顏景浩

摘 要：現(xiàn)代化的科技館許多展項(xiàng)具有大耗電的投影設(shè)備、LCD大屏幕等，但對(duì)電缺乏適當(dāng)?shù)淖詣?dòng)管理系統(tǒng)，耗電成為科技館運(yùn)營(yíng)中一個(gè)非常大的支出。根據(jù)科技館的實(shí)際情況和特點(diǎn)，對(duì)科技館自動(dòng)用電系統(tǒng)核心建模做一探索。

關(guān)鍵詞：科技館 供電 建模

中圖分類號(hào)：TP27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-3973（2013）007-012-02

科技館屬于公益設(shè)施，科技館的支出由財(cái)政承擔(dān)。正因?yàn)槿绱耍诳萍拣^的管理運(yùn)營(yíng)中就可能缺少“精打細(xì)算”。一個(gè)明顯的例子，就是對(duì)電缺乏適當(dāng)?shù)淖詣?dòng)管理系統(tǒng)?，F(xiàn)代化的科技館，絕大多數(shù)需要使用電力，其中許多展項(xiàng)又有大耗電的投影設(shè)備、LCD大屏幕等，因此耗電成為科技館運(yùn)營(yíng)中一個(gè)非常大的支出。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一個(gè)中型科技館耗電功率在120萬(wàn)千瓦左右。這方面的挖潛應(yīng)該不小。據(jù)現(xiàn)在科技館對(duì)用電系統(tǒng)的管理情況來(lái)看，如果采用一套自動(dòng)用電系統(tǒng)，自動(dòng)控制展項(xiàng)的用電和展廳的照明、空調(diào)等，就可以最大限度地降低浪費(fèi)，為科技館節(jié)省大筆支出。

本文根據(jù)科技館的實(shí)際情況和特點(diǎn)，對(duì)科技館自動(dòng)用電系統(tǒng)核心建模做一探索。

1 問(wèn)題分析

為了便于分析，以某一市地科技館為例。展館周三至周日開放，周一周二閉館，節(jié)假日開放，時(shí)間為上午9：00開館，下午16：30閉館。辦公區(qū)域周一至周二輪班，其他時(shí)間需上班，時(shí)間為上午8：30上班，下午16：50下班?？萍拣^還會(huì)有其他區(qū)域，在時(shí)間上會(huì)有所不同，但建模的結(jié)構(gòu)都相似。為簡(jiǎn)化模型，僅以展廳為例館和辦公區(qū)域這兩個(gè)主要部分做討論。

為了說(shuō)明問(wèn)題的方便，從簡(jiǎn)到繁進(jìn)行擴(kuò)展和延伸。

1.1 第一種：精簡(jiǎn)模式

按照該科技館的實(shí)際情況，自動(dòng)供電系統(tǒng)應(yīng)滿足如下的功能：

（1）控制系統(tǒng)分別控制兩個(gè)工作時(shí)間不同的區(qū)域：展廳和辦公區(qū)域。

（2）展廳按照開館和閉館時(shí)間，自動(dòng)送電和關(guān)電。

（3）辦公區(qū)域按工作時(shí)間，自動(dòng)送電和關(guān)電。

根據(jù)這種要求，模結(jié)構(gòu)可以為：

public class Area

{

public bool PowerState { get； set； }

}

public class Musem ： Area{ }

public class Office ： Area{ }

public class PowerController

{

public void PowerOn（Area area）

{

area.PowerState = true；

}

public void PowerOff（Area area）

{

area.PowerState = false；

}

}

類關(guān)系如圖1。

圖1 精簡(jiǎn)模式類關(guān)系圖

工作原理：根據(jù)當(dāng)前時(shí)間分別調(diào)用PowerOn或PowerOff方法，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

1.2 第二種：進(jìn)一步深化模式

上述簡(jiǎn)單模式簡(jiǎn)單的按照工作時(shí)間進(jìn)行供關(guān)電，顯然不能滿足實(shí)際的需要。原因：

（1）閉館時(shí)間內(nèi)可能維修，需要送電。

（2）閉館時(shí)間內(nèi)可能來(lái)團(tuán)參觀，需要送電。

（3）辦公區(qū)域因事加班的時(shí)候，需要送電。

（4）在正常開放時(shí)間，因事閉館，需要能斷電。

（5）辦公區(qū)域因事放假，需要斷電。

因此，展廳和辦公區(qū)域在接受自動(dòng)控制的同時(shí)，必須能夠手工干預(yù)，這種手工干預(yù)就象一個(gè)開關(guān)按鈕，可以人為地決定電的供斷，并且這種人工干預(yù)要高于自動(dòng)控制，否則因?yàn)槎叩拿钍窍嗷シ穸ǖ?，一個(gè)供電系統(tǒng)無(wú)法同時(shí)受兩個(gè)相互矛盾的指令控制，這就象一個(gè)指令向北，一個(gè)指令向南，無(wú)法同時(shí)滿足兩個(gè)指令的請(qǐng)求。以事例說(shuō)明：16：50后，突然來(lái)團(tuán)參觀，需要送電，手工送電后，但自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)時(shí)間已經(jīng)過(guò)了閉館時(shí)間就自動(dòng)斷電，即便手工再次送電，自動(dòng)系統(tǒng)又?jǐn)嚯?，循環(huán)往復(fù)，手工干預(yù)失敗。事實(shí)上，由于自動(dòng)控制系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間為毫秒級(jí)，從宏觀上看，就是一直處于斷電狀態(tài)，人的手工干預(yù)就象沒(méi)有發(fā)生任何動(dòng)作。鑒此，系統(tǒng)必須要有處理這種例外的功能。當(dāng)手工控制指令發(fā)出時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)就放下控制權(quán)。從程序的角度來(lái)說(shuō)，一旦手工控制，就替代了自動(dòng)控制。

這種客觀要求，我們可以聯(lián)想到用方法的重載來(lái)實(shí)現(xiàn)。在前面的PowerController類中，對(duì)PowerOn和PowerOff兩個(gè)方法進(jìn)行重載：

public void PowerOn（Area area，bool switchTo）

{

area.PowerState = switchTo；

}

public void PowerOff（Area area， bool switchTo）

{

area.PowerState = switchTo；

}

重載PowerOn和PowerOff兩個(gè)方法，一旦手工控制switchTo不為空，PowerState就只跟switchTo有關(guān)，也就實(shí)現(xiàn)了讓自動(dòng)控制失效，只服從手工控制的目的。

從類關(guān)系圖（如圖2）中可以清楚地看到，第二種與第一種的差別就是對(duì)于PowerOn和PowerOff進(jìn)行重載。

圖2 深化模式類關(guān)系圖

工作原理：根據(jù)當(dāng)前時(shí)間分別調(diào)用PowerOn或PowerOff方法，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制；如果有手工干預(yù)，則重載控制方法。

1.3 第三種：細(xì)化模式

但上述第二種模式仍存在缺陷。第二種模式把辦公區(qū)域和展廳分別當(dāng)作一個(gè)整體來(lái)處理，這雖然從管理角度上來(lái)說(shuō)，從無(wú)到有，對(duì)電的供應(yīng)上產(chǎn)生了一定的自動(dòng)效果，從精致、細(xì)化的角度來(lái)說(shuō)，上述方案還是顯得粗放，不實(shí)用?，F(xiàn)在從這個(gè)科技館辦公區(qū)域的上班情況進(jìn)行分析。辦公區(qū)域周一至周二是輪班，并不是所有辦公室在這兩天都上班。但上述模型只把辦公區(qū)域當(dāng)作一個(gè)整體來(lái)設(shè)計(jì)，要么全部供電，要么全部停電。對(duì)于加班的情況也是如此，往往并不是所有辦公室加班。上述的模型并不能識(shí)別這種具體的情況，未能將控制具體到每一間辦公室。展廳也存在這種情況，有時(shí)比如維修展品，也僅給展品所處的展室（展區(qū)）供電即可。

按照這個(gè)思路，就需要程序能夠識(shí)別每一間辦公室。這可以通過(guò)給每一間辦公室和每一個(gè)展室或展區(qū)編號(hào)（ID）來(lái)實(shí)現(xiàn)。在程序模型上，展區(qū)跟展室按相同對(duì)象來(lái)處理，也視作展室。

其基本思路：將辦公區(qū)域與展廳兩個(gè)區(qū)域作為兩個(gè)組，其下再包含各個(gè)辦公室和展區(qū)，上述的控制方法PowerOn和PowerOff應(yīng)用的主體不再是兩個(gè)大區(qū)域（Area），而是各個(gè)辦公室或展室（Room）。

其模型為：

工作原理：辦公區(qū)域和展廳作為兩個(gè)組，除了整體上對(duì)其控制外，但又可以具體到各個(gè)Room進(jìn)行控制，最小的控制單元為Room。

2 結(jié)論

通過(guò)對(duì)問(wèn)題的一步步深入分析，模型由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，最終形成一個(gè)實(shí)用可操作的模型。本文給出的是最基層的模型關(guān)系，作為基石在此基礎(chǔ)上去實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)。當(dāng)然，本文的目的是闡述建?；舅悸?，在實(shí)際運(yùn)用中還需要做進(jìn)一步地細(xì)化。