杂,存在很多不确定因素。但是智能控制不存在这方面问题,因为其在设计时并不涉及控制对象的模型。并且智能化控制器可以根据对响应数据(如鲁棒性变化、响应时间、下降时间)的分析随时调整系统,调整后智能控制器的性能会大大提高,调整的过程并不需要专业人士在场,这样就减少了大量的人力。以风力发电厂智能化升压站系统为例。智能化升压站系统通过对过程层和间隔层设备升级,将一些模拟量和开关量数字化,有效运用光纤设备,实现间隔层和过程层的通信。站控层由系统主机、工作站、VQC等设备组成,是全站监控、管理、调度中心。系统通过智能化控制,自动完成信息的采集、测量、控制、保护等功能,相比于传统的升压站系统在效率、有效性等方面有很大的提高。

1.3优化设计

电气设备的设计工作相当繁琐,需要综合运用成套设备、电路、电机与电气、电磁场、变压器等学科的知识,并结合过去的设计经验。传统的设计方式根据经验和实验,手工完成设计,方案的达标率非常低,修改难度大,成本高,产品的开发周期也很长。应用智能化技术能够有效提高设计产品的质量,缩短开发周期。智能化技术在这方面的应用主要有专家系统和遗传算法。其中,专家系统依据该领域的专家提供的知识经验,建立数据库,在决策前模拟专家决策过程,做出合理决策,该技术比较前沿,目前尚处于研发阶段,尚未得到大量应用。遗传算法是一种借鉴进化论的随机化搜索方法,被广泛运用于信号处理、组合优化、自适应控制等领域,在电气设计产品的优化上性能优越。

1.4PLC技术

PLC(可编程逻辑控制器)具有高可靠性和抗干扰能力,广泛应用于自动控制领域。在一些大型的电力企业的辅助系统中,PLC已经代替了一般的继电控制器。PLC技术使用内存,用程序方式存储控制逻辑,并用半导体电路实现。PLC技术的应用实现了供电系统的自动切换,用软继电器取代了实物器件,使供电系统更加安全可靠。并且,它能使用复杂的工作环境,具有良好的发挥性能,稳定性强。

2.智能化技术在电气工程及其自动化中的应用前景

2.1优势分析

智能化技术在电气工程及其自动化中相比于传统的控制系统有巨大优势。传统的自动控制系统需要建立控制模型,运用数学方法分析,建立动态方程,但由于系统的复杂性,在实际应用中往往会出现无法预料的问题,很难达到预期的效果。智能化系统可以从根本避免不可控因素,提高工作的效率。智能化技术可以实时监控系统,通过监测响应时间、下降时间等对系统进行实时调节,使系统性能大大提高。因此,智能化系统比传统的控制器更能适应实际工作环境。另外,智能化技术拥有很强的一致性。在输入不同的数据时具有同样可靠的估计能力,有广泛的适用性。

2.2性能方向

速度、精度及效率是电气工程及其自动化的关键指标。在电力系统中采用智能高速处理器芯片,同时采用交流数字伺服系统,能够改善电力系统的动态特性和静态特性,提高系统的速度、精度和效率。柔性化柔性化主要包括群控系统和数控系统这两个方面。对于群控系系统,必须按照生产流程的具体要求设计系统,使系统能够发挥最大的作用,完成信息流和物料流的动态调控。对于数控系统,其强大的可裁剪性和覆盖面可以满足客户的具体要求。

2.3功能方向

在功能方向上,主要包括设计用户图形界面、可视化计算、多媒体技术方面的发展。目前的操作系统一般都采用图形界面,具有良好的人机交互性。在智能化系统中采用图形化界面,通过窗口和菜单实现编程、图像显示、图像模拟、仿真等功能,能够降低操作者的门槛,方便非专业人士操作。通过可视化技术,信息的表达不再是呆板的文字和数据。将数据转化成图表,能方便操作者分析数据,也可以高效地处理和解释数据。同时,采用无图纸设计、虚拟样机技术等技术,将可视化和虚拟环境相结合,能够更加有效地提高产品质量、缩短产品开发周期。多媒体技术一般是将声音、文字、图像、视频等融合在一起传输,如果将多媒体技术应用于智能化系统,可以更加综合化、智能化地处理信息,能带来很大的经济效益。

2.4体系结构

通过集成化、模块化、网络化实现智能化技术在体系结构方面的发展和完善。可以使用高集成度的处理器、大规模集成电路FPGA、CPLD等提高软硬件运行速度。器件的高度集成化能够提高电路密度,减小器件体积,更加方便安装和使用。将智能化技术模块化,各模块之间通过接口通信,这样有助于技术的标准化和集成,也可以运用模块的增减将智能化产品分级别销售。将智能化系统联网使得人们能够对系统进行远程监控,随时掌握系统状况,使电气工程的控制不受地域限制。也可以实现在一台设备上控制其他设备,进行编程等操作。对于较小的电力系统,远程控制能够节约电缆的增加数,材料以及安装费用,并且可靠性高、灵活性强;但是在通讯量大的系统中远程控制会比较困难。

3.结语

智能化工程技术论文篇(2)

1.1无需控制模型

与传统的控制器相比,智能化控制器有着明显的优势,其优势主要体现在:自动化控制器的紧密系数有了很大程度的提高,在工作时,由于传统的控制器技术欠佳,一旦面临着控制对象有着复杂动态方程的情况时,则会出现无法有效掌控控制对象的情况。这对于控制对象模型的设计工作的进行造成严重的影响。而在智能化技术中,控制对象模型设计这部分直接被删除,所以,控制对象模型设计无法评估、不能预测的情况不会出现。

1.2处理不同数据智能化控制器有着较高的一致性

对于输入的任何数据,智能化控制器都能够借助相关处理实现准确评估,即使不常应用的数据输入,评估工作也可以快速进行。由于各个控制器的控制对象的变更性十分强,所以各个控制对象的控制效果也不尽相同。由于控制对象的复杂性和多样性,控制对象的全面化即便是智能化技术也不能实现,即使智能化技术对于某些控制对象不采取任何行动也能到达理想效果,但面对全体控制对象则无法实现。所以,智能化控制器在今后的科研中需要进一步研究分析存在的不足,根据实际情况针对不同对象进行分析研究,以便能够真正实现有所突破。

2智能化技术在电气自动化控制中的具体应用分析

在电气工程自动化控制中,智能化技术有着以下三个方面的具体应用:第一、在电气工程维修保养、病因诊断以及保养中如何有效应用智能化技术;第二、如何优化设计电气设备、电气系统以及电气产品;第三、通过何种形式真正实现电气工程的智能化控制。

2.1电气工程自动化控制中的病因诊断

诊断电气工程系统病因时,传统的人工诊断十分繁琐复杂,虽然诊断病因的准确率不高,但对相关工作人员的专业技能水平有着严格的要求。不少设备问题、数据问题在电气工程自动化控制中无法完全有效避免,而人工诊断的准确率低下,对于病因处理不够及时。所以,在电气工程自动化控制中应用智能化技术不但可以有效保证病因诊断效率,而且还能实现对电气工程自动化控制的定时检测诊断,杜绝潜在问题的出现。

2.2优化电气工程的设计

在设计传统电气工程时,需要众多设计工作人员进行反复的改良和试验,有时,某些具体的问题没有被设计工作人员考虑进去,一旦出现复杂问题,则在短时间内也无法有效解决,此外,在这种情况下,设计人员必须要具备高水准的设计业务知识,专业知识需过硬,此外,还要具备在实际工作中合理运用理论知识的能力。而电气工程自动化控制中智能化技术的应用完全改变了过去的工作状态,通过互联网或者其他相关设计软件,设计人员可以有效设计电气工程自动化控制。这不但可以大大提高提高电气工程设计所需数据的精准性,而且也大大丰富了设计样式,此外,对于一些复杂的问题也能够有效、及时的解决,确保电气工程自动化控制的正常进行。

2.3自动化控制整个电气工程

整个电气工程控制系统中包含大量的控制环节,所以,电气工程系统的自动化控制需要智能化技能的有效应用。智能化技术对电气工程自动化的控制主要是借助专家系统控制、模糊控制、神经网络控制三种方法。特别是神经网络控制,神经网络控制不但有着多层次结构,而且还能进行反向学习算法。在神经网络控制的子系统中,子系统转子的速度可以通过对系统参数的判断和调控得出,另一个子系统可依照此参数判断和调控定子的速度。凭借其出色的性能,当前在识别模式和处理信号方面神经网络控制已经得到了广泛应用。

3结语

智能化工程技术论文篇(3)

【关键词】智能化技术;电气工程;自动化控制;应用

所谓智能化技术也就是指将人工智能理论与计算机技术相结合而产生的一种新型高科技。目前,虽然这一技术在电气工程自动化控制中的应用还处于起步阶段,不过其发展前景极为广阔。

1 智能化技术的发展趋势

对于这个问题,我们主要从智能化技术的性能发展趋势、智能化技术的功能发展趋势以及智能化技术的体系结构发展趋势几个方面进行论述。

1.1 智能化技术的性能发展趋势

首先,高速高精度高效化。通过高速芯片的使用以及各种改善动静态特性的措施,可以有效保证高速高精度高效化的实现;其次,柔性化。主要是指系统本身的柔性化,这一趋势可以满足不同客户的需求;第三,工艺复合性和多轴化。这一趋势使得在一台机床上完成自动换刀、主轴头旋转等成为可能;最后,实时智能化。智能化技术主要是通过计算模型来实现人类的智能行为。

1.2 智能化技术的功能发展趋势

首先,用户界面的图形化。这一趋势将为非专业用户的使用与操作提供极大方便;其次,科学计算的可视化。它使信息交流超越文字和语言,直接可以通过图像、动画等可视信息进行产品设计;第三,插补和补偿方式的多样化。比较常见的插补方式有直线插补、圆弧插补等;最后,多媒体技术的应用。多媒体技术的应用可以使信息处理更加智能与综合,在系统的实时监控以及故障诊断方面具有很大的价值与意义。

1.3 智能化技术的体系结构发展趋势

首先,集成化。高度集成化芯片以及大规模可编程集成电路的采用可以有效提高系统的运行速度;其次,模块化。以CPU、存储器等基本模块做成标准的系列化产品,可以满足不同的需求;第三,网络化。工程系统的联网可以实现远程控制和无人化操作;最后,通用型开放式闭环控制模式。这一趋势可为系统的裁剪、扩展与升级提供方面。

2 智能化技术运用的理论基础

智能化技术运用的理论基础涵盖范围比较广泛,如控制学、语言学、信息学等,综合性相对较强。智能化技术的研究目的是为机器自动、独立完成一些高难度的、高危险的工作工作提供保证。智能化技术在电气工程自动化控制中发挥着重要的作用,其在电气工程自动化控制中具有很强的适应性和实用性。智能化技术在电气工程自动化控制中的应用,还具有非常重要的意义,比如提高了电气工程自动化控制的工作效率,降低了工程的投入成本,减轻了控制人员的工作压力与工作量,实现了人力资源的合理配置等等。

3 智能化技术运用的优势

与传统的控制器相比,智能化技术在电气工程自动化控制中的应用,具有非常明显的优势,比如不需要建立控制模型、为调整控制电气系统提供便利以及智能化控制器所具有的一致性等。

3.1 不需要建立控制模型

利用传统控制器对电气工程的自动化进行控制时,通常会发生因为被控制对象的复杂性而无法准确有效的掌握、预测一些关键因素的现象。与传统的控制器相比,智能化控制器省略了对被控制对象进行模型设计的工作,不仅提高了自动化控制器的精密度,而且也避免了很多不可控制的因素。

3.2 为调整控制电气系统提供便利

智能化控制器不仅可以通过响应时间、下降时间等随时调节系统控制,而且还能不依靠专人只需相关数据的改变就实现对电气设备的调节与控制。这一优势为电气工程的自动化控制实现无人控制的目标以及电气工程自动化控制的大幅度发展提供了可靠保障。

3.3 智能化控制器所具有的一致性

智能化控制器具有非常强大的一致性,这种一致性主要表现在智能化控制器对不同数据进行处理时较高的估计水平,以更好的实现自动化控制的要求。当然这种一致性也不是绝对的,在进行具体操作的过程中,要坚持具体问题具体分析的原则,全面分析对象的实际情况,严格审查控制的要求。如果智能化控制器在使用的过程中出现一些不好的效果,也不可一味的否认该项技术,而是应该对各个环节进行逐一排查,找出问题的症结所在。

4 智能化技术在电气工程自动化控制中的应用

智能化技术在电气工程自动化控制中的应用还是比较广泛的,具体来讲,可以归纳为智能控制、优化设计以及故障诊断三个方面。

4.1 智能控制

智能化技术在电气工程自动化控制中的应用,不仅能够展现智能化技术的优越性,实现电气工程控制的无人操作化、远程化、高效化以及自主化,而且还能为智能化技术在其它领域的推广与发展奠定了基础。

4.2 优化设计

传统的设计方法是将实验与经验结合起来利用手工完成,这种方法缺陷很多,比如修改的难度较大、达标率也比较低,而利用智能化技术可以实现设计的优化与改进,比如它不仅可以缩短设计的时间还可以保证设计的质量与性能。不过,优化设计对设计人员的要求也更加严格,比如它要求设计人员必须具有相当丰富的经验,必须对电气、电路等知识熟悉掌握并能适当地运用到实际的设计工作中去。

4.3 故障诊断

电气设备在运行的过程中,经常会发生这样那样的故障,鉴于发生故障之前,总会有一些征兆出现,所以在故障发生前对电气设备进行全面、准确的诊断是非常必要的,而智能化技术对电气设备故障的诊断就发挥着不可替代的作用。通常情况下,变压器是电气设备中最容易发生故障的一个部位,经常利用智能化技术对其进行故障诊断,可以有效地避免故障的出现并为故障的解决提供依据与参考,减少更大规模的破坏的出现,从而提高电气设备运行的经济效益。

5 结语

智能化技术在电气工程自动化控制中的应用,不仅可以将加强电气设备进行自动化控制的能力,为电气工程的快速、安全运行奠定坚实的基础,而且还可以推动智能化技术在其它领域的发展。鉴于此,本文从智能化技术的发展趋势、智能化技术运用的理论基础、智能化技术运用的优势以及智能化技术在电气工程自动化控制中的应用四个方面进行了比较全面而又深入的阐释,希望可以对今后的有关研究与实践提供有价值的参考与借鉴。在具体论述的过程中,由于各种各样的原因,可能会存在着各种各样的问题,在以后的研究与实践中要加以重点和有效的规避。

参考文献:

[1]耿英会.智能化技术在电气工程自动化控制中的应用[J].科技创新导报,2012(2).

智能化工程技术论文篇(4)

关键词:智能电网;电力特色教学模式;电力信息化和智能化

作者简介:徐茹枝(1966-),女,江西上饶人,华北电力大学控制与计算机工程学院,副教授;苏林萍(1967-),女,河北定州人,华北电力大学控制与计算机工程学院,副教授。(北京 102206)

中图分类号:G642.0?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)36-0048-02

随着智能电网、绿色能源席卷全球,电力行业迎来了蓬勃发展的新时期,电力不但要信息化还要智能化,电力企业将需要大量高水平的既精通信息技术又有电力专业背景的人才,这给电力大学计算机专业人才培养带来机会和挑战。结合电力大学的大电力特色,为培养智能电网急需的高素质复合型人才,开展计算机专业电力特色教学模式的研究和实践具有重要的意义。为了培养智能电网急需的信息人才,需要开展计算机专业的电力特色教学,首先要开设“电力信息化”课程。

一、我国电力信息化现状及智能电网的目标

电力信息化是指计算机、通讯等信息技术在电力工业各个环节应用全过程的统称。我国当今电力信息化现状是实施电力工业生产过程各个环节的信息化,[1]包括电力工业规划、设计、施工、发电生产、输电、变电、配电、用电、电网调度、供电营销、物资及管理等各个环节。由此可见,信息技术是电力信息化的基础,各类电力资源的开发和利用是电力信息化的核心。提高电力企业的经营决策水平和经济效益是电力信息化的宗旨。[2,3]智能电网将使电力信息化从数字化向智能化发展。智能电网是电力信息化的延续和飞跃。智能电网是飞速发展的信息技术与新能源变革融合在一起的产物。中国的智能电网目标是分三个阶段推进:2009年至2010年为规划试点阶段,重点开展“坚强智能电网”发展规划工作,制定技术和管理标准,开展关键技术研发和设备研制及各环节试点工作;2011年至2015年为全面建设阶段,加快特高压电网和城乡配电网建设,初步形成智能电网运行控制和互动服务体系,关键技术、装备实现重大突破和广泛应用并自主可控;2016年至2020年为引领提升阶段,全面建成统一的“坚强智能电网”,技术和装备全面达到国际先进水平。

通过分析我国电力信息化现状及智能电网的目标可见,各国探索智能电网建设的先行策略是信息技术应用。为实现智能电网的战略目标,电力企业将需要大量高水平的既精通信息技术又懂电力信息化业务的复合型人才,因此,对计算机专业学生开展电力特色教学是非常必要的。

二、电力大学计算机专业电力特色教学模式

面对电力行业信息化飞速发展的形势,特别是智能电网席卷全球,电力大学计算机专业的教学模式在保有原有优势的基础上创建特色,开展以计算机技术为主、电力专业背景为辅的特色教学模式。2010年学校设立了计算机专业电力特色教学模式研究和实践的教改项目,以实现计算机专业的电力特色及工程应用能力的培养。电力特色教学重点要放在计算机技术和电力专业交叉点上,电力特色教学的先行策略是由电力信息化这门课程承担此重任。2010年学校将电力信息化课程列入433门核心课程中。修改后的2008版教学大纲中电力信息化这门课程是计算机专业学生的必修课程,这不但要求电力信息化这门课程的内容不断优化,同时也要求对电力信息化课程的教学进行改革。

电力大学计算机专业电力特色教学模式的后行策略是在电力信息化这门课程改革和研究的基础上进行课程群建设,开设代表计算机技术和电力专业最新技术交叉点的“电力云平台”、“电力物联网技术”等课程,并将“电力信息化”、“电力云平台”及“电力物联网技术”三门课程纳入到一个课程群来建设。可见电力大学亟待探索并建立适合计算机专业的电力特色及工程应用能力的培养模式。[4]

三、电力信息化课程特点与教学现状分析

1.电力信息化课程的特点

电力信息化这门课程具有如下特点:

(1)涉及面广。电力信息化这门课程内容涵盖电力工业生产发电、输电、变电、配电、用电、电网调度等全过程的信息化与智能化。课程内容包括发电企业的信息化与智能化、变电站的信息化与智能化、电力调度中心信息化与智能化、配用电生产管理信息化和智能化、电力信息安全技术及物联网在智能电网中的应用等。

(2)技术先进前沿。电力信息化这门课程内容涵盖当今信息和电力领域的前沿技术、热点技术。如在讲解变电站的信息化与智能化这部分内容时要详细分析电力领域的热点技术IEC61850。在讲解电力调度中心信息化与智能化这部分内容时要详细分析信息领域的热点技术SOA和电力领域的热点技术CIM及其在电力调度的应用。在讲解物联网在智能电网中的应用这部分内容时要详细分析当今信息和电力领域的前沿技术物联网、智能电网及云平台。

(3)与电力行业实际工程紧密结合。在讲解课程的各部分内容时紧密结合实际工程。如在讲解发电企业的信息化与智能化这部分内容时紧密结合发电企业的实际工程,如水电站厂级监控系统、火电站的DCS系统、发电厂?SIS系统、发电厂智能管理信息系统等。

(4)多学科的交叉。电力信息化课程是计算机技术、通讯技术、控制技术、电力系统背景知识的融合与交叉。在讲解课程的各部分内容时处处是多学科的交叉,如在水电站厂级监控系统中涉及计算机的网络通讯技术,涉及控制领域的PLC技术和现场总线技术,涉及水力发电特性专业背景知识等。

(5)电力信息化课程的教学内容是动态的,是与时俱进的,随着电力信息化和智能化的发展而不断地补充新内容,没有现成的教材。当今世界电力信息化和智能化发展非常迅速,如国家电网公司已经开展广域全景分布式一体化的电网智能调度技术支持系统研制。在讲解电力调度中心信息化与智能化这部分内容时就必须补充这部分新技术。

2.电力信息化课程教学现状分析

(1)没有现成的教材,课程难度大,师资紧缺。从上述分析的电力信息化这门课程的特点可见,要求老师具备丰富的知识储备及电力工程经验。

(2)课程内容与电力实际紧密结合,学生没有现场工程概念,又是多学科的交叉,学生感觉课程难度大且抽象,学习兴趣不足。很多学生很想学好这门课,但他们中只了解信息技术,没有其他学科技术知识的积累。本课程开设在大三的第六学期,很多学生感觉困难后就放弃了,准备考研复习。

四、电力信息化教学改革的思想和方法

电力信息化这门课程是综合应用课程,教学思想和方法的改革是必要的,具体措施如下:

1.组建一支优秀的教学团队

通过引进发掘培养人才,组建一支优秀的教学团队。吸纳不同学科的拥有前沿的信息技术、丰富的电力背景和工程经验的老师进入团队,可以根据老师的特长安排讲解相应的章节。电力信息化这门课程可由若干老师共同完成。由于国内市场几乎没有相关专著和教材,已经组织讲课团队老师撰写并出版电力信息化教材。教材包含当今电力信息化和智能化最新技术并提供老师们的最新研究成果。该团队的老师需要及时了解电力行业的信息化和智能化最新动态的最新技术。除了合作项目途径外,老师要利用一切机会参加合作、进修和交流。通过团队的力量来解决没有现成的教材、课程难度大的问题。

2.补充课程中需要的其他学科知识

鉴于计算机专业学生的知识结构比较单一,在学习电力信息化课程时先为学生补充必需的计算机控制与通讯基础技术知识,包括计算机控制通道接口技术、PLC技术、串行通讯技术、现场总线技术及工业以太网技术等。在学习电力信息化的具体相关内容时为学生铺垫必需的电力背景知识和工程背景内容,如讲解水电站厂级监控系统时要先补充水力发电厂相关内容。通过利用一定的学时补充课程中需要的其他学科知识来降低学生课程学习的难度,使学生能快速全面地了解并掌握电力信息化技术。

3.新技术、新理念的引入

由于没有现场工程概念,学生在学习电力信息化课程时会感觉抽象、难以理解,老师有必要与时俱进地将新的技术和理念引入课堂中。例如可以引入当今电力行业流行的先进仿真培训软件,比如三维变电站仿真培训软件,让学生在软件上仿真漫游变电站并模拟各种操作。通过仿真软件让学生模拟接触电力工业现场,建立对电力工业现场的感性认识,提高学生的学习兴趣。

为了加强学生课后巩固教学环节,帮助学生消化和应用所学知识,可以将新的理念引入课堂中。借鉴西方本科教学及我国研究生培养的经验,本课程课后作业巩固环节可以尝试不同于常规计算机专业课程的方法。本课程要求学生在课后查阅大量的文献资料。每章的作业是查阅与本章相关的文献资料并撰写提交小论文,期末每个学生制作PPT文件并开展讨论。

在学生课后巩固教学环节中老师起着重要的引导作用。指导本科学生查阅相关文献资料时,首先要教会学生如何在海量信息中查找到需要的优秀文献,如何充分利用校图书馆提供的优质库资源,然后指导学生如何读文献,如何写小论文。要求学生在每章节后阅读15篇以上相关文献资料并提交小论文。教师要认真批阅学生的小论文,总结学生容易出现的普遍性问题,在下次写小论文时提醒学生注意。

4.实施案例教学

新的电力信息化教学实施方案与国内外电力发展紧密结合,既具有理论性又有很强的实用性。此课程在教学方法上必须将理论与工程案例结合,实施案例教学。案例可以来源于实际经典案例,也可以来源于老师们的最新研究的相关成果。在案例教学的过程中要培养学生如何将工程应用问题转化为计算机问题的能力。如在讲解IEC61850和CIM技术时,要剖析IEC61850和CIM是如何利用计算机技术中的面向对象技术来建模的。

五、结论

电力信息化是电力大学计算机专业的特色课程,在计算机专业的电力特色人才培养中起着重要的作用。通过本课程的改革促进计算机专业学生对电力信息化、智能化技术的理解和掌握,使电力大学计算机专业的学生更具有自己的特色,以实现计算机专业电力特色及工程应用能力的培养,进一步提升学生的专业素养和就业竞争力。

参考文献:

[1]王明俊.智能电网热点问题探讨[J].电网技术,2009,33(18):9-16.

[2]孙宏斌,等.面向中国智能输电网的智能控制中心[J].电力科学与技术学报,2009,24(2):2-7.

智能化工程技术论文篇(5)

关键词 :     智能手机技术;社会性;生成机制;实现路径;

Abstract: Smartphone technologies are related to the development,the production,the sales,and the use of smartphones,with features such as subjectivity,intentionality,mobility,multi-functionality,and incompleteness nature of ownership transition,etc.The social attribute of smartphone technology is defined as the attribute of human interaction reflected in above activities.The subjectivity and mobility of smartphone technologies extend the sense organs,the nervous system,and the brain of human,enhancing people’s cognitive and thinking ability;the mobility and multi-functionality extend temporal and spatial boundaries of human interaction,improving the efficiency of work and enriching our lives;the incompleteness nature of ownership transition determines the special diversity of subjects,demonstrating the complexity of social interaction.The social attributes of smartphone are generated by the permeation through the whole procedure of its running process,which present as the nationality,the economy and the value orientation ability and so on.

Keyword: Smartphone technology; Social attribute; Generation mechanism; Implementation path;

在智能化、网络化、信息化浪潮的推动下,智能手机成为日常生活和工作中不可或缺的部分。智能手机不仅普及率高,而且被使用时间长。据2021年《第十八次全国国民阅读调查成果发布》的结果显示,“2020年我国成年国民人均每天手机接触时长为100.75分钟,比2019年的100.41分钟增加了0.34分钟”。[1]反过来说,智能手机作为一种多功能的网络移动平台,进一步加速了智能化、网络化、信息化发展,延伸了人的感觉器官、神经系统和大脑,增加了人与人交往的时空边界,增加了人与人关系的复杂性。智能手机独特的技术特征将有利于深化人们对其社会性的认识,促进其规范使用和有序发展。

一、技术与智能手机技术

1. 技术的内涵与特征

芬伯格(Andrew Feenberg)同时依据两个标准(是否受人控制和是否价值中立)把技术理论分为四类:工具论、决定论、实体论和批判理论。其中,工具论和决定论是价值中立的,实体论和批判理论是价值负载的;决定论和实体论都强调技术的自主性,工具论和批判理论都认为技术是受人控制的。[2]前三类理论都是从技术产品,即人造物的角度分析技术。而最后一类(即技术批判理论),将关注的焦点集中到技术设计的源头。他认为,技术从设计阶段便融入了利益主体的意图、目的及价值观,主张批判现存技术去寻找可替代的技术。

伊德(Don Ihde)认为,“技术是我们在环境中以各种方式形成使用的那些物质文化的人工物。”[3]这种人工物不仅仅是一种工具和手段,而且其结构和功能还隐含着制造者的目的和意图。“通过人造物的结构,可以把人造物与人的因素,与人的意向和人所生活的具体情景(环境)联系起来。”[4]技术是生活世界的技术,人造物处在生活世界的大背景或某个具体情景之下,必然会依赖或聚集生活世界中自然、社会、历史等各方面的内容,对人与社会乃至整个世界的关系产生多维度的影响。

基于以上分析,本文对技术的概念界定如下:技术是以人造物为主要研究对象,联结人的意向和实践并对生活世界各要素聚集和反映的过程。其特征主要有:(1)主体性。技术不能脱离人单独存在,而且在技术过程中常有多个主体参与,他们都有可能影响技术发展的方向;(2)意向性。人造物中包含了技术主体的经济、社会、政治、文化和生态等方面的意向,这也是人造物产生的动力和原因;(3)物质性。技术最终会外化为一个人造物,或搭载在相应的工具或设备上。

2. 智能手机技术的内涵与特征

关于智能手机的内涵,大体有三种观点,一是认为智能手机是一种服务于媒体传播的移动媒介;[5]二是认为智能手机是一种携带方便的用于语音通讯和信息交流的工具;[6]三是认为智能手机是一种中心文化,反映了经济状况、社交活动及背后的权力关系等文化内容。[7]

以上三种观点谈论的是智能手机,所以关注的是智能手机的使用和由此导致的各种问题,而智能手机技术除了智能手机的使用外,还包括智能手机的研发、生产和销售等环节,其中手机的研发或设计至关重要:作为手机技术的源头,它潜藏着手机技术的目的、意向和本质。智能手机技术是技术的一种,其特征除了前文提到的技术的三个特征外还包括:(1)移动性。智能手机的最大特点是体积小且轻便,易于携带,成为了人们生活、工作的有力助手,几乎与人们形影不离。据统计,截至2020年12月,我国手机网民规模达9.86亿,网民通过手机接入互联网的比例高达99.7%,[8]且呈逐年上升的态势。(2)多功能性。智能手机除了可以接打电话、收发信息外,还可以上网、照相、导航等,理论上讲可以有无穷多的功能,这全看手机自身携带或安装的应用软件而定。(3)所有权让渡的不完全性。所有权是指所有者对实体占有、控制和使用的权利。一个完全的所有权让渡是指一旦实体的所有者发生了变更,则接受者完全拥有占有、控制和使用该实体的权利;同时,未经允许,其他主体则不具有上述相应权利。但是对手机这种智能产品,消费者在购买后并没有获得该手机的完全使用权限,因为其生产企业,甚至企业背后的政府或其他主体,可通过硬件或软件后门对手机实行远程控制。也就是说手机卖给你了,但企业仍然是手机的主人,甚至是手机的真正主人。这也是手机这种高智能产品与普通产品(如锤子)的重大区别。据此,可以把智能手机定义为:一种携带方便、具有多种功能的智能型人造物;而智能手机技术则可以定义为:关于智能手机的研发、生产、销售和使用的活动。

二、智能手机技术社会性的表现形式和生成机制

1. 智能手机技术社会性的内涵和表现形式

关于社会的概念,从描述意义上可分为广义与狭义两种。广义的社会指的是一种人与人或人与社会的互动关系。社会学家齐美尔在《社会学的问题》中指出:“在大量个人进入互动的地方,社会才存在”。[9]它包括了人类社会的各个方面,如经济、政治和文化等。狭义的社会仅指人们生存与发展的社会公共生活领域。本文采用的是广义的社会概念。

技术的社会性(即社会属性)是相对于其自然属性而言的。技术的自然属性是指技术活动所反映出来的人与自然关系的属性,如技术的合规律性、可行性和生态性等;技术的社会性是指技术活动所反映出来的人与人关系的属性。其表现主要有两方面:一方面,技术的产生、发展和应用要受到社会历史条件的制约;[10]另一方面,技术的产生也是为了满足社会发展的需要。技术的社会性具有经济性、阶级性、民族性等特质。[11]

因此,可以把智能手机技术的社会性定义为:人们在智能手机技术的研发、生产、销售和使用过程中所反映出来的人与人、人与社会关系的属性。具体表现在如下几个方面:(1)智能手机技术延伸了人的感觉器官、神经系统和大脑的功能,增强了人的感知和思维能力。智能手机不仅是人们的千里眼、顺风耳,还通过物联网自动“感知”各类设备信息。同时,通过融合人工智能算法,智能手机成为了人的“第二大脑”,在居家、出行、娱乐、社交、工作等领域实时自动发出相关指令,辅助人们拟定相关安排。(2)智能手机技术拓展了人与人交往的时空边界,提高了工作效率,增添了生活情趣。人们通过网络化的手机平台可以随时参与各种丰富多彩的活动,如通信、支付、购物、网页浏览等,扩展了人与人、人与物之间的时空边界,极大提高了人与人、人与物之间交流的自动化程度和效率。(3)智能手机技术的多元主体性展现了人与人关系的复杂性。智能手机技术所有权让渡的不完全性决定了智能手机具有同时被多个不同类型主体占有、控制和使用的可能性。这里可能的主体有:手机智能技术的开发者、所有者(如企业或与企业利益相关者)、销售后的所有者、使用者、相关应用程序的开发者、所有者和使用者等。这些多元化的主体都有可能通过硬件或软件后门监控手机的运行,而这些主体的目标和意向可能不同,甚至相互矛盾或冲突,这就反映了人与人关系的错综复杂性。

智能手机技术的社会性可分为内部社会性和外部社会性。内部社会性是指智能手机技术在研发、生产和销售过程中实现的社会性,如国家性、经济性等。其外部社会性是指智能手机作为一种携带方便的移动终端,在使用过程中实现的社会性,如观念引导性等。其中,内部社会性融入到智能手机的研发、生产和销售之中,在使用阶段难以更改;而外部社会性是后来附加上去的,基本上是由对智能手机的不同使用决定的:不同的主体可以利用智能手机宣传不同的社会文化。

2. 智能手机技术社会性的生成机制

智能手机技术社会性的生成过程就是其社会性在智能手机技术的研发、生产、销售和使用等各个环节的渗透过程。首先,在设计阶段,技术主体的目标和意向指引手机的设计,在设计中嵌入技术主体的价值目标,使之更好地为技术主体服务。其次,在生产阶段,制造者依据设计蓝图对手机的各要素(如智能要素、实体要素和过程要素等)进行适当、有效地整合,形成一定的技术结构(即手机产品)。显然,这一生产过程必须贯彻设计阶段的目标和意向。再次,在销售阶段,产品的销售过程一方面是对手机品牌背后承载的文化符号和价值理念的传播,另一方面也是实现其经济效益的重要方式。最后,在使用阶段,由于智能手机技术的多元主体性,决定了其使用目标和意向的多元性。一般消费者用于通信、娱乐、学习和工作,企业用于广告的精准推送,政府(或政党)用于主流价值观的宣传等。

三、智能手机技术社会性的实现路径

技术主体通过智能手机技术的意向性、移动性和所有权让渡的不完全性对智能手机的软硬件进行调控,以实现其相关的国家性、政治性和经济性等社会属性(属内部社会性);同时,智能手机作为一种携带方便的具备多功能性的移动终端,也是一部高效宣传社会文化的媒介,体现为观念导向性(属外部社会性)。

1. 国家性的实现路径

智能手机技术的国家性是指智能手机在设计、生产、销售和使用等方面为国家或政府服务的属性。主要表现在两个方面:一方面,政府通过与企业合作可以凭借手机软件或应用程序的使用获取大量相关信息,再通过大数据挖掘和智能算法等方式得到相关风险提示,有助于维护国家安全,保障人民群众的根本利益。在当前我国新冠肺炎疫情“外防输入、内防反弹”的严峻形势下,基于我国地域广阔、人口数量大、部分地区人口密度高等特点,为了快速应对疫情,在政府引导、企业参与下,搭建了“健康码”“大数据行程卡”等疫情防控小程序。这些程序搭载在智能手机上,每一个手机用户进出各类场所必须扫码登记,便于各个省、市、县、村或社区对人们的出行管理。这些措施大大提高了我国面对突发事件的应急效率,保障了我国人民的生命健康安全。另一方面,智能手机技术一旦被一些别有用心的企业控制,那么该企业(或与其利益相关方)就可能运用该技术所有权让渡的不完全性,非法监控、盗取人们的邮件、聊天记录、视频照片、文件等私人信息,从而可能严重侵犯个人隐私,并威胁到国家的信息安全。“斯诺登事件”的发生就说明这种侵犯和威胁是现实存在的。

2. 经济性的实现路径

智能手机技术的经济性在于提升企业的经济效益,促进社会经济发展。首先,企业在设计阶段可以对手机硬件作出调整,以影响消费者的选择范围和购买决策,提升其利润空间。以手机内存设计为例,从最早的16GB、32GB和64GB到现在将近1TB的版本,新款手机容量呈现持续向上增长的趋势。理论上企业可以提供给用户更多的选择,但实际上企业在设计过程中往往通过取消32GB的版本,仅支持16GB、64GB和128GB(甚至更大容量的内存)来引导消费者选择更贵的机型,从而使手机销量和企业利润大幅提升。其次,企业在设计时往往会将手机的耐久度按照一定的周期减损,从而控制手机的使用寿命,促进新品的销售。如一台手机的核心部件的预期寿命往往被设计为3-5年,相应的材料和工艺也会被严格控制。再次,手机企业可以通过设置手机应用商店限制人们对应用程序的使用,并对部分应用程序实行有偿使用政策。这样,既增加了一部分应用程序企业的经济收入,也使手机企业因此获取额外的中间费用。最后,企业(或其利益相关方)可以利用手机软件和应用程序,获取用户相关信息,采取相应行动,以维护经济安全,提升经济效益。如国家或政府能够通过企业监控手机的操作,打击金融诈骗、赌博等经济犯罪行为,从而维护经济安全,防范经济风险;对于手机应用程序企业而言,可以通过所有权让渡不完全性收集用户偏好、以及生活习惯等信息,实施商品广告的精准推送,从而提高商品销量,创造更大的经济效益。

3. 观念引导性的实现路径

基于智能手机技术的多功能性和移动性,智能手机成为思想观念传播的重要工具。一方面,智能手机的软件设计有较大的弹性和张力,人们能通过各类软件平台接收不同的思想观念,从而使智能手机技术具备了承载多元价值观的能力。同时,许多应用程序借助智能算法还实现了精准化、智能化、定制化的信息推送,极大地增强了其观念引导的效能。另一方面,手机硬件提供了多种渠道(如声音、图像和视频等),以更生动地实现价值观传播的功能。现在,各国政府或政党都认识到了智能手机技术在观念引导中的重要作用。一方面利用各种新闻应用程序及时推送政府或政党的相关政策,或有利于政府或政党观念的新闻;另一方面通过各类学习应用程序加强对主流价值观的学习引导。这类推送和引导,充分利用了手机的移动性、便携性和智能性,扩展了观念引导的时间和空间,极大提高了观念引导的有效性。

参考文献

[1]国家新闻出版署第十八次全国国民阅读调查成果发布[DB/OLT.

[2]芬伯格技术批判理论[M].韩连庆、曹观法译,北京:北京大学出版社,2005,3-21.

[3]伊德技术与生活世界一-从伊 甸园到尘世[M] .韩连庆译,北京:北京大学出版社, 2012,1.

[4]舒红跃技术与生活世界[M].北京中国社会科学出版社, 2006,3.

[5]秦艳华、路英勇.全媒体时代的手机媒介研究[M]北京:北京大学出版社, 2013,18.

[6]匡文波手机媒体概论[M].北京:中国人民大学出版社,2012,17.

[7]Goggin,G. Cell Phone Culture.Mobile Technology in Everyday Life[M].New York:Routledge Publisher,2006,2.

[8]中国互联网络信息中心等.第47次中国互联网络发展状况统计报告[DB/OL]

[9]Simmel,G. On Individuality and Social Forms[M]. Chicago:The University of Chicago Press, 1971,23.

智能化工程技术论文篇(6)

关键词:智能化技术;理论基础;电气工程;自动化控制系统

我国经济发展的速度推动电力行业的发展迅速,以电气工程的发展最为突出,鉴于早期科学技术的不完善,电气工程自动化控制系统存在很多缺陷,因此在电气工程中引进智能化技术,是对电气工程自动化控制系统的更新和完善,可以充分有效的提高电气工程的工作效率以及工作效果。

1 智能化技术在电气工程自动化控制中的理论基础

人工智能是以计算机为主体,理论基础包括控制论、生物学、信息化、自动化、医学、心理学、仿生学以及数学逻辑,是一门综合性科学[1]。智能化技术的实质是进行开发和研究人工智能理论,是对人的智能进行充分的延伸并合理科学模仿的新兴科学技术,充分研究后制作出的能够细微模仿人类智能的机器人。电气工程是现代化发展下广泛应用的生产技术,以研究设备的自动控制、与电气工程运行相关的系统、对电子电气的技术研制、信息的收集与有效处理、计算机电子应用等为主要的研究方向。智能化技术与计算机技术相互结合在电气工程中的应用,使工程的投入成本减低,控制人员的工作压力减轻,合理配置了人力资源,总体的工作效率大大提高。

2 智能化技术在电气工程自动化控制应用中的优势

(1)智能化函数近似器的应用优势。采用遗传算法、类非线形函数近似器的人工智能控制器对整体的了解更加清楚,对控制战略里综合性的开发具有促进效果,职能控制器的函数比常规的函数估计器。具有优越性;(2)技术调整可以提升函数性能。设计控制模型时会出现不确定因素,智能控制器可以根据参数变化、非线性因素实现调整,提升自身的优越性能;(3)智能化技术便于调节。人工智能控制器在没有专家指导时也可以针对响应数据进行自我设计,设计的依据是相应的语言信息。

3 智能化技术在电气工程自动化控制中的应用

(1)实现了电气工程的设计优化。传统的电气工程自动化控制需要人工根据经验和实验数据对电子设备进行不断地设计更新,设计方案的达标率受设计人员的自身经验和掌握电气、磁力、电路知识的影响较大,修改难度大。智能化技术中遗传算法的引进,在减少设计时间的同时,保证了设计方案的使用性能和质量;(2)诊断电气工程故障。智能化技术的引进使得诊断变压器故障的方法精确而简便,通过对变压器渗出的油脂进行化学分解得到一种气体,通过气体判断出变压器故障的大概出现范围,在这个大概的范围内排查,迅速找到故障的变压机器后对发生故障位置检查并修理。智能化技术的应用提升了诊断速度、维修速度和维修效率,使故障对工程的影响得到有效控制,减少经济损失的同时提升经济效益;(3)智能控制。智能化技术在电气工程自动化控制汇总应用,对实现电气工程自动化控制的、自主化、自动操作化、高效化以及远程化有积极作用。智能化技术对电气工程自动化控制的实现通过专家系统控制、模糊逻辑、神经系统控制。1)智能技术在专家系统中的应用。专家系统是以人类相关专业的专家的专业水平为依据,有效运用数字模型来准确表示难度较高的计算机程序的系统。建立与专家经验相关的数据库和人类相似判断的推理程序是专家系统的关键。专家系统的工作原理:计算机根据遇到的难题在数据库中搜寻相似问题,对相似问题的数据分析推理,找出适合解决问题的最优方法。专家系统在对电压进行归类、电力系统的恢复、电网调度方面应用较广泛;2)智能技术在模糊逻辑中的应用。模糊逻辑可以模拟人类的思维方式,以人类心理学为基础,结合有效的数学函数,通过模糊集的方式揭示人类心理变化发展的过程[2]。模糊逻辑应用于电气工程在数学建模比较模糊时及电力工人对系统故障模糊时,有效的统计和分析数据,根据分新出的数据确定预测系统障碍操作和分配方案;3)智能技术在神经网络的应用。经网络系统指一种计算机程序模拟人类的神经系统对网络信息进行传输和处理。该系统有和人类相似的逻辑思维能力。神经网络系统在电气工程中的应用是:该系统通过分析系统静态和动态的安全度、建立谐波模型,实现对障碍进行检测与诊断、对电力系统的实时监控;4)智能技术在遗传算法中的应用。遗传算法在电气工程中的主要应用是选择电气信号的最佳采样率、对输电系统中电容的控制等方面。

4 智能化技术在电气工程自动化控制中有重要的应用意义

(1)促使电气工程自动化控制的统一。智能化技术在电气工程自动化控制中的应用,使得模型对于复杂问题的失控状况有效避免,智能化技术控制电气工程的相关数据和设备,促使实现各设备控制性的统一,电气工程自动化的服务质量得到改进,工作的效率也得到提高;(2)电气工程系统控制水平提高。智能化技术的应用使电气工程自动化系统的控制水平得到提高,智能化技术可以对电气工程自动化控制系统中的安全隐患及时做出信息反馈并进行预警警戒,还对电气工程自动化程序的设备相应的系统数据进行控制,实现了重大问题的规避,使电气工程自动化控制水平提高;(3)自动化控制模型有效简化。电气工程的自动化控制的实现是通过建立复杂的控制模型。很多情况下,设备的控制实际操作过程中出现与模型不统一情况,可以通过电气工程自动化控制的自身调节得到错误更正,但是真正的自动化操作中会出现意想不到的状况,对电气工程中自动化控制有影响,智能化技术的应用在一定程度上规避了这种复杂情况,保证了自动化控制的准确性。

5 结语

综上所述,随着科学技术的不断进步,信息技术的不断更新发展,智能化技术在电气工程自动化控制中会得到更加广泛的实用,可以实现电气设备自动化控制能力的强化,电气工程的发展速度有效提高,电气工程的安全性和高质量增强,保障电气工程的健康发展。未来的电气工程自动化发展,需要技术人员不断地探索和创新,创造更加先进的智能化技术,推动电气工程自动化新的发展。

参考文献:

智能化工程技术论文篇(7)

论文关键词:智能建筑 系统论信息论 可持续发展 人本论 产业链

20世纪60年代中期,世界建筑业启动了新一轮的发展,建筑物单体的高度与体量急骤增加,二、三百米的超高层建筑,单体超过10万平方米的大型建筑已十分普通。建筑物规模的增大与工程建设的技术难度不仅体现在高度与面积上,建筑物的多功能使用(同一幢建筑物内分层区具有办公、酒店、商场、公寓、娱乐等使用功能)。各类使用者对建筑物的服务要求多样化与服务性能日趋提高,越来越重视生活条件与环境的舒适性、与社会和人际沟通的便捷性、生存空间的安全性、设施服务的完善性、管理组织的严密性等。在解决这些复杂难题的过程中逐步形成了智能建筑的概念。

1智能建筑的理论体系

长期以来,对智能建筑是否存在理论与学科特征,一直未能形成比较一致的认识。有些人士认为智能建筑就是把计算机、控制及电子设备运用于建筑物,只是高新技术的综合应用而已,并无理论可言。

然而,笔者认为经过二十年的实践,智能建筑已不如早期那么神秘朦胧,在长期的建设、应用与管理中,已经凸现其深层的特征,有必要对此进行探讨。图1所示为智能建筑理论的结构,下面将分别进行阐述。

a.应用对象层。智能建筑为人类活动提供信息化、自动化的工作和生活场所,它的应用对象就是建筑物的使用者、管理者与服务提供者。

b.特定功能层。只要是按现代化、信息化运作的机构所在地都有智能建筑的需求,因此智能建筑早已不是办公建筑的专利,公共建筑、住宅建筑、工业建筑、军事建筑都可以按智能建筑建设。近十年来,中国与全球一样建成了大量智能型的办公楼、酒店、体育场馆、会展中心、医院、学校、法院、图书馆、剧院、博物馆、机场、车站、住宅、电子厂、食品厂、化工厂、发电厂、军营、应急指挥中心等建筑物,这些建筑物在世界的经济与社会中起着极为重要的作用。在这一层面上,智能化系统功能需求与设备配置往往受建筑物个性、建设目标,管理模式和投资力度的影响而有较大的差别。

c.应用技术层面。这是智能建筑的技术基础,由通信网络技术、智能控制技术、信息处理技术和综合管理技术等组成。在这些技术领域中,最新的技术成果及其形成的装备会以最快的速度应用于建筑业。如在5年前,当软件工程界刚开始讨论中间件技术时,市场上立即推出了采用中间件技术的智能建筑系统集成软件IZ BMS集成化智能建筑管理系统)。又如当工业以太网技术出现突破,随即出现了基于工业以太网的楼宇自动化系统。

d.基础理论层。虽然从表面上看,智能建筑嵌人了许多令人目眩的五光十色的技术,但实质上智能建筑并不仅是新技术的综合与新装备的组合,而在其深层次中是有基础理论的支撑。

1945年奥地利人贝塔朗菲创建系统论形成了“系统哲学”,这是把世界看作一个巨大组织的机体主义世界观,它包括了系统本体论、系统认识论、系统价值论和系统方法论。系统理论的概念(等级秩序、渐进分化、反馈、开放等)与方法(图论、集论、控制论、对策论、排队论等)是智能建筑总体设计与工作流程规划中的重要工具。

美国人香农在1948年奠定了信息论的理论基础,使人类传统的科学从以材料与能量为中心的体系,转变为以材料、能量与信息为中心。当建筑物的智能水平日益提高后,人们已不满足仅在通信信道容量、噪声抑制、数据加密上应用信息论,而需要进一步通过统计及随机过程的分析来讨论语义分析、信息的嫡的应用。

“以人为本”在如今似乎已成为一句时尚的语句,但在智能建筑的功能设计与运行管理中,如果缺乏针对使用者与管理者的工作和生活便利考虑,缺乏以人机工效学对人机界面、机器与人的共享空间的设计,缺乏在智能化、数字化环境下对不同职能与层次人的行为处理分析和对策,那么任何再先进的智能化系统也是失败的。

智能建筑不仅仅是当前高新技术的尽情应用,而且必须从可持续发展的角度对建筑物的一切进行考量:设备与材料的环保、系统运行方式的综合能效设计、建筑物节能模式的选择、建筑物管理的组织结构设计,都需要从有利于协调“自然·社会·经济”关系,提高“人口·资源·环境”可持续发展的水平来考虑。这些工作要有助于建立7项工作:选择资源节约型的经济体系、推进社会公平化的社会体系、重视提高国家综合实力的科技体系、保持自然生产能力的生态体系、促进环境质量提高的环境体系、提高国民整体素质的人口体系和规范合理行为的政策法规体系。“可持续发展”是我国的基本国策之一,已深人到整个社会。智能建筑自然也在“可持续发展”政策的覆盖之下。

显然,在智能建筑所有的相关领域,以上的理论都在工作过程中起着宏观导向与微观指导的作用。

2智能建筑理论的特征

通过上述分析可见,智能建筑不仅存在理论,而且其理论结构相当复杂,还具有以下三个特征。

a.多目标的优化智能建筑不是机械的技术与设备集合,而是一个大系统,需要多视角地考虑技术、管理、经济、人文、环境等因素的大系统运行目标,并且调动各种手段使系统达到最优的综合目标。即系统的优化目标函数为:S=f

b.多学科的综合这一点是显然的,智能建筑的规划、设计、运行和管理,所涉及的技术,经济、管理以及法律问题,都必须有效地应用各学科的知识成果来解决。

c.多因素的相关性智能建筑与社会信息化、社会经济发展、管理模式、装备技术发展、政府导向等具有十分密切的关系,尽管就表面来看智能建筑仅是一种建设行为与经营管理方法。但是从建筑物的生命周期成本(LCC Life Cycle Cost)(见图2)来看,当某种设备与技术采用后,可改变其生命周期中许多相关的分项状态。

比如采用完善的BA(建筑设备自动化)系统进行照明系统的节能控制(按照度、时间、夜间最低照度、分区等),可以有效降低电耗与照明设备的运行时间,而照明设备因此而延长寿命减少了照明设备的维护更新费用。这可使建筑物生命周期成本中的能耗费与设备更新费用减少。但是要实现这一目标需要设置完善的BA系统,要增加建设的一次投资.同时,降低能耗的效益并不仅仅体现在LCC的图中,它对于广义的环境保护价值更是巨大的。

3智能建筑工程实践的分析

近年来,随着中国综合国力的增强,全国各地的智能建筑热潮有涨无退。由于我们已经历了较长期的探索,在工程建筑中有许多成功的经验,也有不少失败的教训,无论是建设方/业主,工程技术人员,还是物业管理人员,都逐步趋于成熟。因而最近起步建设智能建筑的地区(暂称为后行地区),往往可以比北京、上海、广州等先行开发建设的大城市(暂称为先行地区)有更好的建设效果。我们将之称为后发优势,见图3

智能化系统工程先行地区由于一开始处于探索前进的过程,不可避免地在早期建设中存在着各种过份的行为(控制论中称之为超调),随后又出现因失误而放弃的行为(称之为振荡过程),最后趋向于合理的装备与功能水平。而后行地区由于可以借鉴先行地区的经验与教训,可以比较合理稳妥地确定自己的智能化系统工程建设目标与行为,虽然起步稍迟,但最终可以与先行地区趋向于同样的建设效果,而他所化的代价则比先行地区要小得多(如早期智能住宅小区建设成本高达230元/mz,而近年来则在60元/mz左右,而且装备的性能与质量更好)。

4智能建筑已经形成产业链

建筑业是中国经济发展的重要抓手。中国经济发展的历史与现实清楚地告诉我们,国民经济状态上升建筑业必然兴旺,建筑业发达了,国民经济必然形势大好。中国近年来持续的经济增长其中就有1---2个百分点来自建筑业贡献。

随着中国城市化进程的加快,全国的基本建设规模不断增大,北京市2008年的奥运会与上海市2010年的世博会,大大刺激了建筑业发展,智能建筑与智能住宅小区则成为建筑业的精品。在工业建筑物、民用建筑物、军事建筑物与市政建筑物中的电气设备投资已从上世纪80年代总投资的6%一7%,增长到总投资的10%----18%,并且还在不断上升。与此同时,市场中的各类智能建筑电气设备不仅引进了大量国外先进技术与产品,也推出了一定数量具有自主知识产权的产品。据不完全统计,与智能建筑电气设备相关的国内企业约有6---8千家,智能建筑电气设备的民族企业在稳定成长。目前智能建筑行业,已基本形成了一条稳定的产业链,产业链的各方关系可以用图4来描述。

图中箭头表示各方的相互关系:①提供建筑化系统设备工程与技术服务;②提供智能化系统设备功能信息、设备使用改进意见;③提供产品与设备技术信息;④提供系统设备需求信息与系统设备功能信息;⑤人才与技术的需求与供应。

图4智能建筑的产业链示意图

图4所示的关系中,工作的基础是国际标准、国家标准与行业标准(注:GB/T50314为《智能建筑设计标准》,GB50339为《智能建筑施工及验收规范》)。

5智能建筑应用的发展趋势

随着文明的进步,人们对工作与生活的环境要求不断地提高,建筑物的功能与相应的标准也逐步提升.智能建筑作为现代建设技术的核心,面临着新的挑战。

城市的规模越来越大,建筑群的功能特征日趋明显,出现了中央商务区CBD ( Center BusinessDistrict)、休闲商务区RBD ( Recreation BusinessDistrict)、工业园区、行政中心区、经济开发区、住宅小区等特定功能的区域。现代城市管理必须采用信息化手段对这些区域的建筑群与建筑设备进行综合管理,这对智能建筑提出了新课题。在美国“911”事件之后,建筑物的防灾、减灾及反恐等安全问题凸现,建筑物中的消防、安防、防灾及应急供电等已不可缺少,唯有借助智能化的应用系统,才能使之精准、有效、稳定与可靠地工作。

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