智能交通技术论文范文 -欧洲杯买球平台

导语：如何才能写好一篇智能交通技术论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

在传统的交通管理工作中，往往都是在数学模型的基础上，利用最优算法产生的一套管理体系。这种管理工作中通常都为了更好的简化和解决某些问题受到技术限制。究其原因，这种简化管理策略与城市尤其是大型城市的交通非线性、瞬变性和动态特征相悖，在很大程度上这些传统交通管理控制策略无法应对瞬时多变的交通实际状况。传统交通管理策略的应用缺陷:首先，传统的交通管理策略通常看似采用了最优方法，实际上这些管理策略往往都并非最优策略，反而存在着很多意料之外的问题，进而造成了交通管理混乱，引发各种交通问题。其次，在大规模城市交通管理中，由于城市交通流量的变化及突发状况的增加，使得这些交通数据经常产生无法及时有效的传输实时数据的现象。再次，面对日益变化的城市交通路线以及迅速扩大的城市规模，传统的交通管理系统经常出现无法及时根据道路实际状况进行调整的问题，导致管理策略与现实不符。最后，对于各种突发性问题，传统的交通管理系统并没有相关的突发事故应急能力，这个时候往往都需要大量的人工干预来进行管理。

鉴于上述交通管理工作中存在的种种不足和缺陷，为了更好的简化交通管理系统流程，完善交通管理工作流程，在传统管理模型的基础上进行优化计算来实现适时、有效的交通管理控制体系显然是不现实的。此时，我们需要将目光脱离传统的交通管理流程，从新的技术角度入手去研究交通管理新流程，从而实现交通管理工作的有序、科学。面对这种情况，以智能交通系统为核心的交通控制系统应运而生，然而时至今日仍然有不少单位虽然看似引入了人工智能技术，但是面对复杂的技术标准和设备操作要求，不少工作人员就显得有点无力了。但是事实证明，这种做法是成功的，它虽然在交通管理领域工作人员操作上存在问题，但是在系统应用效果中有着巨大优势。基于此，我们可以从下面两个角度去分析智能协作技术在交通管理中的应用。首先，由于城市交通状况本身有着复杂、非线性且瞬时多变的特征，同时交通管理人员又高度要求信息传输的实时性、瞬时性，这个时候对整个城市交通管理系统实现最佳控制显然是不可能的，只能要求整个城市交通保持在最合理、最有序的状态。其次，在智能协作技术在交通管理中的应用上，局部合理与整体合力并不存在相悖的问题，但是当产生这种问题的时候我们可以从局部入手进行协商，通过协作的方式来解决各种相悖问题，从而确保交通管理工作的有序开展。

2智能协作技术在交通管理中的具体应用研究

通过对我国传统交通管理工作存在的问题和特征研究，采用多个不同功能的智能技术来协作控制交通工作可谓是一种合理、有效的管理方法，这一技术是基于智能协作为核心的新型交通管理系统，具体应用策略如下。

2.1系统建设

交通信号灯作为当今交通管理控制的主要手段，也是城市交通的基础管理措施，在整个城市交通控制系统中一直发挥着不可替代的重要作用。因此在这里研究中，我们主要以路通灯的控制为基础来阐述智能协作技术的应用情况。为了更好、更方便的叙述这一系统优势，我们这里不妨将信号灯的应用设为如下情况。(1)路口是交通系统的基本控制单位。一个城市的交通系统主要由路口1,路口2,…,路口n共n个路口及连接这些路口的所有道路组成。(2)各方向红绿灯基本周期相同,记周期开始时刻为t=0,1,2,…；(3)li(t)为描述t时刻等候在i路口的车辆数量的向量。li(t)=(xi(t),yi(t),…),其中xi(t),yi(t),…分别表示t时刻等候在i路口的不同方向的等候车队长度。li(t)为状态变量。(4)x′,y′,…分别表示系统设定的不同方向等候车队长度的阈值。一旦某方向的等候车队长度超过阈值,则agent开始协商、协作以使等候车队长度低于或尽量接近于此阈值。此阈值可根据具体情况动态修改。(5)g(t)为在t时刻开始的周期中绿灯亮所占的比例,此为控制变量。值得指出的是,基于多agent的智能交通管理系统并非用于处理这种简化假设—它恰恰是为了解决传统交通控制过于简化交通模型的问题而设计的;本文也不拟对此假设所涉及的变量进行精确建模和计算。对于复杂的实际情况和更多的功能需求,可以相应增加agent的知识库内容及感知器的复杂度。这些都不影响对系统基本结构和工作原理的阐述。

2.2系统设计

目前，虽然智能协作技术已经在交通管理领域得到广泛的应用，但是仍然有不少地方需要我们深入研究和探讨。尤其是在交通流量日益增多、交通事故不断发生、交通问题越来越复杂的今天，建立健全交通管理机制势在必行。在这里的智能协作技术应用中，具体的设计策略如下。

2.2.1系统结构

系统的整体结构如图1所示。系统中包括两类agent:一个区域控制主题(areacontrolagent,简记为aca)和多个路口控制agent(crosscontro-lagent,简记为cca)。其中,每个路口控制agent可与邻近的agent通信,并与唯一的区域控制agent相连。下面分别对这两类agent加以介绍。

2.2.2路口控制agent(cca)

路口控制agent是典型的协同型agent,即所有的cca有着共同的全局目标—使得区域交通畅通,同时每个cca也有与全局目标一致的局部目标—尽量使本路通畅通。城市中的每个路口有且仅有一个cca。cca的基本功能是:根据路通状况动态调整g(t),即一个周期内的红绿灯配时方案,使得本路口的等候车队长度li(t 1)尽量取最小值,同时使li每个分量(xi(t),yi(t),…)均小于系统设定的阈值。并每个周期向相邻cca及所从属的aca发送当前路口状态信息。当li的某个分量(如xi)高于所预定的值阈x′时,该cca根据其邻近4个cca及路口的状态,发出协作请求。例如:请求其上游路口i的cca在t1时刻减少gi(t2),或请求其下游路口j的cca在t2时刻增加gj(t2)等,以确保路口的畅通。当cca收到邻近cca的协作请求时,也可以根据自身状况及当前路口状况,接受、协商或拒绝。此外,cca还接受aca所发出的控制指令和策略调整指令。路口控制agent的结构如图2所示:所有路口控制agent有着相同的结构。包括控制模块、推理机、感知器、执行模块、状态栏、知识库、路口模型等部分。

2.2.3区域控制

区域控制agent负责协调、指挥所管辖的cca,并收集、分析、整理所辖cca定期发送的路口状态报告。在通常情况下,cca享有很高的自治性,aca不干涉cca对本路口的交通控制,以及cca之间的协商协作行为。在具体的管理工作中，一旦发生如下情况，我们可以迅速的通过智能协作技术命令来实现交通管理工作。首先，突发事件的发生，比如有消防车、救护车等特殊车辆要通过某种特定的车道的时候，交通管理部门可以利用cac强制命令该路段所有路口的交通灯全部亮绿灯，从而确保这类车辆的迅速通过。其次，发现区域路段出现严重负载不平衡现象的时候，可以在全局工作角度上去控制和分析，并合理的进行修正与处理。

3结束语

篇2

关键词 智能交通系统；创新创业；行动导向教学模式

中图分类号：g642.0 文献标识码：a 文章编号：1671-489x(2012)03-0026-03

practice of adding innovation education reformation on intelligent transportation systems course//wang yunling1, xi jianguo1, zhang xiangmin2

abstract the intelligent transportation systems course is one of the most important special courses. this paper analyzes the problems in teaching process, suggests that adding the innovation education reformation on the intelligent transportation systems course from teaching outline, teaching materials, classroom instruction, practice, course examination.

key words intelligent transportation systems; innovation; action orientation teaching model

author’s address

1 vehicle and motive power engineering college, henan university of science and technology,

luoyang, henan, china 471003

2 law school, henan university of science and technology, luoyang, henan, china 471003

近年来，随着我国高等教育教学改革的深入发展，更多的院校更加注重大学生创新创业教育的培养。依托高校专业教学优势，将创业教育的基本内容融入专业教学的各个环节，不失为提高高校教育质量的一个发展方向[1]。本文以交通运输专业智能交通系统课程为例，谈谈如何在专业课程教学中引入高校创业教育。

1 智能交通系统课程的主要内容[2-3]

智能交通系统课程是交通运输专业一门重要的专业课程。智能交通系统（intelligent transportation systems，简称its）将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、电子控制技术以及计算机处理技术等有效地集成运用于整个交通运输管理体系，而建立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合运输和管理系统。该课程的主要内容有三大部分。

1）its框架体系。确定适合交通体系的智能交通系统体系框架，为国家进行智能交通系统规划、实施、管理、设计提供依据。智能交通系统体系框架的组成部分主要有用户服务、逻辑体系结构、物理体系结构、通信体系结构、标准化工作、费用效益分析及评价、实施措施及策略等七点。

2）its关键技术。该课程主要介绍网络技术、通信技术、检测技术、人工智能技术、数据库技术、车辆定位技术、地理信息系统、ic卡技术等高新技术。这些技术都属于世界高端技术，研究深入，并且创造的社会价值很大。

3）its的应用。该课程主要介绍交通信号控制系统、交通信息服务系统、智能交通管理系统、智能公共交通服务系统、电子收费系统、多式联运系统、都市集成枢纽智能交通管理系统、智能车辆系统、自动公路系统、紧急事故处理等应用，这些应用与国民息息相关，创造了高额的社会经济价值。各个国家都在大力发展智能交通产品，占领市场份额。

2 智能交通系统的学科特点及存在的问题

智能交通系统课程是一门交叉学科课程，涉及车辆、交通、运输、道路、通信、控制等多学科。其基本理论框架从实践出发，经过抽象、概括、归类得出的科学实践的模型，反过来又结合各种技术措施用于指导交通运输实际问题。课程特点可概括为“概念多、理论多、内容多、理解不易深入”，而这也是学生在学这门课程中反映最多的问题。

智能交通系统又是一门实践性较强的课程，其理论框架来源于实践，但不是推理得出，而是通过归纳总结、反复实践验证得出合理结果，有了框架理论才可介绍主要技术以及实际应用。因此在讲述时，虽然强调理论框架体系的基础地位，并要求详细讲解，但是学生仍显得似懂非懂。由此容易导致学生的学习兴趣下降，认为该部分内容意义不大，也就是“学了没用”，从而严重影响后面内容的学习和理解。

从学生的考试中也可看出一些问题，在回答主观性题目时，存在的问题较多。对于简答题和名词解释题的解答主要靠死记硬背，考试过后很快就忘了，无助于这门课的学习；反映学生理解水平的论述题，学生的回答要么空洞无物，要么就是死记硬背教材上的内容，灵活理解掌握和运用能力较差。比如，论述题“谈谈你对智能交通系统（its）应用的理解”，学生一般将课本上智能交通系统概念、框架体系、车辆导航系统、交通信号控制系统等内容死记硬背下来答上，并无自己的理解看法，对智能交通系统真正的应用并无太多了解。

笔者认为，造成这种情况的一个重要原因是没有抓住学生的学习兴趣。那么如何抓住学生的学习兴趣呢？就要想学生所想。如今的大学生与社会接触较多，心中所想主要是能够学一些有用的知识，有助于以后的就业。智能交通系统课程与实践联系较紧密，可以将创新创业的理念融入课程中去，从而吸引学生的注意力，让学生能够主动学习这门课程。这样，不仅该课程的教学效果得到增强，还训练了学生的创造创新能力，有利于创造互惠双赢的局面。

3 如何在its课程中融入创新教育

在大学本科的教学过程中，如何将创新创业教育融入智能交通系统课程中呢？笔者在自己的教学实践中，通过不断调整教学思路和授课方式，总结出以下几方面经验。

3.1 教学大纲

目前中国的本科教育基本是按照教学大纲进行教学，教学大纲一般2～3年修订一次，以适应社会经济的发展变化。在修订过程中，可在教学大纲中有意识地逐步添加创新创业内容。

1）在“课程基本要求”中，增加“了解当前智能交通系统相关经济技术产业”等内容。

2）在“课程内容”方面，在智能交通系统关键技术和智能交通系统应用两大部分内容中，增加先进技术的案例。最好能以某一个项目为例，介绍研究目的、研究内容及研究工具等内容。

3）“习题”部分，可以形式多样化，增加论文、调查报告等形式。

4）“成绩考核评定办法”可以适当灵活，应当增加创新创业的思想，引导学生发散式思维。单纯的普通试卷考核方式很难体现学生的全面学习成果，而教师对学生学习过程中的个人看法在一定程度上可以反映学生的实际学习情况，因此有必要加大平时成绩的比例。

3.2 教材

智能交通系统课程教材比较多，大多是系统性、综合性的普通教材，如《智能交通系统概论》《智能交通系统体系框架原理与应用》等。笔者建议可以选取这类教材作为主教材，系统介绍智能交通系统的理论知识，同时增加智能交通系统有关创业实例作为补充。教师在授课时将辅助教材融入主教材中。当然，也可以自编教材，侧重开发学生的创新创业思想，以教材结合创新创业思想，将案例编入智能交通系统的理论知识中去。当然，因这类教材专业目的性强，可作为教师、学生的重要参考教材。

3.3 课堂授课

课堂授课是在智能交通系统课程中融入创新创业教育至关重要的一环，授课的好坏直接决定了学生的创新创业思想的接受程度。在课堂教学中，按照教学大纲和适当教材，选取有相关经验的教师进行授课。

笔者从事该课程的教学已有4年的时间，授课对象为交通运输专业的学生。经过几年的尝试研究，笔者认为可从以下几个方面来进行改进。

1）教学方法改革。课堂授课时，采用行动导向教学模式。授课过程中采用案例分析法、模拟情景法、项目教学法、仿真教学法等一系列不同于传统理论讲授的教学方法。“行动导向”教学模式下的学生不再处于被动接受地位，而是处在积极的、主动的地位，教师不是单纯地给学生灌输知识，而是让学生参与到创造性实践活动中来。学生需要动脑动手，亲手操作，进行观察、收集、分析资料等活动，在实践中培养学生与他人合作、交流的能力，培养分析问题、解决问题的能力，形成综合性的知识结构，培养综合性的能力和创业意识，使大学教育适应经济社会的发展要求。

讲课过程中，教师应注意在智能交通系统关键技术和智能交通系统应用两大部分内容中，引入创新创业意识，引导学生积极主动思维，提高学生学习的积极性。教师应当有意识地讲述一些世界前沿技术，开阔学生的视野，增强学生的学习兴趣。在介绍智能交通系统相关技术及其应用时，教师可以引入当前国际或国内先进的智能交通系统产品，如智能车辆技术、车辆模拟驾驶技术、停车场智能管理系统、智能交通控制、交通监控图像识别技术、地理信息系统、不停车收费等技术产品。

2）授课顺序适当调整。通常的授课程序是先讲智能交通系统框架体系，再讲智能交通系统关键技术，最后一部分是智能交通系统的应用。学生普遍反映前面听着没意思，进而失去学习的兴趣。进行顺序调整后，先讲智能交通系统的应用，联系国内及国际上实际的应用成果，接下来介绍要实现这些应用需要哪些主要的技术，最后介绍实现实际的应用效果不仅要有欧洲杯买球平台的技术支持，还要有框架体系支撑。这样一来，有利于调动学生的学习积极性。

3）学生角色的适当调整。对于授课内容中比较偏重于理论、学生难以理解的部分，可以让学生说出自己的理解，甚至让学生当老师，上讲台对这一部分内容进行讲述，而后让其他学生提出意见，再进行重复讲述，直到学生都理解了为止。另外，对于智能交通系统的应用部分，可针对某一方面的内容让学生自行查询资料，选择有代表性的案例在课堂上进行讲述，并适当发表自己的看法。实践表明，这样做可大大调动学生学习的积极性。

3.4 实践环节

实践环节是学生验证学习内容、增加直观认识并进一步吸引学生兴趣的重要教学环节。可通过现有的教学设备开展课程实验，切实接触其核心技术。做实验时，不拘泥于参观、演示等被动的方式，可进行拆解观察、编程修改等模式。也可通过布置实践类作业，完成学生自主的实践环节。

智能交通系统这门课共开设了车型自动分类系统和智能停车场管理系统两个实验，可将这两个实验设计成综合性、设计性实验，在实验前只告诉学生实验目的和必备的实验设备，由学生自行设计实验步骤。通过实验，学生不但掌握了所学的理论知识，而且培养了实验技能、方法，锻炼了动手操作能力，提高了分析问题和解决问题的能力。

同时，还可以布置实践类作业，如布置调查社会性停车场的智能控制模式、调查车辆智能控制设施等实际调查类环节，并衡量其社会经济价值，进而刺激学生学习积极性，激发其创新创业的理想。

3.5 考核方式

课程结束的考核可以总结学生学习的效果，学生也可以通过考核结果看到自己的学习程度，一个合理的考核方式更能激发学生的学习兴趣。目前，我国高校的课程考核方式较为死板，尤其是理工科课程，多以试卷考试为主，学生需要死记硬背，不能体现学生的实际应用水平。

对于智能交通系统课程，在适当引入创新创业的内容后偏重于实际应用，概念等识记部分的比重相应降低，可采取布置论文、大作业、项目报告或者辩论口试等形式。考核形式亦可不局限于一人一题或一人一卷，可以分组协同，共同完成，这样有利于学生更好地体现自己的创业理想。具体选择何种考核方式可由教师根据实际情况而定。

当然采用非试卷的考核形式，应做好考核计划并制定合理的评分标准，以更好地考核每个学生的学习实践水平。

4 预想

通过融入创业教育，有利于提高学生的学习积极性，扩展学生的思维，为创业积累一些理论基础。但考虑到实际情况，有创业理想的学生可能终究只是一部分，为了更好地开展这门课并训练部分学生的创业能力，可在课程考核中采取区别对待的方法。对于有创业理想的学生，可组建创业兴趣小组，学生之间进行分工合作，进行一定范围内的模拟创业。考核时，可要求学生交付企业计划书、可行性报告、企业年终总结等资料，分别予以考核。对于创业兴趣不大的学生，可按常规进行考核。

通过以上课程改革，可望实现智能交通系统课程与社会实际的紧密结合，增强学生的实际能力，并培养学生的创新创业精神。

参考文献

[1]张项民.基于专业教学的创业教育范式研究[j].中国高教研究,2008(11):68-69.

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关键字：智能交通；交通系统；优势

abstract: with the continuous development of the city, as the municipal engineering of traffic engineering in the rapid development in recent years, the intelligent transportation system. this paper will mainly discuss the intelligent transportation system the meaning and advantages of new system.

key words: intelligent transportation; transportation system; advantage

中图分类号：f512.3文献标识码：a文章编号：2095-2104（2013）

引言：近年来，城市交通的问题很是严峻，不断出现拥挤的混乱现象，给人们的出行带来了很大的不便。对于现代交通来说，对国民经济的发展起着一定的推动作用，发展智能交通系统对于改善环境的质量有很大的帮助。铁路、公路、航线目前大多数都是进行各自分头管理，对于国民经济的发展，以及社会的可持续发展都是很大的弊端，因此联合起来进行综合管理可以避免大量资金的浪费，对与建设节约型的社会也有很大的影响。随着城市的不断发展，作为市政工程之一的交通工程也在飞速地发展，近年来出现了智能交通系统。本文将主要探讨一下智能交通系统这一新型系统含义以及优点等。

一、综观全球的城市交通问题

经研究调查显示，目前，全世界机动车的拥有量为9亿辆，其中美国有2亿辆，中国有6500万辆（1／4是汽车）。自改革开放以来，中国机动车的年增长率是22％（而国际上同期机动车的增长率为3.5％）；与此同时，中国公路的增长率仅为2.5％，现在有127.83万 km（高速公路8000多km），形成了车辆快增长、道路慢增长。而且，我们修了这么多的路，增加了这么多的车，都是引向城市的；我国交通事故1998年死亡7.8万人，占全世界交通死亡人数的1／6，死亡率可称世界第一。要知道，美国有2亿辆机动车，1998年交通事故死亡人数不足4万人。因此很有必要在这里讲述一下智能交通系统。

二、智能交通系统的相关概念

智能交通系统（ intelligent transportion system，简称its）是将计算机技术、图形图像处理技术、数据通信技术、先进的卫星定位导航技术、传感器技术、信息技术、电子控制技术等高新技术有效地运用于交通的运输服务、控制管理和车辆制造，从而使车辆靠自身的智能在道路上安全、自由地行驶。

公路靠自身的智能将交通流调整至最佳状态，驾驶员靠系统的智能对道路交通情况了如指掌，交通和运输管理人员靠系统的智能对道路上的车辆行驶和交通状况一清二楚。使人、车、路密切地结合，极大地提高交通运输效率，保障交通安全，改善环境质量。

智能交通系统的功能如下：一是可以对车辆的安全车距与车速自动保持其控制功能，对于道路中的障碍物能提供自动识别、自动报警、自动转向的功能，对于车辆的驾驶者有一定的帮助；二是可以向交通出行者提供必要的信息，例如欲行道路的交通条件、交通状况和交通服务等信息；三是对交通运输业的作用，轻松掌握运输路线的信息；为道路管理部门提供交通流的实时信息，以及不停车的自动收费功能；为交通管理部门提供对道路交通流进行实时疏导、控制，和对突发事件应急反应功能。

三、如何建立交通智能系统

1、首先要打好its发展基础，尤其是其基础理论的研究工作

由于智能交通系统的发展还不够完善，仍处于基础发展的阶段。因此应该加强国与国之间的交流，向its系统完善的国家交流心得，并结合中国自身的特点，更加深入地进行基础理论的研究，以期在最短的时间内达到或接近先进水平，更好地迎接未来的挑战。

2、建立its协调组织机构

目前中国的交通还存在很多的问题，铁路、公路、民航等仍在实行条块分割管理，有的甚至出现了铁路等独自的its系统，从长远的角度看，这不利于中国交通业的发展，也是经济的巨大浪费。因此要建立its协调组织结构，对于建立的智能交通系统综合管理都有很好的促进作用。并在此基础上加强政府的宏观调控，制定相关的规范和整体的发展规划，以减少局部利益的冲突和资金的浪费。

3、注重人才的培养

随着技术经济的发展，交通行业各领域也发生了翻天覆地的变化，因此对人员的要求也越来越高。相应地需要各层次的专业型人才，以加强its的管理，定期派遣拔尖人才去国外进行交流，把国外先进的技术带到国内，加强国与国之间的交流合作，走出去、请进来，将最新的its技术溶入交通运输专业的教学内容和科研之中，以高素质的its人才去迎接新世纪的挑战。

四、建立城市交通智能系统的必要性

在上述一中提到了目前中国乃至整个世界面临的严峻的城市交通的问题，在我国更是尤其可利用的空间较少，交通不通拥挤的现象更是时有发生。交通拥挤和事故带来了经济的巨大损失；加之城市土地资源和资金有限，不能单靠传统修建道路的方法解决交通问题，因此要建立正确的智能交通系统图管理城市的交通网，而不能靠传统的方法进行。在此背景下，智能交通系统将发挥它独特的作用，因此建立智能交通系统非常必要，大力解放劳动力资源，使他们能发挥更大的作用，提高工作效率，降低事故发生率。

发展智能交通系统可以为社会带来很大的效益，发展了智能交通系统可以使交通出行素需要的能源大幅度减少，从而可以改善环境降低环境的污染；可以促进交通管理水平的提高和交通法制的建设；进一步促进交通领域的技术水平，逐渐达到发达国家的管理水平；建立智能交通系统可以给社会带来巨大的经济效益，避免了分散管理上资金的大量浪费。在一定程度上改善了产业的结构，为以后智能管理都做了巨大的贡献。

结语：综上，主要讲解了一下城市智能交通系统的相关概念，以及他对于改善城市交通所带来的巨大作用。笔者结合多年的工作经验进行了系统且简要的概述，希望给同行以借鉴。城市的交通对于人们的生命安全息息相关，只有建立比较完善的微循环系统，才能均衡交通流量、缓解拥堵。相关的工作人员应该掌握先进的技术，为城市交通的改善做出贡献。

参考文献：

[1]杨佩昆、张树升，《交通管理与控制》(第二版)，人民交通出版社,2003

[2]荆便顺，《道路交通控制工程》，人民交通出版社,1995

[3]段里仁等，《道路交通自动控制》，中国人民公安大学出版社,1990

[4][日]社团法人交通工学研究会编，《智能交通系统》，人民交通出版社, 2000

[5]陆化普，《智能运输系统》，人民交通出版社，2002

[6]杨兆升，《智能运输系统概论》，人民交通出版社，2003

[7]黄卫等，《智能运输系统(its)概论》，人民交通出版社, 2000

[8]杨冰等，《智能运输系统》，中国铁道出版社，2000

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关键词：多元智能 信息技术 教学

中图分类号：g633.67 文献标识码： c 文章编号：1672-1578（2014）7-0191-01

1 前言

传统学校课堂都是以教师为中心，教师讲，学生听，作为认知主体的学生在教学过程中自始至终处于被动状态，其主动性、积极性难以发挥。针对目前教学现状，我将多元智能理论在信息技术教学中进行尝试，通过多年教学实践证明：在教学过程中学生学习气氛浓厚，求知欲强，整体教学效果比较好。

2 多元智能理论的阐述

多元智能理论是自20世纪80 年代中期以来风行全球的国际教育新理念。由于该理论的内涵和我国目前正在倡导实施的素质教育有密切的内在联系，我国自20世纪90年代以来对多元智能理论予以较多介绍，并且越来越认识到多元智能理论的重要价值， 认为“多元智能理论是对素质教育的最好诠释”。

所谓多元智能理论是一种全新的人类智能结构的理论。它认为人类思维和认识的方式是多元的，亦即存在多元智能： 言语语言智能、 数理逻辑智能、视觉空间智能、音乐韵律智能、身体运动智能、人际沟通智能、自我认识智能和自然观察智能。

3 多元智能理论与信息技术教学的整合

学习、探究多元智能理论，并很好的利用它来指导教学，围绕这个问题，我在信息技术学科教学中对教学模式作如下探索与尝试：

3.1利用多元智能理论进行信息技术教学设计

不同的课程以及面对不同的学生有不同的教育方法，利用多元智能理论进行教学设计关键是要充分发挥学生在多元智能类型中的强项，针对这些强项进行设计课例，调动学生积极性，让其主动探究知识，进而提高教学质量。

利用多元智能理论进行课例设计应该遵循以下步骤：

（1）设定专题。教师在讲解知识点时，应选择适当的专题进行。在专题学习的过程中，教师提供的专题素材往往跨越学科界限，这意味着资源的开放。在专题学习中，学生需要规划自己的学习。在一系列的学习活动中，学生需要运用各种基本技能，也获得了使用不同的技巧和智能进行学习的机会。学生的学习不再受制于课本，而是在做中学，从而体验更深刻，知识、经验更丰富。

（2）询问多元智能问题。选择好恰当的课题，还需进行多元智能问题设计。根据多元智能理论，每个学生智能类型强弱组合均不相同。多元智能问题设计是多元智能理论能否很好地运用到教学中的关键一步。例如当选定以小型网吧管理为例讲述网络管理知识时，需按照多元智能理论中的每一个智能类型进行设问，从不同的方面激发学生的兴趣。从音乐智能方面，请学生回忆平时上网时，主机出现问题发出的各种声音，在音乐智能方面表现强的学生会积极思考。从形象思维方面，请学生描述常见的杀毒软件的图标，进而询问学生对此杀毒软件的评价。教师在设计课例时就要从多元智能的每一种类型进行设问，让全体学生积极性都能调动起来，主动参与到课堂中来，提高课堂效率。

（3）培养解决问题的能力。信息技术课应结合学生的生活和学习实际设计问题，把握应用信息技术解决问题的思想和方法；鼓励学生将所学的信息技术积极地应用到学习、信息技术创新等各项实践活动中去，在实践中创新，在创新中实践。

（4）营造良好的信息环境，打造终身学习的平台。以信息技术课的开设为契机，充分调动家庭、学校、社区等各方力量，整合教育资源，为高中学生提供必备的软、硬件条件和积极健康的信息内容，营造良好的信息氛围；既关注当前的学习，更重视可持续发展，为学生打造终身学习的平台。

3.2利用多元智能理论关注学生的学习

（1）利用身体运动智能来调动学生的兴趣。在讲述交换机和路由器的工作原理的过程中，带学生到网络实验室进行讲解，学生手捧着交换机和路由器。当老师讲述完工作原理之后，让学生动手连网线，将局域网中的几台主机通过交换机或路由器互联，实现通信。学生乐于积极参与到活动中来，整个课堂气氛活跃，改变了以往在课堂教学中沉闷的状况。

（2）应用音乐智能调动学生的兴趣。大多数学生对音乐都比较感兴趣，充分利用多媒体的优势进行教学。在讲授ip协议的过程中，播放邮局投递信件的过程，通过现实生活中的例子，学生很容易掌握ip协议的路由过程。

（3）评价过程的关注。在信息技术教学的很多时候，教师往往把关注的目光停留在学生即时呈现作品、即时回答问题上。根据多元智能理论，我设计了信息技术课堂学与教评价表，用于学生每个学期的评价。在注重学生获得基础知识的前提下，培养其可持续发展的学习能力，可以把目光投向学生的情绪状态，引导学生关注自身，教师关注学生；不仅关注及时性的表现，更关注持久性的表现，关注参与的状态、交往的状态以及生成的状态。

（4）利用人际交往智能培养学生团结合作的精神。在进行交换机和路由器的配置实验中，将全班同学分成若干组，在每一个组中选择一名在人际交往方面比较突出的同学，这名同学充当领导的角色，分配组员任务，以检查每组完成时间短的为优胜。在这种情况下，每组同学都团结合作，争先恐后。最后全班同学都出色地完成了教师所布置的任务。

在进行信息技术教学需将这几种方法结合运用。让智能类型表现不同的同学都能积极参与到课堂上来。

4 小结

总之，把多元智能引入信息技术教学中，是信息技术教学改革中的一个崭新、有益的尝试，作为一线的教师，必须深刻学习领会多元智能理论，找准切入点，开展好信息技术教学。孩子拥有八种智能，我们必须尽可能地为他们提供运用这些智能的机会，做到为多元智能而教，用多元智能来教。

参考文献：

[1]赵呈领.信息素养：促进学生多元智能发展的动因[j].

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论文摘要：智能交通技术是一项起源于美国的新兴技术，各个国家在引进的时候都必须考虑本国的实际情况，充分考虑引进技术与本国文化的整合，考虑技术位差。任何新技术如果没有现有技术对之消化吸收就是失败的，所以各个国家在制定本国its发展内容时，必须对本国现有技术进行整合，然后再把与现有技术相近的内容作为自己的近期发展目标。本文就智能交通体系在国内外的发展状况做了简要的介绍，对中国如何发展智能交通系统提出了自己的看法和建议。 论文关键词：智能交通；运输系统；发展；状况；对策 交通问题是世界各国面临的共同问题。交通拥挤造成了巨大的时间浪费，加大了环境污染。我国大多数城市的平均行车速度已降至20km／h以下，有些路段甚至只有7～8km／h；由于车辆速度过慢，尾气排放增加，使得城市的空气质量进一步恶化。交通问题也造成了巨大的经济损失。为了缓解经济发展带来的交通运输发面的压力，尽量的利用现有的资源，使其发挥最大的作用，各国都加大了对智能交通系统的研究和建设的力度。 交通运输是国民经济的基础产业，对于经济发展和社会进步具有极其重要的作用。公路交通运输以其机动性好、可以实现“门到门”直达运输以及运送速度快的特点，成为我国城市和城间中短途客货运输的主要方式。加快交通基础设施建设，综合运用检测、通信、计算机、控制、gps和gis等现代高新技术，提高交通基础设施和运输装备的利用效率、减少交通公害对加速发展我国公路交通运输事业具有十分重要的意义。这是公路智能交通运输工程需要解决的关键问题。 一、智能交通技术在我国的发展现状 中国是一个发展中国家，交通运输基础设施短缺，需要加快建设，另一方面也存在交通设施利用率低、管理技术落后、交通安全形式严峻等问题。鉴于我国道路在未来20年内仍然处于建设期(根据“五纵七横”公路主骨架的布局框架，建设12条约35000公里以高等级公路组成的国道主干线)，而这一期间正是智能交通技术在全世界进入全面实施阶段，中国也需要根据中国公路运输的实际需求探讨在中国公路运输网中应用智能交通技术来提高运输效率、保障安全和保护环境的可能性。2000年，国家交通部、建设部，公安部联合全国各大科研院所和多家高校制定了符合我国国情的《国家its体系框架》规定我国its发展主要集中在不停车收费、出行者信息服务、城市交通管理、公共交通系统、智能公路系统等9个方面。 我国its研究可以追朔于80年代的公路收费系统研制，那时国家科技攻关项目“津塘疏港公路交通工程研究”于首次在高等级公路上把计算机技术、通信技术和电子技术用于监控和管理系统；进入90年代，我国开始关注国际上its的发展。1995年，交通部its工程研究中心进行了gps(卫星定位系统)与导驾系统研究、基于gps的路政车辆管理系统等一系列项目研究，交通部还与各省厅开展了“网络环境下不停车收费系统”的联合攻关。1999年。由交通部、科技部、建设部等十多个相关部门组成了国家智能交通系统工程技术研究中心，将its。未来交通建设和发展的优先领域予以重点支持。由于世界各国把不停车收费系统作为its领域最先投入应用的系统开发，以此来扩大道路建设资金来源，缓解收费站交通堵塞，减少环境污染，所以我国也把联网收费、不停车收费系统的开发和应用列为国家its领域首先启动的项目。 从1998年初开始，交通部就组织开展了“网络环境下的不停车收费系统研究”，并在4个省市进行了示范工程。1999年1月1日，广州市“一卡通”不停车收费系统投入运行，到目前已开通不停车收费车道40余条。同时，围绕交

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【关键词】 智能变电站 通讯技术 发展方向 应用分析

智能变电站系统的稳定运行，需要通信系统的技术支撑，以此实习变电站内部设备之间的的通信，以及变电站之间的网络通信。现有的通讯技术包括otn（有光传送网技术）、ptn（分组传送网技术）等，下文将对通信技术应用存在的问题与技术特点，进行简单的论述。

一、智能变电站通讯技术发展现状

现阶段我国的智能变电站通讯技术还处于发展阶段，通讯技术的配套设备应用还处于实践阶段，设备的性能与设计预想存在一定的差距，设备的稳定性相对较差，设备与二次系统的配合度低。通讯网络模式采用的是开放式协议，使得网络的安全性难以得到保证，加之网络节点与装置交互时，极易受到恶意攻击，使得通讯系统的稳定性差，还需要进一步研究。

二、智能变电站通讯技术与发展方向

2.1智能变电站通讯技术

1、otn技术

otn技术属于下一代骨干传送网，其是在波分技术的基础上进行拓展的，应用于光层网络的传送网。otn作为新一代光传递体系，其组网能力较强，具有较强的业务调度能力。善于解决ip业务，包括超长距离传输问题以及超大宽带传输问题等，可以为2.5gbit/s以及10gbit/s业务提供数据传统通道。otn技术的应用主要发挥的是完全向后兼容的优势，除具备sonet/sdh管理功能外，还能够为wdm提供组网服务，实现端到端的连接，能够规范roadm。

2、ptn技术

ptn技术的应用，能够完成层面设置。基于统计复用传送的要求来设计，承载多项业务。ptn技术能够支持分组交换业务的实现，且可以实现通道之间的双向点对点连接，ptn技术能够实现50s切换保护。ptn技术融合了sdh技术的优点，使得oam更加的完善，进而使得智能变电站的通讯网络不仅能够实现切换保护功能，还能够实现通道监控功能。ptn技术与gmpls结合，实现了资源自动化配置，进而提高了网络系统的生存性能。

2.2智能变电站通讯系统组网形式

1、ptp e1组网形式

ptp指的是精密时钟协议。ptp即时间同步技术，采用高精度时钟传输实现同步。主要是利用ptp时间，完成同步网的构建，该种组网方式具有可行性。ptp e1组网方式，将时钟设备所发送的ptp同步信息，传输到交换机系统内部，以此确保交换机能够支持ptp，进而提供ptp信号，将数据同步信号输入到协议转换器。ptp e1组网方式能够对以太网ptp时间同步信号进行转换，将其转换成2m数字信号，再利用sdh通信链路进行传输，各变电站的sdh设备能够接受到信息。利用协议转换器进行信号转换，对2m数字信号进行转换，使其成为以太网信号，再将以太网信号传输给变电站ptp从钟设备，利用扩展形式进行信号传输，最终实现时间同步。

2、b码 e1组网形式

该种组网形式采取是手工补偿机制，来消除传输过程中出现的延时问题，或者通过自动补偿机制，来消除信号传输时出现的延时。b码 e1组网理论精度能够达到微秒级。其主要针对时间同步设备所传输出来的信息数据，进行同步处理，在2m通道内实现封装处理，接着利用sdh网络，借助其e1通道，实现时间编码信号的实时传输，进而将时间编码信号传递到同步节点网络中。

三、智能变电站发展方向

智能变电站主要建设方向是智能电网，在此过程中智能变电站是主要环节，只有提高智能变电站的智能化与信息化水平，才能尽快实现智能电网建设。基于智能电网建设体系，要将智能变电站的通信系统建设作为主要内容，构建具有较强稳定性的通信系统，实现全网通信。在构建智能变电站的过程中，要基于变电站系统功能，优化通信系统与其他系统之间的兼容，实现通信系统集成化与模块化建设，提高信息自动化采集程度，实现信息资源共享。加强智能变电站站控层的建设，站控层不仅负责控制设备与协同设备，还负责监视通信与控制通信等，因此要基于功能需求，扩展站控层，采用紧凑架构，优化通信数据采集与传输，实现设备间的信息交互，提高智能变电站通信系统的安全性与稳定性。

四、结束语

智能变电站为了发展的方向是智能电网，而智能电网的建设工作中，智能变电站建设是主要内容。智能电网系统的建设，利用通信网络与技术，实现变电站内部设备之间的信息交互，同时能够实现各个变电站之间的信息交互，实现全网通信。

参 考 文 献

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[关键词]物联网；智能交通；技术应用；发展应对

中图分类号：u495；tn929.5；tp391.44 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2014）20-0369-02

0 引言

随着经济快速发展，交通运输业带来的能耗、污染和拥堵问题日益严重，而智能交通的出现为解决这些问题提供了新的方向。随着物联网技术的蓬勃发展，智能交通研究的不断深入，过多的技术引入到智能交通领用中，虽然大大提高了智能交通的技术水平，但是同时也带来了欧洲杯买球平台的技术支持目标单一、缺乏互联互通，重复投资等问题，难以大面积推广。为了进一步改善交通问题，我们应该努力提高交通运输设施、设备的信息化和智能化水平。作为物联网产业链中的重要组成部分，智能交通具有行业市场成熟度较高，行业传感技术相对成熟等特点，智能交通系统在许多城市已经开始规模化应用，市场前景广阔，投资机会巨大，将成为未来几年物联网产业发展的重点领域，也将是我们发展智能交通研究的重要课题。

1 物联网在智能交通中的应用现状

（1）我国交通能耗、污染和拥堵问题的日益严重，交通越来越阻塞，交通事故也随之频繁发生，伴随着物联网、云计算等相关技术的出现，物联网凭借其网络化和智能化的特点，集合多领域、多学科的优势，在交通控制中拥有重要的现实作用，尤其可以促进智能交通的发展，为解决交通问题，智能交通系统应运而生。

（2）我国在物联网多领域实施了技术攻关措施达到了较好的效果，交通运输的智能化是依靠物联网设备和技术来实现的，是继互联网后产生的新兴产业，智能交通是物联网在现实中应用的典范，可以满足广大人们的需求，是最有市场前景的行业之一。

（3）在物联网中，物体可以无需人的干预直接就行彼此“交流”，通过rfid、传感器等的全面感知和存储信息，根据实际需要来完成物品互相联通的网络连接，然后进行通信以及交换信息，以至达到智能识别、定位、跟踪、监控以及管理的智能系统。随着智能交通的发展和普及，会带动智能汽车、导航系统等相关行业的发展，具有很高的应用价值和市场需求。

（4）智能交通系统是把多种技术有效集成应用在交通领域的综合管理体系，智能交通系统是物联网技术在交通系统中的高效应用，它将信息高速公路与实体高速公路恰到好处的融合在一起。

2 物联网技术用于智能交通的功效

（1）管理维护。通过rfid标签可以准确的定位到相应的交通标识，更可以通过程序设定，当交通标识发生破坏时自行发送维护请求，方便公路管理部门的管理，将rfid技术用来交通标识的个体标识，实现交通标识数据的有效追溯和数据的共享，从而达到优化交通标识管理维护的目的。

（2）警示作用。物联网技术应用于交通标识可以实现获取天气信息，如湿度、雨雾、阳光强度等信息，从而进行科学分析，自动触发相关行为，调整标志反射角度，并根据相应天气信息发出警示信号。

（3）交通诱导。交通标识对于道路的通行能力起着重要的作用，将物联网技术运用于交通标识中可以智能实现流量控制。通过采集监测到的交通数据流量，进行数据格式转换和数据库存储，从而建立智能交通系统的交通流量数据库。通过该数据库又可以自动或手动通过交通标识进行流量控制。

（4）指导路线。借助于系统的智能技术将各种交通方式的信息及道路状况进行登记、收集、分析，并通过远程通讯和信息技术，将这些信息实时提供给需要的人们，以增强行车安全，减少行车时间，并指导行车路线。

3 物联网在智能交通中的应用范畴

（1）城市公共交通。可以建立城市交通“一卡通”信息系统，实现公交车、出租车多种城市交通消费一体化；智能公交调度系统，利用gps、rfid、人像识别、车内视频监控等技术掌握实时信息；站台车辆信息平台建设，方便乘客查询相关乘车信息，合理制定乘车方式。

（2）物流交通领域。通过道路运输gis系统定位跟踪与运输导航、rfid、3g网络提供广域移动车载通信手段实现货物状态位置实时管理；通过电子标签及识别自动收集货物信息，从而缩短作业时间，提高运营效率。

（3）电子收费和证照。ic卡电子证件嵌入了rfid逻辑加密芯片，具有高可靠性、高安全性、高性价比等特点，它可以加快路桥收费站车辆通车速度，加快效率、减轻或避免车辆在收费用站口拥堵问题。基于射频识别技术的汽车电子牌照等对于防止假牌假证具有积极作用。

（4）道路设施监测。通过将道路基础设施被赋予电子标签，通过特定的信息传输通道和平台，能够实时掌握对象实体的状态信息，并将有强大的后台数据挖掘分析功能及丰富的展示平台，用于提高交通运输综合管理和服务能力。

4 物联网在智能交通中的利用形式

（1）中心型。主要由交通管理系统、突发事件管理系统、收费管理系统、商用车辆管理系统、维护与工程管理系统、信息服务提供系统、尾气排放管理系统、公共交通管理系统、车队及货运管理系统及存档数据管理系统等十个分支系统组成。系统运用具有相对的独立性，位置的设置不受交通基础设施的约束，各分支系统间依靠有线通讯联系。

（2） 区域型。主要由道路系统、安全监控系统、公路收费系统、停车管理系统和商用车辆核查系统等五个分支5系统构成。系统在使用中一般情况下需要在特定的位置安装设备，如检测器、信号灯、信息搜集板等设施，并以有线连接的方式与一个或者多个中心型系统相连，与通过检测设备路段的车辆信息进行互换。

（3）旅行者。主要服务于旅行者或者是旅行行业的经营者，通过应用智能交通系统功能对不同的团队实施有效的欧洲杯买球平台的技术支持，以达到旅行畅通的目的，节省时间成本。在使用中可以通过有线或无线连接方式与其它类型的系统进行直接的信息传递工作。

（4） 车辆型。使用中一般根据车辆的种类，把车辆行交通系统分别普通车辆系统、紧急车辆系统、商务车辆系统、公交大客车系统和工程车辆系统等五大类。也可以根据现实中的不同需要，将这些系统与之上三种系统中任意一个系统相联系，与各车辆系统间进行联系。

5 应用于智能交通的主要物联网技术

（1）无线通信技术。uhf和vhf频段上的无线调制解调器通信被广泛用于智能交通系统中的短距离和长距离通信。目前提出的长距离无线通信方案是通过基础设施网络来实现。使用长距离通信方案目前已经比较成熟，车辆已经能够通过多种无线通信方式与卫星、移动通信设备、移动电话网络、道路基础设施、周围车辆等进行通信，并且利用广泛部署的wifi、移动电话网络等途径接入互联网。

（2）计算技术。根据汽车电子领域的最新进展，未来车辆中将配备数量更少但功能更为强大的处理器。发展的趋势是使用数量更少但是更加强大的微处理器模块以及硬件内存管理和实时的操作系统。同时新的嵌入式系统平台将支持更加复杂的软件应用，包括基于模型的过程控制、人工智能和普适计算。

（3）感知技术。智能交通系统中的感知技术是基于车辆和道路基础设施的网络系统。交通基础设施中的传感器嵌入在道路或者道路周边设施（如建筑）之中，因此它们需要在道路的建设维护阶段进行部署或者利用专门的传感器植人工具进行部署。车辆感知系统包括了部署道路基础设施至车辆以及车辆至道路基础设施的电子信标来进行识别通信，同时利用闭路电视技术和车牌号码自动识别技术对热点区域的可疑车辆进行持续监控。

（4）视频车辆监测。利用视频摄像设备进行交通流量计量和事故检测属于车辆监测的范畴，它不需要在路面或者路基中部署任何设备，当有车辆经过的时候，黑白或者彩色摄像机捕捉到的视频将会输入到处理器中进行分析以找出视频图像特性的变化。根据不同的产品型号，单个的视频监测处理器能够同时处理1～8个摄像机的视频数据。

（5）全球定位系统gps？。车辆中配备的嵌入式gps接收器能够接收多个不同卫星的信号并计算出车辆当前所在的位置，定位的误差一般是几米。gps信号接收需要车辆具有卫星的视野，因此在城市中心区域可能由于建筑物的遮挡而使该技术的使用受到限制。gps是很多车内导航系统的核心技术。很多国家已经或者计划利用车载卫星gps设备来记录车辆行驶的里程并据此进行收费。

（6）探测车辆和设备。部分国家开始部署所谓的“探测车辆”，它们通常是出租车或者政府所有的车辆，配备了dsrc或其他的无线通信技术。这些车辆向交通运营管理中心汇报它们的速度和位置，管理中心对这些数据进行整合分析得到广大范围内的交通流量情况以检测交通堵塞的位置。

6 促进智能运输系统发展的对策

（1）加强智能交通基础理论研究。虽然在物联网技术在实际应用中取得了显著成绩，但与实际需要还有一定的差距，与其他成熟的技术相比较，由于国际上智能交通理论处于发展时期，物联网技术在智能交通中的运用还有不小的差距，在今后的工作中还应积极加强与智能交通开展较先进国家的交流，深入细致地进行理论研究，尽快接近或达到世界水平，以适应当前交通快速发展的需要。

（2）建立智能交通管理专门机构。中国交通运输体制目前仍是条块分割状况，铁路、公路、民航、公安，建设等部门分头管理，现已出现了各自发展自身智能交通的势头，这将造成中国资源上的巨大浪费。应尽快完善由国家相关部门统一领导的专门管理机构，并对智能交通发展战略、目标、原则和标准进行健全和完善、并促使其规范运行，特别是制定有关智能交通的技术规范和整体发展规划，实现智能交通技术和产品的通用性，兼容性和互换性，加强政府的宏观调控，以减少局部利益的冲突和有限资金的浪费。

（3）注重专业人才的培养。随着智能交通的进一步发展，与之相应的是对不同层次的专业人才需求情况与以往大不相同，为了推动工作的开展，相关责任部门要派出人员专门进行学习培训，采取走出去、请进来的方式，积极学习其他国家的先进经验，将最新的智能交通技术溶入交通运输专业的教学内容和科研之中，以高素质的智能交通人才去迎接新世纪的挑战。

7 结束语

随着物联网技术的不断成熟，交通控制朝着智能化的方向发展已经是大势所趋，智能交通系统是交通事业的一场革命。通过有效的结合与应用先进的信息技术、通信技术、控制技术、传感技术、计算机技术和系统综合技术，使人、车、路之间的相互作用关系以最优的方式呈现，进而实现高效、准确、实时、安全、节能的目标。发展基于物联网的智能交通系统，是当今世界城市交通发展的趋势和特征，它能够更加及时准确的收集各种交通信息，通过信息传输、分析和处理，为出行者提供更全面和准确的交通信息，使人们出行更加方面和快捷。

参考文献

[1] 李鹤艺，熊燕舞.交通在行动[j].交通建设与管理，2010，（7）：16-20.

[2] 徐波.基于物联网的智慧交通系统建设思考[j].浙江交通职业技术学院学报，2012，13（3）：27-31.

[3] 张海亮. 智能交通物联网发展展望 [j]. 中国交通信息化 ，2010（12）：30-32.

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关键词：物联网；家园共育；无线传感器网络；智慧幼儿园

中图分类号：tp393 文献标识码：a 文章编号：1009-3044（2016）14-0031-03

1 物联网技术概述

1.1 物联网定义

物联网是通过射频识别（rfid）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按照约定通信协议，把物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。“iot，the internet of things”，就是“物物相连的互联网”。

1.2 物联网体系结构

iot的体系结构由3层组成，其模型如图1所示。分别为感知层、网络层和应用层。下面简要各层次的功能和作用。

1）感知层

物联网的核心，是信息采集的关键部分。感知层位于物联网三层结构中的最底层，其功能为“感知”，即通过传感网络获取环境信息。感知层是物联网的核心，是信息采集的关键部分。

感知层技术包括传感器技术、二维码技术、射频识别（rfid）技术、zigbee、蓝牙等相关技术。

2）网络层

网络层为第二层，其功能为实现信息的“传送”，即通过通信网络进行信息传输。网络层是感知层和应用层联系的媒介和桥梁，它由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网等组成，相当于人的神经中枢系统，负责将感知层获取的信息，安全可靠地传输到应用层，然后根据不同的应用需求进行信息处理。

网络层技术包括移动通信网络、互联网、信息中心、网管中心、云计算平台等。

3）应用层

应用层根据不同用户的需求向用户提供各类管理平台和运行平台，并根据各种应用的特点集成相关的内容服务。应用层通过各类用户界面显示设备以及其他管理设备来为用户提供服务。

应用层的应用包括物流监控、污染监控、智能检索、远程医疗、智能家居、智能交通等。

2 核心技术分析

2.1 无线传感器网络

无线传感器网络（wireless sensor network， wsn）是由大量的传感器组成，以分布式的方式构成的无线网络，其传感器节点以静止或移动的方式分布与协作。以无线传输方式，将整个网络覆盖范围内被感知对象的信息通过感知、采集、处理，并最终把这些信息发送给网络的所有者。无线传感器网络结构如图2所示。

2.2 新型的无线传感器网络

无线传感器网络主要应用在采集位置、光强、温度、湿度、压力、生化等可量化数据。同时，对视频、音频、图像等多媒体信息的获取也成为我们在医疗监护、交通监控、智能家居等领域中的实际需求。因此，无线多媒体传感器网络成为一种欧洲杯买球平台的解决方案。无线多媒体传感器网络（wmsn，wireless multimedia sensor networks）是以传统wsn为基础，导入视频、音频、图像等多媒体信息感知功能而产生的新型传感器网络。无线多媒体传感器网络体系结构如图3所示。

3 “智能环境检测系统”欧洲杯买球平台的解决方案

“智慧幼儿园”是以物联网为基础通过物联网感知层的各类感知设备借助互联网覆盖全校园，利用智能网关给予认证，结合摄像头，将学校资源整合到互联网上的一项智能应用。智慧幼儿园以物联网技术为基础，将各种应用服务系统集成，使幼儿园保教工作、园务管理和家园共育充分有效融合。

环境是人们赖以生存的必要条件，特别是幼儿在园的环境更是家长关心和关注的焦点。智能环境监测系统，实现对幼儿园室内环境的实时监测，实时为用户提供可靠并且全面的环境信息。通过系统，家长可以获得实时的居住环境信息，如温度和湿度、各种有害气体的浓度、光照强度、火灾信息等。同时，此系统中传感器所得到的环境参数可以为其他幼儿园设备做决策参考，最终由智能园所系统实现对园所环境的智能调节。因此，智能园所系统为用户提供了安全、舒适、便捷生活的环境，从而使环境监测子系统成为了智能园所系统的一个非常重要关键部分与基本环节，，能否拥有一个好的智能家居系统的关键在于能否设计出好环境监测子系统，这对改善人们生活环境的舒适度有非常重要的意义。

3.1 zigbee 技术

zigbee 技术主要用于低数据传输速率并且传输距离要求不是很远的各种通信设备之间[3]。zigbee的名字主要来源于蜜蜂通过跳 zigzag形状的舞蹈来传递所发现的食物的位置、距离和方向等信息，一只一只的传递下去，此种技术与蜜蜂的这种通信方式相类似。zigbee联盟则于2001年成立，而在2002年下半年，以及四大半导体公司共同宣布加盟zigbee技术联盟，以研发名为zigbee的新一代无线通信标准。而在2006年作为中国通信行业龙头的华为公司亦加入了此联盟。zigbee网络拓扑结构图如图4所示。

3.2 智能环境监测系统方案

基于zigbee技术的无线传感器网络环境监测系统，故根据zigbee技术的标准和特点设计了由多传感器节点，协调器节点和pc组成的该系统。其中，传感器节点通过无线技 术与协调器进行信息的交换；协调器则通过串口 进行相连通信。本文设计的系统结构如图4所示。

系统功能定义：

1）温度湿度：温度传感器可以在用户设定的频率下采集区域的温度信息，并将其发送到协调器节点进行处理，再由协调器将处理结果数据通过串口发送到pc，此时，pc可按之前用户设置好的参数和程序对空调系统进行控制，从而实现对室内温度的控制，当然这些是后续控制，不在本文讨论范围内。

2）湿度：通过湿度传感器对湿度信息的采集，再经由pc的处理后，对加湿器进行控制，即可达到科学明了地控制室内的湿度。

3）烟雾：当系统检测到烟雾浓度大于用户设定是初值时，pc会立即发送报警信号到报警装置或者是家庭成员的手机或直接报警，pc在启动报警装置的同时，或可以自动控制开窗，以达到室内空气流通的效果，保证家庭成员的安全。

4）灯光：光敏传感器可以将感知的光线强度信息发送到协调器节点，协调器则将信息传输到pc，经过处理和判断光线强度控制窗帘的开关或灯的开关。当光线过强时，可以控制窗帘自动合起，反之则可以控制其打开或电灯打开。

4 结论

“物联网技术在幼儿教育中的应用研究”项目由物联网技术教学应用子模块、物联网技术教育管理应用子模块、物联网技术教育信息应用子模块构成。本文论述的是物联网技术教育信息应用子模块内容。通过无线传感器网络，利用zigbee技术设计智能环境监测系统，为智慧幼儿园提供了一种可行的整体欧洲杯买球平台的解决方案。

参考文献：

[1] itu， itu internet report 2005： the internet of things， itu， 2005.

[2] commission of the european communities， internet of things-an action plan for europe， commission of the european communities， 2009.

[3] ovidiu vermesan， european research cluster on the internet of things coutlook of iot activities in europe，workshop： ”rfid and the internet of things - are you ready？” 10-11 may 2010， radisson blu scandinavia hotel， oslo， norway， 2010.

[4] 中国物联网产业发展年度蓝皮书，中国物联网研究发展中心，2010.

[5] 刘云浩，物联网导论[m].科学出版社，2012.

[6] 王志良， 石志国.物联网工程导论[m].西安电子科技大学出版社， 2011-09.

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1962年――1992年，在中国科学院国家天文台主要从事天体物理设备研制。如天体物理探测设备的研制，如天文电子照相机的研制、军用微光探测系统的研制、天文ccd系统、天体物理光导纤维系统的研制、光电成像器件的研制、高真空及超高真空系统的研制、光导纤维及光导纤维传像束的研制、工程测绘及桥梁、筑路工程等。自1985开始，主持我国最大的2.16米天文望远镜终端探测系统，即光纤与ccd课题的研究工作。1986年赴英国durham 大学工作，1987年获中国科学院高级研究职称，1989年赴美国国立光学天文台（noao）工作，均从事天文纤维光学系统的研制工作；1991年赴澳大利亚悉尼参加世界天文纤维光学应用研究的进展会议，在会上报告了我国在这个领域内的研究成就，受到国际、国内同行专家的赞扬和好评。发表研究论文20多篇，获得光导纤维应用与研制系统国家专利1项。

1993年直今，从事信息技术（it行业）工程规划、设计、实施工作，亲自主持规划、设计、实施的工程多项，并撰写了《体育场馆智能化系统建设导论》专著，发表了《中国智能交通信息系统大集成方案总体框架》、《信息在智能建筑及其他领域的内涵》等论文。一句话，总结我一生整整50年的科技工作，均没有离开《信息》，只不过工作在不同领域的信息和不同的信息环节上，所以至今《信息论导论》论文的发表，是水到渠成的结果。现任同方数字城市产业本部顾问。

【摘 要】本文回答了信息的简明广义定义；解释了信息在在自然界与人类社会中的地位与其他要素的关系；提出了信息的6 1理论；分析了智能化、信息化，以及它们之间的关系；明确了智慧型地球、智慧型国家、智能城市、智能社区、智能建筑、智能交通、智能安防等的判别标准及其内涵，例举了轨道交通建筑、轨道交通系统智能化/信息化的规划与实施工程图解；指出了目前最热门的与信息化有关的物联网的实质，及与互联网的关系，以及它在信息论中的地位等问题。

【关键词】 信息 信息化 智能化 医院装备

[abstract]this article give the brief definition of the word "information" and explain the important connection that being built between nature and human being. bring up the "six plus one" theory, analysis the definition of intelligentization、infomationization and the connection between them. what's more，this article also give the specific standard in intellectual earth，intellectual city, intellectual community，intellectual architecture， intellectual transportation，intellectual security. giving the examples in the blue print of track traffic construction and the informatization that used on internet . the last but not the least, it brings up the problems exist in internet.

[key words]information; informatization; intelligentization; hospital equipment

引言

在我国“2006-2020国家信息化发展战略”中明确提出，“信息化是当今世界发展的大趋势，是推动经济社会变革的重要力量”，在十二五规划中指出要：“全面提高信息化水平”……“ 推动经济社会各领域信息化”。“7.23”浙江勇温线铁路动车追尾特别重大事故的发生，就其原因而言，从已报道的资料看，恰巧问题就出在信息设施（硬件）与信息管理平台（软件及活件）上，这里指的活件就是操作硬件设备和管理软件的人。教训是深刻的，这让我们又一次认识到深刻理解和掌握信息论的精髓之重要！说信息是轨道交通和一切交通系统的灵魂完全不为夸张！

信息化是智慧型地球、智慧型国家、智能城市、智慧型社区、智能建筑、智能交通、智能城管、智能安防等等领域追求的目标，或是目的，总而言之，信息化是目前人类社会走向智慧型生活的先导、灵魂，这个论断的重要性和迫切性已经是无可置疑的了。但更为理性地认识智能化/信息化的理论方面，还有待进一步地探讨这个当今世界人们都甚为关注的问题。本文既然定名为“信息论导论”，自然就不是针对其细节进行讨论，而是试图在这方面给出一个相对较为全面的，但又是十分明确概括地来描述信息论中所涉及的各个环节之间的关系问题，从而可以给业内人士在规划自己本部门，或自己工作方面的信息化工作时，有一个明确的目标和途径，不为当前一些商业炒作而夸大某些还不够实际的东西而迷惑，是本文的目的。

信 息 的 定 义

谈到信息，当今社会人们无处不把信息这个词挂在嘴边，但到底什么是信息，其定义是什么，恐怕并不是很多人能够简单明了地回答出来。这是一个哲学名词，到目前为止，信息这个名词还没有一个权威的准确的定义，这当中最具代表性的就是所谓“香农”理论，这个理论说，信息就是“确定性的增加”，这个定义是使人费解的，至少说不够通俗、不够全面和不够广义，是狭义的，这个定义是香农在贝尔研究所任职时针对通信行业而下的定义。

有关“信息”的定义，不下n种，太多版本了，这种局面，本身就反映了人们在认识“信息”概念方面的不确定性，不够有把握，不能一针见血地说清楚，才造成各种解释都有！有点象在天文学中出现的宇宙是怎么形成的？人类有史以来有各种版本的宇宙起源学说，如亚里士多德的“地心说”、哥白尼的“日心说”、到今天的“大爆炸说”等等,这些学说，不断被天文学家用新的观测事实所否定，然后又出现新的理论来解释宇宙的起源，即使今天的“大爆炸理论”，仍然还有解释上的矛盾之处，需要科学家继续去进一步地探索之；“癌症是怎么产生的？自癌症这个词出现以来，也有各种解释癌症产生的原因的版本，但都还未见到权威性解释的报道，所以才出现人们对癌症恐慌症，才在人们中流传着这也致癌，那也致癌，其实可能就是还没有找到真正的致癌病因，才会出现这种局面；“光的本质是什么？人们开始认识光的时候，只知道光是直线传播的，产生了基于光是直线传播的几何光学理论，但随着不断地发现新的实验和观测事实，又才明白，光还具有波动性，和衍射性”等等，这样的例子，举不胜举。其实这些重大的科学问题，人们认识它，的确有一个认识过程，要求从一开始就有一个确切无误的定义，那是脱离人类认识自然规律的，只有当人类累计了大量的观测事实和实验事实之后，不断地从认识，到否定，再认识，再否定，直到得到一个比较接近于真实的那样一个定义或解释，才是比较全面而肯定的结果。

尽管如此，到目前为止，作者比较赞同较为靠谱的简单而明了的信息定义是：信息就是可被主体感知的附着于各种客体（载体）上的自然界物质或能量存在的一种形式及其运动变化呈现出的状态，例如通过感觉通道（如人或动物、植物的眼、耳、口、鼻、肢体）的神经系统能感知的某种物质或能量存在的形式或其运动变化呈现出的状态，我们称这种“存在形式或状态”就是一种信息。

信 息 的 6 1 理 论

信息论要研究的内容就是这些可被感知的物质或能量存在的形式及其变化状态的产生、采集、传输、处理、存储、、利用等环节的一切手段和范畴。如图1所示：

智能化是现代人类对任何物质或能量的存在形式及其变化状态的前6个环节（侧重技术层面）在实现数字化、网络化和集成化层面在规模上做到了最大化，也可以这样认为，智能化就是这6个环节的最优的技术状态，所以说智能化是信息化的技术基础，技术支撑，就是这个意思；而信息化则是现代人类对任何物质或能量的存在形式及其变化状态在数字化、网络化和集成化层面在利用上实现了最优的状态。从这个意义上讲，智能化与信息化的辩证关系就十分清楚了。它们两者是同一事物在“信息”这个概念之下的前后不同环节而已，我们称之为信息的6 1理论！

物质、能量、信息是组成自然界的三大要素。物质是什么，物质就是人类能够感知的实体东西（小到组成物质的分子；大到组成宇宙的星球、星云、星系等）；而能量则是使物质产生运动的原因，是力的一种表现形式，是人类能够感知但不是实体的东西；信息既不是物质，又不是能量，而是反应这两者的存在形式和它们发生变化的状态。这三者不是一个概念，但又是有内在联系的组成自然界的三大基本要素。

当了解了信息的意义及其重要性之后，我们才能谈得上去利用它。利用信息是人类的目的，是根本。但为了利用信息的目的，则首先要做好信息的产生、采集、传输、处理、存储、等6个技术环节。所以我们可以总结为1个使用目的和实现该目的的6个技术环节。根据信息的6 1理论，智能化是为信息化服务的，那么如果智能化系统做得很好，而由于利用它的人为因素，我们可以称之为“活件”，如政治原因、人的操作技术水平、组织管理水平等原因，使得智能化所具备的优异功能没有得到应有的充分发挥，打了折扣，我们就可以认为信息化不尽人意，这是“利用”环节出现了问题，是“活件”出了毛病。例如一个建筑智能化工程做得很好的小区，小区的中心控制机房，即智能化的集成中心，它的技术含量是相对比较高的，但由于使用它的人――“活件”是一些技术水平较低的保安人员来操作管理，其结果是事过不久，由于操作不当，造成软件的丢失，硬件的损坏，致使其功能不能做到应有的发挥，这种例子在许多智能建筑领域，不在少数；“7.23”勇温线特大轨道交通事故，恐怕在一定程度上也是“活件”出了问题；反过来，如果“利用”信息的需求，即信息化的需求来势凶猛，要求甚为迫切，在资金和人力都具备良好的条件下，那么也将是推动智能化发展的积极动力。

各行各业都有自己的信息6 1理论，但其中传输、处理、存储、等4个环节在当今技术水平下有大致的共同点，做法差异也不大，所以撰写成书本或教材，有一定的共同性，因而在目前出版的一些《信息论》的专著或教材中，多以此4个环节来描述，很少提及信息的产生、采集、利用这三个环节的内容，其原因就在于此。当然在同一个行业或领域的《信息化》专著中，会将信息论的7个环节都要涉及到，才能成为一本实用的著作。然而对于信息的产生、采集和利用，在人类社会的各行各业中的差异就太大了！内容也太多了！可以说，对于人类社会的每一个行业来说，这三个环节，都可以写一套专著，成为一个领域！就以信息采集这个环节举例而言，天体物理研究中，我国1991年落成了直径为2.16米的光学望远镜，配备了自制的光导纤维分光系统来收集来自天体的光谱信息，以供进一步处理来解密天体演化的本质；2010年又建成了世界最大的以光导纤维为引导的6米级的大天区多目标光谱施米特望远镜；目前世界多个国家（包括中国、美国、日本、欧共体等）正在讨论将联合建造一台直径30米的巨型光学望远镜、等值口径约1公里的射电天文望远镜等，用来探索来自宇宙的更多信息的秘密；而在医学领域，用1mm左右直径的纤维透镜和5-10微米直径的相关光导纤维束作成的多种内窥镜（如胃镜、肠镜、腹腔镜等）被广泛用来采集人体内不同器官的各种医学上所需要的信息、还广泛采用各种各样的显微镜来采集人体内部导致疾病的微生物或病菌的信息；高倍显微技术用于科研等等领域的例子，也是举不胜举；人类在智能建筑领域，楼宇自控系统中安装在楼宇机电设备上的各种传感器被广泛用来采集智能建筑内部各种机电设备的工作信息，以保证其安全正常地运行；在平安城市领域，在城市的各个角落安装了几万台甚至几十万台监控摄像机采集安全图象信息，传至公安部门的各级指挥中心，用以保证整个城市的安全；在新闻领域，各电视台、广播电台的记者到世界各地发生新闻的现场，用摄像机、拾音设备采集各种新闻信息发回自己的电视台或广播电台，进行报道；在自然界和人类社会的各个方面、领域，均已产生或正在产生着各种不同的信息，从宏观世界到微观世界，都需要我们去采集，就这一个信息环节，就可以写成一部百科全书；还有信息的产生和利用这两个环节，也如同采集环节一样的，其内容之多之广，不计其数。真是太丰富了，内容太多了！

因此在已发表的有关《信息论》专著或教材中，很少去触动这三个环节（信息产生、采集、利用）的大内容，过去那些《信息论》专著也好，还是教材也好，都具有很大的狭义性和局限性！

智 能 化 / 信 息 化 的 判 断 标 准 和 内 涵

智慧型地球、智慧型国家、智能城市、智能社区、智能建筑、智能交通、智能安防、电子政务等的判断标准和内涵是什么？其实对于上述这些智能/信息化领域，简单明了地可以用10个字就能完全给它们定义其判断标准，即只要做到安全、舒适、高效、节能、环保这10字标准就可以全盘满足这些智能化/信息化的要求，用这10字标准可以解释一切智能领域的功能要求，这10字标准本来是起源于给智能建筑定的标准，可是仔细想一想，它又何尝不是其他智能/信息化领域的判断标准呢！标准定了，那么用什么技术手段（即内涵）来保证这些标准的的实现呢，那就是在智能建筑中我们最开始提及的只要我们设计的系统，在软、硬件的配置上能保证在该智能领域，实现了设备自动化、办公自动化、通信自动化（ba、oa、ca）等功能，就谈得上实现10字标准了。如图2所示：

这10字标准里，我们把“安全”放在第一位，是有其特殊而深刻含义的，只有在一切为了安全的前提下，才谈得上后面的8字标准，如果人都没了，大楼被烧了，铁路火车撞车了，城市被炸了，还谈什么高效、舒适、节能、环保！？。“7.23”浙江勇温线铁路动车追尾重大事故，车毁人亡，再一次给人们说明了这一道理的正确性。最近铁道部颁发的动车降速措施，就是以人的安全为本，在重视安全的前提下，脚踏实地地发展我国干线轨道交通的正确举措。

为了保证这些内涵功能的实现，我们举几个实例参考说明一下：

图3a、3b是实现医疗系统智能化/信息化功能的姊妹图，是互为补充的图解。从图3a看到，这是所述领域智能化/信息化的总体规划图，对于不同的智能化/信息化领域，图中综合电子信息系统（ceis）的内容是有所差别的；而图3b则是前者的细化内容，一目了然！以此类推，任何智能化/信息化系统均可按此方式进行规划，和细化，只不过改变其中的专业设施和应用信息软件系统就可以了。这一对姊妹图的图解格式，高度总结和概括了业内智能化/信息化各领域内，各系统之间的关系和功能定位，具有很强的普遍性和实用性，是业内可以为之借鉴参考的实用图解格式。

1、医院是人类社会保障生命安全的救护、医治、保健的场所，随着信息科技的发展，使得医院的装备更加现代化，这些装备可以使得医务人员能够从人类身体上采集到各种健康的、病理的信息，为医生提供准确的治疗方案；时间就是生命，远程视频会诊，使得更多的患者能够不出远门，就地享受到众多国际、国内著名医学专家的会诊，得到更好的正确的治疗措施；网上预约挂号、中国人口重多的庞大医疗保障体系的管理等，均需要具有智能化/信息化的医疗管理平台，所有这些涉及与人类生命、健康的问题，无不与医院智能化/信息化有关。

2、在智能建筑中，体育场馆的智能/信息化系统建设是甚为复杂的，我们以它为例，看看怎么来实施，下面图4a、4b是一对实现体育场馆智能/信息化系统的姊妹图，是互为补充的图解：

轨道交通系统是智能交通系统中的一个非常重要的子系统，图6b是更加细化了的轨道交通系统的可能工程内容。图6c和图6d是一个轨道交通枢纽系统的宏伟概念图和一个真实的指挥调度中心实例图（北京城市轨道交通指挥调度中心）。

物 联 网 的 实 质 及 在 信 息 论 中 的 地 位

当今的物联网把信息的产生和采集这两个环节发挥到了极值。物联网（the internet of things）是什么，其实就是互联网的延伸，它的核心内涵（与互联网的区别）就是采用了所谓rfid（射频认证）的芯片感知技术和无线网络技术，使得任何事物的信息都可以被感知，也就是任何事物的信息的产生和采集，均可通过rfid感知芯片和无线（或有线）网络技术得到，余下的环节就可以交给互联网来承担了，所以说它是互联网的延伸，互联网是它的基础，它离不开互联网。为了实现rfid芯片产生的无限多个信息的认证和处理，随之而来的就是要发展ipv6的无限网络认证技术和超大规模的云计算处理、存储技术。这是物联网时代交给互联网需要解决的重大技术问题。物联网是我们人类在信息技术方面的又一次革命，但要清醒地认识到，它的特点也仅仅是前面所提及的6个信息环节中的头两个，即在信息的产生和采集上与互联网相比，有着更大的规模罢了！物联网不是我们的目的，而是我们人类在实现信息化过程中使用的更为广泛、更大规模的信息产生和采集技术手段罢了！但是商家看好这个环节，做了比较大的商业炒作，人们应该脚踏实地地去促进这个领域的健康发展，防止一哄而上形成的泡沫经济。

【参考文献】

【1】王顺德 《信息在智能建筑及其他领域中的内涵》 2011年 第8期 p83-88 中国科学院国家天文台、同方数字城市工程公司

【2】王顺德 《体育场馆智能化系统建设导论》 2007年 同方数字城市工程公司 内部专著

【3】王顺德 “智能交通信息系统大集成方案总体框架” 《智能交通》 2010年 第09期 p86-88 同方数字城市工程公司

【4】王顺德 “光纤技术及其天文应用现状” 天文学进展 第4卷 第二期 1986（4-6） p136 中国科学院国家天文台

【5】王顺德 “fiber optics feed at beijing astronomy observatory (bao)”a.s.p. conf.ser.vol.3 1988 p183 中国科学院国家天文台；

【6】王顺德 “working system in fiber optics on the bao 2.16m telescope”a.s.p. conf.ser.vol.37 1991 p119中国科学院国家天文台

【7】王顺德 “我国2.16米望远镜的光纤耦合分光系统” 自然杂志 1992 第15卷 第7期 p500-504 中国科学院国家天文台

篇10

关键词：新工科；人工智能导论；实践教学；校企合作；案例库

随着物联网、大数据、5g及人工智能等信息技术的发展，为了应对中国产业变革及新一轮的科技革命，适应“中国制造2025”国家战略需要及产业经济创新发展，同时将国际工程教育思想本土化，“新工科”应运而生[1]。信息技术发展催生出了人工智能相关的专业，国内高校纷纷设立了智能科学与技术专业。近年来，人工智能技术的发展引领着人类社会正逐渐走进智能社会，人工智能将深刻影响人类社会。随着人工智能的进一步发展，高等教育的价值也将进一步提高[2]。因此，各高校应尽快建立与新工科相一致的智能科学与技术专业，并深入研究我国人工智能的人才培养体系、课程设置、实验平台及成果转化等方法，改革传统人工智能的教育教学方法，形成有新工科特色的智能科学与技术专业工程教育方法。由于传统的专业是按学科划分的，因此，目前的智能科学与技术专业课程体系以理论为主，强调学科知识的系统性和完备性[3]。人工智能导论作为智能科学与技术专业的核心课程，同时也是人工智能“入门性”和“引导性”的课程。但是，目前人工智能导论的课程设置上主要存在课程内容陈旧、实践课程不足、教材理论过强、教学模式老旧及实践教学与企业需求不适应等问题。尤其是人工智能导论课程，缺乏实践教学将会降低学生学习人工智能的兴趣和积极性。因此，为了解决这些问题，并使高校跟上人工智能时代的脚步，抓住高等教育发展的新机遇，进行面向新工科的人工智能导论实践教学模式探索具有重要的现实意义。

1人工智能对新工科人才的新要求

1.1具备多学科交叉知识。人工智能导论是一个多个学科交叉而成的一门课程。人工智能导论主要包括知识系统、智能搜索技术、脑科学、机器学习、神经网络、支持向量机、专家系统、智能计算及分布式智能等内容[4]。因此，一个合格人工智能专业人才需要具备多学科知识。1.2具备多领域应用能力。人工智能导论的应用领域广泛，基本包含工业、农业及社会生活的各个行业（如工业生产、通信、医疗、金融、社会治安、交通领域及服务业等）[5]。人工智能导论课程要求学生在学好理论前提下也应该掌握各行业的相关知识，只有这样才能提高人工智能技术在各领域的应用。1.3具备人工智能创新创业精神。目前，创新驱动发展成为了我国现阶段发展的重要力量，人工智能成为经济发展的新引擎[5]。在大众创业、万众创新的号角下，人工智能技术作为创新创业过程中的一个大趋势。因此，当今新形势下培养具有创新创业精神的人工智能专业人才对我国经济发展及大学毕业生创新创业具有重要意义。1.4具备人工智能人文素养。人的内在品质就是人文素养，人文科学的知识水平和研究能力是人文素养的重要组成部分，人文素养是人文科学体现出来的以人为研究对象和中心的精神[6]。人工智能对人类社会带来的是便利还是带来灾难，关键是使用者的思想道德和人文素养。因此，培养具有人文精神的人工智能专业人才具有重要的意义。

2人工智能导论课程教学现状

目前，许多高校已经认识到传统的人工智能导论课程已经不能适应社会和学生发展的需要。尤其是地方普通高校在师资、科研及学科力量薄弱情况下进行人工智能导论的实践教学。目前人工智能导论的课程设置上主要存在的问题如下：⑴本科生课程内容陈旧。近年来，随着云计算、大数据、5g等信息技术的快速发展，也带动人工智能技术发展日新月异。对于高校来说，要紧跟人工智能技术前沿，传授学生的知识也要紧跟人工智能的发展。目前，虽然也出现了不少新的人工智能导论教材，但在课堂上能够教学的新内容仍然不多，教材内容仍然集中在传统的人工智能技术（如问题求解、知识表示、归结原理及经典推理等技术）上。⑵研究生课程内容重叠。研究生的人工智能导论课程应作为本科生课程的一个延续，但部分高校对研究生人工智能导论课程的教学重视不够。很多本科生已经学过的内容在研究生阶段又进行了重复。因此，在新工科背景下培养高层次的人工智能人才，就必须要在研究生阶段加强新工科人才实践能力的培养，选择合理的人工智能导论课程，改革研究生阶段人工智能导论的教学理念和教学模式。⑶实践课程不足。实践教学是提高人工智能新工科人才能力的重要路径。目前，大多数院校的人工智能导论课程理论与实践联系不够紧密，对学生实践能力的培养不够，只知道理论，而不进行实际的实践应用就不能成为合格的人工智能新工科人才。另外，大多数地方高校的人工智能实验室建设投入不足，实验条件差，验证性的实验较多，实验课时不足，学生对人工智能新技术的接触不够。⑷人工智能导论教材理论性过强。目前，现有的人工智能导论教材以理论为主，缺乏人工智能实践内容。在课程教学过程中学生经常会感觉索然无味，当实践课程开设不足时，这种情况会非常明显。学生会渐渐的对人工智能导论课程失去兴趣和热情，最终会导致课程的教学质量和效果下降，不能达到新工科人工智能专业人才培养的预期。⑸教学模式老旧。人工智能导论是多学科交叉的课程，课程内容理论性强、抽象、多知识点是新工科的特点。然而，大多数地方高校仍然采用过去的课堂教学模式（即“教师讲、学生听”的教学模式），这种单向灌输的教学方式以教师为主，学生的主动性不够，只是在被动接收知识。学校这种重视理论不重视实践的教学模式，在一定程度上影响了新工科人才的实践能力，从而导致教学内容与企业社会需求脱节。

3人工智能导论实践教学初探

3.1人工智能导论课程实践平台建设。为了提高学生对实践教学的兴趣，南阳师范学院计算机科学与技术学院在人工智能导论授课过程中广泛应用多种计算机实验教学平台，如采用开源的paddlepaddle百度飞桨深度学习平台，希冀一体化人工智能实践教学平台及大数据综合实验平台。教师可以在实践教学过程中方便的使用这些平台进行授课，学生也可以在课堂中跟随老师完成相关实验，并能够在课下进行相关实验练习及提交作业。3.2人工智能导论课程实验内容优化。在人工智能导论实践教学过程中，以学生兴趣为导向，开展相关应用课程实验，南阳师范学院计算机科学与技术学院对人工智能导论实验课程内容进行优化。优化后的主要实验课程包括搜索优化算法实现、智能计算实现、贝叶斯分类实验、最近邻算法实验、机器学习实验及神经网络实验。最后，通过期末课程设计进一步提高学生解决实际问题及创新创业的能力。3.3人工智能导论实践教学模式改革。⑴校企合作为使人工智能导论实践教学不与企业脱节，校企合作是关键。应积极派遣教师进企业进修，了解企业需求，并提高教师的工程能力。从2018年以来，南阳师范学院计算机科学与技术学院每年暑假期间累积派遣教师58人/次前往百度、中兴、科大讯飞、神舟数码及江苏传智播客公司等进修培训。同时已经在固定时间邀请相关企业讲师到学校进行人工智能方面的项目教学。建立起了具有地方区域特色的师资队伍及校企协调的实践教学模式，从而避免人工智能导论课程实践与企业实际脱节。⑵“双导师”负责制人工智能导论实践课程实行“双导师”制，邀请企业中实践经验丰富的人才任教或任职，校企合作建立实践教师指导团队，改革教学策略及教学方法，以项目为牵引，将人工智能导论实践课程作为第二课堂学分。还要积极制定人工智能相关的科技作品竞赛的奖励机制，积极引导学生参加各种人工智能相关的比赛，从而进一步提高学生在创新实践方面的能力。⑶采用案例教学法以案例导入进行教学，提高学生兴趣。首先，从人工智能竞赛的部分赛事中、（如百度的人工智能大赛，“2020年全国人工智能大赛”，“2020中国高校计算机大赛人工智能创意赛”等）中选取贴近实际问题的案例作为人工智能导论实践课程的案例来源。然后，采用目前主流的人工智能开发软件进行算法代码的编写，引导学生采用python语言调用第三方接口库进行算法的实现。最后，让学生使用主流的编程语言（如c 、java等）开发完善算法或进行系统设计与实现。

4结束语

在新工科背景下，人工智能导论作为智能科学与技术专业的基础核心课程，人工智能人才培养应注重提高学生解决问题的能力。在这种背景下，笔者结合近年来了解到的企业需求和上课的实际，对人工智能导论实践教学模式进行初探，具体如下：①校企合作，构建人工智能实践平台；②建立案例库，优化实践的内容；③校企“双导师”制，采用案例教学，从而进一步提高学生在创新实践方面的能力。

参考文献:

[1]杨晴,王晓墨,成晓北等.新工科背景下的新能源科学与工程专业——哈佛大学工科教育在学科交叉方面的启示[j].高等工程教育研究,2019.s1:23-24，33

[2]李明媚,成希,罗娟.人工智能时代的高等教育之变与不变[j].黑龙江高教研究,2020.2:41-44

[3]陈义明,刘桂波,张林峰等.智能科学与技术专业课程体系建设的理论思考[j].计算机教育,2020.309(9):103-107

[4]刘永,胡钦晓.论人工智能教育的未来发展:基于学科建设的视角[j].中国电化教育,2020.2:37-42

[5]姚琳,石志国.人工智能课程体系与教学方法研究[j].中国大学教学,2019.10:19-22