人工智能在建筑的應用

開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇人工智能在建筑的應用，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。

第1篇

【關鍵詞】建筑工程；電氣工程；智能化技術

隨著當前我國城市化進程的不斷加快，城市需要建設各種不同功能的建筑物來滿足其發展。而對于建筑物的各項功能也隨著城市發展而不斷提升。當前，智能化技術因其能夠對建筑施工帶來各種便利而被廣泛的運用在建筑電氣工程之中，智能化技術能夠提高施工操作的精準度，提升電氣工程的施工效率，加快電氣工程的施工進度，同時對施工成本也起到較大的降低作用。

1建筑電氣工程及智能化技術概述

隨著社會的發展對于建筑物的要求越發嚴格，導致了電氣工程在建筑業中的地位也越來越重要。根據建筑業中傳統的劃分，電氣工程主要包括弱電（信息）工程和強電（電力）工程。弱電的處理對象主要是信息，即信息的傳送與控制，其特點是電壓低、電流小、功率小、頻率高，主要考慮的問題是信息傳送的效果，諸如信息傳送的保真度、速度、廣度和可靠性等。強電的處理對象是能源（電力），其特點是電壓高、電流大、功率大、頻率低，主要考慮的問題是減小損耗、提高效率及安全用電。按照《建筑工程施工質量驗收統一標準》的內容，可以將建筑電氣分部工程可分為：室外電氣、變配電室、供電干線、電氣動力、電氣照明安裝、備用和不間斷電源安裝、防雷及接地安裝等7個子分部工程。由于電氣工程工序眾多，智能化技術的運用能夠提高電氣工程各道工序的效率。智能化技術，又被稱為人工智能技術，主要集合了計算機技術、語言處理、圖像識別等技術，最早提出是在20世紀50年代，主要包括語言處理系統、語言識別系統、專家系統、圖像文字分析系統等，最近幾十年來在科學技術的推動下不斷發展而被廣泛的運用在建筑電氣工程之中。同時，隨著技術的發展，智能化技術也在一直更新和完善，不斷加入仿生學、大數據、云計算等新的技術，使之系統功能更大強大，技術更加成熟。

2智能化技術在建筑電氣工程中的應用分析

當前，智能化技術已經被廣泛的運用到電氣工程的設備檢測、故障檢測、系統優化等過程中，具體如下：

2.1建筑電氣自動化控制中智能化技術的應用分析

2.1.1智能化技術在電氣設備中的應用

電氣化操作是電氣自動化過程中較為復雜的工作，尤其是對于電氣設備的操作而言，流程復雜，需要具備較高專業知識的技術人員進行操作，如果操作出現失誤，就會造成較大的影響和損失。智能化技術能夠很好的克服這一點，因為自動化技術能夠實現精確操作，在電氣設備的操作過程中運用較廣。

2.1.2人工智能在電氣控制中人工智能應用

建筑電氣工程最為關鍵的一個環節就是電氣控制，如果在電氣控制環節實現了智能化就能加快建筑工程施工進度、提升施工效率、降低工作成本等。通常而言，電氣工程在運行的過程需要采取科學合理的措施進行自我保護，主要方法是通過在電氣設備里面安裝相應的定位和感應設備，時時動態的監控電氣控制的各種線路，及時對各種問題進行檢測和預防。一旦電氣設備在運行過程中發生問題，則定位和感應裝置就通過智能傳送系統把相關問題和情況進行傳輸和分析，最后實現對問題的預防和控制，保證電氣設備的正常運行。

2.2建筑電氣工程設備檢測和故障檢測分析中智能化技術的應用

對于設備檢測而言，智能化技術尤為重要。建筑電氣工程中各項電氣設備構造復雜，需要的技術非常專業，同時也需要具有較高專業技術的人員來進行操作，其中人為因素導致檢測的效率不高。在引入智能化分析技術之后，可以快速實現對建筑工程電氣設備的檢測，及時發現問題并制定相應的方案進行解決。同時還能準確科學的記錄各項檢測數據，并對各項數據進行科學的分析，保障電氣設備的高效運行。當前，運用的較為廣泛的智能化技術主要包括專家系統法、模糊網絡法以及神經網絡法等。對于設備檢測而言，在建筑電氣工程當中主要是診斷發動機、發電機、變壓器等整個工程中涉及到的各項電氣設備，這些電氣設備在整個的建筑電氣工程中發揮著重要的作用，對其的檢測必不可少。在傳統的電氣設備故障診斷中，主要是依靠人工和相對落后的檢測工作來進行檢測，這就造成了檢測時間較長，檢測過程繁瑣以及檢測的準確率較低的問題產生，在極大浪費成本的同時，還對整個工程的施工進度產生一定的拖延。而智能化技術的應用就能夠快速準確的判斷故障的發生之處，并通過神經網絡、專家系統以及模糊理論等相關技術來分析問題的原因，并提出相應的解決辦法，保障電氣工程的穩定和安全運行。

3智能化技術在建筑電氣工程電氣設備優化設計中的應用

科技的發展使得電氣工程中電氣設備的更新換代速度較快，所以對于電氣設備的優化設計尤為必要，在傳統的電氣設備優化中主要是依據人工經驗，而通過智能化技術則可以實現自動和準確的優化過程。具體如下：對于建筑電氣工程電氣設備的優化設計，智能化技術主要體現在通過智能化的專家系統和智能化技術的遺傳算法來實現的。專家系統是一個智能計算機程序系統，其內部含有大量的某個領域專家水平的知識與經驗，能夠利用人類專家的知識和解決問題的方法來處理該領域問題。也就是說，專家系統是一個具有大量的專門知識與經驗的程序系統，它應用人工智能技術和計算機技術，根據某領域一個或多個專家提供的知識和經驗，進行推理和判斷，模擬人類專家的決策過程，以便解決那些需要人類專家處理的復雜問題，簡而言之，專家系統是一種模擬人類專家解決領域問題的計算機程序系統。遺傳算法指的是模仿生物遺傳的模仿，在運算的時主要是利用生物的進化規律進行搜索，在根據系統缺陷的特點來進行有針對性的優化操作。通常是采用遺傳算法和專家系統相結合的方法來對建筑電氣工程設備進行科學合理的優化。對建筑電氣工程中各種電氣設備進行優化升級，除了專家系統和遺傳算法之外，還可以使用神經網絡以及模糊邏輯等方法。神經網絡主要是為了提高計算機的運算速度，而采用一定的方法來升級計算機中的算法。模糊邏輯不同于神經網絡，而是通過物理的方法來升級和優化相關的設備。

4智能化技術引用過程中存在的問題及未來展望

近十多年來，我國城市化進程不斷加快，建筑行業得到了快速的發展，智能化技術廣泛的運用于各種建筑的電氣工程之中，對于我國建筑行業的發展起到了巨大的推動作用，尤其是對于電動機、發電機以及變壓器等設備的優化和檢測已經成為成熟，并在實際中效益明顯。但是經過大量的實踐，智能化技術在建筑電氣工程領域的應用也存在一定的問題，從整體上看，我國建筑電氣工程領域中使用的智能化技術相對比較低級，還有許多智能化技術只是出于理論水平，為能在實際的電氣工程中得到實踐和檢驗。同時，對于電動機、發電機以及變壓器等設備的優化和檢測之外的其他部分運用的智能化技術不廣。在未來的建筑電氣工程發展中，應把智能化技術全面貫穿到其中，努力提高建筑電氣工程的智能化水平，為社會提供更加優質的建筑質量，進而推動社會的發展與進步。

5結語

當前，智能化技術對于建筑工程的整體質量有著極大的提升作用，同時還能夠節省大量的人力和物力，對于加快建筑工程的施工進度也有一定的促進作用，已經廣泛的運用在建筑電氣工程中。隨著科學技術的發展，智能化技術必將變得越來越先進，在建筑電氣工程中也會應用的更加廣泛。而智能化技術是一種集合了多種學科知識的綜合技術，在未來的發展過程中，必須時刻關注其他學科與智能化技術、電氣工程的結合和應用，這樣能夠更加快速的提高智能化技術在建筑電氣工程中的應用，提升整個工程的效率和質量。

參考文獻

[1]馬千里.建筑工程管理方法分析與智能化技術[J].安徽建筑，2012，19（06）：235~236.

[2]徐道逵，程升.建筑電氣工程的智能化技術應用分析[J].智能城市，2017，3（01）：111.

第2篇

【關鍵詞】：電氣自動化；樓宇智能化；

中圖分類號：O434.19文獻標識碼：A文章編號：

【 abstract 】 : the electrical automation technology and equipment in the national production of various departments and fields has extensively applied, the above the intelligent building system in the application.

【 key words 】 : electrical automation; Intelligent building;

0. 引言

電氣自動化是研究與電氣工程有關的系統運行、自動控制、電力電子技術、信息處理、試驗分析、研制開發以及電子與計算機應用等領域的一門學科。實現機械的自動化，讓機械部分脫離人類的直接控制和操作自動實現某些過程是電氣自動化和人工智能研究的交匯點。積極運用人工智能的新成果無疑有利于電氣自動化學科特別是自動控制領域的發展，也有利于提高電氣設備運行的智能化水平，對改造電氣設備系統，增強控制系統穩定性，加快生產效率都有重大意義。“樓宇智能化”通常包括建筑自動化、通訊自動化、辦公自動化等多個方面，隨著我國國民經濟的迅猛發展和“數字奧運”的提出，高檔智能化建筑已成為當今建筑的主流。

1 電氣自動化控制在智能建筑中的應用現狀

隨著住宅小區建設的需求量大大增加和房地產業的快速發展，人們對住宅的要求越來越趨于智能化的建筑，電氣自動化系統是樓宇智能化的核心內容，智能建筑中的空調系統制冷機組給排水變電設備系統都是通過電氣自動化系統進行控制的。在辦公室現場可以布置控制燈光，在人員流動性較大的地方安置人體感應控制，做到無人關燈，還可以安裝電動窗簾，擋烈日的同時控制了室內的溫度節約了空調的利用，所有的衛生間的照明空調抽風也可以自動感應進行控制，通過應用這些自動化設備，保證了員工工作的方便，也同時提高了員工的工作效率節約了能源。在公共通道大廳還有公園等一些公共場合，定時控制燈光開關，當自然光變暗時，光感自動泛光照明，在出現消防報警時，可以自動發出強光啟動緊急照明控制，進而實現了樓宇智能化設備管理的自動化，也起到分散控制、自動管理、節約能源的作用。現階段，一些商業建筑特別是星級酒店已經作為了多功能服務的高檔場所，為了吸引更多商戶，酒店更應該從客戶的需求角度考慮規劃，通過提高建筑的多方面設施的智能化，采用先進的智能化技術，贏得更多的盈利機會。

2. TN-S系統

在建筑物供配電設計中，接地系統設計占有重要的地位，因為它關系到供電系統的可靠性，安全性。尤其近年來，大量的智能化樓宇的出現對接地系統設計提出了許多新的內容。TN-S是一個三相四線加PE線的接地系統。通常建筑物內設有獨立變配電所時進線采用該系統。TN-S系統的特點是，中性線N與保護接地線PE除在變壓器中性點共同接地外，兩線不再有任何的電氣連接。中性線N是帶電的，而PE線不帶電。該接地系統完全具備安全和可靠的基準電位。只要象TN—C-S接地系統，采取同樣的技術措施，TN．S系統可以用作智能建筑物的接地系統。如果計算機等電子設備沒有特殊的要求時，一般都采用這種接地系統。在智能建筑里，單相用電設備較多，單相負荷比重較大，三相負荷通常是不平衡的，因此在中性線N中帶有隨機電流。另外，由于大量采用熒光燈照明，其所產生的三次諧波疊加在N線上，加大了N線上的電流量，如果將N線接到設備外殼上，會造成電擊或火災事故；如果在TN-S系統中將N線與PE線連在一起再接到設備外殼上，那么危險更大，凡是接到PE線上的設備，外殼均帶電；會電擊事故的范圍；如果將N線、PE線、直流接地線均接在一起除會發生上述的危險外，電子設備將會受到干擾而無法工作。因此智能建筑應設置電子設備的直流接地，交流工作接地，安全保護接地及普通建筑也應具備的防雷保護接地。此外，由于智能建筑內多設有具有防靜電要求的程控交換機房，計算機房，消防及火災報警監控室，以及大量易受電磁波干擾的精密電子儀器設備，所以在智能樓宇的設計和施工中，還應考慮防靜電接地和屏蔽接地的要求。

3.TN-C電氣接地系統

TN-C是三相四線制的電氣接地系統，通過三根火線和一根保護中性線接地，其中的PNE線同時起著PE線和N線的作用，所以節省了一根導線，其中中性線與保護接地線合二為一，多用于較早的低壓配電系統。當電流通過PNE線時，電流不平衡會造成外殼電壓過低，在智能化樓宇系統中，每一個變配電設備的負荷較大，當缺少相應的PE線時，PEN線在無人看管的狀態下中斷就會造成電擊和火災危險。而且在TN-C系統中沒有安裝剩余電流保護器，沒有屏蔽措施而檢測不出電流發生故障。因此，考慮到智能化樓宇系統很容易收到電磁波磁場的干擾，應該在精密的電子設備中設有防靜電，在電流交換系統中做好接地。

4.樓宇智能化電氣保護

4.1 直流工作與交流工作

直流工作接地應用了橫截面積較大的銅芯絕緣電子自動化設備，電子設備通過一端直流接地，另一端直接與基準電位連接。在智能化樓宇系統中，有很多高科技智能化電子設備，比如說計算機通訊設備，都是通過互聯網進行工作，這些電子設備需要進行帶電子的輸入傳出信息的控制，所以要通過直流工作的準確供電來保持電流的穩定性和準確性。特別注意的是直流工作不能與保護線和中性線相接地。交流工作接地主要是將電氣自動化系統中的特殊設備與大地直接相連接，變壓器中的中性線必須為銅芯絕緣線并且接地，中性點接地能夠確保三相電壓變得平衡避免電壓的不穩定偏移使得繼電保護更加精準可靠。

4.2 防雷保護接地

以防雷為目的的接地就是防雷接地，在智能化樓宇系統中防雷設備一般設置在建筑物的頂端，內部設有受雷裝置，引下線和接地線三個裝置，樓宇內的大量電子通信設備還有監控辦公自動化系統接地都會受到雷擊的干擾，一旦遇到雷擊，信息系統的運行就會中止甚至會導致整個電子系統的損壞，所以設置防雷接地系統是很有必要的，應按一級建筑物的防雷措施進行設計，自然導體的防雷接地的引下線利用整個樓宇中的各樓層鋼筋與大地相連接，樓內屋面金屬構件和外墻所有的金屬構件都應該與防雷系統連接，這樣可以有效的防止雷擊對室內設施的影響。

5.結語

樓宇自控系統是建筑設備自動化控制系統的簡稱。建筑設備主要是指為建筑服務的、那些提供人們基本生存環境諷、水、電所需的大量機電設備，如璦通空調設備、照明設備、變配電設備以及給排水設備等，通過實現建筑設備自動化控制，以達到合理利用設備，節省能源、節省人力，確保設備安全運行之目的。前些年人們提到樓字自控系統，主要所指僅僅是建筑物內暖通空調設備的自動化控制系統，近年來已涵蓋了建筑中的所有可控的電氣設備，而且電氣自動化已成為樓宇自控系統不可缺少的基本環節。在樓宇自控系統中，電氣自動化系統設計占有重要的地位。

參考文獻

第3篇

關鍵詞：建筑施工圖 工程概預算 一體化研究

當前，計算機在建筑工程領域的普及和應用，基本實現了建筑工程從設計到施工等多個環節的信息化轉變，這一轉變對現實建筑施工圖與工程概預算一體化系統總體框架的構建提出了更高的要求。

一、建筑施工圖與工程概預算一體化技術研究現狀

建筑施工圖與工程概預算一體化主要是指改變原有的通過人工識圖進行概預算方式，采取計算機識圖系統將施工圖設計與工程概預算自動地鏈接起來，實現施工圖與工程概預算數據信息集成共享。要做到建筑工程領域內部數據信息的完全共享，實現建筑施工圖與工程概預算的一體化，就要全面認識到其一體化實現技術的難點所在，為此筆者在此對一體化技術研究現狀作一分析。

1.公式計算法的使用

早期的預算軟件大多都是根據建筑工程量的計算規則，采取公式計算法對相應的數據輸入計算，并通過計算機自行轉換自動生成預算書，從而直觀、清晰地反映出摘取圖的詳細數據信息。

2.圖形輸入法的使用

圖形輸入法是目前國內對于建筑工程量提取的常用方法之一。這就要求工作人員在識圖的基礎上熟練應用該軟件，將圖樣中的各種構件、尺寸標注通過此軟件重新輸入，將各種附屬條件一并輸入計算機，由系統自行運算，精確計算出工程量，從而形成工程量清單。

3.CAD技術的使用

當前CAD技術被廣泛應用于建筑施工圖，建筑施工圖與工程概預算一體化軟件可通過CAD設計平臺從工程中提取相關數據進行運用，在CAD出圖的同時得出工程量，從而通過運行工程概預算編制系統讀取建筑工程所需的數據信息。

二、建筑施工圖與工程概預算一體化技術研究中的優化

實現建筑施工圖與工程概預算一體化的關鍵在于建筑工程數據信息內部系統的一體化。然而，在對于當前建筑工程量的幾種提取方法進行對比分析中，筆者發現，以上幾種方法并未完全實現建筑工程系統內部數據信息集成分享。因此，對于建筑施工圖與工程概預算一體化技術的研究有待優化。

1.確保各個數據能在多種模塊下獨立運行

建筑施工圖與工程概預算一體化技術中往往存在多種數據模塊，如何確保各個數據能在多種模塊運行的情況下獨立運行，引起了工作人員的廣泛重視。建筑施工圖與工程概預算一體化的實現，是在建筑工程領域推廣使用人工智能技術，轉變傳統的人工識圖模式，使用計算機識圖系統將施工圖設計系統與工程概預算系統有機結合，形成信息集成系統，從而實現一體化目標。為此，建立各個模塊獨具特色的數據模型，有效管理整個軟件的各個獨立模塊，確保各個數據能在多種模塊下獨立運行，有利于完善一體化系統。

2.各個模塊的數據共享

實現建筑施工圖與工程概預算的一體化，有利于加強建筑工程的質量監管，大大提高了工作效率。將傳統的人工識圖模式轉變為計算機識圖模式，加之CAD技術在建筑施工圖中的廣泛應用，使得建筑工程管理領域形成無紙化辦公，形成建筑工程系統內部信息集成共享，從而在建筑施工圖與工程概預算一體化中實現各個模塊的數據共享。加強工程項目管理的互操作，實現建筑內部數據信息共享與自動轉換，將收到一量多用的效果，從而提高一體化系統的整體效率。

三、小結

隨著計算機技術的快速發展和廣泛應用，建筑工程領域的信息技術也逐步深入發展。對建筑施工圖與工程概預算一體化的研究探討，不斷革新建筑工程領域的信息技術，將CAD計算機設計軟件應用于建筑工程領域各環節中，把施工圖設計與工程概預算自動的鏈接起來，實現人機模式的有機結合，利用多種靈活方式快速獲取準確的工程數據。創建建筑施工與工程概算一體化系統的基本模式，采取多種方式獲取各類工程量，在自動提取建筑工程量的基礎上完善建筑施工圖與工程概預算一體化的功能。進一步推進建筑施工圖與工程概預算的一體化研究，擴大其使用范圍，為建筑行業朝著高科技設計方向發展奠定基礎，從而為人們能擁有更美好的生活提供質量保證。

參考文獻：

[1]李松.淺析建筑施工圖預算編制與作用[J].中國制造業信息化，2011（8）.

[2]吳佳郡.建筑CAD與工程概算一體化技術研究[J].計算機技術應用于發展，2010（6）.

[3]方靜.建筑業計算機技術的廣泛應用及發展方向[J].計算機應用研究，2012（3）.

第4篇

關鍵詞：翻譯；建筑電氣與智能化；專業名稱

作者簡介：劉建峰（1978-），男，江蘇江陰人，南京工業大學自動化與電氣工程學院，講師，國家注冊電氣工程師；周玉庭（1972-），女，四川高縣人，南京工業大學自動化與電氣工程學院，講師。（江蘇 南京 211816）

中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）08-0064-02

一、建筑電氣與智能化專業的內涵

1.建筑電氣與智能化專業的定義[1]

建筑電氣與智能化專業是一個在土木工程學科背景下，研究以建筑物為載體時對電能的產生、傳輸、轉換、控制、利用和對信息的獲取、傳輸、處理和利用的專業。隨著現代建筑技術的發展，土木工程學科的發展不斷吸收了基礎科學、材料科學、管理科學和電子技術、計算機技術、信息技術、自動控制技術等學科的最新研究成果與技術發展成就。作為土木類新增專業，建筑電氣與智能化專業填補了土木類專業中缺少“電”（或“電氣”）的空缺，與計算機技術、信息技術、物聯網技術、節能技術等新興技術融合，是典型的多學科的交叉和融匯。

建筑電氣與智能化的內涵隨著時代前進而不斷地發展變化?，F階段，“智能建筑”的出現使其內涵延伸到“電氣+信息”；另外，隨著節能、環保相關技術的發展及應用以及綠色建筑概念的提出與發展，建筑電氣與智能化專業逐步形成了“建筑+電氣+信息+節能”的內涵，與傳統的建筑電氣專業有著本質的不同。

2.建筑電氣與智能化專業的培養目標

建筑電氣與智能化專業的培養目標是培養適應社會主義現代化建設需要，掌握電工、電子、控制、信息、建筑學等較寬領域的基礎理論，掌握對建筑相關設備進行供電、控制、保護、監視等所需的專業知識和技術，綜合素質高、實踐能力強、具備執業注冊工程師基礎知識和基本能力的建筑電氣與智能化專業高級工程技術人才。

建筑電氣與智能化專業畢業生能夠從事工業與民用建筑電氣及智能化技術相關的工程設計、工程建設與管理、系統集成、信息處理等工作，并具有建筑電氣與智能化技術應用研究和開發的初步能力。

從以上內容可以看出，建筑電氣與智能化主要面向建筑物內部的各種設備，包括對各種設備進行供電、控制、保護、監視的設施與系統。

二、建筑電氣與智能化相近專業的英文名稱

建筑電氣與智能化專業是教育部新近批準的專業，目前沒有一個公認的英文名稱，各高校根據自己的理解，有多種不同的翻譯方法。相對而言，國內外土木建筑類有一些專業建立時間較長，其專業名稱一般有固定的英文名稱。

1.建筑學：Architecture

建筑學，從廣義上來說，是研究建筑及其環境的學科，通常是指與建筑設計和建造相關的藝術和技術的綜合。[2]建筑學專業的培養目標是培養具備建筑設計、城市設計、室內設計等方面的知識，能在設計部門從事設計工作，并具有多種職業適應能力的通用型、復合型高級工程技術人才。

2.土木工程：Civil Engineering

土木工程是建造各類工程設施的科學技術的統稱。它既指所應用的材料、設備和所進行的勘測、設計、施工維修等技術活動；也指工程建設的對象。[3]該專業的培養目標是培養掌握工程力學、流體力學、巖土力學和市政工程學科的基本理論與基本知識，具備從事土木工程的項目規劃、設計、研究開發、施工及管理的能力，能在房屋建筑、地下建筑、隧道、道路、橋梁、礦井等的設計、研究、施工、教育、管理、投資、開發部門從事技術或管理工作的高級工程技術人才。

3.給排水科學與工程：Drainage Science and Engineering（原建筑給排水：Building Water Supply and Drainage）

給排水科學與工程是一門應用很廣泛的學科，它是以城市水的輸送、凈化及水資源保護與利用有關的理論與技術為主要研究內容。[4]該專業的培養目標是培養具備城市給水工程、排水工程、取水工程、防洪工程、建筑給水排水工程、工業給水排水工程、水污染控制規劃和水資源保護等方面的知識，能在規劃部門、環保部門、設計單位等從事規劃、設計、施工、教育和研究開發方面工作的給水排水工程學科的高級工程技術人才。

4.建筑環境與能源應用工程：Building Environment and Energy Applications Engineering

建筑環境與能源應用工程專業由原建筑節能技術與工程、建筑設施智能技術（部分）與建筑環境與設備工程專業合并而成。[5，6]該專業主要培養能夠從事以下三個方面工作的專業技術人才：一是能從事建筑物采暖、空調、通風除塵、空氣凈化和燃氣應用等系統與設備以及相關的城市供熱、供燃氣系統與設備的設計、安裝調試與運行工作；二是對建筑中環境系統和供能設施的設計、安裝、估價、調試、運行、維護，技術經濟分析和管理；三是能適應低碳經濟建設與社會可持續發展的需要，具備建筑節能設計、建造、運行管理的基本理論與專業技能，知識面寬，具有向土建類相關領域拓展滲透的能力、適應能力和實際工作能力。

5.建筑設備工程技術：Construction Equipment Engineering

建筑設備技術是普通高職高專土建大類專業目錄下設的一門專業，屬于建筑設備類專業。該專業為普通高等學校專科層次。建筑設備技術專業主要培養掌握建筑設備工程的基本知識和技術，具備建筑水、電、通風與空調、樓宇智能化等設備工程的設計、預決算、安裝施工、運行與維護、質量檢驗及工程管理等能力的高素質技能型人才。

6.智能建筑技術與管理：Intelligent Building Technology and Management

香港科技大學開設的智能建筑技術與管理專業，是為建筑物裝備行業專業技術人員開設的研究生課程。學生通過學習掌握智能建筑相關技術和管理的基本概念與原理，學習內容涵蓋安全與健康、風險管理、能量消耗監控、室內空氣質量、設施管理等內容，屬于典型的最新尖端技術與管理策略的交叉融合專業。

7.建筑裝備工程：Building Services Engineering

香港大學開設了“建筑裝備工程”（Building Services Engineering，簡稱BSE）專業。該專業主要學習各種工程裝備設施與建筑環境的相關規范、設計、安裝與管理。

8.其他相關院校的專業

國內外其他相關院校類似專業還有：美國賓州州立大學大學園開設的建筑技術專業（Building Technology）；英國南安普頓大學開設的能源、環境與建筑物專業（Energy，Environment and Buildings）；馬來西亞淡馬錫理工學院開設的智能建筑技術專業（Intelligent Building Technology）；香港理工大學開設的建筑電氣設備與系統專業（Electrical Installations and Systems in Buildings）。

三、對相關英文翻譯的分析

建筑電氣與智能化的主題詞為“建筑”、“電氣”與“智能化”三個，下文分別予以討論。

1.對“建筑”的翻譯[7，8]

從上述相關專業名稱可知，當研究建筑設計本身時，一般用Architecture居多；當研究建筑內部設施時，一般用Building居多。在與相關專業的留學生討論時，留學生也指出：在國外提到建筑內部的設施時，建筑一詞一般用Building，而不用Architecture。Construction一詞多指建筑物本身或建造、施工的過程與技術，也可以表示建筑物內部的設施與設備的設計、建造過程，其涵蓋范圍比Building更廣。但在習慣上，提到建筑內部的設施，一般用Building的居多。因此，建筑電氣與智能化中的“建筑”一詞，用Building較為合適。

2.對“電氣”與“智能化”的翻譯[7，8]

對“電氣”與“智能化”的翻譯，相對容易確定?！半姎狻币辉~在專業名稱或相關規范中，一般用Electrical或Electricity；“智能化”一般采用Intelligent、Intelligentization或Intelligence。根據建筑電氣與智能化的內涵，此處的“電氣”與“智能化”，應指對建筑物內部的各種設備進行供電、控制、保護、監視的設施與系統，即此處的“電氣”與“智能化”應是名詞，而非形容詞，故用Electricity與Intelligence為好，而不用Electrical與Intelligent。

3.Intelligence與Intelligentization的區別

根據英文翻譯，Intelligence與Intelligentization都有智能化的含義。在具體應用上，“Intelligence”偏向于智能、智慧之意；當用在建筑物時，可以引申為建筑物經各種設備支持，具有“人工智能”或“能進行高度智能的自我管理”之意，成為具有一定“智慧”的建筑物?！癐ntelligentization”用作建筑物時，偏向于建筑物經過各種設備的支持，具有了“可控制、可遙控”的功能。相比較而言，面對未來的智能建筑發展，Intelligence比Intelligentization更能體現智能建筑的本質。

四、南京工業大學建筑電氣與智能化專業的名稱

根據建筑電氣的定義、培養目標、相關專業的英文名稱以及傳統習慣等，認為“建筑電氣與智能化”的英文名稱，用“Building Electricity and Intelligence”為好。在南京工業大學最新的專業與課程英文名稱匯總中，即采用Building Electricity and Intelligence的名稱。當然，由于各高校對建筑電氣與智能化專業理解的側重點不同以及對專業內涵理解的不斷深入、專業本身與科學技術的發展，其英文名稱可能有所不同。希望通過討論，能盡早確定一種比較權威的統一名稱，以利于進一步擴大國際交流。

參考文獻：

[1]教育部建筑電氣與智能化專業指導委員會.建筑電氣與智能化專業規范[Z].2010.

[2]本書編委會.建筑大辭典[M].北京：地震出版社，1992.

[3]中國土木建筑百科辭典（建筑）[M].北京：中國建筑工業出版社，1999.

[4]本書編委.中國土木建筑百科辭典（建筑設備工程）[M].北京：中國建筑工業出版社，1999.

[5]教育部.普通高等學校本科專業目錄（2012年）[Z].2012.

[6]教育部.普通高等學校本科專業設置管理規定[Z].2012.

第5篇

關鍵詞：智能化技術；自動控制；電氣工程

近年來，經濟建設和社會的進步，對電力行業提出了新的挑戰，反過來助推了電力行業的快速發展，同時帶動了與電力行業緊密相關的電氣工程的發展。早先的電氣工程自動化控制是通過接觸器和繼電器等低壓電氣實現的。隨著工業的發展，對電氣工程自動化控制技術的要求也越來越高，對其自動化水平和智能化水平提出了嚴峻的挑戰。為了適應工業科技發展對電氣工程自動化控制提出的新挑戰，將智能化技術與電氣工程自動化相結合，從而形成了創新性的綜合了智能化、自動化和電氣化的控制手段，在工業各領域取得了較好的效果，應用越來越廣泛，極大的推動了工業經濟的發展。

1智能化技術的概念

人工智能技術于20世紀50年代被提出，隨后得到了快速的發展，逐漸滲透到工業經濟的各個行業，取得了顯著地效果，極大的推動了工業經濟的發展和社會文明的進步。人工智能技術是一門交叉學科，它綜合性強，包含內容廣泛，結合了信息技術、控制技術、計算機技術、生物仿生技術、數理邏輯等學科，其目標是為了實現機器控制機器，使機器能像人類一樣進行思考并給出相應的反饋，實現相應的動作，完成特定的任務。隨著計算機技術的迅速發展，智能化技術用到了電氣控制中，作用越來越明顯，極大的推動了電氣控制技術的自動化水平和智能化發展。電氣工程主要是研究和電氣設備及工程相關的自動控制、系統運行、信息處理、電子電氣技術、產品研制開發等內容，電氣工程和智能技術的結合為電氣工程發展提供了強大的推動力。電氣工程的智能化技術是不僅可以解決電氣工程中的信號識別與處理，實現電氣工程的自動化控制，而且還能對電氣產品的研發和電氣系統的故障排除提供可靠的技術支持。隨著計算機技術和人工智能技術的不斷發展，智能技術在電氣工程自動化控制中的應用不斷深入。大量的事實表明，智能化技術在電氣工程的自動化控制過程中的效果比較顯著，極大的提升了電氣工程的自動化水平，降低了工程的投入成本，實現了對人力資源的合理配置，提高了電氣系統的運行效率和經濟效益。

2智能化技術的特點

智能化技術應用于電氣自動化控制過程中，采用智能化控制器，相對于傳統的自動控制器而言，智能化控制器有如下優點：

2.1提高控制系統的精度

電氣控制系統復雜程度的提高，對傳統的控制器的工作性能提出了嚴峻的挑戰。由于傳統控制器在使用前需要設計被控對象模型，當被控對象比較復雜或者被控對象存在很多不確定的如非線性參數變化等因素時，要精確的建立被控對象的動態方程是很困難的，因此控制器在設計實際控制對象模型時，會采取近似模型，往往產生誤差，導致控制精度降低，影響電氣系統運行的穩定性。因此，采用的傳統的控制器，無法保證復雜系統的控制精度，在一定能夠程度上降低了自動化控制的工作效率。與傳統的控制器相比，智能化控制器有著明顯的優勢，這是由于智能化控制器采用實時控制算法，設計時不需要建立被控對象的模型，從源頭上避免了不可控因素的出現，使自動化控制器的精度得到了提升，保證了控制系統的精度。

2.2提高控制系統的實時性

在電氣控制系統的調節上，傳統的做法是控制人員根據控制系統的要求和控制參數的變化，依靠相關人員的經驗，對已有的自動化控制器進行人工調節。這就要求操作人員不僅具有敏銳的觀察能力，還要有豐富的專業知識和控制經驗，控制系統運行的穩定性取決于操作人員的調節。為了提高系統控制的實時性和準確性，可以采用智能化控制技術。智能化控制技術具有實時邏輯判斷能力，能根據輸入條件通過計算給出輸出，控制設備進行相應的動作。基于此特性，可以對電氣控制系統進行實時調節，從而使電氣系統的工作性能得到有效地保障，使自動化控制系統能安全穩定運行。由此可見，采用智能化控制技術要比傳統的自動化控制器具有優勢，對電氣工程自動化的實際應用具有積極意義。由于智能化技術采用計算機來進行邏輯判斷，因此，在對電氣設備進行自動化控制的過程中，計算機只依靠輸入數據就可以進行計算，然后給出相應的處理措施。在這個過程中不需要有專業的技術人員在場，極大的節省了勞力，降低了成本，而且，隨著通信技術的發展，可以實現遠距離的實時調節控制，極大的提升了電氣控制系統的完整性和實時性，保證可運行的穩定性。因此，智能化技術極大地推動了電氣工程自動控制的發展。

2.3提高控制系統的穩定性

隨著工業技術的發展，現代電氣控制技術的復雜程度越來越高，各種因素的變化都會對控制系統產生影響，同時，系統所控制的電氣設備的精度要求也越來越高。這就要求電氣系統在運行過程中要保證實時的穩定性，避免由于控制系統的波動所帶來的影響。因此要求控制系統要有一定的穩定運行能力。傳統的自動控制器的穩定一致性相對較差，而智能控制器則具有較好的一致性，在處理變化輸入的數據時，智能化控制器可以通過計算方法的變化從而保證輸出的穩定，實現自動化控制的穩定性要求。智能化控制器的算法是實現控制穩定性的核心，對于不同的控制系統和控制對象，要采用不同控制算法，已實現不同的控制效果。智能化控制器在運行中，采集輸入數據，根據控制要求選擇控制算法，達到預計的效果，保證了控制系統的穩定性，也保證電氣設備的安全運行。

3智能化技術在電氣自動化控制中的應用

隨著人工智能技術的不斷發展，研究人員展開了針對人工智能在電氣工程自動化控制方面的研究。智能化技術為電氣工程自動化控制提供了強有力的手段，目前在電氣工程中的應用主要在以下方面：①控制過程中電氣故障診斷的智能化；②電氣產品設計的智能化；③電氣控制手段的智能化。

3.1電氣故障診斷的智能化

隨著工業技術的發展，設備和線路的控制手段逐漸復雜，對控制系統的可靠性提出了更高的要求。隨著控制系統的運行，電系統發生故障不可避免，為了降低故障發生帶來的影響降至最低，需要在故障發生時及時進行處理與排除。傳統的操作方式是通過人工的方式進行故障排除，但是人工故障排除非常考驗操作工人的經驗和水平，而且隨著系統復雜程度的增加，人工排故障的效率和準確性會大大降低，影響系統的正常運行，影響經濟發展。而通過采用智能化故障排除技術，可以快速的找到故障發生的位置，并采取相應的手段進行處理，極大的提升故障排除的效率，提高故障排除的準確性，降低勞動人員的勞動強度，提高自動控制系統的經濟效益。因此，在電氣控制系統自動化故障排除中，智能化技術是具有大力發展空間的。目前，對電氣控制系統的故障排除已經從發生故障排除的階段逐漸轉向了故障發生之前的預判排除階段，這就要求對控制系統的各項指標都有一個準確的了解。在故障發生之前，與之相關的某些參數會發生相應的變化，這就要求控制系統具有自主識別，自主判斷的能力，即智能化故障預判的能力。由此，可以消除故障發生的隱患，可以在故障發生之前就實現排除，提高系統穩定性，保障了電氣系統的安全運行，極大提高了經濟效益。

3.2電氣產品設計的智能化

在傳統的電氣工程產品設計時，采用的是串行的設計流程，產品從設計到制造到試用，需要經歷一個完整的流程，才能給出反饋意見，然后再對設計進行修改，再制造與試用，經過反復的改良與試驗，才能最終形成一個理想的產品。在設計與制造過程中，由于各種影響因素的存在，有些問題未被考慮進去，就會導致后續的工作無法繼續，影響產品的開發進度，浪費大量的人力物力，導致產品開發效率低下。因此，傳統的電氣工程產品設計需要設計人員有豐富的經驗，具備較高的專業知識和準確的運用專業知識解決問題的能力。為了解決產品設計過程中的這些問題，采用智能化技術在實現電氣工程產品的設計與制造，將傳統的串行設計改成并行設計流程，利用設計軟件所自帶的專家系統通過各種虛擬的情況來判斷設計的合理性，從而給出修改意見，而不用進行多次實物測試，只需要最后一遍實物測試就可以了。這就完全改變了過去的工作模式，大大提高了產品開發效率，對于復雜的電氣工程設計而言，采用智能化的大數據云處理手段，可以保證電氣工程設計過程中數據的精準性，可以更快更好的解決復雜的電氣工程自動化系統設計難題，極大的提高降級效益。

3.3電氣控制方式的智能化

現階段的電氣控制系統相對復雜，整個系統包含了大量的控制環節。為了保證系統的合理可靠運行，需要對每一個控制環節進行監控，因此，控制方式的設計也是電氣工程自動化控制系統應用中需要關注的問題。采用智能化技術對控制系統進行控制是現階段智能化技術在電氣工程中應用的主要方面。在對電氣系統進行控制時，智能化技術通過采用現代控制技術，例如專家系統、模糊控制和神經網絡等手段來實現。在智能化控制系統中，系統通過學習，對發生的問題或產生的各種情況進行實時的邏輯判斷，并給出處理方案。目前，隨著計算機和人工智能技術的迅速發展，智能化控制技術在電氣控制系統中已經逐漸得到了應用，憑借其出色的性能和有效的控制錯略，極大的提高系統控制的穩定性，保證的電氣系統的自動化安全運行。

4結束語

智能技術是當前計算機和自動控制領域發展最為迅速的技術之一，已經在工業各行業得到了廣泛的應用。將智能化技術應用于電氣工程自動化控制過程中，不僅可以加強電氣設備自動控制的能力，而且電氣系統的穩定安全運行奠定了堅實的基礎，同時也解放了大量的勞力，降低了人力成本和生產成本，有利于企業生產效率的提高。智能化控制技術的有效運用可以將企業生產過程中的體力勞動轉變為腦力勞動，提高企業的市場競爭力。因此，智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用對于經濟的發展和行業的進步具有重要的推動作用。

參考文獻：

[1]桑義瑩.電氣工程自動化的智能化技術應用分析[J].南方農機,2017,(1):127+132.

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[3]莫家寧.智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用探討[J].機電信息,2013,(6):23-25.

[4]劉次福.初探智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用[J].通訊世界,2013,(11):118-119.

第6篇

關鍵詞:電氣自動化；樓宇應用；自控系統

中圖分類號：F407.6 文獻標識碼： A

引言:樓宇自動化能夠實現建筑物(群)內的各種機電設備的自動控制，包括供暖、通風、空氣調節、供電配電、照明、排水等。它通過信息網絡組成分散控制、幾種監視與管理的監控管理一體化系統，實時監測、顯示設備運行參數，控制設備運行狀態，并根據外界環境因素和負載變化情況自動調節各種設備，使其始終運行于最佳狀態，同時自動實現對電力、供暖、供水、等能源的調節與管理，為建筑的使用者提供一個安全舒適、高效節能的工作環境。電氣自動化系統正因我國及世界電子技術的快速發展而在樓宇自控系統中占有重要的地位。

一、電氣接地

在電氣自動化應用中，電氣接地占有極其重要的地位，接地系統關系整個供配電的穩定性與可靠性，是保障系統安全的基礎。隨著樓宇智能化的發展，電氣自動化給樓宇接地系統帶來了新的改變，增加了新的內容。

1.TN-S系統

TN-S是一個三相四線加PE線——即三根火線、一根中性線和一根接地保護線——的接地系統。通常建筑物內設有獨立變配電所時進線采用該系統。TN-S系統的特點是，中性線N與保護接地線PE除在變壓器中性點共同接地外，兩線不再有任何的電氣連接。中性線N是帶電的，而PE線不帶電。該接地系統完全具備安全可靠的基準電位。如果計算機等電子設備沒有特殊的要求時，一般都采用這種接地系統。

2.TN-C系統

TN-C是三相四線制的電氣接地系統，通過三根火線和一根保護中性線接地，其中的PNE線同時起著PE線和N線的作用，節省了一根導線，使中性線與保護接地線合二為一，多用于較早的低壓配電系統。但是，為了避免智能化樓宇系統受到電磁波磁場的干擾，應該在精密的電子設備中設防靜電系統，在電流交換系統中做好接地。

3.TN-C-S系統

該系統由TN-C系統和TN-S系統兩部分共同組成。其中TN-C系統用于進戶之前TN-S系統用于進戶之后，二者的分界面處于中性線與保護接地線相連處。由于使用TN-C-S系統雖然能夠降低設備對地電壓，但卻不能徹底消除，對地電壓的大小仍然受到負載平衡等因素的影響，因此需要在進戶處不知重復接地，并控制負載平衡情況。組合使用TN-C和TN-S系統不僅提高了設備和人員的安全性，還節省了建設成本，做到了安全性、穩定性和經濟性的三者兼顧。

二、電氣保護

樓宇智能化中的電氣保護主要包括直流工作、交分流工作、防雷保護接地、安全保護、屏蔽與防靜電五方面內容。

2.1直流工作

直流工作接地應用了橫截面積較大的銅芯絕緣電子自動化設備，電子設備通過一端直流接地，另一端直接與基準電位連接。在智能化樓宇系統中，有很多高科技智能化電子設備，如計算機通訊設備、自動化設備等，都是通過互聯網進行工作，這些電子設備需要進行帶電子的輸入、傳輸、輸出信息或放大信號等操作，所以要依靠直流工作的準確供電來保持電流的穩定性和準確性。特別注意的是直流工作不能與保護線和中性線相接地。

2.2交流工作

交流工作接地主要是將電氣自動化系統中的特殊設備與大地直接相連接，變壓器中的中性線接地，并且必須為銅芯絕緣線，中性點接地能夠確保高壓系統繼電保護更加精準可靠，保證三相電壓平衡，避免了電壓的不穩定偏移。

2.3防雷保護接地

防雷保護接地是指對智能化樓宇中的電子設備、線路等做防雷保護接地，并以此為基礎來建立結案米的防雷結構。在智能化樓宇系統中防雷設備一般設置在建筑物的頂端，內部設有受雷裝置，引下線和接地線三個裝置。樓宇內的大量電子通信設備還有監控辦公室的自動化系統接地都很容易受到雷擊的干擾，一旦遇到雷擊，信息系統的運行就會中止，甚至會導致整個電子系統的損壞。所以在智能化樓宇中設置防雷接地系統是很有必要的，而且應按一級建筑物的防雷措施進行設計，將自然導體的防雷接地的引下線與整個樓宇中的各樓層鋼筋與大地相連接，樓內屋面金屬構件和外墻所有的金屬構件都應該與防雷系統連接，這樣可以有效的防止雷擊對室內設施的影響。

2.4安全保護接地

安全保護接地是指對電氣設備中沒有帶電的各個金屬部分使用金屬連接的方式與接地體作良好的連接。使用安全保護接地，盡量降低接地電阻，不僅可以保障電氣系統穩定安全的運行，還能保障設備和人員的安全。

2.5屏蔽與防靜電接地

屏蔽與防靜電接地分別指用保護接地線連接設備外殼、屏蔽管路兩端及室內的多個部位，用導靜電體連接帶靜電或可能產生靜電的物體與大地，以避免設備、導線、室內受到電磁干擾，達到消除靜電的效果。

三、樓宇智能化電氣保護

3.1直流工作與交流工作

直流工作接地應用了橫截面積較大的銅芯絕緣電子自動化設備，電子設備通過一端直流接地，另一端直接與基準電位連接。在智能化樓宇系統中，有很多高科技智能化電子設備，比如說計算機通訊設備，都是通過互聯網進行工作，這些電子設備需要進行帶電子的輸入傳出信息的控制，所以要通過直流工作的準確供電來保持電流的穩定性和準確性。特別注意的是直流工作不能與保護線和中性線相接地。交流工作接地主要是將電氣自動化系統中的特殊設備與大地直接相連接，變壓器中的中性線必須為銅芯絕緣線并且接地，中性點接地能夠確保三相電壓變得平衡避免電壓的不穩定偏移使得繼電保護更加精準可靠。 [本文轉自：]

3.2防雷保護接地

以防雷為目的的接地就是防雷接地，在智能化樓宇系統中防雷設備一般設置在建筑物的頂端，內部設有受雷裝置，引下線和接地線三個裝置，樓宇內的大量電子通信設備還有監控辦公自動化系統接地都會受到雷擊的干擾，一旦遇到雷擊，信息系統的運行就會中止甚至會導致整個電子系統的損壞，所以設置防雷接地系統是很有必要的，應按一級建筑物的防雷措施進行設計，自然導體的防雷接地的引下線利用整個樓宇中的各樓層鋼筋與大地相連接，樓內屋面金屬構件和外墻所有的金屬構件都應該與防雷系統連接，這樣可以有效的防止雷擊對室內設施的影響。

四、結語

電氣自動化自20世紀50年代在我國出現并發展至今,仍舊具有改善勞動條件和提高工作的可靠性巨大作用。目前我國正處于全面實現高科技化、工業化以及信息化的嶄新時代,而電氣自動化將會給我們帶來社會發展的穩定與進步和現代化生產效率的極大提高。因此，積極探討與不斷深入研究當前國家工業電氣自動化的進一步發展和戰略目標的長遠規劃有著十分深遠的現實意義。我們要適應時代的進步，伴隨著信息化的發展，電氣自動化要不斷總結經驗和教訓，吸收高新技術的營養，開創電氣自動化在樓宇應用中發展的新局面。

參考文獻：

[1] 毛臣?。姎庾詣踊瘜I拓展一樓宇智能化方向[J]．新課程研究(職業教育)，(2007)，16．

第7篇

隨著計算機科學技術的飛速發展，應運而生的智能化技術在社會各個領域都有著廣泛應用。因為其智能化水平極高，控制的效果能夠達到一般電氣自動控制的需要，在電氣自動控制工程中的控制效果和控制方式都比傳統的電氣控制具有更好的效果，因此在電氣自動控制工程中廣泛地利用智能化技術，可以大大提升生產效率和控制效率。該文分析了電氣自動控制工程中智能化技術的應用分析，并提出一些相關意見以供參考。

關鍵詞：

智能化技術；電氣工程；應用分析

隨著經濟的發展和社會的進步，電力已經成為了人們生產生活中必不可少的一部分。作為電網運行的必不可少的設備，電氣自動控制設備的更新和日常維護更顯重要，研究智能化控制電設備，對在電子自動化控制中存在的問題需要進行及時解決，例如在系統設計和邏輯推理機器語言轉換這些方面上需要進行進一步的智能化優化設計，提升對故障和問題的有效防御和解決，才能在電氣自動控制中提升其控制效率。

1電氣工程與智能化設備的相關原理

1.1電氣自動控制工程智能化的理念

當今社會電力技術的重要性不言而喻，智能化技術在今后的社會發展和電力設施更新中是一個新的增長點，為實現電網的信息化、自動化、互動化、數字化、智能化，電氣自動控制工程要能適應當今快節奏發展的社會腳步。智能化電氣工程自動控制的工作目標和存在意義是為了更好地保障生產的健康運行，保障對企業的基礎供電，為生產提供電力保障。其中，智能化的電氣工程自動化控制設施是實現對設備壽命的實時監測和預測，并對其生命周期內進行管理的設備。

1.2電氣自動控制的目標

電氣工程智能化的輸變電是指在電力設備正常運行中，可以對自身狀態進行自我評估、對故障進行自我診斷，且可以全面及時地獲取運行信息及電力設備運行的功能狀態。對設備運行的可靠性有質的提高，是實現智能化的基礎，在此基礎上，加強電網網絡化，利用先進的網絡技術和專業的系統為智能化自動化控制設備保駕護航，輔助其進行狀態的評估和故障的監督，及時發現，及時處理，保證企業生產的健康運行，提升對故障和問題的有效防御和解決，這是電氣自動化控制工程的工作目標。

1.3電氣工程智能化控制的優勢

相對于之前的電氣控制設備，智能化的電氣自動控制設備具有信息化、智能化、節能環保等優勢。對于老一代的電氣控制設備，它能更好地檢測電網設備工作情況，并及時反饋，先進信息技術的使用有利于電網管理人員對電力設備的控制，更提升了電力設備的網絡化管理。同時，智能化的自動控制設備大幅提升了電氣控制設備的使用壽命和利用率，節省了基礎設備建設的費用，在工作中可以減少人員對于故障排查的工作量，節省了相關人員費用，同時也較之前的設備更為環保耐用，實現了節能環保的目標，體現了智能化的優勢。

2智能化技術在電氣自動化應用中的優勢

2.1減少人力勞動的投入

傳統的電氣控制操作是一個非常耗費人力的操作，在實際的工作環境中常常需要同時觀察和操作許多儀器和線路，進行判斷和數據分析，因此往往需要多個操作人員同時進行操作。而利用了智能化技術后，電氣自動化控制就能夠更好地實現，利用先進的計算機技術和互聯網技術減少了大量的人力投入，不管是在人力方面，還是對于設備操作難度上，都有很大降低，對于加速生產和節約人力資源成本具有關鍵作用，可以從根本上提升企業經濟效益。

2.2限制人為誤差

傳統的電氣系統控制方法難免會因為極小的誤差產生巨大的事故或者故障，從而造成企業生產電力系統的故障，給企業的生產和經濟效益帶來巨大損失。而使用了智能化的電氣自動化控制的電氣系統，可以利用計算機精確的計算功能檢測和觀察電力系統運行中出現的各個數據和誤差，進行自動地調節和更正。這一過程可以不用人為參與，因此在運行過程中沒有人為因素的存在，可以大大地限制人為誤差的產生，具有極高的精確度和自我反饋調節能力。

2.3設計無需建設控制對象

由于電氣控制設備是精密儀器，其本身的結構和功能構成都需要進行嚴密地設計和考慮，這個過程通常非常復雜。而使用了智能化的電氣自動化控制設備后，在運行過程中可以對參數變化和非線性進行實際觀測，得到兩者精確的動態方程，根據方程計算出所需的數據，從而可以順利建立被控對象的數據設計模型，因此智能化的電氣自動控制可以在工作過程中利用檢測的數據自動進行控制對象的模型建立，節省了人力物力的投入。

2.4具有較好的一致性

智能化技術的電氣自動化可以利用一個事先設定好的程序進行電氣設備的控制和操作，使得產品具有很好的一致性。這個功能存在的基礎是利用了智能電氣自動控制的反饋功能，在實際操作中，可以針對電氣系統的變動和誤差進行及時調整和校對，對于信息的整合和擴展十分便捷，大大提升了電氣設備的運行智能化，又增強了電氣自動控制系統的穩定性，對于提升企業生產能力和發展具有重大意義和作用。

3智能化技術在電氣工程中的應用分析

3.1智能化技術應用于電氣優化設計中

電氣的優化設計可以從根本上提升電氣系統的工作能力。傳統電氣控制系統的設計需要長時間的經驗積累和豐富的電氣系統設計知識來支持，即便這兩個條件都具備，實際過程中有時候也很難設計出一個相對合理的電氣控制系統。而運用了智能化技術的電氣自動化系統設計，可以利用計算機進行精密部分的系統設計，使得系統開發的周期大大縮短，智能化電氣系統主要由中央處理電元即CPU為主要處理中樞，通過輸入電路輸入數據進行數據收集，通過CPU后將數據輸出就能完成一個數據控制過程，系統性能大大優化。電氣自動化控制系統的大致設計圖如圖1所示。

3.2智能化技術應用于電氣控制中

傳統的電氣控制系統的控制要求更高也更嚴格，同時需要投入的人力物力也較多，在控制的過程中需要許多操作人員進行實時的監控和數據的計算操作，因而難免產生一些人為的誤差。而智能化的電氣自動控制完全使用精密的計算機計算技術，將數據的檢測和計算納入計算機的智能監控之下，會根據各個環節的數據要求，利用編制好的程序進行實時的監督計算，實現電氣控制的完全自動化，相比傳統的電氣控制系統更加智能化和高效化，節省了大量的人力物力。

3.3智能化技術應用于電氣故障診斷之中

對于電氣系統的故障維修來說，最重要的就是對電氣系統的故障可以進行準確定位和排查，而智能化電氣自動控制系統是一項可以可靠地獲取當前設備工作狀態和工作信息的技術。它利用了新型制作工藝材料和計算機智能技術，利用多個傳感器，并利用光學和化學等多學科原理，對設備的運行狀況可靠地提取和檢測不利因素，監測工作實時狀態及數據，可以從系統中診斷出各個部分發生故障的準確位置，方便故障的排查和修復，有利于電氣自動控制系統的順暢工作。

3.4智能化技術應用于風險的預測之中

智能化電氣自動控制設備故障監測能力和自我排解能力之強是史無前例的，在綜合利用了多種技術之后，對于信息的搜集能力、匯總能力、分析能力、處理能力都得到大幅提升，使智能化電氣自動控制系統的防御力和自愈能力大大提升。不僅如此，對于故障的預測和監測能力也將大大提升，在植入可靠的分析處理方法后，對于經濟性的分析、設備維修策略等都做出了巨大貢獻，大大提升了企業的經濟效益，未來的發展前景良好。

3.5智能化技術對于電氣自動化控制系統信息的收集

智能化電氣自動控制系統利用了先進的網絡技術，使多元的信息融合程度加深，并提升了利用率。多種的物理量經由傳感器匯集至中樞處理系統，在建立電力系統正常運行標準的前提下，自動評估診斷系統運行狀況。只要植入智能化的系統分析方法，在信息融合和數據挖掘上，就可以實現自動化，這大大提升了智能化輸變電設備信息的利用率和有效率，可以在電氣自動控制設備中得到更好的利用，從而取得更大的效益。

4結語

電氣工程不僅在企業的生產控制中具有重要作用，更關系著我國社會和經濟的發展，因此提升電氣系統的高效性和安全性是勢在必行的一個研究方向。而智能化技術是人類人工智能技術的結晶，具有極高的自動化特征，能夠滿足電氣系統極高控制精確性的要求。在控制時可以節省大量的人力物力，還能夠對電氣系統的設計和優化提供一些策略上的服務，有助于提升企業整體的電力系統控制效率和經濟效益。

參考文獻：

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第8篇

要】隨著科技的發展進步，越來越多的高效，便捷的技術產品被人們所發明，并運用到了實際的生活當中。電梯行業中當今最熱門的要屬無機房電梯。但維修程序復雜，人工成本昂貴的缺點，給電梯廠商以及維護者帶來了不小的難題。而新型無機房電梯的智能故障診斷系統實現了解決這類難題的辦法。本文將對該種智能故障診斷系統原理以及操作方法進行深一步的論述。

【關鍵詞】無機房電梯；故障；診斷

在人們物質文化生活水平不斷提高的今天，各種各樣的新型產品逐漸走入人們的生活。對于居住要求，過去的簡單居住場所已被高檔、智能型建筑所代替。為滿足商業社會各種各樣的新需要，無機房式電梯已經被眾多房產開發商所喜愛，由于其具有綠色、環保、高效等特點，在使用中得到了大眾的一致認可。在新型電梯的使用過程中，為人們帶來了許多便利，但同時，由于其在產品設計方面仍然存在著噪音等方面的不足，并且內部構造復雜，在維修中帶來了維修難、成本高等多方面的不便。在這種情況下，一種利用現代傳感器檢測技術、通信技術、人工智能技術以及信息融合技術，研究開發了遠程智能檢測診斷系統于近期面世，并得到了電梯企業以及物業管理公司的一致認可，就此極大地解決了維修難的問題，并節省了許多維修所帶來的人工成本和運營成本。以下，將根據該種監測系統的工作原理以及使用情況分為兩部分進行講解。

一、MCU系統原理

MCU（Micro　Control　Unit）系統，又稱為微控制單元，其主件，是由CPU、RAM、ROM、定時計數器和多種I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片級的計算機。作為下位機，它可與10B54單片機兼容，并在此基礎上添加了存儲功能，系統內存數量較大，完全可滿足保存重要數據信息的需要。系統使用了德國WFD公司最新生產的部件，保證了數據采集的精準度。系統設置先進，成功地實現了與上位機進行了有機通信，在電梯的運轉中，產生大量的數據符號，通過該系統傳輸到上位機。上位機在收取數據信號后，系統直接命令下位機解釋成相應時序信號直接控制相應設備。下位機不時讀取設備狀態數據（一般模擬量），轉化成數字信號反饋給上位機，并對故障進行報警提示。

二、系統操作方法

系統在使用初始階段，應根據電梯運行狀態顯示出的數據類型分為兩類。一種是動態數據庫，另一種是靜態數據庫。使用動態數據為記錄實時監測的日常數據，并對系統針對日常數據進行分析、判斷。靜態數據用于儲存異常參考數據，對于異常數據，在系統中設置上下限值，一旦動態數據顯示數據超出正常范圍，系統便自動報警。因此，數據的初始設置至關重要。

系統中將儲存生產廠家、電梯型號、樓層分布、運行高度、電梯速度以及故障代碼等信息，通過上位計算機所顯示出來。根據監控的結果實時了解運行過程是否正常，一旦發生電梯的開啟、檢修、暫停、停電等問題，系統將通過檢測找出存在的故障，并將廠方提供的故障代碼翻譯成簡單易懂的外部傳遞信息。同時，將通過顯示器、電話報警、廣播報警等方式進行提示，及時將信息傳遞給無機房電梯管理者，以便最快發現問題，避免產生不必要的人員危險以及損失。系統還可以隨時添加一些新的故障代碼，以進一步提高其使用效力。

系統知識庫的建設旨在運用知識管理的最新理念，整合先進的信息化、數字化、網絡化技術，支持計算機構建一個全方位的知識管理、信息交流與共享。專業化的知識庫需要在資源全面、準確、權威、海量的基礎上，才能確保知識庫的信息準確性和有效性。知識庫的運用，使智能故障診斷系統填補了原有故障診斷系統信息反映不全面的空白。在實際工作中，應將知識庫按類型分為兩種。一種是無機房電梯領域中的公開知識，數據來源于網絡以及電梯制造方提供的普遍性問題。另一種則是記錄來自于實際操作中總結出的規律，將這些規律總結成為學習內容。通過不斷完善和修正知識庫的信息管理，可及時調整系統數據設置的不足與缺陷。

網絡知識庫的在建造中，并不能滿足我們要求的消息完整的要求。這是由網絡自動獲取診斷知識的實例本身所決定的，其最初根本達不到網絡所有領域的能力。因此，知識庫必須由大量新生實例來補充。通過網絡學習，實例發現研究總結出新的知識庫信息，以及請教經驗豐富的無機房電梯界專業人士等途徑發現新知識，并加以完善，才能在使用中獲得盡可能多的信息和服務。

隨著計算機技術的不斷發展，越來越多的通信手段被運用到各行各業，特別是在工業自動化系統中，已趨于普及化狀態。將智能系統與通信設備相聯系，已經成為智能化系統的一種運用趨勢。

第三代移動通信技術（3rd-generation，3G），是一種最新的被用于通信的承載平臺。特別是支持高速數據傳輸的蜂窩移動通訊技術。3G服務能夠同時傳送聲音及數據信息，速率一般在幾百kbps以上?！∠到y通過與通信系統的結合，達到了無線系統實時監控的目的，并可以做到即時指令的效果。從根本上，解決了從前無法集中監控的不足，提高了無線系統的運行質量，增強了無線的可靠性和可控性。在每一部無機房電梯上安置的MCU系統上，置入一枚3G數據移動通信卡，當每一部安裝MCU系統的電梯運行時，數據便記錄在MCU系統上，并通過安裝的3G數據移動通信卡，將電梯運行數據信息通過數據網絡發送給作為監控機的上位計算機，通過編制軟件實現數據采集、選擇工作模式以及數據監控的功能。操作員可以通過INTERNET網絡對電梯運行情況進行監控。

三、結束語

由于無機房電梯具有占地面積小，綠色環保、節能等方面特點，得到了眾多房產開發商的青睞，但在使用中其特有的設計缺陷，造成了維修難、費用高等較多問題。通過網絡以及計算系統等綜合運用而設計出的智能故障診斷系統達到了高效、快捷、省時、省力的效果，解決了電梯管理者的維修難題。實際工作中，新型的無機房電梯仍會有若干故障無法解決，這就要求，我們在工作中要不斷的加強專業知識的學習和實踐，更好的發展智能化技術，進一步提升電梯的智能故障診斷系統的使用功能，為使我們達到電梯工業強國貢獻自己的力量。

參考文獻

[1]章彧，朱杰斌.帶信號調理的16位A／D轉換器AD7715的原理及應用[J]．自動化與儀器儀表，2009（2）：27—30

第9篇

Abstract： The establishment of highway engineering cost estimate model which based on Estimate of distribution network provides technological conditions for fast and efficient cost estimate.At the same time， this study is also a meaningful attempt of construction cost estimate in practical application.

關鍵詞： 估價模型；神經網絡；分布估計算法

Key words： Estimate Model；Neural Network；Estimation of Distribution Algorithm

中圖分類號：TU71 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）08-0105-02

0 引言

公路工程估價的合理性直接影響著公路工程建設項目投資決策的正確性，它是公路工程建設項目可行性研究的重要環節，也是建設項目標底編制的控制標準。如何快速、合理地估算工程造價是關系到公路工程建設項目投資決策的重要課題，對建設項目成本管理具有重要意義。

本文擬在公路工程建設項目中建立基于分布估計神經網絡算法的造價估算模型。首先對涉及公路工程造價的各個主要特征進行定量化描述，然后結合所建立的分布估計神經網絡算法模型，運用相關專業軟件快速估算公路工程造價。公路工程造價分布估計神經網絡算法通過模擬智能決策，快速、合理估算出公路工程造價，有助于項目決策者做出相對準確的投資決策。

1 相關研究

國內外對工程造價估算智能化的研究，大致可以分為三類：

1.1 利用計算機模擬技術建立模型 通過分析、模擬實際施工過程，對各分項工程先給出可能造價的先驗概率，可以由計算機產生一個隨機數，這個隨機數進入到下一個分項工程當中，然后結合這項工程的先驗概率再產生一個隨機數。這些隨機數代表每個分項工程的實際造價。以此類推，直到全部分項工程計算完畢，產生所有分項工程造價之和作為總的估算造價。這種模型優點是在樣本庫齊全的前提下估算更符合客觀實際，缺點是確定先驗概率需要大量的已建工程樣本資料，計算比較繁瑣[1]，而且各分項工程造價樣本值受工程所在地實際情況影響較大。

1.2 基于神經網絡技術的工程造價估算專家系統 人工神經網絡在工程估價中的應用可分為兩種：一種是基于Hopfield的工程應用；另一種是基于BP神經網絡的工程應用。Jason Portas等人將人工神經網絡應用于勞動生產力效率預測和成本預測中建立三層BP結構模型，該模型的輸出不是精確的值而是模糊集[2]，可以較好的應用于工程前期造價估算。許寧[3]采用模糊神經網絡估算工程造價，采用模糊數學中的隸屬函數來反映工程特征間的差異性，再結合定性分析和定量分析將工程特征進行量化描述后，通過歸一化處理得到隸屬度。劉鵬[4]匯總整理了神經網絡的缺點和不足，提出利用遺傳神經網絡算法快速估算工程造價的設想。

1.3 利用模糊數學建模 這類模型運用模糊數學聚類分析技術和灰色系統理論，引用隸屬度和貼近度等概念建模。但這類造價估算模型也有尚待商榷之處，未能全面考慮工程造價動態性的影響，估算精度可信度較低，需要搜集大量已建工程樣本作為基礎數據，具有較強的主觀性且估價速度并不理想。

國內工程造價估算多采用擴大指標估算法和概算指標估算法。所采用的估算指標是由本行業和地方統一制定，并沒有考慮建設工程質量、實際管理水平等問題，逐漸難以適應市場經濟體制的發展。國內造價軟件做得較好的有：廣聯達三山軟件、上海神機妙算、上海魯班算量、同望公路等，現有軟件基本都分屬于工程項目管理類或預決算類，但是真正將兩者有機結合并向前后延伸，有助于實現工程造價全生命周期管理的造價軟件明顯不足。

遺傳、模糊、神經網絡技術在工程造價估算中的應用相當廣泛，目前遺傳算法的主要不足在于：收斂速度較慢且解的精度不高。有關研究人員提出了一種方法就是分布估計算法（Estimation of Distribution Algorithms， EDAs）[5]。分布估計算法與GA的最大區別在于它們產生后代的方式不同，分布估計算法不使用GA的重組操作，而是對解集進行分析，從解集中選擇部分好的解集提取信息，利用這些信息建立適當的概率分布，再從概率分布中進行抽樣得到下一代。這種方法避免了GA中建筑塊的破壞。本文的研究動機就是在公路工程估價中引入分布估計算法的同時結合神經網絡來解決工程造價估算的問題。

2 用于公路工程造價估算的分布估計神經網絡算法

分布估計算法有多種實現方式，這些算法的區別主要在于所采用的概率模型和采樣方法；共同點是產生下一代的方式，它們都從解集中選擇好的解集，并從中提取信息，利用這些信息建立合適的概率分布，再從概率分布中抽樣得到下一代。本文采用UMDA（Univariate marginal distribution algorithm）算法與神經網絡BP算法相結合[6]，具體算法如下：

算法3.1：分布估計神經網絡

輸入：訓練數據集，即擬建項目的特征因素的代表值；

輸出：BP神經網絡估算公路工程造價；

（1）隨機初始化種群

P（0）={g1，g2，…，gm}，gi={x1，x2，…，xn}， t=0；

（2）計算P（0）中個體的適應值；

（3）while（不滿足終止準則）do

{

①根據個體的適應值及選擇策略從P（t）中選擇M個優秀解；

②根據這M個個體更新概率向量：

p（x，t+1）=■p（x■，t+1）=■■

其中？啄■（X■=x■）={1，X■=x■；0，其他}

③根據新的概率向量隨機采樣，產生下一代種群P’（t）；

④計算P（t）中個體的適應值；

⑤t=t+1；

}

（4）將所得到的解分解為BP網絡所對應的權值和閾值；

（5）運行BP，輸出仿真值。

3 實驗結果比較

本文采用文獻[7]中的影響公路工程造價和工程量的9種主要特征作為估算模型的輸入，以每公里公路工程單方造價作為本估算模型的輸出。

當以案例中的前13個樣本進行訓練，用后4個樣本作為測試數據時，經過10次運算的神經網絡估算模型誤差情況如表1和表2，從表上數據可以看出遺傳BP網絡較分布估計BP網絡的單點之間的誤差大，且網絡震蕩現象頻發，而經過分布估計算法優化改進后的BP神經網絡的穩定性和容錯性能大幅提升；由以上對比可以看出，改進后的BP網絡在性能上優于一般BP網絡模型，能在降低計算結果的平均誤差的同時大幅提高計算精度。

4 結論

針對公路工程造價估算問題是工程中一個非常重要的問題，本文著重論述了如何進行公路工程造價估算，以便得到更為合理的公路工程造價，并研究了利用分布估計算法和神經網絡相結合來解決該問題，實驗結果表明，本文提出的算法在尋優性能上優于遺傳神經網絡算法。

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[13]李茂英，曾慶軍.基于神經網絡的公路工程造價推測模型[J].廣東交通職業技術學院學報，2002（01）.

第10篇

本文作者：SowmyaArArcot工作單位：

1引言

利用攝影測量和遙感為制圖和GIS獲取數據,傳統方法的特點是人工有效地從影像__匕提取高精度的三維數據,在距離_匕這些影像從空間平臺獲取的圖像到近景固定目標圖像。一般來說,這些生產程序是費時并且很昂貴。在目前的制圖和GIS預算基礎上,傳統的方法限制了能提取的地形信息的數量和分辨率。另外,山于數據獲取當局采用了不合理的數據更新周期,在很多情況下,數據趨向于過時。數據獲取系統總是技術驅動的,并且適應最新的方法和設備。將來,當數字系統成為現實時,這將毫無疑問會繼續.在提高自動化水平的基礎上,數字系統為提取制圖和GIS所需信息提供新方法。新方法中也包括計算機視覺中的邊緣裁剪技術,該技術利用了人工智能和機器學習等領域知識。兇此,攝影測量與遙感和計算機視覺與人工智能等領域的研究人員觸合他們各自的技能來解決這個應用領域的一些具體的問題。在攝影測量與遙感領域自動提取地面地形信息需要過程的簡潔表達和壓縮影像范圍的知識。這是一個很重要的工作,因為影像中儲存著極其復雜的信息。攝影測量中獲得的地表地形的影像的比例尺可從l:3000到l:90000,而遙感獲得的影像的像素分辨率可從!米到30米不等。地形的影像特征的結構很復雜.它是由很多不同的亮度組合而成的,這些亮度可以表達例如,核物、地表、水文等這樣的自然特征:也可以表達例如,房屋、道路等人工建筑,還能表達像陰影或亮度所造成影明的人造物體。另外,遙感影像中,一些特征之間的關系比一般照片上的特征之間的關系復雜。這些特征意味著航天和衛星影像的信息提取是很大的挑戰。信息提取的研究首先得考慮數據的語義方面的問題?？墒?提取的信息的幾何性質也必須被考慮,以至于可以確?？臻g數據的相關規范性。計算機視覺是一門自動和集成廣泛可用于可視處理和表達方法的科學,通過建立清晰、有意義的影像上的對象描述,應用方法和技術很廣泛,其中包括數字影像處理,模式識別,幾何建模,理解和認知處理.計算機視覺本身主要涉及影像解譯和圖像識別問題,并且試圖通過目標和場景識別來解決這些問題。在這個過程中,使用從影像中提取屬性和關系的技術、形狀表達和描述技術,最后,利用提取和描述的特征進行基于模型的識別。由于影像獲取的方法,在從數字遙感影像提取信息的過程中計算機視覺方法的應用是很復雜的,因而,當使用針對普通照片影像的提取方法時,要仔細考慮遙感影像的數據特征。在計算機視覺應用中很難處理的特征,在航空和衛星影像同樣也是很難處理。普通的影響因素包括獲取影像過程中的噪音,陰影的影響,由于照相機的角度和定位引起的幾何變形的影響和光照的影響,由于封閉和部分目標等問題所引起的影響.解譯航空(衛星)影像和其他的圖像時采用的方法是不同的.三維物體幾何形狀是航空影像判讀過程中的最基本的元素,這并不是因為要提取高程的原因,而且是因為在判讀中三維對象可提供更多的信息。是三維還是二維信息更有利于特征的描述,這樣的問題便被提出來了。在計算機科學領域里,對大多數研究而言,二維圖像數據一般認為是足夠的,盡管有研究小組正從事立體視覺和深度信息提取方面的研究。盡管有些例外,但大多數形狀和位置描述決定了計算機視覺中的對象模型,對于中、低分辨率的航空影像,使用纂于形狀的識別是令人質疑的。然而,上下文信息對遙感影像的解譯有很大的作用。比如,橋作為穿過河流的道路的一部分可能很容易被識別。航空影像中的目標很密集,并有很多的組成部分,這一現象己被認識到了。這與計算機視覺最近的發展趨勢是一致,計算機視覺識別圖像上的目標,首先是分離不同目標的組成部分和它們之間的關系。這篇文章將回顧一些在計算機視覺中己使用的知識描述和建模的方法,并給出他們在研究遙感影像理解方面的例子。方法很多,要討論這個領域中所有正在被研究者所使用的方法是不可能的。其他方法的討論可能會涉及其他的領域,如Crevicr和LePage基于知識的影像理解的方法.Hancock和Kittler方法是兩種松弛技術,sriniva犯n是人工智能技術在遙感方面的探索等。第二部分將介紹機器視覺領域中的知識的定義、知識表達的方法、控制問題、特征建模方法。第三部分介紹特征表達和特征識別的過程。第四部分介紹知識表達方法在航空測量和遙感中的應用實例.

2知識、表達和模型

2.1知識的定義•MerriamWebsterDictionary把知識定義為己知的事實和條件,知識是通過經驗和聯想獲得,它的范圍包括人所獲得的信息和理解,是己知的總和。表達是描述的行為,狀態和行為的描述.表達成與本質相應的具有特殊特征或品質的符號、副本或圖像。模型是事物的仿真表達,是仿真的實例。在計算機視覺和人工智能中,這些術語的應用不是很嚴格.與它們的字典中的意思和技術定義相適應,很難確切定義。計算機視覺必須獲取影像中場景的有用的描述,最初的描述就是圖像強度值的陣列。在低層視覺階段,進行圖像的初步處理。中級階段應用獨立的鄰域處理方法提取圖像的特征和標識不同的部分。高級階段歸納更多圖像特征表達,在這個階段進行初步識別.為了處理光線和視角的變化、形狀和陰影的影響、圖像處理如,相機角度和位置的變化和低層處理中的嗓聲問題,我們需要現實世界有關圖像獲取和應用等方面的知識,這些知識是較高層的豐富的表達,這在計算機視覺中稱為模型。這些模型解釋、描述或抽象了圖像信息。圖像和模型之間的橋梁就是一定范圍的表達,它聯結著輸入圖像和輸出解釋。(l)生成圖像,圖像是輸入數據的圖像和模擬表達例如:二值圖像和側面影像。(2)分割圖像,分割后的圖像由與實際目標相應的一些像素組成,例如:分割算法的輸出。(3)關系模型,它是經過編碼后的知識,用于高層推理和解譯.每種表達方法有它的應用范圍的局限性。所以,在圖像解譯中,所有四種類型的表達方法都是重要的。我們應該重點放在第四種上,即關系模型,它包含了用于圖像理解目的的知識表達和模型。2.2知識表達知識表達的目的是用計算機易于處理的形式表達知識。一個好的計算機表達語言應該易于表達、簡潔、意義明了的、獨立的。FOL(FirstOrderLoglc)語言是人工智能中表達方案的基礎.FOL有規范的語法和語義,在這種語言里,一個句子的解譯也就是上面談及的。FOL的推斷過程允許從舊語句中推斷出新語句。這種規范的推斷過程可以用于自動的從已知的事實中獲取正確的結論.邏輯編程語言和產品系統二者都以FOL為基礎.像Prolog這樣的邏輯編程語言允許用FOL的嚴格模式描述知識,也能完成推斷過程,可以從通用的知識里提取新的信息。邏輯編程語言通常使用“后向鏈”控制,用后向的邏輯推理法:為證明一些事物,他們發現數據庫中的邏輯關系有助于結論的形成。因此,當一個目標確定后,“后向鏈”是推理中的最佳方式。產品系統由現存的事物的知識庫、一組規則或“產品”組成,這些都是用邏輯關系表達的。下面是一個產品系統的例子。如果一個區域是一個長型的、性質相同的目標,那么他屬于道路。產品系統以匹配,選擇,產生結果這種方式永不停息地循環,應用數據庫的知識,產生新的信息。在匹配階段,系統尋找所有已有的、滿足當前數據的法則。在選擇階段,系統運用第一階段的匹配原則,選擇一個規則來執行。選擇的規則在結果產生階段被執行,在這個階段可能會牽涉知識庫里知識的增加或側除,和數據的輸入、輸出。在人工智能和航空側里與遙感領域,框架和語義網絡是最近最流行的值時表達結構。它應用隱喻,把對象表達為曲線圖中的節點,這些節點用分類的結構組織,節點之間的關系表述為二進制的關系.在框架系統中,二進制的關系被認為是其他框架填充過來的空槽;在語義網絡中,它們之間的關系被認作是節點中的有向線。這兩個系統的意義和所要完成的任務是相同的.描述邏輯系統是從語義網絡發展而來的,最基本的思想是利用目標和類別的復雜定義和它們之間來進行表達和推理。描述邏輯語言提供三種推理支持:(l)概念描述的分類,在特殊的層次中概念的自動整理。(2)對獨立目標根據它們的屬性分類。(3)知識庫所有知識一致性維護。對于這些邏輯所支持的語言幾乎無法表達,并且很難詳細闡述復雜的制約條件.這些語言的優點是他們有依據推理服務的正式的語義和簡單的邏輯操作.簡言之,像Prolog這樣的邏輯編程語言有一個執行模型,這種執行模型很簡單,以至于一個程序設計員就可處理。近來,Pr。109編譯器被推薦作為小型人工智能項目一c產品系統的首選開發工具,該產品系統是一個流行的人工建模推理系統;與Prolog不同的是,產品系統不是基于查詢的,而是開放的、不間斷的系統,它處于連續的操作中。語義系統提供一個比基于文本式的形式主義更容易理解的圖形界面。它可以像FOL一樣富有表現力,盡管大多數并不是這樣,因為這種系統強加嚴厲的拘束于可以表達的對象之上.他的優點其中包括能表模塊方法中的層次關系,并且相對比較簡單。描述邏輯把清楚的語義與簡單的邏輯操結合起來.所以,當所有的方案都依據FOL語言,就有這種或那種方法的折衷.2.3控制問題不管選擇什么樣的影像表達,影像數據的處理和影像數據的表達處理可以稱為影像數據驅動,稱為從下而上的控制,或可稱為內部模型控制,叫做從上而下的控制。自下而上的數據驅動包括從影像處理、分割到描述,每一階段為下階段準備數據。如果鄰域影像處理方法成本底,而且輸入的數據是準確、可信的話,從下而上的控制是有用的.馬爾(Marr)和Ullman致力于自下而上的方法研究.這種自下而上的方法是基于人類視覺數據不變的自下而上的處理基礎上的。Marr認為這個系統導致一個中間描述叫做21/2維的結構,包括地表定位、參考視場中的距離和方位。另外,Ullman假設高水平的處理叫做可視化程序,它檢測中間表達中的感興趣特征。自上而下的模型驅動控制是被知識庫里產生的可能性和先決條件驅動的。因而,模型驅動控制嘗試用一種目標指向的行為去執行內部的模型證明.一個普通的自上而下的控制方法是假設和證明。這個一般可以控制低層次的操作.好像支持的人類可視化某些方面的關系并不是自上而下,這個發現促進了模型驅動方法的發展。降低低水平處理過程的設想亦如此。在實際操作中,計算機視覺系統趨向于混合使用自上而下和自下而上兩中控制方法,系統的重點在方法效率和實用上.并行和串行計算可能在所有的設計中都用上了。自上而下和自下而上這兩種控制隱含了一種層次處理關系.在層次控制中,控制程序看作是合作收集和競爭專家,在任何時候,“專家”幫助大多數選擇。黑板結構是這種方法的一個例子,在黑板結構中模塊化的知識源之間通過一個公共的黑板(存儲器)進行通訊,它們可以通過這個公共的黑板進行輸入和輸出。2.4建模問題在計算機視覺中的基于模型的方法中,在一類圖象中可按優先次序定義了一些模型,并利用這些模型來進行目標識別。這些模型對現實世界和應用中的一些外部知識進行編碼二目標模型可能是外觀模型,形狀模型,物理模型等。在目標表達上,每一個模型應該適應一定的變化范圍,這些變化可能是由于視角的變化、光照的變化、柔韌目標的形狀變化等因素引起的.另外,影像獲取本身的多變性、每組對象中單個對象的多變性,也要考慮進去.感興趣的目標可能是二維的或三維的:這些目標可能是剛性的、有鏈接的或有韌性的。圖像可能是距離圖像或是強度圖像.識別就是確定圖像上不同的特征和在匹配階段對比模型特征。模型(圖像)的關聯特征可以用前面己經討論過的方法中的一種來表達。在一幅沒有限制場景的強度圖像識別一個三維目標是很困難的,航片和衛星影像就屬于這類情況。深度信息的丟失、遮擋和混亂的細節信息產生了很多問題:另外,圖像的強度間接與目標的形狀相關.

3特征的自動提取

絕大多數影像解譯系統的目的是在影像中提取/識別目標.在基于模型的方法中,它通過首先提取目標屬性,然后再將他們與模型匹配。3.1特征屬性的描述在計算機可視中,目標的屬性、性質和可以從影像中提取的場景都叫做特征.這些屬性有時被分類為全局屬性和局部屬性。然而,在攝影測量與遙感領域,“特征”這個術語是指圖像上可識別的目標或者結構,如道路、建筑物,特征的分類依賴于具體應用:舉個例子,對航空影像來說,全局性的描述可以包括航影像覆蓋的地區例如:城區或郊區。避免過多的名字和定義,文章中的混淆就會減少。在這篇文章里,攝影測量中的術語“特征”即是影像中可識別的對象。若涉及對象的性質,我們就要用術語:“屬性”了。目標的全局屬性可以概括為目標完全可視化部分的信息,如面積、周長、長度等。理論上講,為了處理多分辨率和多變的圖像,這些全局性屬性應是縮放和平移不變的。特征不應該重疊,這樣可以避免混亂和遮擋:另外,目標每個不同視角需要獨立的模型,這樣可以處理多視角圖像。例如,在攝影測量中,局部屬性可能是聯結和分割的邊緣,這些可以看作特征的獨立屬性。然而,在計算機可視化中,局部屬性大多數時候被看作屬性之間的聯系,或者是上下文。相關的屬性在圖表中構成。評價特征屬性表達方案的標準是敏感度、范圍、穩定性、有效性和獨特性.根據這些標準,研究者總結出一個基于模型方法的好的表達,.其中包括局部屬性和圖像特定區域和目標的組合。這是因為局部屬性可以根據輸入數據的有限部分有效計算出來;這些屬性很穩定,因為表象的一點變化僅僅影響某些屬性,目標的局部遮擋僅僅影響局部特征。邊緣連接就是邊緣分析基礎上的局部特征的一個例子.多尺度表達是可取的,因為在大尺度上,兩個大體上相似的目標具有相似的描述,即使在小尺度上有一些不同。不管是從影像數據庫還是從經過高分辨率重采樣的影像上,對于航空影像和衛星影像而言,這種多尺度描述是比較容易獲得的。這個選擇項并不是對大多數計算機視覺應用都有用。唯一的模型判斷標準在特征識別過程中并不重要,因為識別的方法能夠允許由于噪音和遮擋等原因造成的錯誤匹配。比較航空影像、衛星影像和計算機視覺中的圖像而言,前者局部特征的定位比較容易,因為前者的外方位元素和相機參數是己知的或者可以推倒出來。對于大多數航空影像計算機視覺研究而言二描述己經是足夠的,但是三維模型和匹配經常應用于攝影測量中,例如建筑物形狀提取。最后,什么屬性對于特征提取或識別有用呢?屬性要能表達不同的特征和圖像不同的部分之間的區別。第二,屬性要能反映外部世界的規律和結構。這樣,屬性的選擇就是與應用無關的了.在遙感中,通過輻射校正、地物的光譜特征和地面的真實情況,所得到的多光譜影像的特征是眾所周知的。一些屬性的規律將可以從這些特征知識中提取:例如,不同類型的地面覆蓋的光譜特性,如不同類型的植被、土壤、礦物質、水和一些人工建筑物經過多年廣泛的實驗和地面事實已經被確定了。在計算機視覺中,另外一些屬性是基于形狀和外形的;例如.道路是窄的條帶,建筑物是封閉的多邊型等。另外一些屬性是基于上下文的,例如,建筑物通常位于道路旁,橋一般是跨越在河上的。特征可以一定的結構進行組織。一種方法是用層次的方法組織它們的部分或全部關系,例如基于系統的語義網絡。第二種方法根據鄰接關系來組織它們。后者對應于空間臨近或上下文關系。二者都可以用圖形表達。32特征識別計算機視覺中的目標識別與攝影測量中的特征提取相對應。為了從一幅圖像上識別單個目標,自下至上的數據驅動控制通常是足夠的,其中屬性第一次被檢測和表達成符號.通過聚集比較原始的屬性來確定新的特征.利用這些屬性從模型庫中選擇合適的模型,也稱為索引。然后找到與影像屬性最匹配的模型屬性。最后,利用一些決策程序來校正模型屬性.查找過程本質上包括歸類、建立索引和匹配等步驟。然而,在包含多個目標,并且有遮擋和重疊的比較復雜的遙感影像中自下至上控制是不適用的,另外,在質量比較差的圖像中噪聲會產生假屬性。對于遙感圖像,這是一個非常合適的方案.在這種情況下,自上而下或者混和控制策略是比較有用的.在自上而下的方法中,假設階段需要利用屬性檢索模型的組織,使得基于觀測的屬性和一小部分合適的目標可以被選擇.在校正階段應用選用的模型來識別目標.在混合方法上,兩個階段的聯合提高了處理效率。當結果屬性比單個屬性更豐富時,就可以對屬性進行組合.這個過程稱為知覺組織.Lowe提出了目標識別中組合問題和屬性組合標準。他尋找邊緣分割的結構,它應該是在一定的投影方式下具有普遍性。例如同線性和平行邊緣。Zerroug和Nevatia應用均勻投影方法把圓柱投影到二維空間。許多研究者己經研制了專業組合方法,例如:steger等的用于路道提取的方案,Hewricsson和Baltsavias等的用于建筑物的提取方案。顯然局部上下文信息在屬性組合中發揮著重要的作用,因為,為了定義局部上下文信息,人們希望把描述局部屬性與其他屬性之間的關系作一些特定安排。有關遮擋、透視、幾何、物理方面的一般知識對識別來說是必要的.Brooks(1981)建立了一個名為^eRoNYM的目標識別幾何推理系統.Matsuyama和H、ang(一985)研制的s一oMA系統,其中包括了幾何推理專家模塊。Mc引one和Shufelt(1994)在他們的系統中考慮了投影幾何,以用于建筑物提取,而Lang和Forstner(1996)在建筑物提取中應用了多態特性.上下文信息在圖像理解起著重要的作用。特別在松弛標記方法中,該方法用局部和全局上下文信息來進行圖像區域或目標標記。經過分割階段,場景標記應該與場景知識相對應,并且標記應該是一致的.這個問題用約束傳播的方法來解決.局部約束導致局部一致,并且通過迭代的方法,局部一致性與整幅圖像的一致性相協調。關于松弛標記方法的詳細論述可以參考Hancock和Kittle:的文章。離散的松弛方法很簡單,只能處理完整和精確的分割.概率松弛方法是建立在局部不一致性很可能全局解譯比一致很有價值但不易于解釋的基礎上的,可參見早期Rosenfeld等人(1976)關于這種方法的一個例子.為了處理匹配階段的不確定性,人們應用了多種基于證據的技術,例如:Dompstershafer理論,可靠性估計,模糊邏輯,最小錯誤原理,可信度估計,隨機封閉集,貝葉斯網絡等.

4建模和表達方法應用的一些例子

在計算機視覺和攝影測量與遙感領域中的知識表達和建模方法的應用就是前述一些方法的具體化。這些應用的領導者在理論上是機器械視覺的研究者。在攝影測量與遙感領域,所采用的方法緊隨計算機視覺領域之后,這些方法己經改進成信息提取的方法了.這些應用表明攝影測量與遙感領域的研究者在人工智能技術上達到了專業水平。這些方法己經從基于規則的系統發展到語義網絡,從框架發展到邏輯描述。在這一部分,計算機視覺和攝影測量與遙感領域中的一些應用的回顧就表明了這個趨勢.4.1邏輯Reiter和Mackworth是第一批在計算機視覺系統中,應用邏輯作為一種表達方式的研究者.在他們的著作中,他們提議用一個邏輯框架結構來描述和解譯圖像和場景知識,并且提出二者之間的形式映射關系。他們陳述了影像原理,場景原理和描述原則,這些原理的邏輯模型形成了影像的解譯。他們應用一個稱為Mapse的簡單地圖理解系統來說明他們的方法。雖然這種應用具有相對的局限性,但是還沒有新的系統被報道。一個原因是計算方法的復雜性。當邏輯提供一個一致的形式來說明約束,特定的研究使用邏輯的效率并不高。另外,FOL本身善長描述數據的不確定性和不完整性,這些存在于圖像屬性之中。影像元素與影像對象之間的對應并不是一對一的關系,另外的邏輯關系對這些模型是必要的。Matsuyama和Hwang采用了一個邏輯框架結構,在這種結構中,動態產生新的邏輯一致性和規則。4.2基于規則的產品系統Brooks研制了基于模型的影像理解系統一一ACRONYM系統用來檢測三維目標,并用它進行了從航空影像上提取人工地物的實驗。三維模型使用一個基于框架的表述來儲存。對提供的影像進行了分析,ACRONYM系統提取了線段并獲得二維圓柱。幾何知識和圖像條件經過編碼,形成規則被用來產生場景的三維模型,然后這些與框架相匹配以便識別人工地物。sIGMA是一種用框架來描述知識,并且使用從上而下和從下而上兩種控制方案來提取特征的航空影像理解系統。它包括三個子系統:幾何推理專家系統(GRE)、模型選擇專家系統(MSE)、低水平視覺專家系統(LIVE)。信息從GRE傳至MSE,然后同LIVE進行通訊。SIGMA中的框架使用槽儲存一個對象的屬性和它與其他對象之間的關系。以框架中空間知識為基礎,產生目標的假設并用于影像特征相匹配。與目標外形有關的推理,由MSE子系統來處理,并轉換成圖像術語傳遞給LIVE子系統。這種自上而下的影像屬性的選擇有利于檢測到一些小屬性,通過從航空影像中提取房屋和路段信息的實驗對這個系統進行了測試。Mckeown等提出一個基于規則的系統,用來從航空圖像上解譯飛機場.這個系統以大約450條規則為基礎,分為6組:初始化、用于原始圖像片段解譯的區域解譯、一致性檢查、組合圖像片段對功能區域的規則和用于建立機場模型的目標生成規則.Mckeown和Harvey研制了稱為•schemata一個航空影像解譯系統,該系統中包括一個從標準知識集編匯的一些規則。它們從較高的層次模式中自動生成規則,這有利于更好地進行錯誤處理和更有效的操作。他們的系統包括大約100schemeta,其中每一個都會產生大約5個規則。start和Fischler提出了一個基于知識的系統,用上下文信息進行地形識別。在不同的層次上用規則對上下文進行定義。上下文信息并不一定可靠,結果導致很多冗余.這個解譯系統是以三種規則為基礎的:候選結果,候選結果評價,一致性確定。在評價過程中,候選結果的比較是基于可靠的候選結果評價的基礎上的,在這個過程中評價相關相似性,候選結果是這類結果中的一個.作者認為這樣劃分知識是為了使其成為便于操作的大小單元。Stilla等描述了一個基于模型的系統,用來從航空影像中自動提取建筑物信息,目標既具有特殊性又具有一般性。該系統中用產品規則和產品描述集來對要識別的目標進行建模.特殊的模型用不變的拓撲邏輯結構來描述目標,而一般的模型更具有普通性.這些系統說明基于規則的系統不能保證知識的添加性和推理的一致性。如果打破單一規則基礎而采用多尺度的多規則那么就會使程序模塊化程度降低,而且不易于更改。Draper等人建議用黑板系統和基于schema的結構來處理之。4.3黑板系統Nagao和Matsuyama首先陳述了用黑板模型的影像理解的問題,并把它應用到郊區的航空影像中,用于識別汽車、房屋、道路等。他們的系統包括全局的數據庫和一組知識源.黑板用層次方法記錄由:基本區域、典型區域和目標等組成的數據.黑板還存儲一個標記圖,它連接原始影像的象素和數據庫中的相應區域?；緟^域是影像段分割的結果,并用灰度、尺寸、影像中的位置來標記。然后區域中的獨特的特征被提取,識別的結果是具有下面的基本屬性的區域。1.依據區域尺寸,大的、同類的區域;2.依據區域形狀,長的區域:3.依據區域光照,有陰影的區域;4.依據臨近區域的定位和太陽的定位,有陰影的區域;5.有植物和水的區域;6.根據紋理信息,高反差紋理區域。這些屬性以單獨的模式儲存在黑板上,然后根據不同區域的特殊特征存在或不存在,知識源會識別出一個特殊的目標.每種知識源都是一個規則,這些規則是在目標識別的圖像處理操作過程中的一個條件或是復雜操作的一部分。例如,利用知識源檢洲莊稼地就是這樣:“如果”是大的同類的區域、植被區域、沒有水的區域、沒有光照源的區域,“那么”可以證明這片區域是莊稼地。每種知識源單獨識別一個目標,且這個可以導致同一個區域識別相互沖突(如莊稼地和草地)。為了解決這個問題,系統自動地計算一個可靠值.然后,取可靠值最高的識別結果奮舍棄其他的識別結果。Fuger等描述了一個基于黑板的數據驅動系統來分析航空影像中人工的目標.一般的目標模型在黑板中用符號表達,單個對象用幾個屬性描述.模型被許多參數所限制,這種參數被一個用“發展階段”的封閉的循環系統所決定。stilla提出一個基于黑板影像理解的系統,這種系統適合于航空影像中復雜場景的結構分析。從一個原始對象開始,反復使用中間結果,目標對象就可以一步一步地組成。對象的組成用一個派生的圖表來表達和記錄.通過二維圖像的分割和直線的近似計算來進行圖像的分析識別。黑板系統一般趨向于具有一個集中控制的結構,所以效率就成了問題。另外,黑板系統假設所需要的知識源是有效的,所以在計算機視覺應用中應用該方法前提是圖像已經被分析過了。4.4框架Hanson和Rieman把框架作為假設的產生的機器。關于目標分類的知識表達為框架。槽描述了目標類別之間二進制幾何關系。槽還包括例示其他的對象描述的產品規則,這樣,框架可用于控制又可用于表達.Ikeuchi和kanade用來表達三維對象.當明確了目標模型是有用的,處理過程是自上而下的。然后,如果模型比較弱并且有較準確的數據,那么處理過程是自下而上的。其他使用框架的系統包括^eRONYM、sxGMA、Nagao和Matsuyama等人的系統,這些己經在上面介紹過了。4.5語義網絡Nicolin和Gabler描述了一個分析航空影像的系統,該系統用語義網絡來表達和解譯圖像。系統由一個短期存儲器(STM)、一個方法庫(MB)、一個長期存儲器(LTM)組成.5丁M的概念地等同于黑板,儲存影像解譯的部分結果.LTM存儲場景的先驗知識和特殊領域知識。系統匹配STM的內容和LTM的內容來產生解譯結果.這個過程由MB中的推理機模塊來完成.STM最墓本的內容是用一種自上而下的方式建立起來的,并且在一種模型驅動階段狀態產生,校驗LTM中存儲的目標屬性的已有部分和缺少的部分。為了基于知識從數字地圖中提取目標,Ma}’er已經發展了一個基于語義網絡的系統。該系統是建立在語義網絡和框架描述相結合的基礎上的,在控制上采用模型驅動和數據驅動相結合。模型是由三個層次組成的,一般與自上而下的影像處理過程的各自的層相一致:(l)影像層,如數字地圖;(2)影像圖表和文本層:(3)語義對象語義網絡以圖形層的部分元素為基礎構建語義對象,這些對象構成了圖形對象和地形對象之間的一般或特殊的關系.例如,一個圖表對象層中延長的區域特征化為“路的兩邊”、“人行道”、“道路網”等.雖然其他對象的描述沒有給出,但是測試己證明了道路網的提取.用框架被設計來分析不同的概念和他們的屬性.對象的提取以模型驅動和數據驅動實例為基礎,初始的研究以用戶確定的特定目標為基礎的。雖然方法是以地圖上明確定義的信息提取為基礎,但是M叮er認為這個過程對影像信息的提取也是很有用的。Tonjes己使用語義網絡從重疊的航空影像來建立影像模型。輸出是具有適當植被表示的三維景觀。Tonjes認為語義網絡適用于表達結構化目標的知識.它的語義網絡是用框架描述的,其中包括關系、屬性和方法。語義網絡有三個層:(l)傳感器圖層,該層從紋理,條帶和圖像細節為基礎描述分割層。(2)幾何和材料層,該層利用傳感和地形解譯結果來描述三維表面層。(3)影像層,它是要提取的對象。語義網絡建立在三層之間。目標描述通過每層來重建,重建是基于數據驅動和模型驅動的。Lang和Forstner把他們的建筑物的提取方法建立在多態的中間層特征的基礎上。該方法中應用了部分分層描述的語義模型。各部分之間的關系沒有包括在其中。結合應用于頂點原始層的數據驅動模型和用于目標解譯、驗證假設層的模型驅動方法的基礎上,建立了建筑物假設層,應用了四種建筑物類型:平屋頂、非直角平屋頂、人字形屋頂、曲線屋頂.sch川ing和vogtle開發了一個利用已知地圖庫輔助解譯的數字地圖史新系統。影像與地圖相比較,檢測出地圖自編輯以來的變化。接著,語義網絡分析新的特征。產生了兩個網絡,一個用場景,另一個用于圖像,在其中網絡中的典型關系建立在不同的層次上.DoGunst提出了一個數據驅動和模型驅動相結合的方法,用來識別數字地圖更新所需的目標,這個方法是建立在用于道路描述的目標導向模型和用于特征識別的基于框架的語義網絡基礎上的?？蚣茉敿毝x了目標之間的關系,目標的定義,可選的目標定義和預處理關系。道路的細節包括復雜道路的結合點,這些在知識庫中己被描述。這是一個包括幾個不同類型的道路特征的非常細節的研究。研究效果很明顯,但同時也表明解譯如此多細節存在著困難。Quint和sties在一996年,quint在1997年提出了一個叫MOSES的航空影像分析系統,該系統用語義網絡作為建模工具,利用從地形圖和GIS數據中獲取的知識來自動精練。地圖和圖像中的一般模型的概念是相應的生成的模型概念的特例。對應于特定的場景的特定模型由系統自動產生:它是通過結合用圖像的一般模型進行地圖分析而產生場景的描述而產生的。一開始,數字化的有用的線段用來作為地圖的結構分析,從而獲取地圖的結構分析結果。這樣,結果圖像一般模型來產生特殊模型,以用于圖像分析,對于結構分析,原始影像用作輸入部分。分析是模型驅動的,進行目標識別。在圖像分析處理中用價值函數指導研究?？偨Y之,己發現語義網絡有很廣泛的應用,并且己經應用于航空影像和數字地圖的解譯中.4.6描述邏輯邏輯描述的方法在攝影測量方面的應用微乎其微.其中一個是Lang和schroder(1994)研制的基于描述邏輯的方法,利用該方法結合從地圖上提取的參考信息來解譯航空影像的變化。用KL一one相似描述邏輯來描述不同類型的目標知識和可能的變化類型,它在必要和充足的條件下對概念進行描述。用描述邏輯的描述模塊對有關場景和解譯的實際信息進行描述。用目標概念和變化概念在邏輯上描述空間地物的幾何關系和拓撲關系。目標被認為是經過圖像處理和屬性提取后的目標概念的一個實例。變化概念的概念被定義為識別變化.利用目標導向和許多啟發式方法實現快速搜索。然而,這篇文章的例子似乎都以人工影像為基礎的。

5結論

這篇文章回顧了計算機視覺、攝影測量與遙感領域里的研究者們研究的知識表達和建模方法一些發展。知識表達方法己經從產品系統經語義網絡、框架,發展到描述邏輯階段。就它們的復雜程度、模塊化和操作定義的清晰等方面而言,它們都有各自的優點,這些系統在特定的領域都有應用的實例,且都取得了不同程度的成功。就它們在提取和識別圖像特征中與人眼匹配的能力而言,這些實例表明這些知識表達和建模方法仍有待于進一步發展。除了對本文談及的一些方法的比較外,我們不可能得出哪能種方法最適合于從航空影像和衛星影像上自動提取信息的結論.研究者們正在研究從數字圖像上提取數字制圖和Gls所需信息的方法,攝影測量與遙感領域的研究者正聯合計算機視覺專家來獲取知識表達和建模方面的技術,結合圖像數據的特點采用特殊的方法。雖然,這個工作正處于發展之中,但已經取得了重大進展。攝影測量與遙感領域和計算機視覺領域的研究者在這項工作上繼續合作是十分重要的,這樣可以通過聯合發揮各自的優勢.

第11篇

【關鍵詞】氣自動化；控制系統；應用

近幾年，在世界范圍內，電氣自動化技術作為一種新型控制系統得到廣泛應用，然而我國尚處于對該技術研究的初級階段，隨著知識理論系統的逐步完善，電氣自動化技術將實現與IT技術的融合，從集成控制的基礎上發展為智能化控制，這是科技發展的必然趨勢。在此背景下，本文將探究電氣自動的原理，針對其特點進行分析，對電氣自動化技術的應用前景進行論述。

1.電氣自動化的基本原理

電氣自動化技術的基礎是對其控制系統的完善設計，主要設計思路集中于監控方式，包括遠程監控和現場總線監控。在電氣自動化控制系統的設計中，作為系統核心的計算機其主要作用是對所有信息進行動態協調，實現相關數據儲存和分析。計算機系統是整個電氣自動化系統運行的基礎。在實際運行中，計算機主要完成數據的輸入與輸出數據，并對所有數據進行分析處理。通過計算機快速完成對大量數據的一系列操作從而達到控制系統的目的。

在電氣自動化系統中，啟用方式多種多樣，當電氣自動化系統功率較小時，可以采用直接啟用的方式實現系統運行，而在大功率的電氣自動化系統中，要實現系統控制必須采用星型或者三角形的啟用方式。除了以上兩種較為常見的控制方式以為，變頻調速也作為控制方式在一定范圍內應用，從整體上說，無論何種控制方式，其最終目的都是保障生產設備運行的安全穩定。

電氣自動化系統是將發電機、變壓器組以及廠用電源等不同的電氣系統的控制納入ECS監控范圍，形成220kV/500kV的發變組斷路器出口，實現對不同設備的操作和開關控制，電氣自動化系統在調控系統的同時也能對其保護程序加以控制，包括勵磁變壓器、發電組和廠高變。其中變組斷路器出口用于控制自動化開關，除了自動控制，還支持對系統的手動操作控制。

一般集中監控方式不對控制站的防護配置提出過高要求，因此系統設計較為容易，設計方法相對簡單，方便操作人員對系統的運行維護。集中監控是將系統中的的各個功能集中到同一處理器，然后對其進行處理，因為內容比較多，處理速度較慢，這就使得系統主機冗余降低、電纜的數量相對增加，在一定程度增加了投資成本，與此同時，長距離電纜容易對計算機引入干擾因素，這對系統安全造成了威脅，影響了整個系統的可靠性。集中監控方式不僅增加了維護量，而且有著復雜化的接線系統，這提高了操作失誤的發生幾率 。

遠程控制方式是實現需要管理人員在不同地點通過互聯網聯通需被控制的計算機。這種監控方式不需要使用長距離電纜，降低了安裝費用，節約了投資成本，然而這種方式的可靠性較差，遠程控制系統的局限性使得它只能在小范圍內適用，無法實現全廠電氣自動化系統的整體構建。

針對綜合型的電氣自動化控制系統，一般采用現場總線的方式進行監控，這種監控方式的通訊總線由串行連接的智能設備及自動化系統實現數據的雙向傳輸，具有針對性目標?，F場總線監控方式不僅具備遠程監控方式的所有優點，而且減少了大量設施（如隔離設備、端子柜和模擬量變送器及、I/O卡件等輔助元件、設備的安裝，并可以實現智能設備就地安裝，直接連接通信線與監控系統，所需控制電纜的數量大量降低，減少了投資成本，也不需要復雜的安裝維護工作，降低了操作人員的工作負荷，運營成本大幅度縮減。因此，在發電廠智能監控等大型電氣自動化控制系統中，現場總線監控方式具有廣闊的發展前景，同時也是未來自動化控制的研究方向。

2.電氣自動化系統的特點

電氣自動化控制系統的特點表現在兩個方面，一是系統控制，二是系統運。

系統控制的特點是：顯示控制屏按鈕齊全，對于信息的顯示更為直觀，指示燈的壽命較長、燈光效果好，具有很強的可靠性。和一般熱機設備想比，電氣自動化控制系統的數據信息量相對較小，數據采集對象范圍窄，控制系統的運行頻率低，但具有系統運行快、準確性高的有點。電氣自動化控制系統對設備保護自動裝置以及抗干擾性能要求較高，在一定程度上提高了設備可靠性。在電氣自動化控制系統中，擁有較為完善的系統安全運行和應急維護處理保障，當設備出現異常情況時，操作人員可以立即完成一系列連鎖控制，從而有效的避免了事故的發生。除此此外，電氣自動化控制系統具有智能判斷能力，系統靈活性較高，這在很大程度上降低了系統運行的損耗和電耗，從而提高了持續生產的能力。

3.電氣自動化系統的應用和發展趨勢

3.1 電氣自動化系統的應用分析

電氣自動化系統由于其良好的性能得到了廣泛的應用，除了用于居民樓宇、商場安保等生活設施外，在工業生產、環境保護、醫療衛生等領域也得到了廣泛應用。隨著電氣自動化控制系統的不斷發展，在工業生產中電控系統已經成為不可或缺的生產平臺。電氣自動化控制系統的應用需結合系統設計方法分析，應用到這一功能設計的部分就是當前電氣自動化控制系統的現實應用。

在我國，電力工業已經成為電氣自動化系統的大范圍應用平臺，是工業生產中不可缺少的重要組成。自動控制系統保障了電力機組的安全，提高了經濟效益。

電力工業中的電氣自動化系統主要負責對機組主、輔機的控制，計算機實現了電氣機組參數集成，同時對回路進行調節，可以完成聯鎖保護和順序控制，電控系統在直觀的顯示系統參數的同時還能對系統異常提出預警，實現性能計算，實時監測、趨勢記錄，打印報表，幫助操作人員排除故障。

在電力工業中，電氣自動化系統包括爐協調控制系統、汽機電液調節系統、爐膛安全保護系統、計算機數據采集與處理系統、汽機監視保護儀表等，這些系統平衡機組各項輸入與輸出間均衡。電氣自動化系統成為我國大型火電機組穩定運行過程中不可缺少的重要組成部分。

3.2 電氣自動化系統的發展趨勢

隨著互聯網技術的普及，電控系統的發展具有分散性、開放性的特點，同時應具備信息化的特征。目前我國對于電控系統的研究方向主要是綜合計算機技術與電控技術，逐步建立開放式的研究發展平臺，市場需求的多樣化使得自動化控制系統和IT平臺相互發展并融和，兩者之間不同因素的相互影響使得對于軟件結構的合理性、拓展空間、通訊數據接受能力以及組態環境使用和統一的要求更高。

4.結語

目前我國電氣自動化系統的研究方向是低耗、優產等環保節能方面，通過研究者的不斷努力，電氣自動化系統將更加準確、快速、全面，隨著電氣自動化的逐步優化，性能將不斷提高和完善，電氣自動化系統將在更多領域發揮重要作用。 [科]

【參考文獻】

[1]彭日寬.PLC技術在電氣自動化中的應用及發展分析[J].城市建設理論研究（電子版），2012（35）.

[2]孫中建，卜留軍.人工智能技術在電氣自動化控制系統中的應用分析[J].機電信息，2012（33）.

[3]朱建仕.淺談電氣自動化在建筑自控系統中的應用[J].城市建設理論研究（電子版），2012（13）.

第12篇

【關鍵詞】綠色建筑；利益相關者；自組織理論；綠色協調

【中圖分類號】F224 【文獻標識碼】A 【文章編號】1002-736X（2013）02-0110-04

隨著整個社會綠色意識的覺醒，各個行業領域開始踐行綠色理念。在我國，綠色建筑實踐在各地陸續開展但尚未普及，綠色工業建筑的建設更是剛剛起步。綠色建筑誕生于可持續發展的迫切需要和市場競爭的現實，并儼然成為了當下開發商開展差異化競爭的突破口。如何在綠色競爭中脫穎而出？企業需要從戰略規劃、管理體制等宏觀制度設計到具體的建筑節能技術等的全面準備。本文基于自組織理論，針對綠色工業建筑的一項關鍵問題——利益相關者協調進行分析探討。

綠色工業建筑在整個全壽命周期中的成功，需要利益相關者的支持和參與。Baker、Murphy&Fisher（1988）研究發現，與客戶的協調較差、與公共事業官員關系不好以及公共輿論不利等因素是導致項目失敗的重要因素。Shing（2002）認為，工程項目中各參與方之間的對立態度特別是業主和承包商之間的對立，會導致爭端增多，也會影響設計公司對業主要求的理解不深入，從而導致了費用的增加和工期的延長。Dutry&Thomas（1988）的調查以及英國北海石油項目的研究也顯示，項目參與方之間的不協調是導致項目失敗的重要岡素（哈里森，2003）。Cleland&Ireland認為，客戶對項目負責、適度和持續的客戶監督、高級管理層的適度監管等是導致項目成功的因素（戴維，2002）。Jrodney（2004）認為，在項目開始之前，項目成功的標準必須征得利益相關者的同意和認可，這些標準在項目實施的過程中應該反復進行檢驗。綜上所述，利益相關者之間缺乏有序互動，不能建立一種有效的協調合作關系是導致項目失敗的重要因素。理清綠色工業建筑建設中的利益相關者的種類及其利益訴求，構建各個利益相關者的利益協調機制與平臺，從而推動綠色工業建筑建設中多維利益相關者合作決策過程的形成，成為確保綠色工業建筑成功最為迫切需要解決的問題。

一、相關研究回顧及研究問題提出

利益相關者作為一個明確的概念最先是由斯坦福研究所于1963年提出，到20世紀90年代中期為止，前后共30多年時間里西方學者給出了27種有代表性的利益相關者定義（陳宏輝，2004）。一個被越來越多的學者所認同的企業利益相關者的定義是：利益相關者是指那些在企業中進行了一定的專用性投資，并承擔了一定的風險的個體和群體，其活動能夠影響該企業目標的實現，或者受到該企業實現其目標過程的影響（陳宏輝，2003）。這些被稱作“利益相關者”的個人和群體不僅會影響企業目標的達成，而且還會受到企業目標達成過程中所采取的各類行動的影響（Freeman，1983；1984）。利益相關者管理理論是指企業的經營管理者為綜合平衡各個利益相關者的利益要求而進行的管理活動。美國項目管理協會（PMD）將項目利益相關者定義為：積極參與項目，或其利益因項目的實施或完成而受到積極或消極影響的個人和組織，他們還會對項目的目標和結果施加影響（盧有杰，2005）。項目利益相關者是這樣的個人或團體，在項目和其活動的過去、現在或未來，他對項目有（或聲稱有）所有權、權利或利益（戴維，2008）。國內有學者把項目利益相關者界定為那些在項目中進行了專用性投資，以及其利益受到項目影響或能夠對項目施加影響的個人和組織（常宏建，2009）。結合以上學者的觀點，我們認為，建設項目利益相關者指在建設項目全生命周期中，對項目目標實現產生影響或受到項目影響的所有團體和個人。具體指對建設項目擁有某種利益要求，會受到項目建設及經營活動影響，同時也能在不同程度上影響項目目標實現的個體、群體與機構。我們運用頭腦風暴法對綠色建筑項目利益相關者進行了識別，篩選出需要重點考慮的主要利益相關者，包括使用單位、建設單位、施工單位、設計單位、咨詢單位、政府部門、工程所在社區和社會公眾等。

協調是一個跨學科的概念，它涉及的學科領域主要是系統學、控制論、經濟學、管理學、并行計算及人工智能等，各個學科對“協調”一詞的界定各不相同。在系統科學里，它被理解為系統的自適應和協同（哈肯，1990），系統論認為，組成系統的各要素之間和系統與環境之間是相互作用、相互依賴和相互制約的；在社會學中，它意味著互惠合作（R.M.Axelrod，1996）；在經濟學里，它被認為是看不見的手、看得見的手（A.D.Chandler，1977）或者是制度及制度環境（D.c.North，1990）：在管理科學中，法約爾將協調列為管理的一種重要職能?？状恼J為，協調因其普遍性而在管理中成為跨越各種職能的核心要素。

綠色工業建筑全壽命周期的總過程可看作一個大型的復雜建設項目。其利益相關者數量眾多，且利益相關者相互之問異質性非常鮮明，關系錯綜復雜，因而利益相關者之間的利益沖突和利益協調問題日益凸顯。如何建立利益相關者間的有效協調機制，形成共贏的伙伴關系，成為重要的研究課題。

二、基于自組織理論的綠色協調機制分析

自組織理論是系統理論中的一個分支，主要研究復雜自組織系統的形成和發展機制問題。根據H。Haken的觀點，自組織是系統存不存在外部指令的條件下，按照相互默契的某種規則，各盡其責而又協調自動地形成有序結構。從上文的分析中可知，綠色工業建筑的全壽命周期過程是一個多元素動態系統，而自組織理論無疑提供了一個極佳的分析視角。本文主要從自組織理論的耗散結構理論（Dissipative Structure）和協同學理論（Synergertios）對利益相關者的綠色協調機制進行分析。

（一）利益相關者管理流程分析

1.開放系統是產生耗散結構的前提。根據熵增原理，孤立系統不可能產生有序結構。只有開放系統不斷從環境中獲取物質和能量，給系統帶來負熵，才能使得系統有序性增加大于無序性增加，從而自發形成新的結構和組織（即耗散結構）。因此。建立相對穩定的開放性系統是保證不斷適應新環境的必要條件。系統在不斷與環境進行物質、能量和信息的交換過程中，將新理念、新知識、新制度、新人才等有利于增強負熵的若干因素引入，進行組織的再造和管理的創新。基于此，綠色工業建筑項目需動態式組建項目剛隊。在建設階段，以公平理念為原則，以成員共贏為標準，遵循優勝劣汰原則。一方面，項目主導方不斷在潛在的團隊成員巾進行選擇，即成員的優勝劣汰；另一方面，項目主導方在與潛在團隊成員的大量交流中不斷地修正項目，即項目方案的優勝劣汰。兩方面在外部條件的作用下達到動態平衡。在發展階段，淘汰的含義是退也與替換機制。

2.遠離平衡態是有序之源。系統僅僅開放是沒有用的，平衡結構是一種“死”的結構，與外界交流僅僅是類似微擾作用，不能使系統發生本質的變化。而耗散結構是“活”的結構，只有在非平衡條件下依賴外界才能形成和維持。在綠色工業建筑項目隊伍的發展階段，秉承退出機制。這一階段項目已經處于穩步運行推進中，團隊成員應各司其職并通力合作以促成團隊利益最大化，那么淘汰不合格成員的退出機制就是保障措施。關注團隊成員發展，以責任制激勵成員，并以公平為原則、以共贏為標準來要求和監督責任制的落實。從綠色管理和團隊成員發展的角度來看，責任制的關注要點應是過程與結果雙導向的，不僅考核任務結果，還要對成員的發展進行規范和修正使之更具適應性。從以上論述可知，綠色協調應始終堅持公平與共贏的核心理念。淘汰機制與成員發展管理在團隊成員這一關注點上互為補充，淘汰機制是對團隊成員的考核.成員發展管理是對團隊成員的促進。流程如圖-1所示。

（二）利益相關者合作機制探索

自組織理論認為，系統的有序是由系統內部要素之間協同作用形成的。在利益相關者間建立共同愿景，并達成共識的合作機制，建設“團隊”。團隊這一理念是對利益更為清晰與全面的一種界定，即追求整體的、全面的和最大化的利益；同時，也界定了參與各方之間的聯系，即以追求整體的、全面的和最大化利益為目標的，良性的競爭性及制約性合作機制。從綠色工業建筑整體的過程來看，各團隊成員間的相互關系及所扮演的角色是錯綜復雜的。但是，從項目過程的單一環節來看，項目的發展推進具有單線性的特點。比如說，項目的某單一環節可以抽象為設計者、施工者與監管者三種基礎角色共同作用。這里的三種角色表述更加寬泛：設計者所做工作在項目當前環節之前已經完成，且其工作對施工者具有基礎性和指導性意義；施工者即為項目當前環節項目工作的主要執行者，施工者會首先檢視設計者的工作是否足以支撐其完成當前工作；監督者監管當前項目環節的進展并對過程和結果擔負監管責任。這一環節的成員角色關系如圖-2所示。

圖-2所示的關系環即組成一個完整項目的“細胞”，綠色工業建筑項目團隊各成員間的合作關系均是這樣“細胞”的組合。對這些“細胞”的組合，是整體實現綠色協調的思路。綠色協調機制需要涉及利益協調、目標協調、沖突協調、信任協調和文化協調等?；谶@些特征，我們對基于綠色協調的合作機制進行了如下探索。（1）引入項目權力的相互制約，即“三權分立”。在任何一個項目環節中的三種基礎角色，其地位均等；每一角色完全自主工作，接受問責和承擔義務；同時，三種角色共同為當前項目環節的結果負責。（2）引入項目環節的交付驗收機制（見圖-2）。首先，由先期完成工作的設計者作為乙方，而施工者作為甲方；之后由監管者作為甲方，對乙方施工者的工作過程及結果進行檢視驗收；最終，本環節所有參與角色共同作為下一項目環節相關角色的乙方。（3）引人溝通平臺，建立有效的綠色溝通機制。首先，建立一個各方代表參加的正式溝通小組；其次，構建綠色數據庫，促進項目進程中信息資料的統一管理和及時分享；最后，加強對利益相關者的綠色培訓。此外，充分發揮非正式溝通渠道的積極作用。

三、結論