时间：2022-10-24 18:41:17
［论文摘要］随着现代科学技术的飞速发展，构建完善坚强可靠的电力通信网，显得越来越重要。文章结合电力通信的特点和需求及无线新技术的特性，分析无线通信技术在电网通信中的应用前景。
一、概述
电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行应运而生的。它同电力系统的安全稳定控制系统、调度自动化系统被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。我国的电力通信网经过几十年风风雨雨的建设，已经初具规模，通过卫星、微波、载波、光缆等多种通信手段构建而成为立体交叉通信网。随着无线通信技术的发展，无线通信系统的特性发生巨大的变化。鉴于采用无线通信网不依赖于电网网架，且抗自然灾害能力较强，同时具有带宽大、传输距离远、非视距传输等优点，非常适合弥补目前通信方式的单一化、覆盖面不全的缺陷。本文简单介绍一下无线通信传输体制的应用特点和优缺点，并分析其在电力系统的应用前景。
二、无线技术介绍
（一）无线通信技术的概念
目前，无线通信及其应用已成为当今信息科学技术最活跃的研究领域之一。其一般由无线基站、无线终端及应用管理服务器等组成。
（二）无线通信技术的发展现状
无线通信技术按照传输距离大致可以分为以下四种技术，即基于IEEE802.15的无线个域网（WPAN）、基于IEEE802.11的无线局域网（WLAN）、基于IEEE802.16的无线城域网（WMAN）及基于IEEE802.20的无线广域网（WWAN）。
总的来说，长距离无线接入技术的代表为：GSM、GPRS、3G；短距离无线接入技术的代表则包括：WLAN、UWB等。按照移动性又可以分为移动接入和固定接入。其中固定无线接入技术主要有：3.5GHz无线接入（MMDS）、本地多点分配业务（LMDS）、802.16d；移动无线接入技术主要包括：基于802.15的WPAN、基于802.11的WLAN、基于802.16e的WiMAX、基于802.20的WWAN。按照带宽则又可分为窄带无线接入和宽带无线接入。其中宽带无线接入技术的代表有3G、LMDS、WiMAX；窄带无线接入技术的代表有第一代和第二代蜂窝移动通信系统。
1.主流无线通信技术
从技术发展的趋势可以看出，以OFDM+MIMO为核心的无线通信技术将成为未来无线通信发展的主流方向。而目前基于该技术的无线通信技术主要有：B3G、WiMAX、WiFi、WMN等4种技术。
2.其他无线通信技术
除了上述主流的无线通信技术外，目前已存在的无线通信技术还包括：IrDA、Bluetooth、RFID、UWB、集群通信等短距离通信技术及LMDS、MMDS、点对点微波、卫星通信等长距离通信技术。
（1）IrDA：InfraredDataAssociation，是点对点的数据传输协议，通信距离一般在0～1m之间，传输速率最快可达16Mbps，通信介质为波长900纳米左右的近红外线。
（2）Bluetooth：Bluetooth工作在全球开放的2.4GHzISM频段，使用跳频频谱扩展技术，通信介质为2.402GHz到2.480GHz的电磁波。
（3）RFID：RadioFrequencyIdentification，即射频识别，俗称电子标签。它是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID由标签、解读器和天线三个基本要素组成。
（4）UWB：UltraWideband，即超宽带技术。UWB通信又被称为是无载波的基带通信，几乎是全数字通信系统，所需要的射频和微波器件很少，因此可以减小系统的复杂性，降低成本。
三、无线技术优劣分析
（一）WLAN技术分析
Wi-Fi的技术和产品已经相当成熟，而且大批量生产。该技术适用于无线局域网，作为有线网络的延伸，对于特殊地点宽带应用，尽管Wi-Fi技术应用非常广泛，但是它依然在安全性上存在一定的安全隐患，Wi-Fi采用的是射频（RF）技术，通过空气发送和接收数据。由于无线网络使用无线电波传输数据信号，所以非常容易受到来自外界的攻击，黑客可以比较轻易地在电波的覆盖范围内盗取数据甚至进入未受保护的公司内部局域网。
（二）WiMax技术分析
WiMax是一个先进的技术，推出相对较晚，存在频率复用性小、利用率低的问题，但由于最近才完成标准化，该技术的大规模推广还需要实践考验。从应用前景看，该技术可以在较大范围内满足上网要求，覆盖可以包括室外和室内，可以进行大面积的信号覆盖，甚至只要少数基站就可以实现全城覆盖。WiMax由于其技术的先进性和超远的传输距离，一直被业界看好，是未来移动技术的发展方向，并提供优良的最后一公里网络接入服务。
（三）WMN技术分析
WMN是正在研究中的技术，在研究中不断地在不同方面结合各种技术的特点进行融合，而且暂时没有一个成熟的产品系列来支持该技术的大规模应用。从应用前景看，WMN这一新兴网络不仅在无线宽带接入中有着广阔的应用空间，在其他方面如结合数据、图像采集模块可以对目标对象进行监控或数据采集，并广泛应用到环境检测、工业、交通等领域。随着其他技术的不断更新完善，WMN更好地与之相融合、互补，从而能够扬长避短，发挥出各自的优势。
（四）3G技术分析
3G于1996年提出标准，2000年完成包括上层协议在内的完整标准的制订工作。3G网络部署已具备相当的实践经验，有一成套建网的理论，包括对网络的链路预算、传播模型预算以及计算机仿真等。从商用前景看，目前，3G在部分地区已得到大规模的商业应用，比如欧洲很多国家、日本、韩国等都已经建设了3G的网络。3G技术已经进入可以实用的阶段，还有很多国家和地区正在建设或将要建设3G网络。
（五）LMDS技术分析
本地多点分布业务系统LMDS是一种提供点对多点通信的固定宽带无线接入技术，其工作频率在20GHZ以上，利用毫米波传输，可在一定的范围内提供数字双工语音、数据、因特网和视频业务，是一种非常好的宽带固定无线接入解决方案。在最优情况下，距离可达8公里；但是由于受降雨的原因，距离通常限于1.5公里。
其主要工作原理是通过扇区或基站设备将ATM骨干网基带信息调制为射频信号发射出去，在其覆盖区域内的许多用户端设备接收并将射频信号还原为ATM基带信号，在无需为每个用户专门铺设光纤或铜缆情况下，实现数据双向对称高带宽无线传输。
（六）MMDS技术分析
MMDS的主要缺点是有阻塞问题且信号质量易受天气变化的影响，可用频带亦不够宽，最多不超过200MHz。其次，MMDS对传输路径要求非常严格。由于MMDS采用的调制技术主要是相移键控PSK（包括BPSK、DQPSK、QPSK等）和正交幅度调制QAM调制技术，无法做到非视距传输，在目前复杂的城市环境下难以推广应用。另外，MMDS没有统一的国际标准，各厂家的设备存在兼容性问题。
（七）集群通信技术分析
数字集群系统具有很多优点，它的频谱利用率有很大提高，可进一步提高集群系统的用户容量；它提高了信号抗信道衰落的能力，使无线传输质量变好；由于使用了发展成熟的数字加密理论和实用技术，所以对数字系统来说，保密性也有很大改善。
数字集群移动通信系统可提供多业务服务，也就是说除数字语音信号外，还可以传输用户数字、图像信息等。由于网内传输的是统一的数字信号，因此极大地提高了集群网的服务功能。
（八）点对点微波通信技术分析
微波传输的优势主要体现在以下几个方面：第一，可以降低运营商的运营成本。与租用线路相比，微波系统的投资只要一年左右即可收回。第二，微波传输系统部署简洁快速。与传统的传输手段相比，其快速部署的优势可以更快地满足新业务发展的需要。第三，目前的微波产品对未来的发展是有保障的，对于运营商的新业务和新需求都可以给予很好的支撑。未来，微波传输系统将升级到全IP的平台之上，可以全面支持运营商未来的发展。
（九）卫星通信技术分析
利用卫星在有些人口不很密集的地区来配合陆地通信。在这些地区散布着范围较广但不密集的用户，可以利用卫星作为用户连至固定有线网的接入设施。在陆地通信网已经构成宽带多媒体通信网的环境下，利用卫星建成宽带卫星接入系统是比较好而切合实际的方案，经济又可靠。
但是卫星通信毕竟是采用卫星作为通信平台，其地面站的建设、通信信道租用费用都需要花费大量资金，而且通信资源为卫星通信公司所有，受其带宽的限制，使得大量数据的传输需要付出非常大的代价。因此，作为日常生产、生活使用是极为不经济的；而将卫星通信作为应急通信、作战通信、海外通信等则比较适合。
四、无线技术综合比较
目前无线通信领域各种技术的互补性日趋鲜明。这主要表现在不同的接入技术具有不同的覆盖范围、不同的适用区域、不同的技术特点、不同的接入速率。3G可解决广域无缝覆盖和强漫游的移动性需求，WLAN可解决中距离的较高速数据接入，而UWB可实现近距离的超高速无线接入。
首先，从标准化程度上看，本报告所涉及的技术中，仅仅WMN技术没有成熟的标准体系，LMDS、MMDS、集群通信均有多种标准，只是没有统一的国际标准，其余的技术均已经完成标准化工作，并且都进行了试验网建设和商业网建设。
从频率上看，Wi-Fi技术、WMN均使用的是开放频段，WiMax技术、3G技术等其他技术使用的是授权频段。
从覆盖范围上看，Wi-Fi技术、WMN技术属于局域网无线接入技术，仅覆盖35m～100m；WiMax技术、3G技术、LMDS技术、MMDS技术、集群通信属于城域网接入技术，覆盖范围在1km～54km不等，而卫星通信、点对点微波则属于广域网技术，通常用于通信主干组网建设。
从传输速率上看，点对点微波和卫星通信属于干线传输技术，不同的情况速率变化较大，而其余的技术均为接入技术，仅仅是3G技术接入速率最小，仅为384k，而其余技术均为几十M甚至上百M的速率。
从调制技术上看，其中WiFi技术、WiMax技术、WMN、3G技术均采用最新的调制技术OFDM，其余的技术均未采用OFDM调制技术。
从天线技术上看，仅仅3G和WiMax技术采用了MIMO技术，而其他技术均未采用MIMO技术；从传输环境上看，仅仅WiMax技术和3G技术支持非视距传输，其余技术均要求视距传输环境；从网络安全和QoS机制上看，WiMax技术和3G技术在这方面做得比较优秀、完善，其余的均存在较大的问题。
2常用的无线通讯技术
目前在油田现场广泛应用的无线通讯技术主要有GPRS/CDMA、数传电台、扩频微波、无线网桥及卫星通信、短波通信技术等。
其中GPRS和CDMA技术中国移动和中国联通公司的主营数据传输业务，在数据传输方面有着很强的优势，即信号覆盖范围广。对于陆上油田生产区域基本完全覆盖。但由于海上油田地理位置特殊，远离陆地的基站，因此很多海上生产平台还无法为GPRS/CDMA信号完全覆盖。此外经过测试，GPRS的平均速率为20kbit/s～40kbit/s，CDMA的平均速率为80kbit/s～100kbit/s，可以满足传输小数据量的生产数据要求，但无法满足大数据量的信号（例如视频信号）远程无线传输。虽然有利用CDMA技术进行视频信号传输的案例，但效果并不理想。
数字电台用于点对点或点对多点的工作环境，能够提供标准RS-232接口，可直接与计算机、RTU、PLC等数据终端连接，实现透明传输。数传电台的传输速率从1200～19.2Kbit，传输距离20～50公里。具有抗干扰能力强、接收灵敏度高等特点。数传电台技术比较成熟，标准统一，一直以来广泛用于油田的数据遥测/数据采集与监控(SCADA)项目中。但随着GPRS/CDMA技术的日渐成熟，相应的设备价格的降低，使得在很多应用场合中数传电台被GPRS/CDMA所取代。但同时，数传电台的相关技术也在不断发展，智能化、网络化、高带宽的数传电台也不断涌现。结合数传电台误码率低、信道可靠的特点，数传电台必将成为海上油田通信技术应用的可靠选择。
扩频微波和无线网桥技术是近几年兴起的一门数据传输技术。扩频微波最大优点在于较强的抗干扰能力，以及保密、多址、组网、抗多径等，同时具有传输距离远、覆盖面广等特点，特别适合野外联网应用。而无线网桥是无线射频技术和传统的有线网桥技术相结合的产物。无线网桥是为使用无线（微波）进行远距离数据传输的点对点网间互联而设计。它是一种在链路层实现LAN互联的存储转发设备，可用于固定数字设备与其他固定数字设备之间的远距离（可达50km）、高速（可达百Mbps）无线组网。这两项技术都可以用来传输对带宽要求相当高的视频监控等大数据量信号传输业务。
例如，对于远离陆地且无法进行中继的海上平台，通讯链路只能通过卫星通信和短波通讯。其中卫星通信范围大，只要卫星发射的波束覆盖进行的范围均可进行通信。不易受陆地灾害影响，建设速度快，易于实现广播和多址通信等等优点。但其运行费用相对昂贵，且系统维护要求高。短波通讯以往只在军事通信、专业通信、业余通信中发挥着极为重要的作用，因其传输速率低、噪声大，电离层反射天波为主，通常不能稳定的使用固定频率工作等缺点，因此在其他领域已慢慢淡出人们的视线。尽管短波通信存在一些缺陷，但对于海上油田而言，短波通讯作为可靠性高、覆盖区域广的通信方式，用于海上平台的紧急通信及小数据量传输应该是一个比较好的选择。
3环境因素对技术应用的影响
偏远油区的环境因素以以海上油田最为特殊。海上油田除了考虑信道带宽，传输数率，传输距离，发射功率，天线要求等通信设备本身的技术参数外，在应用无线通讯技术的过程中，还必须全面地考虑海上平特的地理环境与地理条件对无线通信技术应用的影响。
3.1对信号传输的影响
可以通过选取性能好的设备或应用抗干扰措施以减少甚至避免干扰。但无线通信过程中的信号衰落问题则是普遍存在的，而且是不可避免的。由于海上油田远离陆地，与陆地之间的广阔的海域、多变的气候使得在陆上应用效果很好的技术在海上应用时没有了用武之地。
微波在空间传播中将受到大气效应和地面效应的影响，导致接受机接受的电平随着时间的变化而不断起伏变化，我们把这种现象称为衰落。从衰落的物理因素来看，可以分成以下几类：吸收衰落、雨雾衰落、K型衰落、波导型衰落、闪烁衰落等等。在各种衰落因素中，吸收衰落、雨雾衰落及K型衰落对海上油田的无线通信应用影响较大。
3.2对技术应用的影响
各项通信技术在海上油田应用中还存在的另外一个问题就是其独特的现场环境。海上平台一般空间狭小，还要考虑海上多风，平台最高点一般较低的特点。
首先是对天线安装的限制。海上微波通信受地形地貌影响，相同的通信距离要求两端天线的高度更高。对于卫星通信、扩频微波、短波通信等天线体积较大的应用，由于海上风力较大，抗风性的要求也使得设备在小平台的安装变得十分困难。
此外，对于无人值守的平台，设备必须具有高可靠性、可自动维护、参数远程设置等功能。而对于卫星通信、短波通信等要求平台上配备专业管理操作人员进行设备的管理维护，这一特点也为技术的应用带来一定的限制。
4无线网桥技术在海上平台视频监控中的应用
在实际的现场应用中，我们选取了基于5.8G无线网桥设备进行了现场应用测试。测试地点为浅海油井，测试内容为4路视频监控图像的传输。该系统具体解决方案是利用摩托罗拉Canopy5.8G无线网桥建立通信链路。在平台一侧首先通过视频服务器将模拟视频信号转化为可在网络传输的IP数据流，之后由无线网桥将信号传输到陆地端。陆地端一侧通过无线网桥进行接收后由视频监控服务器处理后，对视频信号进行录像存储及Web。相关用户可依据相应权限在局域网内进行视频图像的浏览、录像等操作。
系统通讯链路建立后，可远端对设备参数进行设置，设备维护方便。监控视频图像清晰、连贯，满足监控要求。从系统的链路冗余可以看出本次测试的应用距离已接近5.8G无线网桥技术在海上应用的最远距离。从系统的稳定性出发，在更远一些的类似应用中应谨慎选择这项技术。
结论
无线通信技术在偏远油区的应用已逐渐成为各种监控系统的主要链路方式。在选取相关技术时除了要考虑包括传输距离、信号带宽、天线安装条件、发射功率、设备功耗、系统成本等各方面因素外，同时还要充分考虑环境对通信的影响。信号的衰弱会使很多通信技术达不到理论标定的距离，因此无法适应现场需要。面对大量的数据传输管理的需求，在选择无线通信技术手段方面还应统筹计划。特别是要对采用技术的先进性、可靠性及系统的可扩展性等多方面进行综合考虑。
参考文献
[1]王一平、肖景明.微波传播..北京：人民邮电出版社，1997
[2]许东.网络化的全数字图像监控系统.北京:有线电视技术,2002:27-56
[3]孙学康、张政.微波与卫星通信.北京：人民邮电出版社，2003
[4]刘富强.数字视频监控系统开发及应用.北京:机械工业出版社,2003:2-17
关键词：数码翻拍;微距;图像处理
随着图像科学技术成果应用到普通民用数码相机速度的加快，数码相机以越来越大的优势席卷整个民用相机市场。数码相机小巧、方便、易操作等特性自问世以来得到广大使用者的认可。所有这些条件的满足说明数码相机可以完成传统胶片相机所能做的任何工作，在某些用途方面甚至已经超过传统胶片相机，且不可替代。随着数码相机的普及，越来越多的人开始研究它，开发它的功能，使其能最大限度的为我们服务。用数码相机拍摄普通照片的好处我们就不用多说了，这是有目共睹的。在城市中快节奏生活的人们喜欢在闲暇之余聊聊往事，随手也就翻开了那些记载着过去生活点滴的老照片，回忆往昔、感叹今朝。由于老照片存放的时间较长，在翻看老照片时，经常会发现照片上会有斑点、发黄严重的甚至残缺，但苦于没有底片或底片损坏使我们无法及时的对其进行修补，去专业照相馆修补价格又太贵，不经济。其实我们可以利用手中的数码相机快速方便的对这些老照片进行翻拍，然后再利用家中的计算机对其进行简单处理，一张张完好的老照片就又可以恢复原貌，使我们那些记载人生快乐、难忘的老照片不会随着时间的流逝而发黄变坏。
1利用数码相机翻拍的优越性
我们知道家用数码相机小巧、方便携带、易使用。这些都为我们用数码相机进行翻拍提供了方便，用数码相机进行翻拍时，我们可以从LCD液晶显示屏上立时观看所拍摄的效果，若如不满意可随时删除重新拍摄，尤为重要的是我们可利用数码相机的夜景显示屏观察配光是否均匀，帮助我们及时调整光源均匀配光。以上这些优点都是从拍摄技术上说明利用数码相机翻拍的好处，其实利用数码相机翻拍还有一个最大的优点就是经济，在一般照相馆翻拍一张照片最低需要20元左右，而我们利用数码相机自己动手翻拍一张老照片只需要花费放大照片所需的价钱，同时我们还学会了一门摄影技术，充分发挥了家用数码相机的功能。
2从传统翻拍技术的要求出发讨论数码翻拍必须具备的基本条件
翻拍也成摹摄，是运用摄影技术将原件复制成照片的摄影技术。在传统翻拍中对硬件的要求包括高质量照相机，固定相机的三角架，近摄装置，滤光镜及各种照明光源。我们目前市面上流通的民用数码相机的成像质量都较好，相机镜头可以达到要求，近摄装置的作用是增加像距达到增大成像倍率的目的，数码相机上有近摄模式转换按钮，翻拍时只要打开近摄模式既可。滤光镜的作用是为了恢复原来照片的真实颜色，我们可以用图像处理软件photoshop完成。三角架是为了在拍摄过程中稳定相机的，如果是摄影发烧友一般都有，价格也不贵，我们也可找其他物件加以替代，自制简易三角架。照明光源可以选日光，也可用家用台灯改装，将2个台灯对称分布在被拍物两侧，使其均匀配光，为了检测所配光源是否均匀照在被拍物上，我们拿一支笔立在被照片的中央，然后分别调整台灯位置使笔在台面两侧的投影长度、密度相同。在满足镜头、稳定装置、光源这三个基本条件后我们就可以进行数码翻拍了。
3用普通数码相机翻拍
拿到数码相机后，先现仔细阅读说明书，查找微距拍摄的极限值，在极限范围内进行操作。
①找出需要翻拍的老照片，若照片上有灰尘，用干净毛刷轻轻将照片刷净，也可用电吹风将照片表面吹干净。
②把家用的茶几摆好位置，用深色的布扑在茶几面上，要铺放平整，将照片平放在上面，被翻拍照片要放正（照片的四条边线与茶几的四条边平行），若照片不平整，可以拿玻璃板压住（选择普通透明无变形玻璃）。
③然后开始配光在茶几两侧放置台灯并使光源与茶几面成45度夹角对称分布在两侧（如下图所示）。
④打开数码相机电源开关，并在液晶显示屏上取景，牛鞭效应图按下微距拍摄模式按钮，将曝光模式转盘调到手动（M）上，分别调整光圈、快门参数，通常情况下选择大光圈（即小光圈系数），快门速度调为1/60秒或更低。
⑤在数码相机功能菜单中将数码变焦功能关闭，在拍摄模式下调节图像质量为精细，图像尺寸最大保证所拍摄的图像清晰且有较多的图像细节。调节ISO选项，若在室内灯光下翻拍将值选择为200，室外阳光下调为100。测光模式调为多分区测光或均匀测光模式。
⑥调节好相机参数后将相机固定在支架上,并使相机镜头主光轴垂直于被拍物，且正对被拍物中心位置。按如图所示位置布光，拿支笔或筷子观察调节配光是否均匀，或直接在液晶显示屏观察，微调配光直到其均匀分布。
准备工作做完后，我们就可以开始翻拍了（当然如果对照片质量要求不高，方便期间，在选择了微距模式后将曝光模式盘选为自动即可进行翻拍），但有一个问题因为我们自制的固定相机的支架不能上下垂直移动，方便期间我们可以将相机拿在手中在微距允许的范围内垂直上下微调，使图片整个画面刚好布满LCD液晶显示屏，且相机能自动清晰对焦。在这里还需强调一点被翻拍照片要放正，要求被翻拍照片的四条边线与LCD液晶显示屏的边框平行方可，所有这些做完以后，我们就可以按下快门进行翻拍。4利用photoshop图像处理软件对数码翻拍照片作后期处理，制作完美的图片效果
照片进行翻拍后，经常会发现翻拍后的效果并不理想。这是因为老照片由于年代久远、保存不善或照片自身有缺损，出现掉角、污损、折痕等问题，另一方面由于照片拍摄者的原因，照片在拍摄过程中出现红眼、曝光不足、曝光过度、偏色等，这些照片我们通过计算机对其进行后期数字化修复。利用家里的计算机，使用图像处理软件photoshop对其修整，针对造成不同照片问题采用专门的方法对照片进行修整、弥补缺陷，以达到完美的修复结果。
（1）去红眼。在修整红眼的具体做法有很多种，可根据具体情况选用。需要提醒注意的是眼睛反光点的大小和位置，需要重复放大、缩小、反复变换，操作一定要细心，在眼球范围内将红眼去掉，变回正常眼睛。
（2）去污渍、折痕、补缺损。处理此类问题时可使用“印章工具”移动他，不停变换取样点，把折痕的地方覆盖上，直至将其修改的比较自然。而对于去除照片上的污渍和补全照片缺损时，也可采用此法，另外还可用“修复”功能采样取点修复此类问题。
（3）校正色彩。借助Photoshop的色彩校正功能，矫正照片的不足。
①曝光过度②曝光不足③偏色。对于这三类现象可以分别使用“图像”菜单中的“调整”选项下的“曲线”、“色彩平衡”、“色相饱和度”等工具来调整，最终得到满意效果。
5普通数码翻拍应注意的问题
从上述实验结果我们可以真切的感受到利用数码翻拍的好处，而且效果非常好，尤其通过后期处理使其更加的完美。用数码相机进行翻拍过程中，我们发现需要注意的一些方面。首先就是光线的问题，在配光时关闭室内其他的光源，尽量在房屋中间位置进行翻拍，避免杂乱光线进入镜头。其次在翻拍时要保证相机稳定避免晃动，这就要求我们在翻拍时要固定好相机，在释放快门是最好采用自拍模式。最后在进行后期处理时，在选择修复源点时要选择距离最近、颜色最接近的点，画笔直径的像素值要小，这样才能保证修复后的图片更真实完美。
参考文献
本研究利用statal 3软件对变量进行了静态面板和动态面板回归，估计结果见表2。其中静态模型包含3个模型，模型1主要考察家庭移动手机拥有量对农民收入的影响，变量中除每百户农村家庭移动电话拥有量外，还包括产业结构、农村人均固定资产投资和城镇化率三个控制变量;模型2主要探讨农村普惠金融对农民收入的影响，在控制变量的基础上，加入每万人拥有银行网点数量和人均贷款两个变量;模型3在模型1和2的基础上，加入了移动手机拥有量和各农村普惠金融变量的交互项，以考察ICT技术对农村普惠金融收入效应的影响。为确定模型选择随机效应还是固定效应，分别对三个模型进行了Hausman检验，并一致确定使用固定效应。针对异方差、截面相关问题，根据Hoechle的方法进行了处理。通过调整的Rz，可以看出模型拟合程度较高，且F值较大，说明模型的整体显著性良好。同时，考虑到农民收入与ICT技术存在反向因果关系，为此，在模型3基础上，模型4中加入移动电话拥有量滞后一期作为土具变量。动态模型在模型4的基础上加入了农民收入的一阶滞后项，并用广义矩估（ Generalized Method of Moments } GMM)方法进行估计。动态模型包含差分GMM和系统GMM两个模型，为解决加入收入滞后项带来的内生性问题，将农民收入的一至三阶滞后作为土具变量。通过AR (2)和Hansen统计值与P值，可得到两个模型扰动项二阶序列不相关和土具变量有效的结论，说明模型整体效果较好。
(一)ICT技术、普惠金融对农民增收的影响
在ICT技术对农民增收的影响方面，通过模型1与模型3 -6的回归结果，发现农民移动手机拥有量对农民收入有显著正向影响，结果较为稳健。根据模型1的结果，当每百户移动手机拥有量增加1%，农民人均收入将增加0. 122%。这表明，移动手机在农村的普及，提高了信息的传输效率，为农民做出正确的生产投资决策提供了重要参考，对其收入增加起到一定的积极作用;与此同日寸，移动手机的使用，使农民能够及时掌握市场信息，拉近了农民与市场之间的距离，农民能够及时掌握农产品价格的变化，在销售农产品时会卖得高价，进而增加农民销售收入。许竹青等在研究ICT技术对农民农产品农产品销售收入的影响时，发现ICT技术对易腐农产品销售收入的回报率为19. 720%，而对耐储农产品销售收入的回报为6. 180%，均高十本研究的结果，这是由十只估算了销售收入的影响，没有扣除掉成本，而本研究中的收入为纯收入，是扣除各种成本之后的收入，从而使得回报率较小。
在普惠金融对农民增收的影响方面，每万人农村金融机构数量在模型2一5中对农民收入有显著正向影响，在模型6中影响不显著。尽管如此，其系数仍然为正，说明金融机构在农村地区的铺设，一方面，可以方便农民进行金融活动;另一方面，有助十农村金融机构向农民宣传金融知识，让农民充分了解金融活动，从而提高了农民的金融市场参与程度，这对十发挥金融机构调节配置资金的作用有一定帮助，从而有助十促进农民收入的增加。这与李明贤和叶慧敏的研究结论相悖，其原因是在他们研究中没有充分考虑到变量间相关性的影响，模型中同时放入了金融机构分布密度与从业人员密度，而这两个指标具有高度相关性，从而导致金融机构分布密度对农民增收没有显著影响;对十人均贷款变量，除模型6中对农民收入影响不显著外，其余模型中均有显著正向影响，根据模型2的估计，人均贷款每提高1%，农民收入将增加0. 102%。农民获得贷款后，会用十农业生产或非农项目的投资，实现金融资产向资本的转化，为收入增加提供了有效途径。
(二)交互作用对农民增收的影响
研究ICT技术与普惠金融的交互效应对农民收入的影响，是本文的重点研究内容。为探究这一影响，在模型3一6中加入了ICT技术与农村普惠金融发展指标的交互项。估计结果显示，除模型5外，移动手机使用量与人均农村金融机构数量交互项的系数在所有模型中显著为负，即移动手机拥有量的提高会弱化银行物理网点的收入增长效应，同理银行物理网点的增加也会弱化移动手机的收入增长效应。这表明移动手机拥有量与银行网点拥有量在增加农民收入方面呈现出一定的替代性，这是因为一方面基于ICT技术的农村金融创新业务对传统的依靠物理网点进行的农村金融服务具有一定的替代作用，前者一更能促进农民增收;另一方面传统物理网点的增加使得农民更倾向十选择人土服务，毕竟手机银行、自助银行等电子化金融服务对农民而言是新事物。这在一定程度上不利十先进ICT技术在农村地区的发展，如降低智能手机、互联网普及速度等，从而会降低ICT技术在促进农民增收中的作用。因此，这一结果从侧面证实了ICT技术与普惠金融的深度融合更利十农民增收;mobile与loan的交互项系数在所有模型中显著为正，即移动手机拥有量的提高会强化银行贷款的收入增长效应，同理银行人均贷款的增加也会强化移动手机的收入增长效应。ICT技术的普及和运用，使信息的传输速度变快，对十银行来说，可以借助ICT技术提高对农民经营活动监督的时效性，有效防范道德风险的发生，提高了农民贷款服务的可得性。对十农民来说，通过利用ICT技术进行贷款的中请和还款，与传统方式相比，手续更加方便快捷，降低了中贷与还贷过程的交易成本，会对传统的亲友间借贷的模式产生替代效应，进一步放大了贷款所带来的收入增长效应。此外，农民借助ICT技术获得便利的贷款服务的同时，也进一步掌握了相应的ICT技术，并通过连锁反应，向其它未使用过这一创新金融服务的农民进行言传身教，使更多农民参与其中。而借助ICT的贷款服务，需要现代化的ICT技术。从而整体提高了ICT技术在农村的发展水平，利十ICT技术促进农民增收作用的发挥。同时，也为农民凭借ICT技术所获得的生产投资信息提供资金支持，进一步放大了ICT技术的促进农民增收的效果。因此，这一结果直接证实了ICT技术与普惠金融交互效应，可以促进农民增收。
(三)各控制变量对农民收入的影响
在模型1 -6中，第一产业在总产值中的占比均对农民收入产生显著负向影响，说明第一产业在三次产业中的占比越多，农民收入越低，而二、三产业占比越多，产业结构越优化，农村居民收入会越高;农村人均固定资产投资在模型1 -5中系数显著为正，表明固定资产投资有利十促进农民增收;城镇化率在所有模型中均对农民收入有显著正向影响，且通过与其它两个控制标量系数绝对值的比较发现，每个模型中，城镇化率系数绝对值都最大，这表明相较十产业结构和人均固定资产投资，城镇化率对促进农民收入增加中的作用更为明显，如模型2所示，城镇化率每提高1%，农民收入提高1. 286 %，增收效果远高十其他因素，说明了城镇化建设对农民增收的贡献远大十通过提高金融可及性、可得性、农村投资和优化产业结构所带来的贡献，城镇化在促进农民收入中的作用更加明显。
关键词：UWB脉冲通信信号应用
UWB技术是一种新型的无线通信技术。它通过对具有很陡上升和下降时间的冲激脉冲进行直接调制，使信号具有GHz量级的带宽。超宽带技术解决了困扰传统无线技术多年的有关传播方面的重大难题，它具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、低截获能力、系统复杂度低、能提供数厘米的定位精度等优点。
1超宽带信号及其特点
美联邦通信委员会(FCC)规定：
部分带宽号称为UWB信号。其中，部分带宽为信号功率谱密度在-10dB处测量的值。图1为UWB信号与窄宽信号功率谱密度的比较；UWB信号格式如图2所示。
一种典型的脉位调制(PPM)方式的UWB信号形式[1],[2]为：
Str(k)(t)表示第k个用户的发射信号，它是大量的具有不同时移的单周期脉冲之和。w(t)表示传输的单周期脉冲波形，可以为单周期高斯脉冲或其一阶、二阶微分脉冲，从该发射机时钟的零时刻(t(k)=0)开始。第j个脉冲的起始时间为。仔细分析每个时移分量：
（1）相同时移的脉冲序列：形式的脉冲表示时间步长为Tf的单周期脉冲，其占空比极低，帧长或脉冲重复时间Tf(FrameTime)的典型值为单周期脉冲宽度的一百到一千倍。类似于ALOHA系统，这样的脉冲序列极容易导致随机碰撞。
(2)伪随机跳时：为减少多址接人时的冲突，给每个用户分配一个特定的伪随机序列，称之为跳时码，其周期为Np。跳时码的每个码元都是整数，且满足。这样跳时码给每个脉冲附加了时移，第j个单周期脉冲的附加时移为秒。
由于读出单周期脉冲相关器的输出要占用一定的时间，NhTc/Tf应严格小于1。然而如果NhTc太小，那么多个用户接入时发生冲突的概率仍然会很大。相反，如果NhTc足够大且跳时码设计合理，就可以将多用户干扰近似为加性高斯白噪声AWGN(AdditiveWhiteGaussNoise)信号。
由于跳时码是周期为Np的周期序列，那也为Np周期序列，其周期为Tp=NpTf。跳时码的另外一个作用是使UWB信号的功率谱密度更为平坦。
(3)数据调制：第k个用户发送的数据序列｛di(k)｝为二进制数据流。每个码元传输Ns个单周期脉冲，这样增加了信号的处理增益。
在这种调制方式下，一个符号(或码元)的持续时间为Ts=NsTf。对于固定的脉冲重复时间Tf，二进制的符号速率Rs，为：
显然，采用上述信号的超宽带脉冲通信系统具有以下特点：信号持续时间极短，为纳秒、亚纳秒级脉冲，信号占空比极低(1％～0．1％)，故有很好的多径免疫力；频谱相当宽，达GHz量级，且功率谱密度低，故UWB信号对其他系统干扰小、抗截获能力强；UWB系统处理增益很高，其总处理增益PC为：
例如，当某二进制UWB通信系统Tf=1μs，Tc=1ns，Ns=100，比特速率Rs=10kbps时，该系统UWB信号的处理增益为50dB。与其他通信系统相比，其处理增益非常高。
另外，UWB信号为极窄脉冲的序列，故有非常强的穿透能力，可以辨别出隐藏的物体或墙体后运动着的物体，能实现雷达、定位、通信三种功能的结合，适合军用战术通信。
图3
2超宽带信号发射机、接收机基本结构
2．1发射机和相关接收机模型
与传统的无线收发信机结构相比，UWB收发信机的结构相对简单。如图3所示，在发射端，数据直接对射频脉冲调制，再通过可编程延时器件对脉冲进一步时延控制，最后通过超宽带天线发射出去。在接收端，信号通过相关器与本地模板波形相乘，积分后通过抽样保持电路送到基带信号处理电路中，由捕获跟踪部分、时钟振荡器和(跳时)码产生器控制可编程延时器，根据相应的时延产生本地模板波形，与接收信号相乘。整个收发信机几乎全部由数字电路构成，便于降低成本和小型化。
2．2Rake接收机模型
由于UWB信号需要用时域的方法进行分析，多用于户内密集多径(多径可达到30条)的条件下，而且每条路径的信号能量都很小，难以对每条信道做出估计，所以使UWB信号的Rake接收成为可能。Rake接收机使原来能量很小的多径信号经过能量合并后提高的信噪比提高系统性能。假设某UWB通信系统有Nu个用户，其发射信号分别为某接收机接收到的信号为r(t)，如果想得到第一个用户发送的数据，那么其Rake接收机的实现框图如图4所示。
图4
3UWB与其他几种无线个人局域网技术的比较
由于UWB技术的种种优点，使其成为无线个人局域网络WPAN(WirelessPersonalAreaNetwork)的主要技术之一。WPAN的目标是用无线电或红外线代替传统的有线电缆，以低价格和低功耗在10m范围内实现个人信息终端的智能化互联，组建个人化信息网络。其最普遍的应用是连接电脑、打印机、无绳电话、PDA以及信息家电等设备。目前实现WPAN的主要技术有：IEEE802．11b(Win)、HomeRF、IrDA、蓝牙(Bluetooth)以及超宽带等五种。
从图5可以看出UWB技术的优势较为明显，主要不足是发射功率过小限制了其传输距离(如图6所示)。也就是说，10m以内，UWB可以发挥出高达数百Mbps的传输性能，对于远距离应用IEEE802．11b或HomeRF无线PAN的性能将强于UWB。UWB和同为热门的IEEE802．11b以及HomeRF不会进行直接竞争，因为UWB更多地是应用于10m左右距离的室内。事实上，把UWB看作蓝牙技术的替代者可能更为适合，因后者传输速率远不及前者，另外蓝牙技术的协议也较为复杂。
4国内外研究及发展情况
4．1国外研究现状
军用方面：早在1965年，美国就确立了UWB的技术基础。在后来的二十年内，UWB技术主要用于美国的军事应用，其研究机构仅限于与军事相关联的企业以及研究机关、团体。目前，美国国防部正开发几十种UWB系统，包括战场防窃听网络等。
民用方面：由于超宽带技术的种种优点使其在无线通信方面具有很大的潜力，近几年来国外对UWB信号应用的研究比较热门，主要用于通信(如家庭和个人网络，公路信息服务系统和无线音频、数据和视频分发等)、雷达(如车辆及航空器碰撞／故障避免，入侵检测和探地雷达等)以及精确定位(如资产跟踪、人员定位等)。索尼、时域、摩托罗拉、英特尔、戴姆勒—克莱斯勒等高技术公司都已涉足UWB技术的开发，将各种消费类电子设备以很高的数据传输率相连，以满足消费者对短距离无线通信小型化、低成本、低功率、高速数据传输等要求。
国际学术界对超宽带无线通信的研究也越来越深入。2002年5月20～23日，IEEE举办了一期会议，专门讨论UWB技术及其应用。2002年2月14日，美国联邦通信委员会(FCC)正式通过了将UWB技术应用于民用的议案，定义了三种UWB系统：成像系统、通信与测量系统、车载雷达系统，并对三种系统的EIRP(全向有效辐射功率)分别做了规定。但是，UWB技术的协议与标准尚未确定，目前，只有美国允许民用UWB器件的使用；而欧洲正在讨论UWB的进一步使用情况，并观望美国的UWB标准。
用来衡量产品质量是产品标准，对于产品标准，有识之士均称之谓技术法律。 一、产品标准体系的组成方面 LED是一种新兴的照明电器产品。LED产品包括其本身，配套的控制装置和以它为光源的灯具产品，涉及到这些产品的标准条款主要由以下几方面组成。 1.产品在使用中关系到人们生命财产安全方面的条款 作为电器产品，在使用时的安全要求是国际上公认的最重要部分，在这方面，我国产品标准几乎都等同采用IEC标准，即使是我国自己制订的安全标准，也基本参考了IEC标准和/或ANSI等标准，并且均作为强制性标准加以颁布并实施。例如GB19510/IEC61347灯的控制装置系列和GB7000/IEC60598灯具系列标准以及光源安全标准中的绝大多数条款均属于这一类。 2.LED、控制装置和灯具自身的性能要求 消费者购买产品实际是购买产品的使用功能，而产品的使用功能是靠这方面的性能条款的考核来实现的。作为照明用LED产品以及相应的配套产品也不例外，最新制订的(报批稿)《普通照明用LED模块性能要求》、《普通照明用自镇流LED灯性能要求》和《LED模块用直流或交流电子控制装置性能要求》标准中，光效、颜色特征、光衰、寿命和能效等指标以及灯具的分布光度和效率指标体现了这方面的要求。 3.LED、控制装置和灯具相互配合的要求 这一部分标准按产品可分为： (1)光源对控制装置的设计要求 灯的控制装置是为光源服务的。应该说，灯的控制装置安全指标是最重要的，但其考核要求大部分与其它电器类同，因此比较容易理解。而作为与光源配合方面的要求相对来讲其内在机理比较深奥，光源的正常工作状态主要是靠控制装置提供的，控制装置与光源的配合性能好坏直接关系到光源的发光效率、发光稳定性和使用寿命，并且影响到系统的综合能效。 (2)光源对灯具的设计要求 光源在装入灯具后，其工作时的工况取决于灯具的设计结构。如果灯具的设计结构不合理，同样会严重影响光源的正常工作和使用寿命。例如，使用LED的道路灯具，既要求灯具有良好的密封，以保证防尘、防水功能，又要求具有良好的散热功能，以保证LED可以在诸多不利条件下，其结温仍然处于合理的水平。 4.电源对照明电器工作时的考核条款 作为用电器，必须遵守电源对它的考核要求，这样才能保证供电系统的正常运行并且能保持较高的供电效率。这方面的考核条款有GB17625.1/IEC61000-3-2线路功率因数、电源电流谐波和GB17625.2/IEC61000-3-3的电压跌落和闪烁。 5、对外界的的电磁干扰限制以及抵抗外界的电磁干扰 作为用电器，应该限制对其他电器的电磁干扰(EMI)，例如GB17743/CISPR15中的电源端子骚扰和辐射骚扰，同时还要能够抵抗各种可能的电磁干扰(EMS)，例如IEC61547、FCC等标准中的抵抗各种电磁干扰的条款。 二、照明用LED及其最终产品应用标准的识别和简介 从上面介绍的有关内容可知，针对任何一种产品，一般都不是某一单独的标准就能完整覆盖所有考核要求的，任一个产品标准都是针对相应产品的某一方面特性，并适用于一定的范围。一般由多个标准相互补充，引用和相互支撑，从而组成一个完整的标准体系，这是目前世界上各种标准体系都采用的惯例。 1.LED照明灯具以及最终应用产品的标准 由于我国计划经济遗留的行业分隔及众多照明行业从业人员掌握的知识面较窄的原因，常会听到一些人讲“LED照明灯具以及最终的应用产品目前没有考核的标准”，其实这种说法是很幼稚的。例如采用LED为光源的各种最终的应用产品，它们组成的灯具或自镇流灯从使用功能和产品属性方面根本没有变化，所以目前灯具的有关标准要求也几乎覆盖了对它们的考核内容。目前生产的各种采用LED光源的灯具，必须满足该种灯具对应的安全标准要求，电磁兼容要求和配光要求。另外，对该类灯具现场照明效果的考核标准也完全适合于此类灯具。也就是说，采用LED
论文摘要：课程建设中首要的环节是课程建设的内容选择，其次是如何组织实施。分析技术应用型本科人才培养目标在知识、能力、素质方面的要求来选择技术应用型本科的课程建设内容；以“理论基础厚实、应用实践导向、理论实践融合、学会学习思考”来构建“抛锚式”课程组织实施模式。是技术应用型本科人才培养目标得以体现的基本要求和实现的有效途径。
技术应用型本科教育，是最近几年在我国新出现的一种教育形态，是为进入应用科学和现代技术领域就业的学生提供为期四年的学术和职业准备的教育。课程是为实现一定的教育目的而开设的学科及其目的、内容、范围、活动、进程等的总和，任何教育类型的独特性都要在课程中有所体现，任何教学改革和建设归根到底都要落实到课程的改革和建设上。
一、技术应用本科课程建设的内容选择
（一）技术应用型本科人才知识、能力、素质对课程建设的要求
技术应用本科教育是以培养具有较强技术理论基础、应用能力和实践技能并服务于生产、建设、管理第一线的高级技术人才（亦可称之为“技术师”或“技术工程师”）为主要目标，简单来讲，技术应用本科教育就是培养高级技术型人才的本科教育。其培养目标有两方面特征要求，一是人才培养要体现高等教育的基本要求，达到本科层次高等教育的学业标准要求；二是必须符合技术应用本科教育的特殊要求，即所培养的才必须是应用型的，具备较强的技术实践能力。从培养目标转化到课程建设的要求，是通过对培养目标的知识、技能和素质的分析来实现的。
技术应用本科的人才培养目标在知识方面，强调理论知识与实践知识并重，且注重理论知识为实践能力的培养打基础。此外，这种理论知识也不同于传统的某种学科知识，它是指从各种技术活动中概括出的共同的理论知识原理、定律和经验知识所组成的系统知识体系，对此，我们称之为“技术学科”知识。
在能力方面，技术应用本科教育的人才培养目标中除了要具备自主学习、分析问题与解决问题、创造性思维、创新精神、善于协作等基础能力外，还应重点突出具备以下能力：①具有将技术创造原型进行具体化设计并组织实施于生产实践的能力；②具有维护、监控实际技术系统，能够发现、分析和解决综合性复杂技术实践问题的能力；③具有对基层技术员或业务员提供指导和咨询的能力；④具有在服务领域运用专门知识与技术向特定顾客提供全面或综合并承担相应责任的能力等。
而在素质方面，技术应用本科教育的培养目标主要是基本要素，即良好的公民道德和职业素养，包括合格的政治素养，良好的身心素质，基本的人文、科学素养和良好的职业道德等方面的内容。
（二）技术应用型本科课程内容的基本建构
根据以上对技术应用型本科人才培养目标在知识，能力，素质方面对课程建设要求的分析，笔者认为技术应用型本科课程内容选择应从以下几个方面进行建构。
1.通识教育课程——合格公民应有的人文素养和科学精神培养
作为高等教育的一个分支，高等技术教育当然也需要具备高等教育所拥有的所有特征。大学作为一个培养现代社会公民的场所，应当把学生培养成为一个具备独立健全人格的、具有一定独立思考能力的、遵守现代社会法律和规范的社会人。通识教育课具有许多重要的内在价值和外在功效，即经过良好组织的文化课能够帮助学生加深对这个世界的认识，同时帮助他们更好的认识自己。通过这些课程，学生们能够从不同的视角更加清楚的了解这个世界，并通过对一些重大问题的思考，比如人生的意义、什么是美，在一定程度上吸收人类精神文明所已经取得的巨大成就，更好的理解自己和这个世界的关系，更好的理解自己将来所从事的工作对周围世界所可能产生的影响，更好的理解这些工作所具有的文化意义以及它们在整个社会的物质文化生产中处于怎样的位置。这样一方面可以使得学生们更好的、以更加符合社会整体利益的方式完成将来的工作，使得他们具备对自己工作的反思能力，成为工作的主人而不是奴隶，另一方面，这也有利于他们在日后的工作中走向管理的岗位，承担领导的角色。
2.复合性的专业基础课程——可持续发展能力的培养
设置复合性的专业基础课程，是技术应用型本科教育具有区别于高等职业技术专科教育的特点之一。这些专业基础课的学习为将来解决专业领域内的问题提供科学原理方面的支持，帮助学生从更深的层面上理解专业领域内的技术问题。随着知识经济在社会经济生产活动中具有越来越重要的地位，知识推进生产力不断增强的过程中的作用显著提升。技术师对问题的解决更加依赖对于技术问题背后的科学原理的理解，更加依赖其所掌握的科学知识的深度和水平，更加依赖在解决技术问题过程中创造性的应用基本科学原理的能力。但技术本科的专业基础课是不同于工程本科和普通本科的专业基础课。前者在理论的深度方面明显不及后者，但并不是后者的简单压缩和改写，而分别是各自独立的两种课程的组成部分。
3.专业核心能力课程——回应学生的呼声与满足行业与企业人才需求
技术应用型本科院校是培养为地方经济建设和社会发展所需要的、具有创新精神和实践能力的应用型专门人才。这是它的主要办学理念，应该放在最突出的位置。在专业基础课较好的奠定了学生理解技术问题的科学原理方面的基础之后，专业核心能力课程的作用就在于向学生提供能够直接对技术现象和技术问题提出理论解释的专业方向课。在知识经济的时代，越来越多的技术问题的解决依赖于对于技术理论的理解，通过专业方向课传授的技术理论与技术问题直接相关，对于问题的解决方式起着关键作用。这是知识经济时代知识密集性和技术密集性对基层一线生产、管理人员提出的新要求。
4.专业实践课程——实际应用能力培养
技术应用本科教育培养目标的核心就在于对于技术实践能力的培养，而与此联系最为紧密的无疑就是专业实践课了。实践课是各种课程类型中与未来的工作最为接近的一种，通过以上各种课程学习获得的各种知识和能力要在此得到检验，学生也会通过这一阶段的学习和联系加深对于各种理论的理解（当然学生也完全有可能先接触实践，然后学习理论知识，然而经过学习之后人们还是要回到具体的实践过程中）。
其实，实践课的意义绝不只是对于已经学习的知识的简单应用，它也应当是学生真正充分理解和领会其将来所要从事的职业的主要场所之一。在这里，学生能够通过亲身参与实践过程，切身感受现实工作情境，更进一步的理解其职业的内涵和意义。更为重要的是，学生在课堂内所形成的理解能力并不能自然而然的转化成实际工作场所中的实践能力，这两种能力属于两种不同的范畴，要真正形成在工作现场解决实际技术问题的能力，则必须在实践的环节中实现。
二、技术应用型本科课程建设的组织实施
（一）两种课程论的比较
目前在课程教学中占主导地位有以下两种理论。第一种理论是以学科为中心的课程论。其理论逻辑是：学生可以先打下较为宽厚的基础，为今后学生在不同方向的发展提供有效的知识方面的支撑，也使学生在接触实际工作之前对其所从事的领域的理论有足够的认识。第二种理论是以活动项目为中心的课程论。其理论逻辑是：技术知识在人的大脑中的表征方式与科学知识不同，要培养学生的实践能力，必须在真实的工作场景中，通过让学生参与一定的时间获得项目来掌握完成技术活动所需要的技能以及对于相应理论的理解。
笔者认为以第一种课程建设理论构建课程模式，适用于研究型综合性的大学和应用型专业性的大学，而对以培养主要适应特定行业并能将科研成果转化为现实的生产力的高级技术能力人才为培养方向和以培养再创新能力为价值追求的应用型技术性的大学存在许多弊端。首先，目前在我国很多职校都存在学生厌学，教师厌教的现象，学生对理论学习没有兴趣，也不擅长。其次，技术实践能力的养成并不是完全建立在学科知识的基础之上。而以第二种课程建设理论构建课程模式，从技术知识本身的特性，按照特定专业范围内实际的技术活动项目来组织课程的内容安排学与教的进程，始终让学生参与实验课和实训课，将学生尽快带入专业技术领域；同时向学生提供具有一定广度的技术理论知识和一定的普通文化内容和数量更多、内容更为丰富的专业选修课，使得学生具有理解更加复杂的技术问题的能力。为他们将来选择自己在工作领域的主攻方向提供便利。
（二）按照以活动项目为中心的课程论，构建“抛锚式”课程教学模式
技术学科课程与工程学科课程相比较，它们同样是一种比技能教育更厚实的、具有较强应用性的基础理论，在此基础上才能形成工程或技术能力；不同之处在于技术能力的形成更赖于理论与一线实际技术活动的结合，如此才能形成现场实用的技术能力。如何在理论教学中克服传统传递知识型学科教学的弊端，必须首先从转变学习理念开始。若能把“以学为主”的教学设计和“以教为主”的教学设计结合起来，就可能发挥学科课程和活动课程各自的优势。为此我们构建了“理论基础厚实、应用实践导向、理论实践融合、学会学习思考”的“抛锚式”课程模式。
技术本科课程建设探索的一个基本点是使学生基于一个真实的技术活动项目背景中，产生学习需要，自主学习技术知识、培养技术能力；通过学习者的主动学习、教师的指导学习以及学生探究小组成员间的交流与合作，学生亲身体验到学习的快乐，有助于培养学生自主解决问题的能力、合作的精神和终生学习的能力。首先是以技术活动项目为主线组织课程内容，让学生把学到的理论基础与解决实际问题相结合，形成技术能力，为此，我们配合理论教学同步开设项目实验，将学生的系统理论学习与系列实践活动紧密结合，在理论知识的指导下开展实验，在实验活动中检验、掌握和运用技术原理知识。其次是以学习者为主体的开放型、互动式课程活动方式，为此，我们在教学中充分发挥学生的主体作用，使学生带着问题参与体验，充分调动学生学习的主动性、积极性和创造性。
参考文献：
[1]夏建国,刘文华.技术应用型本科院校人才培养模式探析[j].教育与职业,2006(14).
[2]石伟平,徐国庆.试论当前中国发展技术本科的意义与策略[j].教育发展研究,2003(12).
[3]杨金土.我国本科教育层次的职业教育问题[j].教育发展研究,2003(1).
工程硕士专业学位论文选题应直接来源于生产实际或具有明确的工程背景与应用价值,并具有一定的技术难度和工作量.具体可在以下几个方面选取:
1.一个较为完整的工程技术项目或工程管理项目的规划或研究
2.工程设计与实施
3.技术攻关,技术改造,技术推广与应用
4.新工艺,新材料,新产品,新设备的研制与开发
5.引进,消化,吸收和应用国外先进技术项目
6.应用基础性研究,预研专题
二,论文形式
工程硕士专业学位论文形式可以是工程设计或研究论文.论文主要应包括以下部分:
1.中英文摘要
2.选题的依据与意义
3.国内外文献资料的分析与综述
4.论文主体部分:研究内容,设计方案,分析计算,实验研究等
5.结论
6.参考文献目录
7.必要的附录
三,论文的质量要求
1.文献综述应对选题所涉及的工程技术问题或研究课题的国内外状况有清晰的描述与分析.
2.综合运用基础理论,科学方法,专业知识和技术手段对所解决的工程实际问题进行分析研究,并能在某方面提出独立见解.
3.论文工作应有一定的技术难度或理论深度.
4.论文工作应在导师指导下独立完成,论文实际工作量一般不少于一年.
5.不同论文形式的要求:
工程软件或应用软件为主要内容的论文(不包括计算机技术领域的论文),要求需求分析合理,总体设计正确,程序编制及文档规范,并通过调试;
侧重于工程管理的论文(不包括工业工程领域的论文),应有明确的工程应用背景和一定经济或社会效益,数据可靠,充分,理论建模和分析方法科学正确;
工程设计类论文要以解决生产或工程实际问题为重点,设计方案正确,设计结构合理,数据准确,符合规范.
6.论文写作要求概念清晰,结构合理,层次分明,文理通顺,符合有关标准规范.
附表:论文评审参考标准
工程硕士专业学位论文质量审评表(工程设计类)
评审项目
权重
评审内容
1.选题
10%
解决工程实际问题,明确的工程应用背景和应用价值
2.文献综述
10%
对国内外文献资料的分析与综述水平
3.技术难度与工作量
20%
一定的技术难度,论文实际工作量不少于一年
4.设计内容与方法
20%
设计方案合理,设计结构正确,设计依据详实可靠,设计方法体现一定的先进性.附录完整.
5.知识水平
20%
综合运用基础理论,专业知识,科学方法和技术手段分析和解决工程实际问题的水平
6.成果评价
10%
新颖性,先进性,实用性.经济效益和社会效益
7.论文写作
10%
概念清晰,结构合理,层次分明,文理通顺,符合有关标准规范
工程硕士专业学位论文质量审评表(研究论文类)
评审项目
权重
评审内容
1.选题
10%
解决工程实际问题,明确的工程应用背景和应用价值
2.文献综述
10%
对国内外文献资料的阅读量,分析与综述水平
3.技术难度与工作量
20%
一定的技术难度,论文实际工作量不少于一年
4.技术的先进性
15%
先进技术方法和现代技术手段的运用;新思想,新方法,新工艺,新材料的应用
5.理论水平
15%
理论推导,分析的严密性和完整性;综合运用基础理论和专业知识解决工程硕士问题的水平
6.成果效益
15%
论文成果的经济效益和社会效益;论文成果的学术贡献
7.创新性或独立见解
5%
创新性成果或独立见解
8.论文写作
[关键词] 共词分析 专利引文分析 知识关联
[分类号] G255.53
1 科学―技术知识关联的概念
“科学―技术知识关联”是近年来专利计量学领域的重要研究内容之一，在Scientometrics、World PatentInformation等权威期刊的相关文献中通常被表述为Science Technology Linkage、Science Technology Interac-tion、Science Dependence of Technology。研究科学一技术知识关联的意义在于：通过揭示哪些基础研究学科与哪些技术发明领域之间存在知识关联，预见二者间可能的推动或启示作用，从而为国家创新体系的管理者提供科技资源配置方面的决策参考，以便目标明确地扶持更具产出能力的基础学科，发掘已具备基础储备的未来技术创新领域。
2 揭示科学一技术知识关联的各种途径和方法
目前，揭示科学一技术知识关联的途径多种多样，不同学科都在为此作出各自的贡献。
在科学社会学和技术社会学视野下，研究公共基础研究机构(公共科研院所、研究型大学、国家重点实验室)与企业的合作研发活动，是揭示科学一技术知识关联的有效途径。技术社会学认为，公共基础研究是技术变迁过程的基本要素，它通过提高社会整体创新水平间接推动企业的开发活动。科学社会学的双螺旋理论(Double Helix Model)认为，科学与技术是一对舞者(a pair of dancer)的关系，二者在相互推动下呈螺旋状上升发展。基础研究与技术开发之间的知识交互过程和合作活动是实现技术突破的能量储备过程，是实现技术跃迁的重要前提。文献[1―3]通过统计大学及公共基础研究机构与企业的合作研发活动，揭示了激光、分子生物学等领域的科学一技术知识关联、知识扩散和成果应用情况。
在技术经济学视野下，挖掘基础科研机构和技术开发机构(各类企业)在地理空间分布上所表现出的关联规则，是揭示科学一技术知识关联的又一途径。技术经济学认为，区域经济管理者在制定科技政策时，通常会从有利于本地经济和技术发展的角度出发，利用基础科研对本地技术创新的影响，在同一地域范围内统筹规划创新型企业和基础科研机构，从而构建起两者间知识关联和转移的通道。基于上述技术经济基础，基础科研机构和企业的地理邻近性与两者间的知识关联和转移强度之间通常会表现出明显的相关性。文献[4―6]分别通过研究美国、法国、东欧范围内基础科研机构和创新型企业的地理空间凝聚现象，揭示了对应的科学一技术知识关联和知识转移强度。
在科学计量学和文献计量学视野下，解析科研期刊论文与技术专利文献间的关联关系，也是揭示科学一技术知识关联的另一途径。科学计量学家Verbeek认为，企业创新人员对科研文献的理解、认同和利用是引发科学一技术知识关联和最终造就技术转化的关键环节。Garfield指出，发明不可能来源于魔术或真空，它是发明人对若干已有的概念进行重新组合的知识成果。Narin等认为，几乎所有的科技成果都是在前人工作的基础上发展起来的，知识的关联性在专利引文中有着明显的体现。科研期刊论文与技术专利文献之间的共词关系和引用关系是新知识向技术部门转移的显性表现。
3 利用共词分析法揭示科学一技术知识关联的局限
共词分析法以某一(或一系列)主题检索词(科学概念或技术术语)为“关联点”，分析该词在科研论文和专利说明书中的“共现”情况，从而推理和判断基础科学学科与技术创新领域之间关联关系的方法。共词分析法直观、有效，但同时也存在着明显的问题和局限。
3.1 科学概念与技术术语之间存在部分不对应问题
尽管INSPEC和INPADOCDB等词表能够提供某一科学概念和技术术语的多种词汇表达，但它们不能解决“部分科学概念与技术术语不对应”的基本矛盾。例如：专利说明书中的技术术语thin film(纳米绝缘薄膜)及其同义术语ion sol-gel(离子溶胶凝胶)、polyerys-talline film(硅多晶薄膜)等在科研论文中并没有绝对对应的概念，通常只能被近似地映射为chemical vapordeposition(化学气相沉积)、carbon nanotubes(纳米碳管)、amorphous nitride(无定形氮化膜)等词汇形式。
3.2 同一概念术语在科研论文和技术专利中的表达方式各不相同
科研论文中的化合物名称在专利说明书中往往以分子式、化学键结构式或马库什结构式(Mm-kush strue-ture)表示，例如，pantoprazole作为一种常用的抗溃疡药物的化学名称常出现在科研论文中，但在专利说明书中这一词汇很少出现，取而代之的是其马库什结构式，如图1所示：
3.3 专利技术的核心特征词难以被确定
科研论文由作者给出关键词，指明论文的核心知识概念，但专利说明书中没有“关键词”，发明人没有归结出专利的核心技术特征。目前的共词分析主要依据“词频”和词出现在专利说明书中的“位置”来间接推断某术语是否表达了技术的核心特征。但核心特征词的“词频”的分布阈值和词出现在专利说明书中的什么“位置”能否代表技术的核心特征也还是一个争论性话题，如有人重视“标题”、“摘要”位置，也有人重视“权利要求条款”位置。
3.4 语种差异有时会引发技术术语缺失
例如，中国专利中的中医治疗方法专利和中药配方专利所涉及的人体穴位和草药名称等都没有对应的英语词汇。
目前，上述问题都还没有有效的解决方案，这就局限着共词分析法在揭示科学一技术知识关联方面的效度和信度。
4 利用专利引文揭示科学一技术知识关联的优势
本文所讨论的专利引文主要是指专利说明书所引证的相关科研期刊论文。Jaffe等将“专利引文分析法”(patent citation analysis)定义为：利用各种数学与统计学的方法，对专利引文进行分析并揭示其中存在的数量特征和内在规律的方法。1994年Narin首创了“专利计量学”(Patentbibliometric)并构建了专利计量指标(Science Linkage，sL)，用以度量技术发明与基础研究之间的关联强度。利用专利引文揭示科学一技术知识关联的方法，以专利引文为纽带，通过专利说明书对科研期刊论文的引证映射，揭示对应的基础研究学科与技术创新领域之间的知识关联，其基本原理如图2所示：
【论文摘要】通用技术课程是我国第八次基础教育课程改革中提出的一个新课程，对学生的长远发展有着重要的价值，但目前其教师的培养问题急待解决。文章将从通用技术的发展现状出发就其存在的教师培养问题及通用技术教师所应具备的素质为基础，讨论教育技术学在通用技术教师培养方面的优势。
一、问题的提出
通用技术课程是我国第八次基础教育课程改革中提出的一个新课程，其对学生的长远发展有着举足轻重的意义。但通过对文献及实时对一线通用技术教师的访谈我们发现了一个严重的问题。现在很多通用技术的老师都是从其他的学科临时调过来的，大部分都是在学校担任化学、物理、生物、数学、信息技术、劳技教学工作的教师及近年从非师范类专业招进来工科类大学生等经过短期学科培训转型而来，很少从校外有一定的技术实践经历的人员中聘请的。这样任课教师本身对于通用技术课程里面的很多知识自己理解也不够，更不用说对技术课程中的教材教法深入掌握了，俗话说老师有一桶水，才能倒给学生半桶水，而且教师的转型也困难重重。这样的观点在很多的文献都提到过，在此就不一一列举了。此外，在我们对西安某所重点高中的通用技术课程教师访谈时，老师说道:“我们学校现在有6位通用技术教师，分别来自物理实验室、化学实验室、有两个原来是化学老师、一个是语文老师、还有我是计算机老师，现在想引进一至两位教师，专业一点的，但不知道该从哪所学校什么专业去找，因为现阶段好像没人搞这些问题。”我们还从一些服务于通用技术课程的公司了解到，“他们的培训人员有很多次都被临时请去做通用技术教师。”虽然很多专家学者都提到了通用技术教师的培养存在问题，但都没有给出相应的解决方案，所以现阶段要促进通用技术课程有效实施与发展，解决通用技术教师的培养问题才是关键。
二、问题的解决
1通用技术教师的基本要求
通用技术课程以提高学生的技术素养，促进学生全面而富有个性的发展为基本目标，它有别于以往传统的学科课程，那么对通用技术任课教师的条件要求有哪些呢?《普通高中技术课程(实验)》指出:普通高中技术课程具有高度的综合性，是对学科体系的超越，它强调各学科、各方面知识的联系与综合运用。要求通用技术教师具有数学、物理、化学等科学知识和文学、技术等人文知识。具备相当水平的有关当代科学和人文两方面的基础知识，这也是通用技术教师维护正常教学和不断自我学习的基本前提}s]。所以对通用技术教师应具备以下的基本条件:
(1)通用技术教师应该具备现代的教学观念
这些基本观念包括:终身教育的思想、终身学习思想、大众教育的思想、学习化社会的思想、主体教育的思想、多元智能的理论、后现代主义课程观、建构主义教学理论、团队学习理念等。各种思想理论的发展都有相应的心理学作为基础，教学过程教师只有在掌握学生学习心理情况的基础上，才能顺利实施有效性的教学。
(2)通用技术教师应该具备广博的知识
从通用技术的课程性质来看，它强调各学科、各方面知识的联系与综合运用。学习中，学生不仅要综合运用已有的语文、数学、物理、化学、生物、历史、社会、艺术等学科的知识，还要融合经济、法律、伦理、心理、环保、审美等方面的意识。学生的技术学习活动不仅是己有知识与技能的综合运用，也是新的知识与能力的综合学习。俗话说:只有拥有100分能力的老师才能带出90分的学生，你让一名本身只具备60分能力的教师去带出90分的学生，那肯定是不可能的事情。所以，通用技术教师应该具备广博的知识。
(3)通用技术教师应该具备合理选择应用现代化教学设备的能力
随着计算机、多媒体、互联网以及卫星传输技术的发展，比较成熟的现代传媒技术被应用于教育教学，推进了包括多媒体教室、电子板书、电子习题、投影演示等现代教学方式的丰富和发展。而其对教学的优化也是显而易见的，在教学中恰当地使用教学设备可以降低学习技术的难度，提高学习技术的效率。
(4)通用技术教师应该具备动手实践能力和创新能力
首先，对于通用技术教师来说创新能力和动手能力是顺利开展教学的基础。通用技术课程以学生的亲手操作、亲历情境、亲身体验为基础，强调学生的全员参与和全程参与。每个学习者通过观察、调查、设计、制作、试验等活动获得丰富的“操作”体验，进而获得情感态度、价值观以及技术能力的发展。其次，高中学生正处在创造力发展的重要阶段，他们的想象能力、逻辑思维能力和批判精神都达到了新的高度。这就要求我们通用技术教师必须不断地学习，要经常参加各级教育部门组织的通用技术课程教材培训、教学研究活动，还有校本培训和研究等，不断获取、扩充新知识新技能、不断调整自己的知识结构和思想体系。以一个新的视角，进行和完成教学工作，启发学生创造性的学习和动手实践，引导学生学会创新。通用技术教师作为课程的引导者，学生学习过程的协助者，由此看来较强的动手实践能力和创新意识是必不可少的。
(5)通用技术教师要有教科研意识，应具有一定的教育教学研究能力
教育教学研究能力是专业化教师的必备素质。通用技术教师应该依据课标的要求，结合本地区的实际情况，立足于教学中的具体问题，通过讨论、听课、公开教学等多种方式，加强对课程的教学研究，开发课程资源做一名“研究型”、“专家型”的教师。
2教育技术学的优势
回过头来看看始终致力于以优化教学为最终目的教育技术学。教育技术学专业在这方面有哪些优势，对应与上文所说到的对通用技术教师的要求，有以下几个方面:
(1)教学观念方面
教育技术学的发展历史就是一部跟随不同教学观念发展的历史。教育技术学科开设的大量课程都涉及到有关理念的学习，例如:《教育技术基础理论研究》(李克东、桑新民)、《学与教的基本理论》等。教育技术学从最早的行为主义提倡的程序化教学，到认知主义再到建构主义提倡的学生的学习是基于以有原有知识的认知，再到终生学习的学习观，各方面都有研究。通过四年的学习，其毕业生不仅掌握了相关教学理念发展历史优缺点而且懂的其适应的应用情景。
(2)广博的知识
教育技术学专业的知识涉及面非常的广博。教育技术专业的主干课程大致有:摄影、摄像、计算机组成原理、计算机高级语言、网站设计、平面设计、基本的物理电路知识、视音频的采集与处理、教学系统设计、教育技术导论(教育技术的发展历程及相关理念的学习)、学与教的理论、远程教育等。从内容上涉及到了计算机、物理、教育学、心理学、文学等多方面的知识。
(3)对现代教学设备的应用
首先，教学技术是为了促进学习，对有关过程和资源进行设计、开发、利用、管理和评价的理论与实践。其实质之一即研究如何合理选择教学设备以优化教学。其次，教育技术学毕业生掌握了现代教学设备的功能操作，理解其优缺点及适应情景。这无疑能保证教学设备在教学中有效的应用，所以教育技术学定能在通用技术教学中合理充分而且有效地应用现代媒体教学设备。
(4)科研创新及动手能力
首先，教育技术学是一门正在发展的学科，他要求学生具备创新思维能力。随着学习的深入和新知识体系的更新，要求学生善于学习善于思考，迅速掌握新知识体系，并且勇于探索发现新体系中的问题。其次，教育技术学学科要求学生熟悉国家关于教育，教育技术方面的政策、法规，了解教育的一般规律，具有较好地运用现代教育技术从事教育教学的能力，教育研究和科学研究的能力，以及不断更新教学方法进行教学改革的能力;具有较强的协作沟通能力，具有独立获取知识和信息的能力;具有初步的美学修养。最后，教育技术学学科很注重学生动手能力的培养，课程中大量的实验学生都必须通过实践才能掌握。如摄影摄像技术、专业音视频制作、网站制作、电路基础实验、机器人搭建编程、教学实践等。
3教育技术学指导下通用技术课程实施的建议
在具体教学开展的过程中教育技术学的毕业生应该充分利用自己的学科优势，做到以下几个方面:
(1)结合现代教学理念有效教学
①结合建构主义学习理论和学习环境以学生为中心。通用技术课程以学生的亲手操作、亲历情境、亲身体验为基础，强调学生的全员参与和全程参与。其要求学生由外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象变为信息加工的主体、知识意义的主动建构者。当然还可以适时结合行为主义学习理论，强化学生的学习成果。②结合教学系统设计理论分析教学过程。首先要分析学习内容和学习者现状，看如何安排教学顺序，了解学习者的原有知识水平，以决定教学深度及广度。促进学生有意义的学习而非死记硬背。其次，根据学生学习的主动性，结合不同的学习理论安排相应的教学方法。例如学生主动性强时主要结合建构主义学习理论以启发式的教学形式为主;而学生对学习缺乏兴趣时，我们可以结合行为主义学习理论，帮助学生设定小目标，及时解决他们遇到的问题，从而激发学生的学习热情。
(2)学习方式多样化、评价方式多样化
在教学设计的过程中，教师应该在分析学习内容难易度、学生基本情况的基础上决定如何组织教学。当完成一些比较简单的项目时，同学们可以通过个人努力完成，但随着项目难度的增加，学生们不可能单独完成时，教师可以让他们以团队的形式完成学习项目。例如:在灭火机器人完成过程中，由于牵扯的知识很多，对技术的要求比较高，学生无法单独完成。这时教师可以将学生分为若干团队，让他们共同努力完成项目。这样学习者在学习的过程中不仅可以较容易地完成学习项目，维持学习兴趣，而且可以促进他们之间的相互学习，并在潜意识里掌握团队学习的重要性，让他们学会做人、学会做事。从而为他们的掌握团队学习理念奠定基础，服务于他们的长远发展。此外由于每个学生的喜好特长不同，单一的评价手段可能会打击学生的学习积极性，不利于教学的开展。所以在教学过程中，教师应该多种评价手段相互结合，根据学生的基本情况和学习内容难易度对学习者进行合理的评价。
(3)合理选用现代教学设备优化教学
在教学中恰当地使用教学设备可以降低学习技术的难度，提高学习技术的效率。在教学过程中一定要根据教学内容和坏境，结合现代化教学设备的优缺点及适用情景，合理选择现代化教学设备，让技术充满整个学习过程，从而激发学生对学习技术类课程的兴趣。例如在搭建灭火机器人课程开始时，我们通过视频向同学们展示最终要完成的任务，让他们看到最终所要完成的功能，激发他们学习兴趣或者在教学过程中通过现代教学设备展示操作过程，维持学生学习的主动性。这是教育技术学学科毕业生的特长，建议在过程中教师可以自己做flash课件、视音频等，辅助学生的学习。
(4)培养专业技能，做善于动手有创新意识的研究型教师
在教学过程中，教师要不断地进行反思，发现教学中的实际问题，结合当地实际情况，联系教学系统设计理论、学与教的理论及时地解决问题，并且要有科研意识及时把自己的经验分享给更多的通用技术教师。做一名优秀的“研究型”、“专家型”的通用技术教师。
(5)树立终生学习的观念
由于通用技术课程涉及的知识面十分的广泛，作为通用技术教师平时应该注重各学科知识的积累，而且随着科学技术和教育观念的革新，通用技术未来的发展必将日新月异，通用技术教师必须坚持终生学习的理念，不断学习，不断用新的知识新的技术来装备自己，只有这样才能始终走在教学研究的一线才能更好的服务于学生。
〔关键词〕知识图谱；专利地图；科技竞争态势分析；科技创新
DOI：10.3969/j.issn.1008-0821.2015.09.020
〔中图分类号〕G250252 〔文献标识码〕A 〔文章编号〕1008-0821（2015）09-0105-06
〔Abstract〕This paper presented a method of science and technology competitive situation analysis based on knowledge mapping and patent map from the perspective of the relevance of science and technology，which using academic papers and patents information together.The status and trends of science and technology competition could be disclosed and described from three aspects，Sci.& petitive environment，Sci.& Tech.innovation environment，competitive organizations and persons，through using knowledge mapping and patent map to reveal the analysis results visually from different views.It could assist and guide the Sci.& Tech.innovation activity effectively.At the same time，the method of Sci.& petitive situation analysis was demonstrated to be practical by the example of Sci.& Tech.domain of Tension Leg Platform（TLP）.
〔Key words〕knowledge mapping；patent map；science and technology competitive situation analysis；science and technology innovation
党的十做出了实施创新驱动发展战略的重大部署，强调科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑，必须摆在国家发展全局的核心位置。在开展科技创新活动当中，十分有必要对当前的科技竞争态势有清醒的认识和深刻的把握，否则科技创新活动就可能遭遇失败或者走弯路。现今，国际竞争呈现出越来越激烈的态势，这就越发要求采用科学的方法和手段来进行科技竞争态势的分析，正确把握科技竞争的客观现状，有效协助、引导科技创新活动的开展。
1 研究思路与方法
11 研究思路
科技竞争是一个较宽泛的概念，本文所指科技竞争主要是从竞争态势的角度来看待科学与技术的研究与发展状况。这种理解既不同于技术竞争，也不同于科技竞争力：技术竞争仅指技术层面，并不包含科学研究方面；科技竞争力重在对科学技术水平进行比较和评价。
进行科技竞争态势分析的方式方法多种多样，相关研究也较多。本文主要从科学与技术的关联性角度，将科学研究与技术研发两方面结合起来，进行科技竞争态势分析研究。这主要是考虑到现代科学与技术之间的发展演变日益加快，特别是在高新科技领域，产品的开发、产业的发展不再只依赖于相关技术的研发，同样取决于相关基础理论（科学）研究的水平和进展。因此，结合利用科学研究与技术研发两方面的信息，进行科技竞争现状及趋势的分析，迎合了当下科技时代的发展需要，具有一定的现实意义。
科学知识一般包含在图书和学术论文当中，技术知识一般包含在专利文献当中。因此，了解某一领域的科技状况可以通过收集、整理、分析该领域的图书、学术论文、专利等文献来实现。具体到进行科技竞争分析时，一般主要从学术论文和专利两方面，获取相关科技文献并进行分析，以达到掌握科技竞争状况的目的。
目前，结合利用学术论文和专利信息进行科技竞争分析方面的研究尚较少。卞志昕（2009）提出在专利地图的基础上增加学术论文相关信息，制作出技术情报地图[1]；该研究的目标仍限于技术情报层面。陈韫春（2010）提出基于科研论文和专利的视角，分析我国科研现状和存在的问题[2]；该研究仅进行理论层面探讨，并未做进一步的深入研究或实践。陶蕊等（2013）基于论文和专利数据进行中美清洁煤技术研发实力与合作趋势分析[3]；该研究仅针对中美两国进行比较，比较的角度也仅限研发实力、研发机构两方面。余敏杰等（2014）将论文引文分析与专利分析相结合，分析微结构光纤技术及其产业的发展态势[4]；该研究以专利信息分析为主，对于论文信息仅进行引文分析。王曼娜等（2014）基于博硕士论文与专利的分析，了解我国再生水领域的研究和应用趋势[5]；该研究重在通过论文和专利信息来了解有关研究进展。
目前的相关研究，一方面没有充分挖掘学术论文或专利数据所包含的信息，结合分析的角度不够全面；另一方面，并未针对科技竞争态势进行专门的研究。针对目前已有研究的不足，本文重点针对科技竞争态势，充分挖掘、结合学术论文和专利数据所包含的信息，研究分析的方式方法，实现较深入全面掌握科技竞争现状和趋势的目标。
12 研究框架与方法
当前，最为有效的信息分析方式是借用先进的信息技术手段，采用可视化方法对分析结果进行形象化揭示和展示。对学术论文所包含的科学信息进行分析一般采用科学知识图谱[6]，对专利所包含的技术信息进行分析一般采用专利地图[7]。但无论是知识图谱还是专利地图，其本质均是采用可视化方法对科技信息分析结果进行形象化揭示，从静态理解是指形象化表示后的有关科技信息的各种图形表格、分布图等，从动态理解是一种分析并形象化揭示科技信息的综合性方法。
本文结合利用知识图谱和专利地图，将学术论文和专利信息分析结合在一起，实现对科技竞争态势进行全面分析的目的，研究框架如图1所示，即基于知识图谱和专利地图的科技竞争态势分析方法。
由图1可见，对于科技竞争态势的把握，主要从科技竞争环境、科技创新环境、竞争机构和人才三方面进行分析揭露。
（1）科技竞争环境分析。主要从时间和空间两个维度进行分析揭示。时间维度的分析即从历史的角度来分析科技发展的趋势，需要结合科学研究趋势图和技术研发趋势图来进行，或将两者合二为一。空间维度的分析即从地域分布的角度来分析科技研发的主要区域及其水平，需要结合科学研究地域分布图和技术研发地域分布图来进行。
（2）科技创新环境分析。当前科技竞争的核心体现在科技创新，因此科技创新环境已成为了解科技竞争态势的重要方面。学术论文和专利分别属于知识创新和技术创新的最主要成果，因而可以结合科学研究热点图和技术研发重点及趋势图，来进行知识创新热点和技术创新重点及趋势分析，从而实现对科技创新环境的掌握。
（3）竞争机构和人才分析。科技的竞争就是人才的竞争，人才通常依靠机构（组织）的力量来开展科技研发和创新活动；因此，掌握科技竞争水平较高的机构和人才队伍情况，也是了解科技竞争态势的重要方面。竞争机构分析是为了挖掘出科技研发水平和实力较高的一些科技研发机构，需要结合科学研究机构实力图和技术研发机构实力图来进行。竞争人才分析是为了挖掘出科技研发水平和实力较高的一些科技研发团队，需要结合科学研究团队实力图和技术研发团队实力图来进行。
2 实证――以张力腿平台（TLP）为例
张力腿平台（TLP）是海洋石油、天然气工业从近海向深海发展过程中诞生的一种新型平台，是我国重点发展的新兴海洋工程装备（海洋工程装备产业是我国战略性新兴产业之一），它是一种垂直系泊，通过数条张力腿与海底的顺应式平台相接[8-9]。
在科技文献数据的采集和获取方面，学术论文数据采集自爱思唯尔（Elsevier）的Scopus数据库，这主要是考虑到Scopus的数据较汤森路透（Thomson Reuters）的Web of Science数据更为全面；专利数据则是采自汤森路透（Thomson Reuters）的德温特创新索引（DII）数据库，该数据库专利数据较全面、规范。在以上两个数据库中分别检索、获取张力腿平台的学术论文和专利数据，共计获得学术论文1 673篇、专利399件；由于以上数据的检索时间为2015年初，而学术论文和专利信息的公开往往需要一定的周期，因此仍有部分2014年的数据还没有公开，所以2014年的数据量会比实际的偏少一点。
采用本文上节所述研究框架和方法，绘制相应知识图谱和专利地图，对张力腿平台的（国际）科技竞争态势进行分析。进行数据分析及制图的工具包括BibExcel[10]、Pajek[11]、VOSviewer[12]等。
21 TLP科技竞争环境分析
211 科技发展趋势分析
统计有关张力腿平台的历年学术论文和专利数量，制作其科技研发趋势图，如图2所示。
从图2可见张力腿平台的科技发展趋势：理论研究（论文）比技术开发（专利）早五六年，且活跃程度要高不少，反映出张力腿平台尚存在一些基础性问题没有得到很好的解决，导致其应用不是很广泛、深入，但也说明其进一步研发的空间还很大；从历史发展趋势看，理论研究与技术开发的趋势大体上一致；在20世纪80年代中期至90年代早期，出现过一次科技研发的高潮期，之后开始跌荡式下降，在2001年左右陷入相对低谷期；自2002年左右科技研发活动又开始缓慢地反弹，直到近三四年，才开始出现爆发式增长并持续至今；目前，张力腿平台的理论研究与技术开发均处在新的快速发展期。
212 科技研发地域分布分析
统计各国家/地区有关张力腿平台的学术论文和专利数量，分别制作其科学研究和技术研发地域分布图，如图3和图4所示。
从图3和图4可见世界主要国家/地区在张力腿平台方面的科技研发实力和水平：美国无论是在基础理论研究还是在技术开发方面，均具有绝对的领先优势，在技术开发方面优势更加的显著；除美国之外的其他国家，中国和挪威的科技研发力量相对较强，挪威在理论研究方面稍强于中国，而中国则在技术开发方面稍强于挪威；其他具有一定科技研发实力的国家有英国、日本、澳大利亚等。
22 TLP科技创新环境分析
221 知识创新热点分析
统计有关张力腿平台的学术论文中关键词的出现频次，选择出现频次较高的关键词进行共现分析，并制作共现图谱，如图5所示，即科学研究热点图。
从图5可见，张力腿平台的科学研究和知识创新热点主要有4个方面：（1）基于平台的石油开采技术，主要集中在海底取油立管及结构设计等方面；（2）系索系统研究，主要进行计算模拟、动态分析等；（3）平台的结构分析和设计，主要考虑涡流和风力影响、疲劳性能和可靠性等；（4）平台的动力响应分析，主要运用水动力学、有限元分析等方法。
222 技术创新重点及趋势分析
统计有关张力腿平台的专利技术分类（IPC）情况，专利量较多的IPC类别即张力腿平台的技术研发和创新重点；
从图6可见，在近十年间（2005-2014年），关于张力腿平台的技术创新活动（B63B35/44）呈现出增长趋势，特别是在近几年；在平台的海上停泊方法上，对于锚泊技术（B63B21/50）的研发较多，尤其近几年发展迅速，而对于系泊技术（B63B21/00）的研发则在近几年急剧下降；在平台设计和修建方法（E02B17/00）的研究上，近十年基本保持在相对较高水平，波动不大；在海底取油立管的设计（E21B17/01）上，技术研发波动性较大，曾在2007年和2012年左右出现研发高峰，其它时间内基本呈下降趋势。
23 TLP竞争机构和人才分析
231 科技研发机构分析
分别统计有关张力腿平台的学术论文和专利的发文机构和专利申请人情况，选择发文量或专利申请量较多的机构（组织），分别制作其科学研究和技术研发机构实力图，如图7和图8所示，这些机构即具有竞争力的张力腿平台科技研发机构。
从图7可见，在张力腿平台基础理论（科学）研究方面，国际上研究实力最强的机构是美国德州农工大学（Texas A and M University），其次是荷兰皇家壳牌公司（Royal Dutch Shell）、康菲公司（ConocoPhillips）及挪威科技大学（Norges Teknisk-Naturvitenskapelige Universitet）。其他科学研究实力较强的机构还包括印度理工学院德里校区和马德拉斯校区（Indian Institute of Technology，Delhi/Madras）、挪威国家石油公司（Statoil ASA）等。
从图8可见，在张力腿平台技术研发方面，国际上研发实力最强的机构是壳牌石油公司（SHELL OIL CO），其次是美国大陆石油公司（CONOCO INC）和美国海马装备有限公司（SEAHORSE EQUIP CORP），其他技术研发实力较强的机构还包括埃克森美孚（EXXON PRODN RES CO）、深水海洋科技有限公司（DEEPWATER MARINE TECHNOLOGY LLC）、维特克灰色公司（VETCO GRAY INC）等。
232 科技研发团队分析
统计有关张力腿平台的学术论文作者和专利发明人的出现频次，选择出现频次较高的作者或发明人进行共现分析，并分别制作共现图谱，如图9和图10所示，即具有竞争力的张力腿平台科技研发团队。
从图9可见，最大的张力腿平台基础理论（科学）研究团队是一个跨国组合，主要成员包括美国德州农工大学（Texas A and M University）的Kim，MH.、Kim，CH.、Niedzwecki，JM.、Natvig，BJ.，挪威科技大学（Norwegian University of Science and Technology）的Naess，A.，挪威Statoil公司的Teigen，PS等人。其次是美国德克萨斯大学奥斯汀分校（Univ of Texas at Austin）的研究团队，主要包括Kim，SB.、Powers，EJ.、Fischer，FJ.、Hong，JY等人。其他较大的研究团队包括以Chandrasekaran，S（论文发文量最多）为核心的印度理工学院（Indian Institute of Technology）团队，以Kareem，A为核心的美国圣母玛利亚大学（Univ.of Notre Dame）团队等。
从图10可见，最大的张力腿平台技术研发团队，是由独立发明人LEVERETTE S J（专利发明最多）、RIJKEN O R、KIBBEE S E，以及壳牌石油公司的HUETE D A和KIPP R M等人组成。其次是以ALLEN D W、HENNING D L、MCMILLAN D W为核心的壳牌石油公司团队。其他较大的研发团队还包括韩国RES INST IND SCI&TECHNOLOGY团队等。
3 结 语
本文以支撑科技创新活动为导向，以全面深刻把握科技竞争态势为目标，从科学与技术的关联性角度，通过充分挖掘、结合学术论文和专利数据所包含的信息，将科学研究与技术研发两方面结合起来，设计研究出基于知识图谱和专利地图的科技竞争态势分析方法。通过多个不同角度和纬度的分析，采用知识图谱和专利地图对分析结果的可视化揭示，最终从科技竞争环境、科技创新环境、竞争机构和人才三方面，对科技竞争现状和趋势进行揭示和描述。同时，以张力腿平台（TLP）科技领域为例，实证了所设计的科技竞争态势分析方法的实用性。
由于本文所做的研究是一种方法及应用的探讨，在短时间内总结出来难免有所疏忽，其中的一些观点和表述仍值得商榷。同时，仍有一些问题需要做进一步的探讨和研究，如基础理论（科学）研究（学术论文）与技术开发（专利）之间的关联性、互动性问题等。这些研究中的不足和问题，需要在今后的研究中做进一步的改进和完善。
参考文献
[1]卞志昕.技术情报地图――专利地图与学术情报的结合[J].科技情报开发与经济，2009，19（16）：111-113，124.
[2]陈韫春.基于论文和专利的我国科研现状分析[J].科技管理研究，2010，30（10）：14-15，19.
[3]陶蕊，武思宏，闫冬.基于论文和专利数据的中美清洁煤技术研发实力与合作趋势分析[J].世界科技研究与发展，2013，35（2）：298-302.
[4]余敏杰，丁楠.基于论文和专利的光纤技术发展态势分析[J].科技与经济，2014，20（4）：66-70.
[5]王曼娜，陈晨，陈晓芬，等.我国再生水领域的研究和应用趋势――基于博硕士论文与专利的分析[C].2014中国环境科学学会学术年会论文集（第五章）.成都：中国环境科学学会、四川大学，2014：1167-1174.
[6]陈悦，刘则渊.悄然兴起的科学知识图谱[J].科学学研究，2005，23（2）：149-154.
[7]王兴旺，孙济庆.国内外专利地图技术应用比较研究[J].情报杂志，2007，26（8）：113-115，119.
[8]马延德.海洋工程装备[M].北京：清华大学出版社，2013.
[9]国家发展改革委，科技部，工业和信息化部，国家能源局.海洋工程装备产业创新发展战略（2011-2020）[EB].http：∥/gzdt/att/att/site1/20110916/001e3741a2cc0fdd4fd101.pdf，2015-03-23.
[10]OllePersson.BibExcel[CP/OL].http：∥www8.umu.se/inforsk/Bibexcel，2015-03-23.
关于人才分类和教育分类，可以根据需要，确定多种分类方法。在这方面，已经有过很多文章作过阐述。自1995年起，以杨金土、孟广平为首的研讨组曾发表过三篇文章，即《对发展高等职业教育几个重要问题的基本认识》(《教育研究》1995年第6期)，《论高等职业教育的基本特征》(((教育研究》1999年第4期)，《对技术、技术型人才和技术教育的再认识》(《中国高等教育》2002年第巧一16期，《职业技术教育》2002年第25期，《职教通讯》2002年第19期)。这些文章都提出了人才分类和教育分类可以相对应地分成四类，即学术型人才—学术教育、工程型人才—工程教育、技术型人才—技术教育、技能型人才—职业教育。这个分类方法在国内已经得到了很多人的赞同，但也听到一些不同意见。一是认为杨、孟等人所提出的分类方法是根据工业系统制定的，并不具有普遍性，难以概括第一产业、第三产业等方面;二是认为工程型人才和技术型人才属于同一类型，不应分成两类。本文针对以上意见就这方面问题作一些补充论述(对于“人才”的含义，我们一直按照广义的人才概念，将一切有知识、有技能的人都作为人才)。
一、为什么要把工程型人才和技术型人才区分开来?
人才分类是随着社会的发展而变化的。为了把问题说清楚，本文将对形成技术型人才以前的情况作扼要叙述。
(一)由于生产力的发展、文字的创造和科学知识的萌芽等因素，开始形成了古代的教育大体可分两类。一类是以学习文字、书本知识为主的早期学校教育，一类是通过学徒制对劳动人民传授生产技能的教育(当时不作为教育)。前者逐步发展成培养学术型人才的学术教育，后者是早期的培养技能型人才的职业教育。
(二)大工业出现后，19世纪20年代开始培养一种能将科学原理、科学方法应用于生产实际的新型的应用型人才为了把培养学术型人才和培养这种新型应用型人才的两类教育区分开来，国外通常将前者称为学术教育(AeademieEdueation)，把后者称为专业教育(ProfessionalEdueation)。这种专业教育的内涵实际上包括工程和技术两个方面。
(三)形成技术型人才的主要原因在于技能型人才某些岗位的智能化科学技术的快速发展，从两个方面对技能型人才提出了更高要求。一方面，自动化生产的发展使科学原理进一步应用到技能型人才的具体工作上(也可称技术领域)，完全改变了原来工作岗位的知识能力要求，主要是提出了智能化要求;另一方面，生产工件不断向大型化、精密化、结构复杂化等方向发展，要求技能型人才进一步提高技能等级。在教学计划中，如果要提高技能等级，就要把更多时间用于生产实习;如果要提高智能化方面要求，就必须增加足够的专业基础理论并相应强化文化基础知识，还要增加学会运用所学理论解决实际问题的实践性课程。但是，在规定的学习年限内，无法同时满足这两个方面的要求。.于是在20世纪40一50年代，很多发达国家把原来的职业教育一分为二，在提高技能等级方面要求仍由技能型人才担任，仍归属职业教育;而把提高智能化方面要求改由一种新型的技术型人才担任，培养这种人才的教育称为技术教育(介ehniedEdueation)。
(四)科学技术的迅速发展，也促成了专业教育(ProfessionalEdueation)的分化，这是由于不论对工程和技术哪个方面都提出了更高、更新的要求在工程方面，对理论知识提出了更高、更新的要求。对于科学技术的迅速发展，仅就生产自动化这一个方面为例变化就极大。在大生产出现初期，自动化程度不高。19世纪后期，电机、电信等电气技术的创造发明促成了20世纪电气自动化的大发展，不论传动、调速、控制等技术都出现了质的飞跃。20世纪中叶，电子技术的应用促成了以计算机为代表的信息技术的大发展一，程序控制技术、遥控技术等应用使生产自动化又一次出现质的飞跃。这些都使专业教育的学习领域拓宽了，理论要求加深了。在技术方面，科学原理应用到技术领域后，增加了技术工作的复杂性，同时，由于对技能型人才提出更高技能要求，也要求专业教育进一步加强实习，提高技能。即使把专业教育的学制从高等专科提高到高等本科，也无法容纳工程和技术两个方面的发展要求。通常做法是把技术方面要求，例如第一线的技术和管理工作等改由技术型人才担任。这样，专业教育就较少涉及技术部分，成为比较单一的工程教育，所培养的是工程型人才。
(五)技术型人才的存在，可以使工.程型人才和技能型人才都工作得更好有了技术型人才，工程教育可以把原;来专业教育中所学的技术课程，特别是实践性课程予以压缩，从而专心提高工程方面的理论知识，着重解决工程方面问题。另一方面，技能型人才将智能化任务交由技术型人才担任后，可以专心提高技能，也可工作得更好。
(六)杨、孟等人提出的人才分类和教育分类方法与国际通常分类方法相一致美国的工程教育与技术教育是区分的。美国普度大学(PurdueUniversity)曾发表过多篇区分工程教育与技术教育的文章，在这所学校内，这两类教育分属两个机构。英国有专门管理技术教育的技术教育委员会(介ehnieianEdueationCouneil)。法国通过管理技术教育的“技术中学毕业会考”规定和发放“高级技术员证书”。在联合国教科文组织颁发的《技术和职业教育术语》(1984年再版，介rnlinol-ogyofTeehniealandVoeationalEdueation，Re-visededition1984)中，第7条为“技术和职业教育”(TeehniealandVoeationalEdueation)，第8条为“技术教育”(TeehniealEdueation)，第9条为“职业教育”(VoeationalEdueation)。明确技术和职业教育不属于普通教育，而工程教育是普通教育的一部分。
二、杨、孟等人的分类方法不仅适用于工业领域，也适用于非工业领域
人才分类和教育分类的发展变化从工业领域开始，然后影响到其他领域。在四类人才与教育中，主要是工程型人才、工程教育和技术型人才、技术教育这两个方面容易引起误解，认为只适用于工业领域。其实，这里的“工程”与“技术”都是广义的概念，并不限于工业领域。
(一)“工程型人才”、“工程教育”同样适用于非工业领域前文已说明，能将科学理论、科学方法应用于工业领域的应用型人才是一种工程型人才，同理，科学理论、科学方法也可以应用到其他领域，也有其他领域的应用型人才。非工业领域的应用型人才所从事的工作也可能采用“工程”这个名称，例如“菜篮子工程”、“希望工程”等。这些工程的规划设计者和部分管理人员都应是工程型人才。如果将系统理论和系统方法有计划、有组织地应用到各个领域中去就成为系统工程。《辞海》对“系统工程”条目的释义是:“系统工程应用于不同部门和领域，形成工业系统工程、农业系统工程、科技系统工程、军事系统工程、社会系统工程等。”这也说明“工程”的概念不限于工程领域。#p#分页标题#e#
(二)“技术型人才”、“技术教育”同样适用于非工业领域技术型人才的产生主要由于工作岗位的智能化，这种情况在非工业领域同样存在。特别是以计算机为代表的信息技术广泛应用于各个领域后，掌握“技术”已不是工业领域所独有。例如，秘书工作要学会正确使用整套办公系统，国外通常称为掌握“文字处理技术”。同理，会计人员要学会掌握“数字处理技术”，服务人员要掌握各类服务技术等。此外，非工业领域也有一些人担任工程型人才的辅助工作，其中很多属于技术型人才。《教育大辞典》第3卷“技术”条目的释义称:技术是“为实现生产过程和非生产性需求的经验和科学的方法与手段的总和”，“可分为生产技术(包括各种机械和工艺过程)和非生产技术(包括市政、科研—文化、教育、医学等)”。
三、关于各类人才、各类教育的命名及其他
(一)关于各类人才、各类教育的命名这方面的命名是一个困难问题，因为工程、技术、技能这些名词的含义是交又的。不仅工程与技术两者的含义有交叉，技术与技能的含义也有交叉。技术这一名词的最初含义是技能型人才所掌握的经验技术，指通过反复练习所形成的工作经验和熟练技能，至于科学原理、科学方法应用到技术领域所形成的理论技术仅有一百年左右历史。而且，技能也可以分为心智技能(智力技能)和动作技能(运动技能)。这两个术语与理论技术和经验技术的含义明显是交叉的。现在采用的方法是尽可能沿用国际上通用的名称。如四种类型教育—学术教育(AcademicEdueation)、技术教育(TeehniealEdueation)、职业教育(VoeationalEdueation)都是国外通用名称，只有工程教育这个名词国外使用的面并不很广，较多地仍然沿用专业教育(ProfessionalEduca-tion)这个词。考虑到在出现技术教育后专业教育这一名词的内涵已经发生变化，而且我国的中等专业教育已办了半个世纪，属于技术教育。因此，不宜沿用专业教育这一名词，应定名为工程教育。人才类型的名称一般与教育类型相对应。学术教育培养学术型人才，工程教育培养工程型人才，技术教育培养技术型人才。但职业教育所培养的不宜称职业型人才，因其含义过广，宜改为技能型人才。
