智能系統范文
時間:2023-03-31 13:39:19
導語:如何才能寫好一篇智能系統,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。
篇1
“英特爾預測,到2015年將有超過150億臺設備與互聯網連接,其中三分之一為智能系統——它們被安全地管理,自主連接互聯網,執行本地或云應用并分析所收集到的數據。”英特爾架構事業部副總裁、智能系統事業部總經理唐迪曼表示,計算已經滲透到人們生活的各個方面,英特爾智能系統的生態圈不斷成長,以求通過創新的計算解決方案引領智能系統的新發展。
圍繞大數據
英特爾在數據的采集和獲取方面具備明顯優勢,在大數據時代,智能系統掌控著數據入口,其轉型正圍繞大數據而展開。
據唐迪曼介紹,智能系統必須經歷三個階段的發展:第一個階段是推動互操作性,即確保設備和云之間實現互操作,確保不斷地有新設備融入到現有的基礎設施里,提供基于云端的服務,以及確保通過一致性的方式提供服務,并保證安全性和可管理性;第二個階段是打破邊緣數據鎖定在嵌入式系統或控制系統里的局面,讓數據浮出來,并且在云端實現端對端的分析,挖掘出大數據價值;第三個階段是在設備層面對邊緣數據進行過濾并進行相關分析,這是出于實時數據處理和保護隱私的需要。
嵌入式系統會發生哪些改變?“過去強調的是用CPU來滿足應用程序的需求,現在工作重點則是讓基于云端的服務滲透到智能系統里,以及把服務融合到端到端的、易于管理的基礎架構里,并通過設備傳遞到云上,盡可能互聯化足夠多的智能系統。”唐迪曼指出,端到端的安全方案同樣重要。
要讓這些改變成為現實,智能系統的三大基本屬性:互聯性、安全性和可管理性,缺一不可。因此,“新的嵌入式市場著力于智能系統管理的理念,對整個行業來說是一個全新的時代,也意味著前所未有的新的應用前景”。
加速落地
設備、數據和云連接的蔓延帶來了消費者體驗和企業生產力的新提升階段,智能系統的普及會帶來巨大的商業機會。“設備的互聯會得到大量可用于分析的數據,進而指導內容的產生和。” 英特爾公司銷售與營銷副總裁及全球嵌入式銷售部總經理Rick Dwyer對這其中的商機大為看好。
他強調,英特爾對智能系統的五大支撐體現在:第一,英特爾相關的產品和技術能提供身臨其境的用戶體驗;第二,這些產品都會和云互聯互通;第三,由這些產品收集到的數據會用于分析,帶動業務增長;第四,保證數據的安全可信;第五,通過將零散的設備整合成單一系統而整合工作負載。
篇2
本系統采用模塊化設計,分為電源模塊、檢測模塊、控制模塊、補光模塊、用戶交互模塊,總體結構如圖1所示。其中,電源模塊采用太陽能供電,分別提供5V,12V兩種供電電壓,為整個系統供電;智能控制模塊應用STC系列單片機為核心,根據系統采集到的數據、設置閾值,實現對應PWM控制信號的占空比計算和兩路PWM控制信號輸出;檢測模塊分波段檢測紅、藍光強和實時溫度,并將檢測信號進行濾波、放大后傳入單片機,實現相關環境信息的檢測;補光模塊采用兩路帶有PWM電流控制功能的恒流驅動電路,分別控制紅、藍光LED補光陣列燈的亮度,從而實現定量精確補光;用戶交互模塊采用液晶屏完成檢測結果顯示,鍵盤實現按需閾值修改等功能,完成閾值修改與設置,有效提高系統使用的方便性、擴展性。
2硬件設計
2.1電源模塊
本系統電源模塊由太陽能電池板、蓄電池和控制電路組成,整個系統利用太陽能電池供電,原理圖如圖2所示。其中,控制電路的輸入端與太陽能電池連接,輸入電壓通過LM317及其標準電路對12V蓄電池充電,蓄電池為整個系統供電。蓄電池輸出端利用MIC29302穩壓變壓模塊輸出12V穩壓電源信號,并調整匹配電阻產生5V穩壓電源信號,從而提供本系統需要12V和5V兩個供電電源。其中,單片機、檢測模塊以及用戶交互模塊均使用5V電源供電,LED補光模塊采用12V電源供電。
2.2控制模塊
控制模塊選用STC12C5A60S2單片機作為核心處理器,采用5V電源供電,具有8路10位A/D接口、2路PWM輸出口、Flash存儲空間56K、靜態存取內存1280B、可編程只讀存儲器1K,完成節點任務調度、數據采集、智能管理、控制信號輸出、閾值的調整、數據轉儲等工作,電路如圖3所示。其中,P0口連接液晶屏的8路數據口;P1口負責與采樣信號連接,P1.0接入溫度檢測信號、P1.1接入紅光檢測信號、P1.2接入藍光檢測信號,從而完成對傳感器監測數據的采集;P2口連接4×4矩陣鍵盤,P3.0,P3.1用于單片機與串口連接的數據讀寫線,完成程序的下載;P3.2~P3.7位液晶控制端;P4.2,P4.3為單片機PWM控制端輸出口,其根據單片機計算出與兩波段所需補光量對應的PWM信號占空比,輸出PWM信號對LED燈組的亮度進行控制。
2.3檢測模塊
檢測模塊利用光照傳感器、溫度傳感器實時檢測設施內部光照強度和溫度,并將采集數據提供給單片機進行處理,原理圖如圖4所示。其中,溫度檢測模塊由溫度傳感器18B20及其標準調理電路組成,數據線接入單片機P1.0口,實現對溫度的采集。光照檢測包括紅光光強檢測和藍光光強檢測,采用波長范圍在400~500nm的藍光2BU6硅光電池和波長范圍600~700nm的紅光2BU6硅光電池作為檢測元件。采用4路運算放大器LM324設計運算放大器將硅光電池的微弱模擬信號分別進行轉換和放大,最終將模擬信號接入單片機P1.1,P1.2端口進行A/D轉換,從而實現分波段光強檢測。
2.4補光模塊
補光模塊包括LED燈組及其驅動電路,驅動電路采用PT4115驅動模塊電路,紅光和藍光兩個模塊獨立工作,原理圖如圖5所示。其中,LED燈組采用額定功率1W、中心波長為660nm的窄帶紅光LED陣列和中心波長為450nm的窄帶藍光LED陣列。由單片機輸出的兩路PWM信號分別與紅藍光兩路PT4115的DIM控制端相連,其中紅光驅動芯片與P4.2產生的PWM信號接通,藍光則與P4.3產生的PWM信號接通。利用PWM的信號控制驅動芯片PT4115的輸出電流,由此實現LED燈組的定量補光。
2.5用戶交互模塊
用戶交互模塊主要包括液晶顯示屏和鍵盤兩部分,其中顯示屏采用OCM12864-3液晶屏,可實現系統數據的查詢顯示;而鍵盤采用4×4矩陣鍵盤,實現對系統相關數據的設定及改變。
3軟件設計
該系統軟件主要包括傳感器解析函數、數據管理與參數設定程序、PWM信號控制程序和顯示程序,實現3類參數設置、環境因子采集以及對受控燈組的自動控制功能,軟件流程如圖6所示。系統工作時,首先需要對溫度,紅藍光強閾值進行設置,溫度傳感器周期對設施內溫度監測,判斷溫度是否超出不利于光合作用的閾值范圍,超出則關斷LED補光燈組。當溫度在所設閾值范圍內,再分別對紅、藍光進行光強檢測,實際光強在閾值之內時,系統進入自動定量補光狀態,根據所設閾值與實際值之差計算實際需光量,進而再根據與實際需光量對應的兩路PWM控制信號的占空比,分別產生對應的PWM信號,達到控制LED燈的亮度對植物實施精確補光的目的。
4運行結果分析
該系統充分考慮了植物補光時的各種影響因素,通過對各因素的監測、設置、數據管理和決策程序,精確計算植物所需光照與實際光照總體差值,采用均值方式計算每個LED的輸出光強;基于LED驅動電流和輸出光強的關系式,系統就可以通過對PWM輸出電流的控制,從而實現對補光量的控制。該系統已于2010年在西北農林科技大學甜瓜基地投入試用,實現了設計方案中各類部分功能,可長期有效實現定量精確補光,圖7為設備原型界面。
篇3
這些計算體驗的實現,歸功于被稱作“智能系統”的嵌入式系統。之前孤立且用途單一的電子設備,如今已經被安全管理的智能系統所取代,它們可以自主地連接互聯網、執行本地或基于云的應用以及對所收集的數據進行分析。
市場調查公司IDC的調查結果顯示,智能系統市場正處于高速發展當中。目前全球有超過18億個智能系統,而在未來十年將增加到200億。雖然智能系統只占2011年主要電子系統設備出貨量的19%,但是在2015年將超過所有售出系統的三分之一。
英特爾正在通過各種創新的計算解決方案引領智能系統的革命,從零售、汽車系統到醫療、通信解決方案。基于英特爾的智能系統,已經成為我們日常生活中必不可少的重要組成部分,從能夠幫助購物者挑選產品的零售亭,到能夠加快新服務部署并且無縫安全地與現有企業和通信基礎架構集成的智能網絡等。
助力智能系統
智能系統擁有高性能計算能力,能夠管理和分析收集的數據并將這些數據轉化為寶貴的業務智能。從低功耗的英特爾凌動處理器到高性能的英特爾至強處理器,英特爾處理器為處理成千上萬的智能系統所產生的海量數據提供了高能效表現。
英特爾凌動處理器系列為智能設備提供卓越的能效。這些功能在空間和能源受限的應用別重要,例如零售、醫療和工業解決方案中的各種小巧、輕薄的無風扇設備。例如,JAOTech的互動式智能枕邊終端,可以讓醫生實時查看患者的病歷。這個終端還能提供更加詳盡地咨詢,并為患者提供所期待的聯網服務,包括根據個人需求選擇看電視、玩游戲、上網、收發電子郵件以及撥打或接聽電話,并且能夠與朋友和家人進行視頻會議。
第二代英特爾酷睿處理器系列提供高能效的多核處理能力,可以處理多個通信和應用的工作負載,帶來視覺上引人入勝且有趣的用戶體驗,非常適用于工業、醫療和零售市場的數字標牌以及數字安全監控系統。例如,Macy’s的BeautySpot是一個視覺效果極佳的互動式化妝品概念,使消費者可以在定制的觸摸屏上搜索并選擇多個品牌的產品。
增加業務智能并加強消費者體驗在數字標牌解決方案中采用英特爾Intel Audience Impression Metric Suite(英特爾AIM套件)的零售商,可以針對消費者的人口統計信息快速地改變內容,提供更加個性化的購物體驗。英特爾AIM套件還匿名地收集寶貴的消費者信息,讓零售商更加精確地評估活動成功與否。其中一個例子是卡夫食品DIJI-TASTE樣品體驗,這個互動式樣品展示亭采用了英特爾AIM套件來匿名檢測用戶的年齡范圍,向附近的成年人提供免費的“果凍誘惑”(TEMPTATIONS by JELL-O)甜點。
英特爾至強處理器系列提供了最高的多核處理性能以及內存可靠性、可用性和服務能力(RAS),非常適合于企業和通信基礎架構中的計算密集型應用。目前,中國移動正在與英特爾共同開發云無線電接入網絡(RAN)架構,滿足對互聯網連接越來越高的需求,同時利用英特爾至強處理器開發更加環保、能效更高的網絡。
除了處理器技術,英特爾還為智能系統提供必不可少的配套解決方案,包括安全、可管理性和網絡連接。
可連接性
隨著聯網智能系統的普及,預計未來十年的數據流量會增長200倍,并且將有越來越多的富數據進入網絡3。網絡運營商和企業用戶需要處理不斷攀升的流量,同時降低單位比特的數據成本并提供客戶期待的高價值服務。
英特爾提供了更高的能效,以確保英特爾處理器簡化智能系統的連接,讓企業和網絡運營商把智能擴展到網絡邊緣(Network Edge)。英特爾為異構網絡提供了連接性解決方案,包括廣域網、WiFi和移動通信網絡等。
安全性與可管理性
無論是處理個人還是企業數據,智能系統的安全性都是頭等大事。隨著數百萬設備實現聯網并且通常是遠程聯網,智能系統必須具備可靠性、高可用性且易于升級,從而實現投資回報的最大化并保持較低的總體擁有成本。
英特爾提供了廣泛的硬件和軟件管理解決方案,確保智能系統、應用和數據受到保護。
由于第二代英特爾酷睿處理器和英特爾至強處理器中采用了英特爾vPro技術,英特爾為嵌入式客戶提供了經濟高效的解決方案,以加強安全性、可靠性和遠程管理能力。面向嵌入式應用的英特爾vPro技術包括三項技術:英特爾主動管理技術7.0(英特爾AMT)、英特爾虛擬化技術(英特爾VT)和英特爾?可信執行技術(英特爾TXT)。
一個例子是將英特爾AMT與英特爾酷睿vPro處理器集成,讓零售商可以在營業時間結束后安全地遠程關閉系統并在IT部門需要訪問時重新啟動。
Wind River提供嵌入式操作系統和中間件,包括面向智能系統的安全和管理解決方案。邁克菲為認證、加密和設備完整性提供操作系統之下的安全解決方案。
英特爾智能系統繼續推動體驗的革命
篇4
關鍵詞:商業智能系統;數據倉庫;ETL
隨著我院醫院信息化建設的逐步推進,藥房也基本擺脫過去的手工操作方式,實現了藥品采購、出入庫、調撥、盤點和藥房擺藥等作業系統的建設與應用。房軟件系統經過近十年的運行和不斷的升級改造已完全滿足了藥房日常運行,并且積累了大量數據。但對于管理者而言,這些軟件僅提供操作層面的支持,軟件自身所附帶的統計功能并不能為其提供系統的、精確的、全面的信息,從而無法給管理者在日常管理工作中提供科學的決策支持,致使在醫療信息化不斷向縱深發展的當今,藥房管理仍然沿襲傳統的經驗式的管理方法。因此,如何有效利用手中的數據資源借助信息化手段促進藥房管理由傳統的經驗型向數字化、精細化、智能化的科學型的轉變,做到優化藥品配置,控制合理用藥,提升服務能力已成為管理者在突破管理瓶頸時迫切需要解決的問題。
1藥房商業智能系統應用概述
商業智能確切的說是一種解決方案,其關鍵是從各業務系統中提取出有用的數據,經過抽取轉換和裝載(Extract-Transform-Load,ETL),合并到數據倉庫里,從而得到的一個全局視圖,在此基礎上利用合適的查詢和分析工具、數據挖掘工具等對其進行分析和處理,這時信息變為輔助決策的知識,最后將知識呈現給管理者,為管理者的決策過程提供數據支持。藥房商業智能系統的應用目標是面向藥房管理者和醫院醫療管理部門的決策需求,通過整合分析HIS數據庫的藥庫、門診藥房、中心藥房、醫院下設的門診部以及為兵服務巡診藥品的出入庫數據,各科室病人的處方用藥和醫囑擺藥數據,最終以報表形式呈現給藥房管理者以及醫院管理人員,以便其及時準確地掌握藥房的業務運行情況和各科室的用藥情況,從而加強對藥房人員和醫療人員業務過程的監管,并實施科學的行政干預[1]。
2構建數據倉庫
2.1概述 利用MySQL構建和管理數據倉庫,并選擇自底向上的開發模式,以時間作為劃分數據倉庫的粒度。綜合考慮每個主題域的需求、硬件的容量和處理能力、數據源的數據量,確定采用三重粒度設計方案,即日基礎數據、按月匯總數據、按年匯總數據。數據倉庫中的事實數據表和維度表的連接方式我們選用了星型架構。
2.2數據倉庫主題的設計 我院數據倉庫以出庫藥品分析,入庫藥品分析,藥品使用情況分析為主題。根據每個主題需求,建立相應的事實數據表和維度表。
2.2.1出庫藥品分析主題 以出庫單據號、出庫時間、藥品名稱、規格、批號、出庫藥房名稱、出庫數量、金額、供應商等為字段構建入庫藥品分析的事實數據表,用于研究分析藥品去向、數量、金額等方面的數據。藥品基本信息字典、供應商信息字典、科室信息字典等作為維度表。
2.2.2入庫藥品分析主題 以入庫單據號、入庫時間、藥品名稱、規格、批號、入庫房名稱、入庫數量、金額、供應商等為字段構建入庫藥品分析的事實數據表,用于研究分析藥品來源、數量、金額等方面的數據。藥品基本信息字典、供應商信息字典等作為維度表。
2.2.3藥品使用情況分析主題 以日期、藥品名稱、規格、使用科室、患者病案號、住院次數、診斷、藥品使用數量、金額等字段構建藥品使用情況分析的事實數據表。用于研究分析基于科室、醫生、病種的藥品使用情況。以科室信息字典、用戶信息字典等作為維度表。
2.3數據處理 數據是數據倉庫的實體,原關系數據庫中的數據通過ETL轉化為數據倉庫中的數據。ETL規則設計和實施在整個數據倉庫的建立過程中是工作量最大的一步,約占整個項目的60%~80%。本系統使用KETTLE ETL工具集進行數據的抽取、轉換和裝載。在Windows的計劃任務中配置了ETL任務計劃,并在抽取過程中采用主動讀取方式,于每晚23:00運行ETL腳本,完成數據的ETL工作。
由于數據源不僅包括從醫院本部業務系統中讀取的相關表還包括從各個下設門診點的獨立數據庫中導出的EXCEL文件。因此,對于不同的數據源采用不同的抽取方式以提高抽取效率。由于醫院本部業務系統中數據量較大,采用時間戳增量抽取方式,首先以業務系統中的日期字段作為時間戳,再將系統時間與抽取源表的時間戳字段的值進行比較決定抽取哪些數據。其余則均采用全表刪除插入方式。為了對不同源的數據和問題數據進行一致性處理和清洗、轉換操作以便將合格的數據裝入數據倉庫以及盡量減少數據抽取過程對業務系統的影響,在數據倉庫中建立了數據準備區,以存放原始抽取表、轉換中間表、臨時表、數據清理和轉換的過程以及ETL日志表等,且轉換中間表與數據倉庫中的目標表具有相同的架構。經過轉換后的數據將裝載入數據倉庫,通過構建多維模型,從不同維度對每一個事實數據進行分析[2]。
3業務功能的設計與實現
3.1概述 使用安迅公司的智能解決方案BIRT iHub工具對數據倉庫進行聯機分析, 支持從不同角度快速靈活地對數據倉庫中的數據進行復雜查詢和多維分析,并為使用者提供了靈活多樣的報表和圖表。在服務器端安裝Tomcat Web服務器軟件,使得客戶端能夠通過瀏覽網頁方式獲得所需的各類數據[3]。
3.2藥品出、入庫分析 藥品出入庫分析包括藥品入庫分析、出庫分析和庫存分析。分別從藥品出、入庫的品種、數量、金額、來源、去向等多角度精細化分析藥庫出入庫狀況,以藥品出庫數據來指導藥品采購、發放、調撥等藥庫日常行為,以達到科學預測藥品投入、降低采購成本、減少藥品損耗、優化各類藥品配置等目的。如從藥理維度上實現多層次結構分析,用餅圖展現;從時間維度上(年、季、月、日)進行趨勢分析,用折線圖、曲線圖或柱狀圖表現(如圖1);從時間維度上(季、月、日)進行同比、環比的比較分析,用柱狀圖比較本期和上期及去年同期的值(如圖2);
3.3用藥分析 用藥分析包括處方用藥指標分析(如圖3),醫囑用藥指標分析如(圖4),抗生素使用情況分析等等功能,從時間(年、月、日),機構(醫院、科室、醫生)、病種等維度對門診和住院病人的用藥情況進行分類匯總,并將情況反饋給科室醫生,通過一定的行政干涉,使得高檔貴重藥品的盲目使用和抗生素的過度使用等現象得以有效控制,達到合理用藥、融洽易患關系的目的。
4討論
目前我院的商業智能系統應用于藥房的監測管理,在提高藥房管理水平、優化藥品配置、控制合理用藥方面收到良好的效果。由于醫院信息化自身的特殊性和復雜性,醫院的商業智能系統的應用才剛剛開始,將來借助藥房的應用經驗將繼續深化商業智能系統在醫院其它方面如:資源管理、醫療質量管理、經濟收入管理等的應用[4]。
參考文獻:
[1]王覓也,黃勇,畢永東,等.醫院商業智能系統的應用[J].醫療衛生裝備,2012,33(1):82-84.
[2]李曉華,張曉祥.住院病人醫療信息商業智能系統開發應用[J].醫學信息學雜志,2013,34(9):42-46.
篇5
關鍵詞:商業智能系統;BI;數據庫的規劃
中圖分類號:TN915.5文獻標識碼:A文章編號:1007-9599 (2010) 11-0000-03
The Planning of Business Intelligence System Database
Jiang Shifeng
(Guangzhou Ke Teng Information Technology Co.,Ltd.Guangzhou528231,China)
Abstract:Information technology in China has experienced several decades of development,the enterprises already have the basis different types of information systems mature,these systems are called online business systems,and now an urgent need for the development according to their own enterprises have entered the business intelligence (BI) information analysis phase,business intelligence problems to be solved:how to take advantage of these scattered in various basic system information to help businesses better management and decision-making and provide personalized customer service.Business intelligence systems and online business system is different,first of all the problems are:the amount of data the rapid growth of online business systems has,however,online business systems,the usual practice:regularly clean up data,and data warehouse systems which are usually kept for at least a few years of data,so the expansion of data to be stored in a data repository,such as the financial sector in terms of natural law:40% annual increase in the data,how to design and planning of these background data,a business intelligence system,the core of the design problems.The proposed database business intelligence system is planning.
Keywords:Business intelligence system;BI;Database programming
一、基本規劃
商業智能系統數據庫的規劃是一件較為復雜的綜合性的工作,需要對系統做全方位的分析和規劃。同時也需要較深厚的數據庫管理經驗與設計的知識,還要著眼于未來數據庫中的數據量的不斷增長或者用戶數的激增,下面簡要地介紹一下規劃的一些因素以及一些原理:
(一)數據庫的選擇。關系數據庫從理論的提出,到做成數據庫產品發展到今天,已經是一個非常巨大,非常復雜,功能非常強大的成熟系統,尤其是一些商業數據庫例如Oracle,Db2等對數據倉庫提供了非常好的支持,當我們選擇這些商業數據庫的時候,一般選擇較新的版本,較新的版本提供了更多更強大的功能,而且操作也相當簡便,例如Db2 V9.1,DB2 V9.5就提供了自動內存調整,數據壓縮及其它新功能(詳細請咨詢相關廠商)
(二)良好的存儲I/O設計。必需有足夠的磁盤設備來確保充分的I/O并行性,以支持大量的并發事物。對于中等工作負載而言,每個CPU至少應當有5到10個磁盤,對于高I/O OLTP工作負載而言,至少要有20個磁盤。操作系統(包括調頁空間)、日志和表空間應當有各自的專用磁盤。應當有多個磁盤用于日志、表和索引。
估計良好性能所需的I/O處理能力的正確方式,實際上是制作事務日志原型并找出每個事務需要多少I/O,以及每秒需要處理多少事務。然后找出磁盤控制器和磁盤子系統的I/O速率,以幫助確定需要多少控制器和磁盤。
(三)有足夠的物理資源并且能合理使用。如果一個系統配置充足的CPU、內存、高速硬盤和有足夠的網絡帶寬,那這個系統就能很好的保證我們應用的系統。同時,在物理資源一定的情況下,如何合理使用它們也是性能調整的一個方面。例如,使用異步I/O,使用裸設備和使用并發I/O(CIO)等。
(四)合理的數據庫配置參數。數據庫配置參數影響數據庫資源分配,合理的數據庫配置參數可以充分發揮資源優勢。使數據庫可以在最合理最優的情況下運行。
(五)空間的規劃。數據庫存儲空間有日志空間及表空間,表空間又分系統表空間,數據表空間等,將這些空間放到不同的存儲設備,從而可以實現存儲的并發訪問,大大提高系統的性能。
此外一些重要的數據要單獨劃分表空間,可以針對這些空間單獨進行備份和恢復以減少風險的發生。歷史數據的表空間可以按一定的算法(比如取模)保證每年使用固定的表空間,這樣每年維護固定空間的數據,大大減輕了維護的工作量。
另外,在一般情況下,系統處理數據的流程是:從分散的系統抽取數據到數據倉庫,再在數據倉庫數據的基礎上加工為供業務人員分析的數據,對這兩種類型的數據可以分別存儲在不同的表空間,提供不同的管理和維護,而且萬一發生故障的時候,二者不會相互影響。
(六)表物理空間壓縮。DB2 V9新增了可用來壓縮數據對象的基于字典的行壓縮功能。在壓縮數據時,通過使用較少的數據庫頁來表示相同數據,從而達到節省磁盤存儲空間的目的。對于那些行中包含重復模式的大型表,將能從此功能中受益。數據行壓縮(COMPRESS子句)可與現有的空間值壓縮(VALUE COMPRESS子句)一起使用。對于使用行壓縮的表,查詢性能可能有所提高。可能需要更少的I/O操作來訪問壓縮數據,并且在壓縮后,可以將更多數據高速緩存在緩沖池中。由于用戶數據壓縮在日志記錄內,因此日志記錄可能會變小。對于UPDATE 日志記錄,則可能不會出現這種情況。與行壓縮關聯的成本取決于壓縮和解壓縮數據所需的額外CPU周期。在訪問行中的數據時,壓縮和解壓縮是以行為單位執行的。要評估使用行壓縮后存儲器的節省情況,可使用DB2 INSPECT聯機實用程序的ROWCOMPESTIMATE選項。在啟用了表的COMPRESS屬性并創建了壓縮字典之后,才可壓縮行。可通過CREATE或ALTER TABLE語句來設置COMPRESS屬性。可使用REORG TABLE 命令來創建壓縮字典。在處理REORG 命令時,現有的所有表行都要被壓縮。數據行壓縮不適用于索引、LOB、LF或XML對象。
Db2V9前的版本支持有三種方式的壓縮,分別是空間值壓縮(VALUE COMPRESS子句)、索引壓縮(MDC技術)和數據庫備份壓縮, DB2 V9新增了可用來壓縮數據對象的基于字典的行壓縮功能。
實踐證明,數據庫表壓縮中僅行壓縮就可以節省超過50%的存儲量,同時數據以壓縮的方式傳進內存,縮短了IO傳送時間。
(七)多維聚集類(MDC)。MDC是在 DB2 Version 8 中引入的,通過它可以在物理上將在多個維上具有類似值的行聚合在一起放在磁盤上。這種聚合能為常見分析性查詢提供高效的 I/O。對應MDC表中索引相同的所有行,可以將它們存儲在相同的存儲位置,即所謂的塊(block)。在 CREATE table 語句中定義維的時候,就為每種值的組合預留了存儲空間。實際上,MDC 是一個能最大化查詢性能的特性,對于數據倉庫中常用的查詢更是如此。
MDC 對性能的貢獻在于提高檢索數據的效率。在多個維上具有近似值的數據存儲在相同的位置,這使得I/O操作變得更高效,而I/O操作正是數據倉庫中一個常見的瓶頸。而且,MDC 特性還包括塊索引,在塊索引中,對于每個塊的數據(而不是每一行的數據)都有一個條目。這使得執行索引操作時有更高的效率。為了發揮它潛在的性能,必須為MDC 表設計一組最佳的(或者至少是夠好的)維。MDC只對那些包括維列的查詢有好處。MDC 對于查詢是完全透明的。
(八)全量快速清除大表數據。在全量抽取的Job利用自定義快速清除大表的存儲過程,縮短Job批量運行的時間,提高整個批量的效率,例:clear_glsfr(‘表名’,‘標識’)。
(九)數據庫日志空間監控。商業智能系統最核心的功能是數據處理,數據處理一般以數據庫為主,數據庫稍有異常,導致整個批量及后續報表異常,影響整個系統。監控功能主要是監控數據庫的資源使用情況等,特別是監控數據庫的日志空間,在這樣的 系統中一般涉及到的數據量都比較大,因此容易出現數據庫日志空間不足的問題,當有了日志監控等功能后,可以查看某個時間點數據庫日志空間變動情況,再結合數據批量控制(規定了源數據的抽取順序)的日志(記錄每張表在什么時間點做了什么工作,什么時間點數據庫在運行哪個存儲過程等)就可以找到系統哪些地方出現了大事務及沒有及時提交的事物,從而保證系統數據的正常處理。
以下如下圖日志監控的數據主要有:
1.日志生產時間(TIMESTAMP)。2.輔助日志空間最大值(SEC_TOP)。3.總日志最大值(TOTAL_TOP)。4.輔助日志空間當前值(SEC_CURRENT_USED)。5.總日志當前值(|CURRENT_USED)。6.剩余總日志空間(TOTAL_FREE)。
數據庫性能檢測圖:
通過這個監控,結合系統日志,很好發現了系統中異常的處理,可以迅速定位到問題發生的地方。
現在國外的企業,大部分已經進入了中端BI,叫做數據分析。有一些企業已經開始進入高端BI,叫做數據挖掘。而我國的企業,目前大部分還停留在報表階段數據報表、數據分析、數據挖掘是BI的三個層面。我們相信未來幾年的趨勢是:越來越多的企業在數據報表的基礎上,會進入數據分析與數據挖掘的領域。商業智能所帶來的決策支持功能,會給我們帶來越來越明顯的效益。
參考文獻:
篇6
作為中國巨幕的研發帶頭人,中國電影科學技術研究所所長楊雪培顯得格外興奮:“年內還會有成都、昆明、廣州、石家莊等地的中國巨幕影廳與觀眾見面。我們的目標是爭取今年有10個中國巨幕影廳投入使用。”
2011年年底賀歲檔,《金陵十三釵》攜“中國巨幕”版與《龍門飛甲》的IMAX版正面交鋒, “中國巨幕”開始進入國內觀眾的視野,并引發國內外業界的關注。早在2010年《阿凡達》席卷全球之后,中國巨幕系統就已開始研發。2011年7月,由中國電影科學技術研究所、中國電影股份有限公司共同研發的“中國巨幕”正式宣告成功。2011年12月中國巨幕在北京UME國際影城(雙井店)正式接受觀眾的檢驗。”
“很多人都以為中國巨幕只是一塊超大銀幕,這是一種誤解。其實它是一個非常復雜的智能系統。”為了讓記者近距離了解中國巨幕,楊雪培把這次專訪約在北京UME國際影城(雙井店)的巨幕廳里進行。
浮出水面的“中國巨幕”
“這是我和團隊打造的第一個標準巨幕影廳。為了便于隨時調試,我在這里專門留了一間辦公室。我們可以到影廳里邊體驗邊交流。”一見面,楊雪培就帶記者走進這個巨幕影廳。
360多個座位的超大影廳里, 與20米寬、12米高的大銀幕相匹配的是11.1聲道的立體環繞音。“除了大部分人比較關注的大銀幕和音響系統,這個復雜的智能系統還包括服務器、放映機、座椅、裝飾、以及核心技術圖像優化器等。所以說‘銀幕’和‘中國巨幕’是兩個完全不同的概念。中國巨幕與IMAX一樣可以給觀眾帶來高品質的電影視聽享受,這是普通影廳所不能做到的。”
當年《阿凡達》在中國取得了14億元票房,其中IMAX巨幕收入1.53億元,兩者均創下國內電影市場的紀錄。這讓國內外的電影投資者們看到了“巨幕”的驚人商業潛力。
“在《阿凡達》之前,全球共81塊IMAX銀幕,中國只有 11座影院可看IMAX版影片。可如今,國內已有超過50個IMAX影廳了。”IMAX在我國內地的快速發展,一度讓國內觀眾甚至影院投資商一提到“巨幕”,就只想到IMAX。“可以說IMAX占領的是高端電影市場,國產電影如果想在這塊市場有所發展,就必須研發自己的巨幕系統。”
《阿凡達》之后不久,楊雪培帶領團隊開始做市場調研和技術研發。“自主創新不是目的,目的是為了自我發展,不受制于人。所以一定要走自我研發的道路。”之后,中國電影科學技術研究所、中國電影股份有限公司和中國電影器材公司等多方聯手,組建專門的研發隊伍,正式投入中國巨幕的研發。而楊雪培是研發團隊的靈魂人物。
2011年7月,擁有中國自主知識產權的中國巨幕系統正式宣告研發成功。
楊雪培告訴記者,目前一個中國巨幕影廳最高成本在400萬元左右,一張電影票僅90元,比普通3D電影票只貴了10元。“這使得普通觀眾到巨幕影廳體驗觀影樂趣不再是什么奢侈的事。觀影成本大大降低。”
復雜的智能系統
為了讓記者了解中國巨幕的復雜性,楊雪培給打了個簡單的比方:把一部標準版電影放在標準版的銀幕上,那就是觀眾平常在普通影廳看到的效果。如果把這個標準版本的電影放到20米寬、12米高的巨幕上放映,“畫面清晰度、色彩、反差、均勻度、重合度等眾多指標均不能滿足觀影的基本要求,更別提臨場感、視覺享受和心靈震撼。”
“巨幕影廳也并非兩臺放映機加一塊巨幕。”楊雪培告訴記者,其中影響觀影效果的因素很多,為了使電影在巨幕上放映的效果能達到普通影廳的效果,能體驗到臨場感以及獲得超凡的視聽享受,除了放映機和銀幕這兩個基礎設備外,“這個系統還包括服務器、圖像拾取器、圖像優化器、音響、座椅、裝修裝飾,此外還需對影片進行專門的巨幕制版。” 而這一個個技術參數,正是楊雪培和他的團隊工作的全部內容。
服務器、圖片優化器、放映機、圖片拾取器才是整個巨幕系統的核心,而它們之間的運作是一個不斷高速運轉、相互配合、不停循環的過程。“簡單地說就是影片從服務器出來以后進入圖像優化器,與標準畫面參數進行比對,如反差、亮度、顏色、均勻度等方面都在實時調整,在整個放映鏈路上建立了一個實時捕捉反饋及比對優化處理的閉環過程。經過這樣的過程之后再把圖像送到放映機,然后放映到銀幕上,讓放映畫面時時確保高質量的再現。”
采訪過程中,楊雪培不斷強調,膠片時代的普通放映和雙系統放映,以及一般的數字電影放映都屬于開環系統。而中國巨幕系統是一個閉環的高速實時運算的過程。正是這樣高速運轉和循環的閉環系統,才能確保觀眾能欣賞到高質量的影片,體驗到非凡的視聽效果。“要達到最好的效果,至少在中國巨幕系統上調試近百遍,才能過關,不能讓國內觀眾對中國巨幕失望。”
細節決定成敗
在這樣一個復雜的工作系統中,非核心技術領域也異常重要,楊雪培指著影廳側墻上的一塊塊深色裝飾板告訴記者,“這個影廳剛投入使用時,我們在調試的過程中發現,銀幕上畫面的對比度怎么都提不上去,反差太小,影像發灰,怎么調試設備都解決不了,經過反復測試終于發現問題源于墻面裝飾板的光反射——裝飾板是米色的,銀幕的安裝弧度太小,銀幕上的光折射到側墻又從側墻反射到銀幕上,就會對銀幕形成雜散光干擾使畫面的對比度下降。對墻面的顏色進行處理,調整了銀幕的弧度后,畫面的幀內對比度明顯提高,問題得到解決。”
作為巨幕系統研發的新軍,楊雪培也承認,目前投入使用的中國巨幕系統還有很多需要改進的地方,還需要一定時間的培育,才能贏得影院投資商和觀眾的普遍接受和認可。 隨著品牌認知度的提升和市場培育不斷成熟后,他相信 “中國巨幕”會有理想的市場份額。
楊雪培向記者透露,在今年計劃投入使用的 10個中國巨幕影廳中,中國電影股份公司今年新開業的大部分影院里都要打造中國巨幕影廳,而UME影院管理公司也將新增3至5個中國巨幕廳。楊雪培強調,“速度不是我們追求的目標。關鍵看影院自身條件是否適合建成巨幕廳,成熟一家開一家,不鼓勵,不要影響品牌的信譽,堅持標準,質量優先。”
對話楊雪培 “中國巨幕”的技術特點
《綜藝》:中國巨幕選用的銀幕有哪些技術指標和特點?
楊雪培:首先,銀幕寬不能低于20米,寬高比目前是按2K數字電影放映芯片2048x1080確定的,即1.89:1的比例。銀幕選用的是2.4至2.5高增益的金屬幕。這種銀幕不同于普通銀幕,其懸掛角度和幕面弧度也是經過嚴格設計的,其弧度會直接影響銀幕的均勻度和觀影效果。
巨幕銀幕安裝時還會出現一個傾角——金屬幕反射定向性很強,當放映機的光打出來以后會形成一個主光軸,從銀幕上反射回來后就會出現一個觀影效果很好的區域,位于影廳的中間位置。如果想讓主光軸的覆蓋面更廣就需要加一個傾角。這雖然不能完全保證亮度均勻度都一樣,但增加弧度和傾角之后,可以大大提高觀眾舒適度的范圍,使得觀眾坐在非中心區域的位置也能較好地欣賞影片。
弧度與傾角都要根據每一個影廳的實際尺寸、起坡大小、每一個放映室的放映光軸位置不斷調整,這是一個很復雜的設計過程。
《綜藝》:中國巨幕匹配的放映機和音響有哪些技術標準?與普通影廳的設備相比,效果有何不同?
楊雪培:目前中國巨幕影廳選用的放映機是巴可2K放映機,被喻為全世界上最亮的放映機。中國巨幕要求的放映機必須達到2K放映水平,目前我們還在不斷升級,不斷提高放映水平,也在對4K、激光、高幀率等放映技術做實驗,希望能把最先進的放映技術應用在我們的巨幕系統上。
音響方面,中國巨幕使用的是美國JBL的揚聲器。而UME國際影城(雙井店)巨幕廳采用的是11.1聲道。巨幕影廳的空間相對大了很多,觀眾對音效的要求很高,立體聲效果要更加強烈。這些音響是這樣分布的:銀幕后面有3組(左中右),廳堂側墻又分前左、前右、中左、中右、后左、后右共6組,天花板2組,再加上一組次低音系統,總共加起來是11.1聲道。目前DCI數字電影技術規范給出的是15.1聲道。我們在聲效方面一開始就是高起點,因為目前電影觀眾更多是一些追求時尚的年輕人。以前看電影主要看故事和情節,如今更多是體驗消費,對視聽效果的要求更高。
《綜藝》:除了放映機和音響之外,巨幕系統其他配套的設備有什么特點?
楊雪培:除了放映機之外,放映設備其實還有服務器、優化器、圖像反饋系統等。服務器是電影放映的源頭,中國巨幕的服務器有別于其他普通影院的服務器。其優勢在于,既可以放映進口影片,又可以放映國產影片。國產影片與進口影片的制作是有區別的,所以在服務器與優化器之間的對接方面完善了軟硬件系統,在智能化安全性方面更有保障。目前我們在實驗階段采用的是GDC公司提供的專用服務器。
圖像優化是IMAX放映的核心技術,也是中國巨幕所攻克的關鍵技術。優化器的主要功能是進行圖像優化,比如反差、亮度、銳化、雙機重合度等。畫面放映出去之后,圖像反饋系統會把放出去的圖像再抓回來,反饋給圖像優化器,這就是圖像抓取器也叫圖像傳感器的功能。
《綜藝》:相對于市場上出現的多個巨幕系統,中國巨幕有哪些優勢?
楊雪培:首先,中國巨幕是從系統角度出發考慮問題,不是一塊銀幕加兩臺放映機的概念。甚至如墻面的裝飾、室內燈光的要求、地腳燈的要求等微小的細節都在考慮之內。
其次,我們的技術參數是領先的,如電影放映出來的亮度很高,目前聲音效果也是最好的,我們用的是11.1聲道,而現在影廳普遍用的還是5.1聲道。圖像優化等的各項指標,都選擇了最高的參數。
篇7
關鍵詞:交通擁擠;電視監控;自動跟蹤;估計模型;預置位
中圖分類號:U121文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2008)21-30511-04
The Apply of Intelligence System in the Traffic
SUN Jing
(Liaoning University of International Business and Economics,Dalian 116052,China)
Abstract: Along with the progress of the society, road congestion , vehicle increase, traffic accident increment has become the bottleneck of economic development.The city road traffic has already been over saturated, a slight traffic accident, if can not get to dispatch immediately, will cause the big area of the whole city traffic paralyze, the social economic loss that result in from here is very huge.This paper mainly describes the intelligence system applied in the traffic. ( the automatic road traffic congestion television monitor track system).
Key words: Traffic congestion; Television monitor;Automatic track; Estimate the model; Preset position
1 目前國內外解決道路交通擁擠的措施
1.1 國內解決的措施
目前國內在通常情況下,由指揮人員需要不間斷地觀看電子地圖或人工控制旋轉電視監控攝像頭,來發現道路擁擠,不能保證及時發現道路交通擁擠,很容易導致交通擁擠蔓延,特別是對于路口塞死的惡劣狀況,如果不及時發現,甚至會導致局部交通癱瘓;其次,還得根據不同原因,判斷所應采取的相應措施。這樣就存在著發現交通擁擠不及時、查找原因不及時、采取處理措施不及時等問題。
1.2 國外解決的措施
目前國外大中城市基本都建立了交通指揮中心,采用信號控制系統、電視監控系統等對道路交通進行監控,電視監控系統由幾十甚至上百個設在路口的攝像頭組成。通常是指揮人員通過控制旋轉攝像頭來觀察路面的交通情況,發現交通擁擠后,采取相應的措施。在現代化交通管理中,國際上最先進的技術之一是采用實時路況信息采集系統及電視監控系統對道路交通進行監控。采集系統是由道路占有率檢測器、車輛速度檢測器或交通路況報道員等采集現場信息,并將其經過相應的計算機進行分析處理后,生成道路擁擠信息,并輸送到交通指揮控制中心,以文字形式顯示擁擠路段的編號及其擁擠度,電視監控系統則由一臺帶有預置位功能的電視監控控制主機及其設在各路口的攝像頭組成。該控制主機能根據各路口攝像頭所在位置的需要設置若干個預置位并對預置位予以編號,同時能將當前攝像頭的各預置指向位置信息儲存下來。當路段擁擠信息傳到指揮中心后,操作人員即可按路段編號操縱監控控制主機去控制相應的攝像頭轉向相應路段,使指揮中心可以從電視監視屏上觀察到擁擠路段的實況,發現擁擠原因,從而采取相應處理措施。但上述技術有明顯不足之處,因為攝像頭無法自動轉向出現擁擠的路段,必須進行人工控制,而對于一個控制幾十個、上百個攝像頭的指揮中心而言,從獲知路段擁擠信息到由人工操作使攝像頭逐一轉向顯然需要較長時間,無法滿足及時觀察擁擠路段和進行指揮的實際需要。
2 道路交通電視監控擁擠路段自動跟蹤顯示系統
針對以上問題,本文通過對道路交通電視監控擁擠路段自動跟蹤顯示系統基本功能、工作原理、實施實例等到幾方面的論述,實現了道路交通電視監控系統的智能化,改變了過去靠操作人員人工逐一控制攝像頭旋轉進行搜索的落后手段,從而使指揮人員能夠對交通異常快速發現并進行快速處理,提高了交通指揮中心的快速反應能力和城市道路的交通通行能力。
2.1 自動跟蹤擁擠路段工作原理
該系統由實時路況信息采集系統、后臺處理計算機和控制各攝像頭云臺轉動的具有預置位功能的電視監控主機構成。其后臺處理計算機是自動跟蹤的核心,它接受信息采集系統送來的道路擁擠信息后,生成控制各攝像頭轉動的指令,并自動輸送給電視監控控制主機,使攝像頭自動、快速地轉向擁擠路段。
后臺處理計算機運行自行開發的應用程序。該計算機內存有兩個數據庫,一個是由監控范圍內的各路段編號、其所處的攝像頭編號和該攝像頭觀看該路段所需轉動的預置位代碼所構成的“路段―攝像頭―預置位對應表”,另一個是由各攝像頭編號及其最常停留位置的預置位代碼所構成的“攝像頭―缺省位置對應表”。
后臺處理計算機接收到信息采集系統送來的實時路況擁擠信息后,即通過路段―攝像頭―預置位對應表查出該條信息所載的擁擠路段編號所對應的攝像頭及其預置位,然后生成相應的控制指令輸送給電視監控控制主機;電視監控控制主機則根據接收到的控制指令控制相應的攝像頭轉向相應的預置位,以顯示擁擠路段的狀況。
由于同一攝像頭所負責監控的路段不只一個,且其所監控范圍內各路段的擁擠程度各異,故在自動跟蹤的設計上安排了優先級。其設計思路是:在路段擁擠信息中包含了該路段擁擠程度的代碼,后臺處理計算機將先后接收到的各路段信息進行擁擠程度比較,按照嚴重―中度―輕度的順序確定該攝像頭所應轉動方向的優先級(若擁擠程度相同則按接收的先后順序),然后根據最優先轉動的方向生成控制指令輸送給電視監控控制主機。系統還對不同的擁擠程度設置了不同的攝像頭最短停留時間。
2.2 系統的構成
該系統是由信息采集、分析處理和指揮控制三個部分組成。
2.2.1 信息采集
信息采集包含三個來源:一是設置在路面上的道路占有率檢測器,它們將實時測得的車輛對道路的占有率信息輸送給交通控制計算機;二是設置在立交橋、廣場等無交通信號燈路段的車輛速度檢測器,它們將測得的車輛行駛速度信息輸送給車速分析計算機;三是活動在路面上的交通路況報道員,他們采集的路況信息被匯集到交通信息網上。上述計算機對各自接收的信息分別進行分析處理,并生成對應的路段擁擠信息。路段擁擠信息主要包含兩部分,即路段的編號及擁擠程度代碼。
2.2.2 分析處理
分析處理的核心部分是后臺處理計算機。它對源源不斷地接收到的來自各路段的擁擠信息進行分析處理,查找出對應各擁擠的路段所對應的攝像頭及預置位。然后逐一對各攝像頭所涉及到的擁擠路段的擁擠程度進行比較,從而確定各攝像頭的優先轉動方向,最后生成相應的控制指令S并發送給電視監控控制主機。
后臺處理計算機對某攝像頭生成并發送出控制指令時,同時根據擁擠程度設置攝像頭在該位置的最小停留時間,并進行每秒減一運算。
2.2.3 指揮控制
指揮控制的主體是具有預置位功能的電視監控控制主機,它接收到控制指令S后,通過傳輸單元向被控制的攝像頭發出控制指令W,控制攝像頭自動轉向相應的預置位方向。
3 常發性擁擠估計模型研究
城市主干路的交叉口由于通行能力比上游路段低,使得大量的車輛聚集在交叉口前。如果交通需求較大,超過交叉口的通行能力,紅燈期間排隊的車輛在綠燈相位結束時刻也不能完全消散,結果每個周期滯留的車輛數不斷累加,排隊也不斷向上游延伸直至超過上游交叉口,導致城市主干路經常發生常發性擁擠的現象。本文上面所述的自動跟蹤顯示系統在進行信息采集的過程中多處提到檢測器一詞,且我們知道判斷路口擁擠的程度可以用擁擠持續時間和排隊長度進行描述,而擁擠持續時間與排隊長度主要是通過我們在路口設置的檢測器來獲得數據的。因此,本文下面主要對常發性擁擠中擁擠持續時間和排隊長度進行理論方面的敘述。
3.1 擁擠持續時間估計模型
常發性擁擠發生的時間是比較固定的,一般集中在交通高峰時段,擁擠持續時間包括擁擠形成時間和消散時間兩部分。擁擠持續時間與到達交通量及周圍道路交通狀況有關,交通量大、道路交通狀況復雜時對應的消散時間要長一些,反之亦然。
通常用于常發性擁擠持續時間估計的模型為累計交通需求-通行能力曲線模型和沖擊波模型,盡管這兩種模型應用比較廣泛,但是存在如下缺點:1) 累計交通需求-通行能力曲線將車輛個體看成質點而忽略車輛長度,因此在考慮交叉口上游車輛排隊時總是假設車輛到達停車線斷面,實際上車輛在到達排隊車輛隊尾時便停車排隊等待,從而該理論與實際交通狀況有一定的出入。2)沖擊波分析法首先假設瓶頸路段上游、瓶頸路段和瓶頸路段下游的流量和密度等參數為常量,來實現對常發性擁擠的持續時間進行估計。但上述假設與實際情況有較大差異,特別是信號交叉口,由于車輛的反復停車-起動導致交叉口上游路段密度發生變化,而且流量也會產生隨機波動,因此沖擊波分析法在主干路常發性擁擠分析中存在缺陷[1]。
與傳統的估計常發性擁擠持續時間的累計交通需求-通行能力曲線和沖擊波分析法比較,變換后的N曲線可以有效克服上述缺點,變換后的N曲線是基于累計交通需求-通行能力曲線基礎上的改進,下面以圖1所示主干路為例,具體的改進步驟如下[2-3]:
1)路段上游檢測站的累計流量曲線相對于下游檢測站分別向后平移一段時間,為從上游檢測站到下游檢測站自由流的運行時間。如圖2中的A(t)曲線向后平移一段時間t0得到曲線A(t),t0為斷面1到斷面2車輛以自由流速度行駛的時間。通過這種平移,交叉口上游的累計到達流量曲線與累計通行能力曲線的縱坐標之差就是相應時刻未通過交叉口的排隊車輛數,兩條曲線之間的面積就是常發性擁擠導致的總延誤。
2)縱坐標所代表的累計車輛數都減去流量值q0t,q0為參考流量值,t’為采樣時間與開始累計車輛時間之間的差值。 取值不同,曲線所表現出的擁擠規律的效果也不相同,為了使擁擠規律明顯的表現出來,需要反復調整q0的取值。圖2中N(x,t) 表示檢測站x在t時刻的累計車輛數,減去q0t 即為縱坐標變換結果。
通過對上述改進步驟的分析,變換后的 N 曲線的優點主要表現在以下兩個方面:1)變換后的 N 曲線通過把車輛的行程時間分為自由流行程時間和排隊延誤時間,對不同檢測站之間的累計流量曲線進行時間平移,這種變換后的曲線模型更加符合實際,對擁擠持續時間的估計也更加精確。2)變換后的 N曲線通過對實際流量數據進行累計、變換和分析后所得規律完全是實際交通狀況所體現的特征,避免了沖擊波分析法的理論缺陷。
經過變換后的曲線更加符合實際的交通流運行情況,同時突出了常發性擁擠的擴散情況,圖2給出了斷面1和斷面2的變換后的N 曲線圖,斷面1為上游排隊未波及到的到達流量斷面,斷面2為停車線處的通行能力斷面。A(t)代表斷面1的累計交通需求(累計到達車輛數關于時間t的函數), D(t)表示斷面2的累計通行能力(累計離去車輛數關于時間t的函數),只要交通需求v小于或等于交叉口的通行能力C2時,就不會發生擁擠,交叉口前的到達車輛數在一個周期內都可以通過交叉口;當到達的車流量開始超過交叉口的通行能力時(即t1時刻),交叉口就成為車輛通行的交通瓶頸,每周期都會有部分車輛滯留在交叉口前,車輛排隊開始向上游蔓延;當到達的車流量小于通行能力時,排隊車輛開始消散(即t2 時刻),直到所有排隊車輛通過瓶頸后才恢復正常的交通運行狀態(即A (t )= D(t))。
變換后的N曲線是分析常發性擁擠持續時間的一種常用的工具,從圖2中可以得到如下結論[4]:1)曲線上任一點的斜率為此時刻通過檢測斷面的流量,斜率值的變化程度反應了流量的變化快慢。2)車輛在t1時刻開始形成排隊,直到t3時刻消散完畢,擁擠持續時間Td包括擁擠形成時間Ts和擁擠消散時間Te兩部分,即Td=Ts+Te;3)車輛在擁擠狀況下的行程時間t由車輛在自由流中的行程時間tf和排隊延誤時間tc兩部分構成,即tc=tf +tc;4)在t1至t3之間的任一時 刻t,交叉口前的滯留排隊車輛數Q(t)=A(t)-D(t),排隊總延誤在數值上等于曲線A(t)和D(t)之間的面積。
3.2 排隊長度估計模型
信號交叉口的進口道車輛排隊長度與延誤一樣,能反映交叉口處車流運行情況,它對評價交叉口的運行狀況、衡量交通擁擠的嚴重程度、現有信號配時方案評價等都有重要意義。
信號交叉口的進口道車輛排隊長度更加直觀的反映常發性擁擠的擴散范圍,因此,對排隊長度的估計一直是研究的熱點,近年來出現了定數排隊模型(A.D.May 和 H.E.M.Keller)、交通波模型(Stephanopoulos 和 Michalopoulos)、HCM2000 模型和神經網絡模型等,這些模型對于非飽和交通狀況的排隊長度估計有著較高的精度,但在飽和與過飽和情況下,都有著不同程度的不適應性和參數標定困難等問題。
基于上述分析,本論文基于排隊論的思想來估計車輛排隊長度的最大擴散范圍。以實際數據為模型輸入,使模型具有較強的自適應性,更符合交通流的實際運行狀況。為了計算進口道的最大排隊長度,首先要獲得單車道的最大排隊長度,估計模型公式如下:
式中:Qi是第i周期的最大排隊長度,qi是第i周期的平均到達率,r是有效紅燈時長,Di-1 是第i-1周期滯留的排隊車輛數,qi-1 是第i-1周期的車輛到達流量,Ci-1 是第i-1周期的車輛釋放流量。由此可以得到進口道的最大排隊長度,估計模型公式為:
式中:Qimax 為第i周期進口道最大排隊長度,Qi,1, Qi,2,…Qi,n為第i周期 1~n 車道的最大排隊長度。
4實施實例
4.1 快速發現交通擁擠數據庫的建立
4.1.1 路段信息數據庫
路段信息數據庫主要字段包括路段編號、路段名稱、路段位置(在電子地圖上的位置)、對應攝像頭編號、對應預置位編號。
以上各字段名應在一級客戶端建立,由操作員在電子地圖上進行數據庫的輸入,用鼠標畫出路段位置,然后輸入編號、名稱等信息。所有這些信息最后送到主服務器保存。
4.1.2 擁擠信息數據庫
擁擠信息數據庫主要字段包括發生時間、路段編號、路段名稱、擁擠級別、查收時間、查收人、處理時間、處理人等。
以上各字段名應在一級客戶端建立,根據實時路況自動生成擁擠信息,由指揮人員查收并處理。
4.1.3 擁擠級別數據庫
擁擠級別數據庫主要字段包括擁擠級別代碼、擁擠級名稱、擁擠度上限值等。
以上各字段由一級客房端設置或修改。如“0,暢通,30”、“1,輕度擁擠,60”、“2,中度擁擠,90”、“3,嚴重擁擠,100”等,若擁擠度超過30為輕度擁擠,超過60為中度擁擠,超過90為嚴重擁擠。
4.2 判斷擁擠與路中塞死的基本原理
4.2.1判斷擁擠的基本原理
當某一流向得到綠燈后,正常情況下車輛應該魚貫快速通過路口,每輛車占用檢測器不應超過2秒(檢測器車輛行進方向長度為2米)。當檢測器被連續占用2秒以上時,可以認為是車輛因前方擁擠而行駛緩慢所致。將該流向整個綠燈期間內檢測其被連續占用2秒以上的所有時間段累加,與綠燈相比即可得了擁擠度。
4.2.2 判斷路口塞死的基本原理
假定某一流向的停車線至檢測器間已經排滿了車輛,那么正常情況下排空這些車輛所需要的時間稱為最大排隊清除時間。若某一流向從綠燈啟亮開始,到經過最大排隊清除時間和一個適當的冗余時間止,檢測器始終被連續占用,說明路口被塞死,該流向車輛沒動。
4.3 實例分析
4.3.1 報警信息顯示及處理決策
電子地圖用不同顏色來顯示道路擁擠程度,綠色表示暢通,黃色表示輕度擁擠,棕色表示中度擁擠,紅色表示嚴重擁擠。此時并在指揮人員的操作終端上立即產生閃爍的圖標及聲音報警提示。操作人員左鍵單擊閃爍圖標,屏幕立即出現擁擠路段的名稱及擁擠程度的文字提示,并彈出相應的對策窗口。利用道路交通電視監控擁擠路段自動跟蹤顯示系統,能將攝像頭自動指向擁擠路段,快速反應現場情況。窗口能提供該擁擠路段對應的攝像頭號和終端號,以便指揮人員從畫面上快速判斷發生擁擠的原因。
在處理對策中,不僅顯示了對應的處理人員,還包括撥電話、撥手機、發短信等按鈕。點擊任意按鈕,即可通過計算機自動撥號、發短信。這樣大大提高了快速反映處理時間。
4.3.2 用電視監控系統顯示道路擁擠原因
在電子地圖上用鼠標右擊某一擁擠路段,彈出快捷菜單,選擇“觀看現場”,可打開路段對應的攝像頭,并將其旋轉到其對應的預置位,并將該圖像切換到矩陣輸出的地N路以觀看該路段的交通實況監控圖像。
4.4 測試結果[5]
通過快速發現及處理道路交通擁擠與電視監控攝像頭自動跟蹤顯示系統,使道路擁擠發現時間有很大的縮短如表1所示。
參考文獻:
[1] 彭春露.異常事件下城市快速道路交通狀態預測與分析[D].上海:同濟大學,2003.
[2] Cassidy M J,Bertini R L.Some traffic features at freeway bottlenecks[J].Transportation Research Part B,1998,33(19):25-42.
[3] 姜桂艷,代磊磊.城市主干路常發性擁擠擴散規律的模擬研究[J].交通與計算機,2006,24(1):1-3.
[4] 王江鋒.高等級公路擁擠自動識別[D].長春:吉林大學,2004.
篇8
關鍵詞 系統;改造;可靠性
中圖分類號 TF341 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)052-0161-01
濟鋼煉鐵廠120m2燒結機原有的系統采用點動式干油系統,這種系統存在明顯的缺陷,對設備各點的供油狀況不易判斷,容易造成設備因缺油導致導致滑道、軸承在缺油的狀態下工作發生研磨,此外,該系統日常油脂消耗大,并且故障率高,設備的可靠性及維護性極差,嚴重影響了設備的正常運行。2010年7月份決定對干油系統實施改造,采用ZDRH-2000型智能系統替代原有的系統,實現了燒結機智能自動控制。
1 改造前狀況
濟鋼煉鐵廠120m2燒結機原來采用點動式干油系統對燒結機進行打油,系統為點動單線供油模式,正常工作壓力為
8 Mpa-10 Mpa。在日常的使用過程中存在不少問題,嚴重影響了燒結機的正常運轉:
1)點動式干油系統采用點對點式供油模式,現場管路錯綜復雜,日常點檢維護比較困難。
2)系統額定壓力過低,管路分支太多,管線長,壓力損失較大,不利于干油的打出。計劃檢修檢查發現,現場超過10%的點處于缺油狀態,超過23%的點狀態不是很理想。
3)系統為單泵,沒有備用泵,一旦干油泵發生故障,整個系統全部癱瘓,無法保障燒結機的正常。
4)系統沒有有效的檢測系統,各個點的狀態、供油情況、壓力大小沒有有效地反饋和體現,不利于日常的點檢和故障的處理。
由于該系統存在諸多的缺點,燒結機滑道長期得不到有效地,產生磨損加大了燒結機日常運行阻力。同時磨損產生的縫隙使得系統產生漏風,影響了燒結的生產。所以利用2010年7月份大修契機對燒結機系統進行改造,以改變現有的燒結機狀態。
2 燒結機智能系統技術改造實施方案
2.1 智能集中系統的組成
ZDRH-2000型智能系統采用可編程控制器作為主要控制系統,可進行局域網與上位計算機進行連接,以進行實時監控,使得各個點狀態和故障狀態一目了然。系統包括上位機人機監視系統、補脂站、集成站、線路、管路管件、智能給油器集成等幾部分組成,各部分都是模塊化系統,系統的最終執行單元是智能給油器集成,動力源是集成站各部分的組成。
上位機人機監視系統:上位機監視系統硬件由工控機、顯示器、通訊器件等幾部分組成,顯示系統由組態軟件構成,通過人機界面操作員可監視并操作現場的系統,一套上位機監視系統硬件可監視多臺系統。
補脂站:補脂站由儲脂罐和控制系統兩部分組成,主要是用來補充各個集成站的脂需求。原理是當補脂管道壓力低設定的下限時啟動泵開始補充管道壓力,當管道壓力到達設定上限時泵停止,當泵壓力到達設定的上上限或下下限時站停止工作輸出報警信號,同時通過超聲波探測儀探測油罐油位的高度,當低于設定的下限時輸出報警信號。
集成站:集成站由兩臺高壓柱塞泵、嵌入式控制系統、閥臺、稱重集成、壓力傳感器、威圖集成控制柜等幾部分組成,站為系統的核心單元,主要作用是提供動力源和指揮各個點工作,收集點工作狀態,同事承載著與上位機通訊及與主機的連鎖,集成泵站的工作原理集成泵站有兩個臺泵一用一備,當泵油位低時發送信號到補脂站開始給泵加油,泵是管道壓力的動力源,當管道壓力低時泵開始啟動,當管道壓力高時泵停止運行,嵌入式系統是整個系統的核心單元,控制著點的運行及狀態的收集,同時也對站、補脂站、閥臺及傳感器實時監測,按照既定的邏輯程序執行。
智能給油器集成:智能給油器集成由電磁給油器和智能信息處理模塊組成;給由器集成是給油的執行單元,由智能信息處理模控制并收集傳感器信息。智能信息處理模塊是嵌入式控制系統的遠程IO,接受主控制指令,傳遞傳感器信息,檢測工作電壓、電流、及環境溫度。
2.2 智能集中系統的工作原理
各個點的狀態是由流量傳感器進行實時檢測,當有故障發生時能夠及時報警,并且能夠初步診斷出故障部位及類型,極大地方便了日常的操作與維修。各個點和段的參數可以進行實時的遠程調節,以適應設備的需求。
系統采用高壓電動泵對各個點進行打油,系統額定壓力40 Mpa,系統自動根據點的遠近進行調整,以滿足整個系統的壓力需求。
系統首先進行周期掃描檢測,在沒有報警后,油泵開始向主管道供送油脂、加壓并過濾,油泵自身第一級,主油第二級,電磁閥第三級。自至管道內油壓上升到設定值時(一般為20 MPa)打開第一只電磁閥,安裝在電磁閥出口管道上的油脂分配閥或油脂流量計測量流出的油脂量,并將流量值即時反饋至主控制柜,當流量值大于用戶設定值時電磁閥關閉。等待一秒鐘后打開第二只電磁閥,依次計量、檢測,自至最后一只電磁閥計量、檢測完畢,系統停止,進入間隔等待狀態。電磁閥供油量和間隔時間可單獨設置也可統一設置,按設定的時間長短依次給油(最短值優先供油,其它組按先后響應列隊等候)。如遇有電磁閥出現故障:堵塞或損壞,則跳至下一只電磁閥并且顯示該電磁閥的序號位置及檢測結果。
2.3 現場段落和點的優化配置
現場設備包括燒結機、布料九輥、布料圓輥、單棍破碎機,根據現場工況及重要性將分為四段。
第一段:部位:柔性傳動、布料九輥、布料圓輥軸瓦座;
點:1#-13#;
時間:600 min;
參數:1002。
第二段:部位:燒結機中部滑道;
點:26#-32#;
時間:25 min;
參數:2003。
第三段:部位:燒結機頭部和尾部滑道;
點:14#-25#、33#-63#;
時間:19 min;
參數:3003。
第四段:部位:單棍破碎機;
點:63#—68#;
時間:300min;
參數:4006。
3 系統改造后效果
系統改造后取得了良好的效果,及時、可靠、方便,改善設備的狀況,極大地保障了設備的穩定可靠運行。該系統采用遠程監控,通過逐一檢測,及時反饋,準確將故障點狀態及位置反應出來,方便日常的維護與維修,保障了各個點的有效,避免了事故的發生。同時定時定量供油,避免油脂的浪費,節油效果顯著。自系統投入運行以來,沒有發生過一起不足導致的設備事故,設備有效作業率得到了提升,延長了滑道的使用壽命,降低了燒結機滑道的漏風率,極大地提高了燒結機的利用系數。同時降低了燒結機脂消耗,年綜合創造100余萬元。
參考文獻
[1]袁成清.磨損過程中的磨粒表面和磨損表面特征及其相互關系研究[D].武漢理工大學,2005.
[2]劉洪雁.燒結機系統實現自動化[J].包鋼科技,1986,02.
篇9
關鍵詞:樓宇智能化 IMBS 關鍵性技術
中圖分類號:TP27 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)07(a)-0045-02
在當今社會,現代信息技術的迅猛發展,它與建筑領域結合產生的重要成果就是智能建筑系統。智能建筑已經成為一個國家、地區和城市現代化的重要標志,也是各國綜合科學技術能力的具體象征。但是目前智能建筑系統集成技術有限,僅僅限于控制域,實現了樓宇自控系統(BAS)、安全防范系統(SAS)和消防報警系統(FAS)的集成。智能建筑系統越來越廣泛應用計算機網絡技術,將來的發展趨勢必然是信息域集成,包括樓宇設備管理系統(BMS)、辦公自動化系統(OAS)、通訊與網絡系統(CNS)等。本文主要介紹了智能建筑系統集成,并分析智能建筑系統的互聯網技術,它是以Browser/Server為計算模式,以大型數據庫為后臺應用。
1 智能建筑系統集成
智能建筑系統集成可以總結如下幾個特點:第一,需要處理的信息由各個子系統向智能集成系統提供。第二,各個子系統具有的典型特點是分布和異構。第三,智能建筑系統作為復雜程度較高的分布信息處理系統,它所依托的互聯網技術具有管理分布對象、訪問異種數據源、分析處理信息、生成統一視圖等功能。第四,智能建筑系統集成的重要基礎是Internet/Intranet以及Web技術,并確保實現遠程管理和維護。
智能建筑系統技術是建立在信息化、自動化系統基礎上的,計算機和互聯網技術就是使建筑智能、自動化系統得以實現的手段。有了這樣的手段,人們才能把具有自動化系統的建筑稱之為智能建筑。其技術支持系統的發展經歷了三代,第一代是DCS集散控制系統;第二代是OPENDCS
開發集散系統;第三代是WEB網絡集成系統。本文基于智能建筑的需要,探討其關鍵性技術即第三代互聯網集成系統技術。
2 關鍵性技術分析
2.1 系統構建模式
用戶只借助瀏覽器就可以訪問互聯網中的文本、圖像、聲音以及視頻等資源,這些信息全部來自于大量的Web服務器。每個Web服務器都與數據庫服務器相連接,只是具體的連接方式上不相同,這樣看來,數據庫服務器才是這些數據實際的存儲位置。一般情況下,客戶端在Web服務器中下載所需要的程序,在本地加以執行,通過Web服務器執行的還有其傳輸值數據庫,并借助Web服務器及時向用戶反饋處理結果。通過這樣的結構,數個分散的網絡連接成全球互聯網。
其特點主要可總結為以下幾點:第一,Browser/Server模式能夠分解Client/Server模式服務器,成為一個Web服務器、一個或多個數據庫服務器。客戶端與Web服務器直接相連、Web服務器再與數據庫服務器相連。用戶通過瀏覽器發送的具體請求,經CGI或ASP從Web服務器傳送到數據庫服務器;數據庫服務器接著進行相關運行,轉換處理結果的格式,向Web服務器發送的是HTML格式;Web服務器最終向用戶發送該處理結果。第二,B/S模式采取表示層、功能層和數據層的三層結構形式,采用TCP/IP 協議,方便研發、應用、維護和升級系統;第三,智能建筑系統的互聯網技術采用Browser/Server計算模式,它是智能建筑系統首選的計算模式。因為目前最先進的分布計算模式就是B/S模式,它能充分滿足智能建筑系統集成技術要求,確保遠程維護、遠程管理智能化系統的實現。
2.2 技術
主要有以下幾個新特點:(1)是美國微軟公司研發的新體系結構 Framework的組成部分之一,在服務器端構建Web頁面和服務是它的主要作用。(2)Web頁面是中最基本的內容,主要作用是提供界面瀏覽設計方案和編程交互代碼,在很大程度上使處理頁面的性能得到提升。(3)平臺作為Web服務器支持的重要基礎,使Web服務器可以有效利用平臺具有的所有特性,確保其構建的Web服務器能夠與其他平臺環境中構建的Web服務器溝通順暢。(4)可以實現訪問數據庫的目的,可以連接其指向的數據庫對應的數據源,檢索、操作和更新相關數據等。(5)支持數種編程語言,對于單個語言也可以提供很好的支持,其所支持的語言并非子集,是功能全集。(6)程序在服務器端運行,向多瀏覽器提供支持,其具有的分布式特性可以很好地滿足動態Web站點的要求,從這一意義上講,智能建筑系統應選擇的最佳方案是程序與B/S模式的結合。
3 智能建筑系統信息域集成的實現
智能建筑系統的關鍵內容之一就是智能建筑物業管理系統,屬于信息域集成。它的主要功能包括管理客戶檔案,客戶服務器,空間、環境、設備、收費和安保工作,還負責維護整個管理系統等。本文深入地分析了智能建筑系統集成、Browser/Service模式、技術等,智能建筑系統信息域集成的實現需要編制具有自主知識產權的智能建筑物業管理系統,該系統的設計思想是以Internet/Intranet技術和TCP/IP協議為基礎,基于B/S模式,以內含的集成環境為開發工具。
智能建筑物業管理系統突出強調環境管理、能源管理的重要作用,立足于設備管理,統計、分析、優化設備的運行狀態和能耗,達到節約能源的目的,同時強調環境管理,為智能建筑系統的實現、智能大廈成為綠色大廈創造有利條件。
4 結語
當今時代信息科技發展迅速,要充分利用最新的計算機、互聯網等先進技術,將其應用到建筑領域,建立并完善智能建筑系統,提高建筑管理水平,提高效率。Intranet/Internet技術的飛速發展,要求建筑項目從現場控制層到管理層能實現全面的無縫信息集成,提供一個開放的基礎構架。主要是合理應用網絡化技術,把網絡作為各子系統的公共通信平臺來處理,智能化網絡化的建筑系統要能實現各個系統的相互通信。當各個子系統都能遵循TCP/IP協議,并在網絡上運行時,就可實現建筑的智能化網絡化。然而當前智能建筑系統集成技術水平有限,信息域集成的實現有待研究。
本文深入研究分析了智能建筑系統集成,Browser/Service模式的特點和的新特性,探究了如何實現智能建筑管理系統,這有助于建筑管理做出科學合理的決策,提高建筑的智能化程度,優化建筑性能,提高居住舒適度和工作效率,為用戶提供更好的服務。此外,運用網絡技術的智能化建筑還能提高建筑的運營效率,降低運營成本,提供增值服務和利用價值。
參考文獻
[1] 汪力君,方潛生.基于B/S模式的IPMS研究與實現[J].安徽建筑工業學院學報:自然科學版:2004(6).
[2] 伍培,黃林青.對發展智能建筑小區的認識[J].重慶石油高等專科學校學,2000(2).
篇10
關鍵詞:智能大廈、系統集成、信息系統、控制系統、I3BMS
1.智能大廈系統集成概述
智能大廈系統集成的概念在中國智能建筑學術領域內提出來,已有近十年的時間了,特別是中國科學院徐興聲研究員早在1992年就系統的提出了有關智能化建筑核心技術-系統集成的內涵。盡管直到目前智能建筑的專家們對智能大廈系統集成還存在著不同的看法和爭議。但是有一點是不爭的事實,那就是用戶的需求將決定一切。目前國際上有一種流行的說法:信息技術將從技術為中心,轉為以需求為導向,其唯一的目標就是按照商業活動的需求來提供必要的信息(IOD,Information On Demand)。同樣智能大廈的系統集成,將根據大廈的擁有者、使用者的需求來決定其系統集成技術的應用,而不是為集成而集成。同時我們應該深刻的認識到智能化系統的智商與系統集成度存在著密切的相關性,關于這一點,比爾蓋茨在其所著《未來時速-數字神經系統與商務新思維》一書中作出如下精辟和準確的描述:“一家公司的智商是由其信息技術的基本結構連接、共享和組織信息的程度所決定的。孤立的應用程序和數據,無論多么令人注目,只會產生傻瓜式的專家,但不會產生高效的企業行為。”
總結我國智能大廈系統集成用戶走過來的三步曲:從子系統功能集成到控制系統與控制網絡集成;到目前的信息系統與信息網絡集成。縱觀智能大廈系統集成發展的三個階段,使得我們對智能大廈系統集成的內涵有了更進一步的了解。智能大廈系統集成的實質:就是建立一個現代信息系統為基礎的平臺,將需求(目標)、應用(功能)與系統相關的各要素緊密地融合(組織)在一起,包括與解決問題相關的數據、信息、知識、人員、設備、網絡、環境、模型等;也包括各種已經建立的系統或系統服務,在媒體內容一級上進行綜合和集成,將其無縫地統一在應用的框架平臺下,并按應用的需求進行連接、配置和共享,達到系統智能化的總體目標。
當今的系統集成技術的概念本身已與幾年前顯著不同,無論從大廈內的控制系統,還是信息系統已不再以處理器或服務器為中心,而是網絡化的,甚至有人提出:網絡就是計算機。集成應用系統的開發也不再面向過程,而是面向數據。隨著信息以需求為中心,IOD概念的出現,使得信息技術步入一個新時代,一種面向用戶的商業活動與高新科技服務的新型關系正在建立。在這些新概念的促使下,系統集成專家指出:在未來那種單一的、封閉的,難以使用的技術和系統將很難存活;單項的技術和應用,獨立的協作環境和單機環境已經不能滿足應用的需求。而那些建立在開放信息網絡之上,密切結合應用需求,能夠靈活地嵌入到全球信息網絡框架下的技術和應用將具有旺盛的生命力。
2.智能大廈系統集成技術的發展方向
根據美國最近的《21世紀的技術:計算、信息和通訊》的研究報告書,也為智能大廈系統集成技術的發展指出了方向。研究報告中指出:信息技術的發展趨勢將隨著高新科技的不斷發展,未來的應用將肯定建立在網絡之上,并且具有良好人機交互能力和多維信息處理能力。在技術上,發展的重點將是虛擬技術、協同合作、可視化技術;在應用上,必須密切結合應用需求,強調綜合集成。從計算機環境的變化來看,Client/Server正逐步向Browser/Server和Client/Network的方向發展。不同年代的應用技術及其特征在不斷地演變,制約系統集成技術發展的頸瓶也在不斷的變化和改善。因此對于智能大廈系統集成的認識,以及需求與應用功能的實現,也正在從低層次向高層次提升。從這個意義上來講,早期簡單的集成和交互已經不能滿足目前信息集成應用的需求,從集成上看,智能大廈已經從集成功能發展到集成系統和網絡,從基于單機應用發展到基于網絡的協同應用,特別是基于Internet/Intranet網絡集成的應用。從信息交互上來看,已經從簡單的狀態信息組合和基于監控的處理,發展到基于內容的處理和融合,以及基于虛擬與多媒體技術的人機接口。從應用上來看,信息綜合服務、虛擬環境和全局事件處理,以及遠程監控和維修管理。從以上智能大廈系統集成技術的發展方向上來看,也印證了需求與應用和技術發展趨勢正朝著一體化集成的方向發展。
3.智能大廈系統集成的應用模型
智能大廈系統集成不是簡單的堆砌,它不是把各種技術和系統拿來放在一起進行演示的展示臺。一個理想的系統集成應用模型應能夠連接所有與之相關的對象,并根據需要綜合地發生相互作用。以滿足整體目標的實現。建立智能大廈系統集成的應用模型應以信息集成為核心。現代信息技術提供了智能大廈信息集成全面解決方案的基礎,基于Internet/Intranet網絡的Web技術可以在世界和大廈范圍內提供信息的采集和綜合,信息的分析和處理,信息的交互和共享。因此運用Internet/Intranet網絡和Web技術實現智能大廈信息集成應用模型的思想應運而生。
智能大廈信息集成應用模型的設計目標應完全基于建筑物內部網Intranet之上,通過Web 服務器和瀏覽器技術來實現整個網絡上的信息交互、綜合和共享,實現統一的人機界面和跨平臺的數據庫訪問。因此可以真正做到局域和遠程信息的實時監控,數據資源的綜合共享,以及全局事件快速的處理和一體化的科學管理。
I3BMS(Intranet Integrated Intelligent Building Management System)系統模型采用業已成熟而被廣泛采用的Internet/Intranet技術,以TCP/IP 協議為基礎,以Web瀏覽和SQL數據庫為核心應用,構成智能大廈智能化管理全系統內統一和便捷的信息交互平臺,建筑物各個自動化和信息子系統的實時運行信息可通過網關上傳到網絡中心的智能化系統集成中央服務器上,建筑物內各職能部門領導和管理員均可以在授權下通過Web工具方便地瀏覽建筑物內部網Intranet上豐富的信息資源,監控和管理各子系統的實時工況。通過開放數據庫互聯(ODBC)技術將系統集成SQL數據庫與辦公自動化和物業管理數據庫互聯,提供綜合全面的信息與數據。
1)智能大廈信息系統集成應用模型的特點
由于選擇了Intranet網絡和Web技術進行智能大廈內監控與信息系統集成,并采用I3BMS 的系統集成模型,將會具有以下的特點:
- 通過簡單統一的瀏覽器界面,訪問建筑物內部網Intranet上監控和辦公系統的所有信息,技術最為先進。
- 采用開放的網絡傳輸協議TCP/IP和HTTP,用瀏覽器/服務器體系結構取代了客戶機/服務器體系結構。
- 提高員工的工作效率和管理人員的管理質量,提高大廈物業管理層決策與全局事件控制和處理的能力。
- 可以實現遠程的監控和管理操作及數據庫訪問。
- 能增強與辦公自動化系統、防災系統和物業管理系統之間信息與數據的交換能力,與國際互聯網Internet可通過防火墻實現無縫連接。
- 系統集成直接使用了建筑物中的綜合布線系統,網絡擴展和升級十分容易,維護和培訓工作量小,價格合理。
2) 智能大廈信息系統集成應用模型的實現
l、采用Intranet 技術
由于采用了Intranet網絡和Web技術進行智能大廈系統信息集成,使建筑物內的設備監控自動化和管理的實時監控信息經建筑物內的LAN和電信部門的公眾WAN網絡媒體隨處可得。如最近美國花旗銀行芝加哥銀行大廈智能化系統已明確采用Intranet系統集成方式,說明此項技術在國際上已將成為趨勢。若要充分體現智能大廈在下世紀初投入使用時的國際先進智能化水平與特點,采用Intranet實現系統集成是極其重要的一項內容。只有這樣才能表現出智能大廈的現代化、多功能和智能化的電子信息高科技跨世紀領導地位的總體形象。
將Web技術用于實時監控自動化系統
采用了I3BMS 系統集成,就是選用了Microsoft 的全套Internet技術解決方案。由于Microsoft是全世界最強大的軟件公司,在Internet解決方案方面有戰略性的巨額投資,因此在技術方面的領先地位是不容置疑的。Microsoft的Internet技術多用于一般辦公自動化(OAS)和管理信息處理系統(MIS),而現時將其應用于設備自動化的監視和控制系統集成,是一個創舉。從98上海智能建筑國際博覽會上看,前來參展的美國、瑞士、德國、新加坡等國外著名樓宇自動化系統集成商和國內各大系統集成公司;均未提出采用Internet技術實現智能建筑系統集成的方案。而我們已為I3BMS系統開發了實時網關技術和動態Web頁面技術,該項技術應用處于國際上領先地位,并將帥先應用于湖北電信工程局辦公大廈、山東棗莊電信樞紐樓和煙臺第二電信樞紐樓的智能建筑系統集成工程項目上,引起了國內外廠商和用戶的極大興趣。目前進入I3BMS 集成系統的有BAS、SMS、FAS、CCTV、CSC和CPS等監控子系統的監視與運行信息,以及與辦公自動化、物業管理、酒店管理等系統數據庫實現互聯,互連網上的綜合信息和數據都可以在同一個Intranet平臺窗口上顯示和信息查詢。再加上優化策略和歷史記錄功能,完全可以達到最優化監控和管理的目的。目前國際上大部分控制或系統集成公司所采用的客戶機/服務器平臺,明顯帶有傳統工業控制的特點,畫面呆板,這與建筑藝術的美學特色是不相稱的。若采用I3BMS方案,可以對Web頁面進行美學設計,利用彩色照片和建筑美術效果圖經網上壓縮傳送技術,甚至三維CAD空間技術和多媒體技術,創造出最佳的人機界面工作環境。
開發系統集成協議轉換網關
智能大廈的消防報警系統可以作為完全獨立的系統,從I3BMS 的Intranet系統集成的立場來看,完全可以單獨設置。同時我們還允許其他子系統單獨設置、設備配置修改和系統功能擴充。I3BMS 的信息系統集成需要在FAS子系統提供RS-485/RS-422/RS-232工業串行數據接口及其通訊協議。如果能提供以太網形式的接口和TCP/IP協議則更好。作為一個成熟的工業控制系統,至少肯定可以提供RS-485通訊接口和協議。原則上建筑物內的各監控子系統只要能夠提供與TCP/IP網絡互連的網絡接口和相關的通訊協議,同時系統集成商確實掌握了通訊協議轉換網關(PCG)開發的技術,通過Intranet企業互連網絡平臺,實現建筑物內一體化的信息系統集成是沒有困難的。
采用成熟的系列成組軟件開發工具
采用I3BMS 系統集成,使用了Microsoft公司的軟件,從操作系統、服務器、開發工具到數據庫系統等,系統軟件的成本是很低的。對于系統集成的應用與開發,采用Microsoft公司所提供的系列成組軟件在開放性、面向對象和自動化的方面,其軟件技術水平是很高的,因而縮短了系統開發的周期,成本是合理的和可控制的。大部分集成軟件技術是易于掌握的,因此降低了運行、維護和人員培訓的成本。采用I3BMS系統集成,并不取代各子系統獨立運行的功能,而是要最大限度地發揮各個子系統之間的互操作,而產生的再生新功能(即:1+1>2)。各個子系統與系統集成平網運行時的不同功能是:
子系統具有獨立性,功能不受集成的影響,集成系統以監視和管理為主;
子系統CRT安裝在控制室里,集成系統則可將頁面送到任何地點、包括遠程地點的桌面系統上;
子系統由專職值班人員監管,集成系統是供主管和上級領導查看;
子系統CRT只要求最小配置,集成系統的瀏覽器可接入任意多個;
子系統只要基本專業功能,可取消一些費力費錢信息管理的附加功能;
集成系統可設置一部分子系統的參數設定和修改,實現控制超越功能。
采用國際上標準的TCP/IP 網絡互聯通訊協議
由于Intranet就是建立在國際通用的標準網絡傳輸協議TCP/IP上的,所以I3BMS 集成的信息可以在高速局域網LAN上,無論在智能大廈內安裝千兆以太網還是ATM網,甚至語音、視頻、數據合一的高速ATM網,均可以實現監控系統集成實時信息共享。I3BMS 集成各監控專業子系統,主要是通過RS-485等工業通訊協議的轉換網關(PCG)進行,而與通訊與網絡系統CNS和辦公自動化系統OAS的集成,則是直接通過TCP/IP通訊協議實現。I3BMS 系統是掛在整個建筑物主干網絡系統上的一個服務器站點,其他網絡應用系統可以同時同媒體運行,瀏覽I3BMS 頁面時僅需要進行登錄和授權認證即可。
實現與廣域網的互聯
通過廣域網WAN的媒體,并通過登錄和授權認證等安全措施,集成系統I3BMS的遠程訪問是能夠完美實現的。根據不同的要求,有以下不同的方式:
-遠程撥號上網,使主管可以在外地、在途中或在家里方便地查看系統運行情況,以作出評估、決策和指導。
-遠程專線或撥號上網,用于物業管理的上級部門,或對多座不同地理位置的大廈實現集中建筑物物業管理的情況。
-遠程專線或撥號上網,用于將安全和消防等系統的報警和緊急求助信息傳送給保安部門和公共消防部門。