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房地产开发企业预算管理研究:略论房地产开发企业资金预算管理 【摘 要】房地产行业属资金密集型行业,房地产企业最大的风险来自于资金管理。很多房地产企业都非常重视资金管理能力的打造,以确保企业资金链的安全。房地产开发企业的资金预算管理主要包括以下几个方面:(1)资金预算的编制;(2)资金预算的执行与控制;(3)预算分析调整;(4)预算考评。 【关键词】房地产 资金 管理 预算 房地产行业属资金密集型行业,房地产企业最大的风险来自于资金管理。因利润低而破产的房地产企业很少,大部分破产的企业是因为资金管理出现问题,导致资金链断裂。所以,很多房地产企业都非常重视资金管理能力的打造,以确保企业资金链的安全。房地产开发企业的资金预算管理主要包括以下几个方面。 一、资金预算的编制 开发企业资金预算管理的关键点在于企业现金流和开发项目数量、开发进度的精准匹配和衔接。企业应通过不同的资金预算形式,将开发项目不同阶段的资金流与企业非项目资金流进行统筹计划和平衡,为合理调配和使用资金服务。房地产企业的开发项目处在的不同阶段,需要编制的资金预算有较大的区别,具体包括: 1.项目拓展阶段 在项目拓展阶段的可行性论证分析环节,项目拓展部门应组织策划、研发、财务、工程等部门,对开发项目的定位、投资总额、分期投入资金的时间、投资节奏和投资金额等进行测算,在此基础上编制《项目投资匡算》和《项目启动资金预算》。根据项目需要投入的启动资金,以及企业自身可动用的资金存量来决定是否投资该项目。项目所需启动资金金额与企业的项目开发模式,工程款支付方式有很大的关系。通常情况下,项目的启动资金主要包括土地款、土地取得相关税费和项目前期费用。 2.项目开发计划制定阶段 企业已取得的项目在开发计划制定后,应立即组织对项目开发周期内的现金流量进行测算,并编制《项目资金流量预算》。项目开发计划和项目投资匡算是编制项目资金流量预算的基础资料,同时还需要公司明确项目的各项采购付款政策。项目资金流量预算完整反映了项目在全开发周期内各关键开发节点的现金流量情况,能够帮助企业提前预判现金流量能否实现平衡。同时,通过该预算的编制,能够为企业调整项目开发计划和项目投资匡算提供决策依据。《项目资金流量预算》最好按季度反映,也可按月反映。如果按月反映,则对企业的基础资料要求很细,对企业的计划管理水平要求较高,否则会大大降低预算的准确度。 项目资金流量预算并非一成不变,当公司调整了项目开发计划,或者项目投资匡算进行了调整,如遇到原材料价格上涨,项目重大设计方案变更等,项目的现金流量预算应进行相应的动态调整。此外,如果企业的采购付款政策发生了变化,资金流量预算也应进行调整。 3.项目开发阶段 对于多项目运作的房地产开发企业,在项目开发阶段应按季度或月度编制具体的资金执行预算。项目资金流量预算反映的是单一项目开发全周期的完整现金流量,它并未包括公司除该项目以外的其他项目的现金流,也未反映公司层面的资金收付,如对外融资、往来款项划转、公司管理费用等。 对同时进行多项目运作的房地产企业来说,公司短期内的资金能否在各开发项目和公司之间进行统筹协调,需要通过编制具体的资金执行预算来平衡。因此,编制短期公司整体的资金执行预算,既能够解决项目资金流量预算和其他长期预算准确度不高的问题,又能为公司短期资金收付,以及资金使用情况的考核提供直接的依据。它是房地产开发企业应该高度重视的预算。 资金执行预算编制的周期可以为季、月或周。如果采用季度编制方式,最好在月度进行调整和修订,以提高执行预算的准确度。按月度编制执行预算相对来说比较科学和合理,既保证了预算相对比较准确,又避免因预算期过短导致企业各部门整天陷于预算之中,从而产生对预算管理的逆反心理。 二、资金预算的执行与控制 资金预算特别是执行预算编制完成后,各部门在进行具体的资金收付时,应以预算作为实施的依据。财务部门在审核资金支付时,除了审核凭据是否规范、是否符合合同约定付款条件外,还应将资金预算作为控制的依据,设置预算审核环节,重点审核该笔支付是否符合预算。对符合资金预算的款项,及时安排支付;对不符合资金预算的款项,包括无此预算的款项,以及实际支付金额大于预算金额的款项,应先与承办部门进行沟通,确定能否延期支付或不予以支付。如确需支付,则应作为预算外支出,履行特殊的审批程序。 三、预算分析调整 房地产开发企业应当建立资金预算执行情况的动态反映体系。通过对预算执行情况的动态反映,财务部门才能准确审核款项支付是否符合预算,为预算控制提供及时和准确的信息,同时为预算分析提供基础信息。 由于房地产项目开发周期长,在开发过程中还受到国家宏观调控、市场变化等诸多因素影响,这些因素的变化都会导致原先编制的资金预算不准确。因此,在预算执行过程中,企业还应建立预算调整制度,对临时发生的、影响企业经营管理的重大事项对预算的影响进行调整,以提高预算的准确度。 四、预算考评 为了提高资金预算的执行率,充分发挥预算的控制作用,企业应将资金预算的执行情况与绩效考核挂钩。在确定各相关部门的关键绩效考核指标(KPI)时,应将预算执行指标作为KPI之一,通常可作为部门KPI的预算考核指标有“超资金预算率”、“预算执行率”等。 在企业预算准确度不高的阶段,可将“超资金预算率”指标作为考核指标。财务部门应对各部门发生的预算外支出进行统计,并计算出考核期内的“超资金预算率”,提交人力资源部门作为考核依据。对非部门自身原因的各项超预算支出,如宏观政策变化、公司开发计划调整等导致的超预算支出,应进行预算调整,不纳入部门的考核。对部门自身原因导致的超预算支出,如工作计划性不够、预算编制不准确等发生的支出,应作为部门的超预算支出。 当企业涉及到多项目开发,对资金预算执行率要求很高的时候,可将“预算执行率”作为关键绩效考核指标,以此不断提高各部门对预算编制准确度的重视程度,同时提高预算的执行率。 (作者单位:重庆力扬实业有限公司) 房地产开发企业预算管理研究:浅谈如何加强房地产开发企业财务预算管理 [摘 要]房地产开发企业面临的政策风险和市场风险较大,因此加强房地产开发企业的财务预算管理显得尤为重要。房地产开发企业财务预算主要包括损益预算和资金预算两部分。本文就房地产开发企业财务预算存在的问题和如何加强财务预算管理进行了探讨。 [关键词]房地产开发企业 财务预算 管理 财务预算是一系列专门反映企业未来一定预算期内预计财务状况和经营成果,以及现金收支等价值指标的各种预算的总称。房地产开发企业具有投入资金多、开发周期长等特点,且国家持续加强房地产宏观调控,房地产开发企业面临的政策风险和市场风险也较大。“凡事预则立,不预则废”,加强房地产开发企业的财务预算管理尤为重要。 一、房地产开发企业财务预算的主要内容 房地产开发企业财务预算主要分为损益预算和资金预算两部分,其中:损益预算反映企业未来一定预算期内生产经营成果及其分配情况,资金预算反映企业未来一定预算期内现金收支情况。 1.损益预算 房地产开发企业损益预算主要包括收入预算、成本预算、费用预算(管理费用、销售费用、财务预算)、税费支出预算等。 按照上市房地产开发企业的通行会计核算办法规定,房地产销售收入一般要同时满足下列五个条件时确认收入:一是商品房竣工验收合格,取得竣工备案表;二是已签定商品房销售合同;三是房款已经取得或确信可以取得(通常收到销售合同首期款及已确认余下房款的付款安排);四是房屋相关成本能够可靠计量;五是房屋经客户验收,买卖双方办妥房屋移交手续。因此房地产开发企业的收入预算与营销部、工程部、成本管理部等各个业务部门密切相关。 税费支出预算主要包括计入营业税金及附加的土地增值税、营业税、城市维护建设税、教育费附加及其他。其中土地增值税按照超额累进税率的30%~60%,一般按照清算口径计提。 2.资金预算 房地产开发企业资金预算主要包括资金流入和资金流出两部分。 资金流入主要包括销售回款、银行贷款、其他资金流入(如收取工程单位的招投标保证金等)。销售回款受工程节点(取得预售许可证才能销售)、市场环境制约,银行贷款受银行信贷政策、工程节点进度(按照银监会相关规定,房地产企业取得土地使用证、建设用地规划许可证、建设工程规划许可证、施工许可证银行才能放款)制约。 资金流出主要包括土地支出、工程建设支出、管理费用、销售费用、财务费用三项费用支出,税费支出,偿还银行贷款支出,其他支出。工程建设支出主要受工程进度制约。 二、房地产开发企业财务预算管理中存在的主要问题 1.存在“编制财务预算纯属财务行为”的错误认识 财务预算反映企业未来一定预算期内预计财务状况和经营成果,以及现金收支情况,但不能据此就认为财务预算只是一种财务行为, 由财务部门负责制定和控制预算就可以。房地产财务预算与项目的设计、工程、营销、成本控制、物资采购等各个环节息息相关, 是所有相关管理的集中体现。 2.财务预算准确率及分解的科学性有待提高 多数房地产企业的财务预算(包括收入预算、费用预算、资金预算等)预算执行差异率均较大,但财务预算执行差异率较大的主要原因是各个业务部门预算执行的较差。 部分房地产企业简单按月平均收入、回款等财务预算,没有结合房地产企业生产经营特点、营销和工程等工作节点、投融资计划等进行分解,财务预算分解的科学性有待提高。 3.与企业战略目标联系不够, 重年度预算, 轻项目开发预算 房地产开发项目开发周期较长,从取得土地使用权证到销售清盘,少则2年~3年, 不确定性因素多, 如设计变更、政策变化、进度延缓等,因此编制财务预算不仅是对年度财务状况做出的反映, 而且是对项目综合情况做出的反映。许多房地产企业还是套用工业企业传统预算方式,在年度经营计划指导下编制房地产项目的年度预算, 并且通常是单项预算, 考虑项目的开发期不够,与企业战略目标联系不够。 三、加强房地产开发企业财务预算管理的措施 1.财务预算,现金为王 房地产行业高利润、高负债,同时高风险,必须时时保证现金流的健康顺畅。尽管自今年3月份以来商品重点城市商品住宅成交量不断回升,但受限购、限贷、限价等多重政策影响,加上房地产企业以往常用的开发贷款、国内资本市场募资等方式受到层层限制,房地产开发商整体现金流趋紧。因此财务预算要坚持现金为王,确保收入项目资金的及时回笼及各项费用的合理支出,资金优先保证偿还银行贷款本金和利息,优先保证项目建设,降低财务风险,提高资金使用效率。 2.各个业务部门密切配合,从业务部门发起编制资金预算和损益预算 房地产项目预算涉及项目开发前期研发、营销策划、工程管理、物业管理等各个部门, 涉及项目开发经营活动的各个环节, 因此,房地产财务预算编制要加强与业务部门密切配合,分工编制预算,具体是: 资金预算方面,营销部门负责编制销售回款预算、销售费用预算,工程管理部、前期部等部门负责编制土地支出和工程建设资金支出,财务部门编制税费支出预算、偿还银行贷款本金及利息支出预算,人力资源部负责编制人工成本、培训费等预算。 损益预算方面,工程建设部要保证计划确认收入的地块按期取得预售许可证,按期建设完毕、取得竣工备案单,提高建筑质量并提交内部验收;客服部要保证计划确认收入的地块按期完成内部验收(物业公司、开发商、总包单位、监理公司组织四方验收,发现问题及时整改,所有问题整改完毕后物业公司收钥匙)并按时、顺利交房,取得客户签收凭据或其他交房证据;成本管理部要保证按期完成结算,为确认收入时成本的可靠计量提供依据。 3.提高财务预算分解的准确率 一是总体构成的分解。收入总体构成的分解, 需与开发的房地产产品物业类型、销售面积、拟销售均价挂钩, 然后分解、预测出各地块物业类型的销售总价。开发成本总体构成的分解, 需将土地、前期、基础、建安、配套等成本项目根据工程逐步分解, 然后一一对应到相关成本项目中, 最终预测总成本。费用、税金等按国家相关政策和企业财务制度等进行费用科目、税金科目的分解, 然后测算费用、税金总价。 二是构成项目按年度、月份的分解。将总体构成的各项科目按照工程进度和预计付款方式以及工程总额控制点的要求等, 结合项目开发周期进行各个年度、月份的分解, 将预算责任落实到各个单位直至各个项目。 4.加强财务预算执行分析与考核 预算管理的本质要求是一切经济活动都围绕企业目标的实现而开展,在预算执行过程中落实经营策略,强化企业管理。因此,必须围绕实现企业业务预算和财务预算,提高预算的控制力和约束力。企业各部门在房地产建设及销售的各项活动中,要严格执行,切实围绕预算开展经济活动。要按照“以月保季,以季保年”的原则,编制季、月滚动预算,并建立每周资金调度会、每月预算执行情况分析会等例会制度,严格执行预算政策,及时反映和监督预算执行情况,适时实施必要的制约手段,把企业管理的方法策略全部融会贯通于执行预算的过程中,最终形成全员和全方位的预算管理局面。 要把财务预算执行偏差率(如收入预算执行偏差率,销售回款预算偏差率等)作为重要的绩效考核指标,并责任到人。 5.密切关注国家宏观调控政策 房地产企业要密切关注宏观经济形势和经营环境变化,加强对经营状况的深入分析和动态把握,充分考虑生产指标、经营情况变化等因素的影响,实事求是测算各项财务收支的变化情况,准确预测年度财务预算情况,确保全年财务预算完成情况的可控和在控。 综上所述,房地产企业的财务预算管理是一个系统工程,是企业治理的重要组成内容,是与企业发展战略相配合的战略保障体系。房地产企业应该根据自身的特点,形成适合本企业的财务预算管理制度,真正达到实现企业发展战略目标,整合企业资源,提高经济效益的目的。 房地产开发企业预算管理研究:房地产开发企业财务预算管理 【摘要】随着我国房地产业的迅猛发展,对其进行财务管理就显得尤为重要。在当今市场经济快速发展的时代背景下,企业的最终目的是追求效益的最大化,要想使企业利润最大化,就必须对企业财务进行有效、合理的管理,本文就企业财务管理的内容以及管理的方法两个主要方面展开论述。 【关键词】房地产业 财务管理 市场经济 预算,是指事业发展计划和任务编制的年度财务收支计划,所谓财务管理,就是在预算假设和管理者经验判断的基础上的对企业资产的一种预算管理。财务管理的好坏与否,直接影响到了一个企业的财务状况以及持续发展的能力好坏。因此,做好财务管理的预算工作,对于一个企业的发展来说具有至关重要的作用。 一、财务预算管理的内容 如果要进行良好的财务预算管理,财务人员就需对预算管理的内容有一个深入的了解,房地产企业最大的风险就是来自于资金的管理,破产的房地产企业出现的问题,也大都是资金管理方面出现了问题。所以,房地产企业首先应重视的,不是利润,而是企业资金的管理。 (一)资金预算的编制 资金预算的编制的主要工作是企业现金流和开发项目数量,开发进度精确匹配和衔接四个部分,预算人员根据企业发展的不同阶段特点,来对企业的资金流和企业的项目进行统筹规划,其目的就在于能够合理的调度和使用资金。 (二)资金预算执行与控制 财务部门在进行资金预算编制后,各部门应当严格按照预算编制时的预算结果作为依据,进行相应的资金收付。另外,财务部门在审核各部门的资金收付时,要以当初所做出的预算为基本依据,此外再审核凭据是否规范,是否符合合同上的付款条件。对于不能符合预算的资金款项,要及时与相关部门进行沟通,商讨是否能够延期支付或不予支付,如果必须支付,应把它作为预算外支出。 (三)预算分析调整 房地产的资金使用具有相对的不稳定性,企业应该制定一个资金预算与实际执行情况的动态反映系统,通过动态反映系统,财务部门可通过所反映的数据,来判断企业的资金流动是否符合当初的资金预算,以便过后做出相应调整。 (四)预算考评 为了使预算的执行力有很好的保证,房地产企业需将预算的执行情况同绩效考核联系在一起,这样,各部门在绩效考核的压力下,必会严格遵守财务部门所制定的财务预算,同时能够向其提供基础信息,确保其能够及时、准确地掌握动态信息。 由于在中国目前的经济状态下,房地产业的发展较不稳定,因此,变化会使企业当初的预算发生变化,进而导致其不太准确,所以,在预算的执行过程中,企业还应建立相应的预算调整制度,以面对临时发生的重大事件对企业资金的影响。 二、我国房地产企业在当前财务预算管理中存在的问题 在对资金预算管理的相关内容有了一定的了解之后,接下来所要做的,就是要总结为我国房地产企业中财务预算管理中存在的问题,并找出相应的解决方案。目前,我国房地产企业目前的资金预算管理中存在的问题主要表现为以下几个方面。 (一)对预算管理的认识不足 许多房地产企业的财务部门在进行预算管理时,只注重如何降低成本费用,注重预算管理对成本费用的节约,缺乏价值的管理以及预算系统的管理概念。财务部门在对预算进行管理时,忽略了对其他的部门的共同管理,使部门与部门之间缺乏了一定的交流。 (二)预算管理机制不健全 许多房地产企业没有建立起相应的组织机构,这个组织机构的功能就是要对企业的预算管理进行监督,有时还要进行必要的协调与仲裁。如果单单把预算管理交个财务,法人治理机构不完善,对财务管理的认识不足,就会导致预算管理机制的不健全。有建立预算编制,而没有建立管理机制,对一个企业的长久发展是极其不利。 (三)房地产企业的预算管理与企业的经营活动脱节 企业的预算活动大都是事前预算,往往缺少一定的客观性,大部分企业都是通过企业以往的经营情况来制定今年的预算指标,没有考虑到下一年企业的生产经营情况,就像我国目前的房地产行业,不稳定因素比较多,所以更需要结合下一年的生产经营状况来制定预算管理。 (四)在执行过程中缺乏有效的考核和激励机制 房地产企业在就算建立起了有效的管理机制,但是没有有效的考核和激励机制也是不行的。目前,有些房地产企业没有签订指标经济责任合同,没有建立起有效的奖惩机制,没有很好的落实责任制,加之考核时会带有考核人员一定的主观色彩,使考核结果出现一定的片面性。 三、房地产开发企业财务预算管理措施 要做好企业预算管理,就要了解企业预算管理中存在的问题,与相关部门一起,使企业的预算管理做得更好。主要措施主要表现在以下几个方面。 首先,要严格控制内部资产。不仅在预算前,在预算中或是执行阶段,都要进行严加控制。例如,对于一些利用率较低的设备要进行及时的清理,即所谓的折旧控制,这么做的目的就是使企业固定资产得到有效的使用和保存,保证了其使用年限和残值估算的准确性。 其次,建立起完整的资本预算程序,降低投资风险。例如,在企业运行过程中,有可能会遇到一系列的变化,这时,就要对项目进行必要的评估,从而制定出新的决策,避免不必要的损失。 再次,寻找新的投资机会。企业要对市场的动向有一个准确的认识,要学会寻找新的投资机会,及时了解投资项目的投资背景,做出正确的预算管理。 最后,建立健全预算管理机制。要建立有效的考核和奖惩机制,落实责任制,加强与各部门的协调与交流等。 四、结语 房地产企业的发展对我国经济的发展有着巨大的推进作用,对财务预算进行有效的管理,确保不必要的资金浪费,促进企业利润的最大化,从而促进市场经济的发展,相关部门应该重视财务预算的作用,促进管理的高效进行。 房地产开发企业预算管理研究:房地产开发企业实行全面预算管理的必要性探析 摘 要:在房地产开发企业中,全面预算管理是控制企业成本的一个重要手段,对企业的健康稳定发展具有重大意义。本文结合我公司情况,对全面预算管理的重要性和必要性问题进行了介绍分析,希望对全面预算管理在房地产开发企业中的应用能够有所帮助。 关键词:房地产企业;全面预算;必要性 在社会发展新时期,房地产开发企业迎来了新的机遇,迅速成长起来,在拉动我国经济发展中占据着重要地位。但是,与此同时,机遇与挑战并存,新时期的发展也对房地产开发企业管理提出了新的要求。一般来说,房地产开发企业管理中会涉及到大量的资金,如果资金管理不当,不仅会影响资金的利用效率,而且会增加资金风险,给企业造成严重的经济损失。面对这种状况,我们必须做好全面预算管理工作,从而为房地产开发企业的可持续发展提供条件。本文将以我公司为例,对房地产开发企业实施全面预算管理的必要性展开探讨。 1 房地产开发企业实行全面预算管理的重要性 我公司成立于2012年,属于新开设房地产公司,目前共有4个在建项目,刚步入房地产行业中,管理经验尚需进一步积累。作为一家新开设的房地产公司,目前要进一步加强正规化管理,只有长远规划是不够的,还需有实现目标的具体措施,而在这一过程中全面预算管理这一管理工作在公司整体管理工作中有重要意义。全面预算管理不仅涉及到企业的整体目标,还涉及到本部门的工作目标以及公司其它的方面。因此,全面预算管理的实施需要各个部门和工作人员的积极配合,这样就增加了企业中部门之间的沟通和交流,增强了它们的协调性,有利于促进工作效率的提高,改善企业的经营状况。另外,全面预算管理还可以作为企业评价的一个标准,通过与以前的业绩进行对比分析,为企业今后的管理工作提供依据。 2 房地产开发企业实行全面预算管理的必要性 在房地产开发企业中,全面预算管理的实施有利于企业发展战略的实现,对企业的健康稳定发展具有重大意义。从目前现实情况来看,由于受到房地产市场环境、行业情况、税务管理以及企业发展目标的实现等因素的影响,房地产开发企业实行全面预算具有必要性。 (1)实行全面预算管理是满足房地产市场环境的要求 近年来,房地产开发企业面临的市场环境越来越严峻,市场环境的变化要求实行全面预算管理。首先,在国际方面,国外金融危机频发,对我国经济造成影响,进而使我国楼市出现低迷问题。其次,在国内方面,一方面,随着房地产开发的发展,我国政府逐渐加大对楼市的调控力度,出台限购和提高房贷利率等各种政策;另一方面,在建材市场,混凝土和钢材等各种施工材料的价格不断增加。由此可见,在市场环境方面,无论是国外还是国内,都要求企业进行全面预算管理,降低企业运营成本,实现利益的最大化。 (2)实行全面预算管理是适应行业情况的需要 我国房地产开发企业在20世纪90年底末开始迅速发展起来,虽然时间不长,但是,它的市场占有率已经基本上达到饱和,竞争越来越激烈。在这种形势背景下,无论是已经形成规模的大房地产开发企业,比如我公司,还是新兴起的房地产开发公司,都需要进行全面预算工作,提高企业资金的综合利用效率,增加竞争优势,以便在愈演愈烈的市场环境中占据一席之地。因此,实行全面预算管理也是适应房地产行业情况的需要。 (3)实行全面预算是税务管理的现实要求 房地产行业中涉及到多种税费,比如,依照企业运行情况,需要缴纳土地增值税和企业所得税;依照资产购置,需要缴纳房产税、使用税以及契税等。其中,对房地产开发企业来说,土地增值税与企业的经济效益有着密切关系。比如,在工程项目的前期申报过程中,如果建筑的面积符合国家相关标准,就可以免缴土地增值税费用。相反,如果建筑的面积超出规定标准就要缴纳大量的土地增值费用,给企业造成不必要的经济损失。因此,我们需要在建设前期做好预算工作,对建筑工程申报到销售全过程进行量化预算分析,使企业土地增值费用降到最低,实现企业经济效益的提高。 (4)实行全面预算是实现企业发展目标的现实需要 在房地产开发企业中,全面预算管理以现金流为基础,以工程项目预算为优秀,对工程进行全过程和全方位的预算管理。它的实施可以对企业中的各种资源进行整合,比如,人力资源、物力资源、信息资源以及资金资源等,对它们进行优化配置,从而有利于增加企业中各个部门的合作和协调性,使各项工作都有条不紊地进行,促进企业经营目标和发展战略的实现。简而言之,房地产开发企业实行全面预算还是实现企业发展目标的现实需要。 3 结束语 综上所述,房地产开发企业是一个投资大和风险高的企业,因此,资金的管理显得更加重要。在具体的发展过程中,鉴于房地产市场环境、行业情况、税务管理以及发展目标等因素的影响,房地产开发企业中实行全面预算管理具有重要性和必要性。因此,今后我们要加强全面预算管理在房地产开发企业中的应用,从而使它更好地为房地产开发企业服务,促使房地产开发企业进入到一个新的发展阶段,更好地在我国经济发展和人们生产生活中发挥作用。 房地产开发企业预算管理研究:如何加强房地产开发企业财务预算管理 摘要:财务预算管理的根基包含两个方面:其一是相关企业的预算假设;其二是企业管理者的经验判断。从事房地产开发的企业一般面临着比较大的政策风险和市场风险,鉴于此,加强房地产开发企业的财务预算管理就显现出了较为明显的重要性。本文将就房地产开发企业在财务预算管理实务存在的具体问题及其解决方案进行简要论述。 关键词:房地产开发企业;财务预算管理;问题与应对策略 房地产开发企业的经营业务往往具有投入资金多,开发周期长等特点,近年以来,国家对房地产行业持续实行紧缩“土根”“银根”等宏观调控政策,使得这一行业的风险水平日益加大,也就使得做好房地产开发企业的财务预算管理工作获得了与日俱增的重要性。我们在财务预算管理工作实务中应重点把握这一工作的完整性、科学性以及客观公平性等基本内涵。 一、房地产开发企业财务预算的基本内容 房地产开发企业财务预算主要分为两个部分:其一是损益预算;其二是资金预算。在这里,损益预算反映企业未来一定时期内预计的财务成果及其分配状况;资金预算则反映企业未来一定时期内的现金收支情况。 1.房地产开发企业损益预算 房地产开发企业损益预算主要包括:收入预算、成本预算、费用预算(具体包括管理费用、销售费用、财务预算)、税费支出预算等。 根据房地产开发企业的通行处理方法,房地产销售收入的确认需要同时满足下述的五个条件: (1)商品房竣工验收合格,并且成功取得竣工备案表。 (2)已与购买方签定商品房正式销售合同。 (3)开发企业.已经取得购房款项或确信可以取得购房款项(通常指收到销售合同的首期付款且确定余下购房款项的付款安排。) (4)所售出的商品房全部相关成本项目能够可靠计量。 (5)商品房经购买方验收,且买卖双方办结房屋产权移交手续。 由此可知,房地产开发企业的收入预算与本公司的营销部、工程部、成本管理部等各个业务部门都具有着不可忽视的关系,它是一项比较具有综合性的工作任务。 相应地,在这里我们还要讨论有关于税费预算方面的话题。这里所说法人税费计算主要包括计入营业税金及附加的营业税、城市维护建设税、教育费附加、土地增值税及其他应付税费等项目。依照相关法律法规,房地产开发企业的土地增值税应当按照超额累进税率的30%-60%计算,一般条件下,应按照清算口径计提。 2.房地产开发企业的资金预算 房地产开发企业资金预算主要包括两个部分,其一是现金流入预算;其二是现金流出预算。 现金流入项目主要包括销售回款、银行贷款、企业其他现金流入等。销售回款受工程'进度情况(取得预售许可证才能销售)、商品房销售政策、市场环境约束等条件的制约。银行贷款受银行信贷政策、工程进度情况(按照银监会相关规定,房地产企业在同时取得土地使用证、建设用地规划许可证、建设工程规划许可证、施工许可证之后银行方可放款)制约。 现金流出项目主要包括综合地价支出、工程建设支出、管理费用、销售费用、财务费用等三项费用支出、税费支出、偿还银行贷款支出、企业其他现金支出。工程进度款支出主要受付款方式、工程进度情况制约。 二、当下房地产开发企业在财务预算管理中存在的主要问题 1.存在对“财务预算报告的编制工作的性质”的错误认识 编制财务预算报告的目的是反映企业未来一定时期内预期的财务状况和经营成果,以及现金收支情况,但我们不能据此就认为财务预算只是一种单纯的财务行为,认为仅仅由企业的财务部门负责制定并且控制相应的预算就可以。房地产财务预算与项目的规划设计、工程施工进程、市场营销、成本合理性控制、物资采购及运输等各个环节息息相关,是全部有关管理工作完成水平的集中体现。 2.财务预算准确率及分解的科学性有待提高 绝大多数房地产企业的财务预算项目一般包括收入预算、费用预算以及资金预算等,预算具体化的执行差异率均较大,而且,之所以出现这种财务预算具体化执行差异率较大的现象,是因为房地产开发企业的各个主要业务部门较差的预算执行力。 目前,仍然有部分房地产企业采用简单按月平均收入、回款等财务预算,完全没有能够 结合房地产开发企业的生产经营过程、市场营销与工程建设工作的时间节点、投资融资计划等进行分解,财务预算方向分解的科学性和明晰性有待进一步加强。 3.企业的预算计划与企业战略目标联系不充分,侧重整体年度预算,忽视具体项目开发预算 房地产开发项目一般周期较长,从取得房地产开发企业获取土地使用权证到项目工程建设竣工验收,销售罄尽,最少也得需要2年一3年的时间周期,周期长则不确定性因素就多,例如工程设计变更、宏微观政策变化、工程建设进度延缓等,因此财务预算计划的编撰不仅是对年度财务状况做出的客观而具体的反映,而且是对整个房地产开发项目综合情况做出的完整反映。然而,许多房地产企业依然还是套用传统工业企业古老预算方式,在年度经营预期引领下编制房地产开发项目的年度预算,且这中间经常是针对具体对象的单项资金预算,对项目的开发周期延伸度的考虑不够充分,同企业整体的宏观战略目标的联系不够紧密。 4.企业预算管理体制机制不完备 在实务中,部分房地产开发企业虽然编制了预算计划,但没有在编制预算计划的同时建立相应的组织机构,不具备有针对性的和有说服力的机构对预算管理进行检验、协调、修正、反馈仲裁,执行和监督。把预算管理工作业务完全托付给企业财务管理部门,而没有健全完备的企业的预算管理体制机制,法人治理机构的有欠完善,对财务预算管理的认识不合理不充分,造成房地产开发企业的预算管理体制机制的不合理、不完备和不充分。 5.企业在预算管理执行进程中缺乏高效的考核与激励体制机制 为数众多的房地产开发企业存在考核与激励体制机制落实不具体的问题,这一问题已经成为导致房地产开发企业的预算管理目标无法实现的主要缘由,在预算的具体化执行进程中,往往没有签定详尽具体的预算指标经济责任合同,没有建立与预算执行情况相对应的奖惩制度,当预算计划任务未被完成,对被考核单位及其负责人进行奖惩时,被考核单位及其相对应的负责人常常强调不确定的客观因素以及外部环境对考核结果的实际影响,大力回避主观原因和自身缺点与不足,考核方也往往在一定限度上带着个人好恶去评价被考核方,使考核过程无法按既定原则有序进行或者导致考核结果缺乏有效的激励体制机制,多数没有能够建立配套的预算考核体制机制,企业中各级管理者重视不够,使考核工作归于浮夸流式。 三、加强财务预算管理的有效措施 1.财务预算管理,现金为本 房地产行业的基本特征是高利润、高负债,同时也包含高风险,必须时刻保证企业现金流的健康和顺畅。自今年1月份以来,全国主要重点一二三线城市商品住宅交易成交量不断增加,然而,因政府实施限购、限贷、限价等多重政策,加上房地产开发企业通行的项目开发贷款、资本市场筹资等方式遭到层层限制,导致房地产开发企业整体现金流趋紧。有鉴于此,房地产开发企业的财务预算管理要以现金为本位原则,确保项目收入资金的及时回笼及项目分解费用的合理支出,所有流动资金以保证偿还银行贷款本金和利息为最先考虑,优先保证项目顺利建设,降低项目开发财务风险,增强资金使用效率。 2.业务部门密紧配合,从业务部门发起编制资金和损益预算 房地产项目预算一般涉及项目开发的前期研发、营销策划、工程管理、物业管理等各个部门,涉及项目开发以及经营活动的各个环节,有鉴于此,房地产企业财务预算编制要加强与相关业务部门紧密配合,做到在分工中编制预算, 3.提高财务预算项目分解的正确率 一是总体构成的分解。具体包括:项目收入总体构成的分解,项目开发成本总体构成的分解。二是构成项目按年度、月份的分解。 4.加强财务预算执行分析与考核 预算管理的本质要求是一切经营活动都依照企业宏观战略目标的实现而开展,在预算执行过程中具体落实企业经营策略,强化日常企业管理。因此,必须紧紧依照实现企业业务预算和财务预算,提高预算的控制力。各部门在房地产项目建设与销售的各项活动中,要严格执行,切实围绕预算计划开展经济活动。 5.密切关注国家宏观经济政策 房地产企业要能动地关注国家宏观经济形势以及经营环境的具体变化,加强对企业经营状况的动态分析和把握,充分考虑生产指标、经营情况变化等要素对房地产开发项目盈亏的影响,货真价实地测算各项财务收支的变化情况,相对可靠地预测年度财务预算情况,确保全年财务预算完成情况的可控性和在控率。 四、结束语 房地产开发企业的迅猛发展对我国宏观经济的发展有着巨大的引擎作用,对房地产开发企业的财务预算报告的编制、执行、考核、修正等工作进行有效的管理,避免不必要的资金浪费,促进房地产开发企业自身利润的最大化,从而有效推动我国社会主义市场经济的良性有序发展发展,相关部门应该重视财务预算的作用,充分认识问题,推动相关管理的高效进行。广大房地产行业的从业者,要加强对财务预算报告编制工作的重视程度,用好报告,不断修正,以期获取更大的经济收益。
一、项目教学法在中职计算机教学中的应用重要性 (一)提高中职学生的综合能力 项目教学法作为一项全新的教学方法,能够引导学生积极的参与到实际的教学项目当中,通过学生参与项目,提升学生的自主探究式学生能力的提升。中职学生在项目的进行当中,不断的发挥其想象力,并加强与同学之间的合作。这有助于提升学生的自主学习能力、合作学习能力。此外,项目教学法通过组织学生,积极的参与真实的项目设计,在项目的具体实施当中完成学习任务。通过项目实践表明,项目教学法有助于提升中职学生的实践能力。总而言之,项目教学法在之中计算机教学当中的应用,极大提升了学生的综合能力。 (二)发挥中职教师的创造性 在计算机实践教学当中,项目教学法的实施应用,离不开中职教师的正确指导。所以,中职教师在开展实践教学时,要充分发挥教师的引领作用,为学生进行项目设计发挥其引导作用。教师只有发挥其引领的作用,学生的学习潜能才能够充分被激发出来,进而调动学生的学习主动性与积极性。因此,中职计算机教师要根据学生的项目设计的实际情况,结合计算机教学的要求,发挥教师的创造性,对教学项目作出适当的调整,发挥项目教学法的优势,进而提升中职院校计算机教学的整体质量。 (三)有利于缩短学生的就业适应期 项目教学法是一项有针对性的教学方法,能够针对教学当中的某一事项,并对该事项进行深入的探究,通过学生的真实体验完成教学任务。项目教学法能够对当前工作环境进行实时的模拟,学生通过对工作环境进行项目设计,促使学生在实际的环境模拟当中获取相关的经验。中职学生毕业之后面临工作时,能够更好的将在校期间获取到的经验投入到实际的工作环境当中,极大的提升了学生对于新环境的适应能力,有效的缩短了学生的就业适应期。 二、项目教学法在中职计算机教学中的应用分析 (一)注重教学与实际生活有机结合 项目教学法在中职计算机教学当中的应用,教师要注重教学与实际生活相结合,进而发挥项目教学法的优势,提高项目设计的科学性与合理性。在实际的计算机教学当中,计算机教师要想彻底改变当前计算机教学现状,变枯燥的课堂转变为富有活力的课堂,发挥项目教学法在计算机教学当中的效果。就必须坚持理论与实践相结合的策略,注重培养学生的实际应用能力。例如,教师在讲解Excel等相关内容时,教师可以安排学生对班级学生的档案信息进行搜集,然后制作成表格。通过该项目的设置,不但可以培养学生对信息搜索的能力,而且还助于提升学生对Excel的操作能力。 (二)对中职计算机专业课程教学目标进行分析 加强对教学目标的明确分析,是促进中职院校特色学科开展的重要保障。在教学目标的分析过程当中,对中职学生提出了相对更高的要求。在计算机课程的实际开展过程当中,学生要不断加强对计算机相关软件知识的掌握与了解,并加强对基本软件的熟练操作练习,例如操作技巧、操作要点、操作步骤等相关知识的掌握。通过对计算机软件基本操作方式的理解,加强中职学生对计算机理论知识的巩固,当前的这种学习模式,不仅能够极大的提升了中职学生的实际操作能力,而且还激发了中职学生的自主探究式能力的培养。 (三)正确把握项目教学法实施的步骤 中职院校在开展计算机教学的过程当中,计算机教师要想实现项目教学法的应用效果,则需要做好以下方面的操作步骤:其一,根据教学需要,合理化的选择教学项目。其二,针对项目的实施目标,科学的制定项目计划。其三,依据项目实施的要求,做好项目相关资料的搜集工作。其四,针对学生搜集的资料,对其进行有效的分析,提高资料的利用率。其五,准备工作到位后,根据具体的项目实施的要求,制作作品。其六,教师要针对学生项目实施的实际情况,对项目进行科学的评价。教师要保证以上六个环节都能够进行落实,并在各个环节进行当中,教师要为学生的学习进行指导,全面提高中职院校学生的综合素养。 (四)开展项目评价 在项目教学法具体实施过程中,在项目结束后,计算机教师要针对学生的实际完成情况加以评价。计算机教师对学生完成情况作出的评价,是对学生任务完成情况的高度赞赏,是对学生的一种心灵慰藉。开展项目评价是教师进行自我教学反思的过程,针对学生的任务完成情况,寻找教学当中的不足,帮助教师改善教学方案。此外,项目评价的开展,还能够激发学生的斗志,点燃学生心中的学习欲望,促进学生奋发图强,实现自我价值。 三、结语 综上所述,在中职院校计算机教学中,通过项目教学法成功的解决了传统模式教学存在的问题,弥补了传统教学模式的缺陷与不足。在一定程度上提升了计算机课堂教学的效率,与此同时有助于提升教师的专业素养,促使教师进行自我完善。项目教学法在中职计算机教学中的应用,促进了学生学习量的变化,实现了计算机教学质的飞越。 参考文献: [1]王淼.项目教学法在中职计算机教学中的应用研究[D].西北农林科技大学,2015. [2]赖秀坤.项目教学法在中职计算机专业教学中的应用思考[J].考试周刊,2018,67:156. [3]吴静.项目教学法与任务驱动教学法的异同比较[J].北京工业职业技术学院学报,2011,10(03):79-82. 作者简介:倪春(1977-),男,本科,讲师,江西省南昌人,计算机科学与技术。
摘要:研究旨在研究我国饲料市场发展潜力测算。文章立足2010—2020年面板数据,实证检验影响我国饲料市场发展的主要因素,在此基础上借助扩展后的引力模型对饲料市场发展潜力进行测算。结果显示,财政投入水平对我国饲料市场发展潜力影响最大,而后依次为基础设施水平、城镇化水平与人力资本水平;我国饲料市场发展潜力存在较大上升空间;西南、华中、华南为饲料市场发展潜力巨大型地区,华东、东北为饲料市场发展潜力开拓型地区,华北、西北为饲料市场发展潜力再造型地区。研究发现,研究结果可为挖掘饲料市场发展潜力、助推饲料产业高质量发展提供有益参考。 关键词:饲料市场;发展潜力;影响因素;引力模型 自21世纪以来,我国饲料市场迅猛发展,逐步由以量为主的高速发展阶段迈向以质为主的高质量发展阶段[1]。据我国饲料工业协会公布数据显示,2021年全国饲料市场生产规模达3.17亿t。但近几年,国内饲料粮涨价、养殖业增速放缓等问题日益凸显,引起市场容量饱和、产能过剩等现象,促使饲料市场整体进入微利常态化时代[2-3]。在此背景下,饲料市场面临重要机遇与挑战,故有必要深入探析饲料市场发展潜力,为推动饲料市场高质量、可持续发展提供有益借鉴。梳理已有文献发现,大多研究主要集中于细分饲料市场的价格波动特征[4-7]、饲料市场及其原料产区特征[8-9]、饲料粮市场的供给与竞争品替代博弈问题[10]、饲料市场发展现状与趋势[11]等方面,鲜有学者针对饲料市场发展潜力及其影响因素展开实证研究。因此,文章利用引力模型研究饲料市场发展的影响因素与影响程度,进一步测算不同地区饲料市场发展潜力,为探究饲料市场发展规律、推动饲料市场实现稳步、高质量增长提供参考。 1研究方法、变量选取及数据来源 1.1模型设定 为探析2010—2020年我国饲料市场发展潜力及其影响因素,借鉴已有研究成果[12-15],在传统引力模型基础上构建饲料市场发展特点引力模型。具体模型设定为:lnMDPt=δ0+δ1lnFint+δ2lnInft+δ3lnUrbt+δ4lnHuct+bt(1)式中:lnMDPt为中国饲料市场交易额的自然对数;δ0代表常数项;t为年份;lnFint为财政投入水平的自然对数;lnInft为基础设施水平的自然对数;lnUrbt为城镇化水平的自然对数;lnHuct为人力资本水平的自然对数δ1、δ2、δ3、δ4为弹性系数,bt为误差项。 1.2变量说明 依据引力模型原理,文章将我国饲料市场交易额MDP作为被解释变量。考虑到饲料市场发展离不开政府、基础设施、城镇化及人力资源等方面支撑,选取财政投入水平、基础设施水平、城镇化水平与人力资本水平等4个变量为解释变量[16-19]。解释变量含义、计算方式、说明及预期符号1.3样本选取和数据来源本研究选取2010—2020年作为研究时段。为保证所获取数据全面、真实且准确,各变量数据来自各年份中国饲料工业年鉴、中华人民共和国人力资源和社会保障部、中国饲料行业信息网、中国畜牧兽医信息网、中国饲料工业协会、中国饲料信息统计网、中国饲料工业信息网。个别缺失年份数据采取插值法补齐。 2实证分析 2.1参数估计 考虑模型在设立前各变量间极可能具有多重共线性关系,故在回归前进行膨胀因子测算。通过计算得出,膨胀因子平均值(VIF)为2.72,可知各变量间共线性问题较弱。随后对各变量间相关系数进行计算,测算结果发现被解释变量与解释变量间相关性较强,且相关系数高于0.5,表明财政投入水平、基础设施水平、城镇化水平和人力资本水平对饲料市场发展潜力影响较强,且变量间存在内生性问题。借助Stata15.0软件对样本数据进行回归分析,并度量扩展后方程的稳健性与各变量解释力程度。首先对仅包含Fin和Inf两个变量的模型Ma进行回归,随后加入其他解释变量进行混合最小二乘法回归(Ma-Mc),得到回归结果见表2。依据R2值变化情况可知,模型Mc虽拟合程度在其他模型中最高,但解释力仍然较弱。依据模型Mc结果显示,解释变量Fin、Inf、Urb均通过1%水平的显著性检验,而Huc未通过显著性水平检验。故上述混合回归模型仅可作为模型相互对比的基准,结果有效性仍有待进一步考察。对扩展后模型(Mc)进行随机效应模型(RE)、固定效应模型(FE)与混合混合最小二乘法(OLS)回归,结果见表3。通过分析可知,即使FE模型中各解释变量回归系数的显著性较强,拟合优度也良好,系数间整体变动幅度较弱,但借助该方法无法进行核心解释变量的回归估计,且Hausman检验结果中P值为0.359,接受原假设。因此,文章采用RE模型作为回归估计的方法。同时,LM检验也进一步证实结果有效,故文章以RE模型作为研究的基础模型进行回归分析。考虑所选变量之间可能存在内生性问题,从而引起估计结果出现误差,故遵循“外生性”与“相关性”两大原则,选用基于两阶段最小二乘法的工具变量估计方法进行回归分析。鉴于研究对象以饲料企业为主,故选择“饲料需求量”和“饲料产品质量水平”作为工具变量。“饲料需求量”“饲料产品质量水平”这两个工具变量选取原则主要是基于相关性与外生性的考量。相关性在于随着人们经济稳步提升、人们生活水平以及收入水平得到有力保障,人们对猪肉、鸡肉、海鲜等产品需求逐年上涨。为满足人们对各类肉质产品需求,养殖业产量得到飞速上涨,对饲料产品需求量处于旺盛阶段,进一步为饲料市场发展提供新动能。外生性主要体现在:饲料产品质量优劣程度只能对养殖业饲料购买量造成影响,间接通过交易量与交易额影响市场发展,对饲料市场发展潜力缺少直接因果关系。因此选取上述变量作为工具变量,对模型Mc进行两阶段随机效应回归,结果显示,解释变量的回归系数变动较微弱,且系数正负情况与随机效应模型结果较相符。尽管存在部分解释变量显著性有所下调,但其结果是克服内生性扰动后所得的估计结果,可信程度更高。Sargan-Hanson检验结果也同样表明所选工具变量符合验证要求,模型过度识别问题得到妥善解决。在解决变量内生性问题基础上,对回归结果稳健性进行检验。选用我国饲料总产值占比较高的猪饲料作为被解释变量,分别以模型Mc为基础进行回归,结果见表3。由表3可知,解释变量的回归系数变动较小,系数符号均保持不变,且基本均通过了显著性水平检验。由此可知,该模型具有稳健性,回归结果具有较高可靠性。因此,文章以此为基础先对中国饲料市场发展的影响因素进行分析,而后对饲料市场发展潜力以及各细分饲料市场发展潜力进行预测。 2.2饲料市场发展潜力影响因素 以上述回归结果为基础,可得到扩展引力模型。运用扩展引力模型对中国饲料市场发展潜力的影响因素进行分析,具体如下:lnMDPt=ϑ+ϑ1lnFint+ϑ2lnInft+ϑ3lnUrbt+ϑ4lnHuct(2)式中:ϑ为回归系数。各因素对中国饲料市场发展潜力影响作用及强度见表4由表4结果进一步分析,得出以下结论: (1)财政投入水平是影响中国饲料市场发展潜力的主要因素。该模型中财政投入的回归系数为正,且通过了显著性水平检验,与上述潜力测算预期结果一致。在公式 (2)中其系数为1.346,在1%水平上显著。结果表明,财政投入水平是影响我国饲料市场发展潜力的重要因素,财政投入每增加1%,将推动饲料市场发展潜力提升1.346%。(2)基础设施水平为影响饲料市场发展潜力的重要因素。基础设施水平的回归系数显著为正,与预期结果一致。式(2)中该变量的回归系数为0.474,且通过1%显著性水平检验。结果表明,基础设施建设是影响我国饲料市场发展潜力的重要因素,基础设施水平每增加1%,将推动饲料市场发展潜力提升0.474%。 (3)城镇化水平是影响饲料市场发展潜力的重要因素。城镇化水平回归系数显著为正,与研究初期预想相符。城镇化水平系数在10%水平上显著,表明城镇化水平每提升1%,将助推我国饲料市场交易额增添0.586%。城镇化水平提高有助于各类创新要素流转及集聚,为饲料产业发展提供良好助益,进而促使饲料市场发展潜力大幅提升。 (4)人力资本水平是影响饲料市场发展潜力的因素之一。人力资本水平回归系数为正,且在5%水平上显著。结果显示人力资本水平每提升1%,将带动我国饲料市场交易额增加0.491%。作为饲料产业发展的重要支撑,劳动力受教育程度愈高,表明饲料行业工作人员基本素养愈高,对于创新技术应用并转化为实际生产能力愈强,对饲料市场发展潜力具有一定影响。 3中国饲料市场发展潜力测算 发展潜力测算多运用发展引力模型预估出理论交易额,随后将理论交易额与实际交易额进行对比[20-21]。以此为研究思路并结合饲料市场发展特点,对中国饲料市场发展潜力进行测算。以《2022—2027年中国饲料行业市场深度分析及投资战略规划报告》为依据,从华北、华东、华中、华南、西南、东北、西北区域入手,着力探究饲料市场发展潜力。具体做法为:首先原方程测算中国及各地区饲料市场的理论交易额,之后将实际交易额与理论交易额的比值作为饲料市场发展潜力值。借鉴已有文献[22],根据饲料市场发展潜力类型划分为四类,具体见表5。若市场发展潜力值低于0.5,表明该饲料市场发展潜力非常大,为发展潜力巨大型;若市场发展潜力值处于0.5~1.0,表明该饲料市场发展不足或饲料市场发展潜力较大,为发展潜力开拓型;若市场发展潜力值处于1.0~2.0,表明该饲料市场发展处于饱和状态,市场发展上升空间相对较小,为发展潜力再造型;若市场发展潜力值大于2.0,则该饲料市场为发展潜力微小型市场,表明该饲料市场发展充分或发展过度;若市场发展潜力值处于1.0附近,表明该地区饲料市场发展较为合理。 (1)发展潜力巨大型。发展潜力巨大型主要是指该饲料市场实际交易额尚未达到市场模拟预期交易额50%。由表5可知,西南、华中与华南地区为饲料市场发展潜力巨大型,表明上述地区饲料市场发展存在巨大潜力,市场挖掘与拓展空间极大。并且,上述地区中包含广东这一饲料生产大省,该省份对周边省份具有较强引领作用与牵头效应,使得邻近省份饲料市场发展潜力较好。针对上述地区饲料市场,有必要创新功能性饲料产品,探索精细化饲料营养调控方向,合理开发绿色环保型饲料产品及绿色添加剂产品,助推该饲料市场形成良好竞争格局。 (2)发展潜力开拓型。发展潜力开拓型主要是指该饲料市场实际交易额达到市场模拟预期交易额50%及以上。由表5可知,我国饲料市场属于发展潜力开拓型,表明我国饲料市场发展潜力呈明显向好趋势,并存在较大发展空间,对国民经济发展存在驱动效应。华东、东北两个地区饲料市场亦为发展潜力开拓型,表明华东地区、东北地区饲料市场实际交易额略低于市场模拟预期交易额,可能存在发展动力不足的问题,仍需深入发掘并探索其市场发展潜力。面对处于发展潜力开拓型地区,我国应及时针对其发展存在的堵点、难点进行逐一突破,引导饲料市场进行数字化、智能化转型,激发其隐匿的发展潜力。 (3)发展潜力再造型。发展潜力再造型主要是指该地区饲料市场实际交易额与市场模拟预期交易额间比例在1.0附近,表明该地区饲料市场发展与预期较为相符,其发展趋势可进行提前预判。通过数据分析可知,饲料市场发展潜力再造型地区为华北地区和西北地区,表明我国对两地区饲料市场发展布局以及战略规划获得明显成效,使华北地区和西北地区饲料市场发展相对较为稳定。改革开放以来,我国以饲料加工产业为核心,着力完善饲料产业链,使大量饲料加工企业融入西北、华北饲料产业链,为西北地区饲料产业发展提供强大引擎。在此基础上,政府可在现有发展成果中出台各项政策,推动饲料行业实现由大到强的转变,实现饲料市场高质量发展。 (4)发展潜力衰退型。发展潜力衰退型主要是指该饲料市场实际交易额远超过市场模拟预期交易额,即处于该类型的饲料市场发展存在过度饱和现象。针对这类饲料市场需探究新发展突破点,为未来发展趋势提供参考。根据选取数据分析,尚无地区饲料市场发展处于潜力衰退型。 4结论 随着我国对饲料行业重视程度逐步深化,饲料行业发展日趋向好。文章借助引力模型探析影响中国饲料市场发展的重要因素,进一步探究其发展潜力与不同区域发展潜力类型。结果发现,影响中国饲料市场发展潜力最大因素为财政投入水平,而后依次为基础设施水平、城镇化水平、人力资本水平。就全国层面分析,我国饲料市场发展属于潜力开拓型;就区域层面分析,西南、华中、华南地区饲料市场发展类型为潜力巨大型,华东、东北地区为潜力开拓型,华北、西北地区为发展潜力再造型。上述研究结论直观剖析我国饲料市场发展潜力现状以及不同区域饲料市场发展潜力类型,进而为饲料行业经营决策提供参考,助推饲料产业实现可持续、高质量发展。 参考文献 [1]张艺.高质量发展背景下饲料企业电子商务创新模式研究[J].中国饲料,2020(9):132-135,140. 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新预算法较之旧预算法,在对财会工作要求、影响方面具有较大的区别。实施新预算法,不仅可以细化预算管理工作,提高国有企业财务整体管理效率,还对促进国有企业的良好发展产生积极的影响。 一、实施新预算法的重要性 旧预算法的出台始于我国市场经济早期,主要目的是促进国有企业遵循市场规律的发展,更好地开展财会工作。就目前而言,旧预算法的内容、架构均比较滞后,不能满足当今经济环境下国有企业的实际发展需求,对国有企业财会工作的促进作用较小[1]。我国在2015年颁布了新的预算方法,明确国有企业要加强财务预算机制建设,满足新时期对国有企业的财会管理实现信息公开、透明的要求,保证财会人员按照清洁廉明的原则开展财会工作。此外,新预算法更加注重新型预算的控制方法,从而能合理使用预算平衡方法,促进国有企业财会工作的顺利实施。 二、国有企业财会工作中存在的问题 1.预算编制问题 我国国有企业在财会工作与管理工作中,均会涉及财务预算编制。在实际工作中,一些国有企业没有制定完善的财务预算编制工作机制;一些国有企业尽管有预算编制工作规划,但受限于能力与水平,仍无法达到国有企业财会工作的具体标准;部分国有企业缺乏对预算编制工作的重视,使得国有企业内部财务部门工作人员在配备、整体素质方面较弱,长此以往会严重影响到预算编制的效率。 2.预算合理性问题 近年来,围绕新预算法的全面推进实施,一些国有企业财会工作仍具有较多需要完善的部分[2]。随着社会经济的快速发展,使得国有企业生存、发展的外部环境均在持续改变。财务预算工作,若无法满足动态大环境市场要求,确保市场的敏感度,就无法更好地执行国有企业经营管理工作、生产工作,维护国有企业的经济效益,甚至还会对国有企业经营状况造成严重的威胁。一些国有企业财务部门工作效率较低,主要表现在财务预算、市场经济状况、国有企业经营情况等方面,存在非常大的差异性,这不但不能达到项目预算的标准,还无法为预算工作提供有利的参照、支持。 3.财会预算工作管理问题 大部分国有企业均能很好地响应国家政策,按照新预算法要求开展国有企业财会工作,对预算编制工作也给予了更多的关注。需要注意的是,预算编制阶段易于出现和市场信息有较大出入的问题,以及财务管理松懈问题。主要原因时与外部市场持续变化、国有企业财务工作比较复杂,存在直接的联系,从而会导致预算编制工作出现误差情况[3]。此外,由于没有结合以往工作经验、缺少预算编制管理机制,使得国有企业在预算编制工作中出现问题时,不能有效实行应对,并且发生问题时责任不清,无法落实到个人。 三、实行新预算法对国有企业财会工作的影响 1.可确保国有企业财会工作更加透明 新预算法对国有企业预算工作有具体的要求。要求国有企业向社会公布预算状况,若是预算工作中存在国家的相关机密预算信息,应将保密部分去除再公布信息。国有企业需对预算工作实际状况进行说明,以能够保证国有企业财会工作在坚持公开、透明的原则下开展,使得国有企业预算工作更加合理、可行[4]。由此可见,在新预算法实施背景下,国有企业财会工作能够保持透明、公开方式进行,更加规范地按照制度规定执行。 2.能有效控制国有企业债务风险 以往的预算法,不允许国有企业、政府部门发行地方债劵。随着国有企业的改革发展,不断创新经营模式,其中探索举债手段,提升企业融资能力。但与此同时,无疑会提高国有企业债务的风险。采用新预算法,可结合国有企业的实际需求实行举债,规范国有企业举债的主体、风险、模式等,避免发生滥用举债、不合理举债等现象。一些国有企业举债会应用于公益事业上,并且具备偿还债务的能力,因此可降低债务所致风险。 3.可转变国有企业预算控制方式 旧预算法对国有企业提出了每年保证收支平衡的要求,通过收入规划支出,但易于受到人为因素影响,使得国有企业年度预算工作难以明确资金的具体收支状况。新预算法的实施,可很好地处理上述问题,保证国有企业年度收支保持稳定,合理调节预算的基金。此外,还能结合税金的标准征收税金,防止发生年底结余突击消费问题。 4.能完善国有企业转移支付机制 转移支付可平衡国有企业财政状况,合理分配财政资金,确保资金能有效利用。实施新预算法,对财政转移支付提出了公平、公开的要求,并明确了具体的转移支付时间。所以,能够保证国有企业财政转移支付的合规性,更加完善了转移支付的结构,使得财政资金的分配更加合理。 四、国有企业财会工作中应用新预算法的完善措施 1.国有企业财务预算管理工作的完善方法 新预算法对于国有企业财务预算管理工作有着较高的要求。故此,国有企业应将收支方面问题列入企业预算管理工作中。以往,预算管理工作多将收入、利润作为基础,实行单方面预算管理。实施新预算法后,国有企业需要根据财会预算工作,对预算管理进行长远规划,需秉持财会预算工作为企业战略目标服务的原则开展工作。要做好预算前期准备工作、中期项目管理工作,以及后期管理编制工作等[5]。对于可能会发生的问题、风险加以全面分析,以便提前制定预案,发生问题时能够及时应对、处理。对财务预算管理工作的开展要要实行综合评估,进而不断完善国有企业财会管理机制内容。 2.国有企业财务预算细化工作的完善方法 新预算法和旧预算法在内容方面进行比较,前者能够达到精细化标准,明确国有企业财会预算工作的重点[6]。在基于全程、全员、全额的原则下,落实预算管理工作,对所有环节预算工作实行细化管理,如:效益、成本、收支等。同时,需秉持上、下结合预算管理模式,经管理人员结合企业具体状况,制定科学、合理的预算方案。企业各个部门在基于总体布局的条件下,依据总体预算方案制定部门预算执行工作机制,严格落实各环节工作。此外,为避免国有企业中发生博弈现象,企业管理层需提出具体要求,以保证财会预算工作的信息透明。 3.国有企业预算考评工作的完善方法 实施新预算法后,应构建国有企业预算考评机制。通过该考评机制,能够确保财会预算编制管理工作更加科学、合理,对非财务数据同样能进行有效分析和研究[7]。预算考评机制可将国有企业长远发展作为考评的主要部分,主要对国有企业内部、外部实行综合考评,主要包括:业务、财务、产品质量,以及服务状况等指标。为加强工作人员的整体素质,定期需组织相关工作人员学习、培训财务工作方面的内容,从而提高企业的管理效率,培养出更多综合素质较高的财会人员。此外,还需创设良好的预算工作氛围,确保所有财务工作人员均能认真落实自身职责,保证国有企业预算的综合效率提升[8]。 五、结语 国有企业是社会经济发展的主要部分。新预算法颁布、执行,对于国有企业管理、财会工作,会构成直接的影响。国有企业应顺应时展潮流和市场竞争要求,结合自身具体状况,针对在财会工作中的不足,采取有效措施,进一步推进新预算法的实施和执行,全面提高国有企业财会管理工作质量,推动国有企业的可持续发展。 参考文献 [1]赵冬梅.新预算法对企业财会工作的影响与建议[J].中国商论,2017,(35):139-140. [2]刘星宇.新预算法对事业单位财会工作影响及对策研究[J].财会学习,2017,(2):73. [3]黄晶金.新预算法对事业单位财会工作的影响及对策研究[J].经济视野,2017,(8):166-167. [4]靳琰琰.新预算法对行政事业单位预算工作的要求及对策研究[J].中国乡镇企业会计,2017,(9):73-74. [5]王阁鸽.新预算法对事业单位财会工作的影响[J].合作经济与科技,2017,(24):174-175. [6]丁伟.新预算法对事业单位财会工作的影响及对策[J].当代经济,2017,(1):82-83. [7]黄巧妮.新预算法对事业单位财务管理的影响[J].现代企业文化,2018,(2):181. [8]孙思,张雅琪.新预算法下地方政府融资平台面临的问题及转型[J].现代企业,2017,(8):38-39. 作者:吉翔毓 齐殿伟 单位:长春理工大学
计算机视觉论文:计算机视觉下食品工业论文 1计算机视觉技术概述 1.1自动化程度高 计算机视觉可以实现对农产品的多个外形和内在品质指标进行同时检测分析,可以进行整体识别、增强对目标识别的准确性。 1.2实现无损检测 由于计算机视觉技术对农产品的识别是通过扫描、摄像,而不需要直接接触,可以减少对所检测食品的伤害。 1.3稳定的检测精度 设计的运行程序确定后,计算机视觉技术的识别功能就会具有统一的识别标准,具有稳定的检测精度,避免了人工识别和检测时主观因素所造成的差异。 2计算机视觉技术在食品检测中的应用 20世纪70年代初,学者开始研究计算机视觉技术在食品工业中的应用,近几十年电子技术得到快速发展,计算机视觉技术也越来越成熟。国内外学者在研究计算机视觉技术在食品工业中的应用方面主要集中在该技术对果蔬的外部形态(如形状、重量、外观损伤、色泽等)的识别、内部无损检测等方面。国内有关计算机视觉技术在食品业中的应用研究起始于90年代,比国外发达国家晚20多年,但是发展很快。 2.1计算机视觉技术在果蔬分级中的应用研究 计算机视觉技术在食品检测中的应用研究相当广泛,从外部直径、成熟度的检测到内部腐烂程度的检测都有研究。韩伟等[4]采用分割水果的拍摄图像和新的计算机算法计算水果的半径,进而得出果蔬的最大直径。研究表明,该算法不仅降低了计算量而且提高了计算精度,此方法用于水果分级的误差不超过2mm,高于国际水果分级标准所规定的5mm分类标准差,可在工业生产中很好应用。李庆中[5]也利用图像的缺陷分割算法研究了计算机视觉技术在苹果检测与分级中的应用,结果表明此算法能快速、有效地分割出苹果的表面缺陷。孙洪胜等[6]以苹果色泽特征比率的变化规律为理论基础,结合模糊聚类知识利用计算机视觉技术来检测苹果缺陷域,检测不仅快速而且结果精确。刘禾等[7]通过研究认为苹果的表面缺陷可以利用计算机视觉技术进行检测,计算机视觉技术还可以将苹果按照检测结果进行分级,把检测过的苹果分成裂果、刺伤果、碰伤果和虫伤果等类别。梨的果梗是否存在是梨类分级的重要特征之一,应义斌等[8]通过计算机视觉技术、图象处理技术、傅立叶描述子的方法来描述和识别果形以及有无果柄,其识别率达到90%。杨秀坤等[9]综合运用计算机视觉技术、遗传算法、多层前馈神经网络系统,实现了具有精确度高、灵活性强和速度快等优点的苹果成熟度自动判别。陈育彦等[10]采用半导体激光技术、计算机视觉技术和图像分析技术相结合的方法检测苹果表面的机械损伤和果实内部的腐烂情况,初步验证了计算机视觉技术检测苹果表面的损伤和内部腐烂是可行的。冯斌等[11]通过计算机视觉技术对水果图像的边缘进行检测,然后确定水果的大小用以水果分级。试验表明,该方法比传统的检测方法速度快、准确率高,适用于计算机视觉的实时检测。朱伟[12]在模糊颜色的基础上,分析西红柿损伤部分和完好部分模糊颜色的差别,用分割方法对西红柿的缺陷进行分割,结果显示准确率高达96%。曹乐平等[13]人研究了温州蜜柑的果皮颜色与果实可滴定酸含量以及糖分含量之间的相关性,然而根据相关性,样品检测的正确识别率分别只有约74%和67%。刘刚等[14]从垂直和水平两个方向获取苹果的图像,并通过计算机自动分析图像数据,对苹果的外径、体积、以及圆形度等参数进行处理,与人工检测相比,计算机视觉技术具有检测效率高,检测标准统一性好等优点。Blasco.J[15]通过计算机视觉技术分析柑橘果皮的缺陷,进而对其在线分级,正确率约为95%。赵广华等[16]人综合计算机视觉识别系统、输送转换系统、输送翻转系统、差速匀果系统和分选系统,研制出一款适于实时监测、品质动态的智能分级系统,能够很好地实现苹果分级。王江枫等[17]建立了芒果重量与摄影图像的相互关系,应用计算机视觉技术检测桂香芒果和紫花芒果的重量和果面损伤,按重量分级其准确率均为92%,按果面损伤分级的准确率分别为76%和80%。 2.2计算机视觉技术在禽蛋检测中的应用研究 禽蛋企业在生产过程中,产品的分级、品质检测主要采用人工方法,不仅需要大量的物力人力,而且存在劳动强度大、人为误差大、工作效率低等缺点,计算机视觉技术可以很好的解决这类产品工业生产中存在的困扰。欧阳静怡等[18]利用计算机视觉技术来检测鸡蛋蛋壳裂纹,利用摄像机获取鸡蛋图像后,采用fisher、同态滤波和BET算法等优化后的图像处理技术,获得裂纹形状并判断,试验结果表明,计算机视觉技术对鸡蛋蛋壳裂纹的检测准确率高达98%。汪俊德等[19]以计算机视觉技术为基础,设计出一套双黄鸡蛋检测系统。该系统获取蛋黄指数、蛋黄特征和蛋形尺寸等特征,和设计的数学模型对比来实现双黄鸡蛋的检测和识别,检测准确率高达95%。郑丽敏等[20]人通过高分辨率的数字摄像头获取鸡蛋图像,根据图像特征建立数学模型来预测鸡蛋的新鲜度和贮藏期,结果表明,计算机视觉技术对鸡蛋的新鲜度、贮藏期进行预测的结果准确率为94%。潘磊庆等[21]通过计算机视觉技术和声学响应信息技术相结合的方法检测裂纹鸡蛋,其检测准确率达到98%。MertensK等[22]人基于计算机视觉技术研发了鸡蛋的分级检测系统,该系统识别带污渍鸡蛋的正确率高达99%。 2.3计算机视觉技术在检测食品中微生物含量的应用研究 计算机技术和图像处理技术在综合学科中的应用得到快速发展,在微生物快速检测中的应用也越来越多,主要是针对微生物微菌落的处理。食品工业中计算机视觉技术在微生物检测方面的研究和应用以研究单个细胞为主,并在个体细胞的研究上取得了一定的进展。殷涌光等[23]以颜色特征分辨技术为基础,设计了一套应用计算机视觉技术快速定量检测食品中大肠杆菌的系统,该系统检测结果与传统方法的检测结果具有很好的相关性,但与传统方法相比,可以节省5d时间,检测时间在18h以内,并且能够有效提高产品品质。Lawless等[24]人等时间段测定培养基上的细胞密度,然后通过计算机技术建立时间和细胞密度之间的动态关联,利用该关联可以预测和自动检测微生物的生长情况,如通过计算机控制自动定量采集检测对象,然后分析菌落的边缘形态,根据菌落的边缘形态计算机可以显示被检测菌落的具体位置,并且根据动态关联计算机视觉系统可以同时处理多个不同的样品。郭培源等[25]人对计算机视觉技术用于猪肉的分级进行了研究,结果显示计算机视觉技术在识别猪肉表面微生物数量上与国标方法检测的结果显著相关,该技术可以有效地计算微生物的数量。Bayraktar.B等[26]人采用计算机视觉技术、光散射技术(BARDOT)和模式识别技术相结合的方法来快速检测李斯特菌,在获取该菌菌落中的形态特征有,对图像进行分析处理达到对该菌的分类识别。殷涌光等[27]人综合利用计算机视觉、活体染色、人工神经网络、图像处理等技术,用分辨率为520万像素的数字摄像机拍摄细菌内部的染色效果,并结合新的图像处理算法,对细菌形态学的8个特征参数进行检测,检测结果与传统检测结果显著相关(相关系数R=0.9987),和传统检测方法相比该方法具有操作简单、快速、结果准确、适合现场快速检测等特点。鲁静[28]和刘侃[29]利用显微镜和图像采集仪器,获取乳制品的扫描图像,然后微生物的图像特征和微生物数量进行识别,并以此作为衡量乳制品质量是否达标的依据,并对产品进行分级。 2.4计算机视觉技术在其他食品产业中的应用研究 里红杰等[30]通过提取贝类和虾类等海产品的形状、尺寸、纹理、颜色等外形特征,对照数学模型,采用数字图像处理技术、计算机识别技术实现了对贝类和虾类等海产品的无损检测和自动化分类、分级和质量评估,并通过实例详细阐述了该技术的实现方法,证实了此项技术的有效性。计算机视觉技术还可以检验玉米粒形和玉米种子质量、识别玉米品种和玉米田间杂草[31]。晁德起等[32]通过x射线照射获取毛叶枣的透视图像后,运用计算机视觉技术对图像进行分析评估,毛叶枣可食率的评估结果与运用物理方法测得的结果平均误差仅为1.47%,因此得出结论:计算机视觉技术可以应用于毛叶枣的自动分级。GokmenV等[33-34]通过对薯片制作过程中图像像素的变化来研究薯片的褐变率,通过分析特色参数来研究薯片中丙烯酰胺的含量和褐变率的关系,结果显示两项参数相关性为0.989,从而可以应用计算机视觉技术来预测加热食品中丙烯酰胺的含量,该方法可以在加热食品行业中得到广泛应用。韩仲志等[35]人拍摄和扫描11类花生籽粒,每类100颗不同等级的花生籽粒的正反面图像,利用计算机视觉技术对花生内部和外部采集图像,并通过图像对其外在品质和内在品质进行分析,并建立相应的数学模型,该技术在对待检样品进行分级检测时的正确率高达92%。另外,郭培源等[36]人以国家标准为依据,通过数字摄像技术获取猪肉的细菌菌斑面积、脂肪细胞数、颜色特征值以及氨气等品质指标来实现猪肉新鲜程度的分级辨认。 3展望 新技术的研究与应用必然伴随着坎坷,从70年代初计算机视觉技术在食品工业中进行应用开始,就遇到了很多问题。计算机视觉技术在食品工业中的研究及应用主要存在以下几方面的问题。 3.1检测指标有限 计算机视觉技术在检测食品单一指标或者以一个指标作为分级标准进行分级时具有理想效果,但以同一食品的多个指标共同作为分级标准进行检测分级,则分级结果误差较大[37]。例如,Davenel等[38]通过计算机视觉对苹果的大小、重量、外观损伤进行分析,但研究结果显示,系统会把花萼和果梗标记为缺陷,还由于苹果表面碰压伤等缺陷情况复杂,造成分级误差很大,分级正确率只有69%。Nozer[39-40]等以计算机视觉为主要技术手段,获取水果的图像,进而通过分析图像来确定水果的形状、大小、颜色和重量,并进行分级,其正确率仅为85.1%。 3.2兼容性差 计算机视觉技术针对单一种类的果蔬分级检测效果显著,但是,同一套系统和设备很难用于其它种类的果蔬,甚至同一种类不同品种的农产品也很难公用一套计算机视觉设备。Reyerzwiggelaar等[41]利用计算机视觉检查杏和桃的损伤程度,发现其检测桃子的准确率显著高于杏的。Majumdar.S等[42]利用计算机视觉技术区分不同种类的麦粒,小麦、燕麦、大麦的识别正确率有明显差异。 3.3检测性能受环境制约 现阶段的计算机视觉技术和配套的数学模型适用于简单的环境,在复杂环境下工作时会产生较大的误差。Plebe等[43]利用计算机视觉技术对果树上的水果进行识别定位,但研究发现由于光照条件以及周边环境的影响,水果的识别和定位精度不高,不能满足实际生产的需要。综上所述,可看出国内外学者对计算机视觉技术在食品工业中的应用进行了大量的研究,有些研究从单一方面入手,有些研究综合了多个学科,在研究和应用的过程中,取得了较大的经济效益,也遇到了很多问题,在新的形势下,计算机视觉技术和数码拍摄、图像处理、人工神经网络,数学模型建设、微生物快速计量等高新技术相融合的综合技术逐渐成为了各个领域学者的研究热点,以计算机视觉为基础的综合技术也将在食品工业中发挥更加重要的作用。 作者:姚瑞玲 单位:四川工商职业技术学院 计算机视觉论文:基于计算机视觉的移动机器人导航 摘 要:针对跟随路径导引的移动机器人导航方式的灵活性较差、维护成本较高、功能单一的缺点,将计算机视觉用于移动机器人路径识别。首先对视觉传感器获得的视频图像进行处理,获得有用的特征目标,实现机器人对当前路径信息的理解。然后调用直行或转弯功能模块对机器人进行导航控制。实验结果表明,该导航方式具有较好的实时性和鲁棒性。 关键词:计算机视觉;移动机器人;路径识别;自主导航 现代机器人技术在人工智能、计算机技术和传感器技术的推动下获得了飞速发展,其中移动机器人因具有可移动性和自治能力,能适应环境变化被广泛用于物流、探测、服务等领域[14]。移动机器人的优秀技术之一是导航技术,特别是自主导航技术。由于环境的动态变化和不可预测性、机器人感知手段的不完备等原因,使得移动机器人的导航难度较大,一直是人们研究的重点[5]。 目前常用的一种导航方式是“跟随路径导引”[6],即机器人通过对能感知到某些外部的连续路径参考信息做出相应的反应来导航。如在机器人运动路径上敷设金属导线或磁钉,通过检测金属导线或磁钉的特征信息来确定机器人的位置。从导航的角度看,这种方法的优点是可靠性较高,但功能单一,如不能在行进的同时对目标进行识别、避障,对环境的适应能力较弱、灵活性较差、维护成本较高,因此限制了其在移动机器人中的应用。 随着计算机技术、数字图像处理技术及图像处理硬件的发展,基于计算机视觉的导航方式在机器人导航中得到广泛关注[68]。在实际应用中,只需要在路面上画出路径引导线,如同在公共交通道路上画的引导线一样,机器人就可以通过视觉进行自主导航。相对于敷设金属导线、磁钉等方法,这种方法增强了系统的灵活性,降低了维护成本。视觉信息中包含有大量的数据,要从中提取有用的信息,需要复杂的算法及耗时的计算。如何保证视觉导航系统在正确理解路径信息的前提下仍具有较好的实时性和鲁棒性,是该方法要解决的优秀问题。 1 视觉导航系统构成及工作过程 基于计算机视觉的移动机器人导航实验系统的硬件部分由计算机、USB接口的摄像头、LEGO实验用机器人组成。软件分为2部分,即图像处理和机器人运动控制。基于视觉导航的原始输入图像是连续的数字视频图像。系统工作时,图像预处理模块首先对原始的输入图像进行缩小、边缘检测、二值化等预处理。其次利用哈夫变换提取出对机器人有用的路径信息。最后,运动控制模块根据识别的路径信息,调用直行或转弯功能模块使机器人做相应的移动。整个工作流程如图1所示。 1.1 视觉导航的图像预处理 目前图像采集设备都具有较高的空间和灰度分辨率,精度高、数据量大。 实验中的原始输入图像是USB摄像头采集320×240像素的RGB格式图像,最大帧数30帧/s。 图像预处理的效果对后续哈夫变换检测路径信息的速度和准确性有很大影响。对整幅图像进行抽取时计算量过大、也无必要,故先将彩色图像转换为灰度图像,再将图像的大小依据最近邻域插值法原理[9]进行缩小以节约后续计算时间。在实验室环境下,经测试,将原始图像缩小到30%仍然能满足需要,处理时间缩短了72%。 由于图像传感器从时间和空间上对介质(光)采样,其图像质量对现场的非均匀光场和其他干扰因素非常敏感,二值化时,不同光照条件下阈值的确定是一件比较困难的工作。目前常用的阈值选取方法有双峰法、迭代法和 最大类间方差法[10]。从执行时间和处理效果2方面考虑,对3种方法比较后(结果如表1所示),在优先考虑实时性的前提下,选用双峰法来求取阈值。在实验室条件下,路径环境相对理想,黑色引导线与背景反差较大。在灰度直方图上,引导线和背景都形成高峰,对这2个峰值及谷底的求取也可简化,使用灰度级的最大值和最小值代替2个峰值,那么这2个峰值的中间值即可作为谷底用作图像的阈值。 地面的反光和阴影,以及不均匀的光照都会导致同一幅图像的二值化效果表现出很大差别,图2和图3是对同一幅图像在不同光照条件下二值化的结果,可以看到在光照条件2下会出现大量的黑点,这些黑点将严重影响提取路径信息的速度并且可能导致错误的路径信息。然而,相对于灰度、颜色特征,边缘特征受光照影响较小[11]。为此,对缩小后的图像先进行引导线的边缘检测,边缘检测后图像中引导线边缘像素灰度的对比度得到增强,通过实验确定合适的阈值,然后对图像进行二值化以提取路径信息。 1.2 引导线角度检测 2 视觉导航的机器人运动控制 机器人运动控制部分分为直行控制和转弯控制2部分。 2.1 直行控制 如果哈夫变换的检测结果表明是一条直线即机器人视野中只有1条主引导线时,则运行直行模块。实际中有2种情况需要考虑:一是机器人的初始位置不一定正对引导线,二是在机器人的机电配置中,左右轮子的马达运动不会绝对精确和对称。这些会使机器人在运动中出现侧偏。可采用下述方法进行直行控制:根据引导线在图像平面坐标中的位置来判断机器人的偏向。当引导线位于图像平面的左半边,说明摄像头的光轴与引导线不垂直且相对于引导线右偏,则命令机器人左转;当引导线位于图像平面的右半边,说明摄像头的光轴与引导线不垂直且相对于引导线左偏,则命令机器人右转;当引导线在图像平面两边均存在时,则命令机器人不偏转继续直行。机器人在前进过程中,根据图像平面中引导线位置不断调整方位,以一定的转动角度(转动角度尽量小,这样机器人的摆动幅度就会小)在直线路径上行走。 2.2 转弯控制 如果哈夫变换的检测结果表明是两条相互垂直的直线,即机器人的视野中出现转弯路口,则开始运行转弯模块。 机器人需要在距转角合适的距离处开始运行转弯模块,以保证机器人视野中始终具有引导线。如图4所示,AB段表示摄像头的纵向视野范围,C点为转角点,机器人需要知道自身在实际二维平面中相对于转角点C的距离即BC段距离。由图像信息获得现实世界坐标系中的参数,即所谓三维重建,这需要对基于计算机视觉的移动机器人导航系统进行摄像机标定。 鉴于移动机器人识别的引导线在地面上这一限制条件,并且摄像头固定在机器人上,可以选择机器人坐标系为世界坐标系,即世界坐标系与机器人同步移动。坐标原点为标定模板的左下角标定点的中心,Zw轴垂直地面,XwYw平面即为地面。在该坐标系下地面目标的坐标可以表示为(Xw,Yw,0),П甓模板由直径5 mm、相距10 mm共72个圆点构成,如图5所示。 3 实验结果及结论 实验中选用的LEGO移动机器人,其运动速度为8.57 cm/s(指令设定Power=25 RPM)。导航场地中画有宽1 cm的黑色引导线,实验要求中机器人完全根据引导线自主运动。实验中,识别1帧图像并且机器人根据识别的路径信息运行直行或转弯模块共需0.311 s,即机器人每处理1帧图像移动2.67 cm。实验室中的光照条件是机器人移动时的主要干扰,而锐利的引导线边缘受光照影响较小,对这些干扰有较好的滤除作用。经过在阴天白天、晴天白天以及开灯和不开灯的情况下、晚上开灯的情况下、遮盖物位于摄像头上方50 cm处形成阴影情况下,机器人能正确的沿引导线移动。同时,当摄像头视野范围内引导线消失即认为出现障碍物,机器人能发出前方有障碍物的报警信息。 可见上面所述方法有较好的实时性和鲁棒性有一定的通用性,使得该视觉导航方法具有一定的应用价值。只要光照条件变化不是非常剧烈,在工厂、医院、办公楼等环境中,机器人根据路径引导线可自主到达目的地。 当然,由于移动机器人活动场景的复杂性和动态特性,以及视觉处理的复杂性,视觉导航还有很多需要解决的问题,例如当导航场地出现较大面积的强烈反光、极暗的阴影时能否有效可靠的进行移动机器人的导航控制,这需要进一步研究。另外,如何将视觉系统与本系统机器人平台中的超声波传感器、光电传感器及声音传感器在空间、时间及数据上进行融合以提高系统的适应性和环境识别能力也是一个研究方向。 作者简介 赵 瑜 女,1983年出生,陕西西安人,硕士研究生。主要研究方向为非接触测量与可视化计算。 种兰祥 男,1960年出生,陕西合阳人,西北大学信息科学与技术学院副教授,中国科学院西安光学精密仪器研究所博士研究生。主要从事非接触测量、光电子技术和可视化计算方面的研究。 张万绪 男,1964年出生,山西运城人,西北大学信息科学与技术学院副教授。主要研究方向为智能仪器仪表。 注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文 计算机视觉论文:谈计算机视觉课程的教学创新 摘要:近年来,随着计算机视觉技术与应用的飞速发展,越来越多学生对这门课产生了浓厚的兴趣。文章是对我院计算机视觉课程教学经验的总结,讨论我们在教学过程中遇到的一些具体问题,主要包括教学内容和工程实例的选取、教学方法的几个注意事项,期待与同行们进行交流探讨。 关键词:计算机视觉;教学应用;教学改革 计算机视觉是人工智能学科中的一门重要课程。随着相关应用在多个领域中的出现,越来越多的学生开始对这门课产生了浓厚的兴趣。如何让学生能够在整个课程中保持盎然的兴趣,并为有志于深入研究计算机视觉的学生指明方向,成为我们教师首先应注重的问题。 在实际的教学工作中,通过不断摸索总结,我们认为,以实际应用引导学生的学习兴趣,既满足了学生想了解计算机视觉实际应用的需求,又加深了学生对于算法的理解,把算法放在一个实际应用中,学生可以理解怎么用,为什么这么用。在这样的目标导引下,我们从选择教材开始,准备教学内容(包括合理的应用实例的选择)、制作PPT、探索教学方法,形成了目前以实际应用为主导的创新教学体系,非常受学生欢迎。在此,我们对这期间遇到的问题,解决方法、心得体会做一个总结和思考,希望能对同行有些许参考作用。 1选择教材 在我们这个专业,每年的上研率基本都保持在50%左右。在本专业的研究生阶段,也开设了双语教学的计算机视觉课程。另外,毕业后选择参加工作的同学也基本都进入和本专业非常相关的一些单位,所从事的工作,都是和在学校学习的知识密切相关。 因此,如何让这门课程的教学既兼顾本科毕业就参加工作的那部分同学,又兼顾继续深造的学生的需求,也是在这门课程讲授的过程中,需要特别注意的一个问题。对于本科毕业就要参加工作的同学而言,需要“广度”,需要了解计算机视觉这门课在各个领域中的应用,在实际中接触到相关的项目或工作时,能够知道去哪里可以找到自己需要的参考资料;而对于要进一步深造的同学而言,则需要一定的“深度”,为研究生阶段的研究打下基础。 全盘考虑到这些学生毕业之后的去向,我们选择了两本教材。一本是贾云得教授编著,科学出版社于 2000年出版的《机器学习》[2],这是一部顺应了时代与教学发展要求的教材,对计算机视觉中的基本概念、基本算法、基本算法的应用、经典应用进行了由浅入深的介绍。内容涵盖了所有经典的数字图像处理与机器视觉方法,也对一些已经得到非常好实际应用的方法,如光流法等作了简要介绍。另外还选择了一本英文原版的计算机视觉的经典著作,Ramesh Jain 教授等所著的《Machine Vision》[3],机械工业出版社于2003年出版。这是国内外非常推崇的一本计算机视觉著作,该教材条理清晰,深入浅出,对计算机视觉的基本原理、算法、应用的介绍非常详尽。 在教学中,我们采用了英文的PPT,但主要用的教材是贾云得教授的《机器视觉》,这样中英文对照讲解,一方面加深学生对教学内容的理解,另一方面也为学生今后阅读专业的英文论文做了相应准备。 2教学内容和工程实例的选取 2.1选取教学内容 本课程之前,大学二年级的本科生已开设数字图像处理课程,但所讲的基本原理和算法都非常浅显,所以在教学内容的安排上,分为两大部分:数字图像处理部分和视觉部分。数字信号处理部分主要讲解在视觉部分会用到的一些基本算法,为后面进入计算机视觉部分打基础。这部分约占总课时的1/3。视觉部分的课时也分为两部分:算法讲解与实例讲解。在算法讲解部分,对计算机视觉的基本算法、经典算法都做了深入浅出的讲解。实例部分则选择了经典的工业应用,让学生能够对所学算法进一步加以理解。 2.2选取适当的工程实例 就计算机视觉的教学内容而言,各个孤立的算法和方法对本科生来讲,有些抽象不好理解。如果在教学上仅仅通过老师在课堂上的讲解,很难让学生深入地理解相关的教学内容,而选择一个触手可及且简单好理解的工程实例往往就会达到意想不到的教学结果,学生可以把课堂上所学的枯燥理论与现实中活生生的事物联系起来,从而加深对教学内容的理解。 通过反复比对、反复论证,我们选择了在讲解基本原理和算法之后,在课程结束前,专门留出课时讲解手机制造这个例子。手机现在是人手一部,是这些年青学子再熟悉不过的事物了,通过对手机主板、手机键盘的制造过程的讲解,把所学的算法都融合进来,学生在觉得有趣的同时,不知不觉就加深了对所学算法的理解。 另外,在教学的过程中,我们还不断穿插其他学生耳熟能详的实例,如数码相机原理中的一些算法的讲解,我们和学生一起探讨应该怎么选择数码相机。再有,滤波器算法、在课堂上对Photoshop功能的演示,与所学算法关联起来,学生都很容易理解接受。 3教学点滴 3.1点睛之笔 在第一节课的讲述中,我们的重点不在于Marr理论,而是告诉学生: 人工智能就是要让计算机像人一样,能够会听、会看…… 我们这门课程就是要让计算机“会看”,要像人一样会看。进而展示给学生一些我们精心挑选的图片,让学生自己判断,是不是自己的眼睛“骗了”自己,人眼和计算机看到的到底有什么不一样。 每次讲到这里,学生都会进行热烈的讨论,每个人都有不同的看法,每个人都有自己的坚持,不知不觉中,对这门课就产生了浓厚的兴趣,有了继续深入学习下去的愿望。在课堂讨论的最后,比较人眼对图片的判断以及计算机的判断后,让学生自己总结归纳,我们这门课到底要研究些什么,都有可能应用在哪些方面,然后对争议比较大的提议一一探讨。每到这个时候,大家的积极性就都被激发出来,在不断的争论与思想碰撞中找出正确的结论。 3.2拿身边的事物说“事” 计算机视觉课程的前半部分,多涉及到图像处理的一些常见算法。在讲授各种各样的滤波器和算子时,并没有针对各个滤波器和算子摆出一堆示例图片,让学生比较滤波前后的差异,从而很生硬地理解滤波器与算子的功能。取而代之的,我们首先以现在人手一台的数码相机为例提出问题,你为什么要选择你手里的这台数码相机?当初选这个品牌和型号时,你的考虑是什么?历年学生的回答几乎都是看网上测评,或者在网上看别人怎么说。这时列出我们收集到的各个品牌相机的测评报告,列出它们的优缺点,然后引导学生去思考,例如这个品牌的相机的缺点是照片发灰,不是很鲜亮,而另一个品牌的相机则绿的特别绿,红的特别红,为什么?那么有可能是哪部分的算法不够完善,为什么? 通过如此简单的对比,学生的积极性被完全激发。原来,数码相机这个几乎人人都有,大家都熟悉的“玩具”竟然和自己在课堂上学到的知识这么密切相关。 再有,就是利用学生们都熟悉的PS(Photoshop),演示现在所谓的“完美证件照”是怎么来的。为什么可以把疙疙瘩瘩的脸部皮肤变得光滑?在PS中,你就是点了一下鼠标,其实在后台,是加入了一个滤波器进行了滤波。各种这样的演示,学生都非常喜闻乐见。因为他们突然发现,原来那些事物,和我自己接触到这些看似枯燥的理论之间,还有这么深刻的联系。 还有一个很受学生欢迎的例子就是对于“鼓形失真”的讲解。我们的老师每次讲到这里,都不会简单告诉学生“鼓形失真”发生的原因是什么,应该怎么解决?老师都会问学生,明星为什么都一窝蜂去减肥?现在的女明星为什么都要去弄个“锥子脸”?课堂上就会出现一个小高潮,男同学和女同学的看法各异,彼此之间开始争论不休。此时再趁热打铁地问学生,如果拿着相机,离自己的鼻子一公分,会拍出什么样的效果?有学生开始拿出手机对着自己和别人开拍,有的学生开始头头是道地分析。每到这种学生都开始热烈讨论的时候,就可以适时引导学生往正确的方向去,让他们自己找到正确的分析解决方法,往往这个时候,学生都会颇有成就感,对于问题的理解也会特别的深刻。 3.3选择合适的实际应用 在所有理论讲解结束后,我们会留出2~4次课讲述计算机视觉在工业上的应用。这些年来,对于手机制造这样一个工业应用,非常受学生欢迎。正如“数码相机”这个例子一样,现在学生都是人手一部手机,是大家再熟悉不过的东西。这个例子涉及到了在前面理论讲述中的大部分算法,如二值图像的处理、模板匹配、高斯滤波器等。学生通过对这个工业应用的理解,更进一步加深了对算法的理解。 以讲解手机键盘的制造过程为例,向学生提出和前面所讲内容相关的问题,引导学生自发思考,如为什么选择模板匹配法,而不是采用其他更复杂更精确的方法等等。每到这个时候,课堂气氛总是分外热烈,学生各抒己见,在不断争论中,更进一步加深对课本上枯燥理论的认识。 在这里需要注意的问题是一定要一步一步提出问题,循循善诱,引导学生一层一层地深入思考。如果问题的答案过于“深藏不露”,则有可能触发学生的抵触情绪,无法继续深入地思考。 4结语 通过多年的教学摸索,我们认为,在计算机视觉课程的讲述中,以实际应用引导学生这样的教学方法非常可取,而且也收到了很好的效果。另外,除了制定好的教学大纲,并选择合适的教材外,根据学校现在的时间情况,我们选择了多媒体手段辅助教学,充分利用Matlab和大屏幕投影等方方面面的优势,结合多种方法进行教学,对讲好计算机视觉这门课,非常有益。 计算机视觉论文:计算机视觉导航综述 摘要:导航技术是移动机器人优秀技术,移动机器人又有多种导航方式,本文对各种导航方式进行了分析比较,提出由于计算机视觉理论及算法的发展,又由于和激光、雷达和超声在导航方面相比,视觉导航具有很多优点,因此视觉导航被大量地采用。根据移动机器人是在导航过程中对图像进行处理,实时性差始终是一个非常棘手的问题,提出解决该问题的关键在于设计一种快速图像处理方法。 关键词:视觉导航;移动机器人;图像处理 移动机器人是一种在复杂的环境下工作的具有自规划、自组织、自适应能力的机器人。移动机器人集人工智能、智能控制、信息处理、图像处理、模式识别、检测与转换等专业技术为一体,跨计算机、自动控制、模式识别、智能控制等多学科,成为当前智能机器人研究的热点之一。 在移动机器人的运动过程中始终要解决的是自身的导航与定位问题,相关技术研究中,导航技术可以说是其优秀技术,也是其实现真正的智能化和完全的自主移动的关键技术。也就是DurrantWhyte提出的三个问题:(1)“我现在何处?”;(2)“我要往何处去?”;(3)“要如何到该处去?”[1] 其中问题(1)是移动机器人导航系统中的定位及跟踪问题,问题(2)、(3)是移动机器人导航系统中路径规划问题。导航研究的目标就是没有人的干预下使机器人有目的地移动并完成特定任务,进行特定操作。机器人通过装配的信息获取手段,获得外部环境信息,实现自我定位,判定自身状态,规划并执行下一步的动作。 移动机器人的导航方式分为:基于环境信息的地图模型匹配导航;基于各种导航信号的路标导航、视觉导航和味觉导航等[2]。 环境地图模型匹配导航是机器人通过自身的各种传感器,探测周围环境,利用感知到的局部环境信息进行局部地图构造,并与其内部事先存储的完整地图进行匹配。如两模型相互匹配,机器人可确定自身的位置,并根据预先规划的一条全局路线,采用路径跟踪和避障技术,实现导航。它涉及环境地图模型建造和模型匹配两大问题。 路标导航是事先将环境中的一些特殊景物作为路标,机器人在知道这些路标在环境中的坐标、形状等特征的前提下,通过对路标的探测来确定自身的位置。同时将全局路线分解成为路标与路标间的片段,不断地对路标探测来完成导航。根据路标的不同,可分为人工路标导航和自然路标导航。人工路标导航是机器人通过对人为放置的特殊标志的识别实现导航,虽然比较容易实现,但它人为地改变了机器人工作的环境。自然路标导航不改变工作环境,是机器人通过对工作环境中的自然特征的识别完成导航,但路标探测的稳定性和鲁棒性是研究的主要问题[3]。 视觉导航,计算机视觉具有信息量丰富,智能化水平高等优点,近年来广泛应用于移动机器人的自主导航。视觉导航方式具有信号探测范围广,获取信息完整等优点,是移动机器人导航的一个主要发展方向[4]。目前国内外主要采用在移动机器人上安装车载摄像机的基于局部视觉的导航方式,如文献[4]中所提及的:D.L.Boley等研制的移动机器人利用车载摄像机和较少的传感器通过识别路标进行导航;A.Ohya等利用车载摄像机和超声波传感器研究了基于视觉导航系统中的避碰问题等。视觉导航中边缘锐化、特征提取等图像处理方法计算量大且实时性较差,解决该问题的关键在于设计一种快速的图像处理方法或采取组合导航方式[4-5]。 味觉导航是通过机器人配备的化学传感器感知气味的浓度,根据气味的浓度和气流的方向来控制机器人的运动。由于气味传感器具有灵敏度高、响应速度快以及鲁棒性好等优点,近年来许多研究人员在气味导航技术上做了许多研究工作。但该项技术能够真正应用到实际环境中的却很少,仍处于试验研究阶段。Figaro Engineering Inc.公司研制的氧化锡气味传感器,被广泛用于气味导航试验。石英晶体微平衡气味传感器、导电聚合物气味传感器和一种模仿哺乳动物鼻子功能的电子鼻等用于移动机器人味觉导航的传感器都处于试验阶段。目前的味觉导航试验多采用将机器人起始点和目标点之间用特殊的化学药品,如酒精和樟脑丸等,引导出一条无碰气味路径,机器人根据不同的道路跟踪算法,用气味传感器感知气味的浓淡和气味源的方向进行机器人导航试验。味觉导航的研究具有很好的研究价值,该种移动机器人可用来寻找化学药品泄露源。 由于计算机视觉理论及算法的发展,又由于和激光、雷达和超声在导航方面相比,视觉导航具有以下几个优点:首先,即使在丢弃了绝大部分的视觉信息后,所剩下的关于周围环境的信息仍然比激光雷达和超声更多更精确;其次,激光雷达和超声的原理都是通过主动发射脉冲和接受反射脉冲来测距的,因此当多个机器人同时工作时,相互之间可能产生干扰,而视觉由于是被动测量,因此多个机器人相互之间的干扰可以减少到最小;最后,激光雷达和超声数据的采样周期一般比摄像机长,不能及时对高速运动的机器人提供信息并作出规划,因此视觉传感器被大量地采用。目前移动机器人的导航大都采用基于视觉或有视觉参与的导航技术。最近二十年来,在未知或部分未知环境中,基于自然路标导航与定位技术的研究;视觉导航中路标的识别以及图像处理的新型快速算法的研究成为了计算机视觉的主要研究方向。 视觉导航主要完成障碍物和路标的探测及识别。国内外应用最多的是在机器人上安装车载摄像机的基于局部视觉的导航方式。P.I.Corke等对有车载摄像机的移动机器人视觉闭环系统的研究表明,这种控制方法可以提高路径跟踪精度。从视觉图像中识别道路是影响移动机器人导航性能的一个最重要因素。对于一般的图像边沿抽取而言,已有了许多方法,例如,局部数据的梯度法和二阶微分法。Trahanias利用视觉探测路标来完成机器人的导航。其中路标不是预先定义的人工路标,而是在学习阶段自动提取的自然路标。在视觉导航中边缘锐化、特征提取等图像处理方法的计算量大,移动机器人是在运动中对图像进行处理,实时性差始终是一个非常棘手的问题。解决该问题的关键在于设计一种快速图像处理方法。为了满足速度的要求,基于统计计算的预值法被应用于机器人的导航,但在实际应用中发现,它抑制噪声的能力差,特别是预值的选取极大地依赖于环境,要想获得理想的结果,仅在一幅图像中的不同区域就要设置不同的预值。近些年,由于人工智能的发展,有很多好的算法被应用到移动机器人的视觉导航中去。比如,根据导航图像的特点采用边缘提取结合HOUGH变换的方法和带滤波窗的区域扫描的方法,经过检验,这两种算法都具有较好的实时性,对于直线形态的各类导航线以及对于已知半径的弧形导航线具有较高的可靠性,以上算法目前对于分支较多的直线形态的导航线以及未知半径的弧形导航线的效果不佳,这是今后努力的方向。 Stanley还提出了基于神经网络的机器人视觉导航技术。该技术中估算逆雅可比矩阵,并将图像特征的变化与机器人的位置变化对应起来,通过神经网络训练来近似特征雅可比矩阵的逆阵。该技术,通过提取几何特征、平均压缩、向量量化和主成分提取来简化图像处理,实现实时视觉导航。 综上所述,移动机器人是在运动中对图像进行处理,实时性差始终是一个非常棘手的问题。解决该问题的关键在于设计一种快速图像处理方法。将室内地面作为机器人视觉导航的路标。依据地面的颜色信息,将地面上没有障碍物的区域识别并分割出来,机器人在可行走区域内行走,这样就可以实现机器人的自主导航。利用环境中地面的颜色特征,采用比较简单的图像处理算法分割彩色图像,经实验证明可提高机器人导航的实时性、准确性和鲁棒性。 计算机视觉论文:基于计算机视觉的学生考试自动监考系统设计与实现 摘 要: 针对当前视频监控进行考试监考的丢包率大和智能化程度不高的问题,在计算机视觉下进行学生考试自动监控系统优化设计,提出一种基于视频帧循环纠错编码的计算机视觉自动监考系统设计方法。系统设计分为硬件和软件部分,包括A/D电路、时钟电路、视频帧循环纠错编码电路、程序加载电路和输出接口电路。实验测试结果表明,该系统能有效降低监考过程中的视频丢包,提高监考区域的视觉覆盖度,系统集成性和智能性较高。 关键词: 计算机视觉; 考试; 自动监考; 视频帧 0 引 言 随着视频图像处理技术的发展,采用计算机视频监测方法进行现场O控设计,提高对监控区域的自动化识别和管理能力[1]。学生考试自动监考系统是考试智能化管理系统的重要部分,采用计算机视觉分析方法进行自动监考,首先采用计算机视频监控方法进行考试现场的实时视觉画面采集,从而实现对考试现场的检验分析和指导。研究学生考试自动监考系统,在促进智能化考试管理和提高考场监考的管控能力方面具有积极重要意义[2],对学生考试自动监考系统是建立在视频图像分析基础上的,结合系统硬件设备设计和软件开发,采用计算机视觉分析方法进行监控现场的异常信息特征提取和分析,采用视频帧循环纠错编码避免监控过程中的丢包和误码失真。首先进行系统的总体构架分析,然后进行监考系统的硬件模块化设计,最后进行系统调试分析,得出有效性结论。 1 系统设计与实现 1.1 器件选择 根据上述设计思想和总体设计构架,进行基于计算机视觉的学生考试自动监考系统的硬件模块化设计,学生考试自动监考系统的数据采集系统是整个系统的基础。通过PCI桥接芯片与PC机进行数据通信,采用PCI9054的LOCAL 总线设计方法,进行数据特征采集,把学生考试监考现场的视频信息存储到PCI总线上,在嵌入式RAM中对监控视频信息进行收发转换和视频帧间编码,基于视频帧循环纠错编码方法进行视频纠错。硬件设计主要包括如下几个部分:学生考试监考现场的视频信息的DSP信号处理器、模拟信号预处理机、视频信息的逻辑控制设备、外部I/O设备以及A/D设备和电源供电设备,用DSP控制A/D转换FLASH寄存器寄存学生考试监考现场的视频视觉特征信息,同时DSP与PCI通信,DSP接收PCI总线的用户信息,输出多路视频编码到功率放大器。通过串行E2PROM进行配置校验,在C 模式下通过PCI总线送采样数据或处理结果到PC机进行监考现场的监控信息分析。 1.2 监考系统的电路设计 根据上述总体设计要求,结合选择的器件,采用可编程DSP芯片ADSP?BF537作为优秀处理芯片,进行学生考试自动监考系统的电路设计,主要包括了A/D电路、时钟电路、视频帧循环纠错编码电路、程序加载电路和输出接口电路等,分别设计描述如下: (1) A/D电路。学生考试监考系统的A/D电路是实现对输入视频采集信息的数/模转换,提供给计算机和DSP芯片可识别的原始计算机视觉信息,结合视频帧循环纠错编码方法进行可视化校对和视频编码。外部I/O设备包括A/D转换器AD7864两片,A/D电路的分辨率为12位,最大采样频率25 kHz,采用AD7864(以下简称7864)作为A/D芯片,它是4通道输入、转换速度1.65 μs的高性能AD芯片,自动监考系统的A/D输入电压满足: 采样通道数由DSP数据总线dspD[3:0]控制[3],A4~A0和译码,利用信号作读数标志信号,得到A/D电路的接口硬件设计图如图1所示。 考虑到系统处理视频传输信息的时间和读数匹配问题,在进行A/D设计中,需要考虑7864模拟输入/输出对应码表,见表1。 (2) 时钟电路。时钟电路执行学生考试自动监考系统的时钟中断控制功能[4],采用5409A 作为自动监考系统的时钟中断的优秀控制芯片,5409A有3个多通道缓冲串口McBSPs,提供串行A/D、D/A 设备以及其他的串行器件直接接口,本地总线支持复用/非复用的 32 位地址/数据,包括 PCI 总线操作和LOCAL总线操作,PC9054 内部CI9054的LOCAL 总线与PCI总线通过异步操作实现两个 DMA数据的串行接口输入和输出。时钟电路的引脚设计如图2所示。 (3) 视频帧循环纠错编码电路。视频帧循环纠错编码电路是整个系统设计的优秀模块,视频帧循环纠错编码通过Emulator由JTAG(Joint Test Action Group)口下载到DSP中运行,在IEEE 1149.1标准协议下进行 5409A芯片器件的操作测试,芯片采用4通道高性能运放,带宽为10 MHz。使用ADUM1201进行帧同步信号设计[5],选择Motorola 公司高性能 MPC850/86作为自动监考系统的三维特征分析模块,从外部16位存储器读取监测视频图像的编码特征,引出双排的14脚插针外接上拉或下拉电阻,选择引脚、时钟信号输入引脚,数据总线LD 9054与应用电路连接,以串行E2PROM的配置电路作为I/O 初始化控制寄存器模块单元,直接从地址0x20000000执行16位打包模式实现视频纠错编码,得到视频帧循环纠错编码电路设计如图3所示。 (4) 程序加载电路。选择Motorola 公司高性能 MPC850/86作为学生考试自动监考的可视化校验视觉分析的程序加载电路的优秀处理芯片。在程序加载电路中,采用可编程逻辑芯片PLC进行图像信息分析,在程序加载中,从外部16位存储器直接执行16位打包模式,引导ROM配置异步存储器空间,通过连续读取0x00字节的个数来确定学生考试自动监考系统的SPI存储器的片选[6],程序加载电路设计如图4所示。 图4中,在VCC和地之间并联1个电容,满足程序加载电路的可编程的硬件写保护和片内的偶然性的写保护功能。 (5) 输出接口电路。输出接口电路设计中,通过JTAG接口访问CPU的内部寄存器,通过串行E2PROM进行配置校验。使用JTAG仿真器执行12通道DMA异步串行口设计,采用分立元件构成串口复位电路,降低DSP的能耗。开关频率也可在0~1间调节,内核电压在0.8~1.2 V间调整,内核电源通过10 和0.1 电容滤波,以减少电源噪声。实时时钟电源与I/O电源采取分别供电策略,综上分析,得到输出接口电路见图5。 在上述进行系统的硬件模块化设计的基础上,进行系统集成设计与软件开发。 2 实验测试分析 对上述学生考试自动监考系统进行软件开发和系统调试分析。件开发建立在CCS 2.20开发平台下,借助于 LabWindows/CVI,C/C++开发计算机视觉下的图像和视频信息处理程序。根据编写的PCI卡驱动程序进行视频信息采样和监考系统的原始数据采集,得到学生考试自动监考的视频采集分析界面如图6所示。 从图6可见,采用本文设计的考试自动监考系统,能有效实现计算机视觉下的监考视频信息传输。为了定量测试系统的性能,图7给出了不同方法进行监考视觉分析的视频丢包率对比结果,从图7得知,该系统能有效降低监考过程中的视频丢包,从而提高监考区域的视觉覆盖度。 3 结 语 本文提出一种基于视频帧循环纠错编码的计算机视觉自动监考系统设计方法。系统设计分为硬件和软件部分,首先进行了学生考试自动监考系统的总体设计构架分析和功能指标描述;然后以ADSP?BF537并行微处理芯片为优秀进行监考系统的硬件设计,包括A/D电路、时钟电路、视频帧循环纠错编码电路、程序加载电路和输出接口电路;最后在Visual DSP++集成开发环境中进行自动监考系统的软件开发设计,结合视频帧循环纠错编码进行程序加载,实现计算机视觉下的自动监考。实验测试结果表明,该系统能有效降低监考过程中的视频丢包,提高了监考区域的视觉覆盖度,具有优越性能。 计算机视觉论文:基于计算机视觉的疲劳驾驶检测专利分析 摘 要 对基于计算机视觉的疲劳驾驶检测领域的专利申请趋势、专利申请产出国和申请人分布进行了统计分析,重点针对基于人眼、基于人脸、基于嘴巴的疲劳驾驶检测这三个技术分支的发展脉络进行了梳理,并对基于计算机视觉的疲劳驾驶检测的发展趋势进行了分析。 关键词 疲劳驾驶 人眼、人脸 嘴巴 专利 0引言 造成交通事故的原因25%-30%产生于疲劳驾驶,因此疲劳驾驶已成为诱发交通事故的重要因素。国内外专家和学者针对疲劳驾驶的检测开展了大量的研究工作,目前研究的重心主要集中在基于计算机视觉的疲劳驾驶检测,因此对基于计算机视觉的疲劳驾驶检测的相关专利进行分析尤为必要。 1基于计算机视觉的疲劳驾驶检测专利申请数据分析 1.1全球专利申请量趋势 从图1可以看出,基于计算机视觉的疲劳驾驶检测专利申请量从1990-2001年间处于技术研发初期,专利申请量相对较少。从2002年开始该领域的专利申请量逐渐呈现持续增长趋势,并在2014年达到最大值153件。由此可知,随着疲劳驾驶的增多,人们对疲劳驾驶的检测也越来越重视,相应的研究也正不断增加。基于此,在今后的一段时间内,相关的专利申请量有望继续保持。 1.2专利申请产出地区分布 目前各领域的专利申请量主要集中在中国、美国、韩国、日本和欧洲,通过对该领域在中国、美国、韩国、日本和欧洲的专利申请量进行统计分析发现,中国的申请量以48%的占比雄居第一,其他几个地区的申请量相差不大,具体如图2所示。 1.3在华专利申请量变化趋势 图3为1990年至2014年基于计算机视觉的疲劳驾驶检测在华的申请量变化趋势图,由该图可以看出,1990-2002年是技术的萌芽期,在2003年以后申请量才呈现逐年增长的趋势,并且在2012年-2014年将均维持在较高的申请量。因此,该领域国内虽然起步较晚,但是最近几年申请量相对其他地区却具有压制性的优势。 1.4在华主要申请人分析 图4展示了在华主要申请人的申请量份额,主要以科研院所和大型汽车企业为主,其中吉利汽车公司以领先优势排名第一。 2主要技术分支的专利申请分析 基于计算机视觉的疲劳驾驶检测的主要技术分支有:基于人眼的驾驶疲劳检测、基于人脸的驾驶疲劳检测、基于嘴巴的疲劳检测。下面从三个技术分支的发展概况、三个技术分支的主要工作原理及重点专利等方面进行分析。 2.1全球专利申请主要技术分支的申请量趋势图 由图6可知,近年来基于人眼和人脸的驾驶疲劳检测的申请量呈现较快增长,申请量也较基于嘴巴的疲劳检测的申请量大,体现了该领域近年来的发展趋势,并体现出基于人眼和人脸的驾驶疲劳检测的技术分支发展已较为成熟。三个技术分支在2006年之前,申请量的差别不大且数量均较小,显示出在2006年以前三个分支的区别并不明显,发展也较为缓慢,这说明基于计算机视觉的疲劳驾驶检测也是近10年才兴起的一项技术,它依赖于图像处理技术的发展水平。 2.2在华专利申请主要技术分支的申请量趋势图 由图7可知,三个技术分支在2006年以前均只有零星的申请量,这与该领域在全球的发展情况相符合,基于人眼的疲劳驾驶检测在华申请量自2006年以来呈现稳步增长,且近年来申请量最大。基于人脸的疲劳驾驶检测申请量虽小于基于人眼的疲劳驾驶检测,但近年来的申请量也呈现出稳步增长的势头。然而,基于嘴巴的疲劳驾驶检测虽有增长趋势,但申请量一直都较小。由此可知,在国内疲劳驾驶的检测主要是采用人眼检测和人脸检测,这两个分支是国内的研究的热门,也是今后国内在该领域的发展趋势。 3结语 通过对基于计算机视觉的疲劳驾驶检测专利的申请量的总体分析,以及基于人眼、基于人脸、基于嘴巴三个技术分支的申请量趋势分析可知,基于计算机视觉的疲劳驾驶检测在近10年取得了较快发展,这与计算机图像处理技术的发展密不可分;同时,科研院所作为该领域研究的主体,应加强与中小企业的合作。国内疲劳驾驶的检测研究主要集中在人眼检测和人脸检测,这两个分支是国内的研究的热门,同时,基于人眼的疲劳检测其发展方向明确,后续发展将集中在眼睛定位算法的研究上,并且定位精度将越来越高,越来越满足实际的要求。 计算机视觉论文:一种基于计算机视觉的手指特征识别算法研究及其FPGA实现 摘 要: 为了提高视频图像中手指特征识别的精度和速度,提出一种基于矩形模板的动态阈值算法。该算法采用矩形模板平滑图像,用灰度阈值法提取目标边缘,实现对手指特征的准确识别。Matlab仿真结果表明,该算法受环境噪声影响较小,能清晰准确地分割出手指边缘。在FPGA平台上设计了一套基于计算机视觉的手指特征识别系统,并对该系统的实时性、手指识别精度等性能进行了测试。测试结果表明,该系统的运行速度与摄像头摄取图像的速度基本同步,可满足系统对实时性要求。系统对手指位置识别的坐标偏差约为3个像素,基本满足系统对识别精度的要求。 关键词: 计算机视觉; 手指特征识别; 动态阈值算法; 矩形模版 S着科学技术的飞速发展,人与计算机之间的交互活动越来越密切,并逐渐成为人们日常生活的重要组成部分。传统触摸屏是现阶段一种最常见,也是最重要的人机交互方式,其是通过一种附加在显示器表面的透明介质,依赖使用者的手指触摸该介质来实现对计算机的输入控制[1?2]。目前,这种触摸屏技术已经相当成熟,但是,技术上不容易做到大尺寸,且成本相对较高,也易于破损。为了突破传统触摸屏这种人机交互方式的局限,把任何成像平面变成可用手指进行交互的系统,本文提出了一种基于计算机视觉的手指特征识别算法,并在FPGA平台上建立了一套基于计算机视觉的手指特征识别硬件系统。这种基于计算机视觉的手指特征识别方法可为基于视觉的人机互动提供一种新的技术解决途径。其与传统触摸屏的区别在于,不需要在成像屏幕上安装任何特殊介质,使用寿命得到大幅延长,应用范围有了很大扩展。 1 图像采集平台 本文所采用的图像采集平台如图1所示,在任何与计算机连接的显示设备(如投影屏幕、等离子电视等)的左上角、右上角安装两个摄像头,通过这两个摄像头便可确定手指在屏幕上的二维坐标信息(x1,x2)。然后,将此坐标点传至计算机,并与Windows系统的鼠标程序关联即可实现人机交互功能。图2是图像采集平台的侧视图。其中虚线框表示摄像头视野中系统需要处理的区域,即手指出现的区域。 2 手指特征识别算法及仿真 在系统实现过程中,如何从摄像头所拍摄的画面中准确地识别并提取出手指信息是其难点之一。在目前的图像处理技术中,用于识别背景图案中目标物体的算法很多,本文在分析基于色彩聚类的肤色识别算法的基础上,结合课题特殊需求,提出一种基于矩形模板的动态阈值算法,并在Matlab中对上述算法的处理效果进行了仿真。 从图像采集平台可以看出,本系统只关心距屏幕很近的小视野内是否出现区别于背景的目标物体。因此,只需从摄像头拍摄的图像当中截取一部分,如图3中的小矩形框所示。 2.1 基于色彩聚类的肤色识别算法 肤色是人体区别于其他物体的一个重要特征,人体肤色特征不受位置、角度、大小等因素影响,具有较强的稳定性。因此,本文首先选定基于色彩聚类的肤色提取识别算法进行研究。在色彩聚类方法中,Anil K.Jain的Cb,Cr椭圆聚类方法最为典型[3?4]。采用非线性分段肤色分割得到的肤色区域在Cb,Cr空间中近似于椭圆,如下: 由图5可知,利用该算法分割手指信息的效果尚可,能从比较友好的环境中迅速准确地识别出手指信息。图6为利用椭圆聚类肤色分割算法对从图像采集平台读取图像的手指识别效果。可见,该算法在普通环境下对手指的识别效果良好。但当屏幕上的颜色影响手指肤色时,该算法的识别能力就会有所降低。可见,该算法对皮肤颜色的纯度要求较高,适用范围受限。图7为屏幕出现大面积蓝色时对手指识别造成的影响效果。 2.2 基于正方形模板的动态阈值算法 基于正方形模板的动态阈值算法,即采用灰度阈值法,用正方形模板平滑图像[5?6]。图8(a)是3×3模板动态阈值算法平滑图像的过程。 应用基于3×3模板的动态阈值算法对原图4进行边缘提取的仿真效果如图9(a)所示。可见,应用3×3模板可以提取出目标物体的边缘,但不够清晰。虽然可以通过增大模板取得比较理想的效果(图9(b)为采用基于101×101模板的动态阈值算法的处理效果),但会使计算量剧增,同时也缩小了模板所能完全覆盖的范围,使图像边缘产生无效的白色区域。 2.3 基于矩形模板的动态阈值算法 根据课题实际需要,即所要处理的目标区域为长方形窄条区域(如图3所示),本文提出一种基于矩形模板的动态阈值算法。该算法与基于正方形模板算法的区别在于,平滑图像时所用的模板为窄条形,如3×5模板,3×15模板,3×41模板等。图8(b)是3×9模板动态阈值算法平滑图像的过程。 图10给出了采用基于3×9模板、3×14模板、3×81模板、3×101模板动态阈值算法对原图4进行手部边缘提取的仿真效果。由仿真效果可知,基于矩形模板的动态阈值算法在模板取值为3×9的情况下,便能够清晰提取出目标物体的边缘。而且,随着模板取值的增加,目标物体边缘的提取效果更加清晰准确。与基于正方形模板的动态阈值算法相比,基于矩形模板的动态阈值算法计算量较小,节约了系统的计算资源。 3 基于FPGA的手指特征识别算法的系统测试 为了验证本文所提出的基于矩形模板的动态阈值算法能否满足屏幕交互系统的整体要求,本文通过编写软件程序在FPGA开发板上对这种算法进行了硬件实现和系统测试。 3.1 硬件实现 本文所采用的硬件实现系统主要是基于美国Altera公司生产的型号为EFA?CY1C12的“红色飓风”(Red Cyclone)系列FPGA开发板,并另外集成了用Ommvison公司的型号为OV9655的CMOS数字摄像头,以及ISSI公司的型号为IS61LV25616AL的SRAM存储器[7?10]。最终搭建的硬件系统如图11所示。 3.2 系统测试 本文主要对系统的实时性、手指提取精度、资源占用情况等影响系统运行的重要技术指标进行了测试。 (1) 实时性 OV9655摄像头在1 280×1 024分辨率下,能提供15 f/s的图像采集速率,课题所设计的软件程序可以在一帧图像的处理时间内完成了数据的采集、手指边缘的识别等运算,实现了系统执行速度与摄像头拍摄速度的同步,达到了系统对实时性要求。 (2) 手指识别精度 由于课题在软件设计过程中编入了图像采集防抖动处理程序,提高了图像采集的稳定性,也提高了手指识别的精度。经过测试,本系统得到的手指位置信息的坐标偏差为3个像素,基本满足大屏幕交互系统对识别精度的需求。 (3) 资源占用情况 从Quartus Ⅱ的编译报告中可以看出,本系统的软件运行已占用FPGA的9 702个逻辑单元,占逻辑单元总数的80%。可见,该硬件系统的FPGA运算资源基本能满足系统的实际需要。 4 结 语 本文通过对基于矩形模板的动态阈值算法的研究和基于FPGA的手指特征识别硬件系统的实现,建立了一套基于计算机视觉的手指特征识别系统。该算法受环境噪声影响较小,能清晰准确地分割出手指边缘,且随着矩形模版取值的增大,算法的识别效果会更加良好。该系统的实时性、手指识别精度及资源占用情况均可满足系统要求。这种基于计算机视觉的手指识别方法成本低、灵活性好,为基于视觉的人机交互提供了一种新的技术途径。 计算机视觉论文:基于计算机视觉的运动目标跟踪算法 摘 要截至目前,运动目标跟踪已经历经了几十年的发展研究,其作为当前社会一项至关重要的先进技术,对于人们的日常工作生活以及社会经济、军事政治等其他各领域均有着积极的帮助作用。特别是在计算机视觉技术逐渐发展成熟的今天,运动目标跟踪与计算机视觉技术的融合程度也越来越高。基于此,本文将选择当前比较常见的一种目标跟踪算法即Kalman filter算法,并以运动的人脸作为跟踪目标,着重围绕基于计算机视觉的运动目标跟踪算法进行简要分析研究。 【关键词】计算机视觉 运动目标 跟踪算法 在计算机等现代科学技术尚未出现以前,人们在获取外界信息时往往主要依赖视觉,而在我国计算机技术水平不断发展提升的背景之下,计算机视觉技术的出现使得人类肉眼视觉得到了进一步的发展延伸,尤其是在各种传感器技术的帮助之下,使得人们能够对保持运动状态的目标进行实时跟踪,从而准确掌握目标的具体形态属性。在此背景之下,本文将运动目标设定为运动的人脸,通过探究基于计算机视觉的运动目标跟踪算法,希望能够为相关研究人员提供相关参考和帮助。 1 Kalman filter目标跟踪算法的简要概述 Kalman filter目标跟踪算法是当前众多跟踪算法当中使用范围较广、使用频率比较集中的一种跟踪算法,这一算法最早可以追溯至上个世纪六十年代,人们通过将滤波理论与状态空间模型相集合,从而得到的一种递推估计的算法也就是卡尔曼滤波理论。其通过利用上一时刻获取的预估值以及当下获取的实际观测值,在信号与噪声状态空间模型当中不断更新状态变量,进而顺利完成估计预测并获得当前时刻估计预测值。经过不断的发展,在计算机图像处理以及其他运动目标跟踪当中经常会使用Kalman filter算法。如果在k时刻系统下的状态向量用xk表示,那么在t0时刻下初始化的状态预测方程为;在tk时刻下更新系统状态的具体方程为 ,其中Hk、Zk分别表示测量矩阵m×n维以及转移矩阵n×n维的状态向量。但在跟踪计算机视觉运动目标譬如说视频目标时,由于相邻的两帧视频图像本身时间间隔非常短,因此目标在这一时间内难以发生明显的运动状态变化,此时我们可以通过将此间隔时间设定为单位时间,同时目标在单位时间内一直保持匀速运动状态,这时我们可以得到一个状态转移矩阵且 ,定义系统观测矩阵即为 ,定义噪声Wk以及Vk协方差矩阵则可以分别用 和表示。 如果在滤波器在经过若干次卡尔曼滤波后仍然能够恢复至原始状态,则其具有较好的稳定性,但如果在进行运动目标跟踪实验的过程当中,对于处于运动状态的被跟踪目标,一旦出现遮挡行为则将在第一时间内暂停估计参数,并将这一参数估计值直接代入到状态方程当中,使得运动目标无论是否被遮挡均可以对其进行精确跟踪。 2 基于计算机视觉的运动目标跟踪算法 2.1 建立颜色概率模型 颜色囊括了诸多的信息量光柱点,尤其是在人类的视觉世界从本质上来说也是一种用过感知自然界色彩以及明暗变化的世界,因此人们可以通过使用三基色原理获得RGB颜色空间。考虑到颜色与计算机视觉场景当中各个场景和目标之间有着紧密的关系,同时不同于目标的大小、形态等其他视觉特征,颜色特征鲜少会受到包括观察视角等在内各因素的干扰影响,从某种角度上来说基于颜色特征的运动目标具有较好的稳定性。为了能够保障目标跟踪既稳定又迅速,需要选择合适的颜色特征,否则将极有可能导致出现跟踪失败。在这一环节当中人们通常使用的是RGB颜色空间以及HSI颜色空间,但由于二者均具有一定的局限性,因此本文在对人脸特征尤其是颜色特征进行选取时,选择了rgI颜色直方图的方法,在解决两N颜色空间自身缺陷的同时,尽量避免目标人脸运动位置以及尺寸等变化因素对目标追踪造成的干扰影响。在rgI颜色直方图当中 其中R、G、B就是RGB颜色空间当中的三原色,r、g、I有着相同的取值范围即在0到1之间。保持间隔相等的情况下划分L值即可得到rgI颜色直方图。虽然rgI颜色直方图与物体相对应,但如果目标只是位置以及尺寸等出现变化,rgI颜色直方图并不会受到任何实质性影响,因此在理想情况下,利用rgI颜色直方图能够对视频图像中不同运动位置以及不同尺寸的人脸进行目标追踪。 2.2 跟踪算法 运动目标的不断变化将会使得模板图像随之发生相应变化,因此需要不断更新模板图像才能够有效完成对运动目标的连续跟踪,本文在对运动目标的实际运动范围进行预测过程中选择使用卡尔曼滤波,之后利用rgI颜色直方图在预测运动范围之内搜索和匹配相应目标,从而通过此举获得与目标模板有着最小欧式距离的区域,在此过程当中存在一个特定阈值T,如果两者的欧氏距离在进行相减时差值没有超过这个特定阈值,那么此时该区域就是运动目标所在的实际位置,利用在这一区域当中的rgI颜色直方图并将其充当下一帧运动目标的匹配模板,在不断重复的过程中模板能够实现不间断地更新。由于相邻的两帧视频图像之间,时间间隔并不长,因此目标人脸在极短的时间间隔当中基本上不会出现突然变化,此时我们可以认为运动目标人脸的运动连续性比较强,此时利用公式 可以进行欧式距离的计算并用以衡量匹配的模板。其中匹配区域和模板的rgI颜色直方图分别用l和l'表示,而rgI颜色直方图中的维数则用n进行表示。根据相关视频图像显示,通过不断更新模板确实可以对目标运动人脸进行实时跟踪显示。 3 结束语 总而言之,本文通过选择当前比较常见的目标跟踪算法即Kalman filter算法,利用卡尔曼滤波以及rgI颜色直方图完成对运动人脸的跟踪。事实证明,Kalman filter算法确实能够在对各目标之间的干扰进行明确区分的基础之上,准确描述运动人脸目标,从而较好地跟踪运动目标,但由于人脸之间本身存在一定的相似性,因此本文只是对理想状态下的运动人脸进行跟踪实验,日后还需要对计算机视觉技术和Kalman filter算法进行进一步优化以妥善解决多人脸目标以及相似性问题。 作者单位 重庆电子工程职业学院软件学院 重庆市 401331 计算机视觉论文:基于计算机视觉的室内自主移动机器人导航综述 摘要:计算机视觉在人工智能学科占据重要地位,为自主移动机器人视觉导航做了深厚的理论铺垫。基于计算机视觉的自主导航与路径规划是自主移动机器人研究的关键技术,计算机视觉室内导航技术主要分为3类:第一类是环境地图事先已知;第二类是同时定位与地图构建(simultaneouslocalization andmapping,SLAM);第三类是不依赖环境地图。详细阐述了每种导航模型和技术方法,探讨了基于计算机视觉导航的最新技术进展,总结了目前国内外计算机视觉导航的研究进展。 关键词:计算机视觉;地图匹配;SLAM;机器人导航;路径规划 1概述 计算机视觉在人工智能学科占据重要地位,为自主移动机器人视觉导航做了深厚的理论铺垫。目前,机器人导航技术有很多种,传感器导航技术如里程计、激光雷达、超声波、红外线、微波雷达、陀螺仪、指南针、速度、加速度计或触觉等得到了普遍应用,与上述非计算机视觉导航技术相比较,计算机视觉导航技术如人眼般具有灵敏度高且可捕获的信息量大以及成本低等优点。由于室内相对室外空间比较狭小且内部环境复杂,所以普通移动机器人在作业过程中,完成躲避眼前障碍物、自主导航以及为自身找出一条可行路径等一系列操作会相对比较困难。计算机视觉导航技术可利用本身的摄像头获得室内周围的环境信息,实时对其周身的场景进行快速反馈,对视野前方障碍物进行快速识别和检测,从而确定一条高效的可行的安全路径。本文对计算机视觉导航技术进行分类研究,主要分为3类:第一类是环境地图事先已知,提前对外界环境特征进行提取和处理,建立全局地图,并将地图信息存储在机器人内存数据库中,在导航的时候实时进行地图匹配;第二类是同时定位与地图构建,移动机器人在自身位置不确定的情况下根据自身的摄像头获取周围未知环境信息,在作业时逐步构建周围的环境地图,根据构建的增量式地图自主实时定位和导航;第三类是不依赖环境地图,自主移动机器人不需要依赖任何的环境地图,其在作业活动时的可行区域主要取决于摄像头实时识别和检测的环境相对信息。 2环境地图的表示方法 目前,计算机视觉导航技术多采用栅格地图、几何地图、拓扑地图和混合地图构建环境地图信息。 2.1栅格地图 栅格地图,将栅格图像考虑为一矩形,均分为一系列栅格单元,将每个栅格单元赋予一个平均概率值,并利用传感信息估计每个单元内部内存障碍物的概率。构建栅格地图的优点是其地图表达形式直观,创建和维护比较容易;但当划分的栅格单元数量不断增多时,实时性就会慢慢变差;当划分的栅格单元越大时,环境地图的分辨率越低。 2.2几何地图 几何地图利用几何特征如点、直线、平面等来构成环境主要框架,需要知道这些特征在环境中信息的具体位置,所以几何地图通常使用其对应的三维空间坐标来表示。几何地图构建过程相对简单,保留了室内环境的各种重要信息,是基于计算机视觉的定位与地图构建算法中最常用的一种表示方式。但是为了完成环境的建模需要标记大量的特征,从而计算量也非常的大,降低了实时性,其重建的地图也容易出现与全局不一致的情况。 2.3拓扑地图 拓扑地图用许多节点和连接这些节点的曲线来表示环境信息。其中,每个节点相对应真实环境中的特征点(如门角、窗户、椅子、桌子角及拐角等),而节点之间的曲线表示两个节点对应的地点是相联通的。拓扑地图把环境信息表上在一线图上,不需要精确表示不同节点间的地理位置关系,图像较为抽象,表示起来方便且简单。机器人首先识别这些节点进而根据识别的节点选择节点与节点间的曲线作为可作业的路径。 2.4混合地图 混合地图主要包括3种形式:栅格一几何地图、几何一拓扑地图以及栅格一拓扑地图。混合地图采用多种地图表示,可结合多种地图的优势,与单一的地图表示相比更具有灵活性、准确性和鲁棒性,但其不同类别的地图结合起来管理会比较复杂,难以协调,增加了地图构建的难度。文献针对室内环境所建立的模型分为全局拓扑和局部几何表述部分,整体环境通过拓扑节点串连起来,维护了整体环境表述的全局一致性;而以每个拓扑节点为优秀所采用的几何表述则可确保局部精确定位的实现,这样建立的几何一拓扑混合环境模型可将二者的优势都表现出来,使得移动机器人定位和地图构建同时进行,实现容易。 3基于计算机视觉的室内导航 基于计算机视觉的室内导航技术可利用摄像头捕获机器人周围环境的全部信息,对其周身的场景进行反馈,对障碍物进行快速识别和检测,从而确定一条高效的可行的安全路径。本文将计算机视觉室内导航技术主要分为3类:第一类是环境地图事先已知;第二类是定位与地图构建同时进行;第三类是不依赖环境地图。 3.1环境地图事先已知 提前对外界环境特征进行提取和处理,建立全局地图,并将地图信息存储在机器人内存数据库中,在导航的时候实时进行地图匹配,即预存环境地图。在环境地图事先已知的导航中,路标信息保存在计算机内存的数据库中,视觉系统中心利用图像特征直接或间接向移动机器人提供一系列路标信息,一旦路标被确定后,通过匹配观察到的图像和所期望图像,机器人借助地图实现自身精确定位和导航。该导航技术过程可分为以下步骤: a)图像获取:摄像头获取其周围的视频图像; b)路标识别及检测:利用相关图像处理算法对图像进行一系列预处理如进行边缘检测和提取、平滑、滤波、区域分割; c)路标匹配标志:在观察到的图像和所期望图像之间进行匹配,搜索现有的路标数据库进行标志路标; d)位置计算:当有特征点进行匹配时,视觉系统会根据数据库中的路标位置进行自身精确定位和导航。 在基于计算机视觉的地图匹配定位过程中,主要有2种地图匹配较为典型。 ①已知起点,已知地图。这种条件下的定位称为局部定位,采用的是一种相对定位的方法,如图1所示为其位姿估计过程,这种情况目前导航技术研究得最多。 ②不知起点,已知地图。这种条件下的定位称为全局定位。当机器人需要重置时,通常使用这种定位方法来检索机器人的当前位置(即姿态初始化)。常用的辅助方法是在环境中添加一些人造信标,如无线收发器,几何信标,条码技术,红外或超声波接收系统进行位置识别,利用视觉系统识别自然标志,自主定位。 3.2定位与地图构建同时进行 不知起点,不知地图。SLAM技术最早由Smith等人于1986年提出,移动机器人在自身位置不确定的情况下根据自身的摄像头获取周围未知环境信息,在作业时逐步构建周围的环境地图,根据构建的增量式地图自主实时定位和导航。在日后的导航研究中,混合地图中的几何一拓扑混合环境模型被得到广泛应用,主要用来解决SLAM问题。 2003年,在解决SLAM技术难题上,Arras等人采用基于Kalman滤波器和最邻近(nearest neighbor)匹配策略的随机地图创建方法。下面是该算法步骤: a)数据采集:首先初始化系统,从摄像头传感器采集距离数据; b)状态预测:视觉系统预测机器人运动状态,实时返回新位姿信息和协方差矩阵,预测地图; c)观测:从原始捕获的信息中提取主要特征信息并将此信息返回给局部地图; d)测量预测:预测机器人当前位姿的全局地图; e)位置匹配:应用最邻近滤波器匹配局部地图中的观测点和预测点; f)估计:使用扩展Kalman滤波器更新地图; g)创建:将非相关的观测点加入地图,对机器人返回增量式地图; h)输出地图。 制约机器人视觉系统性能的重要因素是信息实时处理的计算复杂度和处理效率,SLAM算法需要在地图密度与计算效率之间取得权衡。 3.3无环境地图 在这类系统中,机器人不需要依赖任何的环境地图信息,机器人的活动取决于其当时识别和提取出来的环境信息,这些环境信息可能是桌子、椅子和门等,不需要知道这些环境元素的绝对位置。无环境地图的导航技术典型的技术有3大类:基于光流的导航技术、基于外观信息的导航技术、基于目标识别的导航技术和基于目标跟踪的导航技术。 3.3.1基于光流的导航技术 光流是三维空间运动物体在观测成像面上的像素运动的瞬时速度,也是图像亮度的运动信息描述。光流法计算最初是由Horn和Schunck于1981年提出的,其利用二维速度场与灰度,引入光流约束方程,得到光流计算的基本算法。光流计算基于物体移动的光学特性提出了2个假设:①运动物体的灰度在很短的间隔时间内保持不变;②给定邻域内的速度向量场变化是缓慢的。如Santos-Victor等人研发了一种基于光流的robee视觉系统,该系统模拟了蜜蜂的视觉行为。在robee视觉系统中,使用单独的双目视觉方法来模拟蜜蜂的中心反射(Centering Reflex):当机器人移动到走廊两侧的墙壁中心时,左眼捕获场景的瞬时速度与右眼捕获场景的瞬时速度是相同的,几乎没有差别,那么机器人就可以知道他们在走廊的中心。如果眼睛两侧的眼睛的瞬时变化速度不同,则机器人移动到较慢的速度。在自动机器人导航的实现中,基于这个想法是测量摄像机捕获图像场景瞬时速度差异。这种导航技术只能用于室内单通道直走道导航,不能引导机器人改变方向,具有一定的局限性。 3.3.2基于外观信息的导航技术 基于外观的机器人导航方法,不需要构建真实的地图导航,机器人通过自身所携带的摄像头和传感器感知周围目标的外观信息进行自主定位和导航。其中,所述的外观信息多为目标信息的颜色、亮度、形状、空间大小和物理纹路等。机器人在导航时存储连续视频帧的环境图像信息,并将连续视频帧与控制指令相关联,从而再执行指令规划有效路径到达目的地。 3.3.3基于目标识别导航技术 为了达到目标点或是识别目标,机器人很多时候只能获取少量的图像信息。Kim等人提出了一种用符号代替导航各个位置的赋值方法。该赋值方法中,机器人执行命令如“去窗边”“去你后面的椅子旁”等。这样,通过相关的符号命令,机器人自动识别并建立路标,通过符号指令到达目标点。例如“去你后面的椅子旁”,这样的命令就是告诉机器人路标是椅子、路径向后。该导航技术的难点在于目标是否可以准确实时识别路标。第一,识别大量不同类别的物体,室内环境有许多不同类别的物体,需要将它们组织到一个在给定的容易搜索图像数据结构中去,起到容易识别是用什么度量来区分物体;第二,识别大量不同背景下的物体,一个合适的物体表达式有助于将图像组织成片断,而这些片断来自于物体的种类且与物体无关的;第三,在抽象层次上识别物体,机器人可以不需要在看到一个具体的杯子之前便能知道它是一个杯子,相关程序能够类似的物体进行识别和区分。 3.3.4基于目标跟踪的导航技术 基于目标跟踪的导航技术,为机器人构造一个虚拟地图,机器人通过摄像头获取连续的视频序列确定一个跟踪的目标,为了达到对目标的精确定位和实时跟踪,可以利用粒子滤波算法对需要跟踪的目标进行建模。基于粒子滤波的目标跟踪主要包含四个阶段,分别是初始化目标区域,概率转移,目标区域权重计算,目标区域重采样。在机器人导航之前,通过视频序列的当前几帧标注机器人所需要跟踪的目标,在导航时,机器人通过连续的视频帧感知周围的待跟踪目标,同时对所需要跟踪的目标散播粒子,当获取的视频帧对目标区域重采样后足以让机器人确定所需要跟踪的目标时,机器人通过确定的目标为自己规划最有效的路径到达目的地。获取视频序列目标跟踪是算机视觉领域中的重要分支,它在工业生产、交通导航、国防建设、航空导航等各个领域有着广泛的应用。 4结论 本文对近三十年来基于计算机视觉的室内自主式移动机器人导航技术进行了详细的分类介绍,对于移动机器人是否需要地图匹配的导航系统进行了详细的综述。目前,在做导航和面向任务的决策时,自主机器人尚未能够准确地综合考虑真实环境空间中的各种不确定性,当路径前方突然出现动态场景变化、目标运动、遮档障碍物时便会显得一无所措,无法及时把握室内环境变化的动态信息进行实时导航,而这将是未来计算机视觉研究的一大难点和热点。所以,室内自主移动机器人仍在发展中,还有很多的问题值得研究和探索,现有的机器人大多数都需要人为定期去进行清理和维护,直到今天还没有产生一台真正意义上完全自主的移动机器人。 计算机视觉论文:探讨计算机视觉技术在图书馆工作中的应用 摘要:随着科技的不断发展,计算机视觉技术的发展越来越迅速,它的研究和应用范围不断的扩大,已经涉及到制造业、农业、医疗诊断以及军事领域。本文通过对计算机视觉技术在图书馆工作应用中的探讨,了解计算机视觉技术在图书馆实行的效果。 关键词:计算机;视觉技术;图书馆;应用探讨 引言 俗话说“书是人类进步的阶梯”,各大高校以及各大城市都建有图书馆,图书馆可以满足人们对各种知识的需求,因此对图书馆的管理工作也是十分重要。如今科技不断的发展,计算机视觉技术被运用到图书馆管理中。计算机视觉是用摄影机和电脑来代替人眼进行检测、监控、识别和测量等的机器视觉,它能够对收集来的图片和视频进行处理,然后获得相应的三维信息。计算机视觉是一门综合性的学科也是一个富有挑战性的领域,它已经被应用到各个领域中,它的重要性不言而喻。 一、计算机视觉技术的特点 (一)检测范围广泛 人眼的检测范围毕竟有限,有些细微的方面人眼是检测不到的,比如红外线、超声波等,但是计算机视觉技术却是可以检测到人眼所检测不到的范围。计算机视觉技术可以将红外线和超声波处理成图像呈现出来,它的检测范围十分广泛而且是不加选择的进行检测,可以说它的使用大大拓展了人眼的视野。 (二)检测安全可靠 我们都知道电子产品如果接触使用必然是会受到一定辐射的,但是计算机视觉与以往的检测机器不同,它是不需要与被测者进行接触的,观测者和被测者都是十分安全不会受到丝毫损伤的,而且它在使用的过程中并不会像人眼一样感到疲惫,它可以一直进行高效率的工作,因此对其检测结果也是十分的可靠的。 二、视觉技术在图书馆工作中的应用分析 (一)图书剔旧和修补 图书馆是人们知识的殿堂,是思想文化知识不断扩展的地方,因此图书馆的剔旧是一项十分重要的工作。图书馆的空间毕竟有限,一些相对陈旧而利用率较低的参考文献是需要不定期的进行筛选的,这些资料通常都是表面发黄、布满灰尘和封面破旧等,而图书馆的剔旧工作大多是由工作人员亲自到书库中进行挑选,这样不仅工作量大、耗时长还有可能会存在遗漏的现象,而且资料上的灰尘也会给工作人员的身体健康带来影响。 图书馆会收藏一些珍贵的古籍和字画,但是时间一长,受到温度、湿度等的影响会造成古籍和字画表面发黄、纸张变脆甚至会出现虫眼,这时候就需要对古籍字画进行修补工作。这项工作大多由工作人员亲力亲为,会给工作人员带来一定的健康影响,如果使用计算机视觉技术代替人们来进行工作,会大大减少工作人员的工作强度,同时也保证了工作效率。 (二)管理职工人员 图书馆中职工人员的正常有序的工作是保证图书馆正常运行的关键之处,在进行图书馆职工人员的管理上可以引用计算机视觉技术。以往的职工签到可能会出现代签现象,而计算机视觉技术可以采用图像视觉处理技术对职员进行磁卡、眼膜、人脸识别等进行签到,杜绝了以往签到工作所存在的弊端。同时,在图书馆工作处理中,计算机视觉技术也可以帮助职工人员处理一些难题,让图书馆工作能够有序高效的进行。 (三)监控检测系统 如今图书馆的书籍是完全向人们开放的,人们可以自由进行借阅,以往的人工检测会造成猜疑和尴尬,也会加大图书馆管理人员与读者之间的磨擦。计算机视觉技术的使用可以全自动化进行监控和检测,避免了以往人工监测所出现的问题。图书馆的书籍借阅管理工作异常重要,计算机视觉技术可以全程自动化进行高效工作,可以进行无人看管检测读者进出携带书籍文献和借阅空间的监控等,大大提高了工作效率,让图书馆的借阅工作顺利有序的进行。 三、视觉技术在图书馆工作中的应用问题的研究 (一)循序渐进的结合 计算机视觉作为一个新兴技术,虽然已经被运用到各个领域内,但是在引进入图书馆的管理中,如果想要快速的取代传统的管理模式,无论是工作人员还是工作理念都不可能及时接受这种改变的。新技术的融入必须要循序渐进,找到与传统的管理模式的结合点,然后进行慢慢磨合,达到与传统相结合的效果,这样人们才能够接受一种新技术的使用,不仅提高了工作效率减轻了工作人员的工作负担,也能够更好的发挥出计算机视觉技术的真正作用。 (二)提高专业人员的业务水平 新的技术需要新的业务水平来支持,如果没有相应的业务水平是没有办法发挥出新技术应有的作用。计算机视觉技术通过计算机成像系统来代替人类的视觉感官,能够自主适应环境、自主工作的能力。计算机视觉技术在不断的更新中,它的使用功能也是越来越多,操作方法越来越复杂,这时就需要图书馆的工作人员对计算机视觉技术有细的了解,能够熟练操作和运用计算机视觉技术。图书馆管理阶层应该组织工作人员进行培训工作,让他们接收新的知识掌握新的技术,不断的提高图书馆工作人员的业务水平,才能够保证图书馆工作高效进行。 (三)读者素质和应用手段的提高 现代化图书馆要想实现工作和服务的全面自动化,就需要有现代化技术的支持,计算机视觉技术的引用虽然是一个现代化技术的支持,但是如今仅停留在生物特征的识别领域。比如图书馆如今普遍有门禁系统,这也仅停留在计数功能和监控可冲消磁条的识别和认定上,如果有些读者素质不高故意去掉这些生物识别,图书馆的门禁系统就没有办法阻止这些读者的进入进出。因此,提高读者的素质和计算机视觉技术的应用手段,才能够保证计算机视觉技术在图书馆被广泛的进行使用。 结束语 计算机视觉技术作为新兴的综合性技术,被运用到工业、农业、医学、军事、体育等各个领域,它的出现代替了人类去完成不可能的工作,开拓了人类的视野,提高了工作效率和深度,让人类从不适应的工作环境中解放出来。计算机视觉被称为自动化的眼睛,对周围的空间物体有着传感、抽象、判断的能力,它能够从根本上改变人们的思维方式。 虽然如今计算机视觉技术在图书馆的应用中仅处于初始层面,但是每项新的技术的引用不都是循序渐进需要一个过渡时段吗?计算机视觉技术虽然进入了瓶颈时期,但是相信在不断的提高和完善下,一定会突破瓶颈期进入到迅猛发展的时期。计算机视觉技术的提高,能够让图书馆更好的发挥其作用,让人们能够更快更方便的利用图书馆汲取不同的知识,同时也能够加快学术的发展和社会的进步。 计算机视觉论文:计算机视觉图像精密测量下的关键技术 摘 要近代测量使用的方法基本上人工测量,但人工测量无法一次性达到设计要求的精度,就需要进行多次的测量再进行手工计算,求取接近设计要求的数值。这样做的弊端在于:需要大量的人力且无法精准的达到设计要求精度,对于这种问题在现代测量中出现了计算机视觉精密测量,这种方法集快速、精准、智能等优势于一体,在测量中受到了更多的追捧及广泛的使用。 【关键词】精密测量 计算机视觉图像 关键技术 在现代城市的建设中离不开测量的运用,对于测量而言需要精确的数值来表达建筑物、地形地貌等特征及高度。在以往的测量中无法精准的进行计算及在施工中无法精准的达到设计要求。本文就计算机视觉图像精密测量进行分析,并对其关键技术做以简析。 1 概论 1.1 什么是计算机视觉图像精密测量 计算机视觉精密测量从定义上来讲是一种新型的、非接触性测量。它是集计算机视觉技术、图像处理技术及测量技术于一体的高精度测量技术,且将光学测量的技术融入当中。这样让它具备了快速、精准、智能等方面的优势及特性。这种测量方法在现代测量中被广泛使用。 1.2 计算机视觉图像精密测量的工作原理 计算机视觉图像精密测量的工作原理类似于测量仪器中的全站仪。它们具有相同的特点及特性,主要还是通过微电脑进行快速的计算处理得到使用者需要的测量数据。其原理简单分为以下几步: (1)对被测量物体进行图像扫描,在对图像进行扫描时需注意外借环境及光线因素,特别注意光线对于仪器扫描的影响。 (2)形成比例的原始图,在对于物体进行扫描后得到与现实原状相同的图像,在个步骤与相机的拍照原理几乎相同。 (3)提取特征,通过微电子计算机对扫描形成的原始图进行特征的提取,在设置程序后,仪器会自动进行相应特征部分的关键提取。 (4)分类整理,对图像特征进行有效的分类整理,主要对于操作人员所需求的数据进行整理分类。 (5)形成数据文件,在完成以上四个步骤后微计算机会对于整理分类出的特征进行数据分析存储。对于计算机视觉图像精密测量的工作原理就进行以上分析。 1.3 主要影响 从施工测量及测绘角度分析,对于计算机视觉图像精密测量的影响在于环境的影响。其主要分为地形影响和气候影响。地形影响对于计算机视觉图像精密测量是有限的,基本对于计算机视觉图像精密测量的影响不是很大,但还是存在一定的影响。主要体现在遮挡物对于扫描成像的影响,如果扫描成像质量较差,会直接影响到对于特征物的提取及数据的准确性。还存在气候影响,气候影响的因素主要在于大风及光线影响。大风对于扫描仪器的稳定性具有一定的考验,如有稍微抖动就会出现误差不能准确的进行精密测量。光线的影响在于光照的强度上,主要还是表现在基础的成像,成像结果会直接导致数据结果的准确性。 2 计算机视觉图像精密测量下的关键技术 计算机视觉图像精密测量下的关键技术主要分为以下几种: 2.1 自动进行数据存储 在对计算机视觉图像精密测量的原理分析,参照计算机视觉图像精密测量的工作原理,对设备的质量要求很高,计算机视觉图像精密测量仪器主要还是通过计算机来进行数据的计算处理,如果遇到计算机系统老旧或处理数据量较大,会导致计算机系统崩溃,导致计算结果无法进行正常的存储。为了避免这种情况的发生,需要对于测量成果技术进行有效的存储。将测量数据成果存储在固定、安全的存储媒介中,保证数据的安全性。如果遇到计算机系统崩溃等无法正常运行的情况时,应及时将数据进行备份存储,快速还原数据。在对于前期测量数据再次进行测量或多次测量,系统会对于这些数据进行统一对比,如果出现多次测量结果有所出入,系统会进行提示。这样就可以避免数据存在较大的误差。 2.2 减小误差概率 在进行计算机视觉图像精密测量时往往会出现误差,而导致这些误差的原因主要存在于操作人员与机器系统故障,在进行操作前操作员应对于仪器进行系统性的检查,再次使用仪器中的自检系统,保证仪器的硬件与软件的正常运行,如果硬软件出现问题会导致测量精度的误差,从而影响工作的进度。人员操作也会导致误差,人员操作的误差在某些方面来说是不可避免的。这主要是对操作人员工作的熟练程度的一种考验,主要是对于仪器的架设及观测的方式。减少人员操作中的误差,就要做好人员的技术技能培训工作。让操作人员有过硬过强的操作技术,在这些基础上再建立完善的体制制度。利用多方面进行全面控制误差。 2.3 方便便携 在科学技术发展的今天我们在生活当中运用到东西逐渐在形状、外观上发生巨大的变大。近年来,对于各种仪器设备的便携性提出了很高的要求,在计算机视觉图像精密测量中对设备的外形体积要求、系统要求更为重要,其主要在于人员方便携带可在大范围及野外进行测量,不受环境等特殊情况的限制。 3 计算机视觉图像精密测量发展趋势 目前我国国民经济快速发展,我们对于精密测量的要求越来越来高,特别是近年我国科技技术的快速发展及需要,很多工程及工业方面已经超出我们所能测试的范围。在这样的前景下,我们对于计算机视觉图像精密测量的发展趋势进行一个预估,其主要发展趋势有以下几方面: 3.1 测量精度 在我们日常生活中,我们常用的长度单位基本在毫米级别,但在现在生活中,毫米级别已经不能满足工业方面的要求,如航天航空方面。所以提高测量精度也是计算机视觉图像精密测量发展趋势的重要方向,主要在于提高测量精度,在向微米级及纳米级别发展,同时提高成像图像方面的分辨率,进而达到我们预测的目的。 3.2 图像技术 计算机的普遍对于各行各业的发展都具有时代性的意义,在计算机视觉图像精密测量中运用图像技术也是非常重要的,在提高图像处理技术做以提高。同时工程方面遥感测量的技术也是对于精密测量的一种推广。 4 结束语 在科技发展的现在,测量是生活中不可缺少的一部分,测量同时也影响着我们的衣食住行,在测量技术中加入计算机视觉图像技术是对测量技术的一种革新。在融入这种技术后,我相信在未来的工业及航天事业中计算机视觉图像技g能发挥出最大限度的作用,为改变人们的生活做出杰出的贡献。 作者单位 常州信息职业技术学院 江苏省常州市 213164 计算机视觉论文:基于计算机视觉的人脸检测与识别技术初探 随着计算机技术和网络技术的飞速发展,计算机已深入到社会的各个领域,并深刻的改变人们的工作、学习和生活方式。信息的获取、分析、处理、、应用能力已经成为社会中人们的一个必备的技能。多媒体技术也在发生着日新月异的变化,包括这多媒体技术的基本概念、图像、音频、视频、动画的常用处理工具等。其中人脸检测与识别技术在计算机视觉方面也是尤为重要的,人脸检测与识别技术主要是用于身份信息的识别,也可以用来对个人的隐私信息通过识别来进行保护。 诞生于20世纪40年代的电子计算机是人类最伟大的发明之一。并且一直以飞快的速度发展着。进入21世纪的现代社会,计算机已经进入各个行业,并成为各行业必不可少的工具。如今的计算机发展的更加智能化,就如今来说,人们最什么事情都非常重视信息,人类和社会的发展,时刻都离不开信息。计算机如今重视的方面就是对信息的阅读和控制,人脸检测与识别技术也是应运而生。 人脸识别的论述 人脸识别是人类视觉中的一大特色,因为能对身边的人进行识别,才不会对身边的信息进行混淆,简单来说,根据人脸可以对人的年龄,性别进行初步判断。随着计算机技术的智能化,计算机业已经通过视觉能进行人脸的识别。其中在对人脸识别的同时进行有关信息的收集、识别、提取、变换、存储、传递、处理、检索、检测、分析和利用等技术。如今人脸识别已经应用于很多的领域,但是要人脸检测与识别是需要基于本来已经收集和整理的信息本库才能进行。再加上现在计算机技术虽然已经接近成熟,然而在人脸识别方面的表情传达出什么信息还是无从下手进行编程和设计。所以,基于计算机视觉的人脸检测与识别技术还是会有很广的发展空间,再加上人脸识别还可以维护人们的财产安全和隐私保护,必然会引起社会各界人士的广泛关注。 从19世纪末开始就已经有人对人脸识别进行了研究,因为当时没有先进的科学技术做后盾,所以经过了数百年的研究仍然没有什么显著的进展和成果。直到20世纪90年代人脸识别才成立了自己的学科,在加上当时的科技发展水平已经达到了不错的水平,人脸识别这个学科得到了快速的发展。如今,我国的计算机技术也已经居于世界的前列,我国也已经拥有比较完善的一套东方面孔的人脸数据库。 人脸识别在发展过程中大概经历了三个阶段:第一阶段就是对人脸特征进行整理,整理出所需要的数据库,并且应用当时的计算机技术做出一套质量不错的人脸灰度模型,这个阶段的识别工作全部由操作人员来完成;第二阶段比第一阶段要先进,有了基础人机互交,将人脸的特征经过多维度的矢量在模型上表示出来,并也可以设计出一套人脸识别的系统,这个阶段的识别不再是仅仅依靠操作人员,而是操作者和计算机一起完成;第三个阶段是计算机智能识别的最高峰,一切操作和识别都依靠机器全自动化进行,在人脸识别过程中也不再是每台计算机都需要完成一整套的工作,也实现了计算机与计算机之间的互联,多台计算机一起完成人脸识别的过程,都人力也是一种解放。 积极践行人脸检测识别技术 人脸检测识别技术是计算机实现智能化特征后的又一重要发展方向之一,它已经在世界范围内得到了广泛的普及与应用。人们可以通过人脸识别来进行定位,来起到保护人们财产安全的作用,通过人脸识别来抵制社会中的造假率,之前曾经有一些不法分子利用假身份来做损害公共利益和侵犯人们隐私权的事情,有了人脸识别让不法分子没有可乘之机,也应用人脸识别来对财务密码进行联系,起到对人们的财产有绝对的保护作用,对社会的安定何尝不是一项有意义的发明。 人脸识别一直是计算机智能化发展过程中的一个重要领域,因为人脸的识别与检测是一个很难做到完善的项目,由于人类的面部表情丰富,要对人类的面部表情做出判断和分析会存在一定的困难。再加上人脸识别的过程中,每个独立存在的个体都有一张专属于自己的脸。它的轮廓没有明显的特征界限,同时对眼、鼻子、嘴等器官在脸上的分布情况也没有明确的界限,这就使得对人脸识别来进行算法设计有一定的困难,所以只有通过轮廓特征来进行初步的判断,分辩出各种器官,再根据器官来完成人脸的分布情况设计灰度模型的完成工作。 随着红外光的可利用率提高,也应用到了人脸识别的领域,在人脸识别过程中也加入不同光的效果来识别人脸,使得如今的人脸识别的准确度有了明显的提高。但是光的效果是不可控的,在环境不适宜和用户不配合的情况下,利用红外光技术来进行人脸识别又会将准确度拉到很低的成度。因此,在人脸检测与识别方面仍然有一些尚未解决的问题,值得人们关注和探索。 科学的进步、时代的进步,必将给发展赋予新的内容。这个社会已经成为了一个信息化社会,信息化代表了一种信息技术被高度重视,信息资源被高度共享,从而使得人的智力和潜力以及社会物质资源潜力被充分发挥。在这个信息化社会中最重要的就是信息。个人信息已经成为在社会中必备的物质。如此看来信息的保护也成为了发展的头等大事,基于计算机视觉的人脸检测与识别技术也有了发展的独特性,它的独特性由这个时代所决定。 计算机视觉论文:计算机视觉创新研究的探索者 人类正在进入后信息时代,计算机越来越广泛地进入到几乎所有的科技和生活领域。现代计算机具有强大的功能和运行速度,但与人脑相比,其智能化程度仍有待提高。如何让计算机具有类人脑的学习与分析能力,拥有“视觉”“听觉”,并可通过“思考”与人类沟通交流,是当今世界计算机视觉研究领域各国科学家不断追求和探索的目标。 计算机视觉是人工智能领域的优秀之一,其研究的终极目标是让机器具有人一样的视觉功能。西安交通大学电子与信息工程学院杨国安教授在计算机视觉领域沉心研究多年,为计算机视觉的发展提供了丰富的理论基础。 “西安交通大学郑南宁院士是图像处理、计算机视觉和模式识别领域的国际知名专家,是他2001年把我从日本引进回来的。”这是杨国安选择计算机视觉和图像处理领域的契机。在该领域,杨国安主要研究新型的小波变换、多尺度几何分析和压缩感知理论,对这些最前沿的理论进一步地改进,以提高图像分析与理解的能力、计算机视觉模型的精度、大数据的模式分类的效率以及互联网图像检索的正确识别率。 留学回国后,杨国安在郑南宁院士团队参与完成了多项国家项目,包括国家自然科学基金创新研究群体项目“智能化视觉信息处理理论与实现技术”,国家自然科学基金重点项目“高效可伸缩视频编解码基础理论与方法研究”,国家重点基础研究发展计划项目“视觉信息环境感知与识别关键技术”,国家科技支撑计划项目“数字媒体内容互通共用关键技术”,国家高技术研究发展计划项目“基于离散小波变换的JPEG2000图像处理及场景数据实时传输”等。其中,在国家科技支撑计划项目中,杨国安取得国家发明专利“一种分布式多格式数字视频转码结构设计方法”的正式授权。该项专利开发出了一种分布式多格式数字视频转码结构设计新方法:对源视频文件解复用后将视频进行快速无缝分割,通过动态调度程序,将视频片段以及音频文件发送到各个转码计算机上进行快速多格式转码,在输入某一种格式的视频后只需解码一次,便能输出多种格式的码流,并且能对输出码流进行很好的码率控制,最后收集转码后的视频片段进行无缝拼接并与转码后的音频文件复用。该项专利不仅改善了像素域级联转码器的转码效率,也增强了视频转码后的质量,并在我国相关电视厂家得到实际应用,取得了良好的社会和经济效益。 目前,罟安正在主持国家自然科学基金项目“基于生物视觉稀疏编码特性和显著性特征的多尺度几何分析纹理模型研究”。他介绍说,今后的研究重点将是进一步研究基于多尺度几何分析和脉冲耦合神经网络的生物视觉模型,并将其应用到大数据的模式识别以及互联网图像检索上。 学术方面,杨国安有木哿Γ砥砺前行。他长期兼任IEEE Transactionson Signal ProcessingENeural Networks等世界顶级期刊的通信评审专家,并在IEEE,Elsevier和springer等知名期刊和国际会议上发表SCI和EI收录论文30余篇,其中SCI收录8篇,EI收录21篇,取得国家专利2项,出版“十一五”至“十三五”规划教材各1部,为硕士和博士研究生开设课程,培养硕士研究生和博士研究生30余名,2016年2月又培养出交通大学历史上第一位日本博士留学生。 在科研的世界里,只有脚踏实地,持续奋斗与攀登,才可能收获点点星光。在20余年的研究工作中,杨国安亦是如此勉励自己,不断创新,突破传统。相信在未来,他一定能收获一片属于他的星空。
复杂网络论文:复杂动力网络软件工程论文 1复杂动力网络的意义分析 诸多的软件工程专家都表示,复杂动力网络的研究具有划时代的意义,例如,复杂动力网络在解决如何提升大规模网络的传输效率,不断增加网络的可信度和稳定性,以及避免恶意袭击和随机错误给人们所带来的经济损失等方面,都有着非常重要的作用。而且,这些问题的解决必须要依据复杂网络的理论知识和技术上的发展。 2复杂动力网络的特征分析 2.1复杂动力网络的同步效应 网络上的同步这是社会中广泛存在的一种非常重要的非线性现象。并且在现实生活中,有着非常复杂网络在弱耦合情况喜爱可以在很大程度上展示同步的倾向性,而且,在对于全连接的网络中,无论是耦合强度大小,只要是网络进行充分连接,对于一个全局耦合的网络就一定要能够进行相应的同步,对于最近的邻居耦合网络,若一个局部耦合网络也不一定能够进行同步,在更为宽泛的意义上看,网络上的同步要分情况来看,有时是有优势,但是有的时候也会有害处。有益的网络同步可以更好地运用在软件工程中去,例如,可以更好地运用在保密通信和语言涌现和组织管理的协调上进行高效运行,如果是有害的同步,则很有可能会造成传输控制协议的增加,或者是出现网络信息堵塞的情况,从目前的情况来看,网络上的同步在核磁共振和激光设备中运用更加广泛和成熟。所以,对于有益的网络同步,我们一定要切实采取各种技术手段来保持网络系统上的同步性,但是,对于有害的网络同步,就必须要加以制止。 2.2复杂动力网络上的控制 复杂动力网络由于具备大量的节点,以及相对复杂的拓扑结构,使得传统的控制手段已经不能完全地适应当前软件工程的运用。人们相继提出了自适应控制和线性反馈控制、切换控制以及牵制控制等方面。在当前复杂动力网络系统中,我们就不仅仅可以通过控制网络上的所有节点来实现一个既定的目标,而且,在大多数的情况下,就是希望能通过控制尽量少的节点来实现各种目标,这就是牵制控制。复杂网络的牵制控制方面,基本上有两种不同的控制策略,主要是可以分为,随机控制策略和目的性选择策略。总的来说,就是随机选择一些节点来进行牵制控制,但是,目的性的控制策略,就是严格按照一定规则来选择有效地节点进行控制,实际上,牵制控制所涉及的领域非常广,其中就包括网络结构和节点动力学,以及相应的网络耦合强度等一些方面,为此,对于牵制控制来说,如何来选择网络耦合强度和牵制控制器的数目就是当前牵制控制两个最为基本的问题,从具体上看,就是可以给定复杂网络系统和牵制控制策略和网络耦合强度,必须要对多个牵制控制器才能更好地实现网络上的稳定性,所以,这些问题都是需要我们面临的问题。 3复杂动力网络在软件工程中的有效运用 在过去的几年当中,有很多的专家和学者都将复杂网络的理论和方法有效地运用在软件工程中去,例如,可以有效地运用复杂网络的工具分析,并进一步分析了软件网络各种统计特征和网络可视化的软件研究,并得到广泛的运用和发展。在网络化的软件运用过程中,网络软件从某种意义上是一种多结构和全方位的动态演化软件,具有很强的适应性和自组织性以及开放性。从另外一个角度上看,这是相对于传统的网络软件来说,网络式软件的组成单位显得更加主动,并且耦合度也非常松散,在规模上可以适当地进行收缩和拓展,而且网络化的软件可以切实通过发现和挖掘网络资源,从而可以实现资源的有效利用,为客户提供可持续性和安全上的交互与协调服务,更好地满足用户的各种需求。同时,软件系统的运用过程中,这是一种人工上的比较复杂的系统,从而可以导致了统计意义上出现规律上的附和,这就必然会造成软件设计方法和开发过程汇总的某些原则之间存在的关联性。尤其是在200年以来,复杂动力网络阐述了面向对象软件网络的结构与传播代价之间的内在关系,可以说,网络评价传播代价和软件网络之间存在紧密的联系。并且两者的相关系数可以随着网络中的边数结构的增加而减少,这样就能够充分说明在节点一定的情况下,随着边数的增加,可以在网络中形成很大的中枢节点,进而可能导致了平均最短路径长度的减少,同时,平均传播代价也随着减少,平均传播代价和出入度之间的范围都存在负相关,这也在一定程度上会造成网络环境上的异质化更高,其中的平均传播代价就越低,这就是为什么能够出现真实的软件网络,而且网络传播代价显得相对较小,而且,规则网络却使得平均传播代价更大,为此,这就必须要对具体的情况做出详细的分析,才能更好地推动复杂动力网络在软件工程中的应用。 4结语 从以上的情况分析中可以得知,笔者认为,只有深入分析复杂动力网络的结构特征,并对软件工程的运用情况做出详细分析,之后,笔者还进一步阐述如何使得复杂动力网络运用在软件工程中去,才能更好地发挥复杂动力网络在软件工程中的效用。 作者:李岱 单位:郧阳师范高等专科学校 复杂网络论文:计算机复杂网络系统论文 一、计算机复杂网络系统竞争性传统方法研究缺陷 1.1分析过程中个体研究不足 在对计算机复杂网络系统竞争性的研究中,主要的研究对象是对于整体的研究,忽略了个体对于整体的影响作用,个体与整体、微观与宏观的并没有完全统一,个体和整体关系不密切,产生分离,因此对于它们之间难以建立有效的联系,而且在两者之间没有基本的过渡阶段,缺乏基本的联系。成员之间竞争性的分析方式主要是从整体上分析竞争系统,然后再根据长期以来对于其的跟踪研究工程,了解其性能和工作状态,只是在乎整体研究,可是却没有认识到整体是由个体而组成的,因此在研究整体的变化过程需要根据个体的情况来最后总结,而不是站在宏观的角度上研究。尤其是在研究成员的竞争力时,一般只研究整体的竞争力,对于个体并不细致研究,这也是由于个体的竞争力难以估量,很难系统的对组成个体的竞争力进行研究,这样就很可能忽略了个体竞争力变化过程以及特征和作用的分析,对于整体分析也有严重的影响。因此在分析成员之间竞争力的时候要从个体角度出发,分析每个个体的竞争力,进而分析整体的竞争力,这样才能保证整体的竞争力分析的准确程度,因此这方面我们要加以改进。 1.2对于竞争系统的分析系统性、完整程度不够 在研究计算机复杂网络系统的竞争性时,由于系统的复杂性和不确定性,因此分析过程并不细致,尤其是对于系统中的复杂性中的非均衡状态,缺乏有效的描述手段,这部分是对于竞争系统分析的重要组成部分,更没有细致准确的分析。同时也过于强调均衡状态和不动点的分析,分析重点有所偏差,造成原本就不完整的竞争系统分析更加错误。另外在系统内部元素的刻画上并不细致,系统内部的各个元素是保证其正常运行的基本元素,也应该是竞争系统分析刻画的重点,这些元素主要包括系统内部的内部结构、性质、个性特征以及演化趋势等,分析刻画不细致直接导致了竞争系统分析的不完整。因此在竞争系统分析刻画的时候,不能过于笼统,而是需要针对系统内部的各个基本元素进行分析,不能忽略每个元素的重要作用,同时分析过程应细致准确,为竞争系统的整体分析做好基础。以上两点是在计算机复杂网络系统竞争性分析中存在的主要问题,究其原因还是对于系统整体太过重视,分析过程按照整体为单位,没有真正意识到个体和内部元素对于分析刻画过程的重要性。针对这一缺陷,我们在日后的分析工作中就可以有针对性地进行解决,保证竞争系统分析的合理准确。 二、计算机网络系统复杂性问题 2.1开放的复杂系统 计算机的网络系统是一个开放性的系统,而且具有资源共享的特点,所以能够拥有庞大的用户人群。随着经济的快速发展,计算机网络系统包括各种政治、经济、文化以及科学人文等内容,这也是互联网拥有庞大用户群的主要因素,也能促使互联网发展,同样互联网的发展也影响着社会的发展。 2.2成员群体庞大 互联网的发展,拥有庞大的用户群体,而计算机网络系统中的成员是由用户终端、交换机、网关、路由器等各种终端设备组成的,因此各种各样、大量的用户以及交换节点使计算机网络系统变得更为复杂。 3.3成员之间的联系 计算机网络系统的运作是由系统中人员之间相互合作而完成的,系统中的每一个成员都存在着一些联系,但是值得我们注意的是网络协议系统是分散的,在系统中,成员之间除了相互合作也相互竞争,相互竞争就会导致系统的瘫痪等问题,因此,可以通过网络协议系统进行调节,从而保证各成员之间的有序合作。 2.4系统由多层次组成 计算机系统的复杂性也包括系统的层次性,计算机网络系统的结构构建是分层化的,这也是网络体系结构构建的出发点。计算机网络中分层体系的有很多,如通信标准和TCP,以及网络拓扑结构。所以说层次性也是计算网络复杂系统的重要特性。3.5系统信息的复杂性在传递信息时,成员之间相互发送信息、接受信息,处理信息以及转发信息等,由于信息量多,信息的服务性以及信息的设备的多样化,使计算机网络系统中的成员之间会产生竞争,这也是计算机网络系统的复杂性之一。 三、计算机网络系统竞争特性分析 3.1局域网系统成员之间的竞争特性 我们最关心的局域网问题就是它们之间的互访,这也是目前的热点话题,我们主要采取有序控制的措施,可以避免成员之间的冲突,这也是有序冲突的实质。有序控制的方式有轮询,轮询的方式有很多种,包括限定式、穷尽式、门限式以及混合式,主要根据网络成员之间的需要,网络控制程序按照顺序依次询问,若需要立即被使用,不需要则问下一名成员,因此避免了成员之间的冲突。另外我们还可以采用预约的方式,这种预约的方式分为分布式预约和集中预约两种,这种方式和轮询本质上是一样的,也是根据需要的网络成员进行资源分配,但是在方式上有很大不同,需要网络资源的成员得先预约,然后再按顺序进行分配。还有一种是令牌控制,这种方式在局域网中应用的比较多,令牌控制就是一个通行证,网络成员抓住没有用到的令牌,才可以把需要的资源信息写上去,这种令牌通常分为单令牌和多令牌。最后一种是叫做时槽方式,时槽方式也分为两种,即固定式槽环和随机式槽环,这种方式把网络的传输时间分为几段,其中每一段是一个时槽,时槽在用户之间的作用是传递信息。还有其它一些不常用的有序控制方式,例如寄存器插入和信道复用等。 3.2路由器的竞争问题 由于网络速度的提高,导致当局域网中大量信息抵达时宽带不够使用的情况,从而引起网络成员之间的冲突。因此为了避免这种状况,应采取两种办法用来解决和预防。 (1)冲突解决解决冲突的有效方式通过“丢弃”数据这一项操作进行,它是任何的交换节点都支持的一项操作。当网络中大量的数据包争夺有限的输入、输出缓存和输出宽带时,由于需求小于供给,就需要对一些数据包进行丢弃,但是在什么时间丢弃也有不同的算法,算法包括两种,一种是丢尾算法,另外一种是随即早期检测算法。 (2)提高路由器的性能路由器操作系统中还有很多问题,我们应努力更新和完善路由器系统,修改默认口令,将普通的默认口令改为高级的默认口令,同时也可以采用修改内部一些优秀模块的方式,另外还有修改词法分析器、解释器以及查询执行器等。 计算机复杂网络的竞争性有其利弊,对于系统内部的竞争我们应加以改进和解决,并且尽量避免这些冲突,提高网络的利用率。我们还应根据计算机复杂网络的特性,有效解决竞争带来的冲突,促进网络成员之间的合作,使网络安全有效的运行。 作者:孙万里 单位:黑龙江建筑职业技术学院 复杂网络论文:铁路客运网络复杂性释解 1交通运输网络的地理空间特性 交通运输是典型的网络型产业,与生物群落、社交关系和互联网等网络一样,具有复杂网络拓扑结构的共性,也与电力、通信和供水等网络一样,必须通过实体网络系统(或节点系统)才能实现产品和服务的生产与销售。但是,交通运输的网络构成和行业特征与上述各种网络存在很大区别,从而使其网络的复杂性特征展现出独特之处[5]。在复杂网络的理论研究中,交通运输网络对于地理空间的绝对依赖,构成了其结构演化和其上传播机制的研究复杂性基础。 1.1叠加性和延展性较弱 对于较少或几乎不依赖于固定设施的网络系统来说,在一定时间或一定空间上,若干网络的叠加是可能和经济的,如社交网络和电信行业网络,其网络增长受限较小,对网络稍加或几乎不进行改造,就可以实现能力的大幅调整。而从网络的物理特性上来说,交通运输服务则受制于其实体网络,即构筑于特定地理空间下的基础设施,网络结构和能力调整不能灵活变化。相对而言,民航网络按不同的飞行高度划分出若干空域,在一个立体的空间内也可实现不同航路一定程度的“叠加”,而铁路网络要形成多片叠加则几乎不可能。 1.2与地区经济社会的互馈作用较强 与生物群落、社交关系和互联网等网络相比,通信、电力和交通运输等网络的形成,具有明显的外部效应。这种外部效应,即是这类网络与其所在区域经济社会发展的互馈作用的一种体现。网络型基础设施的经营与所在区域的经济社会需求普遍具有互馈效应,但程度和范围上也有所差异,如电网和公路网的建设往往有较强的地域性,这种互馈作用更多地局限在某一特定时段或特定地区。相对而言,铁路网络的建设和运用常常辐射和跨越更大的地区,与更大范围内的地区经济互馈作用更为显著。 1.3要素构成复杂且与地理空间具有全关联性 非实体或一般的网络型产业中,网络关系或传输物常具有无形、均质和稳定的特征,关系的接入较为简单,如电力网与通信网,其联通和运用相对简单,各地区网之间的切换可在瞬间完成,对传输过程的影响很小[5]。而交通运输网络的传输对象所要求的运输条件各异,需配备的装载设备也不同,其网络构成要素更多、更复杂,固定设施与移动设备的配合使用,要求进行统一的运输调度指挥或充分协调,多要素的地理关联性也给网络带来分析的不确定性。相对而言,铁路运输系统内部的技术联系更为密切,保持路网畅通所需要的各种条件更为复杂,多因素与地理空间的全关联性为其网络分析增加了复杂性。 2铁路运输网络要素的高协同性与强相关性 铁路运输网络是依赖于实体网络系统进行活动的典型网络,和其他运输方式的网络一样,与虚拟网络有着显著的区别。根据大量实证研究结果,从度量网络复杂性的基本指标来看,铁路运输网络(含铁路线路网络与列车运行网络)与道路网络、航空网络和地铁网络具有基本拓扑结构及特性相关结论的相似性。但是,铁路运输网络因其独特的构成要素和技术特征,仍然与其他运输方式的网络有较大区别。通过与其他运输方式对比,可以看出,在复杂网络的理论研究中,铁路运输网络关键要素的高协同性和强相关性,构成了其结构演化和其上传播机制的研究复杂性根源。 2.1道路运输网络复杂性 对于道路运输网络方面的研究,目前分为干线路网(含城市群路网)和城市内部路网两大部分,两类网络及其上的交通流各有其特征,但是在与铁路运输网络的比较中,其共性表现一致。道路运输的地理网络体系的突出特点是:网络密度很大,网络增长的灵活性较强,网络的功能层次明显。同时,由于路权专用性不强,其上的运输组织活动倾向于采用自组织(自驾车)或系统组织(公共交通)的方式,与地理网络的关联性不强。对于前者,出行者选择较为灵活,与作为普遍存在的地理网络相比,使用者行为对运输组织网络(或称服务网络)生成和变化的影响要大得多,因此相关研究常转化为出行者(或驾驶员)行为方面的复杂性研究。对于后者,线路走向选择较为灵活,与作为普遍存在的地理网络相比,城市土地利用和用地规划对服务网络生成和变化的影响要大得多,因此相关研究常转化为公共交通服务网络拓扑结构的复杂性研究。 2.2民航运输网络复杂性 民航运输网络的空间尺度较大,且地理网络的构造较为特殊,机场(节点)是其网络结构的关键要素,航线(线路)无实物载体,受地理空间限制较小。这种地理网络的特殊构造,将民航网络的复杂性问题转化为机场的网络布局和航线的层次结构复杂性问题。因其内生的安全和技术管理要求,民航地理网络上的运输组织活动采用系统组织方式,但是其地理网络(机场分布网络)与服务网络(航线分布网络)仍然相对独立。同时,因为民航运输的技术经济特征,其成熟的网络结构(含地理网络和服务网络)具有收敛性,呈现出稳定结构。 2.3远洋运输网络复杂性 远洋运输网络的空间尺度最大,与民航运输网络相似,其地理网络的构造也较为特殊,港口(节点)是其网络结构的关键要素,航线(线路)无实物载体,二者均受到地理空间的限制,特别是港口体系,一般分布在大陆边缘、航运通达条件较好的地区。远洋运输地理网络上的运输组织活动采用系统组织方式,其地理网络(港口分布网络)与服务网络(航线分布网络)不仅相对独立,更因受到国际贸易的影响,其分布具有明显的规律性和特定时空上的稳定性。 2.4城市轨道交通网络复杂性 虽与铁路运输网络同属轨道交通大类,城市轨道交通系统因其服务范围、服务对象和服务方式的特殊性,其复杂性特征与铁路运输网络有所区别。从地理网络的构成上看,成网的城市轨道交通系统一般点(车站)多线(站间距)短,网络密度较大,分布范围与城市发展和用地规划密切相关,但受工程和地理条件限制较大。城市轨道交通的轮轨关系较为密切,其系统组织方式在所有运输方式中最为典型和完全,虽然其对网络固定设施与运载工具的协调性要求较高,但是,从服务对象来看,其运量构成简单、客流性质较为单一;从其服务方式和频率来看,其制式单一,运输调整便利,服务网络的构成比较简单,因此二者关联后的复杂程度并不高。与上述典型交通运输网络相比,铁路运输的地理网络一般空间尺度较大,网络密度分布不均,局域高密和长程低密兼而有之,受区域经济的影响明显,对经济的引导作用强。同时,路网专用性强,基础设施和移动设备均存在多样化制式,内部技术联系密切,存在互补资产和互补技术,服务网络的绩效对二者的协调性要求较高,二者作为铁路运输网络关键要素的高协同性和强相关性,更增加了对其进行复杂性分析的难度。 3铁路客运网络结构与增长的叠加复杂性 一般来说,旅客和货物运输条件差异巨大。与铁路货物运输相比,旅客运输通常对乘坐舒适度、运输安全性、换乘便捷性等要求较高。反映在运输网络方面,则体现出铁路客运网络应当保有较高的密度和覆盖性,网络接续条件好、通达能力强,网络的连通可靠性高、抗干扰能力强,其拓扑结构必然表现出一类典型的复杂性特征。同时,铁路客运地理网络(基础设施投资建设)的阶梯性增长规律,与客运需求的持续性原发增长或突变性诱增规律之间,在特定时空条件下会存在较大差异,对服务网络的绩效可能产生较大影响,要尽可能规避这种长期存在的客观不利因素,并在最大程度上发挥铁路服务网络对人口分布、土地利用和城市发展的引导作用,其网络结构必然表现出一类典型的流量变化与网络增长动态均衡的复杂性机制。另外,铁路旅客运输关于安全、快速、便捷的要求在客运网络中的反映,不仅体现在地理网络上直接连通所表现出的拓扑特征,更体现在其服务网络及所含层次和局域结构在各种运输条件下的适应性。特别地,作为与人的行为和活动发生直接关系的基础设施实体网络,网络上拥堵或故障的传播动力学及控制是关键问题,而铁路运输网络要素的高协同性,叠加在其与客运需求的强相关性之上,更增加了网络复杂程度,必然表现出对一类特殊的网络拥堵控制或故障规避的复杂性分析方法需求。 4我国铁路客运网络的复杂性 我国铁路客运网络的拓扑结构特征及部分网络静态特征指标,与国外典型国家或区域的铁路客运网络相比,具有相似性,究其原因,是由铁路客运内在的技术经济属性决定的。但由于铁路客运供需之间的紧密互馈关系,国内外国情、路情的巨大差异,反映在我国铁路客运供给上,则必使其体现出与国外典型国家或地区客运路网不同的结构和演化特征。 4.1需求数量变化的驱动 从我国客运需求规模和结构来看,我国地域广阔,人口基数大,作为旅客基数的人口数量总量大,加之近30年经济发展迅速,消费水平和消费结构发生了很大变化,不仅公务商务出行稳定增长,而且消费性旅行需求增长迅速,导致客运需求的数量规模大、增速快。受社会文化风俗、工农业和服务业生产规律以及生活方式变化的影响,人员流动在时间上趋于特定时期集中大量流动、一般时期正常波动的动态平衡状态。如春节前后在全国范围内的人员大量往返探亲和务工,在夏秋季节去往主要农业生产基地采收,节假日往返旅游度假地等。在这种经济、社会和文化背景条件下,客运需求表现出突变性和常规性波动的叠加。 4.2需求结构调整的驱动 我国国土地理形势多样,且受地缘关系影响的经济区域发展水平和方式不同,人口分布在地域上趋于局部集中、广域分散的动态平衡状态,在客运需求的空间结构上存在多样化、非均衡的特点以及点、线、面运输需求的相互转化问题。由于我国正处在居民出行结构转型的关键时期,客运需求呈现出类型多样、特征交叉、持续分化等现象。客运需求类型极大丰富,规律性渐趋明显,需求结构开始逐渐趋于动态稳定,对长程运输能力强、中短距离运输服务水平高、安全性好、价格适中、便捷性强的运输方式需求仍将长期稳定存在。 4.3我国铁路客运网络构建的关键问题 从我国铁路客运供给的现状与发展来看,我国铁路网正处在加速成长期,还远未达到成熟期,不仅存在路网布局有待完善、网络覆盖程度仍需提高等情况,还存在线路衔接不甚合理、系统协调程度不高等问题。受长期建设滞后和能力制约的影响,运输需求的层次性在铁路客运供给的地理网络和服务网络中的体现并不十分显著。随着客运需求的进一步分化,铁路客运网络进一步完善的问题就演变成如何在扩大硬件服务能力的同时,又能合理利用既有各类设施、设备和运输组织资源,既研究客运需求对网络演变的指导意义,又探讨网络结构变化对流的有效组织的关键影响的复杂网络结构演化问题。由于我国地理区域广大,地形地质条件复杂,加之东、中、西部地区经济发展水平不一,社会文化习俗有差异,人口分布形式多样,旅客出行规律时空特征不同,铁路客运供给在交通运输体系宏观定位下的地区特征也很明显。因此,随着我国铁路客运服务逐渐进入能力扩张与质量提高并进的新阶段,对铁路客运网络的深入研究,也必须重点考虑路网成长规模、线路建设时机、运营技术标准匹配、服务组织与能力分布等时序与空间耦合问题,即网络的局域演化及动力学特征对整体网络构建的影响,以及路网承载能力变迁机制和规律的复杂网络结构演化问题。另外,作为承担国家安全功能的常规基础设施网络之一,为保障领土和经济安全,铁路运输具有无可替代的国防意义。处在国际政治经济形势瞬息万变的环境下,铁路客运网络除承担常规旅客输送任务外,还肩负着在系统面临巨大威胁或破坏时仍能保障一定通达要求的重要责任。在这一特殊前提下,铁路客运网络的通达性问题,又上升成为在遭受完整性威胁的情况下仍能保证特定的服务水平,即系统可靠性问题。 5结束语 在我国居民出行结构转型及铁路建设运营体制创新的关键时期,面对我国铁路客运的新形势,应当客观认识铁路客运地理网络和服务网络的时空复杂性,理解其形成及演化的内在机理和运行规律,把传统的铁路运输活动与新兴的复杂网络理论结合起来,更好地刻画铁路客运服务特性,为解决网络规划和调整以及运营管理问题提供新的视角和决策依据,从而充分利用现有交通资源,切实提高整个路网承载能力,优化完善服务方式与运营水平。 作者:王琳 于洋 单位:西南交通大学交通运输与物流学院 西南交通大学建筑学院城市规划研究所 复杂网络论文:复杂网络理论的计算机网络拓扑研究 复杂网络研究已经渗透到生活及学习的方方面面,目前,复杂网络研究已成为计算机领域的研究热题。当今时代,计算机网络对于人们来说,已是生活中不可或缺的部分。然而,随着网络平台的快速发展,传统的网络模型已难以科学地展现其拓扑特性,将复杂网络理论的思想应用于计算机网络拓扑研究中,引起计算机研究者及从业者的关注,基于复杂网络理论的计算机网络拓扑的研究结果也应用于实践。 1计算机网络的发展 1.1复杂网络的基本内涵复杂网络是计算机领域的一个术语名词,是指基本具备小世界、无标度、吸引子、自相似、自组织中的部分或者所有属性特征的网络架构。网络系统的演化进阶、演化规律的释放、演化动力学的基体层次及网络系统模型的形成机制、几何属性、结构稳定性等是构筑其理论的优秀。由许多节点与连接两个节点的一些边构成了网络。而节点是指系统中不同的个体,边代表着个体间的关系;具有特定的关系的两个节点之间连一条边,两个节点有边相连则是相邻的。 1.2计算机网络拓扑结构网络的拓扑性质是指不依赖于节点的具体位置和边的具体形态而表现出来的性质,其对应的结构就是网络拓扑结构。有研究报道,在很大程度上,网络拓扑决定了网络的性质,不同的网络性能是因为不同的拓扑结构,因此,网络拓扑是研究网络中的重中之重。 2复杂网络理论 复杂网络理论在基于复杂理论的计算机拓扑研究中的应用网络管理,是在网络系统正常运行的重点部位,把握并网络拓扑行为的改变方式优势并应用是建立网络模式的关键。在理论的学习研究中,还要分析在计算机的网络动态情况下的数据流量,掌握计算机网络动态情况下计算机流量数据及网络的稳定特性。基于拓扑结构原理的插入及分析,并研究分析该结构的衍生技术层面以解决问题的方法。在传统的计算机结构方法中,多数计算机网络的拓扑是以简单的随机网络来展现的。随机网络模型在规模小、单一业务种类的网络初级阶段,一定程度上客观地反映在计算机网络拓扑中的演化规律。现在的计算机网络所处的环境发生了很大变化:计算机用户量不断增长,不同网络正在融合发展;庞杂的网络协议体系的层次结构在垂直方向呈现出多样化,以区域和性能为标准水平上进一步形成水平上分布且多级的架构;由于协议,非线性作用、用户之间的合作与竞争网络等在节点间、节点与数据分组间发生。它们使计算机网络变得复杂,随机网络模型已不适合计算机网络拓扑行为。 以系统整体性为重点的复杂网络理论应运而生,成为人们研究计算机网络拓扑的新途径,有研究就是基于复杂网络理论研究复杂的计算机网络行为,从不同层次、不同角度分离网络系统的整体性及网络中单个之间的联系和相互作用,以分析表现其整体性的性质。例如流量行为和拓扑行为的各自性能以相互作用行为的研究等。基于复杂网络理论的定义及研究,从整体上了解计算机网络拓扑结构的特征模型,并分析计算机网络的整体系统定型。基于拓扑结构的理解,通过定量分析并把其结果应用到定型分析当中去;相互联系作用的网络节点在拓扑演化行为中受到极大影响。复杂网络拓扑结构的构造机制,是建立并分析研究网络拓扑结构及动力学行为的演化模型。在基于构造机制而建立的演化模型中,针对拓扑数据的范围变化和对数值进行分析处理的讨论,都是根据网络结构而进行分析讨论的,在计算机网络中,由于其分布比较明确而且具有小范围的节点度,还有依据其没有标记的特性和相联系的动力行为。 3基于复杂网络理论的计算机网络拓扑应用 世界上多数发达国家开始重视计算机拓扑技术系统原理的研究以及在IT领域的应用,同时全世界上的著名高校都十分看重计算机拓扑技术理论技术的研究,比如说,传统的拓扑数值参考体系结构工分为五个层次,分为控制过程,再优化过程,再次生产中进行调整,然是企业层面进行管理整治,最后在经济上进行宏观决策。锥塔式管理模式通常采用这种模式并取得很好的效果,在生产过程中将不再采取以往控制与管理详解的形式,而是将其分开,不再注意资源在生产过程的消耗及能量损耗、对设备的实施监控与管理控制。由于此种结构模型采用多层次结构,而且比较复杂,应用起来成本极高且不那么灵便。也不利于计算机网络平台技术的建成,在社会实践中得不到很好的推广应用。另外,煤矿企业为世界工业发展提供了很大的能源支持,然而,安全生产一直是煤矿企业持续发展并一直坚持的,因此在煤矿企业安全生产中更加强调控制和管理的统一化。生产、管理、安全三者是相互联系、相互依托的,需紧紧的联系在一起,才会更好的发挥起作用,不过其需依据计算机理论的实际研究和应用,形成资源管理、生产执行、过程控制三个层次的计算机复杂网络信息化系统。 在复杂网络理论指导下,优先突出复杂网络下计算机的统计方面的关系,然而拓扑网络结构的构造以及拓扑运行的方式也是不可或缺的,在突出表现计算机的统计方面的关系的同时也要形成它们操作模式的具体形式。在广泛的复杂网络以及其复杂理论的研究当中,要时时刻刻关注大众用户的资源信息,并不时地进行更新,不过,要控制管理用户资源,不要让其超过最新的范围,以保持高效运行。在网络不断发展更新的过程中,要时刻保持较高的资源数据利用率,使其利用尽量最大化。在计算机拓扑网络中,数据搜索功能是至关重要的,因此,要保持数据服务总台具有其强大功能,以增强其性能。网络拓扑结构化成果已不能很好地适应现有的网络载体,因目前的网络载体的连接功能特性不能很好地与网络拓扑结构相匹配,需要进一步提升结构化的研究成果以满足需求。而无标度特性的结构网络提体系的实现需要对计算机网络拓扑结构的区域管理进行扩展化延伸,因此,通过对网络数据同步控制,进一步形成完整的网络拓扑,而网络拓扑的完整性可以有效减缓拥堵的计算机网络数据的压力,从而提高计算机网络数据运行的效率。 4结语 在现代社会中,计算机已成为人们生活当中必可不少的一部分,越来越受到广大群众的关注,在计算机迅猛发展的时代,计算机的运行方式及速度一直是人们关心的问题,它关乎整个计算机的运行效率及数据的及时性。计算机需要进行有效的程序控制和管理,使其管理体系更加完善以保证计算机的正常运行。运用相关的计算机网络复杂理论研究,以升级传统模式下的计算机技术,对计算机存在的网络模型特点进行深入客观的分析,寻找新的思路、方法用来解决可能存在的问题。本文主要讲述了复杂网络理论的内涵,基于复杂理论的计算机网络拓补结构及使用情况,建设全新的计算机拓补系统,以提高计算机网络的控制和管理体系,有效地为广大群众提供服务。 作者:王晓元 单位:咸宁职业技术学院网络中心 复杂网络论文:复杂网络在财务审计中的应用 一、关联公司的复杂网络模型 对复杂关联公司的建模中,将每个与母公司有关联的子公司或其他公司建模为一个结点,将公司之间的联系建模为一个边,这样的一个结点和边的集合就构成了一个复杂网络模型。示意图如图1所示。网络模型为无向加权网络,结点联系的强度与所涉及的两个关联企业间的资金往来和负债等因素有关。 二、联系的强度 有权网络的一个重要参数就是边的权值,该权值表征两个关联企业之间的联系,应由销售、采购、企业间投资关系、筹资关系来确定。需要指出,诸如投资、筹资等关系,本质上是有方向的,精确的复杂网络模型应该考虑使用有向网络模型。在本项研究中,为了简化模型和计算,我们统一使用了无向网络。 三、多关系网络模型 上述模型中使用了单关系网络,从联系强度的计算过程可见,实际上这个单关系是一个复合关系:将多个关系复合在一起。实际中,企业间往往存在多个关系,比如可由销售、采购关系构建一个关系网,而由投资关系构建另外一个关系网,如图2所示。所以应该使用多关系网来描述企业间的这种混杂关系。有了上述单关系或者多关系网络模型后,我们可以构建中心度度量,从而可以检测网络中重要的子公司;还可以检测紧密联系的社区,从而找到紧密联系的公司群。 四、中心度度量:识别重要子公司 在复杂网络上,一个结点的重要程度可以用其中心度来度量。常见的中心度度量包括:度中心性、紧密度中心性和特征向量中心性等。考虑到本研究中网络的规模和计算复杂性,我们使用了度中心性和特征向量中心性。子公司的度中心性计算与该企业所联系的企业数量,一般来讲,母公司应该具有最大的度中心性。特征向量中心性通过子公司的关联公司的中心程度来度量该该子公司的中心性,即如果与一个公司联系的其他公司具有较高的中心度,则该公司也具有较高的中心度。该问题转化为求解网络邻接矩阵的特征值和特征向量问题,对于较复杂的网络,使用迭代法求解该特征值效率较高,例如使用Power迭代法。基于特征向量的中心度方法类似于网络搜索中的PageRank算法。 五、社区发现:识别紧密联系的关联公司 发现关联公司的社区结构有助于发现紧密联系的关联公司。如图1所示,一个社区指的是相互之间紧密联系的企业群,群内的联系强度要远高于群外的联系强度。在图1中,显然所有标识为黑色圆圈的结点构成一个社区,而所有标识为白色方框的结点构成了另外一个社区。常用的社区发现的方法有顶点相似性、谱聚类等方法。本文中采取了顶点相似性方法。其中的相似性度量使用加权的Jaccard相似性:用联系的权重加权共有邻居数。 六、结论 考虑到公司舞弊的合谋特性,建立了关联公司的复杂网络模型:单关系网络和多关系网络模型,确定了联系强度的度量,通过中心性度量和社区检测,可有效发现重要的关联企业。 作者:石利芳仇丽青孙晓红单位:山东科技大学审计处山东科技大学信息学院山东科技大学审计处 复杂网络论文:复杂网络拓扑论文 复杂网络可视化方案设计的关键在于可视化工具和算法的选择,本文设计的方案中,可视化工具选择基于Python的软件包NetworkX[7],压缩算法采用提出的一种基于节点和边的关键性压缩网络拓扑的算法(NECB,NodeandEdgeCentralityBasedNetworkCompressingAlgorithm),布点算法则选择基于FDA改进的经典FR算法[8],整体方案如图2-1所示。原始的网络拓扑数据经过NetworkX作图生成网络拓扑图,而NECB算法和FR算法则利用NetworkX通过Python编程实现。 1NetworkX介绍 NetworkX是一基于Python语言开发的网络可视化工具,集成了众多专门针对复杂网络的分析算法,非常适合复杂网络拓扑的可视化,并能结合其它的Python软件包,比如Numpy、Scipy、Matplotlib、Pygraphviz、Mayavi2等数据分析和可视化工具进行使用。NetworX支持邻接矩阵、边列表、GML、Pajek等多种类型的网络拓扑数据的读写,也可逐个添加或删除单个节点和边,同时还提供了大量直接生成某一类型复杂网络的函数,针对网络拓扑的性能分析,NetworkX也提供了许多算法,对于同类型的网络,还支持并集、交集、差、子图等集合操作。 2NECB压缩算法 基于节点和边的拓扑压缩关键在于压缩标准的制定,如何评判压缩算法的有效性也是重要的方面。 2.1压缩节点的选择NECB压缩算法中的压缩是针对节点进行的,这里仅针对简单无向图进行讨论,对于网络拓扑G=(V,E)中任意节点v,是否删除它的参考标准主要有两点:节点v的度deg(v)和网络拓扑中经过该点最短路径数。节点的度是网络拓扑最重要的属性之一,如果一个节点的度数越大,说明它与很多节点都有关联,那么它在网络拓扑中也就显得很关键[9]。NECB算法采用的计算公式如下。是为了将其值归一化在[0,1]范围内。网络拓扑的平均最短路径长度也是其重要的属性之一,如果网络拓扑中多条最短路径经过某一节点,显然该节点扮演着重要角色[9],NECB算法采用的计算公式如下。用Wpath(v)的值衡量节点v关于最短路径的关键性,Π(s,t)表示网络拓扑中所有最短路径的集合,π表示经过节点v的最短路径,(|V|-1)(|V|-2)/2是经过节点v的最短路径数最大可能值,乘以2/((|V|-1)(|V|-2))可以将其值归一化在[0,1]范围内。 2.2压缩算法流程NECB算法中的压缩本质上就是删除节点,这里对删除进行一下说明:对于网络拓扑G=(V,E),删除节点v是指从E中删除所有包含v的边,然后从V中删除v生成新的网络G’,NECB算法流程如图2-2所示。 首先计算网络拓扑中各个节点的度和所有节点之间的最短路径,然后根据公式和分别计算Wdeg(v)和Wpath(v),删除值相对较小的次要节点,保留值相对较大的重要节点,再将得到的两个节点集合并。假设合并后的节点集合为V1,对于复杂网络,通常情况下,节点集合V1构成的压缩图是连通的,若不连通,则需要对压缩拓扑进行补充,选择一个最小的节点集合V2补充到压缩拓扑中,至少使得由V1∪V2中节点构成的压缩图是连通的,这是一个NP完全问题,NECB采用的是一种叫做KeepOne的策,。V1中节点在G中的任意一条最短路径上的所有节点组成V2,V1∪V2的完全图与原始网络拓扑G的交集即为最终的压缩网络拓扑G’。 作者:张畅谢钧胡谷雨段伟伟单位:解放军理工大学,指挥信息系统学院 复杂网络论文:基于复杂网络理论的网络拓扑论文 1研究假设与模型 复杂网络理论是在十几年前才被人们挖掘并总结出来的一门崭新的理论学科,尽管该理论的研究内容并不丰富,但鉴于计算机网络技术的快速发展及其在全社会范围内的迅速普及,促使复杂网络理论内容的研究也趋于成熟,并为计算机网络拓扑特性提供了可靠的理论分析内容,使计算机网络拓扑成为了一种具备科学性、合理性的一种系统网络架构,维系着网络空间环境的有序运作,促进了互联网领域的健康、稳定发展。而要想具体的对计算机网络拓扑的研究假设与模型进行验证,这就要从复杂网络理论的框架、网络行为内涵,以及复杂环境中的计算机网络拓扑行为所遵循的理论基础等方面来入手实施。 1.1复杂网络理论的框架及其内涵从长期以来的研究过程来看,将复杂网络理论应用到计算机拓扑行为研究的过程中极为可行,因其能够更为明晰地呈现出在较高技术水平下的计算机网络拓扑结构,从而便可以对网络性能及其流量进行更细致的分析,所得出的相关分析成果可以反作用于实践当中,不断提升计算机拓扑项目的延展性。复杂网络理论的研究内容所涉及到的学科较广,具备较强的跨学科特色,因其与数理学科、生命学科以及工程学科等诸多学科领域有着密切的关联,同时,也正是由于复杂网络理论本身的跨学科特性存在,对复杂网络的定量以及定性特征的科学化理解的难度较大。其中,计算机网络拓扑模型方面的研究较为重要,且为实践领域提供了诸多可借鉴的经验。除此之外,复杂网络理论的内涵中还包括有复杂网络上的传播行为、搜索算法以及相继故障等方面,这些都属于复杂网络理论中的优秀内容。从现实的角度来看,掌握网络拓扑行为的演进过程及其规律,便可以实现更优质的、更系统化的网络结构管理,为网络中各节点提供更便捷的网络服务。 1.2复杂环境中的计算机网络拓扑行为所遵循的理论基础近年来,网络行为理论及网络拓扑架构等项目的研究受到了日益延伸的网络平台的影响,在这种传统计算机网络理论与模式的影响下,已经不适宜进行对网络行为的客观描述,因此,复杂环境中的计算机网络拓扑行为需要重新修正,并利用复杂网络理论的优秀内容来充实计算机网络拓扑。从现实环境来看,随着国内外各领域科学技术的不断发展,人们的视野较以往更加开阔,对各种事物也都有了更加深刻的认识和理解,因此,人们在诸多领域的建设过程中,对于计算机软件以及各类型电子设备的体验与使用要求也日趋提高,简单来说,人们对于计算机网络平台运行的要求有所提升。因此,在复杂网络理论精髓内容的明确指引下,计算机网络拓扑模型需要重新创建。 1.3针对计算机网络同步行为的研究从过去一段时期以来关于计算机拓扑项目的研究内容来看,始终停留在复杂网络演化模型框架的基础上,凭借路由器以及自治域这两个层面的特性来架设并描述计算机网络拓扑结构。后期,随着网络平台及信息数据的进一步延展,促使计算机网络同步行为越来越趋于复杂化,同时,由于其复杂化行为所产生的网络节点过于繁杂,则通过网络同步行为来探知计算机网络拓扑也是较为合理的策略,能够削弱计算机网络同步行为对整个网络环境所带来的负面影响。 2研究设计 通过研究以往有关的资料可知,网络本身所具有的特性在一定程度上取决于网络拓扑,而且,不同拓扑结构所构建出来的网络环境,其性能也有着明显的差异。实际上,网络拓扑结构的设计便能够影响网络平台运作的实际效能。在以往,传统的网络一般是规则的网络形式,该种形式最大的特征便是它的网络节点与其边的连结方式较为固定,属于一种近似封闭的网络环境,但在复杂网络理论支撑下的计算机网络拓扑结构的延展性就较强,这一形式的新型网络拓扑形态通常被人们形容为具有复杂动力学行为以及复杂拓扑结构的网络模型,该模型的优秀特性在于它的无标度性、节点广泛且规律等方面。 2.1网络协议分析技术的研究在当前,现代电子信息技术的普及应用,各领域针对信息管理的研究不断深入,而且大多取得了极富价值的研究成果,并将其在实践过程中进而验证。从总体情况来看,基于复杂网络理论的计算机网络拓扑研究可以分成如下几个部分来进行探索:网络协议分析技术、计算机网络拓扑行为的特征等。具体的网络拓扑形态如图1所示:从图1中可以看出,传统的计算机网络拓扑结构呈现出网状的态势,由中心为个终端提供数据转换等服务支持。其中,TCP/IP协议是网络协议系统中的重要组成部分,它也是现代网络信息管理中最优秀的协议之一。在传送数据的过程中,由于IP层的传输不会受到过度限制,信息的传递顺次可能会有所改变。从网络协议分析的基础框架结构来看,网络协议分析技术的理论研究内容仍有一定的挖掘空间。 2.2网络协议分析技术的应用为网络拓扑行为的客观描述夯实基础依照TCP/IP参考模型,在数据包封装相关技术研究的基础上,采取端口检测以及特征值深度包检测等协议识别技术,探究网络协议分析的基本内容。从网络平台信息传递的效率来观察,按照TCP/IP协议格式逐层显示所采集到的网络数据包的各层协议网络字段信息,最终构建起网络协议分析的基础框架,整个过程较为合理。从具体情况来分析可知,总体的网络协议分析技术是分为两部分内容来实现的,一部分为网络数据采集模块,另一部分为网络协议分析处理模块。这两个部分的协调运作,便能够针对网络拓扑行为进行客观的描述。 3数据分析与假设检验 3.1探知计算机网络行为所谓的“计算机网络行为”,指的便是网络运行的动态变化规律以及用户主动或者被动采用终端设备通过Internet连接其他终端设备获得信息数据的行为。这样看来,计算机网络行为是构成网络系统的各个因素经过交互作用后而使系统表现出来的一种行为。从我国计算机网络运行的总体情况来看,对计算机网络行为概念的理解和掌握,能够更好的对网络状态做出宏观的预测,从而在一定程度上提高网络的整体服务质量。 33.2在网络协议分析技术支撑下的计算机网络数据分析一般情况下,网络环境中的物理地址与IP地址是互相绑定的,这样可以稳定网络运行环境中的各项信息资源,以便于网络参与者执行信息传输与操作。但同时,也意味着当有人盗用他人网络地址进行恶意操作时,就会给正常使用网络的人们带来一定的风险,易发生损失。所以,就要发挥出网络协议分析技术的功能,通过研究物理地址与IP地址的绑定时间范围,来确定并指认盗用网络者的非理性行为,进而维护网络运行安全。 3.3计算机网络拓扑模型的架设基础计算机网络拓扑形态结构当中的每种形态结构都有其独特的适用环境与搭建标准;再从传输技术的角度而言,网络拓扑结构可以被划分为两大类,即点对点的传播方式与广泛散播方式,二者都能够对网络协议和数据采集过程产生影响,进而对计算机网络拓扑行为带来干扰。无论如何划分网络结构与形态,网络协议分析技术需要足够的网络数据来支撑,只有当网络结构中的数据库中采集到大量的网际间信息数据时,网络分析技术的框架才可能搭建起来。 4研究结论与建议 计算机技术的涌现为网络信息的有序流转提供了可能,随着技术的不断升级,人们渴望能够寻找到一种切实可行的简便方式来描述计算机的拓扑行为,因此,探知到一种基于复杂网络理论的计算机网络拓扑形态,为当前复杂网络环境下的现代网络运转保驾护航。现阶段,我国各领域的发展都离不开计算机相关技术的支撑,然而,让遇见较为特殊的实际工作要求时,就需要借助专业化的计算机软件来辅以操作,这样一来,就需要开展计算机软件开发项目,以高质量的计算机软件产品的功用来满足用户的个性化需求。从本质上来看,将电子信息技术在实践领域的应用则意味产业技术的升级,同时,还代表着信息时代的发展成果。随着电子信息技术的发展,基于复杂网络理论的计算机网络拓扑行为等方面的研究也取得了实质性的进步,进而为信息时代环境下的复杂化网络管理提可靠的理论支撑。 作者:张志鹏单位:渤海大学信息科学与技术学院 复杂网络论文:复杂网络理论计算机网络论文 1国内文献综述 袁芳芳(2014)在其公开发表的文章中阐释了一种传统的网络拓扑数值参考体系结构,在该体系结构的影响下,计算机拓扑体系结构可被分成五个主要层次,即过程控制、过程优化处理、生产调配、企业管理以及宏观经济这五个层面。复杂网络理论的网络拓扑模式往往需要与传统的模式割裂开来,因其所遵循的理论基础不尽相同。从实践的角度来看,计算机复杂网络信息化系统往往可以由资源管理模块、生产执行模块以及过程控制模块这三部分来执行,从而能够在复杂网络理论的支撑下,削减网络平台架构中不必要的分支,以此来增强复杂环境下网络拓扑行为客观描述的精准度。 2研究假设与模型 复杂网络理论是在十几年前才被人们挖掘并总结出来的一门崭新的理论学科,尽管该理论的研究内容并不丰富,但鉴于计算机网络技术的快速发展及其在全社会范围内的迅速普及,促使复杂网络理论内容的研究也趋于成熟,并为计算机网络拓扑特性提供了可靠的理论分析内容,使计算机网络拓扑成为了一种具备科学性、合理性的一种系统网络架构,维系着网络空间环境的有序运作,促进了互联网领域的健康、稳定发展。而要想具体的对计算机网络拓扑的研究假设与模型进行验证,这就要从复杂网络理论的框架、网络行为内涵,以及复杂环境中的计算机网络拓扑行为所遵循的理论基础等方面来入手实施。 2.1复杂网络理论的框架及其内涵 从长期以来的研究过程来看,将复杂网络理论应用到计算机拓扑行为研究的过程中极为可行,因其能够更为明晰地呈现出在较高技术水平下的计算机网络拓扑结构,从而便可以对网络性能及其流量进行更细致的分析,所得出的相关分析成果可以反作用于实践当中,不断提升计算机拓扑项目的延展性。复杂网络理论的研究内容所涉及到的学科较广,具备较强的跨学科特色,因其与数理学科、生命学科以及工程学科等诸多学科领域有着密切的关联,同时,也正是由于复杂网络理论本身的跨学科特性存在,对复杂网络的定量以及定性特征的科学化理解的难度较大。其中,计算机网络拓扑模型方面的研究较为重要,且为实践领域提供了诸多可借鉴的经验。除此之外,复杂网络理论的内涵中还包括有复杂网络上的传播行为、搜索算法以及相继故障等方面,这些都属于复杂网络理论中的优秀内容。从现实的角度来看,掌握网络拓扑行为的演进过程及其规律,便可以实现更优质的、更系统化的网络结构管理,为网络中各节点提供更便捷的网络服务。 2.2复杂环境中的计算机网络拓扑行 为所遵循的理论基础近年来,网络行为理论及网络拓扑架构等项目的研究受到了日益延伸的网络平台的影响,在这种传统计算机网络理论与模式的影响下,已经不适宜进行对网络行为的客观描述,因此,复杂环境中的计算机网络拓扑行为需要重新修正,并利用复杂网络理论的优秀内容来充实计算机网络拓扑。从现实环境来看,随着国内外各领域科学技术的不断发展,人们的视野较以往更加开阔,对各种事物也都有了更加深刻的认识和理解,因此,人们在诸多领域的建设过程中,对于计算机软件以及各类型电子设备的体验与使用要求也日趋提高,简单来说,人们对于计算机网络平台运行的要求有所提升。因此,在复杂网络理论精髓内容的明确指引下,计算机网络拓扑模型需要重新创建。 2.3针对计算机网络同步行为的研究 从过去一段时期以来关于计算机拓扑项目的研究内容来看,始终停留在复杂网络演化模型框架的基础上,凭借路由器以及自治域这两个层面的特性来架设并描述计算机网络拓扑结构。后期,随着网络平台及信息数据的进一步延展,促使计算机网络同步行为越来越趋于复杂化,同时,由于其复杂化行为所产生的网络节点过于繁杂,则通过网络同步行为来探知计算机网络拓扑也是较为合理的策略,能够削弱计算机网络同步行为对整个网络环境所带来的负面影响。 3研究设计 通过研究以往有关的资料可知,网络本身所具有的特性在一定程度上取决于网络拓扑,而且,不同拓扑结构所构建出来的网络环境,其性能也有着明显的差异。实际上,网络拓扑结构的设计便能够影响网络平台运作的实际效能。在以往,传统的网络一般是规则的网络形式,该种形式最大的特征便是它的网络节点与其边的连结方式较为固定,属于一种近似封闭的网络环境,但在复杂网络理论支撑下的计算机网络拓扑结构的延展性就较强,这一形式的新型网络拓扑形态通常被人们形容为具有复杂动力学行为以及复杂拓扑结构的网络模型,该模型的优秀特性在于它的无标度性、节点广泛且规律等方面。 3.1网络协议分析技术的研究 在当前,现代电子信息技术的普及应用,各领域针对信息管理的研究不断深入,而且大多取得了极富价值的研究成果,并将其在实践过程中进而验证。从总体情况来看,基于复杂网络理论的计算机网络拓扑研究可以分成如下几个部分来进行探索:网络协议分析技术、计算机网络拓扑行为的特征等。具体的网络拓扑形态如图1所示:从图1中可以看出,传统的计算机网络拓扑结构呈现出网状的态势,由中心为个终端提供数据转换等服务支持。其中,TCP/IP协议是网络协议系统中的重要组成部分,它也是现代网络信息管理中最优秀的协议之一。在传送数据的过程中,由于IP层的传输不会受到过度限制,信息的传递顺次可能会有所改变。从网络协议分析的基础框架结构来看,网络协议分析技术的理论研究内容仍有一定的挖掘空间。 3.2网络协议分析技术的应用为网络 拓扑行为的客观描述夯实基础依照TCP/IP参考模型,在数据包封装相关技术研究的基础上,采取端口检测以及特征值深度包检测等协议识别技术,探究网络协议分析的基本内容。从网络平台信息传递的效率来观察,按照TCP/IP协议格式逐层显示所采集到的网络数据包的各层协议网络字段信息,最终构建起网络协议分析的基础框架,整个过程较为合理。从具体情况来分析可知,总体的网络协议分析技术是分为两部分内容来实现的,一部分为网络数据采集模块,另一部分为网络协议分析处理模块。这两个部分的协调运作,便能够针对网络拓扑行为进行客观的描述。 4数据分析与假设检验 4.1探知计算机网络行为 所谓的“计算机网络行为”,指的便是网络运行的动态变化规律以及用户主动或者被动采用终端设备通过Internet连接其他终端设备获得信息数据的行为。这样看来,计算机网络行为是构成网络系统的各个因素经过交互作用后而使系统表现出来的一种行为。从我国计算机网络运行的总体情况来看,对计算机网络行为概念的理解和掌握,能够更好的对网络状态做出宏观的预测,从而在一定程度上提高网络的整体服务质量。 4.2在网络协议分析技术支撑下的计算机网络数据分析 一般情况下,网络环境中的物理地址与IP地址是互相绑定的,这样可以稳定网络运行环境中的各项信息资源,以便于网络参与者执行信息传输与操作。但同时,也意味着当有人盗用他人网络地址进行恶意操作时,就会给正常使用网络的人们带来一定的风险,易发生损失。所以,就要发挥出网络协议分析技术的功能,通过研究物理地址与IP地址的绑定时间范围,来确定并指认盗用网络者的非理性行为,进而维护网络运行安全。 4.3计算机网络拓扑模型的架设基础 计算机网络拓扑形态结构当中的每种形态结构都有其独特的适用环境与搭建标准;再从传输技术的角度而言,网络拓扑结构可以被划分为两大类,即点对点的传播方式与广泛散播方式,二者都能够对网络协议和数据采集过程产生影响,进而对计算机网络拓扑行为带来干扰。无论如何划分网络结构与形态,网络协议分析技术需要足够的网络数据来支撑,只有当网络结构中的数据库中采集到大量的网际间信息数据时,网络分析技术的框架才可能搭建起来。 5研究结论与建议 计算机技术的涌现为网络信息的有序流转提供了可能,随着技术的不断升级,人们渴望能够寻找到一种切实可行的简便方式来描述计算机的拓扑行为,因此,探知到一种基于复杂网络理论的计算机网络拓扑形态,为当前复杂网络环境下的现代网络运转保驾护航。现阶段,我国各领域的发展都离不开计算机相关技术的支撑,然而,让遇见较为特殊的实际工作要求时,就需要借助专业化的计算机软件来辅以操作,这样一来,就需要开展计算机软件开发项目,以高质量的计算机软件产品的功用来满足用户的个性化需求。从本质上来看,将电子信息技术在实践领域的应用则意味产业技术的升级,同时,还代表着信息时代的发展成果。随着电子信息技术的发展,基于复杂网络理论的计算机网络拓扑行为等方面的研究也取得了实质性的进步,进而为信息时代环境下的复杂化网络管理提可靠的理论支撑。 作者:张志鹏单位:渤海大学信息科学与技术学院 复杂网络论文:基于复杂网络的网络舆情论文 1模型应用的必要性 基于网络的真实数据进行实证性研究是研究网络舆情演化规律的有力方向,但由于网络结构复杂、海量的个体和真实数据难以获取等原因,虽有一定进展,但成果不显著.而通过模型构建来反应个体的观点交互进而解释网络舆情的传播规律成为大量学者的选择.模型不是现实,而是虚构的对象,旨在通过某些可测量,在一定程度上达到与所研究现实世界的同构性.模型通常是将研究对象简单化,关于其相关变量和交互都考虑得不够周全,但是模型是获得事实的有益工具.简单的模型可以作为研究更加复杂和精确现实的起点,不完全的模型可以让我们专注于复杂现象的特殊属性或评估缺失变量的重要性.在网络舆情建模研究上,有来自物理学、数学、计算机与信息科学、传播学、心理学、社会学、情报学等多学科的学者分别在自己的研究视域内开展,不同学科的交叉更促进了其发展速度.研究者们利用统计物理学、观点动力学、社会动力学、社会心理学等领域的方法,着重描述个体之间意见交互和观点形成的过程,进而得出群体的宏观舆论涌现,为后续研究储存了深厚的积淀,并产生了深远的影响.舆情网络是典型的社会复杂网络,具有复杂系统的特征.复杂网络理论的逐步发展,提供了比以往其他方法都更有效的表达社会网络结构及关系的方法.复杂网络中的个体行为传播与集体活动的演化等引发了学者们的关注.随着社会系统的复杂化和信息技术的快速发展,网络传播的模式也越来越多元化复杂化,利用复杂网络分析方法分析互联网,尤其是Web2.0网络中的舆情信息发生、发展、演化的机理成为一个研究热点. 2基于复杂网络的网络舆情传播模型 2.1传染病模型由于信息传播与病毒感染的前提条件存在一定的相似性(有向性和相邻性等),并且具有相同的动力学特点,所以传染病模型被借以模拟网络舆论尤其是谣言的传播[7].传染病模型最早是1926年Kermack和McKen-drick构造的SIR(susceptibleinfectedrecovered)模型,以及1932年提出的SIS(susceptibleinfectedsus-ceptible)模型.在SIR模型中,将人群分为易感人群(S),染病人群(I)和免疫人群(R).该模型适用于染病后自动免疫并不会被二次感染的疾病,如水痘、百日咳,或者不能治愈终会死亡的疾病,如艾滋病等.SIS模型则只有易感人群和染病人群,适用于被治愈以后仍然恢复为易感人群的疾病.对于同一谣言,接触的次数并不影响已经被传播的后果,所以很多谣言传播模型借鉴了SIR模型.Daley和Kendal在1965年首次根据流行病模型构建了谣言传播的D-K模型,该模型借助随机过程理论,将谣言相关个体分为三类,未听说过谣言(相当于易感人群),传播谣言的人(相当于染病人群)和听说过谣言但不传播(相当于免疫人群),并假定角色以一定概率转换.Maki和Thompson等随后构建了M-T模型[9].这两个模型在谣言传播上得到广泛使用.随着复杂网络的兴起,谣言传播重新被学者重视,并取得了较大的研究进展.Kitsak等将谣言传播的SIS模型和SIR模型应用在了一些真实复杂网络中,分别为:LiveJournal.com上的550万人的朋友圈、伦敦大学学院计算机科学系的邮件联系网、瑞典的病人联系网和imdb.com上提供的电影演员的合作网络,并得出了一些重要结论.Zanette首次应用了小世界网络理论研究谣言传播,建立了SIR平均场方程,结论显示,谣言传播有一定的临界值.随后,Zanette比较了谣言传播在小世界网络和动态小世界(dynamicsmallworlds)两种复杂网络机制下的异同,结果显示,动态小世界网络更接近实际,并具有易分析和便于数值处理等优势.Moreno和Nekovee则在无标度网上了构建了谣言传播模型,并对随机分析和计算机模拟两种分析方法得出的结论进行了比较.Xiong等提出了SCIR模型,该模型侧重微博转发行为导致的信息传播,其中,C表示已获知信息但对是否转发该信息尚处于犹豫状态,并基于规则网格和无标度网络进行了仿真.国内也有大批研究成果出现.潘灶峰和汪小帆等在改进的无标度网络(聚类系数可变)上构建了谣言传播模型,发现增加网络聚类系统,即增加信息的透明度是抵制谣言的有效手段.陈静等综合了SIS模型和SIR模型,提出了针对在线网络传播形式的SICRS传播模型.该模型加入了起过渡作用的治疗状态(cured),通过对该模型的仿真,发现了复杂网络尤其是无标度网络中舆情传播的三阶段规律:初期的爆发、中期的周期性波动和后期的稳定状态.此外,作者还具体阐述了舆情传播的影响因子.陈福集等[20]重要关注了网络舆情传播建模中的衍生效应,通过仿真的数值设定实验,在传统SEIRS模型基础上引入话题衍生率,同时考虑舆情传播的社会影响作用和个体记忆因素等,分析其对舆情传播的影响.陈波基于泛在媒体环境,考虑现有模型对网络个体状态处理太过简单,引入了两个新的变量:直接免疫率和潜伏个体,建立了一个带直接免疫的SEIR模型,并采用了starlogo仿真软件验证了该模型.朱恒民等将SEIR模型应用到BA无标度网络上,重点考虑媒体对网络舆情话题传播的影响,提出了舆情话题传播模型,结果表明,媒体会加快舆情传播速度.钱颖基于SIR模型建立了微博舆情的传播模型. 2.2观点动力学模型研究舆论或共识形成过程的模型可以追溯到应用数学领域的French模型,该模型创建于1956年,研究在离散条件下,考虑个体以某种不同权重值采用他人意见时,团队内部的意见相互影响的复杂性问题.随着问题不断被研究者重视,出现了多个能用于模拟网络舆情传播的模型,经典的元胞自动机模型、Sznajd模型、Hegselmann-Krause模型、Deffuant模型、Wu-Huberman模型等均在一定程度上影响了后续网络舆情传播模型的构建.随后,大量学者将观点动力学上的模型应用到舆情中观点的传播,进一步考察舆论的形成等.Alves[等首次提出宏观的舆论模型正逐渐被基于局部个体空间相互作用的微观离散动力学模型所代替.国内学者纷纷在元胞自动机模型的基础上提出多个改进模型.方薇团队考虑元胞坚定性特点设计了元胞移动遍历的舆情传播模型,并进一步构建了协同元胞自动机模型.王鹍鹏提出了三位元胞自动机模型来模拟网络舆情传播动态.潘新等改进了Wu-Huberman模型,考虑社会网络中的个体交互,构建了网络舆情传播模型,该模型可用来衡量舆情传播的速度. 2.3其他模型博弈论因为其分析个体关系的优越性,被应用到网络舆情传播中.王杨等基于博弈论,考虑网络社区内外部对舆情传播的影响,构建了网络舆情的传播模型.结果表明,网络舆情在网络社区中的传播具有初期传播稳定、后期形成具有影响力的舆论的一般特点.韩少春、刘锦德等利用了不完全信息演化博弈模型,分析了网络舆情传播的羊群行为,并提出了控制羊群行为的主要策略.其他学者抛开经典模型,尝试构建新的病毒模型来模拟舆情传播、模拟群体极化的动力模型;也有学者利用复杂网络的方法,分析网络舆情传播的特点和规律,或者构建相应的模型,对实际的网络舆情引导起到指导作用,例如在新浪微博、高校BBS等方面的应用. 3现有研究的总结及发展趋势 3.1研究总结 3.1.1建模方法多数网络舆情传播模型采用了自上而下的建模方法,重点关注网络舆情宏观的演变及群体整体的观点变化.这类模型将研究对象看成一个系统,在不同层次研究系统的整体.最典型就是利用传染病模型模拟谣言传播过程进而反映网络舆论的传播过程. 3.1.2建模工具基于复杂网络的模型构建,利用恰当的软件或工具能起到事半功倍的效果.目前常用的建模工具有Starlogo、Netlogo、Swarm、Ucinet、Pa-thon等软件工具.也有不少学者自行开发了相关软件平台,如武汉大学信息管理学院开发了NEView-er,用于复杂网络的演化分析,这些工具都在相关研究中发挥了重要的作用. 3.1.3模型对实践的指导目前,大多是结合理论研究和实证分析来研究网络舆情传播的规律和特点,从理论上深入探讨网络舆情传播演化的数学或物理模型,建立清晰准确的理论框架,同时在大数据的背景上,借助数据仓库和数据挖掘等先进信息技术获取大量实证数据,验证理论模型的有效性,修正理论模型的假设.尽管目前已构建了基于不同理论基础的多个模型,但是模型如何指导实践,用于引导网络舆情朝正确方向发展,或控制负面舆情的发展等方面,仍需要进一步深入研究. 3.2发展趋势随着复杂网络理论的不断发展,网络拓扑结构更加接近真实网络,促进了基于复杂网络理论建模的复兴.通过网络微观生产机制来探寻网络宏观性质成为一项有意义且极具挑战性的工作.尽管统计物理学和数学等学科领域的经典模型可以借助到网络舆情的观点演化研究上,学者也展开了一些实际的应用研究,但是社会网络的复杂性,使得目前学界的研究成果对于描述实际网络舆情演化状况仍显简化,存在较大的改进空间.移动网络已成为更重要的舆情传播阵地,所以针对移动网络社区的舆情传播特性,例如微信群等,构建相应模型将成为一个新的研究热点.自适应网络代表了一类新的网络结构和网络行为,主要特点是能够相互反馈,这类网络能够反应真实的合作演化过程,所以流行病模型在自适应网络上的应用受到越来越多的关注。 作者:任立肖檀柏红张亮单位:天津科技大学经济与管理学院 复杂网络论文:复杂网络生态环境下企业技术创新问题 信息化时代的到来,为生存于网络环境中的企业带来了前所未有的机遇和挑战。当今,无论是产品设计、制造装配,还是物料供应,都可以在全球范围内进行;适应全球化潮流的产品,通过各种网络组织协调与运作,把分布在世界各地的工厂和销售网点联结成一个整体,并能时刻与世界上任何一个角落的顾客或供应商进行交流。如何运用信息技术这个杠杆来重新调节企业的内部和外部资源,平衡变化多端的市场供求关系和竞争与合作的格局,已成为企业、政府和研究机构共同关心的问题。发达的工业化国家面临的是如何保持领先地位,抢占技术和市场的制高点;正在进行工业化的国家则面临更加严峻的挑战,开放的市场既提供了新的准入机遇,也是对自身产品的竞争能力、管理效率以及市场反应速度的新考验。随之而来的是世界变得越来越小,全球经济一体化已成为企业变革的最根本的动因。作为企业发展源动力的技术创新更是首当其冲地受到网络环境的影响,企业的技术创新及商业化过程已经成为企业获取竞争优势的关键因素之一。 企业生态系统与网络环境 生态学的基本观点是适应观、选择观、整体观、层次观、动态观、进化观和协同观。在生态学发展的百余年历史中,生态学研究已超出生物学的范畴。企业生态系统是借用生态学的概念,来解释组织和环境之间的关系,凡是相互影响、相互作用的企业组织之间、企业组织和个人之间,依靠各自的优秀能力进行优势互补,以共同实现价值创新所形成的复杂经济群体都属于企业生态系统。企业生态系统与其环境之间相互依赖、相互作用。 随着计算机网络的出现,及网络环境的变迁,组织的传统经营模式发生了巨大改变,环境对组织的影响也日益扩大,为生存于网络环境中的企业带来了前所未有的机遇和挑战。网络环境是由技术层面和社会层面构成。技术层面是由信息技术发展带来的互联网网络环境,通过企业内部网和外部网将企业生态系统内各成员企业或相互联系的不同企业生态系统联结起来,实现信息在企业组之间的流动;社会层面是企业生态系统获取信息、资源及社会支持的社会网络,各种资源是联结成员企业之间、系统和环境之间的纽带,资源的内容和形式主要有资金、人才、信息、技术、服务、知识和物资等,所以,企业生态系统也是一个由多种关系联接交织而成的多重复杂的社会网络关系。这两个层面相互依赖、相互影响,技术层面是社会层面的依托和基础,社会层面是技术层面的升华。技术层面的变革,使企业组织间信息高效流动,进而促使企业组织向更具有动态性、开放性和自学习性的方向演进,最终带动社会层面的变革。其中,网络信息流是重要的作用力,网络环境将对企业生态系统的价值链、资源配置方式、组织结构、竞争战略和运作方式等产生巨大的影响。网络环境的变化将为企业组织实现动态的创新与演化过程提供可能的机遇。 网络环境为企业提供了更为先进的硬件技术平台,使企业的竞争方式和手段的转变成为可能;同时,基于网络外部性的网络环境又使得企业必然转变竞争方式,以求得在激烈环境中生存与发展。企业顺应信息的网络化已成必然趋势,具体表现在以下几个方面:信息的普遍性和分布性,有用的信息到处可见,知识的流淌与外溢效应愈加显著,关键是如何正确地判断和应用;技术进步日益加速,新技术产生越来越快,大大增加了企业间的相互依赖性;技术更具有的可获取性,技术的交流渠道多样化,只有不断地创新、合作,才能保持优势;全球经济一体化,国内市场成为全球市场的一部分,中国企业也可以利用全球市场;受环境和资源限制,增强资源的有效利用,扩大可利用资源的来源,从资源依赖型向知识依赖型转移成为迫在眉睫的问题;日益增加的服务期望,个性化的产品与个性化的服务不断增长的要求,扩大了企业与客户关系的内涵;计算机网络技术的快速发展,网络通信系统具有高度的开放性、可靠性和可缩放性;网络服务系统具有以不同服务质量传输不同数据类型的集成服务能力,在其上传输的信息和数据具有良好的操作性和一致性语义;各种应用系统能够跨平台进行数据访问。这些因素促使环境发生巨变,对企业的环境依赖性和环境适应性要求越来越高。 网络环境下的企业变革 (一)促进企业竞争战略的变革 传统企业的竞争是你死我活的竞争,而这种竞争在网络经济时代则变成了双赢合作,从公司竞争变成联盟竞争,在网络经济时代出现的很多新的商机都需要将多种复杂的系统结合在一起,而不是围绕一件独立的产品搞技术革新,不仅一个企业无法完全具备应该具备的能力,甚至一个国家也都需要更多的支持和帮助。在开放的网络环境中,企业生态系统的价值链变形为价值网,企业间的联系更加紧密,企业与其供应商、分销商及顾客组成了一个更大的价值增值系统,即价值网,企业在价值网中体现其价值的增值。网络技术的快速发展为企业竞争战略从红海到蓝海的转变扫除了技术障碍,还将推动企业全球营销战略变革的进程。 (二)对传统制造理念产生革命性变革 虚拟企业和动态联盟正逐渐成为现代企业适应竞争的理想模式,也是网络化环境中企业组织模式的重要特征。网络技术实施的最终目标是将分散在不同区域、企业、组织和个体中的各类资源有效地组织起来,形成一个制造网络。使用户能够方便地获得各种制造服务,并在网络的支持下方便地形成面向特定企业制造需求的专业化应用系统,实现企业间的商务协同、设计协同、制造协同和供应链协同。 (三)推动企业经营模式变革 企业组织利用网络环境,跨越不同企业之间存在的空间障碍,通过企业之间的信息集成、业务过程集成、资源共享,对企业开展异地协同的设计制造、网上营销、供应链管理等提供技术支撑环境和手段。为实现敏捷制造和虚拟企业的运作提供支持,形成具有数字化、柔性化、敏捷化等基本特征的优势互补的协同企业。通过网络环境下企业间信息、过程、资源的集成,实现协同制造过程中物流、信息流、资金流、工作流的优化运行,使整个网络系统中的制造企业群体以较低的成本和较短的开发周期,制造出符合市场需求的高质量产品。网络技术的发展将推动企业从大规模生产到大规模定制,从产品经济到服务经济,从实体经营到虚拟经营,从封闭式经营到开放式经营,从自主经营到动态联盟等经营模式变革。 (四)带动企业组织变革 网络经济正在改变着每一个企业与外部联系和交往的方式,同时也对企业自身的组织结构和组织形态提出了挑战。知识和信息改变着企业管理的理念,拓宽了企业管理的范围和内容,网络技术必将改变企业管理的环境,创造一种新的共同工作的方式方法。而所有这些都将从根本上影响和改变着未来的本论文由整理提供企业组织。企业组织结构将趋于扁平,企业组织规模将趋向两个极端,企业组织的边界将趋于模糊和虚拟,企业组织的职务设计将趋于团队任务。 五)赋予企业更强的优秀竞争优势 网络技术的进步,将在解决海量计算、加快设计速度、缩短产品开发周期等方面发挥巨大优势。网络环境的变化,将有利于提高企业产品研发和设计能力;提高制造企业的管理能力;降低企业信息化的风险;提高企业资源共享能力;提高企业的协同工作能力;增强制造装备的信息互联能力。 网络环境下企业技术创新特点 (一)创新机遇的变化 在网络环境中,技术创新机遇仍然是企业技术创新实现的重要外部因素,并以各种类型在企业技术创新时空系统中普遍存在和持续分布。在企业技术创新过程中,所有产品创新、工艺创新、市场创新、组织创新及管理创新等都可能组合在整个技术创新过程中,因而创新组合具有集成性,并导致技术创新的组合机遇也具有时空上的集成性。在网络环境中这种集成性更加凸显。 考察企业技术创新实践过程,企业创新过程发生跨越式、转折性变化的高层次战略性机遇与发生渐进性、连续性变化的战术性机遇往往是并存的。通常,战略性机遇次数不多,但至关重要。能否抓住这种战略性机遇,决定了企业技术创新的成败,以至于决定企业发展的命运。网络环境的变化,导致战略性机遇发生的频率增加,但对知识积累和知识吸收能力的要求不断增加。 (二)创新网络成为重要资源 传统环境下企业技术创新的主要影响因素,包括技术创新能力、技术创新投入、创新实施、创新(组织)管理、技术创新市场(产出)等几个方面。在网络环境下,知识经济的特征越加明显,创新活动过程以及推广和扩散过程中形成的网络及其联系已成为十分重要的战略资源,尤其是知识生产者与使用者之间、企业合作伙伴之间的网络特征和联系都会对企业技术创新的绩效产生很大影响。网络环境下企业技术创新的很多活动,往往超出单个企业内化式创新能力的支持范围,企业必须依托多主体、多过程和重复进行的技术创新网络,寻求外部技术与资金资源的支持,通过内外技术知识资源的有效整合进行技术创新。 (三)创新模式不断变化和演进 在网络环境下,企业技术创新的过程受到许多因素的影响。由于这种复杂性,企业不可能完全孤立地进行技术创新。为追求创新,企业不得不与其他组织产生联系,来获得各种信息、知识和其他资源,这就导致了技术创新模式的多样化。 从技术创新的发生机制角度看,技术创新过程是信息、人员及物资等创新要素在创新目标下的流动实现过程。技术创新模式从技术推动和市场拉动的线性模式,经历技术创新的平行交叉模式,进入了系统一体化与扩展模式。系统一体化模式又称为网络模式,强调技术创新过程的网络外部连接性,即企业与外部环境间广泛的网络构建,合作与竞争并存。 从技术创新的来源角度看,已从社会层面理解和认识技术创新,经历创新的主要来源归结为专业管理人员,而不是技术开发人员,到如今创新政策的主要着重点是基础建设与市场信息,充分说明在网络环境下企业技术创新对外部资源的依赖。 从技术创新研究开发的组织方式角度看,已从本国集中研究开发模式、多国集中研究开发模式逐步进入多国分散研究开发模式、多国网络化研究开发模式和多国网络集成研究开发模式不断的演进过程中。网络集成的研究开发模式适应了技术的发展和企业研究开发的要求,这种研发模式不单单从技术的角度考虑研发的目标和创新过程,而是从战略的高度审视研发的实现过程,在充分发挥内部研发优势的同时,可以有效利用外部技术资源。 从研发单位与生产单位的关系密切程度角度看,已从技术协作模式、契约型合作模式向一体化模式演进。一体化模式是企业与高等院校、科研设计单位合作中最高级、最紧密、最有成效的形式。对于生产单位来说,通过研发单位与生产单位的合作,可以弥补仅仅依靠本企业力量的困难,缩短新技术、新产品的开发周期,以尽快抢占市场。对于科研单位来说,则有利于了解社会需要,将科研成果尽快地转化为产品,取得经济效益。 (四)提高知识吸收能力实现技术创新能力转化 在开放的网络环境中,企业的竞争优势主要取决于信息、技术、优秀能力和人力资源等无形要素。公平和开放的网络环境为企业提供了高效分享资源、信息、知识和利益的有效机制。这些不仅可以带动生产能力的提高,使生产系统的效率、产品、工艺和技术水平得以提升,也可以使企业组织的知识吸收能力大幅提升。知识的吸收能力是指企业获得、存储、学习和转化新知识的能力。 知识运用是知识创新过程的最终落脚点。随着知识经济时代的来临,人们对知识的认识越来越深刻。知识的价值越来越直接体现在经济生活中。知识的创造和积累已不再是人类所主要追求的惟一目标,只有不断运用到实践中去推动人类社会向前进步才能真正带来价值。网络技术促进了生产能力和知识吸收能力大幅提升,并带动技术创新能力的提高。技术创新能力担负着提高技术能力的重任,只有拥有技术创新能力,经过不断创新,企业在技术能力上才能最终战胜技术领先者。由于知识能够在网络环境中的边际成本迅速降低的情况下被迅速复制和分配,这时企业的唯一竞争优势取决于其能否从现有知识中产生新知识的能力,即学习创新能力。 在开放的网络环境中,学习创新能力成为企业优秀能力的内核,竞争优势主要来自于学习创新能力,这种学习创新能力不仅是为了避免结点企业脱离既定的目标,而且更重要的是形成敏锐的洞察力。通过实施各自的战略行为,创造新的竞争优势,获得行业竞争的关键制胜因素。知识创新活动是沿着“知识链”进行的,即:企业知识的产生和形成、企业知识的传播和共享、企业知识的存储和积累,以及企业知识的运用和保护。企业的这一知识创新过程并不是封闭的,它受到企业内外多种因素的影响,企业可以通过管理这些影响因素来实现对知识创新过程的间接管理。对于大多数企业来说,不论是何种形式的竞争优势,其最终来源都是企业所拥有的独特的资源和能力,而这些独特的资源和能力的优秀,正是企业的知识及其创新。因而知识创新是企业持续竞争优势的根本来源。 网络环境下企业技术创新体系构建 创新在企业内部可能表现为新的产品设计、材料、生产工艺、包装、广告、销售渠道、支付手段、价格策略等,并要求企业更新整体的经营观念、经营方式、资金运作等。更艰巨的是,创新常常意味着面对未知的外部,需要从头开始,往往要抛弃过去的经验,摸着石头过河,并承担巨大的风险。在网络技术快速发展的背景下,全球企业竞争格局将重新洗牌,竞争起跑线会重新划定,企业的生产经营模式将发生根本性变革,企业将面临巨大的机遇与挑战,这也使创新具备了必要性和紧迫性。企业创新是企业发展的必然要求,是优胜劣汰、适者生存的竞争法则,是企业生存的基础。企业只有牢固树立创新意识并付诸行动,以创新求生存、求发展,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。 企业技术创新能力是企业在相当长的时间内,持续不断地推出、实施新的创新,并持续不断地实现创新经济效益的能力。企业的生存与发展必须依靠持续的技术创新,通过不断的技术创本论文由整理提供 新,为企业的生存与发展注入活力,促进企业竞争力的提升。在企业技术创新实践过程中,提高把握创新机遇的能力,努力实现持续创新目标与资源要素在时空的最佳耦合。准确把握优秀层技术创新,打造强势企业结构,提高主动驾驭市场的能力,确保企业优秀竞争力。信息的网络化和资源的分散化使得企业组织必然走向网络化,技术创新赖以产生的知识共享、信息交流等机制的畅通必须有技术手段的支持。企业应当充分利用先进的信息技术,构建完善的信息系统和知识平台等基础设施;优化信息资源整合、企业技术创新过程的组织与管理;加快生产和传递对产品以及服务的改进信息;对企业内部的资源、过程、策略和组织机构进行再设计,为决策层提供可以洞察和预见企业潜在发展机遇的有用信息;为企业知识的产生和形成、企业知识的传播和共享、企业知识的存储和积累,以及企业知识的运用和保护构建信息化平台。企业必须从如何提高自身适应能力的角度来确定信息化发展目标,提出信息化和网络化的实现框架和关键技术。 技术创新的本质是知识创新,作为知识创新的载体,人力资源成为知识创新过程中的优秀因素,知识创新对人力资源的素质、技能、知识构成、学习能力等提出了新的要求,企业应当据此对人力资源加以培训和激励。 组织是企业技术创新的重要影响因素,包括组织文化和组织结构。组织结构是企业面临的环境、技术、人员、任务等多项变量的函数,当某项或某几项变量发生变化影响到企业整个组织结构与行为方式时,就必须从战略高度来重新规划企业的组织结构。无论采用什么样的组织结构都必须与这些因素保持一种动态的平衡。技术创新要求企业内部有良好畅通的知识共享渠道,人与人之间能够进行广泛而迅速的联系,企业要充分重视构建柔性化的、灵活的组织结构,以适应知识创新的这一要求。适应企业技术创新活动的组织文化应当是一种有助于知识创造、知识传播和知识运用的学习型文化。 企业在从事技术创新活动时不可避免地受到所处环境的影响,因为技术创新不是一个简单的从新思想产生到开发、生产、营销的线性过程,而是企业与企业外的研发机构、大学、其他企业及客户等交互作用的结果。不仅如此,政府、金融、文化和法律等因素也都是影响创新的重要变量。环境影响因素包括宏观和微观两个方面。随着全球经济的一体化,企业将面对一种以多变性和不确定性为主导的市场竞争环境,以合作来赢得竞争已成为各国企业的共识。企业应当通过对这些环境因素进行管理或施加影响,来提高企业的环境适应性,创造有利于自身技术创新的环境条件。 复杂网络论文:复杂网络生态环境 信息化时代的到来,为生存于网络环境中的企业带来了前所未有的机遇和挑战。当今,无论是产品设计、制造装配,还是物料供应,都可以在全球范围内进行;适应全球化潮流的产品,通过各种网络组织协调与运作,把分布在世界各地的工厂和销售网点联结成一个整体,并能时刻与世界上任何一个角落的顾客或供应商进行交流。如何运用信息技术这个杠杆来重新调节企业的内部和外部资源,平衡变化多端的市场供求关系和竞争与合作的格局,已成为企业、政府和研究机构共同关心的问题。发达的工业化国家面临的是如何保持领先地位,抢占技术和市场的制高点;正在进行工业化的国家则面临更加严峻的挑战,开放的市场既提供了新的准入机遇,也是对自身产品的竞争能力、管理效率以及市场反应速度的新考验。随之而来的是世界变得越来越小,全球经济一体化已成为企业变革的最根本的动因。作为企业发展源动力的技术创新更是首当其冲地受到网络环境的影响,企业的技术创新及商业化过程已经成为企业获取竞争优势的关键因素之一。 企业生态系统与网络环境 生态学的基本观点是适应观、选择观、整体观、层次观、动态观、进化观和协同观。在生态学发展的百余年历史中,生态学研究已超出生物学的范畴。企业生态系统是借用生态学的概念,来解释组织和环境之间的关系,凡是相互影响、相互作用的企业组织之间、企业组织和个人之间,依靠各自的优秀能力进行优势互补,以共同实现价值创新所形成的复杂经济群体都属于企业生态系统。企业生态系统与其环境之间相互依赖、相互作用。 随着计算机网络的出现,及网络环境的变迁,组织的传统经营模式发生了巨大改变,环境对组织的影响也日益扩大,为生存于网络环境中的企业带来了前所未有的机遇和挑战。网络环境是由技术层面和社会层面构成。技术层面是由信息技术发展带来的互联网网络环境,通过企业内部网和外部网将企业生态系统内各成员企业或相互联系的不同企业生态系统联结起来,实现信息在企业组之间的流动;社会层面是企业生态系统获取信息、资源及社会支持的社会网络,各种资源是联结成员企业之间、系统和环境之间的纽带,资源的内容和形式主要有资金、人才、信息、技术、服务、知识和物资等,所以,企业生态系统也是一个由多种关系联接交织而成的多重复杂的社会网络关系。这两个层面相互依赖、相互影响,技术层面是社会层面的依托和基础,社会层面是技术层面的升华。技术层面的变革,使企业组织间信息高效流动,进而促使企业组织向更具有动态性、开放性和自学习性的方向演进,最终带动社会层面的变革。其中,网络信息流是重要的作用力,网络环境将对企业生态系统的价值链、资源配置方式、组织结构、竞争战略和运作方式等产生巨大的影响。网络环境的变化将为企业组织实现动态的创新与演化过程提供可能的机遇。 网络环境为企业提供了更为先进的硬件技术平台,使企业的竞争方式和手段的转变成为可能;同时,基于网络外部性的网络环境又使得企业必然转变竞争方式,以求得在激烈环境中生存与发展。企业顺应信息的网络化已成必然趋势,具体表现在以下几个方面:信息的普遍性和分布性,有用的信息到处可见,知识的流淌与外溢效应愈加显著,关键是如何正确地判断和应用;技术进步日益加速,新技术产生越来越快,大大增加了企业间的相互依赖性;技术更具有的可获取性,技术的交流渠道多样化,只有不断地创新、合作,才能保持优势;全球经济一体化,国内市场成为全球市场的一部分,中国企业也可以利用全球市场;受环境和资源限制,增强资源的有效利用,扩大可利用资源的来源,从资源依赖型向知识依赖型转移成为迫在眉睫的问题;日益增加的服务期望,个性化的产品与个性化的服务不断增长的要求,扩大了企业与客户关系的内涵;计算机网络技术的快速发展,网络通信系统具有高度的开放性、可靠性和可缩放性;网络服务系统具有以不同服务质量传输不同数据类型的集成服务能力,在其上传输的信息和数据具有良好的操作性和一致性语义;各种应用系统能够跨平台进行数据访问。这些因素促使环境发生巨变,对企业的环境依赖性和环境适应性要求越来越高。 网络环境下的企业变革 (一)促进企业竞争战略的变革 传统企业的竞争是你死我活的竞争,而这种竞争在网络经济时代则变成了双赢合作,从公司竞争变成联盟竞争,在网络经济时代出现的很多新的商机都需要将多种复杂的系统结合在一起,而不是围绕一件独立的产品搞技术革新,不仅一个企业无法完全具备应该具备的能力,甚至一个国家也都需要更多的支持和帮助。在开放的网络环境中,企业生态系统的价值链变形为价值网,企业间的联系更加紧密,企业与其供应商、分销商及顾客组成了一个更大的价值增值系统,即价值网,企业在价值网中体现其价值的增值。网络技术的快速发展为企业竞争战略从红海到蓝海的转变扫除了技术障碍,还将推动企业全球营销战略变革的进程。 (二)对传统制造理念产生革命性变革 虚拟企业和动态联盟正逐渐成为现代企业适应竞争的理想模式,也是网络化环境中企业组织模式的重要特征。网络技术实施的最终目标是将分散在不同区域、企业、组织和个体中的各类资源有效地组织起来,形成一个制造网络。使用户能够方便地获得各种制造服务,并在网络的支持下方便地形成面向特定企业制造需求的专业化应用系统,实现企业间的商务协同、设计协同、制造协同和供应链协同。 (三)推动企业经营模式变革 企业组织利用网络环境,跨越不同企业之间存在的空间障碍,通过企业之间的信息集成、业务过程集成、资源共享,对企业开展异地协同的设计制造、网上营销、供应链管理等提供技术支撑环境和手段。为实现敏捷制造和虚拟企业的运作提供支持,形成具有数字化、柔性化、敏捷化等基本特征的优势互补的协同企业。通过网络环境下企业间信息、过程、资源的集成,实现协同制造过程中物流、信息流、资金流、工作流的优化运行,使整个网络系统中的制造企业群体以较低的成本和较短的开发周期,制造出符合市场需求的高质量产品。网络技术的发展将推动企业从大规模生产到大规模定制,从产品经济到服务经济,从实体经营到虚拟经营,从封闭式经营到开放式经营,从自主经营到动态联盟等经营模式变革。 (四)带动企业组织变革 网络经济正在改变着每一个企业与外部联系和交往的方式,同时也对企业自身的组织结构和组织形态提出了挑战。知识和信息改变着企业管理的理念,拓宽了企业管理的范围和内容,网络技术必将改变企业管理的环境,创造一种新的共同工作的方式方法。而所有这些都将从根本上影响和改变着未来的企业组织。企业组织结构将趋于扁平,企业组织规模将趋向两个极端,企业组织的边界将趋于模糊和虚拟,企业组织的职务设计将趋于团队任务。 (五)赋予企业更强的优秀竞争优势 网络技术的进步,将在解决海量计算、加快设计速度、缩短产品开发周期等方面发挥巨大优势。网络环境的变化,将有利于提高企业产品研发和设计能力;提高制造企业的管理能力;降低企业信息化的风险;提高企业资源共享能力;提高企业的协同工作能力;增强制造装备的信息互联能力。 网络环境下企业技术创新特点 (一)创新机遇的变化 在网络环境中,技术创新机遇仍然是企业技术创新实现的重要外部因素,并以各种类型在企业技术创新时空系统中普遍存在和持续分布。在企业技术创新过程中,所有产品创新、工艺创新、市场创新、组织创新及管理创新等都可能组合在整个技术创新过程中,因而创新组合具有集成性,并导致技术创新的组合机遇也具有时空上的集成性。在网络环境中这种集成性更加凸显。 考察企业技术创新实践过程,企业创新过程发生跨越式、转折性变化的高层次战略性机遇与发生渐进性、连续性变化的战术性机遇往往是并存的。通常,战略性机遇次数不多,但至关重要。能否抓住这种战略性机遇,决定了企业技术创新的成败,以至于决定企业发展的命运。网络环境的变化,导致战略性机遇发生的频率增加,但对知识积累和知识吸收能力的要求不断增加。 (二)创新网络成为重要资源 传统环境下企业技术创新的主要影响因素,包括技术创新能力、技术创新投入、创新实施、创新(组织)管理、技术创新市场(产出)等几个方面。在网络环境下,知识经济的特征越加明显,创新活动过程以及推广和扩散过程中形成的网络及其联系已成为十分重要的战略资源,尤其是知识生产者与使用者之间、企业合作伙伴之间的网络特征和联系都会对企业技术创新的绩效产生很大影响。网络环境下企业技术创新的很多活动,往往超出单个企业内化式创新能力的支持范围,企业必须依托多主体、多过程和重复进行的技术创新网络,寻求外部技术与资金资源的支持,通过内外技术知识资源的有效整合进行技术创新。 (三)创新模式不断变化和演进 在网络环境下,企业技术创新的过程受到许多因素的影响。由于这种复杂性,企业不可能完全孤立地进行技术创新。为追求创新,企业不得不与其他组织产生联系,来获得各种信息、知识和其他资源,这就导致了技术创新模式的多样化。 从技术创新的发生机制角度看,技术创新过程是信息、人员及物资等创新要素在创新目标下的流动实现过程。技术创新模式从技术推动和市场拉动的线性模式,经历技术创新的平行交叉模式,进入了系统一体化与扩展模式。系统一体化模式又称为网络模式,强调技术创新过程的网络外部连接性,即企业与外部环境间广泛的网络构建,合作与竞争并存。 从技术创新的来源角度看,已从社会层面理解和认识技术创新,经历创新的主要来源归结为专业管理人员,而不是技术开发人员,到如今创新政策的主要着重点是基础建设与市场信息,充分说明在网络环境下企业技术创新对外部资源的依赖。 从技术创新研究开发的组织方式角度看,已从本国集中研究开发模式、多国集中研究开发模式逐步进入多国分散研究开发模式、多国网络化研究开发模式和多国网络集成研究开发模式不断的演进过程中。网络集成的研究开发模式适应了技术的发展和企业研究开发的要求,这种研发模式不单单从技术的角度考虑研发的目标和创新过程,而是从战略的高度审视研发的实现过程,在充分发挥内部研发优势的同时,可以有效利用外部技术资源。 从研发单位与生产单位的关系密切程度角度看,已从技术协作模式、契约型合作模式向一体化模式演进。一体化模式是企业与高等院校、科研设计单位合作中最高级、最紧密、最有成效的形式。对于生产单位来说,通过研发单位与生产单位的合作,可以弥补仅仅依靠本企业力量的困难,缩短新技术、新产品的开发周期,以尽快抢占市场。对于科研单位来说,则有利于了解社会需要,将科研成果尽快地转化为产品,取得经济效益。 (四)提高知识吸收能力实现技术创新能力转化 在开放的网络环境中,企业的竞争优势主要取决于信息、技术、优秀能力和人力资源等无形要素。公平和开放的网络环境为企业提供了高效分享资源、信息、知识和利益的有效机制。这些不仅可以带动生产能力的提高,使生产系统的效率、产品、工艺和技术水平得以提升,也可以使企业组织的知识吸收能力大幅提升。知识的吸收能力是指企业获得、存储、学习和转化新知识的能力。 知识运用是知识创新过程的最终落脚点。随着知识经济时代的来临,人们对知识的认识越来越深刻。知识的价值越来越直接体现在经济生活中。知识的创造和积累已不再是人类所主要追求的惟一目标,只有不断运用到实践中去推动人类社会向前进步才能真正带来价值。网络技术促进了生产能力和知识吸收能力大幅提升,并带动技术创新能力的提高。技术创新能力担负着提高技术能力的重任,只有拥有技术创新能力,经过不断创新,企业在技术能力上才能最终战胜技术领先者。由于知识能够在网络环境中的边际成本迅速降低的情况下被迅速复制和分配,这时企业的唯一竞争优势取决于其能否从现有知识中产生新知识的能力,即学习创新能力。 在开放的网络环境中,学习创新能力成为企业优秀能力的内核,竞争优势主要来自于学习创新能力,这种学习创新能力不仅是为了避免结点企业脱离既定的目标,而且更重要的是形成敏锐的洞察力。通过实施各自的战略行为,创造新的竞争优势,获得行业竞争的关键制胜因素。知识创新活动是沿着“知识链”进行的,即:企业知识的产生和形成、企业知识的传播和共享、企业知识的存储和积累,以及企业知识的运用和保护。企业的这一知识创新过程并不是封闭的,它受到企业内外多种因素的影响,企业可以通过管理这些影响因素来实现对知识创新过程的间接管理。对于大多数企业来说,不论是何种形式的竞争优势,其最终来源都是企业所拥有的独特的资源和能力,而这些独特的资源和能力的优秀,正是企业的知识及其创新。因而知识创新是企业持续竞争优势的根本来源。 网络环境下企业技术创新体系构建 创新在企业内部可能表现为新的产品设计、材料、生产工艺、包装、广告、销售渠道、支付手段、价格策略等,并要求企业更新整体的经营观念、经营方式、资金运作等。更艰巨的是,创新常常意味着面对未知的外部,需要从头开始,往往要抛弃过去的经验,摸着石头过河,并承担巨大的风险。在网络技术快速发展的背景下,全球企业竞争格局将重新洗牌,竞争起跑线会重新划定,企业的生产经营模式将发生根本性变革,企业将面临巨大的机遇与挑战,这也使创新具备了必要性和紧迫性。企业创新是企业发展的必然要求,是优胜劣汰、适者生存的竞争法则,是企业生存的基础。企业只有牢固树立创新意识并付诸行动,以创新求生存、求发展,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。 企业技术创新能力是企业在相当长的时间内,持续不断地推出、实施新的创新,并持续不断地实现创新经济效益的能力。企业的生存与发展必须依靠持续的技术创新,通过不断的技术创新,为企业的生存与发展注入活力,促进企业竞争力的提升。在企业技术创新实践过程中,提高把握创新机遇的能力,努力实现持续创新目标与资源要素在时空的最佳耦合。准确把握优秀层技术创新,打造强势企业结构,提高主动驾驭市场的能力,确保企业优秀竞争力。 信息的网络化和资源的分散化使得企业组织必然走向网络化,技术创新赖以产生的知识共享、信息交流等机制的畅通必须有技术手段的支持。企业应当充分利用先进的信息技术,构建完善的信息系统和知识平台等基础设施;优化信息资源整合、企业技术创新过程的组织与管理;加快生产和传递对产品以及服务的改进信息;对企业内部的资源、过程、策略和组织机构进行再设计,为决策层提供可以洞察和预见企业潜在发展机遇的有用信息;为企业知识的产生和形成、企业知识的传播和共享、企业知识的存储和积累,以及企业知识的运用和保护构建信息化平台。企业必须从如何提高自身适应能力的角度来确定信息化发展目标,提出信息化和网络化的实现框架和关键技术。 技术创新的本质是知识创新,作为知识创新的载体,人力资源成为知识创新过程中的优秀因素,知识创新对人力资源的素质、技能、知识构成、学习能力等提出了新的要求,企业应当据此对人力资源加以培训和激励。 组织是企业技术创新的重要影响因素,包括组织文化和组织结构。组织结构是企业面临的环境、技术、人员、任务等多项变量的函数,当某项或某几项变量发生变化影响到企业整个组织结构与行为方式时,就必须从战略高度来重新规划企业的组织结构。无论采用什么样的组织结构都必须与这些因素保持一种动态的平衡。技术创新要求企业内部有良好畅通的知识共享渠道,人与人之间能够进行广泛而迅速的联系,企业要充分重视构建柔性化的、灵活的组织结构,以适应知识创新的这一要求。适应企业技术创新活动的组织文化应当是一种有助于知识创造、知识传播和知识运用的学习型文化。 企业在从事技术创新活动时不可避免地受到所处环境的影响,因为技术创新不是一个简单的从新思想产生到开发、生产、营销的线性过程,而是企业与企业外的研发机构、大学、其他企业及客户等交互作用的结果。不仅如此,政府、金融、文化和法律等因素也都是影响创新的重要变量。环境影响因素包括宏观和微观两个方面。随着全球经济的一体化,企业将面对一种以多变性和不确定性为主导的市场竞争环境,以合作来赢得竞争已成为各国企业的共识。企业应当通过对这些环境因素进行管理或施加影响,来提高企业的环境适应性,创造有利于自身技术创新的环境条件。 复杂网络论文:浅谈网络系统设计复杂性 摘要:在网络系统程序的开发设计过程中,并发性和复杂性所造成的影响十分巨大,它们严重降低了网络程序的开发效率,延长了设计时间。本文通过对网络程序并发性与复杂性的原因进行分析,提出了事件驱动并发模型、多线程并发模型、混合性并发模型三大解决方法,为相关的互联网研究提供一定的参考。 关键词:网络程序;并发性;复杂性 近年来,传统的程序开发设计方法在高质量网络程序开发中暴露出了许多的问题,而造成这些问题的关键因素就是网络环境和单机环境之间所存在的巨大差异。在产生的这些问题中有两个问题最为突出,它们就是并发性问题和复杂性问题,其中并发性问题给网络程序的设计和发展造成了极大的麻烦。怎样处理好并发性问题所造成的困难,以及如何选择合适的并发处理模型,成为了摆在所有程序员面前的最大挑战。 一、网络程序并发性与复杂性原因分析 通常来说,造成网络程序并发性与复杂性的原因主要有三个方面。一是单机环境和网络环境之间存在过于明显的差距。由于这巨大的差距,混合性并发模型会暴露出发展时间过短和应用面过窄的缺陷,为高质量网络程序的开发增添了很多的麻烦。二是设计理念受到了限制。软件和硬件的功能限制着原先的程序设计理念,也是造成网络程序并发性与复杂性存在的重要因素,设计理念的限制,也严重降低了整个网络程序设计过程的效率。一般来说,网络程序的并发性会以异构性、异步性、访问延误和分布性体现出来。三是驱动模式有待优化。在实际的工作中,根据具体的语义类别,网络并发任务的处理办法可以分成反应式和前摄式。以反应式模型为例,相应事件发出通知后,应用程序要先对通知进行接收,然后在这一基础上根据具体发生的情况,针对性的发出相关的操作指令,整个过程中由操作结果所引发的错误会以函数返回值的形式体现出来,通过观察函数返回值,工作人员便可获知错误的具体情况。在事件完成的整个流程中,这些错误情况会以参数的形式参与和传递到各个相关的内部程序中。当需要同时发出很多个并发操作指令的时候,则应先对整体程序添加一个标识参数,然后再发出相应操作指令,这样就能更细致的区分不同类型的并发操作。 二、网络程序并发性与复杂性解决方法 (一)事件驱动并发模型。事件驱动并发模型已经广泛应用在开发和设计网络程序的工作当中。通常按照实际工作情况和具体的语义类别将事件驱动并发模型分成两种,第一种是反应式,第二种是前摄式。在第一种模型中,计算机的应用程序要先对事件发出的通知进行接收,然后根据具体事件发出有针对性的操作指令,在过程中若是出现操作结果的错误,函数的返回值会将错误反应出来。在第二种模型中,计算机的应用程序会先发送出具体的操作指令,等相应事件结束之后,操作过程中出现的错误会被当作完成整个事件的参数,并传送到对应的应用程序之中[1]。如果任务要求同时发送大量并发性操作,则需要先对整体程序添加一个标识参数,然后再发出相应操作指令,这样就能轻松对不同种类的并发操作加以区分。对于事件驱动任务关系的处理问题,程序员们可以使用位于最底层的事件分配器,这时工作人员必须先拆分相关函数,如果拆分的过程中出现失误或错误,则会使函数大量分裂,这会加大网络程序的调整难度,从而造成计算机大量泄漏出内部所存储的信息,如图1所示。为了避免函数大量分裂这一状况的出现,程序员们可以使用profile开发信息的方式来优化调试过程,从而使程序的整体性能得到大幅的提升。(二)多线程并发模型。多线程并发模型可分为抢占式与协作式两种,下文对这两种调度方式分别展开详细的研究和分析。抢占式线程调度,指的是计算机的内核控制和管理线程的方式,线程的工作状况同应用层对其的控制状况没有任何关联。抢占式线程调度中的调度器严格把控CPU的控制权,会根据前一线程运行的具体情况加强调度,也就是说,可能在某个不应该暂停线程工作的时刻,调度器会强制将CPU控制权转交给另一个线程,这样会让前一个线程在运行过程中无法满足当前线程的个性化需求,最终发生计算机的网络系统彻底崩溃的问题。协作式线程调度,指的是所有应用层共同合作来让线程处于工作状态的方式。这种类型的调度方式对于CPU的掌控程度要高于抢占式调度,只有在线程停止数据处理的时候,其他线程才能得到CPU的使用掌控权。但是在进行高实时性的任务处理时,选择抢占式线程调度要好于协作式,因为协作式线程调度的实用性相对较低。通常情况下,线程调度器都位于计算机的内核里面,所以必须经过系统内核的调用才能对线程进行有效操作,这样在处理复杂性和并发性较高的任务时,会花费更多时间,其性能的发挥还会被复杂的调度算法所影响,而且移植线程代码是个极其困难的过程[2]。例如,Windows系统可以同时运行抢占式线程和协作式线程,可是Linux系统却只能运行抢占式线程,而在一些资源非常稀少的系统内,根本就不能进行线程的运行。(三)混合性并发模型。从以上的分析可知,在工作中上述两种模型均存在较大的局限性。因此,一些网络程序员们为了解决这个尴尬的局面,把这两个模型进行取长补短的大胆融合,开发出了新型的并发模型,即混合性并发模型,它的适用性更强,适用范围更加的广泛。在实际的工作中,混合性并发模型可以转换驱动的方式。驱动转换的方式可分成翻译时转换、运行时转换两种。翻译时转换目前有着一些尚未得到解决的问题,所以其通用性非常低,也不能和其他体系的应用程序展开合作,运行时转换的实用性则相对较强。在当前的技术条件下,能一并支持事件驱动模型和多线程模型,可是其处理问题所用的方式过于复杂。混合性并发模型还处于刚刚兴起的阶段,其发展时间并不长,实际应用也较少,相关性能仍需进一步研究和改进。 综上所述,并发性问题在网络程序的开发设计过程中是无法避免的,情况也极其复杂,以当前的技术条件,还不能将这些问题彻底地解决。因此,相关的技术人员们应以实际情况出发,结合具体的问题采用针对性的并发处理模型,不断提升自身的并发处理能力,具体事件具体解决,尽量缩小并发处理的规模,做到让网络程序的性能变得更为良好和稳定。 作者:刘西 单位:西南交通大学希望学院 复杂网络论文:复杂网络数据挖掘论文 1复杂网络数据流密度分析 对于一个多种网络形式并存的复杂网络,假设复杂网络作为一个网络社区,在复杂网络中存在的网络类型数即社区数。我们用一个无向遍历图GV,E来表示整个网络社区,如果网络中有两个节点有两条不重合的网络路径,则说明这两个节点处于一个网络环路当中,网络中的数据流需要经过网络环路到达特定的节点。当在某个时间段里需要传送的数据流个数大于网络节点数时,则说明该网络的数据流密度较大,为了能够准确地在复杂网络中挖掘出所需的数据流,则需要根据数据流密度来划分整个网络社区,寻找数据流处于哪个社区,再确定数据流所在社区的环路。在这里我们通过设计算法确定网络数据流密度,来对复杂网络进行社区划分,再对社区进行无向环路遍历,并通过遍历得到该社区网络的所环路,确定所需查询的数据流位于哪个环路。以下为复杂网络中需要用到的符号说明。 2增量子空间数据挖掘算法 为了能够有效地在复杂网络中挖掘出目的数据流,使用了复杂网络数据流密度的分析方法在对复杂网络进行社区划分后,通过对社区网络进行无向环路遍历并得到社区网络的所有环路。接下来挖掘算法先后挖掘出目的数据流所属的社区以及环路,最终确定目的数据流的具体位置。 2.1基于社区网络遍历的数据流挖掘 当数据流i与社区k的相关度最大时,说明数据流i位于社区k的可能性就最大。但是当多个数据流的大小区别不大时,以数据流的大小作为指标来定义相关度会导致挖掘精度较低。这里我们也引入数据流的特征集和数据流中的分组队列长度来计算相关度。 2.2基于多增量空间的数据流挖掘 在采用基于社区网络遍历的数据流挖掘方法得到数据流的所属社区后,我们接着采用基于多增量空间的数据流挖掘方法来挖掘出数据流的所属环路。先将社区网络的环路进行多增量空间扩展,即先得到 目标数据流所经过的环路,再得到数据流所经过的节点与时间的相关系数,这样就可以在时空上确定目的数据流位于环路的哪个节点中。 3实验结果 为了验证本文提出的基于复杂网络数据流密度的增量子空间数据挖掘算法的效果,我们通过matlab7.0软件进行算法仿真,其中仿真的复杂网络由多种网络形式组成,网络节点有200个,数据流大小为500bytes,节点的接收能耗为10nJ/bit,发射能耗为50nJ/bit,进行信号处理和功率放大的能耗为10nJ/bit。其他节点干扰而产生的能量消耗为5nJ/bit。在对本文算法进行分析的过程中,我们采用了对比分析的方法,Lopez-Yanez等人提出一种基于时间序列数据挖掘的新的关联模型,该模型是基于伽玛分类,是一种监督模式识别模型,目的是为了挖掘已知模式中的时间序列,以预测未知的值。由Negrevergne等人提出的一种PARAMINER算法:一个通用的模式挖掘算法的多核架构。多核架构采用的是一种新的数据集缩减技术(称之为EL-还原),在算法中通过结合新的技术用于处理多优秀架构的并行执行数据集。为了验证本文算法的挖掘有效性,我们分别在增多节点数量和社区网络数的情况下获取算法的数据挖掘精度。实验采用的精度为NMI[16],实验结果如图3和图4所示。在不同节点数量下基于复杂网络数据流密度的增量子空间数据挖掘算法的挖掘精度更高,挖掘精度高于85%,而文献[14]的挖掘精度在77%以上,挖掘精度在76%以上。因为、提出的关联模型、提出的多核架构没有准确把握数据流在不同时间段里与环路位置的相关情况。而本文算法采用社区网络遍历和多增量空间的方法可以有效地确定这种相关性。图4为不同社区数下的算法挖掘精度,从图中可以看出,当社区网络的种类增多时,会对算法的挖掘精度造成影响,本文算法的挖掘精度在社区数为10时是95.7%,当社区数增加到50时为87.5%。而基于时间序列数据挖掘方法的挖掘精度在社区数为10时是88.6%,在社区数为50时是77.4%,而PARAMINER算法在社区数为10时是86.7%,社区数为50时是78.2%。因此从数据分析来看,本文算法的数据挖掘精度在社区数增多时仍能保持在较高水平。 4结论 为了提高网络数据流的挖掘精度,本文提出了一种基于复杂网络数据流密度的增量子空间数据挖掘算法,该算法对复杂网络进行数据流密度分析,根据数据流密度并采用无向环路遍历的方法来划分整个网络社区,确定数据流所属社区。利用基于社区网络遍历的数据流挖掘方法来挖掘出数据流位于哪一个社区,接着采用基于多增量空间的数据流挖掘方法来挖掘出数据流的所属环路,并最终确定数据流在某一刻时间里位于哪个节点。在实验中通过数据分析和对比,证明了算法在数据挖掘精度上的有效性。 作者:侯燕李巍文乔农单位:周口师范学院西南科技大学 复杂网络论文:物流领域复杂网络运用思索 1前言 自1960年起,随机图论一直是复杂网络的主要研究理论。到90年代末期,美国康奈尔大学的Watts和Srro-gatz通过文章《“小世界”网络的群体动力行为》建立了小世界网络模型,通过这个模型进一步揭示了复杂网络的小世界特性;1999年,Barabasi和Albert发表了《随机网络中标度的涌现》一文,该文进一步揭示了复杂网络的无标度性质,并建立了一个无标度网络模型。这两篇文章发现了复杂网络的小世界性和无标度性,开辟了复杂网络研究的新纪元。以这两篇文章的发表为起点,复杂网络的研究不仅仅局限于数学领域的研究,它开始涉及物理、系统科学、交通运输、机械制造和物流等多个领域的研究,为这些领域的研究发展做出了重大的贡献。本文将从四个方面对复杂网络理论在物流领域的应用进行论述。 2复杂网络在物流领域的应用 2.1基于复杂网络的物流网络的研究 在物流网络中各种各样的制约因素影响着运输、仓储、包装、流通和配送等各个物流环节,这种复杂性可以让我们运用复杂网络的研究方法去研究物流网络中存在的问题。在研究物流网络时,以各级影响因素为节点,对有制约关系的节点连边,根据各节点的性质赋予每个节点不同的边权,这时将该网络视为一个简单的加权网络,通过构建模型等方法,可以得出物流网络具有鲜明的无标度性质。目前,国内外学者运用复杂网络对物流网络主要进行了以下的研究:潘坤友等依据三轴和完全覆盖原则、时间最短原则、多重枢纽配置原则等构建了干线通道和支线通道,形成安徽沿江地区中心城镇“轴—辐”物流网络。董艳梅等认为城市节点作为区域物流网络系统的重要组成部分,应建构在经济中心城市或节点间的轴线(物流,信息流)之上。在应用复杂网络知识研究物流网络时,许多学者认为他的理论研究基础是,物流节点相互之间的关系并不是独立的而是相互依赖、相互作用的。杨广华等分析区域物流网络关系的程度中心性、中介中心性、凝聚性、优秀—边缘结构性等结构关系指标,通过与其他数据结合分析,对区域物流结构进行优化。杨广华在其博士论文中以复杂网络理论为基础进一步对区域物流网络进行了研究,构建了区域物流网络节点优化模型和线路优化模型,为构建区域物流网络物流节点、线路、网络等提供参考。覃儒展等分析各个节点在整个物流网络中的重要程度,反映各个环节的瓶颈问题以及物流网络中节点的相互变化、市场的变化和环境的变化对物流网络的影响。通过以上文献综述可知:采用复杂网络理论可以有效补充物流管理领域宏观层面研究的不足。当代网络分析技术特别是网络模型分析技术取得了重大进展,通过研究网络整体运作及对网络整体进行模拟等,揭示出物流网络的结构。这些都对物流网络理论的研究提供了重要工具。在以后的研究中,复杂网络在物流领域可以重点研究各个物流节点之间的关系怎样影响以及在多大程度上影响网络成员的行为、物流网络整体发展对单个物流节点的限制和制约等诸如此类的问题。 2.2复杂网络在供应链中的应用 供应链在本质上讲它是一个开放的复杂巨系统,其复杂性体现在它的实体复杂性、结构复杂性和各环节相互联系的复杂性等。将复杂网络理论应用于供应链时,把优秀企业、顾客和供应商作为节点,供应链中存在的物流、信息流、资金流和决策流等各种意义上的“流”作为网络的边,创建一个以复杂网络理论为基础的供应链网络。通过对这种网络的分析可知:复杂供应链网络的结构不是稳定的网络结构,它将随着外部条件的改变而改变。刘燕楚建立了集聚型供应链网络动态演化模型,分析了供应链网络的鲁棒性与不确定性、抗毁性的关系,最终从供应链视角提出了两种集聚型供应链网络的鲁棒性优化方案。刘小峰、陈国华分析了供应链网络在受到不同干扰以及有无局部联盟的情形下,供应链网络的稳定鲁棒性和性能鲁棒性表现,为实际进行供应链鲁棒性分析、提高其抗干扰能力、增强其鲁棒性提供了一定的研究思路。朱冰心等从评价网络结构、衡量网络效率、识别重要网络节点三个方面阐述了复杂网络在供应链应急管理中的应用前景。ChristianKuhnert发现城市的物资供应中,占少数的优秀节点发挥重要的物资调度和配送作用,整个物资供应是一个无标度网络。叶笛认为,可以利用复杂网络理论来深入分析供应链系统整体运行规律和宏观行为、供应链网络的特征以及供应链网络动态生长演化规律。张纪会、徐军芹提出了基于复杂系统理论的适应性供需网的一个初步框架,并建立了其复杂网络演化模型。刘利军对煤炭的供应链特性进行分析,证明了煤炭供应链网络的复杂性和无标度性。郭进利建立了Poisson有向网络,通过对网络的研究发现有向网络的出度分布幂律特性受老节点之间相互连接的概率控制,但是入度分布与该概率无关。从以上文献综述可知,学者运用复杂网络理论在供应链的结构、网络等方面对其进行初步的研究,但是现有的研究一般只是证明供应链符合小世界特性、无标度特性,具有高鲁棒性等,没有给出具体的模型。随着复杂网络理论在供应链中的研究不断地深入,我们不应仅仅是建立一个供应链网络结构的描述性模型,还应朝着细化各种模型参数并量化模型的方向进行研究。 2.3复杂网络在配送网络中的优化研究 在利用复杂网络对配送网络优化的研究中,主要研究问题有道路最短研究、配送中心选址研究和配送路线优化研究三方面。薛艳肖通过对配送网络中的节点进行分类,基于无标度网络形成机理,建立了物流配送网络演化生长模型。运用平均场解析方法计算分析该模型的度分布函数,指出了配送网络具备复杂网络的无标度、小世界等特性。聂郁兰在研究配送网络时以复杂适应理论为指导,构建分析复杂物流配送系统的适应能力,为配送网络的研究提供新的研究思路和方法。张旭凤等通过计算分析发现第三方物流企业的配送网络符合无标度特性,为建立物流配送网络中的配送节点和客户节点的生成模型提供理论基础。从以上的文献研究可以看出,学者证明配送网络符合无标度网络的特征,同时利用无标度网络,进行了配送网络的建模和优化、从无标度网络的统计性质的角度进行分析构建复杂物流配送网络的模型等研究,但是现在国内外有关于复杂网络理论在配送网络中的应用还是很少。 2.4复杂网络在物流其他领域中的应用 武云霞以中铁快运行包快捷运输服务网络为例,证明了行包快捷货运服务网络具有小世界特性。白世贞、王文利从系统的自组织角度出发,通过构造吸引力函数,给出了各地区物流行业投资吸引力的计算方法。高义佳利用无标度网络模型,确定影响冷链物流网络抵抗各种随机或恶意毁坏的关键统计参数,并进行优化仿真分析,通过调整网络参数,改变网络结构,实现网络优化的最终目的。通过以上文献综述可以看出,学者运用不同的方式证明了冷链物流网络、集装箱运输网络和行包快捷运输网络符合无标度特性,并进行了相关的建模和优化。复杂网络在这些领域的研究还是相对较少,有关的研究也没有深入。 3结论 本文对复杂网络的基本知识、复杂网络的发展以及其特征度量、复杂网络分类及应用等情况进行了简单介绍。然后在物流网络、配送网络和供应链等几个方面,对复杂网络在物流行业的应用进行了分析。随着复杂网络理论和应用的发展,复杂网络在物流中的应用将会越来越广泛,并积极地促进物流行业的发展。
医学图像处理课程教学研究:“专题式”教学在医学图像处理课程中的应用 [摘要]目的: 探讨“专题式”教学在医学图像处理课程中的应用。方法∶ 对本教研室承担的《医学图像处理》课程进行授课方法改革,形成科学的培养方案,并对教师授课情况进行综合评价,对学生学习效果根据“形成式”考核方案,进行科学评价。结果∶ 通过对教师授课及学生考核评价改革后,极大的激发了学生学习的积极性,同时形成了科学的培养计划,学生反映良好,教师的授课满意度达到98%以上,学生学习效果较往届有明显提高,成绩优秀率在89%以上,同时学生真正接触到临床医学图像后处理环节。结论∶ “专题式”教学模式下不仅提高了授课的灵活程度,更有利于培养学生的学习能力,较好地体现了医学图像处理课程的教学目标和教学要求。 关键词 : 医学图像处理; 专题式教学; 评价 “专题式”教学模式目前已经广泛的应用于大学课堂教学中,这种教学模式主要指的是教师选取并紧紧围绕教学目标,以学科体系和课程教学大纲指导内容,把各知识点按教学任务分解为多个教学专题, 以专题的模式取代传统教材授课顺序,并辅以相应的教学方法和手段,通过对各专题的讲解,使学生掌握每个专题内容,从而完成教学任务[1]。本文主要探讨专题式教学模式在我院医学图像处理课程中的应用。 1数字图像处理专题教学模式的目标 “专题式”教学模式以学科体系和课程的教学大纲为指导,不受时间、地点和教材章节的限制。[2-3]医学图像处理专题教学模式,既要体现专题式教学的优点,即教学重点突出、信息量大、针对性强,讲述内容深刻,在授课过程中教师可以根据教学大纲的基本要求, 结合本学科研究的热点和重要成果,科学合理设置课堂授课内容,通过对各个相对独立内容进行深入探讨和学习,增强医学图像处理课的针对性和实效性,同时要求紧密结合计算机软件设计基础,充分调动学生学习的积极性,培养学生利用该技术进行大胆创新应用的能力,同时结合医院大影像科工作实际,了解最新图像后处理工作技术,并对各技术以专题的形式向同学们介绍。 2 “专题式”教学模式的前提要求 在“专题式”教学实施之前,首先要求教师转变教育思想、更新教育观念,并且要求渗透于教学工作的各个方面,贯穿于教学改革的全过程。随着临床医学影像技术的飞速发展,在容积扫描数据基础上,可以实现多种成像方式,所以要求教师能够认识到临床医学图像后处理工作的重要性,改革教育思路及观念,同时还要学习医学知识, 学习由计算机学和医学交叉所形成新学科,同时密切联系医学影像专业的教学目标和要求,掌握医学图像处理技术的新思路、新技术和新方法在临床工作中的应用, 拓宽知识面,了解前沿动态[4]。 3专题式教学模式的实施内容 3.1 教学实施专题化 充分利用我院网络实验室的教学资源,完成教学分组,3-5人一小组。将医学图像处理课程内容分为若干教学研讨单元,在每个教学专题授课前,教师讲解本专题的基础知识和原理并简单介绍各种图像处理算法实现的关键环节,同时要求每个有各自的学习及研讨任务,再次上课时,各组分别将负责的专题范围及应用领域进行汇集和整理,并对其内容进行阐述, 其他组员进行补充说明,外组同学可以提问题[5],由小组负责人进行解答,教师给予完善。 3.2 充分利用网络教学资源,加强网络实训 教师在某些专题提供专题分组讨论后,需要在计算机上强化处理,通过选用 MATLAB软件作为实验教学软件,针对专题特点设置相应的实验,例如,教师事先准备好在临床中采集的X线(包括CR、DR)、CT、MRI等图像,让学生直接对这些图像进行处理和改善,从而达到预期的视觉效果。再有,采集256CT容积重建扫描数据,让各小组在各角度,各断层对影像进行三维及各断层重建实训,培养学生实践动手能力。 3.3 增强“专题式”教学的评价效果 医学图像处理课教学效果要在教师和学生之间双向进行效果评价,要看学生是否能够真正掌握理论学习效果。充分根据医学图像处理的课程特点,采用多向性、多角度评价手段,增加师生之间的双向评价,教师评价学生,学生也评价教师,教研室之间还进行互评,同时邀请院内教学督导团队进行督导打分,最后根据学生评价、教研室教师评价、院内督导评价情况,最终确定教师的教学方法的可行性,并对各专题设置进行讨论,形成围绕教学大纲的专题设置,同时激励教师不断进行教学研究,用更新、更好的方法提高教学效果[6]。 传统的学生考核评价模式,效果单一,不能体现多元化的评价效果,针对专题式教学模式,我们主要运用自主式命题,并根据“形成式”考核方案,科学设置考核方案,其中笔试成绩占50%,实验报告成绩占20%,增设实验操作考核,根据各组间的操作情况进行综合评分,同时注重平时考核,根据学生搜集资料、课堂发言和作业的完成情况综合进行评价给分。 通过对教师授课及学生考核评价改革后,极大的激发了学生学习的积极性,同时形成了科学的培养计划,学生反映良好,教师的授课满意度达到98%以上,学生学习效果较往届有明显提高,成绩优秀率在89%以上,同时学生真正接触到临床医学图像后处理环节,有利于提高学生的专业学习效果。“专题式”教学模式下不仅提高了授课的灵活程度,更有利于培养学生的学习能力,较好地体现了医学图像处理课程的教学目标和教学要求。 医学图像处理课程教学研究:医学图像处理课程的教学经验探讨 摘要:本文分析探讨了医学图像处理课程的特点,结合医药院校学生的实际情况,从课堂教学所用教案及实验教学所选软件和内容两个方面对医学图像处理课程教学方法进行了探讨。 《医学图像处理》是以《数字图像处理》为基础,结合医学院校的特点和教学要求,以医学图像为处理方向,开展的一门课程。作为一门医科院校的工科课程,《医学图像处理》课程的对象是医学院校的工科学生,是生物医学工程、计算机科学等专业的必修课程。该门课程教授的是指将医学图像信号转换成的数字信号用计算机技术对其进行处理的算法和过程,要求学生既掌握基础的医学常识又有教深的计算机编程的经验。由于专业与课程的特殊性,导致该课程在教学过程中存在些许问题和困难:如学生没有较强的基础理论知识,听课过程中遇到困难,容易失去学习兴趣,不能掌握专业知识,或者只懂理论而不知道如何在计算机上编程实现应用。经过多轮的教学和不断的探索,将已有的一些经验做一个小结,以期对提升教学效果有所帮助。 1 多媒体动画教案的优势和应用 《医学数字图像处理》课程需要重点讲解的内容包括:图像运算、图像灰度变换、直方图处理、图像的空域增强及频域增强、图像分割、图像配准、图像复原、图像压缩编码、形态学处理等内容。图像处理课程涉及面广、跨度大、内容多,且具有较强的工程性,在教学上存在一定难度。多媒体动画教案的应用能将学生难以理解的抽象内容及复杂的变化过程,通过动态模拟和局部放大的手段,动态直观地展现在学生面前,将抽象的算法转换为浅显生动的形象[1]。 例如进行图像增强时常采用均值滤波和中值滤波算法,仅用数学公式教导的办法,因其较抽象导致效率低且效果不好,将算法步骤先用动画直观展现出来,再结合数学公式解释阐明,大大降低了学习难度,保证了学生的学习兴趣。又例如频域滤波法中的高通滤波算法可增强图像的高频分量而滤除图像的低频分量从而达到突出图像边缘的目的。这一算法是基于傅里叶变换及信号处理等抽象理论发展出来的,理解起来有一定的难度,在课堂上,首先给学生展示一张脑部CT图片及其对应的频域图,对应高通滤波算法逐渐改变滤波范围使原来的图像相应发生改变,让学生对脑部CT图片在计算机上进行逐步动态锐化,锐化后脑膜轮廓清晰可辨,达到了增强图像边缘的目的。利用多媒体教学,可以直观地看到图像在处理前后的明显变化,便于学生接受,增强了学生对重要概念的理解,提高了教学质量和课教学效率。多媒体的动态教学需要贯穿这个课程始终,例如讲解图像灰度变换时可以开窗算法为例,辅以显影效果不甚理想的医学图片如细胞显微图等讲解利用代数运算对图像进行处理的方法,并将处理后得到的增强图片与原图像加以比对,让学生真切地看到图像处理的作用,了解其价值和意义。此类例子还有很多,通过具体的医学图像实例进行直观生动的课堂演示,可以提高学生的学习兴趣让他们积极参与到教学过程中来,成为教学中的主体。 多媒体动画教案在教学中的作用不言而喻,因此制作合适的教案是能否成功完成教学任务的关键。经过多轮的摸索总结,我们发现教学案例的选择要结合实际,除了让学生掌握理论外,还要让他们知道学到的知识可以用到什么方面、怎么用。 2 实验教学工具与内容的选择 目前,医学图像处理教学选用比较多的软件有PhotoShop、Matlab和VC等。在实际教学中需根据学生的特点选择不同的医学图像处理教学软件,比如我们学院生物工程专业学生编程基础较弱,在学习医学图像处理时选择的是PhotoShop和Matlab,通过PhotoShop软件向学生展示各种医学图像处理算法的实现效果[2],而使用Matlab编程工具实现各种图像处理算法,另外调用Matlab图像处理工具箱中的系统函数可以实现医学图像的增强、分割等基本图像处理功能,可以让学生掌握一些基本的医学图像处理编程方法。而对于计算机专业的学生,由于他们系统地学过计算机课程,因此在医学图像处理实验教学时就采用VC编程实现各种图像算法。首先提供给学生一个用VC编写好的图像处理平台代码,然后交给学生如何在该平台上增删改他们所需要的图像处理算法。尽管直接使用VC++编写医学图像程序通常代码都比较长,学生比较难掌握,但是采用VC编程相对MatLab编程而言更容易实现可视化界面,编写出的程序可以模仿PhotoShop软件的部分功能,极大地提升了学生的学习兴趣。除此之外还可以使学生了解医学图像处理的每一个细节,彻底领悟医学图像处理各种实现算法的精髓,从而加深对抽象的医学图像处理理论的理解。 在实验内容的选择上多选用验证性算法,以期让学生通过实验巩固和加深对医学图像分析的各种常用算法的理解与掌握在我们的教学中;为了提高学生对实验的重视程度和实验积极性,将实验考核成绩引入总成绩,占到总成绩的10%-20%。 3 小结 本文对医学图像处理课程的特点,课堂教学方法及实验教学工具和内容的选择进行了探讨。由于医学图像处理课程难度大,理论性和实践性均很强,教师在教学时需根据医学院校学生理工基础弱,编程能力差的特点选择合适教学方法帮助学生克服困难,提升教学效果。 医学图像处理课程教学研究:医学图像处理课程在线学习系统设计 摘要:《医学图像处理》作为生物医学工程专业的一门专业必修课,教学内容多,课时安排紧凑,不利于同学们对理论知识的消化理解,同时书本资料匮乏,电子资料不易搜索,导致了部分同学学习积极性不高,学习效率低下。在线学习系统作为一种新的教学模式,利用计算机互联网实现网络授课、学习、文档共享及师生在线交流,突破了传统教学的时空限制,具有资源共享、快捷高效等优点。该课题经过系统需求分析的调研,运用Dreamweaver软件开发平台、ASP动态网页制作和ACCESS数据库开发技术,通过编写VBScript脚本语言,设计完成了一个基于B/S网络框架的《医学图像处理》课程在线学习系统。 关键词:在线学习系统;ASP;ACCESS数据库 1系统开发环境及工具 本课题采用Windows XP及以上操作系统、ASP和ACCESS完成本次设计。ASP是美国微软公司出品的WEB编程语言,运行环境是微软出品的WEB服务器IIS。数据库采用ACCESS数据库。 其他软件包括:IE6以上、Dreamweaver7或更高的版本。 2在线学习系统的设计 2.1系统总体结构的设计 系统主要有以下模块构成:用户管理模块、公告栏模块、留言板模块、友情链接模块、下载资料模块、聊天室模块、在线练习模块。现对用户管理模块设计简单介绍。 用户管理模块主要包括用户注册、管理员审核、个人信息修改、删除用户等等操作,管理员、教师、学生都会涉及这一模块的制作。 图1管理员主页 2.2后台数据库的设计 人们把数据库设计分为需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、数据库实施、数据库运行与维护6个阶段。概念结构设计就是对信息世界进行建模,常用的概念模型是E-R模型,它是P. P. S. Chen于1976年提出来的。 概念结构设计的任务是在需求分析阶段产生的需求说明书的基础上,按照特定的方法把它们抽象为一个不依赖于任何具体机器的数据模型,即概念模型。概念模型使设计者的注意力能够从复杂的实现细节中解脱出来,而只集中在最重要的信息的组织结构和处理模式上。 概念模型(E-R模型)的组成元素有:实体、属性、联系,E-R模型用E-R图来表示。实体是用户工作环境中所涉及的事务,属性是对实体特征的描述。 3在线学习系统的实现 在正确安装IIS之后,即可进行程序语言的编写和程序调试。 3.1连接数据库 不同数据库有不同的连接方法,对应ACCESS数据库,有字符串连接方法和DSN链接方法此处使用第一种由于几乎所有的ASP动态网页都需要连接数据库,所以将以上字符串连接数据库方法粘贴到config文件下db.asp文件中,而在其他需要调用数据库的文件中调用此文件即可,调用方法为: 3.2功能模块的实现 在完成以上操作之后可以开始进入整站制作的过程,动态页面从流程图开始,涉及到的具体语句中只对较为重要的编程语言进行讲解。 3.2.1引用文件编写 由于在编写程序时,ASP本身提供的函数并不足以满足我们的所有应用,所以在设计时将经常用到的一些功能如:连接数据库语句、翻页功能等编写为引用文件,在需要使用这些功能的文件头部引用即可,将这些文件统一存放config文件夹下。 3.2.2模块实现 此处选取注册功能进行讲解。 在本站中,没有注册成功或者审核通过的用户无法浏览网站内容的。 用户注册功能是本站开始设计的第一个步骤,也是一个很基础的功能,以上叙述的设计过程是以后每一个功能模块都严格遵循的设计过程,在每一个模块完成之后,都要开始进行相应的运行与调试。 4系统运行与调试 4.1测试概述 本章根据用户需求,设计测试用例,对软件进行系统测试。并根据测试结果填写测试表格的测试结果栏。测试的重点是确保各项功能的正常运行。测试的目标是确保所开发的功能符合用户的需求。 4.2系统部分测试 在第四章设计系统实现中重点讲了注册功能的实现,此处也以注册页面的测试为例讲解测试步骤。 在Dreamweaver中打开register.asp页面,点击在浏览器中预览/调试按钮。根据流程图3,首先验证用户名或者密码为空情况:可以看到最后一名用户就是刚刚注册的用户,其姓名、性别、联系方式等内容都与注册内容一致。u_check默认为空,在管理员审核通过之后用户即可登录本站。 5结论 本课题实现了一个基于ASP和ACCESS的医学图像处理在线学习系统,可供学生、教师、系统管理员三方用户安全使用,界面友好、功能完善、通用性强。其主要模块包括:公告管理、留言板管理、友情链接管理、学习资源管理、聊天室管理以及在线练习管理等。 该系统简介易用,投入使用之后可以利用计算机互联网实现网络授课、学习、文档共享及师生在线交流,突破了传统教学的时空限制,具有资源共享、快捷高效等优点,可以有效地促进该课程的理论和实验教学,帮助改善同学们的学习状况,常适用于高等院校的远程教学,具有非常广阔的应用前景,由于预算有限和时间仓促,本系统尚存在如下一些缺陷: 未能购买域名、将系统放在网上进行远程调试; 整站结构的设计还不够十分合理,网站结构使用了两种方式,既存在以身份为划分建立的admin、stu、teacher文件夹,也存在以功能为划分的message文件夹,可能造成网站投入使用之后的功能移植会比较繁琐; 系统缺乏统一的排版格式,而且为了节约空间,提高页面载入速率,网站所用图片很少,也没有复杂的布局结构,导致整站虽然简洁,但是缺乏美感,可能不足以在视觉上吸引同学; 多数页面只是实现了基本的功能,如添加习题、公告等,但是目前还缺乏实质性可以立即投入使用的内容; 友情链接功能与学习资料上传功能还面临路径和文件名不能包含中文字符的问题。 除此之外,随着浏览器版本的提升,众多浏览器厂商对安全性的控制更加严格,系统中很多html静态网页的特效不能显示,比如对于按钮或者图片,可以制作为鼠标放上去之后显示一些说明文字,但是在实际应用中chrome内核的浏览器选择直接直接忽视其内容,IE内核的浏览器会提示限制此文件显示可能访问计算机的活动内容,这样的页面会带给用户安全性能上的顾虑,但是,缺乏这些特效的网站在外观的吸引力方面又有所降低。 在线学习系统是一个正在兴起的应用领域,主要利用页面制作、数据库等技术实现网上教学的实时性、交互性、动态性。本系统突破一般多媒体辅助教学工具的思想,目的是尽可能将现实的活生生的教学环境和方法应用于网络教学中,提高学生网上学习的兴趣,从而真正提高网上教学质量。作为传统教学的延伸,信息化教学的作用正逐步被人们所重视,随着网络技术和多媒体技术的进步,信息化教学系统还会有更多的发展空间。 医学图像处理课程教学研究:双语教学在医学图像处理课程中的应用 摘 要 双语教学是一种新的培养人才的教育模式,通过在医学图像处理课程教学中应用双语教学,在各个教学环节进行研究与探索,发现在教师与学生英语水平、课堂教学方法、教材的选用及考核机制等方面存在一定问题,并提出相应的改进措施。 关键词 医学图像处理;双语教学;教材 双语教学是指除汉语外,用一门外语作为课堂主要用语进行学科的教学。作为一门国际化的语言,英语的重要性越来越被人了解。在高校中开展专业课的双语教学可以增强学生了解世界科技最新成果的能力,加快高等院校高层次教育与国际接轨的步伐。同时双语教学课堂可以为教师提供一个提高自身英语综合运用能力的训练机会,提高教师进行科学研究和国际学术交流的能力[1]。 医学图像处理是高校生物医学工程专业普遍开设的专业课程之一。近年来,河南科技大学医学技术与工程学院在开展多媒体教学的基础上,大胆尝试双语教学在本课程中的应用,根据教师的实际教学经验,结合大多数学生的反馈,总结在双语教学过程中发现的问题,并提出几项改进措施。 1 双语教学中存在的问题 1.1 从教师角度 学院生物医学工程专业的医学图像处理课程使用教材的是罗述谦等著的《医学图像处理与分析》,在应用双语教学之后,教材更换为Rafael C.Gonzalez教授所著的Digital Image Processing,该教材内容阐述清晰易懂,几乎覆盖了学生所必须掌握的全部基础知识。本书已被全世界500多所大学和研究所使用,是国际知名高校的经典教材。 对于担任本门课程的教师来说,需要反复理解中文和英文原版教材,在吃透教材内容的基础上,结合图像处理的最新技术制作多媒体课件,将原来准备好的中文课件转换为英文课件,并把原来已经讲熟练的课堂内容用英语讲授给学生。其中存在的问题有:1)教师之间对双语教学的认识有偏差,一部分教师认为双语教学应该完全用英语授课,而其他大多数教师认为既然是双语,那么可以用两种语言交叉授课,以学生理解为最终目的;2)教师的英语口语水平不够高,毕竟不是英语专业出身,平时用到口语的机会也不是很多,所以教师都对自己的口语不是百分百自信。 1.2 从学生角度 双语教学对学生的基础英语应用能力,尤其是听说能力要求较高。学生在课堂上本来就需要经过思考才能完全理解教师讲的内容,现在还要在听懂英语的基础上进行思考和继续听课,这对学生尤其是英语基础不是太好的学生来说是比较困难的。虽然大部分学生已经通过大学英语四级考试,甚至有部分学生已经通过大学英语六级考试,但他们的英语实际听说能力相对于应试能力却较为薄弱,仍然有可能听不懂教师的讲解,因此听说能力成为他们用英语进行学习和交流的主要问题。 医学图像处理课程中涉及许多医学图像,因此有关医学的英文词汇也出现不少。医学词汇较为难记,长单词较多,这也给学生的课堂听讲带来一定的困扰,影响了课堂内容的吸收,效果较差。 1.3 从考核角度 既然是双语授课,那么在考核时同样需要考虑到两种语言的问题。如果用全英文出试卷,恐怕会出现学生连题都看不懂的情况;如果用中文试卷,又无法体现双语教学的优势,难以考核教学的效果。 2 相应的改进措施 针对在双语教学中遇到的问题,思考后认为:在医学图像处理课程的双语教学中,应明确课程双语教学的目的仍是传授专业知识,这一点在教学过程中必须始终坚持,英语只是一种工具,否则专业课的双语教学就变成专业英语课。为实现这样的目标,结合师生的实际情况,提出相应的改进措施。 2.1 加强教师培训,提高讲课水平 双语教学成功与否取决于从事双语教学教师的水平,因此,加强授课教师的英语能力是十分必要的。学院与外语学院联系,请专业的英语口语教师为承担双语教学任务的教师开展英语培训,培训的内容包括教学过程中经常使用的教学专用术语以及学科中常用的英语阐述和评论能力。除此之外,学院还派青年教师到国内著名高校或国外学习进修,参加学术研讨会议和培训班等,提高教师的专业水平和英语能力。 除加强教师水平之外,还要更好地发挥多媒体教学手段在教学中的作用。对于较难理解的专业术语、句子等,在课件中用中英文对照帮助理解,这样可以保证即使英语水平较低的学生也能够领会教学中的基本内容。由于本课程是医学图像处理,因此在课件中可以多引入一些新型图像处理技术在医学图片中的应用。这些知识与本专业的其他专业课也有相关联之处,学生对这方面的内容较为感兴趣,课堂气氛活跃,教学效果良好。 2.2 发挥学生主体作用,增强学习兴趣 上课时教师应鼓励学生用英文发言、提问,加强师生之间及学生之间的英文沟通和交流能力,激发学生的学习热情和主动性,引导学生自主思维。授课结束,可由学生用英文做重点总结,然后教师补充。精选教学内容,对于一些常用的专业术语和句子,课堂上需要经常复习。引导学生逐步学会用英语结合专业知识进行思考分析,提高学生分析解决问题的能力,加深对授课内容的理解。双语教学难度大,只有充分调动学生的学习积极性,发挥他们的主体意识,才能取得良好效果[2]。 2.3 改进考核方法,提高教学质量 双语教学仍然是以学生为主体的,因此采取一个合理有效的考核方法能够激发学生的学习兴趣,取得良好的学习成绩。可以考虑作业、课后练习、实验报告采用全英文模式,在这种情况下,学生有时间在组织好英语答案的情况下进行回答。课堂上的讨论及问题回答以英文为主,必要时辅以中文解释,这样也可以锻炼学生的口语能力,并提高他们参与讨论的热情。最后的期末考试可以采取中英文结合的方式,对于一些相对简单的题目如填空题等可以用英文出题,要求英文回答;而一些较为复杂的问答或计算题,可允许学生用中英文作答。这些考核内容在最终成绩中所占的权重不同,如可定为平时成绩占总评成绩的30%,考试成绩占总评成绩的70%。这样的考核方式也可促进学生在平时的学习兴趣,加强日常的学习积累。 3总结 通过这些改进措施,能够提高学生对双语教学的学习兴趣,调动学习的积极性,使学生通过学习不仅能够学到专业知识,也提高了英语听说读写能力。双语教学作为一种较新的教学手段,仍然在实践中摸索,在教学过程中不断完善,只有不断地发现问题、解决问题、积累经验,才能更好地发挥双语教学的效果。 医学图像处理课程教学研究:医学图像处理与分析课程教学改革的探索 摘 要 医学图像处理与分析是生物医学工程专业的专业基础课之一。在简要介绍CDIO教学模式基础上,提出几点该课程教学改革的措施,包括融合多媒体教学和传统教学手段;引导学生整体把握知识点;调动学生的学习积极性;培养学生的实践动手能力;形成理工医结合的思维方式。教学实践证明,所提教改经验能全面培养学生的学习技能,激发学生的学习兴趣,很好地增强教学效果。 医学图像处理与分析是研究图像处理的基本理论及其在生物医学工程中的应用的一门学科,是生物医学工程专业的专业必修课。该课程的任务是:系统介绍图像处理与分析的基本理论和基本方法,侧重使学生掌握其在生物科学领域的实际应用,目的是使学生系统掌握数字图像处理的基础概念、基本原理和实现方法,学习图像分析的基本理论、典型方法和实用技术,为在生物医学工程领域从事研究与开发打下扎实基础。 医学图像处理与分析课程理论抽象,涉及医学、计算机、数学、物理、信号处理等多个领域的知识,学科之间高度交叉、渗透,学生很难理解其中的相关知识和技术,因此课程起点高,教学难度大[1-2]。笔者在教学方法上也与时俱进,摒弃传统教学方法的弊端,引入新的教学模式和教学方法,实现培养高质量人才的目标。 本文提出笔者基于CDIO教学模式的医学图像处理与分析课程教学改革方面的一些经验。总体说来,该课程教学改革的主要思路是:以全新的教学理念为指导,以先进的教学手段和方法为桥梁,以学科交叉的眼光有机结合课程教学与课外教学、理论教学与实践教学、系统讲授与学生自学等多种方式,实现教学内容的完整性、前沿性、理论性与实践性,使学生掌握本门课程的理论框架与思维方法,掌握生物图像处理与分析的相关技能,能够采取合适的处理方法实现特定的医学图像处理目的。 1 CDIO教学模式 CDIO教学模式是近年来国外工程教育改革的最新成果,其中C代表构思(Conceive),D代表设计(Design),I代表实现(Implement),O代表运作(Operate)。CDIO模式是以产品研发到产品运行的生命周期为载体,强调让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式来学习工程,并以综合培养的方式使学生在多方面达到工程师的预定目标。实践证明,CDIO教学模式比传统教学模式适应面更宽,更有助于提高教学质量,尤为重要的是CDIO模式中的新评测标准,为工程教育的系统化发展奠定了基础[3]。 2 医学图像处理与分析教改措施 2.1 融合多媒体教学和传统教学手段 目前高校授课中普遍存在两种极端: 一种是只板书授课,形式单调,内容枯燥,课堂时间无法有效利用,知识容量小; 另一种则完全采用多媒体授课,课堂教学变成单纯地播放幻灯片,缺乏学生参与互动的空间和可能。 笔者强调打造“多媒体+板书”的高质量精品课堂: 一方面,优秀的教学课件能提升和精炼教材内容,通过利用图像、声音和动画等多媒体技术将教材中相关概念、算法、原理及应用转化成形象逼真的影像展示给学生,介绍和比较不同的图像处理方法应用于医学图像的不同效果,为学生提供生动的感性认识; 另一方面,将板书穿插于多媒体教学中,对图像处理算法的关键步骤进行推导和演算,同时展示教学进度、层次和重点,有利于学生对重要知识点的系统把握,有效避免知识讲授过程中的“碎片化”现象。 2.2 引导学生整体把握知识点 在教学过程中,引导学生从整体上把握学习的总体要求,理清教学知识点、学习难点以及学习技巧,对于落实课程的知识点非常关键。每一章教学伊始,首先提出本章主线,即要解决什么问题,以什么样的方法和步骤来解决问题,所介绍方法对于解决问题的优点何在。当教学内容章节较多,分成多次讲授时,这个主线将会反复强调,从而不断加强学生对有关内容学习目的性的认识,开展针对性的学习。 2.3 调动学生的学习积极性 德国教育学家第斯多惠认为:“教育的艺术不在于教授的本领,而在于激励、唤醒和鼓舞。”[4]心理学研究也表明,学习动机与学习效果之间的关系十分密切,不同性质的学习动机对于学习效果有不同的影响。学生的学习动机直接制约他们的学习积极性,影响学习效果。笔者在课堂教学中经常采用问题学习法(problem based learning,PBL),以提高学生的学习积极性,促进学生参与教学。学生通过图书馆以及网络等资源,查阅资料,系统分析,形成读书报告,再到课堂上讨论和交流,教师则主要起到布置任务和经典总结的作用[2,5]。这种启发式、互动式、讨论式、研究性等教学方法,能够充分调动学生的积极性和学习兴趣,培养学生的创新思维和研究能力。另外,还可以通过课程网站、在线聊天等现代交流手段,将课堂教学和课后辅导有机结合,建立多渠道的教学互动模式,使学生得到及时的指导,增强学生学习兴趣。 2.4 培养学生的实践动手能力 本课程是一门以实践为基础的课程,必须十分注重学生实践能力的培养和开发,使学生熟悉医学图像处理课程基本理论的同时,掌握如何通过计算机实现这些算法,能够将所学知识和设计的算法应用于医学图像处理和分析,能够根据具体临床需要对算法进行设计、改进和优化,使处理后的图像符合临床要求。为此,本课程设置了相关的课程设计环节,两周时间内要求学生完成5~6个实验,检验算法效果,最终形成实验报告。 2.5 形成理工医结合的思维方式 现代生物科学已经呈现高度综合和高度分化的发展趋势,作为生物医学工程领域的本科生,需要具备丰富扎实的理工科知识和一定基础的医学专业知识,才能在今后的工作中有所发展和创新。南通大学的生物医学工程本科专业设置于电子信息学院,隶属工科范畴,而学生的医学知识背景相对较弱。因此,本课程讲授时要注重与医学成像技术、医学电子学等课程的衔接和交叉,不仅在讲授某一种图像处理方法时突出重点、分化难点,更要将医学实例的处理融合于各章节,体现出理、工、医三者结合,对从方法论和认识论的较高层次上形成新的研究思维起到指导作用[2]。 3 结论 本文结合笔者多年来的教学经验,在简要介绍CDIO教学模式的基础上,针对医学图像处理与分析理论教学方面提出一些改革措施。实践表明,医学图像处理与分析课程教学应紧密结合医学实践,注重图像处理方法与具体医学应用的有机结合和交叉,激发学生的学习热情和创新思维能力。笔者今后还将围绕实践教学环节的改革开展一些有益的探索。 医学图像处理课程教学研究:医学图像处理课程教学模式探索 摘要:在分析了医学图像处理课程特点的基础上,结合医学院校学生的实际情况,对课程教学模式开展了探索与实践。通过串烧式的课堂讲解和讨论、课程实验、教学环节的实施,设计开发基于matlab的医学图像处理教学平台系统,把教学与学生兴趣、能力很好地结合起来,新颖的考核方式得到学生肯定。 关键词:医学图像处理;理论教学;串烧;教学平台 我校在开设《数字图像处理》课程的基础上,结合医学院校图像处理的对象——医学图像(片)的特点开设了《医学图像处理》,是计算机各专业及影像学专业重要的专业基础课程。如何在学习图像处理技术的同时体现各专业特色,提高学生的图像处理技术的应用能力,是医学图像处理课程建设、课程改革的重要内容。现就接合经过两轮的课程教学活动,并融合学生的反馈信息,对该课程进行了教学模式的探索,希望有助于教学效果和教学水平的提高。 1 理论教学 1.1 专业素养的培育[1] 建立在数学及信号处理技术基础上的医学图像处理,以计算机算法为工具,并充分考虑解剖学的知识、临床医学的知识,对医学图像的采集、传输中产生的如噪声、失真、退化等现象分析处理,以提高医学图像的质量,并为后续的图像感兴趣区域的选取,病灶区域的分割等临床应用提供依据。但《医学图像处理》课程涉及的内容多、广,其中的算法更是以数学公式的推导为基础。而医学院校的学生普遍缺乏理工科知识,造成学生对理解抽象概念的困难,很易造成畏难情绪。与此同时,学生对通过本课程的学习对知识结构的构建及就业的帮助心存疑虑。缘于此,授课之初,需要进行专业素养教育。 1.1.1 按专业,分内容克服学生的畏难心理 因计算机专业与影像学专业的培养方向,教学内容和侧重点不同,计算机专业专注于各种图像处理算法和编程实现。而影像专业应从繁琐的数学公式的推导中解脱出来,而更注重实际应用,并进一步了深化对图像处理的理解、分析。 1.1.2 课程设置对就业的影响[2] 图像处理是计算机视觉、模式识别,图像理解、分析的基础。熟练掌握各种算法可以为将来从事如指纹、条码、人脸、虹膜识别、车辆和其他与医学图像相关工作提升竞争力。因具有医学知识背景,也可去医疗器械公司或医疗软件开发公司,当然因具备医学知识背景的同时,掌握图像处理的各种算法及实现为应聘到医院的医疗技术部门提供了保障,我校已有此专业学生成功应聘三甲医院的事例。通过这些学生身边鲜活的事例提高学生的自信心,拓宽学生的思路和视野,引导学生找到自己的发展方向和目标,因此可以更有效地利用时间。 1.2 打破了传统的章节式教学方法,探索“串烧”式教学 传统的灌输式教学中,重点内容并突出,讲解中存在片面性,局限性,没有深挖跨学科知识的内在关系。医学图像处理是一个注重实际应用的课程,应根据设置的专业特点设置知识点,并融合基于案例的教学内容,根据其内部逻辑关系“串烧”涉及的相关的知识。 1.2.1 内容选择上的“串烧” 医学图像处理教学的要求是了解医学图像的特点和图像处理的基本概念,掌握医学图像(片)处理的基本原理、技巧,能够利用计算机来完成对各种医学图像的处理,现以我校两专业的两本不同教材为基础,在充分涉列大量的医学图像处理技术、文献的基础上,根据各类知识点间的相关性以及课时要求将课程分为:医学图像的描述表达、图像的运算、图像的增强、图像的变换、形态学处理、图像分割及特征提取等专题。 “串烧”的医学图像处理的内容是完成后,接下来考虑如何在传授知识的过程“串烧”,如在讲授医学影像的运算操作时,如基本的“加”,“减”,“乘”,“除”时,把医学图像中的减景技术及数字减影在血管造影中的应用“串”到讲授内容中;在图像的采集表示时,可以“串”进各种成像设备及其成像原理,可以把数学运算中的差分运算内容串入医学图像的边缘检测算法中。 1.2.2 教学形式上的“串烧” 教学形式上采用了传统教学方式与“串烧”式教学相结合的形式,讲授基本知识时,以传统按授课方式为主,让学生了解对医学图像处理的整个过程。授课内容中选取了学生感兴趣的内容,让学生们图书馆自己查资料,寻根问源,调动学生学习的积极性,下次课时选一二名学生在课堂上对内容进行阐述,教师对学生阐述的内容进行补充[3]。选择了图像表示和图像分割两个知识点让学生在教学过程中的“客串”讲授,通过本环节的实施,充分调动了学生的积极性,激发了学习热情,迸发出许多有趣的想法,可以方便地了解学生对知识的掌握程度与存在的问题,与此同时,结合本课程的特点及影像学专业学生人数较少(08级71人,09级90人)的特点,把课堂教学过程移至计算机机房,可以边讲授边演示准备好的在临床中采集到的X 光、MRI等医学图片, 让学生直接观察对这些图片进行处理和改善的效果,课堂气氛非常活跃,授课效果较好。 1.2.3 充分利用多媒体教学技术,搭建医学图像处理平台[4]。 通过“串烧”方式的实施,使学生通过在课堂上的医学图像处理的演示,了解、掌握了各种医学图像处理方法和其在医学临床中的应用,但众多算法都需要计算机仿编程仿真实现,为缓解由此给学生带来的压力,提高学习效率,搭建了以淋球菌感染图为例的济宁医学院医学图像处理演示平台,学生通过平台的实用,加深了对所学的医学图像处理知识的理解,提高了学生的实际应用能力。 1.2.4 教师的医学知识积累 我校的信息工程学院的教师承担着医学图像处理课程的授课任务,授课教师虽有较高的计算机编程能力,但缺乏医学知识,使在为强调应用的影像专业学生上课时,在如何淡化数学推理,着重临床医学图像处理应用中遇到了很大的压力。特别是在第一轮次的讲授医学图像分割时,面对一个陌生的医学图像,不知道如何选择图像的特征点,纵有丰富的编程思想却无从下手。缘于此,医学图像处的授课教师需自觉地将医学和工程学结合,通过广泛的与医护人员的交流,并积极参加医学相关的知识讲座丰富自己医学方面的知识,我校信息工程学院组织的院内专家、学者的信息大讲堂是一有益的尝试。 2 实践教学[5] 实验教学是教学课程的重要组成部分,通过本环节的实施,不仅加深了对理论的理解,同时也培养了学生的独立思考、创新能力,虽然很多关于图像处理实验指导书,但他们中的大多数并不适用于医学院校的学生,接合医学院校学生的实际对相关的实验内容的选取及验收进行了相应的改革。 2.1 实验方案的实施 2.1.1 实验的准备 根据医学图像处理的要求,选用了工具箱使用方便,计算能力强的MATLAB软件作为实验教学软件,并准备好医学图像(片)的采集。 2.1.2 实验内容的选择 实验内容的选择上,考虑到不同的专业的特点和医学图像处理的内容,选择了医学影像的表达,图像运算,图像增强,图像变换,形态学处理,图像分割,特征提取等内容。根据难易程度分为基本实验、开放型实验和演示实验。让学生不仅学习图像处理的基本知识,并能独立进行实验设计,使学生快乐的获取知识,在实践中提升应用能力。 2.1.3 医工结合,分工协作 依托我校的教学医院中的众多的医疗影像设备,鼓励计算机和影像专业的学生假期期间多去医院参观实习,了解各种医疗设备仪器的功能,工作原理。为开放型实验的实施做好充分准备。 医学院校医学生最大优势是具有一定的医学基础,因此在为学生开设开放型实验时,充分考虑使医工学生相结合,每个开放型实验安排2名影像专业的学生,负责对相关医学图片的认识、理解和提炼。4名计算机专业的学生进行相应的编程实现。 2.1.4 实验的扩展-科学素养的提高 经过《医学图像处理》理论的讲授和实验教学活动的实施,学生具备了运用图像处理的基本理论知识处理具体医学图像的能力,为学生提供机会参与任课教师的研究活动,提高实践能力和创新能力。为学有余力且有兴趣的学生开设了基于任课教师的科研项目的课程设计,主要涉及到了涉及医学图像处理课程建设、动态医学图像处理算法展示又包括下一步医学图像处理的实验平台的搭建。通过学生的积极参与,一方面,加深了对所学专业知识的理解,同时培养学生主动学习的良好习惯,另一方面通过在理论教学、实践教学的“串烧”方式的实施,学生的团队意识得到明显提升。 3 验收考查环节 根据专业设置的特点和课时的安排,为准确反映出学生学习差异性,对传统的考核方式进行适当的调整,加强实施“一加一减一强化”[6]的系统的评估方法。“一减”:根据学科特点和各业课程设置对学生的要求,在不同专业不同试卷的前提下,改传统闭卷考试为开卷考试,在心理上减轻学生对数学公式推导和恐惧,也减少了记忆量,使学生可以更专注于医学图像处理应用、理解,“一加”,以加强学生的积极思维,勇于表达自己的想法的意识。“一强化”,主要指强化了实践环节验收的多样性,根据医工各专业特点,验收的侧重点体现出差异性。具体做法是,对医科生实验结果的验收,强调理解、临床应用、效果分析,而对工科生的实验结果的验收,主要侧重算法的编程实现。如对上图的淋球菌感染图进行分割实验时,以医科生的图像的特征选取的有效性、可行性,实验报告的撰写为主要对像,而工科生则侧重编程实现的效率,当然在后继的课程建设及课题中,工科学生做的课程网页,各种算法的flash动态展示也可成为验收结果,实践结果验证了学生对此考查验收方式给予的肯定。 4 结语 结合我校计算机、影像各专业对图像处理的要求和数字图像处理本身的特点,充分考虑医工学生的差异,对课程教学环节的实施过程进行了探讨,把教学、科研及学生能力结合起来,经过三个年级的教学节实施,学生的综合能力得以提高。与此同时,如何依托医科院校的医学优势,实现医工间“无缝连接”,培养具有医学特色的创新人才,必将需长期的探索研究。 [作者简介] 刘二林(1975.9-),男,济宁医学院,讲师,控制理论与控制工程专业,主要研究方向:图像处理、机器视觉、信息处理。
电力自动化通信技术研究:试析电力自动化通信技术中的信息安全问题 【摘 要】随着我国电力建设的不断改革与深化,电力行业引进了诸多先进的技术及设备,在一定程度上促进了电力企业的发展,但同时也伴随着挑战。就我国电力自动化通信技术而言,其内部就存在诸多的安全隐患,本文主要针对电力自动化通信技术中的信息安全问题进行了深刻探讨,重点分析了电力自动化通信系统中的安全漏洞,并提出了切实可行的对策。 【关键词】电力自动化通信技术 信息安全 安全隐患 对策 目前,我国电力自动化通信系统中的信息存在一定的安全漏洞,严重威胁了通信系统信息的安全性,面对这一现状,找出其问题所在,及时采取行之有效的措施加以解决势在必行,它是保证电力自动化通信系统中信息安全的重要手段。 一、电力通信系统安全防护体系 电力通信系统安全防护体系是在电力通信中常出现一些故障等安全隐患的情况下应运而生的,对于电力通信系统而言,其主要作用是预防和处理电力通信系统中存在的安全漏洞。该防护体系改善了电力通信系统管理中的不合理因素,利用其内部的防护技术对电力通信系统中的信心安全进行科学有效的管理。然而其具体所要保护的对象与传统的信心安全工程防护体系存在本质上的区别,电力通信系统安全防护体系,更侧重于管理其内部的相关技术及机制,而传统的信息安全防护体系则主要是对管理设备进行安全防护,从管理侧重点来看,现代信息安全防护体系管理中的特点,现代化的电力通信系统安全防护体系融入了一系列的管理策略及管理理念,降低了其对通信设备的依赖性,使电力通信系统更加科学合理的运行。 二、电力自动化通信系统中存在的安全隐患 电力自动化通信技术在电力企业已经广泛推广开来,它给电力企业带来了一定的发展机遇,但同时也面临着诸多挑战,电力自动化通信技术中的信息安全存在一定的安全漏洞影响了电力通信系统的正常运行,以下是笔者总结的关于电力自动化通信系统中存在的主要安全隐患。 (一)电力通信系统中心站的安全隐患。中心站是电力通信系统运行的重要组成部分,它是一个集合电力通信系统内部各子站数据的节点,同时也是通信应用系统与外部进行数据收发连接等操作的一个接口,它存在很大的安全隐患,因为一旦有入侵者攻击该节点或者是接口,那么整个通信系统的操作数据就会呈现在入侵者面前,从而无法保证通信系统内部的信息安全。 (二)电力通信系统无线终端的安全隐患。无线终端是电力通信系统中最基本的构造,它是利用通信系统的子站与中心站之间的相互配合进行通信的,电力通信系统内部有若干条无线终端,然而数据越多,越容易影响电力通信系统的运行,其在运行中也有一些潜在的安全隐患。就电力通信系统中的应用系统来讲,保护系统中的信息安全与该系统的业务其地位是相同的,要提高保护系统中信息的安全性,就要确保电力通信系统的安全访问,要让信息具备一定的识别性,对于应该看到信息的人可以让其随意查看信息,而对于有非法意图者则应该及时拦截,阻止其查看信息,以此来提高电力通信系统的安全性。 三、电力通信系统中保护信息安全的常用方法 电力通信自动化系统运行常出现一些安全漏洞,对于该问题电力企业常用的解决方法就是运用算法加密技术,对通信过程中的发送方要发出的信号进行加密,将其内部数据全部转化成不可识别的密文,当接收方收到文件后运用与之相对应的解密算法将其转化为可识别的明文,如今在电力通信系统中运用的算法加密技术包含两种加密方式,以下是对这两种加密方式的介绍: (一)数据加密标准算法。数据加密标准算法简称DES算法,该算法其明文分组长是64bit,密匙长是56bit,该加密方式对明文的处理首先需要一个初始置换IP,利用IP将64bit数据进行重新分组,然后将具有相同功能的数据进行16轮转换,当然每轮在置换或者代换过程中都需要进行精确的计算,当16轮转换后将其输出的数据进行左右分割,并交换次序。其次,当通信系统中的数据调换顺序后在利用一个逆初始置换IP-1,这样就得到了64bit密文,对电力通信系统中的信息就可以进行加密操作了。 (二)公开密匙算法。公开密匙加算法属于一种非对称性密匙算法,其中包含了两种密匙,一种是公共密匙,另一种则是专用密匙,两者之间有着密不可分的关系,它们之间相互配合才能保证电力通信系统中信息的安全性。电力通信用户要保障信息及专用密匙的安全,就要将公共密匙出去,并且公共密匙只能用专用密匙来解密,具有唯一性。公开密匙算法与数据加密标准算法的最大不同点就是公开密匙算法不需要连接密匙服务器,操作较为简单,简化了密匙管理。 四、加强电力自动化通信技术中信息安全的对策 (一)采用先进的防火墙技术 防火墙技术主要是针对中心站所存在的安全隐患设立的,它能够作为不同网络及网络安全域之间的信息出入口,从而全面控制信息的流入与输出,其本身具有较强的功能性及抗攻击性,它主要为电力通信系统中的信息提供安全保障。防火墙中一般包含三种设备,分别是分离器、限制器及分析器,在电力自动化系统中运用防火墙技术能够有效监控电力通信系统的整体运行状况,从而确保电力通信系统的安全运行。在通信系统中设置防火墙,可以实现四个目的,第一,阻止无关人员进行通信系统内部网络,它能够自动阻止非法用户,剔除运行中的不安全服务;第二,它能够防御入侵者侵犯通信系统中的防御设备,具有一定的防御功能;第三,对于一些特殊站点,它能够自动化的限定通信用户的访问,避免非法入侵的现象;第四,其具有一定的监控功能,能够全面监控通信系统运行状况。 (二)对无线通信终端进行多层次加密 通信网络系统加密一般分为链路加密、端端加密及混合加密三种方式,链路加密是指通过对网络中两相邻点之间的数据进行加密,任意节点与其相邻节点需要具备相同的密码机及密码,端端加密则是通过通信用户双方认同后进行数据加密,混合加密则是将以上两种加密方式结合在一起,实现多层次加密,从而加大对电力通信系统中信息的保护力度。 五、总结 电力通信自动化系统中的信息安全是电力企业尤为关注的问题,它直接关系着整个电力通信自动化系统运行的安全性与稳定性。中心站是通信系统的重要环节,对其内部的信息安全要重点把握,要保证通信系统中的信息安全需要选择适合的加密方式,将其应用到系统中从而提高电力通信自动化系统中的信息安全性。 电力自动化通信技术研究:电力自动化通信技术中信息安全的探析 摘要:本文首先介绍了电力自动化通信技术中信息安全的概述,阐述了电力自动化通信技术中信息安全存在的问题,并提出了常用方法和对策。 关键词:电力建设;电力自动化;通信技术;信息安全 引言 电力产业是我国国民经济中的重要组成部分,对我国社会经济发展起到至关重要的作用。因此,确保电力产业系统运行的安全性是非常重要的。电力系统的安全运行,对社会经济的发展和稳定产生巨大的影响。我国电力自动化通信技术的发展和自动化通信水平的不断提高,要求电力企业必须采取一定措施,严格加强防护电力自动化通信的安全运行,确保电力系统能够正常运行[1]-[3]。 1 电力自动化通信技术中信息安全的概述 1.1 电力通信安全的防护体系 电网安全的防护工程是一项系统工程,即是将合理的工程实施过程、管理技术及目前能够得到最好的防护技术手段相结合的过程。在理论上,电网的安全防护工程可套用电力信息安全的工程学模型方法,信息技术的安全工程能力的成熟度模型,即是SSE-CMM(如图1所示)能够指导电网安全工程项目的实施过程,可以从单一安全设备的设置转向系统地考虑安全工程的管理、设计、组织、实施及验证等解决措施。将上述信息的安全模型所涉及到各方面因素总结、归纳起来,其主要因素有:策略、技术及管理,这三个因素构成了一种较简单信息技术的安全模型。 从工程实施角度看,信息安全工程是一种无限循环的动态过程,它的设计思想主要是将安全信息管理视为一个动态过程,安全措施要求适应通信网络的动态性。安全模型的动态适应性是由下列流程不断循环组成的:安全的需求分析、监测的实时性、报警响应、信息技术措施及审计评估。 1.2 电力通信数据对安全系统的需求 电力通信数据对安全系统的需求主要有两个方面:一是实时数据,在通信网络传输实时数据时,对通信时间有着严格要求,要求数据传输的时效性和稳定性,避免出现较大的传输延迟。电力自动化系统中实时数据的内容主要是遥测、遥控、遥信、遥调、事件记录、停电和负荷管理等数据,要求这些数据具有较高的实时性、保密性、完整性,因此对电力系统实时数据加密要求必须保持谨慎。二是非实时数据,此数据传输量较大,对实时性要求不高,但是严格要求传输数据的保密性及完整性,并且在一定情况下是允许出现传输延迟,非实时数据主要是有电力用户记录信息和电力系统的设备维护日志等。 2 电力自动化通信技术中信息安全存在的问题 电力自动化通信技术在电力行业中已被广泛的推广应用,而电力自动化通信信息安全是保证电力系统能够安全运行和社会的安全供电,涉及到信息网络系统、配电网自动化及电网调度自动化等相关领域复杂的一项系统工程。许多电力生产的重要环节是依靠电力信息网建设能否正常运行,像电网调度自动化系统是影响无人值班的变电所运行,而用电营销信息系统是可影响电费回收情况等。虽然国内电力自动化通信系统技术有了很大的进展,但是现阶段的电力自动化通信技术在通信信息安全分析(如表1)方面仍存在一些急需解决的问题。 2.1 网络信息的安全问题 随着英特网快速发展,网络病毒传播现象也愈来愈严重,因此给电力企业的信息网安全造成了严重威胁,其电力通讯信息的安全风险主要有:网络入侵者传播代病毒控制命令,导致电力系统出现事故;利用授权的身份进行非授权修改控制的系统配置、指令及程序等操作;非法对网络传输中相关参数、交易报价等进行拦截、篡改,这样造成了一定程度上网络、监控系统瘫痪。 2.2 电力系统的信息安全问题 电力系统信息安全会影响到整个局域网中网络操作系统及网络硬件平台能否可靠运行。任何一种操作系统,都有其特性的Back-Door,但缺乏比较安全的操作系统,像很多蠕虫病毒(振动波、冲击波等)均是借助于一些操作系统的安全漏洞来进行传播。 2.3 应用信息的安全问题 随着计算机、信息技术不断发展,电力行业传递信息内容也愈来愈丰富,又由于控制系统多采用网络技术或计算机接入,所以控制网络系统也越来越多。通信信息在应用时,其安全问题涉及到数据和信息安全性、损坏信息的完整性、泄露机密信息孔破坏系统可用性等。电力企业由于局域网的跨度受限,多数重要信息均在内部进行传递,因此,信息的完整性和机密性是可保证的,但一些重要信息在进行内部传递时所设的加密措施是不完善的,给信息传递带来潜在危害。 2.4 管理信息的安全问题 管理是信息安全中很重要的组成部分,若是没有完善的通讯信息安全管理制度,可能会给员工泄露一些他们所了解的数据信息,或是给一些外来员工随意进入机房重地,从而造成信息的不安全性。更严重的是在网络攻击行为、网络受到一些安全威胁时,信息管理人员也许无法对其进行实时检测、监控、报告及预警等必要措施。所以电力企业必须要求建立完善的网络安全系统。 3 电力自动化通信技术中保护信息安全常用方法 (1)数据加密标准算法,简称DES算法,此算法的明文分组长为64bit,密匙长为56bit,此加密方法对明文处理需要一个初始置换IP。再利用IP将64bit的数据进行重新分组,将其相同功能数据再进行16轮转换,每轮在代换或置换中需进行精确计算,在16轮转换后把输出数据再进行左右分隔,同时交换次序。通信系统中数据在调换顺序后利用一个逆初始置换IP-1,即得到64bit密文,则对电力系统中通信信息可进行加密操作。 (2)公开密匙算法,是一种非对称性密匙算法,包括两种密匙,分别是公共密匙和专用密匙,两者间有着密不可分关系,其是相互配合方可确保电力系统通信信息安全性。电力信息用户若保证信息、专用密匙安全,就要公共密匙,并将公共密匙只用专用密匙进行解密,具有唯一性。公开密匙算法、数据加密标准算法最大区别是公开密匙算法不需连接密匙服务器,其操作较简单,也简化密匙管理。 4 加强电力自动化通信技术中信息安全的对策 (1)采用县级防火墙技术。此技术主要是中心站存在安全隐患所设立的,其可以作为不同网络与网络安全域间信息的出入口,可以全面控制安全信息的流入、输出,其自身具有抗攻击性和较强功能性,主要是为电力系统中信息提供安全保障。防火墙一般有限制器、分析器及分离器暗中设备,防火墙应用在电力系统中能够有效地监控其整体运行的状况,可以保证电力系统的安全运行。在通信系统中设防火墙,其目的有四个,一是自动阻止非法用户,并剔除运行的不安全服务;二是防御入侵者对通信系统的侵犯,具有一定防御功能;三是对一些特殊站点,能自动化限定通信用户访问,预防非法入侵现象;四是具有一定监控功能。 (2)多层次加密在无线通信终端。通信系统网络加密有端端加密、链路加密、混合加密三种,端端加密是经通信用户双方认可后的数据加密,链路加密是经对网络中相邻两点间数据加密,而混合加密是结合上两种加密方式,实现多层次加密,可以加大保护电力系统通信信息的安全性。 5 结语 电力自动化通信技术在国内不同领域起到重要作用,在实际应用中,也会受到一些因素影响,给信息安全带来一定的威胁。针对这些问题,采取有效措施,对电力自动化实行安全防护,确保信息技术安全,才能更好促进电力自动化的发展。 电力自动化通信技术研究:关于电力自动化通信技术中信息安全的分析 摘要:我国社会经济的迅速发展和科学技术的不断进步,为电力行业的迅速发展提供了良好的条件,促进了电力的自动化发展。随着电力自动化通信技术水平的不断提高,在电力系统的运行过程中发挥着重要的作用。所以,保证电力自动化通信安全工作十分重要。文章通过对电力通信技术中的信息安全进行综合的分析,以期能够提供一个借鉴。 关键词:电力自动化通信技术;信息安全;分析 引言 电力是我国国民经济中的重要组成部分,对于社会经济的发展有着重要的作用。所以保证电力系统的安全运行十分重要。电力系统运行的安全对社会经济的发展和社会的稳定有着很大程度的影响。我国电力自动化的发展,自动化通信水平不断的提高需要电力企业采取一定的措施,加强对电力自动化通信的安全防护保证电力系统的正常运行。 1.电力通信系统的安全管理重要意义 1.1电力通信实时数据的基本特点 在电力通信的过程中,无线网络中主要采用的是实时数据的传播方式,也就是说无限网络的主要应用特点就是可以实现对实时数据的传播,而且值得注意的是在实时数据的传播过程中,对于数据的时间的要求是非常严格的,即不可以出现较大的时间延迟现象,也就是说要保证实时数据的有效传输。此外,在无线网络传输的过程中,数据的流量相对较小,所以除了保证数据传输的速度外,还要对数据的稳定性进行分析,以更好的实现数据的安全运行。一般来说,在数据的稳定性的控制方面,数据可以分为上行数据和下行数据两种,对待这两种数据的稳定性的措施是不同的。1)对于下行数据来说,要想实现稳定性的管理,就必须要实现对相关无线设备的安全管理,即对现有的无线自动装置和网络遥控设备进行安全管理;2)对于上行数据的传输过程,要做好相关的信息检测和事件记录,也就是说要根据现有的电网调度的相关信息,对数据的稳定性进行综合分析,即对其使用过程中的可靠性和、安全性进行分析。 1.2电力通信非实时数据的基本特点 对于电力通信过程中的非实时数据来说,其最大的传输特点就是在传输过程中,要同时处理数量较大的信息,也就是说对于数据的传输量的要求比较高,但是值得注意的是对于时间的要求相对较为宽松,也就是说可以允许一定的数据延迟现象的产生。另外,还要注意的是要对数据进行严格的加密处理,因为非实时数据的保密性通常要求也比较高。 2.电力自动化系统数据加密技术和方法 2.1数据加密技术 (1)传统数据加密技术 传统数据加密技术指的是基于某个字母表或者密码谱对文字书信的内容进行重新编码。文字一般是由字母表中的字母一个个组成,所以可以按照一定既定排列顺序来进行文字编码,将字母前前后后都使用数字来进行表示。大部分数据加密算法都具有数学属性,传统数据加密算法表示通过字母进行算术运算从而形成相应的代数码。 (2)现代数据加密技术 信息数据加密技术可以大致分为对称式和非对称式两类。对称式密码加密算法又称之为单钥密码算法,简单而言就是加密密匙和解密密匙为同一密匙。这意味着信息的发送者以及接受者在进行信息交互过程中必须共同持有该秘钥。而对于非对称式加密算法,简而言之就是加密密匙和解密密匙是两个不同的密匙,一个被用来加密信息,另一个用来解密,这意味着通信的双方不需事先交换密匙,就可以顺利进行通信工作。 2.2典型数据加密算法 (1)数据加密标准算法(DES) 目前,数据机密标准算法(DES)主要用于POS机、ATM机、IC卡、磁卡以及高速公路收费站等重要领域。通过对这些领域的一些关键数据进行加密,来实现通信信息的安全保障。DES算法具有极高的保密性和安全性,具体来说密码的明文长为64bit,密匙组长56bit,处理过程主要有三个阶段:首先初始置换一个IP,重新组合64bit的数据,然后进行16轮相同功能的置换和代换运算,最后再通过逆置换生产加密数据。对DES算法进行破密,到目前为止除了穷举法对其进行攻击解密外,没有发现其他更有效的破密手段。由此可见,DES算法对信息传输的安全性是有足够保障的。 (2)公开密匙算法(RSA) 公开密匙(RSA)算法属于现代数据加密技术,又称之为非对称密匙算法,由两对密匙共同组成:公共密匙和专用密匙;用户专用秘钥的加密数据信息只能用公共秘钥来解密,所以用户必须要着重保障专用密匙的安全性。公共密匙的使用不需要联机密匙服务器,并且分配协议相对简单,所以一般对密匙的管理比较简单。 (3)DES算法与RSA算法的比较 如前面所述,DES算法的安全性好,目前为止没有有效地技术手段对其进行破密攻击,但是随着计算机处理能力的提升,加上并行以及分布式处理方式的引进,DES算法的抗破能力会逐渐下降。而RAS算法的加密安全性依赖于大整数因式分解,有些RAS加密方程的变体被证明同样难以分解,目前存在的攻击手段只是针对RAS算法的协议而不是算法本身。因此,对于那些保密级别不是很高的电力系统数据一般使用DES加密算法就能满足要求。 2.3物理隔离技术 物理隔离可以分为纵向隔离和横向隔离,横向隔离主要安装在管理信息大区和生产控制大区之间,目的在于实现两个安全区域的物理隔离,禁止网络服务和数据库之间的穿越以及访问等,纵向隔离装置主要是采用加密以及数字认证的方式,是一种专门用于电力系统的认证装置,保证大区纵向数据传输的安全性。 2.4VPN 技术 VPN 技术又可以称之为虚拟专用网络,采用加密以及隧道技术等建立安全数据专用通道,使用户和企业能够利用互联网连接到其他远程服务器,VPN 技术具有灵活性强以及安全性高的特点,此技术能够加密跨地区的数据传输以及关键业务信息跨部门数据传输,在采用VPN 技术中需要注意的是,必须保着能够协议与现有网络相一致,同时还必须保证每个VPN的电力行业具有自己的密匙技术、加密方法等,保证安全性与网络负载处于平衡状态。 2.5IPSee 技术 IPSee 技术全称为 Internet 协议安全性,主要是为 IPv6 和 IPv4 提供加密安全服务,安全性主要是依靠网络认证协议以及封装安全荷载协议来实现,达到密匙的管理、交换以及加密通讯协商等。IPSee 技术安全服务内容主要包括无连接数据完整性、数据机密性以及控制访问量等,访问控制是通过身份认证机制进行认证,无连接完整性服务是通过数据源验证机制实现,IPSee 使用消息鉴别机制来实现数据源认证服务,发送用户使用消息鉴别计算信息验证码,保存在验证数据字段中,使用算法计算验证数据,在 IPSee 技术中也使用了隧道模式封装 IP,保证数据的安全性。 2.6SSL 技术 SSL 技术又称为安全套接层协议,主要是用来保护网络传输信息,通过加密传输保证数据的机密性,信息的完整性通过MAC技术保护,接受者的身份通过数字正数进行认证,在信息安全防护体系的SSL安全通报道中,完全依照透明性、可移植性的建设原则实现客户端的身份认证。 3.3.通信技术网络管理措施 3.1完善通信网络系统,加强信息安全监督。随着科学技术的发展,电力运行管理系统不断呈现高智能化发展,极大的提高了系统运行效率。但由于受多方面因素的影响,通信网络系统在电力中的建立仍然存在一定缺陷,导致电力信息传输安全性受到威胁。因此,电力部门应当与时俱进,不断应用新技术,更新和升级现有的通信系统,全面提高通信设备设施的使用性能和抵御风险能力,确保电力系统通信环境的安全性。 3.2构建科学管理机制,增强内部管理能力。电力系统内部应当根据行业标准,结合通信技术特点和信息安全要求,制定有效的管理制度,并执行安全管理责任制,将电力通信安全管理责任精细化,实现管理责任落到实处。当前,电力通信网络管理对技术厂家依赖程度比较大,内部管理能力欠缺,信息安全维护不全面。 3.3遵循一定的原则。在电力通信网络管理系统中,受到的影响因素主要是通信系统的规模、技术经济指标和通信网络结构等。在实际的电力通信网络系统管理中加强管理,需要坚持“不同问题选用不同方案”的原则针对不同的问题采取相应的措施。例如电力通信网络系统管理的过程中厦视实时监控设备就须做好监控工作。针对这种问题,电力企业可以建立监控系统和通信系统,组成网元管理系统,实现对整个电力自动化通信系统的实时监控。 3.4建立全面的管理系统。目前俄国电力网络管理系统的相关设备和技术庄要是依靠生产厂家和设计厂家,相对来说比较片面会对电力自动化的通信信息造成一定的安全威胁。因此在电力自动化通信系统的管理过程中,建立系统、全面的网络管理系统十分重要。建立的网络管理系统庄要的内容包括网元数据采集层、网元管理层和业务管理层等不同的内容,具有全自动拓扑发现技术、故障智能检测和分析、支持分布式管理、多维度监控和支持多操作平台等特点,不仅可以实现对电力自动化通信信息数据的实时采集和传输还可以在线对防护体系中出现的故障进行预测和分析保证了电力自动化通信信息技术的安全。 3.5提高网络反病毒技术能力。通过安装病毒防火墙来进行实时过滤,然后再利用网络的入侵检测技术对网络服务器中的文件进行频繁扫描和监测,在工作站上采用防病毒卡,加强网络目录和文件访问权限的设置,在网络的正常运行过程中,限制只能由服务器才允许执行的文件,对于一些被感染的硬盘以及电脑要进行彻底的杀毒,对于一些不知来历的优盘以及不明来历的程序不能轻易使用,对一些可疑的信息也不要轻易下载。最后就是要在计算机网络安全的管理方面要加强计算机用户的安全教育,在管理功能方面也要得到加强,完善计算机网络安全的相关法律规范,从而构建和谐安全的网络社会。 结束语 随着电力自动化无线通信技术的快速发展,对网络信息安全的要求也不断提高。无线通信技术有着其自身的特点,因此必须结合其自身特点和信息安全的需要,开发出新的技术和方案,以提高电力自动化无线通信系统的安全。 电力自动化通信技术研究:现代电话通信技术在电力自动化中的应用研究 摘 要 通过对电话振铃、DTMF拨号、手机短信等现代电话通信技术原理的分析,描述了电话通信技术对电力自动化系统产生的积极影响,证实了其巨大的促进作用,并拥有美好的发展前景。 关键词 电话通信技术;电力自动化;遥控设计;模块结构 1 在电力系统应用中电话通信技术的意义 应用自动化设备远程电话诊断遥控装置是目前解决电力自动化生产运行监控和远程维护比较理想的手段,为了使电网与电力调度自动化系统满足安全稳定的运行的要求,当电气设备出现故障时能迅速反应及处理,就需要有安全、讯速、稳定、准确的自动化维护手段,尤其是能够远程诊断、维护、遥控。 电话遥控与常规的遥控方式相比,不需要进行专门的布线,传输通道可共用,其具有突出的优越性。它是利用有线固定电话网络和无线移动电话网络以及用户电话交换网络共同构成。目前几乎没有死角的移动GSM网络十分完善,正趋于完善的联通CDMA网络和城市小灵通的不断发展和推广,不断促进电话有线与无线移动网络达到结合全国各地联网的作用,使其遥控的距离不受限制。灵活方便的GSM,CDMA、小灵通等无线移动短信通信,可不但以跨市、省乃至跨国传送,且每送一条短信息只要1毛钱。因而利用手机短信来实现超远程遥控工业设备及报警是一个非常不错的选择,因为其成本最低也最便捷。 2 远程电话遥控设计与模块结构 1)电话振铃遥控电路采用的技术原理。远端电话控制模块只有对有权电话的振铃信号进行接收,才可以对相应的遥控电路进行驱动,根据要求将相应的状态信息进行回传。拒绝接收无权电话的振铃信号,这种无权信号不能驱动遥控电路。远端电话的振铃遥控使用结合振铃电压、号码过滤器、提取来电显示号码等手段,将几部有权用户的手机与固定电话设置到远端分机模块中,使其电话号码具有“身份证”遥控的功能。(见图1) 图1 振铃遥控电路原理 2)DTMF拨号遥控电路采用的技术原理。DTMF信号最早应用于程控电话交换系统,是一种稳定可靠的实用技术,用来替代传统的脉冲信号。DTMF信号是由低音组(697 Hz,770 Hz,852 Hz,941 Hz)和高音组(1209 Hz,l336 Hz,l477 Hz,l633 Hz)四个音频信号组成的,使用8中取2的方法,在高低两组音频中,分别选取一个音频信号进行复合组成,形成一个有16个编码信号系统。 远端控制模块中的DTMF拨号遥控是指在远端电话控制模块中先对有权电话进行设置,使其电话号码具有“身份证”遥控的功能,当对其拨号验证通过后,对所构成得通信进行自动提示,再进行DTMF编码拨号,对相对应的遥控对象进行驱动。对非有权电话拨号拒绝接听,非有权电话无法进行拨号。 3)手机短信遥控电路采用的技术原理。远端电话控制模块的短信遥控技术结合了过滤器、短信内容提取过滤、提取来电显示号等方法。先在远端电话控制模块内设置有权手机号码,让其具备遥控“身份证”的功能,并对遥控指令的短信内容进行预先设置。若预置的短信内容和接收到的短信内容相同,电话号码和指定号码也一致后,则对相应的遥控对象进行驱动,对执行命令信息进行回传。反之,则拒绝执行遥控指令。(见图3) 图3 短信遥控电路原理 4)告警信息采集和回传信息传送原理。远端电话控制程序模块的回传信息传送和告警信息采集为保证适合不同传感器的连接,采用单片机电路。回传报警短信息传送至主站主机和有权电话上。告警与回传电路接口分别用上沿触发(触发电平由低变高0 V-5 V)和下沿触发(触发电平由高变低5 V-0 V)。 3 电话遥控技术在电力自动化中应用 自动化设备实现远程电话遥控是一种处理智能遥控系统、维护远程自动化设备的方法,特别是在能够可靠稳定的运行无人值班站自动化设备运行管理中的运用。电话遥控技术充分适应了电网调度自动化系统和电力企业供电保障系统安全稳定的运行需求。成功应用自动化设备远程电话诊断遥控模块,不仅对当前生产运行监控和远程维护问题进行了有效地解决,还对电力企业在设备自动化管理维护的发展起到了促进作用。电话控制模块拥有安装便捷、造价低、安全可靠、使用简单等多种优点。利用电话及移动网络通道建设安装周期短,振铃遥控没有费用,拨号遥控仅需几十秒,特别是手机短信息灵活方便,可以跨市、省,乃至跨国传送,尤其是利用短信息来实现报警、超远程遥控工业设备更能节省维护费用,可利用住宅电话、办公电话、移动手机,因此用电话进行远程诊断遥控方便、简捷、运行费用低。 4 结束语 电力系统通信技术是紧跟计算机和通信等IT技术的发展而发展的,远程电话控制模块在电力自动化系统中应用能够对自动化设备的缺陷故障进行,能够缩短处理设备故障进行快捷、准确、迅速的诊断和解决,使资源浪费的现象得到降低,对现有通信公网资源进行了充分的利用,对电力自动化系统通信专网建设的成本也得到了相应的降低。此外,还降低人员的劳动强度、车辆的磨损等,减少了自动化设备缺陷处理的维护经费,具有显著的社会效益和经济效益,对远程维护发展有着广阔的应用前景和与时俱进的意义。 电力自动化通信技术研究:电力自动化通信技术中的信息安全分析 摘要:近年来,随着电力建设的快速发展,自动化通信技术中的也网络信息安全要求也不断提高。因此,本文作者主要电力信息系统的数据加密技术中的des和rsa两类典型加密算法、密匙的生成和管理方案及加密方案的性能进行了分析。 关键词:电力通信;安全;数据加密标准 1.电力通信安全防护体系。电网安全防护工程是一项系统工程,它是将正确的工程实施流程、管理技术和当前能够得到的最好的技术方法相结合的过程。从理论上,电网安全防护系统工程可以套用信息安全工程学模型的方法,信息安全工程能力成熟度模型(sse-cmm)可以指导安全工程的项目实施过程,从单一的安全设备设置转向考虑系统地解决安全工程的管理、组织和设计、实施、验证等。将上述信息安全模型涉及到的诸多方面的因素归纳起来,最主要的因素包括:策略、管理和技术,这三要素组成了一种简单的信息安全模型。 从工程实施方面讲,信息安全工程是永无休止的动态过程。其设计思想是将安全管理看成一个动态的过程,安全策略应适应网络的动态性。动态自适应安全模型由下列过程的不断循环构成:安全需求分析、实时监测、报警响应、技术措施、审计评估。 2.电力信息系统的数据加密技术 2.1.典型的数据加密算法典型的数据加密算法包括数据加密标准(des)算法和公开密钥算法(rsa),下面将分别介绍这两种算法。 2.1.1.数据加密标准(des)算法。目前在国内,随着三金工程尤其是金卡工程的启动,des算法在pos、atm、磁卡及智能卡(ic卡)、加油站、高速公路收费站等领域被广泛应用,以此来实现关键数据的保密,如信用卡持卡人的pin的加密传输,ic卡与pos间的双向认证、金融交易数据包的mac校验等,均用到des算法。 图1des算法框图 des加密算法的框图如图1所示。其中明文分组长为64bit,密钥长为56bit。图的左边是明文的处理过程,有3个阶段,首先是一个初始置换ip,用于重排明文分组的64bit数据,然后是具有相同功能的16轮变换,每轮都有置换和代换运算,第16轮变换的输出分为左右两部分,并被交换次序。最后再经过一个逆初始置换ip-1(ip的逆),从而产生64bit的密文。 des算法具有极高的安全性,到目前为止,除了用穷举搜索法对des算法进行攻击外,还没有发现更有效的办法。而56位长的密钥的穷举空间为256,这意味着如果一台计算机的速度是每秒检测一百万个密钥,则它搜索完全部密钥就需要将近2285年的时间,可见,对des处法的攻击是难以实现的。 2.1.2.公开密钥算法(rsa)。公钥加密算法也称非对称密钥算法,用两对密钥:一个公共密钥和一个专用密钥。用户要保障专用密钥的安全;公共密钥则可以出去。公共密钥与专用密钥是有紧密关系的,用公共密钥加密信息只能用专用密钥解密,反之亦然。由于公钥算法不需要联机密钥服务器,密钥分配协议简单,所以极大简化了密钥管理。除加密功能外,公钥系统还可以提供数字签名。公共密钥加密算法主要有rsa、fertzza、elgama等。 在这些安全实用的算法中,有些适用于密钥分配,有些可作为加密算法,还有些仅用于数字签名。多数算法需要大数运算,所以实现速度慢,不能用于快的数据加密。rsa 使用两个密钥,一个是公钥,一个是私钥。加密时把明文分成块,块的大小可变,但不超过密钥的长度。rsa把明文块转化为与密钥长度相同的密文。一般来说,安全等级高的,则密钥选取大的,安全等级低的则选取相对小些的数。rsa的安全性依赖于大数分解,然而值得注意的是,是否等同于大数分解一直未得到理论上的证明,而破解rsa 是否只能通过大数分解同样是有待证明。 2.1.3.算法比较。des常见攻击方法有:强力攻击、差分密码分析法、线性密码分析法。对于16个循环的des来说,差分密码分析的运算为255.1,而穷举式搜索要求255。根据摩尔定律所述:大约每经过18个月计算机的计算能力就会翻一番,加上计算机并行处理及分布式系统的产生,使得des的抗暴能力大大降低。 ras的安全性依赖于大整数的因式整理分解问题。但实际上,谁也没有在数学上证明从c和e计算m,需要对n进行因式分解。可以想象可能会有完全不同的方式去分析ras。然而,如果这种方法能让密码解析员推导出d,则它也可以用作大整数因式分解的新方法。最难以令人置信的是,有些ras变体已经被证明与因式分解同样困难。甚至从ras加密的密文中恢复出某些特定的位也与解密整个消息同样困难。另外,对ras的具体实现存在一些针对协议而不是针对基本算法的攻击方法。 综合上述内容,对于保密级别不是很高的电力数据,例如日常电量数据,没有必要适用当时最强大的密码系统,直接引用des密码系统实现一种经济可行的好方案。 2.2.密匙的生成和管理。密钥管理技术是数据加密技术中的重要一环,它处理密钥从生成、存储、备份/恢复、载入、验证、传递、保管、使用、分配、保护、更新、控制、丢失、吊销和销毁等多个方面的内容。它涵盖了密钥的整个生存周期,是整个加密系统中最薄弱的环节,密钥的管理与泄漏将直接导致明文内容的泄漏,那么一切的其它安全技术,无论是认证、接入等等都丧失了安全基础。 密钥管理机制的选取必须根据网络的特性、应用环境和规模。下面对常用的密钥管理机制做详细的分析,以及判断这种管理机制是否适用于无线网络。具体包括以下几个方面: 2.2.1.密钥分配模式。kdc可以是在中心站端,与服务器同在一个逻辑(或物理)服务器(集中式密钥分配),也可以是在与中心站完全对等的一个服务器上(对等式密钥分配)。如果kdc只为一个子站端分发密钥,应该采用集中式,如果kdc为许多的同级子站分发密钥,应该采用对等式。由上文的分析来看,显然应该采用集中式的分配方案,将kdc建立在中心站中。 2.2.2.预置所有共享密钥。网络中的每个节点都保存与其它所有节点的共享密钥。如果网络规模为n个节点,那么每个节点需要存储n-1个密钥。这种机制在网络中是不现实的。网络一般具有很大的规模,那么节点需要保存很多密钥而节点的内存资源又非常有限,因此这种密钥分配机制会占用掉巨大的存储资源,也不利于动态拓扑下新节点的加入。 2.2.3.密钥的生成和分发过程。采用一时一密方式,生成密钥时间可以通过预先生成解决;传输安全由密钥分发制完成;密钥不用采取保护、存储和备份措施;kdc也容易实现对密钥泄密、过期销毁的管理。电力自动化数据加密传输的方案中,密钥的分发建议采用x.509数字证书案,并且不使用ca,而是采用自签名的数字证书,其中kdc的可信性由电力控制中心自己承担。由于方案中将kdc建立在中心站中,因此只要保证中心站的信 息安全,就不虞有泄密的危险。 2.2.4.密钥启动机制。目前电力系统中运行的终端,一般是启动接入数据网络就进行实时数据的传输。采用实时数据加密机制后,数据的传输必须在身份认证和第一次密钥交换成功之后才能开始数据传输。在数据传输过程中,一时一密机制将定时或不定时地交换密钥,此时密钥的启动和同步成为非常重要的问题。 2.2.5.随机数的生成。一时一密的密钥生成方式需要大量的随机数。真正的随机数难以获取,一般由技术手段生成无偏的伪随机性数列。在电力系统应用中,一般可以采用三种手段得到[4]:a)通过随机现象得到。如记录环境噪音、每次击键、鼠标轨迹、当前时刻、cpu负荷和网络延迟等产生的随机数,然后对其进行异或、杂凑等去偏技术,通过一系列的随机性检验后,就可以得到较满意的伪随机数。b)通过随机数算法得到。如线性同余算法,meyer的循环加密算法,ansix9.17算法等。c)以前一次的随机密钥为随机种子,生成新的随机密钥。 3.结束语。在电力建设中,电力通信网作为电网发展的基础设施,不但要保障电网的安全、经济运行,同时更应该提高电网企业信息化水平和网络安全防护体系,从而使企业的安全得到有效的保障。
计算机软件基础论文:基础教育中的计算机软件技术论文 一、基础教育中计算机软件技术的应用前景 基础教育中计算机软件技术的应用前景非常的广泛,不仅有广阔的市场需求,更是有对教学实践操作能力提升的现实需求。随着就业市场竞争压力的增加,掌握更多专业性的计算机软件技术能够为学生参与就业竞争提供有力地砝码。计算机软件的开发和应用更是现代社会发展的最有效的体现,人们的生活和学习都离不开计算机软件的帮助。在基础教育中将计算机软件的操作作为专门的课程规划已经成为这个社会发展的必然。 二、基础教育中计算机软件技术运用教学实践对策分析 (一)完善计算机软件技术应用课程。计算机软件技术的应用在基础教育范围内还没有形成系统化的学科教学,只是在计算机教学中作为一个主要的教学方面。因此,完善计算机软件技术的应用课程,将计算机软件作为专门的教学内容,以理论性和实践性的教学活动促进计算机课程教学的改革。不断地丰富计算机软件的教学内容,从基础性的软件应用到实现创新应用领域,为软件应用创造更好的平台,顺应教学改革的发展需求。 (二)提升计算机软件技术的应用范围。计算机软件就似乎的应用可以实现和其他基础学科教学之间的融合,在其他学科的教学实践中以计算机软件作为教学辅助工作,让学生在掌握基础知识的同时提升对计算机软件应用的重视程度。教学活动的设计可以以计算机软件的应用作为依托,让学生通过具体的实践操作巩固学科学习的成果,同时提升对计算机软件技术的使用能力。将计算机技术的应用范围不断的扩大,实现对基础教育能力的有效提升。 (三)促进计算机软件技术的操作能力。计算机软件技术的应用是实现计算机软件技术开发的前提,在基础教育中存在着很多的可能性,学生在学习和操作过程中可以发现更多的使用问题,为计算机软件技术的开发提供更多的有效建议。同时计算机软件技术的操作能力更是实现计算机技术推广的重要手段,计算机技术的普及是整个社会进步发展的现实需求。社会想要实践长远发展必须要提升计算机软件在全社会的应用程度,不仅仅在基础教育范围内,而是作为全社会成员必备的一项技能进行培养。 三、结论 综上所述,基础教育中计算机软件技术的应用越来越广泛,一方面为了满足学生的学习需求,以计算机软件教学实现对学生技能的拓展。另一方面,通过计算机软件技术的教学能够提升教学的专业化水平,通过科学的系统化的教学平台的设计实现为基础教育提供良好的网上平台,提升教学的质量,满足更多的教学实践需求,实现基础教育的现代化发展。 作者:宋建宇 尤广辉 计算机软件基础论文:计算机软件开发的基础架构原理研究 摘要:计算机软件开发行业的发展得益于当前信息技术的快速发展和信息受众不断增加,当然计算机软件开发也需要遵循特定的规律,依照其基础架构原理来进行操作,才能够保证计算机软件开发朝着有效性的方向发展。且计算机软件设计的过程,就是在逻辑关系的引导下,实现软件内容的重新确定,进而形成对应的基础架构,这是软件运行的前提和基础,甚至会影响到后期软件系统的维护和管理工作。由此积极探讨计算机软件开发的基础架构原理,是很有必要的。文章由此入手,积极探究计算机软件开发的概况,进而分析计算机软件开发的基础架构原理。 关键词:计算机软件开发 基础架构原理 信息技术 计算机软件设计的过程,就是在逻辑关系的引导下,实现软件内容的重新确定,进而形成对应的基础架构,这是软件运行的前提和基础,甚至会影响到后期软件系统的维护和管理工作。由此积极探讨计算机软件开发的基础架构原理,是很有必要的。 1 计算机软件开发的概况 1.1 计算机软件开发的概况 计算机性能的不断提升,使得人机交互效益得到不断展现,越来越多的行业开始尝试以计算机软件开发的方式,实现自身运营模式的信息化转变,由此以对应需求为基础的软件开发行业得到了快速的发展。计算机软件开发具备以下的特点:持续性特点,就是软件开发是一个循环往复的完善过程,在计算机逻辑基础上,计算机软件的缺陷是一直存在的,只有不断的采取措施去修正,才能够更好的发挥计算机软件的性能;针对性比较强,往往都是针对于某一行业或者领域而开展的计算机软件开发工作,其开发工作的目的性更强,对于效益的追求也是更加强烈的。 1.2 计算机软件开发基础架构的重要性分析 当前计算机软件开发过程中,使用量比较多的基础架构,就是三层结构体系,其分别可以归结为:其一,表示层;其二,逻辑层;其三,数据层。在上述三个层次的基础上,可以使得软件的人机交互界面展现出良好的性能,使得逻辑关系和计算机语言之间得以分离,这样在后期维护和修改的时候,单独的对人机交互模式进行调整,就可以使得软件开发的节奏变得更加快捷。由此可见选择合理的计算机软件开发基础架构,对于软件性能的最大化发挥,对于软件后期的维护和管理工作质量提升而言,都是有很大帮助的。 2 计算机软件开发的基础架构原理分析 2.1 从计算机软件开发基础架构需求的角度来看 无论是开发设计怎样的软件,都需要在明确开发目的的基础上进行,也就是需要对于软件的需求进行全面分析。不同的企业,归属的领域不同,所需要展现的功能也是很有差异性的,此时企业都会提出对应的软件开发需求。在此过程中,计算机软件开发者与信息企业之间会展开大量的协商工作,对于软件的功能进行分析,结合企业业务运行特点,实现计算机软件开发方案的敲定。为了做好需求分析方面的工作,需要特别注意以下几个方面的工作:建立完善的软件企业与需求企业之间的沟通机制,保证在软件需求分析的过程中,能够充分的了解企业组织的业务特点和规律,保证软件开发需求能够更加明确。 2.2 从计算机软件开发基础架构编写的角度来看 计算机软件开发基础架构需求分析结果得出之后,就需要进行实际的软件编写工作,从当前的实际情况来看,多数使用的是C语言,这种语言的特点为:语言结构结构比较好,编写操作比较快捷,是当前程序员使用频率比较多的语言模式。在实际的软件编写的过程中,会依照对应的功能划分,实现不同模块的敲定,保证不同模块都能够发挥自己的功能,此时需要建立对应的函数模式,使用这样的主函数对于各个模块进行调节和改善,这样可以保证结构能够更好的维护。当前一个计算机软件的开发工作,都是有多个程序员来共同完成的,这样可以尽可能的保证软件编写工作的高效性。 2.3 从计算机软件开发基础架构测试的角度来看 在计算机软件开发基础架构编写工作完成之后,就需要对于软件的不同功能实现测试,实现对于软件测试阶段的管理和控制,是保证软件性能发挥的关键所在,这也是将对应计算机软件投入使用之前必然要进行的工作。在此过程中,需要关注以下几个方面的内容:其一,输入特定的参数,对于软件的运行情况进行记录,验差运行情况与理论情况之间差异性;其二,使用白盒子和黑盒子的方式去进行测试,同样对于软件测试的效果进行记录,由此实现实际计算机软件开发工作的顺利开展;其三,除了测试工作之外,还应该做好计算机软件开发基础架构的维护和管理工作,定期对于软件的性能发挥进行检查,并且推出全新的版本,进而实现软件自身的修复,这样可以使得其自身的性能得到全面提升。 3 计算机软件开发基础架构选择的基本原则 计算机软件开发基础架构的选择,关系到计算机软件效能的发挥,牵涉到各行各业信息化的快速发展和进步。在选择计算机软件开发基础架构的时候,需要关注以下几个方面的内容:其一,树立软件设计目标意识,在需求分析的基础上,对于不同的基础框架进行选择;其二,使用先进的逻辑语言和编程技术,对于计算机软件架构进行合理的编写和操作,由此才能够保证基础架构开发工作的高效性;其三,依照软件目标功能和结构选择之间的关系分析,选择合适的结构,进而使得软件开发行为朝着有目的性的方向发展和进步;其四,注重计算机软件开发团队的塑造,处理好不同模板开发之间的关系,保证计算机软件基础结构选择得更加科学和合理。 4结语 综上所述,计算机软件开发过程并不简单,其中不仅仅涉及到专业领域的知识,还关注到计算机软件基础结构的原理,处理好这两者之间的关系,才能够保证计算机软件开发的基础架构工作朝着更加高效的方向发展和进步。从当前计算机软件开发基础架构原理的运用实践来看,其基础架构选择还存在很多不合理的情况,此时就需要采取对应的措施来改善和调整,相信随着在此方面实践经验的积累,计算机软件开发的基础架构将会展现出更加大的效能。 作者简介:田园(1984―),女,山东日照人,讲师,硕士,研究方向:项目管理。 计算机软件基础论文:计算机软件基础课程实验教学研究 摘 要 计算机软件基础是一门实践性强的课程,为增强教学效果,增强学生的编程能力,强调以学生为本,提高学生的学习兴趣;实验教学应尽早介入教学过程,让学生边学边用;建立多层次实验教学内容,发掘学生实验潜能;建立多样化实验教学方式,方便学生自学。把实验教学做好做实,既能巩固理论知识的学习,又能切实提高学生的编程能力。 关键词 计算机软件基础;实验教学;编程能力 计算机软件基础是我国高等院校电类非计算机专业本科生的一门基础课,为相关专业学生打下利用计算机语言编写程序的基础,为后续专业课的课程设计、实践环节以及最后的毕业设计做准备,其重要性不言而喻。然而在实际教学过程中,由于多方面的原因,使得本课程教学效果不佳,学生普遍编程能力不强,甚至影响了后续部分课程的学习。要提高学生的动手能力,关键还是要多练。本文在肯定理论教学重要性的前提下,着重就计算机软件基础课程的实验教学部分进行分析,对实验教学环节的介入、实验内容的优化以及实验教学方式等提出一些探讨性的做法。 1 坚持“以学生为本” 计算机软件基础教学如何实现教学目标,其关键的一点就是以谁为出发点,是以教为主,还是以学为主,还是实现教学互动,教学互长,教学互推。从目前的现实状况来看,以教为主的弊病还很明显,迫切需要改变,实现以学生为本,实现教学互动。 以“教”为主的模式已经成为制约学生创造性、积极性发挥的重要因素 计算机基础课程从本质来看应该是一门实操性课程,其涵盖的内容广泛且繁杂,而且实验性强是该课程的基本特点,甚至可以说离开了实验操作,也就实现不了其课程目的。然而从目前的课程安排状况来看,以书本理论知识教学为主仍是该课程教学的主流,计算机软件基础教学都侧重书本理论学习,而忽视了学生实验环节。实践证明,这种教学方式就跟学游泳不下泳池,学骑车而没有自行车一样,学生在学习计算机软件基础知识时,绝大部分是事倍功半,导致学用脱节,无法学以致用。更有甚者,有些学生直到课程结束连最简单的程序编写都掌握不了,这既给教师教学造成很大的困惑,也彻底地打击了学生的自信和学习该门课程的积极性,更遑论实现知识创新,成为软件人才了,这与教学初衷显然是不符的。 原因是在现有的教学模式中,课程实验环节的设置和实验环节介入的时间发生了问题。从实际情况来看,实验环节介入越早,实验安排越多,教学效果也越好。而部分采用边教学边实验,教学与实验融为一体的教学方式,其实现的教学效果更是明显。因此,改变现有的以教为主的教学模式,从理论和实践上探索该门课的一些新的教学方法,已经成为计算机软件教学题中之义,不断创新教学方式,才有可能从根本上改变现有的学习费力不讨好、效果欠佳的状况。 深入浅出地解析理论知识是增强学生学习兴趣的重要途径 “学生是教学活动的主体,教学活动要以学生为中心而展开”,这已经成为现代教学理念的主流观点。从学生学习的心理来看,一方面由于计算机软件课程是基础课程,学生对学习开始阶段接触的软件知识有一定的好奇感,求知欲也相对比较强烈。同时,由于是刚进校门的低年级学生,对大学环境还不是特别了解,仍然具备认真学习的态度,因此,好好学习知识的想法也比较明显。另一方面是由于目前大学生数量急剧增加,社会就业压力明显,学生普遍有学习好专业课,实现良好就业的外在动力。因此,可以说,学生在开始阶段的学习兴趣是比较浓厚的。但由于语言、算法、数据结构等知识,是进行程序设计所必须具备的基础知识,而低年级学生在这方面基本没有知识储备,对其学习方法也并不适应,而原有的知识结构又很难同化现有课程知识,导致难以自学和分析、解决问题,引发学生学习的挫败感,一旦处理不得当,就会使学生学习提不起兴趣,缺少主动参与的积极思维活动、创造性思维活动,更有甚者还会使学生抵触学习,削减学生本身己经调动起来的积极性,影响后续课程的开展。 教育心理学的研究也表明[1]:学生在没有精神压力和心理负担并且情绪饱满、心情舒畅的情况下,大脑皮层最容易形成兴奋中心,思维也最活跃,此时的实践能力最强。因此,如何使学生保持这种状态就成为教师应该考虑的重点问题之一。单就理论教学而言,如何使理论变得通俗易懂,接近生活,易于学生理解,这是计算机软件基础课程理论教学的关键。从实践来看,在授课过程中,教师通过深入浅出地讲解,设置理论问题情境,解答学生在实验中产生的疑问,肯定和鼓励学生的想法等方式,都能比较充分地调动学生的积极性和主动性,使学生更加容易融入教学环节中,也便于学生深入理解理论知识。比如说针对学生提出的一些设想,经常正面地肯定,能使学生更加信任自己,更加愿意去创新,从而与学生实现良好互动。 同时,在课后对学生进行必要的关心,用人格魅力引导学生参与教学,也不失为一种好的方式。比如,通过课后深入学生,与学生建立亦师亦友的关系,与学生打成一片,学生往往会因喜欢教师而喜欢该教师教授的课程,实现良好的教学效果;而相反,教师冷冰冰的态度往往也会成为影响教学效果的一个重要因素。 2 尽早引入实验教学环节 实践证明,计算机软件基础的教学,引入实验教学环节越早,教学的效果往往越好。因此,计算机软件基础课程教学要想在培养软件人才、促进软件产业发展方面有所突破,尽早引入实验教学环节是一条必由之路。 现有的实验课程安排作用并不明显 计算机软件基础是计算机软件的优秀课程,其主要内容包括数据结构、操作系统、数据库系统概论,教学目的是让学生掌握数据结构的相关算法,理解操作系统的基本概念,熟悉数据库的基本操作,从而具备初步的软件编程能力。同时,从目前的教学安排来看,该课程安排了一定数量的常规上机实验练习,以便提高学生的软件素质[1]。 但现有的课程安排还存在一定的问题,突出表现在: 一是学生上机练习的题目规模较小; 二是上机内容以章节为主,有的章节有上机内容,有的没有,导致上机实验没有连贯性和系统性; 三是上机安排的内容发挥作用不充分。 从实践来看,培养学生的软件素质必须适当结合电子信息类专业的特点,这对于培养应用型人才的作用至关重要。但从目前上机安排的内容来看,主要是从计算机专业的角度提升学生的软件素质,而并没有与电子信息类专业特点充分结合,其结果就是导致学生对硬件有较好的掌握,而对信源编码等通信软件知识知之甚少,影响课程设计的整体进度。由此可见,目前安排的实验课程其作用甚微,难以达到为学生打下软件知识基础的教学目的。 尽早引入实验教学,利于学生在操作中学习,达到学以致用的目的 从现有的教学来看,学生对计算机软件基础课程学习的困难点主要在于:课程理论知识比较枯燥难懂,上机操作能力不足,导致学生学习兴趣降低,影响了教学效果。比如说在C语言教学中,C语言程序设计作为学习计算机其他课程如数据结构、JAVA语言程序设计等课程的先修课,对于培养学生的计算机技能具有至关重要的作用,因此,提高这门课程的教学质量意义也十分重大。 但是,这门课程首先要讲授C语言的特点、运算符和表达式等内容,而这部分内容恰恰又相对比较枯燥,学生难以提起学习兴趣,而这部分内容通常是安排三周学完,对于初学者来说要在这么短的时间内理解这些理论并不容易。于是等到这部分理论教完开始接触程序设计时,部分学生已经远远落后于教师的进度,导致没有继续学习下去的动力,有些学生就此掉队。 同时也有研究表明[2],部分教授在教授这门课程时,调整了讲课顺序,提前给学生讲授程序设计的内容,安排学生提前实验,让学生亲身体验计算机如何运行C语言程序,而等到学生对C语言程序有一定了解后再讲授运算符和表达式等内容。由于之前学生对C语言有了切身的体会和感受,再学习其他理论时,往往能将这些理论与实验知识结合,加深对运算符和表达式等理论的理解,也提高了学习C语言的兴趣,作用都相当明显。 由此可见,针对计算机软件基础课程的内容特点,尽早安排学生上机实验,让学生体会学以致用、现学现用、现用现学的乐趣,对培养学生兴趣和创新能力、提升教学质量有着不可替代的作用。 3 建立多层次实验教学内容,发掘学生实验潜能 学生的素质和潜能并不完全一样,孔子时代就已经讲究因材施教,实验教学中也必须根据学生的实际情况,适当地分层次安排实验教学内容,建立多层次实验教学内容体系,从而更好地提升学生的学习兴趣,激发学生潜能,实现教学目的。可以分为基础性实验、应用性实验和创新性实验。 基础性实验要求精 基础性实验是课程的统一安排,目的是验证和巩固课堂知识,针对群体为所有学生。要充分发挥这部分实验内容的作用,主要在于求精。 首先要精选实验内容,针对每个知识点,都要精推细敲,并在每个实验内容中设置开放性思考题,要求学生认真思考做答,不求数量,但求质量。 其次要精讲实验内容。针对学生实验内容的答案,要进行深入的讲解分析,肯定学生做得好的地方,指出其不足,并指导如何修改完善,务求每个实验内容都讲透,并通过实验内容夯实学生对每个知识点的理解。 最后,引导学生运用发散性思维进行解题,提升学生对知识点的认识水平,如引导学生运用多种方法解题。 基础性实验是学生对知识点的深入掌握,也是开展应用性实验的必要准备。 应用性实验要求实 应用性实验是课程的适当补充,是学生对课堂知识的具体运用,旨在培养学生应用知识的能力,针对的群体是大部分学生。其主要任务就是培养学生解决实际问题的能力,具体方法是由教师选择合适的项目,让学生自愿分组,在规定的时间内按计划完成。 在应用性实验教学中,项目的选择非常重要,其主要原则是既要覆盖计算机软件基础课程的主要内容,也要贴近实际,是实际生活中有应用价值的项目,还要便于学生理解完成项目的方法,能最终形成一个完整的软件作品。比如说各种信息管理系统都是比较合适的项目。 在这个阶段,教师重在引导学生开展项目,指导学生解决项目实施中碰到的难题,检查学生项目实施情况,及时纠正项目的方向性、原则性错误,并引导学生及时进行反思总结,便于更好地掌握编程技巧和语法知识等内容。 在应用性实验阶段,学生的实验成果,不仅是要通过提交相关文档以及编写的程序代码来体现,还要在一定的范围内进行实际测试,便于学生将理论知识与实际挂钩,也便于学生进一步认识实验项目与实际项目的环境差别,更好地融入社会实践。 本阶段的实验由于应用性强,对于学习计算机软件基础理论知识感到吃力的学生,可不强行要求。 创新性实验要求新 创新性实验是课程的升华内容,主要是激发学生的创新思维和创新能力,所针对的群体是小部分学有余力的学生。在这部分实验内容中,由学生自行选择实验项目,设计实验方案和实验步骤,学校提供相应的实验环境和其他保障措施,教师则对学生选择的实验项目进行把关指导,确保项目具有创新性。在这个实验中,整个过程都由学生独立完成,学生要自行解决实验中遇到的各种问题,总结各种错误出现的原因和避免出错的方法,并在实验结束后,自行检验实验结果的应用价值,从而达到融合知识、锻炼素质、提升能力的效果,培养软件人才。 4 建立多样化实验教学方式,方便学生自主学习 实验教学的方式要多种多样,并优化实验教学载体,为学生实验提供更多的便利。 首先是可以充分发挥校园网的作用。目前,绝大部分学校已经建立自有的校园网,一方面为学生提供了大量的实验教学资料储备,如教学大纲、实验大纲、实验指导书、实验室开放时间表、指导教师安排等实验教学的所有技术支持文献信息,为学生开展实验提供了极大的便利;另一方面还提供了学生自测系统。在自测系统中,学生可以回答教师指定的问题,并完成打分,并可对回答问题的正确与否进行分析,纠正错误答案,进一步消化知识。同时,有的学校还设计了基于C语言的计算机软件基础自学系统,学生可以通过系统进行应用程序学习,循序渐进地学习和掌握知识,有力地巩固课堂教学的知识。 其次是可以充分发挥社会单位的作用。学校可以和与计算机软件专业对口的企业合作,在企业相应建立学生实践基地,让学生参与企业的实际设计,以干代学,从而进一步提升学生对计算机知识的认识,也进一步了解软件产业对软件人才的要求,适应软件产业的环境,从而更好地增强教学效果。 5 结束语 计算机软件基础是一门实践性强的课程,其实验教学要适时推进,这是增强课程教学效果的需要,也是提升学生素质的需要。在实验教学中,教师角色的转换,学生主体地位的重申,社会单位作用的发挥,都深刻影响着学生学习本门课程的效果。在目前的形势下,要充分发挥计算机软件基础作为培养应用型人才的重要基础课程的作用,充分发挥教师、学生、社会单位在该课程中的积极作用,就必须抓好实验环节的教学工作。只有实验教学才能更好得实现教师与学生互动、学校与社会互动,才能培养出适合软件产业发展需求的应用型人才。 计算机软件基础论文:计算机软件基础教学的改革思考 【摘要】本文针对计算机软件技术基础课程教授过中出现的主要问题,提出了对教学实践环节的几点改革意见。 【关键词】计算机软件技术基础;课程;软件设计 “计算机软件技术基础”是计算机基础教育的基本内容,是学生在本专业学习和研究中,开展计算机应用和系统开发的立足点。计算机基础教育的任务和目标是培养既精通本专业知识,又能掌握计算机应用技能的复合型人才。这种复合型人才所具有的能力结构不是简单的一维层次结构,而是网状的空间结构,即包括:学生的本专业知识、计算机应用能力和信息素养。如何适应素质教育的要求,如何使学生的专业知识与计算机技术结合,如何使学生在已有的操作使用能力基础上,提高应用开发能力,培养研究创新能力,《计算机软件技术基础》课程教学有着重要的作用。 1.教学现况与存在的问题 1.1 学生方面 由于非计算机专业学生来源不同,故其基础也是不同的。学生在高中所学的前续程序课程分别为C语言、VB和VF,个别地区的高中甚至没有开设计算机语言课程。由于软件基础课的第一部分为数据结构,涉及到相当多的指针操作,所以学过C语言的学生基础相对较好,教学中容易理解教学内容。而学VB,VF的学生对指针没有任何概念,对教学内容的理解相当困难,更不用说没有学过语言的学生。这是由前续课程带来的问题。 半数以上的学员一开始对该门课程的学习抱有极大的热情,然而随着课程难度的逐渐加大,编程技术底子较薄或接受能力较差的学员开始退缩,主要反映在大型程序设计作业完成情况上,分工不均衡,出现能者干、庸者看的现象。这与课程的设置有关。 1.2 课程设置方面 这门课程涉及到的内容很多,主要包括数据结构、结构化程序设计、面向对象程序设计。这几个部分对于计算机专业而言都是单独的一门课程,但是现在要把各部分的内容综合到一门课程中去,便给教学带来一定的难度。 这门课程的学时数有限,笔者所在学校安排了58学时(理论28学时、实验28学时、考试2学时),教学的时间非常有限,要在这么短的时间内学好所有的内容,对学生和教师都是一个挑战。 2.教学改革方面的几点建议 2.1 传统的课堂教学与新兴网络教学的完美结合 传统教学模式的主要手段就是“粉笔+黑板”,这种教学手段可以充分展示教师的教学思路,展示教师的个人教学魅力,同时可以留给学生充裕的思考时间和完成笔记的时间。这种教学主要应避免“满堂灌”和“面面俱到”,而是对一些原理性、概念性较强的教学内容采用这种教学。如:链表的概念,几种查找、排序的方法以及他们之间的差异等内容都可以使用这种教学方法。例如,在讲授应用结构体处理数据时,我们举了一个显示输出输入的几组学生数据的例题,在课堂上,采用板书方式分步介绍了如何定义结构体,如何建立输入功能子函数,如何建立输出功能子函数,要求学生给出完 整的程序和输出结果。然后又给学生布置一个作业,要求使用链表处理信息,程序运行后需按序显示输入的学生信息。这样就可以让学生进一步掌握动态分配空间函数的应用及如何创建链表和它在C语言程序中的应用。 “粉笔”黑板”这种教学看似简单和落后,但如果提供了完善的网络环境,学生就能在园区网上看到教师已经制作完成的课件,就能根据自己的学习需要检索教师当天教学的板书,播放教师的某段讲解。这种教学模式使学生能够在课堂上紧跟教师思路,减少了完成笔记的时间,提高课堂效率。 2.2 目标驱动理念在课堂教学中的应用 建立在建构主义理论基础之上的目标体验教学是以学生为中心,以教学目标为驱动的教学方式,属于探究式教学模式的一种。其显著表现是:教师的教学与学生的学习都是围绕着一个目标,而这个目标又包含着几个小目标,每一个具有建构思想的目标驱动都要符合学生的“最近发展区”规律。最近发展区主要是指学生的潜在发展水平,在此水平上,学生还不能独立完成学习目标,但经过启发、帮助和努力,就能完成目标。例如,在讲述“排序”时,首先就要求教师已经介绍过冒泡排序和快速排序这两种互换类排序方法,而且学生已熟练掌握。在这基础上,就可以对学生讲解简单插入排序和希尔排序这两种插入类排序,也可以讲授简单选择排序和堆排序。在这个教学过程中,冒泡排序和快速排序就是学生现有的发展水平,学生能独立地、自如地完成教师提出的教学目标;而其他排序方法则是尚处于形成状态,还不能独立完成的教学目标,是学生的潜在发展水平,在教师帮助下,通过训练和学生自己的努力才能完成的教学目标。 2.3 注重培养学生的动手能力 在计算机课程的教授中,许多老师比较注重概念、语法的讲解,却忽略对能力的培养,这样培养出来的学生在上机时就会不知从何下手因此在教学过程中,在介绍完基本概念和语法知识后,可以利用更多的课时来对学生的思维方式进行引导对常用的软件设计方法可以从“拿到题目”“如何分析”“如何解决”“最后具体程序实现”的整个过程进行全方位的启发这样能提高学生的软件设计能力,使学生如何设计该类软件有一个基本思路,知道如何去思考问题,如何去解决问题,方向明确、思路清晰。 2.4 改变单一考试模式 考试是学生学习导向的指挥棒,也是检验教学效果的基本方法。计算机软件技术基础是典型的实践性课程,单一理论考试模式无法掌握学生上机操作水平。我们采取厂“笔试+上机”的考核方式,任何一项成绩不通过这门课程学习就不合格。机试成绩并不是一次给出,在平时上机实验中就分阶段进行考核,可以随时掌握学生的学习和应用情况。例如,可以给出一些应用题,让学生通过分析找出解决方法,训练学生掌握应用领域的知识并综合运用知识的能力。新的考核方法给了学生一个发挥才能的空间。变被动的应试为主动的学习,使学生成为考试的主人。学生在解决问题时若有创新,就可以得高分。这样。可以激发学生的学习积极性和求知欲,给他们展示自己才能的机会。充分发挥创造力和想象力。 3.结束语 “计算机软件技术基础”课程对于从事计算机应用领域的非计算机专业人员是相当重要的,同时对于计算机应用领域的发展也起着十分重要的作用本文中针对该课程现阶段教学中存在的问题,提出了改进的方法实践证明,该方法能有效地提高学生的软件设计能力和创作能力,是教学上的一种较好的开拓。 计算机软件基础论文:探究计算机软件基础数据结构之算法 摘要:近年来计算机在我国各行各业扮演的越来越重要的角色,加强对计算机的有效性探讨是实现计算机为各行各业服务的关键。计算机数据结构主要指的是信息在计算机内的寄存方式和信息的集合和整理。计算机数据结构经常与算法相联系。算法是被计算机所识别的指令,算法是通过数据结构所进行的信息储存。算法和数据结构二者是相互作用的,通过对算法蕴藏信息的分析可以有效的解决计算机存在的一些问题,提高处理效率和速度。 关键词:计算机软件 数据结构 算法 一、引言 随着计算机在在我国各行各业发挥的作用日益凸显,计算机的数据结构只的是信息在计算机 寄存方式和信息的集合和整理。计算机结构与算法关联甚广,因此加强计算机数据结构算法的研究对于计算机研究十分重要。下面我们将对计算机基础数据的算法进行相应的介绍。 二、计算机软件基础数据结构之算法概述 (一)算法的两要素 算法包括两要素,一部分指的是对信息的操作处理,这部分对信息的操作处理包括四种处理方式,分别为逻辑符合,数学计算,信息的对比以及信息的传递另一部分指的是对信息的处理方式的操作,它引导指令进行有序的进行。 (二)算法的特征 算法是有限指令的整体,这些指令表明了处理问题的步骤,针对相应的问题,算法可以对定值按照原先设定的指令进行运算处理,并且通过一定数量的运算后传送出计算机得出的最后结果。这就要求算法包含有限的指令,同时各项指令都 应该明确,不能多层含义,同时也要求这些指令都是计算机能力范围之内的,超出计算机范围以外的不仅不能起到积极效果反而会对以后的操作造成一定负面影响。算法对处理对象没有要求,同时被处理对象也不会对这些指令产生影响。 (三)算法的表示 很多人可以通过文字或者符合翻译算法,一般翻译法包括一般性文字,C语言,程序图,PAD图等。其中一般性文字和C语言是具体详细的描述算法的。他可以使学习者更容易学会。 (四)常用的算法 1.枚举法 枚举法是指对信息的某些独特特点估计运行结果的区域,然后通过一些手段检验该区域的每种结果,直到验证到所有饿都符合才加以停止。这些验证有的是可以满足算法的要求的,同时也存在着一些不能满足算法要求的,这些满足的对象就是计算机最终会传递的结果,那些不能满足算法要求的就表明该算法无解。 枚举法具有工作原理简单,容易接受的优点,但是枚举法有显著的缺点就是工程量大工作时间长,枚举法一般只适用于无法用别的方法解决的问题。 枚举法包括以下步骤: 1.1通过对问题的思考,预估问题的大致方向 1.2选出合适的枚举形式。枚举形式包括顺序法,对比法类型列举法等 1.3将可能的方向进行一一验证 1.4确定哪些情况是合理的哪些是不合理的,得出最终结果。 2.迭代法 迭代法与枚举法相比比较粗糙,生活中很多方面都需要这种方式进行问题的处理它的显著特点就是可以将一个麻烦的问题转化成为比较简单迭代算式,这样就会形成问题由难至简的循环,从何最终得出答案。 3.递推和递归法 递推和递归法是比较常用的一种方法,通过对一些特殊的公式的性质加以推导得出结果。递推法和递归法从简单入手,把前面得出的结果进行到后面的推理之间可以更加方便结果的得出。 三、计算机软件基础数据结构之算法的设计要求 算法就如同人与计算机之间进行沟通和交流的语言,通过算法作为中介可以加强人与计算机的距离,让计算机按照预先设定的指令一样去执行任务。但是要遵循一定的原则。 (一)正确性 设计者首先要按照算法的规则编译指令进行编译,只有按照规则的编译才能实现和计算机的交流,让它按照规定执行任务。如果出现错误的指令那么将会对引出不准确的结果。 (二)可读性 算法一定要具有可读性的原则,只有可读性才能让人对算法一目了然,如果算法过于复杂和晦涩会让人难以理解原理。 (三)稳定性 算法的稳定可以使得计算机在运用时的稳定性能的保持,试问如果计算机在运行的时候总会出现错误,给人的感觉整体下降。稳定性对于算法来说至关重要,同时对于计算机的规范使用也至关重要。 (四)高效低耗能性 计算机内部器件的好坏对于计算机性能的高低具有决定性作用。算法亦如此,好的算法可以在最短的时间得出答案并且使用最低的耗能得出答案。 四、计算机软件基础数据之算法的复杂性分析 (一)运行时间长 一般设计者并不是根据计算机的算法衡量时长,算法运行的载体依然是计算机,因此计算机地运行速度是受很多因素的影响的。一样的计算法在不同的载体上会产生不一样的效果,这一效果并不是对算法效率的评判而是表现在时间的耗损上,耗损程度作为评价算法的好坏标准。 (二)内存消耗 内存消耗指的是计算机在运行算法时需要用到空间大小的尺度。内存消耗有传入传出信息所占的内存以及算法在运行过程中暂时占用内存的大小。传入传出信息占据的比例和问题相关,并不会随着算法的变化而变化,在运行过程中暂时性占用的内存大小往往是由算法决定的,好的算法可以占据比较小的内存,相反坏的内存则会占据教的的内存。 五、结束语 计算机在近年来以及其迅速的脚步占领各个行业,计算机软件基础数据结构之算法是学校者了解计算机数据结构的基础,通过对它的学习可以帮助学生更科学的认识到计算机的运行情况,并且使得学习者更好的掌握。本文从计算机软件基础数据结构之算法概述,计算机软件基础数据结构之算法的设计要求,以及计算机软件基础数据之算法的复杂性分析进行了相关的介绍。 计算机软件基础论文:计算机软件基础数据结构之算法分析 摘 要:计算机软件的基础数据结构,主要负责讲解计算机内信息的寄存方式、集合和整理,通常是与算法密不可分的。算法是能够被计算机分辨和识别的指令,指令的内容就是通过计算机软件基础数据结构来进行寄存的信息。数据结构的算法分析,可以使计算机处理比较复杂的难题,提高了效率,本文对计算机基础数据结构的算法进行了分析。 关键词:计算机软件;基础数据结构;算法分析;复杂度 1 算法的概述 1.1 算法两要素 算法主要包括两部分:信息的处理操作和信息处理方式的操作结构,对信息的处理操作一般包括逻辑符号、数学计算、信息传递和信息对比,操作结构可以指引指令有序进行,通常用流程图来描述。 1.2 算法的主要特征 有限指令的主要部分就是算法,有限指令能够明确处理问题的步骤。面对问题,算法能够对各种定值指令进行预算处理,通过运算传达最后的计算结果。算法的特点主要为:指令的数量必须有限;指令不能超出计算机的能力范围;被处理的对象不受指令影响,对象数量不影响指令,必须要有至少一个传递末端。 1.3 算法表示方法 目前编译算法一般都用符号和文字来进行,主要包括程序图、C语言、PAD图,一般性文字等。C语言和一般性文字能够具体详细的描述算法,其他方法描述算法是大致内容并进行作图,更加直观的表达,便于学习理解。 1.4 常用的算法 常用的算法主要包括枚举法、迭代法、递推和递归法。枚举法内容是指通过信息特点对运行结果的可能区域进行估计,然后利用一些方法手段检查各个结果,直到所有结果都符合。在验证过程中,验证对象如果满足算法要求,这个验证对象就是最终计算机传递的结果,如果没有达到要求的对象,那么算法就无解。迭代法是一种较为粗略的方法,可以把麻烦复杂的问题转化为较为简单的迭代式子,通过循环这个步骤,达到由繁化简并最终得出答案的目的,该法适合非数值类问题的计算。递推法和递归法是主要的算法制定编写法,都通过运用特殊公式逐项推导而来的。 2 算法设计要求 算法像语言一样,是计算机和人类沟通时的语言,通过算法,人们不仅可以跟计算机进行交流,还可以按照指令执行任务。因此所有的指令必须要符合一定的行为准则,算法的设计要求主要包括以下几点: 2.1 具有正确性 设计者编译指令时必须要按照算法的规则来进行,从而保证人和计算机正确的交流,保证计算机执行好任务。正确性中最重要的就是避免语法错误的出现,从而能够为正确答案的得出做好准备。 2.2 具有可读性 算法具有可持续性,是指算法总体思路容易让人理解,是想一下,一个非常混乱的算法,即使再聪明的人也很难明白算法原理的,更不用说得出计算机答案。 2.3 具有稳定性 就像机械设备似的,如果工作状态不稳定,那么就会很容易出现难懂奇怪的问题,算法如果不够稳定,计算机在正常运行的时候,也会很容易出现错误。经常出现的错误就是乱码,就会让人感觉像是算法存在严重问题。 2.4 具有高效低耗的性能 计算机性能的好坏取决于内部的器件好坏,算法也是这样的。好算法可以用最低能耗最短时间来得出答案,计算机内部的工作原理可以决定这些因素,其中最主要的就是存储大小和运算速度的联系。 3 算法复杂度的分析 算法复杂度决定了一个算法执行并得出结果需要的总时间,设计者通常是根据算法复杂度来判断对算法的总效率来进行判断的,这是因为时间的消耗和算法需要的内存情况是直接联系挂钩的。评判者主要是依据运行的时长以及内存的消耗来进行判断的。下面就简要介绍一下运行时长以及内存消耗: 3.1 运行的时长 通常来讲设计者不是依据算法的总运行时间来衡量时间长短的,这是因为计算机仍然是算法正常运行的载体,计算机的运行速度跟许多因素有关,例如计算机的运行环境、计算机内部使用损耗等。因此,同一种算法在不同的计算机运行载体上运行的效果也是有很大差别的。一般来说,计算机运行时长的大小不是衡量算法效率的一种标准,而是判断算法运行时间损耗的一项指标,能够在一定程度上评判算法运行的好坏。 3.2 内存的消耗 计算机运行算法,会暂时占用相关的空间,被占用的空间大小尺度就是常说的内存消耗,内存消耗与相关的函数紧密联系。内存消耗主要内容是传入和传出信息占用的内存、算法在运行过程中暂时占用的内存等。传入和传出信息占用的内存跟需要解决处理的问题是相关的,不会因算法变化而变化;算法运行中暂时占用的内存大小是由算法来决定的,不同的算法需要不同的内存,因此,比较好的算法需要的内存也比较少,这也是内存消耗成为评判算法好坏的又一个非常重要的标准。 计算机软件基础论文:计算机软件技术基础课程教学探讨 摘 要:针对计算机软件技术基础课程的内容与特点,探讨了传统教学中存在的不足,提出几点行之有效的教学改革方法。这些方法在实践中取得了实效,对该课程的教学改革具有一定的意义。 关键词:计算机软件技术基础 课程 教学改革 计算机软件技术基础是为非计算机专业开设的课程,该课程是后续课程的基础,涉及内容比较广泛,包括数据结构、操作系统、数据库系统、计算机网络、软件工程技术、管理信息系统等内容,具有很强的理论和实践性。本课程有如下三个难点。 (1)该课程的内容多、跨度大、学生把握重点有些困难。 (2)计算机软件技术基础是一门内容综合的课程,涉及的知识面广,学生对基础课程的知识和理解程度有所差别,授课中比较难掌握。 (3)计算机软件技术基础是一门应用性很强的课程,需要理论与实践相结合。 针对以上难点问题,本人分析了目前该课程在授课中普遍存在的问题,并从实际要求出发,对计算机软件技术基础课程的教学改革进行探讨。 1 计算机软件技术基础课程存在的 问题 (1)目前,大多数老师采用常规的灌输式教学方法,以教师讲授为主,学生处于被动的学习接受状态,缺乏对课程学习的兴趣和主动性,启发式教学没有充分运用。 (2)有时为了增强学生的兴趣和信心,往往较低教学难度,大部分时间讲授基本概念,而对程序设计和调试技巧等较深的知识只是点到为止或者避而不谈。导致大量学生学完本课程,只会背诵几个基本概念,并没有真正掌握程序设计的很多精华思想和编程技巧,更没有了解软件是如何管理计算机全部资源的。 (3)计算机软件技术基础实验课在机房内进行验证性实验,实验时教师只是把实验目的、具体程序、程序实现的功能等内容介绍给学生,学生直接输入程序代码,然后获取实验数据,验证理论知识。这样,学生只是机械的进行程序录入,不用独立思考,所以不能深入细致的分析和调试, 2 课程教学改革 (1)教师主导性和学生主体性相结合 充分调动学生学习的主动性,引导学生自觉的学习和发展,教学过程实质是教师教和学生学的互动,只有这样,才能使师生之间和学生之间教学相长、信息交流,从而达到知识与兴趣共存,进而实现教学共赢。课程教学过程中,采用启发式教学,随时了解学生对知识点的理解和掌握,调动学生学习的热情。 (2)采用案例引导式教学 在课堂理论知识的讲授中,尤其是讲解新知识时,采用实际的案例进行演示说明,把学生带入特定的情景中进行思考;在演示过程中,逐步引出各个相关概念,加深学生对基本概念与原理的理解,进而提高学生运用理论知识分析和解决实际问题的能力。 案例引导的课程教学,能为学生在理论和实践之间搭起一座桥梁。学生带着多个基本概念和知识点的任务通过生动形象的案例进行学习,既容易激发学生的学习兴趣,又有利于学生迅速掌握抽象、枯燥的概念,以及各相关知识点之间的内在联系。在讲授的过程中循序渐进、环环相扣,优化教学内容。 (3)注重实践环节 对于计算机软件技术基础这门实践性特别强的课程,必须把理论课和实验课结合起来讲解才能培养学生的能力,而且实践教学不再是理论教学的附属,它与理论教学同等重要,学生可以通过实验课的练习领会理论教学中所学的知识,在上机的指导过程中,不仅要指导学生软件设计的基本方法、程序调试的基本技巧,还要对学生思维方式进行引导。对实践环节中的软件设计从“给定题目”―“具体分析”―“解决问题”―“程序实现”―“运行调试”的整个过程进行全方位的启发。使学生掌握软件设计的基本思想,知道如何思考问题和解决问题. 3 结语 计算机软件技术基础是一门理论与实践相结合的课程。该文针对该课程现有教学中存在的问题,提出了改进方法。实践证明,该方法取得了良好的教学效果,能够帮助学生系统掌握课程知识,切实提高实践能力。 计算机软件基础论文:计算机软件技术基础课程教学研究 【摘 要】本文阐述了计算机软件技术基础课程教学特点和教学目的,针对课程教学现状,分别从明确教学目标、丰富课堂教学手段、巧设学习情境和构建良好师生关系等几方面对计算机软件技术基础课程教学策略进行了探讨。 【关键词】软件技术基础 课程教学 研究 一、引言 科学技术的飞速发展,使计算机技术在社会生活各个领域得到了广泛的应用。计算机软件技术基础是高校计算机基础教学中的重要内容,随着《关于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见暨计算机基础课程教学基本要求(试行)》 的出台,国家对计算机基础教学提出了新的要求,即打破传统教育模式,以人为本,学生为主体,造就既精通本专业基础知识,又能掌握计算机应用技能的复合型人才,达到素质教育的培养目标。 计算机软件技术理论,是学生学以致用的基础,其涉及的知识面广、概念多、原理复杂和抽象,理解上会有一定的困难。因此,从计算机教学出发,对计算机软件技术基础课程教学知识体系、教学模式和教学方法等进行深入的分析和研究,寻找科学的教学方法,全面提升学生软件开发应用技能和解决实际问题的能力,为学生终身可持续发展提供更为广阔的空间,就显得尤为重要和迫在眉睫。 二、计算机软件技术基础课程教学特点和教学目的 计算机软件技术基础课程既是集计算机网络基础、操作系统、数据结构、软件工程以及数据库等多门专业课为一体的综合课程,涉及面广,内容相对独立,也是一门理论与实践结合性较强的课程,其线性结构、非线性结构、图、查找、排序等数据结构与算法之间关系复杂。教学中,应针对应用实例,对编程中常用的算法给予重点讲解,对典型数据结构数据元素的集合关系以及基本运算展开教学研究和深入的讲解。 计算机软件技术基础课程的教学目标,是用科学的方法引导学生,通过课程学习,既掌握计算机软件技术基本理论知识、具备开发应用软件所必需的软件基础知识、懂得高级编程语言知识、丰富编程技术和基本算法,又熟练运用程序设计的思维和方法,使其软件素质得到提高,抽象思维能力,灵活运用高级语言进行程序设计和动手编程解决实际问题的能力得到加强。 三、计算机软件技术基础课程教学现状分析与对策研究 (一)现状分析 基础知识不扎实。学生计算机知识较薄弱,尤其是该课程是以概念多、抽象而复杂的“C语言程序设计”为基础的学科,理论知识多、应用层面的内容相对较少,学生难以理解的同时,感觉枯燥乏味,产生畏难情绪,加重了思想包袱,严重影响了学生的学习热情。 教学方法单一。缺乏先进的教学理念的指导,教学策略上缺乏创新,沿袭着“你教我学”的教学模式,学生始终处于被动学习的地位,积极性受到压抑,自身创造力和潜能未能得到有效发挥,知识传输与能力培养相互割裂。 课时限制。该课程知识点较多,课程学时安排较短,教师偏重基本理论讲解,学生在短时间内难以消化吸收包括数据结构、操作系统等繁杂的基本概念,而程序设计和调试技巧等实践性较强的部分往往因课时限制只能点到为止,学生无法体会课程的乐趣,更无法进行深入研究,严重影响了教学目标的实现。 (二)对策研究 明确教学目标。摒弃传统教学方式,倡导以学生为中心,注重学生知识水平和技能的培养。教师应对计算机软件技术基础有一个全新的定位,在对教材知识点内涵与外延正确把握的基础上,精心设计和巧妙安排学生易于接受的课堂教学活动,准确驾驭计算机软件技术基础课堂教学,将“任务驱动法”、“合作学习法”等优秀教学方法组合运用,创设探究情境,激发学生的学习热情,使其对操作系统、 数据结构、 数据库技术等功能和运用产生浓厚的兴趣,不断提高学习能力。 丰富课堂教学手段。以“任务驱动法”为代表的互动教学法,是上世纪80年代后逐渐发展成熟的实践型教学方法,是国内外运用较多的、先进的教学理念。它是让学生在“做中学”,通过学生的参与和体验,在完成任务过程中主动地去分析和思考问题,加深对知识的理解和感知,共同探讨解决问题的方法,进而达到对知识、技能的理解和掌握,既增强了知识点的融会贯通,也强化了学生主动积极的学习意识。 巧设学习情境。软件技术基础课程教学目的,是让学生打破常规,启迪思想,通过探索、实践,掌握理论知识并能灵活地加以应用。“情境教学”正是基于这一先进思想的教学方式。如学习语言编译时,使用“栈”可实现函数过程的调用。当计算机输出数据打印时,打印机速度慢,为解决这个问题,教师安排学生们分组讨论,最终在操作系统中设一个打印队列,将打印任务逐个完成,避免了数据丢失或打印次序混乱。任务进行过程中,学生们热情高涨,积极思维,体会知识的奥妙,深刻认识到了这门课程的意义和作用,同时小组成员团结协作,焕发出可贵的集体智慧,在目标实现过程中体验成功带来的巨大喜悦。 构建良好师生关系。教师传道授业,是学生学习的组织者和倡导者,更应成为学生的良师益友,将抽象的、枯燥的软件技术基础,用实用化和情趣化的现代教学思想巧妙呈现,产生共鸣、碰撞智慧的火花,使学生充分感受学科魅力,从而启迪心灵,放飞思想。当学生暴露出畏难或厌烦情绪时,教师应给予最大限度的宽容和理解,并用科学的思想加以引导,鼓励他们打破常规、迎难而上,与学生共同完成知识点的跨越。 四、结论 综上所述,打造充满生机和活力的计算机软件技术基础课程教学,是新时期高校教学的需要,也是实施素质教育的关键。只有对教学现状进行深入的分析和研究,采用科学的方法正确梳理教学思路,将优秀的现代教学思想融入计算机软件技术基础课程教学,优化教学过程,才能实现教学相长,不断提高计算机软件技术基础课程教学的实效。 作者简介: 范晓静,(1979.1―)女,籍贯:内蒙古呼和浩特市,2005年毕业于内蒙古大学计算机网络专业,2012年至今就读于同济大学软件学院软件工程硕士,工作单位:呼和浩特职业学院,讲师,研究方向:计算机网络、软件工程。 计算机软件基础论文:计算机软件技术基础课程的案例建设 摘要:案例教学能有效提高学生分析问题和解决问题的能力,是现代教育的常用教学方法之一。文章分析案例教学中的案例特征,以实际工程项目的一个子系统为背景,设计实时仿真监视系统案例并介绍案例的具体建设情况,指出该案例对提高学生的学习兴趣以及分析问题和解决问题的能力具有明显的效果。 关键词:软件技术基础;案例教学;案例建设;实时仿真;监视系统 1、计算机软件技术基础课程中案例教学的必要性 计算机软件技术基础是仿真工程与自动化专业的优秀课程之一,是一门应用性很强的专业基础课。该课程是整合课程,主要包括c++面向对象程序设计、算法与数据结构、操作系统、软件工程等方面的内容,知识庞杂且难以掌握。学生在学习该课程之后常常感到困惑:所学知识有什么用,怎样运用所学知识?一些学生虽然能够在考试中考出高分,却不知道怎样解决实际问题。如何使学生认识所学知识的用途,融会贯通并灵活运用,是这门课应重点考虑的问题。目前,案例教学在法律类和管理类课程教学中的地位和作用已在教育界达成共识。教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会于2006年6月了《关于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见暨计算机基础课程教学基本要求(试行)》白皮书,明确指出在教学方法和手段上运用案例教学的必要性,因此,将案例教学作为一种教学方法引入工科类课程的教学,具有可行性和必要性。 2、认识案例 案例教学法就是在教师的指导下,根据教学目的和要求,以案例为基本素材,把学生带人特定的教学情境中进行思考,以此加深学生对基本原理和概念的理解,进而培养并提高学生运用理论知识分析问题和锯决问题能力的一种教学方法。 案例是案例教学的基础,离开了案例,案例教学就无从谈起。案例与一般教学中的例题有着本质区别,案例教学中的案例是将多个知识点融人一个整体来解决实际问题,涉及的知识面广,知识间具有连贯性和系统性,涵盖的知识具有综合性的特点,知识和原理蕴藏于案例之中。一般教学中的例题往往是配合某一章节或某一知识点,从某个角度、某个方面或某个层次反映所学理论和方法,起着验证和说明作用,常常带有为讲知识而杜撰例子的痕迹,各个例题之间相对独立,涵盖的知识单一,知识和原理孤立地呈现在学生面前。一般说来,工科类课程的案例应具有以下基本特征。 1)真实性。 客观真实性是案例的基本特征。教学案例应源于真实,取材于工程实际或科研课题,但是又要高于真实。为了突出主题,可以对真实做一定的删减处理。 2)综合性。 案例应是综合知识的载体,既要以学生已掌握的知识为依据辐射足够多的知识点,又要在匹配教学内容的基础上对知识有一定程度的扩展。 3)完整性。 案例是完整过程的载体,涉及了解背景、查询资料、分析信息、发现问题、探求方法、采取行动、解决问题的全过程。 4)启发性。 案例教学着眼于能力的培养,希望得到的不是案例的标准答案,而是解决问题的思维方法和能力。案例中,解决问题的方式是开放性的,可以留给学生想象的空间和发挥的余地。 5)实践性。 学生可以对案例进行复现、改进和完善,也可以按照自己的思考去实现,增强理论应用于实际的能力,实现从理论到实践的转化。 3、案例建设 案例教学的前提是高质量的案例,高质量的案例既要覆盖足够的知识,又要控制合适的规模。规模过小,则不能溶入足够的知识,也不能提供足够的研讨与思维空间;规模过大,则在短时间内难以被学生接受,不能得到预期的教学效果。笔者以实际工程项目卫星实时仿真系统的一个子系统为案例背景,在突出主题的前提下,进行了适当的详略及删减处理,形成了“实时仿真监视系统”案例。 3.1 案例背景简介 卫星实时仿真系统能够对卫星的方案、设计、集成、测试和运行各个阶段进行仿真验证,是提高卫星总体设计水平的重要手段,其网络关系连接如图1所示。在此系统中,仿真模型解算、物理设备接口等苛刻实时约束的节点通过反射内存互联,构成实时内环,外环则通过普通网络互联,将人机交互、可视化、数据处理等实时约束弱的节点互联,内、外环都可以根据需要扩充且内环不受外环影响,苛刻实时得到保障。转发计算机完成内存数据的提取并转发外环,仿真管理计算机则同时管理内、外环系统。卫星仿真监控是卫星实时仿真过程中的重要一环,它将抽象的仿真活动形象化,并及时将信号数据以各种方式反馈给用户,以利于用户分析、理解和决策。卫星实时仿真监控系统,能够模拟通过控制、监视和测量星上设备的工作状态实现实时连续地记录工作过程、测试数据和描绘曲线。图1中,人机交互计算机、曲线显示计算机和三维显示等外环计算机共同实现仿真监视功能。我们将人机交互计算机和曲线显示计算机的功能提取出来,要求系统具有一定的通用性,能够适应不同监视任务和不同数据类型,形成“实时仿真监视系统”案例。 3.2 实时仿真监视系统案例 实时仿真监视系统的工作原理为:转发计算机完成内存数据的提取并转发外环,外环上的实时仿真监视系统首先进行初始化,随后自动生成系统主界面。系统支持两种运行模式:监视模式和回放模式。在监视模式下,系统既要处理主界面信息,又要处理网络数据。主界面信息的处理包括响应用户交互消息、更新实时监视界面、实时绘制曲线;网络数据的处理包接监听网络端口,接收、解析和保存数据包,将有效数据写入共享数据结构,供给系统绘制曲线。在回放模式下,不再需要对网络进行监听,直接读取监视模式下保存的原始数据文件,然后进行相应处理即可。 为实现上述目的,使系统具有一定的通用性,我们设计了如下方案: (1)在软件工程思想指导下,进行需求分析、总体设计、详细设计、编码实现以及综合测试。通过该案例,让学生对软件工程思想指导下的软件开发全过程有一个感性认识; (2)采用多线程技术实现监视模式下的主界面信息处理和网络数据处理,仅用单线程实现回放模式; (3)设计一个数据包发送测试程序,模拟转发计算机的功能。 为此,我们结合本课程的基本知识点将系统的主要功能模块划分为界面管理和数据处理两大部分,界面管理部分主要承担主界面信息的处理,数据处理部分则主要负责数据的处理。 3.2.1 界面管理 系统运行过程中始终需要对系统主界面进行管理。从运行初期的生成主界面,到运行中的监视过程的显示,再到最终的系统结束,都需要对主界面进行即时的调整。为了提高通用性,系统采用基于配置文件的方式,通过用户提供的配置文件,动态改变系统监视任务,也就是说,系统能够改变每次运行时的任务,主界面显示的内容具有不确定性。 1)读取配置文件,获取初始化信息。 系统运行之前,需要进行初始化,这就需要系统读取配置文件,包括全部信号、实时显示信号、数据包类型等配置文件。用户必须按照约定的正确格式提供配置文件,否则系统有可能无法正确识别相关信息。从软件工程的角度,配置文件的设计与确定应在总体设计阶段完成。配置文件的类型、组织方式以及数据正确性的检验,都是学生可以自由发挥和扩展的内容。 2)自动生成实时监视界面。 监视对象的不确定性使得系统的监视界面无法固定,然而,不能将界面的生成工作完全交给用户完成,这就需要设计一种适用于不同监视任务的界面生成算法,使系统将界面生成工作承担下来。另外,系统界面的尺寸等信息是用户所不知道的,因此被监视的信号在系统主界面中的显示位置无法由用户设定,这就需要系统自己完成界面的排布任务。因此,要求设计一个具有较强通用性的监视界面自适应生成算法,这部分涉及算法设计和计算机系统配置的获取等基础知识,算法设计是学生能够自由发挥并出彩的部分。 3)定时更新监视界面。 为了实现实时监视功能,系统需要对监视界面进行定时更新,以显示当前被监视信号的实时数据。为了满足用户的不同需求,系统提供0.5s、1s、2s三种刷新频率。系统可以根据用户选择的刷新频率对主界面进行更新。这部分主要涉及定时器的使用。 4)处理用户交互消息。 系统需要对用户的交互消息进行处理,主要为鼠标消息,包括运行模式的切换、仿真的开始与结束、加载历史数据包文件等。这部分涉及所选编程环境下的消息响应机制问题。 3.2.2 数据处理 系统在运行过程中,需要对数据包进行接收、解析和存储,还要为曲线绘制提供原始数据,因此需要设计一个专用的数据结构。 1)接收网络数据包。 在监控模式下,系统既要处理主界面信息,又要通过网络接收数据包。为了避免“漏掉”数据包,系统必须对网络持续进行监听。如果主线程将大量时间用在网络监听上,势必无法对用户的交互做出及时响应。因此,需要将数据包的接收放在一个单独的线程中。这涉及操作系统进程管理的相关概念,是多线程程序设计技术的典型应用;也涉及网络通信技术,需要了解网络通信协议等相关知识。 2)解析数据包。 在接收到数据包后,需要将数据包内的数据进行解析,获得数据包内的数据,将最新的数据更新至系统对应的变量中,以供实时显示。解析数据包涉及网络通信程序设计技术。 3)保存原始数据包。 系统要求有回放功能,因此需要将接收到的数据包写入文件,进行永久保存。数据包的保存有两种方式:解析后按段保存和作为整体进行二进制保存。第一种方法耗时,需较大工作量。第二种方法简便,工作量小。显然第二种方法更适合本系统。由于系统必须适应两种类型的数据包,因此,进行数据保存时,采用以形参类型为区别的方式进行同名函数的重载,实现两种类型数据包文件的存储。这部分功能涉及C++面向对象程序设计中的重载技术以及文件操作技术。 4)读取数据文件,获取数据包。 在回放模式下,系统不再对网络进行监听,不进行数据包的接收,需要通过读取之前保存的原始数据包文件获得数据包。原始数据包文件保存的是二进制形式的数据包,系统每次读取之后需要对数据包进行解析,这与接收到数据包的过程是一样的,不同之处在于回放过程不再需要将数据包进行保存。这涉及C++面向对象程序设计中的文件操作,同时,通过监视模式下的多线程程序设计与回放模式下的单线程程序设计的对比,使学生真切感受并理解多线程程序设计技术及其应用场合等。 5)共享数据。 系统嵌套了曲线绘制模块,因此,数据处理与曲线绘制之间需要有一块共享数据内存。在收到数据包并解析后,马上将有用的信息写入该共享内存。写入操作由数据包接收线程处理,读取操作由主线程内的曲线绘制模块完成,因此,需要对两个线程进行同步。这涉及数据结构的设计和操作系统的同步与互斥。 6)快速查找。 系统支持大数据量下的仿真监视,对数据的快速查找有较高的需求,因此,需要设计支持快速查找的哈希表数据结构,包括哈希函数的确定、冲突的解决等,这涉及数据结构的哈希表技术。 4、结语 “实时仿真监视系统”案例,涵盖了软件工程、c++面向对象程序设计、算法与数据结构、操作系统和网络通信等计算机软件技术基础课程及其先导与后继课程的知识点,是一个与学生所学专业密切相关的实际应用系统,容易引起学生的兴趣,也容易被学生理解和接受。这样的案例既与教学目标相吻合,又便于教师驾驭和把握。 从学生反馈的情况看,学生普遍认为,案例教学法方式新颖,实时仿真监视系统案例与专业基础结合紧密;能引导学生积极思考,提高学生的学习兴趣以及分析问题和解决问题的能力。该案例在教学过程中取得了明显的教学效果。 为了更好地开展案例教学,我们必须把建设高质量的案例作为重点来抓,选择合适的案例背景,制定合理的案例建设计划。实践证明,只有经过长时间的积累、认真的思考、精心的选择和多次教学实践,才能获得高质量的教学案例;只有经过团队的长期努力,才能建设高质量的教学案例库。 计算机软件基础论文:计算机软件技术基础课程的案例建设 摘要:案例教学能有效提高学生分析问题和解决问题的能力,是现代教育的常用教学方法之一。文章分析案例教学中的案例特征,以实际工程项目的一个子系统为背景,设计实时仿真监视系统案例并介绍案例的具体建设情况,指出该案例对提高学生的学习兴趣以及分析问题和解决问题的能力具有明显的效果。 关键词:软件技术基础;案例教学;案例建设;实时仿真;监视系统 1、计算机软件技术基础课程中案例教学的必要性 计算机软件技术基础是仿真工程与自动化专业的优秀课程之一,是一门应用性很强的专业基础课。该课程是整合课程,主要包括c++面向对象程序设计、算法与数据结构、操作系统、软件工程等方面的内容,知识庞杂且难以掌握。学生在学习该课程之后常常感到困惑:所学知识有什么用,怎样运用所学知识?一些学生虽然能够在考试中考出高分,却不知道怎样解决实际问题。如何使学生认识所学知识的用途,融会贯通并灵活运用,是这门课应重点考虑的问题。目前,案例教学在法律类和管理类课程教学中的地位和作用已在教育界达成共识。教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会于2006年6月了《关于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见暨计算机基础课程教学基本要求(试行)》白皮书,明确指出在教学方法和手段上运用案例教学的必要性,因此,将案例教学作为一种教学方法引入工科类课程的教学,具有可行性和必要性。 2、认识案例 案例教学法就是在教师的指导下,根据教学目的和要求,以案例为基本素材,把学生带人特定的教学情境中进行思考,以此加深学生对基本原理和概念的理解,进而培养并提高学生运用理论知识分析问题和锯决问题能力的一种教学方法。 案例是案例教学的基础,离开了案例,案例教学就无从谈起。案例与一般教学中的例题有着本质区别,案例教学中的案例是将多个知识点融人一个整体来解决实际问题,涉及的知识面广,知识间具有连贯性和系统性,涵盖的知识具有综合性的特点,知识和原理蕴藏于案例之中。一般教学中的例题往往是配合某一章节或某一知识点,从某个角度、某个方面或某个层次反映所学理论和方法,起着验证和说明作用,常常带有为讲知识而杜撰例子的痕迹,各个例题之间相对独立,涵盖的知识单一,知识和原理孤立地呈现在学生面前。一般说来,工科类课程的案例应具有以下基本特征。 1)真实性。 客观真实性是案例的基本特征。教学案例应源于真实,取材于工程实际或科研课题,但是又要高于真实。为了突出主题,可以对真实做一定的删减处理。 2)综合性。 案例应是综合知识的载体,既要以学生已掌握的知识为依据辐射足够多的知识点,又要在匹配教学内容的基础上对知识有一定程度的扩展。 3)完整性。 案例是完整过程的载体,涉及了解背景、查询资料、分析信息、发现问题、探求方法、采取行动、解决问题的全过程。 4)启发性。 案例教学着眼于能力的培养,希望得到的不是案例的标准答案,而是解决问题的思维方法和能力。案例中,解决问题的方式是开放性的,可以留给学生想象的空间和发挥的余地。 5)实践性。 学生可以对案例进行复现、改进和完善,也可以按照自己的思考去实现,增强理论应用于实际的能力,实现从理论到实践的转化。 3、案例建设 案例教学的前提是高质量的案例,高质量的案例既要覆盖足够的知识,又要控制合适的规模。规模过小,则不能溶入足够的知识,也不能提供足够的研讨与思维空间;规模过大,则在短时间内难以被学生接受,不能得到预期的教学效果。笔者以实际工程项目卫星实时仿真系统的一个子系统为案例背景,在突出主题的前提下,进行了适当的详略及删减处理,形成了“实时仿真监视系统”案例。 3.1 案例背景简介 卫星实时仿真系统能够对卫星的方案、设计、集成、测试和运行各个阶段进行仿真验证,是提高卫星总体设计水平的重要手段,其网络关系连接如图1所示。在此系统中,仿真模型解算、物理设备接口等苛刻实时约束的节点通过反射内存互联,构成实时内环,外环则通过普通网络互联,将人机交互、可视化、数据处理等实时约束弱的节点互联,内、外环都可以根据需要扩充且内环不受外环影响,苛刻实时得到保障。转发计算机完成内存数据的提取并转发外环,仿真管理计算机则同时管理内、外环系统。卫星仿真监控是卫星实时仿真过程中的重要一环,它将抽象的仿真活动形象化,并及时将信号数据以各种方式反馈给用户,以利于用户分析、理解和决策。卫星实时仿真监控系统,能够模拟通过控制、监视和测量星上设备的工作状态实现实时连续地记录工作过程、测试数据和描绘曲线。图1中,人机交互计算机、曲线显示计算机和三维显示等外环计算机共同实现仿真监视功能。我们将人机交互计算机和曲线显示计算机的功能提取出来,要求系统具有一定的通用性,能够适应不同监视任务和不同数据类型,形成“实时仿真监视系统”案例。 3.2 实时仿真监视系统案例 实时仿真监视系统的工作原理为:转发计算机完成内存数据的提取并转发外环,外环上的实时仿真监视系统首先进行初始化,随后自动生成系统主界面。系统支持两种运行模式:监视模式和回放模式。在监视模式下,系统既要处理主界面信息,又要处理网络数据。主界面信息的处理包括响应用户交互消息、更新实时监视界面、实时绘制曲线;网络数据的处理包接监听网络端口,接收、解析和保存数据包,将有效数据写入共享数据结构,供给系统绘制曲线。在回放模式下,不再需要对网络进行监听,直接读取监视模式下保存的原始数据文件,然后进行相应处理即可。 为实现上述目的,使系统具有一定的通用性,我们设计了如下方案: (1)在软件工程思想指导下,进行需求分析、总体设计、详细设计、编码实现以及综合测试。通过该案例,让学生对软件工程思想指导下的软件开发全过程有一个感性认识; (2)采用多线程技术实现监视模式下的主界面信息处理和网络数据处理,仅用单线程实现回放模式; (3)设计一个数据包发送测试程序,模拟转发计算机的功能。 为此,我们结合本课程的基本知识点将系统的主要功能模块划分为界面管理和数据处理两大部分,界面管理部分主要承担主界面信息的处理,数据处理部分则主要负责数据的处理。 3.2.1 界面管理 系统运行过程中始终需要对系统主界面进行管理。从运行初期的生成主界面,到运行中的监视过程的显示,再到最终的系统结束,都需要对主界面进行即时的调整。为了提高通用性,系统采用基于配置文件的方式,通过用户提供的配置文件,动态改变系统监视任务,也就是说,系统能够改变每次运行时的任务,主界面显示的内容具有不确定性。 1)读取配置文件,获取初始化信息。 系统运行之前,需要进行初始化,这就需要系统读取配置文件,包括全部信号、实时显示信号、数据包类型等配置文件。用户必须按照约定的正确格式提供配置文件,否则系统有可能无法正确识别相关信息。从软件工程的角度,配置文件的设计与确定应在总体设计阶段完成。配置文件的类型、组织方式以及数据正确性的检验,都是学生可以自由发挥和扩展的内容。 2)自动生成实时监视界面。 监视对象的不确定性使得系统的监视界面无法固定,然而,不能将界面的生成工作完全交给用户完成,这就需要设计一种适用于不同监视任务的界面生成算法,使系统将界面生成工作承担下来。另外,系统界面的尺寸等信息是用户所不知道的,因此被监视的信号在系统主界面中的显示位置无法由用户设定,这就需要系统自己完成界面的排布任务。因此,要求设计一个具有较强通用性的监视界面自适应生成算法,这部分涉及算法设计和计算机系统配置的获取等基础知识,算法设计是学生能够自由发挥并出彩的部分。 3)定时更新监视界面。 为了实现实时监视功能,系统需要对监视界面进行定时更新,以显示当前被监视信号的实时数据。为了满足用户的不同需求,系统提供0.5s、1s、2s三种刷新频率。系统可以根据用户选择的刷新频率对主界面进行更新。这部分主要涉及定时器的使用。 4)处理用户交互消息。 系统需要对用户的交互消息进行处理,主要为鼠标消息,包括运行模式的切换、仿真的开始与结束、加载历史数据包文件等。这部分涉及所选编程环境下的消息响应机制问题。 3.2.2 数据处理 系统在运行过程中,需要对数据包进行接收、解析和存储,还要为曲线绘制提供原始数据,因此需要设计一个专用的数据结构。 1)接收网络数据包。 在监控模式下,系统既要处理主界面信息,又要通过网络接收数据包。为了避免“漏掉”数据包,系统必须对网络持续进行监听。如果主线程将大量时间用在网络监听上,势必无法对用户的交互做出及时响应。因此,需要将数据包的接收放在一个单独的线程中。这涉及操作系统进程管理的相关概念,是多线程程序设计技术的典型应用;也涉及网络通信技术,需要了解网络通信协议等相关知识。 2)解析数据包。 在接收到数据包后,需要将数据包内的数据进行解析,获得数据包内的数据,将最新的数据更新至系统对应的变量中,以供实时显示。解析数据包涉及网络通信程序设计技术。 3)保存原始数据包。 系统要求有回放功能,因此需要将接收到的数据包写入文件,进行永久保存。数据包的保存有两种方式:解析后按段保存和作为整体进行二进制保存。第一种方法耗时,需较大工作量。第二种方法简便,工作量小。显然第二种方法更适合本系统。由于系统必须适应两种类型的数据包,因此,进行数据保存时,采用以形参类型为区别的方式进行同名函数的重载,实现两种类型数据包文件的存储。这部分功能涉及C++面向对象程序设计中的重载技术以及文件操作技术。 4)读取数据文件,获取数据包。 在回放模式下,系统不再对网络进行监听,不进行数据包的接收,需要通过读取之前保存的原始数据包文件获得数据包。原始数据包文件保存的是二进制形式的数据包,系统每次读取之后需要对数据包进行解析,这与接收到数据包的过程是一样的,不同之处在于回放过程不再需要将数据包进行保存。这涉及C++面向对象程序设计中的文件操作,同时,通过监视模式下的多线程程序设计与回放模式下的单线程程序设计的对比,使学生真切感受并理解多线程程序设计技术及其应用场合等。 5)共享数据。 系统嵌套了曲线绘制模块,因此,数据处理与曲线绘制之间需要有一块共享数据内存。在收到数据包并解析后,马上将有用的信息写入该共享内存。写入操作由数据包接收线程处理,读取操作由主线程内的曲线绘制模块完成,因此,需要对两个线程进行同步。这涉及数据结构的设计和操作系统的同步与互斥。 6)快速查找。 系统支持大数据量下的仿真监视,对数据的快速查找有较高的需求,因此,需要设计支持快速查找的哈希表数据结构,包括哈希函数的确定、冲突的解决等,这涉及数据结构的哈希表技术。 4、结语 “实时仿真监视系统”案例,涵盖了软件工程、c++面向对象程序设计、算法与数据结构、操作系统和网络通信等计算机软件技术基础课程及其先导与后继课程的知识点,是一个与学生所学专业密切相关的实际应用系统,容易引起学生的兴趣,也容易被学生理解和接受。这样的案例既与教学目标相吻合,又便于教师驾驭和把握。 从学生反馈的情况看,学生普遍认为,案例教学法方式新颖,实时仿真监视系统案例与专业基础结合紧密;能引导学生积极思考,提高学生的学习兴趣以及分析问题和解决问题的能力。该案例在教学过程中取得了明显的教学效果。 为了更好地开展案例教学,我们必须把建设高质量的案例作为重点来抓,选择合适的案例背景,制定合理的案例建设计划。实践证明,只有经过长时间的积累、认真的思考、精心的选择和多次教学实践,才能获得高质量的教学案例;只有经过团队的长期努力,才能建设高质量的教学案例库。 计算机软件基础论文:基于 Flex的《计算机软件基础》电子教案系统的应用研究 摘要:针对当前《计算机软件基础》电子教案开发中存在的问题,在调研了各种多媒体支持比较好的开发技术的基础上,结合多年的教学实践,提出了基于Flex 和 AIR 技术平台的《计算机软件基础》电子教案系统开发的技术解决方案。该系统提高了课程教案的可复用性和可维护性,实现单机运行功能和网络化功能,顺应了电子教案的网络化发展趋势,克服了传统 PPT 在课程电子教案制作方面的不足。 关键词:计算机软件基础 电子教案 RIA Flex 电子教案,是将传统教案中的内容转换成计算机能处理的数字信息格式后存储于记录介质(如磁盘、磁带、光盘等) 中的一种形态。同其他的电子出版物一样,在观看阅读时必须事先输人计算机主机中,由显示器输出。目前课堂上比较流行的电子教案一般有两种类型:PPT 教案和 WORD 教案,调研中发现在《计算机软件基础》课程教学当中 PPT 教案使用的比例非常高。与传统教案相比,电子教案不仅仅是形式上的变化,而是对传统教学手段、教学方法和教学模式的深层次变革。在教学过程中有效运用电子教案是新课程改革的必然要求、是教育现代化的必然要求、也是未来社会发展的必然要求。 《计算机软件基础》作为工科专业的必修专业基础课程之一,主要介绍了程序设计语言、数据结构和软件工程基础知识,强调基本算法的理解和运用。传统教学无法演示程序设计实践和算法演示,充分利用多媒体、网络技术发展带来的契机,采用新的教学模式改进原来的以教师讲授为主的单一课堂教学模式是课程发展的趋势。 一、现有《计算机软件基础》电子教案开发中存在的问题 软件复用是一种由预先构造好的、为软件复用是一种由预先构造好的、为复用目的而设计的软件构件来建立或者组装软件系统的过程。目前用 PPT 等软件开发的《计算机软件基础》电子教案的大部分内容是直接打包在一起的,用户根本看不到动态演示过程,也没法对内容进行修改,所以根本就谈不上软件的复用,网络共享也困难。目前少数一些用Authorware,Director,Flash 和 Html 等软件开发的《计算机软件基础》电子教案,由于在打包或时把教学内容和程序放在一起,一般没有计算机培训的用户根本就没有办法对其进行修改。由于现在网络的快速发展,基于 PPT 等开发工具开发出来的电子教案都不支持网络浏览,这样不利于课程电子教案内容的及时更新。同时,PPT 要做出很强的交互性需要熟悉它的脚本开发,而 PPT 的交互设计能力不强,限制了教案的二次开发能力,使得教师的教学活动设计和组织受到现有电子教案的约束,很难达到理想的教学效果。 二、系统整体设计结构 电子教案系统总体上被分为两大部分,一个是电子教案的编辑器部分,另一个是电子教案的内容前台展示部分(播放器功能)。编辑器部分的界面设计要力求简洁明了,逻辑结构清晰。播放器部分是教师上课时用来展示教学内容的程序,它包括导航部分、内容展示部分、以及电子白板。系统的功能需求主要集中在图文混排、多媒体支持、用户交互、编辑和修改、文字批注和电子排版等功能。 系统总体上采用由电子教案编辑器和播放器两部分组成,电子教案编辑器在完成电子教案内容的制作后导出素材内容,打开播放器播放电子教案。 编辑器主要是为电子教案的制作人员提供添加和修改课程电子教案内容的功能。编辑器部分包括电子教案文件处理部分,电子教案逻辑的设计,具体的每个页面内容的添加和页面相关属性的设置。其中文件处理部分对电子教案进行新建、打开、保存;逻辑结构对电子教案内容之间的逻辑结构进行安排,使其符合电子教案整体的结构或教师教学的具体要求;页面内容的添加负责在页面中添加具体的教学内容素材,如图片、文本、音频、视频等;页面相关属性的设置对页面背景颜色和背景图片的添加和修改,对页面切换效果的设置。另外还有具体的媒体素材的风格设计,同时还提供备课时添加批注的功能。播放器通主要负责对编辑器生成的电子教案素材文件的展示,供教师上课使用。播放器的交互设计和 PPT 类似,保持了 PPT 的一些版面设计风格和快捷键操作等。另外播放器提供弹出式导航栏,方便教师上课时的导航操作,每种素材对象都有自己特定的交互方式。编辑器打包把播放器和电子教案素材内容放在一起,播放器在打开时会调用同级同名文件夹里的 XML 文件和素材文件。 三、主要模块实现 1、电子教案文件操作模块 该模块在设计时把电子教案文件作为一个整体内容来进行新建、打开和保存。新建电子教案时对原有已打开电子教案的处理,如果用户对已打开电子教案做了修改,但是未保存,会提示用户先保存,然后再新建电子教案文件。 作为该系统的重要模块之一,内容结构编辑模块的设计要方便用户对电子教案文件的逻辑结构进行编辑和修改。本系统采用树的数据结构来标示电子教案的内容结构,不仅结构清晰,而且操作方便,符合一般用户的习惯。 该树形结构的节点可以拖动以调整节点的位置,在节点上单击右键会弹出右键菜单,包括对节点的添加、复制、粘贴、删除和修改等操作。 四、总结 《计算机软件基础》电子教案设计和开发的过程中,不仅使电子教案结合了桌面应用良好的用户体验与网络课件轻松部署,带给用户更好的交互体验。该系统实现了电子教案对网络的支持,提高了教案的可重用性和可扩展性。本系统结构在细节上还有部分可以改进和提高的地方。比如系统定义的各种资源素材 XML 表示文档没有遵循 Scorm 技术标准,给以后电子教案素材内容网络复用带来不便。 计算机软件基础论文:计算机软件开发基础知识浅析 一个软件从开始计划到废弃为止,称为软件的生存周期。它包括计划、开发和运行三个周期,每一时期又可细分为若干个更小的阶段。计划时期为问题定义和可行性研究;开发时期为需求分析、概要设计、详细设计和编码;运行时期为测试和维护。我们在开发软件项目时,要做到系统计划、分析、设计、编码、测试及维护等基本的六大步骤。软件开发首先从制定计划开始,这是必不可少的一步,在制定计划时,要准确地弄清软件项目最终要解决的问题,并考虑相应的对策,宁愿花一些时间充分作好计划,也不要在计划不周的情况下仓促着手。 一、系统计划:它包括系统定义及分析、可行性研究和实施计划报告的编写。1、系统定义是制定软件计划的第一步,它应决定所开发软件的总目标,其任务包括首先是确定所开发软件的总体要求和适用范围,描述所开发软件与外界接口的关系;其次是确定所需硬件和软件的支持,对开发的进度和成本作初步估计;第三是分析系统的可行性是否确定所开发软件与原软件的兼容性或其它关系;最后是确定所开发软件的性能与其内部复杂性之间的折中关系。2、可行性研究它包括技术可行性、经济可行性及社会可行性方面。技术可行性是研究应弄清现有技术条件能否顺利完成开发工作,对参加开发工作的人员应有哪些技术方面的要求。硬件配置能否满足开发的需要,估计的进度是否恰当以及对用户的技术方面的要求是否合理等等;经济可行性研究的目的是希望以最小的开发成本取得最佳的经济效益的软件产品;社会可行性研究则是指所开发的软件项目是否涉及到版权纠纷等法律问题,这样的软件产品投入运行后,对生产、管理或经营体制带来有什么社会影响。3、实施计划报告的编写是开发进度、人员投入计划、人员的组织及其资源的利用作个计划报告提纲。 二、系统需求分析:需求分析的任务在于完全地弄清用户对软件系统的确切需求,它具有三大特点:准确性和一致性;清晰性和没有二义性;直观、易读和易于修改。比如,你首先要知道做这个项目是为了解决什么问题;测试案例中应该输入什么数据等等,为了清楚地知道这些需求,你经常要和客户、项目经理交流等。需求分析的步骤:1、通过对现实环境的调查研究,获得当前系统的具体模型;2、去掉具体模型中的非本质因素,抽象于当前系统的逻辑模型;3、分析当前系统与目标的差别,建立目标系统的逻辑模型;4、对目标系统进行完善和补充,并写出完整的需求说明;5、对需求说明进行复审,直到确认文档齐全,并且符合用户的全部需求为止。 三、系统设计:主要分成两步即概要设计(总体设计或结构设计)和详细设计。概要设计阶段应着重解决实现需求的程序模块设计问题,如何把被开发软件系统划分成若干模块,并决定模块的接口,模块间的相互关系以及模块之间传递的信息。详细设计则是要决定每个模块内部的具体算法。经概要设计和详细设计完成后,需要进行必要的阶段评审,其目的在于使设计发生问题能够及时发现并得到及时的解决。实际上软件设计的主要任务是就是将软件分解成模块,该模块是指能实现某个功能的数据和程序说明、可执行程序的程序单元。 四、系统编码:系统编码即编程序是软件开发的最终目标,是产生能在计算机执行的程序,其目的是使用选定的程序设计语言,把模块的过程性描述翻译为用该语言书定的源程序。实质上,软件=程序+文档。编码的目的是产生程序,其余阶段是产生文档。软件编码是指把软件设计转换成计算机可接受的程序,写成以某一程序设计语言表示的“源程序清单”。能充分了解软件开发语言、工具特性和编程风格,有助于开发工具的选择以及保证软件产品的开发质量。 五、系统测试:包括测试的方法与技术和测试步骤。测试在软件生命期中占重要地位,不仅是因为测试阶段占的时间、花费的人力和成本占软件开发的比重很大,而且它直接影响着软件的质量。程序中许多细微的地方要求绝对正确无误,不能半点马虎。软件开发工作在测试以前已经历了制定计划、需求分析、设计和编码等许多阶段,每一个人的思维不可能绝对周密,而不可能不出现差错,更不用说,在大中型软件开发项目中,系统内各部分之间、各种数据之间、各种人员之间存在着复杂的关系,因而目前可采用的开发方法都不能完全避免发生差错。1、测试的方法与技术主要是机器测试与人工测试和白盒测试与黑盒测试。机器测试是在设定的测试数据上执行被测程序的过程,又称为动态测试。人工测试并不是可有可无的,为了节约计算机机时采取的权宜措施。它是机器测试的准备,也是程序测试中不可缺少的环节。而白盒法和黑盒法主要依据是软件的功能或软件行为描述,发现软件的接口、功能和结构错误。其中接口错误包括内部、外部借口、资源管理、集成化以及系统错误。2、测试步骤。分单元测试(模块测试)、综合测试、确认测试和系统测试四部分组成。它是整个计算机系统(包括软件与硬件)的测试,可与系统的安装和验收结合进行。测试的目的是让你知道,什么时候算是完成了,这样可以及时知道你是否真的完成。 测试是软件开发时期最繁重的任务,也是保证软件可靠性最主要的手段,测试的目的是发现程序的错误,而不是证明程序没有错误,软件的测试通常分散在3个阶段进行。编码阶段完成单元测试,包括静态分析与动态测试。 六、软件维护:当软件产品交付使用后,就进入生存周期的最后一个时期——运行时期。必须搞好软件的维护,才能使它正常工作,还使它扩充功能、提高性能,为用户带来显著的效益。一般软件维护工作包括三个方面的内容:改正性维护、适应性维护和完善性维护。在软件生存期中,维护工作是不可避免的,按照不同的目标,维护活动可以分为四类:1、以加强软件功能为目标的完善性维护;2、纠正软件遗留错误的纠错性维护;3、为了适应运行环境变化而进行的适应性维护;4、以及为改进软件的可维护性,减少将来的维护工作量而进行的预防性维护。软件的可维护性,主要决定开发时期的活动,用软件工程的方法来开发软件,编制齐全的文档,严格进行软件测试和阶段复审,是改善软件可维护性、降低维护费用的关键。要加强对维护的管理,尤其是配置管理。有效地对软件配置进行跟踪和控制,避免造成文档的混乱。为确保维护中修改的正确性,消除因修改不当给拥护带来的不良影响,要求对修改工作持谨慎态度。 软件工程环境是在开发软件工程时,开发者要求环境支持他们按照软件工程的方法,全面完成生存周期中的各项任务环境。它要求有适用的语言、良好的工具、有力的编辑和调试手段,以及尽可能丰富的实用程序。良好的环境可以提高开发效率和软件质量的重要条件。软件项目的特点是软件产品和其它任何产业不同,它是无形的,既没有重量,也没有体积。对于这样看不见、摸不着、完全没有物理性质的产品,如何组织生产和研制,却有许多与众不同之处。 计算机软件基础论文:计算机软件技术基础课程教学团队的建设探索与实践 摘 要:该文是将我们对于计算机软件技术基础课程教学团队的多年建设经验进行了探索与实践,为相关基础课程教学团队的建设提供一些宝贵的经验,使国家“质量工程”建设工作落到实处。 关键词:计算机软件技术;基础课程;教学团队 我校计算机软件技术基础课程教学团队经过多年的建设和发展,形成了鲜明的特色,为信息类专业学生的培养做出了一定的贡献。 一、团队设置特色 计算机软件技术基础课程教学团队是在多年的教学改革与实践中自然形成的老中青相结合的教学团队。本团队是在不断适应国家建设需要的过程中形成、发展和壮大的。当今我国经济飞速发展,在信息化建设中对高素质人才的培养提出了新要求,本团队根据这些要求大力开展计算机科学与技术人才培养模式与课程体系的研究、建设与实践,团队自身水平稳步提高。组成了以教授、博士为优秀的教学小组,并结合学科发展方向,建立多渠道师资培养机制。 二、切实可行的创新性改革措施 本团队按照课程内涵,适应国家现代化建设对人才的需求,通过长期的教学实践探索、总结、形成了以下创新性改革措施。 (一)树立先进教学理念,优化课程内容 团队以“厚基础、宽口径,知识、能力、素质协调发展”的教育教学理念,针对社会发展需求,结合各专业特点,分别制定教学计划,将课程划分为“基础类”、“专业类”和“应用类”三个层次的课程类型。 (二)采用灵活教学方法和手段,提高教学质量 本团队在长期的教学研究过程中,归纳、总结和形成了若干种实用的教学方法。将省级重点学科、精品课程建设的经验应用到本课程教学改革中,充分发挥教授、博士的作用:教授、博士全部承担课程的主讲工作,定期研讨本课程的新技术及发展动向;由团队带头人主持培养方案、教学计划、教学大纲制订等教学活动;将科研课题引入课程设计和创新实验等实践活动中。紧跟学科发展的步伐,面向市场需求、结合各类专业特点,制订了一套全新的课程大纲和人才培养方案,加大基础实验的课时数,着力培养实际动手能力。 (三)强化课程设计,提升学生综合素质 从课程设计的选题、指导教师的配备、设计过程,我们从制度上实现了全方位的考核和监控。近年来,课程设计的选题中有15%来自团队成员的基金项目和科研课题,35%来自企事业单位横向课题,有30%的选题跟踪学科领域的新技术。 三、实验教学或实践性教学 (一)依托优势资源,强化实验教学 依托我校的计算机科学与技术部级实验教学示范中心、光电技术与智能控制教育部重点实验室、甘肃省高原交通信息工程及控制重点实验室、铁道部通信与自动化重点实验室、甘肃省网络测试技术研究中心、甘肃省网络监测中心等11个实验室和研究所,建立了面向本科生的课程实践体系。实践教学中突出知识的综合运用能力培养,设立了综合性课程设计体系,并对某些专项内容单独设课,突出了计算机软件分析设计能力、创新能力和团队协作能力的培养。 (二)结合学生兴趣,建立个性化的培养方案 利用部级实验教学示范中心的先进软硬件平台,开设设计性、创新性的综合实验,并作为实践活动的必修环节。这些活动不仅向学生提供了接触、学习先进软件工具的机会,而且也通过教师的言传身教,掌握科研的基本实验技能,为后续实践活动奠定基础;通过本科生参与团队成员承担的科研项目,使学生一开始就处在一个较高的起点,能够涉猎学科前沿。 (三)完善实验教学管理制度,保证实验教学质量 团队切实加强教师队伍和管理制度的建设,确保高质量地实施课程计划。借鉴ISO9001认证体系中的过程化管理、按要素评估的思想,建立完善的教学质量保障体系。 四、资源建设 课程建设依托计算机科学与技术部级实验教学示范中心、光电技术与智能控制教育部重点实验室、甘肃省高原交通信息工程及控制重点实验室、铁道部通信与自动化重点实验室、甘肃省网络测试技术研究中心、甘肃省网络监测中心等实验室,先后通过教育部、甘肃省教育厅和学校共同投入,补充和更新了一大批实验设备,使实验条件得到较大的改观,能满足教学科研的需要。同时,团队通过校企联合,建立了一批计算机设备比较先进、技术力量雄厚、指导能力强、稳定的校外学生实践基地。各实习基地的实践活动按照教学大纲和任务书进行,保证了实践教学效果。 五、网络教学建设 建立本课程网上课堂及在线立体化智能教学系统。网上课堂设计的目的是能够给不同层次、不同需要的学生提供帮助,提高教学质量。根据网络立体化教学环境的要求,系统主要包括用户管理、公告系统、网上教学、动画演示、在线测试、网上答疑、课程实验、课程设计及论坛多个模块构成,系统的设计思想确定为:以知识点为中心组织教学子系统;利用动画技术设计演示子系统;建立交互式的考核子系统;建立答疑教室,为教学交流提供桥梁。 六、结束语 我校的计算机软件技术基础课程教学团队是一支实力雄厚,极具影响力的教学科研队伍。该团队很好地把握了当前“计算机”教育的特点,坚持理论与实践并重,一方面,注重对国际上新理论、新方法以及实践中的热点问题进行跟踪和研究。另一方面,注重运用现代信息技术,精心制作了多媒体课件,采用多媒体手段进行教学,同时利用现代信息技术,实现了网络化教学,方便了师生之间的教学互动,有助于促成教学质量的提高。该团队的很多研究成果已经达到国内领先水平,并被评为部级教学团队。 计算机软件基础论文:以计算机软件工程为基础的现代化技术研究 摘 要 为了推进我国现代化产业的健康发展,各界对于计算机软件工程技术的发展非常关注。目前,电子计算机的覆盖面非常广泛,这对于计算机软件工程的发展提供了动力。为此,本文首先分析了计算机软件工程的具体情况,其次,提出了促进以计算机软件工程为基础的现代化技术发展的可行性方法,最后,就计算机软件工程未来的发展趋势作以分析。 【关键词】计算机 软件工程 现代化技术 研究 现如今,已经步入信息化时代。在此背景下,现代信息技术以其特有的优势为各个行业提供便利。其中,计算机软件工程也属于应用现代化信息技术中的重要一员,为了更接近理想发展目标,有必要提升其现代化水平。因此,了解计算机软件工程现代化技术发展现状,并提出合理性的改进意见,是非常必要的。只有这样,才能让计算机技术得到更充分的应用。 1 计算机软件工程及其发展现状 计算机软件工程,具体是指参与软件工程活动的软件工程师和管理员进行开发、维护、管理软件产品的过程。在这期间,他们需要在软件工程的方法指导下,利用计算机及其软件工具完成上述工作。自计算机软件工程技术传入我国以来,其也得到了一定的发展。分析其发展现状,不难发现,计算机软件工程技术与其他先进技术相比,存在明显的共通性。因此,计算机软件工程技术得到了众多应用领域的认可。为了促使计算机软件工程技术更好的发展,分析其存在的不足之处,有利于实践过程中调整或者改正。具体而言,在软件工程化开发过程中,会产生较多问题,例如,最突出的问题就是工程软件设计需求与实际业务需求存在出入。除此以外,关于软件工程的管理也不是一件容易的事情,其涉及的环节较多,内容较为繁杂,给软件工程的管理造成诸多不便。就其根本,限制我国计算机软件工程的发展因素主要有两个方面: (1)缺少自身的自主研发手段; (2)缺少一套计算机软件工程管理体系。 2 促进以计算机软件工程为基础的现代化技术发展的可行性方法 2.1 加强自主产权的保护 计算机软件工程借助现代化技术实现发展,因此,在计算机软件的自主创新技术上,相关企业应注重保护自主产权。在此过程中,要通过优化投资结构,创建出属于自主研发的创新技术,进而推出相应的技术与产品。除此以外,为了缩小我国计算机软件工程现代化技术与国外的差距,有必要密切关注国外的发展状况。同时,保护知识产权是一项重要工作,企业或者相关人员应增强自身的知识产权保护意识,明确科学、合理的知识产权保护举措,以促进我国现代化技术向更好的方向发展。为实现该目标,应做好以下几点, (1)针对知识产权方面的知识,应大力宣传。 (2)针对相关知识产权方面的法律法规,应积极完善。 (3)将违背知识产权保护条例的行为给予相应的处罚。 从上述几点入手,调动计算机设计人员的工作积极性。 2.2 重视创新技术和产品 我国计算机软件工程上的技术自应用以来,取得了不错的发展。但停滞不前的技术水平,很难让我国计算机软件工程技术实现更好的发展。为了扭转这种局面,我国相关部门与科研人员在技术方面应实现创新。国外的先进技术固然能够被引进或者借鉴,但是这不是长久之计。在计算机软件工程技术中融入自身更多的自主性,才是创造优质产品的根本。通过技术创新,促进行业整体平稳发展,是我国的计算机软件工程走向可持续发展的道路唯一途径。现阶段,我国相关部门与科研人员应该通过引进新型、专业型的技术人才,提出新颖的技术理念等方法实现计算机软件工程技术的创新。这样计算机软件工程的建设才能打好基础,进而推动其的整体进程。 2.3 政府增加扶持力度 信息化项目建设的发展,对于一个国家来说是非常重要的。作为信息化项目建设中的重要组成部分,现代化计算机软件工程技术相关项目应该受到政府的重视,得到更多的扶持。为此,政府部门,应该做好以下几项工作: (1)通过增加投资和融资渠道让项目建设获取更多的投资。 (2)由政府负责牵头成立相关的计算机软件工程基金,为计算机软件信息产业的发展贡献出重要的力量。 (3)政府还应该通过引导和开发,促成相应的技术改造项目顺利完成。 3 以计算机软件工程为基础的现代化技术发展方向 从计算机软件工程的技术应用现状来看,以计算机软件工程为基础的现代化技术发展前景非常好。在未来,以计算机软件工程为基础的现代化技术更倾向于向智能化方向发展。只有实现智能化,才能提升计算机在办公效率方面的能力。不仅如此,在软件工程技术开发中,也可以增强自动化的作用。因此,加大软件开发技术的智能化推进力度刻不容缓。另外,分析以计算机软件工程为基础的现代化技术发展方向,可以明显看出,其更加趋向开放性的发展趋势。计算机的应用领域越来越多,全面推动技术的开发是必然的选择,如此一来,增强开放化程度也成为了唯一方法。网络化程度增强也是以计算机软件工程为基础的现代化技术发展的一个主流。在计算机软件工程开发的过程中,涉及的信息数据越来越多,需要存贮的内容也随之扩大,因此,在未来,计算机软件工程需要更加趋向网络化。否则,将难以快速的进行信息处理。同时,与全球信息的交汇也需要增强其网络化。 4 结束语 综上所述,为推动现代化社会发展,关注并重视现代信息技术非常必要。在现如今的信息化社会的背景下,促进信息化技术的发展不能仅仅借鉴或者引入国外的先进技术。我国应该本着积极创新产品的目的,提升自主研究技术水平,为提升服务质量与水平做出努力。我国计算机软件工程的现代化发展,需要当代科研人员和相关人员贡献力量。从政府加大扶持力度到科研人员重视创新技术和产品,都是推动计算机软件的开发与进步的方法。此外,企业自身也要尽可能创造积极的环境为计算机软件工程的优化升级奠定基础。 作者简介 高志强(1988-),蒙族,内蒙古阿拉善盟人。大学本科学历。现供职于内蒙古阿拉善盟阿拉善职业技术学院(初级职称),主要从事计算机教学方面工作。 作者单位 阿拉善职业技术学院 内蒙古自治区阿拉善盟 750300 计算机软件基础论文:计算机软件开发的基础架构原理研究 [摘 要]计算机软件开发行业的发展得益于当前信息技术的快速发展和信息受众不断增加,当然计算机软件开发也需要遵循特定的规律,依照其基础架构原理来进行操作,才能够保证计算机软件开发朝着有效性的方向发展。且计算机软件设计的过程,就是在逻辑关系的引导下,实现软件内容的重新确定,进而形成对应的基础架构,这是软件运行的前提和基础,甚至会影响到后期软件系统的维护和管理工作。由此积极探讨计算机软件开发的基础架构原理,是很有必要的。文章由此入手,积极探究计算机软件开发的概况,进而分析计算机软件开发的基础架构原理。 [关键词]计算机软件开发;基础架构原理;研究 1 引言 计算机软件设计的过程,就是在逻辑关系的引导下,实现软件内容的重新确定,进而形成对应的基础架构,这是软件运行的前提和基础,甚至会影响到后期软件系统的维护和管理工作。由此积极探讨计算机软件开发的基础架构原理,是很有必要的。 2 计算机软件开发的概况 2.1 计算机软件开发的概况 计算机性能的不断提升,使得人机交互效益得到不断展现,越来越多的行业开始尝试以计算机软件开发的方式,实现自身运营模式的信息化转变,由此以对应需求为基础的软件开发行业得到了快速的发展。计算机软件开发具备以下的特点:持续性特点,就是软件开发是一个循环往复的完善过程,在计算机逻辑基础上,计算机软件的缺陷是一直存在的,只有不断的采取措施去修正,才能够更好的发挥计算机软件的性能;针对性比较强,往往都是针对于某一行业或者领域而开展的计算机软件开发工作,其开发工作的目的性更强,对于效益的追求也是更加强烈的。 2.2 计算机软件开发基础架构的重要性分析 当前计算机软件开发过程中,使用量比较多的基础架构,就是三层结构体系,其分别可以归结为:其一,表示层;其二,逻辑层;其三,数据层。在上述三个层次的基础上,可以使得软件的人机交互界面展现出良好的性能,使得逻辑关系和计算机语言之间得以分离,这样在后期维护和修改的时候,单独的对人机交互模式进行调整,就可以使得软件开发的节奏变得更加快捷。由此可见选择合理的计算机软件开发基础架构,对于软件性能的最大化发挥,对于软件后期的维护和管理工作质量提升而言,都是有很大帮助的。 3 计算机软件开发的基础架构原理分析 3.1 从计算机软件开发基础架构需求的角度来看 无论是开发设计怎样的软件,都需要在明确开发目的的基础上进行,也就是需要对于软件的需求进行全面分析。不同的企业,归属的领域不同,所需要展现的功能也是很有差异性的,此时企业都会提出对应的软件开发需求。在此过程中,计算机软件开发者与信息企业之间会展开大量的协商工作,对于软件的功能进行分析,结合企业业务运行特点,实现计算机软件开发方案的敲定。为了做好需求分析方面的工作,需要特别注意以下几个方面的工作:建立完善的软件企业与需求企业之间的沟通机制,保证在软件需求分析的过程中,能够充分的了解企业组织的业务特点和规律,保证软件开发需求能够更加明确。 3.2 从计算机软件开发基础架构编写的角度来看 计算机软件开发基础架构需求分析结果得出之后,就需要进行实际的软件编写工作,从当前的实际情况来看,多数使用的是C语言,这种语言的特点为:语言结构结构比较好,编写操作比较快捷,是当前程序员使用频率比较多的语言模式。在实际的软件编写的过程中,会依照对应的功能划分,实现不同模块的敲定,保证不同模块都能够发挥自己的功能,此时需要建立对应的函数模式,使用这样的主函数对于各个模块进行调节和改善,这样可以保证结构能够更好的维护。当前一个计算机软件的开发工作,都是有多个程序员来共同完成的,这样可以尽可能的保证软件编写工作的高效性。 3.3 从计算机软件开发基础架构测试的角度来看 在计算机软件开发基础架构编写工作完成之后,就需要对于软件的不同功能实现测试,实现对于软件测试阶段的管理和控制,是保证软件性能发挥的关键所在,这也是将对应计算机软件投入使用之前必然要进行的工作。在此过程中,需要关注以下几个方面的内容:其一,输入特定的参数,对于软件的运行情况进行记录,验差运行情况与理论情况之间差异性;其二,使用白盒子和黑盒子的方式去进行测试,同样对于软件测试的效果进行记录,由此实现实际计算机软件开发工作的顺利开展;其三,除了测试工作之外,还应该做好计算机软件开发基础架构的维护和管理工作,定期对于软件的性能发挥进行检查,并且推出全新的版本,进而实现软件自身的修复,这样可以使得其自身的性能得到全面提升。 4 计算机软件开发基础架构选择的基本原则 计算机软件开发基础架构的选择,关系到计算机软件效能的发挥,牵涉到各行各业信息化的快速发展和进步。在选择计算机软件开发基础架构的时候,需要关注以下几个方面的内容:其一,树立软件设计目标意识,在需求分析的基础上,对于不同的基础框架进行选择;其二,使用先进的逻辑语言和编程技术,对于计算机软件架构进行合理的编写和操作,由此才能够保证基础架构开发工作的高效性;其三,依照软件目标功能和结构选择之间的关系分析,选择合适的结构,进而使得软件开发行为朝着有目的性的方向发展和进步;其四,注重计算机软件开发团队的塑造,处理好不同模板开发之间的关系,保证计算机软件基础结构选择得更加科学和合理。 5 结语 综上所述,计算机软件开发过程并不简单,其中不仅仅涉及到专业领域的知识,还关注到计算机软件基础结构的原理,处理好这两者之间的关系,才能够保证计算机软件开发的基础架构工作朝着更加高效的方向发展和进步。从当前计算机软件开发基础架构原理的运用实践来看,其基础架构选择还存在很多不合理的情况,此时就需要采取对应的措施来改善和调整,相信随着在此方面实践经验的积累,计算机软件开发的基础架构将会展现出更加大的效能。 计算机软件基础论文:认知案例教学法在“计算机软件技术基础”课程中的探讨与应用 摘要:针对目前“计算机软件技术基础”课程教学中存在的共性问题,结合专业特色,着重探讨了将基于Zadeh认知原理的认知教学法与案例教学法相结合形成的认知案例教学法及其在该课程中的应用。通过三年的教学实践,收到了良好的效果。 关键词:软件技术基础;教学法;认知;案例 一、引言 “计算机软件技术基础”课程是非计算机专业的计算机基础教学内容之一,有着广泛的应用。课程的教学目标是使学生能够全面系统地了解并掌握计算机软件技术的基本概念、思想、原理和方法,并且具有一定的软件系统设计能力,更好地利用计算机软件技术解决本专业领域中的实际问题和日常事务性问题[1-2]。目前,很多高校都开设了“计算机软件技术基础”课程并取得了一定的成效,但该课程的综合性较强,在教学过程中出现了一些不尽如人意之处。本文针对目前该课程在教学中存在的共性问题,结合作者的教学实践,从教学方法的角度出发,对该课程的教学改革进行探讨。 二、课堂教学存在的共性问题 “计算机软件技术基础”课程教学目前面临的共性问题主要体现在以下几个方面[3]:(1)学生对该课程的学习目的不明确,认识不到课程内容的重要性;缺乏学习动力、主动性和自觉性;(2)学生的程序设计、调试能力薄弱,缺乏解决实际问题的经验,对课程内容的实用性体会不深;(3)教学学时较少,一般为32或者48学时。课堂教学大部分时间集中在基本概念、原理的讲授上,而程序设计、调试等实践性较强部分通常只能点到为止,无法进行深入讲解和布置练习。 对于第一个问题,普遍采用的对策是引导学生重视课程;后面的两个问题,目前的解决方式主要集中在教学方法和教学手段的改革上,不同的授课者在具体实施的时候,会因情况而各异。本文作者承担着内蒙古大学通信工程、电子信息科学与技术两个专业的“计算机软件技术基础”课程的授课任务,面对目前该课程教学中的共性问题,进行了深入的思考、分析和研究,除了对学生进行科学研究层面的适当引导外,尝试采用合理有效的教学方法展开教学工作。 目前,一门课程大多采用一种教学方法,主要有任务驱动教学[4]、案例教学[5]、问题教学[6]、引导教学[7]、认知教学[8]等。前四种方法侧重于教学形式与手段的变新与改革,认知教学从讲授内容的本质出发,研究教学内容的认知过程。“计算机软件技术基础”课程以高级程序设计(C或C++)为基础,内容涵盖“算法与数据结构”、“操作系统技术”、“数据库技术”和“软件工程”等,各内容之间既互相联系又比较独立,每一部分内容都是计算机专业的一门专业课程。对于这样具有繁杂的内容并且注重理论联系实践的课程,仅采用单一的教学方法组织教学肯定满足不了授课的要求,同时学生也不容易掌握其内容。基于Zadeh认知原理的认知教学能够从牢牢抓住教学本质出发,深化知识的组织、粒化与因果关系,将所有知识融为一体。案例教学能够使理论和实践有机地结合起来,利于学生的思维能力、知识应用能力、团队合作精神的培养。本文将基于Zadeh认知原理的认知教学与案例教学两种教学方法紧密地结合起来(以下称认知案例教学法)并应用到该课程的教学实践中,借此加强学生的程序设计、调试能力,缓解因教学学时较少与加强实践能力间的矛盾。 三、认知案例教学法及在“计算机软件技术基础”中的应用 基于Zadeh认知原理的认知教学是按照人类认知事物的规律进行教授知识,将教学知识组织、粒化、因果化,使学生抓住知识的本质,全面地掌握知识。其中,组织是对知识宏观的掌控,粒化是对知识微观的演化,因果则是知识之间的关联。因此,认知教学能够条理地、逻辑地、系统地组织教学内容,是一种符合学生学习逻辑认知过程的科学方法[8]。案例教学是一种以教学案例为基础的教学方法,以学生在课堂内外对案例的分析、思辨为重点,目的是提升学生应用理论创新性地解决实际问题的能力。具体形式是在教师的精心策划和指导下,根据教学目的和教学内容要求,运用典型案例将学生带入特定事件的现场进行案例分析,通过学生独立思考或集体协作,进一步提高其识别、分析和解决某一具体问题的能力[5,9,10]。对于认知案例教学法,首先综合考虑认知教学法和案例教学法的内涵,认真分析课程的特点和内容,提取宏观知识点(教学内容)并把它们合理地组织在一起;然后对每个宏观知识点进行细化,得到微观知识点;接下来搭建宏观知识点之间、微观知识点之间的相互关联,从而得到一个课程的认知系统;最后在这个认知系统的基础上,对微观知识点或宏观知识点选择合适的案例开展课程教学。 根据“计算机软件技术基础”课程的内容,把“算法与数据结构”、“操作系统技术”、“数据库技术”和“软件工程”四部分作为宏观知识点,并用系统工程作为基点把它们关联起来;依靠采用的教材和使用的参考资料对这四个宏观知识点进行细化,并建立微观知识点的彼此关联,这样就得到了“计算机软件技术基础”课程的认知系统,如图1所示。图1中的宏观知识点和微观知识点形成了一个多层次、逐层深入的组织结构。每一层是其上层的粒化,每层的微观知识点之间、上层和下层之间都有直接或间接的因果关系。依据图1所示的认知系统,在实际教学中采用了对底层一个或多个关联紧密的微观知识点精选有真实场景的应用案例展开课堂授课。为了能够成功地进行认知案例教学,需要对学生进行科学研究层面的引导,较好地激发学生对课程的强烈求知欲和学习积极性,使其在课堂之外能够主动地投入更多的时间和精力认真完成课堂教学的准备工作,同时自主地学习和发现问题。对于教师,需要在图1的认知系统框架下,根据微观知识点有针对性地选择案例。仔细研究案例的内容,做好案例分析。明确给出本次案例教学重点讨论的问题、有关的背景知识、参考资料和预习要求,把这些内容文档化提供给学生,要求学生提前预习,找出具体问题,同时准备分组讨论提纲。注重程序设计和调试,布置相应的练习,要求学生提前熟悉程序,并准备调试结果。课堂教学中,引导学生就一个问题进行讨论,根据学生的发言进行相应的点评和讲解;并引导学生从一个问题的讨论过渡到另一个问题的讨论;最后进行小结和归纳。 认知案例教学注重培养学生的程序设计和调试能力,教学中布置的练习都有相应的应用背景,学生通过调试和设计程序对课程内容的实用性有了进一步的体会。一般一个案例包含多个知识点,学生的预习和准备工作缩短了授课教师讲授基本概念、原理所需的时间,这让授课教师能够在有限的课堂教学中集中更多的精力去讲解实践性较强部分。经过三年的认知案例教学实践,发现学生的学习积极性和学习效率都有了明显的提高,学习效果良好。 四、结束语 本文把认知案例教学法应用到“计算机软件技术基础”课程的教学实践中,对于该课程的教学有一定的独到性之处。较好地处理了理论与实践相结合的关系,进一步激发了学生的学习兴趣,使学生能够更加牢固地掌握课程的知识点,同时培养了学生的自学能力和创造能力,提高了教学质量。 计算机软件基础论文:基于计算机技术发展基础上的计算机软件安全检测技术 摘要:计算机软件安全检测技术已经成为了计算机软件开发过程中不可或缺的一项优秀内容。计算机软件开发人员,在进行计算机软件开发过程中,非常有必要对不同类型的计算机软件进行安全性检测,以便于软件开发人员事先发现安全隐患,从而采取适当的改进措施,确保不同计算机软件在使用过程中顺利运转。 关键词:计算机软件;安全检测技术 在社会经济飞速发展的今天,计算机作为意义上的生产或者生活用品已经融入人类社会的各个领域,并且随着科技的日新月异,电子计算机科学技术也随之日臻完善和成熟。是计算机软件在支撑着计算机的正常运转,人们依赖计算机进行生产和生活要借助不同的计算机软件来进行,因而,计算机软件的安全性也就提到了计算机维护的首要日程。否则,其安全性就极有可能对计算机的使用带来极大的安全隐患,同时也会给互联网安全造成极大威胁。鉴于此,计算机软件开发人员,在进行计算机软件开发过程中,非常有必要对不同类型的计算机软件进行安全性检测,以便于软件开发人员事先发现安全隐患,从而采取适当的改进措施,确保不同计算机软件在使用过程中顺利运转。显而易见,计算机软件安全检测技术已经成为了计算机软件开发过程中不可或缺的一项优秀内容。 1计算机软件安全检测的基本内容 当今社会,计算机的使用在不同领域越来越广泛,而且越来越具有依赖性,因而,计算机软件使用过程中的安全性则越来越成为计算机用户的终极要求,主要表现在以下几方面::第一,软件之间的冲突导致计算机运行的不通畅。安装某一款计算机软件后,用户发现这对计算机本身并没有产生多么明显的影响,甚至会因为该软件和其他软件冲突因而导致计算机运行速度明显变慢等;第二,计算机软件安全性得不到保证。计算机用户在使用软件的过程中许多个人信息会被留下,用户的私密信息随之就不可避免地被泄露,自然,用户的个人隐私就会得不到有效的、必要的保护。因此,在不同计算机软件开发过程中,软件开发人员要利用成熟的安全检测技术对计算机软件中存在的安全漏洞进行检测,并对其进行安全修复,从而达到提高安全性,降低风险的目的。 计算机软件安全检测是指在软件开发过程中,计算机软件开发人员采用安全检测技术,采取科学的手段,对计算机软件的漏洞和缺陷进行系统性地检测。安全漏洞检测是指计算机软件开发人员对计算机软件的安全缺陷及在使用过程中产生的安全隐患进行有针对性的检测、修复,软件升级或版本修复是这一过程的主要运用手段。不过,这类检测只是停留在技术的层面问题;而真正的技术检测,则是计算机使用过程中系统运转过程中的安全管理、授权、访问控制和机密性等优秀内容。 2计算机软件安全检测的基本要求 计算机软件检测是一项复杂、严谨技术含量较高的工程,不仅对检测的软件有着科学严格的要求,同事对检测方法、技术手段、操作人员素质等都有着严格的要求。 首先,由于计算机软件程序具有复杂性的特点,要使用科学有效的安全检测方法对计算机软件安全进行实质性检测。软件中很多潜藏的安全问题,采用简单的检测方法是不能被排除的,所以开发人员一定要事先对软件的相关特性以及检测软件的使用条件进行全面了解后,再根据实际情况选择适当的检测方法,制定出科学合理的检测方案,对计算机软件安全进行实质性检测,不仅如此,开发人员还要在细节方面也要依据相关程序进行细化和深化。 其次,因为软件漏洞具有存在于软件开发程序的各个环节的特点,需要多类人员共同参与对计算机软件的检测,才可能确保尽可能多地排除软件中潜在的安全威胁。多元化的人员参与有利于实现检测方法的多极性、多样性,这有利于及时、准确地排除安全隐患。不过,在软件安全检测过程中,必须需要具有专业软件安全检测技术的人员参与,同时还需要有了解软件工作和使用特性的人员,从而实现多角度、全方位的检测,以排除更多的安全风险,满足软件使用的安全要求。 最后,对计算机软件进行安全检测必须要按计划选择合适的方法进行安全检测。选择大体说来,需要通过以下做法具体执行:首先,要对计算机软件检测的各种方案和案例进行必要地分析研究,并且最后要进行汇总,在此基础上再进行分析、归纳、总结,寻找出普遍通用的检测规律。之后,再根据检测的具体要求,对比、筛选合适的方法予以检测。但是,再进行检测之前,为了确保检测程序的顺利推行,事先必须制定出切实可行的检测方案,并将检测过程的方案制定的形象化、具体化,以确保检测过程准确无误地予以开展。以上工作做好、做细后,还要对上述拟定的检测方案采用电脑模拟建立数据模型。特别需要指出的是,在这个过程中,一定要把语言支持作为实现模型形式化表现过程中的动态帮助。以上环节结束之后,作为对软件进行运行和结构的安全测试,再开始检测模拟系统。 3 计算机软件安全检测的具体技术 3. 1 语法安全检测技术 语法安全监测技术主要是对计算机软件中的语法进行实质性、技术性检测。最初输入条件的不同会使最终检测结果产生差异。语法安全检测技术通常被用于检测源程序中的安全漏洞,该检测技术可及时有效地检测出系统函数与C语言库函数的切换,并及时恰当地做出处理,从而建立以语法为基础的测试数据。同时该检测技术还能实现对计算机软件的安全检测,排除潜存的安全风险,保证计算机安全运行。 3. 2 动态安全检测技术 这项技术是对计算机软件运行环境变量进行的必要检测,漏洞等风险因素是它主要进行的检测目标。这种安全动态检测技术的使用,计算机软件源码不需要在运作过程中进行修改,因而计算机用户的隐私安全得到了很大程度地保证。在这类检测技术应用过程中,如果计算机软件的漏洞被发现,就会自动完成相关修复工作。今天,由于计算机在商务应用中也发挥着越来越大的作用,这种软件的检测技术更加适用于商务性,随着普及率的越来越高,对保证商业机密的安全,必将发挥着越来越大的作用。 3. 3 静态安全检测技术 近年来,计算机程序开发人员根据程序代码内部特性和结构是静态安全检测技术这一特征,事先构建合理的测试模型,以满足计算机读取的相关要求,对计算机进行安全静态检测,这就是所谓的静态安全检测技术。这种检测技术的检测程序是:开发人员先利用这种安全检测技术对需要检测的计算机进行检测之后,再将选定的测试模型和待检测的程序数据进行全面比对,如果待测的计算机软件安全性能良好,其对比数据就会高度一致。近年来,由于这项技术日臻成熟,并且简洁易行,越来越多的软件技术开发人员倾向于此项研究之中,从而推动了这项技术得到更为充分的发展,并且越来越大地在计算机软件安全领域中发挥了重要的作用。 3. 4 混合安全检测技术 近年来,随着计算机检测软件越来越多样化,检测技术要求的不断提升,对计算机软件越来越趋向于多项或者混合检测,以确保效果的精准化、全面化。鉴于此,实践中,我们往往倾向于多种检测软件并行的检测方法,也即这里我们所说的混合安全检测技术。这种混合安全检测技术双管齐下,动态安全检测与静态安全检测并驾齐驱,采用了动态安全检测与静态安全检测两种检测技术的优势,扬长避短,强强联合,确保计算机软件检测过程精准、全面、不留死角,极大地扩大了检测范围。 3. 5 基于web技术的安全检测技术 计算机技术检测采用web技术是近年来计算机检测技术领域的一项尝试和技术突破。Web技术是近年来伴随着计算机互联网技术出现的网络资源开发技术。随着web技术的不断革新,这项技术也逐渐渗透到计算机软件安全检测领域中,并且和其他检测手段比起来越来显示出它独特的优越性能――与同是作为计算机软件安全检查的传统的检测技术,Web安全检测技术更具有灵活性、高效性和先进性的特点,在检测性能等各方面都表现出优异的成绩。大体说来,基于Web技术的安全检测技术不仅能够及时检测出风险和漏洞,而且能够及时对这些安全风险和漏洞进行有效修复,为计算机系统安全、可靠、高效地运行提供了有力的保障。鉴于这种检测技术的精准、高效、安全的特色,基于Web技术的安全检测技术已经越来越多的运用到不同行业的计算机检测技术中,并且大有取代传统检测软件的趋势。 4 结束语 综上所述, 随着计算机网络越来越大的影响着人类的生产和生活,计算机安全检测技术作为计算机运用过程中的辅助技术,势必越来越彰显出它的必不可少的重要作用。同时,计算机技术越先进,势必要求计算机安全检测技术也必须随之越先进,在科技日新月异的今天,相信我们人类社会在计算机安全检测技术方面,也必将取得更多成果,以更好地服务于计算机技术,更好地造福于人类。 计算机软件基础论文:协作学习在计算机软件技术基础课中应用的优势 摘 要 通过分析协作学习,结合计算机软件技术基础课程的特点,分析协作学习在此门课中应用的优势。在协作学习过程中,促进教学优化及学生协作学习能力提升,学生对知识进行有意义的建构和深度学习,从而达到解决问题、深度学习、有效学习的目的。 关键词 协作学习;计算机软件技术基础课程;深度学习 1 前言 计算机软件技术基础是云南大学教育技术学研究生所上的一门课程,此门课程对于教育技术学的学生来说是很难的,学生学习起来很困难。现在学习者与教学者之间交流互动少,再加上缺少实验环境,学生动手能力相对较差,思维空间狭窄。为了能够优化教学,促使学生实现对此门课程的深度学习、有意义建构,能够解决存在的问题,培养知识迁移的能力,特引进协作学习,促进教学有效进行,提升学习者各方面的能力。 2 协作学习及协作学习理论相关信息 协作学习 对于协作学习,国内外专家学者有不同的看法。美国明尼苏达大学的约翰逊兄弟认为:“协作学习就是在教学上通过小组学习,使学生共同努力以最大限度地促进自身及他人的学习。”[1]北京师范大学黄荣怀教授认为:协作学习是学习者通过小组形式为达到共同的学习目标、在一定的激励下为获得最大化的学习成果而合作的一切相关行为[2]。笔者也比较认同他们的观点,协作学习能够促进高效学习,提高教学质量,培养学习者之间的情感交流能力、协作共赢的思想。通过协作学习,学习者共同完成任务,解决实际学中的问题,达到有效知识建构、深度加工知识。 协作学习组成要素 要素构成整体,使整体的力量变大。协作学习拥有自身的要素。通常以2~4人构成一组,组内学习者各有不同,组与组间基本同质,小组成员各自担任不同的角色,为共同目标尽职尽责,互相交流沟通、深入理解,把知识进行有意义的建构、深度加工。协作学习要发挥很大作用,离不开其本身的组成要素。协作学习由组成的小组、学习者、领导者、协作学习环境与资源等要素构成,要素之间相互依赖、缺一不可。学习者组成协作学习小组,协作学习小组中学习者采用互补的方式进行学习。领导者可以是小组长或者是教师,在协作学习中发挥重要作用,能够为协作学习的高效进行提高后盾及保证。良好的协作学习环境能够提升学习及教学质量,丰富的资源为协作学习提供便利。 协作学习的基本模式 协作学习主要有竞争、辩论、合作、问题解决、伙伴、设计和角色扮演等7种基本模式[3]。在协作学习中,学习者之间可以根据教师安排的任务进行讨论,积极发表自己的见解。根据各学习者的特长、能力分担任务。获取、整理有用信息,共同合作交流,成员之间可以进行角色互换,发挥积极作用,最终得出一个满意的成果。每个组完成任务后,教师可以组织学习者进行互评,组与组之间形成竞争关系。在解决问题过程中,每个组之间对问题的看法各有不同,进行交流时,双方会获得不同的解决问题的思路,开阔眼界、丰富经验,为以后的工作、学习等奠定良好的学习基础。 3 协作学习理论 协作学习有着深厚的理论基础,下面就来看一下相关的理论。 建构主义学习理论 建构主义的思想来源于认知加工主义学说,它认为学习是一个积极主动的建构过程。学习者借助于外界环境,在其帮助下,积极主动地对知识形成一个有意义的体系,结合以往知识进行深度加工,对所学知识形成一个认知结构。“情景”“会话”“协作”“意义建构”构成建构主义理论的四要素[4]。学是在一定的社会背景下(情景)产生的,学习者在此过程中会与他人进行交流协作(会话、协作),在交流学习中不断地同他人进行思想的碰撞,产生共鸣。同时,协作学习能够主动地建构意义学习知识,不断地深化,逐步形成一个体系。 人本主义学习理论 人本主义学习理论是建立在人本主义心理学基础之上的,人本主义学习理论的代表人物是美国心理学家马斯洛(A. Maslow)和罗杰斯(C. R. Rogers)。 罗杰斯认为,学习是一种将个人经验与学习相融合的有意义的心理过程,这种心理过程对每个人都是需要的[5],能够在合适的情景中产生出来,当学习者知道学习的真正价值时,学习会变得很主动。在教学中,教师作为学习者的引导者、促进者。教学应该做到因材施教,满足学生的个性化发展,关注学习者的特征,充分调动学习者积极性,重视学习过程中有效交流,创造良好的学习风气、学习环境。 4 计算机软件技术基础课的特点 教师的教是让学习者学习到有用的知识,解决生活中存在的问题,让学习者重构有意义的知识,学以致用。计算机软件技术基础课程难度稍大,学习者需要理论与实践相结合,同他人进行协作学习。下面介绍此课程的特点。 整体性 该课程从简单到复杂,逐步推进。它整体性很强,章节之间联系紧密。课程分章节介绍,各章节中有简单的知识,也有复杂的知识,需要从部分到整体去理清思路。它涉及其他知识,如网络等,教师在教学时应该从整体的角度介绍,让学生把握一个整体的知识,然后划分成部分。最后,把各个部分进行精炼,整合为一个结构清晰明了的结构图。学生可以在教师帮助下把知识重构成一个个精炼的个体,最后由部分加工成为一个出色的整体。 实践性 实践是检验真理的唯一俗肌Q习者,除了书本上学习到的理论外,更重要的是理论结合实践。此门课程理论性很强,听起来很难,比如算法、数据结构等知识很抽象。学生需查阅很多知识,积极主动与他人进行交流协作,结合大量的实验来掌握。如线性表、树、图等章节就需要学生进行相应的实验,结合实验准确地理解、加工知识,使知识深化。 抽象性 语言是为了能够让人看懂,越简单的话语越容易被人理解、接受。计算机软件技术基础每一个章节所使用的词汇都很精炼,似乎能够看懂,但是理解起来却不容易。形象的事物,理解起来很容易。抽象的事物需要更加深入的构建、想象、理解等,才能把知识理解透彻。此门课程抽象性极强,需要把书本上的话语换一种方式描述,结合实验,才能理解。如栈、二叉树等,可以用形象的东西比喻,然后结合实验,构建出容易理解的知识。 5 协作学习对此门课程的优势 协作学习相对于传统教学来说具有自身的优势,对教学产生很大的帮助。下面介绍协作学习对此课程的优势。 协作学习能够促进学生积极性的有效发挥 小组或团队的学习能够带动个体之间的积极性,两个人的思想互相交换,可以获得多于两份思想的价值。学生进入大学后,学习兴趣逐渐下降,个体支配时间增多,各具特色的社会实践活动越来越多,他们的关注焦点开始转移,学习就是不挂科就行。然而,学习对于学生来说是很重要的人生经历。小组之间有了目标及方向,大家都会为此负担起责任。同伴之间相互交流协作,会把不理解的知识逐步转化为可吸收的东西,在交流协作中会受益匪浅。协作学习可以增进彼此间的感情交流,培养彼此间的协作意识,从而使学习效果更加突出显著。 协作学习推动课程有效理解、优化教学 在小组或团队活动中,学生之间相互协作交流,会激发出每个人的潜能。学生在教学中积极主动探讨,课后通过QQ、微信等即时通信软件进行协作学习,可以有效推动课程知识的理解。一个难懂的知识单独分给一个学生,可能需要一段时间查阅很多知识,才能勉强了解此知识;通过小组协作,在很短的时间内,效果会远远超出一个学生所了解的内容。协作学习可以大大优化教学,为教学活动奠定良好的教学模式。 协作学习有利于问题解决 教学是为了促进学生有效学习。在协作学习中,小组根据教师或者本组的任务要求,学习者积极主动参与学习活动,发挥自己的特长。学生取长补短,虚心向他人请教,不断端正自己的学习态度,提高自身学习能力。教学中广泛应用协作学习,有助于提高学生信息收集、整理能力,能够培养学生之间沟通交流协作能力、动手操作能力。学习就是为了很好地解决问题,问题的解决将伴随很多方面的知识,协作学习为问题的有效解决提供了有效帮助。 结合协作学习的优势及计算机软件技术基础课程的特点,可以看出协作学习对提高学生学习能力、深度学习、知识的有意义建构,以及学习者之间的有效沟通具有积极作用。协作学习促进教学优化,提升学习者的高阶思维能力,为将来的教学及学习奠定良好的基础。
通信系统论文:航空电子通信系统论文 1网络拓扑结构的选取 航空电子通信网络拓扑结构指的是航空电子不同子系统在物理层面的互连结构。典型的网络拓扑结构包括三种:一是单级总线拓扑结构,此结构中的所有子系统均与同一条总线电缆相连。此结构适宜用在航电子系统数量少、网络通信负荷低等情况下;二是多单一级总线拓扑结构,该结构中各个子系统均根据功能或通信频繁程度予以分类,并将各类子系统连到两个或多个总线电缆上,适用于子系统较多、通信负荷较重的系统中;三是多级总线拓扑结构,该结构中至少包括功能高低有别的两级总线,其中,下级总线负责对上级总线所发出的控制命令进行接收,同时,下级总线向上级总线回发相应的工作参数,适用于航电中部分功能单元数量多、且不同单元需下级总线连网进行通信的子系统中,此结构管理较为复杂,需要设计好上、下级总线的硬件网关,还要对其信息交换进行组织。为了解决网络拓扑结构的选取问题,设计过程中应针对机载设备数量、响应时间、可靠性、吞吐量等,优化选择或组合出最佳的网络。对于ACT飞控系统而言,其共包括7个节点,通常而言,其中1个是总线控制器,剩余均为远程终端,多数情况下,系统通信量均不太繁重,网络连接节点也相对较少,因此,应尽量选取单级总线拓扑结构,这样不仅满足了通信的需求,也便于实现。 2时间同步机制的建立 在航空电子通信系统中,每个子系统都拥有能够独立工作的计时时钟,它们之间会存在一定的时间误差,为了保证子系统之间在传输信息和执行实时任务的同步性,必须建立时间同步机制,统一整个通信系统时间,这里所说的时间统一,不仅仅包括上电之后能够在短时间内迅速达到统一,还包括飞行过程中始终保持统一。时间同步机制将大幅度提升航空飞行效率和稳定性,并确保子系统工作在有序进行的前提下,实现步伐统一和指挥统一。时间同步机制的原理:实时计时器(RTC)和时钟分辨率是航空电子通信系统各个子系统中安装有的设备,每个RTC的长度均一致,在上电后它们会自动计数。依照整个系统和子系统RTC精确度的要求,计算出总线控制器RTC的广播周期值。通过系统总线控制器向子系统进行周期性广播RTC值,各个子系统根据此周期计算自身RTC与总线RTC间误差,得出误差后修正时间,并按照此时间执行实时任务。航空电子通信系统RTC精确度的要求越低,周期值越大;反之越小。 3故障处理 在航空电子通信系统通信过程中,要求系统能够及时对所发生故障进行排除。对于总线控制器而言,其在子系统故障处理方式方面,同非总线控制器不同,非总线控制器在故障发生后处理方式也不尽相同,如果子系统多路总线接口的硬件存在故障,此时,状态字的终端标志位置位,若并非硬件故障和永久故障,则子系统标志会置位。若故障更加严重,中央处理器无法运行,此时,通信系统会发出相应的指令,禁止响应总线控制器所发出的各项命令。由于三种故障情况的处理方式不同,因此,必须根据实际需要进行分析,以防运行存在错误,影响通信过程。对于总线控制器而言,其处理故障也需要分情况进行。总线控制器需要对发生故障的子系统进行判断,并对故障电缆作出相应的记录,由于通信故障包括临时性故障和永久故障,因此,总线控制器需要根据系统需求,在双余度电缆上先开着调试,若简单调试后故障消失,则属于临时故障,若故障长时间内无法消除,则可能是子系统或电缆硬件存在问题。若采用双余度电缆重新调试,故障仍存在,即为永久故障,此时,总线控制器会进行记录。 4结束语 航空电子通信系统是十分复杂的分布式机载通信网络系统,主要涉及航电多路传输总线中的各种设备,因此,航电通信系统顶层设计优劣将会对飞机总体性能带来直接的影响。上文所涉及的系统层次结构、故障处理、网络拓扑结构、航空电子时钟同步设计等均为系统关键性问题,本文提出了相应的解决方法,以供航电设计人员参考。 作者:裘宇单位:交通运输部东海第一救助飞行队 通信系统论文:基于模型构建的信息通信系统论文 1项目的研究内容 项目的主要研究内容为构建信息通信系统状态检修体系,明确信息通信系统的典型构成及信息通信状态检修准确定义,为工作开展树立明确目标和范围。研究软件评价相关数据采集、指标体系及方法,从技术评价、安保运维评价和设备评价三个角度进行软件运行状态特征量收集、评价指标的建立,并引入参考权重理念实现软件评价。基于设备/软件相关评价结论,从业务系统评价、支撑系统评价和综合系统评价三个层面形成系统层面的评价体系。形成系统风险评估机制,根据状态评价结果及风险评估参数对设备和系统两个层面进行风险评估,并计算出相应的资产损失、系统性能下降风险和数据丢失等安全风险。构建系统故障诊断方法,通过对系统的组成部分设备与软件的相关运行情况、故障情况及评价结论等信息的分析,对系统故障及异常进行预警分析,给出针对性较强的处理建议。 2项目建设目标 (1)建立信息通信系统状态检修体系,基于现有信息通信设备状态检修工作开展的前提下实现软件、软件与硬件构成的系统的状态检修体系的建立。(2)建立IMS、一体化安全运维系统的数据接口,实现软件的监测数据接入。(3)构建软件、系统的评价指标体系,结合软件和系统特点实现评价指标抽取、评价指标分类及评价方法的制定。(4)建立系统评价模型,从业务系统评价、支撑系统评价和综合系统评价三个层面形成系统层面的评价体系。(5)形成系统风险评估机制,根据状态评价结果及风险评估参数对设备和系统两个层面进行风险评估,并计算出相应的资产损失、系统性能下降风险和数据丢失等安全风险。(6)基于设备和软件的在线监测预警数据,结合项目对系统各组成设备和软件的关联关系,智能分析系统故障原因,软硬结合实现系统故障诊断并给出辅助处理建议。 3项目研究路线 一是进行项目范围定义及相关关键概念的归纳总结,形成系统的典型构成、信息通信系统概念、信息通信系统状态检修工作等内容界定。二是全面调研现有信息通信设备、软件和系统现状,实现对其关联关系、组成结构的分析,建立相应模型分类。三是研究探索软件及系统评价模型和方法,建立相应指标体系、评价流程以及设备/软件和系统的评价影响模型。四是研究软件与系统风险评估模型。五是研究软件及系统的故障诊断方法,结合设备和软件的监测数据和故障情况,为系统故障和异常的预警分析提供细化处置建议。六是严格项目管理,制定可行的项目管控措施。 4结束语 随着信息通信系统状态检修工作的开展,新检修工作模式的优点逐步展现,为信息通信专业运维检修工作提供准确、可执行、可操作性强的检修策略及方案。实践证明,项目的应用使信息通信设备故障率降低42.3%,检修效率提升27%,及时、高效、快捷、节约的实现了专业管理设备和系统的运维。 作者:刘月琴郝朝虹单位:国网山西省电力公司忻州供电公司 通信系统论文:基于配网自动化通信系统论文 1、通信系统维护成本的要求 目前我国的配网自动化通信系统中往往是采用光纤通信,无线通信,电力线载波通信以及双绞线等数据传输方式来实现的。这些传输方式中的电力线载波通信以及无线通信和双绞线通信方式较为容易受到一些技术因素的干扰,例如配电网分支、“T”型结构过多,信号在线路上会严重衰减,以及其他自然因素,如地形、天气等。正是由于这些影响,让类似的通信技术维护成本增加,且难以得到全面的推广,目前很多用户也淘汰了这些传输方式。在使用光纤通信的过程中,人们发现光缆价格正在逐渐下滑,因此在进行通信系统建设的过程中可以使用光纤通信来作为数据传输方式,这种传输方式不仅维护成本较低,并且使用过程中的可靠性也很高,值得在通信系统建设的过程中进行广泛应用。 2、配网自动化通信系统建设的原则 配网自动化通信系统在实际建设的过程中,应注意通信系统的可行性、拓展性以及先进性,同时也需要结合实际情况,采取一些较为灵活的手段来进行建设,保证它的功效性。具体可有如下几点: 2.1整体规划、循序渐进。对整个配电网自动化通信系统做出整体规划,按照地区、电压等级等逐步推进,最终实现全面覆盖,实施过程中注意与远期工程的衔接、及采购设备时做到不同厂家间设备的兼容性。 2.2重点突出、经济建设。根据实际情况及重要程度,选取已有设备条件及通信网络现状比较好区域,按照“遥信、遥测、遥控”三遥功能建设。依此类推,把整个配电网自动化系统建设成为一个真正实用,避免重复建设的功能性系统。 2.3因地制宜、灵活选择各种通信手段。下面介绍几种通信方式。 2.3.1无线通信,需要租用网络运营商的无线网络,将站端采集到的数据传至网络运营商的后台系统,再通过专线和配网自动化系统进行互联,实现业务接入。这种通信方式具有投资少、见效快等优点,但是无线通信往往受天气、地形等的影响,信号不稳定、安全性差,所以适用于“遥信、遥测”功能的使用。 2.3.2电力线载波通信是在站端将原始信息调制为高频信号,并通过耦合器耦合至输电线路,利用输电线路作为传输媒介传送到接收端,接收端通过耦合器将载波从强电电流中分离出来,然后解调出原始信息并传送到接收端。该通信方式带宽有限,基本上可以满足“遥信、遥测”、或者仅是“遥信”功能的使用。 2.3.3光纤通信是以光波作为信息载体,以光导纤维作为传输介质的通信方式。它具有传输速度快、可靠性高、组网方式灵活等优点,但是成本较高。该通信方式可以满足“遥信、遥测、遥控”功能。在通信系统的建设过程中,应当根据当地的具体环境选择不同的通信方式相结合的手段。应首选光纤通信,如在主干通道、主站间、主站与配电终端间,无法铺设光纤的地方及配电终端之间可以灵活选择电力线载波和无线通信方式。 3、配网自动化通信系统的规划 通信系统在整个电力系统的运行过程中占据着极其重要的地位,它是主站系统与配网终端设备联接的纽带,主站与终端设备间的信息交互都是通过通信系统完成,因此必须有稳定可靠的通信系统,才能实现配网自动化的功能。由于整个电网的一次设备多数已经建成,因此在通信系统规划过程中,应该通过重点建设配网终端设备的通信功能。配网终端设备主要功能有以下几点:①配网馈线运行状态监测;②馈线开关远方控制操作;③馈线过负荷时系统切换并重新优化配置(网络重构);④监测并进行故障识别、隔离、恢复供电。为实现配网终端设备的功能,它们与主站及彼此之间的通信必不可少。最终它们需要将采集到的各种信息,通过通信网络实时传至主站端,为调度运行工作人员正确做出各项指令提供可靠依据。由此可见,配网终端设备的通信功能是实现配网自动化的基础,在实际的工作过程中发挥着举足轻重的作用,重点建设终端设备的通信功能是明智的。 4、结语 电力系统工作的过程中,需要可靠的通信系统为电力系统的安全运行提供有力的保障。在配网自动化通信系统的建设过程中,需要注意根据实际情况选择合适的通信方式及高可靠配网终端设备,为配网自动化业务提供可靠、高效的通信网络,以实现电网安全、高效、优质、经济运行,为我国的电力事业发展做出贡献。 作者:牛瑞王静陈小军单位:陕西省地方电力(集团)有限公司 通信系统论文:高速公路信息通信系统论文 1信息系统的主要内容 1.1收费系统 高速公路以往所采取的收费方式为全封闭的,现阶段所采取的收费方式是利用计算机系统,这样的话有利于进行统计分析以及管理。收费系统主要分成收费中心、收费车道一级收费站等,而每个站之间都会形成一个计算机局域网,再利用通信系统有机的和收费中心连接在一起。收费系统一般都是半自动收费,也就是人工对车型进行判别、计算机计费和把现金付费当作优秀的收费手段 1.2监控系统 监控系统主要囊括了监控中心以及各分控中心。能够划分成:控制系统、传输系统、监控系统以及情报板系统等。该系统的主要功能是利用监控系统获取道路中的气候变化、事故、交通拥挤、交通量、路基路面损坏、阻塞以及车速等情况,并提出合理的解决方案,再通过传输系统把其传输到情报系统,为交通参与人员提供保持正常运行的信息。除此之外,还需要对道路进行某些控制,用来确保高速公路连续行驶以及安全行驶,并为路政管理以及稽查管理提供一定的借鉴。监控系统往往采取巡逻车、红外线探测器、紧急电话、摄像机、无线电设备、气象检测装置、闭路电视以及车辆检测器等先进技术对信息进行采集,而通信系统的主要职责为传输信息,并采取广播系统以及标志牌等对信息进行。 2信息系统的管理和建设 高速公路信息系统是服务于高速公路的业务运营的,它也是组成高速公路的重要部分,也是高新技术发展的产物。除此之外,高速公路信息系统在专用的交通通信网内占据着至关重要的地位,还可以被称之为使交通信息顺利的传出的重要载体。是否可以管好、建好和用好高速公路信息系统,对高速公路的服务质量、层次以及管理水平有着至关重要的影响作用。 2.1建设前的设计 在对系统进行建设前,需要充分的对未来发展需求以及各传递因素进行考虑,主要包含:气候、自然灾害、车流量和一些突发事件(难以预料)。通过调查研究可知,一定要从未来发展的角度出发,并制定出合理有效的方案,从而让整个系统能够实现及时、准确和快速的传递作用。除此之外,不仅技术上没有出现浪费,还有助于日后对其进行升级换代。 2.2规范技术标准 高速公路信息系统构建完成以后,需要相应的对其进行技术分析,并对技术资料进行整理,既能考察该系统能够实现预期目的,还能为系统的升级换代、日常保养以及日常维护等提供技术支持以及理论依据,还能为系统的管理者以及使用者带来很大的便利。技术资料主要囊括了下面几点:重要设备说明书、工程竣工图纸、工程设计图纸以及其他有关材料等,还需要在该前提下对相应的标准进行整理和制定。例如:确立发展方向、规范操作行为、制定标准以及确立相应系统等。 2.3构建健全的管理运行机制 高速公路信息系统作为高新技术发展的产物,要求管理人员、使用人员以及维护人员必须具备很高的科技素质,构建出具备高水平的队伍直接决定着高速公路信息系统能够使自身功能得到充分的发挥。随着社会发展和技术进步,也要求技术人员不断的对知识进行更新。所以,相关部门需要加大对人员进行培训的资金投入,也必将能够收获更好的效果。高速公路信息系统是服务于高速公路的业务运营的,在工作时,高速公路信息系统与其他部门是相互协调和紧密相连的,构建健全的管理运营机制是信息通信系统得到正常发挥的重要保障,高速公路信息系统需要和其他有关部门有机的结合在一起。例如:监控系统中服务于稽查以及路政的环节,则需要和路政部门与稽查部门构建相应的关系,这样的话有助于进行操作和管理。 2.4构建专业的抢修队伍 现阶段,由于我国高速公路正是飞速发展的阶段,而高速公路信息系统还有很多部门的设计一直处在研发的阶段,操作繁琐和系统反应慢是导致高速公路成本偏高的重要因素。例如:收费系统硬件和收费系统软件均需要从外国进口,这就需要大量的外汇。我国的计算机行业目前已经取得了较高的发展水平,如果能够在此前提下,可以相应的组织人力和物力把这方面的研究工作做好,则会开辟出具有很大发展前景的产业,还可以为国家创造更多的利润,并为国家节省大量外汇。 3结语 随着高速公路建设的日趋发展,则需要培养诸多的信息通讯系统的专业机电人才,相关的管理部门需要通过自身存在的机电优势,构建出高速信息系统的机电创新队伍,还需要和实际的工作有机的结合,从而使单位获得更大的经济效益以及社会收益。 作者:马奇宇文飞单位:陕西公路研究院 通信系统论文:智能变电站光纤通信系统论文 1智能变电站站内光纤通信系统设计 1.1设计原则 巍山变电站是110kV智能变电站,因此在智能变电站的光纤通信系统建立时,需要从总体上考虑光纤系统的可行性和可实现性,在保证传输安全的前提下保证数据传输的效率,即可靠性。智能变电站光缆的选择要符合施工的实际情况,光纤的接口应该尽量统一,在施工中要尽量采用新技术。方案的设计要尽可能节约光缆的使用量,提高光纤的利用率,同时要在设计中明确施工目标,从而保证施工效率。在进行光缆的铺设时要注意光缆的保护等。 1.2光缆的选择 在智能变电站中,光缆产品的性能决定了智能变电站的通信效率,因此光缆的选择是其在设计时需要优先考虑的,在实际的工作中要根据实际情况进行光缆的选择。在智能变电站内数据的传输距离长,通常选用单模光缆,以确保数据的准确传输;站内各LED之间的通信,则要选用渐变性多模光缆。在进行户外配电装置的选用时,对光缆的抗磨损性要求较高,因此大多选用铠装型光缆。在光缆的选择之后,还要进行光缆连接器的选择,即接入光模块的光纤接头。根据使用的光缆块不同,光缆连接器的选择也有不同。该变电站采用光纤代替了二次电缆技术,并且通过智能终端使各项数据可以共享。 2智能光纤通信系统的主要实施手段 2.1光缆线路设计 在进行信息数据传输时,为了保证传输的稳定性和可靠性,使光纤在各种环境下都能够进行长期使用,需要将光纤制作成光缆。在进行光缆设计时要对光缆进行足够的保护,保证光纤不受外界因素的损坏,光缆的材质要选择重量较轻、便于施工和维护的材料。针对不同的传输环境,选择不同结构的光缆,从而将传输的线路进行优化处理。在进行光缆的安装时,要对光缆之间的挤压、磨损、扭转等进行规范操作,清除光缆附近的障碍物,进行电场强度控制,使其感应电场不超过规定值。由于110kV巍山智能变电站光缆的安装是在高电压的环境下进行安装,因此要格外注意人身安全和安装设备安全,在安装时要进行安全措施防护,保持作业的安全。要注意施工的环境,在施工结束后要在附近悬挂警示牌和设立相关的标志,及时进行光缆的维护等。 2.2通信系统设计 110kV巍山智能变电站的通信系统主要由传输设备、接入设备和电源设备组成,SDH传输设备是光纤系统的优秀,所有的控制信号都要通过SDH进行转换才能进行数据的传输。PCM接入设备将传输设备中的2M信号转换为可控制传输的64K信号,而电源设备是通信系统正常运行的重要保证,只有电源提供稳定的电源,才能保证数据传输的可实现性和准确性。在进行通信设备施工时,要对施工人员进行大地放电,消除人体静电,以防止通信设备的损坏。通信设备对周围环境的要求很高,要设置专门的通信机房,安装防静电地板,同时要保证机房的温度和湿度恒定,将通信电池和设备相分隔开,以防止火灾的发生。巍山智能变电站的设计中采用了全封闭式的组合电器,具有很强的抗干扰功能,智能化远程遥控可以大大减少人为操纵的风险。 3现阶段变电站中光纤通信系统存在的问题 3.1光缆施工安全隐患 在智能变电站建设中,光纤通信作为其主要通信介质发挥出了极大的作用,但是在施工建设中容易出现一系列问题,导致变电站通信质量受到损坏。在导入光纤时接口密封不严,使保护钢管中容易出现积水,造成冬天积水无法排除结冰膨胀,从而造成光纤被积压,不仅降低了传输效率,同时也影响了光缆的安全性。在进行光缆材料的选用时没有固定的标准,捆绑材料也达不到标准,使光缆在固定时不稳定,余缆容易出现散落的现象,从而造成安全隐患。光缆的材料选用不足,也会造成施工工艺的差异,产品的质量达不到统一的标准,导致同一个智能变电站中出现不同施工工艺的现象。在进行光缆的固定和安装时,其固定架间隔之间缝隙存在着质量问题,部分型号的光缆固定架间隙不足,导致传输的质量和速率下降,固定架和光配机架上下距离不够充足,使光缆在固定保护套管弯曲过大,使馆内光纤造成积压,从而降低传输速率。 3.2材料选择不规范 智能变电站光纤通信系统涉及到多个专业,施工需要采购的设备数量多,型号也分为很多种类,因此在进行设备采购时针对光缆固定架、配线单元、保护套管等材料的配备要符合施工的要求。但是从巍山智能变电站光纤通信系统的材料选购上看,设备进行采购时常常出现遗漏的现象,设备材料的供应商数目众多,其产品型号难以统一,给材料的配置带来了很多的困难。不同型号进行的施工工艺也不相同,造成工程的工艺不规范。 3.3施工人员素质不强 智能变电站光纤通信系统的构建是一个非常复杂的施工工程,施工规模大,项目多,作业环境危险,这就需要施工人员增强安全意识和专业技能,但是现阶段很多施工人员不注重技能的提升,不能够及时掌握新技术,在进行高电压作业时防护措施不到位,高空作业时没有配备相应的安全设施,造成人身安全隐患。在进行通信设备的建设时没有进行大地放电,身上的静电造成通信设备的损坏等。 4加强变电站站内光纤通信的有效措施 4.1进行变电站初期研究 在进行智能变电站光纤通信系统的构建时,要与相关部门进行沟通,确定系统的可实现性,要对光缆通信建设的目标进行明确,同时优化设计方案,将设备材料的选购、光缆设计数量、安装方式和投入使用等各界环节进行预算和估量,在设计时要严格审核期设备的选用,人员的调配和施工技术的应用也要符合相关的规定。要选择专业的设备厂家进行设备材料的选购,保证设备的型号一致,将安全隐患在初期研究阶段降到最低。110kV巍山变电站的顺利实施和政府的支持紧密相连,其各项施工也符合国家的施工要求。 4.2规范施工中的各项操作 在进行光缆的安装和调试运行时,施工人员要严格按照相关的规定进行规范操作,在进行光缆施工时,要以光缆数据传输效率最大化和传输安全为标准进行光缆的安装。结合巍山当地的气候特点,对于施工中出现的客观因素如天气原因等要进行及时的调整工期,保证施工的进度和工期。及时将新技术应用到施工建设中,从而让通信建筑更好地发挥其作用。在建筑中明确责任人和监督人,监督施工按照相关规定操作,保证施工的安全。 4.3加强施工人员的培训 在进行光缆通信建设时,施工人员的操作是保证系统顺利运行的关键。要加强对施工人员的技能培训和综合素质的提高,不断提升员工的专业技能水平,让新技术运用到光纤通信建设中。增强员工的安全意识,在员工进行危险环境作业时,要让员工配备相应的安全工具,如安全帽等,在进行通信设备建设时,要注意对员工进行大地放电,减少通信设备的损害。建筑单位要及时对光缆进行维护,防止光缆的损坏造成极大的损失。 5结语 随着我国电力产业的发展,国家供电量需要大幅度的增加,国家电网建设越来越重要。在电网建筑中,最重要的部分就是变电站的建设,其可以有效的进行数据信息的传输,保证了供电系统的完整性。在进行智能变电站光纤通信系统的构建时要依照其设计原则进行设计,在施工时要注意施工安全和施工细节。提升员工的专业技能和安全意识,对于会影响到通信传输的各项因素进行及时的处理,发现问题时要进行及时的处理,防止损失的进一步增加。要大力发展智能变电站光纤通信系统的构建,让我国的电站通信更好的发展。 作者:洪健明单位:云南电网公司大理供电局 通信系统论文:变电站通信系统论文 一、变电站的通信网络系统 (一)网络拓扑结构和组网技术 一般来说,在系统运行的过程中,组网方式的合理性,在一定程度上关系着以太网运行的可靠性和高效性。随着现代技术的不断发展和我国电网的进一步深化改革,变电站的智能化程度也越来越高,从当前我国组网方式的运用现状来看,可以将其简单概括为:新组建的网络将系统的性能和功能要求作为基本前提,采用优化节点分布和网络结构的方式,一方面可以有效提高变电站通信系统的信息化水平,另一方面还能实现投入与效能的均衡化。 (二)以太网交换技术 所谓以太网交换技术,主要指的是在以太网运行的过程中,具有性能高、操作简单、密集高端口以及低价特点的一种交换产品,将这一技术运用在变电站通信系统中,在一定程度上可以有效提高通信系统的安全性和可靠性。一般来说,在网络系统中,之所以会提出交换技术这一概念,主要是为了进一步改进网络系统的共享工作模式。从当前我国以太网交换技术的使用现状来看,有三种交换技术被得到广泛地推广和运用,分别是信元交换、帧交换以及端换。随着现代科学技术的不断发展,在以太网运用领域出现了三层交换技术,一方面改善了在明确划分局域网中段之后,只能通过路由器对网络中子网进行全面监督和管理的局面;另一方面也解决了由于传统路由器的复杂、低速而导致网络产生瓶颈的问题,有效提高通信系统的工作效率。 二、加强变电站通信系统可靠性的有效策略 (一)双以太网冗余的实现 在对变电站结构进行全面仔细地分析之后,我们可以知道,IED具备完全独立的两组隔离变压器、控制器、通信电缆以及收发器等。一般来说,每个通信设备都具有个体差异性,在通信冗余协议的实现上也存在着一定的区别,但是具有相同的基本原理。所以,我们在实际的研究工作中,在解决一个通信设备的问题之后,就可以解决其余通信设备的问题。IED可以采用回环测试的方式,对系统中的链路进行全面地检测,确保通信系统的正常稳定运行。在实际的工作中,可以将这两个接口都与协议栈绑定,并且具备控制层访问的不同媒体地址。通常在完成以太网与热备用的连接之后,系统是不具备信息发送功能的,但是由于充分考虑到链路会在发生故障时被切断这一因素,所以需要对设备进行不断地改进,确保系统信息接收的通畅性。系统在正常运行时,利用工作接口IED设备可以在网络中传送信息,在进行回环检测时,如果IED发现系统故障,就可以马上发出命令,对热备用接口进行设置,确保其通信控制器可以进行信息发送,并且将全部信息从工作接口的主链路上转移到热备用接口的链路上,这样一来,就算工作信息接口发生故障,备用接口也可以完成信息接收任务,在一定程度上可以为变电站通信系统的可靠性和稳定性提供有效地保障。在变电站通信系统运行的过程中,双以太网结构将热备用作为主要工作方式,在对链路进行切换时,不可避免会发生延时的情况。同时,由于每个IED之间都存在着个体差异性,不同交换机和IED在进行协议配合时,往往存在着一定的区别。所以,针对这一问题,在实际的工作中,还需要不断地研究和改进,只有这样,才能确保通信系统的安全稳定运行。 (二)环网冗余的实现 从当前我国双以太网环网的运用现状来看,通信系统在运行的过程中,主要是通过交换机来实现信息接收和发送目的的。一般来说,不同厂商生产出来的交换机具有一定的区别,为了确保系统的安全稳定运行,厂商在生产交换机时,可以采用生成树系列的标准协议,这样一来,就可以通过交换机构组成相应的环路,为变电站通信系统可靠性的提高奠定坚实的基础。通信系统在运用环网结构时,在信息传输的过程中,为了避免环网中信息的循环传输,可以对交换机进行重新设置,将两个端口分别设置为阻塞态和转发态,这样一来,信息就可以在系统中进行无障碍传输,在一定程度上可以有效提高系统的可靠性。除此之外,通信线路在正常工作的过程中,系统在传输信息时,也需要通过诸多的交换机来完成,同时,将交换机的1、3、6端口设置为阻塞态,这样一来,该端口就不能进行信息传送。站控单元可以利用交换机的7—3—1—2端口将控制信号传送到保护单元,并且在传送的过程中,不会出现循环发送的现象,有效保障了系统传输的可靠性。在变电站通信系统运行的过程中,当1、3这两台交换机的链路出现故障之后,3号交换机在接受到系统的命令之后,会自动对环路进行全面仔细地检测,如果发现该链路无法保持通畅状态,则会对它的端口进行重新设置,将阻塞态变为转发态,并且及时通知其它的交换机,在进行信息传输时,选择其它的转发路径,这样一来,就不会出现因为其中一台交换机故障,而导致整个系统信息被阻塞的现象。同时,在环网冗余协议中,延时的时间通常保持在1—3s,不仅可以确保整个通信系统运行的可靠性,在一定程度上还能有效提高工作效率。但是,通常在正常情况下,备用链路完全处于闲置状态,端口和宽带的利用率相对较低。 三、结束语 总而言之,随着我国智能电网建设脚步的进一步加快,变电站的重要性也逐渐凸显出来。因此,一定要充分认识到变电站通信系统建设的重要性,在全面了解当前我国变电站通信系统的应用现状之后,将双以太网环网结构运用在变电站通信系统的建设中,一方面可以为通信系统的安全稳定运行提供有效地保障,另一方面还能有效提高变电站通信系统的实时性和可靠性。 作者:张大淼单位:佛山市瑞兴电力工程技术咨询有限公司 通信系统论文:视频通信系统论文 [论文关键词]视频通信应用实现通信技术 [论文摘要]宽带通信技术和数字视频处理技术的迅速发展,为视讯通信业务面向公众广泛运营已经准备好技术条件。结合当前通信领域和计算机领域的出现的技术,对如何实现远程视频通信进行研究。 随着人们对视频和音频信息的需求愈来愈强烈,追求远距离的视音频的同步交互成为新的时尚。近些年来,依托计算机技术、通信技术和网络条件的发展,集音频、视频、图像、文字、数据为一体的多媒体信息,使越来越多的人开始通过互联网进行各方面通讯,缩短了时区和地域的距离。 一、视频通信概述 视频通信实质上是多媒体技术、计算机网络技术与现代通信技术相结合的产物。它通过多媒体技术和网络通信技术的支持,为不同地域的人们提供了类似与面对面的交流方式,为身处异地的人们提供了一个相互讨论问题并可协同工作的环境,它集计算机的交互性、通信的分布性,以及电视的真实性为一体,具有明显的优越性。 二、视频通信的组成 (一)组成 一个视频通信系统包括节点机和通信网络两部分。典型的会议节点机主要由音/视频获取设备、回放设备、媒体编解码器、通信接口卡和会议功能模块构成。网络部分主要指支持实时多点传输的网关和信道。完整的视频会议系统的逻辑结构模型由六大模块构成:(1)人际交互模块,即视频会议系统的人机界面。(2)会议文档部件,包括会议文档的自动生成、管理和查询等功能模块以及与数据库的接口模块。(3)媒体处理部件,包括音、视频信息的获取、编码、回放等处理模块。(4)共享空间部件,包括共享空间管理模块、电子白板及应用过程共享功能模块。(5)会议管理部件,包括会议的发起、与会人员的管理(加入/退出)、会话建立以及会议结束等处理模块。 (二)软硬件与网络条件 要进行网络视频通信,需要一定的软件和硬件设备作为支撑。 1.所需硬件环境。 要使用网络视频会议,除了要有一台较高性能的多媒体计算机或显示屏外,还需要配备摄像头、麦克风、音箱或耳机等外部设备,其中最主要的设备为摄像头,它是用来进行视频获取的一个重要硬件,摄像头分为模拟摄像头和数字摄像头两大类,前者捕获的为模拟视频信号,需要将其输入到视频捕捉设备进行数字化后方可转换到计算机中使用。而数字摄像头可以直接捕捉影像,然后通过串、并口或者USB接口传到计算机里。 2.所需软件环境。 (1)操作系统软件:目前绝大多数的网络视频会议软件都支持Windows98/Me/2000/XP/2003系统,另外也可有一些视频会议软件支持在Linux等非Windows系统中运行。 (2)网络视频软件:要进行网络视频会议,必须借助于网络视频会议软件。网络视频会议软件支持点到多点的视频会议应用,即可以在用户之间,也可以实现多个用户进行联机视频会议。 (3)其他软件:音频连接模块、网络交换机、多媒体加速软件、多媒体编码/解码软件等。 3.承载网络。 要在网络视频通信系统中使用视频,用户必须具有可供视频流畅传输的网络链路,也就是说用户必须具有足够带宽的局域网环境和宽带接入Internet的网络环境。 三、视频通信系统的实现 NetMeeting作为一款免费网络电话与协作办公工具,它除了支持视频、音频的实时交流外,还提供了文档与应用程序共享、电子白板和远程桌面共享等多种功能,是一款用于网络视频通信的优秀软件,使用它我们可以轻松的进行网上视频通信。 (一)安装视频软件 首先,检查需要进行视频通信的系统中是否安装了视频软件,如果没有安装,可以通过填加组件的形式进行安装。 (二)连接信息设置 确认NetMeeting已经安装在系统后,单击“开始” “程序” “附件” “通信” “NetMeeting”命令,启动程序。首次运行NetMeeting,软件会出现一个向导,要求用户信息进行简单的设置,单击“下一步”按钮,输入个人信息。接下来,向导要求用户设置网络连接方式,可以根据具体的网络连接情况选择ADSL、局域网等。单击“下一步”按钮跳过NetMeeting服务器设置,此时向导会要求对计算机声卡和麦克风进行测试。单击“下一步”按钮完成向导之后,即可进入NetMeeting主界面。 (三)开始视频通信 1.新建视频通信。单击“呼叫”“主持会议”命令新建一个视频会议,在弹出的“主持会议”对话框中设置会议名称(不能使用中文名)和密码,然后,将“会议工具”中的“共享”、“聊天”、“白板”、“文件传送”四个复选框全选上,单击“确定”按钮。 2.呼叫主机。建立会议后,与会的计算机即可呼叫主持会议的主机,方法是单击“呼叫”“新呼叫”命令,或单击NetMeeting面板中的“呼叫”按钮,打开发出“呼叫”的对话框,输入IP地址,并单击“呼叫”按钮即可对主机进行呼叫。3.接入验证。此时,被呼叫方的计算机中会出现是否应接呼叫的对话框,单击“接受”按钮。然后,拨入方计算机即可登录会议,如果在“主持会议”对话框中设置了会议密码,此时还会弹出一个对话框要求用户提交验证密码。 4.进行视频通信。各个不同地方的参与视频通信的人员,只需要单击主界面中的“开始视频”按钮,即可发送视频流。将发言请求发送到中心站的服务器上,由主会场主持人来确定允许还是否定发言请求,一旦确定可以发言,即可实现通话。 (四)其他功能 NetMeeting界面下方有四个按钮,分别对应了“共享”、“聊天”、“白板”和“文件传送”四项主要功能(这四项功能需要在会议属性中启用,否则在非会议中处于不可用状态): 1.“共享”功能。通过共享功能可以便于同其他会议参加者在获得授权后控制本地主机上的应用软件进行演示与操作。 2.“聊天”功能。单击“聊天”按钮,NetMeeting会弹出一个聊天对话框,可以对所有或某一与会者发送聊天信息。 3.电子白板。系统提供多块白板,与会人员都可通过白板进行绘制矢量图,可以进行文字输入、粘贴图片等。在主控模式,主持可以禁止其他人使用白板。 4.传送文件。“传送文件”功能用来在与会者之间传送与接收文件。使用方法比较简单,只需单击“文件传送”按钮并选择需要传送的文件即可。 四、结束语 随着网络的发展和视频通信技术的进一步完善,视频通信技术将越来越多地被人们利用到工作及生活中,甚至改变人们的生活和工作方式。人们根据自身对网络质量需求的不同,自由选择传输方式及终端设备,更多的行业、企业、个人都将享受到视频通信所带来的便利。 通信系统论文:无线宽带接入通信系统论文 1.引言 到2001年底,全球移动电话用户总数突破了10亿大关,并有100多个国家的移动用户数超过了固定用户数。移动通信已成为普遍接入的必要手段之一,而不再是传统所认为的固定电话的补充。另一方面,定向话音仍是当前移动通信的主要业务,但包括高速数据在内的多媒体业务的比重逐年增加,预计2010年话音业务和多媒体业务之比将为1:2。移动多媒体业务是把文本、图形、语音和视频等信息以任意组合的方式给移动用户提供的服务。为了提供优质的移动多媒体业务,必须构筑大范围覆盖的高质量无线宽带网络。从2002年开始,无线宽带网的建设进入高速发展阶段,许多国家均在政府支持和电信制造商、运营商的积极投入下,研究和建设各种不同类型的无线宽带网络。 我们知道,无线通信是利用无线电波(电磁波、激光)在空间的传播来传递声音、文字、图像和其它信息的。空间信道具有可移动性、共享性、广播性和可迅速建设等优点,同时也具有高干扰、强衰落、窄带宽的缺点。因此,无线宽带网络需要特殊的发送和接收技术来保证。本文按固定无线接入、移动无线接入和蜂窝移动三大系列介绍国内外无线宽带网络的现状和发展。 2.固定无线宽带接入通信系统 由于固定无线接入比移动通信场合容易现实操作,智能天线、软件无线电、现代编码调制及自适应信号处理等功率/频谱有效利用的新技术往往首先在固定无线接入中试验与装备应用,固定无线接入往往成为新一代移动通信的技术先导。 目前,与xDSL、HFC、FTTx、APON等有线宽带传输的发展相对应,LMDS、MMDS、SFO等无线宽带接入亦在快速推进。固定无线宽带接入系统采用TDMA和CDMA等多址技术将点对点微波传输系统发展到一点对多点的无线集中系统,它可以提供本地交换局至终端用户之间的宽带通信服务。 2.1本地多点分配接入系统(LMDS) LMDS在1998年被美国电信界评选为十大新兴通信技术之一。其最大的特点在于宽带特性,可用频谱往往达1GHz以上。在不同国家或地区,电信管理部门分配给LMDS的具体工作频段及频带宽度有所不同,其中大部分国家将27.5GHz~29.5GHz定为LMDS频段。我国则采用26GHz及38GHz。 由于该技术利用高容量点对多点毫米波进行传输,它几乎可以提供任何种类的业务,如话音、数据及视频图像等,能够实现从64Kbps到2Mbps,甚至高达155Mbps的用户接入速率,并具有很高的可靠性,被认为是一种"无线光纤"技术。它是解决电信接入网问题的利器,为电信运营商开展业务、发展用户提供了高成效、低成本的有效手段。尤其适合于新兴运营商进入电信市场。 LMDS系统通常由四个部分组成:基础骨干网络、基站、用户端设备以及网管系统。由于LMDS直接支持无线ATM协议,可以使链路效率得到提高。 2.2多点多信道分布式系统(MMDS) LMDS的缺点是覆盖范围小,为了覆盖30平方英里以上的面积,可以使用另外一种成本低廉的宽带无线技术—MMDS技术,它有时被称为无线DSL。如图1所示,MMDS不需要本地电信或有线广播公司的干涉就能够通过用户安装在屋顶上的天线为每位用户提供服务。 MMDS最初用于单向传输的影像广播服务,包括城市与城市之间的无线网络系统。现在则可以采用双向的数据业务传输,允许更加灵活地使用MMDS频谱。而LMDS技术,则属于区域性的无线技术,可被应用在城市内、郊区等小范围的通信网络,它们的比较如表1。 表1LMDS与MMDS的比较 2.3自由空间光通信(FSO) 激光无线通信与以往的利用电磁波(radio)的无线通信相比,具有容量大、发射装置和功率小、不用政府特许证、对人体无影响等优点。但容易受到天气和障碍物的影响,一般用于近距离室内通信,如各种遥控信号的传递、微机间和手机间的数据通信等。现在开始应用到室外通信,但需要使用抗天气劣化的自适应技术。 自由空间光通信(FSO)使用光脉冲调制信号,按照FSO联盟的规定可以采用两个红外线波长:长波长1550nm和短波长800nm。以提供100、155和622Mbps的数据速率。 3移动无线宽带接入通信系统 移动通信是处于移动状态的通信对象之间的通信,一般采用无线方式。移动通信系统可以分为两大类:移动无线接入通信系统和蜂窝移动无线通信系统。前者依赖于现有网络系统,仅仅是现有网络的接入系统;后者是一个完全独立的网络系统,除了骨干传输部分外,都需要重新建立。移动无线接入通信系统以往主要包括第一代(CT1)、第二代(CT2)、第三代(CT3和PHS)无绳电话,它们仅提供语音和低速数据业务。移动无线宽带接入通信系统则有以下几种: 3.1宽带无线局域网络(WLAN) 无线局域网络是便携式移动通信的产物,终端多为便携式微机。如图2所示,其构成包括无线网卡、无线接入点(AP)和无线路由器等。目前最流行的是IEEE802.11系列标准,它们主要用于解决办公室、校园、机场、车站及购物中心等处用户终端的无线接入。 图2802.11网络的典型应用 在802.11的基础上,IEEE相继推出了802.11b和802.11a两个标准。三者之间技术上的主要差别在于MAC子层和物理层。802.11b使用动态速率漂移,可因环境变化,在11Mbps、5.5Mbps、2Mbps、1Mbps之间切换,且在2Mbps、1Mbps速率时与802.11兼容。802.11a工作在5GHz频段,物理层速率可达54Mbps,传输层可达25Mbps。可提供25Mbps的无线ATM接口和10Mbps的以太网无线帧结构接口,以及TDD/TDMA的空中接口。 目前,2波段兼容(2.4GHz802.11b和5GHz802.11a)的产品最为流行,3波段(2.4GHz802.11b,5GHz802.11a和1.8GHzGSM/GPRS/WCDMA)产品也走出了实验室。另外,802.11g标准刚刚被推出,它可以在2.4GHz频段上实现54Mbps的数据速率。 欧洲的宽带WLAN标准是HiperLAN2,它与IEEE802.11a非常相似。它希望和3G移动通信协议互通,并且能提供不同等级的QoS,以满足多媒体或VoIP等不同类型的应用需求。 3.2无线ATM网络 无线ATM的目的是在ATM骨干网的基础上实现端到端的ATM连接,以提供质量可保证的各种服务,如ABR、VBR、CBR和UBR等。由于无线ATM网络采用的无线传输信道与ATM骨干网所采用的光纤传输信道具有很大的差异,一些新的问题,如介质共享性、广播性、较长的传输延时、较高的信道误比特率以及信道衰落的影响等等,必须加以解决。因而无线ATM除了具有与ATM相同的ATM层、AAL层以及信令部分外,还要增加与无线通信有关的无线物理层(PHY)、介质访问控制层(MAC)、数据链路控制层(DLC),以及相应的无线控制功能,这样才能在无线网络中实现ATM服务。为支持对各种业务的服务质量控制,DLC协议常常针对不同的业务采用不同的差错控制方式;MAC协议则一般采用信道动态分配算法来支持业务速率的可变。 另外,无线ATM通信网要支持移动用户,因此网络应具有移动管理功能。当无线ATM通信网采用微蜂窝小区形式的网络结构时,越区切换控制就是移动管理的一项关键技术。无线ATM网和现有的移动通信系统(如GSM)相比具有一些不同的特点。例如,无线ATM网可支持多种类型的业务及多速率业务的通信,越区切换时需保证各种业务的服务质量(信元丢失率、延时等)不恶化;ATM信元字头没有序号字段,越区切换时可能出现信元次序混乱,造成信元丢失;现有的ATM网络采用固定VP/VC连接方式(即固定路由),而越区切换需更新原来的连接、重建路由。这就必须研究适用于无线ATM网络的切换控制方案。 关于无线ATM的无线接口方面和移动管理方面的标准分别由ETSI和ATM论坛负责制定。依据这些标准,许多无线ATM系统被推出,如表3所示。无线ATM技术在生活中的深层次应用主要包括如何帮助人们完成远程医疗、保健和教育。 移动无线宽带接入还包括欧洲ACTS项目中著名的AWACS、SAMBA及MEDLAN系统,其工作频段分别使用19GHz、40GHz、61GHz等,MEDIAN为室内慢速移动,AWACS及SAMBA可用于室外较高移动速度的情况,覆盖范围一般较小,为数十米至200米左右。它们的目标是实现155Mbps乃至速率更高的移动或半移动环境下高速优质多媒体个人通信服务。 另外,在移动无线宽带接入通信方面还有两个技术动向应引起注意: 最近美国FCC公布了最新频率分配政策,批准有限使用在超宽频带(UWB)上传送高速数据的非许可无线系统,但UWB的使用须高于3.1GHz或低于960MHz。有些厂商已经开始推出UWB产品的试验样机,它最适用于拥挤的室内通信。 作为一种多跳无中心分布控制网络,自组网(adhoc)的研究方兴未艾,它组网灵活、生存力强,可以迅速应用到某些特殊环境和紧急情况,是无线网络发展的新方向。 4.蜂窝移动无线通信系统 蜂窝移动无线通信系统是当前移动通信的主力军,它采用蜂窝结构,频率可重复利用,实现了大区域覆盖;并支持漫游和越区切换,实现了高速移动环境下的不间断通信。从70年代起,它已经历了第一代(1G)、第二代(2G)并开始进入第三代(3G),未来向超(Beyond)3G过渡。图3描述了移动无线接入和蜂窝移动无线通信系统的发展过程,它们的数据传输速率分别对应于不同的固定通信系统,其中MMAC、HAPS和ITS将在后面介绍。 图3不同移动通信系统与固定通信系统的比较 1G采用FDMA和模拟调制,由于频率利用率低、通话质量差、容量小,在中国已经退出市场。目前,国内外的主流系统是2G,它采用TDMA/CDMA和数字调制,提高了系统容量和通话质量。但1G/2G主要提供语音服务,为了提供自由的移动多媒体接入,例如话音、可视电话和高速数据传输,则需要发展3G和超3G移动通信系统。 4.1第三代移动通信系统(3G) 为了支持多媒体业务和全球无缝漫游,90年代初,一些标准化组织就已经对3G进行研究。在1999年10月的ITU芬兰会议上,3G(即IMT-2000)的无线接口技术规范(如图4)获得通过,标志着第三代技术的格局最终确定。它分为CDMA和TDMA两大类共五种技术,其中主流技术为三种CDMA技术:CDMA-DS(直接扩频)即欧洲和日本共同提出的WCDMA技术;CDMA-MC(多载波)即美国提出的cdma2000技术;CDMA-TDD(时分双工)包括我国提出的TD-SCDMA和欧洲提出的UTRATDD。这些标准的制定主要靠3GPP和3GPP2两个国际组织。 图4IMT-2000标准 3GPP研究制定并推广基于演变的GSM优秀网络的3G标准,即WCDMA、TDS-CDMA等。GSM系统在向3G演进的过程中,其无线接入网络采用新型WCDMA技术,引入了适于分组数据传输的协议和机制,可支持144Kbps、384Kbps、2Mbps的数据速率,这是一个革命性的变化。而在网络部分则采用演进的方式,即在初期针对话音和数据业务分别接入到不同的交换网络--电路型和分组型的交换网络。通过提高现有GSM的传输带宽,逐步向提供3G所要求的2Mbps速率的方向努力。目前,3GPP完成了许多标准版本,其中版本5完成了IP多媒体子系统的定义,诸如路由选取及多媒体会话,其下行峰值数据速率可高达8-10Mbps,并具有高的数据吞吐量和低的延时。 按照从事CDMA2000标准研究的国际组织—3GPP2的规范,窄带CDMA系统(IS-95)无论是无线接口部分还是网络部分在向3G过渡时,都将采用演进的方式。cdma2000-1X商用初期,网络部分在窄带CDMA网络基础上,保持电路交换、引入分组交换,以分别支持话音和移动IP业务。为了进一步增强传输能力,3GPP2开始制订支持速率高于2Mbps的cdma2000-1X增强标准,其中高通公司的HDR、摩托罗拉和诺基亚公司联合提交的1Xtreme,还有中国的LAS-CDMA都作为候选技术在探讨中。 目前移动通信业界已基本达成一个共识:未来的移动通信优秀网络将是一个全IP的宽带分组网络。3GPP和3GPP2都将3G发展的目标设定为全IP网,它将承载从实时话音、视频到Web浏览、电子商务等多种业务。 IMT-2000的原意是指2000年在2000MHz频段实现2000Kbps的数据传输速率。但由于2.5G和WLAN的加强运作,延长了2G的寿命,再加上超(beyond)3G的基本概念与框架结构的研究已经启动,这使得3G处于2.5G/WLAN及超3G的夹击之下。另外3G标准和技术上也存在一些问题,近来世界经济也处于低潮,这都使得3G的大规模使用比预想的要晚些到来。 为了在2G网络上实现移动数据通信,许多2.5G过渡方案被提出,象GPRS和WAP技术。目前发展最快的是NTTDoCoMo公司的i-mode,它很好地实现了在线上网。在i-mode的基础上,i-motion、i-area、i-appli等业务陆续在日本被推出。为了更好地提供这些服务,NTTDoCoMo公司于2001年10月1日开通了世界上第一个商业3G网—FOMA系统。 4.2超第三代移动通信系统 如图3所示,即使3G系统建成了,也仅仅实现了相当于窄带ISDN的数据速率。为了提供交互式移动多媒体服务、更高速数据接入(相当于宽带ISDN)、真正的全球漫游和服务可携带性,超3G的研究已经启动。目前的设想是将各种无线接入手段(包括宏/微蜂窝漫游、高/低速率传输等)组合起来,与以IPv6为基础的优秀网相连接,构成超3G的框架,从而形成慢速移动与快速移动的有机融合。ITU认为,可以将IMT重新定义为InternetMobile/MultimediaTelecommunications即互联网移动/多媒体通信。目前,超3G的研究主要包括: 多媒体接入通信系统(MMAC)--高速率传输 MMAC是由日本推出的多媒体无线接入系统,其目标是通过便携式可视电话和因特网获得信息。如表4所示,目前主要提供两类高速无线接入。第一类用于室内外宽带移动通信系统,用3-60GHz频段传输30Mbps的数据,该项目从2001年开始;第二类提供超高速WLAN室内接入,传输速率达到600Mbps,采用60GHz频率,即毫米波。但是这些系统不能提供大范围覆盖,也不能用于车辆业务环境,只能用于“热点地区”。研制出的毫米波样机可以演示60GHz的WLAN与ATM或100BASE以太网接口,其数据速率可以达到155Mbps。 移动宽带系统(MBS)--高速率传输 欧洲MBS的目标是使蜂窝系统具备低时延、高QoS保证,数据传输率达到155Mbps的水平,比现行速率要快数千倍。MBS将朝着“与服务无关性”方向发展,即随着数据传输率的提高,无线通信设备将能实现任何应用。 MBS创建于1995年,原型的数据传输率为34M的水平,但通过并行运用多路链接可提高数据传输率。MBS经过很多室内和室外环境的测试,包括在比较拥塞的城区以每小时30英里的速度行进。MBS的物理层采用独特的TDMA技术,这也是大多数2G蜂窝电话所采纳的标准;更高层则采用ATM方式。不过开发人员认为,MBS原型的功能仍不是很强,成熟的产品将在2010年出现。这期间规范肯定要作相应变更,物理层将会采用OFDM技术,网络层则会采用IP协议。 智能运输系统(ITS)--高速度移动 ITS是新型的传输系统,由先进的信息通信网组成,为用户道路、车辆等提供高速运动中的信息传递。ITS不仅提供道路情况、交通事故等,同时还能为驾驶员和乘客提供多媒体业务。 ITS由9个开发层面组成,包括导航系统、电子长途数据采集(ETC)、安全行车辅助系统等。ETC是利用两对5.8GHz的频段进行连续的长途数据采集。ITS的通信系统分为路途车辆通信和车辆互通,其中最主要的是路途车辆通信。ITS系统在沿途布上光纤网,光纤无线收发信机是关键技术。 平流层高空平台(HAPS)--宏蜂窝漫游 HAPS系统基于高空平台提供多媒体电信业务和大气层监测。基站将被安放在长时间停留在空中的气艇、气球或其他飞行器上。这些飞行器处于距地面20km至50km的空中,基本静止。基站之间彼此通过光互连链路形成网络。由于基站所处位置很高,使得每个基站有非常大的覆盖范围。因此,只需较少的基站就可以完成全网覆盖,部署较快。 按照设计目标,HAPS将兼取卫星系统和地面通信系统的长处,以作为地面移动通信系统强有力的补充手段。HAPS可以支持固定终端、便携终端和移动终端。典型的接入速率为25Mbps,对于有些固定终端可达几百Mbps。由于采用了毫米波频段(47/48GHz),容许使用高增益小口径天线。 5结语 无线通信方式深深改变了我们和世界,它与我们的生活、工作和娱乐已经紧密相连。回溯到60年前,绝大多数国际电话是通过无线短波传送的,人们也通过无线方式获取最新时事新闻。展望未来,多数国际呼叫仍将通过手持或可携带的终端收发,而且这些设备还能从全球不同渠道接收网页和实时视频的更新。目前移动通信、图象通信和互联网正走向融合,多媒体业务将成为今后移动通信业的一个新的增长点。无线将越来越多地被用于提供接入,而使用有线网络提供长途大容量传输。 通信系统论文:电力系统广域保护通信系统论文 1广域保护系统结构 目前,关于广域保护系统结构国内外学者提出不同的见解,一般可分为分布式、区域集中式、变电站集中式以及分层集中式。其中,在分布式广域保护系统中,广域保护算法内置于每个装设在变电站内部的保护IED中,分布式广域保护系统的广域保护决策过程完全在单个保护IED中实现,这使得分布式广域保护系统更适合于实现广域继电保护的功能。区域集中式广域保护系统其功能包括实现传统继电保护功能、通过通信网络与广域保护决策中心设备交换信息等。变电站集中式广域保护系统主要是利用收集到的信息实现广域保护算法,并向站内相应保护IED发送控制命令。分层集中式广域保护系统继承了区域集中式和变电站集中式广域保护系统的优势,而且它既能够与上层区域广域保护决策中心设备通信又能够与下层的保护IED通信,同时也能够弥补变电站集中式存在的一些缺点。 2电力系统信息综合传输调度算法研究 电力系统不同于其他系统的运行,尤其是顺利实现其信息的综合传输不可避免的需要解决诸多潜在的问题,尤其是信息业务综合传输过程中存在的流量冲突问题,特别需要注意的是不仅要保证实时信息业务的服务质量,同时也不可忽视各类非实时信息服务质量,这些非实时信息也是传输过程中重要的组成部分。实现基于IP技术和区分服务体系结构模型的网络通信模式的关键技术包括队列调度法,本文主要对队列调度算法进行深入讨论,使其在对电力系统信息综合传输的服务质量问题进行解决时能够发挥出关键的作用。WFQ算法的分组服务顺序与GPS模型有很大差异,它是一种模拟通用处理器共享模型的队列调度算法,本文在WFQ算法基础上提出了WF2Q+算法,并通过将“虚拟延迟时间”引入WF2Q+算法解决了该算法在推迟传输高优先级信息业务分组的问题,进而提出了提出以基于IWF2Q+算法的区分服务体系结构模型实现电力系统信息综合传输。 2.1WF2Q+算法介绍及分析WF2Q+算法是一种基于GPS模型的分组公平队列调度算法。在实际的信息业务传输过程中,分组到达各列队头部的时间会存在一定的微小差别,致使根据GPS模型得到的各队列头部分组服务顺序也出现微小差别,从而也会影响到WF2Q+调度器先为高优先级队列内分组提供服务,还是为低优先级队列提供服务。观察图1我们可以发现,优先级较高的信息业务在电力系统分组传输过程中不能保证其实时性,关键在于优先级较高的信息业务分组到达时间较晚,从而使得优先级较低的信息业务“捷足先登”,到达时间稍快,影响了电力系统高优先级信息业务分组传输的实时性。 2.2改进的WF2Q+算法——IWF2Q基于上述问题,为了保证电力系统信息综合传输中高优先级信息业务分组的实时性,本文采用了PQ调度算法,并用PQ算法原理对WF2Q+算法进行改进,按照这种方式获得的算法非常有可能将高优先级分组推迟传输问题轻而易举地解决,同时也能保持良好的公平性。具体操作如下:将优先级最高队列中传输个分组所需时间的倍定义为队列的“虚拟延迟时间。IWF2Q+算法与WF2Q+算法都采用SEFF分组选择策略,此时,不得大于系统虚拟时间,并且越小的队列中的分组越优先获得调度器的服务,通过这种方式高优先级队列中所转发分组的延时得到了降低。 3仿真分析 本文首先仿真对比电网发生故障时WFQ算法、WF2Q+算法和IWF2Q+算法情况下IEEE14母线系统各变电站与控制中心站之间变换信息时4类信息业务分组的平均延时,结果如图2所示。观察图2可知,WF2Q+算法与WFQ算法在保证信息业务实时性方面的性能不相上下,而WF2Q+算法推迟传输高优先级信息业务分组的问题可通过IWF2Q+算法解决,并且能够减小高优先级信息业务分组延时,同时也会导致低优先级信息业务分组延时变大。其次仿真对比电网发生故障时PQ算法、WF2Q+算法和IWF2Q+算法情况下得到的系统中各变电站与控制中心站之间传输四类信息业务的平均服务速率,如图3所示。该结果说明基于WF2Q+算法和IWF2Q+算法的区分服务体系结构模型能够较好地协调不同优先级信息业务获得的服务效率,达到了各类信息业务传输的公平性,且性能相当。 4课题研究结论及展望 现代经济和社会的发展使得电力系统的电网复杂程度增加,未来的电网不可避免的将是信息网与电力网构成的相互依存的复合网络,广域保护能够避免传统继电保护和安全稳定控制存在问题,而先进的通信技术与信息技术的使用将有望提高电网的可靠性、安全性以及运行效率。基于互联网协议的通信技术,将为实现广域保护系统通信提供新的技术手段,为未来电网同一电力信息专用网络平台的构建奠定理论基础。 作者:林钢单位:佛山供电局 通信系统论文:2ASK调制通信系统论文 1、2ASK调制与解调仿真设计 文中使用LabVIEW软件对2ASK通信系统进行仿真。LabVIEW具备了仪器的基本属性,其程序的基本构成包括两部分:(1)前面板,用于反映仪器的控制操作和显示;(2)程序框图,用以反映仪器内部的分析处理过程。2ASK的调制与解调分别采用模拟幅度调制法和相干解调法,将基带信号与载波信号相乘得到已调的2ASK信号,用高斯白噪声模拟信道,在接收端将接收信号与同频同相的载波相乘,并经过巴特沃斯低通滤波器,滤波器的截止频率为归一化频率,最后进行抽样判决,判决门限取0.125,从而得到输出序列,程序框图如图3所示。 在前面板中,输入序列的产生采用根据序列个数而随机产生相应个数的二进制码元,基带波形采用余弦波,根据产生的二进制码元可得到相对应的基带信号波形,载波采用正弦波。所以,前面板中需要创建码元个数、码元速率、采样点数、采样频率、载波频率数值输入控件、基带信号波形、载波波形、2ASK信号波形和频谱、滤波后波形等图形显示控件,以及输入和输出序列等数值显示控件。 使用修饰控件可对前面板进行调整和修饰,最后得到2ASK调制与解调.vi前面板,如图4所示。在前面板的参数输入模块输入如图4所示的参数并运行可得到输出结果。由结果可看出,此仿真实验在调制端产生了一串码元个数为10的二进制码元序列,并得到了输入序列波形、载波波形、2ASK信号波形和频谱,2ASK信号经过高斯白噪声信道后,在接收端得到了低通滤波器滤波后的波形、抽样判决后的输出序列波形和输出序列二进制码组。对比输出序列和输入序列可看出,此系统除了一个码元的延时以外,其余部分都正确地进行了信号的还原,表明仿真实验结果正确,达到了2ASK通信系统的调制与解调在教学中的意义。 2、结束语 本文以2ASK信号调制解调为例,实现了在LabVIEW虚拟仪器平台上设计通信系统仿真的方法。通过调节各个实验参数,对实验结果进行比较,可以很形象地得到或验证所需要的或已有的结论,使实验效果更加清晰,从而使学生更好地理解通信系统中的基本概念和原理。LabVIEW软件把一些复杂的程序变得很直观,方便操作,而且易于修改和以后的维护,可作为老师课堂教学的辅助教学软件,将抽象的概念具体化、形象化,达到加深理解,强化记忆,提高教学质量的效果,从而调动学生的学习积极性和提高学生的创新能力,具有实际应用意义。 作者:付国兰刘晓山刘正奇单位:江西师范大学物理与通信电子学院 通信系统论文:信道仿真通信系统论文 1信道特性仿真 通信系统的信号传输质量与信道的性能密切相关,与光纤等有线信道相比,无线信道处于开放的电磁环境中,更容易受到衰落、干扰、噪声等多种因素的影响。而DSRC通信信道除了具有一般无线信道的特征外,还存在快速移动等特有情况。典型的DSRC通信有路车通信(R2V)和车车通信(V2V)两种方式。R2V是指车辆和路边设备进行通信,属于移动设备和固定设备的通信过程。V2V是指车辆和车辆之间进行通信,属于移动设备之间的通信。充分掌握DSRC系统无线信道的特征,可以为提出改善系统通信质量的技术方案提供参考,从而保证R2V和V2V通信的可靠性。 1.1仿真测试平台结构 基于AgilentN5106A基带信号发生器与信道仿真器搭建的面向DSRC通信信道的仿真测试系统如图2所示。N5106A具有120MHz的调制带宽,能够模拟各种通信信道。本仪器配备了8路实时衰落仿真器,支持的信道衰落类型包括Rayleigh、PureDoppler、Rician、Suzuki等,多普勒功率谱频谱形状有classical3db,classical6db,flat,rounded,jakeclassical和jakerounded。由图2可见,该系统还包括了一台矢量信号发生器E4438C和一台信号分析仪N9020A,E4438C和N5106A之间的控制信号通过LAN口连接,数据信号通过数据总线(DigitalBus)传输。 测试系统如图2所示。首先使用Agilent的N7617BSignalStudio软件生成符合IEEE802.11p协议的理想基带信号数据文件,该数据文件经过N5106A产生基带信号,并通过信道模拟器得到包含信道特性的基带信号。N5106A产生的信号通过DigitalBus输入信号发生器E4438C,由该仪器将基带信号调制到5.9GHz的载波上,经过射频输出端输出到信号分析仪N9020A进行分析。 1.2仿真测试实例 DSRC系统信道模型如表2所示。图3至图6给出了不同信道条件下信号的测试结果。其中,图3为信号通过白噪声信道后产生的星座图,其中EVM(误差向量幅度)为-27.62dB,CPE(同相位误差)为0.903%rms。由于车车通信,可能存在直射路径,因此图4给出了信号经过信道3模型,即在单径莱斯分布的作用下,多普勒频移为1345Hz,路径损耗为-14.2dB,K因子为5.7时的测试结果,结果表明,此时EVM上升为-3.047dB,CPE上升为6.938%rms,说明在该种信道作用下,信号的接收质量显著下降。图5给出了信号经过信道7模型,即在单径瑞利衰落,多普勒频移为1522Hz,路径损耗为-27.9dB时的测试结果,此时,EVM为-16.791dB,CPE为5.542%rms。图6给出了信号经过信道11模型,即信号在单径瑞利衰落,多普勒频移为1562Hz,路径损耗为-27.9dB时的测试结果,图中EVM为-16.065dB,CPE为1.455%rms。比较图5和图6,说明了在类似的信道作用下,信号接收质量存在一定的随机性。另外,这两条路径的延时分别为400ns和700ns,在帧结构的保护时隙范围之内,因此可以通过均衡消除延时的影响。 2小结 本文搭建了面向DSRC应用的无线信道仿真和测试系统,介绍了系统的工作流程和测试方法,根据DSRC信道模型,给出4种典型信道的测试结果。本文工作为ITS系统设计提供了参考。 作者:殷晓敏金婕孙玲单位:南通大学江苏省专用集成电路设计重点实验室中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室 通信系统论文:飞机高频通信系统论文 1故障分析 高频通信系统是工作在2-29.9999Mz的频率范围内的,在排除CRJ-200飞机的高频故障时有一些技巧,系统上电时能听到短暂的调谐声,在RTU上调节一个高频频率瞬间按压PTT能够听到1000Hz的调谐声,调谐周期大约在1-3秒钟。如果该频率已经调谐过,再次按压PTT时调谐声的时间会变得非常短,大约为30ms,这个时间太短不容易听出来。高频耦合器具有频率存储功能,耦合器的存储空间被划分为很多个站点,每次调谐完频率后耦合器将回到起点,等待下一次的调谐指令。耦合器的工作性质就决定了可能由于耦合器的某个调谐站点出现故障而导致高频系统在某个工作频率时通信不正常,如果某个频率点出现故障,按压PTT后会出现调谐音,连续输出不会中断。在实际的运行中,机组也反映过此类问题。研究高频收发机和高频耦合器的工作原理目的就是,根据故障现象来大致判断是高频收发机的故障还是高频耦合器的故障。然而对于高频收发机,其主要的工作过程是频率合成,变频以及功率放大,对高频通信的话音质量和通信距离都有着不同程度的影响。高频收发机是由多个模块所组成的,其中包括处理器模块,射频/中频模块,频率合成器,频率基准器,电源/音频模块和功率放大器,其中处理器模块控制着收/发单元的所有功能,由于模块性能的下降将导致高频通信出现通话效果不佳或者出现不能完成语音的接收和发射。在高频收发机组件内还有一个静噪电路,这个电路在排故过程中也有一定的帮助作用,静噪电路对高频收发机有自检的作用,特别是在对故障判断很困难时,关闭静噪电路去听噪音背景声,这样可以对高频收发机的自身工作性能进行判断,这也是一种排除相关故障件的方法。 在排故过程中应该还注意这样一些问题,在安装高频收发机和高频耦合器时应该特别注意收发机和耦合器之间两根同轴电缆的链接线,这两跟线很容易接反而造成高频通信系统不工作。高频收发机和高频耦合器安装在后设备舱内,具体位置如图2。 这种部件的布局可以说是CRJ-200飞机设计上的缺陷,因为在这个区域范围内邻近APU,一号、二号液压系统,滑油散热系统,空调系统的ACM,这些系统都会出现滑油和液压油的渗漏,长时间必然对该区域的安装部件存在油污染的情况,高频收发机和高频耦合器之间有同轴电缆的连接,还有波导管等部件,长时间机器表面被大量的油污所覆盖,这将会影响到机器的散热,降低了机器本身的使用寿命。同轴电缆的接头处也覆盖了大量的油污,长时间慢慢渗透进入接头内,在实践工作中也碰到拆装高频收发机和高频耦合器时,发现同轴电缆接头内有少量的油污,这将导致高频收发机和高频耦合器信号传输出现衰减。这要求在安装机器时对接头的连接要特别注意。 对于CRJ-200飞机的高频故障还可以根据FIM23-12-00来进行排故,但是要根据FIM来进行排故的话,在MDC(维护诊断计算机)的当前状态页必须出现和高频相关的故障信息才能依据FIM进行排故,这也是CRJ-200飞机在FIM设计上存在的缺陷。在实际工作中大量的有关高频的故障出现时,MDC的当前状态页是没有任何信息出现的,那么我们是不是就束手无策,失去排故得方向了?如果有相关的信息,利用FIM是可以很方便地解决问题的,但是在没有相关的信息指引时,就只能应用上面笔者所总结的一些思路和经验来进行排故,也就是说在故障现象很模糊的情况下,运用高频收发机和高频耦合器的工作原理和自身特点来进行排故是一个很好的方法,能快速确认故障点及时排除故障。 2总结 在对高频通信系统的日常维护工作中,要善于对出现的故障现象进行分析,找到导致故障的关键因素,通过查阅手册、资料,或者利用工作经验,及时地排除故障,保障航班正常运行。 作者:雷鑫单位:国航工程技术分公司重庆维修基地 通信系统论文:藏羚羊的无线通信系统论文 1监控中心对于数据的收集和分析 藏羚羊由于活动范围广,我们可以通过无线传感器传输数据到上位PC机,这些数据制作成一个表,记录藏羚羊经常活动的范围,从而更好地实施保护措施。通过移动GPRS网络为用户提供透明TCP无线远距离数据传输或者透明UDP无线远距离数据传输的功能。监控中心在接到数据以后要完成数据备份,以防止系统故障造成的数据丢失,多数据的传递要完成同步,进而对数据很好地收集和分析;它同时能完成高速、稳定、可靠的TCP/UDP透明数据传输功能。 2工作原理 欲监测和保护藏羚羊,就要建立一个完善的控制管理系统。首先藏羚羊自身的体温和心跳的信息转化成虚拟信息传递到无线传感器,经过A/D转换把虚拟信息转化为数字信息,运用GPRS技术传递到一些基站,这些基站通过信息的整合后,传递给监控中心,该系统根据藏羚羊的心跳和体温来判断其位置和是否安全。传感器设置最高的体温和最低的体温,最大的心跳频率和最小的心跳频率;CC2431完成信息的转换,GPRS无线通信完成数据的远距离传输,监控中心对数据信息进行收集和分析,给出一些判断。 热释电红外传感器和反射式光电传感器有四种测量信号报警上限信号Ps,报警下限信号Px,正常上限信号Pu,正常下限信号Pd。这四个测量信号把藏羚羊的安全分为三个区域。安全区:Pd P PsorPx P Pd;警戒区:P Ps;危险区:P Px;(1)若藏羚羊的心跳和体温大于正常下限小于报警上限或者大于报警下限小于正常下限,说明藏羚羊在正常的活动,它们是安全的;(2)若藏羚羊的心跳和体温大于它的报警上限,这说明藏羚羊有两种可能,一种是藏羚羊大规模的迁徙;另一种是受到盗猎人的追赶,在拼命地逃生。(3)若藏羚羊的心跳和体温小于报警下限,这说明藏羚羊有危险,盗猎人猎杀了藏羚羊死以后温度下降,这时需要最近的藏羚羊保护人员采取相应的措施保护它。通过传感器传递的数据信息,实现藏羚羊保护的及时性和有效性,同时减少了资金的投入、能源的消耗。因为藏羚羊是恒温动物,它会根据外部的温度调节自身的体温一直维持在相对稳定地范围内,这样不管是白天还是夜晚都能够无偏差的监测藏羚羊的安全情况。还能够通过藏羚羊的活动路线和范围,使得人们对于藏羚羊的迁徙和生活范围有更精确地了解和认识,也有利于在迁徙的过程中和生活的范围内,实施一些人为的保护措施。 3结论 本文运用了当代最先进的无线通信系统来监测和研究藏羚羊,对于藏羚羊的保护起到了关键的作用。无线通信系统采用的网络化管理,不用布线,就能完成传感器到监控中心PC计算机的数据信息传输,由于其能实现复杂、高效的监控,因此增加了应用的范围。伴随着大数据时代的到来,无线通信系统能更广泛的应用到工业、农业、运输业等。无线通信系统的推广和应用,对于未来的科研和社会效益都能带来巨大的优势。 作者:张金良单位:西藏大学 通信系统论文:医疗领域电子通信系统论文 1传真 利用电话线实行数据传递的传真,目前已经在很多领域得到了广泛应用,医疗领域也不例外,利用电话线传真已经成为一种重要的电子通信形式,传真实现信息传递的具体步骤为:第一步:利用传真机内部影像扫描器,对信息发送者需要发送的图像、图形、文字等进行扫描,并转换为二进制数值;第二步:借助调制解调器的转换功能,将第一步中获得的二进制数值转换成模拟信号,此时便可以利用电话线进行信息传输;第三步:完成了第二步向接收方传输信息之后,接收方再通过传真机进行反向转换,再借助打印机将其进行打印。具体在医疗领域,传真的作用主要是在各个医疗单位之间,或者是为个人传递病人的个人基本信息、化验单据、B超声波扫描图、CT扫描图、诊治意见等,通过将这些信息进行互相传递,可以获得更多人的帮助,也方便了病人在遇到转院治疗等情况时,相关信息的传递。随着社会的发展及医疗事业的进步,传真不仅表现出其速度快、信息传递方便等优势,同时也明显表现出其一定的劣势,笔者总结为以下几点:①通过打印机打印出来的传真内容依旧比较模糊,不利于远程联合诊断工作的进行;②传真在使用过程中是需要进行扫描与打印的,如果传输的数据量比较大,那么就会直接带来经济上的负担;③存在“失真”的情况,这主要是由信息形式的多样化导致的,不同的信息形式,如文字、图像等通过纸介质的传真进行表现之后,就不容易进行数据转换。所以,在医疗机构运用传真的过程中,要注意传输的信息量,合理使用传真,还要注意传递的信息形式,保障接受者接受信息的准确性。 2数据交换 数据交换出现于上世纪九十年代,它是一种标准数据传输方式,已经在国内外的众多行业中得到了应用,并取得了较好的应用效果,因为数据交换的自动化处理能力较大,尽管涉及了较大的用户范围,但是依然能够较好的保障数据处理的正确性,所以,数据交换在医疗领域的应用前景也是比较大的。本文接下来以面向区域医疗的临床数据交换系统设计为例,研究其实际应用。一方案整体架构医疗机构内部系统较低的集成水平,导致医疗机构与区域医疗中心的信息交换的可靠性与实时性特点表现的不够明显,为了能够更好的实现二者之间的数据交换和共享,所以设计了面向区域医疗的临床数据交换系统,整体架构如图1所示:从图1中我们可以看出,在这一临床数据交换系统中,主要包含两部分,一是区域医疗边界网关,二是数据交换标准化接口。其中,区域医疗边界网关是通过集成平台提供的SQL、File、FTP等接口,将EMR、LIS、PACS、药库系统等进行信息集成,从而形成一套有效的医疗信息元数据,以实现区域医疗的各项需求,在文件服务器中存储整个过程中出现的图像、文件等,为本系统实现数据交换提供数据基础;数据交换标准化接口主要是利用集成平台与MML标准,实现上述医疗信息元数据的标准化,通过运用区域医疗中心的集成平台,对标准文件进行解析,并在区域医疗区域数据库中进行存储,最终实现数据的交换和共享。二数据获取方式设计数据获取的基础是系统中的集成平台的设计,通过它来获取各种医嘱、文书等关键信息,并在特定的数据库中进行保存,通过集成采集挂号、EMR、PACS、等异构系统中的离散数据,并在数据库表中进行存储。通过面向区域医疗的临床数据交换系统的设计及以上分析,充分证明了数据交换技术在医疗领域的应用。 3电子邮件 随着通信技术的不断创新与进步,以及计算机技术的广泛应用,在人们目前的工作、生活中计算机已经成为一种不可或缺的交流工具,电子邮件(E-mail)已经基本上取代了传统的书信。通过E-mail进行信息交流仅能够将传送者的文字信息快速传递,还能够传输生动的图片、音乐、视频等数据信息,而且,E-mail还可以通过群发功能将同一信息快速传递给多个人,大大提升了信息传递效率,也节约了传递者的时间,提高了他们的工作效率。电子邮件的这些优点都决定了其在医学领域的广泛应用,它操作简单方便、传输信息准确可靠,并具备邮件接受自动提醒功能,医生以及医院之间通常会使用E-mail作为其主要通信方式,甚至在一些医院信息管理以及办法自动化系统中,内部信息交流的基本通信方式就是使用E-mail。 4远程医疗 远程治疗是指利用现代网络和电子计算机等多媒体来实现远程临床诊治。从其定义来看,远程医疗实现的最基本条件就是网络,医生通过网络了解病人的基本信息及病情,并通过计算机技术,进行远程指导与治疗,从而大大节约了诊治所需的时间。比如,远程手术就是专家及医生通过运用计算机网络技术观察和了解病人图像和声音,再利用现代医疗器械对病人实施远程遥控手术,从而在危急时刻,在最短的时间内挽救病人生命;再比如远程联合会诊,各个专家不必在同一地点出现,而可以直接通过计算机远程技术,让身处不同地方的专家同时清楚地观察到病人的病情,并能够实现专家间的相互沟通。 5结论 综上所述,随着科学技术的不断进步,电子通信系统在医学领域的应用成为一种必然,本文通过对电子通信系统的介绍,进一步了分析了电子通信系统在医学领域的广泛应用,并着重分析了交换数据技术在这一领域中的具体应用。 作者:张泽月罗俊波杨芳孙强易显富戢晓珊单位:湖北医药学院附属十堰市太和医院湖北省十堰市妇幼保健院 通信系统论文:风力发电场通信系统论文 1风力发电场通信系统设计要遵循的基本原则 首先,在进行风力发电场通信系统的系统设计过程之中,要严格按照电力系统设计的基本原则完成风力发电场内部各种基本设计,并在完成风力发电场的基本设计的过程之后,再进行相应的风力发电场通信系统设计;其次,在进行风力发电场通信系统设计的过程之中,要充分的分析风力发电场在通信系统之中扮演的角色,并根据相应的电信业务的计算,对风力发电场的通信规模进行设计,并对风力发电场的通信容量进行设计,规划好风力发电场通信系统;然后,在进行风力发电场通信系统设计的过程之中,要充分的考虑到如何进行区域通信网络共享,帮助风力发电场充分的利用到区域的通信资源;最后,在进行风力发电场的电力通信建设方案的设计和技术方案的规划的过程之中,要充分考虑到风力发电场的实际通信需求,与此同时,还要充分考虑到风力发电场的远期发展的情况,提出可行的通信设计方案(一般情况下至少要设计出两套较为合理的方案),在进行设备的选型和购买,完成风力发电场的电力通信建设过程。 2风力发电场通信系统设计方案 2.1风力发电场通信系统光纤通信设计方案。风力发电场通信系统光纤通信设计的过程之中,要根据风力发电场的实际施工环境进行对光缆类型的选择。例如,在进行风力发电场电力通信系统的架设光缆的选择的过程之中,如果在线路架下方有地线就需要选择OPGW光缆,如果在线路架下方没有地线,则需要选取ADSS光缆。在进行电力通信系统的光缆数量的确定的过程之中,要根据电力通信系统的传输长度以及针对电力通信系统的线路保护的原则来进行选择。例如,如果电力通信系统的线路长度如果是在六十千米之下,还需要对电力通信系统之中对两个相互独立的传输通道进行保护,就需要为电力通信系统建立两条光缆。如果如果电力通信系统的线路长度如果是在六十千米以上,只需要对电力通信系统之中的一条传输通道进行保护,就只需要架设一条光缆。在进行风力发电场通信系统光纤的配置的设计过程之中,也要针对实际的情况进行对风力发电场通信系统光纤的配置进行设计。例如,如果进行电力通信系统的线路保护过程之中涉及到了两个光纤的通行通道的,就需要使用两个2Mbit/s的光纤专用通道来进行设计。如果进行电力通信系统的线路保护过程之中只涉及到了一个光纤的通行通道的,就只需要使用一个2Mbit/s的光纤专用通道来进行设计。与此同时,在进行完光缆的设计过程之中,后续的设备选型要满足光纤选择的需求。 2.2风力发电场通信系统载波通信设计方案。在进行风力发电场通信系统线路的设计过程之中,要充分考虑到线路的实际高频保护问题,具体的来说,目前的高压线路主要有500千伏、220千伏、110千伏、35千伏这几种,这就需要针对不同的电压数值进行风力发电场通信系统载波通信设计,并专门规划好相应的载波通道。在载波通道的开通过程之中,要充分的考虑到风力发电场的内部的载波现状,保证所选取的载波频率的筛选不会干扰的风力发电场通信系统载波通信的正常运行,与此同时,还要求所选的载波机的型号和风力发电场通信系统的设备选型保持一致。 2.3风力发电场场内通信系统设计。所谓风力发电场场内通信系统设计,主要满足的是风力发电场内部的各个用来发电的风力发电机机组与风力发电场的升压站监控主机之间的通信连接系统的功能的发挥。在进行设计的过程之中,要满足以下几个方面的设计原则:首先,要保证风力发电场的升压站监控主机可以有效的对用来发电的风力发电机机组进行控制,还需要使用光缆将风力发电机机组和升压站监控主机有效的连接在一起,保证升压站监控主机对风力发电机机组的实时监控;其次,进行设计的连接用来发电的风力发电机机组与风力发电场的升压站监控主机之间的光缆要满足相应的通信频率和载波频率的要求;然后,为了保证信息传输的可靠性,还要求架设相应的通信支路,并杜绝这些通信支路之间的相互干扰;再者,风电场内通信光缆的埋设方式应当采用直埋敷设的埋设方式,当风力发电场内部的架空线路走向与风力发电场的通信电缆的走向相同的时候,就可以有效的利用风力发电场内部的架空线路同杆架设的架设方式,以便于有效的减少电缆沟的施工,与此同时,电缆一般情况下要选用铠装电缆;最后,要保证好通信设备的接地操作,保证通信过程的安全运行。 3结束语 综上所述,在进行风力发电场通信系统设计的过程之中,首先要分清设计的两个系统,并根据风力发电场的实际情况,进行相关设计方案的选择,保证风力发电场通信系统的正常有效运行。 作者:陈枣儿桂知进单位:甘肃建筑职业技术学院
在网络信息技术不断发展的背景下,计算机信息处理技术被广泛运用在各个行业之中,使我国实现了数字化、网络化的发展。通过计算机信息技术的运用,会产生大量的数据资源,这种技术虽然可以满足人们的工作及生活需求,但是海量数据的出现增加了计算机系统的信息储存,影响计算机的运行效率。因此,计算机信息技术处理中,应该通过大数据资源的利用,可以满足信息技术使用的容量高、增长速度快以及信息多样化的使用需求,提高信息处理的整体效率,改变计算机信息处理系统运营中存在的问题,为计算机信息技术效率的提升提供支持。 1大数据的相关内容 1.1大数据概念 大数据主要是指传统数据处理软件无法处理的数据集,大数据存在着容量高、增长速度快以及信息多样化的特点,通过大数据的使用,可以展现出成本效益以及创新的信息处理形式,实现信息数据挖掘的有效性[1]。 1.2大数据的特点 在大数据发展的背景下,其特点体现在以下几个方面:第一,信息量庞大的特点。大数据主要是指可以突破1ZP的数量级,这种数据存储形式相当于传统数据储存形式的几何式翻倍。第二,速度快。在大数据资源信息处理中,大数据的信息流量是实时存储的,通过专业大数据处理器的使用可以在信息交流中实现高速传输。第三,结构多样化的特点。大数据的组成并不是单一的、固定的模式,其内容一般包括文本信息、网页框架以及图像等内容,由于处理格式的差异性在某种程度上增加了信息处理的难度[2]。 2大数据时代背景下的计算机信息处理所面临的挑战 2.1对信息安全要求更高 在大数据时展中,网络信息技术得到广泛运用,这种背景下人们对网络信息的安全性要求逐渐提升。网络环境中,人们在网络购物、网络支付平台使用中,较为关注平台的私密性以及安全性,若在计算机信息技术使用中缺少保护,会影响网络信息处理的安全性,为人们的财产造成风险。所以,在网络信息技术发展中,为了实现对人们信息的保护,应该建立有效的网络安全监督平台,使大数据背景下计算机信息技术的处理得到安全运用。 2.2专业人才需求不断提升 伴随大数据网络信息的发展,大数据网络技术得到了人们的关注,技术型人才成为行业关注的焦点。在大数据网络信息技术使用中,专业人才成为行业的需求,为了保证大数据新处理的高效性,相关数据库管理者应该提高自身的安全性,通过大数据信息技术的使用以及专业方案的构建,实现网络信息的保护,充分满足网络信息技术使用的基本需求,提升大数据网络资源的运用效率[3]。 3大数据时代背景下的计算机信息处理方式 3.1分布式存储技术的运用 伴随大数据网络时代的发展,计算机信息技术处理中通过分布式存储方法的运用,可以实现大数据信息资源的储存,改变了以往信息存储的限制性问题,通过网络专线以及高速网络资源的利用,形成多个数据库,实现总分形式的数据逻辑管理。在分布式存储技术使用中,系统结构在同一个数据中得到运用,而且,通过不同的分布以及不同的存储,可以实现不同数据系统之间逻辑关系的确定,实现数据分离及统一的最终目的。而且在分布式存储技术使用中,也解决了海量数据对信息的存储问题,计算机信息技术通过多种服务器的共同使用,提高数据存储的整体效率,解决网络信息技术使用中存在的资源不足问题[4]。 3.2数据挖掘技术的运用 结合当前大数据资源的使用状况,在计算机技术中通过数据挖掘技术的使用,可以体现出人工智能处理技术的优势。数据挖机系统通过仿生学手段的利用,按照人类的思考方式将数据进行统一处理,之后根据项目需求构建决策信息,完善对人类行为的指导。通常状况下,在数据挖掘技术使用中,其基本的组成包括以下内容:第一,数据资源的选取。在大数据背景下,计算机信息技术使用中通过数据的预处理进行数据资源的选取;第二,对选取之后的数据进行无效数据、冗余数据以及零数据进行清理、删除;第三,通过数据挖掘技术的使用进行信息的分析;第四,数据分析及评估。通过专门应用系统的使用实现对数据的分析、展示。在数据挖掘技术使用中,通常采用了人工智能的方法进行数据处理,这种设计处理技术一般包括了决策树、聚类以及神经网络等,根据数据技术进行数据的直观展示,提高计算机信息技术处理的整体效率。例如,在大数据时代背景下的计算机信息处理中,通过聚类技术的使用,其作为数据挖掘分类技术,在使用该种技术是需要将定义分为不同的簇群。其中k-means算法作为一种常用的计算形式,主要是通过制定簇群个数的确定,将源数据生成簇群中心,之后通过离中心距离计算项目的确定,实现对数据的收集处理,将对应的数据个数作为簇群中心,可以提高源数据以及簇中心计算的有效性,之后在限定数据的范围内进行数据的生成,提高数据结果计算的有效性。在数据源头上进行分类,可以将数据中心以及新的平均数值作为重点,提高项目结算的有效性。通过k-means算法的使用,能够实现平均簇群个数的确定,实现限定簇群个数的有效处理,提高数据结算结果的价值[5]。 3.3信息安全技术的运用 信息安全技术作为大数据背景下较为重要的内容,可以实现大数据信息资源的保密处理。在信息安全技术处理中,其技术通常包括数据加密技术、身份认证技术、隧道技术等,通过这些信息技术的运用,可以充分保证网络信息资源使用的安全性,但是也不能完全实现对数据信息的安全保障,因此,在大数据背景下,为了实现信息安全技术使用的安全性,应该将网络信息技术的使用以及网络安全信息系统的构建作为重点,强调网络信息运维部门以及相关部门的监控力度,通过IT网络框架理念的确定以及数据资源的信息处理,提高计算机技术使用的安全性,进而维持网络信息方案使用的安全性。通过对计算机信息技术的安全运用,通过数据加密技术的处理,可以实现网络信息技术使用的有效性,结合不同加密算法对数据资源进行分析,充分保证网络信息技术使用的安全性。在数据加密算法使用中,通过不同加密算法的运用,在通过数据项目的调节通过MD5算法对数据进行加密储存,这种素案发通过村塾数据验证的处理,可以实现信息技术安全使用的基本需求。MD5算法作为一种不可逆的计算方式,按照原始数据添加、数据分解以及数据出书计算的形式,通过任意数字以及任意符号的使用,对计算机技术的数据资源进行统计,提高网络信息资源使用的安全性、有效性,在该种算法中,当完成身份认证之后系统用户会输入登录凭证,系统会对MD5加密处理,之后自动生成固定的128字节进行数据传输,通过与数据库的存储对比,完成用户身份的验证。在数据传输中,加密技术应该在接受终端上进行原始数据的确认,提供数据加密处理不同算法的使用等,提高密钥处理的有效性,而且,通过密钥管理技术的使用,可以有效提升数据加密信息处理的安全度,为大数据背景下计算机安全处理的保密性提供参考[6]。 4大数据时代背景下的计算机信息处理的发展趋势 在大数据发展背景下,为了提高计算机技术使用的安全性、稳定性,应该根据网络信息技术的发展方向,进行信息处理方法的创新。首先,在云计算网络发展中,通过云计算技术的使用,其作为优秀的计算机技术形式,可以提高信息技术的处理效率,而且能够及时改变网络信息处理的问题。云计算技术使用中可以将网络软件作为基础,通过编程性、回应性数据的分析,可以构成云计算网,这种云计算网络可能够增强网络存储、信息技术存储能力等,拓宽计算机技术的使用范围。其次,实现计算机安全技术的创新发展。在大数据发展背景下,通过各个数据系统的运用以及网络资源的连接,可以在个人终端设备上进行信息资源的共享,实现网络信息的开放性,但是整个过程中增加了网络安全风险,使计算机安全信息受到威胁。因此,在大数据网络信息处理中,通过网络数据安全性的增加,可以提高大数据安全管理的有效性,并逐渐形成安全管理体系,实现网络计算机网络信息技术的安全发展[7]。 5结束语 总而言之,在大数据发展背景下,通过网络信息技术的运用可以结合大数据的特点,进行网络信息资源的安全、有效处理,提高网络信息处理的整体效率,推动网络信息技术的创新发展。对于计算机技术处理人员,应该认识到信息资源处理中所面临的挑战,结合这些问题构建针对性的处理方法,通过大数据资源的安全、有效运用,保证网络信息资源传输的安全性、实时性。而且,在大数据背景下的计算机信息处理技术使用中,也应该通过分布式存储技术、数据挖掘技术以及信息安全技术的运用等,进行网络信息资源的查询,提高网络信息资源处理的有效性,推动计算机技术的安全发展。 参考文献: [1]冯燕茹,闫婷.基于大数据背景下的计算机信息处理技术思考[J].数字技术与应用,2016(7):238-238. [2]李伟,江明夏.大数据时代下的计算机信息处理技术[J].信息通信,2014(8):129-129. [3]张翠.浅析大数据时代的计算机信息处理技术[J].农民致富之友,2017(9):234-234. [4]彭英,李佐军.“大数据”视角下计算机信息处理技术分析[J].天津中德应用技术大学学报,2016(6):108-110. [5]高杨.大数据时代的计算机信息处理技术[J].科技风,2018(12):69-69. [6]邱成相,苏有邦.“大数据”时代背景下计算机信息处理技术研究[J].数字技术与应用,2016(7). [7]冯思毅.大数据时代背景下计算机信息处理技术[J].数字通信世界,2018,160(4):83. 作者:储向向 单位:江南大学
医学技术论文:开放式医学信息技术教育研究 一、国内外开放式教育平台研究现状 随着开放式教育资源运动的持续发展,大规模网络开放课程已成为高等教育发展新趋势,新型课程体系迅速席卷全球。麻省理工学院(Edx)和斯坦福大学(Coursera)等世界知名大学以及许多创新公司(如Udacity)纷纷投身于大规模网络开放式课程市场,引起了巨大反响,获得了公众大量的关注和模仿。2012年9月,Google了一款用来传递免费在线课程的开源软件CourseBu1ider,这是Google涉入在线教育领,实验性的第一步。2012年12月,英国开放大学(OpenUniverity)成立了一家私人企业,推出一个新的大规模开放式在线课程平台Fu-turelearn,通过提供一些著名大学和机构开设的高质量课程,增加人们接受高等教育的机会。同月,全球最大的商业网络教学平台提供商Blackboard宣布与大学合作,利用CourseSites平台免费为用户提供在线课程创建和便利化服务平台,方便中小学教师、大学教师或社区教育工作者为课程添加网络元素。美国Instructure公司也开发了CanvasNetwork,面向所有的机构、教师和学生免费开放,世界范围内的教师均可以通过注册,按照自己意愿设计和开发课程。2013年4月,欧洲多国合作参与的MOOC(massiveopenonlinecourses,大型开放式网络课程)被命名为OpenupE,该平台注重课程的平等性、高质量和多样化,旨在为学习者提供便利,引导高校采取更加灵活和创新的教学方法。2013年7月,平台加拿大的Text-bookVi-deos已22门MOOC课程,且将与全国各地的大学和学院合作,提供非传统的教育课程,包括有利于终身学习的课程,目前已经6门课程。2013年10月,Google联合Edx推出免费教育平台,该网站将向教育工作者和公众提供工具,以便他们能创建自己的数字课程。2012-2013年间兴起的大规模在线课程在全球引发了教育信息化的新浪潮和新挑战。在全球MOOC发展热潮的背景下,国内开放式教育平台的发展已成燎原之势。2013年7月,教育部科技发展中心主任李志民提到,对于各国知名高校而言“,慕课”平台是高等教育的新大陆,谁都不希望失去向全世界传播知识,提升国际地位的机会。2013年5月,北大和清华同时宣布加入Edx。我国果壳网MOOC自习教室拥有接近4万用户,成为拥有全国最大的MOOC线上社区。2013年10月,由清华大学打造的全球首个中文版“慕课”平台———“学堂在线”正式推出,清华大学的电路原理等5门课程,麻省理工学院的电路原理以及北京大学的计算机辅助翻译原理与实践作为首批上线课程对外开放选课。2013年底,复旦大学与Coursera(由美国斯坦福大学两名计算机科学教授创办的免费大型公开在线课程项目)正式签署了合作协议,U21联盟之一的复旦已经加入联盟的MOOCs计划。开放式在线教育成为我国解决教育公平问题的有力手段。从以上研究可知,大规模网络开放课程已成为高等教育信息化建设的新方向,备受教育界内外广泛关注。目前推出的免费开放式平台能优化教育资源配置,加深用户对课程的理解和认识,但大多基于单一模式,限制了不同类型课程的教学改革,且缺乏具有领域、学科和专业优势,符合高校实际发展的需求,能将教育理念和教育模式系统呈现的专用教育平台。由此可见,构建一个符合高等医药院校人才培养需求,基于泛在学习的开放式医学信息技术教育平台迫在眉睫。 二、开放式教育平台的比较研究 2012年以来,各类开放式网络教学平台通过信息技术与网络技术将优质教育送到世界的各个角落,不仅提供免费的优质资源,还提供完整的学习体验,展现了信息技术与现行高等教育体制结合的种种可能。从最初的Coursera、Udacity、Edx三大平台,到后来各国不断涌现的通用平台,大家都看到了信息时代的特点,害怕错失良机,并非冷静思考如何提升教学质量,更关注以下问题:(1)大规模参与;(2)在线、开放的教学资源;(3)一系列教学环节与流程;(4)嵌入相关资料或测验的教学短片;(5)网上朋辈(Peer)支持与学习讨论。但真正意义上的开放式教育平台不单是教育技术的革新,更应该带来教育观念、教育体制、教学方式、人才培养过程等方面的深刻变化。通过各类开放式网络教学平台优缺点的比较研究,有助于准确把握研究目标,合理规划和设计开放式医学信息技术教育平台。 三、开放式医学信息技术教育平台的设计 开放式医学信息技术教育平台是针对学生在泛在学习环境下自主学习和终身学习的需求,坚持“前瞻、导向、科学、可行”的建设思想,把研究成果应用于教学实践之中,利用计算机网络技术和PHP+MySQL开发环境,通过几种基于Web2.0技术的开源软件进行开发,为学习者搭建一个良好的在线学习与互动交流平台,建立行之有效的基于泛在学习的教育资源共享信息平台,采用一体化的方式为高等医药院校师生提供教育资源共享信息服务和课程指导、研讨、互动、交流环境,为建立一个网络化、数字化、智能化、科学化有机结合的开放式技术教育平台而努力。本平台利用Web2.0技术的互动性和开放性建立了医学信息技术教育资源共享库,通过启发式、探究式教学,深入剖析课程中的重点和难点,培养学习者的信息素养、自主学习能力、分析问题和解决问题能力,构建终身学习体系。平台包括注册登录、课程概述、课程互动和在线学习等功能。 (一)课程概述子模块 该模块系统的介绍了开放式信息技术教育平台中各门课程的相关情况,其中包括医学类课程沿革、教学定位与目标、教学手段与方法、教学内容、课程考核方案、教学效果与评价、教师队伍和课程建设与规划。内容展示的形式多为课程详细内容的文本文件和图片。此模块能完整呈现教学的设计,通过对课程全方位的解读,让学习者更了解课程教学的思路、理念,将所学知识融会贯通。 (二)课程互动子模块 课程互动模块包括教学活动、讨论区、联系我们三部分功能。该部分能有效呈现课程的多元培养形式,为医学信息类人才多途径培养实践与效果评价提供依据。该模块支持管理员和教师上传资源、发帖、讨论和私信群发功能,为师、生之间营造了一种良好的学习和教研氛围,内容展示的形式可以为文字,图片和视频等,能有效促进各级用户之间的互动和交流。 (三)在线学习子模块 在线学习模块能再现教学的全过程,包括医学类课程公告、评分标准、课程学习、在线练习、私信、考试、课件、课程评价和分享功能。该模块能记录课程教学的进度,群发私信提醒参与课程的学习者;明确教学各环节的评分标准和细则,为课程考核和认证奠定基础;每部分学习内容提供在线练习、课件下载和分享功能,每门课程都能实现在线考试;各级用户在平台互动过程中产生的所有数据都能从数据库中导出相关的excel文件,便于课程后续的评价和分析。 四、结束语 文章顺应开放式教育平台的发展和教育信息化模式的变革,提出一种新型课堂体系———开放式医学信息技术教育平台,将开放式教育理念和教育模式贯穿于高等医药院校大学教学全过程,遵循“前瞻、导向、科学、可行”的建设思想,利用Web2.0技术和计算机网络技术,从课程概述、课程资源、课程互动、在线学习等四个方面阐述基于泛在学习的教育资源共享信息平台的实现思路和系统原型,为后续建立一个网络化、数字化、智能化、科学化相结合的开放式技术教育平台奠定理论基础。在后续的教学改革中,作者计划将文章所提出的开放式教育平台应用于高等医药院校课程教学当中,以检验这种新型课堂体系在提升学生的自主学习能力和实践动手能力方面的实效。 作者:刘青萍 晏峻峰 周燃犀 周知 瞿昊宇 王林峰 刘东波 单位:湖南中医药大学管理与信息工程学院 医学技术论文:代谢组学技术在医学检验中的应用 一、代谢组学技术的概念 从一般意义上说,代谢组学是指通过分析组群中的单个细胞结构、器官、组织或者体液内的小分子物质,对组群指标进行高位检测和操控处理,利用多元统计学原理和模式识别的技术设备,对细胞体内的代谢物质进行全面立体的检查和研究;是一门对某一特定时间段的有机体全部小分子代谢物质,进行定量和定性解剖处理的学科。 二、代谢组学技术与研究方法 (一)代谢组学的检测技术 1、核磁共振技术 核磁共振技术作为检测有机体机构的重要谱学,能够在自动旋转的原子核的基础上,依靠核外磁场的引力作用,通过吸收到的辐射波刺激发生能量跳迁的一种谱学技术。其优点在于无损害,对检测的样品结构不存在破坏性;操作方式多样化,能够根据实际情况变换多种检测方案,采用不同的实验方法进行研究;速度较快,能够在较短的时间内得到检测结果;富有动态性,能够得到较为与时俱进的灵活变动的研究信息。缺点在于检测的灵敏度不是很高,制约着NMR技术的发展。 2、气相色谱——质谱联用技术 从字面上解析,气相色谱——质谱联用技术融合了色谱、质谱二者的优势特点,检测的灵敏度更高、效能更好、分辨率清晰。由于自身的构造,需要观测的主要参数为毛细管柱的尺寸大小等指标:被检测样品通过毛细管柱时,仪器设备会依据生物体分子的构成性质不同而得到分离,各自流入不同的柱子里,记录下不同时间段里流入柱子里的分子结构,然后利用色谱和质谱进行检验。这样通过利用气相色谱——质谱联用技术,能够及时准确地将被检测样品实行快速的剥离,然后利用相关仪器进行检测和分析处理,最终进行定性分析,记录研究的结论。但是气相色谱——质谱联用技术也有自身的局限性,由于在检测之前需要对样品结构实行预备式的衍生化操作工作,在这一过程中需要耗费较多的时间,会因时间的耽搁而使原本的样品发生一些微妙的变化,使检测结果不真实;同时还有一个缺点在于不能分析某些个大分子代谢物质的结构。 3、液相色谱——质谱联用技术 液相色谱——质谱联用技术把液相色谱作为一个样本的分离处理系统,把质谱当做样本结构的检测处理系统,这样液质联用技术充分发挥了色谱和质谱的优势特色,融于一身。既具备了分离复杂样品结构能力强的色谱的优势,又具有了检测灵敏度高、动态性强的质谱的特点,使这一技术能够更好地为疾病监测发挥自己的力量。 (二)代谢组学研究方法 通常一个比较完整、规范的代谢组学检测程序一般要经过收集样品、处理样品并进行保存工作;进行仪器的分析和选择,获取样本数据,进行数据的定性和定量的分析和处理;最终进行研究结果的总结和归纳,总结出生物学意义上的代谢结论。 三、代谢组学技术在医学临床检验中的应用 1、代谢组学技术与糖尿病、肾病的研究 糖尿病与肾病紧密联系,目前进行的DM并发症的代谢组学技术的研究,更多地涉及肾病,可以借助核磁共振技术分析DN中小分子代谢物质的结构,进行剥离处理和分析,如果实验证明葡萄糖含量和氧化三甲胺的存量在血浆中有上升的趋势,而多种氨基酸却在下降,则证明有机体肾存在着病变,为医学临床诊断和检测提供了实验依据。 2、用于诊断肿瘤 医学专家Odunsi等曾利用氢核磁共振波谱法开创了一个新的医学诊断模型,利用检测血清上的代谢标志物可以诊断出是否存在皮性卵巢癌的病症。Corona专家学者曾利用代谢组学技术用于肿瘤方面的诊断研究,发现了重大的成果,结果中发现通过分离检测能够分析出不同种类的代谢物质分子结构,灵敏度和清晰度较高,其中的色氨酸、丝氨酸及其甘油磷脂等为医学中诊断乳腺癌提供了重要的参考依据。 3、消化系统疾病的检测 医学家利用氢核磁共振波谱法技术建立的生物标志体模型,能够及时、较快速的检测出有机体是否存在肠炎病症,进行及早的治疗。 四、结语 随着科学技术的不断发展,代谢组学技术的研究不断深入推进,应用的领域更加广泛和普遍,需要不断开拓其在医学、营养与健康学、生物学等学科上的发展空间,由于是发挥代谢组学技术在医学检验中拥有疾病诊断的重要功能,为人类的生命健康贡献力量。 作者:张再华 单位:黑龙江省齐齐哈尔市第一机床厂职工医院 医学技术论文:医学检验技术综合实训课程构建 一、综合实训课程教学内容的确定 (一)对检验岗位能力需求和检验项目的调查。 2013年在浙江省范围内对163家不同类型医疗机构的检验工作岗位进行调研,包括55家三级医院、16家二级医院、45家社区医院、42家乡镇卫生院和5家检验公司独立实验室。对医学检验技术人员应必备的专业知识技能和综合素质能力需求的重要性进行调查。除寄生虫检验的重要性需求在78.5%之外,其他各课程均在91%以上。同时,被调查单位对团队协作能力和分析问题解决问题能力的重要性需求均在93%以上,说明各单位对工作人员具备这些综合素质和能力的要求越来越高。对这163家单位开展的主要检验项目进行调研(见表2)。除骨髓象检查外的各主要检验项目开展率均在60%以上,三大常规达到100%。其中二级以上医院和独立实验室的项目开展率跟社区医院和乡镇卫生院因定位不同有所区别,各主要检验项目的开展率接近于100%,最低的骨髓象检查也在86%以上。 (二)教学内容的确定。 根据调研结果,即检验岗位对专业知识技能和综合素质能力的需求和各单位主要检验项目的开展情况,组织课程专家、专业优秀课程教师召开课程分析会议,从检验专业优秀课程分析出常规检验项目形成教学内容,建立新的课程标准和教学大纲。教学内容包括:三大常规、骨髓象检查、生物化学检验、免疫学检验、微生物检验,结合团队协作能力和分析问题解决问题能力的培养。 二、医学检验技术综合实训室的建立 我校医学检验技术专业得到中央财政专业建设项目和省特色专业建设项目的支持建立了医学检验技术综合实训室。招标购置和医院、公司馈赠,配置了一批检验仪器设备:Sysmex-xs1000i全自动血细胞分析仪、FUS-200尿有形成分分析仪和H-800尿干化学分析仪、ESR-30全自动动态血沉仪、迈瑞BS-320全自动生化分析仪、DNM-9602自动酶标分析仪、奥林帕斯显微成像系统、荧光显微系统等。并安装了LIS系统,把所有的仪器设备连接,形成一个完整的检验实验室系统,从标本接收、项目检验、结果审核到检验报告单的输出打印实现一体化,实现医院检验科的功能。 三、综合实训课程教学方法的确定和实施 (一)教学方法的确定。 我校医学检验技术综合实训课程安排在学生完成专业课程学习后、进入毕业实习前进行。课程30学时,集中一周以小组为单位开展,训练学生团队协作能力和分析问题解决问题能力。根据教学内容确定教学方法,通过临床病例引导,提出医院检验项目,要求学生查询相关资料以医院检验顺序(提供检验项目和标本)为线索进行设计,按照工作过程整合(复习实验原理步骤)、安排项目准备(准备实验器材试剂)、项目实施(操作过程和注意事项)、项目结果(实验结果和报告)、分析讨论(实验过程的总结及碰到的问题进行讨论)等学习项目。 (二)课前准备。 综合实训前一周,准备好若干个病例,经筛选的病例要求是能整合包含各专业课程三个以上检验项目,以达到综合实训的目的。将学生5人一组分组,每小组为一个团队分配以不同的病例并提出数个检验项目,各小组学生一同设计每个检验项目。要求学生查阅资料,对每一个检验项目做好以下知识理论准备:选取正确的检验方法、确定检验项目的标本类型和标本前处理、检验方法的原理、需用到的仪器与试剂、检验方法的步骤及注意事项、结果的判断、检验方法的质量控制、正确的结果报告形式、废物处理、临床意义,最后形成纸质报告。培养学生自主学习查阅资料分析问题的能力。 (三)综合实训课程的开展。 在开展医学检验技术综合实训课程时,医学检验实践中心所有实验室和检验综合实训室向学生全面开放,并有专任指导教师在各自课程的实训室进行指导。每个检验项目的实施将模拟临床检验工作的流程展开,由组长安排,各小组成员主要负责某一项工作任务共同完成:标本的采集和接收,标本的检测,结果的分析与审核等工作。整个技能操作严格按照《全国临床检验操作规程》(第三版)进行。如遇到结果异常,检验人员还需对结果进行分析,如需手工复查的进行手工复查。完成该项目的检验工作后,各小组根据检验结果进行综合分析,完成实验报告。实训结束后,教师引导学生进行分组讨论,对检验项目的目的和原理、检验过程中的注意事项、检验结果的分析进行阐述,对遇到问题如何分析和解决问题进行回答,最后总结整个综合实训过程中的经验和收获。 (四)综合实训课程的考核。 综合实训课程的考核以检验过程的形成性考核为主,由教师评分和学生互评相结合,评分根据实训的实施由三部分组成:课前准备的纸质报告、检验项目过程中的规范操作和处理、检验项目完成后的分析和讨论。根据各检验项目不同特点,针对检验项目操作制定一套检验项目评分标准,在训练检验综合能力的同时也不放松对检验技能的强化训练。 (五)综合实训课程的成效。 检验综合实训课程的开展,对照我校医学检验技术专业2011、2012级两届学生在课程开展前后检验技能操作得分,有了显著提升。并培养了学生的临床思维能力和素质,在实习生、毕业生中问卷调查显示,检验综合实训课程得到了学生和实习、用人单位充分认可和高度评价。 四、小结 医学检验技术综合实训课程的构建,将分散于各专业课程中单个检验项目和方法有机结合起来,不仅培养学生临床思维能力和医学检验综合素质,也对课程教学和教师素质提出了更高的要求。(1)强化训练了学生的检验技能操作水平。检验技能操作是医学检验技术人员的根本,检验综合实训课程加强了这方面的训练,并着重强调技能操作的规范化。(2)培养学生的临床思维能力和对检验专业课程综合知识的运用。检验综合实训课程模拟临床检验项目的工作流程,训练学生将本专业各专业优秀课程的知识及技能综合运用到临床检验工作中去。(3)提高学生团队协作能力和分析问题解决问题的能力,提升学生的检验综合素质和职业素养。综合实训过程中,各小组成员分工合作,共同完成多个检验项目的实训,培养团队协作能力。在实训设计中,先提出多个检验项目,要求学生查阅资料,分析并统筹安排检验项目的开展,锻炼学生分析问题解决问题的能力。为从事临床检验工作打下基础。(4)加强教学与临床之间的对接。检验综合实训课程安排在学生进实习之前,模拟临床检验工作流程,能够为学生进临床实习起到一个适应建立SP联系网络,互通有无、共享资源,使之发挥优势并形成辐射网络。综上所述,OSCE作为一种较全面评价临床胜任能力的考试模式,具有传统笔试无法比拟的优势,但在应用中也逐渐暴露出一些不足。通过加强对SP的系统培训,合理调整考试设置,以及进一步改进考试形式等方式,OSCE能够适用于各种形式、不同要求的考核,从而更好地服务于我国医学教育及医师培训。 作者:沈鑫烽 吴怡春 褚美芬 汤立旦 黄卫平 王家学 单位:浙江医学高等专科学校 医学技术论文:技术人员继续医学教育问题及建议 1发展现状 继续医学教育考核合格已是专业技术人员执业注册、年度考核、技术职称晋升等必备条件。继续医学教育包括国家、省级继续医学项目,发表科研论文,单位组织的学术活动等形式。医疗卫生机构可以通过继续医学教育项目的申报与举办,推广科技成果,充分带动学科培养创新性人才。 2存在问题 2.1思想认识不到位 卫生技术人员的学习缺乏主动性与积极性,不能形成良好的学习氛围。部分学员认为参加继续医学教育只与职称晋升相关,已晋升到高级职称或不再愿意继续晋升职称的部分人员,对参加继续医学教育热情度较低。另外,基层医院部分在职在岗人员工作繁忙,难以离职离岗学习,无法满足送培需求。 2.2学科发展不均衡 中西部地区老、边、贫地区较多,区域、城乡医疗卫生机构发展不平衡,基层全科医学的培训更显薄弱;同时,部分新生的边缘学科继续教育项目开展较为困难,学科发展不均衡,继续医学教育项目层次结构、专业结构存在偏科现象,难以满足全体人员需要。 2.3体系建设不完善 部分继续医学教育方法稍显陈旧、途径不多,远程、网络教育等先进的继续医学教育手段未被广泛而规范使用;培训内容的针对性、方式的适宜性、实施的协调性与结果的有效性需要改进;医疗卫生机构对继续医学教育工作投入不够,教育经费偏低,培训基地与信息化建设滞后,监督管理相对薄弱。 2.4人员配备不充分 部分医疗卫生机构无专职继续医学教育工作人员或专职人员流动性较大,不熟识相关政策,导致在项目的实施过程中还存在不够规范的现象,如举办时的项目名称与公布的项目名称不完全相符、学分管理与登记制度混乱等。继续医学教育管理人员缺乏足够经验、知识,继续医学教育管理干部队伍建设有待加强。 3发展建议 3.1优化模式,深化改革 集成各类优势资源,构建区域布局合理、专业覆盖广泛,满足各级医疗卫生人员培训需求的继续教育体系。以实际素质能力为基础,以岗位胜任能力为优秀,有计划地选派与组织相关专业的人员参加内容鲜明,具有科学性、先进性、战略性与可推广性的继续医学教育学习,逐步实行各类卫生技术人员的规范化培训;加强构筑网络化信息平台,将集中面授与远程教育相结合,方便尤其是边远地区农村基层卫生技术人员就地学习;推动继续医学教育信息化管理,逐步健全覆盖城乡的继续医学教育管理与服务信息化公共平台,提升继续医学教育管理水平。 3.2重点扶持,均衡发展 通过开展有效的继续医学教育活动提高农村医疗卫生队伍素质与服务水平是卫生技术人员队伍建设的重要内容。均衡继续医学教育项目的层次结构、专业结构,特别是提高农村、民族地区与偏远地区的教学质量,更好适应卫生事业改革与发展的需要。积极探索符合农村基层特别是民族地区、边远贫困地区农村基层实际的继续医学教育方式,增强培训的针对性、实用性、便捷性与有效性,使所有农村基层卫生技术人员均能参加适合的继续医学教育。对基层继续医学教育项目的申报、举办给予重点扶持,在政策导向与资金安排方面予以重点倾斜,力争使继续医学教育工作重心下移,提高农村、民族地区与偏远地区的教学质量,提升全体卫生技术人员的职业素质能力。 3.3完善监管,提高效率 适时调整继续医学教育发展的目标考核、学分授予等具体政策措施;建立培训、质量控制与监管机制,严格对培训的针对性、科学性与有效性监督管理;加强对继续医学教育管理人员法规、政策与管理知识的培训,组织继续医学教育科学研究,支持继续医学教育工作的交流与合作,学习先进工作经验,提高管理效率与水平。 3.4保质保量,稳步提升 完善继续医学教育培训体系,设立一批形式多样、水平较高的继续医学教育基地,全面开展继续医学教育工作。鼓励优秀卫生技术人才承担继续医学教育的教学工作,强化年轻卫生技术人员终身学习的理念,为其自觉参与医学终身教育奠定基础,为促进卫生事业发展提供人力资源保障。 作者:杨麟 何剑 单位:四川省医疗卫生技术咨询所 川北医学院附属医院 医学技术论文:医学检验技术本科人才培养探索 一、发展现状及存在问题 理论课教学一般采用大班授课,以教师为中心,学生参与课堂教学的机会相对较少,课后学习也以复习课堂内容及相关知识为主。目前国内大中型(三甲及以上)医院、高等医学院校及科研机构中医学检验专业本科生及研究生已基本饱和,但市县级以下医院仍以大中专学历专业人员为主;医疗器械生产、营销及技术支持行业对检验本科生的需求量较小;四年制检验专业的本科生不能报考国家执业医师资格考试,不能转向临床、口腔、预防等专业,毕业生的去向主要是中小医院、血站或疾控中心的临床检验机构。 二、改革思路 1.以就业为导向,增加培养方向。 目前,我国输血、病理及其相关行业的技术人员任职前大多未接受专业教育,他们绝大多数来自检验科及临床相关科室,而医学院校关于输血和病理的教学内容很少,相关知识和技能主要来源于实际工作中积累的经验和非系统的培训,学生对输血医学和病理技术的认识已不能适应输血医学和病理学的飞速发展及临床工作需要,急需医学院校培养一大批高学历的输血医学和病理技术专业人才。潍坊医学院医学检验技术专业充分利用自身的资源与优势,以临床检验方向为主体,增加输血技术、病理检验这两个培养方向,以提高学生就业能力,拓展就业渠道,力求探索出适合地方高等医学院校的输血技术和病理检验人才的教育模式。 2.以精品课程和考试平台为依托,建立网络教学资源库。 精品课程建设是教学质量的重要标志,以优秀课程为中心,整合优质教学资源已经成为提高教学质量的关键环节之一。潍坊医学院医学检验学系在已有的《分子生物学检验技术》和《临床免疫学检验技术》两门省级精品课程基础上,积极构建医学检验技术专业精品课程群,将课程群的大纲、PPT课件、教学视频等资源上传至校园网服务器,建立课程群网上平台,并尝试与学生在线交流与答疑。同时,通过制作专业课的网络考试平台,建立形成性评价机制。每学完一个章节,让学生先自测,再集体测试,教师根据测试结果确定下一阶段的学习任务与速度,让学生循序渐进地掌握预定的教学内容。 3.更新教学理念,丰富教学手段和教学方法。 教学理念是影响教学质量的重要因素。潍坊医学院医学检验学系组织全体教师观摩学习各种先进的课堂教学方法与教学手段,充分利用现有的资源调动学生的主观能动性。如在《临床微生物学检验》课程中实施PBL教学模式,以问题为基础,小组讨论为主要方式,促进学生将理论与实践有机结合;采用启发式和讨论教学法,结合案例分析或病例分析,鼓励学生发表自己的意见和看法,培养学生的创新思维;在专业课教学中试行教师边教、学生边学边做的教学模式,促进理论与实践的融会贯通。 4.建立实验、实训、实习三位一体的技能培训体系。 医学检验技术专业的专业课程强调学生的动手操作能力,实验教学学时占课程总学时的50%,因此,实验教学的效果是影响教学质量的重要因素。潍坊医学院医学检验学系进一步完善基础检验、微生物学检验、显微互动等专业实验室,安装多媒体实验教学系统,使形态学教学更加丰富形象。加大实验室开放力度,提高仪器利用率,为学有余力的学生提供练习平台。同时,建立医学检验实训中心,根据职业岗位需求和临床工作的实用性技术,遴选100项实验技能,按难易程度分配到每个学期,并开设检验技能课程,进行专业的指导培训。课程结束时对每项技能进行严格考核,合格者颁发合格证书,并且每年举行专业技能大赛,为获奖者颁发荣誉证书。挑选大型三甲医院作为临床实习基地,提高临床教师实习带教水平,并拓展北京、上海等地三甲医院作为实习基地,以满足不同学生的实习和就业需求。 5.以重点实验室为平台,培养学生科研创新能力,促进产学研结合。 潍坊医学院临床检验诊断学实验室是山东省“十二五”高校重点实验室,学校附属医院检验科为省级临床重点专科、市级重点学科,科研氛围浓厚,坚持“以科研带动教学,以教学促进科研”。鼓励教师与企业联合开展科研项目,企业提供资金,学校教师提供技术支持;鼓励教师课题组吸收一部分有兴趣的学生参与科学研究,让学生进入实验室充当教学和科研实验助手,充分挖掘学生潜力,培养学生的科研意识;挑选适合医学检验技术专业本科生的科研课题,遴选中级以上职称教师担任指导教师,学生自愿报名参与,组成科研小组,撰写课题申请书竞标,中标者在规定时间内完成开题、实验、结题等程序。学生在参与研究过程中不仅提高了动手和创新能力,也被激发了科研发展潜能,为顺利开展科研设计和论文写作奠定了坚实的基础。 6.形成人文与医学相融合的教育模式。 医学人文教育能够提高医学生的人文素质和科学素质。学生不仅要有熟练的临床技能,而且要有良好的职业道德,在今后的职业生涯中践行人文关怀。将人文教育融入医学专业课程,既可以丰富枯燥的医学专业知识,拓宽医学生的知识面,又能培养学生的人文精神及职业道德。另外,开展丰富多彩的校园文化活动,举办人文讲座和读书活动也是人文教育的一种重要方式。潍坊医学院每年举办“科技文化活动月”“科技、文化、卫生三下乡”等丰富多彩的校园文化活动,学生自愿参加各种社团组织。2013年开始,学院定期举办潍医大讲堂,邀请社会各界专家学者讲学,讲学内容广泛新颖,切入社会热点,营造了浓厚的人文氛围,是课堂教学的有益补充。医学检验学系开展“我读经典”活动,并长期坚持,将集体统一组织和自主学习相结合,让学生更多地接触经典原著,培养读书的习惯和能力。 三、结语 潍坊医学院医学检验学系自2014年开始逐步推行医学检验技术专业培养模式的改革,下一步将对授课教师和受试学生进行问卷调查以及通过实验技能考核、专业课程考试等方式,了解人才培养模式改革的效果,发现实施过程中存在的主要问题,组织专家讨论(包括学校、用人单位、实习单位等)以及毕业生反馈等方式,初步确定一套符合学校实际的医学检验技术专业人才培养实施方案,为完善人才培养体系提供理论支撑和现实依据。 作者:李猛 单位:潍坊医学院 医学技术论文:技术专业建设医学检验论文 1专业建设当前存在的问题 医学检验技术专业是较年轻的临床医学专业,相比其他临床医学教育体系,存在较多需规范和完善之处。目前主要表现在以下方面: 1.1课程设置 ①课程体系设置中注重专业教育,人文素质教育、医德医风教育相对薄弱。②检验医学相关临床课程设置求广求全、培养重点不突出。③专业必修课程过多,学科交叉、岗位需要的选修课程和专题讲座极少。④课本教学、课堂讲授为主要方式,教学网络化与数字化水平低下。⑤课程体系由5年制“医学士”改为4年制“理学士”,原有课程体系明显不适合现教学需要。 1.2实验教学 ①检验专业实验课程存在设备陈旧、利用率低,管理水平差。②注重理论课程学习,对临床实验教学和管理关注不足。③实验课教学偏重教材知识讲授,科研精神与科研能力等创新性能力培养不足。④实验教学内容与临床实际应用脱节,与现代医学检验发展现状脱节。 1.3实践教学 ①实践教学管理松散,专业技能培养方式落后。②未及时与实践教育基地沟通,不能及时了解实习同学思想动态。③因为实习基地师资、管理水平不同,实践教学效果存在明显差异。 1.4前、后期教师缺乏交流 进行基础课教学的前期教师缺少机会接触临床,对医学理论知识在临床实践中的具体应用缺乏一定的了解和实践;来自医院进行实践教学的后期教师教学经验相对不足,在教学方法、语言组织能力等方面存在一定的缺陷。 2检验专业建设的初步尝试 针对培养方案调整,以及存在的问题,我们在借鉴兄弟单位经验基础上,进行专业建设的改革,主要在课程体系与教材、教师队伍、实验教学中心、实践教学基地建设等进行一些有益的尝试,取得一定的经验。 2.1课程与教材建设 ①课程体系建设:医学检验技术专业作为教育部教学改革试点,培养目标和时间均有改变。如何培养出能满足社会需求的医学检验应用型人才?我们对已有的教学资源进行有效整合,对现有课程体系教学进行改革,以专业课贴近临床实际应用为目的,突出临床应用型专业课建设。例如利用现有省级精品课程———《生物化学》、《医学免疫学》和校级精品课程———《人体寄生虫学》,以及省级教学团队———人体寄生虫学教学团队、医学免疫学教学团队,省级实验实训教学中心———病原生物学实验教学示范中心等课程建设时,突出医学检验技术专业的特点,以达到打造成医学检验精品专业课目的;专业课程教学以基础学院和临床学院教师共同担当,利用各自教学特长,取长补短,切实达到理论与应用相结合,保证教学工作与临床实际应用相一致。加强教学改革工作,将临床医学各相关学科内容合并成《临床医学概要》进行讲授,即保证学时不足与临床课程教学任务过重的矛盾,又满足学生对临床医学知识了解的需要,取得良好的教学效果。同时我们加大人文科学素质、心理健康教育,在思政类课程中组织开展各种社会实践活动,让学生们走出校门,到社会去积累经验;积极有步骤开展教学改革,将专业课程建设成为网络课程或在线网络课程,建设网络课程专题网站,开展基于网络环境下的教学内容与教学手段的改革。②教材建设:各级部门重视教材的建设,学校教务部门设教材建设专项经费,积极支持和鼓励检验技术专业各学科教师参与教材的编著工作。本专业多名教授近年以来编写出版了多部规划教材,在已有的编写基础上,现正组织编写适合医学技术发展的专业教材或讲义,满足教学工作需要。 2.2教师队伍建设 ①建设有特色的教学团队:a.建设一支素质高、业务强、务实、创新、凝聚力强的教学团队是学科建设的重点。我们的师资队伍建设以“三高一强”(学历高、职称高、综合素质高、实践教学能力强);结构(年龄结构、职称结构、学历结构)合理、质量优良、创新精神强、专兼结合、一专多能的“具有创新性和应用型”兼顾的教师队伍为目标。b.培养教师树立崇高理想和激励奋斗目标。坚持以教育思想观念改革为先导,以专业教学改革为优秀,鼓励教师教学进行教学改革,以学科建设为重点,注重提高教学质量和科研水平;开设专业选修课和1-2门双语教学专业课,努力把医学检验专业打造成有特色的专业。c.重视科学管理,突出“以人为本”。建立一套教学、科研、特殊贡献在内的团队管理制度和工作量化考核指标体系,努力营造积极和谐、公正合理评价体系的团队内部环境,提高团队整体精神面貌,建立公平、公正、公开的评价体系;加大奖惩力度,体现在晋升、晋级、年度考核之中。②完善教学管理工作,建立相应规章制度:a.完善《教学管理工作手册》,实施教师考核记录、集体备课记录、讲课讲座记录、教学会议记录、授课试讲记录。b.加强教学督导,提高教学质量,由相关专业领导和教授组成校、院、教研室三级教学质量指导、监督小组配合学校教学督导组进行教学质量监控,并开展教师之间、学生对教师的授课评价活动,保证专业教学工作有章可循,维护教学工作的严肃性。c.不断完善教学计划,学生实纲的修订;严格按照教学计划完成教学任务,鼓励深化教学改革;在教务部门指导下不定期举办教学计划修订会议,不断完善不足之处。d.加强学生实习的管理,完善《医学检验专业实习考核制度》,每年不少于两次教学实习检查。e.完善学生毕业论文的工作规程,修订和规范一套完整的毕业论文实施与管理体系,严格要求学生完成毕业论文,规范学生毕业论文的完成过程,包括选题原则、查阅文献,开题报告、中期检查、签署指导老师意见、审阅人意见和答辩情况记录等; 3实验实训教学中心建设 医学检验实验教学中心建设包含两个实验平台,分别为医学检验形态学和机能学实验室。形态学实验室主要服务于检验医学微生物、临床基础检验、骨髓细胞学、染色体检查等形态学实验教学。机能学实验室主要负责生物化学检验,免疫学检验、分子生物学、分子遗传学等相关专业课的实验教学。实验教学中心担负培养检验专业学生基本实验技能、独立分析问题和解决问题的能力,形成检验专业基础实验、专业实验和探索性实验三个层次有机结合、协调发展、具有一定特色的开放性专业实验教学中心。选择性的开展一些新方法、新技术的实验项目,即满足检验医学实验教学需要,又加强学生的综合分析能力培养;培养学生基本的科研能力。添置贴近临床实际的现代化实验设备:购置贴近临床实际使用的现代化实验设备,如全自动生化分析仪、全自动五分类血液检测仪、PCR仪、尿液分析仪、自动血培养仪、全自动细菌鉴定仪、流式细胞仪等。为配合检验专业教学的需要,打破原来依附于教研室的实验室管理旧模式,建立检验实训教学示范中心,促进实验室工作整体水平的提高,推动了实验室的管理、建设和发展;将实验仪器集中组成仪器实验室,集中管理和使用。制定合理的措施,做到既能提高仪器的使用率,满足教学科研使用要求,又能有效维持仪器的安全完好。建设相关网页:利用计算机网络系统平台,介绍实验中心所拥有的仪器设备的性能、配置,为广大的师生员工提供全天候的科研教学平台。构建基于检验课程内容的“虚拟实验室”,改善学生对实验内容的理解和掌握,并为学生进行探索性实验及自主设计实验提供虚拟化平台。 4实践教学基地建设 加强与实习医院的合作,促进实践教学基地建设:①通过加强与实习医院的合作,发挥好学校的主导作用,促进医学检验专业临床教学基地的建设。定期召开实习医院领导、主管部门、各带教临床教师参加的现代教育思想的讲座,更新教育观念。②规范教学管理,组织开展教学管理业务讲座或座谈会进行现场指导;每年按照学校统一安排,到实习医院进行教学检查;不定期进行教学抽查,加强与实习单位和带教教师沟通,及时了解学生情况。③强化医学检验专业毕业实习质量,在临床教学基地遴选出一批具有副高以上职称,能完成对同学进行业务指导的教师担任实习同学的导师。同时,根据实习学生的反馈意见,结合检验技术的发展,不断地更新实纲和实习手册中的内容,使学生能够学到更多的检测项目和检测技术。实行导师指导下的毕业设计和撰写论文:①加强学生毕业论文的规范化管理工作并不断改革。规定每届本科学生实习阶段必须在导师指导下完成一篇毕业论文并参加答辩。②在临毕业实习前一个学期,配合文献综述课程,要求学生掌握课题文献查找方法、综述撰写格式、开题并进行科学研究的步骤,论文撰写的正确格式,为学生在实习阶段开展初步科学研究和撰写论文打下良好的基础。③规范毕业论文实施与管理体系,如选题原则、查阅文献,开题报告、中期检查、签署指导老师意见、审阅人意见和论文答辩情况等,并制订了毕业论文管理条例,论文成绩作为实习成绩的一部分纳入学生成绩单。④强化毕业论文管理过程。为防止出现论文抄袭的现象,每篇论文进行上网核对检查。⑤组成专家组负责学生论文审核和答辩。专家根据学生的论文完成的内容、课题相关综述、论文质量、答辩等情况,现场提出问题,考察学生回答问题的能力,可以评价学生毕业论文完成的质量,按照评分标准评分,记入成绩。 5小结 我校医学检验技术专业自2012起即招收4年制学生,经过近年专业建设,医学检验教学团体取得多项成果,其中获批校、省级教学改革项目5项,大学生创新创业项目4项,编写教材和讲义5本,发表教学研究论文17篇、科学研究论文100余篇,获得教学成果3项,获得国家、省级科研课题18项等,这些成果为今后培养出有特色的医学检验专门人才和学科进一步发展打下了坚实的基础。医学检验专业具有多学科理论交叉和应用性强的特点,医学检验作为近年新开专业,完善人才培养方案,创新实验教学体系、建设实践教学基地;改革传统的医学检验教学模式势在必行;成立有完整逻辑、能激发学生创新思维、培养出能适应未来人才需求、独立的实践课程体系十分必要。培养能适应21世纪国家经济建设与社会发展需要的、具有国际竞争能力的高素质创新型医学人才是医学检验检验改革的主要方向和目标。 作者:浦春 冯钢 武其文 黄丽珠 张鹏 黄建军 单位:皖南医学院临床检验诊断学教研室 医学技术论文:网络技术教学改革下医学信息管理论文 一、非计算机专业网络技术课程教学中缺少面向应用的问题 (一)教学目标定位不准,学习内容纷杂、主线不清 非计算机专业网络技术教学存在照搬计算机专业教学程式,忽视专业特点的现象。教材一味择权威、“高大全”,内容覆盖广,重、难点多,专业术语繁杂、抽象。教学目标制定盲目攀高,面向理论,缺少实践内容等问题。网络技术是一门交叉学科,涵盖、涉及的知识面广。若无选择、无着重点、无针对性,忽略教学目标与今后职业应用的关系,会造成学生望而却步,产生厌学情绪。更有甚者,许多内容未必用得到,势必造成教学内容丰富,学生所获实用知识甚少的尴尬局面。偏离了“着眼应用重视需求”这条教学目标主线。 (二)理论与实践脱节,实验拘于步骤 教学过程存在理论与实验分离的现象。单纯的理论传授使学生无感性认识,实验操作时无所适从。以教师为主导,学生被动接受知识的教学模式抑制了学生的自主潜能,削弱了学习兴趣。实验内容单调、重视步骤,缺乏理论与实验衔接,缺少实验内容与实际应用结合。理论与实验的分离遏制了网络技术教学的发展,严重影响了教学质量。拘泥于步骤的实验方法束缚了学生的主观能动性,有悖于“学生为中心”、“问题为中心”等先进的教学理念,不利于学生应用能力和科学思维能力的培养。 二、医学信管专业网络技术应用能力的培养 在缺少本专业教学模式、经验借鉴的情况下,针对教学中存在的问题及现状,几年来,经过反复摸索、改革、实践,在教学方式和方法上,针对信管专业教学得到了一些经验。 (一)教学目标主线定位明确 教学目标的定位要紧密结合专业培养目标,以提高专业技术的应用能力为教学目的,以专业需求为依据,强调实用性,实效性。重视应用能力的培养,有的放矢、学以致用。教学目标确定基于教学目的,教学目标定位应考虑学生未来职场应用的需要,考虑所学内容能否充分运用到实际工作中。结合办学条件、性质、教授对象,认真分析、实践、总结,从章节到总体构成进行综合科学评价,得出符合自己专业的教学内容体系。内容体系要随信息化进程同步革新,这是个不断总结、研究、调整、实践、再总结周而往复的渐进过程。 (二)教学要突出应用,内容明晰 教学目标的准确定位是确保教学效果最优化的基础,把握内容组成结构是决定教学基本内涵的重要环节,不能机械式照搬,更不能盲目模仿。网络技术由原理及应用两部分组成,前者侧重理论基础,后者是基于理论的设计、配置、开发应用等实践性内容。针对本专业特点,紧密结合应用需求,遵循确定的教学目标,充分对知识体系进行全面分析、认真设计,研究制定出课程的内容体系和教学方法。排除轻视应用,注重理论,或迷信应用,忽视理论的现象。理论、实验相辅相成,互为支撑,合理组织理论及实验内容,不能偏废。从实际应用需求着手,使学生既具备一定的理论素养,又拥有较强的网络技术应用能力。围绕教学目标组织教学内容。依据内容体系结构,优化、精练教学内容,合理分配,科学取舍。制定出适合本专业教学目标,注重理论、实践密切结合的教学内容纲要。 (三)以应用为目的,培养科学思维,改革教学方法及教学手段 改革教学方法,摒弃教条、照搬书本的陈旧教学模式。探索适合本专业学生接受能力、科学思维的教学手段。以启发、引导、师生互动为主要途径,采用适宜本课程教学的“问题为中心”、“任务驱动”等广为推崇的教学方法,达到理想的教学效果。 1.理论与实验交叉教学,解决理论、实践脱节问题。 网络技术理论、实验密不可分,两者平行且交融。理论是实验的基础,实验是加深对理论认识、应用的有效途径,是理论联系实际、培养、提高动手能力的重要平台。采用理论、实验交叉教学效果明显。所谓“交叉”指对某些内容理论、实验交互进行。该方法保证了理论与实验内容的有效衔接。对教学内容有目的、条理化组织,将理论与实践内容合理分配。对关键原理性内容教师现场演示讲解,学生同步操作,以实验事实说明理论原理。涉及到与理论相关联的应用实时进行操作验证,在感性认知的基础上掌握理论内容,加深学生对所学知识的理解。实践表明,交叉教学方法可充分提高有关教学内容的效果。合理采用模拟实验环境,可在有限课时内达到事半功倍。如,对TCP/IP体系各层实现原理,通过包捕获软件进行有关分析,理解报文的组成及协议层间的相互关系。再如,网络设计中,在模拟环境下用多种拓扑结构实现设定功能,比较各种方法的优劣,了解网络设计优化的概念等。 2.依内容特点,引“问题为中心”教学,培养科学思维方法。 根据教学内容特点,有针对性地采用“问题为中心”的教学方法。“问题”教学优势已日渐凸显,成革除传统教学弊端的手段之一。将课程所含知识,转化为解决实际应用的问题。针对实际应用,以提出、分析、解决问题为线索,以启发、引导的方式进行教学,使学生在探索解决问题的思维活动中掌握知识,提高专业科学思维意识。围绕教学知识点,对优秀内容以问题构造情境。如,介绍TCP/IP体系结构内容时,用“tcp/ip协议的各层数据包结构及其关系”提出要解决的问题,带着问题进入学习过程,继而通过对数据包分析,引导学生发现IC-MP、OSFP等协议无传输层协议包,产生“为什么”的疑问。教师分析归纳、实验演示,学生同步操作,清楚了类似协议在网络层结束向上传输的缘由。明白了层间包结构的关系及构成。创设问题情境,学生参与其中,体现了学生的重要地位。对问题的处理,增加了学生的问题意识,激发了学习潜能,培养了学习兴趣。通过归纳分析,总结规律,培养了学生对网络技术的科学思维方法。 3.以“任务驱动法”营造应用情境,激发学习主动性。 对设计类型实验采用“任务驱动”教学法。以任务为主线,学生为主角,教师设计出体验实践的任务情境。如,基于实验总体目标,将内容划分成典型的单元“任务”,优秀内容融入具体的案例和任务中,通过对“任务”的执行完成预定目标。该方法利于培养学生分析、解决问题及彼此协作的能力。改变了传统实验单调、注重步骤的弊端,创建了以学施教、学生主动参与、自主协作的新型教学模式。以局域网设计为例,教师结合综合案例,模拟企业级局域网作为基础项目,按逻辑划为单元任务。诸如,Ip子网、vlan设计;静态路由、动态路由区域设计;访问控制,基于网络层、传输层区域流量及安全限制;边界路由的NAT转换;汇聚设备上的DHCP配置等任务。学生围绕与现实情况类似的单元任务,以角色身份带着真实的“任务”进入完全情景化的虚拟环境。“身临其境”增加了任务感,通过分析解决面临的问题,加深了对网络设计过程的了解,开阔了视野,强化网络技术的应用技能。在完成“任务”的过程中,教师提供解决问题的线索,将网络系统设计思想融入实验中,营造讨论、交流合作的氛围。学生面对实际应用案例,积极、主动地应用所学知识分析、解决实际问题,采用自己认为最佳的途径得出解决问题的方法。单元“任务”的完成,更能激发学生的求知欲,形成感知心智活动的良性循环。随着各个单元任务的完成,伴随接踵而来的成就感,更加提高了学习兴趣。最后,回首完成的所有任务,相当于一个较全面的网络设计项目,这时的成功喜悦是不言而喻的,这将大大增强学生的学习自信心。“任务驱动”为学生思考、探索、发现和创新提供了开放的空间,培养了学生分析问题、解决问题、相互协作的能力,开拓了主动创新的意识,培养了科学思维的良好习惯。 4.采用模拟仿真教学,增强实践应用能力。 针对网络设备相对短缺,硬件网络实验环境效率低下,学生缺少实践机会的状况,对部分实验采用模拟软件仿真教学方法。由于其对物理环境模拟的真实性,具有仿真程度高,使用过程方便,交互性好,对硬件要求低等优点,成为网络实验的重要手段。极大地促进了教学方法的优化,充分提高了网络技术教学的效果和效率。在应用模拟环境的教学中,可即时模拟演示应用操作内容,学生同步进行实践,达到即学即用的效果。有机地将理论与实践统一起来。教学实践表明,这种教学方式效率高,节省开支,有较好的教学效果。模拟仿真方法打破了传统教学模式,开创了课堂教学的新形式,解决了传统教学模式下理论、实验难以交叉进行教学的难题。网络模拟仿真环境可以实现具有一定规模的真实网络环境,在此平台进行实验,可以满足大多数的实验需求。在网络设计实验中,它克服了网络物理环境下拓扑不易改动,实验用时过长、不够灵活等诸多缺点,大大提高了网络实验效率。在课时有限的情况下,可以达到事半功倍的效果。仿真模拟环境增强了学生应用动手能力,为学生进行网络实践,培养专业应用技能提供了良好的条件。仿真模拟教学方式,充分发挥了教师的主观能动性,积极探索实验教学新方法。力求营造出高效、良好的教学实验环境。结合“任务驱动”、“问题为中心”的教学方法,使实验教学内容更加丰富、充实。由于模拟软件的易操作性、便利性,不受时间、空间的限制,使学生在课外进行实践成为可能。有效开展课外教学实践,设定课外实训项目,增强学生对网络技术的实际操作能力。通过模拟教学,我们对“教学环境职业化、教学环节情景化、教学手段现代化”的教学理念有了更进一步的理解。 三、结语 总之,针对医学信息管理专业的特点,对网络技术教学进行多方面研究、改良、实践,旨在提高网络技术教学质量,加强对学生网络技术应用能力及科学思维方法的培养。实践证明,网络技术教学的改革,充分提高了学生的网络技术应用能力,大大提高了网络技术教学质量。 作者:常沛 赵建伟 单位:内蒙古医科大学计算机信息学院 医学技术论文:基于检验技术的医学检验论文 1开设校外检验仪器实训课的必要性 1.1实践教学模式陈旧 医学检验技术专业实践教学一直沿袭“基础实验→专业技能训练→临床见习→毕业实习”教学模式进行,实践教学以校内实验、实训为主,缺少与行(企)业的联系与互动。 1.2实验教学内容滞后 当代医学检验已远不是一杆枪(刻度吸管)、一门炮(显微镜)的时代,取而代之的是操作自动化、技术现代化和方法标准化的时代。然而,由于受到条件的限制,临床检验新设备和新的检验技术在临床应用后,很长一段时间内不能被纳入教学内容。 1.3校内实训基地建设滞后 医学检验技术专业校内实训基地建设,一直按照课程为基础设计教学实训室,通常为生化检验实训室、免疫学检验实训室、微生物学检验实训室、临床基础检验实训室和血液学检验实训室等。实训室功能单一,缺乏医学检验职场氛围,教学仪器设备更新速度慢,明显落后于医院检验科。这些都导致学生在进入实习岗位时对自动化仪器的使用及维护不能熟练掌握、融入角色慢等问题。 2检验仪器实训的改革与实践 2.1开展岗位调研 2010年我们就浙江省各级各类医院检验科大型仪器配置情况以及对检验仪器使用与维护重要性的评价开展了调研。调研单位共165家,收回有效调查问卷163份。其中三级医院55家,二级医院16家,城市社区卫生服务中心45家,乡镇卫生院42家,独立实验室5家。 2.1.1大型检验仪器配置情况 五分类血细胞分析仪、尿干式化学分析仪、尿沉渣自动分析仪、全自动血凝仪、全自动生化分析仪、血气分析仪、酶标仪、免疫发光分析仪以及微生物鉴定药敏分析系统在二级及以上医院配置情况达80%以上。 2.1.2对检验仪器使用与维护重要性的评价 调研结果表明:90%及以上被调查者认为检验仪器使用和维护对医学检验技术专业很重要或重要,应作为医学检验技术人员必备的专业技能。 2.2实施过程 根据上述调研结果,结合医学检验技术专业实践中心现状,在充分听取专业建设指导委员会专家意见的基础上,我们将专业优秀课程中有关大型检验仪器实训内容进行整合,确定检验仪器实训内容。将五分类血细胞分析仪、尿干式化学分析仪、尿沉渣自动分析仪、全自动血凝仪、全自动生化分析仪、血气分析仪、酶标仪、免疫发光分析仪以及微生物鉴定药敏分析系统作为实训重点。2011年与杭州5家医院按照“院中校”的理念建设紧密型校外实训基地,通过集体备课的形式,共同制订校外检验仪器实训教学大纲,统一教学方法,通过联合命卷统一实训考核评价标准。 2.2.1实训安排 在第四学期的第15周安排为期一周的校外检验仪器实训。通过一周的校外检验仪器实训,要求学生初步熟悉和了解检验常用仪器如血细胞分析仪、尿液分析仪、尿液沉渣仪、全自动血凝仪、全自动生化分析仪、酶标仪、全自动细菌鉴定仪等仪器的工作原理、操作方法、试剂参数、质量控制、维护保养及注意事项等内容。上述教学过程,全部由临床一线骨干教师通过集中讲授、分组示教以及实战演练等形式完成。校外检验仪器实训总学时为30学时,其中集中讲授11学时,分组(6人/组)示教19学时。 2.2.2总结及考核 每次实训结束后,临床一线教师对检验常用仪器的工作原理、操作方法、试剂参数、质量控制、维护保养及注意事项等进行总结。为了更好地了解学生对检验仪器实训内容的掌握情况,以试卷形式完成考核。试卷由5家校外实训基地联合命题,其中客观性试题占75%,主观性试题占25%。考核内容主要为常用检验仪器有关的基本原理和操作方法,如自动生化分析仪常用的分析方法有哪些?尿沉渣分析仪标记参数和定量参数分别有哪些?目前医院使用的主流血培养仪型号是什么?其检测原理主要是什么?等等。 3效果 为了解在校学生校外检验仪器实训效果,我们对2012级医学检验技术专业174位学生进行了问卷调查,本次调查共收到有效问卷167份。绝大部分学生肯定了我们的改革,认为校外检验仪器实训内容安排合理,与专业理论非常衔接,对掌握专业理论知识很有帮助;而且通过这次实训,知道了医院检验科整个检验流程,熟悉了一些大型检验仪器的操作流程,了解了大型检验仪器的维护对检验结果的重要性。实训过程中带教老师随时向学生渗透质量控制对检验医学工作的重要意义,这对培养和提高学生的质量意识、诚信意识等专业必备的职业素质都有很大帮助。从2011年开始,医学检验技术专业已经连续4届(2009级-2012级)22个班级637人参加了校外检验实训,取得了良好的教学效果。学生一进入实习岗位就能很快进入角色,深受实习单位好评。通过近2年毕业生访谈得知,校内所学的专业技能和岗位实际应用比较衔接,能迅速适应岗位要求,因此,这项改革得到了用人单位的肯定。 4小结 校外检验仪器实训,充分利用行业的优质教学资源,不仅解决了学校教学中大型仪器昂贵难以更新的难题;同时实现课堂与职场的无缝对接,提高教学效果,凸显职业能力培养,从而切实提高学生的岗位适应力。在真实的工作环境、职业氛围中,能更好地培养学生的职业态度、职业道德和职业能力。我们的实践表明,通过一周的校外检验仪器实训,不仅开拓了学生的视野,使学生了解临床检验实际工作过程,而且加强了实践教学与临床实践的紧密联系,实现了教学与临床的“零距离”对接,同时,为学生顺利走上实习岗位打下了良好的基础。尽管我们的改革已经取得了一定的成绩,但在今后的教学中还需要不断完善。(1)校外检验仪器实训虽然有统一的教学大纲,但缺少统一的实训教材;(2)由于要在短短的一周时间内完成临床检验、血液学检验、生化检验、免疫学检验及微生物学检验的相关仪器实训,而且每家实训基地需要承担一个班级的实训,只能以试卷形式完成考核。今后如何进行检验仪器实训操作考核,以便更加客观地评价学生掌握的情况等,需要我们进一步加大校院合作的力度,使这项改革日趋完善,以更好地培养高素质技能型医学检验技术人才。 作者:褚美芬 吴怡春 单位:浙江医学高等专科学校 医学技术论文:地区医学工程技术论文 1医学工程技术现状及人力资源状况 (1)人员严重短缺。 根据《河北省医疗卫生机构医学装备管理实施办法》第2章第8条“医学工程技术人员与床位的配比不少于1:200”的规定,6家三甲级医院共有床位15000张,应配备医工人员75名,实有32名,只占规定人数42.7%。其中人员最短缺的医院医工人员只有2名,仅占规定人数的16%。人员的短缺使分工不细,常常一个人负责多方面的工作,只能在繁重的工作中,疲于应付,没有时间去钻研新业务,学习新知识。因此,技术含量较低,只能维修一些小设备和基础设备,工作效率不高。 (2)专业人员少,职称普遍不高。 在32名医工人员中,有高级职称的仅6人,占总人数的18.7%;医学工程专业毕业的有18人,占总人数的56%,其他的都是从后勤部门调配过来的或者是部队复员转业人员,当中也包括没有任何学历的电工、机修工等。这些人员虽能掌握某一方面、某一专业的实践知识,但因缺乏必要的基础理论,缺少跟踪先进医学工程技术的潜能,致使技术单一,发展后劲不足,难以具备维修大型仪器设备所需要的技术能力。 (3)从业人员年龄老化,结构不合理。 在32名从业人员中,年龄<35岁的,仅有7人,占总人数的21.8%。容易出现人才断档现象。 (4)维修手段落后,设施不完善。 由于医院长期以来对医学工程技术不重视,致使技术手段落后,设备陈旧。现在大多数医院给医学工程技术部门配备的工具非常简陋,基本上是钳子、螺丝刀加万用表,在维修过程中多数是凭借个人经验来判断故障所在。随着医疗设备的集成化、模块化、计算机程度越来越高,很多设备使用了大规模集成电路、贴片元件、多层电路板等元器件,单靠这样的维修设备和个人经验已远不能适应实际需要了。三甲级医院的情况已不容乐观,其他医院的情况更糟。综上所述,石家庄地区医院的医学工程技术人力资源短缺,技术水平低,不能有效地保证医疗设备的安全运行。 2形成现状的原因 (1)医院对医学工程技术工作重视程度不够。 大多数医院“重采购,轻医工”,领导层往往把提高经济效益作为主要目标,认为采购管理人员能够带来直接的经济收益,可以给医院节约大量资金,而医学工程技术工作既需要人力,又需要财力,工作成效还不明显,还不如请厂家或第三方维修更方便快捷。因此,常把其当做后勤班组来管理,对医工人员的培养、使用、晋升、工资待遇等方面都不够重视,使医工人员产生了强烈的不平等感。另外,医院也没有很好的激励机制,干多干少一个样,干好干坏一个样,严重挫伤了医工人员的积极性。 (2)优秀的医学工程技术人才流失严重。 目前医学装备市场发展迅速,医疗器械公司(含医疗器械维修公司)如雨后春笋般地冒了出来,据不完全统计,石家庄市每年新增此类公司达200家之多,因此,需要大量的专业人才。他们可以提供更为优厚的条件,比如高出医院几倍的薪酬,提供更多学习、进修甚至出国深造的良好机会等。医院内外待遇的强烈反差,造成了医院很多优秀的医学工程技术人才的流失。 (3)医学工程市场的激烈竞争。 随着医疗设备市场竞争的白热化,各生产厂家对售后工作的重视程度越来越高,再加上众多第三方维修公司的加入,使医学工程市场逐渐规范和成熟,他们有高素质的维修队伍、完善的工作制度、合理的奖惩机制、维修响应时间快、维修价格也趋于合理。而医院的很多医工人员没有危机意识,缺乏学习新知识和新技术的动力和精神,工作懈怠、服务态度差、技术水平低。因此,很多医院宁愿选择厂家或第三方维修公司,也不愿意多增加医工人员。 3对策 (1)医院领导要高度重视医学工程技术工作。 医院领导应该清楚地认识到,很多医疗设备虽然都能使用,但是否符合国家规定的使用标准,它的参数、功能等是否符合要求,仅仅靠出了故障找厂家或第三方公司维修,是解决不了所有问题的,要想彻底解决只能靠医院自己的医工队伍。因此,医工人员理应成为医院建设中一支不容忽视的技术生力军。医院领导要重视部门建设、学科的发展和人员的培养,尽快改变医学工程技术落后的局面。要改变目前的局面,医院应该做好以下几点工作:①配备足额的专业人员,使他们可以细化分工,实施精细化管理。在配备人员时,要尽量选择高学历、高能力的医学工程技术专业人员,同时要注重人员梯队建设和培养,不可急于求成;②加大资金投入,配备先进的维修设备和质控设备。要学会用质量控制设备检测日常使用的医疗设备参数、功能等是否符合规定的要求;③重视医工人员的继续教育和再培训。医院应将医学工程技术做为一门专业学科来发展,使其享有同临床医技科室一样的地位,在教育和培训方面与医护人员一视同仁,给他们提供足够的学习、进修和参加各种专业技术培训机会,以提高医工人员的技术水平和管理水平;④提高待遇,建立健全激励机制。医工人员服务于临床,要求随叫随到并且快速准确地解决问题,技术含量高、工作压力大,医院应该提高他们的收入,并在职称晋升、人才使用与培养等方面予以照顾。同时通过岗位职责、劳动绩效、劳动态度、技能等指标对他们进行动态考核,并与待遇挂钩,以加强工作责任心,充分调动工作积极性。 (2)医工人员要加强自身素质修养,提升在医院中的地位。 首先医工人员要有危机意识、竞争意识、服务意识。在当前医工市场的激烈竞争中,如果没有过硬的技术和较强的管理能力,最终会被淘汰。在日常工作中,急医护人员之所急,想医护人员之所想,多与临床医护人员接触,多为医院利益着想。其次,要努力提高自身素质。刻苦学习和钻研新知识、新技术,努力探索医学工程技术的新方法。在工作中不断总结经验教训,做到能发现问题,并有能力解决问题。这样,既提高了自身素质,也提高医工人员在医院的地位。 作者:王保林 单位:河北医科大学第三医院医疗设备处 医学技术论文:基于实验诊断技术的医学论文 1实验诊断技术的现状 随着交叉学科的兴起与发展,不同学科技术的有机融合不断形成崭新的混合型技术,如化学与电学技术的结合产生了化学传感器检验技术.光学与电磁学技术的结合产生了流式分析技术,等等。为了便于介绍和了解,应将医学实验诊断技术进行合理的分类。但是,混合型新技术的出现,使得众多实验诊断技术难以按某种单技术原理进行分类。由于同一原理可建立多种不同技术。而不同的原理又可建立类似的技术,用于解决相同的问题,因此,目前实验诊断技术分类比较困难。 2实验诊断具体方法 2.1实验诊断前的准备工作 首先实验诊断技术人员必须提高自己的知识水平,不断学习,钻研专业技能,经常去医院了解医学发展动态,以便使教学与临床实践紧密结合,从而获得更多、更新的知识。其次,上课前要熟悉每个实验的目的、要求、试剂配制、用具的准备、提前预示,以掌握实验诊断的全过程和预计可能出现的问题。例如,微生物基础实验课中如果标本制作的结构不清楚、不典型、染色模糊、有人工假象,那么学生观察起来则很吃力,不能独立找到所要了解和掌握的结构内容。还有在进行细菌生化鉴定方面实验时,如果没有进行预示,不知道细菌培养生长的情况如何,实验诊断中出现的问题就很难给学生解释,这就必然影响学生的实验情绪,影响实验诊断结果。因此实验诊断前的准备工作至关重要。 2.2运用实验诊断教学方案 传统的教学模式往往是教师牵着学生的鼻子走,多以“满堂灌”方式指导进行实验,故导致学生有依赖心理,不动脑思考,对实验诊断过程及结果不甚明传统的教学模式往往是教师牵着学生的鼻子走,多以“满堂灌”方式指导学生进行实验,故导致学生有依赖心理,不动脑思考,对实验诊断过程及结果不甚明了,从而使整个实验课效果不理想。近年来,我们在教学中开展了综合性实验诊断教学,即学生独立设计和完成一次实验,教师只提供必要的器材和试剂,提出实验诊断技术要求和操作事项。 2.3做好实验诊断的考核方法 以往实验成绩的考核,过分依赖报告的优劣,导致学生不注重实验过程,片面追求实验结果的正确性和实验报告的篇幅与整洁程度,严重制约了对学生综合素质的培养,导致学生对实验课的不重视,不当回事。近几年我们将实验课独立出来,成为单独的一门课后,学生普遍重视起来,提高了他们对实验的重视程度,调动了他们学习的积极性,保证了成绩评定的客观和公正、提高了实验的教学效果。 3展望 发展基于需求。随着人们对疾病防治及保健概念的转变,医学实验诊断技术也必然向着相应的方向发展。同时由于相关技术的不断突破,必然促使医学实验诊断技术的加速发展。在未来的几十年内,医学实验诊断技术将会达到:①个性化和自主化为主的家庭或个人健康侦监。为达到此目的,将促使两类产品的出现:家用简便型检验仪器和即用型检测试剂材料。前者的形式可能是多探头、多功能衣帽、床、柜,甚至镜子、拐杖、手表等,后者的形式则可能是笔、纸、滴瓶、塑料卡片等。此类产品使人们可以自主检查、了解自身的某些生理或生化指标;②医院以综合生理功能监测室和组合指标化学分析室的模式服务患者。只要人进入综合功能监测室,受检后即可得出形态学检查结果。再由化学组合指标检测进行印证,最终得到确诊,即医院的实验诊断技术主要用于完成疾病的明确诊断。家庭或个人所需的实验诊断技术主要用于完成对健康指标、疾病状况的跟踪和疗效评价。 4结论 总之,未来的医学实验诊断技术将使人能够全程了解自身的健康情况。你穿着的衣服可能就是多功能的监护衣,可实时监测、记录或显示你的各项生理参数。梳妆台可能就是功能完善的体层扫描影像系统,你在梳妆时就可以顺便观察一下自己各个脏器的形态及功能状况,一旦发现异常,即可通过在线咨询得到指导,及时采取防治措施。多数疾病若能在临床前期或亚临床状态时被发现,均可通过适当的生活调理而治愈。而无需吃药、打针或手术。所以,从一定意义上讲,今后的医学实验诊断可能比医学治疗更重要。 医学技术论文:芯片技术领域下的医学检验论文 一、资料与方法 1.一般资料: 随机抽取于2010年7月在我院乙肝治疗的40例感染性疾病患者,年龄分布为35~55岁。调查的40例患者均为感染性疾病患者,全身均无系统性疾病和药物过敏史。患者需要进行采血、化验等辅助检查。现将40例感染性疾病患者随机分为实验组和对照组,实验组人数20人,男11人、女9人,对照组人数20人,男10人、女10人。分组完全按照随机分组的方法来进行分组,不考虑年龄、性别及疾病。显示结果具有统计学意义。 2.纳入和评价标准: 纳入标准:年龄在35~55岁的感染性疾病患者;没有免疫缺陷等疾病、智力正常、自然状况一切正常;排除标准:存在感觉功能缺陷;先天性的疾病;高血压等。 3.方法: 实验组采用生物芯片技术对感染性疾病的患者进行检测,对照组采用传统检测方法对患者进行检测,即常规的ELISA检测。两组的用药方法用量相同。对照组:传统检测法;实验组:生物芯片技术检测法,根据对感染性疾病病毒的敏感度进行评价。 4.效果评价标准: 观察检测感染患者病毒的灵敏度作为评估标准。5.统计学处理:采集到的数据采用SPSS15.0软件进行统计学分析,百分率(%)表示计数资料,定性资料的比较采用χ2检验,成组设计的t检验用于组间比较,当P<0.05时,可认为差异有统计学意义。 二、结果 数据显示P值小于0.05,表示调查结果具有统计学意义,即表明生物芯片技术对感染性疾病的患者检测效果优于传统检测法。 三、讨论 感染性疾病主要是由病毒和细菌引起的。除了理解感染性疾病的发病机制之外,临床上通过检测病毒/细菌其相应的免疫标志物在人体中的存在,对病因诊断与治疗意义重大,但传统检测的方法,如ELISA费用较高。由于生物芯片技术的引进,大大增强了对疾病的治疗与检测的效率。由乙肝病毒(HBV)、丙肝病(HCV)引起的病毒性肝炎是全世界主要的公共健康问题。生物芯片技术能够同时检测出不同的HCV抗体。与ELISA技术相比具有较高的敏感性和特异性;且易操作、低成本,非常适用于体外HCV抗体的检测。Duan等用纳金免疫扩增和银染为基础构建的蛋白芯片可以同时快速地检测HBV和HCV的相应抗体HBsAb、HBeAb、HBcAb和HCVAb,而且不存在交叉反应,结果与ELISA检测的结果无显著差异。而且芯片技术引入光学生物传感器技术,突破了常规ELISA技术所采用的底物显色方法。Ivanov等首次应用IAsys+双通道光学生物传感芯片,记录固定在生物传感芯片上的抗HBs单抗与血清样本中的HBsAg的相互作用,从而对乙型肝炎表面抗原进行鉴别。与酶免疫技术对比,它具有灵敏度高、特异性好的特点。生物芯片的应用给临床检验带来了方便与快捷,人类基因组计划是为了更好的认识自己进行的一项伟大影响力深奥的研究计划,但还存在很多的问题和困难,之后的基因组计划、蛋白组计划、疾病基因组计划的都是为了这一目标而产生的。从以上研究结果可以看出,采用生物芯片检测技术,检测灵敏度要优于对照组采用的常规检测手段,并且结果具有显著性差异。 四、结语 现阶段,我们要更好的、更全面了解不同组织、不同生物体、不同生命状态的基因表达信息的差异,而生物芯片技术就更好的完成这项任务。生物芯片技术具有高通量、并行性、低消耗、微型化、自动化等特点,总体更优于临床传统检测方法,生物芯片技术一定会被众多临床理疗中国所使用。所以这种技术是需要一个国际上通用的评定标准,但是我国的生物芯片技术还不完善,有很多方面需要改进,但我们相信生物芯片技术在不久的将来一定会成为历届人类生命、检查疾病的重要工具。 作者:杨巍巍 单位:黑龙江省大庆龙南医院检验科 医学技术论文:生物医学图像信息技术论文 1生物医学图像信息技术的应用分析 目前,生物医学图像信息技术主要包括生物医学图像传输、图像管理、图像分析、图像处理几方面。这些技术同以前的图像技术、医学影像技术都有一定的联系,其在涵盖以往图像技术、医学影像技术的同时,也具有自身的特点,与传统的图像和医学影像技术相比,生物医学图像信息技术更加强调在医学图像信息收集、处理等过程中应用计算机信息技术。 1.1图像成像 从本质上来看,生物医学图像成像技术(下文简称“图像成像技术”)与医学影像技术的区别并不大,仅仅是人们更习惯将其表达为医学影像。生物医学图像成像技术的研究内容为:利用染色方法和光学原理,清晰地表达出机体内的相关信息,并将其转变为可视图像。图像成像技术研究的图像对象有:人体的标本摄影图像、观察手绘图像、断层图像(如ECT、CT、B超、红外线、X光)、脏器内窥镜图像、激光共聚焦显微镜图像、活细胞显微镜图像、荧光显微镜图像、组织细胞学光学显微镜图像、基因芯片、核酸、电泳等显色信息图像、纳米原子力显微镜图像、超微结构的电子显微镜图像等等。 图像成像技术主要包括2个部分:现代数字成像和传统摄影成像。通常可采用扫描仪、内窥镜数码相机、采集卡、数字摄像机等进行数字图像采集;显微图像采集则可应用光学显微镜成像设备及超微结构电子显微镜成像设备;特殊光源采集可应用超声成像仪器、核磁共振成像仪器及X光成像设备。目前,各种医学图像技术的发展都十分迅速,特别是MRI、CT、X线、超声图像等技术。在医学图像成像技术方面,如何提高成像分辨力、成像速度、拓展成像功能,尤其是在生理功能及人体化学成分检测方面,已经引起了相关领域的重视。 1.2图像处理 生物医学图像处理技术,是指应用计算机软硬件对医学图像进行数字化处理后,进行数字图像采集、存储、显示、传输、加工等操作的技术。图像处理是对获取的医学图像进行识别、分析、解释、分割、分类、显示、三维重建等处理,以提取或增强特征信息。目前,医学领域所应用的图像处理技术种类较多,统计学知识、成像技术知识、解剖学知识、临床知识等的图像处理均得到了较快的发展。另外,人工神经网络、模糊处理等技术也引起了图像处理研究领域的广泛重视。 1.3图像分析及图像传输 生物医学图像分析技术,是指测量和标定医学图像中的感兴趣目标,以获取感兴趣目标的客观信息,建立相应的数据描述。通过计算测定的图像数据,可揭示机体功能及形态,推断损伤或疾病的性质及其与其他组织的关系,进而为临床诊断、治疗提供可靠依据。生物医学图像传输技术,是指应用网络技术,在互联网上开展医学图像信息的查询与检索。通过网上传输图像,在异地间进行图像信息交流,可实现远程诊断。同时,在院内通过PACS(数字医学系统—医学影像存档与通信系统),也能在医院内部实现医学图像的网络传递。 2总结 医学图像不仅形象、直观,同时信息含量也十分丰富,且易于存储和观察,所以其在现代医学实验研究及临床诊断中所占据的地位也日益重要。生物医学图像信息技术的应用水平也已经成为衡量现代医院医疗设备现代化水平和诊断水平的一个重要标志,由此可见生物医学图像信息技术在生物医学领域的发展前景必将十分乐观。 作者:郜璐璐 单位:山西医科大学医学影像学系 医学技术论文:医学决策树技术的作用 1概念与特点 1.1概念 决策树方法(decisiontree)是通过一系列规则对数据进行分类的过程。具体讲是利用信息论中的互信息(信息增益)寻找数据库中具有最大信息量的属性字段,建立决策树的一个节点,再根据该属性字段的不同取值建立树的分支,在每个分支子集中重复建立树的下层节点和分支的过程[1]。也可以从几何意义上直观理解:将训练样本集中的每一个数据看成是n维空间上的一个点,决策树的分支就是按照一定规则完成对n维空间的区域划分。当决策树建好,n维空间便分成了若干个小区域,由于n维空间不直观,不易理解,便以树形结构展现[2]。 1.2特点 决策树学习属于机器学习的范畴,是一种类似于判别分析的有监督的学习方法。从统计角度看,与假定数据源呈一固定概率分布,然后进行参数估计的常规分类方法相比,决策树属于严格“非参”方法,对于输入数据高维属性和分类标识具有更好的弹性和稳健性。决策树对于问题的分类是基于逻辑,而不是像传统统计分类模型一样基于样本的统计属性。决策树分类耗时短,占用计算机资源少,效率高。分类结果简单、明确、结构直观,适用于较大规模的数据集研究。与神经网络和贝叶斯分类相比,决策树更容易理解,能处理缺失值,同时处理有数值型、两分类和多分类,有序型变量的数据,能清楚显示对分类或预测有意义的变量,并可生成一些规则(从根节点到每个叶子节点对应的路径就是“规则”)为决策提供依据[3~8]。 2历史与发展 决策树是迄今为止发展最为成熟的一种概念学习方法。它最早产生于20世纪60年代,是由Hunt等人研究人类概念建模时建立的学习系统(CLS,ConceptLearningSystem)。到70年代末,J.RossQuinlan提出ID3算法,当时他目的在于减少树的深度,却忽略了叶子数目的研究。1975年和1984年,分别有人提出CHAID(Chi-squaredAutomaticInteractionDetection)和CART(ClassificationandRegressionTree,亦称BFOS)算法。1986年,J.C.Schlimmer提出ID4算法。1988年,P.E.Utgoff提出ID5R算法。1993年,Quinlan本人以ID3算法为基础研究出C4.5/C5.0算法,新算法在对预测变量的缺失值处理、剪枝技术、派生规则等方面作了较大改进,C5.0是C4.5的商业改进版,与see5相对应[2,9~10]。 3种类与算法 3.1种类 按照不同的标准,决策树可以划分为不同的种类。①按照分类精确度和树复杂程度的大小,分为单个决策树和多个决策树,多个决策树是由单个决策树合并得到。②根据分割内部节点时使用统一的还是不同的算法,分为单一决策树和复合决策树。其中,单一决策树又可分为单变量(特征)决策树和多变量决策树,前者在树中每一内部节点处由数据的单一属性决定树的分支,后者在内部节点处由通过数学或逻辑算子将某些属性组合起来的新属性决定树的分支;复合决策树中常用的算法有决策树算法、线性判别函数和K最临近分类器。③根据每一树叶子节点内是否只含有相同类别的对象,可分为确定性决策树和非确定性决策树。④根据分类或预测变量的特征,分为分类树和回归树,分类树是对离散变量做决策树,回归树是对连续变量做决策树[3~10]。 3.2算法 决策树技术中有多种算法,最为有影响的是Quinlan以信息熵的减少作为选取分裂属性标准的ID3算法。该算法基本原理中引入了信息论的概念,简要介绍如下。假设训练实例集为X,目标分类为n。设属于第i类的训练实例个数为Ci,X中总的训练实例个数为X,若选择属性a进行测试,在得知a=aj的情况下属于第i类的实例个数为Cij个,则P(Ci;a=aj)=CijX为在测试属性a的取值为aj时它属于第i类的概率。此时决策树对分类的不确定程度,即训练实例集对属性a的条件熵是H(Xj)=-∑ip(Ci/a=aj)logp(a=aj),决策树的学习就是使得对划分的不确定程度逐渐减少。又因为在选择属性a后伸出的每个a=aj叶结点Xj对于分类信息的信息熵为H(X/a)=∑jp(a=aj)H(Xj),所以属性a对于分类提供的信息量即信息增益为I(X;a)为:I(X;a)=H(X)-H(X/a)。C4.5算法建立决策树时就是选择信息增益最大的属性作为分裂属性[11]。尽管决策树算法很多,但各有优势与不足。从事机器学习的专家学者一直在潜心改进现有算法并研究新算法,改进的着眼点主要围绕提高树的分类精度、减少树的大小、降低复杂性等几个方面。仅就ID3算法而言,就有二叉树判定算法、按信息比值进行估计、按分类信息估值、按划分距离估值、基于ID3的ID3-MAX、ID3-SD算法等几种改进[11]。此外,还有其它基于粗集的改进、基于深度优先搜索的改进、分类规则简化生成算法、加权模糊熵算法[6~8,12]等。 4优秀问题与应用条件 4.1优秀问题 决策树算法围绕的优秀是决策树的生长和剪枝。生长,就是利用训练样本集完成决策树建立的过程;剪枝,就是利用检验样本集对形成的决策树进行优化处理,防止发生拟合过度的过程。剪枝方法主要包括预剪枝和后剪枝。预剪枝意为事先定好决策树的大小从而阻止其自由生长,停止准则常基于统计意义下的χ2检验或信息增益等度量,预剪枝计算量较少,但难以精确估计何时应该停止树的生长。后剪枝意为让决策树充分生长之后然后用所选的精度准则回头去除拟合过度的分支,主要分为减少分类错误修剪、最小描述长度修剪和最小代价-复杂性修剪等方法。后修剪通常能产生更可靠的树,因此在实践中应用更多一些。 4.2应用条件 决策树算法很多,可实现的软件也很多,常被应用的软件有SAS/EM、CART、See5-demo、KnowledgeSEEKER、KnowledgeSTUDIO、BusinessMiner、Decisionseries等。现以决策树较为常用的CART、CHAID、C4.5三种算法为例,说明它们在SAS/EM(SAS软件EnterpriseMiner)中各自的应用条件及选择分裂属性的标准。 4.2.1CART算法软件中输入变量(即自变量)的类型可以为名义型、数值型,如果是有序型,则可当作数值型变量处理。目标变量(即应变量)可以为两分类、多分类、数值型和有序型变量。不同的目标变量采用不同的分裂标准(splittingcriterion),两分类目标变量采用基尼系数(GiniCoefficient)、twoing和orderedtowing标准,其中后两个分裂标准使用频率不高;多分类变量采用基尼系数和twoing两个标准;数值型目标变量采用方差减少量或最少绝对差减少量标准;有序型目标变量采用的分裂标准为orderedtowing。 4.2.2CHAID算法输入变量的类型可以为名义型、有序型,因为选择分裂变量的算法不针对数值型变量,所以遇到数值型输入变量需先将其分段后再进入软件参与分析。目标变量可以为名义型或数值型,名义型和数值型变量选择分裂变量的标准分别是基于和卡方F分布的P值,决策树在构建过程中的停止均以卡方或F分布统计显著性为准。 4.2.3C4.5算法输入变量的类型可以为两分类、多分类名义型和数值型变量,目标变量可针对两分类或多分类名义型变量,分裂标准可选取信息熵(entropy)、信息增益(informationgain)或信息增益比(gainratio)。 5医学领域中应用 在国外,决策树应用领域较为广泛,其在商业、工业、农业、天文、医学、风险分析、社会科学和分类学等领域中的应用已经取得了很好的经济和社会效益。国内目前有关决策树的研究多是围绕算法的改进以及决策树在商业、工业等领域的运用,在医学领域应用较少。现将决策树在国内外医学中的应用情况集中概括为以下几个方面: 5.1疾病诊断治疗 临床医生为病人做出医疗诊断可以看作是一个分类的过程:医生根据他的知识和经验将病人分类到一个特定的疾病群中。决策树产生的结果简洁明了,易于理解,并能提取相应的诊断规则,其应用于疾病的分类诊断往往可以提高诊断正确率,并为经验较少的临床医师提供帮助,因而得到了广泛的应用。ErnaKentala等人曾从赫尔辛基大学附属医院的鼻神经专家系统数据库ONE中提取前庭区与晕头有关的6种发病人数较多的疾病资料,分别为6种疾病建立不同规模的决策树,并针对6棵树单独分析影响每一种疾病发生的重要因素,而且从决策树中提取诊断规则,从而将专家经验知识转化成了可供年轻医师随时参考的有价值的信息[13]。决策树在临床医学中应用范围较广,除了可以对疾病分类以外,还可以对疾病程度分级,筛选危险因素、决定开药处方大小以及选择治疗方法等[14~20]。 5.2基因与高分子序列分析 随着人类基因组计划的进行,目前已获得数十亿的核苷酸和上百万的氨基酸数据,如何对基因进行功能分类已成为基因研究人员非常关心的问题。而关于高分子序列,大约4000种蛋白质已经被排序,但只有10%的蛋白质的三维结构被研究过,三维结构基本决定蛋白质的功能,所以需要有一种可靠方法从氨基酸序列中预测出它的功能结构,数据挖掘中的决策树技术可以满足上述需求。有人利用决策树对已知功能分类的基因建立分类树,归纳出蕴含在数据中关于分类的信息并提炼成规则,从而实现对未知功能分类的基因进行分类预测[21]。DakeWang等人则利用决策树对已知功能分类的蛋白质序列进行研究,建立了已知功能分类的蛋白质序列决策树模型,实现了模型对未知功能分类的蛋白质序列功能的预测。结果表明决策树方法比传统方法有效[22]。 5.3医院信息系统挖掘 医院HIS(HospitalInformationSystem)系统包括管理信息系统(ManagementInformationSystem,MIS)和临床信息系统(ClinicalInformationSystem,CIS)两部分。目前的HIS可以高效地实现数据的录入、查询和统计功能,但在决策支持方面存在明显不足,难以发挥其潜力。而将数据挖掘决策树技术运用到该系统之后,可以从中提取大量隐含的、事先未知的、对决策有潜在价值的信息,为管理决策和临床决策提供支持。决策树在HIS系统的主要用途可以表现为医疗需求预测、医疗市场分析、预测未来某段时间内常发生的疾病种类、未来某段时间内的药品使用频率、分析疾病之间的关系以及疾病的影响因素、总结各种治疗方案的治疗效果等[23]。 5.4医疗政策分析 一个国家国民的健康保障在很大程度上依赖于其完备的医疗卫生政策,政策的制定离不开理论的分析与方法的探讨,离不开已积累的与人群健康状况相关的各种数据。从目前积累的各型数据库来看,利用知识管理优化库信息并从中提取知识结构为政策分析提供依据已经成为卫生管理人员和信息开发人员的共同任务。研究人员多次尝试将数据挖掘中的决策树技术在此进行应用。韩国的YoungMoonChae与SeungHeeHo等人便利用以监测卫生状态和开发国民健康促进程序为特征的韩国医疗保险公司数据库,成功地将决策树应用于人群健康状态评估以及为高血压管理提供政策信息[24]。 5.5医疗卫生保健 卫生保健是卫生领域内的一个重要内容,保健的需求与利用评价、不同保健方式的选择以及保健的经济和社会效益评价一直是卫生保健人员关心的问题。利用决策树方法可以解决诸如家庭护理保健的需求分析、儿童预防保健的干预、为不同的卫生保健群体提供实际可行的决策支持系统等一系列问题,为保健政策的制定与实施提供了相应的基础[25]。 5.6医疗资源利用评价 尽管当今社会医疗科技手段日新月异,医疗技术水平不断提高,但并不表明医疗卫生资源的极大丰富。医疗资源合理分配、恰当运用仍是医学研究中不可忽略的重要问题。把决策树技术引入对有潜在急症的病人是否进行预检查而导致医疗资源占用情况不同的比较其成功地显示出决策树在处理此类问题的重要意义[26]。 随着数据挖掘技术的广泛应用,决策树算法的不断改进与完善,决策树可实现软件的普及推广,决策树处理医学资料功能的日显强大,相信决策树方法在医学领域与管理决策中的应用范围将会越来越广泛,带来的经济和社会效益将会更多更可观,必将显示出重要的实用价值和广阔的发展前景。 医学技术论文:医学图像配准技术探究 1医学图像配准方法 医学影像学的发展为临床诊断和治疗提供了有效的辅助手段。目前,医学成像模式可分解剖成像和功能成像,前者主要描述人体形态信息,后者主要描述人体代谢信息。基于各种原因,临床上通常要将同一病人的多种模式成像结果结合起来进行分析,以提高医学诊断和治疗的水平。这就需要对不同模态的图像进行融合,而融合首先要解决这几幅图像的严格对齐问题,即配准问题。医学图像配准,即通过寻找一种空间变换,使两幅图像的对应点达到空间位置和解剖位置的完全一致,配准的结果应使两幅图像上所有解剖点、或至少是所有具有诊断意义上的点都达到匹配。医学图像配准方法基本上可分为前瞻性和回溯性两种[1]。前瞻性配准是基于外部特征的图像配准(有框架),它是利用外部基准点特征,精度较高,但由于它是有创的,且操作较复杂,应用较少。回溯性配准即是基于内部图像特征的图像配准(无框架),它是利用图像内部本身的特征,具有无创性和可回溯性,已成为配准算法研究的重点。回溯性配准技术可分为形状特征点的方法和像素(体素)相似性的方法。基于形状的方法根据图像间的共有特征进行几何配准,该方法原理简单,应用面广,但是需要较多的人工介入,且配准精度受特征点(面)提取精度的限制;基于像素相似性的方法是基于图像中所有体素的配准方法,不需要对图像做预处理。近年来,引入了信息论中的一些概念,如联合熵、相对熵和互信息[2],精度较高,可以达到亚像素级,已成为医学图像配准很重要的方法。互信息是信息论中的一个基本概念,是两个随机变量统计相关性的测度,当两幅图像基于共同解剖结构的图像达到最佳配准时,它们对应像素的灰度互信息应达到最大。由于该测度不需要对不同成像模式下图像灰度间的关系作任何假设,也不需要对图像进行分割或任何预处理,所以被广泛地用于多种医学图像配准,特别是当其中一个图像的数据部分缺损时也能得到很好的配准效果。 2互信息基本概念 将两幅待配准的图像RF图像和FA图像的灰度值看作两个随机变量A和B,其灰度值为0~255,其概率密度函数分别为和,两者的联合概率密度函数为,虽然两幅图像来源于不同的成像设备或来自于不同的时间,但它们都是基于共同个体的同一位置的解剖信息,所以当两幅图像在空间位置配准时,其重叠部分所对应的像素对的灰度的互信息达到最大值,以此时的变换参数作为空间变换的参数,通过空间变换达到图像配准的目的。 3归一化互信息 尽管互信息测度成功地应用于医学图像配准中,由于两幅图像重叠部分的大小对互信息的度量有很大影响,重叠部分减小,参与统计互信息的像素个数减小导致互信息值减小,互信息与两个图像重叠部分多少成正比,其次Studholme等[4]指出误配数量增加可能导致互信息值增大。因此互信息值达到最大并不能保证得到正确的配准结果。为了解决这个问题,使目标函数能更加准确反映互信息量和配准参数之间的关系,Studholme等提出了一个归一化互信息测度,归一化互信息使配准函数更平滑,它能减少对图像重叠部分敏感性,配准精度更高。NMI(A,B)=H(A)+H(B)H(A,B)(6)Maes等[1]利用熵相关系数(ECC)作为另一种归一化相关系数。NMI和ECC有如下关系表示式:ECC=2-2/NMI(7)近年来归一化互信息被许多学者广泛应用,实践证明,在刚性配准中,归一化互信息比传统互信息有更强的稳健型[5~7]。 4利用互信息配准常用方法 互信息的计算是最为关键的问题,计算结果对配准精度有很大的影响[8]。主要体现在插值运算、优化算法及提高配准速度等3个方面。Zhu和Cochoff[9]研究了采用不同的优化算法、插值方法、直方图及多尺度逼近方法对配准结果的影响。目前,虽然提出了许多种方法,但还没有一种非常有效的方法。 4.1空间变换 当两幅图像配准时,需要根据变换参数求出空间变换,浮动图像的空间变换按照变换性质不同可分为刚体变换(rigid)、仿射变换(affine)、投影变换(projective)和非线性(curved)变换。刚体变换是指物体内部任意两点间的距离保持不变;仿射变换是将直线映射为直线,并保持平行性;投影变换将直线映射为直线,但不再保持平行性质;非线性变换也称做弯曲变换,它把直线变换为曲线。基于互信息的配准技术一般采用刚性变换或仿射变换。 4.2插值运算 在一般情况下,图像经过几何变换后,像素的坐标不会和原来的采样网格完全重合,像素的灰度值也需要重新计算,这就需要对变换后的图像进行重采样和插值处理。常用的插值算法有最近邻域法(Nearestneighboringinterpolation)、线性插值法(Trilinearinterpolation)和三线性部分体积分布(Trilinearpartialvolumedistribution)插值算法,简称PV插值方法。最近邻域法具有计算量小、速度快的优点,但是存在质量不高的缺点。线性插值效果较好,运算量也不很大,故经常采用。三线性PV插值算法不是通过邻居点确定所求像素的灰度,它是按照周围8个像素和所求像素点的空间距离来分配权重,避免了一次插值运算,使互信息的计算更为精确,而且对于小的空间变换,增量,互信息的变化会更平滑,同时优化过程中的局部极值问题也会有所缓解[2]。文献[10~12]讨论了包括最近邻居法、线性插值法、PV插值法在内的几种插值算法,比较了各自的优缺点。文献[10]详细分析了线性插值法和PV插值法产生局部极值的原因,其实验结果表明,非网格点上的PV插值操作造成的直方图分散甚至比在位移更大的整数平移点上由于失配造成的直方图分散还要严重,在整数平移点上产生局部极值。针对这个问题,文献[11]提出了先验联合概率法和随机重采样法两种改进的插值算法,先验联合概率法既保证了最大互信息量方法的有效性,又引入了与变换无关的先验分布,增加了联合分布的稳定性,使得互信息量随配准参数变化更加平滑;随机重采样法在每个网格点施加一个轻微的扰动避免大量网格重合,这两种方法在一定程度下抑制了局部极值的产生。文献[12]提出带扰动采样的最近邻居法(Nearestneighborwithjitteredsampling),网格点扰动后该坐标位置的灰度值由最近邻居法确定,达到抑制局部极值的目的。 4.3优化策略 图像配准在本质上是一个多参数优化问题[13],即寻找互信息达到最大时的几个空间变换参数值。因此,配准问题实质是配准函数优化问题,但是,配准函数经常不是光滑的,存在许多局部极大值,给求解带来很大难度。产生局部极大值主要有两个原因[14]:一是两幅图像本身存在较好的局部匹配;二是在运算过程中产生的,如插值运算、图像重叠部分的改变都有可能产生局部极值。避免局部极值的常用方法有:采用PV插值方法、图像先滤波减少噪声以及增大灰度直方图窗口尺寸等方法。由于局部极大值的存在,优化算法的选取对配准结果有较大的影响,尤其对初始变换的鲁棒性有很大影响。另一个关键问题是优化过程中参数变量的合适取值范围[15]。优化过程中得到的值可能不是搜索空间中全局极大值,而是部分搜索空间中局部极大值。初始值偏离搜索区间太大很难使图像配准正确。实践证明,遗传算法等随机优化算法不适合求解此类问题,因为此类算法很容易跳出搜索区间。目前常用的方法是Powell优化算法[13],该算法轮流对变换参数进行优化,由于无需计算梯度,因而可以加快搜索最大互信息的速度,在每一维内使用Brent算法迭代搜索和估计配准参数,从而使互信息不断增加。实践表明Powell优化算法很容易受到局部极值的干扰[14]。另一个常用的方法是单纯形算法,该方法也不要求计算梯度,与Powell算法只考虑单一变量相反,它同时考虑所有变量[9,13,16,17],但是该方法收敛速度不确定。Plattard等[18]使用Powell和单纯形混合算法。Kagadis等[19]采用Powell和遗传算法混合方法。Jenkinson和Smith用多分辨率技术扩展了Powell算法。尽管爬山法是一种最简单的优化方法,但是它在多分辨率策略中有较好的效果,随着图像分辨率的增加,爬山法搜索步长逐渐减小[20]。其他常规的算法如梯度上升法、Newton法、模拟退火法等也得到应用。为了提高配准函数全局最优值的搜索能力,Chen等[21]先将整幅图像分成4个子块,分别计算整幅图像和4个子块的互信息,并假定当整幅幅像互信息达到最大时,子块图像也应达到最大。Thevenaz等[22]同时利用3个不同窗口尺寸的直方图计算的互信息来求解变换参数。采用多分辨率方法是一种克服局部极值的一种有效方法[23]。 4.4优化速度加速策略 多分辨率策略除了能够避免出现局部极大值外,还能提高算法执行速度。配准按照从粗到精的方式执行,在低分辨率下利用较少的时间进行初配,在高分辨率下精配需要花销较多的时间。Maes等[13]对多种优化算法在不同的分辨率情况下结果进行了详细比较。一般情况下,多分辨率策略分为增加模型复杂度方法和增加数据复杂度方法[24],多分辨率策略经常采用高斯金字塔方式。多分辨率策略提高了运行速度、增加了鲁棒性,不影响配准正确性。对于高分辨率图像采用多分辨率策略是降低运算时间一种最有效的方式。最近提出的主要加速策略有:基于轮廓特征点的互信息配准方法[25],先用小波变换或其它边缘检测算子求出两幅幅图像的轮廓信息,利用聚类分析法求出轮廓特征点,再求出特征点对的互信息;Josien等[26]提出联合互信息和梯度信息作为图像配准的新标准,该算法不仅利用了图像的灰度信息,而且还利用了图像的空间信息(梯度信息),实验表明,该方法比采用传统互信息或归一化互信息结果更准确,还能避免产生不正确的全局极大值以及由于插值产生的局部极大值。 5结束语 近几年来,将信息论的互信息概念引入到医学图像配准中取得了很大进展。由于该方法不需要对图像进行预处理、其精度高、适应性强、自动化程度高,能使多模态图像的配准精度达到亚像素精度,因而在医学图像配准中得到广泛应用。然而,互信息只是一个相似性测度,如何实现不同模态图像间互信息的最大化到目前为止还没有一套完全成熟的方法,选取什么样的优化策略、如何避免局部极值、如何提高优化速度、如何将互信息概念与其他概念结合起来形成一个更稳健的测度、怎样将互信息应用到非刚性变换中等等问题均需要我们继续深入研究。 医学技术论文:医学图像处理技术分析 1医学图像处理技术 医学图像处理技术包括很多方面,本文主要介绍分析图像分割、图像配准和融合以及伪彩色处理技术和纹理分析在医学领域的应用和发展。图像分割就是把图像中具有特殊涵义的不同区域分开来,这些区域使互不相交的每一个区域都满足特定区域的一致性。它是图像处理与图像分析中的一个经典问题。目前针对各种具体问题已经提出了许多不同的图像分割算法,对图像分割的效果也有很好的分析结论。但是由于图像分割问题所面向领域的特殊性,至尽尚未得到圆满的、具有普适性的解决方法[2]。 图像分割技术发展至今,已在灰度阈值分割法、边缘检测分割法、区域跟踪分割法的基础上结合特定的理论工具有了更进一步的发展。比如基于三维可视化系统结合FastMarching算法和Watershed变换的医学图像分割方法,能得到快速、准确的分割结果[3]。图像分割同时又是进行三维重建的基础,分割的效果直接影响到三维重建后模型的精确性,分割可以帮助医生将感兴趣的物体(病变组织等)提取出来,帮助医生能够对病变组织进行定性及定量的分析,从而提高医生诊断的准确性和科学性[4]。 如何使多次成像或多种成像设备的信息得到综合利用,弥补信息不完整、部分信息不准确或不确定引起的缺陷,使临床的诊断治疗、放疗定位、计划设计、外科手术和疗效评估更准确,已成为医学图像处理急需解决的重要课题。医学图像配准是通过寻找某种空间变换,使两幅图像的对应点达到空间位置和解剖结构上的完全一致。要求配准的结构能使两幅图像上所有的解剖点,或至少是所有具有诊断意义以及手术区域的点都达到匹配[5]。目前医学图像配准方法有基于外部特征的图像配准(有框架)和基于图像内部特征的图像配准(无框架)两种方法。后者由于其无创性和可回溯性,已成为配准算法的研究中心。基于互信息的弹性形变模型也逐渐成为研究热点。 互信息是统计两个随机变量相关性的测度,以互信息作为两幅图像相似性测度进行配准基于如下原理:当两幅基于共同的解剖结构的图像达到最佳配准时,它们对应的图像特征的互信息应为最大[6]。图像配准是图像融合的前提,是公认难度较大的图像处理技术,也是决定医学图像融合技术发展的关键技术。近年来国外在图像配准方面研究很多,如几何矩的配准、利用图像的相关系数、样条插值等多项式变换对图像进行配准。国内研究人员也提出了一些相应的算法:对于两幅图像共同来估计其正反变换的一种新的图像配准方法,称为一致图像配准方法;采用金字塔式分割,进行多栅格和多分辨率的图像配准,称为金字塔式多层次图像配准方法;为了提高CT、MRI、PET多模态医学图像的三维配准、融合的精度,还可以采用基于互信息的方法[7]。 在图像配准方面,在努力提高配准精度的同时,目前提出的多种方法都尽量避免人工介入,力求整个过程自动化,其结果导致实现算法的过程复杂而耗费时间,文献[5]已进行研究,试图实现基于人机交互的快速图像配准策略,同时根据图像的不同成像模式选择合适的配准测度也十分重要。不同的医学图像提供了相关脏器的不同信息,图像融合的潜力在于综合处理应用这些成像设备所得信息以获得新的有助于临床诊断的信息。利用可视化软件,对多种模态的图像进行图像融合,可以准确地确定病变体的空间位置、大小、几何形状及它与周围生物组织之间的空间关系,从而及时高效地诊断疾病,也可以用在手术计划的制定、病理变化的跟踪、治疗效果的评价等方面。在放疗中,利用MR图像勾勒画出肿瘤的轮廓线,也就是描述肿瘤的大小;利用CT图像计算出放射剂量的大小以及剂量的分布,以便修正治疗方案。 在制定手术方案时,对病变与周围组织关系的了解是手术成功与否的关键,所以CT与MR图像的融合为外科手术提供有利的佐证,甚至为进一步研究肿瘤的生长发育过程及早期诊断提供新的契机。在CT成像中,由于骨组织对X线有较大的吸收系数,因此对骨组织很敏感;而在MR成像中,骨组织含有较低的质子密度,所以MR对骨组织和钙化点信号较弱,融合后的图像对病变的定性、定位有很大的帮助[8]。由于不同医学成像设备的成像机理不同,其图像质量、空间与时间特性有很大差别。因此,实现医学图像的融合、图像数据转换、图像数据相关、图像数据库和数据理解都是亟待解决的关键技术[9]。对一幅黑白图像,人眼一般只能辨别出4到5比特的灰度级别,而人眼能辨别出上千种不同的颜色。针对这一特点,人们往往将黑白图像经过处理变为彩色图像,充分发挥人眼对彩色的视觉能力,从而使观察者能从图像中取得更多的信息,这就是伪彩色图像处理技术。 医学图像大多是黑白图像,如X、CT、MRI、B超图像等。经过伪彩色处理技术,即密度分割技术,提高了对图像特征的识别。通过临床研究对X线图片、CT图片、MRI图片、B超图片、电镜图片均进行了伪彩色技术的尝试,取得了良好的效果,部分图片经过处理后可以显现隐性病灶。例如对X线图片,在乳腺照影中伪彩色处理能鉴别囊性病、良性和恶性肿瘤,同样,钡餐照影图片和各种X线图片也得到良好的诊断效果[10]。纹理是人类视觉的一个重要组成部分,迄今为止还难以适当地为纹理建模。为此有关专家进行了大量的探索研究,但未能获得有关纹理的分析、分类、分割及其综合的有效解释[11]。 有研究针对肝脏疾病难以根除、危害面广的问题,采用灰度梯度共生矩阵的方法,分别提取纤维化肝组织和正常肝组织的CT图像的纹理特征,提出了基于灰度梯度共生矩阵的小梯度优势、灰度均方差、灰度熵等参数作为图像的纹理特征量。通过选取的纹理参数,可以看到正常组和异常组之间存在显著性差异,为纤维化CT图像临床诊断提供了依据[12]。 2三维医学图像的可视化 三维医学图像的可视化通常是利用人类的视觉特性,通过计算机对二维数字断层图像序列形成的三维体数据进行处理,使其变换为具有直观立体效果的图像来展示人体组织的三维形态。三维医学图像可视化技术通常分为面绘制和体绘制两种方法。体绘制技术的中心思想是为每一个体素指定一个不透明度,并考虑每一个体素对光线的透度、发射和反射作用。医学数据的可视化,已成为数据可视化领域中最为活跃的研究领域之一。实现三维数据可视化的方法很多,空间域方法的典型算法包括:射线投射法、足迹法、剪切-曲变法(目前被认为是一种速度最快的体绘制算法)等;变换域方法的典型算法有频域体绘制法和基于小波的体绘制法,其中小波的体绘制技术显现出较好的前景[13]。 以上可以利用的三维可视化软件有AVS、Analyze、amira、3Dslicer等,其中Analyze是专为生物医学图像的研究而开发的图像可视化软件。利用二维断层数据进行三维重建,可以更为直观地显示人体器官的各个解剖结构的形态及它们之间的毗邻关系,为基础研究和手术规划及手术过程模拟提供参考。鼻部是人体内解剖结构比较复杂的部位之一,可以利用3DSlicer来尝试实现鼻部部分解剖结构的三维可视化,以此为可视化虚拟人体模型的建立探索一种精确的重建方法和显示手段,同时也可为医疗工作者提供更为细致、完全和快捷的观察方案[14]。 随着互联网技术不断发展,跨越空间限制的远程虚拟现实技术已经逐步成为可能。基于虚拟现实技术利用美国国家医学图书馆VHP(VisibleHumanProject)完整数据重建可视人体,综合VTK、VRML、OperGL等可视化平台的优势,采用三维互动、空间电磁定位、立体视觉等虚拟现实技术,实现了全数字可拆装人体骨骼的本地和远程互动学习。三维虚拟现实让“遨游”人体世界成为可能,可以呈现一个物理上并不存在但又实实在在“看得见”、“摸得着”的“真实”人体,使用者可以无数次地“解剖”这个虚拟人以了解人体的结构[15]。在临床方面,提出了一种用AVS/Express开发的基于PC的LeFortI手术模型系统原型。 利用AVS/Express大量预制的可视化编程对象模块,快速构建系统的结构框架和功能模块,生成的原型能对以DICOM(DigitalImagingandCommunicationsinMedicine)格式存储的颅颌面CT序列断层图像进行预处理,并进行三维重建,在交互式操作环境中,显示颅颌面各种组织的解剖结构,进行相应的三维测量,模拟LeFortI手术的截骨头,对截骨段实行任意的平移颌旋转[16]。 在体视化方面一直致力于提高重建速度(实时显示利于交互操作),使重建效果理想,减少冗余信息及存储空间。具体需要考虑:1)不完全数据提出一个足够精确的数据提取方案2)什么算法能够快速准确地实现图像重建。人体器官是一个高精度庞大的结构,所建模型还应考虑临床实用方面的因素以及某些特殊部位的个体差异,针对不同的生理组织应采用不同的分割方法[17]。3针对PACS的图像压缩PACS(PictureArchivingandCommunicationSystem,图像存档及通信系统)是近年来国内外新兴的医学影像信息技术,是专门为医学图像管理而设计的,包括图像获取、处理、存储、显示或打印的软硬件系统,是医学影像、数字化图像技术、计算机技术和网络通信技术相结合的产物。显然,计算机网络是PACS的重要组成部分,它负责提供底层图像传输服务,是PACS的软硬件基础,正是通过各个层次的网络才将PACS中的图像获取、存储显示以及医疗数据的管理等单元连为一体,使之形成一个统一、高性能的系统。 PACS需要解决数据传输和图像存储的问题,如何利用有限的存储空间存储更多的图像,医学图像压缩是关键的技术之一。医学图像数据量是非常惊人的,建立PACS的许多技术困难都与之有关,如图像的存储、传输、显示等。从图像压缩还原的角度出发,图像压缩方法可分为无损压缩和有损压缩两大类,常用的无损压缩方法有差分脉冲预测编码、多级内插方法等。常用的有损压缩方法有离散余弦变换(DCT)、全帧离散余弦变换、重叠正交变换(LOT)、自适应预测编码和神经网络法等,近年来又出现了分形和小波变换编码[18]。如何对医学图像进行压缩,是近年来图像处理技术中的一个重点研究的问题[19]。 医学图像的压缩无疑是减低应用系统成本,提高网络传输效率,减少存储空间的一个重要途径。DICOM作为医学图像与通信的重要标准,加入了对图像压缩算法的支持。目前DICOM正在研究对最新的压缩标准JPEG2000支持的可能性。随着新一代静态图像压缩标准JPEG2000的发展,小波理论在这个领域成为研究的热点,在这方面文献[20]提出了面向任务的医学图像压缩的概念。医学图像是医学诊断和疾病治疗的重要根据,在临床上具有非常重要的应用价值。确保医学图像压缩后的高保真度是医学图像压缩首要考虑的因素,现在医学图像上常常采用无损压缩,因为它能够精确地还原原图像。但是无损图像压缩的压缩比很低,一般为2~4;而有损图像压缩的压缩比可以高达50,甚至更高。 所以将这两种压缩方法在保证使用要求的基础上结合起来,在获取高的压缩质量的前提下提高压缩比。因此,医学图像被人为地划分为两个区域:1)包含重要诊断信息的区域,其错误描述的代价非常高,所以此感兴趣区域(ROIRegionofInterest)需要高重构质量的压缩方案;2)非感兴趣区域则要求达到尽可能高的压缩比,即需要在某一框架下将无损压缩与有损压缩统一起来,这也是目前医学图像研究领域的一个热点。我们的工作就集中在小波理论框架下实现面向任务的医学图像压缩,由于并非所有的小波基都适合于分解图像,所以前期工作的重点在MATLAB的仿真上,考虑到部分所选医学图像的ROI区域和非ROI区域的对比度不很理想的情况,图像分割的最优算法是考虑的一个方面。 压缩比方面在满足一般性的图像条件下针对某些特殊图像也会有相应的考虑,目前的工作是在VC平台下实现面向任务的医学图像压缩。在医学图像压缩方面,许多学者结合模式识别、计算机视觉、神经网络理论、小波变换和分形理论等探索图像编码的新途径,同时人的视觉生理心理特性的研究成果也开拓了人们的视野,给从事图像编码技术研究的学者带来了新的启迪。但随着网络技术在医学领域的广泛应用,更加细致的要求也逐渐被提出来了。 4结束语 随着远程医疗技术的蓬勃发展,对医学图像处理提出的要求也越来越高。以“千禧年的技术挑战和全球机遇”为主题的IEEE生物医学信息学和生物医学工程学(BIBE)国际会议的一个重要议题就是“多媒体、虚拟现实、可视化、高级图像处理和机器人在医学中的应用”。医学图像处理技术发展至今,各个学科的交叉渗透已是发展的必然趋势,其中还有很多亟待解决的问题。有效地提高医学图像处理技术的水平,与多学科理论的交叉融合、医务人员和理论技术人员之间的交流就显得越来越重要。总之,医学图像作为提升现代医疗诊断水平的有力依据,使实施风险低、创伤性小的化疗、手术方案成为可能,必将在医药信息研究领域受到更多的关注[21]。
医学图像处理论文:医学图像处理技术分析管理论文 论文关键词:医学图像处理图像分割图像配准图像融合纹理分析 论文摘要:随着医学成像和计算机辅助技术的发展,从二维医学图像到三维可视化技术成为研究的热点,本文介绍了医学图像处理技术的发展动态,对图像分割、纹理分析、图像配准和图像融合技术的现状及其发展进行了综述。在比较各种技术在相关领域中应用的基础上,提出了医学图像处理技术发展所面临的相关问题及其发展方向。 1.引言 近20多年来,医学影像已成为医学技术中发展最快的领域之一,其结果使临床医生对人体内部病变部位的观察更直接、更清晰,确诊率也更高。20世纪70年代初,X-CT的发明曾引发了医学影像领域的一场革命,与此同时,核磁共振成像象(MRI:MagneticResonanceImaging)、超声成像、数字射线照相术、发射型计算机成像和核素成像等也逐步发展。计算机和医学图像处理技术作为这些成像技术的发展基础,带动着现代医学诊断正产生着深刻的变革。各种新的医学成像方法的临床应用,使医学诊断和治疗技术取得了很大的进展,同时将各种成像技术得到的信息进行互补,也为临床诊断及生物医学研究提供了有力的科学依据。 在目前的影像医疗诊断中,主要是通过观察一组二维切片图象去发现病变体,往往需要借助医生的经验来判定。至于准确的确定病变体的空间位置、大小、几何形状及与周围生物组织的空间关系,仅通过观察二维切片图象是很难实现的。因此,利用计算机图象处理技术对二维切片图象进行分析和处理,实现对人体器官、软组织和病变体的分割提取、三维重建和三维显示,可以辅助医生对病变体及其它感兴趣的区域进行定性甚至定量的分析,可以大大提高医疗诊断的准确性和可靠性。此外,它在医疗教学、手术规划、手术仿真及各种医学研究中也能起重要的辅助作用。 本文对医学图像处理技术中的图像分割、纹理分析、图像配准和图像融合技术的现状及其发展进行了综述。 2.医学图像三维可视化技术 2.1三维可视化概述 医学图像的三维可视化的方法很多,但基本步骤大体相同,如图.。从#$/ ’(或超声等成像系统获得二维断层图像,然后需要将图像格式(如0(#1 )转化成计算机方便处理的格式。通过二维滤波,减少图像的噪声影响,提高信噪比和消除图像的尾迹。采取图像插值方法,对医学关键部位进行各向同性处理,获得体数据。经过三维滤波后,不同组织器官需要进行分割和归类,对同一部位的不同图像进行配准和融合,以利于进一步对某感兴趣部位的操作。根据不同的三维可视化要求和系统平台的能力,选择不同的方法进行三维体绘制,实现三维重构。 2.2关键技术: 图像分割是三维重构的基础,分割效果直接影像三维重构的精确度。图像分割是将图像分割成有意义的子区域,由于医学图像的各区域没有清楚的边界,为了解决在医学图像分割中遇到不确定性的问题,引入模糊理论的模糊阀值、模糊边界和模糊聚类等概念。快速准确的分离出解剖结构和定位区域位置和形状,自动或半自动的图像分割方法是非常重要的。在实际应用中有聚类法、统计学模型、弹性模型、区域生长、神经网络等适用于医学图像分割的具体方法。 由于可以对同一部位用不同的成像仪器多次成像,或用同一台仪器多次成像,这样产生了多模态图像。多模态图像提供的信息经常相互覆盖和具有互补性,为了综合使用多种成像模式以提供更全面的信息,需要对各个模态的原始图像进行配准和数据融合,其整个过程称为数据整合。整合的第一步是将多个医学图像的信息转换到一个公共的坐标框架内的研究,使多幅图像在空间域中达到几何位置的完全对应,称为三维医学图像的配准问题。建立配准关系后,将多个图像的数据合成表示的过程,称为融合。在医学应用中,不同模态的图像还提供了不互相覆盖的结构互补信息,比如,当CT提供的是骨信息,MRI提供的关于软组织的信息,所以可以用逻辑运算的方法来实现它们图像的合成。 当分割归类或数据整合结束后,对体数据进行体绘制。体绘制一般分为直接体绘制和间接体绘制,由于三维医学图像数据量很大,采用直接体绘制方法,计算量过重,特别在远程应用和交互操作中,所以一般多采用间接体绘制。在图形工作站上可以进行直接体绘制,近来随着计算机硬件快速发展,新的算法,如三维纹理映射技术,考虑了计算机图形硬件的特定功能及体绘制过程中的各种优化方法,从而大大地提高了直接体绘制的速度。体绘制根据所用的投影算法不同加以分类,分为以对象空间为序的算法(又称为体素投影法)和以图像空间为序的算法!又称为光线投射法",一般来说,体素投影法绘制的速度比光线投射法快。由于三维医学图像的绘制目的在于看见内部组织的细节,真实感并不是最重要的,所以在医学应用中的绘制要突出特定诊断所需要的信息,而忽略无关信息。另外,高度的可交互性是三维医学图像绘制的另一个要求,即要求一些常见操作,如旋转,放大,移动,具有很好的实时性,或至少是在一个可以忍受的响应时间内完成。这意味着在医学图像绘制中,绘制时间短的可视化方法更为实用。 未来的三维可视化技术将与虚拟现实技术相结合,不仅仅是获得体数据的工具,更主要的是能创造一个虚拟环境。 3.医学图像分割 医学图像分割就是一个根据区域间的相似或不同把图像分割成若干区域的过程。目前,主要以各种细胞、组织与器官的图像作为处理的对象,图像分割技术主要基于以下几种理论方法。 3.1基于统计学的方法 统计方法是近年来比较流行的医学图像分割方法。从统计学出发的图像分割方法把图像中各个像素点的灰度值看作是具有一定概率分布的随机变量,观察到的图像是对实际物体做了某种变换并加入噪声的结果,因而要正确分割图像,从统计学的角度来看,就是要找出以最大的概率得到该图像的物体组合。用吉布斯(Gibbs)分布表示的Markov随机场(MRF)模型,能够简单地通过势能形式表示图像像素之间的相互关系,因此周刚慧等结合人脑MR图像的空间关系定义Markov随机场的能量形式,然后通过最大后验概率(MAP)方法估计Markov随机场的参数,并通过迭代方法求解。层次MRF采用基于直方图的DAEM算法估计标准有限正交混合(SFNM)参数的全局最优值,并基于MRF先验参数的实际意义,采用一种近似的方法来简化这些参数的估计。林亚忠等采用的混合金字塔Gibbs随机场模型,有效地解决了传统最大后验估计计算量庞大和Gibbs随机场模型参数无监督及估计难等问题,使分割结果更为可靠。 3.2基于模糊集理论的方法 医学图像一般较为复杂,有许多不确定性和不精确性,也即模糊性。所以有人将模糊理论引入到图像处理与分析中,其中包括用模糊理论来解决分割问题。基于模糊理论的图形分割方法包括模糊阈值分割方法、模糊聚类分割方法等。模糊阈值分割技术利用不同的S型隶属函数来定义模糊目标,通过优化过程最后选择一个具有最小不确定性的S函数,用该函数表示目标像素之间的关系。这种方法的难点在于隶属函数的选择。模糊C均值聚类分割方法通过优化表示图像像素点与C各类中心之间的相似性的目标函数来获得局部极大值,从而得到最优聚类。Venkateswarlu等[改进计算过程,提出了一种快速的聚类算法。 3.2.1基于模糊理论的方法 模糊分割技术是在模糊集合理论基础上发展起来的,它可以很好地处理MR图像内在的模糊性和不确定性,而且对噪声不敏感。模糊分割技术主要有模糊阈值、模糊聚类、模糊边缘检测等。在各种模糊分割技术中,近年来模糊聚类技术,特别是模糊C-均值(FCM)聚类技术的应用最为广泛。FCM是一种非监督模糊聚类后的标定过程,非常适合存在不确定性和模糊性特点的MR图像。然而,FCM算法本质上是一种局部搜索寻优技术,它的迭代过程采用爬山技术来寻找最优解,因此容易陷入局部极小值,而得不到全局最优解。近年来相继出现了许多改进的FCM分割算法,其中快速模糊分割(FFCM)是最近模糊分割的研究热点。FFCM算法对传统FCM算法的初始化进行了改进,用K-均值聚类的结果作为模糊聚类中心的初值,通过减少FCM的迭代次数来提高模糊聚类的速度。它实际上是两次寻优的迭代过程,首先由K-均值聚类得到聚类中心的次最优解,再由FCM进行模糊聚类,最终得到图像的最优模糊分割。 3.2.2基于神经网络的方法 按拓扑机构来分,神经网络技术可分为前向神经网络、反馈神经网络和自组织映射神经网络。目前已有各种类型的神经网络应用于医学图像分割,如江宝钏等利用MRI多回波性,采用有指导的BP神经网络作为分类器,对脑部MR图像进行自动分割。而Ahmed和Farag则是用自组织Kohenen网络对CT/MRI脑切片图像进行分割和标注,并将具有几何不变性的图像特征以模式的形式输入到Kohenen网络,进行无指导的体素聚类,以得到感兴趣区域。模糊神经网络(FNN)分割技术越来越多地得到学者们的青睐,黄永锋等提出了一种基于FNN的颅脑MRI半自动分割技术,仅对神经网络处理前和处理后的数据进行模糊化和去模糊化,其分割结果表明FNN分割技术的抗噪和抗模糊能力更强。 3.2.3基于小波分析的分割方法 小波变换是近年来得到广泛应用的一种数学工具,由于它具有良好的时一频局部化特征、尺度变化特征和方向特征,因此在图像处理上得到了广泛的应用。 小波变换和分析作为一种多尺度多通道分析工具,比较适合对图像进行多尺度的边缘检测,典型的有如Mallat小波模极大值边缘检测算法[6 3.3基于知识的方法 基于知识的分割方法主要包括两方面的内容:(1)知识的获取,即归纳提取相关知识,建立知识库;(2)知识的应用,即有效地利用知识实现图像的自动分割。其知识来源主要有:(1)临床知识,即某种疾病的症状及它们所处的位置;(2)解剖学知识,即某器官的解剖学和形态学信息,及其几何学与拓扑学的关系,这种知识通常用图谱表示;(3)成像知识,这类知识与成像方法和具体设备有关;(4)统计知识,如MI的质子密度(PD)、T1和T2统计数据。Costin等提出了一种基于知识的模糊分割技术,首先对图像进行模糊化处理,然后利用相应的知识对各组织进行模糊边缘检测。而谢逢等则提出了一种基于知识的人脑三维医学图像分割显示的方法。首先,以框架为主要表示方法,建立完整的人脑三维知识模型,包含脑组织几何形态、生理功能、图像灰度三方面的信息;然后,采用“智能光线跟踪”方法,在模型知识指导下直接从体积数据中提取并显示各组织器官的表面。 3.4基于模型的方法 该方法根据图像的先验知识建立模型,有动态轮廓模型(ActiveContourModel,又称Snake)、组合优化模型等,其中Snake最为常用。Snake算法的能量函数采用积分运算,具有较好的抗噪性,对目标的局部模糊也不敏感,但其结果常依赖于参数初始化,不具有足够的拓扑适应性,因此很多学者将Snake与其它方法结合起来使用,如王蓓等利用图像的先验知识与Snake结合的方法,避开图像的一些局部极小点,克服了Snake方法的一些不足。Raquel等将径向基网络(RBFNNcc)与Snake相结合建立了一种混合模型,该模型具有以下特点:(1)该混合模型是静态网络和动态模型的有机结合;(2)Snake的初始化轮廓由RBFNNcc提供;(3)Snake的初始化轮廓给出了最佳的控制点;(4)Snake的能量方程中包含了图像的多谱信息。Luo等提出了一种将livewire算法与Snake相结合的医学图像序列的交互式分割算法,该算法的特点是在少数用户交互的基础上,可以快速可靠地得到一个医学图像序列的分割结果。 由于医学图像分割问题本身的困难性,目前的方法都是针对某个具体任务而言的,还没有一个通用的解决方法。综观近几年图像分割领域的文献,可见医学图像分割方法研究的几个显著特点:(1)学者们逐渐认识到现有任何一种单独的图像分割算法都难以对一般图像取得比较满意的结果,因而更加注重多种分割算法的有效结合;(2)在目前无法完全由计算机来完成图像分割任务的情况下,半自动的分割方法引起了人们的广泛注意,如何才能充分利用计算机的运算能力,使人仅在必要的时候进行必不可少的干预,从而得到满意的分割结果是交互式分割方法的优秀问题;(3)新的分割方法的研究主要以自动、精确、快速、自适应和鲁棒性等几个方向作为研究目标,经典分割技术与现代分割技术的综合利用(集成技术)是今后医学图像分割技术的发展方向。 4.医学图像配准和融合 医学图像可以分为解剖图像和功能图像2个部分。解剖图像主要描述人体形态信息,功能图像主要描述人体代谢信息。为了综合使用多种成像模式以提供更全面的信息,常常需要将有效信息进行整合。整合的第一步就是使多幅图像在空间域中达到几何位置的完全对应,这一步骤称为“配准”。整合的第二步就是将配准后图像进行信息的整合显示,这一步骤称为“融合”。 在临床诊断上,医生常常需要各种医学图像的支持,如CT、MRI、PET、SPECT以及超声图像等,但无论哪一类的医学图像往往都难以提供全面的信息,这就需要将患者的各种图像信息综合研究19],而要做到这一点,首先必须解决图像的配准(或叫匹配)和融合问题。医学图像配准是确定两幅或多幅医学图像像素的空间对应关系;而融合是指将不同形式的医学图像中的信息综合到一起,形成新的图像的过程。图像配准是图像融合必需的预处理技术,反过来,图像融合是图像配准的一个目的。 4.1医学图像配准 医学图像配准包括图像的定位和转换,即通过寻找一种空间变换使两幅图像对应点达到空间位置上的配准,配准的结果应使两幅图像上所有关键的解剖点或感兴趣的关键点达到匹配。20世纪90年代以来,医学图像配准的研究受到了国内外医学界和工程界的高度重视,1993年Petra等]综述了二维图像的配准方法,并根据配准基准的特性,将图像配准的方法分为两大类:基于外部特征(有框架)的图像配准和基于内部特征(无框架)的图像配准。基于外部特征的方法包括立体定位框架法、面膜法及皮肤标记法等。基于外部特征的图像配准,简单易行,易实现自动化,能够获得较高的精度,可以作为评估无框架配准算法的标准。但对标记物的放置要求高,只能用于同一患者不同影像模式之间的配准,不适用于患者之间和患者图像与图谱之间的配准,不能对历史图像做回溯性研究。基于内部特征的方法是根据一些用户能识别出的解剖点、医学图像中相对运动较小的结构及图像内部体素的灰度信息进行配准。基于内部特征的方法包括手工交互法、对应点配准法、结构配准法、矩配准法及相关配准法。基于内部特征的图像配准是一种交互性方法,可以进行回顾性研究,不会造成患者不适,故基于内部特征的图像配准成为研究的重点。 近年来,医学图像配准技术有了新的进展,在配准方法上应用了信息学的理论和方法,例如应用最大化的互信息量作为配准准则进行图像的配准,在配准对象方面从二维图像发展到三维多模医学图像的配准。例如Luo等利用最大互信息法对CT-MR和MR-PET三维全脑数据进行了配准,结果全部达到亚像素级配准精度。在医学图像配准技术方面引入信号处理技术,例如傅氏变换和小波变换。小波技术在空间和频域上具有良好的局部特性,在空间和频域都具有较高的分辨率,应用小波技术多分辨地描述图像细貌,使图像由粗到细的分级快速匹配,是近年来医学图像配准的发展之一。国内外学者在这方面作了大量的工作,如Sharman等提出了一种基于小波变换的自动配准刚体图像方法,使用小波变换获得多模图像特征点然后进行图像配准,提高了配准的准确性。另外,非线性配准也是近年来研究的热点,它对于非刚性对象的图像配准更加适用,配准结果更加准确。 目前许多医学图像配准技术主要是针对刚性体的配准,非刚性图像的配准虽然已经提出一些解决的方法,但同刚性图像相比还不成熟。另外,医学图像配准缺少实时性和准确性及有效的全自动的配准策略。向快速和准确方面改进算法,使用最优化策略改进图像配准以及对非刚性图像配准的研究是今后医学图像配准技术的发展方向。 4.2医学图像融合 图像融合的主要目的是通过对多幅图像间的冗余数据的处理来提高图像的可读性,对多幅图像间的互补信息的处理来提高图像的清晰度。不同的医学影像设备获取的影像反映了不同的信息:功能图像(SPECT、PET等)分辨率较差,但它提供的脏器功能代谢和血液流动信息是解剖图像所不能替代的;解剖图像(CT、MRI、B超等)以较高的分辨率提供了脏器的解剖形态信息,其中CT有利于更致密的组织的探测,而MRI能够提供软组织的更多信息。多模态医学图像的融合把有价值的生理功能信息与精确的解剖结构结合在一起,可以为临床提供更加全面和准确的资料。 医学图像的融合可分为图像融合的基础和融合图像的显示。(1)图像融合的基础:目前的图像融合技术可以分为2大类,一类是以图像像素为基础的融合法;另一类是以图像特征为基础的融合方法。以图像像素为基础的融合法模型可以表示为: 其中,为融合图像,为源图像,为相应的权重。以图像特征为基础的融合方法在原理上不够直观且算法复杂,但是其实现效果较好。图像融合的步骤一般为:①将源图像分别变换至一定变换域上;②在变换域上设计一定特征选择规则;③根据选取的规则在变换域上创建融合图像;④逆变换重建融合图像。(2)融合图像的显示:融合图像的显示方法可分成2种:空间维显示和时间维显示。 目前,医学图像融合技术中还存在较多困难与不足。首先,基本的理论框架和有效的广义融合模型尚未形成。以致现有的技术方法还只是针对具体病症、具体问题发挥作用,通用性相对较弱。研究的图像以CT、MRI、核医学图像为主,超声等成本较低的图像研究较少且研究主要集中于大脑、肿瘤成像等;其次,由于成像系统的成像原理的差异,其图像采集方式、格式以及图像的大小、质量、空间与时间特性等差异大,因此研究稳定且精度较高的全自动医学图像配准与融合方法是图像融合技术的难点之一;最后,缺乏能够客观评价不同融合方法融合效果优劣的标准,通常用目测的方法比较融合效果,有时还需要利用到医生的经验。 在图像融合技术研究中,不断有新的方法出现,其中小波变换在图像融合中的应用,基于有限元分析的非线性配准以及人工智能技术在图像融合中的应用将是今后图像融合研究的热点与方向。随着三维重建显示技术的发展,三维图像融合技术的研究也越来越受到重视,三维图像的融合和信息表达,也将是图像融合研究的一个重点。 5.医学图像纹理分析 一般认为图像的纹理特征描述物体表面灰度或颜色的变化,这种变化与物体自身属性有关,是某种纹理基元的重复。Sklansky早在1978年给出了一个较为适合于医学图像的纹理定义:“如果图像的一系列固有的统计特性或其它的特性是稳定的、缓慢变化的或者是近似周期的,那么则认为图像的区域具有不变的纹理”。纹理的不变性即指纹理图像的分析结果不会受到旋转、平移、以及其它几何处理的影响。目前从图像像素之间的关系角度,纹理分析方法主要包括以下几种。 5.1统计法 统计分析方法主要是基于图像像素的灰度值的分布与相互关系,找出反映这些关系的特征。基本原理是选择不同的统计量对纹理图像的统计特征进行提取。这类方法一般原理简单,较易实现,但适用范围受到限制。该方法主要适合医学图像中那些没有明显规则性的结构图像,特别适合于具有随机的、非均匀性的结构。统计分析方法中,最常用的是共生矩阵法,其中有灰度共生矩阵(graylevelco-occurrencematrix,GLCM)和灰度—梯度共生矩阵。杜克大学的R.Voracek等使用GLCM对肋间周边区提取的兴趣区(regionofinterest,ROI)进行计算,测出了有意义的纹理参数。另外,还有长游程法(runlengthmatrix,RLM),其纹理特征包括短游程优势、长游程优势、灰度非均匀化、游程非均匀化、游程百分比等,长游程法是对图像灰度关系的高阶统计,对于给定的灰度游程,粗的纹理具有较大的游程长度,而细的纹理具有较小的游程长度。 5.2结构法 结构分析方法是分析纹理图像的结构,从中获取结构特征。结构分析法首先将纹理看成是有许多纹理基元按照一定的位置规则组成的,然后分两个步骤处理(1)提取纹理基元;(2)推论纹理基元位置规律。目前主要用数学形态学方法处理纹理图像,该方法适合于规则和周期性纹理,但由于医学图像纹理通常不是很规则,因此该方法的应用也受到限制,实际中较少采用。 5.3模型法 模型分析方法认为一个像素与其邻域像素存在某种相互关系,这种关系可以是线性的,也可以是符合某种概率关系的。模型法通常有自回归模型、马尔科夫随机场模型、Gibbs随机场模型、分形模型,这些方法都是用模型系数来表征纹理图像,其关键在于首先要对纹理图像的结构进行分析以选择到最适合的模型,其次为如何估计这些模型系数。如何通过求模型参数来提取纹理特征,进行纹理分析,这类方法存在着计算量大,自然纹理很难用单一模型表达的缺点。 5.4频谱法 频谱分析方法主要基于滤波器理论,包括傅立叶变换法、Gabor变换法和小波变换法。 1973年Bajcsy使用傅立叶滤波器方法分析纹理。Indhal等利用2-D快速傅立叶变换对纹理图像进行频谱分析,从而获得纹理特征。该方法只能完成图像的频率分解,因而获得的信息不是很充分。1980年Laws对图像进行傅氏变换,得出图像的功率谱,从而提取纹理特征进行分析。 Gabor函数可以捕捉到相当多的纹理信息,且具有极佳的空间/频域联合分辨率,因此在实际中获得了较广泛的应用。小波变换法大体分金子塔形小波变换法和树形小波变换法(小波包法)。 小波变换在纹理分析中的应用是Mallat在1989年首先提出的,主要用二值小波变换(DiscreteWaveletTransform,DWT),之后各种小波变换被用于抽取纹理特征。传统的金字塔小波变换在各分解级仅对低频部分进行分解,所以利用金字塔小波变换进行纹理特征提取是仅利用了纹理图像低频子带的信息,但对某些纹理,其中高频子带仍含有有关纹理的重要特征信息(如对具有明显的不规则纹理的图像,即其高频子带仍含有有关纹理的重要特征)得不到利用。使用在每个分解级对所有的频率通道均进行分解的完全树结构小波变换提取特征,能够较全面地提取有关纹理特征。 由于医学图像及其纹理的复杂性,目前还不存在通用的适合各类医学图像进行纹理分析的方法,因而对于各类不同特点的医学图像就必须采取有针对性地最适合的纹理分析技术。另外,在应用某一种纹理分析方法对图像进行分析时,寻求最优的纹理特征与纹理参数也是目前医学图像纹理分析中的重点和难点。 6.总结 随着远程医疗技术的蓬勃发展,对医学图像处理提出的要求也越来越高。医学图像处理技术发展至今,各个学科的交叉渗透已是发展的必然趋势,其中还有很多亟待解决的问题。有效地提高医学图像处理技术的水平,与多学科理论的交叉融合、医务人员和理论技术人员之间的交流就显得越来越重要。多维、多参数以及多模式图像在临床诊断(包括病灶检测、定性,脏器功能评估,血流估计等)与治疗(包括三维定位、体积计算、外科手术规划等)中将发挥更大的作用。 医学图像处理论文:医学X射线图像处理算法初探 【摘 要】针对DR图像的特点,主要论述了应用灰色系统理论进行图像分割的算法。通过计算各像素点与初始聚类中心的灰色关联度,将像素点进行归类。然后,进行迭代运算,更新聚类中心,使得灰色关联度总和最小,获得最佳分割效果。 【关键词】DR图像;图像分割;灰色聚类;灰色关联度 0 引言 DR(digital radiography)图像相对其他X成像技术获得的图像具有较高的分辨率,图像细节显示清楚,便于后期处理等优点。但与传统光学成像相比,图像的分辨率处于较低水平。由于采用DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine)图像格式,因此,处理方法也与传统数字图像处理存在不同[1]。 1 DR文件的读取 DR图像采用的DICOM格式与传统PC机上常见BMP格式不同,因此,要在PC机上处理DR图像就必须进行转换。目前,由DR图像转换成BMP格式图像大多数为32位增强彩色图像,即除了颜色的三个分量(RGB)外还有第四个分量:透明度(alpha)。所以,DR图像转换后的一个像素就由四个分量组成。由于X成像技术本身的特点,一个像素的alpha分量一般为0,而RGB三个分量的值是相等的。也就是说,转换后的DR图像实质上是一幅灰度图像。因此,读取图像数据时应按照32位真彩色格式处理,在后续处理时按256级灰度图像处理。 2 DR图像的平滑处理 如上原因,DR图像的平滑处理应使用灰度图像处理方法,因此,图像处理的复杂程度较低。常用平滑处理算法包括均值滤波、中值滤波等。 均值滤波是典型的线性滤波算法,处理时以目标像素为中心,取其周围全体像素的灰度平均值来代替原来的灰度值。均值滤波运算速度快,但不能很好地保护图像细节,使图像变得模糊。 与之对应,中值滤波法是一种非线性平滑技术,以目标像素点邻域窗口内的所有像素点灰度值的排序中间值为该像素点的灰度值某。由于需进行排序运算,因此计算效率较低,但对图像细节有很好的保护效果,滤波效果也较好。 3 DR图像的分割 传统的图像分割定义:把图像分成若干个具有特殊意义的区域,是由图像处理到图像分析的关键步骤。常用的算法主要包括:基于阈值的分割方法和基于边缘的分割方法等。由于DR图像的特殊性,上述两种算法均不能很好的完成图像分割工作。图2(a)为使用经典最大方差阈值法处理后的结果,图2(b)为使用经典Sobel算子处理后的结果。最大方差阈值法处理后,图像细节丢失严重;使用经典Sobel算子处理后,图像的细节保留较好,但无法分清主次。 笔者应用灰色系统理论中的灰色关联度方法对DR图像进行处理[2-4],进行了灰色聚类处理,取得了较好的分割效果。本算法属于聚类算法,具体算法为:首先,根据实际需要确定聚类数目和初始聚类中心;然后,计算DR图像中每个像素与各聚类中心中心的灰色关联度,并按照关联程度将像素点归类;最后,进行迭代运算,更新聚类中心,目的是使得灰色关联度总和最小。 4 结论 图3所示为对图1(a)进行灰色聚类处理后的结果,最终确定8个聚类中心(其中7个灰度值大于20,一个小于20,以此为背景),图4以彩色形式显示采用灰色聚类结果。由图3、图4可以看出采用灰色聚类算法可有效的对DR图像进行分割。 医学图像处理论文:基于实时自动拼接技术的医学图像处理系统研究 摘要:目前,图像拼贴技术在医学图像处理领域的发展趋势是实现图像的实时自动拼接。本文探讨了基于实时自动拼接技术的医学图像处理系统的主要技术和实现方案。 关键词:医学图像;图像采集;拼接技术;实时;自动 1引言 近年来,医学影像技术已成为医疗技术中发展最快的领域之一,图像拼接(Image Mosaic)是指将多幅具有重叠区域的序列图像通过图像预处理、图像变换、图像配准、图像融合等处理后,形成一幅包含各个图像序列内容的宽视角全景图像的技术。图像拼接技术是图像处理的重要研究领域,被广泛应用于卫星遥感、图像识别、医学图像分析及无人机监视和搜索、虚拟现实等方面。Shmuel Peleg等人在图像拼接理论和图像拼接方法上做了大量工作,为图像拼接在工程技术上的应用奠定了理论基础。Masanobu Shimada等人将图像拼接技术应用于雷达图像处理领域,用于监控森林植被的变化情况。国外Mustafa Suphi Erden课题组研制了针式共聚焦显微腹腔镜,在微创手术中截取部分视频图像,拼接成全景图像指导医生诊断治疗。国内的严壮志课题组提出基于特征检测、特征匹配、空间坐标转换和图像融合等方法的图像拼接技术,实现了连续X光片拼接的医学全景成像。 现有的传统医学成像设备,特别是显微成像设备,基本都是对组织的某一较小视野进行成像,设备最后采集到的是不同组织部位的多帧医学图像,需要医生对这些图像进行观察分析,根据自身医学知识与医疗经验来做出诊断。图像拼接技术的应用,能将多幅具有重叠区域的医学图像,通过图像变换、图像配准、图像融合等方法,自动拼接为大视野的清晰图像。该图像包含完整的医学病理信息,有助于医生全面了解病人病情。同时,系统能够自动追踪图像中的感兴趣区域,做出标记和注释,为医生提供诊断辅助。 2主要研究内容及关键技术 2.1主要研究内容 本系统的研究是通过研发基于实时自动图像拼接技术的医学图像分析系统,为医学实践中,实现显微镜、眼科设备、内窥镜等设备的数字化图像采集、图像自动分析处理,从而对医生的诊断、治疗起到辅助作用。 本系统的主要研究内容有基于CMOS的图像采集、实时自动图像拼接技术。 (1) 基于CMOS的图像采集 基于CMOS的高清图像采集系统的研发,包括图像和视频采集、图像的编码技术。兼顾红外光和可见光,实现图像的多波段自适应采集。具体功能还包括自动对焦、自动识别拍照功能,以及图像采集模块在各种医疗设备使用的适应性研究。 (2) 实时自动图像拼接技术 研究图像灰度处理、图像变换、图像配准、图像融合等算法,实现多帧医学图像或视频序列的实时自动图像拼接,输出具有计算机诊断辅助功能的大视野全景医学图像。能够自动跟踪图像中的感兴趣区域并做出标识和注释。 2.2关键技术 图像的拼接技术是本设计的关键,本设计提出对采集的多帧医学图像进行实时自动拼接,提供宽角度全景图像。同时,能够自动跟踪图像中的感兴趣区域并做出标识和注释。 3 系统设计思路 3.1 图像处理模块 图像传感器模块计划采用CMOS传感器为优秀做成独立硬件模块,通过高速数据线与图像处理模块连接。这样设计的优点在于模块可以根据不同的应用场合,进行合理布置。 图像编解码和图像处理模块的方案计划采用TI的soc方案。该方案可以完成图像编解码、图像处理功能。 3.2实时自动图像拼接技术研究 图像拼接的优秀技术是图像配准,关键在于准确找到相邻图像间重叠区域的位置及范围,进而通过图像融合的方法实现全景图像构建。图像配准通常有三类方法:基于灰度值的图像配准、基于变换域的图像配准和基于特征的图像配准。基于灰度值的图像配准方法实现方便,计算量小,但该方法对图像间的细微差别较敏感,抗干扰能力不强。基于变换域的图像配准可以缓解这个问题,且算法简洁,利于硬件的实现。不过该方法要求两幅图像的重叠区域不能少于50%,如果重叠区域过小,容易造成误配准。为了提高图像配准的精确度和速度,达到实时自动图像拼接的功能,本设计提出将基于灰度的网格配准和基于特征值配准相结合的方法。首先,对输入图像进行粗网格的分块处理,利用基于灰度的配准方法确定相似重叠区域。然后在重叠区域内进行基于SIFT(Scale-invariant feature transform)特征点提取和配准,这样就可以大大提高图像配准的速度。图像拼接算法的流程如图1所示。 4 结论 本文探讨了基于实时自动拼接技术的医学图像处理系统的主要技术和设计思路,有了自动的图像拼接技术,就能将多幅具有重叠区域的医学图像,通过图像处理的方法,自动拼接为大视野的清晰图像,为医生的诊断提供参考。 医学图像处理论文:产前超声医学图像处理 【摘要】 在目前我国所采用的医学成像方式中,超声诊断属于临床应用中较为常见的一种,以此相对应的医学图像自动处理形式可以有效提高综合的诊断准确性和诊断客观性。本文首先从超声医学的应用图像处理原理研究入手,详细阐述了相关的技术信息以及所具体应用算法,并对超声医学设计以及图像处理手法进行了可行性分析以及实际操作估算研究。此后,以产前的超声医学为基础对该类型技术进行了综合应用研究,其中包括了标准化切面的自动提取技术和应用生物学研究模式进行参数自动化测量处理。最后,对产前超声智能化发展和诊断进步方向进行了完整总结。 【关键词】 产前学 医学图像处理 生物学参数测量 前言:出生带来的生理缺陷是导致新生儿死亡率上升的主要原因,同时也是该部分原因给个人家庭以及集体社会带来了沉重的负担和影响,出生生理缺陷引发的新生儿问题发生概率也在逐年上升。目前来看,我国每年新生儿出生缺陷病例总数在逐年上升,同时,因为新生儿出生缺陷而消耗的医疗治疗费用也高达百亿元,本文首先从超生医学的相关图像处理方法入手,之后对该部分技术的临床应用进行了完整总结。 一、超声医学图像处理方法 1.1计算机的视觉 我国的计算机视觉处理手法与医学影像研究处理方法的结合一直是一个重点研究课题,同时也对我国传统的医学图像处理技术的发展产生了重要影响。在我国的计算机视觉领域目前已经研究总结了大量有价值的研究方法和研究技术。 1.1.1图像滤波 超声的图像滤波应用主要作用在于过滤掉斑点噪声。斑点噪声主要是因为人体内存在很多实际尺寸小于波长的人体组织机构,同时在后向的散射声波影响下而产生,斑点和噪声的出现进一步降低了在B超成像过程中的实际图像对比以及组织内可以提取的详细信息数据。通过调查研究可以发现,斑点噪声的模型可以大致划分为两个类别:完全性的随机模型、长阶次非随机模型、断阶次非随机模型。目前我国已经采用的多种超声成像滤波算法都可以实现一定程度的噪声过滤,并没有哪一个固定的滤波算法可以实现应用最优效果发挥,对于固定的图像成像分析可以采用多种定性以及定量形式进行计算,从而对各类型滤波进行对比分析,所以属于一种可行性较强的应用方案[1]。 1.1.2图像分割 医学的图像构成处理方法研究过程中,图像分割一直都是其中一个热门讨论课题。主要的图像分割目标在于按照合理的规则进行图像像素类型划分。早期的该部分技术主要有区域生长以及聚类,主要是借助图像的灰度信息,但是应用此类方法对于灰度值较为相近的两种类型物品难以区分,以边缘检测的方法进行分析需要结合梯度信息,但是该类型的方法没有较为敏感的噪声反应度,同时对于边缘较为模糊的物体提取存在困难,因为大部分的产科超声医学计算机成像质量较差,同时在操作过程中的待分割目标也较为复杂,所以需要利用更加多元化的信息处理方法才能取得更好的分割处理效果。形状先验操作形式是在活动的具体轮廓和活动模型的提出而受到重视,以神经网络信息计算方法为分割的主要目标,同时也可以通过学习一种合理的分割形式来提高分割效果[2]。 1.2机器学习 在我国的产前超声医学处理过程中,机器学习都占据重要的地位并发挥着重要的作用,主要是因为机器学习促进了我国的产前超声诊断以及智能化发展,对于部分没有充足精确度和分析推导较为困难的问题,可以利用实际案例中的自动学习算法提高准确性。近些年来,我国大部分的超声成像医学设备开始应用于临床实践中,从而丰富了总体的超声医学成像数据信息资源,进而也提高了机器学习在产前超声的医学应用可行性[3]。 二、产前的应用 国内学者对于标准切面自动化搜索研究成果已经较为丰富,获得了较大的研究进展,首先,提出了自动化的标准切面模型成像方法,该种方法需要人工进行参考切面处理,同时还应该根据实际的统计方法进行其他类型研究,上述工作多数都是以传统图像处理手段为基础,实际的有效性主要是以假设的正确性为基础,但是从另一个角度进行分析也难以满足所以复杂的要求。机器学习主要是可以实现自动化的训练数据信息提取,通过该种方法可以获得更加复杂同时可靠性较强的经验,同时还可以实现系统范化性能的良好实现。 结论:以超声图像为基础的医学诊断属于我国当前临床诊断中的重要方式,基于超声图像手段的医学诊断方式具有受损程度小、及时性强、非侵入等众多优点,从而让其在实际的诊断中得到了更为广泛的发展和应用。本文主要从产前超声医学为研究背景,对相关的医学图像处理方法以及处理手段的原理进行了综合分析和阐述,同时也对其中应用的关键性技术进行了综合分析,可以丰富该领域的研究成果。 医学图像处理论文:面向创新能力培养的“医学图像处理”实验教学改革研究 摘 要:以“医学图像处理”实验课程中培养学生创新实践能力为目的,以“医学图像处理”实验课程教学改革为例展开研究,通过实验教学改革,激发了医学院学生的学习积极性,培养了学生自主学习的能力,加强了学生学习的主动性,提高了学生的动手能力,提升了学生的创新能力和独立从事科研工作的能力。实践证明,教学改革方案对于提高学生解决实际问题能力和提高学生学习效率和学习效果有显著作用。 关键词:医学图像处理;实验改革;创新能力 医学科学的不断发展,有赖于医学自身认识能力的提高,更有赖富于独立思考能力和创新能力的医学人才的成长,在大学阶段培养和造就富于创新能力的医学人才,是时代赋予我们的神圣使命。 医学图像处理是一门系统地研究各种图像理论、技术和应用的较新的课程,实验教学在“医学图像处理”课程中起着越来越重要的作用,数字医学图像处理实验教学的目的在于让学生掌握医学成像和图像处理方面的基本原理、方法和发展趋势,培养学生解决该方面实际问题的能力。本文通过对医学图像处理实验课程进行改革研究,通过实践动手环节,有效培养医学生的独立思考和创新能力,并为医疗学科培养学生创新能力的实验教学模式提供借鉴。 一、培养学生的学习兴趣和独立思考的积极性 通过实验教学改革,设计新的实验方案,以培养学生的学习兴趣,增强主动参与意识。学生对实验内容产生了好奇,就会积极主动地查找相关资料,与老师和同学讨论。实验过程尝试多种教学方法,增强学生的学习动力,培养学生对实验内容的浓厚兴趣。同时,采用医院实际应用案例,培养学生独立思考的习惯和解决实际应用问题的能力。医学图像处理课程相关的数学理论抽象,算法难度偏大,给教师教学和学生学习造成了很大的困难。利用影像物理课程的“医学图像处理”实验教学中的Matlab软件使用Matlab图像处理工具箱函数将大大减轻图像数据的繁杂操作,使学生更加快捷地完成图像处理任务,可以把更多的精力倾注于各种图像处理算法的效果上。Matlab为医学影像专业的学生提供了一个很好的编程平台,使学生能够编程实现简单的图像处理算法,提高学生的独立思考能力和实际动手能力,使学生能更快、更好掌握图像处理和图像分析的基本理论和分析方法。对于医学图像处理这门课程的特点,布置大量上机操作训练,让学生体验图像处理的乐趣。例如,图像增强处理实验,图像增强技术是图像处理的重要内容,用来改善图像的质量,一幅视觉效果很差的图像,其灰度直方图都集中在很窄的一段区间内,为了增强该图像的对比度,提高图像的视觉效果,就需要采用一种图像增强方法。Matlab工具箱中有求直方图函数imhist和均衡化函数histeq函数,读取原始图像后,直接调用工具箱的相应函数就可以处理图像,可以让学生自己编写函数,尝试用不同的方法改善图像,将增强后的图像与原图像进行相比,观察处理结果,不断改进,这样就可以使学生对直方图均衡化图像增强方法产生兴趣。 二、通过开展研究性教学培养学生的自主学习和独立思考能力 开展研究性教学,培养学生在教学中的主动性和创造性,它是以培养学生的独立思考和创新实践能力为优秀的一种教学活动方式,可以提高学生的观察、操作、研究的能力且开发其创新思维。具体实施步骤为:首先,教师根据课程内容,提出问题,解释实验题目的内容和研究目标。其次,学生查阅文献资料,找到感兴趣的课题题目。再次,在教师的指导下,学生提出解决问题的方案,激发学生自主学习和探究的动机,鼓励学生自己编程调试实现,学生开动脑筋,亲自动手,开发了学生的创造力并使其对该学科产生兴趣。最后,实验总结和评价。实验结束,有针对性地找出典型实验,对于最优解决方案和尚有不足的解决方案,分别对各方案的研究方法、技术路线、研究结论进行总结和评价。以医学图像处理的直方图知识点为例,首先教师解释该实验题目的内容和研究目标,认识直方图在图像处理中的基本概念,接下来需要学生对教材的知识进行系统的掌握,并且要查阅相关资料,根据课本上直方图的数学公式,利用Matlab软件仿真出一幅图像的直方图分布,进而得出的仿真图与利用Matlab图像处理工具箱的imhist函数得到的直方图分布图片进行比较,根据两者图像曲线的相似度来判断自己编写的程序是否合理。学生完成上述步骤后,教师需进行实验总结和评价并对本实验进行统一演示,对共性问题统一解决,对个别问题应进行单独辅导。 三、充分利用实验室条件,通过实验室教学,解决一些图像处理问题 配合20学时的理论课程,安排了12学时的实验课。设计了5个多达20学时的实验内容供学生选择,其中验证性实验2个8学时,目的是巩固和掌握在医学图像处理理论内容中的基本的原理、算法及思想;综合性实验2个8学时,使理论课程中的重要知识点的综合运用能力得到提高;设计创新性实验1个4学时,运用理论知识解决实际问题、与本学科前沿研究相结合、注重培养学生创新能力的有效手段。选择图像处理中最重要的算法作为实验课教学的主要内容,覆盖了医学图像处理中图像增强、图像压缩、图像分割、图像特征描述、彩色图像处理等各个重要部分,并利用实验室开放管理的模式为学生课下做实验提供了条件,以满足因材施教,体现以学生为主体的思想,以及满足不同层次学生的需要。 四、通过实训基地教学,开展拓展性探究学习 通过医学院附属医院实训基地教学,了解社会对该课程应用方向的实际需求情况以及创新技术进行项目开发,积累实践经验和工作技能,培养地科研、生产实践一体化的创新型人才。增加课外设计实验,鼓励学生对算法改进或提出新的解决算法,加强学生的动手能力。加强科研训练,培养创新实践意识,重视实际研究性问题实验,有针对性地提出研究性问题,让学生利用所学知识进行解决。例如,我们提出了附属医院实际MRI图像分割问题,让学生利用图像分割的方法去解决,提高学生开展科学研究的能力。这些科研训练能提高学生思考问题、分析问题和解决问题的能力,培养其创新实践意识,从而提高学生开展科学研究的能力,为今后工作打下良好基础。 总之,针对医学图像处理课程的特点,结合学科组多年的教学经验,在实验教学实践等环节中对如何培养学生的创新思维这个课题进行了一些具有改革性的尝试,结合实验教学案例,简要阐述了如何利用实际的案例来激发学生的学习兴趣和培养创新动机。通过教学效果能够看出该实践可以有效地激发学生的兴趣,在培养学生的动手能力同时可以加深学生对实际问题的理解,加强了学生对知识综合运用和创新研究的能力。 作者简介:王克难,1961年2月出生,男,汉族,辽宁锦州人,副教授,从事物理学与电子技术教学工作。 医学图像处理论文:计算机技术在核医学图像处理系统中的应用研究 【摘要】:本文以下内容将对计算机技术在核医学图像处理系统中的应用进行研究和探讨,以供参考。 【关键词】:计算机技术;核医学;图像处理系统;应用 1、前言 核医学影像系统是通过探测标记有发射性示踪同位素的药物在人体内的分布和代谢来获得人体信息的医学图像处理系统,其中,γ相机是两维的显像设备,主要由探头和计算机系统两部分组成,探头部分检测到γ光子并输出它的位置、能量及其它相关信息,与探头相连接的控制台获取这些信息,数字化后将数据读入到内存中进行处理并最终计算得到可用于临床诊断和研究的核医学图像,可见对其研究具有非常重要的意义。本文以下内容将对计算机技术在核医学图像处理系统中的应用进行研究和探讨,以供参考。 2、核医学影像系统软件的总体结构 其软件系统主要由四个子系统组成,即影像信息管理子系统、图像采集子系统、图像处理与临床规程子系统和影像信息交换子系统。各子系统在形式上时互相独立的应用程序,可以分别运行在控制台、辅诊台和服务器上。其中影像信息管理子系统是整个系统的优秀,负责维护和管理整个系统的图像数据及病人,报告等其它相关信息。其它三个子系统的运行要依赖于该子系统的运行,它们不具备直接修改系统数据的权限,而只能通过影像信息管理子系统来获取、查询或更新系统的图像数据及其它信息。实际上影像信息管理子系统在其内部建立了一个数据库,它封装了对这个数据库的所有操作,这种集中式的数据管理保证了系统数据的安全性和一致性,也使得整个系统各模块的划分更加清晰和明确,同时也便于系统的扩展。 图像采集子系统完成数据的采集、成像和实时显示等工作,图像处理与临床规程子系统对采集得到的核医学图像进行显示、处理及进行定量的临床规程分析,影像信息交换子系统通过监听网络上的DICOM服务请求,核实后接受该请求,并响应其检索、存储以及获取图像的请求。 3、核医学图像处理系统总体框架设计及程序实现 数据库服务器总的来说有两种状态:监听状态和数据维护状态,在监听状态下,它能够接受来自采集端和处理端得请求,并分别调用相应的模块进行处理,在数据维护状态下,它能够完成通常的数据维护工作,同时,它也能够处理来自客户端的请求。因此,系统的总体框架是启动服务器后就立即进入监听状态,只有在维护人员登录以后,才启动相应的数据维护模块。 核医学影像系统的主要功能有两个,一个是实现数据库服务器功能,它在后台充当数据库服务器,可以提供数据查询、数据添加等功能;另一个是数据库维护功能,可以对数据库中的数据进行管理维护,分别介绍如下:第一,数据库服务器,其启动后,图像采集系统、图像处理系统和信息交换系统就可以连接到数据库上,完成数据查询、数据添加等工作。当数据库服务器启动后,系统就进入监听状态,可以处理客户端的请求。服务器在监听状态下,可以接受到网络上的连接请求,只有在检验用户名和密码后才接受查询和添加请求,这样大大提高了系统的安全性。客户端和服务器的链接是基于TCP/IP协议,按照我们自己定义的一套通讯协议来工作的。所有的这些操作都是在后台进行的,不需要任何人为操作,而且系统管理员可以通过查看日志来了解历史操作。第二,数据库维护功能。作为一个完善的数据库模块,必须提供一个安全可靠的数据库维护方案,ANMIS系统充分考虑到了这一点,其提供了许多方便安全的数据维护功能,系统可以为每个用户指定操作权限,不同权限的用户可以访问的数据和操作都是不同的,这样有利于系统安全。①数据显示模块,在该模块中,可以进行记录的逻辑删除和部分信息维护,可以选择多个病人,然后选择编辑即可编辑选中的病人记录。数据维护模块。在病人数据维护模块中,可以完成对病人数据信息的所有维护功能:编辑、添加、查找、逻辑删除、物理删除等。③数据备份和恢复模块。在图像文件的备份和恢复模块中,主要完成的功能是数据备份和数据恢复,其主要界面是两个树状控件组成,其中一个数控件显示未备份的图像文件,另一个显示即要备份的图像文件,选中文件可以通过中间的命令按钮,也可以通过菜单,甚至可以直接将图像文件从左边拖到右边。对于文件夹,则将其内的所有的图像文件全部选中,在选完文件后,按“备份”按钮即可备份。如果设置的是备份到默认目录,则系统自动向默认目录备份,如果设置的是指定备份目录,则系统提示选择备份目录,用户甚至可以为每一个文件制定备份目录。④用户管理模块。对于超级用户,他可以授权他人访问数据,设置其访问权限,也可以删除用户,同样,他也有权更改任何用户的密码,对于一些重要的系统参数,也只有超级用户才能更改。 4、结尾 利用计算机技术进行核医学图像处理显示出了科学技术的优越性,其可以为医生提供一个功能完备且强大,操作界面友好,自动化程度高,能够大大降低医生的劳动强度,相信,随着计算机技术的发展,其必将越来越广泛的被应用到医学的各个领域。 医学图像处理论文:医学图像处理与分析课程的实践教学改革研究 摘 要 医学图像处理与分析是生物医学工程专业的专业基础课之一。针对该课程的特点,提出一些实践教学环节的改革措施,包括实验和课程设计的开展以及第二课堂的实施。教学实践证明,本文所提教改经验能全面培养学生的学习技能,激发学生的学习兴趣,极大增强教学效果。 关键词 图像处理;图像分析;实践教学;教学改革 1 引言 生物医学工程是一个由理、工、医交叉融合的新兴学科,是多门工程学科向生物医学领域渗透的产物,包括生物信息学、医学图像处理、生物力学及生物材料、医疗器械等多个分支。其中,医学图像处理与分析是利用数学原理和方法,在计算机上针对不同医学影像设备(如CT、MRI、B超、PET、SPECT、显微镜等)产生的图像,按照实际需要进行处理、加工和分析。随着医学成像技术的发展与进步,图像处理技术在医学研究与临床诊断中的应用越来越广泛,因此,医学图像处理与分析这门课程的地位和作用也日益重要。 该课程是以数字图像处理为基础,介绍图像处理中的基本概念、理论和算法,特别针对医学图像处理研究中的基本问题以及解决这些问题的原理和实现方法,使学生能够编程将图像处理算法应用于医学图像的处理和分析,是生物医学工程及相关专业的优秀主干课程之一。 医学图像处理与分析这一课程起点高、难度大、理论和实践紧密结合,课程建设难度较大。虽然目前已有不少院校开展本课程的教学工作,但实际教学情况并不十分理想,主要表现在教材缺乏和实践环节较少。在中国期刊网上,以题名包含“医学图像处理”或“生物图像处理”以及题名中包含“教学”为检索条件,只获得文献18篇,其中涉及该课程实践教学的只有6篇,主要集中于虚拟实验室和实验教学系统的研发[1-6]上,可见在国内关于该课程的教学研究尚不多见。 笔者结合教学实践经验,在理论教学改革的基础上[7],提出一些实践教学环节的改革措施,以全面培养学生的学习技能,激发学习兴趣,改善教学效果。 2 实验与课程设计的开展 以“科研为教学服务,教学促进科研”为宗旨,采用MATLAB编程语言为实验教学平台,以医学图像处理知识为主,同时综合医学成像系统、医学电子学等相关课程的知识,编写《医学图像处理与分析课程的实验与课程设计指导书》,设置验证型、综合型和设计型三大类实验(参见表1)。其中,实验1~9为验证型实验,学生通过调用MATLAB中已有的图像处理程序来完成实验,加深对理论教学重点和难点的理解;实验10~14是综合型实验,学生针对医学图像的具体特点,综合运用多种算法达到图像处理的目的;实验15~24是设计型实验,给定实验目的和要求,学生自行设计实验方案并编程实现,培养他们查阅资料、分析问题和解决问题的能力[6-8]。 3 第二课堂的实施 为培养学生的科研实践能力,教师有意识地在课堂中简要介绍自己科研项目的基本情况,鼓励和引导学生参加自己的科研项目研究。这不仅增强了他们对该课程的学习兴趣和重视度,而且使他们亲身经历并体验了医学图像处理和分析知识怎样应用于科研和临床。 由于南通大学附属医院拥有门类齐全的现代化医疗仪器设备,因此鼓励学生利用假期在医院实习,特别是到影像科和检验科实习,学习和掌握各种仪器的功能和图像处理的场合,从而有助于他们将理论知识与实际问题相结合,提高实际工作的能力。 在教学过程中,适当融入一些就业方向的指导,介绍医学图像处理在医院和医疗器械公司的应用状况,同时简要介绍课程中没有涉及但与工作密切相关的最新最热门的医学图像处理知识,供学生课后自学和深入研究。这样一方面增强了学生的自信,获得了更好的教学效果;另一方面也拓宽了学生的视野,引导他们寻找自己发展的方向和目标。 4 结论 本文结合笔者多年来的教学经验,针对医学图像处理与分析课程的实践教学环节提出一些改革措施,秉承“加强基础、重视应用、培养能力”的宗旨,以“内容的基础性、方法的先进性、学科的交叉性”为原则,编写《医学图像处理与分析课程的实验与课程设计指导书》,积极开展第二课堂,实现教学、实验、科研三管齐下,课内、课外、理论、实践同时并举的教学格局,有效提升学生的综合知识水平和实验技能,为后续课程学习、毕业设计开展及科学研究奠定坚实基础。 医学图像处理论文:医学图像处理课程教学模式探索 摘要:在分析了医学图像处理课程特点的基础上,结合医学院校学生的实际情况,对课程教学模式开展了探索与实践。通过串烧式的课堂讲解和讨论、课程实验、教学环节的实施,设计开发基于matlab的医学图像处理教学平台系统,把教学与学生兴趣、能力很好地结合起来,新颖的考核方式得到学生肯定。 关键词:医学图像处理;理论教学;串烧;教学平台 我校在开设《数字图像处理》课程的基础上,结合医学院校图像处理的对象——医学图像(片)的特点开设了《医学图像处理》,是计算机各专业及影像学专业重要的专业基础课程。如何在学习图像处理技术的同时体现各专业特色,提高学生的图像处理技术的应用能力,是医学图像处理课程建设、课程改革的重要内容。现就接合经过两轮的课程教学活动,并融合学生的反馈信息,对该课程进行了教学模式的探索,希望有助于教学效果和教学水平的提高。 1 理论教学 1.1 专业素养的培育[1] 建立在数学及信号处理技术基础上的医学图像处理,以计算机算法为工具,并充分考虑解剖学的知识、临床医学的知识,对医学图像的采集、传输中产生的如噪声、失真、退化等现象分析处理,以提高医学图像的质量,并为后续的图像感兴趣区域的选取,病灶区域的分割等临床应用提供依据。但《医学图像处理》课程涉及的内容多、广,其中的算法更是以数学公式的推导为基础。而医学院校的学生普遍缺乏理工科知识,造成学生对理解抽象概念的困难,很易造成畏难情绪。与此同时,学生对通过本课程的学习对知识结构的构建及就业的帮助心存疑虑。缘于此,授课之初,需要进行专业素养教育。 1.1.1 按专业,分内容克服学生的畏难心理 因计算机专业与影像学专业的培养方向,教学内容和侧重点不同,计算机专业专注于各种图像处理算法和编程实现。而影像专业应从繁琐的数学公式的推导中解脱出来,而更注重实际应用,并进一步了深化对图像处理的理解、分析。 1.1.2 课程设置对就业的影响[2] 图像处理是计算机视觉、模式识别,图像理解、分析的基础。熟练掌握各种算法可以为将来从事如指纹、条码、人脸、虹膜识别、车辆和其他与医学图像相关工作提升竞争力。因具有医学知识背景,也可去医疗器械公司或医疗软件开发公司,当然因具备医学知识背景的同时,掌握图像处理的各种算法及实现为应聘到医院的医疗技术部门提供了保障,我校已有此专业学生成功应聘三甲医院的事例。通过这些学生身边鲜活的事例提高学生的自信心,拓宽学生的思路和视野,引导学生找到自己的发展方向和目标,因此可以更有效地利用时间。 1.2 打破了传统的章节式教学方法,探索“串烧”式教学 传统的灌输式教学中,重点内容并突出,讲解中存在片面性,局限性,没有深挖跨学科知识的内在关系。医学图像处理是一个注重实际应用的课程,应根据设置的专业特点设置知识点,并融合基于案例的教学内容,根据其内部逻辑关系“串烧”涉及的相关的知识。 1.2.1 内容选择上的“串烧” 医学图像处理教学的要求是了解医学图像的特点和图像处理的基本概念,掌握医学图像(片)处理的基本原理、技巧,能够利用计算机来完成对各种医学图像的处理,现以我校两专业的两本不同教材为基础,在充分涉列大量的医学图像处理技术、文献的基础上,根据各类知识点间的相关性以及课时要求将课程分为:医学图像的描述表达、图像的运算、图像的增强、图像的变换、形态学处理、图像分割及特征提取等专题。 “串烧”的医学图像处理的内容是完成后,接下来考虑如何在传授知识的过程“串烧”,如在讲授医学影像的运算操作时,如基本的“加”,“减”,“乘”,“除”时,把医学图像中的减景技术及数字减影在血管造影中的应用“串”到讲授内容中;在图像的采集表示时,可以“串”进各种成像设备及其成像原理,可以把数学运算中的差分运算内容串入医学图像的边缘检测算法中。 1.2.2 教学形式上的“串烧” 教学形式上采用了传统教学方式与“串烧”式教学相结合的形式,讲授基本知识时,以传统按授课方式为主,让学生了解对医学图像处理的整个过程。授课内容中选取了学生感兴趣的内容,让学生们图书馆自己查资料,寻根问源,调动学生学习的积极性,下次课时选一二名学生在课堂上对内容进行阐述,教师对学生阐述的内容进行补充[3]。选择了图像表示和图像分割两个知识点让学生在教学过程中的“客串”讲授,通过本环节的实施,充分调动了学生的积极性,激发了学习热情,迸发出许多有趣的想法,可以方便地了解学生对知识的掌握程度与存在的问题,与此同时,结合本课程的特点及影像学专业学生人数较少(08级71人,09级90人)的特点,把课堂教学过程移至计算机机房,可以边讲授边演示准备好的在临床中采集到的X 光、MRI等医学图片, 让学生直接观察对这些图片进行处理和改善的效果,课堂气氛非常活跃,授课效果较好。 1.2.3 充分利用多媒体教学技术,搭建医学图像处理平台[4]。 通过“串烧”方式的实施,使学生通过在课堂上的医学图像处理的演示,了解、掌握了各种医学图像处理方法和其在医学临床中的应用,但众多算法都需要计算机仿编程仿真实现,为缓解由此给学生带来的压力,提高学习效率,搭建了以淋球菌感染图为例的济宁医学院医学图像处理演示平台,学生通过平台的实用,加深了对所学的医学图像处理知识的理解,提高了学生的实际应用能力。 1.2.4 教师的医学知识积累 我校的信息工程学院的教师承担着医学图像处理课程的授课任务,授课教师虽有较高的计算机编程能力,但缺乏医学知识,使在为强调应用的影像专业学生上课时,在如何淡化数学推理,着重临床医学图像处理应用中遇到了很大的压力。特别是在第一轮次的讲授医学图像分割时,面对一个陌生的医学图像,不知道如何选择图像的特征点,纵有丰富的编程思想却无从下手。缘于此,医学图像处的授课教师需自觉地将医学和工程学结合,通过广泛的与医护人员的交流,并积极参加医学相关的知识讲座丰富自己医学方面的知识,我校信息工程学院组织的院内专家、学者的信息大讲堂是一有益的尝试。 2 实践教学[5] 实验教学是教学课程的重要组成部分,通过本环节的实施,不仅加深了对理论的理解,同时也培养了学生的独立思考、创新能力,虽然很多关于图像处理实验指导书,但他们中的大多数并不适用于医学院校的学生,接合医学院校学生的实际对相关的实验内容的选取及验收进行了相应的改革。 2.1 实验方案的实施 2.1.1 实验的准备 根据医学图像处理的要求,选用了工具箱使用方便,计算能力强的MATLAB软件作为实验教学软件,并准备好医学图像(片)的采集。 2.1.2 实验内容的选择 实验内容的选择上,考虑到不同的专业的特点和医学图像处理的内容,选择了医学影像的表达,图像运算,图像增强,图像变换,形态学处理,图像分割,特征提取等内容。根据难易程度分为基本实验、开放型实验和演示实验。让学生不仅学习图像处理的基本知识,并能独立进行实验设计,使学生快乐的获取知识,在实践中提升应用能力。 2.1.3 医工结合,分工协作 依托我校的教学医院中的众多的医疗影像设备,鼓励计算机和影像专业的学生假期期间多去医院参观实习,了解各种医疗设备仪器的功能,工作原理。为开放型实验的实施做好充分准备。 医学院校医学生最大优势是具有一定的医学基础,因此在为学生开设开放型实验时,充分考虑使医工学生相结合,每个开放型实验安排2名影像专业的学生,负责对相关医学图片的认识、理解和提炼。4名计算机专业的学生进行相应的编程实现。 2.1.4 实验的扩展-科学素养的提高 经过《医学图像处理》理论的讲授和实验教学活动的实施,学生具备了运用图像处理的基本理论知识处理具体医学图像的能力,为学生提供机会参与任课教师的研究活动,提高实践能力和创新能力。为学有余力且有兴趣的学生开设了基于任课教师的科研项目的课程设计,主要涉及到了涉及医学图像处理课程建设、动态医学图像处理算法展示又包括下一步医学图像处理的实验平台的搭建。通过学生的积极参与,一方面,加深了对所学专业知识的理解,同时培养学生主动学习的良好习惯,另一方面通过在理论教学、实践教学的“串烧”方式的实施,学生的团队意识得到明显提升。 3 验收考查环节 根据专业设置的特点和课时的安排,为准确反映出学生学习差异性,对传统的考核方式进行适当的调整,加强实施“一加一减一强化”[6]的系统的评估方法。“一减”:根据学科特点和各业课程设置对学生的要求,在不同专业不同试卷的前提下,改传统闭卷考试为开卷考试,在心理上减轻学生对数学公式推导和恐惧,也减少了记忆量,使学生可以更专注于医学图像处理应用、理解,“一加”,以加强学生的积极思维,勇于表达自己的想法的意识。“一强化”,主要指强化了实践环节验收的多样性,根据医工各专业特点,验收的侧重点体现出差异性。具体做法是,对医科生实验结果的验收,强调理解、临床应用、效果分析,而对工科生的实验结果的验收,主要侧重算法的编程实现。如对上图的淋球菌感染图进行分割实验时,以医科生的图像的特征选取的有效性、可行性,实验报告的撰写为主要对像,而工科生则侧重编程实现的效率,当然在后继的课程建设及课题中,工科学生做的课程网页,各种算法的flash动态展示也可成为验收结果,实践结果验证了学生对此考查验收方式给予的肯定。 4 结语 结合我校计算机、影像各专业对图像处理的要求和数字图像处理本身的特点,充分考虑医工学生的差异,对课程教学环节的实施过程进行了探讨,把教学、科研及学生能力结合起来,经过三个年级的教学节实施,学生的综合能力得以提高。与此同时,如何依托医科院校的医学优势,实现医工间“无缝连接”,培养具有医学特色的创新人才,必将需长期的探索研究。 [作者简介] 刘二林(1975.9-),男,济宁医学院,讲师,控制理论与控制工程专业,主要研究方向:图像处理、机器视觉、信息处理。 医学图像处理论文:医学图像处理与分析课程教学改革的探索 摘 要 医学图像处理与分析是生物医学工程专业的专业基础课之一。在简要介绍CDIO教学模式基础上,提出几点该课程教学改革的措施,包括融合多媒体教学和传统教学手段;引导学生整体把握知识点;调动学生的学习积极性;培养学生的实践动手能力;形成理工医结合的思维方式。教学实践证明,所提教改经验能全面培养学生的学习技能,激发学生的学习兴趣,很好地增强教学效果。 关键词 图像处理;图像分析;教学改革;教学模式;CDIO 医学图像处理与分析是研究图像处理的基本理论及其在生物医学工程中的应用的一门学科,是生物医学工程专业的专业必修课。该课程的任务是:系统介绍图像处理与分析的基本理论和基本方法,侧重使学生掌握其在生物科学领域的实际应用,目的是使学生系统掌握数字图像处理的基础概念、基本原理和实现方法,学习图像分析的基本理论、典型方法和实用技术,为在生物医学工程领域从事研究与开发打下扎实基础。 医学图像处理与分析课程理论抽象,涉及医学、计算机、数学、物理、信号处理等多个领域的知识,学科之间高度交叉、渗透,学生很难理解其中的相关知识和技术,因此课程起点高,教学难度大[1-2]。笔者在教学方法上也与时俱进,摒弃传统教学方法的弊端,引入新的教学模式和教学方法,实现培养高质量人才的目标。 本文提出笔者基于CDIO教学模式的医学图像处理与分析课程教学改革方面的一些经验。总体说来,该课程教学改革的主要思路是:以全新的教学理念为指导,以先进的教学手段和方法为桥梁,以学科交叉的眼光有机结合课程教学与课外教学、理论教学与实践教学、系统讲授与学生自学等多种方式,实现教学内容的完整性、前沿性、理论性与实践性,使学生掌握本门课程的理论框架与思维方法,掌握生物图像处理与分析的相关技能,能够采取合适的处理方法实现特定的医学图像处理目的。 1 CDIO教学模式 CDIO教学模式是近年来国外工程教育改革的最新成果,其中C代表构思(Conceive),D代表设计(Design),I代表实现(Implement),O代表运作(Operate)。CDIO模式是以产品研发到产品运行的生命周期为载体,强调让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式来学习工程,并以综合培养的方式使学生在多方面达到工程师的预定目标。实践证明,CDIO教学模式比传统教学模式适应面更宽,更有助于提高教学质量,尤为重要的是CDIO模式中的新评测标准,为工程教育的系统化发展奠定了基础[3]。 2 医学图像处理与分析教改措施 2.1 融合多媒体教学和传统教学手段 目前高校授课中普遍存在两种极端: 一种是只板书授课,形式单调,内容枯燥,课堂时间无法有效利用,知识容量小; 另一种则完全采用多媒体授课,课堂教学变成单纯地播放幻灯片,缺乏学生参与互动的空间和可能。 笔者强调打造“多媒体+板书”的高质量精品课堂: 一方面,优秀的教学课件能提升和精炼教材内容,通过利用图像、声音和动画等多媒体技术将教材中相关概念、算法、原理及应用转化成形象逼真的影像展示给学生,介绍和比较不同的图像处理方法应用于医学图像的不同效果,为学生提供生动的感性认识; 另一方面,将板书穿插于多媒体教学中,对图像处理算法的关键步骤进行推导和演算,同时展示教学进度、层次和重点,有利于学生对重要知识点的系统把握,有效避免知识讲授过程中的“碎片化”现象。 2.2 引导学生整体把握知识点 在教学过程中,引导学生从整体上把握学习的总体要求,理清教学知识点、学习难点以及学习技巧,对于落实课程的知识点非常关键。每一章教学伊始,首先提出本章主线,即要解决什么问题,以什么样的方法和步骤来解决问题,所介绍方法对于解决问题的优点何在。当教学内容章节较多,分成多次讲授时,这个主线将会反复强调,从而不断加强学生对有关内容学习目的性的认识,开展针对性的学习。 2.3 调动学生的学习积极性 德国教育学家第斯多惠认为:“教育的艺术不在于教授的本领,而在于激励、唤醒和鼓舞。”[4]心理学研究也表明,学习动机与学习效果之间的关系十分密切,不同性质的学习动机对于学习效果有不同的影响。学生的学习动机直接制约他们的学习积极性,影响学习效果。笔者在课堂教学中经常采用问题学习法(problem based learning,PBL),以提高学生的学习积极性,促进学生参与教学。学生通过图书馆以及网络等资源,查阅资料,系统分析,形成读书报告,再到课堂上讨论和交流,教师则主要起到布置任务和经典总结的作用[2,5]。这种启发式、互动式、讨论式、研究性等教学方法,能够充分调动学生的积极性和学习兴趣,培养学生的创新思维和研究能力。另外,还可以通过课程网站、在线聊天等现代交流手段,将课堂教学和课后辅导有机结合,建立多渠道的教学互动模式,使学生得到及时的指导,增强学生学习兴趣。 2.4 培养学生的实践动手能力 本课程是一门以实践为基础的课程,必须十分注重学生实践能力的培养和开发,使学生熟悉医学图像处理课程基本理论的同时,掌握如何通过计算机实现这些算法,能够将所学知识和设计的算法应用于医学图像处理和分析,能够根据具体临床需要对算法进行设计、改进和优化,使处理后的图像符合临床要求。为此,本课程设置了相关的课程设计环节,两周时间内要求学生完成5~6个实验,检验算法效果,最终形成实验报告。 2.5 形成理工医结合的思维方式 现代生物科学已经呈现高度综合和高度分化的发展趋势,作为生物医学工程领域的本科生,需要具备丰富扎实的理工科知识和一定基础的医学专业知识,才能在今后的工作中有所发展和创新。南通大学的生物医学工程本科专业设置于电子信息学院,隶属工科范畴,而学生的医学知识背景相对较弱。因此,本课程讲授时要注重与医学成像技术、医学电子学等课程的衔接和交叉,不仅在讲授某一种图像处理方法时突出重点、分化难点,更要将医学实例的处理融合于各章节,体现出理、工、医三者结合,对从方法论和认识论的较高层次上形成新的研究思维起到指导作用[2]。 3 结论 本文结合笔者多年来的教学经验,在简要介绍CDIO教学模式的基础上,针对医学图像处理与分析理论教学方面提出一些改革措施。实践表明,医学图像处理与分析课程教学应紧密结合医学实践,注重图像处理方法与具体医学应用的有机结合和交叉,激发学生的学习热情和创新思维能力。笔者今后还将围绕实践教学环节的改革开展一些有益的探索。 医学图像处理论文:双语教学在医学图像处理课程中的应用 摘 要 双语教学是一种新的培养人才的教育模式,通过在医学图像处理课程教学中应用双语教学,在各个教学环节进行研究与探索,发现在教师与学生英语水平、课堂教学方法、教材的选用及考核机制等方面存在一定问题,并提出相应的改进措施。 关键词 医学图像处理;双语教学;教材 双语教学是指除汉语外,用一门外语作为课堂主要用语进行学科的教学。作为一门国际化的语言,英语的重要性越来越被人了解。在高校中开展专业课的双语教学可以增强学生了解世界科技最新成果的能力,加快高等院校高层次教育与国际接轨的步伐。同时双语教学课堂可以为教师提供一个提高自身英语综合运用能力的训练机会,提高教师进行科学研究和国际学术交流的能力[1]。 医学图像处理是高校生物医学工程专业普遍开设的专业课程之一。近年来,河南科技大学医学技术与工程学院在开展多媒体教学的基础上,大胆尝试双语教学在本课程中的应用,根据教师的实际教学经验,结合大多数学生的反馈,总结在双语教学过程中发现的问题,并提出几项改进措施。 1 双语教学中存在的问题 1.1 从教师角度 学院生物医学工程专业的医学图像处理课程使用教材的是罗述谦等著的《医学图像处理与分析》,在应用双语教学之后,教材更换为Rafael C.Gonzalez教授所著的Digital Image Processing,该教材内容阐述清晰易懂,几乎覆盖了学生所必须掌握的全部基础知识。本书已被全世界500多所大学和研究所使用,是国际知名高校的经典教材。 对于担任本门课程的教师来说,需要反复理解中文和英文原版教材,在吃透教材内容的基础上,结合图像处理的最新技术制作多媒体课件,将原来准备好的中文课件转换为英文课件,并把原来已经讲熟练的课堂内容用英语讲授给学生。其中存在的问题有:1)教师之间对双语教学的认识有偏差,一部分教师认为双语教学应该完全用英语授课,而其他大多数教师认为既然是双语,那么可以用两种语言交叉授课,以学生理解为最终目的;2)教师的英语口语水平不够高,毕竟不是英语专业出身,平时用到口语的机会也不是很多,所以教师都对自己的口语不是百分百自信。 1.2 从学生角度 双语教学对学生的基础英语应用能力,尤其是听说能力要求较高。学生在课堂上本来就需要经过思考才能完全理解教师讲的内容,现在还要在听懂英语的基础上进行思考和继续听课,这对学生尤其是英语基础不是太好的学生来说是比较困难的。虽然大部分学生已经通过大学英语四级考试,甚至有部分学生已经通过大学英语六级考试,但他们的英语实际听说能力相对于应试能力却较为薄弱,仍然有可能听不懂教师的讲解,因此听说能力成为他们用英语进行学习和交流的主要问题。 医学图像处理课程中涉及许多医学图像,因此有关医学的英文词汇也出现不少。医学词汇较为难记,长单词较多,这也给学生的课堂听讲带来一定的困扰,影响了课堂内容的吸收,效果较差。 1.3 从考核角度 既然是双语授课,那么在考核时同样需要考虑到两种语言的问题。如果用全英文出试卷,恐怕会出现学生连题都看不懂的情况;如果用中文试卷,又无法体现双语教学的优势,难以考核教学的效果。 2 相应的改进措施 针对在双语教学中遇到的问题,思考后认为:在医学图像处理课程的双语教学中,应明确课程双语教学的目的仍是传授专业知识,这一点在教学过程中必须始终坚持,英语只是一种工具,否则专业课的双语教学就变成专业英语课。为实现这样的目标,结合师生的实际情况,提出相应的改进措施。 2.1 加强教师培训,提高讲课水平 双语教学成功与否取决于从事双语教学教师的水平,因此,加强授课教师的英语能力是十分必要的。学院与外语学院联系,请专业的英语口语教师为承担双语教学任务的教师开展英语培训,培训的内容包括教学过程中经常使用的教学专用术语以及学科中常用的英语阐述和评论能力。除此之外,学院还派青年教师到国内著名高校或国外学习进修,参加学术研讨会议和培训班等,提高教师的专业水平和英语能力。 除加强教师水平之外,还要更好地发挥多媒体教学手段在教学中的作用。对于较难理解的专业术语、句子等,在课件中用中英文对照帮助理解,这样可以保证即使英语水平较低的学生也能够领会教学中的基本内容。由于本课程是医学图像处理,因此在课件中可以多引入一些新型图像处理技术在医学图片中的应用。这些知识与本专业的其他专业课也有相关联之处,学生对这方面的内容较为感兴趣,课堂气氛活跃,教学效果良好。 2.2 发挥学生主体作用,增强学习兴趣 上课时教师应鼓励学生用英文发言、提问,加强师生之间及学生之间的英文沟通和交流能力,激发学生的学习热情和主动性,引导学生自主思维。授课结束,可由学生用英文做重点总结,然后教师补充。精选教学内容,对于一些常用的专业术语和句子,课堂上需要经常复习。引导学生逐步学会用英语结合专业知识进行思考分析,提高学生分析解决问题的能力,加深对授课内容的理解。双语教学难度大,只有充分调动学生的学习积极性,发挥他们的主体意识,才能取得良好效果[2]。 2.3 改进考核方法,提高教学质量 双语教学仍然是以学生为主体的,因此采取一个合理有效的考核方法能够激发学生的学习兴趣,取得良好的学习成绩。可以考虑作业、课后练习、实验报告采用全英文模式,在这种情况下,学生有时间在组织好英语答案的情况下进行回答。课堂上的讨论及问题回答以英文为主,必要时辅以中文解释,这样也可以锻炼学生的口语能力,并提高他们参与讨论的热情。最后的期末考试可以采取中英文结合的方式,对于一些相对简单的题目如填空题等可以用英文出题,要求英文回答;而一些较为复杂的问答或计算题,可允许学生用中英文作答。这些考核内容在最终成绩中所占的权重不同,如可定为平时成绩占总评成绩的30%,考试成绩占总评成绩的70%。这样的考核方式也可促进学生在平时的学习兴趣,加强日常的学习积累。 3总结 通过这些改进措施,能够提高学生对双语教学的学习兴趣,调动学习的积极性,使学生通过学习不仅能够学到专业知识,也提高了英语听说读写能力。双语教学作为一种较新的教学手段,仍然在实践中摸索,在教学过程中不断完善,只有不断地发现问题、解决问题、积累经验,才能更好地发挥双语教学的效果。 医学图像处理论文:医学图形图像处理在大专类医学院校医学信息学教育体系中的研究 【摘要】在信息高速发展的今天,医学信息学的涵盖已经悄悄的发生了变化,医学图形图像处理已经作为一个非常重要的内容而被纳入了医学信息学的范畴。国内的一些本科院校纷纷设置了相关专业,开设了相关教学内容。然而与此相比,大专类的医学院校,在这一块仍然处于空白状态。本文针对这一问题展开研究,拟提出医学图形图像处理在大专层次的教育当中的必要性与可行性。 【关键词】医学图形图像处理;信息学;大专;医学院校 一、引言 1999年6月9日,经纽约中华医学基金会(China Medical Board of New York,CMB)理事会批准资助,成立了国际医学教育专门委员会(1nstitute for Interna- tional Medical Education,IIME)。该委员会的任务是为制定医学教育“基本要求”提供指导。在该机构制定的培养要求当中,生物医学工程相关知识,特别是“医学图形图像处理”被作为基础知识要求被提出。[5][8] 当前我国数字化医院建设的重点是医院内部的数字化建设。为实现无胶片化,需要建立覆盖全院医疗和办公区域的网络和pacs系统,实现ct、核磁、x线、病理、彩超、电子胃镜等图像的网上数字化采集、传输、存储、调阅等功能。而这些方面,都需要从业者具备相关的专业知识。但是医学图形图像处理教学在专科层次教学当中处于盲区。经过调查国内各省的40多所相关大专院校,其中开展了医学信息教育的学校目前的有12所。[1]授课内容基本是信息检索,少数涉及到了一些医疗管理软件的应用,至于医学图形图像方面的课程,高专的医学信息学教育中没有涉及,因此在目前大专层次的医学信息学教育体系的现状是:医学信息教育停留在信息素养的培养的阶段,没有进一步的考虑医学信息的处理,也就是说没有提升到技能的层面上。 二、国内外关于医学信息学教育的现状分析 医学信息学是交叉学科,起源于美国。现今美国的医学信息涵盖面,已经不仅仅局限于医学情报,信息资源建设、检索,其内涵已经扩展到了转化研究信息学、医学图像信息学。[3][4] 德国是国际医学信息学会(IMIA)的官方国家成员,其医学信息学、生物测量和流行病学协会(GMDS)提出医学信息学(Medizinische Informatik,MI)内涵:应该包括医疗信息的收集、加工与提炼过程。具体研究内容包括:生物信息学,医学图像处理,信息检索、决策支持等。[9]国外一些发达国家,医学信息学已经从信息素养教育上升到了信息技术教育的程度,并形成了专科-研究生-博士研究生的完整培养体系。 20多年来,医学影像已成为医学技术中发展最快的领域之一,其结果使临床医生对人体内部病变部位的观察更直接、更清晰,确诊率也更高。20世纪70年代初,X-CT的发明曾引发了医学影像领域的一场革命,与此同时,核磁共振成像象(MRI:Magnetic Resonance Imaging)、超声成像、数字射线照相术、发射型计算机成像和核素成像等也逐步发展。计算机和医学图像处理技术作为这些成像技术的发展基础,带动着现代医学诊断正产生着深刻的变革。各种新的医学成像方法的临床应用,使医学诊断和治疗技术取得了很大的进展,同时将各种成像技术得到的信息进行互补,也为临床诊断及生物医学研究提供了有力的科学依据。而医学图形图像作为一门交叉学科,成为了一般医学本科院校临床专业与生物医学工程专业的主要的学科。 三、国内政策对于医学信息教育的扶持与指导方向 卫医研教发[2007]01号文件指出:卫生部医院管理研究所在相关部委的支持下,决定在全国开展“医疗卫生信息技术普及教育”工作,旨在建立和完善我国“医疗卫生行业信息技术教育体系”,并使之成为指导我国医疗卫生行业信息化建设对各类IT人才需求的重要依据;成为我国医疗卫生信息技术人员和医学院校学生走出国门与国际接轨的桥梁和纽带;成为我国全体医务人员和医学院校在校生必须掌握的一门现代化工具,从而提高医疗卫生行业的整体服务水平,为更多的患者提供更加优质的服务。 卫医研教发[2007]02号文件指出:加速推进信息技术在医疗服务、预防保健、卫生监督、科研教育等领域的广泛应用,普及医疗信息化知识,充分利用现代远程教育手段为广大医务人员提供继续教育机会,快速培养符合我国医疗卫生行业信息化建设急需的专业人才,满足人民群众日益增长医疗卫生服务需求。 卫医研教发[2007]03号文件指出:随着信息技术在医疗卫生领域的广泛应用,对“医信”复合型人才的需求已成为各级医疗机构在医疗信息化建设、应用和管理中急需解决的首要问题。 作为国内的大专院校,其教学的宗旨与目的是为基层输送大量的实用型医学人才,同时兼顾了向更高层次医学教育输送可持续培养的医学生。无论是从实用出发还是从可持续的培养出发,医学生在医学信息学上的教育都不容缺失。 四、目前医学信息教育环节当中的拓展方向 医学信息学是医学和计算机学科的结合,是医学发展的必经阶段。[2]该学科的发展需要大批掌握相关计算机技术和医学只是的高素质符合人才。 当前社会对于医学信息处理方面的人才需求量大,通过课程建设能够培养出符合社会要求的懂得医学信息处理应用类人才。使学生掌握医学图像的相关概念与图像处理中的图像变换,增强,恢复,压缩,图像的分割及特征提取等基本理论;掌握医学图像处理的基本理论、技术、方法、应用和进展;了解医学信息三维可视化的技术和基本实现方法;并在此基础上掌握医学图像处理的整体结构框架,逐渐形成观察、思考、分析和解决有关理论和实践问题的能力,并通过图像处理算法的编程来提高学生的动手能力。这样的才能使学生在数字化医院建设的大背景下适应需求,提高竞争力。[7] 五、专科层次开展医学图形图像教学的必要性和可行性 医学图像处理是当今各医学领域应用和需求广泛的一门学科,是生物医学工程专业的必修课程,也是计算机科学与技术(医学应用和医学智能信息处理方法)的专业主要课程。设置本课程的目的是:(1)使学生掌握数字图像的相关概念与图像处理中的图像变换,增强,恢复,压缩,图像的分割及特征提取等基本理论;(2)掌握医学图像处理的基本理论、技术、方法、应用和进展,并在此基础上掌握医学图像处理的整体结构框架;(3)掌握数字图像与医学图像处理的基本方法,逐渐形成观察、思考、分析和解决有关理论和实践问题的能力,并通过图像处理算法的编程来提高学生的动手能力。[7][8] 目前国内的专科院校鲜有开展这门学科的基础教育,主要原因是相关的教学条件要求较高(师资,设备)。但是做为专科院校,无论是从向基层输送基层的医疗服务人才这个方向来看,还是从为本科医疗院校输送继续教育人才方面来看,我们都有必要把这门重要的学科,在医学类专科层次进行普及性的基础教学。最为恰当的方式就是在医学信息学的教学内容中补充丰富医学图形图像内容。 专科层次的学生有他们的特点:基础和自学能力有待强化,而且在校学习时间比较短,他们需要和能够掌握的是跟专业相关的简易并实用的医学信息概念和技术,而不是高深的理论。根据专科学校的特点和学生基础情况,以及各用人单位(基层医院)对医学信息技术的需求情况,查阅国内外各医学院校医学信息专业教学资料,在现有计算机课程内容基础上,引入一定课时的医学数字图形图像处理,通过实践教学进行论证之后,完善出一套适合专科层次的教学大纲和实验大纲。 通过对大专医药各专业学生进行实用的医学信息技术与医学图形图像学教育,其目的是使学生更能适应各专业岗位的需求,从而提高专科层次毕业生就业竞争力;提高基层医疗卫生行业的整体服务水平,为更多的患者提供更加优质的服务。 医学图像处理论文:医学图像处理课程在线学习系统设计 摘要:《医学图像处理》作为生物医学工程专业的一门专业必修课,教学内容多,课时安排紧凑,不利于同学们对理论知识的消化理解,同时书本资料匮乏,电子资料不易搜索,导致了部分同学学习积极性不高,学习效率低下。在线学习系统作为一种新的教学模式,利用计算机互联网实现网络授课、学习、文档共享及师生在线交流,突破了传统教学的时空限制,具有资源共享、快捷高效等优点。该课题经过系统需求分析的调研,运用Dreamweaver软件开发平台、ASP动态网页制作和ACCESS数据库开发技术,通过编写VBScript脚本语言,设计完成了一个基于B/S网络框架的《医学图像处理》课程在线学习系统。 关键词:在线学习系统;ASP;ACCESS数据库 1系统开发环境及工具 本课题采用Windows XP及以上操作系统、ASP和ACCESS完成本次设计。ASP是美国微软公司出品的WEB编程语言,运行环境是微软出品的WEB服务器IIS。数据库采用ACCESS数据库。 其他软件包括:IE6以上、Dreamweaver7或更高的版本。 2在线学习系统的设计 2.1系统总体结构的设计 系统主要有以下模块构成:用户管理模块、公告栏模块、留言板模块、友情链接模块、下载资料模块、聊天室模块、在线练习模块。现对用户管理模块设计简单介绍。 用户管理模块主要包括用户注册、管理员审核、个人信息修改、删除用户等等操作,管理员、教师、学生都会涉及这一模块的制作。 图1管理员主页 2.2后台数据库的设计 人们把数据库设计分为需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、数据库实施、数据库运行与维护6个阶段。概念结构设计就是对信息世界进行建模,常用的概念模型是E-R模型,它是P. P. S. Chen于1976年提出来的。 概念结构设计的任务是在需求分析阶段产生的需求说明书的基础上,按照特定的方法把它们抽象为一个不依赖于任何具体机器的数据模型,即概念模型。概念模型使设计者的注意力能够从复杂的实现细节中解脱出来,而只集中在最重要的信息的组织结构和处理模式上。 概念模型(E-R模型)的组成元素有:实体、属性、联系,E-R模型用E-R图来表示。实体是用户工作环境中所涉及的事务,属性是对实体特征的描述。 3在线学习系统的实现 在正确安装IIS之后,即可进行程序语言的编写和程序调试。 3.1连接数据库 不同数据库有不同的连接方法,对应ACCESS数据库,有字符串连接方法和DSN链接方法此处使用第一种,代码编写如下: 由于几乎所有的ASP动态网页都需要连接数据库,所以将以上字符串连接数据库方法粘贴到config文件下db.asp文件中,而在其他需要调用数据库的文件中调用此文件即可,调用方法为: 3.2功能模块的实现 在完成以上操作之后可以开始进入整站制作的过程,动态页面从流程图开始,涉及到的具体语句中只对较为重要的编程语言进行讲解。 3.2.1引用文件编写 由于在编写程序时,ASP本身提供的函数并不足以满足我们的所有应用,所以在设计时将经常用到的一些功能如:连接数据库语句、翻页功能等编写为引用文件,在需要使用这些功能的文件头部引用即可,将这些文件统一存放config文件夹下。 3.2.2模块实现 此处选取注册功能进行讲解。 在本站中,没有注册成功或者审核通过的用户无法浏览网站内容的。 用户注册功能是本站开始设计的第一个步骤,也是一个很基础的功能,以上叙述的设计过程是以后每一个功能模块都严格遵循的设计过程,在每一个模块完成之后,都要开始进行相应的运行与调试。 4系统运行与调试 4.1测试概述 本章根据用户需求,设计测试用例,对软件进行系统测试。并根据测试结果填写测试表格的测试结果栏。测试的重点是确保各项功能的正常运行。测试的目标是确保所开发的功能符合用户的需求。 4.2系统部分测试 在第四章设计系统实现中重点讲了注册功能的实现,此处也以注册页面的测试为例讲解测试步骤。 在Dreamweaver中打开register.asp页面,点击在浏览器中预览/调试按钮。根据流程图3,首先验证用户名或者密码为空情况: 验证同名用户是否能够注册: 注册成功时: 打开后台数据库文件,验证用户信息是否写入数据库中: 图7注册成功时数据库内容 可以看到最后一名用户就是刚刚注册的用户,其姓名、性别、联系方式等内容都与注册内容一致。u_check默认为空,在管理员审核通过之后用户即可登录本站。 5结论 本课题实现了一个基于ASP和ACCESS的医学图像处理在线学习系统,可供学生、教师、系统管理员三方用户安全使用,界面友好、功能完善、通用性强。其主要模块包括:公告管理、留言板管理、友情链接管理、学习资源管理、聊天室管理以及在线练习管理等。 该系统简介易用,投入使用之后可以利用计算机互联网实现网络授课、学习、文档共享及师生在线交流,突破了传统教学的时空限制,具有资源共享、快捷高效等优点,可以有效地促进该课程的理论和实验教学,帮助改善同学们的学习状况,常适用于高等院校的远程教学,具有非常广阔的应用前景,由于预算有限和时间仓促,本系统尚存在如下一些缺陷: 未能购买域名、将系统放在网上进行远程调试; 整站结构的设计还不够十分合理,网站结构使用了两种方式,既存在以身份为划分建立的admin、stu、teacher文件夹,也存在以功能为划分的message文件夹,可能造成网站投入使用之后的功能移植会比较繁琐; 系统缺乏统一的排版格式,而且为了节约空间,提高页面载入速率,网站所用图片很少,也没有复杂的布局结构,导致整站虽然简洁,但是缺乏美感,可能不足以在视觉上吸引同学; 多数页面只是实现了基本的功能,如添加习题、公告等,但是目前还缺乏实质性可以立即投入使用的内容; 友情链接功能与学习资料上传功能还面临路径和文件名不能包含中文字符的问题。 除此之外,随着浏览器版本的提升,众多浏览器厂商对安全性的控制更加严格,系统中很多html静态网页的特效不能显示,比如对于按钮或者图片,可以制作为鼠标放上去之后显示一些说明文字,但是在实际应用中chrome内核的浏览器选择直接直接忽视其内容,IE内核的浏览器会提示限制此文件显示可能访问计算机的活动内容,这样的页面会带给用户安全性能上的顾虑,但是,缺乏这些特效的网站在外观的吸引力方面又有所降低。 在线学习系统是一个正在兴起的应用领域,主要利用页面制作、数据库等技术实现网上教学的实时性、交互性、动态性。本系统突破一般多媒体辅助教学工具的思想,目的是尽可能将现实的活生生的教学环境和方法应用于网络教学中,提高学生网上学习的兴趣,从而真正提高网上教学质量。作为传统教学的延伸,信息化教学的作用正逐步被人们所重视,随着网络技术和多媒体技术的进步,信息化教学系统还会有更多的发展空间。 医学图像处理论文:医学图像处理课程的教学经验探讨 摘要:本文分析探讨了医学图像处理课程的特点,结合医药院校学生的实际情况,从课堂教学所用教案及实验教学所选软件和内容两个方面对医学图像处理课程教学方法进行了探讨。 关键词:医学图像;多媒体;Photoshop;MatLab 《医学图像处理》是以《数字图像处理》为基础,结合医学院校的特点和教学要求,以医学图像为处理方向,开展的一门课程。作为一门医科院校的工科课程,《医学图像处理》课程的对象是医学院校的工科学生,是生物医学工程、计算机科学等专业的必修课程。该门课程教授的是指将医学图像信号转换成的数字信号用计算机技术对其进行处理的算法和过程,要求学生既掌握基础的医学常识又有教深的计算机编程的经验。由于专业与课程的特殊性,导致该课程在教学过程中存在些许问题和困难:如学生没有较强的基础理论知识,听课过程中遇到困难,容易失去学习兴趣,不能掌握专业知识,或者只懂理论而不知道如何在计算机上编程实现应用。经过多轮的教学和不断的探索,将已有的一些经验做一个小结,以期对提升教学效果有所帮助。 1 多媒体动画教案的优势和应用 《医学数字图像处理》课程需要重点讲解的内容包括:图像运算、图像灰度变换、直方图处理、图像的空域增强及频域增强、图像分割、图像配准、图像复原、图像压缩编码、形态学处理等内容。图像处理课程涉及面广、跨度大、内容多,且具有较强的工程性,在教学上存在一定难度。多媒体动画教案的应用能将学生难以理解的抽象内容及复杂的变化过程,通过动态模拟和局部放大的手段,动态直观地展现在学生面前,将抽象的算法转换为浅显生动的形象[1]。 例如进行图像增强时常采用均值滤波和中值滤波算法,仅用数学公式教导的办法,因其较抽象导致效率低且效果不好,将算法步骤先用动画直观展现出来,再结合数学公式解释阐明,大大降低了学习难度,保证了学生的学习兴趣。又例如频域滤波法中的高通滤波算法可增强图像的高频分量而滤除图像的低频分量从而达到突出图像边缘的目的。这一算法是基于傅里叶变换及信号处理等抽象理论发展出来的,理解起来有一定的难度,在课堂上,首先给学生展示一张脑部CT图片及其对应的频域图,对应高通滤波算法逐渐改变滤波范围使原来的图像相应发生改变,让学生对脑部CT图片在计算机上进行逐步动态锐化,锐化后脑膜轮廓清晰可辨,达到了增强图像边缘的目的。利用多媒体教学,可以直观地看到图像在处理前后的明显变化,便于学生接受,增强了学生对重要概念的理解,提高了教学质量和课教学效率。多媒体的动态教学需要贯穿这个课程始终,例如讲解图像灰度变换时可以开窗算法为例,辅以显影效果不甚理想的医学图片如细胞显微图等讲解利用代数运算对图像进行处理的方法,并将处理后得到的增强图片与原图像加以比对,让学生真切地看到图像处理的作用,了解其价值和意义。此类例子还有很多,通过具体的医学图像实例进行直观生动的课堂演示,可以提高学生的学习兴趣让他们积极参与到教学过程中来,成为教学中的主体。 多媒体动画教案在教学中的作用不言而喻,因此制作合适的教案是能否成功完成教学任务的关键。经过多轮的摸索总结,我们发现教学案例的选择要结合实际,除了让学生掌握理论外,还要让他们知道学到的知识可以用到什么方面、怎么用。 2 实验教学工具与内容的选择 目前,医学图像处理教学选用比较多的软件有PhotoShop、Matlab和VC等。在实际教学中需根据学生的特点选择不同的医学图像处理教学软件,比如我们学院生物工程专业学生编程基础较弱,在学习医学图像处理时选择的是PhotoShop和Matlab,通过PhotoShop软件向学生展示各种医学图像处理算法的实现效果[2],而使用Matlab编程工具实现各种图像处理算法,另外调用Matlab图像处理工具箱中的系统函数可以实现医学图像的增强、分割等基本图像处理功能,可以让学生掌握一些基本的医学图像处理编程方法。而对于计算机专业的学生,由于他们系统地学过计算机课程,因此在医学图像处理实验教学时就采用VC编程实现各种图像算法。首先提供给学生一个用VC编写好的图像处理平台代码,然后交给学生如何在该平台上增删改他们所需要的图像处理算法。尽管直接使用VC++编写医学图像程序通常代码都比较长,学生比较难掌握,但是采用VC编程相对MatLab编程而言更容易实现可视化界面,编写出的程序可以模仿PhotoShop软件的部分功能,极大地提升了学生的学习兴趣。除此之外还可以使学生了解医学图像处理的每一个细节,彻底领悟医学图像处理各种实现算法的精髓,从而加深对抽象的医学图像处理理论的理解。 在实验内容的选择上多选用验证性算法,以期让学生通过实验巩固和加深对医学图像分析的各种常用算法的理解与掌握在我们的教学中;为了提高学生对实验的重视程度和实验积极性,将实验考核成绩引入总成绩,占到总成绩的10%-20%。 3 小结 本文对医学图像处理课程的特点,课堂教学方法及实验教学工具和内容的选择进行了探讨。由于医学图像处理课程难度大,理论性和实践性均很强,教师在教学时需根据医学院校学生理工基础弱,编程能力差的特点选择合适教学方法帮助学生克服困难,提升教学效果。 医学图像处理论文:计算机图像处理技术在医学中的应用 摘要:现代医学越来越离不开医学图像信息、医疗设备或系统的支持,在医学图像处理和医学设备中,超声成像、CT、磁共振、外科手术、中医舌像诊断都与计算机图像处理技术息息相关。 关键词:计算机技术;医学图像;图像处理技术 1医学图像的种类 随着计算机技术和医学的发展,医学图像信息在临床诊断中起着越来越重要的作用。目前,供医学研究和临床诊断所需要的医学图像多种多样,如:B超图像、MRI图像、CT图像、PET图像、SPECT图像、数字X光机(DR)图像、X射线图像、各种电子内窥镜图像、显微镜下病例切片和显微镜下细胞图像等。利用计算机技术处理这些图像,不仅可以提高医学临床诊断水平,还能为医学培训、医学研究与教学、计算机辅助临床外科手术等提供必要支持[1]。 2医学图像处理技术的内容 在医学图像处理中,计算机起着至关重要的作用。广义的图像处理技术包括:图像的获取、图像的存储、图像的传递、图像的处理和图像的输出,这些处理工作都需要用到计算机技术。狭义的图像处理主要研究计算机可以实现的算法,包括:1)几何处理:包括改变图像的大小,旋转、移动图像等。2)算数与逻辑预算:包括图像的加减乘除、与或非运算等。3)图像数字化:将模拟形式的图像转化成数字图像。4)图像变换:为了方便后续操作,改变图像的表示域和表示数据,如傅里叶变换、余弦变换、小波变换等等。5)图像增强:改善视觉效果和图像质量,如对比度增强、平滑、校正等等。6)图像复原:修复失真图像以尽量接近原始的未失真的图像,如频域中的恢复方法、最大熵恢复、运动模糊恢复等。7)图像压缩:为了有利于图像的传输和存储,将一个大的数据文件转换成较小的同性质的文件,如自适应编码压缩、基于人工神经网络和小波技术的压缩等。8)图像分割:将图像中感兴趣的部分分割出来,为后续图像分析和理解打基础,如边界检测、区域检测等等,具体可以参考文献[2]。9)图像的表示和描述:对已分割的图像进一步表示和描述,以更适合计算机进一步处理,如颜色提取、纹理提取、区域集合特性等等。10)图像分类识别:根据提取的特征来分类识别图像,如人工神经网络、支持向量机、模糊识别等。11)图像重建:将一组关于目标的某一剖面的一维(或二维)投影曲线,重构该剖面的二维(或三维)图像的技术,如投影重建、3D重建技术等。一般所说的图像处理指的是狭义的图像处理。 3计算机图像处理技术在医学中的应用 3.1图像处理技术在超声医学成像中的应用 超声成像过程中图像处理的方法有很多,其中主要的有图像平滑处理、图像伪色彩处理、图像纹理分析、图像分割、图像锐化处理,以及图像增强处理等图像处理方法[3]。在B超图像中,不可避免会出现噪声,噪声的存在对某一象素或某幅图像是有影响的,因此要平滑图像,去除噪声,为图像的后续处理做准备。为了使B超医生更好的识别B超图像信息,可以用不同的颜色来表示图像中的不同灰度级,达到图像增强的效果,可识别灰度差较小的像素,这种用彩色差别代替灰度差别而组成的图像,即为伪色彩图像。B超图像中存在颗粒状纹理,其主要有以下两种情况引起的,一种是B超图像本身的斑纹,是无用的信息,另一种是由被检查者的组织结构引起的,是有用的信息。正常和有病变的器官图像组织颗粒分布不同,即纹理也不同,因此,对B超图像进行纹理分析,从而判别病情。图像分割是将病变区域分割出来,以便测量其大小,体积等,为诊断提供必要数据。除此之外,还要用到图像锐化处理和图像增强等计算机技术处理B超图像。 3.2图像处理技术在CT和MRI中的应用 CT的本质是一种借助于计算机进行成像和数据处理的断层图像技术。虽然X线透视可使人们了解人体的内部结构,但只有CT通过计算机在排除散射线和重叠影像的干扰并对X线人体组织吸收系统矩阵作定量分析后,才从根本上解决了分辨率问题。计算机在CT系统中要完成图像去噪、图像的增强、图像重建等任务。没有计算机技术,CT设备的发展是不可想象的[4]。在磁共振中,图像处理技术包括图像去噪、图像增强、图像复原、图像三维重建等操作,磁共振成像也离不开计算机图像处理技术的支持。 3.3图像处理技术在图像引导外科手术中的应用 手术导航(Surgical Navigation)是近二十几年迅速发展的微创外科(Minimally Invasive Surgery,MIS)技术之一。图像引导外科系统利用医学影像和计算机图像处理技术,可在术前对患者多模态图像数据进行三维重建和可视化,获得三维模型,制定合理、定量的手术计划,开展术前模拟;在术中利用三维空间定位系统进行图像和病人物理空间的注册或配准,把患者的实际体位、手术器械的实时空间位置映射到患者的三维图像空间,对手术器械在空间中的位置实时采集并显示,医生通过观察三维图像中手术器械与病变部位的相对位置关系,对病人进行精确的手术治疗[5]。它把图像图形处理、空间立体定位、精密机械和外科手术等结合在一起。医学图像自动处理算法诸如图像分割、滤波、特征提取算法在图像引导外科中发挥着重要作用。 3.4图像处理技术在中医舌像诊断系统中的应用 计算机图像处理技术在舌象综合定量化研究中起着重要作用,也是舌诊现代化的发展方向之一。中医舌象诊断系统运用色度学、近代光学技术、图像处理技术和计算机硬件技术等学科技术,其中图像处理技术是关键技术之一。在该系统中,要对舌象进行预处理,包括去噪、图像分割等操作。建立颜色模型,根据模糊数学理论,确定有关舌象的定义域,进行特征提取和纹理分析等,这些都是计算机图像处理技术。 4结束语 现代医学越来越离不开医学图像信息的支持,在医学图像处理中,计算机技术起着至关重要的作用。在医学领域中,超声成像、CT、磁共振、外科手术、中医舌像诊断都与计算机图像处理技术息息相关。随着计算机技术和医学的发展,计算机图像处理技术会在医学领域中得到更广泛的应用,医学领域也更离开不计算机图像处理技术。 医学图像处理论文:远程高精度医学图像处理技术浅论 摘要:远程高精度医学图像处理技术是指满足医学质量及其要求,包含医学完整信息的高质量、高清晰、高精确的医学图像处理技术。它包括医学影像的采集、图像缝合、图像压缩、图像存储、图像传输及其图像的复原再现的过程。 关键词:远程医疗;高精度;医学图像;处理技术 一、远程高精度医学图像处理技术的概念以及特点 (一)远程高精度医学图像处理技术的概念 远程高精度医学图像处理技术是指满足医学质量及其要求,包含医学完整信息的高质量、高清晰、高精确的医学图像处理技术。它包括医学影像的采集、图像缝合、图像压缩、图像存储、图像传输及其图像的复原再现的过程。 (二)远程高精度医学图像处理技术的特点 通过国家构建的交互式计算机系统实现医学图像的静动态解析及其多点交互,完成了病理图像的无缝拼接,完善了医疗卫生事业的信息化、数字化的进程,无疑是中国科学技术的一大进步! 远程高精度医学图像处理技术运用计算机、通讯、 医学设备和现代技术,通过图像、数字数据信号、符号等将病人的病历资料远距离输送和传输,实现了医学专家和医生、病人之间在不同地方直接的交流和诊治。 二、国内外远程高精度医学图像处理技术的内容及方法 远程高精度医学图像处理技术与其他图像处理技术(传统高清视频会议系统)的区别和联系视频会议系统技术和高清视频会议系统(NETMEETING),一般的卫星传输,音视频压缩技术。 远程高精度医学图像处理技术的几个重要发展历程,远程高精度医学图像处理技术的技术实现及其高端设备全自动数字病理切片扫描仪的运用。 三、全自动数字病理切片扫描仪的应用 (一)全自动数字病理切片扫描仪的技术特点 远程高精度医学图像处理技术与其他图像处理技术的区别和联系:视频会议系统技术和高清视频会议系统一般的卫星传输。远程高精度多路医学动态解析转移及多点交互系统、远程静态医学图像交互式讨论系统、远程病理无缝缝合拼接及诊断数字技术系统病理工作站、远程手术指导系统、远程查房系统及其电子医院数码技术系统、远程高精度皮肤检查系统、体征检查内镜系统、远程医学影像阅片及讨论系统、及其远程培训及其教育系统。 实际上远程高精度医学图像的获得虚拟病理切片是利用电脑控制显微设备或者CCD镜头的上下运动,一张一张的通过面扫描自动采集放大后的图像,这种信号是计算机能够识别处理的数字信号,较以前的线扫描有了很大的提高,然后通过储存自动缝合拼结成一张信息完整的数字病理图片通过光纤发到服务器上或者其他计算机中,通过图象处理软件可以对图象进行编辑处理,这种能够虚拟观察的计算机可以被认为是虚拟显微镜,一个很大的图像通过软件的处理,可以压缩以后传到世界任何一个地方。 总体来说,数字病理切片技术应用显微图像数字化目前世界上和国内的应用上还停滞在局部图象扫描的数字化的水平上,就是通过显微镜或者摄象机或者数码相机中的CCD采集很多张或者上百张用来诊断病情或者做出分析并且复原出病理图象的照片,远程诊断和进行专家讨论,为专家提供了非常有用而真切的医学图像信息,使专家能够很快地浏览图片上的医学信息,非常方便而准确,节省了大量时间和资源,方便了医生和患者,它的推广给现代医学带来了观念性的技术变革。 (二)全自动数字病理切片扫描仪的应用实例分析 数字病理切片可以进行远程会诊和远程诊断病情,医院可以制作数字病理虚拟切片和一些病理资料通过软件进行查看和浏览,分析和判断并且得出病情的判断,医院可以收集病人会诊的病历资料进行局部的切片扫描,随意进行放大和压缩的进行观察也可以上传到服务器上,提供给大家查阅,对大病技术特别是肿瘤的病变有了很好的效果,也可以实现资源共享,完全达到病理资料的电子化、数字化、技术化。 四、高精度医学图像数字处理技术的发展展望 南非项目,西部为民工程,云南县县通工程,南方医院工程,协和医院,中山医院,瑞京医院的运用情况,印度运用情况,ATA年会及其科技部国际培训班情况,人类的安康,天下的福址,解决了人民的看病难看病贵,医疗资源分布的严重不均。天正在使用的绝大多数远程医疗系统采用了两种不同技术类型。一种叫做存储和传输,用于将数字图像从一个地方传到另一个地方。数字图像在原始拍摄处传输到另一个地方,这是一种非实时的典型应用。美国未来学家阿尔文?托夫功多年以前曾经预言:“未来医疗活动中,医生将面对计算机,根据屏幕显示的从远方传来的病人的各种信息对病人进行诊断和治疗,”这种局面己经到来。
汽车智能技术的产生来源于人工智能技术,具有操作简单、可靠性高等优点,现在被广泛应用于汽车系统的开发上。与此同时,无人驾驶被很多内行关注追捧。无人驾驶汽车主要是由安装在汽车内部的计算机所操控,这个计算机,是整个自动化驾驶的优秀。所有的操控,都是由这个计算机发出指令。[1]无人驾驶汽车是基于高科技研究的,它由多种样式的多种类别的传感器组成,这样的传感器,就好像汽车的每一条"神经",传输给相当于大脑的计算机,再由计算机发出每一条指令。这使得汽车能够在无人驾驶的情况下,仍然能够判断路况与方向,选择路线。近年来,许多国家和地区都在无人驾驶的领域上进一步加快布局。直至2016年,全世界无人驾驶行业的市场规模已超过了300亿元,无人驾驶行业正处于快速发展的时期,与之有关的法律法规也在不断的制定完善。[2]当前,国际上的各个地区,都开始加快自动化领域的研究,不仅仅是无人驾驶汽车技术!它虽然不是国家发展最为重要的技术优秀,但确实是与人们的生活最息息相关的一项技术,因此,我们今天研究的重点,便是这无人驾驶技术。那么,它到底是由怎样的系统组成的呢?它又隐藏着怎么样的电子信息技术的奥秘呢?下面,就让我带领大家来对他进行一次身份大揭秘。 1无人驾驶系统的组成及其关键技术 无人驾驶系统是由雷达、计算机视觉触觉感应系统,通过各种感应器感知汽车本身的状况来进行工作的。汽车的自动驾驶是由人工智能算法模拟人的思考决策过程来实现的。[3]在传统的无人驾驶系统中,汽车内部并没有安装这样一个主要负责计算预测的计算机,大部分的无人驾驶汽车都是根据对车身周围环境的检测,进行信息采集并分工整理的。这样的信息模拟,往往会出现检测失误或者受环境影响的问题,因此,随着现代技术的发展,计算机模拟系统逐渐取代传统的环境监测系统。 2智能传感系统 在无人驾驶正在快速发展的时代,智能传感器系统越来越多的被作为无人驾驶汽车检测周围环境,分析路况的重要凭据。到目前为止,视觉传感器和环境传感器成为智能传感系统的重要组成部分。其中,视觉传感器的主要应用,就是视觉导航。可能人们会有疑惑,无人驾驶系统,为何还需要导航,其实,不妨换个角度考虑,无人驾驶与人工驾驶本质并无异,人工驾驶汽车时,人们在无法知晓路边环境或者行驶路线时,都需要导航系统的指引,而无人驾驶也是有人工智能操作,也需要一定的基础支持,这也就是视觉导航存在的重要原因,他就相当于人工智能进行汽车驾驶的“眼睛”,时刻为人工智能观测前方路线,以便计算机做好下一步的计算与操作。 3路况分析与路径规划 驾驶员自行判断行驶方式是根据路况来确定的,而无人驾驶是根据高精度三维道路模型来确定的。对于无人驾驶来说,高精度三维路况图的实时性要靠所有装备自动驾驶系统的车辆共同收集路况信息来保证,一般通过给采集车配备众多的传感器、激光测距雷达、汽车内的物理雷达来检测路况。其中三维的路况图相比于其他维度的路况图来讲,具有精准度高的特点。但是除此之外,要想有一个宏观且详细的路况说明,还需要有一个精准的定位。这些都具备了以后,无人驾驶技术才算有了灵魂与骨肉,才能让无人驾驶汽车时刻感知自己所在的精确位置,从而到达自己的目的地。对于路况规划来说,规划的主要内容大约有三个方向:道路宏观整体的规划、每天具体道路及路线的划分与判断、车道信息的分析与判断。详细来说,人工驾驶的汽车在上路时,都要对线路有一个具体的规划,无人驾驶汽车也是如此,如果没有对于整个道路与路线的提前的规划与分析预测,又如何选择最安全最便捷最快速最节省的路线?而电子信息技术在这个过程中的应用就是算法应用,安装在无人驾驶汽车内的电子高精度计算机,在汽车上路时,对路况与路线进行扫描后,就开始进入高速计算运转系统,它们会将每一条道路的路线信息通过算法进行运算,最终选择最小的数字,通过计算机将结果传输到导航系统,并最终指引汽车去往已经规划好的路线,到达目的地。 4车辆控制与自动驾驶 自动驾驶汽车其实并不是有多么的神奇,在AI如此高速发展的时代,任何事情都可以成为可能。机器人作为当代能够代替人工的重要工具,已经应用于我国的各个行业和领域。其实,从本质上来说,无人驾驶汽车,就相当于是机器人代替人工驾驶的汽车。AI智能技术作为电子信息技术的重要组成部分,如今大范围应用于汽车领域,这便是电子信息技术在无人驾驶汽车中的最为广泛且经典的应用。那么这样的“机器人”是怎样驾驶汽车的呢?其应用的主要原理只有两个:动力性原理及传感器识别。当汽车进入一种启动状态时,汽车就有了出发的动力,在动力的波动下,汽车内的传感器就将这样的感觉传输到汽车的内部感觉系统,也就是机器人的大脑,同时,在上文中提到的路况分析器进行了路况扫描后,传感器都将这所有的信息传输到汽车的优秀部位———大脑,进行计算机的高速运算,等待运算完成后,再通过传感器,将结果传输出来,最终汽车接受到信号,开始自动驾驶汽车。 5结语 当前,无人驾驶汽车技术已经达到了自动化技术的最高层次,因此,他的安全系数与灵活性经过了多次的测试,一定已经达到了最高的水平。当然,在日益复杂的道路路况上,一定会出现各种各样的紧急情况,无人驾驶汽车技术除了具备高精准,高智商,高预测的能力外,还要具备灵活处理各种紧急情况的能力。但是,我们现在的技术,还并不能发到这样的高度,因此,就需要我们的电子信息技术水平有更大的提升,就需要我们新一代的人才更加努力。 参考文献: [1]乔维高,徐学进.无人驾驶汽车的发展现状及方向[J].上海汽车,2007(7):40-43. [2]端木庆玲,阮界望,马钧.无人驾驶汽车的先进技术与发展[J].农业装备与车辆工程,2014(3):30-33. [3]潘建亮.无人驾驶汽车社会效益与影响分析[J].汽车工业研究,2014(5):22-24. 作者:刘士晗 单位:衡水第一中学673班
电子商务信息安全技术研究:电子商务信息安全技术探讨 摘要:随着信息技术的发展及电脑、手机等电子设备的普及,电子商务逐渐成为现代经济生活的重要组成部分。电子商务作为一种信息化、网络化的商贸手段在全球经济一体化的进程中发挥着重要作用。网络作为电子商务的交易平台,在电子商务的交易过程中涉及财产与信息交易,需要对其的安全有所保障。本文将结合电子商务的信息安全需求对其信息安全技术展开讨论。 关键词:电子商务;信息安全;安全技术 电子商务的网络化及信息化优势使得电子商务在激烈的交易市场竞争中发展起来,电子商务通过充分利用互联网平台的传播优势以及银行方便快捷的电子支付形成整个交易体系,不仅能使得卖方平等竞争,买方也能方便地择优而选。与传统的交易形式相比,电子商务所具备的交易虚拟、成本低廉、交易范围广等优势都更符合现代经济的发展。 1电子商务的信息安全需求 电子商务是一种通过互联网技术实现交易双方网络交流并完成双方交易的促进全球经济一体化的交易模式,信息技术的发展为电子商务提供了具备可行性的平台,电子商务也成为现代社会进入新的经济活动时代的重要标志。发展电子商务不仅能转变经济增长模式,还能提高国民的经济生活质量和效率,是我国实现全面小康社会的重要推助力。电子商务的网络化交易形式提高了交易的效率,但也带来了一些潜在的安全问题,其中最为突出、广受关注的就是电子商务信息安全问题。交易过程中存在着交易双方私人信息的处理、传送及存储过程,会有被不法分子窃取或者篡改的可能,这就需要确保电子商务交易过程中信息交流的保密性。电子商务的飞速发展导致一些投机取巧的行为发生,有的实物商品交易卖家却只虚拟发货从而谋取高额利润,也会存在买家随意拒收导致卖家蒙受损失的现象,所以这就需要交易双方身份真实可靠,不能虚假捏造,交易过程中发生问题能及时联系解决。电子商务的运行系统也需要极高的安全性,不能泄露交易双方的私人信息,需要确保软件的可靠性。 2电子商务信息安全技术 2.1信息加密技术 加密技术主要是通过密码算法对明文数据进行转换的信息安全技术,加密算法对应的加密密钥不尽相同,打开明文时需要输入对应的密钥,很大程度上增强了用户的信息安全性。信息加密技术实现了保存数据完整性的功能,阅读被加密的明文只能通过输入对应密钥来实现,是一种主动防窃的加密行为。密钥因其使用方式还分为对称密钥和非对称密钥两类密钥加密方式,对称密钥加密在加密与解密时都使用同一密钥,具有运算量小及速度快的优点,但是一但密钥被泄露,加密功能也就消失了;非对称密钥加密中的加密密钥和解密密钥不同,用户自己设置保存解密密钥并将加密密钥公开发送给明文接收方,保密性较对称密钥加密技术好,但运算量较大。 2.2认证技术 信息及身份认证技术是信息安全加密技术中重要的保密方式,普通的加密技术还有很多缺陷,认证技术在加密技术的基础上辅助信息安全工作更好地执行。信息及身份认证技术主要有数字签名、数字信封、数字摘要及数字证书四种,数字签名是用来确认用户身份的绝佳技术手段之一,不同于普通加密技术的密钥传递,数字签名能有效保证用户本人执行工作的真实性,数字签名下进行的密钥传递就如同发送者的亲笔签名一样,只被发送者持有的私钥才是真实有效的解密密钥,数字签名在密钥的基础上,能够对源文件进行鉴别保证文件的真实性并能保持文件的完整不被破坏;数字信封则是保证只有发送对象才能接收文件的有效手段,同样是建立在密钥的基础上,通过非对称密钥与对称密钥相结合的方式,即文件接收者先用私钥解开文件获取对称密钥从而获取全部文件内容,这样使得信息安全更有保障;数字摘要技术主要通过单向哈希函数进行转换运算后取得摘要编码实现信息安全保障的,可有效保持文件完整性;数字证书相当于用户的数字身份证,确保电子商务交易中的身份认证的真实性,并在交易中产生数据从而确保交易不可否认,确保交易数据的安全性,确保电子签名的可靠性。 2.3防火墙技术 防火墙的主要作用是阻挡对防火墙内部资源的访问,通常情况下会将公共数据和服务设置放在防火墙外侧,有人访问时只能访问外侧的内容,对内部资源的访问会被限制。防火墙具备简单实用的特点,其中的滤波技术能有效地降低网络性能,作为一种实用的信息安全技术还具备透明度高的特点,保证在不修改原有的软件运行环境的情况下起到保护信息安全的作用,但存在无法保护精确的信息安全的缺陷。 3结论 电子商务在现代经济生活中起到了无可替代的作用,在逐渐取代线下商务的发展情况下,电子商务相关技术的研究、发展及完善就要受到足够的重视,确保能提供给人们一个健康安全的交易环境,促进电子商务更好地发展。现今电子商务中的信息安全技术存在或多或少的缺陷,需要相关工作人员投入研究并将其完善,从而更好地保障用户的信息安全。 作者:吕汶洁 陈薛镅 李丹丹 单位:沈阳理工大学 电子商务信息安全技术研究:电子商务信息安全技术论文 摘要:随着科学技术的发展和时代的日新月异,我们的生活在不知不觉中发生了翻天覆地的变化,就连最基本的购物和消费都在默默变化着。近年来,随着亚马逊、阿里巴巴等电子商务如火如荼地闯入大众的视野,“电子商务”这个在十几年前闻所未闻的名词如今成为人们口中常谈的对象。在大众的口中,“电子商务”这个名词依旧略显陌生和专业,人们常常用“网购”和“网上支付”来代替“电子商务”,实际上说的是一回事。电子商务的出现,打破了空间的束缚,极大地方便了人们的购物行为,刺激了消费,一定程度上促进了经济的繁荣和增长。 关键词:电子商务;信息安全技术 一、电子商务发展存在的风险 第三方的电子交易平台在网络上对于信息进行储存、记录、处理、和传递,以此来协助一次网络消费行为的完成。一般情况下,这些信息都具有真实性和保密性,属于大众的隐私。但是,现在的网络环境比较恶劣,有很多网络陷阱以及刻意挖掘用户信息的“黑客”,从而导致基本信息出现失真、泄露和删除的危机,不利于正常电子商务交易的完成。对于电子商务信息大致上可以分为以下几类:第一,信息的真实性;第二,信息的实时性;第三,信息的安全性。首先,是信息的真实性。电子商务上的基本信息是卖家和买家进行认识对方和分辨商品真实性可靠性的唯一途径,应该绝对真实。一旦出现虚假信息,则属于欺骗消费者,是危害消费者权益的不法行为。其次,是信息的实时性。信息的实时性主要是指信息的保质期。因为很多信息只在一段时间内有效,具有时效性,一旦错过这段关键时期,那么该信息则失去自身的价值,变得一文不值。最后,就是信息的安全性,这也是消费者最为关心的问题。电子商务出现的安全性问题主要表现为客户的信息被删除、篡改从而失真,同时也表现为用户的信息被窃取从而达成其他目的,使得用户的隐私被侵犯,正常的生活受到打扰。 二、电子商务的信息安全技术的内容 2.1 备份技术。相信备份技术对于大众来说不是很陌生。但是很多人却错误的将备份理解为拷贝,从而片面的看待这个问题。电子商务对于网络环境有很大的依赖性,网络环境自身却存在极大的不稳定性,这就导致电子商务的发展存在不可避免的风险,如果没有一个数据库对于基本信息进行存储,那么一旦出现系统故障或者误删的情况则信息永远消失,这对于商家来说是极其可怕的,因此,电子商务的第三方有一个信息储存库,旨在在必要的时刻段时间内将客户的信息及时恢复。这种恢复不是简单的、传统意义上的恢复,而是通过备份介质得以完成的。这样的话,在系统故障或者其他原因导致信息在短时间内无法正常恢复时,可以借助储存在备份介质中的信息将信息还原到原来的备份状态。2.2 认证技术。所谓认证技术其实一个专业术语,道理实际上很简单,就是我们常说的登录口令。认证技术的目的主要在于阻止不具有系统授权的用户进行非法的破坏计算机机密数据,是数据库系统为减少和避免各种破坏电子商务安全的重要策略。登陆口令是我们正常用户进行电子商务平台登录的方式,是大众在网络环境下的身份证。我们每一个用户在使用某一个电子商务平台之前都被要求进行注册,从而决定或者获得自己的登陆口令即用户名和密码。这些登录口令都是都是独一无二的,是我们进行网上交易的身份认证和识别。因为电子商务平台往往具有开放性,一旦没有身份认证后果将不堪设想。人们的信息安全更是没有任何保障。2.3 访问控制技术。访问控制技术也可以理解为访问等级制度,电子商务的系统会根据用户的不同等级对于用户对于系统数据的访问进行一定的控制。等级较低时,则用户的访问权限有限,一些重要的关键的信息则被系统禁止访问,只要当等级较高时才能获得相关权限,这就保证了一些重要信息不会被窃取。关于用户的访问权限也有两层含义,首先是用户能够获得数据库中的信息种类和数量,另一层含义则是指用户对于获取的数据库信息进行怎样的操作。 电子商务的便利性和优点远远大于其存在的信息安全技术风险给人们带来的不便,尽管信息安全技术问题层出不穷,但是大众们依然亲睐和依赖电子商务。但电子商务想要获得更广阔的发展空间,虏获更多人的心,则必须在信息安全技术问题上下一点功夫。其次,对于普通消费者来说,掌握一定的电子商务信息安全知识是十分必要的,它既能帮助我们在需要的时候解决自己原来束手无策的问题,更能让自身的网购行为变得更加安全,减少甚至避免了很多不必要麻烦的出现,因此,不管你从事任何行业,都需要对于电子商务的信息安全问题进行一定的了解。 作者:王传 单位:四川化工职业技术学院网管中心 电子商务信息安全技术研究:电子商务信息安全技术 [摘要]文章主要从技术角度阐述了电子商务信息安全问题,详细说明了电子商务信息存在的问题,并提出了相应的技术解决方案。 [关键词]电子商务信息安全数据加密网络安全 一、电子商务信息安全问题 由于Internet本身的开放性,使电子商务系统面临着各种各样的安全威胁。目前,电子商务主要存在的安全隐患有以下几个方面。 1.身份冒充问题 攻击者通过非法手段盗用合法用户的身份信息,仿冒合法用户的身份与他人进行交易,进行信息欺诈与信息破坏,从而获得非法利益。主要表现有:冒充他人身份;冒充他人消费、栽赃;冒充主机欺骗合法主机及合法用户等。 2.网络信息安全问题 主要表现在攻击者在网络的传输信道上,通过物理或逻辑的手段,进行信息截获、篡改、删除、插入。截获,攻击者可能通过分析网络物理线路传输时的各种特征,截获机密信息或有用信息,如消费者的账号、密码等。篡改,即改变信息流的次序,更改信息的内容;删除,即删除某个信息或信息的某些部分;插入,即在信息中插入一些信息,让收方读不懂或接受错误的信息。 3.拒绝服务问题 攻击者使合法接入的信息、业务或其他资源受阻。主要表现为散布虚假资讯,扰乱正常的资讯通道。包括:虚开网站和商店,给用户发电子邮件,收订货单;伪造大量用户,发电子邮件,穷尽商家资源,使合法用户不能正常访问网络资源,使有严格时间要求的服务不能及时得到响应。 4.交易双方抵赖问题 某些用户可能对自己发出的信息进行恶意的否认,以推卸自己应承担的责任。如:者事后否认曾经发送过某条信息或内容;收信者事后否认曾经收到过某条信息或内容;购买者做了订货单不承认;商家卖出的商品质量差但不承认原有的交易。在网络世界里谁为交易双方的纠纷进行公证、仲裁。 5.计算机系统安全问题 计算机系统是进行电子商务的基本设备,如果不注意安全问题,它一样会威胁到电子商务的信息安全。计算机设备本身存在物理损坏,数据丢失,信息泄露等问题。计算机系统也经常会遭受非法的入侵攻击以及计算机病毒的破坏。同时,计算机系统存在工作人员管理的问题,如果职责不清,权限不明同样会影响计算机系统的安全。 二、电子商务安全机制 1.加密和隐藏机制 加密使信息改变,攻击者无法读懂信息的内容从而保护信息;而隐藏则是将有用的信息隐藏在其他信息中,使攻击者无法发现,不仅实现了信息的保密,也保护了通信本身。 2.认证机制 网络安全的基本机制,网络设备之间应互相认证对方身份,以保证正确的操作权力赋予和数据的存取控制。网络也必须认证用户的身份,以保证正确的用户进行正确的操作并进行正确的审计。 3.审计机制 审计是防止内部犯罪和事故后调查取证的基础,通过对一些重要的事件进行记录,从而在系统发现错误或受到攻击时能定位错误和找到攻击成功的原因。审计信息应具有防止非法删除和修改的措施。 4.完整性保护机制 用于防止非法篡改,利用密码理论的完整性保护能够很好地对付非法篡改。完整性的另一用途是提供不可抵赖服务,当信息源的完整性可以被验证却无法模仿时,收到信息的一方可以认定信息的发送者,数字签名就可以提供这种手段。 5.权力控制和存取控制机制 主机系统必备的安全手段,系统根据正确的认证,赋予某用户适当的操作权力,使其不能进行越权的操作。该机制一般采用角色管理办法,针对系统需要定义各种角色,如经理、会计等,然后对他们赋予不同的执行权利。 6.业务填充机制 在业务闲时发送无用的随机数据,增加攻击者通过通信流量获得信息的困难。同时,也增加了密码通信的破译难度。发送的随机数据应具有良好模拟性能,能够以假乱真。 三、电子商务安全关键技术 安全问题是电子商务的优秀,为了满足安全服务方面的要求,除了网络本身运行的安全外,电子商务系统还必须利用各种安全技术保证整个电子商务过程的安全与完整,并实现交易的防抵赖性等,综合起来主要有以下几种技术。 1.防火墙技术 现有的防火墙技术包括两大类:数据包过滤和服务技术。其中最简单和最常用的是包过滤防火墙,它检查接受到的每个数据包的头,以决定该数据包是否发送到目的地。由于防火墙能够对进出的数据进行有选择的过滤,所以可以有效地避免对其进行的有意或无意的攻击,从而保证了专用私有网的安全。将包过滤防火墙与服务器结合起来使用是解决网络安全问题的一种非常有效的策略。防火墙技术的局限性主要在于:防火墙技术只能防止经由防火墙的攻击,不能防止网络内部用户对于网络的攻击;防火墙不能保证数据的秘密性,也不能保证网络不受病毒的攻击,它只能有效地保护企业内部网络不受主动攻击和入侵。 2.虚拟专网技术(VPN) VPN的实现过程使用了安全隧道技术、信息加密技术、用户认证技术、访问控制技术等。VPN具投资小、易管理、适应性强等优点。VPN可帮助远程用户、公司分支机构、商业伙伴及供应商与公司的内部网之间建立可信的安全连接,并保证数据的安全传输,以此达到在公共的Internet上或企业局域网之间实现完全的电子交易的目的。 3.数据加密技术 加密技术是保证电子商务系统安全所采用的最基本的安全措施,它用于满足电子商务对保密性的需求。加密技术分为常规密钥密码体系和公开密钥密码体系两大类。如果进行通信的交易各方能够确保在密钥交换阶段未曾发生私有密钥泄露,可通过常规密钥密码体系的方法加密机密信息,并随报文发送报文摘要和报文散列值,以保证报文的机密性和完整性。目前常用的常规密钥密码体系的算法有:数据加密标准DES、三重DES、国际数据加密算法IDEA等,其中DES使用最普遍,被ISO采用为数据加密的标准。在公开密钥密码体系中,加密密钥是公开信息,而解密密钥是需要保护的,加密算法和解密算法也都是公开的。典型的公开密钥密码体系有:基于数论中大数分解的RSA体系、基于NP完全理论的Merkel-Hellman背包体系和基于编码理论的McEliece体系。在以上两类加密体系中,常规密钥密码体系的特点是加密速度快、效率高,被广泛用于大量数据的加密,但该方法的致命缺点是密钥的传输易被截获,难以安全管理大量的密钥,因此大范围应用存在一定问题。而公开密钥密码体系很好地解决了上述不足,保密性能也优于常规密钥密码体系,但公开密钥密码体系复杂,加密速度不够理想。目前电子商务实际运用中常将两者结合使用。 4.安全认证技术 安全认证技术主要有:(1)数字摘要技术,可以验证通过网络传输收到的明文是否被篡改,从而保证数据的完整性和有效性。(2)数字签名技术,能够实现对原始报文的鉴别和不可否认性,同时还能阻止伪造签名。(3)数字时间戳技术,用于提供电子文件发表时间的安全保护。(4)数字凭证技术,又称为数字证书,负责用电子手段来证实用户的身份和对网络资源访问的权限。(5)认证中心,负责审核用户的真实身份并对此提供证明,而不介入具体的认证过程,从而缓解了可信第三方的系统瓶颈问题,而且只须管理每个用户的一个公开密钥,大大降低了密钥管理的复杂性,这些优点使得非对称密钥认证系统可用于用户众多的大规模网络系统。(6)智能卡技术,它不但提供读写数据和存储数据的能力,而且还具有对数据进行处理的能力,可以实现对数据的加密和解密,能进行数字签名和验证数字签名,其存储器部分具有外部不可读特性。采用智能卡,可使身份识别更有效、安全,但它仅仅为身份识别提供一个硬件基础,如果要使身份认证更安全,还需要与安全协议的配合。5.电子商务安全协议 不同交易协议的复杂性、开销、安全性各不相同,同时不同的应用环境对协议目标的要求也不尽相同。目前比较成熟的协议有:(1)Netbill协议,是由J.D.Tygar等设计和开发的关于数字商品的电子商务协议,该协议假定了一个可信赖的第三方,将商品的传送和支付链接到一个原子事务中。(2)匿名原子交易协议,由J.D.Tygar首次提出,具有匿名性和原子性,对著名的数字现金协议进行了补充和修改,改进了传统的分布式系统中常用的两阶段提交,引入了除客户、商家和银行之外的独立第四方一交易日志(Transactionlog)以取代两阶段提交协议中的协调者(Coordinator)。(3)安全电子交易协议SET,由VISA公司和MasterCard公司联合开发设计。SET用于划分与界定电子商务活动中消费者、网上商家、交易双方银行、信用卡组织之间的权利义务关系,它可以对交易各方进行认证,防止商家欺诈。SET协议开销较大,客户、商家、银行都要安装相应软件。(4)安全套接字层协议SSL,是目前使用最广泛的电子商务协议,它由Netscape公司于1996年设计开发。它位于运输层和应用层之间,能很好地封装应用层数据,不用改变位于应用层的应用程序,对用户透明。然而,SSL并不专为支持电子商务而设计,只支持双方认证,只能保证传送信息传送过程中不因被截而泄密,不能防止商家利用获取的信用卡号进行欺诈。(5)JEPI(JointElectronicPaymentInitiative),是为了解决众多协议间的不兼容性而提出来的,是现有HTTP协议的扩展,在普遍HTTP协议之上增加了PEP(ProtocolExtensionProtocol)和UPP(UniversalPaymentPreamble)两层结构,其目的不是提出一种新的电子支付手段,而是在允许多种支付系统并存的情况下,帮助商家和顾客双方选取一个合适的支付系统。 四、结束语 信息安全是电子商务发展的基础,随着电子商务的发展,通过各种网络的交易手段也会更加多样化,安全问题变得更加突出。为了解决好这个问题,必须有安全技术作保障。目前,防火墙技术、网络扫描技术,数据加密技术和计算系统安全技术发挥着重要的作用,此外,需要完善法律制度、管理制度和诚信制度,保证电子商务信息安全,加快电子商务的发展。 电子商务信息安全技术研究:电子商务信息安全技术研究 摘要: 随着互联网的发展和普及,计算机开始走入家家户户,在此背景下,以淘宝为代表的一批电子商务企业开始蓬勃发展。然而作为新兴行业,电子商务的发展还不够完善,电子商务的信息安全问题还需要进一步探讨和解决。本文将详细介绍电子商务信息安全的定义及主要的信息安全问题,提出信息安全的目标,并详细介绍现有的信息安全技术。 关键词: 电子商务 问题 目标 信息安全技术 一、电子商务的信息安全概述 网络安全和商务交易安全是保障电子商务信息安全的两条防线,两者缺一不可。如果没有网络安全,商务交易安全就像断了根基,根本无从保证;如果没有商务交易安全,即使网络安全做得再好,也无法实现保障电子商务信息安全的目标。因此,网络安全是商务交易安全的基础,商务交易安全是网络安全的上层建筑。同时,网络安全和商务交易安全也有很多不同之处,主要表现在两个方面。第一,网络安全不可能在根本上保证,在不可能绝对安全的网络环境下,仍然要保证电子商务安全。第二,假设存在绝对安全的网络环境,商务交易安全也未必能保证,商务交易安全需要更高层次的特殊保障。 二、电子商务的信息安全问题 在电子商务的运行过程中,最优秀的安全问题就是信息安全攻击。所谓信息安全攻击就是一切能够威胁到网络信息安全的行为,主要包括以下几种行为。 1.信息截获。 信息截获是指信息在正常的传输过程中被未授权的第三方访问,从而产生信息泄露的后果。 2.信息伪造。 信息伪造是指未授权的第三方在信息的传输过程中插入伪造的信息流,从而干扰信息接收者的判断。 3.信息中断。 信息中断是指信息在传输过程中被破坏,从而使信息变得不可利用。造成信息中断的原因不仅有恶意破坏,还有可能是计算机网络软硬件故障造成的。 4.信息篡改。 信息篡改是指未授权的第三方不但截获了信息,还伪造了信息传送给信息接收者。 三、信息安全技术的目标 1.信息的完整性。 信息的完整性是指信息在传输过程中不中断,不被篡改,且信息间的次序不变。信息的完整性被破坏可能由两方面的原因造成,一是非人为因素,即由传输介质自身问题导致的信息中断;二是人为因素,即被第三方恶意破坏导致信息传输故障,也是信息安全技术作用的重点。 2.信息的机密性。 信息的机密性是指信息在传输过程中不被第三方截获,即使被截获也无法被破译。维护信息的机密性主要是为了维护客户的隐私,保护电商的商业机密。 3.信息的不可抵赖性。 信息的不可抵赖性是指信息传输的双方有充分的证据证明双方曾经传输过该信息,对于曾经发生的交易行为不可否认。信息的不可抵赖性能够有效地保障电子商务的可靠性。 4.交易者身份认证性。 交易者身份认证性是指在电子交易中双方可以确认对方的身份信息,并确认对方的身份没有被第三方假冒。对交易者进行身份认证主要是为了保障支付货款等过程中的信任。 四、电子商务的信息安全技术 1.防火墙。 防火墙又称防护墙,是处在内部网络和外部网络间的一种执行控制策略的网络安全系统。防火墙只允许授权的数据输入,只允许经过授权的内部员工、客户、推销商等人安全访问,简单地来说,防火墙可以决定被外界访问的内容以及可以访问内部内容的人员。 2.信息加密技术。 信息加密技术是维护信息安全的优秀技术,将传输的信息转化为第三方无法破译的密文,从而阻止第三方截获信息后获取有效数据。信息加密的过程主要有将明文转化为密文的加密过程和将密文转化为明文的解密过程。 3.数字签名。 数字签名是用来确定发信人身份的技术,类似于我们日常生活中的物理签名,可以防止他人恶意伪装身份进行诈骗。数字签名是以信息加密技术为基础的,它是信息的发送者设置的一段数字串,经过公钥加密基础处理后传送给接受者,接受者可以通过这串数据判断信息的发送者,保障信息的真实性和不可抵赖性。 4.安全认证协议。 安全认证协议是结合了数据加密等多种安全技术为一体的技术,是对不同企业的不同加密技术整合得出的统一的技术标准。目前被广大企业所接受的安全认证协议有两种,分别是安全套接层协议和安全电子交易协议。 五、结论 在电商行业飞速发展的今天,信息安全面临着信息截获、伪造、中断、篡改的风险,因此,信息安全技术成为保障客户和企业利益的必备手段。信息安全技术肩负着维护信息的完整性、机密性、不可抵赖性以及交易者的身份认证性的任务。目前应用的信息安全技术主要包括防火墙、信息加密技术、数字签名、安全认证协议等。相信未来还将有更多先进的信息安全技术为电子商务的发展保驾护航。 作者:朱振华 单位:内蒙古电子信息职业技术学院 电子商务信息安全技术研究:电子商务信息安全技术浅论 论文关键词:电子商务;信息安全;加密技术;数字认证 论文摘要:电子商务技术的广泛应用,给中小型公司提供便利和商机。同时,由于internel的开放性、共享性使电子商务信息安全面临威胁。阐述了电子商务可采用加密技术、数字签名和数字证书技术、防火墙技术等技术和ssl协议、set协议,提高电子商务信息安全系数,并对今后电子商务信息技术发展提出了自己的见解。 引言:近年来,随着通讯技术、网络技术的迅速发展促使电子商务技术应运而生。电子商务具有高效率、低成本的特性,为中小型公司提供各种各样的商机而迅速普及。电子商务主要依托intemet平台完成交易过程中双方的身份、资金等信息的传输。由于imemet的开放性、共享性、无缝连通性,使得电子商务信息安全面临着威胁:如1)截获和窃取用户机密的信息。2)篡改网络传输途中的信息,破坏信息的完整性。3)假冒合法用户或发送假冒信息来欺骗用户。4)交易抵赖否认交易行为等。因此,电子商务技术的推广,很大程度依赖信息安全技术的完善和提高。 l电子商务安全技术 1.1加密技术。数据加密就是按照确定的密码算法将敏感的明文数据变换成难以识别的密文数据。通过使用不同的密钥,可用同一加密算法,将同一明文加密成不同的密文。当需要时可使用密钥将密文数据还原成明文数据,称为解密。数据加密被认为是最可靠的安全保障形式,它可以从根本上满足信息完整性的要求,是一种主动安全防范策略。 密钥加密技术分为对称密钥加密和非对称密钥加密两类。对称加密技术是在加密与解密过程中使用相同的密钥加以控制,它的保密度主要取决于对密钥的保密。它的特点是数字运算量小,加密速度快,弱点是密钥管理困难,一旦密钥泄露,将直接影响到信息的安全。非对称密钥加密法是在加密和解密过程中使用不同的密钥加以控制,加密密钥是公开的,解密密钥是保密的。它的保密度依赖于从公开的加密密钥或密文与明文的对照推算解密密钥在计算上的不可能性。算法的优秀是运用一种特殊的数学函数——单向陷门函数。即从—个方向求值是容易的,但其逆向计算却很困难,从而在实际上成为不可能。 1.2数字签名和数字证书。1)数字签名。数字加密是非对称加密技术的一类应用。数字签名是用来保证文档的真实性、有效性的一种措施.如同出示手写签名一样。将摘要用发送者的私钥加密,与原文一起传送给接收者。接收者只有用发送者的公钥才能解密被加密的摘要。通过数字签名能够实现对原始报文的鉴别与验证,保证报文的完整性、权威性和发送者对所发报文的不可抵赖性。数字签名机制提供了一种鉴别方法,保证了网络数据的完整性和真实性。2)数字证书。数字证书就是标志网络用户身份信息的一系列数据,用来在网络直用中识别通讯各方的身份,其作用类似于现实生活中的身份证。数字证书由可信任的、公正的权威机构ca中心颁发,以数字证书为杨的加密技术可以对网络上传输的信息进行加密和解密、数字签名和签名验证,确保网上传递信息的机密性、完整性,交易实体身份的真实性,签名信息的不可否认性,从而保障网络应用的安全性。 1.3防火墙技术。防火墙主要功能是建立网络之间的—个安全屏障,从而起到内部网络与外部公网的隔离,加强网络之间的访问控制,防止外部网络用户以非法手酾百:过外部网络进入内部网络。根据制定的策略对两个或多个网络、分析和审计,按照—定的安全策略限制外界用户对内部网络的访问,只有被允许的通信才能通过防火墙,管理内部用户访问外界网络的权限,监视网络运行状态并对各种攻击提供有效的防范。 2电子商务安全交易协议 2.l(ssl)安全套接层协议。主要用于提高应用程序之间的数据的安全系数,保证任何安装了安全套接层的客户和服务器之间事务安全的协议,该协议向基于tcp/ip的客户假务器应用程序提供了客户端与服务的鉴别、数据完整性及信息机密性等安全措施。 ssl安全协议主要提供三方面的服务。—是用户和服务器的尝陛保证,使得用户与服务器能够确信渤据将被发送到正确的客户机和服务器上。客户机与服务器都有各自的识别号,由公开密钥编排。为了验证用户,安全套接层协议要求在握手交换数据中作数字认证,以此来确保用户的合法性;二是加密数据以隐藏被传递的数据。安全套接层协议采用的加密技术既有对称密钥,也有公开密钥,在客户机和服务器交换数据之前,先交换ssl初始握手信息。在ssl握手信息中采用了各种加密技术,以保证其机密性与数据的完整性,并且经数字证书鉴别:三是维护数据的完整性。安全垂接层协议采用hash函数和机密共享的力怯来提供完整的信息服务,建立客户机与服务器之间的安全通道,使所有经过安全套接层协议处理的业务能全部准确无误地到达月的地。 2.2(set)安全电子交易公告。为在线交易设立的一个开放的、以电子货币为基础的电子付款系统规范。set在保留对客户信用卡认证的前提下,又增加了对商家身份的认证。set已成为全球网络的工业标准。 set安全协议主要对象包括:消费者(包括个人和团体),按照在线商店的要求填写定货单,用发卡银行的信用卡付款;在线商店,提供商品或服务,具备使用相应电子货币的条件;收单银行,通过支付网关处理消费者与在线商店之间的交易付款;电子货币发行公司以及某些兼有电子货币发行的银行。负责处理智能卡的审核和支付;认证中心,负责确认交易对方的身份和信誉度,以及对消费者的支付手段认证。set协议规范技术范围包括:加密算法的应用,证书信息与对象格式,购买信息和对象格式,认可信息与对象格式。set协议要达到五个目标:保证电子商务参与者信息的相应隔离;保证信息在互联网上安全传输,防止数据被黑客或被内部人员窃取;解决多方认证问题;保证网上交易的实时性,使所有的支付过程都是在线的;效仿bdz贸易的形式,规范协议和消息格式,促使不同厂家开发的软件具有兼容性与交互操作功能,并且可以运行在不同的硬件和操作系统平台上。 3电子商务信息安全有待完善和提高 3.1提高网络信息安全意识。以有效方式、途径在全社会普及网络安全知识,提高公民的网络安全意识与自觉陡,学会维护网络安全的基本技能。并在思想上萤把信息资源共享与信息安全防护有机统一起来,树立维护信息安全就是保生存、促发展的观念。 3.2加强网络安全管理。建立信息安全领导机构,有效统一、协调和研究未来趋势,制定宏观政策,实施重大决定。严格执行《中华人民共和国计算机信息系统安全保护条例》与《计算机信息网络安全保护管理办法》,明确责任、规范岗位职责、制定有效防范措施,并目严把用户人网关、合理设置访问权限等。 3.3加快网络安全专业人才的培养。加大对有良好基础的科研教育基地的支持和投入,加强与国外的经验技术交流,及时掌握国际上最先进的安全防范手段和技术措施,确保在较高层次上处于主动,加强对内部人员的网络安全培洲,防止堡垒从内部攻破。使高素质的人才在高水平的教研环境中迅速成长和提高。 3.4开展网络安全立法和执法。吸取和借鉴国外网络信息安全立法的先进经验,结合我国国情对现行法律体系进行修改与补充,使法律体系更加科学和完善;并建立有利于信息安全案件诉讼与公、检、法机关办案制度,提高执法效率和质量。对违犯国家法律法规,对计算机信息存储系统、应用程序或传输的数据进行删除、修改、增加、干扰的行为依法惩处。 3.5强化网络技术创新。组织现有信息安全研究、应用的人才,创造优良环境,创新思想、超越约束,利用国内外资源,建立具有中国特色的信息安全体系。特别要重点研究关键芯片与内核编程技术和安全基础理论。 结束语:电子商务模式相对传统商务模式,具有便捷、高效的特点。但现今全球通过电子商务渠道完成的贸易额仍只是同期全球贸易额中的小部分。因此,电子商务信息安全问题有赖于对公钥基础设施pki、开发与应用,支付协议、物流配送协议、xml和标准化等方面深入研究和完善才能良好的促进电子商务技术的应用和推广。
汽车销售论文:汽车销售渠道模式的缺陷及对策研究论文 论文关键词:汽车营销;发展趋势;营销模式;营销渠道 论文提要:在新的竞争环境下,传统汽车营销模式已经不能满足企业的发展需要,因此根据汽车市场需求和竞争,分析汽车营销模式,就能对汽车制造厂家和经销商带来新的销售业绩和利润。笔者根据目前汽车市场营销现状,总结当前汽车营销渠道模式中存在的不足,对汽车营销模式未来发展趋势进行预测。 随着汽车工业的逐渐发展和经济的增长,汽车市场需求也在不断更新,在市场竞争机制的调节下,汽车营销的模式也将随之更新。本文从我国目前汽车营销模式的现状来分析,中国汽车营销模式的发展趋势。 一、我国汽车营销渠道模式现状 改革开放30年以来,我国的汽车营销模式得到了较快的发展,由单一化逐渐地演变为多级化。每一个市场阶段的需求都是在引导整个汽车行业的变动。目前,我国汽车行业的营销渠道模式主要有:特许经营专卖店、普通经销商、汽车园区和车展。 (一)特许经营专卖店营销渠道模式。这种模式是厂家极力推行的一种营销模式,因为专卖店一般是实行单一品牌营销的4S店,即:整车销售、售后服务、配件供应和信息反馈。这种特许专卖店的营销队伍一般都是素质良好、文化水平较高、接待礼仪非常规范、身份表示醒目、讲究营销人员的外在形象等。对于这种特许经营的4S店来说,生产厂家除了考虑销量外,还希望树立品牌的形象,以牟取更加长远的利益。 (二)普通经销商营销渠道模式。普通经销商一般都是多种品牌汽车的销售,价格就便宜,价格便宜销售量就大,然而销售量大,就会迫使厂家为其提供价格更加优惠的货源。而其他营销模式的经销商会因为普通经销商的价格优势,在销量上受到很大打击。由于销售业绩不断下滑,就会导致其他模式的经销商退出当地市场,然而这种情况更会促使普通经销商在制造商处得到更加物美价廉的汽车。 (三)汽车园区营销渠道模式。汽车园区是最能吸引广大汽车消费群体,因为汽车园区的功能齐全,在汽车销售、维修、配件等方面,汽车园区更能显示汽车文化、科技、交流、旅游和娱乐等功能,各项功能汽车园区基本全部具备,对于客户购车来说非常方便。 二、汽车行业营销渠道存在的不足 我国在加入WTO以后,汽车行业方面的竞争加剧,原来的营销渠道的不足也被逐渐地暴露了出来,其主要表现在以下方面: (一)缺乏战略营销的理念与管理。尽管中国汽车业界已经认识到规模经济的重要性,并把规模经济看成是优先于财务的企业关键目标,但是以竞争优势与竞争能力为导向的管理体系的建立上,至今还没有形成分析未来市场需求、判断产品定位走势、建立滚动开发设计的汽车需求战略管理与开发体系,这一问题将会导致一部分优势企业的市场占有率开始下滑。 (二)汽车营销渠道的管控体系不完善。渠道商务政策的完善性、返利制度的合理性以及激励制度的有效性,都会直接影响渠道的管控能力。目前,汽车厂家都是通过对产品的控制,特别是对产品利润的控制来实现对经销商的管理,厂家处于绝对控制地位。然而,一旦产品滞销,厂商关系就会出现恶化。经销商为了完成厂家的任务指标和获得利润,就降价、窜货、甚至低于进价销售,这不仅乱了厂家的价格体系,还严重影响了品牌形象。 (三)汽车营销渠道服务能力不足。目前,国内汽车企业普遍存在重营销、轻服务现象,营销渠道服务能力不足主要体现在以下几个方面:①备件供应不及时、备件供货率不能满足备件缺货;②对于一些高档车的进口部件,普遍缺货,且供应不及时;③维修技术,对于专营店无法解决的技术难题,经销商迫切需要厂家提供支持,而目前一切厂家的技术支持还不能满足经销商的需要;④商家不仅需要产品的营销广告,也需要增加服务营销广告的投入。 (四)汽车营销渠道忠诚度降低。无论是国内还是国外汽车厂家的销售体系一般都是以自己为中心,强调对渠道的控制。以前汽车市场的快速发展,都是汽车厂家靠经销商获得高额利润来维持其忠诚度。目前,随着我国加入WTO时间的延续,国外汽车大量进入中国,汽车市场竞争日趋激烈,经销商的利润不断降低,导致经销商对厂家的忠诚度也降低。超级秘书网 三、我国汽车营销渠道发展趋势 由于我国的特殊国情和汽车工业的发展的限制,以及各种不同形式的汽车营销渠道都具有不同的优缺点,都具有特定的使用范围和消费群体,这就决定了我国新一轮的汽车营销渠道不能建立单一的汽车营销模式,要依据市场规律和变化,结合企业的特征和消费者的个性需求建立多种形式的汽车营销渠道模式。笔者认为,中国的汽车营销渠道的发展主要表现为以下几个方面: (一)汽车营销渠道的发展趋于扁平化。扁平化是指营销渠道的层次要尽可能地少,厂商与消费者的距离要尽可能地拉近,降低渠道的经营成本。扁平化的营销渠道不仅能大大降低运营成本,而且在信息反馈上也有着十分独到的优势,汽车厂家在终端能与用户直接沟通,做好售前、售中和售后的衔接服务,更加满足客户的要求。这一点是企业在进行渠道变革时考虑的因素,以避免营销渠道的变革风险。 (二)汽车营销渠道的发展趋于信息化和一体化。信息化是指对营销渠道的信息化建设,用于提高企业营销渠道的信息反馈速度。比如,订货、车型选择、订单处理、资金往来、物流配送等都可以在网上实现或通过网络提供信息支持。一体化是指整合服务资源,实现营销渠道建设的一体化,即整车销售、维修服务、配件供应的全面整合。 (三)汽车售后服务趋于完善化。售后服务在汽车销售中所起到的作用越来越大,这几乎成为中国汽车企业的共识。根据中国质量协会、全国用户委员会的一项调查显示,汽车售后服务的受关注程度高达95.5%。事实上,汽车售后服务市场是汽车产业链中最稳定的利润来源,可占据总利润的60%~70%左右。 (四)汽车营销渠道的网络化。这种新的营销渠道模式正在逐渐地改变汽车销售方式,对汽车的营销将会产生很大影响:首先,汽车网络营销改变了汽车的销售模式,只要进入汽车制造企业的网址,用户便可以便捷的了解这个品牌4S店的销售网络,进行查询、网上下订单等活动;其次,网络营销为用户提供了方便。只要轻轻点击手中的鼠标,就可以在互联网中任意选择和直接订购,并且在计算机屏幕上会即刻地呈现出,客户所选的车型、颜色和车的立体模型,为用户提供直接的感受。客户还可以在各大汽车公司的网站之间任意转换,对同类型汽车性能进行比较;再次,每个汽车企业网站上都有客户评论,浏览的客户直接点击就能了解大家对这个企业或者某个车型的评论,比如诚信度、性能、售后服务等。 总之,只有把握好市场需求和经济发展的方向,才能做好汽车市场营销渠道的改进和应用。新的、适合市场的营销渠道必然取代旧模式,这为汽车制造企业、经销商和汽车消费者之间的联系和利益起着决定性的作用。 汽车销售论文:汽车销售渠道及未来走向研究论文 论文关键词:汽车营销;发展趋势;营销模式;营销渠道 论文提要:在新的竞争环境下,传统汽车营销模式已经不能满足企业的发展需要,因此根据汽车市场需求和竞争,分析汽车营销模式,就能对汽车制造厂家和经销商带来新的销售业绩和利润。笔者根据目前汽车市场营销现状,总结当前汽车营销渠道模式中存在的不足,对汽车营销模式未来发展趋势进行预测。 随着汽车工业的逐渐发展和经济的增长,汽车市场需求也在不断更新,在市场竞争机制的调节下,汽车营销的模式也将随之更新。本文从我国目前汽车营销模式的现状来分析,中国汽车营销模式的发展趋势。 一、我国汽车营销渠道模式现状 改革开放30年以来,我国的汽车营销模式得到了较快的发展,由单一化逐渐地演变为多级化。每一个市场阶段的需求都是在引导整个汽车行业的变动。目前,我国汽车行业的营销渠道模式主要有:特许经营专卖店、普通经销商、汽车园区和车展。 (一)特许经营专卖店营销渠道模式。这种模式是厂家极力推行的一种营销模式,因为专卖店一般是实行单一品牌营销的4S店,即:整车销售、售后服务、配件供应和信息反馈。这种特许专卖店的营销队伍一般都是素质良好、文化水平较高、接待礼仪非常规范、身份表示醒目、讲究营销人员的外在形象等。对于这种特许经营的4S店来说,生产厂家除了考虑销量外,还希望树立品牌的形象,以牟取更加长远的利益。 (二)普通经销商营销渠道模式。普通经销商一般都是多种品牌汽车的销售,价格就便宜,价格便宜销售量就大,然而销售量大,就会迫使厂家为其提供价格更加优惠的货源。而其他营销模式的经销商会因为普通经销商的价格优势,在销量上受到很大打击。由于销售业绩不断下滑,就会导致其他模式的经销商退出当地市场,然而这种情况更会促使普通经销商在制造商处得到更加物美价廉的汽车。 (三)汽车园区营销渠道模式。汽车园区是最能吸引广大汽车消费群体,因为汽车园区的功能齐全,在汽车销售、维修、配件等方面,汽车园区更能显示汽车文化、科技、交流、旅游和娱乐等功能,各项功能汽车园区基本全部具备,对于客户购车来说非常方便。 二、汽车行业营销渠道存在的不足 我国在加入WTO以后,汽车行业方面的竞争加剧,原来的营销渠道的不足也被逐渐地暴露了出来,其主要表现在以下方面: (一)缺乏战略营销的理念与管理。尽管中国汽车业界已经认识到规模经济的重要性,并把规模经济看成是优先于财务的企业关键目标,但是以竞争优势与竞争能力为导向的管理体系的建立上,至今还没有形成分析未来市场需求、判断产品定位走势、建立滚动开发设计的汽车需求战略管理与开发体系,这一问题将会导致一部分优势企业的市场占有率开始下滑。 (二)汽车营销渠道的管控体系不完善。渠道商务政策的完善性、返利制度的合理性以及激励制度的有效性,都会直接影响渠道的管控能力。目前,汽车厂家都是通过对产品的控制,特别是对产品利润的控制来实现对经销商的管理,厂家处于绝对控制地位。然而,一旦产品滞销,厂商关系就会出现恶化。经销商为了完成厂家的任务指标和获得利润,就降价、窜货、甚至低于进价销售,这不仅乱了厂家的价格体系,还严重影响了品牌形象。 (三)汽车营销渠道服务能力不足。目前,国内汽车企业普遍存在重营销、轻服务现象,营销渠道服务能力不足主要体现在以下几个方面:①备件供应不及时、备件供货率不能满足备件缺货;②对于一些高档车的进口部件,普遍缺货,且供应不及时;③维修技术,对于专营店无法解决的技术难题,经销商迫切需要厂家提供支持,而目前一切厂家的技术支持还不能满足经销商的需要;④商家不仅需要产品的营销广告,也需要增加服务营销广告的投入。 (四)汽车营销渠道忠诚度降低。无论是国内还是国外汽车厂家的销售体系一般都是以自己为中心,强调对渠道的控制。以前汽车市场的快速发展,都是汽车厂家靠经销商获得高额利润来维持其忠诚度。目前,随着我国加入WTO时间的延续,国外汽车大量进入中国,汽车市场竞争日趋激烈,经销商的利润不断降低,导致经销商对厂家的忠诚度也降低。 三、我国汽车营销渠道发展趋势 由于我国的特殊国情和汽车工业的发展的限制,以及各种不同形式的汽车营销渠道都具有不同的优缺点,都具有特定的使用范围和消费群体,这就决定了我国新一轮的汽车营销渠道不能建立单一的汽车营销模式,要依据市场规律和变化,结合企业的特征和消费者的个性需求建立多种形式的汽车营销渠道模式。笔者认为,中国的汽车营销渠道的发展主要表现为以下几个方面: (一)汽车营销渠道的发展趋于扁平化。扁平化是指营销渠道的层次要尽可能地少,厂商与消费者的距离要尽可能地拉近,降低渠道的经营成本。扁平化的营销渠道不仅能大大降低运营成本,而且在信息反馈上也有着十分独到的优势,汽车厂家在终端能与用户直接沟通,做好售前、售中和售后的衔接服务,更加满足客户的要求。这一点是企业在进行渠道变革时考虑的因素,以避免营销渠道的变革风险。 (二)汽车营销渠道的发展趋于信息化和一体化。信息化是指对营销渠道的信息化建设,用于提高企业营销渠道的信息反馈速度。比如,订货、车型选择、订单处理、资金往来、物流配送等都可以在网上实现或通过网络提供信息支持。一体化是指整合服务资源,实现营销渠道建设的一体化,即整车销售、维修服务、配件供应的全面整合。 (三)汽车售后服务趋于完善化。售后服务在汽车销售中所起到的作用越来越大,这几乎成为中国汽车企业的共识。根据中国质量协会、全国用户委员会的一项调查显示,汽车售后服务的受关注程度高达95.5%。事实上,汽车售后服务市场是汽车产业链中最稳定的利润来源,可占据总利润的60%~70%左右。 (四)汽车营销渠道的网络化。这种新的营销渠道模式正在逐渐地改变汽车销售方式,对汽车的营销将会产生很大影响:首先,汽车网络营销改变了汽车的销售模式,只要进入汽车制造企业的网址,用户便可以便捷的了解这个品牌4S店的销售网络,进行查询、网上下订单等活动;其次,网络营销为用户提供了方便。只要轻轻点击手中的鼠标,就可以在互联网中任意选择和直接订购,并且在计算机屏幕上会即刻地呈现出,客户所选的车型、颜色和车的立体模型,为用户提供直接的感受。客户还可以在各大汽车公司的网站之间任意转换,对同类型汽车性能进行比较;再次,每个汽车企业网站上都有客户评论,浏览的客户直接点击就能了解大家对这个企业或者某个车型的评论,比如诚信度、性能、售后服务等。超级秘书网 总之,只有把握好市场需求和经济发展的方向,才能做好汽车市场营销渠道的改进和应用。新的、适合市场的营销渠道必然取代旧模式,这为汽车制造企业、经销商和汽车消费者之间的联系和利益起着决定性的作用。 汽车销售论文:汽车销售税收筹划论文 一、汽车税收筹划的方法分析及风险点控制 增值税和营业税均为流转税,与汽车制造商和汽车经销商的销售活动密切相关。增值税与营业税在所涉及的经济业务中常常会交叉,会出现混合销售行为、兼营行为等特殊情况,而且混合销售行为、兼营行为在一定的条件下还可以相互转换。这导致增值税及营业税具有比较大的税收筹划空间。 (1)通过混合销售行为和兼营行为,进行税收筹划。对于混合销售行为,税法是按年销售额或营业额所占比例来确定,是作为增值税应税项目征收增值税,还是作为营业税的应税劳务征收营业税。汽车制造商和汽车经销商一般都为增值税一般纳税人,以销售货物、提供修理修配劳务为主要经营范围,如果涉及混合销售行为一般会被判定为增值税的应税项目,计征增值税。根据增值税实施细则第七条,“纳税人兼营非增值税应税项目的,应分别核算货物或者应税劳务的销售额和非增值税应税项目的营业额;未分别核算的,由主管税务机关核定货物或者应税劳务的销售额。”因此,企业如果在销售方案中有涉及营业税应税劳务的业务,并且该劳务分开核算缴纳的营业税低于作为混合销售行为缴纳的增值税,在设计销售方案时应作为兼营销售行为进行设计,即将销售货物、提供服务设计为两种销售行为,并在会计核算时分开核算两种销售行为的收入和成本。例如,购车赠送汽车清洁这项销售方案,销售车辆属于增值税纳税业务;汽车清洁属于营业税纳税业务。汽车专卖店在进行营销设计时应该把销售车辆和提供汽车清洁作为两个业务进行设计和筹划,并分别核算两个业务的收入和成本。通过混合销售行为和兼营销售行为进行税收筹划需要重点把握的是,要使业务流程、财务流程通畅,并满足混合销售行为或兼营销售行为的判定标准。作为兼营销售行为筹划的营销方案,如果在业务宣传、业务单据的准备上没有作为两项业务进行,很有可能就会被税务机关判定为混合销售行为。税务机关就会要求企业补缴增值税并进行处罚。因此,筹划不充分就会给企业带来风险。 (2)通过降低应纳税额进行税收筹划。在激烈的市场竞争环境中,汽车制造商为了维持或扩大自己的市场份额,通过各种各样的销售方式鼓励汽车专卖店出售自己品牌的产品;汽车专卖店采取多种多样的销售方式来吸引客户达到促销的目的。税法中不同的销售方式有不同的计征增值税的规定,汽车制造商及汽车专卖店对销售方式有自主选择权,这为利用不同销售方式进行税收筹划提供了可能。根据国税函[2010]56号规定,“纳税人采取折扣方式销售货物,销售额和折扣额在同一张发票上的“金额”栏分别注明的,可按折扣后的销售额征收增值税。”因此,对于汽车制造商来说,在制订销售方案时,不管促销目的如何,需要尽可能地将销售方案与销量挂钩,来计算需支付给汽车专卖店的销售折扣,并且应尽量使得销售额和折扣额在同一张发票上的“金额”栏分别注明,这样就可按折扣后的销售额计征增值税。汽车专卖店的销售方式更加复杂,有积分换礼品、买一赠一、购车送保养、二手车回收及销售等等。对于不同的销售方式需事先进行税收筹划。如在“积分换礼品”的销售方式下,汽车专卖店可以把“积分换礼品”的宣传内容修改为“积分换取折扣券”,折扣券上要注明:顾客使用折扣券购物后,如需要开具发票,在发票上的“金额”栏分行写明“货物原价、折扣金额和实收销售额”。当消费者拿着折扣券消费时,汽车专卖店可将销售商品的金额和折扣额同时开在一张发票的“金额”栏中。采取折扣方式销售应控制的风险点是,将销售额和折扣额进行抵减时,降低销售额需要掌握定价的尺度,如果被税务机关判定为价格明显偏低,则税务机关有权核定销售额。 二、结语 总之,企业在采取某种销售方式之前,不能盲目进行,应详细了解税法的相关规定,完善销售过程中的业务手续,选择最佳的、合理合法的销售方式,降低税收成本,减少税务风险,获取最大的经济效益。 作者:罗宁 单位:东风本田汽车有限公司 汽车销售论文:汽车销售服务营销研究论文 摘要:汽车产业的迅猛发展加剧了企业之间的竞争,继价格战和产品质量竞争阶段后,服务成为竞争的有利武器。本文通过对汽车服务营销理论的探讨,得出了服务营销对于企业的重要性,并在此基础上,对企业如何开展服务营销提出了5点建议。 关键词:服务营销;顾客满意;策略研究 汽车市场竞争越来越激烈,技术与产品,价格优势通常不能维持很久,因此汽车市场竞争在经历了价格战和产品质量竞争阶段后,服务成为竞争的有利武器,成为企业争取差异化优势源泉。现在越来越多的汽车企业开始重视服务,汽车服务营销是以服务营销理论为指导思想,以提升用户满意度与忠诚度为导向,树立全员性、全过程的服务理念,而不仅仅是传统意义上的汽车销售和售后服务两个方面,应该从汽车开发,到生产制造,到营销,贯穿汽车“从生到死”的全过程。 一、汽车服务营销理论 服务营销是企业在充分认识满足消费者需求的前提下,为充分满足消费者需要在营销过程中所采取的一系列活动。同传统的营销方式相比较,服务营销是一种营销理念,企业营销的是服务,而传统的营销方式只是一种销售手段,企业营销的是具体的产品。从服务营销观念理解,消费者购买了产品仅仅意味着销售工作的开始而不是结束,企业关心的不仅是产品的成功售出,更注重的是消费者在享受企业通过产品所提供的服务的全过程的感受[1-3]。因此企业将更积极地关注售后维修保养,收集用户对产品的意见及建议反馈给设计部门以设计出新的产品来迎合消费者。 同样地,汽车服务营销是以服务营销理论为指导思想,以用户满意度和忠诚度为导向,树立全员性、全过程的服务理念来提高汽车企业的优秀竞争力。 二、汽车服务营销的作用 汽车属于大宗耐用消费品,具有一次消费花费资金大、使用周期长、需定期保养维护和检测、频繁易更换损件等特点。在汽车的购买和使用过程中,始终伴随着各式各样的汽车服务。在购买时,要同销售人员洽谈,询问汽车的性能、价格、配置等,此为咨询服务,还有汽车厂商提供的汽车金融服务、保险服务;购买后在使用中,汽车要进行定期的保养与维护服务,发生交通事故时,需要定损、定险、理赔服务。所以,对汽车这种独特而价值高的商品,为消费者提供服务显得更加重要。 1.汽车服务营销给企业带来长远利益 服务营销的优秀理念是顾客的满意和忠诚。以顾客满意为导向,实施优质的顾客服务,并与顾客建立良好的相互信任关系,这样顾客就会对企业及其产品形成一定的忠诚度[4]。如果企业能够在顾客购买和使用汽车的过程中提供全方位的优质服务,顾客就会满意。满意的老顾客也会对企业及产品形成一定的忠诚度,并在亲朋好友要购买汽车时,往往向其推荐自己使用的汽车品牌及产品。顾客的忠诚度和推荐不但可以促进汽车产品的销售,还可以降低成本,给企业带来长远的经济利益。 2.汽车服务营销使企业获得新的利润 汽车服务不但对消费者重要,对企业来说也极其重要,它给企业带来新的机会,新的利润增长。从全球来看,汽车服务业已成为第三产业中最富活力的主力军。根据欧美国家统计,在充分竞争的汽车市场中,汽车的销售利润占整个汽车业利润的20%左右,零部件供应利润占20%左右,而50%-60%的利润是从汽车服务中产生[5]。 3.服务营销使企业获得竞争优势 在当今剧烈变动的市场环境下,竞争也越来越激烈,各个企业技术相当,产品类似,成本相差也不大,汽车企业在经历了价格战和产品质量竞争阶段后,只有依靠服务取胜。由于服务具有差异性,即使由同一服务人员所提供的服务也可能会有不同的水准,服务就成为企业竞争的有力武器。目前,各个汽车企业也看准了这一点,奔驰一直致力于营建最优秀的服务网络。1998年奔驰就在中国实施“VEP价值升华计划”,与各服务中心携手定期为奔驰用户提供便捷可靠的验车服务,并向用户介绍有关保修索赔和汽车保养概念,其目前已在全国范围内建立了39家集销售与维修一体的特许服务中心。 三、如何开展服务营销 为提高我国汽车服务营销水平,汽车企业应当采取“服务客户,提高用户满意度”的营销策略,转换角色,换位思考。汽车服务营销不应当仅仅局限于专业的销售人员,每一位员工都是企业提供服务的窗口。应从汽车设计开始,到生产制造到营销、使用,维修等,将服务贯穿于汽车“从生到死”的全过程。 1.建立汽车服务营销新观念 在提供服务上,厂家和经销商都应该树立起以客户为中心的服务意识,而不是简单的服务与收费的关系。作为汽车厂家和经销商,还应树立“保姆”意识,对用户的买车、用车、养车和修车提供尽一切可能的帮助和便利,要像“保姆”一样耐心、细心和精心,尽最大努力使顾客感到满意。 2.树立汽车服务品牌观念 入世的成功标志着中国经济正面临重大的转折,经济全球化必将导致国内市场竞争的国际化,新经济的冲击和消费的日趋成熟,使企业认识到谁能树立良好的品牌形象,谁就会赢得先机,占领和创造更大的市场。 中国重汽面临激烈的市场环境,充分认识到树立品牌的重要性。早在1999年率先在国家工商行政管理局注册了“亲人”服务商标,使其成为业内唯一注册的服务品牌,并且将服务品牌人格化,赋予其独厚的感情色彩及鲜活的生命力。“亲人”服务品牌理念包含亲和用户和全程陪护两层含义。“亲人”服务理念,把服务提升到一个非常高度,带有浓厚的感情色彩,使品牌富有人情味,使品牌有了鲜活的灵魂,从而使品牌的生命得到了延续。 新世纪,中国民族汽车工业必须将汽车作为一种文化和一个完整的品牌来创造和经营,而不是当作一件产品去生产。 3.服务内容更丰富 (1)建立完善的售后服务体系 良好的售后服务是解决消费者后顾之忧的关键措施,是巩固和提高市场占有率的重要手段。汽车市场容量的扩大和科技含量的增大,势必大大提高汽车维修养护市场的容量。这对汽车行业来说必须以用户为中心,以服务为宗旨,以满意为标准,建立一套完善的售后服务体系,真正实现从“销售服务”向“服务销售”的跨越。首先,要提高汽车维修保养人员的技术素质和服务水平。其次,加强汽车销售服务的管理,提倡个性化的服务。另外,汽车售后服务除了维修外,还应积极开展汽车维护,保养业务和技术培训业务。今后消费者将把更多的目光投向那些能够保证自己汽车维护的全过程,能够为车辆建立档案,并且提供定期服务的维修公司。 (2)利用电子商务,建立强大的营销网络 众所周知,我国加入WTO后,企业面对国内外的市场竞争越来越激烈,所以企业应充分利用现代高科技产物之一的互联网及时地发现商机、创造商机并抓住商机,通过建立企业网站,向国际市场寻求企业发展机会。正所谓谁最快抢先掌握了最新信息,谁就掌握了市场的主动权;没有强大的网络体系,就没有市场。据调查,目前我国有许多汽车企业虽然已经接通互联网,但多数仅在网上开设了主页和E-mail信箱,网页更新速度慢,公司最新动态不能及时上网,很多信息还是通过传统、落后的方式如影视广告、报刊广告、墙体广告、企业产品广告图片等告知用户。因此我国汽车行业应充分利用电子商务,尽快建立适应入世要求的汽车贸易体系,形成与国际接轨的资源采购和营销服务手段,建立与企业发展相适应的营销网络。 4.加强客户关系管理 CRM即客户关系管理,简单地说,它是一个不断加强与顾客交流,不断了解顾客需求,不断对产品及服务进行改进和提高,以满足顾客的需求的连续的过程。CRM的策略就是要为客户提供完整且一致的销售、行销与服务,使客户愿意与厂商进行互动与交易[5]。它结合了信息系统、销售机制、行销企划和客户服务,当然也包含了企业的内部作业。这些方面经过完整的整合,呈现给客户一个协调一致的企业形象。随着计算机、网络的普及,目前所有的汽车企业完全满足现有进行CRM的要求。问题是在执行过程中,很多企业并没有充分发挥该系统的功能,针对这一情况,我提出了下面几个建议: (1)严格执行客户100%互访制度 通过互访,企业可以与客户沟通,倾听客户的意思,及时反馈服务质量信息,将信息反馈记录表传给相应责任部门,从而在有效时间内改进服务,最终使客户满意,并且每月产生服务质量月报,对服务因子进行分析,提出改进意见。 (2)提供各种情感服务 情感活动是维持客户关系有效的方法之一,虽然难以影响顾客的最终决策,但对于提高客户的满意仍然非常有效。 ①提醒服务。定期提醒客户进行车辆保养,车险续保、驾驶证年审、车辆年审、交通违章、恶劣天气等,由服务顾客或客户服务员进行提醒。 ②亲情服务。在顾客生日和重大节日的时候送去公司的祝福,也可以为当天过生日的客户实行价格优惠和赠送小礼物。 ③告知服务。企业在各种服务或营销活动等信息通过客户鼓舞中心电话、短信、直接邮件等方式传递到客户手中,邀请客户参加活动、座谈会等。公务员之家 ④针对新手客户。提供汽车驾驶、汽车保养、简单故障应急处理、驾驶技巧等知识讲座;针对女性客户开展驾车防盗培训等。 5.提高服务人员素质,重视内部营销 (1)提高服务人员素质 经销商在经营活动中,其管理水平的高低以及员工的自身素质情况,对经销商争取客户起着相当重要的作用。经销商对其工作人员应该有一个严格的用人标准,除了相应的学历标准外,对其还要制定相应的培训计划,特别是对销售及服务业人员还应该进行综合素质方面的培训。本来汽车的结构原理比较复杂,而且价格也比较高,客户在购买之前也会慎重考虑。所以这对我们的汽车销售人员也提出了更高的要求,首先必须要掌握汽车的结构和原理,而不是单纯地只知道它的价格和配置,这样才能更好地与客户沟通。其次也不能忽视对销售人员文化修养,知识水平方面的训练。一旦工作人员的综合素质与客户相同,甚至高于客户,这样才能够拉近经销商与客户的距离,才有可能获得客户好的印象。 (2)加强内部营销 众所周知,“有快乐的员工才会有满意的顾客”,这是服务领域的重要准则。内部营销就是将员工视为内部顾客,强调将营销哲学和方法应用结果在服务顾客的员工身上,以运用和维持员工,并使员工更加努力地做好工作[6]。企业首先应该在本质上关怀员工,使其在顾客服务中真正具有主人翁责任感。其次,企业还应该设计科学合理的激励、报酬机制,提高人员的工作积极性,只要包括岗位工资,年终奖励,职务补贴,福利补贴等。最后为了提高服务的质量水准,企业还应该加强人员培训,使其熟练掌握现代汽车检测、诊断技术和对新结构、新技术的认知。 四、结论 本文站在理论和实践相结合的角度,通过对服务营销理论的研究,得出服务是汽车企业获得竞争优势根本所在,并征对汽车企业如何开展服务营销提出了建设性的意见。首先,企业要建立汽车服务营销新观念;其次,企业要树立汽车服务品牌观念;第三,企业应使服务内容更丰富;第四,企业应加强客户关系管理;最后,企业应提高服务人员素质,重视内部营销。通过对服务营销策略各个方面的改进,企业的客户满意度和忠诚度会有明显的提升,公司的优秀竞争力会得到明显加强。 汽车销售论文:汽车销售过程中与客户进行有效沟通的技巧分析 摘 要:汽车销售是一份直面客户,以交流为主的工作。在与客户交流的过程中,销售人员需要对汽车知识与汽车性能进行详细介绍,并从中了解客户的需求和忧虑,逐步攻破客户的心理防线,让客户对自身所言产生强烈的认同感,最终促成客户与车行之间的交易。在汽车销售这一职位上,勤奋努力虽然重要,但有效的沟通技巧才是取得优异业绩的关键所在。因此,作为汽车销售人员,掌握与客户的沟通技巧是从事这份工作的必修课程。 关键词:汽车销售;沟通技巧;客户认可 当汽车销售成为一个人的职业,也就是当一个人成为汽车销售人员后,那么与客户进行沟通和交流就成了家常便饭。每一位客户对销售人员而言都是一次机遇,如何才能把握好这些机遇,促成商家与客户之间的交易呢?这就要求销售人员具备较强的沟通能力,发掘出沟通交流中的技巧,并将其运用到与客户的交流当中,让客户有一个愉悦的交流过程,并让用户逐步认可自己的观点。有技巧的沟通能够增大销售的成功率,帮助销售人员取得更好的销售业绩。因此,熟练掌握与客户进行沟通交流的技巧,发挥语言的魅力,是从事汽车销售这一职位的人员必须要掌握的内容。以下是与客户进行沟通的几大技巧。 一、推销不能急于求成,要以耐心取胜 作为一名汽车的销售人员,与客户见面后切不可急于求成,一见面就向客户推销产品。许多客户在其生活中经常会遇到各种推销人员,他们总是一见面就喋喋不休地推销各种不同的产品,故而客户对推销人员难以产生好感,甚至对其感到厌烦。有很多事例表明,那些见到客户急于推销的销售人员最终往往都是以失败告终。因此,要提高销售的成功率,就要全面了解客户的需求,针对客户的需求对其有条不紊地介绍,耐心为客户解除疑惑,让客户产生购车的欲望。例如,不同的人对汽车的要求也各不相同,有些人追求瞬间加速,他们想要购买的汽车加速度一定要快,而有些人注重环保,他们需要的汽车必须要排量较小,还有些人汽车的行使道路较为崎岖,那么其所要购买的汽车的抗震动性能必须要好……买车对于大多数客户而言都是较为重大的决定,因此在购车过程中犹豫不决,或者有诸多问题都是极为常见的表现,销售人员在推销过程中,应当耐心地为客户排除忧虑,解决疑难,以耐心取胜。这样才能让客户放心做出购车决定,提升销售的成功率。 二、察言观色,根据客户的神色调整沟通重点 一些客户在购买汽车之前就对自己想要购买的车类车型有了详细的了解,对于这样的顾客,销售人员只需要将其所想要购买的车型进行全面介绍即可。还有一种顾客,他们在购车之前并不了解各类车型的特征,不知道什么样的汽车能够满足自身的需求和喜好,对于该类客户,销售人员需要对各类车型进行逐一介绍,并在介绍的同时学会察言观色,观察顾客神情的细微变化,以此判断客户的喜好,从而决定是细说还是略谈正在被介绍的车型。例如,销售人员在介绍某种车型时,如果观察到客户有皱眉或者不耐烦的情绪时,这说明客户对该类型的车不感兴趣,再多介绍也难以促成交易,且浪费客户的宝贵时间,因此可以快速略过,进行下一车型的介绍。而一旦客户在介绍过程中呈现出对某种车型很感兴趣,或者很投入地听取销售人员的介绍,那么客户心仪的车型很有可能就是正在被介绍的这种型号。此时,销售人员就应重点介绍该种车型,让客户对其有更深更细的了解,增强客户的购车欲望。察言观色,就是要快速找出客户对各种车型的喜好,并根据客户的喜好有针对地进行销售,提升沟通交流的效率。这样,客户的购车成功率得到了提升,销售人员的销售业绩自然也会变得更好。 三、沟通要充满自信,让顾客消除疑虑 对于销售人员而言,在与客户沟通交流的过程中保持自信也十分重要。客户若是从销售人员的语气或者神态中发现其缺乏自信,那么即便这个销售员说得再好,客户也会怀疑其所言的真实性。因此在与客户交谈的过程中,保持自信很重要。销售大王乔・吉拉德,一年汽车推销量达到1600多辆,在他应聘汽车销售员之前,只做过日用品、电器的推销。一个没有接受过专业的汽车销售培训的人,却敢于在应聘时自信满满地说自己会推销汽车,并最终取得让许多汽车销售员惊叹不已的成就。自信在汽车销售中是一种强劲的力量,自信的体现不仅通过语言表现,还包括销售人员的穿着、神情等,自信的流露是由内而外的,故而作为汽车销售员,在每天的工作开始之前,可以对着镜子为自己加油鼓劲,多多发现自己以及产品的优势。与客户进行交谈时,提及自己所推销产品的优势要胆大,底气要足,要用必胜的语气来让客户信服,客户感到这个销售员自信如此之强,想来其所言非虚,并没有夸大其词。这样客户才能打消疑虑,放心购车,销售的成功率也因此得到了提升。 销售的诀窍都在于与客户的沟通交流上,在与客户的沟通交流过程中,技巧很重要。沟通不是人生来就具备的本能,而是一种能力,作为汽车销售员,在其工作过程中,要通过实践和学结出有效的与客户之间的沟通技巧,强化沟通能力,最终实现销售业绩的节节高升。 汽车销售论文:遗传算法优化的BP神经网络对汽车销售的预测 摘要:为了使BP神经网络拟合复杂函数的能力得到进一步提升,本文通过改变BP神经网络结构的权值和阈值,从而进一步优化遗传算法,并将此设计的模型应用到预测汽车销售系统之中。为了比较它与传统BP神经算法预测效果,我们进行了预测仿真,从中可以比较两者准确性高低与否。仿真结果表明改进后的算法对存在较明显线性相关性的数据时有更好的拟合能力和更高的预测精度。 0 引言 以时间序列预测汽车销量的方法在当今的预测汽车销售领域中占了绝大多数,比如我们所熟悉的有线性回归法、季节预测法[1]等等。线性回归法[2](如AR、MA、ARIMA模型等)能够体现销售量数据随时间变化的趋势,季节预测法能够有效地反映销售量随季节波动的特点。然而,除了汽车市场的内部影响因素之外,汽车销售量还受到市场环境变化等外部因素影响,如经济危机、限购政策、油价上涨、小排量购置税优惠政策等等[3]。在常见的预测模型中对非线性因素的处理方法存在着“自身的缺陷”,比如在外部因素引起市场一定的波动时,仅仅是靠时间序列模型的预测方法则很难做到精确。因此,在有效地收集、分析、掌握外部因素信息的基础上,将这些因素甄别和量化,反映到整个预测过程中,提高预测模型可使用的总体信息量,提高预测模型的预测质量,尤其在当市场环境有变化的情况之下,销售预测精确性将会获得较大的提高,并且更加趋近合理。 1 系统模型 1.1 系统分析 在不同的系统分析中,我们有时会采取不同的算法,每个算法都有各自的优势。遗传算法、BP神经网络和多元回归等算法也有着不同的优点[4],如遗传算法的全局寻优性, BP神经网络的优秀学习能力,从而避免了它们在各自单独使用时所存在的不足。我们把数据分为两个部分:线性相关和非线性相关,对这两部分采取相关性分析法进行处理。紧接着,充分利用BP神经网络与多元回归在处理数据方面的优势,分次处理数据的非线性和线性部分;最后,利用遗传算法所拥有的特性,即寻优特性,将已由BP神经网络和多元回归算法处理的数据整合在一起,最终的目的是使各项值得到进一步优化,如多元回归的权值、BP神经网络的连接权值以及阈值。 在这里,我们先暂定待处理的数据为DATA,DATA中包含的记录条数为U条。DATA的第k个记录含有M+N个自变量,记为X 其中: k∈{1,2,…U},i∈{1,2,…M+N};1个因变量(期望值),记为Yk其中k∈{1,2,…U}。 1.2 相关性分析 当我们要判定如国民收入和居民储蓄存款或者身高和体重,这些变量之间的关系时,我们首先会去判定这两个变量或两个数据集合间是否存在线性相关时,这里就引出了我们所要用到的判定相关系数Pearson[5]。Pearson相关系数的作用最重要的是用来判定定距变量间的线性关系和两个数据集合是否在一条线上。某些情况下我们会用到Pearson简单相关系数r。其计算公式为: 我们根据所得r的数值来判断两者相关度的强弱。一般说来,当相关系数的绝对值越大或者相关系数越接近于1或-1的情况下,相关度是越来越强的;而相关系数越趋近于0,相关度就会变得越来越弱。 若相关系数r 0.6,认定自变量Xi与Y线性相关,否则为线性不相关。根据文献[6]可知,本文研究的BP神经网络中,输入数据Xi i∈{1,2,…N}与输出数据Y在Xi i∈{1,2…N}与Y线性相关,在Xi i∈{N+1,N+2…N+M}与Y线性不相关。 1.3 BP神经网络 输入层、输出层和隐含层[6]是BP神经网络的三个组成部分,其中输入层和输出层各一个,而对于隐含层,在理论上,它的数量是不会受到任何限制的,但BP神经网络在一般情况下仅设置一个或者两个隐含层。在这个神经网络中,输入信号经过作用函数的作用之后,在其信号传至隐层节点之时随即把它得到的输出信号传递到输出层节点上,同样经过处理后而得到的输出便是最终的结果。作用函数S型函数在本文中的节点之间会被用到,它的计算公式为:f(x)= 。 本文构建的神经网络模型如图1所示。 由图1可知,我们这个神经网络模型共有四层。模型的第一层X即是输入层,它是以非线性相关的Xi i∈{N+1,N+2…N+M}的数据作为其输入的;神经网络包括的两个隐含层分别是第二层J和第三层I;神经网络模型的输出层就是第四层BY。例如图1上的J层第1节点,当它和第I层的第2个节点连接时,权值的计算值则为W 。如若模型采用的节点作用函数为f(x)= ,则可以得到该节点的输出为Y =f( W Y -B )。该式中W 、Y 和B 分别表示某一节点与其上层节点之间的连接权值、上层各节点的输出值和节点的阈值。根据公式:E=(t-BY)*BY(1-BY),它表示的含义是网络误差的计算,在式中t的含义是输出的期望值。将网络误差与最大允许误差进行比较: BP神经网络在模式匹配、模式分类、模式识别和预测分析等方面[7],性能优势十分明显。 虽然BP算法是网络结构中应用比较普遍的算法之一,而且BP算法在应用上也取得了一定的成功,但是BP算法本身还是存在着不可避免的局限性: ①在BP神经网络算法中,它为了不使加权值过大,通常选取较小的随机数(如0~0.2之间)作为初始权值,同时设置网络在初始阶段就处于S型函数的饱和区,就是在这样给定初值的范围内,有些取值也会使算法的结果值陷入局部极小,一旦有了某些局部极小点[8]的牵累,就会引起训练的振荡而达不到我们所想要的稳定,同样也会陷入局部极值的不利情况。 ②在BP算法中,我们需要设置一些参数的初始值,以便网络训练得以进行。如初始权重值,隐层节点个数值,当我们在设置没有任何参考时,可能会致使网络训练的失败或者说执行的并不如我们所预料的结果那样,与理想有所差别。但是这些参数的选取过程又缺乏严格的理论依据,需要根据我们过往的经验以及一定的实验来选取,才可保证它的选取值合适与否。 ③在BP算法中,它存在一个遗忘所学样本的趋势,就是在每当其输入一个的权重值时,会导致阈值不断地修改,所以前面已学的学习样本必然会受到后面每次所输入样本的影响。 2 一种BP神经网络和线性回归优化的遗传杂合算法 为了实现网络训练的过程并得到全局相应的最优化的解,我们提出一种基于BP神经网络和线性回归优化的遗传杂合算法。在文章的前面我们知道,传统的BP神经的学习过程存在一些不足,我们提出的这种算法会把BP神经网络和遗传算法结合起来,利用遗传算法的全局寻优特性,来实现网络的训练,得到全局相应的最优解。改进的算法模型如图2。 待处理数据Xi i∈{1,2…N}和Y,我们假定两者是呈线性相关的。首先对线性不相关数据进行BP神经网络处理输出为BY,BY与存在线性相关的数据进行多元线性回归。 模型误差: 2.1 改进算法模型的遗传优化 在生物进化机制的搜索方法中有自然选择和自然遗传,而本文改进的遗传算法就是基于这些内容的。现如今有一种算法正趋于发展成为自适应启发式概率性迭代式全局搜索算法[9]。某个优化问题的解集,也就是它的搜索空间,并且映射搜索空间为遗传空间。我们随机产生的一组初始解,在遗传算法中称作此初始解为群体,它所产生的后代中不断地传下去并且一代一代地进化,我们称之为遗传。我们找到收敛为最佳的染色体,即是最优解。 将以上改进的遗传优化算法运用到BP神经网络的权重、阈值以及回归系数上,可以达到优化这些参数的目的,使网络误差值最小。在本文的实验中,由生物种群的概念,我们视BP神经网络和回归系数的所有权值为一个种群。本文的实验是基于遗传代数1000、种群60所进行的遗传算法优化训练过程。即为图3所示过程。 2.2 算法详细流程 ①样本值归一化处理。 对原始样本值X,Y按照公式X′= -1,Y′= -1归一化处理作为模型输入数据,归一化处理后数据在[-1,1]之间。式中X′、Y′为归一化后的数值,Ymin、Xmin为原始数据最小值,Ymax、Ymax为原始数据最大值。 ②参数集。 将模型中待优化参数BP网络权重W 、阈值B 与回归系数?孜组成一个参数集C={W ,B ,?孜},C作为染色体,Ci为单个基因。 ③编码。 编码方式中有一种称为实数编码的,它是指个体编码的长度与决策变量的个数相等,在合理具体的条件范围内,用一个实数表示某个体的每个基因值。该方法中用到的值是决策变量的真实值,因此我们又称它为:真值编码方法。考虑我们实验过程所需要的算法,这种编码方式对于我们的实验十分合适。 ④初始化种群。 种群大小N=60,随机生成第一代个体C 其中t为代数t=1,i表示个体编号i∈{1,…, },C 表示第一代的第五个个体。 ⑤个体适应度。 我们以f =Emax-E(C )为个体适应度函数,能够满足我们的要求。式中f 表示第t代的第i个个体的适应度计算值,Emax为最大系统误差,E(C )为C 个体的系统误差。 ⑥选择操作。 在试验中我们需要知道选择概率值,所以由前公式f =Emax-E(C )和公式P = 两者结合便可以计算出选择概率。我们在pop(t)代中根据所计算得到的概率值随机的选择一部分个体染色体遗传到下一代,为pop(t+1)代。将选择出的个体染色体暂且称为一个中间代mespop(t),并将其作为下面遗传操作(交叉、变异)的对象。 ⑦交叉算法。 我们先假设要交叉的两个父体对象分别为Pi=(p , ⑧变异算法。 在选择交叉的遗传过程中,我们也需要考虑到遗传变异这一情况。所以我们采取了一种特殊的变异算法:边界变异。它在遗传的后代种群中选择中间代mespop(t)代,又在其中选择N对个体,当交叉概率为Pc时,以此概率值指导个体进行遗传变异。边界变异的取值方法的多样性也正是后代种群群体多样性的特点。其变异位的值往往是在它的边界上,因为在边界上,通常存在着许多约束优化的最优值,也就是其编码位取值范围的边界之一。在中间代mespop(t)完成交叉和变异所形成的下一代中pop(t+1)进行个体适应度值计算的操作。 3 仿真结果和分析 仿真实验中,分别采用多元线性回归、传统BP神经网络和本实验算法对多元线性方程、多元非线性方程、含有线性和非线性部分的方程进行拟合。 多元线性方程: 多元非线性方程: 含有线性和非线性部分的方程: 3.1 样本数据 样本输入数据是在考虑影响汽车销售多方面因素的前提下,如:经济危机、限购政策、油价上涨、小排量购置税优惠政策等,在Matlab平台下拟合而成。样本输入数据为xi∈[-1,1],样本总数为20,随机生成20组数据作为样本值(图4)。 3.2 仿真结果 式(8)多元线性回归、BP神经网络、改进算法仿真结果(图8)。 式(9)多元线性回归、BP神经网络、改进算法仿真结果(图9)。 式(10)多元线性回归、BP神经网络、改进算法仿真结果(图10)。 多元线性回归、BP神经网络、改进算法拟合三种方程误差平方和如表1所示。 3.3 仿真结果分析 由结合改进算法的特点和对比分析所得到的实验结果,我们可以得到以下三点结论:①多元线性回归在拟合线性方程时所产生的误差比较小,而在拟合非线性方程时,产生的误差略大。②BP神经网络在拟合存在非线性数据时,误差较小,在拟合线性方程时存在明显的不足。③三种算法在拟合非线性和线性结合方程时,本实验的误差要比单纯拟合非线性方程小很多,与理论预期明显相悖。对于这种情况的原因,结合理论,本文总结出可能存在的两小点:1)数据的输入值范围在[-1,1],范围太小,对函数值得影响不显著;2)由于实验采用拟合函数的形式,函数关系内部过于简单。 4 结论 用改进算法拟合复杂函数的能力比单纯依靠线性回归和BP神经网络存在明显的优势。影响商品销售的因素有很多,各种因素对销售的影响也各不相同,传统的BP神经算法可以很好的预测效果。但是BP算法在处理那些同销售值存在较大相关性的因素时,不能突出它的优势。我们通过把影响销售较大的因素与其他因素直接加权相加得到销售值,最后通过遗传算法来优化权值。这也就是我们研究本文算法的目的之所在。 汽车销售论文:试论如何完善汽车销售行业的税务问题 【摘要】 本文分析了汽车销售行业中税务管理存在的问题以及解决措施,以供参考。 【关键词】 汽车销售 税务 问题 措施 一、前言 在当前汽车销售过程中,由于利益的驱使会造成国家税收的流失。因此,我们要做好汽车销售的税务控制。 二、汽车销售税收管理中存在的问题 1、少开发票金额少计收入。部分经销商采取“一车两票”,少开发票,不按实际收款计提销售。即将车辆差价或加价部分另开(普通)收据、(维修保养单),逃避增值税、车购税。 2、返利收入未作进项税转出。厂家对经销商的奖励和返利行为种类繁多,有的汽车生产商将返利在增值税专用发票上用负数反映,有的汽车生产商将返利直接冲应收款,不在进项发票反映。部分汽车经销企业往往对不在专用发票上反映的返利,挂在与厂家的“往来账”上,未作进项税额转出处理,由于经销商与厂家采取的是滚动结算方式,税务部门难以区分。 3、价外费用不作应征增值税收入申报。在实际操作中,时常有经销商为客户代办上牌或者汽车抵押等业务发生,而这类与销售捆绑向客户代收的收取费,根据增值税暂行条例,这部分业务收取的费用属于价外费用,应征收增值税,但大部分企业均未作价外费用申报缴纳增值税。 4、汽车销售价格垄断 税收流失是一种道德风险,是一种由信息不对称导致的交易成本,是纳税人在追求自身利益的过程中为自己谋取利益的一种表现。汽车销售领域造成国家税收流失的垄断行为主要出现在经销商零售环节,表现为汽车加价销售的“提车费”不开具任何发票或是只提供以“装饰费”、“美容费”开具的发票。根据我国的税收政策,车款需要开具增值税发票,税率为17%,而不开发票的加价款则是全部落入了经销商或者整车生产商的口袋。也即,每1万元加价款中就有经销商应交的1700元税款和消费者应交的1000元车辆购置税流失。就算以“装饰费”、“美容费”为名开具的发票,其5%的税率与应缴纳的税率之间的差距也会造成国家税款的巨额流失。汽车加价销售款项税收的流失一方面违反了税收的公平原则,影响国家的财政稳定;另一方面也弱化了税收合理配置资源、调整经济结构的作用。此外,从调节收入分配,缩小贫富差距的角度而言,其影响也是极为不利的。 三、汽车销售管理税务问题防治措施 1、掌握不同品牌的经营特点是前提。由于不同汽车经销商销售不同的汽车品牌,所对应商务政策的返利形式也各有不同,有的是按季返利,有的是按年返利,有的在票面上将返利直接冲抵,有的将返利冲减应收款项。不同的品牌汽车综合毛利率也不相同,有的在5%左右;有的无差价或低差价,但通过销量返点来实现利润。 2、把握4S店维修保养情况是重点。目前,大多数4S店都使用了厂家提供的“配件维修销售系统”,较真实反映了修理备件的领用存情况,并且按厂家要求每天要上传相关维修数据。因此,需重点监控二类数据:一是维修及备件数据。把握维修及配件销售的毛利构成,配件加价是否为20%-30%左右,人工费(工时)是否为15%-25%左右。维修及配件综合毛利率是否为35%左右。二是销售零部件数据。根据典型企业调查,发现多数4S店有汽车零部件经销现象。这些零部件销售包括原厂零部件、分厂零部件等。主要调拨给分支机构的经销店,也销给一些汽车维修站(一般加价5%-10%)。对开发票部分申报纳税,没有开发票的部分未申报纳税。这些情况需要税收管理员时时把握。 3、汽车销售维修模式的调整 商务部、国家发改委、国家工商总局于2005年联合的《汽车品牌销售管理实施办法》确立了我国汽车销售的授权经销模式,按照该规定,中国和国外的汽车生产企业都可以通过授权来选择自己的总经销商。其初衷是为了规范当时混乱的汽车销售市场,更好地保护消费者的合法权益,但在实践中却成了品牌汽车生产商控制经销商,实施垄断行为的利器。如整车生厂商要求经销商店面设计、装修用品均由其指定并供货;强制搭售滞销车型和非品牌汽车用品;经销商必须建立库存等等,若经销商不合作,那么其下一年的经销资格很有可能被剥夺。整车生产商的优势地位使其在产品供应、优秀技术、销售网络、配件供应、售后服务等各个环节形成了彻底的商业垄断。 4、监控纳税申报情况是措施。在日常征管中重点监控销售额变动、应纳税额增幅及税负变化情况,与同行业、同品牌、同时期的纳税指标有无异常等。在应纳税额及税负方面,应监控大类税负与小类税负对比,对部分汽车经销商的纳税申报指标远低于同类型纳税指标的,应纳入重点监控对象。 5、管住行业发票是关键。由于购车人需凭机动车专用发票才能上车牌。因此,管住发票是最直接有效的控管手段。一是进一步深入开展票表税比对。重点是对网上申报、网上认证的纳税人。优化和完善“票表税”比对功能,对“一机多票系统”开具的普票(机动车发票)应纳入到“票表税”比对系统。对网上申报的信息也要增设票表比对功能。二是管住汽车维修发票。建议加强维修发票的管理,要求经销商对维修车辆结帐时,必须按规定开具发票,不得以维修单代替发票,对违反发票规定的必须予以处罚。三是管住车饰发票。此类问题是汽车经销行业的一大难点问题,较为隐蔽。优秀问题是不开票较为普遍。为此,要积极宣传税收政策,督促纳税人加强财务核算管理,增设车饰领用存明细账。对加装的车饰部分,要求纳税人开具发票。 四、结束语 综上所述,针对当前汽车销售存在的各种税收问题采取针对性措施进行控制,大大提高了税收管理的科学性,有利于汽车行业的规范和发展。 汽车销售论文:电动汽车销售现状分析及对策研究 摘要:电动汽车具有节约能源、污染小、噪声低、动力来源多元化等优点,但是目前电动汽车销售存在较多问题,分析研究后提出科学合理的解决方案,可使纯电动汽车行业的销售正规化,有效地缓解能源短缺和环境污染问题。 关键词:电动汽车;销售;对策研究 随着石油资源日益匮乏,发展新能源汽车已经成为世界各国政府的一致看法。从目前的技术来看,新能源汽车主要包括混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车等。而插电式混合动力汽车、纯电动汽车与燃料电池电动汽车通常又被称为“电动汽车”[1]。按照《国家“十二五”科学和技术发展规划》的规定,到2015年,新能源纯电动汽车的示范推广城市将会达到30个以上,并且会在超过5个城市开展新型商业化示范运行[2]。 一、纯电动汽车的销售现状 2013年全球纯电动汽车、插电式混合动力汽车(以下称电动汽车)产量24.1万辆,同比增长44%;销量18.6万辆,同比增长55%[3]。美国、日本、法国、中国、荷兰、德国、英国、挪威、加拿大、瑞典分列前10位,10个国家共销售电动汽车14.5万辆,占全球电动汽车销量的78%,见表1。 其中,美国电动汽车销量遥遥领先,如图1。在降价行动和车型推陈出新的刺激下,2013年美国共销售电动汽车9.6万辆,同比增长83%,其中,纯电动汽车贡献了4.8万辆,是2012年销量的3倍多[4,5]。另外,2013年美国销售传统混合动力电动汽车49.6万辆,二者合计占到机动车销量的3.8%。 二、影响纯电动汽车销售的问题分析 1.产品自身的问题。一是电源技术的制约,导致了电动汽车在动力性能、续航里程、制造成本、环境适应能力和可靠性等方面无法与常规汽车相比。二是电动汽车的配套设施,如充电桩、充电站等充电网络设施尚不完善,导致使用电动车的便利性大大降低。三是电动汽车的价格较高,使用和维护费用也较高。除了上述几个主要原因,还有一些因素也影响了电动汽车的市场化进程。比如,消费者对电动汽车的认识不足、电动汽车行业的一些相关技术标准还不够完善等。 2.营销策略问题。销售市场细分不准确,致使选择目标市场,及产品定位、设计等均存在问题。企业在纯电动汽车销售上,因市场调研不充分和对目标市场选择、市场定位不明确,导致产品定位有误差,所生产产品“高不成、低不就”无法满足消费者的购买欲望,无法契合消费者的购买心理,导致销售不畅。 三、电动汽车销售问题的对策研究 虽然电动汽车行业发展面临着上述问题的制约,但基于长远利益的考虑,各汽车制造商仍纷纷进军电动汽车领域,在不断研发改进相关技术的同时,也已试水个人市场或正计划进入个人市场,这也是大部分汽车制造商的最终目的所在。针对销售现状提出以下对策: 1.明确目标市场选择及市场定位。根据企业纯电动汽车现有发展特点,企业纯电动汽车的目标市场定位在中低端市场是恰当的,其市场定位为大众消费市场也是合理和可行的。纯电动汽车除了符合上述纯电动汽车中低端市场推广的特点之外,其购买群体还具有年轻化、高学历化、时尚化、优综合素质化、中等消费层次化、城市化等一系列特点。所以纯电动汽车消费群体的细分市场是20~40岁城市白领、高素质人群。 2.创新商业化模式。目前电动汽车的商业模式主要有两种类型,一种是“整车销售+自充电模式”。另一种是“裸车销售+换电模式”。以色列的Better Place公司现阶段的商业模式也是把电池和汽车分开,该公司在以色列建立大批充电网络和汽车交换服务站,客户可以在这些充电站充电或者更换电池,乃至更换汽车,电动汽车发展到普及阶段,客户可以选择购买汽车,在充电站充电或者更换电池。该公司在国际上的合作伙伴是雷诺,目前在国内己同奇瑞签订合作协议,计划在中国推广该营业模式,奇瑞也在2010年北京国际车展上展示了配有可更换电池的瑞麟和G5电动轿车。采取这两种模式有效结合,有效解决了产品价格竞争力及能源供给系统建设简单等电动汽车产业发展中众多的难题,是一种能够快速推动纯电动汽车商业化发展的能源供给模式。 3.完善营销渠道模式。建立完整的分销系统和体系,按级定位分销商的销售补贴、资金回笼贷款、新产品推介奖励等制度。规范分销商对电动汽车销售的权利、义务,并授子等级加以区分。有效地管理纯电动汽车的分销商系统。建立积极、高效的纯电动汽车分销机构。营销渠道的结构,可以分为长度结构、宽度结构以及广度结构三种类型,渠道结构中的长度变量、宽度变量及广度变量完整地描述了一个三维立体的渠道系统。如图2所示。 四、结论 通过分析电动汽车销售现状以及存在的问题,提出了科学合理的对策。需要明确电动汽车目标市场选择,市场定位准确,创新商业化模式,完善营销渠道模式。采取这一系列对策,可有效解决电动汽车销售中存在的问题,为我国电动汽车推广普及做出应用的贡献。 汽车销售论文:基于市场细分的电动汽车销售策略研究 摘 要:随着环境、资源问题的逐渐产生,电动汽车迈上历史舞台,但其销售状况极为不佳,到底是什么阻碍了电动汽车的发展,本文通过对石家庄市场进行市场调查,分析被调查者对电动汽车的特征需求等问题,为企业销售电动汽车提供一定的数据支持和相关建议。 关键词:电动汽车;问卷调查;市场细分;销售策略 近些年,我国环境、资源都处于恶化的状态之下, 2015年河北省一年内近80%的时间皆处于雾霾天气,环境危机日益严峻;且石油供给远小于需求,导致我国石油对外依存度越来越高,资源问题不容忽视。另一方面,汽车持有量近些年不断增长,消耗石油量不断上升,其排放物加重了空气污染。因此,新能源电动车取代传统汽车是大势所趋。但是,电动汽车的市场销售并不理想,2013年,新能源汽车销量为1.76万辆,相较于2013年汽车总销售量5967.8万辆,其所占比例很小。2014年,全球电动汽车市场产销两旺,销量突破7.48万辆,同比增长425%;但相较于2014年汽车总销量6402.4万辆,电动汽车占比依旧极小,2015年亦处于同等状况。理论上电动汽车的需求大涨而实际销售状况却如此尴尬,实在令人费解。为此,我们针对电动汽车销售情况进行了市场调查,试图找出原因。 一、 调查介绍 课题采用问卷调查的方式,对石家庄的消费者通过分层比例抽样和简单随机抽样进行了市场调查。通过市场细分理论,并根据目标市场具有可测量性、可接近性、重要性、可辨别性、可操作性五个方面的标准对各个子市场进行筛选,最终确定以20-39岁的消费者市场最为目标市场,进行了市场调查。 二、电动汽车市场调查结果与分析 (一)消费者特征需求分析 调查发现,消费者愿意接受的购车价格集中在20-30万之间。被调查者中,20-39岁的消费者中购车预算在20-30万的占比49.7%,20万以下的占比10%,30万以上的占比40.3%。消费者对电动汽车车型、颜色等偏好都极为明显,其偏好较高的车型是基本型乘用车、SUV,喜好的颜色为银色系、黑色系和白色系。调查发现,在车型方面,基本型乘用车、SUV占比皆在40%以上。对于颜色,占比较高的为银色系、黑色系、白色系,20-39岁的消费者多处于创业期或工作稳定期,多偏好稳重型汽车。消费者期望获得的优惠形式为打折优惠和一年期的免费定期保养服务,而对于一年免费车险、赠送汽车零件等,消费者反应度不高。电动汽车价格、电池因素、基础设施建设以及政府政策是影响消费者购买的主要因子。想要对汽车销售状况提出有用建议,就要了解影响消费者购买的因素,经过调查,消费者在购买电动汽车是更多考虑的是电动汽车价格、电池因素、基础设施建设和政府政策,对于汽车性能、维修费用等却不太在意。 (二)消费者购买行为分析 1、了解途径。消费者了解电动汽车的途径主要是电视媒体、网络和经销店面的宣传。尤为明显的是网络,消费者通过网络了解电动汽车的占比69%,在如今网络高速发展的时代,电子商品已经成为消费者获得信息的首要选择。 2、企业宣传手段影响度。消费者普遍偏好广告营销方式与活动营销方式。调查发现,消费者对于广告营销方式和活动营销方式反应比较敏感,而对于虚拟营销、观念营销等反应不大。对于20-39岁的消费者,他们更倾向于观感较强,可直接参与的销售活动,对虚幻的、理论性强的销售方式接受度不高。 三、 销售对策与建议 (一)产品策略 企业在推出电动汽车时应综合消费者的喜好和自身实际生产能力。初期企业应重点推出基本型乘用车,而对于SUV来说,初期的电动汽车技术水平难以达到同类型燃油汽车所能提供的较高配置与合理价格。在成长期,待技术水平成熟时,再重点推出符合消费者要求的SUV车型;在汽车颜色方面,以银色系、黑色系和白色系作为主打颜色;在促销活动方面应以一年期打折优惠和一年期免费定期保养服务作为重点优惠形式,以此来吸引更多的消费者。 (二)价格策略 在电动汽车产业的生命周期内,不同时期应选择不同的价格策略。1.导入期,电动汽车属于新兴产品,消费者了解不多,价格对消费者的购买行为有不可忽视的重要作用,企业应将价格在20万-30万之间的电动汽车作为主打品牌销售,以满足消费者的价格需求。2.成长期,消费者的关注点除了电动汽车性能,还有品牌、价格等方面因素,由于竞争者和潜在进入者的威胁,此时企业应采取成本领先的策略,快速有效的占据市场份额。3.成熟期,当企业占据霸主地位增加了其他潜在竞争者进入市场成本的同时,企业对电动汽车的价格可调范围也较小,可以通过优质服务来进一步提高竞争地位。4.衰退期,此时电动汽车即使降价也不能刺激足够的需求。企业应在损失最小的情况下退出市场。 (三)渠道策略 企业对电动汽车的宣传应以网络宣传为主,多种宣传方式并存。在20-39岁的消费者中,通过网络了解电动汽车信息的市民占69%,这部分人群对网络依赖性较高。在此基础上,对于电动汽车的网上宣传企业应该做到:(1)充分利用网络技术,在相关网络平台有关电动汽车的信息,同时搜寻公司的潜在客户,帮助其了解电动汽车,使其产生购买意愿,产生购买行为;(2)完善公司网站,方便顾客访问。企业可以在自己网站上提供如下信息:①企业的简介、企业电动汽车产品及其服务流程等。②电动汽车产业的发展趋势。通过收集、公布电动汽车行业的相关信息,引起消费者对环境保护的重视,促使其产生购买行为。 针对目前市场的热点营销模式,企业可以采取“自建店+加盟店”的方式,低成本迅速扩张销售。对经销商店面要有统一的装潢、店内广告、销售服务,从而宣传企业品牌形象。 (四)促销策略 在营销方面,注重广告销售和活动销售。在广告方面,企业应做到:(1)利用明星效应,挑选在青年中有影响力且符合电动汽车时尚、环保特点的明星作为代言人。并将广告做到电视媒体,让消费者直观体会电动汽车运动的特性。(2)广告内容具有针对性,打造出反应不同人生目标或近期诉求的广告意境以吸引消费者。 在活动营销方面,企业可以举办电动汽车挑战赛。参赛者能在比赛的过程中,体验电动汽车的性能,并吸引沿途的观赛者,增加购买对电动汽车的宣传力度。除此之外,企业可以举办展会,通过报刊、广播、电视等媒体刊登展会信息,展会现场进行实物体验及图片信息介绍,并邀请报社、电台记者对展览会进行跟踪报道。以多种形式增加企业的影响力。 四、结束语 如今,环境和资源压力日益加大,电动汽车的兴起是必然的,增加电动汽车销售量,既可以缓解环境、资源压力,又能更好的建设建设和谐、环保社会。 汽车销售论文:反垄断重构汽车销售业 在新的政策出台之后,必将引起厂、商、消费者之间关系的调整,打破厂家垄断,出现新的竞争格局,也使消费者有了更多的选择 新年伊始,汽车业三个重要文件面向全社会征求意见,反映了汽车业反垄断的新形势。 1月7日,汽车业反垄断指南工作会议在京召开,反垄断局局长张汉东在会上透露,《汽车业反垄断指南》从2015年6月开始起草,已经历四个步骤,下一步将向全社会征求意见,于今年5月上交国务院反垄断委员会审核。张汉东指出,《汽车反垄断指南》的制定和出台,有利于预防汽车业垄断行为,保护公平竞争,保护消费者利益和社会公共利益,促进汽车业健康发展;在增进执法的透明度,确保科学、有效反垄断监管的同时,降低行政执法成本,降低汽车业经营者成本。 同一天,商务部起草的《汽车销售管理办法(征求意见稿)》开始在网上征求意见。此前的《汽车品牌销售管理办法》是2005年4月1日起施行的,业内反应比较强烈,主要认为这一办法实际上把汽车销售的主动权全部交给了汽车制造商,形成对汽车销售渠道的垄断。 最近,交通部了《汽车维修技术信息公开实施管理办法(征求意见稿)》,其中明确规定,汽车生产者应以可用的信息形式、便利的信息途径、合理的信息价格,向所有维修经营者和消费者无差别、无歧视、无延迟地公开汽车维修技术信息。 反垄断成“新常态” 由于汽车产业链非常长,关联面非常广,涉及方方面面的问题,所以汽车业反垄断是一个世界性的难题,不仅国家反垄断执法部门针对汽车业执法的过程十分艰难,汽车制造商和经销商同样困惑。而我们现行反垄断法律体系在纵向垄断限制方面主要规定了与价格有关的行为,但实际上在汽车销售过程中,还有许多非价格类垄断行为,如数量、地域和市场划分上做一些约束,都需要做一些细化规定。 另一方面,汽车业竞争态势早已发生变化,国际汽车反垄断的重点已经从新车销售转向售后服务领域,相应的法规也有变化。欧盟自1985年以来一直实施专门针对新车销售和售后市场的纵向协议集体豁免条例并做过多次调整。欧盟委员会一位司长说:“市场永远处在变化中,每隔10-15年,我们就会进行规则调整。”近年来,欧盟认为新车销售由于竞争日趋激烈已没有必要继续适用专属豁免条例,但由于汽车维修及配件供应商仍存在许多限制、扭曲竞争的行为,2010年5月,欧委会颁布了适用于汽车售后服务的《2010年汽车业纵向协议集体豁免条例》,旨在保障独立维修商和获取配件及技术信息的渠道,进一步促进欧盟汽车维修和配件供应市场的有效竞争,保障消费者权益。 从2014年8月以来,国家反垄断执法部门已先后对宝马、奥迪、克莱斯勒、奔驰、东风日产等整车汽车企业以及旗下品牌经销商做出反垄断处罚,日本住友、电装等12家日系汽车零部件企业也被有关部门处罚。大家都感到比较突然,但是今后反垄断调查和处理会成为新的常态。 我们政府的三个征求意见稿,就是在总结汽车反垄断经验教训、汽车业反垄断形势变化的基础上,参照欧盟等国际汽车反垄断文件,并反复征求意见的基础上推出来的。这三个征求意见稿非常重要,形成正式文件后,将对现有的汽车营销模式和售后市场竞争格局的影响会非常大。 重构销售竞争格局 原来的《汽车品牌销售管理办法》饱受争议,原因就是这个办法造成了厂家的垄断。该《办法》的优秀是“授权”,其规定:“汽车品牌经销商应当在汽车供应商授权范围内从事汽车品牌销售、售后服务、配件供应等活动,不得以任何形式从事非授权品牌汽车的经营,而且除非经授权汽车供应商许可,汽车品牌经销商只能将授权品牌汽车直接销售给最终用户。”而按《汽车销售管理办法(征求意见稿)》,经销商可以不经供应商授权出售汽车,或者未经境外汽车生产企业授权销售进口汽车(所谓的“平行进口”);不得要求经销商同时具备销售、售后服务等功能,不能限制经营其他供应商商品,不得规定整车、配件库存品种或数量或者规定汽车销售数量,不能限制经营本企业汽车产品的经销商之间相互转售,不能要求承担以汽车供应商名义实施的广告、车展等宣传推广费用,不能限制为其他供应商的汽车提供配件及售后服务,不能搭售未订购的汽车、汽车配件和用品等商品。供应商不得限制配件生产商的销售对象,不得限制经销商、售后服务商转售配件。 《汽车业反垄断指南》的重点内容是对主机厂滥用市场支配地位行为做出了明确规定,重点关注配件与售后市场的限制竞争问题。《指南》明确指出,汽车供应商无正当理由,不应限制配件制造商生产双标件;不应限制配件的外采、外销;不应限制售后维修技术信息的供应渠道等。 目前,我国二手车交易中存在一些行政垄断行为,阻碍二手车市场健康发展。对此,《指南》认为,地方政府等行政机关出台相关规章制度限制二手车流转,将会触犯《反垄断法》,因此在《指南》正式出台后,目前影响二手车流转的地方限迁政策将有望解除。 据报道,《指南》初稿明确厂商没有正当理由,不应限制售后配件的供应与流通,这将有效促进售后环节的竞争。也就意味着4S店所用的配件有可能是出自厂家直接提供,也有可以是4S店从平行进口渠道获得,还有可能是非原厂但与初装件同等质量的配件;而反过来说,消费者在独立维修店,也有了使用到原厂配件的可能。 因此,在新的政策出台之后,必将引起厂、商、消费者之间关系的调整,打破厂家垄断,出现新的竞争格局,也使消费者有了更多的选择。 4S模式面临大挑战 去年6月,有的媒体发表文章《汽车4S店的丧钟已经敲响》,认为“4S店体系已经不符合当下社会的发展形态和消费者利益,会很快死去。” 其实经销商大规模面临困境已经不止一次,比如2004年、2008-2009年、2012年等,都是出现在汽车市场增速下滑的时候。有的专家指出,“中国的汽车经销商正面临盈利下降的难题,部分是因为运营p人力和财务费用的上涨,也因为过度依赖新车销售业务(价格竞争越来越激烈导致新车利润减少)。汽车是资本密集型行业,汽车经销商一直承担着巨大的资产负债压力。为了满足资金需求,经销商杠杆率很高。64%的受访者将地区商业银行贷款列为融资主要渠道之一。”现在的汽车经销商融资渠道极为单一,中小企业贷款极为困难,这是资金紧张的根本原因。如何解决汽车经销商融资难是各方面要参与的课题。 其实4S本来的意思是指整车销售、零配件供应、售后服务、信息反馈“四位一体”的营销方式,而不是品牌排他性专卖。目前大家诟病的是中国式汽车品牌专卖制度,并不应该否定4S。 但从另一个角度看,新的政策实施后,现在形态的4S店面临极大的挑战,包括新车销售、进口车销售、售后服务、配件销售等等,都将不再是4S店一统天下,会涌进来众多的竞争者,争食蛋糕的将越来越多。 汽车销售论文:浅析汽车销售企业的财务管理 摘 要 本文主要介绍了财务管理对汽车销售企业的价值作用,以及汽车销售企业的财务管理所面临的问题,并列举了一系列的措施,为从事相关汽车行业的财会人员提供了参考意义。 关键词 汽车销售企业 经济利润 财务管理 一、前言 财务管理指的是公司根据相应的总体目标与规划,对公司的融资、投资和效益分配等活动实施规划、协调以及把控,保证公司财务目标的达成的管理活动。财务管理可提高公司的成本把控,减少不科学的支出以及浪费,提高公司的利润层次,达成汽车销售企业总体经济利益的提高,从而提高汽车销售企业的整体竞争力。 二、汽车销售企业的财务管理所面临的问题 (1)企业融资活动具有一定的风险性。由于汽车销售行业的特殊性,汽车销售企业大部分流动资金贷款均利用三方协议贷款的形式进行,就是汽车经销商、供应商以及银行三方共同订立的贷款及保证协议,汽车经销商提供三成的购车款,就可以从供应商处提车,余下的款项由银行贷款转付厂家。事后由经销商把所购车辆的车辆检验合格证交由银行实施保管。厂家是把合格证直接寄给经销商的,部分紧俏车型合格证还没交到银行就直接销售,汽车经销商(4S店)会利用这笔销售款进行二次三次循环,并没有及时归还银行贷款和利息,而银行又没有取得车辆的合格证。这样运用融资杠杆原理加大了汽车经销商对于整部车的采购力,同样也加大了公司的财务风险。致使公司面临相应的还款风险,很容易因为销售低迷而到期无法及时还款,影响企业信用记录,甚至致使公司资金链断裂。 (2)运营资金管理层次需提升。对于汽车销售企业来说,营运资金管理的优秀是存货的管理。公司需要优化其存货的构造和存货的周转率,以提升公司运营资金的周转速度。汽车销售商为了有效地满足顾客需求以及具体的销售需要,务必要准备相应的整车与零配件的相关存货。但是,一些汽车销售企业在存货管理上是有不少的管理问题的,重点呈现为:经销商受厂方控制,淡季汽车库存量往往很大,占用大量资金。没有建立科学合理的存货安排,在整车和零配件库存的管理上面临问题,没有按期实施盘点以及核对周期等问题,致使公司在销售旺季时库存不足,无法很好地符合销售需要,淡季时库存太多占有了大量资金,形成沉重负担。 (3)利润管理形式需要改变。就目前来说,汽车销售商为了可以增加利润,把目光都放在了保险收入以及配件销售收入上,且把公司大多数的资源和运营都汇集在这几个层面上。而配件的销售所提供的利润依旧是目前汽车销售商获得利润的重要因素。但是,随着社会竞争的日益激烈,汽车销售商依赖的“一招鲜,吃遍天”的利润增长形式已逐渐后继无力,汽车经销售需要进行转变,找寻新的利润增长点,对现存的利润增长进行研究和探讨,改变原先依赖单一的利润增长形式所发展的形势。并且,因为汽车行业本身自有的特殊性,销售商在汽车行业上是没有太大的话语权的,很难震撼厂商的主导地位,这样利润增长形式就很容易受制于人。除此之外,经销商对成本经费上的控制也是面临着改进方法和空间的。有的销售商不关注对员工薪资奖励机制的设计以及建立,很容易使员工主动性不高。 三、提高汽车销售企业财务管理的措施 (1)集团资金统一管理,降低三方融资的风险。资金是企业生产经营活动中的血液,资金匮乏的企业将无法维持正常的经营运转。一旦资金链断裂,企业将面临破产的威胁。因此资金管理是企业财务管理的首要任务,需提高经销商在汽车厂家的话语权,汽车采购的自主权要争取,通过政府的政策出台及经销商自身的占有市场份额,减少厂家的控制。首先,经销商每批次采购的车型尽量掌握选择权,难卖车型少进货或订单进货,减少滞压车,提高存货周转率,节约资金。好销车型备足货源,特别要满足国庆、春节等节日存货。其次,要加强库存车等存货管理,随时掌握库存车辆信息,已销车辆及时登记并做银行还款工作,月末库存车必须全面盘点。最后,要对资金动态信息每天掌握,集团资金统一管控,每周各子公司上报收款及采购计划。每天各子公司的资金统一归集到集团账户,第二天再将采购及费用资金划转分配到各子公司。汽车销售企业自身所有的特殊性,其融资管理活动是三方进行协议的融资管理活动。公司在实施三方协议贷款融资的过程中,需要提升融资管理层次,防范公司财务风险,主要措施如下:第一,公司需对自身的销售绩效做出科学的推算,建立准确的采购安排,防止经费挤占造成浪费。第二,销售商要规范其三方协议程序,防范合同的不确定风险。公司需要严格处理质押给银行的车质合格证,而合格证的流转部分都是需要明确其等级的,且在一定时期和银行实施核对。与此同时,有些顾客需要提车时,需要正确计算出应需还银行的本金和利息,且要依据对应的程序换得合格证,设立相关的销售台账,销售台账需和存货台账相符合。 (2)寻找新的利润增长点。销售商需要主动开发新的利润增长点,依靠销售差价、返点以及保费等,在激烈的竞争中获得生存能力。除此之外,汽车销售商一定要主动改变思维,创建新的利润增长点来分散公司的经营风险,提高利润收入的来源。公司需要密切重视市场的动态,探究顾客需要,创新服务方式和工具。另一方面,汽车经销商需要提高销量和销售利润,那么同行业的兄弟单位尽量少比较价格,因为真正消费者买车、选车时不在乎几千上万的车价款,消费者看中的车的质量及售后服务。 (3)做好全面预算工作,降低成本费用。全面预算编制开展前,要清晰了解集团当前面临的环境和可以利用的条件,以及集团以后的发展目标和方向,并依照集团的目标,找出最佳的结合点,对预算时期集团的收支、经营状况等做出有效的安排,并细化预算目标,将之细化成不同等级、不同项目的指标,下达给相关的部门执行,从而促进预算计划的可行性。另一方面,全面预算编制过程中,要尝试先进的预算编制方法。该方法要充分考虑到法规、经济、政策以及自然等多方面,从而制定出明确的考核指标。同时,要留给各部门一定程度的支配权,从而提高部门的积极性以及加强集团对各活动的控制。把预算中的指标进行分解处理,确保每个部门都能进入到预算的整个过程中。全面预算管理,需要从年度、季度、月度目标销量、费用预算中做好相关的工作,在日常中也要对预算执行情况评估并调整。其次,汽车销售公司需要提高成本费用的管理,科学把控成本的支出。销售商企业需要综合探究,比较企业内部的成本费用,比较销售的预测情况,建立合理有效的年度预算规范。例如,营销费用的预算、运营费用的预算和采购的预算等。汽车销售企业是服务型的企业,为了提高人员薪酬福利的设计与管理,需要把服务意识以及服务水平加入进绩效考核当中。而汽车销售企业需要最大水平鼓励人员的生产,增强公司的销售服务层次。 四、总结 紧跟着我国汽车销售行业的发展,原本所建立的财务管理是很难满足当今时代的要求。而本文主要从提升融资管理层次、加强公司运营资金管理以及实施利润精细化管理这三个方面来提高汽车销售企业的财务管理,同时,要和具体的经营方式相结合,增强利润增长点,从而更好地推动汽车销售企业的发展,建立更加有效的财务管理系统。 (作者单位为浙江中通控股集团) 汽车销售论文:新常态下汽车销售人员的技能提升 摘 要:新常态下我国的汽车销售市场发生了很大的变化,特别是随着“互联网+”到来,汽车营销模式也在不断创新。创新模式下的销售顾问应该通过什么样的途径来提高职业技能,以便能更好地适应汽车销售的市场需求?为了解决这个问题,本文首先研究汽车营销市场分析了当前汽车销售的发展方向,通过研究提出了创新模式下对汽车销售人员职业技能的具体要求。最后针对汽车销售人员所需的素质要求,给出了一些供高职学生和销售顾问学习训练的建议。 关键词:创新模式 汽车销售 职业技能 新常态 随着经济的快速发展,我国的汽车产销量也在逐年增长。那么,在创新模式下汽车销售都有哪些变化呢?创新模式下的汽车销售人员如何提升自身的职业技能,才能更好地适应市场需求?为了研究这些问题,本文首先探讨了目前汽车销售的发展趋势和方向,详细分析汽车销售市场对汽车销售人员的职业技能要求,结合作者的教学经历和培训全国汽车营销技能大赛的经验给出汽车销售人员学习训练的建议。 1 汽车销售模式的变化 汽车销售目前绝大部分品牌都以汽车4S店销售为主,同时大部分企业都开始增加了网销业务。据湖南新闻网报道,由芒果汽车打造的汽车生活主题馆不久将在长沙市青竹湖会展中心启动运营。一站式、体验式的汽车销售平台,将改变消费者的购车过程和汽车生活。“互联网+汽车”的销售新模式也即将诞生。总的来说,汽车销售模式有以下几点变化: 1.1 拼质量、比服务 “顾客是上帝”不在是标语,而是早已深入人心的服务意识。北汽福田汽车以“服务创造感动、品质成就未来”来明确提出感动服务的到来。从让客户满意到客户感动,可以看出企业把服务水平和服务质量看作了生命线。把好质量关,让产品质量为自己代言。 1.2 销售模式多样化 依据不同市场细分和品牌自身的优势,目前汽车销售模式主要汽车4S店销售、“互联网+汽车”销售模式,中小城市仍然是以四位一体的4S店为主,而很多品牌在大都增加了很多城市体验馆+网络销售的方式,也就是我们说的“互联网+汽车”销售模式。销售模式的多样化,不仅是改变了消费者的购车过程,同时也对我们的汽车销售顾问提出了更高的要求。 2 新常态下汽车市场对汽车销售人员的技能要求 在市场经济不断创新的形式下,汽车销售的方式发生了变化。那么,它对我们汽车销售人员又会提出什么样的职业技能要求?我们归纳一下,可以看出以下几点变化: 2.1 具备扎实的汽车专业知识 拥有专业的汽车知识,是与客户建立信任的基础。作为销售顾问,客户期望你可以解答他关于汽车的任何疑问。只有销售顾问对汽车技术足够了解,才能更好地比较出哪些技术是可以真正给客户带来利益的。讲解关键技术、创新技术能给客户带来的利益,才可以做到以理服人。 2.2 有良好的服务意识 销售人员要能理解服务的意义和对企业的贡献,按照企业的要求做到每一个细节,做好每一个感动点。服务意识是主观的,米卢说过态度决定一切,只有具备良好的服务意识,才能把服务他人满足客户需求看成是工作的成就。服务是主动的,事情想在前,做在前,才会有更好的效果。企业都希望通过销售人员良好的服务,提升企业形象,提高竞争力。 2.3 有事业心、职业道德 销售人员要有事业心,愿意为汽车销售奋斗。毕竟在工作中会遇到各种困难,只有信念坚定、富有责任心的人才能坚持并走向成功。另外,无论哪个职业工种,职业道德都第一位的,这也是基本要求。 3 销售人员提高技能的有效途径 我们讨论了当前汽车销售的模式变化,分析了新常态下汽车销售市场对销售人员的技能要求。接下来,我们在看看销售人员应该通过哪些途径来提高销售技能。根据笔者多年的教学经验,认为下面的方式还是比较适合汽车销售顾问训练学习的。 3.1 学习汽车专业知识,尤其是不断学习汽车新技术 汽车是一部非常复杂的机器,同时也是一部告诉运转的机器。高速运转结构复杂的汽车是人们出行的主要交通工具,它的安全性是所有车主都非常关心重视的问题。如果销售顾问不能够将汽车知识掌握的很好,销售顾问就不能很好地为产品代言。只有掌握技术知识,才能更好地服务客户,建立与客户的信任。 3.2 熟悉产品、了解竞品、分享驾驶经历 对于新车来说,很多购车者都驾驶的比较少。销售顾问应该对自己的产品如数家珍,清楚产品的每一个细节。而对于竞品,应该知道它们的优势和不足。更重要的是,应该多实践驾驶。销售顾问如果可以现身说法,适当的与客户分享驾驶产品和竞品的经历,再去针对客户需求来有是针对性的推荐汽车车型,成功率是不是可以高很多? 3.3 熟悉业务、不做传递员 汽车销售顾问应该要积极掌握公司的业务流程,以及各个环节的重点内容和细节特点。例如,客户买车要办的保险、金融服务、涉及到简单维护保养等等相关事宜。只要客户能提出的问题,我们都能够回答,不需要再去询问其他工作人员。因为销售顾问不了解业务流程,一旦顾客问到不熟的问题,就会影响销售顾问的状态,同时反复沟通传递信息会浪费客户的宝贵时间。熟悉各个流程,清楚购车的每一个环节事项,不仅可以提高工作效率,也可以更客户更专业的形象。 3.4 树立感动服务意识,多从客户角度出发考虑问题 客户的需求都能满足的话,客户满意;如果连客户没想到的服务,我们可以主动做好,就会超出客户期望,创造出客户感动。工作中树立起感动服务意识,站在客户的角度去思考,多想想在每一个环节中,客户想要什么的服务,他们的期望是什么?除了公司要求的服务以3.5 主动提示,去除客户一切后顾之忧 尽管现在是信息时代,人们可以到网上查阅很多信息。但是,我们不要忽视一个重要信息,客户就是一个买车的潜在车主。他们不是专业的销售顾问,他们不可能了解购车的业务流程。过程中,可能会忽略各种各样的细节问题,而我们销售顾问是专业的,所以我们有责任和义务去提示每一个细节,主动避免因误会失误所带来的不必要的麻烦。 3.6 主动学习,了解汽车销售的新动向 社会在发展,新常态下各种创新形式层出不穷。一个“互联网+”的时代已经到来,汽车销售模式不断创新,作为汽车销售的一员,我们应该主动学习及时掌握新的技术、理念和发展方向。与时俱进,才能做好工作。 4 结语 社会的发展速度超乎想象,科技创新的力量是伟大的。我国汽车技术在不断进步,汽车营销模式、销售渠道、产品的研发、价格的制定都在创新。服务意识、服务水平在不断上升,消费者对服务的要求也越来越高,我们唯有不断跟进,调整自身的学习训练方向、方法与时俱进,才能走在前面。另一方面,高职院校的汽车营销专业教学中要重视对学生服务意识的培养,加强实践训练。汽车经销商企业也要给销售人员更多的训练机会,包括对竞品的使用和培训等等。 汽车销售论文:进口汽车销售的建议提出 【摘 要】迎合国内进口汽车的贸易需求,近几年来我国汽车的进口增长率,呈逐步上升态势。在该背景下,我国进口汽车销售需要在分析宏观环境的基础上,从各个层面深入研讨其销售方法,这也正是本文研究的宗旨所在。 【关键词】进口汽车;销售 1.进口企业的销售环境分析 1.1社会环境分析 我国自改革开放以来,经济发展迅速,人们的可支配收入越来越多,道路交通越来越发达,人们消费观念逐渐转变,开始关注产品的附加值。对于汽车产品来说,中国消费者从最初能遮风挡雨的代步工具上升到对汽车外形、性能、驾驶体验等综合水平的追求,从单纯的开车到赏车,再到现在热门的私家车收藏,这是社会进步和经济发展的结果。中国消费者更希望购买更加高端品牌汽车,对汽车的高要求带动了进口汽车品牌的销售,例如主打全手工制作的宾利汽车等,在中国的高端汽车消费市场非常受欢迎,据相关数据统计,2014年我国汽车市场的宾利销量超过2600辆,占全球总销量的24.2%,成为了宾利汽车第二大销售市场。 1.2我国汽车市场竞争分析 我国汽车行业竞争激烈,国内外汽车生产厂超过120家,然而真正能在市场上占领一定地位的汽车企业只有少数。进口汽车品牌在竞争力上有着绝对的优势,国产汽车品牌只能在提高性价比上下功夫,攻占60万以下的中低端汽车消费市场;进口汽车的则是巩固自己品牌地位的同时不断开发出新产品,保证品牌关注度和高端汽车消费市场的占有量。 1.3顾客购买心理与行为分析 购买进口汽车的消费者从个人到团体、企业等,不同的购物人群对汽车的需求多数是刚性,然而对于是否选择进口汽车品牌则与自身经济能力、品牌认知度、个性追求等多种因素有关。所以,进口汽车在销售中应当细分市场,面对不同的消费群体提供更有针对性的产品,实行更有针对性的销售策略。消费者是市场构成的主体,抓住市场份额的前提是抓住消费者的心理,进口汽车品牌的市场营销活动要围绕中国消费者的需求制定。 2.进口汽车销售SWOT分析 2.1进口汽车销售的优势 进口汽车多数品牌悠久,在世界已享盛名,其技术性和历史性都不容置疑;进口汽车品牌拥有深厚的技术积淀;进口汽车品牌不断改进技术,工艺非常成熟;进口汽车品牌企管理更加现代化;新产品研发能力强;具有良好市场口碑与企业形象;拥有成熟的销售渠道和忠实消费群体。 2.2进口汽车销售劣势 一些进口汽车品牌由于进入中国市场比较晚,在中国市场的品牌识别度不高;一些消费者对合资和进口的概念混淆,在一定程度上影响了进口汽车品牌影响力;进口汽车的价格昂贵,且后期维修费用高;进口汽车在后期检修时间长,熟悉进口汽车维修的人员较少。 2.3进口汽车销售机会 进口消费基础越来越大,人们消费水平和消费观念都得到了提升;随着人们生活水平的提高,越来越重视生活的品味,对中高端进口汽车需求会越来越高,高档次汽车越来越受欢迎;经济全球化的带给进口汽车更多的机会;网络的发达和信息传播能力的加强也为进口汽车的营销开辟了更多的渠道。 2.4进口汽车销售威胁 物价上涨致使居民消费能力下降;汽车销售有地方保护主义,区域性发展受阻;进口汽车赋税高,造成了进口汽车的售价居高不下,而国产汽车价格低,在技术和质量方面也有所突破,受到了市场好评,成为进口汽车销售的最大威胁;中国市场汽车生产厂家数目众多,竞争残酷,市场份额抢夺激烈。 对进口汽车市场SWOT的结果进行分析,得出进口汽车品牌在销售中应当重视自己的发展优势,避开发展劣势,把握发展机会,弱化竞争威胁,赢得市场份额。 3. 进口汽车的销售建议 3.1细分市场 不同的市场,面对的汽车消费群体可能存在比较大的差异性,尤其是消费倾向、购买能力和购买需求等,都与其息息相关。因此,汽车企业实行进口销售贸易,可按照以下几个方面的标准,进行市场的细分: 1)根据消费者的地理变量。汽车消费者的收入水平、消费能力、消费倾向,与所居城市的地理位置有关。笔者建议将进口汽车销售的市场,划分为沿海地区市场、内陆地区市场和边远地区市场,譬如广东省地区集中了大量的一线城市、二线城市和三线城市,当地人民的生活水平较高,高端汽车的消费需求比较大。根据地理变量细分市场,还要考虑当地汽车产业政策的推行情况,譬如进出口税收标准等。 2)根据消费者年龄。据笔者了解,当前国内中高档汽车的消费群体,以20-34岁的年轻人居多,该类群体追求汽车外观的个性化和独特性;而在35-49岁之间的消费群体,经济基础相对扎实,并且收入稳定,但较为崇尚高品质的生活,其汽车产品消费倾向,趋向于成熟、稳重;在51-60岁之间的消费群体,尽管经济基础扎实,但消费行为相对保守,因此不会过多青睐于中高档汽车。由此可见,针对不同年龄阶段的消费群体,进口汽车销售要选准重心,尽最大可能迎合不同年龄阶段消费群体的个性化需求。 3.2产品策略 不同的汽车产品,能够吸引不同需求的消费者。在理论的范畴内,产品被定义为可消费、能使用、有作用的物品,汽车属于高成本的大型产品,但在实际营销中销售的不仅仅是汽车产品本身,还有附带的服务,譬如售前咨询和售后服务等。进口汽车销售,必须重视产品的销售策略,笔者认为至少有三点策略值得一提: 1)排量结构调整。进口汽车销售过程中,很多国家将绿色环保定义为汽车进口的门槛条件之一,譬如我国的汽车消费税,在“环境保护”口号的呼声中,进行相应修改和调整。笔者认为做到真正意义的节能环保只有两个选择,第一,生产小型化的车辆,降低发动机的排量。如果仅仅是在城市内上下班代步,我们为什么不能开小排量的车,降低能耗,降低排放呢。第二,国外的一些新能源汽车以及油电混合车型的技术,值得我们参考借鉴,以新能源新技术推进降本增效,实现节能环保。我们应该在强调绿色消费的同时,引入先进技术,通过汽车排量结构的调整,并引导市场的理性消费,方可规划好进口汽车销售贸易的市场格局。 汽车销售论文:浅析影响汽车销售的因素及对策 【摘 要】当前汽车销售行业目前虽然具有良好的发展趋势,但目前仍有许多的阻碍因素,对我国汽车销售行业的快速发展造成不利影响。因此汽车销售行业应当加强危机意识,加强对消费者的理解,并通过对营销渠道的拓展,从而减轻不利因素对汽车销售行业带来的影响,以此来推动汽车销售行业的发展。本文简述了我国汽车销售的特点,对汽车销售行业的影响因素进行了论述分析,并提出了汽车销售行业的相应对策。 【关键词】汽车销售;影响因素;对策 一、我国汽车销售的特点 据问卷调查研究分析,目前中国汽车消售总结出以下几个特点:私人消费比例逐渐上升,消费总量处于绝对增加的趋势;中、高端汽车、进口汽车消费量稳步增加;小排量、经济型车尤其是1.6及以下排量汽车,占市场份额的60%的水平;汽车销售传统的淡旺季的差异越来越模糊;汽车消费不仅仅受到政策、股市、房市的影响,将更多的受到消费观念、消费方式的重大影响。所以,随着我国汽车市场国际化,消费者的购买力不断提升,消费心理不断变化,汽车消费情况将日新月异,今后的几年,仍是汽车消费市场迅速扩张的黄金时期。 二、汽车销售行业的影响因素 2.1政策因素 国家对汽车销售领域的宏观政策主要是鼓励购车、限制购车和经济调整等三个方面进行控制。而鼓励购车政策,通常是为了进行刺激消费,从而加强人们消费水平的提高,以此来促进GDP的快速增长。而限制购车政策往往是国家针对日益恶劣的交通拥堵现象制定的,部分城市的限制购车政策,虽然对交通压力有了一定的缓解,但却阻碍了汽车销售行业的快速发展。而宏观经济政策的控制是为了为稳定消费市场,并避免国际市场经济危机为我国带来的影响,并为汽车销售行业提供良好的发展环境。国家政策方面对于汽车销售行业是多面性的,其有利的一面和不利的一面,都对汽车销售行业产生巨大的影响,但汽车销售行业可以针对相关政策,采取相应的措施,减少不利影响,从而促进汽车销售行业的发展。 2.2价格因素 作为一个发展中国家,国民收入普遍偏低,汽车的价格高于他们的年收入,据调查,57%的受访者表示影响他们选择车型的关键仍是价格。加之房价上涨、子女教育、养老、就医、通货膨胀等一系列消极因素导致大部分的工薪阶层很难实现拥有汽车的梦想。目前,国内车价频频跳水,使得现在汽车价格欠合理,而整车价格的下调其实压缩的是产品和服务的质量。 2.3交通压力的增加 随着私家车数量的迅速增加,我国的许多城市都面临着恶劣的交通拥堵问题,并且这种问题已经蔓延到乡镇地区。日益恶劣的交通拥堵现象,为人们的购车心理带来了负面情绪。拥堵的交通环境往往使得汽车夹在车流中间,既不能出也不能退,在浪费人们宝贵时间的同时,还会带来相应的严重损失。而交通压力的增加主要是基于路况问题和司机驾驶问题,但我国因为庞大的私家车数量因此很容易出现堵车现象,这种现象出现次数的频繁,往往会降低人们的购车情绪,往往遇到堵车现象时,私家车通常会成为一种负担,为人们带来极大困扰。这种现象的出现,加强了人们购车的负面情绪,使得很多人都不想选择买车,从而极大影响了消费者购车积极性,给汽车销售行业带来阻碍。 2.4环保理念的普及 目前随着环保理念的推广和普及,环保理念已经越发的深入人心,并且随着环境问题的日益严重,导致我国格外重视对环境的保护和能源的节约。而我国向低碳经济进行过度的转型过程,已经对环境保护理念给予了高度的重视,并针对我国的环境问题提出了一些列的治理措施,并且在这个过程中环保理念的深入人心,使得人们对汽车具有了抵触心理,汽车因为在消耗石化能源的同时,还会排放出大量的污染气体,这些方面都使得汽车销售与环保理念产生了一定的冲突,而随着环保理念的普及,人们对汽车将更加的抵触,并且人们的购车情绪也会大大降低,我国汽车销售行业也会受到一定影响。 2.5油价上涨 目前我国的汽车销售行业已经从卖方市场向买方市场进行过渡,汽车的价格不断的降低,使得汽车销售所面临的市场空间更为广阔,但是近些年来国家队石油使用量的控制,使得油价的不断上涨,这种上涨的幅度为人们的购车带来一定压力,部分家庭虽然有经济实力进行购车,但却并没有经济实力来应对油价的上涨,从而加强消费者心理的负面情绪,在对大排量汽车销售进行影响的同时,这种趋势已经蔓延到整个汽车销售行业,为整个汽车销售行业带来不利影响。 三、汽车销售行业的相应对策 3.1加强对国家政策的关注 汽车销售行业虽然是市场化的产物,但是仍然要对国家的政策方针进行密切的关注,并通过对国家政策方针的深入理解来对汽车销售行业的相关措施进行调整,避免国家宏观经济政策带来的不利影响。并且汽车销售行业在关注国家政策的同时,应该对相应的政策和方针进行深入分析,从而加强对消费者心理变化情况的掌握,通过对国家激励政策的充分运用,以此调整汽车销售行业的未来的发展方向,并且通过对经济政策的重视,加强汽车销售领域的科学性,在降低销售成本的同时,尽可能的满足客户需求,从而加强汽车销售行业的发展。 3.2健全汽车价格体系 中国的汽车行业起步较晚,汽车价格体系还不完善。由于消费者对价格的敏感度不仅决定了他们的购买选择,甚至影响着他们对企业诚信度的认识。所以,汽车企业在研发自己品牌的同时,不仅要扩展自己的车型种类,还要控制各类车型的价格差,以满足不同的消费人群,从而丰富自己的汽车差价体系。 3.3多品牌汽车销售业务 目前汽车制造业正值蓬勃发展的阶段,每个汽车品牌都有其独特的吸引力,因此汽车销售行业在受到阻碍的同时,除了加强自身经营品牌的宣传力度,还应该加强多品牌的汽车销售,通过对客户类型的细化,从而引进客户喜爱的汽车类型,并不能只通过对一个品牌的经营,从而消失了大量的潜在客源。因此汽车销售行业应当对服务体系进行相应改革,加强汽车销售行业资源的合理运用。 3.4环保型汽车销售领域的开发 我国的汽车销售行业应当针对国家的环保政策,加强对汽车排放量的控制,并有意识的发展环保型汽车,通过对人们消费水平的充分考虑,合理制定价格,从而进行对环保型汽车销售领域的开发,并通过对新能源汽车、节能型汽车和小排量车的引进,加强汽车销售领域的全面性。 四、结束语 我国是汽车消费离全球平均水平还有很大的距离。因此我国的汽车市场仍然具有强大的增长潜力,但随着汽车销售行业向买方市场的过度,汽车销售行业应该更为重视客户的需求,从而运用适合的销售方式,掌握客户的心理,让汽车销售更容易被客户所接受,加强在市场竞争中的优势。但在汽车销售行业重视客户需求的同时,并没有注意到实际销售的过程之中,汽车销售行业往往受到一些因素的影响,也正是这些因素阻碍了汽车销售行业的快速发展。因此汽车销售行业应当对这些影响因素进行深入分析,从而提出相应的解决措施,加强汽车销售行业的发展动力。 汽车销售论文:汽车电商离我们有多远?互联网+汽车销售=易车2 汽车电商离我们很远,真正的电商化要完成资金流、信息流和物流的整个环节,而目前中国的汽车电商还做不到;汽车电商离我们很近,2014年双十一的易车订单总量达53万,超过2013年的5倍。那么现在问题来了,这忽远忽近的到底是几个意思? 时候未到 我向易车商城西南区总监张苑抛出“网上购车很多流程还是要到线下走,是否说明汽车电商还处于概念营销阶段”这一尖锐问题,她认为汽车具备一定的固有属性,对于目前中国的绝大多数消费客户来说,这些实质的线下指标和流程是不接受在线化、虚拟化的,这和中国的金融价值观、信誉价值观有着密切的联系。 与之相比的是,美国很多人买车都直接通过网上购车完成全部过程,张苑认为中国还有很长一段路要走,“目前汽车电商处于初期发展阶段,有很多相关的流程需要规范化,合理化。” 中国的汽车网站经历了三个阶段:传统门户汽车频道、汽车垂直媒体、汽车电商,而下一阶段,张苑将其命名为智能汽车生活体验门户。“在越来越容易满足汽车基本需求的基础之上,客户更多看重的是,在整个电商环节中,用户的体验。” 比如易车正在探索的在线预约试驾功能,客户对于意向车型的信息进行一个平行纵向对比,对于某几款汽车有意向时,可以选择合理的地理位置及时间预约相关4S店试驾,然后易车商城会将该信息推送到相关4S店进行预约准备。 铁三角的想象空间 今年1月9日,易车、京东、腾讯达成三方合作。易车将获得京东及腾讯以现金和资源形式的投资共计约15.5亿美元,中国汽车互联网迄今为止投资金额最高的战略合作就此产生。京东一举成为易车最大股东,改写汽车电商格局。双方找到了共同的利益:易车希望获得高质量用户群,借京东成熟的电子商务体系帮助易车完成从信息网站到交易网站的转换,并进一步提升企业形象和市场份额;京东垄断了互联网上的流量和客户资源,但缺乏在汽车领域的有效挖掘,希望通过资本进入,将汽车垂直领域的领跑者扶持起来,从而对竞争对手形成牵制。 对于腾讯来说,除了电商领域的合作,更是将互联网金融版图扩张到了汽车领域。易车成立了汽车金融事业部,上线了车贷频道。腾讯不管是微信支付还是率先在前海成立的第一家互联网银行微众银行,都是在金融领域里的积极布局。易车CEO李斌透露,易车旗下惠买车未来将与腾讯在资金的使用、产品的共同设计、个人征信机制、更加快捷的支付方式等方面展开合作。 可以想象,易车汽车金融平台一旦有京东交易数据、腾讯社交数据加持,将有效优化现有的贷款流程。也许不久的将来,贷款人不用递交任何纸质材料,动态授信、产业链金融互联网化等也将成为现实。 改良还是革命 汽车电商离我们的距离,取决于汽车电商希望自己走哪条路――改良还是革命? 汽车电商如果把自己定位成一个辅助性的平台,就意味着要需要更多流量的引入。之前易车和汽车之家的百度阿拉丁流量之争就是范例。 而革命便是汽车电商把自己定位成独立性的平台,实现完全的独立线上交易。这无疑是革了4S店的命,从理论角度上看,目前的4S功能随着线上技术的提高以及离线业务的成熟和完整,的确有实现的可能。但问题在于,目前还缺乏完整的实践案例和广泛推广的可行性,消费者的购买习惯也不是一日之间就可以改变的。当然,资本推动下的汽车电商平台无时无刻不在创造奇迹,也在积极地进行局部的试点,易车就在积极推进全线上流通的尝试。 在当前市场销售格局下,汽车电商的短期内发展还是会以改良为主。革命一旦成功,将全面改写世界汽车流通史。而未来的互联网汽车在设计之初就会考虑到在线销售的基本特点。换言之,不适应全线上销售的汽车也不是真正意义上的互联网汽车。
计算机仿真论文:智能变电站计算机仿真论文 1仿真的总体思路 1.1信息一体化平台 信息一体化平台采用一体化模式,集监控和五防功能于一体。一方面作为后台监控系统软件,模拟数据采集处理、运行监控、正常操作、事件和报警处理等,实现常规站监控系统功能,同时新增加智能变电站特有的高级应用功能:一键顺序控制、告警信息分类、智能告警等;另一方面作为五防系统软件,嵌入到信息一体化平台中,不仅保留就地间隔内电气设备的电气联锁,同时还通过以太网实现相互通信,交换设备的状态,实现智能变电站站控层、间隔层、过程层3级防误闭锁功能。 1.2智能化保护测控系统 智能化保护测控系统按照保护测控装置的物理原理建立数学模型,采用定值驱动法,当故障发生后计算的故障电流结果到达定值要求时自动启动保护测控装置,按照其工作原理进行判别,相关保护动作,报出故障信息报文,有关指示灯点亮,与变电站真实设备保持一致。 2系统功能 智能变电站高级应用功能的仿真是以智能变电站仿真系统为基础,将智能站高级应用集成于信息一体化平台中,实现了智能变电站特有的一键顺序控制、智能告警信息分类、故障综合分析决策功能的仿真。该系统从其功能上可以作为培训和测试的平台。 1)培训功能。智能变电站高级应用功能是智能站特有的新应用,对运行人员来说是全新的知识,需要进行培训学习。该系统真实再现了智能变电站场景,可以为运行人员提供一种有效的培训手段,使运行人员能够学习智能变电站中的新知识、新技术,提升专业素质。该系统已经投入培训使用,系统运行稳定,人机界面友好,培训功能完善,培训效果逼真。 2)测试平台功能。智能变电站高级应用功能的仿真还可以为高级应用功能的研究提供测试平台。由于电力系统的特殊性,不能在真实运行设备上进行任意操作,而该仿真系统通过为其他系统或软件提供开放的数据接口,可以反复进行操作和设置故障,对被测系统或软件运行情况进行测试,通过与某公司合作,能够正确地实现测试功能,为研究智能站高级应用功能提供了一种有效的测试平台。 3智能告警信息分类的仿真 通过建立故障信息的逻辑推理模型,对故障告警信息分类过滤,并对变电站运行状态进行实时在线分析推理,能够实现智能告警功能,可以自动报告站内异常状态,并根据需求提供分层分类的故障告警信息。智能变电站各种运行告警信息量非常大,包括3类: 1)提示性信息。这类信息不需要特别关注; 2)告警信号。这类信息虽然没有直接引发事故跳闸,但实际隐含着可能的故障,若不进行综合分析,消除异常,持续发展会导致事故发生,需要给予重点关注; 3)事故信息。事故信号产生一般都会有保护动作、开关跳闸,要求在尽可能短的时间判断故障原因,以便上报,并依据调度指导进行故障隔离和恢复操作。因此,需要对故障告警信息进行过滤,提供分层分类的告警信息,以方便运行人员工作。智能告警信息分类的仿真包括以下几个方面: 1)图形界面仿真。智能告警信息分类通过信息一体化平台进行展示,信息告警图形界面是信息分类结果的直观展现。在进行仿真开发时,按照智能变电站信息分类的原则,根据告警信号重要性,告警实时显示窗口由多个页面组成,包括:全部告警、严重保护事件、一般保护事件、SOE、开关刀闸动作和智能告警6类,所示同时还会根据告警信息的级别,通过声音的方式发出告警。 2)数据库仿真。智能告警信息量非常大,其仿真时所需的数据量也很多。仿真时全站采集信息采用统一的命名格式。变量命名格式包括:变量名、变量描述、变量单位、变量标识、变量数据指向。变量名是信息的代表,当变量为1时,其变量描述才有意义,该描述会在智能告警图形界面中显示出来;变量单位的作用是区分告警信息变量的间隔,是实现变量筛选分类的基础;变量标识的作用是区分告警信息变量的重要程度,以便于告警信息的分类;变量数据指向主要用于数据通信。 3)告警信息筛选分类功能。由于告警信息总量很大,为满足不同的关注需求,在告警显示窗口设置信息筛选的功能,在窗口中选择某一设备间隔,根据告警信息变量的标识,可以在告警窗口各页面中自动显示出有关该间隔的所有信息,将不关注的信息屏蔽。可以通过左上角下拉列表选择变电站间隔来显示不同间隔的告警信息,使运行人员更有针对性地查看所需的信息。 4故障综合分析决策的仿真 故障综合分析决策是指在故障情况下对事件顺序记录、保护装置动作及信号、故障录波数据等进行深入挖掘,通过多专业综合分析,并将变电站故障分析结果以简洁明了的可视化界面综合展示。通常当变电站发生异常或事故时,其处理过程是运行人员按照现场情况、规程及经验进行判断处理,这种方式不仅要求值班员非常熟悉变电运行规程、规范及设备运行要求,而且需要较长的分析判断时间。故障综合分析决策功能可自动为运行人员提供一个或多个可能的事故分析报告,便于迅速确定事故原因和应采取的措施。 4.1故障仿真 故障仿真是进行故障综合分析决策仿真的基础,该仿真系统中对真实系统中可能发生的故障类型进行了分析总结,可实现真实系统中常见故障的仿真。在仿真中故障类型,分为4类,一百多个故障: 1)一次设备故障及异常,包括线路、母线、主变压器、电容器、所用变、断路器操作机构、SF6泄露等; 2)保护与测控装置故障; 3)智能组件故障,包括智能终端、合并单元、网络故障; 4)低压交直流故障。其中,一次故障可以进行故障相别、故障距离、故障性质(瞬时/永久)进行分别设置。在仿真中既可以单独设置一次、二次故障或网络故障,也可组合一次、二次故障和网络故障。故障仿真范围全面,效果逼真。通过仿真系统在培训中的应用,该系统能够在故障和异常发生时,能够真实反应故障现象和保护动作情况,故障信息详细,为故障综合分析决策提供分析依据。 4.2故障综合分析决策仿真的基本结构 故障综合分析决策仿真的基本结构,以仿真支撑系统为服务器,进行故障模拟、采集信息、建立推理知识库、故障综合分析推理,并将分析结果以可视化的形式在信息一体化平台中展示出来。信息采集是对设备实际状态信息和故障信息的采集,在仿真时通过支撑系统完成数据的采集;推理知识库存放专家提供的告警及故障分析知识,推理机完成故障信息的综合分析,给出推理结果,推理知识库和推理机以数学模型的形式存放于支撑系统中;推理结果展示是将推理结果以一条条报文的形式展示在信息一体化平台的告警窗口中。 4.3建立推理知识库 推理知识库的知识源自变电运行规程、规范及运行人员的经验总结,通过分类归纳总结,形成一定的知识规则,在仿真过程中其规则内容包括设备名称、事件、原因、推理相关信息等。它采用统一建模方式,可以通过修改、完善知识库中的推理逻辑来提高综合分析决策的功能。 4.4推理机 推理机是利用类似专家解决问题的思维方式,通过推理机来实现知识库的价值。在故障发生后,推理机将采集到的告警信息、设备状态信息与知识库中的推理建立起关联关系,采用正向推理策略,按照推理规则进行反复匹配和判断,最终给出一个或多个合理的推理结果以供参考。 4.5推理结果展示 推理结果展示既是将推理结果以报文的形式展示在信息一体化平台的告警窗口中,告警窗口“推理信息”页面提供简单的故障分析结果报文信息,包括故障发生时间、设备名称及简单推理结论,通过双击该报文信息调用具体故障分析报告的展示窗口,分析报告显示的内容包括故障发生的时间和间隔、动作事件、故障原因、故障相关信息分析的结果。通过推理结果展示,可以直观的看到故障综合分析决策的结果。 5结束语 本文介绍了实现智能变电站高级应用功能仿真的总体思路,并对一键顺序控制、智能告警信息分类、故障信息综合分析决策功能的仿真进行了详细阐述,该智能变电站高级应用功能的仿真为既为高级应用功能的研究提供了测试平台,同时也为运行人员提供了培训平台,有较好的推广意义。 作者:张洪波 刘国宏 徐岩 单位:国网河南省电力公司技能培训中心 计算机仿真论文:变电站塔架计算机仿真论文 1CAD标准和构件标准化 本文针对不同的变电站构件类型,研究其标准化方法,从而可选取标准化构件进行组合和建模。特别是在多排架结构建模时,如果没有标准构件库,模型的建立将需要繁琐的手工设置,变得非常复杂,影响模型的质量。标准化的构件能够帮助设计师迅速建立起复杂模型,同时也能保证模型的质量,提高设计效率。因此,提供一套标准的构件模型库就变得十分必要。 2变电站塔架的标准化 本文研究的建模系统向用户提供了110kV、220kV、500kV、750kV四种变电站类型下常见梁、柱形式的建模。它主要包含圆钢梁、三角形格构梁(三种形式)、四边形格构梁(两种形式)、圆钢柱、人字柱和格构柱等。 2.1圆钢梁和圆钢柱 圆钢梁和圆钢柱是110kV变电站类型中常见结构。圆钢梁的主要描述参数为横向段杆数、每段杆长度;圆钢柱的描述参数包括柱高度、地线柱高度。另外,圆钢梁在实际工程中会设置挂线点,电线从挂线点处穿过;圆钢柱上的地线挂点处会有地线挂载,默认为地线柱的最高点。要特别注明的是,一般提到的杆,其描述参数有起始位置、结束位置、截面类型、材料类型等。 2.2人字柱(A柱) 人字柱常用在220kV和500kV变电站中,采用三角支撑使结构更加稳定,在柱顶处设置连接支架,用于支撑梁。描述人字柱的特性,从下往上讲:第一是根开尺寸,就是底部叉开的Y向宽度;第二是是否有端撑,即是否存在第三条支撑柱,如有则需要指定端撑的X向根开宽度;第三是顶部宽度,人字柱的顶部一般会设立面积不大的操作平台,一般为两边支撑柱截面面积之和的二分之一;第四是柱分段数,在段与段间设置横撑,横撑的长度由以上参数可以计算;第五是地线柱设置,同圆钢柱;第六是避雷针设置,一般提供用户选择,不为必须,避雷针也可配置分段数和长度,并可设置每段截面属性,一般截面设置形式为从下往上越来越细。 2.3三角形格构梁 三角形格构梁拥有三种形式,其特征描述主要包含以下部分:第一是偏心尺寸,即梁与柱之间的间隙距离;第二是横向分段数,每一段的长度属性;第三是段与段之间的属性,包含是否有立杆,立杆中是否有腹杆,段结尾处是否为挂线点;第四为梁的底部宽度和垂直高度,如有起拱则最高起拱处拱起高度。为三角形I型格构梁模型示意。该类型梁的特点如下:首个横向段顶部不存在主杆,每一段的斜撑起点与上一段斜撑终点相连;模型的斜撑呈之字型前后相连。因此,该模型建模时必须保证模型的总跨数为偶数。为三角形II型格构梁模型示意。该类型该类型梁的特点为在其2~3段处有一个折点,梁的起始宽度小于梁最大宽度。梁底部的斜撑形式为交叉形,而侧面的形式则呈以中心段为轴左右对称型。并且,此种类型每一段都存在立杆。因此,该类型在标准化时需额外提供折点,而不需要选择立杆选项。 2.4格构柱 格构柱常用在500kV以上级别的变电站中,其特点是具有高度优势,当承载高压电线时可大大降低对地面设施的影响。展示了工程中使用的格构柱。格构柱模型是由多个竖向的段叠加而成,段与段之间由横向的隔层隔开,每一段有四个面,每一面的形式也不尽相同。因此,对该结构标准化定义,重点在于定义每一段。具体来说,可将每一段分为前后左右四个面,前后面相同,左右面相同;每一面拥有底部宽度、顶部宽度和高度三个几何属性;每一面的支撑杆件的形式一般为以下五种形式之一:“/”、“×”、“>”、“”、“”。段与段间的隔层一般为交叉型结构,故此处仅需要提供截面定义接口即可。 2.5四边形格构梁 四边形格构梁包含两种形式,其横截面均为四边形。四边形I型格构梁与人字柱结合使用,在500kV变电站中较为常见。而四边形II型格构梁则与格构柱结合使用,在750kV中较为常用。展示了750kV变电站中,格构柱和格构梁结合使用的情况。四边形I型格构梁模型图,其底面为交叉型斜撑组成,侧面和顶面为“之”字相连形式斜撑。与三角形格构梁相同,描述其特征也需要描述横向段数、每段长度、结构整体宽度和长度等。每一段之间的腹杆也需要进行定义,如腹杆类型和截面等。该格构梁的首段也没有立杆,故分段数需要为偶数形式。四边形II型格构梁模型图,与I型不同。它在两侧存在额外的支撑,可以与格构柱连接。因此,该模型在定义时还需要提供该支撑部分的参数定义。以上详细介绍了每一种构件的标准定义方法和描述参数,通过这些参数的研究和定义,为构件的计算机模型化创造了前提条件。 3变电站塔架的建模方法 针对上述构件的计算机模型设计,提出构件的计算机建模方法。在构件的计算机表示设计中,Component为构件顶级父类,为每一个构件提供了Name属性。另外,构件的建模需要提供一个初始原点,即Zero-Point,根据构件的参数和该ZeroPoint,调用Genera-lElements生成构件。Pole类为柱构件的公共父类,提供了两个公共方法:GetHeight为得到构件的总高度,即柱本身、地线柱、避雷针的高度之和;GetBottomPoints为得到构件地面支撑点。Pole类有三个子类,即圆钢柱、LinePole、人字柱APole和格构柱GridPole。LinePole可以设置其柱身高度PoleHeight和地线柱GroundColumn;APole可以设置其底部宽度BottomWidth、顶部宽度Top-Width、地线柱GroundColumn、避雷针LightRod、垂直段VerticalParts等;GridPole可设置的主要为垂直段VerticalParts和最上部段的顶部宽度TopWidth。除此之外,GridPole提供了一个自动计算段宽度的方法AutoCaculateParts。Beam为梁构件的公共父类,提供了两个公共方法:GetLength为得到构件的横向全长;Eccentricity-Length为偏心距离,即梁与柱结合建模时,梁连接点到柱连接点距离,一般在这里安装连接件。Beam有三个子类,即圆钢梁LineBeam、三角形格构梁Rect-angleBeam和四边形格构梁QuadrangleBeam,分别表示三种常见梁构件。其中,LineBeam的设置只包含线形横向段LineParts;RectangleBeam包含有宽度Width、高度Height、横向段HorizontalParts、挠度De-flection、梁类型BeamType等的设置。Deflection是指梁最高处的拱起高度;QuadrangleBeam中除了这些属性之外,还包含与格构柱连接处的属性设置StandBarWidth和StandBarHeight。除了主要的Pole和Beam构件之外,还有其包含的子构件。LightRod即避雷针构件,其提供了分段数Parts设置,以及每段的截面类型SectionName和长度Lengtj;GroundColumn为地线柱构件,其提供了高度Height和截面的设置SectionName;Horizon-Part为水平向的段构件,VerticalPart为垂直向的段构件,一般包含段的长度Length和一些特点属性。上述基础对象模型构成了变电站塔架的基本构件库,为模型的计算机实时建模和分析提供了支持。 4结论 本文基于构件组装的变电站塔架CAD设计系统,实现了对模型常见构件的标准化工作,提出自主模型构件标准,实现了变电站构件模型的计算机模型构件标准化,并实现了计算机建模方法。目前变电站建模系统已经可以将模型在计算机中建立和生成,模型的仿真结果对变电站设计工程师来说更加重要。因此,笔者将会深入研究基于计算机模型的工程仿真方法,为变电站行业的CAD设计仿真做出更大的努力。 作者:白勇 张为 单位:重庆电力高等专科学校 重庆市电力公司检修分公司 计算机仿真论文:海事事故分析中的计算机仿真论文 1计算机仿真 1.1案例介绍 2009年9月18日晚22点左右,一艘渔船(下文称“船A”)在仰光河沉没,船上16人全部遇难.由于水面风平浪静,渔船在出港前进行过适航检查,所以排除因自身原因沉没的可能.为了查明事故原因,缅甸交通部成立事故调查委员会对当时位于出事水域附近的船舶展开调查.海事部门调查得知渔船沉没当时有5条船经过附近水域.对这5条船舶进行检查发现:4条船都无明显摩擦痕迹,其余1艘韩国籍货船(下文称“船B”)吃水线附近有摩擦痕迹,船首右舷方向有一0.5m×1m的凹陷,并重新上了船用漆.据此,“船A”的船东认为“船A”的沉没是由“船B”碰撞而致,要求“船B”的船东赔偿损失.然而碰撞事故发生在晚上,出事海域还有其他船舶,并没有人直接观察到哪条船为碰撞船舶.而且仰光河上经常有原木等漂浮物,无法辨别摩擦和凹陷是与船舶碰撞而导致的抑或与原木等碰撞而导致的.所以海事法庭裁决:仅凭“船B”有擦痕不足以断定“货船B”就是撞击船舶.因缺乏有力证据,一审判决“船A”败诉.“船A”的船东对判决不服,委托保险公司找研究人员,希望找到新的证据.本文即是在此背景下进行的仿真研究,通过计算机仿真驳斥和补充了一审中的一些证据.在新证据的支持下最终在2013年9月份的二审中,“船A”胜诉,获得赔偿. 1.2仿真建模 从缅甸海事局公布的材料模型的质量是影响仿真分析精确度的重要因素之一.虽然仿真建模技术在不断发展,但是目前精确建立一整条船仍是件很费时费力的工作.而且实际经验表明,绝对精细的模型难以进行网格剖分和有限元计算.准确建立出总体轮廓和主要承力部件,忽略非承重结构对仿真精度和精细模型相差不大.本文以实船的横剖面型线进行放样,中纵剖面型线进行拉伸切除,采用这种自上而下的建模方法得到的模型与实船轮廓=几乎一致. 1.3数值计算 船舶碰撞是短时间内,在巨大碰撞载荷作用下的一种复杂的非线性动态响应过程,碰撞中存在着大量的非线性问题,如几何的非线性、材料的非线性、接触非线性和运动的非线性等.所有这些特点使船舶碰撞问题的研究变得相当复杂.当前的研究方法主要有:经验公式法、实船试验方法和有限元仿真分析法.经验公式法计算粗糙,多用于研究船舶在水平面内的二维运动;实船试验方法虽然可以得到可靠的数据,但“破坏性”试验的代价极其极昂贵.相比之下,有限元仿真分析法运算能力强,成本低廉,结合计算机对图像的后处理功能,可直观的再现碰撞过程,顾永宁、崔维成等开始利用有限元法对船舶碰撞进行深入的研究.计算时中心差分法对系统刚度矩阵要求不高,但对时间步长要求挺严格.通常,时间步长越小,计算越准确,但可能导致运算量太大而无法计算;而较大的时间步长容易导致计算不收敛,所以在用中心差分法计算时合理的确定时间步长是十分重要的一步.本文中各单元的时间步长Δt按如下计算方法确定. 2仿真实验 2.1实验一 事故发生在晚上,无人看到碰撞过程,若是“船A—船B”相撞,那么2船碰撞的过程是什么样的?据海事部门对2船的检查:“船A”有2处凹陷,一处位于水线附近,另外一处位于驾驶台左侧;“船B”有3处擦痕,2处位于水线附近,一处位于船首外板的右侧.但并不能据此来证明“船A”与“船B”碰撞,还需验证2船的损伤位置是否能够对应起来. 2.1.1仿真设置 利用前面建好的船舶仿真模型,根据“船A”和“船B”的变形位置、吨位、吃水确定碰撞实验的相对高度。模拟2船碰撞局面,还需知道边界条件和初始条件.主要是明确2船碰撞位置、碰撞角度,以及碰撞速度.参考船舶航行记录仪的数据,以及船员的描述可得到:“船A”航速为2kn,“船B”航速为14kn,两者的航向接近垂直,当时海面风平浪静,故无需考虑风浪对船舶碰撞的影响.计算时“船A”现对静止,根据速度的矢量合成,设置“船B”以14.14kn航速,85°方位角向“船A”左舷船中偏后位置撞去。 2.1.2仿真结果 通过仿真碰撞的平面视图,直观的再现碰撞过程.仿真实验得到的船舶碰撞全过程的二维。通过划分的6个重要阶段能够直观再现碰撞过程:(左边)“船B”以8kn航速、正横的角度向(右边)“船A”撞去.受到“船B”的撞击,“船A”会被推向X轴一段距离,即横移.同时,在撞击力与水阻力的共同作用下,“船A”还会向右侧倾斜.“船B”横向速度较大,向右航行会再次撞上“船A”,造成“船A”继续右倾.最终“船A”右舷入水,水进入船体,稳性降低,加速倾覆. 2.1.3仿真结果与实测结果对比 缅甸海事局公布的“船B”损伤资料,具有法律效应和可信度. 1)由图5a),b)可知,“船B”的船首外板从吃水线上方1m开始由下至上向前延伸使得“船B”接近正横撞向“船A”尾部左舷区时,“船B”上方的船首右侧外板要先于水线附件的首柱外板与“船A”发生接触碰撞.这正对应的是图6标示的“1号损伤”. 2)由图5c),d)可知,第一次碰撞后,“船A”会发生右移和右倾,(“船B”质量和动能比“船A”大很多)“船B”状态几乎不变.“船A”的右移速度受水阻力影响不断下降,“船B”向右航行会第二次撞上渔船.由于“船A”的右倾,“船B”上方的船首右侧外板不再与“船A”发生接触,水线附件的首柱外板与“船A”发生第二次接触碰撞.这对应的正是图6所标示的“2号损伤”和“3号损伤”处.3)图5e),f)显示球鼻首吃水线附近的上端碰撞点距吃水线大约0.9m,下端碰撞点距吃水线大约1.7m;小船吃水线附近的上端碰撞点距设计水线大约0.9m,下端距设计水线大约1.4m,撞深为0.43m(注意:小船已经右倾,在测量小船时不能再以水线(WL)来算距离,而应以设计水线(DWL)来算距离).仿真结果中2船碰撞点位置和图6中所标的2船损伤部位基本吻合. 2.2实验二 事故当时在附近航行的船舶共有5艘.其中3艘为椭圆形球鼻首,2艘(包括“船B”)为柱形球鼻首.不同形状的球鼻首撞击它船后的损伤特点是否相同?“船A”的损伤变形到底是被哪种形状的球鼻首撞击所致? 2.2.1实验设置 首先确定了2种球鼻首———椭圆形球鼻首、柱形球鼻首,二者形状不同,但是为了比较的准确性,两者的质量、速度、角度都须设置相同.因为怀疑“船B”为撞击船,本文以“船B”为基准,通过调节密度使2种球鼻首的质量都为42195t.并以85°碰撞 2.2.2仿真结果 在ExplictDynamics中进行求解,碰撞时间设为0.11s,输出“船A”在2种不同形状船首撞击下的损伤变形云图,受柱型球鼻首撞击,船体在碰撞区域有垂向的长条状变形,有2处变形较大,位于长条上端和下端区域,最大总变形为0.4344m;受椭圆形球鼻首撞击,船体在碰撞区域明显体现出水平方向变形,区域中间的变形较大,最大总变形为1.1159m. 2.2.3仿真结果与实测的对比 缅甸海事部门提供的“船A”实船。真实变形为从甲板边线到舭龙骨间的垂向的狭长状变形,而且据缅甸海事局勘测,实船的最大撞深为0.48m.实验和实测值的对比。将仿真实验得到的变形形状、最大变形与实船测量结果对比分析可得: 1)从碰撞后“船A”的变形形状上比较,很明显受柱型球鼻首撞击后得到的实验结果和真实结果最为吻合,均为垂向狭长状变形. 2)实测“船A”的最大总变形为0.48m.受柱型球鼻首撞击,“船A”最大总变形的仿真结果为0.4344m,与实际损伤变形误差为9.5%;受圆形球鼻首撞击,“船A”最大总变形的仿真结果为1.1159m,相对误差达到63.59%.显然,从“船A”的变形程度上比较,也是受柱型球鼻首撞击后得到的实验结果和真实结果最为吻合. 2.3结论 通过仿真实验,知道了“船A”、“船B”的多处损伤变形是由2次碰撞所致;两船的损伤位置可以一一对应;“船A”吃水线附件的狭长状凹陷,是被柱形球鼻首撞击所致,“船B”以航海日志中记录的吨位、航向、航速为参数撞击“船A”,“船A”最大总变形为0.4344m,与海事局实测数据0.48m较吻合.这为执法部门对碰撞事故的责任认定提供了一份客观、科学的材料. 3结束语 本文将计算机仿真技术用在船舶碰撞中,再现了碰撞过程,计算了碰撞后船舶的变形.实际上运用计算机仿真技术还能解决很多海事问题:反推碰撞角度和碰撞速度;计算、校核碰撞后船舶的稳性和强度等.目前计算机仿真技术在事故分析中的运用还不广泛,仿真模型的建立、网格的剖分、边界的约束,时间步长的设定,每个环节都会对结果的精度有较大影响;耗时较长的计算也让很多人对计算机仿真望而止步.但随着海事现代化、数字化的发展,事故数据的收集已不再是难题,对数据的深入研究将逐渐成为提高海事事故分析水平的关键.根据事故数据运用仿真技术可以直观的模拟事故经过,结合有限元计算对事故做定量分析,达到许多传统分析手段无法达到的研究深度. 作者:刘超 李范春 李翔 单位:大连海事大学轮机学院 大连海事大学交通运输装备和海洋工程学院 计算机仿真论文:汽车电子悬挂系统计算机仿真论文 1电子控制悬挂系统的原理与主要结构 悬架系统是影响汽车驾驶及乘坐舒适性和操纵稳定性的主要部件,是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称,其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭,并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力,并衰减由此引起的震动,以保证汽车能平顺地行驶。汽车悬挂系统就是指由车身与轮胎间的弹簧和避震器构成的整个支撑系统。悬挂系统应有支撑车身的功能,改善乘坐的颠簸感觉,不同的悬挂系统设计会使驾驶者有不同的乘坐感受。外表看似简单的悬挂系统综合多种作用力,决定着轿车的稳定性、舒适性和安全性,是现代轿车十分关键的部件之一。常见的悬挂系统结构由弹性元件、导向机构以及减震器等组成,个别系统则还有缓冲块、横向稳定杆等。计算机仿真系统的电控单元控制悬挂系统可根据车载重量、路况条件、行驶速度等来调节悬挂系统的刚度、减振器阻尼力以及车身高度。从而使车辆在各种行驶条件下均可获得最佳的行驶平稳性和操纵协调性。有多种不同类型的电子控制悬挂系统,以大众汽车的电子控制空气弹簧悬挂系统为例,电子控制悬挂系统主要由空气压缩机、干燥器、车身高度传感器、带有减振器的空气弹簧、悬挂控制执行器、悬挂控制选择开关、悬挂用电控单元等组成。在汽车行驶过程中,电控单元不停地接收车身高度传感器、加速度传感器(即油门动作传感器)、制动传感器、转向传感器以及车速传感器输出的信号并进行运算、分析和判断,最终向执行器输出控制信号,控制车身高度和悬挂刚度。 2计算机仿真技术在汽车悬挂系统的应用特点 电控单元中计算机仿真控制悬挂系统的主要优点有:为提高汽车正常行驶时乘坐的舒适性,可以将弹簧刚度设计得较小,以使车身的自然振动频率尽可能的低。为提高汽车的操纵稳定性,使汽车的行驶安全性明显提高,可以将汽车悬挂抗侧倾,抗纵摆的刚度设计得比较大。将车轮快速提起,避开障碍物,可以在车轮碰到障碍物(如砖、石等)时,提高汽车的通过性。电控单元可以在汽车载荷变化,在不平路面上行驶时自动保持车身高度不变。仿真技术可以防止汽车制动时车头的下冲。提高汽车转弯时的操纵稳定性,可以避免汽车转弯时车身向外倾斜。为提高车轮与地面间的附着力,可以减小轮跳离地面的倾向。 3总结 计算机仿真技术是研究和分析系统运行行为、展现系统动态过程和运动规律的一种重要形式手段和方法。计算机仿真新技术的快速发展和计算机仿真技术所表现的实用性和前景效益是相当大的。特别近年来在仿真方法、技术研究、机械系统仿真应用等方面都取得了显著的成就。因此,计算机仿真技术在多方领域有广泛的应用。 作者:王来丽 田雪萍 王海峰 单位:黑龙江农业职业技术学院 计算机仿真论文:3A21铝合金矩形管变形计算机仿真论文 1简化模型与截面变形 通常采用截面变化率δh表示弯曲后矩形管在截面处的变形程度,其可用公式δh=(h-h1)/h×100%表示,其中h、h1分别表示矩形管变形前后截面处的高度。 2建立有限元模型 2.1模型建立 矩形管坯尺寸为b×h×t=24.9mm×12.3mm×1mm,材料为3A21铝合金。采用Abaqus软件建立有限元模型。步骤如下:建立部件的几何模型、部件进行装配、设置接触条件、划分网格等。 2.2可靠性验证 采用试验方法对有限元仿真结果进行验证,判断有限元仿真的可靠性,进而对芯模参数影响矩形管截面变形规律进行研究。试验与模拟中工艺参数设置一致,即:弯曲角度θ=90°,弯曲半径R=40mm,弯曲速度w=1.567rad/s,芯棒、夹块及其他模块与管坯之间的摩擦系数分别为0.01、0.50、0.17,管坯与模具间隙ΔC=0.1mm,芯头参数为,H=10mm,B=22.88mm,D=3mm,A=60°,n=3,同时要求芯棒无伸出量。对有限元方法与实验方法得到的截面变化率δh进行对比。可以看出:靠近弯曲两端部分(0°、90°)时截面变化率比较小,处于弯曲中间部分(40°~80°)时截面变化率较大,且随着截面位置的增大而增加。对比两条曲线,发现曲线变化趋势相同,通过计算可知模拟结果与实验结果的最大误差为2.9%。充分说明本文采用的模型可有效的模拟3A21铝合金矩形管在绕弯成形中的截面变化。 3模拟结果分析 3.1芯头个数n影响截面变化 以2.2节中设定的工艺参数为基础,保证其他参数不变,改变芯头个数n,分别设置为1、2、3、4,采用文中建立的模型进行仿真模拟,研究芯头个数n对截面变化的影响。不同时截面变化率沿绕弯方向的曲线对比图。可以看出,n=1或者n=2时截面变化率δh较大,且在弯曲中间位置(45°左右)取得最大值,分别为37%、34.5%。当n=3时,截面变化率迅速减小,最大截面变化率为6.9%。继续增大芯头个数n,当n=4时,截面变化率变化不大,可以判断当n大于3时,增大芯头个数对矩形管绕弯成形中截面变化无太大影响,故应选取n=3,矩形弯曲管质量较好。同时,截面变化率在弯曲两端较小,而在弯曲中间位置较大。由于压块、弯曲模与防皱模对矩形管的外壁进行限制,同时芯头和芯棒对内壁起到支撑作用。在弯曲中间部分,内壁失去了芯头的支撑作用,外壁没有压块进行限制,故处于悬空状态,此时截面变形率会较高。矩形管的末端受到夹块及弯曲模作用,即使没有了芯头的支撑作用,其截面的变化也不会很大。 3.2芯头间距D影响截面变化 保证其他参数不变,改变芯头间距D,分别设置为3mm、4mm、5mm和6mm,研究芯头间距D对截面变化的影响。不同芯头间距D下截面变化率沿绕弯方向的曲线对比图。可以看出,芯头间距D为3~5mm时,弯曲始端的δh比末端的明显小,而D=6mm时两端的δh相近。截面变化率δh随着芯头间距D的增加而逐渐减小。这是由于芯头间距D增加,芯头支撑矩形管内壁的角度增大,故δh减小。 3.3芯头厚度T影响截面变化 改变芯头厚度T,分别设置为3mm、5mm、7mm和9mm,保证其他参数不变。不同芯头厚度T时截面变化率沿绕弯方向的曲线对比图。可以看出,截面变化率δh随着芯头厚度T的增加而逐渐减小。T≤7mm,截面变化率δh在矩形管的起始端与末端比中间部分小。T=3mm时,当绕弯角度大于40°时,δh迅速上升,角度在60°时δh达到最大值,随后逐渐减小。随着芯头厚度T逐渐增加,δh随截面位置变化趋势也较为平缓。这是由于芯头厚度较大时,在绕弯过程中芯头对矩形管的支撑范围比较大,所以使得截面变化程度较小,综上选择T=9mm时矩形管绕弯效果好。3.4芯头圆弧角度A影响截面变化改变芯头圆弧角度A,分别设置为60°、90°、120°、180°,保证其他参数不变。不同芯头圆弧角度A时截面变化率沿绕弯方向的曲线对比图。可以看出,在弯曲过程中矩形管始端与末端δh较小,在中间位置δh较大。截面变化率δh随着芯头圆弧角度A的增加而逐渐增加。这是由于随着芯头圆弧角度A的减小,圆弧上的顶点U与末点C之间的高度差Δh减小,芯头对矩形管的支撑效果越明显,故截面变化程度越小。但是当圆弧角度A过小时,一套芯模不适合在不同弯曲半径的多种弯曲模中使用,而A=60°时,芯头中心与圆弧中心位置一致,方便芯头的加工。综合考虑选择芯头圆弧角度A为60°。 4结论 (1)在矩形管的始末端截面变形程度较小,中间位置(40°~80°)截面变形程度较大;增大芯头数目、芯头间距、芯头厚度及减小芯头圆弧角度,均使得绕弯过程中矩形管截面变化程度降低。 (2)选择3个芯头,芯头间距、厚度和圆弧角度分别为6mm、9mm、60°时,可以生产质量较高的矩形弯管。 作者:赵秀梅 单位:长春工业大学 吉林司法警官职业学院 计算机仿真论文:电弧传感焊缝偏差计算机仿真论文 1电弧电流信号的数据检测 该高速旋转电弧传感器的频率0~30Hz,扫描区域半径0~3.5mm。本次实验选用25r/s的固定频率进行数据采集。实验表明,如果焊接工艺参数一定,设定水平偏差为变量,则在一个旋转电弧圆周运动的周期内,电流的波形具有一定的规律性,通过电流波形的变化特点可以得到焊点的水平偏差的参数。但是在实际操作中,焊接作业很容易受到外界因素的影响,如熔池的震荡、飞溅等,这样获得的电流信号就有了干扰因素,即使在偏差一定的情况下,检测到的电流也不相同。所以为了减小这些因素的影响,将采集到的数据通过小波滤波后进行归一化处理。将采集到的不同周期内的同一点的电流信号进行纵向的平均值处理,取该均值为这点的电流信号,这样便减小了外界因素的影响。设定采样频率为104Hz,旋转频率为25r/s,则每个周期内可以采集到416个点的信息,然后将各个点的电流信息进行小波滤波、归一化、均值处理后得到样本波形保证结构风险最小化原则要求,采用不敏感损失函数ε,加入惩罚参数C和松弛变量ξ(*),ξ(*)=(ξ1,ξ1(*),ξ2,ξ2(*),…,ξb,ξb(*)),得到原始最优化问题minτ(W,ξ*)=12W2+C1l1i=1Σ(ξ1+ξ1*)(1)s.t.(Woxi+b)-yi≤ε+ξi,i=1,2,…,lyi-(Woxi+b)≤ε+ξi,i=1,2,…,lξi*≥0,i=1,2,…,l构造拉格朗日函数进行求解,最优问题以Wolfe对偶原则化作凸二次规划问题min121i,j=1Σ(αi*-αi)(αj*-αj)•K(xi,xj)+ε1i=1Σ(αi*+αi)-1i=1Σyi(αi*-αi)1i=1Σ(αi-αi*)=0αi≥0αi≤Cn变为标准形式,得到最优解α=(α1,α1*,…,αl,αl*)T根据α构造出决策函数为(fx)=1i=1Σ(αi*-αi)K(xi,x)+b(3)式(3)为决策函数式,其支持向量为非零解所对应的矢量。不敏感损失函数ε的选取可以用来调整回归逼近的精确度。根据式(3)选取新的输入参数便可得到一个精确的输出参数。 2支持向量回归机的实现 2.1支持向量回归机的计算原理 设定输入的训练样本集为D={(xin,yk),k=1,2,3,…,l}式中xin∈Rn,yk∈R。通过训练样本可以得到一个决策函数,这样通过训练样本集之外的输入参数x可以较为精确的计算到相应的输出参数y。际工程中可操作。提高焊缝跟踪精度前(下)后(上)的焊缝形貌。 2.2构造核函数运用 支持向量回归机解决实际问题时必须构建一个合适的核函数,类型不同的核函数与之相对应的支持相对应的向量回归机类型也不相同,一个合适的核函数直接决定了所构造的支持向量回归机的运算性能。通过采集的数据信息的包角映射建立SVR核函数,然后修正函数,以提高核函数的回归精度。构造核函数:设定一个标量函数式F(x),F(x)≥0。令F(x)的最大值在支持向量处取得,最小值在支持向量以外点处取得,得到修正后的核函数K(x,x')=F(x)F(x')K(x,x')(4)令其标量函数F(x)的最小值在支持向量处取得,最大值在其他以外点处取得。这样修正后的核函数对支持向量回归的精度有所提高。由于实际操作中支持向量一般都是不知道的,所以通常的初始核函数选为GAUSS核函数K(x,x')=exp(-x-x'22σ2)(5)式中σ为归一化参数。通过式(5)可以得到初始的支持向量,将其带入函数F(x)实现支持向量邻域内黎曼度规的减小。修正后的GAUSS核函数大大提高了回归精度。在Matlab中编写函数式M文件,其逻辑流程为:(1)读取样本数据集;(2)建立数据集矩阵;(3)构建矩阵f,LB,UB;(4)计算初始核矩阵;(5)计算初始α值;(6)计算修正函数;(7)计算各个最优解α,将最后求的各个α值和变量值保存到MAD文件,然后编写决策函数编码通过调用MAD文件里的参数得出偏差值。 3仿真模拟 3.1水平偏差值 计算通过调用MATLAB中已经编写的M文件,得到的变量与函数值采用小波滤波、归一化、均值化处理后得到一个周期内的数据点参数集,使用已经编写好的决策函数文件计算出各个点的水平偏差,将其转化为水平偏差值。 3.2高度偏差值 计算焊炬的高度与电弧的电流值具有一定的规律性。选取焊炬在某一不变的位置高度,得到该位置的电流值,将该电流值与电流均值做差值,则该差值和高度偏差值具有线性规律,在LABVIEW中通过函数公式的各节点可以推算出高度偏差值。 3.3焊缝跟踪将LABVIEW 与机器人纠偏系统相联结,将水平偏差值与高度偏差值的实时参数传送给机器人纠偏系统,焊接机器人实时调整焊缝的路径,这样就实现焊缝焊接的实时跟踪。 3.4实验结果 选取旋转电弧传感器的扫描半径为3mm,V型坡口,角度45°,取样频率104Hz,电弧旋转频率25r/s。在水平偏差不相同的条件下分别选取两组数据,第一组取采集试验结果12个数据训练支持向量回归机,第二组作为参考组,进行偏差识别对比测试。使用该算法系统具有较小的偏差识别误差,提高了系统的识别精度,在实{st(2)α(*)∈R2lW∈R,ξ(*)∈R2I,b∈R。通过图像能够清楚地看到,进行处理后的数据提高了系统的精度和实时性。 4结论 在一定工艺参数下,焊炬的水平偏差和焊接电弧的电流大小在一个旋转周期内具有一定的规律性。通过采集LABVIEW焊接过程中的电弧电流信号,将原始信号进行小波滤波减少外界因素干扰,然后信号进行归一化、均值滤波处理,提高了数据精度。将处理后的数据在MATLAB中进行支持向量回归机的计算,通过修正核函数与决策函数的运算处理最终得到偏差值。试验结果证明,采用这种算法进行电弧传感焊缝的偏差识别是可行的,提高焊缝识别精度约20%,完全满足实际工程的需要。 作者:王霞 单位:江苏师范大学 江苏省泰州职业技术学院 计算机仿真论文:计算机仿真和建模临床医学论文 1引言 研究团队、制药产业及医疗服务业已经认可生命科学仿真系统的作用。在化学工程师和计算机辅助过程工程专家的帮助下,生物工程师可以运用这些手段解决诸多生理学和医学问题。 2仿真技术的研究进展 系统生物学要使用定量分析来研究生命系统。起因于处理大量数据的需要。学者通过计算机仿真技术,利用定量分析来处理临床问题,产生了名叫系统医药学的新学科。化学工程师长期参与生物学和生物医学的定量分析。Peppas和Langer认为在20世纪60年代早期化学工程师就参与生物医药工程。Bailey和同事研究出一种控制新陈代谢的手段,这种手段不仅可用于生物制造技术,也可用于其他生物问题。2005年,Solis和Stephanopoulos指出了纳米级的系统工程需要解决的问题。2006年,Doyle和Stelling回顾了用计算机仿真技术去分析代谢网络的一些重要的成果。2009年,Eissing、Chaves和Allgower利用仿真模型来分析细胞死亡。近年来,有许多论文概述了计算机工程师和化学工程师在医疗系统中的作用。对化学工程师,尤其是工艺系统工程师来说,免疫系统是一个采用仿真技术的复杂系统,化学工程师能够研究免疫系统和病毒之间的相互作用。2004-2005年,Deem开发了一种运用计算机仿真技术研究了病毒和疫苗造成的免疫反应的定量模型。Chakraborty在2003年用仿真技术研究了免疫系统的细胞间的通信,以及免疫反应。2006年,Joly和Pinto认为HIV-1发病机理的数学模型优化了药物治疗的方法。这种方法会导致药物设计和配方设计的改进。Yin在2007年提议把病毒当作一种产品,研究病毒生长和传播时需要考虑时空的影响。可以预见,将来人们会用生理学模型和计算机技术设计出最佳药物配方。为了有效地进行仿真,需要根据生物具体的特性建立多种生理学计算模型。几年前,学者启动生理组计划(PhysiomeProject),旨在寻找人和其他真核生物的计算模型。迄今为止,该计划主要关注使用CellML标准的细胞电生理学的数学模型。CellML标准是一种使用细胞进程模型的生物物理学模型标准。另外SBML标准是一种能够辨识生物进程的计算机可读标准。最近,一个名为虚拟生理人的项目进一步促进了欧洲学者研究生物医学的建模和仿真。学者开发了一些数据库去存储生物模型。细胞模型系统和生物模型数据库是其中两个重要的数据库,两个数据库都建议使用CellML标准和SBML标准。学者可使用这两个数据库来探索复杂的生命系统。生物模型在药物的使用方面有重要作用,这不仅是一个通用手段,而且对癌症治疗和眼病治疗也有特殊的贡献。2002年,Cstete和Doyle提出一种生物反馈系统的逆向工程分析原理。2003年,Tyson、Chen和Novak回顾一些生物控制模块的设计原则。 3简单系统的建模 2001年,Hangos和Cameron强调明确建立模型的目的,模型是在对现象总结的基础上,用计算机能够接受的方式反映规律,建模是下一步仿真计算的基础。对复杂系统来说建模十分必要。复杂系统不可能设计出含所有现象的实验,因为部分量不可测量,并且几个现象间很难找到相互关系。尽管学者已经在测量基因与代谢领域取得巨大进展,但仍有许多生物量无法测量,即便能够测量出一些,测量的准确性也不够高。下面的例子是伦敦大学研究得到的一种模型,该模型模拟了血流改变时动脉壁内皮细胞的反应。血流改变刺激细胞产生化学信号,而这些化学信号拉长了内皮细胞,在某些条件下,巨噬细胞在动脉壁上增加了,最后导致动脉粥样硬化。动脉粥样硬化斑块的位置与血流改变的区域息息相关。并造成影响。学者研究出两个模型来探索这种影响。模型一是细胞表面的血液模型,首先把细胞表面分解成许多不同的小三角形区域(0.4um),这个模型可以看成一个斯托克斯公式的边界积分表达式,通过该模型可以研究在血流作用下细胞的受力情况。模型二研究了力对细胞骨架的影响,细胞骨架保持细胞形状,可以使用开尔文体模型研究这个问题,它是由1个缓冲器和2个平行的弹簧构成的黏性弹性系统,开尔文体代表一种将机械力转化成生化信号的细胞成分,这种生化信号会导致Src激酶的活化,Src激酶会调节Rho激酶和GTP酶(Rac和Rho),而Rho激酶和GTP酶可以控制细胞结构和形态。简单的展示了该过程。此模型可以解释很多现象,但仍然有一些问题解释不了,例如当涉及体内细胞间的通信时,该模型不适用。研究人员建立复杂的仿真模型,这些模型涉及化学和机械领域,可以使用这些模型来进一步研究各种生理学和临床医学现象。 4复杂系统的建模 生命系统具有很强的鲁棒性,生命系统和多反馈的鲁棒性系统相似。建模时要识别模型中的薄弱区域,在该薄弱区域模型可能不够准确,需要用模型进行预测,这要求修改模型。在复杂模型中,特别要注意内部参数不能测量的区域,当处理涉及复杂生理问题时,这些区域变得很重要。原料中包括必要成分A,A和其它成分一起加到反应器。在该反应器上,一些原料反应生成副产物B。在这个过程中,在一定范围内控制成分A的数量很重要。在反应器上,A在催化剂C的催化下生成B,B在催化剂D的催化下生成A。A的数量决定CSTR产生C或者D的数量。如果A加入很多,将会产生C催化正反应。如果A加入的很少,将产生D催化逆反应。与此同时,膜反应器过滤掉废物。这个简单的工艺流程初步反映了血液中葡萄糖调节机制。葡萄糖由肠道进入血液,并供给其它所有的器官。葡萄糖维持在一定浓度很重要,因为维持在一定浓度可以确保人类各种机能的良好反应,这种调节过程称为葡萄糖稳态。如果葡萄糖糖浓度高,胰腺产生胰岛素,指示肝脏把葡萄糖转化成糖原,如果血液中的葡萄糖浓度低,胰腺产生胰高血糖素,将糖原转化回葡萄糖。肝细胞还将血液中废品送入胆汁,并通过胆管过滤并排泄。这是一个涉及多个器官的复杂系统,探索该系统需要考虑许多器官间的联系,葡萄糖稳态系统可以用7个模型表示。 1).胰高血糖素受体模型 通过胰高血糖素模拟肝细胞表面受体的活化,受体活化产生三磷酸肌醇。该模型由5个微分方程构成,分别描述受体的各种状态、G蛋白的活化和三磷酸肌醇的产生。 2).钙模型 模拟由三磷酸肌醇活化产生的钙信号通路。该模型由2个微分方程构成,分别涉及细胞质和内质网中钙浓度。钙模型的前提是Hill方程。 3).环磷酸腺苷模型 模拟受体的活化和环磷酸腺苷的产生。该模型由5个微分方程构成,分别关于环磷酸腺苷的浓度、S-腺苷甲硫氨酸(SAM)的浓度、受体的比例、不活动的比例以及核定位蛋白激酶A的比例。模型遵守Hill方程。 4).胰岛素模型 模拟肝脏对于胰岛素的反应,该模型由1个描述糖原合成酶激酶(GSK)活化的微分方程构成。 5).血液模型 模拟葡萄糖在血液、肝脏和胰腺之间的运输,该模型由1个描述血液中葡萄糖浓度的微分方程构成。 6).糖原分解模型 模拟控制糖原分解与合成的4个因素,葡萄糖及6磷酸葡萄糖的控制、钙离子的控制、环磷酸腺苷的控制、胰岛素的控制。该模型是一个模糊逻辑模型,该模型描述糖原合成酶(Sta,控制糖原合成速率)及糖原磷酸化酶(Pho,控制糖原分解速率)的活性水平。该模型由4个微分方程构成,分别关于糖原磷酸化酶(Pho)、糖原合成酶(Sta)、糖原和细胞内的葡萄糖。 7).胰腺模型 模拟胰高血糖素或胰岛素的释放。该模型由2个微分方程构成,分别关于胰岛素和胰高血糖素的血液浓度。每一个微分方程都要遵循Hill方程。上述7个模型共同构成葡萄糖的调控模型,需要软件管理系统来协调它们。Saffrey等人在2007年描述一种模型管理系统。该管理系统用来存储模型和数据。在该系统中,上述的7个模型互相联系,共同模拟出葡萄糖稳态系统。Hetherington等人详细描述这个葡萄糖稳态系统的模型。 5完善和应用模型 建立模型以后,需要进一步完善。可以选择各种不同的实验者,将实验者分成多个小组,分别观察和记录他们的数据,根据这些数据完善和调整模型,甚至改变模型,最终确定适合不同人的具体的模型。通过这些具体的模型可以预测未来的变化情况,为了达到某些目的也可以设计一些干预措施。在其他领域中,学者已经充分研究了基于模型工程的设计方法,利用这些设计方法可以达到一些想要的结果,虽然这些设计方法还不成熟,需要进一步完善,但值得借鉴。在生命科学中,要特别注意干预措施也可能会导致一些危害。这些干预措施包括环境干预、药理学干预或基因干预。环境干预通过物理或化学因素,药理学干预主要通过临床干预。在上一部分描述的复合模型中,广泛的使用了计算机辅助过程工程技术,和优化技术寻找最佳解决方案,如糖尿病患者的最佳胰岛素剂量;使用随机技术寻找高敏感度模型的解决方案;使用区间方法确定能够接受的最坏情况。上述方法和模型已经被用来预防一些疾病。如糖尿病患者很可能患非酒精性脂肪肝(NAFLD),利用上述方法可以提出一些措施,有效地避免Ⅱ型糖尿病患者患非酒精性脂肪肝(NAFLD)。基于模型的方法(例如优化、随机分析、间隔方法)将促进生物学和医学的发展,并且随着生物学和医学的发展,这些方法将更完善。要在生物学和医学领域中很好地使用这些方法和模型,必须要掌握生命科学的知识和计算机的知识,单个的研究者常常不具有这两个领域的知识,因此合作很重要。那些希望从事相关研究工作的学者必须合作,例如通过短期或长期项目,建立一个促进合作的机制。 6结论 本文展示了生理学和临床医学中一些可以用计算机辅助技术解决的问题。这些问题涉及化工厂(或者身体内)的化学和物理变化,并且常常涉及到复杂多尺度系统。虽然生命科学发展很成熟,但是在不能测量的领域,我们仍需使用计算机仿真和建模技术去解决问题。只有通过使用系统模型,某些复杂问题才可能解决,最终才有可能设计出合适的干预措施。最大难题是如何建立出好的模型,只有使用足够精确的模型才可以预测生理学系统的行为。在医疗领域的模型只有到很高的精确度时才可以用。模型的临床推广仍然有很长一段路要走。通过新的系统生物学和系统医药学手段,将会使用于临床的这种方法加速运用。 作者:蔺玉柱 邱晓磊 沈平冰 单位:安徽师范大学物理与电子信息学院 计算机仿真论文:冰壶运动轨迹计算机仿真论文 1冰壶运动简介 冰壶运动是以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目。投掷的冰壶为圆壶状,周长约为91.44厘米,高(壶的底部与顶部)11.43厘米,重量(包括壶柄和壶栓)最大为19.96公斤,冰壶底部和冰面相接触的部分是一个半径约为12.8至13.1厘米的圆环。冰壶所用场地是一个长44.5米、宽4.32米的冰道。场地冰面浇过平整的冰面后,还需要用喷头像冰面喷洒热水滴,保证冰面出现表面圆滑的凸起的小冰点,使冰壶的底面不能完全接触到冰面,并且冰面更粗糙,对冰壶的阻力更大。冰道的一端画有一个直径为1.83米的圆圈作为球员的发球区,被称作本垒。冰道的另一端也画有一圆圈,被称为营垒。在场地两端各装有一个斜面橡胶起蹬器。在冰壶场地前后两端各有一条蓝色的实线称为“前卫线”和“后卫线”。球员掷壶时,身体下蹲,蹬冰脚踏在起蹬器上用力前蹬,使身体跪式向前滑行,同时手持冰壶从本垒圆心推球向前,至前卫线时,放开冰壶使其自行以直线或弧线轨道滑向营垒中心。在一名队员掷球时,由两名本方队员手持毛刷在冰壶滑行的前方快速左右擦刷冰面使冰壶能准确到达营垒的中心或者将对方冰壶击打出得分区域。最后当双方队员掷完所有冰壶后,以场地上冰壶距离营垒圆心的远近决定胜负。 2运动学方程的建立 冰壶在冰面上滑行可以视为刚体的平面运动,可以将其分解为质心的平动和绕过质心轴的定轴旋转。以前卫线的中心为O,前卫线中线为x轴,垂直于x轴的是y轴,垂直与冰面的为z轴建立坐标系。 2.1旋转 冰壶的质量为m,开始时的角速度为,冰壶与冰面间的摩擦系数为μ,μ的大小与温度T有关,可表示成假设摩擦力是均匀分在整个低面圆盘上,故计算摩擦力矩时,应将圆盘分解为许多的以转轴为圆心的同心环来考虑。 3仿真系统结构 为了实现冰壶运动轨迹的仿真,根据前面所述的运动方程模型,需要先确定冰壶运动轨迹的一些参数。为此将冰壶运动轨迹仿真系统分成两部分,即基础参数设置和动态模拟。基础参数设置中分别输入初速度、初始角速度和温度。冰壶场地两营垒之间的距离近30米,所以在没有任何干扰的情况下,冰壶应可以自由滑行20米才是有可能到达营垒。 4结论 根据机械能量守恒理论建立的冰壶运动方程,从主观上验证了它的正确性,可以帮助运动员分析投掷冰壶时应以怎样的初速度和角速度投壶,才能有效的进入营垒。 作者:田雨 单位:沈阳体育学院 计算机仿真论文:飞机模型设计计算机仿真论文 1综合保障效能评估与质量控制 飞机的综合保障效能是飞机及其保障系统在预期的使用环境和条件下经济有效地满足平时战备完好和战时任务持续能力的度量。综合保障效能评估就是在现有飞机研制程序的基础上,利用适宜的保障效能评估方法和技术,在飞机研制过程中持续开展综合效能评估,评价出研制过程各阶段的综合保障效能,提出优化、改进建议,实现对新机研制过程综合保障的有效监控;在部署/使用阶段开展保障效能评估,验证飞机及其保障系统是否满足规定的系统战备完好性要求,为调整保障系统和飞机改型、研制新型号飞机提供必要的经验信息。保障效能是由飞机平台设计特性、保障系统设计及维修保障方案所决定的,是在飞机研制过程中设计,逐渐形成、并在使用过程中不断保持的。综合保障效能的度量不仅考虑飞机平台及其使用特点、可靠性与维修性、保障系统的特性与表现,而且还要考虑飞机的利用率、使用方式、任务剖面以及使用环境等。飞机设计质量控制就是要实现飞机及其保障系统满足规定的系统战备完好性要求,飞机设计质量不仅包括飞行平台具有优良的性能,而且还包括其保障系统的性能和配备能够支撑飞行平台实现战备完好、战时可用的目标。综上所述,综合保障和质量控制具有共同的目标,综合保障效能的高低反映了飞机平台及保障系统设计质量的高低。在飞机设计的各个阶段,对综合保障效能评估即可实现对飞机设计质量进行阶段性和系统性地控制。 2评价指标选择 由于综合保障和质量控制具有共同的目标,反映综合保障效能的指标即可作为飞机设计质量控制的评判标准。飞机的综合保障效能不仅取决于飞机的设计性能,同时也取决于飞机的使用和保障。综合保障效能评估结果对四性和综合保障工作直接产生影响,这关系到飞机的设计、研制,并决定着综合保障最终目标——以可承受的寿命周期费用实现战备完好性要求的实现。飞机设计质量评价指标的确定必须遵循以下原则:(1)以作战任务需求、综合保障各阶段的任务和目标为依据。(2)参考国内、外同类飞机的有关指标,相似装备的战备完好性水平,以及本国的国防工业科技水平等。(3)环境条件的约束,包括作战使用和平时训练、储存和运输等环境条件。(4)预期使用的新技术、新产品对保障效能的影响。(5)现役同类装备的保障方案和新机预期的保障方案、使用与维修保障资源的约束条件。(6)费用、进度等约束条件。(7)其他约束条件,如充分考虑各指标之间的协调性(不可互替代性、全面性)和各指标的阶段性等。根据以上原则,结合相关标准,选用使用可用度(固有可用度)、能执行任务率、出动架次率、再次出动准备时间和寿命周期费用作为评价指标。这五个指标从不同的侧面反映了保障系统设计质量对战备完好性和任务持续能力的影响,其中使用可用度综合反映飞机在实际任务过程中的使用情况,主要体现了飞机特性、维修保障、供应保障水平对战备完好性的影响;能执行任务率主要反映在平时条件下飞机保障系统的训练保障水平;出动架次率主要是反映在战时条件下飞机维修保障和使用保障水平对战时任务持续能力的影响;再次出动准备时间主要是反映飞机在连续出动条件下保障系统的使用保障水平;寿命周期费用从经济性的角度度量装备系统和战备完好和战时任务持续能力的权衡。这几个指标之间具有不可替代性。战备完好性的度量不仅考虑飞机及其使用特点、可靠性与维修性、保障系统的特性与表现,而且还要考虑装备的利用率、使用方式、任务剖面以及使用环境等。这五个指标从不同的角度反映了不同设计和使用因素对战备完好性和保障效能的影响,涵盖了飞机设计特性、保障系统的要素(包括使用保障、维修保障、训练保障、供应保障)和寿命周期费用对飞机设计质量的贡献。以这些指标作为评价标准,可以实现飞机设计质量全面控制。 3评估方法和模型构建 3.1评估方法 可用的方法可分为解析法和仿真法两类。解析法能够准确地计算各类效能指标,但缺乏对飞机维修和使用保障动态特性的描述;仿真法能够动态地描述飞机的维修和使用保障动态特性,但仿真结果不够稳定。为了得到客观、合理和科学的结果,本系统采用解析法和仿真法相结合的方法。 3.1.1计算机仿真 仿真技术具有低成本、有效克服解析法所不能解决的动态问题独特优势。计算机仿真体现在以下几个环节:(1)根据对业务、模型、输出参数之间的逻辑关系进行分析的结果,模拟单一飞机和机群在仿真周期内的总体使用业务流程。根据实际使用情况,模拟仿真周期内飞机的作战使用流程。一般流程均从飞机执行的任务开始,进行任务前准备、执行任务、返回进行维修保障,然后进行再次出动。优秀业务活动包括飞机状态的判断、飞机的调度、修复性维修、预防性维修、起飞前准备、再次出动准备等。(2)故障抽样。采用蒙特卡洛方法进行飞机系统故障抽样,确定故障发生时刻序列。单架飞机的年平均飞行时间或者每次的仿真时间。η为由RANDOM()函数生成的0~1之间的随机数。故障发生时刻序列的确定方法如下:下一次故障发生时刻=本次故障发生时刻+下一次故障发生时间间隔(2) 3.1.2数据统计 对于已经研制的飞机及其保障系统,数据统计方法主要体现在飞机故障数据、资源数据等输入数据的获取。而对于新研发的飞机及其保障系统,这些数据可采用设计参数或者相似型号飞机参数。为了计算最终的评价指标,仿真过程中通过多次统计最终评价指标的分解项,获取最终的评价指标计算结果。 3.1.3解析法 解析法主要用于各评估指标的计算,飞机各业务活动分解及其时序的确定、时间和资源分配等。各评估指标均可采用解析法进行分解,一直到最底层指标与飞机设计指标相同为止。这有利于确定最终的输入参数,也利于模型数据的收集。 3.2评估模型构建 任务周期从飞机执行的任务开始,进行任务前准备、执行任务、返回进行维修保障,然后进行再次出动,直到当天任务结束。而在这一任务周期中,将涉及到任务系统、结构、维修保障活动、保障资源、保障组织五大方面设计工作的动态协同。如何全面、科学、客观模拟这一过程,并将其量化,进而构建数学模型,最终计算出飞机在执行任务过程中的各评价指标,是飞机设计质量控制需要突破的优秀技术。 3.2.1模型组成 建模的关键体现在任务建模、保障资源建模、飞机建模、组织建模和任务执行过程建模五个方面。这些模型都描述了飞机系统某个方面的特性,它们独立构成飞机系统的不同侧面。因此,飞机设计质量控制模型分为任务、装备、资源、组织、过程五个子模型。(1)任务模型:描述作战单元的任务内容及其构成的模型。任务可分为若干个子任务,子任务又可分为若干个次级子任务,各个子任务的内容及其相互关联都在任务模型中进行描述。随着任务的进程,其他各个模型都会发生相应的变化。不同模型间的逻辑关联是保障系统模型所固有的。(2)飞机模型:描述系统中飞机的结构和功能组成的模型。复杂的飞机系统由各单元以一定关系组成并形成特定的功能。(3)资源模型:描述保障系统的各种资源以及资源间关联关系的模型。保障系统中的资源有很多种,例如:维修人员、备件、设施、技术资料、计算机资源等,但是在作战单元执行任务的过程中,由于任务的持续时间一般比较短,对保障效能影响最大的资源只有两种:备件和维修人员。因此,资源模型主要包括维修人员和各种备品备件的分配信息(其中的备品备件即为飞机的最小保障单元)、各种备件在维修过程中的消耗信息以及维修人员的占用信息等。(4)组织模型:描述系统中的组织、角色信息以及组织、角色间关联关系的模型。其中系统中的组织为各个作战单元和基本作战单元,存在的关系有组织间的所属关系、角色间的存在关系等。(5)过程模型:是保障系统的优秀模型,保障系统的其他模型都是围绕着过程模型展开的。过程模型是描述任务的执行过程中发生的一系列维修、使用保障活动及为维修、使用保障活动之间关联关系的模型。 3.2.2系统输入 根据模型的组成、评估指标的分解结果以及飞机设计理论和原理,通过梳理以上模型组成中各描述参数之间的关系的,理清了各输入参数以及5个子模型之间的关系,明确了各子模型必要的输入参数。该模型分为任务、飞机、资源、组织、过程5个子模型。根据每个模型的描述,对描述参数进行结构化描述。例如,任务模型结构化为任务系统、任务剖面和基本任务;任务系统结构化为飞机名称、飞机总数、飞机任务种类;任务剖面结构化为任务种类、任务持续时间、任务所需飞机数量、基本任务名称;基本任务可结构化为基本任务名称、基本任务持续时间、所含波次数、单波次所需最小飞机数、单波次持续时间和单波次任务成功点等设计参数。 3.2.3业务流程 在大量调研的基础上,对单一飞机和机群的总体使用业务流程进行了梳理,并对业务、模型、输出参数之间的逻辑关系进行了分析。根据实际使用情况,对飞机的作战使用流程进行了梳理。在活动过程子模型中,需要确定各专业活动执行的逻辑先后、执行时间、资源、组织、特殊要求、所属专业等信息。通过仿真飞机的任务和使用保障过程,梳理各任务和活动的执行流程,将5个子模型以及个输入参数关联起来,最终统计相关参数和计算结果。 4模型初步验证 为了易于验证模型和方法,对案例进行了以下简化:(1)飞机结构假定只有三个子系统(燃油系统、航电系统、火控系统)。(2)将所有的保障资源放在同一个“资源池”中。(3)使用保障活动与任务暂时没有关联,作业时间是一个定值。(4)维修过程中备件的周转时间为定值。(5)预防性维修活动看作一个事件,作业时间为一个定值。(6)供应保障和训练保障暂时不考虑。模型的验证采用本模型仿真结果和LSEM模型仿真结果进行对比,计算的出动架次率分别为2.56架•次/天和2.5架•次/天,偏差为2.4%。该偏差处于可接受范围内。 5模型特点和应用 5.1模型特点该模型具有以下特点: (1)系统性。该模型使得飞机设计质量的控制不再以各系统、各部件、各产品等孤立地进行,而把整个飞机及其保障系统作为一个有机系统进行质量控制。这不仅符合飞机研制的客观规律,而且将飞机的装配、各系统、各产品之间的接口对飞机质量的影响也进行考虑。其结果能够更真实、全面、客观反映飞机及其保障系统的设计质量。该方法的这个特点与戴明的系统论理论一致。(2)阶段性。由于飞机研制具有明显的阶段性,每一阶段的设计参数逐步详细和准确,因此,该模型也具有阶段性。随着设计的深入,该模型的输入将不断逼近飞机及其保障系统的设计质量。该方法的这个特点与戴明的质量持续改进一致。 (3)动态性。以往的控制方法仅采用了质量管理体系和程序,是一种静态的控制方法。该模型能够动态性地描述飞机的使用和保障过程,其结果与真实的设计质量具有较小的偏差。(4)客观性。该模型能够克服以往采用的程序控制和专家评审方法具有的主观性,其结果更加科学、合理、客观。(5)全面性。目前,美国工业界已开发出大量相关模型,如战备完好性试验用可用性原型的快速构建(RAPTOR)软件、装备保障性仿真工具SCOPE、后勤复合模型LCOM、战备完好性评估模型METRIC、F-15E的可用度评价模型SLAM、JSF战斗机的全任务仿真系统、美国空军基地资源的战区仿真模型TSAR等。以往的模型仅采用单一的评价指标。选择的使用可用度、出动架次率、再次出动准备时间、全寿命周期费用指标能全面衡量飞机设计质量。评价结果不仅反映了飞机平台本身的设计质量,而且还反映了其保障系统和他们之间接口的设计质量。(6)经济性。地面试验的成本高昂,而本模型可以省去地面试验所需要的飞机及其保障系统的研制费用,地面试验的包括人工、场地、设施等其他费用也不再需要了。 5.2应用 由于飞机及其保障系统的研发具有明显的阶段性,本文提出的模型和方法在各阶段对飞机设计质量的控制途径也不相同。 (1)在项目的招标和投标阶段,利用该模型评价供应商提供的设计方案和标书,确定其是否满足项目的指标要求,从而最终选定合适的供应商,从而确定最佳设计质量方案。 (2)在概念设计阶段,利用该模型评价设计方案,找出飞机和保障系统设计的薄弱环节,提出优化和改进措施,完善飞机平台和保障系统设计,提高飞机设计质量。 (3)在详细设计阶段,利用该模型评价详细设计方案,找出飞机和保障系统设计的薄弱环节,提出优化和改进措施,完善飞机平台和保障系统设计,提高飞机设计质量。 (4)在部署/使用阶段,验证飞机及其保障系统是否满足规定的系统战备完好性要求,找出设计中的模弱环节,提出优化和改进措施,为调整保障系统和飞机改型、研制新型号飞机提供必要的经验信息。 6结论 针对当前飞机设计和使用中存在的诸多问题,本文提出了一种基于计算机仿真和数据统计的飞机设计质量控制方法,确定了衡量飞机设计质量的评价参数,构建了计算机仿真模型,利用成熟的LSEM模型对模型的正确性、有效性和合理性进行了初步验证,但是仍需要经过大量的真实使用数据的验证。该模型具有系统性、阶段性、动态性、全面性、客观性和经济性等。在飞机研制的各个阶段,利用该模型对飞机平台及其保障系统的设计质量进行评价和控制,提出优化、改进措施,实现对飞机研制过程设计质量的有效监控。 作者:袁聪聪 张传超 单位:中航航空电子有限公司 中国人民大学 计算机仿真论文:自动化专业中的计算机仿真论文 一、计算机仿真理论教学内容改革 现代控制理论近年来发展迅速,使得我们对各类控制对象有了更好的理解,能够很好地刻画实际对象中事件驱动的动态过程,提出了离散事件系统,它的动态行为是由一系列随机出现的事件驱动的,而且控制理论界已经给出了很多建模方法和建模工具,如Gracefet图、自动机和Petri网[2,3]。而现有的计算机仿真内容主要是面向连续动态系统,虽然也涉及离散事件系统,但是对离散事件系统建模和仿真方法少有涉猎。离散事件系统的模型大部分来自计算机科学研究领域,现代控制理论和控制工程都离不开计算机,对此类建模工具的了解可以拓宽自动化专业学生的知识结构,提升他们思考和解决计算机控制工程问题的能力。为此,在计算机仿真课程内容中,我们增加了自动机和Petri网的基本概念。考虑到学生缺乏离散数学的基础,我们拟根据实际对象建模需要,结合Matlab中的stateflow工具箱,介绍离散事件系统的建模和仿真方法。具体内容包括: (1)离散事件系统概念; (2)自动机模型; (3)Petri网模型; (4)离散事件系统的自动机模型的建模方法; (5)离散事件系统Petri网模型的建模方法; (6)自动机的仿真模型的设计方法; (7)Petri网的仿真模型的设计方法。 另外,现实工程领域大多数系统是混杂系统[4],既有连续变化的特征,又有事件驱动的特征,而且连续变量子系统与事件系统之间相互作用相互影响。从20世纪60年代,学界就开始了混杂系统的研究,目前已经取得了丰富的成果,涉及混杂系统的建模、分析、控制、调度和优化等问题。其中,建模和分析方法对自动化专业知识体系的构建非常重要,事件驱动的思想能够让学生将控制理论与实际过程更好地建立联系,因此在计算机仿真课程中,我们增加了对混合自动机和混合Petri网的介绍,并结合实例阐述如何给出混杂系统的数学模型以及仿真模型和仿真程序的设计方法。具体内容包括: (1)混杂系统概念; (2)混合自动机; (3)混合Petri网; (4)混杂系统的混合自动机建模方法; (5)混杂系统的混合Petri网建模方法; (6)混合自动机的仿真模型的设计方法; (7)混合Petri网的仿真模型的设计方法。 二、计算机仿真实践教学内容改革 计算机仿真是一门实践性很强的课程,利用代码将实际对象虚拟到计算机中,这就要求自动化专业的学生不仅要掌握知识概念,还要能够编写代码用计算机实现抽象的概念。如果实验课内容设计合理,可以很好地锻炼学生解决实际问题的能力。鉴于自动控制原理大量内容属于动态系统的分析方法,而仿真是分析系统不可或缺的手段,仿真实践课程可以巩固控制原理的抽象的知识。如何设计仿真课程的实验项目对自动化专业的计算机仿真课程非常重要,围绕自动化专业课程体系,我们拟设定如下实验项目: (1)二阶电路的C程序仿真实验; (2)单容水箱的C程序仿真实验; (3)电机拖动控制系统的C程序仿真实验; (4)一阶倒立摆的C程序仿真实验; (5)立体仓库系统的自动机模型仿真实验; (6)立体仓库系统的Petri网模型仿真实验; (7)Bang-bang控制液位系统的混杂自动机、Petri网模型的仿真实验; (8)反应釜复杂控制系统的Matlab仿真。 三、结束语 本文探讨了自动化专业计算机仿真课程的教学改革问题,通过实践改革,使教学内容更加符合自动化专业的课程体系。从前期的教学效果看,上述改革能够激发学生的学习兴趣,巩固专业知识基础,并且有效地提高了学生解决工程实际问题的能力。 作者:罗继亮 邵 辉 晏来成 单位:华侨大学自动化系 计算机仿真论文:计算机仿真制造业论文 一、计算机仿真技术在制造业中的应用分类 (1)计算机仿真计算在产品模型为中心的应用:在产品模型引入计算机仿真技术可以对产品的静态及动态性能、可制造型、可装配性等情况进行分析。一个产品的研究与开发,需要考虑其实用功能、实际需求、产品外观、产品尺寸、产品的可制造型、产品的可批量生产性等方面的因素,计算机仿真技术很好的完成这些工作,在产品模型中发挥作用。 (2)计算机仿真技术在制造系统模型为中心的应用:制造业中的制造系统模型中包括了制造设备的高仿真智能运用。复杂制造系统的模拟等过程,计算机仿真系统在检测设备的运行能力、监控设备的实际运行状况中发挥着巨大的作用。 (3)计算机仿真技术在开发过程模型为中心的应用:在这个分类中,计算机仿真技术主要是在产品设计和制造中起到作用。产品的制造过程引入计算机仿真技术就是利用仿真技术将制造系统模型和产品模型进行有效的结合,进行多方位的模拟、全面的运算,以及全面的考虑生产批量、产品成本等问题,开发出合格并且满足需求的产品。 二、计算机仿真技术在制造业中的应用 计算机仿真技术作为一种高新的科学技术在制造业中具有广泛的应用,在工业、军事、医疗等汗液都有应用,特别是在航空行业、国防行业等大规模、复杂的系统研发中具有很高的应用价值。计算机仿真技术在制造行业中的应用可以减少不必要的损失、节约经费、缩短产品开发周期、提高产品质量。在制造行业中,计算机仿真技术涵盖了产品的设计、制造、测试运行的全过程,已经成为了制造业不可或缺的重要技术手段。 计算机仿真技术中的虚拟现实技术可以使用户通过电脑屏幕进入一个三维世界,其可以为产品提供一个可视化的三维环境,对物体进行交互操作,从而对质量和数量进行综合决策,这种可视化的解决策略可以对快速化及批量化生产的发展起到推动作用[2]。虚拟现实技术可以实现人机互动,对产品的性能和运行状况进行测试与监控,这种技术将计算机图文学、高仿真技术、计算机传感技术等多种技术手段进行了结合,这种技术对产品的各个阶段都可以进行支持,使用者通过操作可以检验产品的各个部件是否合格,检验产品的各个性能进的稳定性,检验产品功能的实用性。 计算机仿真技术中的虚拟制造技术将三维模型和虚拟仿真进行有有效的集成,从而可以对实际世界中的物体进行操作,是一种计算机辅助系统技术,是一种实现生产制造过程的应用技术[3]。虚拟制造技术在制造业中的引入可以实现实际生产线或车间中少人力、物力、财力并在短时间内进行产品的设计验证[4],为产品的生产奠定坚实的基础。 三、制造业中计算机仿真技术的研究展望 计算机仿真技术实现了企业的生产过程的信息化、数字化、以及网络化,为企业产品的设计与制造提供了包含生产源、工艺流程、管理等多种动态信息的分析方法。在传统的制造方法却无法对生产线进行快速化设计,无法进行小批量多品种的产品的生产,对于产品的设计、制造、控制都很难达到预期的效果,而计算机仿真技术的引入就可以很好地解决这些问题。 现阶段应用比较广发的物流仿真软件有DEL-MIA/QUEST、EM-Plant等,这些软件都是面向对象的、图形化集成建模仿真软件,可以搭建系统仿真模型,通过参数输入而获得系统的参数输出,对制造企业的实际生产具有很高的参考性。随着仿真软件在制造业中的需求的不断增大,计算机仿真技术会不断的发展,三维建模软件与物流仿真软件会得到更好的结合,并以快速、简单的建模建立、工艺仿真以及优化算法等一步一步的集成,这将是制造业中计算机仿真技术的发展方向。 四、结论 计算机仿真技术在制造业中得到飞速的发展,最主要的原因是其对我国社会的发展和经济的提高具有重要的意义。现在段,在制造业中仿真技术是一种具备综合性、高科技的基本保障,并发挥着越来越重要的作用。,在一些大规模、复杂性强的研发中更是必不可少的工具。计算机仿真技术在制造业中的仿真规模在不断的扩大,仿真功能也在不断的强化,大力的推进计算机仿真技术在制造业中的应用,对提高我国产品的自主生产力,推动我国制造业的发展具有重要的意义。 作者:崔建亭 单位:上海交通大学 计算机仿真论文:高频电子线路教学改革计算机仿真论文 1教学方法改革 1.1情景教学 在高频电子线路教学内容中,概念多、难点多、数学推导多,同时还会涉及到非线性分析法,因此学生在学习过程中经常会觉得枯燥、难学。通过实验展示可以使教学中的难点得到化解。但在实际教学中,因为受到空间和时间条件的限制,在实际教学中实物演示受到了制约。在高频电子线路教学中要找到教学过程中的教学难点、抽象点,要准备例如振荡器平衡的调制系数、稳定条件等多个仿真实验,在课堂情境教学中应用,为学生在认识上提供更加便利的条件,提高教学效率。 1.2课程统筹教学 通常情况下,在高频电子线路教学中,理论课与实验课是分开的,两者相互独立,这样在实际教学过程中难免会出现理论与实践脱节情况,主要表现在时间和内容上脱节,教学过程中的验证性试验无法在及时的加深学生对教学内容的理解,导致了教学效果大大降低。在教学过程中为了完整性经常会对一些操作简单、结论明显的实验也安排相应的实验环节,这浪费了实验课程。在教学过程中应当对这一现象进行合理改革,对课堂教学和实验教学中的内容进行统筹,课堂教学结束后,应当安排相应的验证性实验;部分理论课程可以在实验课程上进行,可以一边做实验一边传授理论知识。针对每个验证性实验,设计相应的仿真预习,利用计算机仿真代替实验内容,通过预习报告的方式完成。通过实践证明,采用此种教学方式不仅解决了教学时间,而且提高了学生在自我学习中的管理能力。此外,计算机仿真通过计算机对实验条件和环境进行了模拟,学生可以进行多次实验,并且可以对实验过程中的参数进行自行修改,这样不仅缩短了实验时间,而且对实验设备也起到了一定保护作用,避免学生在实验过程中因为操作不当而给设备造成损伤。 2仿真教学应用实例 Multisim11是高频电子线路教学中经常被应用的一种软件,仿真分析具体步骤如下:依据设计和原理创建电路原理图,然后依据实验情况对电路图选项进行设置,开启仿真开关,使电路运行,再借助仿真仪器,获取理想的仿真结果。解调、调制电路是组成通信设备的重要部分,解调和调制方式对系统的性能有着巨大影响,同时也是在高频电子线路学习中的难点。 2.1普通AM(调幅)信号波形仿真 调幅是振幅调制的简称,调幅包括:抑制载波、普通调幅等,普通调幅是其中最基本的一种,其余调幅都是有普通调幅演变来的。依据调幅信号形成的基本原理,在Multisim11下创建普通调幅电路,开启仿真后可以可在双踪示波器上看到低频调制信号与普通调幅信号波形对比图。对直流电压V3进行调整,使电路调幅系数进行改变但V3与1V相等时,调幅系数将超过1,则为方正波形,发生调幅现象,已调波在经历检波后将无法恢复到原有的形态,属于严重失真,因此在实际教学中应当尽量避免此现象的发生。 2.2二极管包络检波器仿真波形 二极管构成的包络检波器性能强,结构简单,因此被广泛应用与检波电路教学中,经过解调后输出的信号能够对输入信号的包络进行合理反映,仿真电路如图4所示。开启仿真,对电路参数进行调整,便可得到获得调解后信号与输入信号两者的对比。但在对电路参数调整过程中,如果没有对电路参数进行正确选择,二级管包络检波器在实际工作中极有可能发生负峰切割失真和惰性失真。因此,在实际操作过程中要注重电路参数的调整。 3计算机仿真应用需要做好辅助工作 (1)整合教学内容对课堂、实验教学内容进行整合,在使用计算机仿真前,教师需要做大量工作。首先,教师要对教学中的内容进行详细统筹。例如,在教学过程中,哪些部分课堂讲解的内容需要利用计算机仿真代替,哪些教学内容应当通过计算机仿真演示,又有哪些内容使需要通过计算机仿真对学生进行指导。 (2)编制辅助教学手册对高频电子线路教学内容进行整合后,教学应当精细编制辅助教学手册,对进行过程进行指导。辅助教学手册中的内容应当通俗易懂,计算机仿真的思路、目的、步骤等内容要言简意赅,便于学生理解和运用。 (3)改革考核制度考核是检验教学成果的主要手段,既然在高频电子线路教学中引入了计算机仿真,那么在考核中也应当有所体现。在考核过程中不仅要涵盖大纲的教学要求,同时也要加入计算机仿真考核。在考核上应当做出合理的改革,主要体现在总成绩的构成上。通过实践应用表明,合理的考核结构,不仅能够使计算机仿真教学在高频电子线路教学中起到更好的作用,同时对学生的学习起到了一定督促作用。 4结语 将计算机仿真软件应用到高频电子线路教学中,可以将教学中抽象难懂的内容进行展示,通过改变参数获取不同波形,不仅可以提高学生的学习兴趣,同时也可以加深学生对知识的理解,是一种值得推广的方法。 作者:张晓军 陆兴华 单位:广东工业大学 计算机仿真论文:公铁联运物流系统计算机仿真论文 1计算机仿真技术概述 1.1宏观仿真(Macro-simulation) 描述公铁联运系统各要素及其规律的细节程度较低,主要通过集聚行为来对物流及交通流进行描述,仅仅对车流在路段和节点的流入流出行为进行描述,而对两种运输方式的切换及列车、车辆的运行过程中的行为等细节行为不进行描述。常见的宏观仿真软件有TransCAD、TRIPS、CUBE、VISUM及EMME等。 1.2中观仿真(Med-simulation) 能够较高程度的对系统要素及其规律进行描述,以列车或者货车组成的队列为基本单元,在对车流在路段和节点流入流出行为进行描述的同时,能够对两种运输方式的切换及列车、车辆的运行过程中的行为进行简单的近似描述。常见的中观仿真软件有CONTRAM、TISI和INTEGRATION等。 1.3微观仿真(Micro-simulation) 描述公铁联运系统各要素及其规律的细节程度较高,对于物流和交通流以单个列车、车辆为基本单位进行描述,对两种运输方式的切换及列车、车辆的运行过程中的行为能够较为真实地反映。常见的微观仿真软件有Corsim、Paramics、Trans-Modeler、AIMSUN、SimTraffic、VISSIM、MITSIM及Synchro等。 1.4次微观仿真(Submicroscopic-simulation) 描述公铁联运系统各要素及其规律的细节程度最高。例如:次微观仿真模型在对运输方式切换行为进行描述的同时,还要对车辆承载量的改变对车速的和费用的影响等进行描述。 2公铁联运物流仿真平台建设及关键技术研究 2.1公铁联运物流工程仿真平台的建立 采用先进的物联网及信息技术,以公铁联运物流业务流程管理为优秀,集成交通运输工程、物流工程、现代物流运筹规划、计算机控制技术、信息处理技术、工业现场总线通讯技术、分布式数据库技术、实时数据库技术等学科和技术,建立针对公铁联运物流的高连接性、精确性、集成性、动态性、实时性的要求,区别于一般物流概念的学习实验室或演示实验室,建立基于实际工程项目应用为背景的公铁联运物流工程仿真平台。 2.2不同运输环节的无缝连接 采用基于XML的EDI技术协调公铁联运的各个环节,完成两种不同运输环节的无缝衔接,深入研究公铁联运信息的传输效率及跨地区传输,进而实现跨区域的实时信息传输、远程数据分布式和集中式处理的结合以及多个异地局域网连接等。 2.3公铁联运的信息集成服务的研究 通过多目标协同优化方法对公铁联运多式联运的信息集成服务进行研究,达到物流过程中信息的高效共享和业务的协同联动,实现跨区域,跨行业,跨部门的信息共享,充分发挥信息集聚效应,达到降低成本提升效率的目的。 2.4公铁联运物流安全控制与研究 建立基于GIS的公铁联运物流安全监控系统,根据该系统采集的数据以及历史数据,建立预警数据库,对数据信息进行定性和定量分析,作出识别、诊断和决策。 3结束语 综上所述,我国由于基础设施落后,技术水平低及信息化程度不高等不足,迫切需要通过一种低成本、高效率的方式从多角度开展多式联运研究,因此通过计算机仿真技术,建立公铁联运工程设计仿真平台对于寻求最优解决方案具有重要的理论和实践意义。 作者:李晶 侯倩倩 田彬 单位:兰州交通大学机电技术研究所 兰州交通大学自动化学院 计算机仿真论文:计算机仿真自动化物流系统设计论文 1我国的物流运作现状分析 我们通过对2003年的第四次中国物流市场的供需状况调查进行分析,调查出来的结果显示出我国的物流行业运转情况并不是很好。2.1企业的库存期过长、周转时间太慢通过该项调查我们可以看出,有百分之八十的企业原材料库存时间在一周到三个月期间,百分之八十四的生产企业产品库存都在三个月以下,百分之七十的商品企业销售库存在一个月以下,这就表明我国的企业产品库存时间太长,周转时间太慢,主要还是物流情况差劲导致的,在此我们也能看出我国的物流情况急需得到相应改善,从而改变现在这种状况。2.2人们对物流的满意度较低生产企业里面的3PL相比较自理物流来看,在满意度方面差别很大,对于自理物流的评价主要是不完全满意,对第三方的物流评价就不是这么固定了,分布相对分散,满意、不完全满意和不满意都有一部分。而在商业企业中,对物流不完全满意的比例是最大的,这就表明第三方的物流服务是好于自理物流的。再从不满意的原因分析,企业内部对于物流服务的关心侧重在于物流信息的操作质量以及运作能力,对运作成有不满意的评价也占一小部分,这就说明我国的物流系统还是不够完善,物流行业的成本需要进一步降低。通过上述现状我们可以看出,我国现如今的物流运作水平还是比较落后的,所以说我们应该加大对物流系统的优化工作,提高物流系统的服务水平已经在物品运输上的成本的降低,只有这样才能保证我国的物流行业继续发展下去,才能让企业的竞争优势得以凸显。 2基于计算机仿真技术的自动化物流系统设计 2.1企业内部的生产物流系统 当企业内部开始安排并且计划着在生产领域实行物流系统并且提出运行的总体方案时,应该根据企业内部的实际情况以及生产出的产品的需求多设计出几套不同的物流方案,然后对这些方案进行分析比较,不论是对哪一套方案进行分析,都需要在企业内部的产品生产系统中采集需要的样品进行分析。此外,我们可以在这一流程里面融入计算机仿真技术,这样就能够对多套方案进行实际情况下的运作模拟操作、物流运作的绩效评估以及企业产品的生产试验等等。一般而言,计算机仿真技术在企业的物流系统中加以应用,主要在原材料的购买、运输以及储存,还有整套产品的生产流水线以及产品的加工、出库这些方面有所体现,它能够对上述的过程进行动态化的仿真模拟操作,从而能够对生产环节的效率进行提升,还能够降低原材料等物质的运输成本,可以让企业内部的物流系统各项指标得到改善。此外,通过计算机仿真技术的物流系统我们可以有效地对生产设备的功能进行检查,还可以检验企业的订单要求和生产环节的匹配程度,还有交通工具的有效利用,物流的运输方式和运输路线是否最优,生产物资的原材料经过的环节是否达到了最简等等。现在看来,物流系统中融入自动化计算机仿真技术可以有效地对企业物流的各个方面进行检验,能够极大的对物流系统进行完善,在促进其优化方面起着重要的作用。 2.2适用于港口的物流系统 在港口的物流系统中加以应用计算机仿真技术,主要是在港口物流系统的环节以及相关领域的规划方面得以体现,即船舶泊位设计、货柜堆场设计、装运搬卸工艺设计等的合理分配和资源优化上,另外对于现实港口管理系统的策略制定和优化方面也是计算机仿真系统要解决的一个重点问题,最主要的目标就是想对港口物流作业的调度进行实时化的实现,包括港口生产调度、货柜堆场作业控制、车辆作业路线等,我们对这些线路环节进行仿真操作以及分析,能够对港口的物流作业系统有一个科学合理的评判,对其整体的流程进行有一定的积极影响,此外,还能实现对于物流系统整体的钱能诊断以及深入分析。我们在分析之后的基础上对港口物流系统进行改进优化,选择最优的改进方案,就能达到最好的改进效果。目前计算机仿真技术在港口物流货柜堆场的管理中已经实现了实时立体化全景象管理和控制,这在很大程度上对各种货柜的存放、搬运以及出入情况进行了改善,操作起来更加的方便,从而提高了企业的生产效率。 3结论 自动化的物流系统设计最前沿的手段以及现代的解决方案就是对计算机仿真技术的利用,那些基于计算机仿真技术的自动化物流系统的设计,能够对物流行业的操作自动化水平、智能化水平以及技术化水平有效地进行提高,此外,物流工程的直观性也可以通过计算机仿真技术来进行提高。本文主要分析了计算机仿真技术和物流系统的含义,然后分析了两种技术的相互融合起到的促进作用,之后对我国前几年的物流运作状况进行了统计性分析,最后是介绍了两种不同的应用了计算机仿真技术的物流系统,与相关的物流作业的基本功能和要求进行联系,认为我国的物流系统还需要进一步的进行完善,我们要致力于发展基于计算机仿真技术的自动化物流系统设计。 作者:余小花 单位:陕西财经职业技术学院 计算机仿真论文:负控系统计算机仿真论文 1覆盖率算法在负控系统中的应用 负控系统在电力网络中有两个重要的应用,首先是数据采集节点,通过部署在各个电力网络节点的负控终端来实时的采集电力负荷的运行数据,并且通过中继站上传到负控中心。由于中继站的成本较高,因此在中继站的部署过程中也要通过仿真分析来确定一个优化的部署方案。在中继站的部署过程中要考虑到本区域的电力负荷、地形等因素,以便能够更好的规划部署,消除盲区。在负控系统的规划阶段,可以使用现有的智能算法来确定最优化的方案,在本节剩下的部分中将会根据人工鱼群基本算法提出一个适用于负控系统规划的人工鱼群算法模型。在负控系统中,为了避免负控终端的资源浪费,规划的目标应该是使目标函数达到最大值,因此也就是使人工鱼群向食物浓度较大的方向移动。 1.1参数设定 根据负控系统的特性对参数进行设定,根据指定区域中预先估计的负控中心的规模、中继站的数量负控终端的数量,结合该区域中的用户数量和电力负荷来确定人工鱼群的规模,根据负控系统需要覆盖的区域的大小来确定鱼群的移动范围,根据中继站的覆盖范围和负控终端的覆盖范围来确定鱼群的视野,最后根据指定中继站所管理的负控终端数来确定迭代参数和密度参数。 1.2初始化人工鱼群 根据指定区域中的用电负荷和用户数来生成n个数,为每条人工鱼的初始位置,人工鱼的初始位置要根据指定区域中电力负荷来确定。 1.3执行算法 根据预先设定的参数,使用人工鱼群基本算法对人工鱼群的追尾行为、聚群行为进行模拟,人工鱼根据自己的所在区域中鱼群密度较大而且食物浓度较高的区域移动。如果无法确定移动方向,则根据自己当前位置的食物浓度选择一个比当前浓度高的方向进行移动或者随机移动一步。如果达到最大迭代次数,输出鱼群密度最高的区域,即得到最佳的部署位置。 1.4方案分析 根据算法执行结果来设定负控终端和中继站的部署方案,根据地形等因素适当的进行调整。最后根据指定区域的实际用电数据对方案进行仿真测试,根据测试结果在进行方案的优化和修改。人工鱼群的基本算法提出后,学术界根据不同的需求对该算法模型进行了大量的优化,并且在电力系统中有很多的应用研究,例如齐志华将人工鱼群算法应用于电力控制系统,吴杰对人工鱼群算法在输电网络规划中的应用进行了分析。 2结语 随着社会经济的发展,必然会对电力负载控制提出更高的要求。负控系统将在监控电力网络中各节点的状态、动态控制各节点的运行等方面起着重要的作用。合理的部署负控系统能够最大化的节约电力网络的投入,更好的为用户服务。因此,在以后的发展中,基于人工智能算法的计算机仿真优化技术将会对负控系统的规划提供更好的决策依据。 作者:田博今 李源 刘亚敏 陈劲 单位:国网重庆信息通信分公司 计算机仿真论文:水轮机调节系统计算机仿真论文 1.水轮机调节系统仿真模型建立 1.1引水系统 由于水轮机是一个动态元件,在工作时,其内部结构的变化和运动相对于稳定时要复杂很多,所以在进行水力瞬变的计算中,工作人员通常采用水轮机在稳定情况下工作时的综合特性曲线去确定水轮机流和水轮机力矩特性,但是在水轮机稳定状态下的综合特性曲线不包括尾水管和蜗壳不称定工况时水流惯性对水轮机特性曲线的影响。在计算水轮机综合特性曲线时如果引水管道很长,其影响对于整体的综合特性曲线影响不大,所以可以忽略。反之,则要进行一些运算确定其特性曲线而不可忽略。在计算机对水轮机调节系统进行仿真建模时,由于实际的水力发电站中线路复杂,所以在建立模型是必须要对整个水力发电系统中的所有管道通路进行编号,这样可以有效地避免重复而出现的误差,也可以提高整体的工作效率。在对于系统管道进行编号后,由于整体管道过多,同时建立其仿真模型非常麻烦,工作人员通常需要把管道分成若干个网格,网格的边界点作为计算节点,然后在网格内部进行仿真,然后进行最后统一的计算,建立合理的引水系统。 1.2电液随动系统 现代水轮机调速是由电子调节控制器和电液随动系统两部分构成。对于前一部分我国研究的比较深入,技术比较成熟。但对于电液随动系统基本保持原有体制并在此基础上进行一部分优化微调。微调主要分为模拟电调和微处理器电调两种方法。但是这两种方法都是采用电液随动系统。电液随动系统作为水轮机调速的执行部分,是其中不可缺少的重要组成部分。但是由于在水轮机调速系统中工作油液量大,流动路径较长,并且与大气和压缩空气直接接触,使得工作油液内的金属微粒、油泥、纤维等机械杂质较多,并且由于酸碱、水分所引起的油质劣化十分严重,又由于电液随动系统可靠性差,综合所有因素,电液随动系统油孔容易被堵塞,多次工作后断线,强度低等缺点。但是通过电子计算机仿真系统对此进行仿真,可以满足不同情况下的水轮机调节系统,使效果达到最优值。 2.水轮机调节系统仿真算法 2.1引水系统仿真算法 在仿真编程时,引水系统特征线方程与水轮机联立作为一个部分,引水系统采用特征线法求解;水轮机的流盆和力矩可由模型特性曲线上查得。调速器和发电机等部分的徽分方程作为另一部分,并分为存在大扰动和小扰动两种情况考虑。由于存在大扰动时,水轮机参数变化很大,超出其线性范围,因此小扰动模型不适用。为此调速器和发电机采用差分方程的方式建模,采用特征线原理求解。将上述两部分交替求梁晨哈尔滨电机厂有限责任公司黑龙江哈尔滨150040解,即为水轮调节系统动态仿真结果。 2.2电液随动系统的传递函数 将电液随动系统中的步进电机,主接力器作为积分环节,液压缸、主配压阀作为一阶惯性环节。同时记录导叶控制信号的限幅,步进电机输出限幅,步进电机输入信号死区以及液压缸、主配压阀死区等5个主要非线性。并且利用连续系统离散化非线性系统数字仿真,即可得电液随动系统传递函数。 3.仿真系统具备功能 3.1水轮机特性的计算 在求解非线性方程组时,如果没有水轮机流量特性和力矩特性的全特性,就只能在模型综合特性与逸速特性的基础上延长使用,所以在求解非线性方程组时,必须知道水轮机流量特性和力矩特性的全特性。同时将水轮机的特性参数用数组的方式在计算机中储存,需要储存的参数有:导叶开度,机组单位转速,机组单位流量和机组力矩。但是由于实际值与计算机所储存的理想数值存在误差,所以在实际计算出的数值与计算机储存的数值不相等,可以通过拉格朗日公式或者四点插值方法计算求得与单位流量个单位力矩所对应的计算值。 3.2仿真系统步长计算 由于理想情况下和现实情况存在误差,从而导致计算结果不准确,为了减小误差,使计算结果与实际情况更加符合,仿真计算时的步长必须取得足够小,分割的足够精密。步长的确定原则是:仿真系统计算步长的时间必须小于计算机微调调速器的采样时间,这样才能最小的减小误差,同时步长的计算必须在上述条件下同时也满足水击计算的特征方程曲线。当步长计算不能满足水击计算特征方程曲线时,应该在仿真系统中适当的调整波速使得步长满足其条件。 4.水轮调节系统仿真硬件设计 对于水轮机调节系统的仿真,应该从我们的真实情况出发,不能在理想情况下进行仿真实验,否则实验结果很难融入到真正的生产使用。在设计仿真系统的同时应该在实物中加入输入输出模块,以便系统中参数的输入。同时为了方便我们更容易的观察水轮机调节系统的实时性变化,仿真系统应该具备显示功能,并且为了方便我们对参数的调节,确定系统的优先级别,安装可控制的显示屏是最好的选择。结束语水轮机调节系统作为水电站中最为重要的环节,其控制性能和可靠性一直是人们十分关注并希望优化的问题。因此在计算机发展迅速的今天,很多学者利用计算机仿真技术研究。在当前看来,通过计算机仿真技术,分别建立模型,列写算法,并根据不同条件对模型算法进行微调,即可得到可靠,准确的结果,大大节省了人力物力,也使其可靠性增加。但随着科技的进步,越来越先进,精确的仿真也被提出来。由此可见,计算机仿真技术因为具有高效,优质,经济的特点,被越来越多的学者青睐,并且在水电能源理论研究和技术开发方面具有很好的前景。 作者:梁晨 单位:哈尔滨电机厂有限责任公司
近年来,我国的电力工业得到了很大的发展,促使电气工程的相关产业也得到了普遍的发展,特别是电气工程的发展尤为迅速,国家也越来越重视电气工程的发展,大量培养电气人才,促进电气工程的发展,从中得到更多的益处[1]。但是由于我国的电气工程发展不够成熟,所以,其中还存在很多问题,一些技术上的问题不容小觑,要加快改进这些缺陷,进行弥补,在这种条件下,人工智能技术应运而生。 1智能技术在运用过程中的理论基础和优势 1.1智能化技术的理论基础 在智能化技术的运用过程中,存在很多理论知识,包括语言学,计算机学,生物学,医学等学科,所以,智能化技术拥有很强的综合性,能把多种学科结合起来,共同作用,也能得到好的效果[2]。这种技术通过使用人工智能技术,完成一些高难度且比较复杂的工作,这种工作一般来说没有办法用人工来完成,使用人工智能也是一种可行的方法,人工智能的单独完成工作,在很大程度上减少了工作的时间,也减少了工人的数量,可以节省大量的成本,具有很好的用途。为了确保人工智能在运行过程不出现问题,可以通过计算机等技术进行精准的测量和改进,使其能达到一个很高的水平,尽量避免出现一些问题,还要建立一些紧急修复功能,在出现问题的短时间里进行修复,减少损失。 1.2智能化技术运用过程中的优势 智能化技术在其运用过程中有很多的优势,主要优势一共有三个方面。第一,不需要建立相应的控制模型。以往传统的自动化的过程控制的时候,控制的对象拥有特别复杂的动力学方程,如果没有精准的运算方式,很难进行准确的把握,导致控制的对象出现无法估量的现象,出现很多不可预知的因素,也会导致整个控制的失败,并且也有可能会使一些参数发生改变。在没有掌握这些可变的因素的前提下,很难进行准确的设计模型,最终导致控制的效率下降,达不到预期的效果。而智能化技术的控制省去了中间建立控制模型的步骤,避免出现那些不可控的因素,使精准度大大提高,自动化控制的系数也大大提升。第二,有利于对电气系统进行调整控制。智能化控制器可以通过改变相应的时间和下降的时间来对控制系统进行任意时间的调整,具有很大的便利性,这样能很大程度的改变其工作的有效性,给予自动化控制工作最基本的保证。智能化技术远远优于传统的控制自动化,智能化控制具有很强的优势,这就说明智能化控制技术更适用于电气工程,在电气工程中,智能化技术也能发挥自身的优势,两者的结合,可以大大的提高工作效率。智能化是一个更容易发挥作用,更容易控制的有效路径,使用智能化控制技术更能够对电气系统进行调整控制。第三,智能化控制器具有一致性。一般来说,所有的智能化控制器都具有一定的一致性,这是智能控制器的一个突出优点,在处理不同的数据时这一优点就会凸显出来,智能控制器能够实现自动化的最基础的要求,对这些要求起到很好的保护作用。不同的对象决定不同的控制效果,虽然智能控制没有及时对控制对象进行控制,却实现了对一些对象的极度控制,有的时候,控制的效果可能会导致变化的控制对象达不到预期的效果,但这种情况会及时得到相应的改变。 2智能化技术的具体使用 2.1智能化控制 因为有了智能化技术,电气工程中的各种自动化控制的工作才变得更加的简单,工作效率也越来越高,我们可以通过自动化控制来实现无人值守,远程,还有高效率的工作,平常这些都无法进行控制,这一部分处于无人监控的状态,无法保证其工作能够有效的进行,而智能化技术正好改变了这个不足,智能化控制为电气工程创造了一个良好的发展方向和发展前途。电气工程的控制技术在电气的自动化中得到了很好的利用,不仅仅是电气工程行业,各行各业中都存在智能化技术,有效的提高了工作效率,减少了各方面的成本。可以看出,智能化在现代生活中存在很大的优势,为其他行业使用智能化技术奠定了基础,也为其他地区智能化的发展提供了有效的经验,促进全国各产业智能化的发展。 2.2优化的设计 在电气工程自动化的过程中,会涉及电气设备的设计,这在电气工程自动化过程中占有重要位置,这个设计的过程是非常复杂的,所以,在设计过程中存在很大的困难,不仅仅需要对电路十分熟悉,还要了解磁场和电子学以及其他的学科,能把这些结合起来非常不容易,所以,很少有人能够准确的做出精密的设计,没有好的设计,电气工作中就存在很大的挑战。对设备的设计,不仅仅需要有强大的知识储备,还需要有足够的经验,设计经验也在设计中占重要地位。在常规的设备设计上,往往是实验和经验相结合,设计出来的设备达标率很低,修改也存在很大的问题,而现在使用智能化的设计方法,不仅仅能够减少设计所需的时间,还能设计出质量好的设备,这样提高设计的速度,也使设计出来的设备能够长期使用,不会出现因设备问题而停止工作的问题,这在很大程度上提高了工作效率。 2.3对于故障的诊断 电气工程发生故障是不可避免,无论采取如何先进的技术,故障是在所难免的,故障不会平白无故的发生,在发生之前肯定有某些迹象,出现迹象时,要及时进行维修,以减少损失,使用智能技术就可以对出现的故障做一个全面的诊断,从而能够有效的进行维修,少走很多弯路。变压器在电力工程中扮演着重要的角色,要对其运行进行全方位的监控,要进行不定时的检查和维修,以防患于未然,但这并不能完全保证能够避免故障的出现,要想把这种故障出现的次数降到最低,使用智能化技术很有必要,智能技术可以把故障所带来的损失降到最小。使用智能技术,不仅能够及时的发现发生故障的原因,还能够及时的对故障进行维修,把损失降到最低。 3人工智能的应用现状 3.1自动控制的现状 在电气工程中实现自动化生产是我国一直以来自动化设计的主要研究方向,通过自动化技术就可以有效的提高行业的生产效率。我国对自动化的研究已有十几年的时间,自动化技术在电气工程中的使用也越来越广泛。目前,我国的自动化控制主要有语言系统,NT系统和DCS系统,同时还包括其他形式的各种系统。各种系统都存在着一定的问题,比如,DCS系统中的设备还在使用比较传统的部件,所以,在出现故障时,很难进行维修。而语言系统和NT系统比较方便,操作简单,维护也比较方便。集中控制的自动化技术速度比较缓慢,控制性上受到控制设备的影响,所以,其稳定性不太高。信息集成的控制系统能在第一时间内得到信息,因为其控制系统在浏览器上工作,并且经过了信息化的处理,有很高的及时性。 3.2信息接口的使用 在电气工程的设计中,对设备合并项接口做出了新的改正,使电气的接口更加的标准,更加的规范化,同时也具有数学信号同时采集的功能,这对以前来说是一项很大的提高,通过格式可以将信息传输到其他设备中,使信号的传输更加稳定。并且能够根据相关标准,保证数据模型实现通用,在以后的使用中,不会再出现数据模型转化的问题,还可以形成系统的逻辑组件,把逻辑组件设置在服务器中,最终实现通过客户端对系统进行操作,方便有效。改变了以往的操作方式,使操作方法越来越简单,不需要掌握相关的知识就可以对系统进行操作,为系统的操作提供了很大的便利。 3.3人工智能在领域的应用 人工智能技术在不断的发展中,越来越多的研究人员开始了对人工智能的研究,人工智能也在各领域中被广泛使用,自动化控制越来越普遍。人工智能在电气方面的应用还包括专家系统和遗传算法,其中,遗传算法是一项非常先进的算法,在产品优化方面发挥着重大的作用,因此,很多研究人员采用这一方法来优化产品。电气设备的故障预兆与故障有着千丝万缕的联系,并且具有不确定性,它的优势能够通过人工智能达到前所未有的高度。电气设备出现的各种故障,都能够通过自动化得到有效的解决,极大的提高工作效率,也能够减少不必要的损失。自动化在电气工程中发挥着越来越重要的作用,得到了广泛的使用,在我国,自动化,智能化控制以得到了全面的发展。 4结束语 智能化控制在电气工程中得到了有效的使用。在智能化技术的使用过程中,不仅仅要加强对自动化的控制,还要使其在安全中有效的运行,不能危及其他设备、人员的安全。智能化的使用有很多的优势,智能化技术的应用大大提高了工作效率。智能化的优化设计,缩短了工作的时间,这在我国的电气工程中是一项重要的技术,该技术推动了我国电气工程的发展,也推动我国经济的发展。 参考文献: [1]孙林.智能化技术在电气工程自动化控制中的应用[J].科技与企业,2013,(21):219-219. [2]刘洪启.智能化技术在电气工程自动化控制中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2013,(36). 作者:宋伟华 单位:武昌理工学院
综合实践课程论文:剖析如何更好地开展综合实践活动课程教学论文 【摘要】:新时期,中小学教育强调学生的综合实践活动课程的开设及发展普及。所谓综合实践活动课程是以学生自主活动为特征的实践操作中体验对知识的综合运用和实践科学结论,发现新知识的课程形态,是一种以学生的经验和生活为优秀的实践性课程。那么如何更好地开展综合实践活动课程教学呢,本文将试做阐述。 【关键词】:综合实践活动课程资源主题 综合实践活动课程强调让学生在实践中学习,在实践中获取知识和能力,在实践中体验情感,发展个性品质;强调以学得直接经验为主,从生活中自主选择感兴趣的问题为研究对象。因此应以学生自主发展为目标,以丰厚的地域文化和丰富的社区资源为依托来更好地切入综合实践活动这个有机整体。 一、开发课程资源,确立课题 开展综合实践活动,首先是选题问题。恰当选题对综合实践活动的实施与效果起着关键作用,这就要求课题贴近学生实际,使研究有一定的活力和潜力。小学综合实践活动的内容,可设计经济管理、交通、体育、环境等方方面面。活动课题的确立,应在教师指导下由学生自己来完成,只有这样,活动才具有生命和活力,学生才能带着浓厚的兴趣去研究。 (一)以社会资源为切入点,开发课程内容 学生通过对自然、社会等方面的调查,掌握和发现解决矛盾与问题的方法,形成怀疑和探索思维的初步能力,培养探索的兴趣和能力,同时使学生初步学会科学的调查研究方法,增强学生对自然、社会的关注。 1、从地方文化活动中发掘主题。例如,我县的道情、焙面娃娃、上党二黄、舜的传说被列入首批部级非物质文化遗产名录开调查研究,追寻历史的足迹,弘扬地方文化的精髓。 2、从自然环境中发掘主题。如:我县在开发综合实践活动过程中,引导学生对我县的旅游文化开展全面而深刻的探究活动。阳城,处于华夏文明北方优秀区。数万年的考古史和几千多年的文明史,造就了内涵丰富、品位独特的阳城文化。我县境内有礁峣山、索泉岭和走马岭等三处新、旧石器遗址。有关史籍记载:舜曾“渔于镬泽”,禹曾“导析城至于王屋”,汤曾“祷雨桑林,以观桑者”,养蚕缫丝的历史源远流长。科举时代曾创造过“十凤齐鸣、十凤重鸣”的佳话。阳城先民不同时期的生产、生活遗址和轨迹,广布城乡,俯仰兼是。可引导学生对旅游文化和传统文化进行探究,还可开展对周边自然风光的探究活动,可开展“我是小导游”等一系列活动介绍阳城,发展阳城。 同时,还可以从地方农副产品及学校的突发事件等等中挖掘主题 (二)以现实生活为主题,开发课程内容 综合实践活动的开展,对课程资源有一定的要求。农村学校的综合实践活动必须从农村实际出发,充分利用一切可以利用的课程资源来开展综合实践活动。在综合实践活动课程资源的开发方面,我们一是开发学校课程资源。抓好学科间的综合,超越单一学科知识体系的局限,要求学生学会综合运用所学知识分析问题、解决问题,发展创新精神和实践有力。二是开发自然资源。研究和分析地方和社区的背景和条件,充分挖掘地方自然条件、社会经济文化状况、社区文化传统等方面的课程资源,力求体现课程资源的地方性特色。开发地方和社区的自然因素及其状况,如水士、气候以及综合环境。 因此,综合性学习应该引导学生从生活实践中发现问题,从中提取综合性学习的主题,发挥“其中的生活意义”,唤醒人的生命意识,启迪人的精神世界,建构人的生活方式,以实现人的价值生命。 (三)拓展学科内容,开发课程资源 在基础教育课程体系中,综合实践活动与各学科领域形成一个有机的整体。妥善处理综合实践活动与各学科的关系,是值得我们广大教师深入探究的课题。在综合实践活动主题设计时,教师们要引导学生综合、延伸、重组学科知识,将综合实践活动与某些学科结合起来进行,从而拓宽综合实践活动的内容领域。实践证明,综合实践活动可与某些学科结合起来进行。例如,围绕某一主题,对课本进行探究阅读。阅读一至六年级有关课文,摘抄和分析有关描写家乡的文字,分析其描写内容、方法、作用,并将其进行比较,求同存异,归纳综合,找出一些规律性的东西。再根据这样的思路进行研究家乡的特产,如研究小杂粮、山茱萸、核桃、花椒等,可以在探究中培养学生观察能力和写作能力等。 二、合理实施课程,有效利用资源 新课程下的综合实践活动呈现的教学形态,有一种是学生直接参与的主题活动。课程目标主要是通过教师指导下的学生主动参与的各种教学活动来实现的,教师的主要做是指导和组织儿童的活动。综合实践活动怎样开展才能有效呢?根据教学实际,我认为应精心设计教学活动,对活动的目标、内容、结构、形式等都要做细致的考虑,具体说,应注意以下几点: (一)教师有效指导是前提 1、处理好教师与学生的角色 综合实践活动是一种主体性、实践性课程,是学生通过实践来学习知识、通过实践来获得发展的重要形式,学生是课程实施的重要主体。学生的实践是任何教育者都难以替代的。因此,在活动过程中,教师尽可能的让学生自主活动,在活动过程中起指导或引导作用,防止包办或代替。 2、教师教学设计具有生成性 在综合实践活动课程实施的过程中具有综合性强、开放性强、不确定因素多和课程资源极其宽泛等特殊的复杂性。因此,精心预设指导方案,努力为课程的实施准备较充分的工具和资料,是综合实践活动能否顺利实施的基本条件,也是教师有效指导的必要前提。 3、活动目标要具体化 教学目标对教学活动具有导向、激励、调控和评价作用,只有明确、具体、贴近学生生活、解决学生实际问题的教学目标,才能使教学活动有效。但是,如果活动目标不切实际,没有明确的目的性,仅仅是在追求活动的形式,那么,即使活动看起来丰富多彩,热热闹闹,一节课下来,学生究竟体验到什么,感悟到什么,往往不知其所以然。因此,实践活动一定要有明确的目标。要使目标具体、明确,教师必须读懂教材,把活动要求与学生的实际结合起来。 (二)学生自主探究是关键 1、增强趣味性,引发自主探究 综合实践活动是在教师引导下的学生自主进行的一种批判性、反思性、研究性的实践,它强调要尊重学生的主体。尊重主体,就要保护学生的学习兴趣和天生的求知欲。兴趣是最好的老师,它能激发学生的求知欲望,促进思维的活跃,保持学习的持久。因此,开展综合实践活动的活动项目首先是要学生真正感兴趣的内容,是学生真正想了解的,能真正“吊”起学生的“胃口”,使学生一上语文综合实践活动课就来劲,就跃跃欲试的讲究趣味性,“乐”中学习。 2、重视过程评价,引发自主探究 重视隐性目标、长远目标必定要重视过程的评价赏识。评价赏识中,既要考虑到个体,又要考虑到群体,既要顾及情感态度,又要估计能力成果,更要努力建设及时、公正、激励、合理的评价机制,积极关切地加以赏识。让每一位学生感受到老师对自己的关注,感受到对自己的认可,感受到对自己的鼓励,由此引发学生的自主探究。 三、评价工作,确保课题研究实效 综合实践活动课程评价的目的是为了激发学生对学习的兴趣和积极性。在评价工作中,我们坚持以形成性、发展性评价为主的原则,注重学生主体参与实践的过程及在这一过程中所表现出来的积极性、合作性、操作能力和创新的意识,采取了自评、生评和师评相结合。综合实践活动课程不采用书面考试的方法,我们常采用作品(手工、劳技、科技作品、调查报告等)评价、展示与交流、成果汇报活动、技能比赛等多种方法进行。在这样的评价模式中,越来越多的同学及家长都主动地参与到综合实践活动课中来。 充裕的时间是综合语文实践活动的翅膀,广袤的空间是语文综合实践活动的舞台。学生在动态、多维的天地里,才能把心灵深处的内在感悟转化为一种精神产品,人生才能得以精彩,生命才能得以健康成长。教学中要改变以课堂为中心、以书本为中心、以教师为中心、以传授灌输为基本特征的传统教学模式,实现学习方式的革命;在实践中培养学生的创新精神和实践能力,为学生的终身学习发展打下坚实而全面的基础,塑造完善的人格个性。综合实践活动,让我们为之探索,为之思考。 综合实践课程论文:软件工程综合性课程设计的教学实践 摘要:综合性课程设计能有效地激发学生的学习兴趣,提高学生的动手能力,促进其综合素质的全面发展。本文阐述了开展软件工程综合性课程设计的必要性,给出了课程设计的组织方式、考核与评价方法;并且通过教学实践,提出了课程设计的创新模式。 关键词:综合性课程设计;软件工程;教学实践;创新模式 中图分类号:G642 文献标识码:A 1引言 软件工程课程具有综合性强,实践性要求高的特点。但是,通过教学实践发现学生普遍感觉软件工程课程中的概念抽象,不容易在课堂讲授中获取切身的体会和认识。同时,大部分学生的编程实践较少,很少参与开发实际的软件项目,对项目的背景了解甚少,欠缺在实际环境中综合运用知识的能力。因此,仅仅是在上软件工程课程的时候以固定课时的方式进行实验训练,学生很难真正理解和掌握软件工程的内涵。从实验过程来说,学生也没有足够的时间为具体的项目做好充分的准备,以完成资料查找、阅读、系统分析、设计、编码和测试等软件开发工作。此外,很多学生重视编程等技术的学习而忽视了必要的文献查找、阅读和写作的训练。 开展综合性课程设计主要是要解决本科生在学习中重理论轻实践,缺乏综合运用各种知识来完成实际工作的问题。软件工程综合性课程设计作为培养学生软件开发能力的重要教学手段为软件工程课程教学提供了理论与实践相结合的有效途径。通过参与综合性课程设计,学生能更好地掌握软件开发的基本技能,培养动手能力,锻炼分析和解决问题的能力。通过经历整个软件开发过程,学生发现和解决各种问题,能进一步培养学生的创新素质;同时,经过工程实践,学生还能建立起独立开展软件开发工作的信心和动力。 2课程设计的组织 课程设计以学生为主体,为学生提供一个既动脑又动手,并且独立实践的机会。首先实验题目要能激发学生的兴趣而不仅仅是一些常规的示例性课题。其次,课程设计的时间安排、实验的开展都需要学生自己把握。因此,在实践过程中不能按通常的课程教学来组织,需要围绕给定的具体题目指导学生自己查阅相关的资料,自学必要的开发工具,搭建实验的开发环境,完成编程和测试工作。除了软件开发实践以外,还要在此过程中培养学生的项目组织和管理能力,以及团队协作精神。老师主要是通过指引方向、讨论问题、提出建议、评价和考核完成情况为学生提供一个将所学知识进行融会贯通的环境,让学生在这个环境中自由的成长。 围绕上述的教学理念,教学过程的组织主要包括以下三个方面: (1) 制定目标和要求。让学生明确综合课程设计的重要性、需要完成的任务和考核目标,给出具体的问题领域和题目。综合性设计的题目可以按照不同的标准进行划分,例如:研究型和应用型题目,或科研型和教学型题目。研究型题目可以指定学生完成某个特定的研究问题,例如:某些比较复杂且学生没有学过的算法。应用型题目则偏重软件开发实践,训练学生掌握新的技术,例如对于网站开发类题目,不仅是简单的实现网站构建,而是引入当前IT领域最新的技术(如Ajax),使学生学会如何在较短时间内掌握一门新的开发技术。 (2) 按学生的实际水平和情况进行分组管理。学生在知识掌握和运用方面有一定的差异。有的学生具有较强的分析、理解能力,但是动手能力较差;而有的学生动手能力较强,但在写作方面的训练较少。不少的学生在接触到自己不熟悉的领域时,感觉进入陌生的领域很困难,缺乏完成题目的信心。另外,很多学生由于认识上的问题,关心编程锻炼而忽视写作练习。针对这些问题,在组织管理时,要充分了解学生各自的特点,把不同类型的学生划分到一个小组中,例如:在一个小组中以五个人为上限,进行合理组合和搭配使在一个团队中既有具有较强管理意识的学生、编程能力较强的学生,又有一定写作能力的学生。在管理小组时,让每个人去尝试其他小组成员的角色,让他们从团队中学习,既发挥各自的专长,又能全面培养软件开发的才能。 (3) 项目实施和指导。采用定期检查任务进度、召开团队会议、讨论问题等形式关注并检查学生的工作情况。在时间安排方面,通过一个学期来实施整个课程设计,所有实践不占用课程时间,学生利用课余时间来完成分配的任务。前期老师对如何开展工作进行指导,然后定期对学生的阶段性成果进行检查。根据学生所积累的问题的数量和重要程度不定期的做一些软件开发知识的专题指导,如软件编程规范、界面和数据库设计、软件体系架构等。在完成系统后,指导学生依据文档规范撰写实验报告。针对在写作过程中出现的条理混乱、表述不清等问题,通过讲解相应的写作模板和案例来加强学生的写作训练。最后,对学生提交的各种文档采用分析、讨论等方式进行评审和考核。 3教学实践 在综合考虑各情况的基础上,以实验项目的形式开展综合课程设计的教学活动。设计的实验题目涉及多领域的知识和工程背景。老师在指导过程中,运用引导、辅助等手段来充分发挥学生在实践中的主导作用,加强创新能力的培养,让学生充满热情地参与到系统开发,从中获取知识和经验。 (1) 引导学生进入课程设计 开始课程设计时,首先召集学生,建立小组联系方式,确立项目的开发团队。给小组成员讲解综合性课程设计的目的和意义、题目背景,以及所涉及的知识领域。大多数学生是第一次完成这样较大的软件开发题目,缺乏足够的自信,老师需要通过鼓励来帮助学生扫清心理障碍。刚开始学生对整个工作没有明确的思路和规划,因此要引导学生按照项目的开发方式进行规划,包括时间安排、任务分配、确定重点、查阅资料文献,等等。通过培养学生独立查阅文献资料的能力和对系统进行分析和设计的能力,使他们能独立地思考问题,逐步摆脱对老师的依赖。 对于项目完成的成果,给出明确的规范和考核标准。在开始课程设计前需要向参加项目的成员介绍软件开发需要建立哪些文档,例如:需求规格说明书、概要设计说明书,等等,要求学生按照标准的软件工程文档来完成课程设计报告。概要讲解有关的软件开发工具,包括设计工具(MS Visio等)、开发环境工具(MS Visual Studio,Eclipse等)、测试工具(JUnit等)。这些工具的安装、配置和使用要学生通过搜索Internet、查找图书馆资料来自学掌握。 (2) 培养创新能力 软件工程教学如果仅仅在抽象的概念、术语和图表上进行分析、讲解,学生没有直接的项目开发体验,不了解真实用户的需求,就很难发现在软件开发中存在的问题,这样也就限制了学生用新的思维或新的角度去思考问题。从很多IT行业的成功例子中可以发现很多优秀的人才在实践中发现问题、解决问题从而创造了新的产品和技术,甚至开拓了一个新的市场或领域。例如,Google、Facebook、P2P软件等都是从最初一点想法和实践发展起来的。因此,在综合性的课程设计中要充分考虑发挥学生自己的想象力,训练学生的创新思维。 在综合性课程设计中提出四种创新模式,通过不同的创新模式引导学生突破传统和常规的思维方式,尽可能以创造性的方式去解决实践中遇到的问题。 ① 应用创新。应用创新以实际工程中的用户需求为优秀,以多领域相结合,强调软件系统的实用性,例如:在指导学生确定题目时,把P2P网络和信息检索相结合提出应用软件课题。 ② 技术创新。开发一个具体的软件系统需要各门课程,甚至是其他学科的知识,因此,掌握新的技术,并对多种技术进行融合创新,能极大地激发学生的积极性。例如:根据学生已掌握的操作系统知识,在实验中结合多核技术拟定“基于多核实现矩阵并行运算”的题目。 ③ 研究创新。研究创新强调问题驱动和研究导向,通过给出能激发学生兴趣的研究问题,进行研讨式分析和实验。老师指导学生阅读某个研究领域前沿性的论文,在论文的基础上实现相关的算法和系统,在逐步积累的基础上,对不足的地方加以改进,实现创新。 ④ 管理创新。在实际的软件项目开发中,管理比技术更重要。通过实践要让学生重视管理,学会管理,培养管理能力,实现管理创新。例如,在软件开发中经常会出现各种变化,包括软件需求、设计、源代码等都会在开发过程中出现这样或那样的改变,学生通过在实践中体会这些变化对软件开发的影响,思考如何从管理的角度去解决这些问题,从而发挥创造性。 (3) 评价与考核 在实验过程中要进行阶段性评价,以讨论的方式找出软件系统和文档中的问题。将文档分发给团队成员,每个人要对其他成员的工作进行分析和衡量,对程序代码和各种文档进行评估,提出自己的看法。通过讨论以及批判性和创造性的思考,来强化学生之间的知识交流,提高其分析能力,锻炼交流和沟通技能。老师在评价时要考察学生的开发进度、商讨解决出现的技术问题,协调管理中的矛盾。在总结学生工作时要对学生作出指导,并给出改进建议。 考核方式主要是对学生开发的软件系统和课程设计报告进行评分。在评分时,要综合考虑学生的平时表现、提交的源代码、课程设计报告,以及是否具有创新性。具体来说,考核分为三个部分:第一部分是软件系统的需求分析,这一部分占 30分,主要根据文档考察学生对系统的认识和分析能力;第二部分是软件系统的设计,这一部分占30分,主要考核学生运用各种图表和语言进行系统分解和设计的能力;第三部分是软件系统的编码和测试,这一部分占40分,主要考核学生的逻辑思维能力和动手能力。 4总结 当前本科生除了掌握基本的理论知识和技能外,还需要通过训练学会如何运用各种知识来解决实际问题。综合性课程设计以培养学生的综合素质和能力为目标,以发挥学生主观能动性为指导思想,注重学生在实践过程中各方面能力的培养。通过开展软件工程的综合性课程设计,为学生建立起完成具体任务的团队合作环境,使学生真正成为学习的主动者,让学生组织项目团队,担任不同的角色,培养了组织和管理才能,提升了动手能力和创新素质。 综合实践课程论文:独立学院计算机专业综合实践课程教改探讨 摘要:本文分析了某独立学院计算机专业综合实践能力培养方面的现状,建议独立学院开设专业综合实践课程。通过介绍综合实践课程的课程目标、教学内容、组织形式、教学实施和教学效果评价等情况,指出在课程教学实施过程中存在的问题及对策。实践表明,开设专业综合实践课程教学能够有效地增强计算机专业学生的综合实践能力。 关键词:综合实践能力;计算机专业;独立学院 中图分类号:G642 文献标识码:A 1引言 独立学院计算机专业培养目标要求以学生的学习能力为基础,以专业实践能力为优秀,协调发展判断、创新、沟通和团队协作等能力,培养应用型本科人才。通过专业认知实习、课程教学与实验、课程设计、生产实习及毕业设计等环节培养学生上述各种能力,以期达到计算机专业毕业生具备从事计算机专业工程实践所必需的专业知识与技能的目标。然而,制约毕业生就业与发展的关键因素是学生是否具备利用专业知识研究问题、分析问题和成功解决问题的综合实践能力。与其它能力不同的是:实践能力只能通过专业实践与训练获得。 与重点和一般本科院校的同专业学生相比,独立学院的学生进入高校时存在文化课基础差、学习习惯不好、自学能力不强等特点。因此,更加需要在专业老师的指导下形成专业综合实践能力。 某独立学院对2002级至2004级计算机专业部分就职IT企业的毕业生的工作情况进行调查。结果表明:有67%的学生认为在校期间缺乏专业综合实践训练,在就业的半年甚至更长的时间内感到因缺乏专业综合能力难以胜任工作。这与当前IT企业期望应届本科毕业生在一至三个月就能够胜任本职工作的愿望有明显差距。 该院未能与IT企业建立固定的实训基地联系,除了少数学生能够自己联系IT企业进行生产实习外,其他学生难以获得工程实践的机会。因此,学院有必要设计工程实践课程,让学生在课程中模拟工程实践。 此外,该院越来越多的在校计算机专业学生认识到良好的专业综合实践能力是他们毕业后能够顺利就业的保证,纷纷参加培训。据统计,该院2002级至2007级计算机专业参加软件工程和网络工程方面的职业技能培训人数占所在年级人数比率依次是:37.5%、24%、24%、39%、21%和8%。由于这些学生需要同时兼顾专业课学习和职业培养,专业课程学习势必受到严重影响。如果学生的专业综合实践能力只能通过社会培训机构的职业技能培训,这是独立学院计算机专业教学的失职。 针对这些情况,该学院于2007年和2008年秋季学期前十周,尝试为计算机专业软件工程方向准毕业生开设专业综合实践课程,通过软件工程项目实训以提升学生的专业综合实践能力。 2课程设置及教学实践 2.1课程目标 专业综合实践课程应区别于一般计算机专业课程。课程设置需以学院计算机专业应用型人才的培养目标为指南,坚持理论与实践相结合的原则,注重培养学生分析问题和解决问题的能力,以适应新经济时代企业对计算机专业应用型本科人才的需求。通过全真或者仿真的工程训练,侧重培养计算机专业学生的软件工程的综合实践能力。实现如下目标: (1) 扩宽专业知识面及提高综合运用专业知识分析、解决实际问题的能力; (2) 培养学生学习新技术和获取新知识的能力; (3) 通过对设计方案的各种分析、选择、比较,掌握软件工程设计的方法,掌握计算机软件、硬件或应用系统设计和开发的基本能力; (4) 书面和口头表达的能力; (5) 协作配合工作的能力。 2.2教学内容 该课程需强调软件工程的相关概念、原理或者观点。在已掌握软件工程理论、方法和技术的基础上,加强软件配置管理、项目管理、快速原型技术、人机界面技术、软件测试和软件开发新技术等方面的训练。除了要考虑所在地区的区域经济发展需要,还应兼顾当前人才自由流动的特点,教学内容应及时反应国内主流IT企业的开发技术、平台和开发流程。以应用型本科计算机专业的基础课和主干专业课为先导课程。 2.3教学组织形式 综合实践课程应该确立“学生和指导老师双主体,在实训项目的分析、设计、实现、测试和部署各个阶段,指导老师全程参与,并适时给予适当指导,以团队形式在仿真企业真实应用场景的实验环境里,遵循软件工程规范完成中等以上规模的应用系统的研发”的原则。团队规模一般为五人,按分析、设计、实现、测试和部署、项目管理环节灵活设置成员的角色。以团队为单位按要求通过综合课程实训后才能进入毕业设计环节。 2.4教学实施 结合2007年和2008年综合实践课程教学情况,一个可行的教学实施方案建议如下: (1) 教材:讲授者可以根据具体情况自己组织教学内容,或者选择内容适当的教材。但要求学生在实践中选择J2EE和.NET平台之一的主流开发技术。 (2) 课堂教学:48学时(16学时课堂教学+32学时实验教学);工程实训:352学时;整个教学用时:400学时(8学时/天*5天*10周)。 (3) 实验室提供仿真IT企业开发平台的环境。项目开发期间,学生能够使用主流开发技术与工具进行项目管理、版本管理以及软件分析设计、实现和测试等任务。 (4) 课程考察方式:课程结束时提交团队开发的应用系统的源代码、可执行版本以及相关开发文档。 (5) 指导老师严格按照软件工程规范对项目各个阶段进行检查与评价,对团队选择开发技术及开发中存在的困难提供适当的建议。 2.5教学评价 课程结束时对2004级和2005级学生进行问卷调查,分别发出并收回25份、67份调查表,合计两次调查数据。结果表明:86%的学生赞成在第七学期开设综合实践课程。94%的学生认为通过专业综合实践课程的学习,综合实践能力确实得到提高。74%的学生建议增加指导老师,每位老师最多指导二至四组。47%的学生建议教学用时延长至一个学期。38%的学生建议计算机专业实验室的开发环境需进一步完善。43%的学生建议开设网络工程方向的综合实践课程。38%的学生建议在先导专业课程学习中,加强编程技能和算法设计的训练。 上述统计数据表明:在第七学期开设专业综合实践课程,有助于增强计算机专业学生的综合实践能力。显然,科学评价教学效果还需进一步统计与分析这两届学生在IT企业就职后的工作情况。 3存在的问题及对策 3.1教学过程中存在的问题 软件工程方向综合实践课程教学中主要存在如下问题: (1) 缺乏适合综合实践教学的指导用书。笔者选用教材时,曾在国内知名计算机专业书籍和教材出版社的网站上搜索,所找到的教材并非完全适合综合实践课程教学,需要对教材内容进行适当地裁剪。 (2) 缺乏软件工程经验丰富的、能够胜任综合课程实践教学的“双师型”教师。独立学院自聘教师的标准工作量过大,指导综合实践课程的老师还必须承担其他教学工作任务。因此,对于部分选修综合实践课程的学生的指导不及时且不充分,这严重影响综合实践课程的教学效果。 (3) 计算机专业实验软硬件配置不合理。实验室缺乏部分商用软件,提供的开发环境难以完全仿真IT企业的真实开发环境。 (4) 由于在先导专业课程的实践技能未达到预定要求,例如学生编程能力欠缺、对主流开发平台与技术掌握不够,这也严重制约这些团队的开发进度。 3.2对策 针对上述问题,可采取如下改善措施: (1) 组织具有深厚IT行业从业经验的专业人士和教师,根据独立学院计算机专业综合实践教学特点编写合适的教材或指导用书。 (2) 引进“双师型”教师,构建适合综合实践课程及其先导课程教学的教学团队,在教授专业课时强化学生专业实践技能训练,提升学生的工程实践技能。聘请专业培训机构的IT行业从业经验丰富的老师主持或者指导专业综合实践课程的教学。 (3) 了解不同规模的IT企业的主流开发平台与技术,完善计算机专业实验室软件硬件的配置,建立仿真IT企业开发环境的实验环境,以满足综合实践课程教学需要。 (4) 重视先导课程的实验教学与课程设计指导,提高学生编程技能;展示综合实践课程实训中的优秀作品,激发学生提高工程实践技能的积极性。建议充分利用第六学期后的暑假,增加实训时间,确保专业实践能力欠缺的学生完成一个项目,而实践能力较强的学生完成两个不同的项目。 (5) 加强与信誉良好、师资力量雄厚的IT培训机构的交流与合作,共建生产实习基地,尝试合作办学模式。适当地修订独立学院计算机专业的培养方案,或者将课程体系中部分侧重应用能力培养的课程与培养机构的相应课程进行置换,有效地提升学生的工程实践能力。 4结束语 本文分析独立学院计算机专业的综合实践能力培养现状,建议没有与IT企业建立实训基地联系的独立学院可以通过设置计算机专业综合实践课程,学生在实验室仿真 环境完成生产实习环节;以软件工程方向为例,介绍综合实践课程的教学目标、内容和组织形式、实施和教学效果评价以及教学实践中存在的问题及对策;实践表明:开设专业综合实践课程,能够有效地提升计算机专业学生的专业综合实践能力。 综合实践课程论文:计算机专业综合课程设计的探索与实践 摘要:本文介绍了综合课程设计的目的和当前存在的问题,并结合作者多年的探索与实践,指出解决问题的途径和方法,实践证明,上述措施提高了综合课程设计的质量,改善了研究性教学方法。 关键词:计算机专业;综合课程设计;研究性教学 随着中国经济的高速发展,科技进步和创新已经作为经济社会发展的首要推动力量。社会对人才的要求也越来越高,培养懂技术、会思考、善于解决问题、勇于创新的本科生成为大学教育的重要目标。而作为计算机专业重要的实践性环节之一的综合课程设计,对于学生完成从学习到灵活应用知识,完成分析问题、解决问题和创新的飞跃,以及大四毕业设计高质量的顺利完成,都起着承上启下的重要作用。 1计算机专业综合课程设计的目的 计算机专业的本科生,通常在二年级和三年级开始综合课程设计。综合课程设计与传统的课程实验或课程设计培养目标不尽相同[1-3],通过综合课程设计需要达到以下目标。 首先,采用综合课程设计来巩固和加深学生对相关课程的基本知识理解和掌握,并拓展知识面,加强工程素质培养。虽然很多计算机专业的课程在开设过程中,有配套的实验或课程设计环节,但大部分实验都针对课程较具体的某个环节或算法,课程设计也主要完成本课程的配套综合实验[2-3]。而综合课程设计,一般是具有一定综合性的题目,以提高学生综合应用和独立设计能力为目的,所以它会涉及到多个知识点、多门课程或多个领域的综合应用,需要学生对相关课程内容灵活掌握,并拓展现有的知识面,才能较好解决实际问题。 其次,综合课程设计能够培养学生正确的设计思想与方法、严谨的科学态度和良好的工作作风,也在一步步解决问题的过程中,树立了学生解决问题的自信心。由于课程设计的综合性,学生需要针对问题,仔细考虑解决问题的思路和过程,有计划地实现每一个细节,从而逐步验证所提出方法的可行性。同时,在实现的每个细节过程中,会涉及各种解决问题的工具和算法,而工具的应用和算法的实现,可以提高学生的基本技能,培养学生综合运用所学知识的能力和基本工程素质。 而且,综合课程设计的实现过程,可以很好地培养学生获取信息和综合处理信息的能力。这是因为很多问题的复杂性要求学生查阅大量资料,进一步锻炼他们从这些资料中获取有用信息的能力。同时,在思考和解决问题的过程中,也会涌现很多创新性的想法,提高学生的创新能力。 最后,在学生实现了既定的综合课程设计题目后,课程设计报告也帮助学生掌握书写综合性文档的能力。这些为学生高水平的完成大四毕业设计奠定了坚实的基础。 从以上分析可以看出,综合课程设计环节对于培养现代的、综合能力强的、具有创新能力的大学生非常重要。然而,在实际的大学综合课程设计中,也出现了一些问题。 2计算机专业课程设计的几个问题 当前的综合课程设计一般由教师提出课程设计题目,然后学生被动接受教师的课程设计题目,并和教师进行简单的几次沟通后就开始了课程设计。目前的课程设计很多是在课后完成,由于各种原因,教师和学生的交流时间和次数很有限。在这一过程中所反映出的问题如下: 首先,教师在课程设计中要为学生考虑综合课程的题目,而这类题目的完成需要学生经过一定的努力才能实现。通常每个教师一次要辅导几个学生,每个学生的题目都不相同,所以教师每年都需花较多时间考虑综合课程设计题目。学生被动接受这些题目,并不一定是他们的兴趣和强项。同时,综合课程设计题目往往有一定的实用背景,学生往往缺乏对题目背景的理解,而导致研究方向偏离。 其次,在综合课程设计的过程中,学生所面对的指导教师经常都是博士、教授,甚至是博导。很多学生担心教师很忙,或自己问的问题过于简单,受到教师的批评等,从而缺乏和教师交流的主动性。由于没有解决问题的正确有效渠道,导致课程设计的质量不高,或根本达不到预期的目标。 最后,在课程设计完成后,由于每个学生的研究题目都不相同,学生之间的工作无法做客观比较,其工作量和工作完成情况都由指导教师评价,没有统一的评价指标,造成学生最终课程设计评分不尽客观。而且每年学生课程设计的工作没有延续性,后一届学生和上一届学生课程设计题目完全不同,即使相同也无法参考上一届学生成功或失败的经验。 针对综合课程设计在实践过程中的这些问题,我们提出基于网络技术构成的综合课程设计新型探究型学习环境,并以教师引导为辅和学生探究学习为主的新型教学活动。 3计算机专业课程设计的探索和实践 根据上述综合课程设计中的各类问题,结合作者的研究方向和教学实际情况,以实例说明综合课程设计的新思路。 首先,教师选择的综合课程设计题目应具有典型性、代表性,能够涵盖相关课程的众多知识点,并且代表指导教师的专业方向,以及反映课程的重要内容和学科方向。由于教师所带课程一般和自己的专业方向对口,这条一般可以做到。建议一位教师的综合课程题目选择3-6个,这些题目在一定时期内基本不改变,并在WEB网页上。所有学生可以在这些题目中选择自己感兴趣的方向,规避不同学生不同题目的传统方法。例如,指导教师的研究方向为增强现实、计算机视觉和多媒体通讯,主要所带课程为数字图像处理。那么综合课程设计题目选择为:特征检测和匹配、图像压缩算法研究和视频压缩算法研究等。这些题目都是数字图像处理领域很经典的一些研究方向,同时也处在不断发展的过程中,因此,这类题目的研究既有针对性和挑战性,又有很好的延续性。 其次,综合课程设计题目在网上的同时,指导教师需要对每个题目任务有一个概要描述,并且给出这项工作的工程意义,以及当前这项工作所能达到的效果,从而使学生从总体上把握题目方向以及实现目标。如针对特征检测和匹配课程设计题目,需要学生编写代码检测图像中的显著特征,并且完成与其他图像的特征匹配。同时,这些特征需要是平移、旋转、尺度和亮度不变量。教师提供测试图像集,学生实现自己的算法,通过ROC曲线和AUC指标评价算法性能,并根据不同图像测试结果对学生排名。且进一步给出该题目的研究和实现意义,即特征检测和匹配结果可以帮助实现图像拼接、计算基础矩阵和场景重建等。 第三,指导教师前期对学生综合课程设计的辅导,不仅仅是给出题目和题目内容概要,更重要的是需给出解决问题的主要思路和方法。这样使学生有的放矢,在统一的框架内,验证和开发各种算法。如针对上述特征检测和匹配综合课程设计题目一般需要三个步骤解决问题:(1)特征检测。通过一定算法的实现能够识别图像中显著的特征点,如利用Harris算法检测角点。(2)特征描述。有了这些特征点后,需要定义以特征点为中心的局部描述子,这个描述子对平移、旋转、尺度和亮度为不变量,从而可以比较不同图像之间的描述子,实现特征的匹配。如通过一个小的窗口,利用差的绝对值比较,简单实现此描述子,能够检测平移下的不变量。为了实现更一般情况的不变量描述子,需要定义更完善的描述子,如SIFT。(3)特征匹配。有了每帧图像的特征描述子,就可以通过它匹配特征点。对于一帧图像的每个特征,可以在其它图像中找到对应的匹配特征。这一部分主要设计如何测试不同图像间的描述子。最简单的办法是通过计算描述子之间的距离,最小的距离则为匹配特征点。也可通过距离比方法,使用门限判断匹配特征点。通过(1)~(3)步,基本给出了解决问题的总体思路框架,学生可以在这个框架下,使用各种现有的或创新的算法实现特征检测和匹配。 第四,基于上述解决问题的整体思路框架,为了进一步规范学生在大框架下的代码开发,可以给出整体的代码框架。指导教师定义框架下的大模块,规范调用接口,并给出类或函数实现的功能。学生基于接口和功能要求,提出每个功能模块的解决思路,甚至一些开创性的算法,并加以实现。这种规范的代码框架提高了代码的可读性,为其他学生学习不同算法和代码提供了方便,使整体综合课程设计有好的延续性。 第五,在学生实现了所有综合课程设计题目的算法后,指导教师必须仔细而明确地给出学生测试结果的指标和方法。这个环节对于客观准确评价学生工作,鼓励学生创新和探究都非常重要。如在特征检测和匹配中,要求学生使用指导教师提供的测试图像集合和测试方法,给出ROC曲线,并计算ROC曲线下的面积和特征的正确匹配率等参数,从而所有学生都在统一的测试平台和标准下评价算法的优缺点,激发了学生对新算法探究。同时,要使学生能够从感性上触摸到课题内容实质,有一个较高的研究开发起点,教师可以在代码框架下给出最基本的算法实现,学生们学习基本的算法,并将开发出的新算法与最基本的算法比较。 第六,为了鼓励学生的探究学习,凡是提出更好的算法或实现增强的功能,可以额外加分。如学生能够证明自己的描述子是尺度或仿射不变量,通过统一测试平台,测试的指标好于教师所给出的指标;在不同图像的特征匹配中实现了实时匹配等,那么学生都可以获得额外的综合课程设计加分。 最后,将每年学生的综合课程设计结果、评测和得分全都在网上,并基于学生的测试结果给出综合成绩排名。该措施可以促使大家相互监督,有效避免学生之间的抄袭,也保证了后续学生综合课程设计的延续性,并在一定程度上提高了学生成绩评定的客观性和准确性。 4结语 实践证明,基于网络的新型综合课程设计环境,以及规范化和标准化的综合课程设计框架,可以避免学生在综合课程设计中“孤身奋战”,学生不但可以和教师交流,也可以和同项目组的学生做算法交流,还可以参阅以前学生的算法和实现结果,使学生们站在一个比较高的高度来分析问题和解决问题。这同传统的被动接受指导教师的综合课程设计题目并独立完成完全不同,即学生往往因为对研究题目不感兴趣,缺乏解决问题的渠道,或没有一套客观的结果评价指标,从而降低对自己的要求,使总体综合课程设计的质量不高。 同时,在综合课程设计中,教师给出项目的工程背景,学生可以根据自己的兴趣选择适合自己的题目,并依据工程应用背景衍生其它的研究和开发。比如很多学生选择了特征检测和匹配这个题目,在综合课程设计完成后,又主动实现了和此题目相关的计算机视觉算法,并开发了相应的应用程序如全景图像拼接软件等。这些不但提高了综合课程设计水准,也为毕业设计打下了坚实的基础。 综上,通过基于网络技术构成开放的新型综合课程设计探究学习环境,以及为综合课程设计题目提供的解决问题框架、代码框架和统一测试方法,学生们可以随时借鉴、参阅已有成果,客观评价自己算法。同时,也可以进一步掌握科学分析问题、解决问题的方法和思路,提高自己的创新能力,培养严谨的科学态度和良好的工作作风。最后,此综合课程设计的实施方案与当前高等教育所提出的研究型教学思路相吻合,提高了教师的工作效率和学生综合课程设计的质量水平。 综合实践课程论文:一个管理信息系统课程综合性实践方案及存在问题分析 摘要:管理信息系统是信息管理相关专业的一门重要课程,综合性实验的实施对于该课程的学习非常重要。该文设计了一种综合性实验方案,并对该方案存在问题进行了分析。 关键词:管理信息系统;实践教学;综合性实践 1 意义和现状分析 《管理信息系统》是信息管理与信息系统专业的一门重要的优秀课程。通过承担该门课程多年的教学工作,发现存在几方面的问题:1)学生感觉理论太多,难于理解,虽然在教学过程中也有不少的实践课程,但部分理论由于实验条件和时间的关系,难于在实践中来逐一模拟;2)实践课程主要针对一些知识点的训练,学完该门课程之后,学生感到知识点非常多,实践较散,希望通过一个综合性实验把课程知识整合起来,让学生能很好理解和把握相关知识。一方面加强专业综合知识的应用;另一方面加深学生对信息系统开发整个过程的理解,包括相关工具、技术和方法。进行综合性、设计性实验过程中,不但强化了相关知识,还提高学生的实践动手能力和创新能力 2 课程能力培养 各高校的实验条件以及师资水平不同,对于信息管理类专业的培养目标以及就业动向有所不同,部分学校侧重于走管理路线,部分学校由于计算机方面的师资较强,实践环境条件较好,侧重于信息系统方向,本文主要针对信息系统方向,具体来说,该门课程实践主要需要培养学生具有如下能力和素质: 1)要求学生掌握一些各阶段常用的工具的使用、认识相关技术和方法,比如:E-R图、业务流程图、数据流程图、数据字典、U/C矩阵、Visio工具建模、PowerDesigner建模、Rational Rose建模等。 2)做好需求分析:做系统最难的部分在于系统分析,特别是需求分析,需求是开发系统的出发点和落脚点,没有做好需求分析,一切工作都没有意义。 3)需要做好功能模块的设计、代码设计、物理配置方案设计、输出输入设计、算法设计等。 4)需要熟练掌握一门程序设计语言,如:VB、C++以及基于B/S开发的ASP、JSP等工具。 5)能够掌握数据库的概念设计、逻辑设计、物理设计,熟悉SQL语句的使用。 6)文档在软件开发过程中起到非常重要的作用,要求学生完成一定的文档,较为重要文档有项目陈述报告、产品需求规格说明书、体系结构设计报告、数据库设计报告、系统实现报告等; 7)有些这需要很多部门和很多人参与进来,团队协作就显得尤为重要。所以在进行管理信息系统综合性实验时需要培养学生的协作能力。 8)坚强的意志:做系统是一件非常辛苦的事情,要求学生有连续作战的精神和毅力,甚至需要熬夜,因此在实践过程中需要培养学生持之以恒的精神。 3 实践方案 针对学生所需具备的能力,需要开设一个综合性实验,内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程知识的实验。该实践过程如下: 1)过程学习。在学生有一定信息系统开发知识基础上,通过一个实际的案例(信息系统),让学生通过该案例的学习,掌握信息系统开发过程(系统分析-- 系统设计-- 系统实施)中的理论、方法和技术。做好该实践,学生还必须具有一定的程序设计、数据库设计、计算机网络等相关知识基础。 2)学生分组和选题。把全班学生按6-8人进行分组,每个组选一个成员作为组长,并选择一个管理信息系统题目。题目最好是学生生活中的题目,这样更有利与学生做好调研,能够更好地理解业务过程。 3)分配任务。组长自行组织本小组成员开会,根据成员情况,给每个成员分配一定的任务。一般任务包括项目管理、需求获取、系统分析、数据库设计、界面设计、模块设计及实现、各类文档的编写等。 4)实施。根据分配的任务,每个小组合作按进度计划完成一个小型的管理信息系统。在实施的过程中,教师应做好监控,期间可以通过3-4次项目检查的方式动态了解学生项目的实施情况,对存在困难的同学提供帮助和指导。 5)模拟答辩。期末以小组为单位,展示“作品”,检查完成程度及效果。答辩组可有任课教师组织3位左右教师进行答辩,首先做项目陈述,然后答辩组提出问题由项目组长或者指定的组员进行答辩,根据答辩的情况给出答辩分数。 4 存在问题及分析 该实验需要学生主动的参与进来,重视开发学生的创造力,巩固所学知识,提高学生的动手能力、创新能力有较大帮助。同时实施过程中也存在一些问题: 1)由于小组内学生的设计思想方向不一致,容易造成将来模块交互的问题,这要求组长组织开会,进行充分的分析讨论,做好规划和分析工作。 2)部分小组成员对程序设计能力较差,况且成员之间掌握的程序设计语言可能不同,这造成在编写程序时,只有一两个人来做编程工作,任务较重。再者,由于是分工实施,对于要搞清各模块之间的调用关系就显得有点困难。所以,必须做好系统分析再进行后续的工作,学生需要自学一些程序设计语言。 3)信息系统设计需要完成的多个文档,如项目陈述、产品需求规格说明书、数据库设计报告、体系设计报告、用户界面设计报告、模块设计报告等,需要分工合作来完成,如果某个组员没有完成,容易造成实施的中断,针对这种问题,组长要组织好小组、合理分配时间和任务,督促本组成员按时完成任务。 4)小组成员的工作量较大,学生所花的时间较多,部分学生时间得不到保障;个别项目组协作能力较差,完成的工作与预期比较有差距。这在分配小组的时候,需要认真考虑组长的人员,要选择组织协调能力较强的同学担任组长。 通过该实践的顺利实施,让学生体验实际的工作环境,使学生在技术能力、思想作风、学习毅力、工作作风、团队精神上受到一次良好的锻炼。 综合实践课程论文:《综合布线技术》课程的创新与实践 摘要:传统的教育方式已不能满足当今信息化技术的发展,对“综合布线技术”课程的改革与创新迫在眉睫,该文根据广州工程技术职业学院实际情况,对现有课程标准、教育模式、人才培养模式进行改革与创新,实现人才培养与就业零距离。 关键词:综合布线系统;课程标准;培养模式;改革与创新 随着信息技术的不断发展,传统的二合一(电话线+网线)楼宇已经满足不了人们日常工作、生活的要求。自20世纪80年代,美国建立第一座智能大厦后,智能化建筑的发展十分迅速,智能程度越来越高。现代化智能建筑往往是将网络通信、安全防范、消防系统、照明系统、大厦设备控制系统等集中进行布线和管理。 “综合布线技术”是系统介绍综合布线知识和技能的一门课程。它是一个多学科交叉的新领域,也是计算机技术、通信技术、控制技术与建筑技术紧密结合的产物。当前智能化建筑的全面进入网络化年代,对既懂理论知识,又能熟练操作的高素质综合布线人才的需求量日益剧增。对传统的教育模式的改革势在必行。 1 制定新的课程标准 综合布线技术是广州工程技术职业学院计算机应用、网络专业开设的专业基础课。在传统教学里,主要讲授理论知识,实践项目非常少,以至于学生对所学内容不能很好地理解和应用。为了让学生更好的掌握综合布线技术,学院与2009年建成综合布线实训室,并对课程标准进行了修改,要求学生通过本课程的学习,应达到以下知识与能力要求: 知识要求:掌握网络系统结构和综合布线系统结构、熟悉综合布线相关产品、熟悉综合布线相关标准、设计方式和规范、掌握安装规范和技术、设计综合布线从设计到施工安装到测试验收的工作流程。 能力要求:能设计中小型综合布线系统方案、能绘制各种综合布线图、会综合布线产品选型和材料预算、能按规范安装线管线槽、水平和垂直等子系统的布线与安装、能按规范敷设和端接双绞线和光缆、能根据设计方案和验收标准度对工程进行检测和验收。 2 教育模式改革与实践 在教学方式上,学院新采用“项目教学法”进行施教。在授课过程中,我们将整个教学内容划分为:项目招标、项目整体设计规划、项目整体施工、项目检测、项目验收5个实验模块。以建造一个智能化小区为例,首先要求学生以小组为单位,根据工程规划提出各自的布线设计方案,每个小组派一人来讲解设计思路,再由学生之间讨论,选择出一个最合理的设计方案。然后按照既定设计方案进行整体施工,要求学生在规定时间内完成实训项目。项目完成后,各小组相互间进行项目检测,并将检测结果反馈到作业小组,作业小组再根据反馈意见对项目进行整改。最后,由教师带队,对整个工程进行验收。如发现不合格工程,则要求其作业小组重新施工。 通过模拟现实工程场景,提高学生的技能操作熟练度和工程实践能力,再辅之以必要理论知识,让学生能真正将所学知识融会贯通,学以致用。 3 人才培养模式改革与创新 当前网络综合布线人才培养数量与市场需求形成了一种很特殊的矛盾形势。一边是每年有数百万学习过综合布线技能的大专生毕业,但感觉就业困难。一边是企业大量招聘新人,却发现招聘困难。对于当今的学生来说,“毕业=失业”是一个非常严峻的社会问题。而造成这个问题的最大因素是学生的专业技能不熟练,不能马上适应企业的工作环境和技术要求。因此,新的人才培养模式呼之欲出。 3.1 找准专业定位,建设精品课程 首先,必须明确高职院校最主要的职能。高职院校是为社会培养各种技能型人才的摇篮。在教学过程中,我们要培养的是掌握一定的专业理论知识、能熟练操作和实践的专业技能素养、能迅速适应企业工作岗位、职业道德良好、勤劳踏实的技能型人才。 在课程建设上,要结合本校学生特点,自主开发与之配套的专业教材。加强师资培养力度,鼓励教师去相关行业的企业去任职,积累和强化教师的企业实践经验,积极培养“双师型”专业技术骨干。将“综合布线技术”课程建设成精品课程。 3.2 建设专业实训室 提高学生实践动手能力最好的方法就是建造高仿真度的专业实训室。广州工程技术职业学院于2009年建造了综合布线实训室,安装有综合布线台,模拟墙、吊架等设备。能让学生进行项目设计、施工和检测等实验项目。 3.3 加强校企合作 在实践教学中,加强校企合作办学和校外实习基地建设。校企合作最大的优势在于学生能通过去企业实习,了解从项目招标、投标、成本预算、设计方案、施工、测试到验收的整套工作流程。这样能使学生对所学知识有个完整的认识,更容易融入到企业工作中。校企合作如果开展的好,对企业、对学院是一种双赢。 3.4 职业资格考试纳入考核指标 目前职业资格证书不仅成为学生掌握相关技能的认定,同时也是学生走向就业之路的敲门砖。学院可以将职业资格培训纳入到考核指标,邀请企业培训机构来学院授课,课程结束后通过职业资格考试考取相关职业资格证书。获得相应职业资格证书者能免考该课程。 4 结束语 “综合布线技术”是一门实践性非常强的科目,合理布置实践内容,让学生自主学习,在实践过程中学会去发现问题、分析问题、解决问题,提高学生实践动手能力。在教学过程中,我们要紧跟信息技术的发展,根据不断发展的新技术来调整课程标准以及授课内容。让学生毕业后就能直接融入到企业工作中,达到“综合布线技术”最理想的教学效果。 综合实践课程论文:高中思想政治综合实践活动课程的探究 摘 要:我国新一轮课程改革的重点和亮点之一是综合实践活动课程的开设。它的实施改变了传统的教学模式给老师的教学注入了新鲜的血液。 关键词:问题情境 主体作用 感悟 综合实践活动课程是新课程实施过程中应运而生的一门新课程,它的实施没有现成的经验可循,作为一名从教二十多年的思想政治课教师,在指导学生开展综合实践活动的两年多时间里,既有和学生共同体验和成长的喜悦,也遇到很多困难和困惑,给教师的教育教学观念、经验、能力、素养、知识结构等方面都带来严重的挑战。下面针对案例,笔者谈谈自己在指导学生开展综合实践活动中的一点体会和认识。 一、创设问题情境,指导学生选好题综合实践活动课程的实施是从问题开始的,活动主题的选择和确定至关重要。活动主题的提出应以学生为主体,让学生根据自己的需要、动机、兴趣、爱好,从身边的生活中提出问题。由于中学生身心特点、生活阅历、认识水平和理解能力方面都与成人存在一定的差距,对科学研究方法的掌握以及对科学研究的过程体验很少,学生选题时经常会出现要么课题太大,研究无从下手;要么课题太小,无事可做,深究不下去。这时,教师必须给予指导,提出合理化的建议。 二、充分发挥学生的主体作用,转变学生的学习方式新课程强调改变旧课程实施的过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状,倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手。通过综合实践活动的学习,使学生获得亲身参与研究探索的体验;培养学生发现问题和解决问题的能力、收集和处理信息的能力;使学生学会分享与合作;促进学生形成积极的学习态度和良好的学习策略,培养学生的创新精神和实践能力;这一要求实际就是转变学生的学习方式,即倡导自主学习、合作学习和探究学习。在当前教师的教育观念、教学评价体制和高考升学制度没有发生根本改变的情况下,要在平时课堂教学中一步到位的去完成这个转变,难度相当大。而综合实践活动课程的实施,为转变学生的学习方式和教师的教学方式找到了突破口,起到了开路先锋的作用。在笔者指导学生开展综合实践活动时,有90%以上的同学认为主题研究是自己所遇到的最大挑战,有学生说“,平时上课时,无论有什么问题,老师都会通过一定的途径引导你往正确答案上靠,而在课题研究中,老师几乎不给任何框框,每一步都让我们自己走,一时真是难以适应”。如在开展“建设节约型校园”的活动中,从主题提出、活动方案设计、制订采访调查提纲、收集信息资料并进行分析处理、得出结论、撰写研究报告等一系列的过程中,都让学生自己完成,让学生真正成为学习的主人。在上述活动中,活动分成四个小组:文献组、访谈组、实地调查组、问卷调查组,各小组通过各种途径了解、收集大量校园浪费现象的资料后,我没有就事论事,而是趁机引导学生自己去分析造成浪费的原因,尝试寻找解决问题的方法。虽然在实施的过程中,学生遇到很多困难,会迷茫,甚至打退堂鼓,教师要作必要的指导、鼓励,但更多的时间和空间应留给学生,让他们充分发挥自己的聪明才智和主体作用,充分开发学生自我管理、主动学习和自主成长的能力,重视学生的体验、探究和发展的过程。综合实践活动不是教师“教”出来的,而是学生做出来的,是学生在“做中学,学中做”的活动,在整个学习过程中,学生始终拥有高度的自主性。综合实践活动把学生从书本和课堂引向了大自然,走进社区,走近生活,关注社会,实现了学生学习方式的转变,为学生的终身发展打下了坚实的基础。 三、着眼引领,重视发挥教师的指导作用综合实践活动课程的实施很大一部分时间是在课堂外进行的,更加强调发挥学生的主体作用,但活动目标的确定、任务的分配、进程的安排、方法的选择、材料的收集分析整理、研究报告的撰写等诸多环节,都关系活动开展的顺利性和有效性,教师必须参与上述环节的设计,才能减少活动的盲目性。为此,教师必须注意自身的角色转换,要作为一个活动的开发者、实施者、参与者而不是主宰者身份来共同参与学生的活动,并对活动进行有效地指导和监控。在综合实践活动课程实施过程中,笔者感到不少教师对自己的角色定位不准确,要么放任自流、不闻不问,还要振振有词地说。综合实践活动就是让学生自己去做研究,教师不能干预太多,致使学生在活动中盲从、茫然无助,活动流于形式;要么越俎代庖,从选题到各种资料、表格设计和统计都由教师包办代替,让学生亲历一次造假体验。教师的指导作用应该体现在活动的准备阶段中,教师要提供给学生更丰富的学习资源和有效方法;在探究中提出富有启发性和开放性的问题,引导学生思维;在讨论中对一些偏离主题的观点、看法有针对性地给予引导;在辩论中,调节和疏导学生因争执而发生的矛盾;在照顾学生的差异性上,协助和加强对学生的个别辅导;在调查中,帮助学生解决具体操作中的困难等;在学生遇到困难时,给予情感上的激励和支持,鼓励学生树立自信,克服困难,坚持完成任务;尤其在指导学生收集、统计、分析、整理各类信息和资料得出研究结果和结论方面,教师的指导作用显得尤为重要。 四、促进学生知识、能力、情感态度价值观和行为的和谐发展《基础教育课程改革纲要(试行)》的界定“,综合实践活动课程是基于学生直接经验、密切联系学生自身生活和社会生活、体现对知识的综合运用的实践性课程,它以培养学生的创新精神和实践能力、高度的社会责任感、健全的人格、终身学习的愿望与能力为目标”。可见,综合实践活动课程不仅仅注重学生知识的运用,更注重能力和素质的培养。应该说我们的学生大部分都知道国家乃至世界能源短缺、环境恶化的现状,知道浪费和破坏环境的危害性,但往往是“只有心动,没有行动”,不能真正做到“知”“、行”统一。如何把认知通过情感上升到意志落实到行动上,最有效的途径是实践。通过指导学生开展“建设节约型校园初探”和“关爱地球,校园拒绝一次性用品”活动,学生珍惜环境、节约资源的意识和行为明显增强和改善。同学们在研究报告中写道“:数百份的问卷调查,几十个人的口头访问,一个个浪费问题浮出水面,它们让我们意识到,浪费问题已相当严重,浪费现象几乎无处不在、无时不有。一次活动的体验,比任何语言上的德育教育来得更直接、深刻和有效,教师作为学生道德成长的引导者、组织者、合作者,要让学生在实践中感悟,在感悟中成长,融入社会,提高自我,不断获得知识、能力、素质、品德的发展! 五、多元评价和多主体评价方式相结合卡罗汤姆林森说过:“评价应该是永远更好地帮助学生成长,这比把学生进行错误地归类更重要”。传统的思想政治课教学评价常常借助于终结性测验或水平考试,过于关注结果,过于注重学生的考试成绩,并把它作为评价学生的唯一标准,这种测试的结果显然无法全面反映教学质量的好坏,更无从反映学生的情感态度、思想道德状态和行为表现。《普通高中思想政治课程标准(实验)》中强调“要改变过去注重知识性和单一纸笔测验的评价方式,立足思想政治素质的提高,建立能够激励学生不断进步的评价机制”。综合实践活动课程的目标之一,是让学生获得亲身参与研究的体验。因此,教师在评价过程中应重体验而非结果,注重学生的感受和体验,不能苛求所有学生的研究成果都一定要达到有所创新的目标,其实绝大多数学生的研究成果都显得稚嫩,只要学生亲身参与了整个学习过程,不管结果如何,我们都应该给予肯定,都可以给他一个满意的分数,以此激发和保护学生的好奇心和创造欲,激励学生的进步。评价主体应该多元化,评价不应只由教师来定,采用学生自评、学生互评、教师家长共同参与相结合的方式;评价要采取多种方式,如论文、设计方案、口头汇报、答辩等。综合实践活动不仅改变了学生的学习生活,也彻底改变了教师的教学生活,对于长期沉浸于单一学科教学的教师来说是给他们带来了严峻的挑战;同时,教师也是综合实践活动课程实施的受益者,它打开了教师视野,引发了教师继续学习的需求,为教师进一步提高素养和发挥潜能提供了大好机遇和巨大空间。让我们在实践中学习,在实践中研究,在实践中反思,在实践中总结,与新课程和学生共同成长! 综合实践课程论文:工程案例及其在材料力学课程中的综合实践教学应用 摘 要 材料力学课程教学改革的实践越来越重视学生工程应用能力和创新能力的培养。在教学实践中,结合工程案例,让学生通过建立模型、简化计算、工程测试、汇报答辩等环节,小组分工合作完成综合实践作业,培养学生的综合能力。 关键词 材料力学;工程案例;综合实践教学;卓越工程师 1 引言 材料力学课程是工科院校机械类、土建类、交通运输类等较多专业的专业基础课,是学生接触专业知识和工程领域的先导课程,将材料力学课程教学与培养学生的工程应用能力和创新能力相结合,具有重要意义。国家开展卓越工程师教育培养计划,也旨在培养适应经济社会发展需要的创新能力强的高质量工程技术人才,对材料力学课程教学实践提出新的要求。 以往力学课程教学以理论严密、逻辑性强为特点,强调学生的理论基础和数理逻辑能力。近年来,随着高校教育教学改革的不断深入与广大教师的不断实践,越来越重视学生的工程应用能力和创新能力的培养。但在教学中如何将工程实践知识与学生动手能力和实际应用能力相结合,还需多做探索。部分教师在开展科研项目研究时让学生参与,但发现学生的基础还没达到要求,并且学生在学完课堂内容后觉得作业习题大多偏重理论,与工程应用还有距离。 笔者在长期教学积累和科研合作中,提炼了部分与材料力学课程知识结合紧密的工程案例,使学生在完成工程实践综合作业的过程中,重点培养材料力学课程知识的应用能力、团结协作与动手能力,引导学生参与工程实践及科研项目,提高学生的综合能力和创新素质。 2 结合工程案例的综合实践作业设计 材料力学课程综合实践作业的教学目的可以概括为培养学生提炼力学模型的能力,提高学生解决实际工程问题的能力,提高学生自我学习的能力,培养和提高学生组织协作的能力,培养学生科学思维方法和研究能力,锻炼学生分析总结和表达能力。 材料力学课程综合实践作业的设计一般要求结合一定工程背景,提供相应图纸、参数、工作原理等,锻炼学生读懂图纸、提炼力学模型的能力;综合实践作业的内容结合专业知识、工程实例或相关后续课程,列出一定的参考书及参考文献,需要学生学会阅读、自主学习;综合实践作业的设计一般采取开放式的结论,给定设计参数让学生分析研究方案,或给定必要功能进行相关参数的设计。 材料力学课程综合实践作业的形式可以分为与课程内容相关的可以让学生直接参与的课题、从工程实际中提炼的力学近似计算、结合工程问题的开放选修实验、学生自主选题的大学生创新项目、群体性参与的趣味力学竞赛等。限于篇幅,这里仅列举几个材料力学综合实践作业案例。 案例1:锚链环拉伸试验与分析 某型号的锚链环如图1所示,需进行拉伸试验以检验锚链单环承受的最大载荷、最大应变以及锚链环的变形等。试验载荷从520 kN分20个加载步到7460 kN然后卸载,采用电测法进行应变测试,实测时确定的应变片布置方案如图1所示。 要求:1)根据锚链环的结构图纸,确定锚链单环的力学模型,分析锚链环拉伸的应力分布;2)根据应变测试方案确定试验步骤,分析应变测试方案的合理性;3)少部分学生参与现场测试;4)已知各载荷步下各测点的实测应变,分析试验结果,得到简要结论。 该案例考查的学生的知识和能力包括:1)对内超静定结构的受力和应力分析的能力;2)电测理论,如何应用电桥理论得到锚链环拉伸时的拉伸应力和弯曲应力;3)通过参与现场测试锻炼学生的动手能力,增长学生的工程见识;4)对测试数据的处理和分析能力,直接感受工程测试与理论分析的差别。 案例2:张弦桁架结构张拉应力测试与分析 某体育馆张弦桁架结构见图2,最大跨度115米,单榀最大重量s128吨,张拉过程是施工的关键项目。以某一榀桁架为例,需对张拉过程中桁架关键部位的应力进行监测。 要求:1)根据钢结构施工图纸,用力学知识建立单榀桁架的力学模型;2)对模型进行简化,得到材料力学中的超静定结构;3)简要分析单榀桁架的应力监测关键部位;4)参观工地,参观张拉过程;5)对应力、结构变形等监测数据进行简要分析,与施工前的分析进行对比,分析差别的原因;6)预测温度对结构的影响,提出验证方法。 这是一个实际工程问题,通过布置综合实践作业的方法让学生在施工前就提前参与,使学生对课程的工程应用有了更加深刻的认识。再由于工程缺少工程经验,学生分析后确定的监测点与项目方案存在偏差,但通过施工现场的分析讲解,对结构施工直观了解,培养了学习积极性。 案例3:某双体客船螺旋桨轴系的强度计算 某长江短途客船已知主机额定功率为190 kW,额定转速1000 r/min, 总减速比2.89,轴的转速346 r/min,螺旋桨推力2350 kg, 螺旋桨重量200 kg,材料35#钢,联轴节重量42.8 kg,法兰重量28.5 kg,屈服极限270 MPa,许用安全系数[k]= 2.5~5.5,圆齿轮箱装有推力轴承,可承受2600 kg的推力,满足本船实际推力2350 kg的要求。在强度计算时,为偏于安全,将前端视为自由端。船舶轴系一般是一个变截面连续梁,在联轴节处作用集中载荷,将它简化为分段等截面连续梁,如图3所示。 要求:1)按分段等截面连续简化法,完成基本数据表; 2)按力矩分配法,计算各节点的弯矩,计算分配系数、固定端外力矩,用列表的方式进行力矩分配法计算(分配13次);3)求节点处的剪力和支座反力;4)用三弯矩方程计算节点处弯矩校核力矩分配法的结果;5)画轴系受力简图、轴力图、扭矩图、剪力图和弯矩图;6)按第四强度理论,对危险截面用安全系数法进行强度校核。 通过该案例的计算,学生在复习和熟悉材料力学课程内容外,增强了综合计算及综合应用能力,提前接触了专业知识、行业规范以及工程术语,掌握了力学模型的简化及计算方法,进一步认识到材料力学课程在工程中的实际应用。 案例4:八角环式车削测力仪的测力计算 八角环式弹性元件见图4,要求:1)将八环式弹性元件简化为两端固定的圆环式曲杆;2)用力法正则方程求解三个垂直方向力单独作用下的超静定问题,求解刚化杆中间截面上各自的内力(作为多余约束力),写出曲杆的弯矩和轴力方程;3)以 大曲率曲杆计算各测点上的正应力,并计算理论读数;4)分 析每组布片和接线图,说明理由;5)分别计算理论读数值与实验读数的误差;6)进行误差分析。 该案例是一个典型的力学方法应用案例,涉及曲杆超静定计算、力与变形及应变之间的关系、电测法测试应力、桥路应用等知识,进一步促使学生综合应用课程知识。 3 材料力学综合实践作业的教学实践 由于课程教学时数不断减少,在时间安排上,一般一次综合实践作业占用3学时的课内时间。其中1学时用于布置任务、讲解基本要求,确定分组和组内分工,明确小组负责人和完成时间节点,最后占用2学时进行答辩。其余为课外时间完成,包括学生查阅资料、完成作业、辅导答疑等。这样做到了课内教学与课外学习的有益结合。 一般一学期有2~3次综合实践作业,在教学过程中,结合每学期的实际情况及项目情况,每年的内容和要求会略有不同。由于综合实践作业难度较大、要求较高,每次作业按学生自愿的原则结合学生学习程度分组,一般4~6人一组,要求小组内明确分工与合作。小组分工包括查阅文献、建立模型、计算、绘图、完成报告、制作答辩PPT等。 考核是综合实践作业的另外一个重要环节,作为课程的一个重要组成部分,综合实践成绩被记入课程考核内容。考核内容包括:小组分工情况,考察每个学生参与程度及完成工作量;完成一份作业总结报告,报告内容要求条理清楚,详尽描述小组分工、完成过程、研究思路、研究方法和结论;项目答q,要求每组派一个代表汇报答辩,其余学生接受问询考核,对每位学生分别给分。 在综合实践作业的实施过程中,大部分学生能积极配合,学有余力的学生在图书馆和网上查阅大量文献,并在与教师的交流过程中学习到大量课堂以外的知识;也有少量学生不很热心,浑水摸鱼。另外,综合实践作业占用学生大量的课外时间,需要进一步合理安排课堂教学与课外教学的时间关系。在考核内容和考核方式以及激励措施方面,材料力学综合实践作业的教学实践还需进一步完善。 4 结语 材料力学课程是工科类各专业学生由基础课程向专业课程过渡的先导课程,对培养学生工程基础和实践能力起到重要影响。在材料力学课程教学过程中,结合实践性教学环节锻炼和培养学生的综合素质是当代大学教育改革的一个必然趋势,很多教师和同行都提出许多很好的方法。本文仅是教学过程中的一个小的实践,在结合工程实际合理选题、优化课堂教学内容与课外学习之间的关系、培养和调动学生参与积极性等方面还需不断改进。笔者希望通过本文起到一个抛砖引玉的作用,得到同行的批评指正。 综合实践课程论文:浅谈综合实践活动课程的有效实施与开展 摘 要:素质教育作为一种新的教育理念,在我国已经历20多个年头,为全社会所认可,成为我国教育发展的必由之路。而综合实践活动课,作为新课程实施的一门必不可少的课程,在实施过程中,却面临诸多困难!怎样有效地实施与开展综合实践活动课程?对此问题进行简要浅析。 关键词:综合实践活动;活动模式;教学评价 素质教育作为一种新的教育理念,在我国已经历20多个年头,为全社会所认可,成为我国教育发展的必由之路。而综合实践活动课,作为新课程实施的一门必不可少的课程,在实施过程中,却面临诸多困难!因为它毕竟是一个稚嫩的新生事物,但是,综合实践活动课却有着自己独特的魅力,对学生的成长、发展起着很大的作用,新课程改革设置的所有课程中,最能体现生活与教育之间紧密联系的当数综合实践活动课程了,所以很多学校都已经把综合实践活动课提到很高的位置。东昌府区青少年素质教育实践基地(以下简称基地)成立于2011年,短短6年的时间,把综合实践活动搞得红红火火,走出一条适合自己的成功之路,并且带动了周边及聊城市区的很多学校!本文结合基地的几点成功经验,对综合实践活动课程的有效实施途径做一简单论述。 一、改变教师观念,加强学习,提升教师品位 基地由普通中学转型而成,教师多来自普通教师,多年来的应试教育使老师的观念难免落后,一时很难摆脱应试教育的影响,自身的角色很难定位,对基地将要开展的综合实践课程感觉无从下手。在这方面,基地领导从以下几个方面做文章。 1.加强交流,“走”出去,“引”进来 基地成立之初,组织全体教师赴青岛、潍坊等地考察,学习先进的理念、先进的教学方法手段,使全体教师开始了艰难的蜕变与成长。与邻近县市之间交流也很多,基地先后组织教师去阳谷县实践基地、冠县实践基地、茌平县实践基地交流学习,相互促进、共同提高。 先后多次聘请有关专家、非物质文化传人来基地传道授业解惑:陶艺、剪纸、捏面人、3D打印技术等大师,葫芦雕刻艺术传人,户外体能拓展专职教练的无私付出,使基地教师在专业上飞速进步。 采用“走”出去、“引”进来的方法,可以在短期内快速提高教师业务能力及水平,使基地综合实践课程的开展快速走向正轨! 2.开发研究新课程 单纯学习别人,就没有发展;没有创新,就失去了生命与活力。所以基地在已有的基础上,花大力气,组织全体教师开发研究适合自己的新课程,实行个人自主创新与小组合作相结合,出台相应的激励措施,经过几年的努力,独创新课程近一百门,有些课程已经在基地开始运行,效果良好。 3.创建“创客工作室” 基地逐步实施整合优化人力资源策略,充分挖掘每一位教师的潜能,创建“创客工作室”,配备专业工具,特别是引进一批无人机、3D打印机、激光切割机、激光葫芦烙画机等,为教师的专业化成长添油助力。期望由“创客工作室”到小“创客”,创新、创造,使基地综合实践活动课程的有效实施与开展锦上添花。 二、创建高效自主的课堂,构建多元化的活动模式,注重实效 实践基地开设六大区,二十多门课程,既让学生张扬个性,也注意培养孩子们的合作意识,在每一门课程实施的过程中,尽可能最大限度地以学生的需要、动机和兴趣为基础,采取动手操作、探究交流、团体合作、制作、探险等多种形式,给学生提供展示的舞台,让学生体验更多的乐趣,积累更丰富的知识,受到更多的教育。所有课程,以“生”为本,灵活多变。比如“小小美食家”的教学,老师提供相关食材,做什么,怎么做,学生可以随意发挥,所以包出的饺子会有各种形状、各种颜色,学生赋予饺子各种寓意,收获满满。 三、优化教学评价,激发学生兴趣 恰当的、充满激励的评价,对学生的学习兴趣、自尊心的培养甚至一生的发展都有极大作用。 1.评价手段和方法多踊 比如,在陶艺工作室,可以将学生作品放入展橱;在美食家,对成功作品――美食的品尝,绝对是评价的高潮;在逃生墙、击鼓颠球等项目中,评价则重在德育:合作才会赢! 2.多角度评价 多角度、全面地对学生进行评价,面对不同的个体,应有不同的评价标准和方式,对于某一个学生,要捕捉其身上的闪光点。 3.丰富评价内容 着眼于学生健全人格的发展,对其遵守纪律、操作情况、合作态度、爱护公物、创新能力等各方面做出评价。 四、创建良好的校园环境,为综合实践活动提供平台 自建校开始,基地很重视校园文化建设,在缺乏资金的情况下,投资建设了地质园、名人苑、走廊文化,2016年又投资150多万元,加大校园文化建设,包括儒家文化园、诗画长廊、摄影墙、名校园、科技园、艺术园,通过各种形式的校园环境的布置,营造良好的综合实践活动氛围,让学生更好地感知,并投身到实践活动中。 如何让综合实践活动课程有效实施,让学生有效学习、成长,有待我们不断地探索,实践基地的青少年创新教育只有进行时,没有完成时。相信在探索青少年创新实践教育的道路上,实践基地一定能走出一条五彩斑斓的创新之路。 综合实践课程论文:德育教育在中学综合实践活动课程教学中的体现 【摘 要】随着近几年来我们国家的社会主义经济发展的新阶段中,人们一再强调的德育建设中,关于大家所提倡的公民道德、思想政治道德、与职业道德等等各项德育建设的新举措中一一受到了关注,那么,在我们当今社会的中学德育教育中,这是教师们在对学生进行良好的育人的基础,下面我们就其主要问题进行详细的讨论。 【关键词】德育教育;中学综合实践活动 首先来说德育在现在的各大中学教育教学中是教师们的头等大事,在他们进行教书的同时,需要对我们的中学生朋友进行各种渗透式的育人活动,只有先把人育好了,才会把书给教好,因为一个人的德育状况怎样是体现一个人的修养与品质重要基础,我们只有努力把他们身上的各种优良人格进行充分的开拓,才可以在他们以后的人生道路上越走越宽阔。 一、德育教育的基本含义 何为德育呢?德育是一个人的综合价值属性与在做各种事情之前的促进功能,它可以很好的展现一个人在为人处世方面的做事方式,是我们所崇尚的一种精神情怀,更是一种美德。记得伟大的哲学家苏格拉底曾经说过:“知识即美德”,何为知识呢?知识是进行有效约束与规范我们的日常行为的准则与要求,它们是各种的文字类的条目,需要我们进行严格的遵守与服从,因此,倘若我们在日常生活与学习中,事无巨细的都一一按照知识的约束进行从事各项活动,那么我们的心中就会生出一朵一朵的花来,它们像沐浴阳光的花蕾一般进行绽放,这就是美德所在。英国作家卢梭先生说的“观念是行动之父”也是同样的这一道理,无比美誉度高的德育教育是人们在日常生活中的行为之本,只有我们心怀各种美好的品质,才会做出来非常优美的事情来。 二、德育教育是中学里面教师的责任 然而,在我们的中学教学实践活动中,无论是哪一门学科的教师都应当在心中树立这样一种观念,在从事单一学科的教学活动中,首先需要的是与学生们建立起一种良好的师生关系,然后在他们身上获得一种和蔼可亲的信任感之后,再进行一种“德育”教育,也就是把育人的事情作为第一要务去努力达成,因为知识的多寡并不是衡量一个学生的好坏的标准,真正的人格魅力在于德育的教育是否成功,教师们用心去灌溉孩子们的美好心灵才是最为重要的事情,教育他们需要从小就向善去做人、做事、做学问,在以前我们就有听说过关于“孔融让梨”的故事吧,在我们的印象中孔融从小就非常懂得把大的让给别人,自己选择吃那个小点的梨子,说明孔融的自我修养非常之好,在大的教育环境下,他给我们起了一个良好的榜样作用,可见德育教育是我们的整个教育环节当中的重中之重。 三、德育教育在中学综合实践中的思想基础作用 1.加强班级内师生之间的各种德育教育 首先来说,在整个中学教学与各种综合实践的过程中,努力加强对于学生们的德育教育,是时下社会主义新中国的精神道德文明建设的必有之路,也是提高我们国家的民族综合实力的必要条件,如何在中学教育中进行科学、有效的德育教育,是在我们的教师工作者与学校里面的以班级为单位的学生朋友之间,建立起一种充分的和蔼可亲的师生友情,让教师们如同亲人一般的进行对学生朋友予以生活与学习方面的各种关怀,然而,可以在我们的中学综合实践中进行有效的开展,譬如说举办一些感恩父母的活动,让孩子们亲身去经历好多的事情,然后进行一些诗歌朗诵比赛,看一下谁的感情最榉崤嬗胝媲校在我们的日常生活中,需要去不断的孩子们的高尚情怀,让他们的身心都受到一些真情的熏陶,这是进行德育教育的最佳方式。 2.加强教师们在课堂多样化教学的模式 接着是在我们中学校园里面,进行以一个班级为单位的教学教育活动中,通常孩子们可以把班级作为一个温暖的大家庭,然后大家都是兄弟姐妹,既可以在学习方面进行一些互帮互助的活动,又可以在思想上面进行各种有意义的关怀与支持,比如说哪位学生去参加一些校内的比赛之类,作为一个班级推选出来的尖子生进行报名与参加活动时,我们大家可以怀着无比的班级荣誉感进行一些赛前培训与加油打气之类的活动,可以让孩子们进行充分的互动与情感方面的热络,让他们之间亲如一家人,这样温馨的氛围也是非常有益于学习与生活的,教师作为本班级里面的一家之长,可以充分调遣孩子们的各种积极性与潜能,学校里面可以进行一些适当的合理的安排,来引导孩子们逐渐爱上各种赋予生活气息的综合实践活动。凡事要求他们躬亲参加,这样他们就能够在劳动中体会到各种艰辛与不易,从而更加珍惜今天的美好生活与学习了,帮助他们更有效的树立起人生观、价值观、世界观等等,来不断的建立起他们内心中那一抹优秀的品质。 然而,在我们班级里面的各类学科的教学教育活动中,广大的教师工作者们可以根据孩子们的兴趣需要进行合理与有序的规划课堂教学模式,充分运用孩子们的强烈的求知欲与好奇心的特点,进行有的放矢的教学,经常在我们的课堂与课外时间里面开展各种各样丰富多彩的中学综合实践活动,譬如说为了我们的校园环境着想,学校可以安排并组织学生参加一场关于“垃圾分类处理”实践活动,目的在于为了锻炼孩子们的内心,让他们在不断的活动中感受到保护环境的重要性,与热爱地球我们共同的家园,让他们在实践活动中增强知识与阅历,运用各种学过的科学知识进行更好的服务社会。 3.加强学校里面的各个渠道的德育教育的心理建设 最后是在把孩子们学习与生活的环境进行不断扩大,从班级到整个校园里面,使得中学生活变得不再那样的枯燥与无味许多,学校里面可以调遣一切可以运用到的设备与器材,譬如说是校园里面的广播频道,还有一些校园内的体育娱乐设施的安放,这些都是可以在孩子们进行一天的文化课知识的学习后,可以换一下轻松的方式进行对他们的各种精神情操的培养与熏陶,让他们在课间十分钟内可以听到广播里面动人的音乐,抑或是在课间操时间进行集体的广播体操运动,为了全面发展孩子们的身心健康而积极参加各种有意义的课外活动,让他们快乐的学习生涯中可以德、智、体、美、劳全面发展,学校里面作为辛勤培育孩子们的摇篮更要注重这些实践活动的不断开展与完成,让他们在充满情趣的初中学习环境中不断的成长为更优秀的人而不断努力着。 四、结语 综上所述,在我们时下的中学教学教育实践活动中,广大的一线教师工作者们需要对孩子们进行颇有计划性的德育教育,他们应该把育人的工作重心放在首位上面,只有把人育好了,才会教好书的。无论是任何一门学科的教师们都应当去努力的事情。因为德育教育最终是关于建立健全孩子们的良好的身心教育,他们在提供给孩子们各项知识的同时,也潜移默化的教给他们一些待人处事的良好品质,只有心灵崇尚一种美好了,整个的工作与学习思路才会变得愈加的开阔与明朗。 作者简介: 杨振宇(1972.1~ ),汉族,广东广州花都人,中学生物一级教师,大专,现就职于广州市花都区新华街云山学校。 综合实践课程论文:基于时代背景的基础工程课程综合改革探索与实践 摘 要:卓越工程师培养教育计划、应用技术性大学、工程专业认证背景下大学专业课程改革强调课程功能的转变,强调学生的主体地位和主动学习的态度,这就要求课程改革与之相适应。文中提出了大学专业课程改革的新思路,即围绕课程培养目标系统地开展综合改革,内容包括教学方式方法改革、实践教学改革、考试方式方法改革、教材建设、课程教师队伍建设及学生工程文化教育。以土木工程专业“基础工程”课程为例诠释了课程综合改革的实践过程。 关键词:时代背景;基础工程;专业课程;综合改革 当前先进的课程改革理念是将转变课程功能作为首要目标,力求通过课程教学环节,使学生具有适应新时期社会、科技、经济发展所必备的素质。我国确立了课程改革的优秀目标即课程功能的转变,强调形成积极主动的学习态度,使获得基础知识与基本技能的过程同时成为学会学习和形成正确价值观的过程。 “基础工程”课程是土木工程专业应学的一门重要的专业必修课。土木工程专业是一个需要综合能力较强的专业,在时代大背景下,要求我们改革传统教学模式,调整培养目标与知识结构,树立学生的教育主体地位,进行综合素质教育,让学生感知工程文化熏陶,同时要有与之相适应的教师队伍。课程综合改革是围绕这一目标全面展开,力求跟上改革的步伐,实现学生全面综合素质培养的终极目标。“基础工程”课程在黑龙江工程学院于2006年被批准为校重点课程,2007年被批准为校级精品课。近几年来,围绕该课程建设申报并获批了省级高等教育教学改革项目3项,校级教改项目3项及课程建设项目1项。 一、课程改革的时代背景 2010年以来,我国教育改革进入了飞速发展阶段,提出了卓越工程师培养教育计划、应用技术性大学分类和与世界接轨的工程专业认证。课程改革应适应时展需求,与时俱进,彰显高等教育的时代特点。 (一)卓越工程师培养教育计划 2010年6月23日,教育部“卓越工程师教育培养计划”启动会在天津大学召开,这是国家教育部贯彻落实《国家中长期教育改革和发展划纲要(2010―2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010―2020年)》的重大改革项目,是以培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才为主要建设目标,全面提高工程教育人才培养质量,促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措。黑龙江工程学院土木工程专业被批准为教育部首批卓越工程师培养教育计划试点专业。 (二)应用技术性大学 2014年开始,国务院开始正式引导一批非研究型普通本科高校向应用技术型转型,以适应我国高等教育分类设置、分类管理的需要,适应我国经济转型发展的需要。应用技术性大学区别于研究型大学,定位于应用技术型人才培养,服务地方和行业,密切与行业、企业的合作,为企业提供人才培养和技术服务支撑[1]。2013年6月,黑龙江工程学院成为应用技术大学(学院)联盟第一届副理事长单位。 (三)工程专业认证 2005年开始,我国开展工程教育认证。2016年6月2日,中国正式加入《华盛顿协议》,这标志着我国工程教育面向国际迈出重要的一步,推动了我国构建与国际实质等效的工程教育认证体系。专业认证是从以学生为本、目标导向、持续改进三个方面着手,关键是深化课堂教学改革,提高课堂教学质量[2]。2015年9月,黑龙江工程学院土木工程专业正式通过工程专业认证。 二、课程综合改革的内容 课程改革是提高教学质量的重要手段,是提升学生综合素质的有效途径。目前大多数课程改革只注重改革课程实施过程中的某一部分,而系统的课程改革将围绕课程培养目标,在课程实施的各个环节中全面展开。“基础工程”课程组教师经过多年的探索与研究,开展的综合改革内容包括:教学方式方法改革、实践教学改革、考试方式方法改革、教材建设、课程教师队伍建设及学生工程文化教育等。 三、课程综合改革主要解决的教学问题 1.通过课程教学方式方法改革,解决了课堂教学手段及方式相对单一,学生主动参与度不高,自学能力差,教学效果不好的问题。 2.通过实践教学改革,解决了培养形式单一,能力培养欠缺的问题,同时提高了学生解决实际问题的能力、自学能力和团队协作精神。 3.通过考试方式方法改革,解决了传统考试内容导向性明显、考试题型标准化、考试方式单一的问题,同时培养了学生的创新意识。 4.通过教材建设,解决了长期以来教材与行业规范的表达不一致及知识系统老旧、计算方法复杂的问题,同时扩宽了学生的知识面。 5.通过课程教师队伍建设,解决了教师只熟悉书本理论知识,工程实践能力弱的问题,提出了教师队伍建设的目标和途径。 6.通过工程文化教育,解决了学生知识面狭窄,工程素养不高的问题,通过让学生感知工程文化,提高了学生的综合素质,也扩展了学生的竞争能力和国际视野。 四、基础工程课程综合改革实践 (一)教学方式方法改革 课程教学方式方法改革打破传统以教为主的授课方式,建立以学生为中心的教学模式,课堂教学采用以工程项目为牵引组织教学内容的CDIO模式教学,互动式教学,案例式教学,翻转课堂教学等形式,有效地提高学生的学习主动性和学习兴趣。同时在课堂上拿出适当内容和时间尝试学生自主授课,学生需要在课下查找资料,准备PPT课件,课上给同学们讲授,和同学们交流互动,锻炼了学生的自学能力、动手能力、语言表达能力和应变能力。 (二)实践教学改革 实践教学改革中构建以生产认识实习为载体的工程基本训练模块,以基础工程课程设计为平台的创新训练模块和以毕业设计为主的专业拔高模块[3]。在认识实习环节中增加了基础工程的施工现场参观,让学生对工程环境与实体建筑有了直观的认识。课程设计改变各人独立完成的设计方式,采用CDIO工程教育模式,团队式设计,3人一组,每个人有不同的分工,合作完成一份课程设计。在毕业设计中,不同学生选择不同的基础形式,设计的内容和难易程度上也有不同要求。改革增强了学生的动手能力、创新能力和团队合作精神。 (三)考试方式方法改革 改革课程考试内容,增加案例分析题,答案的给出更加的灵活,可以检验学生对课程知识的综合掌握及运用情况。改变平时成绩的给定方法,采用分段考试、过程中考核等形式,在学生的学习过程了解学习效果[4],更全面地检验了学生对知识的掌握情况。在课程设计的成绩评定中,增加组内分工答辩,每个人都要介绍一部分设计内容,共同回答老师提出的问题,教师能够更加深入地了解学生对设计内容的掌握情况,更加准确地给定课程设计成绩。经过考试方式方法改革,学生反馈独立思考能力增强了,不用死记硬背了,知识综合运用能力提高了。 (四)教材建设 2015年,编辑并出版了高等学校土木工程专业规划教材《基础工程》。该教材在经典课程内容基础上,补充了最新的工程案例和新工艺、新结构、新方法,图文并茂;对部分内容还是旧规范的技术标准,按照最新的规范进行了修订,保证了知识的更新换代,使教材和行业规范协调一致。增加了借助电子表格进行电算内容,提高学生对工具的应用和计算能力。在每一基础形式章节习题的后面补充一个扩展型的课程设计,丰富课程设计内容,增多学生的选择性。教材建设体现了土木工程“大土木”、大平台宽口径的要求,扩展了专业知识架构。该教材被5个省近10所大学院校采用。 (五)教师队伍建设 优质的教师队伍是课程综合改革成功的重要保障。在教师队伍建设中采用校校合作、校企合作的模式进行“双师型”教师队伍建设,通过举办工程师论坛、教师挂职锻炼、多校团队式毕业设计、与企业共同制定培养方案等形式提升教师的工程背景。课程组教师还经常对城市周边的重点工程项目进行集体实地考察和学习,将书本知识和现场实际结合起来。教师队伍建设成果论文“基于校校、校企合作的“双师型”教师队伍建设的探索与实践”在《高等建筑教育》期刊发表并获重庆市文化委员会评选的“第十五届期刊好作品”三等奖。 (六)工程文化教育 工程文化教育强调以人为本,以人对工程的态度为根本出发点。土木工程专业的大学生在校期间,应树立正确的工程观、伦理观,要培养审美的意识和工程思维,接受工程文化的熏陶。在基础工程课程专业知识讲授之外,开设了“桥梁文化与美学”课程,被学校批准为首批工程文化教育选修课程。该课程主要内容包括桥梁文化、桥梁美学、职业道德、工程伦理等。通过美学鉴赏、伦理教育培养了学生工程文化、工程意识,丰富了学生的文化内涵和工程素养。课程采用团队式教师授课方式,由4位教师共同授课,每位教师发挥优势,承担一部分自己擅长的授课内容。学生在了解课程意义和授课内容后报名积极踊跃,学习兴趣高,课程生命力强。 鉴于我土木工程事业的迅猛发展,时代背景下高等教育要与之相适应,要不断创新人才培养模式,优化人才培养理念,教育要面向世界,面向未来。通过基础工程课程综合改革的探索与实践可知,将全面系统的课程改革模式深入土木工程专业教学改革中是切实可行的,但需要我们转变教学思路,在进行专业教育的同时,要突出学生的主体地位,激励学生学习的主动性和持续性,更要注重学生工程素质的培养,全面提升学生的综合能力,培养出新时代的高级应用型工程技术人才。 综合实践课程论文:高职计算机网络专业综合实践课程教学改革探索 摘 要:基于大数据背景下的高职院校计算机网络专业毕业生的就业调研数据,剖析参与毕业综合实践的学生专业对口率和实践教学满意度现状。文章针对近3年来的实践教学中出现的明显问题,如:实习专业对口率偏低、校企合作基地偏少、前期优秀课程内容滞后问题给出相应的改革措施。 关键词:计算机网络专业;毕业综合实践;教学改革 1 高职信息化教学改革概述 随着云计算技术的深入应用,大数据产品已深入我国高职院校的信息化教学改革中。如开展精品在线课程、提升微课的教学质量、在线教学培训与学习,一定程度上提升了高职院校教学管理与教学设计能力。作为计算机网络技术专业,如何通过大数据时代背景为课程提升有益价值,在高职院校信息专业的就业质量、专业对口率方面起到优化和辅助作用,是当前浙江省各高校的毕业综合实践的教学改革重点之一[1]。 信息专业的毕业综合实践课程主要包括:校外实习阶段和校内毕业论文答辩阶段,其中校外实习阶段的教学工作主要包括学生实习基地走访调研、实习周记批复。这一课程的主要特点包括:开课周期长,课程规模较课堂教学大,教学管理系统工作负担重,课程考核复杂度高。同时,学生学习和实习压力较大。 大数据作为一种覆盖广、规模宏大、能够实现实时获取、存储、管理、分析等方面功能的数据集合,其主要意义在于专业化处理教学实践相关的数据[2]。以互联网+为背景,根据大数据相关结果,可以较快地获取多届毕业生的毕业实习情况、存储应届毕业生实习相关数据、管理应届毕业生的毕业论文(设计)和实习周记等、通过多届毕业生的毕业跟踪调查报告分析人才培养方案的可行性并加以丰富和调整。以嘉兴职业技术学院为例,从浙江省2012―2014年的高院校的毕业就业率相关数据结果看,就业率和专业对口率呈现递增趋势,但是专业对口率数据连续在40%以下;在就业率方面,截至2014年计算机网络技术专业出现了下滑趋势,图像处理专业和电子商务专业呈现略微上调趋势,软件技术专业呈现持平;在专业对口率方面,4个子专业表现不甚明显;在实践教学满意度方面,截至2014年实践教学满意度普遍呈现出先下降后上升的趋势,这主要源于在2014年信息专业通过改革毕业综合实践教学模式后的首轮效果。 2 毕业综合实践课程现状 2.1 高就业率低专业对口率 随着信息技术的在我国各高校的深入应用,各高职院校均开设了信息相关专业。信息专业毕业生的就业情况良好,但是专业对口的却很少。结果如表1所示。 从有关部门的调查结果可知,信息专业人才的需求量非常大,包括网络招聘、社会招聘、校园招聘,虽然信息专业毕业生的就业情况较其他传统行业有明显的优势,但是专业对口率增长仍然不明显[4]。通过为期3年的实习调研走访和多处室研讨,分析学生高就业率和低专业对口率的主要原因大致上源于: (1)学生择业观的改变,当代高职毕业学生大多为独生子女,异地求学的学生大多数选择毕业后返城求职,一定程度冲击了专业对口率[5]。 (2)随着信息化在各行各业的参与度的提升,跨学科、多学科交叉职位也随之增加,跨学科职位让毕业生萌生“跳槽式”求职岗位[6]。 (3)学生热衷于短期利益,热门职业的高薪、好待遇、门槛低和对口专业的低薪、门槛高都是影响因素。如当前房产销售行业月薪较其他行业员工为2~5倍,这对于毕业生而言,更具吸引力。 2.2 校企合作基地偏少 由于学院属于市属高职院校,学生毕业综合实践实习基地以浙江省为主,其中校企合作基地大多为嘉兴市本级企业。当前信息专业的校企合作基地数量约为200家,但实际上在学生毕业综合实践课程中承担联合项目的数量不足一半。通过连续3年的走访和调研,从合作基地反馈的信息中主要有3种情况: (1)实习生较独立求职者来说,工作态度仍然保留在校学习的被动状态;且学生实际技能操作经验和工作能力往往难以胜任当前项目需求。 (2)实习生在前期的顶岗实习中表现不佳,工作进度方面存在散漫状态,且学习热情不高。 (3)信息专业学生对于出差性强的工作有抵触情绪,本土企业大多数情况无法给予实习生期待的实习经费,外地企业(如上海、苏州等地)在校企合作范围之外,但往往这些沿海地区的信息技术产业发展较本土更适合学生就业与职业规划发展。 然而,在实习基地也存在实习生源不足或者生源过剩,学生在实习基地无事可做或者实习基地给予的学生实习比例远远低于学院指标等现象。 2.3 专业优秀课程内容滞后 不难看出,不管在网络招聘还是校园招聘中,对于信息专业的人才需求总是供不应求。但是往往毕业生求职时,难以与对口专业签约,主要原因是企业需要的人才专业里无法满足,这一现象在当前各高职院校普遍存在。随着大数据时代的来临,信息化技术不断地革新,也需要信息专业优秀课程的不断革新。学生在校学习期间,一方面不仅要学习专业课程也要完成各类创新性实践类的课外活动,一方面校内优秀课程、专业课程学习的内容与职业需求存在一定的滞后性。文献[2]指出,部分高职院校针对此类问题,改革人才培养方案已系统地完成专业优秀课程的教学,却导致了学生基础知识不牢,基础的技能操作太生疏,这在一定程度上会导致学生难以胜任专业对口的职位。 3 大数据背景下毕业综合实践课程改革的必要性 毕业综合实践课程作为衔接学生在校学习和社会就业的主要课程,在毕业生就业质量方面具有关键性作用[7]。为了科学而稳定地提升信息专业中各子专业的就业质量、专业对口率以及实践课程的满意度,教师上好毕业综合实践课程、学生利用好毕业综合实践课程是高职院校毕业综合实践的必要条件。 以往的岗前综合实训效果不明显情况,增加岗前综合实训的完整度、严谨性,提升岗前综合实训的有效性,做好学生毕业综合实践中毕业生的技能知识基础,以增强学生实习时的专业对口率,一定程度上提升就业质量,决定了信息专业的毕业综合实践课程的执行性。 4 毕业综合实践课程教学改革 针对当前信息专业学生高就业率低专业对口率的情况,信息专业的毕业综合实践课程教学改革从以下几个方面展开:从教师的教学模式出发,驱动教师队伍建设,推进毕业综合实践课程的改革和发展;从课程考核方式改革切入,缓解学生实习期间的压力和教师以及管理系统的工作负担,“以学生为主,从学生出发”。 4.1 教学模式改革 为了更好地开展毕业综合实践课程以缓解现状,提升信息专业毕业生的就业率和专业对口率以及保证实践教学的满意度,改革主要从以下几点展开: (1)在教学期初,通过案例教学、MOOC、翻转课堂等教学方法展开毕业综合实践的前期指导教学,使学生在开始实习之前就对实习流程有一个深入的认识、对毕业流程有一个清晰的了解过程。 (2)专人专带:由传统的一个老师辅导教学几个学生分散式或者分组式完成实习过程,改革为特派一个专任教师深入实习基地走访和监督学生实习状况,并通过实习基地的走访和调研获取当前企业所需人才的标准和要求。通过总结和分析,给予专任教师一定启迪和启发,推动下一轮专业优秀课程的改革和创新。 (3)学生集中半集中式实习:以校企合作基地为主要实习基地,便于集中式管理,确保学生实习安全和校企合作的顺利开展;对于有特殊情况或者特别要求的学生采取半集中式管理和实习方针,尊重学生的自主选择和就业态度。以上所有实习基地都要以学生能够在专业对口的岗位为主要依据。 (4)指导教师深入企业和实习基地,走访和调研学生实习现状。一方面更加清晰地了解企业对实习生的实习评价,一方面提升专业教师团队对社会用功的需求的了解程度,同时,教师也能切身了解学生在实习期间的实习状况和毕业论文的完成状态。 4.2 课程考核方式改革 (1)以一定考核标准为课程合格指标,强制性管理实习阶段学生的实习工作,防止学生频繁调换工作岗位、玩忽职守,一定程度上提升学院就业声誉、学生就业质量。 (2)对校企合作基地的要求和考核制定明确的考核指标,如:每年学院的订单班、联合培养班、校企短期合作和长期合作、高校联盟、职教集团等成员单位,每年的学生实习的比例标准是否能够满足,校企合作基地是否能够按照学院的标准完成人才培养和企业项目的实际交接。 (3)分层次教学,针对专业技能知识较差的一批学生展开合作企业的集中式教学、专业技能培训课程;针对专升本学生提供专业理论知识的教学辅导,待考试结束后,督促其继续完成毕业综合实践课程。 综合而言,不仅从16次周记中检查学生实习状况,更要从实际的走访调研中企业指导老师处、专任教师处了解学生实习的实际情况,通过学生毕业论文综合质量等评价学生实习效果。 4.3 重视科研工作和师资队伍建设 专业教师的职业技能培训和专业技能培训以及实验设备的更新,都是提升R悼纬探萄能力所具备的条件。专业优秀课程的教学是毕业综合实践顺利展开的基石,学生学好了,才能在实习中有信心,继而展现专业技能,为校争光。 然而,教师队伍的建设决定了专业优秀课程的进展效果。针对专业优秀课程的滞后性,从师资培养和科研工作的视角展开。高职院校的信息专业教师要参与到信息专业的科学研究以及相关教学研究活动总,积极参与到信息技术的科学研究和深入探索,同时研究工作要能接轨计算机网络、软件技术和计算机应用等方面的发展步伐。在科研中提升知识学习能力和更新知识库和资源库,利用新的科研知识和技能改革教学方法和教学手段,让学生在学习过程中由浅入深,技能操作方面实时掌握社会职位的操作要点,为毕业实习工作打下扎实基础。 4.4 校企合作基地配置 根据社会用工需求,在师资力量充足的情况下,增加校企合作基地数量,为学生实习寻找更多的社会实践机会。深入开展“现代学徒制”和“厂中校”的合作模式,让学生在前期校外实训和顶岗实习期间,就有机会深入企业了解和学习技能操作知识,为踏上社会工作岗位做好准备,减少在对口专业上就业的压迫感和迷茫感,一定程度上提升专业对口率。 5 结语 基于大数据背景,关注信息专业的毕业综合实践课程教学效果。基于近几年的毕业综合实践课程反馈出的就业率、专业对口率和实践教学的满意度调研数据,深入分析并展开改革与探索。分别从教学模式和考核方法、师资力量的建设方面提出改革措施,为信息专业的毕业生就业率和专业对口率的发展作出优化和创新。 综合实践课程论文:基于地方资源特色的综合实践活动课程开发 综合实践活动作为一门新兴课程,与传统学科课程有着显著区别。传统学科课程偏重于学科知识传授,综合实践活动课程则强调围绕活动开展教学,让学生在丰富多样的自主性活动中学会学习,培养创新精神和实践能力。 正是基于这一特性,综合实践活动类课程的开发具有开放性。目前教育部仅是出台了此类课程实施的指导纲要,并没有国家层面的统一教材,课程开发与实施的主体是广大教育工作者。教育工作者可根据学生身心发展特征,发掘地方文化资源并结合各地实际情况,开发出切实可行的综合实践活动课程。 刻喜笺作为如皋市青少年素质教育实践基地自主开发的一项民艺体验类综合实践活动,通过在实践中不断完善,取得了良好的教育教学效果。笔者拟以刻喜笺这门具有鲜明地方特色的综合实践活动课程为例,浅谈基于地方资源特色的综合实践活动课程开发。 一、《刻喜笺》课程开发初衷 贴喜笺是如皋的传统年俗,而刻喜笺作为本地传统民间手工艺术,更有着悠久的历史。基于这一传统手工艺术开发的刻喜笺课程具有趣味性、实践性和自主性,符合到如皋市青少年素质教育实践基地参加综合实践活动的高年级小学生的身心发展规律,易于被孩子们接受。 二、课程开发、实施中的困难与突破 由于课程是全新的,没有现成的活动方案可循,也没有现成的活动经验可借鉴,所以笔者必须从零开始,摸着石头过河。 首先要做好课程方案设计,而做好刻喜笺课程方案的关键是如何设计图案。什么样的图案适合高年级小学生?既要培养他们的耐心和细心,又要培养他们的动手能力和创新精神,同时还不能让他们因为完不成作品而对自己失去信心。为此,笔者通过网上搜索、查阅书籍等方式,先后设计了十多个图案,经过对多个班级学生的教学试验,最终形成了“合家欢乐”图案模板。这个模板可以让绝大多数学生在规定时间内完成,产生完成作品的成就感。同时,笔者设计图案时特意在喜笺上方圆圈内留出空白,为学生发挥创意提供了空间。 其次是如何管理好活动课堂中的学生。没有良好的纪律,就无法进行正常的教学。于是,笔者组织学科组成员一次次开研讨会,一次次试讲讨论,试运行后,又根据实际情况进行调整,在不断地实践中总结经验,抓住学生的兴趣点,吸引学生注意力,严而不厉,调控住一些过于活泼的学生,维持好课堂纪律。同时采取组长监督制度协助老师管理好课堂,实现自我监督,小组监督,老师提醒的全方位立体监督模式,帮助学生加强自制力,实现课堂在平稳和谐基础上的活跃。 最重要的一点是安全。小学生正处于身心发育的第一个高峰期,比较活泼好动,自制力偏差,较难管理。而刻喜笺需要用到一些刀具,使活动存在了潜在的危险。为降低安全事故的发生概率,笔者从以下几个方面着手:第一,工具的维护和使用。之前桌上还提供了锤子,但上完两节课后,发现锤子的危险性太大,并且不用锤子效果反而更好,于是将锤子全部收回并且封藏。活动开始前,笔者会要求学生检查刻刀数量是否齐全,一共12把雕刻刀,有多的或有少的都要报告老师,活动结束后先由小组长检查刀具,接着自己再挨个检查,防止学生将刀具带走。在使用刻刀前,笔者会详细讲解刀具使用方法和注意事项,在学生操作过程中不断进行巡查,严密监控,防止学生把刀具当玩具。第二,意外事件的处理。在活动室内,配备了双氧水、创可贴,若学生不小心割到手可及时进行包扎。 虽然该课程开发的过程充满了困难与挑战,但正是因为这些困难与挑战,让刻喜笺活动迎来了破茧成蝶,也让笔者收获了成长。 三、收获与成长 在刻喜笺所在的民艺体验室内,收藏了很多学生的作品。“合家欢乐”四个字上方贴着不同学生设计的金色图案,有“福”字,有“寿”字,有金元宝,有太阳……这些很有创意的设计都是学生自己发挥想象力设计制作的,很多学生在活动中经历了头脑风暴的洗礼。 目前,刻喜笺课程已成为如皋市青少年素质教育实践基地最受学生欢迎的活动之一。通过对该课程的开发,笔者对综合实践活动课程的地方化、校本化有了更深的认识,对小学高年级年龄段孩子的身心发展特征有了进一步的了解,丰富了基于地方资源特色开发综合实践活动课程的经验。 四、反思与展望 学生在基地参训共五天时间,在这五天内我们的课程到底能带给学生什么?学生又会因此产生什么变化?很多以前的同事这样问我,在向他们介绍基地开展的综合实践活动课程及相关理念时,笔者进行了思考:的确,对于一个孩子来说,五天不可能使其发生翻天覆地的变化,五天也不可能使其养成各种好习惯立马变得优秀,但是在这五天的活动中体现出来的团结协作精神、创新精神和探索精神等一定会或多或少深入到学生的内心中,融入他们的血液里,进而影响着他们的未来。让五天影响孩子的一生,这就是校外实践基地蓬勃发展,综合实践活动课程不断深入的源泉,也是综合实践活动教师不断进取的源动力。 凡事预则立,不预则废。综合实践活动课程作为学科课程的补充,起着延伸学校教育,拓展社会教育,丰富家庭教育的重要作用。综合实践活动教师作为课程开发的主体,应提高认识,提升理念,不断学习,不断创新,使综合实践活动课程不断发展,不断前行。 (作者单位:江苏省如皋市青少年素质教育实践基地) 综合实践课程论文:思维导图在小学高段语文综合实践活动课程开展中的运用 摘要:小学生的语文综合实践活动课程是教师以学生为中心,指导学生根据自己的需要选择与语文相沟通的学习内容,帮助学生自由地把课本与生活实践中相关信息和知识建构起来。本文研思维导图在小学高段语文综合实践活动课程开展中的运用形式。 关键词:思维导图;小学语文;综合实践活动课程 思维导图是20世纪70年代初,由英国学者东尼・博赞(Tony Buzan)提出创建的,英国广播公司BBC曾拨出一期颇有影响的节目,介绍学习障碍儿童通过思维导图发生了很大转变。这期节目使思维导图广为人知,如今,世界各国都在使用这种工具,并被誉为“21世纪全球性的思维工具”。在英国,思维导图被列为国民中小学必修课程,新加坡、韩国、日本等国的教育机构也对该课题进行了持续、深入的研究。而在我国,思维导图而在学校教学中却较为少见,今天我们从思维导图在小学高段语文综合实践活动课程开展的运用角度,对思维导图的使用进行简单的探讨。人教版小学高段语文书中每册除安排了一次以课外为主的综合性学习外,出现了整组集中的、课内外一体的综合性学习。该如何在综合性学习中使用思维导图呢?本文从思维导图在活动方案制定、搜集整理资料、活动交流阶段的运用三个方面,通过三个案例进行初探。 一、制定活动方案阶段思维导图的运用 [案例一]五年级上册的《遨游汉字王国》 1、第一次指导 我先给学生每人一张白纸,让学生把“遨游汉字王国”这个主题写在白纸的中央,作为中心图像,然后请学生自己针对汉字提几个问题。孩子的问题有:汉字起源于什么时候?汉字是谁创造的?汉字有什么结构?汉字有哪些故事?有关汉字的谜语有哪些?生活中哪些地方会用到汉字?有关汉字的艺术作品有哪些? 通过学生的汇报,我把问题与中心图像用粗线相连,成为思维导图的主支并将不同问题分配给不同的小组。但这些主支都是关于本次综合实践活动的主要研究内容,需要进一步引导,于是进行了第二次指导,对方案进行完善。 2、第二次指导 看着自己手中的思维导图,我问孩子们:“你决定用什么活动形式表现自己小组的主题?”常见的活动形式有:手抄报、打印资料、拍照、记录、演讲、讲故事、各种曲艺形式、写作文、制作PPT、竞赛、制作调查报告等。有的主题需要采用几种活动形式,同一主题可以采用不同的活动形式。接着我请同学在自己思维导图主支之下列出第一层分支:活动形式。学生们的思维被打开了,汉字起源于什么时候?汉字是谁创造的?可以通过查资料,用讲故事的形式表现给大家。汉字有哪些故事?除了在班上讲故事,还可以收集网络中有声资料,通过微信群普及给大家。有关汉字的谜语有哪些?可以通过制作字谜花灯、竞赛等有奖问答形式。汉字有什么结构?可以制作PPT课件,讲解给同学听。生活中哪些地方会用到汉字?可以制作调查表,同时还可由此衍生出“街头乱用错别字”这样的调查主题。 通过学生汇报,我再次完善班级的“遨游汉字王国”主题思维导图,并请各小组组长在第一层分支后列出成员分工,并请各成员在自己分工后面填写好完成时间,汇报地点。 这样,活动的方案基本成型。 二、搜集整理素材阶段思维导图的运用 [案例二]五年级下册的《走进信息世界》 以搜集信息传递的方式为例。我先指导学生把“信息传递的方式”写在纸的中央,作为中心图像。然后可以按照时间分成几个主支:远古、古代、近代、现代。指导学生以不同时间阶段及信息传递方式为关键词搜集资料。根据所搜集的资料在主支基础上再画出分支,比如远古时代的结绳记事、借助器物;古代有飞鸟传,驿传,狼烟,旗语、灯光等;近代:交通工具、电报;现代:电话、互联网。再把搜集到的资料归类到不同的分支中。比如飞鸟传后面可以画出鸽子、大雁的图案;互联网的后面可以分出QQ、微信、EMAIL等。有的分支还可以继续延伸分裂,比如可以列出跟此项传递信息形式相关的成语、小故事等。还可以总结不同形式传递信息的优缺点。总之,运用思维导图,学生更容易将资料进行分类、辨析、去伪。 三、活动交流阶段思维导图的运用 从语文综合实践主题活动实施的过程来看,每个阶段既要有课外实践环节,也不能缺少在课堂中交流学习的环节,而教师可借助思维导图使课堂的交流变得充实而有序。 [案例三]六年级上册的《轻叩诗歌大门》 借助大屏幕分步向学生展示本次活动过程的思维导图,先出示“与诗同行活动交流”为中心图像。 接着出示经探讨决定的四种活动形式为主支:诗歌朗诵会、自己写诗合编诗集、诗歌知识竞赛、整理诗歌。 然后分四支展示每支活动的过程。 诗歌朗诵会分各小组选题朗诵、教室布置、串词准备、道具准备、场地清洁、拍照报道等分支。每个分支后面先注明负责此项的小组组别,再在组别后注明所需材料、完成时间等。 自己写诗合编诗集分教师导学、小组交流、完成原创、交流修改、合编诗集等分支。每个分支后面注明活动时间。 诗歌知识竞赛分出题方式、教室布置、串词准备、道具准备、场地清洁、拍照报道等分支。出题方式后面注明一半学生出题、一半老师出题。其他分支后面注明各负责小组,但组别与诗歌朗诵会组别要有不同。 整理诗歌分出按内容分、按题材分、按形式分、按体裁分、按国家分、按创作方法分、按时间分。每项各有分支:按内容分:叙事诗、抒情诗、送别诗、山水田园诗、关于秋天的诗、关于春天的诗……按题材分:山水诗、边塞诗、思乡、咏物诗……按形式分:格律诗、自由诗……按体裁分;童话诗、寓言诗、散文诗……按国家和作者分:外国诗、中国诗;按创作方法分:诗歌、民歌或童谣;按时间分:古代诗、近代诗、现代诗、当代诗。学生按自己喜欢的方式填写《诗歌分类表》,小组内补充交流,利用墙报张贴进行全班交流。 通过案例,我们可以看出在一般的综合实践活动中,学生的思维容易受到主题的局限,很难把一个主题内容研究深入。而运用思维导图,进行相关因素的联想,能很好地完善活动方案,以一个主题为优秀呈现了学生多方面的相互关联,拓展了学生的学习空间。思维导图在综合性学习活动中的应用,改变了学生的学习方式:改被动学习为主动学习。在交流活动中思维导图可以根据学生的不同意见,不断调整,真正发挥学生的主体作用。 综合实践课程论文:综合实践活动课程学生评价方法探究 [摘 要] 综合实践活动课程学生活动的评价,是指对学生参加活动的表现、体验及活动成果所进行的评价,它是课程评价的主体。综合实践活动课程的学生评价,重视学生心灵在生活中展开的历程,致力于探索新知的过程,学生不H仅是课堂的参与者,更是践行者。对综合实践活动课程进行评价,有助于转变观念,全面落实、提高学生创新精神与实践能力目标。 [关键词] 综合实践;课程;评价 综合实践活动作为新课程改革中最活跃、最富有生机和活力的一个领域,正以其日益凸显的育人价值而备受人们关注,而新课程背景下的教学管理和评价策略的研究,是课改实验操作过程中公认的瓶颈和关键。综合实践活动课程作为一门新增设的必修课程,学生学业的评价方法同样成为亟待解决的问题。 一、指导思想 《基础教育课程改革纲要(试行)》强调建立促进教师和学生发展的评价体系。《纲要》指出:“改变课程评价过分强调甄别与选拔功能,发挥评价促进学生发展、教师提高和改进教学实践的能力。”《综合实践活动课程指导纲要》提出:综合实践活动要求新的评价理念与评价方式。它反对通过量化手段对学生进行分等划类的评价方式,主张采用“自我参照”标准,引导学生对自己在综合实践活动中的各种表现进行“自我反思性评价”,强调师生之间、学生同伴之间对彼此的个性化的表现,进行评定、进行鉴赏。 二、理论基础 (一)综合实践活动课程多元化评价体系的构建 综合实践活动课程表明,课程是生活世界的有机构成,而不是孤立于生活世界的抽象存在;学生是学习的主体,而不是被动的接受者。因此,从综合实践活动课程的价值角度可以看出: (1)综合实践活动课程重建了课程观,体现了课程的“范式转换”。课程不再只是静止的“跑道”,它已成为对个体生活经验的改造和建构,成为自我的“履历情境”,成为“在跑道上奔跑”的历程。 (2)综合实践活动课程重建了教学观,体现了教学的“范式转型”。它改变过去机械的、单向灌输式的知识传递方式为灵活的、多角度探究式的知识获取过程,让师生在生活世界中通过交往共同建构活动。 (3)综合实践活动课程重建了学习观,体现了学生学习方式的变革。综合实践活动打破原有知识的“霸权性”,学习作为建构新知识的活动,学习成为学生不断质疑、不断探索、不断表达个人见解的历程。 三、指导原则 综合实践活动课程的评价原则,是指开展活动评价时所应遵循的基本要求,这些要求既反映了教育评价的一般规律,也体现了综合实践活动课程规律的特点。 (一)以促进个性发展为重点的原则 这一原则是指综合实践活动课程评价,要以促进学生心理素质全面、健康发展为宗旨,在评价中,要以人为中心,反对就事论事,要从活动中发掘一切因素促进学生个性的完善和成熟。 评价中,不以学生活动的成果为重点,应该挖掘每一活动环节内含的因素作为个性教育素材,启发和引导学生。比如,一些学生的模型制作得非常精美和奇特,那么评价就不应只限于对作品本身的评价,还应评价学生对活动的投入以及创新精神。又如,一位学生的任务是担任调查员前往访问某工厂,被拒绝接待后就无功而返了。对于这项失败的活动也不能简单地说其完成得不好,而应引导学生回顾完成任务的每一个环节,查一查所做的努力够不够,是否从多种角度想办法去完成任务,与对方打交道时为什么没能说服接待人,从而让学生评价自己在态度、意志、方法等方面存在的不足,启发学生看到自己的缺欠。 (二)体验分享的原则 这一原则是指在评价中,通过学生喜闻乐见的形式,引导学生愉快地交流活动中的感受和经验,交换意见和看法,将每一个人的收获变为大家的共同精神财富。 评价活动应尽可能具有公开性,组织的形式要多样。如调查活动可以采用演讲、报告、讨论、演示等评价形式;制作活动则可采用比赛、展览、答辩会等形式。鼓励学生充分表达自己的感受和对问题的看法,引导学生就一些问题展开深入讨论。 (三)以学生自我评价为主的原则 这是指在评价过程中,教师应引导学生自主地开展评价,培养其自我认识的自觉性,并提高其独立的分析能力。 贯彻这一原则时应注重学生个体评价和集体中相互评价相结合。 (四)非等级评价的原则 这一原则要求对学生的评价应以鼓励为主,激发每一个学生的上进心,调动其自我教育的积极性。 (1)采用口头评价或口语评价法。例如,写某学生“在活动中敢于独立思考,大胆提出见解,但尚不够细致、全面”。 (2)评优不评劣。 (3)给每一个学生提供在活动中成功的机会。 (五)差异性原则 这是指在评价过程中,指标体系项目的设定、深度要求以及评价中分寸的掌握,都应根据学生的年龄特点和个人发展水平来加以掌握,从实际出发,讲究实效。 (六)灵活性原则 这一原则是指评价要从学生发展的需要、活动进行的状况及条件许可程度出发,审时度势,灵活地加以组织,讲求实效,不要拘泥于某一种模式。 四、评价内容 综合实践活动课程学生活动的评价,是指对学生参加活动的表现、体验及活动成果所进行的评价,它是课程评价的主体。 (一)学生活动评价的基本依据 根据综合实践活动课程所提出的三个方面的基本目标,站在现代社会的角度,比较扼要地概括了小学综合实践活动课程中应培养的基本素质,可以作为学生活动评价的目标要素。这三个方面是: (1)态度。是指一个人对生活和周围事物的稳定的观点和行为的表现。具体来说,又表现为:①关心;②参与;③进取。 (2)能力。对于综合实践活动课程而言,目标主要集中于培养学生独立思考和独立完成任务的能力、人际交往的能力、语言表达的能力、领导和被领导的能力、搜集处理资料的能力及动手制作简单物品的操作能力等。 (3)知识。主要是指学生在接受和理解新知识及综合运用知识等方面所取得的进步。 (二)学生活动的两个层次评价 学生活动评价也要从总体评价和L庋习活动评价两个层次上进行。 (1)总体评价 学生活动的总体评价是指阶段性评价。这种评定着眼于衡量学生群体素质的变化,以此验证课程的成效,并为以后课程目标的制定及方案设计提供依据。 (2)专题学习活动评价 学生专题学习活动的评价是对学生参加活动的表现及其收获所进行的总结,是综合实践活动课程评价最重要的组成部分,它集中体现了课程的“过程性”原则。通过总结,学生对活动获得概括性的体验,可以进一步提高对所获经验的认识并激发兴趣,也可以分享其他同学的经验,发现自己的不足,从而找到进一步前进的方向。例如,在一次环保专题的评价会上,做汇报的女同学生动地讲述了她和同学所见到清洁工人辛勤劳动的场面,以及见到和听到的一些人对清洁工人的劳动甚至人格不尊重的情形。她哽咽着再也说不下去,全体同学也深深地被感动了,思想感情上受到强烈的震动。 五、评价标准 评价指标体系一般是由评价项目和权重两个方面构成的。综合实践活动的学生评价指标体系中的评价项目,主要包括以下两个维度的评价项目。 第一个维度是活动过程的要素,主要涉及行为能力或基本的发展状况,包括活动主题或活动项目的选择和确定的状况。要评价学生活动主题或活动项目的意义、学生在主题或项目选择和确定中的作用、活动方案的制定状况。要评价学生制定活动方案的能力、活动方案本身的合理性程度、方案的具体化程度、活动过程的具体行为方式等;要评价学生在活动过程中的具体行为,如行为的合理性、行为方式的多样性、具体的操作方式、参与实际情境的深度、文献资料、具体事实材料的搜集情况、活动的总结情况等;要评价学生的活动报告、成果或产品等状况。 第二个维度是活动过程中学生的态度、情感发展,主要涉及行为所反映的情感、态度和价值观的发展状况。包括学生参与活动的主动性、积极性和创造性状况,学生在活动中的合作精神、学生各种良好思想意识的发展状况,如环境保护意识、社会责任感、服务意识、安全意识、效率意识等。 六、评价方法 全面、科学地收集和处理信息,是得出准确评价结论的基础。 综合实践活动课程评价信息的收集范围取决于评价的对象和评价类型。目前在实际工作中常用的方法有以下几种。 (一)问卷法 这种方法是将所要了解的问题写成书面材料,让被调查逐一填写回答,然后统计分析、了解问题的一般趋向。问卷的形式主要有自由叙述式和选择式两种。 自由叙述式是编制若干个开放性题目,让被调查者自由表达。比如:“你与同学在活动中有不同意见时是如何处理的?有什么体会?” 选择式问卷是对所要了解的问题编成若干陈述句作为题干,然后列出若干选择支让被调查者根据自己的实际情况加以选择。例如:“我们应当关心贫困地区的同学们”是题干之一,其后可列“很赞成”、“比较赞成”“说不清”“不赞成”和“很不赞成”5个选择支。 (二)谈话法 谈话法是调查者通过与被调查者直接谈话来获取信息的方法。 (三)行动观察法 这是把学生作为观察对象,有目的地在各种活动中考察学生的变化。观察时应自然,认真做好详细、全面的观察记录。 (四)作品法 这是以学生的作文、日记或其他创作物为中介,评价学生的变化与进步的方法。 (五)活动资料分析法 这是针对综合实践活动课程注重在活动过程中使学生得到锻炼的特点而采用的一种方法,是指在活动中要求学生妥善保存自己拟定的活动计划、草稿和半成品等资料,在活动完成后进行总结时,作为评价其活动过程的基本素材,从中发掘工作经验、教训、评价工作态度和方法。 所获得的评价信息,在开始时还比较分散和凌乱,必须采用科学的方法进行整理和分析。整理工作一是去伪存真,二是归类。分析可分为状态分析和原因分析两种。 总体来说,评价的反馈应遵循评价的原则进行,做到客观、公正、全面、富有启发性、教育性和艺术性。 综合实践课程论文:综合实践活动课程与学科课程有效整合的研究 【摘 要】在新课程标准中,对学生能力培养提出了更高的要求,这就需要将理论与实践相结合,进一步强化提升学生的综合能力,为学生后续学习及发展打下坚实的基础,因此综合实践活动课程也就应运而生,并成为课程改革中尤为重要的特色化教学指标。但是在课程推进过程中,其能效发挥效果却并不理想,逐渐呈现出滞后性及片面性问题,尤其是在部分基层农村学校中,综合实践活动课程也大多以形式化形式长期存在。因此,对综合实践活动课程与学科课程的整合进行相关性研究也就显得至关重要。 【关键词】综合实践活动课程;学科课程;整合研究 在对综合实践活动课程进行研究及深入了解的过程中可以发现,提升其专业指标最为关键的优化路径就是以课堂教学为依托,满足学生的个性化学习需求,为学生未来制定规划及目标,借助于实践活动的优势力量,将教学侧重点放在将综合实践活动课程与学校各项活动进行融合及整合,从而不断提高课堂教学效率。要想获得更加有效的教学效果,离不开学校及各个老师的辛勤付出及对新课改的支持,更为重要的是要具有创新意识,使综合实践活动课程能够与学科课程高效融合,为现代教学目标的深化夯实基础。 一、与学科课程的教学整合 综合实践活动课程虽然是以活动形式存在,但是它本身并不具有明显的独立性特点,而活动在推进过程中必然需要资料为其提供基础保障,相对的学科课程内容就应当做出进一步深化及整合,所谓学科教学内容也就是日常教学活动中普遍存在的基础性学科,例如:语文、数学等。在综合实践活动课程的学习探究进程中,学生需要在教师的指导下选定活动主题,并且其大多数选项都应当来自于学科课程中。例如:《你了解的英语知识有多少》、《找别扭》等等,都是学生在获得老师的启发后自主思考产生的活动项目,而这些课题都与学生日常学科学习息息相关,学生对于这类学科活动也并不陌生。 在以往学科教学过程中,由于受到相应因素的影响,再加之课堂时间较为有限,这就使得学生原本感兴趣的内容在还没有深入研究时,就被一带而过,这将在一定程度上打消学生学习积极性,而实践活动的开展就能改善这一问题,在这一过程中不仅能够有效激发学生学习热情,更能促使学生养成自主思考及学习的好习惯,以自身或者集体的力量解决生活及学习中的难题,从而更加快速的走出窘境。因此不难发现,只有不断结合学生的个性化学习需求,促使综合实践活动课程与学科课程相互衔接及融合,才能使学生从思想上认定自主学习及思考的重要性,并养成终身学习的好习惯,而学生也可以在这一过程中通过自己努力找到答案,这样轻松愉快的教学氛围通常更能激发学生的学习积极性。 二、与学科课程资源整合 综合实践活动课程不仅能够⒁酝过于刻板的课堂教学模式进行优化转变,更能突破其存在的局限性,实现教学内容的不断延伸及拓展,这样学生获取知识的渠道就会更加宽广,知识覆盖面也会呈现量化增加趋势,促使各个方面能够协调并进,形成统一的优势共享圈。人教版小学教材中都设置了适量的实践性活动内容,这就为综合实践活动课程的研究性学习提供了基础保障,相对的社会实践活动的开展也能够有据可凭,资源类型的多样化,更为其优化发展带来了勃勃生机。 在实际教学过程中,研究活动的开展是具有积极意义的,这就需要以学科教学为主体,对课程资源进行系统划分及有效整合,制定与综合实践活动课程相关联的研究主题,满足日常教学所需,这样不仅能够有效解决教师选题存在偏失的不良问题,更能为后续研究项目的不断推进奠定基础,相对的研究性学习效果也能受其影响不断提升。例如:《品格高尚的人都具有哪些特征》、《自然界的神奇景色》等等,都可以作为综合实践研究的主题,学生在对主题进行研究的过程中,就能潜移默化的掌握学科知识,这样不仅能够使课堂气氛更加活跃,学科课程也会更加具有趣味性,这样就能引导学生走出片面性学习误区,更加积极主动的对自己感兴趣的内容进行研究,进一步提升课堂学习乐趣。 三、与学科教学模式进行整合 在新课改不断深化落实的过程中,教学形式的多样化特点也更加显著,尤其是在课堂模式优化中,教师也逐渐注意到了实践活动为教学效果提升所带来的积极作用,因此,从当前形势来看,课堂教学的侧重点应当集中在提升学生的主体地位、引导学生进行合作式学习、积极主动的参与到课堂活动中这三个细化层面上。为了促使教学模式能够新课程标准的教学要求相一致,就需要将教学模式与研究性学习相结合,促使二者成为统一整体,这样教师就能够根据学生特点,对学生进行有针对性的培养,在这一过程中教师可以将学生划分到不同的小组中,以这一合作形式激发学生潜能,达到培养其实践能力及合作意识的教学目标。 综上所述,在新课程标准中,实践活动的重要性愈发显著,这就为综合实践活动课程与学科课程的有效整合提供了基础保障,这不仅能够丰富教学资源,更能突破以往课堂教学中存在的局限性,提高教学质量,而学生也能够在这一过程中得到锻炼,综合素质明显提高。
1网络安全协议的基本理论 网络安全协议是计算机协议的一种,它会指定任务内容基于两个或多个主题实现一系列流程优化完成,这一针对指定任务内容的优化完成过程就被称为“协议”。从功能作用层面来讲,网络安全协议是不同于普通协议的,因为网络安全协议中还加入了密码算法,这些密码算法会渗透到消息分析处理环节中,因此,可将安全协议描述为一种基于一类信息交换的重要协议,它的信息交换基础就是密码系统。在实际的通信网络或计算机分布式系统中,密码算法主要基于密钥来展开针对信息内容的安全分配,时刻做好身份确认和通信信息加密,同时,也可有效保障电子交易的整个过程安全有效,上述内容都是网络安全协议的主要工作内容。 2网络安全协议在计算机通信技术中的作用与价值体现 网络安全协议在计算机通信技术中才能体现其应有的作用与价值,凸显实践应用意义。在笔者看来,基于网络安全协议的计算机通信技术主要有以下几方面作用与价值。 2.1体现消息的独立性与完整性展示 首先,网络安全协议存在的意义就在于激活计算机通信技术中存在的信息数据消息,保证这些消息的独立性与完整性。即要精确表达协议内容和设计者基本构思,结合网络安全协议相关标准来转化形式化语言,实现形式化语言到非形式化语言的有效转化与表达。如此才能充分体现出消息的独立性与完整性,更好服务于计算机通信技术体系。 2.2体现协议消息前提的准确性 网络安全协议不仅仅要保护计算机通信技术应用过程,还应承担纠错责任,明确指出与消息执行相关联的所有先决条件,并基于协议准则进行进一步解释。换言之,它需要顾虑到消息前提的准确性问题。 2.3体现主体身份标识的原则性 主体标识呈现凸显两方面内容,即网络安全协议消息应清晰展示于计算机通信技术体系中,将主题名称用明文形式展示出来;另外,它要合理利用隐式方法,结合加密算法与签名算法读取归属主体身份,同样将其消息内容用明确的消息格式展示出来。 2.4体现消息加密的基本目的 如上文所述,网络安全协议中存在消息加密算法,为了有效规避信息冗余问题,需要保证诸如密码加密算法的计算结果准确性,保证协议安全有效,这也是为了有效避免安全协议运行错误。在运用加密算法过程中,一定要明确加密算法的多项安全目的,例如,将加密算法切实融入计算机通信技术当中,进一步凸显网络安全协议在整个技术体系中的重要作用。 2.5体现签名含义的清晰性 签名含义的清晰性原则是基于计算机通信技术主体中某一个消息的加密操作过程实现的。对该消息进行签名加密操作,然后对消息中的非表示主体进行加密,渗透其关键内容,基于主体消息进行签名加密操作,可表示主体获悉消息的主要内容。在该过程中,需要对消息进行进一步的加密操作优化时,需要思考消息签名操作对签名后消息结果的影响,做到合理加密操作,体现签名含义的清晰性基本原则。 2.6体现临时值作用 当前许多网络安全协议中都会加入临时值,主要通过临时值的相关属性来进一步优化计算机通信技术表现内容。比如,将一个带有预测功能的临时值加入网络安全协议中,并对它加以相应保护,就能保证计算机通信技术不会轻易受到外界攻击。临时值还有模拟外界攻击计算机通信技术体系的特殊作用,可用于临时模拟演习。 2.7体现随机数作用 除上述内容外,还会在网络安全协议中加入随机数,随机数的作用与属性鲜明,那就是增加计算机通信消息的新鲜性。在使用随机数的过程中需要注意一点,那就是要保证随机数真正满足随机性要求,这样才能保证网络安全协议的作用客观性。 2.8体现时间戳作用 在应用时间戳过程中,需要考虑地方的标准时间问题。在保证不破坏执行协议有效性的同时对事件系统进行有效维护,提出可信任的计算基础。而时间戳在实际应用中的作用就在于它能够保证自身应用与时钟同步,这也是网络安全协议能否被有效应用于计算机通信技术的关键。综上所述,网络安全协议在计算机通信技术的应用具有八项功能,这充分证明了它对于整个通信系统应用的现实价值。在实际的网络安全设计过程中,还需要严格遵循密钥使用基本原则,保证消息定位与信息关系的合理明确[1]。 3网络安全协议在计算机通信技术中的实践应用 网络安全协议在计算机通信技术的多个分支领域中都有应用,作为一种基础理论安全协议,它体现出了自身功能价值的优越性,本文简单探讨了其在两方面的应用。 3.1网络安全协议在工程车辆远程通信中的实践应用 在工程车辆远程通信的基本技术传输方式中会运用到网络安全协议,而其中的优秀技术内容就是GPRS技术,就目前来看它是适合于工程车辆远程通信的重要技术。GPRS技术体现在网络安全协议方面就表现为一种代表性协议,即GPRS认证协议,基于该认证协议会对GPRS技术提出进一步的技术认证改进措施。具体来讲,在改进过程中会为GPRS认证协议构建模型,并将SC同步计数器(SynchronousCounter)加入系统中。考虑到同步计数器相比于异步计数器在时间方面存在延迟且频率较高,所以才会采用同步计数器。在工程车辆的远程通信数据网管SGSN中应加入这一同步计数器。当然,在应用过程中伴随网络中时间的变化,SC同步计数器也会发生数值变化,该类事件会全部记录于工程车辆的SIM存储器中。这里简单介绍一下认证协议改进的几点关键措施:第一步,要在工程车辆远程通信系统中生成随机数SRAND;第二步,用SRAND与SC相连代替原有认证系统中的RAND,再利用A3算法得出新的口令值MSRES;第三步,要经过SGSN传递远程通信数据到SCRAND;第四步,通过AuC与GGSN随机生成MSRES’;第五步,比较MSRES与MSRES’是否相同[2]。改进之后,工程车辆远程通信技术体系的网络安全协议将会得到优化。在新GPRS认证协议体系下的安全协议随机数会全部从认证中心AuC中得出,在协议改进后从计算机移动终端输出。同时,考虑到认证地点发生了变化,所以原有网络安全协议会在无线网关SGSN中被认证。 3.2网络安全协议在 CTC中的实践应用CTC(CentralTraficControl)即铁路调度集中,它属于针对铁路调度集中控制系统的检测体系。目前,我国高铁发展快速,各项技术内容对于指挥调度的要求越来越高,许多铁路运输指导信息化与自动化基础内容也得以优化。因此,在CTC调度集中控制通信中采用网络安全协议也变得极为必要。CTC系统采用了TCP/IP协议,在数据传输过程中利用CHAP身份验证技术与IPSEC安全密保技术,这两项技术保证了CTC系统中通信数据的高速传递,并为网络通信安全增加安全保障。 4结语 网络安全协议于计算机通信技术的重要性不言而喻,它保证了计算机通信技术应用的安全性、有效性与完整性,处理计算机数据信息内容更加有效到位。在未来,网络安全协议还会应用于更多领域,发挥它巨大的作用。 参考文献 [1]钟明亮.网络安全协议在计算机通信技术当中的作用与意义分析[J].科技与创新,2017(7):56,58. [2]李洪雨.网络通信设备链路层接入安全技术研究与实现[D].西安:西安电子科技大学,2014. 作者:李伟 单位:临江市公安局情报中心
0引言 国家“十四五”规划和2035年远景目标纲要将数字化转型提高到了国民经济的高度。民航局提出智慧民航建设,以新一代信息技术为引领,对民航运行管理全流程进行数字化智能化发展。中南地区管理局同样成立了民航维修新技术应用研究项目组,南航作为核心成员单位参与其中,旨在充分利用现有科技发展成果,研究推动新技术在民航维修业的应用。基于上述要求,南航编制了数字化三年滚动规划,打造以精细化构型管理为支撑的数字化维修工程管理平台。通过研究和探索,南航选择以增强现实(AR)作为数字化的“慧眼”,实现构型数据的实时采集与更新,同时达到增强维修品质,降低安全风险与维修成本的目的。 1机务维修与AR技术融合性发展分析 AR技术是近年来热门的新型技术手段,它可以将虚拟内容与现实世界相叠加,达到超越现实的感官体验与应用效果。如何将AR技术的独特优势,融ResearchandApplicationofChinaSouthernAirlinesNewMaintenanceModeBasedonARTechnology合进传统的机务维修场景,并与其高度契合是本节需要阐述的问题。 1.1传统机务维修局限性简述 南航丰富的机型和广布的站点,给公司带来了很多的地缘优势和技术储备,但也同时带来巨大的挑战,安全保障要求高、维修对象复杂度高、资源调度难度大、人员技能要求高等问题一直伴随着机务维修工作。具体到机务维修的某些场景中,会存在如下典型问题:1)工卡执行方面,很难做到完全的“看一步,做一步,签一步”,存在工作中断的风险,且发生过因人为因素方面的错、忘、漏现象,给飞机带来了安全隐患。 2)飞机排故方面,经验不足或技能欠佳的工作者时有发生排故质量不高的现象,在增加维修成本的同时还有可能造成飞机延误,给公司带来极大的损失。 3)航空器损伤检测方面,此项工作对人员和仪器设备要求较高,如何采用更加有效的技术手段确保精准探测航空器损伤是需要解决的难题。4)人员培训方面,通过培训可提高员工技能水平,激发员工的工作热情,从而增强飞机的维修品质。如何采用更加高效合理的培训手段是机务培训部门需要持续考虑的问题。南航一直在创新性采用更先进的管理理念与技术手段来解决上述问题,其中对于AR技术的应用则有显而易见的改善效果。 1.2人+AR新模式探索 人+AR的模式是维修业发展史上一个革命性的变革。AR的引入打通了人与机器连接的最后一米,结合多种主体数字化后,将会实现针对不同场景下多个数字化主体协同合作,实现基于全新人机交互的维修方式变革。随着智能维修的不断发展,维修现场将由以人为主的“单兵作战”,慢慢向以“人+AR眼镜”为主转变,实现完全的数据互联互通,以及“轻装备,重场域”的数字化智能维修方式。 2AR技术环境设备搭建研究 如何能将AR技术的优势最大化地赋能传统维修方式,直接的“拿来主义”并不可取,南航对此做了一系列充分的准备,研究出适合南航的环境需求及设备规范,并采取针对性方案措施。2.15G环境搭建AR眼镜系统能否顺畅运行,高速率低时延的网络环境搭建是重中之重的基础工作。今年南航与中国电信在广州正式签约“智慧机务”5G专网,标志着全国首个民航维修领域5G专网正式启动。中国电信充分发挥“云-网-安”高度融合的数字化能力优势,为南航提供了一张广域接入、云边协同、安全可信的全国5G定制专网,并且部署了1万多台终端设备,将5G网络信号全面覆盖南航22家维修单位。 2.2硬件标准 AR眼镜系统最核心的就是显示及相关技术,包括透过率、透视偏差、亮度对比度、分辨率显示角度等需要满足工作者对于现有工作场景的需求;结构设计规范方面,安全性、舒适性和扩展性都是需要考虑的指标;高扩展性,可以快速连接如测距模组、雷达模组、测温模组、便携探头等多种设备,适应不同的维修检查环境;电源要求对AR眼镜同样非常重要,通过优化芯片、显示等提升续航能力,确保可以足够完成一定的作业量;嘈杂的航空维修现场需要设备有噪声抑制和后声音还原能力;头戴式摄像头必须要解决防抖、防眩晕的问题,降低晕动症等。 2.3软件标准 软件是AR眼镜系统的核心价值点。如果没有精准的图像识别和人工智能(AI)算法,就不能给工作者提供精准有效的辅助信息,眼镜的价值就大打折扣。图像识别一般需要包括图像采集、图像处理、特征提取和图像识别。首先采用AR眼镜对图像进行采集,然后通过图像增强、降噪、图像分割、边缘检测等手段处理图像识别过程中的关键步骤,然后将关键的信息利用计算机图像信息进行特征提取,最后针对飞机上的每个维修项目建立开发识别模型,形成一套完整的飞机维修智能图像识别算法。图像识别之后,就需要通过后台的AI算法进行分析,自动给出辅助建议提示。构建AI算法的核心则是构建面向飞机维修的知识图谱。首先要进行知识库的构建,通过样本数据学习建立关系抽取模型;然后进行知识库的存储,抽取和存储各故障信息及关系,逐步构建飞机维修知识图谱,并通过可视化方式展示;最后利用构建的故障维修智能化平台进行维修信息智能查询和知识问答,根据查询到的信息辅助故障原因分析和维修决策,与AR眼镜相结合,直接为AR眼镜提供决策信息支持。除此之外,为达到最佳的显示效果,AR眼镜同样需要内置算法对不同人的屈光不正、瞳距不同和显示内容进行小范围调整,并通过视觉即时定位与地图构建技术、多模态融合技术更好地与空间中的增强信息进行交互。 3.基于AR的工作新方式 完成了AR技术环境设备搭建的准备工作后,就可以使用AR眼镜改善机务维修四个方面的典型问题。 3.1AR工卡 执行AR工卡的步骤大致如下,首先从结构化系统中获取工卡信息,按照需要下载执行的工卡,在智能眼镜和手持终端上显示并引导完成相关任务,然后针对关键流程(滑油口盖等)进行AI识别,最后作业执行完成后进行电子签名确认,将作业全程产生的资料上传到系统。在工卡下载和执行时,以消息形式通知到平台或相关人员,对执行过程中的视频添加水印,例如时间、航班号、执行人等,将工卡执行情况、视频等形成一份简单报告。重点流程示意图如图1所示。使用AR工卡还具备如下亮点特色,例如工作程序中的风险点梳理嵌入到了AR眼镜的使用中,实现工作中的即时提醒。通过建立模型算法,还能够对重要安全节点的场景进行AI识别训练,辅助人的检查,将安全关口前移。当状态异常时会发出提醒,并拒绝后续步骤的继续执行。例如识别飞机滑油口盖状态,当滑油口盖未正确盖好时发出提醒,经过南航多次测试验证,目前识别率可以达到98%以上,AI识别过程达到毫秒级。工作者还可以自行对施工中的疑似点进行标记,所有的风险点和疑似点都会被记录并列入复查清单,确保维修安全。施工中的文字、图片或视频多种信息流也会被实时记录,提供更加丰富的维修记录形式,或生成多维综合性施工报告。现如今,南航的AR工卡项目已经在南航河南维修厂完成了三百余次的使用,完全满足正常的航线业务需求。 3.2AR排故 AR排故,可分为个人排故与后台支援两部分。个人排故是利用AR眼镜识别飞机故障信息,后台同步调用知识库,推送排故指导方案,辅助工作者进行高质量的排故。后台支援则是建立机务AR远程协助平台,通过AR眼镜把现场人员的视觉传达给远程专家,同时把远程专家的专业知识带到现场,让远在千里之外的专业指导近在眼前,很好地解决了企业需求痛点。现在南航AR远程协助平台已经与商飞进行了密切的合作,这是南航AR技术平台初次尝试开放接口与飞机制造厂商合作,将系统嵌入商飞全科急诊室远程会诊系统。借助AR眼镜实现ARJ21飞机厂家以第一视角介入排故工作,以三方实时协作的方式大大降低了沟通的时间,缩短了飞机停场时间。与商飞合作服务平台示意图如图2所示。 3.3AR航空器损伤检测 通过AR眼镜系统可实现飞机表面缺陷的检测,并将缺陷的位置进行标记;将缺陷结果上传到数据中心,并按缺陷类别存储,按需推送至AR终端,飞机检修人员根据缺陷数据进行缺陷处理。在飞机机库四周分为上下两层,布局若干图像采集单元。每个图像采集单元由摄像机和二维旋转台构成,二维旋转台可以改变摄像机图片拍摄的方位角和俯仰角,同时利用摄像机的电动变焦镜头,获取一个区域内的飞机表面图片,通过方位、俯仰角度和镜头变焦参数,以及事先标定得到的采集单元,确定图片拍摄空间参数。数据处理系统通过5G网络获取测量系统的测量数据,利用图像处理方法,对飞机表面图片进行处理,对飞机表面缺陷特征,如划伤、刻痕、凹坑、腐蚀等进行提取、定位和判别,实现图片中缺陷结果输出。结合图像拍摄的图像采集单元序号以及拍摄空间参数,在飞机机身上完成缺陷特征定位。最后通过5G网络回传判断结果至AR终端,对飞机表面缺陷的异常结果进行人工核查。 3.4AR培训 谈起辅助培训的高科技手段,第一印象首先会想到VR(虚拟现实)技术。机务工程师利用该技术,逼真模拟飞机维修的现实场景,从而进行绕机检查、部件位置识别、航线例行工作和发动机图2南航与商飞合作服务平台工作流程示意图维修等相关工作的交互性培训。实际上,使用AR技术对提升一线人员教学品质同样非常明显,AR技术重点可用于进行飞机机型的实操培训中。一般机型的实操项目会包含部件位置识别、功能测试/操作测试、拆卸/安装、模拟排故等,工作者接近真实飞机进行实操培训时,AR眼镜可以识别含实操内容要求的飞机关键位置,并给出实操要点和注意事项,使工作者在进行实操时思路更清晰,步骤更标准,实操质量更加有保证。 4结束语 基于AR系统的工作方式对航空维修领域带来的提升非常明显,不仅可以显著降低飞机维修成本、提高飞机维修的质量、效率和航空安全水平,而且实时客观的数据采集存储还可作为航空公司的宝贵数据资源,用于精准化飞机构型管理、例行飞机维护与排故等多个方面。南航机务一直不断致力于打造基于AR技术的维修新模式,并与中国电信、中国商飞、亮亮视野科技有限公司、清华大学等众多合作伙伴一起持续进行相关技术的探索研究与验证升级。因此笔者相信,在未来的民航机务维修领域的各项工作中,AR技术将会以更广阔的专业岗位覆盖、更全面的维护应用、更深入的维护体验得以呈现,给每位航空维修机务人员带来不一样的绝妙体验。 作者:李欣 单位:中国南方航空股份有限公司工程技术分公司(机务工程部)
配送运输论文:关于零散货物干线运输与城市配送融合发展的思考 【摘要】合理衔接干线运输与城市配送是推动交通运输与现代物流融合发展的重要内容,有助于整合物流资源、提升服务效率、降低物流成本,对促进城市可持续发展也具有重要意义。本文基于对江苏省内多地的现场调研,明确了零散货物运输市场的发展现状,指出了导致干线运输与城市配送环节衔接不畅的主要问题。通过分析影响干线运输与城市配送融合发展的主要因素,提出了政府推进干线运输与城市配送融合发展的主要方向。 【关键词】干线运输;城市配送;融合发展 1、引言 区域一体化发展和电商大潮推动干线运输和城市配送较快发展,也对干线运输与城市配送联合呈现的物流服务质量提出了更高的要求。一方面,传统干线运输与两端城市配送松散衔接的发展模式,其服务效率已经很难适应城市现代化进程和城市配送效率提升的要求;另一方面,由于城市配送中心多为自营,节点布局分散,干线运输车辆与城市配送环节的接驳点相对分散,加剧了城市道路网的通行压力,引发交通堵塞、能源消耗、生态环境等诸多问题。部分城市已对从事干线运输的大型货车进行了限行,可以预计,未来城区内货车限行的城市还将越来越多。整车运输因货主单一,在通行权不受限制的情况下,干线运输与配送服务往往由同一载运工具一次完成不经换装。而对于单票货物量在0-3吨之间的零散货物,干线运输与配送服务是两阶段的工作,由于干线运输时将不同货主的货物拼凑为整车货运进行运输,为了实现“门到门”运输,不可避免地需在配送环节换装至多台配送车辆。因此,零散货物干线运输和城市配送间的衔接已成为影响末端用户物流服务体验的关键环节。 2、零散货物干线运输与城市配送融合发展现状 当前,我国的零散货运市场已基本形成快递(0~30公斤)、零担(30~300公斤)、专线(300公斤~3吨)三个细分市场。其中,除了快递提供“门到门”的物流服务,在企业层面基本实现干线运输和配送环节的全覆盖外,零担和专线目前仍以“点到点”的干线运输为主,由货主自行提货,或依赖企业外部的社会运力资源进行配送。 部分大型干线运输企业已实现了在城市配送领域的业务延伸,但零散货物运输市场的主力实为广大的中小微货运企业及拥有1-2辆货车的个体车主,这些企业不具备必要的作业场所,多以临时租用的居民住房作为仓储设施,缺乏相应的安全保障措施,运营管理水平也较低,自身并不具备融合干线运输与配送服务环节的能力。而一些功能合理、运营良好的物流基地通过相关企业的集聚,已发展成为促进干线运输和城市配送融合发展的重要载体。如常州亚邦物流基地即可为入驻的专线企业提供“同城物流公交”服务,将干线运输货物统一配送到客户手上。 3、影响融合发展的主要因素分析 干线运输与城市配送作为物流活动的不同环节,其融合发展不可避免地受到多重内外因素的影响。从基础设施层面来看,物流节点为不同运输环节的衔接提供作业场所,其服务功能与运营水平一定程度上也决定了干线运输与城市配送所呈现的整体服务质量,是现阶段推进融合发展的重中之重。此外,道路条件对干线运输和城市配送的衔接效率也具有较大影响。从市场主体层面来看,参与业务融合的各方企业的发展规模、业务构成、运营管理水平,以及具体的组织、合作形式等都会直接影响干线运输与城市配送融合发展的实际效果。 此外,高度个性化和信息化的物流服务需求,要求干线运输和城市配送在进一步优化提升运作水平的同时,加强业务融合。行业主管部门出台的相关发展规划、政策措施等,也对推动干线运输与城乡配送融合发展具有较大影响。 4、推进融合发展的主要方向 要推进干线运输与城市配送的融合发展,应针对基础设施、物流服务需求、市场运作主体等影响因素,着重发展激发各类经营主体的创新活力,同步提升干线运输与城市配送的服务水平和效率。 4.1依托基础设施的融合方向 充分发挥基础设施,尤其是物流节点在不同物流环节间的衔接作用,为干线运输与城市配送的融合提供在物理空间上的便利,引导设施实现更合理的布设。 1、促进节点用地集约化。优先利用既有的物流园区、中心,在城郊用地、交通条件相对较好的地区,统一规划建设城市配送分拨中心,引导各类服务本地的一级转运、分拨节点在空间上的集聚整合。2、促进节点功能多元化。在城市配送分拨中心内设置零担专线运输和仓储配送专区,吸引干线运输和城市配送企业、车辆进驻;依托节点建立对货运中小企业及零散运力的服务质量与诚信评价体系;鼓励具有城市配送分拨功能的大型物流节点吸引电商进驻园区开展业务。 4.2依托市场主体的融合方向 视干线运输与城市配送经营主体的发展程度与阶段,以单个或多个企业为载体,加强业务融合和资源互补,以加强干线运输与城市配送融合发展。 1、强化企业自身业务拓展融合。以大型干线运输企业为主体,通过对配送企业的兼并、控股等,实现在城市配送领域的业务延伸;以自营物流的大型电商、连锁超市等为主体,进一步整合社会物流服务资源,拓展提供干线运输与城市配送紧密结合的社会化物流服务。2、强化企业间业务协同合作。经营干线运输和城市配送业务的中小物流企业,以联盟形式加强在零散货运服务方面的资源和功能服务整合,实现运力、线路与网点等资源的互补;大型干线运输企业通过加强与经营城市配送业务的中小物流企业及零散运力资源的业务合作。 4.3依托信息化手段的融合方向 继续建设完善物流公共信息平台,加强不同类型、不同级别物流公共信息平台的功能整合和对接;物流平台运营企业依托实体节点和市场资源,采用手机APP等多种形式,开发针对干线运输和城市配送业务的信息平台功能,并积极与物流公共信息平台和电商平台对接。 5、结语 建议政府部门在充分激发和保障市场主导作用的同时,从社会资源合理配置和可持续发展的角度出发,强化顶层设计,统筹规划服务干线运输、城市配送的节点设施,鼓励建设具有干线运输与城市配送接驳功能的公共型城市配送节点。同时,利用政策手段和行政杠杆,积极引导和推动干线运输与城乡配送融合发展。 配送运输论文:基于铁路运输的应急物资配送问题研究 摘 要:随着自然灾害的频繁、随机发生,以及灾害发生后对应急物资运输的迫切要求,铁路作为大宗货物的主要运输方式之一,应在最短的时间内全力配送应急物资。文章主要基于灾害应急物流的概念,研究物资配送车辆的调度优化,找到车辆调度的优化路径,保证应急物资能在最短的时间和径路配送。 关键词:应急物流;车辆路径;调度优化 1 应急物流概况及意义 应急物流是指在自然灾害、突发性公共事件等发生后,需要紧急组织运输物资、资金等来保障受灾地区的人身和财产安全的一种特殊的物流活动,其目的是最大限度地减少灾害中的生命财产损失[1]。因此,国务院建立抗灾救灾物资储备体系、设立救灾物资储备仓库的同时,民政部也增加了一个新的建设方案,即将中央级救灾储备库由十个增加到二十四个。 在理论方面,目前我国应急物流研究总体上还属于研究初期,文章的研究有助于解决应急物流中存在的物资需求及配送的问题,对应急物资需求量的预测提供参考。同时,对于应急物流系统和应急物资调度问题的研究,也希望能够丰富现有的应急物流相关系统内容,能够对现有应急物流实现方案研究有一定的进展。 文章研究中建立的灾害应急物资车辆调度优化模型希望能够起到以下作用:在最短的时间内协调救灾物资储备仓库间的调度,将紧急救援物资送达受灾地区,以减少突发事件发生后对社会秩序的影响。 2 我国铁路应急物流研究存在的问题 (1)我国救灾物资存储量不够。这是我国在突发性的灾害来临时面对的最大问题,也直接影响了铁路运输之前的物资集结进度。特别是我国地域辽阔,灾害类型南北方截然不同,使得主要存储的帐篷、食品、衣被等生活必需品不能在铁路货场大量存储,严重制约了铁路运输的准备过程。 (2)铁路救灾体系不完善。我国的救灾体系包括国家和私人捐赠,以及一些社会组织,这些救灾物资一般分散存储在各个城市的不同地点,因此经常会发生物资供需上的冲突和矛盾,因此需要有一个统一的铁路救灾网络指挥救灾物资的运输,提高物资集结和运输的效率。 (3)由于救灾信息不畅通、城市发展水平不均衡等原因,往往造成大中型城市的批量救灾物资不能及时运输,而考虑附近存储量不高的城市运输,造成了物资运达后救助范围小的现象。特别近年来出现的救灾初期物资出现短缺,而救灾后期可能出现物资过剩的情况,导致了救灾物资存在不平衡的问题。 虽然应急物资无法按正常情况来应对供需情况,但是铁路的直达性好和作业机械化程度高的特点,能够在短时间内调度机车车辆,保证物资能够大批量的一次性配送到位,减少对救援车辆路径的干扰。 3 铁路运输路径问题的研究 车辆路径问题(VRP):通过组织连续的一个系统里的点,根据车辆必须满足一定的约束条件的需求选择路线,车辆通过这些组织好的点,以达到最终目标[2]。VRP包括两部分,其一是行车路线的设计,其二是出行时间表的安排。目前有关车辆路径问题的研究可以表示为:给定一个或多个中心,一个车辆集合和一个顾客集合,车辆和顾客各有自己的属性,每辆车都有容量,所载的货物不能超过它的容量[3]。 通常情况下,车辆路径问题主要的研究影响因素是车辆运输目的地、车辆分类、目标函数以及其他的因素。在铁路应急物资运输路径问题的研究过程中,运输路径主要受到了现有可供作业的铁路站场和装卸能力的约束的出发地、目的地选择性特点,而车辆特性主要是受到车辆数量、调运时间以及车辆载重约束的影响,从而建立时间最小化的目标函数。 车辆调度问题典型的模型是VRP模型,其目标函数是确定完成运输量所需要的车辆数以减少调运时间,主要有配送车辆、货物、物流中心、运输网络、约束条件和目标函数等构成。但是对于应急物资的运输问题而言,其主要研究的问题是怎样才能尽快调运车辆将应急物资运输到灾害发生地,因此应急物资在运输过程属于货物装卸混合的装填,运输车辆的类型和物资种类都不尽相同。特别的,不同于典型的VRP模型的是,调运车辆不必返回原地,且在运输过程中要保证运输的不间断性,运输成本不再是考虑的因素。 4 应急物资基于铁路运输的车辆调运优化模型研究 在建立模型前,要先设定模型的边界条件。根据铁路运输和应急物资的特点,在整个运输网络中要先确定需要运输的应急物资数,以寻找能够满足需求数的所有供应点。在运输过程中,要忽略其他特殊因素的影响,简化模型的计算维度。 受灾点和物资供应点组成无向图G(S,D),其中S={S1,S2,…,Sn},S0是物资供应点,S1,S2,….,Sn为N个受灾点;D为边集,dij∈D(Vi,Vj∈V,i≠j)指列车i的行驶速度Vi到Vj的距离。 假设:铁路运输列车集为L={L1,L2,…,Ln};当列车L经过边(i,j)时XLij=1,否则为0;当列车L配送到受灾点Vi救灾物资时ZLi=1,否则为0;M为铁路运输网络中能够提供的运输应急物资的最大车辆数,G为列车的最大运载量,Gi为受灾点Vi所需要的物资数量。根据以上描述建立调运列车数和车辆满足0-1整数约束的目标函数为: 约束条件为: 5 结束语 应急物资的畅通是减少灾后损失的重要保证,因此合理快速的统筹运输安排有利于灾后救助,也是铁路应急运输应急物资能力的体现。文章在介绍应急物资概况的基础上,结合铁路应急物资和运输路径研究存在的问题,建立了应急物资基于铁路运输的车辆调运优化模型。应急物资一般是综合运输的方式,这种单纯的考虑铁路运输虽然提供了一种解决方法,但是与实际的运输情况还有一定的距离,这也是文章需要继续研究的方向。 配送运输论文:物流运输中多车型配送车辆的调度模型 【摘要】多车型多路径的单个配送中心的车辆调度优化是城市配送中的典型问题.针对该问题,本文从空驶成本、运输成本两个维度构建了一个VRP的数学模型,并采用爬山算法对模型加以求解.通过实例仿真,获得其最低运输成本的方案. 【关键词】车辆调度;物流配送;多车型 配送车辆调度问题是运筹学和组合优化领域的热点问题.多车型配送车辆调度问题是配送车辆调度问题的一个分支,一般情况下,配送企业为了适应配送商品种类繁多、性质各异、客户要求各不相同的情况,往往配置多种类型的配送车辆,以提高车辆的满载率,降低配送成本.可见,研究多车型配送车辆调度问题具有重要的理论和现实意义. 本文在现有研究成果的基础上,建立了多车型配送车辆调度问题的基于直观描述的数学模型,考虑的目标函数和约束条件比较接近实际,决策变量、目标函数和约束条件的表示较为自然、直观和易于理解. 1.对多车型配送车辆调度问题的描述 现实中的多车型配送车辆调度问题十分复杂,为了方便建模和求解,需要对现实问题进行一些抽象和简化.现对本文研究的多车型配送车辆调度问题作如下描述: 1)从一个配送中心向多个客户送货,配送中心供应的货物能够满足所有客户的需求; 2)各个客户需求的货物均可以混装,单一客户的货物需求量不超过配送车辆的最大载重量,每个客户的送货要求必须满足,且仅能由一辆车完成,不允许分批配送; 3)配送车辆按载重量分类,每种车型的最大载重量一定且不允许超载,每种车型 的一次配送最大行驶距离一定,不允许超过.配送车辆均由配送中心出发,向一些客户提供配送服务,最后返回配送中心; 4)配送中心与客户之间及客户相互之间的最短距离已知且固定. 在满足上述条件下,我们要求运输成本最小. 4.实验计算和结果分析 实例:设配送中心(0,0)和16 个客户配送点分布及需求情况,具体数据见表1,假设该配送中心有3种车型,见表2.根据以上的爬山算法,我们应用Lingo语言来求解,获得费用最少的行驶路径,见表3,此时费用为3654.40元. 5.结 论 总的来说,对于复杂的VRP,如果仅凭决策者的经验,是很难在较短时间内作出一个合理的运输路径规划的,本文利用优化模型,采用爬山算法,再通过Lingo自动搜索得到费用最少的最优路径和车辆调度数.最终结果是比较令人满意的. 配送运输论文:基于行为导向法的运输与配送课程教学研究 摘 要: 本文基于行为导向教学法,对本科院校物流管理专业运输与配送课程进行应用探讨,包括教学目标、课程内容、教学方法和学习环境,力求有所创新。 关键词: 行为导向教学法 运输与配送课程 教学创新 社会经济的快速发展,区域经济的差别发展,对物流人才的柔性能力要求日益增高,因此对物流人才需要进行差别化、针对性培养与教学。行为导向教学法是德国双元制的一种延伸,是将学生“学会学习、学会做事、学会生存”贯穿教育教学之中的教学模式。 一、《运输与配送》实行双向互动教学的意义 《运输与配送》作为物流专业的主干课程,具有很强的理论联系实际的要求,同时随着信息时代的来临,科学技术和管理方式不断创新,课程内容更新变化速度不断加快。因此应用行为导向教学法在《运输与配送》课程教学中,有助于学生发展成为一个包括专业能力、方法能力、社会能力的多维体。同时传统照本宣科的教学方法已经不适应当今变化莫测的社会发展,需要更柔性的教学模式适应经济问题的时效性,增强学生主动思考的意识,提高运用多学科知识的能力。 二、构建基于行为导向教学法的《运输与配送》课程的教学体系 1.层次化培养目标 按照培养目标和社会需求建立分层次教学体系。按照物流专业培养目标,对学生进行基础层、应用层、创新层分层次分阶段教学的培养。在基础层充分运用模拟教学法,借助实验操作软件,训练学生专业素质和从业能力;在应用层充分运用各种先进教学法对学生进行多渠道多模块应用训练;在创新层将多个项目进行综合,通过参加大学生科技创新项目和物流、管理类竞赛,提高综合能力。解决原有物流管理专业课程之间自成体系,教学内容存在重复和交叉的问题。通过项目的实现,学生将物流管理的理论内容相互衔接与融合,形成较完整的解决问题的理论体系与思路。如在创新层引导教学中,将仿真技术、运筹学应用到运输与配送课程中的运输路径规划部分,通过实际项目进行完整地训练,既培养学生处理实际问题的能力,又提高学生的就业层次。 2.模块化课程内容 根据行为导向教学法的基本思想,课程教学内容应当根据实际工作内容组织,着重体现课程的实用性和创新性。目此,结合我院教学条件对运输与配送课程内容进行重新规划,将课程教学内容划分为三大模块:运输与配送基础知识模块,运输规划模块,配送管理模块。并且进一步确定每个模块应实现的教学实践目标,然后将实践能力目标分解成为学习领域的学习内容,即知识、方法与技能。 运输与配送基础知识模块。学习内容包括运输与配送基本概念、功能、作用和运输的基本系统。实践能力目标包括掌握运输、配送与物流其他环节的关系,以及运输基本系统的特点,学生具有物流全局观念。 运输规划模块。学习内容包括运输合理化、运输成本、运输价格、运输路线等。实践能力目标包括掌握不同运输方式的运输成本特点和计算方法,通过定性和定量的分析与决策,优化运输路线,提高运输合理化水平。 配送管理模块。学习内容包括配送模式、配送作业和配送组织。实践能力目标包括掌握配送功能和合理化方法。 3.多样化教学方法 通过师生共同确定的行为目标引导物流管理教学组织过程,采用跨学科综合课程模式,结合PBL教学法、情景模拟教学法、案例教学法、角色扮演教学法等多种方法使学生通过主动且全面的学习,实现脑力劳动和体力劳动的统一,不强调知识的学科系统性,重视“案例分析”、“解决实际问题能力”及学生的自我管理式学习,从而实现教学、学习和工作的统一。 PBL教学法:学生按照兴趣和研究方向自由组合与教师协调相结合的方式组建团队,教师根据学习目标、学习重点和难点设计有一定难度、能结合实际情况的问题。由学生独立合作学习,小组成员根据各自特点分工合作、制订学习计划、收集相关资料文献、确定一致认同的方案。在各小组课余学习阶段,教师根据学生意愿给予适当的指导,引导其进度和时间管理,以此培养学生利用团队资源解决问题的能力。 情景模拟教学法:指教师创设情境,学生通过分析情景,找出问题,提出设计方案,或者学生根据要解决的问题创设情境并设计方案。此方法在设计时要从学生角度进行,以利于拓展学生的思维空间,培养学生分析能力、判断能力和解决问题的能力。 案例分析法:指教师选用典型案例,如在运输规划模块,笔者给出某物流公司的运输难题,学生通过对运输路线的重新设计、运输成本的核算等进行科学的决策。 4.体验化学习环境 结合学院的资源优势,与大型生产制造企业和物流企业建立实训基地,在生产现场直接进行教学,由老师、学生、企业人员三方共同在实训基地通过边教、边学、边做补充教学内容。通过这种体验教学,学生除了能直接到企业现场工作外,还能理解运输调度、线边物料投放、配送中心管理等实际物流内容,缩短理论课堂教学与实际的距离,加强学生对于整个知识体系的理解。同时学生在实践中充分思考,给企业提出创新性建议,达到理解实践又高于实践的教学目的。 三、结语 本文针对物流管理专业的特点,以运输与配送课程为研究对象,探索行为导向教学法在物流管理专业教学中的综合应用与实施策略。通过实践探究表明,行为导向教学法对促进学生综合能力的培养,诸如学习能力、自我评价能力、团队合作能力等切实可行。 基金项目:2014年四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目“理工类双语教学模式及评价体系探索与实践――以《智能运输系统》为示范”。编号:B141008ZL 配送运输论文:谈中职物流专业商品运输与配送 摘 要: 目前,中职教育是基层物流人才培养的主渠道之一。为了更好地开发和培养物流人才,在人才特色化培养、物流行业特点、区域经济发展需要等方面有必要进行针对性的探索,对中职物流专业中商品运输与配送进行有效性研究,从而提高学生的基础能力、专业能力和职业能力。同时,构建符合职业导向的课程教学实践体系是实现上述目标的重要途径。 关键词: 中职物流专业 商品储运 商品配送 当代物流是一个新兴的复合产业,同样是劳动技术密集型产业。在商品运输与储存等环节中都需要大量技术人员。中职院校是培养这些基层物流操作人员的摇篮。由于设备有限,尽管中职院校开设了物流这一类专业,对这些基层物流操作人员培训时,仍然存在教育资源匮乏、教学方法落后、学生实训经验不足等一系列问题,这就在一定程度上严重影响对物流人才的培养,需要对中职院校物流专业学生的商品运输与配送的教学实践做出简要分析,帮助中职学校认识到自身在教育方面存在的不足,促进中职学校更好地开展物流专业教育。对于中职物流专业商品运输与配送的研究已经成为当下中职学校物流专业的头等大事。 一、中职物流专业商品运输与配送的职业定位 随着21世纪网络的高度普及,网络购物的高速发展,当代物流这个新兴的复合产业应运而生。目前物流行业对于物流专业人才的需求远远超过了市场所能提供的总和,整个物流专业都处于一种缺乏专业人才的状态中。这种情况对中职学校培养物流专业人才提出重大考验,中职学校对于物流专业人才培养的职业目标要定位于中低层,以培养综合性操作人才为目标。在整个教育培养过程中,中职学校要加强对学生动手操作能力的培养,物流专业中的商品运输与配送更是需要重点培养的环节。中职学校培养的这种综合性操作人才具有专业的物流人的从业精神和服务他人的意识,接人待物也经过专业训练,能够熟练地运用计算机,自主解决物流中的一些简单问题,这些人才是整个物流行业的基石,着眼于当下社会对于物流人才的需要,中职学校培养商品运输与配送的物流人才的目标要符合当下时代需求,只有这样才可以更有针对性地培养物流专业商品运输与配送方面的专业人才。 二、中职物流专业商品运输与配送的发展前景 当今时代,信息科学技术迅猛发展,在经济的飞速增长中物流产业成了重要支柱,也在工业化进程中成了最基本的服务模式,以迅猛的发展速度在全球范围内广泛传播。中职学校开设物流专业无疑是顺应当下时展潮流的。在物流行业中,商品运输与配送是整个物流行业的优秀,中职学校大力重视物流专业中商品运输与配送方面的人才培养是符合当下社会对于人才培养的需求的。国际上,物流行业是我国国民经济发展的基础产业之一,已经逐步成为衡量国家综合国力的重要标准之一,其发展前景可见一斑,尤其社会对于商品运输与配送方向的人才需求更是呈现出供不应求的局面。物流行业在社会中服务于消费者,物流行业水平的提高不仅体现了我国城乡居民生活水平和生活质量的不断提高,而且体现了我国物流专业不断服务化,更是市场竞争和商品运输与配送不断创新发展的内在要求。综合社会各个方面,中职物流专业商品运输与配送的发展前景是非常乐观的。 三、中职物流专业商品运输与配送的教育模式 学校对于物流专业学生的培养时间为三年,结合整个物流行业对于人才的需求,在商品运输与配送的课程设计中要以加强学生的动手能力为基础,开展素质教学,保证学生在实践中将书本上可得的知识熟练运用,这是人教版教材对于中职物流专业商品运输与配送教学的基本要求。在实际教学过程中,物流专业商品运输与配送的教育思路必须紧跟学生的学习进度,以社会需求为参考,保证学生“基础扎实,能力过硬,适应性强”,只有这种以学生为本的教育方式,才可以最大限度地开发学生的潜力,激发他们对于物流专业商品运输与配送的学习兴趣,使每一位学生都成为商品运输与配送方面的专业人才。在中职学校三年的教育过程中,学校重视教育的内部联系,首先明确培养目标,以培养目标为基准,根据学生的学习情况对学校的教育课程安排做出调整,加强商品运输与配送方向人才的培养,保证学生综合发展。学校要积极优化对于物流专业学生的教育方式,完善课程设计,只有这样才可以培养出更优秀的物流专业商品运输与配送方向的专业综合性人才。 四、结语 在当下物流行业高速发展的大背景下,中职学校开设物流专业非常符合发展需求。面对物流行业高速发展的趋势,社会各界要加大对于中职学校培养物流人才的关注力度,倾斜更多教育资源集中发展中职学校的物流专业教育,只有这样才可以培养出更好的综合性物流人才。 配送运输论文:Dijkstra算法在物流配送运输中的最短路径优化研究 摘 要:传统的Dijkstra算法一般用于计算一个源节点到所有其他节点的最小代价路径,它能够适应网络拓扑的变化,因而可以应用在物流中的配送线路规划上。原始的Dijkstra算法在实现时不仅占用大量计算机内存,而且执行效率也不高。针对这一问题,本文基于传统的Dijkstra算法,对其数据存储和算法思路进行了优化。最终通过实验证明优化后的Dijkstra比原始的Dijkstra算法在执行效率上有了较大的提高。 关键词:Dijkstra算法;最短路径;物流配送;优化算法 物流业的发展已成为国民经济的一个新的增长点,科学合理的物流业是经济可持续发展的重要部分,其发展程度已经成为衡量一个国家现代化程度和综合国力的重要标志之一,被喻为促进经济增长的“第三利润源泉”。在物流配送活动中,主要是把一批货物从配送中心运送到一个或多个非固定客户的接货处。通常配送中心与客户之间有多条运输路线可以选择。如果配送中心不进行运输路线的合理规划,往往会出现不合理的运输现象,如迂回运输、重复运输等。不合理运输会造成运输成本上升。因此确定合理的配送路线,从而使运输成本降低的同时又使服务水平得到改善是物流配送管理工作的一项重要内容。 本论文是笔者在湖北某软件公司实习期间,参与的一个物资综合管理系统,其中有一个模块是关于车辆调配和物流运输的,然后在此基础上实现基于Dijkstra算法并对其进行优化的物流配送最短路径选择算法。通过实验发现,不仅节约了物流成本,而且提高了运输的效率。 1 Dijkstra算法介绍 1.1 Dijkstra算法思想及步骤 Dijkstra算法用于计算一个源节点到所有其他节点的最短代价路径,它是按路径长度递增的次序来产生最短路径的算法。该算法的输入包含一个有权重的有向图G以及G中的一个顶点s,用V表示G中所有顶点的集合,S表示已求得最短路径的值顶点,w(u,v)表示从顶点u到顶点v的权重(设定权重均为非负值),(u,v)表示从顶点u到顶点v有路径相连,d(v)表示从顶点s到顶点v的最小权重。步骤如下: (1)初始时,集合S只包含顶点s,s的路径长度值被赋为0(即d(s)=0),选择顶点m,若存在能直接到达的边(s,m),则d(m)=min{w(s,m)},并将顶点m加入集合S,对于所(1)Dijkstra算法的效率与顶点数N密切相关。 (2)在存储图形数据和运算时,需要定义N*N的数组,其中N为网络的结点数,当网络的结点数较大时,将占用大量的计算机内存。 (3)当从未标记节点集合(V-S)选定下一个顶点m作中间节点后,在更新最短路径的过程中,需要扫描所有的未标记节点并进行比较更新。而未标记节点集合(V-S)中往往包含大量与中间点m不直接相连的节点,即Cost[j,k]=∞。因而很多操作无效而导致执行效率降低。 2 Dijkstra算法优化 2.1 数据存储的优化 通常在一个城市交通图模拟出来的网络图中,存在很多顶点(物流运输的地点)和边(道路),而且错综复杂,但真正与某一顶点相关的边和顶点是有限的。以邻接矩阵或关联矩阵为基础的算法中,存在着很多权值为∞的元素,这些无效的元素占用了大量的计算机内存。如果在表示网络结构图的关系时,只是记录与某一顶点相关的边和顶点,这样就可以减少很多无效的权值为∞的顶点,从而起到节约内存的作用。具体步骤如下: (1)依据最大相邻顶点数的概念,计算出网络图中的最大相邻顶点数m; (2)根据网络图构造邻接矩阵。以网络图中的顶点为行,以该顶点相邻的点为列,矩阵的行数为网络图中的实际顶点数,列数为网络图中的最大相邻顶点数m,改邻接矩阵中的值为与行顶点相连的顶点值。如果该顶点的相邻顶点数少于最大相邻顶点数m,则用0代替。 (3)根据网络图构造判断矩阵。对照上一步构造出来的邻接矩阵,用邻接矩阵里的各个元素对应边号的权值代替同一位置的顶点值就构成了判断矩阵; (4)然后根据邻接矩阵和判断矩阵求网络图上某一顶点到其他顶点间的最短路径。 2.2 算法思路的优化 传统的Dijkstra算法能求出网络图中的最短路径,但是在顶点和边很多的情况下,该算法需要遍历很多节点,而且很多是无效的顶点,所以执行效率比较低。其主要表现在:更新新加入的顶点m到集合V―S中所有顶点的最短路径时,需要大量比较d[m] + w[m,v]和d[v]的大小,而此时很多顶点并不与m相邻(即w[m,v]=∞),这样就增加了额外的运算量。由于Dijkstra算法是计算从起点到某一顶点的最短路径,我们也可以将其表述为计算从某一顶点到起点的最短路径。因此求最短路径问题可以分解两个子问题,即计算由起点到终点的最短路径和由终点到起点的最短路径,这样就大大降低了求解最短路径问题的复杂度。 传统 Dijkstra算法在提取最短路径节点时需要遍历所有的在集合V―S中的顶点,并更新最短路径值,所以算法的实践复杂度为O(N2)。而本文改进的算法将此问题分解为两个子问题进行求解,而且符合并行处理思想。这样对执行速度有了较大的提高,特别是对于网络图中顶点数和边较多的情况下。 3 结束语 在物流配送中,合理的配送路线规划不仅能够及时地满足客户的需求,而且可以节约配送中心的运输成本,所以求出最短配送路径算法的效率具有重要的作用。本文结合配送路线规划的实际情况,选择Dijkstra算法作为物流配送路线规划的优秀算法,并对它的不足提出了优化方法,在数据存储和算法思路两个方面进行了优化,使优化后的算法能够提高配送路线规划的效率。最后经实验证明,优化后的Dijkstra算法不仅节约了物流成本,而且提高了运输效率。 作者简介:钟宝荣(1963-),通信作者,教授,1992年华中理工大学计算机软件专业硕士毕业,主要研究方向为:网络数据库技术、图形图象处理技术、多媒体数据通信技术等。 作者单位:长江大学计算机科学学院,湖北荆州 434023 配送运输论文:探究遗传算法应用于物流的配送运输 摘要:随着社会经济和网络技术的不断发展,社会物流业也呈快速发展的趋势。在物流业中,物流配送是很重要的环节之一。本文以临沂地区的物流业为背景,为了更好地解决物流配送路径优化问题,建立了一种遗传算法模型。实验计算表明,通过用遗传算法进行物流配送路径优化,可以方便有效地得到问题的最优解或者近似最优解。 关键词:遗传算法 物流配送 优化 临沂地区 1.引言 市场经济的改革以及跨地区贸易的发展共同促进了物流业的快速发展。物流配送是指将客户所购的货物及时的送交客户的过程,物流配送不仅是物流业最重要的环节之一,同时物流配送的效率也直接影响着整个工作流程的效率,因此,需要不断地改进、优化物流配送路径。本文的研究背景是山东的临沂地区,临沂市被确定为省级物流节点城市,将利用商贸市场集聚的优势,以建设大物流促进商贸流通发展为目标,建立连接江苏、辐射长江三角洲,连通日照、连云港的商贸物流基地,服务于省内外商贸流通和经济建设。那么在这样一个重要的物流节点城市,合理地选择配送路径具有重要的意义,不仅能偶缩短配送时间,也能降低配送成本,在提高服务质量和提高经济效益方面都有较大贡献。 优化配送路径是一个NP-Hard问题,为了解决这一问题,近年来提出了不少算法,比如节约法、扫描法等,本文通过一系列的研究,将遗传算法应用于物流配送的决策分析中。遗传算法(Genetic Algorithms,GA)最早是由John.H.Holland于1975年提出的,它是一种结合了生物自然选择和基因遗传学的优化搜索方法。它的优点非常多,比如鲁棒性强、速度快、搜索范围广等而广泛应用于各个领域。本文针对物流配送路径优化问题,首先分析了其数学模型,然后引入了遗传算法来优化,最后进行了实验计算,研究表明,将遗传算法应用于物流配送路径优化问题是行之有效的方法,取得较好的结果。 2.优化物流配送路径的数学模型 物流配送的优化可以描述为:配送中心用多辆汽车向多个客户送货,其中汽车的载量确定,客户的位置和需求量确定,通过优化,使得汽车所行驶的总路程最短,并且满足以下条件: (1)各路径上的客户的总需求量小于等于汽车载量; (2)各路径总长度小于等于汽车配送一次可行驶的最大长度; (3)一条路径由一辆汽车进行配送,且必须满足个客户需求。 通过对以上条件的分析,建立物流配送路径的数学模型。首先规定以下公式中各字母的意义:K为配送中心拥有的汽车总量;[Qk](k=1,2,…,K)为各汽车的载量;[Dh]为汽车进行一次配送所行驶的最大长度;L为客户总数;[qi]为客户i的需求量;[d0j]为客户与配送中心的长度;[dij]为客户i和客户j之间的长度;[nk]为第k辆汽车负责的配送的客户数,若此值为0,则表示此汽车未使用;[Rk]为集合,表示第k条路径,其中[rki]表示客户[rki]在路径k中的顺序为i,令[rk0]=0表示配送中心。经过分析,建立如下数学模型: 3.优化物流配送路径的遗传算法 3.1遗传算法的基本思想 遗传算法是一种很好的搜索优化方法,它的操作对象为种群的所有个体,个体与问题的解是一一对应的,其中选择、交叉和变异是最主要的操作。它的流程图如下: 这种算法主要包括6个基本要素: (1)编码:通过编码将空间的数据转变为基因型串数据,在编码前先进行量化。 (2)生成种群:通过随机方法产生初始种群,每个个体对应问题的一个解。 (3)评估适应度:用来评估个体的优劣,评估结果作为遗传操作的依据。 (4)选择:通过“适者生存”的选择方法,从当前种群中选取适应度高的个体组成新的种群,适应度越高,被选择几率越大,但不能保证一定被选择。 (5)交叉:将选出的个体存入配对库,进行随机配对,产生新的个体。 (6)变异:引入变异是为了解决在交叉过程中引起的信息遗失现象,按概率改变染色体基因位。 3.2优化配送路径的遗传算法构造 (1)编码方法。在本文中,配送中心用0表示,客户用1表示(L个1表示有L个不同客户)。每条配送路径的起点和终点都是配送中心,配送路径的最大值由配送中心的汽车总数K决定,这样,L个1或者K—1个0随机排列成一条染色体,则对应一种配送路径方案。 (2)初始种群的产生。由1和0构成的序列称为一条染色体,那么由多条不同的染色体构成初始种群。 (3)适应度评估。在评价一种配送方案的优劣时,既要判断是否能够满足约束条件,又要计算它的目标函数值。因此,在进行评估时,首先判断各配送路径方案是否满足约束条件,如果不满足,则该路径为不可行的路径,然后计算目标函数值。适应度[Fi]的计算公式如下所示: [Fi=1Zi+MiG] 其中,[Zi]为目标函数值,[Mi]为染色体i所对应的不可行路径数,G为权重因子,为值较大的正数。 (4)选择操作。在本文中,综合使用最优个体保留策略和赌法,首先,将所有染色体按照适应度小进行排序,对于适应度最高的染色体,则直接进行复制;然后采用赌法,使剩余的染色体产生下一代的N-1条染色体。每条染色体被选中的概率为它本身的适应度与种群中所有染色体的适应度之和的比值。 (5)交叉操作。交叉操作主要是按照交叉概率将除了第一条染色体外的其他染色体进行交叉配对,本文采用两点交叉法。 (6)变异操作。本文所采用的变异操作是为了保证一旦某基因片段需要发生变异,那么另一片段也要发生变异,这个片段是随机产生的。 4.实验与计算 在本实验中,采用C语言编程,以2辆汽车为5个客户配送为例,其中汽车载量为8000千克,一次配送最大行驶长度为40千米,配送中心与客户以及客户与客户之间的长度由下表表示(单位千米): 5.小结 通过本文的理论分析与实验证明,将遗传算法应用于物流配送路径优化方案中是可行的。本文首先分析了物流配送路径的数学模型,然后简介了遗传算法的原理,并进一步将遗传算法应用于物流配送路径中,最后通过实验计算,证明用遗传算法能够得到快速的得到物流配送路径的最优解,是提高配送效率有效的方法。 作者简介: 殷俊峰(1978- ),男,山东费县人,汉,临沂大学讲师,山东大学硕士研究生,主要研究方向:统计学,运筹学,计量经济学的应用问题、时间序列分析等。 配送运输论文:物联网技术在B2C电子商务配送运输中的应用 摘 要:随着电子商务的不断发展,传统的物流模式已经不能满足当前业务的需求,建立以及完善运输车辆实时动态监控系统,实现对运输全过程的车辆以及货物状态的监测,是当前亟需解决的问题。物联网技术能够大大提高车辆货物在运输过程中的安全性以及可靠性。因此,文中首先对物联网相关技术进行了阐述,重点探讨了物联网技术在B2C电子商务配送运输中的应用设计以及实现的功能,最后分析了物联网技术对电子商务模式的影响。 关键词:物联网技术;B2C电子商务;配送运输;GPS 0 引 言 B2C(Business to Customer)电子商务是指企业针对个人开展的电子商务活动的总称,企业向消费者销售产品或者服务的一种电子商务模式,这种形式的电子商务一般是以网络零售为主,借助于互联网开展在线销售活动。该种模式能够节省客户与企业的时间和空间,提高交易效率。然而,在物流配送运输过程中出现很多问题,如货物在运输过程中丢失现象时有发生,以及在配送过程中导致订单配送延迟等。鉴于此种现象,建立以及完善运输车辆实时动态监测尤为重要。在该环境下,物联网技术能够较好解决这一问题,利用高新科技手段实现智能物流,减少人工操作失误以及货物损坏等。因此,研究物联网技术在B2C电子商务配送运输中的应用具有重要的实际意义。 1 物联网技术简介 1.1 物联网技术的内涵 物联网(The Internet of things)技术是利用各种信息传感设备,如激光扫描器、红外感应器、射频识别(RFID)等,将所有商务活动的物品信息以互联网连接起来,从而实时进行信息交换及通信,实现智能识别、追踪、监控以及管理的网络技术。该技术由RFID 技术与Internet 相结合,提出产品电子代码(Electronic Product Code,EPC),该代码对物联网上的每一个物品都赋予一个全球唯一编码,当该编码通过读写器时,就会通过互联网传输到指定的计算机内,最终实现全球智能监测网络。 1.2 物联网相关技术 物联网相关技术主要包括GPS技术、无线网络通信技术、RFID技术、传感器技术以及IP和IPv6 技术。GPS技术能够提供车辆定位、防盗、行驶路线的监控以及指挥等功能,若有意外状况,能够及时将获取的信息模块化,在企业电子商务监控中心地图上显示出来,及时反馈给客户;RFID是一种非接触式的自动识别技术,对拥有全球唯一编码的物品进行自动识别以及信息共享,实现在计算机网络条件下,对物品进行跟踪、追溯以及定位等功能;无线网络通信技术是利用现有的通信网络(GSM/CDMA移动网等),通过无线收发设备(无线网桥、MODEM)等建立无线局域网,将传感器终端所采集到的数据传输到电子商务监控中心,为企业以及客户提供准确的产品或者服务信息;传感器技术能够探测以及感受到外界的信号或者化学组成等,在电子商务中主要是通过红外、门磁来确保电子商务办公以及仓储的安全性,也能够在物流过程中实时监控车辆的运行轨迹等;IP技术是物联网技术的基石,IPv6技术拥有的地址容量可达到2128个,能够解决网络地址资源有限的问题,能够实现电子商务中任何一个系统、设备以及物品数据的对接,方便实施智能化控制。 2 物联网技术在B2C电子商务配送运输中的应用 物联网技术在许多领域都得到了广泛应用,并取得了较好的应用效果。伴随着我国电子商务的不断发展,在物流配送中出现诸多问题,因此,探索物联网相关技术在B2C物流配送中的应用,以便提高工作效率,减少货物损坏,提高货物运输的安全性以及可靠性。下面对其应用设计进行详细探讨。 2.1 B2C电子商务配送运输系统的功能需求 首先,要求通过无线传感网络来监测获取车辆所处的具体状态,物品周围的温度、湿度以及车辆速度,同时根据监控中心发来的控制指令,进而完成指令任务;其次,需要对车辆实时监控,要求用户在任意时刻都能通过发出定位查询指令来获取运输工具的地理位置,并且在电子地图上表示出来,获取货物以及车辆的准确位置;另外,要能够实现风险控制,当运输过程中出现问题时,运输人员能够通过网络监控中心发出紧急求救信息,对人员或者货物进行技术处理,减少不必要的损伤。 2.2 分析B2C电子商务配送运输流程 B2C电子商务配送运输流程如图1所示。客户在下过订单之后,电子商务网站将订单录入到托运单;仓库按照发货指令进行发货;企业与第三方物流公司签订合同;配送中心对车辆进行调度;进行货物配载,并在规定的时间内将货物配送给客户;客户提取货物之后,填写回单,然后将回单返回到配送中心,完成货物的配送。在这一系列过程中,通过物联网技术能够对车辆实现实时跟踪以及监测,进而确保货物的安全,同时及时将监测的信息反馈到配送中心,便于客户查询。 图2所示是物联网技术对数据的传输流程。首先,需要登录合法的账号及口令,在登录完成之后进行系统初始化;其次,对车辆速度、温度、湿度以及车内货物信息相关数据进行处理;最后,将处理之后的数据结果反馈到电子商务企业、客户以及配送中心,完成这一过程,退出运输系统。 2.3 B2C电子商务配送运输方案设计 物联网技术在B2C电子商务运输设计中,运用GPRS技术、传感技术等,其整体建构如图3所示。 2.4 应用物联网技术实现的功能 首先,实现实时监控。通过运用物联网技术中的GPS接收机,传感器将配送车辆的定位信息,及时传输到配送监控中心进行相关处理,并且配送监控中心能够计算出当前时刻车辆的最佳匹配位置,并能将车辆位置在配送监控中心及时显示出来。运用GPS技术能够将车辆的实时位置通过无线网络通信技术传送到电子商务监控中心,进而实现信息的全程监控。其次,采用传感技术以及射频技术能够监控商品是否损坏,若用户需要了解当前商品的详细信息,电子商务中心将商品的位置以及状态信息详细地传给用户,同时还能够通过视频技术将所看到的货物状态反应给用户。最后,实现风险控制功能。应用速度传感器、温度传感器、湿度传感器、视频监控器能够准确获取车辆速度、车内温度、湿度以及货物的相关状态等,车辆的数据采集系统也能够将车辆的各类参数进行实时动态显示,对于不正常的状态给予报警或者提示。另外,车载子系统所采集到的相关参数以及视频等信息都能够通过物联网技术中的无线传感网络发送到物流监控中心,将收集到的信息整理成文字、图片或者视频传给用户,以供用户查询。 2.5 系统运行效果展现 在我国经济水平发达的城市,已经使用了相关技术,在电子商务运输系统中应用物联网技术,能够对车辆实现实时监控,如货物正输往北京市朝阳区东五环,就会在监控中心详细展示这一信息,图4所示是系统的车辆实时监控界面图。通常情况下,在图上一般都能够确切地了解到车辆的准确位置以及路名信息。 运输过程中,根据上面所阐述的使用物联网技术实现的功能,能够对车内的湿度、温度以及车辆的速度实现全面监测,使监测中心人员了解到最新以及最全面的货物信息,进而了解货物是否有损坏或者丢失等,同时详细显示车内温度、湿度及车辆速度等,图5所示是系统中的货物在途控制界面图 3 物联网技术对B2C电子商务模式的影响 物联网在中国也称为传感网,与其他国家相比,我国的科研水平还有一定的差距,但是,与自身相比,有着重大进步,对我国的配送运输系统有着重要影响。主要体现在能够提高库存管理水平、提高物流配送质量、追溯货物的行踪以及推动移动支付的发展等。 3.1 时刻追溯货物的行踪 电子商务网站的商品大多是由企业集中生产或者采购的,一般情况下,能够确保商品的质量。近几年来,随着电子商务的飞速发展,商品的种类也越来越多,一些著名的网站也时常出现商品质量以及运输问题,不仅影响了自身的发展,而且还有损消费者的利益。如我国最大的电子商务购物网站淘宝网,2012年举行“双十一”活动,在这一天各大商家相继推行优惠活动,引发消费者疯狂购物。然而,由于购物量较大,导致大批的订单不能够及时发货,或者在发货的路途中出现各种问题,不能在预约的时间里将货物传给消费者。通过应用物联网技术能够建立商品追踪系统,进而为每一个商品贴上唯一的标签,使得每一件商品都有自己独特的编码。在产品有自身的属性信息后,就能够随时将附加信息储存到EPC中,而这些数据对于追溯商品的行踪具有重要作用。当这些数据统一集中到云端时,就会被授权用户所共享。消费者仅仅需要在网上查找相关商品的EPC信息,就能够获取该商品的所有信息。这样一来,不仅能够确保商品的真实信息,而且还能够随时了解商品的运输路线,商品在哪一环节出现问题,及时采取相关措施进行补救。通过对商品实现追踪,最终促进用户对商品的信心以及购买商品的积极性,推动我国电子商务的发展。 3.2 提高物流配送质量 长期以来,B2C电子商务发展的瓶颈为物流配送,大多消费者反应物流慢或者货物存在质量问题等,进而影响消费者的合理利益。物联网技术中的GPS技术及GIS技术能够快速响应物流,并且实时监控货物状态,进而实现智能物流。在网上订单到达后台后,立刻生成相关商品的清单,向仓库发出送货请求,通过仓库传感技术对商品的库存位置进行获取,利用仓库传感技术能够对商品的详细信息进行监测,尤其是商品若出现破损等也能够及时的反应,采取相关措施进行补救。另外,消费者还能够对商品的在途状态进行实时监测。 3.3 提高库存管理水平 B2C电子商务与传统的零售业相似,都需要对商品进行提前库存,进行库存管理的主要任务就是最大限度地提高系统的服务水平,最终降低库存总成本。在今后的电子商务发展中,其优秀竞争力应为库存管理能力以及货架存放效率。一方面,使用物联网技术能够使货物信息自动发送。电子商品贴有标签后就能够自动发射信号,利用无限局域网技术将收集到的数据传输到后台,管理人员就不需要对物品进行手工扫描,大大降低了工作人员的劳动量,提高拣货速度。另一方面,能够使货物随机摆放,节约货物空间。由于仓库中的商品都带有电子标签,并且在标签中包含有商品的尺寸以及库存位置,在仓库的存放过程中,可以根据货物的尺寸进行摆放,对于大型的商品摆放在仓库里面,这样一来,就能够节省存放空间。商品若按照销售程度进行摆放,最为畅销的商品摆放在仓库外,方便工作人员装载货物。 3.4 推动移动商务的发展 在B2C电子商务配送运输中使用物联网技术,能够将PC电脑网购搬到移动终端购物,消费者可以通过移动手机进行网上购物,同时对货物进行实时监测,随时掌握产品的最新动态,为消费者开创一种全新的购物体验。移动购物进一步促进电子商务的发展,同时移动支付也能够确保支付的可靠性以及安全性,最终推动移动商务的发展。 4 结 语 如今,B2C电子商务通过完备的双向信息沟通、灵活的交易手段及快捷的配送运输,为消费者提供了一种便捷的购物模式。同时,随着近年来物联网技术的不断更新以及应用成本低,逐渐在诸多行业中得到广泛应用,能够为电子商务的物流发展提供强有力的技术支持,进而实现时刻追溯货物的行踪、提高物流配送质量、提高库存管理水平以及推动移动商务的发展等,为消费者提供更为便捷可靠的服务。 配送运输论文:煤炭储存配送运输中机电设备管理及维修 摘 要:煤炭的储存配送是一项相对复杂,对工作人员的技术操作能力要求相对较高的工作。一个环节出现问题就可能影响到后续的正常作业。煤炭运输中皮带机作为主要的工作设备,其能否顺畅运转直接关系着煤炭储存配送的工作效率。本文通过对煤炭皮带机的工作原理的分析介绍,指出了影响皮带运输机正常运转的相关因素,进而探讨了皮带机工作过程中经常出现的故障并提出了相应的解决对策,希望能够进一步改善皮带机的工作质量。 关键词:煤炭配送运输 机电设备 故障分析 处理对策 皮带运输机的安装不规范或者在使用过程中操作不标准都会引起故障出现,轻者降低工作效率造成时间、电力等资源的浪费,重者可能会影响到工作人员的生命安全,给个人、家庭或企业带来严重的经济损失。所以,如何全面掌握皮带机的工作原理,及时排除相关的干扰因素,降低皮带运输机出现故障的频率,保证煤炭运输的顺畅安全十分重要。 1 皮带机的基本工作原理 皮带运输机是一种借助摩擦驱动来进行工作的设备,其主要部件包括输送带、托辊、滚筒、驱动、制动、装载、卸载等。在工作时将煤炭放在输送线上,运输机借助滚筒以及托辊同胶带之间的摩擦力运转后将煤炭等物料输送到目标位置。 2 干扰皮带运输机正常运转的因素 干扰皮带机征程运转的因素包括煤炭的质量、工作人员的操作能力和设备整体状况、运输胶带的质量水平、以及皮带的硫化水平这四个主要方面。 2.1 煤炭的质量 如果煤炭在装载过程中并未对质量进行严格把关,例如:煤炭存在较多的杂质等因素都可能会导致在装载、卸载的过程中使皮带被划伤的状况,这对皮带运输机的正常工作都会带来风险。 2.2 工作人员的操作能力和设备整体状况 工作人员对设备的工作原理了解的不够深入或者相关的操作不够标准规范就可能引起:(1)皮带机发生堵斗、卡死状况,这时候若不及时关闭机器就可能使皮带被磨损或者被拉断;(2)如果运输机的托辊或者滚筒已经损坏而工作人员未能及时发现,进而可能引起皮带损坏;(3)皮带机上的相关螺栓发生松动或者滑脱,一些衬板未能严密牢固地焊接在一起,这些部件脱落在皮带上也会使皮带损坏影响到设备的工作质量。 2.3 胶带的质量水平 不同质量水平的胶带也直接关系着皮带运输机的工作质量,而皮带机的生产厂家众多,质量标准相差很大,如果皮带的质量较差,在使用过程中就极易出现皮带脱胶或者龟裂等状况。 2.4 皮带的硫化水平及天气、环境因素 在对煤炭进行硫化时,可能无法做到标准切割,另外,胶的配比不科学合理,存在气泡就可能使粘合出现问题。如果环境、天气过于潮湿,就可能会降低摩擦系数,使皮带出现打滑现象影响到皮带机的正常工作。 3 皮带机经常出现的故障及处理对策 3.1 存在非正常噪音时的故障分析及处理对策 当皮带运输机的驱动无法正常工作的时候就会有非正常的噪音出现,工作人员可以通过异常噪音来了解、掌握设备的工作状况。通常情况下,如果托辊工作出现异常,发出一系列节奏感较强的震动性质的噪音,就可以从以下几点进行判断:皮带运输机的轴承孔心严重偏离了外圆的中心,或者是无缝钢管的厚度没有达到足够的均匀程度。这两方面因素都会增大离心力,致使发生异常噪音。这时候就需要及时对减速机的位置做出校正,避免皮带机的输入轴出现断裂状况。 3.2 皮带打滑故障的处理 当煤炭无法顺利运量上去、煤炭回溜或者洒落时就应当判断是否是由于打滑造成的。导致打滑的原因有:运输机的工作环境较为潮湿,一定量的煤泥等附着在滚筒上减弱了摩擦力导致皮带打滑;也可能是由于胶层磨损相对严重或者老化致使表面变得过于光滑降低了摩擦力。这时候就应当对配重进行适当的增大、更换新的胶带或者是增大滚筒的摩擦力等措施来保证设备的正常运转 3.3 皮带跑偏的处理 皮带运输机工作过程中胶带与预先规定的运行区域发生了偏离就称之为跑偏,这类故障经常出现。通常皮带的工作范围不应当偏离滚筒或者托辊断面带宽距离的5%。事实上,这一标准只有在皮带机空载或者重载的调试过程中才能够达到,在真正的工作过程中,由于受到煤炭、配重、环境等因素的干扰很难控制在这一范围内,当运输机发生跑偏的时候就会引起物料的洒落,影响到设备的正常工作。 3.3.1 滚筒错位的对策 运输机的皮带之所以会发生跑偏原因可能是由于在对设备进行配置安装是没有实现滚筒之间的严密配合。为了避免这一问题的发生在对设备进行安装时应当做到以下几点。 (1)科学合理地依照设备的纵轴线、滚筒轴线以及硫化轴线的安装标准进行设备安装;适当地选择相关位置安装一系列的控制设施,例如对于皮带的回程或者重载部位应当尤为注重对跑偏问题的控制,当皮带发生跑偏时要及时通过开关做出调整,以防皮带和支架之间由于过大的摩擦力造成设备的损坏。对于设备安装完成后的调试过程应当进行严密的控制,对于存在的问题应当及时作出调整避免在设备的运行过程中出现故障。 (2)对于跑偏问题的出现还有可能是由于设备、部件的质量不过关造成的,例如粘结环双侧的尺寸不够科学合理,一些部件发生松动等。因此在设备部件的采供过程中相关人员应当严格进行把关,选择标准规范的设备部件,对于设备的存放保养也应当引起足够的重视,减缓设备的磨损、老化进程。相关的粘结工艺也应当依照标准实施,确保设备的整体质量。 3.4 煤炭洒落问题的对策 煤炭发生洒落通常是由于运输机的皮带发生跑偏导致的,这是由于跑偏会使得皮带两侧失去平衡,使得煤炭发生洒落,这时候就应当对皮带的位置重新进行校正。对于转载点这一经常出现煤炭洒落的位置,可以通过更换运输机的挡料裙板,对钢板进行加长或者是减少皮带的物料运送量等方式来进行解决。 配送运输论文:基于模糊综合评价法的配送运输设备选优配置 摘 要:对配送运输设备选优配置的重要性进行分析,提出选优配置的原则,在配置原则的基础上,分析归纳出出配送运输设备模糊综合评价的3大类9项指标,即货物适应、环境适应、特殊适应、购置成本、使用成本、使用效益、技术性能、可维修性和安全性能。构建配送运输设备选优配置模糊综合评价模型,根据模糊综合评价的步骤,结合实例对配送运输设备的选优配置进实例分析。 关键词:配送;运输;设备;模糊评价;配置 引言 随着消费需求日益多样化和个性化,物流需求越来越多品种、小批量。作为物流重要功能之一的配送,是面向最终客户提供物流服务,是物流系统服务质量的最终体现,也是物流成本形成的重要环节。当前,针对物流配送的理论研究与实践中,关注的重点是物流配送中心的选址、中心内各功能区优化布局、作业系统的优化设计、多个企业联合组织实施的共同配送及配送运输的线路的最佳选择等方面,鲜见对于配送运输设备优化配置方面的关注。配送运输作为末端运输,直接与顾客接触,其服务质量对于物流配送乃至整个物流系统的服务质量至关重要,因而,合理配置配送运输设备,对于提升整个物流系统的服务质量,降低物流系统的运营成本具有重要而现实的意义。影响配送运输设备配置的因素很多,既有经济方面的考虑,也有城市交通状况的制约,还有货物的差异性及设备本身的性能等等。本文基于模糊综合评价法对配送运输设备的优化配置进行探讨。 一、配送运输设备配置原则 配送运输设备的配置直接影响到货物送达顾客手中的效率和服务的质量。为保证配送运输的高效、经济运行,在进行设备配置时应遵循如下原则: (一)适用性原则 货物种类、作业环境、配送运输距离、运输路线状况、作业量等决定了配送运输设备类型、额定作业能力和数量。作为末端运输的配送运输设备的配置,必须以能够适应配送服务为基本原则。货物种类较为单一,配送运输量较大、频率较高的,应考虑额定作业能力较大的运输设备;货物种类较多时,需要考虑运输设备的通用性,尽量地提高设备的适应性。 (二)经济性原则 经济性是衡量一切经济活动的主要指标,物流配送运输也不例外。一般来说,配送运输是一个收益既定的服务环节,作业过程中不再产生新的收益,因而,配送运输设备的购置成本及使用和维护保养费用就直接反映了该环节的经济效益。设备配置的目的就是在满足适应性原则的基础上,实现设备全寿命周期的成本最小。 (三)系统性原则 物流配送是整个物流系统的一个子系统,而配送运输又是物流配送环节的一个子系统,承担着把货物交付到顾客手中的重要的任务。配送运输设备的选择,必须考虑与配送中心的装载设备和顾客的卸载设备相互衔接、相互协调,保证配送工作的顺利进行。因此,在考虑配送运输设备的适用性、经济性的基础上,要以系统的观念,对整个物流系统作整体评价。 二、选优配置模糊综合评价模型 (一)评价指标体系构建 配送运输设备的配置要根据货物类型、配送运输路线的状况及设备的工作性能等方面来进行综合评价。到目前为止,货物的配送运输主要是以公路运输来进行,因此,本文只分析公路运输车辆的选优配置。根据上述原则,本文构建了以下指标体系,共三大类9项指标。 一是适用性指标。(1)货物适应,指设备适应货物物理性能与化学性能的程度。(2)环境适应,指设备适应所在地的路况,气候的温度、湿度等的程度。(3)特殊适应,指设备的机动性、人机适应性以及满足特殊作业要求的能力。二是经济性指标。(4)购置成本,指购置设备时一次性支付的成本,或分期付款总额的现值。(5)使用成本,指燃油或电力、保养维护、维修、操作人员工资、保险及其他费用,(6)使用效益。指使用设备能产生的收益。三是技术性指标,(7)技术性能。指设备的动力等各项额定功能指标及设备质量,(8)可维修性。指设备维修及性能恢复的难易程度,(9)安全性能。指设备在使用过程中易发生事故的概率,从人员安全、货物安全及设。 (二)模糊综合评价模型 模糊评价法是应用模糊集理论对一个系统进行评价的方法,其评价的对象可以是系统的各种替代方案。模糊综合评价模型可以平判出各种备选设备的优先度,为设备的购置与使用提供决策依据。方法步骤如下: 1.邀请有关人员组成评价小组。小组成员一般不超过10人,可以邀请设备管理人员、设备操作维护人员、配送中心管理人员、装卸人员、财会人员、货物生产单位人员及其他企业人员等参与。 2.确定评价项目集与评价尺度集。评价项目集即上述3大类9项指标。采用5级评价尺度,即评价尺度集为E=(e1,e2,e3,e4,e5),其中e1=0.9(最好),e2=0.7(较好),e3=0.5(一般),e4=0.3(较差);e5=0.1(最差)。 3.确定各评价项目的权重。可通过小组讨论,采用层次分析法确定各评价项目的权重集W=(w1,w2,w3,w4,w5,w6,w7,w8,w9),分别对应三大类指标中的(1)~(9)项指标。 4.按照已经确定的评价尺度,对不同设备的评价项目进行模糊评定,并计算隶属度矩阵,第个方案的隶属度矩阵为: 。 5.计算第k个方案的模糊综合评定向量Sk:Sk=WRk 6.计算第k个方案的优先度Nk:Nk=100SkET 三、模糊综合评价模型应用 某配送中心要选用配送运输设备,从中心各部门及外部共挑选了9名相关专家组成评价小组。经评价小组讨论,指标体系的权重 由此可以看出,方案2比方案1具有更大的优先度,因此,该配送中心选用某品牌的微型货作为配送运输车辆更为合理。此外,如果有更多个可供选择的方案,则评价方法与此类似。 结语 本文利用模糊评价法选用配送运输车辆,该方法求解简单,容易操作,能够实现配送运输设备的合理选用配置。当然,在评价指标的组成以及各评价指标的权重上,还需要在设备配置原则的指导下进行更为深入、更为切合实际的研究。评价小组成员的组成,也会影响评价结果的合理性。 配送运输论文:优化军事物流配送运输保障 摘要: 信息化条件下的战争,不仅是对人和武器最佳组合的较量,更是对运输保障能力的考验。运输保障跟得上,部队才能有战斗力,才能打得赢。军事物流配送运输是保障军队平时训练、生活等军事活动的重要方式,更是军队战时的大动脉。 0 引言 进入二十一世纪以来,随着信息技术日新月异地飞速发展及其向军事领域的加速渗透,伊拉克战争中,美军“适时,适量,适地”的精确后勤保障令世人瞩目和震撼,美军后勤保障的实践表明:实施有效的军事物流配送运输保障,不仅是后勤保障能力的倍增器,更是军队战斗力的倍增器。 1 军事物流配送运输的作用 军事物流是为保障军队平战时或特殊情况下的需求所采取的具有军事性质和目的的物流活动。它是物流在军事活动中的广泛应用。 军事物流配送运输是指在一定区域内,根据部队用户的需求,将已经拣选、加工、包装、分割、组配的军事物资按时送达用户指定地点的物流运输活动。 第二次世界大战之后,由于大吨位、高效率运输力量的出现,干线运输无论在铁路、海运或公路方面都达到了较高水平,长距离、大批量的运输实现了低成本化。但在干线运输之后,都要铺以支线运输和小搬运,这种支线运输及小搬运成了物流运输的一个薄弱环节。这个环节有和干线运输不同的许多特点,如要求灵活性、适应性、服务性等,优化和完善这个环节,往往能解决运力利用不合理、成本过高等问题。 军事物流配送运输或输送,是运输与其他活动共同构成的组合体。在物流配送过程中处于“二次运输”、“支线运输”、“终端运输”的位置。优化军事物流配送运输,能够使分散的供应保障活动协调运作,减少整个军事物流范围内的迂回运输、交叉运输、重复运输等现象,创造了更多的军事物流效益。 2 现代军事物流配送运输中存在的问题 军事物流配送运输是军事物流活动的重要环节,是实现军事物流保障目的的关键。因此,搞清军事物流配送运输中存在的问题,找出它内部的客观规律,我们才能用这些规律指导军事物流的实践,改善不利因素,实现军事物流配送运输的高效、快捷。 2.1 运输管理机制不健全,配送运输计划不完善 目前,军事物流运输管理没有现成的模式、经验供我们学习和借鉴。由于军队物流缺乏专业管理人才,导致军事物流管理中出现漏洞,存在问题。在物流实践活动中,不能充分挖掘利用部队现有装备人员的潜力,制约了军队物流运输活动的高效性。其次,缺少完善的配送运输计划。“一计划多用”的现象尤为明显。 2.2 物流基础设施落后,物流技术装备水平低 总体来看,我国现有的物流基础设施虽然有了很大发展,但是还比较落后。按国土面积和人口数量计算的运输网络密度,我国仅为1344.48公里/万平方公里,而美国为6869.3公里/万平方公里,德国为14680.4公里/万平方公里,印度为5403.9公里/万平方公里。这方面,我们不仅落后于欧美发达国家,与印度等发展中国家相比也有很大差距。如果按人口计算则差距更大,我国每万平方公里国土面积拥有铁路74.89公里,排在世界第60位之后。如果按人口计算则排在世界第100位之后。在我国物流业发展较晚的环境下,军事物流作为后继发展者,国家没有太多的精力来推动军事物流的发展。军事物流和地方物流没有完全接轨,它们之间存在差异和相对独立性,没有很好的协调发展。军事物流的发展处于从属地位。 2.3 物流专业人才欠缺,信息化水平低 当前,军队物流专业管理人才还相当缺乏,军事物流运输网络建设还处于探索阶段,军队内相关的物流设施建设还不健全。尤其是物流信息化建设水平较低,它严重影响了军事物流配送运输的发展。因此,我们要加大人才培养速度,推动信息化建设进程,学习借鉴发达国家的经验和技术,弥补我国物流技术的欠缺。 2.4 物流设施和设备标准不统一,运输成本高 我国物流系统各环节的衔接较差,运转效率不高。反映为各种运输方式之间的装备标准不统一,限制多式联运的开展。以集装箱为例,海运和铁路运输各有各的一套集装箱标准,使得海铁联运必须经过再次拆箱、装箱后才能实现,造成了多次的包装成本以及储存费用,同样的问题还出现在公路、航空中。物流包装标准与物流设施标准之间缺乏有效的衔接,严重影响运输工具的装载率、装卸设备的载荷率。虽然军用物品包装已有初步的标准,但在与各种运输装备、装卸设施相衔接的物流单元化包装标准方面还比较欠缺,影响较大。物流环节的运输工具、承载设施、设备的标准和规范不统一,导致物流无效作业环节增加,货物的在途时间较长,物流速度降低和成本上升。根据调研有关资料分析,我国许多商品总成本中,运输造成的损失约500亿元,公路因缺乏合理的物流组合,空驶率多年来保持在50%左右;铁路因能力不足,使相当数量的商品失去销售机会或无法保证企业提供客户满意的服务;水运因运输组织方式不能适应市场的需求变化,使许多产品失去了低价运输的途径,诸多的因素都大大地增加了物流的运输成本。 由于我国物流系统存在的以上问题,在很大程度上制约了我军军事物流配送运输的发展水平。目前,我军物流运输管理比较分散,调度效率较低,运输系统现代化程度不高。运输管理缺乏体系化,整体化。物流运输方式相对单一,表现为主要以传统的公路运输,运输的货物量少。没有很好的利用铁路运输的运输货物量大,长距离运输的优势,不能满足军队长距离运输的物质需求。物流效率低,物流运输成本高。 3 提高军事物流配送运输的措施 3.1 建立一体化物流信息平台,科学调度物流运输 物流网点是军事物流体系的起点和基干,多层次的军事物流网点能及时跟踪控制和科学调度物流运输。美军自20世纪90年代初就展开了“三种物流网点”的建设,即本土物流网点、近海物流网点、海外物流网点。所倡导的“聚焦式”后勤就是以物流网点为依托展开物资保障的最佳样板。这些网点军民兼容、资源共享、信息化程度高。军队物资保障机构与地方供货商签订采购合同,由供货商直接将物资供应部队的物资保障方式,减少了物资供应运输环节,大大降低了相关费用,提高了军队的保障质量。 军事物流运输活动的运量不确定特点,导致物流管理过程复杂。靠人工去实施管理已经不能满足物流运输活动的要求。如美军提出了全球资源可视系统的概念。该系统将自动识别技术、全球运输网络、联合资源信息库和决策支持系统等综合在一起,使得部队指挥官可以不间断、可视化地掌握全部资源的动态情况,全程跟踪“人员流”、“装备流”和“物资流”,并指挥和控制其接收、分发和调换,从而有效地提高了物流保障效率。正是依托该系统,在2003年的伊拉克战争中,美军后勤信息处理中心仅有1500个工作人员,却使数万部队的输送、数亿元的开支,以及几十万种不同型号、规格的装备物资供应顺利进行。因此,建立现代化的物流管理系统是发展的需要,只有信息化的管理工具才能实现物流运输中的全程监控,掌握物流运输任务的完成情况,并及时做出调整,对运输工具进行科学调度,合理使用。提高管理的高科技水平,达到理想的管理效果。 3.2 建立模拟运输网络,优化运输方案 在高技术条件下的物流活动中,利用的高科技工具越多,物流的整体效能就越高。物流运输部门的科技含量,信息化程度,代表着它的物流水平,决定着它在物流行业的竞争能力,标志着它在未来竞争中的发展潜力。 我们要想在激烈的国际竞争中独领风骚,在新军事变革中引领潮流,就必须建立自己的物流信息网络,模拟运输网络系统和管理信息系统。运用模拟运输网络系统实现对物流运输活动的全程可视化,及时对有关情况进行跟踪控制,整体协调,进行有效的调度指挥。 模拟运输网络系统是利用高科技信息技术实现对运输全过程的计划、组织、决策、指挥和控制的模拟。它是对物流运输活动中的综合因素的抽象化分析、实施、优化的直观显现。该系统能直观暴露实际物流运输中存在的问题及突发情况,它能使物流运输部门及时对问题进行解决,减少损失,使物流运输活动在预计的情况下进行组织实施,确保运输任务的顺利完成。 模拟运输网络系统具体有以下子系统组成:①运输工具选择系统;②运输方法及道路筛选系统;③道路状况分析系统;④任务分析系统;⑤制约因素分析系统;⑥车流、人流和距离分析计算系统;⑦综合分析信息系统;⑧方案制订系统;⑨可视化模拟、突发情况预测系统;⑩问题反馈分析系统;{11}人工干预操作系统;{12}方案优化决策系统。该系统的工作流程如图1。 3.3 采取组合运输系统,减少货物空载率 组合运输是指物流运输公司与其发生业务关系的供应商及其客户进行组合运输的方式。它可以防止货车往返之间的空载。要真正防止空载,就必须搜寻运输的货物。日本的花王公司就是实现组合运输的很好例子。开始时,花王公司主要是与花王的原材料供应商进行组合运输,即花王公司将物品从工厂或公司运抵销售公司后,与当地花王公司供应商联系,将生产所需的原材料装车运回工厂,这样就不会出现空载。后来,由于组合对象的逐渐扩大,所有其他企业都可以利用花王公司的车辆运载货物,花王公司与其销售公司之间近80%的物品运输都实行了组合运输。组合运输系统有效地减少了货物的空载率,降低了运输成本,提高了资源的利用率。 为了节约运输资源,提高物流运输效率,我军军事物流运输应建立有效的组合运输系统。目前,我军的物流运输主要是小单位独立保障模式。比如以师(团)为单位的汽车营(汽车连)保障自身物流需求。师与师之间,团与团之间相对隔离,运输资源没有得到充分的利用。这种保障模式严重限制了我军协同作战的发展。未来战争是诸军兵种的协同作战,因此,对保障也提出协同保障的要求。在未来战争中,要求统一调度利用诸军兵种的物流运输资源,实现单位之间物流运输的组合利用,尽量避免空载,减少运输资源的浪费,形成一个高效的物流运输保障网。 3.4 科学选择运输工具,综合运用多种运输方式 在实际军事物流运输活动中,科学合理选择运输工具,能有效地节约运费开支,降低物流成本。因此,我们要根据货物的种类,贵重程度,运输距离的远近,环境道路条件等因素综合分析,选择合理的运输工具,提高运输的时效性。同时,结合运输工具的特点采取适当的运输方法。汽车运输的特点是灵活性、机动性强,能够实现运输的“门到门”。铁路运输的特点是运送货物量大,运输距离长,能满足远距离高需求。空运的时效性强等等。综合运用多种运输方式能充分发挥运输工具的潜力,最大限度地发挥运输工具的效能,实现物流运输的高效、快捷。 3.5 结合军队实际,制定战备配送运输方案 军事物流运输活动不同于地方的物流活动,它服务于军队这个特殊的对象,体现部队的特点,有其特殊的地位和作用。他要求物流运输必须具有很强的时效性、准确性。因此,建立一套完整的物流配送运输方案至关重要。 制定战备配送运输方案时,要根据物流运输部门的任务、性质、自身能力、保障类型、兵种类型等因素进行制定。按照从实际出发,从战争出发,认清军事物流运输的军事性。军事物流运输不同于地方物流运输活动,他具有战争性质和军事企图。军事物流运输关系到战争目的能否实现,能否满足战争需要。 平时,我们要利用军事演习,抗洪抢险等紧急情况检验战备运输方案的可靠性、操作性。评价其满足战争需求的实践性,对实施中出现的问题,加以修正、完善。确保战备配送运输方案在战时用得上,保障跟得上,确保其战争的实践性。 配送运输论文:国际物流配送运输的外包和自营决策研究 摘 要:国际物流配送中,运输方式的选择是降低配送成本的关键因素之一,本文针对配送运输的外包和自营的对策,建立模型分析,提出解决的方法并通过美国考察的结果加以实例验证,以解决长期以来在国际配送网络中存在的高成本问题,为中国产品进入国际市场建立配送网络提供一种决策工具。 关键词:国际物流 配送 车辆 决策 1.问题的提出 国际化配送是全球的配送活动,国际配送运输是物流配送决策中的关键所在。除采购产品的成本外,一般来讲,配送运输成本比任何其他物流活动的成本所占的比重都高。尽管配送运输决策的形式多种多样,但其中首要的不外乎运输方式选择、承运人运输路线的规划、车辆调度和集中运输等项内容。而在运输方式方法的选择中,配送运输是以汽车为主的。这是因为汽车运输具有其他运输方式不能完成的特点: 1.1门到门服务,配送仅指从物流据点至需求用户之间的货物输送,是工厂和配送中心之间的货物输送,配送中心到顾客之间的货物输送,不是依靠车站、码头的运输。配送以服务为目标,以最大限度地满足客户要求为优先,因此,应尽可能地让顾客享受到便捷的服务。通过采用高弹性的送货系统,如紧急送货、顺道送货与退货、辅助资源回收等,为客户提供真正意义上的便利服务。 1.2准时运输,即货物按客户要求的指定时间段被运送到客户手中,集时间、空间为一体的运输方式,配送运输是从客户定货到交货的最后环节,也是最容易引起时间延误的环节。影响时效性的因素很多,除配送车辆故障外,所选择的配送线路不当、中途客户卸货不及时等均会造成时间上的延误。因此,必须在认真分析各种因素的前提下,用系统化的思想和原则,有效协调,综合管理,选择配送线路、配送车辆及送货人员,完成货物的最终使用价值的实现,要比单纯的运输要复杂得多。 1.3配送是按照顾客订货所要求的品种、规格、等级、型号、数量等在物流据点中经过分拣、配货后,将配好的货物送交顾客。因此除了各种“运”和“送”的活动外,还要从事大量的分拣、配货、配装等工作。“配”是“送”的前提和条件;“送”是“配”的实现与完成,两者相辅相成,缺一不可。需要规模优势获取较低的送货成本。 在配送运输中,车辆的选择又是最首要。配送运输业务车辆的对策一是企业自己拥有运输设备,二是与运输公司签订服务合同,外包运输业务。 从用户的角度的理想状态是,运作绩效更好,服务更方便,运力更大,成本更低。满足用户的需求,从企业的角度企业必须投资运输设备以获得运力以遵守长期协议。一般情况下如果运量大,自营运输服务会比外购服务更经济些。但是有的企业对服务有特殊要求,公共承运人的服务就将无法满足其要求,所以即使成本高也不得不自己投资或签订运输协议。自营运输的优点是. 1)高度可靠的快速运送服务; 2)非通用的特殊设备; 3)货物的特殊搬运处理要求; 4)要求服务随叫随到。 公共承运人服务于众多客户,优点是运输总成本较低,运输设备的效率高。选择公共运输外包的好处是企业运输风险小,运输过程中发生的车祸、货物的损毁、回程空驶、运输设备的闲置浪费等都可以避免。但并不总是能满足单个用户的特殊需要,运输外包难以满足个性化需求,国际配送运输在时间、空间要快速满足用户需要,选择公共运输就难以达到此类要求。公共运输就世界范围而言,发展方向是第三方物流,第三方物流市场具有潜力大、渐进性和高增长率的特征。这种状况使其可能拥有大量的由不同背景发展起来的、为在第三方物流业方面取得成功而提供特色服务的物流服务提供者。就美国而言,已有400多个第三方物流供应商,其中大多数公司并不一开始就是第三方物流公司,而是传统的公共运输公司。 因此如何选择配送运输需要科学的计算和决策,长期以来许多企业缺少此方面的详细考虑,在我国企业进军国际市场的过程中,是一个需要认真对待的战略问题。 2.模型的建立 配送车辆型号繁多,商品品种、数量复杂,一类商品运输用的自购车辆和外包运输公司的车辆不会是一种型号的大小,如以某种车辆比较的,难以说明问题。但任何车辆都需要投入资金,作为固定资产,从管理角度固定资产都有价格,从价值的角度,不同技术型号的设备就可以进行比较的了。在可以考虑的决策指工具中,现金流量是一种十分重要的技术经济分析工具。通过分析多种投资过程的现金流量,可以揭示这些投资过程的一些重要经济待性。现金流量是指将技术方案看作一个独立系统的条件下,系统中现金流入和现金流出的统称。现金流入是指进入该系统的现金,现金流出是指离开该系统的现金。这里所指的现金可以是纸币、硬币、支票、汇票等。一个时期内现金流入量减去现金流出量之后的差额,称为净现金流量。现金流量的特点是: 1. 它有助于进行经济分析。只要首先把所要研究的过程或者系统明确定义(资金的流人、流出、年份),则现金流量就把整个系统中资金流通的时间过程明确表示出来。 2. 现金流量可以十分明确、有效地表明一个系统经济分析中所用到的资金流通信息。 3. 不同技术方案表现为不同的现金流量,通过对现金流量的研究,可以评价不同方案的优劣,从而进行方案决策。 4.通过研究某一投资过程的现金流量,可以了解这个投资过程的一些最本质的问题。例如,该投资过程对于给定的投资收益率是否有利可图,企业应当怎样安排投资过程中各年度的费用,从而使企业能最大限度地利用货币资金的时间价值。 配送运输论文:轨道运输作用于城市配送系统可行性分析 摘 要:文章针对于目前城市发展现状,将轨道运输作为新的运输手段纳入城市配送体系之中,并对于轨道运输作用于城市配送的优劣势进行分析,研究当下城市配送体系中引入轨道运输方式的可行性与实践对策。 关键词:轨道运输;城市配送 城市配送服务一向被称为“物流服务的最后一公里”。作为物流服务中直接面向终端用户的服务形式,其时效性与经济性一直是物流服务企业研究者与物流企业经营者们探讨的话题。在现今城市发展规划有了长足进步与重大变革的前提下,随着运输技术的不断进步,将城市轨道运输运用于城市配送服务体系是城市配送服务运输方式的一个新选择。在结合传统的城市公路运输体系的情况下,轨道运输能够为整个城市配送体系的优化起到重大作用。 1 轨道运输运用于城市配送的现实意义 在人类社会的城市化进程中,随着社会分工不断专业化,技术的不断进步,特别交通运输技术的发展,人类生活和工作的空间距离不断加大,活动范围越来越广。从我国近十多年的发展观察,城市化与经济相互促进发展过程中,我国许多城市空间布局越来越趋向于“多中心组团式”空间布局,并以“城市群”发展促进区域经济发展。在城市群中,人员和物资集中在各城市,并在各城市之间集中流动,“多中心组团式”城市布局的城市功能在空间上的集中与分离,这种集中与分离带来各功能区人员或物资的集中,并在各功能区之间的集中大量的流动,城市群内各城市的集中和在各城市之间的流动。随着社会经济的发展,人员和物资在各功能区或各城市的大量集中,与在相对集中时间段内及时流动之间的矛盾日益突出。 在解决人员流动问题的过程中,轨道交通被广泛证明为一种行之有效的方法。轨道交通能够很大程度上满足现代城市人口固定时间大规模高速流动的需求,因此被各大城市广泛采用,将此经验推广至物资流动范畴,将轨道运输手段引入城市配送系统,结合传统的公路运输,使得城市配送系统更符合当今城市经济发展需要。随着城市基础设施构架的不断强化,现代城市轨道运输与传统公路运输结合不断加大,引入了轨道运输手段的城市配送体系也就有了实现的前提与基础。 轨道运输相较于传统公路运输形式,具有运量大,运速高,成本低,环境污染小,对现行城市交通资源占用小的特点,将其运用于城市配送体系之中,能够更好满足当代经济发展的需求,使得物流服务更好作用于城市发展,其具体优势如下。 ①降低城市配送服务成本。鉴于轨道运输所具有的运量大,运速高的特征,能够将货运的在途时间尽可能地压缩,从而提高运输效率。物流企业关心的运输成本通常产生于货物积压与在途时间过长而库存保管成本。加快物资本身流动速度就是对物流成本最大的控制。轨道运输在加大了单次运载量的同时也降低了单位商品的物流成本,实现了规模经济效应。 ②更适应于现代化城市经济生产与生活需要。随着经济技术的不断进步,城市配送系统中,无论是面向一般终端用户的生活性配送还是面向于生产企业与大型零售终端业态的生产型配送都对于配送服务的及时性提出了更高的要求。无论是大型零售业态所追求的零库存模式还是制造型企业的敏捷制造,“JST”生产模式都对于供应链上游所提供的物流配送服务提出了更高的及时性要求。而城市终端普通用户对于产品配送服务的时限要求也在逐步提高。在此情况下,传统的公路运输因其自身限制,不能很好地完成城市配送服务中的运输职能。而轨道运输因其运速快,不受城市交通状况限制,准点及时的特质,能够在城市配送服务中发挥更大作用。 ③缓解城市交通系统压力,降低环境污染可能。现代技术的发展很多时候是以牺牲环境为代价,尤其是现代交通系统成为了碳排放的重点来源。而城市交通拥堵也是不少城市发展的关键性难题。将轨道运输引入城市配送系统,除了可以对系统内效率进行优化,同时亦可改善城市交通运输状况,降低污染,实现经济效应的同时落实可持续发展。 2 现代城市规划下的轨道运输作用于城市配送可 行性分析 正如之前所言,现代城市的重要特征之一就是城市地理空间空前化扩大,功能区划分明确。为了追求规模经济效应,避免现有资源的浪费,城市规划中都有意识地把具有相同职能的区域在地理位置上进行整合。正如之前所提到的,现代城市规划布局中存在着一种被称为“多中心组团式”的布局形式,代表城市为重庆市等。一定区域内的中小型城市为了追求经济效应也会以一个中心城市为优秀进行资源整合,形成区域城市群,实现区域规模经济效益最大化,其代表为长三角、珠三角、环渤海城市群等。 无论是“多中心组团式”布局的大中型城市,还是多个中小型城市组成的城市群,其城市配送面临的最大难题都是各功能区之间地理范围内的极大分散。轨道运输对于城市配送体系的贡献的前提还是在于轨道运输在现代城市规划下的城市之中是否具备可行性。我们就以重庆市为例,分析轨道运输作用于城市配送的可实现意义。 首先,巨大的物流需求是轨道运输作用于城市配送体系的第一个前提。重庆市主城区内就被划分为解放碑、沙坪坝、南坪、观音桥、杨家坪“五大商圈”,以及以朝天门批发市场、盘溪观农贸批发市场为代表的一系列商品集散中心,其物流需求的庞大程度不言而喻。同时推进的万州、涪陵、长寿、江津、永川等五大市级物流枢纽建设,也使得重庆市的物流需求在很大程度呈现出了不断上升的趋势。正是在这一需求递增的趋势下,轨道运输能够更好地完成城市配送中的运输职能。重庆市的特殊性就在于作为直辖市,其所辖区域远大于普通城市,物资在城市不同区域内的流动需要高速高效的运输手段来完成。因此,轨道运输可以被看作解决城市巨大物流需求的有效手段加以利用。 其次,重庆市的轨道交通建设已颇具成果,现有的城市轨道建设已初具规模,具有了一定的覆盖率。。根据重庆《主城区轨道交通线网控制性详细规划》计划在主城区修建“九线一环”共10条轨道交通线路。预计“九线一环”建好后主城每平方公里范围内轨道交通线网密度将达到0.65 km,至2012年重庆的轨道交通运营里程将达到140 km。如此密集的城市轨道建设是将轨道运输用于城市配送系统的先行硬件条件,虽然现行的城市轨道建设主要服务对象都是城市客运系统,但是随着城市交通系统的进一步升级,城市人员流动问题得以很好解决之后,将轨道运输纳入城市配送体系自然是水到渠成。 3 轨道运输与城市配送相对分散性的协调 既然城市配送是指城市配送是指在城市范围内实施的,以配送为特有组织方式,实现发货方到收货方的一系列物流活动的总称,包括运输、拣选、加工、包装、拆分、组配等环节。这就决定了其服务对象包括了大量零售型门店与产品终端用户,其居住的分散性与需求量波动性在很大程度上构成了城市配送体系需求预测不确定性,同时对城市配送运输环节的及时性构成了很大的挑战。 正是因为城市配送的服务对象有着地理位置的分散性与需求水平的波动性,决定了城市配送必须在运输环节上具备足够的弹性,能够将物流服务区域扩散至城市每一个生活区域,并且能保证物流服务能够在客户所要求的时间段内送达。轨道运输虽然能够在很大程度上解决传统运输运量不足与时效性较差的缺点,实现一定时间内大量物资的定点高速流动,但是受限于轨道建设本身的特点,轨道运输缺乏一定的灵活性与支线覆盖能力。这就决定了在城市配送系统中,轨道运输的定位应更多被使用于干线运输,处理大宗物资相对集中的流动。 从流程上,城市配送服务起始于城市以外的物资集散地,经城市配送中心周转,完成选拣,加工,包装,组配等一系列只能,再经配送中心运输至产品终端用户的过程。在此过程中,鉴于之前所讨论的配送服务终端用户的分散性,轨道运输方式在这一阶段的运输中就将面对大量轨道固定性与服务对象相对分散的矛盾。 因此,如果将轨道运输作为城市配送物流服务的主要运输手段,解决好轨道运输路径相对固定与配送服务终端用户地理位置相对分散性矛盾的关键就在于运用好现代城市轨道运输与传统公路运输的有机结合,开展联运,做到轨道运输与公路运输无缝衔接,将轨道运输的规模经济效应与传统公路运输辐射面积大的优势整合,实现城市配送系统功能结构升级。 为了更好地解决这一问题,实际中我们可以采取的策略有如下几种。 ①整合区域物流资源,在城市的各个功能区内设置物流节点中心,使得配送服务对象分级化,在一定程度内减少被服务者的分散性。将原来配送服务由配送中心直达客户手中的形式转变为由一级配送中心向二级中转站运输,再由二级中转站向单个配送服务对象转运的形式。这可以使得配送服务运输过程中的分散性与不确定性得以降低,使得整个配送体系的运行效率得以增强。 ②加大转运节点建设,减少转运成本,尽可能实现公路轨道联运无缝衔接。在城市配送的过程中,被运送的物资通常要经过两种以上的交通工具进行运输。而在我们讨论的加入了轨道运输的城市配送体系之中,联运更成为了一种常态。因此,在转运节点加强物流服务中的装卸搬运职能,通过对系统的优化实现轨道运输与公路运输无缝衔接,是实现城市配送体系整体升级的必要步骤。 4 结 语 将轨道运输纳入城市现行配送系统,可以从整体上提升城市配送体系的运作效率,并且能够更好地适应现代化城市发展的需要,从长远看,城市配送系统的优劣是一个城市现代化程度的重要指标,对于城市配送系统的提升能够增强一个城市的经济实力,提高城市综合竞争力,意义深远。
计算机软件专业论文:音乐学专业学生的计算机软件操作能力 一、课件制作能力 一名合格的中小学音乐教师所应具备的最主要能力是能够胜任音乐课的常规课堂教学。作为一名教师,应具有扎实的语言表达能力和板书水平。随着时代的进步,信息量更加丰富、相对粉笔板书更为直观,且集视、听效果为一体的多媒体教学课件出现。多媒体教学课件是指在教学过程中,通过教学设计,利用多媒体综合处理文字、声音、图像、影像等多种信息的一种教学手段。音乐艺术以声音为载体进行传播。音乐课教学应充分遵循这一特性,把声音的输出作为音乐课最为重要的教学手段。因此,精心设计、制作多媒体课件,并能在课堂上娴熟操作,是每一名音乐学(教师教育)专业学生应掌握的技能。目前,多媒体课件制作的主流软件是美国微软公司出品的MicrosoftOfficePowerPoint(以下简称PPT),这是一个“演示文稿”功能的课件制作软件。在制作音乐课课件时,该软件可以导入文字、课件背景、图片(包括乐谱图片)、音频、视频等素材,且能使其按照设计好的顺序出现,以动画的方式展现每一张幻灯片中的视听素材。它能很好地满足中小学音乐课教学中唱歌、音乐欣赏等几种常见课型对多媒体课件的需要。 二、乐谱制作能力 音乐教师在常规音乐课教学、音乐节目排练活动中,经常要和乐谱打交道。因此,音乐教师的乐谱制作能力也非常重要。在利用多媒体课件辅助的常规音乐课堂教学中,有时需要在课件中向学生展示音乐作品的乐谱,以便教师做示范,这就需要在课件中插入乐谱。在PPT中可以以图片的形式很方便地插入乐谱,但乐谱需要用专业打谱软件制作,才能以图片的形式导入PPT中。中小学音乐教师经常会负责组织学校的合唱队、乐队排练及重大节日演出的任务。在这种活动中,乐队总谱不可缺少。或许有些经典作品的乐谱可以从专业乐谱网站下载,但更多情况是教师根据歌曲乐谱自行编配小型乐队总谱。因此,为了使学生在排练时能有乐队总谱方便视奏,用专业制谱软件制谱就显得至关重要。目前,国内通行的制谱软件根据乐谱类型分为简谱和五线谱两大类。在简谱绘制方面比较出色的有作曲大师、雅乐简谱等;五线谱绘制软件相对来说比较多,初级阶段的有Overture,高级阶段的有Sibelius和Finale。以上这些制谱软件都可以对乐曲的调式、节拍、声部、速度等进行设置,完成乐曲音高、节奏型、歌词的输入,以及对乐谱布局的排版和调整。因此,能够使用制谱软件绘制乐谱对于中小学音乐教师来说非常重要,是一项基本职业技能。 中小学音乐教师在日常教学中必然会涉及音频编辑方面的工作。在音乐欣赏课的教学中,很重要的教学理念是向学生阐述乐曲的曲式结构,然后进行分段欣赏。切忌采取从头播放到尾,囫囵吞枣式的听赏,特别是像交响曲、奏鸣曲等较大型曲式结构的音乐作品,重复播放会使学生产生倦怠心理。正确的做法是欣赏多段体音乐作品时,如A—B—A结构,用音频编辑软件将作品按顺序依次截开,让学生分而听之,去感受前后两段与中间段落的对比。或者在欣赏奏鸣曲式时,把主部主题和副部主题的段落分割,让学生分段感受奏鸣曲式的优秀内容,然后让学生单独聆听连接部和结束部,通晓奏鸣曲式各个乐章的段落进程,最后全乐章合而听之。以上做法可以加深音乐欣赏课中,学生对大型曲式作品的理解和感悟。中小学音乐教师一般要担任学校节日文艺汇演的组织工作,晚会演出也需要音频处理方面的工作。在制作歌曲联唱类节目的伴奏带时,需要从网上下载每一首歌曲的伴奏音乐,再利用音频制作软件将其串联起来,完成音响制作。这些工作都需要音乐教师具备一定的音频编辑能力。目前常用的音频编辑类软件有AdobeAudition、SoundForge等,大多都支持对WAV、MP3、MPEG、AVI、WMA等多种音频格式的转换和播放,支持剪贴、复制、粘贴、多文件合并和混音等常规处理,支持对音频数据进行扩音、衰弱、淡入、淡出、压限、延迟等特效处理。四、网络音乐信息收集能力进入21世纪,互联网成为人们生活中不可或缺的信息工具。作为音乐学(教师教育)专业的学生,应具备在互联网上搜索音乐信息的能力,包括在一些音乐类网站上检索音乐专业知识,从酷狗音乐、百度音乐等音乐搜索引擎上下载音乐作品,或是在优酷和土豆等视频网站上搜索中外音乐名作的演出录像等。通过以上信息的收集,学生一方面可以加深自身音乐文化知识修养,另一方面,这些从网上搜索到的内容可以成为音乐教学课件中的丰富素材。 结语 综上所述,作为音乐学(教师教育)专业的学生,应该对自己的专业发展方向有长远的规划,认清信息化高速发展的今天,电脑技术在中小学音乐教学领域所带来的革新和运用。音乐学(教师教育)专业学生应该从在校阶段就熟练掌握一名合格的中小学音乐教师所应具备的基本计算机软件操作技能,为将来从事音乐教育工作打下良好的基础。 作者:徐杰 陈瑶 计算机软件专业论文:计算机软件专业教学策略思索 一、引言 高等职业技术教育不同于普通高等教育,高等职业技术教育主要是培养技术应用型人才和技术含量较高的技能型人才。高职毕业生能否迅速地、真正地适应企业一线的需要是高职教育成败的关键。计算机软件专业在高职各专业中具有非常显著的自身独到的特点,因而其教学方法也必须有很大的不同。一般专业的情况是,理解掌握概念、原理、公式,在此基础上能解题,然后将此理解和解题能力应用到工作中去,一切也就基本满足了。并且,对这些概念、原理、公式的讲解,往往能结合具体的针对性明显的小例子,以达到使学生透彻掌握之目的。计算机软件专业则与此大不相同。一是它的许多概念、原理、公式,你是找不到具体的针对性明显的小例子的,也就是说,你不可能通过讲解几个小例子,达到使学生透彻掌握这些概念、原理、公式的目的。二是就算学生透彻地掌握了概念、原理、公式,那也只是停留在很粗浅的水平上,因为计算机软件专业最优秀的东西是复杂思路的构思能力,这种能力是不可能通过理解概念原理来达到的,而是需要有意识地长期地培训磨练。 二、高等职业院校软件专业普遍存在的问题 随着改革开放,实施工业化进程的推进,高等职业教育逐步发展起来。尽管我国的高等职业教育起步很早,但发展速度却非常缓慢,高等职业教育仍然是我们国家教育事业的一个薄弱环节,办学条件差、教学投入不足、发展不平衡等都是当前普遍存在的问题。虽然高等职业教育受到我国政府越来越大的支持,高等职业院校的办学条件也有了一定程度的改善,但办学机制以及人才培养的模式、规模、质量等仍不能适应经济社会发展的需要。随着IT技术的突飞猛进的发展,计算机软件专业的课程教学内容也不断更新,新的技术层出不穷。高等职业院校计算机软件专业的毕业生普遍存在问题是:所学知识与实践有较大程度的脱节以及较严重的滞后等问题。很大部分的高等职业院校一味追求学科的系统性而导致许多高职毕业生专业知识不够扎实、技能不够熟练、与用人单位的实际需求差距较大、工作以后进入状态的时间周期较长、不能充分体现高职院校培养人才的优势与特色。造成这种情况发生的主要原因有:部分院校依然沿袭中专的办学模式,甚至照搬本、专科院校的办学模式,而没有自己的办学特色;大部分院校的师资水平不能适应职业教育发展的要求;大部分院校课程设置与教材的选用缺乏前瞻性,导致教学内容和方法陈旧脱节;办学经费紧张,导致实习、实训条件较差;高职院校的生源质量总体偏差,学生的学习热度和刻苦钻研精神较弱,面对新环境与新技术显得束手无策,从给用人单位不好的印象。我们不能扩大在软件方面的教学经费,但我们可以改变教学模式、提升自身的业务素质、编写适合本院师生的校本教材、努力有针对性的选择适合自己所带课程的教学方法,以此为高职计算机软件专业的教学做点自己的贡献。本文仅写一些本人对高职计算机软件专业教学方法的探索。 三、教学方法的探索 为深化高职教育教学改革,高职教学工作者要大力加速教学方法的改革、尽快实现教学方法、手段的现代化。在教学过程的实施中,我们要尽量采用“项目导向任务驱动式”、“启发式”、“讨论式”、“引导式”、“互动式”、“互助式”等各种教学方法,从而引导学生自觉、主动地学习,培养学生的综合能力。譬如,对《数据结构》、《软件工程》等课程,以讲授为主;《C语言程序设计》、《Java程序设计》等各种高级语言等课程,以讲授结合上机实习为主;像系统开发等课程最好采用以“任务驱动”法进行教学。对于实践性强的课程,教师可以把该课程的主要思想及问题向学生作“引导性”的讲授,然后布置一些有代表性的课题或者项目,提示解决问题的思路,让学生通过查讨论、资料等方式完成任务,以此来感悟和理解相关知识,学生通过完成一个个具体的课题,从而达到融会贯通该门专业课需掌握的知识的目的。在让学生掌握知识的同时也培养了学生的团队精神和利用所学知识解决实际问题的能力。此外,还要合理充分的利用校内外的各种教学资源,提高教学资源使用效率;加强多媒体教室及计算机实训室的建设;积极鼓励开发精品课程资源,增加课程的开放性和灵活性。下面具体谈谈几种教学方法: (一)“项目导向、任务驱动”法 计算机软件专业很多程序设计课程都可以采取这种教学方法。项目导向、任务驱动法主要是教师通过一个个项目,把蕴含该课程知识点的小项目分解成一个个任务,让学生通过完成老师布置的任务,最终完成一个个项目,通过项目的学习达到掌握知识点,通过掌握知识点后了解项目的完成过程。所谓“项目导向”就是教师利用项目案例开发的过程、方法和思想同教学工作结合起来,引导学生在分析和解决问题的过程中学习专业知识从而锻炼学生综合运用所学知识的能力。众所周知,计算机专业课知识点较多、实践性较强,以高职类专业课更为突出。学生在学习一定的理论知识的同时需要把它加以灵活的运用,从而做到融会贯通。通过教师设计一些IT项目,在教学工作的过程中让学生用所学的知识加以实现,这就是所谓的“项目导向”的教学方法。 (二)“互助式”教学模式 在互助式教学模式中,教师布置给学生的学习任务是学生学习的主要动力,是问题提出的关键所在。教师根据教学大纲将课程所包含的知识要点分成若干个教学模块,并将知识要点蕴涵在学习模块之中,使学生通过完成任务模块来达到课程的教学目的和培养目标。教师根据教学目标,结合学生学习水平,将教学内容精练成一个个实际问题或学习任务,通过激发学生的学习兴趣,让学生产生学习的动力,从而引导学生的完成任务。学生在收到教师安排的各项学习任务后开始进行自主探索,寻求完成任务的方法,在寻求解决任务方法的过程中学习知识,掌握和运用知识,从而完成教学目标。在寻求解决知识的过程中学生可以充分锻炼自己的能力。互助式教学模式中教师可以使用的互助方式包括:课程论坛、腾讯QQ群、电子网络教室系统等。 (三)“互动式”教学 兴趣是最好的老师,是学生学习的动力。互动式教学刚好能很好的激发学生学习的兴趣。教师在日常教学实施过程中应从培养、激发学生学习兴趣入手,并贯穿教学的全过程.激发学生的求知欲,使学生爱上计算机程序设计。互动式教学是课堂上最常见、最重要的一种师生互动教学方法。传统教学中教师以灌输方式向学生传授知识,这种教学方法使学生处于消极被动学习状态。在互动式课堂教学中,教师根据教学内容的特点和要求,开展互动式教学,培养活跃的学习氛围,使学生建立起较强的自信心,从而激发学生学习的兴趣。每一节课教师和学生相互提问,不断研究探讨中进行,将教师和学生真正放在同一平台上,实现互动、实时交流的互动式教学。上面列举了多种教学方法,多形式的教学方法还应与多形式的课程考核相结合,才能更好地达到教学目的。计算机软件专业的学科特点比较特殊,学生不仅要掌握相关知识,还要能融会贯通,将所学知识运用到实际的软件项目中,所以在考核中要改变以往单一的理论考试,增加上机编程的考核。考核中还要逐渐减少专业课理论内容,加大对学生团队合作精神完成项目的能力考核。考核方式应从传统的卷面考试过度到对学生实际能力进行考核,并逐步建立适合高职院校学生能力考核的科学的评价体系和评价方法。理论考试主要针对知识性、理论性较强的课程,考核学生对所学课程的重点知识;上机编程考核主要是考核学生实际动手能力、即兴编程能力;综合测试主要考核学生团队合作、利用所学计算机软件技术解决实际问题的能力。 总而言之,按照高等职业教育人才培养目标,不断的深化改革课程体系和教学内容,积极探索有利于我们高等职业教育的教学方法与手段,既能让学生主动去学习、积极地学习、愉快地学习,又能培养学生的动手能力,为提高其就业技能打下坚实的基础,这也是我们高等职业教育工作者所追求的目标。 计算机软件专业论文:计算机软件专业实习报告 编者按:在刚去的头三天里,我真的是不想干这份工作。但是我心中有一个念头就是不管怎样,既然已经找到了工作,还不如踏踏实实地干下去,好好做事,人生总得有第一次嘛!最后我还是坚持下来了。过了一个星期之后,我就开始慢慢地学会了如何倒茶,如何点菜,嘴巴也开始会说些客套话了。在去的第一周里,酒店里因没有经理管,那些老员工总是欺负我们这些新员工,因为刚刚去什么都不懂啊。我在慢慢的学习的过程中有过苦与累,委屈与耐性是避免不了的。而现在,我终于明白了,当时他们所说的苦与累是多么的苦多么的累,苦的连走路都差点就要跌倒了,晚上连睡觉都睡不着了,在抱怨着…….每天晚上我都在想着我的选择是对的还是错的。 我很庆幸在这个寒假中进行了为期一个月的社会实践。接受我的单位是武汉市江岸区新马路小湖南酒楼,我任职服务员。在这一次实践中,我终于体会到了生活中的苦与乐、痛与累。同时,我也学会了很多以前不懂的东西。 在刚去的头三天里,我真的是不想干这份工作。但是我心中有一个念头就是不管怎样,既然已经找到了工作,还不如踏踏实实地干下去,好好做事,人生总得有第一次嘛!最后我还是坚持下来了。过了一个星期之后,我就开始慢慢地学会了如何倒茶,如何点菜,嘴巴也开始会说些客套话了。 慢慢地我开始能接受这份工作。在这个月里,小湖南的员工们由开始的冷眼变成了热情和宽容。我真的感谢他们,使他们让我知道了生活的苦与累,是他们给了我这一次锻炼的机会。我虽然能顺利地完成了这次社会实践,但我还是有很多地方感到不满意。比如说,客人问服务员哪一种菜是用什么做成的,其中又放了什么配料,我总是一头雾水地乱说一通,有时候有的客人总是很为难服务员。通常地,给客人倒茶是我们的职责,但是当我们倒茶时,他偏要喝白开水,作为服务员的我们必须以客人为主。 在去的第一周里,酒店里因没有经理管,那些老员工总是欺负我们这些新员工,因为刚刚去什么都不懂啊。然后,也只能老老实实地去学着做。最后来了个刘经理,刘经理对我们新员工还是蛮体谅的,总是很有耐心地叫我们怎么做,每一个细节、所要说的每一句话,都慢慢地教了我,每天早上他都要我们所有员工记一遍小湖南的标语:“嘴里甜一点,脑筋活一点,行动快一点,效率高一点,做事多一点,理由少一点,度量大一点,脾气小一点,说话轻一点,微笑露一点。”再次便教我作为一名合格的服务员要必须记住五声原则:第一看到客人进门要有迎声;第二客人叫喊要有应声;第三服务不周要有歉声;第四客人帮自己的忙要有谢声;第五客人出门要有送声。同时,在厨师们给我们菜谱培训时,我也非常认真地记了下来了。现在,那本菜谱我基本上能背的下来了。 再回首,只觉得刚去的时候,自己像个傻瓜一样,笨手笨脚的,不是把客人的口杯给弄倒就是撞到客人,不是不小心把打火机弄到客人的菜中,就是()把客人的菜弄倒。然而,通过一个月的实践和刘经理教导,我真的有了很大的成就感,因为我真的看到了我一直在进步着。我真的很感谢小湖南里的所有员工们,是他们一步一步地教会了我,是他们一句一句地提醒了我,是他们一手一脚地把我扶过来的……这期间我也受过不少的委屈,流下了无数次心酸的泪。可是,我还是不停地鼓励自己,这一点痛又算得了什么呢?只要自己学会了东西,有过了一次、两次的经验就行了。但是当他们指责我,责骂我时,尤其是在刚刚去的前一周里我不能容忍的就顶了几句,后来慢慢地熟练了,跟他们的关系就慢慢地越来越好了。但是,慢慢地我也适应了那种生活,没有他们的责骂,我犯的错就会越来越多。然而,作为一名服务员,不受苦受累,不受委屈是假的服务员,我认为这种苦与累就是给我一次锻炼的机会吧! 我在慢慢的学习的过程中有过苦与累,委屈与耐性是避免不了的。而现在,我终于明白了,当时他们所说的苦与累是多么的苦多么的累,苦的连走路都差点就要跌倒了,晚上连睡觉都睡不着了,在抱怨着…….每天晚上我都在想着我的选择是对的还是错的。今天受到的委屈,明天受到的指责,让我无可奈何,心里想着到什么时候这种生活才能结束啊,我何时才能摆脱掉呢?最后,我还是坚持到底了。在这一个月里,我终于学会了宽容大量,对人要讲礼貌,做事要迅速手脚从笨拙变得灵巧了。 我在此衷心的感谢小湖南给了我这一次机会。同时,我也意识到以前老师所说的“吃得苦中苦,方为人上人”之意了。感谢小湖南的所有员工对我的支持与帮助,指责与教导,我真的很感动。 计算机软件专业论文:计算机软件专业教学方法综合探讨 摘要:通过对计算机软件专业几门优秀课程以及该专业学生所必需优秀能力的综合分析,揭示计算机软件专业以学生将来的实战为教学目标,而不是搞以背概念为主的应试教育。总结出高效实用的计算机软件教与学的方式方法:自下而上的教学法和自上而下的教学法。这两大类方法在教学实践中取得良好的效果。 关键词:计算机软件;优秀课程;软件开发;综合构思能力;科研;教学 笔者一直认为,计算机软件专业的优秀就是两个复杂性和三种能力。两个复杂性是复杂的关系(包括复杂的数据结构、数据库及多模块之间的关系)和复杂的思路(包括算法思路和复杂系统的工作流程思路)。三种能力是编程构思能力(算法)、大程序的调试掌控能力和系统的构造能力。其中最根本的能力是编程构思能力(算法)。有了这个能力,其他能力都可通过有意识的培训很快得到。计算机软件专业知识更新快,新知识点层出不穷,但若把握了这个优秀,所有新知识均为参考手册。 与其他专业不同,计算机专业的几门主要课程彼此连接非常紧密,孤立地学习和理解各门课程肯定达不到深度要求,但作为初学者,刚开始又不能不孤立地从最基本的概念学起。 为此,笔者借鉴计算机软件专业两种最基本的软件开发方式,提出软件专业教学的两大方式,即自下而上的教学法和自上而下的教学法。前者是从基本概念和基本原理(包括程序语言的基本句型)讲起,先孤立地应对各门课程,在此基础上逐步与其他课程关联起来。对此应多准备一些小例子,哪怕深度不够,能初步说明问题就行。此方法适合于初学者。后者指的是从综合构思一个较大的系统出发,从各门课程的关联和综合运用出发,自上而下,在关联的层面上,在结合复杂构思能力的层面上,达到深入透彻地掌握某门课程具体概念原理之目的。该方法必须始终围绕构思能力来进行,适合于高年级学生。 下面通过几门课程谈谈如何应用这两种方法。 1计算机语言课 计算机专业有一种错误的认识,编程是一种低档次的工作,那是程序员的事,因而学生不重视语言学习和编程。事实上,一个软件最终的产品是程序代码,程序代码包含了系统的分析设计、数据结构、数据库、算法思路、编程技巧等全部信息,可以说,熟练掌控程序代码的能力再怎么强调都不过分。只有精通了一门语言,才能运用、培训和锻炼编程构思能力和大程序的调试掌控能力,并最终实现软件开发。通常,C语言是我国高校计算机专业普遍开设的课程,学生从大一开始学习。学习语言课最关键的是领会程序语言的思维方式,各种不同语言的思维方式都是相通的。C语言作为首选是有道理的,因为它的功能强大,并同时兼有高级语言和低级语言的优势,特别是C语言的句型和语法现象非常丰富,熟练地掌握了C语言,以后学其他语言就非常容易了[1]。 鉴于C语言是第一门语言课,从低年级开始学,故此课大抵按自下而上的方法教学,以讲解句型为主。特别重要的是,要让学生领会程序语言的思维方式,必须用心去体会,而不是死记硬背。教师应准备大量的小例子,结合例子讲解句型,并逐步加进较复杂一点的数据结构以及算法思路,从句型层面逐步提高到思路层面。愈快地进入到思路层面上,结合思路讲解句型的运用及其上下文关联,教学效率也就愈高[2]。始终将大量时间拘泥于句型是低效的。 C语言之后还要学其他语言课,此时的教学和学习方式就应与作为第一门语言课的C语言大不相同了。笔者的经验是,学生在熟练掌握C(含C++)语言,尤其是在透彻领会程序语言的思维方式,以及程序语言的几种句型类别之后,通过直接阅读专家所写的大型高质量程序源代码,是学习第二门计算机语言的最佳方式。当然,学生刚开始可能达不到这一水准,但以自上而下的教学方式作为原则是很重要的。下面以Java语言为例说明。 笔者教Java课的理念是:学生从大一开始学C语言,由于没有什么基础,当然应该从最简单的概念、语法、句型学起,而学Java的学生往往是大二或大三了,他们此时已掌握了程序的思维方式,具备一定的编程构思能力,具有数据结构、数据库、系统构造方面的知识技能,再从基本句型学起就是低效的。而且,作为一个大的开发平台,Java拥有的类和函数的数目大得惊人,课堂上不可能一一讲解。所谓“授人以鱼不如授人以渔”,笔者的方法是教学生如何读懂别人的程序,通过别人程序的总体功能及上下文来推敲理解Java类及其函数的功能及正确用法。即从大到小,由整体理解到推敲出小的细节,而不是相反,这样不仅小的句型掌握了,而且别人的编程技巧也学会了,综合构思能力也得到了锻炼和提高。让学生先掌握Java最基本的类和函数,能力具备后,他们就可用此方法自学掌握其他Java类和函数。在教学过程中,教师应注意锻炼和培养学生较大型程序的调试能力及读懂别人程序的能力,这会使学生在以后的工作中受益无穷。 在教学中,笔者针对开发中的重点难点训导学生,以利于学生以后的工作实战。软件开发有三个方面最难突破,首先是综合调试大软件的能力。一个大而复杂的软件,由多个小组开发出各个模块,每个小组都认为自己做得很好,集成调试时却问题百出,这时极少有人能掌控整个大软件,把它调试顺畅。再就是bug问题,有些bug非常难解决。然后是性能问题,主要是速度、内存消耗和容量问题。一些高手开发的成熟软件,往往在这些方面做得相当优美,但用户可能依然对性能不满意,要求显著改进。 教学目标的高低及正确与否对教学效率起着决定性作用。笔者希望学生学过Java后,对别人写的数万条以上语句的程序,不要任何文档及注释行,不作任何介绍,硬读源代码,就能将软件结构、数据结构、数据库、算法思路全部读通并推出来,而且时间很快,然后想怎么改就怎么改。这就要求学生在数据结构、编程思路方面的功力必须强大。再者,数据库、系统结构及其构思运用能力必须强大,否则不可能从系统的角度把握整个软件。另外,学生必须全面掌握Java本身的结构以及面向对象编程的思维逻辑、各种方法技巧,至于Java的句型细节,有了上述条件,根本不需花多大功夫,根据上下文推敲一下就足够了。 再次强调读通别人程序的重要性,它能使你得到一切的一切! 2计算机算法 计算机算法不同于其他学科的最大特点是它需要一连串的思维,它们由许多关键点构成,这些关键点彼此依序而行,又动态关联。任何疏忽遗漏或一知半解都会导致整个思路的失败。这些正是复杂算法难于理解掌握的根本原因。解决算法问题,最需要的是复杂思路的构思能力,包括思维的多样性、巧妙性和深入性。其中,多样性体现的是想象能力,巧妙性是一种创造性思维,是一种天分,而深入性则是深深地沿一条思维脉络进行下去的能力。这种构思能力需要长时间艰辛的培训,最有效的方法是在头脑中一遍又一遍地回味他人的复杂思路,将他人的复杂思路印在脑海里,时间一长,自然会功力大增。 因此,算法教学的关键是首先让学生透彻理解和掌握较复杂的算法,然后才能使其将复杂的思路印在脑海里反复回味,以达到熟能生巧、触类旁通之效果。因此,教师在讲算法课之前,让学生先作预习是必要的过程。先对要学的算法有一个初步的理解,并带着问题听课,才能有好的效果。其次,抓住关键点实属必要。每个复杂的算法均有几个关键点,攻破了这几个关键点,算法也就迎刃而解了。笔者教学前先将算法分为易、较难和很难几个等次,因材施教。告诉学生要讲的算法属哪个等次,使他们心中有数。容易的可以较快完成。对难的,教师先逐一讲解关键点,然后让学生依据讲解自己看书,去理解这些关键点,然后再让学生就不理解的地方提问,教师就学生的提问作更具针对性的讲解。一般来说,经过这一过程,学生基本能理解这些关键点。接着让学生自己将这些关键点串起来,形成思路。最后让学生反复回味思路,并给出针对性的问题,让学生解答。经此过程,学生大都能很好地掌握要点。 以一般图搜索算法为例,算法从一个无向图的初始节点开始,寻找距该初始节点路径最短的目标节点以及最短路径[3](该算法为经典基础算法,一般算法教科书均可见到,这里不再赘述)。该算法有一定难度,无论是其思路技巧,还是其文字表述,均堪属经典。学生若能全面掌握此算法,即为进一步深入学习算法打下良好基础。 第一步,教师在学生预习的基础上讲一遍整个算法。 第二步,着重强调关键点。关键点一:对每一节点建立从父节点到爷节点等的祖先链,这一祖先链是动态变化的。要求学生理解祖先链,理解其为什么和如何动态变化。关键点二:OPEN节点和CLOSE节点的动态变化过程,必须清晰透彻地理解。OPEN表中已完成展开的节点放入CLOSE表中,此节点以后还有可能从CLOSE表中重回OPEN表中继续展开,且可能不断反复,为什么? 第三步,给学生时间,要求学生透彻理解关键点,并串成清晰的思路。 第四步,要求学生对还不够理解的地方提问。有学生问,既然OPEN表中节点完成展开后移到CLOSE表,以后又反复从CLOSE表移到OPEN表重新做展开,那程序何时能结束?显然这是没理解该算法逐步向最优解迭代的过程,每重复一次,到顶点的路径长度就优化一次,而这种优化不可能无限进行(反问学生“为什么”),最终OPEN表必然为空,程序终止。 第五步,演算一个较复杂的例子。 经过这五步,学生大都反映完全掌握了该算法。 对于软件开发人员自己学习算法,在功力尚不强大且又无老师讲解的情况下,在遵循上述步骤原则的基础上,最好先用几个小例子或较小规模的输入单步跟踪算法的计算步骤,反复回味整个思路,以达到清晰把握整个思路之目的。即使是功力强大者,这也是攻克复杂算法思路的有效途径。 在算法教学上,笔者注意结合科研上的难点,给学生以引导激励,鼓励学生大胆思索探讨。例如, Hamilton环为著名的NP难问题[5],让学生去解决这样的问题显然不切实际,但可以提到,以激励学生。笔者将此问题稍稍改了一下,题目如下。 将具有N个节点的无向连通图(最小度数为2,最大度数为3)的N个节点围成一个圈,我们称它为虚环,因为它可能包含很多断点。希望用多项式实践得到这个虚环。唯一的要求是:虚环里不能包含孤立节点(即某节点与自己两侧的节点都不相连)。 此问题难度不太大,但要完成它也非易事,需要学生具有较强的复杂思路的构思能力。 3软件工程课 首先,我们确定软件工程学[7]课程的三大教学目标:一是掌握软件开发的过程、步骤、方法;二是对各学科知识的综合运用及加深协作;三是构思能力的培训(此点为优秀)。 要使学生不能仅限于对课本概念和原理文字上的理解,而必须时时面临需要较复杂思路来解决的问题。因此,必须准备一些适合于课堂讲解的、既短小精悍又能说明问题的例子。 例一,大学自动排课系统。输入为:①资源。教室及其容量;每名老师及所能上的课。②每个班。人数及本学期上哪几门课;多少课时。输出为学生、教师以及教室管理员均能方便查询的排课结果。要求同课可合班,尽量少占教室。此系统看似不大,但相当复杂。若学生能在课堂上透彻接受此例子,则意味着显著的收获:①该例子对数据结构和算法知识起运用和强化的作用,如怎样优化使教室得到最充分的利用和最大的结余,做好此算法相当有难度。②该例子对数据库知识起运用和强化的作用。数据库表设计:为方便起见,可将上课时间作为一个实体,每天8节课,一周5天,共40节课,编号为1至40,可作主键使用。三个方案:①以班级加时间作主键,教室老师课程全部作属性,一个表即能容纳排课结果,另两个方案为两个表。让学生比较到底谁优,在什么条件下优以及为什么优。此外,还有手动调剂功能,人的权限与机器排课权限之争的问题、特殊课程和特殊教师的处理问题、教师课程的平衡问题等,都需要考虑。 例二,打手机的全过程分析设计。含市内、长途、漫游及交叉等多种情况。每个城市都有一个通信中心,市内用户的所有数据均存放在此通信中心,手机用户通过分散的基站与通信中心联系,各基站只起中转的作用,不存储数据,而城市间则通过通信中心互联。此例子相当能说明问题:①此例子让学生明白,系统构思与编程构思类似,关键是打通思路,而不是背概念、套框框。②使学生学会将系统构思与数据结构数据库的构思结合起来。③使学生明白用户层面的需求与系统分析员层面的需求有本质的不同。本例用户需求非常简单,就是打通手机。而系统分析员的需求分析则要复杂得多。 总之,软件工程课应运用自上而下的教学方法,准备几个像样的系统,从系统构思着手,让学生通过例子理解掌握软件工程各个章节的基本概念,达到综合运用、融会贯通之目的。 4结语 针对专业特点,笔者提出计算机软件专业教学的两大方法:自下而上法和自上而下法,并通过几门主要课程加以说明。在多年实践研究的基础上,给出了一些课教与学的关键点,既可供教学参考,亦可为软件开发人员培训提高功力之借鉴。 计算机软件专业论文:中职计算机软件专业教师培训――质量评价指标体系的需求分析 摘要:随着软件产业的发展与软件产业实用型人才需求的日益扩大,近几年国家对担负初级软件人才培养重任的中职计算机软件专业教师的素质愈加重视。教师培训是不断提高教师素质的重要手段之一,那么要如何保障教师培训的有的放矢,行之有效呢?该文分析了中职计算机软件专业教师培训质量评价指标体系建立的必要性,针对软件专业教师培训及评价的特殊性及重要性,探讨了质量评价指标体系建立的可行性,从而得出结论:中职计算机软件专业教师培训质量评价指标体系是保障教师培训效果的基本手段,它的建立刻不容缓! 关键词:中职;计算机软件专业;教师培训;评价指标体系;需求 随着软件产业的发展,企业对软件产业实用型人才的需求则日益扩大。而近几年软件人才尤其是初级软件人才却十分匮乏,这已成为制约我国软件产业发展的重要因素。担负着初级软件人才培养重任的中等职业学校计算机软件专业亦成为了国家大力发展的70个重点专业之一[1](以下如无特别说明,所用“软件专业”均指“中等职业学校计算机软件专业”)。为尽快完成初级软件蓝领人才的培养与储备工作,“中等职业学校计算机软件专业师资培训包” 项目于2007年立项,开始调研,并希望构建科学、有效的软件专业教师培训质量评价指标体系,以保障软件专业师资培训有的放矢,行之有效。 1 软件专业及计算机类教师培训评价的现状分析 软件专业是计算机类专业的分支之一,目前还未有专门针对软件专业教师培训及评价体系的成规模的研究。笔者分别以中国知识资源总库和维普资讯中文科技期刊数据库为平台,检索计算机软件专业教师培训评价的相关文章,均未搜索到结果。而检索与软件专业相关的计算机类教师培训及评价体系的研究也是凤毛麟角,其主要代表有: 1)、赵建功 、赵香兰、刘燕等发表的《河北省职业学校计算机专业省级骨干教师培训教学设计研究 》,[2]他们从培训目的、培训内容、培训方式和培训效果评估及巩固四个方面对未来计算机专业培训工作提出策略性建议; 2)、岳小婷发表的《辽宁省高校计算机骨干教师培训体系的构建及启示》中,[3]分析总结了历届辽宁省高校计算机基础骨干教师培训实践的经验教训,并在此基础上,提出了一种产学研结合的全方位立体联动师资培训体系; 3)、刘广、王小梅发表的《中职教师培训中教育技术的设计与应用》中,[4]以中职计算机专业骨干教师部级培训为例,分析了中职计算机教师培训任务和培训方法,探讨了改进培训效果的途径。 这些针对计算机类教师培训的评价过于笼统,针对性不强,尤其不适用于知识更新换代较快、讲究时效性的软件专业。 2 构建软件专业教师培训质量评价指标体系的必要性 2.1 计算机软件行业的战略地位 我国软件产业战略地位是由发展趋势决定的,而作为本世纪最具发展前景的软件产业是一种“无污染、微能耗、高就业”的产业。软件产业不但能大幅度提高国家整体经济运行效率,而且产业自身也能形成庞大规模,拉升国民经济指数。随着信息技术的发展,软件产业逐步成为衡量一个国家综合国力的标志之一。因此,发展和扶持软件产业,是一个国家提高国家竞争力的重要途径与战略制高点。基于这样的战略地位,振兴软件产业势在必行。 2.2 软件人才结构有待转变 软件产业调整与振兴需人才先行。据“中等职业学校计算机软件专业师资培训包” 项目组调查显示,目前我国软件人才呈“橄榄型”结构。这种结构严重限制了产业与信息化应用的发展,而理想的软件人才构架应为“金字塔”型,即初级软件人才的需求应远高于中、高级软件人才。只有尽快完成软件人才结构从“橄榄型”到“金字塔型”的转变,才能在产业规模、企业实力、技术水平、竞争能力上与世界软件产业水平缩短距离乃至步入前列。从我国现状看,完成这一转变的关键是学校配合企业对“金字塔”基础软件蓝领人才的培养与储备。 2.3 中等职业学校担负着培养软件基础人才的重任 中等职业技术学校的计算机教育是软件人才队伍的重要来源之一,中职计算机软件专业定位于“金字塔”基础人才的培养,因此中职计算机软件专业担负着软件人才结构从“橄榄型”到“金字塔型”转变的重任。但项目组调研显示:中等职业学校计算机软件专业在人才培养模式、课程设置、师资队伍建设、教师实践应用能力等多方面都与企业及信息化应用需求之间还存在着巨大的差异。 3 构建软件专业教师培训质量评价指标体系的特殊性及重要性 3.1 培训质量评价指标体系对于提高教师培训质量的重要性 人才的培养在很大程度上有赖于教育,而决定教育质量的关键在于教师,因此师资培训的质量决定了人才培养的质量。为了迅速满足市场对初级软件人才日益增长的需求,应缩短软件专业教育的探索阶段,尽快构建一个科学、有效的中等职业学校计算机软件专业教师培训质量评价指标体系。 中等职业学校计算机软件专业教师培训质量评价指标体系是了解、监督和控制中职师资培训效果的一种有效手段。我们可以通过开展培训质量评价,了解和掌握培训效果,发现培训过程中的问题,及时研究和改进培训工作,以保证培训的质量始终处于有效的控制之中。任何一种培训都必须接受客观、公正、可靠、有效的评估和考核,否则培训将流于形式,为培训而培训,这对师资培训质量的提高乃至整个软件人才的培养起不了积极作用。因此,为了避免培训的盲目性,建立一套科学有效的培训质量评价指标体系势在必行。[5] 3.2 软件专业的教师培训质量评价指标体系的特殊性 当今市场上,新的软件层出不穷,旧软件也在不断升级,支持软件运行的硬件平台也越来越先进,所以与其他专业相比,软件专业的教学内容更讲究时效性。因此随着软件的日新月异,软件专业的师资培训质量评价指标体系中,在培训内容、培训目标、培训条件乃至培训环境的权重设计上都需因时而异,与时俱进,以最快的速度跟上软件市场发展的步伐。软件需要硬件平台的支持,在培训环境中,各种硬件设备的条件制约着培训的效果,而其他专业就少受这方面的因素的影响,因此,其他专业的培训质量评价指标体系并不适用于软件专业。 4 构建软件专业教师培训质量评价指标体系的可行性 4.1 政策支持 国家从政策、资金等方面鼓励软件人才培养,尤其是面向企业和市场需求的实用型软件人才的培养,并在学历教育、职业教育、继续教育等多方面做出支持,以加快软件人才培养的步伐。 2002年国务院下发文件《关于大力发展职业教育的决定》,其中提出:加强师资队伍建设,支持职业教育师资培养培训基地建设和师资培训工作。 教育部于2001年出台了《关于“十五”期间加强中等职业学校教师队伍建设的意见》,其中指出:进一步加强中等职业教育师资培养培训基地建设,努力构建中等职业教育师资培养培训体系;2007年又接着印发了《关于“十一五”期间加强中等职业学校教师队伍建设的意见》,其中还强调:加大培训力度,提高教师队伍整体素质;充分利用社会资源,开展技术指导,开阔教师视野,跟进技术发展,密切与社会的联系。 教育部、信息产业部等九部委联合制定了《关于加快软件人才培养和队伍建设的若干意见》,提出中国软件人才培养和队伍建设的总体目标,以及加快人才培养和队伍建设的主要措施,并指出中等职业技术学校的计算机教育是软件人才队伍的重要来源之一。 4.2 教师的迫切需求 目前任教于计算机软件专业的教师中,绝大部分教师期待高质量的培训。“中等职业学校计算机软件专业师资培训包”项目组对中职院校的125位教师进行抽样调查,结果显示:77%的教师表示曾接受过培训,但是接受企业实训实践的仅占17%,绝大部分教师没有系统、规范的软件项目开发经验,对软件项目的组织和流程没有感性认识,对软件开发企业采取的主流技术、项目管理方式和岗位配置情况了解很少,不熟悉软件开发企业的软件开发流程。对教师知识欠缺调查的结果显示:74%的教师表示欠缺操作实践实训知识。70%的教师表示有待提高实践操作技能。在培训效果的认同上,53%的被培训者觉得培训对自身工作有帮助,41%的被培训者认为只有一定的帮助,另外2%的被培训者觉得纯属浪费时间,还有4%的被培训者觉得没有帮助。 从调查结果来看,目前的教师培训体系混乱,而对于培训效果的评估,也没有形成一套科学规范的质量评价指标体系,只仅仅依靠被培训者带有主观性的个人感知。而真正科学有效的质量评价指标体系应该建立在一系列的信息、资料、数据上,对培训的效果进行定性和定量的评价,以提高培训质量。并且在培训的各个环节都应进行培训评估。可以说培训需求分析和培训效果评估是培训环节中的两个关键点。在进行培训需求分析时对培训需求分析的结果应进行评价;在培训进行的各阶段应及时进行评估,以保证培训沿着既定的方向运行;在培训结束后,对培训成果应进行不同时段的跟踪评估,为下一次培训提供依据,使培训工作的质量呈螺旋式上升。 4.3 培训评价指标体系的可实现方案 构建软件专业教师培训质量评价指标体系,可以采用调查法收集体系中的各层级指标,其调查对象为参加培训的计算机软件专业教师及其所在单位的部分教师、培训基地的管理者、负责人等。然后聘请几个专家来商讨量表的构成,再采用特尔斐法Delphi method ,用书面形式广泛征询专家意见。最后经过反复的研究、修改,确定指标体系的层级指标构成,以及所分配的权重和分值。在培训评价指标体系平台的设计上,可采用数据库软件建立相关表单,搭建后台数据库,再应用编程语言设计培训评价的平台,实现学员和培训教师都能在培训的各个环节中,登录平台为培训效果做出的评价和反馈。 5 总结和展望 为了让软件人才的培养跟上软件产业发展的步伐,为中等职业学校计算机软件专业教师培训构建科学、有效的质量评价指标体系刻不容缓。然而软件专业又有别于计算机的其他专业,软件随着IT行业的发展而不断更新,软件企业的岗位要求以动手实践为主,“计算机软件专业”的师资培训必须要注重教师实践教学能力的培养,注重教师自身专业技能的培养,注重教师自身知识技能的更新与软件行业技术发展同步的培养。这就要求软件专业教师培训的形式、方案、内容等都必须与时俱进,跟上软件发展的步伐。由此可见,针对计算机软件教师培训质量的评价体系亦有着特殊的要求,比如加大培训环境的比重,强调培训师资的素质与构成的专业性、注重教学设施和实训条件的设计等。因此,为中等职业学校计算机软件专业教师培训构建科学、有效的质量评价指标体系面临着极其严峻的挑战。 计算机软件专业论文:面向能力需求的应用型计算机软件类专业课程体系建设探索 摘要:针对高校传统培养应用型本科计算机软件类人才的专业课程体系存在的问题,以“需求导向,能力优秀,理实一体,工学融合”为理念,在深度校企合作、产教融合的基础上,提出了能力培养与软件岗位需求对接、课程内容与软件标准对接、教学过程与开发过程对接、孵化项目与产业市场对接的“四对接”应用型本科软件类人才培养专业课程体系,以及校企融合的支持平台、教学团队、教学资源和质量保障体系四项建设保障举措。 关键词:应用型人才;计算机软件类;课程体系;校企合作 随着“互联网+”战略的推进,特别是电子商务、服务外包等新兴信息技术产业的迅速发展,社会和产业对计算机软件人才的需求日益强盛。根据有关部门不完全统计,今后每年对IT人才的需求将突破100万,其中信息、软件、网络管理人才的需求占70%以上,而每年高等院校培养的此类毕业生数量和质量远远不能满足行业发展的需要,兼备信息技术与行业知识的复合应用型人才更是紧缺。 传统高校面向学科的专业课程体系、单一的课程教学模式和考核评价机制培养出来的软件类人才能力与企业需求还存在不小的差距,一般企业不得不花6~12个月的时间和大量的成本对毕业生进行岗前培训。如何构建面向能力需求的计算机软件类专业课程教学体系是应用型软件人才培养中的关键问题。 近年来,一些高校计算机软件类教育工作者对该问题进行了探索,但是,如何在新形势下面向能力需求建构应用型本科计算机软件人才培养专业课程体系尚未有很成功的经验。本文在深度校企合作、产教融合的基础上,提出了一种“四对接”的专业课程体系,并提出了保障课程体系改革与实施的四项举措。 一、应用型计算机软件类专业课程体系现状分析 随着社会和高校对应用型转型的认识不断提高,地方性、应用型院校对应用型人才培养的定位越来越明晰。应用型人才培养需要应用型的课程体系。目前,不少高校软件类专业课程体系还不能支撑培养目标,存在着以下问题和不足。 1.专业课程体系目标定位与产业能力需求脱节 传统高校培养的计算机软件类人才设计开发能力、创新创业能力普遍不足,不能较好地胜任新兴信息技术产业软件岗位,课程教学体系不能支撑软件岗位所需要的优秀能力培养。在课程体系定位上,过分强调学科、理论基础扎实,轻视能力需求;在课程教学模式上,固封在传统教室、实验室上课实习,忽视与相关产业、企业的结合;在课程教学安排上,理论课程占比过高,实践课程占比严重不足。 2.专业课程教学内容与生产实际脱节 传统计算机软件类专业课程教学的课程目标、课程内容、环节安排、教学方法、实践途径、评价机制、质量保障等与新兴信息技术产业软件行业能力要求、技术需求、组织形式、生产过程、质量标准等严重脱节。课程目标没有与岗位技术相关细分能力要求一致;课程内容陈旧,距离当前行业流行软件开发技术距离较远,更没有与生产标准相结合;实践途径、环节安排也很少与实际软件开发过程相结合;评价机制只注重验证性的个人实践结果正确与否,而不是生产性的团队项目测试是否通过。 3.支撑资源平台与专业教学需求脱节 培养应用型软件类人才的专业课程体系需要有较好的校企合作平台支撑,需要有良好的校企合作运行机制,需要有校企合作的“双师型”教学师资队伍,需要有与软件生产对接的教学资源。而目前大部分高校的校企合作仅仅停留在校外实践基地上,只注重把学生派到企业实习,没有与企业建立起深度合作课程教学的机制,没有引入企业的师资和教学资源,不能满足教学的深层次需要,校企合作还停留在浅层的实习合作。 二、面向能力需求的应用型计算机软件类专业课程体系构建 1.专业课程体系的构建理念 针对产业需求和传统计算机软件类课程体系存在的问题,提出了“需求导向,能力优秀,理实一体,工学融合”的应用型计算机软件类专业课程体系建设理念。需求导向,是以产业、行业对计算机软件类人才的实际需求为目标,兼顾毕业生的岗位适应能力和未来职业发展潜力,对课程体系进行顶层设计;能力优秀,即课程体系的构建突出行业、企业实际需要的各项能力的培养;理实一体,即通盘设计理论课程与实践课程,使理论课程与实践课程融为一体;工学融合,是指与行业、企业共同设计、建设课程体系,把计算机软件产业当前生产实际的开发标准、组织形式、流行技术引入课程体系,校企共同实施课程教学。 2.面向能力需求的“四对接”专业课程w系建设 (1)能力培养与软件岗位需求对接,全面创新专业教学课程体系。经过广泛的调研和深入分析,梳理出应用型计算机软件类人才应具备三个优秀能力,即“软件开发能力、业务流程分析能力、沟通与项目管理能力”。在剖析三项能力的基础上,设计全新的专业课程体系。根据三项优秀能力培养的需要,建设业务流程分析、软件开发、沟通与项目管理三个能力课程群。确定课程群中各课程之间衔接关系,课程中各知识点的串接,并设置课内实验、独立项目实训、企业综合实习等实践环节。从第一、二学年的专业基础知识课程,第三学年综合应用课程到第四学年的行业相关岗位任职的职业素养课程,构建递进式培养的课程体系。 在课程学分安排方面,大幅提高实践课时和学分。独立设置的实践课程加上毕业实习等学分占到总学分的40%以上,主要优秀专业课的实践课时占总课时的45%以上。 (2)课程内容与软件标准对接,深化改革专业课程教学内涵方法。从计算机软件行业岗位实际出发,根据《计算机程序设计员国家职业标准》和服务外包软件开发行业标准中的要求,将相关岗位所需的技能素质要求和技术标准细化,成为课程教学标准。学生通过“了解标准”“熟悉标准”到“使用标准”三个阶段的教学、训练和实践,毕业进入工作岗位后,能够自觉按照技术标准和工作要求规范操作。 在教学中,根据典型软件岗位技术需求结合各课程要达到的细分能力目标,对教学内容、教学方法、组织形式、评价机制等做了全面的改革。对Java/Net开发工程师、UI设计、web前端开发工程师、测试工程师等岗位技术与能力需求进行深入的分析提炼,并通过优化课程教材与实践案例把这些内容融入相关课程。将职业素养的培养融入日常教学和实践中,强调编码规范、编程习惯等基本职业规范。 (3)教学过程与开发过程对接,着力培养学生岗位胜任能力。梳理专业课程,以岗位需求的细分能力为目标,重构理论教学和实践教学过程。在专业实践教学环节方面,重构由专业认知实习、专业课内实践、独设实践课程、创新创业实践、综合项目实训、假期顶岗实践、专业毕业实习、就业岗位试用等紧密相连的八个环节组成的实践教学体系,通过理论与实践交互、校内与校外交替、学习与生产交融,实施“从初级到高级、从简单到综合、从实践到岗位”的综合实践能力递进式培养。 依托校外实践基地联盟,将“面向对象程序设计课程设计”等8门主要专业课程的实践部分或全部放在企业进行,使学生的学习过程直接与软件企业生产过程对接。“项目开发实例”以软件企业真实开发项目为案例项目,从合同签订、项目启动、设计开发到测试与验收,全程仿真模拟在企业实际操作,无缝对接软件开发实际生产过程。 (4)孵化项目与产业市场对接,着力提升学生创新创业能力。依托基地联盟,通过举办创新创业辅导报告、沙龙论坛以及开设创新创业课程等进行创新创业教育;通过组建创新创业团队、设立学生创新研发资助项目引导学生创新创业;通过设立创业孵化项目、设立创新创业工作室、支持学生注册公司等形式推进学生创新创业.依托本专业产学研“软件研发中心”及教师工作室,通过“传帮带”机制,吸引学生参与教师科研,增强学生创新创业实战能力。 为使教学项目更符合新兴信息产业软件发展方向,对接软件产业市场,选择基地联盟企业关注的、创业前景良好的开发类项目设立为创新创业资助和孵化项目。企业也将一些实际项目的开发、设计和测试等环节直接放在学校,让学生以参加项目组研发和实践的形式参与其中。 三、专业课程体系建设的保障措施 1.建设机制融合的校企合作课程体系支持平台 为支撑软件开发能力、业务流程分析能力、沟通与项目管理能力三项优秀能力的培养,在全面梳理专业课程体系所需要的实验、实践平台的基础上,依托部级校外大学生实践教育基地――东忠集团服务外包基地,全面整合完善专业实验室和校内外实践基地,搭建校企融合的计算机软件类专业课程体系教学支持平台。 为了更好地取得政府、行业、企业的支持,成立由政府主管部门、省计算机软件行业协会、省服务贸易协会、计算机软件企业等高管、专家和学校、专业领导、教授共同组成的学校计算机软件类人才培养指导委员会和实践教学指导委员会。按照“过程共管、互惠共赢、共享合作”的原则构建人才培养和实践教学共同体――计算机软件类人才培养联盟和实践基地联盟,以“供需对接、资源共享、利益共享、双赢三益”的新型紧密融合的校企合作机制在校内和企业实施人才培养。 2.依托“千百工程”共建校企融合的教学团队 依托学校“千人业师”“百业培师”的“千百工程”,建立一支跨越学科、校企融合的教学团队,共同建设课程体系,共同实施教学。企业工程师全程参与教学项目和课程设计、组织、实施、考核;学校教师担任企业项目经理、项目组成T和企业培训师,全程参与项目的研发、业务流程设计、员工培训等工作。团队教学根据不同阶段采用不同模式,在校内外理论教学和实验、实习、实训等教学环节中,采用团队合作授课、指导和考核模式;在企业顶岗实习、毕业实习和就业岗位试用阶段,采用企业分配岗位和真实项目,业师全权指导并考核、教师跟踪管理的模式。 3.以企业实际项目为基础共同开发教学资源 校企双方根据行业技术和能力需求,以企业真实项目为基础,分解课程知识点和技能需求,结合课程学习、实践的特点,构建基于课程案例资源与企业综合项目的“叶一枝一干”案例项目体系,实施教学后大大提高了学生的学习兴趣和综合实践能力。 为“数据库”“面向对象程序设计”等每门专业优秀课设计了10~20个案例资源,校企共同实施理论和实践教学。企业提供、双方共同制作了用于综合项目实践课程的“人保会员管理系统”“地铁管理系统”等10个企业大型真实项目,包括各项目的计划书、需求分析说明书、概要设计说明书、测试计划书等行业标准文档。在梳理知识、技能和案例的基础上,校企双方合作开发教材和实践指导书。 4.校企合作共建新型教学质量评价和保障体系 按照“校企共管、过程监控、目标管理”的原则构建课程教学评价体系和质量保障机制。通过校企融合的教学团队多维度对学生的软件开发、沟通协调、业务分析、项目管理、团队合作等综合能力给予综合评价。构建“校、企、生”多元教学督导机制,对教学过程和状态进行全程监控,通过常规听课、专家评教、企业反馈、教学督查、毕业生跟踪调查等途径对教学过程进行全方位的监控和反馈。 经过专业课程体系建设和教学实践,浙江树人大学计算机软件类专业在校学生在、获得国家与省级学生课题、软件著作权、国家与省竞赛奖项等方面均取得了长足的进步,毕业生大部分在知名服务外包企业就业。培养了相对高就业率、高专业符合率、高薪水、高企业文化融入度、高职业发展潜力的“五高”应用型软件类人才,企业、学校、家长、学生四方均较为满意。根据麦可思公司近几届毕业生的数据跟踪调查,学校计算机软件类的毕业学生就业率高达96%,85%以上学生入职软件开发和服务企业。学校计算机科学与技术专业入选浙江省重点建设专业、省新兴特色专业,浙江树人大学东忠实践教育基地被列为部级、省级大学生校外实践教育基地,校内基地被列为浙江省国际服务外包人才培育基地,该教学改革获得浙江省教学成果一、二等奖。 计算机软件专业论文:计算机软件专业生产实习模式探索 摘要:生产实习是计算机专业教学中必不可少的重要环节。针对计算机专业的特殊性,我们采用学生校内实习的模式,以任务驱动式为主,组织学生分组完成课题的设计,使学生亲身经历软件开发的各个过程培养学生的创新能力和实践动手能力。 关键词:生产实习 软件 计算机软件专业或软件方向经过二年的专业学习,完成了计算机软件开发相关的课程。在学习过程中,尽管采用了基于工作过程的项目教学法,但在整个教学体系中还是显得有孤独之感,整个课程体系对于学生来说体会不深。故生产实习显得非常重要。 1生产实习及其必要性 生产实习是高等学校或中等专业学校学生,在生产现场以工人、技术员、管理员等身份,直接参与生产过程,使专业知识与生产实践相结合的教学形式。通过生产实习,可以对学生专业知识、技能的实际水平,为社会主义建设服务的专业思想,社会主义劳动纪律与职业道德,以及教师的教学效果和思想工作,进行一次综合性的社会检验。 2计算机软件专业生产实习所面临的困境 软件开发企业在社会上如雨后春笋班出现,学生面临的生产实习环境从想象中可谓十分丰富,但实际情况却并非如此,软件企业需要的是成熟的员工,而计算机软件专业的学生缺乏实践的经验,两者的矛盾导致了学生不能直接面向软件企业进行生产实习。那么软件生产实习环境的搭建如何实施?其一、引导软件企业项目开发人员进驻校园指导软件生产实习,但实施起来有些不易;其二、搭建校园生产实习环境,它是解决软件专业生产实习的根本 3生产实习环境的搭建 其一、硬件环境的搭建,通过机房建立计算机软件生产实习基地,模仿软件企业开发模式,建立其工作场景,由四至五个计算机构成一个项目开发小组模块。其二、软环境的搭建。首先是具有软件开发经验的、具有双重身份的教师软件开发团队,这是一个必要条件。有条件的学校可以聘请相关的软件开发企业项目开发人员作为生产实习的开发顾问。其次,将生产实习学生定位为软件开发项目经理和程序员,并由四至五人成立软件生产实习开发团队。 4生产实习体系建设 软件生产实习其最终目标是解决学生软件开发能力问题,因此制定生产实习内容体系时应考虑软件开发的方方面面,力求形成一个完整的体系结构。生产实习过程中将解决如下问题: 其一、软件开发生产流程问题。软件从生产到投入使用,要经历软件需求分析、概要设计、详细设计、软件编码及软件测试及售后维护几个阶段,因此在设计生产实习时要考虑软件工程方面的问题。 其二、软件开发工具与技术问题。软件开发过程中,将采用目前社会上的哪种主流技术,使用哪个开发平_,这也是要考虑的问题。 其三、数据库技术。根据项目规模采用何种数据库来规划生产实习项目。 综合上述,可采用如下体系结构: 软件工程学:含软件需求分析、概要设计、详细设计、编码设计、软件测试和软件维护。 软件开发技术:开发技术、FineUI开发技术。 数据库技术:SQLServer数据库。 5生产实习实施方略 案例:某高职学院计算机专业大三某班级共有40名学生,在上期将进行模拟企业的生产实习。 【实习目的】模拟软件公司软件生产流程,开发软件产品。 【硬件条件】40台配置高端的计算机台套,均实现网络连接,且连接上Internet。且以小组方案按5人一组安装形成相对封闭环境。 【师资条件】软件设计师、计算机专业副教授各一名。 现将实施方案规划如下: 5.1实习人员分组 将40名学生分成8小组,每小组5人,为每个小组配备一名学生能手,充当项目小组长或项目经理,并要求每个小组取一有进取意义的组名。 5.2制定生产实习计划 5.3实施主要目的及要点 任务一至六,主要解决编写软件设计任务书的问题,要求学生对每一环节编写相应阶段的任务书,知道软件是如何产生、分析设计为一完整产品;任务七主要解决利用技术编制软件产品,强调技术手段;任务八主要利用目前社会主流开发技术编制软件产品,掌握FineUI技术;任务九学生可以综合利用所学技能独立开发软件产品。 5.4阶段性成绩考核 生产实习学生的考核分阶段考核,每个任务完成后进行成绩考核,由小组长和指导老师共同完成。考核表如下: 其中,软件工程部分占比30%,项目实训部分占比30%,生产实习项目占比40%,从而汇总得到生产实成绩。 综述之,经过软件生产实习阶段,按上述方案实施,实践证明,达到了企业级的生产实习效果,促进了学生软件产品开发能力的提高,不少学生经此阶段进入了软件生产相关行业或企业,圆满实现了计算机专业学生的软件生产实习的教学大纲要求,对计算机专业人才培养方案进行了强有力的补充。 计算机软件专业论文:高职计算机软件专业基于工程过程的课程体系构建 摘要:随着信息技术的不断发展,计算机应用系统也是越来越庞大和实用,开发软件所采用的技术也是越来越优秀。面对这些如雨后春笋般涌现出来的新技术,高职计算机软件专业的教育者门有时候显得手足无措,不知道讲解哪些课程及其课程内容给学生。归根结底是高职计算机软件专业的课程体系更新缓慢、课程体系中的有些课程及其课程内容已经淘汰、更不上时代的发展。通过深入调查软件企业及其行业标准,制定出科学合理的高职计算机软件专业的课程体系,是当前培养出优秀人才的前提。该文将采用基于工作过程的方法,对高职计算机软件专业进行课程体系构建。 关键词:工作过程;课程体系;计算机软件 现在信息技术的发展,是信息技术各方面全方位的发展,不仅是计算机硬件配置越来越高,计算机网络带宽越来越大,移动终端越来越流行,甚者包括提供给用户服务的计算机软件系统也是功能越来越强大,操作越来越方便,正因为这样,信息技术已经极大地提高了人类社会的生产效率和生活质量。正是信息技术全方位的发展,给信息大类下的每个专业的高职教育带来了严重的挑战,计算机软件专业分属于信息大类中一个重要的专业类别,自然也不例外。如何使高职计算机软件专业教育水平跟得上信息技术的发展,是各大高职院校计算机软件专业教师必须面临的重大问题。课程体系是专业教学的设计大纲,只有对计算机软件专业的课程体系进行时时更新和调整,才有可能维持教学水平,才有可能适应信息技术的发展,才有可能培养出适合软件企业的人才需求。课程体系是指一个专业不同课程按照课程顺序排列,是教学内容和进程的总和。课程体系中是由哪些课程组成,每门课程是由哪些课程内容组成,构成了课程体系研究中的关键。 1.计算机软件专业的课程体系现状 通过走访高职院校,与高职院校计算机软件专业教师和同学进行沟通交流,了解各高职院校计算机软件专业的课程体系,对课程体系进行分析和调研,认真进行分析总结,得出了如下的几种现象。 1)课程体系中有些课程不符合专业的特点。主要表现在有些课程与信息技术有联系,但是与软件专业没有联系。 2)课程体系中的课程之间关系体系不明显,没有体现出课程之间的先导课程和后续课程之间的关系。 3)课程体系中的每门课程内容没有明确,这很容易造成教师在授课时的随意性和盲目性。 4)课程体系中的课程及其课程内容已经淘汰过时,没有进行及时更新和调整。 从以上的几种现象可以看出,当前计算机软件专业的课程体系构建还是存在很多的问题,根据调查的结果,有的课程体系是根据模块化设计的,有的是根据岗位群设计的等等,几乎每一个高职院校课程体系的构建都依据一套设计原则,设计出的结果总是顾此失彼。 2.基于工作过程的课程体系构建方法 通过到企业一线去进行参观,考察,调研。了解目前企业开发哪些类型的软件应用系统以及不同类型的应用系统的市场份额,了解不同类型的应用系统整个开发和实施流程,包括需求分析,项目设计,数据库设计,软件代码开发,软件测试和软件实施等。通过市场调研,了解不同类型的软件应用系统的整个工作过程,了解研究工程过程中所涉及的技能点和职业素质,最后研究出适合人才培养方案的计算机软件课程体系。 3.基于工作过程的课程体系构建内容 根据软件企业和行业调查结果显示,当前采用Java语言进行软件系统开发市场份额最高。通过搜索“世界编程语言排行榜”结果显示,近三年来Java语言开发比例分别是18.2%,16.7%和21.4%,由此我们确定Java语言作为计算机软件专业的优秀语言。计算机软件应用系统主要分为C/S结构和B/S结构,C/S结构和B/S结构各有优缺点,但根据目前流行趋势来看,B/S结构更受客户欢迎,因此我们将选择B/S结构的web软件系统作为研究重点。 基于上述分析,我们重点调研了基于Java语言开发的web系统的工作过程。掌握了web系统在完成之前经历了需求分析,系统设计,数据库设计,系统开发,系统测试和系统安装与维护整个工作过程。通过研究,我们构建了下表的软件专业的课程体系。同时通过企业调研和网络搜索,了解行业内使用Java语言开发各种web系统采用的最新技术,包括前台框架技术和后台框架技术。当前行业内,在前台框架技术方面,普通浏览页面多采用基于响应式的bootstrap框架,能够做到屏幕自适应效果,在PC和手机上都能够进行方便的浏览页面,省去了过去分别在PC和移动终端上单独设计浏览页面的工作,提高了工作效率,在管理员页面,我们采用easyui jquery框架技术来进行页面设计。在后台框架技术方面,不同的web系统采用不同的框架技术,在诸如ERP企业web系统和OA办公自动化系统等,我们采用流行的SSH框架技术进行后台设计,在诸如电商web互联网系统,我们采用流行的SSM框架技术进行后台设计。在构建过程中,将工作过程中所涉及的理论知识和实践操作技能,我们按照了专业基础课,专业优秀课,专业优秀高级课程的三层架构进行了课程设计,使课程体系结构设计具备层次感。之所以要有层次感,使学生在学习时有基础,对技能的掌握能够层层递进,最终能够达到融会贯通。同时在构建过程中,我们不仅确定了课程名称,还确定了每门课程的课程内容大纲,之所以要确定课程内容大纲,是防止任课老师在授课时的随意性和盲目性,最后偏离了课程体系的知识结构。高职计算机软件专业基于工作过程的课程体系构建内容如下表所示。 4.结论 只有到企业一线去进行考察、调研,才能掌握软件项目的开发流程和软件项目框架搭建、代码实现所需要的流行技术。根据调研结果,采用基于工作过程的方法,来分析和构建课程及其课程内容。只有这样,才能构建出符合市场人才需求的专业课程体系结构。按照这种专业课程体系进行培养,必定可以培养出技术一流,素质一流的人才,为我国的社会主义现代化建设贡献力量。该课程体系的部分课程及其课程内容经过我院的件专业试行教学,取得了很好的教学效果,学生就业率及就业档次有了明显的提高,实践证明该课程体系及其课程内容是实用和可行的,值得其他高职院校借鉴和推广。 计算机软件专业论文:浅谈高职高专计算机软件技术专业行业需求现状和培养策略 摘 要:新时期随着科学技术及经济发展速度的不断加快,计算机技术在不断完善中向前推进,与人们的生活息息相关。高职高专院校相关专家提出应该加强计算机专业基础能力培养,按照行业需求现状进行相关课程及理论教学,高职高专院校作为计算机专业人才培养基地,在已有传统教学模式基础上进行改革及策略研究存在一定难度,实际操作中势必遇到各种难以解决的问题,因此各高校应该从基本教学工作出发,结合学生学习情况,以行业基本需求作为各项工作出发点,全面展开各项工作。该文重点分析计算机软件技术专业行业发展需求现状及出现的问题,通过问题剖析,找出适合高职高专院校学生的专业培养方法、策略,以保证各高校平稳快速发展。 关键词:高职高专 计算机软件技术 行业需求 培养策略 经济飞速发展与计算机技术及信息技术的推动有密切关系,受到各方广泛关注,国家大力支持计算机软件技术应用推广,各高校顺应时代需求,广泛开设相关专业。计算机软件技术发展需要高素质软件人才的大力支持,我国各大高校虽然开设计算机软件专业,并有很大一部分应届毕业生步入社会,但是许多企业计算机软件相关岗位依然缺乏相关人才,主要是因为企业所需人才与高校专业培养之间的矛盾所造成的[1]。该文通过分析计算机软件技术专业发展现状及问题,着重探讨人才培养策略,以尽快解决这种矛盾。 1 高职高专计算机软件技术专业发展现状 计算机软件技术在我国发展过程较为缓慢,时间较长,随着信息技术不断完善,计算机软件行业也在迅猛发展[2]。各高职高专院校顺应求职需要,广泛开设相关专业,我国计算机软件产业从源头出发,逐渐走上可持续发展道路,虽然整体趋势稳步快速发展,但是日益增长的计算机软件技术专业行业需求现状与高职高专院校培养人才之间的矛盾与日俱增,一方面是大量待业求职的高职高专院校大学生,另一方面是寻求高素质计算机软件技术开发人才的企业单位,各高职高专院校应及时调整教学培养思路,按照该行业相关需求进行相关专业培养,以早日缓解这种现状,进一步推动信息化发展步伐。 2 计算机软件技术专业教学中出现的问题 第一,专业课程教材陈旧,教学方法落后。目前国内各大高职高专院校计算机软件专业教学多延续常规教学模式,单纯追求学生理论知识掌握而忽视实际实用技能培训,不仅如此,教材内容陈旧,与新时期计算机软件技术专业行业需求严重脱节,未能及时更新教材内容,学生理论学习相对滞后[3]。在教学方法中,虽然大部分高职高专院校已经采用多媒体教学模式,很多院校普及理论实践相结合的授课方式,但是教师对于学生职业技能方面的培养明显不足.目前所进行的教学大纲与教学方法与就业企业所需人才要求逐渐相背离,教材内容未能根据行业需求做及时调整,越来越多的高职高专院校学生面临毕业之后就业困难的现状。 第二,缺乏优质教师队伍,现有师资综合素质差。现任高职高专院校软件专业教师的多为未经过专业培训任教时间较长的教师,这些教师年龄较大,对于理论知识传授能力强,但是缺乏相应的实践及创新能力。另一部分任教老师则为大学毕业直接参与到教师队伍中的毕业生,自身缺乏相应软件行业从业经验,缺乏同行业之间生产现状认识,对该行业所需新技术了解程度低,专业技术更新速度相对较慢。 第三,学校缺乏软件教学设备,实训条件落后。大多数高职高专院校建立专门计算机实训机房,但是有限的教学设备与大量生源之间致使学生上网、上机时间、实训锻炼机会明显无法满足教学需求,学校有限的资金补给无法满足学生接触行业最新设备,软件教学质量落后,学校现有信息技术及网络资源未能得到充分利用。 3 与行业需求现状相符的人才培养策略 第一,更新教学内容,提高师资质量。高职高专院校计算机软件专业普遍存在课程教材落后、更新不及时等情况。教学课程安排欠缺合理性,与当今最新技术及软件设施明显脱节[4]。为保证学生及时掌握最新技术,与最新技术相接轨,各高校应实时掌握最新软件技术产业发展现状,完善教学内容,与各行业需求相结合,使学生准确掌握软件技术产业发展方向,相关专业教师授课是学生软件学习主要来源之一,对学生软件知识掌握起到至关重要的作用,为了紧跟行业需求,高职高专院校应该及时调整师资队伍建设,与前沿科技相统一,及时与学生交流,提高学生软件理论知识的学习兴趣及专业技术掌握水平。 第二,完善教学方法及课程大纲。实际计算机软件技术专业教学中常出现教学内容与实际需求之间的矛盾,想要从根本上解决这一问题,高职高专院校应及时改善教学方法及课程大纲,增加计算机软件技术理论知识的同时还应该注重课程大纲内容设置,多采用新型教学方式传授,调动学生学习的积极性[5]。计算机软件教学过程中,教师应该使用多种授课形式,学生学习方式多样化、内容新奇,这与当今软件技术专业走向相符合。教学过程应该提倡课程驱动教学模式,学生在理论学习过程中接触到大量的实践机会,将课堂所学知识加以融会贯通,不仅可以加强学生团队配合与实践能力,教师课堂形式多样,提倡启发式教学,减少单一传授模式,以提高和培养学生创新能力和实践能力。 第三,制定相应考核标准,锻炼学生实践技能。高职高专院校教学中应摒弃传统教学中应试教育模式,根据实际情况制定多样化的考核标准。制定的考核标准应该重点考察学生利用所学知识处理问题能力,教师需要加强责任感,对于考核制度出现的问题应及时调整,提高自身专业水平,以培养更加优质的符合行业需求的人才为己任[6]。 第四,提高学生实践技能。国内高职高专院校计算机软件技术专业教学仍以应试教育作为主要任务,开设多门理论知识课程,实践教育课程虽有涉及,但是并未满足实际教学需求,导致软件技术专业学生实践动手能力薄弱,增大学生就业压力。为提高学生实践能力,高职高专院校应结合自身校情,联合当地优质企业作为实训基地,为学生提供真实的岗位实训环境,强化实践能力培养力度。将整体理论课程进行有计划调整,让学生有充足的时间进行实训体验,增加学生对于该行业的认知与兴趣,为今后的就业打下坚实基础。 4 结语 综上所述,随着经济发展,全球信息继续不断完善,计算机软件技术与人们的关系日益增加,受到人们的广泛关注和高度重视,为满足日益增长需求,各高职高专院校增设计算机软件技术专业,从而为社会培养计算机软件专业人才,各大高职高专院校应该及时更新教学内容,改革教学模式,提高教学水平及师资综合素质,尽快掌握新技术新发展以适应当前行业需求,紧跟行业发展步伐,为社会培养更多适应性优质人才。 计算机软件专业论文:基于校企合作的高职计算机软件工程专业实践教学体系的构建 【摘要】高等职业教育的人才培养目标是以就业为导向,以服务为宗旨,培养满足社会需要的高素质技术技能型人才。由于软件技术专业具有知识更新快的特殊性,因此,构建完善的实践教学体系,通过校企合作的方式让学生在真实的项目中训练,实现学生校内学习与企业就业的零距离对接,这样才能有效地提高该专业学生培养的质量。 【关键词】校企合作 软件技术 实践教学体系 【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)09-0207-02 一、高职计算机软件工程专业实践教学的现状 1.实践教学项目设计不合理 实践教学项目设计的好坏对学生专业实践技能的培养具有关键的作用,而目前很多老师设计的实训项目基本都是根据教材上的项目,或者是教师设计的一些小的实训项目,缺乏将企业实际项目进行教学化加工,没有引入企业的实战项目,造成目标模糊化,项目简单化,内容随意化,指导书形式化,实践教学没有发挥应有的作用。 2.企业参与度不够 很多高职院校没有建立有效的校企合作机制,没有成立企业参与的专业技术指导委员会,企业没有参与专业实践教学全过程,没有参与实践教学项目的开发,更没有好的校外顶岗实习基地,造成了学生实践教学内容与企业实际需求脱节。 二、实践教学体系构建的原则 1.校企合作培养的原则 高职教育校企合作是工学结合人才培养模式实现的基础,软件技术专业更是如此。软件技术专业由于知识更新快,更需要深度的校企合作。通过成立行业企业专家参与的专业教学指导委员会、校企共建专业、共建课程、共建教师团队、共建实训基地,让企业参与专业的教学全过程等方式建立长效的校企合作机制,及时了解和跟踪行业发展动态,最新知识和最新工具软件等。 2.实践教学体系的整体性原则 实践教学体系是由教学目标、教学内容、教学方法、实训条件、实训教师等多种要素构成的一个有机整体,各要素间相互联系,相互作用。教学目标是人才培养的依据,学校要根据专业教学目标确定实践教学的内容和实践教学的方法;要注重理论知识与实践教学内容的有机结合,避免理论与实践脱节;在设计实践教学内容时,注意要由简入繁,由易至难,由单一到综合的方式进行设计,这样既能体现学生职业成长的规律,又能有效地培养学生的专业技能水平。 三、实践教学体系的构建 1.实践教学内容体系的构建 实践教学内容是解决为了达到专业教学目标而教什么的问题,学生要具备哪些专业技能,通过哪些实践教学内容和教学项目来进行训练等,因此,必须对原有的课程体系进行重构,设置合理的实践教学环节。由于软件技术的发展日新月异,为适应企业需求和社会需要,应灵活设计教学内容,教学内容的设置以更有利于学生实现阶段目标为目的,多设计适合学生知识体系、贴合实际项目开发的教学内容。实践教学体系一般可以按照“三阶段递进式”的模式来进行构建,即按照专业基础能力、专业技术能力和专业综合能力的三个阶段,按照能力层层递增的方式设置实践教学课程。 2.实践教学保障体系构建 实践教学内容的实施需要具备“双师”素质的教师、完善的实训教学条件和实践教学制度来保障。 (1)“双师”教学团队的构建 教师作为实践教学实施的主体,应具有较强的软件开发能力和丰富的项目开发经验,本专业应构建实践教学经验丰富、专兼结合的合理“双师”结构的教学团队。可以采用“内培外引”的方式进行“双师”素质教师的培养,一是选派专业课教师定期到企业进行顶岗实践,或者让专业课教师参与企业的大型软件项目的开发和管理,提高教师项目实战能力;二是引进企业一线的专业技术人员或项目经理到学院来担任兼职教师,让学生在真实的软件项目中进行训练。 (2)校内外生产性实践教学基地的构建 一是通过校企合作的方式建立校内生产性实训基地,比如和企业共建软件工作室,工作室应按企业的模式进行运行,应设置总经理、项目经理、技术主管以及市场开发人员等岗位,引真实的项目进工作室,力争将工作室建成集教学、实践、科研和培训“四位一体”的校内软件技术创新孵化平台。 四、结论 高职院校软件技术专业实践教学体系的构建是软件专业人才培养的关键环节,对培养社会急需的软件行业基础技能型人才有着非常重要的意义。构建一套完善、实用的软件技术专业实践教学体系需要高职院校领导、系主任的高度支持,软件专业教学团队要结合本校实际,充分调研和论证,不断探索、实践和完善,努力建设好软件技术专业的软件环境和硬件环境,才能培养出综合素质高、专业实践技能强的软件技术人才,有效实现校企“零距离”对接。 计算机软件专业论文:高校计算机软件专业资格考试辅导教学探讨 摘要:简述计算机技术与软件专业技术资格(水平)考试,分析考试类别、特点及意义,探讨在本科高校计算机相关专业中开设软件考试辅导课的必要性,并提出教学方法建议。 关键词:软件考试;行业资格考试;软件设计师;网络工程师 作者简介作者简介:唐兵(1982-),男,湖北麻城人,博士,湖南科技大学计算机科学与工程学院讲师,研究方向为并行与分布式计算;张黎(1981-),女,湖南张家界人,硕士,湖南科技大学计算机科学与工程学院讲师,研究方向为云计算;张会福(1970-),男,福建松溪人,博士,湖南科技大学计算机科学与工程学院教授,研究方向为嵌入式系统。 1软件考试简介 随着软件产业的快速发展,软件人才需求日益旺盛。为适应产业发展需求、规范软件专业人员职业资格、技术资格认定,人力资源和社会保障部、工业和信息化部开展了计算机技术与软件专业技术资格(水平)考试(以下简称“软考”)。该考试已经实施了20年,累计参考人数超过200万人。由于其权威性,该考试得到社会及用人单位的广泛认同,为推动我国信息产业特别是软件产业的发展,提高IT人才的素质作出了积极贡献。为了适应计算机信息技术发展,满足社会对各种计算机信息技术人才的需求,目前该考试已经拓展到计算机信息技术行业的各个领域。 根据原人事部、信息产业部文件(国人部发[2003]39号),计算机软件考试纳入全国专业技术人员职业资格证书制度的统一规划。通过考试获得证书的人员,表明已具备从事相应专业岗位工作的水平和能力,用人单位可根据工作需要聘任相应专业技术职务。取得初级资格证书者可聘任助理工程师或技术员职务,取得中级资格证书者可聘任工程师职务,取得高级资格者可聘任高级工程师职务。计算机专业技术资格(水平)实施全国统考后,不再进行计算机技术与软件相应专业和级别的专业技术职务任职资格评审工作。因此,此考试既是职业资格考试,又是职称资格考试[1]。 考试合格者将颁发由人力资源和社会保障部、工业和信息化部签章的证书。该考试任何级别不设学历、资历报考条件,部分级别已与日本、韩国相应级别的考试互认,考试互认的级别以及互认国家还将进一步扩大。评定中级职称时,可以用此类考试的中高级合格证来代替职称计算机考试合格证。中级证书相当于中级职称,高级证书相当于高级职称[2]。 2软件考试特点 近年来,该考试作了很多积极探索,进行了一系列改革,考试名称、考试内容、专业类别、职业岗位也作了相应调整。目前,考试分5个专业类别:计算机软件、计算机网络、计算机应用技术、信息系统和信息服务。每个专业又分3个层次:高级资格(高级工程师)、中级资格(工程师)、初级资格(助理工程师、技术员)。考试科目主要分为以下三类[1,2]: (1)高级资格:网络规划设计师、系统规划与管理师、系统架构设计师、信息系统项目管理师、系统分析师。 (2)中级资格:软件设计师、网络工程师、软件评测师、信息安全工程师、系统集成项目管理工程师、多媒体应用设计师、嵌入式系统设计师、电子商务设计师、信息系统监理师、数据库系统工程师、信息系统管理工程师、计算机硬件工程师、软件过程能力评估师。 (3)初级资格:信息处理技术员、网络管理员、程序员、网页制作员、信息系统运行管理员、电子商务技术员。 从2004年开始,每年举行两次考试,通常上半年在5月下旬,下半年在11月上旬。上半年和下半年考试的级别不尽相同。考试时间均为150分钟,满分均为75分,各科考试合格标准为45分,但要求两科同时达45分才算合格。单科成绩不予保留,软考通过后,证书长期有效。 3开设软考辅导课的必要性 计算机专业应用性强,如何将计算机专业的学生培养成符合社会需求的专业复合型高级人才是计算机教育必须面对的问题。目前,官方公布的软考通过率为20%左右,初级科目通过率较高,高级科目通过率最低。省属高校学生多,且学生整体素质低于985和211高校。笔者认为在省属高校中开设中级软考辅导课非常有必要。据统计,中级资格考试中目前报名人数最多的是软件设计师和网络工程师,针对这两门课程进行辅导,有利于提高学生软考通过率。笔者所在高校已经开展软考辅导教学实践,将软考辅导当成一门课已将成为趋势[36]。开设中级软考辅导课的意义有: (1)提高就业竞争力。对于省属高校毕业生而言,中级软考合格证书是专业能力的证明,与没有软考合格证书的同学相比有一定优势。部分单位招聘时限看重软考合格证书,录用后待遇也会有所差别。 (2)提升专业技能。以软件设计师和网络工程师为例,备考中需系统复习数据结构、面向对象程序设计、软件工程、操作系统等以及计算机网络、数据通信、网络设计、网络协议分析、综合布线等优秀课程。通过复习可以进一步提高专业技能。 (3)建立完整的计算机知识体系。备考中需要将零散的知识点联系起来,建立完整的知识系统,进一步加深学生对于计算机知识的理解。 (4)帮助学生考研复习。大多学校计算机专业考研专业课为计算机学科基础综合,综合性强,备考学生可以梳理所学知识,有助于考研复习。 此外,部分高校对于学生考证有相应鼓励措施,如获得中级软考合格证书,可以减免相应的公选课学分,减轻学生公选课学习负担。 4软考辅导课教学 (1)理清考查知识点。软考辅导需引导学生围绕考试大纲复习各知识点,从历届真题中选取典型试题,认真总结题型和出题思路,着重培养学生综合运用所学知识的能力。对于软件设计师而言,考点主要为计算机系统知识、程序语言基础知识、操作系统知识、系统开发和运行、网络基础知识、多媒体基础知识、数据库技术、数据结构、算法设计和分析、面向对象技术、标准化和软件知识产权基础知识、计算机专业英语系。对于网络工程师而言,考点主要为计算机组成与结构、操作系统知识、系统开发和运行、标准化和软件知识产权基础知识、数据通信基础、广域通信网、局域网和城域网、无线通信网、网络互连与互联网、下一代互联网、网络安全、网络操作系统与应用服务器配置、交换机与路由器、网络管理、网络系统分析分析与设计、计算机专业英语等。 (2)开设软考辅导专业选修课。开设学期为大三学年,考核方式为考查,32~48个学时,每周4~6学时。课程学习结束,要求提交一份软件系统分析报告或网络设计报告。报告紧扣软考考题,突出针对性。对软件设计师而言,可针对某个软件应用系统或网站项目写分析报告,内容包括:结构化分析(主要包含功能描述、数据流图DFD)、数据库分析(主要包含需求分析、以E-R关系图为代表的概念结构设计、以关系模式及主外键为代表的逻辑结构设计、数据库表格设计)、面向对象分析(以用例图、序列图、类图、状态图、协作图等为代表的UML建模);对网络工程师而言,可针对某个大型企业进行网络组网设计,写出设计报告,内容包括:物理设备(路由器、优秀交换机、汇聚交换机、接入交换机、防火墙、服务器)选择、绘制网络拓扑图、电脑IP地址的分配方案、Web/FTP/Email/DNS/DHCP等常用服务器的配置方案。 (3)开发软考教学辅助网站。针对软件设计师和网络工程师建立题库系统,将历年真题录入系统,供学生在线学习。网站支持浏览学习模式,学生可以查看标准答案;支持模拟测试,从题库中抽取题目自动组成一套试题,学生在规定时间作答,自动评分。 此外,可针对所考查的知识考点进行串讲,讲解历年经典真题,总结题型及解题方法。还可组织较正式的模拟考试,给学生考试体验,比自行模考效果更好。 5结语 本文分析了软件考试的特点,探讨开展软考辅导必要性,提出了开设软考辅导课的教学方法,以对本科高校开展软考辅导提供参考。 计算机软件专业论文:高校艺术设计类专业计算机软件教学探讨 摘 要:当前信息技术发展迅速,计算机软件的功能变得愈加强大。在高校艺术类专业中,图形处理软件能够为艺术设计提供很大的帮助,各大高校艺术设计类专业纷纷开设了计算机软件课程。文章从各个方面对高校艺术设计类专业计算机软件教学进行探讨。 关键词:艺术设计;计算机软件;教学 计算机软件技术的发展和其在教育领域的推广与应用,为高校艺术设计类专业教学带来了巨大的变化,其强大的功能中图形处理软件为艺术设计提供了很多便利,能够有效促进艺术设计专业学生对相关技巧的掌握。在实际的教学过程中,高校应当将传统课程与计算机软件课程有机地结合起来,采取科学的教学措施,提高教学的有效性。 1 发挥计算机软件在高校艺术设计类专业教学中的作用 应用计算机软件的智能化在高校艺术设计类专业教学。在传统的艺术设计类专业的教学中,一般都是以教师的口头讲解以及绘画演示作为教学的主要方式,学生需要在上课时备好铅笔、马克笔、曲线板等各种各样的绘画工具,而应用计算机软件,一方面,可以对传统的设计手法进行优化;另一方面,可以替代相当一部分绘画工具,让艺术设计变得更加方便。例如,使用计算机软件进行艺术设计,可以根据自身需求非常快速且方便的改动相关参数,从而达到想要的艺术效果。同时,教师在教学中应用计算机软件,能够让学生更清晰地看到具体的内容,给学生留下更深刻的印象。例如,在视觉传达设计专业的包装课程中,传统的教学方法是通过手绘来对整体形状进行描述,虽然具有直观的视觉效果,但是如果绘画功底不够,或者绘画过程中在某处的长度没有把握到位,就会导致整体比例失去平衡,并且学生需要花费大量的时间学习绘画,而应用计算机软件,学生只需要在软件中输入相关的数据,再设计一定的形状,就能够将物体模型设计出来,而且计算机软件还能够对所绘制的模型进行渲染,让模型的整体效果更加接近现实。 应用计算机软件培养学生的学习能力和创新能力。计算机软件最明显的特征就是数据的精确性,所以在应用计算机软件进行教学和艺术设计时,学生必须首先对相关事物进行全面的了解,然后才能绘出符合要求的图形。计算机软件虽然能够通过参数很方便地进行调整,但是这也要求学生对所绘事物有深刻的了解,并在绘画过程中充分调用自己的思维,然后才能灵活的把握图形的绘制过程。因此,在应用计算机软件的过程中,学生能够得到很多锻炼自身学习能力的机会,在艺术设计类专业的教学中,对学生创新能力的培养也是非常重要的一个方面。应用计算机软件进行艺术设计,能够为学生提供更全面的设计元素和材料,让学生在绘画过程中没有过多的限制,从而能够发散自身的思维更好地进行思维创新。另外,计算机软件的应用,能够将理论与实践有机地结合在一起,从而达到锻炼学生实践能力的效果。例如,应用计算机软件,学生能够亲手对模型进行操作,与实际的模型制作并没有什么区别,而且对参数的把握也更加方便,学生还能够通过应用计算机软件进行大量绘画练习,提升自身的实践能力。 2 落实计算机软件在高校艺术设计类专业教学中融合 2.1 教师要做好课程内容的安排 在艺术设计专业相关的计算机软件课程中,可以用于教学的软件很多,而课时是有限的。因此,教师在教学过程中不能按照软件数量平均分配时间,因为每个软件的掌握难度以及实用价值都是不一样的,所以教师要在充分了解软件特性的前提下,对软件进行合理的课时分配,对于掌握难度较低,实用性较小的软件,可以安排较少的课时,一般不能多于60课时;对于难度较大的软件则要着重教学,安排更多的课时。例如,3DMAX以及Maya这两个三维动画设计软件,学习难度很大,而且实用价值也很高,就需要安排大量的课时。同时,教师在课程内容的安排中,要注意尽量减少同类软件的教学,在一类软件中选择实用性最好的一款就可以了,不必将各个软件都教一遍,这样做没有太多的好处,反而会占用大量的课堂时间,是对资源的一种浪费。 2.2 教师要做好教学模式的设计 一般来说,硬性的理论知识灌输虽然会让课堂变得乏味,但是能够在很多时候取得一定的效果,毕竟能花费大量的课堂时间对相关知识进行巩固。然而,对于计算机软件课程的教学,理论知识的灌输收效甚微,就算教师在课堂上为学生讲解了软件的操作和相关功能,学生依然要自己动手进行软件的操作,否则还是无法熟练掌握软件的用法。因此,在高校艺术设计类专业计算机软件课程的教学中,教师需要更加注重对学生的引导作用,并为学生提供更多的时间进行实践上机操作,而非一味地理论教学,因为只有通过实践,学生才能体验到软件功能的具体用法。此外,在计算机软件的教学中,单调的软件练习与讲解并不能让学生提起更多学习的兴趣,教师可以将实际案例融入到教学中,并为学生安排一定的实际性学习任务,从而让学生更好地发现软件设计的实用价值,提高学生的学习兴趣与积极性。 2.3 教师要做好评价教学 每个学生都是不同的,有些学生在计算机软件方面很有天赋,而有些学生则更擅长其他方面。因此,在高校艺术设计类专业计算机软件课程的教学过程中,教师要做好评价教学,一方面,及时发现学生在学习中的强项和薄弱点,对同类的学生进行划分,并针对性地进行辅导教学和学习任务的安排,充分发挥学生的强项,并对其薄弱点进行强化;另一方面,通过评价教学,了解学生对当前阶段软件的理论知识与实践操作的掌握情况,然后对教学的进度进行调整,从而保证对当前教学的课时安排达到合理标准,符合学生实际情况。此外,在教学过程中,教师应当做好与学生在课堂上的互动,并与学生进行及时的沟通和互动,提高学生的学习兴趣,因为沟通可以及时地发现学生在学习过程中遇到的问题,并帮助学生进行解决。同时,对于学生作品的评价也是非常重要的,教师要给予学生客观的评价以及充分的肯定,在指出其缺点的同时,肯定其优点,从而促进学生的学习进步。 在高校艺术设计类专业计算机软件的教学中,教师要注意软件教学与艺术教学的结合,根据艺术设计教学的特点和需求,合理地安排软件教学的内容,设计并落实科学的教学措施,提高教学的有效性,培养学生的软件操作能力。 作者简介:蒋昊朋(1983―),男,黑龙江佳木斯人,本科,广东财经大学华商学院文学院艺术设计学系助教,研究方向:戏剧影视美术设计。 计算机软件专业论文:利用全国软件大赛竞赛平台促进计算机软件专业教学 【摘 要】分析目前计算机软件专业教学中存在的问题,阐述了全国软件大赛竞赛平台对促进计算机软件专业教学的优势,并介绍了学科竞赛对大学生创新实践能力培养的具体措施。 【关键词】软件专业 教学 竞赛平台 全国软件专业人才设计与开发大赛作为一项全国性的竞赛活动,目的是为推动软件开发技术的发展,促进软件专业技术人才培养,向软件行业输送具有创新能力和实践能力的高端人才,提升高校毕业生的就业竞争力。因此,探讨这一竞赛平台究竟给软件专业教学带来了哪些积极的作用、如何促进专业教学等问题,对专业教学的改革有非常重要的意义。 一、计算机软件专业教学中存在的问题 (一)课程安排模块化,连贯性不强 表1是计算机软件专业主干课程的安排情况表,表中看不出专业课程的教学主线,更看不出学生应该学习的主要专业知识和专业技能。第一方面,第一个学期程序设计基础,第二个学期C语言程序设计,第三学期C#程序设计基础,程序设计基础课程占了三个学期,且还开设了不同的语言,导致学生在编程入门基础学习无所适从。第二方面,第二个学期的课程共有4门,学时都差不多,第三个学期除网页动画设计外,其余4门课程学时也差不多,课程杂,体现不出技术主线和学生软件编程知识能力的逐步培养和形成。第三方面,课程模块化,连贯性不强。看不出第二个学期的所学对第三个学期的课程学习有什么帮助和知识技能的积累。这样的课程安排违反了学生学习软件编程开发技术的认知规律,导致学生学习不系统,在实践操作时无从下手,最简单的程序都写不出来。同时也对学生的自信心造成打击,觉得自己很差,失去学习兴趣,以后上课就开始不听,接着就是听不懂,最后干脆旷课在宿舍玩游戏的恶性循环局面。 表1 软件专业主干课程安排表 (二)缺少让学生自我展示的平台,学生找不到学习的成就感 首先,计算机类专业不像艺术类等其它专业那样具有很强的现场观赏性,没有很多竞赛平台让学生展示自己的专业技能。针对软件专业学生举办的竞赛仅有ACM国际大学生程序设计竞赛,作为国际性大赛,ACM不分本科组和高职高专组,难度比较大,不适合高职高专学生参加。因此,行业社会就缺少让高职高专计算机软件专业的学生自我展示专业技能水平的舞台。其次,计算机软件专业课程多,衔接性强,难度大,很难像艺术类等其它专业那样,单独学习完一门课程就可以设计出精美的作品。软件专业的学生需要学完很多门课程后,经过不断的动手编程实践,积累一定经验才可能设计开发出相应的程序作品。所以,在专业教学上没有举办过学生作品展,更不用说举办学校层面的作品展。缺少了行业社会和学校两大重要展示平台,学生在学习上很难找到学习成就感。 (三)为了照顾大多数学生,缺少对拔尖学生的培养 由于招生政策的问题,高职学生之间的差距比较明显。特别是补录的学生,在基础和学习能力上与正常录取的学生又有一段差距。而在正常的专业课堂教学活动中,面向的是大部分学生,因此,在制定课程教学目标和确定教学内容时,要兼顾大部分学生的学习能力和接受能力。这样,无形中就降低了专业课程教学内容的深度和教学目标的高度。而后果就是导致少部分拔尖学生在课堂上“吃不饱”,不能学到自己想学的知识内容,不能提高并达到自己应有的专业技能水平。 二、利用全国软件大赛竞赛平台促进计算机软件专业教学的优势 参加竞赛实践证明,通过引导学生参加全国软件专业人才设计与开发大赛,能促进学生对专业知识和技能的学习,能较好的解决上述专业教学过程中存在的问题,具体表现在: (一)通过竞赛培训引导,增加学生自主学习能力 为兼顾大多数学生学习制定的人才培养方案,在课程安排上就多开设些相对容易掌握的技能课程,让在编程方面可塑性不强的学生能掌握一些其他专业技能,增强这些学生的就业竞争力。为了解决这个问题,让学生参加全国软件专业人才设计与开发大赛是一个有效的解决途径。在准备竞赛的过程中,按竞赛考纲的要求安排专业教师对学生进行全程辅导,对学生难以掌握的知识点进行详细的讲解。在专业教师的辅导下,学生可按竞赛知识技术路线进行系统有效的学习。经过一段时间的学习,学生便可以入门编程,找到编程应用于实际的快乐。有了兴趣,学生就会根据自己的兴趣点,制定自己的学习目标,根据目标,制定学习计划和多方获取学习资料,利用课余时间刻苦钻研,多做多练,积极促进了教学的教学工作,很好的弥补了课程安排和课堂教学上的不足。 (二)搭建让学生展示自我技能水平的舞台 以参加全国软件专业人才设计与开发大赛为契机,首先,在选拔参赛选手时,就建立了一次学校范围内的、让学生自我展示专业技能水平的机会。在校内设置选拔赛,只有在选拔赛中取得优秀成绩的选手才有资格报名参加全国比赛。其次,全国软件专业人才设计与开发大赛再次搭建了一个全国性的大舞台,让高职软件专业学生能有机会与来自全国各地的同行同台竞技,真正检验自己的专业技能在全国同行中处于什么样的水平,看清自我,找出差距。同时也给他们指明了今后应该努力的方向,激起学习的热情。看到这个大赛平台给学生所带来的积极影响,也促使了教师积极地在教学过程中搭建学生专业课程作品展。在学生学完相关课程后,给他们布置相应的工程应用项目,然后将作品以多媒体展厅的形式尽可能更开放地展出。以此激励学生努力学习,并从中找到学习的成就感。 (三)推动精英学生的培养 培养高水平的毕业生是打造一流高职院校的前提,兼顾大部分学生的传统课堂教学,很难满足精英学生的学习培养需要,无法实施因材施教的适合高职学生培养的教学方式。全国软件专业人才设计与开发大赛恰好给精英学生的培养搭建了一个很好的平台。学生通过参加此项竞赛,能额外得到老师的培训指导,进行更多专业的技能训练,同时他们能与来自全国的选手比赛交流,一是方便老师发现自己学校的精英,二是方便学生找到自己与其他选手之间的不足。此外,本大赛有很多知名企业参与,获得大赛全国一等奖的选手会直接被这些知名企业录用,在企业资深工程师的指导下快速成长,成为学校的“品牌”毕业生。 三、利用全国软件大赛竞赛平台促进计算机软件专业教学的具体措施 (一)提高学生创新能力 1.积极探索学科竞赛模式的创新。以全国软件大赛竞赛组织为切入点,引入更多的学科竞赛,组织更多形式的学科竞赛方式。据调查,扩大招生规模后的高职高专学生普遍喜欢娱乐性强的学科竞赛,不喜欢传统方式的学科竞赛。因此,需要在竞赛形式上下功夫,创新竞赛组织方式,找准学生的参赛兴趣点,提高学生的参赛热情。如各学校可根据自身的专业办学特色,举办形式多样、层次不同的竞赛,如网页设计大赛、创意创业竞赛、演讲比赛、辩论赛、动画制作大赛、计算机组装大赛等活动,积极组织和鼓励学生参加各种比赛,从多方面来培养学生的自主学习、自主创新和创造能力。 2.建立学科竞赛的保障机制。完善的竞赛保障机制,是学生得以安心参加各类学科竞赛的前提,是老师安心指导创造佳绩的保障,良好的竞赛保障机制是鼓励学生参加种学科竞赛并取得成绩的重要前提。首先要有良好的赛项宣传机制,让每位同学务必知晓比赛通知。同时深入学生宿舍宣传,并通过赛前动员会等手段鼓励学生参赛,扩大比赛的参赛人数。其次,在整个竞赛过程中,学校提供专门的比赛训练场地和训练设备,相关经费和政策支持,使参赛学生和指导教师无后顾之忧。最后,对每次参赛进行经验总结,提高各种比赛的竞争力。 (二)提高学生实践能力 1.改变原来的教学方式,理论与实践相结合。高职学生不喜欢照本宣科的纯理论知识灌输的教学方式,喜欢通过实践的方式去理解和掌握理论知识。因此,在教学上应采用案例教学法,将理论知识传授通过案例去讲解,提高学生的学习兴趣。平时布置相应的作业,让学生多动手,多实践,积极提高自身的实践能力。 2.将竞赛转化为教学内容。在程序设计等相关的课程里,将竞赛的内容融入到教学内容,在讲解理论知识的同时,让学生明白这些知识的应用,有助于学生消化理论知识,促进实践能力的培养。 3.建立学科竞赛实践训练场所。建立如实践教学创新实训基地,大学生创客空间等实践教学场所,开放实训室和实训设备,为学生提供自己动手,自主创新的发展空间,激发学生的学习热情。 在职业教育中,如何提高学生的实践创新能力是一项重要的课题,也是职业教育者的教学目标。随着各种竞赛体制的完善,以学科竞赛为载体,积极鼓励学生参加各种(下转第160页)(上接第34页)学科竞赛,通过竞赛对大学生创新实践能力培养的作用将会越来越显著。高职教育必须以市场为导向,培养出更多适合社会需要的人才。 全国软件专业人才设计与开发大赛平台,为专业的教学改革指明了方向。从专业建设角度来说,应该参考大赛平台的要求,对课程体系进行重新整合,以适应社会对软件人才的需求;同时通过大赛平台丰富教学资源,促进专业的对外交流,加强培养学生的自学能力、分析和解决问题的能力,提高学生的创新能力和就业竞争力。 【作者简介】罗云芳(1981- ),男,广西贺州人,硕士,广西职业技术学院讲师,研究方向:软件工程,计算机网络编程,计算机教学。 计算机软件专业论文:高职院校计算机软件专业教学方法的探索与思考 摘要:高职计算机软件专业的教学应适应我国高等职业教育改革发展的新观点、新理念和新思想,努力把本专业的学生培养成为高等技术应用型和高技能型专门人才。高职计算机软件专业的教学方法可采用项目导向任务驱动法、类比法、启发式、讨论式、引导式、互动式、互助式等多种方法。 关键词:高职;计算机软件专业;教学方法 一、引言 高等职业技术教育不同于普通高等教育,高等职业技术教育主要是培养技术应用型人才和技术含量较高的技能型人才。高职毕业生能否迅速地、真正地适应企业一线的需要是高职教育成败的关键。 计算机软件专业在高职各专业中具有非常显著的自身独到的特点,因而其教学方法也必须有很大的不同。一般专业的情况是,理解掌握概念、原理、公式,在此基础上能解题,然后将此理解和解题能力应用到工作中去,一切也就基本满足了。并且,对这些概念、原理、公式的讲解,往往能结合具体的针对性明显的小例子,以达到使学生透彻掌握之目的。计算机软件专业则与此大不相同。一是它的许多概念、原理、公式,你是找不到具体的针对性明显的小例子的,也就是说,你不可能通过讲解几个小例子,达到使学生透彻掌握这些概念、原理、公式的目的。二是就算学生透彻地掌握了概念、原理、公式,那也只是停留在很粗浅的水平上,因为计算机软件专业最优秀的东西是复杂思路的构思能力,这种能力是不可能通过理解概念原理来达到的,而是需要有意识地长期地培训磨练。 二、高等职业院校软件专业普遍存在的问题 随着改革开放,实施工业化进程的推进,高等职业教育逐步发展起来。尽管我国的高等职业教育起步很早,但发展速度却非常缓慢,高等职业教育仍然是我们国家教育事业的一个薄弱环节,办学条件差、教学投入不足、发展不平衡等都是当前普遍存在的问题。虽然高等职业教育受到我国政府越来越大的支持,高等职业院校的办学条件也有了一定程度的改善,但办学机制以及人才培养的模式、规模、质量等仍不能适应经济社会发展的需要。随着IT技术的突飞猛进的发展,计算机软件专业的课程教学内容也不断更新,新的技术层出不穷。高等职业院校计算机软件专业的毕业生普遍存在问题是:所学知识与实践有较大程度的脱节以及较严重的滞后等问题。很大部分的高等职业院校一味追求学科的系统性而导致许多高职毕业生专业知识不够扎实、技能不够熟练、与用人单位的实际需求差距较大、工作以后进入状态的时间周期较长、不能充分体现高职院校培养人才的优势与特色。造成这种情况发生的主要原因有:部分院校依然沿袭中专的办学模式,甚至照搬本、专科院校的办学模式,而没有自己的办学特色;大部分院校的师资水平不能适应职业教育发展的要求;大部分院校课程设置与教材的选用缺乏前瞻性,导致教学内容和方法陈旧脱节;办学经费紧张,导致实习、实训条件较差;高职院校的生源质量总体偏差,学生的学习热度和刻苦钻研精神较弱,面对新环境与新技术显得束手无策,从给用人单位不好的印象。 我们不能扩大在软件方面的教学经费,但我们可以改变教学模式、提升自身的业务素质、编写适合本院师生的校本教材、努力有针对性的选择适合自己所带课程的教学方法,以此为高职计算机软件专业的教学做点自己的贡献。本文仅写一些本人对高职计算机软件专业教学方法的探索。 三、教学方法的探索 为深化高职教育教学改革,高职教学工作者要大力加速教学方法的改革、尽快实现教学方法、手段的现代化。在教学过程的实施中,我们要尽量采用“项目导向任务驱动式”、“启发式”、“讨论式”、“引导式”、“互动式”、“互助式”等各种教学方法,从而引导学生自觉、主动地学习,培养学生的综合能力。譬如,对《数据结构》、《软件工程》等课程,以讲授为主;《C语言程序设计》、《Java程序设计》等各种高级语言等课程,以讲授结合上机实习为主;像系统开发等课程最好采用以“任务驱动”法进行教学。对于实践性强的课程,教师可以把该课程的主要思想及问题向学生作“引导性”的讲授,然后布置一些有代表性的课题或者项目,提示解决问题的思路,让学生通过查讨论、资料等方式完成任务,以此来感悟和理解相关知识,学生通过完成一个个具体的课题,从而达到融会贯通该门专业课需掌握的知识的目的。在让学生掌握知识的同时也培养了学生的团队精神和利用所学知识解决实际问题的能力。此外,还要合理充分的利用校内外的各种教学资源,提高教学资源使用效率;加强多媒体教室及计算机实训室的建设;积极鼓励开发精品课程资源,增加课程的开放性和灵活性。下面具体谈谈几种教学方法: (一)“项目导向、任务驱动”法 计算机软件专业很多程序设计课程都可以采取这种教学方法。项目导向、任务驱动法主要是教师通过一个个项目,把蕴含该课程知识点的小项目分解成一个个任务,让学生通过完成老师布置的任务,最终完成一个个项目,通过项目的学习达到掌握知识点,通过掌握知识点后了解项目的完成过程。所谓“项目导向”就是教师利用项目案例开发的过程、方法和思想同教学工作结合起来,引导学生在分析和解决问题的过程中学习专业知识从而锻炼学生综合运用所学知识的能力。众所周知,计算机专业课知识点较多、实践性较强,以高职类专业课更为突出。学生在学习一定的理论知识的同时需要把它加以灵活的运用,从而做到融会贯通。通过教师设计一些IT项目,在教学工作的过程中让学生用所学的知识加以实现,这就是所谓的“项目导向”的教学方法。 (二)“互助式”教学模式 在互助式教学模式中,教师布置给学生的学习任务是学生学习的主要动力,是问题提出的关键所在。教师根据教学大纲将课程所包含的知识要点分成若干个教学模块,并将知识要点蕴涵在学习模块之中,使学生通过完成任务模块来达到课程的教学目的和培养目标。教师根据教学目标,结合学生学习水平,将教学内容精练成一个个实际问题或学习任务,通过激发学生的学习兴趣,让学生产生学习的动力,从而引导学生的完成任务。学生在收到教师安排的各项学习任务后开始进行自主探索,寻求完成任务的方法,在寻求解决任务方法的过程中学习知识,掌握和运用知识,从而完成教学目标。在寻求解决知识的过程中学生可以充分锻炼自己的能力。 互助式教学模式中教师可以使用的互助方式包括:课程论坛、腾讯QQ群、电子网络教室系统等。 (三)“互动式”教学 兴趣是最好的老师,是学生学习的动力。互动式教学刚好能很好的激发学生学习的兴趣。教师在日常教学实施过程中应从培养、激发学生学习兴趣入手,并贯穿教学的全过程.激发学生的求知欲,使学生爱上计算机程序设计。互动式教学是课堂上最常见、最重要的一种师生互动教学方法。传统教学中教师以灌输方式向学生传授知识,这种教学方法使学生处于消极被动学习状态。在互动式课堂教学中,教师根据教学内容的特点和要求,开展互动式教学,培养活跃的学习氛围,使学生建立起较强的自信心,从而激发学生学习的兴趣。每一节课教师和学生相互提问,不断研究探讨中进行,将教师和学生真正放在同一平台上,实现互动、实时交流的互动式教学。 上面列举了多种教学方法,多形式的教学方法还应与多形式的课程考核相结合,才能更好地达到教学目的。计算机软件专业的学科特点比较特殊,学生不仅要掌握相关知识,还要能融会贯通,将所学知识运用到实际的软件项目中,所以在考核中要改变以往单一的理论考试,增加上机编程的考核。考核中还要逐渐减少专业课理论内容,加大对学生团队合作精神完成项目的能力考核。考核方式应从传统的卷面考试过度到对学生实际能力进行考核,并逐步建立适合高职院校学生能力考核的科学的评价体系和评价方法。理论考试主要针对知识性、理论性较强的课程,考核学生对所学课程的重点知识;上机编程考核主要是考核学生实际动手能力、即兴编程能力;综合测试主要考核学生团队合作、利用所学计算机软件技术解决实际问题的能力。 总而言之,按照高等职业教育人才培养目标,不断的深化改革课程体系和教学内容,积极探索有利于我们高等职业教育的教学方法与手段,既能让学生主动去学习、积极地学习、愉快地学习,又能培养学生的动手能力,为提高其就业技能打下坚实的基础,这也是我们高等职业教育工作者所追求的目标。
计算机本科论文:计算机本科教学论文 一应用型本科人才培养中专业基础课的教学模式和考核方式的改革 数据结构课程是通过研究计算机程序设计中非数值计算数据的关系、存储和操作等问题来培养学生的抽象思维和创造能力,使学生能够设计出结构清晰、高效率、鲁棒性强的算法来解决实际问题。因此数据结构这门课程具有很强的理论和实践背景。在我校,数据结构课程是计算机科学与技术(师范)、计算机科学与技术(信息安全)、计算机科学与技术(物联网)、软件工程、信息管理与信息系统、信息管理与信息系统(金融方向)、信息与计算科学等6个专业(方向)的专业基础课,同时也是电气教育技术、数学与应用数学等专业的专业任意选修课。尤其对于计算机科学与技术和软件工程等一级学科的课程设置而言,数据结构课程更是一门优秀的综合性专业课,在专业课程设置中有着不可替代的地位。美国ACM/IEEECC-2005教程将算法与数据结构类课程列为优秀课程之首。由于数据结构课程的重要性和特殊地位,相关的教学改革一直不断,总的来说大致有以下3个方面: (1)教学方法的改革; (2)教材体系的改革; (3)网络共享资源的建设。 基于以上对应用型本科学生培养目标的讨论,我们设计了如下的教学模式。 (1)对数据结构课程的理论知识进行细化,降低学生对理论的要求,但注重基本概念和基础算法在实际工作中的应用。 (2)将专业基础课的教学分为课堂教学和课外学习两部分。在课外的学习中,教师可以利用足够丰富的网络学习资源,引导学生进行自主学习,使他们尽可能掌握概念性及一般性知识。另外,我们开展了基础知识点的题库建设,并通过测试平台对学生自主学习的效果进行测评。 (3)在课堂教学结束后,要求学生在在线测试平台完成教师制定的练习和测试,巩固学习效果,这对教师来说也是了解学生学习情况、调整教学进度和难度、完善教学资源和题库的重要依据。值得注意的是,过去我国大学本科生的培养模式一直是以研究型为主,教材中存在着大量比较艰深的理论知识。 我们从应用型本科的培养目标出发,对理论知识的内容和要求作了相应的降低和调整。教学过程中为专业基础课设置了最低要求。应该指出,由于不同的应用型人才对专业基础课的要求不同,我们设定的要求可能不能满足学生某种职业规划的要求。对于将自己的兴趣、爱好或者职业规划设定为多媒体制作的学生来说,可以降低数据结构课程的学习要求;但对于选择程序设计、游戏设计等方向的学生而言,数据结构课程却是重要的专业课程。为了满足部分学生对某些专业基础课的较高要求,在降低理论要求的同时,我们将一些专业竞赛或者专业活动小组建设纳入到课程教学体系中来,鼓励在算法及算法分析设计等方面感兴趣或者在职业规划中有需要的学生通过竞赛前的专门训练提高相应的能力。例如,针对应用型本科数据结构课程的教学模式,可将ACM的竞赛纳入到教学体系中来。ACM/ICPC由美国计算机协会(ACM)主办,是世界上公认的规模最大、水平最高的大学生程序竞赛,其目的在使大学生运用计算机程序设计理论来充分展示学生分析问题和解决问题的能力,培养学生的创造力和团队合作精神,也培养学生在压力下进行创新思维和理性实践的能力。同时也为那些将算法分析和设计与自己的职业规划一致的学生提供学习、交流的平台,提高他们的专业素养。在考核方面,单一的理论考核方式削弱了数据结构课程的实践性,而增加上机操作的考核能够有效提高学生对动手能力的重视。学生的考核方式由传统的纸质考试、上机操作和平时表现组成。考虑到不同专业对数据结构课程的要求不尽相同,学生的总评分数计算公式为:总评分数=理论考核成绩×α+上机操作成绩×β+平时成绩×γ,其中α,β,γ为权重因子,且α+β+γ=1。理论考核方式为闭卷考试,总分仍为100分,在计算总评分数的时候进行折算,但理论考核不再包含有关编程的具体问题。上机操作考核时间为120分钟,要求学生独立完成若干题目,考核在无网络环境下开卷考试,允许携带非电子版本资料和书籍。具体的考核环境严格按照ACM进行,只是不再分成小组,由学生独立完成。上机操作考核共设8份不同试题,学生随机抽取试题并按照一定顺序间隔坐好,保证学生前后左右试题不同。我校对2013级软件工程专业、2012级信息管理系统专业和2012级计算机科学与技术(师范)专业等进行了教学实践。在题库建设方面,目前已经对教学内容按照知识点进行了分类,并组织学生根据知识点进行了主观题目的录入。题库包括选择题、判断题和填空题共约1500道题目,所有题目已经让修过这门课的学生根据难度分别标记为预习和复习类型,并且开通了基于题库的在线测试,要求学生完成必要的测试,作为平时成绩的重要参考。考核中权重的设置主要从不同专业对理论和实践的要求进行考虑。软件工程专业对学生动手能力的要求最高,信息管理与信息系统次之,而师范专业学生的培养目标是中等教育的师资,因此要求他们掌握比较扎实的理论功底以满足以后的教学需要即可。 二结语 经过一年的教学实践,收到良好的教学效果。由于理论内容有所删减,针对基本概念及基础算法应用的学习实践相应增加,学生学习数据结构课程的理论障碍减少,其学习兴趣得到了相应的提高。同时我们鼓励学生参加ACM训练队的训练,使那些职业规划与算法分析与设计相符合或者对程序设计、算法分析感兴趣,或者学有余力的学生能够得到更为深入的学习。由于增加了上机操作的考核,学生在实验教学方面的学习兴趣和投入的时间和精力都有所提高。其中,软件工程专业的学生在上机操作考核方面表现得更好一些,对自己的职业规划更为明确,认识到数据结构课程的重要性;计算机科学与技术(师范)专业学生的理论成绩最好,但他们在上机操作方面明显不如软件工程专业的学生;信息管理与信息系统专业学生的理论学习、上机操作的成绩介于另外两个专业之间;另外,参加ACM训练的学生在理论知识学习和上机操作方面都表现得更优秀。在以后的教学中,我们应在坚持理论学习底线的基础上,探讨更为灵活的教学和考核方式,鼓励学生参加ACM训练队的训练,提高学生的创新能力和实际动手能力;继续完善上机操作考核,使考试方式、权重比例、考试时间都趋于合理化。 作者:黄伟陈建孝郑耿忠单位:韩山师范学院计算机科学与工程系 计算机本科论文:本科院校计算机专业论文 1财经类应用型本科院校计算机专业学生创新创业能力培养的现状 1.1没有充分利用财经类院校的优势学科 目前财经类院校在计算机专业人才培养上大都效仿理工类院校,普遍没有将计算机专业的工程特性与财经类院校的优势学科相结合,更没有突出财经类院校的人才培养特色,人才培养目标不明确,这使财经类院校培养出来的计算机专业人才缺乏市场竞争力,不具有竞争优势。 1.2创新创业教育课程体系不健全,缺乏创新创业的文化氛围 目前财经类院校计算机专业的创新创业教育研究仍处于起步阶段,没有形成课程结构和体系,缺乏创新创业的文化氛围。在计算机专业课程设置上,出于专业知识体系完整性的考虑[4],一些难度大、应用面小的理论课程都纳入课程体系中,如离散数学、编译原理和汇编语言等,课程体系“大而全”,学生学的“杂而不精”,课程的设置仍存在“偏重理论知识而实践训练不足,偏重学科建设而应用技能不足”的现象,使学生毕业后感到没有学到什么真东西,其知识泛而不专,无法学以致用,没有形成使学生获得创新创业知识技能的课程体系。 1.3师资队伍缺少工程能力,学生工程实践能力差 目前,财经类院校计算机专业的教师缺乏职业实践经验,技术更新滞后,而计算机专业是个实践性非常强、技术更新较快的专业,从而影响了教学质量和人才培养效果。另一方面,实践教学缺乏系统性和整体性,缺少对学生工程能力和职业素质的训练,致使学生工程实践能力差。 2财经类应用型本科院校计算机专业学生创新创业能力培养模式 在财经管理类课程与计算机专业课程多学科交叉的课程体系中,应融入创新创业教育理念,构建完善的创新创业教育课程体系,注重创新创业实践,从知识体系更新、增强动手能力和培养学生职业素质几方面入手,提高学生的创新创业能力。 2.1合理定位人才培养目标 财经类应用型本科院校的人才培养定位是以实际技能的应用为优秀,选择实际工作中常用的实用技术,引导学生在特定的专业方向深入学习。学校充分利用财经类优势学科,突出交叉学科特色,培养目标是使学生懂得企业经济管理的情况下,提高工程实践能力、创新创业能力和职业素质,让学生在更好地理解企业经营管理目标的前提下,实现工程项目的开发和管理,成为企业和社会所需的人才。 2.2课程体系建设 学校应充分利用财经类优势学科,让学生在主修计算机专业优秀课程的基础上,辅修财经管理类的主干课程,建立一种以工程项目设计为导向、工程能力培养为目标的课程体系。课程体系以项目设计的进程为主线,融入创新创业教育理念,由专业技术优秀课程、财经管理类课程和创新创业实践课程三大部分组成。课程体系既注重学生的创新创业素质和专业技术基础,又重视培养学生在职场上所需的技能应用,循序渐进地培养学生的实践能力、工程能力,提高其创新创业能力。课程体系使学生通过经历项目构思与设计的实践过程,引导学生在特定的专业方向深入学习,调动学生的自主学习能动性,达到培养计算机应用型人才的目标。 2.3教学模式 2.3.1理论教学理论教学以“项目驱动”为主,以具体的实践项目贯穿教学,坚持“基于项目的课堂教学”原则,讲解课程中的各知识点在项目中的应用,提高学生对知识点的理解和运用能力。 2.3.2实践教学实践教学突出课内、课外实践并与创新创业实践相结合,进行综合的创新创业指导,构建“课内实践+课外实践+创新创业实践”一体化的创新创业实践体系。课内实践以单元实验为基础,使学生巩固每个知识点。课外实践以课程设计为目标,在开课初期就把课程设计的综合项目布置给学生,随着课程的深入,学生分阶段完成综合项目。以Java程序设计为例,我们在课程教学初期(基础知识理论授课完成后),从企业引入资深专家给学生讲解目前Java语言的应用现状、应用前景及Java编程思想,调动学生的学习积极性,同时给学生布置实践项目(课外完成),对学生进行分组,以组为单位完成项目。这样,让学生带着问题以主动的、实践的方式学习,既培养学生的个人学习能力,又培养学生的团队合作能力和工程系统分析能力。另外,我们还通过组织校内的技能大赛、大学生全国程序设计竞赛、大学生创新创业项目等,提高学生的创新创业意识、创新创业知识积累、创新创业实践能力,提升创新创业的文化氛围。 2.4师资队伍建设 要提高学生的工程实践能力和创新创业能力,就要提高教师队伍的工程能力,强化专业教师的工程背景。一方面,可以建立校企深度协作关系,每年选派骨干教师,以技术员身份去企业参加项目研发,实现产学研相结合,提升教师的项目开发经验和实践能力。另一方面,从企业聘请有丰富经验的专家作为兼职教师,由兼职教师完成创新创业课程的讲授及创新创业实践过程的指导,本校专职教师负责创新创业实践课程的课外辅导。 2.5学生学业评价 研究制定一个课内教学与课外创新创业成果相结合的综合评价标准。学生学业成绩的构成要实行多元化,增加实践能力和创新创业能力的考核。通过对学生的实践能力和创新创业能力的评价,让学生及时了解对知识的掌握和运用情况,既知晓在知识体系中取得的进展和成功,又能清楚不足,找到进一步学习的方向,使考核评价成为一个继续学习的明灯。 3结语 将财经类院校的自身特色与创新创业实践教育模式相融合,为培养适应市场需求、具有特色专业能力的计算机应用型人才提供了一种新的方法和思路。但是,应用型本科院校由于学生素质、师资力量以及传统教学模式惯性延续等因素的影响,这个目标的实现存在着一定的困难。因此,在确定培养目标后,应在实际教学中逐渐完善培养体系及创新创业的文化氛围。 作者:李凌霞 齐景嘉 郭瑞波 单位:哈尔滨金融学院 计算机本科论文:中职本科计算机专业论文 一、教学模式改革的几点建议 1、工学结合,构建课程体系 分析学生的未来工作岗位和岗位角色,开展广泛调研,科学合理的制定培养目标和培养方向。跟据大连海洋大学应用技术学院以往的毕业生就业分布情况,对大连、沈阳、鞍山等省内城市的IT企业和市场需求深入调研。了解企业的岗位需求情况及企业对学生的就业岗位和岗位能力的要求,中职本科计算机专业课程设置即要参照普通本科院校的教学内容与教材选取,也要根据学院特色和相应的技能型人才的培养目标来制定教学计划,以就业作为人才培养的方向。根据社会、市场、企业的需要开设相关课程,设置课程系统、并选用适当的教学方法培养学生的操作技能,努力贯彻教育部提出的“以应用为目的,以必需、够用为度”的原则为专业培养目标服务。提高毕业生的就业率,把学生培养成会学习,懂技术的专门人才。 2、依据专业就业岗位素质和技能要求,确定专业优秀课程 中职学校本教育是以实践应用能力为本的教育模式,要以实践应用化为原则,这也符合计算机专业的专业特点。但实际上是学生毕业后,绝大部分同学都不能胜任本专业的相关工作,甚至连组装电脑、安装系统都不会,office办公自化也是一知半解。这就需要教师在教学过程中结合实际情况,针对岗位职业的实际,有选择的调整教学内容,边学边做,边做边学。即要掌握足够的理论知识,又要紧密联系实际,加大学生实习、实训、下企业实践的机会。接近未来的工作环境,使学生在学习过程中又积累了工作经验,实现了学院人才培养模式与企业用人机制的紧密衔接。中职本科学生理论基础差,动手能力就要强,才能在就业中具有竞争力。理论性较强的课程适当减少或削减学时,而动手操作的课程要尽可能的多开,强化C++、Java等课程,增开ASP、Oracle、Apache、C#、等课程。也可以分方向教学,加开英语班、日语班等。因为计算机专业的学生很多在软件公司,接触外文的机会相对要多,应该提高计算机专业外语水平。 3、以赛促教,提高学生综合素质,培养计算机专业应用技术人才 学不在多而在于精,学院即要注重学生综合能力的培养,又要重视某一方面专项能力的提高,学生学习的编程语言可能有多种,但对于他来说只要精通一种就足以在工作中游刃有余,当然是多多益善。鼓励支持学生多参于工程设计及各种技术大赛。比如动漫制作、手机编程、系统开发等专业技能竞赛。竞赛的形式很多,即可以是个人赛,也可以是小组赛,近年来,通过技能大赛,更多的学生意识到“勤奋出成绩,技能走天下“,学习技能热情高涨,学生在竞赛过程中即提升了个人能力也获得了相应的行业认证证书,为日后的就业也增添了一份法码。 4、加强就业培训实习环节,应对市场挑战,提高就业竞争力 坚持以企业需求为导向,以校企合作为桥梁,实施校内校外联合办学,学中做和做中学的人才培养模式,校外实训的一个重要功能就是检验教学成果,找出教学过程中存在的问题与不足,为教学改革提供重要依据。中职本科是四年制,而且大部分在中职学校的时候有了一定的专业基础,大一大二的时候是巩固基础知识,提高专业技能。大三或大四则是应偏重校外的顶岗实习。让学生对自己的能力和素质有一个全面的认识,并且有充分的时间去完善和提升自己。实习的过程,就是一次了解自己的过程,也是人格完善的过程。了解自己的思想,自己的学习,自己的人际交往的能力,从开始的浮燥到心态的稳定,学会服从,学会收敛,学会遵守规则。 二、提高教师能力素质,改进教学方法 教师是对学生进行培养教育的主体,教师能力和素质的提高直接影响到人才培养的效果。鼓励教师进行教学改革,中职学校本科学生自主学习能力差,学习兴趣不足,如果按照常规的四年制本科教学方式学生及易产生厌学情绪,教师在教学过程中,应多采用项目教学法。要求教师即要有雄厚的文化知识,又要掌握专业技术,还要讲究教学方法,不但能做学生的老师、还要做学生的朋友、师傅。 三、总结 计算机专业是一个实用、实践性很强的专业,而就业是人才培养的最终目标,是学以致用的根本所在。所以中职学校本科学校需要改变原有的专业教学模式,以市场用人机制为导向,以就业为最终目的,深化教学改革,建立学生实践学习基地,从而更有效的提高学生技能水平,适应就业的需要。 作者:孟庆伟 单位:大连海洋大学应用技术学院电气与信息工程系 计算机本科论文:应用型本科计算机基础教育改革论文 1背景 对于应用型本科院校,大学计算机基础课程教学改革除了适应计算机科学技术发展的需要,还应该突出应用。改革重点在两个方面:计算机原理的教学和培养利用计算机解决问题的能力。大学计算机基础课程教学改革应该以“利用计算机”和“解决问题”这两点为主线展开。当代计算机是一个多层次的复杂系统,可以多角度使用,它可以像汽车一样,通过简单操作来驾驭;也可以像数学原理或公式一样,需要懂得原理才能深度使用。对计算机多层次的不同认识产生了不同的教学理念。大学计算机基础课程教学首先应该定位于肩负历史和时代使命,不能只将计算机作为低层次工具开展教学。面对“利用计算机”的问题,大学计算机基础课程教学应该从计算机原理角度组织教学内容,这种定位并非是大学计算机基础课程教学改革的创新,而是真正将大学计算机回归到大学数学、大学英语同样基础性地位的过程。应用型本科大学计算机基础课程要进一步展示计算机“解决问题”的强大能力,就涉及到如何抽象问题的计算特性,如何利用计算机来解决具体的问题,这是应用型本科大学计算机基础课程教学改革的重中之重。 2教学改革的措施和方法 2.1课程设置的调整 由于大学计算机基础课程一直是大学本科一年级的必修课,不同专业的学生在大学四年内的课程体系有很大不同,应用型大学注重的是学生动手能力和综合能力的提高,大学计算机基础课程如何为后续专业课提供基础知识和基础技术,如何培养学生计算机应用的基本能力是当前热点问题,同时由于学生进校时的个人对计算机基础知识掌握的程度不同,这就要求我们应该在学生进校后应进行一次摸查,对确实达到要求的学生可以申请免修。其他学生进行分类教学,分类教学是指在统一教学指导的前提下,基于人才培养目标,面向不同专业进行的,根据不同专业需求,设计不同的教学方案,包括教学内容、教学手段、教学素材、教学过程和教学实验等。可以通过对各专业的课程体系、专业培养计划的缜密分析,对不同专业不同年级的学生的访谈沟通,特别是学生进入大三、大四后对计算机科学的依赖,将我校大学计算机基础课程授课对象分为社科人文类、理工类、经管教育类、大农类等4类,针对不同类别的专业重点强调某些内容,这是面向应用型本科专业人才培养的最高境界。所以分类教学是大学计算机基础课程改革的首要环节,不仅体现在课程讲授,也要体现在实验教学环节中。 2.2理论课教学改革 课堂教学是教育教学中普遍使用的一种手段,它是教师给学生传授知识和技能的全过程,主要包括教师讲解,学生问答,教学活动以及教学过程中使用的所有教具。它是按各门学科教学大纲规定的内容,组织教材和选择适当的教学方法,并根据固定的时间表,向全班学生进行授课的教学组织形式。课堂教学的方法多种多样,如:角色扮演法、案例分析法、小组讨论等。不同的教学方法在课堂中起着不同的作用。教师一定要主动的掌握不同的教学方法,摆脱传统教学的死板与枯燥,丰富课堂教学的形式,提高课堂教学的效果。对于大学计算机基础课程的理论教学现在都使用多媒体教学,这就要求教师首先应设计好自己的课件,课件要丰富多彩,同时在内容组织上要合理生动,有吸引力,笔者认为对于计算机的基础知识主要是以讲授和演示为主,而对于文字处理与文档编排、数据处理与图表制作、报告处理与幻灯片制作这部分内容的讲授应采用渐进式案例教学,每一部分内容设置两个案例,让问题复杂程度从简到难,从基础到综合,从而提高学生的课堂学习效率,同时在教学过程中还可以设置一些问题,多进行师生互动,让学生多思考,多动脑,变被动学习为主动学习。总之,理论课程的教学改革应以培养学生应用能力为导向,以培养目标为驱动,以渐进式案例教学为线索,以服务专业应用为目标,在高度浓缩理论课程教学的同时,让学生掌握利用计算机解决各类问题的能力。为学生后续专业课的学习和专业知识的综合应用起到非常好的作用。 2.3实验课教学改革 在理论课进行改革的同时,对实验课的教学改革就更为重要。实验应注重对已有知识的验证,突出对未理解未掌握知识的再学习以及对知识体系的探索,通过强化实验教学,培养和提高学生的动手能力、应用能力和创新能力,为应用型本科教学提供一个强有力的保障。 2.3.1对于计算机组成部分的实验可以先让学生看一个计算机组装与维护的视频,然后让学生自己动手去组装一下,最后让学生去设计一个方案———配置一台具体的计算机。 2.3.2文字处理与文档编排、数据处理与图表制作、报告处理与幻灯片制作这部分内容的实验则可采用任务驱动的方法,让学生带着任务去学习和掌握理论课所学的内容。笔者所在的学校大学计算机基础实验课程教学是让学生使用实验平台,每个部分内容都有一定的练习题,这些是必须提交的,学生是必须完成的,同时每次实验都设计了思考题和实验相关知识,配置了综合学习与拓展学习。让学有余力的学生可以向更深层次拓展。 2.3.3针对学时少内容多的矛盾,同时配备一些虚拟实验,供不同专业的学生选做,这些虚拟实验兼顾了不同专业学生的计算思维能力训练,考虑到与现行教学内容的关联,这些实验可以帮助学生理解计算机的重要理论和概念,培养基于计算机解决问题的计算意识,在有限的学时内将计算机科学的本质以及专业知识以有效的手段展示给学生,这是深化教学改革的技术途径。这部分实验可由学生课后自主完成。 3结语 当前,大学计算机基础课程的教学广受关注,改革的思路不尽相同,也不乏有建设性的理念和措施。笔者对大学计算机基础课程的教学改革进行了较大力度的尝试,分类教学和案例教学收到较好效果。这些改革的实施将全面培养本科生和科学素养和科学思维,有效提升本科生的学术意识,掌握牢固的计算机操作技能,使他们在后续课程和今后工作中,能够自学和自主应用计算机的基础知识,利用计算机解决实际问题,成为具有自主学习能力、研究性学习能力、终生学习能力,能够适应环境和任务变化的复合型应用人才。 作者:陈兴梅 庄锁法 单位:安徽科技学院 计算机本科论文:浅析本科计算机专业毕业设计(论文)常见问题 【摘 要】毕业设计是本科学生学习阶段最后一个综合性较强的实践教学环节,也是对学生在校期间学习、科研与实践相结合的全面总结,通过毕业设计能使学生各方面的知识、技能、能力和素质得到全面的锻炼与提高。对于计算机专业的学生来说,其专业性质决定了毕业设计教学更为重要。是进一步培养学生实践能力、创新能力和科研能力的重要组成环节。 【关键词】计算机专业;毕业论文;质量监控 0 引言 由于毕业设计是高等教育人才培养方案的重要组成部分,在设计过程中需要学生综合运用校内外获得的理论知识及实践经验,在老师的指导下独立的完成。通过毕业设计的实践训练,进一步巩固和加深所获得的专业知识,培养学生分析和解决实际问题的能力,而且还能够锻炼学生撰写文章的能力。然而计算机专业本科学生的毕业设计(论文)普遍存在着不尽如人意的地方,毕业设计的质量不高,在很大程度上并没有达到计算机专业毕业设计的目的。 1 毕业设计(论文)质量不高的原因 1.1 学生不够重视 一方面学生认为毕业设计只是教学环节的一个过程,不管完成的质量如何,都能蒙混过关,学生从思想上没有引起足够的重视。另一方面由于扩招,毕业生人数增多,面临严峻的就业压力,学生不得不将大量的时间和精力投入到找工作、面试或考研中,对毕业设计只能应付了事。 1.2 日常教学与毕业设计没有有机结合 本科计算机专业毕业设计内容涉及学生综合运用所学的专业知识的能力,包括算法设计、软件开发流程、数据库的设计、程序调试等方方面面。然而在教学过程中由于课程教学学时的限制或缺乏硬件设备等诸多原因,导致课堂教学只能完成最基本的教学任务,学生没有达到独立开发系统的能力,在学习过程中,学生很少有机会参与科研项目的研究,不了解系统开发的流程等,导致毕业设计时多数学生不能按要求完成指导老师给出的设计任务或完成的质量不高。 1.3 所选的毕业设计题目不恰当 计算机专业学生的毕业设计题目可以从理论、软件和硬件等方面进行选择,然而多数学生由于起点低,基础比较薄弱,毕业设计做软件或硬件的较多,进行理论研究的学生很少,我院的计算机专业毕业设计题目一般由两方面构成,一是指导老师给出题目,并指出题目类型、题目来源、题目主要内容、预期目标、要求解决的问题及重点、题目难易程度等方面的信息,之后由学生进行选题。二是学生自己命题,然后找老师指导完成。不管哪种方式首先都要由指导老师给出任务书,明确给学生提出毕业设计的时间安排 、研究方案和目标、任务要求等,指导教师针对选题提供相应的参考文献,学生根据指导老师提出的任务书,撰写毕业设计(论文)开题报告,包括主要研究内容、研究意义及预期目标、拟采用的技术路线、研究方法及步骤等,然而学生在选题时,由于老师给出的题目,理论性强或学生不感兴趣。不能进行深入思考导致无法完成。学生自选的题目,由于缺乏经验,没有进行切实的调研,所有的功能需求全凭想象完成,导致做出来的成品功能不全毫无应用价值,且题目多为各种类型的管理系统缺乏创新。 1.4 论文写作不规范 毕业设计后期,要求学生根据其系统的开发过程撰写出毕业论文。有的学生由于没有留出充足的时间来写论文,直到答辩前期才匆忙完成,导致毕业论文大多格式不规范、结构不合理,更缺乏对系统中关键技术进行论述,更多是靠粘贴代码或对系统界面进行截图来充当篇幅。 1.5 指导老师缺乏责任感 按要求,学生进行毕业设计开题之后,指导老师每周都要与学生交流,了解学生的设计进度,及时与学生一起解决在设计过程中遇到的难点问题,填写指导记录,设计中期还要进行中期检查等相关工作,然而由于指导老师往往忙于教学或科研,加上学生不主动联系老师、老师也不找学生进行指导,到最后指导老师只是在设计方向和论文写作上把把关。从而也影响了毕业设计的整体质量。 1.6 毕业设计答辩流于形式 我院计算机专业学生的毕业论文最终成绩由指导老师、评阅老师及答辩成绩三部分构成,一方面由于学生的侥幸心理,觉得毕业设计做了,答辩就能通过,不重视答辩,对评阅老师提出的修改意见置之不理。另一方面由于本科生数量过多,答辩任务很重,答辩往往流于形式,没有起到从质量上把好最后一道关的作用。 2 相关应对措施 计算机专业毕业设计质量是衡量教学水平的主要依据,在本科教学中有非常重要的地位和作用,因此要进一步加强本科毕业设计质量的管理。 2.1 加强思想教育 一方面加强学生的思想教育,让学生深入了解毕业设计的意义、毕业设计的基本过程和研究方法等,让学生在思想上引起重视。另一方面加强指导老师的思想教育,将毕业设计与教师教学评价挂钩,从而提高指导老师的责任心。 2.2 加强计算机专业实训基地建设 加强计算机专业实训基地建设,稳步发展校企合作基地。一方面通过校企实践教学基地的建设能够弥补课堂教学的不足,进一步巩固和提高专业知识,同时学生有更多机会参与科研,熟悉科研环境及流程,为毕业设计独立完成系统的开发打下基础,另一方面指导老师可以通过实践教学内容,有针对性的为学生毕业设计进行命题,让老师、学生对毕业设计题目进行双向选择。学生结合自己的兴趣根据自己需求选择题目,比如准备考研的学生可以选择其科研方向相关的研究性题目,为今后的研究生学习奠定一定研究基础;准备就业的学生,选择与实际工作相结合,具有实际开发背景的题目,这样就可以通过毕业设计积累相关的就业实践经验,为就业打下基础。 2.3 加强制度管理 在毕业设计过程中,建立各种规章制度对老师和学生形成约束,规范毕业设计流程,严格执行各种检查制度,制定规范的毕业论文书写格式,在答辩过程中制定详细的毕业设计质量监控体系,毕业设计不仅要检查最终的毕业设计成果,还应该从学生调研、选题、毕业设计和论文完成的过程进行监控,尤其对不合格或达不到指导老师要求的毕业设计作品要严格执行淘汰制度,对其进行多次的补答辩,对抄袭、买卖设计或论文的学生进行严肃处理,在制度上纠正不良的学风。另外,为调动指导教师的积极性,应该对毕业设计质量高的学生和指导老师给予奖励。 3 总结 计算机专业毕业设计作为本科教学计划中的最后一项任务,它承担着培养学生综合运用所学知识的技能、是教学中的一个最重要的、无可替代的环节,毕业设计质量高低也是衡量高等教育教学水平的一个重要依据,同时也是提高高等教育人才培养质量、培养大学生实践能力、创新能力的一个重要实践教学环节。因此,提高计算机专业毕业设计的质量,意义重大。 作者介绍:陈世琼(1981.12―),女,四川西昌人,西昌学院,从事计算机专业教学。 计算机本科论文:浅谈如何指导计算机专业本科生毕业设计论文 【摘要】本文论述了从毕业设计论文选题、先导培训、过程监督、全方位提高学生素质以及毕业设计论文报告撰写等方面.针对如何在本科毕业设计环节中加强学生创新能力培养的问题,对毕业设计论文指导工作进行的探索工作。 【关键词】毕业设计论文选题 先导培训 提高综合素质 创新能力 一、因材施教。恰当选题 选题是毕业设计论文工作的第一步.是高质量完成毕业设计论文指导的前提保证。经过三年多的学习,学生已经具备了从事本专业工作的基础知识,但相对来说他们的知识结构还是浅层次的,大部分同学还不具有选题、立项的能力,即使能选定题目,也往往难以全面提升自己的能力。教师在选题时,应贯彻因材施教的原则,题目的难度适应学生的实际能力和水平,鼓励一部分优秀学生有所创造。应该承认,在学习方面,学生是存在差异的,因此毕业设计论文选题难度要有差异性,这并不是一种歧视行为。教师的选题应与自己的科研项目相结合,发挥自身优势,以更好地指导学生。同时选题也要注意连贯性,可以利用前届学生的研究成果,在他们的基础上,继续作深入的研究。当然,学生不仅仅是以上两类,但只要掌握了因材施教这一原则,就找到了解决问题的思路。 二、确定选题。先导培训 课题确定以后.指导教师应给每个同学下达毕业设计论文任务书,以明确整体工作内容、提出明确的技术要求和量化的工作成果要求,包括论文的开题报告及设计的总体方案,论文及说明书的字数,图样、实物的数量,按毕业设计论文各阶段拟定工作进度,提供必要的资料和数据,列出部分推荐参考文献目录等。由多个学生共同参加的课题,必须分别明确各个学生应完成的工作内容和要求。 (1)以培养创新能力为中心的教学目标:要在毕业设计环节中突出加强对学生创新意识和创新能力的培养,首先,就要更新观念,从思想深处改变对毕业设计作用的传统认识.对毕业设计的培养目标和教学要求加以改革。明确地提出:毕业设计不再是单纯地针对解决专业技术问题能力的培养.而是对学生综合素质和创新能力的培养。毕业设计不仅是综合检测学生近四年学习的效果和水平,也是对已有教学环节的扩展和深化,更是检验和发挥学生创造性、开展创新活动的试金石,是学生综合素质与培养效果的全面检验。 (2)以学生为过程主体的培养原则与模式:毕业设计中学生创新能力的培养和创造活动的开展,必须坚持以学生为主体的培养原则。要想学生发挥能动性创造性,首先要使其具有自主性,成为毕业设计过程中的主角,而不是跟在老师后面亦步亦趋的配角。只有当学生切实地感到自己是创造活动的主体,才能激发创造的热情,全身心地投入创造的过程并关心创造的结果i才能进发出想象力、意志力和创造力。 (3)把握适度的指导方法与强度:把握适度的指导方法与强度在学生选择了合适的毕业设计题目,有了创新的欲望后,导师给予的正确、适度、及时的教学指导,会成为学生创新设计活动的催化剂、助动力和方向盘。 (4)鼓励学生的创新行为:学生是一个需要肯定、褒扬,需要体验成功喜悦刺激的群体,在毕业设计过程中,指导教师的信任和鼓励会直接影响到学生创新欲望的产生、创造意识的萌发和创造力的实现。以鼓励为主的指导方法,能够满足学生的成功需要,调动他们的积极性.再加以正确的引导.会大大促进学生创新意识的发展和创新能力的锻炼。 三、过程监控。全面育人 学生进入课题后,对每个人应根据任务书,列出时间表,对毕业设计论文工作进行督促检查。最后一学期学生课程少,加上找工作、研究生复试等问题,学生心态比较浮躁,检查督促跟不上,很容易造成毕业设计论文拖后,有的甚至完不成任务。指导教师每周至少应与每个学生保持接触交流,听取学生的汇报,检查进度情况,帮助学生解决毕业设计论文过程中遇到的疑难问题。整个毕业设计论文过程中,要培养学生独力解决问题的方法和能力:培养他们严肃认真的工作态度、勤奋钻研的优良学风:注重开发学生的创新精神和创造能力,严禁抄袭。 指导过程中,应该融思想道德素质教育、业务素质教育、文化素质教育于一体,注重学生素质的全面提高。坚持教书育人,在毕业设计论文指导期间,要对学生进行政治思想、职业道德和纪律教育,严格考勤。学生因故请假应督促其按有关规定办理相关手续。做事先做人,尊敬别人,科学作风,团队精神等是做事的基本素质要求,要让学生学习和体会做人做事做学问的各方面事情.要让学生养成良好的工作习惯。 四、指导撰写毕业设计论文报告 在答辩前两周,毕业设计论文的主要工作应该已经完成。指导教师应根据课题情况提出最后的修改意见,指出其中的错误,指导并督促学生限期改正,进一步完善。否则,不得参加答辩。最后的工作就是毕业设计论文报告的撰写。本科生大都没有进行过这方面的训练,有的甚至不知道该如何把前期做过的工作写成报告论文。即使能写出来,无论格式,还是内容组织等方面都离要求相差甚远。毕业设计论文报告直接反映前期工作的质和量,代表设计成果的水平。这最后一个环节.指导老师必须予以足够重视.应从以下几方面进行指导。 五、结语 近几年我们以“因材选题,规范管理,过程监督,全面考核”的原则指导毕业设计实践.从毕业设计论文评审的结果看.方法行之有效。 计算机本科论文:韩语专业本科生计算机教学模式探讨 【摘要】现如今,我国的高校韩语专业计算机教学当中仍然存在着很多的问题,本文针对韩语专业本科生的计算机教学现状提出了相应的措施。 【关键词】计算机教育;韩语专业;教学模式 1当前韩语专业计算机课程教学现状 现如今,韩语专业的计算机课程教学主要是按照《普通高等学校文科专业计算机基础教学大纲》来实行的。此外,韩语专业通常会安排两个层次的教学,第一个层次是计算机文化基础,而第二个层次则是计算机技术基础,通常也被称之为《程序设计》。如果对于大部分的学生来讲,计算机文化基础课较为简单,那么计算机程序设计对于韩语专业的学生来讲学习起来就较为困难。虽然Foxpro或者是VisualFpxpro是最容易学习的变成语言,但这仍然会对韩语专业的学生造成很大的困难。这是由于外语专业的学生通常在高中时期是文科生,这就使其在遇到逻辑思维能力较强出现为难的情绪,此外,一些学生认为,只利用一个学期的学习是很难真正的对编程语言完成掌握了,而即便他们真的能够掌握编程语言,这类技能也并没有对他们的日后工作、生活起到足够的作用,因此,很多的学生都会对这样的课程产生厌学的情绪。从实际的教学效果当中我们也能够看到,班级当中很少会有学生能够真正的学号编程,很多人对变成课程的学习只是基于得到几个的分数,这就需要对韩语专业的计算机教学进行相应的改革。 2改革思路与实施的办法 改革的基本思路是要对学生做到因材施教、注重专业语言软件教学、还应在教学内容当中加入计算机安全以及维护的相关内容,此外,还可以将《程序设计》的课程改为《网络应用》,本文在下面进行具体阐述: 2.1允许部分学生免修相关课程 本文认为,可以让一部分学生免修《计算机文化基础》课程,而这种方法的来源,则是受到了大学公共英语教学的开发。现如今,很多的院校为了提高公共英语教学的质量,采用了先摸底考试再分班的模式,这种教学模式当然也能够应用到计算机基础课当中,学校可以利用摸底的方法来确定哪些学生能够免修《计算机文化基础》课程。在我国目前的校园当中,在入学之前学生的计算机水平是参差不齐的,有的学生已经了解了该课程的教学大纲,还有一些学生则并不熟悉电脑的操作。因此,在实际的教学过程当中,可以允许学生在学期初期提出免修并参加测试,如果测试成绩能够得到一定的分数就能够允许改名学生免修这门课程,并直接将测试的成绩作为这名学生该课程的直接毕业成绩,而如果学生没有通过测试,则必须修读该门课程。 2.2注重应用、培养自学能力 在很多的教材当中,开篇就用了很长的篇幅来讲授计算机数据表示法、计算机主要结构等等。对于理工科的学生来讲,这些内容有着很大的学习必要性,但是对于韩语专业的学生来讲,则没有学习这些知识的必要,很多学生常常会对这些知识不知所云。因此,本文认为,对于韩语专业的计算机教学来讲,可以将讲解这些内容的时间放在讲授Windows的设置以及操作上,例如如何增加或删除输入法,如何防止某一程序的开机直接运行,在实际的操作过程当中,这些内容在实际的应用当中都能够经常用到,并且还能够发挥出十分重要的作用。此外,现如今所有的教科书在介绍Word的过程当中都不会提如何在Word当中安装其他语种的词典,而对于韩语专业的学生来讲,这样内容的学习是十分重要的。我们知道,在Word当中有一个英文单词的拼写和检查功能,这些功能主要是依据在Word自带的英语词典。但是对于韩语专业的学生来讲,英语并不是常用的语言,那么如果能够在Word当中加入韩语词典,就能够使得Word具有韩语单词的拼写和检查的功能,对于学生的韩语学习有着十分重要的作用。 2.3强计算机安全以及维护列入教学内容当中 现如今,随着时代的进步以及科技的不断发展,人们的生活水平正在不断的提高,计算机正在发挥着越来越重要的作用。这就更需要学生能够掌握计算机的安全维护相关知识。在计算机的安全当中主要包含病毒防治、黑客入侵等许多内容;而计算机维护则主要是对硬件的保养、软件的安装等内容。通过学习,这些内容能够让学生比较容易的掌握,而在日常的生活已经工作、学习过程当中都能够发挥着十分重要的作用。计算机之所以会产生故障,软件的故障占有很大的部分,但是,如果一出现计算机故障就需要专人维修,那就会对人们的日常生活造成不良的影响。 2.4开设计算机技术选修课 在对计算机教学进行一定的改革之后,对计算机成绩较好的学生来讲,韩语专业的计算机课程教学内容可能相对的就少了一些,为了能够更好的拓宽这些学生的视野,还可以开展一些学生的计算机选修课,而对于韩语专业的学生来讲,本文认为《电子商务》、《计算机英语》等课程都能够作为选修课来开设。除此之外,我们还需要认识到,计算机有着范围很广的应用范围,同时也有很多需要学习的内容,这就要在“需要”以及“可能”之间找到平衡,从而为学生的计算机应用打下坚实的基础。这样就能够使得韩语专业的学生在学习计算机课程时,有一定的选择性。这就需要在实际的教学过程当中,将应用作为教学的出发点,不断的对计算机课程进行改革。 作者:胡杨 佩尧 单位:西安翻译学院 计算机本科论文:本科院校计算机基础课程改革思考 摘要:针对应用型本科院校计算机基础课程教学中出现的弊病,即在课程教学和学生能力培养间存在鸿沟,提出将计算思维引入教学,解决计算机基础课程的教学危机。通过介绍计算思维中的关键内容,分析计算思维的优秀方法,探讨融入计算思维的分层次分类别教学模式,提出以计算思维能力培养为优秀的计算机基础课程改革方案。 关键词:应用型本科院校;计算思维;计算机基础课程;课程改革 0引言 应用型本科院校是中国高等院校的重要组成部分,学校数目众多,办学特色明显。不同于传统研究型本科院校,应用型本科院校立足于地方,为本地经济和社会培养技术密集型产业的高技术应用型人才。大学计算机基础课程是高校学生入学后的第一门信息技术类课程,该课程旨在培养学生使用计算机科学知识和技术分析和解决实际问题的能力,提升学生创新意识,培养学生的信息素养,为学生学习后继课程打下坚实的信息技术基础。该课程的教学是保证人才培养质量的一项重要教学工作,对大学生毕业后是否能够迅速适应社会需要,并具有可持续发展的再学习能力,具有重要意义。 1应用型本科院校计算机基础课程教学现状 2012年全国共有普通本科高校1171所,其中:211工程高校116所,占9.9%,非“211”高校1055所,占90.1%,新建的本科院校是指1999年以来新晋升科学校,共有647所,约占全国普通本科高等学校数量的55.3%,占非“211”普通本科高校数量的61.3%[1]。这些地方本科院校在办学地位、人才培养模式、生源质量和课程教学上都与传统的重点院校有着明显区别。随着网络技术、多媒体技术和无线接入技术的迅速发展,计算机基础知识得到快速的普及,特别在应用型本科院校中,计算机基础课程进入蓬勃发展期,呈现出以下特点。1)大多数学校都十分重视计算机教育教学的重要性,并确立了计算机基础课程的基础性地位,计算机基础课程在各专业的培养方案中已成为不可缺少的一部分。2)随着计算机的发展和普及,计算机基础课程的教学转变为理论教学与实践教学高度融合,用理论指导实践,并在具体的实践案例中去深化理论。同时,以能力训练为优秀的实验教学理论已经渗透进课程中,“案例教学”、“任务驱动”等多种教学模式得到广泛运用。3)社会信息化进程不断加速,各种学科间不再局限于单纯的某一领域的研究,多学科交叉融合是信息技术发展的契机,计算机的辅助功能得以极大的发挥作用,各专业对学生的计算机应用能力的要求日趋强烈,计算机基础课程成为很多专业课程的前驱课。 虽然计算机基础课程在应用型本科院校里得到越来越多的关注,但受限于学校的历史沿革和生源质量,该课程存在以下方面的问题。1)课程体系不明确应用型本科院校大多是1999年以后晋升为本科院校的,以前大都是高职高专层次的学校,在课程体系的规划上缺乏系统性和规范性,部分学校还继续沿用专科阶段的课程体系,教学内容还停留在“计算机文化基础”或“计算机应用基础”阶段,体现不出计算机技术的先进性。2)学时少、内容多计算机基础课程的教学学时一般在32至70个学时之间,每一章的教学内容可能对应着计算机科学与技术专业的一门专业课程,造成每章的教学只能触及表面即止,不能深入系统的学习。特别是教育部对本科教学计划的总学时做出规定后,很多专业在指定教学计划时就首先减少公共基础课程的学时,计算机基础课程首当其冲,有些院校甚至将计算机基础课开设为选修课,不仅学时大幅缩减,其基础性地位也受到动摇。3)陷入“狭义工具论”误区“狭义工具论”就是认为计算机基础教学就是教学生怎么将计算机作为工具使用[2]。教学内容的组织上以各种软件的使用为重点,教材中的一章就是某些软件的使用手册,如Windows操作系统、Office办公软件和网络软件等常见内容,教学过程以教会学生熟练使用常用软件为目的,让学生掌握软件工作环境的构成、具体的菜单命令和操作步骤等。“狭义工具论”误区使计算机基础教学丢失了灵魂,学生往往只会使用教会的软件,由于软件的升级换代非常频繁,很多学生又要重新学习新版本的或其他的软件,导致培养学生的创新能力成为空话。 2计算思维的关键内容 2.1计算思维的引入 针对高校计算机基础课程教学中出现的上述问题,2010年陈国良院士在第六届大学计算机课程报告论坛上所作的报告第一次正式提出将“计算思维能力培养”作为计算机基础课程教学改革切入点的开创性倡议。2006年,美国卡内基•梅隆大学的周以真教授显性的提出“计算思维”的定义:计算思维是运用计算机科学的基础概念去问题求解、设计系统和理解人类行为的涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动[3]。计算思维是人类早已存在的思维活动,只是未被发掘提升到理论高度,它引领人类思考问题进行解决,推动人类科技进步。2010年,包括清华大学等高校在内的九校联盟在《九校联盟(C9)计算机基础教学发展战略联合声明》中,确定了以计算思维为优秀的计算机基础课程教学改革。 2.2计算思维的地位 计算思维是一种科学思维,与理论思维、实验思维一起构成了人类的三大科学研究思维。计算思维并不是一种新的发明,而是早已存在的思维活动,是每一个人都具有的一种技能[4]。以其他思维方式相比,计算思维以抽象和自动化为本质,以设计和构造为特征,强调对问题进行自动化求解。计算机学科是计算思维的代表学科,思维的训练是一个长期的过程,在计算机基础教学中,不是仅仅通过几节课就要求学生了解计算思维的内涵,而要通过营造环境、设计案例让学生潜移默化的掌握。 2.3计算思维的优秀方法 计算思维方法是计算思维的优秀。计算思维是思维过程或功能的计算模拟方法论,其目的是为了提供适当的方法,使人们能借助现代和将来的计算机,逐步达到人工智能的较高目标,诸如模式识别、决策、优化、自控等的有关算法都可属于计算思维的范畴。计算思维方法很多,周以真教授将计算思维阐述成具体的七大类方法,有把一个困难的问题简化为如何求解的约简、转化等方法;有控制庞杂的任务或进行巨型复杂系统的设计的抽象和分解的方法;有对一个问题的相关方面选择合适的方式陈述或建模的方法;有对进行系统恢复的采用预防、保护等方式;有利用海量数据来加快计算,解决时间和空间之间矛盾的思维方法。这些方法中既有数学和工程的方法,也有如递归等公认的计算机科学方法。美国ACM前主席PeterJ.Denning教授将计算原理归为七类:计算、通信、协作、记忆、自动化、评估和设计,大多数的计算技术都使用这七类计算原理[5],它们是解决问题的有效方法。 3融入计算思维的计算机基础课程改革方案 3.1构建“分层次、分类别”教学模式 应用型本科院校是服务于地方经济社会发展需求的高校,计算机基础课程教学内容、方法和手段,必须与时俱进,才能适应学校办学定位和人才培养目标的要求。根据教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会《关于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见》,采用了“1+X”的课程体系,“1”即“大学计算机基础”课程,推行“分层次、分类别”的课程教学模式[6]。1)分层次“分层次”是值新生入学以后进行计算机基础分级测试,根据测试成绩编入层次1班级(普通班)和层次2班级(高级班)。2)分级测试入学后新生参加分级考试,测试系统使用无纸化网络考试平台,测试题型包含理论题和实践操作题,测试题型和期末考一致,难度持平,以我校2015学年上学期的测试数据为例。以分级测试成绩作为分班依据,达到标准的学生编入层次2班级,没有达到标准的学生编入层次1班级。层次1的学生系统学习公共平台基础知识,层次2的学生通过强化公共平台知识的综合应用能力,快速提升后学习与专业后继课程对接的模块课程。3)分类别根据学科属性,将学科类别相近的院系学生划分为一类,全校分为4类,为每个类别的学生开设不同的模块课程。模块课程是在认真分析各院系人才培养方案的基础上确定的,原则是学习模块课程后对学生学习本专业的后继课程提供信息基础支持。通过分类别模块课程的学习,打牢了学生学习后继专业课程的信息基础,实现了计算机基础课与专业课的“无缝对接”,更好地满足了不同专业学生对信息技术的学习需求。“分层次、分类别”的教学模式很好地解决了计算机基础课程学时少与内容多的结构性矛盾,克服了讲授内容只能“点到为止”,学生学习效果只能是浅尝即止,更谈不上让学生掌握使用计算机进行问题求解的方法。 3.2融入计算思维的课程知识体系 针对所有学生利用2周的时间(8学时)开展计算思维基础知识专题教学,主要介绍三大科学思维、计算思维优秀概念和方法,结合生活化的例子引入计算思维的存在,激发学生学习计算思维的兴趣。通过讲授汉诺塔问题说明计算机和人类相比,各自的优势和局限性所在;讲解图灵机和停机问题让学生理解计算模型和可计算理论;讲解图灵模型让学生了解人工智能,引导学生主动探索人工智能领域的知识。对于层次2学生,理工类模块课程强调程序设计能力的培养,通过算法多样化训练计算思维;经管类模块课程强调数据库技术,讲授概念模型和数据模型,训练学生的建模思维;音体美类模块课程强调多媒体技术应用,通过制作多媒体体作品和网站设计训练学生的分析设计能力;文史类模块课程强调Office综合技术应用,通过对海量数据的统计分析挖掘出有效的知识。在不同类别的模块课程中以案例教学和任务驱动的方式,继续深入介绍计算思维的方法,培养学生的计算思维,让学生更加深刻的理解抽象和自动化这一计算思维的本质。 3.3考核方式改革 期末考试实施“教考分离”方式,在学校建设的“全自动网络考试平台”实现无纸化考试,该考试平台不但能够实现理论题型的自动评分,也能够对操作实践进行自动判分,操作实践题型包括Windows操作系统、Office软件、网络应用等。对于层次2的学生,增加了C程序设计、Access数据库和Dreamweaver题库的建设,以适应计算思维内容的考核。推行期末考试和社会认证的双重教学质量考核标准,在组织学生参加云南省级高校计算机等级考试的同时,积极引导和鼓励学生报考全国计算机等级考试及各类行业能力认证考试,如获得考试证书也能获得课程学分,有效追踪了课程教学效果,实现教学质量与能力认证间的有机结合。 4总结 计算思维的培养不仅仅是计算机技能的培养,而是思考方法和方式的培养,它的最终目标是培养大学生可持续学习和发展的能力,是一种受益终身的教育。将计算思维融入到计算机基础课程教学中,不仅让学生从“做中学”升华为从“思考中学”,而且能让教师真正做到“授人以鱼,不如授之以渔”。 作者:岳强 胡中玉 李玲 平大林 黄吉花 单位:昆明学院 计算机本科论文:应用型本科计算机基础教学改革 随着信息技术的不断发展,计算机技术越来越广泛地渗透到了社会的各个领域,已成为现代社会知识结构中不可缺少的重要组成部分,计算机基础教育成为高等院校学生素质的基本要素,学生计算机应用能力的高低成为衡量高等院校教学质量的一项重要指标。加强计算机基础教学,提高学生计算机应用能力技术水平,促进应用型人才培养的开展,是当前高等院校教学改革面临的一项重要任务。全面提高教育教学质量,提高学生与自身专业相结合的计算机应用水平,从而提升学生在现代信息化社会中的竞争能力,是迫切需要解决的关键问题。 一、大学计算机基础课程定位及教学意义 计算机基础教育过程是学生动手实践的过程,需要同学们发挥聪明才智、去想象,敢于自己动手。高等教育开设计算机基础课程是培养学生自主创新能力的一个非常好的途径,同时也担负着培养学生综合素质的重任。首先,计算机基础是一门公共课,目的在于向学生普及大学教育中关于计算机信息技术所必备的知识以及基本操作技能;其次,培养学生的计算机思维能力,要求学生应学会利用计算机这个工具分析和解决实际问题的能力、让学生了解学习新的技术对解决新的问题所带来的新的思路方法的能力;第三,计算机基础最终的教学目标不是让学生学习单纯的理论知识,而是让学生学以致用,为社会培养应用型、复合型人才。计算机基础课程的主要学习内容包括:计算机基础知识、操作系统简单介绍、Office办公软件(主要为Word、Excel、Powerpoint)应用及计算机网络知识等。 二、存在问题 (一)教学方法单一 目前,在计算机基础课程的教学过程中,多数高校采取的是以教师为主的讲授,学生加以部分实践练习。采取类似的教法未能使学生较好的学习此门实践性很强的课程,容易弱化学生动手能力,不易培养学生使用计算机解决实际问题的能力,教师起不到真正意义上的“传、帮、带”的作用。怎样使枯燥、乏味的课堂变得生动有趣也是教师们应该积极思考的问题之一。 (二)授课侧重点不明确,与专业脱节 教师在课堂教学的设计中过分专注于对计算机知识的讲解,容易与学生专业脱节,往往忽略了不同专业对计算机知识使用的要求,计算机基础授课侧重点不明确,给所有专业的学生制定一样的教学大纲及计划,完成的仅仅是课本知识的传授,并未注重学生所学专业对计算机技术的要求,未发掘学生潜能,调动学生的兴趣,导致学生对所学知识的实用性存在质疑,眉毛胡子一把抓,出现“学了就忘,考过就忘”的局面。学生对于枯燥的理论知识缺乏主动学习的积极性。 (三)教学实践环节不足 学好计算机基础课程,实践环节是关键,对提高学生利用计算机技术解决实际问题的能力起着至关重要的作用。在我校的计算机基础教学中,实践课大都是由教师先讲,然后学生根据教师的讲解按部就班的完成。受传统教学观念影响,教学理论课依然凌驾于实践课之上,实践环节弱化且实践时间相对不足,未能在理论课与实践课之间形成较为科学的匹配。计算机基础作为一门实践性很强的课程,学生通过大量的练习实践,对知识点的理解才能更加融会贯通,才能学以致用。 (四)缺乏合理的考核方式 对于计算机基础课程的考核,目前很少有高校出台专门的考核体系,考核方式欠佳,仅仅是通过试卷、机试的形式决定学生成绩的优劣。结合我校来说,虽然也在积极探索和尝试新的考核方式与评价体系,但是仍然没有突出考核的应有作用,对于应用型人才的培养,考知识还是考能力界定模糊;教师和学生难以通过考核结果真正认识学生所具备的实际水平,也影响了学生后续学习、使用计算机解决实际问题的积极性。 三、计算机基础课程教学改革措施探索 自我校升格为本科院校以来,一直积极寻找和探索培养“应用型人才”的计算机基础教学模式,经历了不断改革教学方法、不断创新教学管理理念的过程,成立了“计算机基础研究中心”。当前,本人认为工作重点应转向深化教学过程改革、完善教学评价体系,从而进一步提高计算机基础课程的教学质量。 (一)改变传统的教学模式,应以学生为主体 应用型人才的培养,改革教学方法是策略。教师在教学过程中应特别注意方法和对象,必须以学生为主体进行教学改革,做到对学生因材施教。改变“教师多讲,学生少练”的传统教学模式,而采取“教师精讲,学生多练”的新模式。计算机基础课的主要目的是培养学生利用计算机的能力和主动使用计算机去解决现实问题的能力。这些能力单靠课堂书本教学是不好培养的,而要靠大量的动手实践。因此,计算机基础教学应由“教师多讲”向“教师精讲指导下的学生多练”转移,通过教师的正确说教和学生大量上机实践是学好这门课的基本保证。对于计算机基础课这类实操性较强的课程,任务驱动法、案例教学法、小组讨论法是行之有效的教学方法。例如在讲解Word表格相关操作问题上,我们可以让学生个体或分组制作课程表或学生信息表等这些既熟悉又能解决一些实际问题的经典案例上来,比如对单元格的合并是怎么操作?表格当中涉及到一些数据的简单计算该怎么进行?课程表中斜线表头该怎么设置等。让学生带着问题去学习、去实验,使学生由被动学习转化为主动学习,培养学生对知识的渴求,起到事半功倍的学习效果。 (二)突出专业特点,明确教学侧重,求同存异 计算机基础教学应该对不同专业的学生提出不同的要求,需要培养出具有不同应用能力的计算机应用人才,要以应用为目的。深入对人才培养方案的探究,加强与学校各专业的交流,结合专业在计算机基础教学目标的制定上达成共识。积极参与学校各专业教学改革,与各专业教学紧密结合起来。通过学校召开的教育教学研讨会议、教学例会等及时互动交流,使教学侧重点不同的计算机基础课程在不同的专业间开展起来,围绕应用型确立教学所要达到的终极目标,进而体现开展计算机基础教学提高学生的计算机知识重要,而且强调使学生掌握计算机技术是为了更好地服务于所学专业,也就是培养具有较强计算机应用能力的专业人才更重要。举个简单的例子,比如:结合财会类专业的特点我们可以把Excel电子表格作为此类教学的侧重,新闻类专业我们可以把Word排版作为此类教学的侧重等,在教学案例素材方面结合不同专业特点制定相应的案例,进一步提高学生学习的积极性 (三)加强实践环节,提高动手能力、培养创新意识 应用型人才的培养,实践效果是优秀。能力的提升,实践是关键。计算机基础是一门实践性很强的课程,加强学生上机实践,一方面能加深学生对计算机理论知识的把握,提高应用能力,另一方面更能使教师及时发现和解决学生在学习过程中所出现的疑难问题,达到在“做中学”。因此,在制定教学大纲时应明确课程总课时数,突出实践环节,理论、实践课课时比例为1:2为宜,与此同时理论课、实践课应根据课程内容合理调配。在实践课前学生应明确本次实验的任务目标、要求等,使学生带着问题进实验室、带着项目进实验室,提高学生的动手能力和创新意识。最后要求学生提交实验报告,采取模块化的方式,深刻领悟实验要领,这也是我校应改善的重要环节。例如在Excel电子表格软件中,设计一个案例,先让学生直接上机操作,如有一些不熟悉的功能操作,可提问教师寻求针对性的讲解。教师在布置作业时,应该提升操作深度与难度,尽量杜绝学生练习教师示范内容,应让学生举一反三,对相同知识点,能够制作出不同内容的作品,使之别出心裁,培养创新意识。 (四)课程实训考核,巩固知识,并学以致用 应用型人才的培养,能力的提升是目的。应具有科学的评价体系。计算机基础课程的高度实用性是其他基础课程难以达到的,基于此应改变我校传统的考核方式,由“考知识向考能力”进行转变。对此进行课程的集中实训考核是很有必要的,目的是提高学生对计算机知识、Office办公软件的综合应用能力。可以使学生熟练的掌握文字处理软件Word图文混排、电子表格软件Excel的数据表操纵,演示文稿软件PowerPoint的动态效果展示等。可合理分配课时,如期末制定8课时时间,让学生全面理解并综合应用课程所学知识,教师根据实际情况给学生单独制定考核计划,定时完成任务,以解决考核问题,最后通过PPT汇报,教师给出考核成绩。不仅能考核学生掌握本课程知识的能力,还能考核学生解决实际问题的能力,及通过现场答辩汇报考核学生综合素质的能力。以此方式进行考核使学生达到知识向能力的转变,进而实现学以致用。 作者:洪涛 张富强 计算机本科论文:应用型本科院校计算机人才培养与计算机教育教学实践 摘要:本文从人才培养方案、培养模式、教学手段、实践环节与师资建设质量监控等几个方面对计算机应用型本科人才培养进行了探索和实践。学校通过对教学过程的各个要素和环节进行整体优化,努力形成多元的、以学生为本的、注重个性发展的人才培养过程,取得了较为理想的效果,人才培养质量有了显著提高。 关键词:应用型本科院校;计算机人才培养;教学实践 我国高等教育自1995年开始,相继实施了“211工程”和“985工程”建设项目,进入工程的这些高校是国家扶持发展的重点,主要由研究型大学和一部分教学研究型大学组成,是国家建设世界一流大学和高水平大学的主攻方向。国家的另一发展重点是高职高专学校,它们承担着高等职业技术教育任务,培养社会生产、服务、管理一线紧缺的技能型人才。在这两头中间的是一大批培养应用性人才的教学研究型和教学型的本科高校。这类高校的计算机应用型本科人才培养的方案与途径是摆在我们面前急需解决的课题。西安文理学院是一所由多个专科学校合并且经教育部批准升格的新建本科院校,定位为面向地方经济和社会发展需要,培养应用型本科人才。我校计算机系以培养学生创新意识和实践能力为目标,对教学过程的各个要素和环节进行整体优化,努力形成多元的、以学生为本的、注重个性发展的人才培养过程,取得了较为理想的效果,人才培养质量有了显著提高。 1精心设计人才培养方案 人才培养方案是实施人才培养的纲领。计算机的学科变化与发展相当快,计算机的课程体系必须根据计算机的学科变化而进行动态的修订与完善。为此,我们提出了计算机应用型本科人才培养要具有理论基础扎实,专业知识面广,实践能力强,综合素质高,并有较强的科技运用、推广、转换能力的特点。课程体系强调基础知识,创新意识和实践能力的培养,充分体现在以下三个原则。 (1)开放性原则 以保证将最新信息融进课程里。增加像Linux分析和Windows分析及流媒体等这样的课程,使课程内容更贴近现实。 (2)整合性原则 对相同或相近学科课程进行大类整合,避免课程划分过细或重复。例如,运算器结构在数字逻辑中要介绍,在计算机组成原理中也要介绍;虚拟存储器在计算机组成原理、操作系统和计算机体系结构中都要介绍,从而造成计算机组成原理与计算机体系结构课程中存在许多内容的重叠。因此,将计算机组成原理、操作系统和体系结构中的部分内容整合成一门计算机系统原理课程。这样,―方面强调了系统的整体结构,另―方面减少了内容的重叠。 (3)比例倾斜原则 加大实践环节,强化实践教学体系,注重实验室与实习基地建设,从复合型应用人才这一培养目标出发,注重实践教学内容与体系的改革与优化。 在“厚基础、多方向、重应用”上下工夫,精心设计“平台+柔性模块”的创新人才培养方案。把通识基础课程、专业基础课程及相对稳定的优秀必修课程构成平台,其中公共课基础课占总学时40%,专业基础课占35%,而把专业方向课程,根据社会需求、学生就业意愿的不同、专业依托的行业内在结构等划分为柔性模块,该模块可以随着企业与市场的需求变化而进行动态调整,从而使人才的培养能够适应社会的需要和变化,专业课比例占25%左右。理论教学与实践教学的学时比约为6.5∶4,集中实践教学环节包括实验课程、课程设计、生产实习和毕业论文,达到了42周,从而构建了“少而精、新而实、博而通”的课程体系,充分体现了以人为本、因材施教、注意个性培养的教育思想。 2学制采用“2+2”式的两阶段培养模式 “两阶段”培养模式为前两年是基础教育阶段,该阶段中大专业的教学注重不同专业的融合与沟通,实施统一课程、统一教材、统一教学要求,使同一大专业基础教学具有统一性、普适性、扎实性,努力搭建“高素质”人才培养平台;后两年为专门化教育,根据人才需求预测和学生兴趣、就业意愿按专业方向分流培养,灵活设置专业方向。例如,在“计算机科学与技术”专业下,分为软件方向、网络方向、多媒体等若干柔性方向。实行导师制,每个班派一位专业教师对学生的学习进行指导,帮助学生分析自己的优势与不足,确定自己的目标,选择合适的方向。针对学生个性化发展的需要,按学生素质和兴趣爱好为其量身定做培养计划。 一方面,根据学生基础和特点,制订阶段目标培养计划,有针对性地指导学生制订符合自身实际的阶段学习目标阶梯。一年级高等数学达标、二年级四级英语统考达标、三年级专业基础学习达标、四年级专业或研究生统考达标等等。当学生实现某阶段的目标时,适时调整培养计划,使学生向更高目标迈进。另一方面,根据学生不同毕业去向,将学生分为“考研流”和“就业流”实行分流培养。针对拟考研的学生,在保证整体教学质量的同时,设置了政治理论课综合训练、英语综合训练、数学综合训练、专业基础综合训练等选修课程以帮助学生提高公共基础和专业基础知识,为考研作好准备。针对拟毕业后就业的学生,设置专业方向和专业对口课程,使这部分学生在保证宽口径、厚基础的同时,在某一领域或专业方向有特长,学生可根据就业需要进一步加强专业对口课程及业务操作方面课程的学习,并可选择就业实习,为参加工作奠定良好的基础。这些专业方向的设置,既保证了本科教育的宽口径,又满足了提高学生研究能力的需求,为全面提高学生素质奠定了基础。 3重新构建新的实习教学体系 强化实践教学环节 (1)课程设计、生产实习和毕业实习按学生专业方向不同,结合具体专业知识在IT企业产品开发与经营管理过程中的实际运用,归纳出各种类型的“关键知识点”和技能要求,安排成系统的实习内容供学生具体实践。实习由针对各项“关键知识点”的讲座、案例分析和项目实践等内容构成,在时间安排上主要以项目实践为主。案例分析采用的内容全部来自IT企业多年来承担完成的实际应用软件开发与计算机网络系统集成项目,学生有机会体验真实IT项目的开发要求与各种规范。 (2)以现有机房、电脑、网络设备为基本的硬件保证,配以具有丰富企业信息化经验的教师队伍,模拟信息化环境,让学生能在类似企业信息中心的环境下完成实习任务。在校内实习过程中,支持和鼓励教师进行教学实习,在已有的试验平台基础上进行二次开发,形成开拓创新的优良学风,对于取得了重大进展的实行奖励措施。 (3)部分实习可以采用自行开发的实习平台,一方面自行开发的平台更经济,也能达到实习的要求;另一方面学生自行设计实习设备,培养锻炼了学生的创新思维和创新能力。 (4)实行实习指导教师负责制,实习内容、方式、手段、课程比例由相关实习指导教师根据教学计划确定。这样可以极大地增强教师的自主性和灵活性,同时也有利于实习计划的制定。 (5)实习由学生在实习中心配备的计算机上完成,允许学生借用必要的装置或仪器、仪表,但必须有严格的手续。 (6)在建立计算机校内实习基地的同时,大力发展和加强校外实习基地建设并扎扎实实地落到实处,充分发挥生产企业在人才培养中的作用,争取实现产学合作,校企双赢。目前我系已在“三帝电脑公司”、“长岭―圣方电脑公司”、“西安软件园”等建立了实习基地,这种合作方式不仅为学生提供了实习的场所,而且对提高学生综合素质和职业技术能力具有很大的促进作用,同时也为学生的就业搭建了平台。通过实习,学生反映“在学校期间,我们每天都在学习专业的理论知识,可是面临毕业,我却不知道自己所学的专业究竟能做什么,也不知道该找什么样的工作。通过实习和专家的辅导,使我明白了专业的理论只有在实践中才能够得到检验,只有实践了才知道自己能为企业做什么,也就明确了自己的就业目标。” (7)在抓好实践教学的同时,积极开展丰富多彩的科技文化节等活动,使各个年级的学生都能参加适合自己的科研和创新活动,让学生开阔视野,提高能力。我们积极引导和鼓励学生参加各种基础学科知识竞赛及其他课外科技活动,如电子设计大赛、数学建模大赛、“瑞林杯”课外科技作品大赛等,并制定了相应的鼓励政策,对于在大学生科技活动中获奖的学生及指导教师给予表彰奖励。近几年来,已累计有300多人次参加了各种科技竞赛活动,有30多人获得了奖励。 4努力打造一支过硬的师资队伍 教师是教学活动的主导,是深化计算机学科教学改革的关键。教师自身必须具有一定的深度,给学生授课时才能做到思路清晰,层次性、条理性比较强,从而调动学生的学习积极性。因此,我们把努力打造一支过硬的师资队伍放到一个突出的位置上,大力加强教师队伍建设,努力实现稳定队伍、优化结构、改善条件、提高质量的队伍建设目标,对教师通过各种措施不断加强教育培训,努力提高教学水平,增强应用能力,同时对教学实施综合测评。由学生、教研室教师对全系各门课程进行打分测评,再由系教学督导组成员在认真听课与考察教学各环节的基础上结合科研能力,对全系各门课程的教学进行综合测评。对测评中发现的问题及时反馈给教师,以便在教学中改正。对前三名进行表扬和奖励,对后三名提出批评并进行必要的调整。 5结束语 几年来,我们对计算机应用型本科人才培养的模式与途径,从人才培养方案、培养模式、教学手段,实践环节与师资建设质量监控等几个方面进行了探索和实践,促进了应用型本科院校计算机教学质量的提高。从招生情况看,第一志愿的录取比例大大提高,一举扭转了过去招不满的尴尬局面,毕业分配达到了90%以上,人才培养的质量有了很大的提高。 作者简介:韩利凯 (1961-),男,山东济南市人,副教授,研究方向:计算机网络。 基金项目:西安市教育局科研基金项目(JKY205358043);西安文理学院教改基金资助项目。 计算机本科论文:新升本科院校计算机专业培养方案的制定策略与实施 摘 要 新升本科院校属于应用型本科,它的教育既非宽泛的工程科学教育,也非狭窄的技术职业教育,而是保证人才基本素质培养基础上的现代专业教育。专业培养方案是一切教学活动的基础,也是专业培养特色的体现。本文针对新升本科院校计算机专业培养方案的内容进行了讨论,提出了制定原则以及实施措施。 关键词 新升本科院校培养方案制定原则实施措施 新升本科院校以教学为中心侧重培养在生产一线从事设计、制造、运行、检测、技术指导、经营管理的工程技术型、工程管理型人才。工程技术一线的人才最基本的特征是实践性、实用性、有效性、综合性和创新性。对于新升本科院校的计算机专业来讲更应该体现这些特征。 1 新升本科院校计算机专业面临的问题 截至2005年10月,本科“计算机科学与技术”专业在全国高校的布点数已达770个,该专业布点数在我国高等院校各专业中位居第二(仅次于英语专业)。目前计算机专业面临着很大的挑战,主要反映在两方面:一是竞争最大,包括全行业的竞争和其他专业的挑战,计算机应用技术已经不再是计算机专业的专利,也不再是优势;二是行业壁垒,目前企业和行业的应用系统工程、信息系统等项目渐与高校无缘,具有行业竞争优势的是既懂专业又熟知计算机技术的部门。这对高校计算机专业的办学带来了诸多新的课题和新的问题,不同类型的学校面临着的问题也各不相同。对于新升本科院校来讲,与其他高校相比面临的问题主要体现在如下几个方面: (1) 学生的差异 从1994年到2003年,我国计算机本科教育一直处于快速发展时期。但从2004年开始,其发展速度明显变缓,并逐步进入了一个平稳发展时期。从1994年到2003年,计算机专业生源好,录取分数高,第一志愿居多,但从2004年起,学生录取分数降低,且第一志愿少。对于一所新升本的本科院校,生源就可想而知了。 (2) 专业的差异 从计算机学科来讲,分计算机系统结构、计算机软件与理论、计算机应用技术三个二级学科;从社会对计算机人才的需求,可以分为研究型、工程型、应用型、教育型人才。当前国外兴起许多本科专业(比如:软件工程、网络工程等),一些本科院校纷纷开办软件学院,开办新专业。而对于新升本这类学校,受到很多限制,不允许申报目录外的其他专业,因此,目前新升本科院校只有计算机科学与技术一个本科专业,专业具有单一性。 (3) 师资的差异 本科教育与专科教育有着根本的不同,本科强调加强基础理论的教学,专科强调实践技能的教学。对于新升本科院校的师资来讲,教师原来都从事专科教育,教育思想都是专科的,所以讲授基础理论肯定不如其他高校的教师有经验、有水平,但是他们在讲授应用课程方面却积累了丰富的实践经验。 (4) 就业差异 由于国内75%的高校都有计算机专业,而且新升本科院校的知名度又不高,所以造成就业形势严峻。据2003年统计,一般本科院校的本科生考研的占16%,还有84%需要就业。对于新升本这类学校的学生由于生源的问题,几乎100%需要就业。重点院校的计算机本科专业学生的就业率远好于新升本科院校。 2 培养方案的制定原则 工程技术一线人才的最基本的特征是实践性、实用性、有效性、综合性和创新性,这也是新升本科院校的主要培养目标。但是目前社会上对本科教育存在两种观念。一种观念认为本科教育应该是厚基础宽口径,其培养方案中的课程体系要面面俱到。另一种观念则认为应该是深广适度的基础,较宽厚的学科基础,扎实有效的工程实践训练,实用对口的高水平专业方向,其培养方案中的课程体系应该适当根据市场需求来调整。笔者认为前者适合计划经济时期的精英培养年代,因为那个年代是包分配,学生毕业后不愁没有工作。后者则比较适合市场经济时期的大众化教育年代,学生毕业后需凭本事自谋职业。新升本科院校更应该以工程教育为优秀,以职业取向为基本原则来开展一系列的教育,由于计算机专业技术日新月异,市场需求不断变化,计算机专业的教育更应该坚持第二种观念。 本科生的培养要求是学生毕业时具有独立工作能力,能力的体现关键在于能不能发现问题、分析问题和找出解决问题的方法。而计算机专业学生的能力应该包括理解能力、设计能力、操作能力、应用能力和创新能力。计算机专业培养方案的制定原则应该是以工程教育为主线,以工程实践为基础,选择主体教学内容和环节,构建理论和实践教学体系。其基本思想就是以就业为导向,面向社会需求,加强能力培养,突出特色,提高质量。 3 培养方案的基本内容 人才培养方案是保证教学质量和人才培养层次的重要文件,是组织教学过程、安排教学任务、确定教学编制的基本依据。为使人才培养方案能科学合理、具有针对性,首先要明确人才培养定位,其次,要确定具体的人才培养目标。新升本科院校的计算机专业人才培养定位应该为IT人才的中低端人才,大部分为面向企业需求的实用性、复合型、国际化的高级人才,主要从事计算机应用领域的系统分析、设计、开发、测试等。 为使培养的计算机人才适应企业需求,在满足基本教育规律、基本技能、基本知识的基础上,一定要充分考虑企业的需求,做到以企业需求为导向,以能力培养为优秀,以适应企业需求为目标,坚持校企合作、科学培养。为此,我们对我院计算机专业的培养方案进行了积极的改革与探索,形成了以企业需求为导向的灵活的课程体系教学计划。 计算机学科知识结构的急速更新使得教学内容的取舍是许多培养方案制定者面临的最大问题之一,经过反复调研和全系教师的积极讨论,我院计算机本科专业的新教学计划改革的内容有以下几个特点。 (1) 改革传统的课程设置,去掉不必要的课程。面对我院的生源以及今后学生的定位情况,我们在教学计划中去掉了物理、工程制图等课程,将其中一部分课程作为选修课列出。 (2) 保持计算机专业特有的内容。为了与其他的专业区别,体现计算机专业的特殊性,我们保持了像数据结构、操作系统、微机接口、数据库系统原理、软件工程、编译原理等专业特殊课程。 (3) 吸取产学合作的经验,增加企业需求的新技术课程。为使学生毕业后尽可能快地走上工作岗位,我们积极开展产学合作,紧跟企业的需求,开设了像Java程序设计、JSP程序设计、Web程序设计、嵌入式系统、等一系列企业需求的新技术课程。 (4) 考虑系统性和结合性,在引入新技术的同时考虑系列课程。我们将教学计划中的课程体系分成若干系列课程。比如,学科基础类系列课程的设置,软件类语言系列课程的设置,硬件类应用系列课程的设置、数学类系列课程的设置等。 (5) 夯实专业基础课程。以前,教学计划中程序设计基础课程(C语言)仅在第3学期开设,实际情况是内容多、学时少,使专业学生对编程基础掌握并不牢靠,使得后续课程学得也不好。为了克服这一不足,新的培养方案中我们将这门课改为两学期,另加两周的课程设计。对于数据结构课程,也增加了2周的课程设计内容,以此巩固学生的专业基础。 (6) 加强实践能力的培养。课程体系中,除了加大独立实训和课程设计外,上机或实验比例也大大增加,仅独立实践的周数就达到了40周,加上课程内的实验,整个计划的实践教学比例达34%。在实践环节中强调设计性、工程性、复合性的实验项目的开发和指导。 (7) 吸取国外的办学经验,参考国外的相关课程设置,引进先进的课程内容和教学方法。最近几年,我系先后有5名教师到国外进修学习,他们带回了许多先进的教学理念、教学方法和教学资料,充实了我们的培养方案。 4 培养方案的实施与保障 人才培养方案制定后,如何实施是关键。为了保证培养方案的有效实施,应该有以下主要几方面的保障。 (1) 注重师资队伍能力的培养 由于我们培养的学生是高技能的人才,因此要求我们的师资队伍应该是双师型的队伍。教师必须具有较强的工程实践能力,这个能力须通过参加科研项目,到实验室或企业专职锻炼等方式予以提高。为此,我们制定了专任教师必须作科研,或到实验室坐班锻炼等制度,达到了预期的效果。除此之外,教师还必须自学新知识,认真研究教学方法、教学手段。为此我们制定了若干培养教师的考核制度,目的就是让计算机教师能主动提高自身的能力,满足教学的需要。 (2) 注重课程建设的研究 课程建设是教学计划实施的重要内容,是教学计划的基本单元,所以应该加强课程建设的力度。课程建设过程中主要研究课程理论教学、实践环节、课程资源库建设、课程的CAI教学等。为此,我们以计算机专业的第一门专业基础课“计算机导论”为教研课题,积极开展教学研究,目前课题已经结题,该课程已具有鲜明的特色,成为了计算机本科课程的样板课程。同时,“微机原理”课程的网络教学系统研制也已经启动并即将完成,该系统的完成势必进一步推动我系计算机课程建设工作。 (3) 注重教学内容的研讨 由于我系计算机教学机构的设置是按学科建立的,培养方案的制定又是由系里制定,因此,在实施过程中,涉及到教研室之间的协调、课程之间的衔接等问题。在教学过程中必须积极开展教学内容的研究,我们利用每周三的教研活动,积极进行教学内容的研讨,教研室之间做到了配合默契,保证了教学内容的有机结合。 (4) 注重产学结合的研究 实用性人才的培养离不开企业的参与。离开了企业的参与,计算机专业就失去了生存的根基。我院计算机专业从2000年开始与东软软件股份有限公司(原东大阿尔派)签订了产学合作培养协议,由于东软软件股份有限公司在全国IT行业内是极具潜力的知名IT企业,有着先进的企业理念,为了与该企业进行进一步深层次的合作,我们于2005年正式与该企业开展了订单式人才培养的合作,实现了3+1的订单式培养模式。经过这几年的合作,企业对我们的毕业生十分满意,截至目前,我系去东软工作的学生接近百人。除了东软以外,我们还与昂立信息技术公司等6个企业实行了合作办学。 (5) 注重学生实践技能的培养 实践教学是实用型人才培养的重要环节,直接影响人才培养的质量。为此,我们设置了有效的实践教学体系,该课程体系包括课程实验、课程设计、综合实训、毕业设计等,在实施过程中做到理论教学精讲,实验教学精练。课程实验内容做到科学设置,引入实际的项目案例;课程设计环节引入企业工程实践项目,结合课程内容让学生进行实际设计、训练;综合实习环节中,让学生结合企业的实际项目,进行综合训练;毕业设计阶段让学生到实习基地结合实际项目进行毕业设计,实行双导师制。通过这一系列的培养,学生的实际技能得到了很大的提高。 5 结束语 专业培养方案是一切教学活动的基础。好的培养方案是培养高质量人才的前提,是专业可持续发展的有利保证,从事专业教育的教育工作者应该清楚地认识到这一点。 计算机本科论文:计算机专业本科的图形学实践教学 摘要:本文介绍了作者在计算机专业本科的图形学教学中,如何针对新形势下素质教育的要求,在课堂教学和上机实践两个环节上,调动学生的主动性,激发学生学习的兴趣,培养学生创新精神和动手编程能力的若干具体措施,希望起到抛砖引玉的作用,与同行进行交流,共同促进和提高计算机本科的图形学教学质量。 关键词:创新;计算机专业;本科;计算机图形学;实践教学;编程 1引言 计算机图形学是计算机科学技术系本科的专业课程。它以二维和三维图形作为研究对象,包括图元的生成和填充、曲线和曲面、三维实体的表示、图形的变换、颜色知识、图形的消隐、真实感图形的生成等内容。在计算机图形学的研究内容方面,非计算机专业的教师和学生有一个误解,认为是利用一些图形软件进行图形的创作,包括Flash、3DS等软件。而计算机专业的本科生,有一部分在进入该课程的学习之前也有这样的误解,这是错误的。作者在教学中强调了该课程所研究的内容,用一句大白话来说,那就是“我们是做一个3DS,而不是用3DS”。 计算机图形学这门课程作为专业课,在大学三年级上学期(或者下学期)开设。这个时间上的安排有一个优势,那就是图形学所需要的数学知识,学生在大学一、二年级刚刚学过,在理解图形学的数学原理方面困难不是很大。学生在一年级和二年级,一般是学习物理、电路、高等代数、数学分析、数据结构等课程,C语言或者C++语言的学习还比较浅,至多是对语法的掌握和小程序的编写,没有真正用编程语言实现过一个中等规模的项目,除了少数学生之外,大部分学生的编程能力仍然比较弱,这是学生的基本特点。 作者针对课程的特点和计算机专业学生的特点,对课堂教学和上机实践进行了精心的设计,在教学中调动学生的兴趣和积极性,培养学生的动手编程能力。作者采取了若干教学改进措施。实践表明,这些改进措施对于培养学生的学习兴趣,提高学生的综合素质具有很好的作用,取得了满意的教学效果。 2互动的课堂 作者在课堂教学中,通过动画演示激发学生的学习兴趣;通过算法实际运行效果的比较和分析,帮助学生理解掌握图形学算法;让学生在课堂上讲解算法的实现,让学生参与教学过程,调动其学习的积极性。 2.1动画演示与课外作业,培养学习的兴趣 要激发学生学习的积极性,第一堂课的讲解是非常重要的。第一堂课的内容是对图形学的介绍难度不大,涉及图形学的内容、图形学的应用和图形学的发展历史等。为了提高学生的学习兴趣,作者把重点放在图形学应用的讲解上,并且从学生熟悉的计算机三维游戏入手,介绍了虚拟现实技术,并且举了古罗马建筑计算机重建实例,通过展示有关的动画片,学生被其壮丽和宏伟所震撼,接着作者展示了用计算机图形技术重建的紫禁城和老北京的风貌,激发了学生极大的兴趣。 虽然计算机图形学已经获得了很大的发展,应用于包括CAD、图形界面、艺术、GIS、虚拟现实等不同的领域,但是仍然有很多的问题还没有解决或者解决得不好。接着作者介绍了图形学的若干前沿问题,包括新的造型技术、真实感图形渲染技术、人机交互技术等。向学生展示了计算机生成的皮肤,和自然的皮肤仍然具有很大的差距。最后作者要求学生进行一次课外作业,通过互连网调查一下,如何利用计算机图形技术制作出羽毛、烟花、火焰、烟雾、水等效果,并且提交报告,从实现的基本原理、实际渲染的效果、仍然存在的问题等方面进行论述。经过调查,学生对这些技术的理解仍然是肤浅的,但是这样更加能够激发学生进一步探究的兴趣。 2.2算法执行效率的比较与算法的优化 计算机图形学这门课程,具有两条天然的线索,一个是二维图形,一个是三维图形。二维图形研究基本图元的生成、二维填充问题、混淆与反混淆、裁剪、图形变换等内容,而三维图形则包括曲线和曲面、三维实体的建模、投影变换、消隐、颜色与渲染等内容。在课堂教学当中,作者根据上述线索进行内容的重新组织,并不严格按照教科书的章节编排来进行讲授,并且要求学生在内容的自我把握上,遵循上述的线索。 计算机图形学算法,需要以数学知识作为支撑,包括线性代数(矩阵的运算)、解析几何、微积分等内容,学生对数学的掌握是纯数学的思维,必须把学生的纯数学思考引导到利用数学知识实现图形学算法、并且有效提高算法效率上。在直线段图元的生成算法上,作者进行了这样的讲授设计,首先,让学生自我设计出一个基本的算法,大部分的学生不约而同地利用直线段的方程进行算法的设计,根据直线方程,从X-min到X-max,每个X代入直线方程 ,取得一个对应的Y,然后把这一系列的配对作为屏幕坐标,按照某种颜色进行着色,把直线段显示出来。我们把这个算法命名为朴素算法。 接下来,作者首先指出该算法的若干严重问题。首先是正确性,当直线段比较陡峭(相对X轴),那么直线段就会发生断裂。另外一个问题是,算法的效率不高,比系统Windows GDI提供的算法,效率差10~100倍。在一个复杂的场景建模中,需要的直线段不是上万个,而是上亿个,那么累计的效率差异将变得很大,性能差到难以忍受的程度。这是学生所始料未及的,对接下来介绍的几个直线段算法,包括DDA算法、对称DDA算法、中点算法等,表现出强烈的学习兴趣,一探究竟,为什么这些算法有这么高的效率。这种提出问题,然后解决问题的教学模式,一方面打破了一些学生的错误认识,同时保持了学生学习过程中的兴奋度。 最后作者进行了总结,对于计算机的CPU来讲,定点运算比浮点运算更快,对于函数以及基本运算来讲,加减法运算比乘除法运算快,乘除法运算比三角函数运算快,作者总结了算法优化的基本策略,(1) 用加减法运算代替乘除法运算;(2) 用定点运算代替浮点运算;(3) 避免三角函数计算以及其他耗时的函数调用;(4) 用迭代计算代替独立步骤运算。同时,让学生思考每个算法做了那些优化,这样学生对算法的效率有了更新的认识,避免了用纯数学的知识来把握图形学算法的错误思想,把数学问题变化成计算效率高的算法。 2.3算法原理的掌握 在学习了基本图元的6~7种算法之后,学生们普遍碰到这么一个困境,那就是对于每个算法,似乎理解起来没有什么困难,但是又强烈地感到算法众多,互相混淆,没有真正把握每个算法的真正内涵。于是作者要求学生针对每个图元的生成算法,列一张表,按照算法的基本原理、算法的执行过程(包括开始条件、迭代步骤、终止条件)、算法的应用场合和特殊情况的处理等三个方面来对每个算法进行梳理。所有的算法都依赖于一个基本原理,这个原理决定了算法的框架,但是和具体实现是没有关系的,只有理解了基本原理,才能理解算法的各个步骤为什么这么来设计。而对于算法的执行过程,需要从开始条件,终止条件、迭代步骤来把握,而最重要的是,必须对每个迭代步骤的控制机制要有深入理解,每个迭代步骤都有一个判断依据(判据),来决定算法下一步应该走哪条路线,这是体现了算法基本原理的具体步骤。最后必须对算法的应用场合有所了解,有些算法效率高,但是只适用某些情况,而有些算法效率稍微差点,但是却是一个通用的算法[8]。 2.4学生对算法的自主分析和实现,讲解与交流 在教学过程中,作者把讲授和学生自己学习和理解、以及实现相结合,培养学生自主学习的能力。在讲解了若干个算法之后,作者有意把一两个算法留给学生进行自己学习,在掌握了上述介绍的基本思想方法之后,学生很容易地理解了该算法,并且要求所有学生上机实现。最后,随机选择一两名学生,把其实现的程序源代码在课堂上进行讲解。这样做,既能保证所有的学生都下工夫去学习、动手编程实现,而且可以检验学生在算法的理解上是否有偏差,及时进行点评和改正。 学生必须自己在学习、理解算法的基础上,用编程语言实现该算法,才能参加这样的实践交流课。既培养了学生学习的主动性,又锻炼了学生的动手能力。 3上机环节 3.1小算法的上机实现 对于独立的、复杂度比较小的算法,比如一些基本图元的绘制、图形的基本变换、裁剪、和反混淆技术等等,在推进课程内容的讲授的同时,即布置学生进行上机,并且经过一周时间,把编程的源代码以及上机报告提交上来。目的是加深学生对这些独立的小算法的理解,并且培养学生的动手编程能力。 3.2大作业的设计与阶段式推进 为了帮助学生对整门课程在理解上做到融会贯通,特别地设计了一个大作业,要求学生建立一个足够复杂的三维模型,这个模型需要两个以上实体,其中一个实体要通过曲面来进行建模,两个实体之间互相有遮挡关系(其中一个物体是透明的作为可选项),实现几何变换和投影变换,实现隐藏面的消除,最后根据现场灯光环境(多个光源作为可选项),进行渲染,对于能力比较强的学生,要求其把静态的场景转变成动画,可以起到平时成绩加分的作用。通过把大作业设计成两个层次的要求――基本层次和可选层次(透明物体、多个光源、动画实现等),既照顾了大部分学生的能力水平,又由于有加分的激励作用,能力强的学生,其积极性普遍高涨,根据作者以往的经验,这部分学生往往做出很好的作品。 大作业把整门课程的主要内容通过一个程序让学生都实现出来,难度是相当大的。需要指导学生,适当地对问题进行分割,把问题的解决分成两个阶段,第一个阶段,实现建立模型、投影变换,第二个阶段实现灯光、消隐和渲染。第一个阶段的目标比较容易完成,实现实体投影的效果,取得了阶段性成果,学生容易获得成就感,有了进一步前进的动力。 3.3团队协作 由于大作业具有一定的难度,对于能力强的学生,一个人独立完成是可以,但是对于能力一般的学生,则鼓励他们组合成小组,小组成员互相协作,共同完成大作业,为了避免部分学生没有投入足够的精力,要求小组大小不能超过三个人,每个人的任务必须明确,每个人必须完成大程序的其中一到两个模块。 3.4引入竞争、促进交流 为了进一步调动学生挑战困难的勇气,就大作业的实现,举行程序设计比赛,以大作业的实现效果作为比较的指标,并且组织5人的评审小组,评审小组由学生经过推举来选拔,就大作业的实际渲染效果、软件运行的性能、程序的可读性等三个方面进行比较,并且打分。选出前三名,由实现的学生或者小组,讲解其实现过程,促进整个班级的学习上的交流。 4其他措施 在作者的图形学教学实践中,除了上文提到的若干方法和措施之外,还通过其他的一些措施来激发学生学习兴趣和积极性,提高学习的效果[3][4][6]。这些措施包括鼓励学生阅读其他教学参考书,帮助学生剖析成熟的三维图形系统的源代码(比如Mesa 3D System[9]等),通过分析开源的成熟代码,可以帮助学生理解大系统的构造,以及具体功能的实现,另外,还充分利用计算机多媒体教学,以动画展示算法的执行过程,比如通过动画展示裁剪的过程等。 计算机本科论文:本科计算机专业人才培养改革的探讨 摘要:本文分析了目前市场需求与计算机本科人才培养之间的供需矛盾,在目标定位、教学内容、师资培养和与企业结合方面探索了本科计算机专业人才培养在新时期下的教学改革思路。 关键词:就业率;市场需求;计算机本科;改革 1引言 近年来,高校毕业生的就业率引起了社会的广泛关注,据国家统计署公告,2003年有80万的大学生没有找到工作,2004年有100万,2005年已经达到120万,而2006年全国高校毕业生人数达413万人,与上年相比增幅达到22%,2007年全国高校毕业生达495万,形式更加严峻。在这个大趋势下,作为前几年人才市场上最抢手、最风光、最体面的高校计算机专业本科毕业生,其就业状况也没能走出困境。我们不禁要问,是市场所需的计算机专业人才已经饱和了吗?还是质量太差,经过调查分析,事实并非如此。计算机专业毕业生就业出现困难的主要原因,是满足社会需要的针对性不够明确,导致了结构上的不合理,即在社会需求与高校计算机毕业生之间出现了供需错位的矛盾。 2人才结构与供需状况分析 我国IT产业正处于高速成长期,IT人才每年需求100万,其中仅软件人才缺口每年就达42万,但我国高校每年却有相当一部分计算机专业毕业生找不到工作。究其根本原因,在于我国高校IT人才培养模式与企业实际用人存在巨大差异,旧模式下培养出来的学生,无法使学生具有胜任岗位职责的技能。实际上是结构性过剩,供需不对路[1]。目前我国计算机求职者的构成比例呈现出不合理的橄榄型结构,软件人才结构士、硕士只占4.3万人,占7%;本科生19.6万人,占33%;大专生9.9万人,占17%;其他人员29.4万人,占43%。合理的软件人才结构应该是软件蓝领、软件工程师、软件架构与分析师并存的金字塔形状,人才基数由大到小,这种较为合理的呈金字塔型的人才结构能保证高中低端人才合理的搭配,形成软件产业内部生产的合理价值链。目前的情况是计算机入门级人才堆积,过于臃肿,在软件蓝领方面的培养规模还不够,同时高级软件人才的数量也短缺,水平高的系统分析员和有行业背景的项目策划人员偏少,从事项目管理、研发等方面的中高级人也少。从2005年开始,IT行业中的IC人才、网络存储人才、电子商务人才、信息安全人才、游戏技术人才这方面是出现了严重短缺的趋势,用人单位的需求与求职人员的意向吻合度有所下降,这种供需不对路的情况造成一方面IT要找的“目标人才”匮乏,企业求贤若渴;另一方面高校毕业很多计算机专业的大学生,却不符合用人单位的要求,出现了计算机专业毕业生是“有业就不成”的一种怪现象,找不到工作,这就造成了矛盾的升级。 3搞活计算机本科人才教育的几点建议 为了适应市场的需求,作为高校计算机本科专业,需要与时俱进,作出相应的改革,以促进毕业学生的就业率。要作出改变,就要分析目前高校本科计算机教育中存在的不足,针对这些问题提出一些相应的改革措施,才能取得良好的效果。经过详细的分析与对比,本人认为,要搞活计算机本科教育,拓宽就业之路,要抓好以下几个方面的环节。 (1) 明确本科层次重应用型与工程型人才的目标定位 目前,有很大一部分高校在明确培养目标上不明确,致使在课程体系的设置上出现了应用型及研究型学生都是用一套教学方式、方法。社会是需要研究型的人才,但是每年每个高校只有少部分学生能考上研究生进行计算机的科学研究、理论研究和系统研究,绝大部分学生是要走上工作岗位的。目前的市场要求本科计算机毕业生是一位“熟手”或“成手”,我从几个大型的IT企业的人力资源部进行了解,人才市场上一旦出现具有3年工作经验的 IT从业人员,几家公司就会开始争夺。所以本科计算机人才的培养首先要紧扣市场需求,明确培养目标。由于计算机的应用涉及很多方面,社会上对计算机的应用要求有很多差异,因此要对目前社会对计算机人才的要求作一个调查,根据这个调查来灵活的确定培养目标。培养的目标可以是:要培养具备计算机技术和信息管理方面的基本知识和技能,能应用计算机和网络技术,在企事业单位的生产、建设、管理、服务第一线从事计算机应用、程序设计、信息处理、系统开发、网络管理与维护、网站建设和管理、电子商务应用的应用型、工程型人才。这一目标除了和市场相一致以外,还与计算机学科的特点有关,因为计算机学科本质就是一门实践性、应用性、工程性的学科。本科层次应用型人才比高职高等职业教育技能应用型人才有更“宽”、“专”、“交”的知识结构;更强的自主学习能力和岗位适应性,从而不仅具有胜任某种职业岗位的技能,而且要具有技术创新和技术二次开发的能力;具有更高的适应多种岗位的综合素质。另一方面,与学术型人才相比,他要有更强的实践技能和动手能力,能较快地适应岗位的需求,解决工作实际问题。因此高校本科计算机与要明确人才培养方面的目标和层次定位,制定出与社会需求相吻合的特色鲜明的培养方案。要以市场需求为导向,采用订单式的培养方式、工程化的教学模式、模块化的课程体系,培养“岗位专才”。在培养本科层次应用型与工程型人才的具体过程中,实施的关键点是要在学生实践能力(岗位操作技能与实务经验)、沟通能力(理解、表达与团队合作)、创新能力(理论应用)等方面加强锻炼和培养。 (2) 做好专业方向规划,进行逐层次能力提高的教学模式 专业方向的规划是根据计算机学科和技术发展趋势,结合社会对计算机专业人才的需求状况,规划出如网络工程、信息管理与信息系统、软件工程、测控技术、动画艺术等不同的专业方向。同时,加强实践能力培养,采用逐步渐进,一年一个台阶的培养模式:一年级进行基础训练、二年级进行能力训练、三年级进行专业训练、四年级进行综合性工程训练。 (3) 改革教学与教材内容,打好实用型人才的培养基础 目前,计算机专业教学中内容中普遍是不实用理论较多,而职业基础课程不足,专业技能训练又太少,此种状况从根本上影响了计算机专业人才培养的质量。计算机属高科技技术,且具有较强的实用性,并在实践中得以迅速发展,而目前的教学内容体系与新世纪社会对计算机人才的要求还有很大的差距。如开设了太多的计算机基础理论课程,这些课程对学生的整体专业素质的提高并没有什么作用,而急需实践训练的环节却又安排得太少,即使在有限的上机实践课上,大多是只完成教材上的例题或老师布置的题目以进行理论上的简单验证,缺乏自主性,创建性的实验,造成学生在学习和工作过程中解决实际问题的能力薄弱,所学与市场相当脱节严重。据报道,某高校的一位计算机本科毕业生毕业后找了几个月的工作一直都不顺利,自己对用人单位提出的计算机方面的应用要求一无所知,甚至于有些计算机的新技术在大学时听都没有听说过,于是用了一年的时间去著名的IT培训基地进行培训,进一步充电,结果一年后就找到了满意的工作。 教学内容与教材内容相关,高校教材内容滞后于实际应用的矛盾已是相当突出,已经远远落后于世界其他国家的课程教学模式,致使学生学习的积极性不高,学生学习的兴趣不足。据了解,直到目前,还有许多高校计算机专业依然在使用上个世纪90年代初的落后教材。这种课程教材内容严重落后于技术潮流的现象依然非常普遍。例如,现在许多高校计算机专业依然在教授的FoxPro课程,是早已经被绝大多数IT企业淘汰的一种落后的编程技术。学校在讲授基本的VB编程技术时,很多IT行业用的是技术。知识结构的落后使学生掌握的技能在社会中没有用武之地,从而让企业对学生的选择显得顾虑重重。面对高校本科计算机中走出的毕业生,企业仿佛是面对“鸡肋”一般,这些学生拥有完整的基础理论知识和聪明的头脑,但却缺少实用的操作技能,丢了可惜,聘了无用。而在激烈的竞争中,以赢得时间为先的企业已经不可能有足够的耐心和精力去花费半年或更多的时间去培养自己的可用之才。一位IT行业内人士认为,目前有很多高校正在使用的课程体系、教学内容,整体上已经落后于当前流行的IT技术潮流3~5年,内容的更新远远跟不上技术应用的进步,更不用说紧跟上时代的发展了。高校计算机专业必须加快教材内容更新的速度,主动地根据市场需求来调整课程设置,以满足整个社会特别是IT行业不断提高的用人需求。 (3) 加强师资力量,打造“双师”、“双高”的师资队伍 学校教育必须以学生为本,教学工作必须以教师为本。任何学校要想持续发展,必须抓住质量这个生命线,而质量的根本所在是教师。因此,师资培养是教育改革的重要前提,改革成功与否关键在于教师的参与程度。只有教师认同改革理念,参与改革过程,才能使改革成功。教学方法、教学手段、教学内容的改革,都只有通过教师才能得以落实[2]。没有一支高素质的教师队伍,就不可能培养出高素质的人才。由于计算机技术发展迅速、知识更新快,同时也是实践性特别强的学科,计算机课的教师既要像其它学科的老师一样在课堂上讲授知识,又要像工程师一样具有“工程能力”。在计算机师资队伍建设方面,要打造“双师”(既是教师,又是工程师)、“双高”(高职称、高学历)的师资队伍。并逐步使这支队伍中高职称、高学历的比例趋于合理,专业结构和年龄结构趋于完善。实施的策略是“内培外引”。现在各高校计算机老师的教学任务都很重,不仅要承担计算机专业的教学,也要承担非计算机专业的教学,仅依靠教师自学来注入新知识是不够的,而且很多工程性的内容书上并没有,要依靠实际的实践经验。所以在师资队伍的培养上一方面要加强内部现有人员的培训,学校应每年为计算机教师提供1~2次短期学习的机会。定期分批到一些IT行业进行培训,选送到一些大型的企业技术岗位上以解决理论与实践、知识与技术的结合问题,学习新知识,新技能,新的管理理念,挖掘他们的潜在资源,还要到其他高校以提高学历。另一方面就是加大力度从高校和IT部门引进人才,充实师资队伍。 (4) 实行产学结合,共建实习实训基地,改革人才培养模式 计算机教学本应是一门理论学习与实践教育并重的学科,但如今的大学教育大多以枯燥的理论教育为主,能提供给学生走出去参与实际工作、项目实践的机会少之又少,即使有实验课,实验课时也远比理论课时少。很多高校为提高学生的能力,要求学生在毕业之前要进行毕业设计,这是计算机本科教学中的一个重要环节,通过毕业设计培养学生综合运用专业理论知识进行分析问题和解决问题的能力,以提高他们动手能力和适应社会需求的能力。这一点是与其它学科另一个最不同之处,因为其它学科只要写出毕业论文即可,但是计算机本科的学生要做了设计才能写相关的论文。目前很多高校把学生的毕业设计大多安排在第四个学年的第二学期,但是学生找工作和做毕业设计的时间几乎在同一学期,使得一些学生能真正把时间和精力放在毕业设计上的很少。 以往学生进行毕业设计时,常常由老师给出一个设计题目,比如设计一个学籍管理方面的程序,设计一个考试系统,或设计一个选课系统。大多数学生不会主动去思考设计的方向,不会选题。总体上来说,还是一种封闭式教学。为搞好毕业设计,要把实训课作为毕业设计准备的前提,进行充分的市场调研,以合理的选题作为毕业设计的良好开端。为做好实训,高校计算机院/系要努力追踪产业前沿,密切产学关系,与企业合作,密切学生实习和就业的衔接,创造开放式的人才培养环境。具体做法是,在毕业设计开始前,根据行业发展的情况、用人单位的意向及学生就业的实际需求,拟定具有实际应用背景的毕业设计课题。计算机系可与多个企业共同合作,制定合理的课程体系、教学内容,按方向进行“3+0.5+0.5”或者是“3+1”教学方式。即学生在学校学习3年,第四年到企业实习半年,另外半年回校进行毕业设计,或者是第四年都在企业一边实习,一边做毕业设计。如果条件允许,可由企业派专门的人来校共建实训基地。不管用哪一种方式,目的都是通过这种针对性很强的工程方面的训练,使学生能够提高实战能力,在走上工作岗位后,能够很快适应工作需要。在这样一个过程中,学生进行毕业设计的思路广了,创新能力也得到了提高。学校认可其学习时间和学分,企业可依据学生在学习期间的表现,优先选择录用毕业生,也为学生创造了更多的就业机会,这样学校、用人单位、学生、计算机院/系这四者都获得了双赢。 4结束语 面对计算机人才市场的供需矛盾,面对严峻的就业情况,大学本科计算机专业的教育与人才培养方式应作调整,以适应市场对人才的需求。如果注重在培养目标,教材内容,师资力量,产学结合等方面进行进行改革,我们的本科计算机教育将会办得生气勃勃,对就业形式将会起到良好的改善作用。 作者简介 李春梅,女,云南省楚雄师范学院计算机科学系讲师,硕士。主要研究方向:语义Web与服务计算、学科建设与教育教学改革。电子邮件: 吴云峰,男,昆明理工大学信息工程与自动化学院,计算机应用技术专业硕士研究生。主要研究方向:多媒体应用技术,学科建设与教育教学改革。 计算机本科论文:极限编程在计算机本科毕业设计中的应用 摘要:极限编程是敏捷的和基于实践的软件开发方法学。本文将极限编程引入计算机专业本科毕业设计中,并探讨了在毕业设计中引入极限编程的意义,以及如何应用极限编程有效地进行毕业设计。 关键词:极限编程;结对编程;毕业设计 1引言 极限编程[1](eXtreme Programming)是大师级人物Kent Beck于1998年首先倡导的,它是一种经历过实践考验的轻量级软件开发方法学。它以有效的实践规则将整个团队紧密联系起来,通过充分的反馈使团队能随时知道自己目前的状况和恰当地调节实践规则以适应自己的特殊情况,以简单性、交流、反馈和勇气为基本宗旨。极限编程强调我们将系统细分为可以在较短周期内解决的一个个子模块,并且强调测试、代码质量和及早发现问题。通常,通过一个个短小的迭代周期,我们就可以获得一个个阶段性的进展,并且可以及时形成一个版本供用户参考,以便及时对用户可能的需求变更作出响应。计算机专业本科毕业设计主要是考查及训练学生的综合应用能力,它是对学生四年所学知识的一次综合考验,它要求学生对各种软、硬件知识进行综合应用。但是,对于一直在学校学习,很少有实践机会的学生,如果要求每人交一幅作品,则会使一些技能相对薄弱的学生无法综合运用软硬件知识而敷衍了事。为促进学生学习的兴趣,加强学生综合应用各方面知识的能力,增强学生之间的相互交流、相互学习,提高毕业设计的整体效果。在毕业设计这一环节中,我们可以将极限编程应用到计算机专业本科毕业设计中,这有助于学生形成团队合作的精神,尽快掌握计算机中类如迭代开发,小组开发的方法。 2引入极限编程的意义 极限编程的优秀是结对编程[2]。结对编程的通俗含义指的是两个程序员并排坐在一台电脑前,面对同一个显示器,使用同一个键盘,同一个鼠标一起工作。他们一起分析,一起设计,一起写测试例子,一起编码,一起单元测试,一起整合测试,一起写文档等。基本上所有的开发环节都一齐肩并肩地,平等地,互补地进行开发工作。顾命思义,它的优秀精髓就在于小组内(通常为2人)成员紧密合作,时刻交流。采用极限编程进行合作的学生能更有效地交流,相互学习和传递经验;能提供更好的设计质量和代码质量;能训练更强的问题解决能力。同时,采取结对编程的学生更容易树立信心,从工作中获取更多的满足感。下面从四个方面论述在计算机本科毕业设计中引入极限编程的意义[3]。 2.1极限编程有利于培养学生的合作精神与综合能力 合作通常指为了共同的目的一起工作或共同完成某项任务。它是互相认同、互相接纳、目标一致,情感态度与诚信的结合,是一种价值的体现,而且只有在愉快的合作中才能更好地完成共同任务。在传统独自为政的毕业设计中,不同的学生具有不同的知识水准,有不同的设计目标,因此很难进行合作,而采用结对编程方式进行的毕业设计确能从根本上解决此类问题。这是因为采用结对编程方式进行的毕业论文完成的程度及好坏往往取决于小组内的学生密切合作的程度。为了达到共同的目标,小组内的成员必需紧密合作,加强沟通,并且时刻了解对方目前的进展。结对编程的内在含义决定了学生必需进行合作,从而无形中培养了学生的合作精神。正是由于学生存在不同的知识水平的差异,因此,在结对编程中双方容易学习到别人的优点,意识到自己的缺点并加以改正,从而在结对编程中达到提高综合素质和能力的目的。 2.2极限编程有利于全体学生主动参与,锻炼了学生的动手能力 传统的采用小组合作方式进行的毕业设计,有相当多的学生总是因为怀疑自己能力不够,而处于一种旁观者的位置。而技术能力比较强的学生又总会感觉凭他们一人或者几个人的能力就能解决所有毕业设计的问题。因此,一个本应该由全体成员同心协力,群策群力完成的课题,就变成了少数几个人用于个人表演的舞台。而极限编程则能有利地解决这个问题。在结对编程的方式中,双方处于一个对等的位置,每个人都是毕业设计课题的主角。因此,应用能力差的学生也有动手的机会,完全摆脱了过去那种旁观,旁听的位置,并能从与对方的合作中学到许多自己不知道和了解的内容,从而锻炼了动手能力,并最终导致双方积极主动地参与毕业设计。 2.3极限编程有利于促进学生人际交往 沟通问题是一个毕业设计成功与否的最重要因素之一。一个毕业设计项目可能并没有什么正式的软件过程,但是只要团队成员能够进行有效的沟通,项目成功的可能性就很大,但是如果项目中缺乏有效的沟通渠道,再优秀,再严谨的软件过程也没有用。从长期来看,内部能够进行有效沟通的组织能够得到很好的发展,但是反过来,内部沟通不畅的组织将会出现很多的问题。结对编程是一种非常有效的改善沟通的方法,一对编程人员是协作过程中最基本的沟通单元,而结对编程的中心思想就是组内成员以及组与组之间的成员相互协作,相互沟通。这种以小组为单位共进退的方式取代了过去以个人为中心的竞争。有利于成绩差,动手能力差的学生树立自尊和自信,同时也有利于成绩好,动手能力强的学生树立助人为乐的自豪感。通过相互之间具体的合作,从而顺利地建立起两者之间良好的人际关系。 2.4极限编程有利于提高工作效率,树立成就感 在极限编程的过程中,提倡简单设计的实践。在开发过程中要求过多的设计文档会使学生浪费太多的时间在上面,而且设计文档没有不修改的,可能在项目结束的时候,设计文档早已面目全非了。 在传统的毕业设计中,学生往往是按照瀑布式模型进行开发,测试会全部放在编码完成之后,其中包括单体测试,集成测试,功能测试以及验收测试等等,而且大多数的测试是通过手工来完成的。所以依据经验来说,如果编码使用了20%的时间,测试至少要用掉40%以上的时间。而且在测试的过程中,还有好多问题需要修改,这也是导致测试耗费了大量时间的原因。而在极限编程中,测试是通过编写测试代码来自动化完成的。特别是在一些面向对象的编程环境中,我们可以使用一些工具软件来快速、有效地进行单元测试。而且编写这些单元测试代码甚至可以是在正式编码之前。每一次修改了程序之后,都要运行测试代码来看程序是否有问题。而且对于程序的集成,极限编程提倡的是持续集成,也就是不断地将编写好的通过了单元测试的代码模块集成到编写完毕的系统中,在那里可以直接进行集成测试,从而保证代码不会影响到整个系统。这样方便学生及时地发现并修改出现的错误。而自动化测试工具保证了学生的工作效率,避免了过多重复的工作,从而能极大地树立成就感。 3如何有效地在毕业设计中应用极限编程 3.1合理设计结对[4] 团队进行结对设计时的目标主要是为了改进沟通质量。不同的团队有着不同的沟通问题,只有找到这个沟通问题,才能够对症下药。良好的结对设计,可以减少人员因素对项目的影响。 设计结对的含义是某一模块的设计由双人完成,这里的设计并不是大规模的软件设计,而是某个特性在编码之前的设计,这种设计的特点是持续的时间很短,但是对于整个代码的质量而言非常重要,因为我们需要保证设计符合架构的原则,以及设计的灵活性,一致性等等,还需要保证设计的性能和速度。而某个特性在设计完成并进入编码之后,这部分特性就已经确定下来了。因此这种小规模的设计往往是软件开发中比较重要的细微点。在设计上配置双人,能够有效地提高代码质量。这种结对的思路是把成本花在关键的部件上,但是小规模设计结对的具体表现往往是两个人对某个问题的某种看法,并不能以代码或是模型的形式来体现,对非编码者一方的约束比较小,而代码实现很可能和设计有所出入,这样,非实现者也难以获得这方面的知识。这种方式如果单独使用,容易演变成一种形式,效果并不是很好。因此,我们需要其他结对方式的配合。 结对设计时一般而言应该遵循以下几点。 (1) 以模块为单位,即是一组人负责一个模块的设计、编码。 (2) 尽量将性格融合的,技术互补的结对。并且在不同阶段,有针对性的组合,可以起到很好的作用。比如,一个严谨,谨慎的人,配上一个喜欢创新的人。 (3) 不区分两者的地位,两者处于一个平等的地位。 (4) 工作时,两人必须使用一台电脑,并确保两人有足够多的时间一起工作。 (5) 将毕业设计中的难点,分配给搭配默契并且经验丰富的组去负责。 (6) 在设计、编码、测试前双方先达成共同意见,任务出错或不能完成,应由双方共同负责,不能相互指责。两人意见不同时,由上司帮助解决。 (7) 编码前务必先进行测试。 (8) 每次测试必需采用其他的结对人员,而不是负责编码的结对人员,并给出完整的测试文档。 3.2合理分配任务 采用极限编程进行毕业设计时,通常由指导老师或者是项目组中技术和管理能力比较强的学生对任务进行分解。分解时必需考虑整个项目的复杂度和时间周期,尽量将任务复杂,周期长的任务分配给能力强的结对小组,而将任务简单,周期短的分配给能力较弱的结对小组。避免由于学生本身能力的局限而导致任务无法进行。 对于划分好的任务,要仔细地分析它的难点和工作量,这些东西都是任务分配必须的约束条件。 一定要结合技术含量、相关知识的学习难度来深入考虑,切不可以表面数据(代码行/页数/功能点数)来评估。任务分割完毕之后,就可以开始任务分配。 任务分配的总则是减少对交流的依赖。分配过程中,尽量把高耦合的任务分给同一个成员,避免把过多过琐碎的无关任务分给同一个成员。此外,分配任务时,还应当把任务相应的知识/技术要点列表,连同其他任务资料一起提交给成员,以便成员能够提前做好准备,做到胸有成竹,以避免不必要的技术风险。如果工作量实在太大,或是毕业设计要求时间太紧,不得不把高耦合任务甚至同一任务分给多个成员负责,这时候就要特别注意成员间工作相关知识的同步、信息的交流的问题。选择几个没有结怨的人,让这几个人坐在一起工作,就能使他们方便地交流。 作者简介:刘竹松(1979-),男,湖南邵阳人,助教,硕士研究生,主要研究方向为计算机网络与分布式系统。 李振坤(1949-),男,广东广州人,教授,广东工业大学计算机学院副院长、计算机工程研发中心主任,主要研究方向为计算机网络与分布式系统。 与时俱进的计算机本科教育 30年,让一个懵懂少年成长为成熟的青年;30年,对于浙江大学计算机学科来说,也同样经历了从小到大、由弱变强的成长过程,它已成为国内一流、具有一定国际影响的学科。回顾30年的历程,有太多的事情值得我们去总结和回味。 从浙大计算机系成立以来,历任系领导都十分重视本科教育工作。首任系主任何志钧教授亲自制订培养方案,确定课程,选择教材,并倡导使用国外原版教材。1998年“四校合并”之后,特别是计算机学院和软件学院成立以来,本科教育面临着新的形势和更高的要求:一是由于社会需求强烈,本科生和研究生规模不断扩大;二是随着科研经费快速增长,教师的科研任务日益繁重。高峰时期的2001和2002年,仅计算机和软件专业的本科招生人数每年就达到600人左右,作毕业设计的本科生人数2003年超过800人。另外,学院每年招收300名左右的硕士研究生和近100名的博士研究生。如此规模的学生人数,造成了教学资源的极度紧张,对平衡教学和科研的关系、保证教学质量提出了挑战。在这样的形势下,学院领导班子审时度势,以培养具有国际竞争力的高素质人才为目标,以保证教学质量为重点,坚持教学和科研两手抓,并采取了一系列措施,保证了本科教育的基础性地位,开创了本科教育新局面。 1适当控制本科生规模,不断优化生源和培养模式 针对2003年庞大的本科生规模给教学质量带来的冲击,由常务副院长陈纯教授提议,2004年开始减少计算机专业本科招生人数,同时计算机专业采取与我校竺可桢学院(培养学校尖子生的荣誉学院)共建的形式,共享竺院的优质教学资源。经过多方的协调,2004级计算机专业仅招生110人,这些学生前两年在竺院注册,以竺院管理为主,后两年回计算机学院培养,其中60%的优秀学生毕业时可能同时获得竺院的荣誉证书和计算机专业的毕业证书。通过减少招生人数和与竺院联合办学,有效提高了生源质量和培养质量。 从2006年开始学校推行大类招生模式,实行宽口径培养。为适应新的形势,2007年计算机专业放入学校的工科实验班招生,第一年不分专业,与信息学院、材化学院、航空航天学院等工科类的学生一起培养,一年后由学生自主确认主修专业,回到各学院培养。按照学校规划设想,2009年将实行全校的大工科统一招生。当然,新的招生模式,也将对各专业、各学院吸引优质生源的竞争提出新的挑战。 2与时俱进,面向社会需求,不断拓展新专业 随着计算机技术的快速发展和应用领域的拓展和深入,计算机技术在一些领域中的创新应用需求不断加强。多年来,浙江大学计算机学院根据计算机学科发展的趋势和社会需求,在原来单一的“计算机科学与技术”专业的基础上,不断拓展新专业,发挥学科交叉融合的优势,取得了良好的成效。 1990年,时任校长路甬祥教授和计算机系主任潘云鹤教授敏锐地察觉到工业设计对国家制造业发展的重要作用,在计算机系设立工业设计专业。近年来,工业设计专业针对我国要成为世界制造业强国的目标,大力培养具有市场意识、高层次的产品创新设计人才;通过加强多学科的交叉与融合,形成了“工业设计+嵌入式系统+机电-体化”的整合创新理念和专业特色;组织和指导以本科学生为主的多学科的设计创新团队,积极服务地方经济;鼓励学生参与国内外设计大赛,取得了丰硕的成果,获得了德国红点设计概念奖、iF材料概念设计奖和日本大阪设计大赛奖等国际顶级设计大赛的三十多个奖项,成为国内获得该类奖项最多的高校;并已获专利授权30项,已申报受理100多项,受到了社会各界的关注。同时,该专业的设立也有利地推动了学院学科的发展,使信息产品创新设计成为学院很有特色的研究方向,相关科研经费每年上千万元,并催生了很有发展前景的产业。 2001年,为适应我国经济结构战略性调整的要求和软件产业发展对人才的迫切需要,在时任校长潘云鹤院士的倡导下,以计算机系为依托我校率先成立了软件与网络学院(后成为国家示范性软件学院)和软件工程专业(2002年正式招生)。该专业以市场需求为导向,大力培养应用型、复合型的、国际化的软件工程专业人才,推动产学研紧密结合的办学模式,在课程体系建设、工程实践能力培养、国际化教育、教师队伍聘任等方面进行了有效的探索与实践,有力地支持了软件产业的发展。 2003年,为满足数字媒体和数字娱乐产业对人才的需求,由时任校长潘云鹤院士提议,我院建立了我国第一个数字媒体技术本科专业,并于2004年招生。该专业是融合计算机技术、媒体技术和艺术设计的新兴交叉学科,旨在培养从事数字媒体开发、制作与设计的高级复合型人才。该专业创办仅三年,已凭实力成为国家动画教学研究基地和国家第二类特色专业。 3质量为先,不断深化教学改革,推进课程精品化建设 抓好本科教学质量,是学院生存、发展的根本。近年来,学院不断深化教学改革,借鉴国外先进的教学理念和CC2001、CC2004课程体系,优化培养方案,更新教学内容,改革教学方法,特别是重点加强学生系统分析与设计能力的培养,提高毕业生竞争力。首先,重点关注专业主干课程,配备最好的老师,如计算机专业特别重视抓好数据结构、操作系统、数据库、编译原理、计算机网络等课程的教学,并开设系统软件设计课程,强化系统软件的分析和设计能力培养;同时对硬件课程加大改革力度,将一系列硬件专业课程加以整合(包括数字电路、计算机组成、汇编与接口、计算机体系结构和嵌入式系统等课程,并将数字电路课程改为逻辑与计算机设计基础),以硬件描述语言为基础、以FPGA板卡及其辅助设计软件为平台,形成了新的硬件课程体系和实验体系,强化硬件系统设计能力的培养。 课程建设是提高本科教学质量的突破口。多年来学院一直非常重视课程建设,以国家精品课程为目标,推进全院课程的精品化建设,并以学院自筹资金立项支持各课程的建设。这一思路正好与国家教育部和财政部于2007年实施的教育质量工程的目标相吻合。所以我们抓住机遇,积极组织申报教育部质量工程的各类项目,如精品课程、双语示范课程、特色专业、人才培养模式创新实验区等,并取得了良好的成绩。目前学院已拥有国家精品课程四门:“C程序设计基础及实验”(2004年,何钦铭等)、“操作系统”(2006年,李善平等)、“嵌入式系统”(2007年,陈天洲、陈文智等)、“计算机辅助工业设计”(2007年,孙守迁、彭韧等),以及教育部首批双语示范课程一门:“数据结构与算法”(2007,陈越等)。2007年,软件工程专业“软件开发技术”、“金融信息技术”、“电子服务科学与工程”等三个专业方向,以及数字媒体技术专业等获教育部首批第二类特色专业建设项目支持;工业设计专业和计算机专业成为第一类特色专业建设点,国际化计算机人才培养模式创新实验区获得教育部质量工程项目支持。 4大力推进教育国际化进程,努力营造国际化教育环境 我院的办学思路之一是与国际相接轨,重视营造一个国际化的教育环境,大力推进双语教学。通过引进智力、引进国外先进的办学模式,开展广泛的国际交流与合作,从而提高所培养人才的国际竞争力。这里的“国际化”有两层含义:一是向全球敞开大门,为引进国际师资,拓展国际生源创造必须的语言环境,建设真正意义上的“世界”一流专业;二是培养具有国际竞争力的中国学生。这方面的工作主要包括以下三方面。 (1) 推进“双语教学”。这是国际化教育的优秀推动力。我院的“双语”课程建设工作具有十分悠久的历史,自浙江大学1978年设立计算机系以来,数据结构等课程就一直使用外文教材。目前我院已有20多门课程使用外文教材,其中计算机与软件工程专业的专业基础和专业主干课程90%以上使用外文教材,并有12门课程实施了“双语教学”,其中4位教师的5门课采用全英文讲课。2007年,陈越教授负责的“数据结构与算法”,被评为国家“双语教学示范课程”。通过多年努力,学院培养出的学生普遍具有较强的国际交流能力,为近年来对外交流的逐步开展打下了坚实的基础,并为进一步的合作办学创造了良好条件。 (2) 拓展国际交流。学院大力推动大学生短期出国交流项目,已与美国、加拿大、爱尔兰、法国、德国、新加坡、澳大利亚、瑞典、日本、印度等国家和地区的16所高校签订协议,选派本科生出境交流学习。近年来我院本科生出国出境交流率已经接近20%,加强了学生跨文化国际交流能力的培养。同时,学院还通过引进国外智力、引进国外先进教材和办学模式,推进国际化的课程体系建设、课程内容建设、海外师资队伍的聘任和教师国际交流,每年聘请来自美国、加拿大等国的10多位教师为学生授课。通过选派优秀学生参加短期国际交流,学院正逐步达到扩大自身的国际影响力、赢得国际声誉的目的,已经开始吸引部分国际留学生进入学院进行专业学习。近4年来共接受来自加拿大、美国、法国、爱尔兰、澳大利亚、新加坡等国留学生50余人。 (3) 开展中外合作办学。从2005年开始我院与加拿大Simon Fraser大学(SFU)合作,启动了我校第一个中外联合培养的、中外学生共同参加的“2+2”计算机本科双学位项目。来自SFU的20位学生已于2006年后陆续来到我校,他们将与我院选拔的60多位同学一起在浙大学习两年,然后,双方学生一起到SFU学习两年,并获得两个学校的本科学位。根据项目要求,双方单位每年还将互派两名教师到对方学校授课。该中外合作项目的实施不仅提供了高质量的学生国际竞争力培养的途径,而且为培养国际化的师资队伍创造了良好的条件。 5积极探索教学科研互动、校企互动、课内外互动的实践教学体系,强化学生的创新实践能力培养 长期以来,我院注重学生创新实践能力的培养,积极探索教学科研互动、校企互动、课内外互动的开放实验机制。从课程大作业、企业实训/实习到课外实践活动等方面,全方位的加强学生工程实践能力的培养,构建了具有研究性大学特色的、由公共基础、专业基础、专业课程、专业方向等构成的较完整实验教学体系。 (1) 以一流的科研带动一流的教学。学院利用学校计算机学科的科研优势,采取一系列措施引导教师重视本科教学工作。在任课教师选聘、教学内容更新、实践教学内容设计以及教学方法改革等方面充分发挥科研对教学的引领和渗透作用。目前,计算机和软件专业的专业基础及专业课程中,75%的课程由教授领衔;学院鼓励教师将最新计算机技术和科研案例引入教学中,如要求学科带头人为本科生上学科导论课和新生研讨课;再如“操作系统”课程在国内高校中最早开设了操作系统源代码分析实验以及设立专门的实验课程,引导学生边学边干;“软件工程”课程教师利用在国际大型金融软件系统再工程中的实际经验,提炼了真实的软件工程教学案例。 (2) 积极引导学生开展研究性学习,主要形式有: 在专业基础和专业课程教学中,大力推行课程设计――大型综合性实验。目前已有近20门课程开展大型综合实验,并组织编写了一套涵盖计算机专业13门课程的课程设计系列教材。 将科研活动引入课程实践环节。例如,嵌入式系统课程依托“浙大-英特尔嵌入式技术中心”,从大量的科研项目中提炼综合性、设计性实践内容,有效地提高了教学效果;并提供一定的专项科研经费,鼓励学生自主提出有创新意义的研究方案。 积极组织学生参与教师课题研究工作。计算机专业学生毕业设计的选题来自教师科研项目的比例达85%; SRTP(大学生科研训练)项目的学生参与面达88%,其中由科研骨干教师指导的比例约占90%。工业设计专业本科生参与教师科研比例达90%以上,已是该专业方向科研的重要力量。 (3) 积极拓展与国内外知名企业合作,提高学生工程实践能力和社会适应能力,开展“项目实训”教学和企业实习活动。到目前为止,建立了比较稳定的实习基地42个,学生涉及实习单位160多个,还选送了近30名学生到国外实习。特别是以我院教师为骨干、以学生为主体的浙江大学道富技术中心以及网新恒天公司,近年来在国际金融系统软件的开发应用方面成绩斐然,被美国“CIO杂志”称为“一朵IT奇芭在中国开放”,每年吸引了近百名学生实习和就业,成为我院产、学、研结合的典范。 (4) 鼓励学生组织和参与各种课外科技活动,积极探索课内外互动的人才培养机制。每年一度的“浙江大学学生电脑节”已举办17届,成为浙大最有影响力的学生科技活动之一。学生积极参与各类国际竞赛,并频频获奖。学院设计与维护的程序设计竞赛网站,目前已积累题目近2000题,举办全球公开赛66场,在线提交量近300万人次,是全球最有影响力的程序设计竞赛类网站之一。 6加强教学管理,完善考核机制和质量监督体系 针对研究型大学的特点,探索并建立了研究所体制下的本科教学管理体系,制定了相应的管理、考核、监控和激励机制,保证了学院对本科教学的持续、有效的管理,进一步促进了教学质量的提高。 (1) 建立课程建设指导小组,推进教学研究和改革。为了发挥高水平教授在本科教学中的主导和优秀作用,从2002年起学院成立10个课程建设指导小组,由高水平教授任组长。课程小组的职责是负责课程建设、组织实施教学研究和改革。 为了加强对本科毕业论文的管理和质量控制,专门成立了毕业设计(论文)指导和管理小组,并开发了毕业设计(论文)管理系统软件,从选题、开题报告审查、论文预审、答辩和二次答辩等各个环节进行审查和监控,从而有效地保证了论文的质量。 (2) 建立本科教学质量考核小组,制订《计算机学院与软件学院本科教学质量考评办法(试行)》。教师的教学质量考核由学生评价和同行评价构成,其中学生评价权重占70%,同行评价权重占30%。同行评价来自督导组、课程建设小组、教学委员会、院领导和本科生科。学院要求课程小组负责人、教学委员会成员和院领导每学期都要听若干次课。学院根据每位教师的考核质量发放教学津贴和奖金。 (3) 设立本科教学骨干教师岗位。为了鼓励教学水平高的教师安心从事教学工作,学院专门设立了本科教学骨干教师岗位,并在岗位聘任和职称评定中给予政策倾斜(基本上是高聘一级)。目前学院共有14位教师获得了本科教学骨干教师岗位。在2006年的聘岗中,凡具有教授职称的教学骨干教师均保证被聘为7级及以上岗位,其中最高的被聘为9级岗位,具有讲师职称的教学骨干教师也保证被聘为相当于副高级别5级岗位。 值此浙江大学计算机学院三十周年院庆之际,忆往昔我们感慨万千,望未来我们豪情满怀。我们要认真总结以往的经验,秉承浙江大学“求是创新”精神,坚持学院“人为本,和为贵,变则通”的发展理念,加强本科教学的基础地位,大力推进教育创新理念和教育质量工程,为开创本科教育新篇章而继续努力奋斗。 计算机本科论文:应用性本科计算机专业设置与培养方案的改革 摘要:本文论述了应用性本科教育在我国高等教育体系中的地位和作用,分析了计算机专业人才培养的现状,研究了满足社会需要、适应学科发展的计算机本科专业应用型人才的培养模式。 关键词:应用性本科;培养方案;课程体系 1引言 应用性本科专业的设置是高等教育大众化的一个必然结果,发展应用性本科教育既是社会经济、科技发展的要求,也是教育发展的要求。应用性本科不是低层次的高等教育,它是在高等教育大众化新形势下对高等教育结构的合理调整,主要培养面向高新技术产业和现代制造业,面向社会生产、服务、建设、管理等一线岗位,能够解决实际工作中具体技术问题的应用型人才。 我国很多高等院校都设置了应用性本科计算机专业,但其培养方案、教学计划、课程教学大纲和实践教学体系都是参照传统研究型大学计算机科学与技术本科专业制定的。在计算机专业范畴日益扩大的趋势下,学生群体也日趋庞大,不同层次的学生需求不同,学术型的教学模式不能适应应用性人才培养的要求,应用性本科计算机专业设置与培养方案都需要进行改革。 2计算机专业人才培养现状 近年来,我国计算机本科专业发展很快,众多从事计算机教学的教师辛勤工作、深入探索,形成了自己得培养方案和课程体系。但由于计算机和软件技术发展迅猛,现存人才培养模式存在不少弊端,专业改革落后于计算机和软件技术的发展,培养的人才不能满足社会实际需要。 目前,我国计算机专业教育主要存在以下问题: (1) 专业定位与社会需求脱节。专业满足社会需要的针对性不明确,人才培养层次单一,人才结构培养不合理。造成这一问题的主要原因是各类院校对自己培养的人才定位不清,专业定位与企业实际需求存在明显的偏差。虽然课程体系设置比较全面,但没有特色,毕业生虽然知识结构比较全面,但实际工作能力不强。 (2) 人才培养模式不适应计算机和软件技术的发展。课程设置陈旧,没有跟踪新技术的发展,专业课教学内容滞后,基础课教学多年不变。教学方法改革不够,理论与实践脱节。教学内容设计缺乏特色,从重点高校到地方普通院校,教学计划、课程设置、教学方式基本相同。 (3) 师资队伍不能满足新形势下人才培养的需求。教师来源单一,大都是从高校到高校,没有实际软件工程和项目研发经验,缺乏双师型教师。大部分教师没有参加继续教育,没有时间和机会参加专业实践和技能培训。 (4) 实践教学环节重视不够。虽然实践硬件得到了改善,但软件没有实质性提高。实验指导教师层次不高,缺乏高质量的设计性实验和实践项目库。学生们缺乏充足、系统、综合的训练,影响了学生专业综合应用能力的提高,造成学生实际工作能力缺乏。 3应用性本科计算机专业设置与人才培养目标 随着计算机及应用领域的变化,教育部、IT企业界、专家及学者普遍形成的一个共识是:“计算机专业”这个概念的内涵和外延有了很大的扩展,应根据IT产业发展情况,将“培养规格分类”的优秀思想作为计算机专业建设与改革的重点,不同类型的院校要根据社会需求和自身实际情况对专业培养规格进行准确定位。从目前研究的情况来看,计算机本科专业培养规格分为研究型、工程型和应用型三类。研究型专业为“计算机科学”专业方向,工程型专业包括“计算机工程”和“软件工程”两个专业方向,应用型专业为“信息技术”专业方向。 研究型人才是计算机专业人才体系中极少的一部分,社会各界需要更多的是能够在企业从事产品研发的工程型和面向社会各行业使用计算机解决各类问题的应用型人才。根据“培养规格分类”思想和我国软件人才需求,我们认为应用性本科计算机专业主要培养应用性人才,专业培养规格应该定位为软件工程和信息技术两类。 应用性本科人才是满足经济社会发展需要的一类新型本科人才,因此在应用性本科专业设置上应以社会需求和就业市场为导向。通过广泛调查和研究,应用性本科计算机专业(软件工程和信息技术)的人才培养目标可以综述为:培养面向社会发展和经济建设事业第一线,具有计算机专业技能和软件工程能力或信息技术实践能力的应用性人才。软件工程专业培养的学生主要在计算机应用领域从事软件开发、数据库应用、软件测试、技术支持、软件产品销售等方面的工作;信息技术专业培养的学生主要在信息技术领域从事信息系统的开发、集成、运行、维护、管理和计算机应用等方面的工作。应用性本科计算机专业面向的职业岗位包括软件工程师、软件测试工程师、技术支持工程师、信息监理工程师、网络集成工程师、项目经理和销售经理等。 4人才培养方案与课程改革 根据专业人才培养目标我们制订了新的人才培养方案,其根本思路是以培养学生解决实际问题的能力为主要目的,在课程体系、专业课教学方式、实践教学和基础课教学内容等方面进行改革。应用性本科专业应该在岗位与技术之间建立关联,并充分考虑岗位、技术所要求的专业应用能力。专业应用能力包括专业基本技能和专业优秀应用能力。专业基本技能是指完成专业工作应具备或掌握的基础性的专门技术技能。专业优秀应用能力是指综合运用专业知识,完成专业工作任务所特有的综合能力。专业基本技能是专业优秀应用能力的重要支撑。 4.1课程体系设计 应用性本科计算机专业课程体系设计采用I型结构,基础课、专业基础课、专业课(包括必修和选修)所占比例相当。课程体系设计体现“依托学科、面向应用”的指导思想,从专业培养目标出发,课程体系包括通识教育、专业教育和素质教育三方面的课程。既培养学生掌握计算机科学与技术的基本理论、基本知识和基本技能,同时注重对学生的职业道德、团队协作能力、组织管理能力等方面综合素质的培养,使学生具备良好的职业素质和较强的专业应用能力。 应用性本科计算机专业与技术关联密切,因此需要及时把最新的计算机理论和应用加入到课程体系中。新的课程体系要着重体现以下特点:重视专业课教学,建立完整的实践教学体系,包括综合性和设计性实验、综合性课程、专业实习、毕业设计与实践等。要与具体应用领域相结合,培养学生的工程实践能力、交流能力、团队精神和职业素质。针对岗位、技术所要求的专业应用能力,研究专业基本技能和专业优秀应用能力的具体要求。 计算机应用性本科专业基本技能主要包括程序设计技能、数据库管理与应用技能、软件测试技能、信息系统运行管理技能,通过若干门专业课程培养学生的专业基本技能。专业优秀应用能力主要包括计算机应用能力、信息技术应用能力、软件开发与项目管理能力,主要通过综合性性课程培养学生的专业优秀应用能力。 进一步围绕培养专业应用能力构建实践教学课程体系,以专业基本技能和专业优秀应用能力为基本依据,设置实践教学环节。针对每一项专业基本技能,至少有一门具有实践教学环节的课程与之对应;针对每一项专业优秀应用能力,至少有一组具有实践教学环节的课程或一门综合性课程与之对应。 培养方案应该鼓励学生参加课外科技活动、竞赛、专利申请,引导学生参加教师科研项目,鼓励学生技术创新。在培养计划中制定了学生参加课外科技活动和竞赛获奖的学分替代方案。学生参加企业职业培训并考试合格也可以获得相应选修课的学分。 4.2专业课教学改革 计算机专业课分为专业基础课、专业必修课、专业选修课三类,专业基础课、专业必修课中重要的课程构成专业优秀课程。根据课程在培养方案与课程体系中的地位和任务来设计课程教学内容。虽然计算机和软件技术发展迅速,但是其基本原理、基础知识是相对稳定的,因而教学中一方面专业基础课应有其成熟和相对稳定的课程组成,另一方面需要不断更新其内容和技术背景。专业选修课选择范围较大,并且需要根据技术发展不断更新教学内容,把握重点。 除了专业课程体系和教学内容,专业课教学改革的一个重点是教学方法的改革。按照现代教育思想组织教学,在有些专业课中可以推行“问题式”教学法,以培养学生解决问题的能力为主要目的。同时,计算机学科是一门实践性很强的学科,光是“听”和“读”是不够的,在努力改进理论课堂教学方法的同时,必须加强实践教学,这样才能产生好的教学效果。 通过以下三个层次来加强实践教学:一是强化基础上机实验,使学生在上机操作、编程、程序调试等基本技能方面得到严格的训练;二是强化课程设计,对学生进行强化训练,提升学生解决实际问题的能力;三是提高综合性、设计性实验课程的比例,开设综合性课程,加强专业实习,增加培养学生专业优秀应用能力的实践环节。 4.3综合性课程建设 实际工作中完成工作任务所要求的能力往往是综合性的,需要综合运用所学的专业理论知识、专业优秀应用能力和体现素质的关键能力。这种综合能力的培养是应用性人才培养的重要组成部分,体现在教学过程中往往要通过综合性专业课程来完成。综合性课程是应用性本科教育的重要课程形式和一个特色,因此,我们以工作任务为导向,将综合性课程建设作为应用性本科计算机专业改革的一个重点。 综合性课程是理论教学和实践训练相融合的课程,教学目标应指向培养完成工作任务的能力,所以该类课程一般应以工作任务为导向,按项目形式展开。设计教学环节时,应着眼于本专业学生未来从事的工作岗位的要求,重点进行优秀专业应用能力和完成工作任务的训练和教学。 我们制定了综合性课程的教学内容和知识体系,包括构建课程体系和实践教学体系。提出相应的知识领域、知识单元和知识点,并给出课程大纲和教案。实际教学中要合理处理综合性课程与专业课的关系,保证综合性课程与毕业综合实践的有机衔接。 例如,对于软件工程专业方向的学生而言,软件开发与项目管理能力是一个必备的专业优秀应用能力,这种能力是学生在未来工作岗位上完成工作任务的能力,是所掌握专业理论知识、专业应用能力和职业素质的综合体现。因此,我们开设了“软件开发与项目管理实战训练”综合性课程,课程以提高学生的实际应用能力,强化学生的职业素质为主要目标。该课程以工作任务为导向,在CMM工程规范下,按项目形式展开,项目经理由老师承担,分小组进行实际项目的开发。 综合性课程需要真实的实践环境、具有实践经验的师资和项目资源,一般应通过校企合作来实施,因此需要发挥企业优势,合作培养应用性人才。综合性课程一般可安排在毕业学期之前,用连续8周以上的时间集中进行。 4.4基础课教学改革 基础课的教学涉及到不同教学部门的教师、教学管理人员和人数众多的学生,基础课的教学改革任务艰巨性。新的教学思想的确立需要一个认识、实践和深化的过程,新的课程内容要接受实践的检验。基础课的教学改革是一个系统工程,要想真正得到良好的改革结果,与教学有关的各部门、各方面、各环节就必须做到相互理解、相互支持、相互配合和有机衔接。 5结束语 近年来我们围绕培养IT产业技术应用型人才的目标,开展专业建设与改革工作,制定了新的培养方案。2007版培养方案采用“分类培养”模式,在计算机科学与技术统一的专业名称下设置了软件工程和信息技术两个应用性本科专业方向,并以信息技术专业方向作为改革试点。试点专业采用“3+1”培养模式,即第1学年至第3学年完成基础课、专业基础课和专业课的教学,第4学年开设一门综合性课程和进行毕业综合实践。从专业改革实践的效果看,新的培养方案是可行的。 进一步改革的设想是:将在企业大规模实践引入到教学中,建立校外集中技术实践基地,校企合作开设实训、实践课程,合作开展综合毕业实践。以行业实习形式驱动集中实践教学环节,统一对学生进行职业技能培训。积极引进具有实践经验的高水平专业人才,采用引进与培养相结合的机制培养双师型教师。
网络信息检索论文:网络信息检索研究论文 [摘要]搜索引擎是人们使用Internet信息资源的重要工具。本文对目前的中文搜索引擎进行了简要的分析,指出了其存在的缺陷和发展的方向。 [关键词]信息检索中文搜索引擎存在的问题发展方向 随着Internet信息资源的迅速增长,如何在浩瀚的信息海洋中准确、方便、快速地找到自己所需的信息,成了迫切需要解决的问题,从1995年开始出现的信息检索工具——搜索引擎很好地解决了这一问题。然而各种搜索引擎,特别是尚处于发展初期的中文搜索引擎还存在着很多的缺陷有待改进,本文旨在分析目前中文搜索引擎存在的主要问题,并为解决此类问题提出一些建议和方法。 一、搜索引擎的概念和及类型 搜索引擎又称检索引擎,是指运行在Internet上,以信息资源为对象,以信息检索的方式为用户提供所需数据的服务系统,主要包括信息存取、信息管理和信息检索三大部分。 目前,中文搜索引擎主要有三种类型:目录式搜索引擎、机器人搜索引擎(又称全文搜索引擎)和元搜索引擎。 1.目录式搜索引擎。目录式搜索引擎是以人工或半人工方式收集信息,建立数据库,由编辑人员在访问了某个web站点后,对该站点进行描述,并根据站点的内容和性质将其归为一个预先分好的类别。由于目录式搜索引擎的信息分类和信息搜集有人的参与,其搜索的准确度较高,导航质量也不错。但因其人工的介入,维护量大,信息量少,信息更新不及时都使得人们利用它的程度有限。国内著名的新浪、搜狐、中文雅虎都属于这种类型。 2.机器人搜索引擎。这是一种目前运用较广泛的搜索引擎。国内以百度,google、天网为代表。它是使用自动采集软件Robot,搜集和发现信息,并下载到本地文档库,再对文档内容进行自动分析并建立索引。对于用户提出的检索要求,通过检索模块检索索引,找出匹配文档返回给用户。 机器人搜索引擎具有庞大的全文索引数据库。其优点是信息量大,范围广,较适用于检索难以查找的信息或一些较模糊的主题。缺点是缺乏清晰的层次结构,检索结果重复较多,需要用户自己进行筛选。 3.元搜索引擎。元搜索引擎是一种调用其他搜索引擎的引擎。它是通过一个统一的用户界面,帮助用户在多个搜索引擎中选择和利用合适的搜索引擎来实现检索。中文元搜索引擎开发较少,较成熟的则更少,万纬搜索是目前有一定影响的中文元搜索引擎。 二、现阶段中文搜索引擎存在的主要问题 1.信息覆盖面有限。现阶段搜索引擎所覆盖的数据库的规模是非常有限的,据美国科学期刊Natures一篇报告中称,全球最大的搜索引擎也只能覆盖现有网页的16%。中文搜索引擎因起步慢、中文信息所占互联网全部信息的比例小(只占全部网络信息的5%)等原因在这方面尤为突出。 2.查全率不高。查全率是指检索出的相关信息量与存储在检索系统中的全部相关信息量的百分比,是判断检索系统质量的度量之一。 国内绝大多数的网站组织的信息大多都是通过浏览方式获得内容。即使是经过精心组织、编排非常合理的网站,也会有70%~80%的网页不能被搜索引擎检索到。中文目录式搜索引擎因需人工介入、维护量大,在这方面表现较明显。 3.查准率较低。查准率更是判断检索系统质量的重要尺度。是指系统所检索到的真正与查询内容相关的文档占检索出的所有文档数的百分比。 造成查准率低的原因是,部分搜索引擎的分类体系与科学知识体系之间缺乏内在联系;类目之间逻辑关系模糊,导致检索路径与搜索引擎类目错位;信息加工深度不够;检索功能单一;检索词的专指性较差;大部分的检索结果是题录式而非全文式,其内容简单等等。机器人搜索引擎的分类和索引缺乏人工的参与,其查准率不如目录式搜索引擎,且检索结果中还含有大量的重复、虚假的信息。 4.专业性的搜索引擎发展迟缓。专业性的搜索引擎是为专门收录某一行业,某一主题的信息而建立,能够提供专题信息查询服务的搜索引擎。目前中文搜索引擎大多是综合性的,能同时收录各行业、各学科的多种信息,但在反映某一行业或某一专题的信息方面很难做到全面、精确,不能给用户提供特定的信息服务。这就使得专业人员,特别是某一领域的学者、专家不愿意利用中文搜索引擎去查询资料。 5.检索功能方面存在缺陷。一是检索中符合布尔逻辑运算符的搜索引擎极为有限;二是关键词检索输出的结果相关度排序方式杂乱,不能根据用户需要来选择信息输出的方式;三是多数的搜索引擎是面向主题搜索不是面向用户搜索,不能重复利用用户检索过的成果,更不能对特定的用户进行定题跟踪服务;四是检索网站的主页不规范,有些太简,有些又太繁,而且广告内容太多,无法进行有效检索。三、中文搜索引擎的发展方向 1.提高查全率。首先是需要开发分布式的系统。这种系统可以把各个接点当作是新的信息资源,扩大数据库的规模,正在兴起的元搜索引擎属于这种系统,它在接受了用户的查询命令后,可同时用多个搜索引擎进行查询;二是把专业数据库资源纳入自己的检索范围。除了Web信息资源外,网上还有大量的非Web信息资源,如联机检索系统、光盘检索系统、专业数据库系统。如中文搜索引擎能把这些Web和非Web资源结合起来使用,即使有的只能查到题录、文摘等内容,也大大扩展了检索范围,能为用户提供较全面的检索需求。 2.提高查准率。需解决以下几个难关:首先需提高搜索引擎的信息过滤功能。在对网络信息进行集中的搜集之后,搜索引擎还需对这些信息进行鉴别和过滤,即剔除大量的无用信息,而把有效的信息提炼出来并加以聚集;第二则是需对专家过滤后的信息进行一定的检索标引,并给予相关的标识符号,如关键词、分类号、主题词等各种标识,其关键是利用智能检索技术,提高准确性;把检索的结果存储在相应的数据库中,并由URL与Internet建立链接供用户使用;还需注意信息定期更新,以保证信息的新颖性和链接的可靠性。 3.建立垂直化专业领域的搜索引擎。网络用户所从事的职业千差万别,不同的用户对信息搜索往往有不同的要求。综合性的搜索引擎收录的范围太广、太大无法满足某一特定的需求。垂直化专业搜索引擎则可解决这一难题。它只面向某一特定的领域,专注于自己的特长和优秀技术,能保证对该领域的信息的收录齐全与更新迅速。在提供专业信息方面有着大型综合搜索引擎无法比拟的优势,所采用的技术都是些较成熟的技术。 中文垂直化专业搜索引擎的发展已取得了一定的成功,如新浪的新闻搜索,博客搜索、雅虎的个性化旅行路线搜索、百度的MP3搜索、Google的学术搜索,航班搜索等都为用户提供了较好的搜索功能,为今后的继续发展奠定了基础。 4.搜索引擎的智能化发展。智能搜索引擎是未来搜索引擎的发展趋势。可以通过自然语言与用户交互,最大限度地了解用户的需求。智能检索一是表现在搜索引擎技术的智能化,研究重点放在自然语言处理技术和人工智能技术的研究上;另一表现是体现在搜索引擎面向检索者的智能化,它致力于通过分析检索者的检索和浏览行为来学习检索者的需求,利用搜索引擎现有的服务有选择地为检索者提供个性化的服务。 5.加强搜索引擎的检索功能。首先需强化全文检索功能。利用Robot实现对站点页面文字内容的全面检索技术。比起目录检索,全文检索提供了全新的检索功能,可以直接根据文献资料的内容进行检索,支持多角度、多侧面地综合利用信息资源,全面、准确、快速是衡量全文检索系统的关键指标;同时改善用户检索界面,设计简洁、明白的界面引导用户进入检索状态;更方便、实用的检索技巧的利用,中文搜索引擎需简化和统一语法规则,如布尔逻辑检索符号的利用:空格或“*”代替“与”、“+”代替“或”、“-”代替“非”,规范语法符号,节省用户的检索时间;还需研发查询图像、声音、图片和电影的搜索引擎。 6.完善元搜索引擎。元搜索引擎弥补了独立搜索引擎不全的特点,提高了检索的全面性。现开发出的中文元搜索引擎的数目很少,还有诸多缺陷,需在各方面进一步改进。 元搜索引擎要对各独立的信息特色进行较细致的调查,以确定自己要收录的范围;在对目标搜索引擎的组织中突出独立搜索引擎的检索特色,并设计各搜索引擎之间的检索方式的转换算法,提高用户检索行为的针对性;建立更为灵活的,面向用户的信息检索服务。检索界面要统一和友好,检索方法的设置要提供给用户更多的自由空间,使用户可以按照自己的意愿合理的组织检索式;在检索结果的显示中要开发出一个有效的检索结果去重、选择、排序和优化算法,这是中文搜索引擎开发中的一个重点和难点。 网络信息检索论文:网络信息检索浅谈 1 引言 所谓信息检索(Information Retrieval),广义地说,是指将信息按照一定的方式组织和存储起来,并能根据信息用户的需要指出其中相关信息的过程,因此它的全称叫“信息存储与检索”(Information Storage and Retrieval)。狭义的信息检索则仅指该过程的后半部分,即主要是如何从存储的信息集合中找出所需要的信息的过程,相当于人们通常所说的信息查询(Information Search)。 进入20世纪90年代以后,互联网的发展风起云涌,人类社会的信息化、网络化进程大大加快。与之相适应的信息检索的交流平台也迅速转移到以WWW为优秀的网络应用环境中,信息检索步入网络化时代,网络信息检索已基本取代了手工检索。 2 网络环境下信息检索的特点 2.1信息检索的范围不断拓宽 因特网本身就是由分布在全球的各个计算机网络组成的一个“网际网”,它跨越了地域的界限,真正实现了全球化连接,是一个全球性的网络。其信息资源分布在世界各地的服务器上,各类信息资源通过网络互联,实现了全球范围的共享,可供检索的资源包括大量的主页、多种报纸期刊全文、各种组织机构的信息以及原始技术报告、各类数据库等,人们可以随时进行文献、数据、图片等资源的检索,以获取所需的信息。网络信息资源分布及服务的全球化,极大地扩展了网络信息检索的空间和范围。 2.2信息检索手段更加容易 随着网络和计算机的普及,信息检索用户逐渐由专业人员向个人用户转移,这就决定了大部分信息检索用户不可能像图书情报专业的专业人员那样熟练地使用主题词、分类号、逻辑组合等严格的专业查询语言来检索网上的信息资源。而互联网良好的“人-机”会话界面、强大的搜索引擎和方便的帮助支持系统,不需要用户花太多时间去学,只要掌握一些简单的检索方法和技巧就可以检索自己需要的信息,使用起来简单、方便。 2.3信息检索的途径更加灵活 网上信息种类繁多,因此用户可以根据需要从多种载体、多种角度进行检索,如可以利用搜索引擎从网站、网页等各种途径检索自己所需的信息。另外,在专门的数据库检索系统中,多提供标题、作者、机构、刊名、关键词等检索途径,用户可以根据需要灵活选择,可以大大提高检索效率。 3 网络环境下信息检索的发展趋势 随着计算机的普及,以及计算机技术、网络技术及数字化技术的发展,网络信息检索将越来越受到广大用户的青睐及广泛应用,这也就决定了网络信息检索必将朝着智能化、可视化、多样化方向发展。 3.1智能化 智能化将是网络信息检索发展的主要方向。因为智能检索是基于自然语言的检索形式,可以用自然语言和用户交互,采用诸如语义网络、框架等各种知识方法来充分体现各个主题概念和标识之间的关系,还可进一步在知识层面或者说概念层面上辅助查询,通过主题词典、上下位词典、相关同级词典形成一个知识体系或概念网络,给予用户智能知识提示。另外,智能检索还包括歧义信息的检索处理,甚至还能体会用户的言外之意,最终帮助用户获得最佳的检索结果。 3.2可视化 可视化指的是运用计算机图形学和图像处理技术,将数据转换为图形或图像在屏幕上显示出来,并进行交互处理的理论、方法和技术。据统计,人获取信息有70―80%靠视觉,20%靠听觉,10%靠触觉。用图像取代文字帮助人们检索的优点在于:图像的表达更生动、形象、准确,效率更高,具有交互性、多维性、可视性等特点,可以大大加快检索速度,使时刻都在产生的海量数据得到有效利用。 3.3多样化 首先表现在可以检索的信息形态多样化,如文本、声音、图像、动画等。目前网络信息检索的主体仍是文本信息,基于内容的检索技术和语音识别技术的发展,将使多媒体信息的检索变得逐渐普遍。其次表现在检索工具的服务多元化。网上检索工具已不仅仅是单纯的检索工具,正在向其他服务范畴扩展,例如提供站点评论、天气预报、新闻报道、股票点评、航班和列车时刻表等多种面向大众的信息服务、免费电子邮箱等,以多种形式满足用户的需要。 4 结语 21世纪是信息时代,网络信息资源已成为人们日常工作和生活必不可缺的资源。那么,如何在浩如烟海的网络信息中,获取自己所需的信息呢?相信,随着计算机技术、通信技术和网络技术的逐渐普及,网络信息检索会越来越为人们所熟悉,网络信息用户只需掌握一定的检索工具的使用方法和技巧,就能迅速地在浩瀚无涯、丰富多彩的海量信息中排除不良信息,过滤出适用信息,花最少的时间得到最相关的查询结果,轻松获得所需信息。 网络信息检索论文:网络信息检索中堆栈-最大匹配自动分词算法研究 摘要:本文分析了现有分词算法存在的不足,研究了机械分词方法、堆栈技术理论以及最大匹配法自动分词工作流程,在此基础上,构建了堆栈-最大匹配自动分词模型,详细阐述了该模型基本结构和运行流程。最后针对该算法,进行了简单举例分析。 关键词:堆栈;最大匹配法;分词算法 自动分词问题是搜索引擎的优秀问题,本文针对该问题,在对现有的分词算法分析研究的基础上,结合最大匹配分词法(MM法)和堆栈技术理论,提出了堆栈-最大匹配自动分词模型,该分词算法在对文章中的词进行自动切分时,具有良好的效果,实现了对MM分词算法的进一步改进。 一、机械分词方法和堆栈技术理论 机械分词方法的思路是先查词库进行匹配,然后再适当利用部分词法规则进行歧义校正。机械分词法之所以称之为“机械”,是因为它的切分过程是依赖于词库进行。词库中词条的数目、词条的选择直接影响到最后的分词效果。机械分词法加歧义校正属于机械分词法的一种改进,它主要利用词法规则对歧义进行校正,以提高切分精度,事实证明这种改进是有效的,而且这种改进最终导致了知识分词方法的出现。目前属于机械分词领域的分词方法主要有:最大匹配法、高频优先分词法、双向扫描法等。其中最大匹配分词法是机械分词方法的典型代表。 二、堆栈-最大匹配自动分词模型构建 堆栈-最大匹配自动分词技术主要是结合最大匹配分词法和堆栈技术对文章中的词进行自动切分,是对最大匹配法的改进。基于最大匹配自动分词的思想,结合堆栈技术理论,我们可以得出:最大匹配法重视的是字符长度,如果遇到在分词过程中后面字符串出现不可分的情况,能自动弹栈回退,并且重新检索出另一个成功匹配的词作为分词结果,就有可能解决后面字符串不可分的窘境。所以堆栈-最大匹配自动分词模型构建基本设计思想是: 首先按照文章中的标点符号将文章内容切分成语义块,每个语义块就是一个字符串,针对每一个字符串作循环。每次只处理一个汉字,将该汉字假设为词首,并且在词库中检索以该汉字为词首,检索该汉字后的字符匹配。根据检索出来的词作为分词结果的备选项,按长度排列,首先取出长度最长的那个词,即最大匹配,假设这个词就是以该汉字为首的分词结果,加入到这个语义块的分词结果栈中,然后继续该词语位置之后的下一个汉字的处理。在该方法实现的过程中,笔者将语义块中已经分词成功的那部分字符串在压栈的同时,从语义块中去掉。如果分词结果栈中出现分词歧义需要弹栈时,将弹出的结果加在原来语义块字符串的首部。这样就不需要在每得到一个分词结果后计算下一个即将处理的汉字的位置了。 三、堆栈-最大匹配自动分词算法 根据堆栈-最大匹配自动分词方法的基本思想和模型,形成了相应的堆栈最大匹配自动分词算法。堆栈-最大匹配自动分词的优秀算法如下: ①在现有的句子中以标点符号为标界,且分成多个语义块block,存为字符串数组;设置另一个字符串数组result,存放单个block的分词结果;设整型数组undone,用来记录不可分的汉字的出现位置。②循环字符串数组,对数组中每个语义块block进行步骤③,直到整个字符串数组被处理完毕。③对单个的语义块每次都是从block的首个汉字开始进行分析,执行下一步;④如果result的总长度与原语义块的长度相等,或者是block的长度为零,说明该语义块分词完毕,执行步骤⑩;当分词过程遇到该汉字时,将该汉字暂时略过;执行步骤③;⑤取singleword=block.SubString(0,1),继续;⑥在词语表中查找以singleword为首词语,存为一个字符串数组temp,作为分词的备选项,继续以下判断;⑦如果temp的长度为零,即if(temp.Length==0),则说明不存在以该字为首的词语;比较该汉字的位置是否在不可分数组undone中有记录,如果有则略过该汉字,执行步骤③;⑧如果temp的长度为1,即if(temp.Length=1),只有一个分词结果备选项,那么该结果就是所要的分词结果,该词语压入分词结果栈中result数组中,执行步骤③;则说明在词语表中从block首部取出;⑨如果temp的长度大于1,即if(temp.Length 1),则说明分词结果备选项中存在多个结果,按照temp数组中的字符串长度的次序由小到大排列,取数组最后一个元素的字符串,在block首部去掉该词,压入分词结果栈result中,执行步骤③。⑩如果不可分数组undone不为空,则对数组中的元素和分词结果中的元素进行人为干预,将新词录入词库,执行下一步;⑪开始下一个语义块的分词,将上一个语义块的分词结果输出,并且将分词结果栈result清空,执行步骤②。 四、自动分词举例 假设在文章的句子中,已经有了切分好的语义块。例如,有一句话“这些学生会员都来了”。词库中已经有以下的词语了:这些、学生、学生会、会员、都、来、了 那么,应用上述的自动分词算法,依次对该句的汉字进行分析,其详细过程如下:①检索“这”,发现“这些”在词库中并且与原文匹配;②检索“学”,发现有两个匹配,分别是“学生”和“学生会”,取字符长度最长的那个匹配项“学生会”;③检索“员”,发现词库中没有以“员都”或“员”这样的词语,因此不存在匹配,于是将先前的栈顶元素弹出,压入第二长的分词备选项“学生”:④检索“都”,这是一个副词,在词库中;⑤同理,“来”和“了”依次被分出来。 实践证明,利用该分词算法进行自动分词,其分词复杂度得以大的改善,该分词算法在对文章中的词进行自动切分时,可以大大降低分词过程中的匹配次数,提高了分词的响应速度,尤其适合大量中文信息的分析与处理。 网络信息检索论文:网络信息检索工具浅析 摘要:互联网是一个巨大的信息资源库,其内容包罗万象,覆盖了不同学科、不同领域、不同地域、不同语言的信息资源;在这个信息海洋中,如何准确、迅速地找到并获得自己所需的信息呢?“工欲善其事,必先利其器。”这就需要掌握有关的检索工具以及使用的方法和技巧。通过以百度地图搜索等为例,介绍相关网络信息检索工具以及如何在短时间内能够掌握利用和运用Internet的资源找到自己所需要信息的方法。 关键词:网络信息检索;百度地图搜索;Google学术搜索;天网搜索 网上的信息浩如烟海,网络资源以十倍的速度增长,一个搜索引擎很难收集全所有主题的网络信息,即使信息主题收集得比较全面,由于主题范围太宽,很难将各主题都做得精确又专业,使得检索结果中出现太多无用的信息。 在信息检索工具趋向于专业化、服务内容趋向于深化的发展下,一些检索工具已经不再盲目追求加大收录和标引量,而是更加注重突出其专业特色。因此,垂直主题的搜索引擎以其高度的目标化和专业化在各类搜索引擎中占据了一席之地,比如像股票、天气、新闻、MP3及地图等类的搜索引擎,具有很高的针对性,用户对查询结果的满意度较高。 下面,介绍一些常用的专门网络检索工具。 1 百度地图搜索 登陆百度//网址。如图1所示,百度产品线中,除了网页搜索外,还提供了MP3、新闻、知道、地图、图片、影视及法律等等细分的专业主题搜索。 图1 百度产品线 下面百度地图为例介绍一下。百度地图搜索是百度联合国内知名的电子地图服务提供商推出的本地化地图搜索服务。通过百度地图搜索,你可以找到指定的城市、城区、街道、建筑物等所在的地理位置,也可以找到离你最近的所有餐馆、学校、银行、公园等等。百度地图搜索还为你提供了路线查询功能,如果你要去某个地点,百度地图搜索会提示你如何换乘公交车,如果你想自己驾车去,百度地图搜索同样会为你推荐最佳路线。 百度地图搜索的使用很简单,无论你是要找地点(如:王府井 餐厅)还是乘车路线(如:从银科大厦到月坛公园),均只需在一个搜索框内直接输入,按回车键或者点击“百度搜索”按钮,即可得到最符合你要求的内容。例如,搜索“王府井餐厅”,可得结果页面如图3所示。点击小图标,将在地图中显示此地点的简单信息。你还可以在地图上进行移动、放大、缩小及测距等操作。 3 天网搜索 天网搜索的前身是北大天网。北大天网由北京大学网络实验室研究开发,是国家重点科技攻关项目“中文编码和分布式中英文信息发现”的研究成果。北大天网于1997年10月29日正式在 CERNET上向广大互联网用户提供Web信息搜索及导航服务,是国内第一个基于网页索引搜索的搜索引擎。天网搜索致力于探索和研究中英文搜索引擎系统的优秀技术并不断推出更新的搜索产品。目前天网搜索引擎维护的文档数量达到 6亿之多,并正在以平均每月一千万页文档的数量扩大着规模。天网搜索的中文文档数量超过4亿,其中包括html、txt、pdf、doc、ps、ppt等多种类型的文档和资源。 图6 天网资源搜索界面 目前天网搜索主要提供三种搜索服务:网页搜索、资源搜索和商机搜索。 1) 网页搜索 天网网页搜索是基于页面文字内容的搜索,主要是http文件搜索。通过关键词检索,用户可以单击浏览关键词所在的原始网页和网页快照。 2) 资源搜索 天网资源搜索是为高级用户查找特定文件尤其是FTP文件提供的方便、快捷的检索服务。它提供关键词检索和资源分类浏览检索两种检索功能。用户只需要在检索框输入检索词,即可进行检索。同时,关键词检索还提供文件类别限定功能。检索的结果包括文件全名,创建日期、文件大小、网页快照、原始地址等信息。 3) 商机搜索 天网商机搜索是面向中国企业的搜索服务,目前包括全部网站、职位信息、供求商机、黄页、所有网页等类型的搜索。 4 结语 本文详细地介绍了一系列在短时间内如何利用和运用Internet的资源找到自己所需要信息的方法。运用的时候,需要具体按照使用信息资源目的进行相关的操作。熟练情况下,大家就可以按照自己的习惯畅游在Internet浩瀚大海之中,快速地摘取需要的信息。 网络信息检索论文:对等网络信息检索中的信任问题综述 摘要:在介绍P2P 网络及其应用的基础上,分析了P2P网络共享文件的可靠性及安全性问题。介绍了基于文件内容和基于节点的信誉评价系统模型,这两种体系模型都是通过收集各个节点的评价信息,来保证共享文件的真实性和可靠性。在P2P 网络环境中,节点间的信任来自于两个方面:一个是对节点本身所能提供的服务质量的信任;另一个是节点对于其他节点的评价的信任。 关键词:P2P网络;信任;文件共享;安全性;信誉系统;评价体系 1 引 言 计算机对等网peer-to-peer(P2P)大幅地提高了Internet中信息、带宽和资源的利用率,这种技术可以广泛地应用于网络互联技术各个领域。P2P文件共享是P2P 网络目前发展迅速的方面,比如Napster和Freenet都是文件共享方面的著名应用。P2P网络和传统的网络体系一样,面临着各种各样的安全问题;同时,由于自身体系结构的特殊性,P2P网络还需要解决自己特有的一些安全问题。本文主要讨论P2P共享文件的安全性。本文的第二部分罗列了共享文件安全的主要内容,第三部分强调了p2p的优秀安全需求,第四部分给出了一个基于信誉的评价系统。文章最后总结了p2p安全技术的现状和不足。 2 P2P共享文件的安全需求 共享文件的安全需求包括:(1)信任关系,在分布式系统中,如何建立不同网络节点间的信任关系是建立系统安全的一个基础问题 (2)标识,对等用户必须能够通过标识建立唯一的、可验证的数字身份。(3)认证和授权,网络用户必须能够通过网络远程,安全地验证一个对等点的标识,并通过授权控制对本地资源和服务的访问。(4)机密性和完整性,提供了对用户进行篡改、重发等主动或被动攻击下的保护。这些是P2P 应用系统所必须提供的安全服务。 3 p2p的优秀安全需求 P2P文件共享的优秀安全需求是信任关系。由于这种文件共享系统的目的特殊,它们所需要的安全性不是很高。在信任关系上,系统信任者所的内容是“真实”的,消费用户信任者,者和管理员对消费用户的信任度没有特别的要求。但是,文件共享应用中信任关系管理仍然是十分必要的,系统成员间信任关系的建立是 保证系统可用性的基础。下面就简单介绍一个目前较先进的基于内容的信誉评价系统。 4 基于内容的信誉评价系统 在实际的P2P网络文件共享系统中,文件下载者最关心的是被共享文件本身是否真实可信,而该文件是由哪个节点提供的则不是很重要。所以,直接基于共享文件本身内容的评价比基于节点行为的评价更能描述共享文件的真实程度,也更加满足下载者的需求。而对节点行为的评价可以进一步描述共享节点的可信度。这两方面的评价结合起来,就组成了比较完整的信誉评价系统。 4.1 对共享文件的评价 对共享文件的评价其实就是对文件内容真实性的一种描述。 例如,节点A共享了一个文件a,并且注明作者、版本、文件内容等相关信息。节点B下载该文件后,发觉文件a内容和文件描述完全一致,则节点B把该文件标记为“内容与描述完全一致”,并把这个评价反馈给P2P网络系统,从而完成本次评价过程。 系统则建立起该文件的档案(包括文件名、文件大小、文件创建时间、下载者的评价等)。C、D、E、F等节点下载完该文件a后,也做出相应的评价,系统根据评价不断修改补充评价内容和数量,从而逐步建立起对于该文件的评价描述。当节点P需要下载该文件时,根据前面B、C、D、E、F等节点对该文件的评价描述就可以决定是否下载该文件,而不需要关心从哪个节点下载的文件更可靠。如果节点B、C、D、E、F等下载a后也向其他节点提供共享,虽然它们和节点A的信誉值不一样,但是共享的这个文件拥有相同的可信度,因为都是共享的同一个文件。如果某个节点更改了这个文件的文件名或其他描述信息,虽然内容还是完全一样,但是也要被系统区分为不同的文件,重新建立新的评价档案。 4.2 对节点的评价 如果节点A共享了一个新文件,节点B下载该文件时还没有任何评价或者评价太少,不足以判断该文件的真实性,那么节点A的信誉值就是判断的一个重要依据。节点的信誉值反映该节点以前的共享行为,并不代表节点将来的行为。但是,节点B可以根据节点A以前的行为推测将来的行为:节点A的信誉值高,说明节点A以前共享的文件可信度高,其将来共享文件的真实性也越大;信誉值低,说明以前共享文件的可信度低,其将来共享文件的真实性也越值得怀疑。这种推测是符合常规和实际的。节点的信誉值直接用数字描述,正数为节点的正面评价,负数为节点的负面评价。 4.3 做出反应 通过对共享文件和节点的评价,用户在下载前不仅对将下载文件内容的真实性一目了然,而且对提供文件下载服务节点的可靠性也放心,从而避免了大量垃圾文件和有害文件的传播。在评价体系中,一方面文件提供者接受其他节点的评价,从而获得自己的信誉评价值,另一方面文件接收者也应该受到约束,不能任意甚至恶意地对文件提供者进行评价。 为了保证网络系统的正常运行,需要对不同行为的节点采取不同的奖惩措施:(1)奖励,信誉评价系统应对信誉值高的节点,应提供奖励机制。一些专家建议,奖励机制应包括两种,提高信誉值高的节点的服务和给予信誉值高的节点经济上的奖励。(2)惩罚,奖励机制在P2P网络中可以有效地发挥作用,但为了削减P2P网络中的恶意行为,还需要对恶意节点进行惩罚。如果信誉评价系统能够识别出在线的恶意节点,系统应能不仅仅警告其他节点,还要能做出反击,禁止其访问网络。最后,P2P系统在使用上述策略时,要特别谨慎,以免恶意节点利用这些策略来破坏系统。 5 总结 虽然目前的Peer-to-Peer应用日益广泛,但仍然缺乏有效的机制以提高系统整体的可用性,这非常显著地表现为应用中大量欺诈行为的存在以及不可靠的服务质量。以众多的文件共享应用为例,25%的文件是伪造文件(faked files),同时,不负责任的用户随意地中止(文件上载)服务,使得服务质量无法得以较好的保证。一种可能的办法是对用户评定信任等级,在多个同样服务可选的情况下,信任等级高的节点成为首选。本文通过对P2P文件共享的安全性进行具体分析,得出了详细安全需求。在此基础上,我们进一步总结了P2P 应用的一般安全需求,并指出信任关系是其中的优秀安全需求。介绍了共享文件的信任关系的分类,重点介绍了一种基于共享文件内容本身的信誉评价系统,和传统的方法相比,增加了对文件内容的具体分析,提高了共享文件的可信度。通过对共享文件的内容评价和节点的信誉评价,共同保证P2P网络中共享文件的可信度。信誉评价系统建立后,还需要对各节点的行为作出反应。 作者简介:中国矿业大学05级硕士研究生。 网络信息检索论文:Web2.0环境下的网络信息检索研究 摘要:Web2.0网站在现有网站中的比例越来越高,其具有的互动性、提倡个人体验等特点给信息搜索带来了新的挑战。该文分析了Web2.0的特点,指出Web2.0的某些特点会导致很多信息隐蔽化,并从隐蔽信息检索的角度尝试性地提出了解决办法。 关键词: Web2.0;隐蔽化;信息检索 1 Web2.0的特点 Web2.0的概念始源于Tim Reilly和MediaLive International分会。Web2.0作为一个新的商业概念,根据会议的观点,具有自由平台、集体智慧、用户体验等七个特征[1]。 国内和国外学者对于Web2.0有不少研究,但是对其实质还没有统一的理解。Web2.0在学术界和实际工作领域有不同的内涵和外延,至今没有清晰的定义。技术研究者眼中的Web2.0是SNS、BLOG、RSS等社会性软件的繁荣昌盛;blogger认为Web2.0是人与人之间更个性更便捷的互动;而在风险投资商眼中,Web2.0代表了新商业的规则逐渐形成[2]。 为便于分析,本文所指的Web2.0是相对Web1.0的新一类互联网应用的统称。是以Flickr、等网站为代表,以Blog、TAG、SNS、RSS、Wiki等社会软件的应用为优秀,依据六度分隔、xml、ajax等新理论和技术实现的互联网新一代模式。Web2.0具有个性化服务、用户参与、集体智慧和网络社区等特点。 Web1.0到Web2.0的转变,模式上,是从读向写、信息共同创造的一个改变; 基本结构上,则由网页向发表和展示工具的演变;转变工具上,是由互联网浏览器向各类浏览器、RSS阅读器等内容的发展;运行机制上,由Client service向Web service的转变,互联网内容的缔造者也由专业人士向普通用户拓展。 Web2.0使互联网络用户从信息接受者转变成为信息制造者和传播者,从受众转向主体,从个体转向社团的新型互联网服务模式与理念,其成型的优秀应用主要有Blog、WIKI、RSS、SNS、Podcast等。 1.1 Blog Blog是Webblog的简称,是个人或群体以时间顺序所作的一种记录,并且不断更新。用户以网络日志的形式简易迅速地自己的心得,及时有效地与他人进行交流,简单使用与维护网站。 对知识管理和创造而言,Blog提供了新的形态和途径。从交往形态考察,网志空间设定了积极的读者、作者、编者互动转换关系,针对一定的话题和读者创造信息。 1.2 WIKI WIKI:百科全书,是一种多人协作的写作工具。这种超文本系统支持面向社群的协作式写作,同时也包括一组支持这种写作的辅助工具。WIKI的写作者构成了一个社群,WIKI系统为这个社群提供简单的交流工具。与其它超文本系统相比,WIKI有使用方便及开放的特点,可以在一个社群内共享某领域的知识。 1.3 RSS RSS是站点用来和其它站点之间共享内容的一种简易方式。它能够把网站内容如标题、链接、部分内容甚至全文转换为可延伸标示语言的格式。 RSS搭建了信息迅速传播的一个技术平台,使得每个人都成为潜在的信息提供者。一个RSS文件后,包含的信息就能直接被其它站点调用。 1.4 SNS SNS:社会网络。理论依据是六度分隔理论,通过互联网的方式,可以将人际关系网的资源完全挖掘出来。在SNS的帮助下,可以轻松认识“朋友的朋友”,扩展自己的人脉,还可以更科学地管理人际网络资源。 SNS这种新兴的网络社交方式一出现,迅速流行欧美国家,已经成为精英阶层拓展人际关系的主要方式之一。 1.5 Podcast Podcast:播客,它是收音机、ipod、博客和宽带互联网的集体产物。它是数字广播技术的一种,与一些便携播放器相结合而实现,是一种在互联网上音频内容并允许用户订阅feed以自动接受新文件的方法,它使用RSS2.0文件格式传送并允许个人进行创建与。 2 Web2.0网站信息的隐蔽化 隐蔽网络,也称不可见网络(Invisible Web)或深网(Deep Web),是一个与可见网络相对应的概念。最初由Dr. Jill Ellsworth于1994年提出,意指那些普通搜索引擎难以发现的信息内容。2001年,Christ Sherman和Gary Price合著《隐蔽网络:揭开搜索引擎看不到的信息源》,将隐蔽网络定义为:虽然通过互联网可以获取,但普通搜索引擎由于受技术限制而不能,或者经审慎考虑后而不作索引的那些文本页、文件或其他通常是高质量、权威的信息[3]。 隐蔽网络所储存的信息有7500TB,可见网络所储存的信息有19TB,隐蔽网络所储存的信息是可见网络的440~550倍。当前存在超过20000个隐蔽网络站点。60个最大的隐蔽网络站点拥有大约750TB的信息,一半以上的隐蔽网络站点内容存在于主题数据库中,95%的隐蔽网络信息是公开的,不需付费和订阅。发表在《自然》杂志的一份日本NEC公司研究院的研究报告估计,具有最大搜索能力的Google 和Northern Light也只能搜索到全部网络信息的0.03%[4]。 Chris Sherman和Gary Price(2001)认为产生隐蔽网络的原因有技术和非技术两个因素[5]。非技术因素是指搜索引擎开发公司出于费用方面的考虑,不愿意索引某些网络内容。技术因素主要有:1) 普通搜索引擎对非ASCII文本格式的内容,如Postscript、Flash、影音文件、压缩文件等进行索引时存在困难;2) 社区论坛、数据库入口处设置的账号、口令等提问是机械式搜索引擎难以跨越的障碍。 Michael K. Bergman(2004)将隐蔽网络划分为阴暗网络(the opaque Web)、私人网络(the private Web)、专有网络(the proprietary Web)、真正的隐蔽网络(the truly invisible Web)等4种类型[6]。 2.1 不透明网络 不透明网络是指搜索引擎可以索引但没有索引的网页,主要由以下几个因素造成:1) 搜索深度,受经济因素制约,搜索引擎只搜索一定深度的网页,超过搜索深度但有价值的网页就成为了不透明网络;2) 搜索的最大数,即使在搜索深度之内搜索的网页数也有可能超过其最大容量,超过容量部分就成为不透明网络;3) 搜索频率,互联网上的信息日新月异,而搜索引擎的搜索速度有限,新出现的网站(页)也就成为不透明网络。 2.2 私人网络 私人网络就是指含有个人的非公开信息、限制访问的网页,其形成原因主要有:1) 网站口令的设置,目前许多私人网站需要注册并使用用户名和密码登录后才能访问,这一部分内容搜索引擎难以索引;2) 知识产权的负面影响,有些网站出于保护知识产权或个人隐私的考虑,会使用“Robots.txt”协议来阻止搜索。 2.3 专有网络 专有网络是指只对注册用户开放的网页,这部分网页都需要用户输入用户名和密码,其资源才可被利用。机械式的搜索引擎无法填表注册,当然也就无法索引。另外收费的商业在线信息服务商如DIALOG、OCLC、SIRS、InfoTrac等,或是在线百科全书,对于未付费的用户来说也是不可见的[7]。 2.4 真正的隐蔽网络 真正的隐蔽网络主要包括非HTML格式的文档、动态网页、实时数据及网络数据库,其形成原因主要包括:1) 目前大部分搜索引擎只能索引HTML,而对于其它包含pdf、mp3、avi等格式的网页,搜索引擎无法搜索其包含的内容;2) 搜索引擎索引动态网页及网络数据库的能力有限,不能实现实时更新。 3 Web2.0使更多网站信息“隐蔽化” Web2.0崇尚个性化的服务,用户体验和社会网络,拥有用户参与的一个“社会网络”将包含比现有网络更多内容的数据信息。个性化和用户参与信息,一般都是以数据库或其他动态的方式存在,加大了搜索引擎搜索的难度,而用户参与的信息,出于个人隐私或个人其他方面考虑,很多是带有访问权限的,有些即使不带有权限,但是没有链接到其他的网站,形成了一个个孤立的信息“岛屿”,深层化和隐蔽化的程度明显增加。 《中国Web2.0 现状与趋势调查报告》调研发现,高达61.7%的人认为Web2.0 带来一个属于自己的空间,能够更加自由和个性化,其次才是能够进行更好的资源和思想的分享和交流。由此可见,拥有访问权限的“自己的空间”可能在给搜索引擎进行一般搜索的时候造成访问权限上的阻碍。比如设置权限的msn live空间,如果拒绝RSS联合,那么搜索引擎将无法进入空间进行有效的搜索。 其次,个性化的搜索要求已经使得现有的搜索引擎力不从心。基于一般搜索的搜索引擎,很难以再满足顾客个性化的搜索要求。个人的信息偏好受个人的教育背景差异和兴趣的影响。越来越多网民自发在网上结成不同的社区来讨论和关注他们所关心的事物,从而形成一个个小的圈子。这种小的圈子,小的社区,往往是互联网中最活跃群体,所探讨的话题往往也是很深入的。但是这些是一般搜索引擎搜索不到的。 第三,法律上的障碍。对敏感信息检索问题,法律上还没有明确的规定。很多Web2.0的网络按照Chris Sherman和Gary Price的分类属于私人网络,对这些网络的搜索和引用在法律上尚存在盲点。 第四,Web2.0实时更新速度快,很容易造成搜索引擎在两次搜索之间很多网页“不透明”。根据Chris Sherman和Gary Price的搜索引擎搜索速度“大概为1-2千万页/天”,在大量Web2.0网页出现的时代这样的搜索速度很难跟上网络的发展。 4Web2.0信息检索对策 4.1 建立Web2.0网站选择性指南 Web2.0具有集体智慧,网络社区等特点,每个网站或子网站具有特定的主题。选择性指南是一个主题指南,按照主题分类提供大量网站的链接。检索精度高、资源权威、使用方便且大部分可免费获取,用它来查找主题相对宽泛,质量相对较高,已经过选择、评价、标注的信息资源来说效果较好,目前常用的选择性指南包括Findlaw、InfoMine、The Invisible Web Directory及等。 4.2 改进搜索技术与工具 当搜寻Web2.0的范围比较狭窄或者是希望能利用更新的检索技术时,可以通过一般的或专业的搜索引擎进行检索。因为搜索引擎能根据用户的检索要求到各网络数据库进行检索并返回符合检索要求的资源,而不需要像目录指南那样一层层地去浏览、查询。 但是现有的搜索技术对于Web2.0迅速更新的信息检索还是力不从心,且往往不能检索像Podcast形式存在的多媒体文件和由不同程序产生的非格式文件。因此必须改进现有的搜索技术:1) 发展多元搜索技术,提高检索准确度;2) 改进常规搜索引擎,使之能够索引更多格式的文件,研发检索音频、视频的搜索技术;3) 开发各类专门搜索引擎,必要时人工处理部分信息;4) 开发部分监控技术,对Web2.0不断产生的新信息不断监控,侧重检索新增信息。 4.3 元数据与Web2.0相结合 元数据(Metadata)是关于数据的数据,是对网络数据进行组织和处理的基础。元数据的思想由来已久,都柏林优秀集(Dublin Core)的不断发展,现已经得到广泛应用。利用元数据来标注网络资源可以大大提高检索效率,那么将元数据思想应用于Web2.0也就理所当然。 Web2.0很多信息都是由特定的程序产生并组织,所以在相关程序编制的时候就必须考虑采用一定的标准方便搜索引擎检索,比如在产生的网页上加上网页性质描述和关键词,多媒体信息以tag标签的形式说明内容等,并严格按照元数据的要求组织和处理包含的信息,方便信息检索。 4.4 提高用户的信息素质 所谓信息素质,即指从各种信息源中检索、评价和使用信息的能力,是影响网络信息资源利用的一个重要方面。Web2.0用户体验、集体智慧等特点决定了Web2.0信息具有非权威性,对采集到的Web2.0信息的甄别也是信息检索的一个重要内容。培养用户的信息素质,提高其信息意识、信息能力,也是有效检索Web2.0信息的一个重要方面。首先,提高用户的信息意识,使其认识到自己是一个积极的“寻猎者”而非被动的“检索者”,培养其敏锐的洞察力;其次,培养用户的信息能力,增强其判断、分析、查找、整理、利用信息的能力,合理有效地利用好Web2.0网络所包含的信息。 4.5 完善网络信息呈缴制度 从网络信息生产的趋势看,很多价值高、规模大的信息存在于网络社区等数据库中,而现在大部分的网络机器人无法对Web2.0网络中的Flash和Script等动态网页和数据库进行采集。为了解决这一问题,很多国家的网络信息资源保存机构开始采用制度和技术两种手段并重的方式保障Web2.0信息资源的采集和保存。在网络环境下,由图书馆、档案馆等保存机构与网络出版机构进行协商,将呈缴本制度扩展到网络领域,出版社根据协议定期将被选择的网络信息通过物理载体移交或网络传递给保存机构,或者是保存机构根据协商从出版社网站上进行镜像复制或直接使用软件获取。通过呈缴的方法,可以保证所采集Web2.0信息的相对完整性,同时也避免搜索引擎在采集过程中遭遇的技术、法律等障碍。 网络信息检索论文:网络信息检索中相关反馈技术的Java实现 提要:介绍了相关反馈技术的基本思想,设计了网络信息检索中相关反馈系统的功能与结构,探索如何在现有的公共网络搜索引擎基础上,利用Java语言实现具有相关反馈功能的搜索引擎接口。 关键词:相关反馈;搜索引擎;信息检索;Java 相关反馈(Relative Feedback)技术是近年来信息检索领域的一项热门技术,它利用用户的反馈信息来研究用户需求,力求达到检索结果与检索要求之间的最佳匹配。一些著名的检索系统如:WAIS、SMART等,很早就应用了该项技术,并取得了良好的效果。但是目前相关反馈技术在因特网信息检索中的应用却并不多见,大部分的搜索引擎都没有提供用户反馈机制。因此本文将从网络信息检索出发,就如何利用Java语言实现基本的相关反馈功能作一些探讨。 1 设计思想和系统结构 相关反馈技术的研究对象主要是用户的查询要求,在一般的网络搜索引擎中,通常先由用户输入查询词,再寻找与这些查询词相匹配的信息记录。但是,用简单的查询词来表达查询要求并非易事。网络搜索引擎的绝大部分普通用户在检索的初始阶段时常常会“词不达意”,只有在查看过检索结果后,才会意识到真正需要哪些查询词。但是,一般的网络搜索引擎在用户输入查询词后就不再与用户进行交互,因此无法进一步提高相关性。如果应用了相关反馈技术,用户就可以从检索结果中选择出相关的信息,系统对这些信息进行分析,计算出最能够表达这些信息内容的标引词,由于这些标引词是从用户认为符合其要求的信息中提炼出来的,因此在一定程度上反应了查询要求。如果将这些标引词有选择的作为查询词加入到查询式,就有可能提高查询式表述查询要求的准确程度。 为了以较小的代价实现相关反馈的功能,本文中的系统将被设计成为一个介于用户和公共网络搜索引擎之间的接口。它的主要功能是接收用户的查询式并提交给搜索引擎,然后将搜索引擎返回的结果显示给用户进行选择,根据用户选择的相关信息计算新的查询式,经用户确认后再次提交给搜索引擎,如此反复,直至用户获得满意的结果为止。 根据其设计目的,本系统可以由如下几个功能模块组成:分词模块、权值计算模块、查询式修改模块、数据库读写模块和用户界面。系统结构如图1所示。 2 实现方法 本系统采用Java语言进行设计,设计环境是Window操作系统,开发工具选用JBuilder企业版,公共网络搜索引擎选用“百度网页搜索引擎”()。 本系统的数据库管理工具选用Microsoft Access。数据库中的数据包括:检索结果记录、标引词和查询词。因此数据库FBDB(feedback database)可以由SearchResult、WordDictionary和QueryItem三个表组成,表中的字段及数据类型如表中。 下面对系统中的几个主要功能模块的实现方法进行讨论。 2.1 分词模块的实现 分词模块从SearchResult中读出相关的检索结果的内容(一段文本),分割成单个的标引词,并在WordDictionary中为每个标引词建立一条记录。 本系统中的分词函数库采用的是东北大学计算机科学研究所中文信息处理实验室研究开发的词性标注函数库(CipPos-SDK Ver1.01)(研究版)。由于该函数库采用C++语言开发,提供了动态函数库文件(CipPosSDK.dll、CipPosSDK.lib、CipPosDll.h),因此在本系统中使用时,必须利用JNI(Java Native Interface)实现Java和C++的接口。 利用上面代码可以同时实现分词和标注词性的功能,例如:传入文本“中文信息智能处理软件开发”,函数将返回“中文(n)信息(n)智能(n)处理(v)软件(n)开发(v)”,其中括号中的英文字母代表该词的词性,如n代表名词,v代表动词。分词完成后,对新字符串进行解析,根据词性去除掉没有实际意义的词,再将剩下的标引词和它的词性、所在的检索结果记录号一起组成一条记录,存入WordDictionary表中。 2.2 权值计算模块的实现 权值代表了标引词与查询要求之间的相关程度。一般权值越大的词,就越能反应查询要求,也就越有可能被选择作为新的查询词,因此权值的计算是相关反馈中的重要环节。计算权值的算法有很多,本系统中将某个标引词在相关信息中出现的总次数作为其权值,主要是利用JDBC和SQL语句对WordDictionary表进行词频统计,并将频度最大的5个词作为查询词,记录到QueryItem表中。 2.3 查询式修改模块的实现 对查询式的修改就是将新的查询词添加到查询式中,或者是将无用的查询词去掉的过程。在本系统中,用户可以通过用户界面选择是否将某一查询词加入到查询式中,还可以手工输入新的查询词或去掉已有的查询词。 由于本系统是用户和网易搜索引擎间的一个接口,因此查询式是以URL的形式发送到网易的搜索页面的,例如:要检索“中国对保护环境的政策”,查询词是“中国”、“保护”、“环境”和“政策”,URL是“///s?wd=中国+保护+环境+政策”,因此修改查询式的过程就是生成新的URL的过程。 2.4 用户界面的实现 本系统的用户界面利用JBuilder的可视化开发环境设计,用户可以通过它输入查询式、查看结果、选择相关信息和选择查询词,并随时可以打开Internet Explorer查看结果网页。具体实现方法同其他的视窗环境下的Java程序大同小异,故此不再赘述。 3 结论 本系统实现了相关反馈的基本功能,增强了搜索引擎和用户之间的交互,可以一定程度上帮助用户更准确地表达查询要求,以检索“到武汉中山公园的行车路线”为例,初始查询式为“武汉 中山公园 路线”,经过相关反馈后,系统返回“公汽”、“地址”、“乘车”、“公交”、“旅游”等新的查询词,选择添加“公交”、“地址”,并去掉“路线”,再次检索后系统返回的结果减少了,但是精度却提高了。 应该指出的是,本系统旨在验证网络检索中相关反馈技术的可实现性,着眼于基本架构和基本思想。事实上,在此基础上还有很多可以改进的地方,比如:对于权值的计算,可以利用许多更精确的算法,如tf-idf算法。另外本系统中只考虑了相关文献,而实际上,不相关文献的选择也可以反映查询要求。针对这些问题,在今后的研究中将对系统模型做进一步的完善,以更好的发挥相关反馈技术的作用。 网络信息检索论文:关于网络环境下数字图书馆信息检索发展 摘 要:数字图书馆是计算机领域综合发展重要成果,它实现了文献信息的整合和优化,提高了信息查询的效率和实用性,促进信息的传播和共享。 关键词:数字图书馆;信息检索;网络环境 随着信息时代的来临,信息的重要性日益突出,计算机技术的发展,为数字图书馆的发展和普及提供了良好的环境,数字图书馆正朝着多样化、个性化和智能化的方向发展,为人们检索信息和文献提供了极大的便利。 一、数字图书馆 数字图书馆是以计算机技术为支持,实现图书文献资源存储和处理、信息整合的新型图书馆。数字图书馆的建设基本包括如下几个环节:(1)加工和存储。数字图书馆将图书资源信息整合到自身的图书馆数据资源库中,并发展了多样性的存储方式,提供不同的数据处理方法,方便用户对信息检索的需求。(2)检索和传输。用户根据自己的需要,在数字图书馆中检索文献和信息,系统在图书馆数据资源库中迅速反应,整合资源,对用户所需信息进行传递,具有及时性和有针对性。整个过程都对计算机技术和软件有很强的依赖性,日益发展的计算机技术让数字图书馆的功能日益强大,为读者提供更多更便捷的服务。 二、数字图书馆信息检索的过程 (1)确定检索要求:包括学科、时间、文献类型等方面。(2)选择信息检索系统:选择贴近个人所需、收录相关文献的检索系统。(3)确定检索关键词:使用规范的检索词,应该以所需文献内容的主要内容词汇为主要检索词,提高检索筛选的效率。(4)确定检索策略:在进行检索之前,要熟悉检索系统的性能,以用户所需内容和要求为参照进行准确输入。(5)检索结果的处理:根据用户检索的需求进行匹配,输出符合需求的内容。(6)获取原始文件:获取原始文件有多种方式,信息检索数据可以帮助用户更迅速获得大量原始文件。 三、网络环境下数字图书馆信息检索的发展现状 数字图书馆正处于不断发展当中,计算机技术的突破和发展也为数字图书馆的建设提供了技术支持,提高了搜索的速度和准确性,但是也应该看到,仍然有很多问题限制了信息检索的效率。 (一)信息检索效率低下 信息分散性是提高检索效率的一大障碍,网络内容庞杂分散,信息系统难以一次性定位准确的内容,人们需要反复检索同一内容才能获得符合需求的内容。部分网站通过标题吸引但是内容不符方式来提高网页点击量,妨碍了信息检索的效率的提高。 (二)检索对象范围受限 随着信息时代的发展,人们对文献信息的需求量也不断加大,但是互联网在处理音频和视频等文件形式的检索上仍存在技术缺陷,无法满足日益增长的需求,这也就造成了对这些文件检索上的困难,导致了检索效率的低下。 (三)信息覆盖率有限 随着对文献需求的加大,人们要求信息艘若的覆盖面也不断加大,但是实际情况是,检索范围和信息更新速度总是难以跟上用户需求的增长。 (四)检索功能单一 计算机技术虽然极大的促进了数字图书馆的发展,但是信息检索功能仍然比较单一化,无法为用户提供精确的信息检索服务。 (五)缺乏个性化服务 随着时代的发展,人们对个性化的要求越来越高,这与目前数字图书馆信息提供缺乏个性化形成了巨大的矛盾,搜索引擎职能提供大量但却与用户需求匹配不高的内容,用户需要花费大量时间重新在其中进行选择,不利于用户及时获得有效信息。 四、网络环境下数字图书馆信息检索的发展趋势 数字图书馆的重要性不断凸显,这项工程的发展也带来了很多衍生产品,图书馆信息检索技术日益向多功能、智能化和个性化方向发展,不断提高检索的效率和便捷服务。 (一)信息检索的智能化 信息检索的智能化的主要形式是自然语言检索和可视化检索。计算机软件根据用户输入的关键词,在搜索出来的信息基础上分类加工,选择出更贴近用户需求的信息。智能化建立在多个专家系统基础上进行检索,结合律人工智能与检索技术,提高了检索效率。 (二)信息检索服务多样化 信息检索将突破原来的单一化方式,逐步向多样化发展。随着信息检索服务的普及,信息共享也不断提升,信息检索将不断融合多种功能,包括文献检索功能和文献提供功能等,不断完善检索体系。另外,信息服务也将趋于集中化,提供更全面丰富的信息资源,可以满足不同用户的需求。同时,信息检索服务的质量也不断得到提高,更加凸显个性化服务。 (三)网络虚拟信息的组织与管理 数字图书馆拥有大量的信息资源,这些资源具有数量庞大、分散、种类多等特点,这对用户筛选和整理信息造成了一定的妨碍,所以信息的组织和管理就显得更加重要。准确定位有效信息是用户对数字图书馆的期待,所以网络虚拟信息的管理和组织应该努力解决这一问题,让用户在更短的时间内完成信息的检索和整合,提供贴近用户需求的资源。 五、结语 通过上述论述,我们可以知道,数字图书馆在当今时代扮演着越来越重要的角色,信息时代的发展也对数字图书馆的建设提出了更多的要求,而检索服务是用户使用这一资源的通道,我们应该关注目前检索服务所存在的问题,把握检索服务智能化、网络化、多样化和个性化的发展趋势,不断提高数字图书馆的服务水平,满足不同层次客户的不同需求,充分发挥数字图书馆的信息提供功能,促进我国信息社会的发展。
卫星通信系统论文:宽带卫星通信系统成本的估算 互补滤波器 陀螺和加速度计这两种传感器输出特性不同:陀螺的高动态适应能力强,但是受到漂移误差的影响,低频段表现欠佳;加速度计在静止状态下准确率高,而当载体动态特性较大时由于机动加速的干扰导致测量误差较大。因此需选取合适的姿态估计算法充分利用这两种传感器的优点,融合出比单个传感器更可靠、更准确的姿态信息错误!未找到引用源。。而互补滤波器正符合上述需求,以yθ表示加速度计估计姿态值,yω表示陀螺测量值,ˆθ表示滤波器估计姿态值,C(s)表示调节系数,则互补滤波器的基本结构如图2所示将图2的基本结构进行离散化处理并加入坐标变换模块,可得到互补滤波器姿态估计算法:3轴陀螺输出ω根据式(1)乘以C和采样间隔ΔT,得到载体姿态角的变化量,将其与上一时刻估计姿态ˆk相加,即得到载体估计姿态1ˆk+。将加速度计估计姿态k减去ˆk得到姿态修正量Δ。修正量Δ一方面乘以比例调节系数Pk,对k+1进行直接校正,另一方面通过−1C转换至惯性系对陀螺的漂移存储−kb进行校正。姿态估计算法的结构如图3所示。 加速度计输出校正 载体在运动时所受到的机动加速度,会在加速度计的输出中与重力加速度一并表现出来。此时若仍用式(3)计算姿态角,得到的k会与实际姿态不符,这必然会导致姿态估计算法的精度变差。如果可以得到机动加速度的估计值,用以校正加速度计输出,就可以得到精确的k,进而得到精确的估计姿态。 1机动加速度补偿 机动加速度的补偿关键在于线加速度和向心加速度的求解。单基线GPS的输出信息中包含载体的速率信息,将载体速率进行微分,就可以得到载体所受到的线加速度;利用载体速率信息和z轴陀螺输出,可以对向心加速度进行补偿。可得校正后的x轴和y轴加速度: 2侧滑角补偿 式(6)是在假设GPS测得的航向vψ与载体的航向角ψ一致时得到的,而在实际的行车过程中,当车体转弯时,vψ与载体航向ψ之间会产生一个夹角,该夹角称为侧滑角(sideslip)sψ,若载体的速率为v,加速度为dv/dt,则侧滑角sψ的示意图如图4所示。由于侧滑角sψ的存在,使得线加速度和向心加速度在载体的x轴与y轴都有影响,这样就导致利用式(6)进行的补偿在转弯时并不准确,因此应在转弯时加入侧滑角补偿。设sψ在转弯过程中的变化率为d/dsψt,根据图4可得加入侧滑角补偿的加速度计输出校正表达式: GPS遮挡问题的解决 本文中所采用的单基线GPS需要两个天线同时收到6颗以上相同卫星的信号,才能得到满足精度要求的载体航向。实际应用中,载体路过桥梁、涵洞、隧道甚至树林时,都有可能导致GPS信息严重衰减甚至完全消失。为了解决GPS遮挡的问题提高算法适应性,根据GPS收星情况对算法进行了改进:当GPS收星数N≥6时,正常利用GPS信息对加速度计输出进行校正;当GPS收星数N 6时,在算法中加入开来降低载体机动对姿态估计的影响,当满足开关判断准则时,仅利用陀螺的信息对载体姿态进行递推,由于陀螺漂移误差的变化很慢,在一定时间内是可以保证估计精度的。利用上述方法,能够使算法在GPS信息出现短暂遮挡时正常工作。 实验分析 本文选用星网宇达公司的微机械IMU产品XW-IMU5220,包含3个正交放置的陀螺以及3个加速度计,和单基线GPS产品XW-ADU3601。将型号为XW-ADU7612的AHRS(姿态精度满足±0.2°)与IMU固联并一同安装在载体上,作为验证算法的基准。安装方法如图5所示。传感器直接估计出的姿态如图7所示。从图7中可见:陀螺估计的姿态会随着漂移误差的积累不断偏离真实姿态,而加速度估计姿态一直存在干扰噪声,并且一度出现近10°的误差,这显利用互补滤波器进行姿态估计的结果如图8所示。将图8与图7相比较可见,利用互补滤波器对姿态进行估计可得到比两种传感器单独估计都要好的精度,但是估计的效果仍然有较大误差(约5°)。为了验证式(6)的补偿效果以及第4节中的分析内容,图9所示为利用式(6)进行补偿后的姿态估计结果与侧滑角。从图9中可见,经过机动加速度补偿后,进一步提高了姿态算法的估计精度,最大误差已经达到2°以内,但是在载体有转弯运动时误差有明显的跃变。由于/2sψ π,从式(7)可知xA对sψ是正相关关系,因而俯仰角对sψ是负相关关系。而yA与sψ的关系取决于sψ的大小、dv/dt以及vω的大小,这正与图9中的关系图相一致。在姿态估计算法中加入侧滑角补偿后的估计误差如图10所示。从图10可见:通过加入侧滑角补偿,姿态估计算法不仅能够消除载体加速运动和转弯运动对估计的影响,还能去除侧滑角的影响,使姿态估计误差控制在±0.5°以内,满足“动中通”的指向精度要求。为了验证LCAE算法在GPS信号出现短暂遮挡的情况下的效果,选取另一组单基线GPS不能全程锁定的实验数据进行验证,实验路段包括高架桥遮挡和高层建筑物遮挡等情况。实验路况照片和单基线GPS收星数如图11所示本文LCAE算法姿态角估计误差和开关卡尔曼方法的误差比较如图12所示。在图12中:开关卡尔曼方法俯仰角估计误差均值为−0.22°,标准差为0.190,横滚角估计误差均值为−0.07°,标准差为0.303;本文LCAE算法俯仰角估计误差均值为−0.05°,标准差为0.115,横滚角估计误差均值为−0.05°,标准差为0.136。在单基线GPS收星数较少的情况下,开关卡尔曼算法最大误差绝对值达到1.287°,而本文算法在单基线GPS收星数较少的情况下,能够达到±1°的精度,仍然满足动中通的指向精度要求。 结论 本文提出了一个应用单基线GPS/IMU的LCAE算法。该算法以互补滤波器为基本结构,分别提取出陀螺的高频测量信息和加速度计的低频测量信息并重新组合。针对加速度计输出受载体机动加速度干扰的问题,借助于单基线GPS的信息,通过机动加速度补偿和侧滑角补偿完成了对加速度计输出的校正;针对校正过程容易GPS信号遮挡影响问题,加入了判断开关提高了算法对GPS信号的适应能力。实验结果表明,设计的LCAE算法能够较好地去除载体运动对姿态估计的影响,使系统的精度保持在±0.5°以内;在GPS信号不能完全锁定的情况下,算法的估计精度优于开关卡尔曼方法,可达±1°,满足了动中通系统的指向精度要求。 作者:田方浩姚敏立周淑华伍宗伟单位:第二炮工程大学403教研室第二炮工程大学有线通信教研室 卫星通信系统论文:星座卫星通信系统应用蜂窝IP技术的研究 摘 要:分析了将移动IP技术应用于星座卫星通信系统的优势及直接使用的缺陷,指出引入相关扩展技术的必要性。然后对蜂窝IP技术进行了简单介绍,指出了将该技术应运到无星际链路的星座通信系统中的可行性。根据蜂窝IP的特点,采用以信关站为中心结点的方式对卫星网络结构进行了改造,并对系统的切换、路由和位置管理进行了分析。最后对使用了蜂窝IP的卫星网络的性能进行了分析。 关键词:移动IP;蜂窝IP;星座卫星通信系统;切换;路由;位置管理 移动通信与Internet技术的融合催生了移动IP技术的产生。移动IP技术主要解决通信终端或节点移动接入因特网的问题,自其出现以来,就得到了迅速发展,并且引起了人们的普遍关注,目前已经成为下一代基于全IP的移动通信网的主要技术。卫星通信系统作为下一代移动通信网络的一部分,其采用IP技术与地面网络的互连互通是大势所趋,同时由于卫星系统天然的用户移动性特点,应用移动IP技术也将是未来系统的重要选项[1]。 然而,在卫星通信系统中,由于卫星一直处于高速运动状态,其服务覆盖区也一直处于变化当中,因此,即使用户处于静止状态也面临着频繁的与卫星的切换。基于上述原因,如果在系统中直接使用移动IP协议则必然存在由于切换而带来的频繁的路由更新,从而导致路由信息占用大量系统带宽资源,同时也加大了对卫星星上处理能力的要求。此外,移动IP的三角路由缺陷还可能导致系统时延的进一步增加和信令开销的进一步加大。因此,对移动IP协议进行适当修改,增加对用户微观移动性的考虑,如在系统中引入微移动IP技术,可以更好地适应卫星系统特点。本文将讨论把移动IP的扩展技术――蜂窝IP应用到无星际链路星座卫星通信系统的可行性以及相关性能分析。 1 蜂窝IP技术简介 蜂窝IP(Cellular IP)[2―4]是微移动IP协议的一种,他支持寻呼、被动连接和快速切换等业务。该协议将整个网络划分成若干个蜂窝,每个蜂窝含有数个基站但只存在一个网关。当用户在一个蜂窝内移动时,尽管他有可能在多个基站间切换,但只要他不移动到另一个蜂窝中,就不需要向家(HA)发送注册信息。在Cellular网络中,基站周期性的发射信标信号,移动主机利用这些信标信号来确定最近的基站。移动用户发出的所有分组,不根据目的IP地址进行选路,而是从基站向网关以逐跳方式沿最短路径转发。移动主机的上行分组触发和更新着的多个映射构成一个链,该链实际上构成了用于转发下行分组的反向路径。当移动主机发生移动时,映射构成的链路通过更新映射关系来指向新的位置。 Cellular IP支持寻呼业务。当移动主机处于活动状态时,网络必须逐个基站跟踪其位置,以保证分组可以传送到移动主机。因此,移动主机必须在每次切换后马上通知网络其新的位置,网络必须保证其对移动主机的精确位置跟踪。然而在现实中,相当多的用户在相当长的时间内是处于不工作状态的,如果采用对活动用户的跟踪方式,将势必占用大量网络资源,为此,蜂窝IP引入了寻呼功能。其优秀构造是在蜂窝节点引入两套缓存机制即路由缓存和寻呼缓存,对活动主机使用路由缓存,对空闲主机使用寻呼缓存。系统将网络划分成不同的寻呼区域,每个寻呼区域由相当数量的相邻的小区组成(认为每个小区有一个基站),并且有惟一的标识。基站在周期性的发送的信标信号中加入寻呼区域的标识,以使移动主机能够确定自己移动到哪个寻呼区域。Cellular IP网络允许空闲主机在一个寻呼区域内移动时,并不需要在每个小区的边界发送位置更新包。移动用户只需要在移动到不同寻呼区时或者是在寻呼更新时刻到达时发送更新包。 处于空闲状态的移动用户发送分组数据的过程与处于活动状态的用户基本相同,分组沿最短路径以逐跳方式路由到网关,以此触发或更新映射链,同时该链也作为转发下行分组的反向路径。 移动主机接收突发分组数据的过程稍显复杂。当IP包到达一个蜂窝网络节点,首先查寻该节点的路由缓存是否可用,如可用则向下转发,一旦发现该节点不存在移动用户的路由信息或者路由信息已经过时不可用,则使用寻呼缓存来路由该包。由于寻呼缓存并不在每一个网络节点上都存在,如果该节点无寻呼缓存,则将该数据包转发给所有的下行邻居。如果数据包到达的节点的寻呼缓存中没有到达目地节点的映射,则将该包丢弃。 2 应用蜂窝IP技术的卫星通信系统网络结构 蜂窝IP技术在星座卫星通信系统中有天然的适应性[5―7]。星座系统由数个卫星对地面进行不间断覆盖,每颗卫星的覆盖区即可以理解为一个蜂窝区域,整个地球即被分成数个蜂窝域。然而,若以一个卫星覆盖区作为一个蜂窝,由于卫星的运动,其地面覆盖区也一直处于运动之中,此时必然引起频繁的切换和较大的路由信令开销。又由于在不存在星际链路的卫星系统中,任何用户间(包括网内网外)的通信都需要地面信关站的转发,因此,设定以一个地面信关站的实时覆盖区作为一个蜂窝。地面信关站的实时覆盖区即为在满足最小仰角的情况下,该区域的任何点在任何时刻都与该信关站至少共视一颗卫星。图1仿真了最小仰角30°时北京信关站(经度116.5°,纬度39.9°,图中黑色五角星处)的实时覆盖区,图2在图1的基础上增加了乌鲁木齐信关站(经度87.5°,纬度43.9°)的实时覆盖区。仿真使用的空间段为类Globalstar星座,共有48颗星分成8个轨道,每轨道6颗星呈Walker星座分布。为便于地面站观测,将轨道高度设为1 414 km(周期为113 min,此时为回归轨道)。同时为简化卫星星体结构,卫星无星际链路,只是单纯的转发信号,为弯管式转发器。 由图2可知,在不同仰角的情况下,只要适当设置关口站并通过地面网使各个关口站互连,就可实现全球的无缝覆盖。在该系统中,以信关站实时覆盖区作为一个蜂窝,同时将信关站作为该蜂窝域的网关,他负责为整个域内的移动用户提供登记、注册、位置管理和资费管理等服务。信关站也作为该区域内的家(HA)或者外地(FA),用户在本区域内移动时,即使在多颗卫星间切换,也不需要向家(HA)登记,而一旦漫游到另一个信关站覆盖区,则用户通过卫星将注册信息发送到外区信关站(此时作为FA),外区信关站然后通过地面网络向该用户的家(HA)登记。根据Cellular IP分布式数据库原理,系统各信关站分别存储该域内的用户位置信息,并且要求其存在路由和寻呼两套缓存机制。 在该系统中,卫星只是发挥类似地面网基站的功能,他负责为覆盖区内的用户提供无线接入服务。为了减少系统信令开销,卫星虽然不具备星上处理能力,但仍然要求其带有一定的缓存机制,即要求其存在路由缓存而不需要存在寻呼缓存。 整个系统网络结构框图如图3所示,信关站与卫星通过星地链路相连,而信关站之间则通过地面网络互连。为了进一步减小系统信令开销,根据Cellular IP的基本原理,对活动主机要求逐个卫星连续跟踪,即一旦与卫星切换,则立即通知该信关站,因此将一个信关站实时覆盖区作为对活动主机的一个路由服务域,如图3实线所示,所有信关站间都进行路由缓存信息的交流。而对于空闲的移动用户,跟踪粒度相对较松,根据卫星通信系统特点,可以适当扩大寻呼区域,即将几个相邻信关站实时覆盖区当作一个寻呼区域,在实际操作中,可根据国界或地理区域的限制将数个信关站实时覆盖区作为一个寻呼区,并把其中一个信关站寻呼缓存当作总寻呼路由缓存,而只把其他信关站的缓存作为分寻呼缓存,如图3虚线所示,将三个信关站作为一个寻呼区域,寻呼缓存信息只在本寻呼区域内的信关站间交流,具体工作过程将在下面说明。 3 星座通信系统切换、位置管理和路由方案 3.1 切换管理 在该卫星通信系统中有三种切换发生,分别是卫星与地面信关站的切换、用户与覆盖卫星的切换、用户到不同信关站覆盖区的切换。由图1、图2可知,在最小仰角为30°时,信关站实时覆盖区区域已相当缩小,在考虑高速宽带业务时,可能需要更高的仰角,因此其覆盖区将进一步变小,进而导致移动用户(特别是对飞机等在大范围移动的用户)在不同信关站间的切换将经常发生。根据蜂窝IP的概念,这种切换实际上是在相邻蜂窝小区间进行,其切换准则只需采用与地面移动通信系统相类似的协议。对于卫星与地面站的切换,由于地面信关站往往具有很强的实时处理和运算能力,并且由于卫星星历在相当精度内具有可预测性,因此这种切换可以由地面站单向控制,具体采用何种切换准则需要和用户与卫星间的切换准则进行综合考虑。一旦切换发生后,信关站应立即让所属卫星停止发送含有以前的蜂窝区域标识及寻呼区域标识的信标信号,转而发送带有新的标识的信标信号。 任一时刻用户可能接收到属于不同信关站的多个卫星转发的信标信号,由于蜂窝IP被动连接和快速切换的要求,用户首先要甄别自己在哪个信关站的实时覆盖区内,此时用户可根据最强最多的标识信号自主判决。当知道自己所属位置区后,用户根据信标信号中的标识信息,只对含有自己所属信关站标识信号的信标信号进行比较处理。考虑到移动用户机的体积、重量要求,其计算能力将受到限制,因此对于他采用简单的信号最强准则进行切换,即用户一旦检测到比当前信号强的信标信号则马上切换到该卫星,上行分组从而通过该卫星转发到信关站,卫星及信关站在转发过程中记录或更新新的路由,同时将老路由删除,并以此反向路径转发下行分组。 3.2 位置管理与路由方案 使用蜂窝IP技术的星座卫星通信系统,其位置管理与路由方案与在地面系统中类似,也分为活动和空闲两种控制管理机制。在用户活动状态时,当有数据发送时,用户发出的上行分组数据先通过卫星路由到覆盖区地面站,然后根据IP地址转发至目的地,卫星及地面信关站也据此分组保存用户位置信息及路由信息,同时将其反向链路作为下行分组的转发路径;当需要接收数据时,数据包先发送到信关站,然后查询本地路由缓存,若存在用户路由信息,则向指定卫星转发,然后路由到用户,若不存在,则丢弃该包。在用户空闲状态时,当有数据要发送时,其上行分组通过信标信号最强的卫星转发至覆盖区信关站,此时,用户路由及位置信息已经更新(或者建立),用户由空闲转为活动;当有分组转发至该用户时,IP数据包先转发至含有主寻呼缓存的信关站,查询主寻呼缓存,根据查询结果转发分组,若属于本信关站覆盖区,则通过所属卫星广播,用户接收到分组后被激活,若不属于本信关站覆盖区,则向与其同属一个寻呼域的含有分寻呼缓存的信关站转发,用户收到分组后也被激活。 用户处于活动状态时,每切换到一新的卫星覆盖区,则发送路由更新包;处于空闲状态时,则只到寻呼超期时刻或漫游到另一寻呼区域时才发送寻呼更新包。卫星及地面信关站的缓存均设定超期更新时间,一旦过时,则缓存就设定为不可用状态。同时,为了贯彻寻呼区域的概念,属于同一寻呼域的含有分寻呼缓存的信关站应当向含有主寻呼缓存的信关站交流信息。为了移动用户机的正常工作,卫星周期性发送的信标信号中除了应包括信关站实时覆盖区位置信息,还应该包含寻呼域信息。 4 性能分析 相对于普通的星座通信系统,引入IP概念后可以极大程度上满足未来宽带业务高速数据业务的发展要求,也便于与下一代地面网的兼容,同时根据IP特点,通过适当设置IP报头,可以将系统控制与数据传输综合考虑,简化现有网络。 卫星通信系统采用蜂窝IP技术相对于直接使用移动IP技术主要有以下优点: (1) 以信关站实时覆盖区来划分和区别蜂窝,其蜂窝要比普通地面系统或者单颗卫星覆盖区大的多,因此可以减少用户在不同蜂窝间切换的概率; (2) Cellular IP支持寻呼业务,无论是从业务需求或是减少信令方面考虑,都是非常必要并且实用的; (3) Cellular IP将大量的路由、查询功能放到了地面信关站,在卫星只是加上了简单的路由缓存机制,极大地简化了并且降低了对卫星的要求,增加了系统的可靠性; (4) 信关站覆盖区和寻呼区域的概念,一定程度上可以以一国国土范围为界,充分考虑到了各国的信息安全和主权,便于世界各国间的合作。 5 结语 微移动IP协议在卫星通信网络中有相当大的应用空间,本文只是从下一代网络全IP的方向考虑,探讨了将Cellular IP技术运用到星座卫星通信系统的可能性,并根据蜂窝IP的相关原理,对无星际链路的卫星系统网络结构进行了改造,并且对网络的切换、路由和位置管理进行了分析。蜂窝IP技术相对于纯移动IP技术,应运到卫星通信系统中能极大的提高移动性管理的效率、缩短时延,降低丢包率,但由于该技术是为地面网设计,对基站移动的情况未作考虑,因此下一步还需要在系统的切换问题上进行相应改进,同时对其他方面作一些定量分析,以确实该技术在卫星网络中的实用性,这是下一步的工作。 卫星通信系统论文:武警卫星通信系统的雨衰估算及分析 摘 要:由于雨衰是影响卫星通信的重要因素,根据武警部队卫星通信网建设的需要,基于ITU-R制定的雨衰计算模型,选取6个典型城市进行雨衰计算,得到雨衰对Ku波段卫星通信系统的影响,分析得出地星路径仰角越小,海拔越低,降雨率越大,降雨造成的信号衰减越大。 关键词:卫星通信;Ku波段;雨致衰减;EIRP 1 引 言 武警卫星通信网的建设是适应新时期武警部队信息化发展的需要,电波传播研究表明,对于Ku波段的卫星通信系统,雨衰是影响通信质量的重要因素。电波由于雨滴吸收和散射而产生衰减,就是降雨衰减,简称雨衰。由图1可以看出电波传播所受的各种天气的影响中,降雨衰减是最为重要的。 雨衰的大小与雨滴直径和电磁波的波长有关,当电磁波波长远大于雨滴的直径时,降雨衰减主要是雨滴的吸收衰减,散射衰减则发生在雨滴直径较大或者波长较短时。当电磁波的波长和雨滴直径越接近时衰减越大,特别在10 GHz以上频段,雨衰的影响会非常明显,而且衰减值随频率和雨强的增加而增大。由于武警卫星通信网所用频率正是Ku波段,因此在通信链路的设计中必须考虑降雨对电波传播的影响,由此来确定国内各地球站的设备,即天线增义和系统功率。通信网的建设必须保证全国范围内的通信,由于我国幅员辽阔,地理面貌多种多样,各地的降雨情况有很大的不同,这就要求在研究雨衰时,必须针对不同地区的降雨情况进行雨衰分析。 2 Ku波段地面-卫星通信线路雨致衰减计算 根据武警部队各总队所在地区特点,同时考虑我国的地理形式,选取6个典型城市进行Ku波段的雨衰分析,分别为:海口、昆明、福州、北京、乌鲁木齐、哈尔滨。这里计算卫星链路上的雨衰采用ITU关于斜路径降雨损耗的计算方法[1]。 3 武警卫星通信系统雨致衰减分析 从以上的计算结果中看出雨致衰减受很多方面的影响,对于武警卫星通信网的建设,必须综合考虑经纬度,海拔,降雨率等各个方面的影响,由此可以得到不同地球站EIRP的变化和天线口径的比较。其中: 下面给出在不考虑其他因素的影响时,降雨率、海拔、仰角与雨衰值之间的关系图,如图2~图4所示。 从计算结果和图中可以看出对于Ku波段降雨率的影响是所有因素中最为重要的,我国的降雨率有明显的地区分别,其中新疆,西藏,青海,甘肃等西北地区的降雨率,明显低于海南,广州,福建等东南沿海城市,这使得武警部队在这些地区建站时,天线的口径可以根据降雨衰减适当增大或减小。比如乌鲁木齐的降雨率为5 mm/h,降雨衰减为0.46 dB,海口降雨率则为124 mm/h,降雨衰减为23.23 dB,所以为了克服雨衰,海口天线增益要增大,EIRP值与天线口径要随之增大很多,而乌鲁木齐则基本不用考虑雨衰的影响。 雨致衰减也会由于海拔高度的不同而不同,例如福州和昆明两地的仰角相差为2°,但是海拔高度却相差1 800多米,因此造成的雨衰差值达到11.85 dB,海拔高度越高,雨衰越小。武警卫星通信网建站时,特别是设计机动型的车载站,当工作于山地,平原,盆地等具有不同海拔特性的地区时,EIRP值的设计要足够大,能较好的抵消雨衰的影响。站点的配置要既能满足通信质量的要求,又不会造成资源的浪费。 除了以上两点影响外,卫星通信链路的雨衰还与地星路径的仰角有关,仰角不同,雨衰下的斜路径长度就会不同,使得电波所受到的雨致衰减存在差别,仰角越大,路径越短,雨衰值越小。武警卫星通信网各总队通信站最大仰角差位于海口和哈尔滨之间,为31.8°,当两站取相同降雨率(50 mm/h)和海拔高度(112.5 m)时,海口的衰减值为7.59 dB,低于哈尔滨3.5 dB。但是由于海口的降雨率是哈尔滨的两倍多,使得海口的实际雨衰高于哈尔滨12.14 dB。 4 结 语 本文根据ITU-T规定的降雨衰减计算模型,选取“鑫诺一号”卫星(110.5),采用线极化方式,针对武警卫星通信网所用Ku波段,计算了6个典型城市的降雨衰减,得到雨衰对Ku波段卫星通信系统的影响,分析了影响雨衰的主要因素,分别给出了地星路径仰角,降雨率,海拔与雨衰之间的关系图,分析得出地星路径仰角越小,海拔越低,降雨率越大,则降雨衰减越大,对于我国的Ku波段武警卫星通信系统,如何采取必要措施,减少降雨衰减对通信的影响,使得地面站的配置更加合理,既能满足通信质量的要求,又尽可能的节省资金,将是对国家和武警部队都有着重要意义的问题,值得我们进一步深入研究。 作者简介 周艳秋 女,1984年出生,硕士研究生。研究方向为微波技术与天线。 贾 方 男,1984年出生,硕士研究生。研究方向为无线数据通信。 李 萍 女,1957年出生,教授,研究生导师。研究方向为微波技术与天线等。 卫星通信系统论文:试论低轨卫星通信系统的切换方案 【摘要】文章主要研究了低轨卫星通信系统的切换方案。本文从低轨卫星通信系统的信关站内用户切换及跨信关站用户切换两方面出发,对通信系统切换方案设置、格式内容等进行探究,深入挖掘了通信系统切换的方案内容。与此同时,本文还对切换目标卫星的选择策略进行分析,全面研究了切换选择策略对系统性能的影响。文章对低轨卫星通信系统发展具有一定的贡献性作用。 【关键词】低轨卫星;通信系统;切换方案 1.低轨卫星通信系统信关站内用户切换 低轨卫星通信系统信关站内用户切换过程主要为:移动用户接收系统信号-判断信号内容并 发出需求报告-依照优先级对切换需求报告进行排序,执行切换过程-将消息给予目的卫星,实施无线资源分配-确定无线资源内容,将消息传回信关站-信关站接收应答,向用户发送切换信息-用户接收信息实施切换,目的卫星检测切换是否正确-验证用户消息正确,切换完成,释放无线资源,清除命令,其具体流程见图1。 图1 低轨卫星通信系统信关站内用户切换流程图 该流程中信关站及卫星之间的切换基本信息格式为:TYPE(取值为MM-H)、HO-num(取值为1)、User-id(取值为用户id)、SRC-Sat(取值为卫星A id)、DST-Sat(取值为卫星B id)、MSC(取值为信关站id)长度8bit,Sub-TYPE(取值为HANDOVER-REQUIRED)长度16bit。信息报告过程中当SRC-Sat与DST-Sat值相同时系统信关站内同一卫星波束见间发生切换。系统各项信息格式在该格式上依照具体环境适当调整,其具体格式内容基本相同,切换完成后进行信息清除。 低轨卫星通信系统切换过程中一旦发生信号异常,系统非常容易出现切换问题,造成切换终止,如信关站发送的切换需求应答信号(HANDOVER-REQUIRED-ACK)接收异常、信关站无法接收到系统接收到拒绝信号(HANDOVER-REQUIRED-REJECT)等。出现上述异常问题后信关站常通过自身需求适时选取对应执行方案,其具体包括: (1)重新进行切换,执行切换过程; (2)从切换需求报告(HANDOVER-REQUIRED)出发重新选取目的卫星,选取对应目的卫星体系重建切换,执行切换过程; (3)等待信关站发送下一切换需求报告(HANDOVER-REQUIRED)。 2.低轨卫星通信系统跨信关站用户切换 低轨卫星通信系统跨信关站切换与其他切换之间存在本质上的差异,其信息内容可以在两个信关站之间交互,可以实现移动应用。跨信关站切换过程主要为:移动用户接收信号-从卫星A向其他卫星发送切换需求报告-依照优先级进行排序,发送切换请求MAP信息-信关站B接收信息,形成切换请求消息-目的卫星接收确认消息,分配无线资源-移动用户接收切换命令,访问无线资源-结束切换,清除命令,其具体切换见图2。 图2 低轨卫星通信系统跨信关站用户切换流程图 该系统基本切换信息格式与信关站内部信息格式基本一致,其HO-num取值转变为2,增加DST-MSC(取值为信关站B id)和,长度为8bit,其他基本无变化。移动用户呼叫结束前,信关站A一直保持着呼叫控制状态,在呼叫完成后需要对各项信息内容进行及时清除,否者系统正常切换将受到影响。 低轨卫星通信系统跨信关站用户切换过程中当信关站切换发生异常、信关站向外发射信号发生异常、移动用户切换出现异常等均可以造成跨信关站用户切换出现问题,导致执行过程出现障碍。在上述异常状况下信关站A可以依照具体环境选取对应执行方案,其具体包括: (1)进行卫星B切换,重新执行切换过程; (2)从切换需求报告(HANDOVER-REQUIRED)出发重新选取目的卫星,选取对应目的卫星体系重建切换,执行切换过程; (3)等待卫星A发送下一切换需求报告(HANDOVER-REQUIRED)。 3.低轨卫星通信系统的切换选择分析 在对低轨卫星通信系统的切换进行选择的过程中要把握好系统切换性能,要依照最终性能选取合理切换方式,从而保证切换效益的最大化。当前卫星准则较为简单,在切换选取的过程中没有对无线信号传播条件进行全方面考虑,整体切换效果并不显著。本次研究过程中对无线信号传播条件进行分析,依照用户端及地球信关站之间的数据信息进行方案调整,有效提升了系统选取效益。 本次研究中的低轨卫星通信系统切换主要通过卫星波束的高速移动完成,移动状况相对简单。在方案选取过程中要把握好该特性对方案信号质量进行调整,形成对应目标卫星选取策略,确保用户能够接收到最优的卫星信号信息。除此之外,信号准则内容也是影响低轨卫星通信系统的切换的关键。当在最强信号准则下,用户自身高速移动会受到一定影响,切换次数将上升,因此,选取时要把握好方案切换状况,依照该指标选取对应目标卫星,通过该选取方式降低系统切换次数,从本质上提升低轨卫星通信系统的切换效益。 4.总结 低轨卫星通信系统的切换直接影响着移动终端之间的无线通讯质量,对人们生活水平的提升具有至关重要的作用。该切换可以通过调整信关站、卫星及接入点之间的关系形成最优信号转换通道,从本质上提升了卫星服务效益。在今后研究过程中研究人员要拓展低轨卫星通信系统信关站内、跨信关站切换内容,要对上述结构进行充分挖掘,从而实现卫星通信研究效益的全面提升。 卫星通信系统论文:卫星通信系统在人防应急通信中的应用研究 【摘要】 近些年,随着防空防灾系统的不断发展和完善,人防应急通信系统逐渐引起了国内外广大学者们的重视,它在各大领域中的地位也有了显著的提高。为了在各类人防应急事件时能更好的进行协调统一调度,对人身安全和公共或私有财产安全进行更好的保护,各国都相继建立了自己的人防应急系统。本文主要针对人防应急通信统中卫星通信的应用进行了较为全面的分析,并且针对人防应急通信中卫星通信系统的使用应注意的问题,进行了相应的阐述。 【关键字】 星通信系统 人防应急通信 应用 引言:卫星通信系统具有覆盖面广、长距离通信、可靠性强等优点,卫星通信不会轻易被地面的复杂通信状况所干扰;通信系统相较于其他通信系统而言更加灵活,局限性较小;并且卫星通信具有宽频带,大容量等优势,所以在人防应急系统中较为常见[1]。 一、人防应急通信 人防应急通信就是在发生自然灾害或人为突发状况,如火灾、洪涝灾害、大面积塌方、战争等情况时,利用不同的通信手段,建立合理的紧急救援通信网络,以确保救助、救援工作能够顺利及时的开展。人防应急系统是一种多通信手段并存的兴新技术,还涉及很多人员分配,技术配合等问题。与此同时,由于应急通信系统所处的环境的不确定性,救援队时常对人防应急通新系统提出很多特殊的要求,以便在技术层面对通信系统提供更多的保障。人防应急通信系统示意图如下所示[2]。 二、卫星通信系统介绍 1、卫星地面站。在进行高空卫星通信的同时,人防应急通信系统可以在地面布置卫星地面站,如短波电台等,卫星地面站可以用于各种自然灾害、战争破坏下不同地形地势中救灾的指令转达、资源分配和调度等使用,同时也可以应用到点对点通信系统中,如民众通信。这种通信系统具有很强的可移动性,实时性等优点,但是系统的安装成本较高,并且一旦部署完毕很难拆除更改,所以具有一定的局限性。 2、卫星电话。卫星电话是一种较为稳定的人防应急系统中常用的通信手段,它具有一定的稳定性,灵活性,可以进行实时的指令传达,但是存在终端设备限制等问题,无法大面积使用。 3、其他设备。较为常见的人防应急通信系统设备还有地面通信应急车、卫星通信便携站等,这些设备在一定程度上确保了人防应急通新系y的完备性、可操作性、可靠性、机动性[3]。 三、卫星通信系统在人防应急通信中的应用 在人防应急通信系统中对卫星通信就提出了如下要求:灵活性、稳定性、大容量,高速率传输等。一般的传输速率要求为:4Mbps-24Mbps,图像分辨率一般要求为352×288以上。卫星通信系统也应具备“总体部署、统一协调、应急通信为主、各个通信技术并存”的理念。 1、 在军事突发事件中的应用。在军事突发状况下,主要的技术局限性体现在战地的危险性、破坏性、反侦察性等。在这类人防应急状况下对卫星通信的要求较高,首先卫星通信应具有较好的隐身性能,这就对卫星的性能指标,如方向图、增益等提出了较高的要求。此时可利用无人机、直升机等平台进行卫星通信系统的搭建。其次该系统需要具备较强的灵活性,可靠性等,可利用装甲车这个平台进行战地部署。 2、在公共安全突发事件中的应用。在一些地质灾害中,由于这些自然灾害的突发性、不确定性,对此类人防应急状况,通信系统就提出了灵活性、机动性等要求。此类灾害是突然发生的,而且灾害的类型无法预知,所以针对此类灾害建立的系统可以进行底层基础设施的搭建,并提供较多的兼容性接口,以便能够实时适应各种新型技术手段,以及各种类型的突发状况。 四、在人防应急通信中使用卫星通信系统中应注意的问题 因为对人防应急通信系统有较高的要求,所以本文选取了卫星通信的技术手段,但是卫星通信对环境要求以及经济要求较高,所以在建立卫星通信系统时要注意相应的可靠性和稳定性,兼容性等,又来避免不必要的拆除和修改,以更好的适应各种环境、各个时期的不同技术要求。 五、结论 卫星通信具有实时性、远距离性、宽频带等优点,所以卫星通信系统在人防应急通信系统中有较为广泛的应用。 卫星通信系统论文:小卫星通信系统技术 摘 要:小卫星通信系统具有研发费用少,重量轻,性能稳定,信号覆盖范围广以及不受地域条件限制等优点,能够对当前大型同步轨道的卫星通信进行补充作用,在全球范围内得到广泛应用的同时也受到了众多研究机构的重视,因此对小卫星通信系统的技术进行研究同时具有实践意义和理论意义。 关键词:小卫星;通信系统;作用;研究;意义 卫星通信技术在军事、政治、工业、生活等方面均具发挥着重要作用,而相比之下,小卫星则更具有大型同步卫星所无法实现的众多优势而受到国内外研究学者的重视,同时,卫星向小型化趋势发展也是全球卫星产业的主要发展方向。我国从21世纪初期开始着手小卫星的相关研制和发射工作。 1 小卫星的技术优势 第一,荷载较少小卫星在每次的任务中一般仅需要装载一种特殊设备,进而很好地避免了大型卫星中出现的荷载间复杂配比问题。 第二,研制时间短、费用低小卫星的研制一般只需经过一到两年,同时相关的研究经费也相比大型卫星明显降低,因此更具有经济性,更体现其实践意义。 第三,重量轻小卫星的重量一般较小,就当前国际情况来看,最微型的小卫星的质量仅有几百克,体积也很小,因此功能密度大,模块可多次利用。 第四,信号覆盖范围广,由于小卫星具有较强的组网能力,因此能够形成精度较高,功能强大而且信号覆盖范围广的星座系统,进而易于补网和星座功能稳定的优势。 第五,减缓频率压力小卫星的星座中包括多颗卫星,可以频率复用,因此具有减小空间任务所具有的频率压力。 2 小卫星通信系统主要技术简介 卫星在通信中起着中转作用,即将地球站传送来的信号经过变频和放大转送到另一端的地球站,地球站是卫星与地面信息系统的链接点,用户通过地球站途径进入卫星通信系统中,形成链接的电路信号链;为了确保系统的运行正常,卫星通信系统必须和地面的监测管理系统和测控系统想链接,测控系统能够对通信卫星运行的轨道进行检测和控制,以保证地面检测系统能够对卫星所传送的通信信息进行有效的监控,保证系统安全与稳定的运行。小卫星通信的关键技术主要有通信系统的链路预算以及接收机参数估计技术和同步技术等,其中链路预算技术是设计小卫星通信系统的主要计算方法和参考依据,精确的链路预算能够确保通信系统的稳定运行。近年来,通信系统接收技术和相应的算法逐渐由信号模拟技术向数字化转变;由于卫星通信整体码速率有所提升因此对接收机的信息处理速度以及算法的复杂度、同步速度和稳定性也提出了更高的要求;信息传输量的大幅增加使得遥测领域中逐渐采用比特传输速率更高的调制方式;由于卫星通信系统在数字通信过程中的发射机和接收机的晶振不同,以及移动平台引起的多普勒效应,造成发射机和接收机之问会产生相位和频率的偏移,这种多普勒频移一般较高,即便在频偏较大时,接受同步技术也应能够正常工作,即捕获带宽较大。 3 小卫星通信系统关键技术简介 3.1 链路预算技术 链路预算,即对一通信系统中发射设备,传送信道以及接收设备的通信链路的变化情况进行的全面核算,是对小卫星通信系统性能的评价,具体而言是从发射端的信源起始,通过编码、调制、变频等多项操作,将信号通过天线发射出去,再由信道进行传输,最后到达接收天线处由接收机进行信息处理,解调所需信息。其重要性在于: 第一,可确定系统工作是否满足系统实际需要。 第二,通过计算链路余量检查系统能否满足设计要求。 第三,验证在部分设备具有硬件限制的情况下链路其他部分能否进行弥补。对于模拟电路来说,该性能指标是基带信道的信噪比;对于数字电路来说,其性能指标是基带信道上测得的误码率;卫星链路分为两种信号路径:由地面站到卫星的上行链路和从卫星到地面站的下行链路,其中上行链路的信号发射过程包括编码调频上变频放大功率等操作,信号从天线传送到小卫星的接收端,而下行链路则包括低噪声放大下变频解调解码等操作,是地面站对接收信号的处理操作。与通信系统链路预算有关的数据因素有天线特性,传输距离最大值,信号发射/接受功率,热噪声,信噪比以及接收系统的质量。 3.2 同步算法 无论是接受哪种形式的调制信号,接收机同发射机都必须保持同步,对于数字调频技术而言,有载波同步和码元同步两种基本同步模式,前者是对载波频率以及相位进行估计,后者则是对定时抽样时钟进行估计。由于发射信号在卫星通信的传输过程中必然存在一定延迟,因此产生了载波相位的偏移,同时由于其在传播过程中受到噪声干扰和多普勒效应影响,还会产生频率偏移,因此同步技术是数字通信中的关键技术,研究调制信号的载波同步和码元同步技术能够保障卫星通信系统可靠、有效、快速的运行。由于载波同步算法利用的是判决反馈环路的模型,是在时钟已同步的基础之上才能进行,因此载波同步应位于码元同步滞后才可工作。以先码元同步再载波同步的模式为例,模拟信号被天线接收后,由ADC转换为数字信号,再将频带信号通过下变频转变为基带信号,之后通过码元同步和载波同步对有载波偏差以及时钟偏差的信号进行估计,最后解调输出,码元同步位于载波同步前,以码元时间为基本数据处理周期,对相关硬件的要求较低,同步性能较好。 3.3 型号参数 估计卫星通信信号的参数估计是重要的非合作通信接收技术,因为对信号的频率和调制方法等重要数据进行检查和估测是保证解调准确和达到监视、截获信息的目的的重要方法,以便为侦察系统的工作打好基础。小卫星通信系统的常用解调方式有BPSK解调、QPSK解调、CPM解调、SOQPSK解调等。一般情况下,欲通过卫星通信捕捉信号,接收系统的带宽需远大于信号带宽,应使用宽带接收机。 4 结语 小卫星通信系统具有的多重优势使其在当今世界范围内的卫星通信领域得到广泛的应用,吸引了众多研究学者,本文针对其中的几项关键性技术进行了简单说明。卫星通信的作用范围广,涉及的技术种类众多而且较为复杂,需要我们不断进行深入研究和实践,进而推进卫星通信向小型化方向发展。 作者简介:王富德(1994―),男,辽宁鞍山人,沈阳理工大学学生。 沈丛ǎ1995―),男,江苏张家港人,沈阳理工大学学生。 姚佩航(1997―),男,辽宁大连人,沈阳理工大学学生。 卫星通信系统论文:MF―TDMA卫星通信系统技术体制分析 摘 要 由于MF-TDMA(多频时多分址)技术在支持综合业务的传输方面以及卫星通信灵活组网方面都有一个比较明显的优势,适合大多数不同规模的卫星通信网络。但是,多频时多分址技术也有其自身的局限性,工作模式属于突发模式,在资源的分配方面也存在一定的滞后性,因此在实际的工作应用过程中,必须对其网络工作的方式和系统的参数进行一个合理的设计,以提高多频时多分址卫星通信网络技术的使用效率。本文主要就MF-TDMA的工作模式进行了分析,并对其参数的选择进行了初步的设计。 【关键词】MF-TDMA 卫星通信 技术体制 分析研究 MF-TDMA技术是由90年代的单载波TDMA技术的基础上又经过一些列的发展革新而来的一种新型的宽带VSAT网,它对FDMA和TDMA进行了一个整合,吸取了两者的优点,并且借鉴了FDMA的设计理念,将TDMA技术体制进行了一个改善,解决了其庞大的缺点,让用户们的使用更加方便。系统的扩展能力很强,可以根据实际情况以及实际客户的需求自动的增加载波宽带和载波的数量,网络管理也可以对卫星的实时资源有一个动态的分配,提高IP数据业务资源的利用效率。 1 FMT调制解调技术 滤波多音调制技术也就是FMT调制解调技术,顾名思义它是一种多载波的传输技术,实际上它是与正交频分复用系统类似的多载波传输技术,其的基本原理就是发送端低通滤波器实现对每个子信道的频带进行一个严格的限制而达到的多载波的调制技术,其使用的低通滤波器必须是严格带限的。FMT与OFDM都是多载波的正交调制技术,但是二者还有所区别,OFDM的各个子载波的频道都处于一个重叠正交的状态,而FMT由于有严格带限的各个子信道而使得其相邻的子载波波频互相不重叠。 2 典型的网络结构 2.1 独立的网状和星状组网模式 MF-TDMA的卫星通信体制可以构建多种类型的网络结构。对于独立的网状和星状组图模式来说,其主要是依靠MF-TDMA卫星通信体制通过主载波和业务载波等的通信载波来支持的。在独立的网状组图网模式时,网内的各个站可以在主载波上接收广播的参考帧,并且还可以将申请信息发射出去,进行一个自主测距管理,然后经过主载波和业务载波两者实现一个相互之间的通信。在独立的星状组网模式下,网内的各个业务站要首先接受主站发射的广播载波参考帧,然后进一步的通过业务载波发射申请信息并实现分站与主站之间的一个通信,各个业务站之间也可以实现一个双跳通信,不过这个所谓的双跳通信是由主站来完成的,而测距管理则由主站在经过计算之后通过对业务站加以指导完成。 2.2 多点广播与通信融合网 MF-TDMA卫星通信技术不仅仅可以支持业务载波等通信载波的配置,除此之外还可以支持单独配置的广播载波。网内的各个站点可以将网状组网通信和广播载波发送广播信息的任务同时进行,比如,在进行网状组通信的同时可以进行视频、信令以及相关数据的传送与传输,网内工作的最大特点就是支持广播业务与通信业务共用一个网进行传输。 3 MF-TDMA体制的优势所在 3.1 系统灵活和广播能力较强 在现代通信卫星的发展过程中,对通信节点之间的组网能力有一个重要的要求,要求其有足够灵活,能够及时应对变化。到目前为止我国的MF-TDMA综合业务网已经可以比较灵活的形成星状网以及网状网了,并且,其发展已经相当成熟,在其同一个网内还可以灵活自如的形成不同的网络。比如,在同一个网内,可以将电话业务配置成为网状网,而将数据业务配置成为星状网,并且,还可以根据不同的实际情况,针对不同的业务部门的情况配置不同的虚拟子网,将数据广播和数据共享更加完美的实现出来。总而言之,MF-TDMA的一个显著的特点就是可以灵活的进行网络的重新配置,并且,MF-TDMA还可以将接有不同任务的不同的几个站进行一个对接,还可以对其的工作状态和实时的网络状况进行一个监控,系统呼叫转换的时间也大大的减短了。 3.2 业务支持能力强 在之前,对于稀路由的,端到端的话音或者是相对来说数据较为低俗的业务来说,大多都是采用SCPC/DAMA系统构成星状网进行转接,也有是通过小站业务经主站来完成转接的任务的。但是随着用户业务多样性的变化,通信网络也不得不使用多样性的服务来满足客户多样性的要求,尤其是针对于IP的业务,与普通的电话基于CALL-BY-CALL的模式不同,本端的IP数据需要在同一个时刻去到不同的目的地,这就是为什么采用MF-TDMA这一份体制来构成平时的IP网络了。 3.3 支持视频会议 对于MF-TDMA来说,其还有一个十分重要的应用就是其支持任一点对视频会议的功能,在新的MF-TDMA系统中,每一个站内发出的时隙,以及时隙所包含的信元,都可以经过合理配置,从而实现一方面指向目的地,另一方面进行广播应用,进行全网或者是分组用户通收,从而呈现所需要的视频会议。 4 MF-TDMA体制的应用设计 4.1 进行多类站型叠层组网的应用 所谓的提高多类地球站混合组网通信容量实际上就是通过采用一些双值守载波以及地球站分类和自动适配的技术实现的,通过这些技术的应用使得小口径地球站间可以使用低速度的载波、大口径地球站间可以使用高速度的载波,并且还实现了大小地球站间可以使用中速率的载波进行成企鹅状的组网通信,这些不同速度的载波的应用可以将地球站之间收发信号的能力充分的利用起来,从而加大多类地球站混合组网的通信容量。 4.2 应用规划 MF-TDMA系统的工作主要是依靠卫星透明转发器的工作,其参数配置的灵活性较强。因此,对于相同的通信网建设或者是任务保障来说,其可行的配置方案会存在很多种不同的方案,但是,需要注意的是在不同种类的配置方案中,其对应方案帧的效率也不尽相同,这就决定了其对于通信卫星的占有也不完全相同。使用的规划就是要达到一个在保证任务需求和服务质量的前提下,要找出帧效率最高,并且转发器资源的利用效率相对来说较高的系统配置方案,需要注意的是,在最终的确定阶段还应当结合地面站型的配置情况,来最终确定配置方案。总之,应当注意到以下的几点,任务的需求、地球站的类型、相关的气象信息等。综合考虑,确定最佳的配置方案十分重要。 5 总结 总而言之,MF-TDMA技术的发展经过了不断的融合与创新,其独有的灵活性为多样性的需求带来了便利,视频会议功能也是其特色,其的发展有了一定的进步,但是依旧存在一些不足需要去改进,其关于网络卫星资源的配置更是需要经过综合考虑各种因素,才能最终确定一个最佳的配置方案,这也是MF-TDMA技术在今后发展的主要方向, 作者单位 1.中国电子科技集团公司第五十四研究所 河北省石家庄市 050081 2.中国人民解放军91917部队 北京市 102100 卫星通信系统论文:小卫星通信系统关键技术 摘 要 小卫星通信系统具有研发费用少,重量轻,性能稳定,信号覆盖范围广以及不受地域条件限制等优点,能够对当前大型同步轨道的卫星通信进行补充作用,在全球范围内得到广泛应用的同时也受到了众多研究机构的重视,因此对小卫星通信系统的技术进行研究同时具有实践意义和理论意义。 【关键词】小卫星 通信系统 作用 研究 意义 卫星通信技术在军事、政治、工业、生活等方面均具发挥着重要作用,而相比之下,小卫星则更具有大型同步卫星所无法实现的众多优势而受到国内外研究学者的重视,同时,卫星向小型化趋势发展也是全球卫星产业的主要发展方向。我国从本世纪初期开始着手小卫星的相关研制和发射工作。 1 小卫星的技术优势 1.1 荷载较少 小卫星在每次的的任务中一般仅需要装载一种特殊设备,进而很好地避免了大型卫星中出现的荷载间复杂配比问题。 1.2 研制时间短、费用低 小卫星的研制一般只需经过一到两年,同时相关的研究经费也相比大型卫星明显降低,因此更具有经济性,更体现其实践意义。 1.3 重量轻 小卫星的重量一般较小,就当前国际情况来看,最微型的小卫星的质量仅有几百克,体积也很小,因此功能密度大,模块可多次利用。 1.4 信号覆盖范围广 由于小卫星具有较强的组网能力,因此能够形成精度较高,功能强大而且信号覆盖范围广的星座系统,进而具有易于补网和星座功能稳定的优势。 1.5 减缓频率压力 小卫星的星座中包括多颗卫星,可以频率复用,因此具有减小空间任务所具有的频率压力。 2 小卫星通信系统主要技术简介 卫星在通信中起着中转作用,即将地球站传送来的信号经过变频和放大转送到另一端的地球站,地球站是卫星与地面信息系统的链接点,用户通过地球站途径进入卫星通信系统中,形成链接的电路信号链;为了确保系统的运行正常,卫星通信系统必须和地面的监测管理系统和测控系统想链接,测控系统能够对通信卫星运行的轨道进行检测和控制,以保证地面检测系统能够对卫星所传送的通信信息进行有效的监控,保证系统安全与稳定的运行。 小卫星通信的关键技术主要有通信系统的链路预算以及接收机参数估计技术和同步技术等,其中链路预算技术是设计小卫星通信系统的主要计算方法和参考依据,精确的链路预算能够确保通信系统的稳定运行。近年来,通信系统接收技术和相应的算法逐渐由信号模拟技术向数字化转变;由于卫星通信整体码速率有所提升因此对接收机的信息处理速度以及算法的复杂度、同步速度和稳定性也提出了更高的要求;信息传输量的大幅增加使得遥测领域中逐渐采用比特传输速率更高的调制方式;由于卫星通信系统在数字通信过程中的发射机和接收机的晶振不同,以及移动平台引起的多普勒效应,造成发射机和接收机之问会产生相位和频率的偏移,这种多普勒频移一般较高,即便在频偏较大时,接受同步技术也应能够正常工作,即捕获带宽较大。 3 小卫星通信系统关键技术简介 3.1 链路预算技术 Link Budget(链路预算),即对一通信系统中发射设备,传送信道以及接收设备的通信链路的变化情况进行的全面核算,是对小卫星通信系统性能的评价,具体而言是从发射端的信源起始,通过编码、调制、变频等多项操作,将信号通过天线发射出去,再由信道进行传输,最后到达接收天线处由接收机进行信息处理,解调所需信息。其重要性在于: (1)可确定系统工作是否满足系统实际需要; (2)通过计算链路余量检查系统能否满足设计要求; (3)验证在部分设备具有硬件限制的情况下链路其他部分能否进行弥补。 对于模拟电路来说,该性能指标是基带信道的信噪比;对于数字电路来说,其性能指标是基带信道上测得的误码率;卫星链路分为两种信号路径:由地面站到卫星的上行链路和从卫星到地面站的下行链路,其中上行链路的信号发射过程包括编码调频上变频放大功率等操作,信号从天线传送到小卫星的接收端,而下行链路则包括低噪声放大下变频解调解码等操作,是地面站对接收信号的处理操作。与通信系统链路预算有关的数据因素有天线特性,传输距离最大值,信号发射/接受功率,热噪声,信噪比以及接收系统的质量。 3.2 同步算法 无论是接受哪种形式的调制信号,接收机同发射机都必须保持同步,对于数字调频技术而言,有载波同步和码元同步两种基本同步模式,前者是对载波频率以及相位进行估计,后者则是对定时抽样时钟进行估计。由于发射信号在卫星通信的传输过程中必然存在一定延迟,因此产生了载波相位的偏移,同时由于其在传播过程中受到噪声干扰和多普勒效应影响,还会产生频率偏移,因此同步技术是数字通信中的关键技术,研究调制信号的载波同步和码元同步技术能够保障卫星通信系统可靠、有效、快速的运行。由于载波同步算法利用的是判决反馈环路的模型,是在时钟已同步的基础之上才能进行,因此载波同步应位于码元同步滞后才可工作。下面以先码元同步再载波同步的模式为例,如图1所示,模拟信号被天线接收后,由ADC(analog-to-digital converter,模数转换器)转换为数字信号,再将频带信号通过下变频转变为基带信号,之后通过码元同步和载波同步对有载波偏差以及时钟偏差的信号进行估计,最后解调输出,码元同步位于载波同步前,以码元时间为基本数据处理周期,对相关硬件的要求较低,同步性能较好。 3.3 型号参数盲估计 卫星通信信号的参数估计是重要的非合作通信接收技术,因为对信号的频率和调制方法等重要数据进行检查和估测是保证解调准确和达到监视、截获信息的目的的重要方法,以便为侦察系统的工作打好基础。小卫星通信系统的常用解调方式有BPSK解调,QPSK解调,CPM解调,SOQPSK解调等。一般情况下,欲通过卫星通信捕捉信号,接收系统的带宽需远大于信号带宽,解应使用宽带接收机。 4 结语 小卫星通信系统具有的多重优势使其在当今世界范围内的卫星通信领域得到广泛的应用,吸引了众多研究学者,本文针对其中的几项关键性技术进行了简单说明。卫星通信的作用范围广,涉及的技术种类众多而且较为复杂,需要我们不断进行深入研究和实践,进而推进卫星通信向小型化方向发展。 作者单位 河北诺亚人力资源开发有限公司 河北省石家庄市 050000 卫星通信系统论文:VSAT卫星通信系统及应用研究 摘要:通信传输的方式主要有两种,分别为卫星通信和光纤通信。随着光纤技术的不断发展,光纤通信方式在实践中应用的范围越来越广。很多人都认为卫星通信方式将退出历史舞台。但一种新型的卫星通信技术出现了,即VSAT卫星通信。相比于传统的卫星通信方式,VSAT卫星通信改变了传统的点对点的传输方式,实现了点对多点的传输。近年来,随着相关技术的不断发展,VSAT卫星通信技术在实践中应用的范围越来越广。本文将结合我国通信行业的实际情况,分析和研究VSAT卫星通信技术的应用。 关键词:VSAT卫星通信系统 网络构成 应用 1 VSAT卫星通信系统概述 1.1 VSAT卫星通信系统的网络构成及连接方式 VSAT卫星通信系统主要包括三部分。第一,是主站。主站就是指枢纽站。主站中包括天线、VSAT主站终端设备、网络控制中心等。其中,天线使用的是圈套口径的天线,这样可以有效减少发射功率。主站在VSAT卫星通信系统中具有比较重要的作用,可以对整个通信系统的运行过程进行监控和管理;第二,是通信卫星。通信卫星其实就是中转站,可以对地球传输过来的信号进行处理,并将其传回到地球上;第三,是小站。小站包括两部分,一部分是安装在户外,通常是安装在建筑物的顶层。另一部分要安装在室内。户内的设备和户外的设备是连接在一起的,大多是通过电缆相连。VSAT小站具有语音功能,可以进行通话。这样,电话网上的用户就可以通过小站和主控站进行通话。 VSAT卫星通信系统主要是通过软件对系统工作过程进行控制。VSAT卫星通信系统支持多种连接方式,可以根据用户的要求选择连接的方式。VSAT卫星通信系统的连接方式可以归纳为两种,分别为点多点连接和点对多点连接。首先,介绍点对点连接。点对点连接是通过空间信道完成的。在实践过程中,采用点对点的连接方式可以选择下述几种数据传输的方式。第一种是异步字符透明传输。其中包括双向数据传输和单向数据传输两种方式。数字广播行业中使用的是单向数据传输方式,如果是字符型终端则应采用双向数据传输的方式;第二种是同步位透明传输。其中也包括双向数据传输和单向数据传输两种方式。在开展点多点广播业务时可以采用单向数据传输的方式。其次,介绍点对多点连接。点对多点连接包括两种形式,一种是同一小站不同的数据端口和主站同一端口连接在一起。另一种是不同小站数据端口和主站同一端口连接在一起。异步字符广播式、同步位透明广播方式等均属于点对多点的连接方式。 1.2 SAT卫星通信系统的特点 相比于一般的通信系统来说,VSAT卫星通信系统具有下述特点。第一,VSAT卫星通信的容量比较大,成本比较低;第二,VSAT卫星通信系统中卫星的体积不断增大,转发器的数量不断增多;第三,随着VSAT卫星通信技术的不断发展,出现了微型地球通信网,可以满足更多用户的使用需求;第四,VSAT卫星通信技术在使用的过程中不会受到地形、地物的影响,对使用环境条件的要求比较低;第五,VSAT卫星通信设备安装过程比较简单,1到2天就可以开通一个VSAT小站;第六,VSAT卫星通信的质量比较高,很少会出现信息传输错误的现象。 2 VSAT卫星通信存在的问题 (1)投资者对VSAT卫星通信系统了解不全面。早在上世纪80年代就出现了VSAT卫星通信技术,但直到90年代也没有人进行相关方面的投资。后来,一些投资者进行了VSAT卫星通信系统的投资,但并没有了解清楚VSAT卫星通信系统,只是认为VSAT卫星通信技术属于高新技术,投资的回报率会比较高。当发现在短时间内难以取得回报时,很多投资者都撤资了;(2)缺少有利的市场经济条件。目前,我国虽然已经开放了VSAT卫星通信业务,但却对VSAT公司进行了很多的限制,从而影响了VSAT公司的发展;(3)没有形成行业管理特色。VSAT卫星通信行业发展的速度比较快,在其快速发展的过程中相关的制度规定却还不完善。再加上VSAT卫星通信行业本身涉及到的业务比较多,管理比较复杂,从而使得很多VSAT公司不知道该如何管理,没有形成行业管理特色,进而影响了管理的效果。 3 VSAT卫星通信的应用 目前,随着相关技术的不断发展,VSAT卫星通信技术在不断完善,在各行各业中都具有较为广泛的应用。例如,在金融、证券、地质、交通、物流等领域中都会涉及到VSAT卫星通信技术。本文将以某烟草全国卫星通信专用网为例,介绍一下VSAT卫星通信技术的具体应用过程。 某省是我国烟草生产的重点地区,对于全国烟草市场的发展具有重要的影响。建立全国卫星通信专用网可以更好地追踪卷烟生产销售的信息。全国卫星通信专用网中主要包括两部分。一部分是地面段。其中主要包括中心控制站和VSAT小站。中心控制站有一个。VSAT小站有2214个,在全国各个连锁店。另一部是空间段。其中主要是Ku频段转发器。在全国卫星通信专用网中使用了两种类型的数据传输网。一种是双向数据传输网,主要是用于中心控制站和小站之间的数据通信。另一种是电话网,主要是为了满足电话通信的需求。电话通信网采用的是SCPC/DAMA制式,数据通信网采用的是TDM/TDMA制式。如果是从中心控制站向小站传输数据,则需要经过TDM信道。如果是从小站向中心控制站传输数据,则需要经过TDMA信道。 4 结语 总之,VSAT卫星通信技术作为一种新型的卫星通信技术,在各行各业中具有广泛的应用。未来,随着相关技术的不断发展,VSAT卫星通信技术的应用范围将变得越来越广,通信效果会越来越好。 卫星通信系统论文:宽带卫星通信系统关键技术探讨 [摘 要]本文从宽带卫星通信系统的概念入手,简单介绍了宽带通信卫星星座系统,有静止轨道、中低轨道以及静止轨道和非静止轨道卫星的混合。然后阐述了现代宽带卫星所面临的问题,比如说:延时太长和时延抖动、功率的管理繁忙等。接着深入探讨了宽带卫星通信系统的技术,即卫星ATM网络、星上处理技术、星间链路、波束成形技术等。 [关键词]宽带卫星 通信系统 关键技术 随着经济的快速发展,科学技术也火力全开的发展着,因此,技术研发和人们日常生活对通信技术的要求也变得越来越高。因为很多通信的项目,都需要质量的保证,因此,对卫星通信的系统的依赖便越来越强。近年来,宽带卫星通信系统由于自身重量轻,信号覆盖面积广,性能稳定,以及研制和发射费用都较低的独特优势,在全世界内得到了广泛的研究和应用,逐渐成为现代信息传播的重要手段。为促进卫星通信系统的发展,对其关键技术的探讨也是必不可少的。 1 宽带卫星通信系统 1.1概念 卫星宽带通信系统,俗称卫星宽带或卫星上网,就是卫星通信与互联网相结合的产物,具体来说指的是通过卫星进行语音、数据、图像和视像的处理和传送。通过同步轨道卫星、非静止轨道卫星或两者的混合卫星群系统提供多媒体交互式业务和广播业务。常见的宽带卫星业务基本是使用Ku频段和C频段,但Ku频段的应用已经非常拥挤,故计划中的宽带卫星通信网基本是采用Ka频段。 1.2 宽带通信卫星星座系统 由于轨道低,每一颗卫星所能覆盖的通信范围相对较小,如果要使全球都能被覆盖上通信信号,那么需要把几十颗卫星按照一定的形状进行编队,从而组建成一个全球系统,形成卫星星座。目前国际上已发射或者是即将发射的系统有十几个,这些系统采用的技术手段也是多种多样。 1.2.1静止轨道 在赤道的平面上运行的卫星一般是静止轨道的通信卫星星座系统,因为它实现覆盖全球的功能只需要使用三颗卫星,目前已经存在的是美国的ASTROLINK系统、日本的WINDS系统、欧洲的EUROSKYWAY系统等。但就实际情况而言,因为卫星的轨道高度相对较高,传播路径的损耗较大,使得传播的信号会有一段较长时间的延迟,大概是250-280ms,而且音频和视频的传输质量也不太令人满意。 1.2.2中低轨道 可以在任意两个用户之间建立实时通讯、完成实时交互式的业务,是中轨道和低轨道通信卫星系统能满足的,因为他们的传播信号延时情况只有110-130ms、20-23ms。而且系统中的卫星都是可以进行批量化生产,形成规模经济,从而降低每一颗卫星的造价和发射费用。但不足之处是这些系统中的卫星会带来一个较为复杂和系统控制和网络管理问题;除此之外,中轨道和低轨道的卫星通信系统需要很多数量的卫星,才能完成覆盖全球的功能。比如说:美国的TELEDESIC卫星系统最初使用了840颗卫星,欧洲的SKYBRIDGE由最初的64颗增加到80颗。 1.2.3静止轨道和非静止轨道卫星的混合 静止轨道的卫星在语音和交互式视频业务方面,因为延时的长度太长而不如非静止的卫星,但就使用的卫星数量和发射费用而言,静止轨道又比非静止的卫星造价更低。因此,如果建立静止轨道和非静止轨道卫星的混合星座系统,可以更广范围的进行覆盖,更短延时的进行信号传播,比较适合一些组播和广播等项目,比如说,美国的CYBERSTAR和欧洲的SKYBRIDGE就组成了一个混合系统,形成战略联盟进而轻松的开拓卫星市场的相关业务。 2 现代宽带卫星所面临的问题 2.1 延时太长和时延抖动 传输过程的时延、星上交换和处理的时延、上下行链路传播的时延等基本构成了宽带卫星系统在传输信号和数据时所经历的各种时延,这些时延的长度也就组成了总时延的长度。因为静止卫星系统一般情况下是固定的,相对于地面而言,所以在信号传播的过程中基本上没有切换,因此拥有相对固定的时延。非静止卫星系统虽然时延比静止系统短小,但因为其会随着卫星的移动、切换等状态而发生变化,出现一些细小的时延。 2.2 功率的管理繁忙 C频段是经常会发生拥挤现象的一个频段,主要是因为运作大型业务的通信卫星常常运行在4-6GHz的C频段,拥挤发生后又会导致信号的堵塞、时延的加长,造成信号传播的不畅。为了改善这一现象,运营商多开始使用11-14GHz的Ku频段,一般是采用两者结合的方式进行保守的发展。一旦Ku频段也发生拥挤现象时,则运营商会继续投入到全Ka频段的通信竞争中。 3 宽带卫星通信系统的技术 3.1 卫星ATM网络 基于ATM技术发展的复杂的星上交换、星上处理、星上路由等技术可以直接将信息从上行链路传递到指定的下行链路点波束上,这种方式能够在一定程度上减短信号传播的时间。多频时多分址接入技术、时分复用技术的采用,对于在Ka频段工作的静止轨道系统而言,能够在不同地区、但在同一点波束内的用户接入其中,从而实现语音、视频和数据的传播,实现用户之间的资源共享。 3.2 星上处理技术 卫星、用户站和网络主控制站组成了一个传统意义上的弯管模式卫星系统。在这个系统内的用户必须建立TDMA同步和时隙同步。当结成同步状态后,用户把关于目的地、吞吐量等请求发送至网络主控制站,然后主控制站开始检查卫星的相关资源,比如说:频道是否可用、发射功率是否在标准范围内等。当这些检查都通过以后,主控制站即接受连接的请求并为客户分配信道,然后进行数据的传输。 3.3 星间链路 卫星之间的通信链路就是星间链路,即是指在空间内建立一个通信子网,利用卫星之间的可靠性和高容量性进行通信,尽可能的节约地面的资源。星间链路既可以存在于同一轨道的卫星之间,也可以存在于异轨道中,且都会产生一部分传播时延。非静止卫星系统会因为卫星的移动状态和自适应路由技术而不间断的改变星间链路,而静止卫星系统中的星间链路时延是不会改变的。 3.4 波束成形技术 通信天线是宽带卫星通信系统中常用的天线,主要包括全球波束、区域波束、点波束天线等。全球波束天线的半功率角宽度恰好覆盖卫星对地球的整个视区。而区域波束和点波束天线则拥有较小的半功率角宽度,能够集中的满足某一特殊地区的通信要求。 4 结语 对于宽带卫星通信系统的研究已经进入第四代了,这种结合了IP、ATM和相关的卫星技术的通信网络具有众多的优点:高利用率的带宽、覆盖地面广等。但在实际的运用过程中,人们要求的通信质量问题还存在一定的缺陷,因此在这一方面还需要有关研究人员深入探索,积极研发,发展更高级的卫星通信网络,提高通信系统的使用质量。 卫星通信系统论文:基于QoS保证的卫星通信系统关键技术研究 摘要:随着通信领域的发展,卫星通信系统以覆盖面广、受地理环境影响小等优点受到现代信息交换的青睐。在空间通信技术不断进步的过程中,业务需求量大增,无线资源的有限性与业务需求的无线增长之间矛盾越来越大,为了缓解这二者之间的矛盾,在进行卫星通信系统的设计时,重点的内容就是提升多媒体传输的质量及速度,基于此,文章在Qos的基础上,对卫星通信系统的关键技术进行了研究。 关键词:QoS;卫星通信技术;关键技术 现今,网络在人们的生活中已经成为了不可替代的角色,通信、娱乐、购物等都依赖于网络进行,这导致传统的地面互联网覆盖无法很好地满足人们不断变化的需求。卫星所具备的覆盖面是非常广的,在利用卫星的基础上构建了卫星通信系统,以便于满足人们的需求。卫星通信系统在进行数据传输时,速度是非常快的,但是随着业务量及人们对质量要求的提升,卫星通信系统需要利用相应的关键技术来保证QoS。 1 卫星通信系统OoS要求 所谓QoS,是指在一个或多个对象的集体行为上的一套质量需求的集合。在对数据传输的速度和可靠性进行描述时,应用的就是服务质量参数,比如吞吐量、传输延迟、错误率等。有限性是网络资源一个显著的特征,这促使用户在使用网络资源时,存在一定的竞争性,由此就产生了服务质量,对于服务质量的外在体现,最为明显的就是网络业务,当网络业务比较多时,说明服务质量比较高。服务质量需要进行提升,有效的手段就是提升网络资源的利用效率。卫星通信网络在提供服务时,包含保证性服务和尽最大努力性服务两种,所谓保证性服务,是指用户在使用网络时,网络能够提供QoS保证,通常会通过确保QoS度量来实现保证;而尽最大努力性服务,QoS保证参数并不是一定要由网络明确的提供。 对于卫星通信系统来说,在进行OoS指标衡量时,所用到的参数包含时延、时延抖动、带宽、丢包率、可靠性。发送方将数据包发出之后,一段时间之后接收方才能接到,传输过程中花费的时间就是时延,当时延越大时,接收方接收到数据包的时间就越长,这对QoS的影响是比较大的;发送方和接收方在进行数据包的传输时,当时延产生变化时,就形成了抖动,当存在抖动时,就会影响收发缓存器的选择,进而导致重发等问题的发生,对传输的通透率造成严重的影响;发送方和接收方数据包的传输会具备一定的传输速率,持续的最大传输速率就是带宽,网络基本设备会对带宽产生一定的限制,同时,在同一条路径上,当共享的数据包越多时,带宽所受到的影响越大;数据包传输的过程中会产生丢包的现象,丢失的数据包与发送数据包总量之间的比值就是丢包率;卫星通信系统受到天气因素的影响非常小,因此,其可靠性并不会受到降雨等环境因素的影响,不过,系统的工作频带、功率电平等都会对可靠性产生影响,进而影响到卫星通信系统的QoS保证。 2 卫星通信系统协议体系结构 在当前的互联网中,采用的协议标准为TCP/IP协议,因此,卫星通信系统在进行协议体系结构的构建时,也应该以TCP/IP协议结构为基础,同时,结合自身的特点,科学的进行修改和扩充。具体说来,协议体系结构包含5个层次:应用层,主要的功能是进行各种业务的处理;传输层,主要的功能是进行控制,控制的对象有流量、拥塞等,保证数据包的正常传输;网络层,制定相应的路由策略;物理层,主要的功能是进行功率控制、定向天线等。在整个数据传输的过程中,通过各个层功能的发挥,促进数据包传输的实现,在传输的过程中,每个层都需要进行QoS保证,以便于保证QoS的质量,促进卫星通信系统的发展。 3 基于QoS保证的卫星通信系统关键技术 3.1 物理层传输技术 随着通信技术的发展,人们在进行数据传输时,逐渐提升了传输速度的要求。用户在利用卫星通信系统进行数据传输时,传输速度多由Ku波段和C波段来完成,不过随着人们要求的提升,这两个波段的传输速度已经无法满足要求,基于此,就需要在进行数据传输时,采用更高的波段。对此,卫星通信系统采用了信道编解码技术,即使在信道条件比较差时,所具备的传输速度依然比较高,由此一来,各种多媒体业务的QoS要求就能够很好地被满足。对于不同的宽带多媒体业务来说,其对传输质量的要求也是不相同的,为了很好地满足各种类型多媒体的要求,在进信道编码时,采用的为差错控制编码,这种编码的速度可以进行变化。 3.2 数据链路层接入技术 对于多媒体业务来说,其服务质量的保证需要通过无线通信系统的带宽来保证。对于数据链路层来说,QoS保证的基本条件是将带宽的利用效率提升,在进行带宽利用效率提升时,应用了无线资源管理技术,这便是一项关键的技术。在信道运行的过程中,天气对其产生的影响是比较大的,而无线资源管理策略的制定与信道运行有着一定的关联性,因此,在选择技术时,必须要充分地考虑天气的因素,从而有效地避免无线资源管理策略的制定受到影响,这样一来,在开展各项多媒体业务时,拥塞现象发生的可能性将会显著降低,最大限度地避免了数据传输过程中丢包现象的发生,降低了丢包率。用户在接入卫星通信网络中时,会具有一定的时延,为了将时延减小,同时,有效地提升系统容量,就需要利用高效的接入算法。 3.3 网络层路由技术 在卫星通信系统中,含有星间链路,当卫星间的连接处于相同的轨道上时,呈现出来的是静态的,而当处于不同的轨道上时,呈现出来的就是动态的,由此一来,卫星间的链路状态信息就会不断的变化。另外,卫星处于太空环境中,卫星链路受到背景噪声的影响,具备非常高的错码率,而且具备的时延也是非常大的,进而导致星上所具备的处理能力和存储能力都比较差,为了避免这些问题的存在,在网络层应用了路由技术,在适用卫星网络的基础上,制定完善的路由算法和路由协议。 3.4 移动性管理 卫星通信系统中的星地链路会发生切换,在切换的过程中,原有的接入点卫星不再起作用,系统需要重新地选择新的接入点卫星,同时,还需要重新计算网络拓扑以及网络路由。对于星地链路的切换来说,当切换策略比较科学时,就可以以非常快的速度将暂时中断的通信恢复,相反,当策略的科学性比较差时,恢复就会比较慢。基于此,就需要对切换策略进行有效的管理,一般以移动性管理为主,这样一来,在进行切换时,系统所受到的影响就会比较少,从而有效地实现了QoS保证。 4 结语 对于人们不断提升的网络质量要求来说,卫星通信系统在运行的过程中需要保证QoS。当前,卫星通信系统采用的协议标准为TCP/IP协议,在此基础上,结合卫星的特点进行改进,同时,通过相应关键技术的应用,有效地满足了QoS的要求,并且提升了资源的利用效率,促进了卫星通信系统的发展。
随着互联网技术与移动终端的快速发展和普及,人们的日常生活与各行各业都因此受到了很大的影响并作出了改变以适应互联网时代的到来。在互联网时代数据传输变得更加便捷,尤其是在云计算、人工智能、大数据等被广泛应用的情况下,数据的传输、分享变得更加频繁,数据传输量急剧膨胀。并且,人们的日常生活与工作对计算机的依赖越来越大,学习、工作、娱乐等方面的信息与数据的传输都需要依靠计算机网络来完成。网络信息安全作为计算机网络技术中的组成部分之一,若其存在安全方面的缺陷与漏洞,必然会使得计算机网络很容易受到侵害,从而对使用者的安全造成巨大的威胁[1]。在这种大背景下,计算机网络的安全性与人们的切身利益息息相关,受到了广泛的关注与重视,通过开发引用计算机网络技术以保障计算机网络的安全性成为了当前的必然趋势。数据加密技术在身份认证与数据和信息的保密传输上发挥着巨大的作用,可以有效的保证人们的隐私与传输的信息和数据的安全性,因此加强对计算机网络安全的数据加密技术方面的研究,从而提高计算机网络的安全性,是十分必要且有意义的,为此本文对计算机网络安全的数据加密技术展开了研究与讨论。 1、数据加密技术的概述 数据加密技术是指将一个信息使用加密钥匙与加密函数转换的方式将其变成一个没有意义且不易被读取的密文,信息的接收方则可以通过解密钥匙与解密函数将密文还原成原来的信息,从而在信息的传输过程中提供安全保证,防止信息泄露等情况的发生,其是计算机网络安全中最为优秀的一项技术,可计算机网络安全的数据加密技术研究文/张伟以称之为网络安全技术的基石[2]。使用数据加密技术对数据与信息进行加密,被加密的数据与信息只有被指定的用户或者网络中才可以解密并获取原来的数据与信息,这个过程中,需要发送方与接收方通过一些较为特殊的信息用以加密和解密,这就是密匙,不同的密匙有着不同的加密算法。通常来说,数据加密技术中所使用的密匙有两种:一是专用密匙,专用密匙在很多时候又被称为单密匙或者对称密匙,发送方对明文进行加密与接收方对密文进行解密都使用同一个密匙,因此在进行数据与信息的传输前,双方将彼此的密匙进行交换,这样在信息数据传输时,使用自己的密匙进行加密,接收方收到信息后可以用对方的密匙进行解密,这种方法不仅操作便捷,同时具有安全强度高、速度快、运算量小的特点,虽然是最古老的密匙,但至今仍然被广泛使用。在双方进行数据与信息的传输过程中最为重要的就是密匙的管理,若密匙丢失或者被除双方外的第三方知道,则密文可能会出现泄漏的情况,导致双方受到损失,尤其是在多方进行数据与信息的传输时,需要保管的密匙会增多且变得复杂。专用密匙使用的是对称加密技术,该加密技术也是数据加密中最常使用的一种技术,通常其数据加密算法有IDEA、AES、DSE。以DES为例,其是一种将数据分组的加密算法,将数据分成64位数据块,将其中的8位作为奇偶检验,而剩余的56位则作为密匙[3]。二是公开密匙,公开密匙通常又被称为非对称密匙,与专用密匙的不同之处在于其在进行加密与解密时所使用的密匙不同,虽然加密密匙与解密密匙存在一定的联系,但仅获得一个密匙无法轻易的推导出另一个密匙。通常来说,公开密匙有一个公用的加密密匙和多个解密密匙。因其使用两个不同的密匙,所以即使一个密匙泄露或者公开,但另一个密匙被妥善保管也不会出现消息泄露的情况,仍可以起到加密的作用。公开密匙的保密性良好,但是任何得到公开密匙的人都可以发送消息与数据,所以很难鉴别发送人员,所以发送方会使用数字签名以表明身份。公开密匙使用的是非对称加密技术,使用RSA、椭圆曲线等加密算法,将所要传输的数据或者信息使用加密算法进行计算,得出一个值,该值被作为核实签名之用。以RSA算法为例,该算法可以有效的抵挡当前所有已知的密码攻击手段,是被应用最为广泛的公开密匙算法。非对称加密技术不仅可以使用在数据与信息的加密上,同时还被广泛的应用在数字签名、数字证书等信息领域[4]。 2、计算机网络安全中存在的问题 随着网络信息技术的发展,计算机与互联网成为了人们日常使用的重要工具,人们在网络中进行交流、交易、工作、娱乐与学习,而这些过程必然会涉及到大量包含了使用者隐私与信息的数据。而网络作为一把双刃剑,虽然可以为人们提供更多便捷,但是计算机网络安全方面的问题也会使得使用者的信息与隐私出现泄漏,尤其是近年来个人信息被泄漏与曝光的现象急剧增加,甚至有部分企业的数据也被泄漏和窃取,网络安全问题日益严重,对人们的信息安全造成了巨大的威胁。通常来说,计算机网络安全中存在的隐患有以下几个方面:一是病毒,计算机病毒通常有引导型病毒、网络病毒与文件病毒等。在使用者的计算机感染了病毒后,其计算机内保存的信息与数据就会出现泄漏[5]。二是网络漏洞,该隐患是计算机操作系统中十分常见的一种情况,因使用者的数量过多,当同时使用计算机操作系统的用户过多时,在进行信息传输的过程中就会出现安全隐患。三是非法入侵,非法入侵现象在近年来发生的频率急剧增加,且呈现上升趋势。由于不法分子的非法目的,其在窃取他人信息使用在非法途径中可以为自己牟取利益,再加上社会竞争激烈而引发的非法竞争,使得非法入侵成为了威胁计算机网络安全的重要因素。在计算机网络安全中存在的众多安全隐患中,人为因素是威胁计算机网络安全的最危险因素,通常来说,人为危害计算机网络安全有以下几种方式:一是窃取信息与数据,非法入侵者在数据与信息传输的过程中,通过路由器与网关的节点截取传输的信息与数据,若该数据与信息没有任何加密手段,则会导致信息与数据被泄漏[6]。二是篡改信息与数据,若传输的信息与数据没有进行任何加密,以明文的方式进行传输,当非法入侵者将信息截取后,可以将信息与数据进行篡改,然后再发送给接收方,这就导致了接受方获得的信息与数据不真实,因此在根据传输的信息与数据进行交易或者相关操作时,会受到损失。三是伪造用户信息,非法入侵者在窃取到计算机的数据与信息后从中获取到用户的个人信息,据此修改网络信息冒充授权用户进入到使用者的计算机系统中,从而获取使用者储存在计算机中的其他信息。四是恶意破坏,当非法入侵者冒充授权用户进入到使用者的计算机系统中后,若其对系统的内部结构进行破坏,不仅会导致使用者的所有储存数据与信息被破坏,同时也会使得整个计算机系统的安全出现漏洞。 3、计算机网络安全的数据加密技术 3.1链路数据加密技术 链路数据加密技术是多区段计算机中最常使用的一项加密技术,该技术可以有效的划分数据的传输路径,并根据传输路径及区域的不同采取最合适的加密,使得接收方所接受的数据都是密文。因此即使数据在传输的过程中被窃取,密文形式的数据也可以很好的保证数据信息的安全性,使数据的真正内容不易被破解。另一方面,该加密技术在传输的过程中,在经过不同的区域与路径时会进行数据信息的补充,从而使非法窃取人员在获取到数据后无法有效的辨别真实数据的内容。 3.2端到端数据加密技术 与链路数据加密技术相比,端到端数据加密技术的实现过程更为容易一些。该加密技术在数据传输的过程中无需加密和解密,因此也不会发生密匙丢失或被窃取从而导致数据信息被窃取和泄露的情况,同时该加密技术无需使用者个人进行操作,对其进行运行与维护方面的投入也较少,成本低。另一方面,该加密技术的每一个传输路线都是独立的,因此即使某一条路线出现错误或信息被窃取,也不会影响到其他路线的数据传送,窃取者获取的数据密文即使被破解也只有一部分,可以有效的保证数据的安全性。除此之外,使用该加密技术传输数据时,会将原有接受者位置的解密全解除,这样只有原有接受者才可以解密数据[7]。 3.3数字签名信息认证技术 数字签名信息认证技术可以对使用者的身份信息进行鉴别和确认,从而避免他人冒用使用者的身份信息,可以有效的保证使用者的信息安全。该技术进行信息认证的方式有两种:口令认证与数字认证。口令认证具有操作便捷、使用费用低等特点,因此应用范围广,数字认证则更加安全有效。 3.4节点数据加密技术 该技术在传输数据前对数据与信息进行加密,使得数据信息在传输的过程中以密文的形式出现,从而使他人无法有效的识别,保证数据信息的安全。但是该技术也存在着一定问题,即其在数据传输前加密要求了发送方与接收方都要应用明文,而在这个过程中若受到窃取,窃取者无需破解即可获取信息的内容。 3.5密匙数据加密技术 该技术是使用者可以主动保护数据信息的有效措施,且保密性极佳,因此被应用的十分广泛,上文已经进行了介绍,因此不再赘述。在使用数据加密技术对数据进行加密时,要注意以下两点:一是要明确加密的目标即哪些地方需要进行重点保护,从而选择最为合适的加密技术对其进行加密。二是选择合适的加密方案,根据数据信息的重要性不同、接受与传送人数的不同与投入的不同选择合适的加密方案。结束语随着网络信息技术的不断发展,计算机网络的应用必然会变得更加广泛,若没有对信息与数据的安全加以重视,未采取相关的保护措施,必然会导致信息与数据出现窃取、泄漏等情况发生,对使用者的隐私与财产安全都是巨大的威胁。因此,计算机使用者必须要对加密技术与计算机网络安全有所了解,并在进行交易、数据的传输等过程采取有效的加密措施,从而提高信息的安全性与可靠性。 参考文献: [1]邵康宁.计算机网络信息安全中数据加密技术的研究[J].信息安全与技术,2016,7(02):29-32. [2]郑志凌.探析数据加密技术应用在计算机网络安全的对策[J].网络安全技术与应用,2015(01):94-95. [3]吴苏娟.计算机网络安全中数据加密技术的应用研究[J].电脑知识与技术,2014,10(36):8633-8634. [4]耿娟.数据加密技术在计算机网络安全中的应用[J].电子技术与软件工程,2014(11):235-236. [5]王蕾,孙红江,赵静.数据加密技术在计算机网络安全领域中的应用[J].通信电源技术,2013,30(02):54-55+84. [6]于光许.计算机网络安全中数据加密技术的运用研究[J].电脑知识与技术,2013,9(06):1338-1339+1348. [7]朱闻亚.数据加密技术在计算机网络安全中的应用价值研究[J].制造业自动化,2012,34(06):35-36. 作者简介:张伟,硕士研究生(助理实验师)山西大学商务学院,研究方向:计算机科学与技术。
机械工程论文:MATLAB测试技术中机械工程论文 1对MATLAB的信号分析应用软件的设计 1.1界面的设计工作在信号分析 界面主要是通过GUI图形用户界面菜单的编辑器来设计的。根据信号分析的结构划分,系统的主页面由多个子窗体的模块共同组成,分别为:系统简介、信号分析、推出系统等。只要单机主页面上面的模块键就可以打开相应的子窗体。并且所有功能的模块都是MATLAB系统应用程序,在每个子窗体模块中还有多个典型信号,其中有方波信号、脉冲波信号等。典型信号的分析还包括实频谱、虚频谱、相位谱等,相关的分析还有正弦、余弦、方波、脉冲波等信号的自相关与互相关的分析;加窗处理涵盖锯齿波、三角波、方波等信号的窗处理,窗函数还有汉宁窗、哈明窗、矩形窗等。除此之外,在典型的信号分析中,想要保证图形的精确性,还要进行加窗与选取采样点工作。这样每一个模块的显示的内容就会用菜单的形式很好的体现出来。 1.2通过举例进行分析 在实际教学过程中,信号测试分析及处理就可以直接应用先前所设计完成的信号分析应用软件,并且在辅助教学工具在实际应用过程中,只需要进行菜单电机就可以完成,就以就对分析正弦信号的谱举例说明。给出正弦波的信号为y=8sin(10π)t,并根据数据来求出信号的实频谱、相位谱、虚频谱等求出。然后点击MATLAB信号分析应用软件,就会出现测试信号分析主页面图;再次点击页面中的正弦信号分析就可以进入正弦信号的分析主页面图。在选择相应的参数时,要注意频率在6Hz左右,取300个采样点,汉宁窗的宽度为300,点击绘图就可以得出正弦波信号y=5sin(10π)t的结果。求出结果为:相频谱、实频谱显示为0,虚频谱为±3.5,双边幅值谱为3.5,功率谱为13.5等等。根据上述的举例分析可了解到,设计的信号分析应用软件具有简便性,并且界面显示很好,比较适合上课测验、演示等。当然,对于测试技术试验及工程领域此技术仍然可以很好的使用。 2合理搭配与实际应用 将MATLAB及测试信号的分析应用软件应用在教学中可以取得很好的教学效果。对于教师而言,在上课中可以在讲解同时还进行演示,对于一些比较抽象的问题就可以用仿真图形来进行仿真演示,这样会使分析结果非常清楚,减少了教师板书的书写及作图步骤所用的时间,在很大程度上提升了教学效率,教学质量也随之提升。然而对于学生来讲,软件的应用可以帮助学生们进行深刻记忆与理解,可以作为学生预习的材料,帮助学生们解决困难习题等。此软件的应用充分的表现出MAT-LAB的灵活性,还可以对学生们起到规范作用,学生们在教师的帮助下,可以自己设计一些工具箱,无形中提升了学生们的学习积极性。虽然MATLAB及测试信号的分析应用软件具有很多优势,但是在测试教学中也有其自身的特色,在进行公式推算中,相比应用板书会取得更好的效果。因为板书可以将内容保留一段时间,方便学生们进行比较分析。软件的应用主要偏于结果,所以在以后的机械工程测试技术教学中,要将软件应用与其他教学方法进行科学合理的搭配使用,这样才能充分发挥出其自身优势。 3总结 将MATLAB充分的应用在机械工程的测试技术中,形成了一种新型教学试验方法,并且其与多种教学方法相结合共同完成教学任务,无疑会推动教育事业的发展,机械工程测试技术课程改革会更加完善。 作者:谢杰 单位:邵阳学院 机械工程论文:机械工程专业大学化学论文 1结合本专业其他课程,强调学科交叉 学习是一个连续的过程,尤其是机械工程专业,该专业的课程设置是一环扣一环,结构紧凑和合理,因此,课程和课程之间联系很大。但是,传统的机械工程专业,似乎并没有涉及到化学这一学科,更多的是涉及到数学和物理。其实,机械工程和化学关系也很大,理解到这一点,还可以把本课程作为机械制造课程群的基本课程之一。如《工程材料》课程:材料的结构涉及到化学的物质结构内容,不锈钢涉及到电化学腐蚀内容,化学热处理更是直接和化学有关;《机械制造基础》课程:各种热加工都不开化学热力学知识,冷加工离不开表面工程和摩擦学知识;《机械制造工艺学》课程:钢材表面的预处理、表面成形的工艺确定、表面质量的确定、各种热处理工序的安排、各种先进制造工艺等都离不开化学知识;《再制造》课程:由于机械零部件的主要失效形式是磨损、腐蚀、断裂三种,因此,零部件的再制造技术离不开表面工程、摩擦学、电化学、纳米技术等化学知识。由于本课程理论较深,偏科学,机械工程学科相关课程实践性较强,偏技术。事实上,理论和实践、科学和技术从来都是相辅相成的。一般而言,它们存在两种基本模式:一是由于生产实践需要创建了技术,然后提高到理论上来,再反馈到技术中去,促进技术更一步发展;二是在实验室中揭示了某些基本规律,建立了比较完成的理论体系,然后再在生产技术中创建全新的技术部门。比较化学学科和机械学科的关系,也有助于理解科学和技术的辩证关系。 2结合专业实际,阐明化学基本原理 在讲解教材主体部分的时候,应适当结合机械工程专业特点,这样讲解起来学生印象较为深刻,同时又可以让学生在大一阶段逐步渗透机械工程学科思想。如讲解物质结构部分,化学的结构是原子结构、分子结构、各种结合键结构、晶体结构等,这些内容纯粹是化学知识,其实,结构的范围很大,机械工程也有宏观的结构。如轴上有键槽、轴肩、挡圈等,连接结构有螺栓、双头螺柱、螺钉等,机构结构有平面连杆、凸轮、齿轮机构等。这些都是结构,只不过和化学的结构从内容上不一样,但从结构决定性能的角度看,实质是一样的,只不过结构的尺度不一样,一个偏微观,一个偏宏观,现在很多科学研究都是跨尺度研究。再比如化学的合称,在材料界称为制备和加工,在机械上就是机械制造,名称上有差别,实际各自的角色都差不多。学院除了机械工程专业以外,还有三个专业,分别是过程装备与控制工程、交通运输、农业机械化及其自动化,学生应对一个学院的专业有一定的了解。在讲解反应部分,这部分热力学知识涉及到能量的改变,在学院这几个专业里面,都要涉及到能量的转化,机器和汽车涉及到电能、化学能、机械能等相互转换,而过程装备与控制工程专业有专门传递能量的过程工程;同时,该部分和过程装备制造工艺密切相关,过程设备壳体制造的准备工序第一道就是钢材的净化处理,以清除材料表面的锈、氧化皮和熔渣等;讲解电化学部分,也可以结合过程装备与控制工程专业某些过程机器防腐蚀的特点来讲解。事实上,过程装备与控制工程专业以前是化工机械专业,是化学工程各机械工程两大学科结合起来的。 3结合宁夏地区实际 大学的根本任务是人才培养,但同时大学也要服务社会,从这个角度讲,老师应了解本地的相关企业,对于学生而言,也要清楚自己的专业和所学课程和当地社会的关系。,在讲解熵变时,可以联系能源的开发前景和利用效率,找到更加清洁与高效的新能源,如燃料电池、太阳能等[2],可以结合国电宁夏太阳能有限公司的主导产品来讲解;讲解溶液部分,涉及到渗透压概念,纯粹的讲解概念学生肯定感觉到太学术,不清楚和身边的事物有何关系,如果能结合宁夏地区的盐碱地实际情况,了解到盐碱地不容易种庄稼就能很深刻的理解渗透压这一概念;讲解溶液的凝固点下降时,可以参考宁夏共享集团有限责任公司,铸铁的非铁元素含量较高,从而凝固点要比铸钢低,所以共享集团的铸铁温度要比铸钢温度低;在讲解电解池部分,可以结合宁夏青铜峡铝业集团有限公司的电解铝、宁夏天元锰业集团电解锰来讲解;在讲解化学和环境这一部分,可以结合银川污水处理厂采取的水处理流程环节;讲解表面工程与摩擦学的时候,可以结合西北轴承股份有限公司,该公公司的轴承保持架均要采取磷化处理,区内其他机械公司的机械产品均离不开摩擦学知识。这样学生既学习了知识了,又了解了当地的企业主导产品。 4激发学生兴趣 任何学习,要有一定的热爱才会学好,学起来才有主动性。因此,教学的过程中,可以穿插一些化学发展历史,化学与诺贝尔奖,化学与社会,化学与生活,化学学科前沿等有趣的典故、故事。如人们利用扫描纳米探针技术进行原子、分子尺度上的机械刻蚀,操纵单个的分子、原子,将单细胞核酸分析技术用于疾病的早期诊断,目前已经能够进行乳腺癌特异性RNA中某种结构的测定[3]。以及向学生介绍化学理论已经取得的成就,这些成就为社会、生活的进步带来的贡献,化学的面临的难题等[4]。让学生知道化学学科不再枯燥,严密的化学学科也存在娱乐性的一面,还让他们清楚化学学科和社会、生活都有关,更别说机械学科了。同时,也可以使学生理解自然科学发展的共性规律,增加科学素养和情操。 5发挥学生主观能动性 人才培养的目的是让学生自己掌握思想、知识和技能。基于此思想,本课程设置了三个专题:化学与材料,化学与能源,化学与环境。这三部分主要由学生讲解,原则是学生要讲清楚知识点,讲清楚化学与这些主题的联系,并且一定要联系宁夏地区实际讲解。把班级学生分成三组,每组讲解一个专题,每组确定一位组长,让组长给组成员分工,主要包括查资料、作PPT、演讲者等。任课老师首先把每个专题涉及到的知识点和需要查询的书籍、期刊文献、图片、网站等给学生交代清楚。讲解的时候,该组学生全部坐在前面,讲解完后,其他组学生自由提问,由本组学生负责解释和回答。 6考核方式 本课程的主要任务是培养学生的自然科学素养,让学生在工程实际中会运用化学基本原理解决具体工程问题。因此,考核方式与机械工程其它课程有所差异。课程考核采取全程考核,多种方式并存,期末考试考试采取闭卷考试。考核方式如下:(1)在三个专题讲解环节要求是每个学生参入,但是分工不同,有的查资料,有的做PPT,有的讲解,而且课堂有问答互动。本环节,我给每位学生的起点成绩为60分,让每个参与的学生保证及格。在此基础上,再根据实际情况,给分工不同的学生不同的分数。(2)小论文环节该环节是每个学生自己完成的环节,在上述各小组分组讲课之后,根据现场讲解及师生互动情况,每位学生把专题讲解总结成小论文,小论文角度不限,充分发挥学生自己的理解,但要兼顾本地区、本专业等基本原则,要求内容正确,层次清楚;图标规范,语言通顺;论证合理,思路清楚;参考文献等要有出处,是网络来源,要写清楚网址。这为学生以后写科研论文也打下了基础。(3)期末考试环节本环节采取闭卷考试,学生作答。本环节不仅是考学生,也考老师自己。由于本课程的实际情况,试卷中尽量少出现计算、推导等试题,大部分试题侧重运用化学原理解决工程实际。因此,作为任课老师,一定要知识点丰富,了解各个学科(如物理、化学、力学、材料、生物、尤其是机械学科等)的内在联系和交叉、衔接情况,也要清楚本地区相关企业的实际情况。 7结论 (1)在机械工程专业开设大学化学课程是十分有益和必要的。对于工程技术专业的学生,培养化学基本素养和情操起到了很好的作用;(2)经过去年的课程考核情况,该考核方式普遍被学生接受,同时也收到了较好的教学效果;(3)随着教学的不断深入,我们将总结更多的教学规律,探讨理科和工科的学科交叉和渗透情况。 作者:邓安强 赵瑞红 单位:宁夏大学机械工程学院 宁夏大学教育学院 机械工程论文:专业学位培养机械工程论文 机械工程领域是东北石油大学最早获批工程硕士学位授予权的领域之一,并于2009年开始招考全日制专业学位硕士研究生。面对石油石化行业,以及东北老工业基地人才需求的新形势,我校在对机械工程领域专业学位研究生教育存在的问题进行分析的基础上,对保持石油特色的、面向工程应用需求的全日制专业学位研究生培养体系进行了研究探索,构建了新的培养体系。 1机械工程全日制专业学位研究生培养体系改革的总体策略 在人才培养越来越注重个性化、创新性的今天,高等学校应该改变过去单一的知识传授的教育方式,增强学生的个性培养与实践创新能力的培养,培养体系应该有自己的特色与个性。通过领会我国由工程教育大国迈向工程教育强国,走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国的发展战略,为适应高等教育面向社会需求培养人才的发展形势,我们深入分析了机械工程领域的优势特色和发展难题,借鉴国内外工程教育教学改革的成功经验,确立了石油特色机械工程全日制专业学位研究生培养体系改革的总体策略。即:依托石油石化企业发展优势,进一步增强与企业的产学研合作,促进导师队伍建设,加快具有石油特色的实验室和校内外实践创新基地建设;开阔全球视野,推进国际化办学,拓宽学科发展空间和就业渠道;以企业需求为导向,借鉴国际工程教育人才培养新理念,培养知识面广博、适应性广、实践创新能力强的高层次应用型人才。 2机械工程全日制专业学位研究生培养体系的构建 专业学位研究生培养体系的构建涉及培养目标、研究方向、课程设置、实践基地、培养方式、学制、学位论文、导师队伍、质量管理等要素。 2.1培养目标全日制专业学位是以应届本科毕业生为主的全脱产学习,其培养目标与非全日制专业学位应有所不同,与学术型学位有明显差异。机械工程全日制专业学位研究生的培养目标为:具有良好的思想道德素养、敬业精神和创新精神;具有坚实的数学、力学、机械工程、计算机技术基础;掌握一门外国语,能熟练阅读专业文献;掌握现代机械设计、制造、机电控制、车辆工程等领域的基本理论与方法,了解本学科专业发展前沿;在石油机械工程、机械设计、机械制造、机电控制、车辆工程等某一方向或领域,从事科技攻关、技术开发、工程设计与施工、工程规划与管理的应用型高层次专门人才。 2.2研究方向经过机械工程学科与石油与天然气工程、石油化学与化工技术、油气田防灾减灾工程及防护工程等石油特色学科或方向的长期交叉渗透,融合凝练成东北石油大学机械工程领域全日制专业学位研究生的研究方向:a.石油机械工程;b.机械设计及理论;c.机械制造及其自动化;d.机械电子工程;e.车辆工程;f.工业设计;g.安全技术及工程;h.材料腐蚀防护与失效分析。 2.3课程设置在实行弹性学分制的同时,将研究生所学课程分为学位课与非学位课,以及为加强实践能力培养而设置的必修环节,为跨专业学生设置的补修环节。全日制专业学位硕士研究生应修学分不少于32学分,其中专业学位课程不少于12学分,必修环节至少5学分。为了突出石油特色,注重知识的前沿性、交叉性和渗透性,除了对常设课程内容和教学模式进行改革与更新的同时,新设置了油井举升工程前沿技术、机械制造前沿技术、机电控制前沿技术、材料科学与工程前沿技术、机械装备故障检测与分析前沿技术、石油化工设备安全技术、流体参数测试实验等课程。 2.4实践创新基地全日制专业学位研究生实践能力的培养,需要采取多种模式、拓展多种渠道,在加强企业实践基地建设的同时,要更加重视校内实践基地的建设。我们依托黑龙江省石油装备工程技术研究中心、中国石油HSE安全检测与评价重点实验室、钻井修井井架及设备检测评价国家计量认证实验室等高水平实验室,整合学科、学院实践教学资源,构建了机械工程专业学位研究生校内实践基地。由多个实践教学平台组成:石油钻采机械实践平台、海洋石油钻井采油工程技术与装备实践平台、多相流分离技术与装备实践平台、特种工程车辆实践平台、石油化工设备状态监测与故障诊断实践平台、石油化工装备腐蚀防护与失效分析实践平台、流体传动与控制综合应用实践平台。实践基地为学生提供一个实现自主创新、自由探索的实践环境。 2.5学制与培养方式实行弹性学制,一般培养年限为3年,最长不超过5年。具备提前毕业资格的研究生,修学年限可为2~3年。研究生培养采用“三跨”模式,学生可以根据需要自由择时、择地、择专业课学习。实行双导师制,校内导师为主要责任人,指导团队培养相结合。应充分发挥导师指导研究生的主导作用,努力体现“因材施教”的教育思想,积极调动研究生学习的主动性和自觉性,帮助研究生按时制定好个人培养计划。加强研究生的自学能力、动手能力、表达能力、写作能力和创新能力的训练和培养。 2.6教师队伍充分利用地处大庆油田这一地理位置的优势,选派青年教师到石油石化企业去挂职锻炼,他们将得到大量的直接面向工程实践的“实战机会”;加强学校与企业的合作,积极开展联合课题研究和科技服务,使年轻教师都参与到解决工程实际问题和科技创新的实践中来,工程创新意识不断得到增强,解决工程实践问题的能力也得到相应提升。同时,现场工程知识的积累及科技创新,又促进了专业理论水平的提高,逐步建成“双师型”的导师团队。充分利用与石油石化行业长期全面合作办学的各种资源,完善校外导师聘任制度,扩大校外导师队伍,落实好全日制专业学位研究生培养的“双导师制”。 结束语 实施效果表明,全日制专业学位硕士研究生培养体系的构建,可切实、有效地提高我校机械工程专业学位硕士研究生的培养质量。适应专业学位研究生教育快速发展的新形势,面向企业需求,特别是石油石化行业的发展需求,走出一条具有石油特色的机械工程专业学位研究生培养之路,任重而道远。 作者:王金东 李大奇 赵海洋 雷娜 李静 单位:东北石油大学机械科学与工程学院 机械工程论文:材料应用煤矿机械工程论文 煤炭生产(采煤、洗煤和输送管道)中大部分设备、零部件,包括液压支架外导向套立柱、刮板输送机中部槽和刮板、支架用推拉头、落煤管、溜槽、导料槽裙板、带式输送机头部的迎煤板、导流档板、犁煤器犁板、实物校验装置的料斗以及输送机、给煤机的滑道等工程材料,由于冲击、磨损、腐蚀等破坏导致上述部件普遍存在材料失效严重,寿命短,并伴有噪音大、灰份多等环境污染和含煤介质跑、冒、滴、漏等问题,上述问题不仅造成材料的巨大浪费,而且严重降低生产、劳动效率,生产环境恶劣(主要是噪音和灰份)。据统计,神华神东每年因环境污染处理而投入的费用上亿元,对于磨损,仅9个洗煤厂整体更换和日常修补的耐磨材料费2000万元以上,因更换和修补而造成的间接经济损失(生产停产和重复劳动等)是材料损失的5倍以上。本文以液压支架立柱、板刮板输送机中部槽和刮板、溜槽、落煤冲击板等工程材料为例,着重分析工程材料应用存在的磨损、腐蚀、材料选择及产生的环境污染等问题,同时,为生产企业提高工程材料应用水平、节能减排以及提高生产效率提出改进措施。 1液压支架立柱应用存在的问题及对策 煤矿井下环境中往往存在大量的腐蚀介质,如CO2、SO2、H2S等,所用机械工程材料(板材)主要以低合金钢为主,结构件大多采用16Mn低合金钢板。液压支架作为综合机械化采煤工作面重要设备之一,在工作面开采过程中,需要长期承受载荷和不断运动,并且矿井环境对钢结构件有很强的腐蚀性,这些对支架材料的强度、耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳性能等均有较高的要求,图1是立柱的腐蚀失效形貌。与国外同类产品相比,国产支架所用工程材料由于合金含量低(不添加Cr、Ni、V等合金元素)、表面不处理,因此抗磨、耐蚀性能较差,为延长使用寿命只有通过增加材料厚度来实现,某一型号的液压支架质量比国外同类产品质量增加了1/3。提高国产支架立柱及其结构件工程材料的应用水平的措施包括以下几方面:(1)材料设计着重于选择具有Cr、Ni、V等合金元素含量的高强度低合金钢为主,不仅保证机械工程材料具有较高的强度等力学性能,而且具有较好的耐腐蚀性能;(2)对机械工程材料表面进行必要的表面喷涂处理,使其表面具有较好的耐磨、耐腐蚀氧化层(如合金化合物、陶瓷等),提高材料的使用寿命;(3)通过提高材料力学性能和使用性能,减低国产支架及其结构件质量,减少煤炭生产设备材料成本和生产成本。 2刮板输送机中部槽和刮板应用存在的问题及对策 在当前采煤工作面内,刮板输送机的中部槽是刮板输送机的机身部件,在工作过程中,刮板输送机刮板链由机头电机牵引与刮板一起带着货载在中部槽中移动,长期以来中部槽部件制作都选择普通碳钢或低合金钢材料,在使用过程中存在以下问题:①重量大,安装和搬运费时费力;②为了降低生产成本和减轻部件重量,中部槽一般是由8~16mm的钢板制成,在受到较大的冲击时易变形,修复困难;③长期受硬质煤块摩擦磨损,磨损严重;④受工作环境温度、空气湿度影响,以及存在的CO2、SO2、H2S等腐蚀介质,产生腐蚀失效。针对刮板输送机机身部位,需要结合其恶劣的工况条件,选择耐磨性能优越、易弯曲、拉伸性能好、抗撕裂、耐冲击、易施工和摩擦阻力小的耐磨材料。根据上述问题,国内部分煤炭生产企业使用了山东科技大学研制的采用超高分子量聚乙烯作为衬里的钢塑复合方法,提高大型刮板输送机的耐磨性,其主要原理是通过利用高弹性超高分子塑性材料吸收能量,减小磨损和降低摩擦系数,在使用初期产生了一定效果,但由于物料输送时与高分子塑性材料摩擦过程中产生摩擦热,致使高分子塑性材料逐渐老化发生快速磨损。中部槽和刮板等工程材料的使用失效实际上是材料的摩擦磨损失效为主,材料的腐蚀及其与磨损的交互作用加速了材料的失效。提高中部槽和刮板等工程材料的应用水平主要以提高材料的耐摩擦磨损性能为主。提高该类工程材料应用水平的主要措施:(1)中部槽、中板材料设计为8~10mm的碳钢材料+(8~10)mm的高铬合金耐磨耐蚀材料,在保证部件使用强度前提下,可以采用复合镶铸的材料制作方法提高材料的耐磨性,也可以将厚度8~10mm的高铬合金制作成具有互换性的通用型耐磨耐蚀板件,这对于提高100万t以上的过煤量的刮板输送机中部槽的材料使用寿命,通过适当增加中板的高铬合金层厚度更有意义;(2)在刮板表面堆焊一层耐磨陶瓷涂层(Ni基WC陶瓷,厚度8~10mm)是解决其耐磨难题的较好的工艺方法,但要求堆焊层铺展均匀、通过退火消除堆焊层应力,防止耐磨堆焊层脱落。 3支架用推拉头(联接头)材料应用存在的问题及对策 煤矿机械用推拉头是联接液压支架和刮板输送机重要的链接联头,作用是联接液压支架和刮板输送机,即刮板输送机向前推进,支架同时向前步进,推拉头的使用性能要求是抗推拉、挤压、扭转强度高。进口支架随机配匹的推拉头(如DBT型号)具有较好的使用性能,但国产推拉头使用寿命短(有的30d内断裂,有的使用寿命不到1a),其失效形式主要是断裂、裂纹、组织粗大,心部有气孔、缩孔等缺陷等,如图2、图3所示。国产推拉头的频繁失效导致其更换量大、操作困难,给井下工作人员带来极大不便,特别是该零件存在的安全隐患给井下工作人员和生产单位带来人身安全和煤矿生产不安全的严重后果难以估量。图2材料组织粗大,整体截面断裂图3链接部位断裂推拉头的化学成分设计、成形工艺、热处理等技术要求对推拉头的材料应用寿命的长短至关重要,随着强度的提高,特别是当抗拉强度超过600MPa时,传统合金材料受力后的延迟断裂变得突出,这是推拉头材料高强度化时遇到的一个主要问题和难题。根据上述用于采煤设备联接用的合金钢的推拉头部件的失效分析,通过对材料的化学成分进行重新设计优化、探索部件的成形工艺、热处理工艺,开展系列的材料组织、性能研究和优化,并进行新型推拉头试制产品的生产现场工业试验,可最终到达批量生产合格产品的要求。提高推拉头部件工程材料的应用水平的措施为:采用先铸锭成型,并确保材料内部无气孔、缩孔等缺陷,后锻造成型等工艺,确保材料组织细化,致密性高,从而制备具有一定含量的Cr、Mo、V等成分的高强度合金钢材料,并通过研究推拉头新型材料的系列淬火工艺、回火工艺,优化微观组织,确保材料的力学性能。目前由西安交通大学联合神华神东技术研究院研制的新型Cr-Mo-V高强度合金钢推拉头材料已经在神东煤矿开始工业运行试验,其使用寿命可望达到或超过进口产品材料。 4溜槽、落煤冲击板等材料应用存在的问题及对策 (1)溜槽、落煤冲击板材料的磨损、腐蚀失效煤炭生产中的原煤中含煤干石10%~12%,煤干石中含高硬度的26%SiO2、10%Al2O3、15%Fe2O3、35%CaO(上述硬颗粒总量合计在86%左右),是造成输送设备材料损耗的主要磨损源。流动的含煤介质主要是煤泥,对输送设备(管道、落煤管、溜槽、导料槽裙板等)的冲击磨损、磨粒磨损、摩擦磨损及腐蚀严重。由于高硬度的、耐磨性能好的合金材料都为高合金白口铸铁,焊接性能差,所以现在煤炭生产中选用的耐磨材料基本上都是低合金碳钢材料,首先保证了安装、检修方便(焊接性能好),但硬度低,耐磨性差。保德等9个洗煤厂所有靠近地面的煤介质输送溜槽斜挡板由于冲击磨损严重,每隔90d就要焊补或增加一层耐磨板(16~25mm),所有溜槽斜挡板每年都要更换一次,耐磨材料的消耗量巨大,生产设备管理工作和工人检修、更换的劳动强度巨大,是当前影响和削弱神东煤炭生产效率、生产成本高的主要原因之一。要保证噪声、灰份污染问题解决的效果和可持续型,首先要解决所有相关设备用材料的抗磨损问题,其后才能通过防噪音处理解决噪音污染问题,也减少了运行设备中煤粉、灰份跑、冒、滴、漏现象。(2)抗冲击磨损腐蚀材料设计与应用西安交通大学针对上述冲击、磨损工况,进行了多次调研、分析和试验,设计、研制了一种既抗冲击、又耐磨损的高铬合金铸铁/橡胶/碳钢三维网格型双金属复合材料。该抗冲击磨损腐蚀复合材料由3层及3种材料组成,底层为钢铁材料,中间层为高分子橡胶材料,上层为耐磨、耐腐蚀性能良好的高铬合金铸铁材料。底层钢铁材料作为组装和支撑高铬合金层和橡胶中间层的基底,方便安装焊接;中间层高分子橡胶垫硫化粘接于钢铁和高铬合金铸铁材料之间,可以缓冲物料冲击、降低噪音;上层高铬合金铸铁材料设计成100mm×100mm网格型,而且整体拼接成横截面为中间高两边低的弧形,防止了高冲击致使高硬度耐磨合金碎裂问题,提高耐磨合金的抗冲击性能,并充分发挥了高铬合金耐磨铸铁的高耐磨性能(硬度HRC62~65),同时高铬合金铸铁基体组织为奥氏体,也具有较好的抗冲击性能。通过在2006年~2007年期间调研、试制,新型复合材料已经在神华神东公司保德洗煤厂安装并使用,并且经90d的磨损量测试,其使用后使用寿命比原16Mn耐磨钢材料提高9倍多(见表1),维修次数减少1/10,噪音由原95dB降至85dB。溜槽等部件材料同样可以设计为8~10mm的碳钢材料+(8~10)mm的高铬合金耐磨耐蚀材料,在保证部件使用强度前提下,可以将厚度8~10mm的高铬合金制作成具有互换性的通用型耐磨耐蚀板件,不仅提高了工程材料的耐磨、耐蚀性能,而且有利于耐磨板的更换,避免了整体结构件的更换。 5结语 (1)液压支架立柱等机械工程材料的失效主要原因为磨损、腐蚀和疲劳破坏。通过制备具有Cr、Ni、V等合金元素含量的高强度低合金钢、表面喷涂处理等措施可有效解决液压支架立柱工程材料耐磨、耐腐蚀和抗疲劳性等问题;(2)中部槽和刮板等工程材料失效是摩擦磨损为主。通过采用复合镶铸碳钢/耐磨高铬合金材料、或制作具有互换性的通用型高铬合金板件可有效提高材料的耐磨耐蚀性能;(3)研制新型Cr-Mo-V高强度合金钢推拉头材料具有组织细化、强度高、韧性好等优点,其使用寿命可望达到或超过进口产品材料;(4)溜槽、落煤冲击板等工程材料受冲击磨损严重、并伴有介质腐蚀,研制的高铬合金铸铁/橡胶/碳钢三维网格型双金属复合材料具有高抗冲击、耐磨损腐蚀性能,且明显较小环境噪音污染。 作者:郭爱军 鲍崇高 谷丽 王旭东 单位:神华神东煤炭集团有限责任公司 机械工程论文:自动化技术下机械工程论文 1机械工程自动化技术现状分析 1.1机械自动化管理应用现状。依靠机械的方法实现自动控制的技术被称为机械自动化技术。就目前而言,我国机械自动化技术的管理应用模式上与国外相比还存在着滞后性,但由于机械自动化技术在国内应用非常广泛,而且行业前景也很好,使得一些机械工程企业在应用技术的过程中重视程度不够,管理方面也不成熟,缺乏系统性和科学性,而且缺乏创新意识,导致机械自动化技术整体更新过慢。 1.2机械工程自动化人才培养现状。对于机械工程自动化人才的管理,既缺乏技术人才的培养,也缺乏对技术人才的管理。机械工程自动化技术发展还处于初级阶段,因此专注于此方面的技术人才培养不足,造成人才匮乏现象。另外是对技术人才的管理,在人才培养上我国更加侧重于理论知识教育,使人才缺乏技术实践经验,直接造成了对人才全面发展的制约,对开展自动化技术应用也有着制约影响。我国的机械设计水平没有大幅度的提升,使得设计人员的技术水平也出现了停滞现象,这种现象直接使我国机械工程自动化呈封闭状态发展,造成发展状态不平衡。 2机械化工程自动技术的创新措施 针对目前我国机械化工程自动技术的现状,加强机械工程创新研究至关重要。在加强机械工程自动化技术措施的过程中,主要可以从三个方面进行加强: 2.1制定明确的战略方向。实现机械工程自动化是一个长期的工程,不能盲目进行操作。自动化主要是机械工程自动控制取代传统人工操作,这个过程要保证方向和目标的明确,要针对我国具体情况制定针对性的措施对策。在加强自动化过程中,要积极引进国外先进技术,学习创新理念,从理论上不断丰富机械技术。要在教育过程中加大对自动化知识的普及,使市场和机械行业发展以此为重要导向。国家相关部门要通过大力度的资金政策支持,促进科学技术研究,实现机械自动化产业链的形成。在明确发展方向的同时,要始终以实际情况为基本参照标准,以保证符合多元化市场发展规律。另外机械化自动技术的发展是以信息技术为一定基础的,因此要注重信息技术的应用和发展,以加快机械工程经营管理效率的提高,促进产业结构的完善。 2.2积极引进自动化设备及应用技术。从目前我国机械工程自动化技术应用情况来看,存在着一定的滞后现象,且发展态势落后于国外发达国家。没有实现高度自动化,计算机集成制造系统没有得到广泛应用,基础技术储备不足。在实践探索中要以自身发展特点为基础,积极借鉴国外经验,完善自身技术,实现技术突破和创新。现阶段的机械生产中,针对大批量零件加工仍采取流水作业模式,即以半自动化为主。针对这个环节我们要积极引进先进设备,提高机械自动化,既节省人力资源,同时也提升生产加工效率,对提升企业整体经济效益有着重要作用。在进行非大规模生产加工过程中,可以通过成熟技术人员进行数控机床加工,实现自动化技术应用。在自动化应用中不是进行单一复制,而是有针对性的进行侧重,对不同特性的产品进行优化。在信息化和新材料不断研究发展的新时期,给自动化技术应用带来更大发展空间。目前自动化技术正向开放式结构发展,驱动装置也向数字化方向发展。在系统上和通讯方式实现数字化和智能化是新一代自动化技术的新方向。在我国工业发展不断加快的新时期,机械工程自动化技术要大力推广,实现工业全面自动化、智能化。 2.3实现高质量技术人才培养。为真正实现机械工程自动化,要注重专业技术人才的培养。在人才培养中要加大教育体系建设,从教育着手,加大对自动化专业人才的教育投入。同时改变传统应试教育模式,积极鼓励学生理论与实践相结合,坚持“工学结合”理念,使专业人才在接受理论教育阶段接触机械自动化实践。通过教育机构与校外企业的联合合作,可以保证机械工程自动化人才是理论知识与实践技能兼备的复合型人才。针对目前专业自动化人才空缺现状,要结合科学理念进行培养和管理,在吸纳人才和应用人才的过程中,也要注重人才潜能挖掘,实现机械功能自动化技术创新,人才发展推动我国技术革新。 3机械工程自动化技术未来发展形势 我国科技的不断发展和创新推进机械工程行业发展迅猛,自动化技术将越来越广泛的应用于各行业领域中,实现自动化普及。机械工程自动化将真正实现创新、发展、科学,进一步向机械智能化迈进。同时在“中国梦”理念的指导下,自动化技术的应用形势将走向低碳、环保,实现设备环保、应用材料环保,使得机械工程自动化技术实现可持续发展。网络信息技术的高速发展,使机械自动化技术逐渐趋向网络化。实现网络化能够使自动化技术不受传统应用管理下的地域空间限制,使发展前景和空间更加广阔。因此,在未来的机械工程自动化技术应用中,要充分利用网络信息技术,同时结合管理技术、制造技术以及其他系统工程技术,促进完整的、系统的自动化技术体系形成。 结束语 综上所述,我们已经能清楚的了解到机械工程自动化技术对机械工程行业发展所带来的积极推动作用,但由于在技术方面还存在的一定的欠缺,所以的我国的机械工程自动化技术的水平还有待提高,除却技术方面的问题,应用和管理方面也存在着问题,其问题主要集中在人才空缺方面,所以注重专业技术人才的培养也成为促进我国机械工程自动化技术发展的一大前提。自动化措施目标与方向的明确性是机械工程领域中对自动化技术应用和发展长远性和实效性的保证。而机械工程自动化技术的发展也对我国经济发展起到了一定的促进作用。 作者:王普 机械工程论文:PLC技术应用于机械工程论文 一、PLC技术及其特点 目前,在工业领域中,PLC属于单台设备自动化控制较为典型的设备,有着不易受干扰、可靠性高、编程简单、安装快捷以及体积小等优点。最近几年以来,PLC技术得到快速发展,技术、硬件以及软件的开发都得到了十足进步,功能强大,系统开发性与兼容性比较好,PLC技性比较高。在冶金、电力、化工以及机械等方面PLC得到广泛应用,是自动化控制的主要支柱,推动了自动化与机械工程的持续发展。PLC技术包含生产管理、顺序控制、生产监控、位置控制以及过程控制等,要想将这些复杂控制完成就需要将PLC处理器优秀同控制设备之间所产生的通信问题解决,对于通信技术的重点是确保通信的稳定性与正确性。PLC技术在通信功能方面较为稳定,以下几点分析PLC在数据共享或者是传递中的主要特点。1.程序编辑简单化。大部分的PLC生产厂家均为PLC用户设计了专业的通信软件以及计算机软件,进而完成程序的翻译,使用户编程工作量得以减轻,进而使得PLC编程不在仅仅局限在专业人员,PLC编程门槛大大的降低。2.应用国际上标准的通信协议。为了方便PLC用户的使用以及PLC的推广,PLC生产厂家规定需要使用国际统一的标准通信协议,这样在一定程度上提高不同生产厂家PLC产品进行生产互换的可能性,同时还为PLC用户的维修带来了便利,使PLC产品通信开放程度得到大大提高。3.现场总线界面之间的契合度。PLC的大部分生产厂家都能生产出现场总线,并且广泛应用于通信领域中,比如,目前广泛应用于PLC中并且符合国家标准的AS一工总线、Profibus总线以及DeviceNet总线。这类的现场总线同PLC界面有着较高的契合度,在一定程度上使通信稳定性得到保证。 二、远程通信控制与系统控制中PLC技术的应用 目前,在自动化控制系统中,PLC技术不仅在其他继续结构控制中应用,同时还在自动化系统本身的控制中得到应用,也可以说,PLC技术能在本身系统中采取逻辑错误纠正以及故障排查,这样才能保证自动化控制系统运行的稳定性。在工业自动化的实际生产中,设备所进行的每个动作都会有相应的自动化系统进行控制,并且应用系统检测装置会进一步调整执行期间所出现的累积误差,一旦设备的运行情况发生异常,PLC整个系统的逻辑关系就会发生混乱,通过发生混乱现象的逻辑关系,PLC控制系统就会自行诊断故障,并且报警。在不同系统间PLC进行远程信息控制的过程中,只要确保信息传输界面同互联网通信模块之间的正确性,PLC技术便能稳定的进行远程通信。 三、逻辑运算中PLC技术的应用 PLC在自动化控制系统中,数据处理与逻辑运算有着比较重要的作用,例如运算功能、数据筛查功能、数据传输功能、数据转换功能、数据位处理功能以及控制开关量等。利用PLC运算功能,进而对生产数据进行处理,比如数据的分析、采集以及工作总结等,目前大部分的造纸工业、冶金以及食品等都是通过PLC对数据信息进行监控。通过PLC控制开关量,可以使软接触点得到有效的增加,进而使工业自动化系统质量得以提升,企业能够节省大量的物力成本与人力成本,对比传统意义上继电器,其可靠性较好、操作简单、便于维修、迅速控制,目前基本上能替代大多数的继电器。 四、生产系统自动化控制中PLC技术的应用 在自动化生产的过程中,通常PLC是利用主机模块、位置控制模块、模拟参数控制模块、工//0界面模块、通信模块以及计数模块对工业自动化生产进行控制。在实际的工业生产过程中,PLC技术可以利用对于生产过程的了解,并且按照实际生产过程中需要控制的监控对象与动作对象,优化组合以及合理调整PLC系统中的相关控制模块,进而通过最合理方式与最少模块构建功能完善且全面的一个自动化控制系统,这样才能确保生产中灵活调整控制以及生产中的准确运行。在运行PLC控制系统的过程中,对参数模块功能的模拟是在监控整个生产的过程,并且将控制语句传输到监控仪表,进而对控制精度进行改善,比如,热处理日常运行的维护,锅炉温度升降控制或者是保温工作等等。目前世界上的大部分国家,都已经利用PLC技术完成机械工程自动化的相关标准设备,这一技术的应用范围比较广,覆盖到食品、娱乐、交通、化工以及冶金等全部轻重工业,在自动化领域中使用最为重要,也是用途最为广泛的控制设备。仅在2009年全国PLC的生产件数就己经达到了1500万件,到2010年时,其产量突破了1800万件,2011年时产品最终数量达到2300万件,到目前为止呈现为持续增长的趋势。 五、结论 在信息化与工业化快速发展的时代,机械工程与自动化水平的高低是国家工业发展水平的重要标志,PLC技术的迅速发展有利于工业生产自动化水平的提升。本文主要探讨在各个领域自动化设备中PLC的应用,并且分析机械工程和自动化中PLC的重要作用,进而为自动化领域中PLC的推广提供参考依据。 作者:王新明 单位:江西金工建设有限公司 机械工程论文:遗传算法机械工程论文 1GA(遗传算法)原理 遗传算法就是一种以事物的自然属性和遗传属性为基础,通过计算机对生物进化规律进行模拟以寻优的一种算法,将寻优的范围与遗传空间相对应,把每一种可能的值通过二进制码进行编码,如同染色体一样,形成的字符串相当于基因,然后按预期的结果对每一组编码进行评价,选出最合适的一个值。算法一开始是提出一些问题的解,然后根据要求对这些解进行选择,重新拆解组合,去掉不合适的,留下最优值,由此形成的便是新值,如此往复,继承与改良,这便是GA算法。由以上我们可以看出GA算法并不是简单的重复,而是属于一种螺旋式的上升过程,是不断向更好的方向“进化”的,在淘汰与择优中趋于稳定。 2GA算法的数学基础和算子 2.1GA算法的数学基础 图式定理是GA算法的数学基础,图式定理是Holland提出的,它在一定程度上解释了GA算法强大的数据信息处理能力,由定理我们能看出,经过不断地复制和交叉变异,在第一代中包含的编码数量H可以用如下公式表示:m(H,t+1)≥m(H,t)(N(H)/FAV)[1-PC•(〥(H)/(L-1))-O(H)•Pm](1)如以遗传学讲,其中m(H,t)和m(H,t+1)分别代表第t代和第t+1代种群数量,N代表图式H中染色体适应能力的平均水平,FAV代表种群中包含的染色体的适应力的平均水平,交叉比率用PC表示,变异比率用Pm表示,图式的长度用〥表示,OH是H的确定参数,即阶,染色体长度用L表示。 2.2GA算法的算子 GA遗传算法的基本算子有三个,分别是选择、交叉和变异。选择算子相当于生物界优胜劣汰,决定物种最终存活的自然选择,在生物群中选择一些适应力强的生物,将它们的染色体放入基因库,是染色体重新交叉组合完成变异的前提,选择算子的特点是只能在原有的基础上选择出优良的基因,而无法重新创造。交叉算子相当于自然界生物为完成繁衍生息和进化而进行的交配繁殖现象,染色体经由交叉,重新组合后形成新的染色体,即从双亲染色体里随机地分别选择一条再重新组合,是染色体的重新创造。变异算子是在选择和交叉算子完成重组的基础上使遗传算法能力的增强,以寻找GA值的最优解,如果在整个GA算法中少了变异操作,就只能在原有基础上来回寻找而没有新的突破。 3如何实现遗传算法 遗传算法归根结底是寻找一个最优的解或者工程中所讲的最好的解决方案,从函数来讲是求如下函数的最优解:F=f(x,y,z),x,y,z∈Ω,F∈R(2)其中x,y,z是自变量,每一组(x,y,z)就是一组解,优化目标的目的是寻找一组解使得:F=f(x0,y0,z0)=maxf(x,y,z)(3)首先,将公式(2)的各个参数通过二进制数编码形成字符串,再进行链接形成所谓的“基因链”,据已有的研究结果,可以知道字符串长度不同、码制不同都将对最终计算的结果的精度产生影响。其次,采用随机抽选的方式选择个体的初始值,之所以随机抽选是因为这样产生的结果更具有一般性,能代表寻常情况。最后,确定群体的规模,即确定基因选择的目标源,在这个目标源中寻找最佳值,规模的确定决定了GA算法结果的权威性和有效性,太小则不能提供足够的采样点,结果的多样性将会打折扣,太大则会增加计算量,拖长搜索时间,通畅将规模控制在40~200左右为宜,在对每个个体的优劣实施评价之后,设置一个适应度函数,然后分别确定交叉率和变异率,判断搜索何时停止,在本次讨论中,判断标准可以定为搜索所得的解是否达到了预期的最大值。 4GA在机械工程中的应用 GA算法的优点显而易见,它在机械工程中的应用是极为广泛的。在零件的切削中可以对零部件和切削工具予以优化,使得切削参数的设置达到总在工作以最低的成本,实现最高的效率,最终得到最高的收益的目的,在自动化控制的智能制造系统中可以为系统的静态动态的配合寻找到最佳契合点,以下对GA算法在机械公式和功能中的应用以具体实例加以阐述。 4.1优化人工神经网 ANN,即人工神经网,是一种用于建模和控制的,针对模型结构不稳定的线性系统而设计的结构,单次结构目前并不成熟,并没有确切的数据指导后来者准确的使用,处于摸索阶段。对于ANN,目前采用的训练方法是反向传播算法,大速度比较慢且结果具有一定的局限性,GA算法可谓使这一问题得见柳暗花明。在AN的行学习参数的优化工作中,仍用反向传播,但对一下因素进行编码操作,包括隐含层数、隐含层数的单元数、势态、网络连接方法、迭代数等,编码完成后,构成ANN基因链,把基因链的适应度函数定义为10-MSE-隐含单元数/10-训练跌代数/1000,MSE是训练好的网络对样本的方差。 4.2优化FLC矩阵的参数 模糊逻辑控制器,简称FLC,涉及到的概念有控制对象偏差和动作强度,表达了二者的模糊关系,现有一延时二阶系统的函数为GS=exp(-0.4s)/(0.3s+1),要求此系统的输出值尽量的跟踪输入值,采用FLC矩阵进行参数优化,取矩阵R=77×11,对此矩阵的77个元素以8bit的二进制码表示,基因链长616bit,经由GA算法优化的FLC控制下,输出值的效果明显地优于“比例-积分-微分”控制器的效果。 4.3实现机床挂最佳组合 机床挂轮组合的完美与否直接决定了生产线的效率,而这又是一个极为古老的问题,最佳组合最终实现的是挂轮组的传动比与要求的值误差达到最小,本文中,笔者通过GA算法,以求能找到一个有效的方案,适合度函数定义为:F=20-ABS(id)-(A/B)*(C/D)(A,B,C,D)∈Ω其中,A,B,C,D分别代表挂轮齿数,共计4个挂轮,ABS()表示绝对值函数,Ω是挂轮约束条件,需要A+B>C=d+m,C+D>B+d+m,d,m分别代表齿轮模、安装轴径。笔者在文中采用cenitor算法,对每个齿轮用一个5位二进制码进行编码,代表挂轮表的32个挂轮,共4个挂轮故基因码长20位,个体数为100,经过验证后发现,如果id为整数,GA算法只需完成1000次杂交运算就可以选出多个误差为0的组合,它并非盲目地完成计算,搜索数远小于问题解的数值。 5结语 随着GA算法的不断发展,由于其与其他技术易于融合,当然对于它的争议仍然是存在的,但就近年的研究,大量实例都证明了它是一种简单且实用性很强的算法,在工程领域中的应用也将更加广泛。 作者:郑旭浩 单位:吉林交通职业技术学院 机械工程论文:自动化技术及机械工程论文 1机械工程自动化技术概述 机械工程自动化技术主要是指机械装置在没有外力干涉的情况下,按照事先预定的程序方法,通过机械力进行自动操作或控制的过程。在机械工程行业中应用自动化技术,实现加工对象的连续自动化生产,实现优化、有效的自动生产过程,加快生产投入物的变换和流动速度,进而促进整体机械工程行业的发展。 2机械工程自动化技术的现状及制约因素 从我国机械工程自动化技术应用的现状来看,其还处于刚性自动化、单自动化的阶段,但国外一些工业发达国家已经实现了机械自动化技术的集成化、智能化、柔性化发展。在机械自动化生产的管理方面,我国一些企业仍旧是采用传统的管理模式,而发达国家已实现了计算机全程控制管理,而且在机械生产模式、工业组织与管理方面也在不断升级与创新。由此可见,我国机械自动化的发展仍然存在诸多的不足之处,而制约我国机械工程自动化技术进一步发展的因素,主要为:缺乏相关技术人才、自动化技术应用范围不够宽广、自动化技术相对落后、缺乏自动化技术的科研投入、机械自动化技术的管理不够完善等。 3加强机械工程自动化技术的建议 3.1加强配套机械自动化技术的发展 所谓配套机械自动化技术,是指机械自动化技术既要发展主要机械设备的自动化,又要发展配套元件及控制系统的自动化。充分应用电子学、零件检查与机床装料自动化技术、电子计算机技术,大力推广程序数控机床,研究发展可靠、高效的自动化生产线、自动化控制系统、生产信息系统等。通过配套机械自动化技术的大力发展,使机械工程行业从生产制造开始到结束均能实现自动化生产,从而大力提高生产效率,促进生产效益 3.2重视低成本机械自动化技术的发展 根据形势分析来看,我国暂时还无法投入大量资金发展太多高科技、高成本的机械自动化技术,这种形势下,便应该先从投资少、见效快、成本低、前景广、潜力大、适合我国发展需要和国情的自动化技术着手,打好基础,慢慢向上发展。例如芬兰NOKOAData机工厂组装车间内拥有的一条可制造286/386/486微机的灵活生产线,该生产线在自动化设备应用的同时融入人工参与,将自动化技术与传统工艺完美结合,使其在保证造价较低的同时,具有柔性制造系统的性能。国外这种低成本、见效快的自动化技术我们均可借鉴参考,并结合我国基本国情,研发出适合国内机械工程发展的低成本自动化技术。 3.3重视机械工程自动化人才的培养 我国机械自动化技术之所以发展缓慢,与这方面人才的缺失有很大关系,因此,为促进机械工程及自动化技术的进一步发展,便要重视对机械工程自动化人才的培养。第一,需大力引进国外先进的机械自动化技术,同时加强对机械工程自动化教育活动的开展,使我国的科研实力逐渐增强。第二,机械工程自动化专业人才必须具备机械工程的研究、设计、制造以及自动化技术基础知识、基础理论、基本技术与应用的能力,能够在机械工程生产第一线从事材料加工机械、机械制造及自动化等方面工作。 4机械工程及自动化技术的发展前景 在科技的快速发展下,我国的机械工程及自动化技术也在不断朝前发展,但其在发展的同时,也突显出资源浪费、环境污染、产品开发及利用率低等问题。为促进机械工程及自动化技术的可持续发展,机械工程自动化技术朝着绿色环保、经济性、实用性等方面发展也是必然趋势。 (1)绿色环保的发展前景。机械工程行业在自动化技术的广泛应用下,虽然大幅度地提高了生产效率,但给生态环境也带来了严重破坏,因此,自动化技术的应用与发展应该以减少环境污染和资源浪费,倡导绿色生产战略为原则。 (2)经济性发展前景。我国很多企业在自动化技术的应用与发展中还较为落后,由此也导致了企业经济发展的缓慢,因此,为保证自动化技术能创造出更为可观的经济效益,各企业对现有技术设施不断改进与优化,在提高生产效率的同时使经济的发展得以满足,才能真正发挥机械工程自动化生产的作用。 (3)实用性发展趋势前景。机械工程自动化技术的发展,应该将企业的技术需要与生产需求作为最基础的条件,根本目的是生产出更高科技含量的产品,以此来满足消费者的需求,因此,重视机械工程及自动化技术的实用性发展,也是必然趋势。 综上所述,机械自动化技术是当代先进机械制造业技术的重要组成部分,也是当前机械工程领域涉及面比较广、研究比较活跃的技术,还是机械工程行业获取优势市场竞争力的关键手段。但我国机械工程及其自动化技术目前还不是很成熟,鉴于这种情况,更应该结合我国具体国情,充分参考国外先进经验,做好各项基础工作,循序渐进地进行优化与改善,不断提高机械自动化技术能力,才能使我国的机械工程及自动化技术与国际接轨,最终促进我国的机械工程行业向自动化的更高阶段迈进。 作者:刁荣飞 单位:西南石油大学机电工程学院 机械工程论文:工程设计机械工程论文 一、机械设计制造及其自动化专业工程设计能力的内涵 机械设计制造及其自动化专业的人才培养目标是现代机械工程师,使学生接受机械工程领域的基本知识和专业理论知识,受到机械工程师基本技能的训练。学生毕业进入企业后,除具备机械设计制造及其自动化专业的一般知识与能力外,作为现代机械工程师,还应具备以下能力:(1)能够正确判断机械设计制造及其自动化专业领域的工程实际问题;(2)具备针对工程实际问题的系统分析能力和解决问题的能力;(3)具备机械制造行业的工程设计、工程开发能力;(4)能适应机械制造行业涉及学科的交叉性和复杂性,具备协调与合作能力;(5)具备终生学习的能力。 二、机械工程系列优秀课程教学培养现状 机械工程系列优秀课程包含机械制图、机械原理、机械设计、理论力学、材料力学、电工电子技术、互换性与测量技术基础、机械制造工艺学、机电传动控制、液压传动与气压传动、数控技术等理论课程,以及课程设计、专业课程设计、毕业设计、认识实习、生产实习等实践教学环节。每门课程的理论性和实践性都非常强,与相关课程关联关系强,在机械类学生的知识结构中都具有举足轻重的地位。以《机电传动控制》为例,该课程的理论性、实践性和综合性强,涉及动力学基础、电机与拖动、传感器、机床电气自动控制、电力电子技术、传动控制系统、可编程序控制器等知识面,关乎《理论力学》、《电工电子技术》、《机械制造技术基础》等前期课程,和《金属切削机床》、《机床夹具设计》、《液压传动与气压传动》等同期课程,甚至《数控技术》、专业课程设计、生产实习、毕业设计等后期课程的关联教学,在机械设计制造及其自动化专业人才培养体系中尤为重要。现有教学体系中,机械工程系列优秀课程均存在内容量大,知识面广,教学以理论为主,实验为辅的现状。理论教学方面,由于原理图多,文字叙述较抽象,学生又无实物接触,难以全面了解、掌握机械工程技术在生产实际应用中的内涵和精髓,不仅影响了学生的实际应用能力,也降低了学生在今后的工作中不断学习提高的后劲。在工科教学中尤为重要的实验或实践教学环节,多采用验证型实践教学,且往往由于受控对象体积大、重量重、价格高、维护难等因素,难以大量装备于实验室,使学生在实践教学中无法感受工程实践的趣味性、知识性和实验成功后的成就感,在很大程度上挫伤了学生的积极性,更谈不上对工程设计能力的培养。对于教学另一重要环节,即考试,现有的考试方式仅注重于考查具体知识点的了解或掌握,比较理论化,并不注重与工程实际的联系,往往出现教师为考而教,学生为考而考、考后即忘的现象,无助于对工程技术人才的培养。机械工程领域知识的复杂性和交叉性,使得实际工程问题通常是隐性的,学生毕业进入企业后,无法再像课堂学习一样根据已知条件和固有步骤得到答案,企业必须投入相关资源进行二次培养,企业的经济效益和高校的人才竞争能力都大受影响。因此,工科院校机械设计制造及其自动化专业,针对机械工程系列优秀课程实施以培养工程设计能力为目标的课程改革,培养学生对工程实际问题的分析判断能力、工程设计能力和终生学习能力是实现该专业人才培养目标的需要,是适应社会发展需求的需要。 三、以培养学生工程设计能力为目标的机械工程系列 优秀课程教学改革研究与实践我校以培养工程设计能力为目标的机械工程系列优秀课程教学改革的思路是以培养学生工程设计能力为总体目标,贯彻以工程项目构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)和运作(Operate)全过程为载体的CDIO高等工程教育理念,打破以理论知识全面性为原则的专业课程群设置方式和课程教学内容安排方式,以完成工程项目CDIO过程作为课程群设置或整合、课程教学内容(含实践教学)安排、教学方法以及师资和教材建设的优秀,系统推进教学改革。一个典型的领域工程项目(一级项目),其CDIO过程所需的专业知识和技能几乎可以涵盖一个专业方向甚至一个专业的所有课程(含实验),这就给专业课程群设置及其教学内容整合提供了一个内在的“纲”,极大地增强了专业课程群的整体性。与此同时,工程项目的实施流程及各部分工作内容也为专业课程的教学内容和教学重点安排提供了有效依据。以工程项目运行过程来驱动课程教学实施,构建真实的工作场景,以完成“完整技术工作”的训练并以此来实现工程综合应用能力的培养,加速学生从在校生到工程技术人员的角色转变。解决现有教学体系中重理论轻实际、教学过程中缺乏工程实践和工程设计的引入、教与学均是纸上谈兵等教学问题;解决现有实验环节以传统的验证型实验为主的实验教学模式下,学生动手能力差、综合分析问题能力欠缺,以及现有实验设置与工厂实际脱离、与先进技术的发展和应用相脱离的现状,使实验教学环节与培养工程设计人才目标相促进;解决现有考试方式“考”老师所“教”、考试内容简单化、命题标准化等教学问题,真正避免现有教学制度下,老师教学生“考”而不是教学生“学”和“用”的现状。针对教学体系改革,建立以能力培养为中心、以工程设计为主线的课程教学体系,优化课程结构,改革教学内容。如教学过程中,以“车用气瓶螺纹接口自动加工专机”的完整设计工作为主线,给出学生某企业待加工气瓶产品的不同形状与尺寸规格、加工精度要求、加工效率与设备成本要求等参数,要求学生直接进行该产品加工设备的设计。整个教学过程既围绕“气瓶螺纹接口自动加工专机”的实际工程课题研究,又紧密围绕《机电传动控制》课程各章节内容,注重工程实际在恰当知识点的引入。如进行第二章“机电传动系统的动力学基础”内容的教学时,将转矩折算与电机选择、专用钻孔动力头设计、车床变频器主轴改造等工程实际案例逐层相结合,扎实培养学生的工程设计思路和能力。教学过程中适当引入“三通球阀加工专机设计”、“铝塑药品包装机改造”“、80喷漆线伺服系统”等相关工程设计实例贯穿课堂的教学和设计指导。部分章节如“继电器接触器控制系统”、“PLC控制技术”等采用了现场教学模式,使学生易学,老师易教。在《机电传动控制》课程教学改革过程,共有三条主线:其一,课程自身教学系统主线;其二,工程设计项目与实验教学主线;其三,对相关课程知识进行验证学习的主线。三条主线围绕工程设计项目主线同步展开,最终为学生的《机电传动控制》课程服务。学生在课程学习过程中,在授课教师的带领下,进行了企业委托项目《气瓶螺纹接口自动加工专机》的研究与设计。因涉及学习内容多,工作量大,单靠课堂学时远远不能完成。但是由于构建了一个学生进入企业后真正的现代化生产主战场,极大地激发了整个团体的学习积极性和创造性。依靠课后大量的资料查阅与学习,课堂上再结合教师对《机电传动控制》相应章节的讲解与对该工程项目的设计思路引导,学生在课程学习期间即完成了该项目的工厂调研、工艺分析、方案设计、刀具设计等工作,完成了企业要求的设计任务。并成功申请了发明专利“气瓶螺纹接口自动加工生产线”1项和实用新型专利“直动式电控叠加溢流阀”、“专用锪车复合刀具”等9项,目前均已获得授权。由于学生学习积极性高涨,课后主动学习时间大增,在这个环节中扮演重要角色的教师的实际教学过程相对以往教学模式轻松。教师更多是扮演“导师”角色,而不是以往的“填鸭式”教学;学生通过实际的工程设计历练逐步建立和深化了工程意识与能力,达到的是双赢效果的工程设计人才培养目标的实现。同步实施的实验环节改革,强调针对工程实际进行设计、选型、搭建、调试的系统性实验,培养动手操作和创造能力,注重该课程与相关课程的关联设计,注重该环节理论与实践的联系;对于考试环节,不以最后一考来定输赢,而以阶段性工程设计与期末整体性设计相结合,笔试与口试结合,注重工程设计的实际应用方面的考评。 四、总结 目前,我校《机电传动控制》课程以培养学生工程设计能力为目标的教学改革已经实施了五年,并带动了机械工程系列相关优秀课程群的教学改革。由于在改革实践过程中,以工程项目运行过程来驱动课程教学实施,以完成“完整技术工作”的训练实现工程综合应用能力的培养,加速了学生从在校生到工程技术人员的角色转变。从用人单位反馈情况(两届)看,就业学生在创新能力、实践能力、知识结构、团队意识、岗位适应能力等方面较往届有较高水平的提升。总之,我们将继续积极进行改革,密切观察实施过程,冷静分析成绩和不足,不断总结经验教训,期望能为中国的工程教育改革做些实事,提供新的改革思路,为培养符合现代企业要求的工程技术人才做出贡献。 作者:杜柳青 余永维 周康渠 米林 单位:重庆理工大学 机械工程论文:机械工程材料建构主义论文 1《机械工程材料》的教学 机械工程材料交融了多方面的专业课程,内容繁多,关系复杂,不利于被学生接受,因此教师在授课时,课堂理论与实际的结合就非常重要,将原本的抽象理论具体化,可以帮助学生直观的了解并掌握机械工程材料的相关内容。注重理论与实际的结合,是提升教学效果的重要方式。如今多媒体的教学方式得到广泛的应用,给教师的教学工作提供了极大的辅助作用。机械材料的教学需要大量的媒介辅助,多媒体正好提供了辅助功能。如今的《机械工程材料》的课堂教学,主要是借助多媒体、网络教学平台,将讲课的方式生动化,期望学生能够接受所传输的知识,在一定程度上提起了学生的学习兴趣,但是这教学方式的本质是没有变化的,还是教师对于学生的单方面传输,只是丰富了传输方式罢了。 2基于建构主义的《机械工程材料》教学 2.1以问题或任务作为驱动力教师在教学的过程中,以问题或任务串联整个教学过程,让学生带着任务和问题开始学习,为学生的学习提供明确目的性,激发学习的积极主动性。在学生追寻问题答案的时候,教师对于过程加以引导,让学生了解知识点的真实应用,同时对于实际的结合也是一个系统的知识梳理过程。比如教师可以引导学生认识钢材的分类,将对不同型号钢材的具体用途的认识作为学生的探究的学习任务,在学生的探究过程中,涉及到不同钢种本身区别和特点的方方面面,整个过程下来对所有的知识点进行了一个系统的整理。这样的过程改变了原本教师枯燥繁杂的教学过程。带着问题和任务来学习,学生成为学习过程的主导力量,提升了学生的学习兴趣,也帮助学生对于学科知识有更深入的认识。 2.2教学课程以学生熟悉的事情做类比在教学的过程中使用类比,可以帮助学生更好的理解所要传达的信息,拉近学生与学科的信息距离,恰当的使用类比让课堂的变得生动,学生的参与积极性提高。对于类比对象的选择直接影响着类比的效果。在《机械工程材料》的教学过程有时候出于条件的限制,教师无法将实物搬到课堂上,这个时候类比的作用就凸显出来了,类比对象尽量选学生熟悉的事情,可以是学生日常生活中常见的情景。例如金属的凝固,金属在大家的日常生活里大多是固体的,学生对于金属的凝固肯定会觉得很抽象,而教师又无法将金属凝固的过程展示出来,这时候如果教师讲金属的凝固类比为水的凝固,就一下子帮助学生产生了具象化的认识,毕竟水的凝固对于学生来说是再熟悉不过的。通过类比,让学生借助自身已有知识与新知识的对比来强化记忆,有助于学生构建自己系统的知识网络。 2.3鼓励学生自己发现问题在教育工作中,提出问题跟解决问题一样是对知识综合掌握并运用的过程。在建构主义的指导下,多鼓励学生提出自己在学习或实践中发现的问题。引导学生主动的去发掘可能存在的问题,鼓励学生对现有的理论提出质疑,可以引发学生对于理论知识的研究兴趣,发挥实践中的观察能力,激发学生的学习积极性,同时通过对问题的发掘,学生对于知识有一个综合性的认识。 3结语 基于建构主义教学理论指导的《机械工程材料》教学,学生成为课堂的重心,老师不再是一味的向学生灌输知识。学生积极的参与到教学活动中,在知识对应的情景中将知识学以致用,从而达到学习的目的,教学的效果质量得到很大的提高。 作者:邓玉容单位:重庆人文科技学院 机械工程论文:机械工程中机电一体化论文 1.提高了设备的安全性 由于机电一体化设备具有安全报警以及自动检测、修复的功能,所以,应用这项技术可以有效的提高设备运行的安全性以及高效性。机电一体化设备是对传统设备的革新,其具有重要进步意义,这种技术自动修复的功能有效的提高设备的安全性,保证了机械设备的正常运行。1.4扩大了机械设备的应用范围机电一体化设备是对传统机械设备的改进与创新,其改变了传统设备应用范围窄,功能单一的问题,扩大了机械设备的使用范围,有效的提高了机械工程的效率。所以,应用机电一体化技术,可以有效的促进机械工程行业的发展。 2.机电一体化在工程机械中的应用措施 2.1机电一体化技术在机床的应用我国数控机床一般使用Z80-CPU软件实现机电一体化,这是因为Z80-CPU系统开发较为简单,且配套的芯片具有普遍性和廉价性,因此在机电一体化技术上具有额可靠性和通用性。由于我国的数控机床是按照坐标轴进行工作台运动的,因此一般需要采用插补功能实现连续控制的目的。其中滚珠丝杠具有摩擦损失小、传动效率高的优势可以有效消除低速爬行的现象,因此在数控机床的执行机构传动方式可以使用该种传动方式。它具有耐磨性好,摩擦系数小,可消除低速运动的爬行现象,同时它的抗撕伤能力强、以及成本低等优点。 2.2监控系统的应用机电一体化技术在工程机械加装电子监控和故障诊治以及自动报警系统可以对工程机械的各种装置如传动系统、液压系统、发动机以及制动系统等进行综合的全方位的监控。监控系统在工程机械运行过程中如果发现异常,能够自动找出机械出现故障的部位,并发出警报,提醒工作人员注意。因此机电一体化技术的应用不仅提高了工程机械的工作效率,而且改善了操作人员的工作环境,降低了工程机械故障维修的费用,缩减了停机维修的时间,对延长机械使用寿命和提高机械经济效益具有重要的作用。 2.3对柴机的控制借助机电一体化技术的电子油门控制系统,对柴油机安装电子调速器和升温控制自动系统可以提高对柴油机控制的便捷性。 2.4降低工程机械功耗,促进生产效率的提高一般的工程机械使用时功耗较高,但是生产效率确较低,例如传统的液压挖掘机不仅功耗较高,能量利用率不到30%,而且生产率较低。但是应用了机电一体化技术的工程机械利用先进的电子控制系统使机械的功耗大大降低,生产率明显提高,例如采用了卡特电子系统的液压挖掘机,功率利用率明显提高,从而使机器的生产率大大增加。又如将机电一体化技术应用于柴油发动机,由于电子调速器等的应用,使柴油发动机可以根据不同的工况选择不同的工作模式,降低了柴油发动机的功耗,增加了柴油发动机的工作效率。 2.5提高产品质量机电一体化技术应用于工程机械中,借助电子系统的精密控制系统,可以提高工程机械工作的精密程度,提高产品质量,促进良品率的提高。一般的机床在加工产品时是操作人员依据自身的操作经验和技术进行操作的,这造成的机床生产的良品较低。实现机电一体化的机床在进行产品加工时依赖于电子系统的控制,因此精确度较高,同时监控系统可以及时对机床操作进行调整,确保良品率的提高。我国较为先进的数控金切机床已经可以进行精度为0.001毫米的作业加工,这是单纯的依靠人工操作的机床难以做到的。 3.结语 机电一体化设备是一项新型的产品,其在机械工程中的应用收到了良好的效果。应用机电一体化技术,需要有效的结合计算机以及先进的信息技术,随着科技的不断发展,计算机信息技术也在不断的改进与创新,这也推动了机械工程行业的发展。所以,应用机电一体化技术也引导这机械工程行业未来发展的方向。通过实践发现,机械工程中应用机电一体化技术后,有效的提高了工作人员的效率,由于机电一体化设备具有自动修复的功能,其还提高了机械设备运行的稳定性以及安全性。 作者:陈玉震单位:唐山国丰钢铁有限公司 机械工程论文:基于校企合作的机械工程师论文 一、校企合作培养模式的现状及存在问题 早在19世纪70年代,美国联邦政府开始推行《莫里尔法案》,确立工程教育在大学高等教育中的地位,这是最早以政府法案方式强化校企合作的典范。2005年10月德国国际汽车制造商大陆公司(ContinentalAG)资助设立了“全球工程教育卓越计划”(GEE),探讨全球化背景下工程师的工作环境及全球化工程师的培养模式等问题,该项目具有突出企业在工程教育中发挥的作用和多方参与工程教育的培养模式两大特点。高等院校在工程人才培养方面采用校企合作模式,可以弥补学校在实践教育和职业训练计划方面的不足,为从事技术研发的教师提供更多施展才华的空间,也有利于提高企业的研发能力,实现校企双赢。我国从19世纪末引入工程教育,但由于开始就缺乏与工程产业领域的密切联系而失去工程化的环境。与国外相比,国内高校工程教育中的工程实践能力培养还存在较大的差距。国内工程人才培养仍以应试教育为主,与工程实际需求脱节,普遍存在重理论轻实践、工程意识较差、工程训练缺乏、社会适应性差等问题,导致所培养出来的学生的工程实践能力较弱。“卓越工程师计划”实施后,上述情况有所好转。统计数据显示,在实施“卓越工程师计划”的试点高校中,有91%的院校采取“3+1”人才培养模式,3年在学校学习理论知识,1年在企业进行专业实践培养,但在校企合作培养卓越工程师方面仍存在诸多不足,主要表现在以下几个方面。 1.缺乏符合“卓越工程师计划”实施要求的师资队伍 现有教育体系下,学生对专业知识的获取更多的来源于教师的引导和直接传授。尽管近年来工科院校师资队伍的学历层次得到很大提升,但绝大部分教师来自于应届毕业生,缺乏在生产一线从事技术开发或工程实践的经历,这导致了他们在教学中所教授的知识偏理论化,与工程实践结合较少,带有一定的片面性和局限性,使学生的专业深度和广度达不到工程实际的需要,不利于机械卓越工程师的培养。 2.学生培养环节中实习和实践机会偏少 实践教学是工程类人才培养的重要环节,它有助于学生对理论知识的理解、吸收和推广应用。在美国大学课程体系中,实践教学约占30%。我国教育主管部门也认识到实践教学的重要意义,2012年教育部在《教育部等部门关于进一步加强高校实践育人工作的若干意见》中提出各高校要结合专业特点和人才培养要求,增加实践教学比重,确保理工农医类本科专业不少于25%。但实际情况则不容乐观,我国高校实践教学比例基本上只达到20%,且不同的学校相差较大。同时,配套的实验设施和实践实习基地也远不能满足卓越工程师培养的实际需要。专业课程配套实验开课率较低,一般不足40%,开放性实验与创新性实验流于形式,金工实习等工程实训环节以教学型演练和模拟教学为主,学生缺少工程实际环境下的真刀真枪实践机会,专业性实习以参观为主且时间较短,很难深入企业的生产实践中,导致学生在实践教学环节中很难得到充分的训练和实践机会。 3.校内教学与工程生产实际相脱节 虽然学校为学生开设了很多理论课程,但所开设的课程要么以对口专业需要为目的,课程体系窄、专、深,要么与工程领域的生产实际结合得不够紧密,教材编写人员缺乏足够的工程实践经验,专业教材更新不及时,学生对于所学的专业知识在实践中如何应用缺乏具体的概念,使得所学的专业知识缺乏针对性,学生学习积极性不高,学习效果严重打折。实践教学环节重视不够,实验课时不足,实验设施缺乏,更新不及时;实习环节存在一定的盲目性和随机性,内容安排上缺乏系统性、针对性和全面性,导致学生动手的机会越来越少,工程实践能力有所下降,与用人单位的实际需求相脱节。 4.校企合作层次较浅,缺乏深度和广度 现行的校企合作内容比较狭隘,合作目的比较单一,缺乏互惠共赢的利益机制,难以深入和持续合作。困扰高校的是企业参与工程人才培养环节的积极性不高,由于企业普遍认为人才培养是高校的任务,很少有企业愿意接待学生实习,学生在企业的所谓实习也只是参观实习,缺乏动手实践机会,无法接触工程应用知识。究其原因,一方面,由于市场经济体制,企业以经济效益为目的,担心学生进入企业会影响其正常生产;另一方面担心学生参与生产实践易出现安全事故。更为主要的是,学校和企业没有进行有效的沟通和了解,未能形成校企联合培养人才的机制。 二、校企合作实施“卓越工程师计划”的人才培养模式 在工程人才特别是卓越工程师培养方面,世界各国高校多采用校企合作方式,依托企业的工程实践优势弥补高校在实践教育和训练环节的不足,国外成功的校企合作培养卓越工程师模式,如,德国的“双元制”模式,英国的“三明治”模式等。国内高校多采用“3+1”培养的基本模式,细分开,还有“交替型”培养模式、继续工程教育模式、工程研究中心模式、企业研究生工作站(包括企业博士后工作站)模式、校内产学研结合模式、订单式培养模式、企业顶岗实习模式、校企共建联合实验室/实训中心模式和大学科技园模式等。在校企合作形式上,包括校企联合办学、联合组建师资队伍、共建实习基地、科研项目合作和微观课程合作五大校企合作形式。针对校内师资队伍工程实践经验缺乏的情况,我校与省内外十余家企业签订了联合培养机械卓越工程师的协议,并建立了专门的培养基地,在机械卓越工程师培养中采取了“两段式、双导师制”的校企合作培养模式。“两段式”是指在学校和企业分别进行理论和实践环节的两段式培养;“双导师制”是指分别给机械卓越工程师试点班的学生配置两名导师,其中校内专业指导教师由专业能力较强和具有一定技术开发和产品研制经验的老师担任,企业指导教师由承担联合培养任务的对口企业选派具有丰富工程现场工作经验的工程师担任。 三、校企合作实施“卓越工程师计划”的思考与建议 1.做好顶层设计,确定培养方案和课程体系 试点学校应成立包括行业专家、工程生产一线的卓越工程师在内的卓越工程师教育委员会,根据机械行业企业发展需求,以卓越机械工程师培养为目标,确定卓越机械工程师培养方案,重构适合卓越机械工程师培养要求的课程系统,课程设置侧重以工程实际应用为导向、以职业需求为目标,将卓越工程师计划的专业培养标准细化为知识能力大纲,确定本校培养的卓越机械工程师应具有的知识、能力、素质和特色。根据安徽理工大学的煤炭系统行业特色,构建基于大机械观、大系统观和大集成观的机械工程知识系统,将课程体系设置为公共基础模块、公共选修模块、学科专业必修模块、跨学科专业选修模块、专业优秀课程模块、专业任选课程模块、课程实践模块、专业实践模块和素质拓展模块,共9大模块。其中课程实践模块包括机械原理课程设计、机械设计课程设计、专业课程设计、工程制图实践、机械基础综合实验和电工电子综合实训;素质拓展模块是指参加或参与科技文化竞赛、才艺竞赛、社会服务等取得的奖励、表彰以及在外语水平、计算机水平、从业资格、发明制作、论文论著等方面取得的成果,按学生所取得的成绩和效果给予不同的学分,侧重学科交叉和工程实践与创新活动方面的引导。 2.出台配套政策,保障卓越计划的经费投入 来自政府、高校和企业三个层面的配套政策,是有效实施“卓越工程师计划”的重要保障。国家、省级教育部门、行业主管部门、劳动与社会保障部门等相关政府部门可以为参与“卓越工程师计划”的企业提供优惠的税收优惠政策,协调解决学生进入企业实践前后所面临的种种困难,为“卓越工程师计划”的实施创造良好的政策和社会环境。学校可以联合企业共建集产品或技术研发、测试、教学、培训等功能于一体的综合科研平台,同时面向学生和企业员工开放;制定和完善卓越机械工程师师资选拔和培养计划,引导教师有效地将教学、科研与生产实践相结合,鼓励教师融入校企联合体,促进成果转化;联合制定优秀学生奖励和就业帮扶政策,为学生研究生推免、创新创业、就业派遣提供帮助。企业还可以制定优惠政策,鼓励师生参与企业产品开发和技术改造,鼓励优秀学生就地就业,甚至可以在经费许可的条件下为高校提供科研经费,在学校设立一批竞争性的长期项目,资助工程实践项目的开展,促进工程教育的深入改革。试点高校要加大对实施“卓越工程师计划”专业专项资金及配套项目的投入,确保卓越机械工程师培养平台和各级工程实践教育中心按计划建设完成,解决学生在企业培养阶段师生所需经费的维持。 3.校企深度合作,构建校企联合培养体 为了避免以往校企合作内容狭隘、目的单一、缺乏互惠共赢的机制等弊端,校企双方应以“双主体”的方式深度合作,充分考虑双方的利益诉求,制定合作与管理机制,共同确定人才培养目标和课程体系,共建师资队伍、共同指导实践教学。通过校企产学研深度合作,使教学与生产相结合,校企互相支持、互相融合、双向介入、优势互补、资源互用、利益共享、风险共担。一方面有利于企业借助于高校众多学术性高端人才及其成果解决企业存在的关键性技术难题,促进企业的快速发展;同时,也有利于高校教师加深对生产实践的了解,丰富其工程实践经验。另一方面,也有利于学生深入企业,获得真正意义上的专业实习和实践机会,增强动手能力,并可从企业导师处了掌握企业工作流程,学会如何运用所学专业知识灵活地解决工程实际问题,有利于学生快速向工程师的角色转变。按照卓越机械工程师的培养方案的要求,安徽理工大学已与广东宏大爆破公司、江苏鹏飞集团、中泰国际(集团)高新技术有限公司、凯胜重工等十余家知名企业签署人才联合培养协议,共建工程人才培养基地、联合实验室和研究生工作站。利用企业先进的工艺设计和装备制造能力,提升学生工程实践能力的培养水平,同时实施了专业教师企业挂职锻炼工程和青年教师进企业培养工程。 4.侧重工程实践,改革考核评价体系 卓越机械工程师与传统的机械工程师在培养模式和培养方案方面不同,因而有必要改革现有的考核评价体系。在专业教师的评聘与考核环节中增加在企业工程实践经历的要求;在教学内容上应增加注重理论性和实践相结合,强调专业知识在工程实践中的灵活运用;在考核评聘方面认可并重视教师在参与企业产品开发、技术改造等过程中所取得的成果,优先考虑参与企业挂职锻炼、顶岗工作的教师。对学生的考核要改变分数决定一切的传统考核方式,从单纯的书本知识成绩向集知识、能力、素质和特色四位一体的综合评价转变。除了要具有良好的素质修养、正确的人生观、价值观和世界观,具备扎实的基础知识和基本的人文知识,还要系统地掌握本专业的知识,了解专业现状和前沿发展动态。更为重要的是要具有善于学习和独立获取知识的能力,具有一定创新思维能力和团队协作能力,学会如何分析问题并灵活运用所学专业知识去解决工程实际问题。此外,还应具有一定的专业特色和技术优势。目的是为了有效地引导各教学环节从注重学生成绩向注重学生的学习过程和能力培养转变,回归工程教育的本意。尤其是在实践环节的考核方面一定要从严、从实,采用双导师评分法,对毕业设计课题的选题也应来源于生产实际或应用型课题,具有明确的专业背景和应用价值。 四、结束语 校企深度合作、构建校企联合培养体、创建工程人才成长环境是实施“卓越工程师计划”,培养卓越机械工程师的关键。本研究以安徽理工大学机械设计制造及其自动化专业校企合作实施“卓越工程师计划”为例,探讨“卓越工程师计划”的人才培养模式、培养方案确定、课程体系构建、配套政策、校企联合培养体构建和考核评价体系的改革等方面的问题,提出了相应的建议,可为同类专业实施“卓越工程师计划”提供建议和参考,培养满足行业的需要的卓越机械工程师。 作者:王成军沈豫浙黄如杭李刚单位:安徽理工大学机械工程学院淮南郑煤机舜立机械有限公司江苏鹏飞集团股份有限公司 机械工程论文:培养卓越机械工程师论文 1教学科研互动的现实和理论意义 我校为本科生开设的数控技术系列课程涉及数控加工技术、数控设备与编程技术、特种加工、CAD/CAM技术、机械制造工程学、模具设计与制造、先进制造技术等。长期以来,受经费、任课教师的知识背景和考核标准等因素影响,该课程教学有重视软件、轻视硬件训练的倾向;国内具有高水平和突出特色的教材偏少;办学模式较为单一,缺乏自身的特色和多样化风格;实践类培养环节不能保证所有学生有充裕的时间、充足的设备进行自主、创新性实验或进行科技创新活动。尽管我们承担了大量以数控技术为“使能技术”的科研课题,积累了丰富的高新技术研究开发与工程经验,但在教学和科研的关系上存在着各自为政的局限,教学和科研的融合不能令人满意。主要问题在于教师过于重视科研,而对教学工作敷衍了事,不乐意探讨教学方法、教学成果、教学业绩,不安心从事基础教材的编写;教学内容陈旧乏味,教学方式照本宣科;课堂远离科学研究氛围,科研的新成果不能应用到教学之中,科研的新动态不能融合到教学之中;教师之间科研单兵作战、各自为营,虽鼓角相闻,但交流无多。教学和科研相结合成为一句空话。相对于传统教学科研割裂的情形,教学与科研互动在4个方面具有优化作用和先进性。 1.1教育内容 教学不是按照一本相对固定、内容庞杂的数控技术教材进行授课,而是根据实际需要,以一定的理论框架为基础,将理论授课整合为结构合理、专业精深的专题讲座体系,其教学内容应是与时俱进的。 1.2教育方法 让在数控技术科研上富有学术成果的教师参加教学工作,有利于将相关领域基础理论中的知识点和学科发展的前沿自然结合,形成高屋建瓴之势,真正做到深入浅出。 1.3教育分工 不是由一位特定教师承担一两个班级至少一学期的授课,而是由多名或更多的研究型教师,经分工协作,充分发挥各自的教研所长,面对更多的班级进行短时期、高水平的学术交流。 1.4教育考核 采用研究型专题写作等灵活形式,更加注重对学生能力、素质的考核,促使教学重心向素质教育转轨,加大对理论联系实际问题的考核,加大对数控技术现实问题、热点问题的分析与考核。 2基于教学科研互动的数控技术系列课程改革 实现教学、科研的良性互动,把促进综合素质的培养作为制订课程计划的基本依据,在数控技术系列课程和社会需求之间建立明确的联系,使数控技术系列课程教学从基于理论向重视实践和面向行动转化。 2.1解决了教学和科研相融合的机制问题 建立了教学和科研相互融合的机制,主要包括三部分 (1)结合学科建设和教研室工作,建立任课教师的评价体制,即制定处理教学科研关系的激励政策,教师的奖励、晋职、招收研究生等均要求教学与科研并重。 (2)任课教师自身要实现教学和科研之间的融合,即采用互动式的教学方式,注意学生的反馈,注意与实践相结合,注意通过研究的方法来解决问题,以利于学生和教师的交流互动,有利于教师掌握当前社会的变化以及研究领域的变化。 (3)任课教师之间要实现教学和科研的融合,即形成“学科带头人”制度,以机械工程学科带头人为工作中心,数控技术的教学和科研都围绕其进行,一方面,通过相互传授和向学生传授其研究的内容,扩大团队的影响,另一方面,通过教学,相互听课,不断相互交流协作,互相学习,最终取得教学和科研的双赢效果。 2.2促进了科研成果向教学资源的转化 结合课程改革和实验教学改革,结合专业建设与学科发展,进行统筹规划,坚持高标准、高起点、高效率,在引进高新技术硬件和软件的同时,将数控技术的最新研究成果和技术引入课程教学,内化为数控技术教学内容,形成教学特色,从而使数控技术系列课程的办学水平得到提高,教师和实验技术人员的交流得以加强,知识得以更新,素质得到提高。由于改善了教学科研条件,教学、科研相互促进、良性循环。 2.3教学方式和方法迈上新台阶 自主开发了数控铣床仿真系统、数控车床仿真系统等虚拟实验系统,机械制造工程学CAI虚拟教学软件,数控加工技术、数控车床编程与操作、数控铣床/加工中心编程与操作、数控电火花线切割机床编程与操作等CAI课件。由于在教学过程中体现了自己特有的教学思想,不但有效地提高了教学效率,而且以逼真的效果加大了课堂信息量,提高了学生的空间思维能力、创新能力,从而提高了教学质量,取得了很好的教学效果。 2.4优化数控技术优秀课程,发展跨学科相关课程 从数控技术的系统性、整合性出发,减少了一些专业课的课时,将数控技术系列课程中带有共性的基础原理和方法整合、加强、优化至优秀课程,尽量避免对学位课程进行过于具体的设计;调整了人才培养方案,先后对本科生进行了数值分析、计算机图形学、Matlab科学与计算、复杂刀具设计等课程知识的培训,尽可能地拓宽课程基础知识;打破学科壁垒,先后聘请与我院有科研合作关系的设计与艺术学院、电气工程学院、计算机学院、临床医学院的专家举办机电产品造型技术、控制电机、计算机图像处理技术、人体解剖学等课程知识的讲座,使学生形成了较为灵活的思想和较为宽广的知识背景。 2.5花大力气编写高质量的特色教材和专著 如何编写和使用教材是数控技术系列课程改革面临的新问题。我校组织数控技术科研和教学的精干力量,编写了《数控铣床及加工中心自动编程与操作》《数控车床自动编程与操作》《数控线切割自动编程与操作》三部拟作教材使用的专著。该系列著作的特点在于:尝试将学科性教育和职业性教育的内容糅合,内容科学合理、客观翔实;突出一个“新”字,现代化内容贯穿全书,使读者处于数控技术的发展前沿,拉近读者与现代科学发展的距离;重视交叉学科和跨学科研究的发展动向,并尽可能地将这些动向反映出来;结合工程实际,融合机械设计自动化软件SolidWorks的三维特征造型技术、Matlab语言的数值计算功能,详尽地介绍数控技术CAD/CAM软件在模具和工具行业的应用;对于师生和社会读者普遍关心的数控加工技术的工艺技巧及特种加工技术等内容,也做了合理的编排。 2.6向本科生开放大型、精密科研数控设备 向本科生开放大型、精密科研设备,是在课程实践环节改革中将教学科研互动工作落到实处的一项重大举措。但这种开放不是简单的开放,而是通过拟订培养方案,提出培养措施,安排开放时间等,将其纳入专项培训、专业课程设计、毕业设计、课外科技创新活动的工作计划中。得益于该措施,学生不但有机会接触一些高精尖的数控设备,如数控高功率横流二氧化碳气体激光器、数控YAG固体激光器、立式数控加工中心等,一些学生还以主人翁的姿态参与了部分相关科研子课题的研究工作。该举措在一定程度上改变了数控技术教学中存在的课程理论化、实践环节简化、实践训练弱化的现状。 3结束语 以数控技术系列课程改革为切入点,经过较长时间的探索与实践,形成了“以教学、科研相结合为基本形式,以教学、科研良性互动为主要内容,以提高教育教学质量和提高学生综合素质为目的”的卓越工程师人才培养模式;通过在课程改革中强调通识教育与专业教育、理论性教育与实践性教育的平衡,全面促进学生综合素质的培养;探索并形成了教学与科研相融合的有效机制,取得了明显的教学效益、科研效益、育人效益和社会经济效益,实现了教学和科研双赢的效果。 作者:袁锋伟李必文龙双涟单位:南华大学 机械工程论文:基于管理技巧的机械工程师论文 一、重视“润物细无声”的无形管理 在经济飞速发展、竞争无处不在的现代社会中,企业无不追求以规范化、系统化的管理获得更好的效益。管理能力几乎决定了一个企业的生产力。一个成功企业的存在所具备的条件大体可分为两方面:一是硬件条件,即企业依靠其先进的生产设备、生产工艺等生产条件以生产具备市场竞争力的产品为手段,获取良好的社会品牌声誉;二是软件条件,也可称为内部条件,即企业通过规范化、系统化的管理流程有效的安排企业的各种生产活动,从而取得最优的行动绩效。管理活动可以分为两个部分。其一为有形管理:制度、规定、日常运作安排等有序的规划。这是一种程序,有记可寻,几乎是日常不变的流程。其二为无形管理,这种管理不拘于形,也无条例可寻,是管理者对人对事的态度、思路和修为的体现。企业的有形管理和无形管理是两种既各自独立又相互联系的形态。其最突出的共同点是:两种形态的所承载者或所涉及者为同一部门或同一区域的人员,是在一个范围内的共同体。可以说是一点光源照亮一个面,管理人员就是这点光源。管理学大师有句经典的名言:管理是门科学也是门艺术。科学即是指管理者运用知识的层面,是否有逻辑,是否客观,是否合理运用了可利用的科学技术,以现有的资源获得更高的效益。而艺术,便是对那些表面与生产无关的事件的处理态度及方法。更简单的诠释即如何处理人和人的关系,领导和员工的关系,如何进行思想交流与沟通。“润物细无声”的无形管理恰恰是管理作为一门艺术的最生动体现,机械工程师应当时刻注重无形管理对其日常管理工作的重要性。 二、形成良好的团队分工 曾有这么一个故事,皇帝难为身边的一位大臣,问道:“城门一天来往多少人?都是做什么的?”大臣很机智的回答道:“每日城门来往两人,非男即女;不求名即为利。”在这位大臣的回答中我们不但见识了他的机智,更看到了他对复杂事物进行分类管理的科学思路。那一个企业又有几种人?又都是做什么的?在笔者看来,一个企业有三种人。第一种是总经理,负责掌控全局,决定战略方针,起决定性作用。第二种是中层和基层管理者,认真执行上层领导的意图,制定战术。第三种则为基层的工作人员,执行战术,付诸于实践。如果说商场如战场,那这三种人就是元帅、将军和士兵。若要打胜仗,元帅的战略正确性固然重要,但士兵的勇猛忠诚和实战能力也很重要。实战能力可随时间训练而提高,但勇猛和忠诚呢?这时,将军的重要性便体现了出来。在这里要强调一点,企业真正创造效益的是基层工作人员,他们是落实所有行动的最终体。无论领导的战略战术多么的高明,所拥有技术和设备多么先进,但最终是由基层工作人员完成,实现。中基层管理人员起到什么作用呢?一个合格优秀的中基层管理人员,不只是限于对流程、统计、计划等表格程序化的外形管理。真正做到的是其对无形管理的掌控,使之与有形管理相辅相成,成为有形管理坚实的基础,真正起到提高生产力,优化生产力的作用。机械工程师应当认识到良好团队分工对顺利完成其日常管理工作的特殊意义,在实际工作中根据团队成员的特质进行有效的分工。 三、团队管理者的素质和职责 欲治兵者必先选将。这是军事领域对于管理者的要求。要想有一支强大战斗力的队伍,必先选择好将领。一名优秀的将领将给整只支队伍带来一种思想,一种气质,一种灵魂。俘获了人心,凝聚了力量。在哈佛大学MBA工商管理的课程中,专用了很大的篇幅讲到领导者在管理体系中所需发挥的重要作用,从更基础的层面体现了管理中领头人的重要性。选好一个带头人至关重要。对企业来说,一个优秀的领导者必须具备雷厉风行、果断对事、有大局观、既不拘于小节又惩罚分明的良好素质。这就要求机械工程师不仅要懂得技术,还要广泛涉猎各个学科(特别是人文社会学科)的最新理论成果,用更丰富的知识来提升自身管理能力。在很多企业中,领导者有成熟的想法和新颖的创意,但却不能很好的将其思路贯彻到团队管理中。这充分说明对一个团队来说,只有领导者没有中基层管理者也是不行的。中基层管理者是一条纽带,是和基层员工接触时间最多的人,也是更具体的管理实施者。三国时期形成的著名典故———“蜀中无大将,廖化为先锋”也充分反映了作为领导者的诸葛亮对于蜀国中基层干部不得力状况的无奈。企业领导人将词和曲给了中基层管理者,如何使之成为一首动听的广为传唱的歌曲那就要看管理人员的实力了。作为中基层管理者的机械工程师,则必须努力在高层领导者和基层员工之间架起一道沟通的桥梁,以自己的智慧实现团队内部的和谐关系构建。 四、注重人性化管理 调查表明,能长期留任于一家公司的人员,在解释其为何不跳槽时往往提到:对所在企业有较深的感情,企业具有人情味,感受到非金钱的情感。其中更有人放弃了薪金翻倍的跳槽机会选择留任,只是因为觉得现企业对人员的态度很人性,不想轻易放弃这样的工作环境。在此,企业的人情浓厚战胜了金钱对人才的诱惑。若企业给了员工家的感觉,也是隐含的给予了员工稳定的信息。家,是不会抛弃自己的孩子的。作为孩子的员工,很大一部分是不会抛弃安稳去寻求未知的发展的,因为他也不想轻易的离开这个充满爱的家。企业留住了人,难道不是留住了生产力吗?正如死板、教条的军事化管理已经逐渐被企业所淘汰,当今企业要想留住人已经不能单纯的依靠有形管理了。这就需要作为管理者的机械工程师能够更加真心的对待每一个团队成员,尤其需要发挥无形管理的作用,很多的企业管理者都有一个困惑:基层的工作人员总是重复的出现所谓低级错误,有时也就是再小心一点、再仔细一点就能避免的错误。流程工艺制订的很完善,可一实际操作管理起来困难重重。最后只有用一个办法,加大惩罚力度,制订更为严格的条例来约束员工的行为。这样真正起到了根本的作用了吗?“攻城为下,攻心为上”条例只可限制行为,不可捕获人心。过于苛刻的条例制度有时还会起到反作用。万事不出于心,难为其意。一个人在不同的心态下去完成一件事,是不会得到同一效果的。很多时候员工是因为怕受惩罚而不去做,而不是因为知道这样做会给企业造成损失和伤害而不做。所以一旦在无人监督或随意的情况下,他仍会做出错误的行为。更有甚者由于对企业态度的淡漠,在企业某方面出现了问题被其发现后,因不属于其工作范围,他可装作毫不知情而不上报。这种行为既不会被别人所知,也未触及任何的条例和制度,而受损失的却是企业。相反,人人都以此为己任,那又会是一种怎样的情况呢?一个朋友的老板经常挂在嘴边训斥员工的一句话是:“你在家里也这样吗?如果这是你自己家的东西你会这样吗......”我想很多的管理者都说过同样类似的话。但他们都忘了一点,他是否给了员工或大部分员工家的感觉?管理上智商是不可缺少的,但我们更需要管理者运用他们的情商。人毕竟不是机器,人有欲望、有追求、有理想、有感情。机械工程师们应当在管理工作中避免像要求机器一样要求人的错误,真正尊重人,重视人,做到人性化管理。 五、结束语 优秀的企业可以通过成功的无形管理而进一步形成自己的企业文化,这种文化超越了一切的制度和利益,使自己的员工在潜意识中遵守各项的规章制度,不去做任何一件有可能损害企业利益的事情。员工真心的爱戴自己的企业,就像对自己的家庭,以自己所在的企业而自豪。“没有不好的机器,只有不会使用它的人,没有不好的员工,只有不合格的管理者,没有失败的军队,只有失败的指挥官”。在推行科学管理的今天,机械工程师应当意识到自己所面对的不再只是机器,不再只是图纸,而是有思维有意识有感情的人,需要付出自己的感情。 作者:孔亚娟单位:天津市建业工程建设监理有限责任公司 机械工程论文:校企机械工程师论文 1校企协同构建卓越机械工程师培养模式的探索与创新 依据南通大学自身的特色,依托长三角经济发展和南通市区域经济发展需要,积极探索、创新校企协同工程人才培养模式,以实际工程为背景,以工程需求为导向,以培养优秀后备工程师为目标,循工程技术为主线,靠校企合作为手段,以培养“双师型”教师队伍为支撑,达回归工程实践之重点。从2007年至今,倡导企业与学校按照新的模式培养工程师人才,变招收学生为参与培养学生,组织并实施了卓越机械工程师培养计划,并取得显著成效,主要进行了如下探索与创新。 1.1创立了高校和一流企业联合培养卓越工程师的新机制 从南通大学自身定位和办学特色出发,调研南通及周边地区产业结构,遴选在行业内产品技术含量高、科研实力雄厚,生产设备及管理模式先进的一流大型企业,研究论证校企协作共同实施人才培养的可行性,突破现有“订单式”人才培养模式的局限,探索面向行业需求的卓越工程师培养新机制。行业企业深度参与卓越工程师培养全过程,校企合作共同制订培养目标、共同建设课程体系和教学内容、共同实施培养过程、共同评价培养质量、共同促进学生就业。 1.2校企协同下的卓越工程师培养模式制度化创新设计 在校企协同培养的机制与理念下,需要对传统的工科教育模式进行创新设计。将学生专业培养从宏观上分为学校培养和企业培养两个层面,学校培养以强化基础理论教学为主、夯实专业基础;企业培养以实践教学为主,强化工程实践能力。基于校企协同培养模式,进一步使特色课程建设、生产实习、综合素质拓展和毕业设计等具体环节设计制度化,形成具有自主特色的体系,主要体现在以下几方面。 1)创新设计特色课程体系和教学方法。 以强化工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为优秀,优化课程体系和教学内容。结合企业和行业对工程师素质实际需要,特设与企业实际结合的专业课程,并纳入教学计划,聘请企业资深工程师讲授专业性强、实践性强、学校难以开设的优秀技术课程,并针对现有技术难题和生产过程组织实施案例教学,开展基于问题的学习、基于案例的学习等研究性教学和学习方法,对调动学生自主学习的积极性、提升学生专业理论水平、加强专业技能起到重要作用,教学效果明显。 2)面向卓越工程师能力要求的综合素质拓展创新。 开设包括人生励志篇、生产组织与管理篇、制造科学与技术篇、交流与总结篇等涵盖多方面的系列讲座,对进一步提升学生与青年教师的工程素质、工程意识、人文科学素养和创新能力起到了积极作用。具有丰富工程背景和管理经验的资深教授、高级工程技术专家的讲座,极大调动了学生的学习热情,取得了良好效果。 3)制订规范、合理、安全且可操作性强的实习计划。 结合专业培养的需要,制定定点岗位实习与全厂多岗位流动实习相结合的实习计划,可满足学生对未来从事工作的兴趣需要,对培养未来工程技术人员的全面素质起到推动作用。 4)结合工厂实际生产,组织落实能符合学生培养要求的毕业设计。 毕业设计从选题论证、过程指导到答辩等诸多环节,以工厂工程师队伍为主、学校指导教师为辅共同负责,有力强化了毕业设计在卓越机械工程师培养中的重要地位,提高了学生解决工程实际问题的能力,深化了学生对理论知识的理解与掌握,促进工程应用与实践水平的提高。 1.3校企协同构建面向卓越工程师培养的“双师型”师资队伍 从企业层面构建稳定的企业教师梯队,选择技术水平高、责任心强的工程技术人员作为企业的指导教师,负责人才培养各个环节,同时负责对学校青年教师的再培养工作;学校组建以老教师为主、青年教师轮流参与的教师队伍,在对学生实施培养的全过程中,完成对青年教师的工程实践能力培养,逐步提升大学教师回归工程实践、服务工程需要的能力,使教师兼具工程师素养,取得对学生培养和对青年教师再培养双重教育效果;学校教师有义务培养企业年轻工程师,努力参与营造工厂科学研究、人文与管理氛围,使工程师兼具教师素质,共同构建适应卓越工程师教育培养的新型“双师型”师资队伍。 1.4以学科平台支撑卓越工程师教育培养体系的健全与完善 牢固树立大学以培养人才为宗旨,倡导一流企业为社会人才培养作贡献的理念,构建教、学、产、研系统。校企深层次产学研合作、共建实践基地和平台,促进科研与教学的融合、促进高校教师理论与实践的结合,构建寓研于教的培养模式,使校企合作平台提升到学科平台的层次。学科平台的构建对促进专业建设、实践基地建设、课程体系完善和科研反哺教学均具有重要的推动作用,最终支撑卓越工程师培养体系的完善,回归高等学校人才培养的根本任务。 2校企协同构建卓越机械工程师培养模式的实践 2007年,南通大学选择机械工程学院为改革试点单位,根据学科专业特点和服务地方经济发展的需要,与上海振华重工集团(南通)有限公司开始探索校企协同人才培养模式,从2005级300名学生中双向遴选出30名学生,成立南通大学振华港机班,实施校企协同定向培养,由企业和学校共同制定培养目标、共同实施培养过程、共同促进学生就业,这种机制与模式在南通大学尚属首次。作为校企合作单位的上海振华重工集团(南通)有限公司(以下简称“振华港机”)是世界著名企业上海振华重工集团下属生产基地之一,主要从事港机钢结构生产、总装、调试、发运以及钢桥、大型龙门吊、浮吊以及船舶配套件等海洋重型装备的研发与制造。公司先后参与承担了国家科技支撑计划、国家高技术研究发展计划(863计划)、工业与信息化产业部产业技术创新计划等几十项研究课题,并获得授权国家发明专利数十项。其中参与的:“ZPMC新一代港口集装箱起重机关键技术研制平台建设”获2008年国家科技进步一等奖、“海上重型装备全回转浮吊关键技术及应用”获得2010年国家科学技术进步二等奖。经校企双方专家共同研讨,制订了面向企业的人才培养方案,并根据机械工程师培养的目标和要求,对专业课程体系进行了调整和优化,增设了与企业生产实际紧密接轨的课程。2008年上半年组织该批学生到企业进行了认识实习,2008年暑假又组织该批学生到振华港机进行了为期1个半月的生产实习;工厂及教师团队完成了学生在企业半年的毕业设计任务,结合工厂实际题目,实施一生一题。针对公司港机钢结构装备制造的需要,开设了《钢结构力学及制造工艺》课程,共32学时;开设了《焊接结构工艺实践》,为期1周,由振华港机和学校共同实施组织完成。为适应振华公司面向进军海洋工程市场的需求,南通大学通过中远川崎公司邀请日本川崎造船株式会社及其配套件公司的日籍专家来校进行8场专题讲座。总部设在南通的中远川崎船舶制造有限公司是中国远洋运输集团公司与日本川崎造船株式会社的合资公司,是江苏乃至全国屈指可数的一流船舶制造企业,实现了行业联合实施人才培养。 2009年6月,首次由校企联合培养的30名学生到振华集团顺利就业,在各自的岗位上发挥了积极的作用,部分学生已经成长为企业骨干和中层管理,在人才培养实践过程中,通过不断积累经验,积极拓展,深化改革,进一步强化校企互动,彰显了办学特色,为地方经济社会发展做出了应有的贡献。在人才培养的基础上,南通大学机械工程学院与上海振华重工集团(南通)有限公司开展了深层次的产学研合作,积极参与企业重大项目研发和技术攻关。双方合作成功申报了2012年江苏省科技成果转化专项项目:“潮间带及近海风电设备多功能安装作业船的研发及产业化”获批经费1200万元,成功申报了2009及2012年南通市重大科技创新项目:“大型船舶动力定位推进器的研发与制造”、“大型高效回转伸缩式装船机关键技术研发与产业化”共获批经费900万元。双方合作科研项目的成果“喷射流场电沉积机理及绿色环保应用”、“喷射电沉积流场主导结晶机理与绿色技术应用”荣获2011年教育部高校科技进步二等奖、2011年江苏省科技进步三等奖;“海洋钻井平台升降系统设计与制造”、“潮间带风电设备多功能安装作业工程船设计与制造”分别荣获2012年南通市科技进步二等、三等奖各一项。协助公司申报高新技术企业、国家及江苏省首台套产品;与公司共建省级企业研究生工作站、省级技术研发中心,为企业自身发展、研究生培养、青年教师提升知识和应用能力都创造了条件和机会,在实践过程中逐步形成并完善了以公司高端人才、学校资深教授、年轻工程师、青年教师、研究生共同构成的多层次梯队,每年定期举行学术、技术研讨会,进一步促进和完成对“双师型”队伍的培养,促进科研团队与教学团队的融合。在科研合作过程中探索构建寓研于教的培养模式,在面向本科生开设的《先进制造技术》、《机械制造工程学》和《测试技术》等多门专业课中努力把与企业合作项目的科研思想、方法及成果纳入教学过程,让本科层次的学生及早了解技术发展前沿和趋势,尤其是让即将进入该行业的未来工程师们提前接触和了解行业的发展现状、技术前沿与趋势,对于学生的专业水平、科学素养、创新意识和能力都有明显提高,为这些学生毕业后能够迅速融入企业,参与企业的科技创新和技术革新,成长为社会需要的卓越工程师,奠定了良好的基础。振华港机的多名学生毕业后参与了企业的一系列重大技术攻关,获得了优秀团队的称号,体现出校企协同人才培养的良好效果。帮助公司工程技术人员进行工程理论再教育,接纳17名振华公司员工开设专科升本科的学历教育,派出学院教师参与企业文化、教育与工程技术交流等活动。把科研优势转化为教学优势,把科研成果转化为教学资源,促进科研与教学的融合、科研基地与教学基地的融合。 在成功实施南通振华港机校企定向培养的基础上,通过进一步总结经验,结合2010年6月教育部出台的关于卓越工程师教育培养计划的新要求和新形势,2011年经过与江苏苏南重工机械科技有限公司(以下简称“苏南重工”)多次协商,挑选机械工程学院30名学生组成“08苏南重工班”开展面向卓越工程师计划的培养。江苏苏南重工机械科技有限公司是由江苏苏南特钢集团有限公司于2006年投资创办的现代化冶炼大型锻件及装备的研发、生产企业,产品主要用于船舶、电力、石油化工、冶金设备制造等领域。企业拥有世界一流的生产设备和一批高端工程技术人员。2011年7月,南通大学和苏南重工校企合作签约仪式在常熟市举行,双方签署了面向卓越工程师教育培养的人才培养协议,共同推进南通大学卓越工程师教育培养计划全面启动。2011年7月,30名学生到苏南重工进行了为期一个半月的生产实习,结合学生就业兴趣和工厂需求,实施生产实习定点及岗位轮训制度,这是南通大学与苏南重工开展本科人才培养的一个重要环节,并倡导企业把工程师对学生指导、授课等培养环节纳入年终个人考核中。2011年9月,由南通大学与苏南重工共同开设的人才培养“08苏南重工班”特色课程班开课,特意安排三位享受国家特殊津贴、研究员级高级工程师周奠华、林尧武与白多智分别讲授《大功率低速柴油机用N80A高温合金排气阀的研制》、《柴油机半组合式特种曲轴制造技术及设备》、《大型锻件制造工艺及设备》等三门课程,各24学时,授课中实施了基于现场案例的教学,对照现场设备和制造过程讲授专业理论知识,深受学生欢迎。邀请了近20位校内外专家学者,围绕人生励志篇、生产组织与管理篇、制造科学与技术篇、交流总结篇几个部分组织、安排了15场特色系列讲座,着力提升苏南重工班学生的整体素质,提高人才培养的质量,取得了良好的效果。在毕业设计环节,机械工程学院根据南通大学毕业设计的规范和要求,结合苏南重工的实际情况,经过双方多次协商交流,共同落实了苏南重工班学生毕业设计题目,确定了企业毕业设计指导教师团队,以工厂工程师为主,学校教师为辅共同负责。学生在工厂为时半年,圆满完成了在企业进行的毕业设计任务。通过毕业设计环节学生进一步熟悉了工作岗位要求,学习企业先进技术和文化,为走上工作岗位参与企业技术创新和工程开发奠定了良好基础。 3结束语 2007年,南通大学与上海振华重工集团合作协同培养人才,形成初步培养方案,完成协同培养模式的设计;2011年,南通大学又与常熟苏南重工进行协作培养,更加注重培养学生的实践能力与创新能力,进一步发展完善培养模式。经过与振华港机和苏南重工的成功实践,完成了校企协同培养模式的构建,形成了校企协同的培养机制。协同培养学生的创新水平、实践能力、责任意识,沟通能力等都有了进一步的提高。该模式已经逐步成为机械工程师培养的基本模式,已逐步成为南通大学卓越工程师教育培养的示范和样板。结合南通大学卓越工程师培养的实践经验,对实施卓越工程师培养的改革与深化提出几点思考: (1)目前,实施卓越工程师培养的最大困难在于企业的认知度与参与度不够。 迄今,政府没有相应的鼓励政策与约束机制强化企业的参与,以追求产品利润为目的的企业无义务履行大学生培养的职责;而教学资金短缺、无职场氛围和规模产品生产的学校又难以满足可持续性的卓越工程师培养任务。解决困难的措施在于把握企业的人才需求,倡导企业变市场普招学生为向学校定向培养学生,选择优秀学生,根据双向选择机制,各用人单位合理出具相应资金、人力和场所,减少学校教学成本; (2)在实施卓越工程师培养中,需要为同行业或相近多家企业进行特色人才培养,遴选一、二个大型企业为基础,以其他企业为补充,以形成学生成班制的培养模式。 从目前的小规模“订单式”入手走出“订单式”,走出企业小订单,做卓越工程师培养的行业大订单,进行分类组班、分级特色培养,为相近企业联盟或行业培养人才,建立学校、企业、学生与社会共赢的、可操作性更强并可持续性发展的行业卓越工程师培养的新模式。 作者:王恒花国然何凤刘兆平单位:南通大学机械工程学院南通大学教务处
烟草企业预算管理研究:企业预算管理研究 【摘要】全面预算管理是企业管理的一种有效的管理机制,通过计划、组织、控制和协调企业的人、财、物等各项资源来贯彻落实企业的发展战略,实现企业价值最大化。本文通过对烟草行业当前面临的内外部环境的分析,提出烟草企业内部管理的需求,并针对烟草行业全面预算管理在实际操作中的不足之处,提出改进和完善的建议。 【关键词】烟草 全面预算 管理 一、烟草行业内外部环境分析 (一)行业内部不协调、不可持续的深层次矛盾依然突出。1、市场卷烟规格过多,品牌培育难度加大;2、现代卷烟物流建设步伐缓慢,运行费用较高;3、重点费用控制任务艰巨,花钱大手大脚,铺张浪费现象仍然存在:4、部分单位对行业决策、制度的执行力不够,工作落实不到位。 (二)行业外部面临的“烟草控制、完善体制、构建和谐、国际竞争”四大挑战依然严峻,国内外环境十分复杂,全球经济表现疲弱,国内通胀压力不减,控烟环境更加严峻,假烟制造依旧存在。 全面预算管理是企业管理的一种有效的管理机制,通过计划、组织、控制和协调企业的人、财、物等各项资源来贯彻落实企业的发展战略,实现企业价值最大化。面对当前制约烟草经济发展的环境,依靠市场需求拉动效益快速增长的发展方式已经较难实现。烟草企业必须完善全面预算管理,把强化预算管控作为提升企业管理的重要手段。 二、全面预算管理中存在的问题 烟草行业从2002年正式发文推行全面预算管理工作至今已有十多年时间,全面预算管理已逐步成为行业日常管理的一部分,预算编制、预算执行、预算监督都形成了较为完善的机制,但是由于预算工作涉及面广,具体业务繁杂,在实际预算管理过程中,依旧存在着一些问题,主要表现在: (一)预算重视程度不够,管理责任落实不到位。全面预算管理工作从现行预算执行情况看,部分单位由于缺乏对全面预算管理工作的重视,未深入推进全面预算管理工作,全面预算管理意识宣传贯彻不到位,部分部门不清楚本部门权责义务,预算编制审核不全面,预算执行监督不到位,不能准确的按上级要求完成全面预算管理工作。 (二)企业年度规划意识薄弱,预算编制和执行缺乏导向。烟草行业部分基层企业,由于对预算认识存在偏差,工作缺少整体规划,缺乏战略意识,无法对年度预算编制形成有效指导,同时部分单位对预算执行进度关注不密切,存在用到哪算哪的现象。 (三)预算编制时间短,方法单一,缺乏科学性。目前,烟草行业预算编制虽然形成了“三上三下”的机制。但是预算编制的时间短,基层单位缺少足够的时间分析审核费用及资本性支出等的实际需求。年度预算主要以上年数据为依据,采取增量预算的编制方法。虽然该种预算编制方法速度快,但是笼统的参照上年数据,不深入分析企业实际需求,预算数据缺乏依据,难以形成对企业的有效管理。 (四)上下级部门信息不对称,预算控制能力不足。自从烟草行业取消县级法人资格以来,全面预算管理已成为企业管理的抓手,市局(公司)财务部门成为全市系统预算工作的管理部门,各职能部门为预算管理和控制的执行部门,财务部门按管理要求制定了一系列的全面预算管理制度和工作流程,但市、县公司存在职能机构和数据信息不对称,下级单位不能准确理解上级部门布置的工作的现象,导致完成的工作同上级的要求存在偏差。 三、解决问题的对策 (一)完善预算工作程序,理清职责权限。1、预算管理工作流程作为全面预算管理的业务手册,需着力理清预算职能部门的职责权限,并将预算指标层层分解至各个归口部门,发挥归口部门的管理功能;2、明确预算编制程序,全面梳理预算编制、执行、调整、考核的系统步骤,形成一套较为系统的预算管理工作流程;3、制定并完善预算定额标准体系,为加强预算管理提供依据。 (二)制定企业长远发展战略,为短期目标导航。1、“十二,五”期间,每家烟草单位都制定了本单位的“十二,五”发展规划,为编制相对合理的年度业务预算提供了指导;2、目前烟草行业针对各类采购支出和项目管理类投资支出,要求先有采购计划再有预算,通过计划为预算指导的模式,为预算的数据来源提供支撑。 (三)留足预算编制时间,全面分析预算需求。当前烟草行业预算编制存在的难点是时间短、数据多、预算参数不完善等问题。面对这些实际困难,下级单位提前开展预算编制工作可以取得更好的效果。针对上级部门当前年度预算管理的要求,下级单位提前准备年度预算编制工作,为经办部门充分的测算分析、归口部门全面的审核预算需求留足时间,保证最终的预算结果更加契合实际。 (四)将沟通与检查相结合,改善信息不对称的问题。1、沟通包括横向各个部门之间和纵向上下级之间的沟通,财务部门率先垂范,积极答疑解惑,努力营造良好的沟通氛围。通过沟通及时解决存在的问题,提升配合部门及下级单位的工作积极性;2、安排专人负责检查县级分公司每日发生的经济业务,对存在疑问的业务,及时询问,获取实际的业务信息,能有效的强化预算控制。 (五)加大考核力度,提升单位一把手的重视程度。全面预算管理工作涉及每个部门,内容繁杂。单位一把手具有全面调动各部门工作积极性的能力。加大考核力度,能引起单位领导的重视,有了领导的支持,财务部门落实全面预算管理工作的过程中才能够获取更多的谅解和配合,各个部门对预算管理工作的思考会更主动、更全面,积极性更高,推行全面预算管理工作更加顺畅。 四、结束语 当前烟草行业面临的内外部环境非常严峻,企业发展面临众多挑战,必须推进行业发展方式从资源效益型向管理效益型转变,推动经济持续发展的立足点要从依靠市场资源拉动转到依靠内在能力推动上来,把全面预算管理工作做实、做精、做细。 烟草企业预算管理研究:浅析烟草企业全面预算管理 【摘要】全面预算管理是应用较为广泛的一种先进的经营管理手段。通过预算进行科学编制、有效控制及准确的考核评价,有助于企业经济效益和经营效率不断提升,从而使得企业市场竞争力得到持续增强。文章阐述了全面预算管理的概念和作用,分析了我国烟草企业全面预算管理中存在的主要问题,提出了强化烟草企业全面预算管理的路径。 【关键词】烟草企业;全面预算管理;预算考核 近年来,我国烟草企业不断探索完善适合自身特点的预算管理模式,逐步实现了从无到有、从单一预算向全面预算的转变,预算管理水平显著提升对烟草企业快速发展发挥了重要的促进作用。但是,我国烟草企业全面预算管理工作依然存在一些亟待改进的问题,还有较大的提升空间。开展进一步加强我国烟草企业全面预算管理工作的研究,有着重要的理论价值和现实意义。 一、全面预算管理概述 (一)全面预算管理的概念 全面预算管理是以企业战略规划为依据,以综合的、量化的、涵盖企业经营全过程的全面预算为基础,以全员、全过程、全方位控制为特征的企业内部管理控制系统。全面预算管理将企业制定的战略目标、经营目标、发展目标,层层分解、下达于企业内部各个经济单元,以一系列的预算、控制、协调、考核为内容建立的一整套科学完整的指标管理控制系统,自始至终地将各个职能部门、责任单位工作的目标同企业战略目标、经营目标、发展目标联系起来,对其分工负责的经营活动进行全过程的管理控制,并对实现的绩效进行考评和激励的管理系统。 (二)全面预算管理的作用 1.促进企业资源的合理配置。通常而言,企业拥有的资源是有限的。如果不能合理配置资源,将导致企业内部各个业务单元之间的不平衡发展,甚至形成发展瓶颈。通过实施全面预算管理,烟草企业将生产经营活动统一纳入年度预算方案;基于科学的市场研判,烟草企业将企业长期战略规划和短期发展计划相结合,不断提高全面预算编制的准确性;烟草企业将整体预算分解到内部各经济单元,各经济单位根据企业整体预算目标研究制定自身的经营预算指标和经营计划。同时,通过实施全面预算管理,烟草企业不断审视本企业组织机构和业务流程设置的合理性、科学性,优化组织内部职能部门之间和经营单位之间的权责划分,为企业整体预算目标的实现奠定管理基础。在预算目标制定过程中,各经济单元要从企业全局出发,正确认识企业自身在企业发展中的地位与作用,在确保企业整体战略目标得以实现的前提下,运用科学方法预测发展,通过科学的预算编制和合理的综合平衡,积极组织开展各自的生产经营活动和职能管理活动,努力实现企业资源的合理配置和最优利用,确保实现企业整体战略发展目标。 2.促进企业管理水平的提升。全面预算管理既是管理层对企业日常经济活动实施管理的抓手,也是促进企业员工加深对本部门及岗位的认识的途径。实施全面预算管理过程中,要按照预算安排确定企业内部各个职能部门、经济单元、业务环节的经营目标和经营责任,发挥预算管理对企业生产经营活动的全面统筹和事前控制作用。同时,认真分析全面预算管理在执行中的偏差,找出管理的薄弱环节,及时反馈并采取有针对性的调整举措,发挥全面预算管理的事中控制作用。预算年度结束后,全面分析各责任单位预算执行情况,对于实际完成情况与预算目标的差异,要深入分析产生原因,不断提升企业预算管理水平。企业管理层可以根据各责任单位预算目标实际情况实施考核,进而发挥全面预算管理对企业经营管理活动的事后控制作用。 二、我国烟草企业全面预算管理中存在的主要问题 当前,我国烟草企业实施全面预算管理过程中还存在着预算的科学性不高、预算反馈机制不完善、考核激励机制不健全、管理控制有待进一步加强等较为突出的问题,影响了全面预算管理作用的充分发挥。 (一)预算的科学性有待提高 我国烟草企业在预算编制工作中,过于关注上级单位下达的计划,对市场的分析预判不够。在这样背景下实施的预算管理,预算指标弹性不足,与快速变化的市场相脱节,预算目标的正确性大打折扣。目前,我国烟草企业大多采用增量预算法编制费用预算。增量预算法以过往实际发生的费用水平为基础,极易造成不合理费用预算管理的恶性循环,因为采用增量预算法也就等同于承认了过往发生费用的合理性,不需要对原有的不足和问题予以改进。同时,我国烟草企业目前缺乏清晰的预算编制流程及规范标准,影响了企业内部各部门所编制预算的科学性、规范性和合理性。由于编制预算时缺少深入分析和必要的定额标准,导致我国烟草企业预算项目不够细化,形成预算责任部门预算制定偏高,而财务部门审核调整时又不好把握删减幅度的尴尬局面。 (二)预算执行反馈机制有待完善 总体上看,我国烟草企业还没有很好地建立预算执行反馈机制,预算执行情况没有得到及时的反馈。由于烟草企业内部的各预算责任单位没有很好地执行预算台账制度,因此不能及时掌握本部门的预算执行情况,只能由财务部门事后进行统计汇总,定期报告给企业预算管理委员会并反馈给各责任预算单位。这种反馈不能及时掌握新情况,快速处理新问题,属于事后反馈,对已经发生的损失于事无补。 (三)预算考核评价机制有待健全 目前,我国烟草企业在预算考核评价方面还存在很多不足之处:预算约束考核评价力度不够,对预算执行的考核不到位。例如:对预算年度执行情况的考核,激励约束不对等,激励有余、约束不到位;预算管理考核指标设置不科学,较多关注业务接待费、差旅费等可控费用指标。同时,目前的预算考核评价机制的科学性不够,存在“鞭打快牛”问题。因为当前预算效益指标考核多以上年同期业绩实际数为基础,考量实际数相对于上年实际数增减情况,而不是用预算数与实际数进行比较。对上年同期业绩实际数较高的单位,后续年份就必须在现有基础上实现持续增长。 (四)预算管理控制有待强化 近年来,我国烟草企业对全面预算工作重视程度大幅提高。大部分企业都设有专门预算机构负责预算管理工作,但是这些预算管理部门对于预算执行的控制力度不够,预算指标没有真正成为各责任部门及员工开展业务活动的依据,形成了“两张皮”,即预算编制是一套数据,而预算执行却是另一套数据。预算执行控制不严削弱了预算管理工作的权威性和约束性。同时预算执行偏差得到没有及时纠正和深入分析,使得预算监控形同虚设,预算目标的实现自然也难以得到保证。 三、强化我国烟草企业全面预算管理的路径 针对存在的突出问题,提出进一步强化我国烟草企业全面预算管理工作的以下实施路径: (一)采用科学的预算编制方法 一是科学评估企业内外部环境。我国烟草企业制定全面预算管理目标时,统筹考虑、科学分析外部市场环境与企业内部条件,既要充分考虑企业发展所面临的外部市场因素,包括产品、原材料、人力成本和资本市场等因素,同时企业还应全面考虑要实现年度预算目标所要具备的内部条件,提前做好相应安排;二是采用零基预算挖掘降低成本费用的潜力。为实现合理压缩烟草企业费用预算,建议将增量预算法改为零基预算法,向管理要效益,挖潜成本费用压缩潜力。零基预算法对全部预算支出均以零为起点,重新分析和判断各项预算支出的必要性和合理性。零基预算法要求对各项业务预算进行深入细致分析评估,重点关注业务预算所能带来的经济效果。基于对业务活动的战略性、重要性、紧急性等方面的综合评估结果分配预算经费,在此基础上形成费用预算安排。 (二)完善预算管理反馈机制 预算反馈是更好地履行预算控制职能的基础。我国烟草企业要逐步健全预算执行过程中的反馈机制。上下级企业之间、企业内部各部门之间特别是预算管理部门与其他部门之间,需要加强预算管理沟通。具体而言,上级机构要对做好预算管理工作统筹安排、全面要求、密切关注,下级预算责任单位应及时向上级机构报告预算执行情况及做好预算执行所采取的措施。对于内部各项预算,企业相关管理部门要认真执行预算管理台账制度。企业负责人应经常关注本企业预算执行情况,认真组织分析与预算目标存在偏差的原因,及时采取应对措施,确保预算目标得以实现。 (三)优化预算指标体系 一是以业务预算为基础设置预算项目。我国烟草企业实施预算管理过程中,应改变以往简单按照会计科目设置预算项目的惯例,改为基于业务活动进行预算项目的设置,既使财务工作与业务工作更为紧密的结合,又避免了非财务人员对了会计科目缺乏准确理解、影响预算制定工作的困扰;二是设置时间进度指标。所谓时间进度指标,就是费用类预算指标的时间累计实现值,通过费用类指标的累计实现值与全年预算比较,不允许费用成本支出超过时间进度,通过监控预算指标的执行进度强化事中控制;三是引入预警风险指标。对于那些对企业整体目标的完成产生重大影响或关键风险控制的指标,必须参照合理正常的水平设置风险预警线,提高企业规避风险的能力。 (四)深入开展预算偏差分析 预算执行偏差情况分析不仅是预算管理部门的事,更需要企业所有预算责任单位的全部参与。各预算责任单位立足于本单位的生产经营实际,定期开展预算执行情况分析,深入挖掘产生预算偏差的根本原因。要运用比率分析法、比较分析法、敏感性分析法、连环替代法等科学的预算考核分析方法,分解和细化预算执行偏差,通过数据分析挖掘深层次原因。同时也要从企业经营角度查找产生预算偏差的根源,不但高度重视财务类指标,也要关注产品合格率、市场占有率、预算编制错误等非财务指标。积极分析非财务指标的变化情况,不但有助于查找出导致当期预算执行存在偏差的根本原因,而且有助于持续改进预算管理工作。 (五)加强预算信息化建设 预算管理信息化是提升企业全面预算管理水平的重要基础条件。一是建立健全预算管理信息系统。在企业财务管理信息系统中,积极开发完善预算管理子系统,在信息系统中实现预算编制、执行控制、在线审批、执行情况分析等预算管理功能。能够从财务管理系统中自动、及时、准确地获取财务账面实际发生数,进而计算出实际发生数与预算数之间的差异,根据管理需求,自动、准确地生成各种预算管理分析表,为企业管理层进行事中控制和事后分析提供了财务数据支持和技术分析支持。通过预算信息系统的使用实现了预算信息的及时传递,大大提高了预算管理工作的质量和效率,全面提高了预算管理工作水平;二是推行预算核算付款一体化,将预算管理控制点前移,在付款审批同时即反映预算执行情况。为了提高预算管理水平和效率,烟草企业应尽快建立预算管理信息系统,并实现与财务管理信息系统等管理平台相互对接,达到信息共享、实时反馈和控制的目的。 作者简介:王晓园(1984-),女,河北景县人,就职于广东中烟工业有限责任公司,研究方向:烟草管理。 烟草企业预算管理研究:浅析烟草企业全面预算管理 【摘要】全面预算管理是应用较为广泛的一种先进的经营管理手段。通过预算进行科学编制、有效控制及准确的考核评价,有助于企业经济效益和经营效率不断提升,从而使得企业市场竞争力得到持续增强。文章阐述了全面预算管理的概念和作用,分析了我国烟草企业全面预算管理中存在的主要问题,提出了强化烟草企业全面预算管理的路径。 【关键词】烟草企业;全面预算管理;预算考核 近年来,我国烟草企业不断探索完善适合自身特点的预算管理模式,逐步实现了从无到有、从单一预算向全面预算的转变,预算管理水平显著提升对烟草企业快速发展发挥了重要的促进作用。但是,我国烟草企业全面预算管理工作依然存在一些亟待改进的问题,还有较大的提升空间。开展进一步加强我国烟草企业全面预算管理工作的研究,有着重要的理论价值和现实意义。 一、全面预算管理概述 (一)全面预算管理的概念 全面预算管理是以企业战略规划为依据,以综合的、量化的、涵盖企业经营全过程的全面预算为基础,以全员、全过程、全方位控制为特征的企业内部管理控制系统。全面预算管理将企业制定的战略目标、经营目标、发展目标,层层分解、下达于企业内部各个经济单元,以一系列的预算、控制、协调、考核为内容建立的一整套科学完整的指标管理控制系统,自始至终地将各个职能部门、责任单位工作的目标同企业战略目标、经营目标、发展目标联系起来,对其分工负责的经营活动进行全过程的管理控制,并对实现的绩效进行考评和激励的管理系统。 (二)全面预算管理的作用 1.促进企业资源的合理配置。通常而言,企业拥有的资源是有限的。如果不能合理配置资源,将导致企业内部各个业务单元之间的不平衡发展,甚至形成发展瓶颈。通过实施全面预算管理,烟草企业将生产经营活动统一纳入年度预算方案;基于科学的市场研判,烟草企业将企业长期战略规划和短期发展计划相结合,不断提高全面预算编制的准确性;烟草企业将整体预算分解到内部各经济单元,各经济单位根据企业整体预算目标研究制定自身的经营预算指标和经营计划。同时,通过实施全面预算管理,烟草企业不断审视本企业组织机构和业务流程设置的合理性、科学性,优化组织内部职能部门之间和经营单位之间的权责划分,为企业整体预算目标的实现奠定管理基础。在预算目标制定过程中,各经济单元要从企业全局出发,正确认识企业自身在企业发展中的地位与作用,在确保企业整体战略目标得以实现的前提下,运用科学方法预测发展,通过科学的预算编制和合理的综合平衡,积极组织开展各自的生产经营活动和职能管理活动,努力实现企业资源的合理配置和最优利用,确保实现企业整体战略发展目标。 2.促进企业管理水平的提升。全面预算管理既是管理层对企业日常经济活动实施管理的抓手,也是促进企业员工加深对本部门及岗位的认识的途径。实施全面预算管理过程中,要按照预算安排确定企业内部各个职能部门、经济单元、业务环节的经营目标和经营责任,发挥预算管理对企业生产经营活动的全面统筹和事前控制作用。同时,认真分析全面预算管理在执行中的偏差,找出管理的薄弱环节,及时反馈并采取有针对性的调整举措,发挥全面预算管理的事中控制作用。预算年度结束后,全面分析各责任单位预算执行情况,对于实际完成情况与预算目标的差异,要深入分析产生原因,不断提升企业预算管理水平。企业管理层可以根据各责任单位预算目标实际情况实施考核,进而发挥全面预算管理对企业经营管理活动的事后控制作用。 二、我国烟草企业全面预算管理中存在的主要问题 当前,我国烟草企业实施全面预算管理过程中还存在着预算的科学性不高、预算反馈机制不完善、考核激励机制不健全、管理控制有待进一步加强等较为突出的问题,影响了全面预算管理作用的充分发挥。 (一)预算的科学性有待提高 我国烟草企业在预算编制工作中,过于关注上级单位下达的计划,对市场的分析预判不够。在这样背景下实施的预算管理,预算指标弹性不足,与快速变化的市场相脱节,预算目标的正确性大打折扣。目前,我国烟草企业大多采用增量预算法编制费用预算。增量预算法以过往实际发生的费用水平为基础,极易造成不合理费用预算管理的恶性循环,因为采用增量预算法也就等同于承认了过往发生费用的合理性,不需要对原有的不足和问题予以改进。同时,我国烟草企业目前缺乏清晰的预算编制流程及规范标准,影响了企业内部各部门所编制预算的科学性、规范性和合理性。由于编制预算时缺少深入分析和必要的定额标准,导致我国烟草企业预算项目不够细化,形成预算责任部门预算制定偏高,而财务部门审核调整时又不好把握删减幅度的尴尬局面。 (二)预算执行反馈机制有待完善 总体上看,我国烟草企业还没有很好地建立预算执行反馈机制,预算执行情况没有得到及时的反馈。由于烟草企业内部的各预算责任单位没有很好地执行预算台账制度,因此不能及时掌握本部门的预算执行情况,只能由财务部门事后进行统计汇总,定期报告给企业预算管理委员会并反馈给各责任预算单位。这种反馈不能及时掌握新情况,快速处理新问题,属于事后反馈,对已经发生的损失于事无补。 (三)预算考核评价机制有待健全 目前,我国烟草企业在预算考核评价方面还存在很多不足之处:预算约束考核评价力度不够,对预算执行的考核不到位。例如:对预算年度执行情况的考核,激励约束不对等,激励有余、约束不到位;预算管理考核指标设置不科学,较多关注业务接待费、差旅费等可控费用指标。同时,目前的预算考核评价机制的科学性不够,存在“鞭打快牛”问题。因为当前预算效益指标考核多以上年同期业绩实际数为基础,考量实际数相对于上年实际数增减情况,而不是用预算数与实际数进行比较。对上年同期业绩实际数较高的单位,后续年份就必须在现有基础上实现持续增长。 (四)预算管理控制有待强化 近年来,我国烟草企业对全面预算工作重视程度大幅提高。大部分企业都设有专门预算机构负责预算管理工作,但是这些预算管理部门对于预算执行的控制力度不够,预算指标没有真正成为各责任部门及员工开展业务活动的依据,形成了“两张皮”,即预算编制是一套数据,而预算执行却是另一套数据。预算执行控制不严削弱了预算管理工作的权威性和约束性。同时预算执行偏差得到没有及时纠正和深入分析,使得预算监控形同虚设,预算目标的实现自然也难以得到保证。 三、强化我国烟草企业全面预算管理的路径 针对存在的突出问题,提出进一步强化我国烟草企业全面预算管理工作的以下实施路径: (一)采用科学的预算编制方法 一是科学评估企业内外部环境。我国烟草企业制定全面预算管理目标时,统筹考虑、科学分析外部市场环境与企业内部条件,既要充分考虑企业发展所面临的外部市场因素,包括产品、原材料、人力成本和资本市场等因素,同时企业还应全面考虑要实现年度预算目标所要具备的内部条件,提前做好相应安排;二是采用零基预算挖掘降低成本费用的潜力。为实现合理压缩烟草企业费用预算,建议将增量预算法改为零基预算法,向管理要效益,挖潜成本费用压缩潜力。零基预算法对全部预算支出均以零为起点,重新分析和判断各项预算支出的必要性和合理性。零基预算法要求对各项业务预算进行深入细致分析评估,重点关注业务预算所能带来的经济效果。基于对业务活动的战略性、重要性、紧急性等方面的综合评估结果分配预算经费,在此基础上形成费用预算安排。 (二)完善预算管理反馈机制 预算反馈是更好地履行预算控制职能的基础。我国烟草企业要逐步健全预算执行过程中的反馈机制。上下级企业之间、企业内部各部门之间特别是预算管理部门与其他部门之间,需要加强预算管理沟通。具体而言,上级机构要对做好预算管理工作统筹安排、全面要求、密切关注,下级预算责任单位应及时向上级机构报告预算执行情况及做好预算执行所采取的措施。对于内部各项预算,企业相关管理部门要认真执行预算管理台账制度。企业负责人应经常关注本企业预算执行情况,认真组织分析与预算目标存在偏差的原因,及时采取应对措施,确保预算目标得以实现。 (三)优化预算指标体系 一是以业务预算为基础设置预算项目。我国烟草企业实施预算管理过程中,应改变以往简单按照会计科目设置预算项目的惯例,改为基于业务活动进行预算项目的设置,既使财务工作与业务工作更为紧密的结合,又避免了非财务人员对了会计科目缺乏准确理解、影响预算制定工作的困扰;二是设置时间进度指标。所谓时间进度指标,就是费用类预算指标的时间累计实现值,通过费用类指标的累计实现值与全年预算比较,不允许费用成本支出超过时间进度,通过监控预算指标的执行进度强化事中控制;三是引入预警风险指标。对于那些对企业整体目标的完成产生重大影响或关键风险控制的指标,必须参照合理正常的水平设置风险预警线,提高企业规避风险的能力。 (四)深入开展预算偏差分析 预算执行偏差情况分析不仅是预算管理部门的事,更需要企业所有预算责任单位的全部参与。各预算责任单位立足于本单位的生产经营实际,定期开展预算执行情况分析,深入挖掘产生预算偏差的根本原因。要运用比率分析法、比较分析法、敏感性分析法、连环替代法等科学的预算考核分析方法,分解和细化预算执行偏差,通过数据分析挖掘深层次原因。同时也要从企业经营角度查找产生预算偏差的根源,不但高度重视财务类指标,也要关注产品合格率、市场占有率、预算编制错误等非财务指标。积极分析非财务指标的变化情况,不但有助于查找出导致当期预算执行存在偏差的根本原因,而且有助于持续改进预算管理工作。 (五)加强预算信息化建设 预算管理信息化是提升企业全面预算管理水平的重要基础条件。一是建立健全预算管理信息系统。在企业财务管理信息系统中,积极开发完善预算管理子系统,在信息系统中实现预算编制、执行控制、在线审批、执行情况分析等预算管理功能。能够从财务管理系统中自动、及时、准确地获取财务账面实际发生数,进而计算出实际发生数与预算数之间的差异,根据管理需求,自动、准确地生成各种预算管理分析表,为企业管理层进行事中控制和事后分析提供了财务数据支持和技术分析支持。通过预算信息系统的使用实现了预算信息的及时传递,大大提高了预算管理工作的质量和效率,全面提高了预算管理工作水平;二是推行预算核算付款一体化,将预算管理控制点前移,在付款审批同时即反映预算执行情况。为了提高预算管理水平和效率,烟草企业应尽快建立预算管理信息系统,并实现与财务管理信息系统等管理平台相互对接,达到信息共享、实时反馈和控制的目的。 作者简介:王晓园(1984-),女,河北景县人,就职于广东中烟工业有限责任公司,研究方向:烟草管理。 烟草企业预算管理研究:烟草企业预算管理研究 【摘要】 全面预算管理是企业管理的一种有效的管理机制,通过计划、组织、控制和协调企业的人、财、物等各项资源来贯彻落实企业的发展战略,实现企业价值最大化。本文通过对烟草行业当前面临的内外部环境的分析,提出烟草企业内部管理的需求,并针对烟草行业全面预算管理在实际操作中的不足之处,提出改进和完善的建议。 【关键词】 烟草 全面预算 管理 一、烟草行业内外部环境分析 (一)行业内部不协调、不可持续的深层次矛盾依然突出。1、市场卷烟规格过多,品牌培育难度加大;2、现代卷烟物流建设步伐缓慢,运行费用较高;3、重点费用控制任务艰巨,花钱大手大脚,铺张浪费现象仍然存在;4、部分单位对行业决策、制度的执行力不够,工作落实不到位。 (二)行业外部面临的“烟草控制、完善体制、构建和谐、国际竞争”四大挑战依然严峻,国内外环境十分复杂,全球经济表现疲弱,国内通胀压力不减,控烟环境更加严峻,假烟制造依旧存在。 全面预算管理是企业管理的一种有效的管理机制,通过计划、组织、控制和协调企业的人、财、物等各项资源来贯彻落实企业的发展战略,实现企业价值最大化。面对当前制约烟草经济发展的环境,依靠市场需求拉动效益快速增长的发展方式已经较难实现。烟草企业必须完善全面预算管理,把强化预算管控作为提升企业管理的重要手段。 二、全面预算管理中存在的问题 烟草行业从2002年正式发文推行全面预算管理工作至今已有十多年时间,全面预算管理已逐步成为行业日常管理的一部分,预算编制、预算执行、预算监督都形成了较为完善的机制,但是由于预算工作涉及面广,具体业务繁杂,在实际预算管理过程中,依旧存在着一些问题,主要表现在: (一)预算重视程度不够,管理责任落实不到位。全面预算管理工作从现行预算执行情况看,部分单位由于缺乏对全面预算管理工作的重视,未深入推进全面预算管理工作,全面预算管理意识宣传贯彻不到位,部分部门不清楚本部门权责义务,预算编制审核不全面,预算执行监督不到位,不能准确的按上级要求完成全面预算管理工作。 (二)企业年度规划意识薄弱,预算编制和执行缺乏导向。烟草行业部分基层企业,由于对预算认识存在偏差,工作缺少整体规划,缺乏战略意识,无法对年度预算编制形成有效指导,同时部分单位对预算执行进度关注不密切,存在用到哪算哪的现象。 (三)预算编制时间短,方法单一,缺乏科学性。目前,烟草行业预算编制虽然形成了“三上三下”的机制。但是预算编制的时间短,基层单位缺少足够的时间分析审核费用及资本性支出等的实际需求。年度预算主要以上年数据为依据,采取增量预算的编制方法。虽然该种预算编制方法速度快,但是笼统的参照上年数据,不深入分析企业实际需求,预算数据缺乏依据,难以形成对企业的有效管理。 (四)上下级部门信息不对称,预算控制能力不足。自从烟草行业取消县级法人资格以来,全面预算管理已成为企业管理的抓手,市局(公司)财务部门成为全市系统预算工作的管理部门,各职能部门为预算管理和控制的执行部门,财务部门按管理要求制定了一系列的全面预算管理制度和工作流程,但市、县公司存在职能机构和数据信息不对称,下级单位不能准确理解上级部门布置的工作的现象,导致完成的工作同上级的要求存在偏差。 (五)考核机制不够健全,预算执行控制成本较低。目前,行业已将全面预算管理工作纳入下级单位年度的工作业绩考核,与下级单位领导的工作绩效挂钩。但是,全面预算管理考核所占比例对整体的考核结果影响较小,使部分下级单位领导对预算管理工作重视程度下降。缺少单位领导的支持,大刀阔斧的预算推进工作会变得障碍重重,甚至部分较好的工作方法只能流于形式,无法发挥其应有的功效。 三、解决问题的对策 (一)完善预算工作程序,理清职责权限。1、预算管理工作流程作为全面预算管理的业务手册,需着力理清预算职能部门的职责权限,并将预算指标层层分解至各个归口部门,发挥归口部门的管理功能;2、明确预算编制程序,全面梳理预算编制、执行、调整、考核的系统步骤,形成一套较为系统的预算管理工作流程;3、制定并完善预算定额标准体系,为加强预算管理提供依据。 (二)制定企业长远发展战略,为短期目标导航。1、“十二.五”期间,每家烟草单位都制定了本单位的“十二.五”发展规划,为编制相对合理的年度业务预算提供了指导;2、目前烟草行业针对各类采购支出和项目管理类投资支出,要求先有采购计划再有预算,通过计划为预算指导的模式,为预算的数据来源提供支撑。 (三)留足预算编制时间,全面分析预算需求。当前烟草行业预算编制存在的难点是时间短、数据多、预算参数不完善等问题。面对这些实际困难,下级单位提前开展预算编制工作可以取得更好的效果。针对上级部门当前年度预算管理的要求,下级单位提前准备年度预算编制工作,为经办部门充分的测算分析、归口部门全面的审核预算需求留足时间,保证最终的预算结果更加契合实际。 (四)将沟通与检查相结合,改善信息不对称的问题。1、沟通包括横向各个部门之间和纵向上下级之间的沟通,财务部门率先垂范,积极答疑解惑,努力营造良好的沟通氛围。通过沟通及时解决存在的问题,提升配合部门及下级单位的工作积极性;2、安排专人负责检查县级分公司每日发生的经济业务,对存在疑问的业务,及时询问,获取实际的业务信息,能有效的强化预算控制。 (五)加大考核力度,提升单位一把手的重视程度。全面预算管理工作涉及每个部门,内容繁杂。单位一把手具有全面调动各部门工作积极性的能力。加大考核力度,能引起单位领导的重视,有了领导的支持,财务部门落实全面预算管理工作的过程中才能够获取更多的谅解和配合,各个部门对预算管理工作的思考会更主动、更全面,积极性更高,推行全面预算管理工作更加顺畅。 四、结束语 当前烟草行业面临的内外部环境非常严峻,企业发展面临众多挑战,必须推进行业发展方式从资源效益型向管理效益型转变,推动经济持续发展的立足点要从依靠市场资源拉动转到依靠内在能力推动上来,把全面预算管理工作做实、做精、做细。 烟草企业预算管理研究:烟草企业动态预算管理措施研究 [摘 要]在烟草行业改革大背景下,特别是随着信息技术的快速发展,建立与完善烟草企业动态预算管理体系成为烟草企业发展的必然趋势。本文首先分析现阶段烟草企业预算管理模式存在的问题,然后对动态预算管理进行简要的分析,最后分析烟草企业动态预算管理的实施对策,供有关人员参考。 1 烟草企业预算管理模式存在的问题 现阶段烟草企业预算管理模式中存在的问题主要表现在以下几个方面: (1)烟草企业预算管理内容不够广泛,在预算管理过程中以销售资料、生产资料等为主要依据进行预算,没有针对企业整体资产等进行相关预算,也没有针对企业现金流、利润等进行预算管理,甚至忽视了企业资本成本等对预算的影响。总的来说,就是现有的企业预算管理还停留在生产销售方面,在企业整体规划上显得有所不足,是一个短期的预算工作,没有充分考虑企业长远发展,这与企业全面预算管理的目标相违背。 (2)现阶段我国烟草企业预算管理体系中,在预算体系编制过程中侧重于预算的刚性,过于强调下级部门的执行力,忽视了下级部门对预算体系编制工作的参与性,导致企业预算体系与实际有些不符,在执行过程中也容易发生错误。 (3)烟草企业预算管理执行不够规范。目前,烟草企业在执行预算管理过程中,由于权力划分不够科学,导致无法发挥权力制衡的优势,使得一部分人员或部门的权利过大而不能加以控制与约束,导致滥用职权的现象发生,给企业预算管理工作质量造成很大的影响。 (4)目前烟草企业预算管理体系中,相应的激励与考核机制不够完善。预算属于激励约束机制,如果缺少了考核、激励以及控制,企业预算管理往往会流于形式。现阶段的烟草企业预算执行过程中,日常考核记录工作不够完善,导致预算管理监督作用无法发挥,也无法给企业预算决策提供策略。 (5)现阶段,烟草企业预算管理信息化程度较低,有些企业甚至还停留在手工操作模式,导致企业预算管理的及时性、时效性、动态性严重缺乏,由于缺少完善的信息化系统,导致企业预算管理人员无法及时掌握企业的资源,对企业资源优化配置等造成影响。 2 动态预算管理概述 2.1 动态预算管理概念 动态预算管理针对现阶段预算管理体系应变性不强、灵活性不足而改进而来的预算管理体系,对于动态预算管理内涵的解释,可以通过以下三个方面进行: (1)动态预算管理可以被当做一个开放的管理平台,实现了管理手段与途径的多样化,同时随着科技水平的进步而不断创新。 (2)动态预算管理是全面预算管理的本质体现,不仅能够体现企业预算管理中全程控制理念,还能够体现企业预算管理中全员参与理念,实现了对企业相关信息的跟踪反馈。 (3)动态预算管理将EVA作为管理的目标,其管理层次很高,能够实现企业战略管理目标与预算管理的结合,能够落实管理理念。 2.2 实行动态预算管理 (1)在企业预算管理工作中,应用预算管理能够提高预算工作中对相关信息的处理能力。在企业预算编制过程中,需要利用大量的历史数据,这些数据需要进行收集、整理与相应的处理,为预算工作提供有力的依据。动态预算管理能够通过信息化技术,简化预算编制程序,提高历史数据处理精度,保证预算工作顺利开展。 (2)动态预算管理可以在预算执行单位中设置工作站,能够提升预算管理深度。预算单位工作站设置在企业的各个基层单位中,负责将本单位日常运行的费用进行归集、登记,这样预算管理系统就能及时获取各基层预算单位的预算执行情况,改变了以往预算管理层层管理的模式,减少了信息传递的层级,提高了信息的流动速度。 (3)动态预算管理为企业运营提供有效的信息,能够保证企业运营过程中决策的正确性,同时还能够及时为企业提供预算分析报告,缩小预算报告的周期,保证企业相关预算工作能够顺利完成。 3 烟草企业动态预算管理措施 烟草企业动态预算管理实施过程中,首先,需要确定动态管理的目标,其次,进行预算编制,再次,执行动态预算,并根据企业运营的实际情况进行相应的调整,最后对动态预算进行有效的考评。具体的实施过程体现在以下几个方面: (1)烟草企业在确定动态预算目标的过程中,需要根据本行业的发展趋势以及特征,对本企业预算管理期待效果进行预测,可以将预算目标确定作为动态预算管理的起点,同时也能将其看作终点,形成一个循环的管理体系。一方面,确定动态预算管理目标就是确定企业动态预算管理想要的效果;另一方面,还需要建立动态预算管理体系。在这一过程中,需要站在企业全局的高度,根据企业发展不同阶段,制定不同的控制重点,分好企业预算各阶段的分目标。 (2)编制烟草企业动态预算过程中,需要根据企业的战略发展目标,全面考虑企业发展规划、发展目标,改进预算编制方式。传统的企业预算编制中,常用的方式为弹性预算、定期调整等,保证企业预算的灵活性。动态预算编制需要保证灵活性,而滚动预算编制正好符合动态预算管理的理念。 (3)现阶段烟草企业基本实现了ERP管理系统,为动态预算管理工作的执行提供便利,而动态预算管理业逐渐成为企业ERP系统中独立的管理模块,实现了烟草企业相关工作的集成管理模式。也正是基于ERP系统平台,使得烟草企业预算管理实现了动态化,保证了相关数据的实时性以及共享性,提高了企业对资产、资金等的控制能力,同时也将企业预算工作深入到企业运营的各个极端,有利于企业对相关业务的直接控制。 (4)为了保证烟草动态预算的动态性、实时性,需要在企业相关业务发生变化的过程中进行及时的调整预算。由于市场经济发展十分迅速,烟草行业也处于不断变化的动态之中,引起烟草企业动态预算调整的十分迅速与频繁。一方面,预算调整需要根据国家对烟草行业的相关规定以及宏观调整,对企业预算目标进行相应的调整;另一方面,对于烟草企业重大的事项,需要通过企业管理决策部门以及管理委员会集中审核,确定调整相关事项,依据自主调整、合理授权的原则,做好烟草企业预算执行分权工作,实现权力制衡。 (5)烟草企业还需要制定有效的动态预算考评指标体系,对预算管理过程实行跟踪评价,实现对烟草企业预算的精细化管理,保证预算管理考评体系的科学合理性以及可操作性。 4 结 论 通过上述分析可知,动态预算管理是符合现代化发展的企业预算管理方式,在烟草预算管理工作中的应用,能够有效地提升烟草企业预算工作的精度,提高烟草预算管理工作的质量与效率,为烟草企业运营决策提供有力的依据,促进烟草企业健康可持续发展。
高校财务预算管理探讨:高校财务预算管理浅析 摘要:高校财务预算执行工作是高校开展各项教学和管理工作的基础保障,只有不断完善和提升财务预算执行和管理工作的水平,才能更好的促使高校资金的合理运用。 关键词:高校预算 监督 责任 收支 一、完善高校预算执行管理体系的必要性 (一)预算执行管理是高校各项工作的基础 财务预算是高校各项工作开展的基础,是进行具体财务活动的依据和保障。就实际意义来讲,高校的预算执行管理工作能够占据到其财务工作的主导位置,缺乏必要的预算管理体系,将直接导致具体工作执行的不顺畅,进而使得高校内部财务工作混乱,影响了学校的整体发展。 (二)强化预算执行管理工作有利于控制财务风险 随着近年来,教育机制改革的不断深入,高校扩并改步伐逐步加快,各类高等院校迎来新的发展机遇。面对前所未有的发展良机,高校要积极转变发展思路,从根本上提升自身管理水平。目前高校经费的来源已由之前较为单一的财政拨款逐渐转换为多种渠道并行的资金收入体系。高校已渐渐摆脱之前经费紧张的困境,随着收支两条主线总量的增加,高校经费收支矛盾却越发突出。因此,强化高校预算管理工作将是有效提升高校财务管理水平,合理控制财务风险的必要选择。 二、高校预算执行管理需突出的重点问题 (一)明确审批权限 严格落实审签制度 在现行的高校预算管理中,预算的编制工作基本上都是由财务主管部门和校领导进行研究和确定的,其他部门参与性不强,因此总体的透明度不高。同样在预算的执行过程中,也是落实三级审签制度的,但在日常的审签执行过程中,却存在着权限不明确,制度落实不到位的情况,进而导致了一些不规范问题乃至于腐败现象的出现,使得资金使用效率较低、针对性较差,造成了资金的浪费。 提升高校预算资金的使用效率要从明确审批权限开展,对现有的审批制度进行再补充、再完善,将审批权明确到岗位,将责任落实到实处。财务部门要当好预算执行的“保护神”,对审签手续不全的票据坚决予以回退,对未经办公会表决同意的支出,要暂缓支出。 (二)规范二级单位资金支出 高校的财务体系中往往包括了一级预算和二级预算,一级预算的制定和执行一般情况下都能做到规范和透明,而二级单位的预算则存在了一些细节问题。在二级预算的支出中,存在着资金使用不规范、财务手续不全、监督、监管不到位的问题,二级单位的部门领导和财务人员较为缺乏理财观念,对于资金的管理和使用,存在着较大随意性,不能严格落实高校财务管理制度,这样也就在无形之中使资金被浪费,导致资金不能完全落实到位。 如何更为有效的规范二级单位资金支出,历来都是高校预算执行和管理工作的重点。两方面的工作应该是必须要做好的,一方面,就是要建立起预算资金执行情况的检查、互查机制,使二级预算资金的收支在透明和规范的体系下运行。另一方面就是要结合实际情况,进一步完善二级预算单位的财务内部管理制度,使具体财务行为有据可依。 (三)细化预算管理责任 将奖惩落实到位 良好的奖惩机制是调动职工工作积极性的保障。在高校财务预算管理中要将细化预算管理责任作为开展此项工作的基础,责权不明确,就存在打击职工积极性的可能性。进一步开展绩效考核、平时考核将考核与职位晋升、职称考评相结合,才能将财务预算工作提升到一个新的高度,充分使相关人员认识到财务预算执行和管理工作的重要性,进而更好的落实责任,提升工作效能。 (四)明确专款管理 避免资金浪费 在高校财务预算管理中,专款的执行管理是非常重要的一项工作,有效提升专款的使用效率,将避免资金的浪费,使资金使用更加具有针对性。在高校的预算资金中,存在着校区改扩建等一部分专款支出,这部分资金的监管难度往往要大于日常支出。明确专款的管理职责,将是有效对专款进行管理的基础,只有能够将专款的管理不断细化,使每一笔支出都能够做到手续齐全,才能使整个高校财务预算执行和管理工作上水平,使每一分资金都能落实到位。 三、创新观念 提升预算执行管理的水平 观念决定效果,创新高校财务预算管理观念是提升预算资金执行、管理水平的思想保障。现阶段一些高校主管领导及财务人员缺乏对预算管理工作的重视,主体观念较为落后,缺少在预算工作上的创新意识,使得具体工作开展中存在一些问题,影响了预算执行管理的整体水平。在高校财务预算执行和管理过程中,相关人员要加强对政策、制度的学习,将一些新型的财务预算管理办法,应用到具体的预算编制工作中,使预算更加合理,避免在执行的过程中出现问题,影响资金的使用效果。 创新观念的作用不仅仅体现在预算的编制和管理过程中,在执行中坚持正确的观念和意识就能避免很多问题的发生,落实合理支出、量入而出的原则就可以抵制一些不正之风,使突击花钱、巧设名目套取资金等问题得到遏制,提升高校预算资金管理水平。 四、做好预算执行的监督 提升资金使用效率 监督、监管是对预算资金的一种保护,预算的执行过程是监督的重点,做好预算执行的监督,将能够达到提升资金使用效率的作用。目前高校的资金执行已经不再是之前简单的收支两条线了,收入和支出都变得更加的复杂。尤其是支出这一部分,缺乏有效的监督将使资金的流向出现偏差,很容易造成资金的浪费,使资金的使用效率降低。对于预算执行的监督,一方面要采取制度监督的方式,通过完善的制度,提升监督的效果。另一方面要落实监督责任,使监督责任落实到人,使每一笔资金的行使都有据可查。 高校财务预算管理探讨:高校财务预算管理问题探讨 高校财务预算是高校根据事业发展计划和任务编制的年度财务收支计划,是学校年度内要完成的事业计划和工作任务的货币表现,是日常组织收入、控制支出的主要依据,也是学校规模和事业发展方向的综合反映,预算管理的好坏直接关系到学校的各项业务和发展。预算管理作为财务管理的重要内容之一,贯穿于高校财务活动的全过程,它包括预算的编制、审批、执行、调整以及预算执行结果的分析报告。现就高校财务预算管理存在的问题和对策加以论述。 一、高校财务预算管理普遍存在的问题 1.组织管理机构不健全,分工不明确 美国高校普遍设有专门负责管理学校预算性资源的独立于财务处之外的预算办公室,由校长直接负责,由各个职能部门共同参与的预算管理机构。与美国相比,中国部分高校预算管理相关机构不健全,有的虽设有预算管理委员会,但发挥作用不大,主要由财务部门既负责预算编制,又负责预算执行和监督,其他部门参与少,缺乏透明性和全面性,影响了预算的严肃性。 2.高校财务预算管理的目标不明确 高校预算管理目标一是优化高校资源配置。二是协调高校经营管理,统筹兼顾合理安排,完成高校的总体目标。三是加强高校财务控制。四是财务预算为考核各部门工作业绩提供依据,促使各部门及时采取措施,解决问题,完成任务。很多高校财务人员在编制预算时常常是根据经验做预算,对学校的长期规划和整体发展不了解,目标不明确。 3.成本核算意识淡薄 新的高校会计制度2013年执行后,强调了成本核算的重要性,但因高校多是以财政拨款为主,所以高校财务管理人员成本意识淡薄,成本核算的基础工作做得不够,重投入,轻产出现象较严重。 4.预算编制不科学 (1)前期调研少,对各院系具体业务不了解,与学校发展脱钩,编制预算时缺少科学的论证和量化指标,缺乏全面性。项目预算编制时缺乏前瞻性和连续性,购置的设备往往浪费较多,使用较少,不能实现资源的有效配置。 (2)预算编制多采用增量预算法,即以上年实际支出为基数,增加相关的变动因素,编制下年的预算计划。这种方法虽然简便易行,但不是十分科学和规范,这种方法会使预算和实际发生有较大差异。这种方法不是以各单位的实际需要制定预算,缺乏量化分析和科学论证,没有做到以收定支、统筹兼顾的原则,使得预算缺乏了它的严肃性和公平性,预算编制缺乏科学性。 5.预算执行不力 高校年底结余较多已成公众关注的问题,是拨款太多,还是执行不力,各有说词。依多年的财务经验来看,两者都有,后者是主要原因。以北京教委统计数据为例,教育投入远高于外地高校,年终结余经常达十几亿,结余的原因一是有些项目前期论证不充分,执行时难以执行,调整程序复杂;二是有些学校上半年不着急,下半年才督促进度,以致年底达不到进度要求;三是下半年追加经费较多,时间紧,来不及执行。 6.缺乏有效的考核与激励措施 近几年主管部门加强了对高校项目经费的绩效考核,但对基本经费的考核还很少。大多数学校对基本经费的执行并无考核,有的即使有考核,但考核后没有配套的奖惩措施,缺乏应有的激励机制,使考核工作流于形式。考核和奖惩措施落实不到位已经成为影响高校预算目标无法很好实现的重要原因。 7.预算管理人员业务水平不高 近几年,财政改革力度较大,先后进行了部门预算、收支两条线、政府采购、国库直接支付,政府收支分类改革。这些改革使高校内外部理财环境发生了深刻变化,对高校预算管理人员提出了更高要求。但有些老的财务人员素质不高,不能很快接受新事物,新来的经验不够,所以提高预算管理人员整体素质和业务水平是提高预算管理水平的关键因素。 二、预算管理的建议和对策 1.完善预算管理机构设置,分工明确 健全预算管理机构的第一步是建立独立于财务处的预算管理办公室,由校领导、财务处、资产处及各部门代表组成。主要负责汇总学校各单位上交的预算建议,经过初步审核后编制预算草案;为学校管理部门提供及时、准确的财务信息,为各单位提供财经法规政策的咨询;规范学校财务预算编制的程序和过程,提高资源的使用效益,支持学校行使教学、科研和服务社会职能。财务处的主要职责是具体实施预算,同时负责学校财政收入的分析、收集和管理。预算监督除学生和教职工外,还有内部监督部门和社会中介机构共同完成。分工明确的机构设置有利于执行预算过部各单位权力的相互制衡。 2.提高成本核算和全局观念 在预算编制时要充分考虑到教学科研运行成本,全面考虑学校的现状、发展和规划,综合考虑平衡各方面资金需求,做好前期调研工作。根据运行成本确定资金预算分配基数,怎样用最少的钱办更多的事,怎样使有限的资源发挥最大的效益,更好为实现学校的发展目标服务。同时应该探讨成本核算相关问题,引进固定资产折旧,建立相关的成本核算数据收集制度规范,做到真正的成本核算。 3.创新预算编制方法 改变以往增量预算法为零基预算法,同时引进绩效预算方法,弥补零基预算的不足。基本经费人员经费预算按人数测算,公用经费按定额测算,项目经费按项目管理。校内部门提出部门项目建设目标和预算规划,预算管理部门形成部门约束性预算,按照项目管理要求进行预算控制和调整,并根据项目绩效评估和部门预算执行情况考核,奖惩。该模式能促使资源配置机制转变,实现“目标—投入—产出—效果—新目标”的良性循环,促进高校服务能力的提升。 4.建立有效的激励措施和监督机制,保证预算有效执行 不仅从预算编制环节引入绩效概念,在执行过程中和执行后都要重视绩效的考核,这样预算才能更好的执行。现阶段上级部门和学校都比较重视项目经费的绩效考核,但对基本经费的绩效考核比较少。部门预算执行得好坏无奖励也无处罚,所以随意性大。可以通过预算管理部门和内部审计部门对所有经费进行监督考核,对合理开支、节约经费、执行情况好的单位给予奖励,并在下年经费分配中体现出来,对单位负责人的考核中引进经费使用绩效考核,充分调动其合理使用经费的积极性。 三、结论 高校预算管理是一项复杂的系统工程,高校领导和教职员工要充分认识到预算的重要性,积极参与预算管理中。建立良好的预算管理管理机构和约束机制才能有效的保障预算编制和有效执行,从而创造良好的经济运行环境,保证高校发展又快又好。 作者简介:孙彩英(1971—),女,黑龙江人,高级会计师,现供职于北京印刷学院,主要从事财务管理方面工作和研究。 高校财务预算管理探讨:数字化校园环境下高校财务预算管理 摘要:随着数字化校园建设的日益加快,推动了高校财务预算管理不断向信息化方向发展,在高校校园网软硬件平台不断升级和完善的情况下,为提高高校财务预算管理效率提供了有力的技术支持。数字化校园建设不仅有利于整合高校财务、业务和管理信息流,构建高效的预算编制和控制体系,而且还有利于实现项目预算的动态管理,强化对项目预算执行的全过程监控。本文对数字化校园环境下高校财务预算管理进行分析。 关键词:高校 数字化校园 财务预算管理 一、数字化校园环境对高校财务预算管理的影响 数字化校园是以数字化信息技术和网络技术为基础,对教学、科研、管理等校园信息进行收集、处理、整合、传输、存储、应用,并使这些数字资源得以充分利用的一种虚拟教育环境。新时期,数字化校园环境为高校提高财务管理水平,强化财务预算管理执行效果提供了技术支持。首先,数字化校园环境下,高校资源的存量和使用情况能够实现数字化处理,为财务预算的编制提供了便利条件,并且预算的执行情况可以通过教学、科研、管理工作流程进行实时反映,有利于高校各部门领导对项目预算实施动态管理;其次,数字化校园能够实现信息的实时传播和高度共享,将传统预算管理模式中重视预算事后控制转变为重视事前、事中控制。通过校园网络使学校的各项业务活动均处于预算控制体系中,有利于强化资金管理,对资金的使用状况进行跟踪监控;再次,高校财务预算管理可依托数字化校园环境建构决策支持体系,改善高校传统财务管理模式下信息孤岛、财务信息滞后等问题,在充分整合高校业务流、财务流、管理信息流的基础上,为财务决策提供充足的财务信息资源,从而有利于确保财务决策的准确性和科学性。 二、数字化校园环境下高校财务预算管理策略 (一)建立预算管理新机制 在网络化、信息化时代到来的今天,数字化校园日益增多,在这样的背景下,高校应当尽快建立起一种相互制约、互相监督、严格执行预算的资金管理新机制。首先,高校不但要进一步增强自身的预算意识,而且还应不断提高对预算编制部门重要性的认识,并借助预算管理来实现资源的优化配置,以达到提高资金使用效率的目的;其次,应充分发挥出网络信息时代的技术优势,对预算实施全周期的动态管理,掌控好各责任主体的工作业绩和效率,同时还应加强信息反馈,借此来形成有效的奖惩机制,为下一阶段的预算提供可靠的决策依据,从而制定出更为合理、可行的预算目标。 (二)提高预算编制质量 数字化校园环境下,高校的财务预算编制要充分利用资源存量和使用状况数字化的优势,提高预算编制质量。为此,高校在制定年度预算时,应充分考虑对现有资源的整合调配,并在此基础上合理确定出各个部门及相关项目在年度内的物资增加预算。具体可从零基预算和项目预算这两个方面着手。其一,零基预算。其是以零作为基底,并从实际需求和可能的角度出发,对各类费用开支的合理性、必要性以及金额大小进行逐项审议。通过零基预算不但能够在年初对下一年度资金使用情况进行合理安排,而且还能使高校现有的资源与下一年度准备投入的资源整合到一起,并按照新的规划进行合理的资源配置;其二,项目预算。这是目前高校财务预算中最为常用的方法之一。数字化校园最大的特点就是资源从购建前的申请、可行性论证到购建和使用以及产生效益这几个方面全都实现了数字化,使得管理者能够从中获得下一阶段各项业务活动对资源的需求及由此产生的效益,这样便可以此为据对资源进行合理优化配置,这不仅是下一阶段预算编制的重要前提,也是预算能否成功的关键之所在。 (三)强化财务预算执行监督 数字化校园的实现为预算的审批和执行工作提供了公开、透明的监督。为此,可借助这一环境来防止人为在信息技术的基础上制造障碍的情况发生,并遵循先预算、后开支的原则,严格执行先审后支、先批后付的程序,以此来杜绝各类不良的现象发生,如乱收乱报、非正常支出扥等。首先,应按照各个费用项目的金额及性质,分别采用以年为单位和以月为单位的资金控制方式,无预算的开支坚决不予入账;其次,应当认真做好预算指标的衔接和对账工作以及年度的财务状态分析,并借助网上公示的方式,将经费的收支明细和预算执行情况定期公示到网上,同时对全年财务预、决算情况进行及时公布,并接受群众监督;再次,应加大预算执行的考核力度,建立健全定期考核监督制度,并在当月月末对收支情况进行汇总,年末时应摸清各单位资金结余的实际情况,进一步强化对项目预算资金使用情况的监督管理,以确保预算执行落实到位。 (四)构建财务决策支持系统 在数字化校园环境下,高校应当对业务、财务及管理这三大信息流进行整合,并建立起一个全面的数据仓库,这样能够使财务智能决策支持获得有效的资源支持。首先,在建立数据仓库的过程中,应以满足决策支持对数据的要求为前提,通过对校园内各种数据的统一组织、存储和权限管理,形成全面、完整的数据仓库。在数据仓库中,由于财务数据是较为重要的组成部分之一,这就要求财务人员应按照学校的具体要求,并结合数据的特点,对数据结构进行设计和定义,给出由源数据向仓库进行复制时的清理和增强规则;其次,应建立决策支持数据模型。通过该模型的建立,能够对各种业务活动的资金使用情况进行准确的分析和测算,基本可以消除各类偶然因素的影响。 高校财务预算管理探讨:高校财务预算管理存在的问题及对策 摘要:随着高校资金筹集渠道日趋多元化、资金管理也逐渐暴露出各种各样的问题,如:资金使用效率不高、浪费现象严重等等,应从资金管理源头即预算管理入手。本文就此分析了预算管理的必要性、高校预算管理中存在的问题及原因,并就如何加强预算管理工作提出几点建议。 关键词:高校;预算管理;问题;对策 近年来,财政拨款的不足已影响和制约了高校各项事业的发展,高校在想方设法地积极拓展筹资渠道的同时,将有限的资金用在刀刃上是关键。其中贯穿于高校全部经济活动和事业发展全过程的预算管理工作起着尤为重要的作用,怎样做好预算管理是高校面临的新任务和新挑战。因此,加强高校预算的研究和管理工作,使其在财务管理中发挥应有的作用,进一步提高资金使用的科学性和效益性,对保障高校各项工作的正常运行有着十分重要的意义。 一、加强高校预算管理的必要性 加强预算管理一是合理配置高校资源,体现战略目标。运用预算管理,合理分配资源,尽可能的将高校的预算资金配置于需求最强烈的项目上,通过调控预算资金来实现资源的优化配置,保证重点、兼顾一般项目,有效维护高校的正常运转;二是适当控制财务风险。现阶段高校普遍依靠高额贷款来解决资金缺口问题,加强预算管理,可以避免浪费和重复建设,提高资产使用效益,据以对支出和负债总量实施控制,可限制各部门过高的支出期望,树立勤俭意识,在一定程度上控制高校的财务风险,对促进高校稳定、协调和快速发展具有十分重要的意义。 二、高校预算管理中存在的主要问题 1.预算管理观念淡薄 长期以来,高校对预算管理重视不够,校内预算管理制度不健全,预算申报程序不明确,预算的编制实际上主要由财务部门和有关人员参与。各个学院也只是被动地接受学校下达的预算,不能发挥主观能动性。同时由于预算编制人员对学校纷繁复杂的业务活动了解有限,难以对学校预算编制提出切实可靠的依据,使得预算编制缺乏系统的科学论证,难以据此对各项费用支出加以有效控制,造成财务目标与财务预算的严重脱节。 2.预算编制缺乏科学性 各高校预算管理常常采用“基数+增长”即增量预算法以及经验加估计的方法来进行编制,这种编制方法是按年度编制,以上年度的支出数为基数,力求维持年度收支平衡,基本上没有考虑或少有考虑学校的长期发展目标,在编制预算时缺乏长、短期目标的整合思想,如此下去,预算数与实际支出情况差距会越来越大,甚至出现严重虚报的情况,造成资金配置不合理。 3.预算执行刚性不强,预算约束力软化 目前许多高校的预算管理仍只注重预算的制定和下达,但是在下达后,却未能对预算执行过程及时有效地实施监控、跟踪和指标考核,执行中随意调整、追加的现象严重,预算指标没有约束力,起不到刚性和权威的作用。实际工作中,由于预算编制没有细化,预算管理水平不高,很多资金没有落实到具体部门和具体项目上,屡屡出现项目资金被挤占、挪用、截留、甚至虚列支出的情况,违反了相关财务管理规定,造成学校资金使用效率不高,加重了资金供给矛盾。 4.预算缺乏有效的监督机制 预算管理已成为高等学校财务管理的一种机制,是财务管理的优秀,但是许多高校在预算管理方面只注重预算的编制和执行,对预算下达后的执行情况和进度缺乏监督,尤其是对预算下达后的执行情况和进度缺乏跟踪和分析,使预算运行情况成为盲点,缺乏强有力的监督机制。致使经费监督部门未能及时进行项目经费绩效评价,预算决策层和管理层未将上年预算资金绩效评价结果作为预算年度下达预算经费的依据,造成预算经费使用效率低等不良后果。 三、强化高校财务管理的对策 1.强化预算管理意识,建立预算管理机构 高校的各级领导要充分认识到预算管理的重要性,建立由职业道德良好、责任心较强及业务能力较高的财务、审计等专业管理人员组成的预算管理机构,充分发挥专业人员的集体智慧,加强对预算管理的监督,为学校预算管理工作提供保障。高校预算的编制有了专业人员的集体智慧和努力,预算指标可以更为客观、合理、准确和科学,以避免预算编制的随意性。预算的执行和调整有了专业人员的监督,必将更为规范,可以避免预算执行的盲目性。 2.严格执行零基预算编制 由于目前高校业务复杂,新增项目较多,要严格“零基预算法”编制,结合本单位实际合理测算、细化各项开支的标准,严格按标准核定人员、公用经费和专项经费,适当结合技术测定、绩效考核等措施。比如,学生“三金”可以根据条件分各种等级,专项资金采用“零基预算法”加绩效考核编制,后勤服务经费可采用技术测定方式,教学部门可根据管理的学生人数结合日常公用经费编制等等,强化预算编制是实现高校全面预算管理,保证预算正确性的基础。 3.建立健全的高校预算管理制度 科学、合理的财务制度是顺利开展财务工作的必要前提。为适应当前高校发展的需要,减少实际工作中的盲目性和随意性,必须制定健全的科学的预算管理制度,明确预算编制的原则、程序、方法,明确预算的收支、执行和调整,使预算管理工作进入程序化、制度化的轨道。高校在编制预算时应严格按照规定的程序进行,通过制度明确学校与各部门在预算执行时的权责,使整个学校预算管理工作,如预算收入的取得、预算支出的使用以及预算的追加和调整等各个环节都有法可依、有章可循,保证其规范性和延续性。 高校财务预算管理探讨:高校财务预算管理的问题与对策 【摘 要】随着高校办学规模的日益扩大,学校办学经费的来源也日益多样化,如何有效的进行财务预算管理显得尤为重要。我国高校的财务预算在编制、执行、考核过程中存在诸多不足,我们必须结合我国高校实际有的放矢的加以修正,才能提升高校的办学效益。 【关键词】高校;预算编制;预算执行;预算考核 1.当前高校财务预算管理中存在的问题 1.1预算编制存在不足 由于预算管理在我国高校运用的时间不长,领导重视不够,参加预算编制的工作人员缺乏专业素养,也不可能对学校所有的业务活动都了解得清清楚楚,往往仅凭借以前的预算数和实际执行数来编制下一个年度的预算;高校的其他部门预算观念淡薄,或只想为自己部门多争取一些资金,把学校预算理解为争取拨款的工具;我国的预算编制周期和高等院校的学年安排收支相矛盾,不能做到以收入来确定支出,不能按高校的业务量和工作性质进行逐一对应分配预算收支;高校的“统一领导,分级管理”模式也导致会造成预算编制的内容不完整,不能将学校的各项收支都包括在预算中。 1.2预算执行存在不足 在预算执行过程中没有制定有效的监管制度, 造成责任不明、监督不力。造成事前监督不严, 事中控制不力,事后审计监督缺位,致使预算的执行结果千疮百孔,经常出现资金被改变资金用途,造成预算执行数和预算编制数相差甚远,这样就会使预算的约束力起不到刚性作用,失去了预算管理的意义。 1.3预算考核存在不足 高校预算考核制度不健全,预算考核不到位,也没有形成有效的预算奖惩机制,无法有效地激励各个部门进行预算执行,导致资金使用效率低。 2.改进高校预算管理的策略 2.1提高预算编制水平 首先要提高对预算管理的认识水平,确立预算管理在高校运行管理中的优秀位置。高校要组织专门的预算管理机构并对预算人员进行必要的培训,帮助他们掌握预算管理的相关理论知识和编制方法。财务部门要把预算编制流程、方法进行公开,进而提高预算管理的透明度, 并成立由校领导、财务人员、各个部门预算负责人、各个院系的的领导、教职工代表、学校审计部门的工作人员等组成的预算管理委员会,对他们进行必要预算管理知识的培训和学习,要让他们认识到学校对预算管理的重视,端正他们的态度,增进各个部门和财务部门的沟通和交流,从而使预算编制的工作不再是财务人员孤军奋战。 其次,要改变高校原来的基数法的编制方法,采用零基预算法,即“以零为基础编制预算”的方法。这种方法不考虑以往期间的费用项目及数额,而是根据预算期间的需求和可能会用到的项目及费用的数额,进而考察这些项目和费用数额的合理性,一切从实际出发,综合所有的情况进行预算编制。这种预算编制方法能够调动高校各个部门的积极性,进而降低预算费用、提高资金的使用效率。随着学校的高速发展,也可以把零基预算法和滚动预算法结合起来应用。具体的做法是:一个年度的预算采用零基预算法,而将滚动预算运用到整个预算的每个阶段进行,根据上一个阶段的实行情况对下个阶段进行重新修订,但是它的主旨不发生变化,年初制定的预算数额限度内进行灵活地调整,从而保证学校的各项经济活动有序高效地进行,使学校跟上时代的步伐快速发展。 2.2增强预算执行力度 要对审批权限进行严格制定,不能随意地进行审批。学校各个部门的经费审批,必须在编制好的预算数限额进行,不能随便超支,如果存在特殊情况,可以按照学校既定的审批程序提出申请,说明情况,根据调整后的预算数按规定进行预算执行。 要将各院系财务核算工作进行精细化管理,按照部门的具体经济业务设置会计科目,并且按预算部门、预算项目进行经济业务核算工作。同时要控制预算执行进度和方向,使得经费使用符合规定的范围,通过及时检查分析预算执行情况,及早发现问题。 要加大对预算执行审计。采取定期、不定期和专项相结合的的全程跟踪审计,通过定期预算的执行情况来及时准确掌握预算执行过程中的各种信息,对审计中发现的问题,及时采取合理、有效的措施加以解决和处理。 要把握适度的预算弹性。在预算的执行过程中,需要根据实际情况的变化进行合理的调整,并将突发事件纳入预警体系使之完善,从长远上保证预算的顺利执行。 要制定预算执行中的监督机制,严格进行执行中的监督。首先,在良好的权利责任制度下,一定限度的给予各级院系权利,增加经费运用的灵活性,使其在制度允许的范围内可以更加变通地决定经费使用的方式和对象。达到当家作主受激励,统筹安排增效率的良好效果;其次,可以实行校内外全面监督,这样能够提高发现偏差和问题的速度,有效及时中止预算执行过程中的违法、违规、违纪行为,减小财务风险。最后,进行适时的个案检查,根据上级批示的群众举报案件和日常监督检查中发现的蛛丝马迹,有针对性的对有关部门或经济事项进行检查核实,降低财务风险。 2.3健全预算考核机制 我国高等院校需要建立预算绩效考核制度,分别从社会、经济和项目三个方面考虑部门定额包干经费、部门一般项目经费和部门特殊项目经费,设定不同的考核指标和评价体系进行绩效考核。可以在部门之间进行考核,也可以在部门内部进行,形成横向和纵向的综合比较。考核的内容包括部门进行的每一项经济业务是否真实、合法,是否具有科学性、效益性,并且将这些考核结果跟部门负责人联系起来,进行有效的激励措施和惩罚措施。还要建立责任追查制度,对于负有责任的所有人员都要进行不同程度的惩罚。 要建立有效的绩效评价奖罚制度,对于工作完成较好的部门及个人进行奖励,对于预算执行工作较差的进行适度惩戒,使被监督对象从中吸取深刻教训、积极改进内部管理工作、增强自我约束能力。可以在预算工作领导小组下应设绩效评价委员会,专门统计各部门预算执行情况,核算每期实际发生数与预算数之间的差异,定期进行评估,对差异的合理性进行研究,形成报告;将绩效考评与中干的人事调配任免挂钩,形成一种激励机制促进全校上下争先创优;此外,预算部门也应该认真分析差异的原因,并提出下一步工作改进的可行措施,再由财务处根据其措施进行具体的监督执行工作,从而使财务部更好地把握预算执行过程中的走势,着眼于薄弱环节,总结经验教训,加强预算管理工作。 总之,预算管理是充分发挥财务管理职能、提高资金效益的基础,是高校事业发展的财力保障,因此,高校应进一步增强预算管理意识,依法理财、精打细算,用与时俱进和科学发展观的理念加强预算管理工作,为学校稳键、全面、可持续的发展提供保障。
计算机控制技术论文:计算机控制技术课程教学改革论文 1课程教学中的问题 《计算机控制技术》这门课程在不同高校的课程设置有很大的不同。有的高校侧重于以计算机为主线,着重讨论直接数字控制系统、以及现场总线控制系统等计算机控制系统。有的高校侧重于硬件系统的设计和仿真,而对软件却是一带而过。有的高校针对的是计算机控制技术的数学描述及控制算法。应该说各个高校在教材的选取和教学环节的进行中都有自己的独到之处,但是对于针对本校学生的实际情况,这些是远远不够的。在经历了若干个环节的教学和实践中,我对计算机控制技术这门课程的教学改革的方法和实践有自己的一些认识。 2课程教学改革的方法和实践 2.1教学环节突出侧重点 针对本校学生的实际水平,在教学环节中突出侧重点。由于本课程的第一部分主要涉及计算机控制的基础知识、数学模型及控制原理和分析方法。这一部分内容在前期的自动控制原理、复变函数中都有所讲述,那么在本课程的学习中主要是针对课程内容进行复习和总结,而不作为重点内容进行讲授。而第二部分中,讲述的是计算机控制技术的算法和应用以及系统仿真的算法。该部分是众多学科实践与应用的理论支撑,包括了经典控制算法如PID控制算法及其改进等,复杂控制算法如最少拍控制及达林算法等以及数字滤波等数据处理方法,同时包括了系统仿真算法。这一部分作为重点内容讲授。而第三部分是控制系统的MATLAB仿真和SIMULINK仿真。该部分需要学生动手实践来完成,实际应用也很广泛,在讲授中同样以举例的方式让学生能亲身体会到软件方面的使用。 2.2教学与教材有机结合 针对《计算机控制技术》这门课程的特点,现有的高校教材可谓是形形色色,各有各的特点,那么如何使学生更好的学习课程内容而又不依赖于教材呢?或者说如何使学生更好的理解教材内容而更深入的学习课程知识呢?这就要求将教学与教材有机的结合起来。针对本校学生特点,不能拘泥于一本教材来学习本课程,因此,在教学过程中,第一部分内容也就是前期的计算机控制技术基础知识和数学模型等内容,主要针对学生现有教材以及自动控制原理等教材进行讲解,第二部分内容主要是计算机控制技术的算法和应用以及系统仿真的算法。该部分的内容想对比较难,计算量大,因此既应用现有教材,还参考于海生等编著的《计算机控制技术》以及汤楠等编著的《计算机控制技术》等教材,针对算法的部分,结合不同教材的例题,使学生更好的理解算法的来源。第三部分即控制系统的MATLAB仿真和SIMULINK仿真,该部分更多的需要学生自己动手操作,那么在上课的过程中针对例题给学生通过多媒体演示的方法,引入知识点来提高学生学习的积极性。 2.3有效利用实验环节 《计算机控制技术》这门课程不但有独立的理论和方法,而且有相当强的实践性和应用性。因此,要学好这门课程,必须有效的充分的利用实验环节。本门课程安排在第六学期开设,该课程的实验的设置充分结合课堂内容,考虑以实际应用为主,主要安排了数字滤波器、数字PID控制算法、最小拍控制、大林控制算法等等。并为了提高学生的学习兴趣以及拓展学生的知识面,还安排了选做的步进电机控制、温度控制系统等现实中广泛应用的实验环节。 2.4重视教学中的考核方式 考核是评价学生学习、了解教师教学效果的一个重要杠杆。而仅仅通过期末考试的方法来对学生进行考核的话,有可能使学生平时不注重学习,期末搞突击,考后知识还给老师。我们把考核分为了4种: ①课堂作业。每次作业计10分,按照作业次数折合成满分10分的平时成绩。 ②课堂表现。针对学生的课堂状态以及回答问题的正确率和积极性,计10分平时成绩。 ③实验环节。针对各个实验中学生的预习情况、实验过程中的参与情况,实验结果的准确度来评价,满分计10分。 ④期末考试。期末考试成绩折合成70%,再加上以上3项的成绩即为学生的总体考核成绩。这样分配更加合理,也充分调动了学生的积极性。 3结语 我在从事《计算机控制技术》这门课程的教学过程中,也深深的被该课程的魅力所吸引,同时也深感学生是蕴藏着极大的学习热情和潜能的,关键是要靠教师去挖掘。通过我对该课程的教学改革的一些方法进行了实践后,学生对该课程的掌握和实际应用能力均有了很大的提高,并且在课堂中,也明显感觉学生有了活力和动力。那么在今后的教学中,我将投入更大的精力在该课程的教学改革中,希望能用我的微薄之力使该课程的教学能更上一层楼。 作者:马智慧 田振宇 单位:沈阳工业大学 计算机控制技术论文:计算机控制技术互联网论文 1集中控制与集散控制的分析 计算机控制技术发展初期,是以集中控制的工作方式进行计算机系统控制的。集中控制系统会建立统一的控制中心,由控制中心负责信息的收集、处理、加工等工作。如果集中控制系统出现了任何问题都能够及时发现,有助于企业及时制定科学合理的解决方案,系统的控制效率也因此得到了大幅度提升。集中控制技术主要是将信息的输入或输出作为控制主体的,主要包括信号采集、信号运算、信息处理及信息反馈、状态显示等工作内容,以上工作内容主要是通过IPC(一种工业控制计算机)控制完成的。IPC会收集温度、PH值、压力等相关数据,并通过接口卡来接受经过处理而得到的信号。集中控制技术具有一定的缺陷,一旦出现控制失误的情况就会使整个系统的运行都会受到某种程度的影响。而且,随着控制系统的日益复杂化,一台计算机已经无法负责控制多种信号的处理工作。为解决以上缺陷问题,以集散控制工作方式为主的计算机控制技术随之发展起来,集散控制又被称为分布式控制系统,根据功能的不同,集散控制又被分成了上位机与下位机,集散控制系统将通信作为系统的优秀。整个系统的集中监视工作主要由上位机负责,而下位机则负责控制分布在各现场的用于分布控制的个体,集散控制系统的上、下位机通过通讯互联网进行信息传递,保持信息通畅。集散控制系统具有较高的安全性、有效性及可拓展性。但许多厂家为实现经营垄断常常采用封闭形式的集散控制系统,阻碍了集散控制系统的推广和发展。 2封闭集散控制系统到工业现场中线的发展分析 封闭式的集散控制系统缺乏较好的兼容性和开发性,系统存在无法共享信息的局限。为增强集散控制系统的兼容性和开发性,在构建系统过程中必须采用标准化、网络化的网络协议,工业现场中线技术随之发展起来。由该技术构建的工业现场总线控制系统可以确保工业现场中智能化仪器、控制器、执行机构设备之间保持信息通畅。整个控制系统按照总线方式有条不紊的运行着。工业现场总线控制系统采用的是开放式的现场总线协议,以该协议方式进行现场所有支线工作的协调工作,不仅可以降低投资成本、维护资金,该系统还具有操作简单、经济实用、工作效率高的显著优势,用户的功能需求也可以得到更好地满足。工业现场总线控制系统是一种开放的、互联的分布式系统。该系统将工业现场作为中线,通过收集中线中的信号或信息,并根据所收集的信息对其进行有效控制,将分散控制管理与集中控制管理进行了有效结合,将系统危险分散开来,实现控制分离。 3现场控制到企业自动化控制发展分析 以太网工业协议作为一种开放式的网络协议,实现了全方位的自动化控制。在计算机控制技术中引入互联网,有助于提升产品的安全系数和适用性。但目前,企业化基于以太网的自动化控制中存在着一个问题就是不稳定的网络信号,无法确保系统时刻保持在稳定的工作信号下。信息化工厂的提出是为了解决以太网不稳定问题。基于该技术下,系统将大量的数据进行转移,使信息的采集、传输和处理都能处于良好的环境中,最终实现信息的自动化控制,并提高控制效率。 4总结 基于互联网的计算机控制技术先后经历了集中控制到集散控制、封闭集散控制系统到工业现场总线控制系统、现场控制到企业自动化的几个过程,其技术越来越成熟、高效,计算机控制技术的自动化、智能化程度越来越高,为提高企业的生产效率、生产安全、产品质量提供了有力保障。 作者:党杰 单位:西安医学院 计算机控制技术论文:计算机控制技术研究论文 摘要介绍一种多分布传式MARX发生器能源计算机监控系统.详细叙述了系统的硬件构成,计算机与各能源系统之间的通讯原理和通讯协议,以及系统的软件实现,同时简要说明了系统抗干扰解决办法。 关键词MARX发生器程控电源RS485总线VisualBasic 1引言 脉冲能源装置在加速器、自由电子激光研究、X光闪光照相和粒子聚变等脉冲功率技术研究领域广泛使用,通常使用数量较多,分布较广,同时周围电磁干扰较强,控制操作和参数测量都比较复杂,同时也需要较多的人力来维护。 随着计算机技术的发展,当今世界上基于PC的自动化方案已成为主流,PC在自动化领域的应用正迅速增长,通过将所有的功能集成于这个统一开放的平台上,通过人机界面可以使复杂的控制和数据处理变得更加简单化。 2控制系统硬件构成 整个系统有多台Marx需要控制,每台发生器由充电控制和触发两部分组成,需要控制的量有充电电压的起停控制、电压检测、接地装置的通断控制、触发以及开关上的气压检测等,通过一条总线将将系统中的各个被控量连接在一起,构成一分布式控制系统,这里采用工业上广泛使用的RS485总线,RS485总线是美国电子工业协会(EIA)制定的平衡发送、平衡接收的标准异步串行总线,具有传输距离远、通讯速率高,抗干扰能力强,软硬件支持丰富与现场仪表接口简单,易于实现和扩展等特点,接口总线上可连接32个设备,加中继器后最多可达255个设备,因此完全满足该能源控制要求。控制系统框图如下: 图1控制系统结构图 该系统由一台主控上位机PC和一系列MARX发生器充电电源设备构成,由于环境电磁干扰较为严重,在选择通信介质时可优先采用光纤通信方式,通讯速率57.6kB/s,通讯距离可达1.2km,通过上位机(PC)发送参数及控制命令,给电容器充电到事先设定的电压值(0到100kV之间任意值)。在以上各子设备中,经常要用程控电源去控制MARX发生器的充电电压、充电速度。通过一台工控PC机灵活地控制多台充电电源,以达到控制各MARX发生器充电的目的。针对这一需要,采用带有RS485通信接口的具有线性升压功能的可编程交流电源,该电源内部自带单片机系统和看门狗定时器,每个电源赋予各自独立的地址码用以识别身份,同时它属于正弦波调压,可有效避免采用传统的采用可控硅调压方式时屡次损坏高压变压器的情况,使操作者能够方便灵活地对其进行控制。 每路Marx发生器充电部分包括程控电源、双极性高压变压器,分压器和接地装置等三部分,见图2所示,程控电源给高压变压器初级提供缓慢上升的电压,变压器高压侧经整流后给MARX发生器充电,电压检测是通过10000:1的高压分压器将分压后的信号送给程控电源内部A/D转换,经内部单片机处理,并与设定的电压值进行比较,比较后的结果用来实现自停控制,这样可有效防止通讯故障所造成失控现象。 图2Marx发生器能源部分线路图 3MARX发生器能源制过程 ①程控电源接通供电电源时的输出为0伏,开关量输出为假(开路)。 ②首先上位机发出各种设置参数到指定地址程控电源。如,上升时间、上升速度、保持时间、充电电压等。 ③程控电源收到电压回传命令后,将两路模拟量的值传送到上位机。 ④上位机发出启动指令后,指定地址程控电源的输出开始从0伏慢慢线性上升到设定值,保持到指定的时间后关断输出。当上位机发出所有电源都启动指令后,所有程控电源都启动。 ⑤上位机发出立即停止指令后,指定地址程控电源的输出立即停止上升,保持到指定的时间后关断输出,当上位机发出所有电源都停止指令时,所有程控电源都立即停止。 ⑥上位机发出接地打开指令后,指定地址程控电源的开关量输出为1,电磁铁吸合,当上位机发出所有程控电源的接地都断开命令时,所有程控电源的接地电磁铁都吸合。 ⑦上位机发出接地指令后,指定地址程控电源的开关量输出为0,电磁铁释放,当上位机发出所有程控电源都接地时,所有程控电源的接地电磁铁都释放。 4监控软件设计 软件采用VisualBasic6.0编程,作出十分直观的人机界面,采用RS-485通信标准和上述的问答方式进行数据通信,通过上位机向串口读写数据,并通过光纤485总线将各种控制信息传送到现场的每路MARX充电子系统,上位机就可以监控网络上任何一台MARX能源了,予置数值可以分别显示在PC机软件窗口和单片机系统的予置数字表头上。同时,现场实测电压信号也可以实时显示在PC机的界面上。此设计界面直观,而且利于对现场信号进行实时监测。因此,采用本系统,大大提高了现场信号予置精度,对实验操作人员来说人机界面良好,简单易懂。 根据系统功能的要求,上位机需发送2种类型的命令:(1)同期命令,它由定时器触发引起,每隔一个定时周期发送1次,例如发往各充电单元的数据和状态回传命令;(2)非周期性命令,它由操作者按动相应命令按钮引起,非周期性发送。所有命令均采用ASCII码方式传送,为了防止通讯错误,各子机正确收到上位机发来的命令后返回相应的确认字符。 5系统抗干扰问题 监控系统在工业中的应用越来越多,由于现场的电气环境比较复杂,容易形成各种干扰源,特别是在大电流、强脉冲实验环境中,因此研究解决系统抗干扰问题对确保系统的稳定运行有着非常的意义。 该系统中使用RS485总线,RS485总线是采用差分平衡电气接口,本身具有较强的抗电磁干扰能力,但在实际当中仍然会现一些问题,为此应注意以下几个方面: (1)与远距离上位机通讯采用光纤传输,子机之间不方便采用用光纤传输时,应选择合理的网络拓扑结构。 (2)采用双绞线作为RS485传输线时,虽然对电磁感应噪声有较强的抑制能力,但对静电感应引起噪声的抑制能力较差,因此应选用带屏蔽的双绞线,同时双绞线的屏蔽层要正确接地。 (3)通过在总线两端加入匹配电阻的方法,解决信号反射问题 (4)系统的供电方式有两种:一种是集中供电方式,即电源都引自同一处,另一种是分布式供电,各子设备在安装位置附近取电源,从抗干扰效果的角度讲,应选择集中供电方式,这样可基本消除各处参考电位不等的情况。 6结束语 本文提出的主从分布式多机通信系统硬件电路简单,控制灵活。与其他语言相比,用VB语言实现上位机数据传送的优点是可方便地控制通信对象的选择,具有较大的灵活性,且编程容易。此外,由于RS485总线的通讯方式仍属于串行通讯方式,在通讯速度上有些偏低,在操作上表现为数据刷新时间稍微偏长,当系统子设备较多时,其控制的实时性不很理想,此时需对控制系统作进一步的改进。 计算机控制技术论文:计算机控制技术在人工湿地处理系统中的应用 摘要:人工湿地处理系统作为一种节能、经济、简易和有效的生态化污水处理技术,近几年来在我国一些城市应用较为广泛。根据人工湿地污水处理工艺流程的特点和过程控制的要求,采用计算机集散控制技术,设计人工湿地污水处理过程的分布式计算机控制系统。通过采用优化设定控制技术、解决人工湿地污水处理过程中存在的非线性、耦合等技术问题,实现人工湿地污水处理过程的计算机自动控制,使人工湿地的处理水达到国家相关排放标准。 关键词:人工湿地;污水处理;自动控制;可编程控制器PLC 2 1 概述 人类急需解决的问题是当今水环境的保护问题。跟其他工业过程相比,污水控制手段和处理控制方法相对比较落后,大多数是集中于人工手动操作方式和简单的开关控制,操作和 运行稳定性比较差,处理出水指标波动较大,处理效率低。 人工湿地处理系统以一种人工建造和监督控制的、与沼泽地相类似的地面,通过自然生态系统中的物理、化学和生物三者协同作用以达到对污水的净化。人工湿地的工艺流程有多种,目前采用的主要有:推流式、阶梯进水式、回流式和综合式4种。人工湿地污水处理系统一般包括前处理和人工湿地两部分。前处理一般包括化粪池、格栅、沉砂池、沉淀池、厌氧池和兼性塘等。后处理以多级湿地流床处理为主。流程简图如图1。 根据人工湿地处理系统和处理流程的特点和控制的要求,结合实际情况给出计算机控制的解决方案。 1.1 人工湿地处理系统控制过程要求 保证出水水质稳定、合格是人工湿地处理系统的首要任务。可以达到国家规定的排污标准,同时还可以降低成本。在系统的设置和运行操作上要注意以下几点: 1)生产率:改进操作方式,提高湿地污水处理过程的能力; 2)可靠性:保证干扰事件情况下污水处理过程正常运行,降低过程故障发生率; 3)稳定性:当过程出现一些问题,可能对出水水质造成一定的影响,但通过控制技术可以避免这类事件。 4)操作费用:减少生物填料、化学药剂和能源消耗,降低生产成本。 1.2 人工湿地处理系统对自动控制系统的要求 人工湿地处理系统的管理方式和工艺过程与其它工业过程差别较大,而且操作和控制也没有达到规范化,因此要想使控制系统发挥理想的效果。主要的要求有如下几点: 1)要求计算机控制系统有良好的适应性; 2)要求计算机控制系统采用分布式结构,具有良好互通能力; 3)要求计算机控制系统有好看的人机界面和良好的后备能力; 4)要求计算机控制系统有良好的计算能力; 5)要求计算机控制系统对水质,水速等参数进行在线测量; 6)要求计算机控制系统具有全面的故障诊断和报警记录能力。 2 人工湿地处理过程计算机控制系统体系结构和功能 2.1 人工湿地处理过程计算机控制系统总体结构 根据人工湿地处理过程的工艺特点、控制要求,针对人工湿地处理系统野外范围大,处理情况复杂,控制点多等具体特点,计算机控制系统采用了PC-PLC分级分布式控制形式。在系统中采用中央操作站与主PLC相结合的控制结构,通过现场总线技术实现各点互联通讯处理,达到提高系统安全性、实现分布式控制思想的目的。系统总体结构体系分为三个层次:1)上层:中央控制室计算机监控系统;2)中间层:主PLC控制器作为中央控制单元;3)下层:分布在生物降解、格栅截留、生物接触处理场、生物填料,面流及潜流控制场、出水道的两个分控站的8个现场就地分控站。 2.2 人工湿地处理过程控制系统功能 人工湿地处理控制系统功能主要包括以下几个方面:1)人工湿地处理过程控制; 2)多点数据采集和处理设备控制;3)人工湿地处理过程监控。如图2所示。 1)人工湿地处理过程控制 主要控制回路包括料液泵站控制和泵站负荷分配控制、生物填料自整定PID控制、填料优化设定控制。 2)多点数据采集和处理设备控制 数据采集主要实现各处理参数的实时检测,例如:污液浓度、液位、滤水量、生物填料量、生物填料加量、温度、PH值等处理参数的采集、报警等功能。处理设备控制主要实现逻辑控制和顺序控制,例如:主要电气设备启动、停止、联锁,设备状态报警等功能。 3)人工湿地处理过程监控 本监控系统具有良好的通用性和严格的工程性。具有以下几个特点:①控制方式灵活、安全。操作人员可以通过监控画面实现过程联锁控制、手动开关控制和单元连锁控制。②控制画面生动直观,过程选取非常简洁,而且实用性强;③报警显示配有声光显示,画面自动切换和打印存储功能,极大地方便了报警处理和故障诊断分析工作;④数据处理能力强,系统提供启动次数累计和电量累计功能。 2.3 人工湿地处理自动化控制 人工湿地处理系统是一个完整的生态系统。它有良好的内部循环处理功能,并具有较好的经济效益和生态效益。人工湿地系统的循环处理特点是,要求计算机控制系统必须能够兼顾处理流程和单元控制,单元控制是计算机控制系统的基础,是实现人工湿地处理系统优化控制的条件,因此人工湿地处理的各站单元控制点需根据湿地处理控制要求,实现系统工程控制的目的。 1)人工湿地处理系统污液流、水流泵站控制 人工湿地中的污液流、水流的控制状况以及运行效果直接影响污水处理效果。各部点泵站的控制要求:1)各部点泵站响应能力较快,才能保证人工湿地污液流、水流的顺畅;2)人工湿地污液流、水流水位、流速变化在一定范围内变化。各部点泵站按照检测的污液位差和水流差变化率、污液流速和水流速变化率,按最佳的菌类消化响应过程,引入模糊控制方法,采用PD控制结构控制泵的运行台数,提高各泵站对各水量变化的响应能力。控制器采用了五个模糊变量污液位差YC; 污液流速变化率YL; 水位差SC; 水位流速变化率SU;启动泵台数MC。这些模糊控制思想由PLC编程实现。PLC间隔20S检测各点参数,根据量化公式计算并转化为控制表位置,查询得到实际应该启动的泵站台数并执行控制。 2)生物填料自整定PID控制技术 生物填料可控处理是人工湿地处理系统控制的一个关键环节。它直接涉及到污液水处理效果和处理成本。生物填料投加量少会影响净水效果,因此,在系统设计处理中要分析浮选生物填料的处理过程,采用经济、高效的生物填料控制方法。 根据人工湿地处理的实际情况,考虑到影响指标的诸多因素:污液的浓度、PH值、水质、水流和搅拌、生物填料的种类、数量、填料方式等,采用污液的进水浊度、污液的PH值、污液入口流量、作为前馈变量,浮选污液出口浊度、PH值作为反馈变量,利用PID控制调节生物填料投加(有自动投加和手动投加两种)。如图3所示。 从受控系统看,这是一个水、电、机一体化的复杂系统。在实际系统运行过程中,由于测点的变化、水温随季节变化、生物填料变化等因素的影响会使控制过程相应发生变化。可采用基于性能指标的自整定PID技术自动确定PID控制器的控制参数,稳定较快跟踪污液的浓度、PH值、和流量的变化,随时加以调整可控。 3)人工湿地处理系统流床控制技术 人工湿地流床处理污水按其中的流动处理方式可分为两种类型:①自由水面人工湿地(简称FWS,或称地表径流型人工湿地);②潜流型人工湿地(简称SFS)。为达到最佳的处理效果可采用综合式处理方式。人工湿地流床是由许多人工建造的长满植物的碎石床,各天然物理类介质清污床并联和串联组成.是一个完整的生态处理系统。 解决过程控制中存在的技术问题,实时调节影响处理效果的PH值控量及添加剂投放量和投放配比,优化人工湿地流床处理过程分布式计算级控制系统的污水浊度、PH值、添加剂数量等回路设定值,使处理水质参数BOD、COD达到国家规定的排放标准。主要的计算机控制技术是:1)在各处理运行点按控制要求分布监控,采集跟踪污液水的浓度、PH值、温度和流量的变化;2)用PID控制技术自动确定PID控制器的控制参数,调控添加剂的投放(有自动投放和手动投放两种);3)监控人工湿地流床和各天然物理类介质清污床的滤水状况、天然植物的生长状况,及时预报和做故障诊断分析工作并报警显示处理。 3 结束语 人工湿地处理系统是一种正处于研究、应用和发展的污水处理实用技术,在我国具有非常广泛的应用前景。尽管目前在人工湿地研究和应用中仍然存在一些不足之处,但将计算机控制技术引入其中,处理效果是非常明显的。特别是计算机控制技术提供了非常有用的量化处理方式,解决了人工湿地处理系统中污水处理过程控制中存在的监控、采集、非线性、耦合、跟踪控制等关键技术问题,实现了人工湿地处理系统的新的应用和发展。 计算机控制技术论文:计算机控制技术在工业自动化生产中的应用研究 摘 要:计算机技术在不断发展与完善,其应用领域比较广泛,促进了其它产业的快速发展。计算机控制技术在工业自动化生产中的应用,提高工业生产的工作效率,为企业发展提供了技术支持,同时为企业增加利润。我国的工业发展比较快,需要计算机控制技术的支持,计算机控制技术需要在实际应用过程中不断完善与发展,提高自己的性能,能更好的为工业自动化生产提供技术支持,为企业的可持续发展起到技术支持。 关键词:计算机控制技术;工业自动化生产;研究 一个国家的发展,工业占有相当大的比重,任何国家都重视工业的发展,工业发展是保障国民经济发展的主要支柱。计算机控制技术在工业自动化生产的应用,提高了工作效率,为企业发展提供技术支持,为企业可持续发展进行保驾护航。 1 工业自动化生产中计算机应用的重要性 互联网技术不断发展与完善,互联网技术在工业生产中的应用,改变了企业的生产模式,对于提高企业科学管理、技术革新、生产效率提高、产品质量提升都有一定的作用,尤其借助于计算机控制技术,提高了企业的技术水平,科技水平能力是企业发展的优秀能力,也是企业竞争的优秀能力,企业在发展过程中,都注重企业优秀能力的提升,在计算机控制技术在工业自动化生产中的应用,对改变生产技术提供了技术保障,提高了工作效率,节省人力、物力、财力投入,符合现代工业发展需要。 2 计算机控制技术在工业自动化生产中的应用 (1)数字控制。工业自动化生产过程中,借助于计算机控制技术与相应软件进行有效控制,提高自动化控制能力,通过遥感器对数据进行科学处理,通过对数据的科学分析,及时掌握机械的运行情况,及时对设备进行有效控制。科技水平不断发展,遥感器越来越智能化,遥感器可以容量很大数据,这有助于计算机系统更好发挥数字控制能力,保障工业自动化生产正常完成。 (2)集散式控制系统。计算机控制技术的现有水平还不能更好的利用集散式控制系统对工业生产自动化控制,虽然集散式控制系统经历了大约50年的发展,是以计算机软件技术为优秀,现在集散式控制系统技术越来越完善,集散式控制系统现在还是工业自动化生产智能化的发展方向,需要计算机控制技术进一步改进,才能在工业自动化生产中有效的进行自动控制。 (3)可编程控制器。计算机控制技术应用到可编程控制器,可编程控制器利用软件技术进行编写,通过输入命令进行工业自动化生产中进行控制,这样数据的信息控制比较准确,能更加科学的进行自动化工业生产控制,有利于提高工业自动化发展,提高其工作效率。 3 计算机控制技术的发展趋势 (1)工业自动化计算机技术越来越广泛。计算机技术在不同领域的渗透,在计算机技术不断更新,提升自己的应用能力,已经符合现代工业发展需要。传统工业自动化生产应用计算机技术主要是监控管理,但现在应用领域不断扩大,提高工业自动化生产效率,大数据时代,计算机技术在工业领域应用范围越来越大,符合现代工业自动化计算机技术发展需求。 (2)自动化计算机技术会成为工业生产的主导力量。企业的规模在不断扩大,传统的生产模式已经不适合现代工业发展需要,工业自动化生产应用成为工业生产的主流,自动化计算机控制技术将来会成为工业生产中的技术优秀力量。计算机技术在应用过程中,根据行业的需要不断完善,技术不断革新,自动化计算机技术在工业自动化生产领域的应用,取得一定效果,我国的工业在快速发展的轨道上,自动化计算机技术会成为工业生产的主导力量,计算机技术不仅能提高工业自动化生产技术更新,还可以在企业管理上利用计算机技术,提高企业管理方法,能更加科学、合理的进行企业管理,提高企业的工作效率。 (3)工业自动化计算机技术仍然不能满足市场的需求。我国现在工业发展很快,对技术及人才需求量不断增大,尤其需要应用型高级人才。工业的发展需要人才的支持,现有的计算机技术与计算机产品,已经从不同领域进行渗透,促进工业自动化生产的实现。计算机控制技术是未来在工业、农业等领域中有广泛的应用前景,其技术的更新,对工业自动化生产起到促进作用。工业自动化计算机技术应用领域不断扩大,现有的工业自动化技术水平不能满足市场发展需要,现在企业在市场经济的调控下,企业生产必须依靠市场规律进行,提高企业的生产能力,满足市场的需要,必须加强工业自动化计算机技术的应用。 (4)工业自动化计算机应用会不断的创新。工业自动化急死俺家技术在应用过程中促进企业的发展,同时根据企业的发展需要,工业自动化计算机技术需要不断创新,更新自己的技术,以适应社会发展需要,满足企业的需求。创新能力的发展是企业的优秀因素,必须提高工业自动化技术的优秀能力,以提升企业的竞争力,是企业可持续发展的关键因素。 总之,计算机技术在工业自动化生产中的应用,是工业自动化发展需要,也是社会发展的需求,计算机控制技术需要在实际应用过程中,不断进行发展与创新,提升自己的优秀能力,满足工业发展需要,提高企业工作效率。 计算机控制技术论文:自动化生产线上计算机控制技术的应用探析 摘要:近年来,伴随着我国科技的不断发展,计算机控制技术是目前高科技技术发展的重要结晶,其中计算机控制技术主要包括了电子技术、自动控制技术、计算机应用技术等。同时,计算机控制技术即是一种优秀控制技术。多用于可编程控制技术、片机技术、计算机网络技术在内的多种技术。可快速提升我国生产技术应用过程中的精密化、信息化、智能化、自动化等。对于提升生产技术的生产质量、标准、效率等有着十分重要的意义。本文主要概述计算机控制系统和自动化生产线的基本定义,说明计算机控制系统在自动化生产线上起到的作用,并分析计算机控制系统在未来工业的发展趋势。 关键词:计算机;控制技术;自动化生产线;应用 引言 随着计算机的广泛使用以及工厂自动化生产设备的全面覆盖,不但减轻了员工的工作压力,加快了生产速度,而且降低了企业财政支出,增加企业经济效益。现阶段,越来越多的企业依托计算机控制技术进行自动化产品生产。本文将针对计算机控制系统的设计进行分析,进而探讨自动化生产线上计算机控制技术的相关应用。 一、自动化生产线的概述 自动化生产是指无人手动操作机器,自动化设备根据工作人员规划好的生产流程和设计好的指令进行产品成产。自动化生产线是自动完成产品制造过程的生产系统,一系列的工作程序包含原材料的使用分量、数量控制、检验检疫等都是自动化设备自主完成。自动化生产线和各程序之间相互连结,任何一个步骤都不能出现差错,否则,自动化生产线将会受到巨大的牵连。改革开放以后,自动化生产技术开始涌入工业领域,由于制造设备自动化程度的逐步提高,大大减轻了劳动人民的生产压力,也极大满足了人类的物质文化需求。因此,自动化生产线改善了人类的生存环境,使社会文明向前迈了一大步。 二、构成计算机控制技术的条件 计算机控制系统是应用计算机的硬件部分和软件部分与被控对象相联系,达到控制目的的系统。软件部分是由软件研发人员为用户制造的备件,在计算机控制技术中起着重要作用,是计算机控制系统必不可少的环节。硬件部分是计算机控制系统与被控制对象互通的媒介。计算机控制系统由工作人员按照工厂环境自主设计、并决定是否投入使用。 三、论计算机控制技术在自动化生产线上的具体使用 计算机控制系统在自动化生产线上的使用推动着工业生产领域不断向前迈进,人们越来越关注自动化生产线上在工业上的应用,企业更是不断探讨和研发,计算机控制系统也被越来越多的工厂投入使用。具体来讲,计算机控制技术在自动化生产线上的应用主要涉及以下两个方面: (一)可编程计算机控制器的使用 可编程计算机控制器通过利用自动化生产过程中的数字运算达到操作电子设备的一种系统,可编程计算机控制器可以在很大程度上为工作人员提供更简便的操作功能,以最快的速度设计、保存、计算、复检以及应用自动生产线控制程序。可编程计算机控制器对自动化生产线应用过程中的有关步骤进行数字交换,然后设计出符合自动化生产的控制程序,加快自动化生产线的生产速度和生产质量,避免浪费资源,达到减轻企业负担的目的。可编程计算机控制器和工业制造系统可以做到相互融合,这不仅提升了工业制造系统的扩张性以及多样性,而且全面简化自动化生产线生产过程中有关步骤的复杂化。 (二)现场控制总线的作用 现场总线是自动化生产线运转过程中必不可少的备置,它具有数字通信转换以及信息测量控制等相关功能,把计算机控制技术和现场控制总线进行有效的连接,能极大发挥现场控制总线在自动化生产线上的积极作用,规范了现场控制总线的工作标准。在计算机控制技术前提下,现场控制总线可以让更多的测量控制器与计算机网络控制中心达成有效的连接,从而强化对自动化生产线的远程控制功效,让自动化生产线与相关监测设备之间可以良好通信,加大自动化生产线应用过程中的安全性和工作的可靠性。 四、计算机控制系统的发展前景 (一)造就先进的可编程序控制器 在工业生产环境中,可编程序控制器是一种现代化电子设备,它不但具有可编程序的存储器,收集用户指令,而且能模拟数字的输入输出[6]。除此之外它还具有逻辑思维,能合理规划时间。目前,编程序控制器的主控制器都大部分使用微机系统,并且收集大规模集成电路用做存储器及I/O的接口,促使其效用、成本、安全性等都得到大幅度保障。鉴于智能I/O模K取得的成功,编程序控制器不仅拥有了逻辑运算、逻辑判断等功能,还能自主修复故障,精确处理数据,从而促使编程序控制器的应用范围不断向外伸展。 (二)集散控制系统的高效化 集散控制系统把微机系统做为工作重心,让微机、工业控制计算机、数据通信系统等有效结合的一种计算机控制系统。要使自动化系统向少支出、高收益的方向发展,必须应用先进的控制模式,实现集散控制系统的高效运用[8]。 (三)开创智能控制系统新范畴 智能控制是在无人操作的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。其中智能控制主要划分为三种类型:学习控制系统、分级递阶智能控制系统、专家系统。通过利用智能控制技术和自动控制理论形成先进的计算机控制系统,不但可以促使有关科学技术的发展,而且能优化工业生产系统自主工作的技术。智能控制方法是利用计算机模拟人类大脑思考的方式来实现控制目的。由此可见,智能控制系统将促进计算机控制系统不断向前发展。 五、结束语 随着科学技术的不断创新,计算机技术已经渗透到各行各业,计算机控制系统作为一种新型的控制系统,被各生产企业争先使用。在工业生产过程中,技术人员经过不断的探讨与研发,使计算机控制系统的安全性与可靠性得到肯定,促使其作用获得了专业人士的认同。目前,计算机控制系统在制作过程中包含数字运算、软件部分和硬件部分,在设计过程中只有让数字运算、软件部分和硬件部分同时得到满足,才能保障计算机控制系统的安全性,从而提高产品的质量与员工的工作效率,使计算机控制系统在企业生产过程中能够发挥积极的作用,实现工业生产的自动化。 计算机控制技术论文:“计算机控制技术”课程教学模式探究 摘要:笔者结合“计算机控制技术”课程的特点,从教学改革及考核方式入手,对课程教学模式进行了论述,并提出了具体的改革方法。 关键词:计算机控制技术;课程教学模式;教学改革 “计算机控制技术”以单片机原理及应用、自动控制原理、现场总线等先修课程为基础,结合了之前的理论课知识。就目前的就业形势来看,企业对计算机控制领域的人才需求较强,因此我校积极创新、探索新的教学理念与方法,以此进一步增强学生的创新能力与学习能力。“计算机控制技术”是一门结合理论和实践的综合性专业课,所以进一步探讨该n程的理论教学和实践教学方法非常必要。 一、课程定位与特点分析 “计算机控制技术”课程是自动化专业、电气工程及其自动化专业的限选课程。计算机控制技术的应用领域非常广泛,在航空、航天,以及与现代日常生活相关的工业、农业、医学等领域都起到了至关重要的作用。经过对课程的学习,学生应该掌握计算机控制系统的发展历程及应用领域,计算机控制系统的具体组成部分以及各部分的功能,学会计算机控制系统的分析方法,以及相对简单的软件、硬件的设计与实现过程,了解计算机控制系统的工作原理。 本课程旨在培养学生掌握微型计算机控制的基本概念,以及微型计算机控制系统的基本分析方法和设计方法。课程要求学生从理论上掌握计算机控制系统的基本原理及应用;而教师要为学生提供有效的分析,培养学生掌握设计计算机控制系统所需的知识、洞察力和理解力。学生在实践过程中要学会利用计算机技术解决控制系统中的实际问题,通过对该课程的学习,今后能独立承担和开展计算机控制系统方面的研究工作。 二、课程的教学改革 “计算机控制技术”课程以培养应用开发能力为目标,不断更新课程体系,从而确保教学内容的实用性和先进性,其主要特色与创新如下: 1.摒弃了传统的教学模式,采用项目驱动式教学。新课程采用项目驱动式教学,每一章节都设置一个驱动项目,教师组织学生自行分组、分工,制订设计方案。学生每一节课都带着问题、围绕项目学习所需知识,不断提高实践能力。 2.课程教学与课外科技活动紧密结合、相互促进。基于计算机控制技术课程的特点及其在电子产品设计中的重要作用,新课程将课程教学与大学生科技创新竞赛、全国大学生电子设计竞赛、飞思卡尔智能车竞赛等多项赛事结合,大力开展第二课堂,延伸教学范围,组织科技创新小组,提高利用单片机进行自动化系统及电子系统的开发和设计能力,以此激发学生的创新意识,锻炼其动手实践能力。 3.改革教学手段,增强教学效果。传统的教学方法是教师进行书面知识的传授,在黑板上写板书,学生只是进行信息的接收。这种教学方法并不能取得较好的教学效果。因此,要想切实提高教学质量,就需要改革教学手段。教学手段是否有效将直接影响学生对知识的理解和掌握。在学校的大力支持下,我校教师在教学过程中采用了多种现代教学手段。例如,在教学过程中使用多媒体课件进行计算机控制系统的教学和展示,利用三维动画制作技术和模拟仿真技术展示教学内容。通过一段时间的检验,笔者发现改进的教学手段不但显著提高了教学质量,还可以直观展示课本上难以理解的教学内容。我校设有专门的计算机控制技术实验室,共有32台THSSC-4型实验台。根据教材章节,课程设置了8个实验课题,穿插在理论教学过程中,学生能够在实践中巩固所学的理论知识。学生通过这种方式提升了动手能力,为今后的就业打下了基础。 三、课程考核方式的改革 传统的考核方法采用期末考试的方式,学生仅仅是考试的工具,并没有有效掌握平时上课的重点与方法。而科学的考核方法不仅需要激发学生平时上课学习的热情,还要真实反映学生的综合能力。考核方法除了最终的期末考试,还应该包括平时成绩(习题作业、课堂小测验、课堂提问、课堂讨论、课外作业、实验)。笔者经过实践,总结出比较合理的权重分配,即平时成绩占30%,期末考试占70%。通过这一改革,教学质量和学生的上课积极性都有了显著提高。 四、总结 “计算机控制技术”课程涉及的科目种类繁多,具有专业性强、内容更新快等特点。在学校组织的教学方法研究与改革过程中,教师对本课程的特点进行了一系列的创新与研究,最终取得了很好的效果。教师充分利用上课时间进行知识的传授与讲解。课程改革一方面提高了学生的积极性,另一方面增强了学生的动手实践能力,使教学效果得到了提升。 计算机控制技术论文:《计算机控制技术》教学实施方案 《计算机控制技术》作为自动化专业一门重要的专业必修课,教学质量的高低直接对自动化专业学生的专业技术水平起到至关重要的作用,所以制定一个好的切实可行的教学实施方案势在必行。 n程简介与定位 教学目标 《计算机控制技术》教学目的是使学生从系统集成的角度掌握计算机控制系统的基本原理与设计方法,不但能够分析与应用、设计并实施满足实际工业生产需要的计算机控制系统,而且能够不断地根据已有的基础知识,迅速进行知识更新。 在专业课程体系中的定位 在浙江大学城市学院自动化专业的专业必修课中,《计算机控制技术》是讲述控制手段的一门必修课程,是自动化闭环控制系统的重要组成部分。 在专业能力培养中的定位 控制精度要求比较高的实际控制系统大多为闭环控制系统,在闭环控制系统中,计算机将作为一个重要的控制手段而存在,所以经典PID为代表的控制算法将成为《计算机控制技术》这门课程的重点研究内容,本课程将搭建以温度、电机和液位为主要控制对象的闭环控制系统,并完成对位置型PID、增量型PID、积分分离式PID、模糊控制等先进控制算法的学习。 与优秀课程群中其他课程在知识体系与能力培养上的整体设计 随着现代化工业复杂性与集成化程度的增加,计算机控制技术已广泛应用于各个工业领域。因为《计算机控制技术》教学目的是使学生能够分析与应用、设计并实施满足实际工业生产需要的计算机控制系统,所以在教学内容方面主要讲述计算机控制系统的设计与实现相关的硬件、软件、控制策略、数据通信、网络技术、数据库技术等方面的理论知识与技术。包括计算机控制系统的基本概念与基础理论,控制系统的接口技术、数字通信与网络技术、软件技术,计算机控制系统中常用的控制策略,不同规模的计算机控制系统的设计范例,以及流程工业的计算机集成制造系统。 能力培养要求 借助本门课程的学习,培养学生了解计算机控制系统组成、分类、硬件及软件构成、控制算法等相关知识,使学生从系统集成的角度掌握计算机控制系统的基本原理与设计方法,不但能够分析与应用、设计并实施满足实际工业生产需要的计算机控制系统,而且能够不断地根据已有的基础知识,迅速进行知识更新。 实践教学要求 实践教学方面采取实验课与课外课程设计相结合的形式,实验课上主要学习组态监控软件在计算机控制系统中的应用,并以液位为控制对象,搭建以计算机为控制优秀的闭环控制系统,通过特性调试,了解计算机控制算法在实际系统中的应用。课外则要求同学们完成以电机为控制对象的闭环控制系统的设计报告,深化学生对计算机控制系统的理解和掌握,完成理论到实践的转换。 作业及考核要求 《计算机控制技术》作业基本都要求网上提交,每个章节结束,都会按照讲授内容布置相应网上作业,要求学生按照规定时间完成。同时为了巩固学习效果,还会配备相应章节的网上在线测试题目。最后同学们要完成以电机为控制对象的闭环控制系统的设计报告。期末成绩的构成为到课率及课堂表现10%,平时作业和小测试10%,期中考试15%,设计报告15%,期末考试50%。 教学实施方案设计 教学内容组织 针对计算机控制技术综合知识比较多、专业性较强、不易理解的特点,具体从以下几个方面组织教学内容: 第一,准确把握课程的性质与作用。计算机作为闭环控制系统的一个重要控制手段,经典PID等算法讲解将成为《计算机控制技术》这门课程的重点研究内容,同时在搭建以温度、电机和液位为主要控制对象的闭环控制系统时,了解信号检测、信号传输、信号处理、信号显示等相关知识。 第二,突出学生综合能力的培养。在课程知识的讲授过程中,注意教育和启发学生用哲学的思想、辩证的观点来分析和思考问题,如主要矛盾与次要矛盾的转化、事物都是一分为二的道理等,健全学生的心智,提高学生综合素质。 第三,通过课程教学,教给学生现代科学研究的方法。以实际控制系统为主线,将设计方法、分析方法、算法编写等过程梳理清晰,将讲述内容集中在目前的工业生产现场的使用技术上。 教学策略 ①结合课程知识和社会调研以增强学生学习动力;②理清思路,从简到繁,强化计算机控制系统的理解和应用;③观看模型理解抽象闭环控制系统概念,加深学生对知识的掌握;④引导学生参与课堂教学,分组讨论促进学习主动性和能力齐头并进;⑤设计贯穿理论教学周期,通过实践加深学生对课程知识的理解和掌握;⑥加强课外辅导巩固学生对课程知识的掌握;⑦结合现代教学手段开展辅导。 结束语 《计算机控制技术》课程的改革在实施过程中,通过计算机控制系统的硬件和软件技术等工作原理的讲解,将模拟电子技术、数字电子技术、电路原理、自动控制理论等相关课程的知识进行点对点的连接,学生对所学专业知识有了更加系统化和模块化理解,有利于专业整体知识的消化和掌握。 (作者单位:浙江大学城市学院信息与电气工程学院;辽宁科技大学电子与信息工程学院) 计算机控制技术论文:“计算机控制技术”全英语课程建设的探索与实践 摘要:我们从课程大纲、教学课件、教材选用、课程网站及考核方法等方面进行了“计算机控制技术”全英语课程建设,并探讨了教学内容与教学方法、师资队伍建设等问题。在教学过程中注重培养学生的专业技能和英语听说能力,从而进一步提高全英语教学效果。 关键词:计算机控制技术;全英语教学;课程建设;教学实践 一、引言 日趋频繁的国际交流需要更多能够熟练应用英语进行专业技术交流、科学研究的国际化人才,而高等院校开展全英语教学正是为培养具有国际竞争力,适应国家和社会需要的高端人才而进行的教学改革[1]。我校积极开展全英语教学课程建设,并把自动化全英语专业作为试点实行全英语教学,并已经实践了近三年。 计算机控制技术课程要求学生应能掌握分析设计与实现计算机控制系统的方法,并能完成控制系统的软件开发、系统安装与调试等[2]。这就要求学生不仅需要学习抽象的理论知识,而且要具有较强的工程技术背景[3]。两年多来我们开展了该课程的全英语课程建设与教学实践工作。 二、“计算机控制技术”全英语教学的特点 (一)课程的特点 计算机控制技术的先修课程为计算机仿真、自动控制原理、单片机原理及应用。通过对本课程的学习,针对不同的控制对象,学生应能运用离散控制理论,设计M足要求的计算机控制系统。该课程具有较强的实践性等特点。在授课过程中教师应该处理好与先修课程和后续专业课程的关系,形成系统的知识体系。 (二)授课对象的特点 本课程授课对象是自动化专业试点班和留学生班的学生。试点班学生具有较强的数学基础和自学能力。选拔时也综合考虑了学生的英语读写听说能力。经过基础课的学习,基本适应了这种全英语课程教学方式。留学生班学生有较高的英语水平,但数学基础相对弱些,在讲授时需补充或复习相关基础知识。 三、全英语课程建设的具体工作 (一)修订课程教学大纲 教学大纲是教学工作的指导性文件,是教师制定授课计划、对学生进行课程考核的依据。根据我校自动化专业的培养具有较扎实的技术理论基础,一定的技术创新与技术应用能力,现场从事自动化的高等技术应用型人才的专业定位[2],我们制定了此全英语课程的教学大纲。 计算机控制系统的优秀是计算机,而计算机应用是一门实践性极强的应用性学科。另外,它也是一种建立在完整的控制理论基础上的自动控制系统。因此,在课程内容设置时,可适当压缩理论教学内容,但需考虑理论教学的深度应能够支撑该课程所涉及到的技术。 (二)完善全英语教学课件 我们根据全英语课程教学大纲的要求,结合所选教材对课件进行了全新的制作。强调各个章节的重点内容和难点内容,明确对学生的基本要求等。 为了让学生直观的学习教学内容,我们在课堂教学过程中借助于Matlab仿真技术,利用Simulink仿真工具中的相关模块搭建数学模型,进行仿真与调试,根据要求修改系统和优化参数,从而使教学内容更加直观地表达出来,有利于学生理解抽象的概念。 (三)选择高水平的全英语教材 目前国内已出版的“计算机控制技术”中文教材种类繁多,基本能满足各层次的课程教学要求,但英文教材相对比较缺乏,很难满足双语或全英语教学的要求。经过长时间的查阅、调研,我们选择《Discrete-time Control Systems》(第二版)作为该课程的参考教材。该书是国外大学教材,内容详尽,适合本科生使用。书中除了讲解离散控制系统的理论外,还有许多实际实例,学生可以根据实例较好地理解系统理论。我们还选择了和英文教材对应的中文版《离散控制系统》作为参考书。学生可以阅读英文教材的相关内容,也可以借助于中文参考书学习,从而达到了理解教学内容,又学习了专业英语的目的。 (四)课程网站的建设 团队成员需要制作全英语授课教学视频,并把视频和多媒体课件上传至学校课程中心网站,学生可随时登录课程网站观看课堂教学视频。另外,还需要把教学大纲、复习思考题、课程介绍、课程标准、参考资料以及常用的相关链接等均上传到课程网站上,并进行定期的更新与维护网站资源。 (五)完善考核方法 要求学生所有作业全部使用英语。课程测验以及期末考试均采用英语卷子,学生也用英语作答。本课程总评成绩由两部分组成:平时成绩和期末考试成绩,分别占40%和60%。其中,平时成绩包括出勤情况、课外作业、实验报告、课堂讨论等方面,以加强过程考核力度。 四、对“计算机控制技术”全英语教学的思考 (一)教学内容与教学方法的改革 为了提高教学效果,教师应精心组织教学内容,确保传授知识的先进性和前沿性。教师需要清楚地介绍重点和难点,因此应考虑好如何用容易理解的英语口语表达专业含义,并结合录像、PPT等多媒体教学环节,帮助学生更好地理解。在结合学生的学习体会的基础上,安排适当的问题,采用启发式方法引导学生,调动其参与问题的解答和学习。 通过讨论课培养师生之间的讨论与互答,提高学生的英语表达能力和知识掌握的水平。鼓励学生通过查阅文献资料,制作PPT,做专题报告,让学生更加清楚的认识到计算机控制技术的应用领域,理解如何建立一个控制系统。尝试采用多种教学方法和手段,培养学生的创新意识和学习兴趣。 (二)教学师资队伍的建设 教师的英语水平和专业水平是能否得到较好教学效果的关键[4]。学校鼓励承担全英语教学任务的教师进行英语培训和专业课培训,注重提高教师的教学能力、教学模式和语言能力。已有三位本课题组成员作为高级研究学者赴国外知名高校或研究机构进行交流学习一年,以提高教师的教学能力、专业知识及口语表达能力。 在开展全英语教学中,师资队伍建设是一个持续的过程,需要学校各部门的共同努力。只有不断提高教师的素质才能实现各门课程的全英语教学,最终实现自动化专业人才培养的国际化。 结束语 通过全英语课程的实践,我们认为为了使学生能够清晰地表达自己的专业见解,能在专业领域运用英语进行交流沟通的培养目标,需要有较高英语口语水平的老师承担全英语教W工作。教师需要重视自身英语教学能力的提高,鼓励引导学生。另外,要注重优化教学内容并改进教学方法,使全英语教学效果得到进一步的提升。 计算机控制技术论文:自动化生产线上计算机控制技术的应用探析 摘 要:近年来,伴随着我国科技的不断发展,计算机控制技术是目前高科技技术发展的重要结晶,其中计算机控制技术主要包括了电子技术、自动控制技术、计算机应用技术等。同时,计算机控制技术即是一种优秀控制技术。多用于可编程控制技术、片机技术、计算机网络技术在内的多种技术。可快速提升我国生产技术应用过程中的精密化、信息化、智能化、自动化等。对于提升生产技术的生产质量、标准、效率等有着十分重要的意义。本文主要概述计算机控制系统和自动化生产线的基本定义,说明计算机控制系统在自动化生产线上起到的作用,并分析计算机控制系统在未来工业的发展趋势。 关键词:计算机;控制技术;自动化生产线;应用 随着计算机的广泛使用以及工厂自动化生产设备的全面覆盖,不但减轻了员工的工作压力,加快了生产速度,而且降低了企业财政支出,增加企业经济效益。现阶段,越来越多的企业依托计算机控制技术进行自动化产品生产。本文将针对计算机控制系统的设计进行分析,进而探讨自动化生产线上计算机控制技术的相关应用。 1 自动化生产线的概述 自动化生产是指无人手动操作机器,自动化设备根据工作人员规划好的生产流程和设计好的指令进行产品成产。自动化生产线是自动完成产品制造过程的生产系统,一系列的工作程序包含原材料的使用分量、数量控制、检验检疫等都是自动化设备自主完成。自动化生产线和各程序之间相互连结,任何一个步骤都不能出现差错,否则,自动化生产线将会受到巨大的牵连[1]。改革开放以后,自动化生产技术开始涌入工业领域,由于制造设备自动化程度的逐步提高,大大减轻了劳动人民的生产压力,也极大满足了人类的物质文化需求。因此,自动化生产线改善了人类的生存环境,使社会文明向前迈了一大步。 2 构成计算机控制技术的条件 计算机控制系统是应用计算机的硬件部分和软件部分与被控对象相联系,达到控制目的的系统。软件部分是由软件研发人员为用户制造的备件,在计算机控制技术中起着重要作用,是计算机控制系统必不可少的环节。硬件部分是计算机控制系统与被控制对象互通的媒介。计算机控制系统由工作人员按照工厂环境自主设计、并决定是否投入使用。 3 论计算机控制技术在自动化生产线上的具体使用 计算机控制系统在自动化生产线上的使用推动着工业生产领域不断向前迈进,人们越来越关注自动化生产线上在工业上的应用,企业更是不断探讨和研发,计算机控制系统也被越来越多的工厂投入使用[2]。具体来讲,计算机控制技术在自动化生产线上的应用主要涉及以下两个方面: (一)可编程计算机控制器的使用 可编程计算机控制器通过利用自动化生产过程中的数字运算达到操作电子设备的一种系统,可编程计算C控制器可以在很大程度上为工作人员提供更简便的操作功能,以最快的速度设计、保存、计算、复检以及应用自动生产线控制程序。可编程计算机控制器对自动化生产线应用过程中的有关步骤进行数字交换,然后设计出符合自动化生产的控制程序,加快自动化生产线的生产速度和生产质量,避免浪费资源,达到减轻企业负担的目的。可编程计算机控制器和工业制造系统可以做到相互融合,这不仅提升了工业制造系统的扩张性以及多样性,而且全面简化自动化生产线生产过程中有关步骤的复杂化[3]。 (二)现场控制总线的作用 现场总线是自动化生产线运转过程中必不可少的备置,它具有数字通信转换以及信息测量控制等相关功能,把计算机控制技术和现场控制总线进行有效的连接,能极大发挥现场控制总线在自动化生产线上的积极作用,规范了现场控制总线的工作标准[4]。在计算机控制技术前提下,现场控制总线可以让更多的测量控制器与计算机网络控制中心达成有效的连接,从而强化对自动化生产线的远程控制功效,让自动化生产线与相关监测设备之间可以良好通信,加大自动化生产线应用过程中的安全性和工作的可靠性[5]。 4 计算机控制系统的发展前景 (一)造就先进的可编程序控制器 在工业生产环境中,可编程序控制器是一种现代化电子设备,它不但具有可编程序的存储器,收集用户指令,而且能模拟数字的输入输出[6]。除此之外它还具有逻辑思维,能合理规划时间。目前,编程序控制器的主控制器都大部分使用微机系统,并且收集大规模集成电路用做存储器及I/O的接口,促使其效用、成本、安全性等都得到大幅度保障。鉴于智能I/O模块取得的成功,编程序控制器不仅拥有了逻辑运算、逻辑判断等功能,还能自主修复故障,精确处理数据,从而促使编程序控制器的应用范围不断向外伸展[7]。 (二)集散控制系统的高效化 集散控制系统把微机系统做为工作重心,让微机、工业控制计算机、数据通信系统等有效结合的一种计算机控制系统。要使自动化系统向少支出、高收益的方向发展,必须应用先进的控制模式,实现集散控制系统的高效运用[8]。 (三)开创智能控制系统新范畴 智能控制是在无人操作的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。其中智能控制主要划分为三种类型:学习控制系统、分级递阶智能控制系统、专家系统。通过利用智能控制技术和自动控制理论形成先进的计算机控制系统,不但可以促使有关科学技术的发展,而且能优化工业生产系统自主工作的技术[9]。智能控制方法是利用计算机模拟人类大脑思考的方式来实现控制目的。由此可见,智能控制系统将促进计算机控制系统不断向前发展[10]。 5 结束语 随着科学技术的不断创新,计算机技术已经渗透到各行各业,计算机控制系统作为一种新型的控制系统,被各生产企业争先使用。在工业生产过程中,技术人员经过不断的探讨与研发,使计算机控制系统的安全性与可靠性得到肯定,促使其作用获得了专业人士的认同。目前,计算机控制系统在制作过程中包含数字运算、软件部分和硬件部分,在设计过程中只有让数字运算、软件部分和硬件部分同时得到满足,才能保障计算机控制系统的安全性,从而提高产品的质量与员工的工作效率,使计算机控制系统在企业生产过程中能够发挥积极的作用,实现工业生产的自动化。 计算机控制技术论文:浅论互联网时代的计算机控制技术 【摘 要】互联网的迅速发展,通过改变信息传播方式而改变了世界,同时对于计算机控制技术相关领域来说,也产生了翻天覆地的变化。互联网的信息控制时代随着工业以太网和现场总线的结合而到来。文章主要阐述了以太网、工业现场总线相结合的计算机控制技术方面的应用。 【关键词】互联网;计算机;控制技术 互联网时代,计算机控制技术的定义已经发生了根本的变化,进入了一个多机的、自动化生产、控制和智能一体化相结合的发展方向。本篇文章将归纳计算机控制技术的发展概况,同时指出作为计算机控制技术操作工程师主要的责任和工作从事情况。 一、集中控制到集散控制的发展 最初的计算机控制主要采用的是集中控制的工作方式,在进行一系列的包括采集信号、运算处理、信息反馈、显示状态等任务的过程中,均是通过工业控制计算机IPC来控制的。IPC工业控制计算机将各种参数,如,压力、温度、PH值等进行有效的收集,然后通过接口卡来接受经过处理而得到的信号。现在,伴随着控制系统日益增加的复杂度,单独的一台计算机已经不能胜任多种信号的处理工作了,在这种情况下,分布式控制系统便应运而生,根据功能的不同,可分为上位机、下位机。上位机主要负责整体集中监视工作,下位机为分布在各现场的用于分布控制的个体。而上、下位机则通过相关的通讯互联网进行传递信息工作。 通讯是集散式控制系统的中心,它作为DCS的中央神经系统。DCS系统具有可拓展性、安全性和有效性。DCS最初研发阶段的瓶颈为系统开放性低。许多厂家采用封闭形式来实现经营垄断,而不同厂家之间的信息闭塞,则成为了DCS系统发展困难的主要问题之一。 二、封闭系统到工业现场总线的发展 为了达到增强DCS系统的兼容性、开放性的目的,必须采取措施实现DCS系统网络协议的公开化和标准化,因此就有了封闭系统到工业现场总线的发展。工业现场的总线控制系统(简称FCS)的主要功能就是实现数据“点到点”到“总线”的方式转变。按照总线方式,整个控制系统有条不紊的进行运行,各种设备的工作都是一个“总线单元”,相互平行的运行,遵守公开、统一的通信协议进行综合自动控制相关工作。FCS相比于DCS系统,更能实现顺应用户的要求,它采用的是开放式的现场总线协议,通过这种协议协调现场所有支线工作,使得维护和成本都降低。所以说,FCS系统是种互联的、开放的分布式系统。 上个世纪80年代,现场总线技术就开始发展,其各种标准也不断成为工业国家和厂商的争夺焦点。现在,Profibus及CAN均是中国自动控制领域的优秀。1996年,Profibus标准开始进入中国,在10年光景的推广中,广泛存在于我国的工业领域中。2006年,Profibus成为了我国第一个现场总线技术的国家标准。到现在为止,Profibus仍是应用最为广泛、各种控制设备、仪表种类最为齐全的总线技术,一直是车间级的总线标准、自动化集成的首要选择。同时,CAN是机电设备控制相关领域中应用最为广泛的总线技术,一直是工业机械手、汽车电子、高速印刷机等控制系统的设备级的总线标准。也就是说,Profibus和CAN分别是自动化、电子工程师的首选。 三、现场控制到企业自动化的发展 EtherNet/IP即以太网工业协议,是一种以以太网的传输为标准的协议。目前,这个协议被三大组织所支持,即the Industrial Ethernet Association(IEA)、ControlNet International(CI)、the Opening DeviceNet Vender Association(ODVA)。以太网工业协议旨在形成一个开放式的网络协议,以便于工业控制网络的开放式建设。工业以太网可以定义为将商业以太网(IEEE802.3标准)在技术上实现统一、同时提升产品的器件选用、适用性、可靠性和抗干扰能力,以满足不断增长的工业现场需求。 控制作用要能满足实时性,这是工业控制网络必须遵从的原则,换句话说,传输信号的过程要迅速同时信号必须稳定,因此要保证满足数据定时刷新的要求。以CSMA/CD的方式所进行的传统以太网的传输,不能在电荷负荷过大的时候正常运行。工业以太网采用的是新的信息交换技术,能够快速刷新信号,这就为以太网信号的不确定问题找到了解决方法。如,EtherNet可以达到100M、10G的传输速率,减少了网络传输的延时问题,使得阻塞几率大大降低。双工星形的拓扑结构及EtherNet技术则使传输实时性、确定性变成了可能。 “信息化工厂”是工业以太网的技术存在意义,这里的信息化工厂指的是在信息基础相关设施的基础上,利用信息处理手段,将信息收集、传输、计算处理和综合应用,如同在工厂中生产、管理和运营的手段一样。可以说,工业以太网是自动化控制的优秀,管理、运营等信息的传输都靠它。 很多现场设备对EtherNet/IP协议都很支持,它能实现直连下层设备,直接挂接变频器和分布式IO,并采用以太网交换机作为中部链接,实现整个信息交换系统。EtherNet/IP控制网络的功能包括以下几方面,决定性控制、适应应用需要、故障容纳措施、远程控制、低成本连接、内部安全和开放式标准。它具有许多值得推广的价值,如,实现了商业和企业的简单整合,即有效的将生产控制、质量监督、可检测性及系统维护等结合起来;高速、高带宽,便于网络技术的融进,能够连接广泛区域内的设备;便于专家远程服务、诊断及部署等,有利于成本的降低和方便快捷进行信息控制等。所以,有人将工业化的以太网形容为“总工程师读数据的网”。可以看出,工业以太网具有无缝对接的优点,这样,工程师们就能实现远程对挂在以太网上设备的控制管理了。 四、结论 互联网时代的计算机控制技术是实现了集中控制到集散控制的发展、封闭系统到工业现场总线的发展、现场控制到企业自动化的发展的过程。最初的计算机控制采用集中控制的工作方式,一系列任务均是通过工业控制计算机IPC来控制的;DCS系统具有可拓展性、安全性和有效性,但信息闭塞;工业现场的总线控制系统FCS实现数据“点到点”到“总线”的方式转变,是一种互联的、开放的分布式系统;EtherNet技术则使传输实时性、确定性变成了可能。 计算机控制技术论文:计算机控制的高压共轨喷油器驱动控制技术研究 摘要:在高压共轨系统中,产生燃油的压力和燃油喷射是分开的,而高压共轨喷油器的喷油的时刻以及它的喷油量的调整都是通过触发来实现外,还和它的驱动控制的设计技术相关,在计算机盛行的电子时代,驱动的设计打破了传统的设计思想,驱动的最主要设计采用了高电压以及大电流通过计算机的控制和开启,然后再通过低电压来对驱动进行相关的保持和疏通,以此来满足高压共轨喷油器中驱动的一些需求,本文将通过详细的描写来对此控制技术进行研究。 关键词:计算机控制;高压共轨;技术 喷油器是共轨式的燃油系统中最重要和最关键的一个部件,它的主要作用就是通过接收到的控制信号,通过控制器的开启和关闭,将所在高压共轨腔中的燃料以一种最佳的喷油定时、喷油量以及准确的喷油率将燃料喷入到机器的燃烧室内。这些喷油器取代了传统的喷油嘴和喷油嘴帽的组合。 1 高压喷油器的发展状况 随着社会的不断发展,在最近几年,一些已经匹配直喷柴油发动机的小型轿车在欧洲的发展非常的显著,不但可以提高燃油的经济性,还可以减少发动机对环境造成的噪音的污染。我国的某一个车型就已经运用了此系统,最高的喷射压力可达到1800帕。但是,随着排放的更加苛刻的控制,我们就需要更高的以及恒定的喷射的压力以及更加完善的电子的控制,于是。在众多的制造商们就把优点相对而言比较多的共轨系统作为发动机的发展的方向。高压共轨系统有着很高的燃油的压力,并且可以合理地分配燃油的控制,通过计算机灵活的对燃油分配、燃油的喷射的时间、喷射的压力以及喷射速率的控制,可以达到显著的燃油的经济性和低排放的特性。 在发动机所有的转速的范围内既可以很好地保证比较高的燃油的压力,并且高的喷射的压力可以在比较低的转速的工作的情况下还是可以获得良好的燃烧的特性。 由于燃油系统的压力与发动机的转速是呈现出线性关系的状态,在这样的转速状况下,发动机会出现燃油压力不足的情况,共轨系统能够在所有不同的转速的情况下依旧可以产生非常高的燃油的压力。由于计算机和电子控制的灵活度会对发动机的喷射压力产生一定的影响,使得发动机的排放量降低的同时还可以提高效率。不过,由于压力的产生过程是与喷射过程分离的,方便使得发动机在燃烧和喷油的过程中可以得到最大方位的自由,可以灵活的调节喷油器的喷射压力。 2 高压共轨系统的主要特点 高压共轨系统主要是利用比较大的容积的共轨腔来将要输出的燃油在高压的状态下进行储存,在此工程中消除掉燃油中的压力的波动,才可以进行下一步的环节,即将燃油分配到每一个可能需要喷油的喷油器中,最后是通过喷油器上的电磁阀来控制喷油器的开始以及结束。其主要的特点包括: 1)在高压共轨中,喷油器的喷射是通过共轨腔中的高压来进行的,共轨腔的设计与原来的设计相比,主要是去掉了喷油器中用来增压的增压构造,而且,高压共轨还可以使喷油器持续的保持着高压的状态。再者就是力矩,高压共轨的油泵所需要的力矩与传统的油泵中的力矩相比要小很多。 2)在高压油泵中有一个压力调节的电磁阀,可以根据发动机自身的负荷的状态、燃油的经济性以及排放量来灵活的对高压油泵进行调节,最显著的特点就是可以优化此发动机的在低速方面的性能。 3)在喷油器上的电磁阀还可以来控制燃油的喷射的定时、喷射的优良以及喷射的速率,甚至还可以来灵活的在不同的工作的状况下的预备喷射以及后喷射的喷射的油量和在主喷射之间的时间的间隔。 计算机控制技术论文:计算机控制技术在自动化生产线上的应用研究 摘 要:随着科学技术的不断发展,网络的普及已经到了千家万户,基本上每一个人都生活在网络的大潮中,离不开网络带来的便捷。计算机控制技术在企业中的应用,使得企业的生产效率越来越高。这种新技术在自动化生产线上面的应用,使得企业在扩大生产、提高生产效率方面有着至关重要的作用。 关键词:计算机控制技术;自动化;生产线 科学技术的发展,人们生活水平的提高,对于可持续发展的重视,使得计算机控制技术的发展,在我国的经济运行中起着更加重要的作用,现阶段的计算机控制技术运行程度如何,以及最新的发展趋势又如何,将是本文研究的重要内容,另外,计算机控制技术对于工业的运行的好处是什么,这也是本文进行研究的重点内容。 1 计算机控制技术的作用 计算机控制系统的发展是随着我国科学技术不断发展而逐渐产生的,这与科技的进步、科学技术的创新发展有很大的关系。计算机的控制系统需要具备较缜密的控制技术,现代技术的引进对于生产线的自动化水平具有很大的提高。企业应该利用这一优势,不断优化企业的产业结构,推动产业效率的提高。 1.1 计算机控制技术 计算机控制的基础是基于计算机的自动控制与计算机技术。计算机技术的不断发展为我国控制技术的发展带来了很大的进步。工业生产中引用这些技术,可以推动整个工业化进程的不断发展。 1.2 计算机控制技术的作用对于在工业生产中 在科学技术的不断发展过程中,对于自动化设备的不断发展,这在一定程度上减少了相关工作人员的负担压力,这对于企业的生产效率的提高也有很大的帮助。而且,新技术的不断应用,也增强了企业在生产过程中的相关系统的安全性,这也符合当今时代可持续发展的潮流,减少了资源的损耗,推动了产业结构的不断优化升级。 1.3 计算机控制技术的发展态势 计算机控制技术在工业生产过程中的智能化技术不断提高,这也是未来在工业化生产发展中的趋势,这也是工业生产向着更复杂的方向发展的不断优化。而且由于信息技术的落后,对于相关的危害程度较高的部门来说,这无疑是致命的打击。随着我国科学技术的不断发展,人们开始越来越重视生产生活过程中的安全系数,这也就大大增加了智能化系统在实际生活中的运用。 2 计算机控制系统的自动化过程 2.1 生产线的自动化过程 传统的生产线的传输过程往往是人工的传递,随着科学技术的不断发展,当今的生产线的传递更多的是自动化的生产过程,这一整个过程是由一系列生产线的活动开始的。而最基本的工业化生产过程也是需要将生产的原材料按照相关的分类进行处理,对其进行加工、检测,按照不同的工艺进行加工处理,推动产业结构的优化升级。 2.2 自动化控制系统的特点分析 自动化控制具有以下几个特点:一、系统的开放性;二、具有较强的可操作性和实用性;三、自动化系统的智能性和功能自治性。首先,从第一方面来说,系统的开放性,是指对于开放性的自动化系统在现场总线系统的有关标准方面具有很强的公开性,而且对于有一定的标准的自动化系统,可以有一定的认识与遵从。对于开放性的自动化系统来说,这个好处就是可以通过自动化系统,将相关标准与开放程度相联系,保证新老用户都能通过自动化系统获得收益。其次,他们之间的可操作性以及实用性,可以使得各个设备之间可以互相连接,而且对于不同的使用者来说,可以达到相互沟通的作用,使得具有相似性能的生产设备能够得到相互替换以及相互使用,进一步节省了生产资源,推动了企业的生产效率的提高。再次,对于自动化系统的智能性分析,可以从传感测量、控制以及补偿计算的过程的来分析,进而完成设备的自动化控制过程,推动系统的不断运行。 3 计算机控制技术的实际运用 3.1 运用的现状分析 键在较传统的工业化生产过程中,更多的是以人力劳动为主的工作内容,当然这在一定程度上增加了就业机会,提高了人们生活的幸福程度,但是对于一些危险系数较高的作业来说,对于人们的生命安全造成了一定的威胁,这将会大大减少人们的幸福程度。而且由于信息技术的落后,对于相关的危害程度较高的部门来说,这无疑是致命的打击。 3.2 计算机控制技术的举例分析 随着计算机技术的不断发展,自动化技术的不断升级,对于一些较危险的行业,我们完全可以让机器人代替作业,进行危险化的处理,而且在这一过程中,我们可以利用全程的电子监控系统,对于机器人的作业进行监督,并且通过总线技术对于机器人作业的各个环节进行监测,对于有可能发生的危险进行监控。机器人在自动化生产线的过程中,主要可以利用自动化的生产设备进行自主运行,这在一定程度上大大减轻了工作者的压力,尽可能的减少了工伤的出现。 3.3 计算机控制技术的重要性分析 计算机控制技术的不断发展并不是凭空出现的,而是随着经济的发展、科学技术的进步而不断出现的,这也是人们不断创新的结果计算机控制技术的不断发展,将原有的模拟控制所取代,这在一定程度上推动了自动化控制系统的运行。对于社会经济的发展以及环境的改善、生态的保护都有重大的作用。 4 计算机控制技术的发展趋势 计算机在我国的发展已经逐步成熟,但是计算机控制技术在自动化生产中的应用才刚刚开始,这对于计算机的发展来说是一项艰巨而伟大的工程,这就需要我们将科学技术方面的创新更多的运用到这一方面,而且在其经济发展的过程中,这也是一项重要的方面。随着经济的发展,对于科学技术的要求越来越高,自动化控制技术在这一方面的应用将会被更多的进行运用这对于推动经济的发展,降低生产成本,节省生产的费用具有很大的帮助。 5 总结 随着科学技术的不断发展,计算机控制技术在自动化生产中的应用随着自动化程度的不断提高,推动了计算机方面的发展。这在一定程度上也使得企业的生产线逐步得到优化,在现实世界中的应用更加频繁,这也有利于推动更高效技术的发展,大大减少了重复性的工作,促进了工业生产的运行,而且计算机控制技术的运行也增加了企业生产的灵活性,提高了生产效率,提高了企业运行的质量。这在一定程度上大大减轻了工作者的压力,尽可能的减少了工伤的出现。 计算机控制技术论文:计算机控制技术在林业工程中的应用探讨 摘要:林业是我国生态建设、经济建设和社会建设的重要组成部分。本文详细叙述了计算机控制技术的特点、原理和控制系统的类别。总结了计算机控制技术在林业工程监测与控制、森林资源管理、林业工程绘图及林业灾害控制等方面的作用,为林业工程的信息化发展提供理论参考。 关键字:计算机;控制技术;林业工程;应用探究 科技发展与经济体的并轨,给计算机在林业工程中的应用提供了广阔的空间。计算机已成为当代青年生活的必须品,联同移动设备让人们的生活百般滋味。 古语有云“大树底下好乘凉”,这也深刻说明了林业在社会生活中的重要地位。当前林业工程的发展最重要的是资源调配,资源利用,资源蓄积,而这些都需要计算机控制技术来辅助,当前,完善的林业信息管理系统和决策系统已经初步落成,可靠的计算机控制软件不断更新,给林业工程送去了简化和高效,使林业工程的管理技术和研究手段都发生了巨大变化。 一、我国林业工程的特点 1、林业及林业工程 说到林业,我们一定会想到大山密林吧!谁会在意整齐有秩初入沃土的小小树苗呢?它们的朝气也不输参天大树吧!林业的脚步不止在绿化和山水间吧!经济的需求也是林业的重要组成部分,林业工程也是应市场需求而生吧!当然林业的发展更依赖社会建设,只有良性的林业发展才会对社会起到中流砥柱的作用。林业工程是以森林资源的高效利用和可持续发展为目的,研究森林资源的抚育、开发利用和林产品加工等。林业工程虽然是一个综合性的传统领域,但是随着信息技术、电子技术、自动化技术、材料科学等的迅速发展和渗透,它的研究专业化水平也必将得到提高。 2、我国的林业工程及特点 在我国的林业“六大”生态工程中,“天然林保护工程” 是我国林业的一号工程,投资最大,见效慢;“退耕还林还草工程”是我国林业建设史上涉及面最广、政策性最强、群众参与度最高的生态环境建设工程;“‘三北’和长江中下游地区等防护林体系建设工程”是我国涵盖面最大、内容最丰富的防护林体系工程;“京津风沙源治理工程”是首都乃至中国的“形象工程”,也是环京生态圈建设的主体工程 ;“野生动植物保护及自然保护区建设工程”是一个面向未来,着眼长远,具有多项战略意义的生态保护工程。“速生丰产林基地建设工程”是我国林业产业体系建设的骨干工程,也是增强林业实力的“希望工程”。 “六大” 林业重点工程的意义在于发挥森林作为“大自然总调度室”的作用,同时提高我国森林资源的蓄积量,满足国民经济各部门对森林资源的需求。 当然林业工程管理的实现离不开计算机控制技术的支持,林业工程中涉及的海量信息、图像数据和加工制造,都需要数据处理和辅助设计软件,图像采集与数据分析更需要各种数据模型方法支持,历史数据的甄选删除工作更需要专家系统的处理。前不久在加拿大发生的大型火灾让林业资源和环境遭受了巨大的损失,深刻说明了深林防火的重要,林业工程管理的重要。 二、计算机控制技术 1、计算机控制技术的特点 计算机技术与控制应用的结合,将电子技术、自动控制和应用开发技术引向智能化和专业化,巩固了控制管理的优秀地位。计算机控制技术很好的将可编程技术、嵌入式技术和网络技术结合起来,为控制需求服务。控制技术的应用很好的提升了生产的精度和速度,信息化生产渐渐成为企业加工的主流,生产过程的自动化程度已远远超过预期。如机器织布机制作出的印花,已完全替代了人工,当然传统特色性加工的发展依然很受市场欢迎。 2、计算机控制技术的工作原理 计算机控制技术根据其系统的工作特点可以分为:操作指导系统、直接数字控制系统、计算机监督系统、集散控制系统和嵌入式系统。其工作原理为: 1) 进行实时的数据采集,把来自测量变送装置的被控制量的瞬间值进行检测和输入。 2) 对数据进行控制决策,把采集到的被控制量进行分析和处理,并按已定的控制规则决定将要使用的控制行为。 3) 注意实时的控制输入,依照控制决策,实时的对执行机构发出控制信号,指导完成控制任务。 3、计算机控制系统的分类 第一,计算机控制首先要有中央处理器,中央处理器可以实现对采集数据的运算和调配。如温度、压力和留速等数据信息的收集、录入、归类、计算、分析、评判和指令设置等,可以通过视频显示设备将关键信息和处理过程显示出来,需要时可以对所需信息进行处理,给操作人员提供设计改进思路和检测跟踪信息。 第二,直接数字控制系统,它是利用 1 台计算机对 1 个或多个参数进行检测,并将检测结果与给定值比较,然后按照之前规定的控制规律进行计算,并将控制量通过接口直接去控制执行机构,对被控对象进行控制。计算机直接控制生产过程。此系统的特点是灵活性大,可靠性高,可实现复杂的控制规律。缺点是危险集中。 第三,监督控制系统,它属于两级控制系统。上位机是监督计算机,面向被控对象的下位机可以是 DDC 系统或模拟调节器。监督计算机的主要任务是采集现场信息,根据数学模型进行最优控制和其它复杂的控制,指挥下位机工作,并可调整下位机的设定值,向操作人员发出操作指示。 三、在林业工程中的作用 1、对林业工程的监测与控制 计算机监测的具体内容为现场数据的采集和保存,它主要的监测对象是试验和生产过程中需要的数据。计算机控制技术中的过程控制是指使用计算机对林业工程生产工艺过程中的温度、湿度、重量、电压、浓度、水压等物理用量和化学用量进行控制。 2、对森林资源的管理 在林业工程林地管理的工作中,对于各种侵入、占用林地的行为,我们可以使用计算机控制技术进行准确的定位、测量,计算出面积。然后再把遥感技术采集到的数据输入计算机中,就可以马上绘制出被侵入、占用林地的准确位置、面积和图形。 3、有助于林业工程的绘图 传统的林业用图都是手工绘制出来的,绘制过程复杂、难度大,图的精确度、 标准度以及规范度难以保证,并且十分不利于检验和修改。以计算机和有关图像图形输出设备为工具,配合使用 GPS 技术、遥感技术以及计算机辅助设计应用软件对林业工程进行绘图,使林业工程的绘图工作发生了巨大的变革。 计算机控制技术论文:计算机控制技术课程改革的研究与实践 [摘 要]计算机控制技术是电气自动化专业的重要专业课,是一门理论性和实践性都很强的综合性专业课程。为解决传统的授课方式过于偏重理论教学,难以将理论与应用有机结合的问题,应构建一种基于系统工程理论,能够培养学生的系统观念,提高学生综合实践能力的系统教学体系。 [关键词]计算机控制技术;实践教学;课程改革 计算机控制技术是电气工程及其自动化专业重要的专业技术课程之一。本课程的任务是培养学生掌握计算机控制的基本概念,掌握计算机控制系统的基本分析方法和设计方法,使学生从理论上掌握计算机控制系统的基本原理及应用,使学生具备有效地分析和设计计算机控制系统所需的必要的知识、洞察力和理解力。它融合了计算机技术、控制理论、计算机通信等多种技术,以计算机在系统控制中的应用为中心,以计算机控制系统为主线,涉及控制系统硬件、软件、系统分析和应用等方面的问题,因此计算机控制技术是一门理论性和实践性都很强的专业课程。 但是,从近几年的教学效果来看,通过本课程的学习,学生能够很好地掌握计算机控制系统的相关理论,但是无法很好地完成面向实际应用的计算机控制系统的设计。计算机控制技术课程兼具理论性和实践性,在教学过程中,必须将课堂理论教学与实践教学有机结合,培养学生分析和解决实际问题的能力。因此对计算机控制技术课程教学方法的改革进行研究、探索和实践是十分必要的。 一、计算机控制技术课程分析 计算机控制技术是模拟电路、数字电路、单片机原理、自动控制原理以及计算机技术等前期课程的再次综合与进一步升华,学习难度较大,特别是在基础薄弱的情况下,学习该课程就显得更为吃力。由于该课程的理论性和实践性都很强,传统的授课方式过于偏重理论教学,难以将理论与应用结合。传统方式授课时仍以数字控制理论为主体,在理论的应用中介绍微机控制方式及其具体实现,减少了计算机与实际控制系统结合的内容,这种方式与培养应用型专业人才的目标相距甚远。最为明显的后果是学生走上工作岗位后,所学的知识在具体生产应用中很难适应实际的生产实践。 计算机控制课程具有如下特点:1.应用性强。计算机控制技术在十分广泛的领域内获得越来越多的应用,在新型工业化中起着不可缺少的重要作用。2.更新性强。随着计算机技术和自动控制理论的不断发展,其教学内容也不断更新。3.综合性强。涉及电子技术、自动控制理论、过程控制、微型计算机原理与应用等多方面的知识,综合了许多的基础理论和前期课程。4.实践性强。本课程是典型的需要理论联系实际,要求学生理论分析、系统设计和实验实现三位一体,培养学生科学、技术与工程一体化的意识和能力的课程。 二、计算机控制技术教学中存在的问题 通过对省内多所开设有计算机控制技术课程的理工类和综合类本科院校的教学过程和教学效果进行调研,发现以下问题:计算机控制技术的教学过程仍是以教师为主体的传统授课方式,老师授课学生听讲;课内实验大多为验证型实验,学生发挥自主能动性的机会很少,造成了学生的实践能力和综合素质培养不够,学习效果不佳。 分析造成此种结果的原因,主要有以下几个方面:1.教师方面:教师的授课重点更多地放在了理论知识的传授上,而对于知识的实际运用比如系统设计中的团队合作等往往被放在了次要的位置;2.教材方面:大多数教材在设计中以控制系统各组成部分的介绍和理论推导为主,实际的案例很少,针对案例的分析和讲解更少,对学生实际应用能力的培养很难起到明显的作用;3.课程安排方面:理论课和实验实践学时差别较大,实验内容同实际工程应用相脱离,使得学生难以在实验实践环节中得到实际的工程经验;4.考核方面:以出勤、作业成绩和考试成绩评价学生的学习效果,没有对学生的应用能力和实践能力进行考核,导致大部分学生不重视实验实践教学环节。 三、计算机控制技术教学方法改革的研究与探索 我们通过广泛调研兄弟院校、毕业生用人单位的培养经验和反馈信息,在深入分析现在计算机控制技术课程教学过程中存在的不足之处的基础上,提出以下改革方案:基于系统工程理论,加强计算机控制系统课程设计和创新实践环节,同步提升学生的理论水平和实践动手能力;同时,将“卓越工程师培养计划”的理念引入计算机控制技术的教学中,以提高学生“学以致用”的综合素质和动手能力,为国家培养出适应新环境的高素质的,具有创新思维、创新能力的综合性应用型人才。 (一)基于系统工程理论,培养学生的系统观念 系统观念的建立是工业自动化专业学生所应达到的最终培养目标之一,需要教师在传授知识的过程中潜移默化地教导学生,使其从思想上重视系统理论,自觉地在日常学习中树立系统观念。系统观念的树立应该从多方面入手进行指导,包括指导学生系统地看待问题,教育学生系统地思考问题,指导学生系统地解决问题。计算机控制技术课程教学本身就是一个系统工程,它和多门专业基础课息息相关,比如电路,电子技术,单片机技术等,还和多门专业课相关,比如自动控制原理,电力电子技术等。因此需要从相关的专业基础课开始进行系统的专业知识培养,循序渐进、潜移默化地进行系统观念的培养。在这个系统工程中,教师不仅是计算机控制系统的理论技术知识的传授者,更重要的是还要充当学生系统观念培养的引路人。要将控制系统的思想内核及方法应用到计算机控制技术的教学实践中,用系统方法论对该课程的理论和实践教学进行改革研究,从而达到使该课程的教学系统工程最优化的目的。计算机控制技术是一门高度综合的课程,是元件与系统的结合,硬件与软件的结合,强电与弱电的结合,算法研究与程序实现的结合。因此,我们在教学组织上要通过对这四个结合的论述和理解,使学生树立系统设计的协调意识和全局优化意识,提高学生用科学的方法论指导课程学习的自觉性。 (二)加强课程设计环节,做到“三有、两严、一宽” 专业课程设计是计算机控制技术教学过程中培养学生系统观念的重要环节之一,它要求学生在此过程中必须运用系统论的方法,系统地看待和分析问题,系统地思考和解决问题。为了系统地训练学生综合运用所学知识解决本专业方向的实际问题的能力,我们采用了如下措施。首先为了保证时间的充裕性,将计算机控制技术课程设计时间定为6周。其次要做好前期准备工作,教师需要先把计算机控制技术课程设计的要求知会每一位学生,这些要求分布在任务书和指导书中。学生要认真阅读和领会任务书和指导书的内容,做到心中有数,以便能够在接下来的工作中系统地分析设计任务。分析任务的步骤完成后,学生将会依据自身条件在网络上或者图书馆内查阅相关专业技术资料,系统地了解实际系统的组成、原理和设计过程,系统地思考解决问题的方法。然后教师会根据学生对课题的了解情况合理地分组,一般是5人分为1个小组,小组内选出小组长一名,负责课程设计工作的总体安排和协调。要求每个小组在课程设计的各个阶段均需撰写相应的设计进展报告,以便教师能够根据各组的进展情况有针对性地进行指导。最后是课程设计的总体评价机制,我们会综合考虑学生在课程设计中的表现,如日常出勤、报告撰写、实际作品的运行情况、程序编写的合理性和效率、最后答辩表现等因素,最终综合评定课程设计总成绩。答辩环节是计算机控制技术课程设计中非常重要的一环,它不但能够有效地检验学生设计任务的完成情况,而且能够便于教师发现学生在过程中存在的薄弱环节。通过对每个学生在答辩过程中体现出的问题进行总结,就能够在今后的课程设计中有针对性地进行改进,从而达到提高教学效果和效率的目的。 在课程设计的实际操作中,教师要做到“三有、两严、一宽”。“三有”即有指导性的时间和内容的安排计划;有加强能力培养的具体目标;有切实可行的操作规程,保证把能力培养落到实处。“两严”即严格要求学生自己动手设计方案和调试;严格验收检查。“一宽”即为学生创造宽松的学习氛围。 (三)重视课程实践教学,提高学生学习兴趣 课程实践教学是对传统实验教学的补充和升级,传统的实验教学是在现成的实验设备上完成既定的测试和设计,其内容和步骤都已限定,学生自由发挥的余地较小。针对课程实践教学的目标,我们拟以单片机为控制器,融合Matlab、Protel及Protues等软件完成计算机控制系统的课程实践。利用Matlab软件设计仿真方案,完成数字控制器的仿真设计和参数选择;利用Proteus和Keil软件设计计算机控制系统的硬件仿真系统,使学生在选择微处理器、A / D转换器、D / A转换器以及其他典型元器件时有了更多的自主性;软件仿真和硬件仿真全部通过后即可进入系统的实质性实现阶段,学生通过Protel软件绘制电路原理图和PCB图,自己制版,焊接,下载程序直至软硬件调试成功。实践教学的改进,大大提高了学生的学习兴趣。 四、结论 本文针对目前计算机控制技术教学过程中普遍存在的问题,以适应电气工程专业应用型人才培养为目标,结合本地区经济的发展特点与我校该专业的实际条件,通过广泛调研兄弟院校、毕业生用人单位的培养经验和反馈信息,对计算机控制技术专业课程体系进行了改革与实践,构建了适应新环境条件下的新的教学理念和教学方法。主要创新点包括:提出了基于系统工程理论,培养学生的系统观念;进行课程设计改革,做到“三有、两严、一宽”。 计算机控制技术课程改革方案实施后,学生的理论水平和实践动手能力有明显提高,使我校的毕业生就业竞争力大大加强,从而为更好地培养电气工程复合型技术人才打造了科学的平台,也为其他高校尤其是应用型二本地方院校人才培养提供了理论依据和参考价值。 计算机控制技术论文:计算机控制技术的现状及发展趋势 【摘要】伴随着计算机技术的发展和控制理论的完善,计算机控制技术也应运而生,并且在现阶段的生产与生活中逐渐起到了举足轻重的作用。笔者详细分析了计算机控制技术的原理、特征及发展现状,发现计算机控制技术在快速发展的同时,其弊端和问题也是不容忽视的。相信伴随着科学技术的不断发展和控制理论的成熟,计算机控制技术也会更加完善。 【关键词】计算机 控制技术 原理 特征 现状 趋势 一、计算机控制技术原理及特征分析 (一)计算机控制技术原理概述 所谓的自动控制,即通过控制装置使运作过程自动得按照要求运行。这里所说的“自动”,即在完全没有人参与的情况完成操作。计算机控制原理,简单来说就是以计算机为优秀的,在生产过程中自动控制的系统。计算机控制系统同时包含了计算机和自动控制的特点,并且在此基础上,速度更快,精确度更高,存储量更大。可以说,用计算机来组建控制系统,同时在质和量上都会达到常规控制技术无法达到的性能指标。该技术的发展,从工业生产领域来说,改变了工业生产的方式,提高了效率,同时,对人们的生活方式也起到了不可忽视的作用。 典型的计算机控制系统分为监控系统和过程对象。计算机监控系统可分为软件和硬件两个部分。第一,软件系统。计算机能否正常运行,软件系统起到了决定性的作用。其中,软件系统中的应用软件的功能是确保了被控对象的正常运行。被控对象的特性变化决定着应用软件的的变化走向。为了加快软件的开发周期,提高软件的可靠性,应用软件的发展越来越标准化。第二,硬件系统。计算机控制系统的硬件可以分为主机、外部设备、生产过程输入输出通道、通讯设备、操作台等结构。主机由控制器、内存储器和运算器组成;外部设备可分为外存储器、输入设备与输出设备等等。所谓的过程对象,就是指被监测的对象。 计算机控制系统根据不同的被控对象以及被控要求,可分为以下几种形式:(1)数据采集系统,即计算机不直接参与,主要的功能就是采集和处理数据,分析变化趋势;(2)分级控制系统,是一种新型控制系统,以微处理器为基础;(3)直接数字控制系统。相别于与数据采集系统,直接数字控制系统中,计算机直接参与控制以实现控制算法的灵活转换;(4)现场总线控制系统。是一种在 DCS 系统的基础上发展而成的新一代分布式控制系统,该系统最大的特点是通信标准的统一;(5)监督计算机控制系统。 (二)计算机控制系统的特征分析 正如上文所言,具备计算机的精确性和自动控制的便捷性的计算机控制系统,具体可分为以下特点: 1、精度度高。之所以计算机控制系统的精确度高,是因为可以排除零点漂移、热噪声以及元件老化对精确度的控制,达到常规调节器难以达到的控制精确度;2、分时处理能力强。一台计算机可以控制多个控制回路;3、较强的分辨力和逻辑判断能力。计算机控制系统具有很强的智能性,它能判断出环境的变化,并且根据生产环境的变化,及时作出反应,制定出相对合理的对策;4、使用便捷灵活。计算机的硬件和软件相互合理配合,才能实现其功能,所以二者缺一不可,共同作用。如果配合合理的话,可以硬件没有变化的条件之下下,可以通过修改软件来实现控制方案和控制机的功能的改变。5、除此之外,计算机不只能实现控制功能,在生产环节中,还可以实现对生产过程的监控,从而更好地管理,例如生产计划调度,经济核算等都是计算机除控制功能之外的功能体现。 二、计算机控制技术的发展现状及存在问题 在近一百年里,科学技术取得了突飞猛进的发展,将人类带入到信息时代。尤其是第二次世界大战之后,伴随着计算机技术的诞生,科学技术再一次取得了长足的进步。与此同时,经典控制理论的出现也起到了推动作用。在此基础上,计算机与控制技术的融合促进了计算机控制技术的出现和发展,但是,发展的同时也同样存在不可避免的问题。 (一)计算机控制技术发展现状 计算机硬件的发展迄今为止已经经历了四个阶段,并且正大踏步向第五个阶段迈进。计算机的处理方式也经历了三个阶段,分别是批量处理阶段、分段处理阶段、分布式处理阶段。现如今,则是向稠密处理的第四阶段发展。不仅仅计算机在发展,控制论的发展也不容忽视,它先后经历了三个阶段:经典控制论、现代控制论、大系统理论并且很快就会进入下一个阶段。 计算机控制技术是计算机技术与控制理论融合的产物,随着计算机和控制理论的不断发展,其也逐渐开始在生产生活中广泛应用。首先,母庸置疑,计算机控制技术较大规模得实现了生产的现代化和自动化,规模不断扩大,速度不断加快,效率不断提高。第二,计算机控制技术的应用在一定程度上解放了劳动力,节约人力资源,这也实现了提高生产效率的目的。 (二) 计算机控制技术目前存在问题 我国的计算机控制技术目前处于发展阶段,实践与理论的融合还存在一些问题尚待解决,所以计算机控制技术还待进一步的发展和完善。 1、抗干扰的问题。干扰是当前计算机控制中难以避免的问题之一。干扰源有很多,各类传感器、连接不当等都可能导致干扰的问题出现。干扰侵入的方式有两种,第一种是沿各种路线侵入微机控制系统。第二种,如果控制系统的接地如果出现不合理,也会导致干扰出现。 2、硬件抗干扰问题。硬件抗干扰问题是不可忽视的。如果措施得当,硬件抗干扰措施可以极大地提高抗干扰效率。首先,要明确干扰的类型和来源,在此基础尚,抑制抗干扰的方法有抗电源干扰、过程通道抗干扰措施、抗空间电磁波干扰措施、抗干扰接地等。 3、软件抗干扰问题。与硬件抗干扰问题相对应的是软件抗干扰问题。第二道防线的软件抗干扰措施包括指令冗余和软件容错设计。当然,一个系统若有可靠的硬件作为基础,以各种各样的自诊断软件作后盾,就可以构成一个可靠的微机系统。 三、结语 随着科学技术的不断发展,计算机技术和控制理论的不断进步,也会对计算机控制技术提出更高的要求。同时,计算机控制系统的设计将在系统的质量、可靠性、实时性以及系统的长期有效性上考虑得更加周到,更加健全为工业生产带来更大的推动力,为人们的工作生活提供更多的便捷。 计算机控制技术论文:以应用型人才培养的计算机控制技术课程教学改革 摘要:“计算机控制技术”是自动化专业开设的重要专业课。针对应用型本科院校中计算机控制技术课程教学中出现的问题,灵活多样地采用教学改革。根据该课程的特点以及课程教学中存在的某些问题,从理论教学、实践教学及考核方式等方面探索了教学改革的一些措施,为深化教学改革进行了有益的尝试,获得了良好的教学效果。 关键词:计算机控制技术;技术应用型本科教育;教学改革;实践教学 一、引言 计算机控制技术是结合自动控制技术、计算机技术、自动检测和传感技术、微电子等技术逐步发展起来的。随着该技术的发展和普及,控制系统趋向于利用计算机进行控制。计算机控制技术课程是自动化专业普遍开设的一门重要的专业课。自动化专业的学生或从事该专业的工程技术人员需要掌握分析设计与实现计算机控制系统的方法,并能完成控制系统的软件开发、系统安装与调试等[1]。上海电机学院定位为技术应用型本科教育,为了满足本校自动化专业培养人才的要求,在分析了该课程的实践性强的特点以及教学过程中存在的某些问题,从理论教学、实践教学及考核方式等方面进行了教学改革。 二、课程特点及课程教学中存在的问题 计算机控制技术课程安排在第6学期开设,该课程内容既是这些专业的学生毕业设计中要大量运用的,更是学生毕业后从事自动控制系统、智能仪器仪表和机电一体化产品的设计与运行中要长期应用的。在学完本课程后,学生应能根据不同的应用对象,运用离散控制理论,设计符合要求的计算机控制系统。由于该课程涉及的知识面和基础理论较广,具有较强的实践性,与专业课密切相关等特点。在授课中,教师应把有关课程的相关内容融合到该课程中,处理好与先修课程和后续专业课程的关系,形成系统的课程知识体系。 现有的“计算机控制技术”教材种类繁多,就涉及的内容而言,有的偏重于理论分析,有的以单片机为基础,介绍系统的硬件组成和应用软件开发[2]。受课时限制,学生很难全面掌握主要内容,制约了其提高自身应用该课程知识,完成系统的设计分析与安装调试能力。因此,学生在遇到实际问题时,由于缺乏面向工程实际经验,不能从问题本身分析,难以运用综合知识解决问题。这不符合我校应用型本科人才的培养目标。因此我们对该课程内容进行了一些研究与探讨。 三、课程教学改革的思路及对策 1.理论教学改革。(1)正确定位教学目标,优化教学内容。在课程内容设置上应以计算机在控制系统过程中涉及到的技术问题为主,突出实践性。计算机控制系统是一种建立在一整套完整的控制理论基础上的自动控制系统。在确定课程内容时需要考虑理论知识和深度,处理好计算机控制系统的理论知识与应用技术的关系。教师可以尝试选择一两个完整的应用实例,贯穿在整个教学过程中,让学生在开始阶段就对实际的计算机控制系统有感性认识,例如,一种计算机温度控制系统,学生学完第一章对这个系统进行定性分析,使学生对温度控制系统中各组成部分的作用以及系统的工作原理有初步的了解。学完离散控制系统的数学模型理论内容后,学生能够建立温度控制系统的数学模型;在学完控制算法和控制方法后,学生能够利用常用的控制算法或改进控制算法,实现对系统的设计和控制,并能借助于Matlab仿真工具进行建模与仿真;学生在学完计算机控制系统的相关内容后学生可以在实验室实现所设计的温度控制系统。学生在学习该课程的整个过程中,借助于一些应用实例逐步把理论知识转化为实际的系统,提高自己的系统设计与调试能力。(2)改进教学方法,建立以学生为中心的学习模式。启发式、互动式的教学方法易于激发学生听课的热情和积极性,达到加深理解的效果。在教学过程中应注重设计出启发学生思维的问题,尊重学生的主体地位。从工程实际中提出问题或从已有问题中提出新问题容易调动学生的学习积极性,满足学生解决实际问题的好奇心。教师应事先精心研究和设计在授课过程时何时提问,提什么问题。要能根据提出的问题启发学生进行问题分析与讨论,达到解决问题的目的[3]。(3)充分利用现代教育手段。灵活运用传统的黑板教学方法与多媒体等现代化手段,使教学内容易于理解,形象直观地呈现给学生。把自动化监控系统在工业生产现场的视频材料作为教学录像,使学生对计算机监控系统有初步的了解,并让学生感受理论知识的实际运用,扩大知识面。还可以采用Matlab等仿真软件设计一些算法、进行系统建模,增强学生解决实际工程问题的能力。例如,在讲授计算机控制规律如PID数字控制等理论性较强的内容时引入Matlab/Simulink仿真工具,可以把难以理解的理论知识通过仿真模型以图形化的方式向同学演示,从而增加教学信息量。学生可以利用Matlab/Simulink工具建立系统的数学模型,并进行仿真调试与结果分析,总结不同的控制规律对控制结果的影响。(4)鼓励学生探究式或研究性学习。探究式学习是学生在对课程有一定兴趣、带着了解问题或解决实际问题的愿望之后的一种自主性的学习方式。教师要充分发挥引领作用,以保证这种学习持续有效的进行。例如,在讲授PID控制算法及改进的PID控制算法问题后,以作业的方式指导学生学习有关控制技术和控制方法等方面的论文,进行理论推导及分析,对知识进行总结,并在课堂上讨论。通过阅读文献资料,学生会更加清楚地认识到计算机控制技术的应用领域,理解一个控制系统该如何建立,进一步提高学生的分析问题和解决问题的能力。 2.实践教学改革与创新能力的培养。该课程安排了8个课时的实验,在实验过程中注重仿真实验和实物操作相结合,培养学生的理论研究能力和思维能力。在实验教学过程中,发挥学生的主体作用,培养学生的自主学习能力。 实验教学内容的确定。实验内容主要分为验证性实验、设计性实验和综合性实验[4]。验证性实验主要有“A/D转换”、“数字PID控制算法的研究”等。通过此类实验让学生验证实验结果、理解相关的基本理论知识,从而培养学生的实验操作能力。设计性实验主要有“直流电机转速计算机控制”等,通过此类实验学生结合实验要求和条件,自行设计实验方案并加以实现。综合性实验主要有“水箱液位控制系统”等,通过此类实验,学生可运用掌握的综合知识、技能和方法进行的一种复合型实验[5]。 实验类型的改革。增大了设计性和综合性的实验[6]。学生设计并实现简单的控制系统,通过系统搭建和整体调试以提高运用综合知识的能力和动手能力。 增加实践教学环节。本课程增开了1.5周的课程设计,安排在课程教学结束后进行。可由4~5名学生组成一个团队,要求学生结合工程实际,设计完成一个完整的计算机控制系统。通过对计算机控制系统的设计、分析和调试,提高学生的实际应用能力和动手能力,为以后开展毕业设计以及从事实际工程设计、维护等工作打下良好基础。 3.多种考核方式考查学生的综合能力。为激发学生对该课程的学习兴趣,我们对原有的卷面考试和测验的考核方法及考核内容进行了完善,以利于创新精神培养和技术应用能力的提高。评价学生的总评成绩由三部分组成:平时成绩、实验成绩和闭卷考试成绩,比例为2∶2∶6。把课外作业、研究报告作为平时考核内容,增加实验成绩,以调动学生做实验的兴趣和学习主动性。 四、结束语 “计算机控制技术”是自动化专业的一门专业课。根据该课程的特点以及课程教学中存在的某些问题,从理论教学、实践教学和考核方式等方面进行了探讨。理论教学方法的使用效果良好,实践教学环节的改革也在不断地尝试。在教学过程中,结合多种教学方式,激发学生的学习兴趣,提高学生的动手能力和创新精神,增强学生综合运用知识的能力。 计算机控制技术论文:工业自动化控制中计算机控制技术的应用路径研究 摘要:随着科技的不断发展,工业生产突破了人工机械的限制,自动化和智能化程度增强,实现了成本的有效降低,提高了生产效率。在工业生产中,计算机信息技术是基本的技术保障,为自动化和智能化的发展提供了基本的技术支持。本文立足自动化与计算机控制技术,全面分析了计算机控制系统工作的基本原理,分析了应用的特征,重点介绍了其在自动化控制中的具体应用。 关键词:工业自动化控制 计算机控制技术 应用路径 前言: 随着市场经济的发展,工业企业竞争愈加激烈,因此,要在保证质量的前提下,提高生产效率,成为工业领域面临的问题。工业自动化成为当前工业行业发展的趋势,计算机控制技术在这一领域中的作用突出,尤其是NC、PLC等先进技术在计算机控制系统中发挥关键性的作用,更加倾向于精密化和灵活化,凸显开放性的特点。 1 对工业自动化技术的概述 在工业生产领域,涉及石化、建材等诸多领域,在工业制造行业,自动化技术彰显综合性,更强调对计算机、电子设备以及相关理论的综合利用,在根本上实现对工业生产制造整个过程的动态化和智能化的监测。在这一过程中,能够实现对工业生产资料的有机配置,完善对工艺流程的优化,为决策者提供有力的支持,在根本上提高工业生产的生产能力和效率,降低成本支出,降低对环境的污染程度。在工业自动化技术中,主要包含三个组成部分,即硬件、软件以及系统技术三个组成部分。在硬件系统中,对于硬件系统,主要是各项设备和仪器等。系统技术主要是各种集成技术。软件是指软件系统,在工业自动化中主要包含管理、控制以及测量等软件类型。三个组成部分各自执行不同的职责,相互之间进行密切配合,实现对工业生产的自动化控制。在自动化技术的支持下,有利于增强员工的素质和企业的制造能力,实现对产业结构的有效优化。 2 对计算机控制技术的分析 计算机控制技术的优秀是计算机技术,应用目的是实现对参数的有效控制和收集,依托计算机硬件,结合软件,达到对工业生产过程的自动化控制。也就是说,计算机控制系统是整个工业自动化控制系统的优秀。对于计算机控制系统,主要是由软件控制算法、硬件以及上位机操控软件构成。在整个系统中,计算机突出的能力就是对数据的高速运算和处理能力,有助于对命令的操作和执行,利用对目标的控制,实现对工业生产自动化控制的目的。计算机控制需要相应的辅助构件。上位机操控软件的功能是实现人机的交互作用,进行数据的输入和输出处理,进行数据库建设,一旦发现异常,进行有效控制。信息交互过程中国,主要是借助有线和无线通信模式。也就是说,计算机控制系统能够实现对工业生产过程的控制,完成对操作目标的优化。 3 对计算机控制系统基本工作原理的介绍 对于计算机控制系统,主要的构成部分为硬件和软件系统,为了更好地实现计算机控制的功能,需要进行相关的数字和模拟转换设备。在现实的工业制控制中,主要的模式是进行实时控制,对控制的可靠性要求比较高,但是,没有针对速度进行指标性的要求,需要满足及时性即可。计算机控制系统对工业自动化控制的基本原理可以分为三个过程,首先,对相关数据进行全面采集。对控制对象的即时数字进行检测,收集相关的数据信息,而后将其迅速传输给工业自动化控制的计算机中心。其次,进行实时决策。借助计算机的软件,对收集的信息进行分析,结合控制规划,完成对下一阶段控制方案的制定。再次,对控制任务的执行和完成。在完成决策之后,将其传输给控制系统,对信号进行解说,分配任务,执行控制操作,完成自动化控制的任务。在实际操作和控制中,三个流程需要进行周而复始的循环,缺乏实际的要求,实现对异常的有效控制和处理。 4 对工业自动化控制中计算机控制技术应用的介绍 4.1 对数字控制的分析 数字控制是自动化的一种模式,主要是借助对符号和数字的编程,完成控制。这一功能的实现,需要借助计算机设备,经操作指令进行发送,使得设备在接受命令之后,依据设计进行程序的运行。数控中,软件是优秀,影响较大,只有保证数字控制技术的先进性,才能保证设备具有较高的自动化运行水平。借助数字控制,也能够实现对故障的有效诊断和监控,在数据库的支持下,实现对系统的有效维护,提高系统运行的安全性与稳定性。 在本质上讲,控制器是计算机,专门为工业生产研发。其基础工作为数字运算,优秀为编程存储器,主要工作方式的数字和模型的输入和输出,从而实现对工业生产和相关设备的自动化控制。在这一控制器运用在工业生产中之后,优势明显,操作简单,性价比较高,可靠性强,应用范围较广,便于维护和检修。 4.3 对分布式控制系统的分析 分布式控制在整个工业自动化控制系统中,属于中型系统类型,借助计算机技术,实现对生产过程中相关数据的收集、分析和处理,达到对生产的管控。其基础为计算机运行的速度的提升以及微型计算机的应用,提高技术的可靠性和科学性,与计算机的发展关系密切。 4.4 对计算机传感器的分析 对于工业自动化控制中的计算机控制技术,其主要依赖的是通信技术、软件技术以及传感设备,传感设备的作用十分突出。其主要特点是数字化、智能化、系统化和精密化,决定工业产品的质量。借助传感器,计算机实现控制作用,达到对数据的收集和整理,形成对设备运行状况的掌握,保证自动化孔系统设备运行的可靠性,提高工业生产的品质。 结束语: 综上,对于工业自动化控制,彰显复杂性,涉及大量设备和技术的应用,控制难度较高。计算机技术在工业自动化控制中,保证了强有力的技术支持,有利于降低企业成本,提高生产效率。因此,要强化计算机控制技术在工业自动化中的应用,不断完善,强化技术研发,使其能够更好地服务与工业化生产,促进工业发展的可持续性。 作者简介: 方瑞,浙江,汉,本科,杭州太阳铸造工程技术有限公司,研究方向:自动化控制技术。
计算机仿真技术课程教学研究:计算机仿真技术课程教学中的应用 摘要:在研究生的计算机仿真技术课程教学中,针对机械工程类研究生的专业方向、课程体系的设置以及工科研究生自身特点,为培养研究生的自主学习能力、创新能力以及增强其工程应用意识,通过在计算机仿真技术课程教学的经验积累,逐步探索出以项目驱动为主要教学方法,通过实践应用,取得良好的教学效果。 关键词:项目教学法;计算机仿真;创新;实践 一、前言 研究生教学有其突出的特点,他们中多数人理论基础扎实,获取书本知识能力强。但同时也存在创新意识和创新能力不足、工程应用背景不够的缺点。本人通过十多年研究生教学的实践,结合本学院研究生专业方向、课程内容针对性强等特点,对如何在研究生教学改革中突出培养学生的自学能力、创新能力,增强学生的创新意识与工程应用能力等问题进行了一些改革创新。 二、课程定位及课程特点 随着现代工业的发展,科学研究的深入与计算机软、硬件的发展,计算机仿真技术已成为分析、综合各类系统,特别是大系统的一种有效研究方法和有力的研究工具,计算机仿真技术已经广泛应用在各技术领域、各学科内容和各工程部门。仿真技术已经在国防军事、国民经济、社会生活的众多领域发挥了重要的作用,国内外众多学者认为,仿真技术“正在成为与理论、实验并列的第三种认识和改造客观世界以及科学研究的手段”,因此仿真技术被认为是“使能”技术。计算机仿真技术是仿真科学与技术涉及到的有关具体仿真技术中最为基础的部分,具有综合性、多学科交叉等特点。为了拓宽机械工程专业基础,提高培养对象的整体素质,更好地适应社会对机械工程专业人才的需求,高校工科专业的研究生应掌握一定的计算机仿真知识与技能。计算机仿真技术课程是我校机械工程学院面向所有研究生各专业方向的研究生开设的一门专业基础课程,考虑专业应用需求并结合教学实践情况,课程目的是通过本课程的学习,要求学生掌握计算机仿真技术方面的基本理论,基本知识和基本技能,培养学生分析问题和解决问题的能力,为今后分析、综合各类工程系统或非工程系统提供一种有力的工具,以便能灵活应用所学的计算机仿真技术为本专业工作服务。一方面,基于仿真技术课程的内容方法较多,实践性强的特点;另一方面,授课对象专业方向较多、授课学时有限等特点,如何解决在有限的教学课时内讲授内容繁多的仿真内容、对计算机仿真技术课程进行教学方法和手段的改革探索和实践,以达到计算机仿真技术教学目标。 三、教学内容的设置和教学方法的选择 课程开设初期,由于只是机械电子工程专业方向的同学选修,所以所讲内容基本针对该专业方向进行设置。随着选修人数的不断增加,以及选修学生所属专业方向的扩大,专业方向包括:机械制造及其自动化、机械电子工程、机械设计及理论、车辆工程、机械工程(专业学位)等,基本涵盖了机械工程学院的所有专业方向。计算机仿真技术课程涉及多个交叉学科,紧密相关的课程包括数值计算方法、计算机编程、计算机图形学、高等数学、自动控制原理、现代控制理论、优化设计等课程。如何讲出本课程的特点,并充分结合相关课程内容,必须在教学内容的选排上下功夫。项目教学法是一种以任务驱动、以项目为基本教学单元,将理论教学和实践教学有机融合在一起,强调综合能力的培养在研究生教育中的重要性,突出学生在整个教学过程中的主体地位。因此,为了满足各个专业方向学生的要求,使他们能够掌握一门工程分析技术,为后续的学术论文和硕士学位论文的撰写提供计算、分析和仿真手段,本人在讲授该门课程的过程中,逐年对教学内容、教学手段和教学考核方法等不断进行调整和完善。1.采取项目专题方式进行教学内容的讲授,调整授课内容,采用专题教学方法使课程主题内容分明,有利于将仿真方法讲深、讲透。2.扩展所授课程内容涵盖的范围,包括数值计算、优化设计、图形可视化、控制系统特性仿真、控制系统设计以及与外部软件的接口等内容,以满足各专业方向学生的需求。3.增加与课程相结合的实验教学内容。计算机仿真技术本来是实践性很强的综合性技术,仿真技术本身是在对控制系统分析的过程中不断完善和发展起来的。因此并结合各个专业研究生的不同研究方向,灵活设计若干个专题实验,使学生学以致用,培养学生将该门课程应用于实际工程的能力。4.采用多个工程应用实例进行教学,从系统应用、数学建模、仿真建模、模型求解以及特性分析等,使学生从生产实际认知的研究对象,提升到理论高度的学习,应用所学的各科理论知识和技术手段,进行数学建模、仿真建模的建立,并对模型求解以及特性进行分析,获得直观结果,提高学生学习兴趣,最终解决实际工程问题,培养学生解决工程实例问题的能力。5.结合学科前沿,进行课堂讨论。研究生在初步掌握了对系统的模型、仿真算法设计、仿真及结果分析这一流程后,为强化计算机仿真在实际工程的应用概念,在此基础上,以项目形式,开展课程学科前沿以及将该门课程与现代技术融合等专题讨论。6.增加实验环节,培养研究生工程实际应用能力。利用各种平台,扩充计算机仿真技术资料,提供最新的仿真案例,结合教学团队的科研课题,设计实验项目,培养研究生工程实际应用能力。 四、项目教学法的教学效果 基于项目教学法计算机仿真技术课程的教学方法改革与实践,满足机械工程学院各个专业方向研究生的需求,教学方法和手段的完善,使研究生自主学习能力、创新能力和工程应用能力等得到了进一步的提高。计算机仿真技术作为工科研究生的必备研究手段和技术,使学生掌握一门工程分析技术,为后续的课题研究、学术论文和学位论文的撰写提供计算、分析和仿真手段。近五年的每年30—40人研究生选课,工程硕士每年20人左右选课,课程得到了各专业方向研究生的普遍认同。本人指导的研究生,发表与该课程相关的学术论文近20篇,撰写的硕士论文均用到计算机仿真技术。 五、结束语 根据工科研究生自身特点、研究方向以及课程体系设置等情况,本文以计算机仿真技术课程教学为例,基于项目教学法为主要方法,对课程的特点、教学内容设置、教学方法实施等方面进行了总结,达到本门课程的教学目的,满足研究生的培养要求和培养目标。 作者:罗艳蕾 罗瑜 刘会勇 单位:贵州大学机械工程学院 计算机仿真技术课程教学研究:项目教学法在计算机仿真技术课程教学中的应用 (贵州大学机械工程学院,贵州 贵阳 550003) 摘要:在研究生的计算机仿真技术课程教学中,针对机械工程类研究生的专业方向、课程体系的设置以及工科研究生自身特点,为培养研究生的自主学习能力、创新能力以及增强其工程应用意识,通过在计算机仿真技术课程教学的经验积累,逐步探索出以项目驱动为主要教学方法,通过实践应用,取得良好的教学效果。 关键词:项目教学法;计算机仿真;创新;实践 一、前言 研究生教学有其突出的特点,他们中多数人理论基础扎实,获取书本知识能力强。但同时也存在创新意识和创新能力不足、工程应用背景不够的缺点。本人通过十多年研究生教学的实践,结合本学院研究生专业方向、课程内容针对性强等特点,对如何在研究生教学改革中突出培养学生的自学能力、创新能力,增强学生的创新意识与工程应用能力等问题进行了一些改革创新。 二、课程定位及课程特点 随着现代工业的发展,科学研究的深入与计算机软、硬件的发展,计算机仿真技术已成为分析、综合各类系统,特别是大系统的一种有效研究方法和有力的研究工具,计算机仿真技术已经广泛应用在各技术领域、各学科内容和各工程部门。仿真技术已经在国防军事、国民经济、社会生活的众多领域发挥了重要的作用,国内外众多学者认为,仿真技术“正在成为与理论、实验并列的第三种认识和改造客观世界以及科学研究的手段”,因此仿真技术 被认为是“使能”技术。计算机仿真技术是仿真科学与技术涉及到的有关具体仿真技术中最为基础的部分,具有综合性、多学科交叉等特点。 为了拓宽机械工程专业基础,提高培养对象的整体素质,更好地适应社会对机械工程专业人才的需求,高校工科专业的研究生应掌握一定的计算机仿真知识与技能。计算机仿真技术课程是我校机械工程学院面向所有研究生各专业方向的研究生开设的一门专业基础课程,考虑专业应用需求并结合教学实践情况,课程目的是通过本课程的学习,要求学生掌握计算机仿真技术方面的基本理论,基本知识和基本技能,培养学生分析问题和解决问题的能力,为今后分析、综合各类工程系统或非工程系统提供一种有力的工具,以便能灵活应用所学的计算机仿真技术为本专业工作服务。 一方面,基于仿真技术课程的内容方法较多,实践性强的特点;另一方面,授课对象专业方向较多、授课学时有限等特点,如何解决在有限的教学课时内讲授内容繁多的仿真内容、对计算机仿真技术课程进行教学方法和手段的改革探索和实践,以达到计算机仿真技术教学目标。 三、教学内容的设置和教学方法的选择 课程开设初期,由于只是机械电子工程专业方向的同学选修,所以所讲内容基本针对该专业方向进行设置。随着选修人数的不断增加,以及选修学生所属专业方向的扩大,专业方向包括:机械制造及其自动化、机械电子工程、机械设计及理论、车辆工程、机械工程(专业学位)等,基本涵盖了机械工程学院的所有专业方向。 计算机仿真技术课程涉及多个交叉学科,紧密相关的课程包括数值计算方法、计算机编程、计算机图形学、高等数学、自动控制原理、现代控制理论、优化设计等课程。如何讲出本课程的特点,并充分结合相关课程内容,必须在教学内容的选排上下功夫。 项目教学法是一种以任务驱动、以项目为基本教学单元,将理论教学和实践教学有机融合在一起,强调综合能力的培养在研究生教育中的重要性,突出学生在整个教学过程中的主体地位。因此,为了满足各个专业方向学生的要求,使他们能够掌握一门工程分析技术,为后续的学术论文和硕士学位论文的撰写提供计算、分析和仿真手段,本人在讲授该门课程的过程中,逐年对教学内容、教学手段和教学考核方法等不断进行调整和完善。 1.采取项目专题方式进行教学内容的讲授,调整授课内容,采用专题教学方法使课程主题内容分明,有利于将仿真方法讲深、讲透。 2.扩展所授课程内容涵盖的范围,包括数值计算、优化设计、图形可视化、控制系统特性仿真、控制系统设计以及与外部软件的接口等内容,以满足各专业方向学生的需求。 3.增加与课程相结合的实验教学内容。计算机仿真技术本来是实践性很强的综合性技术,仿真技术本身是在对控制系统分析的过程中不断完善和发展起来的。因此并结合各个专业研究生的不同研究方向,灵活设计若干个专题实验,使学生学以致用,培养学生将该门课程应用于实际工程的能力。 4.采用多个工程应用实例进行教学,从系统应用、数学建模、仿真建模、模型求解以及特性分析等,使学生从生产实际认知的研究对象,提升到理论高度的学习,应用所学的各科理论知识和技术手段,进行数学建模、仿真建模的建立,并对模型求解以及特性进行分析,获得直观结果,提高学生学习兴趣,最终解决实际工程问题,培养学生解决工程实例问题的能力。 5.结合学科前沿,进行课堂讨论。研究生在初步掌握了对系统的模型、仿真算法设计、仿真及结果分析这一流程后,为强化计算机仿真在实际工程的应用概念,在此基础上,以项目形式,开展课程学科前沿以及⒏妹趴纬逃胂执技术融合等专题讨论。 6.增加实验环节,培养研究生工程实际应用能力。利用各种平台,扩充计算机仿真技术资料,提供最新的仿真案例,结合教学团队的科研课题,设计实验项目,培养研究生工程实际应用能力。 四、项目教学法的教学效果 基于项目教学法计算机仿真技术课程的教学方法改革与实践,满足机械工程学院各个专业方向研究生的需求,教学方法和手段的完善,使研究生自主学习能力、创新能力和工程应用能力等得到了进一步的提高。 计算机仿真技术作为工科研究生的必备研究手段和技术,使学生掌握一门工程分析技术,为后续的课题研究、学术论文和学位论文的撰写提供计算、分析和仿真手段。 近五年的每年30―40人研究生选课,工程硕士每年20人左右选课,课程得到了各专业方向研究生的普遍认同。本人指导的研究生,发表与该课程相关的学术论文近20篇,撰写的硕士论文均用到计算机仿真技术。 五、结束语 根据工科研究生自身特点、研究方向以及课程体系设置等情况,本文以计算机仿真技术课程教学为例,基于项目教学法为主要方法,对课程的特点、教学内容设置、教学方法实施等方面进行了总结,达到本门课程的教学目的,满足研究生的培养要求和培养目标。 计算机仿真技术课程教学研究:计算机仿真技术课程教学改革实践初探 摘要:计算机仿真技术是仿真科学与技术学科的重要分支,具有综合性、多学科交叉等特点。本文针对计算机仿真技术本科课程的特点和现行课程教学的不足,对该课程进行了教学改革探索与实践,从教学内容、教学方法、教学资源、实践环节等方面进行了改革实践。实践结果表明优化和提高了教学效果,为计算机仿真课程改革提供了参考。 关键词:计算机仿真;教学方法;教学改革;实践 一、引言 仿真技术已经在国防军事、国民经济、社会生活的众多领域发挥了重要的作用,国内外众多学者认为,仿真技术“正在成为与理论、实验并列的第三种认识和改造客观世界以及科学研究的手段”,因此仿真技术被认为是“使能”技术。 仿真科学与技术虽然尚未成为一级学科,但国内多个军队院校已经开始设置仿真专业和仿真工程二级学科,已经培养了数千名仿真工程技术人才。我校从2005年起开始在测控工程本科专业开设《计算机仿真技术》课程,30学时,每年选课人数近150人,主要目的是让学员建立起计算机仿真的概念,掌握计算机仿真的基本方法并能够对连续系统进行初步的仿真研究,为今后从事导弹控制系统的分析与设计奠定基础。 计算机仿真技术是仿真科学与技术涉及到的有关具体仿真技术中最为基础的部分,具有综合性、多学科交叉等特点。因此,学员普遍反应该课程难学、难懂。为提高教学效果,针对课程特点和现行课程教学的不足,我们从教学内容、教学方法手段、教学资源和实践环节等方面进行了课程改革和实践,取得了较好的教学效果,为计算机仿真课程的教学改革提供了实践基础和案例参考。 二、现行课程教学的不足 1.课程定位不明确。由于计算机仿真技术在本校是第一次开设,对于课程应该达到什么样的目标定位并不明确。现行的课程标准将目标定位为掌握连续系统仿真方法和离散事件系统建模与仿真方法,并能够对具体的连续系统进行仿真研究。事实证明这种要求目前是达不到的,特别是在有限的学时限制之下。另外,课程的定位也和测控工程专业的培养目标不尽相符。同时,本校应届毕业的研究生反映,本科阶段已经学过的内容,硕士阶段还得重新学一遍,甚至到了博士阶段,也有部分重复的教学内容出现。这说明目前对于计算机仿真技术本科课程、乃至整个仿真课群的设置与定位是不明确的。 2.教学内容与其他课程重叠。计算机仿真技术课程现行的教学内容与《现代控制理论》等课程的内容有所交叉和重叠。连续系统数学模型及相互转化等内容在《现代控制理论》中已经讲授过。而有关“数值积分法”的内容和《计算方法》的内容有交叉。教学内容交叉和重叠现象令学生无法准确界定、无法准确区分课程内容,也令教学督导专家诟病,当然也就不利于学员的系统学习了。 3.教学方法手段单一。该课程的教学方法还主要停留在传统的讲授为主的教学理念上,只采用单一的教学方法和手段。教学内容文字性公式居多,直观性材料、多媒体材料、应用型材料偏少,学员学完后不知道如何应用、如何解决实际问题,总认为计算机仿真就是一种数值游戏、一种计算机游戏。 4.缺乏必要的实践环节。计算机仿真技术本来是实践性很强的综合性技术,仿真技术本身是在对控制系统分析的过程中不断完善和发展起来的。现行的教学模式缺乏实践环节,学员难以了解仿真技术具体是如何应用解决实际问题的,缺乏感性认识和实践的机会,不知道在导弹控制系统分析中有何用处。 三、课程教学的改革实践 根据作者的教学实践和实际科研工作经历,提出并实践了如下改革思路。 1.教学内容改革。计算机仿真技术课程涉及多个交叉学科,紧密相关的课程包括计算方法、计算机软件设计、计算机图形学、计算机控制、自动控制原理、现代控制理论等课程。如何讲出本课程的特点同时又避免与其他课程雷同是必须解决的问题,因此必须在教学内容的编排上下功夫。 经过分析与调研,最终将本课程的主要内容选定为连续系统的数字仿真方法上(占总学时的40%),而对连续系统的建模及模型表示、相互转换则不作过多讲述,避免与自动控制原理、现代控制理论重复。而对于计算机仿真技术中的离散事件系统仿真(占总学时的25%)则仅作原理性讲述,因为经过调查发现,学员在现阶段还体会不到离散事件系统仿真建模的精髓,还不能够从离散事件仿真建模过程抽象出解决实际复杂系统的建模与仿真方法,而这正是离散事件系统仿真的优秀思想和应用目的所在。剩余的学时则主要讲述计算机仿真的基本概念、步骤与发展趋势及应用等内容。 授课内容调整后,课程主题内容分明,有利于将连续系统仿真方法讲深、讲透,增进学员的理解。 2.基于比较教学的教学方法实践。为了加深学员对内容的理解,在教学过程中广泛采用了比较教学方法[1]。 一是连续系统与离散事件系统仿真方法的比较。仿真的本质是在计算机上对模型进行试验,完成状态转移计算。连续系统仿真模型的建立主要是从数学模型出发,建立适合计算机上实现的运行模型。因此连续系统仿真推进时钟时,以为增量进行推进,采用差分方程实现状态推进。因而连续系统其仿真方法明确,好理解,在计算机上求解微分方程即可,重点放在如何选取微分方程的数值解法上。 而离散事件系统的状态变化是由于随机发生的事件而引起的,如何进行离散事件系统的仿真时钟推进和状态变迁就成为离散事件系统仿真的优秀问题。离散事件仿真的基本思想就是将事件序列模拟出来,记录事件引起的状态变化并进行统计,最后得到感兴趣的系统性能参数。时钟推进方法根据仿真粒度分别可采用事件调度法、互动扫描法和进程交互法,其中事件调度法是基础,体现了离散事件系统演化的特点。 离散事件系统只能根据其系统特点,将由事件驱动引起的状态变化通过简化在计算机上复现出来,从而进行仿真研究。这种思路大部分学员开始时不理解,甚至认为是“很笨的方法”,没有什么特别之处。然而,这种方法却是对离散事件系统甚至复杂混杂系统进行仿真的唯一有效方法。 通过建立连续系统和离散事件系统仿真比较表(如下表所示)进行比较教学,学员对两种系统的仿真方法理解得更透彻。 二是数值积分法、替换法和离散相似法的比较教学,后面两者都是从仿真的快速性出发进行设计的。 数值积分方法是从求解微分方程的角度发展而来的,思路严谨,方法体系完整,是主流的连续系统仿真方法,其主要过程是建立差分方程。替换法是应用z与s的映射得到离散脉冲传递函数,再由Z反变换求得差分方程的方法。替换法相当于数值积分法的多步法,简单替换法可以欧拉方法一致的精度,双线性替换法可得到和梯形法一致的精度,但计算过程相比欧拉积分方法和梯形法快。但缺点也很明显,替换法要求对系统先进行线性化,因而只对线性系统有效,而且替换法其理论依据不严格,误差大小也没有定量的结论。 离散相似法是一种快速仿真方法,其基本思想是简化系统的输入。由于实际系统输入经常选择阶跃信号,对输入采用零阶保持器的简化措施没有引入误差,可以获得更高的仿真精度。而欧拉方法要求状态变量的导数为阶跃信号时,才没有系统误差,这在实际中是很难满足的。因此对于阶跃信号输入,采用零阶保持器的离散相似法可以获得没有系统误差的仿真结果,这不仅优于欧拉方法,还优于其他的高阶数值积分算法。 但离散相似法的局限也是很明显的:即要求系统必须是线性的。非线性系统要采用离散相似法,首先要进行线性化,但线性化过程已经引入了误差,自然会影响仿真结果的准确性;另外系统的阶次和“病态”属性的存在使得计算状态转移矩阵很复杂甚至不收敛,将带来较大的截断误差。因此对于线性系统,离散相似法将系统拆分为一系列低阶环节,再针对每个低阶环节应用离散相似法,但此时这些低阶环节的“输入”已不再是阶跃信号了,因此采用离散相似法同样带来了误差。 只有在离散相似法选择的典型环节是积分环节时,离散相似法(零阶保持)等价于欧拉方法。 通过以上比较教学,学员对连续系统的仿真方法理解就很透彻了。 3.辅助教学资源开发。学员通过比较教学,虽然对连续系统的仿真方法已经很理解的,但是对其如何使用仍然是模糊的。为此,我们利用Matlab语言开发了连续系统仿真算法辅助教学演示软件。 软件的主要功能包括:(1)对常用的数值积分法进行Matlab实现,写出各种数值积分法的递推叠代公式,显示出每步计算结果;(2)连续系统包括典型的一阶系统、二阶系统和三阶系统;(3)可对数值计算结果和系统精确解进行列表比较和图形比较;(4)对病态系统采用不同的仿真方法进行仿真演示,比较方法的异同和计算精度;(5)一个鱼雷攻击移动目标系统(6阶系统)进行具体应用,演示如何对具体连续系统进行仿真分析。 教学过程中,涉及到相关算法时,利用辅助教学软件进行教学演示,对计算公式的推导、每步计算过程和结果都进行演示,并最终演示仿真结果及与真实解、其他算法之间的差异,从而班组学员理解算法的计算过程。 4.增加实践环节。由于教学过程中,只能采用较简单的对象进行讲授和演示,学员对于如何采用计算机仿真技术解决导弹控制系统的定量分析与精度评定等应用仍然没有概念。鉴于学时的限制和实验条件的限制,目前尚不具备让学员动手进行计算机仿真验证的条件。因此依托战略导弹控制系统半实物仿真试验系统科研条件,让学员参观、体验计算机仿真技术在大型导弹连续系统仿真中的应用这一实践环节,感受半实物仿真试验过程和数字仿真、可视化仿真过程,从而增强了学员理解仿真技术应用的直观性,使学员的实践能力得到全面锻炼和提高。 四、教学效果 计算机仿真技术课程在我校开设了7届,前几届学员普遍反映难学,抓不住重点和思路,不知道如何应用。经过近3年的教学改革与实践,教学效果明显改善,具体教学效果如下。 1.课堂和实践教学效果。通过以上教学改革和教学实践,学员在课堂上能够积极主动地思考和回答问题,对学习计算机仿真技术课程充满了兴趣,能够在教员的引导下主动对具体连续系统进行仿真建模与分析,主动阅读参考文献提出问题。实践环节中,多数同学能够从总体上理解半实物仿真系统的组成及工作原理、过程,有些学员甚至与实验指导教员探讨,提出半实物仿真、数学仿真、可视化仿真的改进措施。总体来说,课堂和实践教学效果较好。 2.大作业反馈教学效果。从近几年大作业完成情况看,学员对连续系统的仿真算法掌握较好,对于算法在一阶微分方程中的应用基本能够掌握,通过文献的参考和指导,初步掌握了对连续系统建模、模型转换、仿真建模、仿真实现这一过程。大部分同学也能对高阶系统进行模型转换和仿真分析,这表明大部分学员已经掌握了对实际系统进行仿真分析的能力。 总之,通过教学改革和实践,学员在学习过程中发挥了主体作用,提高了综合分析能力和知识运用能力,教学效果显著提高。 五、结束语 本文针对计算机仿真技术课程特点和现行教学模式存在的课程定位不明确、教学内容交叉重叠、教学方法手段单一、缺乏必要的实践环节等不足,结合作者多年的教学实践和经验,提出并实践了一些该课程教学改革的具体思路,相信对于该课程的后续教学改革、提高教学质量和效果具有一定的参考意义。这种教学改革的实践表明,不仅增加了教学的趣味性,学员也普遍反应计算机仿真技术更容易理解了,仿真方法思路更清晰了,取得了明显的教学效果。 作者简介:廖守亿(1974-),博士,副教授,硕士生导师,主要研究方向为导弹精确制导与控制。
1高职智慧课堂建设的机遇 1)随着“工匠精神”“大国工匠”理念地位的提升,国家越来越重视职业技术人才的培养。然而不同于传统的理论知识课堂教学形式,实训教学(技能操作类教学)的重要组成部分是老师技能动作的言传身教和学生对操作的不断练习、纠错和熟练等。实训教学由于学生观摩空间有限,生生间/师生间技能操作与传授造成了诸多教学不便,教师在示范和演示某一技能操作时,不是所有的同学都能同时很清楚和直观地学习和掌握,老师难以同时观察所有学生的练习动作,进行实时指导纠正,不利于学生实时、快速、生动地掌握各种技能知识。2)进入21世纪以来,依托海量数据、大规模计算,人工智能(AI)获得了飞跃式发展,深度学习模型的提出,更是直接驱动AI在图像识别、语音识别、自然语言处理等方面取得众多技术突破。结合“5G”通信技术数据传输速率高达10Gbit/s、网络延迟低于1ms和百万级超大连接的特点,相对于4G,5G技术具有更强的关键性能力:传输峰值速率达到20Gbps、用户体验数据率达到100Mbps。5G+AI将实现教学场景大量、实时、生动易懂地展现,也给实训教学(技能操作类教学)方式带来了更多的可能性。3)在这种时代背景和学校实训教学面临的现实问题下,研究如何以音视频技术和交互式技术应用为核心,以学生技能提升为中心的5G+AI智慧课堂整体解决方案(主要包含示范教学、仿真实操、教学数据分析、教学视频比赛录转播、实训课程资源库等功能),以实现高职院校实训教学智慧化需求尤为重要。 2国内外的基本研究状况 1)随着我国信息化发展进程的加快,对于智慧教育的研究受到越来越多学者的重视。有学者指出,智能化技术促发了教育系统的“形变”,而智慧教育则将引发教育系统的“质变”[1]。2018年4月教育部印发《教育信息化2.0行动计划》,其中指出要实现教育信息化2.0应启动“智慧教育创新引领行动,完善课程方案和课程标准,充实适应信息时代、智能时展需要的人工智能和编程课程内容”。为响应国家有关人工智能科普教育的政策,各地都在建立“人工智能科普教育示范校”,将人工智能课程纳入常规教学,推动5G+AI智慧课堂的方案落地。关于5G环境下的智慧课堂研究,李玉强[2]提出了5G背景下智慧校园的建设趋势主要在多应用场景的智慧教室、云智慧平台方面。蔡苏等[3]开发了5G环境下的多模态智慧课堂实践案例——“彩虹的秘密”,通过多模态资源整合、多模态互动、多模态评估的多模态智慧教学方式,利用5G高带宽、低时延、大连接的技术特性,接入VR/AR/MR设备、全息投影、智能白板、移动终端、智慧学习笔等多种形态的智联终端和教育装备,实现多种软硬件设备间的无缝互联、协同工作,为学习者提供沉浸式的实时学习体验[4]。相关数据显示,仅2012—2017年,就有195位作者发表1篇关于智慧教育教学的论文;发表2篇关于智慧教育教学的论文的作者有28位。可见在我国有很多学者在研究智慧教学,而关于智慧教育主题的文献数量在2018年也在持续增长。2)国外智慧教育研究起步较早,信息技术与教育教学深度融合,经验相对丰富,能够为解决我国智慧校园建设中存在的突出问题提供有益思路。国外一流大学关于智慧教育的建设进入了一个全新的高度,以实现学校有效的IT治理为目标,例如在智慧教育建设排名第一的麻省理工学院,在建设时明确设立校级首席信息官职位和办公室,并根据应用服务建立不同的分支部门,形成了决策、管理、服务三位一体的机构职能。斯坦福大学和剑桥大学的信息化组织机构最为健全,其中,斯坦福大学设立了CIO办公室、战略服务部、企业技术部等7个部门;剑桥大学除上述7个核心部门外,还设立了负责全校信息化顶层设计的架构部和负责校级核心业务的大项系统部。国外一流大学在建设智慧教育时都不再是建设单一的智慧教室来满足某一教学功能,基本实现了从IT管理向IT治理的转变,并将IT治理的核心观念贯穿到各部门业务职能中,非常重视IT发展和大学整体愿景之间的关联与互促。同时,深切意识到保护师生个人信息与教学科研成果信息安全的重要性,信息风险和安全管理已成为各高校共同的关注重点,为我国的智慧校园建设提供了很好的借鉴。 3高职智慧课堂建设的目标 北京市高等教育学会在《中国现代教育装备》期刊发表的《高等学校智慧教室建设技术要求》中明确:高等学校智慧教室建设应遵循教育部《高等学校数字校园建设规范(试行)》的总体要求,以“统筹、集约、绿色、发展、开放、共享、安全”为原则,根据实际情况按需建设[5]。新一代智慧教室将集多媒体教学、可视化教学质量管理、智慧课堂、网络教学资源、多媒体设备网络化管理于一体[6]。5G+AI环境下高职实训教学智慧课堂主要目标是以5G+AI技术为基础,聚焦人脸识别、行为分析、智能语音、视频结构化、大数据技术与教学的深度融合,开发简易平台,打通人脸点名、考勤、教学录转播、行为分析、语音识别等应用壁垒,实现人脸点名考勤管理、课堂行为分析、示范教学、仿真实操、教学数据分析、教学视频录转播、实训课程资源库、实训回放分析[7]、场外实时指导等功能,满足教师、学生等角色在技能传授中的需求,探索建立以实训教学为核心的5G+AI实训教学智慧课堂整体解决方案,逐步整合“教”“学”“管”“评”的综合功能[8]。通过智慧课堂的开发和升级,高职的实训教学能达到以创新能力为导向,并融合相应的社会真实案例作为载体,提升学生的技能创新能力和实践操作能力[9],并适当将智慧课堂作为支撑延伸至整个教学过程。 4高职智慧课堂建设的可行性分析 1)基于5G+AI环境的高职智慧课堂建设研究是符合当下职业教育培养大国工匠精神的,它适应我国职业教育的发展和要求,是深化教育教学改革,创新教育方法,探索多种方式形成各类拔尖技能人才的时代要求。2)本研究具有很强的操作性和实践性,又具有很强的创新性,既应用了当前最先进的5G技术,也结合了不断融入教学的AI技术,符合湖南国防工业职业技术学院在职业教育的理念,而且该校在2017年就开始应用先进信息化技术教学,建设了基于AI技术的汽车虚拟仿真实训室。3)本研究以先进5G技术为基础,聚焦人脸识别、行为分析、智能语音、视频结构化、大数据技术与教学的深度融合,建立以课堂为核心的5G智慧教室整体解决方案,是5G技术和AI技术融合应用到教学中很好的案例。4)在2020年初由于受新冠疫情的影响,各高校加速推动学院的信息化教学模式的改革,特别是线上教学的教、考、评一体的模式在不断升级更新。 5高职智慧课堂建设的内容研究 在高职院校专业实训教学中,需要根据专业技能讲授需求不同,探索如何在实训教学中技能训练前、训练中和训练后的全教学生命周期中,在各个环节适当选择部署移动式、桌装式、固定安装式等多种前端设备,覆盖近景拍摄、全景拍摄、音视频录制等能力。调用相应的操作行为数据包,通过AI算法实现操作动作流程的合规监测与评价。合理利用以上通信技术和人工智能技术,总体的研究内容主要体现在以下几个方面:首先,在实训教学前能采用结合教学平台的方法布置任务,明确重难点,适当地提供某些重难点的解决视频,有效地引导学生自我学习。其次,实训课堂教学全过程智慧化是本课题研究的主体,实训教学设计为三大模块,即技能训练实操学习模块、校内观摩学习模块、校外观摩和专家实时指导模块。具体情况为:1)在实训室内技能操作讲授模块,通过在实训室部署可实现移动式、桌装式、固定安装式等多种部署方案,满足技能实训过程中对操作的近景细节拍摄、全景拍摄、专业仪器图像录入、声音采集、音视频播放[10]、数据存储、解码投屏等功能的需求,最好能辅以行为判别,对危险动作加以警示。2)在校内观摩学习模块,在系统内部部署直播推流设备,用户可以通过互联网,通过安卓手机扫码、IP链接打开等方式实时预览实训教学的直播视频,并辅以交互式手段,满足学生即使不在场也能正常进行技能学习的需求[11]。3)在校外观摩和专家实时指导模块,通过网络连通,部署录播终端、全景摄像机、音箱系统、显示系统、拾音系统等,可以实现与实验实训室之间的音视频互动,完成“点对点”“点对面”等多种视频传递方式的业务要求,满足校外专家实时连线指导的需求。4)在实训课堂教学后,应有效地提供课堂中的数字教学资源给学生、老师和教学督导等,分别方便学生回顾、复习,老师掌握学生学习技能情况,督导对教学全程进行指导、评价等。为适应智慧实训室的智能化建设需要,设计和规划期就应该合理采用物联网技术、通信技术、人工智能技术,可对智慧教室各类信息化设备高度整合,具有高扩展性,可以实现智能化控制、智能化数据快速推送、智能化管理。智慧实训室的智慧管理系统具有以下重要功能:智能控制、IC卡(或人脸识别)管理、智能显示和智能识别等。 6高职智慧课堂建设创新性分析 1)网络技术应用、音视频技术、高效数据传输的应用使得专业操作类学习不再受地域限制,尤其在疫情防控时期,起到了减少人员流动和接触的效果;实训操作教学过程全录制(近景+远景+音频),可备学生课后自查提高和学生间相互借鉴学习,学生操作过程音视频向观摩室实时转播,同时支持视频回放,为校外的专家实时指导提供条件[12-13]。2)5G高带宽、低时延的特点,为整个实训教学过程从课前、课中、课后提供通信支撑。3)AI技术赋能学生身份认证,自动巡航,结合2D视觉识别算法和3D图像分析算法,提升实操动作规范性的识别精准度,实现对操作工艺和操作流程的实时合规检测,有效防止学生翘课。4)课堂教学全过程视频素材可以存放在中心存储设备中,可供下载与在线,有助于院校教学资源沉淀并形成自己的资源体系,进一步开发出社会培训课程资源库,开展社会、行业、企业的职业技能培训,创新服务模式、促进资源共享等等。 参考文献: [1]王淑芳,周伟.“互联网+教育”环境下智慧课堂研究分析与思考[J].甘肃科技纵横,2021,50(8):75-77. [2]李玉强.5G背景下智慧校园建设的趋势分析与研究[J].信息记录材料,2020,21(6):207-208. [3]蔡苏,焦新月,杨帆,等.5G环境下的多模态智慧课堂实践[J].现代远程教育研究,2021,33(5):103-112. [4]余诗佳.2012—2017年国内智慧教育研究综述[J].教育现代化,2018,5(20):211-214. [5]高等学校智慧教室建设技术要求[J].中国现代教育装备,2021(15):160-168. [6]王旭升.基于职教云平台的机械设计基础智慧课堂教学模式探索[J].南方农机,2020,51(10):97. [7]李恒,乔旭.高等院校智慧教室建设与实践:以中国海洋大学为例[J].科技风,2021(12):11-12. [8]张凯,杨再明.智慧教室的构建与应用研究:以中国矿业大学为例[J].现代教育技术,2018,28(10):81-86. [9]王珏.智慧教学环境的建设与应用研究:以无锡交通高职校为例[J].电脑知识与技术,2021,17(1):185-186. [10]练若琳.高校智慧教室建设与应用策略探析[J].深圳信息职业技术学院学报,2020,18(3):1-7. [11]谢菲,黄剑锋,石金艳,等.智慧职教云课堂平台的“线上+线下”混合式教学模式改革:以“机车车辆主型电器装调”课程为例[J].南方农机,2022,53(9):183-185+188. [12]李舟明.基于智慧树平台的混合教学模式探索:以信息技术应用课程为例[J].西部素质教育,2022,8(5):137-139. [13]陈国保,陈欣宇.智慧课堂在国际特色课程中的应用:以江西科技学院为例[J].南方农机,2021,52(20):194-196. 作者:庞新苗 张若钢 易跃洋 李志成 单位:湖南国防工业职业技术学院
电力系统论文:电力系统广域保护通信系统论文 1广域保护系统结构 目前,关于广域保护系统结构国内外学者提出不同的见解,一般可分为分布式、区域集中式、变电站集中式以及分层集中式。其中,在分布式广域保护系统中,广域保护算法内置于每个装设在变电站内部的保护IED中,分布式广域保护系统的广域保护决策过程完全在单个保护IED中实现,这使得分布式广域保护系统更适合于实现广域继电保护的功能。区域集中式广域保护系统其功能包括实现传统继电保护功能、通过通信网络与广域保护决策中心设备交换信息等。变电站集中式广域保护系统主要是利用收集到的信息实现广域保护算法,并向站内相应保护IED发送控制命令。分层集中式广域保护系统继承了区域集中式和变电站集中式广域保护系统的优势,而且它既能够与上层区域广域保护决策中心设备通信又能够与下层的保护IED通信,同时也能够弥补变电站集中式存在的一些缺点。 2电力系统信息综合传输调度算法研究 电力系统不同于其他系统的运行,尤其是顺利实现其信息的综合传输不可避免的需要解决诸多潜在的问题,尤其是信息业务综合传输过程中存在的流量冲突问题,特别需要注意的是不仅要保证实时信息业务的服务质量,同时也不可忽视各类非实时信息服务质量,这些非实时信息也是传输过程中重要的组成部分。实现基于IP技术和区分服务体系结构模型的网络通信模式的关键技术包括队列调度法,本文主要对队列调度算法进行深入讨论,使其在对电力系统信息综合传输的服务质量问题进行解决时能够发挥出关键的作用。WFQ算法的分组服务顺序与GPS模型有很大差异,它是一种模拟通用处理器共享模型的队列调度算法,本文在WFQ算法基础上提出了WF2Q+算法,并通过将“虚拟延迟时间”引入WF2Q+算法解决了该算法在推迟传输高优先级信息业务分组的问题,进而提出了提出以基于IWF2Q+算法的区分服务体系结构模型实现电力系统信息综合传输。 2.1WF2Q+算法介绍及分析WF2Q+算法是一种基于GPS模型的分组公平队列调度算法。在实际的信息业务传输过程中,分组到达各列队头部的时间会存在一定的微小差别,致使根据GPS模型得到的各队列头部分组服务顺序也出现微小差别,从而也会影响到WF2Q+调度器先为高优先级队列内分组提供服务,还是为低优先级队列提供服务。观察图1我们可以发现,优先级较高的信息业务在电力系统分组传输过程中不能保证其实时性,关键在于优先级较高的信息业务分组到达时间较晚,从而使得优先级较低的信息业务“捷足先登”,到达时间稍快,影响了电力系统高优先级信息业务分组传输的实时性。 2.2改进的WF2Q+算法——IWF2Q基于上述问题,为了保证电力系统信息综合传输中高优先级信息业务分组的实时性,本文采用了PQ调度算法,并用PQ算法原理对WF2Q+算法进行改进,按照这种方式获得的算法非常有可能将高优先级分组推迟传输问题轻而易举地解决,同时也能保持良好的公平性。具体操作如下:将优先级最高队列中传输个分组所需时间的倍定义为队列的“虚拟延迟时间。IWF2Q+算法与WF2Q+算法都采用SEFF分组选择策略,此时,不得大于系统虚拟时间,并且越小的队列中的分组越优先获得调度器的服务,通过这种方式高优先级队列中所转发分组的延时得到了降低。 3仿真分析 本文首先仿真对比电网发生故障时WFQ算法、WF2Q+算法和IWF2Q+算法情况下IEEE14母线系统各变电站与控制中心站之间变换信息时4类信息业务分组的平均延时,结果如图2所示。观察图2可知,WF2Q+算法与WFQ算法在保证信息业务实时性方面的性能不相上下,而WF2Q+算法推迟传输高优先级信息业务分组的问题可通过IWF2Q+算法解决,并且能够减小高优先级信息业务分组延时,同时也会导致低优先级信息业务分组延时变大。其次仿真对比电网发生故障时PQ算法、WF2Q+算法和IWF2Q+算法情况下得到的系统中各变电站与控制中心站之间传输四类信息业务的平均服务速率,如图3所示。该结果说明基于WF2Q+算法和IWF2Q+算法的区分服务体系结构模型能够较好地协调不同优先级信息业务获得的服务效率,达到了各类信息业务传输的公平性,且性能相当。 4课题研究结论及展望 现代经济和社会的发展使得电力系统的电网复杂程度增加,未来的电网不可避免的将是信息网与电力网构成的相互依存的复合网络,广域保护能够避免传统继电保护和安全稳定控制存在问题,而先进的通信技术与信息技术的使用将有望提高电网的可靠性、安全性以及运行效率。基于互联网协议的通信技术,将为实现广域保护系统通信提供新的技术手段,为未来电网同一电力信息专用网络平台的构建奠定理论基础。 作者:林钢单位:佛山供电局 电力系统论文:浅谈电力系统谐振消除方法的研究 【论文关键词】电力系统 谐振 方法 【论文摘要】电力系统铁磁谐振一直影响着电气设备和电网的安全运行,特别是对中性点不直接接地系统,铁磁谐振所占的比例较大,因此对此类铁磁谐振问题研究得较多。本文针对电力系统谐振消除方法进行探讨和分析,并提出一些意见,为相关工作者提供参考。 0.引言 电力系统中过电压现象较为普遍。引起电网过电压的原因主要有谐振过电压、操作过电压、雷电过电压以及系统运行方式突变,负荷剧烈波动引起系统过电压等。其中,谐振过电压出现频繁,其危害很大。过电压一旦发生,往往造成系统电气设备的损坏和大面积停电事故发生。据多年来电力生产运行的记载和事故分析表明,中低压电网中过电压事故大多数是由于谐振现象引起的。日常工作中发现,在刮风、阴雨等特殊天气时,变电站35kv及以下系统发生间歇性接地的频率较高,当接地使得系统参数满足谐振条件时便会发生谐振,同时产生谐振过电压。谐振会给电力系统造成破坏性的后果:谐振使电网中的元件产生大量附加的谐波损耗,降低发电、输电及用电设备的效率,影响各种电气设备的正常工作;导致继电保护和自动装置误动作,并会使电气测量仪表计量不准确;会对邻近的通信系统产生干扰,产生噪声,降低通信质量,甚至使通信系统无法正常工作。 1.谐振及铁磁谐振 谐振是一种稳态现象,因此,电力系统中的谐振过电压不仅会在操作或事故时的过渡过程中产生,而且还可能在过渡过程结束后较长时间内稳定存在,直到发生新的操作谐振条件受到破坏为止。所以谐振过电压的持续时间要比操作过电压长得多,这种过电压一旦发生,往往会造成严重后果。运行经验表明,谐振过电压可在各种电压等级的网络中产生,尤其在35kv及以下的电网中,由谐振造成的事故较多,已成为系统内普遍关注的问题。因此,必须在设计时事先进行必要的计算和安排,或者采取一定附加措施(如装设阻尼电阻等),避免形成不利的谐振回路,在日常工作中合理操作防止谐振的产生,降低谐振过电压幅值和及时消除谐振。在6~35kv系统操作或故障情况下,系统振荡回路中往往由于变压器、电压互感器、消弧线圈等铁芯电感的磁路饱和作用而激发起持续性的较高幅值的铁磁谐振过电压。铁磁谐振可以是基波谐振、高次谐波谐振、分次谐波谐振,其共同特征是系统电压升高,引起绝缘闪络或避雷器爆炸;或产生高值零序电压分量,出现虚幻接地现象和不正确的接地指示;或者在pt中出现过电流,引起熔断器熔断或互感器烧坏;母线pt的开口三角绕组出现较高电压,使母线绝缘监视信号动作。各次谐波谐振不同特点主要在于: ①分次谐波谐振三相电压依次轮流升高,超过线电压,一般不超过2倍相电压,三相电压表指针在相同范围出现低频摆动。 ②基波谐振时,两相电压升高,超过线电压,但一般不超过3倍相电压,一相电压降低但不等于零。 ③高次谐波谐振时,三相电压同时升高或其中一相明显升高,超过线电压,但不超过3~3.5倍相电压。 2.实例分析 2.1事故前系统运行方式 事故前,某110kv变电站有110kv单母分段、35kv单母分段、10kv单母分段运行,10kvi母接511所变、513负荷i线、514负荷ii线、518电容器、519电容器运行;10kv母线ii段接521电容器、522电容器,电压及负荷均正常;10kv母线ii段pt运行。 2.2事故经过 调度值班员于23时18分下令遥控断开514负荷ii线开关,电压恢复正常。22日01时50分,巡线人员汇报:514负荷ii线机砖厂支线奶牛厂变压器引线熔断后搭在变压器外壳上,操作人员已将分支拉开……。故障排除后合上514负荷ii线开关,送电正常,后未见异常情况。 2.3事故原因分析 实例中所涉及变电站的514负荷ii线机砖厂支线奶牛厂变压器引线熔断后搭在变压器外壳上后,三相系统对称性被破坏,出现零序电流、中性点偏移和对地电位u0,即开口三角有了零序电压,零序电压叠加在二次侧三相电压上,就出现了二次侧三相电压不平衡现象。事故起因:514负荷ii线机砖厂支线奶牛厂变压器引线熔断后搭在变压器外壳上,然后10kv母线接地,系统参数发生变化满足谐振条件,谐振发生之后10kv母线ii段三相电压及零序电压迅速升高,由电压波形及数值可知是发生高次谐波谐振(铁磁谐振)。正是谐振导致继电保护和自动装置误动作发出一系列错误信号。此状况下,需要仔细判断真假信号,以便很好地进行事故处理。实例中的事故发生后,当班调度员作出了谐振的准确判断,并根据工作经验进行接地选线,迅速查找出故障线路,并将其切除。 3.谐振事故解决方法 pt在正常工作时,铁芯磁通密度不高,不饱和;但如果在电压过零时突然合闸、分闸或单相接地消失,这时铁芯磁通就会达到稳态时的数倍,处于饱和状态,这时,某一相或两相的激磁电流大幅度增加,当感抗与容抗参数匹配恰当(满足谐振条件)时,即会发生谐振,即铁磁谐振。发生谐振时,会在电感和电容两端产生2~3.5倍额定电压的过电压和几十倍额定电流的过电流,通过pt的电流远大于激磁电流,严重时会烧坏pt及其它设备。 3.1防止谐振过电压的一般措施 ①提高断路器动作的同期性。由于许多谐振过电压是在非全相运行条件下引起的,因此提高断路器动作的同期性,防止非全相运行,可以有效防止谐振过电压的发生。 ②在并联高压电抗器中性点加装小电抗。用这个措施可以阻断非全相运行时工频电压传递及串联谐振。 ③破坏发电机产生自励磁的条件,防止参数谐振过电压。 3.2防止谐振过电压的具体措施 ①35kv系统中性点经消弧线圈(加装消谐电阻)接地,并在过补偿方式下运行,它的电压作用在零序回路中。 ②尽量减少6~35kv系统并联运行的pt台数。 a.凡是6~35kv母线分段的变电所,若母线经常不分段运行,应将一组pt退出作为备用; b.电力客户的6~10kvpt一次侧中性点一律为不接地运行③更换伏安特性不良的6~35kvpt。 ④6~35kv一次侧中性点串联阻尼电阻或二次侧开口三角形绕组并联阻尼电阻或消振器。 ⑤6~10kv母线装设一组y形接线中性点接地的电容器组。 ⑥在10kvpt高压侧中性点串联单相pt。在实际工作中谐振的发生往往伴随着接地故障,很多时候甚至就是由接地引起的,消除谐振常常采取的有效方法是改变系统运行方式以改变系统参数,破坏谐振条件。改变系统运行方式经常通过以下途径实现: a.投退电容器。 b.增投线路。 c.若变电站有一台以上数目的主变,可视具体运行情况将原本并列(分列)运行的变压器分列(并列)。 d.母线并解列。 若上述方法不能消振,应采用寻找线路单相接地故障的方法进行选线,选出故障线路后,立即将其切除。选线原则参照系统单相接地故障处理方法。此方法是最有效最能解决问题的,但往往不一定能准确及时判断出接地线路,以致延误消振时间,所以,工作中为及时消除谐振一般先考虑选择上述四种途径。 4.总结 针对某110kv变电站谐振事故,利用谐振原理与知识,分析了此次事故发生的原因,并结合实际工作经验对谐振过电压给出了多种控制措施和方法,以便具体工作中借鉴和运用,有效提高系统运行稳定性,提高供电安全性和可靠性。 电力系统论文:试论电力系统继电保护干扰原因及其防护方法 论文关键词:继电保护 组成作用 干扰原因 防护方法 论文摘要:继电保护是电力系统最重要的二次系统。它对电力系统安全稳定地运行起着极为重要地作用。随着近年来微机继电保护的不断投入,以往的检验标准已逐渐不适应系统的发展,因此。我们需要寻求更加完善的检验方法,只有系统、全面、准确地进行继电保护检验。才能确保整个电力系统的安全。本文笔者根据多年的工作经验,综述了继电保护在电力起到的作用。及内、外界对其影响干扰的原因,同时提出了如何加强对其防护的措施。 1 电力系统继电保护作用与要求 1.1 继电保护的作用与组成 在电力系统的被保护元件发生故障时,继电保护装置应能自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除,以保证无故障部分迅速恢复正常运行,并使故障元件免于继续遭受损害。减少停电范围;到90年代初集成电路及大规模集成电路保护的研制、生产、应用处于主导地位,目前正在研究面向智能信息处理的计算机继电保护时代。 1.2 继电保护的基本要求 继电保护应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。可靠性是指继电保护装置在保护范围内该动作时应可靠动作,在正常运行状态时,不该动作时应可靠不动作。速动性是指保护装置应尽快地切除短路故障,以减轻损坏程度,指保护装置应尽快切除短路故障,其目的是提高系统稳定性,减轻故障设备和线路的损坏程度,缩小故障波及范围,提高自动重合闸和备用设备自动投入的效果。 2 继电保护的干扰因素 2.1 雷击 当变电站的接地部件或避雷器遭受雷击时,由于变电站的地网为高阻抗或从设备到地网的接地线为高阻抗,都将因雷击产生的高频电流在变电站的地网系统中引起暂态电位的升高,就可能导致继电保护装置误动作或损坏灵敏设备与控制回路。 2.2 高频干扰 如果电力系统在隔离开关的操作速度缓慢,操作时在隔离开关的两个触点问就会产生电弧闪络,从而产生操作过电压,出现高频电流,高频电流通过母线时,将在母线周围产生很强的电场和磁场,从而对相关二次回路和二次设备产生干扰,当干扰水平超过装置逻辑元件允许的干扰水平时,将引起继电保护装置的不正常工作,从而使整个装置的工作逻辑或出口逻辑异常,对系统的稳定造成很大的破坏。高频电流通过接地电容设备流人地网,将引起地电位的升高。 2.3 辐射干扰 在新时期,电力系统周围经常会步话机和移动通信等工具,那么它的周围将产生强辐射电场和相应的磁场。变化的磁场耦合到附近的弱电子设备的回路中。回路将感应出高频电压,形成一个假信号源,从而导致继电保护装置不正确动作。 2.4 静电放电干扰 在干燥的环境下,工作人员的衣物上可能会带有高电压,在穿绝缘靴的情况下,他们可以将电荷带到很远的地方,所以当工作人员接触电子设备时会对其放电,放电的程度依设备的接地情况,环境不同而不同,严重时会烧毁电子元件,破坏继电保护系统。 2.5 直流电源干扰 当变电所内发生接地故障时,在变电站地网中和大地中流过接地故障电流,通过地网的接地电阻,使接地故障后的变电站地网电位高于大地电位,该电位的幅值决定于地网接地电阻及入地电流的大小,按我国有关规程规定其最大值可达每千安故障电10v。对于直流回路上发生故障或其它原因产生的短时电源中断接电源的干扰主要是直流与恢复,因为抗干扰电容与分布电容的影响,直流的恢复可能极短,也可能较长,在直流电压的恢复过程中。电子设备内部的逻辑回路会发生畸变,造成继电的暂态电位差,从而影响整个保护系统。 3 加强电力系统继电保护的方法及措施 3.1 协调配置保护人员 在继电保护中,调度、继保、运行人员都会参与到其中。三方必须傲到步调一致,思想统一。使三方人员合作意识与新型保护一道跟上去。摆好自己的位置。要明确继保人员与电网调度和基层运行人员一样。是电网生产的第一线人员,工作一样,目标一样。 3.2 完善规章制度 根据继电保护的特点,健全和完善保护装置运行管理的规章制度是十分必要的。继电保护设备台账、运行维护、事故分析、定期校验、缺陷处理等档案应逐步采用计算机管理跟踪检查、严格考核、实行奖惩。有效促进继电保护工作的开展。同时电力系统在管理中应加强对继电保护工作的奖惩力度,建议设立年度继电保护专业劳动竞赛奖等奖项,并制定奖励办法进行奖励,从而增强继电保护人员的荣誉感和责任心。 3.3 对二次设备实行状态监测方法 随着微机保护和微机自动装置的自诊断技术的发展,变电站继电保护故障诊断系统的完善为电气二次设备的状态监测奠定了技术基础。对保护装置可通过加载在线监测程序,自动测试每一台设备和部件。一方面应从设备管理环节人手,如设备的验收管理,离线检修资料管理,结合在线监测来诊断其状态。另一方面在不增加新的投入的情况下,应充分利用现有的测量手段。 3.4 注重低压配电线路保护 在我国,无论是城市内配网线路,还是农村配网线路,一般都以10kv电压等级为主,但是10kv配电线路结构特点是一致性差。同时还要根据一般电网保护配置情况及运行经验,利用规范的保护整定计算方法,各种情况均可计算,一般均可满足要求。 3.5 实行继电保护智能化与网络- 近年来,人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用,在继电保护领域的应用也逐步开始。在新时期,计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱,它深刻影响着各工业领域,也为各工业领域提供了强有力的通信手段。 到目前为止,除了差动保护外,所有继电器保护装置只能反应保护安装处的电气量。继电保护的作用也只限于切除故障元件。缩小事故影响范围。这主要是由于缺乏强有力的数据通信手段。显然,实现这种系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来,亦即使现微机保护的网络化,这在当前的技术条件是完全可能的。 4 结束语 综上所述,在进行继电保护时,一定要按原则将各种因素充分考虑,以保证继电保护动作不失配、不越级。在运行过程中出现问题后,要系统进行全面、仔细的分析。 电力系统论文:微机型自动准同期装置在电力系统中的应用 [摘 要]本文以sid—2c型微机同期控制器为例,通过实例分析,详细介绍了同频并网和差频并网这两种常见模式的基本概念,以及微机型自动准同期装置的基本原理及基本控制方式,为今后更好地应用该装置奠定了良好的基础。 [关键词]自动准同期 同频并网 差频并网 系统 并列操作 1 概述 发电机并入系统,两个不同系统并列,或一个系统分解为两部分,通过输电线路再连接等,所实施的操作称之为同步并列操作。 随着电力系统容量及发电机单机容量的不断增大,不符合同步并列条件的同步操作会带来极其严重的后果,可能引起发电机组损伤甚至系统的瓦解。 在发电厂,发电机在并入系统前与其他发电机组和电力系统是不同步的,存在着频率差、电压差和相角差。通过同步操作,将发电机组安全、可靠、准确快速地投入,从而确保系统的可靠、经济运行和发电机组的安全。 在变电站或发电厂网控中,同步操作主要解决系统中分开运行的线路断路器正确投入的问题,实现系统并列运行,以提高系统的稳定、可靠运行及线路负荷的合理、经济分配。 2 电力系统并网的两种情况 目前,电力系统的并网方式按两并列系统之间的关系可分为两种情况: 差频并网方式和同频并网方式。 2.1差频并网方式 差频并网是指在发电厂中,发电机与系统并网或已解列两系统间联络线的同步并网,它们是两个电气上没有联系的电力系统并网。其特征是在同步并列点处两侧电源的电压、频率均可能不同,且由于频率不相同,使 得两电源之间的功角(电压相位差)在不断变化。进行差频并网是要按准同期条件实现并列点两侧的电压相近、频率相近时,捕获两侧电压相位差为零的时机来完成的平滑并网操作。 2.2差频并网条件分析 如果能同时满足上述三个条件,意味着断路器dl两侧电压相量重合且无相对运动,此时电压差ud=0,冲击电流等于零,发电机与系统立即同步运行,不发生任何扰动。应该指出,如真的出现ωg=ωs,两电压相对静止,无法实现φ=0°,故上述角频率相等的条件应表述为角频率相近。 2.3 同频并网方式 同频并网操作是实现系统中分开运行的线路断路器的正确投入,完成系统的并列运行,是发电厂和变电所中重要的操作。同频并网是指断路器两侧电源在电气上原已存在联系的两部分系统,通过并列点再连通的操作。未解列两系统间联络线并网属于同频并网,如线路断路器、母联断路器、单母分段断路器或3/2接线的中间串断路器等。 这是因为并列点两侧频率相同,但在实现并网前并列点两侧电压幅值可能不同,而且两侧会出现一个功角δ,δ值大小与联接并列点两侧系统其它联络线的电抗及传送的有功功率成比例。这种情况的并网条件应是当并列点断路器两侧的压差及功角在给定范围内时,即可实施并网操作。完成并网后,并列点断路器两侧的功角消失,系统潮流将重新分布。因此,同频并网的允许功角整定值取决于系统的运行方式及潮流重新分布后的影响,即以系统潮流重新分布后不致于引起电力系统内继电保护及其它安全自动装置的误动,或导致并列点两侧系统失步为原则进行合理整定。 2.4 同频并网条件分析 从上式可看出,功角δ与传输功率p是正弦函数关系,也就是发电机有功功率的功角特性曲线,稳定运行的功角最大值是90°,其对应的pm值称为功率极限值。传送大功率的长距离线路的功角δ更接近于极限值,也就是稳定储备更小。从理论上讲,功角δ的取值可在0~90°之间。 “同频并网”无法按准同步的三个条件进行,因为三个条件中除了存在电压差需要检测外,频率差不存在,相角差(功角)已客观存在,也就是说这种并网注定要在一定电压差和相角差下进行。问题是多大的电压差和多大的相角差可以并网,超过多大的值就不能并网。因为电压差的数值决定了并网时两电源间的无功功率通过该连线的潮流冲击值,功角δ的数值决定了并网时两电源通过该连线潮流(包含有功功率和无功功率)的冲击值,这种冲击实质上是并网瞬间系统潮流进行了一次突发性的再分配。这种突发性的再分配可能会引起继电保护误动作,更严重的是在新投入的线路所分流的有功功率超过了其稳定极限时会导致该线路因失步而再次跳闸。 3 微机型自动准同期装置基本原理 3.1 准同期装置分类 准同期装置按其功能大致可分为三类: 一类为用于发电厂发电机的自动准同期装置,要检测系统和发电机的压差、频差和相角差,同时能自动对发电机的电压和频率进行调节,符合准同期并网条件时给发电机发出断路器合闸脉冲,发电机并入系统。 二类为用于发电厂、变电所的线路、母线分段联系断路器,检测并列点两侧的压差、频差和相角差,并能区别是差频并网还是同频并网,如为同频并网,应当在功角及压差为允许范围内时,给断路器发出合闸脉冲,使两系统合环并列。 三类为用于线路、旁路断路器的自动准同步捕捉和无压检定。前者为检测两系统间的压差、频差和相角差,在压差和频差符合条件,计算相角差过零点越前时间给断路器发出合闸脉冲。后者为线路断路器的重合闸回路,其中一侧无电压或任何一侧无电压时,即给断路器发出合闸脉冲。 3.2 微机型自动准同步装置功能特点 同步装置必须严格按准同步的三要素来设计,即应在待并侧与系统侧的电压差及频率差满足要求的情况下,确保相角差为零时将发电机平滑地并入电网。更确切地讲,应在压差及频压满足要求时捕获第一次出现的零相差将发电机并入电网。 所有发电机组都配备有调速器和发电机自动励磁调节器,在同步过程中其任务是维持待并发电机的频率和电压在给定水平,创造同步条件。由于各类调速器和励磁调节器的特性各不相同,因此在发电机同步过程中不可避免的会出现频率和电压的波动。一般这些波动较大的成分是频率差和压差及其一阶导数,在有些情况下二阶导数的成分也是不可忽略的。所以作为自动准同步装置不论在精确捕捉同步时机方面,或者是在有效实施均频均压控制方面,都应严格地按计及偏差、偏差一阶导数及偏差二阶导数的运动微分方程求解,确保快速、精确地实现同步操作。快速性和精确性自然是自动准同步装置所追求的主要目标。 微机型自动准同期装置与原模拟式准同期装置相比,在各项技术指标及功能上已生产了质的飞跃。微机型自动准同期装置的主要功能有: (1)能适应电压互感器(tv)的不同相别和电压值; (2)应有良好的均频均压控制品质; (3)能实现无逆功率并网; (4)确保在相差为零度时同步并网; (5)应不失时机地捕获第一次出现的同步时机; (6)应具备低压和高压闭锁功能; (7)应能及时消除同步过程中的同频状态; (8)能自动识别同频并网和差频并网两种模式; (9)具有接入发电厂或变电所监控系统的通信接口; (10)具有自动在线测量并列点断路器合闸回路的动作时间; (11)其他附加功能,如自动转角功能、复合同步表功能、相关电量的录波功能等。 3.3 sid—2c型微机同期控制器的工作原理 3.3.1 差频并网合闸角的数学模型 准同期的三个条件是压差、频差在允许值范围内时应在相角差φ为零时完成并网。压差和频差的存在将导致并网瞬间并列点两侧会出现一定无功功率和有功功率的交换,不论是发电机对系统,还是系统对系统并网,对这种功率交换都有相当承受力,因此,并网过程中为了实现快速并网,不必对压差和频差的整定值限制太严格。但并网时相角差的存在,将会导致机组的损伤,甚至会诱发后果更加严重的次同步谐振(扭振)。因此,一个好的同期装置应确保在相角差φ为零时完成并网操作。 在差频并网时,特别是发电机对系统并网时,发电机组的转速在调速器的作用下不断变化,因此发电机对系统的频差不是常数,而是包含有一阶、二阶或更高阶的导数。加之并列点断路器还有一个固有的合闸时间tk,同期装置必须在零相差出现前的tk时发出合闸命令,才能确保在φ=0°时实现并网。或者说同期装置应在φ=0°到来前一个角度φk发出合闸命令,φk与断路器合闸时间tk、频差ωc、频差的一个阶导数及频差的二阶导数d2ωs/dt2等有关。 同期装置在并网过程中需不断快速求解该微分方程,获取当前的理想提前合闸角φk,并不断快速测量当前并列点断路器两则的实际相角φ,当φ=φk时装置发出合闸命令,实现精确的零相差并网。 从上述可看出获得精确的断路器合闸时间tk(含中间断电器)是非常重要的,因此sid—2c系列准同期控制器具有实测tk的功能。同时也不难看出计算机对φk的计算和对φ的测量都不是连续进行的,而是离散进行的,从而使得我们不一定能恰好捕获φk=φ的时机,这就会导致并网的快速性受到极大的影响。sid—2c控制器用另一微分方程实现对合闸时机的预测,可靠实现了达到极值的并网速度。 3.3.2均频均压的控制方式 实现快速并网对满足系统负荷平衡及减少机组空转能耗有重要的意义。捕捉第一次出现的并网时机是实现快速并网的一项有效措施,而且良好的控制品质的算法实施均频与均压控制,促成频差与压差尽快达到给定值也是一项重要措施。sid—2c控制器使用了模糊控制算法,其发达式为: 表中将偏差e的模糊值分成正大到负大八档,将偏差变化率c的模糊值分成正大到负大七档,与它们对应的控制器发出的控制量u的模糊值就有56个,从正大到负大共七类值。以调频控制为例,如控制器测量的频差ωc=ωc-ωs(ωc、ωs分别为待并发电机及系统的角频率)为负大,而频差变化率dωc/dt也是负大,则控制量u为零(表中右下角的值)。这表明尽管发电机较之系统频率很低,但当前发电机频率正以很高的速度向升高的方向变化,因此无需控制发电机频率就能恢复到正常值。 然而,这些模糊控制量的值具体在控制过程中到底是多少呢?应该有个量化的环节,例如变成控制器发出控制信号的脉冲宽度和脉冲间隔。sid—2c控制器是通过均频控制函数kf和均压控制系统kv两个整定值来对控制量进行量化的,kf及kv是在发电机运行过程中通过观察同期装置在纠正频差及压差的过程中所表现的控制质量,经过数次试设来修改kf及kv,直到找到最佳值。不难看出,sid—2c控制器实质上是针对发电机组调速系统及励磁调节系统的具体特性来整定控制参数的。 总之,std—2c型自动同步装置首先对并列点性质进行判别,确定是差频并网还是同频并网。在差频并网时按φk=ωc * tk + 1/2 * dωc/dt * tk 2 + 1/6* d2ωc/dt2* tk 3的算法 ,每一个工频周期计算一次理想的导前角φk,并实测两次当前实际相位差角φ,然后按合闸角的预测算法准确捕获φ=φk的时机,将发电机在φ=0°时并入电网。在压差和频差不满足要求时,则对发电机组按模糊控制算法实施均频及均压控制。 在同频并网时则对压差及功角进行检测,按压差及功角定值实施快速 并网,如条件不满足,装置即进入等待状态,并发出信号,提请上级调度调整潮流,创造并网条件。 4 不同并网性质同步点实例分析 图3电力系统“同频并网”与 “差频并网”点分析图 图3为某电力系统接线示意图,从图中我们可以看到,有四个电源点: 发电厂g1、发电厂g2、发民厂g3。发电厂g4通过四条输电路: ab线、bd线、cd线及ac线连成一个环网电力系统。在本系统中,断路器dl1~dl12都是同步点,但它们具有不同的并网特点,即有些是同频并网点,有些是差频并网点。 在发电厂和变电所里的同步点通常可分两大类,一类是差频并网同步点,另一类是同频并网同步点。差频并网同步点是指不论在何种运行方式下同步点两侧都是两个独立的电源;而同频并网同步点则是随着运行方式的变化,同步点两侧有时是两个独立的电源,而有时则是同一个系统。下面就其性质作出详细的分析说明。 4.1 接在发电机——变压器组高压侧的断路器dl1、dl2、dl3、dl4 dl1、dl2、dl3、dl4均是差频并网同步点。以发电厂g1为例,发电机在dl1断开时是一个独立的电源点,并网时dl1两侧存在着压差,相角差和频差,故是差频并网点。通常操作是将发电机gs1启动,开机成功后即通过dl1进行差频并网。 4.2 线路断路器dl5~dl12、 dl5~dl12既可能为同步并网点,也可能为差频并网点。下面我们分析利用断路器dl5恢复线路ab线送电的情况。 ⑴ ac线、cd线、bd线均正常运行。 从图3我们看到,发电厂g1、发电厂g2、发电厂g3发电厂g4通过ac线,cd线、bd线,使这四个电源构成了电气连接关系,此时,dl5是一个开环点,因此dl5的投运实质上是一次合环操作,故此时的同步点dl5是属于同频并网同步点。这时,dl5两侧电源电压可能不同,但频率相同,并且存在一个固定的相角差,这个相角差即为我们通常所说的功角δ。此时在dl5点两侧测量到的功角δ是正在运行的ac、cd线、bd线所组成的等值线路的功角。 不难看出,功角δ的取值范围为0~90°之间,p和x∑ 越大,功角δ也越大。不论是开环或合环操作都会引起系统潮流重新分配。在进行合环操作后,新投入的线路ab线必定会突然带上一定的负荷,会导致一定的负荷冲击,但这是不可避免的,也是人们预期的。传统的同期接线中,在断路的合闸回路中串进去了同期闭锁继电器(tjj常闭触点)触点,其角度定值范围一般为30°左右。如前所述,当测量点dl5处所测得的功角δ 大于30°时,同期闭锁继电器tjj的常闭触点打开,断开断路器的合闸回路,导致合环操作失败。在这种情况下,有些厂站则采取强制手段(例如通过stk开关将tjj继电器触点短路),将同期开关打在无闭锁位置,进行强行合环操作,这种强行合环操作合闸将会生如下三种后果: ① 合闸成功: 这是因为合上dl5后引起的潮流的重新分配都不涉及ab线路的继电保护误动作或未超过静稳极限。 ② 继电保护随即跳开断路器: 这是因为当功角δ较大时,dl5合闸后导致ab线路所另得的潮流超出继电保护的定值而使继电保护动作跳闸。 ③ 引起系统的振荡失步而跳闸: 这是因为当功角δ较大时,dl5合闸后导致ab线路所分得的潮流超出线路的静稳极限而引起的失步。 因此,在可能出现同频并网(合环)的断路器上进行同步操作时,必须考虑功角δ的因素。允许进行同频并网操作的功角应确保合闸后产生的突发性潮流再分配不至引起新投入的线路的继电保护误动作或失步。 ⑵ ac线、bd线中任一条断开状态 当ac、bd线中任一条在断开状态时,由图3可知,发电厂g1和发电厂g2两个电源处于解列状态,故按前述的差频并网方式实现并网,此时dl5点属于差频并网同步点。 5 模拟型与微机型自动准同期装置比较 由以上分析可知,传统的同期装置已经不再适应于现代电力系统的并网操作的需要。它存在许多先天不足和缺陷,主要表现在: ⑴ 导前时间不稳定; ⑵ 同步操作速度很慢; ⑶ 构成装置元器件参数飘移不稳定; ⑷ 同频并网时所表现的问题更突出。由于同频并网时,同步点测得的相角差为一固定值,该相角差亦即为该联络线的功角δ。δ取值在0°~90°之间。这时,传统的同期接线方式会出现两个问题: 其一是相位表s停在功角δ的位置上,不存在出现相角差φ= 0°的并网机会; 其二是如果当时的功角δ大于同期闭锁继电器的整定值φz时,合闸回路将被tjj接点断开,无法合闸。在这种情况下,大多数电厂(变电所)采取强行合闸,或是利用同期闭锁开stk解除tjj的闭锁后再强行合闸。其后果如前所述。 而现代的微机型自动准同期装置不仅克服了上述的诸多不足外,还有其独特的优点: ⑴ 导前时间,均频均压控制,捕捉第一次并网时机等问题,以及其他各式各样的要求都可以通过描述同步过程的数学模型进行求解来解决。 ⑵ 不再存在元件老化,环境温度,湿度变化引起的特性漂移。 ⑶ 对同步点的并网性质能自动识别,不论是同频并网还是差频并网,装置均以精确的严密的数学模型确保并网时能捕捉到第一次出现的并网机会。在差频并网时,有均频均压控制,若发电机并网过程中出现同频状态时,装置会自动给出加速命令,摆脱同频状态,确保快速稳定的创造并网的频差和压差条件。而在同频并网时,装置能按压差和功角定值实施并网操作,如压差及功角大于定值时,会自动发信给有关调度部门,提请调度调整潮流,创造并网机会,其它特点前已论述,在此不再多叙。 6 总结 随着计算机技术,通信技术和电力电子技术的发展,同期装置的微机化、智能化是发展趋势,加之现代控制理论在同期装置上的应用,新一代微机型自动准同期装置已经在电力系统得到了广泛的应用,积累了丰富的运行经验,并取得了良好的经济效益和社会效益。我们相信,随着同步过程中的理论研究的不断深入,一批先进的新型自动准同步装置将会不断地推出,它必将为高速发展的电力系统的并网操作提供更加高效、可靠、安全的有力保证。 电力系统论文:论工厂电力系统大电缆配电系统中性点接地方式与供电可靠性 [论文关键词]工厂供电 中性点 方式 [论文摘要]工厂供电系统的安全运行对工业企业来说至关重要,特别是对于大型企业,企业供电的可靠性、连续性和安全性要求很高。对大型工厂电力系统大电缆配电系统中性点接地方式与供电可靠性进行了研究。 大型企业具有电力负荷密度大、供电可靠性要求高、供配电线路以电力电缆为主等特点。大型企业35/6kv配电网,其系统中性点以前主要采用的是中性点不接地的运行方式,这对过去以架空线路为主的配电网是适宜的,但是近年来随着电网的快速发展,电网逐渐发展为以电缆线路为主,电缆的长度不断增加,使得电网的接地电容电流水平不断提高;另一方面,氧化锌避雷器和结构紧凑的进口全封闭组合电器也得到广泛应用。在这种形势下,原有的中性点不接地运行方式已不能适应。同时随着bzt技术和短时停电再启动技术的应用,为电阻接地方式的应用创造了很好的条件。 一、中性点不接地系统存在的问题 (一)中性点不接地电网发生单相接地时,系统内部过电压水平高(可达到3.5~4.0倍相电压),持续时间长,而电缆和一些全封闭组合电气绝缘水平低。某些进口设备绝缘水平低于我国同电压等级设备的绝缘水平。以40.5kv真空断路器为例,进口设备工频交流试验标准是70kv,而我国同电压等级设备工频交流试验标准是95kv。而这些进口设备一旦击穿很难修复,因而不宜带单相接地故障继续运行。 (二)单相接地时,避雷器长时间在工频过电压下运行易发生损坏甚至爆炸。目前,采用提高氧化锌避雷器运行电压的方法来避免爆炸事故发生,但这并不经济,因而这种接地方式不利于无间隙氧化锌避雷器的推广应用。 (三)电缆的大量使用,已经不宜采用中性点不接地系统来保证供电的连续性。在这种中性点不接地系统中,当配电网电压发生突变、变压器高压线圈发生接地、系统发生接地或弧光接地故障时,都可能在系统中引发过电压。对于空载励磁特性较差的电压互感器,在过电压作用下,因励磁电流的剧增,会导致高压熔断器频繁熔断,甚至造成电压互感器烧毁,如果处理不当,或保护配置不周全,此类异常状况有可扩大为全厂性事故。 二、中性点经消弧线圈接地系统存在的主要问题 (一)如果消弧线圈调整不当,在系统正常运行时,可能会在中性点产生较高的谐振过电压,并直接影响系统的安全运行。 当消弧电感感抗和系统对地容抗相近,使补偿度很小时,系统中性点在正常运行时可能会出现相当高的过电压,超过运行电气设备的正常绝缘水平。 (二)准确检测出接地故障线路较困难,目前虽有不少微机型的高灵敏度接地保护装置,但实用情况均不够理想。 (三)虽然现在有自动跟踪、自动调谐的智能型消弧线圈,但当系统发生单相接地时,消弧线圈不再调整,若接地检测装置不能检测出故障线路,还必须依靠拉合有关线路查找故障点。对于出线回路数多、母线结线复杂的配电网,查找故障的时间可能很长,在查找过程中会出现过补偿或欠补偿超过允许值的情况,致使这将会使再多次发生弧光复燃,出现过电压,将有可能使相邻敷设的电力电缆被破坏,致使事故范围扩大。 三、大型企业配电网中性点经电阻接地方式的可行性 (一)中性点电阻接地方式有效地解决了单相接地过电压问题 有关资料表明,当电阻电流与故障点的电容电流相近或略大于电容电流,可以有效抑制弧光接地过电压幅值,并对继电保护有利。 (二)供电可靠性 采用电阻接地后,当发生单相接地故障时线路要立即跳闸,不能保证用户的连续供电。但石化系统的配电网,不是过去的单电源的辐射系统或树形系统,而是双电源供电系统。因此,在这种情况下,提高供电可靠性就不再单靠要求带单相接地故障运行几个小时来保证,而是靠bzt装置和短时停电再启动技术来保证。 bzt装置是保证系统可靠性的重要技术手段,石化系统的配电网中几乎百分之百使用,起到了很好效果。同时,在发电厂中广泛应用的保证工厂用电连续性的“智能型快速切换装置”可以在石化系统的配电网中应用,这样可以较好地提高企业供电系统的可靠性。 短时停电再启动技术在系统的配电网中应用广泛,较好地保证了石化装置的安全连续运行。 另外,根据电缆配电网的运行经验,单相接地引发相间短路事故较多。当发生单相接地故障时很容易引发电缆内部相间短路。由于电缆故障多为永久性故障,故障后应尽快切除,不宜长期单相接地运行。所以,从这点出发,也是以采用电阻接地方式为好。 七十年代年末到八十年代中,我国先后从国外引进四套大型合成氨装置,均采用电阻接地方式。十五期间,我国先后引进和投用了上海赛科、广东惠州特大型乙烯装置,也均采用电阻接地方式。 根据工艺的特点,如果特大型乙烯装置采用电阻接地方式,其供电可靠性能满足要求的话,在炼油装置也应该没有问题。在特大型的炼油企业,采用电阻接地方式,加上bzt和短时停电再启动技术满足了工艺的要求。 电力系统论文:浅议电力系统互感器的安全运行及故障处理 摘 要:本文详细介绍了电流、电压互感器在电力系统中的正确使用方法,阐述了电流互感器二次开路的故障处理和电压互感器一、二次熔断器熔断的处理。 关键词:互感器;运行;故障处理 电力系统中,电流、电压互感器安全运行十分重要。它们如同是电力系统中的眼睛和耳朵,电力系统运行是否正常运行,电量的计量都可以通过互感器的转换而显示出来。 一、互感器的正确使用 1.1电流互感器使用 (1)电流互感器的接线应遵守串联的原则,即一次绕组应与被测电路电路串联,二次绕组应与测量仪表或继电器的电流线圈串联。 (2)电流互感器在工作时其二次侧严禁开路,一旦开路,一次电流全部化成为磁化电流,引起磁通和二次侧电压聚增,危及人身和设备安全:同时磁通磁路过度饱和磁化后,产生剩磁,降低准确度,使误差增大。因此电流互感器在安装时,二次接线要求牢靠,且不允许接入熔断器和开关。同时二次侧要备有短路开关,一旦开路,马上撤掉电路负载,然后再停电处理,一切处理完后,方可再用。 (3)电流互感器的二次侧必须有一端可靠接地,防止一、二次绕组间绝缘击穿时,一次侧高压串入二次侧,危及人身和设备安全。 (4)电流互感器在连接时,采用“减极性”即p1与s1、p2与s2为对应同名端,否则二次仪表、继电器中流过的电流就不是预想的电流甚至可能引起事故。 (5)对大电流接地系统,一般按三相配置。对小电流接地系统,依具体要求按两相或三相配置。 1.2、电压互感器的使用 (1)电压互感器在投入运行前要按照规程的项目进行实验检查。例如;测极性、连接组别、摇测绝缘、核对相序等。 (2)电压互感器的接线应保证其正确性,一次绕组和被测电路并联,二次绕组应和所接的测量仪表、继电保护装置或自动装置的电压线圈并联,同时要注意极性的正确性。 (3)接在电压互感器二次侧负荷的容量应合适,接在电压互感器二次侧的负荷不应超过其额定容量,否则,会使互感器的误差增大,难以达到测量的正确性。 (4)电压互感器二次不允许短路。由于互感器内阻抗很小,若二次回路短路时,会出现很大的电流,将损坏二次设备甚至危及人身安全。电压互感器可以在二次侧装设熔断器以保护其自身不因二次侧短路而损坏。可能情况下,一次侧也应装设熔断器,以保护高压电网不因互感器高压绕组或引线故障危及一次系统的安全。 (5)为了确保人在接触测量仪表和继电器时的安全,电压互感器二次绕组必须有一点接地。因为接地后,当一次和二次绕组间的绝缘损坏时,可以防止仪表和继电器出现高电压危及人身安全。 2、互感器的故障处理 2.1、电流互感器的故障处理 2.1.1、电流互感器二次回路开路的现象: (1)回路仪表指示异常,一般是降低或为零。 (2)互感器本体有较大噪声,振动不均匀,严重发热,冒烟等现象。 (3)互感器二次回路端子,原件线头有放电、打火现象。 (4)继电保护发生误动或拒动,这种情况可在误跳闸或越级跳闸时发现。 (5)电度表、继电器等冒烟烧坏,不仅会使互感器二次开路,还会使二次短路。 2.1.2、电流互感器二次开路的故障处理: (1)处理二次开路故障,要尽量减小一次的负荷电流,以降低二次回路的电压。操作时注意安全。按规定使用好绝缘用具。 (2)应尽量减小一次负荷电流。若互感器严重损伤,应转移负荷,停电处理。 (3)尽快设法在就近的试验端子上用良好的短接线将二次短路,再检查处理开路点。 (4)若短接发生火花,说明短接有效,故障点就在短接点以下的回路中,可进一步查找。若没有火花,故障点可能在短接点以前的回路中,可逐点变换短接点,缩小范围检查。 (5)对检查出的故障若不能进行处理的或不能查明故障的,应将二次短路后汇报上级。 2.2、电压互感器的故障处理 2.2.1电压互感器二次熔丝熔断的现象 (1)有预告声响"电压回路断线"光字牌会亮。 (2)电压表、有功功率表和无功功率表的指示值会降低或到零,"备用电源消失"光字牌会亮。 (3)变压器严重过流时,互感器 丝熔断,低压过流保护可能误动。 (4)一、二次熔断器熔断及击穿熔断器熔断在现象上基本一致。 2.2.2、电压互感器两侧熔断器断熔处理 (1)查找时一般先查二次熔断器及辅助接点,再查一次熔断器,最后查击穿熔断器、互感器内部是否有故障。如果一次熔断器经常熔断又找不出原因,则可能是由互感器铁磁谐振引起的。 (2)当互感器一次侧熔丝熔断后,应当拉开电压互感器隔离开关,并取下二次保险,检查是否熔断,排除故障后可重新更换合格熔丝将电压互感器投入运行。 以上是对电流、电压互感器的正确使用和常见故障处理所采取的方法和措施,同时还要根据设备事故的具体情况,进行分析处理,以保障用电设备的安全可靠运行,减少事故造成的影响,尽可能防患于未然,消灭事故于萌芽状态。 电力系统论文:论电力电子技术在电力系统中的应用 摘要:文中概速性地介绍电力电子技术在电力系统中的各类应用,重点在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用。 关键词:直流输电;电力电子;发电机 一、前言 电力电子技术是一个以功率半导体器件、电路技术、计算机技术、现代控制技术为支撑的技术平台。经过50年的发展历程,它在传统产业设备发行、电能质量控制、新能源开发和民用产品等方面得到了越来越广泛的应用。最成功地应用于电力系统的大功率电力电子技术是直流输电(hvdc)。自20世纪80年代,柔性交流输电(facts)概念被提出后,电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注,多种设备相继出现。本文介绍了电力电子技术在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用。 二、电力电子技术的应用 自20世纪80年代,柔性交流输电(facts)概念被提出后,电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注,多种设备相继出现。已有不少文献介绍和总结了相关设备的基本原理和应用现状。以下按照电力系统的发电、输电和配电以及节电环节,列举电力电子技术的应用研究和现状。 (一)在发电环节中的应用 电力系统的发电环节涉及发电机组的多种设备,电力电子技术的应用以改善这些设备的运行特性为主要目的。 1 大型发电机的静止励磁控制 静止励磁采用晶闸管整流自并励方式,具有结构简单、可靠性高及造价低等优点,被世界各大电力系统广泛采用。由于省去了励磁机这个中间惯性环节,因而具有其特有的快速性调节,给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。 2 水力、风力发电机的变速恒频励磁 水力发电的有效功率取决于水头压力和流量,当水头的变化幅度较大时(尤其是抽水蓄能机组),机组的最佳转速便随之发生变化。风力发电的有效功率与风速的三次方成正比,风车捕捉最大风能的转速随风速而变化。为了获得最大有效功率,可使机组变速运行,通过调整转子励磁电流的频率,使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。此项应用的技术优秀是变频电源。 3 发电厂风机水泵的变频调速 发电厂的厂用电率平均为8%,风机水泵耗电量约占火电设备总耗电量的65%,且运行效率低。使用低压或高压变频器,实施风机水泵的变频调速,可以达到节能的目的。低压变频器技术已非常成熟,国内外有众多的生产厂家,并不完整的系列产品,但具备高压大容量变频器设计和生产能力的企业不多,国内有不少院校和企业正抓紧联合开发。 (二)在输电环节中的应用 电力电子器件应用于高压输电系统被称为“硅片引起的第二次革命”,大幅度改善了电力网的稳定运行特性。 1 直流输电(hvdc)和轻型直流输电(hvdc light)技术 直流输电具有输电容量大、稳定性好、控制调节灵活等优点,对于远距离输电、海底电缆输电及不同频率系统的联网,高压直流输电拥有独特的优势。1970年世界上第一项晶闸管换流器,标志着电力电子技术正式应用于直流输电。从此以后世界上新建的直流输电工程均采用晶闸管换流阀。 2 柔性交流输电(facts)技术 facts技术的概念问世干20世纪80年代后期,是一项基于电力电子技术与现代控制技术对交流输电系统的阻抗、电压及相位实施灵活快速调节的输电技术,可实现对交流输电功率潮流的灵活控制,大幅度提高电力系统的稳定水平。 20世纪90年代以来,国外在研究开发的基础上开始将fa cts技术用于实际电力系统工程。其输出无功的大小,设备结构简单,控制方便,成本较低,所以较早得到应用。 (三)在配电环节中的应用 配电系统迫切需要解决的问题是如何加强供电可靠性和提高电能质量。电能质量控制既要满足对电压、频率、谐波和不对称度的要求,还要抑制各种瞬态的波动和干扰。电力电子技术和现代控制技术在配电系统中的应用,即用户电力(custom power)技术或称dfacts技术,是在facts各项成熟技术的基础上发展起来的电能质量控制新技术。可以将dfacts设备理解为facts设备的缩小版,其原理、结构均相同,功能也相似。由于潜在需求巨大,市场介入相对容易,开发投入和生产成本相对较低,随着电力电子器件价格的不断降低,可以预期dfacts设备产品将进入快速发展期。 (四)在节能环节的运用 1 变负荷电动机调速运行 电动机本身挖掘节电潜力只是节电的一个方面,通过变负荷电动机的调速技术节电又是另一个方面,只有将二者结合起来,电动机节电方较完善。目前,交流调速在冶金、矿山等部门及社会生活中得到了广泛的应用。首先是风机、泵类等变负荷机械中采用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量和水流量具有显著的效果。国外变负荷的风机、水泵大多采用了交流调速,我国正在推广应用中。 变频调速的优点是调速范围广,精度高,效率高,能实现连续无级调速。在调速过程中转差损耗小,定子、转子的铜耗也不大,节电率一般可达30%左右。其缺点主要为:成本高,产生高次谐波污染电网。 2 减少无功损耗,提高功率因数 在电气设备中,变压器和交流异步电动机等都属于感性负载,这些设备在运行时不仅消耗有功功率,而且还消耗无功功率。因此,无功电源与有功电源一样,是保证电能质量不可缺少的部分。在电力系统中应保持无功平衡,否则,将会使系统电压降低,设备破坏,功率因数下降,严惩时会引起电压崩溃,系统解裂,造成大面积停电事故。所以,当电力网或电气设备无功容量不足时,应增装无功补偿设备,提高设备功率因数。 结束语 电力电子技术正在不断发展,新材料,新结构器件的陆续诞生,计算机技术的进步为现代控制技术的实际应用提供了有力的支持,在各行各业中的应用越来越广泛。电力电子技术在电力系统中的应用研究与实际工程也取得了可喜成绩。 论文网在线 电力系统论文:开发电力系统继电保护中级工教学培训包的实践与体会 开发电力系统继电保护中级工教学培训包的实践与体会 作为学校的教研项目,笔者于2005年起开发出电力系统继电保护中级工教学培训包并对之进行实施,取得了良好效果,现谈几点经验和体会。 一、开发电力系统继电保护中级工教论文联盟//学培训包的必要性及其目标 把学历教育与国家职业资格证书认证体系衔接起来,加强学历教育与职业资格认证的结合,使学生在取得学历证书的同时获得相应的资格证书,即“双证书制”。从2003年起,我校在完成学历教育的同时,开展了多项工种的职业技能鉴定培训与考试,即进行“双证书制”教学。电力系统继电保护是各类高等院校有关电力专业的一门专业必修课,也是电力行业的一项主要技术工种。近年来,随着我校“双证书制”教学的深入,参加继电保护中级工职业技能鉴定考试的学生占毕业生人数的比例逐年快速增长。为更好地落实“双证书制”教学方案,提高学生的学习效率,保证教学质量,必须开发出一套电力系统继电保护中级工教学培训包,使其以职业能力培养和职业资格评定为优秀,将《国家职业技能鉴定大纲(继电保护)》中对继电保护中级工应熟悉、掌握和具备的理论知识和专业技能按模块分布在学历教育的各个教学环节,使教师在每个教学过程中心中有数,重点突出;学生在学习过程中目标明确,学以致用。在保证学历教育教学质量的同时,提高学生职业技能考核的通过率,即提高学生的职业技能,保证人才的培养质量,满足用人单位的需求。 二、开发电力系统继电保护中级工教学培训包的途径 1.开发电力系统继电保护中级工教学培训包需解决的主要问题 (1)将用人单位对继电保护中级工理论知识及实践技能的需求与《国家职业技能鉴定大纲(继电保护)》有机结合起来,构建继电保护中级工教学培训包的总体框架,创建培训包的各个教学培训模块及其任务书。 (2)将构建的继电保护中级工教学培训包与学校的学历教育有机结合起来,探索各个教学培训模块任务书的实施方式和方法。 2.开发继电保护中级工教学培训包的流程 (1)原始数据采集环节。即采集继电保护中级工岗位的工作性质和特点、应具备的有关理论知识及专业技能等。 (2)分类统计、构建总体方案环节。分类统计、构建总体方案环节主要是对采集的原始数据和信息进行分类统计、分析整理,结合《国家职业技能鉴定大纲(继电保护)》,构建出电力系统继电保护中级工教学培训包的总体框架,编写总体方案,制定各个教学培训模块。 (3)构建各个模块任务书环节。本环节的任务是根据电力系统继电保护中级工教学培训包总体方案,将各个教学培训模块与学历教育的各个教学环节有机结合起来,拟定各教学培训模块的任务书。明确各个教学培训模块的目标、内容、培训时间及相关课程、实施的方式、方法和实施效果的检测等内容,然后咨询有关专家,对构建的总体框架及拟定的各模块任务书进行论证,确立电力系统继电保护中级工教学培训包的总体方案及详细的各模块培训任务书。 (4)确定学生,实施教学培训环节。本环节根据已创建的电力系统继电保护中级工教学培训包各模块任务书,按照优、良、中、及格的学习成绩选取学生,并实施教学培训。 (5)考评、完善环节。主要是通过河南省电力系统职业技能鉴定考试,对选取培训的学生进行继电保护中级工技能鉴定考核,并对其考核成绩进行统计、分析、评价。 三、电力系统继电保护中级工教学培训包实施效果与开发体会 利用电力系统继电保护中级工教学培训包实施教学培训的学生,在通过我校学历教育各项考试获取毕业证书的同时,参加河南省电力系统的继电保护中级工技能鉴定考试,全部合格并获继电保护中级工证书。 通过对继电保护中级工教学培训包的开发,笔者有如下几点体会。 (1)理解国家《职业技能鉴定大纲》中对有关工种的要求,了解生产现场对有关工种的需求,熟悉有关工种学历教育的各个教学环节是开发出教学培训包的基本保证。 (2)加强“双证书制”教学的认识,转变教育理念,提高教师责任心及专业素质,调动学生的学习积极性,是教学培训包实施的必要措施。 (3)搞好实验实训基地建设是实施培训教学的必备条件。 电力系统论文:浅析电力系统信息管理自动化实现的途径与策略 论文关键词:电力系统 信息管理 自动化 实现 途径 策略 论文摘要:实践证明,在电力行业中实施信息化管理是其在市场经济条件下生存余发展的必由之路。随着我国电力体制改革不断的深入和电力市场逐渐形成,供电企业已经由原先让上级满意变成了让用户满意上来。本文,通过对电力系统管理现状的分析对其实现的途径和策略进行了探究,研究结果认为实现的途径和策略可以从政策和资金的投入、全员对其认识上提高和系统运用所需的知识学习三个方面上加以突破。 电力系统作为国家基础经济重要的一个环节,随着国内外环境的变化迅速发展,运用信息管理自动化建设对电力企业解决信息资源短缺与资源浪费之间的矛盾将成为必然。换句话讲,建立并拥有一整套先进的适合于电力系统自身需要的信息管理系统,已成为电力企业增强其市场竞争能力,实现信息化工作必然发展趋势。因此,对电力系统信息自动化实现的途径与策略探讨是一件非常有意义的事情。 一、电力系统管理的现状分析 电力行业是应用信息技术较早的行业之一,但限于当时的客观条件和人员素质,直至90年代初,仍处于一般应用水平,其信息化程度与客观需求和电子技术的迅猛发展,还存在着相当大的差距。但随着国家对其重视程度的提高,时至今日全国大部分省市级电力公司的信息管理系统已实用化,可以说信息化的管理模式已经基本形成。信息管理系统的运用虽然取得了一定的成效,但在应用效果上仍然感觉不是很理想,在不同地域、不同单位之间发展伤存在着不平衡性。尤其是一些县级电力企业的信息管理系统在开发和应用上处于相对滞后的位置。主要的问题体现在已经建立了信息管理系统在投入的资金所得到的回报并不明显。特别突出的问题就是管理规范上比较差,不能适应信息化建设的需求以及领导对信息化工作的不重视、管理方法不合理等。 另一方面,在信息化系统的运用过程中其系统本身也存在着一些问题。目前,较多的电力企业运用的信息管理系统(mis,manage—ment information system)是一个由人、计算机组成的能进行管理信息的收集、传递、储存、加工、维护和使用的系统管理管理模式。其主要作用就是将企业相对孤立、零碎的信息转变并形成成一个相对比较完整、有组织的信息系统,这样一来就彻底解决了信息存放的“冗余”问题,大大提高了信息的利用效率。可以说这个系统在一定的程度可以最大限度地利用现代计算机及网络通讯技术从而实现企业的信息管理。但是由于msi技术本身固有的缺陷,使得msi无法适应多变的管理环境。基于mis无法满足人们对于管理信息系统需求的情况下,统(dss,decisions support system)便随之研发出来。二者的区别主要是msi是实现对信息的收集、传递、储存、加工、维护和使用,而dss更主要的是针对某一类型的半结构化和非结构化决策问题,通过对数据的分析、建立模型、挖掘规则等方式,为管理者提供决策支持信息。随着系统的不断运用和相关漏洞的修复,数据仓库的综合决策支持系统最终形成。以至于后期的数据仓库、olap、数据挖掘灯相结合起来所形成的综合决策支持系统(远程自动抄表系统、基于抄表数据的综合决策支持)。 总之,随着科技的不断进步以及管理者理念和对系统的把握,电力系统的信息管理自动化呈现出良好的发展势头。但是,我们看到硬件的不断发展也要看到软件发展的不足,即管理自动化系统的实现途径和策略。 二、实现的途径与策略 网络技术的迅猛发展 ,给信息管理电自动化硬件的集成提供了技术支持和保障 ,提高了系统的可靠性与实用性我们知道,在进行的信息管理目的就是要将各种信息收集过来 ,然后进行分类、整理、抽取和融合 ,获取有用的信息 ,最终为应用服务。所以,对供电企业而言 ,信息融合的主要目标是从企业的实际需要出发 ,融入先进的系统思想 ,深入配电网管理各个环节 ,构建一体化解决方案 ,实现配电网的数字化运营 ,并将以更加先进、实用、成熟的服务回报广大用户。为此,有效的运用信息管理系统是实现最优化服务的主要手段。那么,如何才能更有效的在电力系统管理中实施信息管理自动化呢,笔者对其途径与策略有如下几点思考。 首先,政策和资金的投入是管理自动化实现的保障。随着技术不断的发展,管理自动化系统也越趋于庞大、复杂,要想能有效的运用必须根据电力企业的特点进行修正。这其中就需要投入大量的人力、财力。不仅如此,一套管理自动化系统的投入使用同样要付出高额的费用。这些都需要得到国家政策上支持和资金上的大力投入。因此,国家支持是保障电力系统管理自动化实现的首要成功要素。 其次,通过全员对其认识上提高以确保实施的有效性。笔者认为,好的管理系统需要管理者的接纳,如果管理者对其有抵触情绪,那么你再好的系统也只是一个摆设。所以,加强对其系统的充分认识,了解其对于提升我们工作效率的好处,从认识上使系统工作人员产生重视的态度。这里面尤其要值得一提的就是相关主管部门领导的重视,对系统的实施是非常重要的。 最后,提高全员系统运用知识学习以确保实施的能力。实践证明,在信息管理自动化系统的运用过程中需要我们管理者掌握一定的知识和技能,因此对系统的全员进行相关培训是非常必要的,也是促进系统有效运行的有效途径和手段。事实已经告诉我们,新时期的电力系统发展更需要对知识的储备和技能的掌握。 电力系统论文:电力系统文书档案管理研究 一、电力系统文书档案的涵义和特征 电力系统文书档案又称电力管理性档案,是在电力企业运营过程中产生的,指其办理完毕、有保存价值的文书转化而成,在其党务、行政管理、调度服务等活动中为互相联系和处理事务等的实际需要,用文字、图表、电子等方式直接记录下来的具有完整体式和处理程序的信息材料。电力系统文书档案具有基础性、前瞻性、规范性、综合性和服务性,文书和文书档案管理工作是互相促进、互相联系、密不可分的工作,主要涉及电力系统行政管理、党群管理、人事管理、业务管理以及财务管理等方面。 二、加强电力系统文书档案管理的重要意义 加强电力系统文书档案管理工作是电力企业提高管理水平、快速健康发展的必然趋势,是强化电力系统内部管理、提高工作效率的重要体现,是其工作业绩和管理水平的历史记录和再现,具备一定法律效力的凭证作用,也是文书工作珍贵参考资料以及指导单位领导科学决策的重要依据,还是档案科学管理研究的基石,是衡量电力系统档案管理水平的高低的关键标准之一。电力系统档案管理是其经营活动中必不可少的管理要素,是电力企业管理中一个重要部分,具体负责日常公务文书的收发、登记、运转管理、档案管理与保管等。随着现代化进程的加大,电力文书档案管理信息化已成为管理工作的发展趋势,成为其最佳技术手段和提高管理水平的有效途径,在资源整合、共享的同时,开发电力系统文档信息平台,能够及时、动态地查阅电力文书档案,用于内部员工熟悉情况、总结经验、制定计划、处理问题的有力助手,便于快捷、重复网上阅览,在做好政策性、专业性、保密性的同时,不仅可以提高工作效率,还能提升电力文书档案的开发利用价值。 三、加强电力系统文书档案管理的对策研究 1、加大法律、法规的宣传力度,增强电力系统全员文书档案意识,争取各级领导对文书档案管理工作的重视 加大档案法律法规的宣传,提高电力系统法治意识和依法治档的自觉性,在员工中加大宣传和贯彻《中华人民共和国档案法》、《企业档案工作规范》等法律法规的力度,加强员工对文件材料及时进行归档重要性的认识,增强员工的档案意识,变被动为主动,从而加大开发利用的力度,提高工作效率和经济效益。领导的支持力度在一定程度上影响了电力系统文书档案工作者的积极性,资金投入的力度是提高文书档案管理水平的有力保障,也是促进电力系统内部各部门协调合作的重要一环,为实际的文书档案研究和服务工作奠定了坚实的基础。 2、开展继续教育和终身学习制,全面提高电力系统文书档案管理人员的业务技术素质,有效提升文书档案管理水平 电力系统文书档案管理水平关键取决于文书档案专业人员的素质高低,不仅要求基层文书档案管理人员具备较强的档案意识、扎实的业务功底,还要有较高的服务意识和管理能力。为此,要不断提供各种政治素质、业务技能的培训和学习的机会,持续拓宽工作思路和知识面,提供机会加强行业交流与学习的机会,借鉴兄弟单位以及国内外成功的管理经验,成功打造一支复合型文书档案人才队伍,并不断提升其综合素质,这是保证文书档案管理工作安全有序开展的基础,也是电力系统加大档案科技进步、提高管理水平、深入开展档案开发利用的关键所在。明确电力系统文书档案工作人员继续教育和终身学习制的目的,从目的性、现实性和实效性出发,本着缺什么补什么、“学以致用”的方针,在学习专业知识的同时应注重对相关科学知识的补充和更新。电力系统走向国际化的标志有两个,一个是电力系统设备的自动化,另一个就是电力业务的网络化和数据电子化水平,其中包括文书档案的信息化水平,肩负着为电力企业转型和精确化管理提供信息支撑的重大责任,信息技术的发展以及企业信息化进程的逐步深入,给电力系统文书档案管理带来了前所未有的巨大挑战,同时更赋予档案管理巨大的发展机遇。尤其是加强对信息技术、计算机、科技软件等新技术的学习,确保能够熟练运用现代化的办公设备来进行电子文件和资料的制作、使用和维护,从而为建设一支高质量的文书档案队伍打下坚实的基础。开展电力系统文书档案工作人员在职学习的约束、激励措施,与工资、技术职称以及管理人才培养、提拔相结合,增强文书档案工作人员继续学习的主动性和积极性,不断更新知识、拓宽视野,用现代化的科学知识、政治理论武装自己的头脑,掌握电力系统文书档案管理的技能,更好地适应电力系统企业和社会发展的要求,不断提升电力系统文书档案管理的水平。 3、建立健全电力系统文书档案管理的规章制度,不断创新电力系统文书档案管理模式 参照国家有关法律制定符合电力系统文书档案特点的规章制度,做到科学、合理、操作性强,明确各岗位的职责,从文书档案的组织领导、管理体系、基础分工、考核标准、激励约束等均做到有法可依、有章可循,从而有效地控制电力系统文书档案的形成、整理、归档、安全防护、过期销毁、阅览许可、综合利用等,尤其对特殊载体的档案要采取有效的安全防护措施加以重点保护,切实加强对知识产权和涉及商业秘密档案的管理,确保档案信息的完整与安全。创新电力系统文书档案管理工作,打破传统的工作模式和思维方式,采用数字化、信息化、网络化管理,在文书档案管理实行制度化、规范化、标准化管理的同时,为电力发展提供优质、高效的档案服务工作。 4、加大电力系统文书档案的开发利用力度。 文书是档案的来源,档案是文书的归宿,电力系统文书档案必须由原来的保管型向综合开发利用型转变,发挥文书档案的价值最大化才是文书档案管理永恒的主题和最终目的,充分发挥其提供优质服务、维护电力系统健康快速发展的重要作用。开展无纸化办公,利用电视台文书档案信息化、数字化技术,这是提高档案利用率的有效手段,解决档案管理动力不足、单调乏味的现状,避免重复、机械劳动,深化检索、简化统计整理的手续,推动其信息化进程,达到事半功倍、提高工作效率的目的,创新开发利用机制,增强服务意思,把文书档案这一珍贵财富有机地转化为电力企业生机勃勃的生产力,充分体现档案的价值、地位、作用和意义。 电力系统论文:电力系统电子技术应用 1电力电子技术的发展 (1)产生阶段 二战结束后,单纯为了战争而制造的电力电子技术开始在社会工业领域应用,首先开始使用电力电子技术的行业是晶闸管,通过该技术晶闸管行业得到了全新的发展和使用。在此基础上可发出了可控硅整流装置,可控硅整流装置的问世,代表了电力系统传动技术的一次巨大的跨越。从此,电能的变换和控制正式步入了电力电子器件构成的变流器时代。 (2)该技术的发展 从上世纪五十年开始,电力电子技术在未来的发展中逐渐突破了传统,开始注重全新的技术研发和制造,在起初阶段第一代电力电子器件晶闸管为主要代表,该时期的产品具有体积小,耗能低的优势,完全颠覆了过去传统的整流器;在电路系统中,电力电子技术逐渐开始应用,而其改变了原有的电路性能,有效的降低了能耗,提高了电源的使用效率。随着技术的进步,第二代的新器件在七十年代末期被研发出来,该器件具有了全新的自控能力,在开启速度上也有了很大的提高。在二十世纪九十年代,电力电子技术进入了现代化发展阶段,技术器件的体积和结构方面,其结构更加合理,体积朝着更小的方向发展。后来,又在集成模块的基础上,把应用于控制电力技术中的多种电力器件相组合,构成了集成电路。功率集成电路的出现,标示着电力电子技术迈向了高频化和标准模块化以及集成化和智能化的新时代。当前世界电力电子技术的发展方向更趋于现代化,开始在保障质量和用途的前提下追求节能和环保的作用与功效。 2电力电子技术在电力系统中的应用 电力系统是一个整体,在这个系统中有多个环节,每个环节都需要电力电子技术作为保障 (1)在发电环节的应用 发电环节随着技术的进步也逐渐提高了其工作质量,最为主要的体现就是发电机组的励磁控制和变频调速上。在世界各国,许多大型的发电厂机组中都使用该技术进行发电控制和调节。电力电子技术的发展,使电子技术取代了励磁控制中的励磁机环节,使静止励磁实现了简单的控制构造和高性能低成本的运作。 (2)在输电线路中的应用 输电线路也都是利用电力电子技术进行设置和安装的,最为主要的体现就是应用主要体现在柔性交流电技术、高压直流电技术以及静止无功补偿器等。采用电力电子装置和控制技术对电力系统中的主要参数,如电压、电流、相位差、功率和阻抗等进行灵活控制,最大限度地提高现有输电线路的稳定性极限,增强系统的稳定性和安全性。第一种技术在二十世纪八十年代被研发出来,电力电子技术的使用使该技术极大的降低了损耗,而且使传输过程中的稳定性得到了显著提升;第二种技术的代表是晶闸管,是在电力电子技术的发展中研发创造的,该技术的使用降低了电厂输送电力过程中的成本;第三种技术具有高速的调控能力,在高压线路无功补偿方面的作用尤为突出。 (3)在配电过程中的应用体现 配电的大小强弱以及配电的区域等都需要通过技术进行调控,作为现代电力系统中的重要环节,也需要电力电子技术发挥作用。通过该技术能够做到加强对电压、电流的控制,使配电过程更加稳定,而且电力电子技术在配电过程中还发挥着解决随时问题的作用。 (4)电力电子技术在节能方面的应用 现代电力系统在配电和传输过程中也在进行节能方面技术的研究和探讨,电力电子技术能够在节能方面发挥重要作用。众所周知,电机的变频调速可以实现大量节约电能的效果。目前,超音频的研究和应用,为电力电子技术在节能方面的应用提供了更加广阔的空间。在目前国家的"绿色照明工程"中,电子节能灯就是利用了高频镇流器的内耗低来实现的。此外,还有用于清洗半导体芯片的超声波发生器比常规清洗器更节约电能;在特殊材料的熔炼方面,高频的加热设备比常规纯电阻加热设备节点30%~50%。 3结语 电力系统可以说是现代社会发展的支撑力量,电力电子技术作为电力系统中的重要的保障性技术,在未来的发展中能够更加有效的保障电力系统的稳定与安全。 作者:于闯 单位:中核辽宁核电有限公司 电力系统论文:故障信息管理系统在电力系统中的运用 1故障信息远传系统的功能分析 (1)故障信息远传系统能够把二次设备的动作信息以及一次设备的运行状态及时地向主站系统传输,从而使主站系统和二次设备间完成数据通信,进一步使数据的汇集功能及转发功能得到有效实现。 (2)变电站数据传输的量是非常大的,尤其是在发生故障的情况,受到通道多以及故障录波信息采样率高等方面的影响,便会在极短的时间内形成一个峰值,这样便会对数据传输造成严重影响,而故障信息远传系统的应用,则能够对故障数据进行缓冲处理,从而降低对数据传输造成的不利影响。 (3)在变电站中,所使用的二次设备往往由多家生产厂家提供的,并且不同的厂家具备不同的规约,大多数厂家通常会采用私有的通信规约。所以,在对故障录波信息进行处理的时候,便会出现不同厂家的通信规约互不兼容的情况,并且还有可能同一个厂家不同型号的装置的通信规约也存在差异。针对这些问题,故障信息远传系统便起到了关键性的作用,能够对故障信息完成预处理,进一步使不同通信接口所存在的差异得到有效消除,在使不同的通信规约转化成为统一格式之后,便能够和调度主站数据采集保持一致的步调,最终为电力系统的稳定、安全运行提供保障依据。 2关键技术探究 2.1通信方式的选择 现状下,通信组织方式最为常见的有两类:一类是故障信息远传系统经Modcm就地接入地区电力行政电话交换机,以拨号为途径,从而使信息的传输得到有效实现。另一类是故障信息远传系统与主站系统之间使用2M数据通道,以电力数据通信网为渠道,进一步实现直接的通信。为继电保护故障信息系统结构示意图。继点保护故障信息系统结构示意图在电网故障的情况下,是需要传输大量的故障录波信息及继点保护信息的,如果以电话拨号为依据,那么在数据传输方面将要很长的时间,同时通信速率也不高,实时性还很差。所以,便采用2M数据通道进一步实现数据传输。如此一来,在电网产生故障的情况下,对于事故的处理便变得简单很方便。除此之外,在主站空闲的情况下,事故子站还能够将故障录波信息传输至主站系统,然而完成汇总与有效处理。 2.2GPS的应用 GPS即为全球卫星定位系统,通过对一台全球卫星定位系统加以应用,能够实现对变电站区域中全部设备的时钟的校对。装置使用“软/硬”融合的对时方法。其中,硬对时指的是利用全球卫星定位系统对时装置发出的“时脉冲”经保护装置的“对时端子”,进一步实现规定时间内的时钟校对程序。而软对时指的是通过对保护装置的串口进行利用,进一步完成对时。在变电站中,对于所存在的各类时间,便可以利用全球卫星定位系统,最终使记录以及归档工作得到有效完成。 2.3数据存储模式 在这里主要介绍到分散式的数据存储模式。该存储模式能够将诸多信息进行完好无损地存在,包括了图形信息、通讯参数信息、报警信息以及二次设备信息等。并且,以同步机制为依据,实现和各个主站在数据方面保持一致性。利用该存储模式,能够降低系统对通讯可靠性的依附,在系统遭遇严重破坏的情况下,通过恢复机制,能够使数据完好无损,从而避免数据信息丢失等状况的发生。 3结语 社会经济的发展带动了我国电力事业的发展,在电力系统规模逐渐扩大的情况下,系统的复杂程度也越来越高。为了保证电力系统在运行过程中的稳定性及安全性,便需要做好各环节的有效处理。其中,故障信息管理系统在电力系统中便起到了关键性的作用,将其融入能够使电力系统在故障处理方面的能力水平得到有效提升,进一步保证电力系统运行的稳定性及安全性。鉴于此,相关工作人员应该认识到故障信息管理系统在电力系统中应用的价值作用,进一步为我国电气事业的发展起到推波助澜的作用。 作者:唐龙波 单位:国网甘肃省电力公司临夏供电公司 电力系统论文:电力系统工作经验电气工程论文 1电力系统工作经历提升教师自身的专业水平 理论联系实际,在实践工作中检验理论、提升理论,是企业对毕业生的要求。理论指导实践,在实践工作中运用科学的理论指导实践,是企业对工程技术人员的要求。作者曾在电力系统就职,体会比较深刻。对于变电站而言变压器检修经常要做空载和短路试验,工程上变压器空载试验方法采用调压器在低压侧加压,空载容量应小于调压器容量的50%,试验电流为额定电流的1‰~1%,以测量变压器的铁损。一般电力变压器在额定电压时,空载损耗约为额定容量的0.1%~1%。变压器短路试验用自耦变压器调节原边电压,原边电流达到额定值时,测量变压器铜损。通常电力变压器在额定电流下的短路损耗约为额定容量的0.4%~4%。通过亲自动手做压器空载、短路试验及观察实验现象,联系《电路》、《电机学》中关于变压器的相关知识,加深了对变压器的学习与理解。发电厂自动化控制是电力系统的发展趋势与要求,已投产和在建的大型发电厂的自动化控制水平非常高,已达到“无人值守,少人值班”管理模式。发电机组的自动开停机、自动同期并网技术验证了《自动控制理论》、《继电保护》等相关理论知识。在电力系统工作的4年中,笔者的理论知识在工作实践中不断得到深化和提升。 2电力系统工作经历对电气工程本科教学起到的积极作用 2.1教材选用目的更加明确 教材是高校实施培养计划的重要介质,直接影响着教学质量和人才。高质量、合理化的教材是提高教学质量与水平、完成人才培养计划与目标的保证。作者在施教时参照自身的工作经验,选用更具有方向性与实践性的教材,提高毕业生与企业之间的契合度。智能电网、数字化电站是电力系统的发展趋势,其要求电网信息化、自动化程度更高。因为这一目的,可编程控制器(ProgrammableLogicController,PLC)被广泛应用到电力系统中,目前国内应用的PLC有西门子(SIEMENS)公司生产的S7系列、施耐德公司生产的Quantum等系列、三菱公司生产的FX3G系列等。随着日系PLC退出中国市场,西门子PLC被普遍应用于电力系统自动化控制。例如三峡电厂、葛洲坝电厂、溪洛渡电厂等大型水电站使用PLC对发电机组、辅助设备系统等设备进行控制。因此在向电气工程与自动化专业教授《电器与可编程控制器》这门课程时,应该选用以西门子PLC为基础讲述电厂及电网自动化控制的教材,教学内容更接近电力系统工作实践,使电气工程及自动化专业毕业生在走上工作岗位时具有更强的适应能力。 2.2培养学生更具有方向性 现代电力企业对高校毕业生有着严格的职业要求。扎实的专业能力、较强的实践动手能力以及必要的公文写作能力是毕业生就职于电力企业所必须具有的素质。电力系统设备分为一次设备、二次设备两大类。就发电厂而言,从事电气一次设备的检修、维护及管理工作需要毕业生熟练掌握《发电厂电气主系统》、《电力系统继电保护》、《电机学》等专业课程的内容,熟悉电机、开关电器、载流导体、电抗器、补偿设备、避雷器、继电保护系统相关知识,这些是为适应发电厂工作而储备的理论知识。从事电气二次系统工作的毕业生则必须重点掌握《自动控制理论》、《电力系统继电保护》、《电子技术》、《电器与可编程控制器》的相应内容。因此拥有扎实、丰富的专业知识来服务电力企业,是电气工程及自动化专业的培养目标。实践动手能力在促使毕业生快速融入到企业生产工作中扮演着积极、重要的作用。发电厂电气设备维修工作需要毕业生有较强的电气二次配线、布线及PLC编程能力。发电厂中大量布置电气二次控制盘柜,实际的检修与维护工作需要高强度的控制回路布线与配线工作,电力系统高度自动化则需要毕业生具备基于PLC的自动化程序读写能力。公文写作能力是现代化大型企业对职工的基本要求。我国各级电力系统的运营、管理、维护已经实现了规范化、制度化、标准化。实际的工作中需要职工撰写大量的公文,例如对发电厂而言,每个月要写电厂运营报告、机组检修报告、技术改造方案等,特别是实行工作票制度后,每天都要写设备缺陷处理报告及巡检报告。这些工作要求职工具有一定的公文写作能力。对于毕业生而言,必要的公文写作能力在求职及就职中有着不可替代的优越性。 2.3将工作经验融入教学 将宝贵的工作经历融于课堂教学,可极大地丰富教学内容,提高学生的学习兴趣。作者讲述《电路》第十一章时,结合自己的工作经历深入浅出地讲述了变压器的原理、空载和短路实验,使学生更好地理解和掌握课堂内容。在讲述《电器与可编程控制器》时,以发电厂开停机控制流程、辅助设备自动化控制流程为例,将专业课程学习与电厂实际工作紧密结合起来,以培养更适合企业要求的应用型人才。 2.4将企业中应用的前沿技术带进课堂 随着数字化电站、智能电网的建设,大型发电机组实现并网发电,状态检测技术投入使用,开始对1000KV特高压技术进行实验研究。电力系统的发展日新月异,设备更新速度非常快。电气工程自动化专业的教学应当将当前电力系统的先进技术、发展趋势带进课堂,在丰富教学内容的同时,增加学生对前沿技术的求知兴趣。笔者从事过175MW、770MW水电机组的自动化控制系统改造及维修工作,巨型水电厂厂用电系统运行及维护工作,水电机组状态检测与故障诊断系统的组建与维护工作。其中770MW发电机组自动化控制技术、巨型水电组状态检测与故障诊断技术都是当前电力系统的前沿技术。将这些知识带进课堂,有利于学生充分认识本专业的发展动向与趋势,积极地规划自己的职业发展方向。 3结语 加强电气工程及自动化专业实践教学是电力系统企业对高校的要求,是培养应用型电力人才的优秀内容。专业教师(特别是具有工作经验的专业教师)在实践教学中起着极其重要的作用。对于笔者而言,如何将工作经验转化为教学能力,特别是实践教学能力,如何将工作经验与电气工程及自动化专业人才培养完美结合,培养更具适应性的应用型人才,以满足电力系统企业的要求,还有很多工作需要做,还需要很长时间的摸索。 作者:蒋小辉 张萍 栾国森 单位:三峡大学科技学院 电力系统论文:电力系统网络安全论文 1电力系统信息网络安全的基本特征及实现要点分析 1.1信息网络安全的基本特征 (1)相对性。安全系统是相对的,换而言之便是没有绝对的安全系统;同时,操作系统和网络管理之间存在相对性,安全性基于系统的不同部件之间能够发生转移。(2)相关性。这里指的是配置的相关性。日常管理过程中,不一样的配置会产生全新的问题,一般的安全测评只能证明特定环境和特定配置的安全性,例如新设备的应用等。(3)时效性。主要体现为新的漏洞及攻击方式逐渐呈现,比如:NT4.0便从SP1逐渐发展至SP6;现在安全的系统在未来其安全性将会面临考验。(4)复杂性。对于信息安全来说,属于一项较为系统的工程,需融合技术手段及非技术手段,并且与安全管理、培训及教育密不可分,大致上分析便知其复杂性较高。(5)不确定性。指的是攻击的不确定性。如攻击时间的不确定性、攻击手段及目标的不确定性等。 1.2信息网络安全的实现要点 (1)需要对网络系统的硬软件及数据进行有效保护,对于系统遭到破坏、更改或泄露等情况需实现有效规避。(2)对于外部非法入侵行为需采取有效防止措施,同时加强内部人员的管理及教育,使内部人员的安全意识得到有效提高。(3)信息安全管理者需重视信息网络安全现状所存在的问题,例如行为管理的脆弱性,又如网络配置及技术的不完善性等。在认识到问题的基础上,制定有效的改善策略,进一步提高电力系统信息网络的安全性。 2电力系统信息网络安全架构策略探究 2.1防火墙技术 电力系统当中,为了防止病毒入侵,便需要防火墙技术的介入。目前具备的防火墙指的是设置在不同网络或网络安全域间的一系列部件的组合,它属于不同网络或者网络安全域间信息的唯一出入口,可以企业的安全政策为依据,进一步对出入网络的信息流实现有效控制,同时自身还具备比较强的攻击能力。另外,它还是提供信息安全服务的重要基础,也能够使信息网络更具安全性。近年来,防火墙技术已经广泛应用于局域网和Internet之间的隔离。 2.2NAT技术 应用NAT技术,能够让一个机构里的全部用户以有限的合法IP地址为途径,进一步对Internet进行访问,这样便使Internet上的合法IP地址得到了有效节省。另外,以地址转换为手段,还能够使内网上主机的真实IP地址实现隐藏,进而使网络的安全性得到有效提高。 2.3防病毒技术 利用防病毒产品,能够防止恶意程序的入侵,并起到抵御病毒的作用,进一步使网络当中的服务器及PC机获得了有效防护。防病毒产品具备功能强大的管理工具,能够对文件进行自动更新,让管理及服务作业更具合理性。另外,还可以使企业的防病毒安全机制更具完善性,具有优化系统性能及解决病毒攻击等优势,为电力系统信息网络的安全性提供了重要保障。 2.4网络加密技术 网络加密技术是指对原有的数据或明文文件通过某种特定算法进行有效处理,使其成为一段不可读的代码,然后只允许输入相应的密钥后才可显示出原来的内容,通过此途径为数据的安全性提供保障,同时使数据更具完整性及保密性。 2.5指纹认证技术 对于电力系统来说,其信息网络安全的身份认证显得极为重要。在现有的硬件防火墙的条件下,可以进一步应用最新的身份认证技术,即为指纹认证技术。基于电力信息网络管理过程中,把具有合法特质的用户指纹存入指纹数据库当中。使用指纹技术,便可以使认证的可靠性增强。主要原理是,把用户的密钥与用户指纹特征统一存储在密钥分配的KDC当中,用户在应用密钥时通过自动指纹识别确认身份后从KDC中获取。 2.6数据加密技术 防火墙及防病毒系统技术能够对电力系统起到保护作用,同时通过数据加密技术也能够对电力系统起到保护作用。数据加密技术是一种对网络传输数据的访问权进行限制的技术,在加密设备与密钥加密过程中会产生密文,把密文向原始明文还原的过程为解密,是基于加密处理的反向处理,但是对于解密者来说,需使用同样类型的加密设备及密钥,才能够进一步对密文进行有效解密。 3电力系统信息网络安全构架 通过防火墙、病毒网管及认证服务器,使非授权用户入侵网络的情况得到有效防止,进一步使网络系统的可用性得到有效体现。充分应用CA中心,能够对用户起到权限控制作用,并且在结合内容审计机制的基础上,能够对网络资源与信息实现有效控制。通过防毒管理中心,并利用漏洞扫描器,使系统内部安全得到有效保证,进一步保证了信息的完整性。通过VPN与加密系统,保证了信息不会泄露给没有获得授权的实体,进而使信息更具保密性。另外,利用入侵检测及日志服务器,能够为网络安全问题提供检测方面的有效依据,使信息实现可审查的特征,进一步充分保证了信息的可靠性及安全性。 4结束语 通过本课题的探究,认识到电力系统网络安全还存在一些较为明显的问题,如信息化建设步伐较为缓慢及病毒的侵害等。对于电力系统信息网络来说,它不仅是一项技术,而且还是一项较为复杂的系统工程。该项系统工程需要技术、管理及策略作为依据。在现代化背景下,信息网络安全仍有很大进步及改善的空间,因此做好电力系统信息网络安全研究工作便有着实质性的作用。对于电力系统工作人员来说,需要充分解决电力信息系统网络安全架构所遭遇的阻力及不利因素,进一步完善电力信息网络安全工作。 作者:方方 益雯君 张振武 单位:国网陕西省电力公司铜川供电公司 电力系统论文:电力系统规划电力工程设计论文 一、电力系统规划设计原则 为了确保发挥出理想的电能输送、调配的结果,电力系统规划设计应该遵循一定的原则。一是周期性原则,电力系统规划设计应该在规定的周期内完成,对于一些大型的大力系统规划应该制定全面、较完善的规划方案,在规定的期限内完成避免给用户正常使用带来不利影响;二是安全性原则,安全性是电力系统规划设计的首要条件,在电力系统规划设计的时候应该杜绝安全隐患,在必要的时候应该配备长期性的系统检测功能;三是成本原则,电力系统规划设计师为了实现系统功能,但也需要衡量系统设计成本,寻找系统功能效应与投入成本的平衡点,节约成本。 二、电力工程中涉及电力系统规划设计的主要内容 电力系统规划设计是对电力系统长期、中期的规划设计。在我国电力工程中电力系统规划设计具有较强的导向性。在进行电力工程规划设计的时候,涉及到系统规划设计的内容有:分析预测电力工程建设现场的电力负荷指数;处理周边地区电源规划情况;分析电力负荷数据,完善电源规划机构,平衡电力与电量;选择科学的电力工程接入方案;正确计算电力工程介入方案,确保方案的准确性;深入分析计算结果,综合考虑经济效益与方案技术的关系;主义考虑电力设计相关学科,借鉴电力学科资料。 (一)电力负荷预测与分析 电力负荷预测与分析是电力系统规划设计中重要的准备工作,对电力系统规划设计有巨大意义。电力负荷需要经过相关人员周密的计算分析,才可以给予电网规划设计获得具有参考价值的数据与信息。对中短期负荷的预测,应该分析我国经济发展情况,分析近几年来经济数据,知道我国经济大概发展情况,从而对电力最大负荷的层次进行分析。另外,规划设计人才可以参考已经完成的大规模电力系统情况,参考其电力负荷数据,对其进行分析,预测电力负荷,这种方式是我国电力负荷预测常采用的方法。预测电力负荷的方式比较多,比较常见的是预测方法、专家预测和模糊理论等。我国电力工程运用这些方法来预测分析电力负荷。分析负荷增长原因,从而可以分析出电力系统发展趋势,从而进行科学合理的电力系统设计。 (二)电源规划情况及出力 电源规划是对即将建设工程供电量分析,其周围的电网建设的规划研究,实现电力工程建设目标,是电力系统规划设计的重要组成部分。电力电源可以分为统一的调度电源和地方性电源两种,其中统一的调度电源是指电网调度统一的大型发电站;而地方电源是具有专用的发电设备的小型的地方性的水电站或发电站,每种电源发挥着作用是不同的,另外电源设备的投入使用可以看出电力系统规划的资金使用情况,对电源的出力情况进行分析可以有利于下一步工作的开展。 (三)电力电量平衡 电力电量平衡对电力系统的规划设计是具有制约作用的,根据电力负荷预测和电源出力分析,电力工程项目所在的供电区域、所在地区的电力与电量进行计算,平衡计算结果并对其进行分析,电力电量的平衡需要考虑分区间的电力电量的交换情况,这样就可以将电力工程的规模与布局确定下来。根据分析预测的电力系统各水平年的最大负荷,再根据各类电源的出力情况,可以计算出电力电量的盈亏,确定电力工程系统所需要的变电设备容量、所需要的发电量。确定的电力工程系统需要的容量应该是要加上系统需要的备用容量。 (四)接入系统方案 接入系统方案拟定的过程需要考虑电力工程的特点和电网的发展情况来确定,还需要考虑政府部门的相关意见及电网规划来进行方案的比较,使得拟定的方案时效性与实用性更强。接入系统方案要注意节远近结合,综合考虑节能降耗、节约用地,并运用电网新技术。同时需要提出电力工程项目各方案的规模与布局,终期近区电网结构、供电电压及运行方式等内容。 (五)电气计算 电气计算主要包括潮流计算、稳定计算、短路流计算和无功补偿计算。潮流计算是对电力网中电压分布和功率的计算。潮流计算可以计算中电网各网络原件电力损耗、电网各节点电压和电力潮流的分布情况,可以分析各接入系统方案的经济性、合理性和可靠性。稳定计算是对电力工程西戎的各故障情况进行模拟计算分析,确定电力工程系统稳定水平和稳定问题,稳定计算是以潮流计算为基础的,可以校验电力工程系统各个接入系统方案运营是否满足稳定性的要求。短路电流计算是验证故障短路在给定的网架中电气元件产生的不正常的电流值。短路电流计算可以校验电气设备,在发生故障的时候切断短路电流,减少短路带来的损失。无功补偿计算可以减少由于传输无功功率的各网络元件造成的电能损耗。 (六)方案比较 分析比较方案可以使得运算结果符合实际需要,确保电力系统更加可靠、安全,对方案进行横向纵向多层次的分析比较,可以形成最优化的方案,得到的方案设计是最符合实际需求的。 (七)系统专业提资 通过合理的系统设计、可靠的系统电气计算,选出综合条件最优的推荐接入系统方案中,确定电力工程项目的投产时间和建设规模,为电力工程规划设计提供准确的数据支撑和有效的设计依据。 三、电力系统规划设计工作的经验总结 随着我国社会经济的发展,电力系统进入快速发展时期,电力系统规划设计在电力工程设计中发挥着重要作用。如何更好的进行电力系统规划设计是电力工程规划设计中遇到的主要问题。本人认为在电力系统规划设计准备阶段应该了解大网区的基本情况和特点,收集附近地区电力系统情况,并将其录入数据库,作为电网现状的基础资料,了解附近区域电网发展变化情况,将其发展规划录入数据库中,为后续工作提供依据。在电力系统设计的时候应该时刻注意电力系统发展变化,收集更新数据资料库,掌握附近地区变电站、电厂和电力路线的数据资料和分布情况,收集当地负荷情况,计算各类系统电气,配合电力项目工程项目工作,不断更新完善基础数据。 四、总结 电力系统规划设计是电力工程设计中要组成部分,对电力工程设计是非常重要的,保障整个电力系统正常稳定运行。所以,应该重视电力系统规划设计,做好电力工程前期规划工作,制定科学的电力系统规划设计方案,注重基础数据库的更新完善,逐步提高电力系统规划设计的质量和水平,促使电力系统规划设计在电力工程设计中发挥应有的作用。 作者:王雅萱 单位:沈阳农业大学 电力系统论文:电力系统变电安全管理论文 1变电运行安全管理和设备维护中存在的问题 1.1不重视设备维护。 电力设备对保证电力系统正常运行有重要意义,可以说是电力系统得以运行的基础,但部分电力企业重使用、轻维护,对由于被长期使用而处于“亚健康”状态的设备不能及时检修,不仅进一步加剧了设备的损坏、老化,也影响了电力系统的正常运行。 1.2检修模式不科学。 当前,电力系统的检修模式为计划检修模式,其问题主要体现在检修频率、检修力度不当和检修模式落后等方面。部分电力企业为保证电力运行的安全和可靠,对投入使用时间不长的设备或性能良好的设备也进行大检大修,造成了人力资源浪费、检修效率低下等问题,不仅影响了正常供电,给用户造成了损失,还提高了设备发生故障的可能性,可谓得不偿失。而且,这种缺乏针对性的检修也增加了企业的运营成本,不利于获取最佳经济效益。 1.3安全管理不健全。 进行安全管理和设备检修维护,为的是处理变电运行中存在的安全隐患以提高供电的可靠性和减少事故的发生,但目前变电运行的安全管理不到位,主要体现在安全管理内容不全面、管理目标不明确或不具可行性或滞后、管理职责得不到切实落实、管理机制和制度不完善等。 2.加强变电运行安全管理和设备维护的对策 2.1明确管理目标。 要对变电运行进行有效管理,首先要明确管理目标。变电站安全管理是电力系统管理中的重要组成部分,其管理目标的制定需要以电网的实际运行情况和设备的检修计划作为依据,并有各项具体措施为目标的实现保驾护航。此外,电力企业需对目标的执行过程和执行结果进行监督、总结、分析,并对其中存在的问题进行探讨,寻找有效的解决措施,保证目标实现的同时,为下一目标的确定提供必要的依据。 2.2责任落实到个人。 责任落实到个人,即变电运行安全负责人和设备检修负责人、工作人员均负有保证变电运行安全、正常和检修安全的责任。个人应明确本职职责,忠于本职工作,以高度责任感完成本职工作,并自觉相互监督,提高安全管理工作的效率。企业要将责任真正落实个人,提高企业职工的责任感和主人翁意识,首先应制定严格的安全生产和安全管理制度,加强安全检查工作,以定期检查和不定期抽查的方式提高检查的力度。此外,安全管理负责人还应定期对变电运行情况和管理工作进行回顾总结,对变电运行存在的问题和隐患及时进行整顿、处理。要将责任落实到位,企业员工本身需具备一定的职业技能。企业应加强对安全管理人员和设备维护人员的培训,使他们掌握一定的故障发生规律和检修维护技巧。 2.3采取应急措施。 变电系统一旦受到人为因素、自然因素等外界因素的影响,正常供电可能难以为继。为保证特殊时期供电的正常,减少损失,电力企业应制定具体可行的应急预案。此外,电力有引发火灾的可能,且电力所引发的火灾是不能够采用常规灭火方法扑灭的,因此,电力企业应在变电站内备置足够的消防设施设备,并且加强企业职工的消防安全意识,加大消防知识宣传和消防演习、安全事故演习力度,提高企业职工的应急处理能力。 2.4信息化管理。变电运行的进行、数据庞杂,需要建立一套能够及时采集、准确分析和处理海量数据的管理系统,才能为发现和消除变电运行中的安全隐患提供必要依据。有学者着眼于当前先进的计算机技术,提出了变电运行管理信息系统的架构,在这个系统中,地区电业局部网络连接着电力局生产服务器、供电局服务器和变电运行工区服务器,供电服务器又连接着具体的供电单位的网络,变电运行工区服务器依靠变电运行工区的网络连接具体变电站,各供电单位和变电站通过网络将电力信息上行反馈,为上级管理单位调整和制定变电运行安全管理政策、措施提供必要的数据和信息。该系统较好地实现了数据的采集、分析和处理,在实际管理中具有可行性。 3.结语 当前,社会经济的发展和人们日常生活的正常进行都依赖于电力的支持。在电力事业中,电力系统变电运行是电力工程的重要建设项目,变电安全管理和设备维护是电力系统管理的重要内容,其高效管理质量与维护水平对保障电力系统的正常运行有基础性意义,一旦设备出现故障或安全管理出现漏洞,都会对生产生活带来损失和困扰。因此,加强变电运行安全管理,提高设备维护水平,是保证居民用电和生产用电、减少经济损失、节约电力企业运营成本的有效途径。加强安全管理和设备维护应根据实际操作存在的问题对症解决,可从明确管理目标、落实安全管理责任和维护责任、实行信息化管理和采取一定应急措施等方面入手。 作者:殷常敏 段振茂 单位:国网河南省电力公司安阳供电公司 电力系统论文:电力系统物资管理论文 1.电力系统物资管理现状分析 1.1物资采购不合理 一般情况下电力系统的物资采购是利用招标的方式进行,而物资采购的招标的过程有许多(体现在那几点)不规范的方面,使得采购的物资质量的不到有效的保障,造成其的使用效率不佳,资金使用的随意性较大。电力企业在采购物资的过程中需要先进行多方面的询价环节,一般应掌握三家以上信誉及口碑较好的厂家供应物资的价格情况.但是由于各种因素的影响,采购人员对于所需物资的种类、数量、类型等,没有准确的把握,没有真正做到合理利用资金。 1.2物资采购监督机制不完善 电力系统的物资采购直接关系到所购进物资的性能、资金的使用等,是极为重要的经营活动,其他各个部门均需要对该类活动进行约束与监督。但是许多企业没有针对物资采购流程构建监督机制或者监督管理机制较为陈旧,存在重大的缺陷等,导致采购项目的监督力度不足。具体来说则是将职能部门的设置全面寄托于内部控制,而其并不能够合理的进行机构设置;经营策划部门仅仅负有监督采购活动的责任,而供应物资的质量则不属于其管理范围,管理工作出现真空点,使得采购活动的一些环节无法做到有效的控制。 1.3价格供应商监管不力 价格供应商管理不力是电力企业物资管理一直面临的严重问题。由于各种因素的影响,针对价格供应商的监督与管理十分松懈。一般来说,分层分类的方法属于较为有效的管理方式,但是在实践的应用中,且推行的方式存在问题,合作较为不稳定,且财务部门也没有参与监督管理。 2.改进措施 2.1科学管理资金 在进行物资管理的过程中,需要全面掌握购进物资的市场情况,价格波动及各个厂家对物资的报价,全面进行分析对比之后,在优选供应商,合理的利用物资采购的资金。在资金的投人使用方面,电力企业的物资管理部门具有较强的综合性,需要与各个部门做好协调关系,包括财务部门、生产部门等,结合已经制定的投资项目、项目批复等,制定科学的项目物资采购资金使用方案,有效的对财务部门提供的资金实施科学的统筹规划,使得资金能够充分发挥出效能。针对维修方面的资金,财务部门应结合实际情况,把资金调拨至物资管理部门,并严密监督是使用方向。 2.2落实各项规章制度 在企业内部推广物资集约化管理模式,先全面掌握各项重点工程基本进度安排,进行有针对性的研究,制定好预警机制,积极和物资供应商进行协调,将传统的简单的实施物资招标采购转变为供应链的整体管理模式,包括制定采购方案、寻找物资来源、制定合同、物资存储、配送等内容。在实施物资集中管理的过程中,应逐步强化管理,对于其中的各个环节进行约束、规范,做好审核管理工作,优化采购计划的编制质量,协调各个部门,共同实现科学的物资采购。另外针对废旧物资的处理,也需要实施规范措施,将该类物质全面利用起来,完善管理机制,并构建应急物资保障制度。 2.3构建物资信息管理系统 现代科学技术的进步,许多企业均在大力开展信息化建设,电力企业也需要构建物资管理信息系统,实现电力物资的网络化管理,包括物资的招标工作、投标工作等,均能够在网络平台中进行。管理人员可以利用该网络信息平台了解到供应商的报价情况,并直接和供应商进行协调等。另外信息平台还能够将各类信息进行储存,不仅包括购进的物资、消耗情况等,还包括限制物资,其他部门可以了解该类信息,实现资源的合理调配,提升其利用率。 3.总结 现代市场经济的深入发展,各个行业之间的竞争越来越激烈,电力企业作为现代社会中极为重要的机构,在良好的社会形势下得到了快速稳定的发展,但是企业不可避免的需要面对不断扩大化的各项竞争。电力系统的物资管理部门是电力企业管理体系主要构成部分,其能够对于整个管理系统的正常运行起到极大的促进作用。本文仅从一般的角度分析了现代电力系统物资管理中存在的问题,并提出了几点改善意见,实际的管理工作中还需要管理人员结合企业的实际情况,构建完善电力企业的的物资管理信息系统,使得电力物资管理的集约化化更高,各个流程运行更加顺畅,效率更好,带来良好的经济效益及社会效益。 作者:邓晓建 单位:国网宁夏固原供电公司
小型企业管理论文:小型企业管理问题及对策探析 摘要:伴随着知识信息化时代的到来,经济市场中企业之间的竞争持续激烈化,而时代特征突出了企业对于知识、信息等技术资源的依赖性逐渐增加的同时,也对企业的管理提出了更高的要求。由于小型企业具有其存在的特性,因此时代的转变对于其来说既是一次机遇,也是一次挑战。小型企业必须转变其发展战略,重视其在管理上的问题,从而完善管理,实现企业的快速、健康、可持续发展。 关键词:小型企业;管理;对策 伴随着知识信息化时代的到来,经济市场中企业之间的竞争持续激烈化,而时代特征突出了企业对于知识、信息、人力等非物质资源的依赖性的逐渐增加,同时,也对企业的管理提出了更高的要求。我国小型企业数量多,涉及方方面面的行业,为一个城市的经济发展贡献着绝对的力量。但受到自身规模及资金投入等方面的限制,其竞争优势并不明显,生存能力也相对于规模较大的企业来说有一定的劣势。尤其面临时代的变迁,小型企业在管理上暴露出来的问题也越来越多,虽然时代的转变对于其来说是一次机遇,但同样也是一次挑战。小型企业必须转变其发展战略,重视其在管理上的问题,找准管理上的着重点,从而完善管理体制,实现企业的快速、健康、可持续发展。 一、小型企业发展现状及管理存在的问题 我们不能小视经济市场变化给我国小型企业的发展带来的机遇,但同样不能忽视在当前小型企业发展管理过程中所存在的种种问题,正是这些问题的存在,严重制约着他们的发展。正视所存在的问题,并给予一定的改正与优化,才可以使得他们保持一定的优秀竞争能力,得以持续、稳定的发展。 (一)人才储备机制不够完善。从员工层面来讲,大多数小型企业对于人才的招聘流程过于简单,在招聘时没有充分对于所需求人才进行专业能力及职业道德素养能力的考察,导致所用人才的专业知识水平能力欠佳,并不能百分百胜任日常工作,同时企业受到资金及观念的限制,并不重视对企业员工的培训,而相关的人力资源管理机制也不完善。从管理者层面来讲,管理者是一个企业的领军人物,应当具备过硬的专业知识与管理能力,有较高的思想觉悟能力和较强的经验与素质,但事实中,大多数小型企业的管理者往往并非科班出身,对其所涉及的某一领域并没有充足而经验,往往一人说了算,缺乏民主化,管理意识与决策能力也受到自身能力的限制,从而制约了企业的发展。 (二)发展缓慢,不能很好的融入市场。随着经济时代的转变以及我国相继颁布的一些政治金融政策,发展规模较大的企业都能够很好的把握,并顺利转变自身企业发展战略角度,转变企业管理理念,使其适应当前我国的经济发展,而对于中小企业来说,目前存在的问题就是发展过于缓慢,不敢大胆的做出相应的决策,没有前瞻性思想,对于市场政策把握不够准确,因此不能很好的、快速的融入市场。 (三)忽视长远发展。大多数小型企业的发展规划只着重于眼前的利益,忽视了长远的发展规划。这是造成企业“短命”的重要原因之一。只追求眼前利益,缺乏远见,不能根据市场发展趋势做出科学、合理而又长久有效的规划,忽视了长远的发展就必然导致了企业在经济市场中存在的时间短暂。 (四)管理体制漏洞太多,陈旧缺乏创新。我国小型企业在管理体制上的发展现状大多就是受到管理人才缺乏的限制,管理体制又多数是从其他的企业中照搬过来的,缺乏灵活性和有效性。而且,不能跟随市场变化不断的完善企业的管理体制,使其根本发挥不了对企业的约束、管理能力。 (五)创新能力欠佳。创新是一个企业发展的动力源泉,也是企业保持优秀竞争能力的优势来源,我国小型企业在创新力发展这方面欠缺主要有两个原因,一是因为资金投入受到限制,很多企业在科技研发、人员创新鼓励政策上的资金投入有限,不能很好的鼓励人们积极参与其中,而且也没有一个良好的创新氛围;二则是因为企业的管理者对于创新的不重视,缺乏相应的创新理念,很难将创新很好的应用于企业的发展中去。 二、小型企业管理的优化途径 (一)科学的进行人力资源管理,重视人才在企业发展的优秀地位。科学、合理的配置好人力资源,高效的管理好人才,才可以让人才更好的服务于企业,为企业带来更多的经济效益,以此提升企业价值。因此,针对我国小型企业在人力资源管理中限制企业管理的因素出发,本文作者认为,应当重点突出小型企业对人才的需求程度,实行科学合理的管理体制。首先是尊重员工,重视他们的价值,让他们能够在工作中感觉到自己存在的价值。主动关心、帮助有需要的员工,树立以人为本的观念,这同样因为员工的工作热情与努力及其潜能的开发提供了一个良好的基础。其次是加强对员工的培训,以全面提升企业员工服务于工作的能力。培训的作用是激励员工不断的努力,良好有效的培训机制可以全面提升员工的工作素质与能力。 (二)完善管理体制,加快小型企业的战略转型。管理体制不健全、不完善很大程度上制约着我国小型企业的发展。对于小型企业来说可以多向大型优秀的企业甚至是国外的企业学习,学习他们先进的管理经验,在学习的基础之上,健全自己的管理体制,根据经济市场变化规律,立足于眼前,设置长远的发展目标,明确每个部门、每个人的责任,简化管理流程,使之更加合理、简单、有效,高效的加快我国小型企业的发展。 (三)重视创新,加大企业资金的投入力度。创新是企业发展的灵魂,把握住创新,就等于把握住了企业的优秀竞争优势。尤其对于小型企业来说本来自身发展就受到种种问题的制约,如再在创新机制上落后于其他企业,则发展就步入一定的危机之中。本文作者认为针对目前我国小型企业发展,应当从理念、组织结构、企业文化及科学技术四个方面加大创新力度。理念创新,这要求企业管理者充分认识到创新所给企业带来的机遇与发展,转变观念,加大对创新的资金投入。组织结构创新,在为了弥补本企业在组织结构上的不足,大胆创新,去除繁冗的结构,以科学合理的结构更好的服务于企业。企业文化创新,是转变一个角度以更好的文化氛围吸引人才,服务于人才,良好的工作氛围能够得到员工的价值认同感,从而更加努力工作。科学技术研发方面的创新,主要是指加大资金投入力度,重视新技术的研发。 小型企业管理论文:试论我国小型企业管理 摘 要:本文通过研究我国中小企业经营管理的现状及存在的问题,结合我国的实际情况,就如何提高我国中小企业的管理水平提出了解决目前我国中小企业存在问题的途径和方法。以促进中小企业健康发展,迎接入世挑战,促进我国经济与社会全面发展。 关键词:中小企业;管理现状;企业文化;信息化;改善途径和方法 1 中国现代中小企业管理的现状 改革开放以来,我国中小企业发展十分迅速,已经成为国民经济的重要组成部分,也是我国经济实现高效增长的主要推动力。在我国企业中,中小企业在数量上占绝大多数。中小企业大多数分布在地、(市)县,是地方经济和地方财政的重要支柱,提供了城镇就业机会。伴随着国家经济战略的不断调整,其总体数量和经营范围不断扩大。中小企业对社会主义市场经济发展和社会稳定起着重要的促进作用,也是当前经济生活中最活跃的因素。 然而,我国中小企业的营运管理仍处于较混乱的阶段,企业内部的各项制度还不完善。许多民营企业家对市场经济知识、现代企业管理知识、法律知识所知甚少。而知识的陈旧与结构的不合理,也是目前中小企业家中存在的突出问题。用20年前学到的知识管理者21世纪的企业其结果可想而知。 当前怎样去创新、去改善企业的管理模式是我国中小企业家所面临的最大挑战。目前中小企业管理模式的基本情况是缺乏现代科学管理知识,缺乏企业发展的战略思维和对人才的管理与培养。这些都很大程度上阻滞了企业发展的前进道路。 2 现代中小企业管理中存在的主要问题 2.1 企业融资困难 在我国许多中小企业都拥有自己的筹资渠道,但是总的来说,筹资渠道过于单一,融资难仍旧是中小企业发展过程中面临的较大困难。相比于发展较为成熟的大型企业来说,中小企业的资金来源非常不稳定,由于缺乏较高的信任度,从银行获得信贷支持相当有限。银行会因为中小企业的经营业绩不稳、偿债能力不高、信息缺乏透明度而拒绝给中企业提供支持在国家的相关支持政策没有到位之前,中小企业的发展会因为融资能力较差而受到影响。 2.2 缺乏懂技术、会管理的高层经营管理人才 目前我国中小企业:企业经营管理者队伍的管理素质普遍不高,据了解具有大专以上学历的管理者在各企业中仅占一半,其中大部分管理者是以技术见长,真正具备经济、管理类学历人员的占极少数。还有企业职工队伍的素质普遍较差,据有关资料查询,我国35岁以下的青年职工约8000万,其中初级工占80%,中级工不到20%,高级工仅占1%,而且很多人的技术水平尚未达到应知应会的标准。从总体上说,管理人员的意识比较单薄,缺乏先进的管理思想,素质和业务能力较差,很难对企业所面临的各种挑战和困境有一个很好的应对方法。 2.3 设计组织结构不合理,各部门分工协作程度低 中小企业在设置组织机构时往往没有考虑很周到,并没有根据自身特点,按照不同管理幅度划分不同管理层次,设计不同的组织机构,只是很简便地设定组织机构,从而导致很多目标很难实现的现状。有些中小企业虽然设有内部管理制度,但不够全面,没有覆盖到所有的部门和人员,没有渗透到企业各个业务领域和各个操作环节,所以造成企业中各部门协调合作不好,从而阻碍了工作的进程。 2.4 管理方式落后,信息化水平低 中小企业由于缺乏管理人才和资金,导致管理较乱,在企业内部的各项不完善制度的管理下,导致企业在营运中不断出现问题。企业如果没有一个良好的管理团队,这将很大程度上阻碍企业发展的脚步。 3 提高中小企业管理水平的对策与建议 3.1 拓宽筹资渠道 中小企业要想拓宽筹资渠道是有难度的,但也不是无路可走。企业家眼睛可以向内收,企业税后利润进行分配后所形成的盈余公积和未分配利润作为企业的一个资金资源,即留有收益资金。企业家也可以作好向银行借款的工作,中小企业都要争取享受优惠贷款利率,企业向银行借款筹资可分为短期筹资和长期筹资,中小企业做筹资决策时,即在短期投资和长期投资两种方式之间权衡时,做何种选择主要取决于筹资的用途。总之,中小企业要发展,就要筹集资金。筹集资金要讲科学,作好预测,制订计划选择适宜的筹资渠道和方式,降低资金成本,规避财务风险,以创造更大的资金效益。 3.2 提高管理者素质,改善经营管理 一个企业发展好坏与这个企业的管理能力有着密切的联系。这就要求企业加强管理,提高管理效率,树立正确的经营观念,如市场观念、用户观念、竞争观念、创新观念、效益观念、战略观念等。与此相适应,就需要大批具有经营管理才干和经验的现代职业企业家,他不仅应具备革命化、知识化和专业化,而且还应有组织协调能力、观察分析能力、决策能力以及创新能力。提高管理者素质是改善中小企业管理现状的关键。提高管理者素质的途径和方法既可以对现有管理者进行培训,也可采用民主选举或对外招聘。 3.3 引进人才、实现中小企业的技术创新 从中小企业的长远发展来看,技术进步和技术创新已经成为制约其发展的最突出的因素。因此,政府应采取措施,鼓励和推动中小企业参与技术创新活动。构建产、学、研公共服务平台,加大政策支持力度,解决中小企业在资金、技术、人才等方面的困难。鼓励中小企业采用新技术、开发新产品,在资金投人方面,支持中小企业对基础阶段和应用阶段的技术进行研发,提供中长期低款以及在财政、税收等方面支持中小企业从事技术开发。另一方面我国中小企业应积极引进人才,加强职工培训, 提高企业员工素质。 小型企业管理论文:论我国小型企业管理制度建设 【摘要】 企业要发展必须有良好的外部环境,但任何外部环境的改善都不能取代企业内部管理。企业内部管理之要义在于内部管理的制度化,“没有规矩,不成方圆”,企业的发展离不开管理制度。企业管理制度是企业正常运行的保障,在企业运行过程中需要依据科学完整的管理制度,在制定决策的时候也需要相应的管理制度予以支持,制定科学的、完整的、可行的制度,并依照这种制度进行有效的企业管理,确保企业在运行过程中有法可依、有章可循。 【关键词】 中小企业 管理制度 制度建设 一、中小企业管理制度的局限性 1、中小企业管理制度落后 改革开放已经30多年了,但是国内的很多中小企业还存在相当比例的无制度或者制度落后的问题。据不完全统计,中小企业在发展过程中遇到的发展瓶颈,除了产品周期、技术因素等外,还有一个普遍制约的因素,那就是规章制度建设的缺失或者落后,未能跟上时代的步伐,成为发展中的障碍,这就是我们常说的短板(木桶原理)。“没有规矩,不成方圆”,企业的发展离不开管理制度。一套适用的企业管理制度,完全可以让企业管理事半而功倍,有章可循,在一定程度上辅助企业快速发展,预防和控制企业的法律风险。 2、中小企业管理制度不完整 随着企业的发展,很多企业管理制度需要即时修改完善增加,而在众多的中小企业中存在这种制度跟不上发展的步伐,更有甚者是制度缺失,主要表现在企业出现了一些问题时没有相应的管理制度去指导和解决,其次表现在制度内容有漏洞,会造成企业“法律”空白,最后表现在制度的体系缺失,有企业管理制度,但是没有监督和考核制度。 3、中小企业有管理制度无执行 首先表现在制度摆在那里,但需要根据领导的态度来决定执行与否。这类制度本身质量不存在问题。人们会站在自己的角度假定领导的好恶,并且用实践去小心求证。结果发现这样的制度执行到后来,大家办事都不依制度而依“惯例”。制度执行缺乏原动力,如无根之草,没有生命力。 其次表现在制度摆在那里,执行按一定的规律。这种制度基本上也没什么质量问题,主要是执行人的问题,谁被制度制裁了的叫做“撞枪眼上了”。这种制度在执行时常常表现出时间上分布的规律性,比如一段时间抓考勤、一段时间抓企业文化等等。这种制度的执行力不足,既有领导的问题,也有员工的问题。这类制度同样没有生命力。 最后表现在制度摆在那里,但人们视而不见,并不一定按制度办事。这种制度存在以下可能性,一是人们知晓制度的内容,但是制度的规定不如经验更有效。二是制度的规定显然比经验有效,但就是过于理论,执行起来难度过大。三是制度再常见不过,制度编写目的看似清楚,但到了关键流程环节总是模糊化,比如关键时刻出现“据有关规定办理”等简单的词句。 4、中小企业管理制度科学性低 企业规章制度的制定是一项专业性较强的工作,既要结合企业实际情况,又要考虑法律法规的相关规定。很多中小企业缺乏相应的专业人才,制定的制度没有系统性和科学性,管理制度虽然是以一个个文件单体的形式存在,但是从企业整体角度来看,管理制度的集合是一个内在有机联系的系统。这个系统基本可以划分为管理制度管理体系和管理制度内容体系两大部分,二者相辅相成,缺一不可,共同构成企业管理制度体系。其中,管理制度内容体系是制度建设的本体系统,管理制度管理体系是制度建设的保障系统。所以,管理制度建设首先要从体系入手,一方面要强化管理体系,另一方面要优化内容体系。 二、中小企业管理制度建设的原则 1、遵守国家法律法规 《劳动法》明确规定:“用人单位制定的劳动规章制度违反法律、法规规定的,由劳动行政部门给予警告,责令改正;对劳动者造成损害的,应承担赔偿责任。”因此,一切违背《劳动法》确立的基本原则的内容都是无效的。此外,违背劳动法律、法规和规章以及其他法律的内容,也都是无效的。《企业职工奖惩条例》规定:“企业实行奖惩制度,必须把思想政治工作同经济手段结合起来”、“对违反纪律的职工要坚持以思想教育为主,惩罚为辅的原则”。因此,企业劳动规章制度的制定也要贯彻“以思想教育为主、惩罚为辅的原则”。企业管理制度的制定,不能超越法律、法规规定的范围,只能在规定的范围内,结合企业实际情况,将其具体化,使其具有可操作性。 2、坚持实用和民主的原则 企业管理制度一定要结合企业的实际情况,简单实用,否则制度就没有生命力;同时企业管理制度一定要征求企业员工的意见,要让员工了解国家的有关法律、法规,发动职工认真学习讨论,使得制度的产生于执行具有民主性,这有利于制度的制定、执行以及员工对制度的自觉遵守。 3、符合前瞻性原则 企业管理制度的制定既要满足企业现阶段的需要也要考虑企业的未来,不能目光短浅,还要考虑到国家的法律、法规都在不断出台或调整,对于国家新出台或调整了的法律、法规,企业要及时对照学习,发现本企业管理制度有与之不相适应的条款,要及时修订。同时,企业在修改管理制度时,也要充分发扬民主,使企业的管理制度更切合企业的实际,具有可操作性。 4、满足系统性和科学性原则 根据企业的现状,管理制度要涵盖企业的方方面面,形成一部完整的制度体系,在制度体系下要分为监督体系、考核体系、管理体系三个分支,三者要紧密联系,互相制约,要避免顾此失彼,各种体系之间既有相关性又有制衡性,进而保证企业稳步平衡向前发展;管理制度要符合现代科学的管理理念,要吸收先进的管理思想融入到企业管理制度中,让制度有根可循。 三、中小企业管理制度建设的方向 1、加强企业管理理论的研究 从19世纪末到20世纪初,欧洲和美国都相继有人提出比较系统的管理理论,20世纪20年代以后出现了行为科学。二战以来,管理理论得到了丰富和发展,并形成了众多的学派。科学管理理论发展到今天已经相对比较成熟,这些管理理论的发展为企业科学化管理提供了非常好的理论,企业要加强企业管理理论的研究,为企业科学化管理提供坚实的基础。 2、进一步完善企业管理体系 企业在不同的阶段需要不同的管理制度、不同的管理体系,首先要明确企业现在处在生命周期的哪个阶段,然后采取相应的措施。企业生命周期的不同阶段会有不同的挑战。 在企业内部管理方面,一般会经历如下五个阶段:建立初期:“救火”,出现什么问题解决什么问题;发展中:“规范化”,完善与管理相关的各种制度,并培训实施;发展高阶:“理性化”,企业已能按照既有制度及流程自行运作;发展成熟阶段:“文化化”,企业形成自有的企业文化并根植每位员工的心中,并为公司的长期战略共同努力;发展自由阶段:“人性化”,企业超越理性的约束,更加注重“人性化”的管理。 根据企业的发展阶段为自己的企业科学地构建一个管理体系,这个管理体系可以帮企业在方方面面实现科学化、制度化,让企业良好运作。规章制度与企业发展之间的关系是从基本适应到基本不适应再到基本适应的过程,这就需要对规章制度进行管理。对规章制度的管理需要进行系统的思考。从系统论角度来看,一个系统可以由外部环境、宏观系统、中观系统和微观系统组成。国家有关法律、法规和行业政策等是规章制度的外部大环境;而企业发展战略、企业文化、管理控制模式和组织职能则构成了规章制度的外部小环境。 企业制度建设是各企业的基础管理工作之一,涉及公司各个部门和各层管理人员。因此,在宏观层面要做好规章制度的规划工作,规章制度的规划工作是公司层面的涉及全局性的一项工作,需要有专门的部门进行统筹规划。而规划工作则要满足公司发展战略的要求,兼顾企业现在和未来发展的需要,通过有系统的规划,推动企业整体规章制度的建设。 职能部门在规章制度的中观管理方面发挥重要作用,一个职能部门为行使职能管理,往往需要制定一系列各种关联的规章制度集合。这些部门需要定期对本职能领域的各项规章制度进行监督、评估和修订,不断完善其管理职能。因此,在中观管理层面,需要积极发挥职能部门的积极性。 在制度的微观管理层面,涉及到对具体一个制度的生命周期管理。制度的生命周期要经历申请立项、需求分析、起草、审核、颁布、实施、监督、评估、修订完善等阶段。制度生命周期管理就是要对构成制度生命过程各个环节实施全过程管理,并实现制度生命的更新或延续。 3、完善规章制度内容体系 制度管理体系与内容体系相对应同样可以划分为宏观、中观和微观三个层面,每个层面的侧重点有所不同,但是各层面之间又有着内在的必然联系。对于内容体系的宏观层面,主要考虑公司规章制度建设如何与公司的发展战略和管理控制模式相匹配。不同发展战略和管理控制模式,意味着公司管理模式和管理重点是不同的,必然会体现在不一样的管理职能上,并最终落实的规章制度里面。例如对于战略管理型的管理控制模式,集团公司管理的重点是战略、财务、人力资源和投资等方面,制度建设必须要与管理重点相匹配,才能有效保障战略目标的实现。 对于内容体系的中观层面,主要考虑构建支持企业各项职能管理的全套制度,并进行有效分类。对于某一项职能,需要建立相互联系、密切配合的若干制度组成一个完整的、系统的制度集合,即制度树。因此,中观层面的制度内容体系建设的重点是建立职能管理的制度树体系,力求做到不遗漏、不重叠。若干项职能制度集合组合在一起,就形成横向分类、纵向分级的制度内容体系架构。 对于内容体系的微观层面,主要是指构成制度内容体系的基本单位——单体规章制度。单体规章制度内容建设主要从两个方向入手,一是从形式上对规章制度进行规范;二是从内容上对规章制度进行优化,使之更具有合理性和可执行性。形式可以从格式规范、结构清晰、文字准确等方面进行优化;内容可以从权责明确、内容完整、流程合理等方面进行优化。 小型企业管理论文:对小型企业管理制度的认识 摘要:当下社会行业竞争激烈,一些企业一味追求改善企业的生产经营方式提高竞争力,却忽视了企业内部的管理制度对企业命脉的影响。建设良好的管理制度能够为企业带来竞争资本,因此建立并健全良好的企业管理制度在经济全球化的发展趋势下是刻不容缓的。笔者就小型企业的管理制度进行研究分析,主要从小型企业管理制度存在的问题和对企业管理制度进行进一步完善和落实两方面进行探讨的。 关键词:管理制度;完善;落实 我国小型企业大部分属私营个体性质,集权现象严重,并且管理理念和管理方式仍延续落后的思想和方法,没有认识到良好的管理制度对企业内部的良好运行产生巨大的影响。本文主要是从分析小型企业制度的问题,完善并落实企业管理制度两方面进行讨论的。 一、联系实际找出小型企业管理制度存在的问题 1.小型企业管理制度不能让员工产生归属感 每个人都想实现自己存在的价值,但大部分小型企业属私营个体性质,多以赚钱为主要目的,企业领导者采取集权制度,不能充分调动员工积极性,而企业的效率直接与员工的工作效率挂钩。没有合理的管理制度,员工很难体会到归属感,内部员工人心涣散,直接影响企业效率。那么这样的企业犹如一盘散沙,很难继续发展。[1] 2.小型企业管理制度不够完善,不够实用 与大中型企业相比,大部分小型企业正处于发展初期状态,生产经营情况不佳,企业的责任人将企业运营重心放在生产经营方面而企业的管理制度没有受到重视。这些企业在制定管理制度时以企业当前利益为重,不能考虑众多因素建立完善的管理制度。其次,部分小型企业即使认识到管理制度完善的必然性,但大多照搬一些成功大企业的先进的管理制度却不结合切身实际,往往建立不合自身的管理制度,而自身人员职位的不固定性造成管理制度的不确定性,使管理制度很难执行。 3.小型企业管理制度缺乏创新 创新是企业生存和发展的灵魂,对于企业来说,创新包括技术创新及制度创新。技术创新能够为企业带来经济效益,然而制度创新也是不可或缺的。企业井然有序的日常运作与管理制度是紧密相连的,而制度创新可以消除老制度的缺陷,使企业高效的运转。有关资料表明,我国部分企业在日常经营管理中,受陈旧的管理思想影响,忽略市场调研,不能及时了解市场变化,继而不能使用先进的管理方法,使企业止步不前。由此,企业要懂得创新,引入先进的管理人员,从而提高企业管理水平和管理人员的素质。[2] 4.小型企业管理制度不能全面落实 企业中制度容易拟定,但在实际管理过程中往往落实情况欠佳。正是由于小型企业的特点即小型企业集权现象严重,人力资源不足,没有完备的落实部门,执行环境制约等方面的问题,所以全面落实管理制度相当困难。 二、完善并落实企业管理制度 小型企业发展落后的主要原因是管理制度不够健全,不够合理,因此要建立健全的管理制度是刻不容缓的。 1.完善小型企业的管理制度 (1)提高管理者的素质和管理能力 一名优秀的管理者,要有卓越的组织才能,果断的决策能力,高度的责任心,勇于创新的精神。为了提高管理者的管理能力,首先,企业可以对高级管理层的管理者进行专业培训,使管理者接受一些先进的管理方式。通过培训,提高管理者的理论知识。其次,管理者有了足够的理论知识后,就企业现状,整合出一套最适合企业自身的管理方案,将方案的管理思想下发到各个管理部门,并对下层部门的管理者进行公司内部培训,提高下层管理人员的素质修养水平。最后,企业管理者要有“终生学习”的思想,不断充实自己,改善管理方案,提高自己的管理素质。[3] (2)提高管理者的创新能力 管理者要提高创新能力,一方面要做到具有对信息观念灵敏的能力。现在是信息的时代,在激烈的社会竞争中,能搞全面掌握当下信息动态,也就把握了经济发展的趋势,从而能正确的分析经济形势;另一方面,作为一位出色的管理者,还要具备高度的竞争意识。竞争是企业赖以生存的外部动力,有了竞争,管理者就不得不以战略目标出发,协调好内部关系是企业能够与外部竞争的必要条件。[2] (3)建立良好的管理环境 管理环境对管理工作的高效进行有着重要的影响。企业的经营管理过程相当复杂,为了保证其高效运行,务必要建立良好的管理环境。建立一个完善的管理环境关系到企业管理制度的执行及落实,进而影响到整个企业的运营情况及战略目标的实现。为了建立良好的管理环境,管理者和员工都要做出努力。 从管理者来讲,管理者要对企业的管理环境引起高度重视,俗话说环境决定命运,虽然不是绝对的,但管理环境在很大程度上影响着管理工作的好坏,所以说管理者要控制好企业的管理环境。而保证良好的管理环境的手段之一就是提高员工在企业中的归属感。而员工对企业归属感一定程度来讲依靠的是员工自身的主动性,但还有很大程度上依靠的是管理者对员工的激励程度。管理者不能只是注重工作效率,要完善薪酬制度,奖励制度,福利制度等,只有让员工感受到企业对员工的福利及关怀,才能使员工变被动劳动为主动劳动,从而提高企业的绩效。 从员工来讲,员工要严格执行管理者制定好的管理制度,为创造良好的管理环境奠定基础。第一,要肯定自己,认识到自己对企业良好制度运行的重要性,认识良好的管理制度能为企业及个人带来的利益。第二,员工要严格执行上级派发下来的任务,服从上级命令。第三,各员工之间要处理好自己与其他员工的人际关系,提高自己的组织观念,将自己视为组织中的一员,团结协作,为共同的目标提高企业绩效献出自己的一份力。 2.落实小型企业的管理制度 完善的管理制度只能为企业提供一项策略,要想企业管理方面井然有序,务必要落实好企业的管理制度。企业要做到一旦提出管理制度就要坚决执行,全面落实。发挥小型企业灵活性高的特点,培养员工的灵敏性,避免墨守陈规。 总之,小型企业的现状告诉我们建立完善企业管理制度的迫切性。只有加强企业管理制度建设,提高管理者的管理水平,增强管理人员责任心才能保证企业适应新时代的经济形势。除此之外,管理人员还要完善落实管理制度,这样才能迫使企业持续高效发展。 小型企业管理论文:经济危机后小型企业管理的反思 [摘 要] 在席卷全球的金融危机中,中国中小企业,尤其是东南沿海的小型企业损失惨重。对金融危机中暴露的问题进行充分的反思,对小型企业今后的管理和发展将起到积极的作用。 [ 关键词 ] 小型企业 经济危机 企业管理对策 小型企业的存在对于我国经济发展极为重要。根据2009年11月底的数据显示,中小企业数量占我国企业总数的99%以上,由此中小企业的重要地位可见一斑。但在经济危机中,我国小型企业的经济损失也是重大的。由于资金、规模、影响力等资源的有限,受到金融海啸冲击力越来越大,一些企业特别是外贸出口企业遇到了订单减少、资金紧张、利润减少、亏损增加等严重困难,有的甚至会因此而破产、倒闭。“中小企业倒闭潮” “民工返乡潮” “裁员企业名单” “不景气行业名单”等问题相继出现。客观来讲,在这次经济危机中,中国的经济损失并不大,甚至于国际上有这样一种观点,发达国家从经济危机中回复过来,“部分归功于中国经济的活力”。那究竟是什么因素,让中国的小型企业在经济危机中“很受伤”?今后又将如何面对? 一、我国中小企业的现状 1.发展历史 我国对企业的界定先后经过几次调整。建国初期,曾按固定资产价值划分企业规模。1962年改为按人员标准对企业规模进行划分。1978年国家计委把划分企业规模的标准改为“综合生产能力”。1988年按不同行业的不同特点作了分别划分,划分的依据主要有以实物产量反映的生产能力和固定资产原值。1999年再次修改,将销售收入和资产总额作为主要考察指标,将企业分为特大型、大型、中型、小型4类。目前我国中小企业占全国企业总数的99%;中小企业工业总产值和实现利税分别占全国总数的60%和40%;中小企业提供了大约75%的城镇就业机会;在我国1500亿美元左右的出口总额中,约60%来源于中小企业。按经济地带划分:东部地区是我国中小企业最为发达的地带,42%的小企业分布在这里,全国小企业工业总产值的66% 由这里产出。小企业的平均产值规模,东部是中部的2.5倍,是西部的3倍。按所有制结构划分:全国已形成多元化的结构。在小型企业总量中,个体和私营企业占到77.7%,集体企业占20.1%,国有企业占1.4%,三资企业占0.6%;而在产值上,集体企业占51%,个体、私营企业占23.3%,国有和三资企业各占13.1%。 2.现仅存在问题 真正追究起来,小型企业的巨大损失,并不应完全归咎于经济危机。而是由于经济危机的存在,使得小型企业本身的问题暴露出来,并进一步加剧,重创企业本身。企业今后的良好发展,就必须正视和解决以下两大方面的问题: 第一,外部因素。 融资难。中小企业贷款难,一直就是国内中小企业的痼疾。贷款难实际是机制设计问题,而不只是受制于宏观调控的紧缩。企业融资有三根血管――股市、债市和银行,中国过去对于中小企业三根血管几乎都不通。银行贷款中只有一小部分流向中小企业。这就造成不差钱的中小企业要上资本市场、最缺钱的中小企业恰恰上不了市的尴尬局面。 税负重。涉及中小企业管理的机构多,各类检查繁杂,使得中小企业的税收和苛捐杂税负担过重。从中小企业全部负担看,各种杂费约占2/3,税收只占1/3。繁重的税务负担,严重影响和制约了中小企业的健康发展。 法律法规不健全,政府管理滞后。长期以来,我国虽然在修改《宪法》时承认个体私营经济的地位,但是在法律保护上却没有体系性的明确的具有可操作性的法律和法规。因此,常常导致政令不一,企业无所适从,从而进一步导致政府对中小企业的状况和发展趋势缺乏全面掌握,更缺乏对中小企业进行宏观上的规划、引导、协调、监督和扶持。 第二,企业自身存在问题。 中小企业创新意识淡薄,技术创新力度小。中小企业技术创新是影响各国经济增长的重要因素。但我国绝大部分中小企业都存在着技术人才短缺问题。同时,由于知识参与分配难落实以及缺乏必要的社会保障机制,中小企业对人才的吸引力远不如大企业,现有科技人员流失也日益严重。企业整体素质偏低、技术基础薄弱、专业人才匮乏直接导致了中小企业无力开展产品、工艺、设备的技术创新,难以适应市场的急剧变化与调整。 企业领导班子素质不高。随着企业发展壮大,管理素质和管理能力对企业发展至关重要。从现实情况来看,我国中小企业管理者素质总体上难以适应经济全球化的需要。另外,企业内部也存在着一言堂、财务管理混乱、职责不分的情况,严重制约了企业的发展。 信息滞后。在全球经济一体化的今天,各国之间结合地更加紧密,轻微的政策调整都可能影响到企业的利益,小型企业对这一方面没有清醒的认识,对于国际供需关系不敏感,往往错失商机或是应对不及时而出现损失。 人才流失严重。许多小企业的建立往往是家族、亲朋好友一起合作的结果。但是,当企业发展起来后,家族管理的缺点,就会阻碍企业的进一步发展。 法律观念不强。目前小型企业欠缺专业的经济法律人才,订立合同时漏洞很多,很容易被交易方钻空子。同时,也不能及时拿起法律武器保护自己,货款拖欠、质量问题,往往给企业造成不小的经济损失。 二、问题解决途径 1.加强政策支持。既然小型企业发展的外因已经很明确,以政策形势进行倾斜和扶持是必须的。在这一方面,浙江的危机应对经验值得借鉴。在浙江中小企业成长的历程中,历任浙江省委、省政府都十分注意营造有利于企业发展的外部环境。把推动中小企业发展作为党政工作的重要任务,积极推动中小企业的转型升级,千方百计解决中小企业融资困难。总体而言,全省中小企业发展逐月回暖,主要经济指标回升明显,尽管存在不确定性因素,但已基本走出最低谷。 2.企业练好内功 企业要抓紧技术创新。面对国际科技,经济竞争的客观规律和国内深化改革抑制通货膨账的客观背景,要解决中小企业生存和发展的矛盾和问题,使企业发展迅速转移到主要依靠技术进步和提高劳动者素质的轨道上来,是我国中小企业走出境求得新的持续发展的唯一出路。为实现这一点,企业必须改变过去的生产经营观念,充分认识到创新是企业发展壮大的必由之路。最可行的办法是加强产学研合作,吸收各方面科技力量参与技术创新。中小企业与高校进行合作,不仅可以大大提高高校科技成果的转化率,更能使中小企业快速实现科技创新,提高市场竞争力。 企业要努力留住人才、培养人才。第一,完善企业用人机制,努力做到“制度留人”。首先要建立科学的干部选拔、任用制度。其次要建立科学灵活的用工制度。为企业人才提供广阔的发展空间和锻炼机会,吸引和留住人才。第二,加强对企业员工的教育培训,特别要注重对年轻员工的培养。培训是企业给予人才的一种福利,一个不能提高人才的技能和观念,没有人才发展机会的企业是很难留住人才的。人力资源是高增值性资源,它能在使用过程中不断实现自我补偿和发展。只要他们在企业工作的时间愈长,企业得到的回报就愈大。第三,加强企业文化建设,增强人才的主人翁意识。企业文化是一种凝聚力,用企业的发展目标和美好前景来调动职工对本职工作的积极性;要注重企业精神和价值观的培育,着重于在职工中树立和企业“共存亡”的归属观念和团队意识,与企业同呼吸、同成长、同发展。第四,建立公正有效的绩效评价体系,用优厚的待遇挽留人才。 企业要加强信息化建设。信息化是中小企业做大做强的必经之路。当前我国中小企业已经到了以提高素质为主的时期,信息化在提高中小企业素质方面将发挥重要作用。相信在政府部门引导、IT厂商支持以及中小企业自身的努力下,走入信息化大门的中小企业必将大规模普及,IT应用也将日益深化。认识不到这一点,企业的发展必然陷入困难。 企业要加强品牌建设。这次经济危机中损失最重的就是加工业和制造业。其中很重要的一个原因就是以出口为主的东南沿海加工和制造业小型企业多数做的是贴牌生产,没有自己独立的品牌。实际上,品牌是企业可持续发展最有力的保障,只要企业存在就需要做品牌。在经济危机中,那些拥有自主品牌和自主知识产权的企业表现出了更强的抗风险能力,他们在不利的市场环境下仍然保持了上扬的发展态势。在目前不利的市场环境下,中小企业应抓住品牌建设这一重点,努力改变企业的经营思路,加强自身实力,摆脱对贴牌订单的过大依赖性。 三、总结 事实上,小型企业的发展之路除了政府的各种政策扶植之外,更重要的是企业自身应当及时转变观念,加强管理,解决好内部问题,以战略性眼光重新审视市场,增强信心,加大科技投入,努力扩大市场。只有自立自强,企业才可能在危机中保存实力继续发展。同时,也应认识到经济危机的存在是必然的,即使是企业已经开始恢复,大环境的高失业率、高通胀与经济停滞或低增长仍旧同时存在,应当做好充分的思想准备。 小型企业管理论文:小型企业管理提升方法 摘要:小型企业在我国国民经济发展中起着愈来愈重要的作用。但小型企业多为民营企业,他们的管理能力和水平与大型国企相比尚存在着较大差距。国家在关注国有企业管理提升的同时,也十分重视小型企业的管理提升。文章探索了小型企业提升管理的思路,提出自我诊断、寻找差距、扬长避短、加强整改、持续改进、不断完善的途径和方法。 关键词:小型企业;管理;提升;方法 1管理提升的含义 “管理提升”的定义至今尚未有权威论述。但顾名思义,管理提升应是企业在原有管理的基础上,对管理能力和管理水平全方位的提高,即企业在人、财、物管理的各个方面都出现较大幅度进步的综合性表征。国务院国有资产监督管理委员会2012年3月13日了《关于中央企业开展管理提升活动的指导意见》,指出了开展管理提升活动的重要意义:全面提高管理水平,是中央企业更好地履行社会责任,完成党和国家赋予历史使命的必然选择;是中央企业应对内外部复杂环境变化,保增长、保稳定,提升市场竞争力和抗风险能力的重要抓手;是促进中央企业科学发展加快转变经济发展方式,深入实施转型升级,不断提升发展质量和效益,走内涵式发展之路的重要举措;是中央企业加快实现“做强做优、培育具有国际竞争力的世界一流企业”优秀目标的重要步骤。国资委对中央企业的要求也基本适用小型企业。随着我国加入世贸组织,市场竞争愈加激烈,众多可预见或难以预见的风险层出不穷,使企业特别是中小企业正在迎接历史机遇的同时也面临风险考验。当“技术创新是企业优秀竞争力”的观念已被人们普遍认可之时,企业管理能力和水平的竞争就自然成为企业更重要的优秀竞争力。“不进则退”这样浅显易懂的道理,让中小企业家也有所触动,并自觉行动起来,提升自身的管理能力和水平。 2自我诊断,寻找差距 “自我诊断”是企业反省、疗伤的一剂常用“药方”。构建企业优秀竞争力时,企业高层领导起决定性作用。聪明的企业家能透过管理过程的表面现象,发现本企业管理中存在的不顺畅或阻碍的瑕疵,俗称“短板”。有识的企业家还能针对发现的问题,组织力量予以整治和克服,从而推进企业进步。再小的企业,也有保护它生存发展的秘诀,都有一套简而易行的用人、管事制度,否则它就到不了“今天”。但由于小型企业一般建企时间短,或管理人才短缺,制度建设不完善,缺东少西,找不到“法”治,只好实行“人”治。多次同类事件,遇到不同人去处理,出现不同的结果,甚至处事不公,产生矛盾。再者,虽有制度,但缺乏科学性、合理性,如果硬要员工按该制度执行,反而变得少、慢、差、费,事倍功半,引起执行者的反感。多数制度是实践经验的总结,是合理的,但仍有少数执行者为贪图方便、省力而执行不到位。这些管理上的差距如不克服,势必阻碍企业的发展。企业要采用不同的方法,发动各个阶层,通过自我诊断,寻找差距,然后针对不同问题,分门别类予以解决,从而找出企业管理提升的空间。 3扬长避短,加强整改 3.1扬长避短是提升管理的重要原则 针对不同问题,采取相应措施,才能取得最好的效果。对任何一个企业来说,构成企业的各部门、各要素往往是参差不齐的。“木桶定律”告诉我们,“最短的木板”与“最劣质的部分”都是企业整体中有用的一部分,只不过相比其他部分稍有差距,并不能把它们当作累赘而抛弃。因此,经营企业的真正意义就是扬长避短,这也是管理方法的精髓之一。要使企业在某优秀技术方面具有优秀竞争力,就需要在该技术领域不断进取,始终保持领先地位,这意味着企业不仅要有足够的资金投入,还要建立推动科研开发的激励政策;其次还必须协调研发部门、生产部门和销售部门之间的关系;最后,在营销之后建立市场信息反馈机制和售后服务体系。这些方面都与企管理提升有着密切联系。 3.2加强整改是提升管理的有效方法 自我诊断、发现问题只是管理提升的起步,有效整改才能使企业管理工作得到全面提升,同时也使企业得到实惠。首先要对整改工作有正确认识,必须领导带头,找准原因、修订制度、实行法治。整改方法可按以下程序进行:(1)制订整改计划。该计划也可理解为整改指令。完善的整改计划至少应包括整改项目的内容、整改完成的时间、责任部门、责任人等重要内容。(2)做好整改记录。记录可以采用多种的形式,但企业必须对记录予以统一,最好用表格表示,简明易懂。表中应包括:组织者、审查人、陪审人、审查时间、发现问题的事实容描述、整改情况等。要由整改部门负责人签名,并由企业指定人员对完成情况进行确认。(3)落实到制度中。规章制度是企业所有管理理念和管理思路的固化载体,是企业日常经营和管理活动的综合体现。因此,它是企业管理极为重要的基础工作。制度应具有规范性、可操作性和指导性。一项好的制度,必须能够对员工的行为做出具体、明确、可供操作的规定。企业管理提升的一个重要标志就是要建立一套完整的管理制度,既有约束也有激励,同时也是公司持续发展和沉淀公司文化的保障。(4)宣贯培训。再好的制度,如果企业员工不知道、不理解就无法执行。因此,培训工作极为重要。首先要从培训干部做起。企业最高管理层应带头学习和掌握制度并督促中层管理者也要熟练掌握企业的规章制度,照章办事。其次,培训也要有的放矢,要有针对性。不同制度可能适用于不同人群,如:某单位宣贯计算机使用管理规定,把从不操作使用计算机的工人和后勤服务人员都作为宣贯对象,看似培训面很宽,其实是一种无形的浪费。再者培训要与个人的绩效挂钩。企业开展培训活动时,应采用到场者签名的办法;因故未到场者,应采取文件传阅的办法,也要阅者签名。总之培训不能有疏漏和死角,不能让任何人以“不知道”为由而不执行制度。违反制度,造成损失,就要与其绩效(经济)挂钩或行政处罚。只有这样才能提高员工对培训学习和遵守制度的自觉意识,才能维护制度的严肃性和权威性。(5)加强执行力。企业要想发展、要想赢得竞争,执行制度是关键。但关键中的关键是管理者能否执行。管理者是决策者,应有执行制度的严肃性和主动性意识。管理者执行制度有了例外,其他人就会模仿,例外不断增多,就会动摇了制度的权威性,也会影响了管理者的声望。执行制度不能找借口。许多单位的实践告诉我们,借口是制度执行的大敌。借口可以找到无数种原因,如:我最近很忙;我以前没接触过这种工作;这不是我的职责范围;竞争对手太强了等。要知道,借口解决不了问题。在企业中,结果往往比过程更重要。不执行制度,就是推卸责任。没有执行,所有完善的制度都只是空谈,再完美的措施也是幻想。因此,无论是管理者还是普通员工,都应熟记与自己有关的制度,时时处处对照检查。执行不仅是战术,也是战略。执行就要克服困难、百折不挠,不找任何不执行的借口,才能坚决执行到底。 4持续改进,不断完善 持续改进虽然早已成为企业家们的共识,但持续改进的措施落实却是千差万别。尤其是一些中小企业的当家人,一心想发财,把企业资质的获取视为进入行业的敲门砖,一旦入了门,就故步自封,不思进取,把本企业辛辛苦苦建立起来的制度,挂在墙上,变为表范,多年不闻不问,更谈不上动态管理和认真执行。事实上,企业是在不断竞争中发展的,在发展过程中又不断遇到新的问题。制度应随企业发展、随社会前进而动态更新。制度在运行中可能会发现以下问题:一是制度颁发前不严谨,未经过充分讨论或征求意见,就仓促出台,使真正好的制度也得不到有效执行;二是制度不合理,缺少针对性和可行性,或过于烦琐,不利于执行;三是忽视人性化管理,即在流程设计上没用人性化思维来制订制度,脱离实际;在制度规定上缺乏公正公平,使员工不能心悦诚服地自觉执行。对合理可行的制度要坚决执行,对存有缺陷的制度要持续改进,不断完善。 5管理提升的更高目标 以上论述的管理提升方法,适用一般中小企业。但是企业发展总要向着更高目标。不可否认,企业的工作重点离不开提高产品质量,但这不是企业的唯一目标。优秀的企业必须在提高产品质量的基础上,大大提高企业经营管理能力。为此,日本创造了“戴明质量奖”,非常成功。美国紧跟其后,创立了“鲍特里奇质量奖”,欧洲也出现欧洲质量奖。这些奖项的评选条件极为苛刻,形成了实施卓越绩效模式的初级典范。卓越绩效是在多种质量管理模式基础上发展起来的全面管理模式,它的诞生为企业深层次的全面管理和发展提供了崭新的先进模式,这种模式体现了企业管理的全面提升。我国从2001年开始启动全国质量奖的评审工作,既有权威性,又有榜样性、先进性。尽管获奖有一定难度,但这也决非高不可攀、可望而不可及,这是一条成功企业的必经之路。总之,中小企业也要胸怀大志,要把实施卓越绩效模式的过程,变为自身企业管理全面升华的过程。 6结语 在与大风大浪的商场搏斗中,涌现了一批成功的中小企业家,他们从管理提升中获得胜利,使企业获利,逐步向大企业迈进。但不等于就此可以安稳享福。随着资源和环境的变化,可能会遇到新的“惊涛骇浪”,甚至翻船。因此,还得打起精神,解放思想,放眼未来,实事求是,正视本企业运行中出现的新事物、新问题,不断改进,不断提升管理能力和水平,使企业在大风大浪中,乘风破浪,勇往直前。 作者:沈新明 单位:江苏泰达机电设备有限责任公司 小型企业管理论文:小型企业管理营销模式分析 摘要:随着时代的变迁、社会的进步、全球经济不断发展,各大小型企业不断涌现,然而,小型企业因为缺乏管理经验,导致营销策略上存在很多不足之处。 关键词:小型企业;管理;营销模式;探究 随着全球经济的发展,我国经济发展也得到了较大提升。为了顺应国际经济发展的趋势,我国提出高度关注小型企业发展的策略,使得我国小型企业迅速发展起来。但是小型企业实力不足、人力资源薄弱、管理水平也不太高,导致小型企业的营销额不太高。因此,小型企业要想在高度竞争的社会中站稳脚跟就必须提高管理营销模式。 1小型企业管理营销模式的特点 1.1环境适应能力强 小型企业因为规模较小、员工少、组织结构简单,使其具有高度的灵活性,能够很好地适应社会多变的环境,这是很多大型企业所不及的。小型企业因为管理机制灵活多变,使得他们能够很快的适应市场竞争潮流,能够轻而易举的获得市场的需要。 1.2较为容易寻找市场空白 社会这个市场极为广阔,每一个角落每一个行业都可以成为被挖掘的对象。虽然说大企业已经占得了先机,但是大企业不可能占领所有的市场,大企业也会有无力顾及的市场空白,这些市场空白就可以为小型企业提供生存的契机。小型企业因为具有反应灵敏、管理机制简单、适应能力强的优点,就使得他们能够很快的在市场上占得一席之地获得顾客青睐。 1.3能与顾客时刻保持紧密联系 小型企业与大型企业不同,小型企业规模小管理机制简单,使得他们不仅具有用价格吸引顾客的优势,还使得他们可以采用独特的产品和个性化的服务来保证与顾客时刻保持紧密的联系。这就使得他们不仅具有了开发新顾客市场的优势,还具有老顾客这一广大市场。 1.4业务专一有特色 小型企业虽然在规模上赶不上大型企业,在技术力量和人力资源上也不如大型企业,但是小型企业也有自己独特的优势。小型企业往往都是只专于一门专业技术然后再在该专业技术上去推出与之相关的一系列产品,这样就使得他们的产品非常专业和精锐。 1.5能够高度创新 小型企业在技术力量、人力资源等方面都不如大型企业,实力相差如此之大的情况下小型企业要想在市场竞争中找到生存机会,就必须拥有属于自己的一个强项,这个强项便是创新能力。小型企业为了获得生存的机会,自然会高度重视技术创新和技术发展的方向,这样就使得他们极善于将新的技术、新的工艺流程、新的生产设备运用到生产管理与经营中,从而使得产品得到了更新。而事实上也是如此,市场调查中得出,小型企业的创新能力是大型企业的两倍以上。 1.6产品的销售市场范围小,拥有完善的售后服务 因为小型企业存在于全国各个地方,使得他们可以将全国各地分散的自然资源加以充分利用。他们可以在自己所在的地方将产品加工后卖出,解决了运输费用的问题,使得成本降低。在生产地销售可以使小型企业用完美的售后服务吸引顾客,还可以赢得消费者的信任,使得市场占有额提高。 1.7不具备强大的抗风险能力 小型企业因为规模小、经济实力不够雄厚、技术实力不够扎实、员工素质低、生产条件和设备差、经济管理能力不足使得他们不具备强大的抗风险能力,在遇到市场经济危机冲击时,很容易受到影响甚至淘汰出局。 2我国小型企业管理营销模式的现状 一直以来,我国小型企业与大型企业的营销战略模式存在着极大的差异,小型企业的营销策略具有简洁性、灵活多变性和多元化的特点,这些特点使得他们能够快速占领市场。但是,因为企业管理根基不深,使得他们的营销模式会出现一定的漏洞和不足。 2.1小型企业的营销战略规划能力不足 目前市场竞争机制中,一个企业的管理对该企业的市场竞争起着非常重要的作用,管理直接决定了企业竞争能力的强弱。只有通过客观的分析市场、消费者行为和竞争对手的营销方式后才能合理地制作营销策略。然而,我国大多数小型企业却忽视了这些市场存在因素,对其不做力量投入,将自己的主要精力放在分析现有市场上,之后也会对自己企业内部做分析,但是在对消费者和市场竞争者的分析力度上却完全不足。他们主要是以观察者的姿态洞悉市场走向然后采取随机应变的策略,在他们的管理中营销计划几乎是不存在的。 2.2小型企业间流行起低水平竞争机制 小型企业因为管理水平低和营销策略不足,使得他们之间的竞争水平都相对较低,在他们的竞争机制中大多都是采用价格战术。我国小型企业大多存在于食品、零售和服装等行业,这些行业对技术要求不高,使得技术和管理的竞争优势不足。他们用低价格来打败竞争对手的同时必然就会忽略技术和管理上的创新,忽略品牌形象和企业宣传等方面。 2.3中小企业的营销方法有待提高 我国中小企业主要来源于民营企业,民营企业的营销策略主要由其创业老板来决定,企业管理者的直觉和主观决策能力都将对公司产生直接影响。现在很多小型企业都缺乏完善的营销战略理念,他们将自己的主要精力放在了生产和销售上。虽然有些企业意识到了营销策略的重要性,但是因为无法对自身项目做出科学的论证导致最后还是损失了大量的资金和资源,使得企业的经营面临困难。 3小型企业营销发展策略 与大型企业相比,小型企业具有规模小、资金不足、人力资源薄弱的劣势。这些劣势使得小型企业很容易受到大型企业的打压,在面对大型企业强力攻击的时候中小企业很有可能因为自身不足,而不能在市场上存活下来,即使能够幸免也只能依赖大型企业苟且生存,因此,中小企业要大力发展自己的营销策略。 3.1将市场细分化,集中自己的优势 小型企业要想找到适合自己生存的营销策略,就得将产品优势集中化,以产品为优秀,努力调整营销策略,使得市场拥有个性化和独特化的产品特点。将重点投资放在能让产品发挥其独特性的市场领域,使经营方式密集化,提高市场占有额。然后将市场进行细分,在大型企业的市场空白中求得生存发展,避开自己的缺点用自己的优势去与大型企业竞争,将中小企业灵活、适应能力强的特点充分发挥出来。同时也可以采用寄生于大型企业与之达到双赢的营销策略,这一种营销模式对人力物力皆不足的中小企业是非常实用的,可以让他们避免遭到大型企业强力打压的危险。 3.2推动品牌营销模式 一个企业的品牌代表着一个企业的形象,品牌形象竞争是一种较为高端的竞争方式,制定品牌营销策略有助于中小企业摆脱价格战术的低端竞争手段。一个企业要想树立一个良好的形象,就必须具备良好的营销手段、较强的组织能力,同时还要投放大量的广告对品牌进行系统管理。中小企业在各方面实力都不具备的条件下要想树立一个良好的品牌形象,只有不断积累自己的资金、增强竞争实力,等待厚积薄发。 3.3发展电子商务的网络营销模式 在电子商务时代,电子商务为小型企业提供了一个低成本、高效率的销售平台。网络营销是借助互联网和电子信息技术来与顾客达成交易的一种营销方式,企业可以利用网络渠道销售信息,也可以利用网络来进行企业信息调查。企业通过调查的数据及时调整自己的营销策略,获得商机,使企业利益达到最大化。 4结语 小型企业要想摆脱自己资金不足、人才缺乏、技术落后的局面就得努力分析市场、选择市场目标然后制作出适合自己发展的营销策略,优化自己的营销手段和渠道。希望我国小型企业静下心来分析自己的优势与不足,在面对机遇和困难的时候能够理性分析,通过调查、市场研究等方式制作出合理的营销策略来化解危机。 作者:伍静 单位:武汉软件工程职业学院 小型企业管理论文:会计在小型企业管理中的地位 摘 要 会计工作是对企业实行科学管理、监督整个企业活动的重要手段,是企业制定政策和计划的主要依据。随着社会经济的不断发展,会计工作不仅仅是对企业内部财务账目的结算与审核,满足投资者和管理层以及财务部门乃至社会对财务管理的了解与需求,更要帮助企业管理者对未来财务战略与方向进行预测、规划,进而决定企业未来财务分布。 关键词 会计 小型企业 管理 众所周知,会计工作在现代企业管理中占有重要地位,是在各个企业中不可缺少的一顶工作。不仅仅是对企业内部财务账目的结算与审核,满足投资者和管理层以及财务部门乃至社会对财务管理的了解与需求,更要帮助企业管理者对未来财务战略与方向进行预测,规划,进而决定企业未来财务分布。但是,在我国众多的企业尤其是中小企业中会计工作仍然存在着各种各样的缺陷。 一、管理模式僵硬 中小企I典型的管理模式是所有权和经营权的高度统一,企业的投资者同时就是经营者,通常为集权型经营。公司集权式经营可以统一财务战略,实现资金集中调配,统一调控。有助于财务专家进行统一的规划。但中小企业中相当一部分属于个体、私营性质,企业领导者集权、家族化管理现象严重,并且对于财务管理的理论方法缺乏应有的认识和研究,致使其职责不分,越权行事,造成财务管理混乱,财务监控不严,会计信息失真等。企业规模较小,通常缺乏内部审计部门或者无法保证内部审计的独立性。无法实现会计政策的确实落实。 二、忽视地位 一些企业没有真正认识到会计在企业管理中的基础性地位,不重视会计工作,造成会计部门的不健全和会计工作的杂乱无章。这使得会计在企业中的地位被忽视,造成会计信息不能完整、及时、真实地被记录。当前会计工作处于受单位负责人控制的地位,单位负责人为了达到各种目的,控制会计核算向非会计规范转变,大大削弱了会计核算的真实性,扩大了会计信息差异。 三、意识淡薄 意识淡薄包括两个方面。 一方面是企业所有者对会计工作的重要性缺乏认识,由于企业规模较小,所有者通常是企业的投资者,经营者,以及收益者,因此通常会将注意力集中在企业投资与运营,只注重临时账目,实现银货两讫,但很容易出现没有明确的账目,或者需要提交账目时临时寻找会计人员做出账目,忽视了会计工作的重要性也无法根据账目进行进一步的规划,这种现象在一方面是没有按照企业会计准则经营,另一方面也是由于经营者的忽视,使社会不能对企业进行实况监督的同时也无法为企业自身提供合理账目以及未来资金分配依据。 二是会计人员的意识淡薄。在日常的会计工作中,约束会计人员的主要因素是社会因素和人为因素。社会因素包括法律法规等人人平等的法定政策,而人为因素则因人而异,包括价值观念、道德观念、伦理规范、意识形态等。对于会计人员的意识淡泊现象而言,突出表现为会计职业道德观念淡薄,这种现象的出现与社会环境有关,但主要还是当今社会会计人员及其服务对象对会计工作的认识不够,对会计工作的重要性也缺乏认识,因此导致会计工作人员提供的会计信息有所偏差。 四、会计基础工作薄弱,会计人员综合素质不高 当前会计基础工作的现状不能满足社会经济发展对会计工作的要求,会计人员的综合素质不高,表现在: 随着着企业改革步伐的加快,越来越多的人开始学习会计专业知识,但是由于会计市场人才众多,水涨船高,高水平的会计人才愿意选择更高端的企业,导致选择小型企业的会计人员会出现会计人员专业素养不够的现象.小型企业有时不设置专业财务部门,会计岗位与会计制度普遍不够完善和会计人员通常是临时雇佣关系,而此时会计人员通常在无论是个人素质还是专业素养方面都不够专业,因此为企业提供的财务报表与账目的可参考性与会计信息准确性也有所欠缺。 然而在实际的工作中,会计工作却有着真实的必要性,因为会计资料是企业决策的重要依据,会计工作也是企业提高管理工作效率与效力的重要保证。在大多数人看来,会计工作就是记账、算账和会计报告,不具体参与企业经营管理工作,即使部分参与企业管理工作,也只是提供科学的财务意见,未必具有可靠性,其实,会计除以报表方式为其他管理人员提供公司经营信息外,也为公司管理工作提供参考,会计是企业预算执行的监督者,也是企业未来资金分布的决策者。 因此,会计作为企业管理过程中不可或缺的一个管理工具,不仅仅是反映企业生产经营活动过程与结果,在企业管理过程之中,也是对企业内部管理与未来投资与作用的重要途径,小型企业的会计工作重要性,不容置疑。 小型企业管理论文:小型企业管理信息系统开发中存在的问题及对策研究 摘要:随着信息时代的发展,建设适合自己的MIS是推进企业信息化的主要方式。本文阐述了目前我国小型企业在MIS的引入阶段、开发阶段、应用阶段存在的共性问题,并针对不同阶段出现的不同问题,提出解决对策。小型企业在引用、开发和应用MIS过程中能否有效地规避这些问题,对MIS的成败起着举足轻重的作用,也对企业能否真正实现内部管理的提升具有重要影响。 0引言 进入21世纪以来,社会信息化的脚步以前所未有的速度渗透到生活的每个角落,这是一场深刻的革命,促进着经济和社会快速均衡地发展。管理信息系统(management information systems,以下简称MIS)在信息化的大势所趋下,逐渐成为企业现代化的重要标志,它可以使企业完善内部管理,提高运营速度和管理效率,为企业参与市场竞争打下坚实基础。MIS虽然已进入了很多企业中,但是由于开发理念、技术、人员等方面的种种原因,MIS利用率不高的情况占多数,在不同阶段体现出来的问题也不一样。本文主要分析共性问题并提供解决问题的对策。 1企业MIS开发中常见的问题及对策分析 1.1 引入阶段 1.1.1 主要问题引入阶段存在的主要问题是:对MIS的认识不充分。什么是MIS?企业使用MIS的目的是什么?是否真的有必要引入MIS ?这是每个企业在MIS开发前必须面对的第一个问题。虽然企业信息化建设在逐渐普及,但很多企业并未意识到其在决策和管理方面的重要性和有效性,有的企业认为MIS就是购置一些电脑办公这么简单;有的企业认为MIS只是加快业务处理速度;有的企业开发MIS只是为了应付上级主管部门检查或者迫于企业升级的要求;还有的企业则过于夸大MIS的作用,认为MIS是拯救企业的灵丹妙药,忽视了“人”的重要性。所以对MIS的认识不充分阻碍了企业MIS的发展。 1.1.2 对策分析在引入阶段,企业应该对员工尤其是高中层领导进行MIS理念的培训,让他们意识到建设MIS的必要性和重要性,同时使其认识到虽然MIS的目的是代替人来进行复杂的运算和海量信息的存储,但实际上MIS并不能替代人作为业务和管理主导这个层面的作用,我们在使用MIS之后要不断对系统进行完善,并正确地看待系统,才能发挥MIS的作用。企业领导者要时刻保持先进的观念,要有战略意识,即所谓的“意识决定行动”,企业的信息化已是大势所趋。事关各个部门的MIS建设是个系统工程,需要解决的问题很多,有些还关系到企业管理体制改革的问题。所以企业领导者的扶持与配合是建立MIS,并使其在企业管理中真正发挥作用的关键因素。只有对MIS有一个清晰的认识,思想上也高度重视了,那么通过企业各个部门的严密配合,符合企业需要的MIS才有可能顺利建成。意识到它的作用之后,最好是由企业的高层领导挂帅,中层各部门负责人组成领导小组,配合专业技术人员的工作,并将MIS 的开发工作纳入重要的议事日程。 1.2 开发阶段 1.2.1 主要问题开发阶段存在的主要问题有:①企业自身的需求和新系统所要达到的目标不够明确。企业对自身状况、自身需求,以及希望系统达到的目标是什么,系统涉及的部门,以及企业内部资源的共享状况等都最了解,但并没有把这些信息准确、及时地告知研发人员,使得所开发的MIS与企业的需求并不吻合。还有的企业对自身需求往往缺乏必要的认识和分析,造成了企业资金的浪费或者MIS规模不当等问题,这些都有违企业的初衷,也造成了资源的浪费。②选择开发商时缺乏调研,开发时参与性不够。企业MIS可以采用外包,也可以采用内部人员开发,现在大多数的企业都采用外包方案,即由软件开发商承担软件的开发及维护工作。外包往往使企业不重视调研,认为交给开发商就可以了,导致了后来软件不能很好地符合企业的需求。在一些案例中,有的企业马虎挑选软件开发商,没有认真选择有行业开发经验的开发商,也没有认真参与到后来的企业需求分析中,种种态度上的忽视是系统实施中问题的源头。③MIS规划期中高层管理人员参与度不够。企业高中层管理者的参与是建设企业MIS的关键,只有他们才知道什么样的MIS对管理企业最有用。而很多企业的高层管理者对MIS的开发缺乏热情,将任务和责任完全委托给技术人员,催促开发进度或保证开发资金及时到位,严重地忽视了他们的全面参与是加快MIS开发、保证MIS的有效性、针对性和实用性最重要的因素。④MIS建设中复合型人才的紧缺。MIS的开发与运行需要一批既懂计算机、又懂管理的专门人才,而目前我国还非常缺乏这类复合型人才。一般来讲,MIS开发人员大多毕业于计算机专业,对业务系统的运作机制了解不够,而且技术人员往往习惯于从技术角度去考察现实系统,缺乏用户至上的观念,在用户不能积极参与的情况下,他们只能从有限的知识中去推断业务的运行机制和对信息的需求,使得实现的系统与企业需要系统存在一些距离。 1.2.2 对策分析针对开发阶段存在的问题,提出对策如下:①企业MIS建设必须要结合它本身速配在行业的各个方面的因素,例如地理位置、管理模式、企业实力、人员素质,甚至企业的文化等等,来正确的定位本身的需求。继企业本身需求有了一定的了解之后,然后进行MIS建设,做好方案的详细研究额设计以及论证的工作,最后明确详细的实施方案准则,这项工作要以企业的系统目标为中心。用词,企业在未作出MIS建设的时候,就应准确定位企业本身的需求以及所要满足的目标,只有将这项工作做好,才能未后续工作的顺利开展清除障碍,打下坚实的基础。②每一个企业都要根据自身的环境,对于是否研发信息管理系统首先要进行适当的选择。假如选择外包,就需要认真选择外包商,最大程度上做到最优。我国企业信息化建设在日趋的推进以及理论体系的日渐成熟,对信息系统开发商来讲,企业也在逐步的提高对其的要求。当前,我国建立了计算机信息系统集成资质管理制度,同时开展了有关的资质认证工作。企业能够依据本身的需求和开发商的资质等级来选择有实力的承建单位。假如,选择自身开发,则在企业内部,研发人员应与企业的有关部门做好沟通工作,并进行积极的配合,从而使每一个模块之间有更好的协调性。只有这样,企业才会有一个与自身相适应的信息管理系统。③让企业的中高层管理者认识到他们本身在MIS开发以及运行过程中的重要性,主动地、积极地投入到MIS的开发和运行过程中去。要努力转变企业中高层管理者对MIS的认识,让他们意识到MIS处理业务速度的加快会导致信息产生速度的加快和信息交流的加强,进而缩短决策时间,提高决策时效性,从而为企业带来更大的经济效益。④企业应该有重点地培养既懂信息技术,又懂管理业务的复合型人才,以满足现行开发MIS市场的需要;同时,企业可以在开发MIS的过程中,培养和造就这种复合型人才,把他们当作企业MIS开发的宝贵财富,企业领导在各个方面要关心,爱护这些人才,防止这些人才的外流。 1.3 应用阶段应用阶段存在的主要问题是:MIS使用中用户观念的转变。MIS是一个技术问题,也是一个“人”的问题。MIS需要靠人来实施,而因为系统的实施会带来对员工观念的冲击、对已有工作流程的冲击、甚至与个人利益产生冲突,所以怎样才能让员工真正落实系统、使其产生预期的效益是一个重要的问题。MIS系统虽然能够提高业务的运行速度,但同时也泯灭的人的个性,使员工的工作变得单调而乏味,在极端情况下甚至会造成员工的抵触心理,如果不能很好地处理这个问题,必将成为MIS发展的一大阻力。 因此,在应用阶段,企业的中高层管理人员应该主动安排使用人员热情地参与到MIS的建设和运行中来,而不是任由他们拒绝或反抗这种变革,同时还应该积极安排使用人员不断地参加学习或培训来提高他们的知识水平,以适应MIS的发展。另外,MIS的建设人员在建设系统的时候要充分考虑到使用者可能的抵触心理,在系统构建过程中给予使用者适当的空间来体现使用者的创造性,满足使用者自我价值实现的要求,这一点可以通过在MIS系统中应用当前的信息化平台建立实时的绩效评估系统、即时通讯系统,甚至可以考虑建设MIS系统中的基于业务的休闲系统等,以缓解工作人员的枯燥情绪,提高工作效率。MIS使用人员也是MIS建设和运行过程中的一个重要因素,只有使用人员珍惜MIS的应用,尊重MIS开发人员的劳动,才能完善和提高MIS的应用水平。 2结语 随着信息时代的发展,企业信息化成为各个企业必经的历程,但是在企业MIS的建设过程中应把“质量工程”放在首位,而不是盲目追随,造成时间、人力、物力、财力的浪费。只有认清了MIS开发中可能存在的问题,采用有效的对策避免问题的出现,MIS才能在企业的管理中真正发挥其作用,体现提升企业的内部管理效率和效果的价值。 小型企业管理论文:小型企业家具企业管理模式探讨 摘 要:家具是人们生产和生活中不可缺少的必需品。中国的家具发展可以从新石器开始追溯。从1902年全国木器工厂和作坊及手艺人开始形成一定的行业规模。至今中国家具行业经过二十多年的发展已经具有一定意义上的规模和经营模式。随着中国加入WTO和国人生活的经济水平提高,越来越多的家庭对于家具已经不仅仅局限于家具的实用性,通过家具展现自己的审美,个性,品味也成为越来越多的家庭在选择家具时所考虑的因素。在市场需求不断改变的情况下,中小型家具企业也不得不面对改变经营模式,营销方法这样的问题。本文从目前小型企业家具企业所面对的几个问题来探讨现今中小型家具企业可运用的企业管理模式。 关键词:家具企业;企业管理;管理模式 1.引言 家具是人们生产和生活中不可或缺产品,中国的家具行业经过二十多年的发展到现在已经具有一定规模。特别是国有的大中型企业和外资企业,带动着整个行业的发展趋势。然而我们也不能忽视这其中小型企业家具企业的力量[1]。据统计2013年全国家具行业总产值达到6,426.75亿元,比2012年同比增长14.3%。其中小型企业家具企业的产值就占到80%。为我国家具行业做出的巨大的贡献,也是我国家具行业重要组成部分。所以如何让小型企业家具企业更好发展对于我国家具行业是具有重要意义。 2.小型企业家具企业现阶段的问题 2.1 融资难度大 相对大中型家具企业,中小家具企业无论是在技术创新、盈利水平,抗风险能力等方面都远远无法企及大企业,其中有一些中小型家具企业更是负债累累,这竞争日益激烈的市场上,银行等金融机构出于自身考虑,必然会拒绝中小企业的贷款需要。 银行业金融机构都倾向于以大企业的指标作为贷款参照,而多数中小企业难以达到发放贷款的条件,提高了中小企业贷款门槛,这必然加剧了中小型家具企业融资难的矛盾。 2.2中小型家具企业用工难度大 自2015年5月1日起,东莞的最低工资标准将再次提高至1510元/月。虽然最低工资标准一调再调,而尽管多数企业早已超过最低工资标准,但不少中小企业仍然面临普工难招的困扰,“用工荒”依然还是家居等传统制造企业非常头痛的事情,一些企业为了招到足够的工人,纷纷开出了比以往更为优厚的工资和待遇,但这种做法并没有改变实质性的问题。 小型企业之所以不讨人喜欢,企业规模小,薪酬缺乏吸引力是一方面,而另一方面是一些中小型家具企业的企业高层没有足够重视企业用工的问题。对企业员工的频繁流动习以为常,没有对居高不下的离职率进行足够的认识和改变。素质人才的稀缺,优秀竞争力量始终得不到提高使得中国很多中小企业一直处于低效率生产、低水平运作的状态。 2.3中小型家具企业创新意识弱,创新条件差 前面提到中小型家具企业融资难的问题,让中小企业本身“拮据”生活现状再次遭遇加重,而资金短缺也成为了中小型家具企业技术创新的最主要的阻碍。没有足够的资金无法先进的技术设备,无法引进专业的技术人才,无法开展科研合作,如此又谈何技术创新?并且一些中小企业的技术创新意识薄弱,延续老一套的制作方法没有意识去开发新的技术。 3.小型企业家具企业管理模式具体探讨 3.1建立区域企业联盟 随着市场的发展,品牌的观念已经越来越深入人心。价格战已经不能适应现在消费者的消费观念和消费需求。价格战对于小型企业家具企业只会带来恶性循环,最终让企业走进死胡同。小型企业家具企业只有建立良好的区域企业联盟才能够在竞争日益激烈的家具市场打出一片天地。融合各自企业的长处,共享人才资源,技术资源合作出一个具有代表性的区域品牌利于小型企业家具企业的成长。 3.2由批量生产转变为规模化定制 规模化定制是试图将大批量生产的速度和成本与满足客户定制的个性化需求结合起来的一种新型生产模式。规模化定制又称为“一对一”定制。规模化不仅表现在销售人员对于顾客的服务上,也可以体现在企业据顾客要求制定出的产品上。规模化定制将体现出顾客对于家具的个性化要求,实现资源最大优化。由于市场对于产品的要求更新太快,人们接受新事物的能力越来越强,传统的小型企业家具企业批量生产都会有存货积压,滞销等问题。规模化定制最显著的特征是以客户为中心,以市场的需求和订单拉动生产进行了产品的制造,改变了以往传统依靠市场预测的单纯性批量生产化方式[2]。 规模化定制既满足了产品个性化的需求又满足了大规模生产的高效性,将成为21世纪制造企业的主流生产模式,对提高产品附加值、实现产品升级具有重大的现实意义。 3.3建立完善的售后服务体系 现在一套家具已经不能满足一个家庭对于家具的需求。所以完善的售后服务是十分必要可行。帮助客人处理掉旧家具。企业可以从顾客那里回收旧家具,或者以旧换新,或者免费处理。在顾客中树立良好的形象和积累良好的口碑。对于回收的旧家具可以进行二次改造,节省资源。 企业应有一套完善的售后“责、权”鉴定制度,并严格执行,售后问题往往表现出来的就是管理问题。企业应对售后服务人员以及经销商进行严格培训,并模拟售后处置程序及可能出现的各种相关情况,引导客户解决问题,不让客户主导事情的发展,变被动为主动。以解决问题的“速度”为前提,把对立情绪消弥于萌芽状态中。 售后处理服务是营销活动中重要的一环,并不仅仅只是生产、物流方面的问题,它是建设和支撑整个营销体系的基础,涉及到品牌的信誉度、美誉度以及市场推广等多个环节尤其是中小家具企业应当给予足够的重视。 3.4建立多渠道的营销方法,实现信息数字化 现阶段我国的小型企业家具企业还是依靠家具市场和商场这样单一的销售模式让顾客来挑选我们。销售形式单一,使得小型企业家具企业产品更新慢,资金回笼受到限制,技术无法得到更新,信息闭塞不能及时根据顾客的反馈做出相应的改善,售后服务不能很好的开展。小型企业家具企业可以从线上和线下两个方面去寻找客户。利用网络及时掌握市场走向,抓住商机,发现客人的消费心理和需求。 小型企业家具企业可以实行“实体店+网络商城”的营销模式,实现线上和线下给消费者带来全新的体验。以此来转变消费者一定要去实体店选购的消费模式,培养消费者线上选择,线下体验的消费习惯。这样一方面小型企业家具企业对于家具市场,商场的依赖的程度可以慢慢减缓,一方面可以给消费者更多的消费选择。然而如何做好突破网上消费局限完善线下体验和整合资源,完善售后服务是这一企业管理模式需要主要注重的问题。 3.5传统营销向绿色营销转变 随着环保观念的日渐深入人心,我国消费者在选择家具时已经不仅仅考虑家具的价格,更多的是开始关注家具是否环保,是否对自身健康危害,是否对环境是否造成威胁。在一项调查中显示,家具的环保健康因素已经成为消费者购买家具时考虑的第三大因素[3]。 要实现小型企业家具企业向绿色营销的模式转变还存在以下五大难题:①材料回归自然。②设计需要更加人性化。③培养顾客绿色消费观念[4]。④运用互联网思维,大胆创新。⑤实行行业标准化。 4.结论 家具制造中小企业的前景相对而言还是较为安全的,但是国内市场的机遇不大,没有太多的发展空间。如果需要进一步的发展,应当对经济、人才培育等各方面给予恰当的支持,提高中小企业家具企业在生产要素方面的基本发展需要,从而增强市场的活力和自身的优秀竞争力。 小型企业管理论文:大数据分析在小型企业管理中的应用探讨 摘要:介绍了大数据的概念及应用前景,以熔炼过程中材质的化学成分对铸件裂纹焊补率的影响为研究课题,选择合适的挖掘软件进行数据挖掘,数据分析,找出各个数据之间的关联,有效地解决数据孤岛问题。验证了大数据分析结果在企业管理中具有参考和控制性作用,大数据分析方法可在中小企业管理中加以应用。 0 引言 大数据是维克托・迈尔-舍恩伯格在2008年的著作《大数据时代》中提出的概念,在维基百科中解释为无法在可承受的时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合。主要特点为Volume(大量)、Velocity(高速)、Variety(多样)、Value(价值)。对于技术收益方,大数据的概念显得通俗易懂,体现在大数据并不在“大”,而在于“有用”、价值含量高。 随着互联网的发展,越来越多的企业实行无纸化办公、数字化管理,在这一过程中,企业各方面的管理包括技术质量、人力资源、财务、现场生产组织等均形成了一定规模的基础数据。但是,这些数据是独立的,伴随企业的发展形成了数据孤岛,导致宝贵的信息资源不能得到有效利用。如何以这些连续或者离散的基础数据为基本保障,进行数据挖掘,形成知识,实现数据的有效利用受到越来越多企业的重视。本文以铸造企业熔炼过程中材质的化学成分对铸件裂纹焊补率的影响为课题,对大数据进行研究,探讨大数据分析在小型企业管理中的应用。 1 数据准备 1.1 信息收集 信息收集是根据确定的数据分析对象抽象出在数据分析中所需要的特征信息,然后选择合适的信息收集方法,将收集到的信息存入数据库。本文研究的是材质为ZG15Cr1Mo1V的铸钢件的裂纹焊补率与熔炼过程中化学成分之间的关系。需要收集的信息包括在焊接过程控制系统中提取目标参数裂纹焊补率,在熔炼过程控制系统中提炼熔炼参数、熔炼过程中检测到的化学元素、熔点等。 1.2 数据集成 数据集成是把不同来源、格式、特点、性质的数据在逻辑上或物理上有机地集中,从而为企业提供全面的数据共享。由于铸件号的唯一性,本文的结果参数和影响因子可以通过铸件号结合在一起,实现了数据集成。 1.3 数据规约 数据规约技术可以用来得到数据集的规约表示,它小得多,但仍然接近于保持原数据的完整性,并且规约后执行数据挖掘结果与规约前执行结果相同或几乎相同。由于本文使用的数据样本数量没有达到百万级别以上,因此没有必要做数据规约。 1.4 数据清理 数据库中的数据有一些是不完整的或者含噪声的,或者是不一致的,因此需要进行数据清理,将完整、正确、一致的数据信息存入数据仓库中。 本文在对数据集成完毕存入数据库后,对基础数据进行了修订和清理,将不符合的数据从数据仓库清理掉,确保数据的真实性和可靠性。 1.5 数据变换 通过平滑聚集,数据概化、规范化等方式将数据转换成适用于数据挖掘的形式。对于有些实数型数据,通过概念分层和数据的离散化来转换数据也是重要的一步。 本文所研究课题的目标是找出对裂纹焊补率有影响的关键化学元素,由于数据样本量不是很大,所以对结果裂纹焊补率结果进行了分类。按照中位数进行排列,在中位数以下的样本定义为低裂纹,中位数以上的样本定义为高裂纹。这样的定义避免过大或者过小的因子对整体结果的影响,也更有利于数据挖掘的分析。 2 数据挖掘 根据数据仓库中的数据信息,选择合适的分析工具,应用统计分析、事例推理、决策树、规则推理、模糊集、甚至神经网络、遗传算法等方法处理信息,得出有用的分析信息。 2.1 工具选择 可以进行数据挖掘的软件有免费和付费两种。免费的主要有以下:①Weka:其支持几种经典的数据挖掘任务,显著的数据预处理,集群,分类,回归,虚拟化,以及功能选择。 ②JHepWork:其主要是用开源库来创建一个数据分析环境,并提供了丰富的用户接口来实现自己的挖掘算法。付费的主要有以下几种:1)SAS:是一个模块化、集成化的大型应用软件系统,可以处理大数据下的挖掘和统计,缺点是价格高。2)SPASS:“统计产品与服务解决方案”软件,相比于SAS价格较低,操作简单,但是功能没有SAS强大。3)SQL Server Business Intelligence Development:是微软Sqlserver 数据库自身携带的关于商务智能的模块,能和数据库非常好的结合起来,提供了线性回归、贝叶斯算法、关联、逻辑回归等算法。本文的数据挖掘工具选择微软的商务智能平台。 2.2 挖掘算法确认 根据不同的目标确立不同的挖掘算法,本文研究课题主要采用以下几种挖掘算法。 ①朴素贝叶斯算法。这是基于贝叶斯定理与特征条件独立假设的分类方法,它能检查所研究的实体的每个属性,从而确定该属性本身在何种程度上影响了想要预测的那个属性。 ②神经网络。Microsoft神经网络算法通过构造多层感知器网络创建分类和回归挖掘模型。当给定可预测属性的每个状态时,Microsoft神经网络算法可以计算输入属性的每个可能状态的概率。 ③逻辑回归。Microsoft逻辑回归算法是Microsoft神经网络算法的一种特殊形式。逻辑回归算法用于那些结果是“二选一”的情形的建模,如客户可能买或不买某种产品,一个人的病情可能会发展也可能不会发展等。 2.3 挖掘过程实施 如图1,在SQL Server Business Intelligence Development中创建一个Analysis services项目,配置好数据源和数据源视图,并创建对应的数据源。 结合挖掘算法并分析,得出以下结论: ①W元素的含量是影响材质为ZG15Cr1Mo1V铸钢件的裂纹焊补率的贝叶斯关键因子。且当其含量 ②Nb元素的含量对铸件裂纹焊补率影响较大。经过预测,当Nb元素质量分数在0.003%-0.004%之间时,铸件裂纹焊补率比较低。 ③Ca 元素的含量也对铸件裂纹焊补率影响较大。数据挖掘预测当Ca元素的质量分数在0.002%-0.003%之间时,铸件裂纹焊补率比较低。 2.4 模式评估 模式评估是从商业角度,由行业专家来验证数据挖掘结果的正确性。经过对上述数据有效性的验证,技术部门对相关结论进行分析核实,得出上述结论具有参考和控制性的评估结果。 2.5 知识形成 将数据挖掘所得到的分析信息以可视化的方式呈现给用户,或作为新的知识存放在知识库中,供其他应用程序使用。将本文研究课题的实验结论提供给公司虚拟设计部门,进行相关的实验研究。需要注意的是:数据挖掘过程是一个反复循环的过程,每一个步骤如果没有达到预期目标,都需要回到前面的步骤,重新调整并执行。本次实验针对贝叶斯关键因子W元素含量进行了验证,对铸件W元素含量小于0.007%的铸件且其余检测化学含量项目相似的6批铸件进行检测验证,发现除了1批铸件的的裂纹焊补率为1.34偏高外,其余铸件的焊补率均低于0.3,检验结果支持了W元素含量对于裂纹焊补率的影响。这使得在以后的熔炼工艺设计中,W元素的含量成为重点关注的项目。 3 整合业务流程 通过本课题的实施,对大数据的工作流程做了整合,具体流程如下: ①确立目标,明确要验证什么、发现什么; ②数据仓库的建立,将相关因子进行数据处理并放入数据库; ③根据目标确立挖掘算法; ④依据挖掘算法得出的结论,并进行理论和实验验证; ⑤将经过验证的结论形成知识。 4 结论 在本课题的研究过程中,数据清理和模式变换是优秀。研究初期,由于模式变换不到位,对挖掘得出的结论进行验证,得到不符合的结论,同时在研究过程中统计理论知识的欠缺,使整个模式评估花费的时间较多。这些都需要在今后工作中加强相应知识的学习。 经过这次课题的研究,验证了大数据分析结果在企业管理中具有参考和控制性作用,大数据分析方法可在中小企业管理中加以应用。 小型企业管理论文:论小型企业管理创新的实现路径 摘要: 以管理理论为依据,通过分析我国小型企业的管理状况和发展趋势,得出管理创新不足是致使企业面临危机的根源的结论,罗列出我国各类小型企业进行管理创新的制约因素,并为各类小型企业找准适合自身实现管理创新的路径,以加快小型企业进行管理创新的进程。 关键词:小型企业;管理创新;创新方法 1我国小型企业面临危机的根源是管理创新不足 1.1我国小型企业面临的危机 近几年的倒闭潮使员工人心惶惶,关于老板跑路,企业资不抵债而倒闭的新闻随处可见。自从2008年金融危机以来,关于我国小型企业的话题一直没有离开过“倒闭”二字,我国小型企业的寿命问题一直是业界的热门话题。笔者将导致小型企业面临危机的根源分为外部环境和内部环境,其中管理创新是主要根源。 1.1.1外部环境 (1)竞争激烈。 在经济全球化的大背景下,市场经济高度发展,而高度发展必然带来高度竞争。在激烈的行业竞争之下,小型企业处于弱势地位,在规模,产品,品牌等方面都不及大型企业,随时处于被击败的边缘。 (2)融资难。 一方面,我国目前的国有大型银行偏好于放贷给大型企业,这使中小企业很难在银行获得贷款。另一方面,银行放贷之后对中小企业要求十分苛刻,一旦发现企业存在问题,如产品销路不好或者经营不善等问题,银行则会立即收贷,这让中小企业非常无奈。再加上金融机构对中小企业缺乏信任,只要有一家银行收贷,其他银行包括民间债主也会一起收贷,高利贷无法偿还,资金链断裂,企业只能宣告破产。 1.1.2内部环境 (1)规模小,抗风险能力低。 我国小型企业的规模普遍较小,大多以私营企业为主,企业结构不完善,组织过于简单化。当外界环境发生变化,如当人民币升值、成本上升等问题出现时,小型企业则处于被动的地位,利润的下降将会使企业难以运作。 (2)企业缺乏长远战略。 我国小型企业普遍缺乏科学长远的战略,企业一味地追逐短期利益,缺乏长远规划。企业在产品定位上目光较为短浅,在更新生产设备、提高生产技术、引进高科技方面较为被动。企业没有规范性的战略目标,就失去了方向,也很难聚集员工们的力量。 (3)企业缺乏科学管理。 我国许多小型企业的管理模式是粗放式的,管理结构是紊乱的,缺乏科学性更没有前瞻性。管理是企业中必不可少的活动,它贯穿于企业的整个生产流程,掌握着企业的经济命脉,我国小型企业缺乏科学管理,这将影响到企业的生产效率以及发展生存。 根据大量实证研究表明,导致小型企业破产的原因中,管理不当占到 70%-90%的比重。而人们一向重视的资金不足,经济萧条及其他原因仅占 10%-30%,由此可见,管理决定着企业的生存,我国小型企业要想在市场升级换代中继续生存下去,就必须对自身进行创新变革。 1.2我国小型企业管理类型 1.2.1家族式管理 这类管理模式是我国小型企业中最常见的,企业员工大多是优秀领导人物的亲戚,优秀领导人物通过亲情来对员工进行指挥,过多的个人情感因素增加了管理的随意性,同时也限制了企业的发展和扩大。麦肯锡的调查数据显示,只有不到 15% 的中国家族式企业在第三代之后还能生存下去,原因便是企业缺乏优秀的管理人才与管理机制。 1.2.2脱离基层的管理 这类企业有组织结构,有明确分工,有正规的员工守则,但却没有员工将管理制度付诸于行动,原因在于管理制度的制定过程中完全没有基层员工参与规划,也没有听取员工们的真实想法,导致最终得出的管理制度是死板的,是不实用的。 1.2.3不切实际的管理 当小型企业处于快速发展阶段时,管理者迫切的想快速发展成大型企业,于是便一味的模仿大型企业的管理模式。这种“东施效颦”的行为不仅摒弃了自己传统的管理模式,而且会让企业对新的管理模式出现无法适应的状态,最终难以发挥作用。显然,照搬别人的管理模式的方法是完全不可取的。 2管理创新的内涵与实质 结合前人的研究,笔者认为,管理不仅仅是指人力资源管理,更多的是一个广义的概念。管理的基本对象是人,管理的优秀是协调,管理的目的在于更有效地实现组织目标。 企业进行管理创新,首先,管理者需要摒弃旧的管理思维和方法,通过借鉴和学习创造出适合企业本身的新的思维方法,进行资源重新整合,进一步提高企业的产值,实现企业的利益最大化和持续发展。这一定义一方面强调了管理创新的功能,指出管理创新着眼于资源的整合,另一方面提出了管理创新的目的,即为给企业注入了新的活力后,企业的效益会得到进一步的提升。 3小型企业管理创新的制约因素分析 3.1企业制度紊乱 我国小型企业在研究、生产、组织等各环节之间出现了协调性差、管理薄弱、随意性大、产权模糊的问题,其严重制约了企业的发展。而有序完整的企业制度是一个企业成功的首要条件,这对我国小型企业的发展无疑是一个有益的启示。 3.2企业观念陈旧 3.2.1管理者观念 管理者在企业的管理、生产及经营中都扮演着至关重要的角色,而我国小型企业的管理者的观念大多较陈旧,他们一方面不甘于企业在经济发展中淘汰,另一方面又不愿意花精力花金钱投入管理创新改变企业的现状,最终企业将会败落在管理者这种纠结和死板的观念中。 3.2.2产品观念 当今社会发展迅速,产品更新换代的周期越来越短,新产品层出不穷。我国小型企业在产品竞争中处于被动的地位,通常都是在等待大型企业做出行动之后,再进行模仿,推出新产品。显然,相似的产品在市场中,小型企业必将会输给大型企业。 3.2.3人力资源观念 我国小型企业管理者对人力资源观念是落后的,大多数管理者认为没有必要对企业员工进行培训,有的管理者则认为对企业员工进行了培训之后,员工会被其他企业挖走或者会要求更高的薪资报酬,从而增加企业的人力资源成本。 3.3企业缺乏战略 战略是指一系列或整套的决策或行动方式,它既是预先性的,又是反应性的。在当今瞬息万变的环境里,企业需要建立战略,主动预测未来,而不是被动的对变化做出反应。我国小型企业的规模不大,企业对环境的应变能力比大型企业更敏捷,反应能力更快,适应能力更强,此时小型企业应利用自身优势,建立战略以主动的预测未来。 3.4企业文化呆板 企业文化是企业发展的人文力量,是企业实现可持续发展不竭的力量源泉。企业文化是企业组织发展的灵魂支柱,是企业的优秀竞争力。企业文化不单单只是指企业标志、企业口号,更是一种深入人心的精神。只有形成一种良好的文化氛围,才能使员工形成共同的价值观,形成一致的行为规范,从而产生良好的制度。我国小型企业就是缺少这样的企业文化,所以难以聚合员工的力量进行管理创新。 4中小企业管理创新的路径选择 我国各类中小企业大致有三种管理模式,企业进行改革和创新的侧重点是不同的。笔者为我国小型企业现有的管理模式搭配了不同的创新方法。 4.1家族式管理模式的创新方法 4.1.1以制度创新为首要任务 这类企业最大的管理问题是企业组织结构紊乱,企业进行管理创新,必须规范化企业的职位级别,将亲情的影响降到最低,使企业组织结构由传统的一人独裁亲情指挥分散管理模式转向扁平式分散合作、产权明晰的管理模式,提升管理效率。 4.1.2以建立良好的企业文化为最终目的 这类企业会无形中将员工分为内部员工与外来员工,这种区别对待使外来员工对企业产生抵触情绪,最终离开企业。这种情况严重阻碍了企业规模的扩大,令企业流失了优秀的外来人才。所以企业应该建立一种新的企业文化,减少区别对待的现象,形成一种公平公正的企业文化,才能吸引更多的人才。 4.2脱离基层的管理模式的创新方法 4.2.1以管理者观念创新为首要任务 “管理”这个工作看起来轻松,但实际上却贯通了企业的各种生产活动。进行管理着观念创新,首先,管理者应该清醒地认识到自己所承担的责任,不能以高高在上的姿态来管理企业。其次,管理者还需要注重自身能力的培养,提高应其对新环境和新问题的能力。 4.2.2以进行人力资源观念创新为重点 企业通过培训员工来进行人力资源管理创新,让每位员工接受教育,提高员工自身素质,加深对企业的认知,深化与企业的感情,促进个人奋斗目标和企业发展目标相结合,以更好的胜任本职工作,从而最大限度的发挥企业人力资源的效能。 4.3不切实际管理模式的创新方法 首先,我国小型企业应该建立起明确的战略,佳能成功的奥秘就在于建立明确的战略。佳能公司一开始就明确了“击败施乐”的战略。他们依靠施乐的技术生产产品,获取市场营销经验,进入施乐力所不及的日本和欧洲市场,最终成为施乐强有力的竞争对手。最终这个只有施乐1/10规模的佳能,取代了施乐称霸10年的地位,成为了全球最大的复印机制造商。佳能的经历证明一个明确的战略目标往往是小型企业变为大型企业的一个桥梁。 其次,企业应根据经济背景的变化而对战略进行不断的创新,发掘对手没有涉及的领域,加入创新元素,与竞争对手相区别,同时保证企业的各项生产活动与员工能以最大限度的适应新战略。 5总结 我国中小企业面临倒闭危机的根源是管理创新不足。企业在全球经济背景下要生存、要发展,就必须找准制约企业自身创新的因素,找到实现管理创新的路径,建立全面的管理创新体系,才能为小型企业的持续发展创造出一个良好的管理环境,中国经济的腾飞才有希望,中国的明天才更美好。 小型企业管理论文:小型企业管理模式的构建与完善 作者简介:姚遥 (1980-),女,汉,北京人,中级工程师,工科学士,中国人民大学企业管理专业,研究方向:项目管理。 曾宪峰(1986-),男,汉,河南南阳人,工科学士,中国人民大学企业管理专业,研究方向:项目管理。 摘要:在世界上无论是发达国家还是发展中国家的经济结构中,中小企业都占据着重要位置,为各国的经济发展作出着重要贡献。我国的中小企业和民营企业在近些年来取得了重大突破,可以看出,中小企业在为我国的区域经济发展、维护社会稳定、改善经济结构、企业技术创新、促进市场竞争、农村现代化等多方面都发挥着至关重要的作用。本文通过对我国中小企业的基本情况和所具有的特点以及现阶段我国中小企业的管理模式存在的弊端进行分析,提出了我国中小企业的管理模式构建方式和管理模式完善的策略。 关键词:中小企业;管理模式;构建;约束机制 由于长期以来受到传统的旧观念和旧体制的约束,与西方小型企业相比,我国的中小企业的管理模式和理念相对复杂和落后,企业在许多管理方法和制度上还存在着不少误区,与我国经济发展的现代化进程不相适应。尤其是在进入WTO之后,我国的大多中小企业都经历了重新洗牌,所以如何将管理理论、管理思想和我国的中小企业经营管理实际相结合,建立起有效和系统的中小企业管理模式,是现代中小企业和相关部门应重点关注的问题。 一、 我国小型企业的基本情况和特点论述 (一)我国小型企业的基本情况 自改革开放以来,我国的中小企业主要是围绕两种形式在进行改革,一种是不涉及产权制度的改革,另一种是涉及产权制度的改革。所取得的成果来讲,主要包括三个方面:一是公有民营、国有民营在承包、租赁等基础上都得以发展,在我国八十年代中期开始国有中小企业主要采用承包、租赁等形式,到九十年代初期,逐渐向公有民营、国有民营的方向发展。这种方式主要以自主经营、自负盈亏、自主分配、自筹资金、定额上交、自组人员等方式为基本内容,这样既吸收了个体企业和集体经营机制,又保持了租赁经营、承包等有效机制,让很多原本微利或亏损的企业转化为盈利的企业,成为利税的主要来源。二是中小企业的组织形式逐渐连锁化,九十年代以来,我国开始发展连锁经营模式,因而带动了中小企业组织形式的改造和改组,这些连锁店已经发展成为商品市场中新的增长点。三是中小企业的产权制度得到改革,中小企业主要采用兼并、出售、联合、转让、拍卖等形式来进行股份合作制、股份制的改造。在一个完整的市场资源配置中,中小企业的地位已经不可替代,中小企业拥有着巨大的生存和发展空间,但是阻碍中小企业的发展因素也很多,而其中最多的阻碍因素则是企业管理者的不善管理因素,管理者不能从整体和企业发展的角度去考虑问题,也没有能够准确把握市场定位,把企业自身在市场中的优势充分发挥,也没有用长远的战略眼光来看待企业的未来发展和市场变化,缺乏足够的创新意识。想要从根本上解决这些管理上的问题,企业管理者就必须要更新观念,科学完善内部管理、细致分析外部市场,管理者只有充分认识到自身存在的问题,进而转变观念、改善管理方式,才能让企业走上更健康的发展之路。 (二)我国小型企业的特点论述 1.生产规模小 我国小型企业因资信程度不高,资金的筹集相对困难,在产品生产中技术创新能力薄弱,生产规模难以扩大,在文化程度、技术含量、产品质量等方面与大型企业相比还存在着较大差距。但近年来,我国中小企业发展迅速,企业生产技术含量也快速提升。 2.分布范围广,数量大 不管是在发展中国家还是发达国家,中小企业都具备着有其不可替代的优势。在一些发达国家,比如美国、日本的中小企业中,制造业占整个行业的绝大部分比例,在发展中国家,中小企业的经营范围也非常广泛,几乎涉及到生活和社会经济的各个方面,在服务业、制造业、运输业、建筑业、农业等领域可以说是无处不在。 3.投资的主体多元化 中小企业和大型国有企业有所不同,它是既有劳动人民所属的集体企业,也有由国家投资建设的企业,甚至还有一些个体企业。一般情况下,中小企业都不是国有企业,乡镇企业也只有少数能发展成为大型企业,更多的还是以中小企业为主体,所以中小企业有可能是个体投资、国家投资、企业投资等,它的投资主体是多元化的。 4.主要面向国内市场 我们(国)是一个人口众多并处在经济高速发展中的国家,我国的经济发展面临着社会生活各方面的压力,而我国的中小企业自身素质不高,资金短缺和用工压力较大,这些问题都决定了我国中小企业的市场为国内市场,这些企业的服务能力和生产能力都只能适应国内的市场的需求。尽管这几年也出现了一些优秀的中小企业能够向世界市场发展,但是由于企业自身的素质较低,很难适应国际市场上的激烈竞争,再加上体制方面的约束,我国的中小企业以劳动密集型产业为主,企业技术发展缓慢,这也决定了中小企业的产品成本高、档次低,中小企业很难挤进国外市场,所以我国中小企业的生产服务主要是面向国内市场。 5.生产经营市场调节 在我国生产经营具备的外部条件下,在以往的计划经济时期,就提出了小、中、大企业同时发展的口号,但在实际中,国家还是比较侧重于对大型企业和中型企业的生产经营和投资建设,而没有足够重视中小企业在社会发展和经济发展中的作用,这也导致中小企业没有能够获得足够的政府计划的保障。在改革开放以前,我国中小企业只能在计划经济下的夹缝中生存,随着市场经济机制的作用不断扩大和改革开放的进程不断加快,中小企业才得以迅速发展。 二、现阶段我国小型企业管理模式的弊端 (一)管理观念落后,管理意识不足 受到企业发展历史的影响,我国大部分小型企业还没有建立起专门针对企业自身的管理制度,在很多管理上还不够规范,而企业领导人的管理观念也还没有跟上时代的步伐。中小企业大部分都是以合伙经营、家庭经营等形式发展起来的,在过程中逐渐形成了家族式的管理模式,大部分的中小企业可以说都不具备适合现代企业发展的管理经营模式。虽然在一些企业中,员工的生产技术过硬,但在企业管理上的意识和理念上相对落后,而企业的发展不能只依靠生产技术和销售手段,管理的好坏也直接影响着企业的发展未来。 (二)缺乏人性化管理 我国中小企业自身带有一定的家族化特点,企业的许多重要环节,比如财务环节的工作基本是由与管理者有关系的人来进行担当,而这些人并不不一定都能胜任该岗位的工作,这样的做法对那些认真努力工作的人来说是不公平和缺乏人性化的。而且,现代的中小企业大部分都比较重视提升业绩和培养技术人员,而没有足够重视管理层面,常常忽略管理上的问题,对员工缺乏关心和了解,造成管理的不人性化。 (三)企业文化构建缺乏 中小企业可持续发展主要靠的是企业文化的建设,企业文化是一个企业的灵魂,企业有了优秀的企业文化,就有了顽强的生命力,进而才能促使企业长远发展。但是目前我国的中小企业并没有能足够重视企业文化建设,也没有建立属于企业自身的企业文化,同时更没有形成企业中的优秀价值观,忽略了客户价值和社会价值,企业就因此失去了凝聚力和向心力。 (四)盲目跟风、抄袭其他公司管理方式 与国有企业或一些制度化程度高的企业相比,中小企业的管理模式和制度带有相对随意性,缺乏全面的规范化、程度化、制度化的管理模式,多是模仿国外企业的管理模式,甚至有的直接照搬国有企业或者其他的大型企业的管理方式,中小企业的管理模式在长期的发展过程中逐渐形成了家族式的管理方式,也不管这样的管理模式或者跟风其他企业的管理模式到底适不适合自己企业的经营和发展。而管理却是直接关系到企业的发展前途,这样不但不能带动企业正常快速的发展,而且会让企业处于停滞不前的状况,使其成为一个空壳没有实际内涵的企业。 (五)管理创新较为缺乏 在中小企业中,有很多都是已经习惯了旧的产品和旧的管理框架,这些中小企业不能做到及时创新,而是习惯性的依赖自身已有的管理模式,这个习惯已经形成了一种定性思维,企业自身没有想过要进行思想创新。中小企业一方面总是认为创新应该是国有企业或者大型企业的事情,只有这些大型企业才可以和有能力做到创新。另一方面,中小企业总是容易满足于现状,久而久之,就形成了企业管理永久的一贯制,没有新意,而且不思进取,这让企业在不知不觉中就已经丧失了竞争力。 三、 小型企业管理模式的构建 (一)中小企业发展初期的管理模式构建 一般情况下,我国的中小企业在创业和发展初期,所需资金大部分都是来自于家族网络或家庭财产积蓄,这样的企业资源是非常有限的,经营管理方面也存在着多方面的问题,在企业还没有形成一定规模、融资困难、管理制度尚不完善时,很多客观原因都会限制到中小企业的发展。所以,在中小企业发展初期,应该尽量节约和稳定成本,减少经营风险,以此来保证和实现企业的快速发展。而且在建立初期,一般中小企业的人事财务权、企业所有权、管理决策权等都掌握在企业的管理者手中,企业的决策和管理大都是依靠管理者的经验进行。所以想要实现企业快速发展,管理模式上必须要走集团化、现代化和规范化的道路,小型企业在具备了一定的规模,可以进一步壮大时,会发现传统的家族式管理方式存在着诸多弊端,这些弊端会成为企业进一步发展的阻碍。比如一个企业的所有结构单一,经营权和所有权都集中在一个人或者几个人手中,这样不利于企业的合理决策,所以应该要建立科学的决策分层体系和决策机构,防止独裁式的决策机制。同时在中小企业中产权关系应要明晰,不能一味的用家族中的模式在分配上进行模糊,在成长期多运用现代化的管理模式。 (二)中小企业发展中期的管理模式构建 中期,中小企业到的生产规模和经营范围都有了一定的扩大,而企业管理者个人的精力毕竟有限,不能及时控制到企业所有方面,但是为了企业的经营管理能够正常和顺利运行,让企业得到更高、更好的发展,管理者有必要将一些经营权分配给职业经理人,而管理者个人应该考虑企业的发展和监督。职业经理人的专业性强、经验丰富,能够将企业的发展和管理经营有效结合,找到科学的管理方法,使企业生产效率化,而且运用这些专业化的管理,让企业能够更好的向规模化发展。中小企业在中期的发展过程中,可以采用现代的管理模式和现代的家族管理模式,解决原来企业管理过程中所不能解决的问题,更好的适应现代企业的发展。所以在中期建立一些适合企业发展的管理模式,和运用专业的职业经理人模式都是现代中小企业发展过程中的一些过渡性的管理模式,这样也可以让中小企业顺利走上快速发展的道路。 (三)中小企业成熟时期的管理模式构建 现代中小企业中的管理模式的特点主要是经营管理权和资本所有权相分离,所以现代中小企业应该要产权关系分明,出资者按照所投入企业的资产额度享有相应的收益、选择管理者、进行重大决策等方面的权利,而专业化的管理经营者应有照章纳税、依法经营、对出资者有资产保值的责任,现代企业的管理模式可以让中小企业快速发展,也是公司国际化、集团化的必经之路。在企业发展过程中,一定要树立抢占战略的意识,不管是在生产经营上还是在管理策略上都需要良好的战略意识和长远的发展规划,这样才能确立和保障企业在市场上的地位,并促进资源的合理利用,同时让企业的发展基础更加牢靠和扎实,企业需要培养自身的创造能力,以便能够更加灵活的发展自己。比如日本的佳能公司的战略意图就非常清晰,因为一开始佳能就明白自己的战略目标是要击败施乐,所以,在其企业的发展初期,佳能就努力获得施乐的专利技术许可,如此依靠施乐的技术来生产和研发自己的产品,迅速获得市场经验,壮大了企业自身的力量,佳能就是这样用正确的战略一步一步的走到行业的领先位置。所以中小企业要根据自身不同的发展阶段来部署相应的发展战略,在成熟期时,要把企业中的技术、资金、人才优势进行合理发挥,并且要引进、创新、发挥和改进中小企业在市场中快速发展的经验。 四、 小型企业管理模式的完善 (一)构建道德约束 建立社会评判的职业经理人标准,同时对职业经理人的道德规范要制定出严格的规范,这样通过约束管理者来衡量管理者。成立社会中介的评价机构,建立起可操作、透明度高的职业经理人评价系统和经营管理者的评价机制。建立起个人与群体的信用评价机制,建立起经营管理者和企业所有资产者的信用制度和披露制度。企业在进行用人选择时,要重点关注其历史档案记录,经营管理者和资产所有者都应该讲信用、重信用,不能只重视短期利益,而忽视长远利益。 (二)构建法律法规约束 中小企业发展需要有健全的法律约束机制作为企业发展的保障,而我国目前没有相关完善的法律机制来保护企业的发展。在企业和市场经济发展的过程中相关的规范和制度也不够完善,还存在着一些盲区。所以只有建立健全法律约束机制,才可以有效地促进中小企业良性发展,比如可以通过职业经理人制度,让经营管理者和企业资产所有者有章可循,让双方都受到制度的约束和保护,促进双方共同努力协作,避免他们运用一些非法手段来进行的不正当的竞争,让员工能在一个公平竞争的环境中工作。同时建立内部约束机制和外部约束机制,设立企业维护制度、强化制度机制,通过完善中小企业的法律保障,促进管理模式的有效实施。 (三)构建长效激励机制 中小企业的管理模式建立主要是可以促进企业稳定、持续、健康的发展,调动经营管理者和资产所有者的积极性,形成对企业发展有利的强大合力。在建立法律约束机制的同时,还要建立有效地激励机制,做到约束与激励并重,形成企业和资产所有者、经营管理者和社会双赢的局面。建立合理的收入分配体系和绩效考评体系,建立股权、收入、期权结合的激励机制,这样可以充分的调动经营管理者在管理企业过程中的积极性、主动性、创造性,与企业共同发展。营造一个良好的内部环境是管理模式有效地实施的前提,而内部环境的建设主要是取决于管理者对企业环境的重视程度和认识,正确的处理家族成员和职业经理人的利益冲突,建立有效的激励机制,留住人才、吸引人才,客观分析行情和自身的条件,选择符合企业发展的管理模式。 结束语 发展、进化、创新本身就是企业在社会中存在和发展的永久主题,也是企业能否长久发展的根本导向,在现代中小企业处在的新经济时代里,只有依靠所处的环境和条件不断丰富自身的企业文化和内涵,调整企业的优秀能力,完善和构建新的管理体系才能让企业快速长远发展和稳步壮大。但现代中小企业中在管理制度上还存在很多的问题,需要现代的管理者不断地探索和创新,找到适合自身企业发展的管理模式,同时建立道德约束机制、法律约束机制和激励机制,在此基础上,实行进一步的创新,才可以有效地保障中小企业的稳定快速发展。(作者单位:中国人民大学)