监控技术论文模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇监控技术论文，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

1引言

我国北方地区冬季供暖普遍采用集中供热方式。通常一个城市有几个区域供热网，一个区域供热网包含有几十个到上百个换热站。为了使热网尽可能地在最佳工况下稳定运行，热网监控系统需要将各换热站的运行数据传送给调度中心，以便调度人员随时了解各换热站的工作状况和有关信息，实现全网的热能统一调配。

热网的特点是点多面广，距离较远，现场情况千差万别。因此，我国多数城市的热网监控系统都没有专门铺设通信线路，而是采用数传电台或电话线拨号上网【1-3】。采用数传电台作通信设备，需要向无线电管委会申请专用频点，易受风雨雷电的影响，需要人工巡查维护，并且由于体积大和发射功率大，易对仪表运行造成干扰。利用电话线拨号上网方式，虽然安装费用低，但运行期间电话费很高，速度不稳定，也无法很好的满足系统需要。

针对上述两种通信方式存在的不足，本文采用GPRS无线通信方式予以解决。GPRS是在现有GSM系统上发展的一种新的承载业务，目的是为GSM用户提供分组形式的数据业务【4】。现有的基站子系统(BSS)可以提供全面的GPRS覆盖。GPRS网络具有如下特点【5】：永远在线、按流量计费、高速传输、组网简单灵活、维护便捷、使用安全。因此，使用GPRS构建热网监控系统，可以充分弥补现有通信方式的不足。

2系统结构与总体方案设计

热网监控系统由换热站现场测控设备、GPRS通讯终端和调度中心组成。系统的拓扑结构如图1所示。

图1热网监控系统总体结构图

监控系统的工作过程一般分为以下几个步骤：

(1)现场测控设备实时采集热网运行数据，对数据进行处理、分析，根据分析结果对换热站设备的运行状态进行调节；

(2)响应GPRS通讯终端的数据发送请求，将采集处理后的数据上传给通讯终端。通讯终端将数据打成IP包，通过GPRS网络，经Internet发送至调度中心；

(3)调度中心软件将IP包解包，还原数据，并根据热网总体运行情况实现远程监控。

本文主要设计通讯终端和调度中心两部分。设计的主要内容包括终端硬件电路设计、TCP/IP协议处理、终端与调度中心的互联、调度中心的网络接入与功能实现等。

3GPRS通讯终端设计

3.1硬件电路设计

通讯终端的硬件结构如图2所示，其中最主要的是微处理器和GPRS模块。本设计采用PhilipsLPC2106作为微处理器，它是一个支持实时仿真和跟踪的ARM7TDMI-SCPU。考虑到其内部已带有一个64KB的SRAM和一个128KB的高速Flash，因此无需外扩存储器。

GPRS模块选用SiemensMC39i，可工作于EGSM900和GSM1800两种模式，支持语音、短消息、数据业务和传真等。模块内集成天线、RF和基带处理器等，支持标准RS-232接口，外接SIM卡。它支持AT指令集，与微处理器的接口比较简单。

图2通讯终端硬件结构图

本系统扩展了RS232和RS485通讯接口，采用LPC2106的UART0口来实现。RS232接口用于终端与PC机进行通讯，主要用于系统调试；RS485接口用于终端与用户设备之间的数据通讯。整个系统的输入电压为高质量的5V直流稳压电源，共需要4种电压。CPU内核电压为1.8V，I/O口电压为3.3V；MC39i电压范围是3.3～4.8V，取4.3V供电；其余部分5V供电。

3.2终端软件设计

终端软件设计采用在嵌入式实时操作系统下编程的方法，软件结构主要包括以下几个功能模块：终端初始化模块、GPRS通信初始化模块、TCP/IP协议处理模块和应用程序模块等。

为了节省费用，通信终端采用了动态IP地址分配方式，即终端每次上电后GPRS网络为其分配动态IP地址和端口号，终端将此动态IP地址和端口号发给调度中心，以便于调度中心访问。终端需要定时向调度中心注册，以维持先前动态分配的IP地址和端口号。

终端上电或复位后，首先等待参数配置命令，如果收到配置命令，则进入配置状态；否则，读取片内用户Flash中保存的配置信息。接着通过串口向GPRS无线模块发送相应的AT指令，GPRS终端开始进行拨号和PPP协商过程。当PPP协商成功，无线模块登录网络成功后，系统通过加载PPP/TCP/UDP/IP等协议，同中心建立起Socket连接，数据的双向传输通道建立，系统进入发送接收用户数据、监测上报故障和定时向中心注册的循环状态。

4调度中心设计

调度中心的主要功能是：接收各换热站通讯终端发来的数据，并对数据进行分析处理；保存各终端的动态IP地址，监视各终端的状态；维护热网数据库，提供用户数据查询、打印报表；实现调度与远程控制等。

这些主要功能由软件实现，使用了VB6.0进行开发。软件设计主要包括6个相对独立的功能模块：实时监测模块、数据分析模块、数据库管理模块、远程控制模块、参数设置模块、换热站自动上传报警信号处理模块，如图4所示。

调度中心有以下几种组网方式：光纤专线方式；ADSL方式，中心需要申请一个固定的IP地址，或使用动态IP地址+域名；GPRSMODEM方式，使用SIM卡绑定固定IP地址的方式。本系统采用ADSL+固定IP地址的接入方式。在对GPRS通讯终端进行配置时，写入这个固定的IP地址，这样终端一开机就能自动与调度中心进行通信。调度中心数据收发的流程如图5所示。

图4调度中心软件功能

图5调度中心数据收发流程图

5结束语

城市集中供热行业中，利用计算机技术监控热网的运行可实现能源的充分利用，减小环境污染。同数传电台相比，利用GPRS网络传输数据可靠性高，在建设成本和维护成本上都有很大的优势，对于供热企业提高工作效率和生产管理水平、保证供热质量和热网的安全稳定运行具有重大的现实意义和广泛的应用价值。随着GPRS网络的完善和费用的进一步降低，基于GPRS网络的热网远程监控系统将得到更广泛的应用。

参考文献

[1]丁艳华.热网远程监控系统的设计与实现[J].城市公共事业，2005，19卷2期：34～37

[2]林艳，杨建华等.集中供热监控系统的设计[J].控制工程，2003，10卷6刊：539～541

篇2

0引言

随着智能交通系统（IntelligentTransportationSystem，简称ITS）在大中城市的推广和电子监控技术的飞速发展，公交管理部门不但需要了解车辆所在位置和车辆行驶状况等信息，还希望能获取现场的图像，直观地了解车辆运营情况，这要求公交车有一个完整的电子监控系统。

公交车电子监控系统结合了行驶记录仪、GPS定位系统、车载数字视频监控等功能，采用下列先进技术：汽车电子技术、数字视音频编码技术、卫星定位技术、无线网络传输技术、恶劣环境下大容量数据存储技术等，为城市公交集中调度管理和远程视频监控提供完整的解决方案。公交车电子监控系统不但是城市智能交通系统的重要组成，也是城市治安监控系统重要的补充。

1公交车电子监控系统

公交车电子监控系统由车载终端机、无线网络传输系统、中心调度管理平台等几部分组成。

系统组成结构如下图所示：

1.1车载终端机

车载终端机对视频信号、GPS卫星定位信号、行驶记录仪和报警信号进行采集、分析、处理和保存，重要数据实时上传至管理中心。

公交车电子监控终端机主体是车载硬盘录像机，硬盘录像机将前端摄像机采集的模拟视频信号进行数字编码压缩、存储，并接入GPS接收机和车辆行驶记录仪相关数据统一存储在硬盘中，重要数据可实时上传，历史数据可备事后调查使用。

1.2无线网络传输系统

无线网络传输子系统作为整个系统的神经网络，负责终端到中心的数据传输。车载终端对采集到的数据分析整理后，通过无线网络传输系统的平台将车辆行驶信息、GPS定位信息、车内视频图像等网传至调度管理中心，供管理人员调度使用。

1.3中心调度管理平台

中心调度管理平台由管理服务器、流媒体服务器、GIS电子地图服务器、调度服务器、存储服务器等组成。对车载终端机和指挥中心主机进行统一管理，系统还可接入公安110指挥中心，在发生重大事件时可及时上传相关数据，供相关领导及时做出判断决策。

2公交车监控相关技术的发展趋势

公交车监控结合了多项先进的电子技术，包括卫星定位技术、数字视频编码技术、恶劣环境下大容量数据存储技术、无线网传技术和娱乐节目广播功能等。

2.1卫星定位技术

车载终端机将接收到的全球卫星定位系统GPS（GlobalPositionSystem）的定位信息通过无线网络传输系统定时发送至公交调度管理中心，车辆调度管理人员在指挥中心可获取公交车辆的行驶轨迹、速度和方向等信息，并做出调度决策。

2.2数字视频编码技术

数字视频编码算法从最早的MPEG-1发展到目前的MPEG-4和H.264。车载监控对视频数据编码压缩比要求高，采用最先进的H.264编码技术比MPEG-4

压缩效率提高30％以上，是目前最优秀的编码方式，适用于低码流下的数据存储和窄带宽（如：无线网络环境）下网络传输。在CDMA无线网络环境下使用H.264编码技术，可实现CIF格式（352×288）的图像每秒4～6帧的视频图像效果。

随着硬盘容量的不断增大，录像时间和内容也越来越长、越来越多，三路视频录像CIF格式使用160GB的硬盘可使用15天左右，在硬盘录满后还能对录像进行覆盖，循环使用硬盘空间。

2.3恶劣环境下大容量数据存储技术

公交运行在颠簸、振动的环境下，对数据存储非常不利。目前，国内外硬盘录像机厂家针对硬盘减振问题主要使用橡胶、弹簧等原料做成的避振器械对硬盘或整机进行减振；也有的厂家在机械减振的同时加入电子减振功能，即在机械减振的基础上，使用电子振动感应器获取外部冲击信号，收到冲击信号后驱动硬盘磁头部分复位到安全区域，避免振动对硬盘的损坏。采用对硬盘进行减振处理或使用抗振效果好的FLASH闪存，可达到数据安全存储的效果。

2.4无线网传技术

由于公交车移动范围大，需要车载终端具备无线网络传输功能，将实时定位信息和视频图像传输至指挥中心，同时驾驶员和中心可通过无线传输模块的语音功能进行交互。目前，可提供的无线网络平台有中国移动的GPRS/EDGE网络和中国联通的CDMA网络。下表对运营商的无线网络传输理论速度进行比较：

无线网络传输理论速度比较表

传输方式理论上行速率实际测试速率

GPRS85.6Kbps≥20Kbps

CDMA153.6Kbps≥60Kbps

EDGE118Kbps≥50Kbps

从上表来看，目前运营商的无线网络速度不是很高，只能传输单帧或低帧率（2～6帧）的视频流信号，视频图像流畅性不好，管理中心只能从低帧率的图像获取车辆基本运营情况，并做出相应的判断。在未来3G网络建设完成后，随着网络速率提高，视频图像效果将会得到成倍的改善。

2.5娱乐节目广播功能

车载终端可以使用剩余的硬盘空间进行娱乐节目广播，5GB的硬盘空间可记录20小时以上的视频节目。不少车载硬盘录像机厂家在产品中加入了娱乐播放功能，利用多余的硬盘空间存储录像节目，为公交公司提供公交车内广告和娱乐节目播放，做到一机多用，以提高设备利用率。

3小结

公交车电子监控系统将分散的多个子模块集中到一个平台上进行统一管理，全方位地监控公交车运营情况；公交调度管理人员利用该系统可直观的了解车辆上运行状况，并可调用视频图像和语音对讲功能和司机进行交流。该技术既节约了公交公司电子附加设备的支出，又减少维护管理人员，还可利用车载机的娱乐节目播放功能播放广告以提高公司收入。

公交电子监控系统具有良好的社会效益，安装电子监控系统的公交车发生抢劫、盗窃等事件时进行实时报警，将视频图像直接上传至110指挥中心，公安部门可以尽快部署警力以应对突发事件。公交电子监控系统可增强乘客的安全感，对公交车辆上的犯罪行为起到威慑作用。

篇3

1概述

图像监控系统在工业、邮电、银行等部门应用较多，在电力系统的应用尚处于初期和推广阶段。该系统将现场摄像机摄得的图像通过一定的通讯通道传到监视中心，即可以清晰地看到现场的实际情况。图像监控在电力系统中有以下功能和特点：

（1）适用于无人值班变电所，监视变电所的设备运行和操作状况、发热情况，解决防火、防盗问题，并逐渐与操作人员现场操作的远方监视相结合，必要时各监控中心的图像信息数据要上局计算机网络，供网络用户察看。

（2）由于变电所之间距离较远，通常几十公里，甚至上百公里，通讯是用光纤、微波或电话线等方式进行连接，图像信号传到监控中心必须经过压缩和解压缩，因此图像质量较之现场的模拟信号稍有损失，必须选择好的压缩和解压缩的方式以尽量减少图像的损失。

（3）变电所设备的图像监视以静态物体为主，

动态物体为辅（如操作、防盗等）；监视平时需登高或带电位置的设备情况，如渗油、发热、冒烟等状况；电力大楼的各管理、监视用户通过MIS网的终端进行监控。

（4）要有撤防和布防功能。当变电所有人工作时，要撤防，以免误报警。当变电所位于无人状态时，要布防。

（5）控制功能的主要对象是云台和镜头，包括云台的左右旋转、上下俯仰、镜头聚焦、光圈调整和变焦变倍功能。对于多个云台和镜头的控制，一般采用诸如89C51，8031等单片机加以选择和控制。

2电力系统图像监控的组成

无人值班变电所的图像监控主要由摄像机、云台、编码器、解码器、画面分割器、视频监视器等部分组成。另外，还需与照明系统和防火、防盗系统相结合，成为一个完整的监控系统。

2.1摄像机（包括云台）

摄像机可分为：黑白、彩色、广角、调焦、一体化等多种，适用于不同情况，技术参数也各不相同，黑白摄像机适用于光线不充足地区及夜间无法安装照明设备的地区，可选的分辨率通常高于彩色摄像机。彩色摄像机可以观察设备的红绿灯等情况。一般在变电所采用彩色摄像机，经费紧张或摄像机数目较多时，在电容器室、电缆层等地可采用黑白摄像机；门厅可采用广角镜头的摄像机；控制室、开关室宜采用连带镜头、自动光圈的摄像机，对准目标后能迅速自动调整，不会因支架的抖动或人工因素造成调整困难；球型一体化摄像机是将摄像机、光学镜头、全方位云台、解码驱动器以及附属的底座和防护罩，集成在一个单元中，可以嵌入天花板、吸顶安装或支架安装，适用于室外和主控室墙壁距监控屏较远的地区。室外摄像机还可内置自动温感排风和自动防霜装置，可进行64点全方位预置，随时对2～3台主变油位、中性点闸刀、电容器以及围墙外场景进行监视，总体上降低成本。

此外由于压缩方式对图像的限制，如果图像传递后清晰度最高只能做到640×480，则摄像机的只要选择480线水平清晰度即可，不必选择太高清晰度，以免增加造价。

2.2视频监视器

监视器可分多种：工业监视器、电脑屏幕、电视机、数十台监视器组成的电视墙等，可以根据实际需求进行选择。一般采用计算机作为监视器的，易于操作和控制，由于要显示多画面图像，宜采用17英寸以上的屏幕。采用电视机作为监视器，价格便宜，但图像线数较低，对图像要求较低的场合比较适用；工业监视器清晰度较好，但控制和调节参数的灵活度不如计算机，条件允许的情况下可以采用计算机和工业监视器并用的方式。

2.3画面分割器

使用画面分割器能同时显现前端多个摄像机输出的画面。它分为固定式的四画面分割器和4个以上的多画面分割器。在监控室用计算机进行监视时，易采用4画面分割设备，既使每个画面比较清晰，容易观察，又可以观看多个图像；4个以上的画面比较小，且设备的价格比较高。

2.4编解码设备及相应的图像数据压缩技术

远程的图像传输涉及到图像的压缩和解压缩，一般编码器放置在变电所的控制室内，将现场的图像数据压缩为数字信号，传送到监控中心，解码器放置在监控中心，解开压缩的数据。编码器和解码器是互相对应的。有一对一的配置方式，也有一对多的配置方式。基于主机的视频图像压缩技术有面向硬件的和面向软件的（如Intel的In－deo）两大类。面向硬件的是基于DCT变换（离散余弦变换）等，有如下三种不同的算法：

（1）视频图像压缩算法DVI（数字视频交互），压缩后图像数据率为1．5Mbps。

（2）用于综合业务数字网（ISDN）通信中的H．261算法。

（3）用于动态图像压缩的MPEG标准，目前有MPEG1，MPEG2，MPEG4三种算法。其中MPEG1的图像质量与家用电视系统相近，压缩后的数据率为1Mbps～2Mbps，亮度信号的分辨率为360×240，色度信号的分辨率为180×120，每秒30帧。MPEG2算法的原始目标是对每秒30帧的720×572分辨率的视频信号进行压缩，压缩后的数据传输速率为5Mbps～10Mbps。

目前应用较多的为H．261，MPEG1和MPEG2三种方式，由于变电所的图像是静态和动态相结合，以静态为主，因此三种方式都适合，当然，高倍率的数据压缩是以损失原始数据信息量为代价的，会影响到传输图像的质量。

3图像监控系统方案的比较

3.1监控与通讯

（1）监控方式

1）由调度或监控中心（在局大楼内）统一监视、控制，适用于变电所数量不多，分布较集中的电力局。

2）由若干监控中心分别监控变电所，再将图像上传到局大楼的方式，三级结构，适用于变电所数量较多，分布较广的地区。

3）监控中心与MIS网终端应有一定的优先级，一般来说，监控中心优先控制和操作，MIS终端只能监视和切换画面，两者不能有冲突．（2）通讯与传输方式

图像视频信号的传输途径有多种：一点多址小微波、音频电缆扩频通讯传输、光纤2M数据口传输、电话电缆传输等方式。从实际应用效果来看，光纤传输效果最好。用电话线传输图像容易产生断续现象，不利于观察防火、防盗现象，但观察静态事物，尚可应用。

图像监控系统的分布与通讯通道的布置有关，有以下几种方式：变电所与监控中心有直接的通讯连接；变电所与局大楼有直接的光纤连接，监控中心再与局大楼有通讯连接，两种情况考虑的方案应有所不同。

信息传输通常采用TCP／IP和网络组波（Multicast）的技术，最大限度利用了网络的传输性能和网络带宽，避免网络的拥塞．

3.2信息压缩形式

（1）硬件压缩、软件解压的方式

用一个软件就能解决所有的解压缩问题，且升级换代容易，降低了成本，MIS网上的计算机只要安装相应的软件并授权，就可以成为一台功能齐全的监控主机，但稳定性较硬件为差，同一监控中心的变电所之间兼容性差。

（2）硬件压缩、硬件解压的方式

稳定性好，若采用一对多解码器，成本较低，但兼容性差；若采用一对一编解码器，只要总体设计原理相同，不受产品限制，但主站的控制软件也不具备兼容性，且监控中心的解码设备数量繁多，若监控中心的通讯通过调度中心转发，则电力大楼的硬件设备也很多，且需要两套编解码设备，上网需要两次压缩解压缩。

3.3控制界面操作

主站软件在控制云台方面的操作有两种方式：

（1）界面提供专业控制面板，用鼠标点击相应的方向进行控制。

（2）直接在图形界面上引导云台的转动方向，鼠标指针向哪个方向滑动云台就朝相应方向转动。

后种方式对于监控人员来说，非常方便，易于操作。

可以在电子地图上直接用鼠标双击获得远程终端的图像和对应摄像机切换和控制权。地图可完全模拟相应变电所环境，方便操作人员寻找摄像机和快速切换。

3.4发热报警装置

变电所设备发热也是比较常见的问题，时间一长，容易造成事故。可以采用两种方法监视无人值班变电所的发热状况：

（1）用红外摄像机进行监视报警，成本较高。

（2）用金属片发热变色，摄像机自动巡回检测后自动报警，比常规的红外测温仪要方便很多。金属片一般装设在开关或变压器的端头位置。

3.5无线摄像机和无线对讲设备

采用无线摄像机和无线对讲设备，当变电所有人巡视或操作时，随身携带以便于远方监视，防止走错间隔或误操作。为今后变电所单人操作监视的运行方式做好技术准备。

无线摄像机体积小，且通常镜头和发射天线均包含在其中，发射功率小，传送距离较近，大多在100m之内能接收。因此无线接收接口必须配置在适当的位置（一般在主控室），以保证信号的畅通。

无线摄像机可以做成帽式或手提式。由实践得知，帽式在头上运行人员走动时经常发生抖动，难以迅速聚焦，而手提式结构可视角度大，轻巧便利，比较切合单人操作摄像。

3.6其他设备

（1）升降车。室外一体化摄像机由于架设位置比较高，天长日久玻璃面罩积灰，摄像质量严重下降，定期安排清扫又受到安全距离影响，因此可设计为升降机结构，只在第一次安装调试时需要停电，以后的维护极为方便。

（2）滑轨。开关室的结构一般成行排列，只设一个或少量的摄像头无法看清每个开关柜的状况，无法对运行提供依据。设多个摄像机既增加成本，也存在死角。因此设计和开发步进马达式的电动滑轨装置，操作人员在远方就能控制摄像机前后左右移动，灵活方便，又降低造价。

（3）组合电缆。电力系统对电缆有特殊要求：阻燃、防火、防小动物，目前市场上还无铠装的视频电缆，因此可以设计将控制电缆、视频电缆、电源电缆三合一，制成铠装阻燃电缆，既对高压电磁场起到良好的屏蔽作用，又方便安装和施工。

4其他辅助系统的接入

4.1防火、防盗装置

在没有考虑变电所图像监控时，防火、防盗装置也是作为无人值班变电所的必要条件提出的，它结合综合自动化输出两个综合信号，存在的缺陷是经常出现误报，由于综合信号无法得知什么区域发生火警和盗警，工作人员赶到现场，可能为时已晚。

如果能将防火、防盗结合图像监控系统，就可以解决上述问题。采用警情联动功能，当发生报警时，立即启动摄像机，可以得知是哪个区域发生报警，是否误报，重要情况还可启动自动录像装置，为事故分析提供条件。

目前绝大多数厂家生产的火灾、防盗报警控制器不具备报警规约的输出功能，或只有一个开关量接点输入，因此防火、防盗设备与图像监控的结合需要合作开发，且火灾报警控制器要经中国消防产品质量认证，控制器可采用RS232标准接口与上位机通讯。

与防火、防盗设备相连，探测报警信号源有以下几种：烟感探测器、热感红外线控测器、微波物体移动感知器、开关、玻璃破碎感知器等等。一般无人值班变电所大多采用前三种探测器。若经济条件较好，可采用多种探测器相结合的方式。为减少单一探测原理装置易产生的误报，可以将红外、微波、超身等探测方法组合成双鉴式，即基于两种原理的复合式报警器。

4.2变电所照明系统

图像监控装置启动变电所照明有两种方案：

（1）摄像机上安装射灯，可以随着摄像机的转动而转动，远方控制，灵活性高，但亮度范围有所限制。

（2）启动变电所的照明电源，当有警情或远方控制时，可以开启变电所相应位置的灯光，亮度范围广、效果好。

4.3长延时录像机

监控中心在采用计算机监控时，可用计算机硬盘录像，必要时采用双硬盘备份，但硬盘录像时往往计算机运行速度就很慢，不能同时调用图像或控制。但很多情况下可以在监控中心外接长延时录像机进行录像。24h的长延时录像机比较理想，每日只需更换一盘录像带。讯协议对于子站的技术、通讯接入以及MIS的联网都大有影响，因此一旦主站方案选定后，再采用另一家厂家的产品，很难兼容和接入，对系统的图像质量也很有影响。如果有多个监控中心，虽然不同主站各自可以采用不同的系统，但是如果要联入MIS网，又将会互相冲突。因此在考虑安装图像监控系统时，一定要有一个总体的方案。一般变电所内需要监视的位置有：

（1）主变：油位，中性点接地闸刀，端头的发热情况。

（2）开关室：监视开关室的人员出入及开关操作的正确性，及面板上的微机保护或自动化装置的面板。

（3）门厅：监视进出的人员。

（4）电容器室：防盗、防火监视。

（5）主控室：监视设备、直流系统、自动化装置等设备的读数，计算机等设备的防盗，运行人员的现场情况等。

（6）电缆层：防火。

集各有关单位的人员进行讨论，特别是运行人员对摄像头的布置，通讯人员对通讯的接入和设备调试，计算机人员对于MIS网的接入和设置，保卫人员结合防火、防盗等都要有一个综合的考虑，新建的变电所应在投产之前进行布线和设备安装等需要停电的工作，改造的变电所要结合检修一起施工。在施工中应注意：

篇4

由于我国水利建设资金来源于政府与国家的投资，虽然国家所下拨的建设资金足以实现水利工程的建设，但是在实际的水利工程建设中，部分水利工程建设管理人员为了获取高额利润，从国家下拨的资金中套取一部分，导致配套建设资金并没有足额到位。由于水利自动化监控一般是在工程建设的末期才进行，工程建设资金可能已经在前期的工程中消耗过多，造成在工程末期往往会因为资金不足而难以实现如期建设，其投入使用也延期，且质量方面并没有达到要求。此外，国家对水利建设中的自动化监控系统投资政策并没有落实到位，在没有政策作为依据的前提下难以将资金有效的应用在水利自动化监控系统建设中。

1.2系统建设质量难以控制

由于水利工程建设项目的质量受多方面因素的影响，工程质量与施工单位的施工技术、管理能力及监理单位的监理力度等方面有关。由于水利工程在很大程度上受施工人员的技术及施工单位人员流动性较强等因素的直接影响，导致有效的水利自动化监督控制工作难以开展，而施工单位缺乏能力较强的技术人员及监督管理人员，导致水利自动化监控系统建设的质量检测技术仍较为落后。水利自动化监督控制涉及到多方面的知识，要求技术人员必须具备工程管理、自动化管理以及自动化控制等综合性知识，然而这种综合性人才比较缺乏，导致水利自动化监控系统建设的质量难以得到有效保障，技术人员的缺乏在很大程度上制约着我国水利建设的发展。

2无线通信技术在水利自动化监控系统中的应用

在技术不断更新与发展的年代，无线通信技术也在不断发展，水利自动化监控系统在技术的支持下也迅速发展。目前我国无线通信技术正在不断发展与完善，实现了水利监控系统的智能化与自动化。无线通信技术在水利监控系统中的应用越来越广泛，在水利监控系统中，包括水利工控监控系统、水利水情自动化监测系统、水利综合监控系统，而这三大系统中又包括多个子系统，因此水利自动化监控系统具备明显的复杂性。

2.1在水利水情自动化监控系统中的应用

水利水情自动化监测系统将农村的雨水、水利情况等情况作为监测对象，因此监控系统建设一般设置在农村或者深山区。水利水情自动化监控系统包括雨水情自动化监测系统及农田水利自动化监测系统，这两个子系统之间既有联系也有一定的区别。前者主要是根据雨水量及雨水期等相关情况对汛期各时段的水位进行监督控制，从而为防汛工作提供重要的数据资料。雨水情自动化监测系统将监控的相关信息上传到上级防汛指挥部门，通过不同的网络间的数据交换系统。而水利水情自动化监测系统中的农田水利自动化监测系统的监测对象具体包括水流的地理位置、水流速度、风速、土壤的含水量、降水量等，这些监测对象所获取的数据具有一定的集中性与分散性，监控点之间的距离较短。由于农村的条件有限，系统规模一般较小，限制了水利水情自动化监控系统的发展，采用无线通信技术能有效地弥补落后地区系统监测数据量少的缺点，发挥无线通信技术的优势。由于建设条件有限，因此系统建设必须一次性完成，因此可以将无线局域网络通信技术与有线网络通信技术相结合，从而组建出数据通信网络，避免高额建设，减少了监控系统的建设费用。

2.2在水利工控自动化监控系统中的应用

在水利自动化监控系统中，水利工控自动化监控系统与企业的自动化监控系统具有一定的相似性。该系统主要是以实时监控视频的方式以实现对数据的有效监督与控制。由于系统建设的技术对系统数据的传输速度、安全性及信道有较高的要求，因此必须加强对系统的实时监测与控制，建立配电室和中央控制室，采用配置较高的工控机及高清摄像机进行视频监控。建立信息化网络平台是水利信息化建设的重要内容，目前我国部分水利工程的自动化监控系统已经建立了小型局域网络系统，局域网的设计与建设已经正式开展。

2.3在水利综合自动化监控系统中的应用

水利综合自动化监控系统主要是应用于大坝的监控，其中包括了河道综合治理与大中型水库的除险加固这两个方面。近年来，我国加强了对水利的综合治理力度，我国政府也在不断加大对水利综合治理的资金支持与技术支持。我国财政资金对水利监控系统建设的大力支持在很大程度上加强了对水库的建设，进一步加快了我国水利自动化监控系统建设的进度。由于河坝是防洪的关键地段，因此在进行水利工程建设时必须加大监管力度，相关技术人员通过不断总结以往经验，吸取教训。水利综合自动化监控系统的组网方式主要采用光缆作为主要的信道，接着再使用光电转换的形式。此种组网方式具有信道宽、防雷击等外部影响、网络速度快等优点，然而这些系统的施工所需成本较高，且难度较大，导致工程建设的后期维护费用较高，且支出费用超过了预算。在河道的综合性管理中，可以采用有线与无线相结合、局域与广域相融通的组网方式进行，在组网方式的选择方面，可以在每一个河坝的监控终端设置无线局域网络，并根据各个监督控制点来选择合适的组网方式，实现对监测数据的有效传输。可以采用直接铺设的方式布置光缆，能有效地减少雷击等外部影响，但这种方式容易导致土建设置被损害，且信道恢复慢，误码率较高。而采用无线局域网络与有线局域网的组网方式具有较大的优势，与其它组网方式相比，其无线局域网的结构比较简单，且安全性较高等，能有效的减少施工量，降低了系统维护率。无线通信技术在水利综合监控系统中的作用很明显，有利于数据的集中上传，实现其实时有效的监测职能。

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2无线通信技术在电力监控系统中的应用

目前电力监控系统中的无线通信技术主要采用的是ZigBee技术，ZigBee技术适用于近距离的电力监控系统，可以进行双向通信。

2.1快速的传输数据

电力监控系统需要快速的数据传递，这样才能够在终端计算机上对电网进行控制，ZigBee技术的优点之一就是传输的速率较快，电网的运行状态是瞬息万变的，如果采集设备所采集到的信息不能够及时的传递给终端计算机，那么电力工作人员就无法快速的得知电网的实时运行动态，从而无法对电网进行管控。

2.2提高了工作效率

电力监控系统更大限度的加快了电力部门的工作效率，使其能在电力故障发生之后迅速的反应，并排除故障。但是在没有运用电力监控系统之前是无法实施快速的检修与抢修。因此在电力故障发生之后会造成较大的经济损失。电力监控系统可以很好的改变电力故障中存在的问题，使得电力工作人员能够在发生电力故障之后迅速的找出故障位置，快速的消除故障，更大限度的挽回经济损失。

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2无线通信技术在电力系统监控中的具体应用

在电力系统中设置监控系统，利用监控系统进行数据的收集处理，实现对远程设备的操作，能大大提高电力系统的工作效率，满足人们的生活需要。因此，在电力系统监控中应用无线通线技术已成为社会发展的需要。

2.1在电力用户和线路设备等方面的应用

利用无线通信技术可以把电力用户、设备、线路等监控系统联结起来，建立一定范围的局域网，通过远程集抄终端，定时抄传电力用户的电表信息并进行存储，避免了因系统异常导致的数据缺失；无线集抄终端还可以智能判断电路设备是否出现故障，并把发现的问题传送到服务器，及时发出警告。通过无线通信技术可以实现远程操作，如抄表、查询、统计、浏览、分析、打印等，避免了人为因素导致的数据不准确等弊端，提高了电力系统的工作效率和电力系统的自动化水平。

2.2在电力服务方面的应用

通过无线通信技术实现对电力系统的监控，把用电系统和移动终端实现网络连接，既满足了电力部门向电力用户及时发放用电信息的需要，也满足了电力用户根据个人需要自行定制信息查询的需要。利用无线通信技术，通过移动终端，采用SMS、WAP、PUSH等形式，实现办公自动化和监控职能，电力部门可以根据通知的重要程度采用自动语音通知的形式，并通过设定系统得到回复结果。同时，通过对电力系统的网络监控实现电力部门和电力用户的信息沟通，及时解决出现的问题，提高电力部门的服务效率，满足电力用户的需要。电力用户可以通过无线网络利用EMAIL、SMS、WAP_PUSH等形式，让手机等终端进行信息查询和信息定制，提高了电力用户的满意度，完善了电力部门的服务职能。

2.3在电力系统内部的应用

随着电子技术的发展，使无线通信技术在电力系统监控中的应用得到了进一步的发展，通过无线通信技术的定位功能可以对电力系统工作人员的工作情况进行监控。随着智能机的出现，利用手机终端还可以实现信息共享，提高工作效率。如，工作人员在野外工作时，可以通过手机终端进行信息查阅，及时处理和解决遇到的新问题，提高其工作效率。

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一.键控特技的分类

1.按键源的性质分

内键

键源与填充（前景）信号是同一个图像信号，即用要填的图像信号一路经过键控信号处理器产生抠像电视信号，另一路作为“填充信号”填入被抠掉的部分。内键也称自键。内键特技以前常用于黑白字幕插入，键源信号通常是在黑底上的白色字符或图形，它的电平只有高低两种，且对应白色部分的电平高，如果填充信号记作A，背景信号记作B，则内键可简述为A抠B填A。这种技术现广泛地应用于色键特技。将叠加的全电视信号经消色电路和放大整形处理后，形成抠像键控信号，从而进行混合叠加。

（2）外键

相对于内键特技而言，外键特技的键信号不是由填充（前景）信号或背景信号形成的，而是由第三路视频信号作为键源所形成的，外键的键源信号也是由黑底上的白色字符或图形，填充信号通常为单一色调的彩色信号，因此外键特技通常用于彩色字幕的插入。如果填充信号记作A，背景信号记作B，键源信号记作C，则外键可简述为C抠B填A。

在计算机显示像素时，其RGB像素，一路通过电平合成得到抠像信号，另一路经过D/A变换，编码器编码产生填充信号，如图2所示。其中存储器输出为数字RGB信号（各8位），经D/A变换成模拟RGB，然后经编码器合成成为填充信号，另一路经求和电平处理器产生抠像信号。图2的键控信号叠加器输出为0和1两种状态的电平信号，随着字幕机技术的发展，现已有利用另一8位信号通道产生具有256级电平变化的ALPHA键，从而产生具有半透明渐变的效果（后文详述）。

2.按产生键信号的键源图象成分分

（1）亮度键

它是利用键源图像中亮度成分来形成键信号，亮度键要求键源图像要有较高的亮度反差，即要求键源中作前景的图像部分要亮，其余部分要暗（黑），要形成明显的黑白反差，亮度键又称黑白键。图3为亮度键原理示意图。

（2）色度键

又称色键，它是利用彩色幕布的前景图像（填充信号）的色度成分（主要是色度中的色调，也就是图像的颜色）与其后的彩色幕布的色调（幕布的颜色）差别来形成键信号，用键信号去抠背景图像，再填入彩色幕布的前景图像。色键也是内键的一种形式，所不同的是键信号的形成方式，内键是利用键源信号的黑底和白字符之间的亮度差别来形成键信号，而色键是利用键源信号的彩底（即彩色幕布）和前景图像（如演员图像）之间的色调差别来形成键信号，同时键源信号又作为填充信号。色键要求键源图像信号有较高的色度反差，即要求键源信号中作前景的图像不能含有其后作幕布（背景）的彩调相同或相近的色调，也就是要求键源信号的前景和背景的色调尽量分开，最好是补色关系，以保证两者之间的色调差别。

在电视制作中为了获得最佳视觉效果，使用色度键时应尽量满足下列要求：

.背景应平坦，照明条件要好，颜色要均匀。

.拍摄物体的照明要好，不能带有被键出的颜色。

.视频必须以分量格式拍摄。

图4为色键原理示意图。

3.按键信号波形分

硬色键

键信号波形是前后沿很陡的矩形脉冲信号，硬色键合成输出图像的前景和背景的分界处有抖动和突变现象，使人感到生硬和不自然，还存在分界处彩色闪烁和有幕布色镶边等现象。另外，对于自然景物中的半透明物体作为合成图像前景图像时，其后面的背景图像应该是部分地透明，但是硬色键在任何瞬间其键信号所控制的视频切换开关不是接通就是断开，键信号只有两种取值，不是高电平就是低电平，因此硬色键合成图像中前景图像不是全透过就是全不透过其后的背景图像，这与我们日常见到的自然景观是不同的，所以硬色键特技给人缺乏真实效果的感觉。在硬色键中，键信号为高电平时视频开关接通，前景图像全透过其后的背景图像，键信号为低电平时视频开关切断，前景图像全不透过其后的背景图像。

（2）软色键

键信号波形是与前景图像透明度相关的斜坡形（梯形）信号，键信号在上升和下降期间有一定的斜率，软色键能够在很大程度上克服硬色键的上述缺点，软色键中将用于硬色键的脉冲门控混合电路改成了线性混合电路。

目前，在软色键的基础上发展了线性键控特技（也称透明键或ALPHA键），线性键合成图像能线性地与前景图像的透明度成比例地透过背景图像。软色键和线性键扩大了色键特技的应用范围。线性键是具有半透明混合效果的键控特技，其键信号决定合成图像中前景图像（填充信号）后背景图像以什么样的透明度可见，即键信号根据前景图像的透明度而线性地成比例地决定前景信号与背景信号的合成比例或混合程度。线性键的数学模型可用下式表示：

VOUT=VF*K+VB*（1-K）

其中VOUT为前景（填充）信号和背景信号合成后的输出信号，VF为前景信号，VB背景信号，K为键信号，K值取值范围为大于等于0而小于等于1，从该式可知，当K=1时，VOUT=VF，此时线性键的合成输出就是前景（填充）信号，这种情况称为完全叠加。当K=0时，VOUT=VB，此时线性键的合成输出就是背景信号，这种情况称为完全不叠加。当大于0而小于1时，线性键的合成输出为前景（填充）信号VF和背景信号VB按照K值所决定的比例进行合成以后的图像，合成图像看上去是半透明的效果，透过前景可以看到背景，透明度的大小取决于键信号K的值。实际上，当K=0或K=1时，线性键就工作在硬色键方式，但反过来硬色键却不能达到线性键的效果，因为硬色键的键信号K的值只有0（低电平）和1（高电平）两个值，所以硬色键合成输出要么是前景信号，要么是背景信号，不可能出现半透明的混合效果。

图5给出了线性键（ALPHA键）原理示意图。

二.色键技术应用于虚拟演播室

随着数字电视.计算机和多媒体技术的发展，色键已从二维特技发展到三维特技，近几年出现的虚拟演播室技术就是三维色键视频特技的典型应用，它将活动的演播人员图象通过色键方式键入到三维立体动画背景之中。做到真实的演员能深入到虚拟的三维场景中，并能够与其中的虚拟对象实时交互。在虚拟演播室中在一间兰色屏幕代替的真实背景里进行现场表演，三维计算机图形发生器实时产生一个逼真的虚拟环境，并按照以下程序工作：摄象机采集前景视频信号，同时摄象机上的跟踪定位系统实时提供摄象机移动的信息。这些数据被送至一个实时图形计算机。从计算机的镜头视角再产生一个虚拟环境。以兰色屏幕为背景拍摄的摄象机图象，经延时后与选自计算机的虚拟背景以相同时码进行工作，并通过数字视频切换台“联合”在一起，实时产生一个组合图象。

图6给出了色键技术应用于虚拟演播室的原理示意图。

传统的色键技术与计算机技术相结合应用于虚拟演播室，成功解决了前景与背景之间的透视关系.比例关系，使合成的图像有了极佳的立体效果，可以达到以假乱真的地步。

三.键控技术应用于电视播出系统

目前键控技术已广泛地应用于各级电视台的播出系统，主要用于台标时钟和字幕信息的叠加，所采用的方式多为并联方式，即只将实现键控特技功能的键控混合器串接于电视播出系统视频通道中，而将台标时钟机与字幕机并接于键混合器，如图7所示。其优点在于简化了电视播出系统视频通道，提高了电视播出系统的可靠性和安全性，降低了故障率和人为差错率，因为播出节目视频信号经过键混合器而不经过台标时钟机和字幕机，而且即使键控混合器出现故障，也因为其具有掉电旁路直通功能而不影响播出节目视频信号的传输。同时，采用键控混合器并接方式也方便了播出设备的维护和检修，当台标时钟机或字幕机出现故障时，可以方便地将其拆下检修，而不会影响视频通道的节目播出，只是暂时无法叠加台标时钟或字幕信息而已。

图8给出了键控混合器的原理示意。作为播出通道的关键设备，其必须具备以下功能：

主信号断电直通功能（BYPASS）。

采用两路外键处理方式，可同时进行底行字幕游动和台标叠加处理。

视频信号通道指标满足规定的要求。

具备各种检测功能。包括主信号在线检测，填充信号与主信号的同步检测。

通过对键控信号的处理，使得键控特技的混合层次灵活可选。

具备手动/遥控功能，作为播出设备，通过相应的遥控接口很容易接入自动播出系统。

键控混合器从使用上说分为两种，即开关键和ALPHA键。开关键即前文提到的硬色键，其核心部分是一高速开关，开关的速度很快，一般在15ns以下，主信号和叠加信号经钳位后分别到达二选一开关一端，键信号产生的控制信号用来控制开关。

自1998年6月中央电视台率先采用半透明台标以来，已有许多地市电视台都选用了新型具有256级透明效果的ALPHA键代替了传统的开关键，使字幕和台标能出现半透明或浮雕等效果。

四.键控特技应用于电视后期制作

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数控机械施工需要依托多个技术平台如数据采集、机械控制、现场定位、三维模型设计等，结合通讯技术对现场资源进行优质整合，最大限度走出时间与空间局限，应用机械实现对施工进度的实时跟踪管理和施工情况的精准控制。数控机械施工现在普遍应用于各类工程，如公路、矿山、机场、公共工程等，利用智能控制系统与机械相联合组成智能数控设备完成多个关节的施工任务，并完成压实与验收。这种施工技术的应用可以实现分环节、分工序的精确控制与多机械、多标段的高效组合，在专业化平台辅助应用下完成建设任务。比如昆明机场跑道的水稳施工使用数控平地机即可完成无需挂线，高速公路精加工层施工也无需放样测量可直接完成。数控机械施工技术之所以能够发挥众多优势，关键在于应用GPS或实时动态定位控制技术明确机械位置和状态，利用传感器采集数据对三维化模型进行校准，从而准确的操作指示引导施工人员控制机械精准施工。与传统机械化施工低效率、数据反馈不及时、安全性差、对外部条件依赖高等问题相比，数控机械施工在多种技术平合下可高效完成施工人物，节省时间、人力与成本，提升施工安全性，施工中同时完成质量监控，实现管控一体化，减少返工现象。路基填筑数控施工技术流程如下。路基填筑数控施工技术流程设计数据导入系统，架设定位基站运料车装、卸料数控推土机将料堆散开，自动调整铲斗进行物料粗平数控平地机根据设计对比自动调整铲刀进行精平数控压路机碾压，实时显示所压区域的压实度和压实遍数完成及时提供动态数据。

2数控机械技术应用实践分析

数控机械技术凭借自身多重优越性能在公路土建施工中得到了普遍应用，我们以某地区高速公路建设中某一标段中300m精加工路段为例，分析下数控机械技术的实践应用情况。

2.1施工后标高误差

施工标高数据的对比是可以凸显施工技术精准性和优越性的一个重要指标。与传统施工技术标高数据对比，数控机械技术在减少误差提升精准度方面具有显著优势，我们以具体数据来进行分析对比。某高速公路标段内不同方法施工后标高检测结果对比见表1。从实际数据对比情况来看，应用数控机械技术辅助施工在标高控制方面显著缩小了误差，提升了精度与精确性，可见数控机械技术在公路土建施工中优越的控制性能，有助于加强施工管控。表1某高速公路标段内不同方

2.2施工成本与效益

传统机械施工中，需要数名施工人员进行测量放桩、护桩，不仅耗费人力物力，且需要反复核对确保精准性，对外部天气条件以来程度较高，且施工人员安全情况缺乏保证，后续工作中还需要人工指导机械就位，反复收集整理数据，工作量大，在面临工程数据或设计变更时无法及时有效进行调整反馈，甚至可能导致返工。但是数控机械技术则不同，它可通过三维建模和多技术平合应用完成数据整合，无需放桩即可进行是施工，不仅显著提升了施工效率，节省了人力物力与资源，保障施工人员人身安全，且在地误差高精度控制下，还能够实现数据的实时采集、自动控制，在施工过程中完成进度控制与质量控制，动态监控全程，实现一体化施工，无论是施工成本还是施工效益都有切实保障。为进行直观有效对比，我们以高速公路某路段为例进行施工试验，对比施工成本和施工效益，数控产品选择美国Trimble公司GCS900系统，在长为300m的精加工路段分别应用传统施工方法和数控机械施工技术各施工150m，对比施工效率、施工误差、施工成本。两种施工模式施工效率、施工成本对比见表2。结果显示，数控机械施工可显著提升施工效率，降低人力物力等成本投入，施工效益好。人力投入的减少并未影响施工数据收集，既避免了施工人员对机械施工的干扰，降低安全隐患，同时节约人力和成本投入，二者成本上的显著差异证实了数控机械施工的优越性。由此可见，广泛使用并推广数控机械施工能够加快施工进度，提升施工效率缩短工期，降低成本投入，带来可观的经济效益。

2.3应用实例

目前数控机械技术已经广泛应用于国内多个公路项目建设，比如江西省昌西南连接线TJ合同段引进数控机械化设备天宝GCS900系统，应用于超宽路基平整施工。传统路基平整施工方式要耗费大量人力、物力和时间，桩与桩之间的精度较难保证，未解决以上难题，数控机械系统被引入基建施工，以美国天宝GCS900系统为主，集成了精准定位技术、通讯技术、机械控制技术、计算机技术、SPS930全站仪、MT900靶标、车载电脑、传感器、电台、光棒指示及液压/电源模块数字设备，实现了一体数控机械化施工，在路基平整中可以做到了无桩化施工，避免了施工过程中人为因素而造成的误差。在公路工程施工运用过程中，数控机械化施工产生了节约时间、节约成本带来的经济和社会效益，控制了施工的质量和精度，减少了作业行程和运营成本，并且低碳环保，数据永久保存，便于管理，为后续的道路维护养护提供相关资料。数控机械化施工技术的引入，为公路土建施工建设提供了有力的技术保障，较之传统施工方法，至少提高效率(缩短工期)35%以上，是成功的应用范例，值得在公路土建领域大力应用推广。

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数控技术应用实践教学体系分五个层次贯穿于整个本科教学的全过程:

第一层次:学科教授做学科讲座，观看数控加工录像资料，参观学校教学设施，培养学生学习数控技术的兴趣。

第二层次:校内外结合，开展认识实习和金工实习，进行机械工程认识与训练。

第三层次:实验、实践、设计和创新实践结合，进行数控技术应用实验与实践教学。

第四层次:将数控技能培训和课程设计相结合，培养学生利用数控实践知识分析问题和解决问题的能力;并组织学生参加数控大赛、进行数控技能训练。

第五层次:开展广泛的创新活动，并通过毕业设计，提升学生分析问题、解决问题的能力。

2数控技术及应用实践教学体系结构

2．1认识实习

新生入校的第一学期，组织学生观看数控加工录像资料，请专家教授进行数控加工技术讲座，组织学生参观学校实验室的数控教学设备，在校外工厂参观先进的数控加工设备及数控加工过程，使学生对数控技术有一个感性认识，提升学生学习数控技术的兴趣。

2．2金工实习

学生金工实习的过程中，设置数控机床操作和自动编程等两个数控技术的实习项目。在数控机床操作项目中利用教学型数控机床所含有的简易自动编程软件，让学生自己设计加工图案，然后自动生成加工程序，再在蜡块或有机玻璃上雕刻出所设计的图像，这样极大的激发学生的学习热情。在自动编程项目中要求学生在CAXA制造工程师软件中完成三维实体造型，然后根据教师提示完成加工工艺设置，生成数控加工刀具路径，最后生成数控加工程序。完成比较好的程序还可以上传到数控机床上，加工出零件来。

2．3课程实验

通过认识实习和金工实习，学生对数控技术建立了一个初步认识，第三学年开设数控技术及其应用课程，在课程中开设教学实验，实验教学围绕课堂教学内容设置，加深学生对所学知识的理解。课程实验开设数控机床认识实验、数控原理实验、数控编程实验和数控机床操作等四个基本实验。数控机床认识实验通过对工业用数控机床观察，了解数控机床(如SK50数控车床、XK715D数控立式铣床、DK77型数控电火花线切割机、数控电火花成型机等)的基本结构、加工对象及其用途;了解FANUC0i系列数控系统;掌握数控机床(如SK50数控车床、XK715D数控立式铣床等)的坐标系建立、基本运动和回零操作。数控原理实验通过对华中数控生产的HED－21S数控系统综合实验台的拆装调试，要求学生了解数控系统的特点、基本组成和应用;了解数控系统常用部件的原理与作用;熟悉常见数控系统与数控机床的连接与基本调试操作。数控编程实验通过在浙大辰光软件和宇龙数控仿真模拟软件上完成指定零件的数控加工程序编制与调试，使学生掌握数控加工程序的手工编制方法与程序调试技巧。数控机床操作实验，通过对CGM4300B数控铣床的操作，在蜡块上加工零件，使学生了解数控铣床的基本特点和机床坐标系的建立;掌握数控机床常规操作方法，重点学习数控机床回零操作、手动对刀操作、工件坐标系设定、程序输入与编辑、程序调试、自动加工等操作。

2．4数控工艺技能培训

数控高级人才的培养，必须十分注重学生动手能力的培养，我们在课余时间，充分利用学校现有的资源，对学有余力且对其感兴趣的学生进行120学时的数控加工工艺培训，培训分为数控工艺分析、自动编程软件(CAXA制造工程师)的应用、数控机床操作等三个方面。数控工艺培训要求学生通过培训具有基本零件的工序划分、刀具卡具的选择、工艺基准的制定、切削用量的选择和切削液的选择等数控加工工艺分析与设计能力。自动编程软件的应用要求学生通过培训，掌握功能齐全的实用型自动编程软件，如MasterCAM，Cimatron，Delcam，CAXA等自动编程软件，利用这些软件编制较为复杂的零件或模具加工程序，同时具有驾驭目前国内市场上流行的集成度高的诸如CATIA、Pro/E、UG(Unigraphics)等CAD/CAM软件的能力。数控机床操作培训要求学生熟练掌握数控机床的各种基本操作，掌握加工程序的输入与加工程序调试，掌握自动编程后的程序传输方法，掌握在线加工方法。总之，通过数控培训增强了学生的数控技术实践能力，培养学生创新能力。数控技能培训将数控技术理论与实践有机结合，巩固理论知识，培养学生的动手能力。

2．5数控加工工艺分析与数控加工编程课程设计

为加强学生的数控技术实践能力，机械设计制造及其自动化专业在学习了数控技术及其应用与数控加工工艺等课程后，安排数控加工工艺分析与数控编程课程设计，要求学生从零件图的识图开始，通过数控加工工艺分析和设计，选择刀具、卡具(包括专用卡具的设计)，然后编写数控加工程序，并对其进行调试，最后操作数控机床，加工出要求的零件来。课程设计两周时间，要求每个学生零件图都不相同。课程设计开设后收到了良好的效果，达到了预期的目的。

2．6数控技术创新实验

重视创新实践环节，大力发掘资源，调动学生的主动性和创造性，根据不同年级的特点，分层次开展开放性数控创新实践活动，要求学生根据学校现有的设备状况及自身的理论知识与教师一起设计创新实验，并在实验的基础上逐步完善设计内容。数控创新实践活动基本上围绕三个方面进行，一是围绕产品建模、系统仿真、NC代码生成、网络传输到零件的数控加工进行;二是围绕数控系统构建、普通机床的数控化改造、专用机床控制系统的模拟设计等内容进行，三是围绕数控机床的故障分析与数控机床的维护维修等内容开展。通过创新实验的设计，培养和强化学生综合运用知识的能力、工程实践能力和创新能力。

2．7生产实习

我们始终将生产实习环节视为强化教学效果、实现理论联系实际的最有效手段。对高层次数控人才培养来说，生产实习基地一般选择在数控机床制造厂。要十分重视实习基地的建设，对已建成完善的实习教学基地，实现制度化的管理。为学生的实践能力的提高搭建一个更好的平台。

学生在实习基地实习内容一般分为两大部分，一是在数控机床组装车间了解数控机床的装配调试，包括电器部分装配调试和机械部分装配调试。二是在零部件制造车间掌握数控机床主要零部件的制造工艺过程，了解数控制造厂的工艺设计规程，掌握典型零件的数控加工工艺与数控加工程序的编制。三是跟随数控机床维修人员进行售后服务，掌握数控机床维护维修的基本方法。通过生产实习，使学生进一步掌握数控机床的结构原理，更加了解数控加工工艺分析的方法和数控加工程序编制。更加强化学生的工程意识、工程实践能力和创新意识、创新能力。

2．8数控竞赛

利用校团委在校内组织数控大赛或与兄弟院校的数控对抗赛，组织学生参加两年一届的六部委举办的全国数控技能大赛，促使学生带着问题去学习，克服了学生理论学习的盲目性，提高了学生学习的兴趣与积极性，更有利于学生工程实践能力和创新能力的提高。

2．9毕业设计

通过理论、实践、培训、创新四位一体的教学过程，把数控技术基础理论、实践能力和创新能力培养融为一体，在毕业设计中将这些知识综合应用，培养学生综合应用能力。学校高度重视学生的毕业设计环节，所有指导教师深入现场获得了第一手资料，结合现场实际，精心遴选题目，提供给学生科学、合理的论文题目。为部分学生选配现场工程技术人员为毕业设计指导教师。要求学生除查阅资料外，用一定的时间到现场去学习、调研。有条件的时候，学生可直接在现场完成毕业设计。通过各种方式将毕业设计与现场实际相结合，收到良好的效果。

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一、艺术真实问题

艺术真实性是一个复杂而艰深的问题，被喻为文艺学中的“斯芬克斯之谜”。①艺术真实性问题又是个充满了魅力与挑战的问题，吸引无数思想者尝试着攀登这座艺术精神的高峰。

关于艺术真实，经过长期的讨论、争鸣，国内学界大致有了一定的共识，朱立元、王文英的看法具有一定代表性，他们的看法超越了单一的认识论（反映论）观点，注意到了艺术真实是文艺家的创造，但同时又把作品的艺术真实看作是一个独立的、虚构的、再造的世界，认为其与现实的客观世界有着本质的区别②，因此，一定程度上又夸大了文艺作品的虚构世界与现实的客观世界之间的分离。

德国接受美学家沃尔夫冈·伊瑟尔（WolfgangIser）也注意到了这个问题，提出应用现实、虚构和想象“三元合一”的观点来代替现实与虚构二元对立的理论，认为这种“三元合一”正是文学文本的基本特征和存在基础。③伊瑟尔的阐释，帮助我们甩掉了为调和虚构与现实之间的矛盾不得不假设一种先验的逻辑起点的包袱，也为我们考察赛博空间中艺术真实的特点提供了宝贵思路。

二、赛博文艺的虚拟真实

在赛博空间里，人们能够运用数字仿真技术创生与现实世界极其相似甚至一模一样的虚拟景象，其所具有的感性丰富程度能让人产生“全身沉浸”的感觉，从而导致真假莫分，虚实难辨的奇特现象。置身赛博空间的网络文学给自己插上高科技的翅膀，更加自由地飞翔于人类的“第三空间”。

文艺作品借助数字仿真技术给自身带来了两个比较明显的后果：

一方面，是给人以“全身沉浸”式的体验世界。希腊神话中有一个关于普罗米修斯因从奥林匹斯山盗火给人类而受到惩罚的故事。在网络虚拟文本中，通过头盔、目镜、数据手套和触觉紧身衣裤，人们可以代替普罗米修斯体验故事的经过。就这样，仿佛从一场梦中醒来，在这种“全身沉浸”式的体验中，我们就像不知庄周是蝶还是蝶是庄周一样，也会分不清自己和那个神话故事文本中的普罗米修斯，感觉自己真真正正体验了一次残酷而神圣的惩罚。这样的文艺作品，“已经使我们的‘冷’环境变得‘热’起来，并由此导致了某种程度的‘感觉化’，我们久久地浸泡在‘电子澡堂’中，一种日益加强和扩大的刺激区域加诸到个人身上。”④在这种全息的艺术世界之中，出现的极端现象便是人们的体验与在现实世界中的体验是一致的，面对的一切都和现实世界中的一样，甚至会觉得比现实生活更真实，是一种鲍得里亚所说的“超真实”。

另一方面，是虚拟的无限可能性。由于数字仿真能将现实世界事物的观测值转换成以“比特”形式存在的数据流，再利用数据流确定的参数，生成具有光影、声音、色彩、三维时空运动等感觉特性，使虚拟的事物不受现实实在和因果律的限制，不仅能虚拟实存的事物，即现实性虚拟，也可以对现实作超越性的虚拟，即对可能性的虚拟，还可以作背离现实的悖论的或荒诞的虚拟，即不仅是指对事实上不可能事物的虚拟，而且可以是对逻辑上不可能事物的虚拟。从此，世界上就只有想象不到的，而没有虚拟不了的事物。网络文学使文学创作的自由性和创造性得到几乎无限制的发挥，前提只是熟练掌握相应的技术和技巧，并使之转化成为上手的艺术表达手段，像传统写作中对文字的驾驭一样得心应手。如果说，“虚拟性范围的扩展意味着艺术真实性的深化”，⑤那么，赛博空间中的网络文学所包蕴的艺术真实将更有可能代表作为人类文学创造追求的审美价值之一的艺术真实的最高成就。当然，赛博虚构同样是形象虚构，以“有限”表现“无限”，“在场”显现“不在场”，进行艺术概括仍然是网络文学无法剔除的精神基因。

以上两个方面，无论是“全身沉浸”式的超真实体验世界，还是理论上无限可能的虚拟世界，都表现出网络文学在艺术真实性上的共同特点，即虚拟真实。虚拟真实彻底突破了传统艺术真实观中虚拟与写实的矛盾分野，使虚拟的想象世界与写实中的现实世界在网络文艺文本的创造与构成中实现无缝对接与融合，抹去了二者的疆界。

伊瑟尔所说的虚构与现实的融合是基于想象性虚拟之上的“虚拟的占有”，是传统文学文本形象的间接性所决定的；网络文学中的虚构与现实的融合是基于呈现性虚拟之上的“占有的虚拟”，是一种可以部分实现的虚拟，是网络多媒体文本形象的间接性与直观性浑融所创造的。伊瑟尔用三十万字论著费力阐释的问题，网络文学只需提供一个具代表性的文本就能让人轻松地理解，传统认识论中严格、僵硬的虚实二分观念已经不攻自破。文艺作品对“虚拟生存”的表现，既是艺术的丰富，也是美学的延伸，因为虚拟生存大大拓宽了人类生活的虚拟空间与创造空间，丰富了人的生存方式。在这种新型的审美环境中，人们需要的是更多地发现自我而不是失掉自我，是保持与现实的时间和空间的关系而不是失去，是使其在肉身世界活动中进行的经历有着落而不是使其游离。

三、赛博文艺的互动真实

赛博空间的艺术真实性不仅表现在数字仿真对虚与实二元对立的突破上，更重要的是，它所表现出的互动与交流的强化，尤其是对欣赏主体能动参与的吁请的强化。互动与交流在传统文学活动中也受到作家和理论家的注意，但由于文学存在方式特别是传播方式的限制，各要素间尤其是作者与接受者之间的交流不能得到很好的实现，作者成了隐藏在作品后面的接受膜拜的“上帝”，接受者只能是进行膜拜性、玄思性静观与谛听、而疑问难以得到作者回音的“沉默的大多数”，只有少数的“专业”读者才能代表接受大众与作者面对面地交流。相比于传统文学，网络文学因互联网的数字化存在与传播方式，大大增强了接受大众的积极参与程度，甚至颠覆了传统的读者、作者的概念，让文学活动主体在实时交流与创造中体验艺术的真实。

这种在交流互动中创造与体验艺术真实的过程主要体现以下两方面：

首先，文学传播由“推”向“拉”的转换使接受者的主动建构地位凸显。数字化信息传输方式适应了现代社会生产消费结构关系的调整，接受者（消费者）的兴趣在文学场中的影响力随之迅速飙升，文学场即使没有完全成为买方市场，在生产者与消费者的博弈中，接受者也早已成为得到充分重视的存在，甚至成为被瞄准的、打上各种标记的潜在目标。“沉默的大多数”一跃而为新的“上帝”。传统文学活动中，接受者欣赏什么取决于一次单线“施—受”（即“推”）的过程，文学生产、传播与接受界限分明。网络文学活动中，接受者一改以往的被动角色，开始主动出击，自由选择（即“拉”）喜爱的作品作为欣赏对象。随着接受者地位的异军突起，生产者不得不放下架子，更加主动地靠近接受者。

与此同时，在网络文学阶段，不仅在欣赏超文本作品、多媒体作品时需要人机互动，要求读者参与文本的生成与角色表演，因之表现为读者与作品之间的互动，而且，“读者”更是俨然作者的影子，时刻伴随作者左右，和他交流、争论，影响他的整体创作过程。一方面，读者侵犯了作者的传统疆域，消解了作者单极的中心地位；另一方面，读者作为间接作者参与到创作中，改变了传统创作模式，作者—读者作为新型间性主体已初露端倪。这样，网络文学的艺术真实性在创作环节上已显露出与传统文学的不同，艺术真实的创造更多地表现出潜在接受者审美旨趣、欣赏能力的影响。

其次，间性主体在上述网络文学创作中只是初露端倪，而网络接龙小说、合作小说、互动写作，则创造了间性主体多向交互的新形态。另外，网络阅读时碰到的“我要评论”、“网友留言”、“酷评”等栏目，都是生动活泼的交互方式。作者与作者、作者与读者、读者与读者之间已不再是相互独立的孤岛，而是聚集一起的星团，辉映成灿烂、灵动的风景。赛博空间信息传递的实时迅捷性将人们连接在一起，面对面地亲切交谈、或激情共鸣、或友好批评、或针锋相对。窗口递归又可以让人同时存在于不同社区，身兼作者、读者、批评者数种角色。文学生产、传播与接受不再界限分明，而是杂然并存；文学创作不再是作家的独语，而是作者、读者、批评者多主体合奏的交响。

这种互动与交流表现为大众参与的性质。赛博空间为文艺活动者搭建了自由交流的平台，不但让每一个人有可能实现成为“作家”的梦想，更使文学活动的创作、传播、欣赏、批评等环节真正融合成一个动态开放的整体，使文学活动成为一项在赛博空间建造人类精神家园的集体事业，它的目标将是重建艺术的巴比伦塔。

综上所述，网络文学的虚拟真实正是在这种多向交流互动中被创造、体验、并确认的。真与幻、灵与肉完美地交织成一体。赛博空间正在产生一种认识的断裂，这种断裂构成了一种真实的心理革命，从根本上改变我们与世界的关系，让我们在现实与想象之间自由地越界，也使网络文学的艺术真实表现出与传统文学不同的新质。与一切悲观主义的看法相反，这一革命只能丰富我们肌体的感性能力，我们的听觉和触觉都能得到积极的刺激和诱发。

高楠先生认为，“机体与精神在体验的整体结构中融贯流转，对这样的现实实在达到构成性认识与把握，再将之赋诸艺术表现，就有了一种与时代与历史与社会与民族共在的真实。由于每个人生存并且无处无时不生存，无论创作主体、批评主体还是接受主体都构入并体验生存，所以这是大家共同构成、共同面对、共同接受的真实，这是至博至深的真实。”⑥他所归纳的生存的有机整体性、融贯流变性和互动生成性在网络文学活动中有充分表现。网络文学的艺术真实正是这样一种共在的真实，至深至博的真实，网络文学因此而拥有深刻的艺术魅力。

①朱立元、王文英著：《真的感悟》，上海文艺出版社，2001年第2版，引言。

②同上，第126页。

③[德]沃尔夫冈·伊瑟尔：《虚构与想象：文学人类学疆界》，陈定家，汪正龙等译，吉林人民出版社2003年版，第14—15页。