人工智能的发展状况范文 -欧洲杯买球平台

导语：如何才能写好一篇人工智能的发展状况，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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1.1确保网络系统的稳定运行

在网络技术的管理中，有关工作者务必检测与控制一系列不同的网络资源，这样才能够保障网络运行的稳定。在此过程中，应有效把握系统资源的状况，并且进行合理分析，如果存在异常，需要异常关注，强化状态监控。通常而言，网络系统的运行状态都是高速化的，这就要求综合把握网络系统每时每刻的情况，人工智能可以有效地确保网络系统的稳定运行。

1.2具备非常强的协作能力

当今，计算机网络的规模日益庞大，系统结构日益复杂化。因此，单一管理网络系统越来越暴露出缺陷，这不利于计算机网络技术的进步，应用人工智能技术能够层次化地管理网络，确保计算机网络运行的稳定性.

1.3具备高效的非线性处理能力

以之前的网络控制理论作为视角而言，难以高效地管理计算机网络安全，这是因为网络系统具备复杂的拓扑结构，较难估计用户的操作行为，进而难以保障网络管理中的高度线性管控。人工智能具备非常强的模拟以及学习技能，因而能够有效地解决非线性问题。

2人工智能在计算机网络技术中的具体应用

人工智能在计算机网络技术中的应用，需要技术工作者在把握人工智能发展现状基础之上，坚持实用性与科学性的原则，基于多个维度出发，根据计算机网络技术的发展趋势和方向，促进高效、科学地应用人工智能技术。

2.1人工智能在计算机网络安全监控中的应用

在控制环节中应用人工智能技术，有效地实现了当前时期管理计算机网络工作的需要，在管理工作中应用控制技术的流程是系统化的。具体而言，应用人工智能控制技术先应采集和处理数据信息，在此过程中，以特定的形式储存有关的数据，方便之后提取与应用。为了便于应用信息和管理工作者实施人工操作，要求设置控制界面，以使良好的人机交互界面形式形成。并且，为了有效地处理突发的计算机网络管理现象，在人工智能控制组成部分中，应优化报警和监控部分，以实时监控计算机网络的一系列运行环节，保障如果存在运行缺陷，人工智能控制技术可以迅速和及时地进行识别，保障监控有效性。针对管理时存在的报警情况，能够以图像、电话、语音信息输出报警信息，通过各种各样的报警方式，提高了报警工作的有效性，管理工作者能够结合报警信息，实时解决一系列突发现象，以使技术损失减小。还能够应用人工智能控制技术设定权限，各种管理工作者因为工作岗位职责或管理工作水平存在不同之处，所以在设置管理权限的基础上可以有效防范管理工作者管理失误形成的风险。并且，也方便管理计算机网络管理工作者自身，以贯彻实施管理职责。

2.2人工智能在计算机网络数据处理中的应用

应用人工智能技术可以显著提高计算机网络处理数据的能力，人工智能技术能够进行计算机科学预测和动态模拟，进而以技术上支持开展一系列网络管理事宜，特别是针对预设性管理事宜，方便管理者进行管理活动，降低了额外投入的管理成本，奠定了之后处理数据和其它有关管理工作的良好基础。为了更好地在计算机网络数据处理中发挥人工智能技术的优势作用，工作者应立足于实际现状，切入人工神经网络，结合建构的人工神经网络机制，有效预测和处理一系列的网络信息。具体而言，人工神经网络可以结合实际运行的计算机网络状况，迅速取得网络运行的重点参数，且对比网络标准跟取得的参数，再输出对比结果，从而直观呈现计算机网络。通过神经元件的阈值和连接权衔接输出值、输入值，以使最理想的拟合函数形成，基于人工神经网络框架体系下，可以高效处理计算机网络运行中的一系列中心数据，特别是在阅读计算机网络中一系列技术参数和设备运行状况的基础上，确保人工智能技术可以迅速地预测管理过程中存在的缺陷，且高效设置应对缺陷的方案，此操作因为要求运算很多数据，为此，应前移数据信息处理工作，以建构计算机网络预测网络和动态模拟网络。

2.3人工智能在计算机网络模型中的应用

纵观实际运行的计算机网络状况而言，遗传算法相比较于其它算法，其也属于一种计算机网络数值模型，具备的优势是处理信息高效、模型简单等，并且属于一种人工智能被应用于计算机网络模型当中，从某种意义上来讲，遗传算法使智能化的模型实现。针对一些潜在的问题，遗传算法可以迅速地实施综合梳理和评估，提高了处理数据的有效性。在实际建构模型时，技术工作者应先调整编码环节，在优化编码的基础上，从技术上支持实现遗传算法，基于该思维模型的引导之下，工作者务必有效设置数学模型，以体现编码的价值。具体而言，在设置数学函数模型时，应兼顾计算机网络的评估适应性和初始状况，在处理以上两种数据信息的前提条件下，尽可能更科学地提升遗传算法评估计算的准确性。兼顾到遗传算法的技术特点，在管理计算机网络的情况下，能够耦合处理地理信息系统和遗传算法，结合地理信息系统的空间属性，实现遗传算法处理空间数据效果的持续提高，很好地发挥储存数据、分析数据、管理数据环节上遗传算法的价值，从而建构高效化的数据处理体系，真正使当前时期发展计算机网络的需要实现，将尤为高效、便捷的用户体验提供给用户。并且，切入遗传算法，可以实时监管计算机网络的工作状态，对于网络的运行而言，倘若存在有关的问题，工作者可以结合遗传算法迅速获得反映，从而奠定检修和排除故障的良好基础，以及实现计算机网络故障出现概率的显著减小，保障网络更加稳定地运行。

2.4人工智能在教育领域中的应用

在当今改革教学的进程中，课堂教学中业已日益普遍地应用先进的互联网技术。教育教学中应用人工智能技术，可以很好地激发学生的学习兴趣以及学习积极主动性，因而可以实现教学效率和质量的提升。结合当前时期的应用现状而言，人工智能的应用重点表现为早教方面，尤其是出现的ai智能机器人，推动早教向一种全新的教学视角转变，使教学并非仅仅限制在教材文本上。除此之外，互联网与人工智能的统一，还可以实时处理课堂教学中的一些问题，针对难以解答的问题，能够迅速、准确地搜索，从而实现更加理想的教学效果。

2.5人工智能在大众生活中的应用

基于社会经济的进步，人工智能技术业已逐步应用于人们平时的生活过程中，像是智能家居的出现大大方便了人们的生活，实现了人们高层次的生活需求。像是当今经常见到的窗帘智能控制、灯光智能控制，以及存在的智能家居远程控制系统等，都很好地呈现了人工智能的优势作用和极大的便捷性。因此，在人工智能将来的发展中，大众的生活中必将普遍地应用人工智能技术，从而将尤为优质的生活服务保障提供给人们。

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【关键词】智能配电网;电力设备

根据配电网变配电设备精细化、网络化、规范化、以及科学化状态检修集成调控管理需求，结合配电网实际情况，制定高效合理的在线检修策略，在确保配电网连续稳定、节能经济、安全可靠调度运行的基础上，实现配电网变配电设备运行维护信息数据资源的集成共享，提高资源综合利用效率，已成为配电网企业变配电设备运行维护管理策略研究发展的重要趋势，具有较大的实践应用研究意义[1]。

1、配电网实施状态检修优越性

电网企业建立完整的变配电设备在线状态检修管理系统体系后，可以合理安排有针对性的变配电设备检修计划和技术升级改造工作，从而有效提高配电网系统中变配电设备的检修绩效，为电网企业创造巨大的社会经济效益，促进配电网高效稳定的建设发展[2]。

1.1 检修维护工作量大大减少。配电网采取状态检修集成策略后，可以根据在线监测数据信息对配电网系统中变配电设备的运行工况状态进行动态监测和控制，便于制定高效合理的检修维护计划，从而降低检修人员检修维护工作量。同时，由于采取有针对性的检修维护策略，避免了对正常设备的过度检修损坏，提高了变配电设备的使用寿命。

1.2 电网运行操作工作量明显减少。尽管在配电网系统中变配电设备和输电线路分支大量增加的情况下，采取在线状态检修策略，结合计算机高速运算和智能策略参考，可以有效降低电网运行操作工作量。在开展在线状态检修策略后，电网运行操作工作量大约可以降低10%~20%左右。

1.3 提高了变配电设备运行可靠性。配电网开展在线状态检修策略后，可以根据设备运行工况状态，制定动态的检修维护计划，避免不必要定期计划检修事件的发生，有效提高变配电设备运行可靠性。另外，采取有针对性的检修维护计划，不仅可以大大降低变配电设备计划停运次数，有效提高检修维护效率，同时还可以降低配电网变配电设备检修维护成本，实现节能降耗可靠经济运行维护目标。

2、电力设备状态检修集成系统

状态检修集成系统要求对电力设备运行工况状态进行动态跟踪和预测，在电力设备处于潜在安全隐患状态下，且开始劣化但尚未发展到功能故障前，通过合理详细的系统状态评价及其故障发展趋势预测、以及故障类型诊断等技术方法确定电力设备潜在故障点，从而明确电力设备检修维护技术要点。配电网电力设备状态检修集成系统中，评估指标体系主要在继承常规经验评估指标体系的基础上，通过构造完善合理的rcm智能电网设备在线状态检修，合理安排电网系统中电力设备的检修维护计划和提高其在线运行状态评估效率，有效节省电网设备状态检修维护费用、降低检修维护成本，保证电网系统具有较高的运行可靠性和经济性。电网设备状态检修评估体系中主要由就地监测层、站内数据平台、电网远方数据平台、以及高级应用层四层组成，如图1所示:

从图1可知，所建立的智能电网在线状态检修4层结构系统，是一个功能集中、多层级、远程的在线数字状态检测与故障诊断集成网络系统。智能电网在线状态检修系统具有以下优点：

(1)实现了对分布在不同地区电气设备监测量的集中采集、远程传输、显示、统一评估和分析诊断，大大提高了智能电网设备状态检修效率；(2)各状态参量的数据远程通信格式采取统一的定义，实现了通信数据的集成传输，提高了数据通信效率；(3)应用iec61850等国际通信规约标准，提高了各子系统间的数据信息资源互享和互操作能力；(4)采用如神经网络、油色谱在线分析等先进技术对智能电网中设备故障进行智能诊断分析算法，提高设备故障排查效率，有力支持了智能电网运行性能和工况状态在线评估工作的开展。

通过引入使用有效的在线检修技术和装备，可以准确有效掌握配电网系统中变配电设备的运行状态，便于准确开展在线状态检修工作。红外热像仪可以准确及时地测试出变配电电力设备的运行环境温度，及时发现设备中存在的异常发热问题；红外热像仪还可以用于检查复合绝缘子的工作性能水平，能够提前发现绝缘子内部存在早期绝缘缺陷，便于检修维护工作人员带电技术更换消除安全隐患，提高配电网运行可靠性。微气象在线监测，可以准确监测配电网系统局部特殊地区设备运行环境的风速、温度、湿度等气象数据信息，从而便于检修维护工作人员有针对性地制定完善可靠的防冰闪、防风偏、防舞动、以及防金具脱落等可靠维护措施，降低由于气象突变或者恶劣天气带来的配电网异常事故发生率。杆塔倾斜在线监测系统，可以动态监测易塌陷区内杆塔的倾斜状况，当监测到有倒塔安全隐患时，及时通过在线监测系统提供给配电网系统集控中心提供报警信息，便于检修维护工作人员制定完善的修复加固措施，防患于未然。其他配电网运行状态特性参数的在线监测技术，也随研究的进一步加深而逐步成熟完善，为配电网变配电设备在线状态检修提供了丰富强大的真实有效数据信息。完成智能电网运行工况状态评估后，在线状态检修系统就会根据对应的数据信息自动生成对应调度控制和检修维护策略，从而确保智能电网安全稳定、节能经济的高效调度运行发展。

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【关键词】智能变电站 站状态监测

变电站二次设备状态检修是强化变电设备安全管理及电网可靠性运行的重要举措。也是智能变电站发展的必然趋势。在电力系统设备中，不仅要重视一次设备的状态监测，二次设备也同样需要进行全面的状态监测，这样才能保证智能变电站的安全和效率。智能变电站状态监测系统通过对全站关键一次设备运行状态进行实时监测，保存历史监测数据，综合实时监测数据和历史监测数据对一次设备运行状态进行评估分析，给出预警信息和诊断结果。

1 智能变电站状态监测现状及技术

1.1 状态监测现状

目前我国智能变电站状态监测系统监测的对象主要包含主变压器、断路器和gos等高压开关设备、金属氧化物避雷器等性设备，监测项目涵盖油中溶解气体监测、主变压器铁芯接地电流监测、容性设备介质损耗监测、局部放电监测、sf6微水密度监测、开关机械特性监测等。智能变电站状态监测系统是一个专业性强、覆盖面广、一二次电力设备技术结合紧密的监测系统。

1.2 状态监测技术

目前广泛采用的在线监测技术主要有：

1.2.1 变压器油中溶解其他监测

监测变压器油中溶解的微量ch4、c2h2、c2h6、c2h4、co、co2、h2等其他和微水，用于分析判断变压器内绝缘状况，及时发现过热、发电等安全隐患。

1.2.2 变压器铁心接地电流监测

监测变压器铁心接地电流，判断变压器铁心是否发烧两点及多点接地，及时发现变压器铁心的安全隐患。

1.2.3 断路器机械特性监测

监测断路器分合闸线圈、储能电机工况，统计断路器分合闸次数，辅以分段电流，估计动触头电寿命。

1.2.4 gid特高频局部放电监测

通过采用gis内部特高频信号，监测gis密闭气室内局部放电情况，定位放电气室，为gis设备检修方案提供可靠依据。

1.2.5 sf6微水密度监测

监测gis、sf6断路器气室中sf6气体压力、温度、密度、微水、判断sf6气体绝缘工况。

1.2.6 金属氧化物避雷器绝缘监测

检测系统运行时流过moa的泄露电流、阻性电流、阻容比，判断moa绝缘老化状况，为是否检修、更换避雷器提供参考。

1.2.7 特高频局部放电监测

局部放电指绝缘结构中由于电场分布不均匀，局部场强过高而导致的绝缘介质中局部范围内的放电或击穿现象。局部放电是造成绝缘恶化的主要原因，也是恶化的重要征兆。因此，对局部放电的在线监测对于电力设备的安全运行具有重要意义。

2 二次设备状态监测技术研究

随着电子通信技术的崛起与发展，计算机技术、微电子技术、网络技术也得以顺势发展，并广泛应用于电力系统，为智能变电站的发展及继电保护设备状态检修提供了依据。在智能变电站中，以微电子技术、网络技术依据计算机技术中继电保护设备所拥有的自检能力，为变电站二次设备进行状态监测提供了坚实的基础。在智能变电站智能保护装置中，二次电流电压的输入方式与常规变电站不同。智能变电站采用的是光纤以太网传输的goose开关量的信息，所以，二次设备进行的状态监测也不同于一次设备的状态监测，在对一次设备进行状态监测中，一般只需要安装另一监测设备对主设备的状态监测，而在二次设备进行状态监测中，由于继电保护和安装自动装置等，一般都需要具备在线的自动监测功能，不做另加设备监测的工作，只是利用装置本身进行自检和装置之间进行互相监测来实现在线监测的目的，所以，建立智能变电站中二次设备的在线监测系统时需要具有全面的监测状态信息对智能变电站设备进行保护和自动装置。

监测油中溶解气体的方法很多，现有监测产品主要采用一下四种方法：

（1）气象色谱法。变压器油中不停气体组分在色谱柱固定相与流动相间的分配系数不同，因此在流动相载气推动下，各组分沿色谱柱运动的速度也就不同。

（2）陈列式气敏传感器法。

（3）红外光谱法。

（4）光声光谱法。

变压器油中溶解气体监测的监测原理，早期预测变压器等充油电气设备的内部故障对安全供电、防止事故是极为重要的。在正常情况下，充油电气设备内的油、纸等绝缘材料在热和电的作用下，会逐渐老化和分解，产生少量的烃类等气体。若存在潜伏性过热或放电等故障时，产生量会增加，产生的气体种类会增多，这些气体大部分会溶解于油中。通过对油中溶解气体的组分及含量进行分析，可以判断推测出充油电气设备内部是否发生了故障以及发生故障的种类。

3 二次设备状态监测发展的必然性

随着智能变电站工程建设不断推进，设备状态监测领域内凸显一些待解决的问题：状态监测功能的集成度和一体化水平不高，部分功能虽然得到整合，但是数据未得到重复融合和利用；装置硬件屏体不同意，通用性差，设计不不规范，限制了进一步提供系统的可靠性和适应性；装置可靠性差、误报率高，投入生产效应比差；一次和二次之间的信息交互动较弱等。

二次设备和一次设备之间的最大不同是与电力没有没直接的联系，所以二次设备的定位是辅设备，虽然二次设备的主要作用是辅助一次设备的运行，但是在智能变电站的电力设备运行中同样有着重要的作用。在电力使用高峰期，一次设备会发生故障，这时候二次设备的重要性就能得到体现，有了二次设备对一次设备的辅助，发生故障时能够及时的进行调节和控制。所以，进行状态监测，二次设备运行的故障率也会大幅度的减少，才能保证电能稳定的输送给客户。

参考文献

[1]罗洪治.浅析智能变电站及二次设备状态监测技术[j].电力与资源，2013（06）：06.

[2琚军，施中郎，赖秀炎，楼枫丹.关于二次设备状态检修若干问题的探讨[j].浙江电力，2010（12）：812-14.

[3]杨增力，汪鹏，王丰祥，等.智能变电站eric设备运行维护管理[j].湖北电力，2010（s1）：109-110.

作者简介

王国玉（1966-），男，河南省许昌市人。现为许继电气股份有限公司技术中心工程师，从事电力系统继电保护及控制装置研发工作。

罗红（1970-），女，河南省许昌市人。现为许继集团有限公司营销中心工程师，从事从事营销管理工作。

作者单位

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关键词：

近些年来，智能光网络获得了迅猛的发展。从长远的角度看，它将成为下一代光网络传输技术发展的必然趋势。智能光网络的产生与发展，绝不是一种偶然现象，而是各种因素综合作用的结果。一方面，随着ip业务的持续增长，人们对网络带宽的需求量不断增长，同时，受ip业务量不确定性和不可预见性的影响，人们对网络带宽的分配需求更加强烈；另一方面，传统的网络连接方式既耗时又费力，已经完全不能满足市场竞争与时展的需要。城域网是指在一个城市范围内所建立的计算机通信网。从某种意义上讲，一个城市的城域网状况直接关系到该市的发展成败。由此可见，城市要想实现又好又快的发展，必须将城域网建设当做一项重要任务来抓。在建设的过程中，加强智能光网络技术的应用是非常必要的，有着极其重要的理论意义和现实意义。因此，在实践中，我们应当切实加强智能光网络在城域网中的应用广度和深度。基于以上论述，本文从城域网的现状与特点、智能光网络的特点与优点、ason在城域网中的应用三个角度，对该问题进行了深入地分析和研究，希望以此能为智能光网络以及城域网事业的发展贡献自身的力量。

一、城域网的现状与特点分析

现如今，传输骨干网的建设规模在不断扩大，驻地网的宽带化技术在不断普及，这导致了带宽分布呈现出两头大而中间小的特点。在这种情况下，城域网逐渐成为网络发展的瓶颈。总体而言，我国的城域网还是以sdh/sonet的语音传输设备为主，呈现多层次的叠嵌套结构，多数业务转接需要adm设备的odf/ddf互连来实现。然而，目前，我国的城域网发展还存在着诸多亟需改革的问题，如利用率低等等。与骨干传送网相比，城域传送网具有以下几项特点：首先，它的传输速率高。城域传送网一般采用packet over sdh传输技术，这种技术的容量比较大，能为高速路由和交换提供必要的保障。再加上千兆以太网技术广泛应用，使骨干路能够高速有效地扩展到分布层交换机上。其次，用户投入少、接入简单。城域传送网用户端设备既便宜又普及，可以选择性地使用各种设备，如路由器、hub、普通网卡等等。用户使用也比较便捷，只需要恰当地连接光纤与网线等设备，然后为网卡和路由器配置相应的参数即可实现与城域网的链接。最后，技术既先进又安全。城域网在网络中设置了第二层的vlan隔离，这种技术极大地提高了网络的安全性能，为用户提供了可靠的安全服务保障。在该项技术的作用下，用户只有在局域网的范围内才能实现计算机的互相访问，非局域网用户根本无法通过正常途径访问某个计算机用户。

由此可见，目前的网络结构和控制方式已不能满足业务发展的需求，必须进行必要的革新。智能光网络恰好可以顺利地实现革新的目标，并适应城域网不同的发展需求。因此，在今后的一段时期内，加大智能光网络在大城市或超大城市城域网的应用力度，将成为工作中的重中之重。

二、智能光网络的特点和优点分析

智能光网络也称为智能光传送网，是一种具有独立控制面的光网络。具体地说，它是指利用独立的ason（自动交换光网络）或asnt（自动交换传送网）控制面，并通过sdh或otn等传送网而实现网络自动连接与管理的光网络。智能光网络既是传送网概念的一次重大突破，又是传送网技术的一次重大革新，有着极其重要的理论意义和现实意义。与传统的传输网络相比，智能光网络具有其无法比拟的特点和优点。具体而言，智能光网络的主要网格结构实现了由环网向网状网的转变，环网与链路是它的主要附属结构。同时，智能光网络的网络节点还具有智能性的特点，并由此而产生一些独特的优点。概括起来讲，它的优点主要体现在以下几个方面：

第一，它具有网状网的结构。

现如今，随着社会形势的不断发展，人们对网络互联的要求越来越强烈。但是，由于受大城市或超大城市地域跨度大的影响，城域传送网存在着严重的节点过多的问题。在这种情况下，多环嵌套、多环重叠的网络结构越来越不能适应时展的需求。与此相反，网状网的网络结构以其独特的优点，近些年获得了较为迅速的发展。因此，我们有理由相信，网状网的网络结构是城域网发展的必然趋势和必然结果。

进一步讲，与环网结构相比，网状网结构具有这样几项优点：首先，它可以为业务提供各种恢复或保护方式，提高网络的生存性能以及网络资源的利用率；其次，它具有很强的扩展性，仅需增加一些新的节点，而不需全网的配合，保障了网络的维护与升级；再次，它能有效地调度或保护电路，提高业务供给的速度与质量；最后，它能实现向智能光网络的分步演进，进而高效地发挥自身的优势。

第二，它具有智能化的节点。

与传统的传输网络相比，智能光网络的一项显著标志就是实现了智能的网络分布。通俗地讲，它实现了网络分布由人工操作向自动操作的转变。在智能光网络作用下，网络拓扑的发现、路由的计算、链路的配置等诸多工作都实现了自动化和智能化。在实践中，智能光网络使网络结构出现了控制面、管理面和数据传送面三个平面。这三个平面各有分工，密切相联，是一个有机的统一整体。当业务层提出带宽需求以后，控制面通过信令uni/nni或管理系统等接口方式使传送层提供动态自动的路由，管理面负责对全网进行管理。

三、ason在城域网中的应用分析

通过上文的论述，我们不难发现，将ason引入到城域网中已经势在必行。但是，在应用之前，我们必须明确ason要解决的主要问题以及方案。目前，城域网的传输网络还是以sdh为主，wdm只是一种点到点的辅助传输链路。因此，ason要解决的问题就是如何在sdh的网络上增加控制平面以及如何实现ason功能与城域网中几种流行技术的结合。

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【关键词】智能材料；土木工程；特点；发展趋势

引言

目前，随着光钎、压磁、压电和形状记忆合金等材料的发展，智能材料已经被广泛应用于土木工程的各个领域。最基本的智能材料一般被称为感知材料，其可以感知内外部刺激的材料。通过感知内外部条件变化，并做出适应环境调整的材料被称作驱动材料。现在的智能材料，一般需要多种材料复合组装来实现环境变化情况下材料结构的诊断、修复、调整。

一、智能材料类型及特点

智能材料概念在20世纪80年代初被系统地提出，并于80年代末得到前所未有发展空间。随着光纤、压磁、形状记忆合金等智能材料的发展，使其在土木工程领域得到较为广泛地应用。智能材料以其具有的不同功能特点通常可分为两大类，一类为可感知外界或内部刺激强度作用的材料，称为感知材料。另一类为可响应或驱动因外界环境条件或内部状态发生变化的材料，也称为智能驱动材料。智能材料结构具有控制、传感与驱动三个要素，可利用自身感知处理信息，发出指令并执行动作，进而实现结构自我监控、诊断、检测、修复、校正与适应等各种功能。一般情况下，单一功能材料难以具有上述多种功能，这需要组元复合或组装多种材料而构成新的智能材料才能实现。

二、土木工程中智能材料的应用

1.形状记忆合金的应用

形状记忆合金是具有形状记忆效应的一种智能合金材料，作为新型功能性材料，最主要的优点就是在激发材料的形状记忆效应过程中，材料可以产生高于700兆帕的回复应力及8%左右的回复应变，同时具有较强的能量传输储存能力。该特性的应用能够将材料置于各种结构中，实现结构的自我诊断、增韧、增强与适应控制的应用研究，而且还可以将材料研制为智能型驱动器，在结构变形、损伤、裂缝及振动等方面开展应用研究工作。相变伪弹性与相变滞后性能是形状记忆合金的另一个优点，在加卸载过程中其应力-应变曲线构成环状，表明材料在此过程中能够吸收耗散较多的能量。形状记忆合金具有高达400兆帕的相变回复力，结合该特性能够研制开展形状记忆合金被动耗能控制系统，该系统可实现相变伪弹性性能，可在土木工程结构中用于耗能抗震的被动控制。通常在结构层间或底部安置形状记忆合金被动耗能控制系统，用于实现耗能系统对结构的层间变形的感知，进而起到消耗地震能量的作用。有关研究结果显示，耗能器安装形状记忆合金结构后，耗能器可吸收约为三分之二的地震能量，并显著抑制结构的位移。

2.压电材料的应用

压电材料一般是指在收到压力后，材料两端会出现电压的晶体材料。压电材料在土木工程中的应用主要包括对于结构的静变形控制、噪声控制和抗震抗风等领域。传统的压电材料使用方法是通过压电传感元件对结构的震动进行感知，利用传感器输出结果，从而实现对于震动的感知和预警。在此基础上，采取合适的控制算法对压电体的输入进行控制和定量，从而实现对于结构震动的控制，这是目前压电类智能材料的研究前沿。随着研究的深入和技术的进步，压电类的智能结构土木工程中的应该越来越广泛。

3.光导纤维的应用

光导纤维由外包层与内芯构成，是一种纤维状光通信介质材料，该材料采用先进的信息传输技术起初用于通信传输系统，由于作为信息载体的光子在速度与容量上高于电子，因此得到较为迅速的发展。光子所具有的高并行处理能力与高信息率，潜力在信息容量与处理速度得到充分发挥。光纤材料在监测、传感及信息远距离传输等方面得到应用，将光纤作为传感元件埋入传统混凝土结构中针对结构方面各项指标实现自动监测、诊断、控制、预报及评价等功能，而且将形状记忆合金等驱动元件埋入，有机结合信息处理系统与控制元件，使混凝土结构具有智能功能，进而实现混凝土结构自我诊断与修复。在土木工程结构诊断及主动控制地震响应中，光纤材料一直作为设计传感器的一种比较理想的材料，我国目前也已将其用于检测评定三峡大坝。

4.压磁材料的应用

压磁材料在土木工程中的应用主要包括磁流变材料和磁致伸缩材料。基于磁流变材料的原理，当磁场的强度高于临界强度时，磁流变在极短时间内从液态向固态转化。在介于固液体之间可根据磁流变液特点具有的快速、可控及可逆性质，控制流体特性实施时需要较低的能量，因此在智能结构中通常将磁流变液作为动器件的主要材料。基于这点，磁流变材料可用于高层建筑的结构中，实现对地震的半主动控制。因为潜在应用前景的广阔，使得磁致伸缩材料近年来得到很大关注。磁致伸缩材料具有强烈的磁致伸缩效应，这种材料可以在电磁和机械之间进行可逆转换，这种特性使其可以用于大功率超声器件、声纳系统、精密定位控制等很多领域。

三、智能材料的发展趋势

在土木工程领域，智能材料的发展趋势集中体现在以下三方面。一是实时监控检测结构状态，在土木结构中集成传感与驱动元件，利用其网络实时监控结构状态，以保证土木工程结构与基础设施的安全，有效降低维修成本。二是形状自适应材料与结构，该结构不仅可承载传递运动，还能检测并改变结构特性，具有较为广阔的应用前景。三是自适应控制减振抗震抗风降噪的结构，在土木工程设计中结构动力响应一直是比较重要的一个问题，尤其是针对桥梁与高层建筑等土木工程结构的抗震抗风问题，研发应用智能材料能够为其提供重要的途径，实现结构的自适应控制。尽管当前的智能材料还存在不同程度的不足之处，但随着有关研究的不断深入，智能材料的性能将得到明显改善。在众多领域中，智能材料都将发挥其潜力，体现出广阔的应用前景，开展的研究包括力学、计算机控制、材料、微电子、人工智能等多个学科技术。

四、结语

综上所述，随着智能材料的广泛应用，同时元件逐渐向小型化、多功能化及高功率化方向发展，在建筑结构中复合控制、传感、驱动系统及耦合/连接元件，建筑结构将发展成为主动式智能建筑结构，对于有效利用太阳能、抵御地震、风振等严重自然灾害影响具有重要作用， 为人们工作生活提供更为舒适安全的环境，对于提高土木工程结构建设质量具有十分重要的意义。

参考文献：

[1]张亚东.智能材料在土木工程中的应用研究[j].科技资讯，2011（30）：49.

[2]黄浦时.关于智能材料在土木工程建设中的研究[j].数字化用户，2013（11）：27.

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关键词：电排站；控制系统；发展

中图分类号：tv736 文献标识码：a 文章编号：

电排站是水利工程中的重要组成部分，电排站控制系统是控制电排站日常工作的重要工具，随着当前科技的飞速发展，计算机技术在电排站控制系统中的原运用也越来越广泛。加强对电排站控制系统的研究，不断促进电排站控制系统向智能化、整体控制发展，是保证电排站稳定、安全运行，提高水利控制效果的关键。以下对电排站控制系统的四种类型进行具体分析，总结点电排站控制系统发展状况。

1国内外电排站控制系统发展状况

我国电排站于上世纪中旬起步，20世纪60年代初，我国建立了第一批电排站，自动化控制程度较低，主要采取机械操作和电机控制，如南昌南信大口胡电排站，随着使用时间的增加，相关设备出现老化状况，且其排涝标准较低，难以满足排涝需求，因此这些电排站中多数已进行了改造。国外许多国家电排站起步较早，发展较快，在自动化管理方面发展较为迅速，监控系统发展也较为迅速，不仅使得国外诸多电排站在运行过程中能进行监控和自动化管理，提高了设备运行安全性和稳定性，也有效减少了人力资源。

2电排站控制系统类型

2.1常规控制

常规控制系统使用调节器、执行器、测量元件等相关常规仪表、仪器等，根据规律进行自动控制的一种系统。岳阳市南湖电排站中就使用了这种控制系统，其电气设计中，将该系统分为三部分：闸门按钮、控制箱和闸门终端。其中闸门按钮分为上升、停止、下降三种；控制箱中包含继电器和互感器两种。当相关人员触发按钮后，相关信号将传至控制箱，并由继电器将动作信号传递至电机，引发操作。

2.2智能仪表

电排站控制系统中的仪表已从传统的单一指针式仪表和数字式仪表发展为智能仪表。智能仪表正在向高精度测量、高智能化、高效处理数据、自检自修等方向发展。且智能仪表能对电排站相关设备设施监控，及时发现故障，并对相关设备进行自动化控制、数据存储、计算、判断等，从而促进智能仪表在电排站自动控制中的运用也越来越广泛。荷兰某电排站中使用水位计、水位表、功率表等相关自动化智能仪表进行自动控制，运用效果显著，能对相关数据进行自动记录和存储，且能及时判断故障、实施在线诊断、分析，有效提高了工作效率，保证了电排站的正常、安全运行。智能仪表中主要包括三大部分，即输入部分、控制器和输出部分。输入部分主要包括开关量输入、模拟量输入和键盘三种，控制器中包括微控制器和主机电路，智能仪器使用时，相关信号输入控制器，并在控制器中进行数据存储、定时计速等相关操作，随后在输出部分输出相关信号机通信数据，必要时可直接通过显示器、打印机中输出。

2.3plc及现场总线

plc即可编程逻辑控制器是电排站控制系统中的核心成分，能对电排站中各水泵、闸门等相关设备实施自动控制，发挥高度自动化的控制效果。plc编程较为容易，操作简便，且其精度较高，控制效果显著，具有较高的抗干扰能力，能有效减少电排站的能源损耗状况，日常维护较为简单。现场总线是安装在现场装置与控制室内自动装置之间的数字式、多点、串行通信的数据总线。现场总线属于工业数据总线，其是电排站控制系统中的基础，能有效促进智能仪表、控制器、执行机构及相关设备之间的数字通信，保证相关装置之间通信稳定。当前关于电排站控制系统中plc及现场总线应用状况的研究较多，有效提高了系统内部通信效果。如相关人员在监控系统中运用arm处理器hms30c7202，将电排站分为数据采控、监控部分和上位管理部分，监控系统在运行中，能通过多个智能测控节点监测数据采控状况，并能通过该处理器嵌入式处理功能、现场总线和控制器，对整个系统实施整体监控，形成全面的控制网络结构，有效促进了控制系统的安全性、高效性，减少了外部干扰。

2.4计算机控制

计算机是当前电排站控制系统中网络通信、编程控制的重要载体，是实现控制系统自动化的基础。随着当前信息技术及计算机技术的飞速发展，电排站中计算机控制也逐渐向信息化、网络化、多元化方向发展，从而促进电排站控制系统变得更加智能化、更加安全可靠。当前我国对计算机控制的运用和研究收效显著。如明山电排站中，在进行自动化控制中，将原有的常规电气控制取消，按照“无人值守”的要求对系统进行重新规划设计，使用美国ge公司生产的90-30型plc建立了较为先进的自动化控制系统和监视系统[4]。此外，在昌北前湖电排站中，其自动化控制系统采取集控式，该控制系统主要分为被控对象部分、网络通讯部分、pic部分、组态监控部分，四部分之间联系紧密，分工明确，有效促进电排站的整体安全、稳定运作，减少了相关人员的工作量。

3结束语

智能化控制已经成为当前电排站控制系统的必然发展方向，其不仅能有效减少相关人员日常工作量，减少人力资源损耗，且能有效促进对电排站的监控，及时进行智能化检修，促进电排站的安全稳定运行。未来电排站控制系统必将向无人值守方向发展，实现集成控制和综合智能化管理。

参考文献：

[1]叶建雄,张晨曙,宋易珑,等.电排站控制系统发展综述[j].南昌工程学院学报,2013,32(6):60-63.

[2]张逢春.排水泵站计算机监控系统[j].电子制作,2012,(10):93-94.

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abstract： through the introduction of wearable technology， wearable devices are used in the safety management of construction personnel to establish a set of vital sign monitoring system for the construction personnel based on the wearable technology. the intelligent bracelet is used to monitor the vital signs in real time， ensure the good body and working conditions of the construction personnel so as to fundamentally avoid the safety accidents caused by physical conditions of the construction personnel. this method is not only the key to realize the comprehensive security management of the construction personnel， but also a new luminescent spot of the development of the safety management of construction personnel.

p键词： 可穿戴技术；施工人员安全管理；人员生命体征

key words： wearable technology；construction personnel safety management；staff vital signs

中图分类号：f279.23 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2017）07-0039-03

0 引言

随着经济转型的不断推进，“新经济”模式已经诞生。建筑业作为国家发展的重要支柱产业，要想有所突破，实现利益最大化就必须改革创新。同时，建筑业是一个高风险行业，施工现场人员安全事故的频发对社会经济和人民的生活造成严重不可逆转的影响。因此，在建筑工程项目关心的工期、质量、成本、安全等因素中，注重建筑施工人员安全管理不仅是工程项目本身的诉求，也是保证实现项目目标的必然要求。人是施工人员安全管理中的关键因素，在传统的建筑施工人员安全管理中，却往往忽略了最重要的人的因素，而人员自身的身体状况不仅直接影响到人员安全管理，而且也会影响到整个项目的质量、进度等，因此，对施工人员自身状况进行有效的监测是解决安全事故频发的根本途径。可穿戴技术是现国内外新兴的一门先进的技术，具有广大的发展前景，将可穿戴技术与建筑施工人员安全管理相结合不仅是行业发展的必然趋势，同时也是新的创新点。一种基于可穿戴设备的建筑施工人员安全管理可以从根本上解决施工人员安全隐患，通过监测施工现场每一位施工人员的血压、心率、体温、血氧饱和度以及呼吸频率等生命体征，保证施工人员自身状况良好，避免发生因施工人员身体状况而引起的在安全事故，有效的减少人员生命安全事故的发生。

1 相关概念与技术

可穿戴技术（wearable technology）是一种微型的、穿在身上的计算机系统，是一种新型的人机交互形式，具有可随身携带、易于使用、解放双手、无线数据传输、长时间连续工作等特点[1]。而智能可穿戴设备则是一种可以穿在身上或贴近身体并能发送和传递信息的计算设备，利用传感器、射频识别、全球定位系统等信息传感设备，接入移动互联网，实现人与物随时随地的信息交流[2]。目前，可穿戴技术是各大高科技企业争先研究的热点技术之一，其应用主要集中在医疗、军事、工业、消防等重要领域，很少涉足建筑业。可穿戴设备种类繁多，按照不同的分类方式，可以划分出不同类型，最常见的划分方式就是按照应用功能或者佩戴位置进行分类。按应用功能分类主要是人体健康、运动追踪类、综合智能终端类以及智能手机辅助类，按佩戴位置分类只要是手（臂）环类、手表类和眼睛类。

智能可穿戴设备的发展离不开关键技术的支持，这些技术可划分为感知层、个人服务层以及后台服务层等，所涉及的关键技术主要包括语音识别、眼球追踪、骨传感技术、低功耗互联技术等[2]。感知层是由于人体相关生理参数和运动状态密切相关，因此监测用户的生理参数，并且知道人员处在何种运动状态下，可以区分人体是由于剧烈运动引起的生理异常或者疾病引起的病理性生理异常，对准确判断用户的身体健康有重要的意义[2]；个人服务层包括各个模块，对不同的分类器执行不同的算法，将结果列入历史运动状态中进行判断；后台服务层则是对系统采集到的数据进行分析和处理。

目前，可穿戴技术已经进入到高速发展时期，各种可穿戴设备层出不穷，其便捷性和智能性成为我们监测施工人员生命体征的首选。因此，基于可穿戴技术原理，结合建筑施工人员安全管理的特点，采用可穿戴设备来实时监测施工人员基本生命体征，建立以智能手环为基础的监测系统，优化传统人员安全管理系统，有效减少因人员身体状况而引发的安全事故，保证每一位施工人员身体健康，一旦身体异常能够及时救治。

2 基于可穿戴技术的施工人员生命体征监测系统

2.1 系统说明 结合建筑工程施工人员现场作业的特点，基于可穿戴技术的施工人员生命体征监测系统是利用可穿戴设备对现场施工人员的血压、心率、体温、血氧饱和度以及呼吸频率等生命体征进行实时监测，保证每个现场的施工人员身体及工作状态良好，如果人员感到身体不适或者发生意外，可以及时通过智能手环发出预警或进行报警的智能监测系统，大大减少因施工人员身体状况或突发意外而引起的人员安全事故。

此外，系统还将采集到的人员生命体征信息进行存储和分析，并绘制动态体征图，便于企业合理的安排施工人员进行体检、就医或培训，确保所有施工人员身体状况良好，有个好的工作状态，这样不仅提高了工作效率，而且也从根本上减少了人员伤亡事故的发生。整个系统主要流程如图1所示。

2.2 系统组成 该系统主要由数据采集、数据传输以及数据处理三大部分组成[5]。

数据采集是通过智能手环中的各类传感器自动对建筑施工人员的血压、心率、体温、血氧饱和度以及呼吸频率等生命体征进行动态监测，其中，血压检测采用无创袖套间接方式[3]，心电检测采用三电极胸部检测方法[3]，体温测量则采用美国 dallas 公司生产的高精度集成温度传感器 ds1624[3]，血氧饱和度检测采用指端脉搏光电检测法，呼吸检测选用阻抗法，这样医学先进的检测方法的模块组合应用大大简化了传统的测量模式，实现了管理人员对施工人员的动态监测和智能管理。

数据传输主要包括两部分，一是将智能手环中通过传感器采集到的人员生命体征信息传输到管理平台的数据库，二是智能手环之间的通讯信息传输。在整个施工现场内的数据传输是以无线局域网（wifi）方式实现，而智能手环之间的通讯是通过蓝牙实现，以在远离施工现场或者wifi信号弱的地方进行作业时则以全球定位系统（gps）和第四代（4g）无线通信方式实现[1]。

数据分析处理是将系统中通过传感器采集到的数据与设定值进行对比分析，一旦发生异常就会向管理人员和该施工人员发出预警，使施工人员能够得到及时的救助。

2.3 系统运作方式 建筑施工人员生命体征监测系统是基于可穿戴技术，实现人员生命体征实时监测的智能系统，本文的中的可穿戴设备主要是指智能手环，它是在传统的电子手表的基础上安装app软件、wifi模块、全球移动通讯系统（global system for mobile communication，gsm）、gps模块、温度传感器、脉搏传感器、蓝牙、麦克风、扬声器、报警按钮、中央处理器（central processing unit，cpu）、锂电池等[1]。

建筑施工人员生命体征监测系统的工作方式：首先，使用智能手环上专用app设置施工人员姓名和工号，使得工人、工号以及智能手环一一对应；其次，温度传感器和脉搏传感器等会对施工人员的血压、心率、体温、血氧饱和度以及呼吸频率等生命体征进行采集和监测；再次，将采集到的人员生命体征信息进行判断和存储；最后，当系统判断出某施工人员身体状况出现异常时，及时发出预警并通知管理人员到场进行处理；当施工人员自己发觉身体异常时，可以自助拨打电话进行救助，紧急时可以进行手动报警。

此外，智能手环上通过蓝牙进行通讯的功能将各个施工人员联系起来，一旦一人发出警报，离他最近的施工人员也会收到讯号，及时赶往救援，为管理人员以及医护人员争取更多时间，减少施工人员因无法及时救援而发生的安全事故。系统具体运作方式如图2所示。

3 施工人员生命体征监测系统的应用

3.1 项目简介 本文所研究的项目案例是西安某高端住宅，位于西安市高新区的核心区域，项目总建筑面积约为57万平方米，地上建筑面积约45万平方米，地下建筑面积约11万平方米，其中包含住宅13栋、公寓5栋、商业6栋、幼儿园1栋、地下车库及其他配套设施建筑，容积率为5.69，绿地率为32%，工程项目总造价约60亿元，是目前西高新区域内少有的中高端项目，建成后将成为西高新的一个地标性建筑。该项目由某实业开发，某工程局总承包、所建建筑主要是框架-剪力墙结构和剪力墙结构。项目的施工现场及效果图如图3所示。

3.2 系统应用 目前可穿戴技术在建筑行业中的应用主要是安全管理方面，据项目工程部不完全统计，项目共有作业班组20余组，其中包括木工组、钢筋组、架子工组、油漆工组等，每组6到8人，在正常工作时间内平均有150个施工人员在同时工作。结合系统特点及成本约束，针对该项目，从开工即对项目配置150个智能手环循环运用，建立施工人员生命体征信息档案库，并设置了一个三人组的安全管理办公室，将采集来每个施工人员的生命体征信息进行存储和分析，以便对施工人员的生命体征进行有效的时监控。每个施工人员在拿到智能手环的时候需要一键重置个人信息，输入自己的姓名、工种和编号，便于监测和记录每一位施工人员工作中的生命体征。

这种基于可穿戴技术的施工人员生命体征监测系统主要用于本项目施工的劳务人员，如木工、架子工等，通过智能手环上的各种传感器采集施工人员的血压、心率、体温、血氧饱和度以及呼吸频率等生命体征信息，将采集的信息传输至安全管理平台进行存储和判断，系统平台及时作出反馈，保证施工人员身体状况良好且能够进行正常的施工作业。

基于可穿戴技术的施工人员生命体征监测系统极大的优化了传统的施工人员安全管理，提高了建筑工程生产的效率。通过实时对施工人员生命体征进行有效的监测，系统及时发出预警，排除施工人员人身的潜在安全隐患，避免意外事故的发生，而自助报警则可以保证施工人员能够得到及时的救助，为生命赢得时间，保障了施工人员生命财产的安全。

3.3 应用效果 据国家住建部统计，2016年上半年，全国共发生房屋市政工程生产安全事故263起、死亡296人，比去年同期事故起数增加57起、死亡人数增加38人，详见图4，同比分别上升27.67%和14.73%。2016年上半年，全国有30个地区发生房屋市政工程生产安全事故，其中有12个地区的死亡人数同比上升[6]。

在严峻的建筑生产安全的背景下，该总承包单位安全管理的历史统计资料表明：当项目总建筑面积小于等于10万平方米，发生生产安全事故小于等于5起，伤亡人数小于等于1人；总建筑面积大于10万平方米且小于30万平方米，发生安全生产事故大于5起且小于等于8起，伤亡人数小于等于2人；总建筑面积大于30万平方米且小于等于60万平方米，发生安全生产事故大于8起且小于等于10起，伤亡人数小于等于3人；建筑面积大于60万平方米且小于等于90万平方米，发生安全生产事故大于10起且小于等于12起，伤亡人数小于等于4人；总建筑面积大于90万平方米且小于等于120万平方米时，发生安全生产事故大于12起且小于等于15起，伤亡人数小于等于5人；总建筑面积大于120万平方米时，预估发生安全事故不少于15起，伤亡人数不少于5人，该总承包单位无承包总建筑面积大于120万平方米的项目的安全管理历史资料，此部分相关统计数据尚不完善，仅做参考。

此项目是该承包单位首次应用基于可穿戴技术的施工人员生命监测系统，自项目2014年7月开工至2015年9月，安置区的h1到h5号楼顺利封顶，总建筑面积约10万平方米，期间未发生任何人员伤亡的重大安全事故。项目开发区于2015年3月开工，a1到a13号楼，共计13幢楼，总建筑面积约46万平方米。开发区施工期间，截止2016年底，累计发生安全事故3起，未有人员伤亡。从承包单位角度看，系统初期的应用效果很理想，不仅大大减少了安全事故的发生，实现了零伤亡，而且打破了承包单位安全管理历史统计资料的记录，同时也创造了该企业甚至建筑业新的安全管理记录。

4 结语

本文将可穿戴技术引入建筑施工人员安全管理之中，运用可穿戴设备，提出了一套基于可穿戴技术的施工人员生命体征监测系统，并论述了该系统应用的原理技术和运作方式。将可穿戴技术与建筑工程相结合是行业发展的新方向，在建筑工程领域有非常广阔的发展前景。可穿戴技术在建筑施工人员安全管理中的应用大大优化了传统施工人员全面安全管理，从根本上解决了人员安全管理中因人员自身的因素造成的安全隐患，将建筑工程施工人员安全管理提升到更高层次的科学化、智能化管理水平，实现了建筑施工人员安全管理质的飞跃。

尽管如此，可穿戴技术在我国的发展仍然处于初级阶段，其可穿戴设备相应的产业链、商业模式都还没有成型，主要存在：①多为智能手机“配件”，独立性不强；②功能尚不完善，专属应用较少；③以数据为中心，用户体验差；④电池技术亟待升级；⑤费用昂贵，渗透率低等一系列问题，要广泛的将可穿戴技术应用到建筑施工人员安全管理中还有很长的路要走，但随着信息技术的不断发展，这些问题会迎刃而解，建筑施工人员安全管理系统也将更加先进，更加完善。

参考文献：

[1]郭雨松，于振，赵炜妹.基于可穿戴技术的电力作业安全监护平台研究[j].电力信息通信技术，2015：13（1）.

[2]谢俊祥，张琳.智能可穿戴智能设备及其应用[j].中国医疗器械信息，2015（3）.

[3]林金朝.可穿戴式生命体征监护设备的研制[j].传感技术学报，2009：22（5）.

[4]白玉新.可穿戴设备[j].2014-05-11.

[5]徐蕾，陈敏亚.可穿戴医疗设备在医疗监测体系中的应用[j].中国数字医学，2015：10（5）.

[6]住建部.住建部通报2016上半年工程安全事故情况，共263起死亡296人[z].住建部，2016-08-02.

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【关键词】电力变压器；运行；智能化；诊断

1、引言

随着我国城市电网改造和升级步伐的进一步加快，建设更加高效、稳定、智能化的新型电网是大势所趋。2010年1月12日，国家电网公司制定了《关于加快推进坚强智能电网建设的意见》，确定了建设坚强智能电网的基本原则和总体目标。

在建设智能电网的众多环节中，对电力变压器这一电网核心设备的智能化控制、监测及诊断是非常重要的一环。开展对电力变压器状态评估方法的研究，及时准确地掌握变压器的健康状态水平，不仅能有效延长其使用寿命，降低事故发生率，同时对促进检修模式向状态检修技术发展也具有重要意义。本文结合作者实际工程经验，就我国电力变压器的智能化诊断系统相关问题进行了探讨。

2、电力变压器的智能化监测技术

2.1 智能配变监测系统

智能配变监测系统是由安装在变压器的智能终端和后台管理系统组合而成，可实现对变压器参数的智能化在线监测功能。

智能公变终端安装在配电变压器计量箱内，通过无线公网在智能配变监测系统中实时在线监测变压器运行状态。智能配变监测系统的建成，可全面掌握配网公变的实时数据资源，能掌握配网系统每一丝细微的变化，在规划、建设、运行电网等多方面都有着高价值的应用前景，如运维人员、管理人员能实时掌握并跟踪每台公用配变的负荷情况及发展，能对用电情况、电能质量、无功补偿等多方面进行分析，以提高精益化运行水平和用电信息采集系统上下层实时系统联动并计算低压线损等。

目前，电力系统主要采取到变压器现场采集用电负荷数据的方式，既不安全，劳动负荷又大；智能公变终端的使用将农村电网一直以来“设备 人”的模式转换成了“设备 信息 人”的一种新管理模式。为实现传统运维向智能管理升级、配变监测向配网监测升级、被动抢修向主动抢修升级“三个升级”提供了技术支撑。

2.2 变压器振动的在线监测技术

此技术通过变压器绕组故障模拟实验和实际运行变压器的现场振动测试及研究，分析谐波比重、振动频率成分复杂度等技术指标，从而判断出变压器绕组是否发生变形，实现了不停电检测变压器绕组故障。

近日，由浙江温岭供电局和浙江大学共同研发的国内首套电力变压器振动在线监测与故障分析系统进入调试阶段。该系统专门针对一些老旧大型电力变压器抗短路能力较低和电力系统短路电流增大而造成变压器损坏事故研发。通过这个系统，可以对变压器的不同负载、温度、投切过程和短路冲击等的振动、电流和温度信号等进行实时数据采集与监测，建立被监测变压器的状态监测与故障分析的具体模型参数和阈值及其算法，从而实现对被监测变压器的振动在线状态监测与故障分析。这样，不仅可以预防变压器发生突发事故，而且还能将定期停工维修改为状态维修，从而延长变压器寿命，大大降低运行成本

2.3 变压器局放在线监测系统

局部放电特性是衡量电力变压器绝缘系统质量的重要指标，110kv以上的电力变压器，在出厂试验中每台都要做局部放电试验。变压器在安装后，交接试验中，在运行中发现油中含气量超标时，一般也要做局部放电试验。

近年来，国内外已研制出多种测试系统，用于变压器局部放电在线监测，但都仍在试用中。国内已经有部分具有自主知识产权的研制成品，拥有双传感器定向耦合的脉冲鉴别系统（两项专利技术），并综合应用数字滤波、相位开窗、动态阈值等多项抗干扰方法，有效消除或抑制干扰，保证采集系统运行安全、稳定，管理方便。在多家发电厂、变电站挂网运行，总体技术达到国际先进水平。

2.4 铁心接地电流实时监测系统

国内技术人员研制出的变压器铁芯接地电流在线监测系统的工作流程介绍如下：

在变压器铁芯、电抗器的铁芯和夹件的接地排上安装泄漏电流传感器，监测铁芯和夹件的泄漏电流，变压器现场安装数据采集柜并和串口联网服务器之间通过rs485电缆连接，串口联网服务器经由路由器最终和服务器监测终端连接。

数据采集柜，将泄漏电流传感器采集到的模拟信号，转化为数字信号，并在数字显示仪表上显示出来。同时通过rs485电缆将数字信号传递到串口联网服务器，通过串口联网服务器和路由器最终到监控中心的服务器实时显示监测数据。

后台管理软件接收记录所有数据，并且提供报警，历史数据查询，趋势分析，报表打印等多种功能。

该项目运行一段时间之后，通过趋势分析，可以看出变压器铁芯接地状况，发现一些潜在的设备故障情况，为电气设备维护人员提供检修依据。

2.5 油色谱在线监测系统

近年来，国内部分供电局开展了变压器油色谱在线监测系统的开发及现场应用工作，对其运行状态实现了在线实时监控，这一举措将变压器油中溶解气体检测时间缩短了至少两小时。

目前，电力行业普遍采用定期检测变压器油色谱的方法，来判断变压器的运行状况。这种定期的色谱分析方法虽然能定量的获取变压器油中故障气体的含量，但由于受到检测周期的影响很难及时地发现变压器的潜伏性故障。并且检测过程复杂，监测时间比较长，一般需要两小时以上的时间，如果变电站远离市区，时间则会更长，给监测工作的开展和普及带来了不小的难度，直接影响了对故障变压器的抢修工作。变压器油色谱在线监测系统是用于电力变压器油中溶解气体的在线分析与故障诊断，适用于110千伏及以上电压等级的电力变压器、电弧炉变压器、电抗器以及互感器等油浸式高压设备。在高电压等级变压器上引进先进的变压器油色谱在线监测系统，可以对变压器进行实时监测，有效缩短了对变压器的检测时间，确保在变压器出现故障时能够及时、迅速的开展抢修工作，保障变压器运行的安全性和可靠性。

3、小结

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关键词：油田油井；智能监控系统；研究；设计

中图分类号：tp3 文献标识码：a 文章编号：1009-3044（2016）19-0210-02

1 油田采油工作中井场监控系统的构建要求分析

中国的大多数油田位于现场交通不便、自然环境十分恶劣的地区，同时又加上盗窃和破坏的问题，使得石油生产和运输安全受到严重威胁。石油开采工作的一个重要组成部分就是做好安全控制工作。井场智能监控系统的建立，首先需要建立在了解控制要求和现场监控系统的功能要求的基础上。从不同角度来说，对于井场监控会有不同的需求。对石油的储层分析后发现，对油井现场的控制包括对钻油压力、套管压力和油气比、含水率、井下温度和压力等数据进行监控分析，加强对油藏管理的可视化。在油田油井的生产中，需要严格的控制井口出油温度等参数，从而对油井到计量点的集属进行合理的技术管理；通过实时监控抽水机示功图能够及时掌握生产情况；通过对电机运行状态的监控确保其正常运行；通过监控井场周围环境以及电网，对现场供电和生产设施的安全进行合理控制。对于井场的监控需求来说，通过远程视频监控，油井智能监控能够对井口的漏油情况及抽油机的工作情况进行实时监控，同时监控井场的作业是否规范的问题，通过视频监控人员就可以看到工作现场情况，一旦出现问题就能够及时停止作业指令，并进行检查，从而有效地防止现场操作错误造成的安全事故。此外，油井智能监控系统还应有电机远程启停、井场数据实时检测、产液自动计量、闯入智能分析、工作状态智能分析等功能。这些功能可以通过系统及智能的操作对油井的情况及时的监测和控制，避免发生油井安全问题。

2 油井的监控分类

2.1 自喷井的监控

自喷井需要收集油压力、套管压力、回压和油温度的数据，如果使用了电可调喷嘴，还需要收集油嘴阀位的数据，并控制油嘴的开口度。

2.2 气举井的监控

气举井是一种在油田开发的中间阶段采用的开采方法，与自喷井不同的是气举井增加注气举气控制。

2.3 电潜泵油井的监控

电潜泵油井是由电潜泵rtu和电潜泵变速驱动器组成的监控系统。由变速驱动器对电潜泵进行控制，这种监控没有远程控制功能，是根据生产的需求，把电潜泵和井下压力传感器和油井底部进行连接，通过电缆和电潜泵连接变频调速驱动，连接好的压力传感器对井底压力进行测量，通过对电潜泵驱动器的控制保持井底压力不变。

2.4 抽油机油井的监控

抽油机监控系统包括变送器、井场rtu以及电机控制柜三部分。电机控制柜主要是对抽油机的电机运行进行控制，并且把电机的电压、电流、运行状态等数据传输给井场rtu。在大部分的油田作业中，抽油机一般用人工举升的方式进行抽油操作。一旦油层的供油能力不抵抽油机设备的抽油能力，会形成泵抽空状态。在这种情况下，游动凡尔在下冲程时会对液体表面进行冲击，增加压力和冲击波，从而会损坏抽油杆、泵以及地面抽油设施。同时，这种状态会降低生产效率，消耗大量能量。因此，对抽油机油井进行自动化远程监控和诊断，能够满足生产要求。

3 智能监控系统的构成

3.1 监控中心

由于数字化抽油机与传统抽油机的组合，推动了油田生产的数字化、智能化向前发展。我国大多数油田油井的数字化抽油机很好的融入了智能监控系统，通过智能监控系统，油田油井现场的信息采集、状态监测和抽油机运行状态的监视都可以实现全程实时监控。大多数智能监控系统包括现场信息采集和联合站监控中心两部分，数字化抽油机通过信息采集软件采集到现场数据，并传输至井场通信协议箱，然后通过网络将信息反映在联合站监控中心，通过系统分析，监控中心评估井场及抽油机的工作状态，从而做出正确的判断。在这样的方式可以及时的反映和处理现场的数据信息，实现智能控制。

3.2 数字化抽油机

在油田油井智能监控系统中，其核心部分是数字化抽油机的智能化监控，对整个系统的工作状态和工作进度都产生影响。油田油井的抽油机的智能化开发，帮助智能监控系统的形成并推动其进一步的发展。数字抽油机有采集和数据传输功能，利用摄像头还可以实现实时监控，通过无线网桥接收信息，然后利用软件分析和处理信息，能够保证智能化操作的有效性和即时性。

4 油田油井智能监控系统软件分析

4.1 智能监控系统的软件组成

油田油井智能监控系统主要包括四层结构，第一层是数据采集，基于数字化抽油机控制软件实时监测油井参数，也可以与智能化视频监控软件相结合，采集油田井场现场生产情况。第二层是数据传输，数据传输层将采集层和监控中心连接起来，快速传输数据。第三层是数据处理，数据处理层是基于智能分析软件，通过及时分析和控制收集并传输过来的数据，控制油井现场设备。第四层是人机界面，人机界面层通过工作人员的操作能够满足查询、分析、监控的需要。智能监控系统中数字化抽油机控制软件、视频监控系统和智能分析软件是最重要的三个软件。

4.1.1 数字化抽油机控制软件

整个监控系统的核心就是数字化抽油机的控制软件。数字化抽油机的控制软件的主要程序包括电机保护程序、最佳冲次判定程序、平衡调整程序、故障自诊断程序，这些程序既能够采集和分析数据，也能利用抽油机的控制功能对最佳状态进行调整，还能对数据进行分析，做出控制决策。它作为一个重要的油井现场数据采集软件，最大的优势是通过软件的组态形式使得对整个系统的控制目标得以实现，并且各模块的基本功能能够集成监控层系统。同时随着网络通信设备的结合以及网络技术的支持，数字化抽油机的控制软件能够集中管理控制，并通过设置人性化的界面，将油田油井现场智能分析软件提供基础数据进行集成分析。

4.1.2 视频监控软件

视频监控软件是数字化抽油机控制软件后第二大主要软件。视频监控软件通过视频硬件级图像分析程序的检测监控视频捕捉到的图像，将实测数据进行了分析，锁定油田油井现场的工作环境以及抽油机运行状态，将拍摄到的视频传输到监控窗口，确保现场工作环境。视频监控软件和智能控制平台相互之间保持联系，监控画面可以通过工作人员对控制平台的操作进行切换，可以随时上传监控视频记录，工作人员可以随时进行查看和取证。

4.1.3 智能分析软件

智能分析软件分析起着重要的分析作用，及时评估和处理油田井场信息，对数据信息进行智能控制。井场数据库中存储的数据信息是智能分析软件的基础。通过对油田井场采集到的抽油机运行参数、油压等数据进行分析比较，智能分析软件可以及时控制油田井场的抽油机和其他情况，并及时处理故障和问题，进行报警，从而保证油田油井现场抽油机的正常运行和工作环境的安全。基于油井计量软件和功图分析软件的智能分析软件，分析软件通过识别和分析，可以自动进行故障诊断，从而达到动态分析的目的。

4.2 智能监控系统在采油中的应用功能

在生产过程中，油田油井智能监控系统发挥着多重功能，它的远程实时监控功能依赖于控制中心，将抽油机的运行状态和现场操作情况通过监控中心系统运行监测，例如故障修井作业、抽油机漏油等情况，并且对发生的特殊情况通过分析系统和控制系统进行智能控制。闯入分析功能能够针对视频监控检测到的车辆和人员出入情况进行分析，遇到可疑情况及时报警，确保现场的安全生产。产液自动计量功能能够及时记录和分析油井的产液量，并及时将数据传送到监控中心。井参实时显示功能主要用于显示和记录抽油机的参数。

5 结束语

我国智能井场监控系统随着智能化和信息系统的开发和应用，将得到越来越广泛的应用，应用将更加符合油田的实际需要。智能井场监控系统能够实现现场无人值守和智能实时监控，同时使油田的采油效率得到有效地提高，促进了油田生产和管理的发展。

参考文献：

[1] 张媛. missan油田（伊）油井智能监控系统的研究与设计[d]. 西南石油大学， 2015.

[2] 陈仕杰. 基于arm的油井智能测控系统的设计与实现[d]. 北京工业大学， 2015.

[3] 周福鹏. 基于kingview的油田计量间数据采集与监控系统[d]. 曲阜师范大学， 2015.

[4] 辉. 基于深度学习的油井功图智能识别[d]. 河南科技大学， 2015.

篇10

关键词：电力电网，智能，调度系统

随着高新技术的不断进步，我国不断建立电力系统和自动化系统，规模不断扩大，结构化程度越来越深，电力调度员的工作压力越来越大，过去的调度模式已经难以帮助调度员完成工作量，再加上调度信息数量的增加，调度员对于数量的统计做不到专业水平的程度，因此调度系统整体网络运转状况也难以呈现出来。当调度系统发生意外情况时，网络系统中发出的警告额随之上升，调度员很难根据调度网络系统提供的警告信息精确推断出故障的发生地址和受损状况。同样，传统模式下调度员对于系统的修正受到了时间空间的限制，很多时候不能无时无刻守在系统的旁边，这也给系统的维护和修理带来了严重的阻碍，难以确保系统的安全与正常使用。因此对于电网能够进行合理调度，实现智能控制和动态分析，变成了电网调度过程中的严峻挑战。本文就对针对这个问题，对于电网的实际情况进行调查，对电网的运营状况进行彻底地分析，从实际出发改进现行的电力电网的智能调度系统，补充原有系统的功能，开放式建立立体的展示平台，实现电力电网的实时监控功能、大数据收集评估功能、协助判断功能、核实操作状态功能等，主要目标是为了协助调度员实现电网运行状况的监督，评测调度员对于问题解决措施的正确性，以减轻调度员的工作压力，提高电力电网智能调度系统的准确性和安全性。

一、电力电网智能调度系统的基本概念

（一）电力电网的基本概念

电网主要是在电力的工作系统中负责联络电力的发送、输送、配合电路、使用电力的中间过程，是整个电力系统必不可少的一部分。它可以完成电路联系的过程中运送电路、改变电路的运行路程、配合电路以及安排合理的电路，在这些过程中变压器和电力的主控线路是主要控制用件，如果在供应电的过程中发生了电的浪费或者损失，我们称之为电网的线损，产生这种情况的原因可以被分为两类，一种是合理的原因，一种是不合理的原因，合理原因造成的电网线损是调度员可以控制的，但是不合理原因造成的电网线损是不可控制的，尽量降低电网过程中不合理原因导致的电网线损是调度员主要解决的问题，也是所有开发人员和科研人员必须解决的问题。

（二）电力电网的智能调度系统

通常情况下，电力电网的监督与控制是由调度员负责的，但是由于人工的局限性，现代很多都采用智能化的调度系统，这样就可以运用计算机代替调度员，根据系统的实际状况，动态的进行调用各种系统软件，做出判断，生成综合决策方案，调度员通过这个智能的参考方案，进行电网的处理，实现电网电力的通信和调用控制，提高操作速率，上升准确度，让整个系统的监控过程实现二十四小时不停止地进行。为了能够满足人们日益增长的物质需求，电力电网的智能调度系统必须快速实现线路调度，提高控制效率，降低成本完成任务，扩大企业的市场范围，具有快速的数据分析与收集能力，对运行过程进行有力度有效果的控制，使得调度员能够顺利完成任务，获得最大化的收益。

二、电力电网的智能调度系统的特性

随着科学技术的不断提高，我国开放性的调度系统的效率也在不断的提高，获得数据与结果的可信度也获得广大使用者的认可，我国信息技术最近几十年在飞速的发展过程中，已经研发出具有自己的研发产权和开放性的调度系统，这种开放性的调度系统的应用充分展现了独特的优势，往往可以实现速度变换功能、远程连线进行通信的功能、人类与机器进行对话的功能等等。从整体上提高了我国电力电网调度系统的投资回报率，增大了对社会的贡献。但是相比较国外一些先进技术来说，我国的开放性调度系统仍然存在很多不足和需要改进的地方。

（一）调度的总体思想

调度员的工作主要就是完成电网的监测与控制，想让电力电网的控制系统实现智能化，就必须让调度系统能够独立完成调度员的部分工作。我国的电力电网控制系统发展至今，调度系统的数据传递功能、电路分析功能相对来说是比较完善的，也给电力的使用者带来了极大的好处。在用户的使用过程中，一般都是从电力电网的安全性、可靠性、经济性来评判系统。为了让调度员能够精准地控制电网的数据信息，就必须将系统内部的数据信息进行可视化管理，只有能够直观的表达出来，调度员才能充分掌握电网内部的变化规律，挖掘内部的信息，才能更有效的控制系统，实现实时调度。对于分析数据的过程要充分利用智能网络软件，借助智能技术，最快速度地采取可行策略，达到系统运行的最佳状态。

（二）智能调度的主要实现功能

智能调度的主要功能目前有电网的实时检测、状况预估、安全性能分析、协助决策和安全控制等，其中还可以加入实现可视化的信息平台。电网的这些功能可以在原来监视系统的基础上进行智能化实时地检测，保证系统的稳定性，并向调度员传递检测信息，让调度员对于系统的运行情况有个大致的了解，同时可以将这些信息及时地反馈给用户，帮助用户进行决策。

（三）智能调度的创新之处

智能调度系统的正确实施可以完美地实现上述功能，主要表现在智能调度的过程中实现人机交互，减轻了系统内部的运转量，增加了系统维护的效果，帮助用户延伸调度系统的作用，不用受到时间空间的限制，可以随时随地进行调度监控，保证整个过程的安全可靠性。

三、电力电网的智能调度系统的建设

开放性的智能调度系统目前可以满足调度员的需求，减轻调度员的负担，充分应用计算机技术、面向对象技术、通信技术和电网技术等高科技带来的便利，但是在应用开放性的调度系统过程中存在的问题就是智能调度系统的建立并没有具体的使用准则，接口的属性与总线的规格并不兼容，这也限制了智能调度系统的继续发展，难以吸收其他先进技术。

（一）运行环境基础

一般的智能调度系统采用常有的模型数据库工具，运用专用的数据统计表，进而组成智能调度系统中所使用的数据库。智能调度系统直接使用现有系统中的模型数据库，加上智能调度专用的数据表，构成智能调度的数据库。通过连接数据库中的数据，建立数据群，就可以运用这些数据实现调度。

（二）功能的设定

想要现智能化调度系统的功能，首先要建立一个完善的系统设施基础，配置敏感且承受能力强的控制器，可以像人工的调度员那样迅速地感应到系统的变化和产生的变故位置，并对这些问题做出快速的应急措施，最大限度地实现电力系统监控的智能化水平和自主性，可以缓解人工调度员的压力，在任务完成的过程中提升整个过程的控制力、可靠性和安全性，保证系统的正常运转。电力电网调度系统的主要功能目前可以做到电网的实时检测、状况预估、安全性能分析、协助决策和安全控制等，其中还可以实现可视化的信息平台。通过这些功能的实现采用三维立体方法和警告事件的形式给调度员回馈系统的运行状况。

（三）反馈与维修

充分利用计算机技术，实现计算机对于调度系统的实时检测与维修，通过网络连接自动读取调度系统的数据库与相关信息，建立完善的智能基地，提高决策的准确性。

参考文献：

[1]李彪.可视化智能调度系统在地区电网中的开发与应用[d].山东大学，2012.