原理篇六<三元法应用例>
http://blog.sina.com.cn/s/blog_5ff50de201013b2w.html 这期间，接到一个工作任务，题名之大，大到这辈子很难再接到如此大的题名。接到任务时的心情比较复杂，没有自豪、但有悲哀，欣慰的是踩上了《易医命解读》的撰写思维。 题名是：智能地球，任务是：概述部分初稿，来源是：控制人。 全文把三元法用到极致，该文包括如下三元： “物质、能量、信息”——贝爸对这个世界的抽象认知； 如此大家可看到，总计可以有3*3=9的描述角度和9*3=27的行文内容，庞大的话题将演变成命题作文。需提醒的是贝爸水平有限，专业人士将就点。 ************************************************************************************************** 为此我们提出智能地球的发展理念，其理念核心是“整合”、“效率”和“自然”。 “整合”是通过相关技术手段，把人类逻辑上相关的一系列活动关联起来，获得最优的系统结构、信息和控制，目的是达到活动的可控和收敛。 “效率”是通过相关技术手段，在整合系统内部，优化活动内容，提升活动效率，减少各种消耗，实现系统的自满足，目的是实现价值的最大化。 “自然”是通过相关技术手段，实现整合系统的自觉性，使得系统本身具备生命特征，目的是达到人类和地球整体的和谐发展。 其中“整合”是智能地球的建设手段、“效率”是智能地球建设的成果表现、“自然”是智能地球建设追求的目标状态。 人类从早期的大自然获取物质、钻木取火获得能量、简单图符和语言传递信息，发展到今天无处不在的人造智能设备、庞大的电力系统、全球互联的通信系统，人类在地球上的所有活动可认知为物质、能量和信息的生产、传输与消费。其中，能量作为改变物质并可受控于信息的中间环节而具备重要地位，而作为主要能量形式的电能必将以其生产清洁、传输便捷等特性而成为实现智能地球发展理念的核心支撑。 一、物质相关活动 人类的大规模活动介入使地球自身平衡体系受到干扰甚至破坏，环境恶化、生物物种锐减等已向人类发出了警告。人类应通过提高物质生产技术、整合并智能化物质供应系统、发展各种物质回收技术等措施，以减少各种损耗、提高效率、实现资源重复利用和环境保护，实现物质相关活动与地球的和谐与自然。 （1）生产环节 从石器到青铜器，再到铁器，直到如今大量的人工合成物，人类文明进步的实现有赖于新材料的应用，由新材料制造的新工具和新装备大大提升了生产力。今天，当面对大量的人造物质、能量和信息时，我们需要更有效率、也更自然的新材料、新工具和新装备来协助相关活动，其中与能源供应相关的新材料包括大容量存储、高效率转换、低损耗传输材料等，新工具和新装备包括各种形式能源到电能的转换设备、电能形态变换与传输设备、电能消费设备等。这些新材料、新工具和新装备的研发与制造当是应首先面对的问题。 而在物质生产活动中，各种自动化生产线的使用使人类的生产力达到了全新的高度，但针对生产配套环节的原料供应、辅助物资供应、能源供应等环节还有较大的整合空间。如工厂、矿区、油田、城市等系统的电力、水、气、冷热能供应系统的整合，通过整合系统完成各种生产资料的优化配置、低能耗及高效供应，从而达到减少损耗、提升效率的目的。 （2）传输环节 物质从加工出厂，到仓储、运输和市场终端，需要消耗大量的人力物力来进行，而目前的物流系统并未建立完整的管理链条，需方与供方信息不对称、区域配置不合理、诸多环节信息不流通等原因，直接导致了产能浪费、供应链的低效率和高损耗。只有通过整合各环节，获得更全面的信息和控制，才能实现物质供应链的高效率、低损耗和最优配置。针对电力网络而言，电力装备具备制造原材料消耗大、运输能耗高、强制备件管理等特点，应在全国范围内规划设备配备中心，配备中心应综合考虑制造者、电力网络分布的区域特征，采用信息系统技术实现最优配置、高效率和低能耗的供应。 而物质的传输有赖于便捷的交通工具和强大的交通网络，对智能地球而言，采用清洁能源的交通工具、依托信息技术的智能交通体系是实现效率、自然理念的重要措施。在交通工具上，随着电气化铁路的普及，电能首次成为重要的交通工具能源形式，高速铁路的发展选择更是将铁路系统的自动化发展推向新的高度，可靠电力供应和信息控制系统将成为铁路运输系统中最重要的环节之一。当我们把视线扩大到水陆空天，会发现电能作为一种便捷、清洁的能源形式，如能实现其就地、大容量、灵活便捷和移动存储供应能力，则电能将成为交通环节的核心能源形式，电动汽车即代表了未来的发展方向。在交通体系上，不论是面对区域间、还是区域内的运输，人类具备水陆空铁等多种传输方式，应通过整合和信息技术构建统一的智能交通体系，不仅能为每个运输任务提供最优交通工具、最优路线选择，以实现低成本和高效率，而且能实时监控和管理各个交通系统，作出限流、调整和转接等控制措施，实现交通系统的自我感知和变化能力，让交通系统具备自我调整的生命特征，实现智能地球的自然理念。 （3）消费环节 人类物质生产是分工明确的工业化活动，一个普通电子设备可能包括几十家不同类型生产厂家的零配件，不少的零配件具备相对属主电器更长周期的使用寿命，人类应充分利用强大的信息技术，通过整合生产者、流通者和消费者，跟踪和回收这些零配件，在特定领域减少生产活动、降低原材料和能源损耗，从而提高本领域的总体效率。 针对电力装备而言，在实现上述配件化生产的基础上，通过整合各功能单元形成组合电力装备、整合一二次形成智能化一次装备等手段实现了装备的组件化、积木式供应，大大提高了施工、调试和维护成本，有效提高了电力网络的运行效益。这完全是智能地球整合、效率和自然的核心理念体现。 针对在电力网络中大量使用的SF6高压断路器等对环境有重大潜在破坏的物质，必须考虑可靠的的回收处理技术，确保地球环境的自然。 二、能量相关活动 随着化石能源的逐渐枯竭，人类须面对自身发展史上最大的危机，而充分发挥电能传输的便捷、高效特性将是人类面对这一危机的根本手段。通过建设统一、坚强的智能电力网络，以其作为各种形式能量转换接入、传输和配给的基础，从而一方面能整合各种能源、优化能源配置、纳入各种生产方式，且能实现能量的高效传输和智能配给与消费服务。 （1）生产环节 在采用各种燃煤、热力技术提高火力发电效率、针对流域建设智能梯级调度系统提高水力发电效率、发展安全和可靠核电技术等基础上，人类又掌握了包括太阳能光伏、光热、风力、生物质能等多种新能源发电技术，并将进一步提高各种新能源发电技术的能量转换效率、降低生产成本，实现新能源发电技术的普遍使用和比重提高，最终解决人类能源危机。 电能生产环节是整合各种能源到电能的形式转换和网络接入，以各种新能源发电技术的电能生产自然方式的加入，以分布式电源和微电网等为主的电能生产与消费新模式的变革，以社区、单位和家庭等社会最小细胞或组织为代表的电能生产参与者的加入，将很大程度上丰富和复杂化电能生产环节，并对电能传输和消费环节提出挑战。这将对电力网络的运行提出更智能化的要求，但无论如何，一定要在生产环节纳入更多的自然参与者、自然方式、自然模式，实现智能地球自然理念。 （2）传输环节 能量应具备灵活的双向、分布或集中的网络传输能力。大容量低损耗的统一、坚强的特高压电能传输通道的建设将保证能量能高效率流动和分布，这样的传输通道不仅可以是区域、国家能源网络互联，最终也可以是全球能源网络互联。正如人体血管组织上包括主干、旁支和毛细等，功能上区分动脉、静脉等一样，统一坚强的智能电力网络不仅应该是层次化的，也可考虑在功能定位上进行划分，实现电力网络的协调发展，让网络本身具备生命特征，体现智能地球自然理念。 （3）消费环节 节能环保已得到人类的共识，在包括工业、建筑、交通、城市与民用、农村与农业等各行业，采用包括冷热电整合、变频调速、空调和照明节能、配电节能等技术平均能为企事业单位节省15%~30%的能量损耗，不仅为企事业降低运营成本，还提高了社会整体的能源利用效率。 而从电能直接面向消耗设备的配给方式，到目前以汽车充换电站为代表的集中配给系统，电能的配给形式在进步；从消费者的单向被动受电到互动电价、以及未来的选择性受电，电能的消费模式在进步；从电能的固定线路供给到应急移动供电、手持能源等，电能的供应方式在进步。这所有一切都有赖于建立一个坚强、智能的电能配给网络，以及与之配套的消费者服务网络，目的是达到消费者个体以及供应者能够实现供电和受电的高效、有序和优化。 三、信息相关活动 在物质、能量和信息认知体系中，信息是上层建筑，一切智能活动依赖信息。遍布全球的信息系统是智能地球的脑神经、信息网络是智能地球的神经网络，信息技术是实现智能地球核心理念的最关键技术手段。人类在地球上一切物质、能量以及信息相关活动本身都将受到信息系统的感知、条件反射和智能决策控制。 （1）生产环节 信息及其处理是通过信息技术实现系统智能的先决条件，系统需对全部成员进行准确的感知，感知的过程就是信息的生产过程。为达到对智能地球的全面感知，需要部署遍布全球的传感器及其网络，传感器对所有个体和系统进行属性、状态感知，并能响应智能系统发出的属性、状态改变指令。 （2）传输环节 信息传输从早期的模拟电话语音线路，到今天的高带宽、多种业务数据共享、遍布全球的无线通信网络，人类的信息传输技术取得了巨大进步。但面对智能地球建设所需要的感知地球所带来的信息爆炸、快速感知并即时控制的需求，信息传输技术仍需提高。在光纤通信技术、移动宽带通信技术及卫星通信技术实现大发展的基础上，利用电力传输网络本体作为传输通道的电力载波通信技术仍应进行研究，在提高带宽、降低噪音等方面进行深度探索，达到多种通信技术的合理应用，以实现智能地球自然的核心理念。 同样是传输网络，信息传输通道和电能传输通道应共用物理空间通道、生产过程以及施工过程。在实现三网融合的基础上，应再纳入电力网络形成四网融合，并在统一、坚强智能电网的建设过程中，同步完成整合多种用途的信息传输网络的建设，这将极大程度上节约人类的整体建设成本、提高空间利用率。 （3）消费环节 从传感环节获得的信息可根据需要传送到整合系统不同层次，也可根据需要在不同层次进行加工处理形成中间信息、条件反射控制等，在整合单元或系统可形成直接服务于人类的结果信息、智能决策控制等，整合系统可包含多个层次。针对输电网络的就地保护装置动作属于条件反射控制、区域网络保护属于整合单元的智能决策控制、电网调度指令属于服务于人的智能决策信息等。采用上述技术理念在电力网络里合理分配和设计信息处理层次、控制决策层次，必将使得智能电力网络变得更加坚强和智能。 智能地球核心理念“整合”、“效率”和“自然”的实现有赖于信息系统的高智能性，这样的信息系统在处理能力表现上应当具备人脑的所有思维能力，包括抽象思维能力、辨证思维能力，而不仅仅是简单逻辑思维能力，只有这样的系统才具备真正的生命特征。神经网络、灰色理论等在软件技术中的应用将有助于我们实现这些目的。 智能能源供应体系的建设，是贯穿物质和信息的关键环节，是建设智能地球的关键。 智能电网的全面建设将为智能地球的建设提供坚强的支撑。 ************************************************************************************************** |
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