居民生态环境意识调查报告及基于计量自动化系统的家庭智能用电用户交互终端技术研究

居民生态环境意识调查报告近年来，我国的经济飞速发展，人民生活水平显著提高，随之产生的环境和生态问题也日趋明显。那么，当今新乡市民对环境生态问题的感知度和关注度如何呢？此次，我院以“保护环境有你、有我、更有他”为主题，自制了一份企业周边生态环境调查表，并对新乡市满村镇周边企业人员、附近居民以及其他工业园区、城市居民等进行了深入调研。最终回收有效问卷420份。由于使用的是非随机抽样，调查结果只能反映这420名被调查者的环境生态意识。样本结构如下：性别：男性49%，女性51%；年龄：15-19岁13%，20-29岁8%，30-39岁17%，40-49岁23%，50-59岁17%，60-69岁12%，70-75岁10%；文化程度：小学及以下3%，初中17%，中专或高中52%，大专13%，大学本科及以上15%。一、公民的环境生态意识（一）公民的环境生态意识的定义公民的环境生态意识是公民意识的构成之一。包括我国公民对于污染、公共卫生等的环保意识，对于动物保护的意识程度，对于环保、野生动物保护法等法律的认知程度等。（二）公民的环境生态意识的状况1.在第六题中，人们大都表示了周边生态环境存在的污染现象。其中有237人表示“存在”，占总体的56.3%；有184人表示“不了解”，占43.7%。被调查者中没有人认为污染“不存在”。周边生态环境是否存在污染现象提及率存在56.3%不了解43.7%不存在02.在第七题中，他们对待存在环境污染的态度是：调查显示共有221人认为环境问题应该治理，其中有133人认为“急切需要治理”，有93人认为“无所谓”；对环境污染的态度提及率需要治理52.8%急切需要治理31.7%无所谓15.5%以上两道题调查结果表明，调查中有相当一部分人表示对周边的生态环境污染应及时、尽早治理。更为可喜的是，被调查者中没有人认为环境污染不存在或污染毋须治理。尽管如此，在第五题中，只有28.3%的人总能够把垃圾投放到指定位置。可见，他们的环保行为与环保意识不相匹配，虽然多数受调查者认为周边环境污染状况严重，而一但把环境问题与实际行动相比较，则显出他们对环境问题的重视程度偏低。是否能把垃圾投放到指定位置提及率经常做到56.7%总能做到28.3%有时做到13.3%没做到过1.7%3.在第十五题中他们认为行之有效的生态环境保护措施有以下几个：有190人认为应该节约能源治污减排，有120人认为政府应加强灾害检测力度，有110人认为应该发展绿色产业。行之有效的环境保护措施提及率节约能源治污减排45.2%政府加强灾害检测力度28.5%发展绿色产业26.2%4.调查反映出人们对政府出台的生态环境保护措施和宣传活动的支持力度还不是很足。十三题中，399人对市政府的环保宣传活动不了解或不太了解；十四题中，只有115名受访者“非常支持”为了保护环境引起的产品或服务的成本提高。对环保宣传活动的了解度提及率不太了解80%不了解15%比较了解3.3%非常了解1.7%对产品或服务成本提高的支持度提及率看情况而定63.3%非常支持18.3%不太支持11.7%不支持6.7%可见，政府在提高公民的环境生态意识工作上还需要加大力度，仍然任重而道远。5.调查还反映出民众在环境生态意识上呈现出比较强的政府依赖心理。在回答第十六题，认为哪些措施对改善生态环境有较大帮助时，对于此题的回答，有40%的人认为应加强环境生态保护宣传教育，35%的人认为应健全环境生态方面的法律法规，21.7%的人认为应加大环保执法力度。这说明人们更希望通过政府制定规章制度推动新乡市环保工作的进一步发展。（三）环保意识的特点1.公民的受教育程度与对环境的满意度成负相关。从调查中可发现，受教育程度是影响对环境判断的重要变量之一：文化水平和知识层次越高，对环境生态的严峻形势越清醒，从而造成对环境状况满意度的下降。如果用不同群体中“高满意群体”和“低满意群体”比例来体现各群体的总体满意度，则学历在小学及小学程度以下人群的满意度最高（1:1），大学本科及以上人群的满意度最低（1:5），即低学历与高学历满意度比为5：1。2.公民的受教育程度与环保意识成正相关，因为他们对相关问题的认识程度更清晰。3.年龄是受访者对某些环境生态问题的看法的影响因素。在回答十二题“‘限塑令’是否减少了您对塑料袋的使用频率？”时，有198人选择“没减少”，而选择“现在几乎不用塑料袋”的占12人大都属于50-79岁年龄层。然而，在回答“是否愿意参加小区环保活动”的第十五题时，选择“愿意”或“很愿意”的受访者中50岁以上的共有20人，占87%。可见，在选择提高人们环保意识的有利途径时，年龄因素是我们需要考虑的一个问题。二、看法和建议通过此次调查使我们对新乡部分市民的环境生态意识有了一定了解，就调查结果来看，新乡市民有着比较强的环境生态意识，但是其行为却远远落后于他们的环境生态意识，良好的环保意愿也难以付诸实际行动，再加上市有关部门的工作未做到位，执法力度不够，对环保工作的管理不善等诸多因素的存在。就当前的情况，在此提出一点建议，仅供参考。我们认为，加强政府的环保工作，这是改善新乡市环保现状的重要条件。第一，广泛深入的开展宣传教育，进一步提高各级决策者和广大市民的环保意识。要提高市民对环保重要性的认识，建立新的环境观和价值观，使市民自觉的按照环保要求约束自己，规范自己的行为，使环境保护意识成为一种心理，并转化为一种环境责任，尽力使其实际行动与环保意识配套。第二，坚决贯彻和执行各项环保法律和法规，继续作好城市环境综合整治工作，加大监管力度，对不保护环境的个人或企业要依法处理，从严处理。严格执行环保责任制并制定切实可行的考核制度，使执法人员有法可依。以上便是我们此次实践活动的成果，还有许多不足之处有待完善。这次调查可以反映出新乡市民的环境生态意识有了一定程度的提高。当然，在我们憧憬美好的生态环境的同时，我们也必须清楚的知道美好的环境需要我们大家的共同努力，爱护我们赖以生存的环境是我们每一个人义不容辞的职责。基于计量自动化系统的家庭智能用电用户交互终端技术研究摘要：电力需求侧管理系统的关键技术在于信息的交互。本文结合计量自动化系统对家庭侧智能用电用户交互终端技术进行了研究，描述了适合于计量自动化系统的智能家庭管理系统架构和用户交互终端的功能，提出了用户交互终端的设计方案。关键字：用户交互终端，智能家庭管理系统，计量自动化系统ResearchonUser-endInteractionofFamilyIntelligenceElectricityBasedonMeteringAutomationSystemsAbstract:Thekeytechnologyofelectricitydemandsidemanagementsystemisinformationinteraction.Combinedwithmeteringautomationsystems,theuser-endinteractiontechniquesoffamilyintelligenceelectricityhavebeenstudied.Describethesmarthomemanagementsystemarchitectureandtheuser-endinteractionfunction,whichsuitableformeteringautomationsystems.AndProposeuser-endinteractiondesign.Keywords:User-endInteraction;SmartHomeManagementSystem;MeteringAutomationSystems

引言智能用电是智能电网的重要组成部分，是建设智能电网的着力点和落脚点。智能用电是实现电网与用户之间实时交互响应，增强电网综合服务能力，满足互动营销需求，提升服务水平的重要手段。智能用电关系到提高电网的能源使用效率、经济运行和有序用电，对电网建设、节能环保、电能质量管理具有深远的影响。而适应于智能电网的用电侧用户交互终端，是智能用电技术及服务体系中最关键环节之一，能够满足用户电力定制及与电网企业远程双向互动的功能，符合智能电网技术“互动”的关键特点，非常具有前瞻性。在国内，中国电科院对智能电网的总体框架等内容进行研究，成立了智能电网研究开发中心，参加国家电网公司的智能电网研究工作，参与国网公司组织的相关工作。2009年4月，国网信通公司开始建设北京阜成路95号院和北京丰台区莲香园两个试点的样板间，2010年3月建成的上海示范工程，2010年12月，中国电科院针对智能家居系统标准制定工作召集了国内相关厂家进行讨论，并发布了标准制定工作计划。在国外，也有相应的研究。荷兰IHD方案偏重于能源信息管理（三表），智能插座，并基于此实现远程控制和本地控制的功能，英国天然气公司发布的英国方案的交互内容是水电气消费数据、预付费、水电气供应安全信息和公司发布的其他信息，施耐德方案偏重于家庭照明控制、家用电器控制、安防系统方面远程控制和本地控制的功能，CurrentCost公司的方案主要应用目标是提供一种基于AMR的解决方案，为用户提供精确的电表信息。兰吉尔公司的方案主要应用目标是为用户提供一个用于显示用户的用电实时量、时间、温度等信息的显示终端。Control4公司的IHD应用目标包括家庭温度控制、家庭多媒体控制、照明控制、家庭安全、能源管理等方面。AZTECH公司的方案主要应用目标也是在于用户能源管理。目前，广东电网公司各直属供电局已经建成涵盖发、供、配、售各侧的一体化的计量自动化系统，采集专变用户及低压用户的用电数据，但仅采集了用户总的用电信息，还没有有效的手段采集用户各用电设备的详细信息，掌握用户的详细用电情况，以便更好地指导用户合理用电。因此，用户侧用户交互终端极具应用推广价值。当前国内外对用户侧智能终端的研究尚处于起步阶段，一些高校及企业进行了探索性的研究及试点应用，但由于标准的空白，各类产品差异性太大，无法较好地满足智能电网发展中智能化、交互性、可扩展性、与电网应用紧密结合的要求。现阶段全国部分电网公司正积极进行智能用电技术研究和智能小区试点建设工作，智能用电信息交互模式和用户交互终端关键技术和研究的重点。家庭智能管理系统总体实现方案研究1.1系统功能系统主要目的是为用户提供具备能源管理、家电控制、安防管理、室内环境管理、灯光控制管理、智能物业及智能小区等功能的全方位的智能家居产品。系统主要实现以下几个方面的功能：数据采集：包括能源数据、安防事件信息、分布式电源信息、环境数据等。智能分析：包括能源使用情况统计分析、节能措施分析、室内环境调节分析等。自动/远程控制：包括家用电器远程控制、网络摄像头远程访问、场景自动控制、分布式电源自动控制等。自动告警：包括能源异常使用告警、安全防护告警、设备故障告警等。信息交互：包括能源供应信息、物业服务信息、公共服务信息等。1.2系统实现架构图1家庭智能管理系统实现架构系统从物理上可以分为家庭能源管理、主站系统、通信信道、应用现场四部分。家庭能源管理系统根据规模由数据库服务器、磁盘阵列、web服务器、通讯服务器、接口服务器、应用工作站及GPS时钟等相关设备组成。通信信道包括远程通信信道和本地通信信道。远程通信信道主要是指家庭能源管理主站系统与计量自动化等系统之间的通信信道以及家庭能源管理主站系统与应用现场之间的通信信道。为获得高速、稳定、可靠的通讯网络，系统采用以太网作为远程通讯的主要方式。这种通讯方式的主要优点在于低成本、高带宽、扩展性强、灵活快速，能与现有以太网很好的兼容、可以很方便的进行管理等。采用以太网方式通信，主要由路由器及防火墙等设备组成。家庭能源管理主站系统与计量自动化等系统采用防火墙物理隔离，保证系统的信息安全。本地通信信道主要是指用户侧本地网络，主要采用低压电力线载波、微功率无线、WIFI（通讯接口模块化设计，可互换）等通信方式应用现场主要包括用户侧应用所涉及的用户交互终端(IHD)、智能电表、智能家电、智能安防、分布式电源以及温湿压记录仪等相关设备。用户侧智能交互实现方案用户侧智能交互主要包括与计量自动化、营配一体化等系统的交互；用户与本地设备的交互。本系统在系统数据交换的实现方式、数据交换内容以及相应的处理机制，提供了相应的解决方案。用户与计量自动化系统的交互包括用户用电信息的自动化采集，用户用电质量分析，用户用电远程控制等。图2描述了用户与计量自动化系统的交互过程。图2用户与计量自动化系统交互用户与本地设备的交互是用户通过智能家庭网络，将各种智能电器设备连接到信息服务平台，智能管理各种智能电器设备，用户可以通过互联网、手持终端等实时查看智能电器的运行情况。图3描述了用户与本地设备的交互过程。图3用户与本地设备交互用户侧智能交互的实现需要通信协议，包括上行通信协议和下行通讯协议。2.1上行通信协议上行通信协议在系统中的主要作用在于规范用户交互终端与家庭能源管理系统主站进行物理通信以及数据交换格式。要实现智能用电信息交互，必须首先打通电力公司与用户之间的通信信道，采用合适的通信信道，是确保智能用电信息安全、快速、稳定地交互的必要条件。以太网作为目前应用范围最广，用户普及率最大，通信速率快，通信可靠性高的通信信道，是最合适于智能家庭能源管理系统的上行通道。2.2下行通信协议智能家庭管理系统下行通讯协议主要用于用户交互终端与家庭内本地设备实现数据交换。本方案中定义的下行通讯协议适用于采用低压电力线载波、微功率无线通信、以太网、Rs485及其他串行总线传输通道的本地通信组网方式。下行通讯协议参考[RFC1661]PPP（Point-to-PointProtocol点到点协议）帧格式模型，内容包括帧格式、链路传输、物理层接口、报文应用及数据结构等，协议模型简单、透明、灵活，可扩展性好，适用多种链路类型。用户交互终端设计方案3.1功能设计用户交互终端是实现家庭智能用电服务的关键设备，通过有线、无线等通信技术，用户交互终端能够与智能电表、气表、水表等互联通信，同时可以实现对用电设备的统一管理和控制，并通过用户界面，实现人机交互，替代部分人工处理实现对家庭内各类智能设备的自动化、智能化操作和反馈。并对能源消耗情况等数据进行搜集和发布，指导用户进行合理、经济地使用能源，节省用户能源消费开支。同时为用户提供家庭安防、社区信息和娱乐等各类功能。3.2硬件设计图4用户智能交互终端硬件设计整个硬件设计可以分为处理单元、管理单元、接口单元和其它单元四部分。处理单元部分包括ARM11系列微处理器、TFT显示/触摸屏。ARM11的媒体处理能力和低功耗特点，特别适用于无线和消费类电子产品；其高数据吞吐量和高性能的结合非常适合网络处理应用；另外，在实时性能和浮点处理等方面具有良好的性能。TFT显示/触摸屏通过设置ARM芯片中集成LCD控制器将内存中的图像信息传送到LCD，系统根据手指在触摸屏的图标或菜单位置来定位选择信息输入,可用来取代键盘或鼠标。管理单元部分包括数据存储、电源管理。用户交互终端使用电源适配器供电，电源管理可实现多路的、高效的直流电源输出，并实现其外围的控制管理。通信接口单元包括各种常用通信接口，系统可以有效快速的与各种智能电器进行通信，实现对智能电器的有效管理。其它单元包括USB接口、SD卡座，为扩展单元。3.3软件设计图5用户智能交互终端软件设计用户交互终端软件设计框架分为四层：1）UI（UserInterface）：UI是人机交互界面，指用户和IHD软件系统进行交互的集合；UI需要达到通过友好的界面和操作提示，达到操作人员易于理解软件功能、便于操作的目的。2）业务处理层：主要实现智能家庭相关业务功能的实现。3）数据解析层：主要处理各类数据帧，将解析后的数据以规范的存储格式写到存储介质中，方便业务处理层提取。4）通信层：通信层主要完成通信接口调用、通信链路维护等任务。

总结电力需求侧管理系统的关键技术在于信息的交互。本文结合计量自动化、营配一体化系统分别描述了用户侧智能终端与计量自动化、营配一体化等系统的交互和用户与本地设备的交互方式，并设计了用户交互终端实现方案。

参考文献1.张仕民，叶选茂，姜齐荣.配网及用户侧供电安全与电能质量[J].四川电力技术，2005，28（5）：52-552.北京电网“定制电力技术”获重大突破[M].电气应用，2007，26（9）：153.张鼎华，程良伦，张凌.J2EE框架在需求侧用电管理信息系统中的应用[J].电力需求侧管理，2006，8（2）：15-174.汤广福，张文涛.定制电力技术[J].电力电子，2003，1（6）：20-255.陈书波.智能电网需求侧管理系统分析[J].科协论坛：下半月，2010（2）：35-366.刘宣，周昭茂，童瑞明.我国的电力需求侧管理系统及技术应用发展[J].大众电力，2007（6）：18-197.ChenZhiqiang,YangYongbiao,ZhuJinda,etal.Developmentofanewpowerdemandsidemanagementterminal[J].AutomationofElectricPowerSystems,2009.10,33(13):104-1078.ZhangLuhua,YiZhonglin,WangSiton