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關鍵詞 物聯網;發展;智能電網;應用
中圖分類號:TN915 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2013)20-0014-01
“物聯網”概念的出現最早是在1999年,是由美國首先提出,當時的物聯網主要是建立在各種物品的編碼、RFID技術和互聯網的基礎上,它是以麻省理工學院auto-ID中心研究的產品電子代碼EPC為核心,利用射頻識別,無線數據通信等技術,基于計算機互聯網構造的實物互聯網。它主要是利用二維碼、射頻設別、各類傳感器等技術和設備,實現物與物、物與人之間的信息交互。
1 物聯網的總體架構和特征
物聯網的總體結構分為感知層、傳送層和應用層。感知層用來識別物體采集信息;傳輸層則是神經系統,將信息傳遞到大腦進行處理。物聯網的主要特征是每一個物件都可以尋址,都可以控制,都可以通信,把觸角延伸到物理世界。
2 我國物聯網的發展現狀
我國傳感網標準體系已形成初步框架,在無線智能傳感器網絡通信技術、微型傳感器、傳感器終端機、移動基站等方面已取得重大進展。2008年首屆ISO/IEC國際傳感網標準化大會在我國舉辦,我國提出了傳感網體系架構、標準體系、演進路線、協同架構等代表傳感網發展方向的頂層設計,并獲得了標準組成員國的認可。
3 物聯網在我國的一些主要應用領域
物聯網可以深入社會的各個層面和行業,應用的領域非常廣泛,包括資產管理、供應鏈管理、交通運輸、遠程醫療、智能家居、安全監控、工業應用、軍事應用、智能電網等各方面。我國目前已有很多行業已開展物聯網的應用,并取得了一定的實效性,如物流、供電等行業。
4 我國目前存在的一些瓶頸問題
物聯網商務發展潛力和市場巨大,但是需要解決一系列的問題。主要包括核心技術、標準規范、產品研發、安全保護等技術方面的問題以及產業規劃、體制機制、協調合作、推廣應用以及人才的培訓等管理方面的問題。
5 物聯網在智能電網中的應用
5.1 物聯網在智能電網中應用的總體情況
智能電網就是在電力系統物理網絡的基礎上,應用傳感、通訊、信息、控制和儲能等技術而構成的先進網絡,實現電力系統安全、高效、靈活、經濟地運行。將電網的各個相關物件線路、變電站、控制設備等用傳感技術以及電力現有的專網或公網組成物聯網,進行數據的采集控制等操作。物聯網在智能電網中的應用廣泛,電量遠程采集系統是目前最為成熟的。
5.2 電力遠程采集系統建設的必要性
由于電力的特殊性,無法儲存,采購電力多少,銷售電量多少以及電網整體負荷安全是其經營的重點。電力行業迫切需要更為靈活、準確、快速的計量方式和監測手段。遠程采集系統的應用,不僅可以實時進行用電數據的采集,而且具備參數遙調、用電負荷遙控系統、線損比對、欠費停電的各項功能。
5.3 電能遠程采集系統的構成
電能采集系統的核心本質是將電能表中的相關數據的采集以及遠程的傳輸。采集系統主要由電能表、采集器、集中器、通訊網絡、集抄系統主站構成。
5.4 電能遠程采集系統的功能拓展
1)客戶負荷的監控工作。需求側管理一直是供電部門在高峰用電時的重點工作,采集系統可以實時掌握客戶最高負荷,統計區域內整體負載的變換規律,按照合同和政府部門的規定,對客戶進行負荷管理,提高電網運行的可靠性。
2)線損管理工作。人工抄表時,抄錄的電量就是當天的電表讀數,而供電量數據是月末的,反映的是整個月電廠供給供電公司的電量,這樣兩者數據是無法精確匹配的,產生很多的波動性,給管理帶來很高的難度。采用采集系統后,可以同供電量準確匹配,使真正的線損情況及時反映出來。
3)設備的監控和異常診斷工作情況。物聯網的應用可以對關鍵計量設備在線監控,通過一些參數的設置和歷史用電數據的分析,可以及時發現表計計量異常以及客戶竊電的情況,第一時間進行報警,安排人員到現場進行處理,避免企業和國家財產的損失。
4)欠費停電工作。欠費的催收,一直是供電部門最難的工作之一,特別是居民客戶的電費催收,面廣量大。對一些惡意欠費戶可以通過智能電表中自帶的斷電功能實施,遠程指令進行欠費停電工作,避免人工上門停電的工作,減輕了現場發生矛盾的情況,也大大減少了停電的成本。
5.5 遠程采集系統建設需要持續改進的問題
采集系統具備前文論述到的很多優點,是對傳統營銷管理模式的一種徹底變革,但采集的應用在我國相對還是初生事物,還存在許多改進的地方,必須在技術和管理上持續改進,系統才能逐步發揮它的優勢,真正地服務好企業,服務好廣大客戶。
1)克服成本較高、能耗較高的缺點。
2)管理方式的同步轉變。
3)管理及技術人員的培養。
4)數據深度挖掘與智能分析。
電能采集系統是智能電網中最主要的部分,也是目前應用最廣、最成熟和最具效益的系統,是物聯網在智能電網應用中最典型的案例,有著極大的推廣意義。物聯網的推廣應用將提升我國知識創新能力、自主發展能力和國際競爭力,推動社會生產和生活方式的轉變,推進產業結構升級和經濟發展方式轉變,促進經濟社會可持續發展等諸多方面都將起到重要作用。
參考文獻
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沒錯,以上是一個已經初露鋒芒的趨勢,雖然到最終實現還要經歷很長一個過程,但這個趨勢的意義和潛力卻足夠分量,世界正在變得越來越智慧。
這里講的智慧,并非是一個或夸張或含混的噱頭,而是日漸呈現的看得見摸得著的現象。層出不窮的智能應用正逐步滲透進世界的具體運作,如研發、制造、購買和銷售實體物品的系統和流程,執行服務的系統和流程,人員流動、貨幣流通,石油、水、電資源的流動,數以億計人們的工作生活,無處不在,無所不包,智慧正在邁進世界運行的軌道。
智慧城市是一個全新的理念,其核心特征是將信息資源作為重要的生產要素,來推動經濟轉型升級,再創發展新優勢。目前我國上海、北京、廣東、福建、深圳、南京、寧波等地紛紛提出建設智慧城市發展戰略,意在搶占先發優勢。
城市,讓生活更美好。這一主題除了傳達城市化進程之外,更是昭示人們注意智慧城市的端倪。上海世博會可以匯集全世界城市發展的思路,科技和經驗,最終在理念層面上,為中國城市化大戰略貢獻智慧。可以說,上海世博會最大的成就,絕不單單在于它建設多少場館,接待多少游客,創造多少收入,更重要的是它能夠在多大程度上給中國城市發展帶來“智慧城市”發展的新思路,能夠在多大程度上改變過去那種圈地蓋樓、投資辦廠的鋼筋水泥式的城市化實踐,能夠在多大程度上激發各地方、各行業的創造力和系統思維。
“一張優質的網絡是建設智慧城市最重要的基礎?!敝袊苿訉幉ǚ止究偨浝硪χ緢匀缡钦f。智慧城市是以互聯網、物聯網、電信網、廣電網、無線寬帶網等網絡組合為基礎,以智慧技術高度集成、智慧產業高端發展、智慧服務高效便民為主要特征的城市發展新模式。智慧化是繼工業化、電氣化、信息化之后,世界科技革命又一次新的突破。利用智慧技術,建設智慧城市,是當今世界城市發展的趨勢和特征。雖然通信網絡和物聯網技術都是智慧城市的重要支撐,然則智慧城市的研發現狀和成果又如何呢?
智慧城市,智能幾何
全球各個城市正大力投入建設智慧的交通。智能交通卡系統使得新加坡陸地交通管理局能夠設計出優化的路線和日程,減少交通擁堵,提升公共交通的吸引力,同時將過路費漏繳率降低了80‰并使陸地交通管理局的績效翻了一番,實現每天車費交易達到2000萬次。
計算能力現在正被應用于計算機之外。事實上,計算能力幾乎無所不在,任何人、任何物體、任何流程或是任何服務,在任何規模的機構中――都能實現數字感知和網絡互聯。想象一下萬億個物體相互聯系并互可感知的前景,車輛、家電,攝頭,道路、管道,甚至應用到醫藥和畜牧業。再想一下這一切互動所產生的信息量,這將是前所未有的。
并且,所有一切都更加智能,新的計算模式可以控制大量的終端用戶設備、傳感器、作用器,并將它們聯系到強大的后臺系統上。再輔之以諸如超級計算機的先進計算能力,以及配合“云計算”的新計算模式,眾多數據得以轉換成信息。
“智慧城市”是一種看待城市的新角度,是一種發展城市的新思維。它要求城市的管理者和運營者把城市本身看成一個生命體,要求人們認識到,城市本身不是若干功能的簡單疊加,城市是一個系統,城市中的人、交通、能源、商業、通信、水這些過去被分別考慮、分別建設的領域,實際上是是普遍聯系、相互促進、彼此影響的整體。只不過由于科技手段的不足,這些領域之間的關系一直是隱形地存在。
而在未來,借助新一代的物聯網、云計算、決策分析優化等信息技術,通過感知化、互聯化、智能化的方式,可以將城市中的物理基礎設施、信息基礎設施、社會基礎設施和商業基礎設施連接起來,成為新一代的智慧化基礎設施,使城市中各領域、各子系統之間的關系顯化,就好像給城市裝上網絡神經系統,使之成為可以指揮決策、實時反應、協調運作的“系統之系統”。
這些信息又可以被轉化為行動,提高系統,流程和基礎設施的效率、生產力和反應速度。
生病不用住院,足不出戶就可以通過監控器讓醫生了解到病人的血壓、心臟、脈搏等情況;交通流量大時可提前疏導;河流被污染時可馬上發現排污口……人們可以用手機移動接收和發送關于城市生活的一切信息,看病、上班、出差、休閑都變得方便輕松。
“其實智慧城市并沒有想象中那么神秘、抽象,它的一些功能已經在日常生活中得到體現,如市民卡、校園通、手機掛號、短信群發、手機銀行、電子政務……都早已在寧波推廣應用?!敝袊苿訉幉ǚ止究偨浝硪χ緢员硎?。誰在唱研發主角
而當物聯網和智慧城市戰略確實上升到一個國家的經濟、科技戰略層面,各地政府就沒有理由在繼續沉默觀望,在中國有句古話叫“早起的鳥兒有蟲吃”,于是各地政府、高校和企業為了能在該戰略中快走一步都紛紛采取了系列動作。
在北京,同方股份、中國移動、大唐移動、中科院軟件所、清華大學、北京大學、北京郵電大學等物聯網產業鏈上的40余家企業和研發機構,共同組建了中關村物聯網產業聯盟。江蘇則緊抓傳感網產業發展契機,積極開展無線傳感網絡技術研究及應用,極大地提升了江蘇傳感網產業的創新能力。尤其是江蘇無錫市,其頗具先發優勢,作為國內物聯網發展的試驗田,無錫物聯網的發展一開始就引起各方關注。具體言之,無錫物聯網發展有國家扶植、配套設施相對完善、產業各方支持和實際應用幾個方面的優勢。
構筑“智慧城市”,上海電信瞄準先進信息技術,緊跟科技前沿,把握城市未來走向。電信將在世博園區率先部署LTE無線4G網絡,使在世博園區通過手機、電腦、電視實時流暢地觀看高清視頻。電信也將率先在世博村酒店的客房,提供基于IPV6的物聯網應用樣板,體驗智能家居之美好。
同時,寧波也將智慧城市的研發放到了城市發展首位。在其規劃中,寧波市政府選擇以寧波大學、浙江大學軟件學院等為依托,建設智慧城市企業經營管理人才、軟件開發的創新型科技人才的教育培訓基地,以寧波職業技術學院(服務外包學院),大紅鷹職業技術學院等為依托,建立網絡數據中心、商業運營應用等所需的中高級職業技工教育培訓基地。
同時,寧波市政府將重點對智慧技術和產品研發、智慧應用系統試點示范工程、智慧產業基地創建、人才引進和培養等方面給予政策支持。全市每年用于智慧城市建設的扶持資金不少于10億元,并組建智慧城市建設專業投資運營公司,引導更多的社會資金投向智慧城市建設。
今年7月初,中國電信與寧波市政府 簽署了戰略合作框架協議,雙方將圍繞“智慧城市”發展目標,堅持“高端定位、應用牽引、融合創新、試點帶動”的原則,以智慧應用為核心,以創新應用為動力,以建設先進智慧設施、智慧產業園區為重點,積極構建“智慧城市”應用示范推廣的全國支撐平臺。
“作為改革開放前沿城市,寧波經濟發達、信息化應用水平先進。”王曉初說,近年來,中國電信在寧波已建立了遍布城鄉的光網絡、高速數據承載網,率先在寧波開通了3G移動通信網絡,諸多創新型技術成功應用,為促進地方經濟發展及本地企業走向全國乃至全球提供了優質高效的信息化服務。
王曉初表示,中國電信將繼續加大對寧波的資金投入,支持并參與寧波網絡數據基地、應用軟件研發生產推廣等六大基地建設,充分利用中國電信在光網絡、3G移動通信網等方面的資源優勢,致力于將寧波建成具有世界先進水平的“光?無線城市”,加快培育壯大物聯網產業。“電信部門以‘光進銅退’和‘超越行動’兩大行動來構建寧波‘光?無線城市’,具備了從有線到無線、固話到移動、窄帶到寬帶全程全網的多樣性的互聯及通信能力?!敝袊娦艑幎煞止靖笨偨浝矶螉^表示,下一步,電信還將積極參與智慧制造、智慧貿易、智慧金融、智慧公共服務等寧波十城市應用系統的開發研究和標準制定,尤其側重智慧家居,智慧交通、智慧醫療等方面。
與此同時,企業巨頭們也都在忙于奔走智慧城市市場。思科全球副總裁徐啟威曾在中國通信業發展高層論壇上演講時透露,每年思科會投入50億研發資金在智能生活設施領域進行研發。“在2004年之前,通信網主要的使命是解決人與人之間的通信,比較簡單,比如收發電子郵件或者是瀏覽網站,在2004年以后寬帶業務開始并且非常迅猛的發展。2006年,多業務融合承載IP的手段,2008年,一些技術也隨著寬帶的推動產生,值得一提的就是3G?!毙靻⑼硎?,2010年以后網絡發展不單是解決基本通訊的問題,而是要發揮網絡力量能夠提高我們的生產效率,改善我們的生活。
在上海世博會上,思科有獨立的展館,主要展示了2020年,人們怎么通過網絡來提高他們的生活水平。而在網絡結構方面,徐啟威認為,最底層是IP為準的基礎設施,運營商在這是有很大的優勢。
徐啟威建議,應該建立一個一體化的運營中心,不但要解決消費者的應用,并且要把政府的有關的應用融合在一起,來提供公共的服務可以提供一系列的跟人們生活有關的服務。增強生活品質,可持續經濟增長,放大基礎設施投資,改善公共服務城市管理。而針對這個領域,徐啟威透露,思科每年研發的資金超過50億美元,這50億美元一大部分投入智能網絡領域。
IBM也早已布局智慧未來,雖然“智慧地球”這條路一直都在,但通過IBM的系統化,理論化闡釋,使它更清晰和易行。IBM大中華區首席技術官兼IBM中國研究院院長李實恭博士說,當“智慧地球”去年底在全球提出時,IBM的研究部門開始梳理哪些技術與智慧地球相關,結果有趣地發現,在全球的研發體系里有50%的技術與智慧地球有關系,在中國研究院,這個數字則高達近100%。這個統計數字,足以讓李實恭向外佐證,“智慧地球”不是憑空想象,它是建立在IBM研究機構長期對趨勢的研究地基之上。這家公司對實現“智慧地球”的驕傲和自信,恰恰來源于其雄厚的技術積淀。
王陽領導下的IBM中國開發中心有5000名工程師和眾多的行業合作伙伴,該中心負責IBM軟件部五大產品在中國的應用開發。在王陽看來,這五大軟件產品從數據的采集、數據管理、數據分析、協作等方面很好地支撐了智慧地球的落地。
“智慧城市是一個很新的概念,寧波市委,市政府把它作為一個具體實施的項目,非常具有遠見卓識。”中國電信集團公司總經理王曉初近日高度贊揚了寧波的“智慧城市”建設,并表示將與寧波一起探索共建智慧城市深層次的長期戰略合作關系。
遭遇難關 轉向平臺化
“智能城市的建設,需要為中國城市量身定做,這意味著更多的本地研發?!表椓傉f。以智能城市中的網絡接人為例,歐美城市和中國城市有著巨大區別。在歐美,由于地廣人稀,所以無線網絡的建設更加實惠方便。但在中國,僅北京望京這樣一個區域,就聚集著30萬居民,如果以無線網絡為主,網絡很快就會癱瘓。
當一個商業公司提出了跟地球、城市相關的宏偉生態藍圖時,除了向它投去佩服的目光,人們也會質疑其實現的可能性和難度。
IBM并非沒有自知自明。在所有接受采訪的IBM高管看來,最大的挑戰莫過于“協作”和“合作”。IBM大中華地區董事長及首席執行總裁錢大群特別強調,IBM要發起一場“大合唱”,而不是“獨唱”。
倫敦、芝加哥、韓國仁川自由經濟區等地的攝像頭,使得警方和其他應急反應部門更快更精確的獲得報警信息,從而挽救生命。但是有的市民表達了不安情緒。誰掌握所有這些數據?他們如何處理這些數據?我能信任他們嗎?數據安全嗎?還有其他類似的安全顧慮?,F在,很多公司和政府都為智慧基礎設施帶來的競爭力,以及經濟與環境發展優勢感到歡欣鼓舞――智慧的基礎設施包括智慧的電網、智慧的鐵路、智慧的排水系統、智慧的建筑等。但是,這是不是意味著我們的關鍵基礎設施的安全度和可靠性就像一個網絡頁面那樣脆弱?
這些重要問題需要整個社會所有相關方進行認真思考。我們需要建立的不只是技術和業務系統。我們必須建立起能夠代表各個方面的社會結構。