智能交通技术论文范文

时间:2023-03-03 15:55:34

智能交通技术论文

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2人工智能技术在飞行冲突探测与解脱管理方面的应用

人工智能技术的应用可以使空中交通管理系统具有高智能化的特征,从而满足飞行冲突与解脱管理方案自动生成的需要。具体来说,实现这一功能的模块是飞行冲突探测与解脱辅助决策模块,而该模块是由冲突探测与解脱系统和辅助决策系统组成的。该模块不但可以实现飞行冲突的预测,还可以为管制人员提供飞行冲突调配的决策方案,从而减轻管制人员的压力,帮助他们做出正确的决定。所以,该系统的应用,弥补了人类与机器各自存在的不足,从而有效的避免了因人为失误或机械故障而造成的飞行事故。从原理角度来看,系统首先通过分析飞行冲突情况来制定可能的解脱方案,然后根据航空器优先级分类方法和冲突类型判定法等多种规则,进行方案的选择和排除。在这一推理过程中,为了保证系统推理的有效性,系统需要根据大量的规则来进行方案的推理选择。而这些规则,则要被统一存入知识库系统中。这样,管制人员只要在平时做好知识库系统的更新和维护,就能够保证系统推理的有效性,从而根据系统提供的方案,来进行飞行冲突航班的排序。

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中图分类号:U495 文献标识码:A文章编号:1007-9416(2012)03-0000-00

当前,我国城市化进程正面临着巨大的机遇和挑战,如何不断提高城市发展水平和产业竞争力,全面提升城市生活品质,解决城市发展中的交通、安全、能耗等问题,已成为关键。“智慧城市”顺应了当前全球先进城市发展演进和技术变革的时代潮流,是当今世界推进战略性新兴产业和城市信息化进程中的前沿理念,是我国新一轮城市发展与转型的客观要求,是提升城市品质和竞争力的必然途径,也是更好地保障和改善民生的重大举措[ ]。建设智能交通体系是智慧城市建设中不可或缺的重要内容之一。

智能交通系统是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子控制技术、计算机技术及智能车辆技术等综合运用于整个交通运输管理体系,通过对交通信息的实时采集、传输和处理,借助各种科技手段和设备,对各种交通情况进行协调和处理,建立起一种实时、准确、高效的综合运输管理体系,从而使交通设施得以充分利用,提高交通效率和安全,最终使交通运输服务和管理智能化,实现交通运输的集约式发展[ ]。智能交通是集智能调度、视频监控、定位管理、运营分析等应用服务为主要内容的交通发展新模式。

1、体系结构

从技术层面分析,实现智能交通的体系结构分为三个层次:感知层、传输层和应用层,如图1所示。

通过感知,获得车辆、道路和行人等全方位的信息,将采集到的信息通过传输层“运送”到服务端,根据不同的应用和业务需求,进行相应的服务端计算,对信息进行分析、处理、融合,实施重要信息的存储管理及其相关信息(如公交指示信息、交通诱导信息等)的及时。

2、关键技术

智能交通建设过程中,从信息的收集,数据的分析处理,到信息的管理和信息的,涉及很多关键技术。

2.1车联网技术

车联网,是指利用装载在车内和车外的感知设备,通过无线射频等识别技术,获取所有车辆及其环境的静、动态属性信息,再由网络传输通信设备与技术进行信息交换和通信,最终经智能信息处理设备与技术对相关信息进行处理,根据不同的功能需求对所有车辆的运行状态进行有效的监管和提供综合服务的高效能、智能化网络。

车联网是物联网技术在智能交通中的应用。车联网系统发展主要通过传感器技术、开放智能的车载终端系统平台、无线传输技术、语音识别技术、海量数据处理技术以及数据整合等技术相辅相成配合实现。在国际上,欧洲的CVIS、美国的IVHS、日本的VICS等系统通过车辆和道路之间建立有效的信息通信,已经实现了智能交通的管理和信息服务。

2.2云计算技术

云计算是一种基于互联网的新一代计算模式和理念。云计算通过互联网提供、面向海量信息处理,把大量分散、异构的IT资源和应用统一管理起来,组成一个大的虚拟资源池(共享的软硬件资源和信息),通过网络,以服务形式、按需提供给用户。

云计算的特点之一是分散资源集中使用。与传统互联网数据中心(IDC)相比,云计算比较容易平稳整体负载,因而大大提高资源利用率,同时,弹性伸缩的运行环境增强了业务的灵活度。云计算的另一个特点是集中资源分散服务,把IT资源、数据、应用作为服务通过网络、按需提供给用户。

云计算技术为智能交通中海量信息的存储、智能计算提供重要的使能技术与服务。

2.3智能科学技术

智能科学,是研究智能的本质和实现技术, 是由脑科学、认知科学、人工智能等综合形成的交叉学科。脑科学从分子水平、细胞水平、行为水平研究自然智能机理,建立脑模型,揭示人脑的本质;认知科学是研究人类感知、学习、记忆、思维、意识等人脑心智活动过程的科学;人工智能研究用人工的方法和技术,模仿、延伸和扩展人的智能,实现机器智能[ ]。通过多学科的交叉、融合,不仅从功能上进行仿真, 而且从机理上研究、探索智能的新概念、新理论、新方法,最终达到应用的目的。

目前,具有重要应用的智能科学关键技术包括:主体技术、机器学习与数据挖掘、语意网格和知识网格、自主计算、认知信息学和内容计算等[ ]。

智能科学为智能交通提供智慧的技术基础,支持对智能交通中海量信息的智能识别、融合、运算、监控和处理等功能。

2.4建模仿真技术

仿真技术是一门多学科的综合性技术,它以控制论、系统论、相似原理和信息技术为基础,以计算机系统和物理效应设备及仿真器等专用设备为工具,根据研究目标,建立并运行模型,对研究对象(已有的或设想的)进行动态试验、运行、分析、评估认识与改造的一门综合性、交叉性技术。

仿真由三类基本活动组成:建立研究对象模型,建立并运行仿真系统,分析与评估仿真结果。汽车驾驶训练模拟器,就是应用仿真技术的成果。

仿真技术对智能交通各功能领域和运营活动进行建模仿真研究、试验、分析和论证,为智能交通体系的构建和各类业务项目实施运行提供决策依据和不可或缺的关键技术支撑。

智能交通是一个综合性的系统工程。在智能交通建设过程中,还涉及统一的标准,需要系统工程技术、高性能计算技术、数据安全技术和各种应用技术等技术支撑。

3、结语

随着基础设施建设的不断完善,各种相关理论和技术的不断成熟,智能交通发展日趋完善,那时的交通将会是人、车、路、环境达到和谐统一的新景象。

参考文献

[1]嘉兴市人民政府.嘉兴市“智慧城市”发展规划(2011―2015年)[R].嘉兴:嘉兴市人民政府, 2011.

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中图分类号u491 文献标识码a 文章编号 1674-6708(2011)40-0104-02中国论文联盟

1 综合智能运输电子系统的范围和主要内容

运输系统智能化的核心和前提是电子化和信息化智能运输系统(inelligenttransporta- tionsystems- its)包含7许多的电子信息技术,其中最基本的包括信息处理技术、通信技术、控制技术和电子技术。

综合智能运输电子系统是随着计算机技网络技术和通信技术等电子信息技术的发展而发展起来的现代交通管理系统技术,是现代交通运输实现智能化管理的关键。从电子信息技术在交通运输领域的应用和功能看,现代的综合智能运输电子信息系统的基本技术框架主要由以下基本系统组成。

1.1 先进的交通信息服务系统(atis)

先进的交通信息服务系统是建立在完善的信息网络基础上的,交通参与者通过装备在道路上、车上、换乘站上、停车场上以及气象中心的传感器和传输设备,可以向交通信息中心提供各处的交通信息;该系统得到这些信息并通过处理后,实时向交通参与者提供道路交通信息、公共交通信息、换乘信息、交通气象信息、停车场信息以及与出行相关的其他信息;出行者根据这些信息确定自己的出行方式、选择路线。更进一步,当车上装备了自动定位和导航系统时,该系统可以帮助驾驶员自动选择行驶路线。

1.2 先进的交通管理系统(atms)

这个系统有一部分与atis共用信息采集、处理和传输系统,但是atms主要是给交通管理者使用的,它将对道路系统中的文通状况、交通事故、气象状况和交通环境进行实时的监视,根据收集到的信息,对交通进行控制,如:信号灯、诱导信息、道路管制、事故处理与救援等。

1.3 先进的公共交通信息系统(apts)

这个系统的主要目的是改善公共交通(包括:公共汽车、地铁、轻轨交通、城郊铁路和城市间的公共汽车)的效率,在实时交通信息流的基础上,向旅客提供便捷、经济、运量大的公交系统。

1.4 货运管理系统

这里的货运管理系统是指以高速运输网和信息管理系统为基础,利用现代物流理论进行管理的智能化的物流管理系统。综合利用卫星定位、地理信息系统、物流信息及网络技术有效组织货物运输,提高货运效率。

1.5 紧急救援系统((ems)

紧急救援系统是一个特殊的系统,它的基础是atis,atms和有关的救援机构和设施;通过atis和atms将交通监控中心与职业的救援机构联成有机的整体,构联成有机的整体,为道路使用提供车辆故障现场紧急处置、拖车、现场救护、排除事故车辆等服务。

2 综合智能运输电子信息系统的作用

综合智能运输系统将先进的信息技术、电子控制技术以及计算处理技术等有效地综合运用于整个交通管理系统,从而建立起一种在大范围内、全方位发挥作用的、实时、准确、高效的运输综合管理系统。它利用高新技术对传统的运输系统进行改造,使原本分离和独自运行的各种运输系统(如铁路、公路、水运、航空)以电子信息技术为纽带,形成一个信息化、智能化、社会化的新型综合运输系统。它使整个的交通运输基础设施能发挥出最大的效能,提高服务质量,使社会能够高效地使用交通运输设施和能源,从而获得巨大的社会经济效益。具体表现在:提高交通运输的安全水平;减少交通堵塞,增加交通运输的机动性和灵活性;降低交通运输工具对环境的影响,减少环境污染;提高道路运输网的通行能力以及提高交通运输的生产效率和经济效益等。

3 我国发展综合智能运输系统的策略

3.1 建立和完善综合运输体系

21世纪随着经济全球化的进展,世界各国、各地区间的贸易往来及经济互补性不断增强,国际经济更趋一体化。新世纪将是综合运输的时代,将形成物流系统的综合化,交通运输面临新的革命性变化,这种新的运物模式将打破传统的各种运输方式各自为政的局面,强调各种运输方式之间的集成。综合运输系统由此成为各种运输方式在提高服务质量与水平、应用先进的电子信息技术装备、完善基础设施建设的前提下,充分发挥自身技术经济优势,开展有序竞争的动态平衡系统,各种运输方式之间的转换、衔接,应由一个承运人组织完成。

3.2 实现城市交通各种运输方式的一体化

以汽车为城市主导交通运输工具对生态环境有很大的负效应,许多国家(尤其是发达国家) 在城市公交体系中已经或正在大力发展城市轨道交通。在主要城市之间修建高速轻轨,对条件许可的铁路进行电气化改造,在市区和郊区之间建市郊铁路。许多城市拥有较发达完善的城郊轨道运输系统,成为连接市中心与城市周边、航空港的重要运输网络铁路是加强城市间联络的纽带,世界各国都把城市间旅客运输作为重点。

3.3 发展现代综合物流,实现合理运输

为了综合物流的顺利发展,首先,必须加强物流系统意识,建立和完善我国的综合交通运输网;第二运输企业需要提高货主意识和服务质量,并改善与货主的相互关系;第三,要逐步建立运输者与货主间的战略联盟与长期合作伙伴关系;第四,要重视不同范围的拓展,发挥铁路在综合物流中的特殊作用;第五,积极发展运输制;第六,明确政府和企业在综合物流中各自的作用。

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3.4 实施交通运输集团化战略

综合交通运输系统的形成,要依赖于三个方面的合力:国家宏观调控、市场竞争和企业组织。要实现大距离的“门到门”运输,要以铁路为骨干,以公路为基础,各种运输方式相互支持,相互补充。

加强国家的监管和调控是交通运输企业集团健康发展的前提条件。实行“大公司、大集团” 的战略,国家的监管调控只能加强,不能削弱。国家的调控范围应主要体现在制订行业发展规划、审批重大建设项目、确定产品和服务价格水平收费标准的原则等。中国论文联盟

培育运输市场,优化竞争环境,也是交通运输企业集团健康发展的需要。实施企业集团战略的目标应该是重建有竞争力的交通运输体系,要使各种运输方式尽早进人运输市场,并尽可能使其处于同一竞争基础上,为各种运输方式提供较为公平的竞争环境。中国论文联盟

4 结论

“以信息化带动工业化”,利用电子信息技术改造传统交通运输系统,实现我国交通运输的智能化和综合化,是提高我国综合运输能力和效率的核心和关键。

参考文献

[1]沈兰荪.高速数据采集系统的原理与应用[m].北京:人民邮电出版社,1995.

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中图分类号:TP311.52 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2013)20-4689-03

1 概述

智能交通虚拟仿真作为仿真科学在智能交通领域的应用分支,以相似原理、信息技术、系统工程和智能交通系统(Intelligent Transportation Systems,ITS)[1-2]领域的基本理论和技术为基础,以计算机为主要工具,利用仿真模型模拟交通系统的运行状态并进行仿真评估,辅助交通工程理论研究及实际应用。

近年来,国内外对智能交通仿真及其关键技术的研究发展迅速,出现了大批对ITS系统效益进行分析和评价的仿真软件,在控制ITS的成本投入、降低风险、提供有效模拟智能交通手段以及提高ITS数据处理分析能力等方面起到了重要作用。但基于数据驱动进行智能交通虚拟仿真研究和实践的还很少,基于这一需求及有关项目支持,该文对与此相关的若干关键技术进行研究与探讨。

2 数据驱动的相关概念

2.1 数据驱动描述

数据驱动 (Data-driven) 概念的出现源自计算机科学领域,近些年其理论、应用等的研究都引起控制领域及及仿真应用领域等的重点关注。

在理论研究方面,主要集中在对数据驱动思想和概念、数据驱动应用方式、控制优化算法等的研究。数据驱动最初被视为一种适应性的仿真开发方法。在数据驱动的仿真模式中,数据驱动指任何应用需求都能够由系统数据及相关模型所描述,而无需进行再编程[3]。

以数据驱动思想为指导的应用涵盖控制、决策、调度和故障诊断等关键领域,包括制造过程控制、气候预报、交通管理、地理开采、生物传感等诸多具体应用,例如文献[4-5]所述。

在仿真应用领域,数据驱动的仿真开发方式备受关注。美国国家自然科学基金会(National Science Foundation,NSF)提出了动态数据驱动应用系统(Dynamic Data Driven Application Systems,DDDAS)的概念[6],为具有非线性、时变性、多变量和不确定性等特点的复杂大系统研究及仿真开辟了新途径。

2.2 进行本文研究的现实意义

以ITS技术核心交通数据信息的研究[7]为基础,引入实时交通数据信息,利用仿真技术手段,对交通控制与管理及信息服务进行仿真评估,辅助交通规划决策支持,为动态监控交通拥堵状况、演变趋势、预报预警等提供连续性的技术保障,成了智能交通仿真领域研究的热点所在。

数据驱动的智能交通虚拟仿真与其他方法的智能交通虚拟仿真相比,它除了可以利用离线数据之外,更注重仿真与实际系统的动态交互、在线流数据注入等宽范围应用。这给ITS控制与研究提供了一种新的探求方式,同时也为仿真技术的发展提供了新的研究课题。因此,研究数据驱动的智能交通虚拟仿真系统具有积极的理论意义和实践意义。

3 数据驱动的智能交通虚拟仿真体系结构

智能交通虚拟仿真体系结构从数据驱动的思想出发,旨在解决和仿真相关的全局性问题。从层次上可将该体系结构划分为数据、资源、平台和应用四个层次,如图1所示。该结构以充分获取各类交通数据和信息为基础,实现信息和资源共享,约束和协调模型调度,控制仿真系统的规范运行。各个层次的功能描述如下:

3.1 数据层

系统数据层是构建系统的依据,为系统的运行提供完备的数据支撑,供平台层调用,并贯穿整个虚拟仿真过程。

3.1.1 数据系统

包括数据源和数据采集两级结构。

3.1.2 数据析取

实现数据分析、挖掘、描述,并对各种数据进行融合与处理、数据交换,形成数据聚集和子集。

3.1.3 数据管理

实现数据的集中存储,建立数据字典,提供数据共享和显示服务。

3.2 资源层

集成系统所需的各类信息资源,包括知识库、模型库和方法库等三个系统模块,是系统运行的基础。

3.2.1 模型库系统模块

实现模型资源的集中存储,根据虚拟仿真控制要求,调用方法库中仿真过程控制智能求解算法,生成仿真最佳控制方案。

3.2.2知识库系统模块

实现对虚拟仿真控制问题的描述、仿真环境以及控制规则的存储,提供模型调用所需的如索引和环境描述等基本约束条件,并依据知识进行推理,辅助完成仿真模型的选取、生成、连接和评估等任务。

3.2.3方法库系统模块

实现对模型构建方法及求解优化算法、仿真过程分析算法及仿真评估方法的集中存储,为模型库提供智能求解算法,综合考虑多项仿真控制要求,确定仿真过程最佳协调控制方案。

3.3 平台层

系统平台层由服务化的系列工具组成,为仿真系统的分析、设计、开发、集成、运行和评估提供支持。平台层将资源层与应用层无缝连接,根据不同需要,为用户提供系列服务,支持仿真过程,是实现不同应用模式的关键。

3.4 应用层

根据不同应用模式的功能要求,仿真系统可以进行灵活定制和重构,生成不同应用配置,组成不同应用系统,支持不同应用模式。基于三类交通仿真模型,系统提供三种应用模式:宏观交通仿真模式、中观交通仿真模式和微观交通仿真模式。

4 关键技术

以大数据应用为基础,数据驱动的仿真比非数据驱动的仿真概念更为广泛,在理论上包含了仿真与测量系统的动态交互、流数据注入、宽范围应用和系统方法等思想和观点,在技术上融合了数据处理、算法、仿真计算、软件领域相关应用技术。以此为支撑,实现“比现阶段大部分应用领域更为精确和具备自校正能力的高层次应用仿真”[8]。

基于以上描述,数据驱动智能交通虚拟仿真研究的重点包括对海量时空数据的整合、不确定性的引入、应用算法对流数据的稳定响应、数据质量的评估、适应性的分布式仿真环境开发、有效应用所需动态数据信息等。为此需要解决以下主要关键技术:

4.1 虚拟仿真数据驱动技术

目前,基于离线数据的方法及其应用远胜于基于在线数据的方法[9]。在智能交通领域,随着ITS复杂化程度的提高,其数据来源向时空多尺度方向发展,要实现整个系统的建模非常困难,但采用传统的基于近似模型的方法仍然十分普遍。若仅将这类模型组合起来形成整体系统,则会忽视子系统间的联系,如变量间的关联性、系统的非线性等。从仿真控制角度而言,非数据驱动方法的虚拟仿真中,其数据并没有真正进入到“闭环”方式,而数据驱动的虚拟仿真系统中的数据既是出发点也是归宿,可以实现“闭环”控制,从而弥补传统方法的不足。主要关键技术包括:

1) 智能交通虚拟仿真系统数据驱动理论和数据驱动控制优化方法研究;

2) 虚拟仿真数据驱动方法和虚拟仿真模型驱动方法互补机制研究;

3) 虚拟仿真数据驱动软件实现技术。

4.2 面向智能交通虚拟仿真的数据处理技术

智能交通数据的变化呈现大数据化的趋势,具备数据量大、来源广、层次复杂等特点。随着网络技术的发展,面临的主要问题由如何采集和获取数据向如何有效利用数据转变。这要求数据处理过程适应数据特点并满足处理的及时性、准确性和可靠性等要求,完成数据的分类、挖掘、析取、融合、集成,并实施有效管理,增强数据信息描述的完备性、提高数据定义的标准化和规范化程度,支持复杂时空数据在系统层次上的统一表达,满足三种应用模式的需求。从当前数据分析处理技术的发展趋势上看,主要关键技术包括:

1) 基于数据挖掘、信息提取计算、机器学习等理论的交通数据分析和质量评估技术;

2) 基于元数据的领域异构数据交换技术;

3) 面向多类型数据源的数据仓库构建技术;

4) 基于共享数据资源的智能交通数据生产模型生成技术。

4.3 数据驱动的智能交通虚拟仿真环境

数据驱动的智能交通虚拟仿真技术是基于先进的数据管理技术、建模技术、分布并行虚拟仿真技术的综合应用技术,既包含离线仿真,又包含在线仿真。基于上述需求,构建恰当的仿真环境,支持知识、方法和模型的交互、调度和管理,解决仿真中的模型重用与互操作问题,满足不同应用模式下虚拟仿真运行的需求。

智能交通虚拟仿真环境是以基于数据驱动的仿真引擎开发为核心的仿真软件工具集的开发。仿真引擎是建立仿真系统的系列软件工具集,旨在提供一种手段,构造并管理仿真进程,支持不同应用模式的仿真系统。主要关键技术包括:

1) 数据驱动仿真引擎技术,包括管理各类模型、仿真流程、仿真运行状态等;

2) 支持数据驱动仿真引擎的并行仿真克隆技术,支持并提高多次重复仿真的执行效率;

3) 基于数据驱动的仿真模型开发与运行自动化技术,包括模型开发规范、模型参数标定、数据驱动框架代码自动生成等技术。

4.4 面向数据驱动智能交通虚拟仿真的决策支持理论与方法

在数据驱动的智能交通虚拟仿真运行过程中,会涉及到诸多半结构化和非结构化问题的求解。建立在大量的认知科学、现人工智能理论与方法、现代控制理论与方法等相关理论和技术基础上的决策支持系统可以为之提供有效支持。为此,必须建立领域知识库、模型库和方法库,用以存放各种规则、因果关系、仿真评估结果、不同层次的交通管理和先验预测信息等;还应有综合利用数据资源、知识库、模型库以及仿真评估结果对仿真进程进行推理和问题求解的推理机,支持仿真模型构建和优化及仿真进程控制优化。主要关键技术包括:

1) 基于高速网络系统的数据管理系统与智能决策支持系统集成框架,实现数据资源与智能决策支持的有机集成;

2) 支持智能交通虚拟仿真的领域知识处理框架与体系结构,建立领域知识处理模型;

3) 研究面向数据驱动的智能交通虚拟仿真的仿真评估技术,建立与仿真结果关联的数据信息平台,积累经验数据,为仿真运行提供支持和校验服务。

5 结束语

ITS等复杂应用领域虚拟仿真的需求在传统的模型驱动等方法和模式下并未得到充分的满足,结合控制领域前沿思想和理论,引入系统实时数据信息,对系统进行虚拟仿真和评估,是ITS控制与研究的一种新的探求,同时也为仿真技术的发展提供了新的研究课题。近年来数据处理技术、信息技术、计算机技术、先进仿真技术、专业学科领域研究和应用方面都得到了蓬勃发展,这

为数据驱动的智能交通虚拟仿真的研究提供了基础。该文旨在抛砖引玉,希望在数据驱动的智能交通虚拟仿真及其它相关技术的研究方面,姑且能作为一种有益的尝试。

参考文献:

[1] 王笑京, 齐彤岩, 蔡华. 智能交通系统体系框架原理与应用[M]. 北京: 中国铁道出版社, 2004.

[2] 张国伍. 智能交通系统工程导论. 北京: 电子工业出版社, 2003.

[3] Pidd M. Guidelines for the Design of Data Driven Generic Simulators for Specific Domains[J]. Simulation(S0037-5497). 1992, 59(4): 237-243.

[4] 李晗, 萧德云. 基于数据驱动的故障诊断方法综述[J]. 控制与决策, 2011,26(1):1-9.

[5] 孙博, 康锐, 谢劲松. 故障预测与健康管理系统研究和应用现状综述[J]. 系统工程与电子技术, 2007, 29(10): 1762-1767.

[6] NSF Workshop. Dynamic Data Driven Application Systems, NSF Workshop Report, March 2000 [R/OL]. (2006-2)[2006-8].

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中图分类号:TP3 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2011) 05-0000-01

Application of Computer Technology in Transportation Planning and Management

Zheng Fuchuan

(Lanzhou Jiaotong University,Lanzhou730070,China)

Abstract:Since the computer used in the transport industry,the transportation planning and management of computer technology get more and more widely used.This paper analyzes the computer technology in transportation planning and management applications,a detailed discussion of computer technology in intelligent transport systems and road traffic system simulation applications.

Keywords:Computer technology;Intelligent transportation system;

Road traffic system simulation;Application

一、前言

随着计算机技术的发展,计算机技术的应用已渗透到社会的各个领域和各个方面。20世纪60年代以来,计算机技术逐步被应用于交通运输业,由于它既能同时处理大量数据,又能实现实时通信,特别是在智能运输系统和交通仿真系统中发挥着重要的作用,所以与传统的交通运输规划与管理分析方法相比,计算机技术具有不可替代的优越性。

二、计算机技术在智能运输系统中的应用

(一)智能运输系统。随着计算机技术、通信技术、电子控制技术等高新技术的飞速发展,人们意识到利用这些技术把车辆、道路和使用者紧密结合起来,能够有效地解决交通过程中的阻塞问题,对交通事故的应急处理、环境保护以及资源的节约都有显著的效果。于是,人们引进系统的原理,对道路交通运输系统进行重新审视,促进了交通运输智能运输系统的诞生。交通运输智能运输系统,是将信息技术、计算机技术、数据通信技术、传感器技术、电子控制技术、运筹学、人工智能等各种先进的技术有效地综合运用于交通运输、服务控制和车辆制造,从而加强了车辆、道路和使用者三者之间的联系,形成一种精准、高效、智能的综合运输系统。

(二)计算机技术在智能运输系统中的应用。现阶段,计算机技术在道路交通智能运输系统中得到了十分重要的应用,这体现在以下三个方面。首先,智能运输系统需要处理各类信息进而建立各类信息系统,所有信息系统均要依靠计算机数据库技术建立有关领域的数据库、知识库,方法库等。其次,智能运输系统中信息的流通、信号的通信需要依靠计算机网络加以实施。最后,智能交通控制系统吸收交通监视、通信、控制等技术,成为交通信息流的载体,最终形成一个计算机管理网络,实现对道路交通运输的科学化,精确化、实时化管理。

目前公路收费站综合管理系统,很多都是以常规监视和计算机为基础,根据各具体收费站的实际要求和各自特征,利用计算机网络技术、计算机控制技术、多媒体技术等高科技构成。收费站综合管理系统由收费站监控系统和收费站计算机管理系统构成。其中,收费站计算机管理系统由车道控制系统、数据库系统、票据管理系统、办公管理系统、财务管理系统等组成。系统能提供实时、全方位、多层次的多媒体信息数据,通过计算机管理系统的数据分析与管理,从而实现公路交通运输现代化综合管理的目标。

三、计算机技术在道路交通系统仿真中的应用

(一)道路交通系统仿真。道路交通系统仿真是随着计算机技术的进步而发展起来的采用计算机数字模型反映复杂道路交通现象的交通分析技术。从试验角度看,道路交通运输系统仿真是再现交通流时间和空间变化的模拟技术。随着汁算机技术的迅速发展,利用计算机仿真方法研究道路交通问题已成为国际交通工程界的研究热点。道路交通系统仿真是以相似原理、系统工程和交通工程领域的基本理论和专业技术为基础,以计算机技术为工具,利用系统仿真模型模拟道路交通系统的运行状态,采用数字方式或图形方式来描述动态交通运输系统,以便更好地把握和控制该系统的一门实用技术,对于道路交通运输管理具有非常大的应用价值。

(二)计算机技术在道路交通系统仿真中的应用。随着计算机技术日新月异的发展,使得交通仿真系统正在日趋优化,为完善的智能化管理的交通运输系统提供理论基础与实践依据。例如,可视化仿真、多媒体仿真、虚拟现实仿真等新的仿真技术的开发应用以及对网络系统采用并行计算机系统等均对计算机仿真产生了深远的影响,从而使以计算机为基础的道路交通运输系统仿真进一步优化;计算能力的增强在计算机软硬件技术的强大支持下,微型计算机的计算能力得到大大提高;近年来,计算机编程方法的完善使得软件工程学得到快速的发展,而且程序设计理论本身的研究也有了较大的进展。除了并行算法,现代编程方法也加速了仿真技术的发展,从而促进了道路交通系统仿真的完善。

与传统的交通分析技术相比,由于计算机技术的日益成熟,它的运用使交通仿真技术的优点更加明显。首先,模型机制更具有灵活性和柔软性。其次,交通分析借助于计算机技术,通过良好的用户输人输出界面,模型的运算结果可方便地与用户交互,增强了模型应用的实用性。同时,仿真结果动画演示的直观性使得即使是非专业人员也很容易理解。最后,由于计算机技术的应用,它具有强大的路网动态交通状态描述功能。

四、结语

随着社会经济的发展,人们对交通运输的要求已不仅仅满足于是否便利通畅,而是希望在道路规划与管理过程中达到安全可靠、环境保护、能源节约等各种交通要素的协调统一,实现最大限度的资源优化。而计算机技术的日益完善使得人们的期望得以完成。本文着重分析了计算机技术在交通运输智能运输系统和道路交通系统仿真中的应用,它的应用使交通运输规划与管理更加成熟与完善,使人们的生产生活更加便利安全。

参考文献:

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论文摘要:本文结合智能交通技术在美军交通运输中的应用,对比分析了军队与国家在智能交通系统方面的差距,从而提出了我军ITS建设的几点建议,对我军智能交通运输发展起到一定的积极作用。 论文关键词:智能交通系统; 交通运输 一、引言 ITS是将先进的信息技术、计算机技术、数据通信技术、传感器技术、电子控制技术、自动控制理论、运筹学、人工智能等有效地综合运用于交通运输、服务控制和车辆制造,通过加强车辆、道路、使用者三者之间的联系,从而形成的一种实时、准确、高效的综合运输系统。目前,我军的运输保障高新技术含量还比较低,严重影响了运输保障效能的提高和军事斗争准备工作的落实,因此大力研究和发展“智能交通运输系统”,成为目前我军研究的重大课题之一。 二、 智能交通技术在美军交通运输中的应用 1 自动识别监测技术 1996年,美军提出了四项作战原则:“精确打击,制敌机动,全面防护,聚焦后勤”。其中,自动识别技术是美军“聚焦后勤”的一项重要内容。自动识别监测技术在美国军队的应用包括二维条形码自动识别技术、射频技术跟踪定位系统、自动装货清单系统(AMS)、运输车辆自动测量系统。 2运输定位技术 美陆军利用GPS定位技术研制成功了运输跟踪系统,美军从2000年开始试用该系统,该系统能使运输控制人员和各种运输方式的指挥人员确定运输工具的位置;可根据战场需求的变化和战术部队的转移而让途中的货物与部队改变运送终点;可用来提供危险警报、给途中的车辆布置任务以及优化运输路线。 3 全球运输智能化系统 其中包括全球运输信息网、全球运输可视网和运输供应系统。该系统使运输过程全程“透明”,使各种包装的物资“透明”,能够提高空运、海运和预置的能力,减轻部署负担,减少运输过程中资源和时间的浪费,是支持“聚焦后勤”的强有力的系统。 三、 我军与地方在智能交通系统方面的差距分析 我国ITS的开发研究始于20世纪80年代后期。我国ITS的研究应用主要体现在:城市交通信号控制系统、高速公路监控系统、电子收费系统、路径导行系统、公共交通运营与管理、交通安全与紧急管理、交通信息化建设。这些系统在一些城市都已经成熟应用。而这些系统在部队的应用还比较少。我军在智能交通系统方面高新技术含量还比较低,如指挥控制手段落后,无法对运输线上的运输工具和汽车部(分)队实施实时的指挥调度;交通动员信息不畅,不能迅速动员和调集社会交通保障力量及时地投入到军交运输之中等等。这些问题,严重影响了我军运输保障效能的提高和军事斗争准备工作的落实。 四、 发展我军智能交通系统的几点建议 1 利用国家技术和力量,发展军队智能交通系统 可与国家交通部门统筹规划、同步建设、协调发展,确保军交运输指挥自动化系统纵横贯通、兼容共享,既减少了经费投入、缩短建设周期又能发挥指挥自动化系统整体效能。可对一些现成的信息软件进行改造,为军方所用。 1.1视频监控系统。现在好多城市已经在用这个系统,而这个系统只是地方政府在应用,部队用不了,这就造成部队车辆一旦离开本单位,就会失去对车辆的控制和监控。如果这个系统能和部队共享,那部队的车辆将会实现可视化的监控。 1.2 电子不停车收费系统。通过在车辆上上安装预存缴费电子卡,可以使车辆在通过收费站时.不需要停车开窗,只需要放慢速度通过收费匝口,通过收费站的扫描仪对缴费电子卡进行扫描即可完成交费。这个技术其实可以应用在部队的营门,这样车辆进出营门就不用像以前那样复杂,

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智能交通系统(intelligent transport systems,ITS)是将先进的信息技术、数据通讯传输

技术、电子控制技术、计算机技术及智能车辆技术等综合运用于交通运输管理体系,通过对交通信息的实时采集、传输和处理,借助各种科技手段和设备,对各种交通情况进行协调和处理,建立起一种实时、准确、高效的综合运输管理体系,从而使交通设施得以充分利用,提高交通效率和安全,最终使交通运输服务和管理智能化,实现交通运输的集约式发展[1]。

ITS通过提升传统交通系统的信息化、智能

化、集成化和网络化程度,保障人、车、路与环境之间的相互交流,进而提高交通系统的效率、机动性、安全性、可达性、经济性,从而达到保护环境,降低能耗的作用。经过10多年的应用和实践,智能交通系统已经成为国际公认解决现有交通问题的重要途径,越来越受到国内外政府、专家、学者等的重视和广泛应用。

1 中国智能交通协会的成立

智能交通系统是一项系统工程,需要各有关

政府部门、产业界以及科研机构的推动和协调配合。按照美洲地区、欧洲和非洲地区、亚太地区划分,分别由美国智能交通协会(ITS America)、欧洲智能交通协会(ERTICO-ITS Europe)和日本智能交通协会(ITS Japan)负责世界智能交通大会的协调组织工作[2],同时引领着智能交通行业的发展,这也是国际上最早成立智能交通协会的三大国际组织。为促进智能交通技术及产业的发展,世界发达国家相继成立了智能交通协会,各国智能交通协会也是智能交通世界大会理事会的成员,代表本国出席各种国际技术交流活动。我国的台湾省和香港特别行政区也分别成立了各自的地区智能交通协会,并积极参加各种国际活动[2]。

我国智能交通的发展主要由多个政府部门联

合推动,为更好地协调全国智能交通工作,根据各部门的意见和建议,2000年由科技部牵头,会同原国家计委、原经贸委、公安部、原交通部、铁道部等10多个部委,联合成立了全国智能交通系统协调指导小组,2005年随着政府机构的改革,协调指导小组进行了调整,增加了财政部、原建设部、原民航总局和总后勤部4个新成员单位。“十五”

期间,协调指导小组成员单位在推动我国智能交通系统规划和建设中发挥了重要的作用。

鉴于协调指导小组是由政府部门组成的临时

机构,开展工作缺乏系统性和连续性,特别是在国际会议和交流合作方面有诸多不便,为更好地协调全国智能交通工作,我国交通主管部门多次建议希望由科技部牵头,在“全国智能交通系统协调指导小组”的基础上,成立中国智能交通协会,适应智能交通发展趋势,推动相关技术标准的研究和制定,加强国际交流与合作。为此,成立了由科技部、公安部、原建设部、原交通部、铁道部、原民航总局等交通行业主管部门有关负责人组成的中国智能交通学会筹备工作组。

2007年3月,科技部向民政部正式提出申请成立“中国智能交通协会”。2007年11月,民政部批复同意科技部正式开展协会筹备工作。2008年5月14日,由科技部、公安部、住房和城乡建设部、交通运输部等共同发起,经民政部批准,中国智能交通协会在北京正式成立。

中国智能交通协会的成立不仅是中国智能交

通发展的里程碑,更是中国智能交通事业在依靠创新机制更好更快发展的新起点。近年来,中国智能交通协会组织了多次国内外重要交流活动,不断扩大影响,得到国内外同行的认可。

2 历届会议议题

中国智能交通年会自2005年举办以来,已经在北京、上海、南京等地成功举办了7届,议题始终聚焦ITS的主要领域,紧密跟随国家政策引导方向,围绕当前智能交通所面临的问题和技术发展趋势开展研讨,为国内外专家学者提供了良好的交流平台。

(1)2005年12月9日,第一届中国智能交通年会在上海召开,会议由高层论坛和学术研讨2部分组成,第一届会议共录用国内外论文165篇,参会人员300多人。会议议题涉及ITS现状和发展规划、ITS解决方案设计、交通信息采集、交通信息服务、交通行为诱导、交通智能控制、电子不停车收费、公交一卡通等内容。

(2)2006年12月20日,第二届年会在北京召开,主题为:“ITS的现状与未来”。重点围绕ITS战略与政策、智能交通技术、ITS建设成果与产业发展、ITS新理论与新技术等进行了交流和研讨。此届会议规模空前,共有500余专家、学者及各界人士共聚一堂,并首次邀请了来自日本、韩国和欧洲交通协会的代表参加并做大会报告,加深了同国际智能交通协会组织的沟通和交流,扩大了年会的影响力[3-4]。

(3)2007年12月14日,第三届年会在南京召开,主题为:“智能交通让城市更畅通”。重点探讨了我国在城市智能交通领域的成果和经验,以及国外先进理念对我国智能交通发展的启示。重点围绕ITS战略与政策、城市公交智能化技术,基于ITS的道路交通管理、控制与安全技术,智能交通技术、ITS成果与产业等专题开展研讨和交流。

(4)2008年9月26日,第四届年会在青岛召开,主题为“交通安全”。主要针对智能交通发展、交通安全、交通控制、交通节能减排、智能车辆、交通出行服务等进行了广泛而深入的研讨。会议

共举办学术交流会6场,征集论文245篇,录用140篇。

(5)2009年12月11日,第五届年会在深圳召开,主题为“智能交通、新能源汽车———创造出行新方式”。代表们就智能交通、新能源汽车国家政策及发展规划、技术发展方向及趋势等进行了广泛研讨。同时,本次年会以促进智能交通、新能源汽车领域技术进步和协同发展为目标,并首次与第六届国际节能与新能源汽车创新发展论坛一并举办,为全面展示我国智能交通与新能源汽车的最新技术成果,积极推动我国智能交通和汽车先进技术的融合和协同发展提供了新的平台[5]。

(6)2011年9月6日,第六届年会在北京举办,年会首次引入了新能源的主题:“智能交通、新能源汽车———低碳绿色出行”[6]。与第五届年会一样,也同期举办了中国国际智能交通展览会和第七届国际节能与新能源汽车创新发展论坛。此届会议还表彰了对智能交通事业做出突出贡献的会员单位,旨在呼吁更多人为年会的发展献言献策,为我国智能交通事业发展贡献更多力量。同时还举行了《中国智能交通发展年鉴》(2010)发布仪式,这是我国正式出版的第一部智能交通年鉴。

(7)2012年9月26日,在北京举办的第七届年会,以“智能交通———感知新生活”为主题,并同期举办了中国国际智能交通展览会。大会上同时还举行了中国智能交通协会科学技术奖励基金捐赠仪式暨首届智能交通科技奖颁奖仪式,该奖项旨在推动我国智能交通行业的科技进步和创新工作,促进科技人才成长,激励利用科技力量促进行业发展。

3           中国智能交通年会的意义

智能交通年会的如期举办,为国内外专家、学

者提供了一个良好的交流平台,为政府、企业提供了一个需求和展示的平台,为解决我国城市交通面临的各种问题,推广我国智能交通的成果和应用起到了积极的促进作用,见证了中国智能交通十几年来所取得的成就,同时也开启了一扇让世界进一步了解中国的智能交通,使中国智能交通走向世界的大门。

定期举办年会是行业内政府、企业、科研院校

的共同心声,也是我国智能交通发展进程中的大势所趋,对于推动我国智能交通建设、理论知识研究以及产业良性发展有着重要的意义。同时也为我国在智能交通关键技术领域取得具有应用价值的重大成果,为智能交通系统建设和产业化发展提供技术支持,以及为促进低碳高效交通装备的战略转型,提升综合交通安全和运输效率做出了积极贡献[7]。

4 结语

我国自20世纪末开始推进和发展智能交通

系统技术以来,国家一直重视和支持智能交通的发展。从“十五”期间科技部智能交通科技攻关计划项目的实施,到“十一五”期间科技部863计划、科技支撑计划等一系列项目的部署,我国智能交通领域科技水平取得了长足的进步,科技为智能交通发展起到了良好的引领和支撑作用,奠定了我国智能交通领域的研究基础,培育形成了智能交通产业。

未来5年,将是我国智能交通系统发展的重

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中图分类号:G642 文献标识码:A

1 智能交通行业背景

国家在“交通运输行业智能交通发展战略(2011-2020)”中提出,深入贯彻落实科学发展观,按照加快转变交通运输发展方式、构建“便捷、安全、经济、高效”的综合运输体系、发展现代交通运输业的总体要求,以集成创新、规模应用为重点,着力促进智能交通技术在交通运输领域的有效应用,着力提升智能交通领域的自主创新水平,着力推动智能交通系统产业和市场的发展,满足人民群众对出行安全和便捷要求,使智能交通成为现代交通运输业的重要支撑和交通信息化的先导,并为我国战略性新兴产业提供应用环境和市场。国家在《公路水路交通运输信息化“十二五”发展规划》提出,大力推进交通运输各领域信息化建设,推动信息技术与交通运输管理和服务全面融合,全面提高交通运输智能化、现代化水平。湖北交通根据交通信息化发展趋势,在“十二五”将开展“公路水路安全畅通与应急处置系统”、“公路水路交通出行信息服务系统”、“交通物流公共信息服务系统”、“交通综合管理信息平台”等四项重大工程建设,这需要充实大量的计算机网络、电子政务、办公自动化、智能运输、联网收费、视频监控、信息服务等不同层次的技术力量,尤其需要在一线的高素质技能型人才为各信息系统的建设与管理提供人才保障。

2 行业人才需求调研

通过对相关企业的走访、调研,分析未来几年智能交通行业对人才的需求主要体现在以下三个方面:

2.1 城际智能交通

在城际交通方面,伴随着中国高速公路投资规模的不断扩大,建设里程的不断增加,高速公路管理所需交通工程设施,特别是高速公路的通信、监控和收费系统需求量将不断扩大。高速公路智能交通系统是以信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、控制技术及计算机技术和交通工程等技术为基础的综合性、集成化大系统,主要由监控系统、通信系统和收费系统三大部分组成。

到2015年,湖北省高速公路总里程将突破6500公里,力争达到7000公里,根据交通部门的岗位调查和需求预测,湖北“十二五”期间智能交通领域需要从事交通控制与管理、电子不停车收费等方面的高技能人才从业人员在1.3万人以上。

2.2 城市智能交通

智能交通是智慧城市建设的重要组成部分,通过改进地面公交调度和信息服务、出租车综合信息服务、轨道交通换乘信息服务和交通枢纽综合信息服务等,能够帮助出行者选择更好的出行方式,由“盲目”出行转变成“有序”和“可靠”出行。近年来,各地都在不遗余力地推进智能交通的建设,并将它作为发展智慧城市的重要目标。根据武汉市智能交通发展规划预测,湖北“十二五”期间城市智能交通领域需要从事GPS与电子地图制作、城市交通控制与管理等方面的高技能人才从业人员在1万人以上。

2.3 城市轨道交通

按照武汉市轨道交通规划,武汉将有5条地铁连通武汉三镇,23条过江通道穿越两江,到2017年,共7条轨道线建成,总里程超过250公里。根据许多城市发展城市轨道交通的经验,城市轨道交通的建设和发展,将会带来大量的人才需求,除了建设时期需要大量的轨道交通工程建设人员外,随着城市轨道交通的投入运营,每年都会产生大量的运营人员需求,人员需求岗位既涉及行车组织人员,也涉及非行车人员。专家预测,每开通一条地铁线路大约需要各类人才1300人左右,根据武汉市目前的城市轨道七条线路的规划,到2020年,武汉轨道交通人才需求将达到近1.2万人,而60%是一线技术管理和运营管理人才。总之,总长为250公里的武汉轨道交通将能提供10000多个就业岗位。

3 专业技能型人才培养体系基本设想

3.1 人才培养目标定位

根据行业背景及相关企业人才需求调研明确了本专业人才培养目标的定位:本专业主要面向湖北及中部地区,服务交通运输行业,培养具有良好职业道德和敬业精神,掌握必备的文化知识和专业基础理论知识,具备监控系统、收费系统及通信系统的集成与施工、维修维护、系统管理等专业技能,适应高速公路与城市道路信息化系统的施工、维护、管理等岗位工作的高端技能型专门人才。

3.2 “双身份、三循环”人才培养模式的尝试

根据交通信息化建设对人才的需求,以就业为导向,以培养学生的综合职业能力为重点,遵循职业教育规律,突出交通信息化职业教育特色,实施“双身份、三循环”的人才培养模式。即学院和企业共同实施教学过程,学生以“学生+学徒”的双重身份,在学院和企业轮流上课与实训,充分发挥学校和企业两种教育环境、两种教学资源的作用;根据交通安全与控制专业从业人员的实际需要设置课程和实训内容:第一学年学生在校内进行基础文化知识和基础理论知识的学习,中途安排学生到校企合作单位观摩见习,使学生了解未来的工作岗位,之后学生回到学校继续学习;第二学年学生在校内进行系统的专业理论知识学习,中途安排学生到校企合作单位见习,之后学生回到学校继续专业技能的训练;第三学年根据学生的就业意向对学生进行针对性的实习教育,再安排学生到相应校外实习基地进行顶岗实习,之后学生回到学校完成毕业设计及毕业答辩。

3.3 “能力本位”的课程体系的构建

(1)通过职业岗位(群)分析,确定典型工作任务。由交通安全与智能控制专业教师和相关企业行业技术专家和一线技术人员组成专业课程开发设计小组,针对本专业职业岗位(群),采用访谈、问卷、研讨、论证等方式,依据在实际工作中具体工作任务出现的频繁程度、重要性以及所承载的知识与技能,通过岗位(群)分析确定本专业对应的典型工作任务。(2)通过对典型工作任务的归纳、整合,确定行动领域。通过研讨、论证等方式,广泛听取企业行业和学校等各方意见,根据完成典型工作任务所需的能力点不同,将相近工作任务按能力阶次进行归并和分层、分类,归纳出本专业基于能力标准为支点的行动领域。(3)通过对知识和能力结构的解构与重构,实现行动领域向学习领域的转化。由专业教学指导委员会汇集企业行业技术专家、实际生产一线的技术能手、学校专业骨干教师和教学专家,对照职业标准,结合教学资源的整合,根据工作任务的系统性和学生职业能力的形成规律。按照由易到难、循序渐进的原则,同时充分考虑教学的可实施性,以行动为导向,按照实际工作过程组织教学内容,开发出交通安全与智能控制专业主要学习领域。

参考文献

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Abstract: With the rapid development of traffic network construction in China, traffic network is arranged in a crisscross pattern of highway, railway, the traffic safety put forward higher requirements. Intelligent traffic standardization construction is an effective way to improve traffic conditions, increase the traffic safety and promote the rapid development of economy. In this paper, with the implementation of intelligent traffic standards in China, distribution, the standard promotion strategy, analyzing intelligent transportation standard application system structure, technology, the application of countermeasures, to provide reference for the application of Intelligent Transportation Standards in china.

Key words: intelligent transportation; standardization; information platform; application; technology research

中图分类号:F512.3 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)

一 前言

智能交通系统(ITS)又称智能运输系统,是在较完善的交通基础设施之上,利用先进的计算机信息技术、可视化安全预警决策技术、自动化控制技术、通信技术和系统集成技术等,以达到交通的高效便捷、安全舒适。而智能化交通系统的标准化建设是我国现代化交通网络建设的发展目标,近些年来逐渐受到重视。智能交通标准化也是交通标准化的新要求,也是智能交通建设与经济发展可持续发展的重要保障。

二 我国智能交通标准化应用现状

智能交通适于上世纪70年代末交通运输管理中对于电子信息技术的应用,主要集中在道路监控、高速公路收费、GPS、地理信息和系统集成等环节。智能交通标准化的应用也在逐渐完善,截止去年底我国智能交通现行的国家标准已经有148项,包括术语与定义、数字地图及定位、基础信息编码及表述、专用通信、信息服务、交通与紧急事件管理、电子收费、综合运输及运输管理、车辆辅助驾驶与自动公路等标准,但部分国家标准的标龄已明显偏高,需要进行重新修订和完善。随着经济的快速发展和交通网络的构建,智能交通的发展已经成为了城市建设和经济发展的重要目标,尤其是城市公共交通网络的建设。比如,北京、上海、深圳都投巨资进行城市公交网络的智能化建设,积极致力于交通运行协调指挥(TOCC)和路网监管、公交安保等服务体系的建设,建设完善的交通状态指数采集系统,为市民提供全方位的交通信息综合信息服务。进入十二五期间,各省市的智能交通标准化建设,在构建公路综合管理系统、数据标准体系和安全认证体系、危货运输车辆联网控制、ETC收费系统建设等方面都不断有新技术应用出现,信息采集度更高,更能适应人的应用要求。其中很多新技术的应用大量的利用了传感器通信技术和可视化预警决策技术,这些智能交通标准化技术被广泛的应用在智能公交系统(公交车辆智能调度系统、公交IC卡系统、公交客流量检测系统、城市快速公交系统、城市轨道交通系统)、城市智能交通管理系统(城市交通控制系统、交通诱导系统、城市交叉口闯红灯拍照系统)、城市交通电子收费系统、城市共用信息平台系统、城市交通信息服务系统、汽车安全技术等领域。

但是,我国的智能化系统建设与行业标准的完善步骤不统一,使得我国的智能交通标准化应用存在着很多问题,诸如各省市各自为政没有固定统一标准,省市、地区之间的智能化系统建设也不平衡甚至有些地区缺失、信息的共享平台尚未建立,没有形成统一的智能化交通系统信息网络。这些问题都对我国智能交通标准化应用提出了跟高的要求。

三 智能交通标准化的应用对策思考 经济和城镇化的快速发展以及交通网络的不断扩大,再加上城市建设中的地下交通、立体交通的体系构建,对智能交通发展提出了更高要求,智能交通标准化的应用,需要做好以下几个方面的工作:

1.加快智能交通标准的统一整合,地区之间的标准和新旧标准的统一要逐渐统一和完善,借鉴国外先进智能交通应用技术,形成中长期标准战略。

2.国家相关主管部门引导各地尽快对智能交通标准化应用情况进行调查研究,结合标准化技术组织,推动标准的制定、效益评估、信息沟通等公共服务作用。

3.发挥智能交通标准化产业相关企业的研发创新优势,以标准指导研究方向,以新技术平衡智能交通标准,相互促进提高,鼓励企业研究智能交通技术标准的配套政策,进一步完善标准化体系。

4.加强智能交通系统方面的人才培养,创建宽松的人才环境,鼓励科研院校进行标准修缮和技术创新。

5.国家主管部门引导各部门之间的信息沟通与信息网络的建设,将交通网络与城市公交、公路交通、经济发展网络、公共安全、社会治安等各方面,实行多头联动、信息共享。特别是在公共安全预警与辅助决策信息的网络建设,提高公共交通安全和社会治安监管网络的预警和快速反应机制。

6.各级政府主管部门应建立相关制度,促进电子地图、GIS、交通模拟、交通信息采集等新技术和产品的应用推广,增强交通规划的信息化水平和交通工程设计水平。

7.国家政策要倾向于投资决策、中长期科学规划、系统开发研制方面的优惠政策支持,使企业更积极的投入城市智能交通系统的产品开发与生产,促使城市智能交通系统产业化的快速发展。

8.因地制宜推动城市智能交通系统建设,“统筹规划,分步实施”的原则,确定不同地区之间的城市智能交通系统的中长期建设目标和发展策略,减小经济发展不平衡造成的智能交通标准化建设的差距。

9.智能化交通的建设重点侧重于公共交通系统、交通管理系统、信息服务系统、收费管理系统、安全系统、仿真系统的标准化建设,例如公交智能调度系统、城市道路交通监控系统、交通突发事件自动检测系统、可视化安全预警决策系统、交通违法取证系统、出行信息服务系统、自动收费系统、事故安全助手、交通紧急救援系统、交通模拟仿真演练系统等,并以系统的运行验证智能交通标准的合理性、实用性。

10.构建统一的信息网络共享平台,充分利用计算机技术和自动化控制技术以及信息数据分析预警技术,形成可视化信息大网络平台,面向公众查询信息和各部门之间的信息沟通,是智能化交通系统的应用更具有实际意义。

结语

智能交通系统发展与系统标准化的应用有很大的关系,标准化的应用应该根据城市道路交通发展的实际情况,结合智能交通面临的问题和发展趋势,制定交通网络智能化发展的中长期规划标准,将先进的智能交通标准化技术应用到交通管理、安全管理和经济发展战略中,为我国智能化交通系统的建设、经济可持续发展、社会健康发展提供便利和技术保障。

参考文献:

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当今社会对人才的需求越来越高,对教师和教学方式都提出了新的要求,以数字化、网络化、多媒体化和智能化为特点的媒体技术为我们大力发展教育事业创造了良好的契机。如何利用这一契机,积极而有效地培养和开发学生的多元智能, 如何在教育教学过程中挖掘学生的潜能,在当前深化改革、全面推进素质教育的新形势下,使拥有不同天资和强项的学生都能得到最适合其自身特质的发展,从而最终实现人的全面发展,成为广大教育工作者普遍关注的问题。

多元智能理论的构成

多元智能理论是一种全新的人类智能结构的理论,它认为智能是多元的,智能不是某一种能力或围绕某一种能力的几种能力的整合,而是相对独立、相互平等的8种智能。每个人都有自己相对优势或弱势的智能领域。这些智能是全人类都能够使用的学习、解决问题和进行创造的工具。

多元智能中的各种智能内涵:

1.言语语言智能:指人对语言的掌握和灵活运用的能力,表现为用词语思考,用语言和词语的多种不同方式来表达复杂意义。

2.逻辑数理智能:指人对逻辑结果关系的理解、推理、思维表达能力,突出特征为用逻辑方法解决问题,对数字和抽象模式的理解力,认识、解决问题和应用推理的能力。

3.视觉空间智能:指人对色彩、形状、空间位置的正确感受和表达能力,突出特征为对视觉世界有准确的感知,产生思维图像,有三维空间的思维能力,能辨别感知空间物体之间的联系。

4.音乐节奏智能:指人的感受、辨别、记忆、表达音乐的能力,突出特征为对环境中的非言语声音,包括韵律和曲调、节奏、音高、音质的敏感。

5.身体运动智能:指人的身体的协调、平衡能力和运动力量、速度、灵活性等,突出特征为利用身体交流和解决问题,熟练地进行物体操作的能力。

6.人际交往智能:指对他人的表情、说话、手势动作的敏感程度以及对此做出有效反应的能力,表现为个人能觉察、体验他人的情绪、情感并作出适当的反应。

7.自我内省智能:指个体认识、洞察和反省自身的能力,突出特征为对自己的感觉和情绪敏感,了解自己的优缺点,用自己的知识来引导决策,设定目标。

8.自然观察者智能:指的是观察自然的各种形态、对物体进行辨认和分类、能够洞察自然或人造系统的能力。

运用现代媒体技术培养学生的多元智能

(一)创设多元化的教学情境,优化学生的智能结构

根据加德纳的理论,不同社会文化环境教育条件下的人们智力发展方向和程度有着明显的区别。智力是分布的、情境化的,即智力不仅仅存在于人的大脑中,它还可以分布在个体环境下的人和物,只有考虑到一个人所处的环境才能真正的理解他的智力。因此,教育应当为每一个孩子搭建平台,创设丰富的情境,开发他们的各项智能,扬长避短,使他们的智能形成优化的结构。在信息技术构建的情境中,首先,学生可以利用多媒体计算机进行文字处理、数据分析、多媒体创作等,使学生的语言智能、逻辑――数理智能、音乐节奏智能等得以发展。其次,运用多媒体计算机和人工智能技术相结合进行虚拟现实,让学生在一个虚拟的环境中开展学习、模拟活动,可使学生的视觉空间智能、身体运动智能、以及自然观察智能得到充分的发展。再次,利用网上交流工具创设协作学习情境,对高级认知能力的发展、合作精神的培养和良好人际关系的形成,也有明显的促进作用。教师应充分运用信息技术,为学生创设多元化的教学情景,展示丰富的形象、直观的教学资源和教学游戏,让学生在多种媒体信息的刺激下,调用多种感官进行学习,发展各种智能。

(二)搭建新媒体交流平台,促进学生的人际关系智能的发展

媒体技术有利于创设沟通、交流、合作的学习情境,建立协作学习模式,学生在这样的学习情境中能够更好地把握自己,观察他人,进而学会在交流中养成接纳、协作、欣赏等优秀品质,从而建立起一种积极的、相互促进的人际关系,培养学生的交往意识和能力。在远程教育中,学生利用计算机网络与教师进行信息的沟通,并通过网络与不同地区的学员讨论、交流学习中遇到的问题,这些都有效地促进了学生的人际关系智能的发展,并促进其学习效率的提高。目前可供交流的新媒体也有很多,以博客为例,它在促进学生的人际关系智能的发展方面有两大优势。第一,鼓励参与者发表自己不同的观点。博客的模式是平等的,对于教师或书本上的观点,学生可以通过博客的方式发表他对于这些问题的理解,博客并不要求意见的统一,但要求意见的针对性和独立性。第二,鼓励学生的参与和协作。博客可以有效地鼓励学生的参与,不光是阅读和评论老师或其他同学的博客日志,更重要的是可以通过建立自已的博客日志,设置自已的议题,与别人分享自已的思想。

(三)利用网络媒体学习,激发学生的优势智能

在多元智能理论看来,每位学生都有相对优势的智能领域。网络资源丰富多彩,随着多媒体的呈现形式日益发展,学生可以利用文、图、视频、音频等多种因素组合来展示自己的想法。教育的最终目的在于促进学生的发展,我们可以在对学生进行评价的基础上注意发现他们的优势智力领域并加以挖掘和发展。首先,教师在教学过程中,可以运用信息技术向学生展示多元化的教学信息,激发学生的优势潜能,使学生利用各自的智力特点进行有效的学习。同时学生也可以根据自己的兴趣合理的利用网络资源,进而增强了自主学习的能力,促进优势智能的发展。其次,利用赏识教育,帮助学生建立自信心。学校培养和发展学生智力强项的意义不仅仅在于促进学生的智力潜力的发展,而且更在于提高学生的自信心。要多鼓励学生尝试运用不同的智能因素,使用不同的方法,达到较好的学习效果,从而促进学生多元智能的扩散和发展。

(四)利用计算机辅助学习,培养学生的创造能力

加德纳的研究不仅揭示了一个宽泛的智能体系,而且提出了新颖的智能概念。他把智能定义为:在实际生活中解决所面临的实际问题的能力、提出并解决新问题的能力、对自己所属文化提供有价值的创造和服务的能力。从智力的本质来讲,解决实际问题的能力也是一种创造能力。利用媒体技术开展综合实践活动,激发学生多种智能的组合,培养学生的创造力。

计算机的软硬件技术发展的很快,为学生提供了很多学习工具,常见的有office办公软件,photoshop图像处理软件,数据库软件,演示软件等,学生可以利用这些软件写文章,对数据进行分析处理,制作电子交流演示文稿等,从而帮助学生整理思维、总结规律,形成自己的观点,同时学生的语言――言语智能,数理――逻辑智能,人际――交往智能都得到了很好的开发。学生可以根据自己的智力特点,选择研究过程、研究方法、研究手段和策略,充分运用计算机和网络媒体,让学生组合使用不同的技巧和智能有效地开展学习活动,从而培养了学生的创新能力并且促进其多元智能的组合和发展。

在课堂中利用媒体培养学生的多元智能及需注意的问题

在课堂教学中,学生是认知的主体,教学中应充分发挥学生学习的积极性、主动性,促进学生主动学习。在这里多媒体系统课堂演示教学模式有两个显著的功能:

第一,多媒体系统课堂演示教学模式可以为学生提供理想的在真实情景下感知语言与文化的环境。以英语视听说教学为例,视听说课是一门实践性很强的语言技能综合训练课程。内容丰富的视听材料所提供的语言形式和社会文化语境可以培养学生识别文化差异的能力,激发同化动机,从而把目标语词的学习与目标语的文化有机地结合起来,深入地学习并真正掌握该语言。在教学实践过程中通过理解练习、导视播放、跟读模仿、同步跟读比较、录音合成比较、同声传译、对白转换以及独白叙述等课堂教学环节,比较集中地解决了学生“开口说”的训练问题。口头表达由传统课堂教学中“让我说”的被动型,转变为“我要说”的主动型,学生的认知潜能因此得以最大限度地发挥。

第二,在课堂教学中,学生在教师有意识的引导下,通过多媒体计算机创设的情景与教师、同学进行会话交流、协商讨论、质疑辩论等,从而锻炼学生分析问题和解决问题的能力,培养学生的学习兴趣。当一个学生对他所学的学科发生兴趣时,就会积极、主动、愉快地去学习,而不会感到是种沉重的负担,因而要教师从多方面给予引导。激发和培养学生的学习兴趣,应当成为教学中随时随地的一项任务。多媒体课堂能使“以学生为中心”的教学原则得以体现。教师的角色发生转变,由原来的知识传授者、灌输者转变为学生学习的帮助者、促进者,完全体现了以“学生为中心”的教学原则。在整个施教的过程中,各种资源被充分用来支持学生的“学”,而不是支持教师的“教”。教师在课堂上的每一步牵引和指导都是在帮助学生完成一个独立的交际任务,学生的积极性、主动性和创造性在这一过程中得到充分发挥,必将在交际活动中收到意想不到的效果。

总结

当前我国教育改革的核心问题,是如何从应试教育向素质教育转变,多元智能理论无疑对教育改革提供了强有力的理论支撑。多媒体、网络等新媒体技术逐步全面的走进课堂,这是信息社会不可逆转的趋势,这种新的媒体技术改变了传统的以教师为主体的教学模式以及教学观念和评价模式,学生开始变为课堂的中心。新媒体技术具有信息容量大、互动性、多样化、个性化等特性。这些特性与多元智能理论注重个体的差异性,倡导多元智能的平等性,鼓励优势智力发展和迁移的延展性等理论本质是不谋而合的。因此,利用新媒体技术来培养学生的多元智能虽然不是当前最完美的途径,却是最合适、最便捷的一条途径。

参考文献:

[1]杨南昌,钟志贤.多元智能理论对个性化网络学习环境设计的启示.中国远程教育,2003(3)

[2]李梅,宋蔚,张新明.信息技术与学生多元智能的培养.现代教育科学,2006(3)

[3]周刚.浅谈计算机辅助教学.保山师专学报,2002(5)

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随着智能电网、绿色能源席卷全球,电力行业迎来了蓬勃发展的新时期,电力不但要信息化还要智能化,电力企业将需要大量高水平的既精通信息技术又有电力专业背景的人才,这给电力大学计算机专业人才培养带来机会和挑战。结合电力大学的大电力特色,为培养智能电网急需的高素质复合型人才,开展计算机专业电力特色教学模式的研究和实践具有重要的意义。为了培养智能电网急需的信息人才,需要开展计算机专业的电力特色教学,首先要开设“电力信息化”课程。

一、我国电力信息化现状及智能电网的目标

电力信息化是指计算机、通讯等信息技术在电力工业各个环节应用全过程的统称。我国当今电力信息化现状是实施电力工业生产过程各个环节的信息化,包括电力工业规划、设计、施工、发电生产、输电、变电、配电、用电、电网调度、供电营销、物资及管理等各个环节。由此可见,信息技术是电力信息化的基础,各类电力资源的开发和利用是电力信息化的核心。提高电力企业的经营决策水平和经济效益是电力信息化的宗旨。智能电网将使电力信息化从数字化向智能化发展。智能电网是电力信息化的延续和飞跃。智能电网是飞速发展的信息技术与新能源变革融合在一起的产物。中国的智能电网目标是分三个阶段推进:2009年至2010年为规划试点阶段,重点开展“坚强智能电网”发展规划工作,制定技术和管理标准,开展关键技术研发和设备研制及各环节试点工作;2011年至2015年为全面建设阶段,加快特高压电网和城乡配电网建设,初步形成智能电网运行控制和互动服务体系,关键技术、装备实现重大突破和广泛应用并自主可控;2016年至2020年为引领提升阶段,全面建成统一的“坚强智能电网”,技术和装备全面达到国际先进水平。

通过分析我国电力信息化现状及智能电网的目标可见,各国探索智能电网建设的先行策略是信息技术应用。为实现智能电网的战略目标,电力企业将需要大量高水平的既精通信息技术又懂电力信息化业务的复合型人才,因此,对计算机专业学生开展电力特色教学是非常必要的。

二、电力大学计算机专业电力特色教学模式

面对电力行业信息化飞速发展的形势,特别是智能电网席卷全球,电力大学计算机专业的教学模式在保有原有优势的基础上创建特色,开展以计算机技术为主、电力专业背景为辅的特色教学模式。2010年学校设立了计算机专业电力特色教学模式研究和实践的教改项目,以实现计算机专业的电力特色及工程应用能力的培养。电力特色教学重点要放在计算机技术和电力专业交叉点上,电力特色教学的先行策略是由电力信息化这门课程承担此重任。2010年学校将电力信息化课程列入433门核心课程中。修改后的2008版教学大纲中电力信息化这门课程是计算机专业学生的必修课程,这不但要求电力信息化这门课程的内容不断优化,同时也要求对电力信息化课程的教学进行改革。

电力大学计算机专业电力特色教学模式的后行策略是在电力信息化这门课程改革和研究的基础上进行课程群建设,开设代表计算机技术和电力专业最新技术交叉点的“电力云平台”、“电力物联网技术”等课程,并将“电力信息化”、“电力云平台”及“电力物联网技术”三门课程纳入到一个课程群来建设。可见电力大学亟待探索并建立适合计算机专业的电力特色及工程应用能力的培养模式。

三、电力信息化课程特点与教学现状分析

1.电力信息化课程的特点

电力信息化这门课程具有如下特点:

(1)涉及面广。电力信息化这门课程内容涵盖电力工业生产发电、输电、变电、配电、用电、电网调度等全过程的信息化与智能化。课程内容包括发电企业的信息化与智能化、变电站的信息化与智能化、电力调度中心信息化与智能化、配用电生产管理信息化和智能化、电力信息安全技术及物联网在智能电网中的应用等。

(2)技术先进前沿。电力信息化这门课程内容涵盖当今信息和电力领域的前沿技术、热点技术。如在讲解变电站的信息化与智能化这部分内容时要详细分析电力领域的热点技术iec61850。在讲解电力调度中心信息化与智能化这部分内容时要详细分析信息领域的热点技术soa和电力领域的热点技术cim及其在电力调度的应用。在讲解物联网在智能电网中的应用这部分内容时要详细分析当今信息和电力领域的前沿技术物联网、智能电网及云平台。

(3)与电力行业实际工程紧密结合。在讲解课程的各部分内容时紧密结合实际工程。如在讲解发电企业的信息化与智能化这部分内容时紧密结合发电企业的实际工程,如水电站厂级监控系统、火电站的dcs系统、发电厂?sis系统、发电厂智能管理信息系统等。

(4)多学科的交叉。电力信息化课程是计算机技术、通讯技术、控制技术、电力系统背景知识的融合与交叉。在讲解课程的各部分内容时处处是多学科的交叉,如在水电站厂级监控系统中涉及计算机的网络通讯技术,涉及控制领域的plc技术和现场总线技术,涉及水力发电特性专业背景知识等。

(5)电力信息化课程的教学内容是动态的,是与时俱进的,随着电力信息化和智能化的发展而不断地补充新内容,没有现成的教材。当今世界电力信息化和智能化发展非常迅速,如国家电网公司已经开展广域全景分布式一体化的电网智能调度技术支持系统研制。在讲解电力调度中心信息化与智能化这部分内容时就必须补充这部分新技术。

2.电力信息化课程教学现状分析

(1)没有现成的教材,课程难度大,师资紧缺。从上述分析的电力信息化这门课程的特点可见,要求老师具备丰富的知识储备及电力工程经验。

(2)课程内容与电力实际紧密结合,学生没有现场工程概念,又是多学科的交叉,学生感觉课程难度大且抽象,学习兴趣不足。很多学生很想学好这门课,但他们中只了解信息技术,没有其他学科技术知识的积累。本课程开设在大三的第六学期,很多学生感觉困难后就放弃了,准备考研复习。

四、电力信息化教学改革的思想和方法

电力信息化这门课程是综合应用课程,教学思想和方法的改革是必要的,具体措施如下:

1.组建一支优秀的教学团队

通过引进发掘培养人才,组建一支优秀的教学团队。吸纳不同学科的拥有前沿的信息技术、丰富的电力背景和工程经验的老师进入团队,可以根据老师的特长安排讲解相应的章节。电力信息化这门课程可由若干老师共同完成。由于国内市场几乎没有相关专著和教材,已经组织讲课团队老师撰写并出版电力信息化教材。教材包含当今电力信息化和智能化最新技术并提供老师们的最新研究成果。该团队的老师需要及时了解电力行业的信息化和智能化最新动态的最新技术。除了合作项目途径外,老师要利用一切机会参加合作、进修和交流。通过团队的力量来解决没有现成的教材、课程难度大的问题。

2.补充课程中需要的其他学科知识

鉴于计算机专业学生的知识结构比较单一,在学习电力信息化课程时先为学生补充必需的计算机控制与通讯基础技术知识,包括计算机控制通道接口技术、plc技术、串行通讯技术、现场总线技术及工业以太网技术等。在学习电力信息化的具体相关内容时为学生铺垫必需的电力背景知识和工程背景内容,如讲解水电站厂级监控系统时要先补充水力发电厂相关内容。通过利用一定的学时补充课程中需要的其他学科知识来降低学生课程学习的难度,使学生能快速全面地了解并掌握电力信息化技术。

3.新技术、新理念的引入

由于没有现场工程概念,学生在学习电力信息化课程时会感觉抽象、难以理解,老师有必要与时俱进地将新的技术和理念引入课堂中。例如可以引入当今电力行业流行的先进仿真培训软件,比如三维变电站仿真培训软件,让学生在软件上仿真漫游变电站并模拟各种操作。通过仿真软件让学生模拟接触电力工业现场,建立对电力工业现场的感性认识,提高学生的学习兴趣。

为了加强学生课后巩固教学环节,帮助学生消化和应用所学知识,可以将新的理念引入课堂中。借鉴西方本科教学及我国研究生培养的经验,本课程课后作业巩固环节可以尝试不同于常规计算机专业课程的方法。本课程要求学生在课后查阅大量的文献资料。每章的作业是查阅与本章相关的文献资料并撰写提交小论文,期末每个学生制作ppt文件并开展讨论。

在学生课后巩固教学环节中老师起着重要的引导作用。指导本科学生查阅相关文献资料时,首先要教会学生如何在海量信息中查找到需要的优秀文献,如何充分利用校图书馆提供的优质库资源,然后指导学生如何读文献,如何写小论文。要求学生在每章节后阅读15篇以上相关文献资料并提交小论文。教师要认真批阅学生的小论文,总结学生容易出现的普遍性问题,在下次写小论文时提醒学生注意。

4.实施案例教学

篇12

作者简介:徐茹枝(1966-),女,江西上饶人,华北电力大学控制与计算机工程学院,副教授;苏林萍(1967-),女,河北定州人,华北电力大学控制与计算机工程学院,副教授。(北京 102206)

中图分类号:G642.0?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)36-0048-02

随着智能电网、绿色能源席卷全球,电力行业迎来了蓬勃发展的新时期,电力不但要信息化还要智能化,电力企业将需要大量高水平的既精通信息技术又有电力专业背景的人才,这给电力大学计算机专业人才培养带来机会和挑战。结合电力大学的大电力特色,为培养智能电网急需的高素质复合型人才,开展计算机专业电力特色教学模式的研究和实践具有重要的意义。为了培养智能电网急需的信息人才,需要开展计算机专业的电力特色教学,首先要开设“电力信息化”课程。

一、我国电力信息化现状及智能电网的目标

电力信息化是指计算机、通讯等信息技术在电力工业各个环节应用全过程的统称。我国当今电力信息化现状是实施电力工业生产过程各个环节的信息化,[1]包括电力工业规划、设计、施工、发电生产、输电、变电、配电、用电、电网调度、供电营销、物资及管理等各个环节。由此可见,信息技术是电力信息化的基础,各类电力资源的开发和利用是电力信息化的核心。提高电力企业的经营决策水平和经济效益是电力信息化的宗旨。[2,3]智能电网将使电力信息化从数字化向智能化发展。智能电网是电力信息化的延续和飞跃。智能电网是飞速发展的信息技术与新能源变革融合在一起的产物。中国的智能电网目标是分三个阶段推进:2009年至2010年为规划试点阶段,重点开展“坚强智能电网”发展规划工作,制定技术和管理标准,开展关键技术研发和设备研制及各环节试点工作;2011年至2015年为全面建设阶段,加快特高压电网和城乡配电网建设,初步形成智能电网运行控制和互动服务体系,关键技术、装备实现重大突破和广泛应用并自主可控;2016年至2020年为引领提升阶段,全面建成统一的“坚强智能电网”,技术和装备全面达到国际先进水平。

通过分析我国电力信息化现状及智能电网的目标可见,各国探索智能电网建设的先行策略是信息技术应用。为实现智能电网的战略目标,电力企业将需要大量高水平的既精通信息技术又懂电力信息化业务的复合型人才,因此,对计算机专业学生开展电力特色教学是非常必要的。

二、电力大学计算机专业电力特色教学模式

面对电力行业信息化飞速发展的形势,特别是智能电网席卷全球,电力大学计算机专业的教学模式在保有原有优势的基础上创建特色,开展以计算机技术为主、电力专业背景为辅的特色教学模式。2010年学校设立了计算机专业电力特色教学模式研究和实践的教改项目,以实现计算机专业的电力特色及工程应用能力的培养。电力特色教学重点要放在计算机技术和电力专业交叉点上,电力特色教学的先行策略是由电力信息化这门课程承担此重任。2010年学校将电力信息化课程列入433门核心课程中。修改后的2008版教学大纲中电力信息化这门课程是计算机专业学生的必修课程,这不但要求电力信息化这门课程的内容不断优化,同时也要求对电力信息化课程的教学进行改革。

电力大学计算机专业电力特色教学模式的后行策略是在电力信息化这门课程改革和研究的基础上进行课程群建设,开设代表计算机技术和电力专业最新技术交叉点的“电力云平台”、“电力物联网技术”等课程,并将“电力信息化”、“电力云平台”及“电力物联网技术”三门课程纳入到一个课程群来建设。可见电力大学亟待探索并建立适合计算机专业的电力特色及工程应用能力的培养模式。[4]

三、电力信息化课程特点与教学现状分析

1.电力信息化课程的特点

电力信息化这门课程具有如下特点:

(1)涉及面广。电力信息化这门课程内容涵盖电力工业生产发电、输电、变电、配电、用电、电网调度等全过程的信息化与智能化。课程内容包括发电企业的信息化与智能化、变电站的信息化与智能化、电力调度中心信息化与智能化、配用电生产管理信息化和智能化、电力信息安全技术及物联网在智能电网中的应用等。

(2)技术先进前沿。电力信息化这门课程内容涵盖当今信息和电力领域的前沿技术、热点技术。如在讲解变电站的信息化与智能化这部分内容时要详细分析电力领域的热点技术IEC61850。在讲解电力调度中心信息化与智能化这部分内容时要详细分析信息领域的热点技术SOA和电力领域的热点技术CIM及其在电力调度的应用。在讲解物联网在智能电网中的应用这部分内容时要详细分析当今信息和电力领域的前沿技术物联网、智能电网及云平台。

(3)与电力行业实际工程紧密结合。在讲解课程的各部分内容时紧密结合实际工程。如在讲解发电企业的信息化与智能化这部分内容时紧密结合发电企业的实际工程,如水电站厂级监控系统、火电站的DCS系统、发电厂?SIS系统、发电厂智能管理信息系统等。

(4)多学科的交叉。电力信息化课程是计算机技术、通讯技术、控制技术、电力系统背景知识的融合与交叉。在讲解课程的各部分内容时处处是多学科的交叉,如在水电站厂级监控系统中涉及计算机的网络通讯技术,涉及控制领域的PLC技术和现场总线技术,涉及水力发电特性专业背景知识等。

(5)电力信息化课程的教学内容是动态的,是与时俱进的,随着电力信息化和智能化的发展而不断地补充新内容,没有现成的教材。当今世界电力信息化和智能化发展非常迅速,如国家电网公司已经开展广域全景分布式一体化的电网智能调度技术支持系统研制。在讲解电力调度中心信息化与智能化这部分内容时就必须补充这部分新技术。

2.电力信息化课程教学现状分析

(1)没有现成的教材,课程难度大,师资紧缺。从上述分析的电力信息化这门课程的特点可见,要求老师具备丰富的知识储备及电力工程经验。

(2)课程内容与电力实际紧密结合,学生没有现场工程概念,又是多学科的交叉,学生感觉课程难度大且抽象,学习兴趣不足。很多学生很想学好这门课,但他们中只了解信息技术,没有其他学科技术知识的积累。本课程开设在大三的第六学期,很多学生感觉困难后就放弃了,准备考研复习。

四、电力信息化教学改革的思想和方法

电力信息化这门课程是综合应用课程,教学思想和方法的改革是必要的,具体措施如下:

1.组建一支优秀的教学团队

通过引进发掘培养人才,组建一支优秀的教学团队。吸纳不同学科的拥有前沿的信息技术、丰富的电力背景和工程经验的老师进入团队,可以根据老师的特长安排讲解相应的章节。电力信息化这门课程可由若干老师共同完成。由于国内市场几乎没有相关专著和教材,已经组织讲课团队老师撰写并出版电力信息化教材。教材包含当今电力信息化和智能化最新技术并提供老师们的最新研究成果。该团队的老师需要及时了解电力行业的信息化和智能化最新动态的最新技术。除了合作项目途径外,老师要利用一切机会参加合作、进修和交流。通过团队的力量来解决没有现成的教材、课程难度大的问题。

2.补充课程中需要的其他学科知识

鉴于计算机专业学生的知识结构比较单一,在学习电力信息化课程时先为学生补充必需的计算机控制与通讯基础技术知识,包括计算机控制通道接口技术、PLC技术、串行通讯技术、现场总线技术及工业以太网技术等。在学习电力信息化的具体相关内容时为学生铺垫必需的电力背景知识和工程背景内容,如讲解水电站厂级监控系统时要先补充水力发电厂相关内容。通过利用一定的学时补充课程中需要的其他学科知识来降低学生课程学习的难度,使学生能快速全面地了解并掌握电力信息化技术。

3.新技术、新理念的引入

由于没有现场工程概念,学生在学习电力信息化课程时会感觉抽象、难以理解,老师有必要与时俱进地将新的技术和理念引入课堂中。例如可以引入当今电力行业流行的先进仿真培训软件,比如三维变电站仿真培训软件,让学生在软件上仿真漫游变电站并模拟各种操作。通过仿真软件让学生模拟接触电力工业现场,建立对电力工业现场的感性认识,提高学生的学习兴趣。

为了加强学生课后巩固教学环节,帮助学生消化和应用所学知识,可以将新的理念引入课堂中。借鉴西方本科教学及我国研究生培养的经验,本课程课后作业巩固环节可以尝试不同于常规计算机专业课程的方法。本课程要求学生在课后查阅大量的文献资料。每章的作业是查阅与本章相关的文献资料并撰写提交小论文,期末每个学生制作PPT文件并开展讨论。

在学生课后巩固教学环节中老师起着重要的引导作用。指导本科学生查阅相关文献资料时,首先要教会学生如何在海量信息中查找到需要的优秀文献,如何充分利用校图书馆提供的优质库资源,然后指导学生如何读文献,如何写小论文。要求学生在每章节后阅读15篇以上相关文献资料并提交小论文。教师要认真批阅学生的小论文,总结学生容易出现的普遍性问题,在下次写小论文时提醒学生注意。

4.实施案例教学

新的电力信息化教学实施方案与国内外电力发展紧密结合,既具有理论性又有很强的实用性。此课程在教学方法上必须将理论与工程案例结合,实施案例教学。案例可以来源于实际经典案例,也可以来源于老师们的最新研究的相关成果。在案例教学的过程中要培养学生如何将工程应用问题转化为计算机问题的能力。如在讲解IEC61850和CIM技术时,要剖析IEC61850和CIM是如何利用计算机技术中的面向对象技术来建模的。

五、结论

电力信息化是电力大学计算机专业的特色课程,在计算机专业的电力特色人才培养中起着重要的作用。通过本课程的改革促进计算机专业学生对电力信息化、智能化技术的理解和掌握,使电力大学计算机专业的学生更具有自己的特色,以实现计算机专业电力特色及工程应用能力的培养,进一步提升学生的专业素养和就业竞争力。

参考文献:

[1]王明俊.智能电网热点问题探讨[J].电网技术,2009,33(18):9-16.