時間：2023-01-28 14:47:33
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廣東省電力系統(tǒng)包括21個地市電網(wǎng)，現(xiàn)有最高運(yùn)行電壓等級為500kV，珠江三角洲地區(qū)已形成500kV環(huán)網(wǎng)，并以500kV電壓與廣西聯(lián)網(wǎng)，以400kV和110kV電壓分別與香港和澳門聯(lián)網(wǎng)。此外，廣東電網(wǎng)還向湖南宜章和臨武兩縣以及江西贛南地區(qū)供電。
粵中(珠江三角洲地區(qū))地網(wǎng)是廣東電網(wǎng)的核心，也是全省最大的負(fù)荷中心，該電網(wǎng)與廣西、香港等電網(wǎng)互聯(lián)，除了向珠江三角洲地區(qū)提供電力外，還擔(dān)負(fù)著電力交換任務(wù)。在粵中地區(qū)建設(shè)一個強(qiáng)大的500kV電網(wǎng)，對保證廣東電網(wǎng)乃至香港電網(wǎng)以及澳門電網(wǎng)的安全運(yùn)行有著重大意義。目前廣東500kV電網(wǎng)東已延伸至汕頭西翼，江門——茂名500kV輸變電工程正加緊建設(shè)，2000年前可望投入使用。
廣東省的電力工業(yè)已經(jīng)步入了大電網(wǎng)、高電壓和大機(jī)組時代。隨著整個電網(wǎng)變得越來越復(fù)雜，電網(wǎng)規(guī)劃中以往那種人為臆斷和局部最優(yōu)的規(guī)劃方式會給電網(wǎng)運(yùn)行、發(fā)展帶來隱患，資金盲目使用的可能性加大。結(jié)合目前理論的發(fā)展，我們認(rèn)為電網(wǎng)規(guī)劃是一個受到多種條件約束的、以電網(wǎng)總效益為最終目標(biāo)的多目標(biāo)的系統(tǒng)工程。對于這樣一個系統(tǒng)，我們認(rèn)為適宜以控制論為基礎(chǔ)，結(jié)合信息論、運(yùn)籌學(xué)和系統(tǒng)工程等理論來研究。
從控制論角度來看，電網(wǎng)是一個巨維數(shù)的典型動態(tài)大系統(tǒng)，它具有強(qiáng)非線性、時變且參數(shù)不確切可知、含大量未建模動態(tài)部分的特征。另外，電力網(wǎng)絡(luò)地域分布廣闊，大部分元件具有延遲、磁滯、飽和等復(fù)雜的物理特性，對這樣的系統(tǒng)實現(xiàn)有效決策控制是極為困難的。另一方面，由于公眾對新建高壓線路的不滿日益增強(qiáng)，線路造價，特別是走廊使用權(quán)的費(fèi)用日益昂貴，以及電力網(wǎng)的不斷增大，使得人們對電力網(wǎng)絡(luò)的決策控制提出了越來越高的要求。正是由于電網(wǎng)具有這樣的特征，一些先進(jìn)的控制論思想和技術(shù)被不斷地引入到電網(wǎng)中來。下面將闡明綜合智能控制技術(shù)引入電網(wǎng)規(guī)劃中的必要性和可行性。
1綜合智能控制技術(shù)
1.1智能控制的概念
迄今為止，智能控制尚無統(tǒng)一的概念，文獻(xiàn)［1］有如下歸納：
a)最早提出智能控制概念當(dāng)推傅京孫教授，他通過對人-機(jī)控制器和機(jī)器人方面的研究，將智能控制概括為自動控制和人工智能的結(jié)合。他認(rèn)為在低層次控制中用常規(guī)的基本控制器，而在高層次的智能決策，應(yīng)具有擬人化功能。
b)Saridis在傅京孫工作的基礎(chǔ)上，提出了三元結(jié)構(gòu)的智能控制理論體系，他認(rèn)為僅有二元結(jié)合無助于智能控制的有效和成功應(yīng)用，必須引入運(yùn)籌學(xué)，使其成為三元結(jié)合，并提出了其遞階智能控制的理論框架。
c)國內(nèi)蔡自興教授在研究了上述理論結(jié)構(gòu)以后，從系統(tǒng)的整體性和目的性出發(fā)，于1986年提出了四元結(jié)構(gòu)價格體系，將智能控制概括為控制理論、人工智能、運(yùn)籌學(xué)和系統(tǒng)理論4學(xué)科交叉。
總之，智能控制是多學(xué)科知識的結(jié)合，除了從控制論出發(fā)來研究它，還可以從信息論、生物學(xué)以及社會科學(xué)角度來討論和研究。
1.2綜合智能控制技術(shù)
綜合智能控制一方面包含了智能控制與傳統(tǒng)方法的結(jié)合，如模糊變結(jié)構(gòu)控制，自適應(yīng)模糊控制，自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)變結(jié)構(gòu)控制等；另一方面包含了各種智能控制方法之間的交叉綜合，如專家模糊控制，模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，專家神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等。
2一個國外的電網(wǎng)規(guī)劃專家系統(tǒng)
目前為止，在電網(wǎng)規(guī)劃方面較成功的綜合智能控制技術(shù)系統(tǒng)不是很多，其中比較好的有加拿大魁北克水電公司(Hydro-Quebec)的“直流/交流輸電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計專家系統(tǒng)”。
在80年代末期，隨著人員的退休和長期不用，一些60年代和70年代加拿大電網(wǎng)高速發(fā)展時期由工程師們獲得的大量有關(guān)電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的專門知識逐漸被人遺忘，這引起了加拿大電力部門的關(guān)注，魁北克水電公司將專家系統(tǒng)技術(shù)看成是表達(dá)和保存某些目前在人類專家頭腦中的專門經(jīng)驗和知識的潛在方法。他們認(rèn)為在電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計領(lǐng)域里，專門知識的損失非常明顯，尤其是在電力系統(tǒng)增長緩慢的時期。這些專門知識來自于各門學(xué)科，在多層次的電力系統(tǒng)設(shè)計決策過程中起著重要的作用。一些選擇決策，如發(fā)電類型、發(fā)電廠位置、輸電類型(交流/直流)、電壓等級、輸電線路的數(shù)量型號和補(bǔ)償設(shè)備的數(shù)量型號的選擇必須根據(jù)一些準(zhǔn)則仔細(xì)權(quán)衡，包括可靠性、穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)性能、費(fèi)用和環(huán)境狀況的準(zhǔn)則等?；诖耍笨怂姽镜膶＜覀冮_發(fā)了一個用于輸電網(wǎng)絡(luò)初步設(shè)計的專家系統(tǒng)，該專家系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)。
2.1目標(biāo)和預(yù)期效益
主要目的是研究使用專家系統(tǒng)(ES)來模仿人類專家在AC/DC輸電網(wǎng)絡(luò)初步設(shè)計中的行為的可能性。系統(tǒng)地確定和表達(dá)進(jìn)行一項合格設(shè)計所必須的知識，包括符號和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，以及指導(dǎo)該項設(shè)計的原理、規(guī)則、準(zhǔn)則折衷方法和數(shù)學(xué)模型。合格的設(shè)計基于費(fèi)用、環(huán)境狀況、穩(wěn)定性、可靠性和設(shè)計靈敏度或魯棒性等準(zhǔn)則。ES原型還應(yīng)指導(dǎo)用戶通過完成設(shè)計所需的各步驟，使用戶與知識庫交互作用，并提供達(dá)到每一中間步驟后相應(yīng)推理路徑的解釋。預(yù)期的主要效益是：
a)專家知識能夠保留和傳授給未來的工程師；
b)知識可以用更加具體的形式加以表達(dá)，而不是一些不明確的、沒有根據(jù)的判斷；
c)將獲得得更一致的結(jié)果；
d)與人類專家相比，ES可以檢查、比較更多的方案，得到更經(jīng)濟(jì)的設(shè)計；
e)借助于推理解釋功能，ES可以作為未來專家的教學(xué)和訓(xùn)練工具；
f)作為一種“咨詢”手段或者一個對已有設(shè)計進(jìn)行評價和改進(jìn)的工具，ES對專家將很有幫助；
g)ES將充當(dāng)進(jìn)行各種電力系統(tǒng)設(shè)備設(shè)計的專家系統(tǒng)家族的先驅(qū)，作為一種模型，從中抽取更加一般的設(shè)計方法論；
h)ES起到收集常常分散在整個設(shè)計機(jī)構(gòu)中的知識的作用。
2.2領(lǐng)域?qū)＜液椭R工程師的交互作用
知識工程師應(yīng)當(dāng)具有電力系統(tǒng)分析和設(shè)計領(lǐng)域以及人工智能(AI)領(lǐng)域的經(jīng)驗，已經(jīng)證明兩種知識的混合對于從領(lǐng)域?qū)＜姨幊槿『蜐饪s專家知識非常有效。專家知識來自于電力系統(tǒng)規(guī)劃工程師，他們具有多年的規(guī)劃、設(shè)計和調(diào)試大型工程項目的經(jīng)驗。
2.3對設(shè)計的評價因素一個候選的設(shè)計必須滿足下述條件：
a)DC系統(tǒng)最小故障恢復(fù)特性；
b)容許的無線電和諧波干擾要求；
c)故障后的最小穩(wěn)定判據(jù)；
d)穩(wěn)定電壓和無功電源的極限；
e)甩負(fù)荷后的暫態(tài)過電壓極限；
f)可靠性所要求的最小設(shè)備冗余度；
g)必須對輸入數(shù)據(jù)變化不敏感(魯棒性)；
h)必須滿足某一最大費(fèi)用要求；
i)必須適合現(xiàn)有技術(shù)。
魁北克水電公司的“直流/交流輸電網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計專家系統(tǒng)”已經(jīng)成功地應(yīng)用了近十年，并在不斷地發(fā)展、完善。隨著模糊技術(shù)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等的迅速發(fā)展，綜合智能控制技術(shù)在電網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用前景愈來愈廣闊。
3電網(wǎng)規(guī)劃決策系統(tǒng)的分解及協(xié)調(diào)
電網(wǎng)的建設(shè)是資金和技術(shù)密集型的工程，線路和設(shè)備的經(jīng)濟(jì)使用壽命長達(dá)數(shù)十年之久，所以網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)合理與否，對電網(wǎng)的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)效益將產(chǎn)生長期的影響。一次規(guī)劃失誤的損失，若干年難以挽回。隨著廣東省電網(wǎng)的不斷發(fā)展，如何合理地布局電網(wǎng)已是當(dāng)前電網(wǎng)乃至整個電力工業(yè)發(fā)展的重要課題之一。
電網(wǎng)規(guī)劃需要確定的決策是大量的，而這些決策在時間和空間上是相互影響的。目前，限于各方面條件，無法將其統(tǒng)一在一個模型中考慮。只能將其分解成相對簡單的子問題，再通過子問題間的迭代進(jìn)行協(xié)調(diào)。按照問題劃分，電網(wǎng)規(guī)劃可分為：負(fù)荷預(yù)測，網(wǎng)架規(guī)劃，無功規(guī)劃，穩(wěn)定性分析，短路電流分析。
4結(jié)束語
電網(wǎng)負(fù)擔(dān)著將電源與用戶連接起來的任務(wù)。此外為了得到最大的供電可靠性和經(jīng)濟(jì)性，它還擔(dān)負(fù)著與鄰近地區(qū)電力系統(tǒng)聯(lián)系起來的任務(wù)。由于電網(wǎng)設(shè)備投資需求大，并且設(shè)備壽命長達(dá)數(shù)十年，從而導(dǎo)致電力系統(tǒng)強(qiáng)烈地受“過去權(quán)重”的制約，因此，尋求最佳的電網(wǎng)投資決策以保證整個電力系統(tǒng)的長期優(yōu)化發(fā)展，是電網(wǎng)規(guī)劃所要達(dá)到的目標(biāo)。
結(jié)合本文的論述可以看出，電網(wǎng)這一巨維數(shù)的典型動態(tài)大系數(shù)，具有強(qiáng)非線性、時變且參數(shù)不確切可知、含大量未建模動態(tài)部分的特征，而我們所要達(dá)到的控制效果是一種多目標(biāo)、滾動優(yōu)化的動態(tài)非量化指標(biāo)(電網(wǎng)的工程效益)，在這個過程中知識的表示和處理占了較大的比重。這樣就需要利用綜合智能控制技術(shù)去有效地組織有關(guān)電網(wǎng)規(guī)劃的大量知識，進(jìn)行選優(yōu)運(yùn)算，得到優(yōu)化的決策。目前廣東省電力工業(yè)局聯(lián)合華南理工大學(xué)電力學(xué)院共同開展了“電網(wǎng)規(guī)劃專家決策系統(tǒng)”的有關(guān)理論研究工作，并有望在2000年開發(fā)一個有效的基于綜合智能控制技術(shù)的電網(wǎng)規(guī)劃決策系統(tǒng)，它的使用將對廣東省電網(wǎng)的建設(shè)起到積極的促進(jìn)作用。
參考文獻(xiàn)
1黃蘇南，邵惠鶴，張鐘?。悄芸刂频睦碚摵头椒ǎ跩］．控制理論與應(yīng)用，1994(4)
關(guān)鍵詞：智能建筑醫(yī)院建設(shè)應(yīng)用
引言
醫(yī)療改革必然加劇醫(yī)療市場的競爭，為了更好地適應(yīng)醫(yī)院從“以病人為中心”發(fā)展到“以患者為中心”，再到如今的“以人為中心”的經(jīng)營理念的轉(zhuǎn)變。醫(yī)療環(huán)境建設(shè)顯得越來越重要，人們都知道：建筑是凝固的音樂的道理。因此，醫(yī)療建筑就更強(qiáng)調(diào)建筑的可持續(xù)發(fā)展(SustainableDevelopment，SD)和人性化。
1．門急診樓的特點(diǎn)和任務(wù)
醫(yī)院門急診樓是醫(yī)院的窗口和門面，是患者最先接觸醫(yī)院的地方。門診人流復(fù)雜，在有限的空間和時間內(nèi)，易形成健康人與患者混雜的局面，造成患者與患者、患者與健康人之間的交叉感染[1]。因此、合理的空間布局，現(xiàn)代化的建筑物自動化系統(tǒng)(BuildingAutomationSystem，BAS)、快捷的通訊網(wǎng)絡(luò)、智能化門診綜合電子信息系統(tǒng)、人性化的候診大廳，必將成為醫(yī)院門急診樓建筑智能化的全新理念。
2．門急診樓智能化設(shè)計原則和目標(biāo)
2．1設(shè)計原則每個時代的建筑無不打上時展的烙印。在智能化門急診樓的設(shè)計上，將技術(shù)先進(jìn)、符合主流標(biāo)準(zhǔn)、滿足實用要求和便于系統(tǒng)維護(hù)作為出發(fā)點(diǎn)[2]。由于智能化建筑有很好的投資匯報率，經(jīng)濟(jì)效益顯著，給建筑藝術(shù)與信息技術(shù)完美結(jié)合提供了良機(jī)，綜觀國內(nèi)外醫(yī)院建筑設(shè)計主流思想和設(shè)計理論，突破了以功能為主的設(shè)計理念，“以人為中心”成為醫(yī)院建筑設(shè)計的首要原則。因此，在進(jìn)行醫(yī)院門急診樓的智能化設(shè)計時，既要做到功能的疊加，又要防止設(shè)備的堆積[3]。避免以“A”的多少來評價智能建筑水平的高低。將建筑設(shè)計的前瞻性、科學(xué)性、創(chuàng)新性以及設(shè)計、施工與管理作為門急診樓的設(shè)計原則。防止“病態(tài)建筑[4](sickbuilding)”或“室內(nèi)空氣質(zhì)量(1ndoorAirQuality，IAQ)惡劣”的建筑出現(xiàn)。以結(jié)構(gòu)化布線為基礎(chǔ)，架構(gòu)智能化門急診樓的信息高速公路，給就診患者和醫(yī)務(wù)人員提供集人性化、信息化、專科化和商業(yè)化于一體的新型智能化門急診樓。
2．2設(shè)計目標(biāo)廣大患者渴望有一個溫馨、舒適、方便、和諧的就醫(yī)環(huán)境，渴望醫(yī)院提供高水平、快捷周到的醫(yī)療服務(wù)。而盡最大努力滿足廣大患者的要求[5]，是建設(shè)智能化、現(xiàn)代化門急診樓的宗旨和努力方向。門急診樓在軟環(huán)境的設(shè)計上除應(yīng)具備完善的數(shù)據(jù)、語音、圖像及多媒體通信與信息綜合服務(wù)功能外；在硬環(huán)境上也應(yīng)將門診醫(yī)生診室設(shè)計成“一醫(yī)一患一室一床”，以便保護(hù)就診患者的私密。
3．門急診樓智能化建筑設(shè)計的內(nèi)容
3．1結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)的設(shè)計作為智能化建筑工程中的神經(jīng)中樞——結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)(StructuredCablingSystem，SCS)是智能化建筑的關(guān)鍵部分和基礎(chǔ)設(shè)施[6]。門急診樓的智能化設(shè)計，必須充分重視SCS。從技術(shù)的角度講，應(yīng)根據(jù)SCS技術(shù)的發(fā)展適度超前，在經(jīng)費(fèi)許可的情況下，可以考慮光纖到桌面(FiberToTheDesk，F(xiàn)TTD)的布線方案，提升網(wǎng)絡(luò)的整體性能。醫(yī)院信息管理系統(tǒng)(HIS)、醫(yī)學(xué)影像存檔與通信系統(tǒng)(PACS)等的投入運(yùn)行，以及電子商務(wù)(EC)、辦公自動化系統(tǒng)(OAS)在醫(yī)院的應(yīng)用等都離不開SCS。而且隨著醫(yī)院數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)的發(fā)展，在未來的5-10年內(nèi)，門診醫(yī)生工作站必將全面投入使用，更是離不開SCS的支持。
3．2BAS的設(shè)計廣義的BAS不但包括建筑物樓宇設(shè)備的監(jiān)控，還包括安全保衛(wèi)系統(tǒng)
(如電視監(jiān)控、門禁系統(tǒng)、防盜報警等)、管理服務(wù)系統(tǒng)(如各類報表編制、計量系統(tǒng)、物業(yè)管理系統(tǒng)等)。此外，用于消防的火災(zāi)自動報警與消防聯(lián)動控制系統(tǒng)(FA)也屬于該范疇，因其要求更高，國內(nèi)近年來將其作為一個獨(dú)立的系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計和施工。本文所討論的是狹義的BAS，主要包括以下幾個方面：
3．2．1空調(diào)系統(tǒng)對空氣流通有特殊要求的醫(yī)院門急診樓建筑，應(yīng)以提高空氣質(zhì)量、降低噪音和節(jié)約能源為目的，同時綜合考慮中央空調(diào)的類型、輔助設(shè)備、末端設(shè)備，氣流、風(fēng)量等因素。以外，在醫(yī)療建筑中將醫(yī)療環(huán)境檢測系統(tǒng)納入空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計是十分必要的，在建筑的不同區(qū)域和空調(diào)系統(tǒng)的排風(fēng)口等處安裝相關(guān)傳感器(如二氧化碳傳感器等)，進(jìn)行必要的環(huán)境檢測，同時在空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計上參考防治“非典”的空調(diào)設(shè)計要求。
3．2．2停車場管理系統(tǒng)隨著數(shù)字化城市建設(shè)的加快，機(jī)動車數(shù)量迅速增加，就診患者車輛的停放及管理將成為門急診樓建設(shè)又一重要課題。采用先進(jìn)的停車場管理系統(tǒng)既能對車輛進(jìn)行有效管理和控制，保持良好的醫(yī)療環(huán)境，又能產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。
3．2．3建筑醫(yī)療設(shè)備的設(shè)計和傳統(tǒng)的樓宇建筑設(shè)備如電力監(jiān)控系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)等相比，建筑醫(yī)療設(shè)備有其自身的特點(diǎn)：第一，與建筑環(huán)境結(jié)合緊密，如集中供氧、負(fù)壓吸引、壓縮空氣以及笑氣供應(yīng)和回收等子系統(tǒng)都必須結(jié)合醫(yī)療環(huán)境需求進(jìn)行設(shè)計和施工。第二，各子系統(tǒng)前沒有國家規(guī)范，醫(yī)院在進(jìn)行三氣系統(tǒng)的設(shè)計時，必須結(jié)合醫(yī)院需求，量身定做。同時在管理上，應(yīng)將三氣系統(tǒng)納入BAS系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控，實現(xiàn)普通樓宇設(shè)備與建筑醫(yī)療設(shè)備的統(tǒng)一管理。
3．2．4火災(zāi)自動報警與消防聯(lián)動控制系統(tǒng)的設(shè)計該系統(tǒng)往往與BAS分開考慮，但是，在目前計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，火災(zāi)自動報警與消防聯(lián)動控制子系統(tǒng)與BAS分開設(shè)計、施工和管理的模式，是與今天的科技發(fā)展不相適應(yīng)的。不利于BAS的系統(tǒng)集成(systemintegrated，SI)，不能達(dá)到節(jié)約人員，節(jié)省維護(hù)費(fèi)，提高工作效率的建設(shè)目的。在施工期間，強(qiáng)調(diào)隱蔽工程的施工和驗收，杜絕消防隱患，同時在建筑設(shè)備的選擇上，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，因為建筑產(chǎn)品有使用后不可逆的特性，即建筑安裝完畢后，很難通過“修改”的方式彌補(bǔ)缺陷、完善其功能。智能化建筑尤其如此[7]。
3．3門急診背景環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計用于對門診大廳、候診廳等公共場所的軟環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)。從就診患者的心態(tài)來講，都想盡快就醫(yī)，離開醫(yī)院。但由于一些客觀條件的制約，
候診是必然的。在候診期間，患者及陪護(hù)者如何度過這段時間，是醫(yī)院在建設(shè)門急診樓時必須考慮的問題。背景環(huán)境設(shè)計是門急診樓家庭化設(shè)計的體現(xiàn)，優(yōu)美的輕音樂，舒緩的旋律縈繞在門急診樓內(nèi)外，使患者有一種親切感和歸屬感。背景燈光通過計算機(jī)來調(diào)節(jié)照度、色度，如在夏季以冷色調(diào)為主，冬季以暖色調(diào)為主，系統(tǒng)對改善門急診樓的就醫(yī)環(huán)境將起到積極作用。
摘要：本文對近年來有關(guān)建筑智能化技術(shù)的應(yīng)用與研究進(jìn)行了論述，雖然文獻(xiàn)報道了許多有關(guān)智能建筑的最新技術(shù)，但對于醫(yī)療建筑智能化方面的報道較少，作者就醫(yī)療建筑智能化的內(nèi)容進(jìn)行了論述和歸納，期望為國內(nèi)醫(yī)院門急診樓智能化建設(shè)與設(shè)計提供參考。
關(guān)鍵詞：智能建筑醫(yī)院建設(shè)應(yīng)用
引言
醫(yī)療改革必然加劇醫(yī)療市場的競爭，為了更好地適應(yīng)醫(yī)院從“以病人為中心”發(fā)展到“以患者為中心”，再到如今的“以人為中心”的經(jīng)營理念的轉(zhuǎn)變。醫(yī)療環(huán)境建設(shè)顯得越來越重要，人們都知道：建筑是凝固的音樂的道理。因此，醫(yī)療建筑就更強(qiáng)調(diào)建筑的可持續(xù)發(fā)展(SustainableDevelopment，SD)和人性化。
1．門急診樓的特點(diǎn)和任務(wù)
醫(yī)院門急診樓是醫(yī)院的窗口和門面，是患者最先接觸醫(yī)院的地方。門診人流復(fù)雜，在有限的空間和時間內(nèi)，易形成健康人與患者混雜的局面，造成患者與患者、患者與健康人之間的交叉感染[1]。因此、合理的空間布局，現(xiàn)代化的建筑物自動化系統(tǒng)(BuildingAutomationSystem，BAS)、快捷的通訊網(wǎng)絡(luò)、智能化門診綜合電子信息系統(tǒng)、人性化的候診大廳，必將成為醫(yī)院門急診樓建筑智能化的全新理念。
2．門急診樓智能化設(shè)計原則和目標(biāo)
2．1設(shè)計原則每個時代的建筑無不打上時展的烙印。在智能化門急診樓的設(shè)計上，將技術(shù)先進(jìn)、符合主流標(biāo)準(zhǔn)、滿足實用要求和便于系統(tǒng)維護(hù)作為出發(fā)點(diǎn)[2]。由于智能化建筑有很好的投資匯報率，經(jīng)濟(jì)效益顯著，給建筑藝術(shù)與信息技術(shù)完美結(jié)合提供了良機(jī)，綜觀國內(nèi)外醫(yī)院建筑設(shè)計主流思想和設(shè)計理論，突破了以功能為主的設(shè)計理念，“以人為中心”成為醫(yī)院建筑設(shè)計的首要原則。因此，在進(jìn)行醫(yī)院門急診樓的智能化設(shè)計時，既要做到功能的疊加，又要防止設(shè)備的堆積[3]。避免以“A”的多少來評價智能建筑水平的高低。將建筑設(shè)計的前瞻性、科學(xué)性、創(chuàng)新性以及設(shè)計、施工與管理作為門急診樓的設(shè)計原則。防止“病態(tài)建筑[4](sickbuilding)”或“室內(nèi)空氣質(zhì)量(1ndoorAirQuality，IAQ)惡劣”的建筑出現(xiàn)。以結(jié)構(gòu)化布線為基礎(chǔ)，架構(gòu)智能化門急診樓的信息高速公路，給就診患者和醫(yī)務(wù)人員提供集人性化、信息化、?？苹蜕虡I(yè)化于一體的新型智能化門急診樓。
2．2設(shè)計目標(biāo)廣大患者渴望有一個溫馨、舒適、方便、和諧的就醫(yī)環(huán)境，渴望醫(yī)院提供高水平、快捷周到的醫(yī)療服務(wù)。而盡最大努力滿足廣大患者的要求[5]，是建設(shè)智能化、現(xiàn)代化門急診樓的宗旨和努力方向。門急診樓在軟環(huán)境的設(shè)計上除應(yīng)具備完善的數(shù)據(jù)、語音、圖像及多媒體通信與信息綜合服務(wù)功能外；在硬環(huán)境上也應(yīng)將門診醫(yī)生診室設(shè)計成“一醫(yī)一患一室一床”，以便保護(hù)就診患者的私密。
3．門急診樓智能化建筑設(shè)計的內(nèi)容
3．1結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)的設(shè)計作為智能化建筑工程中的神經(jīng)中樞——結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)(StructuredCablingSystem，SCS)是智能化建筑的關(guān)鍵部分和基礎(chǔ)設(shè)施[6]。門急診樓的智能化設(shè)計，必須充分重視SCS。從技術(shù)的角度講，應(yīng)根據(jù)SCS技術(shù)的發(fā)展適度超前，在經(jīng)費(fèi)許可的情況下，可以考慮光纖到桌面(FiberToTheDesk，F(xiàn)TTD)的布線方案，提升網(wǎng)絡(luò)的整體性能。醫(yī)院信息管理系統(tǒng)(HIS)、醫(yī)學(xué)影像存檔與通信系統(tǒng)(PACS)等的投入運(yùn)行，以及電子商務(wù)(EC)、辦公自動化系統(tǒng)(OAS)在醫(yī)院的應(yīng)用等都離不開SCS。而且隨著醫(yī)院數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)的發(fā)展，在未來的5-10年內(nèi)，門診醫(yī)生工作站必將全面投入使用，更是離不開SCS的支持。
3．2BAS的設(shè)計廣義的BAS不但包括建筑物樓宇設(shè)備的監(jiān)控，還包括安全保衛(wèi)系統(tǒng)
(如電視監(jiān)控、門禁系統(tǒng)、防盜報警等)、管理服務(wù)系統(tǒng)(如各類報表編制、計量系統(tǒng)、物業(yè)管理系統(tǒng)等)。此外，用于消防的火災(zāi)自動報警與消防聯(lián)動控制系統(tǒng)(FA)也屬于該范疇，因其要求更高，國內(nèi)近年來將其作為一個獨(dú)立的系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計和施工。本文所討論的是狹義的BAS，主要包括以下幾個方面：
3．2．1空調(diào)系統(tǒng)對空氣流通有特殊要求的醫(yī)院門急診樓建筑，應(yīng)以提高空氣質(zhì)量、降低噪音和節(jié)約能源為目的，同時綜合考慮中央空調(diào)的類型、輔助設(shè)備、末端設(shè)備，氣流、風(fēng)量等因素。以外，在醫(yī)療建筑中將醫(yī)療環(huán)境檢測系統(tǒng)納入空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計是十分必要的，在建筑的不同區(qū)域和空調(diào)系統(tǒng)的排風(fēng)口等處安裝相關(guān)傳感器(如二氧化碳傳感器等)，進(jìn)行必要的環(huán)境檢測，同時在空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計上參考防治“非典”的空調(diào)設(shè)計要求。
3．2．2停車場管理系統(tǒng)隨著數(shù)字化城市建設(shè)的加快，機(jī)動車數(shù)量迅速增加，就診患者車輛的停放及管理將成為門急診樓建設(shè)又一重要課題。采用先進(jìn)的停車場管理系統(tǒng)既能對車輛進(jìn)行有效管理和控制，保持良好的醫(yī)療環(huán)境，又能產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。
3．2．3建筑醫(yī)療設(shè)備的設(shè)計和傳統(tǒng)的樓宇建筑設(shè)備如電力監(jiān)控系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)等相比，建筑醫(yī)療設(shè)備有其自身的特點(diǎn)：第一，與建筑環(huán)境結(jié)合緊密，如集中供氧、負(fù)壓吸引、壓縮空氣以及笑氣供應(yīng)和回收等子系統(tǒng)都必須結(jié)合醫(yī)療環(huán)境需求進(jìn)行設(shè)計和施工。第二，各子系統(tǒng)前沒有國家規(guī)范，醫(yī)院在進(jìn)行三氣系統(tǒng)的設(shè)計時，必須結(jié)合醫(yī)院需求，量身定做。同時在管理上，應(yīng)將三氣系統(tǒng)納入BAS系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控，實現(xiàn)普通樓宇設(shè)備與建筑醫(yī)療設(shè)備的統(tǒng)一管理。
3．2．4火災(zāi)自動報警與消防聯(lián)動控制系統(tǒng)的設(shè)計該系統(tǒng)往往與BAS分開考慮，但是，在目前計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，火災(zāi)自動報警與消防聯(lián)動控制子系統(tǒng)與BAS分開設(shè)計、施工和管理的模式，是與今天的科技發(fā)展不相適應(yīng)的。不利于BAS的系統(tǒng)集成(systemintegrated，SI)，不能達(dá)到節(jié)約人員，節(jié)省維護(hù)費(fèi)，提高工作效率的建設(shè)目的。在施工期間，強(qiáng)調(diào)隱蔽工程的施工和驗收，杜絕消防隱患，同時在建筑設(shè)備的選擇上，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，因為建筑產(chǎn)品有使用后不可逆的特性，即建筑安裝完畢后，很難通過“修改”的方式彌補(bǔ)缺陷、完善其功能。智能化建筑尤其如此[7]。
3．3門急診背景環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計用于對門診大廳、候診廳等公共場所的軟環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)。從就診患者的心態(tài)來講，都想盡快就醫(yī)，離開醫(yī)院。但由于一些客觀條件的制約，
候診是必然的。在候診期間，患者及陪護(hù)者如何度過這段時間，是醫(yī)院在建設(shè)門急診樓時必須考慮的問題。背景環(huán)境設(shè)計是門急診樓家庭化設(shè)計的體現(xiàn)，優(yōu)美的輕音樂，舒緩的旋律縈繞在門急診樓內(nèi)外，使患者有一種親切感和歸屬感。背景燈光通過計算機(jī)來調(diào)節(jié)照度、色度，如在夏季以冷色調(diào)為主，冬季以暖色調(diào)為主，系統(tǒng)對改善門急診樓的就醫(yī)環(huán)境將起到積極作用。
4．門診綜合電子信息系統(tǒng)
系統(tǒng)以患者信息為依托，通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，智能化導(dǎo)醫(yī)為核心，計算機(jī)為工具，從而完成門診各項服務(wù)性任務(wù)。該系統(tǒng)借助系統(tǒng)集成技術(shù)，將硬件(含系統(tǒng)軟件、工具軟件等)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫及相應(yīng)的應(yīng)用軟件組合成為有效實用的，具有良好交互界面的計算機(jī)應(yīng)用信息系統(tǒng)。通過信息查詢系統(tǒng)，消除長期困擾醫(yī)院門急診樓“三長一短”現(xiàn)象。
4．1門急診大屏顯示系統(tǒng)采用大屏顯示系統(tǒng)，可對醫(yī)院概況、科室設(shè)置、出診專家、收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)和藥品價格等及時提供給患者，方便患者進(jìn)行相關(guān)信息的查詢，從而實現(xiàn)診間醫(yī)令、劃價、取藥等快捷準(zhǔn)確的計算機(jī)管理。
4．2智能化導(dǎo)醫(yī)系統(tǒng)為避免患者就診時的順序混亂和提高醫(yī)務(wù)人員工作效率。在門診管理系統(tǒng)的掛號預(yù)約子系統(tǒng)基礎(chǔ)上，增設(shè)患者就診科室的相關(guān)信息，設(shè)計安裝小型電子屏幕，導(dǎo)向標(biāo)志，指示患者就診去向。導(dǎo)醫(yī)系統(tǒng)的智能化設(shè)計應(yīng)充分展現(xiàn)計算機(jī)技術(shù)，發(fā)光二極管(LED)、液晶顯示器(LCD)、等離子電視(PNP)等顯示技術(shù)和通信技術(shù)的優(yōu)勢，并結(jié)合醫(yī)院HIS系統(tǒng)，將門急診叫號和導(dǎo)醫(yī)系統(tǒng)進(jìn)行柔性設(shè)計?；颊邟焯柡蠹瓷苫颊呔歪t(yī)的相關(guān)信息，提示就診科室的去向，門診管理系統(tǒng)將掛號患者的信息傳遞給門診智能化導(dǎo)醫(yī)系統(tǒng)。該系統(tǒng)完全以患者就醫(yī)為中心，以降低醫(yī)務(wù)人員的工作強(qiáng)度為目的，以提高醫(yī)院門急診樓的使用效率為目標(biāo)，來提高門急診樓的整體功能。克服目前醫(yī)院門診患者就醫(yī)由專人負(fù)責(zé)維持秩序和增設(shè)導(dǎo)醫(yī)人員的諸多不利因素。
4．3增設(shè)計算機(jī)查詢系統(tǒng)系統(tǒng)采用條碼識別技術(shù)或密碼確認(rèn)技術(shù)，在門急診樓的不同功能區(qū)域配置計算機(jī)觸摸屏，方便患者查詢在醫(yī)院內(nèi)的所有消費(fèi)及患者所需要的各類醫(yī)學(xué)信息資料，加強(qiáng)醫(yī)院宣傳力度，提高對患者的吸引力。
4．4構(gòu)建全信息化門診專用視頻會診系統(tǒng)根據(jù)科技的發(fā)展和21世紀(jì)就醫(yī)模式的需要，智能化門急診樓建設(shè)應(yīng)設(shè)有電話預(yù)約掛號、醫(yī)療咨詢、遠(yuǎn)程門診視頻會診系統(tǒng)等，從而實施交互式多媒體有償服務(wù)，解答患者常識性的醫(yī)療問題，指導(dǎo)就醫(yī)，方便那些只需詢問相關(guān)癥狀即可解決病痛的患者[8]。也為被距離和時間分割開的醫(yī)、患之間建立一條信息高速公路。在智能化門急診樓的建設(shè)中，構(gòu)建一個集多媒體教學(xué)、遠(yuǎn)程門診視頻會診系統(tǒng)于一體的全信息化門診醫(yī)師平臺，通過門診專用視頻會議系統(tǒng)，開展遠(yuǎn)程專家門診。系統(tǒng)聯(lián)結(jié)成功后，異地協(xié)作醫(yī)院只需將患者安排在有門診視頻會診系統(tǒng)的門診辦公室或其他適合的場所，患者與遠(yuǎn)端的醫(yī)學(xué)專家即可進(jìn)行異地門診。該系統(tǒng)將充分利用我國寶貴的醫(yī)療資源，同時可減少患者的醫(yī)療費(fèi)用開支。這種異地門診的就醫(yī)方式在計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)飛速發(fā)展的今天將很快得以推廣。
6門急診樓智能化建筑設(shè)計應(yīng)注意的問題
6．1注意協(xié)調(diào)各工種的關(guān)系在建筑上，各工種工程師所面對和處理的對象不同，智能建筑工程師由于掌握著最新知識，對技術(shù)的追求可能走在其他建筑工種的前面，而其他工種的工程師由于對“智能建筑”認(rèn)識的偏差，于是便有了“智能建筑”無非是“一套綜合布線，少些墻，多些孔”而已的觀點(diǎn)。其實在國內(nèi)有關(guān)“智能建筑”的文獻(xiàn)中，“智能建筑≠建筑十智能”幾乎是一致的說法(張瑞武，1996；李博賢，1997；林賢光，1997)。當(dāng)然智能建筑技術(shù)的合理性不等于建筑的最終成功。各工種要相互合作、理解和溝通，才能完善“智能化建筑”。
6．2強(qiáng)調(diào)建筑施工與樓宇物業(yè)管理同步設(shè)計傳統(tǒng)建筑物物業(yè)管理的內(nèi)容較為單純，智能建筑具有許多新的內(nèi)容和特點(diǎn)，因此管理和維護(hù)相對復(fù)雜。建筑智能化系統(tǒng)所使用的設(shè)備科技含量高、自動化程度高，對操作和管理人員的技術(shù)素質(zhì)要求高。同時智能建筑建成后，其維護(hù)和保養(yǎng)將成為正常運(yùn)行的關(guān)鍵?；谝陨弦蛩兀T診樓的建筑智能化設(shè)計應(yīng)包含物業(yè)管理的內(nèi)容。
6．3注重工程與科研的關(guān)系信息社會的特點(diǎn)是知識、技術(shù)更新快，醫(yī)療建筑有公共建筑的特點(diǎn)，即為共性：但更多地是其他建筑所不具備的個性。比如門急診大屏顯示系統(tǒng)、智能化導(dǎo)醫(yī)系統(tǒng)、建筑醫(yī)療設(shè)備系統(tǒng)、全信息化的門急診視頻會診系統(tǒng)、門急診患者輸液管理系統(tǒng)等都是其特有的。有些系統(tǒng)是成熟的，也有些系統(tǒng)是不成熟的或沒有的，醫(yī)院必須結(jié)合具體的工程設(shè)計要求進(jìn)行前期的論證、規(guī)劃和開發(fā)，從而使工程和科研緊密結(jié)合，建設(shè)符合時代特征的醫(yī)療建筑。
7．結(jié)論
21世紀(jì)醫(yī)院門急診的就醫(yī)環(huán)境要充分體現(xiàn)“以人為本”的理念，提高醫(yī)院門急診樓的建筑品位。讓患者是“上帝”這一理念在醫(yī)院得以充分體現(xiàn)，一流的環(huán)境、一流的服務(wù)使患者感受人生價值的升華[9]。同時，將門診樓建設(shè)成為具有智能化、數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化和國際化的標(biāo)志性建筑，為醫(yī)院實現(xiàn)醫(yī)療建筑跨越式發(fā)展鋪平道路，也為今后實現(xiàn)醫(yī)院數(shù)字化管理創(chuàng)造條件。
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以上論證說明：人工智能技術(shù)可以在人類隱性智慧定義的工作框架內(nèi)模擬人類顯性智慧（人類智能）生成知識，創(chuàng)建主客雙贏的策略解決各種復(fù)雜問題。而這是現(xiàn)今其他各類技術(shù)做不到的。不過，由于在人工智能系統(tǒng)工作的基本過程中，（1）中客觀存在各種不確定性，人類給定的知識未必能夠理想地體現(xiàn)客觀規(guī)律，也未必能夠完全滿足求解問題的需要，（2）中人類預(yù)設(shè)的求解目標(biāo)也不見得完全合理，（3）中人工智能系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)必然存在各種不理想性。因此，人工智能系統(tǒng)對人類顯性智慧能力的模擬不可能完全到位，人工智能系統(tǒng)提供的問題解答也有可能不如人類自己求出的解答。換言之，人工智能系統(tǒng)所模擬的人類顯性智慧能力，原則上不可能超過人類自己的顯性智慧能力。如果說人工智能系統(tǒng)確實也有超人的地方，那主要是它的工作速度、工作精度、持久能力等因素，而不可能是顯性智慧中的智慧品質(zhì)。至于一些人所宣傳的機(jī)器超越人類甚至機(jī)器淘汰人類的說法，是沒有根據(jù)的。無論是人工智能系統(tǒng)，還是其他各種機(jī)器系統(tǒng)，它們共同的問題之一是：機(jī)器沒有生命，沒有目的，不可能自主發(fā)現(xiàn)應(yīng)當(dāng)解決的實際問題，不可能自主形成機(jī)器的智慧，尤其不可能無中生有地形成超越人類和淘汰人類的荒唐愿望，因此更不可能產(chǎn)生淘汰人類或滅絕人類的行為。
2人工智能與信息技術(shù)的關(guān)系
圖2的人工智能系統(tǒng)模型表明，完整的人工智能技術(shù)系統(tǒng)必須具有如下環(huán)節(jié)：信息獲?。ǜ兄⑿畔鬟f（通信）、信息處理（計算）、知識生成（認(rèn)知）、策略創(chuàng)建（決策）、策略執(zhí)行（控制）以及反饋學(xué)習(xí)優(yōu)化等基本技術(shù)系統(tǒng)，這正像“人”這個智能系統(tǒng)必須具有感覺器官（信息獲?。?、傳輸神經(jīng)系統(tǒng)（信息傳遞）、思維器官（信息處理、知識生成、策略創(chuàng)建）以及執(zhí)行器官（策略執(zhí)行）。 其中傳感（感受信息）、通信（傳遞信息）、計算（處理信息）、控制（執(zhí)行信息）等技術(shù)屬于信息技術(shù)?？梢?，人工智能系統(tǒng)是一個全局整體，其中包含著傳感、通信、計算、控制等信息技術(shù)環(huán)節(jié)；這正像人這個智能系統(tǒng)是一個全局整體，其中包含感覺器官、傳輸神經(jīng)、丘腦和執(zhí)行器官這些信息器官。如果把人工智能系統(tǒng)稱為完整的人工智能系統(tǒng)，而把其中的知識生成和策略創(chuàng)建稱為核心人工智能系統(tǒng)，那么，則有：完整的人工智能系統(tǒng)＝核心人工智能系統(tǒng)＋信息技術(shù)系統(tǒng)其中，核心人工智能系統(tǒng)處于完整人工智能系統(tǒng)的核心，處理知識和智能層次的問題；信息技術(shù)系統(tǒng)處于完整人工智能系統(tǒng)的外周，處理信息層次的問題，同時擔(dān)任核心系統(tǒng)與外部環(huán)境之間的兩端接口：一端是從環(huán)境獲取本體論信息（傳感），另一端是對環(huán)境施加智能行為（控制）。這就表明，信息技術(shù)系統(tǒng)提供給人類的服務(wù)主要是方便快捷的信息共享，而不可能提供如何認(rèn)識事物本質(zhì)的服務(wù)（因為這需要知識），更不可能提供如何解決問題的服務(wù)（因為這需要智能策略）[2]。
3“新型”信息技術(shù)
近十多年來，先后出現(xiàn)了大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)以及各種互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用技術(shù)。人們把它們稱為“新型”信息技術(shù)或“新一代”信息技術(shù)。深入分析可以發(fā)現(xiàn)，這些新型信息技術(shù)的核心技術(shù)正是核心人工智能系統(tǒng)的知識生成和策略創(chuàng)建技術(shù)。不妨以大數(shù)據(jù)技術(shù)為例加以說明。圖3表示了大數(shù)據(jù)技術(shù)系統(tǒng)的工作流程。由于有著多種來源、多種背景以及多種格式，大數(shù)據(jù)通常是病態(tài)結(jié)構(gòu)或不良結(jié)構(gòu)的大規(guī)模數(shù)據(jù)集合，其中可能包含垃圾、病毒和黑客攻擊程序。因此，如圖3所示，大數(shù)據(jù)技術(shù)的第一個環(huán)節(jié)就是智能分類：把無用的數(shù)據(jù)識別分類出來加以過濾和抑制，把有用的數(shù)據(jù)按照某些特征進(jìn)行分類，再分門別類地送到恰當(dāng)?shù)脑朴嬎悖ê驮拼鎯Γ┫到y(tǒng)，進(jìn)行相應(yīng)的信息處理，為知識生成（知識挖掘）做好必要的準(zhǔn)備。通過知識挖掘生成了足夠的知識之后，才可以把這些知識（結(jié)合求解目標(biāo)）轉(zhuǎn)換成為用來解決問題的智能策略。其中，智能分類、知識挖掘和策略創(chuàng)建都是人工智能的基本技術(shù)?？梢?，如果沒有這些人工智能技術(shù)，大數(shù)據(jù)就只能是數(shù)據(jù)，而不可能轉(zhuǎn)換成為有用的知識和可以用來解決問題的智能策略。
由此可知，大數(shù)據(jù)技術(shù)的核心就是人工智能技術(shù)，可以把它比較確切地稱為面向大數(shù)據(jù)的智能技術(shù)。而把它稱為新型信息技術(shù)則沒有真正抓住大數(shù)據(jù)技術(shù)的要害和本質(zhì)，模糊了人們對大數(shù)據(jù)技術(shù)和人工智能技術(shù)的認(rèn)識，不利于大數(shù)據(jù)技術(shù)的研究和發(fā)展，也不利于人工智能的研究和應(yīng)用。真正的智能物聯(lián)網(wǎng)模型不是別的，正是圖2所示的模型。如圖2所示，只要在綜合知識庫內(nèi)設(shè)置“對物控制的目標(biāo)”，那么“外部世界的物”的信息就經(jīng)由傳感器獲得，經(jīng)過通信系統(tǒng)傳送到計算系統(tǒng)并在這里進(jìn)行必要的處理即把信息變成適用的信息，接著由認(rèn)知系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成為知識，然后由決策系統(tǒng)根據(jù)控制目標(biāo)把信息和知識轉(zhuǎn)換成為智能策略，智能策略再經(jīng)通信系統(tǒng)傳到執(zhí)行系統(tǒng)之后轉(zhuǎn)換成為智能行為反作用于所關(guān)注的“物”，使它的狀態(tài)符合預(yù)設(shè)的目標(biāo)。近來人們在密切關(guān)注著“互聯(lián)網(wǎng)＋”。其實，“互聯(lián)網(wǎng)＋”可以有兩種不同的理解。一種理解是當(dāng)前人們所關(guān)注的互聯(lián)網(wǎng)推廣，這里的“＋”就相當(dāng)于信息化的“化”，就是互聯(lián)網(wǎng)的各種應(yīng)用。另一種更有意義的理解則把“互聯(lián)網(wǎng)＋”理解為互聯(lián)網(wǎng)升級，就是把以計算機(jī)為終端的現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)升級為以人工智能系統(tǒng)為終端的智能互聯(lián)網(wǎng)。這就是2015年全國兩會期間全國政協(xié)委員的“中國大腦”提案。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為，互聯(lián)網(wǎng)推廣,即把互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用到各行各業(yè)是完全必要的，這是信息化建設(shè)的正常要求。但是，從信息化建設(shè)的發(fā)展大勢來看，互聯(lián)網(wǎng)升級即把當(dāng)前常規(guī)互聯(lián)網(wǎng)升級為智能互聯(lián)網(wǎng)則更為必要，這將為中國信息化建設(shè)注入更為強(qiáng)大的新活力，是轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的需要，是國民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)升級的需要。綜上所述，大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計算技術(shù)、智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，其實都是人工智能技術(shù)的相關(guān)具體應(yīng)用。可以這么說，如果沒有人工智能技術(shù)，單憑信息技術(shù)很難有效地應(yīng)對大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)以及未來更多更復(fù)雜的技術(shù)挑戰(zhàn)。
4結(jié)束語
先進(jìn)的通信、信息技術(shù)是智能電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)，更靈活、清潔、安全及經(jīng)濟(jì)是“智能電網(wǎng)”技術(shù)所追求的目標(biāo)。有助于實現(xiàn)實時信息快速處理和大電網(wǎng)大區(qū)域信息交互，做到實時掌握自身系統(tǒng)的各種反應(yīng)系統(tǒng)穩(wěn)定特征的參數(shù)變化，診斷預(yù)測故障，增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
1.1智能電網(wǎng)通信技術(shù)
實現(xiàn)智能電網(wǎng)的前提條件是實現(xiàn)通信技術(shù)的智能化，進(jìn)一步實現(xiàn)各種不同信息相互之間的聯(lián)系，通過這樣的一個智能化通信系統(tǒng)可以建立一個高度的智能電網(wǎng)。也就是說集成度高、靈敏性好，雙向快速反應(yīng)的通信系統(tǒng)是智能電網(wǎng)實現(xiàn)的基礎(chǔ)，缺少這樣的通信系統(tǒng)的支持，也就無從談起電網(wǎng)的智能化。因此要建設(shè)智能電網(wǎng)，我們首先就必須的建立這樣的通信系統(tǒng)。
1.2參數(shù)量測技術(shù)
在智能電網(wǎng)基本的組成部件中參數(shù)量測技術(shù)顯得尤為重要，智能電網(wǎng)中的各項數(shù)據(jù)信息可以通過先進(jìn)的參數(shù)量測技術(shù)獲得，這些信息可以在智能電網(wǎng)的各方面使用。智能電網(wǎng)中使用的是智能固態(tài)表計，智能固態(tài)表計的好處與作用是可以使電力公司與用戶進(jìn)行很好的雙向通信技術(shù)，提高包括功率因數(shù)、相位關(guān)系（WAMS）、電能質(zhì)量、表計損壞、設(shè)備狀況和故障的定位、線路負(fù)荷、變壓器和關(guān)鍵元件停電確認(rèn)、電能消費(fèi)、預(yù)測和溫度等數(shù)據(jù)。
1.3高級的電力電子設(shè)備
目前的電能損耗比較嚴(yán)重，其中電力電子設(shè)備的使用是其中原因之一，落后的電力電子設(shè)備會損耗相當(dāng)多的電能。而要提高電能的有效利用率的措施之一便是對電力電子設(shè)備的改善。高級、先進(jìn)的電力電子設(shè)備可以為用戶提供高質(zhì)量的電能，提高電能的利用率，能滿足各種不同的電力需求。高級、先進(jìn)的電力電子設(shè)備設(shè)備技術(shù)，可以極大地提高輸配電系統(tǒng)的性能，提高功率密度和電力生產(chǎn)的效率。高級的電力電子設(shè)備有著重要的作用在發(fā)電和輸電以及配電、用電的過程中。
1.4先進(jìn)的電力電子技術(shù)
有關(guān)研究顯示先進(jìn)的電力電子技術(shù)的節(jié)能效果可達(dá)10%～40%，對電能的控制和變換不在采取傳統(tǒng)的方法，而是采取更先進(jìn)的電力電子器件進(jìn)行變換和控制。電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，為電能的控制和變換提供了硬件條件。目前對電力系統(tǒng)運(yùn)行要求的不斷提高，導(dǎo)致電力電子技術(shù)大范圍的應(yīng)用于電力系統(tǒng)發(fā)、輸、配、用等各個環(huán)節(jié)。當(dāng)前電力電子市場上出現(xiàn)了SVC為基礎(chǔ)的柔流輸電技術(shù)；高壓變頻電氣傳動技術(shù)；新型超高壓輸電技術(shù)；智能開關(guān)同步開斷技術(shù)和靜止無功發(fā)生器、動態(tài)電壓恢復(fù)器的電力技術(shù)等。
二、智能電網(wǎng)的展望
根據(jù)現(xiàn)階段我國的國情，在一些遠(yuǎn)距離特高電壓輸送上相對落后，智能電網(wǎng)建設(shè)必須要解決好這個問題。同時可以通過智能電網(wǎng)的建設(shè)，能更進(jìn)一步加強(qiáng)地區(qū)配電網(wǎng)自動化水平，實現(xiàn)多地區(qū)的電網(wǎng)共用，建設(shè)靈活、安全、有效、堅固的配電網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)對傳統(tǒng)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級，滿足未來社會與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。3.1分布式能源的接入分布式能源接入改變以往單線的接入方式，采用一種新型的接入方式，通過建立混合樹狀、網(wǎng)狀等接入方式，這樣的接入方式可以使每個點(diǎn)既可作為負(fù)荷消耗也可作為負(fù)荷提供，電力資源的交換得以雙向交換。比如風(fēng)力發(fā)電太陽能發(fā)電這樣的，發(fā)電量不大，分布在負(fù)荷附近的發(fā)電形式叫做分布式能源。與傳統(tǒng)的火電、核電、水電集中上網(wǎng)，然后在分布給負(fù)荷這種形式相對應(yīng)的能源接入，節(jié)省輸電網(wǎng)的投資，提高全系統(tǒng)可靠性，為系統(tǒng)運(yùn)行提供了很高的靈活性。如電網(wǎng)遇到大風(fēng)暴和冰雪天氣，即使遭到嚴(yán)重破壞，但是其中的分布式電源可自行形成孤島或微網(wǎng)，向交通樞紐、醫(yī)院和廣播電視等提供應(yīng)急供電。3.2建立堅強(qiáng)、靈活的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)我國能源分布與生產(chǎn)力布局很不平衡，目前急需解決的問題就是如何進(jìn)一步、優(yōu)化特高壓和各級電網(wǎng)規(guī)劃。當(dāng)前全球各國都在努力發(fā)展清潔能源，然而由于清潔能源間歇性、不確定性、隨機(jī)性等本身的特點(diǎn)，因此電網(wǎng)的建設(shè)不得不加以考慮，這些因素會帶來了極大挑戰(zhàn)給電網(wǎng)的安全運(yùn)行。解決這一問題的關(guān)鍵，在于通過對電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的運(yùn)用靈活，通過電網(wǎng)結(jié)構(gòu)靈活運(yùn)用可以使電網(wǎng)結(jié)構(gòu)安全可靠，就算是遇到自然災(zāi)害和社會災(zāi)害等突發(fā)災(zāi)害性也能保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行。而我們現(xiàn)實智能電網(wǎng)的主要目的便是在于提高電力體系安全性與可靠性，希望實現(xiàn)提高清潔能源規(guī)劃與電網(wǎng)規(guī)劃的協(xié)調(diào)性，能夠更好的將新能源介入電網(wǎng)的運(yùn)行以及并網(wǎng)的運(yùn)行控制。
智能電網(wǎng)相對于傳統(tǒng)的電網(wǎng)技術(shù)有著更高的信息化、自動化和互動化水平，智能電網(wǎng)的獨(dú)特優(yōu)勢和智能化的功能需要一系列的技術(shù)體系進(jìn)行支撐。本部分從智能電網(wǎng)的發(fā)電環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)、輸電環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)、變電環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)、配電環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)以及用電環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)五個方面對智能電網(wǎng)的主要技術(shù)體系進(jìn)行闡述。
1.1發(fā)電環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)
發(fā)電環(huán)境的關(guān)鍵技術(shù)主要是指新能源技術(shù)，包括新能源安全可靠運(yùn)行的保障技術(shù)和電網(wǎng)大規(guī)模的存儲技術(shù)兩大部分。新能源安全可靠運(yùn)行的保障技術(shù)是智能電網(wǎng)中可再生清潔能源電源安全可靠運(yùn)行必須解決的重大關(guān)鍵技術(shù)問題，首先針對大型的集中的可再生清潔新能源而言，主要研究其出力的隨機(jī)不確定性和突變等問題對智能電網(wǎng)的影響，并在此基礎(chǔ)上形成科學(xué)合理的智能電網(wǎng)構(gòu)架和電網(wǎng)運(yùn)行策略等方案；對于分布式的可再生清潔能源而言，主要研究其并網(wǎng)過程中的問題，通過對電網(wǎng)接受分布式可再生清潔能源的能力、分布式可再生清潔能源的供電可靠性等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，以此來制定配電網(wǎng)可靠性評估體系以及相關(guān)的故障檢修和運(yùn)行維護(hù)等方案。智能電網(wǎng)的大規(guī)模儲能新技術(shù)的應(yīng)用主要包括：電網(wǎng)的抽水蓄能技術(shù)、鋰離子電池儲能和超導(dǎo)儲能等。
1.2輸電環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)
輸電環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)主要是針對智能電網(wǎng)輸電線路運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測技術(shù)，該環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)只要是依靠最近的信息集成技術(shù)，其中也存在著一定的技術(shù)難點(diǎn)需要解決。例如，輸電線路由于部分路段所處的自然環(huán)境比較惡劣，這會造成無限通信過程中存在一定的盲點(diǎn)，使得傳輸線路上的監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳輸存在障礙；智能電網(wǎng)傳輸線路的監(jiān)測設(shè)備通信規(guī)則不同意，給累輸電線路的監(jiān)測設(shè)備沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，這也會造成能電網(wǎng)輸電線路運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測存在一定的困難。
1.3變電環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)
智能變電站是構(gòu)建智能電網(wǎng)的最重要的基礎(chǔ)和前提保障。智能變電站相對于傳統(tǒng)的變電站而言，有著可靠先進(jìn)和低碳環(huán)保的智能變電設(shè)備，同時其信息化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和標(biāo)準(zhǔn)化程度高，可以實現(xiàn)電網(wǎng)的自動控制和實時智能決策等高級功能。因此，變電環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)主要包括系統(tǒng)分層和智能化的變電組件兩個方面。首先，由于智能變電站可以分成相對獨(dú)立的過程層、間隔層以及站控層三個部分，這三個相對獨(dú)立的子系統(tǒng)之間應(yīng)該實現(xiàn)實時的網(wǎng)絡(luò)共享，實現(xiàn)智能變電站各智能設(shè)備之間的暢通無阻的互聯(lián)互通；變電站中智能變電組件是實現(xiàn)其智能變電功能的基本保障，主要包括測量、控制、狀態(tài)監(jiān)測以及相關(guān)的計量保護(hù)等功能，這些組建要具有數(shù)字化的測量、網(wǎng)絡(luò)化的監(jiān)控、可視化的運(yùn)行狀態(tài)以及信息的互動化等特征。
1.4配電環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)
配電環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)主要包括配電自動化和智能化、配電網(wǎng)的保護(hù)控制以及分布式新能源接入等方面，其中配電的自動化和智能化是該環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵技術(shù)。在配電過程中，依靠最新的通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，采用智能的控制方式，對配電管理系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)升級，實現(xiàn)配電網(wǎng)的各狀態(tài)下的保護(hù)監(jiān)測、用電管理和配電管理的自動化。需要注意的是，配電網(wǎng)的保護(hù)和控制對智能電網(wǎng)中的配電網(wǎng)有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，可以在不同介質(zhì)和接口之間進(jìn)行信息傳輸，同時還要求實時監(jiān)控配電網(wǎng)的各類運(yùn)行數(shù)據(jù)。配電網(wǎng)的保護(hù)和控制技術(shù)要求配網(wǎng)
1.5用電環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)
用電環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)可以保障用戶可以使用智能電網(wǎng)的各項功能，其中主要包括用戶的用電信息采集和智能用電服務(wù)系統(tǒng)。用戶的信息采集要求可以實時地全面地采集用戶的用電信息，同時實現(xiàn)對所采集到的信息進(jìn)行各種分析和管理；智能用電服務(wù)系統(tǒng)可以實現(xiàn)用電客戶和智能電網(wǎng)之間實時地交互，可以提高智能電網(wǎng)的綜合服務(wù)質(zhì)量。
2.結(jié)束語
（1）不斷改善用戶體驗
用戶體驗游電費(fèi)價格、停電率、階梯電價等方面。電力公司需要根據(jù)不同的需求進(jìn)行調(diào)整，用戶體驗的改善也是智能電網(wǎng)的工作目標(biāo)。
（2）電網(wǎng)自我控制能力的提升
當(dāng)前，我國電網(wǎng)制動裝置還未具有評估事態(tài)發(fā)展的能力。因此，我們必須不斷加強(qiáng)評估動態(tài)安全來做好預(yù)防性控制。智能電網(wǎng)正是面臨系統(tǒng)故障時，能夠?qū)⒃搮^(qū)域予以隔離，有很強(qiáng)的應(yīng)用價值。
（3）能夠切實提高電網(wǎng)運(yùn)行效率
除去運(yùn)行優(yōu)化與資產(chǎn)管理以及降低使用率成本以外，智能電網(wǎng)還通過使用儲能、高溫超導(dǎo)、電子等新技術(shù)對電網(wǎng)進(jìn)行了改革。以高溫超導(dǎo)技術(shù)為例，該技術(shù)的應(yīng)用僅通過狹窄通道即可實現(xiàn)電力的大量傳輸，且電壓網(wǎng)損接近零。
2智能電網(wǎng)技術(shù)體系主要內(nèi)容
2.1拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
我國多年來一直采用較為傳統(tǒng)的放射電網(wǎng)，這樣的電網(wǎng)如果發(fā)生線路方面的故障，很難以最快的速度恢復(fù)正常供電。由于智能電網(wǎng)中的靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是構(gòu)建智能電網(wǎng)最為基礎(chǔ)的物理結(jié)構(gòu)。一旦出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)方面的故障，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以迅速的將其控制于最小范圍內(nèi)，給快速恢復(fù)供電提供了必要的條件。因此，配電體系的側(cè)面發(fā)展循環(huán)網(wǎng)絡(luò)，并設(shè)置環(huán)形總線與微電網(wǎng)。這樣才能控制雙向流向，并保證電路間的交換功率。
2.2智能電網(wǎng)中的測量及傳感技術(shù)
該技術(shù)可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、分時段的用戶管理。例如：可以對分布式設(shè)備進(jìn)行實時監(jiān)控，還能及時監(jiān)控到智能儀表、傳感器、測量裝置。通過傳感器與測量系統(tǒng)的有效結(jié)合，可以實現(xiàn)智能控制的目標(biāo)。智能電網(wǎng)研究中，我們最為急需的就是精度高、能耗低的傳感技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)測量技術(shù)。
2.3智能電網(wǎng)中的專業(yè)芯片技術(shù)
該技術(shù)是智能電網(wǎng)的核心技術(shù)部位。電網(wǎng)中的芯片升級后可以實現(xiàn)眾多功能。智能芯片所包括的主要種類有：通信體系芯片、控制芯片、時間芯片、計量芯片和驅(qū)動芯片等等。
2.4智能電網(wǎng)中的通信技術(shù)
智能電網(wǎng)正常構(gòu)建與運(yùn)行離不開通信技術(shù)。雙向、高速集成、實時的通信系統(tǒng)是智能電網(wǎng)正常運(yùn)行的基本保障。通信技術(shù)不但能實現(xiàn)信息的雙向傳輸、實現(xiàn)互動，還能應(yīng)用量測技術(shù)進(jìn)行連續(xù)、實時的檢測和校正電網(wǎng)中的各項參數(shù)。進(jìn)而使用相應(yīng)的信息技術(shù)實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部的自愈目的，并接受更加完整的信息。
2.5信息安全與網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)
由于智能化電網(wǎng)是科技化與信息化相結(jié)合的系統(tǒng)，其安全內(nèi)涵較傳統(tǒng)電網(wǎng)要高很多。這就對智能電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)與信息安全加倍防范。當(dāng)前較為常見的安全技術(shù)有：新密碼技術(shù)、實時鏡像備用、信息信任體系、病毒防護(hù)技術(shù)、惡意入侵防御技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲安全、實時主動防護(hù)等等。
2.6智能電網(wǎng)中的智能化設(shè)備技術(shù)
為提升電力系統(tǒng)的工作性能，我們必須在智能電網(wǎng)中使用最新電子設(shè)備。新技術(shù)與設(shè)備的使用能提高功率密度、成產(chǎn)效率、供電可靠性以及輸配電系統(tǒng)性能。此外，我們要在負(fù)荷特性與電網(wǎng)間尋找出平衡點(diǎn)來提高電能質(zhì)量。
（1）電力電子技術(shù)。該技術(shù)主要通過電力電子器件對電能進(jìn)行控制與變換。當(dāng)前，半導(dǎo)體功率元器件逐漸向大容量、高壓化方向發(fā)展，很多電力電子產(chǎn)業(yè)都以高壓變頻作為主要的傳動技術(shù)。同步開端技術(shù)的智能開關(guān)。新型超高壓的高壓直流輸電技術(shù)，交流柔性輸電技術(shù)。用戶用電技術(shù)有動態(tài)電壓恢復(fù)器、靜止無功發(fā)生器。
（2）分布式的能源接入技術(shù)。自我調(diào)節(jié)能力和智能判斷基礎(chǔ)上的分布式管理與多能源統(tǒng)一入網(wǎng)，是智能電網(wǎng)系統(tǒng)中的核心部位。這個系統(tǒng)能夠?qū)崟r采集和監(jiān)控電網(wǎng)與用戶用電信息，以輸配電方式為終端輸送電能時也是最安全和最經(jīng)濟(jì)的。分布式電源（DER）的種類主要有：光伏電源、風(fēng)力發(fā)電、燃料電池、小水電、儲能裝置能等。通過智能自動化系統(tǒng)，可以將多種分布式電源猶記得并入電網(wǎng)之中，并保證運(yùn)行有很強(qiáng)的協(xié)調(diào)性。在提高系統(tǒng)工作效率與可靠性的基礎(chǔ)上，節(jié)省了大量的輸電網(wǎng)方面的投資。有力的支持了峰荷電力與電網(wǎng)緊急功率，進(jìn)而帶來更大的經(jīng)濟(jì)與社會效益。
2.7發(fā)電機(jī)功率與預(yù)測短期負(fù)荷技術(shù)
超強(qiáng)的預(yù)測力是構(gòu)建智能電網(wǎng)技術(shù)體系的有力保證。實現(xiàn)短期負(fù)荷預(yù)測和發(fā)電機(jī)功率預(yù)測，必須將只能傳感器與先進(jìn)的信息通信技術(shù)作為技術(shù)支撐。這樣才能實現(xiàn)短期的預(yù)測和預(yù)警。
2.8蓄能技術(shù)
不穩(wěn)定是可再生能源的最大缺點(diǎn)，因此，智能電網(wǎng)的儲能技術(shù)室很多單元構(gòu)成的，例如：電容器儲能、超導(dǎo)磁儲能、化學(xué)電池儲能和燃料電池儲能等多種形式，這些儲能方式的主要特點(diǎn)是：高效、高密度。
2.9電力控制技術(shù)
同樣，電力控制技術(shù)也是智能電網(wǎng)技術(shù)體系構(gòu)建中至關(guān)重要的組成部分。該技術(shù)可以優(yōu)化運(yùn)行系統(tǒng)，很好地完善智能電網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)。
3結(jié)束語
[摘要]電子技術(shù)在現(xiàn)代汽車上應(yīng)用越來越廣泛,電子技術(shù)的應(yīng)用對于改進(jìn)汽車性能、提高行駛安全、降低污染、節(jié)約能源有著非常重要的作用。文章就現(xiàn)代汽車電子技術(shù)的應(yīng)用、發(fā)展趨勢及應(yīng)用前景進(jìn)行了綜述。
[關(guān)鍵詞]電子技術(shù)微處理器電子控制裝置汽車傳感器
隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展,車輛中的電子自動化程度越來越高?？梢哉f,機(jī)械技術(shù)構(gòu)成了現(xiàn)代車輛的筋骨,電子技術(shù)則構(gòu)成了現(xiàn)代車輛的神經(jīng)中樞。汽車電子化的程度被看作是衡量現(xiàn)代汽車水平的重要標(biāo)志,是用來開發(fā)新車型,改進(jìn)汽車性能最重要的技術(shù)措施。增加汽車電子設(shè)備的數(shù)量、促進(jìn)汽車電子化是汽車制造商奪取未來汽車市場的重要的有效手段。
汽車電子技術(shù)主要包括硬件和軟件方面的內(nèi)容:硬件包括微處理器及其接口、執(zhí)行部件、傳感器等;軟件主要是以匯編語言及其他高級語言編制的各種數(shù)據(jù)采集、計算判斷、報警、程控、優(yōu)化控制、監(jiān)控、自診斷系統(tǒng)等程序。
特別是微處理器的出現(xiàn)給汽車的電子自動化程度帶來了革命性的變化,車輛上微處理器的使用數(shù)量激增,電子裝置在整個汽車制造成本中所占的比例越來越大。例如,一些豪華轎車上,使用單片微型計算機(jī)的數(shù)量已經(jīng)達(dá)到50個左右,電子產(chǎn)品占到整車成本的50%以上,微處理機(jī)將更廣泛地應(yīng)用于汽車安全、環(huán)保、發(fā)動機(jī)、傳動系統(tǒng)、速度控制和故障診斷中,目前電子技術(shù)的應(yīng)用幾乎已經(jīng)深入到汽車所有的系統(tǒng)。
一、電子技術(shù)在現(xiàn)代汽車中的應(yīng)用
按照對汽車行駛性能作用的影響劃分,可以把汽車電子產(chǎn)品歸納為兩類:一類是汽車電子控制裝置,汽車電子控制裝置要和車上機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行配合使用,即所謂“機(jī)電結(jié)合”的汽車電子裝置;它們包括發(fā)動機(jī)、底盤、車身電子控制。例如電子燃油噴射系統(tǒng)、制動防抱死控制、防滑控制、牽引力控制、電子控制懸架、電子控制自動變速器、電子動力轉(zhuǎn)向等,另一類是車載汽車電子裝置,車載汽車電子裝置是在汽車環(huán)境下能夠獨(dú)立使用的電子裝置,它和汽車本身的性能并無直接關(guān)系。它們包括汽車信息系統(tǒng)(行車電腦)、導(dǎo)航系統(tǒng)、汽車音響及電視娛樂系統(tǒng)、車載通信系統(tǒng)、上網(wǎng)設(shè)備等。
1.在發(fā)動機(jī)上的應(yīng)用
現(xiàn)代汽車發(fā)動機(jī)的基本功能沒有根本變化,但引入了大量的電子控制裝置,極大地改進(jìn)了車輛的排放性能、燃油經(jīng)濟(jì)性和耐用性。發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)包括很多電子控制裝置,電子燃油噴射和點(diǎn)火裝置是其重要組成部分,除此外,還有自適應(yīng)控制裝置、智能控制裝置及自診斷操作裝置等。
現(xiàn)代汽車上,電子控制燃油噴射裝置,因其優(yōu)越的性能,已得到普及。這種新型燃油噴射裝置可以自動保證發(fā)動機(jī)始終工作在最佳狀態(tài);電子點(diǎn)火裝置(ElectronicSparkAdvance,ESA)由計算機(jī)、傳感器及其接口、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等部分構(gòu)成。該裝置可根據(jù)傳感器送來的發(fā)動機(jī)各種參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算、判斷,然后進(jìn)行點(diǎn)火時刻調(diào)節(jié)。在輸出一定功率的條件下最大限度地節(jié)約燃油和凈化空氣。
各公司相繼研制成功了多種新技術(shù),并且投入了使用,取得了很好的效果。例如,由RobertBosch公司制造的計算機(jī)控制系統(tǒng)使用嵌入式微處理器技術(shù)實時監(jiān)測發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況,確保噴射燃油量恰到好處,使燃油噴射量剛好滿足要求,對清潔這些發(fā)動機(jī)大有幫助。
特別是電控直接噴射和共軌燃油系統(tǒng)兩項技術(shù)的突破,催生了具有優(yōu)良性能的新型柴油機(jī)的出現(xiàn)。這些新型柴油機(jī)電控、加速性良好、氣味不濃也不產(chǎn)生煙塵、行程大并且耐用。
在通常的柴油機(jī)中,噴油泵在同一時間射出所有燃油,其結(jié)果就是產(chǎn)生柴油機(jī)標(biāo)志性的乓乓的敲擊聲。在直接噴射時,燃料射入之前先有一小部分先行射入,這樣當(dāng)燃料射入時產(chǎn)生的敲擊聲會變得柔和。與此同時也可以降低燃燒溫度,減少NOx(氮氧化物)的排放量。
共軌燃油系統(tǒng)的作用則在于它可以更好地控制燃油數(shù)量和噴射定時。共軌系統(tǒng)有一個高壓泵,當(dāng)噴油嘴開啟時,高壓使燃油產(chǎn)生很好的薄霧使得燃燒更加充分,同時還減少了尾氣排放。
現(xiàn)代汽車的各種性能(燃油經(jīng)濟(jì)性、排放、駕駛性能和功率等)越來越好,而使這一切成為現(xiàn)實的正是電子技術(shù)與計算機(jī)輔助設(shè)計的結(jié)合。
2.在底盤上的應(yīng)用
底盤電子控制系統(tǒng)包括很多電子控制裝置,電子控制自動變速器(Electronic-C0ntrolledAutomaticTransmission,ECAT)是其重要組成部分?，F(xiàn)在許多轎車的自動變速器是電子控制的,電子控制也就是微處理器控制。
自動變速器主要由液力變矩器和行星齒輪變速器組成,微處理器根據(jù)傳感器輸入信號和開關(guān)信號,通過電磁閥控制換檔和變矩器鎖止這兩個工作過程,達(dá)到自動變檔的最佳控制精度。發(fā)動機(jī)曲軸與變矩器渦輪之間通過離合器接合的裝置也稱為變矩器鎖止,其作用是減輕變矩器渦輪與葉輪之間的打滑現(xiàn)象,改善燃油經(jīng)濟(jì)性。ECAT優(yōu)點(diǎn)是加速性能好、靈敏度高、能準(zhǔn)確地反映車輛行駛負(fù)荷和道路條件等。
自動變速器的電子控制裝置是由信號輸入系統(tǒng)、計算系統(tǒng)和控制信號輸出系統(tǒng)這三部分組成。信號輸入系統(tǒng)有:變速器輸入速度傳感器、變速器輸出速度傳感器、發(fā)動機(jī)冷卻溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、發(fā)動機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速傳感器、油溫度傳感器、歧管壓力開關(guān)、制動開關(guān)等信號。這些信號反饋到ECU(在通用汽車上稱為PCM-動力傳動控制組件),在ECU進(jìn)行計算然后輸出控制信號,通過換檔電磁閥、離合器電磁閥等控制換檔和鎖止動作。微處理器接到傳感器反饋信號后,根據(jù)程序計算的結(jié)果發(fā)出控制信號接通變矩器的離合器電磁閥電源,驅(qū)使電磁閥啟動,使離合器接合;如果切斷離合器電磁閥電源則離合器分離。ECU是根據(jù)汽車行駛狀態(tài)來操縱電磁閥通電開關(guān)開啟或關(guān)閉的。當(dāng)汽車速度比較慢或停止時,ECU不啟動電磁閥,當(dāng)汽車速度達(dá)到一定值時,ECU就會啟動電磁閥使離合器接合。微處理器接到傳感器反饋信號后,根據(jù)汽車車速、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速及工作溫度、節(jié)氣門位置、歧管真空度、選檔位置等輸入信號參數(shù)選擇換檔。ECU根據(jù)即時變速桿的位置,對照參數(shù)計算選擇最佳的檔位位置,發(fā)出控制信號驅(qū)動換檔電磁閥,令變速器換檔。
通用、福特、豐田等等大廠商采用的自動變速器電子控制系統(tǒng),根據(jù)與其連接的變速器和發(fā)動機(jī)的不同型號而不同,每個系統(tǒng)中的元件和系統(tǒng)的工作過程也隨著不同的變速器而有所變化,但其基本的工作方式及基本部件還是一樣的。
除此外,還有電子穩(wěn)定智能控制裝置(ElectronicStabilitvPro-gram,ESP)、電控懸架操作裝置等。ESP將多種功能整合在一起,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了擴(kuò)展。與其他牽引力控制系統(tǒng)比較,電子穩(wěn)定控制程序不但控制汽車驅(qū)動輪,而且可控制從動輪。通過安裝在車輛上的輪速傳感器、側(cè)向加速度傳感器和橫擺角速度傳感器,電子穩(wěn)定控制程序能對車輛的狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)控,當(dāng)感應(yīng)到輪胎與地面失去附著力,車輛存在側(cè)滑危險時,電子穩(wěn)定控制程序會快速而有選擇地對需要制動的車輪實施獨(dú)立操作或降低發(fā)動機(jī)輸出,以使車輛行駛方向盡可能保持與駕駛員的預(yù)期相一致,從而提升車輛在各種工況下的方向穩(wěn)定性及可控性。
目前電控懸架,汽車的懸架系統(tǒng)一般是彈簧剛度和減振器阻尼特性不能改變的被動懸架,它不能根據(jù)使用工況和路面輸入的變化進(jìn)行控制和調(diào)整,故難以滿足平順性和操縱穩(wěn)定性的更高要求5近年來,隨著電控和隨動液壓技術(shù)的發(fā)展,彈簧剛度和減振器阻尼特性參數(shù)可調(diào)的電控主動和半主動懸架,在汽車上逐步得到應(yīng)用和發(fā)展。
3.整車控制技術(shù)
整車控制技術(shù)包括車身電子控制、駕駛電子控制等系統(tǒng)。汽車車身電子控制技術(shù)所涉及的內(nèi)容很多,主要包括對汽車照明燈和轉(zhuǎn)向信號燈的電子控制、對電動座椅、電動門窗、電動門鎖、自動雨刮等的電子控制以及多媒體系統(tǒng)等。目的是保證視野性、方便性、舒適性、娛樂性、通信功能等。目前車身電控技術(shù)呈現(xiàn)如下的發(fā)展趨勢:進(jìn)一步滿足用戶個性化的需求;先進(jìn)的駕駛和乘坐信息系統(tǒng),如車輛遙控檢測、智能型防盜、乘座適應(yīng)性控制、42V電子系統(tǒng)、環(huán)保設(shè)計系統(tǒng)等等。
傳統(tǒng)的機(jī)械和液力駕駛控制系統(tǒng)由于結(jié)構(gòu)的原因(間隙、運(yùn)動慣量等),從控制指令發(fā)出到指令執(zhí)行會有一定的延遲,這在極限情況下是不能允許的。電控駕駛控制系統(tǒng)是沒有機(jī)械和液力后備系統(tǒng)的,電控駕駛控制系統(tǒng)主要由三部分組成:控制系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)的功能是根據(jù)駕駛員的意圖和車輛行駛狀況,對執(zhí)行器給出執(zhí)行的設(shè)定值。執(zhí)行系統(tǒng)的功能是在控制系統(tǒng)的控制下,完成具體的執(zhí)行動作(轉(zhuǎn)向、制動等)。駕駛電子控制技術(shù)在現(xiàn)代汽車中,已大量使用,完全取代傳統(tǒng)的機(jī)械和液力駕駛控制系統(tǒng)是必然趨勢。
4.主被動安全系統(tǒng)
汽車的操縱穩(wěn)定性和安全性是衡量汽車性能的重要指標(biāo)。電子控制技術(shù)的引入為汽車的穩(wěn)定性和安全性提供了保障。
提高汽車的操縱穩(wěn)定性,過去一直局限于通過改進(jìn)輪胎、懸架、轉(zhuǎn)向與傳動系的性能來實現(xiàn)。隨著計算機(jī)、傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的迅速發(fā)展,研發(fā)了各種顯著改善操縱穩(wěn)定性和安全性的電子控制系統(tǒng)如防抱死制動系統(tǒng)(Anti-LockBrakingSystem,簡稱ABS)、牽引力控制系統(tǒng)(TractionControlSystem,簡稱TCS,也稱ASR)、四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(4WS)、車輛動力學(xué)控制系統(tǒng)(VehicleDynamicControl,簡稱VDC,也稱VSC、ESP)。其中,VDC是在ABS和TCS的基礎(chǔ)上,增加轉(zhuǎn)向行駛時橫擺運(yùn)動的角速度傳感器,通過ECU控制各個車輪的驅(qū)動力和制動力,確保汽車行駛的橫向穩(wěn)定性,防止轉(zhuǎn)向時車輛被推離彎道或從彎道甩出。
輪胎壓力檢測系統(tǒng)(TirePressureM0nit0ringSystem,簡稱TPMS)是在每一個輪眙上安裝高靈敏度的傳感器,在行車狀態(tài)下實時監(jiān)視輪胎的各種數(shù)據(jù),通過無線方式發(fā)射到接收器,并在顯示器上顯示各種數(shù)據(jù),任何原因(如鐵針扎入輪胎、氣門芯漏氣)等導(dǎo)致的輪胎漏氣、溫度升高,系統(tǒng)都會自動報警,從而確保行駛中的安全,延長輪胎的使用壽命。
為了保證行車安全,安全氣囊和座椅安全帶控制系統(tǒng)是必不可少的。安全氣囊的合理觸發(fā)以及座椅安全帶的及時束緊,需要安全系統(tǒng)對行駛狀況的及時監(jiān)測和判斷。安全氣囊和座椅安全帶控制系統(tǒng)將采用越來越多的先進(jìn)電子傳感器、控制芯片以及電子控制裝置。
二、電子技術(shù)在現(xiàn)代汽車中的發(fā)展趨勢
隨著高性能傳感器、微處理器的研制成功以及網(wǎng)絡(luò)、總線技術(shù)的完善,汽車電子技術(shù)將向集中綜合控制和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
1.集中綜合控制
目前汽車電子技術(shù)向集中綜合控制方向發(fā)展。例如,將發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)和自動變速器控制系統(tǒng),集成為動力傳動系統(tǒng)的綜合控制(PCM);將制動防抱死控制系統(tǒng)(ABS)、牽引力控制系統(tǒng)(TCS)和驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)(ASR)綜合在一起進(jìn)行制動控制;通過中央底盤控制器,將制動、懸架、轉(zhuǎn)向、動力傳動等控制系統(tǒng)通過總線進(jìn)行連接?？刂破魍ㄟ^復(fù)雜的控制運(yùn)算,對各子系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào),將車輛行駛性能控制到最佳水平,形成一體化底盤控制系統(tǒng)(UCC)。汽車的機(jī)械結(jié)構(gòu)還將發(fā)生重大的變化,汽車的各種操縱系統(tǒng)向電子化和電動化發(fā)展,實現(xiàn)“線操控”。用導(dǎo)線代替原來的機(jī)械傳動機(jī)構(gòu),例如“導(dǎo)線制動”、“導(dǎo)線轉(zhuǎn)向”、“電子油門”等。
隨著汽車電子裝置越來越多,消耗的電能正在大幅度地增加?，F(xiàn)有的12伏動力電源,已滿足不了汽車上所有電氣系統(tǒng)的需要,汽車12伏供電系統(tǒng)需向42伏轉(zhuǎn)化。今后將采用集成起動機(jī)-發(fā)電機(jī)42伏供電系統(tǒng),發(fā)電機(jī)最大輸出功率將會由目前的1千瓦提高到8千瓦左右,發(fā)電效率將會達(dá)到80%以上。42伏汽車電氣系統(tǒng)新標(biāo)準(zhǔn)的實施,將會使汽車電器零部件的設(shè)計和結(jié)構(gòu)發(fā)生重大的變革,機(jī)械式的繼電器、熔絲式保護(hù)電路將被淘汰。
2.網(wǎng)絡(luò)化
汽車上的電子電器裝置數(shù)量急劇增多,為了減少連接導(dǎo)線的數(shù)量和重量,網(wǎng)絡(luò)、總線技術(shù)十分重要。集中綜合控制要求有一個龐大而復(fù)雜的信息交換與控制系統(tǒng),車用計算機(jī)的容量要求更大,計算速度要求更高。采用高速數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)日益顯得必要。光導(dǎo)纖維可為此傳輸網(wǎng)絡(luò)提供傳輸介質(zhì),以解決電子控制系統(tǒng)防電磁干擾的問題。通訊線將各種汽車電子裝置連接成為一個網(wǎng)絡(luò),通過數(shù)據(jù)總線發(fā)送和接收信息。電子裝置除了獨(dú)立完成各自的控制功能外,還可以為其他控制裝置提供數(shù)據(jù)服務(wù)。由于使用了網(wǎng)絡(luò)化的設(shè)計,簡化了布線,減少了電氣節(jié)點(diǎn)的數(shù)量和導(dǎo)線的用量,使裝配工作更為簡化,同時也增加了信息傳送的可靠性。通過數(shù)據(jù)總線可以訪問任何一個電子控制裝置,讀取故障碼對其進(jìn)行故障診斷,使整車維修工作變得更為簡單。
三、結(jié)束語
汽車電子技術(shù)的應(yīng)用將使汽車更加智能化和舒適。智能汽車裝備有多種傳感器,能夠充分感知駕車者和乘客的狀況,交通設(shè)施和周邊環(huán)境的信息,判斷乘員是否處于最佳狀態(tài),車輛和人是否會發(fā)生危險,并及時采取對應(yīng)措施。今天,社會進(jìn)入了信息網(wǎng)絡(luò)時代,汽車已不僅僅是一種代步工具,人們已可以在汽車上收聽廣播,打電話,上互聯(lián)網(wǎng),處理工作。隨著數(shù)字技術(shù)的進(jìn)步,具有信息處理、通訊、導(dǎo)航、防盜、語言識別、圖像顯示和娛樂等功能的車載計算機(jī)多媒體系統(tǒng)的開發(fā),汽車也將步入多媒體時代。可以預(yù)見到的將來,汽車裝置自動導(dǎo)航和輔助駕駛系統(tǒng),駕駛員可把行車的目的地輸入到汽車電腦中,汽車就會沿著最佳行車路線行駛到達(dá)目的地。人們可以通過語言識別系統(tǒng)操縱著車內(nèi)的各種設(shè)施,一邊駕駛著汽車,一邊欣賞著音樂電視,還可上網(wǎng)預(yù)定飯桌、機(jī)票等。
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