电气工程特点模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇电气工程特点，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

随着医疗技术的进步，大型医疗诊治设备的创新和更替，医院管理水平得到了不断提升，医院网络化、智能化、数字化的发展使得医院的用电量不断增加。同时，包括楼宇设备管理、通讯与计算机网络、手术室监控系统、医护对讲系统、ICU配电系统和探视系统等已经成为医院工程不可或缺的组成部分。

一、供电的可靠性要求

现代化医院保证工作之一就是要正确估计医院各种医疗检查诊断设备用电量、工作用电量、生活及照明的用电量。同时现代医院建设，考虑病人的舒适性、医务人员工作的高效率、及采用计算机系统的大型诊疗设备的正常使用都需要空调环境，这要占用医院供电容量的30%以上。洁净、明亮的诊室、手术室、医院公共环境则需要高标准的照度值，这使照明用电量又大大增加，电能作为清净的能源在医疗消毒、热水锅炉、家庭病房烹饪、病区热水饮用等方面的广泛应用，更使医院的用电量进一步增加。同时，确定医院用电性质和负荷等级则是医院电气规划建设的首步。

根据国家规范规定，医院供电要求和负荷等级是这样分析的，第一种情况：医院建筑为一类建筑，包含急诊部、监护病房、手术部、分娩室、婴儿室、培养箱、血库等一级负荷的内容，即可确定该建筑的供电电源为一级负荷对象，属于供电的最高级别。第二种情况：新建医院虽不为一类建筑，但在医疗功能方面部分包含上述急诊部、监护病房、手术部等一级负荷的内容，整个建筑供电负荷应确定为二级负荷。国家规范规定一级负荷和二级负荷都必须由二个电源供电，一级负荷别重要负荷，除上述两个电源外，还必须增设应急电源如采用柴油发电机或采用 EPS（集中供电式应急电源）是比较合适的方法。

二、照明

病房的照明可分为一般照明、局部照明和应急照明设计等几个方面。

病房的一般照明需主要考虑病人并兼顾医护人员的要求，营造宁静而温馨的光环境。根据《建筑照明设计标准》GB50034-2004的规定 ，病房内的照度标准为100lx，光源色温小于3300K。光源一般选择低色温荧光灯。由于很多病人需要长期卧床休息，如果在顶板上安装普通灯具会形成明显眩光，造成病人的不适。首选方案是选用间接型灯具或反射式照明。同样，病房走廊的照明设计除满足照度要求外，还要考虑躺在移动病床上病人的感受，为防止眩光的不适感觉，一般以棱晶面的荧光灯作为照明灯具。

病房的局部照明主要为病人阅读和医护人员进行操作时提供必要的照度，一般采用在综合医疗带上安装模块式荧光灯，也可以设计可调式旋臂壁灯，并选用可调光光源，既满足本床病人的要求，又减少对其它床位的影响。

护士站区域照明考虑到精密操作和书写阅读的要求，需设计较高的照度，按规范要求在工作面的水平照度应满足300lx，并采用色温较高（5500K）的光源。

病房区域都设计有夜间照明以满足夜间值班护士和病人的需求，通常在病房内的卫生间旁或门口及病房走廊装设夜间照明灯具，可选用带有遮光罩的节能型灯具，在提供一定的地面照度（5-10lx）的同时又要保证在床头部位的照度不大于0.1lx。夜灯开关一般装设在护士站，由值班护士统一控制。夜灯照明负荷等级高，可结合应急照明由EPS供电。

在医院电气工程中，紫外线灯和消毒风口等作为医院常用的消毒设备，它使用方便，消毒效果好，使用范围广，一般用于室内空气、物体表面和水及其它液体的消毒。由于紫外线对于人体皮肤和视网膜有一定的伤害作用，为防止误操作，紫外线灯可在护士站统一控制，现场控制开关需设计明显的标识以区别于普通照明开关。

三、医护呼叫对讲系统

为了及时处理病人的紧急情况和病人的其它需求，在医护人员和病人之间建立完善的联络机制是医院智能化的重要组成部分。因此现在大、中型医院的病房区都设有医护呼叫对讲系统，它主要由系统主机、对讲分机、卫生间紧急呼叫按钮、护理状态控制器、病房门灯和走廊显示屏等设备组成。

系统主机设在护士站，通过总线与本区的病房分机构成两级网络，一些大型系统还通过局域网与医院的主控机房通讯，如果本层护士站在一定时间内没有应答表示，可在主控机房控制呼叫转移给其它护士或通过医院内部的无线呼叫系统与相关人员联络。系统主机可接受分机的呼叫，进行声光显示，与分机进行全双工通话，并可在通话的同时存储处理其它病床的呼叫信息。病人通过对讲分机呼叫医护人员，并使用免提功能与医护人员通话。卫生间的紧急呼叫按钮自带地址编码，通过总线与系统主机连接，一般安装在卫生间的抽水马桶或浴盆旁距地0.5米处，方便病人在卫生间出现紧急情况时报警使用。医护人员通过护理状态控制器控制门灯显示不同信息并将处理信息反馈回系统主机。走廊显示屏受系统主机控制，平时可显示时间或提示性文字信息，当有病人呼叫时，则显示呼叫病人的房间代码。

对于传染病房和重症病房，在医护呼叫对讲系统的基础上还可增加视频功能，为医护人员提供病房的视频图像，以更好的监控患者的状况。

四、手术室的电气工程

手术室的一般照明应采用洁净荧光灯嵌入式安装，水平照度不宜低于500Ix（不包括手术灯照度），垂直照度不低于水平照度的1/2；手术室摄像机一般在手术灯和墙上各装一个，这样摄像机的信号线和电源线都必须预留；手术室内的悬吊式综合医用气体架上有电源插座，悬吊式综合医用气体架在手术室顶棚安装机座处应安装好电源插座的接线盒，手术室插座回路前端进线由隔离变压器供电，不能安装漏电保护装置。手术室应采用隔离变压器和降压变压器组成局部低压IT接地系统，也就是中性线不接地系统，在这里必须注意，变压器的金属外壳仍需与等电位联结端子板联结，当电源线与外壳短路时，发生接地故障。由于电源中性点对地绝缘，故障电流不能经中性线与电源构成回路，仅为线路地有限的电容电流。当电源线路足够短时，故障电流是很微小的，在手术室内不同部位所形成的电位差也就很小，电源不必切断，手术可以继续进行。

手术室等电位联结的重要性，国际电工委员会IEC标准关于“电流通过人体的效应”一文明确指出：0.5mA 是人能感觉的最小电流，10mA是人体能够摆脱电击电流的阈值。当电击电流大于10mA并伴随着电击时间的延续会造成呼吸困难、心房颤动或心脏停跳的后果。但对于医院接受手术治疗的患者来说，即使在10mA的阈值内遭受电击也是十分危险的，因为正常人体受电击时的自然保护有两个方面：第一是人体电阻，它能限制流过的电流量；第二是人体遭受电击时的肌肉收缩，有助于人体摆脱电击。这两种保护对手术病人来说可能都难以发生作用。因为医疗电气设备的电极经常贴附在人体皮肤上或直接插入人体体内，比如进行生物电测的病人往往需要用导电膏来减少皮肤的电阻，插入口腔和直肠的电子体温计正好旁路了人体电阻，手术病人的体外循环给电流流入体内正好提供了一条低阻通路。手术病人一般体质虚弱，经过麻醉后即使遭受电击也没有摆脱电击的能力，打开胸腔的手术病人，人体电阻几乎为零，一旦手术中有医疗电气设备绝缘损坏，微小的泄漏电流就有可能流经心脏而引起严重后果。

为了有效防范手术室等一些特殊场所因医疗设备发生泄漏电流而产生严重后果，目前，国际上防微电击措施常采取等电位联结。在新建和改造医院的建设中，在新建建筑物实行总等电位联结的基础上，对于手术室、ICU重症监护病房等应设置局部辅助等电位联结的措施。其根本目的就是把手术室内所有正常状态下流过电流的金属物连成一体，即使发生电气故障，这些金属物之间也不会产生电位差。

五、手术室监视及电视教学系统

洁净手术室，通常使用监控系统在各手术室设置半球摄像机，以监视手术室的场景。监视器一般设在护士站，利于手术部的护士长根据需要对手术室进行最直观的监控，了解有手术的房间使用情况，对于手术室的各种术前准备进行统一安排，提高手术室的使用效率，同时可直接反映手术室内医护人员的手术配合情况。通过室内外的免提电话，及时与室内人员进行沟通。

在手术室内目前还安装闭路电视示教系统，通过监控系统在有教学任务的手术室内配置在无影灯上带变焦距镜头的高清晰的彩色摄像机，从手术部位的上方进行监视，对大型手术，抢救手术或具有疑难杂症的手术过程，留下必要的影像资料，可用于医学研究，远程手术指导，病人家属根据需要观看手术过程，使未来的人性化服务得以体现；另一方面，使用硬盘存储技术可以长时间存储手术过程图像，由于数字网络视频的特性存储时间及复制次数不会降低原始图像的质量，万一发生医疗事故或医疗纠纷能做到有据可查。对有教学任务和临床教学活动时还可在教室进行，数字网络视频通过网络显示器及大屏幕投影电视来传递手术的实况。在贵宾等候室也设置了网络显示器，根据患者家属的申请要求选择观看，同时保证对患者隐私权的尊重。

六、门诊叫号系统

对来医院看病的患者，当然是以最快速度到就诊室为好，没有人愿为了挂号，找诊室、候诊等而花费大量的时间。在门诊部设置了门诊叫号系统，可大大提高门诊效率，减少患者等候时间，对候诊人员进行统一管理。

篇2

关键词：自动化技术；工业电气工程；特点；应用及发展

电气工程及其自动化是电气信息领域的一门新兴学科，与人们生产生活息息相关，近年来发展迅速。随着自动化技术在电气工程领域的实践和创新，自动化技术不断加深与各学科领域的紧密结合，电气工程发展不断创造质的突破，为我国经济发展做出了突出贡献。

一、电气工程与自动化技术发展现状

随着我国科技的不断进步，科学技术的更新为电气工程及其自动化技术发展奠定了理论与实践基础。自动化控制技术又进一步促进了行业之间的的交流与发展，进而推动了电气工程与自动化在商业领域的普遍应用，带动了经济高速发展。电气工程的高速发展离不开现代化信息技术的飞速发展与自动化技术在实践领域结合，二者相辅相成为电气工程的全面发展提供了高效的应用工具和优质的处理手段。另一方面，自动化技术在生物学、光子学及机电系统领域的拓展与融合又成为电气工程始终走在科技前沿的保证。以上因素的综合作用之下，电气工程与自动化技术满足了工业自动化发展需求，成为推动我国经济发展的重要支柱。

二、自动化技术在工业电气中的特点

1.低成本，高效率

自动化技术在工业电气中采用远程控制方式，有效的节省了材料、提高工程的可靠性，并且通过灵活的组合减少各种安装费用，结余了电缆。其采用的数据传输方式在特定设备上操作指令，完成指定工作。因为操作时指令传输转换的即时性，也保证了操作的精确性，有效的节省了时间，保证了失误操作发生的概率。如今，因其快速、高效的特点自动化技术已经被广泛应用于工业电气工程中。

2.削弱限制因素，完成高难度任务

长期以来，传统的电气工程作业中，一些特殊环境下工作，容易使工作人员身体受到影响，有危险系数的同时也降低了工作效率。自动化技术设计方便，便于系统维护，能够克服高强度辐射及紫外线和超低温等人体难以承受的恶劣环境，完成人工难以完成的高难度任务，在工业电气工程中的作用不可小觑。

3.智能控制，缩短周期

自动化技术通过智能化控制，减少大量的模拟量变送器、端子柜以及间隔设备等，完成对所要操作对象的智能控制，其强效的数据反馈系统进一步保证了电气工程中控制的高效性，缩短了整个系统更新周期。通过和监控系统的连接以及网络连接的`活组合，还能提高系统的安全性和可靠性，为电气工程高效运行提供了保证。

三、自动化技术在工业电气工程中的具体应用

1.诊断病因，完成实时监测

电气工程故障诊断中，传统的人工法诊断方法对人员的专业技术水平有着严格的要求，诊断起来复杂且可靠性低，数据问题以及设备问题有时处理不够及时。自动化技术则通过电子操控，大大降低了以上问题的发生概率。在电气工程电网调度中自动化技术通常应用于自动化控制系统中，通过运用局域网技术进行监控，及时调度电压信息，同时，根据监控反馈的可靠信息进行实时监测与分析比对。这样，在整个系统中电网调度系统完成自动预测，从而在可控范围内第一时间锁定故障并且排除故障，继而提高电网调度的运行效率、运行环境以及运行的敏感度以节约成本。

2.优化设计，实现操作智能化

电气化时代要求电力、电子技术、信息处理、电子计算机技术等领域的知识的融会贯通，电站运行的高效与否就取决于这些自动化技术能否在电站中充分运用。这就需要设计人员结合以上专业知识在实践中总结经验，反复研究与改进，探究出一套能够有效解决复杂问题的设计系统，用最便捷有效的方式解决复杂问题，提高运行过程中采集数据的精确度，改善设计样式，保证工程的自动化运转。另外，通过通过有效的设计，完成计算机设备、网络技术和传感技术的智能化操作与装置的自动监测。从而解决一定程度上的人力资源浪费，节省出来的这部分人可以运用于更有价值的地方。其次，改善了人工效率低，危险系数大的问题，提升了变电站数据提取的准确性。这也是电气工程追求安全化、智能化、稳定性目标的体现。

3.强化智能系统建设，实现控制自动化

传统的电气工程控制环节多，并且需要人工后台操作，在故障检测也只能通过逐一检查发现，找出故障点需要耗费大量人力物力，加强智能化技术在电气工程系统中的应用，实现自动化控制能够节约成本，提高效率。智能化系统建设包括三方面：专家控制、模糊控制和神经网络控制。其中的神经网络控制层次多、结构复杂，对其进行反向学习算法来判断和调控其中的子系统，实现信号处理精确化，效果显著。自动化控制技术应用于电气工程管理后，通过计算机设备、网络技术和传感技术的智能化操作，及时发现故障点，通过智能化监测对问题进行及时反馈，并且能快速的解决问题，提高供电效率。

四、自动化技术在工业电气中的发展趋势

1.智能化

自动化技术比起传统操控技术更趋向于智能化的方向发展。首先，一定程度的无人化操控通过调节下降和响应时间来实现对整个系统的控制，既节省人力又能控制系统的正常运行。其次，无需控制模型，使得自动化控制器大大提高了它的紧密系数，提高了评估、预测的可控范围。此外，自动化系统在处理不同数据时也表现出相当程度的智能化。具体表现在对数据的采集、处理与评估上，通过其他技术与设备的帮助，自动化系统准确评估所输入的具体数据，经过快速处理实现准确的评估。在遇到控制对象不稳定的情况时，自动化系统常常以其多样化处理方式取胜，但因为现实状况的复杂性，自动化技术在整体的控制上还存在一定的缺陷，有待技术上进一步的突破。

2.一体化

人与系统的一体化。系统控制代替人的体力劳动，还能代替人的脑力劳动，在一定程度上能够协助人员更好的进行工作。自动化系统在进行制造的时候，实现了人和整个系统的协调性，同时在管理和控制方面也得到了更好的发展。电气工业自动化在功能方面实现了代替人员体力劳动的作用，但这仅仅是自动化功能目标体系中的一小部分。自动化的功能表现在很多的方面，现在已经逐渐形成了一个有机的体系。

整个运作过程的一体化，从整个工业电气动态运作的过程来讲，自动化技术有着更为深刻的内涵。首先是程序单元，在这个基础单元中确定做什么、怎么做。其次是作用单元，主要是通过施加能量来进行定位，确保第一时间获取可靠信息。第三是传感单元，对性能和状态进行深入检测。第四是制定单元，通过制定单元筛选信息、监测信息，并对接收到信号的做出相应指令。

结语

自动化技术因其智能化、一体化的优势在电气工程中的应用广泛。加之其控制便利，操作简单，一定程度上解放了人力，提高了电气工程运作系统的效率，保证了整个电力运行的稳定性。在数字化飞速发展的今天，电气工程的自动化技术发展对我国经济发展具有显著意义，也是促进我国电气工程走向健康、持续、绿色发展的必由之路。

篇3

在科学技术高速发展的今天，很多建筑工程已经实现了智能化，可以说智能建筑的应用为人们的生产与生活提供了更为便捷的服务，也让人们感受到更为舒适的建筑内部环境。智能建筑中的电气工程是推动智能建筑高速发展的中心环节，要在低碳经济环境背景下不断提高电气工程的网络化与自动化水平，也在一定程度上促进了经济的发展。

一、低碳城市环境下智能建筑中电气工程的特点

低碳城市环境下的智能建筑是时代和技术的产物，是人类活动的领域逐渐扩大、生活和生产要求逐渐上升的结果。通常意义上说的智能建筑是指综合了很多高科技技术的建筑，这些技术主要包括计算机技术、信息通讯技术等，现金技术的应用可以使得建筑物的设计更加合理化与科学化，尤其是使内部的建筑的电气系统、防火防盗功能实现自动化和综合管理的目的，特别是可以让建筑物具有远程监控的作用和功能，只有这样的建筑才可以称得上是智能化建筑。它的最主要的特征就是管理的自动化、信息的全面化、和办公的自动化。

现阶段提倡的低碳经济最突出的特点就是能耗低、污染少，不仅有利于降低经济发展的成本，还有利于为人们提供非常舒适的生活生产环境。从目前的发展状况上来看，智能建筑的主要优势包括使用效率高，节能特点突出，居住环境舒适等，在世界范围内得到了迅速的发展，虽然在我国的发展时间不长，但是发展的速度却是非常地快，近些年来国内的很多省份市区的建筑智能化程度已经达到了相当高的水平，特别是在北京、天津、上海、广州等大都市，智能建筑得到了快速的发展，且取得了显著的成果，电气工程的自动化水平也达到了一定的高度。很多智能建筑也向着大型的公共建筑的方向迈进，例如随着经济文化的发展，世界范围内的建筑设计的交流与学习活动越来越密切，再加上政府和社会各界对智能建筑的支持，相信我国在智能建筑的研究方面还会取得新的突破。电气工程是智能建筑中的核心部分，在电气工程的设计上，要遵循低碳经济的发展原则，同时要利用高新技术，完善电气工程的网络化建设，这样才能使智能建筑得到长远的发展。

二、低碳城市环境下智能建筑电气工程的发展前景

智能建筑中的电气工程主要是朝着网络融合与办公自动化方向发展，通过高科技信息技术方式的应用，可以实现各种资源的优化配置，同时也降低了智能建筑在日常生活中的电气成本的消耗。

首先电气工程的可持续发展离不开信息通信技术的应用。信息通信技术在智能建筑中主要的使用功能包括为互联网络的接入提供端口、在使用过程中逐渐与移动通信系统实现交互式结合、可以同时进行远程的多方电视会议、并可以实现远程的医疗与教学等。在智能建筑中，信息通信技术的出现，实现了将通信的终端直接连接到办公室和家庭中来的目的，并且也已经得到了广泛的应用。

其次电气工程中的互联网技术的应用水平对实际的效果有着很大的影响。智能建筑中互联网技术的应用范围非常广泛，并取得了很好的实际效果。利用互联网技术可以对系统实行远程的监控和操作，还可以对数据库的信息进行适时监控，查看相关的访问记录，以便及时发现问题并采取有效的解决措施。利用互联网技术的使用在一定程度上可以逐渐提高智能建筑中人们合理利用资源与能源的意识。互联网技术在实际的使用过程中如果使用的是开放式的网络传输协议，就可以极大地提高控制系统的各项功能，而系统之间的数据交换的能力也会越来越强。

再次办公自动化技术的应用领域也要遵循低碳发展的原则，办公自动化的技术应用主要包括多媒体电子邮件、远程会议电视、无线遥控等，办公自动化在一定程度上说就是为建筑的各项电气设备提供信息和网络化的服务，促使其可以保障整个建筑的高效快捷的商业活动，现阶段，通过E-mail智能传真等方式可以发送多种形式的信息，包括声音信息、图像信息、音视频信息、格式化文本等，实现远程控制，节约了很多管理方面的成本支出。

另外智能信息化技术是在半导体芯片的不断发展背景下得到进一步拓展的，具体的表现包括智能卡的广泛应用以及家庭智能化技术的实现。这种半导体芯片的主要特点包括空间的占有量非常小，方便携带，具有非常大的内存空间，在使用的过程中具有很高的安全性能和可靠性能，同时还可以脱机使用，并具有一卡多用的性质，极大地方便了广大用户。尤其在生活节奏日益加快的今天，智能卡可以帮助人们节省很多时间，在保安门禁系统、停车场付费系统、商业收银等方面具有举足轻重的作用。而家庭智能化技术的主要特点就是通过一个家庭用的智能控制器将家庭中的各种家用电器和通讯设备全部链接起来，可以在异地对家庭中的电气系统进行远程的监控，保障家庭设施的安全度与协调度。这种家庭处理的方式得到越来越多的人的认可和接受，不仅为家庭提供了一个舒适的居住环境，还有效保障了人们的生活的安全性。家庭智能化技术的应用范围主要包括禁止非法入户、家庭设备的安全使用预警功能，对家庭中的电器实施遥控，还可以使用智能微波炉、智能吸尘器、智能空调等，为人们的生活提供了更加便捷的空间。

最后无线局域网络技术的使用给智能建筑的网络化提供了更大的空间，并打破了传统的有线局域网的布线限制，降低了工程的消耗程度。传统的网络使用需要在建筑中预留一定的线路，在布线的过程中还容易造成线路的损坏等，无形中增加了网络使用的成本。移动通信技术和卫星通讯技术不断发展，这给无线局域网的产生奠定了良好的基础。此项技术的主要应用特点是将微波、激光、红外线作为网络传输的媒介，提高了线缆端接的可靠程度。一台计算机可以在特定的网络使用范围之内任意更换地理位置，为用户的使用提供了便利的条件。在智能建筑中，很多领域都实现了无线局域网的连接，可以随时随地进行信号的传输、交互接入服务等功能，为人们的生活与生产提供便捷化和高效化的服务，满足了人们的各种需求。

三、结束语：

综上所述，在低碳经济发展的过程中，城市建筑也需要将低碳理念应用到实际的设计中来，智能建筑更不例外，应用低碳经济理念指导智能建筑中的电气工程的设计，不仅是建筑行业发展的需要，也是电气技术发展的必然途径。在这一过程中一定要秉持一种科学的精神，将低碳技术落实到电气工程应用的各个环节，从整体上促进城市环境质量的提高。

参考文献：

[1]关宇飞，沙婷婷.浅议低碳城市与智能建筑电气[J].科学与财富，2011（4）

[2]俞海江，陈文心.浅谈综合布线系统应用于智能建筑中的节能性[J].教育教学论坛，2010（3）

篇4

作者简介：于仲安（1973-），男，甘肃临洮人，江西理工大学电气工程与自动化学院，副教授；梁建伟（1979-），男，山西阳泉人，江西理工大学电气工程与自动化学院，讲师。（江西 赣州 341000）

基金项目：本文系江西省教育科学“十一五”规划（重点）课题“地方高等学校特色专业建设的研究与实践”（课题编号：09ZD069）、江西理工大学质量工程资助课题“电气工程特色专业建设”、教育厅学位与研究生教育教学改革研究项目“基于产学研的研究生创新实践教育研究”（项目编号：赣教研字[2009]16）的研究成果。

中图分类号：G642  文献标识码：A  文章编号：1007-0079（2011）36-0175-03

特色专业建设是进一步优化高校专业设置，提升专业建设的整体水平，提高人才培养的质量、效益和人才竞争力的重要手段。特色专业建设首先应该符合学校学科专业的整体发展规划和布局，符合社会人才需求的现状和变化趋势，应与学校的办学方向、层次、规模、能力和特色相适应。加强特色专业建设，是高校在高等教育大众化新形势下的必然选择，也是新时期高校深化教育教学改革，深入实施“质量工程”，提高人才培养质量的重要切入点和落脚点。[1]

电气工程及其自动化专业是多学科交叉融合，集电子、计算机、电力、控制于一体，专业知识发展迅速，新理论、新技术层出不穷，培养的人才具有广泛的普适性。江西理工大学电气工程及其自动化专业2008年被学校确定为特色专业进行建设，立足江西，面向市场，依托学校优势学科，面向电力、电子、矿山、冶金等行业，以电气工程领域的应用型和复合型本科生作为主要培养目标，为社会培养“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的创新型电气类骨干技术人才。

一、特色专业建设目标和方案

江西理工大学电气工程及其自动化特色专业的建设目标是依据本专业的发展现状、学校的办学特色以及现有的办学资源，制定了电气工程及其自动化专业“五结合”的人才总体培养模式：“强电与弱电相结合、电工技术与电子技术相结合、软件与硬件相结合、元件与系统相结合、运行与研制相结合”，培养创新型、复合型电气工程领域高级工程技术和管理人才。在学科建设、师资队伍建设、人才培养、科学研究和实验平台建设等方面取得长足进步，其建设成果可为学校乃至同类高校电气工程专业建设和改革起到一定的参考和示范作用。

建设方案为：根据学科基础和科研特色，研究电气工程人才培养新方案，加强理论素质基础和工程实践创新能力，探索适合电气工程领域发展的创新思路。改进培养方法和课程体系，强化实践软硬件建设，加强教师队伍建设，完善教学管理和评价体系，重视工程实践和科研创新能力的培养，提高人才综合素质和应用价值。[2]

在人才培养方案方面，根据高校培养模式和行业发展现状，从发展学科优势，加强学生素质角度出发，本专业结合教学改革和实验平台建设，从以下几方面着手，改进现有人才培养方案。

学科方向定位：在原有的电机和电力电子、控制工程方向的基础上，综合学科发展趋势，增加电力系统、新能源等教学内容。

优化课程体系：合理分配基础课程、专业基础课程、专业课、选修课的比例，加大了实践教学环节的比例。

改进培养模式：加强实验平台建设，构建课程实验、课程设计、实习和实践等创新实践活动在内的综合实践体系。增加专业讲座次数，让学生了解最新知识与技术的发展。

改善教学手段：积极鼓励和改进课堂教学、实践教学的手段和模式，提高学生主动学习的积极性。促进学生自主学习：通过开放实验室、参加学科竞赛、参与科研活动等方式，促进学生个性发展，提高工程实践能力和创新能力。

二、已取得的建设成果

近几年来，依照教育部质量工程的要求，在校院的支持和帮助下，通过全体教师的团结协作和努力工作，电气工程及其自动化特色专业建设取得了一定的进步。

1.强化师资队伍建设

通过几年的培养和引进，本专业教研室专职教师人数达12人，兼职教师3人，博士人数4人，硕士研究生10，博士和硕士比例为93.3%。其中教授3人，副教授8人，讲师4人，年龄45岁以下的占80%，年龄、职称、学历结构合理。

加强青年教师培养，通过听课、研讨、交流、公开教学等形式，进行传帮带的培养，使青年教师尽快成长。近3年，本专业4位青年教师分获江西理工大学“青年教学标兵”、“优秀教师”、“青年科研标兵”、“最受学生欢迎的10佳教师”和“教学竞赛一等奖”等荣誉称号。

通过企业实践、短期工程应用培训等方式，促进教师实践能力和工程技术的提高，为更好地指导学生打下坚实的基础。

2.优化课程体系，完善人才培养模式

现代科学技术呈现综合化、整体化趋势，要求文理渗透、理工管结合、学科交叉。这种形势下，对于电气工程及其自动化专业学生的知识结构而言，不仅要进行以教授专门知识、技术、能力为目的的较宽专业教育，还要进行以全面提高人的综合素质为目的的通识教育。从电气工程及其自动化专业的基本要求出发，其人才培养的知识结构中除了体现通识教育的自然科学、人文社科、经管、外语、计算机和体育课程外，还必须具备既反映一级学科“电气工程”特色，又反映“强弱电”结合的三大知识系列课程。

（1）电子技术系列课程：“电路”、“电子技术”（模拟电子技术和数子电子技术）、“电力电子技术”、“可编程芯片技术”、“嵌入式系统技术”等。

（2）计算机与信息处理系列课程：“计算机基础”、“计算机高级语言”、“自动控制原理”、“微机原理及程序设计”、“单片机原理与应用”、“计算机控制技术”、“工业控制网络”、“可编程控制器原理与应用”、“检测技术及仪表”等。

（3）电机与电能系列课程：“电机与拖动基础”、“电力系统分析”、“电力系统自动控制”、“运动控制系统”、“现代电气控制设备”、“电力系统继电保护”、“微特电机及系统”、“新能源转换与控制技术”等。

以上课程体系的优化，使学生受到电工电子、电力系统、信息控制技术等方面的基本训练，既有电气工程方面的专业知识和技能，又具有自动化和信息技术的基础知识和基本技能，学生系统观念强、基础知识扎实，具有较强的创新意识和工程实践能力，专业面广、适应性强，广泛满足社会的需求。

3.构建实践教学体系，加大实践平台建设[3]

根据实践教学的特点，结合电气工程及其自动化专业的培养目标、专业特点、学科发展和社会需求等，确立了“既有基础实践又有专业实践，既有基本技能训练又有创新创业训练，‘加强基础、重视实习、确保设计、强调创新’”的实践教学理念。

实践教学的主体是学生，实践教学质量的体现也是学生，而学生存在个体差异，因此必须因材施教，培养学生个性的发展。实践教学离不开理论教学的坚实基础，实践教学与理论教学的最终目标是工程应用与实践创新，因此构建了“以学生为主体，面向工程实际，实现理论教学与实践教学相结合、常规教学与个性培养相结合、实践教学与工程训练相结合、创新教育与科技竞赛相结合”的实践教学模式。

运用实践教学的基本理念，遵循实践教学体系的构建原则，采用“结构层次化，内容模块化，课程系列化”的实践教学体系设计思路，构建了电气工程及其自动化专业“以学生创新精神和创新能力培养为主线，集目标性、基础性、层次性、系统性、实践性于一体”的实践教学体系，将该实践教学环节分为“课程实验、实训和实习、综合设计、创新创业”四大实践教学模块，如下图1所示。

近几年，得到学校、财政部1200多万元的的大力支持，新建了电力系统实验室、新能源实验室、电气传动实验室、伺服系统实验室等，使本科生的实验开出率达100%。通过优化实验资源，改进实验手段和内容，使专业课的设计性和综合性实验比例达85%以上。

以“立足专业特点、面向工程实际、注重操作能力、培养劳动意识、提高综合素质”的校外实践基地建设思路，通过广泛联系和持续的建设，校外实践基地建设取得重大进展，现已建成5个相对稳定的校外实践基地，基本满足专业生产实习、毕业实习的需要，为学生了解企业、了解社会、增强实践动手能力打下了良好基础。

4.以能力培养为核心，加大教学方式方法改革[4]

（1）狠抓课堂教学改革，提高课堂教学质量。通过研讨会、示范教学、教学竞赛等形式，提高教师课堂教学的质量，针对不同的课程内容采用不同的教学方法，如启发式、引导式、问答式等。以教师为主导、以学生为主体，调动学生学习的积极性和主动性，严格课前预习、课堂练习、课后做作业的习惯，并进行不定期的检查和评比，在学生中养成良好的学习习惯，向45分钟要效果。

（2）以实践创新能力培养为核心，实行分类分层教学。为确保实验教学体系以能力培养为核心，与理论教学有机结合，根据实验类型进行分层次、多元化整合，力求综合设计型实验开出的比例不低于85%，兼顾应用型、研究创新型实验的开发。在整合实验课程内容的过程中，充分体现学科交叉重组，实现理论课和实验课内容组合的最优化。随着学生专业知识的不断增长，实践内容从基础到专业、从验证到设计、从设计到综合，从综合到创新，不断融合和贯通。通过基本工程能力训练、综合素质提高和创新能力培养3个阶段，培养学生的实际动手能力、信息获取能力、自主学习能力和创新思维能力。

5.重视科学研究，积极参与学科竞赛

高度重视科研活动，积极进行产学研结合，以科研促进教学改革和提升，大力推进教学研究，不断提升教学改革的力度。鼓励和组织学生参加各类学科竞赛，不断提高实践创新能力。

（1）加大纵横向科研课题的研究。近3年，本专业获批国家自然基金项目2项，资助经费76万元，获批省市级科研项目8项，资助经费22万元多万。横向课题5项，科研经费约350万元，发表科研论文60多篇，其中EI检索论文18篇，SCI检索2篇。

（2）教学类课题的研究。包括教改课题、教育规划课题和质量工程课题。近3年，本专业获批省级教改课题7项，教育规划课题2项，质量工程建设项目8项，资助经费约20万元。

（3）积极创造条件开放实验室，开展第二课堂活动，引导和鼓励学生积极参加各种技能竞赛。如数学建模竞赛、省级电子制作大赛、省级和国家级电子设计大赛、各类机器人大赛、挑战杯等各种学科竞赛，并取得了优异的成绩，近5年来，学生参加各类竞赛共获全国一等奖5项、二等奖1项，江西省一等奖21项、二等奖23项、三等奖30余项。

6.完善教学管理和质量评估体系，提高管理效益[4]

（1）强化日常教学管理，提升教学管理水平。本专业从课堂教学、实验实习、课程设计等环节进行了大量的改革和完善，极大地促进了教学管理的正规化，教学过程的严格化。从教师的教案书写、作业批改、课堂监控、实践教学准备、实践过程指导、教学档案管理等方面进行检查和监督。规范严格的管理，促进了教师教风的好转，进一步促进了教学质量的提升。

（2）促进理论和实践的深度融合。为了解决实验师资短缺的问题，促进理论教学和实践教学的深度融合，本专业要求所有理论教学的教师必须参与实践指导，包括课程实验、实习、课程设计等环节，参与实验室管理（作为兼职实验人员）。一方面为教师了解学生对理论知识的掌握情况提供参考，使教师课堂教学更有针对性，另一方面提高了教师实践能力、缓解了实验师资短缺的局面，实现了理论与实践的深度融合。

（3）完善质量监督和评价体系。进一步加强教学的宏观指导、协调和质量监控，完善评价体系和质量考核制度，进一步推进教学管理改革，确保人才培养质量的不断提高。

1）形成教学教学督导机制。为了提高教学质量，专业教研室采用试讲、研讨、听课、示范等形式，促进教研室教师教学能力的不断提高，从教学态度、教学内容、教学方法、教学条件、教学效果等方面进行综合检查和测评，并将相关信息及时反馈给授课教师，指出其授课的优点和不足之处，并提出富有建设性的意见和建议。

2）建立学生评教机制。教学督导能起到信息沟通的作用，但作为教学的对象，学生是直接的感受者，为此，专门设立了学生评教委员会，大力改革原来的学生评教方式方法，产生了积极的效果，在江西省教育电视台、校园媒体等进行了宣传报道。通过学生评教，建立了和谐的师生关系，畅通学生和教师之间的沟通桥梁。每月出版1期《学风建设简报》，学生在肯定教师优点的同时，更多的指出授课的不足，教师对学生的意见和建议必须进行反馈，教学相长，有利地监督了教学过程，促进了教风、学风的进一步好转。

3）信息反馈。有效的信息反馈是质量监控的基础，反馈信息的收集渠道除了统计、测量与评价之外，还可从同行教师、学生、毕业生、用人单位和社会各界广泛收集信息，并建立制度化、常态化的信息反馈渠道和反馈制度。通过信息反馈，为专业教学改革提供必要的参考，为提高教学质量提供借鉴，也为如何培养更适应企业和社会的学生提供借鉴。

7.毕业生质量

电气工程及其自动化专业建设的成绩得到了学校和社会的广泛认可，2008年作为江西理工大学首批一本招生专业，目前已在江西、安徽、河北、内蒙古、青海5省实行一本招生，生源质量大幅提高。本科生招生人数大幅增加，其中2008级学生198人（含专升本29人），2009级学生174人（含专升本29人），电气2010级141人。近几年来，电气工程及其自动化专业的就业率和考研率稳步提高，见下表1，趋势图如下图2所示。

三、特色专业建设中面临的困难

“质量工程建设”是促进我国高等教育规模、结构、质量和效益全面协调可持续发展的重大举措，需要学校、学院、教研室各级管理部门的统一协调和全力配合，需要领导、教师、学生的全力投入，但在目前的高校，尤其是地方高校，在能提升学校办学实力的学科建设、科研等方面所受到的压力非常之大，而在学校的收入分配政策、职称晋升、评优争先等方面对质量工程的重视远远不够，导致教师对本科教学项目的研究和建设的积极性不强，投入精力不够，加之教学任务的繁重、评价体系的不完善、教学工作质量的认定标准不规范等一系列的原因，使得质量工程的建设效果不理想。

特色专业的建设不仅涉及教学场地、实验设备、实践基地、图书资料等硬件基础，还包括师资队伍、培养计划、理论教学、实践教学、科研活动、教学方法和手段、技术进步、社会需求、区域经济发展等许许多多的软件建设，它是一个长期积累的过程，需要不断研究和实践，并不断修正和完善，方能产生较好的建设效果。

四、结语

电气工程及其自动化专业培养从事于电力生产、传输和电力系统运行、电力电子技术应用、信息处理、试验分析、自动控制、电机与电器产品的研制开发、经济管理以及电子与计算机技术应用等领域的宽口径复合型高级工程技术人才和管理人才，是目前社会急需的通用性强、适应性广的专业，学生毕业分配形势非常看好。[8]

以上所述的成果只是特色专业建设过程中取得的点滴成绩，对照特色专业建设目标，还有很多工作要做，尤其作为地方高等院校的电气专业，如何更好地将专业的普适性和学校的特色、地方经济特色紧密结合，培养出基础扎实、特色鲜明、具有创新精神的高素质电气人才，还需要深入改革和实践，才会取得理想的建设成果，为同类高校电气工程专业建设和改革起到有益参考作用。

参考文献：

[1]于仲安,梁建伟.地方高等学校特色专业建设研究[J].中国电力教育,

2010,(22):36-38.

[2]丁明,吴黎丽,等.电气工程及其自动化国家级特色专业建设与思考[J].电气电子教学学报,2011,(4):32-34.

[3]于仲安,任志斌.以创新实践能力培养为目标的电气类专业实践教学体系构建[J].江西理工大学学报,2009,(12):85-88.

[4]于仲安,张振利.加强实验教学示范中心建设全面提高实践教学质量[J].江西理工大学学报,2010,(12):49-52.

[5]汪上,刘朝臣.论高校特色专业建设[J].高等农业教育,2008,(11):52-55.

篇5

关键词：电气工程；自动化；特征；发展趋势

中图分类号：F407文献标识码： A

前言

当前，随着我国经济与信息技术的快速发展，我国对电气自动化的研究和应用也取得了许多重大的成果。在新形势下，电气自动化的已经发生了很多的变化。因而对电气自动化技术也提出了更高的要求，当前，我国很多企业都要求在实际生产过程中的技术需要更高的智能化、信息化和自动化等。这在一定程度上不仅可以降低企业的运行成本，同时还能提高企业的效益，进而促进经济社会的快速发展。因此，更好地提高各个行业自动化的应用程度已经成为科研工作人员首要的任务。

一、电气自动化的基本概念

在现代科学技术的许多领域中，自动化是指在无人直接参与的情况下，利用控制装置根据给定值或给定信号变化规律去变化的过程。自动控制系统的开环控制是系统结构的控制过程，一般只能用于对控制性能要求较低的场合。闭环控制控制装置是通过给定值与反馈量的偏差来实现控制作用的，具有减小或消除作用震荡的作用。复合控制其控制作用难以及时影响被控量，形成快速有效的反馈控制，补偿控制与反馈控制相结合，就构成了复合控制。复合控制有两种基本形式：按输入前馈补偿的复合控制和按扰动前馈补偿控制的复合控制。自动控制系统分为线性系统和非线性系统，定常系统和系统，连续系统和采样系统，恒值系统和程序控制系统。

二、电气自动化体现的优势特征

电气自动化系统在设置时必须将用电设备安装在电动机部门与配电室，主要是由于这类系统的配件相对比较多，处理的信息量也比较大，一旦出现技术问题维修起来就非常复杂。与热工体系相比较，电气自动化系统在操作时需要进行控制的频率较低，在电气系统正常运行的阶段，一般经历较长的一段时间再进行下一步的操作。当然，电气设备在系统保护时要求较高，主要是由于它的运动操作速率非常快。从构造层面来讲，电气自动化系统的操作相对比较困难，但是它的逻辑连锁规律较强。因此，就需要对于电气自动化监控体系需要引入不同的控制技术。同时，还应该科学考虑整个操作系统的安全性、准确性和稳定性。综合考虑电气自动化系统的各种特点，尤其是在构建控制体系的过程中，必须采取科学的态度准确的设计系统结构，保证整个电气化控制系统能够安全高效运行。以上就是电气自动化的一些优势特征。

三、电气自动化技术的发展趋势

1.电气自动化工作人员的专业化

目前，我国的电气自动化企业在产品的设计和进行设备安装时，最大的缺陷就是企业对工作人员的专业化培训力度不够。造成这种问题的主要原因是这些企业的高层管理者对此重视不够，这些领导者认为电气自动化技术一般都比较简便，根本不需要对工作人员进行专门的培训。然而，有很多电气自动化生产企业在安装电气自动化设备后，只对相关的操作人员进行一些简单的培训，进而就会造成一些安全事故。因此，在电气自动化技术的设计和安装时，应对相关人员进行培训，一方面让他们了解具体的操作流程，另一方面还要锻炼他们的实际操作能力，在电气自动化系统发生故障时，能够第一时间排除并解决故障，尽量将电气故障带来的影响降低到最低。因此，电气自动化工作人员的专业素质非常重要。

2.统一的系统开发平台

在进行电气自动化研发过程中，应该采用统一的系统开发平台，这样做就可以对自动化的设计、调试、运行和维护等各个环节进行有效的控制，从而可以缩短系统地完成时间，还可以节约研发的投资。因此，只有保证系统开发的平台处于独立的状态，才能进一步实现统一的系统开发平台，进而开发出满足客户需求的电气自动化系统。因此，统一的系统开发平台在电气自动化技术中也显得非常重要。

3.突破电气自动化领域中的关键技术

新时期，科学技术的快速发展在一定程度上促进了电气自动化技术的发展。现在，我国已经发展成为世界上很重要的电气自动化生产基地，同时一些关键技术也取得了很大的突破，并在此基础上取得了很多可观的成果。我国的电气自动化系统的生产技术已经有了很大的进步，明显缩小了与发达国家的领先水平之间的差距，甚至有些技术已经超越发达国家成为了世界一流的水平。虽然，目前我国已经在电气自动化领域取得了一定的成就，但是，我国的电气自动化在实际应用中还存在许多不足。这要求我国的技术研发人员继续进行大量的开发和研究。进而早日解决电气自动化技术在实际应用中的问题。

4.电气自动化装备生产的安全性

安全生产是每一个企业在生产过程中都应该重视的最主要问题，尤其是在电气自动化装备生产企过程中，由于电气自动化技术的危险性一般都比较高，更加应该重视生产安全的防护措施。然而，我国又的电力企业在实际的生产工作中，为了节省成本而减少了安全防护，进而造成了很多安全事故。因此，我国很多企业在完善电气自动化装备生产的安全性方面还有很多不足。

5.电气自动化技术的创新

对于任何一个企业而言，创新是一个企业的核心，没有创新就没有新的科技成果，也就没有任何进步。电气自动化技术也同样需要创新，进而能够满足各个领域不同的需求。因此，在进行电气自动化技术创新时，要坚持引进和吸收相结合的原则，从而不断地提高企业的创新意识和创新能力。同时，电气自动化生产企业还应该尽量使用高新科技来提高产品的技术含量，不断发扬创新精神。

6.电气自动化技术的通用性

电气自动化技术发展的趋势还包括电气自动化技术的通用性，这样不仅能够保证电气自动化系统的正常运行，还能够保障企业的正常运行，同时也能对企业进行更加有效的管理和监督。有的企业在对设备的工作进行监督时，很显然缺少了技术的通用性，进而影响到企业的正常运行，从而使得企业的工作效率大大降低。因此，保证企业整个系统通信的畅通很有必要。

7.电气自动化技术和设备的市场化

随着我国国民经济的不断发展，电气自动化设计和生产企业也进行了不断的改革和创新。在对电气自动化技术进行研发的同时，更加注重了市场的分工和社会化协作。因此，要根据市场需求的变化进行及时有效的调整。同时还应该增加资金的投入，尤其是对一些关键技术的设计和研发，进而保证企业的核心竞争力，以便适应现代化市场经济的需要。

结语

根据上文分析，主要通过阐述电气自动化技术的优势和发展趋势，表明发展电气自动化系统的重要意义。目前，为了满足我国电气自动化的需求，更大程度上推进我国的电气自动化建设，应该加大对我国电气自动化技术的研究投入，进而进一步使我国的经济健康发展。因此，现阶段研究新时期电气自动化及电气自动化发展趋势显得很有必要。

参考文献：

篇6

作者简介：苏宏升（1969-），男，甘肃靖远人，兰州交通大学自动化与电气工程学院电气工程系副主任，教授；董海鹰（1966-），男，陕西临潼人，兰州交通大学自动化与电气工程学院副院长，教授。（甘肃　兰州　730070）

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）33-0027-03

一、历史沿革

兰州交通大学电气工程及其自动化专业的前身是1958年由姜嘉猷教授等一批电机工程专家组建的电力机车专业和1959年组建的电力机车供电专业。1999年，学校根据国家新的本科专业目录，设立了电气工程及其自动化本科专业，并于同年开始招生。2000年，该专业被教育部列入国家管理的专业点名单，并于2004年获得了财政部的中央与地方共建高校专项资金资助。[1]

电气工程及其自动化专业自成立以来，沿袭兰州交通大学（兰州铁道学院）多年优良的办学传统，本着服务铁路和面向地方电力系统领域进行人才培养的原则，已为国家培养了1000多名铁道电气化工程领域的专业技术人才，为国家建设，特别是西部铁路建设作出了重要贡献。

二、专业定位

随着高等教育教学改革的发展，我国高校高等教育已从精英教育时期转变为大众化教育时期，而大众化教育所面临的最大问题是毕业生的就业分配问题。严峻的就业形势已经演变成一个备受关注的社会问题，而这仅仅通过提升教学质量，狠抓教学水平的努力是难以办到的。因此必须从社会分析做起，正确定位，找好高校人才培养和社会需求的结合点，做好高等教育的专业教学改革，完成高校肩负的三项主要职能：人才培养、科研转化和服务社会。

电气工程及其自动化专业是我国工科院校普遍设立的一个专业，专业规模相对庞大，就业竞争异常激烈。如前所述，兰州交通大学如何能够培养出适应时代需求的学生，在当前诸多高校中占有一席之地，是关系到该专业生存发展的重要问题。为此，兰州交通大学电气工程系在对当前该专业深入分析的基础上，结合原铁路院校类特色，进行了大胆的尝试和改革，即将兰州交通大学电气工程及其自动化专业定位于铁路特色专业，在原电气工程及其自动化专业原有方向的基础上设立了电气化铁道牵引供电和接触网工程两个特色专业方向，一方面拓展了学生的就业渠道，进一步明确了教学目标，另一方面兼顾了学生的学习兴趣。经过两年的专业尝试，证明电气工程系将电气工程及其自动化专业定位于铁路特色专业的实践是完全正确的，出现了毕业生供不应求的局面，不少人已在本职岗位上取得了良好成绩，深受用人单位欢迎。

三、特色专业方向的设立

教育部《普通高等学校专业设置的规定》明确规定：“普通高等学校根据社会特殊需要及自身优势和特点，可在完成基础课教学后，在现设专业范围内自主审定专业方向”。在此规则指导下，兰州交通大学电气工程系开展了在电气工程及其自动化专业下设立特色专业方向的探讨和研究工作。

1.电气专业宽口径下的问题分析

纵观当前电气工程及其自动化专业的状况，所存在的问题主要表现在：一是人才培养目标不够明确。部分高校沿袭着我国高等教育中重理论、轻知识传授的教育理念，忽略了人自身的教育，又缺乏明确的专业定位，导致培养目标过大而无法适应时代需求，也不能适应社会对人才的多层次需求。二是人才培养模式落后，缺乏创新。教学以具体专业为导向，将相应的专业知识灌输给学生，较少考虑学生是否能将所学知识完全消化，是否形成了合理的知识结构，是否能够运用这些专业知识解决实际问题。随着信息技术的高速发展，技术专业化日益突出，培养更加专业的电气方面人才是社会发展的必然。

2.铁路特色专业方向建立的可行性和必然性

我国能源资源分布的不均衡以及越来越多的外出务工人员，决定了我国铁路交通运输在未来国民经济发展中仍将占据十分重要的地位，而铁路电力牵引相比其他牵引方式在高速、重载、环保等方面具有很大的优越性，因而是未来铁路交通运输行业主要发展的牵引模式。“九五”后期，随着一批时速超过200km的客货共线铁路和200～350km的客运专线铁路的建成，我国铁路进入高速发展期，加上这些铁路多采用信息技术控制和管理，客观上决定了对铁路牵引供电专业的更高要求：要求电气专业对铁道知识有深入的理解和掌握；要求作为铁路自动化、现代化和科技化代表的牵引供电系统要从可靠性到先进性满足高速铁路建设的要求；要求现代的电力牵引供电要向专业化、科技化和信息化的方向发展。

目前我国铁路建设掀起了新一轮，且正在向新疆、等边远地区渗透，而这些铁路建设的特点是高起点和高标准，急需大量掌握现代科学知识的铁路供电和接触网方面的人才，从事与牵引变电所与接触网有关的运营维护工作，确保大动脉的安全畅通。另外，由于兰州交通大学电气专业培养目标不够明朗或培养计划满足不了高速铁路发展的要求，致使人才培养与社会需求脱节，毕业生就业困难。

根据我们在乌鲁木齐、呼和浩特、哈尔滨、武汉、郑州、兰州等铁路局和青藏铁路公司，以及南车、北车等铁路机车车辆制造企业的调查而得出的结论来看，这些企业每年对牵引供电专业毕业生的人才需求是学校能够提供的三分之一，缺口达一半以上，而且这些铁路企业对牵引供电的人才需求还将继续增长。

一方面是宽口径下电气专业学生由于技能欠缺和诸多高校学生人数日益增多带来的就业压力；另一方面是铁路牵引供电专业的人才匮乏，出现了多家用人单位提前到学校争抢人才而无法满足人才需求的局面。鉴于此，根据兰州交通大学原铁路类院校特色，兰州交通大学电气工程系决定在电气工程及其自动化专业下开辟牵引供电专业方向。同时，考虑到接触网是电力牵引必不可少的载体，与运营维护工作往往纠结在一起，密不可分，因此又设立了接触网工程方向。这样和原来的电力系统自动化专业方向一起，兰州交通大学电气工程及其自动化专业共有三个专业方向，即两个铁路特色专业方向和一个传统专业方向，较好地满足了用人单位的需求，也给学生提供了更多的选择空间。

四、铁路特色专业方向改革的具体措施

电气工程系铁路特色专业方向一经确定就成为兰州交通大学的一个重要专业方向，这也是甘肃省乃至西北地区唯一的一个有该方向的本科院校。为了满足铁路特色专业方向（即铁道供电和接触网方向）的教学要求，院系两级在人才培养模式、课程设置、教材选取和平台建设等方面成立了专门的课题研究小组，并得到了学校的大力资助。

1.教学计划的修订和课程设置的完善

电气工程系原有的教学计划和大纲是针对电气工程及其自动化本科专业而设置的，具有课程门类比较齐全，覆盖面广的特点。缺点是缺乏特色，定向模糊，培养目标不清晰，导致毕业生就业困难。为了能和铁路特色专业培养目标相匹配，必须对现有的教学计划进行调整，使之既能符合电气工程及其自动化专业的培养计划，又能体现铁路特色供电专业的培养目标。为此，研究小组认为：新教学计划的制定应该体现知识的完整性和连贯性；充分反映本课程方向的新技术和发展前景；删减就繁，除旧布新，突出重点；理论联系实际，注重实践能力的培养。正是基于这样的原则，结合大纲对原教学计划从公共基础课程教学平台、专业基础课程教学平台、专业课程教学平台以及工程实践能力教学平台四个方面进行了修订。[2]

（1）公共基础课程教学平台的修订。除执行全校公共基础课程体系外，学院还构建了由14门课程组成的计算机应用能力平台：“程序设计基础”、“数据结构”、“离散数学”、“微机原理”、“单片机原理及系统设计”、“数值计算与MATLAB方法”、“嵌入式系统设计”、“计算机导论”、“DSP技术及应用”、“数字信号处理”、“软件开发技术基础”、“数据库技术及应用”、“Web技术及应用”、“计算机网络”，为学生今后的发展奠定了基础。

鉴于铁路特色专业方向对数学有较高的要求，因此在修订计划时增加了工程数学教学方面的内容，包括“数学物理方程”、“矢量分析与场论”、“概率与数理统计”、“复变函数与积分变换”课程，为学生专业方向课程的学习中打下厚实的基础。

这样学生既能在大电类基础课程教学平台的宽口径下学习，又能掌握特色专业方向课的基础课教学内容，为以后分专业方向学习奠定了坚实的基础。

（2）专业基础课程教学平台的修订。电气工程及其自动化专业基础课程教学平台包括“电路分析”、“电路实验”、“电子技术”、“电子技术实验”、“工程电磁场”、“自动控制原理”、“电机学”、“电气工程导论”、“电力系统分析”、“电力系统通信与网络技术”10门课程，与公共基础课程共同构成大电类基础课程教学大平台。

由于接触网专业对机械和力学知识有较严格的要求，因此在专业基础平台中增加了“机械设计基础”和“工程力学”课程，丰富了学生的专业知识面，也为以后学好接触网专业方向奠定了基础。

（3）专业课程教学平台的修订。电气工程及其自动化专业课程教学平台主要涉及“高电压技术”、“电力电子技术”、“电力系统继电保护原理”、“电气测试技术”、“电器控制与可编程控制器”、“电力系统自动化”、“专业英语阅读与写作”、“电气设备状态监测与故障诊断”、“配电网络自动化”等课程，与毕业设计、课程设计一起构建专业技能获取平台。

专业课程教学平台的修订对确保铁路特色专业方向成功至关重要，因此做了较大的调整。针对电气化铁道牵引供电专业方向，增加了“电气化铁道供电系统与设计”、“电气化铁道供电系统及装备”、“城市轨道交通供电系统”、“牵引供电所设计与施工”课程以及这些课的课程设计。针对接触网工程专业方向，增加了“接触网工程与设计”、“接触网规程与规则”、“接触网施工”、“接触网检测”以及“接触网工程与设计课程设计”。上述两个特色方向除必修课外，均有9个学分的选修课。表1是调整后电气工程及其自动化铁路特色专业方向课程教学计划。

（4）工程实践能力教学平台的修订。工程实践能力教学平台的调整主要基于两方面：一是调整工程实践平台本身的实训内容，如认识实习由参观刘家峡水电站改为参观兰州铁路局供电段兰东牵引变电所，生产实习由原来的兰州电机厂实习改为兰州铁路局职工培训站陇西分站接触网实训基地实习。二是开辟新的实训内容或实训基地，如增加了有关牵引供电系统和接触网专业方向的零部件拆装实习，以及开辟了兰州铁路局供电段电调中心实习基地。此外，学院还定期聘请各大铁路局、设计院、中铁电气化公司、青藏铁路公司等现场专业人员来学院任课或作报告，使得学生们不出校门就能学习到现场的知识。

2.师资队伍建设的研究

电气工程及其自动化专业铁路特色专业方向是一个崭新的方向，师资力量的配备直接影响到专业建设的成败。在优化师资配置资源的基础上，必须加大师资培训，提高教师的专业水平。具体措施：一是安排教师到相关院校进行实习培训，加强学习交流。如2008年安排张廷荣、李红两位青年教师去华东交通大学学习，安排李亚宁教师去铁道部第一设计院学习，2009年安排张廷荣、李红去铁道部第一设计院兰州分院学习，2010年安排闵永智教师去西南交通大学学习，提高了教师的理论水平。除了每年安排相关教师进修实习外，学院还着力出台了“1+2”研修计划和“1+1”帮带计划。二是鼓励教师利用暑、寒期到工厂或铁路建设现场实地考察，与现场工人、技师交流学习，做到真正实践学习。三是在院内积极开展铁路特色专业方向方面的科研工作，加大对科研方面的投入。通过承担和参与科研项目，提高教师发现和解决工程实际问题的能力，丰富教师的工程实践经验。四是强化教师专业队伍，引进高水平人才，要特别加强从企业引进具有较高学术水平和丰富工程实践经验的高级专业技术人才，提高师资队伍的整体工程实践能力和水平。

3.实验室建设和实习基地的建立

实验是教学的重要环节，相应的实验室建设对于专业发展尤为重要。铁道电力牵引供电系统和接触网专业方向建立之前，我们就对实验室建设进行了大量的考察和论证工作，一经专业方向确立就开始了实验室建设工作。由于铁路特色专业方向的特殊性和庞大性，所需建设资金缺口较大，研究如何利用有限的资金完成有代表性的实验设备从而完成实验室建设，满足日常教学需求，帮助学生理解和接受所学专业知识提高学生学习主动性异常重要。学校采取了以自我建设为主的方式，同时加强外来资金的引入。一方面，学校利用日元贷款大力建设铁路特色专业方向实验室，先期建成电气化铁道供电系统模型实验室，包括一个电力系统沙盘及一个牵引供电系统沙盘；全部偿、半补偿及接触网简单悬挂模型；断路器、隔开关、互感器、避雷器等牵引变电所电力设备模型；AT、BT及接触网直供方式下的挂板模型；牵引所二次回路、直流操作电源的挂板模型，满足铁路特色专业方向学生学习的基本需求。另一方面，利用财政部与地方共建实验室和特色办学机会，争取国家财政支持。通过各方积极努力，获得财政部数百万元建设基金，建立了远动及综合自动化实验室。最后利用现有的实验设备，学校投入配套资金进行二次开发，展开对遥测、遥信和遥控系统的深入研究，完善实验室设备和技术。[3]

关于实习基地的建设问题，接触网专业方向要求学生必须通过相应的安全规程测试，合格后方能上岗，其特殊性决定了实习的重要性。利用现有条件和依托相关企业单位建设新的实习基地是我们必须思考的问题。学校利用兰州铁路局职工培训站接触网实习基地的优势，在实习阶段将学生送到接触网实习基地进行接触网零部件拆装练习，并设法考取上岗证。另外，和企业积极联合，建立新的实习基地。如与兰州铁路局兰东供电段达成就业实习协议，给学生一个熟悉和实习的机会，做到理论和实践相结合。

4.教学方式多样化，注重学生能力培养

为了增加学生的学习兴趣，电气工程及其自动化专业铁路特色专业方向的课程从内容到形式上都进行了不断地尝试，目的是寻求利于学生学习和能力提高的最佳结合点。

教学内容上不再采取单纯的灌输式教学，而是丰富教学内容。首先在教材的选取上采用“三位一体”的教材，再经过大量的比对，选取最好、最先进的教材。对不恰当的教材经过教师和专业技术人员的共同努力进行修正；课堂采取不同的教学方法，利用多媒体课件教学，一方面从交流单位引进录像，另一方面根据需要去现场实地制作教学录像，提高了学生的学习兴趣。

课堂教学注重能力培养。为了提高学生能力，充分发挥学生的学习主动性，一些课程采取了教师讲授、学生参与的方式。例如，对于轨道交通概论，任课教师讲完部分课件后，布置学生课后通过资料查取完成一定任务，并让学生们课堂讲解。由于学生查阅的知识多种多样，不仅丰富了学生的视野，而且教师在其中也可以学到不少知识，共同受益。提高了学生的学习主动性、自学能力。

五、铁路特色专业方向取得的实效

兰州交通大学电气工程及其自动化专业铁路特色专业方向一经开始就显示了极其强大的生命力和发展潜力。在校内受到领导和广大教师的支持，为学生提供了一个新的就业机会和选择。经过两年的建设和发展，得到了铁路局、设计院、中铁电气化局、中铁建和机车车辆制造企业的认可和好评。目前除部分毕业生考取研究生外，大部分学生已走上工作岗位，总体呈现出供不应求的局面。在最近连续三届的毕业生就业分配中，无1人待业。在最近连续两年的高考中，报考该专业学习的学生数量大大增加。该专业与铁路信号、机车控制两个专业配套，构造了“三位一体”的学科优势，填补了学科专业建设的空白。

六、结束语

自1999年电气工程及其自动化专业恢复招生以来，历经10年有余。在校、院两级领导的支持下，电气工程系教师孜孜不倦、呕心沥血，建立了国家特色专业和省级实验示范中心两个平台，设立了电气工程一级硕士学位授权点和一个工程硕士学位授权点，并吸引了大连交通大学、西南交通大学、华东交通大学、宁夏大学、兰州理工大学、兰州工业专科学校、河西学院、陇东学院、甘肃工业职业技术学院、酒泉工业职业技术学院、乌克兰克列门丘格国立大学和斯洛伐克马捷贝尔大学等院校教师来中心参观、学习，取得了令人瞩目的成绩。

参考文献：

篇7

中图分类号：TP392文献标识码：A

[WT]文章编号：1672-1098(2011)02-0026-05

收稿日期：2011-03-25

基金项目： 安徽省高等学校自然科学基金资助项目(KJ2009A093)

作者简介：李敬兆（1963-），男，安徽淮南人，教授，博士，研究方向为嵌入式系统。

WT3BZ]Application of Embedded SQLite Database in Electrical Engineers PDA

LI Jing-zhao, REN Ping

(School of Computer Science and Engineering, Anhui University of Science and Technology, Huainan Anhui 232001, China)

Abstract:The electrical engineer PDA was developed for solving electrical engineers need to look for a lot of technical information, edit formulas, measure electrical parameters, and so on. The PDA hardware is made up of ARM core microprocessor, data acquisition and processing circuit, and touch screen / LCD display circuit. The embedded database SQLiteis used and transplanted to the embedded microprocessor S3C2440 and Linux systems on the basis of the existing embedded databases are analyzed. Waveform storage table, electrical parameter measurement record table and electronic formulas table are designed based on the function of electrical engineers PDA. The PDA data sheet’s field, electrical technical data query module database table creation and database design of electrical data query module are mainly analyzed. Linux operating systems and SQLitedatabase are transplanted to the embedded microprocessor, electrical engineers PDA application software is designed, and online calculation, editing and querying electrical data, etc are realized. The design request of this PDA was successfully completed.

Key words:PDA; embedded systems; SQLite

嵌入式系统已经成为IT产业一个新的经济增长点，PDA(Personal Digital Assistant)作为嵌入式系统的高端产品也得到了迅速发展。尤其是随着基于ARM核微处理器和源码开放的Linux 操作系统的逐步流行，PDA的功能不断得到完善和丰富，应用也越来越广泛。然而目前通用型的PDA较多，而专业型PDA则较少。为此，作者对电气工程技术人员应用的专业PDA进行了研究，其集万用表、示波器、常用电学公式计算、电气技术参数资料手册查询等功能于一体，可将电气技术人员从多仪器携带、大量的资料查询、繁琐的公式计算中解放出来，大大提高了电气技术人员的工作效率。由于该PDA具有大量的资料和数据，因此在研制过程中基于ARM-Linux平台，移植了嵌入式数据库SQLite进行应用程序设计，本文主要对嵌入式数据库在电气工程师PDA中的移植与应用进行分析。

1 PDA的结构与功能

电气工程师PDA的电信号测量通过底层数据采集模块获得，系统控制信号由触摸屏触发，用户通过触摸屏进行操作。该PDA的系统结构如图1所示。

图1 PDA的系统结构

电气工程师PDA的主要功能如下：

1) 万用表。可测量常用电信号和参数，如电阻、电容、电感、电压、电流、频率等，还可在线进行交流电压和电流的瞬时值、功率因数、视在功率、有功功率、无功功率等电参数的综合测量；

2) 示波器。以波形和数字显示被测电信号如电压、电流、各种功率的波形；

3) 公式计算以及在线编辑。可以进行常用电学公式的计算，用户可直接将测量值代入PDA上给出的公式进行计算并保存，同时还支持公式的在线编辑，从而使电气工程师PDA更具通用性；

4) 电气技术资料查询。用户可按标题或关键词通过精确查询或模糊查询来查找所需的电气专业技术资料；

5) 语音导航和GPRS通信等功能。该PDA具有语音导航使用操作功能，可使用GPRS来实现网络通信，以便浏览、下载数据或上传个人数据。

电气工程师PDA的功能模块设计如图2所示。

图2 系统功能模块图

2 嵌入式数据库分析

与通用计算机系统相比，嵌入式系统特殊的开发环境决定了其对数据库的需求有如下特点：

1) 嵌入式数据库管理系统要占用非常小的内存空间，应尽量避免产生冗余数据；

2) 嵌入式数据库应具备良好的实时性，以保证运行在嵌入式实时操作系统上，不会影响整个系统的实时性能；

3) 由于嵌入式系统会不可避免地与底层硬件打交道，要求嵌入式数据库要有底层数据操作与控制能力。

常见的基于Linux平台嵌入式数据库主要有PostgreSQL，MySQL，mSQL，Berkeley DB，SQLite等［1］。

MySQL 在保持中等体积的情况下提供了较为适用的功能，已经成为中小规模数据库应用的首选，但商业应用也要收费，而且对于嵌入式开发来说空间占用仍然太大；mSQL是一种简化的SQL数据库，短小精悍，开发方便，适用于嵌入式开发，但它只有30天的使用期限，并非完全的开源；PostgreSQL体积较大；Berkeley DB会加大开发成本。SQLite支持绝大多数标准的SQL92语句，采用单文件存放数据库，速度快，存储量大。在操作语句上类似关系型数据库，使用非常方便。另外，SQLite的版权允许无任何应用限制，包括商业性的产品。在PHP5中已经集成了这个轻巧的嵌入式数据库产品［2］。所以本文选用了SQLite进行电气工程师PDA的数据库系统系统开发。

3 SQLite的移植

SQLite嵌入式数据库提供了以源码的方式，根据不同的硬件平台，对源码进行交叉编译即可实现移植，电气工程师P用SQLite，其编译经过以下几个步骤：

1) 下载SQLite源代码包，建立目录。将其解压后将生成sqlite目录，新建并转到一个与sqlite目录平行的同级目录，以便将编译结果单独存放。输入＄tar-zxvf sqlite-325.tar.gz，将在同级目录下生成sqlite-3250。将arm-linux-gcc的目录加入到PATH环境变量中［3］。

5) 在PDA上运行SQLite。将SQLite交叉编译出来的库文件libsqlite.a添加到文件系统中的lib目录下，修改权限：“＄chmod+wx libsqlite.a”，这样，就可以使用SQLite提供的库函数进行进一步的应用程序开发了。

4 嵌入式数据库设计

电气工程师PDA中数据库的设计包括数据库中表的设计和数据表中字段的设计两部分。

41 数据表的设计

根据对电气工程师PDA的功能分析，系统主要分为示波器模块、万用表模块、电学公式计算模块和电气技术资料查询模块四个模块。示波器模块需要实现波形的存储和调出显示，在此模块中需要建立数据表来保存波形及相关信息；万用表模块需要建立数据表来保存各种电测量值和测量信息以供保存和查询。故电学公式计算模块需要实现公式的编辑和保存，需要建立数据表来保存电学公式，该模块还应有计算结果保存功能；电气技术资料模块的数据量大，主要为电气技术人员常用的资料。

经过以上分析，系统数据库可分为四个功能模块，为每个模块设计相应的数据表。

示波器模块建立波形存储表，字段包括测量时间、x轴单位刻度、y轴单位刻度和波形等；万用表模块建立电参数测量记录表，字段包括测量时间、电物理量和测量值等；电学公式计算模块建立电学公式表，字段包括计算物理量，电学公式，相关电物理量；另外，还要建立计算结果存储表，可以对计算结果进行保存和查询操作，字段包括计算时间，使用公式，计算结果。计算结果存储表要与电学公式表进行关联。电气技术资料查询模块建立电气资料表，字段包括资料类型、资料标题和资料内容等。

电气工程师PDA数据库eepda数据表的字段及功能如表1所示。

波形存储表保存示波器模块的波形测量时间、X轴刻度单位、Y轴刻度单位、波形

测量存储表保存万用表模块的测量结果测量物理量、测量时间、测量值

电学公式表保存电学计算公式计算变量、公式

计算结果表保存电学公式计算结果计算时间、使用公式、计算结果

电气资料表保存电气资料供查询资料类型、标题、内容

42 电气技术资料数据表中字段的设计

在SQLite中，建立数据表时并不需要指定字段的数据类型，数据表中可以存储所有的数据类型，包括数值型、字符型、长文本等，系统会根据用户的输入设置数据类型。在设计数据库时就不需要考虑字段的数据类型，只需考虑合理设计数据库表结构即可(见表2)。

字段名字段说明备注

资料类型分类型查看资料可以缩短查询时间

资料标题每条资料的标题电学资料表键值

资料内容资料的具体内容用户要查询的内容

5 SQLite在资料查询中的应用

电气技术资料查询模块对数据库的操作主要是资料的查询和数据的导入。根据用户选择的资料类型和用户输入的关键字或标题，对电气技术资料进行查询，查询可以使用精确查询，也可以使用模糊查询。

51 电气技术资料查询模块数据库表的建立

电气技术资料查询模块涉及到数据库部分，包括两个方面的内容，一是要将数据写入数据库，提供给应用程序进行查询；二是对这些数据的操作，让处理后的数据能显示在系统需要的地方，在本模块中为多行编辑框，利用SQLite提供的API函数可以方便地进行数据处理［4］。

首先建立数据库，在shell终端下键入：“＄sqlite3 eepda.db”， 完成数据库建立，接着就可在数据库中建立电气技术资料数据库表。输入“create table elecinfo(title， type， info)”，就建立了一个名为elecinfo的数据表，里面有title、type、info三个字段。

在系统运行之前，需要将常用电气资料导入数据表，包括用户进行查询时选择的资料类型、资料标题，系统根据用户的选项查询数据库，并将查询结果显示在LCD上。

“sqlite3 eepda.db 'insert into eledcinfo values”这个语句就可实现把一条记录插入到elecinfo表中，其它记录也可以用相同方法导入(见图3)。

图3 电学资料数据存储过程

在电气工程师PDA中对数据的操作主要通过SQLite中提供的各种库函数来实现，包括sqlite3-open， sqlite3-exec， sqlite3-snprintf、sqlite3-close等。其中需要说明的是语句sqlite3-snprintf(sizeof(zSq12)， zSq12，"insert into elecinfo values (' ％q'， ' ％q'， ' ％q') "，在应用程序中对汉字的处理过程中显示为乱码，经调试发现，将汉字转换为GB2312格式就可正确显示，所以在插入数据的SQL语句中应该用‘％q’进行格式转换［5］。

系统主窗口加载时，需要在主窗口过程函数的MSG-CREATE消息代码中添加数据初始化代码，如应用sqlite3-open(eepda.db，＆db)函数打开数据库等。

52 电气技术资料查询模块中数据库查询设计

在进行电气技术资料查询时，首先从组合框中选择资料类型，然后选择资料标题，比如要查询“模糊控制”分类下的标题为“模糊化”的资料内容，用户要从“资料分类”组合框中选择类型“模糊控制”，在资料标题组合框中选择标题“模糊化”，单击“查询”按钮就可以进行查询了，查询结果显示在多行编辑器中，当文本较长时，用户可以利用滚动条来阅读资料(见图4)。

图4 数据库处理过程

电气技术资料查询对话框加载时，在对话框窗口过程函数的MSG-INITDIALOG即对话框初始化事件中调用sqlite相关的API函数对电气技术资料查询模块中的数据库表进行初始化，并将数据库中的所有的电气资料类型从数据库中检索出来，检索的条件由SQL语句决定：

select distinct type from elecinfo

这个SQL语句从电气资料表elecinfo中查询所有的资料分类，distinct参数用于返回唯一不同的值，以保证查询结果中的资料没有重复。

如果数据库查询成功，则将查询出来的所有电气资料分类填充到组合框控件IDC-TYPE中，通过SendDlgItemMessage函数向窗口中的该列表框控件发送一个CB-INSERTSTRING消息，该消息用来向列表框中插入新条目。

最后，释放SQLite的查询结果，并向控件IDC-TYPE发送消息CB-SETCURSEL，让组合框的当前选项为查询到的第一条数据［6］，组合框数据填充设计如图5所示。

图5 组合框数据填充过程

资料标题组合框的填充过程与资料分类组合框一样。当用户选择一个资料分类后，触发资料标题组合框的nc=CBN-SELCHANGED事件，执行select语句查询出该分类下所有资料标题，显示在资料标题组合框中，供用户选择。用户选择标题后，单击查询按钮，触发查询按钮的单击事件，即BN-CLICKED，在MiniGUI程序代码中添加查询按钮的单击事件代码，并加入select info from elecinfo查询语句，如果找到匹配的记录，则资料内容显示在多行编辑框中，否则返回-1，最后系统调用SetWindowText函数来显示查询结果。

6 结束语

通过移植嵌入式Linux操作系统和嵌入式SQLite数据库进行电气工程师PDA的应用软件设计，已在基于嵌入式微处理器S3C2440的开发平台上调试通过，大大加快了程序开发进程和项目进度。

参考文献：

［1］ C M WU，C W SU.Design of a PDA-based Asthma Peak Flow Monitor System，13th International Conference on Biomedical Engineering［J］.IFMBE Proceedings， 2009(23)：501-504.

［2］ ICK HOON JANG， CHONGg HEUN KIM, NAM CHUL KIM. Region Analysis of Business Card Images Acquired in PDA Using DCT and Information Pixel Density［J］.Lecture Notes in Computer Science， Advanced Concepts for Intelligent Vision Systems，2005 (37)：243-251.

［3］ ACK GANSSLE.The Art of Programming Embedded Systems ［M］. Beijing： Posts ＆ Telecom Press，2009：122-136.

篇8

目前在建筑施工中，电气安装工程的施工质量不合格是普遍存在的问题。使得建筑在投入使用后，电气设备的正常使用与使用者的安全都造成了极大影响与隐患，所以对建筑电气安装工程的施工特点、常见问题分析进行深入研究是非常具有现实意义的。

一、电气安装工程的特点

建筑电气安装工程的特点有工作量大、作业面广、涉及专业多、周期长等。其中工作量特点主要是指电气安装的对象众多，包括管道、线缆、线盒、电器、开关、配电箱等，它们安装的要求与标准不一且在建筑中数量庞大；作业面广则是目前建筑都呈现出高层或超高层发展的趋势，使得电气安装工程的作业面更广，包括地下空间等；涉及专业多是指在安装过程中需要与各施工专业进行配合，如土建、强弱电、装饰等专业；周期长则与建筑工程特点一致。

正是由于电气安装工程的这些特点，决定了对电气安装施工质量进行有效、合理的控制与管理是非常有必要的。

二、电气安装工程存在的问题及对策

目前存在于电气安装工程中的问题主要是设备安装、防雷保护以及管内穿线等问题。

设备安装的问题主要表现为不整齐的灯具安装，高度不统一，吊线出现梯形，暗装配电箱墙面裂缝现象等。针对这些问题，在安装灯具之前应进行方格线预放工作，并在灯具安装完成后对吊线与吊杆进行统一调整，使灯具的安装统一、美观；暗装在墙内的配电箱的厚度应比安装墙体厚度之差不大于2厘米，同时加设钢丝钢板于配电箱体的背部，而后利用水泥砂浆进行处理，以避免出现墙体裂缝现象。

防雷保护的问题主要表现为电气设备、配电箱未接地或接地不明显；避雷线搭接不规范，存在虚焊、脱落；保护线标高不足，导致保护功能的丧失。针对这些问题，要保证所安装的电器设备外壳非串联接地，要保持其接地的独立性，盘面接地要在明显位置并设独立的螺栓用于接地；搭接包括钢筋与扁铁两种，应使用12倍于直径的钢筋或6倍于宽度的扁铁用于搭接，同时避免产生假焊、虚焊的情况；在避雷带的安装上要规范，根据建筑设计的要求规范安装，并保证保护角要小于45度。

管内穿线的问题主要表现为管内线缆太多；导线接头的接触电阻超限，接头不规范；穿敷的导线相线未进开关，颜色混乱；管道的接口位置没有加设套管，导致线缆的外保护层在穿线时出现损伤。针对这些问题，在管内穿线上要规范，在管内穿线的线缆总截面积应小于40%的管道截面积；穿管导线在剥皮时要注意对外护层的保护，防止线芯损伤，每一处接线端接导线不超过2根，如果大于2根，则应加设T型连接设备，使导线接触性能保持完好，另外根据导线的截面积进行不同方式的连接，铜芯线超过10平方毫米的，必须进行铜端压接后再与设备相连，而铜芯线不超10平方毫米的，则能够直接连接设备或端子；将接地线、零线与相线进行严格区分，严禁导线出现混乱并应将回路记号进行标记；在导线穿管之前，对管道套管安装情况进行检查，避免因管道无套管而拉伤导线外皮而导致的短路，另外对绝缘电阻也要进行测量，及时将不合格的线缆更换。

除此之外，在电气安装工程之前，要对电气设备材料进行严格的检测。从设备材料采购开始，应选择规模、信誉与技术实力都过硬的供应商处采购电气材料设备，在电气设备材料进入施工现场时，要对其进行严格的检测，确保其合格后方可投入使用，同时收集各类设备材料的合格资料及文件，以备报验。最后在电气安装工程结束后，按照设计规范进行电气设备试运行调试工作，以保证电气安装工程的质量达到标准。

三、电气安装工程的发展

随着环保节能理念在建筑中的广泛应用，电气安装工程也呈现出绿色环保的特点，尤其是断路器、隔离开关、保护器等电气设备。新型电气设备均具备着良好的节能性能，如西门子公司的新型16a断路器，其热损耗功率只有国际标准值的1/3至1/2范围内，它的节能效果可达每小时2W，按每天5小时计算，一年就能节能7.5kW，应用推广在居民住宅中则可节能达60kW左右，其节能效果相当明显。

与此同时，新型电气设备的安全性也得到了进一步的提升，同样例举西门子公司的微型断路器，它的触头所使用的材料是石墨-银合金制作，同时配备锁定片在动触头位置，从而避免因触头分断出现弹跳而导致出现电磨损现象，使断路器的接触保持良好。由13片灭弧栅片组成的灭弧室，则能通过位于触头两边消磁片所产生的磁场与电弧共同起到磁吹效应，起到快速灭弧的效果。除此之外，该微型断路器的三级限流设计，还能对短路电流进行迅速分断。而限能限流功能则对下级设备与负荷设备起到额外保护的作用。在断路器的保护上，强调了分断功能起到的作用，其设计6kA以保证日常用电安全。

除此之外，在一些常用电气设备上绿色节能环保的理论也得到了充分的发展与应用。

结 语

综上所述，要保证建筑电气安装工程质量，就要基于充分了解并掌握电气安装工程的特点，并通过在施工前、施工中的一系列安装施工质量控制与管理才能使电气安装工程发挥其应有的功能与作用。而电气设备的发展方向应该是朝着绿色、节能、环保的方向发展，同时更注重使用的安全性。因此我们在电气安装工程中应及时了解并掌握新电气产品的动向与特性，在建筑电气安装中大力推广应用新型电气设备，进一步提高建筑使用的安全性与舒适性。

参考文献

篇9

前 言：

铁路电气化能够综合利用能源，减轻运输对环境的影响，大大提高运输能力，适应可持续发展，同时也是实现铁路现代化的重要组成部分。但在可行性研究和设计阶段如何合理控制工程造价是大家比较关注的问题，由此，有必要对铁路电气化工程造价的特点和控制的要点进行分析。

1.可行性研究阶段造价控制

1.1造价控制的要点

在铁路电气化工程可行性研究阶段，由于受设计深度的限制，编制投资估算的重点在于，在现场调查的基础上，根据建设项目功能要求，确定建设规模和主要技术标准，对提出的几种设计方案进行方案论证，提出推荐方案，根据推荐方案计算主要工程数量，确定主要技术经济指标，采用正确的投资测算方法进行投资估算，其要点有以下几个方面。

（1）通过现场调查和运量分析，确定建设规模和技术标准，提出总体设计方案并进行方案论证。

（2）对提出的几种牵引供电系统方案（ 包括枢纽地区）进行技术经济条件比较，通过优化确定推荐方案。对牵引变电所的分布和安装容量，接触网导线类型的选择，在充分考虑运量增长和行车组织的基础上，进行技术经济条件比较与分析，并确定工程数量和技术经济指标。

（3）对特殊地段的接触网支柱基础，应采取特殊设计，并控制地基处理费用。

（4）对线路技改工程和桥梁工程，应做好现场勘查和调查，根据确定的技改方案和桥梁加固方案，计算主要工程数量。

（5）对需采用的新技术！新材料！新设备，如箱式分区所！变压器在线色谱检测！动态电容补偿技术等，在论证其技术先进！可靠！适用的前提下，进行经济性比选。

（6）当采用已建类似工程估算指标时，如主要技术标准或地质条件等存在较大差异，应结合本工程实际对估算指标进行换算或调整。

1.2技术经济指标的确定

在可行性研究阶段，分析和确定主要技术经济指标是做好投资估算的前提。所以，应根据推荐的牵引供电系统方案和工程特点，首先建立确定技术经济指标的方法，并分析和研究其方法的可行性和适用性。设备价格的统计与分析。设备价格是编制牵引变电系统投资估算的基础，应统计不同时期。不同建设项目的设备（ 特别是非标设备！新型设备）价格，并进行横向！纵向对比，分析价格变化趋势，为确定主要技术经济指标提供依据。与已建类似工程技术经济指标进行对比，是分析所确定的技术经济指标是否合理的有效途径。在统计已建工程的技术经济指标时，应注明建设项目类型，采用的牵引供电方式！技术标准，编制投资估算的办法和年度，采用的估算指标及市场价格水平等，以便于分析估算指标存在差异的原因并进行调整。

2.铁路电气化工程造价的特点

铁路电气化项目的修建，无论是新线一次同期电化配套，还是在既有运营线上进行电气化改建，扣除新线一次电化的站前与站后工程相互交叉施工干扰及既有线电化施工与行车相互千扰、既有线站前技改规模繁简程度之外，它都是从无到有的一次性投入资金进行单一的建筑安装施工、调试直至验交开通，移交固定资产为止的铁路基建项目。铁路电气化工程设计的内容按国家计委下达的设计任务书或批复的可研报告所确定的设计范围以及现行概算编制办法、设计文件组成内容规定，其相应的费用有：

2.1电气化主体工程的费用

除了牵引变电工程（牵引变电所、开闭所、分区亭、自祸所、调度所等）、接触网工程、供电段，以及为适应电力机车检修和整备作业的机务段改建或新建主体工程外，还应该包括将来为运营单位维修所配备的各种工区、领工区、轨道车库及岔线、生产生活设施以及移交的仪器、仪表、备品备件、专用交通工具和检修、测试、抢修车组等相关费用。在概算章节中，它包括了二至九章（除隧道、通号外）的铁路各种正式工程项目的工程费用和一章及十章以后相关计算的全部费用。

2.2通信、信号、电力

在电化区段因牵引电流或感应电压的影响而需要改造或配套的主体设施，以及与通号主体工程相配备的工区、领工区、信号楼、行车室、通信站（段）的生产、生活房屋、移交的仪器仪表、备品备件、交通工具等相关的费用。它包括了六至八章铁路正式工程费用及一章和十章以后相关计算的费用。

2.3供电设施

电气化牵引供电设施进行运营，需要外部电源引入，没有电源，电力机车运行则无从谈起，按设计质例和国家统筹安排，外部电源、用电指标及投资由国家计委分列下达，即牵引变电所院墙外面110kV（或其他电压等级）第一根杆塔（含杆塔及接线绝缘子）以外应由能源或电力部门依据牵引供电交桩资料，供用电指标协议书、变压器容量、年用电量、负序和谐波参数以及国家另行下达的基建配套投资提前建成。

2.4把好外业现场调查、搜集资料关

外业现场调查是设计概算编制重要环节，一定要注重索取资料的准确无误，有根据，来源清～楚，绝不能别人提什么就编什么。比如征地补偿费用，也不是越高越好，应该依据国发C1982]80号文公布的《国家建设征用土地条例》所规定的土地补偿费标准、安置补助费标准以及青苗和所征土地附着物补偿费（各省、自治区、直辖市另行制定）进行调查核实，并征求所在铁路局地亩管理部门意见综合确定，比如有的路局地亩科希望征地单价计列适度为好，因为他们还有今后其他基建项目相互平衡问题。地价列高了，建设单位其他项目不好办；列的太低（假如概算不调整），势必多支用预备费。再如，在既有运营铁路上进行土石方填筑，要按施工组织设计安排尽量采“以挖做填、取土有源”。铁路两侧的留用，据原政务院1950年的《铁路留用土取地气地办法》的规定：“铁路路基高度在3公尺以内者，双轨线自线路中心起，两旁各留地30公尺；单轨线自轨道中心，两旁各留地20公尺；铁路大桥头两旁各留地60公尺。特殊地形之桥头及路基、与路基高度超过3公尺者，按实际需要增加用地。”这些留用地，是工务段修建排水系统，日常取土修路，造林绿化，稳定、巩固路基之用。因此，要详细向工务部门了解铁路留用地范围，但是在场坪土方设计中，既使工点用地划在铁路界内，虽然可节省购地费用，也要考虑土源、运距和运输方法，必要时，对大量填方场坪酌情考虑买地取土。

另外，对概算编制办法及概预算定额等规定之外的所需调查的资料，如拆迁、赔偿标准，地下管线埋设物，行车对数，租用路用车辆、开“天窗”或要封闭点、当地料单价及综合运杂费指标等，都要做到宁细勿粗、宁全勿缺，适用。

总 结：

在工程建设中，控制工程造价贯穿于各个阶段，不同的阶段有不同的效果，但关键的阶段是设计阶段。设计阶段包括可行性研究！初步设计和施工设计。标准化程度越高，产品制造越简单、生产批量越大；设计工作量亦越少；产品的通用程度越广，便于运营单位维护和更换；维修工作简化，电气化和运行可靠性也相应增强，这是提高可靠性、上新台阶的关键一步。

篇10

根据水力滞留期(HRT)、固体滞留期(SRT)、微生物滞留期(MRT)的不同,沼气工程中的厌氧消化器可分常规型、污泥滞留型和附着膜型三大类。

1.1 常规型消化器

又分为常规消化器、全混合式消化器(CSTR)、卧式推流厌氧消化器(HCPF)、单元混合塞流式厌氧消化器(UPR)。

1.1.1 常规消化器

结构简单、应用广泛,但无搅拌装置,原料自然分层沉淀,厌氧消化活动旺盛场所只限于活性层内,因而效率较低。我国农村最常用的水压式沼气池就属于常规消化器。

1.1.2 CSTR

适宜高TS废物的处理。能避免分层,使物料、温度等分布均匀;抑制物质分散迅速,保持较低水平;能避免浮渣、结壳、堵塞、气体逸出不畅和短流现象;投资较小,运行管理简单,易于数学建模。但容积负荷率低;需搅拌,能效比低;出水水质较差。

这种消化器适宜高TS原料,是以前使用最多、适用范围最广的一种消化器。能避免分层,使物料、温度等分布均匀,进入消化器的抑制物质能够迅速分散,保持较低的浓度水平;能避免浮渣、结壳、堵塞、气体逸出不畅和短流现象;投资小,运行管理简单,易于数学建模。但是由于无法做到使SRT和MRT大于HRT,需要的消化器体积较大,容积负荷率低;需搅拌、能耗大,能效比低;微生物随出料流失较多,出水水质较差,应用范围逐渐缩小。

1.1.3 HCPF

适用高浓度、高TS有机废水的处理。结构简单,投资较小,不需搅拌,能耗低;运转方便,故障少,稳定性高。但固体物可能沉淀于底部,形成大量死区,影响消化器的有效体积,使HRT和SRT降低;需要固体和微生物的回流作为接种物;消化器面积/体积比值较大,且难恒温,效率较低,出水水质相对较差;易结壳。适用于牛粪的消化但不适合沉渣多的鸡粪。

1.1.4 UPR

UPR初步解决了HCPF存在的反应器单体容积较小、浓度过高易酸化、除砂效果差等一些问题,可提高TS的浓度,预控酸化,加强除砂效果,加大单体容积,降低投资。

1.2 污泥滞留型消化器

包括厌氧接触工艺、升流式厌氧污泥床(UASB)、膨胀颗粒污泥床(EGSB)、内循环厌氧反应器(IC)、升流式固体反应器(USR)和折流式反应器等。

1.2.1 厌氧接触工艺

具有CSTR的优点,并具有缓冲能力大,负荷率高,操作简单,运行稳定的优势。但其需额外设备来使固体和微生物沉淀与回流。

1.2.2 UASB

是目前世界上发展最快的消化器,适用于TS含量很低的可溶性废水。结构简单,将污泥的沉降与回流置于一个装置内,没有搅拌装置及填料,投资小,运行费用低;SRT和MRT长,容积负荷率高;工艺稳定,处理效率高,得到广泛应用。但是三相分离器较复杂,且需要布水器进料;当冲击负荷或进料中TS含量升高,及遇到过量有毒物质时,会引起污泥流失,运行技术要求较高。

1.2.3 EGSB

是改进的UASB,容积负荷COD高,在低温条件下处理低浓度污水时,可以得到比其他工艺更好的效果。但是由于采用高的升流速度运行,运行条件和控制技术要求较高,不适合处理SS高的废水,因悬浮固体通过颗粒污泥床时会很快随出水被冲出,难以得到降解。

1.2.4 IC

是目前世界上效能最高的厌氧反应器,集UASB和FBR的优点于一身,利用反应器所产沼气的提升力实现发酵料液内循环的一种新型反应器。其具有很高的容积负荷率,节省基建投资和占地面积,不耗能;启动时间短;具有缓冲pH的能力,抗冲击负荷能力强,出水稳定性好。但是对SS较高的物料不合适,主要适用于工业有机废水的处理。

1.2.5 USR

适用于高TS原料。结构简单,不需要安置三相分离器及污泥回流、搅拌装置,其效率接近UASB的功能,但UASB必须严格使用可溶性原料。

1.2.6 折流式反应器

在我国近年来的实用过程中,除用于低浓度的生活污水等处理外,其效果一直欠佳。从理论到实践都存在不少问题,难以在生产上推广应用,需要进一步研究。同时由于要造成折流,使得消化器结构复杂、施工难、造价高。

1.3 附着膜型消化池

应用较多的有厌氧滤器(AF)、厌氧流化床(FBR)和膨胀床(EBR)等。

1.3.1 AF

不需要搅拌,低操作费用;负荷率高,体积小;MRT长,污泥浓度高,运行稳定,运行技术要求较低;更能承受负荷变化;长期停运后可更快地重新启动。但是填料费用较高,安装施工较复杂且要定期更换;由于微生物的积累,增加了运转期间料液的阻力,需要较长的启动期。易堵塞和短路,只能处理低SS的废水。

1.3.2 FBR和EBR

适宜低TS的原料。负荷率更高,运行更稳定;能承受负荷的变化,在长期停运后可更快的启动。但是能耗及维持费用较高,支持介质易被冲出,损坏泵或其他设备;初次启动期较长;可能需要脱气装置从水中有效地分开介质颗粒和悬浮固体。目前多处于实验室研究阶段。

2结语

2008年11月28日,农业部办公厅和国家发改委办公厅联合下发了农科办(2008)66号文件,鼓励高浓度厌氧消化工艺模式采用CSTR和HCPF厌氧消化器,低浓度厌氧消化模式鼓励采用采用UASB和AF厌氧消化器,鼓励采用新工艺和新技术。综上所述,UPR和USR分别对HCPF和UASB进行了改进,在今后的发展中能得到更大的应用。同时,因为“能源生态型”和“能源环保型”的要求不同,在设计沼气池时,可根据其要求及原料的特性选择最合适的工艺。

参考文献

[1] 林聪,等.养殖场沼气工程实用技术[M].北京:化学工业出版社,2010.

[2] 赵立欣,等.大中型沼气工程技术[M].北京:化学工业出版社,2007.