绿色数字校园范文

绿色数字校园范文（精选8篇）

绿色数字校园 第1篇

校园建设中,数字化校园的建设已取得显著的发展,如校园卡的普及,学生“一证在手”,即可体检几乎所有的校园服务,但遍观校园,从学校在绿色校园建设的绿化方面来看,“绿色”很难深入到学生的日常生活中,“绿色”绝大部分是路边、窗外的风景,学生们尽管生活在自然里,却很少真正的接触到自然。所以,如何将绿色校园的建设遍及到学生生活的方方面面,将是我们主要关注的问题。

1 绿色数字校园的含义及建设的问题

绿色校园在其全寿命期内最大限度的节约资源,保护环境和减少污染为学生和教师提供健康适用和高效的学习空间,并对学生具有教育意义的和谐校园。由此可知,绿色校园即指在节约资源、保护环境和减少污染的基础上,为师生提供一个绿色、和谐、可持续发展的学习环境。

绿色数字校园通过将数字网络与智能识别有机整合,结合“绿色”理念和用户个性化的需求达到将资源有效整合、降低成本的目的,以此树立良好的环保形象。而在目前的校园建设中,鉴于效力的有效性,主要还是偏重于整体的绿化建设,很难深入影响到学生。通过对一定数量的学生的调查,很多学生对绿色数字校园的认识只是停留在校园的绿化环保上,对于数字化并没有基本的概念,调查结果显示,学生对校园生活中的绿色有比较大的需求,也希望数字化的校园管理能够提供方便生活的服务。也因此,我们关注的重点就放在如何使学生感受到绿色的触手可及,享受数字校园带来的便利,让学生融入绿色校园,增强保护绿色校园的意识,从社会各方面的压力中解放出来,欣赏到自然的美!基于此,我们提出了对绿色校园绿化方面的创意建设构想。

2 创意建设构想

结合专业能力,我们提出将“绿色”与应用软件结合,建设绿色校园应用系统,整合学校相关方面已有的成果,如校园导航、3D实景漫游等,为师生提供一个集合景点导航、校园小铺、活动平台、成长展示、标语平台、培养指南等多项功能的应用软件的功能构想。

2.1 景点导航

提供校园地图和3D实景漫游功能,并定期提供校园风景看点、美景照片及小视频资源,以及美景攻略等,可以让用户实现:在室外,有详细的地图攻略,一路欣赏校园风景;在室内,也可以实现如同身临其境般的欣赏花开花落、行云流水,欣赏校园不同季节的美。

2.2 校园小铺

通过信用系统的建立,由学生自行组建的绿植等的购买平台,用户既可以通过网购,也可通过同校学生建立的校园小铺进行购买,借此,不仅能加强学生之间的交流,也是一种创新创业的形式。

2.3 活动平台

通过用户的不同权限来控制,初级用户只能查看活动详情并参与活动,而高级用户除此以外还可以进行活动发布,如花草手工制作、摄影比赛等活动,丰富学生的课余生活,通过参加活动认识不同的朋友,组织活动培养学生的组织能力。

2.4 成长展示

分为三个模块:绿植成长展示模块、在线交流植物相关信息模块、评选最美绿植活动模块。绿植成长展示模块:学生可以展示自己种植的绿色植物的成长过程,不同阶段的形态,用照片的形式记录下来,上传到我们的平台,供大家欣赏。在线交流植物相关信息模块:提供在线交流的平台,讨论植物栽培过程中遇到的问题,大家集思广益,提出解决的办法。评选最美绿植活动模块:每隔一个月,在展示的所有绿植中,由用户投票评选出最美绿植,并给予奖励,鼓励大家积极参与。

2.5 标语平台

这是一个关于保护绿色植物的标语征集平台,用户可以上传标语,由系统管理员审核通过后给予发布,该平台提供搜索功能,可以通过关键字搜索自己需要的标语。经过一段时间的搜集,由管理员挑选部分优秀标语,手工制作成标语牌,放置在校园的草坪上或绿色植物的旁边,提醒学生保护我们美丽的校园,起到宣传绿色环保的效果。

2.6 培养指南

提供各种植物的相关信息,以及栽培方法,对培养过程中经常出现的问题提供培养指导。该平台由管理员管理,根据成长展示平台中的在线交流植物相关信息模块,整理出用户交流的问题,归纳出问题解决方案,将问题和方案定期上传到该平台,供用户查询和浏览。

在整合校园资源、结合用户需求的基础上,利用校园已有的绿色校园方面的建设成果,将创意建设构想落实到软件中,以Visual Studio2010为搭建平台,利用C#程序设计语言,即可快速的初步构建一个具有导航、购物等功能的软件系统,用户仅需联网即可使用该软件的全部功能。

3 结论

基于用户需求而建,我们所构想的绿色数字校园创意建设平台,是一个能为学生提供多元化发展空间的平台,为学生提供观赏校园绿色风光的机会,不用出门即可观赏校园风光,提供景点导航;与此同时,软件中涉及的绿植购买等功能,也为学生创新创业提供可能条件,激发学生创新意识;为学生提供活动平台,增大学生的交际圈,培养合作意识,锻炼学生的组织能力;给学生提供展示平台,分享自己的成果,让学生精神得到满足,享受幸福;标语征集加强学生的绿色环保意识,让学生参与到绿色数字校园的建设与使用中,提高学生的综合能力,责任意思也会进一步增强,让学生体验一个社会人的权利与义务;为学生提供培养指南,具有指导意义。

这一软件很能体现绿色数字校园的作用和目标,绿色数字校园建设就是能绿色环保的信息化的发展,同时将绿色融入学生的校园生活中去,让学生在学习、生活中感受幸福,这也是绿色数字校园建设的最终目的,人追求的就是幸福和快乐,能使学生感受到幸福,这也是绿色数字校园建设的主要宗旨。

摘要：本软件的设想主要偏重于绿化方面。目前许多高校致力于绿色数字化校园的建设,在根据实际调查研究分析用户需求的基础上,我们提出一款软件构想,基于数字化的绿色校园的需求分析及创意建设构想,将“绿色”理念融入到绿色数字校园的建设中。软件包括以下几个功能模块:标语平台、绿植购买、培养指南、成长展示、活动平台、手工制作、景点导航、交友平台。通过软件让用户更加了解绿色校园文化,便于查询校园绿色信息,并提供一个信息交流的平台,除此以外,本款软件也给学生提供了一个创新创业的机会。

关键词：绿色数字校园,建设构想

参考文献

数字化成工业绿色发展新趋势 第2篇

4月底，这个世界最大的工业展在德国举行。今年展会的主题为“工业融合——发现解决方案”，聚焦智能化、数字化工厂与能源系统的改造，并重点展示工业4.0的实际应用。工业4.0，结合发达的物联网和信息技术，除了显著提高工业生产效率与产品质量，更能精准地利用材料和能源，减少资源消耗与污染排放，推动工业领域的绿色发展。据赛迪顾问装备产业研究中心测算，以“工业4.0”引领的智能制造，将使我国总体生产效率提升25%～30%，降低40%以上的生产线能耗，总碳排放量减少20%以上。

智造带来的绿色变革

一辆蓝色的大众轿车前面，屏幕上不断变化的三维透视图向人们展示这辆车的内部结构和生产步骤。

“通过数字化软件的计算和控制，我们细致到机械臂给汽车喷涂的每一个动作，都做了优化，以减少多余的运动产生的能耗。”在汉诺威工博会最大的单体展台上，西门子（中国）有限公司数字化工厂集团及过程工业与驱动集团的专家刘锴告诉记者。目前，数字化的汽车生产厂已能把生产的整个生命周期，包括设计、规划、工程、生产，直到最终成品整合为一体，通过集成软硬件的一体化解决方案实现整个价值链的数字化无缝集成。

现场同时展示的一辆奔驰汽车，就利用了该公司NX软件进行产品设计及仿真模拟。“以前很多产品都要生产出来，才知道其实际性能和效果，通过软件模拟将虚拟与现实生产相结合，大大节省了设计时间成本和样车生产的能耗、资源成本。”刘锴说。

在展厅的“工业能源”板块，一个具有互动功能的灯箱模型，直观展示了能源消费者、传统发电方式、可再生能源、以及储能系统之间的相互影响和相互作用，参观者调节其中的不同因素，能直观看到从上游电网输入到输出，整个复杂环境下各要素的能源消耗量、发热发电量以及碳排放的变化。

数字化更变革了产品制造方式本身。“传统的制造方法是减材制造，也就是在制造过程中对材料不断削减加工，原材料消耗相对较大，而增材制造则在生产过程中，通过数字化控制把产品的材料一层一层地‘喷绘’上去。”刘锴说。3D打印就是增材制造的重要领域之一，可制造出之前用传统技术无法生产的复杂几何形状，以客户的需求决定产品的设计。

记者看到，展台展示了3D打印增材制造的三种主要方式。一种叫粉末层融合，就是把粉末状的材料一层一层地铺在粉末床上，再用激光把粉末熔化成所需要的形状；第二种是粉末熔积焊接，第三种是材料挤出，是把非常细的塑料丝熔化后再一层一层地堆积起来。

目前，已经有大型的跨国数字化工业技术供应商，能够提供涵盖整个价值链的一体化增材制造软件和自动化解决方案。

加速布局的数字化工厂

随着工业4.0的热潮从德国涌向全球，越来越多的中国生产企业也感受到数字化引领的工业变革。中国也提出了实施制造强国战略的第一个行动纲领《中国制造2025》，一方面推进制造业数字化、网络化、智能化，另一方面是工业能耗、污染物排放的下降。

在汉诺威工博会现场，某跨国企业中国研究院数字化工厂专家告诉记者，“2013年我们接到5家企业关于筹建数字化工厂的咨询，2014年这一数字增加到10家左右，去年上升到几十家。”

事实上，博览会展现的数字化案例并非纸上谈兵，在实践层面的数字化工厂已经在多地布局。

两年前，西门子在全球布局的第二个数字化工厂在成都落成。而在德国采访期间，记者有幸参观了成都这家数字化工厂的“姐姐”——安贝格电子制造工厂，其作为在欧洲乃至全球最先进的数字化工厂，被认为最接近工业4.0概念的工厂。

与以往充满噪音和油污的车间不同，安贝格工厂尽管还保留着上世纪八九十年代的红砖外观风格以及1万平方米的面积，但产能却较26年前提升了8倍，每年可生产约1200万件自动化产品，按每年生产230天计算，即平均每秒就能生产出一件产品，产品合格率高达99.9988%。

记者看到，明亮宽敞的厂房内不见烟气与灰尘，齐胸高的灰蓝色机柜排成一行。员工身着蓝色工服，并不需要自己动手生产，只有生产过程的开头部分，即员工将初始组件（裸电路板）放置到生产线上的环节，是人工执行的。此后的一切操作都是自动进行。期间只需要操作触摸屏，通过软件实现对机器的监控和调节。

工厂地面与地下仓库有一个个小孔洞连通，部件和电路板通过传送带从孔洞运上来，并自动运输到逐个生产环节的机器中，随即被机械臂抓取加工，之后再放到传送带上运往下一环节。

上述生产自动化的基础，是安贝格工厂对超过3亿个元器件建立了“身份证”。这些基础识别信息包括：材质、生产线位置、甚至当时用的扭矩是多少、用什么样的螺丝钉等等。当一个元件进入时，机器会判断该用什么温度以及时间长短，并可以判断下一个进入的元件是哪一种。安置其间的显示器上，不断刷新着数据并闪烁着红、黄、绿光，告诉工人们每个元器件的加工状况。

近2000亿欧元的市场蛋糕

当然，除了安贝格工厂这样的工业数字化顶尖案例，数字化工厂对于中小企业来说也并非高不可攀。

“现在每天全球产生的新信息总量达2EB，相当于2000年之前一年的信息量，到2020年全球数据总量将增长至2013年的10倍。目前，我们的自动化业务中，几乎80%的客户都是中小企业。”西门子数字化工厂集团首席技术官Bernhard Quendt博士表示，2.0阶段的自动化水平较低，很多是通过人力工作。要想迈向4.0阶段，首先要提高自动化水平，然后把不同的设备联系起来。

此次工博会上，博世、西门子等龙头企业都有相应的产品服务，使中小企业加入工业4.0的门槛有所降低，不少解决方案兼容现有生产线，使得中小企业不必另起炉灶。

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在中国，已有大型的跨国数字化技术供应商与中国医药集团联合工程有限公司、金达控股有限公司、中信戴卡股份有限公司等中国企业建立了数字化企业的合作关系。又如今年3月份签约的中国石化润滑油有限公司，将根据相关投资管理流程推进在3D实时虚拟现实工厂、生产调度及优化系统、节能系统、工厂运维系统。此外，中建钢构、华立集团也有数字化工厂的设想并进行了咨询或评估。

据市场调研机构预测，由于工业自动化的出现，数字化制造领域全球销售额将从2013年的约1600亿欧元，增长到2018年的约1950亿欧元。

工业4.0下的中国企业机遇

制造业转型升级呈现的巨大市场，亦成为国内智能技术供应商竞逐的舞台。

“中国政府推出了适合本国制造业发展的‘中国制造2025’战略。该战略核心是工业自动化和数字化。德国的工厂设备、企业软件和系统集成产品具有领先优势，在中国大受欢迎。中国本身在工业机器人、云计算等工业领域投资巨大，在信息通讯技术领域十分具有竞争力。中德两国在未来工业合作领域拥有巨大潜力。” 汉诺威工博会新闻发言人布里吉特·曼肯说。

记者从工博会了解到，与一些欧美大型企业信息集成度高、涵盖工业领域广相比，国内企业在特定的行业，尤其是具有中国特色的行业中，优势更明显。例如，作为我国乃至世界陶瓷机械的龙头，科达节能股份有限公司去年进军工业软件领域，推出了工业云平台，今年首次参加汉诺威工博会。

“以往在陶瓷生产中，喷墨打印机、炉窖、抛光设备都是独立运作的，出现了问题都要现场查看才能知道故障的原因进行处理。而通过物联网平台建立数据采集终端后，我们可以把这些设备的数据都传输到科大云计算支撑平台上，实现生产链条的远程监控，故障排查与控制。”科达研发院IT研究室副经理吴启荣说。陶瓷传统的生产工艺也因数字化发生变革，科达同时展出的陶瓷喷墨数字打印机，只要输入个性化的图案，即可实现自动批量打印。

该公司副总裁武桢坦言，虽然国外有的技术比较领先，但中国企业也有自己的优势。“国外大公司的设计往往缺乏中国应用场景的积累。”

在此次工博会上，华为携带创新的ICT产品、解决方案和11家客户及合作伙伴首次参加汉诺威工业博览会，主要展示其IoT（Internet of Things）联接管理平台。与工业云的工作流程类似，平台内置软件对海量数据进行分析处理。该平台可支持测绘、汽车、智慧城市等多个垂直行业的物联网应用。

“以华为为首的中国企业，在云计算、IoT、SDN等ICT技术等方面处于领先位置，而以德国为首的一些欧洲国家企业在传统制造业有一定的优势，这种合作是双方能力的互补，互相吸引。”华为西欧企业业务负责人表示。德国的SAP、库卡、宝马、奔驰等在传统工业领域很强大，但华为对ICT的理解很深，双方结合起来能达到落地的效果。

绿色数字化校园建设研究 第3篇

当前我国高等学校的数字化校园建设已经具备了相当大的规模,多数本科院校的数字化校园建设基本完成,本科院校依托数字化校园正在向“智慧校园”迈进。高等院校的数字化校园建设则落后本科院校较多,多数的高等院校正处在建设和完善数字化校园进程中。数字化校园各个子系统已经成为学校教学、管理、生活、科研的必需元素。另一方面实践科学发展观和全社会的“绿色”理念正在向各行各业延伸。建设绿色校园是顺应时代的潮流,是高校应对全球环境恶化和资源紧缺问题的必然要求。绿色数字化校园的建设是绿色校园建设的一个不可或缺组成部分,因此建立绿色数字化校园是学校降低运营成本和对外要树立良好的环保形象的具有重要意义。

2 绿色数字化校园含义及面临的问题

绿色校园在其全寿命期内最大限度地节约资源、保护环境和减少污染,为学生我教师提供健康、适用和高效的学习空间,并对学生具有教育意义的和谐校园[1]。因此可以得出绿色数字化校园是指在数字化校园在生命周期内最大限度的节约资源、保护环境、减少污染、可持续发展和有利于人才培养的数字化教学与应用环境。

各高校的绿色数字化校园建设从不同的角度看存在不同的特点:从投资上看主要有电信等企业全额投资建设、电信等企业与学校共同出资建设、学校自筹资金的模式。从建设时间看有总体规划一次建设各必需子系统和总体规划分期建设各必需子系统。从建设内容上看有硬件基础建设、数据及支持系统建设、应用软件系统建设以及制度建设。然而各校在数字化校园建设中自始至终坚持做到“绿色”需要解决以下的问题。

2.1 规划与评审的问题

目前我国尚未建立起一套完整的绿色数字化校园的资源利用监测指标体系,无法实时地对能源和资源利用进行监测和预警,因此亦很难实施对绿色数字化校园规划时既考虑需求又突出“绿色”,在数字化校园的规划评审时最终只关注功能和性能的需求。

2.2 电力能源消耗的问题

随着应用需求的增加硬件系统建设也需要不断地增加,需要的能源开销持续攀升,另外,随着件系统能耗的不断增加硬件系统的冷却成本也相应上升。有一个比例计算公式:41%的能耗是用于IT的设备,28%的能耗是用于能源配送,31%的能耗是用于制冷设备[2]。

2.3 资源利用率的问题[3]

资源利用率低下,各校的数字化校园软件系统多半属于管理信息系统和单纯的网站应用。这些网站和信息系统的管理和使用部门都强调自己的系统是多么的重要,都要求最好不要与其他部门的系统共享同一台主机资源,但事实上其对包括服务器CPU、内存和存储I/O等资源的要求很低,对网络带宽的要求也并不高。这些系统独立运行令资源利用率大多在1%～20%之间导致大量的资源浪费。

2.4 更新的问题

数字化校园的硬件产品即使不使用也存在有效期,一般服务器、网络设备等电子产品在使用3年后就开始出现隐形故障,在5年后其运行的稳定性出现问题,频繁的更换会增加更新成本并带来环境污染问题。

2.5 重硬件建设,轻软件建设的问题

多数高等学院数字化建设经费相对需求比较紧张,电子产品更新换代很快,必然导致建设时重点考虑硬件建设,而轻视软件系统和相应的制度建设。最终导致建成的绿色数字化校园既没有发挥最大效能,又没有制度作保障,更没有形成深入人心的“绿色”理念。

3 绿色数字化校园建设

绿色数字化校园的建设应在评价标准、机房环境、硬件系统、软件系统、数据和管理制度等六个层面从规划设计到建成运行的全过程开展工作。以下从评价标准、机房、硬件和制度四个方面讨论绿色数字化校园建设。

3.1 绿色数字化校园评价标准建设研究

目前,我国还没有绿色数字化校园的国家标准。由于国家标准需要涉及的面太广,需要相关部门进行大量的研究和实践,因此建设绿色数字化校园时没有标准可循。各校在进行数字化校园建设时难以兼顾“绿色”指标,建设与监理单位也无法强制承建单位做到“绿色”。但是我们依然可从以下几个方面制订绿色数字化校园建设评价指标。

首先,节能方面入手通过对学校数字化设备的能源利用状况进行定量分析,对能源利用效率、消耗水平、能源经济与环境效果进行审计、监测、诊断和评价。参照优秀的数字化校园建设成功案例,制定符合本校的节能目标,评价体系。

其次,节材与节地方面通过传输系统的整合,尽可能用个高速的“网络”承载数字化校园的各个子系统,减少接口种类、避免重复走线、减少有色金属的使用、采用合理的路由和提高空间的利用率等指标。

再次,建设成本与功能质量在满足校园基本功能基础上,兼顾实用性、先进性和功能的完备性。

最后,可持续性方面要求绿色数字化校园各子系统必须是统一规划下的整体解决方案,充分考虑应用与数据整合度,各系统生命期终结时的良好过渡与回收处理。

3.2 方案设计及实施

3.2.1 机房环境

机房环境的绿色改进包括:建筑结构、制冷、电力和照明等几个方面。机房采用能耗的评比标准PUE(PowerUsageEffectiveness)来衡量机房能耗效率,PUE等于机房总能耗/IT设备总能耗。据有关方面统计,我国目前运行的机房PUE值多数是在2.2～3.0之间,远超出能效逻辑所阐述的标准机房基准数值。这表明现有机房的能量约有40～60%都消耗到空调冷却设施上了。2010年Google公布其数据中心PUE均值为1.16,个别PUE值1.09;Facebook、雅虎和微软等空气冷却数据中心的PUE值可以控制在1.1以内。因此机房环境绿色改进中应当首先考虑的因素。

目前大多数高等院校机房制冷采用整体空调制冷,为了解决机房局部热点,提高制冷量,所造成的机房过度冷却,导致制冷能耗的增加与浪费。由于运行负载率过低,从而造成电源整体效率降低,带来了供电系统的电能损耗增加。因此,要实现绿色机房一是更换现有高能耗制冷系统,采用更为先进的高效制冷系统。二是利用现有制冷系统,针对热点进行定点冷却,降低整体冷却系统的能耗,使用机房制冷向智能化方向改进。

3.2.2 网络设备与布线系统

网络设备包含核心层、汇聚层和接入层三类设备构成。核心层和汇聚层设备一般有制冷的机房内,而接入层设备随相关的信息点分布安装。要求只能从设备制造环节和设备招投标环节来解决能源消耗问题。

数字化校园布线的设计施工也需要进行整合。一方面处理好内、外网关系,既达到专网专用的要求,又可保持公用网络开放高效。实现网络校园视频监控系统、网络考试视频监控系统、CATV、网络数字寻址广播系统、程控交换网等子网的传输整合,把这些系统都放到一个布线系统中,实现一次布线多系统共享。

3.2.3 服务器

对于服务器的绿色节能要求可采以下的技术方案。

首先,在选择服务器厂家时,除了考虑应用需求外,还要考察服务器的能源要求。不同的服务器厂家之间存在一定的能耗差异,在实际考察中发现有的计算机硬件满负荷运行时用电近9000度,这样的服务器热量排放大影响环境

其次,采用“虚拟服务器”技术可以节约很大的设备采购成本和运行的能耗。事实上,一台物理的服务器只承载一个应用系统或一个网站时,它的资源利用率很少超过10%。若应用系统很多,那么服务器资源的浪费将是相当严重。因此有必要分析每一应用资源占用阈值,优化服务器的配置,进行服务器整合。利用Vmware或者OracleVM等技术,在一台物理服务器上建立多台虚拟服务器,来提升每台服务器的利用率,达到减少物理服务器的数量和节能的目的。

最后,对于进入故障高发期(服役5年以上)的服务器应有计划的淘汰。一些高等院校的服务器以塔式、机架式居多,这些服务器需要占用较多的空间,特别是塔式服务器;能源消耗也多。与之对应的是采用刀片式服务器,既可以节约能源又可切约空间。

3.2.4 存储系统

数字化校园需要存储大量的数据,因此需要建设低能耗、低成本、高利用率的绿色存储系统。实现绿色存储技术要建设的全过程综合考虑存储系统各个方面。从底层、从基础、从数据出发,从标准和技术层面去考虑,实现架构和基础应用层面上的统一,最终奠定绿色存储技术的良好基础。目前绿色存储技术也是必需的存储系统的节能考虑主要涉及以下几个方面。

首先在存储系统中采用重复数据删除技术,即只会存储新旧版本内容的不同之处,或者只将读取的数据部分写入备份设备中,或者只存储奇特的数据,以有效地减少硬件动作,节约能耗。存储厂商提供的解决方案中,如NetApp的统一存储产品中、昆腾的DXi磁盘存储产品和StorNext数据管理软件平台、飞康的VTL存储管理器,都应用了重复数据删除技术,从而解决了大量重复数据的问题。

其次采用存储虚拟化技术[4],各高校存储系统建设时涉及的存储厂商和型号比较多。数字化过程中随着应用的增加,存储系统也会增加,如何保护以前投资也是一项重要的任务。通过存储虚拟化即在不增加人员或运营成本的情况下管理日益增加的存储容量,实现对来自不同厂商的不同存储架构的整合和管理,利用统一的虚拟化管理充分利用现有设备,减少浪费,降低管理成本,进一步提高存储设备的使用效率。

与此同时,面对不断地由厂商推出各自独特的绿色存储技术,比如包括EMC用于服务器的虚拟化技术VMware以及文件级存储虚拟化技术Rainfinity、数据块级虚拟化Invista,富士通基于MAID技术的存储系统、惠普最新发布的新EVA系统、Comm Vault Simpana管理平台、博科改变SAN孤岛的数据中心Fabric架构。我们在选择绿色节能存储设备时应综合考虑这些方面。

第三,未来可以采用软件定义存储(Software-definedstorage,SDS)技术,即所有存储相关的控制工作都放置在相对于物理存储硬件的外部软件中。这个软件不是作为存储设备中的固件,而是在一个服务器上或者作为操作系统(OS)或hypervisor的一部分。这种技术可以把软件从硬件中剥离出来,使得配置更加灵活,可以大幅降低成本并与现有的虚拟架构紧密结合。

第四,存储数据安全仍是绿色数字化校园建设的重中之重。如果不能保证数据的安全,不能很好的控制安全风险,那么再绿色的存储也毫无意义。数字化校园离不开计算机网络,开放的计算机网络应用环境带来大量已知事未知的安全风险,安全方面要求越来越复杂,弥补任何数据损失都会带来成本的急剧上升。支撑网络应用的静止数据和移动数据对存储系统提出不同的要求。当数据置于一个安全的保护策略之下,较少的数据移动和策略调整,实际上也是实现绿色存储技术的良好保证。

最后,采用存储自动化技术,毕竟人工的管理每一台设备要降低能耗,将是一件几乎不可能的任务,因为人为控制很难做到最优化。人为的调整优化、备份策略和配置往往受限于其各校管理人员的知识水平和管理经验。如果能够应用自动化技术,让业界资深专家预定方案,系统自动调整优化和自动调整策略,将能够实现实时调整,降低不必要的系统工作与能耗。

3.3 环保材料

数字化校园建设中使用的材料种类多,用量大,材料使用最佳环境多样,因此采用环保材料可以从根本上保护数字化校园环境。这也许是构建绿色数字化校园时注重技术的人员容易忽略的部分,因为我们的目光更多的集中在功能、性能和节能降耗方面。但是对于环境保护上的"绿色"也是必不可少的,用户在选用数字化校园的产品时,应当考虑到有害物质的排放,是否使用了含有害物质的材料,使用的材料是否是无毒、可分解,可回收材料,焊接材料是否是无铅的?材料的在极端的环境中是否分解现有害物质,材料抗老化如何?等等这些都是要考虑的问题。

3.4 监测和分析手段

建立涉及数字化校园的综合能源监测平台系统[4],将能源消耗统一地进行动态监控、实时地采集个机房和楼宇的能源消耗值,并进行统计与分析能源的每瓦特效率,合理地安排能源供给,根据具体情况进行节能改造,比如空调系统制冷与自然风冷合理分配分析。

3.5“绿色”管理制度

绿色数字化校园的最大问题还是管理,可以说没有好的管理,就没有绿色的数字化校园。就算有了“绿色数字化校园”的监控系统,若没有建立完整的绿色监控与管理制度,那么难以落到实处只是“绿色”空中楼阁而已。

首先,绿色数字化校园建设管理制度应该贯穿项目建设的始终,从设计、采购、安装、运维、培训等方面进行管理,从整体上把握绿色数字化校园的建设。其次,建立绿色数字化校园日常管理制度,提高师生认识,从日常应用出发,充分利用信息化技术实现“无纸化”、节能和循环应用,规定节能减排的目标、行为准则、监督检查和奖惩办法,使学校的管理有章可循。最后,建立数字化校园循环利用办法规定信息化产品转变用途、淘汰、报废、回收等各环节准则。

最终形成绿色数字化校园的人文环境。

4 结语

“十二五”国家发展规划要求信息化持续、健康发展以及国家建设“两型社会”环境友好型和资源节约型的时代背景下,如何利用各种技术手段更有成效地节能降耗、改善环境是急需解决的重大课题。绿色数字化校园的建设是顺应时代潮流、是高校数字化校园可持续发展和人才培养的重要支撑。

参考文献

[1]中国绿色建筑与节能专业委员会《.绿色校园评价标准》,2012,8.

[2]IT影响环境超过航空业无烟工业还需绿色.http://server.51cto.com/Greenit-136386.htm.

[3]孟坛魁,苗林,梁艺军.数字校园中的绿色计算环境构建探讨[J].计算机科学,2012,10.

数字电视传输机房绿色节能设计 第4篇

关键词：节能,数字机房,传输

目前我们国家电力能源短缺现象日益突出, 节能降耗已经成为全社会关注的热点。未来几年我国广播电视将进入一个快速发展期, 预计今后广播电视传输机房数量会越来越多, 规模也会越来越大, 机房能耗将十分巨大。机房的高耗能, 造成了全社会能源的巨大浪费。在此背景下, 提出在机房中引入绿色IT理念, 以建设绿色节能机房为目标, 将低碳经济、节能减排理念引入新机房的建设, 促进降低能源消耗水平, 减少二氧化碳等温室气体的排放。

我们国家制定的国标GB50174-2008 对机房节能建设提出了要求, 规范中明确指出: “为规范电子信息系统机房设计, 确保电子信息系统安全、稳定、可靠地运行, 做到技术先进、经济合理、安全适用、节能环保。

1 节能机房的设计思路

近些年数字技术发展突飞猛进, 我国能源的消耗非常巨大, 作为广播电视的传输机房, 怎么响应国家的节约能源的号召, 建设具有节能特性的绿色机房就显得非常具有实际的现实意义。建设绿色节能机房主要是满足以下几个方面: 首先是提高机房的可靠性; 要考虑机房的可持续发展, 为以后的发展保留空间; 要响应国家的节能减排号召, 尽量节省能源; 机房的设计要能够实现机房高效管理; 要设计成为以人为本的机房环境。绿色节能机房规划设计主要考虑以下几个方面的内容:

1) 首先是选择机房的位置, 我们在机房建设前期不仅要考虑机房所处的地理位置, 还要一起考虑建设机房内部的整体环境。为了保持机房的气密性, 节能机房应该考虑采用双层窗户, 这样会使机房有良好的气密性, 防止机房内外温度的差异比较大, 从而可以减少空调的耗能量, 这样可以达到节能目的。

2) 在机房建设时, 房屋建设的时候一定要考虑为机房外墙增加比较好的保温层, 这样可以使机房的温度保持相对的稳定, 减少机房的内外温差造成空调的工作量。

3) 在机房电力供应选择方面, 一般机房都是多路供电, 首先要考虑利用太阳能、风能等可再生新能源, 利用这些绿色能源为机房提供电力供应。

4) 机房空调系统的安装设计比较关键, 最好采用电制冷和自然冷却相结合的方式, 安装时要考虑当地室外温度情况, 选择合理的空调方案。

5) 在进行机房的设备布置时, 要根据机房的结构和设备的安装情况尽量科学合理布置, 使机房内的设备分布科学, 机房内各处的温度尽量分布均匀。

6) 机房内线缆在施工安装时要科学合理, 布线要规范整齐, 不能杂乱无章。

2 机房节能技术

传输机房内设备包括传输设备、监视设备、空调、配电柜、UPS电源、照明装置等, 这些装置是机房的主要用电设备, 所以重视这些设备的节能降耗就非常重要了。

2. 1 机房空调的节能选择

机房的温度对电子设备的影响非常大, 温度过高或过低都将使设备容易发生故障。当前所有的传输机房都会安装大功率的冷热空调, 所有空调的能耗都比较大。空调是机房温度控制最重要的设备, 它的功能就是控制并保持着整体机房的温度, 一定要采用新型的节能空调, 使机房的温度保持相对恒定, 这样就可以使机房设备的故障率明显降低。

2. 2 机房新型智能热交换系统

据权威统计, 数字电视传输机房的电耗, 空调能耗一般占机房能耗的20% ~ 45% , 有的甚至高达60% 以上。因此, 在保证传输设备正常运行的前提下, 节能首先要从空调着手。

目前传输机房的保持温度设备为空调器, 由于机房设备比较多, 发热量较大, 在室外温度高时, 就采用空调冷风运行模式。在室外温度较低时, 就利用自然室外的自然冷空气, 室外冷空气通过空气对流交换的原理和室内热空气进行交换, 并根据室内的温度情况控制空调运行或关机。因此, 在室外温度较低时, 依靠智能换风系统的运行, 可以关闭空调或减少空调的运行时间, 满足机房设备正常运行, 达到节约电能的目的。

新型通风系统设备主要特点是: 具有除尘功能。该设备系统通过过滤网, 滤除灰尘和杂物, 通过通风管道排到机房外, 系统也可以自动检测防尘网堵塞, 启动自动除尘装置, 清洁过滤网上积累的灰尘和杂物, 提高机房内环境洁净度和设备的节能效果, 降低维护成本。本装置除排尘风道弯管设置在机房外, 其它都设置在机房内部, 不会降低机房的防盗性能。出风口可根据实际环境需要安装自动除尘装置, 系统可根据需要设定自动除尘的条件, 除尘装置自动清洁。据初步统计加装导风装置的节能系统其节能效率提升20% 以上。运用先进的制冷及热交换技术, 在室外低温的季节或时段, 将室外低温新风引入机房, 替代空调机调节机房温度是效果最好的机房空调节能方案。

在传输机房内安装通风机组和排风机, 当室外温度低于设定的临界温度的时候, 由主机按设定程序通过空调机外设接口停止所有空调的运行, 同时顺序启动使用的送排风机, 将室外的干净的低温空气引入机房, 达到降温的目的。如果与空调实现联动, 在达到通风机组运行的条件时关闭空调, 代替空调为机房调节温度, 节约电能和延长空调压缩机的使用寿命。

2. 3 风交换技术

现在比较节能的另一种保持机房温度的方式是风交换节能技术。具体做法是依靠通风设备将机房内的热量迅速的向机房外排出, 将室外的冷空气引入机房, 有效地降低机房内部温度。在室内外温差大的地方可利用机房外的自然空气作为冷源, 对室内环境进行冷却。当室外温度较低时, 关闭空调, 通过风节能系统将冷空气经过滤后引入机房对设备进行散热, 从而减少空调使用时间, 节约电能。在冬天寒冷季节, 如果有发射机房, 可以将发射机房的热量通过排风口传送至传输机房, 使传输机房的温度不会过低。

2. 4 机房电源节能技术

机房电源设备主要是开关电源、UPS、蓄电池, 它们的主要功用是将市电转化为机房设备所使用的电源, 同时UPS和蓄电池可以滤掉电源的高频干扰, 同时起到稳定电压的作用, 此外UPS还具有断电保护的功能, 防止突然断电影响机房设备正常工作, 蓄电池可以保证断电时使用直流电设备的正常供电。

UPS的供电效率越高, 那么其能耗就越低。模块化电源管理技术就是从机房整体供电入手, 将供电系统从集中供电向分散供电转变, 通过控制功率模块的开通与休眠, 使电源模块轮流供电, 将功率模块的备份方式从热备份变为冷备份, 减少处于轻载状态下运行的模块, 会有效降低整体电力消耗。

2. 5 机房照明的节能

机房照明节能设计时要考虑机房的空间和设备摆放位置, 在保证机房照度标准和照明质量的前提下, 尽量减少照明系统中的能量损失。

机房主要照明光源采用高效节能荧光灯, 灯具采用分区分组来进行控制, 对于无人的照明场所, 可以关掉部分光源, 以节省能源。机房照明一定要尽量选用LED照明。现在LED灯具具有使用寿命长、节能环保等优点。所以要尽量安装LED进行照明, 其节电率达到67% , 对机房的节能减排有积极的意义。

3 机房设备的摆放与线缆的铺设要科学合理

数字电视传输机房在设备安装前要仔细计算机房的面积, 要将设备进行合理摆放, 做到设备摆放合理有序, 还要考虑今后机房的发展做好合理的规划, 使机房内各处的温度分布均匀。在机房布线时候一定要将连接线布放整齐, 整齐的布线也可以提高散热效率。同时, 合理布线能够减少维护人员的工作量, 易于维护和管理。

4 结论

绿色供应链的数字化实现 第5篇

关键词：绿色供应链,数字化,物流,信息

随着科技进步和国民经济的飞跃发展,人口、资源、环境和谐发展的社会问题日趋严峻。我国经济的高速发展一直是以生态环境的严重破坏和稀缺资源的巨大浪费为代价的,企业对物流供应链的需求不能仅仅体现在经济合理增长上,而应当把更多的可持续发展理念融入到供应链中,循环物流、环保物流、生态物流等概念其实质就是绿色供应链管理(Green Supply Chain Management,GSCM)的扩展,而信息化技术的突飞猛进则为绿色供应链的数字化实现提供了可能[1]。

1 绿色供应链的内涵

绿色供应链是将集成管理的思想运用到企业供应链的环境战略中,在原有供应链的基础上强调环境保护意识和信息技术支持,并在供应链的范围内达成长期稳定的战略合作伙伴关系,综合考虑环境影响和资源效率的双重影响,使得产品从原材料获取、加工、包装、存储、运输直至报废处理的整个过程对环境负面影响最小,资源利用率最高。

信息时代的到来使得经济发展数字化的趋势愈加明显,数字物流、数字城市、数字企业、数字经济等概念层出不穷,数字技术在生产、生活、经济、社会、科技、文化、教育和国防等各个领域的应用不断扩大,并取得显著效益。许多跨国公司已经将绿色供应链的概念应用于产品循环使用、工业垃圾处理等方面,这种新兴的集成管理正被越来越多的公司所采用[2]。绿色供应链的数字化目的在于实现物流供应链的信息化、自动化、网络化、智能化和柔性化,更好的适应新的以信息技术为主导的经济增长模式,支撑绿色制造的信息化、数字化[3],通过设计数字化、制造数字化、管理数字化、企业数字化等一系列管理手段,增强核心竞争力,综合运用数字化信息技术指导企业间物流的协同发展。

2 绿色供应链的物流系统集成控制框架

传统供应链从企业内部需求出发,基于制造的某个子系统来进行研究,生产的社会化使得企业竞争直接从封闭的市场变为国际化的市场,单一强调利润最大化转变为取得满意利润的同时还要承担一定的社会责任,人口、资源和环境三者之间的矛盾要求企业实现与环境相容。因此,绿色供应链的运营目标要求在供应链内实施集成管理,把部分组合变成一个整体,从而实现特定的系统功能。

绿色供应链基于绿色制造的战略伙伴关系,强调供应链的动态性和敏捷性,根据市场机遇和绿色制造的要求进行动态重组[4]。绿色供应链上节点企业可以被分成两个种类型,一种类型是制造业供应链成员,另一种类型是逆向物流链成员。按他们在供应链上的职能不同又可以分为原材料供应、制造、批发、零售和最终客户五个部分,相对应的每个层次的逆向物流链的功能具体又分为收集、回收、分解、二手原材料和最终废弃物,其结构如图1所示。

3 数字物流系统的组成

数字物流是一项庞大而复杂的系统工程,要以系统工程的理论和方法为核心指导,它的实现既需要一个统一的框架结构和协同工作环境,又要基于人类已经或将要拥有的强有力的新技术。通过各个物流环节对信息技术和物流技术的应用,保证信息流的及时与畅通,并将信息提交给综合数字物流管理平台进行信息处理,从而实现整个物流系统的数字化。所以建立数字物流系统的基本思想是:居于因特网建立一个数据共享数字平台,主要产品是物流服务,进行客户(电子商务的交易双方)与物流代理商以多对多的方式进行物流服务的交易活动[5]。物流代理商作为整个系统中供应链的中心环节,根据物流一体化原则,对客户、运输企业、配送中心、仓储企业等进行着统一的调配和管理。

图2为数字物流系统组成框图,整个系统完成的主要功能包括:根据一定的标准,从相应的分系统中提取、采集各种基础数据;对整个社会中的物流信息进行组织、管理,并产生更易理解、更具价值的信息;在网络空间信息系统的基础上,将信息根据空间管理的要求加以组织、管理和输出;协调企业和远程客户之间的关系,帮助战略合作企业之间进行高效的信息沟通;满足企业个性化需求;实现企业辅助决策支持、物流作业管理和企业内部管理。

数字物流系统中的共用数字平台是整个系统的中心。它通过数据抽取系统从各个子系统中提取共享信息,并对多来源、多渠道相互不一致的数据进行数据融合处理,完成对实时数据和历史数据的组织,以保证数据间的正确性、可理解性,并避免数据冗余。仓储管理系统是对货物存贮进行数字化管理与决策,应包含入库、存货、出库、运输、账单结算、统计查询等几个功能模块。仓储管理系统可以配备模拟仓位图,可以对货物存储和出货等进行安排计划。配送加工系统除了实现基本的仓储管理功能外,还包括越库管理、自动补货、拣货、定单计划、定单拣取、包装、库存控制、配送调度安排、运输线路优化和跟踪等功能模块。货物运输跟踪系统运用全球卫星定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、智能运输系统(ITS)等技术实现对在运车辆、货物的运行路线自动跟踪、规划和导航,即由系统确定起点和终点,由计算机软件按照要求自动设计最佳行驶路线。

4 绿色供应链的数字化实现

绿色供应链的数字化实现主要依赖物流过程和活动中的物流信息化、物流智能化和物流虚拟化三个方面,数字化物流的特征及其基础理论和技术支持如图3所示。

计算机仿真和虚拟现实,现代计算智能,计算机网络,数据体、多媒体和信息等支撑技术的支持下,应用数字技术对物流过程所涉及的对象和活动进行形式表达、信息处理和过程控制,具有信息化、网络化、智能化、集成化和可视化等特征的技术系统。本文提及的数字技术是指以计算机硬件、软件、信息存储、通信协议、周边设备和互联网络等为技术手段,以信息科学为理论基础,包括信息离散化表述、扫描、处理、存储、传递、传感、执行、物化、支持、集成和联网等领域的科学技术集合。在供应链上的数字化实现过程中,可根据用户的需求,迅速收集资源信息,对物流信息进行分析、规划和重组,即数字物流实际上就是对物流的整个过程进行数字化、物流电子化、物流经营网络化,将信息流、资金流和商流融合和一体化,最终使物流系统更高效、可靠地处理复杂问题,为人们提供方便、快捷的服务。

研究物流的目的是要有效地管理控制物流的全过程,在保证服务的前提下,使损耗的总费用最小。物流科学是介于社会科学和自然科学、管理科学和工程技术科学之间的交叉学科,融入了技术科学和经济科学的综合学科,包括信息科学、计算机科学、管理科学、系统科学、环境科学、流通科学、运输科学、仓储科学、营销科学、再生科学、运筹与决策学。认知科学、方法论、控制论和机械电子等基础科学和理论。而数字物流从离散的、系统的、动力学的、非线性的和时变的观点来系统研究流通加工、包装、装卸搬运、运输、仓储、配兑、组织、管理、市场营销和控制等一系列问题。所以其本质是物流信息的数字化,即将物流过程中的连续物理现象、随即现象、模糊的不确定现象、企业环境、个人的知识、经验和能力离散化,进而得到数字量便于计算机进行信息处理和传输。

5 结论

信息化、智能化和虚拟化是绿色供应链数字化的重要特征,供应链的数字化实现是物流现代化、集成化的必由之路。随着技术和市场的不断完善,企业间竞争的实质逐渐表现为对客户快速优质服务的竞争,数字化物流则可望在提供优质服务过程中充当极为重要的角色。科学技术尤其是信息技术的发展使数字物流的实现成为可能和必然。交通工具、物流装备的性能不断完善,计算机、自动化、通讯、信息、网络、智能、虚拟现实等科学技术不断发展,为物流技术的发展提供了新的解决方式和工具,也为数字物流的实现提供了强大的技术支撑,极大地拓展了物流的广度和深度。

参考文献

[1]张则强,程文明,李涛,李洪梅.数字物流的概念与关键技术研究[J].起重运输机械,2003,1:31—34.

[2]Sheu Jiuh-Biing,Chou Yi-Hwa and Hu Chun-Chia.An integrated logistics operational model for green-supply chain management[J].Transportation Research Part E:Logistics and Transportation Review,2005,41(4):287-313.

[3]杨海成.构建信息化支撑的绿色制造体系[J].中国制造业信息化,2006,8:36-37.

[4]但斌,刘飞.绿色供应链及其体系结构研究[J].中国机械工程,2000,11(11):1232-1235.

数字图像中绿色植物的快速提取方法 第6篇

植物表型组学用于提供植物表现型信息数据, 植物的表现型是生长环境、基因组、遗传变异的必然结果[1,2,3]。对植物表型的研究在基因学、遗传学等微观领域与宏观表象之间构建起连接的桥梁, 在植物育种、改善温室效应和培养新作物等方面提供更为高效的手段与研究方法[4,5,6,7,8]。植物的表型主要是通过光谱图像获得, 其中很重要的部分是可见光图像。受到植物本身的限制如何高效准确地从可见光图像中提取植物部分, 是进行表型分析的前提。本文在高通量表型测量要求的前提下, 提出了从数字图像中提取植物的方法。对植物的可见光图像处理的传统方法是将叶片采摘下来, 通过扫描得到图像进而进行特征提取[9]。本研究的切入点是直接从数字图像中快速查找绿色植物并准确提取。拟解决的关键问题包括如何克服图像中土壤、容器、背景的干扰及不同光照条件对图像的影响。

1 材料与方法

利用数码相机获取植物图像如图1所示。该图像中包括绿色植株区域、白色的花盆容器、泥土、红色的背景。由于叶片上覆盖有蜡质层, 白天在室内光照条件下, 图像中的叶片部分存在反光的情况, 这些都为植物的提取带来了困难。

1.1 图像预处理

获取图像后, 首先需要对图像进行滤波预处理, 降低噪声。由于噪声属于高频信号, 本文选用高斯滤波器去除噪声, 其滤波传递函数的形式如公式 (1) 所示, 其中D (u, v) 是距频率矩形中心的距离, D0是截止频率, 即方差[10]。

经离散化后, 取77高斯模板进行滤波。

1.2 基于色彩的图像分割

预处理完成后, 紧接着进行植物提取。也就意味着将植物从图像中分割出来。常用的分割方法有聚类法、基于区域的方法等。聚类法是对图像中的每一个像素点的色彩特征进行聚类分析;基于区域的方法包括区域生长、区域分裂和聚合等[10]。这些方法运算时间较长, 不能满足高通量环境下的高速运算需要, 且由于图像中包含多种特征区域, 分割算法不稳定。

考虑到植物的色彩表现为绿色, 可以在RGB色彩空间中, 将绿色作为特征, 通过使用阈值的方法将图像分割为绿色和非绿色部分。随后便可以实现植物的提取。在RGB空间中, 任一像素点的颜色可以看作红、绿、蓝三个分量不同比例的组合, 一幅彩色图像即可以看成是红、绿、蓝三个灰度平面组合而成, 如果某点处的三个分量为灰度的最大值则该点表现为白色。但是由于RGB色彩空间受光照影响很大, 为了减少光照的影响, 首先在RGB空间中进行归一化处理。即从图像中提取出绿分量g、红分量r和蓝分量b, 归一化后为R、G、B (见式 (2) ) 。为进行绿色特征的判断, 考虑使用[-1 2-1]模板对图像各点处 (R、G、B) 分量进行处理, 如式 (3) 所示。该模板强调绿色分量, 压制红色和蓝色分量, 且模板和为0。模板具有对称性, 且长度为奇数, 因此具有线性相位, 保证时不变要求。理想情况下, 对于蓝色和红色显著的区域, 使用模板运算后的结果必为负值, 而白色区域使用模板运算后的结果为0, 只有绿色区域在模板运算后表现为大于0的结果。其他颜色区域模板运算结果必为负值, 这个特点非常重要, 只要使用大于0作为阈值判断的依据便可以很方便地将绿色分割出来, 避免了其他算法中阈值的选择, 体现了算法对图像的无关性。由于从归一化到模板运算是对每个像素点使用加法和乘法, 因此该算法可以在数字信号处理器DSP上高效实现, 在保证DSP性能发挥的同时, 也可以实现高速处理, 满足了高通量环境下对处理速度的要求。

1.3 去除杂散点

对图像采用式 (3) 的方法处理后, 用0进行阈值化, 即产生二值图像, 只要大于0便可以判断为绿色区域。此时图像会产生一些杂散点, 可采用形态学算法中的开运算去除[10]。

结构元B对图像A的开运算记作AB, 如式 (4) 所示, 对图像先腐蚀后膨胀。腐蚀可以去除杂散点, 但同时也使叶片区域变小, 故需通过膨胀操作来恢复。

膨胀记作A⊕B, 如式 (6) 所示, 其中, 是B关于原点对称的映像, 是空集。

1.4 图像重构

图像开运算后, 虽然杂散点被完全消除, 但是边缘却会发生变化, 需要利用形态学重构算法进一步恢复图像[10], 即将上述经过开运算后的图像作为标记图像F, 阈值化后没有经过处理的图像作为掩膜图像G, F对G的形态学重构RGD (F) 为:

通过反复迭代, 直至DG (k) (F) =DG (k+1) (F) , 其中:

DG (n) (F) 表示标记图像F关于图像模板G的n次侧地膨胀, B为结构元素, 即将标记图像F的膨胀限定在掩膜图像G中。

1.5 填充孔洞

原始图像中, 叶片反光使图像中的叶片区域表现为白色, 而白色区域中绿分量G、红分量R、蓝分量B相等, 用式 (3) 方法算出的结果为0, 该结果在阈值化后变成背景, 从而导致提取的叶片区域出现孔洞;而叶片之间存在间隙, 用式 (3) 处理并阈值化后也产生孔洞, 两类孔洞混在一起。为消除该影响, 需要对孔洞进行判断, 若是叶片上面的孔洞, 才进行填充。判断方法是读取孔洞所在区域的原始图像的红蓝分量, 若是其值大于定义的阈值, 则该孔洞由原始图像中叶片上的白色区域产生, 需要对其进行填充, 否则是背景, 不进行填充。

孔洞填充算法是从孔洞中的一个给定点X0开始, 按照式 (10) 进行迭代, 直到Xk=Xk-1 (k=1, 2, 3, ) , 迭代结束[10]。

其中A表示一个具有8连通边界的集合, 边界包围孔洞, AC是A的补集, B为结构元素。Xk包含所有被填充的孔洞。

1.6 特征提取

提取出叶片区域后即可对其利用函数进行特征提取, 绘制质心和最小凸多边形[10,11]。

2 结果与分析

图2所示为原始图像和经过滤波预处理后的图像。原始图像的大小为1 024768, 图中植物的叶片与的花盆、泥土和背景形成鲜明对比, 从图中还可以看出叶子的反光情况。

滤波后提取出图像的绿G、红R、蓝B三个分量, 进行归一化, 并用式 (3) 进行处理。处理结果如图3 (a) 所示, 可以发现, 在图3 (a) 中土壤和容器部分也被提取出来, 原因在于光谱中红色与绿色谱线有部分重叠和CCD成像过程中的噪声, 该公式需增加修正项“-1.4R+G”。

用带有修正项的公式处理图像后, 对其进行阈值化, 形成二值图像。当阈值选择过大时, 将导致部分提取出的叶片边缘的点缺失严重, 故选用0作为阈值, 如图4所示。

得到二值图像后, 采用形态学的开运算去除叶片周围的杂散点, 如图5所示。

叶片周围的杂散点已经被完全消除, 但是叶片的边缘却发生了变化, 采用形态学重构恢复边缘。重构后如图6所示, 处理后发现边缘已被较好地恢复。

重构后需要填补图像中叶片区域的孔洞, 首先找出所有的孔洞, 进而判断该孔洞属于背景, 即叶子之间的间隙, 还是叶片本身的反光区。判断方法是读取孔洞对应区域的原始图像的红分量和蓝分量, 若其超过阈值, 则其为白色, 即叶片上面的反光区, 否则就是背景, 即叶片之间的间隙。通过多次实验最终阈值选定为100。结果如图7所示。

获取到完整的植物区域的二值图像后, 将其作为标记, 从原始图像提取出植物, 然后利用区域特征提取方法, 计算出植物的区域描绘子。图8给出了描述植物区域的最小凸多边形及其质心。

3 结语

获取具有复杂背景的绿色植物图像, 对图像进行处理, 包括滤波、色彩分割、去除杂散点、图像重构、填充孔洞等。其中色彩分割运用整幅图像的绿分量、红分量、蓝分量进行处理, 有效地提高了算法的效率。针对叶片反光导致产生孔洞的情况, 通过判断原始图像的红分量和蓝分量是否超过阈值来填充孔洞, 在实验中通过调整参数最终达到最佳效果, 结果表明该算法确实能有效地提取出植物的叶片区域, 以便进行特征提取, 实现了对植物的无损测量。具体程序可参看:http://blog.sina.com.cn s/blog_6beeeed7010133hx.html。

参考文献

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[9]陈爱军, 李东升, 董光辉, 等.一种基于MATLAB的植物叶片参数测量系统[J].中国计量学院学报, 2010, 21 (4) :310-313.

[10]冈萨雷斯, 伍兹.数字图像处理[M].北京:电子工业出版社, 2011.

绿色数字校园 第7篇

近年来, 随着我国高等院校办学规模的扩大, 校园能源消耗的问题日趋严重。发展绿色能源, 建设绿色校园也越来越受到重视。学校能源问题的日益突显, 使得发展绿色能源、建设绿色校园成为更多高校规划建设中的重要内容。本文以某大学新建校区为例, 探讨在新校区的规划建设中, 绿色校园的规划及重要作用。

2 项目的定位及特点

某大学新校区位于教育园区内, 作为教育部直属国家重点大学, 该校新校区规划建设具有规模大、学生多、功能组团复杂等特点。

在校园整体规划上, 以数字化校园为基础, 突出智慧校园的概念, 实现“信息校园”、“平安校园”、“绿色校园”、“科技校园”的智能化规划设计。其中, “绿色校园”主要是通过先进的智能化管理手段, 如云计算及物联网技术的应用和清洁能源的使用, 使“水、电、气、热”及基础设施达到智能化和绿色节能要求, 成为建设生态校园的重要组成部分。

3 绿色校园的涵义

作为生态校园的重要组成部分, 某大学绿色校园的智能化建设应以提高资源利用效率为核心, 以能源综合利用为重点, 并依托节能技术创新, 加强能源的循环利用, 全面提高能源的使用效益。作为能源的主要消耗者和参与者, 高校师生在绿色校园的建设中有着重要的位置。

3.1 建立能源计量管理系统

学校通过能源计量系统, 对设置在学生宿舍、办公、科研、教学等区域的水表、电表等表具实行集中统一的管理, 汇集并提供计量信息和统计数据。在计量的基础上, 可通过设置三级计量, 对各用能情况进行定额管理, 为计量收费提供准备。

3.2 发展先进装置和节能材料

通过先进节能技术的学习、先进节能设备的推广使用, 逐步淘汰原有落后设备, 并在新校区规划中, 优先使用地热、太阳能等可再生能源, 建设中选用节能材料, 促进绿色校园的建设。

3.3 建立能源管理平台

依托数字校园的网络建设, 建立一套能源管理平台。监控中心通过监管软件对前端的计量表具进行数据采集, 从而实现整个校区的能耗监测、数据管理, 并制定相应对策。能源管理平台具有实时监控、及时查找故障点、能耗数据公示、节能措施预测评估等作用。它是校园节能管理的重要依据, 也是强化师生节能意识、加强校园节能管理的重要手段。

4 绿色校园的智能化建设

绿色校园的智能化建设中, 主要包含“一卡通”节能系统、设备自控管理系统、智能照明控制系统、智能电力监控系统及其它生态节能。

4.1“一卡通”节能系统

节水管理。建立校园一卡通系统, 通过设置智能节水控制器对洗衣机、淋浴室、宿舍用水等进行节水管理。系统可实现身份设置、实时监控、上载下载数据、查询/报表统计、收费标准设置等功能。

节电管理。通过设置集中电能计量管理系统对学生用电情况进行科学有效的管理, 系统具有预付费用电、数据转换、毕业退费等功能, 符合学校“以人为本”的管理要求, 也有助于学生养成节约用电的习惯。

集中电能计量管理系统, 具有定时开关电、集中抄表、实时监控等功能, 大大减少后勤管理的工作量, 从财务管理用技术的手段解决了实际问题, 从学生用电安全上也彻底杜绝了重大安全隐患。

4.2 设备自控管理系统

根据某大学新校区的项目情况, 设备自控管理系统主要对制冷设备 (如图书馆、体育馆、科研楼、会议室等) 、换热设备、空调机组、送排风系统等进行控制管理。系统通过设置在前端的传感器和执行器, 对数据进行采集、分析和自动控制, 以此实现节能的作用。

4.3 智能照明控制系统

照明系统是新校区能源消耗的重要部分。智能照明控制系统包括室外的照明管理和楼内的照明管理, 其中室外照明包含路灯照明和景观照明两部分。

室外照明管理。室外的路灯照明及景观照明规划采用远程控制管理系统, 由前端远程灯光控制器和后端的控制软件组成。基于CDMA/GPRS无线公共网络的室外照明管理系统具有远程传输控制功能, 室外路灯和景观灯的开关均可进行远程控制。控制中心通过控制软件能够及时采集各个现场站点的数据, 进行分析处理, 并及时向现场站点发送控制指令, 进行远程控制管理。同时系统采用模块化设计, 设置标准数据接口, 便于维护管理。

楼内照明管理。楼内的照明管理规划采用国际标准的EIB控制系统, EIB系统采用串行的数据通讯进行监测、控制和状态报告, 是基于事件控制的分布式总线系统。

系统主要功能包括:

控制照明灯具的开闭、调光、移动感应控制;根据外界光线自动调节照明灯具的亮度;电动窗帘 (室外隔热) 控制;在用电高峰时可自动切断次要设备, 以免超过额定负荷;控制管理风机盘、地采暖;依各个房间的要求, 自动控制供热;依据作息时间及节假日自动开关照明;大厅、会议室内场景控制;安防、消防联动控制;中央集中控制等。

4.4 智能电力系统

智能化电力系统是在传统电力系统的基础上发展而成的, 是节能系统的发展趋势。系统采用智能化电力元件, 通过智能化管理与控制单元构成。系统通过与用电对象电源管理系统的结合, 实现对用电对象电力能源的合理调配。系统采用Mo DBUS、TCP/IP协议, 具有对运行状态、运行数据、报警信息等数据的上传汇报、各种负荷的合理调配, 实现“用电低峰时储存电量, 高峰期释放储存电”的智能用电模式, 在节能方面发挥着重要作用, 为新校区绿色校园的建设提供重要依据。

4.5 其它生态节能

在绿色校园的建设中, 还有多种生态节能方式。如钻探地热深井可节省新校区供热能源的消耗, 节能减排;校区内通过安装LED照明路灯和LED室内照明灯, 可节约用电;在屋顶安装太阳能设备, 可对学校供给非饮用生活用热水和学生淋浴用热水, 是绿色节能的有效措施;通过雨水的循环利用, 实现水资源的循序利用、按需处理, 有效节约校园用水。

5 结语

绿色校园春意盎然 第8篇

一、环境育人、美景如画

一砖一瓦总是情, 一草一木皆育人。学校布局科学、合理。绿化面积超过50%, 满园植物时令交错、高低搭配、疏密有致, 达到了春有花、夏有荫、秋有果、冬有绿的效果……一张张植物挂牌, 为孩子们普及了植物知识, 拓宽了知识面;一块块“护绿牌”提醒孩子自觉做到爱绿、护绿, 养成良好习惯。

一进校门, 主题雕塑“绿色家园”在蓝天碧水的背景映衬下, 格外引人注目, 渲染我校环境教育特色气氛。校门醒目之处, “培养亲近自然, 保护环境, 创造环境的一代新人”在阳光反照下, 熠熠生辉。

2003年在政府的关心支持下, 投入20万元建成了“生态科技园”。2013年又进行了充实补充。走进生态园, 珍稀动物标本栩栩如生;模拟地形地貌让我们穿越地域, 足不出户, 欣赏到异域风貌;仿真海底世界, 奇形怪状的动物, 让我们大开眼界;上万种蝴蝶标本, 让人目不暇接。更为叫绝的是声光电技术应用, 让静止、无声的生态园变得鸟语花香、耳闻电闪雷鸣, 倘洋其中, 如欣赏大自然美景, 流连忘返。除了本校学生、家长经常参观之外, 还向周边乡镇师生开放, 成为开展绿色教育的一个窗口。

二、课程育人、播撒种子

学校认真贯彻落实《中小学生环境专题教育大纲》《中小学环境实施指南》, 在环境教育课程的规范化、校本化方面做了有益的探索。

1. 在各学科教学中, 渗透环境教育

学校组织教师挖掘各学科渗透环境教育的知识点, 形成系列, 充分利用好语文课、品德与生活课、品德与社会、科学课、数学课、体育课、美术课进行环境教育。

2. 上好环境教育专题课

我校组织编写了环境教育课程纲要、校本教材, 每两周安排一节环境教育专题课, 选取具有地方特点的学习材料, 引导学生从身边开始认识环境, 关心环境, 积极参加保护和改善环境的各种活动。环境教育校本课程被评为南通市优秀校本课程。

3. 建立校外环境教育基地

为了丰富师生校外实践活动, 我们积极与社区、企业联系, 建立了多个校外环境教育基地。校外教育基地为我校师生参与社会实践活动, 了解人与自然、人与社会提供了有力保障。

三、活动育人、精耕细作

1. 环保主题班队活动

每学期, 每班至少举行一次环保主题中队活动, “变废为宝, 爱护地球妈妈”“保护环境, 从我做起”“节约资源我先行”, 等等。这些活动, 使学生们懂得, 环境保护并非遥不可及, 高深莫测, 每个人都能参与环保事业, 都是环境保护的主人。

2. 环保实践基地参观体验活动

定期组织学生参观缫丝厂、污水处理工程, 垃圾焚烧厂, 让学生亲身体验环保的重要性, 以及环保带给人们的好处。

3. 宣传教育活动

学校多次举办与环保相关的集体教育活动:创环保作品, 讲环保故事, 演环保小品, 评环保小卫士。

4. 环保兴趣小组探究活动

各班的环保兴趣小组在老师的指导下, 就自己感兴趣的环保问题探究研究, 如开展“植物对保护水土作用研究”“当地水污染源调查”“农村耕地面积减少原因调查”“燃烧秸秆对土壤影响”“当地农民环保意识调查”……学生从小参与环保事业, 关心环保事业, 将来才能自觉成为一个合格的环保人。学校环保社团被评为江苏省优秀红领巾环保社团。

四、管理育人、绿色满园

绿色教育的深入实施, 有效地促进了学校各项工作的开展, 我们用可持续发展的思想统领教师管理、学生管理、校园管理。

1. 提升办学思想

在多年的环境教育实践基础上, 我校提炼出“绿色文化立校, 环境教育塑人, 促进促学校可持续发展”的办学思想。

“绿色文化”包括三个含义:其一是建设校园绿色环境, 以生机盎然、富有内涵的物化环境发挥校园文化的隐性教育功能, 为学生提供健康活泼成长的沃土;其二是构建和谐的人文环境, 也就是指教师在“绿色”教育理念的指引下组织开展教育教学活动, 使自己和学生正确认识个人、社会和自然之间相互依存的关系, 使师生都获得健康主动的发展, 使学校最终成为师生共同的精神家园;其三是学校关注师生的阳光成长, 给教师减负降压, 让每一个教师因为爱而积极从教, 增强职业的幸福感。积极关注学生的身心健康发展, 学校心理健康辅导中心积极开展学生的心理健康教育, 团体辅导、个体辅导成为孩子的心灵驿站, 每一个孩子的脸上都荡漾着幸福的笑容。

“环境教育”是以学科渗透为特征, 立足于受教育者的亲身情感体验, 通过环境审美和积极主动地参与实践, 最终形成以可持续发展的思维方式、价值取向、行为习惯、生活模式为核心的环境综合素质的教育。

学校要求自身的生存和发展, 必须确立可持续发展的理念。学校的可持续发展从生态学上来说需要校长、教师、学生三者的可持续发展, 而“绿色文化、环境教育”正是促成三者共同可持续发展的实践模式。

2. 建设环境友好型、资源节约型校园

建设节约型学校是以提高资源利用效率为核心, 以节能、节水、节材、节地、资源合理利用重点, 大力加强资源的循环利用。

我校十分重视节能减排工作, 成立领导组, 制订节能减排工作计划, 管理制度, 考核细则, 大力开展节能减排宣传活动, 学校每年都是县市节能减排先进单位

3. 科研立校, 特色强校, 促进学校整体发展

为了提高绿色教育的水平, 我们先后主持了县市省级科研课题《小学自然教学中环保意识的培养》《农村小学环境教育与研究性学习》, 教师人人参与研究, 把“研”和“教”有机结合起来, 有效地促进了教育教学质量的提高。

近年来, 学校先后被评为海安县环境教育特色学校、南通市环境教育十佳学校、江苏省绿色学校。在特色工作的带动下, 学校各方面工作也取得优异成绩, 历年来被评为县常规管理示范小学、县素质教育示范学校、县文明单位、县青年文明号、县优秀家长学校、南通市青少年行为规范示范学校、南通市三星级心理健康辅导中心, 南通市中小学心理健康教育特色学校, 南通市科技教育特色学校, 江苏省青少年科技教育先进学校, 江苏省实验小学。