自動化技術設計論文精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇自動化技術設計論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

關鍵詞：研究現狀 核心問題 宏觀思考 和諧統一

中圖分類號：TD5 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（a）-0045-01

對膠帶機運輸系統的集中控制及其相關問題進行研究與闡釋，不僅事關膠帶機使用效率的正常發揮，而且也事關礦山企業生產效率的提高。因此，有必要結合現有膠帶機運輸系統的集中控制實踐，根據企業的生產需求與相關的自動化技術的發展，對其現存的問題進行科學地分析與客觀地說明。從而提高膠帶機運輸系統的使用效率，推動膠帶機運輸系統的自動化水平。

1 膠帶機運輸系統的研究現狀

1.1 分析現狀的資料準備

為了充分地了解膠帶機運輸系統集中控制的研究現狀，通過以下的方法來搜集相關的研究資料。首先，在知網上，以“膠帶機運輸系統”和“集中控制”為關鍵詞進行相關的論文搜索。然后再針對搜索的結果，以論文刊發期刊的質量為標準，特別是核心期刊所載的論文更是研究分析的重點資料。其次，在此基礎上，又以“下載”次數為標準，選擇一批重點論文作為研究資料。因為知網上所統計的論文下載次數，不僅可以再現研究者關注的焦點所在，而且還能表明相關論文所闡釋問題的影響力。

1.2 研究現狀的具體分析

下邊簡單列舉相關的研究論文：廉建國發表于《煤碳學報》的、名為《影響膠帶機運輸系統效率的因素探索》的文章，下載次數達到了106次；付征耀、羅福盛發表于《鋼鐵技術》的、名為《膠帶機通廊系統鋼結構設計》的文章，下載次數已達到了80多次；特別是2012年來源于會議數據庫的、單福友的文章《膠帶運輸系統控制技術研究與應用》一文，更是大家關注的焦點。再如，郝榕、譚得健、王樹勝、費運河的、名為《井下膠帶機運輸地面集中控制系統的應用》以及田剛發表于《電子世界》的文章《煤礦膠帶機PLC集中控制系統的設計研究》一文。

雖然，在此不能窮盡我們為了分析膠帶機運輸系統集中控制的研究現狀所閱讀的各篇論文，但是，從上邊簡單的列舉中，卻可以發現這樣的問題：首先，膠帶機運輸系統的集中控制的研究，必然要涉及到整個系統的各個環節。特別是從表面上看，《膠帶機通廊系統鋼結構設計》一文似乎與對膠帶機運輸系統的集中控制無關，但是，作為對膠帶機運輸系統集中控制產生重要影響的環境問題，也不容在具體的集中控制研究中所忽視。其次，作為一種集中控制研究，對膠帶機運輸系統的集中控制研究，必然要考慮到最后集中控制系統的運行效率問題。如何提高系統的運行效率，只有在設計之初對其就給予關注，才是最佳的解決辦法。最后，膠帶機運輸系統的集中控制研究，其核心問題是相關的技術研究。就如《膠帶運輸系統控制技術研究與應用》、《煤礦膠帶機PLC集中控制系統的設計研究》這幾篇文章所涉及的問題一樣，如何把具體的技術應用于集中控制實踐是研究者在技術層面研究的重點。

2 膠帶機運輸系統的集中控制研究

2.1 研究思路

通過上邊的研究現狀分析，可以看出，在目前的膠帶機運輸系統集中控制的研究主要涉及到兩個層面的研究問題。即，從技術的層面上講，涉及到某一技術或者說某自動化研究成果的具體運用，如PLC集中控制系統的設計應用問題；從研究的思路層面講，或者說從整個膠帶機運輸系統的集中控制所涉及的具體問題出發，探討相關的問題。如影響控制系統效率問題的分析，保證整個控制系統正常運行所需要的外部環境問題。前者可以稱作是微觀層面的研究，后者可以稱為宏觀層面的研究。然而無論是宏觀層面的研究，還是微觀層面的分析，都是研究膠帶機運輸系統集中控制的關鍵。

2.2 研究的核心問題分析

結合上邊的分析，下邊從宏觀的層面，對膠帶機運輸系統的集中控制研究的核心問題進行逐一的闡釋和分析。

（1）膠帶機運輸系統的集中控制所需要的研究問題可以簡單地分為兩類。一類是集中控制正常運行所需要的技術問題。包括整個運輸系統每一個組成部分所需要的技術問題和整個集中控制所需要的技術問題。換而言之，在這個集中的控制中，需要根據每一個組成部分的運行特點，進行相關的技術設計。如，針對控制單元的技術設計、針對信息傳送網絡的通訊技術，特別是對于遠程集中控制而言，通訊技術更為關鍵。再如，針對集中控制中心而言，面對眾多的儀器、設備，研究者更需要相關的技術作為保障。其次，膠帶機運輸系統的集中控制還涉及針對故障處理的技術問題。特別是系統對故障的發現能力，直接關系到整個集中控制系統的運行效率和安全保障。

（2）膠帶機運輸系統的集中控制的相關研究還要涉及到具體的企業生產環境。這一點思考，是閱讀《影響膠帶機運輸系統效率的因素探索》的感悟。生產者之所以要對在相關的生產中運用膠帶機，之所以在運用的基礎上還在實現對其整個運輸系統進行集中控制，目的是非常的明確，即，提高工作效率。然而，膠帶機運輸系統的運用過程中，究竟有哪些因素會對其集中控制產生影響，這是設計中必須關注的問題。否則，即使你的設計再科學、再高效，也會在具體的運用實踐中達不到其最初的設計目的。因此，研究者還要在具體的設計與運用中，考慮到膠帶機使用企業的具體生產環境以及其員工的素質。一句話，企業的生產環境也是集中控制研究中必須考慮的核心問題。

總之，膠帶機運輸系統的集中控制有許多問題值得每一位研究分析和研究。這些問題，不僅是其技術層面的問題，也有研究者對現有膠帶機運輸系統的集中控制實踐進行反思得出的宏觀分析。特別是后者，它更能為技術層面的更新提供參考的依據。

參考文獻

[1] 孫孔勛.基于以太環網的膠帶機運輸集中控制系統[C]//煤礦自動化與信息化―― 第21屆全國煤礦自動化與信息化學術會議暨第3屆中國煤礦信息化與自動化高層論壇論文集（上冊）.2011.

篇(2)

關鍵詞： 畢節學院；辦公自動化；B/S模式；技術

中圖分類號：TP317.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）07-0187-02

1 研究背景

隨著科技的發展，傳統的辦公室工作方式已不再適應雪崩式的信息增長，這造成了高校對信息的更大依賴性和信息需求的迫切性。簡單的說，辦公自動化通過因特網技術，利用先進的科學技術，使辦公人員方便快捷地共享信息，高效地協同工作，改變過去復雜、低效的手工辦公方式，為高校管理知識資源提供了良好的平臺，將辦公活動中的信息共享、校園管理等進行重新整合，可以讓用戶在不同時間不同地點進行辦公，提高辦公的效率及決策能力[1]。

辦公自動化經歷了三個階段[2]，從辦公自動化的出現，利用辦公軟件、辦公設備，將各類文件數字化處理，對文件進行各類編輯操作，以提高工作效率；到協作性辦公自動化的發展，利用辦公自動化系統來完成文檔的傳閱與審核等協作性工作；到辦公自動化系統的協作與知識的大力發展，在完成了辦公的協作的同時，提供信息輔助領導的決策，達到提高效率和協同辦公的效果，最后實現決策效能的目標。通過建立內部可以方便快捷通信的平臺，校園內部信息，完成工作流程自動化、文檔管理自動化及資產管理、會議管理等輔助辦公。

2 相關開發技術

畢節學院辦公自動化系統的設計與開發中主要是基于B/S（瀏覽器/服務器）開發模式，用到的技術有、數據庫、工作流。

技術提供了統一的Web開發模型，無縫使用所見即所得的HTML編輯器和其他編程工具[3]，在這個系統開發中，采用技術設計的頁面在用戶訪問時只需進行一次編譯，而為技術提供了巨大的幫助，如包含的DataGrid等數據庫元件可以和數據庫進行直接聯系。并且技術采用了一種“Code.Behind”（代碼后）的新型代碼編寫方式，可以使程序編寫的工作變得更加簡單，所設計的程序結構也更加清晰與合理，極大提高了系統的性能和安全性。

SQL Server 2005是一個完全支持WEB的數據庫產品，提供了對可擴展標記語言（XML）的核心支持，以及在Internet上和防火墻外進行查詢的能力。從數據管理和分析角度看，將原始數據轉化為商業智能和文化娛樂活動析利用Web帶來的機會非常重要[4]。

工作流技術（Workflow）就是工作流程的計算模型，即將工作流程中的工作如何前后組織在一起的邏輯和規則在計算機以恰當的模型進行表示，并對其實施計算[5]。工作流解決的主要問題是：為實現某個業務目標，在多個參與者之間，利用計算機，按某種預定規則自動傳遞文檔、信息或是任務。

B/S結構（Browser/Server，瀏覽器/服務器模式），是隨著WEB的興起在C/S結構的基礎上進行改進的一種網絡結構模式。B/S結構最大的優點就是運行維護比較簡便，能實現移動辦公，并且維護和升級簡便，成本降低，安全可靠。

3 畢節學院辦公自動化系統設計

3.1 系統結構模塊設計 本系統主要包括以下五個功能模塊：個人辦公，公共信息，組織管理，公文流轉，權限管理。

功能模塊設計的具體說明：

3.1.1 個人辦公 我的辦公桌可以鏈接到每個功能模塊，公布最新消息讓登陸用戶查看；我的便簽模塊實現添加便簽、修改便簽、刪除便簽、查看便簽等功能；通信錄模塊能夠添加、刪除、修改、瀏覽和查詢通信信息。

3.1.2 公共信息 授權登陸用戶能夠、刪除和修改公共信息，而普通登陸用戶只能夠查看公共信息。

3.1.3 組織管理 組織管理的設計首先選擇要采用的組織架構。組織架構的形式可以分為：集權型組織架構、職能型組織架構、混合型組織架構和網狀型組織架構。

在辦公自動化系統我們選擇職能型的組織架構，機構下可以掛子機構也可以掛員工。機構設計為樹型結構。

3.1.4 公文流轉 在這個功能模塊中，我們將使用工作流引擎JBPM。利用JBPM的流程設計器設計流程，授權登陸用戶能夠上傳流程文件、流程圖片，刪除流程，普通登陸用戶能夠查看流程定義文件、圖片，審批公文，查看待審批公文、公文審批歷史等。

3.1.5 權限管理 通過權限管理，能夠設置不同用戶的訪問權限，而且要控制到CRUD（增刪改查）的操作級別?？梢詥为殞τ脩羰跈?，也可以統一授權。

3.2 系統安全性設計

3.2.1 數據庫安全需求 由于本系統是面向Internet開放的，所以說數據庫的安全是非常重要的。為了確保數據庫的安全可靠，本系統將應用服務器和WEB服務器以及數據庫服務器分開隔離。將應用服務器和數據庫服務器安置在第二級防火墻的內部網絡上，這樣用戶就無法直接訪問到網站數據庫。對于數據庫本身，還需要設定好用戶密碼級別和用戶權限。數據庫的備份和恢復是必不可少的一份工作，備份和恢復對于維護數據庫十分重要。在面對系統故障造成數據丟失或損壞時，可以通過備份的數據庫快速地恢復數據，可以有效地減少或者減免損失。

3.2.2 網絡安全需求 網絡安全是指網絡系統的硬件和軟件以及系統中的數據信息受到保護，不因意外或者人為惡意的破壞，系統能連續正常地運行，網絡服務不中止。網絡安全不僅僅包括網絡安全產品，是一個比較復雜的系統工程。具體到某一個網站上還涉及到它的功能和需求以及與之相配套的安全策略。從網絡安全產品的多種多樣，除了防火墻外，還包括安全評估系統、入侵檢測系統、和防病毒產品等等。而每一種安全產品都是構建在一種或幾種安全技術之上的[6，7]。

3.3 工作流引擎的系統結構的設計 本論文設計的工作流引擎被劃分為了兩個功能子系統：Executor和 Monitor.Executor實現了絕大多數的復雜工作流程的流轉功能，該部分不僅要完成流轉這一基本功能，還牽涉到工作流實體對象的持久化，工作流事務等方面。Monitor主要判斷是否有超時的過程實例或者節點實例存在，但Monitor不對發現的超時對象進行處理，而是采用消息通信的方式，通過引擎消息隊列通知Executor來處理這些超時的對象[8，9]。

參考文獻：

[1]馮棟.淺談高等院校辦公自動化系統構建的必要性[J].電腦學習，2010年8月.

[2]盛宇華，朱曉鋒.企業辦公自動化管理系統[M].科學出版社，2004年7月.

[3]汪維清主編 Web程序設計與應用[M].清華大學出版社，2011：08.

[4]王能斌.數據庫系統原理[M].北京：電子工業出版社，2010.

[5]傅勇，王兒珍.工作流技術在辦公自動化系統中的應用研究[J].小型微型計算機系統，2001，6.

[6]元春欣，江建慧主編.安全關鍵計算機系統[M].中國鐵道出版社，2003.

[7]夏昕，曹曉鋼，唐勇主編.深入淺出Hibernate[M].電子工業出版社，2005：6.

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［論文摘要］電網一旦發生大停電事故，應快速穩定地恢復系統供電。文章分析黑啟動恢復過程中需要注意的一些事項，保證電網安全的運行。

電網“黑啟動”是指整個電網因故障崩潰停運后，系統全部停電，處于全“黑”狀態，此時通過系統中具有自啟動能力機組的啟動和外來電源，帶動無自啟動能力的機組，逐步擴大系統的恢復范圍，最終實現整個系統的恢復和正常供電。

一、黑啟動原則

（一）目標要求

電力系統黑啟動是指在系統全停的情況下，利用系統外電源或系統內具有自啟動能力的機組逐步恢復系統正常運行的過程。電力系統恢復的總目標是在最短時間內使系統恢復帶負荷的能力，具體要求有兩個：盡可能地用最小啟動功率啟動機組；制定嚴格的操作票制度，實現操作步驟最少。

（二）恢復方法

一般電網全停后主要靠兩種方法來恢復：從周邊還有電源的系統取得電源，用來恢復本地區的電網網架和啟動本地區的主要電廠；利用本電網區域內的、具有自啟動能力的電廠首先啟動，然后再逐步恢復系統。

（三）方案的制定

在制定黑啟動方案時需考慮下列原則：路徑中電壓轉換的次數盡量少；每個方案的路徑長度盡可能短；盡量先啟動離重要負荷近的機組；每個方案開關操作次數盡量少；每個方案在啟動容量允許的前提下，要選擇被啟動機組的容量盡量大；便于主網架的快速恢復。

（四）子系統劃分

針對黑啟動的具體情況，黑啟動時可以將電網劃分成為多個子系統，各子系統內部可以同時進行黑啟動操作，以加速全系統的恢復。每一個子系統都應有1個主網架，包括子系統內的黑啟動電源、主要電廠、樞紐變電站和重要負荷。子系統劃分原則如下：根據電網結構特點和黑啟動電源所在的地理位置合理劃分子系統；各子系統至少有1個黑啟動電源并具有較好的調頻調壓手段；各子系統應具有明確可靠的同期并列點，子系統之間具有的合環點需要明確。

（五）電源電廠的選擇

選擇黑啟動電源的電廠時應遵循下列原則：盡量選擇調節性能好的、啟動速度快、具備進相運行能力的機組；優先選用直調電廠作為啟動電源，其次選用用戶電源；盡量選擇接入較高電壓等級的電廠；有利于快速恢復其他電源的電廠；距離負荷中心近的電廠。

（六）恢復過程

黑啟動中可以把恢復過程分為三個階段：形成獨立的子系統；各子系統的并列與合環；負荷的恢復，最終電網全面恢復正常運行。

二、負荷恢復中的注意事項

第一，黑啟動過程中，應當按照負荷的重要等級，并考慮電網的穩定及恢復速度有序恢復，在負荷恢復的過程中，系統頻率應控制在49. 5～50. 5 Hz 之間。在調度操作方案中應列出負荷恢復的優先次序和數量，優先保證各級電力調度機構、電廠、通訊部門、黨政機關、重點廠礦企業的保安負荷等重要負荷的供電。

第二，負荷恢復過程中，電壓應控制在0. 9～1.1p . u. 之間。每一步操作都需要監測重要節點的電壓水平，否則極易導致黑啟動失敗。

第三，負荷恢復過程中，系統應留有一定的旋轉備用容量，旋轉備用容量一般不低于系統發電負荷的30 %。

第四，采用外網黑啟動時，其容量較大、安全穩定余度較高，故黑啟動的同時即可恢復部分負荷；采用內部自啟動電源進行黑啟動時，其容量較小、啟動及恢復速度較慢、安全穩定余度較低，故黑啟動的同時可恢復的負荷要根據機組的容量及運行要求，密切配合調度人員和電廠運行人員逐步恢復，不能操之過急。

第五，為了保證電網的電壓水平，要求電網中的無功補償設備能根據電壓情況進行必要投切，避免遠距離輸送無功功率。

三、系統要求

（一）初始狀態

黑啟動調度操作方案中應根據其路徑方案明確各黑啟動機組、被啟動機組的初始狀態，以及各廠站上的初始狀態。對各廠站的黑啟動初始狀態安排中，要有防止非同期合閘的操作及措施。黑啟動機組、被啟動機組的初始狀態應保證直流及安全控制回路正常、機組的各參數正常、具備黑啟動條件。黑啟動路徑中各變電站應按照預定方案倒為黑啟動初始運行方式，可以直接由外部受電，并可作為下一級廠站的電源。

（二）二次系統

1．直流系統

電網黑啟動過程中，各調度機構及廠站應加強對直流系統的監視和維護，采取減少直流負荷的措施，延長直流電源的供電時間，一般情況下應大于4小時。若變電站停電時間過長，直流電源已耗盡，將會造成斷路器和隔離開關等設備無法進行自動操作，從而導致黑啟動時間延長、延緩整個電網的恢復過程。

2．電力通信

電網黑啟動過程中，各級調度機構及廠站應保持通信暢通，若不能直接聯系，可以通過第三方聯系。但系統全停時，通信系統應立即按照應急機制啟動通信應急預案，保證調度電話和繼電保護通道的暢通。

3．繼電保護

電網黑啟動過程中，各保護應充分考慮系統電源問題，以保證在黑啟動過程中快速切除故障。對繼電保護的要求為：重合閘應退出運行；過電壓保護必須投入；低電壓和低周保護(低周保護是當電源頻率低于設定值時，保護電路就動作，并發出報警信號) 停用。

4．安全自動裝置

系統全停后，原則上退出區域穩控裝置中的切除機組、切除負荷出口壓板，就地穩控裝置的運行狀態不變。

5．調度自動化

電網黑啟動過程中，調度自動化系統應立即按照應急機制啟動自動化應急預案，保證自動化信息的準確、可靠。

四、黑啟動決策支持系統

（一）人工制定黑啟動方案的弊端

目前黑啟動方案總體制定一般是根據系統的具體情況，人工選擇一條或幾條黑啟動路徑，然后借助各種電力系統分析軟件對黑啟動過程中所涉及的不同問題分別進行分析校驗，確定可行的方案。但是人工制定方案有很大弊端：首先，黑啟動方案的制定需要進行大量的系統計算分析，靠人工對初選方案進行分析比較，確定可行方案過程復雜，而且所能研究的方案數量有限，很難得到最優的方案；其次，由于系統運行情況的多變性，已制定的黑啟動方案難以及時更新，不能適應新的系統結構和運行方式，影響黑啟動方案的可用性。

（二）黑啟動決策支持系統的優勢

為了克服人工制定黑啟動方案的不足，根據黑啟動的特點，借助人工智能搜索技術，并結合傳統的數值計算方法和優化規劃技術設計的一種黑啟動決策支持系統，可為調度人員提供一個科學、直觀的決策依據。決策支持系統的一個顯著優點是：方案制定者可根據系統的實際狀態，及時快速地修正黑啟動方案庫。

（三）黑啟動決策支持系統特性及發展方向

通常設計的黑啟動決策支持系統需要具有較強的抗干擾能力、自學習能力、良好的可維護性和靈活處理恢復中遇到的各類實際問題的能力。隨著電網規模越來越大，建立自適應的黑啟動策略將成為一個趨勢。

五、結語

伴隨著電網規模的擴大，電網事故的幾率也在增大，造成電網大面積停電的原因變得越來越復雜。若電網發生大面積停電甚至全部停電事故，其恢復的難度遠大于因設備故障而造成的個別地區部分停電。因此，除了加強電網建設和安全管理，還要做到防患于未然，對電力系統黑啟動進行深入的研究，一旦發生電網全停或者大面積停電事故，電網黑啟動預案將發揮極其重要的作用。

［參考文獻］

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關鍵詞：數字化測繪大比例尺

中圖分類號：P2文獻標識碼： A

在地形測量過程中，運用常規測量統計方式確是給工作人員造成了許多工作難度。主要有兩個比較大的困難，一方面是怎樣及時和準確地收集全野外地籍的大量數據，另一方面是怎樣整合與編輯這些收集到數據并且加以分析。這兩方面還是總結實踐工作經驗探索數字化測量流程中非常關鍵的兩個步驟。

一、數字化測繪技術

數字化地籍測量主要指利用現代化技術把地形勘測轉變成數字的方式。數字化地籍測量主要包含了充分運用掃描數字化儀等相關先進測量儀器完成全野外的測圖，借助解析圖儀完成遙感相片、航空攝影的測圖等 [1]。在實際工作過程中，工作人員必須熟練操作者一系列儀器同時能夠處理好特殊情況，熟練掌握怎樣把采集的地籍數據輸入計算機，利用成圖軟件完成數據的整理和分析，最終制成數字化地籍圖。

（一）數字化測繪現狀

自從上世紀后期我國就已經開始不斷嘗試研究大比例地籍圖全野外的測量技術，大致發展過程中如下：

通常情況下運用全站儀完成全野外測量，把測量獲取的數據利用電子薄記錄過后傳輸到計算機中，再把標注測點的點號草圖傳輸到計算機中，利用計算機實現人機交互，方便及時修正與補充，最終形成數字化測圖相關圖形文件，然后由繪圖儀自動制作出地籍圖。

利用全站儀完成全野外測量，后期工作獲得的突破性進展主要有兩個方面。一方面是替換了以往系統軟件運用新型智能數據收集軟件；另一方面是完成了計算機和電子手薄直接的接觸。

二、全野外數字化地籍測量主要流程

為了可以更好地完成數字化測量任務，各個方面探討測量詳細流程是至關重要的工作。依據多年來從事于測繪工作的實踐經驗，流程中主要有以下幾點。在現實運用時，全野外的數字化測量主要流程包含測繪前準備工作和測繪地點及測繪整體設計與測繪數據的標準化極短等，如圖1所示。

圖1數字化地籍測量流程圖

（一）數字化測量的前期準備工作

在進行每一次的全野外測量前，必須做好測量的前期準備工作，其是測量工作可以正常進行的基礎[2]。現代數字化測量獲取的是數字地形圖，運用計算機控制測繪儀器，并且結合靜態的GPS配合導線法，和以往的方法相比較來講，具有操作簡單、測量及成圖精度高特點。全野外的數字化測量前期準備工作主要以下幾個工作內容。第一是明確項目類型，制定對應的技術設計書。第二是對野外地形進行檢查和巡視工作，必須重點做好該環節的工作，地形檢查嚴重影響著研究成果的質量與精度。第三是繪制地形圖，同時對地形圖進行分幅，把圖框模板放置于安裝盤的Blocks目錄中，而且輸入相關測繪單位和測量員及用圖單位等相關信息。第四是選取適當的數字化測量軟件，現階段軟件的種類有很多，比如清華山維和北京威遠圖及CASS系列等相關專用軟件。第五是在相對較為復雜的地區地形測量過程中，要先編輯地形草圖當作地形圖的原型。第六是依照規范確定的對應測量精度標準。

（二）控制測量方式的運用

在該步驟中，地形控制點精度直接關系著地形測量的整個過程，是全程高質量測量的關鍵與基礎[3]。本文主要介紹了以下幾個地形控制測量的方式。首先是靜態GPS控制測量，此測量方式擁有定位精度高和控制范圍廣及選址比較靈活與無需全天工作等諸多優點。其次是導線測量，此測量方式在城鄉地形控制測量過程中表現突出，可以在整個測量中有效防止粗差的發生，尤其適合于城鄉中地形測量隱蔽區域。最后是GPS-RTK控制流量，此方式的優點主要是可以提供三維坐標，讓人產生深刻的立體印象。

（三）測繪數據搜集時期的地形測量

在進行此步驟時，必須處理好自定義編碼收集和碎部點三維坐標，尤其要注重收集碎部點過程中的數學精度和采集數量及收集自定義編碼過程中的自我識別精度，還要注意碎部點和碎部點之間的關系[4]。在現實應用時，盡可能保持在一個測站上，只要確保能通視而且滿足相關需求，就可以及時收集，不可以過渡頻繁地改動觀測點。而在自定義編碼收集過程中不要過分苛刻，在繪圖過程中工作能源能夠識別出就可以。

（四）測繪數據的標準化

測繪數據標準化是把收集到的數據進行充分的整合及分類，貫穿原始地形草圖到成果圖輸出的全過程。原始地形草圖作為室內編輯的重要基礎圖，首先要由繪圖人員跑點繪制，然后由繪圖人員把數據傳輸給編輯工作人員完成室內編輯。另外數字化地形測量必須把每天的測點數據玩車工及時傳輸與整合，方便繪圖人員在有效的記錄時間之內完成編輯處理。在地形圖具體編輯階段，必須運用測繪軟件完成展點和連線機勾繪等相關高效操作。另外當分幅與圖形輪廓修飾過后，經過檢查確定沒有疏漏之后，就能夠打印輸出成果圖了。

結束語：

數字化地形測量是一項先進的地測技術，與計算機有效結合的程度與自動化程度及計算的測量精度是其他相關測量手段無法達到的。數字化地籍測量技術，必然成為未來我國大比例尺度地籍圖測繪工作的發展方向，因此應該進一步推廣與普及數字化地籍測量技術，強化宣傳與研究力度。

參考文獻：

[1]劉家臣，聶曉艷，張曉燕，田昌妮，張渝慶.基于遙感技術的大比例尺土地利用圖制作[A].第十五屆全國遙感技術學術交流會論文摘要集[C].2012，（11）.

[2]王志.RTK技術與數字測圖在城鎮地籍測量中的應用初探以黑龍江省二九零農場為例[A].新技術在土地調查中的應用與土地科學技術發展-2005年中國土地學會學術年會論文集[C].2013，（5）.

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關鍵詞：機械類專業 信息技術 多媒體 整合

地方高校機械類專業課程具有以下特點：第一，課程數量多、專業性強、針對性廣。地方高校機械類專業不僅涵蓋機械設計制造及其自動化、車輛工程、材料成型及控制工程等專業，往往還包括金屬材料工程、工業設計等近機類專業，上述專業均開設了機械制圖、機械原理、機械設計、機械制造工藝、工程材料基礎、金屬材料與熱處理等8～10門主干課程；第二，具有高度的抽象性、嚴密性、邏輯性和應用的廣泛性，內容較為枯燥、難懂，如機械制圖要求高度的空間想象能力和邏輯分析能力；第三，實踐性強，專業課程中工作原理、結構、工藝等內容較多，且實驗、實踐及實習均有較高要求。

信息技術指信息的生成、分析、處理、傳遞和利用的過程，自上個世紀90年代以來，以多媒體技術、計算機網絡技術等為核心的信息技術的飛速發展，在機械類課程教學中優勢愈加明顯，應用亦不斷深入，信息技術與機械類專業課程的整合已成為當前工程教育領域的熱門話題。

因此，本文首先分析了當前地方高校信息技術與機械類專業課程整合的現狀，而后探討了進行整合時應遵循的原則，最后從教學目標、教學情境、教學活動、教學模式等方面探討了信息技術與機械類專業課程的整合。

一、當前信息技術在地方高校機械類課程教學中的應用現狀

自教育部2007年明確指出，“加快教育信息化步伐”并提出“全面提高教師和學生運用信息技術的能力，實現信息技術與教育教學的有機結合”后，我國高校教育信息化進程開始加速，多媒體、校園網、互聯網等硬件設施不斷完善，各種教學軟件也層出不窮，機械類專業課程教學的內容、形式、方法都發生了重大變革。以某地方高校機電學院2010～2011第一學期中期檢查為例：共開出必修課 61門，共2728學時，其中使用多媒體授課38門，共2392學時，課時比例87，7%；開出的選修課23門，共754學時，其中使用多媒體授課23門，共754學時，課時比例為100%，且大量使用了動畫、視頻、影音等內容。但與重點大學相比，地方高校不僅在信息技術設備、多媒體、校園網等建設方面較弱，且在信息化培訓、師資力量、學生素質方面也有較大的差距，在信息技術與課程整合方面仍存在一些問題：

1.信息化環境建設仍顯不足

地方高校機械專業課程教學中信息化水平仍然較低，第一,資金相對不足，導致部分信息化硬件設施老化現象嚴重，如多媒體教室不夠、投影儀效果不夠、話筒、音響效果差等。第二，由于多年擴招，信息化環境建設相對滯后。如校園網發展速度緩慢，學生上網條件不充足，校園網利用率低，計算機模擬仿真實驗室建設力度不夠，無法起到輔助實踐教學的作用等。第三，網絡環境不成熟；由于硬件的原因，網絡環境下的信息技術與機械類課程整合還不能很好的實施。只有那些條件己具備的重點大學可以嘗試在一些先進教育軟件平臺或在BBS、聊天室等環境下進行問題一探究型教學模式的實踐。

2.教學課件質量有待完善

雖然信息技術在機械類課程教學中起到了顯著作用，如大屏幕替代粉筆加黑板，電子書替代教材，但教學質量仍有待提高，主要有以下原因：第一，重視課件但教學策略和教學方法創新方面存在一定不足。盡管教學內容呈現圖文并茂、生動活潑，學生與教師以及學生與學生互動有限，學生仍只充當聆聽者的角色。第二，教學軟件開發投入不足、形式較為單一,大多數只是傳統教育思想、教學模式、教學內容和教學方法的電子化、聲像化翻版，部分課件直接復制教科書內容，甚至少數課件直接從網上下載，表面上看整堂課信息量大，學生反映良好，其實由原來的“人灌”改為更高效的“機灌”。

3.計算機網絡與課程資源尚未有效結合

計算機網絡與優質教育資源的結合能使學生突破時空的限制，實現個性化的優質學習。然而，由于資金、技術和觀念等原因，許多高校的校園網信息資源貧乏，且更新很慢，而教師又沒有足夠的動力、精力和時間來做這方面的研究。一些優質的期刊、雜志和輔導書籍等信息無緣與學生相見。另一方面，部分課程資源很難以數字化的形式開發出來供師生共享，即使開發出來也僅僅是網絡與課程資源的低級組合和拼湊，而非整合。由于缺乏足夠的課程學習資源，學生在課上的分組探究、在課下的自主學習就無從談起，因而還是難以改變教師主宰課堂、學生被動接受知識的狀況。

4.教學過程存在一定程度的機械化

有些課件在技術上具有先進性，但技術的運用有待于先進教學理論和教學思想的指導。有很多課件僅僅注重了界面的表現形式，背景音樂的處理，新技術的展現等因素，而恰恰忽視了課件的使用范圍和對象，違背了視聽覺的心理學規律，而某些教師著力表現的東西，有些時候正好成了教學和學習過程中的干擾因素。此外，引入信息技術后，不少教師追求形式多樣的人機交互手段，舍近求遠，放棄最直接的面對面的交流，或者轉而讓學生與冷冰冰的機器進行交流，或者自己對著電腦講課。因此在教學中，難免會顧此失彼，常常是一部分學生“吃不飽”，而另一部分學生“吃不了”，技術的優勢未能完全體現。

二、信息技術與地方高校機械類課程整合應遵循的原則

在教學中應圍繞教學目標、結合學生需要與人才需求，再根據實際情況，組織和協調學生使用信息技術來提高和促進他們的學習，因此在教學設計中，信息技術的使用應遵循以下原則。

1.以直觀表現抽象的原則

機械類課程如工程制圖、機械原理等是集嚴密性、邏輯性和創造力與想象力于一身的課程，這也是機械類專業被認為難學的地方，因此引入信息技術應力求促進學生對抽象的概念和原理的有效的、直觀的認知。適當淡化教學抽象性，將抽象與具體相結合是解決困難的有效辦法，多媒體課件的設計應根據需要將抽象內容利用計算機技術通過具體的方式轉化為學生易于理解的形式，以獲得最佳的教學效果。

2.信息技術與傳統教學手段優勢互補的原則

在信息技術與及寫完了課程整合的過程中，應采取優勢互補的原則，最大限度地發揮計算機的優勢和傳統教學的作用。一方面，應盡量發揮教師的示范、講解作用，促進教師與學生的情感交流、活躍討論氣氛等。另一方面，對于信息技術應精心設計認真組織，如用文字、圖形、動畫等多種方式多種窗口靈活表現，揭示知識的形成。利用超文本技術可以提供網狀樹形結構呈現信息。利用信息技術還能提高可交互的實驗環境。

3.教師主動性與學生參與性的有機結合的原則

信息技術的引入，信息交流速度加快，一方面，一定程度上將老師從板書、課本的桎梏中解放出來，有了更大的自由空間；此外，加之“聲、光、電”等多媒體效果的引入，給學生提供了更多的參與的機會與空間。因而，課程內容要簡潔、方便、實效，重點突出，節奏適當，給學生留有消化吸收的時間。教師在教學過程中要盡力采用多種播放形式，如網式、樹式、循環式等，給學生充足的交互、交流的空間，真正實現主導與主體的統一。

4.信息技術與實踐活動相結合的原則

信息技術可以用于實踐性教學環節，但不能夠取代實踐性教學環節。目前的模擬仿真軟件還不能完全模擬出實際的工業操作，而且也無法完成培養學生工程意識和工程實踐能力的教學目的。工程意識和工程實踐能力是工程人才所應具備的基本素質，也是工程課程的一個重要教學目的。如果以信息技術取代實踐性教學環節，必然導致工程人才質量的下降。工程課程與信息技術的整合，無疑會帶來工程課程的教學內容、課程實施課程資源以及教學和學習方式的變革，提高教學效果。但是，我們必須用辯證的觀點來看待整合，既要看到整合對工程課程教學以及培養學生創新意識和創新能力的促進作用。同時，也要注意避免因整合不當而影響教學質量。

三、信息技術在機械類課程教學設計中的應用實踐

1.利用信息技術設計多重教學目標

利用信息技術，有助于構建學生知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀等多層次教學目標?！皩⑿畔⒓夹g的應用(如上機操作等)與學生的獨立思考、主動建構、理解探究，尤其是實驗、制作、調查、訪談等多種‘動手’活動方式結合起來，以實現綜合化、多層次的教學目標”。如講解軸類零件時，在大屏幕上同步展示軸，鍵和軸上零件(比如一個齒輪)配合的動畫，或者動態展示開式徑向滑動軸承的軸承座、軸承蓋、上軸瓦、下軸瓦和連接螺栓的裝配過程，并配以音樂背景，使得學生嘗試進行觀察、聯想、類比、猜測、歸納、綜合等活動，則對于學生主動學習態度的養成、達成多重教學目標無疑會起到積極、有效的作用。

2.利用信息技術設計學習環境、教學情境

利用多媒體技術將文字、圖片、音頻及視頻等多種媒體綜合在一起，具有形式新穎、形象生動、資源豐富、情景交融等特點，有助于符合學生現實的、真實的學習情境創設。如講授《金屬材料及熱處理》中《金屬的結晶》時，運用三維動畫制作課件將微觀原子運動形象展示在學生面前，使難于理解的問題變得簡單化，形象、直觀，更符合學生的認識規律，更能為學生所接受。在講解《液壓基本回路》，難點是讓學生掌握回路的組成及主要元件的選擇，利用三維動畫清晰模擬出動態過程和更換主要元件以實現不同回路的轉換，這樣就化難為易，學生學得輕松，老師教得愉快，一方面，激發了學生的學習興趣；另一方面，也引發了他們的認知沖突。例如，在講解漸開線齒廓的加工過程及根切現象時，教與學的難度都很大，利用計算機仿真軟件，通過改變齒輪的各種參數來觀察齒輪范成加工方法和根切變化的情況，從而起到更好的授課效果。

3.利用信息技術設計學生學習活動

(1)基礎內容。對于一些核心概念與基本思想的教與學，在設計和組織教學時，要注重利用信息技術手段使學生在豐富的背景下、在認知沖突中、在經歷知識的形成和發展中展開學習，引導學生通過觀察、操作、歸納、類比、思考、探索、交流、反思等行為參與和思維參與活動，去認識、理解和掌握知識，學會學習，發展思維能力。

(2)專題研討。對于某些關鍵問題，可在上課時由教師利用多媒體或展臺提供大量的配合教材的問題情境和思考題，在課堂上采用教師講解和小組討論、全班交流相結合的學習方式，課后可采用寫讀書報告、撰寫論文等形式。

(3)課后拓展。對于某些選修內容，教師不妨先提供學生相關文獻資源、學習思路、教學課件等信息支持讓學生先自主學習，再小組合作探究相結合的方式，進一步深層次理解。

4.利用信息技術設計教學模式

探究協作型教學設計模式，引入競爭、辯論、伙伴、角色扮演4種類型，依照教學目標分析、創設情景、信息資源設計、協作學習環境創設、學習效果評價、強化練習設計等步驟，設計教學情境，將抽象化為形象，快速變為慢速。這樣不僅增加了課堂容量，加強了講授內容的科學性、系統性、直觀性和趣味性，還能解決教學中的重點和難點，從而提高知識傳授效率。

基于網絡的研究性學習型教學設計模式，由教師事先準備好網絡課件，列出自學思考題，在課堂上給各組學生分配好學習任務，讓學生帶著問題去讀書、查找資料，各小組的學生可以通過網絡展開討論、協作共同完成任務。最后，把成果制作成演示文稿進行總結交流。從而完成對知識的發現和接受，實現知識的內化。

四、結論

信息技術與機械類專業課程的整合，是地方高校工程教育改革的必然選擇。在運用信息技術時，應遵循以直觀表現抽象、信息技術與傳統教學手段優勢互補、教師主動性與學生參與性的有機結合、信息技術與實踐活動相結合等原則。只有充分挖掘信息技術的優勢，在教學目標、教學內容、教學情境、教學模式進行積極探索與整合，才能有效提高地方高校機械類專業教學質量，激發學生學習的興趣，開拓學生的視野，增強學生的專業素養。

參考文獻：

[1]許彩霞.機械類課程學習興趣的培養與思考.石油化工應用,2008，27(6)：111-112.

[2]許艷.論現代信息技術在高校教學中的應用.通信技術，2008，41(12)：280-284.

[3]黃宇星.信息技術與課程整合策略.電化教育研究,2003，(1)：58-61.

[4]范福海，郝艷玲，許鵬奎.對工科高校工程課程與信息技術整合的思考.甘肅教育學院學報(自然科學版),2004，18(1)：86-89.

篇(6)

關鍵詞：民航專業；單片機；教學改革

作者簡介：陳維興（1981-），男，天津人，中國民航大學航空自動化學院，講師；徐萍（1983-），女，遼寧鞍山人，中國民航大學航空自動化學院，講師。（天津300300）

基金項目：本文系2010年中國民航大學院級優質課建設項目（項目編號：D1386）的研究成果。

中圖分類號：G642.0     文獻標識碼：A     文章編號：1007-0079（2012）10-0077-02

單片機是工科院校自動化、電子類及相關專業重要的專業必修課，是一門結合控制、計算機等技術，培養學生創新能力和動手能力的應用性很強的課程。該課程主要學習和掌握單片機的硬件結構、指令系統、編程方法及設計等，可以幫助學生對前期專業基礎課程的理解和掌握；同時單片機又是一門實踐性很強的技術課程，是學生日后從事相關行業工作的基本技能之一，它的教學效果直接影響學生的就業和發展。[1]

民航大學具有鮮明的行業特色，畢業的學生主要到機場、航空公司等民航相關機構從事維修和管理等工作。隨著數字化機務維修和智能機場建設的深化，單片機課程對于日后從事機務和機場機電的學生來講意義重大。對于這樣的“飯碗型”課程，學生卻普遍感到枯燥難學，學習熱情不高，更談不上應用能力和創新能力了，這就使單片機課程對學生日后畢業設計和就業的幫助也不大。[2]

鑒于以上情況，學院單片機教學團隊積極探索和嘗試，對課堂教學、實驗教學和實踐教學進行改革，通過多種方式培養學生的創新能力和知識應用能力，使學生能夠適應未來個人發展和行業發展的需要。

一、改革課堂教學，注重行業特點，提高教學質量

在課程學習之初，就結合民航行業設備特點，把科技競賽或畢業設計中的優秀作品以演示、介紹和互動的方式介紹給學生，如發動機傳感器智能檢測方案、助航燈光調光器的控制、助航燈水蝕檢測裝置等，使學生對單片機系統有一個感性認識，體會單片機技術的實用性，從而激發學生的學習興趣和求知欲。

優化重組教學內容，提高教學質量。[3]傳統單片機教材的編排順序是先介紹基礎知識、硬件結構，然后介紹指令系統、中斷和外部擴展等。這種編排方式雖符合先基礎后綜合的邏輯規律，但學生普遍反映抽象難懂，學完了教材也不會應用。為此在教學中把“以應用為目的”作為指導思想，調整教學計劃、整合教學內容，每章都引入適當的教學實例，例如學習用P1.0做輸出口點亮LED時，可以結合助航燈水蝕檢測這個實例，燈具上的水蝕信息經單片機處理后通過P1.0做輸出口點亮LED，LED的亮滅反映了燈具的水蝕與否，當然真正的設計和實現比較復雜；再如講解中斷實時性問題的時候，引入場面監控系統的報警模塊，讓學生從現場工作角度理解中斷優先級和實時性處理的問題，隨著學習的深入，陸續把新知識點與實例有機聯系起來。在實例中講解某些知識點，既提高了學生的學習積極性，又培養了學生解決實際問題的能力。

廣泛使用多媒體，密切結合行業教學。采用多媒體技術設計和制作相關教學課件，融入動畫、動態注釋等環節增強知識的可視性，加深學生理解和印象。將行業內常用設備的板級實物引入到教學中，比如在通信相關章節中以行李分揀系統、機場場面監控系統中的設備接口舉例，內容精辟、主題明確、層次清晰、文字簡練，盡可能多地采用圖片圖表形式，避免冗長的文字表述。通過豐富的動畫演示，生動形象地描述課本中的抽象概念，將枯燥的理論具體化、形象化，通過感官和想象力的互相配合，幫助學生對理論知識進行理解和記憶，增強他們的學習興趣。同時利用校園網上先進的Blackboard（Bb）網絡教學平臺資源，為學生提供豐富的學習資料、相關芯片資料、設備資料、項目開發指導建議和師生交流論壇，方便學生課后學習，也營造了一個獨立思考研究、相互交流的良好氛圍。

本課程基于民航領域對測控系統的要求，加入了工控機（IPC）的相關內容，使學生較為完整地了解上位機與檢測控制裝置協同工作的機制；同時通過融入行李分揀、值機、離崗等機場常見系統的實例，學生從行業應用角度了解到單片機如何作為系統的一個組成部分進行工作，同時也形成了控制系統的概念。例如，將單片機串口通信技術與IPC的COM接口控制結合使用；將單片機的數據采集、AD轉換技術與IPC的數字量輸入和組態方法結合使用。通過這種在行業實例中講解技術，同時將不同方面技術橫向聯系的方法，學生更全面地掌握單片機知識和其應用，更深入地理解設備、系統的構造，為今后專業課的學習打下了堅實的基礎。同時，IPC內容的引入和系統化的講解也使學生從單機設備到整體系統完整了解民航業內常見的控制系統。

二、改革實驗教學，強調專業特點，培養綜合能力

單片機課程具有很強的實踐性，為達到良好的教學效果，必須加以大量的實踐訓練才能使學生深刻領會和理解課程內容。實驗教學具有直觀性、實踐性、綜合性，是單片機教學的重要環節。[4]

傳統的實驗環節沒有考慮學生的個體差異，全班同學用相同的試驗箱和實驗指導書。學生按照實驗指導書給出的接線圖、實驗方法和步驟進行實驗并輸入程序代碼，在實驗教學系統的特定環境下對程序進行編譯、運行，在實驗箱上觀察結果。這種實驗教學方法在一定程度上可以讓學生盡快了解和熟悉單片機，但它不利于學生動手能力、創新能力和綜合運用知識能力的培養，不利于進一步激發學生的學習興趣和主觀能動性。對于同樣的實驗內容和實驗步驟，完成情況也有較大差異，基礎好、能力強的學生“吃不飽”；基礎和能力差一些的同學“吃不消”。

鑒于以上原因教師對實驗環節進行改革，把實驗項目分成基礎性實驗和設計性實驗兩類。基礎性實驗占實驗成績的60%，設計性實驗占40%（見表1）。

基礎性實驗如數據傳送類實驗、數據計算類實驗和定時中斷類實驗，給出實驗題目、實驗方法和實驗步驟，目的是讓學生進一步鞏固課堂的教學知識、夯實理論基礎、掌握基本的實驗方法和實驗技能。設計性實驗如飛機停止泊位的單片機控制、基于單片機的助航燈光巡檢裝置、機坪車輛限速報警裝置和選擇呼叫信號發生器設計等，只給出實驗題目和必備的開發包，要求學生分成2～3人的小組，從功能要求、方案論述、系統軟硬件設計和調試這幾個方面入手，撰寫實驗報告，但每人的側重點不同，其實驗方法和步驟可通過查閱相關資料自擬，實驗完成后由任課教師組織簡單的答辯，目的是培養學生的知識應用能力和獨立思考能力。同時，根據機務和機場不同專業學生今后職業特點，分配不同題目。如機場自動化類學生多進行通信、監控功能較強實驗，如飛機泊位、助航燈光控制、特種車定位等；而機務維修專業學生多進行傳感器檢測、數據總線采集、實時控制功能較強的實驗，如多路采集、總線管理等。對于這種改革，學生感到實驗課變得生動有趣，因而投入了極大地熱情，充分地發揮了自主性和創造性，有利于學生綜合能力的培養。

三、開展實踐教學，緊跟行業發展，培養工程思想

國內外高等教育很注重引導學生創新能力、協作精神、理論聯系實際、動手能力和工程素質的培養，提高學生針對實際問題的解決能力。民航大學是一所行業特點十分鮮明的院校，在這方面筆者也做了一些有益的嘗試，結合行業發展，以創新基地為平臺，積極開展實踐教學，培養學生的工程思想。

為了更好地應對未來的工作，筆者吸收學有余力的學生進入創新基地。教師通過到民航企事業生產實習和調研等機會凝練來自生產一線的實際題目用于學生科技活動，如助航燈光模擬控制、旅客行李信息檢測、特種車輛防撞等，這些題目全部基于單片機嵌入式技術解決，需要學生具備一定的技術基礎。通過一定的培訓后，鼓勵學生參加學校組織的科技立項和校外競賽，配備專門老師指導學生撰寫立項申請書，經學校組織的專業教師論證評審后，獲得一定的儀器設備或經費支持，進行課外科技研究。學生自己查閱資料、設計及安裝調試電路，獨立處理實驗數據及分析實驗結果；指導教師定期對學生進行指導，引導學生找出解決問題的方法。

在課外實踐過程中，同時注重培養學生的工程素質。[5]從選題開始，就強調收集資料、協作分工、工作記錄、心得體會等細節工作，并做好設計說明書等相關文檔的管理，使學生熟悉立項、方案論證、PCB 設計、結構設計，軟硬件設計與調試、安裝調試等電子設計的各個環節，逐漸熟悉和掌握硬件開發的整個流程。這樣系統地培養學生的學習技能、交流技能等，理解并認識良好的工程規范，為日后獨立從事單片機系統的開發和設計工作打下堅實基礎。

指導教師組織學生進行開題答辯、中期檢查和結題驗收等工作，引導學生從不同角度思考問題，注重總結歸納，將實踐中得來的經驗進行升華和沉淀，寫成科技論文或總結報告，鍛煉了學生的表達能力、文字組織能力、應變能力和團隊協作精神。

四、結論

自單片機教學改革以來，學生對單片機內容接受得更快、理解得更深，教學質量明顯提高。采用新的教學方法和教學手段后，學生接受單片機應用技術課程知識和掌握高新技術的能力明顯增強，學習積極性也有明顯提高。實驗和實踐教學改革后，通過課程設計、畢業設計、競賽等環節反饋的信息表明學生的動手能力、創新能力和綜合素質明顯提高。參與實踐組織的學生完成多個具有民航特色的課題，如“機場助航燈光模擬屏控制系統設計與實現”、“機場旅客行李標簽自動檢測裝置”、“機場助航燈光積水檢測系統”等得到了行業內專家的認可和高度評價，并在“挑戰杯”等競賽中獲獎，其中“機場助航燈光模擬屏”已經做成實物（長9米、寬2米），用于本科生的實驗教學。這些都是課程改革的良好成果。

教學改革是一個長期的過程，要把它作為一種常態進行下去，不斷總結積累經驗、完善創新，只有這樣才能真正完成不斷提高學生綜合素質的目標。

參考文獻：

[1]朱清時,方健華,丁偉紅.創新人才的培養與我國當前教育的改革(上)[J].江蘇教育研究,2009,(16):3-8.

[2]龐永師,劉玲,陳德豪.工程類應用型人才培養探索與實踐[J].中國大學教學,2008,(9):43-45.

[3]楊洪亮.“單片機原理”課程層次式教學改革研究[J].計算機教育,2008,(18):60-61.

篇(7)

【關鍵詞】列車總線通信控制網絡；WTB/MVB；LonWorks；ARCNET

前 言

20世紀70年代末80年代初，以單片機為代表的計算機開始應用到列車控制及故障診斷、顯示系統。工業控制總線技術和控制方式的不斷進步，并在列車中得到推廣應用，使得許多原來用硬連接線不易實現或不可能實現的功能成為可能。而隨著地鐵運輸要求的提高以及計算機網絡技術的不斷發展，在地鐵領域逐步形成了所謂的列車通信控制網絡。早期的列車微機控制系統僅用于傳動裝置的控制，隨著計算機技術的發展以及控制、服務對象的增多，計算機在地鐵列車上的應用依次劃分為：列車控制、車輛控制、傳動控制和過程驅動。目前，在國際上運用比較廣泛的列車總線通信控制網絡有：TCN（Train Communication Net-work），LonWorks（Local Operating Networks），ARCNET（Auxiliary Resource Computer Network）等。

1、三種列車總線通信控制系統

1.1TCN列車總線通信控制網絡

這里用Adtranz公司以TCN為標準開發的MITRAC系統，來介紹TCN列車總線控制網絡。

早期Adtranz的MICAS-S2系統將列車通信網絡分成列車總線和車輛總線，列車總線采用FSK（頻移鍵控），通信波特率為19.2kb/s,車輛總線采用RS-485串行通信標準；局部總線采用雙絞線，遠程總線采用光纜，通信波特率為1.5Mb/s。MITRAC系統則是在MICAS-S2的基礎上發展起來的分布式列車控制網絡，其協議已完全符合TCN的標準。應用TCN標準的列車通信總線（WTB）能實現整列車之間的通信，應用多功能車輛總線（MVB）能實現固定車輛組之間及車輛內部的通信。

后由于Adtranz被Bombardier收購,所以MITRAC現在被叫做：龐巴迪軌道車輛牽引控制的電子系統?；贛ITRAC系統組成的車輛控制和通信系統叫TCC（即固定單元組的MVB）。有協調所有總線之間的通信和控制列車的功能。其系統的核心是列車控制單元VTCU，它是一個總線管理器，連接MVB和WTB，管理列車控制和網關通信。每個三車單元都有相同結構的TCC和硬件結構。總線管理器控制總線成員之間的通信，它管理所有的總線成員。

1.2LonWorks列車總線通信控制網絡

LonWorks是用于開發監控網絡系統的一個完整的技術平臺，并具有現場總線技術的一切特點。其通信協議LonTalk支持OSI全部的七層模型，這是LonWorks總線最突出的特點。

我國已將LonWorks制定為列車通信網絡標準的一部分。對LonWorks網絡的規定：適用于連接一個基本運轉單元（單個車輛或車輛的固定組合）或一組基本運轉單元內的電子裝置，傳送時間不太緊迫、時間不要求確定的由事件驅動的消息數據的傳送，主要應用于列車監控系統中。由于列車監控系統監控對象組成的相對固定和列車編組的特殊性，標準同時規定了最為常用的網絡拓撲結構和網絡中的總線關系。

1.3ARCNET列車控制網絡系統

ARCNET是一個開放標準協議，1999年成為美國國家標準ANSI/ATA-878.1。它是一種基于令牌傳遞（Token Passing）協議的現場總線。從OSI參考模型來看，ARCNET位于ISO/OSI七層網絡體系模型中的物理層和數據鏈路層。每個ARCNET物理節點包括一個數據鏈路層的通信控制器芯片和一個物理層的收發器芯片。在數據鏈路層，它采用令牌環機制，各節點通過傳遞令牌來協調網絡使用權。節點使用唯一的MAC地址標識自己，單個ARCNET子網最多可有255個節點，ARCNET支持點對點的定向消息和單點對多點的廣播消息。

ARCNET在列車上的應用以日本為主要代表。日立的ATI-C系統就是基于ARCNET總線技術設計的。以三動三拖的地鐵列車為例，ATI系統列車總線采用ARCNET總線，車輛總線采用RS-485通訊總線。

2、三種列車總線通信控制網絡比較

三種列車總線通信控制網絡分別在不同的三個地區得到不斷發展，歐洲TCN，美國LonWorks，日本ARCNET?，F階段三種列車總線控制技術都較為成熟，但三者間存在著較大差異。TCN網絡是專門為列車設計的，而LonWorks和ARCNET是為辦公自動化而設計的網絡，由于其優越的過程處理能力而被移植到列車控制網絡當中。TCN只能組成總線型網絡，LonWorks能組成任何形式的網絡，ARCNET可以組成總線型或環型網絡，但在列車控制網絡中一般都采用總線型網絡。TCN網絡中，WTB總線只能作為列車級總線，MVB總線作為車輛級總線（可承擔部分列車級總線功能）。LonWorks網絡中，定義列車級與車輛級為不同的域(DOMAIN)。跨越兩個域的節點可作為路由器(ROUTER)、節點(PROXY)或網關(GATEWAY)。在同一域可以點對點、點對多點通信，可以按子網(SUBNET)或組(GROUP)組網，即在同一條物理介質上實現多個網絡的組網。ARCNET網絡中，ARCNET作為列車級總線，其車輛總線由RS-485總線或其它總線組網。目前，幾種網絡之間存在著不同的組網方式，如：TCN與LonWorks混合組網，其形式為：以WTB總線為列車級總線，LonWorks為車輛級總線。例如：新澤西的“慧星”號列車由采用TCN的ADtranz機車和采用LonWorks的ALSTOM客車組成。在列車級網絡中，WTB總線通信不經過中間車輛路由傳遞，而是由總線直接連接，LonWorks和ARCNET總線中列車級總線通信是通過中間車輛的路由傳遞來完成的。在數據通信差錯控制方面，三者一般均采用循環冗余校驗碼（CRC）。在介質訪問控制方式方面，TCN網絡采用載波監聽多路訪問/沖突檢測（CSMA/CD）。LonWorks網絡采用P-CSMA。而ARCNET采用令牌傳遞總線（Token-Passing Bus）方式。這三種介質訪問控制方式中ARCNET的令牌傳遞總線方式最為穩定，因為它采用的令牌方式是一種按照一定順序的在各站點傳遞令牌的方法，誰得到令牌，誰才有發起通信的權利，從而避免幾個結點同時發起通信而產生的沖突，特別適合在數據流量巨大的情況下應用。編碼方式上，TCN和LonWorks一般采用Manchester編碼（曼徹斯特編碼）、而ARCNET一般采用NRZI編碼（非歸零反相編碼）。

3、結束語

國外的列車總線通信控制技術發展都相當的快速，而且也很成熟。出現多種不同的控制方式主要是由于各大公司之間的利益與競爭導致的結果。而列車總線通信控制技術是我們國家地鐵列車的薄弱環節，所以今后我們應該加快對國外先進技術的學習消化吸收，提高國產化率，這對我們國家降低制造列車成本有著重要的意義。

參考文獻

[1]李國平.列車通信網絡WTB／MVB與LonWorks的技術比較與應用. 青島.鐵道車輛第42卷第1期2004年1月

[2]姜娜.WTB底層協議的研究與實現.北京交通大學. 碩士學位論文.2007