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我们认为,未来互联网金融的新天地在于互联网2.0,或者叫金融科技。网易金融目前就正在做金融科技方面的升级转型,从以前单纯做线上的理财和支付服务,转变为融合了大数据风控、智能金融,以及大数据保险等基础科技的服务平台。
我们目前已经确立了金融科技三大核心产品矩阵:智能金融、大数据风控和大数据保险。
在具体步骤上,2016年初,网易成立网易金融旗下首个大数据实验室;2016年3月份,网易金融事业部通过旗下的大数据实验室,了国内首份《新中产理财行为分析报告》;2016年5月,网易金融事业部与光大永明人寿在杭州成立大数据保险创新研究室;6月,网易与清华大学交叉信息研究院金融科技中心达成战略合作协议,在大数据、人工智能等科技领域进行产品创新和研究 合作;6月底,网易金融大数据实验室再次《新中产品质消费分析报告》。
金融科技,对于网易这样的互联网金融巨头而言,就是强化大数据、人工智能、机器深度学习等多个领域的互联网技术,嫁接IT公司的渠道、技术和用户产品矩阵优势,实现互联网金融业务方面的突破。在这些方面,网易金融目前最大的优势就是网易19年以来在技术、研发和用户数据上的积累,以及集成化产品场景上的匹配。
网易这样的互联网公司,由于起始于游戏、门户、邮箱、移动互联网产品,金融系列服务则会在网易生态内,以电商、游戏、音乐、教育等各种场景化渠道为依托来进行延伸。
我们非常看好金融科技在未来中国互联网金融领域的发展前景。目前,网易金融正在围绕大数据实验室进行核心技术能力打造,未来将实现金融标准化的技术能力输出,创造一种独特的网易系金融生态。
比如,网易金融正在研发一套基于大数据基础的独有风控模式,形成以大数据和周边技术为代表的金融信用评估体系和场景化的产品开拓模式,6月份与清华金融科技中心的签约内容中也包括了这个产品研发的合作。
而智能金融则是网易金融进驻互联网金融2.0时代的另一张王牌。智能金融的最大优势除了实现信息透明、分散投资风险之外,利用人工智能与深度学习技术,还能满足互联网用户特别是正在崛起的中国新中产用户,高效便捷地进行资产配置等的金融需求。
BAT开启机器人竞速模式
2015年我国进入人工智能元年,自此以后,BAT等互联网公司纷纷踏足机器人领域。截至目前,BAT已相继建立与机器人基础科学和技术有关的研发机构。
2016年,腾讯成立AI Lab,肩负腾讯在人工智能领域的基础研究及应用探索。目前,腾讯AI Lab拥有70多位科学家和300多位应用工程师,研发成果已应用在微信、QQ及天天快报等上百个产品。而此次机器人实验室“Robotics X”的诞生,则意味着腾讯要在人工智能领域开辟一块新的战场。
2017年10月,阿里巴巴宣布成立“达摩院”,来进行基础科学和颠覆式技术创新研究。据悉,达摩院将包括亚洲达摩院、美洲达摩院、欧洲达摩院,并在北京、杭州、新加坡、以色列、圣马特奥、贝尔维尤、莫斯科等地设立不同研究方向的实验室。
就在2018年1月份,百度研究院宣布设立“商业智能实验室”和“机器人与自动驾驶实验室”,同时,三位世界级人工智能领域科学家Kenneth Ward Church、浣军、熊辉也加盟百度研究院。目前,百度研究院拥有超过2000名科学家及工程师,并建立起包括七位世界级科学家、五大实验室的阵容。
图表1:BAT在机器人领域布局情况
资料来源:前瞻产业研究院整理
近年来市场高速增长 发展潜力巨大
当前,我国机器人市场进入高速发展期,2017年市场规模约62.8亿美元,2012-2017年平均增长率达到28%。
图表2:2012-2017年我国机器人市场规模增长情况(单位:亿美元,%)
资料来源:前瞻产业研究院整理
其中,工业机器人连续五年成为全球第一大应用市场,服务机器人需求潜力巨大,特种机器人应用场景显著扩展,核心零部件国产化进程不断加快,创新型企业大量涌现,部分技术已可形成规模化产品,并在某些领域具有明显优势。2017年,工业机器人是机器人市场主要产品,所占整体比重高达67.2%,市场规模为42.2亿美元。此外,得益于互联网巨头对机器人在服务场景应用的投入,服务机器人所占比重也超过20%,市场规模达到13.2亿美元。
图表3:2017年我国机器人市场结构(单位:亿美元,%)
资料来源:前瞻产业研究院整理
(一)工业机器人
我国工业机器人市场发展较快,约占全球市场份额三分之一,是全球第一大工业机器人应用市场。2016年,我国工业机器人保持高速增长,销量同比增长31.3%。按照应用类型分,目前国内市场的搬运上下料机器人占比最高,达到61%;其次是装配机器人,占比15%,高于焊接机器人占比6个百分点。当前,我国生产制造智能化改造升级的需求日益凸显,工业机器人的市场需求依然旺盛,据估算2017年我国工业机器人销量首次超过11万台,市场规模达到42.2亿美元。
图表4:2012-2017年我国工业机器人销售额及增长率(单位:亿美元,%)
资料来源:前瞻产业研究院整理
图表5:我国工业机器人市场应用结构(单位:亿美元,%)
资料来源:前瞻产业研究院整理
在需求端,未来随着我国劳动力成本快速上涨,人口红利逐渐消失,生产方式向柔性、智能、精细转变,构建以智能制造为根本特征的新型制造体系迫在眉睫,对工业机器人的需求将呈现大幅增长。根据前瞻产业研究院的《2018-2023年中国工业机器人行业产销需求预测与转型升级分析报告》预测,到2023年,国内市场规模将翻一番,进一步扩大到接近80亿美元。
图表6:2018-2023年我国工业机器人销售额及增长率预测(单位:亿美元,%)
资料来源:前瞻产业研究院整理
另外,在供给端,根据三部委的《机器人产业发展规划(2016-2020年)》,到2020年,我国自主品牌工业机器人年产量达到10万台,六轴及以上工业机器人年产量达到5万台以上。工业机器人速度、载荷、精度、自重比等主要技术指标达到国外同类产品水平,平均无故障时间(MTBF)达到8万小时。
(二)服务机器人
我国服务机器人的市场规模快速扩大,成为机器人市场应用中颇具亮点的领域。2016年,我国服务机器人市场规模达到10.3亿美元;据估算2017年我国服务机器人市场规模将达到13.2亿美元,同比增长约28%,高于全球服务机器人市场年均增速。其中,我国家用服务机器人、医疗服务机器人和公共服务机器人市场规模分别为5.3亿美元、4.1亿美元和3.8亿美元,家用服务机器人市场增速相对领先。
图表7:我国服务机器人市场应用结构(单位:亿美元,%)
资料来源:前瞻产业研究院整理
截至2017年底,我国60岁以上人口已达2.41亿人,占总人口的17.3%。老龄化社会服务、医疗康复、救灾救援、公共安全、教育娱乐、重大科学研究等领域对服务机器人的需求也呈现出快速发展的趋势。根据《机器人产业发展规划(2016-2020年)》,到2020年我国服务机器人年销售收入将超过300亿元,在助老助残、医疗康复等领域实现小批量生产及应用。因此,根据前瞻产业研究院的《2018-2023年中国服务机器人行业发展前景与投资战略规划分析报告》预测,我国服务机器人市场规模将增长至66亿美元。
图表8:2012-2023年我国服务机器人销售额及增长率(单位:亿美元,%)
资料来源:前瞻产业研究院整理
(三)特种机器人
当前,我国特种机器人市场保持较快发展,各种类型不断出现,在应对地震、洪涝和极端天气,以及矿难、火灾、安防等公共安全事件中,对特种机器人有着突出的需求。2016年,我国特种机器人市场规模达到6.3亿美元,增速达到16.7%,略高于全球特种机器人增速。其中,军事应用机器人、极限作业机器人和应急救援机器人市场规模分别为4.8亿美元、1.1亿美元和0.4亿美元,其中极限作业机器人是增速最快的领域。
图表9:我国特种机器人市场应用结构(单位:亿美元,%)
资料来源:前瞻产业研究院整理
2017年,据估算,我国特种机器人市场规模为7.4亿美元。随着我国企业对安全生产意识的进一步提升,将逐步使用特种机器人替代人在高危场所和复杂环境中进行作业。到2023年,特种机器人的国内市场需求有望达到18.7亿美元。
关键词:数据挖掘技术;保护设备;故障信息管理;分析系统
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2012) 10-0000-01
数据挖掘技术作为当前计算机信息技术中的一项较为新兴的技术,综合运用了数理统计、模式识别、计算智能、人工智能等多项先进技术,主要是从大量的数据中来发现和挖掘一些隐含的有价值的知识,也就是从大型的数据库数据中挖掘一些人们比较感兴趣的知识,这些被提取的知识通常会表现为模式、规律、规则和概念,将数据挖掘的所有对象定义成数据库或者是文件系统以及其他的一些组织在一起的数据集合,数据挖掘技术也是现在智能理论系统的重要研究内容,已经开始被应用于行政管理、医学、金融、商业、工业等不同的领域当中,在保护设备故障信息管理方面发挥出了积极的作用。
一、数据挖掘技术的概念
随着数据库技术和人工智能技术的不断进步,数据挖掘技术逐步发展起来,主要是指从大量的数据中发现和挖掘一些隐含的有价值的有用信息和知识,这些被提取的知识通常会表现为模式、规律、规则和概念,将数据挖掘的所有对象定义成数据库或者是文件系统以及其他的一些组织在一起的数据集合,当前数据挖掘技术已经逐渐被应用于了医药业、保险业、制造业、电信业、银行业、市场营销等不同的领域,随着计算技术、网络技术以及信息技术的不断进步,在故障诊断过程中所采集到的数据可以被广泛地存储在不同的数据库当中,如果依然采用传统的数据处理方法来对这些海量的信息数据进行分析处理,不仅会浪费大量的实践而且也很难挖掘到有效的信息数据,同时,尽管智能诊断以及专家系统等方式在故障的诊断过程中已经被得到了广泛的应用,但是这些方法却仍然存在着很多推理困难、知识瓶颈等一些尚未完全被解决的问题,采用数据挖掘技术就可以比较有效地来解决这些难题,在故障诊断的过程中发挥其独特的优势。从不同的角度进行分析,数据挖掘技术可以分为不同的方法,就目前的发展现状来看,常用的数据挖掘技术方法主要有遗传算法、粗集方法、神经网络方法以及决策树方法等。
二、数据挖掘技术在保护设备故障信息中的实现方法
1.基本原理。在设备出现故障时采用数据挖掘技术对设备进行一系列的故障诊断,也就是说根据这一设备的运行记录,对其运行的趋势进行预测,并对其可能存在的运行状态进行分类,故障诊断的实质就是一种模式识别方式,对机器设备的故障进行诊断的过程也就是该模式匹配和获取的过程。
2.对故障诊断的数据挖掘方法建模。针对机械故障的诊断来说,首先就应当获取一些关于本机组的一些运行参数,既要包括机器在正常运行以及平稳工作时的信息数据,也应当包括机器在出现故障时的一些信息数据,在现场的监控系统中往往就会存在着相应的正常工作状态下以及出现故障时的不同运行参数,而数据挖掘的任务就是从这些杂乱无章的信息样本库中找出其中所隐藏着的内在规律,并且从中提取各自故障的不同特征,在对故障的模式进行划分时,我们通常可以借助概率统计的方式,在对故障模式进行识别时可以采用较为成熟的关联规则理论,实现变量之间的关联关系,并最终得到分类所需要用到的一些规则,从而最终达到分类的目的,依据这些规则,就可以对一些新来的数据进行判断,而且可以准确地对故障进行分类,找出故障所产生的原因和解决故障的正确方法。
三、数据挖掘技术保护设备故障信息管理的基本功能
1.数据传输功能。数据挖掘技术保护设备故障信息管理与分析系统的主要数据来源就是故障信息的分站系统,而分站系统中的数据是各个子站的一个数据汇总,而保护设备故障信息管理与分析系统所采用的获取数据的主要方式就是一些专门的通信程序构建起系统与分站之间的联系,将分站上的一些汇总数据传输到故障信息系统的数据库中,分析系统所具有的数据传输功能,在进行数据的处理时又能做到不影响原先分站数据库的正常运行,并且具备抗干扰能力强、计算效率高的优点。
2.数据的分析功能。系统在正常运行时,会从故障信息子站或者是分站采集相关的数据并且对这些采集到的数据进行分析整理,最终得到有用的数据信息,利用数据挖掘技术对庞大的故障数据进行分析、分类以及整理,能够有效地找出有用的信息,归并一些冗余的信息,对信息进行有效地存储和分类。另外,数据挖掘技术还具有信息查询的功能,可以进行不同条件下的查询,例如按时间段、报告类型、设备型号以及单位等进行查询,实现查询后的备份转存等,根据故障信息系统所提供高的数据信息以及本系统库中所保存的一些整定阻抗值,可以通过逻辑判断生产继电保护动作的分析报告,主要包括对故障过程的简述、故障切除情况以及保护动作情况等,可以便于继电保护人员直观的对保护装置的动作情况进行分析。
四、结语
随着企业自动化程度的不断提高以及数据库技术的迅速发展,很多企业在一些重要的设备方面都安装了监测系统,对设备运行过程中的一些重要参数和数据进行采集,采用数据挖掘技术可以有效地解决设备故障诊断中的一些知识获取瓶颈,将数据挖掘系统充分应用到监控系统中,有效解决故障诊断中的一些困难,事实证明,将数据挖掘技术应用到故障诊断中是非常有效的,也是值得研究和学习的新型技术手段。
参考文献:
[1]李勋,龚庆武,杨群瑛,罗思需,李社勇.基于数据挖掘技术的保护设备故障信息管理与分析系统[J].电力自动化设备,2011,9
[2]李建业,刘志远,蔡乾,赵洪波.基于Web的故障信息系统[J].电力信息化,2007,S1
近年来,随着我国经济的发展,环境问题日渐突出,企业违法排污导致严重危害群众生产生活的事件时有发生,有关环境保护的一些基本概念被使用得比较乱,为了更好地方便广大环保工作者在业务工作中使用法律法规,如何实现智能应用检索应用,意义非常重要。智能检索是基于自然语言的检索形式,机器根据用户所提供的以自然语言表述的检索要求进行分析,而后形成检索策略进行搜索。用户所需要做的仅仅是告诉计算机想做什么,至于怎样实现则无须人工干预,这意味着用户将彻底从繁琐的规则中解脱出来。
1本课题国内外研究现状与存在的问题
目前使用较为大众普遍的检索系统一般都是由三个基本模块组成:数据的检索、检索后对其检索结果的处理和对数据库的维护。数据库模块主要负责建立题录、文摘及全文库,建立索引和倒排文档等,其生成的倒排档是由人工抽词或半自动化标引而成,即使由计算机全自动标引,标引也是基于文本字串的简单、直观的引用;检索模块主要负责在一定逻辑条件下,在所有相关的库集合范围内查找所需信息;结果处理模块负责提交结果报告并输出检索结果给用户。在当下的检索系统主要是以文字型信息检索为主,对图形信息、图像信息、声音信息等检索能力几乎为零,而且大多数系统一般采用的是受控或者半受控标引语言型检索,其检索效率往往是不尽人意,而其在很大程度上检索效率仍然取决对于主题词语的控制。
1.1智能检索系统的发展研究从1956年人工智能被正式提出,已经有了40年历史。英国数学家、逻辑学家图灵(Turing)被世人称为人工智能之父,不仅仅是由于他创造了一个简单而又通用的非数字的计算模型,而且他还直接证明了计算机是有可能以某种被理解为智能并接受的方法工作。费根鲍姆(Feigenbaum)研究小组于1968年成功研究了第一个专家系统称为DENDRAL。Duda(杜达)开发的PROSPECTOR地质勘探专家系统还有比较有代表性的为企业用户赢取巨大经济效益的RI商用专家系统等。20世纪80年代,专家系统得到了蓬勃发展,与此同时知识工程的迅速发展也在全球展开。然而到20世纪80年代后期,人工智能的发展遇到了严峻的挑战和困难,由于应用领域的狭窄和常识知识的缺乏使得预期目标无法实现,困难反应出人工智能与知识工程一些根本性的问题,如交互、扩展与体系等问题直到现在也是我们极力探讨和解决的课题之一。
1.2存在的问题目前普遍使用的检索系统,与20世纪80年代相比虽然有了比较大的进步,系统已经融入了比较常用的检索技术如固定词组、布尔运算、逻辑运算等,基本上满足了现有用户的检索需求,但仍然存在诸多不足之处,需要进行改进加以完善:(1)数据库词典收录的词条比较少,从而缺乏广泛而又全面的数据交叉标引。(2)检索系统缺乏较强的自学习功能。(3)现有的检索系统的语义分析对于同义或者相近的数据、内容分析能力基本上是不具备的,语义的同等处理能力极低或者就不能进行处理,因此开发语义检索识别系统,才能更好地实现系统智能化,才能使间接查询更全面、更系统、更彻底。(4)数据库系统类型比较缺乏需不断丰富,系统的数据结构需不断加以改进。在关系型数据库的基础上,注重对面向对象型、多媒体型、新型的集成数据库的开发。
2作者的观点和主要开发思路
环境保护法律法规智能检索是对现有传统检索系统的一些不足进行改进。特别是在信息检索过程中,引入了对象概念从而大大提高了语义信息的查询处理能力。为了对其信息检索性能加以改善,必须提高信息检索算法的查全率与查准率,也就是说必须通过对语义分析、自动查询扩展等处理操作进行改良、改善。本系统作为一个智能检索引擎,在功能上除具备一些基本功能外还应该在一些功能上优于现有系统[9]。在本系统当中体现为如下几点:(1)在语义分析能力上优于现有系统并具有一定自动查询扩展、语义推理等功能。(2)数据库收录的基础信息应不断更新,保证在环境保护法律法规领域里,其信息的全面与准确。(3)优化系统和用户交互算法,实现其能进行高程度的互操作,对用户所需查询的信息保证准确、简明扼要。(4)考虑到本系统的特殊性,对用户检索结果应支持多种排序方式,如按法律法规的制定时间排序和按与查询条件的相似度排序等。
3环境保护法律法规智能检索系统的设计分析与实现方法
3.1系统设计的结构本智能信息检索系统结构和工作原理(图略)(1)人机接口模块一般用来让用户与信息检索系统进行交流的界面称其为人机接口,它可以对用户的自然语言提问进行分析、理解,并给出适合用户的结果,并且本模块还具有解释功能。人机接口模块由一组程序和对应的硬件组成,输入输出工作就是用它来完成的。(2)知识库及其管理系统模块存储专家的经验性知识与解决用户信息需求所需要的原理性知识及有关的事实等。(3)数据库及其管理系统模块用来存放用户所提供的初始数据或者事实、对问题的描述以及整个系统运行过程中所得到的运行信息、中间结果数据以及最终结果数据等。(4)检索推理机构模块检索推理模块是一个智能检索系统的核心,是按照一定的策略推理对其用户提出问题进行解决,其不仅要对知识库中的知识加以利用更注重对各种推理技术、信息检索策略的综合应用。(5)知识获取机构模块知识获取机构在本系统的功能是通过程序完成对系统的自我学习功能,保证系统知识库的性能良好,对知识体系的完整性与统一性加以维护。(6)解释机构模块解释机构的主要职能就是为人机提供一个良好的交互平台,在对自我动作、反应作出解释的同时也同样回答用户提出的相关问题,解释机构是信息检索系统与用户交流的主要渠道也是取信于用户的一个非常重要的措施。
3.2本智能检索系统采用的实现方法本系统研究以信息管理知识为基础理论,以系统科学的观点为指导,以Java语言和MySQL数据库作为工具。整体设计依照软件工程的方法,经过需求分析、总体设计、文档和代码的编制、模块测试和系统实现几个阶段,进行本系统的开发。下面对开发环境进行简要概述。MyEclipse,是一个十分优秀的用于开发Java,J2EE的Eclipse插件集合,是对EclipseIDE的扩展,利用它可以在数据库和JavaEE的开发、,以及应用程序服务器的整合方面极大的提高工作效率。它是功能丰富的JavaEE集成开发环境,包括了完备的编码、调试、测试和功能,完整支持HTML,Struts,JSP,CSS,Javascript,SQL,Hibernate。MySQL是一个精巧的SQL数据库管理系统,由于它的功能强大、使用简便、管理方便、运行速度快、安全可靠性强、灵活、丰富的应用编程接口(API)以及精巧的系统结构。
3.3本检索系统功能模块设计根据系统分析设计的一般方法与模块划分的原则,同时兼顾用户易操作性,我们将系统功能模块划分为(图略)
3.4数据库的建立流程数据库设计的一般流程(图略),共分六个阶段:需求和约束分析;概念模式设计;逻辑模式设计;物理数据库设计;测试、加载和运行;数据维护。其中第2、3、4三个阶段为数据库设计过程,这是一个反复迭代直至达到设计目标的过程[10]。(1)需求和约束分析阶段包括:调查用户要求;分析数据的现状;分析数据的使用;确定环境约束条件;选择数据库管理系统或研究现有数据库管理系统的功能与性能;提出需求和约束分析报告、数据字典。(2)概念模式设计阶段包括:实体集合;实体结构的键;实体的属性;域集合等。(3)逻辑模式设计阶段包括:关系(表格)的集合;关系的属性;主键;次键;外键;域集合;索引及链路等。(4)物理数据库设计阶段包括:确定文件的存储结构(顺序结构、随机结构、索引顺序结构、表结构、数结构);选取存取路径结构(系结构、链路结构),存取算法,次级存取结构(散列、次级索引);文件作垂直分化或水平分化,确定存储设备;确定数据块规模;确定缓冲区规模;确定数据库存储空间总规模。我们通过数据库设计流程对现有的环境保护法律法规进行层次、关系模型整理后通过一定的方法导入到MySQL数据库中(这里通过先导出数据库SQL脚本再导入的方法),同时也用到了
我国传感器行业近几年呈现持续增长的趋势,增长幅度超过20%,未来将在物联网、汽车、机器人、可穿戴设备等产业的需求拉动下,呈现快速的发展。本文针对目前传感器市场的现状,从技术层面和应用领域层面提出了未来传感器行业的发展趋势。
【关键词】传感器 技术发展 应用趋势
中国传感器的市场近几年一直持续增长,增长速度超过20%,传感器应用四大领域为工业及汽车电子产品、通信电子产品、消费电子产品专用设备。目前我国从事传感器的生产和研发的企业已经多达1700多家,所生产的产品覆盖工业自动化、农业现代化、航天技术、军事工程、机器人技术、资源开发、海洋探测、环境检测、安全保卫、家用电器、医疗诊断、交通运输等领域。传感器在科学技术领域、工农业生产以及日常生活中发挥着越来越重要的作用。人类社会对传感器提出的越来越高的要求是传感器技术发展的强大动力,而现代们学技术突飞猛进则提供了坚强的后盾。随着科技的发展,传感器也在不断的更新发展。传感器的市场规模也将在市场需求额推动下大幅增长。据预测,未来几年,中国传感器市场规模在物联网、智能化浪潮等的推动下,将达到1200亿元左右。
传感器产业的发展将在市场需求的推动下不论是在技术层面还是在应用领域方面,都将呈现崭新的趋势。
1 技术发展趋势
从技术发展来看,未来传感器技术的发展趋势主要体现在以下几点:
(1)利用新的理论、新的效应研究开发工程和科技发展迫切需求的多种新型传感器和传感技术系统。随着科技的发展以及传感器在各个领域的应用,人类社会对传感器提出的更高更新的要求。
(2)侧重传感器与传感技术硬件系统与元器件的微小型化。利用集成电路微小型化的经验,从传感技术硬件系统的微小型化中提高其可靠性、质量、处理速度和生产率,降低成本,节约资源与能源,减少对环境的污染。这种充分利用已有微细加工技术与装置的做法已经取得巨大的效益、极大地增强了市场竞争力,例如:80年代进口一套AE传感器及其住处预处理硬件的成本已被降至原来的百分之几到千分之几,使我国经“七五”和“八五”攻关的产品化系统处于无力竞争的地位。后者采用独创的宽带高精度AE传感器和厚膜集成电路预处理硬件,但其成本仍比国外先进的产品高数倍到数十倍。在微小型化中,为世界各国注目的是纳米技术。
(3)集成化。进行硬件与软件两方面的集成,它包括:传感器阵列的集成和多功能、多传感参数的复合传感器(如:汽车用的油量、酒精检测和发动机工作性能的复合传感器);传感系统硬件的集成,如:信息处理与传感器的集成,传感器―处理单元―识别单元的集成等;硬件与软件的集成;数据集成与融合等。
(4)研究与开发特殊环境(指高温、高压、水下、腐蚀和辐射等环境)下的传感器与传感技术系统。这类传感器及传感技术系统常常是我国缺少的一类高新传感技术和产品。
(5)对一般工业用途、农业和服务业用的量大面广的传感技术系统,侧重解决提高可靠性、可利用性和大幅度降低成本的问题,以适应工农业与服务业的发展,保证这种低技术产品的市场竞争力和市场份额。
(6)彻底改变重研究开发轻应用与改进的局面,实行需求驱动的全过程、全寿命研究开发、生产、使用和改进的系统工程。
(7)智能化。侧重传感信号的处理和识别技术、方法和装置同自校准、自诊断、自学习、自决策、自适应和自组织等人工智能技术结合,发展支持智能制造、智能机器和智能制造系统发展的智能传感技术系统。
2 应用趋势
从传感器的应用领域来看,未来传感器在以下几大领域的应用需求将会大幅增长。
2.1 汽车产业:智能化升级,传感器先行
在科研、产业和政府的合力之下,全球汽车智能化升级的浪潮正奔腾而来。当下的智能汽车仍处于产业链发展由第一阶段(以汽车制造商为中心)向第二阶段(汽车制造商与电信运营商、汽车电子厂商、软件厂商影响力此消彼长)过渡的初期,短期内需求增长最为确定的零部件主要是智能感知设备,尤其是包括摄像头、车用雷达在内的各类传感器等。
2.2 机器人:产业迎来爆发,拉动传感器需求
人工替代和产业升级两大因素驱动我国工业机器人市场快速增长,而家用服务机器人相对于人工成本的上升正显现出越来越高的性价比。未来以e-皮肤为代表的高智能化零部件投入机器人生产制造将大大提升单个机器人使用传感器的数量。叠加机器人需求的爆发性增长,相关传感器未来几年的增速有望远远超过工业机器人行业或服务机器人行业的需求增速。
2.3 可穿戴设备:巨头竞相布局,传感器点石成金
全球几大消费电子巨头纷纷抢占可穿戴设备市场,其中以谷歌眼镜为首的综合智能终端最具平台潜质,很可能成为继电视、电脑、手机之后的“第四平台”预计到2016 年可穿戴设备的市场规模将达100 亿美元。传感器已成为可穿戴设备产业链中的点金石,是硬件产业链上机会确定性较强的一块领域。未来可穿戴设备的发展将会拉动对传感器的市场需求。
2.4 物联网:政策大力推动,传感器基础必备
目前,我国物联网应用已经进入到实际运用阶段,并且随着我国近几年物联网产业政策的密集出台,以及关于物联网各种发展专项资金的突出,我国物联网产业将出现井喷式的发展,而作为物联网产业链上游的传感器,并且传感器是整个物联网产业中需求量最大和最为基础的环节,将随着物联网的逐步普及,未来将对传感器的市场需求产生很大的拉动。
我国传感器行业市场进入壁垒比较低,市场竞争激烈,整个市场基本处于完全竞争的状态,企业如何能够从众多的竞争对手对手中脱颖而出,迅速的占据市场份额。关键就看企业能否掌握未来技术发展趋势,加大技术研发,并且迅速布局下游应用领域,取得先发优势。所以,企业在发展过程中,要紧贴市场脉搏,根据市场需求,加大研发投入,争取在快速发展的下游应用领域占据一定的市场份额,保持企业的可持续增长能力。
参考文献
[1]北京智道顾问有限责任公司.中国传感器行业研究报告[Z].2012.
[2]安信证券.安信证券传感器行业研究专题[Z].2013.
[3]前瞻网.2013-2017中国传感器制造行业发展前景及投资预测分析报告[Z].2014.
[4]新华网.智能传感器发展趋势分析[Z].2013.
1 “互联网+教育”概述
每个学生都有不同的学习方法,也都存在不同的学习需求,掌握知识的速度也各不相同,因材施教正是要找到每个学生的最佳学习方法,满足每个学生的学习需求。而学校课堂是为了满足所有学生的需求而定制的标准化教学与测验,很难达到满足每个学生的学习需求。利用互联网技术,则能够较好地解决以上问题。
1.1 “互联网+教育”的涵义
“互联网”是指一种以移动互联网、大数据、云计算和人工智能为代表的新型信息技术,而“+”则代表互联网与各行各业的深度融合,通过互联网的渗透来催生其他行业的变革和发展。教育信息化则是“互联网+”在教育领域的具体体现,使新型信息技术与教育行业深度融合,促进教育领域的变革。
1.2 “互联网+教育”与信息技术的发展
近年来,信息技术的进步和发展,互联网的普及,给教育带来了巨大的变化。图形图像技术可以为学生营造更加形象的学习环境;社交网络的发展带动了在线教育的进一步发展,使师生之间,学生之间的互动更加频繁;云计算技术使得构建教育平台更加便利灵活,不仅降低了成本,并促进教育资源的共享;网络视频和移动互联网的发展突破了传统教育中时间与空间的限制,让学生体验不同的教学模式与教学环境;随着移动互联网的发展,大量的游戏化教学app随之出现,得到学生的喜爱;近年来大数据、人工智能等技术的发展不断改变着教育领域,将给教育带来更大的变革。大数据在教育中的应用主要依靠教育数据挖掘和学习分析这两大技术的支持[1],是一种通过数据的收集、测量、分析和?蟾娴确绞酱佣?为教师的“教”、学生的“学”以及教学管理提供智能性的辅助决策的技术。AlphaGo告诉我们,人工智能时代将要来临,会开启教育的新模式,不仅仅表现在教学场景的变革,软硬件的技术的智能集成,将会给学习者带来更真实的学习体验。
1.3 “互联网+教育”的发展现状
目前全球的“互联网+教育”产业规模不断扩大,出现了众多优秀的互联网教育平台。三大MOOC平台已经吸引了越来越多的高校加入,MOOC也成为免费教育的标志。非赢利性的可汗学院用短视频的形式教授不同科目这一方式引起了巨大反响。还有打造精品付费订阅模式的lynda,K-12阶段教学辅助平台的Renaissance,让学习变成快乐的Shmoop等国外互联网教育平台。[2]
在中国,除了新东方、学而思等教育行业的领军者最先触网外,各大巨头随之加速布局互联网教育。百度布局的百度文库、作业帮、度学堂、传课网等“组合拳”;阿里巴巴旗下不仅有淘宝同学、阿里文学,也投资了很多教育平台;腾讯有腾讯精品课、腾讯课堂等产品,线上学习中分享与讨论更多在QQ 、微信群中实现,同时也在布局智慧校园;网易公开课和网易云课堂并驾齐驱;另外题库类教育app深受学生喜爱;O2O类教育平台也逐渐兴起,“互联网+教育”进入了百家争鸣的态势。
2 数学学习的特点
从本质上说,学生的数学学习过程是学生自主建构数学理解的过程。学生带着自己原有的生活背景(已有知识、活动经验和理解),走进数学学习活动,并通过自主的活动(独立思考、与他人交流和自我反思等),对数学知识、经验进行提炼和组织,去建构他们自己对数学的理解,最后再把数学放到现实中去加以使用,进而获得更深入的理解和认识。[3]
在了解学生数学学习的过程后,不难发现以下几个特点:(1)学生对数学活动的参与程度与学习的有效性相关。(2)学生数学学习中的认知、情感发展呈现出明显的阶段性。(3)学生的数学学习对于不同发展阶段的学生,在认知水平、认知风格和发展趋势上存在差异。同时,处于同一发展阶段的不同学生在认知水平、认知风格和发展趋势上也存在差异。(4)动手实践、自主探索、合作交流是学生数学学习的重要方式。
互联网与数学学习深度融合,能够补充传统课堂学习环境中的不足之处,创建出更加符合学生数学学习的基本规律的环境。
3 学习心理学理论指导下的“互联网+”数学学习环境设计
“互联网+教育”要回归到数学教育,就要使互联网与数学学习深度融合,依据数学学习的特点,创建符合学生学习心理的智能学习系统,提高学生的学习兴趣和学习效率,本文就以下三点进行探讨。
3.1 数学样例
在数学课堂中教学中,样例是教师离不开的教学工具。当学生学习抽象的概念、公式或解题时,没有样例,就缺少了表达的载体。学生通过对样例的自主观察和思考获得数学知识以及更深层的理解。而运用互联网信息技术,可以创设出真实的情境来,设计出多种生动有趣的样例形式,多种解答方式,多种正确样例错误样例组合呈现形式和迁移类型,更加形象地将数学知识展示出来,使学生能够身临其境,从而提高学习效果,培养学生的自主学习能力。
根据学生认知发展的阶段性,小学低年级的学生,更多地关注“有趣、好玩、新奇”的事物,对低年级数学样例可以设计成动画形式,更加吸引低年级学生的注意力。而小学中、高年级的学生,开始对“有用”的数学更感兴趣,对中高年级数学样例应开始侧重数学在其他学科和生活中的应用(现实的、具体的问题解决)。小学高年级至初中的学生,开始有比较强烈的自我意识、自我发展意识,开始对与自己的直观经验相冲突的现象,对有一定挑战性的任务很感兴趣,对高年级数学样例不仅要关注有用,同时要给学生实践的机会,鼓励学生多思考多尝试。
在样例学习中,每个学生获得的经验,对经验的分析与理解,对获得过程以及活动方式的反思(元认知),都至关重要。数学样例的设计与呈现应当充分考虑到学生的实际生活背景、趣味性和个体差异,应用互联网学习系统中,可以根据每个学生不同的生活背景形成的不同的思维方式和习惯偏好,设计多种风格的数学样例学习材料与不同的认知方式智能匹配,以保证学生得到个性化的学习指导,形成良好的数学认知结构,提高数学学习效果。
3.2 主题学习
在现代科学的不断发展中,自然科学、社会科学和人文科学大量地运用数学,丰富了数学本身。当前,很多互联网教育平台的课程的结构不再是以学科类别和年级来划分不同年龄的学生,而是以主题为基础的结构。美国所倡导的STEAM课程就是以项目为主的课程,鼓励孩子在科学、技术、工程、艺术和数学领域的发展和提高,培养学生的综合素养,从而提升其全球竞争力。
好的数学教育是将学生培养成问题的解决者,当学生通过提炼与组织学会数学知识后,让学生运用所学的数学与其他科学等知识解决一些与日常生活相类似的真正问题,运用互联网技术创建具有真实情境的数学学习程序。在这个过程中,学习变被动为主动,学生能够对数学知识、数学理解和数学思维获得更加深刻的理解和认识,同时发展良好的问题解决策略,培养探究能力和创新精神,提高学习兴趣。
3.3 数学作业
在现行的考试评价制度的影响下,教师和家长布置大量的数学作业,内容和形式相对枯燥无趣,更多考查学生的解题能力,这不仅增加学生的课业负担,降低了学生的学习兴趣和学习效率,更没有增强学生的?W习能力和解决综合问题的能力。通过互联网来优化和设计数学作业,不仅可以在减少作业的数量的同时来增加单个作业题目的功能,对学生的数学学习技能进行磨炼,并发展学生学习数学的兴趣,同时也可以有效减轻学生的学习负担。
在“互联网+”作业的模式中,不仅有大量的数学题库供教师选择,还可以让教师花时间精心编写作业题目,用阅读、视频、写作、多学科综合研究等生动有趣的方式来代替繁琐的常规数学练习题,以减少学生厌倦的情绪,并激发他们进行深入的知识整合和创造性的反思。很多软件将作业设计成游戏关卡模式,这样不仅可以提高学习兴趣,还能够引导学生自主学习。
关键词:智能变电站;继电保护;技术优化
中图分类号:TM77文献标识码: A
前言:随着科学技术的不断进步,近年来我国变电站已经在自动化、智能化方面实现了大幅度跨越。通过不断应用自动化系统和设备,有效地减少了建设费用,节约了成本。在我国变电站中,继电保护技术是电力保护系统的重要组成部分。应用这一技术之后,智能化变电站的工作人员便能够通过信号或者相关的调试找到变电站的设置问题从而提供解决方案。另外这一技术也为智能化变电站的电力控制、装置保护和电路检修提供了很大帮助。
一、继电保护技术的发展
1、计算机化
从计算机诞生至今,计算机技术一直在不断发展,信息化技术与各行各业联系越来越紧密,再加上硬件设施性能越来越高,将计算机技术应用于继电保护是水到渠成的事情。一开始的数字化继电保护技术叫做微机保护,采用 8 位单中央处理器结构,后来的微机保护就采用多中央处理器机构,而现在的智能化继电保护技术采用总线微机保护,性能得到了很大提升,同时应用范围也在不断扩大。同时,智能化变电站对于微机保护的要求也越来越高,除了要实现基本的保护基础功能,同时还要保证其能够存放较大数量的数据与故障信息。另外还要能够实现及时处理功能,增强其与其他保护、控制装置、调度网络的通信能力,共享相关数据、信息、资源。由以上可以看出,继电保护装置由电子化逐渐向计算机化方向发展,并且这种发展会一直持续下去。
2、 网络化
当今社会,网络已经成为数据、信息传递的主要媒介,逐渐成为信息时展的技术支柱。同时,其对相关工业领域的影响也在不断加深,可以为相关工业领域的运行提供可靠的通信方式。传统的继电保护装置不但可以进行差动保护
和纵联保护,还可以切除发生故障的元件,尽可能减小故障的影响范围。经过不断运行与实践,对于继电保护装置的要求不断提高。现在,变电站不但要求继电保护装置能够实现传统装置的所有功能,还应该对整个电力系统运行的可靠性与安全性进行更有力的保障,也就是要求每一个保护单元都可以共享系统运行的状态和故障信息数据。 不仅如此,每一个保护单元还应该可以再分析、处理这些
数据并与重合闸装置进行协调工作,从而保证电力系统能够可靠、安全运行。
由以上要求可以看出,如果要达成这个目标,基于计算机网络的连接必不可少,即必须实现继电保护的网络化。实现继电保护的网络化,有很多重要意义:继电保护装置能够获得并保存越来越多的故障信息,经过分析后,可以对具体的故障位置和性质进行准确判断,甚至能够准确检测故障的距离。如果要达到这种对故障情况和系统运行方式自适应的目标,一定要获得足够多的故障信息以及系
统运行情况来作为原始资料,通过继电保护装置的网络化,可以有效达到这一目标。因此,继电保护装置的网络化能够大大增强保护性能和装置的可靠性,从而保证智能化变电站的持续、高效运行。
3、 保护、测量、控制、数据通信一体化
在实现了计算机化和网络化之后,继电保护装置就成为了一台有多种功能且性能良好的计算机,是整个智能化变电站系统运行的网络终端。其可以通过网络实时或者有目的地获取一些故障信息数据和系统的运行情况,同时也可以将相关信息或分析报告传送至网络控制中心或者其他相关的网络终端。这样一来,每一个部分的微机保护装置不但实现了继电保护装置的作用,同时在没有系统故障时还能实现控制、测量、数据通行等相关功能,即达到了保护、测量、控制、数据通信一体化的目标。在实际应用中,为了有效实现这些要求,装置和装置之间都要围绕这一目标进行接线。按原始方法进行的话,就要把室外变电站的变压器、线路等相关设备的二次电流与电压用控制电缆接入主控室。这种接入方法不仅投资大,而且会出现电磁干扰。目前的变电站为解决这一问题,主要做了3方面的变化,(1)设备接口的变化:由传统“控制电缆+端子排”模式转型为“光纤+光纤接口”模式,目前端子排设计主要体现在与电气传动部分相关的智能终端与一次设备(断路器、刀闸、主变等)接线以及二次屏柜的电源、失电信号、对时电缆等设计。其余部分二次接线演变为装置间的光纤连接设计。(2)信号类别的变化:信号类型由模拟量演变为数字量,因此大部分端子排设计演变为虚端子设计,装置间的联系主要依靠逻辑配置完成。(3)设计内容的变化:智能变电站二次设计内容新增了状态监测系统、智能辅助控制系统、过程层交换机的相关设计。
4、智能化
近年来,人工智能技术,例如神经网络、进化规划、遗传算法等技术与智能化变电站的联系也越来越紧密。 以神经网络在智能化变电站中的应用为例:现实中有的问题非常复杂,要用传统数学方法求解的话,往往很难列出相应方程式,也就没有求解的可能,但是神经网络方式就能有效解决这种问题。当输电线两侧摆开相应的电势角度时,就会出现过渡电阻短路的情况,这种问题就属于非线性问题,没有办法准确计算出相应的保护距离,也就无法准确判断故障位置,这会导致出现拒动或误动现象。如果应用了神经网络方式,就可以对大量故障信息样本进行训练,只要样本集中,再对各种情况深入分析,就能够对相关故障进行准确判断。在智能化变电站和继电保护装置中,应用人工智能技术能够攻克许多以前无法解决的问题,对于变电站系统运行的可靠性和安全性有很大的积极作用。
二、智能二次技术及应用
1、在线式五防技术
为了避免智能变电站误操作发生,必须应用防误闭锁技术,传统的微机防误闭锁系统附件繁多、装设复杂、维护量大,难以适用于智能变电站,鉴于此,笔者提出在线式五防闭锁技术。在线式五防系统主要由站控层五防工作站、间隔层测控装置、过程层在线式五防专用锁具、可遥控空气断路器、智能操作箱组成。该系统可实现与变电站自动化系统的一体化配置,其以间隔层测控装置为核心,将操作票概念纳入测控装置的控制过程,并实时采集闭锁操作的反馈操作,完成全站的五防闭锁功能,避免了监控死区以及走空程序问题的发生。该技术的关键是主站端与测控装置的GOOSE通信,操作票的操作流程通过GOOSE实现。
2、程序化操作技术
为了提高智能变电站操作效率和安全运行水平,程序化操作技术也是不可或缺的,该技术的实现主要有三种模式,可根据智能变电站实际情况加以选择:一是间隔层程序化操作模式。程序化操作模块直接安装于各间隔层,方便实现间隔层的程序化操作,比较适用于间隔内操作较多的智能变电站,如1l0kV变电站;二是站控层程序化操作模式。程序化操作模块嵌于主控单元中,所有编程及参数配置都由主控单元来完成,该模式适用于间隔之间操作较多的智能变电站,如220kV及以上变电站;三是混合程序化模式。间隔内操作由本间隔测控
装置完成,间隔之间操作由主单元实现,可很好地解决通信缺陷,但相较于前两种成本偏高。
三、结束语
综上所述,变电站建设是我国现代化建设事业的基础组成部分,现代化智能变电站的建设和发展,在我国的电网改造工作中发挥着十分重大的作用。继电保护是智能变电站正常运行的基础,是保障电网安全运行的主要防线,随着电网的不断发展,在我国的智能化变电站建设中,继电保护技术取得了很大的进展,为了保障国家电网的安全稳定运行,构建科学合理、安全有效的继电保护系统具有重大意义。因此,我们在智能化变电站继电保护技术发展的过程中,需要不断的分析现有问题,总结经验,提高继电保护技术水平,加快智能变电站建设进程,促进我国电力事业的发展。
参考文献:
[1]蔡泽祥,王海柱. 智能变电站技术及其对继电保护的影响[J]. 机电工程技术,2012,05.
[2]王浩远. 智能变电站继电保护技术探究[J]. 机电信息,2013,36.
关键词:智能系统 智能建筑
一、智能系统的简介
智能系统(Intelligence system)是指能产生人类智能行为的计算机系统。智能系统不仅可自组织性与自适应性地在传统的诺依曼的计算机上运行,而且也可自组织性与自适应性地在新一代的非诺依曼结构的计算机上运行。“智能”的含义很广,其本质有待进一步探索,因而,对“智能”这一词也难于给出一个完整确切的定义,但一般可作这样的表述:智能是人类大脑的较高级活动的体现,它至少应具备自动地获取和应用知识的能力、思维与推理的能力、问题求解的能力和自动学习的能力。
二、智能建筑的简介
智能系统在房屋建筑中的应用研究表现在智能建筑。智能建筑由建筑物本体加智能化系统构成。智能建筑是指通过将建筑物的结构、系统、服务和管理根据用户的需求进行最优化组合,从而为用户提供一个高效、舒适、便利的人性化建筑环境。智能建筑是集现代科学技术之大成的产物。其技术基础主要由现代建筑技术、现代电脑技术现代通讯技术和现代控制技术所组成[1]。
建筑智能化工程又称弱电系统工程,主要指通讯自动化(CA)、楼宇自动化(BA)、办公自动化(OA)、消防自动化(FA)和保安自动化(SA),简称5A。其中包括的系统有:计算机管理系统工程,楼宇设备自控系统工程,通讯系统工程,保安监控及防盗报警系统工程,卫星及共用电视系统工程,车库管理系统工程,综合布线系统工程,计算机网络系统工程,广播系统工程,会议系统工程,视频点播系统工程,智能化小区物业管理系统工程,可视会议系统工程,大屏幕显示系统工程,智能灯光、音响控制系统工程,火灾报警系统工程,计算机机房工程,一卡通系统工程。
智能建筑与传统建筑的主要区别在于“智能化”。智能建筑除了具备传统建筑的全部特征和功能外,还具备一定程度的“人工智能”特征和功能,例如:感知环境和使用功能变化的能力;高效传递、精准处理感知信号或信息的能力;对建筑设备与建筑环境信息进行综合分析和判断的能力;做出决策、发出指令、执行相应操作、完成相应动作的能力。
三、智能建筑的产生
现在公认世界上第一幢智能大楼是1984年出现在美国康州首府哈特福德市的城市广场,这是一栋38层的办公建筑,原来就有比较好的建筑设备系统,例如,较早地应用了数字程控交换机、办公自动化机器的集中使用、设置计算中心、消防、安保的自动监控等。在美国以后,日本很快跟上来,但走的是另外一条路。日本在1986年建造的东京本田青山大厦和NTT品川大厦等大体上都是大公司建造的自用办公大楼。因此,对其设备自动化,通讯网络的建设等就更有针对性。由于目的明确,所以在大楼建设中同时将其内部的办公网络(0A)系统以及相应的应用系统一起建设起来。在这个基础上形成了我们后来所说的智能建筑的“3A"体系。
人们对建筑的关心往往是它的外在表现,而忽视其内在的许多因素。但智能建筑的出现改变了这一观念。如果说钢铁、混凝土等建筑材料使建筑的外观发生了变化,那么智能建筑就是从本质上改变着建筑在人们心中的概念。建筑不再单单是一个用来遮风避雨的壳体,而是成为能够参与人类办公、生产、生活活动的具有“生命”特性的实体。如果用人体作一个形象的比喻,那么传统建筑只是具备了外在的骨骼和肌肉,而智能建筑则是在此基础上加上聪明的“头脑”和灵敏的“神经系统”的完整的“人”。以下是智能建筑与人的类比:
表1 智能建筑与人的类比
四、智能建筑在我国发展状况
据《2013-2017年中国智能建筑行业发展前景与投资战略规划分析报告》数据显示,我国智能建筑行业市场在2005年首次突破200亿元之后,也以每年20%以上的增长态势发展,2012年市场规模达到861亿元。
五、智能建筑应用实例
在2006年修订的国家《智能建筑设计标准》中,根据行业和应用领域的不同,把
智能建筑分为办公、商业、文化、媒体、体育、医院、学校、交通、住宅和通用工业建筑等10大类。建筑智能化体现在建筑以下几个方面:
1、地基压实智能化例子
智能压实过程控制系统是在压实过程中,对压实过程进行智能化的系统管理。
智能压实过程控制系统包括GPS基准站组件和振动压路机安装组件。系统运行时,架设在控制点上的GPS基准站实时向压路机上的GPS接收机发送差分信号,安装在振动压路机顶部的GPS接收机和无线电接收器接收该信号并实时进行厘米级定位;装在压路机振动轮上的压实传感器实时将压实数据传输给安装在驾驶室里的显示控制器,使操作员能够实时了解当前压路机的三维位置、压实度(CMV)和碾压遍数等信息。
中铁五局承建的兰新铁路甘青段12标位于甘肃省酒泉市肃州区境内,正线长度76.94km,工程主要包括路基、桥梁,其中路基占66%,是整个建设工程中至关重要的施工环节。为确保工程质量,促进施工进度,实现高铁路基机械化、信息化建设,项目部通过麦斯泰格(北京)工程技术发展有限公司引入美国天宝公司智能压实过程控制系统,用于指导路基填筑施工。成功地实现了实时图形和数据信息显示,防止在工作区域内出现过压、漏压;并且,实时显示了碾压区域、碾压次数、碾压厚度图形和压实度(CMV)值;能现场打印压实工作报告,便于现场分析和处理数据,方便找出碾压的薄弱区域,有针对性地进行常规检测[2]。
2、工程虚拟智能化例子
在工程中应用虚拟技术对施工过程进行模拟,在施工前了解各种构件在实际结构中的相对位置及相互关系,及可能存在的工况条件,分析相应工况应力、变形、动力特性及其失效特征,对施工方案进行优化,提出符合现场条件的施工工艺方法,实现风险控制和保证工程质量的目的。
在香港迪斯尼乐园工程中,在太空山施工阶段,由于在太空山屋面钢结构安装前,中心部位必须要搭建临时钢支撑进行空间作业,但高速过山车轨道系统已经完成安装,使支撑的下部难于找出几个与过山车轨道系统不相撞的位置进行临时支撑的详细设计与施工。所以该项目运用了虚拟技术原理,利用计算机3D动画辅助方法,先是将有关路轨的三维坐标输入到计算机中,然后再加上相关路轨和其他设施的实际钢材及构件的尺寸,在电子模型上建立实物大小之三维立体电子模型,经过多次不断假设支撑位置,作三维分析和虚拟施工,在电子模型中终于找出了四个合适的支柱位,即这四个不会与已安装好的过山车轨道相碰。在找到支柱位置后,再次输入计算机有关支柱的真实尺寸再进行精确定位分析,以确定临时支撑的位置,然后根据此结果进行临时支撑的详尽计算与设计,从而达到理想结果。
在建筑工程工程施工中采用虚拟仿真技术,能够有效的预知施工过程质量、安全控制的关键点,及时发现薄弱环节,并予以纠正,从而相对降低了对操作人员的技能要求,并可实现临时施工结构适宜操作的良好装配特性。
3、建筑设备智能化例子
随着现代人生活水平的提高和环境意识的增强,人们对生活质量的要求越来越高,在满足使用要求的同时,对美观和舒适度的需求逐步增大,对现代建筑设备智能化系统的要求也逐步提高,现代建筑设备智能化系统是建筑设备工程的重要组成部分,也是影响建筑物使用质量的重要因素,其智能化功能的好坏将直接影响到建筑物的正常使用,给生活与工作带来了很大的麻烦,因此必须严格完善现代建筑设备智能化系统这一关。建筑设备智能化主要表现在:家庭监控系统、远程监控系统、消防报警系统和楼宇自控系统。
位于广州市滨江东路的华标品峰楼盘,无可复制的250-560平米宽广豪宅,构筑纯大户型豪宅领地。独特的波浪型板式结构,三梯两户,户户南北对流;45°面江尽享珠江的波澜壮阔,远眺白云山,近观二沙岛,晚上更可收纳珠江两岸的璀璨灯火。每套房间内全采用全球领先的智能家居,灯光、窗帘、热水、空调、地热等等均可通过电话或PC远距离调控,随时随地指挥生活;电子眼、智能红外防盗、玻璃破碎报警、智能门禁管理等高技术、立体化、多层次的监控联网,全方位保障业主居住安全;智能家居的自动检测系统时刻对煤气、用电、消防等进行检测,并与控制中心联网,自动报警,第一时间预约维修,彻底摒除安全隐患。睿智的绿色中央空调系统,时刻提供新鲜健康的空气,并自动回收利用运行产生的热冷能;直供水系统、顶级不锈钢水管、智能换风系统等精挑细选,守护业主健康;先进的声学隔声震板,楼板与面层之间铺贴隔声毡隔音层,隔音防震,满足完全私密的享受空间。
六、智能建筑的展望
智能建筑是现代高新技术的综合产物。智能建筑的目标,是为人们提供安全、舒适的环境,提供快捷的服务,建立先进与科学的综合管理机制,达到环保和节能以及降低人工成本的目的。目前,中国大力发展房地产,智能系统在房屋中的应用已成为发展商大力鼓吹的卖点,但同时我们应该看到,有些设备已落后,有些材料不环保,有些技术并不新鲜,我们应该大力寻找新材料,开发新技术,发明新工艺,降低生产成本,把真正给人们带来方便的“智能”嵌入普通的房屋中,让家家户户住得起房屋,享受得起“智能建筑”。
参考文献:
[1] 王新泉.建筑概论[M].机械工业出版社,2008,8
[2] 王金宝,张平,黄增刚.智能压实过程控制系统在铁路路基压实中的应用[J].工程
关键词:云服务;信息共享;智能推送;大数据;选冶企业
引言
中国高度重视工业云的发展,把工业云作为推动两化深度融合重要抓手,在国家政策的指引下,全国各地制造企业进行工业云服务发展规划,着力建设工业云平台,积极推广工业云应用。中国选冶工艺技术一流,但自动化、信息化方面与发达国家差距大,存在短板,需要实现选冶过程智能制造来推动企业生产和管理的变革,提升劳动生产率。选冶过程智能优化服务云平台可以促进企业从生产型组织向服务型组织转变,其应用互联网云计算等信息化技术手段,发展远程运维、智能推送等云服务商业模式和服务模式,提升企业的创新能力和服务能力。选冶过程智能制造云平台通过现代化信息技术实现选冶生产过程数字化、信息化,应用云服务等关键技术能够实现选冶数据高效处理,以及信息化共享,促进智慧化矿山建设[1-3]。选冶云服务对促进选冶行业“互联网+”发展和新业态新模式培育具有重要意义。一是促进选冶行业的技术创新和改造,与传统设备相融合并集成,形成新的科技成果和生产力,实现操作自动化、控制智能化、管理信息化;二是提供增值服务等新模式,实现远程监控、物联检测、远程维护等;三是促进人才资源利用,通过云服务实现企业资源共享。针对行业特点,选冶云服务系统以满足企业需求为目的形成行业互联网应用新模式,通过自动化、信息化技术及业务需求集成,建设选冶工业互联网平台,并服务于行业用户。该平台根据企业的业务需求,实现生产过程中数据的采集、清洗、并联、加工、建模处理,挖掘过程数据背后的价值[4],在研发设计、生产制造、设备维护、产品运营、资源管理等各个生产环节为用户提供服务,用户通过PC机、移动端访问方式可享用平台提供的各类服务。基于选冶企业信息化共享需求,企业需要及时了解选冶云服务系统提供的服务结果,建立一套智能推送系统具有重要现实意义。该系统可为用户提供跨系统、跨厂区的数据互联和共享,使其及时了解现场生产情况,用户将不受空间、时间约束,更大范围打破物理和组织边界,使调度指令与管理信息高效流动,以便用户能快速决策,提高生产运营质量。
1推送系统介绍
在各类Web应用系统中,都有消息推送、消息提醒等服务功能,通过消息告知与提醒能让用户第一时间知晓此类消息,并且相关平台利用消息推送能提高用户活跃度和黏性,唤醒沉默用户,从而提高平台使用率。根据业务类型和产品形态,消息推送分为即时通讯和非即时通讯两大类:如微信、QQ等社交APP的聊天消息属于即时通讯;非即时通讯包括今日头条、网易新闻等新闻资讯类,天猫、京东等平台运行营销类,淘宝、抖音等个性化推荐类,电商平台物流等系统通知类。阿里云通过MPS发起多种类型的消息推送,能够提供控制台页面推送和服务器端接入,实现面向单个用户、自定义用户分组等多维度推送个性化信息;百度云推送通过云端和客户端建立长连接提供推送实时消息服务,支持根据标签分类向特定用户群体和单个用户推送消息;腾讯云推送提供接入简单、推送稳定、快速、高抵达的APP通知栏及应用内消息推送服务,支持APP推送、应用内消息及智能短信等多种类型,能够有效提高用户活跃度;网易云信引入手机系统厂商推送,当用户清理掉应用进程、网络不稳定等导致客户端SDK无法与云信服务器保持正常连接时,服务器将使用手机厂商系统级推送来提醒用户有消息需要接收。尽管消息推送提醒功能广泛应用在各类云服务平台或者APP应用中,但针对矿山企业应用较少。矿山企业原矿具有矿物组成复杂、性质多变、有腐蚀性等特点,选矿车间潮湿、多尘、震动大,选矿设备类型多且能耗大,虽然磨矿、浮选、浓缩脱水等选矿过程通过自动化、信息化技术实现了仪器仪表接入,以及中央控制室自动控制操作,但未实现对选矿生产过程中实时数据和历史数据价值的挖掘,以及生产过程中数据互联和共享,用户需要在控制室才能看到生产情况,其时间和空间受到一定的限制[5]。针对矿山企业,需要实现根据用户需求,将信息定向、精准地推送给用户,使其能够及时排查设备故障并进行预防性维护,实时了解控制设备健康状态。选冶智能推送云服务系统能够建立云服务推送快速部署机制,实现信息的精准“消费”,采用消息推送和定时邮件定向推送信息的方法,将用户所关心的消息、定制的报表及流程运行统计类信息推送给用户,保障了有效信息快速可靠地到达消费端[6-7]。
2选冶智能推送云服务系统设计
2.1总体设计
基于云服务平台,系统采用“Java+SpringMVC+Mybatis”架构方案,对采集的数据进行处理和分类。根据用户需求,推送方式分为2种:客户端消息推送和定时邮件推送。选冶智能推送云服务系统结构图如图1所示。该系统分为表现层、服务层、服务组件层。其中,表现层负责数据的展示,接收消息数据后根据请求选择相应的消息应用服务,根据服务返回的结果展示分为任务提交、任务查看、任务管理等;服务层对业务进行逻辑实现,包括精准推送服务、实时消息推送和后台业务逻辑处理;服务组件层主要是为服务层提供支持,包括邮件模块、数据持久层、数据处理和任务调度模块。用户可以在前端创建任务推送,任务信息包含任务名、任务类型、推送相关人员、执行时间,并可以查看任务状态。推送内容通过数据的清洗、合并及特征构建后完成,根据业务内容实现消息推送,如将设备故障、设备运行状态、流程状态等信息及时推送给相关负责人员,以便其及时作出决策。邮件模块通过JavaMail实现,JavaMail采用SMTP协议发送邮件,可通过基本属性设置邮件发送协议、发送地址、服务器身份验证等信息,将用户所关心的投用率等信息采用日报、周报等形式发送,负责人员可以及时了解自动控制的基础控制回路、专家控制系统等运转投用率和效果评价情况。任务调度模块通过Quartz框架实现。
2.2数据库设计
数据库选取MySQL关系数据库,数据库ER图如图2所示。数据库设计满足数据完整性要求,并且保证数据的可扩展性和稳定性,包括用户表、任务信息表、推送信息表、定点邮件推送信息等。用户表用于存储用户的登录信息、角色管理及电话、邮箱等相关信息;任务信息表包含任务id、任务名称、任务分组、任务完成情况及相关的外键信息(user_id);推送信息表包含关联的任务名称、推送时间、推送内容、执行次数、任务状态;定点邮件推送信息包含关联的任务id、邮件内容、收件人、抄送人、密送人、发件周期、开始时间、结束时间、任务优先级别等信息。
2.3关键技术
Quartz是一个在Java基础上实现的开源项目,具有强大的调度机制,能够在Web应用中进行复杂的作业调度。选冶智能推送云服务系统使用Quartz调度机制实现灵活设定触发器的时间表、时间间隔等,并进行调度任务和触发器关联映射。Quartz框架包含任务调度器(Scheduler)、任务(Job)、调度程序(JobDetail)、触发器(Trigger)等核心组件[8]。任务调度器为作业调度的核心管理者,一个任务调度器中可以注册多个调度程序和触发器;任务为Web应用中的功能模块,表示要执行的具体内容,任务通过界面端设置任务名、任务组名、触发器名、触发器组名,时间设置实现后即可通过任务调动监听触发[5];调度程序是可执行调度程序要执行的内容;触发器作为作业调度任务中的操作者,代表任务参数的配置,开发人员可以根据调度需求配置任务和触发器监听为全局监听或是特定任务的监听。Quartz可以在应用服务器中或者嵌入另一个独立应用程序中运行,也可以作为独立程序应用在Java虚拟机内,同时可被实例化,作为独立的项目集群用于作业执行。Quartz具有任务持久化、调度功能强大、应用方式灵活、分布式和集群式能力强大、无环境依赖性等特点,并且易于与Spring整合集成实现强大的调度功能,因此系统采用Quartz调度机制执行任务调度,并通过界面实现调度任务的启停,将调度任务信息保存到数据库中,实现调度任务持久化和稳定化。
3系统功能及应用
选冶智能推送云服务系统使用SpringMVC架构开发模式,即模型(M-Model)、视图(V-View)、控制器(C-Control),应用Mybatis持久层架构与MySQL关系数据库实现映射关系。选冶智能云服务推送系统具有灵活的定制服务功能,可以根据需求设置推送内容、推送时间、触发条件、接收人等相关信息。接入云平台的企业用户可以实时了解基础控制回路、设备运转情况等,不受空间和时间限制即可查看基础控制健康状态,以及利用故障诊断系统反馈的结果进行故障定位,及时排查故障和进行预防性维护。该系统实现功能包括:(1)设备故障诊断报告与运行状态推送。(2)设备故障诊断。联合专家、设备生产厂商等,建立云服务设备故障分析机制,通过大数据技术等实现预测及故障分析。系统将相关的报告信息推送给管理决策人员,为现场提供立体式的故障分析报告及维修建议,帮助管理决策人员及时作出决策部署。(3)基于大数据分析的流程运行状态报告推送。(4)根据流程分析需求,基于云服务的矿物加工过程的海量历史数据,对矿物平衡、组分及产品质量分析评估后的流程状态报告进行推送,实现定制服务功能。(5)控制效果应用评估与优化效果报告推送。6)远程连接选冶控制系统软硬件程序,对流程自动控制的基础控制回路、专家控制系统等运转投用率和效果进行评估,推送评估结果和优化效果报告。国内某铜矿选矿厂设备类型多,生产流程长,矿石性质复杂,尽管选矿厂实现了自动化生产,但仍需要及时获取选矿生产过程中设备运转、流程检测、生产运行、环境安全等数据,以降低管理人员的工作强度,提升运行管理效率。通过现场数据调研、系统设计及服务部署,针对该铜矿选矿厂建设的选冶智能推送云服务系统实现了上述系统功能,部分推送信息如图3所示。选冶智能推送云服务系统实现后,项目负责人和企业生产操作、管理负责人直接通过Web浏览器、移动客户端即可查看推送的邮件消息,不受地理位置限制,随时了解优化控制投用情况和控制效果,保证了技术人员随时随地了解系统回路投用情况和特殊工况,并及时排查、解决存在的问题,促进了控制投用率的提升和控制策略的改进。该系统在完成矿企主要过程参数远程集成的基础上,还实现了智能优化控制回路运行效果的远程统计分析和自动功能,辅助优化控制投用率的提升效果。选冶智能推送云服务系统满足了该铜矿选矿厂的信息化共享需求,为各层管理部门提供了关键设备和指标信息共享,促进了各部门面向生产过程的主动预防性管理,为矿山安全生产、有效预防和及时处理各种突发事故和自然灾害提供有效手段,提高了生产效率,降低了工人劳动强度,进而保障了自动化系统的稳定性和可靠性。
4结语