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篇（1）

中圖分類號：TP273.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）05-0007-02

交通燈控制系統(tǒng)是一個(gè)具有隨機(jī)性的復(fù)雜系統(tǒng)，他受到車輛、行人、天氣等都多方面的影響，因此想要建立一種固定的數(shù)學(xué)模型是不大可能的，即使是用現(xiàn)有的數(shù)學(xué)方法也無法描述其系統(tǒng)特征。目前國內(nèi)交通等控制系統(tǒng)主要采取定時(shí)切換的控制模式。

我國自20世紀(jì)80年代開始出現(xiàn)私有汽車，到2003年私家車社會保有量達(dá)1 219萬輛，私家車突破千萬輛僅用了20年時(shí)間，而突破2 000萬輛僅用了3年時(shí)間。截止到2011年我國機(jī)動車保有量已到達(dá)2.19億輛，汽車保有量首次突破1億大關(guān)，占機(jī)動車總量的46%。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人均國民生產(chǎn)總值增加以及政府拉動內(nèi)需各項(xiàng)政策的實(shí)施，私家車的擁有量也跟著急劇上升，國內(nèi)各大中型城市（如北京、上海、廣州、武漢等）的交通系統(tǒng)都面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)。雖然各大城市都出臺了一系列的限制汽車出行、增加公共交通設(shè)施、擴(kuò)寬新修道路等措施，但依然無法緩解目前的城市交通狀況。交通信號燈定時(shí)切換這一種控制模式的局限性也就逐漸凸顯出來，因此我們急需一種智能的交通控制系統(tǒng)來緩解交通信號控制的缺陷給本就糟糕的交通系統(tǒng)帶來的壓力。

智能交通控制系統(tǒng)的研究在國內(nèi)外已經(jīng)取得了不少成果，一些發(fā)達(dá)國家已采用智能方式來控制交通信號燈，其中主要運(yùn)用的有GPS全球定位系統(tǒng)等。出于成本、設(shè)計(jì)便捷性等方面的綜合考慮，我們可以考慮在各路口增加傳感器探測車輛數(shù)量來控制交通信號燈的時(shí)長這一設(shè)計(jì)方案。

1 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

基于PLC的自適應(yīng)交通燈智能控制系統(tǒng)主要有車流量檢測系統(tǒng)、PLC、控制中控臺三大部分組成，其控制結(jié)構(gòu)圖如1所示。

1.1 系統(tǒng)控制原理

車流量檢測系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)檢查各路口單位時(shí)間（60 s）內(nèi)通過路口的車輛數(shù)量，并將檢測結(jié)果發(fā)送至PLC；PLC根據(jù)車流量檢測系統(tǒng)記錄的數(shù)據(jù)，按預(yù)先設(shè)定的控制規(guī)律來控制相應(yīng)的交通信號燈；中控臺主要用來對控制系統(tǒng)的運(yùn)行模式進(jìn)行控制，如自動運(yùn)行模式、人工干預(yù)運(yùn)行模式等。

自動運(yùn)行模式下，若東西向或南北向車流量均小于15輛/min，則系統(tǒng)按定時(shí)切換控制運(yùn)行，雙向綠燈均為40 s，黃燈3 s，紅燈43 s切換運(yùn)行；若某一向每分鐘車流量大于15而小于30，則該向綠燈調(diào)整為50 s，黃燈3 s，另一向綠燈30 s，黃燈3 s；若某一向若某一向每分鐘車大于30，則該向綠燈調(diào)整為70 s，黃燈3 s；當(dāng)兩向車流量均在同一范圍內(nèi)時(shí)，車流量較大的一向控制優(yōu)先，若兩向車流量均在同一范圍內(nèi)且相等時(shí)，東西向控制優(yōu)先。系統(tǒng)控制流程如圖2所示。

1.2 車流量檢測設(shè)計(jì)

智能交通燈控制系統(tǒng)自適應(yīng)交通情況的關(guān)鍵在于系統(tǒng)自身對車流量的判斷，因此系統(tǒng)車流量檢測的設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。調(diào)查研究表明，我國機(jī)動車輛高度一般在1～5 m之間不等，因此本方案設(shè)計(jì)在各路口100 m處架設(shè)高度為5 m的檢測點(diǎn)，采用由歐姆龍公司生產(chǎn)的檢測距離0～4 m的光電傳感器E3JM-R4來對過往車輛進(jìn)行檢測，當(dāng)有在此高度的車輛經(jīng)過檢測點(diǎn)時(shí)，光電開關(guān)會向PLC發(fā)送信號。E3JM-R4光電傳感器參數(shù)如表1所示。

本設(shè)計(jì)采用在各路口雙向設(shè)置光電傳感器的形式對通過路口的車流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并將統(tǒng)計(jì)信號傳送給PLC。PLC對各方向傳感器發(fā)送信號進(jìn)行統(tǒng)計(jì)比較，最終確認(rèn)各路口的車流量，同時(shí)對各路口車流量情況進(jìn)行再比較，最后根據(jù)比較結(jié)果按預(yù)設(shè)控制方式對南北和東西向的紅綠燈進(jìn)行控制。

1.3 PLC控制設(shè)計(jì)

PLC為本控制系統(tǒng)的核心，相當(dāng)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的CPU，主要負(fù)責(zé)對車流量、中控臺等方面的信號進(jìn)行收集，并按相應(yīng)的信號運(yùn)行PLC內(nèi)設(shè)計(jì)的用戶程序，最終驅(qū)動交通信號燈。本系統(tǒng)選用三菱公司生產(chǎn)的FX2N-48MR系列PLC，其I/O分配如表2所示。

本系統(tǒng)運(yùn)行模式分兩種，即自動運(yùn)行模式和手動運(yùn)行模式。

①自動運(yùn)行模式下系統(tǒng)按圖2所示的運(yùn)行規(guī)則，結(jié)合車流量檢測信號控制各向紅綠燈進(jìn)行切換。車流量信號的判斷比較主要包括兩個(gè)方面，一是同向信號的比較，將單位時(shí)間內(nèi)來自X6與X10的信號脈沖數(shù)比較，兩者中較大值作為東西向最終車流量參考值，X7與X11的信號脈沖數(shù)比較，兩者中較大值作為南北向最終車流量參考值。二是東西南北向車流量比較，即將同向信號比較的結(jié)果進(jìn)行再比較。

②手動運(yùn)行模式下，系統(tǒng)在人工干預(yù)下運(yùn)行，人工干預(yù)信號包括南北向強(qiáng)制通行、東西向強(qiáng)制通行和四向禁止通行三種。南北向強(qiáng)制通行時(shí)，南北向固定輸出綠燈亮，東西向固定輸出紅燈亮；東西向強(qiáng)制通行時(shí)，東西向固定輸出綠燈亮，南北向固定輸出紅燈亮；四向禁止通行時(shí)，東西南北四向固定輸出紅燈。

2 總結(jié)與展望

本設(shè)計(jì)基于車流量的自適應(yīng)交通燈智能控制系統(tǒng)，利用邏輯判斷比較和分析算法，使程序的運(yùn)算結(jié)果根據(jù)相應(yīng)的程序方案進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了交通燈自適應(yīng)的智能控制，并通過了軟件及硬件的模擬調(diào)試。車流量比較值、信號燈接通時(shí)間等都可以通過改變PLC中相應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，通過本智能控制方案，可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化交通疏導(dǎo)，達(dá)到交通信號燈自適應(yīng)智能控制的目的。

交通信號系統(tǒng)是一個(gè)極其復(fù)雜的控制系統(tǒng)，基于車流量的自適應(yīng)交通燈控制雖然能緩解日趨嚴(yán)峻的交通壓力，但其缺點(diǎn)也較為明顯，固定的車流量判斷模式是其主要缺陷之一。因此今后我們可以考慮使用現(xiàn)今逐漸成熟的視頻檢測技術(shù)，對交通壓力進(jìn)行直觀的監(jiān)測與分析，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制方案。

參考文獻(xiàn)：

篇（2）

中圖分類號：G450 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）25-0297-02

1.項(xiàng)目建設(shè)的必要性

1.1 有利于提高交通管理服務(wù)水平和運(yùn)行效率

以國家智能交通系統(tǒng)體系框架為指導(dǎo)，建成“高效、動態(tài)、安全”的基于電子車牌的車輛及城市交通管控系統(tǒng)，將為公安、交管部門提供及時(shí)、準(zhǔn)確、全面的信息決策支持和車輛管理信息化監(jiān)管手段，有效的動態(tài)收集道路車輛信息和治理套牌、違法車輛，從而大幅度提高城市交通運(yùn)輸系統(tǒng)的管理服務(wù)水平和監(jiān)管效率。

1.2 有利于城市道路網(wǎng)的通行能力，減少堵塞，增加交通機(jī)動性

通過車輛及城市道路交通智能化管控系統(tǒng)建設(shè)，可以為出行者提供全方位的交通信息服務(wù)和高效、經(jīng)濟(jì)、人性、智能的交通運(yùn)輸服務(wù)。系統(tǒng)使用電子車牌作為手段，增加交通信號的機(jī)動性，提高通行能力，減少行使車輛的堵塞。

1.3 利于降低汽車運(yùn)行對環(huán)境的影響，節(jié)能減排

在我國，機(jī)動車尾氣排放已成為城市大氣污染的主要來源，甚至一些大城市機(jī)動車排放的污染物對大氣污染指標(biāo)的占有率已經(jīng)達(dá)到60%以上，霧霾廢氣，嚴(yán)重影響人體健康和環(huán)境保護(hù)。

通過車輛及城市道路交通智能化管控系統(tǒng)建設(shè)，通促進(jìn)電子車牌、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算存儲技術(shù)的廣泛運(yùn)用，提高交通資源的利用效率，降低能耗，減少排放，使得交通需求的增長與交通設(shè)施技術(shù)的發(fā)展相互促進(jìn)，步入良性循環(huán)的發(fā)展軌道，真正做到“綠色交通”。

1.4 有利于提高車輛運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)效益

通過車輛及城市道路交通智能化管控系統(tǒng)建設(shè)，以提高交通運(yùn)輸效率、提高交通通行能力，減少交通運(yùn)輸支出，節(jié)約成本，將直接關(guān)系到城市經(jīng)濟(jì)持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展。

1.5 五是有助于“智能交通”的建立

通過車輛及城市道路交通智能化管控系統(tǒng)建設(shè)，將徹底解決動態(tài)車輛身份識別、信息采集、可靠溝通、實(shí)時(shí)管理等問題，有助于云南整個(gè)“智能交通”系統(tǒng)的建立。

1.6 有利于提高信息化水平，并拉動整個(gè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

車輛及城市道路交通管控智能化系統(tǒng)以交通的信息化、智能化為核心和基礎(chǔ)，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提升高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)在城市整體產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中所占比例，促使產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)向高科技、低能耗、重環(huán)保的技術(shù)密集型轉(zhuǎn)變，帶動整個(gè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

2.目前發(fā)展現(xiàn)狀和相關(guān)問題

目前，主城區(qū)總體交通情況平穩(wěn)，但城區(qū)內(nèi)道路智能化保通形勢依然嚴(yán)峻，如何對城市車輛、道路交通實(shí)行智能化的有效管理，確保城市交通狀況良好，是各級相關(guān)部門需要解決的問題。根據(jù)調(diào)研分析，城市車輛及道路交通存在以下難題：

2.1 管理部門不能動態(tài)獲取車輛及交通信息

車輛交通管理部門不能夠動態(tài)得到實(shí)時(shí)交通流量信息、車輛運(yùn)行信息、交通引導(dǎo)信息、綜合調(diào)度指導(dǎo)信息、車輛基本信息、交通違章信息、車輛定位信息等，從而無法對道路交通進(jìn)行全方位管控和分析。

2.2 阻礙特殊車輛通行能力

一些特殊車輛（如醫(yī)院救護(hù)車輛、執(zhí)行任務(wù)的救災(zāi)應(yīng)急車輛、武警軍隊(duì)車輛）在緊急執(zhí)行救護(hù)、救援任務(wù)時(shí)，常常因?yàn)榈缆范氯荒芡ㄟ^紅燈路口，不能及時(shí)到達(dá)目的地，完成救護(hù)、救援任務(wù)，給人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來隱患。

2.3 信號燈不能智能化動態(tài)指揮

在現(xiàn)有技術(shù)條件下，道路交叉口的交通管理主要是通過交通信號燈紅、黃、綠的顯示變化來指揮車輛通行。但道路交叉口的各個(gè)方向上的車輛通行數(shù)量往往是動態(tài)變化的，而交通信號燈的指示變化卻往往是固定的，不是動態(tài)的隨著交叉口的車流量信息變化的。

2.4 車輛治理監(jiān)管難

目前的城市交通還存在大量的套牌車、報(bào)廢車、非法運(yùn)行車輛、交通違規(guī)和肇事逃逸等現(xiàn)象，給社會造成了很壞的影響，但由于缺乏有效的探測、跟蹤手段，數(shù)據(jù)信息交流不及時(shí)，給治理管控帶來了很大的難度。

3.項(xiàng)目建設(shè)的內(nèi)容及措施

對于車輛及城市道路交通智能化管控系統(tǒng)，必須徹底解決動態(tài)車輛信息管理難題。因此，以“物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)、智能的車輛信息采集技術(shù)、云計(jì)算的數(shù)據(jù)存儲和處理技術(shù)為基礎(chǔ)，采用電子車牌來使其具備車輛身份識別功能，以及自動與管理系統(tǒng)保持信息可靠溝通的功能，是解決動態(tài)車輛、信息采集、可靠溝通、實(shí)時(shí)管理的關(guān)鍵。

系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)如下功能：a.通過電子車牌動態(tài)實(shí)時(shí)的采集車輛的各種信息數(shù)據(jù)，通過涉車信息資源服務(wù)，有效提高交通、道路管理水平；b.高效穩(wěn)定的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸和交通信號燈的動態(tài)智能指揮，提高道路的通行效率和特殊車輛的通行速度；c.通過電子車牌的防偽溯源和信息跟蹤識別出：盜搶、走私車輛、套牌車輛、非法營運(yùn)車輛、交通違規(guī)車輛、報(bào)廢車輛、逾期未年檢車輛、未繳納真養(yǎng)路費(fèi)車輛、未繳納車船使用稅車輛、未買強(qiáng)制第三者責(zé)任險(xiǎn)車輛、無牌車輛，為行政執(zhí)法提供及時(shí)精準(zhǔn)信息，有效輔助警察監(jiān)管治理；d.加強(qiáng)道路分配管理，并且配合電子車牌監(jiān)控手段和通信手段，使專用道路交通處于有效的監(jiān)控之下；e.強(qiáng)大的后臺的數(shù)據(jù)存儲和統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的交通狀況調(diào)整指導(dǎo)。

3.1 系統(tǒng)總體部署

車輛及城市道路交通智能管控系統(tǒng)總體構(gòu)成由RFID標(biāo)識裝置、置于道路上的RFID收發(fā)裝置、路口信息處理系統(tǒng)、中央信息處理系統(tǒng)以及交通信號燈控制裝置、交通信號燈顯示裝置組成。

3.1.1車輛上的RFID標(biāo)識裝置

為了便于管理，可將RFID標(biāo)識裝置嵌置于車輛的車牌中（也可封裝在一起），在進(jìn)行車牌初始安裝或年檢時(shí)進(jìn)行有關(guān)信息的寫入，使得該RFID標(biāo)識裝置同時(shí)還包括車輛和使用人情況等基本信息。

3.1.2置于道路上的RFID收發(fā)裝置

RFID收發(fā)裝置安裝在地面道路相應(yīng)的車道上，由RFID收發(fā)裝置通過射頻信號與標(biāo)簽進(jìn)行信息交互，達(dá)到信息采集的目的，獲得車輛通過該裝置時(shí)的相關(guān)數(shù)據(jù)，經(jīng)過分析計(jì)算后，即可形成該關(guān)聯(lián)路口所需要的控制信息。

3.1.3路口信息處理系統(tǒng)

路口信息處理系統(tǒng)包括信息采集、信息處理和信息三個(gè)模塊組成。信息采集是通過RFID收發(fā)裝置發(fā)送來的信息形成處理數(shù)據(jù)；信息處理主要是對采集到的RFID標(biāo)識信息進(jìn)行匯總和統(tǒng)計(jì)；信息主要將處理好的信息，按照有關(guān)策略或指令，傳送到中央信息處理系統(tǒng)，以及給路口的交通信號燈控制裝置，并通過交通信號控制裝置實(shí)現(xiàn)對交通信號燈的動態(tài)信號顯示控制。

3.2 中央信息處理系統(tǒng)

中央信息處理系統(tǒng)包括三個(gè)部分：

3.2.1通訊前置

和路口信息處理子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息交換，主要獲得路口信息處理子系統(tǒng)采集的RFID的信息；并且將區(qū)域計(jì)算的路口信號燈的控制信息到路口信息處理系統(tǒng)。

3.2.2信息分析處理子系統(tǒng)

信息分析處理子系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的篩選、車流量統(tǒng)計(jì)、區(qū)域信號燈控制計(jì)算和車輛信息的分析統(tǒng)計(jì)報(bào)告。一方面對采集的RFID信息進(jìn)行篩選、關(guān)聯(lián)查詢、車流量統(tǒng)計(jì)，反映道路以及車輛的實(shí)際通行狀況，另一方面根據(jù)計(jì)算模型可以分析和計(jì)算路口信號燈控制策略、道路的擁堵狀況，同時(shí)通過套牌車輛分析和肇事逃逸的車輛軌跡跟蹤技術(shù)實(shí)現(xiàn)對違章車輛的定位和跟蹤。

3.2.3信息子系統(tǒng)

篇（3）

關(guān)鍵詞： 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)；交通標(biāo)牌；智能化；

Key words: augmented reality technology; intelligent traffic signs

中圖分類號：S731.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-2104（2012

前言

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，越來越多的高智能化的產(chǎn)品出現(xiàn)于人們的生活中，使人們的生活更加快捷、方便。設(shè)計(jì)者們將許許多多的設(shè)計(jì)理論構(gòu)想，通過現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)一一實(shí)現(xiàn)，智能化已是當(dāng)今社會發(fā)展的一個(gè)必然趨勢。在一個(gè)發(fā)達(dá)的城市，大部分設(shè)施都將作為高科技的產(chǎn)物服務(wù)于人們的生活中。作為城市便捷化的助手――道路交通標(biāo)牌也將作為一個(gè)新穎的智能設(shè)施服務(wù)于我們的生活。

一.智能交通標(biāo)牌在我國城市交通系統(tǒng)中的應(yīng)用調(diào)研實(shí)例

我國很多的城市已在市區(qū)的交通設(shè)施中使用了較為智能的標(biāo)牌系統(tǒng)，達(dá)到了較好的指引和預(yù)防事故的效果。

1.1鄭州反光漆指示牌變成電子控制

鄭州隴海路與嵩山路交叉口西向東方向共有四個(gè)車道，原來是兩個(gè)左轉(zhuǎn)道一個(gè)直行道和一個(gè)直行加右轉(zhuǎn)道。如今，在該路口的指示牌上，第二個(gè)左轉(zhuǎn)車道和最右邊的直行加右轉(zhuǎn)車道指示發(fā)生了變化，但這兩個(gè)車道的指示牌換成電子控制的，可變化。這個(gè)智能指示交通牌，在高峰時(shí)，保持現(xiàn)有的通行不變，平峰時(shí)，從隴海路左轉(zhuǎn)上嵩山路的車輛減少，而隴海路西向東的車輛增加，如果仍然保留兩個(gè)左轉(zhuǎn)道，勢必造成左轉(zhuǎn)車道資源浪費(fèi)，而直行車道不夠用。根據(jù)這種情況，鄭州市交警部門準(zhǔn)備在平峰時(shí)將該路口第二個(gè)左轉(zhuǎn)道調(diào)整為直行道，留一個(gè)左轉(zhuǎn)道，而最右邊的直行加右轉(zhuǎn)車道調(diào)整為單一的右轉(zhuǎn)車道。

我們可以看出，智能標(biāo)牌不僅是能讓城市看起來更現(xiàn)代化，而且會在很大程度上解決交通中的擁堵等難題，進(jìn)行智能化地協(xié)調(diào)，給市民出行帶來極大的方便，并且更合理的利用了交通資源。

1.2 蘇州 智能公交到站信息顯示

在蘇州工業(yè)園區(qū)，很多公交站臺上都有一個(gè)帶有LED顯示屏信息顯示牌的電子站牌。它內(nèi)置移動信號接收模塊，可以接收公交車或公交控制中心發(fā)來的信息，可所有途經(jīng)本站公交車的到站時(shí)間等信息，智能公交系統(tǒng)的報(bào)站準(zhǔn)確率已達(dá)95%左右。每個(gè)公交站點(diǎn)還有一塊醒目的藍(lán)色標(biāo)牌，標(biāo)示了查詢智能公交使用方式和每個(gè)站點(diǎn)的唯一編號，憑借這個(gè)公交站點(diǎn)的“身份證”，市民就可以通過手機(jī)或互聯(lián)網(wǎng)等多種方式查詢通過該站點(diǎn)的公交到站情況了。

截至目前，智能公交已實(shí)現(xiàn)了對蘇州工業(yè)園區(qū)所屬400余輛公交車輛的統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一管理和實(shí)時(shí)定位，實(shí)現(xiàn)對其中150輛公交車輛的視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控，260個(gè)公交站點(diǎn)的預(yù)報(bào)站信息。對于廣大市民來說，智能公交更方便、更人性。

智能公交，對于提高城市公共交通服務(wù)質(zhì)量、減輕交通管理壓力也起到積極作用，通過讓人們感到公交越來越方便，讓更多的人逐步依靠公交出行這種低碳的方式，從而緩解城市交通擁堵，可以讓“路怒”族越來越少。①

二.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能標(biāo)牌設(shè)計(jì)構(gòu)想

傳統(tǒng)的路牌具有較大的局限性。設(shè)想有沒有這樣一種可能，我們在看某個(gè)路牌時(shí)，它能以立體的形式展現(xiàn)出來，像3D電影那樣，讓人有身臨其境的感覺，讓人很快明確并記住去忘目的地的方向和路徑。現(xiàn)在已經(jīng)有人致力于模擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的研究，我們可以設(shè)想，把這種模擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)，應(yīng)用到交通標(biāo)牌的設(shè)計(jì)中去，從而達(dá)到3D效果的路牌效果。

2.1 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的定義

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（或者叫虛擬現(xiàn)實(shí)）的技術(shù)，把原本在現(xiàn)實(shí)世界的一定時(shí)間空間范圍內(nèi)很難體驗(yàn)到的實(shí)體信息(視覺信息、聲音、味道、觸覺等)，通過科學(xué)技術(shù)模擬仿真后再疊加到現(xiàn)實(shí)世界被人類感官所感知，從而達(dá)到超越現(xiàn)實(shí)的感官體驗(yàn)，發(fā)揮傳感器、可穿戴計(jì)算機(jī)等技術(shù)的優(yōu)勢，這種技術(shù)叫做增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù),即Augmented Reality，簡稱AR技術(shù)。滿洛維奇對增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)給出如下定義：“將動態(tài)的、背景專門化的信息加在用戶的視覺域之上”。允許用戶看到真實(shí)的世界，同時(shí)在真實(shí)的世界上疊加或混合信息。

2.2 對建立在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)上的路牌設(shè)計(jì)構(gòu)思

首先是路牌的制作，我們只需要制作一個(gè)簡單的路牌，最好同時(shí)考慮到要與城市的風(fēng)格相統(tǒng)一，或者能讓人高科技的質(zhì)感，可以采用金屬的銳利表現(xiàn)，也可以采用冷色調(diào)（如藍(lán)色）來表現(xiàn)。

其次是三維圖形效果的制作。可以依托3Dmax、Maya等三維制作軟件，將二維的路牌指路圖作為基礎(chǔ)，制作出逼真的虛擬三維立體交通效果圖，并且將路牌上的指示根據(jù)實(shí)際情景轉(zhuǎn)化為三維動畫。同時(shí)注意要將道路路兩旁的主要標(biāo)志物表示清楚，在客戶端界面中用箭頭等以讓使用者理解的標(biāo)志引導(dǎo)提示使用者方向。

最后就是技術(shù)實(shí)現(xiàn)。開發(fā)者需要手動對已有的路牌圖片特征點(diǎn)進(jìn)行對應(yīng)，實(shí)現(xiàn)疊加的內(nèi)容連接。最后編寫圖像識別程序，對圖像的特征點(diǎn)進(jìn)行掃描，然后存儲信息形成虛擬物體，最后采用精確的三維注冊技術(shù)將計(jì)算機(jī)生成的虛擬物體和真實(shí)環(huán)境中景象“對齊”將這些特征與后臺匹配信息一一對應(yīng)，最后將三維效果圖展現(xiàn)在用戶的移動設(shè)備上。并隨著用戶的移動而移動。

2.3 使用方法

當(dāng)用戶啟動軟件并將自己的移動設(shè)備對住路牌時(shí)，系統(tǒng)開始自動識別，從系統(tǒng)上下載相關(guān)三維場景與路標(biāo)圖片相關(guān)聯(lián)，最終顯示在用戶設(shè)備的屏幕上。再以逼真動畫的形式由屏幕完全展示在使用者面前。

不過我們可以更進(jìn)一步假設(shè)，當(dāng)用戶的設(shè)備離開圖像顯示的位置時(shí)，該段信息應(yīng)仍可以持續(xù)顯示，并且關(guān)連到使用者所照射到的地面，建筑物等實(shí)體上。并顯示與這些相關(guān)的信息，直到用戶關(guān)閉該系統(tǒng)，或者映射下一個(gè)圖標(biāo)。當(dāng)三維場景在顯現(xiàn)時(shí)，可根據(jù)現(xiàn)實(shí)相機(jī)照射到的場景、當(dāng)前任務(wù)或需要交互地改變其形狀和外觀，對于現(xiàn)實(shí)目標(biāo)通過疊加虛擬景象產(chǎn)生類似于X光透視的增強(qiáng)效果。

若使用者輸入想去的附近的地址，在三維場景設(shè)定范圍內(nèi)，屏幕上會出現(xiàn)一個(gè)箭頭，指示使用者應(yīng)該走的方向。

2.4 附加游戲功能

在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)標(biāo)牌的使用方法中我們提到系統(tǒng)會自動下載相關(guān)的三維場景到手機(jī)上。我們可以充分利用已下載的三維場景轉(zhuǎn)化為3D游戲中的三維場景，在場景中加入一些游戲所需元素，使枯燥的指路功能變成有趣刺激的超現(xiàn)實(shí)Game大戰(zhàn)。

具體做法是，在用于指路的客戶端界面中設(shè)置一個(gè)選擇附加功能按鈕，然后將程序指向另一個(gè)游戲的程序，這個(gè)程序是以已下載的三維場景為游戲場景，在場景中添加必要的虛擬元素(如虛擬武器、虛擬人物等)，并設(shè)置游戲的玩法，如CF等。在真實(shí)的環(huán)境里玩著虛擬的游戲，出行的路上就變得更加豐富多彩而充滿刺激了。此功能尤其實(shí)用于在途徑中休憩或者無聊時(shí)。

2.5 適用的地區(qū)

因?yàn)橹悄芙煌?biāo)牌系統(tǒng)的搭建需要該市有很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，在標(biāo)牌的設(shè)計(jì)、投入使用、后期維護(hù)等方面都需要投入很多的財(cái)力、物力。而且發(fā)達(dá)的城市對一個(gè)比較現(xiàn)代化的標(biāo)牌要求更迫切一些。另外，該系統(tǒng)客戶端的使用要求該市的市民能夠有足夠的經(jīng)濟(jì)實(shí)力購買比較好的移動設(shè)備，以承載客戶端的使用。所以智能交通標(biāo)牌系統(tǒng)的應(yīng)用，應(yīng)該是在經(jīng)濟(jì)科技高度發(fā)達(dá)的城市。

智能交通標(biāo)牌系統(tǒng)的應(yīng)用，還應(yīng)該是對標(biāo)牌要求比較高的地方，如地鐵站（通道復(fù)雜多變），旅游景區(qū)（旅游景區(qū)線路復(fù)雜、人員流動大，多是對環(huán)境不熟悉的人群，并且絕大部分是步行）。

三.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能標(biāo)牌設(shè)計(jì)可能會出現(xiàn)的難題及解決方案

三維畫面太大，載入慢，容易死機(jī)。從攝像機(jī)定位到現(xiàn)實(shí)標(biāo)牌中的二維圖片，到從系統(tǒng)中下載相關(guān)三維畫面的過程中，由于三維畫面太大，很容易會使客戶端設(shè)備陷入服務(wù)無響應(yīng)，甚至死機(jī)的狀態(tài)。

耗電量大。該應(yīng)用程序的使用會占用設(shè)備較多的資源，并且由于一般的智能設(shè)備，電池待機(jī)時(shí)間不長，一直是一個(gè)沒有解決的問題。這在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)標(biāo)牌的現(xiàn)實(shí)過程中，仍然是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。

亟待技術(shù)和設(shè)備的支持。現(xiàn)在開發(fā)的一些簡單的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的軟件系統(tǒng)，還只是能在部分平臺上運(yùn)行，如iPhone、iPad等系統(tǒng)性能比較好的智能機(jī)上，有待降低平臺的需求，使大部分平臺能夠裝載此應(yīng)用。

四.相對應(yīng)的可能的解決方法

從上述可知，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能標(biāo)牌的實(shí)現(xiàn)對科技及經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r等社會背景的依賴性很大。所以隨著社會和科技的發(fā)展，以后經(jīng)濟(jì)可能將不是制約增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)標(biāo)牌發(fā)展的主要問題。另外智能設(shè)備價(jià)格也會逐漸降低，適合更多人群的使用。

當(dāng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展到一定的程度，客戶端設(shè)備的系統(tǒng)運(yùn)行將會非常流暢，并且運(yùn)算速度也會相應(yīng)提高，屆時(shí)軟件的載入以及死機(jī)問題可能不復(fù)存在。電池的待機(jī)時(shí)間短，軟件耗電量大的問題也可以解決。

在此系統(tǒng)發(fā)展的起步階段可以考慮采用2.5D（即偽3D技術(shù)）來代替三維動畫，或者減小三維圖像的精細(xì)度以縮小動畫的大小。這樣能在一定程度上解決系統(tǒng)容易出現(xiàn)無響應(yīng)或者死機(jī)的問題，但是不是根本的解決辦法。

有一個(gè)好的算法和程序會很大程度上減小客戶端系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)所需的空間，若是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能標(biāo)牌系統(tǒng)的程序能更精進(jìn)，這樣就在技術(shù)本身上解決或者至少減少系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)會出現(xiàn)的問題。

以上第二、三種方法都是以降低畫面質(zhì)量為代價(jià)的，雖然會降低用戶的體驗(yàn)，但考慮到現(xiàn)階段移動設(shè)備以及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，這樣稍微相對容易實(shí)現(xiàn)，有效降低難度。

總結(jié)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)3D智能標(biāo)牌設(shè)計(jì)構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)，需要極大的資金與技術(shù)的支持，是要建立在城市經(jīng)濟(jì)以及智能設(shè)備高度發(fā)展的基礎(chǔ)上的，比如大部分人都會隨身攜帶一部高智能移動設(shè)備、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)非常成熟等，所以增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)3D智能標(biāo)牌從一個(gè)比較概念性的構(gòu)思變成現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，需要一段很長的路要走，但是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷增強(qiáng)，我們有理由相信，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)3D智能標(biāo)牌會有很光明的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

①．揚(yáng)子晚報(bào) 2010-11-15

作者簡介：

篇（4）

1、引言

21世紀(jì)是公路交通智能化的世紀(jì)，人們更為關(guān)注如何建立基于現(xiàn)代電子信息技術(shù)面向交通運(yùn)輸?shù)闹悄芑芾硐到y(tǒng)，進(jìn)行一體化的交通綜合管理，交通信號控制系統(tǒng)正是實(shí)現(xiàn)城市交通智能化管理與控制的重要組成部分。隨著城市機(jī)動車保有量和出行率的大幅度提高，形成了更為復(fù)雜多變的交通需求，這對交通信號控制的適應(yīng)性、智能化提出了更高的要求[1]。在計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動控制技術(shù)的發(fā)展推動下，國內(nèi)外出現(xiàn)了一些較高效的城市道路交通控制系統(tǒng)，比較典型的交通信號控制系統(tǒng)有TRANSYT、SCOOT和SCATS等等[2]。本文結(jié)合天津站交通樞紐工程智能交通管理系統(tǒng)的建設(shè)實(shí)踐，系統(tǒng)探討了智能交通信號控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。

2、系統(tǒng)概述

不同于其他智能交通管理系統(tǒng)（如道路監(jiān)控、事件監(jiān)測、數(shù)字交通執(zhí)法等）通常采用的預(yù)先設(shè)定的固定時(shí)間交通控制方案，本文提出的交通信號控制系統(tǒng)采用有效的負(fù)反饋原理和自適應(yīng)控制算法，根據(jù)埋設(shè)在路口的交通流檢測器所采集的交通流信息，適時(shí)自動調(diào)整，以提供最佳的交通流，實(shí)現(xiàn)中心自適應(yīng)區(qū)域交通信號控制。其主要特點(diǎn)體現(xiàn)為：

* 先進(jìn)性：充分利用國內(nèi)外現(xiàn)有最新技術(shù)，同時(shí)思考未來發(fā)展要求。

* 成熟性：基于成熟的、國際主流的技術(shù)與方法，采用經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)的技術(shù)和設(shè)備。

* 實(shí)用性：具有良好的實(shí)用性，所使用的技術(shù)、設(shè)備、應(yīng)用軟件符合天津站交通的特點(diǎn)，滿足信號控制需求，建設(shè)、使用、維護(hù)方便。例如，人機(jī)交互和操作界面為中文圖形界面，直觀、友好、易操作，可以實(shí)現(xiàn)在線幫助。

* 可靠性：該系統(tǒng)具有自動檢測、報(bào)警、容錯和恢復(fù)功能。

* 開放性：該系統(tǒng)體現(xiàn)廣泛的互聯(lián)互通設(shè)計(jì)，服務(wù)于未來的功能擴(kuò)展。

* 兼容性：可連接相同標(biāo)準(zhǔn)下各個(gè)廠商、型號的交通信號控制器。

3、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

交通信號控制系統(tǒng)是一個(gè)計(jì)算機(jī)化的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)由中心設(shè)備和外場設(shè)備組成。中心設(shè)備包括區(qū)域協(xié)調(diào)控制主機(jī)、應(yīng)用軟件以及配套管理設(shè)備；外場設(shè)備包括路口信號機(jī)、檢測線圈、電力和通信的局部切改等。其中，信號燈的燈具利用路口既有燈具。每一臺中心自適應(yīng)協(xié)調(diào)區(qū)域交通信號控制區(qū)域計(jì)算機(jī)（PC兼容）可以控制250個(gè)路口，區(qū)域計(jì)算機(jī)可以多至64個(gè)，總的可控路口數(shù)量為16000個(gè)。具體結(jié)構(gòu)見圖1：

圖1  交通信號控制系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

天津站交通信號控制系統(tǒng)全面負(fù)責(zé)天津站區(qū)域的交通信號協(xié)調(diào)控制，它是一個(gè)分級控制系統(tǒng)，對通訊的要求較低，使系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)通訊方面具有很高的可靠性，主要包括以下內(nèi)容：路口控制器與天津站區(qū)域交通信號控制區(qū)域控制機(jī)通訊采用串口通訊的方式；交通樞紐區(qū)域交通信號控制區(qū)域控制機(jī)、中央管理計(jì)算機(jī)以及操作工作站之間的通訊是基于TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)連接；與其他系統(tǒng)通訊是采用串口通訊、基于TCP/IP協(xié)議。

4、交通樞紐區(qū)域交通信號控制的運(yùn)行模式

    交通樞紐中心自適應(yīng)協(xié)調(diào)區(qū)域交通信號控制，利用各種新技術(shù)，為交通管理者的使用和決策提供更多、更靈活的手段。系統(tǒng)可以在以下四種模式下運(yùn)行：

①聯(lián)機(jī)模式。聯(lián)機(jī)模式是完全自適應(yīng)控制，實(shí)現(xiàn)完全實(shí)時(shí)的交通響應(yīng)運(yùn)行。

②降級協(xié)調(diào)模式。如果交通樞紐區(qū)域計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障或通訊中斷，本地控制器則實(shí)施以時(shí)間為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)運(yùn)行，該模式稱為降級協(xié)調(diào)模式。在該模式中，相鄰的路口信號依時(shí)鐘（時(shí)鐘是由電源頻率或晶振實(shí)現(xiàn)的）協(xié)調(diào)運(yùn)行，控制方案按時(shí)段選擇[42]。同時(shí)，本地車感控制功能參與運(yùn)行。

③獨(dú)立模式。系統(tǒng)也可以獨(dú)立模式運(yùn)行，此時(shí)可做車感控制或定時(shí)控制。

④黃閃模式。即所有信號燈均為黃閃，或不同方向采用黃閃或紅閃控制。

只要通訊正常，降級協(xié)調(diào)模式、獨(dú)立模式和黃閃模式均可由中心監(jiān)視運(yùn)行，操作員可在交通樞紐控制中心控制終端，將系統(tǒng)中的控制路口設(shè)置為四種模式中任意一種運(yùn)行模式。

5、交通樞紐區(qū)域交通信號控制的控制戰(zhàn)略

    中心自適應(yīng)協(xié)調(diào)區(qū)域交通信號控制在兩個(gè)層次上對系統(tǒng)進(jìn)行控制，以適應(yīng)交通樞紐區(qū)域交通流量的需求，特別是控制影響路口協(xié)調(diào)的三個(gè)重要參數(shù)，即周期、綠信比和相位差。

5.1戰(zhàn)略控制

戰(zhàn)略控制是決定信號網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)控制的最高層次[4]，由中心自適應(yīng)協(xié)調(diào)區(qū)域交通信號控制區(qū)域計(jì)算機(jī)控制。利用檢測器線圈采集的交通流量及占有率信息，戰(zhàn)略控制算法以交通樞紐區(qū)域?yàn)榛A(chǔ)，計(jì)算周期、綠信比和相位差參數(shù)，以適應(yīng)主流交通狀況。這些參數(shù)控制相鄰的信號燈路口組（每組通常為1－10個(gè)路口），每個(gè)信號燈路口組稱為子系統(tǒng)。

①交通樞紐區(qū)域交通信號控制子系統(tǒng)。子系統(tǒng)是交通信號控制戰(zhàn)略控制的基本單位，每個(gè)子系統(tǒng)包含交通樞紐區(qū)域一個(gè)或多個(gè)路口，有一個(gè)關(guān)鍵路口。關(guān)鍵路口通過檢測計(jì)算出準(zhǔn)確的可變的綠信比，以適應(yīng)交通流的變化。同一交通樞紐區(qū)域子系統(tǒng)中的路口總是協(xié)調(diào)一致的，具有相同的周期及內(nèi)部相關(guān)的綠信比和相位差。非關(guān)鍵路口的綠信比可以是不可變的，也可以選擇不同的預(yù)定方案，以適應(yīng)關(guān)鍵路口的綠信比變化。為了實(shí)現(xiàn)交通樞紐區(qū)域更多路口的協(xié)調(diào)，相鄰子系統(tǒng)可以連接在一起，構(gòu)成更大的協(xié)調(diào)系統(tǒng)，且共用一個(gè)周期時(shí)間。該連接決定各子系統(tǒng)之間的相位差，連接可以是永久的，也以可以是臨時(shí)的。當(dāng)交通樞紐區(qū)域子系統(tǒng)之間的流量足夠大，需要協(xié)調(diào)運(yùn)行時(shí)，子系統(tǒng)就可以自動地連接在一起，構(gòu)成交通樞紐區(qū)域大范圍系統(tǒng)協(xié)調(diào)；當(dāng)一個(gè)或多個(gè)子系統(tǒng)以低周期個(gè)子運(yùn)行才有效率時(shí)，其連接就會可以自動地?cái)嚅_。

②交通樞紐區(qū)域交通信號控制飽和度。交通樞紐區(qū)域中心自適應(yīng)協(xié)調(diào)區(qū)域交通信號控制系統(tǒng)通過檢測每個(gè)入口車道的飽和流量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略方案的制定。系統(tǒng)使用的是類似飽和流量數(shù)據(jù)。設(shè)置在關(guān)鍵路口停車線處重要車道上的檢測器，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中被定義為戰(zhàn)略檢測器，路口控制器在綠燈時(shí)間，采集車流通過時(shí)的交通流量和占有率數(shù)據(jù)，經(jīng)處理后，與每個(gè)線圈自校準(zhǔn)的飽和流量數(shù)據(jù)一起，供系統(tǒng)計(jì)算“飽和度（DS）”。該系統(tǒng)計(jì)算有效利用的綠燈 時(shí)間與可得到的綠燈時(shí)間的比率。有效利用綠燈時(shí)間是在飽和交通流狀態(tài)下，剛好通過以最優(yōu)車間距運(yùn)行的同等車流量所用的綠燈時(shí)間。因此，DS允許出現(xiàn)大于100% 的情況，這使得系統(tǒng)可以處理過飽和狀況。

③交通樞紐區(qū)域交通信號控制周期的有效性。周期時(shí)間根據(jù)飽和度最高的車道上飽和度的值上下浮動，基本原則是保持該飽和度在90%左右（可由用戶確定）。最小周期時(shí)間（通常為30－40秒）和最大周期時(shí)間（通常為100－150秒）也可由用戶確定。周期時(shí)間的最大變化值為21秒，但實(shí)際運(yùn)行中明顯小于該值，除非有明顯的交通需求變化趨勢。

④交通樞紐區(qū)域交通信號控制綠信比的作用。綠信比在不同的周期中以小步長變化，目的是使各有沖突車流車道的飽和度均衡，以減小總體延誤時(shí)間。最小綠信比可以是用戶指定的，但通常是控制器預(yù)存的最小綠信比。當(dāng)前周期時(shí)間和相位的最小時(shí)間限定最大綠信比，該綠信比可以分配給某一相位。

⑤交通樞紐區(qū)域交通信號控制相位差。應(yīng)合理確定控制區(qū)域規(guī)模,尋找最優(yōu)相位差優(yōu)化路徑，減少路口多方向相位差變化之間的相互影響[3]。每個(gè)中心自適應(yīng)協(xié)調(diào)區(qū)域交通信號控制區(qū)域子系統(tǒng)內(nèi)部（即子系統(tǒng)內(nèi)各路口之間）及子系統(tǒng)之間都定義了相位差，以處理不同流量下的協(xié)調(diào)運(yùn)行。流量高的連接決定最佳相位差，其它低流量的連接不一定能得到好的協(xié)調(diào)效果。當(dāng)一個(gè)周期時(shí)間能夠適應(yīng)主要連接的協(xié)調(diào)時(shí)，系統(tǒng)會趨于保持該周期，盡管較小的周期可能獲得局部路口更好的通行能力。因?yàn)椋蠼煌窟B接上好的相位差，可以在整個(gè)天津站區(qū)域控制系統(tǒng)范圍內(nèi)減少停車次數(shù)、減少油耗及增加通行能力。

5.2戰(zhàn)術(shù)控制

天津站區(qū)域中心自適應(yīng)協(xié)調(diào)區(qū)域交通信號控制的“戰(zhàn)術(shù)”控制是低一級的控制，由各路口控制器實(shí)行。戰(zhàn)術(shù)控制是在不違反區(qū)域計(jì)算機(jī)制定的戰(zhàn)略控制參數(shù)的條件下，滿足各個(gè)路通需求的變化。當(dāng)某相位的綠燈時(shí)間需求低于平均需求時(shí)，對該相位實(shí)行早斷或在沒有需求時(shí)完全跳過該相位，也可以引入條件相位。控制器依據(jù)檢測器獲得的交通數(shù)據(jù)決策，這些檢測器可以是戰(zhàn)略檢測器。

戰(zhàn)術(shù)控制負(fù)責(zé)控制器的運(yùn)行，控制器實(shí)施戰(zhàn)術(shù)控制所使用的技術(shù)與路口孤立運(yùn)行時(shí)所使用的技術(shù)完全相同。戰(zhàn)術(shù)控制能夠調(diào)整信號運(yùn)行的程度，完全由區(qū)域計(jì)算機(jī)控制。當(dāng)然，戰(zhàn)術(shù)控制與孤立控制也是不同的。戰(zhàn)術(shù)控制不能使用車間距計(jì)時(shí)器和損失時(shí)間計(jì)時(shí)器來提前結(jié)束或跳過某個(gè)相位，這是因?yàn)樵谝粋€(gè)連接上的控制器均應(yīng)運(yùn)行同一個(gè)周期，以得到最佳協(xié)調(diào)效果。由相位早斷或跳過所節(jié)省的時(shí)間，也必須追加到本地控制器的下一個(gè)相位或主相位上，以維持相同周期長度。

5.3戰(zhàn)略控制與戰(zhàn)術(shù)控制相結(jié)合

戰(zhàn)略控制決定綠信比、周期和相位差，從而得到適應(yīng)相對緩慢變化的天津站區(qū)域交通流趨勢，戰(zhàn)術(shù)控制處理各路口每個(gè)周期中快速但小幅度的變化，二者結(jié)合使得道路交通得到最有效的控制。

6、交通樞紐區(qū)域交通信號控制的特殊功能

    6.1操作員控制

    交通樞紐區(qū)域交通信號控制提供操作員手控功能，來代替正常自動控制，其功能主要包括：信號燈的“開”、“關(guān)”和“閃動”；人工選擇主控模式、降級協(xié)調(diào)模式或孤立模式；人工選擇或調(diào)整某一路口或整個(gè)系統(tǒng)的綠信比、周期及相位差；保持任何信號以任意時(shí)間長度停留在選定的綠燈相位等。

6.2時(shí)間表控制

交通樞紐區(qū)域交通信號控制允許按照時(shí)間表對系統(tǒng)進(jìn)行控制，幾乎所有能夠手工操作的指令均可按照時(shí)間表在指定的時(shí)間運(yùn)行。例如，天津站區(qū)域可以在假日、晚間購物或其它行人高峰時(shí)段引入行人相位。

6.3特殊例程

交通樞紐區(qū)域交通信號控制提供一套特殊例程，這套例程用以滿足特殊需求，允許用戶在特殊條件下執(zhí)行操作，不包括在SCATS的一般操作中，該功能可以修改SCATS的正常算法，根據(jù)天津站區(qū)域每個(gè)路口的特點(diǎn)，定制特殊的控制操作，以滿足控制的需要。

6.4自動降級運(yùn)行

當(dāng)交通樞紐區(qū)域計(jì)算機(jī)發(fā)生故障、主機(jī)與路口機(jī)通訊中斷、所有戰(zhàn)略檢測器均損壞、或某些本地控制器故障時(shí)，受影響的路口將降級至用戶指定的運(yùn)行狀態(tài)，即離線運(yùn)行（基于時(shí)間的協(xié)調(diào)）或孤立運(yùn)行。用戶可以指定，當(dāng)某一路口降級運(yùn)行時(shí)，可以導(dǎo)致子系統(tǒng)內(nèi)其它路口也降級運(yùn)行，如需要也可使鄰近的子系統(tǒng)內(nèi)路口降級運(yùn)行。這樣，如果指定降級協(xié)調(diào)模式為后備方案，則當(dāng)主控模式失敗時(shí)，各路口間仍可維持協(xié)調(diào)運(yùn)行。

7、結(jié)束語

城市交通信號控制系統(tǒng)是智能交通領(lǐng)域的一項(xiàng)重要研究內(nèi)容，它可以與其它智能交通系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)城市交通的數(shù)字化、信息化、智能化管理，緩解城市道路交通的壓力。本文提出基于負(fù)反饋原理和自適應(yīng)控制算法的交通信號控制系統(tǒng)，可以有效應(yīng)對交通流的實(shí)時(shí)變化，提高控制效率和精度，從整體上提高路網(wǎng)的服務(wù)水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋輝,鄭國旋,嚴(yán)萍. 深圳市智能交通信號控制系統(tǒng)[J]. 中國公共安全：智能交通, 2007(8): 45-49.

篇（5）

二、臺灣以學(xué)生為本位的共通職能培育的做法（以健行科技大學(xué)為例）

健行科技大學(xué)推動三項(xiàng)職能：特殊職能、專業(yè)職能和共通職能，他們把共通職能進(jìn)行以下步驟的推廣：

1、校級:把共通職能融入通識核心課程

針對共通職能，健行科技大學(xué)推動大學(xué)入門系列活動和通識核心課程，大一新生入學(xué)輔導(dǎo)時(shí)進(jìn)行一系列的課程活動，包括大學(xué)入門、引導(dǎo)學(xué)生去做UCAN測試，讓同學(xué)了解未來要認(rèn)知的內(nèi)容，再配合通識的導(dǎo)覽講座，讓學(xué)生知道生涯規(guī)劃的重要性、未來就業(yè)的趨勢、大學(xué)生應(yīng)該具有的態(tài)度(學(xué)習(xí)態(tài)度和生活態(tài)度)，并搭配讀書會、文藝展演等活動，讓學(xué)生做相關(guān)職能的養(yǎng)成。開設(shè)了《生命教育》、《歷史與文明》領(lǐng)域的通識核心課程，融入職能相關(guān)的課程單元，例如動機(jī)職能與行為職能，加強(qiáng)專業(yè)能力。

2、院級：把共通職能課程作為院必修課和專業(yè)能力會考課程

健行科技大學(xué)的課程類型分為共同必修、院必修、專業(yè)必修、通識選修四部分，其中院必修課程為5學(xué)分，而這些課程大部分是體現(xiàn)共通職能的課程。

3、系級：共通職能融入專業(yè)課程，每門實(shí)務(wù)課程均導(dǎo)入共通職能雷達(dá)圖

重新定義各系核心能力與學(xué)地圖，明確定位各系人才培養(yǎng)定位，避免模糊化。其次，對各工作崗位的供需和前瞻性進(jìn)行研究分析，使各系培育的人才能夠符合社會及產(chǎn)業(yè)的需求。推動共通職能融入一般課程，每門課程導(dǎo)入共通職能雷達(dá)圖。

三、現(xiàn)代商務(wù)服務(wù)專業(yè)人才應(yīng)具備的共通職能

1、卓越院校與現(xiàn)代商務(wù)服務(wù)專業(yè)群

根據(jù)湖南省委、省政府《關(guān)于加快發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育的決定》（湘發(fā)〔2014〕18號）和《湖南省現(xiàn)代職業(yè)教育體系建設(shè)規(guī)劃（2014－2020）》（湘教發(fā)〔2014〕50號）有關(guān)“實(shí)施卓越職業(yè)院校建設(shè)計(jì)劃”的要求，為打造湖南職教品牌，建設(shè)一批起示范引領(lǐng)作用的職業(yè)院校，帶動湖南職業(yè)教育發(fā)展水平整體提升，提高職業(yè)教育服務(wù)“轉(zhuǎn)方式、調(diào)結(jié)構(gòu)、促升級”能力，長沙民政職業(yè)技術(shù)學(xué)院被選為第一批“卓越職業(yè)院校”建設(shè)，現(xiàn)代商務(wù)服務(wù)專業(yè)群作為我校重點(diǎn)建設(shè)的專業(yè)群立項(xiàng)，現(xiàn)代商務(wù)服務(wù)專業(yè)群以電子商務(wù)專業(yè)為核心，由商務(wù)英語、物流管理、會計(jì)、市場營銷、文秘、商務(wù)日語等專業(yè)組成。

2、現(xiàn)代商務(wù)服務(wù)專業(yè)人才應(yīng)具備的共通職能

眾所周知，商科人才主要從事與經(jīng)濟(jì)、貿(mào)易相關(guān)的工作，企業(yè)和社會所要求的商科人才除了具有良好的專業(yè)技能，更需要具有良好的人文素養(yǎng)、敏銳的全球化視野和國際化意識、商務(wù)溝通能力、企業(yè)社會責(zé)任擔(dān)當(dāng)能力、創(chuàng)新（創(chuàng)業(yè)）商業(yè)思維能力、商業(yè)資訊科技應(yīng)用能力、善于合作的團(tuán)隊(duì)精神、敏于發(fā)現(xiàn)機(jī)遇、善于創(chuàng)造市場等能力。也就是說，商科類的同學(xué)，除了教授經(jīng)濟(jì)的專業(yè)之外，亦應(yīng)教導(dǎo)其“童叟無欺”、“君子愛財(cái)取之有道”的基本價(jià)值規(guī)范。

四、現(xiàn)代商務(wù)服務(wù)專業(yè)群共通職能課程設(shè)計(jì)與開發(fā)

相比其他較傳統(tǒng)和技術(shù)型的專業(yè)群，現(xiàn)代商務(wù)服務(wù)專業(yè)群通識教育面臨更大的挑戰(zhàn)，在現(xiàn)代商務(wù)服務(wù)專業(yè)人才培養(yǎng)中要統(tǒng)一對通識教育價(jià)值引領(lǐng)的認(rèn)識，制度回應(yīng)通識教育和專業(yè)教育的平衡和融合，結(jié)合教育實(shí)踐開設(shè)特色課程。課程是教育的核心手段，是學(xué)生從學(xué)校習(xí)得文化的綜合，通識教育的共通職能實(shí)施形式最常見的就是課程。現(xiàn)代商務(wù)服務(wù)專業(yè)群根據(jù)企業(yè)調(diào)研和市場需求，設(shè)置相應(yīng)的專業(yè)群核心課程、專業(yè)群共享課程、專業(yè)群選修課程。在專業(yè)教育特色突出、通識教育師資匱乏的現(xiàn)實(shí)條件下，根據(jù)電子商務(wù)、現(xiàn)代物流服務(wù)崗位，以及商貿(mào)服務(wù)中的會計(jì)、稅務(wù)、外貿(mào)、營銷、商務(wù)秘書等具體服務(wù)領(lǐng)域的共性要求，針對誠信、文明、精敬的職業(yè)道德培養(yǎng)，重點(diǎn)打造《商務(wù)禮儀》、《商務(wù)職場倫理》，針對專業(yè)群學(xué)生實(shí)務(wù)能力綜合運(yùn)用的需求，開設(shè)《商務(wù)專題設(shè)計(jì)》、《個(gè)人發(fā)展》等課程。《商務(wù)職場倫理》：希望學(xué)生了解企業(yè)倫理的理論基礎(chǔ)與實(shí)務(wù)運(yùn)作，教學(xué)生“倫理分析”，如何整理倫理議題以及如何建構(gòu)公司企業(yè)倫理的機(jī)制，讓學(xué)生了解企業(yè)的社會責(zé)任，知道哪些事情能做，哪些事情是違法的、不能做的，包括企業(yè)內(nèi)部倫理和外部倫理。《個(gè)人發(fā)展》:課程內(nèi)容包括三部分：知己（認(rèn)識自我），包括能力、興趣、價(jià)值觀、角色、職涯心理測試種類的匯整、以及商業(yè)機(jī)構(gòu)等內(nèi)容；知彼（認(rèn)識大學(xué)及工作世界），包括大學(xué)專業(yè)、職業(yè)、產(chǎn)業(yè)等介紹，以及工作倫理的相關(guān)議題討論；知己與知彼（生涯計(jì)劃與決策），包括生涯目標(biāo)、決策技巧、專業(yè)與工作、計(jì)劃與行動策略、個(gè)人履歷、面試技巧等項(xiàng)目。

篇（6）

眾所周知車輛的拍照具有獨(dú)一性，車牌的自動識別正是通過車輛牌照這一特性來辨認(rèn)出車輛的。超速的車輛的拍照得到的圖片質(zhì)量比較差，車牌自動辨認(rèn)系統(tǒng)在車牌辨認(rèn)上的方便和快捷性比人工車牌辨認(rèn)強(qiáng)得多，它不僅蘊(yùn)含著非常大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值而且對社會的發(fā)展也有很大的推動作用，因此對車牌自動辨認(rèn)中的圖像處理方法的改進(jìn)是很有必要的。

1設(shè)計(jì)原理

智能交通車牌辨認(rèn)系統(tǒng)主要分為圖像的采集和預(yù)處理、牌照區(qū)域的定位、牌照字符的分割和辨認(rèn)三部分。其基本工作過程如下：

1）當(dāng)行駛的車輛經(jīng)過系統(tǒng)時(shí)，會觸發(fā)系統(tǒng)的傳感器。若系統(tǒng)被喚醒便會一直處于工作狀態(tài)，攝像頭上的傳感器一旦被觸發(fā)，相機(jī)便會拍下車輛圖像；

2）被拍照的超速車輛的牌照圖像或被攝像頭拍攝的視頻中的圖像輸入到圖像處理器進(jìn)行圖像增強(qiáng)和濾波等預(yù)處理操作；

3）由自動識別系統(tǒng)的檢索模塊對車牌圖像進(jìn)行搜索與檢測，在定位出包含牌照字符的長方形形區(qū)域的基礎(chǔ)上對上述矩形區(qū)域進(jìn)行分割；

4）對牌照處理以后的字符進(jìn)行2值化并分割出7個(gè)字符，經(jīng)歸一化后輸入字符辨認(rèn)系統(tǒng)進(jìn)行對比分析。

2系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)和工作流程

車牌自動辨認(rèn)系統(tǒng)產(chǎn)品的主要性能指標(biāo)是辨認(rèn)率和辨認(rèn)速度，這兩個(gè)性能指標(biāo)既可以表征一個(gè)車牌自動識別系統(tǒng)性能的好壞。但是車輛如果嚴(yán)重超速，攝像設(shè)備所拍到的圖像的清晰度很差，所以車牌自動識別系統(tǒng)的識別率和識別速度一直未能大幅提高。因此，研究出高速準(zhǔn)確的定位與識別算法是當(dāng)前的主要任務(wù)。

汽車車牌自動識別系統(tǒng)主要包括圖片1中的部分，圖1清楚地顯示出了各部分在系統(tǒng)中的位置。

觸發(fā)拍照模塊：使用車輛檢測傳感器（常見的有紅外，雷達(dá)，激光等傳感器）檢測車輛的存在，啟動攝像頭拍照或錄像。

圖像采集模塊：觸發(fā)拍照的攝像頭會在檢測到有車輛通過的同時(shí)進(jìn)行拍照并借助總線把車輛圖像傳送到交通管理系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)里。

圖像預(yù)處理模塊：是指車牌識別系統(tǒng)對所拍攝的汽車圖像進(jìn)行灰度化和邊緣檢測處理。在自然條件下外界太陽光照往往不均勻，光線強(qiáng)度也是不斷變化的，特別是有超速情況，在此條件下，被攝像機(jī)拍攝到的汽車圖像往往是不清晰甚至是模糊的，為了得到清晰的圖像此時(shí)須要對車輛圖像其進(jìn)行圖像增強(qiáng)處理；除了光照和光線的影響之外，電子器件和外界環(huán)境所帶來的噪聲干擾也會造成車輛圖像清晰度的下降，因此除了對圖像進(jìn)行圖像增強(qiáng)處理外還需對原始車輛圖像進(jìn)行降噪處理。

車牌定位模塊：該單元是指在對原始車輛圖像進(jìn)行圖像增強(qiáng)處理和降噪處理后還需對圖像進(jìn)行定位處理，即對在一張完整的車輛圖像中去掉我們不需要的部分定位出車牌區(qū)域。在一張拍攝的車輛圖像中，只有含車牌號碼的部分，對識別工作有意義，我們可以將其他區(qū)域設(shè)法除去，即從整個(gè)車輛圖像中準(zhǔn)確的找出并分離出車牌所在位置的圖像，這樣做的好處是可以節(jié)省系統(tǒng)識別時(shí)間。

字符分割模塊：該單元是對已經(jīng)定位的車牌圖像的進(jìn)行字符分割，將車牌分割為7個(gè)獨(dú)立的字符圖像。車牌上的字符不可以被車牌自動識別系統(tǒng)直接識別，要把車牌區(qū)域圖像中的七個(gè)字符切分成一個(gè)一個(gè)的單字符圖像，使這七個(gè)單個(gè)字符圖像不具有任何聯(lián)系。切分成沒有任何聯(lián)系的單個(gè)字符圖像后，最后讓系統(tǒng)分別對這七個(gè)沒有聯(lián)系的字符進(jìn)行識別。值得注意的是在對車牌區(qū)域字符經(jīng)行切時(shí)，不要破壞了單個(gè)字符的完整性。若字符的完整性被破壞則識別出的結(jié)果就會存在一定差錯。

字符識別模塊：該單元是字符識別系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵一步。上述臥中的操作都是在為最終的字符識別打基礎(chǔ)。車牌自動識別系的統(tǒng)輸入是七個(gè)沒有聯(lián)系的單個(gè)字符圖像，系統(tǒng)的輸出是七個(gè)字符，這七個(gè)字符包括漢字、字母和數(shù)字，既完整的車牌號碼。車牌自動識別系統(tǒng)性能的好壞由字符識別的準(zhǔn)確率表征，字符識別率越高說明車牌自動識別系統(tǒng)的性能越好，反之則越差。

要想實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對車牌的自動識別，上述的每個(gè)單元都是不可缺少的。而且所有單元環(huán)環(huán)相扣，每一單元的進(jìn)行都是基于前面一個(gè)單元的操作，一步出錯整個(gè)系統(tǒng)則不能答道達(dá)到理想的效果。因此，必須確保每個(gè)單元的操作都必須完成，這樣才能使系統(tǒng)完成識別工作。

3系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)和工作流程

車牌識別系統(tǒng)通過應(yīng)用數(shù)字成像技術(shù)和計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)，采用合適的圖像處理、模式識別和人工智能技術(shù)，通過對圖像的采集和處理，獲得更準(zhǔn)確的違章車輛信息，從而達(dá)到更有效率的的車輛程度。

車牌自動識別系統(tǒng)產(chǎn)品的主要性能指標(biāo)是識別率和識別速度，這兩個(gè)性能指標(biāo)既可以表征一個(gè)車牌自動識別系統(tǒng)性能的好壞。但是因?yàn)閿z像設(shè)備所拍到的圖像的清晰度不夠，也因?yàn)樘幚韴D像的技術(shù)也不夠完善，所以車牌自動識別系統(tǒng)的識別率和識別速度一直未能大幅提高。因此，研究出高速準(zhǔn)確的定位與識別算法是當(dāng)前的主要任務(wù)。

4車牌圖像預(yù)處理

圖像預(yù)處理首先是將圖像灰度化，也就是將彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像，本系統(tǒng)采用加權(quán)平均值的處理方法，其公式為：H=0.229R+0.588G+0.144B公式中H表示灰度圖的亮度值；（這個(gè)公式中的系數(shù)是符合人眼視覺的），而在MATLAB軟件中調(diào)用im2gray函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)，這樣圖像灰度預(yù)處理變得很容易。

圖像的邊緣檢測采用了經(jīng)典的Roberts邊緣檢測算子來對圖像進(jìn)行邊緣檢測。

5車牌定位和分割

車牌定位是指在經(jīng)過圖像預(yù)處理操作后的灰度圖像中判斷出車輛車牌所在的區(qū)域，而車牌分割是指在完整的車輛圖像中把本設(shè)計(jì)所要的車牌區(qū)域的圖像分割出來，為下一步的字符識別操作做準(zhǔn)備。車牌圖像處理后的灰度圖是一個(gè)水平度很高的矩形圖樣，在預(yù)處理圖中比較集中，且字符的灰度值和相鄰字符圖樣有較明顯差別，因此很容易用邊緣算法檢測操作來對圖像進(jìn)行分割。車牌定位和分割的精準(zhǔn)度將直接影響到最終的字符識別的好壞。

6歸一化流程

篇（7）

0 引言

隨著工業(yè)化高速發(fā)展，能源問題已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。能源浪費(fèi)除經(jīng)濟(jì)損失外，還破壞了環(huán)境。在校園里，燈光、風(fēng)扇數(shù)量多，工作時(shí)間長，用電浪費(fèi)現(xiàn)象顯著，且人力及管理成本高。調(diào)查資料顯示，針對燈光或者風(fēng)扇節(jié)能控制的設(shè)計(jì)已普遍存在，如蘇州市美術(shù)館新館采用智能照明控制系統(tǒng)。還有一些地方，采用風(fēng)扇智能控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)“溫度高，風(fēng)力大，溫度低，風(fēng)力弱”的性能。這些方案雖然在一定程度上實(shí)現(xiàn)了節(jié)能控制，仍不能實(shí)時(shí)控制節(jié)能；照明控制采用的是整體狀態(tài)控制，風(fēng)扇控制系統(tǒng)只注重轉(zhuǎn)速和溫度高低的關(guān)系，不能根據(jù)人流量進(jìn)行智能操作。綜上所述，這些系統(tǒng)若應(yīng)用在校園節(jié)能上，并不能起到良好的效果。

本項(xiàng)目將兩者進(jìn)行創(chuàng)新整合，設(shè)計(jì)一組可以自動控制燈光和風(fēng)扇的節(jié)能系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過室內(nèi)溫度、光強(qiáng)、人數(shù)以及是否在正常工作時(shí)間段，通過光、熱傳感器等傳入單片機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)處理。自動控制電燈和風(fēng)扇在規(guī)定自然條件下的啟動和關(guān)閉、在確定溫度及人員多少的情況下控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、在規(guī)定時(shí)間以外電器全部關(guān)閉，最終達(dá)到節(jié)能減排和實(shí)現(xiàn)人性化管理的目的。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

綜合教室電氣設(shè)備開關(guān)狀態(tài)的若干因素，本項(xiàng)目給出四個(gè)參數(shù)值：時(shí)間、溫度、光線、人數(shù)；兩個(gè)受控設(shè)施：電燈和風(fēng)扇，其關(guān)系原理如圖1所示。

由圖1可知，當(dāng)系統(tǒng)處于工作時(shí)間段、有人存在、光線較暗等情況下，燈光會自動打開。溫度達(dá)到預(yù)設(shè)值，風(fēng)扇自動開啟。

考慮到實(shí)時(shí)控制的需要，本項(xiàng)目的系統(tǒng)必須做到實(shí)時(shí)對信號的采集進(jìn)行分析及處理。為此，簡單的數(shù)字電路已無法滿足需要。經(jīng)過分析，我們采用單片機(jī)作為控制中心模塊，將采集到的參數(shù)信息進(jìn)行判斷并運(yùn)算，輸出兩個(gè)控制信號。系統(tǒng)需要三級結(jié)構(gòu)，初步的架構(gòu)如圖2所示。

圖2中，外界參數(shù)通過傳感器轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)數(shù)字電路判別后以高低電平的形式輸入到單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)輸入的各個(gè)參量綜合時(shí)間等因素進(jìn)行分析輸出控制信號對受控設(shè)施進(jìn)行控制。傳感器實(shí)時(shí)對信號進(jìn)行檢測并送入單片機(jī)分析處理，可以保證對受控設(shè)施的實(shí)時(shí)控制。

2 分模塊設(shè)計(jì)

2.1 信號采集模塊

為實(shí)現(xiàn)教室不同區(qū)域的電燈和風(fēng)扇獨(dú)立控制，需在教室不同區(qū)域進(jìn)行信號采集。因此，每一個(gè)信號采集點(diǎn)均需要裝配傳感器。如在類似矩形的教室中可以考慮在教室四個(gè)角落附近各裝配傳感器。若教室偏長，則兩頭和中間區(qū)域也需要裝配。為此，我們也需要考慮到采集范圍重疊和采集死角等問題。

針對信號采集，門限值的判定是關(guān)鍵。首先，溫度和光照可以設(shè)定為到達(dá)或超過一個(gè)特定值時(shí)，判定為“真”，系統(tǒng)進(jìn)行工作。但是熱釋電紅外傳感器可以改變比較電路的電壓值來改變輸出信號的高低。例如，某一特定的風(fēng)扇和電燈，與之相匹配的熱釋電紅外傳感器只要檢測到有人存在，則在滿足其他參數(shù)的條件下可以開始工作，而其他風(fēng)扇則需要調(diào)高比較電壓數(shù)值，使得只有在較多人存在時(shí)才會輸出高電平使得該區(qū)域內(nèi)風(fēng)扇工作。這樣做的好處是：①滿足了有人在且其他條件滿足的情況下就開啟一些電器設(shè)備；②當(dāng)另一區(qū)域人不多時(shí)，電氣設(shè)備不會開啟，使得這部分人自動轉(zhuǎn)移到已開啟電器設(shè)備下；③當(dāng)人數(shù)較多時(shí)，會開啟其他區(qū)域電氣設(shè)備。

2.2 數(shù)據(jù)分析處理模塊

由于要對多個(gè)教室或一個(gè)教室的多個(gè)區(qū)域電器設(shè)施進(jìn)行控制，而單片機(jī)引腳有限，我們不是將所有收集到的信息直接交給單片機(jī)處理，而是在外部就用數(shù)字電路將一些參數(shù)信息進(jìn)行簡單的邏輯運(yùn)算。例如，將光敏采集到的信號與熱釋電紅外傳感器采集到的信號進(jìn)行“邏輯與”運(yùn)算，將輸出值送入單片機(jī)，這樣可以節(jié)約一半的管腳數(shù)量。另外，單片機(jī)作為定時(shí)系統(tǒng)起到?jīng)Q定工作時(shí)間段的作用，這一作用大大節(jié)約了教室晚自習(xí)后熄燈所耗費(fèi)的人力物力，使得系統(tǒng)更趨向于人性化。

單片機(jī)作為數(shù)據(jù)分析模塊，需綜合數(shù)字電路傳輸來的參數(shù)信號及內(nèi)部時(shí)鐘信號，當(dāng)且僅當(dāng)輸入?yún)?shù)滿足條件且在工作時(shí)間段時(shí)輸出開啟控制信號，當(dāng)條件不成立時(shí)則輸出關(guān)閉控制信號。

2.3 電路控制模塊

單片機(jī)輸出的高低電平不足以驅(qū)動電燈、風(fēng)扇等電機(jī)，為了克服這一問題，我們提出采用繼電器的辦法。繼電器能夠很好地被單片機(jī)驅(qū)動，并可以在高電壓和高電流情況下工作，且輸出端的高電壓電流不會對控制端產(chǎn)生影響。基于以上構(gòu)想，我們將控制信號輸入繼電器控制信號輸入端，輸出端直接與電機(jī)相連。當(dāng)控制端不滿足條件時(shí)，電機(jī)不會工作，單片機(jī)判斷外部信號及時(shí)間等參數(shù)均滿足條件時(shí)，輸出控制信號將繼電器開啟，實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的控制。

為簡化電路，我們提出將一個(gè)區(qū)域內(nèi)的電機(jī)并聯(lián)后由一個(gè)繼電器進(jìn)行驅(qū)動，這樣既不會很大程度上影響系統(tǒng)的智能化，也能節(jié)約相應(yīng)成本。同理，考慮到多教室的控制且教室與教室間的環(huán)境參數(shù)大體相同時(shí)，我們可把控制信號擴(kuò)展到另一間教室使用。

3 結(jié)論

采用單片機(jī)為控制器，用紅外、光敏和溫度傳感系統(tǒng)來檢測室內(nèi)有無人員及室內(nèi)溫度，設(shè)計(jì)了一個(gè)智能風(fēng)扇及照明控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以根據(jù)室內(nèi)的溫度來實(shí)時(shí)自動控制風(fēng)扇的開關(guān)及風(fēng)扇的檔位；根據(jù)室內(nèi)的光線來控制燈管的照明；根據(jù)是否有人和人員分布來控制是否打開某一區(qū)域燈光及風(fēng)扇的開關(guān)，能夠達(dá)到智能控制和節(jié)能的目的，尤其適用于學(xué)校教室、圖書館、樓道照明燈場所。

該系統(tǒng)仍有需要改進(jìn)的部分：首先，各信號采集模塊穩(wěn)定性不夠高，較難在惡劣的環(huán)境下運(yùn)行。為了達(dá)到更理想的效果，建議在信號采集模塊上增加反饋機(jī)制，利用負(fù)反饋提高穩(wěn)定性；其次，單片機(jī)接口較少，只能滿足受控電器較少的情況，建議可以改用ARM芯片來設(shè)計(jì)；最后，如果要用于實(shí)際中，需要用PCB印刷電路板，更好地保證不會出現(xiàn)虛焊或電路不穩(wěn)定等問題。

參考文獻(xiàn)：

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篇（8）

中圖分類號：TP212；TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章號：2095-1302（2017）02-00-02

0 引 言

在智慧城市建設(shè)過程中，提高交通系統(tǒng)效率能極大地提高經(jīng)濟(jì)效益并減少對環(huán)境的影響，智能交通控制在解決交通擁堵方面非常重要。新興的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在交通管理和控制方面有著極好的前景，這些具有集成計(jì)算和無線通信能力的，應(yīng)用電池供電的低功耗交通傳感器節(jié)點(diǎn)將極大地改變實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)查詢的前景。這些無線傳感器價(jià)格低廉，容易部署，但設(shè)計(jì)基于傳感器的智能交通控制系統(tǒng)依然具有極大的挑戰(zhàn)性。本文主要討論在智慧城市建設(shè)過程中，智能交通系統(tǒng)所使用的一些關(guān)鍵技術(shù)。

1 智慧城市的提出

2009年，新一代信息技術(shù)的發(fā)展為城市信息化、現(xiàn)代化建設(shè)提供了新的方向和趨勢，特別是物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算概念的相繼提出，打破了傳統(tǒng)城市發(fā)展思維，實(shí)現(xiàn)以知識、技術(shù)、信息等創(chuàng)新要素為增長動力的“智慧”運(yùn)行，即智慧城市理念的提出[1]。本文只從智能交通系統(tǒng)建設(shè)這一領(lǐng)域來研究智慧城市建設(shè)中的一些關(guān)鍵技術(shù)。

2 城市交通系統(tǒng)目前存在的問題

交通擁擠、事故頻繁以及與之有關(guān)的能源和環(huán)境等問題嚴(yán)重困擾著世界各國城市，影響著城市的可持續(xù)發(fā)展。實(shí)踐證明，智能交通系統(tǒng)（ITS）是解決城市交通問題的有效方法，包括我國交通學(xué)者在內(nèi)的世界各國專家對城市交通問題進(jìn)行了大量分析和研究，并從多方面、多角度提出緩解城市交通問題的方案，認(rèn)為綜合交通監(jiān)控系統(tǒng)（ISCS）是智能交通系統(tǒng)關(guān)鍵的一環(huán)。對交通信息的獲取、信息共享網(wǎng)絡(luò)通信、交通信息獲取與融合以及交通信息數(shù)據(jù)庫管理等方面的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。城市交通問題是一個(gè)復(fù)雜性很高的世界性難題，需要從多方面綜合解決，本文針對城市道路交通信息獲取關(guān)鍵技術(shù)，多角度分析、研究如何增強(qiáng)信息溝通以緩解城市交通的問題。

3 智能交通系統(tǒng)（ITS）建設(shè)中所使用的WSNs的特點(diǎn)

基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSNs）的ITS的成功或失敗是由許多因素決定的，這些因素由WSNs自身的特點(diǎn)決定，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSNs）具有如下特點(diǎn)[2]：

（1）費(fèi)用低。為了讓W(xué)SNs成為可替換其它技術(shù)的方法，一個(gè)基于WSN的系統(tǒng)必須費(fèi)用低廉。這意味著通過使用盡可能少的節(jié)點(diǎn)來減少布置和維護(hù)的花費(fèi)，保留更多有價(jià)值的功能到較少的節(jié)點(diǎn)組。

（2）生存時(shí)間。系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的部署會帶來相關(guān)的投資，WSNs的好處在于依賴該系統(tǒng)所使用的時(shí)間，對于功率受限的WSNs而言，時(shí)間長度將由網(wǎng)絡(luò)減少功率消耗的能力和使用額外電源供應(yīng)能力決定。

（3）靈活性和擴(kuò)展性。一個(gè)系統(tǒng)除了可以正常操作外，還必須能夠適應(yīng)不同的應(yīng)用環(huán)境，這包括不同的交通條件和智能車輛在系統(tǒng)中的滲透率。同時(shí)必須允許系統(tǒng)成長，成長包括用戶數(shù)量增多或者是它所覆蓋的范圍增大，因此必須提供給WSN系統(tǒng)自組織的能力。

（4）魯棒性和容錯性。部署在道路上的傳感器節(jié)點(diǎn)容易遭受不利的情況，如經(jīng)過節(jié)點(diǎn)上方的車輛會將其碾壓或惡劣的天氣條件可能導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)本身失效或功能失效。因此提出了物理保護(hù)的要求。此外，由于惡劣條件或電池耗盡，若單個(gè)節(jié)點(diǎn)失效，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的操作不能受到影響，這意味著必須提供網(wǎng)絡(luò)冗余或可代替機(jī)制以保證連接。

（5）合適的服務(wù)端質(zhì)量保證。根據(jù)系統(tǒng)功能，必須滿足不同服務(wù)端質(zhì)量（QoS）參數(shù)，其中包括可靠性（可參考交付到目的地?cái)?shù)據(jù)的正確接收率），延遲，以及某些情況下的帶寬。車輛安全是ITS最大的要求，因?yàn)樘崆皥?bào)告即將來臨的危險(xiǎn)十分關(guān)鍵。

4 一個(gè)基于WSNs的分布式智能交通系統(tǒng)（ITS）網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和拓?fù)?/p>

一個(gè)基于WSNs的分布式ITS可實(shí)現(xiàn)信息查詢，數(shù)據(jù)等功能，為計(jì)劃所需行程而進(jìn)行的數(shù)據(jù)處理采取合適的行動。因?yàn)檫@些任務(wù)可以獨(dú)立完成，所以將它們定義成四個(gè)不同的子系統(tǒng)，分別為傳感子系統(tǒng)，分布子系統(tǒng)，決策子系統(tǒng)和執(zhí)行子系統(tǒng)。

4.1 傳感子系統(tǒng)

傳感子系統(tǒng)是由負(fù)責(zé)查詢相關(guān)信息的所有設(shè)備組成，主要包括相關(guān)交通和道路狀態(tài)信息。傳感子系統(tǒng)的放置由遍布在觀察區(qū)域的一個(gè)或幾個(gè)WSNs組成（道路或停車場），通過他們的傳感器檢測車輛并在傳感器節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行有選擇的無線通信，這些節(jié)點(diǎn)根據(jù)幾種不同的基本拓?fù)淠Ｊ絹聿贾茫謩e為網(wǎng)狀拓?fù)洹詈途鄞貛钔負(fù)洹⑿切屯負(fù)洹艡谛屯負(fù)涞取?/p>

4.2 分布式子系統(tǒng)

分布式子系統(tǒng)（DMS）負(fù)責(zé)在一個(gè)ITS應(yīng)用的不同子系統(tǒng)間交換信息。該系統(tǒng)被放置在中心位置，接收來自所有子系統(tǒng)的通信請求，并為他們提供相應(yīng)的服務(wù)，負(fù)責(zé)傳送傳感數(shù)據(jù)到?jīng)Q策子系統(tǒng)。

4.3 決策子系統(tǒng)

決策子系統(tǒng)（DMS）負(fù)責(zé)計(jì)劃必要的行動以達(dá)到系統(tǒng)目標(biāo)。分配給該子系統(tǒng)的任務(wù)可以分成三個(gè)不同的組。包含的第一個(gè)任務(wù)組，目的在于數(shù)據(jù)存儲和處理，它處理到達(dá)決策子系統(tǒng)的大量數(shù)據(jù)，過濾并存儲相關(guān)信息，進(jìn)行相應(yīng)的評估；第二個(gè)任務(wù)組則根據(jù)應(yīng)用目的處理來自不同數(shù)據(jù)源的交通信息；第三個(gè)任務(wù)組負(fù)責(zé)提出控制命令即管理網(wǎng)絡(luò)。

4.4 執(zhí)行子系統(tǒng)

執(zhí)行子系統(tǒng)根據(jù)智能交通系統(tǒng)應(yīng)用的目標(biāo)采取所需的行動以促進(jìn)運(yùn)輸流的改變，主要由向駕駛員提供圖像和聲音刺激的設(shè)備組成。

5 結(jié) 語

在本論文中，筆者探討了目前最先進(jìn)的ITSs中WSN的應(yīng)用。在這些應(yīng)用中，WSNs的使用減少了系統(tǒng)安裝和維護(hù)的費(fèi)用。而且傳感器節(jié)點(diǎn)尺寸小、易攜帶，可以安裝在有線傳感器不能安裝的基礎(chǔ)設(shè)施上。雖然大部分應(yīng)用研究還處于起步階段，但對于已經(jīng)存在的交通系統(tǒng)顯示出重要意義。

參考文獻(xiàn)

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篇（9）

中圖分類號：TP391.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 16-0000-01

智能教室中人員統(tǒng)計(jì)是課堂上的重要環(huán)節(jié)。目前，很多學(xué)校沒有一套具體有效的統(tǒng)計(jì)方法，教師只能利用課堂點(diǎn)名的方法，這樣不僅占用了大量的上課時(shí)間而且不能避免考勤作弊現(xiàn)象的出現(xiàn)，針對這些弊端，設(shè)計(jì)了一種人數(shù)統(tǒng)計(jì)裝置，用熱釋電傳感器作為檢測元件，輔助射頻識別技術(shù)，通過二者的數(shù)據(jù)對比，可以快捷、準(zhǔn)確地了解學(xué)生到課情況并有效地防止考勤作弊現(xiàn)象的發(fā)生，整個(gè)過程在學(xué)生進(jìn)入教室的同時(shí)完成。

一、統(tǒng)計(jì)裝置的工作原理

為了準(zhǔn)確判斷出人員移動的方向，需采用兩路傳感器進(jìn)行檢測。確定教室A上課后，上課前開啟雙紅外傳感器A，B。當(dāng)人員進(jìn)入時(shí)，如果前端傳感器A響應(yīng)后2秒內(nèi)后端傳感器B也響應(yīng)，則認(rèn)為人員進(jìn)入，反之，則認(rèn)為人員離開。如果前端傳感器A或后端傳感器B連續(xù)兩次響應(yīng)則認(rèn)為無人員進(jìn)出。當(dāng)人員進(jìn)入，在A，B之間刷卡，若刷卡成功，則傳感器進(jìn)入計(jì)數(shù)加1，射頻識別刷卡計(jì)數(shù)加1，由主控器比較兩組計(jì)數(shù)，若相同則表示單人進(jìn)入，進(jìn)入人員總計(jì)數(shù)值加1，若不同則證明有考勤作弊行為，啟動報(bào)警裝置。

二、統(tǒng)計(jì)裝置的組成

該統(tǒng)計(jì)裝置由四部分組成：傳感器檢測組件、單片機(jī)、主控器、射頻識別組件，如圖1所示。傳感器檢測組件負(fù)責(zé)檢測人體信號；單片機(jī)分析處理中斷信號并執(zhí)行計(jì)算和控制功三、硬件設(shè)計(jì)

（一）傳感器信號引入電路設(shè)計(jì)

熱釋電紅外傳感器能將8-14μm波長范圍的紅外信號變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺梭w的熱釋電紅外輻射波長（37℃或98OF時(shí)）的典型值為9.55μm，所以熱釋電紅外傳感器可以在一定距離內(nèi)探測人體輻射。

當(dāng)檢測到移動人體紅外信號時(shí)，經(jīng)感應(yīng)電路組件放大后，能從輸出引腳輸出3V的高電平。傳感器使用半球形菲涅爾透鏡對紅外信號進(jìn)行聚焦，增強(qiáng)其反應(yīng)能力和可靠性。裝置中為了準(zhǔn)確判斷出人員移動的方向，需采用兩路傳感器進(jìn)行檢測。通過分析兩路傳感器檢測到信號的先后順序，從而確定人員是“進(jìn)”還是“出”。規(guī)定人員進(jìn)入教室則計(jì)數(shù)裝置加1，退出教室則減1，顯示器上顯示的數(shù)據(jù)即為留在該空間的總?cè)藬?shù)。

結(jié)合單片機(jī)與無線通訊的工作電平選用E18-D80NK光電式傳感器。前方無障礙時(shí)輸出高電平，有障礙時(shí)輸出口電平會從高電平變成低電平，傳感器背面有電位器，可以調(diào)節(jié)障礙的檢測距離。調(diào)節(jié)電位器后，則在有效距離內(nèi)有障礙物時(shí)輸出低電平，檢測信號接到單片機(jī)進(jìn)行識別。

（二）單片機(jī)控制電路設(shè)計(jì)

選用價(jià)格低廉的STC89S51單片機(jī)為控制核心。單片機(jī)的外部中斷INT0、INT1引腳分別接兩組傳感器信號，再添加晶振電路，電源電路，復(fù)位電路即構(gòu)成完整的控制電路。為方便擴(kuò)充語音提示功能，增加了一個(gè)音頻控制電路。

（三）電源電路設(shè)計(jì)

考慮到傳感器檢測組件容易受內(nèi)部電路電流沖擊的干擾，采用9V的干電池單獨(dú)供電。單片機(jī)使用5V直流開關(guān)電源供電。

四、軟件設(shè)計(jì)

軟件部分用C語言編寫，主要實(shí)現(xiàn)接收采集數(shù)據(jù)，人員進(jìn)出方向和速度，環(huán)境干擾，與單片機(jī)數(shù)據(jù)通信，數(shù)據(jù)處理，人數(shù)對比。軟件部分主要包括數(shù)據(jù)讀取模塊、數(shù)據(jù)解決模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊和指令發(fā)送模塊軟件。數(shù)據(jù)讀取模塊讀取數(shù)據(jù)時(shí)，需要區(qū)分RFID的數(shù)據(jù)和單片機(jī)的數(shù)據(jù)，分別使用串口模式和IIC方式完成，并且實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)變化。當(dāng)數(shù)據(jù)接收正確時(shí)，進(jìn)入數(shù)據(jù)解決模塊，對通信卡片數(shù)和通過人數(shù)對比，同時(shí)顯示持卡人姓名。如果人數(shù)出現(xiàn)異常，顯示異常人員姓名。人員通過完畢后，生成人員報(bào)告后，上傳數(shù)據(jù)庫。

五、測試與分析

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出，裝置能夠較準(zhǔn)確的識別人員身份，檢測人員數(shù)目，能夠起到防止考勤作弊的作用。

六、結(jié)語

本裝置在成本低廉，軟硬件相對獨(dú)立的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了智能教室的人員統(tǒng)計(jì)裝置，使教師能夠在課前學(xué)生進(jìn)入教室的同時(shí)獲取學(xué)生信息，最大程度上防止學(xué)生考勤作弊，使教學(xué)管理工作更加細(xì)致和人性化。

參考文獻(xiàn)：

[1]程德福，王君，凌振寶.傳感器原理及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

篇（10）

中圖分類號：TP311文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044(2008)17-21563-03

1 引言

目前，在教育系統(tǒng)中，試卷生成系統(tǒng)環(huán)節(jié)存在的問題十分突出。反復(fù)的測驗(yàn)和模擬考試都離不開試卷，每次考試為了能出一份難易適中，又能體現(xiàn)對能力和知識點(diǎn)全面考察的試卷，教師需花費(fèi)相當(dāng)多的時(shí)間和精力。即使如此，也很難保證所出的試卷的科學(xué)性、合理性，甚至可能會出現(xiàn)試卷偏難或偏易的現(xiàn)象，達(dá)不到預(yù)期的考察目標(biāo)。在這種背景下，一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)的非接觸式、智能型、開放式、跨學(xué)科、多層次的通用試卷生成系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。該系統(tǒng)突破了計(jì)算機(jī)試卷生成系統(tǒng)的隨機(jī)性設(shè)計(jì)構(gòu)架，充分運(yùn)用人工智能技術(shù)解決了包含選擇題、判斷題、填空題、組合題、計(jì)算題和證明題等多種題型在內(nèi)的試卷生成系統(tǒng)問題，實(shí)現(xiàn)了題目錄入、題目管理、試卷管理、試卷分析、手工調(diào)整、試卷生成系統(tǒng)和答案生成等環(huán)節(jié)的全程微機(jī)化和網(wǎng)絡(luò)化，為教師的工作提供了極大的便利；同時(shí)它與網(wǎng)絡(luò)在線考試的無縫連接，也使之成為網(wǎng)絡(luò)課程不可缺少的一部分。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

Web試卷生成系統(tǒng)作為一個(gè)教育測量工具，它不僅僅是只有試題管理和試卷生成系統(tǒng)的功能，它更重要的功能是收集測試數(shù)據(jù)，并對這些測試數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析，發(fā)現(xiàn)題庫中所存在的問題，發(fā)現(xiàn)教師教學(xué)過程中的問題，發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的問題。這些問題都隱藏在考試分?jǐn)?shù)的后面，題庫系統(tǒng)應(yīng)該通過分析考試數(shù)據(jù)，發(fā)掘信息，提供給教師以更多的教學(xué)過程信息。“遠(yuǎn)程通用試卷生成系統(tǒng)”以網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)，借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)組織、實(shí)施試卷生成系統(tǒng)過程，利用ASP的內(nèi)置組件，發(fā)揮計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，來實(shí)現(xiàn)試卷生成系統(tǒng)的目的。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)主要包括：

實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)通用性：試卷生成系統(tǒng)突破了學(xué)科的限制，普遍適用于需要大量練習(xí)的課程考察頻繁的學(xué)科。對于任何學(xué)科，只要教師事先將所講授學(xué)科的相關(guān)試題信息按章節(jié)、知識點(diǎn)錄入數(shù)據(jù)庫中，在以后的使用中即可一勞永逸的享受到該系統(tǒng)所帶來的便利快捷。

實(shí)現(xiàn)試卷生成系統(tǒng)與手工試卷生成系統(tǒng)相結(jié)合：系統(tǒng)根據(jù)用戶的不同使用目的，定制了試卷生成系統(tǒng)與手工試卷生成系統(tǒng)兩種方式供用戶選擇，以滿足不同層次用戶的使用需要。

綜合體現(xiàn)對能力和難度的考察 ：對于試題庫中的試題，事先可依據(jù)教育測量中難度和區(qū)分度的計(jì)算方法求出相應(yīng)的數(shù)值，記錄在數(shù)據(jù)庫中，試卷生成系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)會按照用戶對能力、難度的總體考察要求對試題庫中的題目進(jìn)行選擇，組出符合要求的試卷。

多層次性：本系統(tǒng)不僅可以幫助任課教師完成試卷生成系統(tǒng)工作，學(xué)生還可以利用該系統(tǒng)，根據(jù)自己實(shí)際情況組出相應(yīng)難度的試卷，并通過試卷生成系統(tǒng)的姊妹系統(tǒng)，即在線考試系統(tǒng)進(jìn)行考核，檢查自己的學(xué)習(xí)情況。

3 設(shè)計(jì)思想

開放性：整個(gè)試卷生成系統(tǒng)基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，采用開放式設(shè)計(jì)構(gòu)架，用戶只需通過瀏覽器就可以訪問本系統(tǒng)，簡化了試卷生成系統(tǒng)的組織和實(shí)施。教師可以通過家里或辦公室里的計(jì)算機(jī)上網(wǎng)，登陸系統(tǒng)，生成試卷。學(xué)生也可以通過家里、宿舍或?qū)W校機(jī)房里的計(jì)算機(jī)上網(wǎng)，生成試卷，答題作業(yè)。同樣教師可利用遠(yuǎn)程錄入子系統(tǒng)，根據(jù)需要自行添加、編輯和修改作業(yè)題庫中的課程、章次知識點(diǎn)和所有的題目。

試卷生成系統(tǒng)的科學(xué)性：試卷生成系統(tǒng)中的題目都經(jīng)過管理員的審核，并且在后臺數(shù)據(jù)庫中對每一條題目都依實(shí)際測量情況，對不同難度等級（即難、中、易）、不同能力等級（即識記、領(lǐng)會題、簡單應(yīng)用、綜合應(yīng)用）賦以相應(yīng)的分值；此外系統(tǒng)設(shè)有互斥功能，可以避免同一知識點(diǎn)在不同的題型中被重復(fù)考察，以保證所生成試卷的科學(xué)性和合理性。

智能化試卷生成系統(tǒng)：整個(gè)系統(tǒng)充分利用人工智能技術(shù)，對包括計(jì)算題和證明題等在內(nèi)的各種題型自動試卷生成系統(tǒng)，用戶可以根據(jù)自身的需要定制試卷生成系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，包括難度、能力、題型、分值、章節(jié)、知識點(diǎn)的設(shè)定。系統(tǒng)將會按照用戶的要求進(jìn)行智能化的處理，生成滿足用戶需要的試卷。對于所生成的試卷，教師無需分析，同樣可以從網(wǎng)上獲取一份有關(guān)試卷情況的詳盡的數(shù)據(jù)分析報(bào)告。

試卷生成系統(tǒng)結(jié)果的雙向處理：經(jīng)手工或試卷生成系統(tǒng)后，所生成的試卷既可以是WORD格式，打印出可供學(xué)生考試用；亦可生成一定格式的網(wǎng)絡(luò)試卷，直接提供給在線考試系統(tǒng)的試卷庫，作為網(wǎng)絡(luò)課程考察成績的基礎(chǔ)，滿足教育考試對高質(zhì)量、個(gè)性化試卷的需求。

用戶的個(gè)性化設(shè)置：試卷生成系統(tǒng)采用用戶注冊和登錄機(jī)制，每個(gè)用戶使用惟一的用戶id和密碼登錄使用本系統(tǒng)。考慮到試卷生成系統(tǒng)的目的不同，系統(tǒng)允許用戶在該系統(tǒng)內(nèi)選擇手工或試卷生成系統(tǒng)中的一種進(jìn)行試卷生成系統(tǒng)，定制并保存自己的試卷。

平臺無關(guān)性：考慮到試卷生成系統(tǒng)后期的升級及跨平臺的需要，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)完全基于ASP技術(shù)，不同的瀏覽器都可以讀取和執(zhí)行.asp文件，從而做到了與瀏覽器的無關(guān)。而ActiveX控件的使用又使得本系統(tǒng)具有無限的可擴(kuò)充性。

4 技術(shù)和功能實(shí)現(xiàn)

4.1 系統(tǒng)架構(gòu)

4.1.1 用web實(shí)現(xiàn)用戶界面，展現(xiàn)考試結(jié)果

用戶可在客戶端交互地進(jìn)行分析請求。用戶對數(shù)據(jù)的訪問請求，最終由顯示和輸出用戶所需的結(jié)果。

4.1.2考試結(jié)果數(shù)據(jù)庫

采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)，一般采用星型模型構(gòu)建。事實(shí)表存放考試分析的目標(biāo)數(shù)據(jù)，如試題得分，扣分，學(xué)生答案等。維表存放考試分析的分類數(shù)據(jù)，如學(xué)校、專業(yè)、時(shí)間、錯誤類型、知識點(diǎn)、難度等。

4.2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

4.2.1數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)是試卷生成系統(tǒng)中及其重要的一部分內(nèi)容，整個(gè)系統(tǒng)建構(gòu)在以試題為主的數(shù)據(jù)庫上，系統(tǒng)能否成功，關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)是否合理，是否有較強(qiáng)的伸縮性；是否能夠易于維護(hù)和擴(kuò)充。試卷生成系統(tǒng)中所涉及的信息較多，如果將這么多的信息放到同一個(gè)數(shù)據(jù)表中，由于它們之間的性質(zhì)并不完全相同或者類似，這樣勢必會造成信息冗余，為此，須將其中聯(lián)系比較緊密的信息單獨(dú)存放。

4.2.2系統(tǒng)管理結(jié)構(gòu)

為便于對系統(tǒng)進(jìn)行管理。整個(gè)系統(tǒng)的將用戶分為兩種類型，即普通用戶和系統(tǒng)管理員。

(1)普通用戶

普通用戶使用系統(tǒng)完成的活動包括： 注冊；登錄；瀏覽，包括瀏覽知識點(diǎn)，題型，臨時(shí)庫中的題目，臨時(shí)試卷庫中的試卷；實(shí)現(xiàn)試卷生成系統(tǒng)。為防止用戶的誤操作或惡意破壞，對普通用戶進(jìn)行權(quán)限控制，所有操作僅能對臨時(shí)庫中的試題和題目進(jìn)行修改；用戶無權(quán)對正式庫中的文件進(jìn)行操作。

(2)系統(tǒng)管理員

系統(tǒng)管理員享有一切權(quán)限，主要負(fù)責(zé)對系統(tǒng)的管理、維護(hù)、對普通用戶申請的審批，對用戶添加試題的審閱等。

4.3系統(tǒng)功能分析與設(shè)計(jì)

試卷生成系統(tǒng)平臺主要由六個(gè)功能模塊：用戶管理模塊、課程管理模塊、知識點(diǎn)管理模塊、題目管理模塊、試卷生成系統(tǒng)模塊、試卷管理模塊組成。整個(gè)系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

其中試卷生成系統(tǒng)模塊是試卷生成系統(tǒng)的核心所在。它包括兩部分，試卷生成系統(tǒng)是為需要快速完成試卷生成系統(tǒng)過程的用戶而準(zhǔn)備，用戶選定試卷生成系統(tǒng)所覆蓋的章節(jié)、知識點(diǎn)、以及用戶希望采用的題型，對整份試卷的難度、能力和互斥的知識點(diǎn)等參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，系統(tǒng)將按照用戶的需求，采用最久最近未用算法進(jìn)行試卷的組織，避免所出試卷的雷同性，試卷生成系統(tǒng)結(jié)果可以實(shí)現(xiàn)手工微調(diào)。

對于手工試卷生成系統(tǒng)，是為那些想先看到題目的詳細(xì)信息，再決定是否采用的用戶而準(zhǔn)備，用戶可以根據(jù)實(shí)際需要選擇需要試卷生成系統(tǒng)的章節(jié)、知識點(diǎn)以及題型，手工完成試卷生成系統(tǒng)的全過程。兩種試卷生成系統(tǒng)方式所生成的試卷均可實(shí)現(xiàn)瀏覽、微調(diào)、分析等諸多功能。

4.4 系統(tǒng)的技術(shù)支持

對于通用試卷生成系統(tǒng)中，在分析、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的過程中，結(jié)合使用了ASP技術(shù)，配合Javascript、VBSscript腳本語言以及XML的使用，實(shí)現(xiàn)了組件化的系統(tǒng)開發(fā)。

ASP（Active Server Page）是基于Microsoft Windows NT 和Microsoft Internet Information Server的開放式腳本開發(fā)環(huán)境，是新一代的動態(tài)網(wǎng)頁開發(fā)技術(shù)，比較容易地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的Web功能。利用ASP開發(fā)的腳本程序全部運(yùn)行在服務(wù)器端，極大地減少了對客戶端的要求，同時(shí)也減少了系統(tǒng)后期的維護(hù)工作。

對于數(shù)據(jù)庫，本身并不能提供WWW的直接訪問，ASP采用ADO（ActiveX Data Object）技術(shù)可以訪問任何ODBC兼容的WEB數(shù)據(jù)庫，本系統(tǒng)采用的是SQL server數(shù)據(jù)庫。ADO是一種ActiveX對象，是一組優(yōu)化的訪問數(shù)據(jù)庫專用對象集。ADO使用內(nèi)置的RecordSet對象作為主要的數(shù)據(jù)接口，可以使用VBScript或者JavaScript語言來控制對數(shù)據(jù)庫的訪問及查詢操作結(jié)果的輸出顯示。ADO在訪問數(shù)據(jù)庫之前，必須先建立數(shù)據(jù)源，設(shè)置DNS（Data Source Name）連接并打開相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，然后使用SQL命令完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫操作命令，再用ASP語句返回結(jié)果。

5 結(jié)論

處在當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)日益普及的信息時(shí)代，試卷生成系統(tǒng)滿足了隨時(shí)隨地、方便快捷開展試卷生成系統(tǒng)工作的需求。減輕了廣大教師的工作壓力，使他們能有更多的精力投入到教學(xué)研究中去。該系統(tǒng)以科學(xué)的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，采用能力、難度、知識點(diǎn)多向考察的指標(biāo)體系，從而保證試卷生成系統(tǒng)結(jié)果的全面性、科學(xué)性，因此具有實(shí)際的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

篇（11）

“智能建筑信息設(shè)施系統(tǒng)”課程是筆者所在學(xué)校建筑電氣與智能化專業(yè)的專業(yè)必修課，是專業(yè)核心技術(shù)課程之一，主要教授智能建筑中的主要信息類模塊和設(shè)施，以及與整個(gè)建筑有機(jī)結(jié)合的構(gòu)筑方法。目前該課程的學(xué)時(shí)是40課時(shí)，包含34理論課時(shí)和6個(gè)時(shí)間課時(shí)。作為專業(yè)核心課程之一，教學(xué)效果對學(xué)生整個(gè)四年的培養(yǎng)過程意義重大。

一、教學(xué)現(xiàn)狀及存在問題

該門課內(nèi)容相對較多、涉及面很廣。授課方式主要是講授為主，提問及討論為輔。實(shí)驗(yàn)?zāi)苁箤W(xué)生獲得直觀概念，培養(yǎng)實(shí)踐動手能力。當(dāng)前的教學(xué)過程中，發(fā)現(xiàn)很多不足和需要解決的問題。具體有以下這些方面。

1.知識點(diǎn)更新不及時(shí)

可選用教材較少，教材內(nèi)容更新不及時(shí)，跟不上產(chǎn)業(yè)需求。現(xiàn)有的知識體系受客觀條件制約，對知識點(diǎn)的選擇和安排仍保留在傳統(tǒng)教學(xué)思維上。對新技術(shù)、新框架的知識點(diǎn)增加較慢，與建筑信息施工生產(chǎn)的實(shí)際需求存在距離。

2.工程實(shí)踐內(nèi)容不足

由于課程教學(xué)內(nèi)容較多又受到客觀條件的限制，學(xué)校難以將實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容與理論講授內(nèi)容貫穿成一體。很多建筑施工公司和網(wǎng)絡(luò)施工公司出于自身運(yùn)營、安全以及成本等方面的考慮，不能接收大批學(xué)生到現(xiàn)場實(shí)習(xí)。課程教學(xué)大綱目前安排了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，但受實(shí)驗(yàn)環(huán)境的限制，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與實(shí)際工程還有較大差距。因此，學(xué)校只能通過實(shí)習(xí)安排有限的現(xiàn)場觀摩。學(xué)生能看到一部分設(shè)備以及施工現(xiàn)場，但不能看到整棟建筑中所有信息類模塊的具體情況和施工過程，使課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)產(chǎn)生脫節(jié)，學(xué)生的工程實(shí)踐能力得不到充分鍛煉。

3.創(chuàng)新能力培養(yǎng)不足

課程教學(xué)內(nèi)容多、涉及面廣，很多知識點(diǎn)涉及其他學(xué)科的基礎(chǔ)知識。在有限的授課學(xué)時(shí)上，教師有時(shí)為將內(nèi)容講明白，不得不犧牲課堂討論時(shí)間。教師在課堂上引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考的時(shí)間少，加上實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容跟不上，這對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力不利。

4.考核方式不能全面反映教學(xué)效果

科學(xué)、合理的考核方式能鼓勵學(xué)生主動接觸行業(yè)新動態(tài)。當(dāng)前該課程的考核方式主要采取閉卷筆試的方式。期末筆試試卷成績占70%，平時(shí)成績占30%。平時(shí)成績中出勤占比10%、作業(yè)占比10%。學(xué)生主動思考、回答課堂提問，可以獲得額外加分。期末試卷題型包括填空、選擇題、判斷題、簡答題以及綜合設(shè)計(jì)題目。

二、教學(xué)改革措施

1.教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

為使教學(xué)內(nèi)容符合實(shí)際需要，學(xué)校深入行業(yè)進(jìn)行調(diào)研，走訪考察多家建筑設(shè)計(jì)公司和通信工程公司，重新總結(jié)劃分、調(diào)整當(dāng)前課程教學(xué)內(nèi)容，使其符合行業(yè)現(xiàn)狀。（1）調(diào)整講授內(nèi)容。學(xué)校簡略原有的數(shù)字會議設(shè)備和視頻會議，在增加VoIP和IP視頻技術(shù)的基礎(chǔ)上講解新型視頻和會議網(wǎng)絡(luò)。學(xué)校增加局域網(wǎng)、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)內(nèi)容以及綜合布線技術(shù)知識點(diǎn)的比重。綜合布線就像建筑的血管，各種應(yīng)用信息設(shè)備就像器官，這能給學(xué)生一個(gè)全面的有機(jī)的整體觀。教師要教授給學(xué)生建筑網(wǎng)絡(luò)的整體規(guī)劃與布局方法，通過商務(wù)寫字樓的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與布局案例將其貫穿到一起進(jìn)行整體分析，以此增強(qiáng)學(xué)生的綜合分析能力，利用視頻片段輔助教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生對現(xiàn)場的認(rèn)知。（2）調(diào)整重點(diǎn)。課程安排在大三上學(xué)期，前期有計(jì)算機(jī)網(wǎng)路課程作為基礎(chǔ)，重點(diǎn)講授無線網(wǎng)絡(luò)和IP承載技術(shù)。（3）實(shí)踐課程增加綜合布線實(shí)踐環(huán)節(jié)和應(yīng)用服務(wù)器搭建實(shí)驗(yàn)。模擬建筑中的真實(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建過程，形成直觀認(rèn)識。

2.重新安排教學(xué)環(huán)節(jié)

（1）課前預(yù)習(xí)。學(xué)校通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺開辟“建筑信息設(shè)施系統(tǒng)”的“課程討論區(qū)”，供學(xué)生自習(xí)復(fù)習(xí)一級討論使用。通過QQ群、微信等，教師使用網(wǎng)絡(luò)上傳講義、多媒體課件，供學(xué)生下載，以便課前預(yù)習(xí)，提高課堂效率和互動討論效果。（2）引入案例教學(xué)，將知識點(diǎn)融于案例中，輔以多媒體視頻教學(xué)與課堂講解及互動討論等方式完成教學(xué)。教師根據(jù)每次課堂講授的內(nèi)容，事先安排相應(yīng)的工程或?qū)嵺`案例，先針對案例提出問題，讓學(xué)生帶著問題去讀案例，然后回答問題，針對重點(diǎn)難點(diǎn)集中討論和講解。（3）課后鞏固，課后布置任務(wù)讓學(xué)生自行查閱資料，對實(shí)際問題給出解答或解決方案，完成報(bào)告并計(jì)入總評成績。整個(gè)過程，學(xué)生可以通過“課程討論區(qū)”或QQ群，與教師或其他學(xué)生交流，最大限度激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和自主思考能力。

3.實(shí)踐教學(xué)改革

（1）增加課程設(shè)計(jì)。理論教學(xué)完成后的增加知識總結(jié)和綜合運(yùn)用訓(xùn)練項(xiàng)目，能加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐動手能力訓(xùn)練，檢驗(yàn)前期理論教學(xué)效果，是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、分析問題、解決問題能力的手段。目前課程設(shè)計(jì)的選題：住宅小區(qū)的公共信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)和寫字樓基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。學(xué)生自主選題，分組完成，形成實(shí)物成果并進(jìn)行答辯。課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)可以為畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。（2）企業(yè)實(shí)踐教學(xué)，包含企業(yè)參觀和企業(yè)專業(yè)實(shí)習(xí)。企業(yè)參觀與調(diào)研的主要方式是帶學(xué)生到建筑施工現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)地參觀。參觀結(jié)束后，學(xué)生要提交考察日志和學(xué)習(xí)報(bào)告。企業(yè)專業(yè)實(shí)習(xí)的主要方式是在大四下學(xué)期讓學(xué)生作為企業(yè)的工程師助理等職務(wù)，實(shí)地參加工作，深入了解企業(yè)，學(xué)習(xí)相關(guān)工程和管理知識。學(xué)生在工程實(shí)際中了解一線，提高團(tuán)隊(duì)合作意識。（3）考核方式改革。考核是對學(xué)習(xí)效率的評定，是非常有效的激勵學(xué)生努力學(xué)習(xí)的工具。課程考核實(shí)行多元化考核方式，不單考核理論知識，還要考核學(xué)生的工程實(shí)踐動手能力、合作能力、職業(yè)素質(zhì)等。課程考核環(huán)節(jié)應(yīng)由筆試、平時(shí)作業(yè)、課程設(shè)計(jì)答辯、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目驗(yàn)收等方面加平均分得到總成績。這樣的多元考核方式有利于培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、動手能力，將所學(xué)內(nèi)容貫穿理解，以獲得更好的教學(xué)效果。智能建筑與電氣化是一個(gè)相對較新的專業(yè)，開設(shè)該專業(yè)的學(xué)校并不多。作為一個(gè)跨領(lǐng)域的新專業(yè)，其需要教授的專業(yè)知識范圍比較廣，包括建筑學(xué)、自動化、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及環(huán)境學(xué)等多個(gè)學(xué)科。“智能建筑信息設(shè)施系統(tǒng)”是信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的核心課程之一，在培養(yǎng)計(jì)劃中占較重比重。因此該課程的教學(xué)改革對整個(gè)專業(yè)建設(shè)有重要意義。每年的教學(xué)過程中，教師都要不斷更新教學(xué)內(nèi)容，尋找最新案例，設(shè)計(jì)更符合實(shí)際需要的課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目，使學(xué)生能儲備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，及時(shí)掌握新技術(shù)，緊跟最新的行業(yè)動態(tài)，為今后從事相關(guān)工作打好基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王娜.智能建筑信息設(shè)施系統(tǒng)[M].北京：人民交通出版社，2008