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中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2008)11-20388-03
1 引言
网络教育[1](E-learning)是随着现代信息技术的发展而产生的一种新型教育方式,它以计算机网络、卫星通讯和广播电视为主要传输手段,综合采用数字技术、智能技术和多媒体技术等,主要设计目标是使教与学的双方通过互联网络,可以便捷地进行实时、双向的交流,更好地实现优秀教育资源的共享,使广大的受教育者可以实破传统教育在教育资源(师资、教材、实验等)和教育方法(统一进度、集中式和单向传授等)方面的限制,不受时间和空间的约束,可以根据自己的业务水平和时间安排学习计划,实现个性化的4A(Anyone,Anytime ,Anywhere,Anything)教育。
在E-learning系统中,由于教育资源的分散性、复杂性和多样性,使人们对它的理解各不相同,出现了大量不同类型的教育资源,如果在对教育资源进行描述时没有统一的规范,就会导致其在E-learning间共享复用困难。为解决此问题,本文参考国内外相关标准提出了一种教育资源元数据模型设计方案,用于规范化教育资源的描述,以支持这种异构环境、异构系统间异构资源的共享,以及个性化学习资源的整合与。
2 相关定义及说明
2.1 学习对象及教育资源
在E-learning系统中,学习对象指的是在学习过程中动态交互的各个对象,包括教育资源、学习者、教授者、学习策略等。
教育资源是指用于教学和培训的任何学习材料,它属于学习对象的一个子集。在本文中教育资源特指的是电子化了的学习材料,包括文本、声音、图像、课件等可以被计算机处理的信息。
2.2 教育资源元数据
元数据[1]是关于数据的数据,教育资源元数据[1]指用于描述教育资源的数据。使用元数据,可以在不操作资源的情况下就了解资源的相关属性,从而选择适合的资源;可以通过元数据所提供的信息,实现对资源有效的分类管理和检索;可以从元数据信息中获取对资源的评价信息,也可以把自己的评价加入到元数据中,以便和他人共享。
2.3 教育资源元数据规范[1]
目前,世界上有很多标准化(学术)组织都正在致力于基于网络的教育资源标准化的研究,并起草了一些相应规范,其中影响较大的有:IMS的Learning Resource Metadata(学习资源元数据规范),IEEE LTSC(Learning Technology Standards Committee,学习技术标准委员会)的LOM(Learning Object Metadata:学习对象元数据模型)、OCLE(Online Computer Library Center)Dublin Core的Dublin Core元数据标准等。
我国教育部科技司在2001年组织正式成立了中国教育信息化技术标准委员会。该委员会负责开展有关教育信息化技术的标准工作,在广泛借鉴国内外有关科研成果基础上,起草了《国家现代远程教育资源库中央电大源建设规范》。
《国家现代远程教育资源库中央电大源建设规范元数据规范分册》[1](以下简称教育资源元数据规范)主要包括资源的属性描述与著录规范、资源的分类方法、编码原则等内容,它综合了“中国教育信息化技术标准”中学习对象元数据规范、基于规则的XML绑定技术和内容封装等方面的标准,根据远程教育教学和管理的需求作必要的扩展和补充,并提出了贯彻相关规范的具体操作方法。
教育资源元数据规范定义了教育资源元数据的语法和语义,用于描述教育资源元数据实例的结构。定义元数据规范的目的主要是为了给教育资源的开发者和建设者提供一致的设计规范,以利于教育资源的使用者方便查找,节省人力物力。
2.4 教育资源的粒度[3]
设计教育资源的目的是为了教授知识,知识是有层次划分的,我们把教育资源所属的层次定义为教育资源的粒度。
举个例子来讲,知识一般可以划分为不同的领域知识,领域知识又可再分为学科知识,学科又可以分专业,专业又可分课程,课程又可分章节,章节又可分节,节又可分小节,小节再分知识点。我们可以将一门课程的一个章节作为一个独立的教育资源,也可以将其中的一个知识点做为一个独立的部分。教育资源可以相互组合使用,粒度越小,在我们使用这些对象时必然更灵活,但同时管理的复杂性在增加,反之,粒度的增大,内容全面的同时也带来了灵活性的丧失。
2.5 知识元
我们将教育资源的最小粒度划分称之为知识元。它有以下性质:
(1)原子性:知识元作为最小的单元,不可分割;
(2)功能完整性:知识元被具体用来说明某一类或某一点的知识,它在功能上是完整的;
(3)可重用性:知识元是为了说明某一类或某一点的知识,不局限于某一次的使用。
在E-learning系统中,一般以知识元作为一个基本的学习单元,如数据结构课程中树的遍历可以看作一个知识元。因此可以将知识元与日常教学中的知识点联系起来,将知识点定义为知识元。
2.6 知识簇
知识元的组合我们称之为知识簇,知识簇可以自包含,即知识簇可以是由知识元构成,也可以由更小的子知识簇构成,还可以是由知识元和子知识簇混和构成。
3 教育资源元数据概念模型
我们来定义教育资源的概念模型,主要目的在于明确定义资源属性及资源之间的联系。
教育资源元数据模型分为两个部分,一是将资源作为一个整体进行描述的基本属性集,二是资源间的相互联系的定义。
3.1 教育资源的基本属性集
良好的分类机制能高效地实现对教育资源的组织管理与使用,对教育资源进行分类的目的有助于确定教育资源的基本属性集。在本文中,分类体系的设计以国家教育资源元数据规范作为基础。
根据规范,教育资源分类体系[1]分为二级,既包括对每类资源都适用并与资源组织建设过程密切相关的通用分类,即一级分类;又根据不同资源的特殊属性,提供了更细一级的分类,即二级分类。每个分类元素都作为资源的一个属性,记录在属性描述表中(如图1)。
一级分类包含学科、适用对象、资源类型、技术格式、语种五个分类元素。这五个分类元素是对资源进行组织的基本依据。
在图1中,我们首先以学科为总的分类依据,再根据适用对象和资源类型对教育资源进行详细划分。对于其它的分类元素,如技术格式、语种等可作为资源的一般属性,记录在属性描述表中。
第二级分类就是针对第一级分类的属性值作为分类元素对教育资源进行进一步细分。例如,第一级分类中的资源类型,可以是文本、图像、声音等。在第二级分类中就要以文本、图像、声音作为分类元素进行扩充,例如声音可以有采样率、格式、要求等属性,然后再分别对采样率、格式、要求等再设置扩展分类,以此类推……
目前,为了使标准相对宽泛,增强通用性,国家标准只规定了第一级分类,现有国际国内教育资源分类体系对二级分类的说明和要求都较宽泛,可视需要自行扩充。我们所做的主要工作,一是对一级分类中的学科属性进行层次划分,扩展到知识点这一层,支持对教育资源的准确定位,完善规范的基本属性集,二是对教育资源之间的联系进行定义。
3.2 知识的层次结构
各种类型的知识以教育资源的形式呈现给学习者,因此教育资源的结构可以与知识的结构相对应。下面我们主要讨论知识的层次关系。
现实中的知识具有领域性、专业性、继承性等一系列特性,知识的这些特性决定了知识具有一定的层次结构。
参照国内外的相关规定,我们将知识划分为六个层次[2]。第一层是所有的知识,第二层是领域知识,第三层是专业知识,第四层为课程知识,第五层为知识簇,第六层为知识点。
图2表示了知识的这种层次划分,结点表示某个具体的知识单元(可以是知识元,也可以是知识簇或更高一级的形式),有向弧表示结点间的关系。学习的过程,可以描述为从起始结点到目标结点的遍历路径。
3.3 知识之间的相互联系
一般来说,知识之间存在继承、平行、关联等几种关系。
继承:两个知识A、B,若A包含了B,就称B继承于A。这体现了知识的细化。
前驱和后继:两个知识A、B,若AB而没有BA, 则称A是B的前驱,B是A的后继。这体现了知识学习的序列性。
平行:两个知识A、B,若AB 而且BA,则A和B是平行的。这体现了两个知识学习不具有序列性,掌握不分先后。
关联:三个知识A、B、C,若A∩B=C,则称A和B是有关联的,B关联A,这体现了知识间的联系。
图2中层与层之间的知识只有继承关系,在同一层次内的知识可以有前驱和后继的关系[4],也可以是平行、关联、继承等关系。图3我们以知识簇这一层来示意同层元素之间的联系。图3中结点表示某个具体的子知识簇,有向弧表示这些子知识簇之间的联系。
参照以上概念模型,我们以某门课的教学大纲为依据,就可将知识层次转化为我们所熟悉的学科-专业-课程-章节(知识簇)-知识点的体系结构,以对教育资源进行清晰地描述。
4 教育资源元数据的逻辑模型
参照第三章的概念模型,我们使用XML模式来对上述模型进行表述,就生成了教育资源元数据的逻辑模型,参照现有的分类词汇表,依照此模式生成的实例化XML文档就是这个教育资源元数据的实例。
5 结束语
教育资源元数据的定义是E-learning系统实施的基础性工作,我们以教育资源元数据规范为基础,参考相关研究成果,对规范提出了一些扩充。在实际操作中,E-learning系统的建设者需要根据自身的情况进行修改,使其更加完善,作为对国家网络教育标准化工作的有益补充。
参考文献:
[1]全国信息技术标准化技术委员会教育技术分技术委员会.《网络教育技术标准CELTS-3.1(CD1.6)――学习对象元数据》,/download/CELTS-3.1(CD1.6).zip,2003.
[2] 张玉芳,熊忠阳,吴中福. 基于WWW的远程教育系统实现[J]. 计算机应用,1999.10.
一、引言
近十年,计算机辅助外语教学模式的建设,对促进教育革新、推进高校外语教育改革、提升外语教学质量起到了重要作用。然而,随着高校教育改革的深入、信息化教学的推进,语言实验中心建设趋于程式化,表现为功能模块固定、资源信息趋同、教学使用偏低、资源特色不足、学习支持不够等问题。
早在2003年,我校就开始了网络多媒体环境下的外语教学改革,通过购买、自建等方式,建设了包括数字图书馆、网络课程、教学资源库等在内的大量数字化资源。2009年,本校购买了蓝鸽数字化语言学习系统,建立了功能完备的网络教学平台,拥有了一流的语言实验中心,为外语教学交互、教学评价和教学管理提供了支持,营造了良好的语言自主学习外部环境。然而,在实际应用过程中,数字化语言学习系统教学效果如何,学习者是否能有效获取数字化语言学习系统资源,数字化语言学习平台对学习者外语学习能力有何影响等方面的研究不多,数字化语言学习系统教学应用及其有效性面临实践与研究的双重缺失。①因此,数字化语言学习平台教学有效性成为新一轮语言实验中心建设需要重点考量的问题。本研究针对数字化语言学习平台教学有效性进行了深入调查,试图从教学有效性视角考察现有数字化语言学习资源教学应用的现状与问题。
二、调查对象与方法
1.调查对象。数字化语言学习平台教学有效性可以从有效获取、有效设计、有效应用和有效影响四个维度进行理解,②依托四个维度的有效建设与应用,支持外语学习者有效的外语自主学习。本研究为深入分析数字化语言学习平台教学有效性现状,以了解语言自主学习中心教学应用及其对外语学习者学习实际效果的影响为目标,采用了抽样问卷调查的方法。调查对象均为曾经使用过数字化语言学习系统超过一学期的学生,调查对象覆盖了通信、光电、经管、计算机、软件等专业学生。其中,大一学生275人,大二学生225人。参加问卷调查的被试是随机抽样选出的。
2.调查方法。调查问卷共设计了20个问题,包括5个开放性问题和15个结构化题目,部分结构化问题包括:“非常同意、同意、一般、不同意、非常不同意”5个选项。问卷调查于2010年9月在重庆邮电大学进行,历时—周。问卷发放500份,最后收回490份,回收率为 98%,其中有效问卷468份,有效率为95.51%。使用 SPSS 进行了数据统计,并结合开放性问题的回答结果,对数据进行了讨论与分析。
三、调查结果统计分析
1.数字化语言学习中心资源有效利用不足。一是学习者利用数字化语言学习平台进行学习的时间分布上严重不足,直接影响到数字化语言学习系统资源的有效获取。调查发现,74.12%的学习者每周到语言实验自主学习中心学习的时间“不到 1 小时”,而“2~3 小时”者也才占总样本的 26.13%。二是学习者学习内容无明确计划,学习内容单一。学习者在学习过程中使用最多的是:“完成教师布置的作业”(65.1%)、“资源下载”(61.24%)、“信息共享”(23.08%)等“浅表学习”服务,学习者认为自主学习要做的就是进行听力、阅读等方面的技能训练,超过70%的被试在进行自主学习时,主要是进行听力训练。而交互性的、自主性的、视觉化的深度的学习模块则没有得到有效利用。三是学习者在利用数字化语言学习中心进行学习过程中,自我控制能力感低下。有57%学生经常在语言学习系统登陆后,挂机网络聊天、在线看电影、玩游戏;或在学习过程中走神到与学习内容不相关的其他网站,表明学习者自我效能感的总体水平不高。因此,学习者对数字语言学习平台的利用还处于较低水平,系统学习监管有待加强。
2.数字化语言学习中心资源应用方面,存在影响学习者主动使用的多种障碍。一是技术上的障碍:“资源链接所指和显示内容不相符”(55.12%)、“网络连接速度不够”(52.14%)、“部分内容无法浏览”(50.37%)、“访问内容显示速度太慢,响应和等待时间过长”(42.14%)。二是交互:“平台人际互动太少”(70.19%)、“与教师沟通不够便捷”(52.14%)、“与同学沟通不够方便”(64.22%)、“信息有用性低”(54.13%)。三是内容表达的障碍:“影音图文内容不足”(56.12%)、“呈现方式单一”(65.23%)、“内容更新太慢”(50.37%)。四是学习活动呈现的障碍:“课程说明指导学习意义不大”(41.31%)、“活动设计单调不能激发学习兴趣”(68.23%)、“学习活动不利于展开合作学习”(35.17%)。以上因素揭示了数字化语言学习平台一些教学和技术问题,直接影响到学习者使用语言实验学习平台进行自主学习的积极性和主动性,影响到数字化语言学习中心资源的有效利用。
3.数字化语言学习资源的使用对于学习者自主学习能力的提升不明显。调查表明,有近40%的被试表示他们在利用数字化语言学习中心资源时,感到无所适从,无法找到语言学习有效途径。有近半数的学生表示他们在选择自主学习活动,决定自主的学习目标、决定时间安排、评价自己的语言学习等方面做得很差。由此,我们得出结论:现有数字语言学习资源在支持学习者自主学习、对学习者自主学习能力培养、对学习者学习产生有效影响方面显然与预期差距较大。
四、结论与讨论
从上面的数据分析可以看出,在数字化语言学习系统应用过程中,在理念更新、功能完善、资源建设、规范管理等方面都存在一些问题。下面笔者从提升数字化语言学习中心应用成效的视角出发,从数字化平台教学管理和资源建设等方面提出几点建议:
1.强化数字语言学习平台应用导向、网络化的建设思路。数字化语言学习平台的建设为常规教学提供了极佳的网络化教学空间,可以突破教学时空局限,可以强化学生自主学习和创新性学习,可以促进教学互动的实施,实现个性化教学,从而提高教学效率和效果,而整合资源利用的多种学习活动开发可以为学习提供支持。校园网语言学科平台是一个为外语学科量身定做的真正的专业化学科平台,应以应用为导向,满足教师备课、课堂教学、自主学习、网络作业、无纸化考试以及专业化口语考试的要求,轻松实现对教、学、考的有效控制,使管理和评估更加便捷有效。充分利用学校现有的校园网资源,实现资源的网络远程共享。应强化数字语言学习平台建设的网络化应用,把整合数字语言学习平台的网络资源看作教学的新空间和学习的新平台,将传统学习方式的优势与网络学习的优势结合起来,将有利促进数字语言学习平台的可持续建设与应用。
2.加强数字化语言学习系统与外语课程的深层次整合。数字化语言学习平台的建设,使信息技术与课程整合成为可能,能够解决高校教学资源紧张等问题。校方应把整合数字化语言系统资源看作是教学的新空间和学习的新平台,通过在教学内容、教学目标、教学结构、学习模式和教学组织形式的混合,使信息技术成为课程学习的必不可少的组成部分,并起到核心作用,建立与课堂密切结合的数字化语言学习体系,真正实现既促进“教”,又支持“不教”。③通过数字化教学平台建立素材库、问题库、案例库等一体化教学资源,从而开启“教与学共融,建和用互通”的资源建设新思路。④搭建数字化语言学习交流平台。要研究与日常交流系统有效对接机制问题,使学生网络学习的交流工具与日常生活中使用的交流工具实现有效的对接,通过数字化语言学习教学平台能进行很好的沟通,增进师生、生生间的交流,促进营造宽松、自由的学习环境,使学生得到全新的学习体验。
3.加强教师信息素质的培训。培养和提高外语教师的信息素质是决定数字化语言学习平台教学成效的关键。教师是外语教学中的主导者,因此数字化语言学习系统利用的效果好坏,教师起到了主导性的作用。没有外语教师的转变,没有教师信息素质的培养和提高,就不可能有真正有效利用数字化语言学习平台辅助教学,也不可能培养和提高学生利用数字化语言自主学习的能力。教师的信息素质包含两个层面的内容:一是认识态度层面上的内容,即对信息、信息社会、教育信息化的认识和态度,这是每个教师必须具备的素质。二是信息能力,即实际操作层面上的内容,是教师对各种信息技术的正确利用和活用的能力,即对信息的获取、理解、分析、加工、处理、创造、传递的理解和活用能力。⑤
4.加强自主学习监控管理,提高学生外语自主学习的能力。要改变目前数字化语言学习平台教学的现状,培养外语自主学习能力是有效利用数字化语言平台的前提和基础。在外语课堂教学中,教师应激发学生元认知的意识,加强学生自主学习的责任感。要积极开展教学实践活动,通过数字化语言学习系统对学生的教学实践活动进行指导和监督。⑥在教学过程中进行计划、检查、总结评价、反馈、调整和控制,建立学生自我控制与教师、 技术系统外部监控有机结合的调控体系。教师要将培养学生的自主学习能力作为教学目标的一部分,充分利用数字化语言学习系统,从教学任务设定、课堂教学、学习策略提供等几个环节入手,在提高学生语言学习能力的同时,提高他们的自主学习能力,从而提高学生数字化语言学习环境下的自主学习成效。
五、结束语
数字化语言学习系统在优化外语教学,培养学生自主学习运用语言的意识和能力方面是可取的,为学生自主学习提供了良好的平台和有利支撑。要充分利用数字化语言学习资源,就应加强数字化语言学习系统与外语课程的深层次整合;加强教师信息素质的培训;加强学生自主学习监控管理。外语教师要转变观念,充分利用现代教育技术,开发课程资源,将数字化语言学习资源看成外语教学的一个重要组成部分,发挥数字化语言学习中心教学与应用的有效性,从而提升学生自主学习的能力。
[注释]
①张会杰.精品课程网上资源如何让学生受益[N].中国教育报,2008-05-19.
②丁兴富,王龙,冯立国,等.北京市精品课程网上资源运行情况专题调研及主要结论[J].中国大学教学,2006(5):24.
在数字系统中,功能级电路是由能完成某种特定的逻辑功能的单元电路所组成的,而单元电路主要分为两大类:组合逻辑电路和时序逻辑电路。对于单元电路的分析与设计,则是建立在真值表、卡诺图和状态表基础上。这些只是在数字系统教学中要求学生应知应会的基本概念,而针对我院(成都市技师学院)五高层次高年级学生、三高层次及预备技师班学生的话,则应再上一个层次,在教授了基本概念的基础上,将重点讨论规模更大、功能更复杂的数字系统,介绍数字系统的概念、分析与设计,以简单的实例说明数字系统的分析和设计过程,让高职学生了解数字系统的基本知识、分析和设计方法,进一步加深对单元电路的理解,使他们掌握更专业的知识,在就业方面具有更多的优势。
一、数字系统概念的教学
数字系统涉及的工程问题很多,如:机械工程学、有无机化学、电力电子学、传感器原理、自动控制学等等。凡是以离散形式表示的,具有处理、存储、传输数字信息能力的逻辑子系统的集合,称之为数字系统。数字系统一般由三部分组成:输入接口电路、输出接口电路、数据处理和控制器。而五高层次高年级学生、三高层次及和预备技师班的学生在学习类似直流输入接口电路、继电器输出接口电路以及集成数据处理电路等结构的电路时,具有一定的难度。通过我们团队的研究讨论及教学实践,发现从基本原理入手,重点讲解电路的分析方法,避开电路的内部结构和内部结构的分析方法,更能让学生理解电路的工作原理。这样一来,学生在学习时感觉较为简单,从而提高了学生学习的积极性。输入、输出接口电路主要用来实现数字系统和外界的信息交换。而处理器则对输入信号进行传送和加工处理,同时接收控制器的信息,并将处理过程中产生的状态信号提供给控制器(如图1所示)。控制器是数字系统的核心部分,也是数字系统设计的重要部分。在控制器的作用下,系统内部各模块按一定顺序工作。针对学生对框图的理解比较困难,在教学过程中可进行具体举例,来说明电路的工作原理。举个例子:输入接口电路采用射极跟随器(如图2所示)。射极跟随器指的是信号从基极输入,从发射极输出的放大器。其特点为输入阻抗高,输出阻抗低,因而从信号源索取的电流小而且带负载能力强,所以常用于多级放大电路的输入级和输出级;也可用它连接两电路,减少电路间直接相连所带来的影响,起缓冲作用。说明这就是一个接口电路的原理,集成起来就是接口电路。有无控制器是区分子系统和数字系统的一个重要标志,凡是包含控制器并且能够按顺序进行操作的系统,不论其规模大小,都称之为数字系统。存储器规模大,但不能按照规定程序进行操作,只能称之为子系统部件或功能模块。对于子系统,定义为子系统是一种模型元素,它具有包(其中可包含其他模型元素)和类(其具有行为)的语义。子系统的行为由它所包含的类或其他子系统提供。子系统实现一个或多个接口。这种易混淆概念,通过对比讲述的方法,学生接受程度较高。
二、数字系统分析
随着大规模集成电路和超大规模集成电路的发展,越来越多的电路被集成在一片半导体芯片上。尽管如此,对于若干芯片组合而成的数字系统的分析仍是需要的。掌握数字系统的基本分析方法,分析系统内部信号之间的逻辑关系,以便了解复杂数字系统的工作原理和系统功能。分析给定数字系统的逻辑功能,通常可以按照以下的步骤进行。1、了解系统的功能在具体分析数字系统的逻辑功能之前,首先应根据所给数字系统的资料,了解系统的用途,实现什么功能。这对进一步分析各模块或各个组成部分的功能起到指导作用。比如在分析数字系统的逻辑功能时可以用图3中的框图来解释。由于框图的分析在前面已经学过,在此基础上,学生进行系统功能的分析时就比较轻松。2、查阅系统所用器件的功能在分析复杂数字系统的组成时,需查阅相关器件手册,了解系统中使用的中、大规模集成电路的型号、逻辑功能及其连接方式等。芯片手册动辄几百上千页,没有必要将芯片手册都读完一遍再开始查询。故可将其可视为工具书,当需要实现某个功能或不清楚怎样实现时再进行查阅。而查阅时可先对芯片进行作用的分类,分类细化后,根据目录查询起来就快而准确。3、系统划分,画出分解后的逻辑框图根据所学的基本知识,按照信号的流向及其完成的基本功能,将系统划分成若干个功能块,分析每个功能块输入和输出信号之间的逻辑关系。例如在分析SA7111A系统的逻辑功能时,先将该系统细化成五个功能块,然后再依次分析各块之间的逻辑关系。整个过程虽然有些复杂,但是仔细分析,学生理解起来并不难。4、系统功能的分析连接各个功能模块,进一步分析系统从输入到输出的完整工作过程。必要时画出系统工作的状态转换图或时序图。数字系统功能的分析步骤,有以下几个方面:列出各功能模块的逻辑功能;不必从模块内部电路分析,把各模块看成黑箱处理;根据给出的电路图理清各模块之间的连接关系或控制关系;根据给定条件,分析各模块的工作状态以及整个系统的工作状态;列出整个系统的功能表或状态转换图或者画出其时序图;说明整个系统的逻辑功能。具体数字系统的分析时,应根据数字系统的具体组成情况灵活应用分析方法,并不一定拘泥于上述分析步骤。在特殊的情况下,根据实际情况,画出流程图,就可以直接画出电路图,也可以用应用软件直接画出电路图。例如用Proteus就可以进行。Proteus软件是英国Labcenterelectronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及器件。它是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台,其处理器模型支持PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、8051、HC11、AVR、ARM、8086和MSP430等。Proteus软件从原理图布图、代码调试到单片机与电路协同仿真,一键切换到PCB设计,真正实现了从概念到产品的完整设计。通过在教学中采用Proteus软件,不仅可以吸引学生的注意力,提高课堂效率,还可以激发学生的学习兴趣。
三、数字系统的设计方法
采用真值表、卡诺图、状态转换表和状态转换图等传统方法设计或描述数字电路的逻辑功能,适用于输入变量、输出变量以及状态变量较少、规模较小且功能较为简单的数字电路设计。当数字系统的输入变量、输出变量以及状态变量较多、功能较为复杂时,需要采用更加有效的设计方法,以适应于各种类型的数字系统设计。数字系统的设计方法通常分为两类:自上而下的设计方法和自下而上的设计方法。1、自下而上的设计方法自下而上的设计是一种试探法,设计者根据实践经验将复杂的数字系统划分成若干个子模块,一直分解到可以用传统方法进行设计为止。子模块设计完成后,再组装系统,调试系统以达到设计要求。自下而上的设计方法主要依靠设计者的实践经验和设计技巧,用逐步试探的方法完成系统的设计。系统的指标如何在系统构成后才能测试,如果不能达到要求,需要重新修改子模块设计,因此设计周期长,资金投入较大。随着计算机技术和设计手段的发展,自下而上的设计方法正逐渐被自上而下的设计方法取代。2、自上而下的设计方法自上而下的设计方法从整个系统的逻辑功能出发,明确系统要求,进行最上层的系统设计,将系统按照逻辑要求划分为控制器和处理器,采用ASM图或其他语言描述控制器和处理器。如果控制器和处理器仍然复杂,可以进行多重逻辑划分。
通过对数字系统的概念、分析与设计循序渐进、举一反三的理论教学,在加上在教学过程中,在实验室进行电路的装接、连接、测试、分析和PROTEUS软件的使用,使学生既学到了知识,又增加了分析和动手能力,从而提高了教学的效率。
作者:谢彩云 唐 敏 王文川 单位:成都市技师学院
20世纪末21世纪初,国内外先后掀起了数字图书馆开发的热潮,对数字图书馆的开发热潮,对数字图书馆的研究不仅引发了信息技术专家和图书情报工作者的浓厚兴趣,而且引起了人文、社科研究人员及其他人员的注意。目前,在图书馆界甚至整个学术界还没有一个被广为接受的定义。从众多的数字图书馆定义中,我们一般趋向于这种解释:数字图书馆是指“具有丰富内容的多种媒体的数字化信息,具有网络环境下多种电子技术工具和服务手段,能为读者提供高效、方便的数字化信息服务机构”。用一个公式来表示,那就是:数字图书馆=丰富的数字化信息+先进的技术手段+高效的信息服务。这个定义包括三个方面的内容:数字化、网络化和先进的服务手段。数字化是指数字化信息和信息载体;网络化是针对信息通道而言的;而先进的服务手段是直接连接图书馆与读者的桥梁,并最终使数字图书馆有所用、有所为。相对于传统图书馆来说,它们都是全新的概念。
一、数字图书馆与传统图书馆的区别
数字图书馆是在传统图书馆的基础上,经脱胎换骨的改变发展起来的,与传统图书馆的功能、结构、运作方式、服务方式、评价标准、工作重心等多方面存在着差异,本文从以下几个方面加以比较。
1.馆藏结构的不同
传统图书馆是以纸质载体为主,其它载体并存,它的复本概念和拒借率等现象不会消失;而数字图书馆则是全部以电子出版物和网上数字信息为管理对象,它的存储介质已不限于印刷体,它具有文本、声、光、图像、影视等多种媒体,其存储的载体也相应的有光盘、录音带和各种类型的数字化、电子化装置。它通过多媒体、超文本、超媒体等技术,提供智能化的信息检索手段,向读者展示各种生动、具体、形象、逼真的信息,而且网络化的信息资源,不存在复本和拒借率的现象。
2.服务方式不同
传统图书馆的服务是以物理的图书馆为中心被动地为读者服务,它受时间和空间的限制,只能局限在一定的地区和在一定的时间段里为读者服务;数字图书馆的服务是开放型的,是一个分布式的图书馆群体。数字图书馆通过宽带高速互连的计算机网络,把大量分布在一个地域或一个国家的众多图书馆或信息资源单位组成联合体,把不同地理位置上及不同类型的信息按统一标准加以有效存储、管理并通过易于使用的方式提供给读者,超越空间和时间的约束,使读者在任何时候、任何地方都可以在网上远程跨库获取任何所需的信息资源,达到高度的资源共享。它是以用户为中心,用户通过网络终端的方式查找信息,网络可以把大量的网络信息资源带到用户的家里或办公室里,用户们可以同时存取许多数字图书馆的信息资源。它没有时间和空间的限制,一天24小时为读者服务。
3.工作重心不同
传统图书馆是通过采购、编目后进行流通和阅览为工作重心的;数字图书馆则以信息的收集分析、参考咨询和网络导航为中心,图书馆员真正成为信息的导航员。数字图书馆可实现异种数据库之间、服务之间、工作站之间的可互操作性,并正在探索深层语义上的可互操作性。它采用一种联合式或协调性软件,从类型相似的数据对象和服务中,取得一致性和连贯性检索内容。
4.文献信息载体的寿命不同
传统图书馆以纸张载体为主,中国素有“纸千寿”之说,迄今为止,没有哪一种轻便的文献载体能比纸张更容易长久地保存和保护,只要保管好就能使用上百年时间;而电子载体不仅保存条件苛刻,而且寿命极短,数字化的信息容易受病毒等因素的影响,导致数据永远丢失,如果图书馆因经费拮据不能续订网络数据库,那图书馆将会一无所有,因为图书馆只不过是购买过一段时间的使用许可权。
5.图书馆管理员工作的任务不同
传统图书馆管理员主要任务是对文献信息进行收集、整理、保存、传播,成为社会文化传播的角色;而数字图书馆时代的管理员不再只是被动的信息资源管理者,而是成为信息采集者、管理和传播者,成为利用文献信息的导航员,由文化工作者转向教育工作者。它可以通过网络随时和传播各种文献资源的信息,对读者进行“引导”或“导航”,向读者提供多种语言兼容的多媒体远程数字信息服务。
6.图书馆发展经费的两极分化
传统图书馆的发展缓慢,图书馆建设在基本完成以后花费不多;而数字化的图书馆的发展建设的投入很高,具有高资金投入、高技术设备、高人力消耗的特点,而且信息资源共建共享也是高投入的,例如中国国家图书馆的中国数字图书馆试验计划和教育部的Calis项目的启动均已耗资数千万人民币。 转贴于
7.评价图书馆的指标不同
传统图书馆一般用藏书量的多少作为主要的评价指标。如评价一个高校图书馆要看师生人均有多少册书、刊,每年又新购多少册书、刊,或藏有某些大部头图书、特色图书等,这些指标的着眼点都是各馆的藏书量。它的特点是:重投入和规模,轻产出和效益。投入和规模等指标,如书刊购置费、设备购置费、馆舍、馆藏、人员等是量化的,而产出和效益,如服务的质量和数量、整体效益和效率、人均效益和效率等往往缺少量化指标,要求是模糊的,评价是难以操作的。而现代图书馆是以本馆和读者群所能利用的文献量、信息量及利用这些文献、信息所产出的产品的数量、质量和经济效益来作为评价一个图书馆的指标。它的特点是:重产出和效益,投入和规模的权值降低,被利用的文献量、信息量及产出产品的数量、质量、经济效益等都是量化的,评价较易操作。
二、数字图书馆的发展前景
数字图书馆虽然还处在理论研究与局部开发研究中,但它强大的生命力已经展现在了我们面前。数字图书馆是图书馆的一次革命,它必然会对图书馆界及整个社会造成深远的影响。但我们也应该看到,从传统图书馆到建成数字图书馆还有很长一段路要走,因为大量的国内外科技资料的数字化处理很可能是一个漫长的过程,不可能一蹴而就。因此,图书馆数字化建设应分为两步走。
第一步是建立复合图书馆,也就是传统图书馆与数字图书馆并存,电子版文献与印刷版文献并存。复合图书馆是馆藏与虚拟的网络资源结合体,因此应从实际出发,科学地处理多种载体类型的关系,制定策略,做好纸质文献资源与数字化信息资源的整合工作。首先对现有信息资源进行统一标准的存储和重新加工,建立完善的复合型图书馆信息资源体系,在技术标准上与国家标准保持一致。其次在进行数字化建设时,要分清主次,优先将特色馆藏资源进行数字化加工处理,并为读者提供更便利的服务如开辟网上阅览、查询、检索、培训等,使复合图书馆的服务更贴近读者。
第二步是在复合图书馆基础上建立起真正意义上的数字图书馆。在此期间,首要的任务是强化服务。数字图书馆是应服务的要求而产生的,因此,数字图书馆在传统图书馆的基础上要更充分地满足读者的服务要求,适应信息载体发生的变化,使服务更趋多样化,由封闭走向开放,并与世界各大图书馆在因特网上融为一体。
与此同时,数字图书馆的建设还要加大信息基础设施建设的力度,从通讯、网络、计算机等方面为数字图书馆的正常运行提供保障。此外,各地区、各部门的图书馆要打破区域界限,在编目、馆际互借、联机检索、采购等方面互相协调,按照优势互补、互惠互利的原则实行大联合,以便最大限度地共享信息资源。
三、数字图书馆与传统图书馆的联系
数字图书馆是传统图书馆的发展,是以传统图书馆为基础,仍是传统图书馆的组成部分。两者构成因素、特征、功能、作用不完全相同,从而形成两个不同的体系,各有相对的独立性,各有自身的脆弱性和局限性,两者又具有不可分割的联系性。所以,数字图书馆和传统图书馆两者不是相互排斥,而是共存互补,相互结合为一个有机的混合体,这不仅是自身发展的需要,还符合社会发展与需要。
参考文献
1、自我同一性
1.1 自我同一性的定义
最初提出这个概念的学者是精神分析学派的埃里克森,他提出了人一生成长中的8对矛盾,以及这些矛盾不能得到合理解决会产生的危机,埃里克森提出在青春期我们所面对的矛盾是同一性对抗同一性混乱,这个理论也是他最杰出的贡献之一。在青春期之前,儿童的同一性就像是还未被编织在一起的一块块碎布,但是到了青春期结束的时候,这些碎布将会被织成一整块对于个体而言独一无二的布料。这种整合的过程,就是埃里克森所描述的同一性对抗同一性混乱的危机中的核心过程。一旦他们这样做,他们就获得了一种同一性,长大成人了。获得个人的同一性就标志着这个发展阶段取得了满意的结局。
1.2 大学生自我同一性问题
如今大学生所在的社会环境,在很大程度上决定,他们探寻自我界定的过程会表现为一次彻底的危机过程还是一项更加可控的挑战。因为一般而言,年轻人能接触得到的选择越多,以及必须做出抉择的领域越多,那么在建立同一感的过程中所要面对的问题也就越多。比如说,在当地中国这样一个青少年要在大量职业中做出抉择的环境中成长,引发职业同一性危机的可能性要比在小型农业社会中成长大得多,而在后者,每个年轻人会继续耕种他们自家的土地。在如今高速变化的社会,大学生面对着全新的更为复杂的一系列需要思考的问题——不仅有与职业计划有关的问题,而且有与价值观、生活方式以及对他人的承诺有关的问题。因而,当前大学生经历长期而艰难的同一性危机的可能性要比以往大得多。
(1)同一性混乱。即以一种不和谐的、间断的、不完整的自我感为特征。个体出现同一性混乱的程度各异,较为轻微的情况是在同一性危机的过程中不知道自己是谁,而较为严重的情况则属于心理病理的范畴。同一性混乱还会影响个体的自主性、亲密关系、性以及成就领域。
(2)同一性阻滞。同一性阻滞是指年轻人在建立起健康的同一感之前,可能会出于自愿,也可能会被迫越过那个探索和尝试的阶段。这些青少年会过早地将自身束缚在某一角色或者一系列角色(很可能是父母或其他权威人物为其设定的)之上,并且将某种特定的身份作为最终的同一性的基础,而不是考虑多种不同的可能性。从本质上来说,这些青少年并没有被给予了,或者说利用了一段心理社会缓冲期。这种在同一性危机中出现的回避状况称为同一性阻滞。
(3)负面同一性。即青少年会选择明显不见容于他们的父母或者社会的同一性。比如说大学教授的子女不好好读书,却去学音乐;官宦之家的子女总惹上官司等。采用负面同一性,其实是在同一性发展过程中已经出现问题的标志。虽然采用负面同一性固然也会得到他或她周围的人的承认,但是这并非一种有利于健康成长的方式。通常,对于年轻人而言,选择一种负面同一性,是在一种难以建立能获得认同的同一性的环境中,为了构建某种自我界定感而进行的尝试。
2、大学生就业能力及影响因素
2.1 就业能力的定义
对于就业能力的定义,国外学者尚未达成一致的意见。以就业能力的概念而言,西方学者福古艾特(Fuguate)认为,就业能力是指个体在其职业期间确认和实现在组织内部和外部职业机会的能力,国际劳工组织(IL0)则指出,就业能力是个体获得和保持工作、在工作中进步以及应对工作生活中出现的变化的能力。英国原教育与就业部(DFEE)把就业能力解释为获得和保持工作的能力,进一步讲,就业能力是在劳动力市场内通过充分的就业机会实现潜能的自信。
国内研究者郑晓明认为,大学生就业能力是指大学毕业生在校期间通过知识的学习和综合素质的开发而获得的能够实现就业理想、满足社会需要。在社会生活中实现自身价值的本领。就业能力是一种综合能力。这种观点基本上代表了国内大多数研究者的观点,因此可以说,就目前国内的大学生就业现状,就业能力可以认为是学生发现、获得并保持工作机会的一种综合能力。
2.2 大学生就业能力的影响因素
大学生的就业能力的影响因素可以分为主观因素和客观因素,其中客观因素包括社会形势,学校教育;主观因素涵盖的面比较广,可以总结为:专业知识和技能,目标和定位,适应和人际交往能力。
就业能力的第一点就是发现工作机会,而后才是获得并保持工作机会,所以这就需要大学生有一个精准合适的目标和定位。目标和定位具体来说是学生的择业观念和职业规划。很多关于就业能力的文献中均提到过大学生的择业观念对就业能力的影响,有研究者指出当代大学生就业定位不准确,盲目攀比,好高骛远,消极面对就业等等现状。但是较少有研究者深入去追究当代大学生为何会出现这种种现状。
所以同一性教育是时下大学生急需的心理教育,这对他们的就业能力的提高有着莫大的意义。
3、加强自我同一性教育,提升学生就业能力
自从埃里克森提出同一性这个概念以来,心理学界,教育学界都对青少年,大学生的同一性研究产生了浓厚的兴趣。其中将同一性与就业能力结合起来的研究也逐渐增多,有研究者基于目前就业难的状况,将中日大学生的自我同一性进行比较分析;也有研究者认为自我同一性混乱会导致大学生在就业中出现依赖和盲目从众的心理;并且有研究者认为大学生同一性缺失会导致就业心理问题,包括攀比心理,自傲心理,自卑心理,挫折心理,从众心理,急躁心理,焦虑心理,矛盾心理,依赖心理,羞怯心理;还有研究者认为从同一性过度延缓的角度入手,认为同一性过度延缓会导致就业心理问题,包括矛盾心理,从众心理,逃避心理,自恋心理,自卑心理,依赖心理。
基于前人研究的总结,我们可以看出,大学生所面对不同的同一性问题会导致不同的就业心理问题,而从以上这些就业心理问题来看,它们的本质即影响了学生的就业能力中最直接的一个因素:就业目标和定位。因此,高职院校应该引导学生自我同一性的整合。
3.1 让学生了解自己
清晰的认识自我对于自我同一性的整合有着重大的意义,正如前文对同一性的定义所言,在同一性整合之前,我们的每一部分都是一个碎片,能力,性格,价值观,人生观,这些无数个碎片的统一结合才能构成一个独一无二的个体,而同一性就是这么一个将碎片整合的过程。在整合之前,势必需要对自己的每一个碎片有所认识,要了解自己的长处和短处,明白自己适合做什么,兴趣在哪里,价值观和人生观又是如何。
关于自我的各个部分,心理学家鲁夫特与英格汉提出“周哈里窗(Johari Window)”模式,“窗”是指一个人的心就像一扇窗,普通的窗户分成四个部分,人的心理也是如此。因此把人的内在分成四个部分:开放我、盲目我、隐藏我、未知我。
对这四个部分的了解可以通过不同的方式达到,对于开放我和盲目我可以通过通过他人直接表达对自我无意识领域的认知,赢得了更好了解自我的可能性;对于隐藏我和未知我可以通过心理学的某些测验而得到,比如16PF,投射测验,职业问卷等。
3.2 让学生接纳自我
在对自己有了一个系统的了解之后,并不是每个人对自己的每一点都能完全接纳的,可能只是选择性接纳,或者扭曲了事实来接纳,这种对自我的接纳方式就易产生同一性混乱。因此,在客观的认识自我的基础之上,完整的接纳自己,包括优点和不足。
很多人能接纳自己的优点,但是无法面对自己的缺点,甚至还会拿自己的缺点和人家的优点相比较,进而产生自卑心理。产生这种情况需要改变的是观念:要明白人总是有缺点的,只是缺点多少的区别和表现明显与否的区别;千万防止拿自己的短处和旁人的长处做比较。做到这两点,基本就可以完全的接纳自我了。
3.3 帮助学生进行职业规划指导和培训
学校为了提高毕业生的自我同一性,加强就业能力,可以对学生进行职业兴趣和职业能力测试,通过团体讨论、角色扮演以及心理剧等团体心理辅导,帮助学生客观地认识自己的兴趣、特长,并且在活动中体会各种职业的不同,以便能更好的寻找适合自己的岗位。
在让学生对职业有一个清晰认识之后,学校应该能提供相关的培训得以让学生的技能更好的发展。并且为了让学生能明确自己未来的发展方向,可以聘请有关专家为学生进行职业生涯规划和咨询。这样,在自我同一性得以整合的前提下,就业能力才能全面的得以培养。
参考文献
引言
电子政务信息安全问题 电子政务是一个基于现代信息技术的综合性政务信息系统,涉及政府机关、各团体、企业和社会公众,其基本框架一般来说主要包括政府办公政务网、办公政务资源网、公众信息网和办公政务信息资源数据库四个部分,即“三网一库”。我国早在2002年7月《关于我国电子政务建设指导意见》中,明确“把电子政务建设作为今后一个时期我国信息化工作的重点,政府先行,带动国民经济和社会发展信息化”,2006年进一步在《2006-2020年国家信息化发展战略》中明确“电子政务”作为我国信息化发展的重点战略,实现政府“改善公共服务,加强社会管理,强化综合监管和完善宏观调控”。
1.我国交通运输电子政务平台发展现
2004年2月,交通部在其制定的《中国交通电子政务建设总体方案》中,提出了“交通政务内网、交通政务外网和电子信息资源库”的交通电子政务建设总体架构,同年12月又出台了《交通运输电子政务网络及业务应用系统建设技术指南(试行)》。在政策的指导下,我国交通电子政务平台的发展速度加快,交通电子政务平台的基础架构已经凸显规模,部(交通运输部)省(各省道路运输管理部门)道路运输管理信息系统建设,已实现了20多个省(区、市)运政系统与部联网,纵向业务系统互联互通、资源共享、整合利用的模式已初步建立。与此同时,交通电子政务平台的信息化标准规范体系也得到进一步完善。目前,网络“开放性”与政务“安全性”、网络“可访问性”与政务“稳定性”是我国交通电子政务实施过程的两大矛盾。
1.1安全性与开放性的矛盾
即电子政务的安全要求与电子政务平台的开放性要求成为交通电子政务实施过程中最难以平衡的一对矛盾。如何把握政务“安全”与网络“开放”的平衡,一方面要把握住哪些信息是交通政府部门的机密,哪些是开放;另一方面,在电子政务平台的建设过程中如何摆脱“安全绝对化”倾向,否则电子政务服务的公众性就会失去落脚点,以政务信息化带动社会信息化、企业信息化的战略意图也将难以实现。
1.2安全性与可访问性的矛盾
电子政务的安全性要求与电子政务平台的可访问性要求成为交通电子政务实施过程中另一对矛盾。电子政务平台应重视其信息安全问题,其另一层含义还应注意保持网络安全性与可访问性之间的平衡。交通电子政务平台必须易于访问,这样才能激励公众去使用它。而在提供了更好的可访问性的同时,也将交通运输的数据暴露在不断增长的病毒及未授权访问的威胁之下,导致政务平台的不安全性。
2.我国交通运输电子信息安全保障体系的构建
当前我国交通电子政务实施过程的两大矛盾的解决,依赖于安全、稳定、可靠的交通运输电子政务平台信息安全保障体系。对于电子政务平台实施过程中所面临的信息安全保障问题,我国早在2003年9月颁发的《关于加强信息安全保障工作的意见》中明确提出了建立等级保护制度和风险管理体系的要求。2004年11月,公安部等国家四部委联合推出信息安全等级保护要求、测评准则和实施指南,为政务领域进一步建立政务信息系统风险管理体系提供了技术基础和指导。交通运输部也于2008年12月颁布的《交通运输电子政务网络及业务应用系统建设技术指南》中对交通电子政务平台的安全保障体系作了详细的技术规范。
2.1信息安全保障体系及其基本要求。信息安全保障体系的基本要求主要体现在以下几个方面:
保密性。主要体现在谁能拥有信息,如何保证秘密和敏感信息仅为授权者享有。
完整性。主要体现在拥有的信息是否正确以及如何保证信息从真实的信源发往真实的信宿,传输、存储、处理中未被删改、增添、替换。
可用性。主要体现在信息和信息系统是否能够使用以及如何保证信息和信息系统随时可为授权者提供服务而不被非授权者滥用。
可控性。主要体现在是否能够监控管理信息和系统以及如何保证信息和信息系统的授权认证和监控管理。
不可否认性。主要体现在信息行为人为信息行为承担责任,保证信息行为人不能否认其信息行为。
2.2安全组织体系。政府高度重视交通运输信息化工作的同时,坚持把“积极防御,综合防范”放在优先位置,首先要求成立专门的信息安全领导小组。信息安全领导小组可由交通主管领导担任领导小组组长主管信息安全工作,下设信息安全工作组,各管理部门负责人、业务部门负责人为成员。
2.3 安全技术体系。交通电子政务平台的安全技术体系可搭建专业的安全管理运营中心,并从基础设施安全和应用安全两个方面去搭建安全技术支撑体系。
2.4安全运营体系。安全运营体系是一个完整的过程体系,在交通电子政务平台的整个过程中,正常的运作流程,其信息流遵循自上而下的流程,即交通上级部门根据电子政务平台信息安全需求的目标、规划和控制要求做计划,下级交通部门根据计划进行执行、检查和改进。而若交通电子政务平台其安全性出现威胁,影响正常的运作流程时,此时信息流则遵循自下而上的逆向过程,下级交通部门向上级部门报送安全事件,上级部门根据其安全事件进行分析、总结和改进。
2.5 安全策略体系。网络安全策略是为了保护网络不受来自网络内外的各种危害而采取的防范措施的总和,因此信息安全策略是信息安全保障体系建设和实施的指导和依据,全面科学的安全策略体系应贯穿信息安全保障体系建设的始终。安全策略体系,主要包含安全政策体系、安全组织体系、安全技术体系和安全运行体系四个方面的要素,在采用各种安全技术控制措施的同时,必须制订层次化的安全策略,完善安全管理组织机构和人员配备,提高安全管理人员的安全意识和技术水平,完善各种安全策略和安全机制,利用多种安全技术实施和网络安全管理实现对网络的多层保护。
通过重视交通运输资源对运输经济进行分析,需要对其内在的关系进行分析,一是对交通运输资源与交通运输的关系,二是对交通资源与交通区位的关系,三是对交通运输资源与交通规划的关系,四是对交通运输资源同其他的运输经济之间的关系,通过对这四层关系的深入分析,能够很有效地进行体现交通运输资源重要性的运输经济分析。接下来,笔者将对这四个方面的关系进行一一分析。
一、交通运输资源与交通运输的关系
交通运输资源是交通运输的前提条件。交通运输资源包括公路,铁路,航道以及机车,火车,船舶等不动产资源和动产资源;还包括从事交通运输工作的人力资源,和交通运输管理体系等软资源。所以,交通运输资源是交通实现运输的手段和前提条件。交通运输作为一项基本的社会活动以及经济活动,具备以下四个要素:①交通运输的网络;①交通运输的基础设施;③交通运输的运输对象(旅客,货物等);④交通运输的管理模式,管理体系。交通运输的功能性有赖于交通运输资源得以实现。
二、交通运输资源与交通区位的关系
何谓交通区位呢?在进行具体分析交通运输资源与交通区位这两者的关系之前,我们先来介绍一下什么是交通区位。简单地说来,交通区位就是指因为交通不动产资源所具有的成本上的优势,从而使得交通行为和交通资源集中在一起的区位。包括有交通区位线和交通区位点两个部分:交通区位线比如线路或者通道等;交通区位点比如车站,广场,交通枢纽等等。交通资源我们在摘要中已经明确介绍,那么接下来笔者来说一下什么是交通行为。交通行为指的是对旅客还有货物的空间转移活动的总称,可以是运输公司提供的营利性,服务性的活动,也可以是自身进行的活动。
交通区位根据其存在的性质特点可以分为以下五种,分别为:①为满足社会经济发展之需要而存在的交通区位。这是指受社会经济之发展,其他交通区位的影响,而需要设立的交通行为与交通资源集中的区位。这种交通区位的本质的性质是虽然有需求,但是还没有形成实际存在的交通区位;②自然或者自发而形成的交通行为,交通资源集中区域――交通区位。这是指没有政府投资建设,或者所需要建设的设施所需资金特别低而形成的交通区位。这种交通区位的本质特点是所需要投资的成本极低;③理想交通区位。这是通过人们的科学,全面地分析之后,而发现的最佳,理想的交通行为,交通资源的聚集区域。这种交通区位的本质特点是经过人们的全面,科学地分析,交通区位具备更高的正确性,合理科学性;④计划方案中设定的交通区位。这是根据交通运输之发展而设定的计划方案中存在的交通区位;⑤人工建设的交通区位。这是现实中实际存在的一种交通区位。这种交通区位的缺点是一旦与社会经济发展不符合,与交通运输的实际发展情况不符,则无法改善。
交通运输资源与交通区位存在以下五种关系:①互生关系。即有交通行为,交通资源的地方就一定会有交通区位,二者不可分割;②如果仅仅有潜在可能的交通行为或者交通资源而没有事实上的交通行为或者交通资源,那么交通区位就不一定会存在,因为需要投入一定的资金进行基础设施的建设。比如具有优良转运能力的港口,如果没有进行基础设施的建设,也不会形成交通区位;③交通区位的形成需要完整的交通行为与交通资源。交通运输资源如果仅具备交通运输行为或者交通资源,那么,交通区位也不会形成;④因为交通区位的建设成本普遍较高,所以,如果交通运输资源有限的话,一般情况下也不会形成交通区位,因为投资与收益不成比例,会导致经济亏损;⑤交通运输资源需要交通区位,所以只要存在较为频繁的交通行为以及丰富的交通资源就会有交通区位的存在。
三、交通运输资源与交通规划的关系
交通运输是一项消耗大量经济成本的社会经济活动。交通运输资源的形成费额高昂,所以只有通过合理科学的交通规划才能实现交通运输资源的高效利用,提高运输效率。交通规划需要将运输经济学中的先进理念整合进来,保证交通规划的合理,科学。科学,合理的交通规划能够发现理想的交通区位并进行合理地投资进行建设,发挥交通运输资源的最大作用,降低运输资源在运输活动中的损耗,提高交通运输资源的使用效率。衡量交通规划是否合理有一下几项标准:①规划实施是否及时全面;②交通行为与交通资源是否能够与交通区位成功整合;③交通行为,交通资源与交通区位是否相适应;④规划的交通区位是否在实践中收益明显,是否能够促进运输经济的发展。
四、交通运输资源与其他运输经济之间的关系
过去运输经济的研究内容,缺少对交通运输资源的分析,所以运输经济的结构并不完整。现代的运输经济研究加强了对交通运输资源的重视,所以与交通运输资源相关的其他运输经济学的内容也多了起来。随着我国社会的发展,公众对于交通运输资源的分配制度以及公平性越来越关注。运输经济中的资源分配制度,以及公平制度,将在交通运输资源的前提下有所建立,健全完善。
由于部分自然交通资源的可耗竭性和非再生性,也由于人工交通设施能力增加的突变性和大量投资的沉淀性,以及很多交通资源存在的公益性和准公共性等特点,运输经济学必须关注系统外部资源转化为专属交通资源和已有交通资源的优化配置与使用问题,避免交通规划、建设及交通运输活动中的资源浪费和滥用。任何社会资源都是有限的,当一项资源用作某种用途以后,就减少了其在其他地方使用的机会,因此经济学特别关注资源被使用而产生的社会付出,即机会成本。无论是运输系统内部的资源,还有可能形成专属交通资源的外部资源,都是短缺的,要尽可能用较少的交通资源完成社会经济所需要的运输位移。交通资源可以从不同角度进行分析考察,包括政府关心的交通资源、交通规划机构和人员关心的交通资源、运输企业关心的交通资源、使用者关心的交通资源和社会公众或学术界关心的交通资源等。行业部门和地方政府首先关心如何使本系统或地区获得更多外部资源,然后才是如何使本系统或地区内的运输资源效率更高,而中央政府更应该关心如何使交通系统专属资源和系统外部资源保持平衡,使更大的宏观系统平稳运行。交通规划和建设负责实现把外部资源变为专属交通资源过程中在时间、空间和物性三个维度上的耦合,过去规划机构主要关心各运输方式系统内专属资源的使用效率最高,目前也需要更多关心综合交通网的效率以及系统与外部环境的和谐,当然规划委托主体的不同以及规划方法和规划程序的不同,也会使规划方案的指向出现差别。运输企业关心自身能够控制或利用的交通资源与其他资源的有效结合,使核心资源的使用效率最高并形成市场上的竞争力。交通使用者更关心利用社会交通资源实现自己所需要的客货位移,当然自有运输也导致其对交通工具的拥有。对于社会公众来说,人们会更关注交通资源的分配制度和分配的公平性,以及运输业发展对自身生活质量的正负影响。而学术界的兴趣则可能在于各种资源配置问题中的因果关系,包括在各种约束条件下和规则保障条件下如何通过交换实现交通资源的有效配置,特别是有助于实现一体化的完整运输链条等。
对交通运输资源的方方面面进行认真深刻地研究,对于运输经济学有着重要的积极作用。能够推动运输经济学学科的结构完整,扎实,内容详尽。同时,运输经济学的发展对于交通运输资源的高效利用也有着重大的推动作用。目前在我国,运输经济学的主要研究内容是:节约投资的同时,加强交通运输的资源补充,新建,技术提升,改善运输业的经营管理制度,最终扩大我国的运输能力,适应高速发展的社会主义市场经济的需求。所以,重视基于交通运输资源的运输经济分析就有重要的现实意义。笔者希望本文能够为大家提供参考,促进交流,共同学习进步!
参考文献:
中图分类号:G434 文献标志码:A 文章编号:1673-8454(2017)13-0040-05
随着信息化和数字化的不断发展,为了适应教育现代化的发展需要,教学资源的数字化进程逐步加快。然而其存在的问题也日益凸显。不同来源的教学资源采取不同的数据规范和标准,使数字资源之间难以统一口径,资源之间缺少必要的关联。除此之外,资源本身的描述不够具体,用户往往需要花费较多的时间提取所需信息,这些问题的存在都严重阻碍了教学资源的智能化进程。2000年,Web之父、万维网的发明者伯纳斯・李(Berners-Lee)提出了语义网(Semantic Web)的概念。自2009年肖顿・戴维(Shotton David)等人提出语义出版概念后,语义出版就受到了出版界与学术界的广泛关注。语义出版是一种语义强的期刊出版形式,它通过语义标记的方式丰富了文章的内容和表现形式,有助于增强文章内容的关联性,改善科研用户的阅读体验,最终实现智能化出版。[1]
近年来,面对数字教学资源建设窘迫的现状,语义相关技术逐步受到关注。杨现民、余胜泉等[2]2013年基于学习元平台(Learning Cell System, LCS),提出了C合应用语义基因、基于规则的推理、关联规则挖掘等技术实现资源动态语义关联的方法,并在实践中验证了该方法的准确性。杨现民[3]提出教学资源动态语义聚合是要自动生成具有内在逻辑关联的资源结构体,且可以随着资源之间关联关系的变化而动态更新和发展。语义标记技术可以增强教学资源之间的语义关系,促进资源的发现获取,能够在一定程度上解决教学资源数字化进程中面临的困境。鉴于此,本研究将对数字教学资源的语义标记相关技术进行探索,提出数字教学资源语义标记系统模型,并以基础教育教学资源为例对数字教学资源语义标记实现路径进行分析,期望能对当前数字教学资源建设提供借鉴和参考。
一、数字教学资源语义标记的相关理论与技术
1.语义标记的概念与意义
语义标记是建立在资源深度揭示与高度集成基础上的信息组织方式,它的出现为创新教学资源组织与方式提供了新的思路;同时,通过对资源知识单元进行语义标识提高资源对象间的关联度,有助于实现资源内容的按需重组与。[1]借助本体、关联数据等语义相关技术,可以丰富数字教学资源的内容特征,增强不同资源间的语义关联,并提供相关资源数据集的获取途径,提高资源的利用率。从数字教学资源的内容、形式和服务等方面来看,语义标记具有五方面显著的意义:
(1)实现资源内容结构化。在海量教学资源中,存在着大量碎片化、非结构化的信息,用户无法高效地进行筛选、提取和利用,通过XML、RDF、OWL等技术和标准,可以将大量非结构化、碎片化信息转变为结构化信息。在此基础上,通过添加语义标签,划分教学资源的结构层次,建立资源与数据库之间的链接,以便实现教育内容的获取和处理。
(2)促进教学资源的融合。在语义标记的网络环境下,不同来源的数字资源、不同描述方式的内容可以通过提取元数据、构建本体库、进行数据关联等方式实现数字资源的有效融合;通过语义互操作实现不同类型数据之间的融合,从而解决不同数据描述方式带来的资源异构问题以及不同数据库来源带来的跨库检索难以实现的问题,改变信息孤岛等情形的存在,大大提升用户的检索效率和检索体验。
(3)实现数字资源可视化。语义标记通过添加语义标签、高亮词条等可视化方式,可以更好地展示教学资源的知识结构,帮助用户快速理解资源核心主题,获取相关信息,提高学习效率。
(4)实现资源对象关联化。语义标记借助语义技术,通过自动识别资源中有意义的实体,从内容的逻辑结构等不同层次实现对教学资源的精准分析,实现知识单元之间的多层次关联,深度揭示教学资源的知识结构,便于用户阅读和理解。同时,通过教学资源的多重引用关系和本体技术,实现不同语义资源之间以及内外部资源的联系,便于用户拓展阅读。
(5)实现资源个性化推送。不同的用户有着不同的信息需求,个性化是信息服务的发展趋势,面向语义标记的数字教学资源有必要关注用户同数字化资源之间的相关性,分析用户的兴趣所在,并以用户需求为导向组织和提供适合的教学资源。
2.数字教学资源语义标记的表现形式
数字教学资源语义标记的表现形式主要包括两种,一种是对资源外部形式特征的揭示,如揭示资源的媒体类型、格式、适用对象、作者、日期、版权管理、标识、评价等信息,并根据这些外部的形式特征建立起与相关实体资源的关联。另一种是对资源内容特征和逻辑结构的揭示和描述,具体可以体现为标题、学科、年级、教材版本、知识点等实体的语义标注,实现资源内容的结构化导航及相关资源之间的联系等。语义标记的发展阶段大致划分为三个层次――描述外部特征的初级阶段、浅层语义特征描述阶段和深层语义特征标引阶段。在浅层语义特征描述阶段,主要关注半隐性或半显性语义特征的描述。随着相关技术的不断发展成熟,逐步过渡到全面实现语义特征标记的高级阶段。
3.数字教学资源的语义标记技术
语义标记通过XML、元数据、本体、关联数据等语义相关技术,能够实现非结构信息的结构化,通过添加语义标签使信息资源内容有层次,从而为实现内容的自获取与融合提供基础。
(1)XML
XML(eXtensible Markup Language,可扩展标记语言)是由W3C定义的一种用于对信息进行描述的语言,是标准通用标记语言SGML的一个优秀子集。XML既能对数据内容进行描述,也可以对其结构进行描述,从而体现数据之间的关系。在数据交互和集成方面,XML有着独特的优势。XML的可扩展性使用户可以根据特定的需要定义文档中的标记,非常灵活;XML可以使数据结构化,方便建立任何层次复杂的模型。作为数据表示与交换的标准,XML可以表达各种类型的不同数据,提供数据结构和内容表示的通用格式,从而实现数据的交互与共享。此外,其跨平台能力能够实现不同数据源数据的无缝集成。
(2)元数据
元数据是用来对数据属性进行描述的“关于数据的数据”。信息界将元数据定义为:既可以用来描述信息资源,也可以为各种不同的数字化信息单元和资源集合提供规范,并且能够对数字资源进行整合,加强对信息资源的搜集开发和组织利用。[4]元数据的可获取性和泛在性,为数字资源聚合提供了数据基础;其规范性的结构特征能够实现数字资源不同层次的集成。
(3)本体
本体是某个领域的概念集合和概念之间的关系,通过形式化的方式表达该领域的知识及其知识结构。在Tim Berners Lee提出的Web体系结构中,本体层起着关键作用。本体可以为不同类型不同来源的资源提供统一的概念描述标准,从而实现资源的语义化标注和资源与资源之间的语义互操作,这为解决不同资源间的语义异构难题提供了基础;同时,对不同领域的资源构建本体,可以将不同的知识本体聚合,有利于解决数字资源孤岛问题,从而实现数字资源多层次全方位的深度聚合。[5]在知识组织中,本体的主要作用就是基于资源集合构建一个本体概念模型,该模型通过对资源进行语义标注,将其组织成相互关联的知识网络,从而完整清晰地反映资源的知识结构,更好地实现知识检索。[6]目前,基于本体的应用主要是构建各种类型的本体知识库和本体概念模型,在语义层面上对资源内容进行描述和揭示。
(4)关联数据
关联数据由语义网创始人Berners Lee在2006年7月首次提出,是W3C推荐的用来在语义网上、共享、链接各类数据、信息和知识的一种标准。关联数据是一种推荐的语义网最佳实践,是语义网发展的重要推动力量。关联数据可以理解为用URI来命名数据资源,采用RDF模型来描述和联接资源,并揭示资源间的语义关系,通过HTTP协议来获取这些数据。关联数据对数据资源进行语义描述,不仅可以揭示数字资源内部的复杂联系,还能够实现不同数字资源之间的语义互操作,从而促进资源之间的语义互联和深度聚合。它不仅使分散异构的数据实现语义关联,还常与本体技术结合,增强资源之间的语义相关,从而使数据资源成为无缝关联的有机整体,便于实现数字资源的一站式检索等其他应用。
二、数字教学资源的语义标记系统模型
基于当前数字教学资源建设面临的问题,以及语义标记为导向的数字资源建设所具有的优势和价值,本文依据王晓光、陈孝禹提出的语义出版的DBIU模型,借助数字教学资源语义标记相关技术,构建了数字教学资源的语义标记系统模型。[7](见图1)
依据王晓光、陈孝禹提出的语义出版的DBIU模型,⑹字教学资源语义标记层次模型分为数据层(Data)、业务层(Business)、交互层(Interaction)和用户层(User)。
数据层用来存储各种类型的数据。在语义标记中,数据类型丰富,除了传统的结构化数据之外,还包括了大量的半结构化和非结构化的数据。数据层即用来存储不同类型的数据,它是语义标记系统的基础。数据层不仅仅是传统的以单个资源作为存储单元的教学数据资源库,还有大量的以细粒度“知识单元”作为独立存储单元的数据库,例如XML数据库、关系型数据库等。这些数据库的建立满足了用户实现知识快速获取和高效利用的信息需求,将信息服务由资源本身深入到了资源内部的知识单元,使语义标记具备了知识服务的功能。
业务层则是在数据层存储各类数据、建立知识单元的独立知识库的基础之上,对知识单元进行识别,实现知识单元与知识单元之间的自动关联,从而构建一个广泛的、充满语义联系的知识网络,实现知识的自动发现。业务层能对数据进行结构化处理,并对资源内部的知识单元进行细粒度的识别和语义标注,将众多资源联系起来,建立起层次多且丰富的知识关联,满足当前环境下用户对信息和知识集成和集中获取的需要。业务层建立的关联不仅包含传统的教学资源之间的相互关联,例如建立一个资源同相关资源之间的联系,还包括资源内部各个部分之间的联系以及教学资源内部知识单元同外部资源之间的链接,大大丰富了教学资源的知识内容。
0、 引言
电力调度自动化技术目前已经相当成熟,在掌握和控制电力的供给和需求方面可以达到相当精确的程度。电力生产企业为了及时了解调度管理信息,更好地执行调度指令,提高生产效率,对配电系统进行了一系列的新技术改造,调度自动化系统监控管理输电网络,配电动化系统监控管理配电网络,两个自动化系统之间存在管理交界的地方,部分供电企业明确划分两个自动化系统之间的管理权限。调度自动化系统负责对整个变电站设备的监视控制,配电自动化系统负责对从出线开关开始的户外开关的监视控制,为了能够满足配电自动化系统的需要,变电站变压器低压侧设备信息,如变压器低压侧开关、母联开关、出线开关等的信息配电自动化系统也需要使用。为了能够充分利用资源(如通信网络)、节约投资,供电企业一般在建设有通信通道的地方采用两个系统公用(如图1所示)或通过两个系统进行数据交互来共享已有的数据。本文对共用信道方式不作详细介绍,主要对两个系统数据交互进行讨论。
一、变电站设备数据接入
变电站信息,对于配电自动化系统和调度自动化系统来说,都是必须的。如何获得变电站设备的信息,在现场一般采用3种方式,如图2:
方法1:在建设调度自动化时,变电站综合自动化系统通过串口把信息上传时,一般至少都留有一路备有串口,在上配电自动化系统时,使用该备用串口,通过备用串口与配电自动化系统的子站连接,通过子站把变电站设备信息上传给配电自动化系统。配电自动化系统通过配置设备相应的点号、系数,进行分析转换后,供自己使用。
方法2:如果在变电站综合自动化系统没有备用串口并且也不想新增串口,配电自动化系统可以通过调度自动化系统的前置服务器获得新数据,配电自动化系统通过配置设备相应的点号、系数,进行分析转换后,供自己使用。
方法3:在调度自动化系统接受变电站设备信息进行处理后,通过两个系统之间的接口,调度自动化系统把处理好的数据直接传给配电自动化系统。配电自动化系统负责接收数据为自己所用。
配电自动化系统和调度自动化系统之间数据交互的内容包括:①变电站、中心配馈线开关遥控;②变电站内变压器、母线、出线的遥信、遥测数据。
二、信息接入方案
对于上面提到的方式1和方式2,因为基本上都是涉及硬件方面的接口,在这里不做多的介绍,主要介绍方式3。
2.1调度自动化系统与配电自动化接口应该注意的问题
1)在进行接口时,必须保证两个分布在两个不同网段的系统安全运行,通过路由器等必要设备进行快速有效的连接;
2)两个系统都接入了变电站设备的实时信息,应该明确配、调两个系统的责任、分工,为日后维护明确责任,有据可依;
3)两个系统同一数据表,包括:场站号、点号、描述、属性、质量位等,方便日后供电企业系统维护,进一步保证配、调两个系统数据的一致性。
4)选用统一、安全、高效的应用层通信协议。
5)对于变电站10kV出线,由于配电自动化系统要实现故障的处理,需要控制出线开关,最好把出线开关的控制权限下放给配电自动化系统;
6)调度自动化系统传送数据给配电自动化系统时不能影响本身的监控,同时要满足配电自动化系统实时性的要求。
7)对于配电自动化系统对调度自动化系统的要求,需要自动留下记录,以便在必要时候进行查询和分析。
2.2调度自动化系统与配电自动化接口具体实现方案
1)硬件连接方式:配电自动化系统和调度自动化系统通过路由器进行连接,在路由中设定两个系统的互访方式。
2)采用规约,网络层/传输层:TCP/IP网络协议;应用层:DL476-1992实时数据传输规约,0型规程。现对应用层DL476-1992实时数据传输规约简单介绍。
2.3传输模式
1)双方所需数据,依照共同确认的数据索引表,由对侧定期发送。
2)遥测和遥信数据的传送均采用全数据传送和变化数据传送两种方式。每种数据传送方式均采用周期性传送,周期可调。
3)对侧收到数据报文后,给予数据确认报文。
4)变化遥测数据可以缓冲一定时间再传输,时间可调。
5)变化遥信立即传输。
6)建立通信连接后,双方首先向对端发送全数据。
2.4报文说明
1)数据报文头控制域为A_DATA。
2)数据确认报文头控制域为A_DATA_ACK。
3)数据报文第4个字节“优先级”,各条链路唯一。
4)数据报文最大长度512个字节。
5)全数据报文可以采用分包传送,每个全数据报文必须标明起始序号。第一包全数据报文起始序号为0;若第一包全数据报文包含n个记录,则第二包全数据报文起始序号为n,第n包为前包(n-1)全数据报文所包含记录的总数。
6)全遥测数据报文与全遥信数据报文起始序号分别计算。
7)每次全数据报文发送,起始序号从0计算。
8)控制报文:第5、6两个字节表示剩余报文长度。
9)全数据报文报文头12个字节:第5、6两个字节表示剩余报文长度;
10)第9、10两个字节表示剩余报文长度;
11)第11、12两个字节表示起始序号;
12)变化数据报文报文头10个字节:第5、6两个字节表示剩余报文长度;
13)第9、10两个字节表示剩余报文长度。
14)变化数据报文数据记录序号从0开始计数。
2.5通信交互过程说明
1)客户端(Client)通信进程首先发起TCP层连接,服务器端(Server)通信进程处于监听状态;TCP层连接建立后,就可以准备建立应用层连接。
2)客户端(Client)通信进程首先发出A_ASSOCIATE请求建立链路的握手报文,服务器端(Server)通信进程用A_ASSOCIATE_ACK应答。握手成功后Client与Server~建立了应用层连接。
3)应用层建立连接后,就可以进行数据传输,Client与Server可以向对端周期性发送全遥测、全遥信、变化遥测、变化遥信数据报文(周期可调),对端收到数据报文后,应回送数据确认报文,或数据否认报文。
4)如果Client端通信进程终止,Server端进程应能判断链路断开,并等待Client端再次建立链接。同样,如果Server端进程终止,Client端进程应能判断链路终止,并准备重新建立连接(或自动切换与Server端备用机进行通信)。
5)客户端/月艮务器端断开连接时,应该向对侧发送相关连接控制(放弃、释放等)ta文,对侧收到相应报文后,应断开连接,准备重新建立连接。
6)客户端服务器端长时间不能收到对侧报文时,应断开连接,准备重新建立连接(时间可调)。
2.6通信端口说明
cc2000系统计算机通信子系统作为服务器端时只用一个端口监听客户端的连接,监听端口号可以统一设置。作为客户端时可以设置灵活的端口去连接远方服务器端。
1)具体实现:自动化系统和调度自动化系统采用TCP/IP协议进行通信,配电自动化系统作为协议的客户端,调度自动化系统作为协议的服务端。作为客户端的配电系统,可通过其网络实时监控机制向服务端的调度系统提出建立TCP/IP连接的要求,一旦该要求得到服务端的响应确认,配电系统即可与调度系统进行数据的交换处理。
2)数据传输:两个系统的网络连接确立后,所交换的数据一般为:10kV线路的定周期遥信/遥测数据,实时变化的遥信/遥测数据。用户既可指定“周期数据传输的频率”和“变化数据的检测精度”,也可灵活定制两个系统的数据交换内容,还可以选择配网子站数据优先或者后台数据交换优先。
2.7控制操作
对于配电自动化系统来说,事故区间定位、事故区间隔离和非事故区间的停电区段恢复供电的实现,一般都涉及对变电站l0kV出线开关的遥控,依赖变电站内出线断路器开断故障电流容量大,站外馈线多半是符合开关,开断故障电流容量少。在没有上配电自动化系统之前,10kV出线开关的控制权属于调度自动化系统;投入配电自动化系统监控后,为准确及时地定位/隔离事故区间、快速恢复对非事故区间的供电,l0kV线路出线开关的控制权必然向配电自动化系统开放。
为了电网的安全性,在配电自动化系统发控制指令的时候一方面配电自动化系统根据自身系统进行检查,在条件满足的情况下,把选择控制指令发给调度自动化系统,调度自动化系统在接受到指令后也根据自身的系统的运行情况进行检查,在满足条件下,把选择指令发给现场设备,在选择成功的情况下,把选择成功的结果返回给配电自动化系统。配电自动化系统在收到选择成功的情况,再发执行的控制指令,再发控制指令的时候配电自动化系统还要再次进行条件检查,在条件允许的情况下,再发给调度自动化系统,调度自动化系统进行再次检查后,发出控制指令,调度自动化系统把控制结果发给配电自动化系统。具体的步骤见图3。
为了保证调度系统的安全性和明确区分出线开关是那个系统和人员进行控制的,配电系统发给调度自动化系统的遥控指令中包含了操作人员、时间等相关信息。
三、工程实例
在实施配电自动化系统时,根据局的实际情况,对于变电站设备数据的获取,采用了两种方式:①使用变电站综合自动化备有串口,连接配电自动化系统子站,通过子站把变电站信息传给配电自动化系统。②变电站信息通过调度自动化系统与配电自动化系统之间的接口,获取变电站设备信息。见图4所示。
配电自动化系统采取逐步实施的过程,在本次仅有6个站的配电设备接入了配电自动化系统。在配电自动化系统与调度自动化接口时把所有变电站的信息都接入了配电自动化系统,在接口中采用基于TCP/IP规约进行网络连接和基于DL476―1992规约进行实时数据交换。
在实施的过程中,针对个别变电站信息既从与变电站综自连接的配电自动化系统子站获得了变电站数据,又从与调度自动化系统接口中获得变电站信息的情况,进行双数据源的特殊处理。即在配电自动化子站获得数据正确的情况下,以它为优先,如果在配电自动化子站获得数据异常,自动转换到以调度自动化传过来的数据为优先。
现在配电自动化系统和调度自动化系统的接口在现场已经投入运行,运行稳定可靠。
目前,交流伺服系统广泛应用于数控机床,机器人等领域,在这些要求高精度,高动态性能以及小体积的场合,应用交流永磁同步电机(PMSM)的伺服系统具有明显优势。PMSM本身不需要励磁电流,在逆变器供电的情况下,不需要阻尼绕组,效率和功率因数都比较高,而且体积较同容量的异步电机小。近几年来,随着微电子和电力电子技术的飞速发展,越来越多的交流伺服系统采用了数字信号处理器(DSP)和智能功率模块(IPM),从而实现了从模拟控制到数字控制的转变。促使交流伺服系统向数字化、智能化、网络化方向发展。本文介绍了一种永磁同步电机的伺服系统设计方法,它采用F240DSP作为控制芯片,同时采用定子磁场定向原理(FOC)进行控制。实验结果证明,该系统设计合理,性能可靠,并已成功地应用于实际的伺服控制系统中。
图1 系统控制框图
1 PMSM数学模型
永磁电机可分为两种:一种输入电流为方波,也称为无刷直流电机(BLDCM);另一种输入电流为正弦波,也称为永磁同步电机(PMSM)。本文针对后者的系统设计。为建立永磁同步电动机的转子轴(dq轴)数学模型,作如下假定:
1)忽略电机铁心的饱和;
2)不计电机的涡流和磁滞损耗;
3)转子没有阻尼绕组。
在上述假定下,以转子参考坐标(轴)表示的电机电压方程如下:
定子电压方程
ud=Rsid+pψd-ωeψq (1)
uq=Rsiq+pψq+ωeψd (2)
定子磁链方程
ψd=Ldid+ψf (3)
ψq=Lqiq (4)
电磁转矩方程
Tem=3/2Pn[ψfiq+(Ld-Lq)idiq] (5)
电机的运动方程
J(dwm/dt)=Tem-TL (6)
式中:ud,uq为d,q轴电压;
id,iq为d,q轴电流;Ld,Lq为定子电感在d,q轴下的等效电感;
Rs为定子电阻;
ωe为转子电角速度;
ψf为转子励磁磁场链过定子绕组的磁链;
p为微分算子;
Pn为电机极对数;
ωm为转子机械转速;
J为转动惯量;
TL为负载转矩。
2 矢量控制策略
上述方程是通过a,b,c坐标系统到d,q转子坐标系统的变换得到的。这里取转子轴为d轴,q轴顺着旋转方向超前d轴90°电角度。其坐标变换如下。
2.1 克拉克(CLARKE)变换
2.2 帕克(PARK)变换
从转子坐标来看,对于定子电流可以分为两部分,即力矩电流iq和励磁电流id。因此,矢量控制中通常使id=0来保证用最小的电流幅值得到最大的输出转矩。此时,式(6)的电机转矩表达式为
Tem=(3/2)Pnψfiq (11)
由式(11)看出,Pn及ψf都是电机内部参数,其值恒定,为获得恒定的力矩输出,只要控制iq为定值。从上面dq轴的分析可知,iq的方向可以通过检测转子轴来确定。从而使永磁同步电机的矢量控制大大简化。图1是其系统的控制框图,该系统可以工作于速度给定和位置给定模式下,并且PWM调制方法采用空间矢量调制法。
3 系统软硬件设计
3.1 硬件设计
3.1.1 DSP以及周边资源
以DSP为核心的伺服系统硬件如图2所示。整个系统的控制电路由DSP组成。DSP作为控制核心,接受外部信息后判断伺服系统的工作模式,并转换成逆变器的开关信号输出,该信号经隔离电路后直接驱动IPM模块给电机供电。另外EEPROM用于参数的保存和用户信息的存储。
3.1.2 功率电路
整个主电路先经不控整流,后经全桥逆变输出。逆变器选用IGBT的智能控制模块。模块内部集成了驱动电路,并设计有过电压、过电流、过热、欠电压等故障检测保护电路。系统的辅助电源采用开关电源,主要供电包括6路开关管的驱动电源,DSP,IO接口控制芯片的电源和采样LEM。
3.1.3 电流采样电路
本系统的设计要求至少采用两相电流,由于负载的对称性,故采样ib和ic两相电流。采样电路采用霍尔传感器并经模拟电路处理在±5V的电压范围内,再经双极性A/D转换芯片后送入DSP内。
3.1.4 转子位置检测电路
电机反馈采用增量式光电编码器,该编码器分辨率为2500脉冲/转,输出信号包括A,B,Z,U,V,W等脉冲,其中A和B信号互差90°(电角度),DSP通过判断A和B的相位和个数可以得到电机的转向和速度。通过采集这些信号判断电机转子的位置和电机的转速。另外U,V,W三相互差120°(电角度),用于在电机启动时判断电机转子的位置。
3.1.5 保护电路
系统在主电路中设置了过压、欠压、IGBT故障、电机过热、IPM过热、编码器故障检测等保护,故障信号经逻辑电路后可直接封锁开关脉冲,同时通过DSP的I/O口输入,通过软件检测来实现系统的保护。
3.2 软件设计
DSP伺服控制程序由3个部分组成:主程序、定时采样程序和DSP与周边资源的数据交换程序。
3.2.1 主程序
主程序内完成系统的初始化,I/O接口控制信号,DSP内各个控制模块寄存器的设置等,然后进入循环程序。
3.2.2 定时采样程序
定时采样程序是整个伺服控制程序的核心,在这里实现电流环、速度环的采样以及矢量控制、PWM信号生成、各种工作模式选择和I/O的循环扫描。其中,每个采样周期完成电流环的采样,开关信号的输出,速度环和位置环控制。PWM控制信号采用规则采样PWM调制方法生成,在每个采样周期中对每相电流进行一次误差判断以决定下个周期开关管的占空比。
3.2.3 数据交换程序
数据交换程序主要包括与上位机的通信程序,EEPROM中参数的存储,控制器键盘值的读取和显示程序。其中通信采用串行通信接口,根据特定的通信协议接受上位机的指令,并根据要求传送参数。键盘每隔0.2ms扫描一次,更新显示。
4 试验结果
上述伺服系统采用交流永磁同步伺服电机,其额定功率2.5kW,额定电流10A,额定转速2000r/min,额定转矩6N·m,定子电感8.5mH,定子电阻2.8Ω。图3为空载下电机额定速度的起动波形,通过仿真获得。图4是定子电流的dq分量起动波形,通过仿真获得。图5是空载起动时的B相电流波形。图6是电机带载稳态运行时的B相电流波形。
随着教学资源规模不断扩大,数据量快速增长,理解用户与系统交互的行为变得越来越重要了,它对于资源系统性能的提高、信息资源的重构,个性化服务和推荐的产生等具有重要的意义。挖掘技术的使用可以使资源系统了解用户交互行为数据中所包含的意义,因此该技术可以被广泛应用于个性化/推荐服务、资源优化/系统自适应、信息服务智能化、系统流量分析等领域。资源分布式存储是目前国际上普遍采用的资源共享方式,将各高校内外的优质资源的描述信息进行集中存储为用户提供资源检索的集中入口,减少搜索资源的时间,同时能够有效地维护资源版权者的权益。分布式教学资源管理与共享重在提高资源的组织性和可利用性,因此通过技术平台和资源共享机制,可以有效解决资源的动态维护问题和资源的版权问题,实现优质资源在高校内外的共享,最大限度地提高资源的使用率。高校之间的教学资源共享是大势所趋,除了各高校的资源中心均需遵循统一的资源与技术标准外,构建高校内资源中心时需要研究为今后校际间的资源库共享建立共享存储模式。
一、系统解决方案
1.系统的外部结构
分布式多媒体教学资源库平台的外部结构体系可以分为四个部分:(1)数据采集处理部分;(2)数据存储加工部分;(3)数据输出部分;(4)数据反馈部分。
2.系统的功能
(1)多媒体数据的处理方式
①视频资源播放。学生可以根据自己的需要选择某个教师、某个教学实验的录像或者自己感兴趣的资料来进行播放。播放时用户可以自由选择一定的播放速度。系统为用户提供了暂停、慢放、快放的功能。习题讲授库以题为单位存储在数据库中,它与授课资源库同样是紧密结合的,学生可以根据自身的学习情况,查看相关的习题讲授资源,这样就实现了从学习到自身检验的一个过程。
②资源的检索。学生可以根据课程的各类信息对多媒体数据库中的信息进行检索、播放。系统提供对基于信息内容与关键字段的逻辑组合查询、任意词查询、二次查询、多字段复合查询与距离查询等灵活简便的查询方式,满足不同层次用户的查询需要,提供关联检索功能,方便学生能快速搜索到自己需要的学习信息。
③视频编辑。通过对相关的录像资源进行编辑可以使之更加紧凑。整个平台的视频主要涉及到这三块:课程视频资源库的编辑、课件视频资源库的编辑和习题(考试)资源库的编辑。
④存储接口处理。目前,在实际应用中,我们可以参照oracle8i系统中的intermedia多媒体部件来处理统一的接口问题,然后所有资源数据由多媒体数据库来统一维护,统一备份,这样就可以简化管理。
⑤教案资料信息采集。本功能主要是将一些由office办公系统编辑的电子教案文档通过格式转换后存储到多媒体数据库中。
⑥师资及课程管理。提供课程介绍,包括课程的整体框架、内容要求及考试方法等;推荐课程学习进度表和指导性建议;教师授课要点,包括多媒体课件的组成框架及使用提示、教案提纲和补充材料索引等。
(2)习题(学生考试库结果)库统计、分析与反馈(相当于评估系统)
授课教师可以根据学生的考试情况来统计考试中的各类信息,从而了解学生对知识的掌握程度,并且根据学生的掌握情况,调整自己的教学方式或角度,让学生更易接受新的知识点,提高了网络教学的质量与效率。在网络教学中,学生的学习存在着需求的多元化,由于学生的价值观、生存发展状况、兴趣爱好等存在着差异,以及学生的社会角色、所处的社会环境、本身的受教育程度、学习的能力各不相同,因此,如何能做到多元化的学习呢?
第一是通过系统反馈,在同步教学中以便能对各个层次的学生做到有针对性的讲授;第二是在异步教育中,根据知识的难易度制作不同的视频资源及各种扩充知识点;第三是在查询系统中,由教学辅助系统平台根据学生查询条件自动把查询结果及相关联的资源提供给学生,学生可以根据系统提供的资源有针对性的学习;第四是类别分组,采用数据仓库技术可以对具有相似查询浏览的学生进行分组,系统并分析他们的共同特征,可以反馈给教师及平台管理者,以便提供更适合、更面向学生的讲学或者课件资源等等;系统记录浏览者的身份(诸如电子邮件等信息),如果有相关资源更新后,系统自动将相关资源信息以电子邮件等多种形式发送给关注学生,以便能让学生学习和了解更多的知识。
(3)数据仓库在网络教学系统中的运用
目前网络教学中的教学任务主要是以下几个方面:教学任务安排、教学讲义制作(课程安排)、多媒体课件制作、作业管理、考试管理和成绩考核等。在这些活动中产生了大量的数据并形成了各自的事物型数据仓库,如果考试库、成绩库等。从这些数据库中获取有用的知识并用于相关的教学活动是网络教学在提高教学质量与学习效率的重要手段。
练习和测试是网络教学中的一项基本的教学活动,也是整个系统数据挖掘和分析的重要的应用,评测教学活动的成功标准之一。为了能了解学生的学习情况,练习和测试是必不可少的。目前对于统计考试情况(正确率、错误率、各种题型等)采用的分析方法常常是粗略的,往往也只是根据报表凭经验做出决策,这不仅是相当困难的,而且是受影响的主要因素。数据挖掘提供了进行练习与测试组合数据库分析的环境,数据挖掘的多种方法可以为此进行测试分析。
二、系统的特点
1.强大的数据处理能力
系统与强大分布式多媒体数据库相连,可以多台机器分布式的联机操作处理数据,处理速度快,操作方便。
2.统计准确
手工统计面临统计工作量大之外,还有一个重要的就在统计过程中容易出错;有时候可能因为统计的出错,带来分析决策的失误。在几万或几十万的数据面前,要想完全精确,那肯定性是比较低的。但是运用计算机系统来统计便可完全克服这个困难。只需要制定相关的统计规则后,系统便可以根据规则来统计出我们想要的数据。
3.迅速、快速
传统的统计方法需要人工去处理,所以从统计完毕到处理结果需要有一段时间的滞后。而使用计算机系统统计后,就能很快很迅速的从数据库中得出统计结果。
三、结束语
系统的设计可以针对不同的情况选用不同的挖掘模型,如知识库查询挖掘模型,考试结果挖掘模型,教学资源反馈挖掘模型等,又如考试挖掘模型有可以以不同的题型建立挖掘模型,系统将根据不同的情况,选用最合适的挖掘分析模型,以能提高决策分析能力。系统的建立将为教师讲学、决策分析提供可靠的依据。通过此系统,学生也能迅速掌握自己需要的知识点,对提高网络教学质量与效率有非常大的帮助。
参考文献: