智能交通技术论文范文

2024-02-26

智能交通技术论文范文第1篇

摘要:

现代卫星导航技术逐渐发展成熟,并广泛应用在现代移动通信、智能交通控制、气象预报等公共信息服务领域,同时卫星导航技术的广泛商用、民用也進一步推动卫星导航技术发展。笔者从卫星导航系统的组成与分类入手,对我国卫星导航与通信技术发展现状进行深入分析,为我国卫星导航与移动通信技术的综合应用提高理论基础。

作者:张浩

智能交通技术论文范文第2篇

所谓物联网, 是指万物相连的网络, 并可将其以距离分为短距离通信网络以及长距离通信网络。其中, 短距离通信网络是以蓝牙或者WIFI技术为主要手段, 长距离通信网络以蜂窝通信网络为主要技术手段, 其涵盖2G、3G、4G等。而物联网技术在交通行业的应用较为广泛, 且具备智能化以及多样性等特点, 近年来以逐渐变为交通行业不可或缺的部分, 尤其在交通信息服务、车联网等部分起到重要作用。智能交通行业作为全新的领域, 其与物联网技术的融合是未来发展的必然趋势, 同时也会获得更大的市场价值。

一物联网技术在智能交通中功能的构建

物联网的技术框架属于三层架构体系, 具体微分“云、管、端”三类, 所谓云, 是指各类云平台, 端是指终端设备, 管是指通信管道, 以通信协议为基础实现二者的数据传输。物联网应用阶段, 终端可以实现信息采集功能, 而管实现信息输送功能, 云提供强大的计算功能以及对相关数据的处理功能。本文将物联网在智能交通中的应用概括为以下几类:

(1) 公共交通监控系统

所谓公共交通监控系统, 其目的在于强化对交通工具的管理, 属于典型的三层架构体系, 而车辆中所携带的信息终端则可以通过GPS等渠道了解车辆的行驶速度以及所在地理位置, 从而给予群众最优的路径选择, 避免耗费不必要的时间。在管侧则是通过蜂窝移动通信网络, 将所获取的数据传输给终端并与用户进行信息共享。未来的智能交通领域, V2X车际网技术可以将公共交通车辆纳入智能交通, 并通过识别不同车辆的运行信息来实现车辆之间的信息交换, 进而降低交通事故的发生, 同时便于公交车辆出行。在云侧则是安置公共交通监控管理平台, 旨在收集信息、发送信息、确定车辆位置、调控车辆并管理行车速度等。

(2) 智能交通信息综合管理系统

此系统通过监控交通基础设施的状态以及附近车辆信息, 同时掌握附近设施与车辆的信息交换, 从而获取车辆的全部信息、周边路况信息以及基础设施信息。获取上述信息后能提升车辆与基础设施的协同性, 进而实现降低车辆等待红绿灯的时间, 及时发布附近的施工信息, 提醒行人过马路, ETC收费等功能, 从而达到自动化管理的目标, 不仅有效加强交通运行效率, 防止交通堵塞等问题, 同时有效减少交通事故, 保证群众出行安全。如今, 交通系统已经与V2X车际网技术以及5G蜂窝网络技术相结合, 其中, 5G技术的信息传送速度已高达毫秒级别, 能够加强对通行车辆的保护力度, 同时, 5G网络的信息传输峰值速度高达20 Gbit/s, 连接数密度能够达到100万个/km, 远远超过用户以及周边设施的需求。

(3) 个人车载娱乐系统

娱乐是生活中不可缺少的因素, 车载娱乐系统的出现引领交通领域的发展趋势, 在中国的汽车日益增多的背景下, 此系统变得更加重要。如今, 车载系统的功能更加多样化, 涵盖定位、电脑、通信、广播、救援等。而物联网技术的加入使得车载系统能够融合4G网络。甚至在未来与5G网络相结合。满足用户的在线导航、路况信息收集、在线看视频等需求, 提升体验感。

(4) 无人驾驶系统

二十一世纪, 无人驾驶系统已经成为交通领域最新的技术之一, 但是现有的无人驾驶技术并不成熟, 绝大部分汽车依然处于0级或者1级的水准。根据调查得知, 无人驾驶系统难以突破的重要因素在于网络, 这是由于它也需要云平台提供强大的计算能力和存储资源。由于该系统需要庞大的数据量, 因此必须具备先进的网络支持, 包括高速贷款以及低延时等功能, 所有现有的4G网络难以满足无人驾驶系统的运行, 这也就要求新一代物联网5G技术以及车际网技术来进行支撑。

二物联网技术在智能交通中的应用

(1) 在智能交通体系中的应用

智能交通体系的创建可以实现有序疏导车辆的功能, 然后针对形式路径展开科学规划, 同时还可以采用虚拟交通灯智能化控制交通信号, 采集不同路段的交通信息, 提升基础设施与车辆的内在联系, 最后通过智能交通平台实现更佳的交通信息化服务。

蜂窝网络作为车际网技术在智能交通体系的基础, 可以针对现有网络基础设置反复使用, 运营商不再需要安置道路测量仪器等。LTE-V2X的出现能够妥善解决交通系统内部存在的传感共享问题, 有效增强探测系统的作用范围, 进而辅助驾驶员解决交通状况。此外, 物联网技术能够减轻交管部门的劳动量, 为其提供较好的应对措施, 加强对交通事故的管理力度以及效率。

(2) 在车联网中的应用

物联网技术在智能交通中的应用包括V2X车际网技术、车辆动静态身份信息几何以及行车路径优化。首先, V2X车际网技术可以实现车辆之间。车辆与基础设施之间、车间与行人之间的信息交换, 可以有效加快车辆运行信息的采集效率, 同时实现在所有情况下的动态监管, 将自动与手动两种驾驶模式相融合。其次, 在通行车辆内部放置电子仪器, 实现车辆运动状态信息与静态身份信息的有效融合, 提高相关部门对交通系统的管理效率。最后, 通过部分子系统选择最佳的出行路径, 先针对目标车辆进行定位, 然后将预计目的地录入相应系统, 此时的智能系统可以及时提供对应的交通信息, 车辆内部的显示屏会呈现给驾驶员前方的交通信息图像, 同时通过箭头标记处最佳路线, 给予驾驶员便利。此外, 上述措施还能有效减少交通堵塞的可能性, 提高群众出行效率。

结束语

综上所述, 物联网技术作为二十一世纪的高新技术之一, 其与智能交通系统的结合可以创造出智能交通时代, 利用V2X车际网技术以及5G技术将交通基础设施、互联网、交通平台以及车辆完美结合, 提升交通系统组成的内在联系, 进而加强交通的管控力度以及效率。本文认为, 物联网技术在未来会打造出车联网以及智能交通两种全新的模式, 不仅节约资源, 保护城市环境, 同时实现社会效益与经济效益的共赢目标。

摘要:物联网技术作为二十一世纪的高新技术之一, 在智能交通领域发挥着重要作用。本文简要讲述物联网技术在智能交通中功能的构建以及物联网技术在智能交通中的应用, 以期加强物联网技术的研发, 促进智能交通时代的到来, 为群众出行提供便利, 降低污染。

关键词:物联网技术,智能交通,交通

参考文献

[1] 吴锡昭, 周龙君, 陈晓芬.智能交通中3S、物联网技术集成应用研究[J].测绘与空间地理信息.2016 (07)

[2] 王筱芳.物联网技术在兰州市智能交通系统中的应用研究[J].甘肃科.2015 (17)

智能交通技术论文范文第3篇

引入世界前沿科技——物联网技术,实现应急物资储备仓库的“存储、配送、盘点”三大智能化。浙江嘉兴电力局应急物资储备仓库作为华东唯一,全国6个应急物资储备仓库之一,日前,获得了国网公司首个“五星级”仓库。

坐落于嘉兴电力综合园区的嘉兴电力局应急物资储备仓库建于去年10月份,占地面积14400平方米,是该局根据国网公司和省公司的要求,针对电网应急储备物资的特点,建成的具有前沿科技的智能化应急储备仓库。

物联网技术的率先应用是智能化仓储的一大亮点,在该局储备仓库内,一件物料从出厂前的信息,如厂家名称,出厂日期、型号等;到入库的状态,如是否通过检测、验收,以及检测数据报告,再到物料出库后的去向,如该物料用于哪个项目、甚至可以细化到地址和方位等,物联网技术在仓储管理中的初步运用,初步实现物料和物料之间的信息交流和通讯,智能化识别、定位为、追踪、监控和管理。

该储备仓库中,大大小小的物料品种都被依次摆放在被称为“存放单元”,尺寸为1.2米×1米的蓝色塑料托盘内,这些看似普通的托盘外侧有贴有状如创口贴般大小的白色小片,那就是电脑记忆芯片,里面记载着托盘中所有货物的名称、型号、厂商、检验状态等一系列从出厂、入库到出库等所有信息,她成为每件物料的包含身份、状态等信息在内的电子标签。

货物入库时,贴有电子标签的托盘载着物品通过RFID射频系统,进行电子标签扫描,将自动接收到的数据信号传输到电脑进行入库的数据处理;然后,叉车将物料运送到自动传输带之后,堆垛机将物资自动存放到立体货架的指定位置,同时入库单同步进入EAP-SAP管理系统,从而完成物资的入库流程;出库时同样也必须经过射频扫描,数据自动录入,一切都是自动的,无须人为干预,实现了物资自动出入库、自动盘点、自动生成装车计划以及运输车辆实时监控等功能。在该局储备仓库,GPS、RFID、OTA等高新传输、识别技术在这里随处可见,物资存储实现了保管智能化、物资配送智能化、物资盘点智能化。

智能交通技术论文范文第4篇

摘要:文章从智能交通与云计算技术的概述入手,阐述了基于云计算的智能交通系统构成,最后重点论述了基于云计算的智能交通信息采集系统的设计与实现。期望通过该文的研究能够对促进我国交通运输业的持续、稳定发展有所帮助。

关键词:智能交通;云计算;系统设计

近年来,随着我国经济水平的不断提升,推动了交通运输业的发展,作为国民经济的基础产业,交通运输发达与否直接关系到国家的现代化程度。现如今,我国的汽车保有量逐年增长,由此使得各种道路交通问题随之显现,给社会经济发展造成了不利影响。为改善当前的交通现状,可对先进的云计算技术进行应用,设计智能交通信息采集系统,对相关信息进行收集,为交通管理部门开展工作提供翔实可靠的依据。借此,本文就基于云计算的智能交通信息采集系统的设计与实现展开研究。

1 智能交通与云计算技术概述

1.1 智能交通

智能交通是指在交通管理系统中通过引入计算机技术、信息技术、控制技术、数据通讯技术、传输技术、电子传感技术等先进技术而建立起来综合交通运输管理系统,该系统具备准确性高、实时性强、运行速度快的特点。智能交通系统可实现交通资源的优化配置,提高现有交通设施和交通能源的利用能效,提高交通管理的经济效益和社会效益。随着城市化进程的不断加快,以及道路工程规模的逐年扩大,机动车辆总数和流量也随之大幅度增加,这就要求交通管理必须运用先进的科学技术手段建立起智能交通系统,缓解城市交通压力,解决交通运输的供需匹配问题,提高交通管理的科学化水平。智能交通系统可采集和处理庞杂的交通数据,快速优化车辆路径,实时发布交通状况信息,实现对路况的跟踪监控。当前,智能交通系统已经成为一种适用于交通管理领域、推动交通事业可持续发展的高新技术。

1.2 云计算技术

云计算是以分布式处理、并行处理、网格计算技术为支撑,借助网络平台自动拆分计算处理程序,并将拆分后的无数子程序存储在大量分布式计算机产品中,通过整合大量数据和处理器资源,将其分布在分布式计算机中,实现对数据资源的协同利用。从本质上来看,云计算是一种基于互联网的超级计算模式,集成了互联网上的硬件设施及其提供的应用服务,并对硬件设施和应用服务实施统一管理。云计算能够为用户提供数据存储和网络计算服务,使用户在互联网环境下将云计算视为数据处理中心,便于用户通过云平台获取所需的资源服务,降低用户的信息资源管理成本。

1.3 基于云计算设计智能交通系统的必要性

随着道路交通事业的快速发展,交通拥堵问题、行车安全问题日益突出,这就要求智能交通系统必须实时采集、高效处理、准确分析、及时发布、海量存储交通信息,为交通管理部门提供交通管制依据。而云计算具备超强计算能力、信息融合共享、分布式存储等优点,将其运用到智能交通系统设计中构建起智能交通系统云平台,有助于提高交通信息获取的时效性,优化信息采集的全过程,从而增强智能交通系统的信息处理能力。同时,云计算还支持最优路径诱导、基于GPS的浮动车技术、短时交通流量预测、交通信号控制等功能,可满足智能交通系统的综合管控,扩大智能交通系统的功能。此外,云计算具备自动化IT资源调度、高度信息部署等优势,可将其应用到智能交通系统中解决信息高度处理和信息资源调度问题,推进信息产业和交通管理的融合发展,不断提升城市综合交通信息管理的智能化水平,促进交通信息服务产业快速发展。

2 基于云计算的智能交通系统构成

基于云计算的智能交通系统主要包括四个子系统,分别为信息采集系统、数据传输系统、数据处理系统、信息发布系统,各个子系统的运行框架如下:

2.1 信息采集子系统

信息采集子系统主要对路况信息进行采集和处理,该系统由无线传感器节点和无线传感器汇聚节点组成,其中无线传感器节点是整个系统的基本组成单元。当无线传感器节点检测到信息之后,将信息发送到收发单元,再由收发单元将信息传送至无线传感器汇聚节点,由汇聚节点融合计算信息,并将信息输出。在无线传感器节点的安装上,应将其安装在道路两边和远离信号灯的区域,实时检测车道上行经的车辆信息以及路况信息,将检测信息实时发送到汇聚节点。

2.2 数据传输子系统

在数据传输子系统中,无线传感器汇聚节点可将道路两边传感器发送的信息汇聚成信息流,并基于HTTP协议向云服务器上传所有信息,使云服务器上实时存储道路交通车辆数据。

2.3 数据处理子系统

在智能交通系统的数据处理子系统中可运用云计算的海量数据分析存储技术、虚拟化技术、海量数据管理技术、云计算平台管理技术,对数据信息进行高效率处理,使云计算为智能交通系统数据处理提供服务。在数据处理子系统中,要进一步优化算法,通过计算分析海量交通车辆信息和路况信息,得出最优车辆路径,体现智能交通系统数据处理的实用性。

2.4 信息發布子系统

信息发布子系统主要用于发布数据处理子系统得出的最优车辆路径信息。在智能交通系统的公众服务平台上,可结合信息采集技术、云计算技术和信息融合技术,对车辆信息资源进行挖掘利用,及时通过道路上的显示屏或广播等途径,向社会公众发布出行信息,使出行信息覆盖到任意时间点和任意地点,提高信息服务水平。基于云计算的公众服务平台可实现对数据资源的分布式存储,为用户提供多元化的信息服务。

3 基于云计算的智能交通信息采集系统的设计与实现

在基于云计算的智能交通系统中,信息采集子系统是整个系统最为重要的组成部分,直接关系到数据传输、数据处理、信息发布系统的有效运行,所以下面对基于云计算的智能交通信息采集系统的设计进行分析。

3.1 设计思路

当前,交通信息资源分散在各个交通管理部门,为了建立起统一的智能交通信息系统,应根据具体情况采用不同的系统设计方案。若已经建成交通管理信息化系统,则智能交通信息采集系统可通过数据同步、数据复制、现有系统集成等方式,统一数据集成口径,将数据全面汇集到新的信息采集系统中;若未建成交通管理信息化系统,则可通过新建智能交通信息采集子系统,采集來自交通管理部门、交通信息中心及交通信息服务公司的交通基础数据,对交通基础数据进行集成、汇聚和综合处理。

3.2 设计方案

基于云计算的智能交通信息采集系统主要包括以下三个功能模块。

(1)信息采集模块。该模块主要用于采集交通服务的静态信息和动态信息。其中,静态信息是指道路静态数据、客运路线信息等随着时间变化较为缓慢的交通信息,可从交通主管部门的数据库中直接导入相关信息;动态信息是指路况动态信息、车辆定位信息、交通事故信息、道路维护信息等随着时间变化较快的交通信息,可通过安装无线传感器、GPS定位装置、感应检测线圈等设备进行实时数据信息采集。在信息采集模块中,数据源和数据采集方式的不同,其采集的数据格式也有所不同,所以需要将格式一样的数据直接导入到中心数据库,而对于格式不一样的数据,则需经过数据格式转换后再导入中心数据库。在中心数据库中,要根据数据类型的不同进行分类存储。

(2)交通信息预处理模块。该模块主要负责对信息采集模块获取的交通信息进行实时动态处理,根据实时动态处理结果得出最优路径,并且保证该路径是缓解城市交通系统拥堵问题的最优路径。在交通信息预处理模块中,主要经历以下四个数据信息预处理环节:

①动态数据处理。动态数据处理需要对随着时间变化较快的动态交通信息进行处理,尤其要对关于道路通行状况的信息进行处理,从而得出用户易于理解的具体数据。如,某路段某个时间段的车流量、平均车速、拥堵情况等,便于用户对路况做出直观判断。

②数据解析。数据解析需要根据已掌握的道路长度、车道数、道路实时速度、车流量等数据信息,对路线规划总体情况进行解析,细化道路信息数据,以便在用户出行前获取翔实的道路信息。

③短时交通流预测。在短时交通流预测中采用非参数回归方法对动态导航收集的交通流量信息进行短时预测,经过实践检验,这种算法误差可控制在10%以下,能够基本上满足车辆行驶对动态交通信息的需求,便于道路车辆根据未来短时期内的交通流量变化做出行车路径选择。

④最优路径建议。在道路信息预处理模块中,不仅可以为道路交通管理部门进行交通管制提供信息依据,而且还能够为行车路径规划提供最优路径建议。用户只需在路网中输入静态路径,就可以获取静态路径上的浮动车数据,得出当前最优路径。

(3)交通信息传输模块。该模块需要设置统一的访问接口,通过Internet网站、移动终端、VMS等平台,将交通服务信息传输到智能交通系统的中心数据库中,并由中心数据库对交通信息进行处理之后,将其发布到各个交通信息管理平台。在智能交通系统中,要保证交通信息传输与交通信息发布的数据相同步,提高交通信息的实时更新速率。

3.3 智能交通云的构建与实现

在对智能交通信息采集系统进行设计的过程中,需要对计算设备及应用服务进行分层化处理。其中的计算设备层可以借助云计算进行实现,由此可使该系统的应用成为云计算的一种服务模式,即智能交通云平台。下面对具体的构建方法和实现过程进行分析。

(1)云的实现方法。①最优路径搜索。本文构建的智能交通云归属于私有云的范畴,为实现相关功能,除了要有强大的计算处理能力之外,还应当具备快速响应能力。目前,云端最优路径搜索算法有两种情况,一种是静态搜索,另一种是动态搜索,由于静态搜索构建的是一条理想的最短路径,在实际应用中,受各方面因素的影响,很难达到理想的状态。所以,选用动态最优路径搜索,以遗传算法进行实现。

②遗传算法。该算法是一种具有全局意义的自适应搜索技术,它的理论基础为遗传学和自然界优胜劣汰法则,整个计算过程中,包含了与生物遗传和进化近似的步骤。不仅如此,遗传算法还具有本质的并行计算特点。由于云端能提供按需的并行运算能力,从而使得该算法在系统构建中的应用成为可能。遗传算法能从自然选择机理中,对算子进行抽象化处理,在此基础上完成编码字符串的操作。遗传搜索的每一代当中都含有上一代的最优个体,这样便可使搜索收敛至全局最优解,进而得到最佳的动态路径。遗传算法可从群体的角度出发进行搜索,并且能对若干个体进行同时比较,整个过程较为简单,通过概率机制进行迭代,扩展性较强,并且还能与其他算法结合使用。

③接口设置。本系统设计的云端平台以Web Service作为通信协议,返回的本文格式为XML,服务器端的更新频率为2min一次。

(2)信息采集终端的实现。信息采集终端采用GPS定位技术、移动信息设备定位技术等技术,通过在城市出租车上安装GPS定位装置或在私家车的车载导航终端上安装GPS定位装置,进而实现对原始动态交通信息的采集。随着信息采集终端用户的不断增多,采集到的交通信息数据准确性也会随之提升,能够为智能交通信息采集系统提供更加实时完整的原始数据。信息采集终端是移动通信设备和GPS定位技术相结合的产物,基于云计算的信息采集终端具备以下特点:智能交通采集系统将所有接收到的信息存储于云端,并由云端完成复杂的交通信息处理和计算,无须增加信息采集终端的运行负荷;信息采集终端不仅是交通信息服务的享受者,同时也是原始交通信息的提供者,使得信息采集终端成了云服务中的重要组成部分;车载的信息采集终端可从云端直接获取最新的道路交通信息,并且所有电子地图都可在云端完成更新。

4 结论

综上所述,我国在智能交通系统方面的研究起步较晚,与发达国家存在一定的差距,很多问题都无法通过现有的技术条件进行解决。而云计算的出现,为智能交通系统的完善提供了平台。因此,可在智能交通系统的设计中,对云计算技术进行合理应用。本文基于云计算设计开发了智能交通信息采集系统,通过该系统的构建,可为交通管理部门开展相关工作提供翔实、可靠的数据支撑。

参考文献:

[1] 余洁淋,李春雨.基于云计算的交通管理应用研究[J].电子世界,2018(7):95-96.

[2] 范中华.高速公路智慧交通平台与初步应用研究[D].重庆交通大学,2015.

[3] 徐大成.基于物联网和云计算的智慧园区信息系统的研究与实现[D].西安电子科技大学,2015.

[4] 伊新,宋长亮.RFID在智能交通物联网系统中的应用[J].传感器世界,2013(6):118-120.

[5] 韩欢.基于大数据的智能交通运输平台的研究[D].成都理工大学,2014.

[6] 张志远.基于“云计算”的智能交通系统研究与构建[D].西北师范大学,2011.

[7] 伊新,宋长亮.RFID在智能交通物联网系统中的应用[J].电气传动自动化,2013(12):145-147.

[8] 钟学燕,岳辉.成都市智能交通实施框架[J].交通标准化,2013(1):162-164.

【通联编辑:代影】

智能交通技术论文范文第5篇

关键词:用户侧;智能电网;J2EE开源框架

作者简介:葛佳(1981-),男,河北保定人,保定电力职业技术学院信息工程与管理系,助教;周国亮(1978-),男,河北保定人,保定电力职业技术学院信息工程与管理系,讲师。(河北 保定 071051)

随着国家电网公司智能电网技术的推进,在智能电网建设过程中,需要大量的智能设备。智能电网包括超高压/特高压输电技术,分布式可再生能源发电技术,高低压变配电技术和用户侧配电与能源管理系统。

其中智能电网用户侧主要包括智能电器、智能电表、智能楼宇系统和能源管理系统等,是构建智能电网的重要组成部分[1]。为了更方便地纪录和管理这些设备的使用情况,需要为每个设备配置电子标签,存储设备的基本信息,比如购买日期、单价及使用注意事项等,通过射频识别技术RFID技术获取这些信息,从而方便快捷准确地完成设备的使用情况登记。

本系统主要包括用电信息采集模块和家庭能效管理模块。系统重点关注用电需求侧管理,同时考虑将来分时电价和实时电价的实施,为实现“消峰填谷”,最终实现节能减排。

一、系统的主要功能

项目设计为一个智能电网用户侧综合管理平台,提高用户能源的使用效率和智能化水平。系统通过智能电表,智能插座及智能电器收集家庭的用电信息;系统通过传感器收集信息,对一些电器进行自动控制,比如根据湿度传感器收集的信息,自动打开和关闭加湿器;根据将来可能实行的错峰电价,为用户设计合理经济的用电模式等。用户可以通过移动设备(手机、平板电脑等)和互联网获取各个智能电器的用电信息,并分析用户的用电模式是否合理,给出合理建议,同时可以通过移动终端和网络控制各个智能设备。具体来说主要内容包括:

(1)信息感知技术,通过温度、湿度、光照等传感器采集室内的温度、湿度等信息,数据通过无线通信方式输入智能终端和计算机,计算机可以实时监控这些信息,从而可以判断房间是否发生火灾等不安全情况。

(2)电能采集,通过无线通讯或宽带载波通信的方式收集各种智能电器的用电信息,并通过网站和手机等移动终端发布出来,供用户查询,能够分析用户的用电习惯,给出合理化建议。

(3)家用电器智能控制,根据无线传感器收集的室内温、湿度信息和各种电器用电信息,对智能电器进行自动控制,比如当湿度达到一定阈值后自动启动或关闭加湿器;对普通电器通过智能插座进行控制。根据家用电器的不同耗电特性及分时电价等信息,为家用电器设定合理的用电模式。

(4)基于RFID设备使用记录管理,为每个设备配置电子标签,记录设备的基本信息及使用情况记录,通过读写器获取并写入信息,同时将这些信息保存到计算机中。

(5)计算机与各种硬件设备之间的接口程序编写,获取和控制各种硬件设备,需要了解各种接口的规范和使用说明,进而完成对这种硬件的控制。

(6)智能终端控制系统,通过智能手机查看传感器的感知信息和家用电器的用电信息,以图形或表格等形式为用户生成报表,并可以对各种家用电器进行控制,设备管理系统的客户端,智能终端可以手机或平板电脑。

(7)网站综合管理平台,与功能(6)相似,是智能终端控制的网络版。

二、投资回报分析

智能电网用户侧智能设备监测、控制和管理系统系统的投资效益主要在于节能减排,提高现有电力资源的利用率,消峰填谷。

每个家庭前期投入2000元到3000元,每年收益为300元,通过分时电价及合理化建议,则10年可以收回成本,对用电量大的用户可以由更高的收益率评价投资效益的动态分析法。

净现值法是将项目在考察期内各年发生的收入和支出折算为项目期初的值的代数和[2]。计算公式:

NPV=-K+(B1-C1)/(1+i)+(B2-C2)/(1+i)+…+(Bn- Cn)/(1+i)n + L/(1+i)

通过净现值可以直接比较整个项目期内全部的成本与效益,而且它是以贴现为基础的,考虑了时间因素,从而克服了投资回收期及投资报酬率这两种方法在评价投资醒目效益方面的缺陷。如果某个项目的净现值大于0,则该项目是可行的,否则,项目就不可行,应予拒绝。

一个标准家庭计划支出基本建设资金3000元,每年收益为300元,计算时所用的贴现率为8%,5年后其残值为3000元。在项目期5年之内,这项投资的效益折成现值应为:P=300 /(1+8%)1 +300 /(1+8%)+ 300 /(1+8%)3 + 300 /(1+8%)+ 300 /(1+8%)5 + 3000 /(1+8%)= 3759(元)

项目期投资费用折成现值为:3000(元)

项目的净现值为:NPV = 3759- 3000 = 759(元)

当贴现率为6%时,这项投资的净现值为759元,净现值大于零。所以,这个投资方案是可行的。

三、技术路线及实现方案

为了保证系统低耦合、高内聚的特点,系统采用分层实现,层与层之间设计接口进行相互访问,某层的改变不会影响其它层,从而保证层内高内聚,层间低耦合。系统主要分为三层,从下到上依次为:

硬件访问层:通过智能电表、传感器和智能插座等硬件设备实时或以一定频率采集各种信息,并将这些信息插入到数据库中。

业务处理层:业务层是一个承上启下的中间层,从数据库读取数据,并为表示层提供数据;同时接受表示层的请求,并处理请求或发送到硬件;采用了J2EE技术搭建的五层体系结构:表示层、控制层、服务层、持久层和模型层,并且使用Spring Ioc机制对各层进行组织。

系统表示层:以各种友好的方式展示用户需要查看的数据,并为用户提供合理化的建议。它提供用户交互界面。使用多个包含单显示页面的用户部件,复杂的Web页面可以展示来自多个数据源的内容,并且网页人员、美工能独自参与这些Web页面的开发和维护。本层使用Struts2开发。

系统安全使用Spring Security2机制,去掉permission,支持resources分组,并支持从resource分组中生成菜单。

系统架构如图1所示。

系统根据主要功能,划分为4个模块。

(1)用电信息采集模块。模拟电力公司的用电信息采集过程,主要功能有:实时或以一定频率收集每个用户的智能电表数据,包括用电量、电压、电流等;电力公司可以方便地浏览每个用户的用电信息;以短信的方式通知用户某些紧急情况;用户登录后可以访问自己的用电信息,并完成缴费;浏览自己家庭的设备信息,并通过网络对家庭设备进行控制;了解家庭环境信息。为了方便客户使用,系统设置Android的手机或平板电脑客户端,Android系统数据来源于网站,通过HTTP获取。

(2)家庭能效管理和控制模块。实时监控各种电器的用电情况;对各种电器进行控制;依据分时或实时电价信息为用户制定合理的用电模式。这里的主要设备如表1所示。

(3)基于RFID的资产管理模块。通过RFID技术跟踪各种电器设备的使用情况;记录设备的资产情况;在这里使用航天金卡的电子标签通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据。

(4)硬件访问模块。针对各项设备提供硬件设备的访问接口。

四、结束语

智能电网是当前全球电力工业关注的热点,引领了电网的未来发展方向,涉及从发电到用户的整个能源转换和输送链。本文对于其中的用电侧的用户管理提出了一整套的设计方案。它将再造电网的信息回路,构建用户新型的反馈方式,推动电网整体转型为节能基础设施,提高能源效率,降低客户成本,减少温室气体排放,创造电网价值最大化的能力。

参考文献:

[1]刘征,吕宏昌,韩志杰.浅谈无线传感器网络在智能电网用户侧管理中的应用[J].中国电力教育,2010,(19).

[2]李静.动态分析法中净现值法的应用[J].商场现代化,2005,(9).

(责任编辑:刘丽娜)

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