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篇1

關(guān)鍵詞：光纖傳感；軍隊(duì)人才培養(yǎng)；課程建設(shè)與改革

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）09-0065-04

一、引言

光纖傳感技術(shù)是一門基礎(chǔ)理論與工程應(yīng)用緊密結(jié)合、理論與實(shí)踐能力并重的系統(tǒng)學(xué)科，既要求學(xué)員有扎實(shí)的光學(xué)、電學(xué)基礎(chǔ)，又要求學(xué)員能夠擺脫課本的束縛、根據(jù)實(shí)際工程應(yīng)用靈活運(yùn)用已學(xué)到的知識。為適應(yīng)這一形勢，2006年以來，我們針對技術(shù)類本科生、軍事指揮類本科生、碩士研究生和博士研究生的不同特點(diǎn)和未來適應(yīng)部隊(duì)工作的不同要求，建立了光纖傳感技術(shù)系列課程。

作為一門應(yīng)用學(xué)科，“學(xué)以致用”是光纖傳感技術(shù)系列課程的特色之一。為此，課程建設(shè)非常注重學(xué)員對課程知識的實(shí)踐應(yīng)用能力培養(yǎng)，在教學(xué)實(shí)踐中，結(jié)合課程特點(diǎn)和授課對象的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，大力推進(jìn)教學(xué)方法與手段的研究改革，在多層次一體化課程體系建設(shè)、教學(xué)方法與手段改革、創(chuàng)新人才培養(yǎng)、教師隊(duì)伍建設(shè)等方面取得了較大成績，下面分別進(jìn)行介紹。

二、光纖傳感技術(shù)多層次一體化課程建設(shè)

我校早在上世紀(jì)90年代就開設(shè)了《光纖傳感技術(shù)》課程，并作為光纖傳感專業(yè)研究生的必修專業(yè)基礎(chǔ)課，為培養(yǎng)光纖傳感技術(shù)人才起到了不可替代的作用。然而隨著光纖傳感技術(shù)在現(xiàn)代化信息戰(zhàn)爭中的應(yīng)用越來越廣泛，部隊(duì)對光纖傳感專業(yè)的人才數(shù)量和質(zhì)量要求越來越高。我校原有的只針對研究生展開的《光纖傳感技術(shù)》課程已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)培養(yǎng)部隊(duì)所需人才的緊迫要求。從2004年開始我院開始醞釀對光纖傳感技術(shù)課程進(jìn)行深入改革，將授課對象拓展到全校本科生和本院研究生，并從2006年開始實(shí)行。經(jīng)過6年多的系統(tǒng)建設(shè)，最終建立起了完備的多層次光纖傳感系列課程。

由于本科生和研究生、本專業(yè)和非本專業(yè)學(xué)員、技術(shù)類和軍事指揮類學(xué)員的知識基礎(chǔ)和應(yīng)用方向差異太大，如何科學(xué)劃分課程層次、清晰明確課程內(nèi)容、準(zhǔn)確定位課程目標(biāo)是光纖傳感系列課程建設(shè)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

在廣泛調(diào)研軍隊(duì)需求、不同類別學(xué)員的知識積累和興趣及國內(nèi)外學(xué)校同專業(yè)的課程設(shè)置基礎(chǔ)上，我們建立起了分別面向本科生和研究生、技術(shù)類和軍事指揮類、本院專業(yè)和全校學(xué)員的光纖傳感系列課程。新增了技術(shù)類《光纖傳感技術(shù)》、軍事指揮類《光纖傳感技術(shù)》，面向全校本科生專題研討課《基于虛擬儀器的光纖傳感技術(shù)》三門課程，原有針對研究生的《光纖傳感技術(shù)》則改為《光纖傳感系統(tǒng)》[1，2]。

（一）建立起針對本院技術(shù)類本科生的《光纖傳感技術(shù)》課程內(nèi)容體系，以“扎實(shí)廣泛的技術(shù)基礎(chǔ)為核心，典型的系統(tǒng)應(yīng)用為亮點(diǎn)”

考慮到授課學(xué)員在學(xué)習(xí)本課程之前已經(jīng)在《光纖通信》、《光電檢測技術(shù)》等課程中對光纖和光纖器件等有初步了解，在本課程中首先介紹光纖傳感技術(shù)的概念和內(nèi)涵，然后針對光纖傳感系統(tǒng)的特點(diǎn)，介紹光纖、光纖器件、光纖傳感原理和光纖傳感信號解調(diào)原理。這四部分內(nèi)容涵蓋了強(qiáng)度型、偏振型、波長型、相位型和分布式光纖傳感的系統(tǒng)構(gòu)成、傳感原理和關(guān)鍵技術(shù)，為光纖傳感基礎(chǔ)知識，具有信息量大、知識點(diǎn)多、覆蓋范圍廣泛的特點(diǎn)；最后以2-3種典型的光纖傳感系統(tǒng)為例，向?qū)W員示范在系統(tǒng)中如何對基礎(chǔ)知識進(jìn)行靈活應(yīng)用，啟發(fā)學(xué)員根據(jù)學(xué)到的基礎(chǔ)知識來分析理解新型光纖傳感系統(tǒng)。

（二）研究生的《光纖傳感系統(tǒng)》課程以“系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)為核心，系統(tǒng)設(shè)計(jì)為亮點(diǎn)”

與原有的研究生《光纖傳感技術(shù)》相比，新的課程內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了大幅度的改革，突出“系統(tǒng)應(yīng)用”，大幅度削減了光纖傳感基礎(chǔ)知識，而是以四大類典型光纖傳感系統(tǒng)為授課重點(diǎn)。課程中的四大類典型光纖傳感系統(tǒng)選取了目前應(yīng)用最為廣泛或技術(shù)難度較高的光纖水聽器系統(tǒng)、光纖陀螺系統(tǒng)、分布式光纖傳感系統(tǒng)和光纖光柵傳感系統(tǒng)，針對每一類對其應(yīng)用背景、系統(tǒng)組成、系統(tǒng)指標(biāo)和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析，構(gòu)建課本知識到實(shí)際工程應(yīng)用的技術(shù)橋梁。在講解完每一類典型光纖傳感系統(tǒng)后，特別設(shè)計(jì)了光纖傳感系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，要求學(xué)員以分組的形式，根據(jù)特定應(yīng)用背景設(shè)計(jì)出光纖傳感系統(tǒng)，闡明系統(tǒng)特色和關(guān)鍵技術(shù)。

課程調(diào)整所面臨的最大難題在于：學(xué)習(xí)本課程的研究生既包括本校本專業(yè)的學(xué)員，也包括來自于外院和外校的本科非光信息專業(yè)的學(xué)員。對于前者，通過本科生階段的《光纖傳感技術(shù)》學(xué)習(xí)已經(jīng)具備了良好的基礎(chǔ)，在新課程學(xué)習(xí)中應(yīng)盡量避免內(nèi)容重復(fù)；對于后者，直接學(xué)習(xí)典型光纖傳感系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)存在一定難度，需要對光纖傳感基礎(chǔ)知識進(jìn)行介紹。為此，在研究生的《光纖傳感系統(tǒng)》課程中，首先設(shè)定了3個(gè)課時(shí)對光纖傳感基礎(chǔ)知識進(jìn)行回顧和總結(jié)，并點(diǎn)明各部分基礎(chǔ)知識所涉及的參考書。同時(shí)由于使用了與本科生《光纖傳感技術(shù)》課程同一系列的教材，為解決學(xué)員基礎(chǔ)參差不齊的難題提供了有效的解決辦法，而面向全校的《基于虛擬儀器的光纖傳感技術(shù)》則為畢業(yè)于本校其他專業(yè)的研究生學(xué)員提供了學(xué)習(xí)本課程的基礎(chǔ)。

（三）軍事指揮類本科生的《光纖傳感技術(shù)》課程以“完善學(xué)員知識結(jié)構(gòu)為重點(diǎn)，突出軍事應(yīng)用特色為亮點(diǎn)”，為學(xué)員提供裝備相關(guān)知識基礎(chǔ)

課程針對軍事指揮類本科學(xué)員培訓(xùn)的主要目標(biāo)，將軍事指揮類本科生《光纖傳感技術(shù)》課程的主要任務(wù)確定為拓展軍事指揮類學(xué)員的知識面，完善知識結(jié)構(gòu)，了解最新軍用傳感器技術(shù)，一方面可以充分發(fā)揮我軍現(xiàn)有裝備的作戰(zhàn)效能，另一方面可以掌握外軍作戰(zhàn)手段，有效克敵制勝。課程簡化了基礎(chǔ)知識部分內(nèi)容，擴(kuò)充了典型光纖傳感部分，特別是注重光纖水聽器、光纖陀螺和分布式光纖傳感器在軍事中的應(yīng)用，并拓展光纖水聽器在聲納系統(tǒng)應(yīng)用中的相關(guān)知識，讓學(xué)員在進(jìn)行工作崗位后可以更快的掌握相關(guān)裝備的使用和維護(hù)。

（四）面向研究生的《虛擬光纖傳感技術(shù)》以“引導(dǎo)學(xué)員自主學(xué)習(xí)為核心，激發(fā)學(xué)員獨(dú)立思考為亮點(diǎn)”

課程以光纖傳感技術(shù)中相干檢測技術(shù)為背景，以虛擬儀器技術(shù)為手段，通過一個(gè)具體實(shí)例為研討對象，讓學(xué)員一邊學(xué)習(xí)新知識，一邊動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，一邊學(xué)會(huì)自主學(xué)習(xí)。課程首先在學(xué)員高中已經(jīng)具備的光學(xué)知識基礎(chǔ)上講解干涉型光纖傳感的基本內(nèi)容，然后引導(dǎo)學(xué)員自習(xí)LabVIEW虛擬儀器語言，通過研討學(xué)習(xí)心得讓學(xué)員掌握LabVIEW基本知識，最后要求學(xué)員利用所學(xué)知識和工具完成光纖傳感中一個(gè)典型信號處理問題。整個(gè)課程以學(xué)員自己動(dòng)手動(dòng)腦為主，精選了一門易學(xué)好用的虛擬儀器語言LabVIEW，使學(xué)員可以在四到五次課的時(shí)間內(nèi)學(xué)會(huì)，并結(jié)合光纖傳感技術(shù)系列課程的建設(shè)成果，讓學(xué)員可以在課程上針對典型的干涉型光纖傳感系統(tǒng)進(jìn)行信號處理實(shí)驗(yàn)，一方面提升了學(xué)員的學(xué)習(xí)的積極性，另一方面加強(qiáng)了學(xué)員的自信心，并為學(xué)員以后的創(chuàng)新實(shí)踐奠定了基礎(chǔ)。

三、教學(xué)方法與手段改革

在教學(xué)過程中，在教學(xué)方法和教學(xué)手段上也進(jìn)行了一系列的改革，使用了大量的新技術(shù)、新手段、和新的教學(xué)方式。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（一）充分運(yùn)用科研成果和虛擬儀器技術(shù)的特點(diǎn)，增加了大量的課堂演示實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

在光纖傳感技術(shù)系列課程中引入堂演示實(shí)驗(yàn)，對于加深學(xué)員對知識的理解效果最為明顯。在課程建設(shè)中，充分利用所在實(shí)驗(yàn)室在光纖傳感技術(shù)研究上的優(yōu)勢，在每門課程講授中都加入了1～2個(gè)課堂演示實(shí)驗(yàn)。

與專門的實(shí)驗(yàn)課不同，課堂演示實(shí)驗(yàn)的側(cè)重點(diǎn)在實(shí)驗(yàn)效果上，通常都是完整的光纖系統(tǒng)，包括光源、光傳輸鏈路、光接收模塊、顯示模塊等等，并注重演示效果。以往的光纖系統(tǒng)雖然功能性明顯，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。近年來，課題組所在的實(shí)驗(yàn)室在光纖傳感系統(tǒng)的工程可靠性研究上投入了大量精力，一些便攜式高可靠性的光纖傳感集成模塊在科研項(xiàng)目中得到廣泛應(yīng)用；這些科研成果的突破使得在課堂上演示一些復(fù)雜的光纖傳感系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)成為可能[5]。另一方面，由于虛擬儀器技術(shù)在光纖傳感技術(shù)中的廣泛應(yīng)用，復(fù)雜的信號解調(diào)可以通過電腦直觀的顯示在課堂多媒體系統(tǒng)中，“所見即所得”的方式使得課堂演示實(shí)驗(yàn)的效果非常直觀和可信。以研究生的《光纖傳感系統(tǒng)》課程為例，我們選取了光纖光柵應(yīng)變系統(tǒng)作為課堂演示實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在硬件上，這套系統(tǒng)的光收發(fā)模塊為集成化的便攜式光纖光柵解調(diào)儀，采用法蘭盤對接可串接起多個(gè)光纖傳感陣列；而復(fù)雜的信號解調(diào)系統(tǒng)則全部通過虛擬儀器技術(shù)在電腦上軟件實(shí)現(xiàn)，解調(diào)結(jié)果直接顯示在電腦程序界面中。通過這套系統(tǒng)，我們完整地演示了光纖傳感器設(shè)計(jì)、光纖傳輸鏈路構(gòu)成、復(fù)用光纖傳感網(wǎng)絡(luò)、和光纖傳感信號解調(diào)等多項(xiàng)知識內(nèi)容，學(xué)員普遍反映通過這一演示實(shí)驗(yàn)對光纖傳感系統(tǒng)有了清晰深刻的了解。

（二）借鑒國外大學(xué)相關(guān)專業(yè)的教學(xué)模式，在考核中引入小型綜合設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，充分考察學(xué)員的綜合素質(zhì)

課題組的兩位教員具有國外留學(xué)的經(jīng)歷，在課程建設(shè)中充分參考國外大學(xué)在光纖傳感技術(shù)課程的教學(xué)方法，在作業(yè)環(huán)節(jié)引入小型光纖傳感綜合設(shè)計(jì)內(nèi)容，并將其作為課程考核評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的一部分，實(shí)現(xiàn)對學(xué)員綜合素質(zhì)的培養(yǎng)和考核評價(jià)。

光纖傳感綜合設(shè)計(jì)參考了香港理工大學(xué)和英國南安普頓大學(xué)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，以對知識的綜合運(yùn)用為主要考察目標(biāo)。本科生光纖傳感技術(shù)采用適當(dāng)?shù)木C合設(shè)計(jì)題目難度，重視對知識融會(huì)貫通和綜合應(yīng)用能力的考察，一般在授課過程中只進(jìn)行1次；研究生除了要求基礎(chǔ)知識綜合應(yīng)用能力，更注重對實(shí)際工程應(yīng)用系統(tǒng)的完整性和前沿問題的拓展性考察[6]，一般則開設(shè)2～3次。綜合設(shè)計(jì)作業(yè)由學(xué)員分組完成，小組內(nèi)成員根據(jù)資料調(diào)研、方案設(shè)計(jì)、報(bào)告撰寫等工作內(nèi)容的不同進(jìn)行明確分工，并推選一位組員參加課堂專門設(shè)置答辯環(huán)節(jié)。

（三）針對授課內(nèi)容的層次劃分和授課對象的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，科學(xué)合理設(shè)置研討專題

研討式教學(xué)我校近年來大力推廣的教學(xué)方式之一。由于光纖傳感技術(shù)具有經(jīng)典與前沿相結(jié)合、理論與工程應(yīng)用相結(jié)合的特點(diǎn)，在系列課程建設(shè)中，課題組在原有研究生《光纖傳感技術(shù)》的研討式專題內(nèi)容基礎(chǔ)上，進(jìn)行了深入的思考和大膽的拓展，將課程中的研討專題劃分為三大類：經(jīng)典理論知識的研討、前沿研究的研討和學(xué)位論文研究方法的研討。

經(jīng)典理論知識的研討要求學(xué)員在授課之前對相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)，并在課堂上對全體學(xué)員講解自己對該問題的理解。如在進(jìn)行“光纖干涉儀傳感系統(tǒng)”的授課時(shí)，要求學(xué)員預(yù)習(xí)時(shí)弄明白兩個(gè)問題：什么是隨機(jī)相位衰落？什么是偏振誘導(dǎo)信號衰落？進(jìn)行研討時(shí)不要求學(xué)員對這兩個(gè)問題進(jìn)行深入剖析，但要求學(xué)員用精煉的語言闡明問題的物理含義。學(xué)員普遍認(rèn)為這種研討專題不是特別復(fù)雜，通過預(yù)習(xí)教材即可，但大部分學(xué)員會(huì)準(zhǔn)備PPT課件，且自愿上講臺(tái)講述的學(xué)員一般在以往的學(xué)習(xí)過程中接觸過與該專題相關(guān)的研究工作，因此在其課件上還會(huì)加入自己以往的工作、自己對該問題的擴(kuò)展認(rèn)知及自己尚未弄明白的問題等。這種教學(xué)效果是在深入了解學(xué)員的知識積累基礎(chǔ)上，通過巧妙設(shè)置研討專題取得的。

前沿研究的研討要求學(xué)員進(jìn)行大量的資料查閱，特別是光纖傳感前沿研究課題的查閱。對于某一個(gè)問題，由于課堂講授的時(shí)間受限或者教材中沒有系統(tǒng)的描述，對該問題的課堂講授可能不夠全面，在這種情況下，教師會(huì)提供相關(guān)信息，要求學(xué)員查閱該文獻(xiàn)并進(jìn)行精讀，然后在課堂上進(jìn)行研討。這種研討專題分為兩種：一種是教師提供明確的檢索信息，由學(xué)員查閱到該文獻(xiàn)后精度文獻(xiàn)，分析文獻(xiàn)的精華及不足；另一種則是教師提供所要解決的問題，由學(xué)員對該問題進(jìn)行解讀，提煉關(guān)鍵檢索信息，進(jìn)行檢索后，對檢索文獻(xiàn)進(jìn)行初步分析，總結(jié)該問題的研究現(xiàn)狀。學(xué)員反映這種研討專題的難度稍大于第一種，但一般稍花時(shí)間都能解決。

學(xué)位論文研究方法的研討目的在于：無論是本科生還是研究生，在學(xué)習(xí)完相應(yīng)的光纖傳感技術(shù)課程后馬上就要投入到學(xué)位論文工作中。通過對這類問題的研討，學(xué)員逐漸掌握了在未來從事學(xué)位論文研究中必須具備的研究方法，這類的研討主要培養(yǎng)學(xué)員的仿真計(jì)算能力和光纖傳感系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力。例如在講授完光纖光柵的基本理論之后，學(xué)員反映耦合模理論的公式很繁瑣，難以一眼看出其中的物理特性，為此，我們安排了相關(guān)理論的仿真計(jì)算研討，要求學(xué)員根據(jù)課堂講授的公式進(jìn)行理論仿真，計(jì)算光纖光柵反射光譜，并繪制帶寬、反射率等關(guān)鍵參數(shù)隨著光柵參數(shù)的變化曲線。學(xué)員在課堂研討時(shí)要講述自己的關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置和仿真結(jié)果。通過這種研討方式，學(xué)員對光纖光柵的反射譜特性建立了深入的了解，效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于課堂直接講授相關(guān)結(jié)論。

根據(jù)光纖傳感課程層次劃分，不同的光纖傳感技術(shù)課程對三種研討專題的應(yīng)用程度也不相同，本科生的光纖傳感技術(shù)課程以經(jīng)典理論知識的研討為主，并設(shè)置1～2次前沿研究的研討；研究生的光纖傳感技術(shù)課程則以前沿研究的研討專題和學(xué)位論文研究方法的研討專題為主，對特別重要的概念設(shè)置少量經(jīng)典理論知識的研討專題。

四、以光纖傳感技術(shù)課程為支撐的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)

光纖傳感技術(shù)的應(yīng)用范圍極廣，一套實(shí)用的光纖傳感系統(tǒng)可以很龐大很復(fù)雜，也可以很小巧靈活。針對這一特點(diǎn)，課題組教師在學(xué)院本科生和研究生的各項(xiàng)教學(xué)活動(dòng)中，積極開展與光纖傳感技術(shù)相關(guān)的各項(xiàng)活動(dòng)。

針對本科生的光纖傳感技術(shù)系列課程，在授課結(jié)束后，在光電設(shè)計(jì)大賽、畢業(yè)設(shè)計(jì)等教學(xué)活動(dòng)中開設(shè)了大量關(guān)于光纖傳感技術(shù)應(yīng)用的課題，引起學(xué)員濃厚的興趣和廣泛的參與熱情。一方面，參與光纖傳感技術(shù)相關(guān)的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)員數(shù)量大幅度提高。以技術(shù)類本科畢業(yè)設(shè)計(jì)為例，2013、2014年參與光纖傳感技術(shù)相關(guān)課題的學(xué)生均達(dá)到光信息專業(yè)學(xué)員總數(shù)的50%以上。另一方面，學(xué)員完成課題的質(zhì)量也得到大幅度提升，近年來有8名本科生獲得學(xué)校創(chuàng)新資助，從側(cè)面反映出光纖傳感技術(shù)課程教學(xué)效果的日漸提高。這些競賽成果也作為評價(jià)授課效果的標(biāo)準(zhǔn)之一，并將學(xué)員在課外延拓活動(dòng)中的效果和意見及時(shí)反饋到教學(xué)過程中[3，4]。

針對研究生的光纖傳感技術(shù)系列課程，一方面鼓勵(lì)學(xué)員在課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上努力拓展研究深度，在光纖傳感研究領(lǐng)域不斷創(chuàng)新。在課題組所在實(shí)驗(yàn)室所培養(yǎng)的研究生中，有3名研究生獲得學(xué)校創(chuàng)新資助，1名研究生獲得湖南省創(chuàng)新資助，其課題都是光纖傳感領(lǐng)域的研究重點(diǎn)和難點(diǎn)。此外還有5項(xiàng)研究生參與申請的光纖傳感技術(shù)相關(guān)專利；另一方面，鼓勵(lì)學(xué)員積極參與到與光纖傳感技術(shù)相關(guān)的科研項(xiàng)目中，在實(shí)際工程環(huán)境中對課程知識進(jìn)行融會(huì)貫通。目前在光纖信息專業(yè)的畢業(yè)研究生中，參加過光纖傳感相關(guān)的湖上或海上試驗(yàn)的學(xué)員達(dá)到95%以上，為其真正走向工作崗位后充分適應(yīng)部隊(duì)對光纖傳感技術(shù)人才的需要積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

五、高素質(zhì)教師隊(duì)伍建設(shè)

作為教育的重要媒介，教師是活動(dòng)中的主要因素。教員整體素質(zhì)的高低，直接影響著教學(xué)質(zhì)量的高低。因此，建立一支教學(xué)水平高、結(jié)構(gòu)合理的高素質(zhì)師資隊(duì)伍顯得尤為重要。

（一）從教學(xué)和科研兩個(gè)方面錘煉教師隊(duì)伍，使教師的教學(xué)水平和科研能力相互促進(jìn)共同提高

科學(xué)研究是教師工作的重要組成部分，是提高教學(xué)水平的重要手段，也是提高自身素質(zhì)的重要途徑。對于光纖傳感技術(shù)系列課程而言，學(xué)即能致用是其重要特點(diǎn)之一，教學(xué)和科研的相互促進(jìn)作用尤為明顯。課題組全部教員均參加了多個(gè)重大科研項(xiàng)目。通過重大科研項(xiàng)目的歷練，教員的學(xué)術(shù)水平得到很大的提高，一方面教員接觸了學(xué)術(shù)前沿，開拓了學(xué)術(shù)視野，經(jīng)歷了科研實(shí)踐，在課堂教學(xué)中自然會(huì)將科研最新成果、專業(yè)發(fā)展動(dòng)向帶進(jìn)課堂，另一方面，教員在參與重大科研項(xiàng)目時(shí)對光纖傳感的技術(shù)內(nèi)容有了更加深刻的認(rèn)知，對于在課堂上清楚明白的講好各個(gè)知識點(diǎn)至關(guān)重要。同時(shí)，通過教學(xué)活動(dòng)中對課程內(nèi)容的反復(fù)推敲及與學(xué)員之間展開的研討交流，可以加深教員對技術(shù)環(huán)節(jié)的領(lǐng)悟，甚至激發(fā)教員的靈感。通過在科研和教學(xué)兩個(gè)方面同時(shí)錘煉，促進(jìn)教師知識更新和自身進(jìn)步，提高教師的創(chuàng)新能力和教學(xué)質(zhì)量，將真正做到科研教學(xué)一體化。

（二）鼓勵(lì)教員進(jìn)行對外交流，充分借鑒國內(nèi)外同類專業(yè)課程的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)

課題組有兩名教員具有國（境）外留學(xué)經(jīng)歷，其他教員也多次參加國內(nèi)外的學(xué)術(shù)活動(dòng)和教學(xué)活動(dòng)交流，在課程建設(shè)過程中充分利用了這一優(yōu)勢。在教員已經(jīng)帶回的國外大學(xué)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，鼓勵(lì)教員在回到學(xué)校后仍然定期與留學(xué)單位交流，及時(shí)獲取留學(xué)單位最新的課程設(shè)置和教學(xué)安排信息，并通過交流，不斷補(bǔ)充自身的不足，更新課程內(nèi)容，豐富教學(xué)手段，提高自身教學(xué)水平。在對外學(xué)術(shù)活動(dòng)交流中，有意識的了解其他院校同類專業(yè)課程的教學(xué)情況，對于感興趣的單位積極主動(dòng)與對方聯(lián)系進(jìn)行實(shí)際考察。活躍的對外交流活動(dòng)極大地激發(fā)了教師的教學(xué)熱情，并不斷提高其教學(xué)水平。

（三）加強(qiáng)青年教師的教學(xué)技能培訓(xùn)

目前，課題組教員是一支相對年輕化的隊(duì)伍，很多才剛剛博士畢業(yè)，青年教師充滿熱情，思想活躍，比較了解學(xué)員的思想，與學(xué)員進(jìn)行交流方面具有優(yōu)勢。但是，他們大多沒有經(jīng)過系統(tǒng)的教學(xué)技能訓(xùn)練，普遍缺乏教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。為了使青年教師盡快掌握教學(xué)技能，提高業(yè)務(wù)能力與水平，課題組指定認(rèn)真負(fù)責(zé)、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的老教師擔(dān)當(dāng)青年教師的導(dǎo)師，對青年教師實(shí)行“一對一”的“傳、幫、帶”指導(dǎo)，指導(dǎo)青年教師備課、編寫教案；采取措施督促教員投入足夠的精力。教員上崗前，必須經(jīng)過教研室、系所、學(xué)院三級試講，每次授課必須重新編寫教案、編寫課件、編制教學(xué)日歷；在教學(xué)過程中，教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)、督導(dǎo)組、院系領(lǐng)導(dǎo)經(jīng)常性聽查課，督促教學(xué)水平的提高。

通過從科研和教學(xué)兩方面錘煉教學(xué)隊(duì)伍，課題組教員自身水平得到了大大提高，多次在全軍和全校獲得教學(xué)優(yōu)秀獎(jiǎng)，其中獲軍隊(duì)院校育才獎(jiǎng)1人次，優(yōu)秀研究生導(dǎo)師獎(jiǎng)3次，校本科“研究型”教學(xué)比賽三等獎(jiǎng)1人次，校研究生教學(xué)優(yōu)秀三等獎(jiǎng)1人次，教員在國內(nèi)教學(xué)期刊上發(fā)表高水平教學(xué)論文10篇，課題組已經(jīng)成為了一支能獨(dú)立承擔(dān)授課任務(wù)的高水平教師隊(duì)伍。

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篇2

【關(guān)鍵詞】 布里淵 分布式 光纖傳感

隨著社會(huì)發(fā)展，安防已經(jīng)變得越來越重要，及時(shí)發(fā)現(xiàn)入侵對我國安防建設(shè)有種重要的意義，別的安防系統(tǒng)監(jiān)測距離短且容易受到電磁的擾動(dòng)，而本文中敘述的安防系統(tǒng)不僅監(jiān)測距離長而且不容易受到電磁的干擾，對安防領(lǐng)域具有重要意義。光纖傳感入侵定位監(jiān)測系統(tǒng)可以通過監(jiān)測光纖應(yīng)變或震動(dòng)等確定事件發(fā)生的位置，已有傳感定位系統(tǒng)多采用Sagnac干涉環(huán)結(jié)構(gòu)或者馬赫-增得干涉結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)定位，但無法同時(shí)滿足高精度和長距離探測。這樣的話就必須采用BOTDR原理，利用自制的光纖縱模分布反饋激光器，結(jié)合邊緣濾波調(diào)解技術(shù)，建立一套分布式光纖傳感入侵定位系統(tǒng)監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)了對入侵事件的實(shí)施快速定位監(jiān)測，空間分辨率也相應(yīng)高了起來。

一、布里淵散射傳感原理

布里淵散射原理是基于光纖中光波與聲波在傳播過程的相互作用，這兩者的相互作用會(huì)使光產(chǎn)生頻移，該頻移的產(chǎn)生相當(dāng)于入射波被一個(gè)聲光柵散射產(chǎn)生了反射光子，我們利用這個(gè)頻移，通過測得其頻移方向和大小，來實(shí)現(xiàn)傳感物理量的轉(zhuǎn)換。光纖所處溫度、所受應(yīng)變皆可通過布里淵頻移間接計(jì)算得出。在實(shí)際工程使用中，由于入侵事件都是不確定的，所以需要一套具有實(shí)時(shí)監(jiān)控能力且無盲點(diǎn)的監(jiān)測系統(tǒng)才能完全監(jiān)測到入侵、避免出現(xiàn)遺漏，而光纖作為傳感原件是沿線路連續(xù)分布的，這就避免了線路中產(chǎn)生盲點(diǎn)。通過對光纖中布里淵散射頻移量大小的監(jiān)控，可以分析得出被入侵點(diǎn)的準(zhǔn)確位置，以及被入侵程度，這就是目前布里淵散射在光纖傳感入侵定位監(jiān)測系統(tǒng)中最有效的應(yīng)用方式，達(dá)到了兼?zhèn)涓呔?、無盲點(diǎn)、長距離、實(shí)時(shí)性等諸多優(yōu)異性能。

二、實(shí)驗(yàn)與分析

由于本項(xiàng)研究處于早期階段，所以此次試驗(yàn)都是采用自制的激光器、自制傳感光纜以及其他自制光信號解調(diào)器。并參考了各類中外文獻(xiàn)，以及前輩所寫的論文，保證本次試驗(yàn)和分析能夠得出更為準(zhǔn)確的結(jié)論，更好的為國家安防事業(yè)做出貢獻(xiàn)。我們將激光輸出進(jìn)行一定的比例分束，然后小比例的一束作為本振光，另外一個(gè)大比例的經(jīng)偏振控制器調(diào)整偏振態(tài)，通過電光調(diào)制器進(jìn)行脈沖的調(diào)制，經(jīng)過摻鉺光纖放大器1放大之后，波分復(fù)用器濾過自發(fā)輻射噪聲通過擾偏器和環(huán)形器，輸入到單模傳感光纖里面去。散射回的信號此時(shí)變得非常非常弱，必須得通過摻鉺放大器2來放大，然后再經(jīng)過一個(gè)環(huán)形器，通過自己制造的窄帶可調(diào)諧光纖光柵濾波器之后的布里淵反射光和本振光相干，通過高速光電探測器的監(jiān)測，然后得到了實(shí)驗(yàn)的最終結(jié)果---后向布里淵散射信號。

在實(shí)驗(yàn)中，波分復(fù)用器濾波的通道為1550nm，帶寬30nm，隔離度大于20dB，損耗小于0.15dB，和本振光相比，相對有一定的偏移量，能滿足實(shí)驗(yàn)的要求并且監(jiān)測到相干信號。放大之后的布里淵信號只有um量級，采用高速光電探測器前置放大濾波電路對信號再次放大濾波，然后通過邊緣濾波，將布里淵信號的平移變化轉(zhuǎn)換成強(qiáng)度變化，并通過累加平均處理，平均2的12次方次后，得到最K監(jiān)測結(jié)果。其中前置放大濾波電路實(shí)現(xiàn)對微弱電信號的放大并抑制信號頻帶以外的噪聲，其濾波中心頻率為11GHz，3dB快帶為1Hz，插入損耗小于0.1dB。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用50ns脈寬的光脈沖，重復(fù)頻率為10KHz，傳感光纖長度為10km。因此，完成2的12次方次累計(jì)平均處理所需時(shí)間小于1s，即系統(tǒng)的監(jiān)測周期小于1s，可滿足快速監(jiān)測入侵事件的要求。

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)分析表明。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在室溫25度環(huán)境下且光纖不受外力時(shí)，布里淵信號的中心頻率在10.9GHz左右。因此當(dāng)應(yīng)變和溫度引起的頻移總和超過初始中心頻率100MHz時(shí)，信號將越過帶通濾波器的單邊上升沿的邊界，導(dǎo)致信號幅值減小，從而引起錯(cuò)誤判斷，限制了系統(tǒng)的監(jiān)測范圍。采用更大帶寬的帶通濾波器并合理的選擇其中心頻率，可以擴(kuò)大系統(tǒng)監(jiān)測的動(dòng)態(tài)范圍。

至于如何消除緩變溫度的影響，適應(yīng)野外環(huán)境下的應(yīng)用，以及進(jìn)一步提高系統(tǒng)的應(yīng)變分辨率，將在后續(xù)的工作中研究。

結(jié)論：在BOTDER原理中用單縱模光纖光柵到帶通濾波器理論結(jié)合實(shí)際的實(shí)驗(yàn)中表明，系統(tǒng)可以在1s對10km范圍的傳感器進(jìn)行測量，并達(dá)到5m的空間分辨率和200uε的應(yīng)變分辨率。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)表明本系統(tǒng)在監(jiān)測入侵領(lǐng)域的能力，即便現(xiàn)在所處階段并不成熟，也能對國家安防領(lǐng)域起到很重要的積極意義，而且經(jīng)分析判斷和實(shí)驗(yàn)結(jié)論，基于布里淵散射的分布式光纖傳感入侵定位監(jiān)測系統(tǒng)在長距離入侵定位方面有著良好的前景。

參 考 文 獻(xiàn)

篇3

[關(guān)鍵詞]分布式光纖振動(dòng)傳感器；馬赫-曾德（M-Z）干涉儀；相位

中圖分類號：TN818 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）15-0122-02

0 引言

廠區(qū)安全，逐漸變成人們關(guān)注的焦點(diǎn)。為了保證一個(gè)廠區(qū)的周邊安全，往往需要安排大量的安防人員進(jìn)行定時(shí)定期的巡檢，此種方法不但復(fù)雜而且消耗大量的人力物力，無法實(shí)時(shí)監(jiān)測廠區(qū)安全狀態(tài)和及時(shí)發(fā)現(xiàn)廠區(qū)的入侵破壞行為。而隨著科技的發(fā)展，人們開始將光纖傳感技術(shù)應(yīng)用于廠區(qū)周界的安全防護(hù)上，由此一些公司開始研發(fā)周界安防產(chǎn)品，與其它周界防護(hù)方法來說該系統(tǒng)有著無法比擬的優(yōu)勢。

振動(dòng)光纜周界防護(hù)系統(tǒng)是新一代信息化安全預(yù)警系統(tǒng)，采用光纜作為傳感器件，無論是通過對光纖的直接接觸，還是通過承載物間接接觸，都將引起光纜的擾動(dòng)。當(dāng)光纜產(chǎn)生振動(dòng)后，系統(tǒng)從光纜中采集擾動(dòng)數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析處理，處理后交給后端服務(wù)程序進(jìn)行智能識別（智能識別可以判斷出不同的外部干擾類型，報(bào)警程序可根據(jù)智能識別結(jié)果實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)預(yù)警或?qū)崟r(shí)告警功能，從而達(dá)到對設(shè)防區(qū)域進(jìn)行入侵監(jiān)測的目的。該系統(tǒng)以光纖作為傳感單元，可實(shí)現(xiàn)高靈敏、長距離，大范圍的周界防護(hù)，非常適合于廠區(qū)周邊的入侵防范應(yīng)用。

本文采用M-Z干涉技術(shù)，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用條件，實(shí)現(xiàn)了一種振動(dòng)光纜周界防護(hù)系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)合廠區(qū)周界防護(hù)環(huán)境和綜合信息平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對廠區(qū)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)廠區(qū)安全的監(jiān)測預(yù)警，避免惡意入侵行為的發(fā)生。

1 系統(tǒng)原理

系統(tǒng)采用在監(jiān)測區(qū)域鋪設(shè)光纜作為振動(dòng)光纜的探測設(shè)備，對監(jiān)測區(qū)域環(huán)境的振動(dòng)信息進(jìn)行連續(xù)的分布式的監(jiān)測，并根據(jù)振動(dòng)信息的異常點(diǎn)處激光信息正反向傳輸達(dá)到振動(dòng)設(shè)備主機(jī)的時(shí)間差值，進(jìn)行振動(dòng)異常點(diǎn)定位。

振動(dòng)光纜周界防護(hù)系統(tǒng)是基于M-Z干涉技術(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)。由激光器發(fā)出連續(xù)激光，經(jīng)過耦合器1分為兩束，分別進(jìn)行順時(shí)針方向傳輸和逆時(shí)針方向傳輸。順時(shí)針方向直接進(jìn)入到耦合器2和耦合器4搭建的M-Z干涉儀中感受外界振動(dòng)信息，經(jīng)耦合器3輸出被探測器2探測到；逆時(shí)針方向經(jīng)過耦合器3，進(jìn)入到耦合器4和耦合器2搭建的M-Z干涉儀中感受外界振動(dòng)信息，耦合器2直接輸出被探測器1探測到。

M-Z干涉儀分為信號臂和參考臂，信號臂主要用于感受外界振動(dòng)信息，參考臂提供相位參考值作為相位變換對比。由干涉原理可知同頻率同振動(dòng)方向的兩束光波發(fā)生干涉時(shí)，該點(diǎn)干涉的光強(qiáng)為：

式中，、分別為發(fā)生干涉的兩束光的初始光強(qiáng)，為兩束光之間的初始相位差。光通過耦合器進(jìn)入干涉儀兩臂傳輸后再發(fā)生干涉。此時(shí)發(fā)生干涉的兩束光的相位差可以看作是由于兩條光纖臂本身光程不對稱等原因造成的初始相位差，壓力作用造成的相位差，以及應(yīng)變導(dǎo)致光纖長度變化產(chǎn)生的相位差三者的迭加。即：

由于通過光電探測器可以探測到光強(qiáng)，而初始相位差是一個(gè)定值，因此光強(qiáng)的變化只與后面兩項(xiàng)所表示的相位差和的變化有關(guān)，所以在測得光強(qiáng)的變化后可以得出兩束光的相位差的變化。通過對相位差的分析，就能得到作用在干涉臂上的振動(dòng)壓力的情況。

系統(tǒng)的定位算法，是通過檢測兩路攜帶相同振動(dòng)信息的干涉信號分別被兩個(gè)探測器探測的時(shí)延差而進(jìn)行定位的，其計(jì)算公式如下：

其中X為振動(dòng)信號到達(dá)監(jiān)測主機(jī)的光纜長度；L為3芯傳感光纜的長度；ν為光在光纖中傳輸?shù)乃俣龋沪為兩個(gè)探測器探測到信號的時(shí)延差。

時(shí)延的計(jì)算可通過正反兩個(gè)光路的光信號的互相關(guān)函數(shù)求取。假設(shè)兩端信號為：

其中，分別為兩個(gè)探測器檢測到的信號，為管道的振動(dòng)信號，為噪聲，為比例系數(shù)，為兩個(gè)信號之間的時(shí)延。

通常是互不相關(guān)的平穩(wěn)隨即過程，則兩探測器信號的互相關(guān)函數(shù)為：

互相關(guān)函數(shù)中，時(shí)，會(huì)出現(xiàn)峰值。確定獲得最大值所對應(yīng)的值，可確定兩個(gè)測試信號之間的時(shí)間差。

2 系統(tǒng)架構(gòu)和功能

振動(dòng)光纜周界防護(hù)系統(tǒng)根據(jù)設(shè)備安裝和使用環(huán)境分為中央控制室和工業(yè)園區(qū)兩部分。整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。

中央控制室主要包含主機(jī)、報(bào)警器、中心數(shù)據(jù)庫和監(jiān)控顯示端；工業(yè)園區(qū)主要包括傳感光纜和光模塊。

系統(tǒng)主要通過傳感光纜感受到外部振動(dòng)信息，并將信息傳送給主機(jī)進(jìn)行分析判斷，主機(jī)針對探測信息進(jìn)行相位信息變化判斷。當(dāng)有非法入侵產(chǎn)生時(shí)，相位信息會(huì)產(chǎn)生特殊變化，結(jié)合智能識別算法進(jìn)行相位信息變化判斷，排除環(huán)境干擾信號影響因素，確定出非法入侵的特性并確定出準(zhǔn)確位置。

系統(tǒng)探測到非法入侵的報(bào)警信息，通過局域網(wǎng)傳輸給綜合信息平臺(tái)進(jìn)行報(bào)警界面顯示和報(bào)警器、攝像頭等設(shè)備聯(lián)動(dòng)；同時(shí)也將報(bào)警信息存儲(chǔ)到中心數(shù)據(jù)庫，用于報(bào)警信息查詢、分析和處理。

振動(dòng)光纜周界防護(hù)系統(tǒng)根據(jù)組網(wǎng)可包含如下軟件平臺(tái)，分別為監(jiān)控平臺(tái)、控制平臺(tái)和數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，三個(gè)平臺(tái)相互連接形成三級管理體系。

信號處理平臺(tái)主要實(shí)現(xiàn)對探測區(qū)域的振動(dòng)信號進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，并實(shí)現(xiàn)光信號到微弱電流信號、微弱電流信號到電壓信號的轉(zhuǎn)換，完成信號的提取，并對轉(zhuǎn)換后的信號進(jìn)行預(yù)處理；對采集的不同振動(dòng)信號濾除環(huán)境干擾信號，進(jìn)行特征向量提取，根據(jù)信號持續(xù)的時(shí)間長度、振動(dòng)強(qiáng)度、光學(xué)相位變化趨勢和信號的頻譜等特征進(jìn)行分類學(xué)習(xí)；對非法入侵事件根據(jù)時(shí)延差進(jìn)行定位計(jì)算。

控制平臺(tái)起到連接信號處理平臺(tái)和監(jiān)控平臺(tái)的橋梁，將信號處理平臺(tái)的報(bào)警信息數(shù)據(jù)上傳給監(jiān)控平臺(tái)；同時(shí)能夠?qū)?shù)據(jù)處理參數(shù)和區(qū)域進(jìn)行調(diào)整，保證報(bào)警信息真實(shí)有效。

監(jiān)控平臺(tái)根據(jù)現(xiàn)場情況自主定制圖形化操作界面，便于用戶操作和報(bào)警查看，以生動(dòng)的圖像形式向用戶展現(xiàn)報(bào)警信息；支持報(bào)警歷史記錄管理、記錄、查詢，提供短信、郵件報(bào)警通知，提供脅迫密碼報(bào)警功能；可提供聯(lián)動(dòng)視頻、聲光報(bào)警器等外部報(bào)警器等功能。

3 應(yīng)用研究

在某工業(yè)園進(jìn)行應(yīng)用，工業(yè)園總長度約為7050米，為保證人為入侵能夠準(zhǔn)確被測量到，采用振幅為1米的正弦波光纜鋪設(shè)方式，該方式鋪設(shè)，光纜使用長度約為工業(yè)園總長度的2倍，同時(shí)為了維修方便，在部分位置留有預(yù)留光纜，鋪設(shè)光纜總長度為20000米。采用光纜為4芯直埋光纜，留有1芯作為備用芯。

振動(dòng)光纜鋪設(shè)一共分為4層，自底層往上依次為底層土工布、格柵（光纜固定于格柵上）、上層土工布、草坪。其鋪設(shè)示意圖如圖3所示。

圖3 鋪設(shè)示意圖

底層土工布為可滲水土工布，位于最底層，深度約為5厘米，土工布上擺放格柵，選用尼龍?jiān)鷰⒐饫|綁扎在格柵上，每30厘米作為一共綁扎點(diǎn)，正弦鋪設(shè)寬度約為1米，放置好格柵和光纜后，鋪設(shè)上層可滲水土工布，并覆蓋上約為3厘米土壤，最后將綠化草坪鋪設(shè)于上部，進(jìn)行隱蔽布置。

在該種鋪設(shè)條件下，進(jìn)行不同體重的人為走動(dòng)、翻墻跳躍等不同方式的模擬入侵，系統(tǒng)能夠及時(shí)探測到，并聯(lián)動(dòng)聲光報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警提示，同時(shí)監(jiān)控端構(gòu)圖界面對應(yīng)位置顏色發(fā)生變化，且顯示報(bào)警信息；經(jīng)過幾百次模擬入侵，系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確報(bào)警定位，定位平均誤差小于15米；系統(tǒng)誤報(bào)率極低，完全可以滿足需求，可有效實(shí)現(xiàn)周界安全的防護(hù)和監(jiān)控。

4 結(jié)論

振動(dòng)光纜周界防護(hù)系統(tǒng)可以有效的監(jiān)測廠區(qū)周圍的各種入侵行為，并且可以聯(lián)動(dòng)視頻對現(xiàn)場的情況進(jìn)行拍照取證。警務(wù)人員接到報(bào)警后立即出警，避免的復(fù)雜的巡檢工作，節(jié)省了人力物力。

目前該系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于安全防護(hù)項(xiàng)目中，根據(jù)現(xiàn)場使用情況來看，該系統(tǒng)具有較高的靈敏度和定位精度，系統(tǒng)通過與人防的緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了人防聯(lián)動(dòng)，防護(hù)廠區(qū)安全等方面發(fā)揮了舉足輕重的作用，有效地保護(hù)了廠區(qū)的安全，保證了生產(chǎn)工作的順利進(jìn)行，為廠區(qū)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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篇4

關(guān)鍵詞：交通，智能交通，ITS，GIS，GPS

中圖分類號：C913文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

交通工程學(xué)科是研究交通發(fā)生、發(fā)展、分布運(yùn)行與停駐規(guī)律，探討交通調(diào)查、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、監(jiān)控、營運(yùn)、管理、安全的理論方法以及有關(guān)設(shè)施、裝備、法律和法規(guī)，協(xié)調(diào)道路交通中人、車、路與環(huán)境之間的相互關(guān)系，使道路交通更加安全、高效、快捷、舒適、方便、經(jīng)濟(jì)的一門工程技術(shù)學(xué)科。

交通學(xué)科中的道路運(yùn)輸系統(tǒng)是有人、車、路、環(huán)境等幾個(gè)要素組成的一個(gè)系統(tǒng)的、動(dòng)態(tài)的、復(fù)雜的系統(tǒng)。

一、交通工程學(xué)科面臨的問題

城市交通的擁堵問題是目前以及今后相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)交通工程學(xué)科必須應(yīng)對的問題。探討城市的交通擁堵問題，至少需要涉及的學(xué)科有系統(tǒng)工程、城市規(guī)劃、土地利用規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)學(xué)、行為心理學(xué)、社會(huì)學(xué)、公共政策學(xué)、管理學(xué)等?？鐚W(xué)科的研究方法有移植、滲透與融合等，關(guān)鍵是如何將其應(yīng)用于城市交通問題。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息傳感技術(shù)的飛速發(fā)展，智能交通系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。智能交通系統(tǒng)于90年代至21世紀(jì)初被引入交通工程領(lǐng)域，重點(diǎn)研究交通系統(tǒng)的智能化，并逐漸成為解決交通工程關(guān)鍵問題的主要方法。

二、智能交通系統(tǒng)的定義和組成

智能交通系統(tǒng)（Intelligent Transportation System， ITS）定義為：在比較完善的基礎(chǔ)設(shè)施之上，將先進(jìn)的信息技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)、傳感技術(shù)和系統(tǒng)綜合技術(shù)有效的集成，并應(yīng)用于地面運(yùn)輸系統(tǒng)，從而建立起大范圍內(nèi)發(fā)揮作用的、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的地面運(yùn)輸系統(tǒng)。

智能交通系統(tǒng)按照組成部分來劃分，主要包括如下幾方面：

（1）交通檢測技術(shù)：通過感應(yīng)圈、紅外、微波、閉路電視攝像、衛(wèi)星定位技術(shù)，對交通車輛、道路進(jìn)行檢測，收集交通數(shù)據(jù)和圖像信息；

（2）交通控制技術(shù)：包括先進(jìn)的交通信號系統(tǒng)，匝道信號控制、信號燈控制等技術(shù)；

（3）通訊技術(shù)：包括高密度波分復(fù)用技術(shù)，光纖傳輸及接入技術(shù)，無線傳輸技術(shù)等；

（4）數(shù)據(jù)處理：車流數(shù)據(jù)、收費(fèi)數(shù)據(jù)、監(jiān)控信息數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)的處理；

（5）信息提供：提供出行信息，如交通狀況、最佳行車路線等；

三、智能交通系統(tǒng)體系的主要功能

（1）信息采集：綜合交通信息平臺(tái)提供與各應(yīng)用系統(tǒng)之間的通信聯(lián)接和數(shù)據(jù)接口，從各應(yīng)用系統(tǒng)中提取各類相關(guān)信息，用于后續(xù)的信息處理和信息服務(wù)。所提取的信息通常不是各應(yīng)用系統(tǒng)的原始信息，而是經(jīng)過各系統(tǒng)處理后的二次信息。這樣一方面能減少平臺(tái)信息處理的工作量，另外也能節(jié)省信息存儲(chǔ)空間。

目前在交通工程領(lǐng)域采集數(shù)據(jù)主要利用傳感技術(shù)，具體如下：

利用紅外線，超聲波，微波雷達(dá)，感應(yīng)圈等傳感器，對通過道路某一點(diǎn)的車輛，其數(shù)量、大小、重量、速度等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

利用浮動(dòng)車系統(tǒng)，可以通過安裝有GPS（全球定位系統(tǒng)）的公交車或計(jì)程車了解到該車輛通過某路段的時(shí)間速度，從而在一定程度上間接地推測出當(dāng)前路面的交通狀況。但是由于所獲取的交通數(shù)據(jù)，其采樣精度及密度均受制于有限的GPS設(shè)備，且無法獲得浮動(dòng)車以外其他車輛、行人等的交通數(shù)據(jù)，該技術(shù)對于微觀交通行為的分析、管理優(yōu)化，存在一定的局限性。

利用可見光攝像機(jī)，紅外線攝像機(jī)等視頻傳感器，不僅能夠?qū)β范紊宪囕v的通行狀況，比如通過數(shù)量、大小、速度、顏色、車牌號等進(jìn)行定量地統(tǒng)計(jì)，同時(shí)能夠?qū)δ承┨囟ㄐ袨?，比如闖紅燈、倒車、轉(zhuǎn)彎， 交通事故等在一定程度上進(jìn)行自動(dòng)檢測。特別是利用視頻數(shù)據(jù)可以對這些特定行為的前因后果進(jìn)行分析。

激光掃描儀是一種新興的傳感器。與視頻等技術(shù)相比，激光測距掃描儀及其應(yīng)用技術(shù)還大多處于研發(fā)階段。

（2）信息處理：采用分類、統(tǒng)計(jì)、關(guān)聯(lián)、序列分析等方法，將從各應(yīng)用系統(tǒng)提取的信息進(jìn)行處理和標(biāo)準(zhǔn)化，生成滿足應(yīng)用系統(tǒng)需要的特定格式的信息。

（3）信息存儲(chǔ)：對各類交通信息按照一定的規(guī)則和組織方式進(jìn)行保存，便于數(shù)據(jù)的查詢、更新和維護(hù)。信息存儲(chǔ)的形式可采用傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫方式，也可以采用數(shù)據(jù)倉庫方式。另外，由于交通信息大多與地理屬性有關(guān)，因此，利用GIS技術(shù)對部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行組織、存儲(chǔ)和顯示，可以提高數(shù)據(jù)管理的效率。

（4）信息服務(wù)：綜合交通信息平臺(tái)的最終目的是為各應(yīng)用系統(tǒng)提供其所需要的信息。由于不同的用戶和應(yīng)用系統(tǒng)可以獲取或訪問的信息各不相同，因此，需要建立完善的數(shù)據(jù)分層管理和權(quán)限管理，對無權(quán)獲取特定信息的用戶進(jìn)行信息屏蔽，使不同用戶既能獲得各自所需要的數(shù)據(jù)，同時(shí)確保各應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換和共享過程的安全性。

四、智能交通系統(tǒng)的主要構(gòu)成

1．智能化交通管理系統(tǒng)

智能化交通信號控制系統(tǒng)和智能化交通監(jiān)控系統(tǒng)，集成起來就構(gòu)成了先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)的主要部分。

智能化的信號控制系統(tǒng)可以通過設(shè)在路上的傳感器，檢測路段和路口的交通狀態(tài)，根據(jù)路口各個(gè)方向以及周圍相鄰路口的交通狀態(tài)，改變路口各方向紅綠燈信號的持續(xù)時(shí)間，使得路口的使用效率得以提高。智能化交通監(jiān)控系統(tǒng)就是為此開發(fā)。它包括安裝在主要交通干線上的攝像機(jī)和傳感器(如電磁感應(yīng)檢測器、微波檢測器、紅外檢測器、激光檢測器等)、通信和傳輸系統(tǒng)、交通監(jiān)控中心(包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、信息處理與顯示、指揮控制等子系統(tǒng))、信息系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)等。其功能主要包括：（1）對道路上的交通信息以及與交通相關(guān)信息的采集應(yīng)該是盡量完整和實(shí)時(shí)的；（2）交通參與者(包括駕駛員、乘客、行人等)、交通管理者、交通工具、道路管理設(shè)施之間的信息交換可以做到實(shí)時(shí)和高效；（3）控制中心對執(zhí)行系統(tǒng)的控制是強(qiáng)制和高效的（4）交通監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(包括城市、高速公路的監(jiān)控中心、運(yùn)輸管理中心等)配備有功能強(qiáng)大的軟件和數(shù)據(jù)庫，具備自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)的能力。

2．電子不停車收費(fèi)技術(shù)

電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)(簡稱ETC)是智能交通系統(tǒng)中最先投入應(yīng)用的系統(tǒng)之一，主要應(yīng)用技術(shù)是自動(dòng)車輛識別技術(shù)(英文簡稱AVI)。使用該種收費(fèi)方式的用戶必須在事前購買專用的電子標(biāo)簽并安裝在前擋風(fēng)玻璃上，當(dāng)車輛駛?cè)胧召M(fèi)區(qū)域時(shí)，該系統(tǒng)安裝在門架上或路側(cè)的微波天線查詢車載電子標(biāo)簽中存儲(chǔ)的識別信息，如電子標(biāo)簽ID號碼、車型、車主等信息，以辨別車輛是否可以通過不停車收費(fèi)車道。在采用封閉式收費(fèi)制式的高速公路上，在進(jìn)入高速公路時(shí)，車道天線要向電子標(biāo)簽寫入入口車站信息，在離開高速公路時(shí)，再讀出入口信息以便系統(tǒng)計(jì)算通行費(fèi)。

自動(dòng)車型分類系統(tǒng)利用裝在車道內(nèi)和車道周圍的各種傳感器裝置來測定通過車輛的類型，并與車載電子標(biāo)簽存儲(chǔ)的車型數(shù)據(jù)進(jìn)行核對，防止故意換卡違章使用，保障電腦系統(tǒng)按照正確的車型實(shí)現(xiàn)收費(fèi)。

3．基于GPS和GIS的車輛定位與導(dǎo)航技術(shù)

GPS(Global positioning System)技術(shù)，即全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)技術(shù)，是利用分布在高空的多顆人造衛(wèi)星對地面上的目標(biāo)進(jìn)行測定并進(jìn)行定位和導(dǎo)航，它用于對船舶和飛機(jī)及其它飛行物的導(dǎo)航、對地面目標(biāo)的精確定時(shí)和定位、地面和空中的交通管制以及空間和地面的災(zāi)害監(jiān)測等。

GPS可以用于車輛導(dǎo)航，實(shí)現(xiàn)的主要功能有：車輛跟蹤、航線設(shè)計(jì)、按計(jì)劃航線進(jìn)行導(dǎo)航、查詢功能等。車輛導(dǎo)航系統(tǒng)主要由GPS接收機(jī)、微處理器、顯示器、車輛導(dǎo)航軟件和地理信息系統(tǒng)組成。GPS用于車輛運(yùn)營管理，實(shí)現(xiàn)的主要功能有，查詢功能、多屏幕，多車輛跟蹤功能、指揮與車輛跟蹤相結(jié)合、報(bào)警與意外處理等。

GIS(Geography Transportation System)技術(shù)，即地理信息系統(tǒng)，綜合了數(shù)據(jù)庫、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、地理學(xué)、幾何學(xué)等技術(shù)，以地理空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用地理模型和分析方法，適時(shí)提供多種空間和動(dòng)態(tài)的地理信息，從而為存放和管理定位導(dǎo)航信息提供信息服務(wù)。GIS用于車輛導(dǎo)航與監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)的功能包括，電子地圖顯示功能、標(biāo)注當(dāng)前車位、地物信息分類索引、最佳路徑選擇、行車路線導(dǎo)航等。

GIS用于道路實(shí)網(wǎng)數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)以分路段的方式和地理坐標(biāo)聯(lián)系起來，可以對路面質(zhì)量、路況和路面維護(hù)進(jìn)行管理，另外也可以對橋梁、隧道及其他各種道路管理設(shè)施如信號裝置、可變情報(bào)板等進(jìn)行測量和管理，從而保證各項(xiàng)設(shè)施正常運(yùn)轉(zhuǎn)，交通管理和控制措施得以順利實(shí)施。

在基于GPS+GIS的車輛定位與導(dǎo)航技術(shù)及應(yīng)用方面，比較有市場前景的有兩個(gè)方面。一是終端設(shè)備提供；二是增值運(yùn)營服務(wù)。這兩者相輔相成，終端設(shè)備市場的規(guī)模形成，離不開增值運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)的建成與內(nèi)容服務(wù)的增加，而增值運(yùn)營服務(wù)的提供，最終又需要通過終端設(shè)備傳遞給用戶。

目前，在國內(nèi)增值運(yùn)營服務(wù)這個(gè)市場正在逐漸為產(chǎn)業(yè)界所關(guān)注，但是，從發(fā)展的角度來說，目前缺少的是內(nèi)容提供，而內(nèi)容提供的瓶頸在于數(shù)據(jù)收集的手段有限。

五、結(jié)論

智能交通系統(tǒng)是隨著人類科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而不斷發(fā)展的。同時(shí)實(shí)踐也證明，智能交通系統(tǒng)是緩解現(xiàn)代交通問題的有效手段。隨著人類社會(huì)進(jìn)入信息時(shí)代，智能交通系統(tǒng)將是現(xiàn)代化交通運(yùn)輸體系的發(fā)展方向。

可以預(yù)見，智能交通系統(tǒng)的服務(wù)功能將更加完善，信息服務(wù)將呈現(xiàn)出多元化、個(gè)性化和細(xì)化發(fā)展；技術(shù)水平也將越來越高，系統(tǒng)處理、處置水平智能化程度將更高；系統(tǒng)的運(yùn)營方式也將日趨多樣化，系統(tǒng)運(yùn)營將更加高效經(jīng)濟(jì)。

總之，隨著智能交通系統(tǒng)的整合速度逐漸加快，多出行方式相關(guān)的ITS整合速度也將加快；智能化交通設(shè)施將得到逐步的發(fā)展；交通信息提供將更傾向于智能化發(fā)展水平。

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篇5

［關(guān)鍵詞］網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?路由交換;光纖通信;匯聚層

0引言

因?yàn)椤盎ヂ?lián)網(wǎng)+”時(shí)代的發(fā)展，人們基于互聯(lián)網(wǎng)提出了許多新型應(yīng)用，比如“互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療”、“互聯(lián)網(wǎng)+制造”、“互聯(lián)網(wǎng)+旅游”、“互聯(lián)網(wǎng)+金融”等，擴(kuò)大了互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域，并且產(chǎn)生了車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新型網(wǎng)絡(luò)模式，互聯(lián)網(wǎng)的拓?fù)浼軜?gòu)也在不斷的發(fā)展和改進(jìn)，從傳統(tǒng)的星型網(wǎng)絡(luò)、總線網(wǎng)絡(luò)、樹型網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到了有線、無線混合模式的網(wǎng)絡(luò)［1］．智能終端的使用，使得接入的設(shè)備開始向移動(dòng)終端發(fā)展，比如智能手機(jī)、傳感器、平板電腦、無線AP等，因此構(gòu)建一個(gè)強(qiáng)大的互聯(lián)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，確保網(wǎng)絡(luò)管理簡單、運(yùn)行維護(hù)方便，具有重要的作用［2］．

1網(wǎng)絡(luò)通信需求

隨著互聯(lián)網(wǎng)的廣泛使用，人們對網(wǎng)絡(luò)通信的要求也會(huì)比較多，比如用戶已經(jīng)對IPTV、WLAN業(yè)務(wù)、視頻通信等高帶寬業(yè)務(wù)的需要漸漸增加，用戶對帶寬要求已經(jīng)越來越明顯;工業(yè)生產(chǎn)對網(wǎng)絡(luò)通信有很高的實(shí)時(shí)性與專用性，需要保證互聯(lián)網(wǎng)的通道是安全的、獨(dú)占的［3］．具體需求描述如下:(1)高速的寬帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)需求．現(xiàn)在ADSL方式接入的下行最高可以達(dá)到512Kbps速率已經(jīng)不能滿足寬帶用戶高速上網(wǎng)業(yè)務(wù)的需要，必須使用更高的速率才能夠滿足高清晰數(shù)字電視、交互性網(wǎng)絡(luò)游戲等需求，比如需要采用4M的帶寬滿足4K畫質(zhì)的電影，甚至玩大型的網(wǎng)絡(luò)游戲需要10M的帶寬資源，并且個(gè)性化點(diǎn)對點(diǎn)的通信業(yè)務(wù)也迅速增加，對于寬帶的通信要求大幅度提升．(2)面向IPTV的高清晰數(shù)字化視頻業(yè)務(wù)．隨著中國通信的三大運(yùn)營商推出IPTV，該業(yè)務(wù)已經(jīng)深入到人們的家庭娛樂生活中．許多用戶選擇IPTV業(yè)務(wù)作為電視業(yè)務(wù)進(jìn)行觀看，是因?yàn)樵摌I(yè)務(wù)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字電視的許多相關(guān)功能，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)回訪、點(diǎn)播等一系列的強(qiáng)大的視頻交互功能，各類型業(yè)務(wù)需求的主要是直播與點(diǎn)播功能，使用的是下行流量，可以采用不同的格式的編碼設(shè)置不同的碼流，需要達(dá)到2M－4Mbps．(3)WLAN上網(wǎng)業(yè)務(wù)需求．目前，許多家庭、飯店、酒店、企業(yè)在部署了光纖網(wǎng)絡(luò)之后，為了提高設(shè)備接入的便捷性，利用無線路由器構(gòu)建了多個(gè)WLAN，可以接入多個(gè)智能手機(jī)、Ipad、筆記本等無線終端，可以通過智能手機(jī)看電視、看視頻、玩游戲、看新聞等等，同時(shí)需要消耗大量的數(shù)據(jù)流量，普通的帶寬資源不能夠滿足，帶寬需要達(dá)到2M－4Mbps．(4)VoIP視頻電話業(yè)務(wù)．視頻電話業(yè)務(wù)與IPTV業(yè)務(wù)有許多的相似之處，用戶端都需要用到互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，利用網(wǎng)關(guān)的以太網(wǎng)端口根據(jù)不同的業(yè)務(wù)種類進(jìn)行VLAN劃分，這樣OLT就可以VLAN業(yè)務(wù)進(jìn)行有效的透傳，目前視頻電話業(yè)務(wù)發(fā)送的多為多媒體語音資源，為了保證通話質(zhì)量和流暢性，需要采用光纖改造提高帶寬資源，傳輸語音信息．(5)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)．物聯(lián)網(wǎng)是一種新型網(wǎng)絡(luò)，物聯(lián)網(wǎng)是信息技術(shù)發(fā)展的一個(gè)新的階段，其可以使用多種通信傳感技術(shù)，實(shí)現(xiàn)人與物、物與物之間的信息交換，幫助人們構(gòu)建新型的工業(yè)生產(chǎn)控制、軍民通信傳輸?shù)染W(wǎng)絡(luò)．物聯(lián)網(wǎng)包含的節(jié)點(diǎn)類型很多，這些節(jié)點(diǎn)集成在一塊需要利用先進(jìn)的路由傳送技術(shù)，從而可以完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)據(jù)處理．因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)接入數(shù)量大，為了更便于管理，希望通過動(dòng)態(tài)方式獲取IP地址，但是對于傳統(tǒng)的服務(wù)器，比如Web、DNS、認(rèn)證計(jì)費(fèi)服務(wù)器等等，為了用戶能更好的訪問需要設(shè)為固定的IP．

2網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣M建模式設(shè)計(jì)

2．1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣M建設(shè)計(jì)原則

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣M建需要遵循以下幾條原則:

(1)可擴(kuò)展性．網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)需要保留較多的接口，以便未來根據(jù)通信需求增加終端設(shè)備和服務(wù)器，增加之后不影響原先網(wǎng)絡(luò)的配置就能實(shí)現(xiàn)通信．

(2)安全性．網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組建最為關(guān)鍵的目的就是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和傳輸，數(shù)據(jù)傳輸會(huì)由于組網(wǎng)介質(zhì)、接入設(shè)備的不同產(chǎn)生沖突，也可能收到外來黑客、病毒或木馬的攻擊，因此網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣M件需要保證網(wǎng)絡(luò)的安全性［4］．

(3)數(shù)據(jù)傳輸速度高．新型網(wǎng)絡(luò)為了滿足高清晰度、數(shù)字化多媒體通信需求，需要保證很高的帶寬，采用光纖網(wǎng)絡(luò)、三層交換機(jī)或陣列路由器提高數(shù)據(jù)傳輸速度，滿足大容量數(shù)據(jù)通信需求．

2．2網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣M建模式

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣M建模式采用三層架構(gòu)模式，分別是核心層、匯聚層和接入層［5］．核心層可以完成較高速度的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，可用構(gòu)造的光纖資源建一個(gè)快速的通道，還可以不負(fù)責(zé)任何的設(shè)備的管理，只完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，也不需要為網(wǎng)絡(luò)管理分配負(fù)載．匯聚層可以完成數(shù)據(jù)信息的路由聚合、流量收斂功能，其可以使用當(dāng)前最為先進(jìn)的光纖路由器或三層交換機(jī)，采集網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的物理設(shè)備信息，構(gòu)建一個(gè)完整的路由轉(zhuǎn)發(fā)表，并且利用先進(jìn)的路由聚合協(xié)議、流量收斂規(guī)則等網(wǎng)絡(luò)管理模式構(gòu)建一個(gè)冗余的、快速的管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)路由更新和維護(hù)．接入層面對用戶終端，其可以有效的完成網(wǎng)絡(luò)訪問控制功能，并且限制VLAN工作網(wǎng)站和終端的接入功能，這種設(shè)計(jì)模式可以有效的避免網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生擁塞，并且可以更好的保證快速定位、解決網(wǎng)絡(luò)故障．網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)是組件模式的物理實(shí)現(xiàn)，拓?fù)浼軜?gòu)設(shè)計(jì)的目的就是確定每一層物理設(shè)備的類型和種類．為了能夠更加突出的展現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計(jì)情況，本文針對產(chǎn)業(yè)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)計(jì)．具體的，產(chǎn)業(yè)園區(qū)需要架設(shè)的服務(wù)器包括Web服務(wù)器、DNS域名服務(wù)器、FTP服務(wù)器、計(jì)費(fèi)認(rèn)證服務(wù)器;產(chǎn)業(yè)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵業(yè)務(wù)為高清晰視頻業(yè)務(wù)、在線網(wǎng)絡(luò)游戲業(yè)務(wù)，因此需要滿足公網(wǎng)用戶對產(chǎn)業(yè)園區(qū)網(wǎng)站服務(wù)器訪問的速率保證，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫高速率并發(fā)訪問．由于訪問產(chǎn)業(yè)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)的PC數(shù)量非常多，為了更便于管理，通過動(dòng)態(tài)方式獲取IP地址，對于Web、DNS、FTPsystem、認(rèn)證計(jì)費(fèi)服務(wù)器為了方便用戶訪問需要設(shè)定為固定的IP．不能由于產(chǎn)業(yè)園區(qū)用戶P2P下載流量而影響其他用戶的正常使用;實(shí)現(xiàn)基于用戶的計(jì)費(fèi)和認(rèn)證;網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行不能由于產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)的某條線路故障而影響整個(gè)園區(qū)的網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定．園區(qū)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最為關(guān)鍵的工作就是確定每一層的物理設(shè)備硬件，這些設(shè)備硬件可以使用核心交換機(jī)進(jìn)行相關(guān)的流量沖擊測試，并且能夠匯聚每一個(gè)單元和樓層的設(shè)備．三層是系統(tǒng)的核心層，為了便于提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的能力，采用相關(guān)的SW00N交換機(jī)，該交換機(jī)是一個(gè)三層交換機(jī)，同時(shí)具備轉(zhuǎn)發(fā)和路由功能．

產(chǎn)業(yè)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)的主干網(wǎng)絡(luò)組建時(shí)，其可以采用千兆以太網(wǎng)，這樣就可以支持更高的數(shù)據(jù)傳輸帶寬，連接多種物理傳輸介質(zhì)，并且可以提供服務(wù)質(zhì)量保證．主干網(wǎng)使用的數(shù)據(jù)幀格式為IEEE802．3幀，同時(shí)可以滿足用戶全雙工、半雙工模式的通信服務(wù)，并且能夠在共享模式下使用CDMA/CD協(xié)議，便于網(wǎng)絡(luò)的向后擴(kuò)展和兼容功能，傳輸速度比傳統(tǒng)的以太網(wǎng)高出數(shù)百倍．產(chǎn)業(yè)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍較大，比如一棟寫字樓包含多個(gè)政企單位，一個(gè)政企單位又可以劃分為多個(gè)部門，因此為了能夠保證互聯(lián)網(wǎng)的正常運(yùn)行，產(chǎn)業(yè)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)路由交換部分設(shè)計(jì)是需要保持高帶寬、高吞吐、高穩(wěn)定的特征，同時(shí)可以提高各個(gè)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)之間的路由交換能力．另外，產(chǎn)業(yè)園區(qū)為了為了提高各個(gè)政企單位靈活部署、便于管理的需求，可以使用VLAN劃分為多個(gè)子網(wǎng)絡(luò)，比如按照Mac地址、IP地址、政企單位或內(nèi)部部門等進(jìn)行劃分，確保產(chǎn)業(yè)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)的訪問控制規(guī)則發(fā)揮作用．VLAN劃分之后，路由交換協(xié)議可以采用VLAN鏈路聚集協(xié)議和VLAN間路由協(xié)議［6］．VLAN鏈路聚集協(xié)議是指將匯聚交換機(jī)設(shè)置為一個(gè)強(qiáng)大的VTP服務(wù)器模式，就可以將其配置入交換機(jī)內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)一個(gè)VTP客戶端模式，因此配置匯聚交換機(jī)時(shí)需要詳細(xì)的配置整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的VLAN路由協(xié)議，并且將所有的交換機(jī)都接入到這個(gè)VANL中．園區(qū)的許多寫字樓都需要按照企業(yè)部門的劃分，歸屬于不同的VLAN，但是VLAN能夠?qū)⑾嚓P(guān)的流量隔離到一個(gè)相關(guān)的廣播域或子網(wǎng)中，如果各個(gè)VALN部門之間需要進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸和通信，為了能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)的VLAN通信順暢，論文針對產(chǎn)業(yè)園區(qū)三個(gè)層次的匯聚交換機(jī)實(shí)現(xiàn)路由通信傳輸功能，并且可以將VLAN的網(wǎng)關(guān)指向相關(guān)的匯聚交換機(jī)，同時(shí)可以終止本地VLAN通信的傳輸內(nèi)容，保障網(wǎng)絡(luò)隔離情況，防止廣播風(fēng)暴擴(kuò)散到局域網(wǎng)．

3結(jié)束語

隨著光纖通信、移動(dòng)通信的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)時(shí)需要融入更多的智能設(shè)備，比如智能手機(jī)、傳感器等，這些設(shè)備通常采用無線接入模式，因此網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)還需要充分的考慮這些設(shè)備的移動(dòng)性、無線性，采用更加先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和聚合協(xié)議，這樣就可以在提供高速度、高安全數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r(shí)，更好的滿足設(shè)備的靈活接入，以提升網(wǎng)絡(luò)吞吐率和并發(fā)處理性能，進(jìn)一步改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能力．

參考文獻(xiàn)

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篇6

論文摘要:體育教育是高校教育的重要組成部分，是實(shí)施素質(zhì)教育的重要手段，體育教育信息化對體育教育教學(xué)訓(xùn)練、高校體育管理機(jī)制改革和教師素質(zhì)的提高都將產(chǎn)生強(qiáng)大的推動(dòng)作用，也是構(gòu)建現(xiàn)代社會(huì)終身體育教育體系的基礎(chǔ)

1引言

信息化是當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的大趨勢。自進(jìn)入02世紀(jì)90年代以來，隨著多煤體枝術(shù)和因特網(wǎng)的口益普及，信息技術(shù)正在改變?nèi)祟惿鐣?huì)的生產(chǎn)方式、工作方式、生活方式和學(xué)習(xí)方式，同時(shí)對教育思想、教學(xué)方祛和教學(xué)乎段也產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。

信息枝術(shù)是指信息的收集.傳遞，處理等技術(shù)?，F(xiàn)代信息技術(shù)以微電子技術(shù)為基礎(chǔ)包括通信技術(shù)、自動(dòng)化枝術(shù)、微電子技術(shù)、光電子枝術(shù)，光導(dǎo)技術(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能機(jī)技術(shù)等。其中，最主要、最典型的是計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和傳感技術(shù)。信息技術(shù)最重要的特征，就是將計(jì)算機(jī)枝術(shù)、通信技米、傳感技術(shù)結(jié)合成具有信息化、智能化和綜合化的信息網(wǎng)和各種智能信息系統(tǒng)，不儀包括傳統(tǒng)的電話通信，還包括光纖通信、數(shù)據(jù)通信、衛(wèi)星通信和其它無線通信等現(xiàn)代通信，也包括廣播電視等信息傳播教育信息化〔卜Education)是當(dāng)代全球教育發(fā)展的一個(gè)熱點(diǎn)教育信息化是將信息作為教育系統(tǒng)的種基本構(gòu)成要素，并在教育的各個(gè)領(lǐng)域廣泛地利用信息技術(shù)，促進(jìn)教育現(xiàn)代化的過程.同時(shí)，它是素質(zhì)教育的玉要組成部分，是在實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育的過程中所體現(xiàn)的新的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形態(tài)。

體育教育是學(xué)校教育的重要組成部分，是實(shí)施薄;質(zhì)教育的重要手段，教育信息化對體育教育和教學(xué)必將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。前國氛奧委會(huì)主席薩馬蘭奇在為《中華體育網(wǎng)》題詞時(shí)說:一互聯(lián)網(wǎng)在信息傳遞和進(jìn)行教育中有著特殊的作用’他充分強(qiáng)調(diào)r信息枝術(shù)在末來體育教育中的作用。《全國普通高等學(xué)校體育課程教學(xué)指導(dǎo)綱要》在課程結(jié)構(gòu)、課程內(nèi)容與教學(xué)方法、課程建設(shè)與課程資源的開發(fā)等方面也都提到要充分利用信息技術(shù)這-現(xiàn)代化輔助手段，以便于更好地實(shí)現(xiàn)高校體育課程的目標(biāo)?！毒V要》在“因時(shí)因地制宜開發(fā)各種課程資源的途徑”中，指出“充分利用各種媒體(廣播、電視、網(wǎng)絡(luò)等)獲取信息，不斷充實(shí)、更新課程內(nèi)容’。

2信息技術(shù)在體育教學(xué)中的運(yùn)用

2 1體育教學(xué)法與多媒體技術(shù)的整合

以多媒體技術(shù)為代表的信息技術(shù)使教學(xué)手段、法的形象化、具體化，有利于學(xué)生理解比較復(fù)雜的、抽象的技術(shù)動(dòng)作?？梢园央y以理解的技術(shù)內(nèi)容生動(dòng)形象地展現(xiàn)出來，幫助學(xué)生掌握技術(shù)的難點(diǎn)和重點(diǎn)。例如在跳高課的教學(xué)過程中，傳統(tǒng)的教學(xué)方法是教師采用“講解示范”的形式進(jìn)行授課，由下示范動(dòng)作瞬間完成，學(xué)生難以看清其過程;在山羊分腿越的教學(xué)中，學(xué)生初學(xué)時(shí)，教師的講解示范學(xué)生不一定能完全聽懂、看清地，對勸作的了解多數(shù)依賴于觀察，但是此項(xiàng)動(dòng)作迅速連慣，不一定讓學(xué)生看清楚，分解教學(xué)又容易使學(xué)生產(chǎn)生錯(cuò)誤認(rèn)識，形成分解做動(dòng)作的習(xí)慣忽視了迅速連慣的特點(diǎn).如果我們利用多媒體設(shè)備，將緊密銜接的階段用多媒體演示出來，對十重點(diǎn)與難點(diǎn)進(jìn)行反復(fù)慢放，并用特定的聲音、圖象顯示，突出重點(diǎn)與難點(diǎn)，讓學(xué)生直觀、主動(dòng)、立體、全面的掌握動(dòng)作，化動(dòng)為靜.化抽象為形象，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識，能獲得較好的教學(xué)效果

2 .2體育教學(xué)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的整合信啟技術(shù)打破了學(xué)習(xí)時(shí)空的局限，使學(xué)生都可隨時(shí)、隨機(jī)地通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)，并及時(shí)掌握教學(xué)內(nèi)容，完成教學(xué)仟?jiǎng)?wù)而且通過先進(jìn)的通訊設(shè)備，還可通過現(xiàn)場直播的方式授課，學(xué)生能與教師面對面的交流實(shí)現(xiàn)講授提問和答疑。同時(shí)實(shí)驗(yàn)、疑難解答、作業(yè)，討論、參考資料等都可作為教學(xué)資源在網(wǎng)上供學(xué)生自由選用，從而大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)的卞動(dòng)性和靈活性，達(dá)到根據(jù)需要自主學(xué)習(xí)的目的對休育教學(xué)而言，學(xué)習(xí)者可在仟何時(shí)問地點(diǎn)從網(wǎng)絡(luò)上學(xué)習(xí)各種運(yùn)動(dòng)技能、達(dá)動(dòng)科學(xué)，而無需受場地‘時(shí)間或氣候等的影響。

2 . 3體育教學(xué)與虛擬技術(shù)的整合

在上?？萍拣^的虛擬實(shí)驗(yàn)室中，有一個(gè)虛擬足球場景。話動(dòng)參與者可以對照著人屏幕，把真實(shí)的足球踢向屏幕上的‘球門”，而屏幕十的“門將”會(huì)根據(jù)你踢出球的方向和速度做出判斷，進(jìn)行，緊張、激烈地對抗這就是虛擬化的體育教學(xué)方式。虛擬技術(shù)也是現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向體育教學(xué)情景是體育教學(xué)活動(dòng)得以進(jìn)行的場景‘它直接影響著體育教學(xué)過程中學(xué)生認(rèn)知的數(shù)徽與質(zhì)篡。體育教學(xué)情景虛擬化怠味著教學(xué)話動(dòng)可以在很大程度上擺脫物理空間和時(shí)間上的限制，通過計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和多媒體技術(shù)可以使體育技術(shù)教學(xué)內(nèi)容中涉及到的技術(shù)動(dòng)作模擬在學(xué)生面前，使得學(xué)生學(xué)習(xí)如身臨其境，使其對所學(xué)的內(nèi)容易于理解，還可以使學(xué)生對學(xué)習(xí)活動(dòng)本身產(chǎn)生興趣。

3信息技術(shù)在體育訓(xùn)練中的運(yùn)用

3 .1讓運(yùn)動(dòng)技術(shù)分析更加準(zhǔn)確

體育運(yùn)動(dòng)是一門人體運(yùn)動(dòng)科學(xué)對人體運(yùn)動(dòng)的研究需要科學(xué)的方法和大最的數(shù)據(jù)分析為濃據(jù)。以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的信息技術(shù)r為體育訓(xùn)練提洪r超越人體運(yùn)動(dòng)極限的科學(xué)基礎(chǔ)。運(yùn)動(dòng)技術(shù)分析基T計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)基礎(chǔ)之上。利用計(jì)算機(jī)具有快速和高效率的反饋這一特點(diǎn)，可以大大提高訓(xùn)練效果.由于計(jì)算機(jī)具有儲(chǔ)存信息的功能，可把各種訓(xùn)練和機(jī)能指標(biāo)的數(shù)份儲(chǔ)存起來以便日后進(jìn)行分析對比。所以，依靠計(jì)算機(jī)的幫助教練員可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)員在一次課中完成的情況根據(jù)機(jī)能評定的某此指標(biāo)來判斷運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練水平。井利用計(jì)算機(jī)來了解對手的技、戰(zhàn)術(shù)的信息、及時(shí)反饋給自己的教練員和運(yùn)動(dòng)員，以便采取有針對性的訓(xùn)練，從而提高運(yùn)動(dòng)成績。 3 . 2促進(jìn)體能監(jiān)測的科學(xué)化

運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練過程中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)是對運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行體能監(jiān)測.通過計(jì)算機(jī)處理反饋出運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練負(fù)荷并加以合理調(diào)整，從而達(dá)到科學(xué)的訓(xùn)練效果。體能監(jiān)測是一個(gè)長期的過程借助丁電子信息技術(shù)可以使體能監(jiān)l$J準(zhǔn)確化，對運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的科學(xué)分析，為科學(xué)分析提供了新方法和新平段，并可以保存大最的厲史數(shù)據(jù)，有助干休育統(tǒng)計(jì)與分析研究。目前信良技術(shù)在體能監(jiān)測中應(yīng)用主要有使用紅外光點(diǎn)測定人體空間位置，運(yùn)用_維人體重心板連機(jī)，測試射擊運(yùn)動(dòng)員的德定性和運(yùn)動(dòng)技術(shù)特征數(shù)據(jù)快速反饋系統(tǒng)的建立;運(yùn)用高速攝影、攝像連機(jī)，定量解析技術(shù)運(yùn)動(dòng)采用電r遙測技術(shù)研制的心率儀、遙側(cè)心電儀、遙測肌電儀，對運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)中的心率、心電、肌電進(jìn)行測定從而對運(yùn)功員的機(jī)能狀況進(jìn)行科學(xué)診斷。為運(yùn)動(dòng)負(fù)荷監(jiān)控和制定技1.伐術(shù)提供理論依拋。

3 . 3使運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練計(jì)劃更加合理化

運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的全過程包括初始診斷、建立訓(xùn)練目標(biāo)、制定訓(xùn)練計(jì)劃、組織訓(xùn)練實(shí)施、進(jìn)行檢查評定和實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練目標(biāo)。這些訓(xùn)練過程，如配合使用計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將更加科學(xué)有效。我們可以建立一個(gè)庫，將每名運(yùn)動(dòng)員或運(yùn)動(dòng)隊(duì)的各個(gè)階段的訓(xùn)練計(jì)劃、比賽成績、素質(zhì)指標(biāo)、技術(shù)指標(biāo)、心理狀況等大量數(shù)據(jù)存入其中。在組織訓(xùn)練時(shí)，調(diào)出有關(guān)數(shù)據(jù)，經(jīng)過各種因素的綜合計(jì)算和處理，再通過網(wǎng)絡(luò)獲取該項(xiàng)目目前國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀和優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的各種技術(shù)指標(biāo)，并加以對比和分析，從而制定一個(gè)科學(xué)的訓(xùn)練目標(biāo)，得出一份合理的訓(xùn)練計(jì)劃，為提高運(yùn)動(dòng)成績莫定基礎(chǔ)。

4信息技術(shù)與高校體育管理的整合

科學(xué)化的信息處理是高校體育管理科學(xué)發(fā)展的重要前提條件。體育教學(xué)管理涉及的內(nèi)容和方面十分廣泛，信息化管理可以加快工作進(jìn)度，提高工作效率。計(jì)算機(jī)儲(chǔ)量大、獲取資料速度快等特點(diǎn)、可以使它對體育管理‘包括體育教學(xué)、體育競賽、課余體育活動(dòng)、體育合格標(biāo)準(zhǔn)、資料文檔等的管理，實(shí)現(xiàn)管理上的智能化和人性化。尤其是體育中的一些具體工作，繁瑣括燥，單調(diào)重復(fù)。如田徑運(yùn)動(dòng)會(huì)，從報(bào)名準(zhǔn)備，編排程序冊，到成績記錄、統(tǒng)計(jì)總分;隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，基干體育教學(xué)實(shí)際需要，對體育教學(xué)管理等軟件系統(tǒng)進(jìn)一步的開發(fā)與運(yùn)用，體育教學(xué)管理的自動(dòng)化會(huì)得到更大的發(fā)展。

5信息時(shí)代對當(dāng)代高校體育教師素質(zhì)提出更高的要求

信息時(shí)代的突出特點(diǎn)是開放性和跨時(shí)空性。信息時(shí)代教學(xué)對所有地區(qū)、所有學(xué)校和每一個(gè)人來說都是全新的挑戰(zhàn)，體育教師只有不斷努力學(xué)習(xí)，充實(shí)自己，才能站在時(shí)展的前沿，把握時(shí)代脈搏迎接新時(shí)代的挑戰(zhàn)，真正成為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化教育跨越式發(fā)展的生力軍。學(xué)生鍛煉興趣的培養(yǎng)，關(guān)鍵干體育教師，體育教師教育學(xué)觀念的改變不僅是時(shí)展的象征，而且對體育教育的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。教師通過正確、合理，高效的利用互聯(lián)網(wǎng)的資源，不僅可以培養(yǎng)自我獲取知識與更新知識的能力，而且可以通過計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)大功能探索新的教育體制與教學(xué)模式，培養(yǎng)出適應(yīng)信.急時(shí)代需求的新型人才從而確保有較高的教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)效率，以便干“知識爆炸”和知識迅速更新的發(fā)展趨勢相適應(yīng)。使“以人為本”的作用能充分發(fā)揮出來，從而最大限度的發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)資源的潛能，構(gòu)建學(xué)習(xí)的良性循環(huán)，培養(yǎng)終身體育鍛煉的習(xí)慣，達(dá)到全面育人的目的。

篇7

關(guān)鍵詞：農(nóng)村信息化，信息技術(shù)，理論模型

 

我國農(nóng)村人口占全國人口的絕大多數(shù)。2001年城鎮(zhèn)居民人均可支配收入與農(nóng)民人均收入之比為2.90：1，超過了1978-2000年間的最高水平，2002年進(jìn)一步擴(kuò)大到3.11：1。據(jù)世界銀行1997年對36個(gè)國家的分析，城鄉(xiāng)居民的收入比率一般低于1.5：1，極少超過2：1。如果考慮到各種補(bǔ)貼，勞保福利和社會(huì)保障等各種因素，據(jù)有關(guān)專家估計(jì)，目前我國的城鄉(xiāng)居民收入差別大約為4：1。[1]而且這種差距還在不斷擴(kuò)大。

造成這種現(xiàn)象的主要原因之一就是農(nóng)村信息化建設(shè)嚴(yán)重滯后于城市信息化建設(shè)。俗話說“要致富，先修路”，農(nóng)村信息化的作用主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：擴(kuò)展了農(nóng)村居民的視野；促進(jìn)了農(nóng)業(yè)的發(fā)展，將農(nóng)作物的生產(chǎn)和市場的需求有效地聯(lián)系起來：使得農(nóng)業(yè)乃至于整個(gè)國家經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)都發(fā)生重大的變化。那么，農(nóng)村信息化都包含哪些內(nèi)容呢？

1.信息化內(nèi)涵及其內(nèi)容

1.1信息化內(nèi)涵

最初的信息化概念是從社會(huì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演進(jìn)的角度所提出的，按照當(dāng)時(shí)日本專家學(xué)者的理解，所謂信息化，指的是從物質(zhì)生產(chǎn)占主導(dǎo)地位的社會(huì)向信息產(chǎn)業(yè)占主導(dǎo)地位的社會(huì)發(fā)展的過程。。

隨著信息化實(shí)踐的發(fā)展，信息化對社會(huì)進(jìn)步的意義已得到廣泛的認(rèn)同，人們對信息化概念的認(rèn)識也在逐步深化和豐富。。到90年代，國內(nèi)外關(guān)于信息化的定義已呈現(xiàn)出百家爭鳴，百花齊放的局面。比較有代表性的是1993年11月，中國社會(huì)科學(xué)院與“21世紀(jì)電訊、信息與經(jīng)濟(jì)合作組織(TIDE2000)”在北京召開的一次大規(guī)模、高層次的“信息化與經(jīng)濟(jì)發(fā)展國際研討會(huì)”。與會(huì)的國內(nèi)外代表就信息化的含義進(jìn)行了熱烈的討論，最后該次大會(huì)歸納出信息化的五種觀點(diǎn)。[2]

1.1.1信息化是指通訊現(xiàn)代化、計(jì)算機(jī)化和行為合理化的總稱。行為合理化是指人類活動(dòng)按公認(rèn)的合理準(zhǔn)則和規(guī)范進(jìn)行；通訊現(xiàn)代化是指社會(huì)活動(dòng)中的信息交流基于現(xiàn)代通信技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行的過程；計(jì)算機(jī)化是社會(huì)組織和組織間信息的產(chǎn)生、存儲(chǔ)、處理(或控制)、傳遞等廣泛采用先進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)和設(shè)備管理的過程。

1.1.2信息化不僅要求計(jì)算機(jī)化，而且要求通信現(xiàn)代化和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的現(xiàn)代化，即涉及三個(gè)“C”(Computer, Communication, Control)，所以，信息化的概念不能僅僅局限于計(jì)算機(jī)化，如果沒有通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的現(xiàn)代化，就無法實(shí)現(xiàn)信息化，從而現(xiàn)代化也無法實(shí)現(xiàn)。

1.1.3電子信息技術(shù)在通信、網(wǎng)絡(luò)管理和計(jì)算機(jī)運(yùn)用中出現(xiàn)了“匯流”(Convergence)的趨勢。信息技術(shù)的匯流，即交換與傳輸?shù)臄?shù)字化、計(jì)算機(jī)通信和網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)的發(fā)展、網(wǎng)絡(luò)智能的分散化以及以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的具有高附加值的電信和信息服務(wù)，是當(dāng)今信息化社會(huì)的主要內(nèi)容和進(jìn)入信息現(xiàn)代化的主要標(biāo)志之一。

1.1.4信息化從內(nèi)涵的角度考察，包括多個(gè)層次，一方面指信息技術(shù)的利用非常廣泛，信息概念深入人心，另一方面指信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的高度反戰(zhàn)，信息咨詢服務(wù)業(yè)的高度發(fā)達(dá)和完善；從外延的角度考察，它是指一個(gè)國家或地區(qū)的信息環(huán)境，只有建立在行進(jìn)的信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)、發(fā)達(dá)的信息服務(wù)業(yè)和完善的信息咨詢服務(wù)體系基礎(chǔ)上的信息環(huán)境，才能稱之為信息化環(huán)境。

1.1.5信息社會(huì)是信息產(chǎn)業(yè)高度發(fā)達(dá)且在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中占據(jù)優(yōu)勢的社會(huì)，而信息化是向信息社會(huì)前進(jìn)的動(dòng)態(tài)過程，它反映了從可觸摸的有形物質(zhì)產(chǎn)品起主導(dǎo)作用向難以觸摸的信息產(chǎn)品起主導(dǎo)作用的根本性轉(zhuǎn)變。

目前，對于“信息化”這一概念較為普遍的觀點(diǎn)是：“信息化”是指普遍采用信息技術(shù)和電子信息裝備，建設(shè)先進(jìn)的信息基礎(chǔ)設(shè)施、發(fā)展信息技術(shù)及產(chǎn)業(yè)，更有效地開發(fā)和利用信息資源，使信息產(chǎn)品及服務(wù)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位逐步提高，直到占據(jù)主導(dǎo)地位，從而加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，把現(xiàn)階段工業(yè)社會(huì)或農(nóng)業(yè)社會(huì)狀態(tài)推進(jìn)到嶄新的信息社會(huì)發(fā)展?fàn)顟B(tài)的過程。簡言之，“信息化”就是把現(xiàn)階段社會(huì)推進(jìn)到信息社會(huì)的過程。

1.2信息化的內(nèi)容

1.2.1裝備信息化。即各級組織、機(jī)構(gòu)、團(tuán)體、單位越來越多地把計(jì)算機(jī)設(shè)備、通信設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等應(yīng)用于作業(yè)系統(tǒng)，輔助作業(yè)順利、高效地完成。

1.2.2信息技術(shù)應(yīng)用化。即主動(dòng)采用信息技術(shù)，如信息獲取技術(shù)—傳感技術(shù)、遙測技術(shù)；信息傳輸技術(shù)—光纖技術(shù)、紅外技術(shù)、激光技術(shù)；信息處理技術(shù)—控制技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等，以改進(jìn)作業(yè)流程，將作業(yè)的完成質(zhì)量推向更高的層次。

1.2.3信息內(nèi)容數(shù)字化。即將各類信息的開發(fā)提到一個(gè)前所未有的高度。一方面將設(shè)計(jì)信息、生產(chǎn)信息、經(jīng)營信息、管理信息等各類作業(yè)系統(tǒng)信息生成和整理出來，另一方面將上述各類信息規(guī)范化、數(shù)據(jù)庫化，以利于查詢和管理。

1.2.4信息服務(wù)完善化。無論是系統(tǒng)內(nèi)部還是外部都建立起信息服務(wù)體系。比如聯(lián)機(jī)服務(wù)、咨詢服務(wù)、系統(tǒng)集成等，通過信息服務(wù)將信息設(shè)備、信息技術(shù)、信息內(nèi)容組成一個(gè)整體，使其發(fā)揮“整體大于各部分之和”的功效。

1.2.5信息人才遞增化。。即各級組織、機(jī)構(gòu)將日益加強(qiáng)對信息人才的培養(yǎng)和重視，使信息人才的比例不斷增加、結(jié)構(gòu)不斷合理。

1.2.6信息投資傾斜化。即每年的財(cái)政預(yù)算或投資計(jì)劃中，對信息化實(shí)施投資傾斜政策，重點(diǎn)支持信息人才的培養(yǎng)、信息設(shè)備的裝備、信息技術(shù)的應(yīng)用、信息內(nèi)容的開發(fā)和信息服務(wù)體系的完善，有目的有計(jì)劃地推進(jìn)信息化建設(shè)。

1.2.7信息政策健全化。即政府各級組織制定各項(xiàng)規(guī)章、制度、條例，并使這些政策逐步完善、配套、不留漏洞，為各項(xiàng)信息工作提供指導(dǎo)和規(guī)范。

2.農(nóng)村信息化體系理論模型

農(nóng)村信息化是指在農(nóng)村生產(chǎn)與生活中，充分利用現(xiàn)代信息處理手段和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，將農(nóng)村中的各種信息資源加以整合并充分利用，從而提高農(nóng)村運(yùn)行效率，提高農(nóng)村人民生活水平，促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)全面發(fā)展。

結(jié)合中國農(nóng)村信息化實(shí)踐的實(shí)際和特點(diǎn)，在參考汪向東(1998)[3]提出的信息化模型的基礎(chǔ)上，本文提出農(nóng)村信息化體系及理論模型。

圖2-1農(nóng)村信息化體系理論模型

此模型分為三個(gè)層次：信息化基礎(chǔ)設(shè)施層、信息服務(wù)支持層、信息應(yīng)用層。信息化基礎(chǔ)設(shè)施層包括信息網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)、數(shù)據(jù)庫以及網(wǎng)站等的建設(shè)；信息服務(wù)支持層包括信息化所需要的信息資源的支持、信息技術(shù)、信息化所需要的各種政策環(huán)境以及人才隊(duì)伍等；信息應(yīng)用層表示的是應(yīng)用實(shí)效，它包括根據(jù)信息確定市場需求、選擇產(chǎn)品生產(chǎn)與供應(yīng)等各個(gè)方面，這是農(nóng)村信息化效果的具體體現(xiàn)。

其中，信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)好比農(nóng)村信息化中的“硬件”，信息服務(wù)支持體系就好比農(nóng)村信息化中的“軟件”。“硬件”建設(shè)和“軟件”建設(shè)相互制約、相互影響，只有協(xié)調(diào)處理好，才能有利于農(nóng)村信息化的建設(shè)。農(nóng)村信息化建設(shè)是對農(nóng)村的一次革命，是對農(nóng)村舊思想、生活方式、文化習(xí)俗等的一次大變革。忽視了“硬件”建設(shè)，“軟件”建設(shè)就是一句空話；片面地追求“硬件”建設(shè)，忽視“軟件”建設(shè)，這樣的農(nóng)村信息化只能是形式主義、徒有其表，違背了農(nóng)村信息化建設(shè)的真正目的。因此，農(nóng)村信息化建設(shè)中必須“軟”“硬”兼施，決不能單純把農(nóng)村信息化理解為只是信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，從而把精力和重點(diǎn)只放在搞農(nóng)村信息高速路、架設(shè)網(wǎng)絡(luò)等硬件建設(shè)上。“軟”“硬”結(jié)合、雙管齊下才能保證農(nóng)村信息化建設(shè)的成效。

[1]宋洪遠(yuǎn)，龐麗華，趙長保：《統(tǒng)籌城鄉(xiāng)，加快農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展——當(dāng)前的農(nóng)村問題和未來的政策選擇》 (第二版)，中國財(cái)政經(jīng)濟(jì)出版社，2004年版，第12－17頁。

[2]汪向東：信息化——中國21世紀(jì)的選擇[M]，社會(huì)科學(xué)文獻(xiàn)出版社，1998年，第4-6頁。

[3] 汪向東：信息化——中國21世紀(jì)的選擇[M]，社會(huì)科學(xué)文獻(xiàn)出版社，1998年，第16-19頁。