智能城市的发展

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智能城市的发展范文第1篇

【关键词】平安城市；智能视频监控；关键技术；发展

中图分类号：TU984 文献标识码：A

1、前言

创建平安城市，营造良好的安全环境是每一个市民的基本生活需求，加强公共安全更是国家和相关部门应该高度重视的问题。促进城市系统智能化监控的发展是维持社会治安稳定的重要保障。

2、平安城市概念

平安城市是智慧城市的重要组成部分，平安城市利用平安城市综合管理信息公共服务平台，包括城市内视频监控系统、数字化城市管理系统、道路交通等多个系统，利用市区级数据交换平台实现资源共享。系统前端数据通过视频监控系统采集并传输到市、区监督指挥调度中心。监督指挥调度中心管理平台由数据库服务器、存储服务器、管理服务器、报警服务器、调度控制服务器、流媒体服务器、Web服务器、显示服务器和其它应用服务器组成。硬件中除服务器外，还包括各种监控终端、安防产品、为了增加网络覆盖而增加的网络产品、基层组织监控用的计算机设备等，这些产品的需求随着平安城市系统覆盖范围的增加而快速增长。而软件解决方案除操作系统、数据库等系统软件外，还包括各种监控管理平台、流媒体软件、监控软件、智能交通系统、电子警察系统等。

3、系统架构选择

主流的视频监控系统架构有以下四类：

3.1以矩阵为核心的视频联网监控（矩阵系统）

核心的实时视频联网监控功能很稳定，这是目前大系统仍采用此方案的关键原因；控制主机采用简单联网协议，主要通过串口通讯，部分主机支持 IP 通讯；矩阵输出（或环出）视频进 DVR进行独立存储，无法实现集中录象和录象资源全网共享；多点通讯物理连接相当复杂，无法实现多厂家设备组网，不支持复杂权限管理；实际是矩阵和 DVR 各自成系统，依赖于 DVR 实现数字功能；矩阵和 DVR 有各自不同的权限体系和配置管理，不支持全网统一的权限及配置管理。

3.2以 DVR 为核心的视频联网监控（DVR 系统）

系统构成：采用嵌入式 DVR+ 中心管理服务器，在节点增加了视频转发服务器；硬件和开发成本低，数字功能完整，在银行联网项目上应用较多，适合简单联网需求的项目；基于 DVR 的网络客户端软件开发工具包，在 Windows 服务器上做应用和界面整合，通过大量定制开发能满足特定用户的功能要求，小型系统使用较多，侧重于本地存储，体系结构上对视频联网的支持能力不强，无干线概念；安全和稳定性差，单台 DVR 可同时登陆的用户有限，服务器管理 DVR 的最大容量由服务器的性能决定，很难想象几十台或上百台 DVR 能组成稳定的联网系统。

3.2 以网络编解码器为核心的全数字监控（全数字系统）

系统构成：网络编解码器 + 管理服务器 + 存储设备；网络编码器（或网络摄像机）直接将视频编码送入 IP 网络，监控中心的管理服务器进行视频调度管理并进行集中存储；扁平化的网络结构，任何授权的用户都可根据权限进行视频监控、调用以及查看录像；能完整实现 DVR 系统的所有功能，前端设备稳定，与应用系统容易集成，适合地域集中的局域网用户实现全数字监控；无干线管理和路由策略；集中式的体系结构，Windows 平台的 PC服务器做管理服务器，大规模联网存在与 DVR 系统同样的稳定性问题。

3.4以视频网关为核心的视频联网监控（类矩阵系统）

借鉴矩阵系统的联网模式，使用工业级嵌入式的网关主机替代矩阵主机，支持全网统一的精细化权限管理；开放式体系结构，通过加载驱动支持异质设备互联互控，平台级的系统组网方案；存储技术：支持专用存储系统和海量分布式智能存储体系；流媒体技术：支持大容量视频转发并发，支持数字中转；采用分布式体系结构设计，单台网关主机可以自成系统，而多台网关主机互联可以形成更大规模的视频联网系统，每个系统节点独立自治，任何一个节点故障不会影响整个系统，具备电信级的系统稳定性；互联网架构：统一资源、统一编号、统一权限、统一管理；具备完备的权限、干线和路由管理，对每条干线并发能力和用户权限进行设定，在干线资源不足时，高级别用户可以抢占低级别用户的权限；高级别用户释放掉干线后，低级别用户才能使用干线资源。

4、城市智能化监控系统实例分析

某市辖区内共有 73 个小区，总计安装有 1125 部摄像机，每个小区各自建设有独立的监控室，基本属于模拟系统，目前各个物业自行建设的小区内摄像机以及安保系统，品牌、协议混乱，难以直接按统一平台做数字化集成。

4.1监控专网建设

全数字视频监控系统需占用大量带宽。若使用当前主流视频编码分辨率 D1、视频压缩标准 H.264、视频帧率 25 帧 / 秒传输，每路约需要占用 2Mbps 的带宽；若使用标清 720P 的视频格式，每路约需要占用 4Mbps 的带宽；若使用高清 1080P 的视频格式，每路约需要占用 8Mbps 的带宽。本系统共有 1125 部前端摄像机，网络的数据流会相当大，并且视频流是实时的数据流，会持续给网络相关的交换设备造成持续的压力。

综合考虑，根据相关技术规范及实际需求，必须为平安城市社区视频联网系统建设专用局域网，本网络需按核心千兆局域网考虑。一般情况下，分为两个简单的层次：核心层和接入层。当然根据实际情况，可在局部地区设置汇聚层。

本项目的终端设备为 DVR，安装于各小区监控室，实际上承担视频编码器的角色，进行视频压缩和网络传输（不承担存储任务，不带硬盘），可视为 16 路视频编码器，全部通过接入层进入网络系统。接入层为终端用户提供 10/100M/1000M 的自适应交换端口，并提供到核心的上联链路。

核心层和数据中心是各种应用业务的提供中心，是数据计算、应用服务、网络传输、数据存储的中心，是整个系统平台的灵魂和核心价值所在。平安城市社区视频联网监控系统的核心层是整个系统的数据处理中心，需要实现大量监控视频信息、公安业务应用、各种数据和安全策略的统一部署与运维管理。因此，我们在建设核心层和数据中心时，采用以 T 比特为单位的技术考量。

街道监控中心与各小区的链路是系统平台的主干，担负着大量的视频、数据的业务流量，因此需要采用光纤链路，百兆 / 千兆传输的方式。必要时，采用双链路冗余。光纤链路计划租用运营商（电信、移动或联通）的链路。

4.2存储系统

随着监控系统规模的不断扩大，摄像机数量越来越多，模拟摄像机的分辨率从 380 线升级到 540 线甚至更多，网络摄像机的分辨率从 100 万像素发展到 300 万像素，硬盘录像机的分辨率从 CIF 升级到 D1 分辨率，录像时间从以前的 7 天升级到 90天甚至更多，而所有这些因素都需要大容量存储设备。

数字视频安防监控系统集中存储的记录设备应根据系统规模的大小进行设计，设备的选用应考虑存储设备接入视频流的最少节点、读写速度、网络带宽以及设备自身的稳定性和性价比。

常用的存储形态有 NVR （网络硬盘录像机） 和磁盘阵列（IP-SAN/NAS）两类。按照每路视频都采用 D1 格式和定码流方式，D1 格式流量：2Mbps。本项目要求，存储时间按 24 小时 D1 格式存储 15 天考虑。

单路视频每小时存储容量为：

1 路 *（2Mbps*3600s）/8bit =900MB

单路视频每天存储容量为：

1 路 *（2Mbps*3600s*24 小时）/8bit/1024 =21.1GB

单路视频每 15 天存储容量为：

1 路 *（2Mbps*3600s*24 小时 *15 天）/8bit/1024 =316.4GB

1125 路视频每 15 天存储容量为：

1125 路 * （2Mbps*3600s*24 小 时 *15 天 ）/8bit/1024=355957GB=348TB

计入 10%格式化损耗，1125 路视频 15 天存储需配置硬盘容量为：348*1.1=383TB。

若使用磁盘阵列（IPSAN/NAS），则应按照硬盘容量（383TB）、接入视频流节点（1125 路）等因素配置网络存储设备。从技术、经济等多方面因素考虑，本项目最终选用 32 路NVR（网络硬盘录像机）存储。

NVR 台数计算：1125/32=36 台，另外为 N+1 方式备份（在一台 NVR 设备出故障后，可自行切换到备用 NVR 上进行存储）1台，总计配置 37 台 NVR。

每台 NVR 配置硬盘容量计算：32 路 *（2Mbps*3600s*24 小时*15 天）/8bit /1024/1024*1.1=10.9TB，应为每台 NVR 配置 6 块2TB 硬盘（最多可挂满 8 块硬盘，接口为 SATA）。

4.3 综合管理平台

综合管理平台的核心是一个统一的监控管理平台软件，通过这个统一的监控管理平台软件，实现街道监控中心对所有视频图像集中管理，实现各个厂商的设备的联网，保证联网视频的传输质量，提供视频资源的统一监控检索系统，实现信息共享。应包括中心管理服务器、存储服务器、流媒体服务器、数字矩阵、视频监控客户端和网关等。系统应留有软硬件接口，便于与消防系统、入侵报警系统、出入口控制系统、电子巡更系统、停车场管理系统等集成。当发生异常时，根据系统需要可实现系统之间的联动，并能自动切换到对应的视频通道。

数字监控管理软件通过中心管理服务器进行系统设置，负责整个系统的信息管理，以及所有用户信息、权限和登陆管理、操作信息及系统信息的管理，实现统一网管功能。

5、智能化监控系统发展趋势

5.1视频图像质量趋于高清化

由于数字图像采集的性能的较以前有了明显的提高，终端显示的能力有了巨大进步，HDTV的视频大小已经达到1280 X 720, 1920 X 1080，以后的视频监控图像质量主流会达到高清晰电视的水平，实现了城市视频监控联网中图像的清晰度。

5.2终端小型化，移动化

3G网络时代的到来，监控终端也将随之发生巨大的变化。移动化、小型化一直是视频监控用户的追求;手机、便携电脑等智能型终端成为方向发展，扮演着重要的监控终端载体。方便快捷的查询功能，可查询发生警情点的人员、地址、就近警力、周边状况信息。

5.3监控系统无线网络化

普及到千家万户的无线网络、第三、四代移动通信在技术上己经成熟，高清、嵌入式、无线和有线方式的移动无线视频监控成为新一代的视频监控系统的发展方向。

5.4监控管理系统多媒体化

监控系统正在经历从模拟、数字直至支持IP网络传输的发展过程。从现在功能比较单一前端设备，综合能力简单的管理系统，发展到利用数字网络多媒体技术形成的监控管理系统，具备多媒体应用中的网络化、系统集成化和规模组网能力方面等优势。

5.5管理网络化

现在的监控需求发展为广域联网。大规模的网络信息共享促使向网络多媒体监控管理平台发展，具有权限分级、信息传送渠道条理清晰等特点，并采用分级式管理控制方式。

5.6信息转发/存储

采用分布式的信息转发和存储方式，在IP网络上进行虚拟矩阵控制，提高了网络带宽利用率，减少了硬件存储设备的投入。

5.7报警联动

与城市交通等系统联动，前端出现情况的位置提出告警信息，并及时转发报警信息给相关部门，提示出位置、声音、图像以及发送短信和电话等形式，提升了应急反应速度的能力。

6、结束语

当前我国的很多大中型城市已经相继开展了平安城市的建设，作为一种关键技术手段，智能视频监控系统对城市的安全管理发挥着重要作用，也必将得到深远发展。

参考文献

智能城市的发展范文第2篇

关键词：智能化；机械工程；发展趋势；探讨

智能化机械工程是继传统机械工程技术发展起来的一种自动化控制技术，智能化机械工程主要由现代机械设备组成，机械装置具有复杂性与精巧性的特征，也能够制造出更为精确的产品，因此可以在理论创新与实际问题的解决方面发挥重要作用[1]。本文简单探讨了机械工程智能化的发展趋势问题，旨在为智能化机械工程实现进一步推广提供参考依据。

一、智能化机械工程的特征

机械工程的智能化发展指的是采用智能化管理方法、设备及技术，有效转变传统机械工程，使传统机械工程实现智能化运作与发展。智能化机械工程具有以下特征：（1）高品质、高效率。在机械工程中应用智能化技术能够减少生产能耗，并可以延长生产链，如从机械生产延伸至生产管理、产品销售及再回收等过程，同时保证高效率生产产品及提高产品的品质。（2）四流交汇、四维集成。人、机、硬件、软件相互交流与集成是智能化机械工程的基本特征，四流交汇与四维集成保证了智能化机械工程的高效性与智能性，这对于机械工程的发展有着非常重要的作用[2]。（3）节能与环保。节能环保是机械工程发展的重要趋势之一，利用传统机械工程技术的过程中难免会产生污染，且污染产生后治理难度较大。智能化机械工程中所使用的技术与设备均具有节能环保的特点，能够减少污染物的排放，避免以牺牲环境作为发展机械工程的代价。

二、机械工程智能化的发展趋势分析

（一）网络化与信息化发展趋势。网络化与信息化是机械工程朝智能化方向发展的主要趋势。就信息化发展趋势而言，与机械工程相关的企业正在不断改革自身管理体系，并注重通过智能化技术改善内部管理环境及利用外部环境，确保机械工程能够在信息化管理环境中实现进一步发展。目前EPR（企业资源计划系统）及MRPII（制造资源计划）等在企业中的广泛应用为智能化机械工程的信息化发展提供了有利条件，同时也能够使机械工程在虚拟企业、动态联盟、电子商务、网络物流等领域中发挥非常重要的作用。机械工程在信息化管理领域中的应用也能够加快智能化机械工程的信息化发展。例如，在对机械工程中的机电产品进行研发时，通常会应用到信息技术，在选择机械加工设备时，通常会优先考虑数控式加工机床等含有智能化信息技术的机械设备。商业化智能机械研发机构的出现也为机械工程的信息化与网络化发展提供了必要条件，目前已有研发机构成功利用智能CAD（计算机辅助设计）技术、智能数据处理技术等设计及开发新型机械产品，并逐渐朝CAM（计算机辅助制造）、CAPP（计算机辅助工艺过程设计）等方向发展[3]。此外，机械工程生产体系的网络化发展趋势尤为明显。智能化机械制造系统以人机结合为主要特征，目前制造模式已经得到了优化，生产体系注重以人为本，并确保机器智能与人类的智能能够实现有效结合，因此可保证调度计划与生产计划能够组成智能化控制网络，确保机械工程的智能化控制系统具有可重构性。例如，可以重构路线调度数量品种，适应机械加工设备及组成方案等。

（二）集成化与自动控制化发展趋势。随着机械工程智能化研究的不断深入，智能化机械应用集成化与自动化控制技术的趋势也表现得越来越明显。在机械工程领域中，基于单机集成与智能控制的自动化换挡系统已经得到了推广与应用，自动化换挡系统主要分为液压式换挡系统与电液式换挡系统，应用以上两种系统后不但可以改善机械设备的使用性能，提高机械工作效率及作业质量，同时还能够使机械操作人员的劳动强度得以减轻。另一方面，机械工程中所使用的监控技术、检测技术、远程诊断技术及维护技术等也已经逐步实现了智能化，并具有明显的集成化与自动化控制的发展趋势。例如，智能化电子诊断技术与监控技术能够实现在线智能检测、预报及检测机械设备的运行工况，同时还可以自动将故障诊断及维修数据发送给机械操作人员，方便操作人员集成化控制工程机械。近些年国外部分厂家已经可以在电子监控装置当中安装数据输出接口与数据存储接口，这就能够为机械工程中故障数据的记录提供有效的物质基础，当得出故障数据后，机械维护或操作人员便可以根据故障代码输出结果分析故障情况，因此有利于精确确定机械故障类型及故障点。此外，集成化与自动化控制的发展趋势还体现在了网络机群方面。网络机群是机械工程智能化的具体体现，实施网络机群管理能够优化配置多机种及高性能机械，确保各类机械充分发挥协同作用。

（三）产品智能化与人工智能化发展趋势。在机械工程本身不断实现智能化的同时，机械工程中的产品也逐渐朝智能化的方向发展，同时在机械工程领域中应用人工智能化及计算机科技技术的发展趋势也变得越来越明显。智能化、多样化及个性化的机械产品能够更好地满足消费者的需求，其中智能化机械产品具有广阔的市场前景。例如，索尼公司开发的智能化娱乐机器狗（爱宝）投入到市场后受到了广大消费者的欢迎，同时也带来了巨大经济效益。机械工程领域中的智能化产品多能够模拟人类大脑所具有的控制功能、分析功能，因此可以实现共同控制与定时控制。在机械产品中安装位置、压力及温度传感装置等，不但可以高效感知与分析外界信号，同时还能够及时处理信号。例如，机械产品中的分级控制可以通过电子电路、SCM（ 供应链管理）及显示管等的灵活配置实现。人工智能化与计算机科技技术的应用也加快了机械工程智能化的发展进程。现代科技技术从研发到应用之间的周期正在不断缩短，机械工程中应用的人工智能化技术也变得越来越多，人工智能与计算机智能的结合已经成为机械工程技术研究中的热点，研究的关键点在于解决知识节点划分与模块共享之间存在的技术难题，以便可以协调人工智能、产品智能与计算机智能之间的关系。此外，机械工程智能化知识资源为智能软件的设计提供了必要依据，如MAS技术（移动服务器）、DPS技术（数据保护）等的应用不但提高了机械工程的人工智能化水平，同时还能够提升机械产品的制造质量，降低产品生产成本。因此能够加快机械工程的智能化发展。

结束语：综上所述，机械工程在人类文明发展的过程中起到了非常重要的作用，智能化机械工程的出现将机械工程带入了一个崭新的发展纪元。机械工程智能化的发展趋势是多样化的，包括网络化、信息化、人工智能化与产品智能化等，只有把握好机械工程智能化的发展趋势，才能够丰富机械工程领域的内涵，并由此加快机械工程的发展。

参考文献：

智能城市的发展范文第3篇

关键词：机械工程;智能化;发展趋势 前言

我国科技不断进步与发展，机械工程智能化的应用越来越广泛，本文就其发展趋势展开了探讨。

2.机械工程智能化发展现状

由于我国目前的国情以及技术、信息等的限制，我国部分机械工程企业还未实现智能化发展，还是以传统的制造模式为主，但可喜的是，机械工程企业一直都在不断改革，借鉴国内外发展较好的机械工程企业的成功经验，在技术、管理、产业结构等各方面开拓创新，将智能化作为企业未来的发展目标。总之，未来的生产是智能化的集约生产，顾客的需求是智能化的服务和产品，因此，企业的生产和管理必须以智能化的发展方向为目标。

虽然目前还存在较多的困难和挑战，但我国机械工程行业的智能化发展趋势总体上是良好的。随着技术越来越成熟，不少企业在国家产业政策和信息技术高速发展的支持下，以市场需求为导向，不断调整产业结构，研发产品技术，将产品向科技化、智能化方向发展，中国机械工程行业一定能够克服当前的困难，走上科技、智能发展的轨道。

机械工程是现代社会生产和生活的基础，是将技术科学理论知识运用生产实践中的一门应用性工程。任何生产和生活活动都离不开机械，如农业机械、冶金和化工机械、食品加工机械、矿山机械设备等，各个工程领域的发展都需要机械工程提供必需要的设备，各个领域不断提高的需求促进了机械工程的发展，同时机械工程自身的发展，如技术创新和科技进步也能更好的满足各个工程领域的不断发展的需求。但不可否认的是，机械工程在提高人类物质文明和生活水平的同时，也对环境造成了很大的破坏，如废水、废弃、废物的污染;资源的大量消耗等。因此，机械工程的发展不能一味的以提高生产、生活效率为目标，而要寻求一条既不破坏环境也不影响生产生活的可持续发展道路。综合各方面的因素分析可以得出，智能化发展是机械工程未来的发展方向。

3.机械工程智能化的优势

3.1 生产能力和工作质量得以大幅提高

应用机械自动化生产出的产品在信息自动处理和控制方面有着突出的优点，其控制和检 测的灵敏度、精度和范围都有较大幅度提高，通过自动控制系统可以精确的保证机械的执行 机构按照设计的要求完成预定动作。

3.2 产品的安全性和可靠性更高

机械自动化产品一般都具有自动监视、报警。诊断和自动保护的功能，在工作的时候一 旦遇到过载、过压和短路等故障时能够采取自我保护的措施，有效保护操作者和设备的安全， 由此可见，使用机械制造及自动化技术对产品的安全性和可靠性有非常大的提升。

3.3 提高了产品科技含量，提升了产品的具体功能。

机械自动化产品在安装调试时，可通过改变控制程序来实现工作方式的改变，以适应不 同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。这些控制程序可通过多种手段输入到机械自动 化产品的控制系统中，使产品更具科技含量。

3.4 提高了生产效率，降低了劳动强度

机械自动化产品的自动化程度较高，属于知识密集型和技术密集型产品，是将人们从繁 重的体力劳动中解放出来的重要途径，可以加速工厂自动化、办公自动化和农业自动化及交 通自动化，另外，机械制造及自动化技术还有效提高了生产效率，降低了劳动强度。

4.机械工程的智能化的应用

4.1 机械工程企业的管理过程要向智能化发展

智能化管理是当今机械工程管理的重要思路，对机械工程企业的管理方式产生了重要的影响。它使得原有的交叉式、多层次管理方式转变成了阶梯模式的管理方式;使得原有的人力管理为主成为微机管理。通过智能化管理系统来进行机械工程企业的生产、销售等活动的检测，并积极跟进检测结果来进行修正，保证了企业管理的及时性和有效性，保证了管理信息的透明度，还极大的降低了人力资源的浪费，降低了人为因素对管理的负面影响。

科技技术的不断发展进步促进了当今社会管理模式的不断发展，智能化管理模式的不断推广，可以有效的提高机械工程企业对市场环境的检测，保证了决策的有效性，有利于规避存在的风险，保证企业的健康发展。

4.2 机械工程企业的设备要向智能化发展

随着科学技术的不断进步，智能化在机械设备中广为体现，机械设备都朝着自动化、智能化、科技化方向发展。机械设备的智能化可以有效提升管理智能化的进程，促进管理水平的提高。机械设备的智能化使得设备的参数可以及时有效的反馈到工作人员身边，保证了机械设备的有效运行，一旦出现故障，智能化系统可以进行警示并且做出相关的停机、断电反应，保证了设备以及生产安全。

4.3 科学技术的发展方向是智能化

科学技术的智能化是实现产品智能化、管理智能化、机械设备智能化的基础保障。科学技术智能化在当今的机械工程生产过程中广为应用，如微显微技术、远程控制技术、导航技术等。

机械工程在不同的生产领域其相关的产品、生产设备、生产技术要求也不一致，其相关的智能化发展模式、发展目的也不一致，这意味着不同领域的机械工程生产需求的智能化也是不一样的。在进行科学技术的智能化应用时，要根据行业特点和生产领域特点，适当的进行技术、设备的选用，保证智能化生产的有效性，保证机械工程智能化的顺利进行。

5.机械工程智能化的发展趋势

5.1 生产产品智能化

产品是促进企业进行正常经营活动与持续发展的基本，也是企业实现经济效益的手段，尤其是机械设备直接生产出来的产品，不仅要保证产品生产出来的质量，同时也要保证生产效率，满足市场及消费者的需求。智能化的生产方式不仅能保证机械设备生产的产品在质量上精益求精，还能兼顾提高生产效率。

5.2 管理方式的智能化

智能化管理方式在机械工程管理中的应用逐渐深入，势必会给机械工程企业所固有的管理方式造成冲击，促使企业管理方式发生变革，由原来交叉粗放的管理方式转变为细化到个人的管理模式，保证决策的实效性;由原来的人力管理转变为计算机系统管理。智能化的管理方式能确保机械工程企业的生产、销售、产品维护、市场开发等方面都得到及时的跟进与补充，实现一体化的服务模式，并且能给及时反馈运行的结果，方便后续的生产经营活动。智能化的管理方式，不仅能有效节约管理成本，还能有效提高管理的质量与效率。

5.3 机械工程设备的智能化

在现阶段，伴随着科学技术水平的不断突破创新，机器设备也在朝着智能化、自动化的方向发展。机械工程智能化不止是生产产品的智能化、管理方式的智能化，同时也是机械工程设备的智能化，这种智能化的机器生产能有效提高生产效率，还能协助设备管理人员对机器设备进行智能化的管理，降低管理成本，通过机器管理机器，达到智能化管理机器性能与运行状态的目的，如当机器在生产过程中发生故障时，监管设备就会发出警报，停止该问题设备的运转，保证机器不会发生二次故障的情况。

5.4 科技的智能化

科技智能化是实现生产产品智能化、管理方式智能化以及机械工程智能化的前提条件。科技智能化能广泛应用在机械工程生产的各个环节，如感应技术、联动控制技术、远程控制技术等。因此现代机械工程企业要密切关注科技发展趋势，紧跟科技发展步伐，与时俱进，将新型的科技应用到生产中。

6.结束语

只有加强对机械工程智能化的研究，才能完善该部分技术，掌握发展趋势，为我国机械工程更好的服务，该部分研究非常具有现实意义。

参考文献：

[1]彭海辉.机械工程智能化的发展趋势探讨[J].建筑遗产，2013（3）：166-168.

[2]王朝.机械工程智能化的发展趋势探讨[J].建筑遗产，2012（3）：16-18.

[3]高洁.机械工程智能化的发展趋势探讨[J].建筑遗产，2013（6）：66-69.

智能城市的发展范文第4篇

关键词 能值理论;指标体系;矿业城市;可持续发展

中图分类号 F062.2 文献标识码 A 文章编号 1002-2104(2010)03-0056-06 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2010.03.011

矿业城市作为我国一种特殊的城市类型,是随着资源开发而兴起的城市,其主要职能是开采矿业以及在此基础上的加工产业,对我国经济建设做出了巨大的贡献。根据其依赖的资源隶属不同,可将矿业城市分为油气类、煤炭类、非金属、有色类、化工类及冶金类等。据中国矿业网―中国矿业城市基础数据库统计,我国共有大小矿业城市近400座。如何通过构建科学合理的评价方法对矿业城市的发展程度进行分析对比,进而指导矿业城市的发展,一直是学者们研究和关注的问题。传统的评价方法如模糊综合评价、层次分析评价、神经网络等方法[1-5],涉及到指标选择、方法参数的设置以及权数设定等问题,且矿业城市种类不同所采用的计量指标有其自身特点,制约了这些方法的使用。本文运用能值分析理论, 广泛地涵盖了反映各种不同类型矿业城市发展程度的指标,通过转换为能值指标来进行分析,在分析方法中,避免了权数的设定,规避了人的主观性,能科学合理地反映矿业城市的发展水平,进而利用能值指标值进行对比分析。通过收集整理2006年中国典型矿业城市统计数据,构建矿业城市发展程度能值指标体系,运用能值理论计算矿业城市能值指标值,对矿业城市之间及其与其他区域的能值指标值进行对比分析,实现了对不同矿业城市之间及其与其他区域之间的比较,从而为矿业城市的发展提供参考。

1 基本理论及分析步骤

1.1 能值分析理论

能值理论[6-7]是由著名生态学家、能量分析学家H.T.Odum于上世纪70年代提出的能量价值学说,经过不断的发展完善,成为广泛采用的评价方法之一。能值是一种基于生物物理原理的生态经济评价方法,以能量定律、系统学及系统生态学为基础,将生态系统和经济系统的各种形式的能量转换为太阳能来进行评价,从而达到对自然系统和经济系统的资源、服务和商品的价值进行定量分析,提供了一种可以对不同种类、各种能量(能量流、物质流、经济流、信息流)的共同衡量尺度和评价标准,其单位为太阳能焦耳(Solar Emjoules,缩写为sej),能值分析的基本概念包括:

(1) 能值:指流动或贮存的能量中所包含的另一类别能量的数量。在能值分析过程中主要是 以太阳能值(Solar Energy)来衡量某一能量的能值大小,其单位为太阳能焦耳(Solar Energy,即sej)。换言之,某种资源、产品或劳务的能值,就是其形成过程中直接或间接应用的太阳能 焦耳总量。

(2) 能值转换率:指形成每单位物质或能量所含有的另一种能量之量。在能值分析中常用太阳能值转换率,即形成每单位物质或能量所含有的太阳能之量,单位为sej/J 或sej/g。能值转换率是衡量能量的能质等级的指标。H. T. Odum 和合作者从地球系统和生态经济角度换算出自然界和人类社会主要能量类型的太阳能值转换率,可用于大系统如国家、区域、城市系统的能值分析。根据各种资源(物质、能量)相应的太阳能值转换率,可将不同类别能量(J)或物质(g)转换为统一度量的能值单位(sej),以便进行统一度量。

(3) 能值/货币比率:指当年该国家(或地区)全年总应用能值与该国(或地区)国民生产总值(GNP)之比。能值/货币比率反映了总应用能值与国民生产总值的比例关系,其比值大小,反映了货币购买力的高低。能值/货币比率高,代表单位货币所换取的能值财富多,表示在生产过程中使用的自然资源所占的比重大;反之,能值/货币比率小的国家(或地区),其自然资源对经济成长的贡献较小,科技发达,说明该地区的开发程度较大。

(4) 能值―货币价值:是指将生态系统或生态经济系统物质和能量的能值折算成货币,相当于多少币值,也称为宏观经济价值,其折算的方法是能值除以当年能值/货币比率,这种方 法可以增强不同国家或地区之间的可比性,一般是以美元为单位。能值货币价值反映某一产品的实际价 值,包括凝结在产品中的人类劳动和环境资源的价值。

由于能值分析理论能够提供一种衡量和比较各种不同种类、不同等级能量的统一尺度和标准,经过不断完善和发展,能值评价理论已经被运用到各个领域。如湿地生态系统[8-9]、环境经济系统[10-11]、区域经济系统[12-13]、城市生态评价[14-15]等方面,对其发展现状和可持续性进行对比分析,为实现社会健康和谐的可持续发展提供了有利的参考作用。

曹志国等:基于能值理论的中国矿业城市发展程度分析中国人口•资源与环境 2010年 第3期1.2 矿业城市发展程度的能值评价指标体系构建

根据H.T.Odum提出的能量分析的各项指标,结合中国矿业城市发展实践,构建了矿业城市发展程度的能值评价指标体系,如表1所示。

1.3 矿业城市发展程度的能值分析步骤

根据H.T.Odum提出的能值分析一般步骤,结合矿业城市的实际情况,制定矿业城市发展能值 分析具体步骤,如下:

(1) 基础资料的收集:收集所研究矿业城市的自然地理及经济资料。数据来源于中国城市 统计年鉴2007、各相关省市统计年鉴2007、各相关省市2006年国民经济和社会发展公告、各省市统计局网站以及中国矿业网站等权威机构;

(2) 矿业城市系统的能量流动分析:包括确定矿业城市系统的边界,确定系统的主要能量来源以及确定系统的主要成分等;

(3) 能量分析表编制:能量分析表包括资源类别、资源流动量、太阳能值转换率、太阳能值以及宏观经济价值等项目,进而通过能值转换计算,实现了将各类资源换算为统一的能值单位;

(4) 以矿业城市发展能值评价指标体系为基础,对上述计算结果进行整合,计算出各矿业城市的能值指标数值,分析其发展情况;

(5) 综合分析和参考建议:通过对上述指标值进行横向比较,发现矿业城市发展趋势,与其他区域能值指标进行对比分析,制定可行的经济社会发展策略,指导我国矿业城市的健康和谐发展。

2 中国矿业城市发展程度分析实例

2.1 分析实例

根据1.3矿业城市发展程度评价的能值分析步骤,计算中国矿业城市能值指标值,如表2所示。

2.2 计算结果分析

利用表2计算结果计算各类型矿业城市的能值指标平均值及总体平均值,如表3所示。从表中可以看出煤炭类与有色类城市的能值利用强度较低,油气类、冶金类以及综合类城市的人均能值利用强度要高于平均指标,综合类城市能值利用强度要高于其他城市。煤炭与有色矿开采对环境危害较大,故其环境能值/万人民币指标与废弃物占总能值比率较高,在今后发展过程中应做好环境规划,避免由于开采矿产而造成的环境破坏以及次生灾害的发生;在人均不可更新能值消耗比例方面,冶金类远高于其他类型矿业城市和平均指标,这与其工艺生产消耗大量不可更新资源有密切关系。未来发展要通过改善生产工艺,提高能源的利用程度,降低不可更新能源消耗,构建科技含量高、低消耗能源的可持续发展模式。

进一步从以下几个方面对矿业城市主要能值指标计算结果进行分析对比。

(1) 能值使用结构分析。城市生态经济系统能值使用结构一定程度上体现了其生命支持系统的稳定性和安全性,也决定了城市的发展方向和水平。由计算结果可以看到,矿业城市总的应用能值中,系统不可更新能源产品能值占很大一部分比例。而经过长期开发,矿业城市面临着资源枯竭,资源结构调整是其发展面临的一个重要课题。从地理分布来看,绝大部分矿业城市地理位置相对偏僻,如东三省矿业城市、山西北部矿业城市、新疆矿业城市以及沿海矿业城市,风能资源丰富,而对其开发却极为缓慢,为调整资源结构,这些矿业城市应大力发展风力资源;根据分析得知,在甘肃石嘴山、山西大同、朔州、内蒙古包头与乌海等地区,由于全年日照时数时间较长,蕴含着大量的太阳能资源,应及早大力开发;在部分沿海矿业城市,如东营,应大力发展渔业资源及利用海洋能,实现产业结构优化等。

简言之,矿业城市应在现有基础上,积极主动开发风能、太阳能、海洋能等清洁能源,促进资源结构调整,不能仅靠开发资源维持经济社会发展,应实行环境友好的和谐社会发展。

(2)能值利用强度。能值使用强度体现了单位面积的能值流动情况,可以看出矿业城市的能值使用的集约情形。经济发达国家或地区,其经济活动频繁,能值使用强度必然很高,如2001年意大利、瑞典、中国澳门、广州能值利用强度已分别达到6.86×1012sej/m2,8.99×1012sej/m2,8.05×1012sej/m2,4.33×1012sej/m2,矿业类城市在2006年平均能值利用强度只有1.25×1012sej/m2,远低于过于发达国家及地区。能值利用强度指标较低,与发达国家或地区相差较大,说明其城市化水平较低,应加强地区区域协调发展,促进社会协调发展,提高矿业城市的城市化水平和经济发展水平。

(3)能值货币比率。能值货币比率体现了一个地区的经济发达程度,其值越高,代表单位货币购买的能值财富较多,经济发展程度较低;能值货币比率低,表明资源对经济增长贡献较小,表示该地区开发程度大。美国、日本、前西德、意大利和荷兰等国的能值货币比率均在2.66×1012sej/S以下,而矿业城市的能值货币比率大多维持在5×1012sej/S以上,表明了其经济总量还不够大,经济发展耗费的资源较多,经济发展水平较低。

(4)电力消耗能值比率。电能是高质量的能量,电能的使用可以反映一个国家或地区的开发程度和人民生活水平。2000年美国电力消耗能值比率已达到20%,印度为10%,江苏为20.8%,浙江为21.8%,而大部分矿业城市电力能值消耗比例远低于20%,说明其工业化程度较差,仍有待发展。

(5)三次产业人均能值对比。从三次产业人均能值对比分析得知,大部分矿业城市第一产业(农林牧渔等)与第三产业(服务业)人均能值基本持平,但其远低于第二产业(工业)人均能值,说明工业在矿业城市中占很大比例,矿业城市的资源依赖较强,应大力发展第三产业,改善调整产业结构,促进经济协调发展。

(6)人均科技发展能值分析。科技是第一生产力。从科技教育投入比例来看,矿业城市科教投入不如GDP总值的5%,人均科技发展能值远远低于系统人均能值利用量。其主要原因包括矿城一般地理位置偏僻,其拥有的教育机构(如高等院校、研究机构)较少以及其对教育重视程度不够。部分矿业城市如阜新、东营等,在其发展过程中,建立了一些与地区资源相关性强的高等院校,这些矿业城市应加大对其区域内教育科研机构的科教投入,促进产学研结合,更好地发挥科技在生产中的作用。其他矿业城市应积极主动,通过多种途径,如联合高校等科研机构建立工业孵化园,提供政策便利,鼓励科研机构落户,加大对基础教育投入,形成共赢的局面,实现科技强市。

(7)系统的环境承载力分析。矿业城市在其发展过程不可避免地对环境造成了严重的损害。每万元GDP的环境能值较高,远高于非资源性城市。这与矿业城市的生产结构有着直接联系,其以资源开发及加工业为主,造成了大量的工业垃圾(废水、废弃、废物)。从废弃物占能值比例分析得知,煤炭类城市产生的废弃物较多。长期以来,资源的粗放型开采,对环境造成了很大的负荷,遗留下许多生态环境问题。今后要进一步控制工业垃圾排放,加大治理,通过先进的科技手段变废为宝,降低废弃物对环境的影响。

3 结 论

本文运用能值分析理论,在能值分析基本指标的基础上,构建了人均能值利用量、电力消耗能值/系统总能值、环境能值/万人民币GDP和各种人均能值指标等,与原有指标构成了矿业城市能值发展评价指标体系,综合分析了中国矿业城市的发展程度,通过矿业城市间以及与其他区域时间能值指标值的对比分析,得出如下结论:矿业城市资源丰富,具有较大的能值资源,但大多数矿城依靠资源发展经济,致使其能值货币比率较大,经济发展对资源的依赖程度较高,属于高资源消耗型、粗放型发展的经济模式;能值利用强度低于其他区域,城市化水平有待提高;同发达国家地区相比,其货币能值比率较高,经济发展中的能耗较大,应加强资源利用效率;矿业城市产业发展不协调,人均第三产业能值偏低,要通过采取相关措施,加强第三产业的发展,促进经济协调发展;要从建设环境友好型城市的角度出发,利用 先进的技术手段,对城市环境进行治理,提高城市的环境承载力。此外还要加强科技教育投入 ,推进科技创新,采取有效措施,培养和聚集高素质的科技人才、管理人才和精英人才,提高矿业城市的科技含量等。

能值理论作为生态学和经济学理论的集成,具有较广的应用领域。应用能值评价理论可以分 析任何经济系统,定量分析资源环境和社会经济活动的真实价值,在不同类型的区域间进行对比分析,对资源的科学评价和合理利用、经济发展方针的制定,实现区域经济社会的和谐发展,具有重要的意义。

本文运用系统分析理论,构建了反映矿业城市发展程度的能值指标体系,通过能值计算,将反映各矿业城市发展程度的指标值转换为统一的能值指标值,实现了不同矿业城市之间发展程度的量化对比分析,验证了该方法在矿业城市发展评价分析运用的可行性,解决了运用传统方法的权数设定易主观性和不同类型矿业城市由于指标不同而不易比较的问题,为矿业城市发展评价提供了一种新的方法。虽然Odum和其同仁已研究了自然界和人类社会主要能量和物质的能值转换率,但人类经济产品的能值转换率受地区、生产水平及效益等因素影响而不同。因此,如何建立更加科学合理的能值评价指标体系,确定科学合理的能值转换率等问题,以此对矿业城市之间以及与其他区域进行横向纵向比较,进而更加有效指导矿业城市可持续发展,是进一步研究的重点。

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Analysis on Development Degree of Mining Cities of China Based on Emergy Theory

CAO Zhiguo ZHAO Yiqing YUAN Feng LI Cuiping

(University of Science and Technology (Beijing), the Ministry of Edu cation Key Laboratory of High Efficiency Mining

and Safety for Metal Mines, Beijing 100083, China)

智能城市的发展范文第5篇

关键词：城市发展城市中心 中心区 规律

Abstract: Based on the historical development of the Chinese and foreign cities to explore and study the changes in the period of urban centers and foreign urban form and functions, and thus the variation of the city center.

Keywords: urban development, urban centers, the central area of ​​the law.

中图分类号：F291.1文献标识码：A 文章编号：

正文：

引言

从人类文明诞生开始，人类就作为群居型动物而存在。在人类的文明发展史中，随着生产力的发展和生产关系的改变，人类逐渐聚集形成部落进而逐步形成城市的初期的形态，城市的发展史正在此背景下拉开帷幕。城市随着人类的发展而发展，城市中心也随着城市的发展以及功能的变化而逐步改变。同时城市中心形态的变化也象征着城市性质的改变以及中心职能的变化。

城市发展初期的城市中心形式及职能

2.1原始社会和早期奴隶社会的中国

中国的城市文明的雏形诞生于公元前5000年左右至公元前21世纪，从远在的内蒙的兴隆洼文化，到中原的磁山文化、裴李巷文化、关中的大地湾文化到江南的河姆渡文化形成了稳定的农业聚集村落为中国城市发展创造了条件。随着劳动的分工和社会的阶层的分化，到商朝前期，中国逐渐形成了早期的城市。

早期的城市大都由早期集聚的村落演变而来。此时处于统治地位的有两方面—氏族首领和巫师阶层。城市雏形往往以氏族首领的居住场所为中心，如半坡、姜寨的大房子、龙山时代的城堡,等等，祭坛等祭祀场所也往往构成了这些城市雏形的中心。这些贵族与巫师居住、祭祀场所地处城市中心地位也体现了他们身份的尊贵。此时城市中心功能为防御与祭祀。

2.2外国早期城市中心-古代与古典主义时期

2.2.1古希腊与古罗马

古希腊和古罗马的历史起源于爱琴海文明，该地区早期的城市也正是这一时期建立并影响了欧洲2000多年的建筑和城市的发展。古希腊采用氏族制后逐步转变为共和制最后被马其顿统一（希腊化时期）。氏族制时期希腊信奉多神教，反对自然现象崇拜，建有大量的庙宇，庙宇既是宗教场所也是市民公共活动中心，从一定意义上构成了城市的局部中心。卫城是此时城市的核心，卫城里建有宫殿、贵族住宅、仓库、陵墓等等，承载政治、军事、文化等多种功能。共和制时期城市中心逐渐转变为圣城。圣城功能上与卫城有了很大区别，建有大量公共建筑，定期举办节庆等活动。希腊化时期城市中心转变为广场市民活动中心和博物馆等文化交流中心，如阿索斯城中心广场和亚历山大城的宫殿图书馆与博物馆。

古罗马分为王政时代，共和时代和帝国时代，其建筑和城市发展受古希腊影响很大。古罗马的城市中心建有广场，广场周围建有神庙、剧场、竞技场等一系列大型公共建筑，他们占据着城市的核心位置，而普通的民居簇拥着他们，罗马城与罗马帝国广场清晰地展现了这种城市结构。它反映了当时神、统治者和普通百姓之间的一种关系，不难看出这一时期“人神合一”的思想，以及公共性对当时社会的重要性。

2.2.2古埃及

古埃及文明的核心是法老制度，崇尚死后永生的理论，古埃及的统治者相信自己是神的后代，法老家族统治制度代代相传，僧侣和祭司的势力也逐步发展壮大。从公元前3200年到公元前1085年古埃及建立了大量的古城和陵墓，因此可将古埃及城市分为生者之城与死者之城两种。生者之城的城市中心往往以贵族区、神庙为主，死者之城建有大量的陵墓，金字塔、山崖陵墓兴盛于此，可以说金字塔等陵墓构成了死者社会与城市的中心。古埃及城市核心也是以统治者的需求决定的。

2.2.3美索布达米亚城市

美索布达米亚文明起源于两河流域。公元前2300年，苏美尔人在两河流域南部建立了不少城市，该处城市是由原始公社联合而成的农村公社的中心。其中最著名的叫吴尔城。它的中央建有宫殿、庙宇及观象台的三位一体的城寨。古代两河流域也流行多神教，后来君主制促进了神的分化，也神化了国王。所以宫殿总与庙宇连在一起。宫殿、庙宇建筑群建在城市高地上。它们都是四合院的，前者常由好几个院落所组成，并不很规则；后者平面较规正，一般是四方形的。

亚述在公元前八世纪占领该处建立了首都亚述，这个城市前期为政治与军事中心，后来逐渐转移为宗教中心，城市中心近河处有35个神庙，位于人工筑的高台上，城中的阿奴与阿达德神庙有一对相同的观主台。在它们之间用庙宇连接。庙前有一个用很厚的墙封闭起来的院子。整个建筑物都有强烈的防御性，很可能这庙宇也是宫殿，神权与王权合一了。

山岳台与庙宇、仓库、商城等联系在一起构成了美索不达米亚城市中心，承载着城市、商业和活动等功能。

2.3总结

早期的城市建设和发展，中国与外国城市中心的决定与国家的统治制度有关，中国早期城市基本为贵族和氏族族长的居住地和巫师祭祀场所，国外早期城市中心既有剧场等公共建筑也有宫殿，神庙统治统治阶级的建筑。

城市发展中期时的城市发展与城市中心变化

3.1奴隶社会中后期和封建社会的中国

从奴隶社会中后期和封建社会开始，中国城市逐步有了规划的概念，自此开始，中国城市的发展基本遵循两种规划理论—以《周礼考工记》为代表的，伦理的、社会学的规划思想，以及以《管子》和后期的风水理论为代表的自然观的、功能性的规划理论。

周礼考工记》作为我国古代城市规划理论中最具影响一部著作，很早就提出了我国城市，特别是都城的基本规划思想和城市格局。它提出：“方九里，旁三门。”；“经涂九轨，九经九纬。”，“左祖右社，面朝后市。”等一系列理论。这些理论一直影响着中国古代城市的建设，很多大城市，特别是政治性城市都是按照这种理论修建的。如唐长安城（图一）、曹魏邺城、北魏洛阳城（图二）、明清北京城（图三）等等，它们都以皇城为政治、左祖右社为文化宗教中心、两市为居民生活服务中心。

图一 图二

图三

中国传统的城市规划理论中也有很理性、功能主义的一面，这集中反映在《管子》一书和后世的一些有关风水的理论中。《管子》成书于战国时期，是后人假托管仲所作的政治。如果说《周礼考工记》对中国政治性大城市的规划具有决定性的影响作用的话，那么《管子》和“风水”理论在中小型城市的规划中发挥着更明显的影响力名著。这些城市以功能为主，城市中心往往是居民的服务设施。

3.2中世纪、文艺复兴时期和巴洛克时期国外城市发展和城市中心的变化