多層控制

多層控制方法，第 1 層為改進的 PQ 下垂算法，對系統的頻率及初始相位同時進行調節，以兼顧提高系統的動態和穩態性能；第 2 層控制檢測系統交流母線電壓的頻率及幅值，以補償下垂控制損害的負載調整率；第 3 層控制檢測交流母線電壓相位，實施直接同步調節，減小投入並聯瞬間的衝擊並避免動態相位失步。多層模糊控制在城市交通信號控制及公交優先問題中。第一層用來判斷路口的交通需求強度 ,第二層主要完成相位最佳化功能 ,第三層用來確定各個相位的有效綠燈時間。

基本介紹

• 中文名：多層控制
• 外文名：multilayer control
• 拼音：duō céng kòng zhì
• 所屬類別：科學技術
• 涉及領域：各行各業
• 作用：實現多層次的控制

多層控制無線並聯技術

概述

越來越多的直流及交流供電場合採用多模組並聯構成分散式冗餘供電系統，以實現系統的大容量、高可靠性和可擴展性。對於逆變器的並聯均流控制，國內外研究提出了很多種方法，主要分為主，從式、分散式和無互聯線方式，其中無互聯線並聯控制方法因其硬體簡單的特點而備受關注。這是一種完全冗餘的並聯方案，它基於外特性下垂法原理，在穩態及動態過程中，根據逆變器輸出的有功和無功功率調節基準電壓信號的相位和幅度實現並聯。但是，傳統的下垂控制法存在穩定性隱患，文獻[15]提出了一種解耦控制方法對此加以改善，利用線路電抗、電阻和負載電阻對功率計算方法進行解耦，實現較為複雜。另外，傳統的下垂控制動態回響慢，熱插拔性能較差，易導致動態過載保護；下垂控制算法也令系統輸出電壓的幅值及頻率(外特性)隨著負載變化而變化，導致系統的輸出外特性變軟，不容易滿足負載調整率指標。

電力系統領域，用於功率調度的分層控制已經成熟並得到廣泛套用。歐洲輸電協調聯盟(Unionfor the Co-ordination of Transmission of Electricity，Continental Europe，UCTE)定義了套用於電力發電系統的分層控制方法，對擁有大的慣性和感性特性的同步發電機進行控制。利用分層控制可以限制輸出電壓的幅值及頻率與額定值的偏移量，從而保證發電系統的電壓和頻率質量，保證電力系統較硬的輸出外特性，提高了系統的安全性和穩定性。本文借用電力系統的分層控制原理，提出一種無線並聯的多層控制方法，同時研究各控制層之間的協調。意在兼顧和提高並聯繫統的動態性能、穩定性和可靠性，並改善並聯繫統的輸出負載調整率及外特性。

1多層控制技術及原理

多層控制的含義

本系統的逆變器模組主電路為兩電平三相橋拓撲、LC 輸出濾波，模組之間有並聯均流電感。採用常規的電壓電流雙閉環PI 調節和空間矢量脈寬調製(space vector pulse width modulation，SVPWM)實現單模組三相正弦輸出電壓穩定，然後加入多層控制外環實現無線並聯。所謂的多層無線並聯控制包括：

1）第1 層為改進的PQ下垂算法。逆變器根據本模組有功功率P、無功功率Q 獲得頻率下垂調節量 Df_P、相位下垂調節量 Dq _P和幅值下垂調節量Du，分別微調其給定頻率f_r、初始相位和電壓基準幅值。

2）第1 層控制會導致並聯繫統輸出電壓的幅度和頻率隨著負載增大而跌落，即外特性下垂。第2層通過採樣交流功率母線電壓幅值及頻率，分別與模組交流輸出電壓幅值給定U_busr、頻率給定f_busr比較，利用誤差值調節基準給定、補償負載調整率。

3）為了減小熱投入並聯瞬間的衝擊，並提高系統並聯運行的穩定性和可靠性，加入第3 層控制，即直接同步調節。採樣交流母線電壓相位 q acl 並以此作為基準，在逆變器投入並聯前調節自身相位 q，使之儘量接近 q acl 後並聯；穩態時實時檢測本逆變器的相位基準信號 q，當 q 與 q acl 的偏差 Dq s 超過設定範圍(例如5°)時，實施本層直接同步調節，修正q 值、快速跟蹤 q acl，將本逆變器牽入同步。

2 多層控制協調及實現方法

實際系統各模組基準電壓的幅度給定偏差不大，取決於器件參數離散性，而相位差實時隨機變化、調節不利時可能很大。因此，本文提出的多層控制，相位同步控制占據主導地位，對多層控制進行協調主要是對相位同步進行協調控制。第1、3 層均調節同步：第1 層控制對頻率和相位的調節力度比較小，且調節速度較慢，頻率波動小，以保證並聯運行的平穩性；第3 層控制為直接同步控制，將逆變器牽入同步，以較大的力度進行調節，調節速度快，但是頻率波動較大。第2 層控制調節屬於外層調節，時間常數比較大，調節速度比較緩慢，要求調節的穩態性能好，動態性不做要求。因此第1、2 層控制可以同時存在且相輔相成，第3 層控制需要根據條件(即 Dq _s)來決定是否加入。於是對各層的協調控制就需要確定 q ul 和 q ll 的大小，上述2 個值的確定需從2 個方面考慮：1）逆變器單機運行時，不希望啟動第3 層控制；2）N台逆變器並聯帶M(M £ N)台額定負載運行時，希望根據相位差啟動第3 層控制。逆變器單機運行時，在dq 坐標下採用PI調節器，故等效為一個直流系統且閉環系統等效輸出阻抗為0，所以逆變器輸出相電壓與其基準給定在相位上是無差的。但逆變器與交流母線之間串接均流電感L_pa，L_pa會使交流母線電壓與逆變器輸出電壓之間存在相位差 Dq Lpa。

假定三相負載平衡，N 台逆變器帶M(M £ N)台負載並聯繫統的a 相輸出端等效電路如圖3 所示。圖中，Uann Ð q n為逆變器n 的a相輸出電壓；rLpa +sL_pa為逆變器的輸出阻抗、線路阻抗及均流電感的感抗之和；Z 為負載；U_ao Ð 0° 為並聯繫統a相輸出電壓。通過協調控制，各層控制之間可以很好地實現互補，可以有效地提高並聯繫統的穩定性和可靠性。

根據以上分析，套用多層並聯控制的逆變器控制框圖如圖4 所示。其中，單元1—3 分別為所提出的第1—3 層控制單元。單元1 包括2 部分，分別根據本模組自身的有功功率P 和無功功率Q，依據式(5)得到經過下垂調節後的頻率給定f_rm和d、q軸電壓給定U_dqref。U_dqref經過電壓、電流調節器後，得到用於SVPWM 的幅值信息U_m；f_rm經過相角計算單元和同步控制單元，得到用於SVPWM 的相位信息 q m。利用Um 和 q m 得到驅動信號驅動逆變橋。單元2 中，逆變器檢測u_acls得到交流母線電壓的頻率f_buss和幅值U_buss，根據交流母線頻率給定f_busr和幅值給定U_busr，依據式(6)改善負載調整率。單元3中，採樣交流母線電壓相位信號 q acl 和本機相位 q，判斷二者相位差，在熱並機和動態過程啟用直接同步調節。需要說明的是，本系統考慮負載主要為電機負載的套用場合，各逆變器採用U / f 控制實現變頻軟啟動，其給定頻率f_r由0逐漸增加至穩態值(50 Hz)。

螺旋多層控制

概述

隨著多層螺旋CT（MSCT）的日益普及，MSCT的成像技術的質量管理與質量控制的日益受到重視。MSCT技術實施質量控制的目的在於建立一種科學的、標準化的統一管理體系，以期獲得穩定的高質量MSCT圖像，為臨床影像診斷服務。自我院購入MSCT以來，經過不懈的努力，科室在全面質量管理的基礎上，初步形成了一套較為完善的MSCT技術質量控制體系。初步總結如下：

1建立三級管理模式，完善各項規章制度

科室自從引進美國GE Lightspeed 2 MSCT以來，積極建立了“科室領導小組—主管技師(主治醫師)—技師(醫師)”，模式的三級管理模式。在CT室日常工作中，由1名科室副主任專門負責CT室的日常工作。在CT室日常工作中，主管技師和主治醫師負責對各項工作進行監督管理，而技師、醫師則承擔MSCT的日常技術工作。技師主要進行MSCT的操作，醫師除負責診斷外，還負責部分影像重建工作。此外，在科主任的統一協調管理下，CT室還積極完善了各項規章制度，如“技師、醫師職責”、“主管技師、主治醫師職責”、“MSCT 操作規程”等一系列規定，為管理提供了可靠的依據。

2MSCT 技術人員的培養

在MSCT裝機前，科室積極邀請有關專家進行上課，使相關人員對MSCT的有關知識有了初步的了解。裝機時，科室要求科室維修技術人員與廠家安裝、調試人員一道，全程跟蹤、了解機器性能及保養知識。

裝機完畢後，科室及時邀請廠方派工程師對MSCT技術人員進行重點培訓，尤其是對MSCT的相關技術操作進行重點指導。科室要求技師重點掌握各種常規體位的掃描方法，主管技師還要掌握CT定位、掃描的條件，並確定掃描參數；科室要求維修技術人員重點掌握MSCT 機及雷射相機、洗片機的日常維護保養、特殊掃描方法及軟體的運用；科室要求醫師重點掌握各種CT重建方法。

MSCT裝機半年後，針對使用過程中存在的問題，科室積極邀請廠家派工程師進行高級培訓，提升CT室技師、醫師的工作能力。MSCT裝機一年後，科室對MSCT技術人員除個別骨幹相對固定外，採取全員培訓制，平均每年要輪轉1～2人。科室每年派出3～4名MSCT技術人員參加國內外各項學術會議，掌握影像技術的最新緊張；每年鼓勵1～2名MSCT技術人員參與。

3MSCT技術的質量控制

MSCT掃描操作質量控制是MSCT技術的質量控制的途徑，經過多年的摸索，我們探討出了MSCT技術質量控制的方法，具體要求簡述如下：開機前，要注意機房溫度、濕度是否在本機的要求範圍內，積極調整空調溫度及時清除除濕機內積水；同時，要在訓練球管(check up)的基礎上，根據前一天MSCT運轉情況，進行必要的空氣校正。

掃描前，要讓患者做好準備，並要對患者進行必要的呼吸訓練。技師擺位時，要定位準確，身體正中矢狀位和掃描床保持重疊；同時，認真審閱申請單，輸入各種指令準確無誤。此外，技師還要認真查看掃描部位，尤其是對腹部及體表包塊要明確具體部位，按申請單要求進行掃描，掃描時，在定位像上要準確選擇掃描基線及掃描範圍，正確選擇掃描方法、條件、參數，掌握各部位的窗寬和窗位。掃描過程中，技師、醫師要就病灶積極溝通，根據各種特殊情況可進行加層掃描、靶掃描，或改變體位、改變條件等再次掃描。增強掃描時要掌握掃描的時間，根據不同掃描部位，選擇不同掃描延時時間，力求掃描符合診斷要求。掃描中，要通過監視系統時時觀察患者的情況，在增強掃描時要觀察病人的反應，出現異常反應要及時處理。掃描後，及時放下患者，根據需要進行薄層重建或高解析度重建。在薄層重建的基礎上，醫師進行各種三維後處理，如MPR、SSD，MIP和VE等。

4MSCT影像質量控制

CT影像的質量管理控制建立膠片審閱制。在掃描時資深技師對操作技術人員進行必要指導，CT片是否能滿足臨床診斷需要，由診斷醫師站在診斷的基礎上，發現問題及時糾正。技師則對照片的對比度、清晰度、層次進行判斷。二方面缺一不可，不能偏廢。MSCT片審評的具體標準：

(1)掃描部位準確，照片顯示的解剖圖像清晰，不包括掃描不全、歪斜現象。

(2)掃描條件選擇正確，各種指令輸入正確、齊全。

(3)照片具有良好的對比度，能反映各部細節的清晰度，能表現影像的適當密度，能分辨各部細節的層次。

(4)窗寬、窗位選擇適當。

微電網的多層控制

概述

微電網是由分散式電源、儲能、能量轉換裝置、負荷及控制保護系統等基本單元構成的小型供電系統，既可以與配電網並聯運行，實現聯絡線交換功率可控，也可以在孤網形式下向重要負荷供電。因此，微電網可以顯著降低間歇性分散式電源給配電網帶來的不利影響，最大限度地利用分散式電源出力，提高供電可靠性和電能質量。以微電網形式將分散式電源接入配電網，已經得到國內外學者的廣泛關微電網系統協調控制是微電網研究的核心內容，其主要控制目標為：在併網運行時，實現併網點潮流可控和分散式電源利用最大化；在孤網運行時，實現系統的穩定運行；在外電網故障或計畫孤島時，實現併網與離網運行模式的快速平滑切換。其中，微電網運行模式的平滑切換是協調控制系統功能實現的重點和難點。提出了一種基於控制器狀態跟隨的微電網平滑切換控制方法，通過三區域平滑切換控制策略，有效地減小運行模式切換過程中的暫態振盪。通過主從控制策略實現含多儲能裝置並聯的微電網運行模式的無縫切換。中微電源併網時採用有功功率—無功功率（PQ）控制，孤島時採用下垂控制，並在基本下垂控制器中增加下垂額定點調節環，通過該環路的投切實現併網與孤島控制模式的平滑轉換。

針對微電網非計畫孤島切換過程中的功率不平衡問題，將超級電容器和蓄電池組成的複合儲能裝置作為孤島運行時的主電源，實現運行模式的平滑切換。採用新型的主從和對等控制相結合的綜合控制策略，對微電網的併網/孤島運行模式的過渡進行控制。然而，上述研究側重於分析儲能變流器自身的模式切換特性，但是在微電網系統控制層面的運行模式切換策略的相關研究工作較少。

依託浙江省溫州市鹿西島併網型微電網示範工程，首次採用基於永磁斥力快速分斷機構的快速 開 關 作 為 10kV並 網 點 開 關，結 合 基 於IEC61850標準的微電網控制系統和改進的儲能系統控制策略，重點研究微電網運行模式無縫切換策略與實現，並成功實施於示範工程中，通過實際運行測試對本文提出的策略進行了驗證。

1 微電網結構與關鍵設備

1.1微電網結構與控制

鹿西島兆瓦級併網型微電網採用雙微電網結構，其中，單個微電網的系統結構如圖1所示。系統主母線電壓等級為10kV，系統頻率為50Hz，各微源採用交流方式併網，其中3×500kW儲能系統、300kW光伏系統通過AC/DC能量轉換裝置（包含升壓變壓器）併網，780kW風電機組通過異步發電機併網，微電網通過併網點的永磁高壓快速開關併入配電網，功率參考方向以流入母線為正。微電網在併網運行模式下，所有微源運行於PQ控制模式；在孤網運行模式下，其中一個儲能系統採用電壓幅。

值—頻率（VF）控制模式，為系統提供電壓與頻率參考，其他微源運行模式不變。該微電網系統控制採用基於IEC61850標準的三層控制體系，各控制層的主要功能及特點如下。

1）就地控制層主要完成微電網組成單元的就地控制。通過微源控制器（MC）、負荷控制器（LC）實現對分散式電源、儲能系統及負荷的一體化監視與控制；併網開關控制器（SC）實現快速開關的測控，並與運行模式控制器（MSC）完成微電網運行模式切換過程中的快速時序控制。

2）協調控制層主要完成微電網運行模式切換和穩定控制。微電網系統控制器（MGCC）與 MSC共同完成微電網運行模式切換功能；MGCC通過對各微源的控制模式及控制參數進行設定與調節，實現併網時的功率與電能質量控制及離網時的系統穩定運行。

3）系統監控與最佳化控制層主要完成微電網的信息集成與經濟最佳化運行。微電網能量管理系統（EMS）集成於統一的數據採集與監控（SCADA）平台中，實現實時信息監測、歷史信息存儲、系統控制、經濟最佳化運行及報表統計等功能。

4）控制系統採用IEC61850標準有效減少控制層間協定轉換量，系統通信效率高，增加了系統運行策略的實時性和穩定性。其中，MC，LC，SC與MSC間通過通用面向對象變電站事件（GOOSE）快速報文進行信息通信，與 MGCC間通過製造報文規範（MMS）報文進行通信。

1.2 10kV高壓快速開關

鹿西島併網型微電網併網點選用的10kV高壓快速開關為永磁真空斷路器，其操作機構原理見附錄 A圖 A1。為滿足微電網運行模式切換的要求，開關操作機構在原來永磁結構的基礎上，增加大電流快速分閘斥力機構，使開關分閘整組時間小於20ms，且動作時間游離度很小，有效減少了電壓暫態過程，有利於系統運行模式的無縫切換。

1.3 儲能系統

根據系統功能及負荷需求，微電網中配置3套500kW鉛酸電池儲能系統，作為微電網運行的核心部件。系統併網運行時，3台儲能變流器（PCS）都採用PQ控制，參與功率調節。孤網運行時，一台PCS作為主機，採用VF控制模式，提供系統的電壓頻率支撐；另外2台PCS為從機，仍以PQ方式運行，參與系統功率平衡。

PCS通過外部控制命令選擇運行模式。此外，為滿足主PCS在微電網併網運行到孤網運行模式無縫切換的要求，在VF控制中加入初相角邏輯，即在PCS由PQ運行轉為VF運行的初始時刻，以當前時刻鎖相環測量值作為初始電壓相角，使切換過程中電壓波形連續，有效減少了暫態過程，有利於系統運行模式的平滑過渡。

2 運行模式切換策略

微電網運行模式切換過程中，應儘量減小系統衝擊，縮短暫態過程，保證系統運行的穩定性。本文針對鹿西島併網型微電網的結構特點和容量配置，充分考慮併網點快速開關的動作特性，開展運行模式切換策略設計與實施。

併網轉孤網控制策略

微電網由併網轉為孤網運行模式通常由兩種事件觸發：運行調度根據系統運行情況（包括外部電網檢修停電、內部新能源及儲能充足等）主動觸發，對切換時間要求不高，但要求成功率高；由於外部電網非計畫性停電或發生故障，微電網通過孤島檢測或故障檢測機制被動觸發，分別稱為主動離網和被動離網。主動離網由 MGCC和 MSC共同完成，被動離網由於時限問題僅由 MSC完成。

MGCC控制策略。MGCC併網轉孤網控制框圖如圖2所示，當 MGCC收到EMS發出的主動離網命令後，首先進行運行模式識別與校驗，如圖3所示，通過微電網內主PCS的運行狀態、併網開關狀態及系統狀態等信息的綜合分析，確定微電網系統處於併網運行狀態，並存在一台可以承擔模式切換任務的PCS；隨後通過調節從PCS的功率、調節新能源出力、投切次要負荷等方式，使併網點功率與主PCS功率方向相同，且代數和的絕對值小於預設定值S_SET1；當條件滿足後，向 MSC傳送離網模式切換命令。當外部電網非計畫性停電或發生故障時，微電網通過孤島檢測或故障檢測機制，啟動被動離網策略，斷開併網點快速開關，轉換主PCS運行模式，使微電網進入孤網運行狀態，保證內部重要負荷的可靠供電。

由於被動離網由突發事件引起，通過 MGCC對交換功率進行調節不能滿足切換時間要求，因此僅由 MSC根據事件發生前記憶的系統功率平衡情況進行一次功率調節，包括快速切發電設備、切負荷等控制手段。

當 MGCC收到EMS發出的同期併網命令後，首先進行運行模式識別與校驗，確定微電網系統處於孤網運行狀態如圖3所示，並根據主PCS當前有功、無功功率預設PQ運行模式下的功率初始給定值；然後向主PCS傳送同期調節命令，並向併網點SC傳送檢同期併網命令。主PCS通過接收SC傳送的GOOSE報文獲得系統側電壓幅值與頻率、微電網側電壓幅值與頻率實時信息，進行微電網系統側電壓幅值與頻率調節，其中幅值參考值為系統側電壓幅值、頻率參考值為系統側頻率－0．05Hz；滿足檢同期條件後，SC通過 GOOSE報文向 PCS發同期成功指令並進行併網操作，PCS延時T₂後由VF運行模式切換為PQ運行狀態，微電網同期併網操作完成。同期併網過程中涉及的定值包括併網側與同期側角 差 定 值θSET頻 差 定 值FSET壓 差 定 值U_SET。延時T₂用於使併網開關閉合與PCS模式切換的時間同步。

多層模糊控制

概述

近年來眾多研究者開始將模糊控制理論套用到路口交通信號控制中,並逐漸由單路口兩相位控制擴展到了單路口多相位控制及幹線控制等領域。 公

交優先多年來是信號控制研究中的重要內容, 但目前眾多的公交優先定時控制模型存在著適應性不強、精度不高等缺點,影響了路口公交優先控制的效果。 本文提出公交優先的交通信號多層模糊控制模型,以提高公交優先信號控制的有效性。

1單路口多層模糊控制模型

1. 1 第一層模糊控制器

其主要功能是完成交通流狀況的模糊判斷推理過程。 即根據檢測到的交通流參數來確定各個相位或各個車道所對應的交通需求強度,是完成一個模糊分類器的功能。

交通需求強度是指各個相位的車道對未來綠燈時間需求的強烈程度,它包括兩部分的內容: 一是當前時刻該相位的交通需求強度,主要由當前時刻該相位的各流向的車輛排隊長度所決定; 二是該相位未來某個較短時間段內的交通需求強度,主要由該相位在未來相應時間段內的車輛到達量來決定。在確定交通需求強度的模糊推理過程中,在不考慮協調控制等特殊控制目標要求的情況下,其輸入包括兩個: 當前t 時刻路口處的排隊長度qt和某相位各個方向t 時間內通過車輛檢測器的車輛數pt。輸出為一個,即交通需求強度( traffic dema ndintensity, TDI) , 本文用變數Itd來表示。

1. 2 第二層模糊控制器

該層模糊控制器主要完成根據交通流狀況進行相位最佳化的功能,其核心是一個基本相序不變的相位最佳化模糊控制器。考慮到在未來的套用,本文選用普通十字交叉路口作為研究對象,每個進口道方向都包括左、直、右3個流向,暫不考慮右轉車輛對相位的影響。在圖1中,通常情況下四相位路口控制採用的是A—B—C—D 的基本相位控制順序。在本文模型中採用基本相序不變的相位相序,其原因主要有以下幾點。

1)安全性考慮: 如果在較短時間內(例如10 min)對相序進行實時調整,則會引起駕駛員的不適應,產生一些潛在的影響交通安全的因素。

2)道路條件限制: 在部分實行多相位控制的交叉口中,為了改進交叉口的通行狀況,常常設有左轉車輛等待區,不宜進行相序的隨意變動。

3)適應交通流變化: 對各個進口方向交通流不完全均勻成比例的情況下,在A—B—C—D 基本相序控制的基礎上增加E、F、G、H 中的某個或某幾個相位,可實現放行不均勻車流的目的,保證路口通行能力的充分利用。 同時 ,不打破或減少 A— B—C— D 的基本相序也有利於使某個方向的車輛不至於等候過長的時間 (例如超過一個周期以上 )。

相位變化過程中 ,最佳化的內容主要是決定在相位 A 結束後運行 B、 E、 F 中的哪個 ,在相位C結束後運行 D、 G、 H 中的哪個。相位最佳化的目標是最充分地利用路口通行能力 ,即在保證不使某個方向的車流等待極長時間的前提下 ,使路口總的通行能力最大。 相位最佳化模糊控制器的輸入是各個相位的交通需求強度,由第一層模糊控制器的輸出結果決定。 相位最佳化根據候選相位的交通需求強度來確定。以相位A 為例進行分析。

相位A 的下一個相位可能是B、E、F , 在進行相位判斷的時刻,分別計算相位B、E、F 的交通需求強度Itd( B )、Itd( E )、Itd( F ) , 然後根據其值的大小來進行下一相位的判斷,具體規則如下。如果Itd( B ) 很大, 下一個相位是B ; 如果Itd( B )大,並且max ( Itd( E ) , Itd( F ) )很大,下一個相位是E、F 中Itd值大的那個; 其他推理規則略。

1. 3 第三層模糊控制器

其主要功能是完成各個相位階段綠燈時間是否延長及延長多少的判斷功能。該模糊控制器的輸入由第一層模糊控制器的輸出和第二層模糊控制器的輸出共同決定。 主要輸入為兩個,一是Itd( g ) , 表示當前綠燈相位的交通需求強度的大小; 二是Itd( n ) , 表示下一相位的交通需求強度的大小,下一相位的確定由第二層模糊控制器決定。兩輸入的隸屬度函式曲線都採用梯形曲線。綠燈時長模糊控制器的最佳化目標是最小化平均延誤綠燈時長模糊控制器的輸出為當前相位延長的時刻值g , 最小為0 s(表示不再延長綠燈時間) ,最大為18 s。將其作為模糊變數g 的論域為{ 0, 3, 6, 9, 12, 15, 18};g 的模糊集為{很短,短,中,長,很長};g隸屬度函式採用梯形表示。針對兩輸入論域全部元素的所有組合,可求得綠燈延長時間g 變化的模糊集合。套用中心法對這些模糊集合進行去模糊化計算,可以得到綠燈延長時間的變化值,實現對交通信號的控制。

2公交優先的控制模型

在多層模糊控制模型中考慮公交優先有兩種處理方式,一是將公車輛按照某種比例關係折算為標準小汽車,如按照平均載人數等,在各個相位的交通需求強度的計算過程中考慮公車的影響,這種方式將影響到交通需求強度模糊判別器輸入的隸屬度函式和論域,對控制模型結構無明顯影響; 二是將公交優先單獨考慮,在通常模糊控制的基礎上根據公車輛的運行特徵進行模糊推理判斷,將單獨考慮公車輛的推理結果加到模型控制結果上,共同決定相序和配時方案,主要研究第一種方案的具體內容,並且通過仿真試驗來檢驗該模型是否有效。在此本文增加一個新的模糊輸入量PT ( i ) , 其中i 表示某個相位, PT( i )表示該相位對應進口道中的公車輛的平均等待時間。將PT( i )看作模糊變數PT( i ) , 則:

1)PT( i )的基本論域為{ 0, 1, 2,…, 100} ;

2)PT ( i )的模糊集為{ PT1(少) , PT2(中) , PT3(多) };

3)PT( i )的隸屬度函式採用梯形表示。

由於在本文研究的單點信號模糊控制模型中基本相序A—B—C—D 是不允許隨意變化的,因此公車輛對相序的影響將不會很大,在下面的分析中暫時忽略公交優先對相序變化的影響,主要考慮公交優先對綠燈延時的影響。 同時由於不考慮相位的隨意變化,在信號控制中所能採取的公交優先模式主要是當前綠燈相位的早斷或延長。 在此引入由考慮公交優先所影響的綠燈延時模糊控制器。

該模糊控制器的輸入為兩個: 當前綠燈相位的交通需求強度Itd( g )作為模糊變數,表示當前綠燈相位的交通需求強度的大小; 下一相位的PT ( n )作為模糊變數,表示下一相位的公車輛的交通需求強度,其中下一相位的確定由前述的相序模糊控制器決定。

Itd( g )、PT ( n)的隸屬度函式採用梯形曲線。考慮公交優先的綠燈時長模糊控制器的輸出為當前相位延長的時長g , 最小為0(表示不再延長綠燈時間) ,最大為18 s。將其作為模糊變數g 的論域為{ 0, 3, 6, 9, 12, 15, 18};g 的模糊集為{很短,短,中,長,很長};g隸屬度函式採用梯形表示。將基本綠燈延時模糊控制器輸出的綠燈延時量作為g1, 將考慮公交優先的綠燈延時模糊控制器的輸出作為g2, 綜合二者後的綠燈延時為g= λΔg1+ ( 1- λ) g2, λ為協調係數,其取值範圍為[0, 1 ], 大小可根據實際情況進行考慮,本文暫時取0. 5, 在仿真過程中再根據具體情況進行調節。

3仿真計算

在此通過仿真計算來研究上文提出的交叉口公交優先多層模糊控制模型的控制效果及與定時公交優先控制的比較。仿真的路口採用4個方向都有左轉專用車道的四岔路口。共有4個基本相位: 東西直行、東西左轉、南北直行、南北左轉,基本相序及可能的相位變化。本次仿真試驗主要檢驗公交優先模糊控制在較重交通流(飽和度在0. 6～0. 9左右)情況下的控制效果,因為在這種情況下才有較大的必要考慮公交優先,同時公交優先的效果也可能較為明顯。在過飽和情況下,必須通過交通工程物理措施來進行公交優先,而在交通流較小情況下,車輛運行狀況良好, 無考慮公交優先的必要。仿真時間取每次1 h , 共進行10次,對結果進行對比分析。從第1次到第10次各相位交通流量依次減小,飽和度從0. 9逐漸降低。使用第一個相位作為有公交優先控制需求的相位,其公車輛的到達率是普通車輛的1 /5左右,公車輛比重較大。

本次仿真在M atlab7. 01 環境下進行, 利用Matlab程式語言編寫了模糊控制與定時控制比較分析的程式,其中部分參數如下。定時控制的最佳化: 對於仿真交通流,計算相位時間從10 s到60 s(間隔為5 s)的各種定時控制方案所產生的普通車輛的平均延誤和停車次數以及公車輛的平均延誤和停車次數,選取其中平均延誤與停車率加權最小的方案作為定時控制的方案。 黃燈時間為3 s, 全紅時間為3 s。第一相位的綠燈時間比其他相位長10 s。多層模糊控制: 每個相位的最短綠燈時間為15 s, 最長綠燈時間為60 s, 黃燈為3 s, 全紅為3 s。各個車道的飽和流量取值如下: 直行車道取1 700小汽車當量/h、左轉車道取1 300小汽車當量/h。

造價多層控制

概述

目前，我國的多層住宅占據著住房現狀的很大比重，而且隨著住房制度改革和住房商品化，大多數城市居民的住房需求越來越高。所以加強多層住宅項目成本控制，使廣大城市居民可以得到經濟適用住房有一個真實的現實意義。多層住宅是一種結構簡單和更簡單的工程成本，項目的成本占整個項目成本的比例非常大。在多層住宅發現項目成本控制在這個過程中，如果能注意最佳化設計，加強施工管理，並積極推動工程監理等能有效降低項目成本。

1建築設計的最佳化

建築設計完成後，需要超過80%的工程造價確定，多層住宅，這是尤其如此。因此，在設計階段控制工程造價有很大的現實意義。多層住宅一般結構簡單、建築規模較小，他們的設計更經典同時也更成熟。在過去，許多設計師在設計過程中，高度重視施工安全、合適的和美麗的，很少去關心建築的成本，最佳化設計是用於控制項目成本的設計過程必然是弊大於利，他們花費了大量的精力方案設計、平面布局和結構計算。事實上，在多層住宅設計的過程中，可以從以下幾個方面最佳化設計以降低項目成本。

1.1 合理確定設計方案

在住宅設計中，設計人員以滿足安全的前提下，適用、美觀，應該從房間工作室的深度和高層開始考慮項目成本控制，在當前多層建築住宅設計中，主要的趨勢是“大廳、小居室”，考慮到經濟更重要的參數。這些參數的選擇影響組件的選擇和結構安排。例如，如果選擇在4.2m，寬度和選擇預應力空心板厚度是12cm，而外預應力空心板厚度的選擇18cm，也就是說，地板厚度增加6cm，它將增加大量的住房成本。

1.2 注重設計必需的有關設計資料

在設計過程中，設計者應該有可靠的設計數據，建設單位還應提供真實、全面的設計數據，特別是工程地質調查數據。當提供工程地質信息是不完整時，如果設計者的設計往往與實際情況的差異大，在施工過程中容易出現各種不必要的設計更改，導致項目成本失控。例如，建立一個大學的學生公寓，原設計採用人工挖孔樁，而在項目開始後，地下實際情況表明建築不能實現這個設計，從而基礎設計方案只能做出更改，實現達到將近10%的項目成本增加過程。

1.3 把好施工圖設計關

在施工圖設計階段，尤其在進行結構布置時，設計人員可以通過選擇合理的結構布置形式來降低工程造價。在結構布置設計時，預應力空心板為了減少其所需厚度，一般採用短向布置，但在一定的跨度範圍內，短向與長向布置其預應力空心板厚度是一致的，設計人員可以利用這點做最佳化設計。如某高校興建三幢教職工集資住宅，設計方案中兩個臥室之間設牆櫃，這樣，按以往的設計做法，預應力空心板必須短向布置，在牆櫃的頂部必須設計過梁，但其中一個設計人員在進行結構布置時選擇縱牆承重方案，使得預應力空心板沿長向布置，這樣在本應設計一根梁的位置就變成一個現澆板帶，減少了現澆混凝土量，而預應力空心板由於短向與長向所需的厚度一樣，故它的工程量沒有增加，僅此一項就降低了工程造價18 元/m（相當於全部工程造價的6%左右）。

2加強施工管理

對於施工單位來說，在整個工程項目施工過程中，加強施工管理可以降低工程成本這個道理是大家都明白和認可的，而與此同時，這個道理對於建設單位來說也具有同樣的作用。人們普遍認為，在項目施工階段和項目負責人的主要職責是控制工程質量，而控制項目成本不重要，更何況是對於施工簡單的多層建築項目來說，就應該是更不重要的。然而，實際上，在多層建築工程的施工階段，業主或者開發商更應該在工程上採取更多的造價控制措施，這樣會對工程造價的有效控制起到更大的作用。

2.1 嚴格控制工程變更和設計變更

工程變更和設計變更的成本中所占的比例將近20%的項目總成本，有時甚至會出現更多的情況。在建設的整個過程中，各個方面可能會提出各種超出原設計圖紙的要求，或者是由於輕率的設計導致與實際情況不符合而致使出現工程變更以及工程設計的頻繁波動和變化，而我們不難想像，這些變化肯定會導致項目成本和工程造價的增加，導致出現工程預算與工程概算或者工程造價等等之間的相互矛盾，也會使得工程項目出現工程成本和造價等難以控制的混亂的局面。就目前的狀況看，導致絕大多數的多層住宅的控制項目成本突破的主要原因在於這裡。例如，大學學院籌集資金在住宅價格是680000 元，結果設計的變化導致增加51000 元（占7.5%的中標價，售價742800 元）。同樣的，在另一個房子的設計變更和工程變更引起費用近90000 元（占12.1%的中標價）。在施工過程中要實現工程變更和設計變更的有效控制，首先要確定是否有工程變更和設計變更是必要的。其次，沒有必要的工程變更和設計變更必須堅決拒絕，必要的工程變更和設計變更必須進行技術經濟分析，使工程變更和設計變更儘量不增加成本，為了防止通過原計畫項目的成本。

2.2 做好施工過程中的現場簽證

設計變更和工程變更並不在契約價格內，通常是雙方結算過程中爭論的焦點。現場原始記錄是最真實的而且不存在爭議。所以，現場簽證一定要顯示數量、位置，最好以圖紙的形式，而且必須經雙方簽署。現場簽證雙方應對契約的內容和價格的內容更多的理解，我們真的能做現場簽證全面公平的，否則，會出現應該現場簽證的沒有現場簽證，不該現場簽證的又有現場簽證。一旦這樣會出現對工程造價控制很不利的局面。

2.3 施工過程中應嚴格材料規格及質量檢查

誠然，這個問題的一方面是控制質量，但它也是一個項目的成本控制。其所不同的是材料規格和性質不同的價格，質量和材料價格多層住宅項目成本的占比一般達到一個比較高的比值（一般為60~70%）。所以，材料價格的嚴格控制為多層住宅工程造價的有效控制提供了強有力的支撐。

3加強工程監理

首先，工程監理投資控制的重要任務—項目成本控制。第二，實施工程監理監理工程師是工程和技術的專家，他們的經驗和經驗更加豐富，而在設計和施工監理過程中，可以凸顯許多積極的降低工程成本的環節，特別是在建設階段，它是決定是否相關的設計變更和工程變更的關鍵。他們常常可以根據合理的技術優勢，使自己作出正確的選擇，它代表了許多項目的開發商或者業主。但是，它的經驗和技術受到各方麵條件的限制，導致它的實施是有限的。此外，在建設的過程中，甲、乙雙方因為他們的位置不同難免會出現不同的意見和見解，從而有時會出現一些影響施工正常運行的衝突和耽誤。所以，加強建立一個公正的第三方工程監理單位，使其在協調和建設甲、乙雙方的關係過程中發揮出更好、更大的作用，從而確保整個工程項目的正常施工，以便為完成項目的成本和造價控制提供有利的條件。

4結 語

控制多層住宅工程造價，其意義在現階段非常重大。影響多層住宅工程造價的因素很多，要做到合理控制工程造價，注重最佳化設計。另外，更要認識到加強管理和加強施工的監理工作對多層建築的整個項目造價控制所起到的重要性，從實地上貫策落實加強管理和加強施工的監理工作的最佳化理念，為多層住宅工程造價的有效控制提供了強有力的支撐。