第一篇：智能城市論文國外智能城市建設的啟發論文

本文作者：孫艷艷 單位：北京市科學技術情報研究所國際信息部

美國、歐盟、日本三個地區的智能化建設較為活躍，但是其智能城市的研發和實驗還主要是以電力設施智能化為中心，且停留在局部智能化的第二個水平上。具體來說，有美國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在電力、通信、交通、建筑等城市系統一定程度上實現了智能化，但是各系統間并未統合聯動，所以仍處于第一個水平。隨著智能城市的發展，今后將會出現所有城市系統都實現智能化且互相聯動的第三個水平城市。

歐盟、美國、日本的智能城市建設特征

（一）歐盟政府和企業聯合投資和管理，科研機構和非盈利組織參與其中。歐盟通過2011年10月出臺的《戰略能源技術計劃》確定了25個城市優先發展智能城市，這些城市大力發展低碳住宅、智能交通、智能電網等。2012年7月10日，歐盟委員會實施了“智能城市和社區歐洲創新伙伴行動”。該行動計劃將集成歐洲在新能源、智能交通和信息通訊（如物聯網）等領域的先進技術，在部分城市開展示范項目，包括高效供熱（冷）系統、智能儀表、實時能源管理、零排放建筑、智能交通等，促進智能城市建設。2013年，歐盟委員會將為這些示范項目投入3.65億歐元。此前，歐盟委員會在2012年已投入了8100萬歐元支持能源和交通領域的“智能城市和社區”試點項目。荷蘭阿姆斯特丹市制定了《阿姆斯特丹智能城市計劃》，其運行方式是以埃森哲咨詢公司為項目管理辦公室，主要由阿姆斯特丹創新驅動中心（獨立于市政府、官民共同出資）和里安得公司負責，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實現了電力和交通兩大基礎設施系統的智能化和聯動。2012年，德國舉辦了未來城市智能技術競賽，其中“CloudPower能源解決方案”、“flinc城市‘搭車’交通社區”等五個項目分別勝出，這些項目都是由歐盟各大公司負責研發和實施的，對建設智能社區和智能城市將起到很大的推動和示范作用。

（二）美國以企業為主力，智能電網項目居多。美國的智能城市的實驗項目與其說是構筑智能城市，不如說是多以各電力公司為中心的智能電網項目，與各個州的關系并不密切。位于美國科羅拉多州的博爾德市，憑借其影響范圍達4.5萬戶家庭的智能電網一期項目被譽為智能型城市。該項目由市政府和XEL能源公司合作完成，并由市政府向市民提供免費服務。施工單位向每戶家庭免費提供一臺帶有互聯網接入裝置的智能電表及其他必要設備。借助這些裝置，市民不僅可任意監控用電量，還可以登錄XEL公司的網站查詢自家的詳細用電情況統計表。此外，智能電網采用了優化的“存儲——供給系統”以及雙向交流網，有利于提高電力供給的可靠性。發現故障區域并立即維修也變得方便。美國能源部從2009年9月開始與迪比克市聯合實施智能城市建設項目，目標是實現自來水、交通、電力和燃氣基礎設施系統的信息化以及各個系統間的相互聯動，通過對各種數據的收集、整合和分析為市民提供優質服務。目前該項目正處于第一階段，在各個家庭中安裝自來水和電力智能表，以減少水和電的消耗，項目主要由IBM和阿聯特能源公司負責。

（三）日本政府主導，企業是主力軍，政府支持企業走出國門。日本政府將智能城市建設與新能源推廣事業緊密結合在一起。日本經濟產業省在2010年4月認定橫濱市、豐田市、京都市和北九州市四個城市為智能城市示范點，同年8月四個城市分別制訂了為期五年的智能城市實驗計劃，主要是引入將電力、熱能、廢棄物等統合起來的能源管理系統，其運營主體是以各個市政府為中心，能源公司和能源相關公司參與其中的混合團隊，參與其中的公司多是與當地經濟密切相關的企業。當前，日本智能城市建設主要是向節能和環保方向發展。據日本IT專業調查公司IDCJapan調查、分析認為，到2015年與智能城市建設相關的日本IT市場規模約為5352億日元，2020-2030年期間，原有社會基礎設施將迎來功能老化的高峰期，為了對其進行更新換代，以電能和天然氣等能源為主的智能綠色網絡也將在2015年以后迅速發展。日本企業緊緊抓住這次商機，積極參與計劃研發和產品推廣，成為日本智能城市建設的主力軍。東芝公司近期計劃在大阪附近建設一座智能化的樣板城市，都市內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，使節能效果達到最佳狀態。同時日本企業還積極參與其他國家智能城市的建設開發，搶占國際市場，比如日本企業已經與中國的大連、天津達成智能城市建設合作協議。日本政府則全力支持企業參與國際競爭，經濟產業省已經撥出上百億日元的專款支持企業的國際商業合作項目。日本還經常舉辦與智能城市有關的展覽會，提高日本在國際智能城市建設市場上的影響力。

對我國的啟示

（一）智能城市建設要明確中央和地方各自的職責。我國智能城市建設多是由地方政府、電信運營商，國外大型企業合作開展的，缺乏統一規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。要發展智能城市，國家的統籌規劃是必不可少的，中央政府應發揮指導作用，根據各地的特性，樹立智能城市建設的示范，制定具有指導性的行動指南并推動關鍵技術的標準化進程。正如美國的能源部和日本的經濟產業省，他們都是有目的地參與前期的智能城市建設項目，為建設智能城市好做充分的調研。而地方政府在建設智能城市中要起到主導作用，把握當地企業和市民的需求，制定出最適合本地發展的智能城市發展戰略，并將參與智能城市建設的企業和居民納入智能城市建設體系中。要建設智能城市，實現城市整體智能化，首先要實現政府、企業、國民間的相互聯動，建立良好的溝通渠道和交流機制（如圖1所示）。

（二）智能城市建設要與低碳環保和新能源推廣事業結合起來。智能城市最重要的目的就是實現低碳社會，所以智能城市建設要與低碳環保和新能源推廣事業結合起來。歐盟和日本都突出了這一點，日本的四個智能城市都通過在家庭、社區和企業推廣新能源并革新能源管理方法來有效推動智能城市的建設。

（三）智能城市建設需循序漸進，不能一蹴而就。智能城市的建設是一個長期過程，需按部就班，循序漸進，應先從關注一個城市的子系統開始，等各個子系統運作成熟，實現智能化后，再擴展廣度。目前，智能城市建設在世界范圍內都未形成規模和成熟的范例，發達國家一般首選一兩個城市進行示范后再普遍推廣。中國作為世界智能城市建設風潮的跟進者，更沒有比較成熟的成功經驗。2011年是我國智能城市建設的初始年，北京、上海、天津、大連等多個城市都有智能城市建設項目，但這種缺乏統一規劃、自發式的、遍地開花式的智能城市建設項目從一定程度上暴露出個別地方政府的盲目性。我們應該從本國國情出發，加強頂層設計，循序漸進，不能一蹴而就。

第二篇：城市智能交通系統的論文

論文常用來指進行各個學術領域的研究和描述學術研究成果的文章，簡稱之為論文。它既是探討問題進行學術研究的一種手段，又是描述學術研究成果進行學術交流的一種工具。城市智能交通系統的論文，我們來看看。

摘要：先進的交通信息系統（ATIS）是智能交通系統的重要組成部分。本文的研究內容是ATIS在我國的結構方案。該文首先分析了交通信息系統在我國的發展情況，闡述了城市交通信息系統的重要性。在總結了國外近年來有關交通信息系統的開發和研究成果后，結合我國在行政管理方面的實際情況，提出了城市交通信息系統的結構方案：一個核心即交通信息中心，交通管理、電子收費、交通誘導、交通信息服務、地理信息、緊急救援、營運車輛管理、車輛安全輔助駕駛八個子系統以及道路交通管理和車輛管理兩個數據庫，闡述了各子系統的功能。最后，預測了交通信息系統在我國實施后將產生的積極影響。

關鍵詞：智能交通系統城市交通信息系統結構方案

1.國外交通信息系統研究現狀

許多發達國家近年來投入了大量的人力、物力和財力對先進的交通信息系統進行研究、試驗和開發。下面就x洲、x國及日本等一些國家有代表性的ATIS作一簡要介紹。

1.1x洲的代表性系統

x洲的代表性系統有：SOCRATES、EUROSCOUT、Trafficmaster。

SOCRATES是一種有效發揮傳統的蜂窩無線電話的基礎設施（地面站）的作用，使交通指揮中心與行駛中車輛進行雙向通信的系統，它的下行線路可通過“廣播方式”向行駛在各種地面站的網絡內的裝有SOCRATES車載裝置的車輛提供道路交通狀況的詳細數字信息。上行線路利用多頻存取協議經過基地臺向交通指揮中心發送信息。

EUROSCOUT是以紅外線信標為媒體的動態路線引導系統。車輛和信標間的紅外線通信是雙向進行的，汽車就變為一個探頭，將旅行時間、排隊等候時間及OD信息等交通信息數據傳輸給中央引導計算機。

Trafficmaster是以倫敦為中心的廣范圍高速公路使用的系統，采用傳呼機網絡提供交通信息。收集高速公路交通狀況數據的傳感器向前后方向發出2條紅外線光束，并根據各光速在車上的反射波時間差檢測車輛的速度。

1.2x國的代表性系統

x國的代表性系統有：TRAVTEK、ADVANCE、FASTTRAC。

TRAVTEK以實時路線引導和服務信息系統實用化為目的，由交通管理中心、信息與服務中心、裝有導航裝置的車輛組成。交通管理中心進行道路交通信息的收集、管理及提供，同時還進行系統運行所必需的信息管理和提供；信息服務中心收集觀光設施、旅館、飯店等為對象的各種服務信息；車載導航裝置由車輛位置測定、路線選擇及接口3種功能構成，可顯示交通堵塞地段、事故及施工等信息的奧蘭多地區的地圖、按駕駛員需要進行的路線引導及提供服務的文字信息等。

ADVANCE通過電波的雙向通信直接將車載導航裝置和交通管制中心連通，導航裝置由接觸式屏幕、顯示器及導航計算機構成。一輸入最終目的地便可利用最新交通信息計算最佳路線。路線引導是采用聲音合成及用顯示器上的符號指示的形式。

FASTTRAC是把先進交通管理系統（ATMS）和先進交通信息系統（ATIS）技術組合在一起的ITS項目，它計劃進行使實驗車輛與信息控制方式統一的試驗，亦即根據車輛測量的等候時間等使信號控制和綠色信號實現最佳化。

1.3日本的代表性系統

日本的代表性系統有VICS和ATIS。

VICS中心通過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、所需時間信息、交通障礙信息、交通管制信息和停車場信息5種。

ATIS是先進的交通信息服務系統，它的通信媒體是電話線路（無線、有線）。交通信息利用者通過車上裝載的導航裝置或自己家及辦公室的微機，可按需要接收多媒體的地圖信息和文字信息。

2.交通信息系統結構方案

信息系統的本質是通過高新技術的有效應用，使得對各種決策（包括交通戰略決策、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在系統中有效流通，提高決策的科學性，引導合理的交通行為，達到最大限度地發揮已有交通設施潛力的目的。

為了實現智能化控制交通的要求，收集相關的實時可靠的交通信息是交通信息系統的前提和基礎，然后根據不同交通管理與控制的目的和要求，進一步分析、傳遞、提供信息。信息流程見圖1。

出行者所關注的信息大致包括3個方面：對“出發前”移動計劃有效的信息、對“駕駛中”在道路上移動過程中有益的信息以及對“換乘”火車、客車、民航或輪船等提供乘車方便的信息。

依據出行者的信息需求以及交通管理者和物流業者在經營管理方面的需求，結合我國在行政管理方面的實際情況，確定了交通信息系統結構。

城市交通信息系統包括一個中心即交通信息中心，交通管理、電子收費、交通誘導、交通信息服務、地理信息、緊急救援、營運車輛管理、車輛安全輔助駕駛八個子系統以及道路交通管理和車輛管理兩個數據庫。交通信息系統各子系統功能結構見圖3。

交通管理子系統主要由交通指揮中心提供通過采集的路段、交叉口、高架交通以及城市出入口的基礎數據組織而成的信息。營運車輛管理子系統包括公交和物流管理，公交管理涵蓋出租車和公交車輛的管理，物流管理包含貨運和租賃車管理。緊急救援子系統包括一般性的事故報警以及特殊情況的災害救助。誘導系統含有路徑誘導和停車誘導。部分子系統采集的信息將提供給整個系統共享，通過提供歷史數據和實時可供預測的信息，用以支持出行決策的制定，系統實時地通過網絡查詢對公眾發布交通信息，向各種媒體發布誘導信息。

系統的結構為分布與集中相結合，各子系統分布相對平等，交通信息中心擁有信息整合的共用信息平臺。各子系統完成數據采集、局部運行管理、共享信息整合等項任務。

城市交通信息系統的建設可分階段進行，條件相對成熟的部門可優先發展，建成示范工程，推動其它部門發展。同時，交通信息系統的實用化進程需要各子系統所涉及的各個部門之間通力合作，實現系統的優化建設與運行。系統設計不但要重視系統核心的研究開發，而且要重視與各子系統之間的相互銜接關系，資源共享是交通信息系統的命脈。人類的生活離不開交通，在以人為本的交通規劃、管理與設計中，綜合運用現代信息與通訊技術等手段提高交通運輸的效率是必由之路。交通信息系統在確定了基本結構之后，需要通過進一步的系統設計后，加以實施。

3.交通信息系統的主要媒體和特點

城市交通信息系統中可傳遞信息的媒體主要特點見表1。

表1交通信息系統利用的主要媒體和特點

4.結論

城市交通信息系統必將在今后真正的高度信息通信社會中占有一席之地，交通信息系統也必將在實現高效舒適的交通社會中發揮重要作用。城市交通信息系統未來的實施，必將在居民出行、事故和災害救援以及貨物流通等方面帶來更大的便利，同時，在交通管理方面更加有的放矢、標本兼治，在減少交通出行、降低交通量、減少阻塞、減輕污染、提高服務水平等增加社會和經濟效益方面也將起到巨大的作用。

參考文獻：

1.黃衛，陳里德.智能運輸系統（ITS）概論.北京：人民交通出版社，1999

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5.WilliamA.Perez,GaryA.Golembiewski,DeborahDennard.ProfessedWillingnesstoPayforTravtekFeatures.IEEE-IEEVehicleNavigation&InformationSystemsConference.1993

第三篇：智能公交論文

城市智能公交系統

城市公交具有運載量大、運送效率高、能源消耗低、相對污染少、運輸成本低等優點，優先發展城市公交是提高交通資源利用效率、緩解交通擁堵的重要手段，也是世界各國公認的解決大、中城市交通問題的最佳策略。在我國大力發展公共交通的政策導向下，公交系統的隊伍逐漸壯大，需要通過信息化的手段去管理；公交智能化運營管理系統作為大力發展公交的產物，是“綠色出行、公交優先”得以實現的技術保證。國內已有許多城市部署了公交的智能化系統，但綜合來說，與國外發達國家和地區相比，仍然存在較大的差距，如系統功能相對簡單化、歷史數據挖掘能力不足、乘客信息服務能力薄弱等問題，難以滿足交通管理部門對公交運營調度和公交優先的要求，與廣大乘客對優質服務的強烈需求有一定的距離，導致了公交系統的魅力和親和力的降低，不利于公交優先的推廣應用。

技術先進、運行高效、可靠實用的城市智能公交系統，可以充分實現“人一車一站一道”的一體化、智能化的監控、調度、管理與服務，將公交優先、合理調度、快速上下、安全舒適、優質服務等特點完全地發揮出來。城市智能公交系統綜合運用智能識別、短程通信、網絡通信、控制、信息處理等技術，集成城市ITS大系統，動態獲取信息，對車輛進行實時動態定位；充分運用車輛監控、信號優先等智能交通技術，對停車場、車站進行可視監控，建造“站車道”一體化公交管理體系，實現了公交優先、合理調度；建立先進的售、檢票系統和準確、方便的BRT公交信息服務系統，方便乘客快速上下、安全舒適，為其提供人性化服務。

城市智能公交系統是一項涉及眾多組織協調合作、各子系統協同工作、實時調控的綜合性系統。系統的結構框架決定了智能化運營管理系統的技術應用和相關信息需求。

一、公交智能化運營管理系統

主要包括10個子系統，智能調度子系統、運營監控子系統、視頻監控子系統、統計分析子系統、企業信息管理子系統、計劃排班子系統、通信子系統、信號優先子系統和乘客信息服務子系統。為了使各子系統協調一致地工作，需要將各個智能子系統進行有機集成。實現有線／無線網絡、數據一語音一視頻、各類電子設備、人一車一站一道(路口)的一體化監控和調度、企業業務一資金一數據三流合一的有機集成。

1智能調度子系統是整個系統的核心，它溝通了各外場設備與調度管理中心的聯系并且負責對交通、氣象環境等數據的實時收集、處理，通過外場誘導顯示設備發布公交信息，同時根據實時發生的突發事件(交通事故、道路阻塞、車輛事故、求助報警等)做出迅速的反應。

2運營監控子系統實現對公交線路運營情況的實時監控和歷史查看。通過地理線路和模擬線路提供線路中運行車輛的實時狀態信息，為線路發車調度、車輛違規違章監控和處理，以及設備運行狀態監視提供實時、直觀和易操作的平臺。同時具有公交行車路線的歷史查詢和軌跡回放等功能。

3乘客信息服務子系統是依托多媒體網絡技術，以計算機系統為核心，以站臺和車載顯示終端為媒介向乘客提供信息服務的系統，通過本平臺向路口站臺發送相關的乘車、廣告、公告信息，并在路口I。ED屏上顯示，使乘客能實時了解乘車動態。LED屏具體的顯示信息包括：當前日期和時間、當天天氣、各線路距離本站站數信息、意外臨時停靠站臺的其他公交線路信息，乘客提示信息或公益信息。

4企業信息管理子系統對企業人力資源、車輛信息、票務以及日常的文檔等進行綜合管理，實現辦公自動化，優化企業業務流程，提高企業管理效率。

5計劃排班子系統的主要功能有計劃管理、人車關聯管理以及發車時刻表和勞動排班的制訂和管理。通過計劃管理，對發車時刻表的制訂設置約束條件，從而獲得更加嚴謹的發車時刻表，結合人與車之間的關聯關系，生成配車配班表，也即勞動排班表，以及考慮大型活動和節假日對公交系統的運營帶來的影響，制訂應急預案。6統計分析子系統對運營過程產生的數據進行分析，可作為運營規劃輔助、智能調度等子系統制訂相應方案的依據。

7信號優先子系統是相對獨立的子系統，目前在快速公交(BRT)智能化系統中的應用居多。在BRT線路上實行公交優先是實現BRT系統高效、安全、平穩運行的前提，信號優先是BRT系統實現快速公交的重要技術手段。信號優先技術必須能同時實現BRT車輛在空問和時間通行權上的優先。空問上的優先可以通過設置公交專用道或分道器來實現。時間上的優先也即信號優先，是指交通信號系統對BRT車輛在“時間”上給予的優先，它主要體現在：當BRT車輛行駛到十字交叉路口附近時，交通信號系統識別到車輛并判斷車輛的運行方向，為BRT車輛提供優先通行信號。

二、公交智能化運營調度指揮系統

智能公交運營調度指揮系統從技術上主要是采用GPS、GIS、GPRS／CDMA、視頻監控技術進行車輛定位、動態跟蹤，實現公交車輛運營調度、指揮、監控的自動化，同時以計算機代替繁雜的手工記錄工作，真實、快速、精確地進行運營指標、數據的統計分析，實現公交運營生產的智能化、現代化管理。運營調度指揮系統體現了BRT的核心業務，是整個智能系統中實施最困難，也是最關鍵的一部分。運營調度系統需要利用車輛定位和通信系統、視頻監控系統、信息傳輸系統實現車輛的動態跟蹤，從而為調度員把握車輛狀態、進行車輛指揮調度服務。同時，運營調度指揮系統也可以為乘客信息服務系統提供車輛到站和預測信息。

運營調度指揮系統一般需要實現以下業務環節：

(1)計劃編制。根據歷史數據和客流分析，確定行車計劃的發車時刻表，制定配車指標和發車指標，根據指標制定行車計劃．結合每日的可用車輛和人員資源制定當天的配車排班表。

(2)勞動管理。按照營運指標管理和配置線路資源，包括車輛和人員的配備，車輛管理和維護。人員培訓、休假和考核。(3)實時調度。包括按照配車排班表自動發車．根據實時獲取的信息，在必要的情況下調度員更改配車排班計劃，手動發車，在緊急情況下提供應急調度。

(4)實時監控。利用車輛識別技術、GPS定位技術、移動通信技術，為實時調度系統提供實時、準確的車輛和線路的營運信息，給調度員提供遠程監控和指揮能力。

(5)統計分析。自動生成各種統計報表，計算和分析各種營運指標，與營運計劃指標進行比較，并對報表進行顯示和打印，為進一步改進和完善營運丁作提供參考。

系統功能(1)信息管理信息管理用于實現業務基本數據資料的分類管理。主要內容包括：人員信息、車輛信息、線路和站點信息、系統設備信息、公司基本資料等。同時能實現新增、清除、變更、查詢、打印等功能，并能與其他系統數據共享。

(2)運營計劃系統能夠根據行車時刻表和線路人員安排進行每日計劃排班，生成排班表，包括車輛排班、司乘人員安排等。支持用戶快速高效地制定、審批行車計劃。但要求編制行車時刻表和日常排班的功能分開設置。

(3)車輛監控主要是利用智能系統的自動檢測能力，發現車輛違規行為，統計車輛運行數據，分析車輛運行狀況，便于調度員做出快速響應。車輛監控基于GIS地圖的車輛運行監控能力，可以實時看到車輛的行駛軌跡、當前位置、瞬時速度等狀態；能夠接收車載機發送到后臺的信息；提供線路簡易圖的方式實現車輛的監控；支持GPS補償功能，實現車輛在GIS地圖上顯示的連續性；可以顯示車輛實時定位信息，如經緯度、時間、速度、方向等；可以顯示車輛的屬性數據，如駕駛員、車輛自編號、車牌號等；可以顯示車輛實時狀態信息，如路阻、車輛故障、事故、報警等。對指定時間、指定范圍的車輛運行軌跡進行軌跡回放，同時顯示軌跡時間的車輛定位信息、車輛實時狀態等。

(4)場站監控場站布設的電子設備和監控設備要實現牟場、車站內部的系統設備視頻監控，可以控制車站上的電子站牌、屏蔽門等設備，通過視頻或計算機實時查看站臺客流。

(5)場站勤務場站勤務系統為場站和站臺的司乘人員考勤、查看班次提供手段，使調度人員能夠掌握當班司、售人員出勤情況，以免由于司、售人員臨時缺勤影響發車；使司、售人113?一j員能夠方便查詢本人下一班何時、何地接班等信息；還能夠為司機向調度中心提出報修、加油請求提供手段。場站勤務需要必要的設備提供支持，一般包括場站計算機、觸摸式信息查詢機、調度指令牌、語音廣播、車輛進出場自動識別設備等部分。

(6)實時調度實時調度系統通過對人員、車輛進行組織，按照編制的運行計劃執行調度，并根據實際發生的需求變化對運行計劃進行實時調整，以滿足運營的需要。運行調度系統應提供實時運營調度、維修調度、加油調度、臨時區間車調度、放空調度、編組調度、直達調度、故障等異常調度等功能；能夠在調度中心實現計算機輔助調度：按計劃自動發車、手動發車、預案發車、應急調度、區間調度，并自動下發調度指令；能夠提供調度員至少調度兩條線路的能力；能夠讓調度員對線路的運行情況做總體直觀把握；能夠提供司機和調度人員信息確認溝通的手段；能夠讓調度員安排登記包車、維修、加油等活動；能夠支持處理車輛故障、事故等突發信息；能夠提供數據查詢功能；車輛運行和調度過程中的動態信息、實際車次匯總信息。

(7)乘客信息服務為乘客提供車輛等待時間、換乘信息、乘車提示等方便乘客出行的一系列服務。系統能夠根據線路車輛運行情況，在電子站牌上顯示車輛所在運營區段，提示車輛到站時間；同時提供多媒體信息服務。能夠實現對即將到達的車輛位置進行預報，通知乘客準備乘車；對線路運營異常狀態向乘客做出通知。在車輛內部顯示車輛在線路中所在位置，為乘客提供乘降提示。為乘客告知站名，預告下站站名，提示乘客乘降。自動進行站名、車輛運行狀態(停站、轉彎)的語音播報；對乘客進行安全提示。

(8)數據統計分析數據統計分析是指對公交企業日常運營業務數據進行收集、傳遞、匯總、加工、整理。然后進行分析和判斷，從而找出相關規律，提供決策依據，服務于運營生產。數據統計分析應用指標對比法、因素分析法、比率分析法、動態分析法等主要技術分析手段，詳細總結過去，科學規劃未來，有效控制公交企業的生產經營活動，不斷提高其經營管理水平和經濟效益。

(9)技術管理預留將來能實現的部分功能，如接收公交公司下達的車輛保養計劃，執行車輛保養計劃，反饋保養計劃的實施情況。對車輛的油(氣)／電消耗情況進行管理。對各類車輛運營故障情況進行處理。隨時進行技術稽查，完成技術稽查報告。檢查司機的各項工作，完成個人考核記錄。

(10)系統管理對系統的設置參數進行管理；對系統的用戶權限設置等方面進行管理；增加軟件的實用性，便于模塊增加和減少。

三、GPS車輛定位及無線通信系統

1．系統概述車輛定位通信技術是BRT智能系統的核心與關鍵技術之一，為了實現對公交車輛的實時跟蹤、實時調度和信號優先，就必須能夠連續、實時、精準地確定車輛的位置。通過集成設計的公交車載電子設備，利用車載設備的智能CPU、總線連接，具備了GPS車輛定位、GSM／GPRS／CDMA通信、乘客上下車電視監控(司機顯示屏)、LED自動顯示前方到站、自動站牌顯示、報站器自動報站、LED動態信息服務及信息下載等功能，是公交運營調度和乘客信息服務的重要支撐。

2．系統功能GPS車輛定位及無線通信系統是實現車輛運營信息采集的主要手段，車輛的合理調度及運營過程控制在很大程度上取決于其定位精確程度。公交車輛定位方式包括連續定位和點式定位。公交車輛定位系統只與智能集成管理平臺直接交互，并通過智能集成管理平臺與其他系統間接聯系。GPS定位技術是目前應用最為廣泛的連續定位方式，其特點是：全球、全天候工作；能為用戶提供連續、實時的三維位置、三維速度和精密時間，不受天氣影響；定位精度高；單機定位精度優于10米，采用差分定位，精度可達厘米級和毫米級；功能多，應用廣；隨著人們對GPS認識的加深，GPS在測量、導航、測速、測時等方面得到廣泛的應用，而且其應用領域不斷擴大。

GPS定位系統在城市智能公交系統中實現以下功能：(1)公交調度GPS接受衛星信號，對公交車輛進行準確定位(位置誤差小于10米)，并通過無線通信手段將車輛相關信息傳送至BRT調度中心，以便調度中心對運營車輛進行調度管理。

(2)跟蹤監視車載GPS終端周期性地發送自身位置信息，并在BRT調度中心的電子地圖上實時顯示其位置、速度、狀態等信息，調度員可以了解全線車輛運行情況并實時發布調度命令。監視界面的電子地圖可任意平移漫游，并且能隨時提取移動目標的檔案資料，方便調度員的監視和調度T作。

(3)存儲回放調度中心服務器能自動記錄車載終端所發送的數據，包括經度、緯度、定位時間、運行方向、速度等，作為運營組織等各項統計數據的資料。通過存儲的基礎數據也可實現車輛運行軌跡的回放功能。

(4)報警功能當車輛超速行駛、行駛路線超出設定范圍或發生火災、搶劫等異常情況時，車載終端可自啟動相關報警設備向司機發出警告并且上傳告警信息，公交調度中心終端同時也在監視車輛的運行狀態，對車輛行駛過程中產生的異常情況自動報警。

四、乘客信息服務系統

1．系統概述乘客信息服務系統是城市智能公交系統的重要組成部分之一。此系統主要為旅客在出行前、出行中、出行后提供靜態和動態的導乘信息。它是為乘客提供快捷的、有效準確的、利于乘客m行的信息系統。乘客信息服務系統包括了所有關于公共交通服務的使用方法、可利用的信息類型以及提供信息的方式，讓乘客了解并方便地使用這個系統。乘客信息服務系統可有效提高公交服務質量、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，充分體現“公交優先、以人為本、和諧交通、服務創新”的現代公交理念，以便使乘客能夠及時、方便地獲取所需出行信息，是提高城市智能公交系統服務質量及服務水平的重要手段。乘客信息服務系統需要在站臺、車上、互聯網上為乘客提供全方位的信息服務，要借助多媒體技術，用語音、文字、圖片等多種傳播方式，及時、準確地為乘客提供所需信息，達到方便乘客m行、吸引出行者乘坐公交、提高企業效益和聲譽的目的。乘客信息服務系統主要完成的功能是用語音、文字、圖像等方式向在站臺候車乘客、車上乘客、所有乘客提供靜態的和動態的信息，信息包括：各線路經過的站點、首末班時間、線路所處的大致地理位置、車輛到達本站的剩余時間、本方向沿線所有車輛的運行位置、換乘信息、到站站名、離站站名、天氣道路緊急情況、當前站點和下一站要到達的站點等

2．系統功能乘客信息服務系統主要提供靜態和動態導乘信息，其主要功能是：為車站、車內乘客提供實時、準確、便捷、高效的線路和車輛運營信息，與其他公交線路的換乘信息，BRT調度中心發布的緊急信息等，方便乘客制定出行計劃和優化出行線路。乘客信息服務系統由站臺信息服務、車上信息服務、互聯網信息服務組成。站臺信息服務，主要是車輛到達預報和提示信息；車上信息服務，主要是報站信息和提示服務信息；互聯網信息服務，提供靜態的車輛運行信息及換乘車次查詢。

(1)站臺信息服務站臺信息服務是乘客信息服務的重要組成部分之一，該服務主要為乘客提供快捷的、有效準確的、利于乘客出行的靜態和動態的導乘信息。

(2)車上信息服務通過語音、文字、圖像三種方式向車上乘客提供信息服務：語音服務通過車載語音報站系統向車上乘客提供預到達信息、到站信息、離站信息、換乘信息等服務，駕駛員人對車廂內外廣播；文字服務通過數字移動電視進行信息發布，通過站節牌進行車輛信息發布；圖像信息服務通過數字移動電視播放媒體信息。

五、數字視頻監控系統

1．系統概述數字視頻監控系統主要對首末站、地面車站現場情況進行實時攝像監視和錄像，并通過網絡將前端圖像傳回調度中心，實現實時監控、監控報警聯動的功能。場站、地面站臺視頻監控通過智能高速球機將采集到的多路視頻信號進行壓縮，傳輸到車站、場站、地面站網絡視頻服務器進行顯示，同時由網絡視頻服務將圖像實時上傳到監控調度中心；調度中心通過工控式視頻錄像服務器對圖像進行實時錄像，通過電子地圖和電視墻選看各車站、場站、地面站臺的情況，還可根據需要同時對監視視頻信號進行回放。車輛視頻監控通過車載錄像機進行錄像，本地存儲，可實時向后臺傳輸。

2．系統功能視頻監控系統主要完成對公交調度中心、各站臺、場站的實時攝像監視和錄像。視頻監控系統主要由車站、場站前端系統和調度中心系統組成，視頻監控系統通過BRT專用網絡進行數據傳輸。車站、場站前端系統通過智能高速球機將采集到的多路視頻信號傳送給網絡視頻服務器進行編碼壓縮，同時通過光纖網絡實時傳送給調度中心。調度中心首先對各個監控點傳送來的圖像進行實時錄像，并通過電子地圖仿真數字矩陣系統將各前端監控點傳輸過來的視頻數據進行有效地管理組織，并為監控人員提供查看、控制和管理監控點圖像的界面。視頻監控系統中心設備主要包括數字視頻矩陣控制器、電子地圖服務器、丁控式視頻錄像服務器、監控工作站等。車站、場站設備主要包括智能高速球機、網絡視頻服務器等。

六、站臺攝像端和中心監控端借助視頻監控系統

(1)監視功能調度中心的管理人員和車站值班員可以實時監視各車站客流、車輛出入站以及乘客上下車等情況，使其能根據現場情況及時采取對應措施，以提高運行組織管理效率，保證BRT系統安全、正點地運送乘客。視頻監控系統的監視范圍為各車站的出入通道、站臺區，其中站臺監視區的監視目標主要是乘客上下車的情況。視頻監控系統可為站臺值班員提供對車站的站臺等主要區域的監視，為調度中心調度員提供對各車站的監視。調度中心調度員可選看全線各車站的任何一個智能高速球機傳回的畫面，站臺調度員可選看本站的任何一個智能高速球機傳回的畫面。

(2)控制功能視頻監控系統采用二級獨立監視和兩級控制的方式，二級獨立監視分別為：調度中心調度員和站臺值班員；兩級控制為：中心級和站臺級。中心級和站臺級的監視及控制相互獨立，平時以站臺值班人員監控為主，在緊急情況發生時，中心調度人員應具備最高級別控制權。操作人員分別通過設于以上兩處的控制設備對任意一臺智能高速球機的焦距、方向進行獨立選擇控制。智能高速球機視頻信號疊加時間和攝像區域信息后分別顯示在調度中心電視墻和監控工作站的顯示器上。控制設備對所有智能高速球機信號的顯示可以進行手動和自動循環切換控制，自動循環時間可調，也可以選擇跳過某一路。

(3)錄像功能調度中心和站臺可根據需要同時對多路監視視頻信號進行錄像，還可以通過視頻服務器歷史隨時回放。

(4)維護管理功能維護管理終端可對系統信息集中管理，對設備T作狀態、優先級控制等重要參數進行設置與監控。

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

城市智能公交系統物理架構分為4個層次，包括前端設備層、網絡傳輸層、中心服務層和業務應用層。

前端設備層包括了信息采集設備和控制設備，是車輛和站臺正常運行的基礎設備。

網絡傳輸層是實時數據傳輸和指令下達到終端的傳輸介質，包括有線專網和無線通信網。有線專網實現了絕大部分網絡傳輸業務，站臺、場站、路口設備的通信都是通過有線專網；無線通信網(GPRs／3G)實現運動中車輛與中心的動態數據交互。

中心服務層是系統的核心，負責數據采集、處理，智能調度，信息轉發、終端設備管理、客戶端管理、數據庫服務、地理信息服務等核心服務。

業務應用層是用戶運營管理的接口，包括電視墻、數字廣播、終端電腦。通過客戶端平臺，用戶可以實現視頻監控、車輛監控、車輛指令調度、語音通話等運營管理活動。

城市智能公交系統特點和優勢主要體現在以下幾個方面。(1)高度集成的信息化系統通過城市智能公交系統集成，使“站一車一道”成為一個有機整體，提高快速公交的管理效率和運營效率。

(2)業務邏輯高效、規范滿足快速公交系統運營所需的“業務資金～信息”三位一體的現代化業務要求，實現高效運營、優質服務、規范管理。

(3)智能調度智能化編制運營作業計劃和勞動配班，同時結合動態監控獲得的數據、現場的采集數據以及人員反饋數據，利用計算機輔助實現智能調度。

(4)準確、便捷、高效的信息服務系統通過多種途徑，為廣大出行者提供實時、準確、便捷、高效的信息服務，改善公交形象，提高服務水平。

(5)信號優先(快速公交)實現快速公交車輛識別，進行相對的、有條件的路口優先，并選擇適當的優先策略、優先模式，實現各交叉路口的公交信號優先控制，減少其路口延誤時間。

(6)相關系統的無縫集成實現城市公交智能系統與現有道路交通管理系統、公交運營管理系統的有機融合，采用標準化接口進行信息共享與無縫集成。

第四篇：智能電網論文

關于智能電網發展的研究論文

摘要：在全球電網逐漸不能滿足用戶需要的大背景下，智能電網應運而生；簡要概括了智能電網相對于傳統電網的特點；介紹了智能電網在世界幾個典型的國家和地區的發展；最后簡述了智能電網在未來的發展前景。

關鍵詞：智能電網;發展

0 引言

在這種全球經濟不斷發展、用戶對于電能質量的要求日益提高以及人們對環境保護愈來愈重視的背景下，人們希望建立一個更加可靠、具有較高自愈能力、與用戶之間實現密切互動的現代化電網，于是智能電網應運而生。在智能電網中，可以將能源開發、發電、輸電、配電、供電、售電、服務以及蓄能與能源終端用戶的各種電氣設備和其用能設施，通過數字化信息網絡連接起來，并通過智能化的控制實現整個系統的優化；充分利用各種能源資源，注重低碳環保，依靠分布式能源系統、能源梯級利用系統、蓄能系統和蓄電交通系統等組合優化配置，實現精確供能對應供能、互助功能和互補功能，將能源利用效率提高到一個全新的水平，使用戶投資效益和成本達到一種合理有利的狀態。本文主要以幾個典型的國家和地區為例簡要介紹一下智能電網的由來，特征，發展歷程、現狀及廣闊前景。

智能電網的產生背景及由來

首先，自從進入信息時代，互聯網的飛速發展給我們的生活帶來了翻天覆地的變化，與之相比，一些國家和地區的電力網絡系統并沒有跟上時代發展的潮流，電能供應不夠穩定，特別是幾次震驚世界的大停電事件帶來了巨大的經濟損失，現行的電力系統壓力不斷加大。2003年8月14日下午，美國東北部和加拿大部分地區發生大面積停電，停電影響了地鐵、電梯以及機場的正常運營，在一些地方造成了交通擁堵，給成千上萬市民的工作和生活造成了極大不便；2005年8月25日，美國加利福尼亞州南部地區供電的一條主要輸電線路出現故障，加州電力主管部門緊急啟動限電措施，造成大約50萬居民斷電半個小時。

其次，隨著經濟水平的迅速提升，用戶對于電能質量的要求愈來愈高。人們希望獲得更可靠、更優質的電能，在目前電網中，電壓跌落是最多的電能質量問題。因為電壓跌落大部分不可預見和不可控的事件引起的。電壓跌落發生的次數在電力系統中每年都不一樣。電能質量對于工業和制造廠是一個大問題，對于日益復雜的計算機控制的生產線加工廠，極小的電能擾動都可能帶來極大的破壞力。

并且，人們對于環境問題越來越關注，而現在電網中輸送的電能大部分都是火電，1度火電產生的二氧化碳約為0.96kg，那么可想而知，全球每年因為發電而產生的二氧化碳的數量是非常巨大的。另一方面，風能、太陽能等清潔能源又得不到充分的利用，面對這種矛盾，人們希望建立一個相對能夠可持續發展的電網系統。

在這些大的背景下，2001年，美國EPRI（電力研究院）最早提出“IntelliGrid”(智能電網)概念，并且開始進行相關研究。歐洲2005年成立“智能電網(Smart Grids)歐洲技術論壇”，也將“Smart Grids”上升到戰略地位開展研究。2006年IBM提出的“智能電網主要是解決電網安全運行、提高可靠性，從其在中國發布的《建設智能電網創新運營管理－中國電力發展的新思路》白皮書可以看出，該方案提供了一個大的框架，通過對電力生產、輸送、零售的各個環節的優化管理，為相關企業提高運行效率及可靠性、降低成本描繪了一個藍圖。所謂智能電網是IBM一個市場推廣策略。

奧巴馬上任后提出的能源計劃，除了以公布的計劃，美國還將著重集中對每年要耗費1200億美元的電路損耗和故障維修的電網系統進行升級換代，建立美國橫跨四個時區的統一電網；發展智能電網產業，最大限度發揮美國國家電網的價值和效率，將逐步實現美國太陽能、風能、地熱能的統一入網管理；全面推進分布式能源管理，創造世界上最高的能源使用效率。

2009年5月，國家電網公司提出在我國全面建設“堅強智能電網”，以應對資源環境問題帶來的挑戰，全面提高電網的資源優化配置能力和電力系統的運行效率，引領引導并支持能源及相關產業技術和裝備升級，構筑起穩定、經濟、清潔、安全的能源供應體系，以能源的可持續發展支持經濟社會的可自進入信息時代，全球壓力不斷增大，能源需求不斷增加，電力市場化的不斷加深，用戶對電能可靠性和質量的要求也不斷提升。2 智能電網主要的特點

2.1智能電網的自愈性

這是智能電網最主要的特征，也是智能電網的核心功能，這就需要對電網的運行狀態進行連續的的在線評估，并采取預防性的控制手段，對可能出現的問題迅速做出預測、檢測和相應，故障發生時，在沒有或少量人工干預下能夠快速隔離故障、自我恢復，避免大面積停電的發生。

2.2智能電網的互動性

在電網中，電網與環境、設備、用戶互相之間的互動是智能電網的另一重要特征。系統運行與批發、零售電力市場實現無縫銜接，支持交易的有效開展，實現資源的優化配置；同時通過市場交易更好地激勵電力市場的主體參與電網安全管理，提升電力系統的安全運行水平。這樣，一方面為用戶節省了開支，同時也會大量減少輸電線路不必要的損耗。在這種互動機制下，能夠實現風能、太陽能等清潔能源的充分利用，還可以利用電價這一驅動力，削峰填谷，這對于整個電網的運行都有極大的好處。

2.3智能電網對多種能源的兼容性

智能電網的本質是能源替代和兼容利用，它可以實現清潔的可再生資源的轉化整合，并輸送到國家電網中來，有利于綠色電網的建設。當然這一點是與智能電網的互動性分不開的。另外，各種各樣的分布式電源的接入，一方面減少了對外來能源的依賴，另一方面提高了供電的可靠性與電能的質量。

2.4智能電網的堅強可靠性

智能電網的每一個元素都應該有安全需求的考慮，在整個系統中應確保一定的集成和平衡。對其基礎設施的攻擊主要分為物理攻擊和信息攻擊，在智能電網中應該在抵御這些攻擊的同時，盡量降低成本，獲得實際的效益。

2.5智能電網的優質性

智能電網中運用的先進技術將同時減少電力輸送系統中的帶能質量問題和保護用戶的敏感電子設備，總之其終端目的都是將清潔、可靠、優質的電能送到用戶。

智能電網在世界上的發展

3．1美國的智能電網 總體來說，美國的智能電網主要是為了建立一個發電和配電更有效更安全的現代化電網來滿足當前用戶的需求。2001年，美國電力科學研究院創立了智能電網聯盟，推動“Intelli Grid”研究。這個項目主要有兩個目標：①分析出電力系統的商業需求，包括現在、未來的各種需求，如自愈電網概念等；②以基于這些分析得出的電力系統的需求作為基礎，提出支撐未來電力系統的信息需求系統使用戰術性的方法來建立一個戰略視圖，以戰略的高度建立一個不依賴具體技術的視圖框架。

為了使美國電網實現現在化，保證經濟安全和國家安全，美國能源部（DOE）于2003年發布了“Grid2030”，對美國未來電網遠景做了闡述。DOE于2004年有進一步發布了“國家輸電技術路線圖”，為實現“Grid2030”進行了戰略部署。在這兩份文件以及工業界的指導下，2004年在DOE的支持下，電網智能化項目（Grid Wise）啟動。

2005—2006年，DOE與美國國家能源技術實驗室（NETL）合作，發起了“現代電網”倡議，任務是進一步細化電網現代化遠景和計劃，并在全國范圍內達成共識。國家電工委員會IEC于2008年籌建了SG3智能電網戰略工作組，以制定智能電網的相關標準，推進智能電網的進程，促進智能電網發展過程中的一致性。2009年4月16日，美國副總統拜登公布了能源部發展智能電網的詳細規劃。能源部將設立兩個專項計劃，分別為“智能電網投資撥款項目”(Smart Grid Investment Grant Program)和智能電網示范項目(Smart Grid Demonstration Projects)，投資額分別為33.75億美元和6.15億美元。2009年4月，美國National Grid向馬薩諸塞州公共事業部提交了一份持續兩年、總投資達5700萬元的電網示范項目。

2007年初Xcel能源公司推出了智能電網概念，選擇美國科羅拉多州的博爾德是推進智能電網城市項目，并付諸實施。在資金方面，Xcel能源公司預計與其合伙人資助一億美元，并計劃調動其他來源，包括政府補助金，做到讓消費者無成本投入。2008年美國博爾德市已經成為了全美第一個智能電網城市。3.2歐洲智能電網

2004年，歐盟委員會啟動了相關的研究與建設工作提出了歐洲要建設智能電網。2006年，歐盟理事會能源綠皮書《歐洲可持續的、競爭的和安全的電能策略》明確指出，歐洲已經進入新能源時代，智能電網技術是保證電能質量的關鍵技術和發展方向。保證供電的持續性、競爭性和安全性是歐洲能源政策最重要的目標，也是歐洲電力市場和電網必須面對的新挑戰。未來整個歐洲的電網必須向用戶提供高度可靠、經濟有效的電能，并充分開發利用大型集中發電機和小型分布式電源。

2008年7月1日，意大利國家電力公司(ENEL)負責啟動了歐盟11個國家25個合作伙伴聯合承擔的ADRESS項目。該項目總預算為1600萬歐元，目的是開發互動式配電能源網絡，讓電力用戶主動參與到電力市場及電力服務中。2001~2008年，意大利國家電力公司累計安裝了3180萬塊智能電表，覆蓋率已達到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，與當地政府合作在西班牙南部城市Puerto Real開展智能城市項目試點，包括智能發電(分布式發電)、智能化電力交易、智能化電網、智能化計量、智能化家庭，共計投資3150萬歐元。當地政府出資25%，計劃用4年完成智能城市建設。該項目涉及9000個用戶、1個變電站以及5條中壓線路和65個傳輸線中心。

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)”計劃。該計劃包括可再生能源利用、下一代節能設備、CO2減排等內容。法國的規劃是從2012年1月開始，將所有新裝電表更換為智能電表。英國能源和氣候變化部2011年3月30日宣布，將于2019年前完成為英國3000萬戶住宅及商業建筑物安裝5300萬臺智能電表的計劃。目前英國的人口約為6000萬，約有2300萬戶家庭，該計劃幾乎涉及英國所有住宅和商業建筑。作為歐洲2020年及后續的電力發展目標，未來歐洲電網應滿足以下需求：①；靈活性，在適應未來電網變化與挑戰的同時，滿足用戶多樣化的電力需求；②可接入性，使所有用戶都可接入電網，尤其是推廣用戶的對可再生、高效、清潔能源的利用；③可靠性，提高電力供應的可靠性與安全性以滿足數字化時代的電力需求；④經濟性，通過技術創新、能源有效管理、有序市場競爭及相關政策提高電網的經濟效益。3.3日本的智能電網

日本政府通過深入比較與美國電力工業的不同特征，結合自身國情，決定本國的智能電網的發展。日本政府大規模發展新能源，確保電力系統的穩定，構建智能電網。據2009年3月17日日本《電氣新聞》報道，針對美國提出的智能電網，日本經濟產業副部長望月晴文指出，美國的脆弱電力系統與日本的堅強電力系統無法單純比較，日本將根據本身國情，主要圍繞大規模開發太陽能等新能源，確保電力系統穩定，構建智能電網。經產省根據日本企業在智能電網的技術先進性，選出了7領域26項重要技術項目作為發展重點。如輸電領域的輸電系統廣域監視控制系統（WASA）、配電領域的配電自動化、儲能領域的系統用蓄電池的最優控制、電動汽車領域的快速充電和信息管理和智能電表領域的廣域通訊等列入其中。2010年4月，日本經產省在橫濱市、豐田市、京都府和北九州市開展了智能電網實證項目。京都府京阪奈節能城市項目，利用智能電表開展節能技術實證；橫濱市開展智能家居技術實證；北九州市開展新能源接入技術實證；豐田市開展電動汽車技術實證。3.4中國的堅強智能電網

我國關于智能電網的研究進展緩慢，甚至是剛剛起步。2007年10月，華東電網公司啟動了智能電網可行性的研究，密切跟蹤國際先進電力企業和研究機構對智能電網的研究，并結合華東電網的現狀和今后的發展要求，提出了三個階段的發展思路和行動規劃——2010年初步建成電網高級調度中心，2020年全面建成具有初步智能特性的數字化電網，2030年真正建成具有自愈能力的智能電網。2009至2020年國家電網總投資3.45萬億元，其中智能化投資3841億元，占電網總投資的11.1%，未來10年將建成堅強智能電網2009至2010年為規劃試點階段，重點開展堅強智能電網發展規劃工作，制定技術和管理標準，開展關鍵技術研發、設備研制及各環節的試點工作；2011至2015年為全面建設階段，加快建設華北、華東、華中“三華”特高壓同步電網，初步形成智能電網運行控制和互動服務體系，關鍵技術和裝備實現重大突破和廣泛應用；2016至2020年為引領提升階段，全面建成統一的堅強智能電網，技術和裝備全面達到國際先進水平。中國國家電網公司目前正在推進“一特四大”的電網發展戰略以特高壓電網為基礎，促進大煤電、大水電、大核電、大型可再生能源基地的集約化開發，在全國范圍內實現資源優化配置。以大型能源基地為依托，建設由1000千伏交流和±800千伏直流構成的特高壓電網，形成電力“高速公路”。同時，將以特高壓電網為骨干網架、各級電網協調發展的堅強電網為基礎，發展以信息化、數字化、自動化、互動化為特征的自主創新、國際領先的堅強智能電網。

智能電網的廣闊的發展前景

作為世界各國都在著重研究發展的新一代電網，應該說，智能電網的發展前景還是很廣闊的。通過以上的分析我們可以看出，與當前的傳統型電網相比，智能電網有其獨特的優勢，它可以解決很多當前電網所不能解決的問題。它的自愈性理論上可以使當前電網中出現的大停電事件變為零可能；并且其互動性是極具現實意義的，通過供電公司與用戶的雙重反饋可以極大的促進當前風電等不可控電能的利用和電能傳輸的效率；智能電網還可以加快綠色電網的建設，使電網更加安全潔凈。同時，智能電網可促成和激勵新產業的發展擴大，加快電力市場和國民經濟的發展與繁榮。電網的創新將使銷售市場更加自由，更具有創造力，以智能電網為載體，以提高能源利用效率、減少對環境的影響為主要驅動力的一系列新技術所組成的產業群將隨智能電網的建設而獲得更大的發展。并且，最具前景的產業是電動汽車及儲能技術，最具難度的是如何實現電網的最有控制。智能電網還會促進電力市場的蓬勃發展，在智能電網中，先進的設備和廣泛的通信系統等基礎設施及其技術支持系統為市場參與者提供了充分的信息和數據。總之，在未來一段時期內，智能電網必將成為世界電網發展一個重要方向。

結論

本文主要通過綜合智能電網在幾個典型的國家和地區的發展歷程，簡要地介紹了一下對于智能電網的淺層認識。1）智能電網作為新一代電網是在目前電網所暴露出的問題的推動下出現的；2）智能電網具有傳統電網所不具有的特征；3）世界上許多國家和地區都在努力開發適合于本國國情的智能電網；4）智能電網具有廣闊的發展前景。

參考文獻：

[1] 《智能電網導論》——許曉慧 [2] 《中國電力與能源》——劉振亞 [3] 《復雜大電網安全性分析?——智能電網的概念與實現》——丁道齊

[4] 《智能電網 ——新能源、新技術、新材料的應用平臺》——2009年6月1日 [5] 《歐洲智能電網產業發展形勢與需求分析》——北極星電力網 [6] 《日本智能電網發展模式與方向》——2011-08-19 [7] 《我國智能電網的發展前景分析》——行業研究

第五篇：智能機器人論文

湖南農業大學課程論文

學 院： 工學院 班 級：11級機械1班 姓 名： 曾強 學 號：201140614114 課程論文題目：未來智能機器人

課程名稱：MCS-51單片機原理、接口及應用 評閱成績： 評閱意見：

成績評定教師簽名：

日期： 2014年 5月 12日

未來智能機器人

摘要：機器人是一種自動化的機器，所不同的是這種機器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規劃能力、動作能力和協同能力，是一種具有高度靈活性的自動化機器。近二十年中，因為電腦技術、電子產品及生物遺傳工程等技術的大踏步發展，“智能機械人”的研發熱潮已從專業人士的實驗室中走了出來，成為一種綜合科研能力的開發活動。

關鍵字:智能，CPU，擬人化，人性化

（一）機器人的結構組成及工作原理

機器人一般由執行機構、驅動裝置、檢測裝置和控制系統等組成。執行機構即機器人本體，其臂部一般采用空間開鏈連桿機構，其中的運動副（轉動副或移動副）常稱為關節，關節個數通常即為機器人的自由度數。

檢測裝置的作用是實時檢測機器人的運動及工作情況，根據需要反饋給控制系統，與設定信息進行比較后，對執行機構進行調整，以保證機器人的動作符合預定的要求。

控制系統有兩種方式。一種是集中式控制，即機器人的全部控制由一臺微型計算機完成。另一種是分散（級）式控制，即采用多臺微機來分擔機器人的控制。如當采用上、下兩級微機共同完成機器人的控制時，主機常用于負責系統的管理、通訊、運動學和動力學計算，并向下級微機發送指令信息；作為下級從機，各關節分別對應一個CPU，進行插補運算和伺服控制處理，實現給定的運動，并向主機反饋信息。

（二）機器人的未來發展

機器人的研究從一開始就是擬人化的，所以才有機械手、機械臂的開發與制作，也是為了以機械來代替人去做人力所無法完成的勞作或探險。但近十幾年來，機器人的開發不僅越來越優化，而且涵蓋了許多領域，應用的范疇十分廣闊。大而言之，用之于太空開發，月球車，深海探測器，海洋石油開采，航天飛機機械臂等，小至微型手術機械，生命監測儀等。軍事上的用途更是日新月異，從拆彈機器人、清除機器人到無人駕駛飛機、自動化戰車，有人甚至預測未來戰爭可能如星球大戰一樣，是機器人的戰爭。至于工業、農業、遺傳生物產業、醫學、文化產業、電訊業、能源開發，都將因機器人的大量登場而出現產業革命。英國電訊公司未來學部門研究員曾因準確預測手機短訊、垃圾郵件及網上搜尋引擎的出現而聞名，在最近公布的科技展望五十年的預測中，其中就有數條是關于機器人的。未來的機器人將會朝著三個方面發展：

一、與人類的生活更為密切地結合起來，以為人提供更多服務作為要素

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

二、仿生性，生物性的大趨向

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

三、最重要的發展是人性化

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

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

我國的機器人研發工作基本上屬于科學研究的項目，據說，中國科學院目前已造出說話時嘴唇能夠活動、眼睛能轉動、具視覺功能的機器人，其水準可媲美日本同行其實，機器人的制作絕對并非只是液壓機械與電子產品的混成物，要將機器人造得越來越有人性化，就要兼及生命醫學、傳感、光學及創造性的文化產業等方面，比如機器人的關節就需要研究中醫的經絡學、生物學上的神經刺激反應以及文化產品的某種造型特征（其中很重要的是民族特征的外表）等等。英國的科學家甚至預言，到2020年，隨著機器人愈來愈精密和使用有機零件制造，它們將會受到“機器人權”的保護。

在美、日、德、法、韓等國，機器人產業的開發正在日受重視，一般采取所謂的“官產學”形式。“官”即政府的制定政策及傾斜支持，調整產業結構。據情報顯示，日本政府正在調整全國的產業制造結構，名古屋中部地區的未來產業為新型汽車工業，以大阪為中心的關西地方將以機器人產業為主，東京地區以資訊情報化為中心等等；“產”即產業界的自我分類的研究與開發，并將之變成產品，取得經濟效益；“學”即學校設置專門的學科，教材則與以往不同，非全盤為學校教授所寫，有一些則由產業研究所編寫教材，利用電腦技術介入，反過來向大學師生出售。而專門出售機器人制作的教科書、教材及裝配零件、專門雜志等也已成行成市，許多公司改變既有行業，轉而生產為此服務的產品。那么，這是否將導致一場工業革命？現在斷言尚為時過早。但可以預計的是，未來20年，機器人產業將成為未來新產業的一個領先潮流，在現代化的高科技戰爭中，機器人將發揮越來越大的戰斗作用，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 ：世界上先進的工業化國家都十分注重機器人的研究開發、實用化及產業化的動向，投入大量的資金、人力，優化環境及指標，特別是重視培養年輕人對此未來科學的興趣，吸引他們的投入，以形成人材梯隊，鍛造出新的產業隊伍。隨著科學技術的飛速發展，未來的機器人將更加智能化。機器人技術綜合了多學科的發展成果，代表了高技術的發展前沿，它在人類生活應用領域的不斷擴大正在引起國際上重新認識機器人技術的作用和影響。

參考文獻：

1.《人工智能的未來》 陜西科學技術出版社

作者：杰夫·霍金斯

2.《人工智能:一種現代的方法》 清華大學出版社

2006 05