交通的智能化范文

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Abstract: the public transport system intelligent management is to point to will all kinds of advanced technology used in the public transport system, in order to improve the public transport operation service quality, improve operation efficiency, increase attraction integrated transportation management system. Taking public transportation management requirements for guidance, from information collection, positioning control and bus rapid transit system set up in such aspects as, to realize the public traffic intelligent management of the concrete implementation in the paper.

Keywords: public transportation; Intelligent management; Information collection; Bus rapid transit system

中图分类号：C913.32文献标识码：A 文章编号：

一、公交客流信息采集技术

城市公共交通是一个动态服务系统，需要根据不断变化的交通流参数、客流分布、道路状况以及天气条件的变化进行及时调整。要提高城市公交服务水平，建立完善的智能公交系统，就必须具有先进的客流采集技术和设备，为客流统计分析处理提供数据基础，因此客流信息采集是实现公交系统智能化的前提，也是提高服务水平的重要基础。

1.公交客流调查

公交客流信息主要包括出行OD、各站点上下车人数、留站人数、断面通过量、满载率、平均运距及时间、方向等动态数据。

2.公交客流信息采集

客流信息的种类与作用各不相同，获取的方法和技术也有多种。但大体上可以分人工调查和自动采集两大类。

人工调查

多年来公交企业为获取公交客流信息大多采用人工调查方法，一般可分为随车客流调查、驻站客流调查、问询客流调查和月票调查等方式。

自动采集

自动采集方式主要包含基于压力传感器、红外线传感器、超声波传感器等设备的客流信息自动采集，以及基于视频图像处理技术或基于公交IC卡的客流信息自动采集。

上述的各种采集方法都有各自的适用侧面，且使用条件也不尽相同。随着现有数据获取技术在公交客流信息采集方面的应用以及各种新型检测器技术的出现，公交运营企业将可及时得到更加全面、精确的实时信息，从而保证公交车辆更加合理地运行、提高企业的服务质量和运营管理水平。

二、运营车辆自动定位监控

公交系统的运行效率与服务水平,不仅与道路和车辆等基础设施有关，更依赖于运营管理技术的先进性，特别是车辆运行信息的获取与处理技术的应用，本文针对传统公交管理系统的不足，提出了基于3G，即：GPS、GIS、GSM的公交车辆运行管理系统结构框架，分析公交车辆运行信息的需求，重点对公交车辆运行信息的采集和处理方法进行了研究。

1. 基于3G的公交车辆运行管理系统结构框架设计

基于3G的公交车辆运行管理系统采用GPS获取车辆的定位信息，是以GPRS或者GSM为手段，将GPS定位数据传输到公共交通营运管理中心，GPS定位数据与GIS相结合，完成公交车辆运行特征的分析与判别，为公交车辆运行管理人员提供动态调度决策的信息支持，以便于使乘客能够通过多种方式了解车辆的运行状况，对出行计划进行实际调整。

2. 公交车辆运行信息的需求分析

公交车辆的运行信息对于公交营运管理部门和居民出行都具有重要作用，是实现公交智能化的基础平台。

为了提高公共交通的有效性和可靠性，对公交车辆运行信息进行采集与处理是非常必要的，其用途可主要表现在如下方面：

实现公交车辆的动态一体化调度。

实现公交车辆的平稳运行及安全性

实现公交车辆的优先通行及自动报站

为乘客提供动态公交信息服务。

3．基于GPS的公交车辆运行信息采集

公交车辆运行信息的采集方法主要是GPS全球定位系统(Global Positioning System)。GPS是全球性连续实时导航定位系统，由三个独立部分组成：GPS卫星、地面支撑系统和GPS接收机。

运用GPS采集公交车辆运行信息时，需要注意采样时间间隔、车辆运行状况分析区间的设定以及信息传输机制等方面的问题。

4. 基于GPS公交车辆运行信息的处理

信息处理的目的是为了便于调度中心及时掌握车辆的运行状态，并及时给予相应的指令。

1) GPS与GIS的匹配处理

由于GPS数据存在误差，当公交车辆运行轨迹显示在GIS电子地图上时，会出现车辆在路外行驶的假象，因此，在获得GPS数据后，首先要进行地图匹配以便于调配管理。

2) 公交车辆在站点处运行信息的处理

公交车辆在站点处的运行信息对于确定其是否存在私下越站不停车、停站滞留、晚点到站或发车等行为具有重要意义。

3) 公交车辆在分析区间内运行信息的处理

公交车辆各分析区间内的运行信息可用于确定其是否存在超速或慢速行驶行为。

5. 公交车辆运行的其他信息处理

公交车辆运行的其它信息主要包括车辆在运行过程中与特定标识物之间的距离。

公交系统的运行效率与服务水平不仅与道路和车辆等基础设施有关，更依赖于运营管理技术的先进性。就我国情况而言，应以实现公交动态调度一体化决策和提高决策自动化程度为目标，这是解决城市交通问题的重要途径。

三、ITS技术在快速公交调度中的应用

ITS(Intelligent Transport System)是一种将先进的信息技术、数据通讯技术、电子控制技术、传感器技术以及计算机处理技术有效地综合运用于整个运输体系的技术，其不仅能够应用于车辆运行的优先设置、公交车辆调度等方面，还可以在收费及检票系统、乘客咨询系统等服务系统中发挥其智能化的功能。公交车辆调度作为快速公交系统的的一个重要组成部分，其运作效率对整个快速公交系统服务水平有很大的影响。

1. 快速公交系统的定义及组成

快速公交系统(BRT，Bus Rapid Transit)有别于传统的公交系统，它利用大容量、低成本、低排放、及先进导向技术现代的巴士，在城市中开辟、修建巴士专用道，配合ITS技术，采用轨道交通的运营管理模式，提供优质公交服务。这种新的公交模式包括车辆、专用道、控制系统、收费系统、乘客信息系统五个方面。

2. ITS技术在国内外快速公交调度系统中的应用

由于ITS技术的应用能够增加BRT系统的安全性、提高运营效率和品质，有助于实现BRT系统与其他运输工具的整合，很多国外大城市的BRT系统都采用了ITS技术来进行优化。在26个美国公交协作研究报告中，快速公交系统案例分析所列举的BRT系统中，有20个城市安装了车辆监视系统，有10个城市将ITS应用于先进的排班调度系统，有8个采用先进的通讯系统以确保调度的顺利进行。就国内而言，各大城市也相继建立了BRT系统，像北京快速公交南中轴系统，是北京市根据其公交发展的需要，借鉴国外先进理念和技术而设计的北京市第一条大容量快速公交系统。该线路全长约15．8km，共设16个车站，设计运营速度30~35km／h，日客运能力12．5万人次。

当前我国BRT调度系统的运作情况，还存在以下问题：

一是提高公交调度水平的高科技设备尚未得到有效整合。我国很多BRT系统为提高运营效率和服务水平，在不同子系统使用不同程度的高科技设备。但是使用高科技设备的公交车的实时通过请求、应答及调度一体化的系统尚未建成。由部分系统设备技术的进步带来总体运营效率的提高程度有一定的局限性，只有有效地整合这些高科技设备，才能使整个BRT调度水平不断上升。

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随着计算机技术的不断发展，以及道路交通监控领域中国家系列规范的颁布和实施，“高清监控”愈来愈受到人们的重视和青睐。具有图像清晰、信息量丰富、色彩逼真、视角宽广等重要特征的“高清监控”被运用到实际工程当中，带来了不可低估的经济和社会效益。100万、200万、500万像素的高清摄像机，CCD或者是CMOS的感光材料，全嵌入式、工控式、混合式结构等，都在这样的大背景下竞相登场，呈现出一派“百舸争流”的景象。笔者将通过本文，与读者分享对当下高清卡口、电警工程技术发展新特点的认识。

2前端采集环节趋于采用全嵌入式、智能化、工业级别的高清抓拍、控制、采集系统

（1）高清抓拍摄像机采用以TI公司的DM6467为核心的嵌入式主板，功耗低；采用无风扇设计，耐75℃高温；内置硬件看门狗电路，能够在系统异常后自动重启、恢复工作。软件方面，高清抓拍摄像机采用专门针对DM6467设计的嵌入式Linux系统，避免遭受网络攻击和病毒侵袭。相对于工控机模式或者是嵌入式的工控机，以上改进显然提高了系统的整体稳定性。（2）高清抓拍摄像机内部集成高清抓拍系统软件和号牌定位识别软件；植入自动控制模块，将线圈触发、视频触发、雷达触发与启动补光无缝地集成；直接把图像数据上传到远端服务器的数据库中。（3）前端存储采用嵌入式网络硬盘盒，以固态电子硬盘为存储介质。相对于采用SD卡或者使用工控机而言，此举可使存储的稳定性和可靠性得到大幅的提升。（4）采集设备防护罩采用特殊设计。护罩的窗口采用透光率达99.5%的特殊光学防尘玻璃（普通玻璃透光率为80%左右），减少了反射干扰，使采集的图像色彩更加扎实、细节更加丰富。另外，护罩还引入了对承受高温、低温、雨淋、盐雾、粉尘等各种气候环境压力的考虑；具有一定的机械强度且达到适应应用环境的防尘、防水密封的要求，长期使用不会有严重锈蚀，符合IP66的防护要求。

3前端采集设备通过集成多功能应用软件实现更完善的智能化

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Research on intelligent traffic management system based on the network of vehicle

Abstract：With the increase of motor vehicle quantities，road traffic congestion and pollution is becoming increasingly serious. Traditional traffic management system has failed to meet the modern transportation system requirements in traffic information collection, vehicle inspection and supervision, violate the traffic management. Based on this, the paper studied intelligent traffic management system composition based on the network of vehicle ，the function of the system and the key technologies involved have also been analyzed, which could provide important theoretical basis for intelligent traffic management system construction .

Keywords：Network of vehicle；RFID；Traffic information collection；Traffic management system

中图分类号：C913文献标识码： A

1引言

随着我国城市化和机动化程度不断提高，机动车数量急剧增长，导致交通拥堵、交通事故、交通环境污染等问题日益严重，已成为制约城市社会经济发展的主要瓶颈之一，也是各级政府部门和社会公众关注的热点问题[1]。以武汉市为例，交通高峰期中心城区部分主干道的平均车速低于20km/h ,严重影响公众出行效率和成本，给人们的工作、生活带来了极大的不便[2]。

智能化交通管理系统就是应用先进的计算机、通信技术、传感技术、数据管理和融合技术，将车辆、道路和交通管理系统连结为一体，按照交通系统运行状况和特殊要求合理地引导、 限制和优化组织交通流, 为城市道路创造有序、 迅速、 安全舒适的行车环境。目前交通管理部门主要通过线圈检测器、视频检测器等对道路交通状况进行实时监测。受资金、人力等因素制约，交通管理部门仅在少数重要路段和交叉口布设了检测器，导致道路网上存在大量的信息“真空地带”。另外，现有检测器主要采集流量、车速和车流密度等参数，无法获取车辆的OD（起迄点）、行程时间、行驶路径等信息，难以实现道路交通管理的精细化和科学化[1,3]。在车辆监管和违章稽查方面，目前机动车主要通过车辆号牌进行标识，对于假牌车、套牌车、无牌车、肇事逃逸车、报废车等的监管和稽查，缺乏有效的技术手段。在道路交通管理方面，由于缺乏详实的基础数据和交通系统分析手段，目前交通管理方案主要依靠管理人员的实践经验来加以分析和确定，虽有其合理之处，但在决策的科学性、准确性等方面有待提高。随着城市交通系统日益复杂，这种经验式的管理模式不能适应新的发展需求。

随着现代信息技术的发展，国外学者提出了物联网的概念。自2009年8月总理提出“感知中国”以来,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”[4]。车联网是物联网在交通领域的重要应用。通过射频识别技术、无线通信技术、传感技术等，实现在信息网络平台上对所有车辆的属性信息和静、动态信息进行提取和有效利用，并根据不同的功能需求对所有车辆的运行状态进行有效监管和提供综合服务，实现“人-车-路”的和谐统一。在车联网环境下，利用RFID电子标签对每辆机动车进行标识，为实现智能化的交通管理提供了技术手段。

2基于车联网的城市智能化交通管理系统组成及功能

2．1 车联网的概念

车联网是以车为节点的信息系统，它综合现有的电子信息技术，将每辆汽车作为一个信息源，通过无线通信手段连接到网络中来建立车联网，从而能够收集车辆的所有信息，并在特定区域内对车辆进行监控管理。其原理[5,6,7]是路侧基站发送加密数据信号给车载单元的电子车牌上，这时电子车牌的工作电路被激活。车载RFID电子标签通过天线把车辆本身基本信息（车牌号、车主、车辆类型、有无不良记录等）加密后发给路侧基站，基站记录下车辆基本信息以及通信的时刻，把这些信息与基站本身的ID信息和地理位置信息通过光纤、移动GSM网的GPRS方式或短信方式发送给交通信息中心，交通信息中心收集及统计相关车辆和车流动态信息，经数据分析处理后，在地图匹配的基础上，可以得到路段上实时交通状况，从而为交通疏导决策提供依据，并可以实时调整该路段信号灯或可变标志，对外相关交通信息。另外，交通信息中心收集到的交通流信息后，除用于提供实时路况信息外，还作为历史数据保存于数据库内，以便日后作为交通道路规划的依据。

2.2 系统组成

如图1所示，按照交通信息的采集与利用的逻辑流程，将基于车联网的智能化交通管理系统主要分为四层，分别是采集层，传输层、处理层、功能层。采集层主要是系统采集交通信息的物理实体，由分布在道路两旁的交通信息采集基站和车载RFID电子车牌组成。传输层即交通信息传输的介质。处理层主要负责信息的提取与处理，以生成一个包含各种数据的数据库，并针对不同部门或不同服务的要求提供不同的信息。功能层是智能化交通管理系统的主要应用。

图1基于车联网的智能化交通管理系统层次结构模型

2.3 系统功能

2.3.1交通信息采集与处理子系统

交通信息采集与处理子系统的功能实时采集和处理道路交通信息，包括静态信息和动态信息。静态交通信息是在一段时间内稳定不变的信息，主要有路网信息、交通管理设施信息等，动态交通信息主要是在空间和时间上不断变化的信息。RFID无线射频识别技术通过识别车辆身份的机制可以在很大程度上弥补传统交通检测器的缺点，主要可分为三个层次。在微观层面可以采集到的交通信息主要有路段交通流量、密度、车辆实时位置信息、车辆行驶轨迹、交叉口排队长度、行车延误等；中观层面上路段行程时间、平均速度等；宏观层面主要有，城市机动车整体出行量，出行动态OD、出租车运力分布等。

2.3.2 交通控制与诱导子系统

交通控制与诱导子系统通过交通信息采集基站实时采集各主要交叉口进口道的流量、占有率和排队长度等信息，结合历史交通信息数据库对各主要交叉口下一时段的交通流进行预测，在此

基础上实现对整个路网的交通流状态进行估计和分析。同时，可以利用可变情报板、广播电台、Internet等方式提供交通拥堵信息，通过制定合理的拥挤收费策略，来实现对城市道路交通网络流量的控制。另外还可以通过车路通信，对指定区域指定驾驶员提供交通诱导信息，实现交通诱导信息的精确化。通过实时动态监测交通流量、排队长度等信息并利用信息融合等方法实时调整交叉口的控制策略，最大限度提高交叉口的利用率。

图2 交通控制与诱导子系统

2.3.3 电子收费

电子收费系统也叫不停车收费系统，它的收费方式采用全自动电子收费方式，即通过安装在车辆上的电子标签自动完成通行付费交易、实现车辆不停车付费和区域内一卡通行。其过程是：将阅读器天线架设在距收费口约 50~100 m 的道路上方当车辆经过天线时，天线唤醒车上的电子标签，发射出车辆ID信息、发卡银行编号、车牌号、车类参数、电子标签号等。阅读器接收到车辆ID信息后，传送至车道控制器，后台计算机对进入收费车道的车辆进行电子标签的合法性校验，分析出车辆的相关信息，不用停车就可实现通行费用计算和自动扣费。

2.3.4 违章违法车辆监控子系统

违章违法车辆监控子系统是对交通违章行为以及涉嫌违法的车辆进行监控、定位查询、拍照取证以及违章、违法数据库的管理。由于RFID对车辆身份的识别，大大减少了因为传统交通检测工具识别不清而出现的各类纠纷，避免了发生漏查、错查等情况的发生，适用于对车辆不良现象的考查，如稽查假、套牌车辆，稽查违章、肇事逃逸车辆，稽查其他各类型的违法车辆。

2.3.5 交通管理决策支持子系统

交通决策支持系统是在采集大量交通信息的基础上，依托交通分析理论、方法和模型体系的技术支撑，为城市交通规划、交通管理与控制提供宏观、中观的和微观的决策支持分析[8]。在城市规划方面，目前使用比较多的是经典的四阶段法，即交通生成、交通分布、方式划分和交通分配。基于RFID无线射频技术可以实时动态采集城市交通小区之间的机动车的发生量和吸引量，以及出租车、货车、公共汽车等在整个城市的运力分布情况，为交通规划提供比较精确的交通信息，同时减少了调查这些交通基本交通信息所必须的人力、物力和财力。在交通管理与控制方面，车联网可以提供详细全面的交通信息，利用这些交通信息，通过交通仿真技术，对各种管理方案实时前后的道路交通状态进行对比，对管理方案的实施进行评价和比选，为道路管理决策提供依据。例如在车联网环境下，通过车--路通信技术，可以直接检测交叉口及路段上车辆个体的运动状态（如实时位置、速度等），通过vissim、synchor或paramics等仿真软件进行仿真，从而改进现有交通信号控制方法，提高交叉口的利用率。

3． 系统关键技术

3.1面向车联网的交通信息采集节点布设优化技术

城市道路网是典型的复杂网络，要实现全部车辆的动态监控和管理，需要布设大量的交通信息采集节点（RFID基站）。RFID采集到的交通数据能否正确反映当时的交通流，与基站设置的密度和位置有很大的关系。总体上来说，节点数量越多，所采集的交通信息精度越高；节点数量越少，则交通信息精度越低。需要在综合考虑道路网络拓扑结构、交通流特性、投资规模、交通信息精度要求、RFID读卡器通信范围等因素基础上，研究交通信息采集节点布设方案的优化方法[5]。另外还需考虑多RFID基站读写冲突的问题。

3.2 基于多源数据的交通信息融合技术

基于车联网的交通数据采集技术与现有交通检测技术（如线圈检测器、视频检测器）各有其优点和不足，RFID检测器覆盖范围广，可以检测车辆身份、行程平均车速，行程时间等，不能检测车辆的实时速度；线圈检测器可以检测车辆的瞬时速度，而视频检测器可以有效检测交通流量、交叉口运行情况、占有率等，但由于价格昂贵，受天气影响比较大目前使用范围有限。因此基于车联网的交通数据和现有检测器检测的交通信息进行融合有很强的必要性。针对交通管理者对交通信息的需求，可以把交通信息在交通流参数、交通路口状态以及交通路网状态三个层次上融合。常用的融合方法有卡尔曼滤波[9]、BP神经网络[10]等。

3.3 海量数据高效处理技术

RFID数据的特点是具有流动性、批量性和海量性[11]。特别是当RFID应用到实际城市道路交通网系统中后，通常会有数十万辆甚至上百万辆机动车同时在道路上行驶，交通信息采集基站获取的交通数据量非常庞大。对于海量交通数据，如何提高数据处理和存储效率，是需要解决的技术难点之一。目前，对海量信息进行处理的主要方法是“云计算”。交通信息采集基站、各种手持式基站、交通信息中心等可以组成一个“大云”，来实现对海量信息的云计算功能。广义云计算[12]是指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务。可以把普通的服务器或者PC连接起来以获得超级计算机的计算和存储功能,用户不需要知道服务器在哪里，不用关心内部如何运作，通过高速互联网就可以透明使用各种资源。云计算涉及到的关键技术有效用计算、分布式计算和网格计算[13]。

4结语

随着RFID在最近几年的蓬勃发展，利用RFID在城市道路交通中实现“车辆网”，通过采集到实时，可靠，覆盖面广的交通信息为城市交通管理提供决策支持已经成为我国目前智能交通系统主要的发展方向。基于此，本文研究了基于车联网的智能化交通系统的组成及其主要的功能，并在此基础上对实现车联网智能交通管理系统的关键技术进行了分析，这一成果将为将来智能交通系统的建设提供重要的理论基础和指导意义。

参考文献

[1]严新平，吴超仲.智能运输系统原理方法及应用[M].武汉理工大学出版社，2006，1-4.

[2]目前市区平均车速不过20公里/小时. 2010.10 /10/1021/06/6JGI3DNT00014AED.htm,

[3]张存保.基于浮动车的交通信息采集与处理理论及方法研究[D].上海：同济大学交通运输工程学院,2007年,2-4

[4]2009年8月总理视察研究院. 2010.8

/eworld/2010-08/04/c_12407101.htm.

[5]张丽珍，李欣.基于RFID技术的实时交通信息采集处理技术[J].交通标准化，2007, 12 (172)、 44-47.

[6]卢少平,汪建强等.基于RFID的城市道路车辆监控系统设计研究[J].现代物流技术,2009,2 55-58.

[7]陈华君，林凡等.RFID技术原理及其射频天线设计[J].厦门大学学报,2005(44),312-315.

[8]综合交通决策支持系统框架研究.2008.5

/Techarticle/ITS/Techarticle_22535.shtml.

[9]杨兆升,王爽,马道松.基础交通信息融合方法综述[J].公路交通科技,2006,23（3）、111-116.

[10]张存保,严新平.固定检测器和移动检测器的交通信息融合方法[J].交通与计算机 .2008,25(3),14-17.

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信息技术决不是现代高科技送给我们的免费午餐，要将信息技术转化为战斗力，需要我们做大量的工作，从某种意义上说，信息的采集、录入、更新就是一项比开发建设更重要、更艰巨、更烦杂的工作，是公安交管智能信息化的关键一环。这是因为即使再先进的智能信息系统，若没有了丰富鲜活的数据充实，“智”能也会变成“痴”能、“滞”能。对此，我们有必要采取相应举措，有效解决好在日常数据录入维护中存在的“瓶颈”问题。

1、分兵把手，对口管理。公安交通管理作为一个繁杂的系统工程，日常行政管理工作涉及到社会内外部的方方面面。这些在当今信息爆炸性增长的时代里，仅仅依靠某个信息员来做好全面的数据收集、汇总和录入，其难度之大可想而知。因此，为便于各种业务数据得到及时准确的录入，便于为下一步决策提供有价值的参考依据，我们按照不同数据的搜集录入要求，与岗位职责挂钩，逐一建立对应关系，并积极组织其参加有关技能培训，适时开展包括后备力量在内的专业技能经验交流和专题研讨座谈活动，来拓宽信息采集的渠道，敞开信息收集通路的“瓶颈”。

2、享用信息，激发热情。“知己知彼，百战不殆”的道理，众所周知。然而，面对大量枯燥乏味的数字、文字和图片等数据，要每日及时做好分类汇总和搜集录入工作，对于一个常人来讲实在是一种折磨，让人难以忍受。但是，信息采集者、录入者的数据采集质量有直接影响着该系统的性能。因此，为不断激发民警保质保量做好信息录入的工作热情，我们先是积极给各科队专兼职法制员申请全国机动车及驾驶员信息查询权限，提供百城联网人口信息及天津综合信息查询权限，后又以天津公安信息网和支队无线通讯网络为载体，以实现网上快速查询、信息资源高度共享、快速传递为宗旨，为路面民警开通了机动车和驾驶员信息查询专线，在极大方便基层业务工作，使其从中受益的同时，促使广大民警进一步认知做好信息录入工作、维护数据准确完备的重要意义，从而不断增强收集数据信息的责任感、使命感和荣誉感。

3、重用人才，以点带面。当今世界，瞬息万变，谁掌握信息和情报，谁就把握先机，掌握主动权。然而，公安智能信息化建设和公安工作要想持续发展，最关键最紧迫的课题就是警务人才管理问题。没有相应的警务人才就没有掌握和运用科技力量的主体，信息就无法得到应用，信息化成果就无法发挥应有作用。为此，我们在充实、培养信息化专门警务人才上，本着“大胆用才、岗位育才、环境引才、重金奖才”的工作思路，一是不断挖掘现有警力资源，盘活存量，把各单位一些用非所学的“科班”和自学成才的计算机网络人才利用起来，调整到相应岗位，解决急需；二是注重对在岗民警的培训和知识更新，鼓励他们进修深造提高，学信息科技、用信息技术，把用信息技术的技能培训作为信息化建设的先导性、全局性、基础性工作来抓；三是进一步优化警务人才政策，着力于为优秀人才脱颖而出和健康成长创造良好的环境，建立起一套灵活高效的人才激励机制，努力为那些学有专长的人才提供阵地、舞台和施展才华的机会，营造出人才辈出、人尽其才、才尽其用的良好局面。

二、实施全程监管模式，提供展现亮点的舞台

“三分技术，七分管理”已是被无数实践证明了的经典理论，这理论同样适用于公安智能信息化建设。从宏观来看，公安智能信息化管理的内涵十分丰富，如信息化机构的设置，信息化政策的制定，信息化体制的改革，信息化发展战略、规划、计划，信息化项目实施、成果管理和推广以及信息化经费、人才、设备、情报等管理活动和过程。从具体来说，信息化管理就是运用计划、组织、指挥、协调、控制等基本职能，有效地利用人力、物力、财力、信息等基本要素，以期达到预期目标的活动。就当前而言，要着重抓好三项工作：一是以建立现代警务机制为契机，进一步建立和完善信息化的工作机制。有了合理、有效、符合实际的信息化工作机制，必将使公安的信息化建设更为有序、规范，有利于公安科技对现代警务机制的支撑和保障作用的发挥；二是以“信息通信运行管理质量年”活动为载体，努力提高公安信息通信运行维护管理的整体水平。随着有关系统和设备程序的维护规范，信息通信运行维护管理长效机制的逐步健全，必将为公安日常工作和重大保卫工作提供“全天候、全方位、全过程”的信息通信保障打下扎实的基础；三是以“大练兵”活动为动力，不断强化信息化的群体性应用优势。伴随在职民警计算机应用制度的形成，计算机应用专业技能的不断提高，加之由领导带头学，带头用，网上交流、网上办公，用无声的“命令”推动应用群体的形成，必将为打造节约型警务，实现日常行政管理“无纸化”办公模式，公安信息的全方位动态化管理创造有利条件。

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交通量的持续增长是造成堵车的最根本原因。传统的解决方法主要有两个:一是加大交通基础设施建设的投入,但资金、土地等稀缺资源的有限性又是不可回避的问题,道路基础设施不可能无限制地扩展;二是对交通流量进行限制,主要通过法制和行政手段来实现。例如控制车辆出行,鼓励和发展公共交通,控制汽车保有量,以高额的税、费甚至控制上牌等,来限制汽车数量的增长。但是这些方法短期可以奏效,从长远的角度来看,是治标不治本。那么如何更有效地使用现有的道路,就成为更好地解决上述问题的重要途径。人们希望将高科技运用于交通管理系统,从而提高现有道路的利用率,提高道路交通的安全程度和道路使用的舒适性,于是智能化交通系统便应运而生。

所谓智能化交通系统,就是将信息处理、通讯、自动控制、电子技术等最新的科研成果,应用于交通运输网络中。它与传统的交通管理的一个最显著的区别是,将服务对象的重点由以往的管理者转向道路的使用者,即用先进的科技手段向道路用户提供必要的信息和便捷的服务,以减少交通堵塞,从而达到提高道路通过能力的目标。同时,它将道路管理者、用户、交通工具及设施有机地结合起来,并纳入系统之中,从而大大提高了交通运输网络的运行效率。

绿波交通:让车辆通行一路绿灯

智能交通系统的功能包括:信息提供、安全服务、计收使用费和顺畅通行等。系统向道路管理者和用户提供的信息有:路况、交通事故情况、交通管制、停车泊位等;安全服务包括危险警告、人车事故预防、行车辅助等,目的是通过不同方式来帮助减少交通事故;费用收取是以电子方式自动向用户收取道路使用费和车辆停放费等。

专家们发现,如果用先进的电子设备来控制交通,可以最大限度地利用好城市的每一寸道路和交叉道口的空间,既提高了道路利用率,又保证了交通安全。从这个要求出发,专家们提出了“绿波交通”概念。

绿波交通是指信号灯智能化设计和控制,以求车辆一路连过多个路口都是绿灯,畅行无阻。这种信号灯的“绿波”优化控制看似简单,实际是一个高深的理论问题。每一个交叉路口的信号优化控制都需要针对左传、右转、直行这3个运动量乘以4,即12个运动量的优化过程,连续5个交叉路口就会有60个运动量,对这60个交通流运动量的优化控制,是一个基于统计学、模糊数学、最优控制等理论的复杂数学计算问题。目前,绿波交通控制系统在国外已投入应用。

将来,一种实时交通信息系统的“远程信息处理器”在车载系统中投入使用后,司机只要向车载电脑输入出行的目的地,电脑通过信患处里,就能及时地向司机提供最佳的出行路线,让司机躲开拥堵地段。行车途中,你可以通过自动控制系统而不是加速器换档来控制车速,同时;不可以预订停车位。

磁卡与电子收费系统

如何减少中心城区车流量,解决交通拥堵问题,收“买路钱”是一个好办法。1998年,新加坡采用电子道路收费系统来代替人工收费。这种方式是先让车主在银行购买磁卡,当司机驾驶车辆进入中心城区时,将磁卡插入车辆的读卡器中,路边的电子收费系统就会自动读取相应的信息,从卡上扣除一定的费用。

这种卡与普通IC卡的区别在于它超强的信息传递功能。普通IC卡必须经过刷卡机才能进行识别,但这种磁卡加上了类似于现在“蓝牙”一样的装置,有效识别距离可达数十米远。这种“非接触式”卡极大地方便了使用者和管理者。

电子收费系统由四部分组成:一是在道路入口处装设能对路过车辆进行扫描的高架装置;二是可识别多种智能卡的车载读卡器;三是一个计算机通讯子系统;四是中央控制中心,它把获得的每辆车的信息进行汇总和记录。这种系统的工作原理是:载有特定装置的车辆进入收费区后,收费区的信号探测器发出扫描信号,检测并获取该车的有关信息,然后根据不同方式计费。

有了这样的磁卡和金自动电子收费系统,缴费工作仅在几秒钟内完成,车辆甚至无需减速通过便能实现。目前这种系统的功能日益多样和先进,如信号探测系统能获得并记录车辆的尺寸、重量、车型等数据,还能将那些违规或不符合要求的车辆用摄像机记录车牌号,从而大大减少或避免因收费、车检而带来的交通堵塞。

自动汽车与自动化公路

目前,随着GPS卫星导航系统的广泛应用,开发一种无人驾驶的智能化自动汽车的工作提到了汽车制造厂家的议事日程上来。

日本最新推出的概念车HSR-VI,该车可以手动驾驶,也可以完全自动驾驶。在自动驾驶时,车载电脑搜集激光雷达、立体图像传感器、多用途通讯系统和交通管理方面发出的各种信息,以操纵汽车行驶,能够自动转向、刹车和换档。这种装置还可以将外部情况及时提供给司机,以避免发生交通意外。

开发这种自动汽车的关键技术有两点:一是要研制能正确选择车道、感应障碍物、自动避免冲撞的技术。如德、法等国研制的“自动智能巡航控制系统”就是这样一种装置,它可以用来选择最佳行车路线,防止与前面的车辆靠得太近,还能自动控制本车相对于其他车辆的速度。车上的红外激光不断地扫描前面的道路,寻找障碍物,同时把所获得的数据在挡风玻璃上显示出来;遇有危险情况时,会自动降低车速,或紧急刹车,处理时间仅为300毫秒。

篇6

在成立之初，易华录以自主研发的集成指挥平台系统软件ATMS为核心竞争能力及业务切入点，专注于以承接智能交通管理系统工程的方式为用户提供专业化、个性化的智能交通管理整体解决方案，成为目前国内最主要的智能交通管理系统提供商之一。易华录自主研发的集成指挥平台系统（ATMS）是国内唯一得到大规模市场应用并完全符合公安部规范的集成指挥平台系统，目前已在全国42个城市的52个省、市、县级单位应用，市场占有率位居行业第一。

同时，公司在智能交通管理各个子领域均有相关的基础应用系统产品，主要包括：交通电视监视系统、交通流信息采集系统、交通违法行为监测系统、交通设施管理系统、公路车辆智能监测记录系统、交通信号控制系统、交通信息系统等。

2008年-2010年，易华录营业收入逐年增长，年复合增长率为36.60%，显示出公司良好的成长性。2008年-2010年，公司综合毛利率分别为24.79%、28.77%、33.96%，呈上升趋势。

分享行业高景气盛宴

随着城市化进程的发展和汽车保有量的增加，我国城市交通管理智能化的步伐将进一步加快，由此带来的市场份额巨大。根据国家未来的发展规划，城市道路智能交通系统的建设方面将继续加大力度发展。保守估计，2010年-2012年，我国智能交通管理系统总投资将会较为稳定的增长，年平均增长率为22%，2012年投资额预计将达到60.46亿元；同时，考虑智能交通管理的其他项目及部分中小城市的信息化建设投入，未来10年内智能交通管理系统的市场规模约在450亿左右。

目前智能交通管理系统市场还处于起步阶段，集中度低，行业存在整合预期，易华录有望成为集成指挥平台系统建设的最大受益者。一方面通过提高公司软件平台的渗透率，进入更多城市交管系统；另一方面，目前公司市场份额仅为5%，未来可以通过收购兼并其它企业的方式，来提高市场份额，进一步提升空间较大。

研发能力领先品牌优势突出

作为国内最早进入智能交通管理领域的企业之一，易华录在业内具有明显的市场竞争优势。根据中国智能交通技术（ITS）应用委员会出具的行业研究报告，易华录在智能交通管理系统领域内，被评估为综合竞争力排名第一，软件研发和应用能力排名第一。

经过多年的研发投入，易华录目前已经积累了129项软件著作权，主要软件产品在成熟度、标准化、规范化等方面均领先于国内其他企业开发的同类软件。依托在全国的广泛布局，易华录采用“根据地式”营销策略，业务范围已经遍及全国，收入地域分布较为均衡。目前公司的智能交通管理系统产品已在全国121个城市大规模应用，业务遍及国内26个省、自治区、直辖市。

据了解，易华录今年一季度新增中标及签署合同近1.4亿元，加上2010 年底尚未确认收入的工程项目合同近0.95亿元，2011年取得快速增长的确定性较高。

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中图分类号：U239 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）17-0089-01

站台屏蔽门是应用在智能化轨道交通中的一种安全防护装置，对乘客进入屏蔽门与列车之间的间隙具有较强的预防功能，其作用不可小觑。综合目前各种研究和试验，可应用于屏蔽门系统中的安全防护装置有三种方案，即物理方案、红外方案和激光方案，而实践表明，虽然采用激光方案成本较高，但其有着较强的抗干扰能力，检测可靠性高，能够协助司机判断屏蔽门与列车之间的间隙中是否有乘客滞留，有利于确保乘客人身安全，提升智能化城市轨道交通运营管理水平，是目前比较理想的一种实施方案。本文将重点研究激光探测装置在屏蔽门系统中的应用。

1 激光探测装置的设备组成及工作原理

激光探测装置主要由激光发射机、激光接收机、电源、激光探测器、声光报警器等组成，其中，站台出站端和车站控制室均设置报警装置。当站内无车，屏蔽门闭合，激光探测系统处于正常工作状态，此时激光接收机会接收到激光发射机发出的红外线光束，进而形成完整回路。当遇到障碍物时，红外线光束被阻断，接收机无法接收到信号，此时，声光报警器会发出报警信号，待人工处理好障碍物后，停止报警，安全信号发出且被司机接收后，方可运行列车。

激光探测装置属于主动入侵探测装置类，具有以下优点：①激光束发射散角小，频率可调，能够避免探测光束在屏蔽门与列车间的乱反射导致的漏报警和探测光束之间相互覆盖造成的漏报警；②激光束波长单一，抗干扰性强，能够避免车灯、站台灯光等光源的干扰，降低误报率，对其他设备也不会造成干扰；③对环境和温度的适应性好，在-40-70℃的环境下仍能正常工作。

2 智能化轨道交通站台屏蔽门系统中激光探测装置的安装方案

2.1 安装前的准备工作

安装激光探测装置前，应加强性能测试和安装界限测量。1）加强功能测试，测试过程中，应保证当乘客滞留于间隙的时候，激光探测装置能够正常发出报警信号，当系统处于手动模式或自动模式时，激光探测装置能够正常运行和切换；保证主机面板指示灯的正常显示和切换。2）加强可靠性测试，可模仿乘客完全遮挡激光100次，结合列车行车记录和报警装置所发出的有效报警信号，分析激光探测装置的稳定性，一般来说，测试内容包括误报率、漏报率和可靠性。3）在夜间列车停运后，以不同的速度要求对不同型号的列车进行过站测试，并对激光探测装置的安装界限进行测量，在安装位置和高度方面，可随机选择100名乘客，按照乘客身高分为1.1 m以下、1.1-1.5 m、1.5 m以上三个样本，统计各个样本数量，并测量身高为1.1-1.5 m乘客的平均胸部、臀部、膝盖高度以及身高为1.5 m以上乘客的平均臀部和膝盖高度，将测量后的平均高度值作为激光探测装置安装高度的理论备用选择值；对于最佳安装高度，可选择一个直线或曲线站台、一个最不利列车，在有车状态下，对乘客滞留屏蔽门与列车之间间隙的情况进行模拟，根据模拟结果在理论备选值中选出一个最佳值，并结合实际情况对备选值做出适当调整，确定激光探测装置的最佳安装高度；对于安装位置，可先按照安装高度的确定方法，并根据实际测试结果，通过调整激光束距离线路中心的距离，确定最佳安装位置。

2.2 设备布设

激光发射机和接收机通过支架布设在站台板上，报警装置、控制箱布设在屏蔽门端门的立柱上，采用刚性连接，以螺丝固定，避免振动、风压等使探测头变位引起装置的误报警，并为司机查看探测数据提供方便，使其及时做出准确操作；探测器发射头安装在无源的柔性转向支撑杆上，保证列车在行驶状态下不会与发射头发生摩擦或碰撞，同时也保证在极端情况下柔性转向支撑杆通过受力转动，避免对车体造成严重损伤；由于安全信号是完全依靠继电器发出的，所以必须确保安全回路继电器的可靠性，可设置两个继电器，当其中一个继电器触点接触不良，另一个继电器的运行仍能保证激光探测装置的正常工作。

若为直线站，将每个站台作为一个防区，安装3对激光探测器，最底部激光束距地距离宜为300 mm，中部激光束距地距离宜为600 mm，顶部激光束距地距离宜为900 mm，可根据实际情况对实际距离做出调整，以最终现场确认尺寸为准。

若为曲线站，根据曲线弧度设置激光探测器，一侧站台安装2-4组激光接收机和激光发射机形成弧线。激光束距地距离、激光探测器远离屏蔽门方向最外侧轨道中心的距离可与直线站的布设相同。

2.3 施工过程

正式施工之前，相关技术人员首先应做好技术交底工作，明确施工要点和施工注意事项，对车站进行全面清点，同时做好施工现场管理和设备防护管理工作。严格按照布设管线打孔―设备安装―设备调试的顺序进行施工，在安装及测试过程中，加强施工现场管理，保证不影响列车的正常运营，同时，注意布线的合理性、牢固性和美观性。

激光探测装置的安装流程为：拖引电源―测量轨道安全距离―定位支架―打膨胀螺栓―穿线―布镀锌―安装空开―安装报警装置―安装激光发射机和接收机―接线―调试―验收―投入使用。

2.4 其他注意事项

在激光探测装置整个安装、测试过程中，需要考虑各方面的因素。选择具备自动清除误报警功能的激光探测装置，使司机能在装置发生误报警时及时手动清除误报警信号；为了避免对列车的正常运营造成影响，在测试期间，可不将激光探测装置接入屏蔽门安全回路，以免装置自身出现问题而影响屏蔽门系统的正常工作；正式安装前，选取能够反映不同情况的站点进行试装，比如选择曲线站台测量激光束曲线，选择人流量较大的站台测试装置可靠性及稳定性，选择人流量较少的站台模拟激光探测装置使用情况等。

3 结束语

确保乘客人身安全是智能化轨道交通运营管理工作的最重要目标之一。激光探测装置具有障碍物探测、安全防护、旁路、防震、故障显示、声光报警提示等功能，将其应用在站台屏蔽门系统中能在列车发车前对屏蔽门与列车之间的间隙进行探测，协助司机判断是否有乘客滞留在间隙中，确保乘客人身安全和列车的正常运行。应加强性能测试，根据智能化轨道交通实际情况，合理布设，正确安装，注重设备管理和施工现场管理，保证列车的正常运营和数据采集的准确性。

参考文献

[1]黎卓虹.屏蔽门防夹人激光探测装置安装方案探讨[J].中国高新技术企业，2009（19）：46-47.

[2]王炯.城市轨道交通站台屏蔽门与列车间隙安全探测系统[J].城市轨道交通研究，2013（10）：113-116.

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本文提出的智能交通一体化运维系统是智能交通系统的重要组成部分，主要为智能交通系统的稳定、安全、高效、快速应用提供强有力的支持。

1 智能交通一体化运维系统概述

1.1 智能交通一体化运维系统所面临的问题

随着智能交通系统建设的深入，城市交通管理对智能交通系统的依赖也越来越强，如何确保所建设的智能交通系统稳定、安全、高效地运行，如何实现对所有智能交通系统和设备的智能实时监控，如何在故障发生的第一时间启动最优运维流程，调用最有力的资源快速解决问题，恢复系统运行等等问题是摆在每一个智能交通系统运作管理者面前的重要问题[2]。

例如某市交警支队智能交通系统涉及9大系统，设备类型有400多种，数量有几万台之多。目前由5家以上单位负责运维服务，但由于各个单位缺乏对系统、设备维护管理上的整体考虑且自成一套实施流程，导致设备流程单据格式和内容都存在很大的差异，很难实现总体的统计、评定和服务质量的评估，久而久之运维服务质量无法提升，无法满足智能交通系统建设和应用的发展需要，运维成效较不理想。

1.2 智能交通一体化运维系统需求分析

智能交通系统存在着设备种类多、覆盖范围广、部署分散、系统功能复杂、运维方式不统一等多方面的特性。主要功能需求包括：智能交通设备设施资产的生命周期管理、设备状态和视频质量等的智能监控、流程管理、财务结算管理、知识管理、服务水平管理等。

2 智能交通一体化运维系统的体系结构

2.1 设计思路与架构

根据运维管理实际需求，智能交通一体化运维管理系统的结构整合了ITIL理念，分为运维门户层、运维管理层、监控管理层、数据统一汇聚管理等四个层次，层次之间进行整合并通过安全、高效的内部接口保障各层之间数据的共享和互通。在功能上无缝集成RFID、PGIS、智能监控与分析等相关技术，并在统一的平台上实现业务数据监控、设备监控、视频质量诊断、流程管理、资产管理等功能。给用户方决策管理层和系统运维管理人员、第三方运维外包服务公司、工程运维人员等提供一个智能化、操作风格统一、交互界面友好的运行维护系统。

2.2 系统功能设计

2.2.1 运维门户层

运维门户层作为面向操作员和管理层的最终界面，提供一站式、个性化的登录管理门户和报表展示窗口，拥有单点登录、多种服务视图、基于角色的权限控制、个性化定制、信息、个人待办事项、部门公告、通知提醒、信息统一展现和报表管理等功能，旨在帮助各个层面的使用者更好地获得当前设备的实时状态、业务运行情况以及各流程处理进度等信息。

2.2.2 运维管理层

运维服务管理层的设计从服务管理的角度出发，结合ITIL v3，ISO20000等国际标准。在层次上采用了包括数据层、控制层、服务层和展现层四层架构模式[3]，功能上包括运维管理基础平台、配置及资产管理、维修维护管理、问题管理、变更管理、配置管理、服务水平管理、资产全生命周期管理、知识库管理等功能，同时结合核心管理数据库的概念[4]，不仅为运维管理平台提供统一、可信的数据支持和监督管理，其开放接口更可为其他用户现有的业务系统提供配置管理数据支撑。

2.2.3 监控管理层

监控管理层主要将基础架构部件和外场设备中收集到的性能数据和各种告警事件，经过初步的过滤后，发送到运维管理平台进行处理。并通过预先设定相关的阀值，建立起一整套的性能、故障、容量等预警和报警机制。在结构上分为数据采集层、监控数据汇聚处理层、统一展现层三层，涵盖了数据抓取、数据分析、数据整合、主机监控、网络监控、存储监控、虚拟主机监控、电子大屏监控、其他设备监控等功能。

2.2.4 数据统一汇聚管理

数据统一汇聚管理主要提供核心管理数据库数据的输出与汇总管理，并可在此数据标准上输出PGIS地图、大排查系统、RFID标签、智能卡口、SCATS、诱导系统等各种应用。

3 系统的实践

智能交通一体化运维管理系统已在某市交通管理部门得到实际应用。表1是该交警支队智能交通部分系统在运维管理系统上线前后运维质量的提升情况（数据是将2011年12月和2012年12月进行比较后所得）。

4 结束语

智能交通运维管理系统的建设已成为智能交通系统的重要组成部分，本文以某市交警支队智能交通一体化运维管理系统设计与实践为基础，提出了一套全新的设计与实现方法。此方法已在某市交警支队智能交通系统的运维管理工作中取得了较丰硕的成果。实践证明，该方法能够有效解决交通信息设施覆盖面广、设备多、系统复杂、运维外包服务单位多等问题，充分考虑作为运维人员的工具和助手，能有效减轻运维人员的日常工作压力，并且具有良好的可扩展性和良好的推广应用前景。

参考文献：

[1] 杨建，崔合芳，蔡国良.面向出行者的综合信息服务系统设计[J].青岛理工大学学报，2010.31（2）.

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中图分类号：TP3 文献标识码：A

0前言

人工智能操控领域在计算机应用项目中已经获得颇高的认同地位，按照目前实验教学后期的考核流程实现同期对比和科学验证。这类工具将不受任何传统教学制备因素的限制，并且能够准确考量单位学生特定阶段的成绩水平，为后期规模化考核布置工作树立合理控制经验。关于程序语言的设计工作，目前高校停留在基础课程队列之中，主要透过现场监测和有机评估方式提取实验结果，将过往人为操作误差大面积消除。

1涉及智能化评分模式的发展现状论述

依照现下技术研究状况观察，有关智能阅卷模式开始选用优质软件渗透机理和数据集动态测试手段，对程序编码活动进行相关考量。上述控制方式存在单一性限制，尽管部分系统开始将动态和静态测试结合使用，但基本也只是可以确保对模版相似度和程序运行正确作用进行评分。而真正智能化评估需要将细化的数据源、语义分析进行有机调控，可以将动态控制流程中的结果检验完全，并且同步提炼错误语法内容；涉及程序运行错误操作则按照分点进行认证，并将语义分析流程进行同步跟进，将分点检测表达形式的单一特征消除，令整体智能化效应全面加强。

按照上述评分原理介绍，有关智能化评分的流程设定格式具体如下：首先，选定合理的阅卷途径，针对批量和单个阅卷方式进行科学甄选；选定工作处理完毕后，将试卷信息交付给后台并开始评分工作。其中，批量阅卷是将学生库里所有未评阅的试卷进行综合处理；单个阅卷技巧则是将学生试卷进行选中和评估。其次，需要考量程序存在结果。主要流程是键入学生源程序目录，对特定程序运行现象进行观察，如果存在转换作用，可以进入后续操作环节；如若没有任何存在迹象，便认定学生得分结果为零。教师有必要首先检查应试终端上是否存在学生源程序，之后进行成绩保存和退出操作。再次是语法分析工作，主要利用编译器工具进行固定语法内容的分析，将搭接错误位置标定清楚，对于环节中不存在错误现象的选择操作通过检验；但是发现错误之后，需要将数量以及行号标注完整，再进入后续操作。对于已经编译的源程序，具体可以应用输出数据进行检验，直到验证动作处理完毕，整体程序应用能力考评结果定义为满分，之后将成绩保存退出；对于未能及时透过语法分析的程序，需要运用表达式度量算法对已知得分点进行验证，将后备信息提炼完全。

2智能化评测和监控系统的设计流程分析

程序设计实验教学智能化评测及监控系统作为某种特殊架构格式的系统，为了尽量满足师生实验需求和考试成绩精准提炼指标，主动进行现场监控、结果智能评测、试卷综合考量和成绩提炼等多元功能开发。该类系统采用B/S架构样本标准，利用Tomcat作为平台的Web调控媒介；并结合MVC三重模型实现系统优化设计，深度联合Hibernate机理稳定数据库持久控制能效；其间Spring与Struts分别将事务进行管理与控制层分离改造，并且配合JSON作为控制层与显示层交互开发的渗透元件。

按照上述机理框架实现综合程序设计需求标准，同时提供数据库物理格式，将各类内容进行科学汇总处理。同时运用DAO设计模式，将数据访问流程进行透明化改造，其间业务逻辑层对数据源的操作具备一定灵活效应。因此当数据源产生变化时，就只需针对DAO层级结构进行修改，进而确认代码的可维护效用。采用此类数据访问功能能够将逻辑机理交互影响进行适当摒弃，令代码开发效率产生大幅度提升。

作为智能试卷评阅系统，其独有的批量导入功能允许教师配备excel表格实现必要信息录入，这样可以适当节省一部分操作时间，维持工作效率的扩展活力。国家计算机技术发展条件不断跨越，其中程序设计作为维持内部结构机理不可或缺的转接媒介，需要发挥出高超的验证和便利性效果，这样才能满足人们日益提升的学习和工作需求，关于这部分重要意义已经获教育机构调理人员的高度认同。

3结语

综上所述，本文主要根据既有程序标准进行智能化评测系统的设计与开发工作，过程中结合DOS重定技术与正则表达度量算法，并透过系统程序自动编译、执行等环节，对编程题目进行智能验证、评测。该系统主要按照程序编程要求进行深层次的技术挖掘，保证细节内容的有效衔接绩效，争取将学生程序掌握的客观效果全面反映出来，为后期专业培训提高疏导经验。

参考文献

[1] 王延方.基于MVC设计模式的Struts架构研究及应用[J].科技广场，2008.13（01）.

篇10

作为中国特色社会主义现代化建设和和谐社会建设的主力军——政府，在城市化进程中发挥着不可替代的作用。特别是在提出建设人民满意的服务型政府后，中国各级政府正在积极探索加快服务型政府的建设的对策，学术界的讨论也很热烈。 建设服务型政府作为一项复杂的系统工程，不可能脱离基本国情，尤其是在当前我国正处于工业化和城市化快速发展的时代背景下，服务型政府的构建要考虑到与城市化进程保持动态平衡。城市化从根本上改变了政府的存在环境和管理内容，要求政府模式的转换及发展。服务型政府作为政府 发展的一种形态，是政府回应城市化的集中体现。服务型政府的建设是循序渐进的，需要多方面的支持与配合，其中之一就是城市化的有序前行。

中国长期处于农业社会，城市长期主要是作为政治 处所而存在，城市化的历史还比较短。这是造成中国政府 在政治统治方面经验丰富，而在社会管理方面遗产匮乏 的一个重要原因。随着在过去的3O余年间经历了快速的 工业化与市场化，城市化进程已得到极大推动，农业人口 已大大减少。面对发展带来的新问题和新挑战，原来行之 有效的政府治理模式越来越显得捉襟见肘。城市化为中 国政府模式创新提供了重要机遇，服务型政府就是城市 化背景下中国政府职能转变在不断进化过程中的最新动 向与路径选择。 另一方面，服务型政府既是政府发展对于城市化的 回应，同时也需要城市化进程的合理推进予以配合，“城 市化滞后”与“过度城市化”都不利于公共服务体系建设。高度的城市化为服务型政府建设提供了重要的平台 和支柱。城市是实现现代化和发展市场经济的基础环境； 城市化意味着税收增加，政府财力增强；城市是第三产业产生、发展的物质载体和理想地带；城市带来了企业、第 三部门数量的扩大以及社会阶级阶层结构的“智能化”，为培育现代公民提供了基本土壤。没有一定规模的城市 化作为支撑，服务型政府建设也就无从谈起。 对城市化进程的积极推进，要在政府合理有效的宏 观调控之下进行。在目前城乡之问、区域之间的公共服务 水平差距仍很明显的情况下，城市化进程若完全由市场 自发调节，会造成人口流动和城市发展在地区分布上的 严重失衡。在政府的管理与公共服务水平无法及时“跟 进”的情况下，部分城市若过度膨胀，超过当地政府管理和公共服务的实际承受能力，会导致交通压力、环境污 染、失业人数多以及“贫民窟”大量出现等一系列“城市 病”。在这一点上，许多发展中国家的教训值得借鉴。 服务型政府建设当然需要积极推动城市化进程，但不能脱离我国的实际情况。在基本公共服务尚未实现均等化之前，政府必须坚持对城市化的进程、城市人口的增长、城市的地区布局、城市规模的扩大等方面，实行必要的宏观调控，而不能放任自流、完全靠市场调 节。否则任其发展，城市过少、过大、过于集中，容易产 生“城市病”；另外城市过多、过小、过于分散，又会影响 集聚效益和规模效益。中国目前推进城市化的步伐比较 稳健，避免了许多发展中国家出现的“城市病”，但也要 注意预防个别城市“摊大饼”式的扩张，同时振兴部分老 城市。要坚持集中与分散并举的方针，积极培育“城市 带”和“城市链”，适度发展大城市，鼓励兴建卫星城，使 大、中、小城市(镇)结构合理、搭配适当， 一 条坚定而 有序的城市化发展道路。

然而，不得忽视的一点是:关乎民生的环节是政府应当重点关注和政策着力倾斜的环节。公路交通建设直接关系着百姓出行与物资运输，关系着百姓的安居乐业，因而，从公路交通建设能够直接检测政府的工作效果和对城市化进程做起的作用。

首先，加快公路建设是实现小康社会的必然要求。交通，是经济社会发展的基础，在全面建设小康社会的进程中，继续加大公路交通基础设施规模，大力提高运输效率和效益，必将有效推进全面建设小康社会的进程。加快公路建设，为人民群众提供更加便利的交通条件。全面建设小康社会，必须全力提高运输服务水平，让运输更安全、更便利、为公众提供快捷、舒适的运输服务，适应人民生活更加富足和品质不断提升的需要，实现安全公路交通和便利公路交通，为经济和社会发展提供强有力的支撑。

公路建设为城市，特别是中小城市的经济社会发展构建了一条流动的风景线。“要想富，先修路”，公路建设与百姓生活息息相关，与经济建设紧密相连。良好的公路建设定能支撑起农村经济的快速发展，为新农村建设奠定坚实的基础，从而缩小城乡差距，加快城市化的进程。

而公路建设从先期规划到投标建设再到后期管理以及保养都离不开政府的资金和政策支持。

早在党的十五届五中全会决议中就提出，加强基础设施建设是今后五至十年一项十分重要的任务，要优化结构、调整布局、提高工程质量、拓宽投资渠道、注重投资效益，把基础设施建设提高到一个新水平。而公路是交通基础设施的重要组成部分，同时加快基础设施建设，大力推进城市化进程，是今后十年经济工作的重点和热点。足以看出公路交通建设在城市化进程中所起的作用。

篇11

【摘　要】自动浇花系统通过对土壤湿度的实时检测，可以实现不同环境下对不同花卉植物的精确高质量自动浇水。本文基于土壤湿度传感器的信号采集、AD信号转换、单片机的信号处理以及LCD液晶显示的设计研究，在proteus软件平台下进行仿真与调试,确保其可行性与系统的正常工作。

关键词 智能浇花系统；软件仿真；自动控制；液晶屏显示

作者简介：刘川，塔里木大学机械电气化工程学院 二年级本科生。

通讯作者：李晓勤，塔里木大学机械电气化工程学院，教授，研究方向为汽车电子、物理工程、车辆工程与地面系统。

0　引言

随着生活水平的提高，喜欢养花的人也越来越多，但当人们出差旅行或者放假的时候，花卉的浇水成为人们比较犯难的问题。而且现在市面上的浇花装置比较少，其采用的技术往往是如下的两种，一是基于简单的物理原理，如利用虹吸原理对植物进行浇水；二是利用简单的定时控制技术，实现对植物的定时定量浇水。依据这两种原理制成的装置无法根据土壤湿度实时浇水，后果严重时可能导致花卉干枯或者过涝死亡。基于以上背景，我们设计的智能自动浇花系统以实现在不同环境下对植物的精确自动浇水。

本文就是由湿度传感器实现对花盆土壤湿度的信号采集，由单片机实现对信号的数字化处理输出，并将输入湿度值与设定湿度值进行对比分析，然后确定浇水系统的工作情况。

1　材料与研究过程

1.1　材料与软件平台

系统使用电子器件：STC89c52单片机、ADC0832模数转换、LCD1602液晶显示屏、YL-69土壤湿度传感器、存储芯片24C02、水泵、排阻电容等其它常用元器件。

设计使用软件平台：程序编辑、编译、调试软件keil、电路模拟仿真软件proteus、程序烧写软件STC-ISP、USB串口调试软件。

1.2　实验研究对象

以常见花盆花卉为实验对象进行设计与研究。

1.3　设计流程

设计流程如图1所示。

2　电路设计方案

2.1　智能主控电路

主控电路是整个系统的核心，主要由STC89C52单片机为主。单片机是单片微型计算机的简称,通俗来讲，就是把中央处理器CPU、存储器、定时器、I/O接口电路等一些计算机的主要功能部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。单片机特别适合控制领域，故又称为微控制器MCU，单片机只要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统，由此我们构建单片机最小系统。单片机最小系统由时钟电路和复位电路组成。

2.1.1　单片机的时钟电路

时钟电路用于生产单片机工作所需要的时钟信号，而时序所研究的是指令执行中各地址信号之间的相互关系。单片机本身就如一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格地按时序进行工作。

2.1.2　单片机的复位电路

单片机复位是使CPU和系统中的其他功能部件都处在一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。无论是单片机刚开始接上电源时，还是断电后或者发生故障后都要复位，单片机复位的条件是：必须使RES/Vpd或者RST引脚加上持续两个周期以上的高电平。

在proteus中画电路图，如总电路图中图2.1所示。

2.2　独立键盘输入电路

独立式按键是指直接用一根I/O口线构成的单个按键电路。每个独立式按键单独占有一根I/O口线，每根I/O口线上的按键的工作状态不会影响其他I/O口线的工作状态。独立式按键接口电路配置灵活，软件结构简单，但每个按键必须占用一根I/O口线，在按键数量较多时，I/O口线浪费较大。故在按键数量不多时，常采用这种按键结构。独立式按键电路如图3所示。上拉电阻保证了按键断开时，I/O口线上有确定的高电平。本设计外围电路接有四个独立按键，其中两个作为湿度下限增减的设置按键，另外两个作为湿度上限增减的设置按键。

因为本装置所用的I/O口不是很多，而且需要的按键数目不多，故选用独立式键盘。

在proteus中画电路图，如总电路图中图2.2所示。

2.3　湿度传感器输入电路

本设计用土壤湿度传感器YL-69检测土壤湿度，YL-69传感器有4个引脚分别为：1 VCC（外接3.3V-5V）、2 GND（外接GND）、3 DO（小板数字量输出接口）、4 AO（小板模拟量输出接口）。本传感器模块具有双输出模式，DO数字量输出简单，AO模拟量输出更精确。当使用数字量输出接口时，通过电位计调节设定值，在土壤湿度达不到设定阈值时，DO口输出高电平，当土壤湿度超过设定阈值时，模块D0输出低电平。所以小板数字量输出D0可以与单片机直接相连，通过单片机来检测高低电平，由此来检测土壤湿度。当使用模拟量输出接口时输出AO可以和AD模块相连，通过AD转换，可以获得土壤湿度更精确的数值。所以我们选用AO接口与ADC0832转换模块等一些元器件组成湿度传感器输入电路。

在proteus中画电路图，如总电路图中图2.3所示。

2.4　蜂鸣器驱动电路

蜂鸣器驱动电路主要实现当测的土壤湿度低于设定下限湿度或高于设定上限湿度时进行明示。该电路使用蜂鸣器，然后经过单片机的一根口线驱动。由于单片机的I/O口驱动能力有限，无法驱动蜂鸣器鸣响，这里用到一个PNP型的三极管作为驱动器，来驱动蜂鸣器。

在proteus中画电路图，如总电路图中图2.4所示。

2.5　水泵驱动电路

水泵驱动电路是本设计的控制末端。通过判断单片机口线P32的高低电位确定PNP型三极管的工作状态以此作为驱动器来驱动继电器。然后决定是否开启水泵浇水。

在proteus中画电路图，如总电路图中图2.5所示。

2.6　液晶显示电路

LCD1602为兼容的液晶显示模块，本设计中采用两行16字符型的模式，显示亮度可调，是一种使用较方便、价格较便宜的液晶显示器件。他有液晶显示屏和驱动器两部分组成，单片机通过写控制字方式访问驱动器来实现对液晶显示屏的控制，系统是利用液晶显示屏来显示设定湿度范围和检测到的土壤湿度。它的外围器件可以装一个精密电位器，来实现液晶显示屏亮度的调节。

在proteus中画电路图，如总电路图中图2.6所示。

2.7　其它常见电路

在一些电路系统中我们常会用到一些其它辅的电路，如电源滤波电路等。滤波电容用在电源整流电路中，用来滤除交流成分。使输出的直流更平滑。去耦电容用在放大电路中不需要交流的地方，用来消除自激，使系统稳定工作。

在proteus中画电路图，如总电路图中图2.7所示。

此外在本设计系统中还有一个不可缺少的电路部分用来存储设定湿度值。它是使用储存芯片24C02为主要器件组成的电路。

在proteus中画电路图，如总电路图中图2.8所示。

2.8　总电路系统

将上述分电路整合，搭建成最终的自动浇花系统电路。在proteus中输入程序进行仿真。如图2所示。并设计PCB板，最后在PCB板上焊接相应电路元器件，并在花盆中完成系统调试与优化确保完成设计研究。

3　系统工作流程

本系统先通过传感器将对土壤中含水量的物理量进行采集，然后通过信号转换部分将其转化为数字信号，交给单片机系统进行处理。通过与设定湿度的对比来智能控制是否浇水，在需要时驱动相关外设，进行自动精确定位地灌溉。系统具体工作流程如图3所示。

4　研究结果分析

本智能浇花系统设计结构简单，成本较低，自动化程度高，方便升级改造，可实现智能化浇花的需要，能很好解决现在及将来一段时间内家庭浇花的问题。当然本系统也存在一定纰漏，由于一些干扰因素的影响可能会出现实验偏差。比如理论与实验之间的误差，它主要来源于试验中存在电路连线阻值变化等一些其它的偶然误差。

5　结论

随着智能家具的发展，人们对智能化控制的渴望越加剧烈，“智能自动浇花系统”也就随之而来；而今信息技术和单片机技术的发展，我们完全可以采取电子智能化控制的手段来解决以上问题。本文基于单片机对土壤湿度传感器信号的采集与处理的设计进行了研究开发，实现在proteus软件平台下的仿真与程序调试，将调试成功的程序烧写到单片机中，将系统电子器件集成在PCB板上，成功完成了智能自动浇花系统的设计制作。本文的设计思想可以应用在其它自动灌溉系统的采集与处理设计中，为相关的设计研究提供了有价值的参考。

参考文献

［1］许兴在.传感器近代应用技术[M].1994.

［2］白驹洐,等.单片机计算机及其应用[J].2005.

［3］张友德.MCS-51单片机实用子程序及其应用[J].1988.

［4］戴佳.51单片机应用系统开发典型实例[J]. 2005.

篇12

中图分类号：TS272.3 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）05-1284-03

DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2016.05.050

Design of Intelligent Fermentation System of Black Tea Based on PID

WANG Shuaia，YANG Tian-yuana，ZHOU Ji-rongb，GUO Shuai-qingb，NIE Zhan-yib，SHU Qing-ningb，WU Li-lib

（a.College of Engineering and Technology；b.College of Horticulture and Forestry Sciences，Huazhong Agricultural University，Wuhan 430070，China）

Abstract： In view of the influences of fermentation temperature and humidity on black tea and the seasonal restrictions to fermentation of black tea， an intelligent fermentation system of black tea based on PID was designed. Automatic control technology was adopted to automatically adjust and control the temperature， humidity and the flow of air exchange according to PID preset parameters， which were displayed on the LCD color screen to regulate the temperature and humidity accurately， so as to achieve the purpose of black tea fermentation not affected by any environmental conditions.

Key words： black tea；fermentation system； PID arithmetic

近年来中国红茶发展非常迅速，年产量持续增加[1，2]。发酵过程是红茶加工工艺中最为重要的部分，也是对红茶品质影响最大的环节。中国的高档红茶发酵一般在春季和秋季进行，由于环境温度低，湿度达不到要求，难以完成发酵过程，因此需要通过发酵装置创造适当的温度、湿度和通气条件。如果采用水蒸气加湿，发酵箱内充满雾气，且蒸汽在茶叶表面凝结，氧气交换不充分，导致发酵不充分；如果采用常温下超声加湿，通过热风加温，发酵箱内环境不稳定，发酵效果也会受到影响。而且温室环境系统由于自身的复杂性，各种环境因素之间相互影响，采用传统的控制方法很难达到最佳的效果[3]。

针对以上问题，设计了一种由PID自动控制的单通道加温加湿通气发酵系统，该系统具有良好的稳定性和可操作性，通过PID自动控制技术，可实现对红茶发酵环境的自动调节。

1 智能化红茶发酵系统总体结构

该茶叶发酵温湿度自动调节装置包括超声波雾化器、水深传感器、风机、气体流量计、气体缓冲箱、恒温预热箱、水温控制模块、温湿度传感器、温控模块、气体流量计、电机、发酵箱（图1）。其中超声波雾化器与风机输入端通过短硬管连接，风机输出端通过短软管与气体缓冲箱输入端连接，气体缓冲箱输出端通过凹形长硬管与发酵箱输入端连接，长硬管的凹形部分浸在恒温预热箱中，发酵箱输出端与气体流量计连接，气体缓冲箱的数目与发酵箱的气体传输管数相同。当外界环境温度改变时，系统能够自动检测并对发酵箱加热；当检测到发酵箱中湿度超过设定的湿度裕度时，系统会自动鼓入水蒸气。水蒸气在恒温预热箱预热，恒温预热箱与加热器共同调节系统温度和湿度相对恒定。

2 智能化红茶发酵系统调控部分设计

2.1 温度调节部分

工夫红茶品质取决于鲜叶质量和加工技术，发酵是工夫红茶初制的关键工序，合理调控发酵温度和发酵程度对提高红茶品质至关重要[4]。温度是红茶发酵过程中的重要因素，温度偏高易导致红茶发酵过度，茶叶色泽暗淡，茶汤气色差，严重影响红茶品质；温度偏低则会导致红茶发酵不均匀，发酵时间长，茶汤色泽不艳，底色欠浓，所以在红茶发酵过程中对发酵温度有严格要求。目前中国的红茶一般在春、秋季发酵，春、秋季的温度适宜，对红茶发酵过程的影响较小。基于此，系统在发酵箱中用PID算法模拟春秋季节的温度，以达到对红茶发酵温度的调控。

一般应用的PID控制规律表达式为：

u（t）=Kp[e（t）+■■e（t）d（t）+TD■] （1）

通过温度传感器测量箱内的实时温度R（t），与目标温度Y（t）做差，得到偏差值e（t）。将偏差值乘以比例项系数Kp得到比例项，将偏差值做积分并乘以积分项系数Ki得到积分项，将偏差值做微分并乘以微分项系数Kd得到微分项。当实时温度与目标温度有差值时，比例项就会起作用，调节加热模块使温度趋于目标值。比例项影响温度调节的速度，过大的比例系数会使系统超调振荡，过小会导致调节过慢[5]。积分项用来消除系统的稳态误差，提高无差度。微分作用反映系统偏差信号的变化率，具有预见性，能预见偏差变化的趋势，因此能产生超前的控制作用，在偏差还没有形成之前已被微分调节作用消除。

温度调节过程中增量PID表达式为：

u（t）=Kpe（t）+Ki■e（t）d（t）+KD■ （2）

式中，Ki为积分系数；KD为微分系数；偏差值e（t）=R（t）-Y（t）；R（t）为发酵箱的实时温度；Y（t）为设定的目标温度[6]。

通过PID控制加热模块，当系统温度低于温度下限时，控制温控模块的加热程度，对系统加热；当系统温度高于温度上限时，PID控制温控模块处于不工作状态。通过PID调控，发酵箱内温度能够迅速精确地控制在预设温度裕值内。PID调节温度流程如图2所示。

2.2 湿度调节部分

红茶发酵过程中，湿度的相对稳定尤为重要。采用传统沸水加温加湿方法，高温水蒸气会在低温茶团上凝结，水膜阻抑茶与空气交换[7]；采用传统常温加湿方法，所产生的是雾状水滴而不是分子状态的水，难以参与发酵过程；采用茶堆发酵方式，在厚度较大时，如翻动不充分，会导致发酵过程中水分不均匀，最终导致发酵程度不一致。为解决以上问题，系统采用超声波雾化器通过加热、节流和电极使水变成水蒸气，对被调节空气进行加湿，湿蒸气呈分子状态，系统的湿度支持人工设定，并且系统采用负压抽气方式和送气两种方式共同协作，确保温湿度分布均匀，且换气均匀充分。

湿度调节过程如图3所示，当湿度传感器检测到系统湿度超出湿度裕度后，系统按照PID参数调节风机1和风机2的转速。当系统内湿度低于预设湿度下限时，控制器在调节风机1加速向系统鼓入水蒸气。同时，加速风机2鼓出系统内干燥的气体，风机1的转速高于风机2，使系统内的湿度保持在裕值范围内；当系统内的湿度超过预设湿度上限时，控制器在调节风机1减速向系统鼓入水蒸气的同时，减速风机2鼓出系统内的水蒸气，风机2的转速高于风机1，保证风机2鼓出水蒸气的流量大于风机1鼓入水蒸气的流量，使系统内的湿度处于动态稳定状态。

3 系统流程

系统中使用 PID 算法实现对系统变量的稳定调控。PID调节的反馈强度与反馈控制量应该呈线性关系，因此，气压升降压速率与伺服电机转速的关系是稳压控制的前提[8]。通过控制两个风机的转速实现对系统内部温度和湿度的动态调控。

如图4所示，通过温度传感器、湿度传感器和气压传感器采集系统内温度并记录，设计各部分PID算法，实时将采集到的温湿度信息发送至控制终端，在控制器的调控下，系统内温度和湿度在PID闭环控制的作用下处于稳定，趋近于设定值，收敛于设定裕度，从而实现设备的智能化控制。系统内的温度、湿度和气压值由传感器采集，并实时显示在LCD屏幕上，可更加直观地看出系统调节参数的过程。

4 小结

基于PID的智能化红茶发酵系统，采用自动控制技术PID算法实时调控红茶发酵过程中温度、湿度和气压，可人工设定系统参数，具有良好的可操作性和实用性。通过控制风机的工作模式实现对系统气压和湿度的调整，控制温控模块的工作模式实现对系统温度的实时调控，而在风机的工作模式和温控模块的工作模式有相互影响的前提下，系统能够实现对红茶发酵箱内部环境的实时调控，表明系统具有很好的稳定性和可移植性。本研究采用自动控制技术，使其能根据PID预设参数自动调控温度、湿度和空气交换流量，实现对温度、湿度和气压的精确控制，严格模拟春秋季节的相关环境特点，达到红茶发酵不受环境条件制约的目的，对于中国红茶发酵具有重要意义，具有广阔的市场前景。

参考文献：

[1] 李闽榕，杨江帆.茶叶蓝皮书：中国茶产业发展报告（2011）[M].北京：社会科学文献出版社，2011.

[2] 中国茶叶流通协会.2012年全国红茶产销形势分析报告[J].茶世界，2012（5）：4-6.

[3] 屈 毅，宁 铎，赖展翅，等.基于模糊PID控制的温室控制系统[J].计算机应用，2009，29（7）：1996-1999.

[4] 王贵芳，陈荣冰.加工工艺对红茶主要生化品质的影响研究进展[J].福建茶叶，2008，30（1）：6-8.

[5] VISIOLI A.Practical PID Control[M]. London： Springer Verlag Press，2006.

篇13

前 言

当前，以计算机技术和网络技术为主要标志的信息技术，作为现代科技革命的基础和核心正逐步改变着我们的工作、生活方式。在学校教学管理中，如何摆脱繁杂的手工作业，利用信息技术进行科学、规范的管理，确保教学秩序的稳定、顺畅，已成为教学管理信息化建设的目标和发展方向。一种新型的教学管理模式应运而生，它借助数字化校园信息平台，实现学校各管理部门间的信息和资源共享，完成从学生注册、教学计划制订、编排课表、成绩录入、查询打印到毕业资格审核等一系列的教务事务管理，极大提升了教学管理工作的效率和校园教育信息化水平，最大限度实现了教务管理的科学化、智能化、高效化。

一、智能化教务管理的益处

（一）传统的人工管理模式

在进一步深化高等教育改革、建构新的人才培养模式的形势下，高等院校教务管理部门的工作日益繁杂。面对成千上万的学生数据和种类繁多的报表文档，采用手工整理、编排不仅过程复杂、效率低下，且容易出错，陈旧的人工管理模式再也无法适应现代社会的工作效能要求。因此，打破传统的管理模式，在教务管理中引进现代教育技术，应用一套基于校园网络的智能化教务管理软件以实现管理信息的共享、集成、传递，成为教务管理现代化的迫切要求。

（二） 学院教务管理的特殊需求

随着学院办学规模的不断扩大和办学层次的逐渐增多，传统的人工管理模式已无法满足排课管理、学籍管理等各项教学管理的需求。就课务管理而言，我院因专业需要，学生技能课要求实行小班化分组教学，排课任务繁杂艰辛。仍沿袭传统的人工作业，显然力不从心，因而在课务管理中引入智能化教务管理势在必行。

（三）智能化教务管理的益处

一直以来，从新生入校注册、制订教学计划、编排课表、考试、成绩录入，到毕业审核、成绩打印等一系列机械的事务性操作，使高校教务工作者长期处于高度紧张和忙碌之中，从而造成一方面易出差错、教务管理水平低下，一方面没有多余的精力总结教学经验、研究教务管理。而利用现代化的管理手段，运用校园信息平台的数据库进行科学管理，完成数据生成、统计、分析、报表填写等一系列复杂的工作，将大大提升教学管理的工作效率和管理水平。利用oracle数据库，学生可登录校园网络查询本专业的教学计划、开设课程、学分等情况，及时了解自己的学习进度和学习状态，并可通过校园网络平台进行网上选课；教师可通过平台录入学生成绩，系统随即自动生成成绩分析等。教学计划的管理也由此更加规范，“智能排课”和“人机交互式排课”取代了繁琐的人工模式，使学院的教务管理逐步走向信息化、智能化的高效管理模式。

二、智能化教务管理系统在课务管理中的应用与完善

课务管理是教学管理的核心，也是学校稳定教学秩序、提高教学质量的根本，智能化教务管理系统作为实现教学管理科学化和教务工作规范化的重要保障，在其中发挥的作用最为显著。

（一）教学计划管理系统

教学计划是教学工作中必须遵循的指导性文件。教学计划管理系统用于对全院所有专业的教学计划、专业名称、实践教学管理等资源进行管理，并在此基础上实现课程编排的数据信息共享。

1．专业计划管理

教务管理系统的专业计划管理模块实现了专业信息、专业方向模块、课程信息的管理功能。学期初根据专业代码、班级代码、教学场地类别代码、师生基本信息、课程库等基础数据录入各专业教学计划，包括各年级的专业信息、专业方向和模块和课程信息。在专业信息管理中，需要按年级录入专业名称、教学计划号、任务、学生数等信息。课程信息管理则包含了各个专业的开课计划，包括学分、学时、课程性质等信息。

2. 计划任务下达

各专业的计划录入完成后，便能在教学任务管理模块中分年级创建学期教学任务。

3. 教学任务安排

旨在落实已创建的学期教学任务，安排上课班级、任课教师、教学场地要求等信息，完成教学任务安排。

（二）排课管理系统

1. 排课相关数据处理

完成教学计划管理模块中的计划任务安排后，首先要进行的是排课数据初始化，校验数据的合理性。当发现某条记录的数据不合理时，系统指针将停在该条记录并提示哪个字段不合理，数据修改正确后再进行统计。对于个别课程的调整，还可使用增加、删除排课任务功能进行任务的调整。

2. 系统智能排课

在排课数据条件设置中对一些排课数据进行初始设置，如可排课时间设置、排课教室条件设置等排课的各项限制条件。之后将排课用的教学场地信息维护正确，数据初始化后开始系统智能排课。

3. 人机交互式排课

人机交互式排课是对系统自动排课所作的手动调整，也是排课系统中最常使用的一种排课方式。因系统智能排课有很大随机性，很多时候无法人性化地处理某些教学上的特殊需求。比如在教学场地的安排上，系统根据设定好的数值为每节课自动安排教室，却给任课教师带来了每节课换不同教室的不便，这种情况下采用人工手动方式尽量将每位教师每天的课程集中在同一教室安排即可避免这一局限性，有助于提高教学效率。此外它还很大程度满足了我学院专业课程分组教学的特殊要求，并能及时检测冲突，真正实现智能与人工的交互效应。

对于教学计划和排课系统的管理，需遵循教务管理系统固定而严谨的操作规程，排课前做好各类数据的准备工作，包括：核查专业计划是否完整、准确；创建排课学期的计划任务，维护教学场地、排课数据条件设置；统计排课相关数据，将计划任务提取到排课任务等。

（三）选课管理系统

1. 选课规则调整

选课规则调整是在维护选修课学科代码和课程性质代码信息的基础上进行选课规则的调整，为后台选课作准备。包括设置选课学期、学生容量、限选人数、是否可退选等信息。而后进行选课时间及轮次的设置。

2. 学生网上选课

要增加学生选课的自由度，必须有智能化的管理手段与之相适应。运行智能化教务管理系统以来，我院本科生的选修课程统一实行网上开放式选课。后台进行选课规则调整后，学生即可在浏览器中输入学校WEB服务器地址，登录系统进行网上选课。

3. 学生选课后选课信息调整

选课调整主要是对学生的已选情况进行筛选和后台增补学生选课信息，在这一环节中除可实现当前学生记录的增加与删除外还可进行课程的停开设置、专业标记、课程容量调整、选课筛选等控制。

4. 信息汇总打印

学生网上选课后，可根据各任课教师的课堂成绩记录需要选择相应的格式进行打印，点名册上即可汇总呈现选课名单、平时成绩等详细的课表信息。

（四）信息查询与

利用智能化教务管理系统师生可进行各类教学信息的查询和统计分析，如教学计划、学期课程、教师任课表、学生选课情况等。选择数据表和用于查询的字段，填写字段值，即可便捷地进行数据库检索，获取所需资料，统计分析课程信息。系统自动生成资料、自动查询的功能，能有效避免错、漏统计的情况，改善对学生的信息服务质量。此外，通过设置管理员权限，教务人员可在平台上进行教务信息的，实现对教学工作的一体化管理。

三、保障智能化教务管理系统运行的条件

为保障系统软件的正常运行，确保教务管理智能化的顺利实施，我们应当注意以下几个问题：

（一）建立现代教育管理理念

教务管理智能化既是教学管理科学化、网络化、规范化的过程，也是实现人性化服务的过程。为进一步提高教学管理水平和质量，教务管理人员应打破陈旧的管理模式，站在世界科学技术发展前沿，对教学管理进行手段、方法、思想观念的改变，逐渐建立起现代化的教育管理理念。

（二）自我提升与培训

应用智能化教务管理软件需要具备较熟练的计算机操作水平和一定的数据库知识。管理人员应不断提高自身的业务素养，尤其加强计算机技能方面的学习，通过操作系统认真分析智能化管理过程中存在的问题和不足，在实践中改进和完善。同时，管理部门还应对教学管理人员、教学秘书、教师实施多层次的培训，如现代教育技术培训、办公自动化系统培训、数据库系统的使用及相关专业前沿理论和实践的培训等，以便更好地适应智能化教务管理的需求。

（三）技术支撑与协作

管理部门需拥有专用计算机与校园网相连用于教务管理，由教学秘书负责操作。要为管理平台设立专门的服务器，指定专人进行维护和管理，保障整个校园网的畅通。还要适时、适量跟进和建设智能化教务管理所需要的各类硬件设施。此外，各关联部门间做到分工协作、密切配合，按照管理权限进行数据的维护实现信息共享最大化。

四、存在问题及拟在该领域继续开展研究的内容

自运行智能化教务管理系统以来，许多问题正在学院的支持和软件公司的协助下逐步解决，管理系统环境基本保持稳定，但部分功能的设置仍不十分全面：

1.校选修课时间的排定中无法设置中午时间段，建议增设个性化选项，设置午间和晚间自定义时段，或是以钟点代替课时计数。

2.版本升级过程不稳定，排课数据初始化处理过程偶发生中断，人机交互排课过程偶有数据丢失现象。

3.按条件查询上课情况时无法显示3节连排的课程，单位划分不明确，给课程统计造成不便。

4. 由于受硬件设施所限，目前尚不能实现校园网外访问，待日后增加一台服务器就可实现，这样学生查询成绩、选课、教师录入成绩等均可在家里完成，从而大大提升工作效率。

5. 当前电子教务管理系统的使用范围仅限于本部门课务和学籍管理两方面，学院成教、自考的课程安排与调度都是单独进行，易发生教师、教室冲突的情况，下一步我们将通过扩展系统管理范围，使之与其他各部门间构建起完整的网络体系。

在具体应用过程中，我们通过程序个性化设置和软件升级等方式，使系统更贴合本院实际、满足本学院教学的特殊需求，切实提高学院教学管理的信息化水平。

结 语

我院在智能化教学管理模式的探索和实践中，初尝甘果。教务信息管理平台的应用使教管人员的管理观念得到转变，服务质量得到提高，管理素质得到提升，也为学生提供了更加便利的学习机会和优质的学习条件。软件的使用过程会遇到各种各样的疑惑和困难，有技术层面的也有操作层面的。结合学院实际，我们在尝试与摸索中不断总结智能化教务管理的运行经验，最大限度发挥数字化信息平台的功能，为下一步推行学院数字化教学管理积累经验与奠定基础。相信经过不断操作和测试，智能管理系统将日益完善，从而更好地为学院教学管理服务。

【参考资料】