惯性测量单元的应用已从工地扩展到农田
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惯性测量单元的应用已从工地扩展到农田
　　农机设备操作人员在操作农业设备时常因丘陵地带表面的松软土层而面临倾翻的风险。同时，农业工作者们需要优化谷物的出产量，但是操作农用机具的人为失误，也会使这一愿望成为泡影。提高安全性和谷物产出的需要，一直是农业人员关心的头等大事。作为设备电子控制系统一部分的6自由度 ()
(IMU)，其应用范围现已开始从建筑工程设备扩展到农用设备。本文引用地址：
　　采用多个加速度计和陀螺仪，提供精准的运动、定位及导航传感，通过测量平移(向上/向下、向左/向右、向前/向后)和旋转运动(俯仰、横摇、偏航)，改进了设备的运动感应。这些测量提供的设备数据十分关键，能够支持精准控制农用设备的性能。的优势，转化为了更高的设备准确性、安全性和稳定性，并改善了操作人员的生产率。
　　将 IMU与农机的设备控制模块整合到一起来测量设备的运动，有助于将之前人工操作的过程自动化控制，具体应用有：自动调整收割机机头叶片或拖拉机播种头的水平度，使谷物产出最大化并改善性能。
　　关键的安全应用
　　在生命安全应用中， IMU用于保证稳定性、预防翻车及进行方向盘控制。厂商能够提供与装置配合使用所需的所有类型的信号调节。
　　IMU可提供驾驶/运动控制，帮助稳定驾驶室，尤其是在不平整的场地上防止过度振动和位移，以免倾翻。该单元可带来以下双重好处：1.减少振动和机械应力，提高驾驶员的安全性，延长车辆的使用寿命;2.在丘陵地带等不平整表面上给予抓地力，减少驾驶员的错误。
　　IMU通过将滚动、前倾和摇摆数据与GPS结合运用，可预防车辆在坡上侧翻，同时提供翻车数据，协助转向控制应用。
　　谷物产出最大化
　　农业工作者通常必须注意田地的地形，举例来说，如果他们想要沿山坡向上或向下耕种，就必须人工调整农用机械，以适应不平整的地表。
　　IMU在六个方向上进行感应，测量农用机械机身的运动。它测量机身是向左还是向右旋转，俯仰的角度有多大(向上或向下)，是旋转、摇摆还是发生倾翻。这种运动感应除能够优化机械性能，还使驾驶员不必再持续大幅和小幅调整设备，从而把疲劳感降到最低，有效地协助驾驶员的工作。此外，使用IMU，即便技术不够娴熟的驾驶员也能运行设备。
　　选择运动
　　选择IMU时，农用设备厂商应关注多种设计特性，包括较大的工作温度范围、耐用性、稳定性、集成简易性及测量精确度。
　　传感器应具备坚固的壳体，保护其不受灰尘、脏污、石头、高压水、高湿度和化学物质等苛刻环境条件的侵害。较大工作温度范围有助传感器耐受极端温度，防止设备故障。另外，传感器壳体的防护等级应达到IP67和IP69K，以提供额外的环境保护，同时它还应具备抗电磁干扰 (EMI) 性和电磁兼容性 (EMC) 等级，以防止受到无线射频的影响。
　　IMU应达到SAE J1939中关于重型道路车辆上电子部件间的标准通信协议的要求，支持传感器的输出与车辆的电子控制装置 (ECU) 通信。
　　尽管对于农用设备应用，使用加速度计或陀螺仪是比使用IMU成本更低的方案，但这需要大量的预先设计工作。一般而言，如果将加速度计或陀螺仪集成到车辆的ECU中，工程师必须设计保护设备的箱体，研究并确定处理随温度变化而发生位移的方法，找出将其整合到ECU中及将传感器连接到车辆控制系统的最佳方式。
　　IMU的一个关键优势是易于集成。通过一件设备提供6DOF运动感应，大大减少了设计者将传感器装置集成到车辆控制系统中所需的时间。此外，它还可提供精准的运动感应数据，保障设备操作人员的安全，降低设备损坏的风险。
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数字化城市管理系统的扩展方向
　　近年来对数字化城市管理系统定位的认识，建设部和有关专家、试点城市普遍认为：&&数字城市&就是指在城市规划建设与运营管理以及城市生产与生活中，充分利用数字化信息处理技术和网络通信技术，将城市的各种信息资源加以整合并充分利用。&数字城市&将使城市规划具有更高的效率，更为丰富的表现手法，更多的信息量，更高的分析能力和准确性，更具前瞻性、科学性和及时性，并提高城市建设的时效性、城市管理的有效性、城市资源优化配置水平、城市综合实力以及城市生活质量，促进城市的可持续发展。尤其是GIS的空间信息综合能力与直观表现能力，在处理城市复杂系统问题时，能帮助人们更好地建立全局观念与模拟直观感。&
　　这样的认识是否到位？或者说数字化城市管理系统在城市管理信息系统中处于什么位置？城市管理管什么？城市到底包含什么？对这些问题都有必要从横向和纵向延伸发展再做一番探讨。
　　横向延伸
　　数字化城市管理系统是运用GIS地理信息系统、GPS全球定位系统、RS遥感技术量化城市管理对象、细化管理行为，打破城市管理条块分割，形成包括巡查、上报、处理、监督、考核等一整套的城市管理新模式，实现&第一时间发现问题、第一时间处置问题、第一时间解决问题&。
　　国内数字化城市管理系统始于2003年北京东城区建设的&网格化城市管理信息系统&，2004年系统正式运行，2005年鉴于该系统在城市管理中取得的成效，得到了北京市委、国信办、中编办、科技部和建设部的高度评价，并被建设部确认为&数字化城市管理新模式&，在全国推广。2005年北京市人民政府在城八区推广网格化管理经验，建立了市、区两级数字化管理平台。2006年了北京市开通了数字化城市管理平台，至此北京市形成覆盖城八区、联络52个委办局、公共服务企业的&1+8+N&数字化城市管理系统。2009年，北京市对数字化城市管理系统进行了升级改造，改造后系统实现了与12345非紧急救助服务热线的对接和12319城市管理热线的资源共享，畅通了解决城市管理问题的渠道。这意味着北京市率先在全国第一个建成的数字化城市管理系统，并通过建设部验收评审，这标志着北京城市管理在向科技化和数字化深层迈进。
　　随着我国城市化的飞速发展，传统的城市管理正经历着向现代城市管理转变的挑战。现代城市管理的技术核心是&管人&、&管物&和&管事&三类系统并重。目前，各城市已建成的公安110、卫生120都是用于&管人&的系统，12345市长电话、12315投诉电话是&管事&的系统，但各城市普遍缺乏&管物&的系统，成为各级政府在城市精细化管理方面的主要差距之一。&数字化城市管理系统&的建设弥补了城市管理的不足，符合现代城市管理的信息化潮流。
　　再进一步，随着社会的向前发展，按照管理学上将社会分为常态社会（稳态社会）和非常态社会（非稳态社会）来看，当人均GDP低于1000美元，社会处于是低水平的常态社会，如20世纪后50年的中国。在低水平常态社会，因为政府的主要任务是发展经济，其管理以常规业务为主，辅以应急业务。当人均GDP在美元之间，社会进入非常态社会，如目前的中国。在非常态社会，政府在发展经济的同时，必须着力化解社会矛盾，其管理以常规业务和应急业务并重。当人均GDP高于3000美元，是高水平的常态社会，如当今的美、欧、日等国。在高水平常态社会，政府主要任务是预防社会矛盾，引导经济发展，其管理以应急业务为主，辅以常规业务。
　　社会从非常态社会到常态社会一般需6到10年的时间，顺利过渡则社会稳定高速发展，如韩国；否则将引起社会动荡徘徊不前，如拉美等国。我国从2003年进入非常态社会，这也是为什么近几年突发事件频繁发生的原因。今后几年是我国发展的关键时期，能否很好走出非常态社会，取决于我国经济、社会的改革发展，也取决我们对非常态社会的管理是否到位。
　　由此我们再来看看常规业务和应急业务有什么不同。从根本上讲，应急业务和常规业务的不同在于应急业务的突发性、紧急性、不确定性、不可逆性和政治性。而数字化城市管理系统在常态社会的城市管理中，处于&管物&的地位；在非常态社会的城市管理中，就被纳入了应急指挥信息系统。
　　另一方面，我们再来看看城市管理中&管人&、&管物&和&管事&系统之间的联系。以管事12345、管物12319、管人110为例进行说明。
　　当12345接到咨询，若是关于事件的，则自己解答；若是关于物件的，转1接到投诉，若是关于物件的，则自己解决；若是关于交警的，转110。110接到报警，立即出警。因为社会公众已对110有明确的认识，一般不会就咨询、投诉打110，所以110系统与1联系不大。数字化城市管理系统要求对现有资源进行整合实现协同管理。
　　与管事系统12345实现资源整合。我们知道12345市长电话系统在城市管理中处于&管事&的位置，当它接到咨询、投诉电话后，若是关于事件的，则自己解答；若是关于物件（即城市管理内容）的，则转12319数字化城市管理系统处理。随着数字化城市管理系统的推进，12345市长电话所需处理与城市管理有关的问题会逐渐下降。因此，12345的座席或工作人员数量也应随之减少。
　　数字化城市管理系统与12345实现资源整合的核心是减轻12345接受大量与城市管理有关投诉的压力，从而减少12345的座席或工作人员。
　　与管人系统110实现资源整合。就是利用监督员在&管物&的同时，参与到&管人&的行列来，成为&流动警察&或&第二巡警&。要达到这个目标需满足两个基本条件，一是公安部门向监督员发出聘请，并付相应的费用。二是为这些监督员提供相应的技术支撑。技术支撑主要包括在城管通中设置相应的按键和功能，保证监督员及时向110报警的需要，同时在&监督员巡查路线痕迹跟踪系统&中对漏巡路线进行分析，特别是对常漏巡路线进行重点分析，看为什么监督员不愿或不敢去这些路线巡查，这里必然存在治安问题，这样就为公安部门解决社会治安问题提供了依据。
　　数字化城市管理系统与110公安系统实现资源整合的核心是利用监督员的覆盖性、实时性，为社会治安提供服务。
　　与应急指挥信息系统实现资源整合。在数字化城市管理系统建设前，各地应急管理部门为了应对城市不时出现的生命线基础设施事故（包括供水、供电、供气、供热、通信等等），需要协调多个单位参与才能解决，费时费力。而随着数字化城市管理系统的建成，这些应急处置任务就可交由数字化城市管理系统来完成了。
　　数字化城市管理系统与应急指挥信息系统实现资源整合的核心是使数字化城市管理系统成为城市生命线基础设施事故应急处理的中心。
　　纵向延伸
　　从前述可以看出，数字化城市管理系统在城市横向的人、物、事中处于&管物&这一范畴，其延伸是向&管人&和&管事&两个方向扩展。
　　同样，数字化城市管理系统在城市纵向的规划、建设、管理中处于&管理&这一层面，其延伸即应向&规划&和&建设&两个方向扩展。
　　城市管理是先有人和物，才产生了事，在城市横向上&管人&和&管物&处于底层，&管事&处于上层。同样，城市是先规划，再建设，而后进行管理，即城市在纵向上是三层，底层是&规划&，中层是&建设&，上层是&管理&。
　　因此，在城市横向上由于&管物&处于底层，即基础层，它对同层的&管人&系统不存在依赖和约束，但对上层的&管事&系统虽没有依赖却有约束。也就是说&管人&系统是否建设、建设的好坏，对其影响不大，但它（&管物&系统）是否建设、建设的好坏，却对&管事&系统有直接影响。从逻辑上讲在城市横向上是先应该建设&管人&、&管物&系统，再建设&管事&系统。
　　那么，在城市纵向上由于&管理&处于上层，它对中层和底层的&建设&、&规划&系统虽然没有约束却有依赖。也就是说&建设&、&规划&系统是否建设、建设的好坏，对其影响很大；但它（&管理&系统）是否建设、建设的好坏，则对&建设&、&规划&系统没有直接影响。从逻辑上讲在城市纵向上是先应该建设&规划&、&建设&系统，再建设&管理&系统。
　　在我国实际建设中，在城市横向上是先建了&管人&系统，再建了&管事&系统，最后建的是&管物&系统。由于对逻辑的部分违反，反映在现实中就是&管人&的110、120系统一般都运行的较好，而&管事&的12345等系统效果一般（因为它缺乏&管物&系统的支撑）。
　　但在城市纵向上我们发现，各城市基本上都是先建了&管理&系统，有个别开始考虑&规划&系统，绝少有&建设&系统。这是对逻辑的完全颠覆。反映在&管理&系统的建设上，许多应在&规划&、&建设&完成的如网格划分、部件确定等工作，全挪到了&管理&系统中来，即加大了&管理&系统建设的难度，也很难体现规划、建设对城市管理的基础支撑作用。
　　这一方面提醒我们，&数字规划&、&数字建设&系统建设落后了，应奋起直追；另一方面也应思考&数字管理&单兵突进的利弊得失。
　　传统的城市管理存在许多弊端，如信息不及时，专业管理部门职责不清，缺乏有效的监督和评价机制等等。推广数字化城市管理将有效地解决传统城市管理存在的多种问题。据北京市东城区统计，实施数字化城市管理后，对城市问题的发现率和处理率均达到90%以上，处理时间由原来的平均7天提高到现在的12小时，一批群众反映存在多年的问题得到了解决。
　　可以说，今后随着城市建设的日渐成熟，大规模建设必然退位，高效科学管理城市的重要性必然凸现，因此数字化城市管理的重要性将越来越突出。与此同时，有关专家认为，&数字化城市管理这辆车太大太沉&，它涉及到城市建设乃至地理信息系统等方方面面，就当前的情况而言，数字化城市管理的发展要想提速，使得城市管理真正取得实效，依然需要勇于突破发展瓶颈。
　　专家认为，影响城市数字化的瓶颈主要有三个：一个是资源的整合。城市数字化是个超级系统，信息量巨大且出自众多部门，整合的任务极为繁重。即使整合起来，要方便应用也还有大量工作要做，这当中软件、设备、人才、服务等&一个不能少&。二是权力和观念的阻力。数字化意味着信息的公开化和透明化，真正推起来势必要求打破权力的暗箱操作，会直接冲击某些人员的利益，阻力不会小。三是数字城市建设最关键的是资金上的投入，一个系统的建设，需要不断的投入、改进、协调，整个系统需要很多部门的联动，因此政府的投入和支持是决定性因素。（威海市信息产业局副局长 马龙）
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