發布時間:2023-07-14 16:34:48
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關鍵詞:混合動力客車;技術;發展;困難點;趨勢
分類號】:U469
混合動力(Hybrid)車采用傳統的內燃機和電動機作為動力源,通過優化控制策略,是現在不同工況下各種動力源的優化組合,使車輛的尾氣排放更低,而工作效率更高,是符合節能環保要求的一種選擇,還可以為電動車和燃料電池車的發展奠定基礎。
混合動力客車按照動力系統電能的平衡原理可分為插電式和非插電式兩種。
一、混合動力客車的技術特點及優勢
混合動力接車是通過電子控制系統有效地協調發動機、電機的工作,是法攻擊工作室中華粗語經濟油耗區域,從而使燃油經濟型得到明顯的改善。根據電機的輔助驅動和調節,發動機工況能力可分為弱混、中混和強混,混合動力公交客車一般采用中強混方案,節油率可超過30%。
電子控制系統根據車輛運行狀狀決定混合動力客車的工作模式,主要工作有快速啟動發動機、發動機單獨驅動、電機單獨驅動、發動機與電機共同驅動、行車發電、停車怠速發電、制動能量回收等。
與傳統柴油客車相比,混合動力客車具有節油效果好、基礎設施無需額外投資、尾氣排放低、能量物質轉換效率高、車內機械噪音小等優勢。
二、我國混合動力客車技術發展現狀
技術發展一直是我國汽車發展需要快速突破的難題。混合動力技術更是如此。在合資汽車企業中,技術主要掌握在外資方手中;而在自主汽車品牌中,混合動力技術有待進一步提高、。由于自主的空間很有限,直接為混合動力技術的產業帶來了很大的障礙。在混合動力車輛的關鍵零部件商,目前我國主要還是依賴進口。零件進口的數量直接制約了部分品牌混合動力車型的產量話。
在關鍵零部件方面,我國研制了3個系列的混合動力客車用主電機產品,對能源控制系統研發單位與整車企業聯合開發整車多能源控制器,配置16種不用的整車。在標準和測試方面,我國已經頒布混合動力汽車國家標準6項,混合動力汽車測試方法、試驗規程報告2項。
目前已經形成的技術基礎包括以下幾個方面:
(I)驅動電機專用減速器。在已開展的研發中,通過計算和試驗已開發出行星齒輪傳動、內置油泵強制、鑄鋁機殼的驅動電機專用減速器,解決了傳統減速機斜齒齒輪傳動裝置出現的溫度高、易漏油、噪聲大等難題。
(2)電傳動線束快速識別技術。針對混合動力客車低壓線束多、電傳動線束相關信息量大,且高、低壓線束并存的狀況,為了使其在生產、使用和維護過程中具有條理性、規范性,便于快速識別、快速安裝、快速維修,先將電傳動線束線號轉換為標準條形碼,建立以條形碼為索引的導線信息數據庫,用讀碼器掃描,可在電腦上輕松獲得任一根導線的相關信息,達到快速識別的目的。
(3)電池快速更換技術。一是根據單體電池的尺寸規格,結合電池箱空間位置設計電池包尺寸和形狀,方便電池包的防護與安裝;二是將電池包與可以推拉的滑動托盤進行絕緣固定,從而實現電池的快速更換及其維護,也達到保護電池不受損壞的目的。
(4)整車CAN網絡通訊及電動儀表設計技術。車輛以CAN網絡通訊協議為基礎,實現全車數據和控制信號共享,減少整車電纜布線,同時車輛運行數據可與車輛故障診斷系統共享,實現故障自動診斷,開發新型電動客車專用儀表,通過兩條不同的CAN總線把車輛常規信息和電傳動信息顯示在一塊儀表上,使駕駛人員隨時掌握車輛的各種信息,從而提高整車的安全性和可靠性。
三、我國混合動力客車發展面臨的困難點
目前國內的混合動力客車技術已經逐漸走向示范運營和市場推廣,但是其關鍵零部件的性能和可靠性還有待提高,且車輛購置成本偏高。混合動力客車的發展仍面臨著如下幾大困難點:
(I)APU系統。APU系統是串聯混合動力系統的核心部件,是實現節油和排放指標的關鍵。針對帶外充電和不帶外充電的APU系統,開發或改造適配的APU系統發動機(含CNG發動機)和發電機(或ISG)是主要難點。APU系統的一體化控制是實現動力性和經濟性指標的關鍵。
(2)當前混合動力客車方案較多,但是測試手段短缺,尚不能通過試驗評估與優化,因此測試基地建設也需加強。
(3)安全防護。串聯混合動力系統電壓等級高,線纜復雜,各種控制信號交錯,易發生漏電、短路和信號干擾等現象,易給駕乘人員造成安全隱患;電機及其控制器、高壓線纜等強電設備容易干擾網絡控制信號。
(4)可靠性、行駛安全性。串聯混合動力系統零部件多,適配資源少,工作環境惡劣,電磁環境與系統復雜,制動能量回饋控制對制動性能和操穩性能具有一定的影響因素;整車協調控制復雜等。
(5)成本問題。成本是制約混合動力客車市場發展的重要因素。混合動力客車造價比同類型普通客車要高20%~30%,其高出的部分就在于系統造價偏高。
(6)驅動電機與驅動橋的匹配。受電機效率限制,較高的電機轉速直接與車橋匹配較為困難,適合電機與驅動橋匹配的AMT或專用變速裝置少。
四、我國混合動力客車的發展趨勢
在國家政策力挺的背景下,產業化領先的我國混合動力公交客車將步人發展快車道。2012年7月9日,國務院《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012-2020)》,明確了當前重點是推進電動汽車和插電式混合動力汽車產業化的技術路線。2012年9月4日,財政部、科技部、工業和信息化部及國家發展改革委等四部委聯合下發《關于擴大混合動力公交客車示范推廣范圍的有關工作的通知》,決定將混合動力公交客車(包括插電式混合動力客車)推廣范圍從目前“十城千輛”工程25個節能與新能源汽車示范推廣城市擴大到全國所有城市。
國家對混合動力客車的支持力度加大,強化我國在該車型上的領先優勢,使產業發展迅速,給相關制造商帶來市場機遇。截至2011年底,我國累計生產了6700輛混合動力客車,其中南車時代累計產量最大,達到1398輛,占總產量的21%;福田汽車、廈門金旅、宇通客車分別列2,3,4位,累計產量分別為1278輛、902輛、679輛。
混合動力客車是新一輪競爭的切入點,也是民族汽車工業健康發展的保證,為我國汽車工業提供了跨越式發展的契機。雖然我國的混合動力客車技術研究起步相對較晚,與世界領先的混合動力技術有一定的差距,但在插電式混合動力技術方面差距相對較小,這為我們趕超國際先進水平提供了一個平臺,為我國民族汽車工業堅持自主創新,打造民族品牌,提供了一個良機。
五、結束語
如今節能減排、新能源應用、關注民生已經成為中國政府工作的主題詞,新能源技術在客車上的應用很好地契合了這一主題要求,是滿足可持續發展的城市交通的可行之路,也是科技成果轉換為生產力的具體體現。政府的支持將是新能源汽車產業化的重要助推器。在國外,新能源汽車的產業化進程幾乎都注人了政府的資金支持,并且政府還會通過一系列的補貼和優惠政策來鼓勵新能源技術的應用。因此,政府應不斷完善包括價格補貼、減免稅收、鼓勵社會各界優先選擇環保型車輛等內容的政策支撐體系,為混合動力客車的批量化生產和商業化運營拓寬籌融資渠道,創造良好的社會條件。
參考文獻:
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[2]葛海龍. 安全 綠色 智慧[N]. 中國工業報,2013-02-08B02.
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[4]. 資訊[J]. 電源技術應用,2011,03:8.
關鍵詞:數據庫技術;困境;熱點;趨勢
中圖分類號:F275 文獻標識碼:A文章編號:1007-9599 (2011) 09-0000-02
Developing Hardship and Developing Trend of Database Technology
Luo Xingrong
(Enshi Vocational and Technical College,Enshi445000,CAhina)
Abstract:The database technology develops along with the information technology development,And obtains the widespread application in social each domain.Facing day by day complex service demand and detonation-like data growth,The database technology was still facing the difficult position.In object-oriented,has become the modern data bank technology research with the multi-disciplinary unions and the application domain aspect research the hot spot,Future the trend of development will be obvious.
Keywords:Database technology;Difficult position;Hot spot;Trend
數據庫技術從上世紀60年代興起到如今,已歷經了四十多年的歷史。從開始的層次數據庫、網狀數據庫,到關系數據庫管理系統,再到現在數據庫技術與多學科技術有機結合后產生的分布式數據庫、并行數據庫、演繹數據庫、時空數據庫、多媒體數據庫等。隨著社會生產力和信息技術的快速發展,數據庫應用得到不斷深入和推廣,人們對數據庫系統也提出越來越多的要求。人們希望數據庫的用戶界面更友好,更易于使用、有更高的可靠性、支持大量數據的存儲,還要求異質的數據庫能互連和互操作,以便實現信息共享。
一、數據庫技術發展的困境
在IT產業飛速發展的今天,面對日趨復雜的業務需求和爆炸式的數據增長,以及人們對數據庫服務的不滿足,從而直接反映出了數據庫技術發展中仍面臨以下困境。
(一)操作不夠簡便
操作界面簡單且友好、操作方便的軟件倍受大多數用戶歡迎。但目前對數據庫的設計大多偏向于功能的實現上,很少有數據庫公司在用戶界面操作的簡化方面下功夫。
(二)新興數據庫類型
目前,數據庫市場不斷涌現各種新技術和新理念。例如,Sybase公司的列式數據庫產品就是其中之一,該數據庫具有較強的壓縮性,并且在海量數據的分析中也占據極大的優勢。但是,對于這種新興起的列式數據庫,了解的人并不是很多。另外,Oracle公司的云數據庫也存在一些爭議。如何對這些新興的數據庫進行管理,使其正常運作,也是數據庫市場面臨的主要問題。
(三)如何管理信息
目前,有越來越多的企業開始認識到了信息的重要性,但擁有大量信息不等于真正應用了信息,企業必須懂得如何管理信息才能獲得競爭優勢,而大規模的信息系統建設并不能解決企業在信息應用方面的困惑。
(四)培訓服務有待提高
目前,大多數軟件企業的產品的定位基本上都是應用類產品。面對用戶日益增加的復雜化的產品和服務需求,軟件企業應該加強在軟件服務方面的力度,多組織一些使用操作培訓。未來的市場競爭將是服務品牌和品質的競爭,數據庫產品領域也是如此。
(五)開源數據庫
隨著經濟環境的不景氣,眾多企業用戶開始把眼光放到了開源數據庫上,通過對開放資源的應用,在銷售價格、許可方式上均有一定松動,用戶可以在數據庫方面節省很多開支。但開源數據庫的未來商業模式以及用戶能夠免費享受多久,不是很明朗。
二、現代數據庫技術研究的熱點
數據庫技術從出現到現在,已經形成了堅實的理論基礎、成熟的數據庫產品和廣泛的應用領域,并吸引了很多研究者的參與,形成了廣泛的研究群體。
面對傳統數據庫在新的應用領域中存在的各種缺陷,人們對于數據庫系統的發展提出了新的要求,主要表現在以下三個方面。
(一)立足于面向對象的方法和技術
面向對象的方法和技術對計算機各個領域產生了深遠的影響,同時也給數據庫技術帶來了機會和希望。數據庫研究人員開始借鑒和吸收面向對象的方法和技術,提出了面向對象數據庫模型,促進了數據庫技術在一個新的技術基礎上繼續發展。
(二)與多學科技術的有機結合
與多學科技術的有機結合是當前數據庫技術發展的重要特征之一。傳統的數據庫技術與其他計算機技術的相互結合、相互滲透,使數據庫中新的技術內容層出不窮。數據庫的許多概念、技術內容、應用領域,甚至某些原理都有了重大的發展和變化。
(三)適應應用領域的需要
現實中對數據的應用是多元化的,為了適應這種多元化要求,人們開始在傳統數據庫的基礎上,結合各個應用領域的特點,研究適合該應用領域的數據庫技術,如數據倉庫、工程數據庫、統計數據庫、科學數據庫、空間數據庫、地理數據庫等。
現代數據庫技術研究的熱點主要集中在以下這些方面:
面向服務的體系架構(Service-Oriented Architecture,SOA)、數據流管理(Data Streams Management)、查詢技術(Query Techniques)、XML管理(XML Data Management)、數據整合(Data Integration)、網路服務(Web Service)、基于P2P的數據管理(P2P Based Data Management)、數據挖掘及聯機分析處理(Data Mining and OLAP)、傳感器網絡(Sensor Networks)、空間和高維數據庫(Spatial and High-Dimensional Data)、時空數據管理(Spatio-Temporal Data Management)、空間和多媒體數據(Spatial and MultimediaData)、商業智能(Business Intelligence)、企業信息整合(Enterprise Information Integration)等。
三、數據庫技術未來發展趨勢
信息爆炸時代給我們帶來的不僅僅是對信息劇增的無所適從,同時還包括數據庫技術的飛速發展和琳瑯滿目的數據庫應用。數據庫技術在未來的發展過程中還會表現出以下明顯趨勢:
(一)數據庫規模將呈“兩頭”發展
數據庫的規模的“兩頭”發展,即大的越來越大,小的越來越小。所謂“大”的,主要是指企業級數據庫的規模。隨著數據量的不斷增大,企業會需要更大的數據庫來做支撐,這就是數據庫的發展方向之一,當然,這也是未來人們生活一個重要的方面。數據越來越多,數據庫技術想要自如應對這樣的發展,只有越來越大。而所謂“小”,是指數據庫又會越來越小。小數據庫主要集中在移動數據庫領域,目前現有技術已經能夠提供很好的對其進行支持。
(二)存儲方式將向“列存儲”靠攏
傳統的數據庫都是以行的形式存儲數據的,這主要是由于用戶需要的是對單條數據的讀取和存儲,隨著信息量的增大,單純的數據記錄已經不足以支撐企業發展了,企業更需要以數據分析和決策支持來進行各種環節的管理工作,因此,單純的一條記錄也就沒有了意義。這就需要通過“列”的概念來將所有數據的某項共性統計出來進行分析。
列存儲的出現,實際上就是對數據分析需求的增多,而分析需求則一定是對某一個列的訪問。
(三)網絡計算
隨著Internet和Web應用的迅猛發展,網絡化已成為現代數據庫應用的基本特征。而怎樣最大限度地利用網絡進行分布式數據計算,處理大型計算任務的需求及重新利用現有軟硬件資源成為現代數據庫技術必須要解決的問題。
(四)協同化與綜合應用
協同技術是軟件發展的重要方向,同時也是現代數據庫應用的重要特征之一。新一代的信息系統不是簡單的單一數據庫系統,往往是由多系統、異構數據庫系統組成的。數據庫協同技術和應用主要有工作流數據庫、XML數據庫、數據倉庫技術、數據交換技術、博客、即時通信、視頻會議、協同編著等。
現代數據庫是一個不斷發展的范疇,它集成了傳統關系數據庫技術、計算機新技術、以及各個領域內相關的科學知識,將來新的數據庫類型將會成為人們生活的一部分,從而推動科學技術的發展和人類社會的進步。
參考文獻:
[1]湯庸.高級數據庫技術與應用[J].高等教育出版社,2008,2
關鍵詞:數字化變電站 發展趨勢 關鍵技術
中圖分類號:TM63 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2012)05-0255-02
電網自動化技術是我國電網的六個重點技術之一,而數字化變電站技術則是電網自動化技術領域的一個重要課題。因此,建立無人值守的數字化變電站成為提高我國電網運行效率的重要手段。目前,我們新建變電站基本采用分層、分布式變電站微機監控系統,并逐步對原有變電站實行改造。隨著計算機技術、網絡技術和通信技術的發展,使得在變電站自動化系統中的信息采集、傳輸、處理等工作可以實現數字化。所以,數字化變電站技術的應用必將對電力系統的科技進步帶來巨大的變革。
1、現狀及發展趨勢
1.1 變電站控制系統的應用現狀及發展趨勢
近年來,隨著電網規模的擴大及電網運行要求的提高,對變電站控制系統提出了越來越高的要求,為了及時掌握電網的運行情況,保證電網安全、可靠地運行,要求變電站控制系統能夠準確、及時地反映一次系統的狀態,同時要求變電站具有較高的可控性,進而要求更多地采用遠方集中控制,操作,反事故措施等,即采用無人值班的管理模式,以提高勞動生產率,減少人為誤操作的可能,提高運行的可靠性。另一方面,計算機技術,網絡技術等先進技術手段的應用,已改變了傳統二次設備的模式,系統簡化,信息共享,減少電纜,減少變電站占地面積,降低造價等方面已改變了變電站的面貌,變電站自動化已轉向了實用化階段并取得了顯著的成效。
1.2 電流和電壓互感器的應用現狀及發展趨勢
電流和電壓互感器是為電力系統進行電能計量和繼電保護及測控裝置提供電流、電壓信號的重要設備,其精度及可靠性與電力系統的安全、可靠和經濟運行密切相關,是電力系統電流電壓測量的基本設備。
傳統的電流和電壓互感器是電磁感應式的,具有類似變壓器的結構。隨著電力工業的發展,電力系統傳輸的電力容量不斷增加,電網運行電壓等級也越來越高,目前,俄羅斯已有1150kV的骨干電網,我國也已將原來220kV的骨干電網提高到了500kV,國家電網公司已將1000kV的輸電線路納入近幾年的發展規劃。隨著電壓等級的提高,電磁式互感器暴露出一系列固有的缺點:(1)絕緣結構越來越復雜,產品的造價也越來越高,產品重量大,支撐結構復雜。(2)電磁式電流互感器固有的磁飽和現象,一次電流較大時會使二次輸出發生畸變,嚴重時會影響繼電保護設備的運行,造成拒動或誤動。(3)電磁式互感器的輸出為模擬量,不能與數字化二次設備直接接口,不利于電力系統的數字化進程。
二十世紀后期,人們一直在尋求一種安全、可靠、理論完善、性能優越的新方法來實現高電壓大電流的測量。基于光學傳感技術的無源光學電流互感器(Optical Current Transformer,簡稱OCT)和無源光學電壓互感器(Optical Voltage Transformer,簡稱OVT)以及基于空芯線圈的有源光電互感器能有效克服傳統電磁式互感器的缺點,近20年來一直受到美國、日本、法國和中國等國學者和工程技術人員的廣泛關注和深入研究,先后研制出多種樣機并掛網試運行,逐步成為互感器發展的主要方向。
2、關鍵技術
2.1 電子互感器技術
無源光互感器工作基于光學傳感的原理,存在光路結構復雜、溫度影響大等影響測量精度以及傳感頭工藝一致性不易保證等缺點,有源光互感器同樣存在溫度影響大、測量部件檢修困難、加工精度不宜保證等問題。
2.2 同步采樣技術
在傳統的保護測控裝置中,各路模擬量的采樣是由同一個模件負責的,在同一時刻鎖定采樣值,保證了采樣的同步及測量誤差。而在使用光互感器的情況下,各相電流、電壓采樣可能由不同的采集單元完成,如何保證各相電流和電壓信息的同步,成為合并單元能否正確工作的關鍵。
2.3 網絡技術
變電站的信息交換特點之一是,信息長度較短,信息量較大,在電網發生故障的情況時,有可能發生網絡風暴,而間隔層裝置普遍采用嵌入式系統,其處理能力不強,這一特點要求變電站控制系統的網絡具有很強的抗風暴能力,在發生網絡風暴時,各個裝置能夠正常工作。變電站信息交換的另一個特點是部分信息的實時性要求很高,比如保護裝置之間的信息交換,合并單元與間隔層設備之間的信息交換,要求變電站控制系統的網絡具有分級交換的能力,保證高級數據的實時性。變電站控制系統的網絡就像一個人的神經,所有的命令、信息都必須通過它傳送,網絡的可靠性、安全性對變電站控制系統來講及其重要的,變電站控制系統應該在日常運行時對網絡的狀況進行監視,及時發現問題,解決問題,這就要求網絡設備應具有智能功能。
2.4 軟件平臺技術
軟件平臺是數字化變電站控制系統的重要支撐。數字化變電站需要實現變電站二次子系統的數字化和一體化,繼電保護、測量控制、故障錄波、安全自動裝置、電能質量監測、一次設備在線安全監測等專業監控功能將在一個統一的軟件平臺上實現,因而支撐軟件平臺的研究開發十分重要。為滿足100KV到500KV變電站的多層次的需要,該平臺需支持Unix/Linux/Windows跨平臺應用,滿足電力系統信息安全要求,支持IEC61850標準和各功能的自由分配,滿足變電站安全操作、經濟運行等管理需求。
2.5 裝置內部數據交換技術
在數字化變電站中,采樣數據通過合并單元的網絡送給保護測控裝置,由于保護測控裝置的嵌入式系統的處理能力有限,一般將裝置的數據接收模件與數據處理模件分開,數據接收模件采用帶以太網協議的實時多任務系統,數據處理模件普遍采用DSP方式,這兩個模件之間的數據交換速率在10Mbps以上。合并單元匯集多個采集單元的數據,內部模件的數據交換更加頻繁,特別是考慮到母線和變壓器的合并單元,內部數據交換可能達到100Mbps,如何實現如此高速的數據交換是本項目的關鍵技術之一。
3、技術方案
通過對變電站控制系統和電壓電流互感器技術現狀的分析,現有的變電站系統雖然在近幾年取得了很大的發展和進步,但是仍然存在著許多有待改進、提高的地方,隨著技術的發展和人們對變電站控制系統認識的提高,以光互感器應用和IEC61850標準為框架的數字化變電站控制系統正受到人們越來越多地關注,成為變電站控制系統發展的新焦點。220kV變電站一次接線考慮,主變壓器按本期一臺,最終2臺設計,電壓等級采用220/110/35kV考慮。
對于主變壓器間隔以及220KV線路間隔、110KV線路間隔全部實施數字化方案,即從過程層、間隔層到變電站層全數字化。考慮到35kV間隔設備安裝在開關柜內,35kV側本身保護測控一體化裝置已下放,節省電纜的需求不大,且對低電壓等級而言,光互感器的優勢不明顯,甚至增加設備配置的復雜性,例如使用了光互感器后各間隔電壓數據的獲得、同一個間隔保護裝置與電度表數據的采集等,將使成本大幅上升,所以35KV側不配置光互感器,采用保護測控一體化裝置的方案。
4、結語
在變電站系統實現數字化改造后,在變電站維護、調試時間、土地使用、系統的可用性、設備安全等五個方面都將得到提高,使得設備能夠少校驗,甚至免校驗,減少維護工作量,縮減變電站的土地建筑使用面積,減少變電站系統調試時間,降低設備的絕緣要求,對系統能夠快速維護,提高了互感器的安全。數字化變電站可以在總體上提高變電站的勞動生產率,減少人為誤操作的可能,提高運行的可靠性,促進了變電站信息的共享,提升電網的技術和管理水平,提高電力工業的經濟效益和社會效益。
參考文獻
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【關鍵詞】語音識別技術;發展趨勢
語音識別是一門交叉學科。語音識別研究經歷了50多年的研究歷程,經過50多年的積累研究,獲得了巨大的進展。特別是近20年來,語音識別技術取得了顯著的進步,并逐步的走向市場。在未來的日子里,語音識別技術將應用更為廣泛。
一、語音識別技術概述
語音識別是解決機器“聽懂”人類語言的一項技術。作為智能計算機研究的主導方向和人機語音通信的關鍵技術,語音識別技術一直受到各國科學界的廣泛關注。如今,隨著語音識別技術研究的突破,其對計算機發展和社會生活的重要性日益凸現出來。以語音識別技術開發出的產品應用領域非常廣泛,如聲控電話交換、信息網絡查詢、家庭服務、賓館服務、醫療服務、銀行服務、工業控制、語音通信系統等,幾乎深入到社會的每個行業和每個方面。
廣泛意義上的語音識別按照任務的不同可以分為4個方向:說話人識別、關鍵詞檢出、語言辨識和語音識別。說話人識別技術是以話音對說話人進行區別,從而進行身份鑒別和認證的技術。關鍵詞檢出技術應用于一些具有特定要求的場合,只關注那些包含特定詞的句子,例如對一些特殊人名、地名的電話監聽等。語言辨識技術是通過分析處理一個語音片斷以判別其所屬語言種類的技術,本質上也是語音識別技術的一個方面。語音識別就是通常人們所說的以說話的內容作為識別對象的技術,它是4個方面中最重要和研究最廣泛的一個方向,也是本文討論的主要內容。
二、語音識別的研究歷史
語音識別的研究工作始于20世紀50年代,1952年Bell實驗室開發的Audry系統是第一個可以識別10個英文數字的語音識別系統。
1959年,Rorgie和Forge采用數字計算機識別英文元音和孤立詞,從此開始了計算機語音識別。
60年代,蘇聯的Matin等提出了語音結束點的端點檢測,使語音識別水平明顯上升;Vintsyuk提出了動態編程,這一提法在以后的識別中不可或缺。60年代末、70年代初的重要成果是提出了信號線性預測編碼(LPC)技術和動態時間規整(DTW)技術,有效地解決了語音信號的特征提取和不等長語音匹配問題;同時提出了矢量量化(VQ)和隱馬爾可夫模型(HMM)理論。
80年代語音識別研究進一步走向深入:HMM模型和人工神經網絡(ANN)在語音識別中成功應用。1988年,FULEE Kai等用VQ/I-IMM方法實現了997個詞匯的非特定人連續語音識別系統SPHINX。這是世界上第1個高性能的非特定人、大詞匯量、連續語音識別系統。
進入90年代后,語音識別技術進一步成熟,并開始向市場提品。許多發達國家如美國、日本、韓國以及IBM、Apple、AT&;T、Microsoft等公司都為語音識別系統的實用化開發研究投以巨資。同時漢語語音識別也越來越受到重視。IBM開發的ViaVoice和Microsoft開發的中文識別引擎都具有了相當高的漢語語音識別水平。
進入21世紀,隨著消費類電子產品的普及,嵌入式語音處理技術發展迅速[2]。基于語音識別芯片的嵌入式產品也越來越多,如Sensory公司的RSC系列語音識別芯片、Infineon公司的Unispeech和Unilite語音芯片等,這些芯片在嵌入式硬件開發中得到了廣泛的應用。在軟件上,目前比較成功的語音識別軟件有:Nuance、IBM的Viavoice和Microsoft的SAPI以及開源軟件HTK,這些軟件都是面向非特定人、大詞匯量的連續語音識別系統。
三、語音識別技術的發展現狀
語音識別技術通過全球科學家的共同努力,經歷半個多世紀的研究,目前已經發展到了接近實用的階段。在實驗室環境下,大詞匯量的朗讀式連續說話的寬帶語音信號的平均識別率可以達到90%以上。正式有了如此高的識別率之后,語音識別技術慢慢地從實驗室演示系統逐步走向實用化商品。以IBM Via Voice和Dragon Dictation為代表的兩個聽寫機系統的出現,使“語音識別”逐步進入大眾視線,引起了廣泛的社會關注。
由于校對和更正識別的錯誤很麻煩和浪費時間,這樣便降低語音識別的優勢。同時,由于使用的環境或講話口音習慣等因素的影響,語音識別的內容大大降低,識別的內容不能達到100%的正確,所以很多人認為目前的語音識別系統還無法滿足實用要求。
目前,AT&T和MIT等將語音識別技術應用在一些有限詞匯的特定任務上,如電話自動轉接、電話查詢、數字串識別的任務中,當講話的內容是系統所存儲的內容存在的,且使用環境的聲學特性與訓練數據的聲學特性相差不太大時,語音識別的正確識別率可以接近100%。但是,在實際使用中如果這些條件被破壞,則會對識別系統造成一定的影響。
我國的語音識別研究一直緊跟國際水平,國家也很重視。國內中科院的自動化所、聲學所以及清華大學等科研機構和高校都在從事語音識別領域的研究和開發。國家863智能計算機專家組為語音識別技術研究專門立項,并取得了高水平的科研成果。我國中科院自動化所研制的非特定人、連續語音聽寫系統和漢語語音人機對話系統,其準確率和系統響應率均可達90%以上。
四、語音識別技術發展趨勢
語音作為當前通信系統中最自然的通信媒介,語音識別技術是非常重要的人機交互技術。隨著計算機和語音處理技術的發展,語音識別系統的實用性將進一步提高。應用語音的自動理解和翻譯,可消除人類相互交往的語言障礙。國外已有多種基于語音識別產品的應用,如聲控撥號電話、語音記事本等,基于特定任務和環境的聽寫機也已經進入應用階段。這預示著語音識別技術有著非常廣泛的應用領域和市場前景。隨著語音技術的進步和通信技術的飛速發展,語音識別技術將為網上會議、商業管理、醫藥衛生、教育培訓等各個領域帶來極大的便利,其應用和經濟、社會效益前景非常良好.
雖然語音識別在過去的20年里有了很大的發展,但是,仍然存在很多的不足,有待于進一步的探索,具體可分為以下幾個方面:
1.提高可靠性。語音識別技術需要能排除各種聲學環境因素的影響。在比較嘈雜的公共環境中,人的意識會有意識的排除非需要的聲學環境因素,這對語音識別系統而言,是很難做到的。另外,在日常生活中,人類的語言常常具有較大的不確定性,比較隨意,并帶有明顯的言語習慣。這同樣會給語音識別系統很大的識別麻煩。目前,在提高語音系統在不同環境中的可靠性,同時要應用現代技術讓語音識別系統更加智能化,掌握人們語言隨意性的部分規律,以達到最佳的識別效果。
2.增加詞匯量。系統可以識別的詞匯的數量是系統能夠做什么事情的一個重要度量。一個語音識別系統使用的聲學模型和語音模型如果太過于局限,當用戶所講的詞匯超出系統已知的范圍時,則語音識別系統不能準確的識別出相應的內容,比如,當突然從中文轉為英文、法文、俄文時,計算機就會常常輸出混亂奇怪的結果。但是,隨著系統建模方法的不斷改進、搜索算法效率的提高以及硬件資源的發展,未來的語音識別系統可能會做到詞匯量無限制和多種語言混合,這樣用戶在使用的時候可以不必在語種之間來回切換,這樣就能大大減少詞匯量的對語音識別系統的限制。
3.應用拓展。語音識別技術可以用于把費腦、費力、費時的機器操作變成一件很容易很有趣味性的事,比如,當人們出現手忙、手不能及以及分身無術的場景時,通過語音識別系統的模型構造,則能夠在象駕駛室、危險的工業場合、遠距離信息獲取、家電控制等各個方面,語音識別技術可能帶動一系列嶄新或更便捷功能的設備出現,更加方便人的工作和生活。其應用的范圍和前景非常廣泛。不僅能夠應用于日常生活,更重要的會帶來生產方式的革命,是下一代智能化控制的基礎。
論文關鍵詞:技術教育;發展;趨勢
隨著高新技術的快速發展以及為適應其應用于生產等領域的需要,20世紀以來一種新的教育類型即技術教育在世界各國得到發展和重視。隨之我國的技術教育也應運而生,但是我國技術教育的獨立性地位以及其向高層次的發展趨向并未得到一致性的認同,在我國技術教育的發展始終處在技能教育和工程教育的夾縫中。本文通過對技術教育溯源的探求以及其發展的歷程及其特征的追溯,力求在新的形勢下對我國技術教育的發展趨勢進行探討。
一、技術教育的緣起
任何一種教育類型都是科學技術發展到一定程度的產物,目前各界關于科學教育、技能教育以及工程教育的發展已很少有爭論。要想理清技術教育的發展及其未來的走向,首先必須把最基本的問題搞清楚即技術教育是什么和技術教育是從哪里來的?
(一)技術教育的界定
技術教育最早出現在20世紀前期,由于那時只是作為工程教育的低層次教育所以學術界并沒有對其做一個統一的界定。隨著技術型人才的社會作用日益突出以及技術教育的快速發展,學術界對技術教育的定義逐漸明確。聯合國教科文組織(UNESCO)在1984年出版的《技術教育與職業教育術語》(《Terminology of technical and vocational education》)中專門列有“技術教育”的條目,它的解釋是:技術教育是“設置在中等教育后期或第三級教育(高中后教育)初期以培養中等水平人員(技術員、中級管理人員等)以及大學水平的,在高級管理崗位的工程師和技術師。技術教育包括普通教育、理論的、科學的和技術學科的學習以及相關的技能訓練。技術教育的組成很大程度上取決于個體學習類型和教育水平”。聯合國教科文組織關于技術教育的界定得到世界大多數國家的認可,此界定不僅明確說明了技術教育是獨立于職業教育的一種教育類型,而且對技術教育做出了比較明確的規定即技術教育的層次、技術教育的目標、技術教育的內容等。本文對技術教育描述即是以聯合國教科文組織關于技術教育的界定為基礎的。
(二)技術教育的由來
技術教育的出現應歸結于科學技術的發展,但是具體來看主要有兩方面的原因:一方面是由于科學技術的發展工程型人才為了適應科技變化而導致的職位空缺;另一方面是由于科技廣泛應用于生產等領域而技能型人才無法適應這種智能化崗位要求而導致的崗位轉移。
1980年擔任美國俄亥俄州教育廳長的B.R. Shoemaker先生在他的《論技術教育的發展和實施》一文中寫的一段話,敘述了技術型人才作為“新水平的職業”以及培養這種人才的技術教育如何產生的原委,他寫道:第二次世界大戰后,“……技術革命的變化帶來了工程和其他職業的變化。工程師在理論領域不斷深入,迫使他們丟下一些原先要做的工作,于是工程教育模式發生了變化。……在商業、工業和農業中,出現了一種新水平的職業去填補由于工程專家升級而造成的真空,而且在教育上出現一個新的水平去培養這種人才。這種新水平的教育成為技術教育。”由此可見,技術型人才剛出現的時候是作為工程師的助手,協助工程師完成某些繁雜的具體工作使得工程師能有更多的時間和精力去補充日益變化的科技理論知識和研究高新技術帶來的新問題。的確技術型人才的工作是脫胎于工程師的崗位職責的,但是不能因此把技術型人才看作是低水平的工程師。
技術教育形成的另一個關鍵原因在于技能型人才某些崗位的智能化,從而需要一種比技能型人才更適合這種高科技的工作崗位的技術型人才。科學技術的快速發展,從兩個方面對技能型人才提出了更高要求。一方面,自動化生產的發展使科學原理進一步應用到技能型人才的具體工作上(也可稱技術領域),完全改變了原來工作崗位的知識能力要求,主要是提出了智能化要求;另一方面,生產工件不斷向大型化、精密化、結構復雜化等方向發展,要求技能型人才進一步提高技能等級。[3]所以在這種生產條件的要求下必須要提高技能型人才的技能等級,但是礙于現實的學制和學時的要求,技能型人才不可能在有限的時間內達到這種生產的要求特別是一些科學理論知識的要求,因此這種高智能化的工作崗位理應由技能型人才轉到技術型人才來承擔。由此,為了適應這種大規模的技術型人才的需求,培養技術型人才的技術教育也得到快速的發展。
(三)技術教育與工程教育和技能教育的關系
由于技術型人才是在工程型人才和技能型人才之間“后生”的人才類型,人們往往誤認為技術型人才的培養可以通過低層次的工程教育和高層次的技能教育來完成。要探討技術型人才的培養是否要通過獨立的技術教育來培養,通常要先明確技術型人才是否是一種獨立的人才類型。關于工程型人才和技能型人才的獨立性大家都是比較認可的,對其培養需要分別通過區別于科學教育的工程教育和技能教育來培養。技術型人才也是一種獨立的人才類型。目前國際上比較公認的是人才分為四種類型即學術型、工程型、技術型和技能型。相對于人才分類的獨立性,教育的分類中必然包含了專門針對技術型人才培養的技術教育。雖然技術教育在一定程度上有脫胎于工程教育和技能教育的成分,但是卻不能把技術教育分裂于二者之內。
與人才分類相對應的是教育的分類,目前大家一致比較認可的是把教育分為學術型教育、工程型教育、技術型教育和技能型教育。雖然技術教育與工程教育和技能教育的交叉重疊很多,但是技術教育與工程教育和技能教育在培養目標和培養路徑等方面具有本身不可磨滅的核心特征,所以技術教育本身仍是一種獨立的教育類型。
二、技術教育的發展階段及特征
(一)世界技術教育的發展及其特征
技術教育是隨著技術的發展和技術型人才智能結構的新需求而不斷發展變化的,技術教育是否發展最終的根源訴求在于技術的發展。縱觀世界技術教育的發展主要可以分為以下幾個階段:
20世紀初——二戰后:科學技術進入生產的勢頭愈來愈猛,生產現場不僅工藝裝備日趨復雜精確,更主要的是工藝過程已開始作為一個整體出現了。它不僅是各種裝備和儀器的組合,同時又是機械、電氣、液壓、氣動、光學等多種技術的結合,已不能僅依靠技術工人的技能與經驗來解決問題。而且,工程師也不能像原先那樣,同時負責產品設計和生產工藝工作了。生產需要專門人員來處理現場的技術問題。于是就出現了技術型人才,相應地也就產生了技術教育。技術型人才最初是由中等技術教育來培養的。最早辦成學歷教育的是前蘇聯,1928年把原有中等專業教育辦成培養技術員的教育。1946年美國用高中后2年的專科學制培養技術員,很多國家在50年代初舉辦技術教育。這一時期的技術教育主要在高中階段實施。
20世紀60年代——70年代:國際上出現了許多承擔高等技術教育的院校,如美國的技術學院和社區學院、英國的多科性技術學院、法國的短期技術學院、澳大利亞的綜合技術學院和高等專科學校以及技術科學大學等。這些院校以培養技術型人才為其主要特征,學制大都為2一3年。這一時期技術教育在高等教育層次,首先在經濟發達國家,它與世界高等教育規模擴張和高等教育類型分化過程幾乎同步。此時技術教育的內涵主要為“高等技術教育”,它跨越中等和高等兩個教育層次,分別培養技術員和技術師。60年代技術教育的發展主要定位在專科教育層次,而到70年代時技術教育可授予學士和碩士學位,并進一步向高層次延伸。
20世紀80年代以來:世界各國區分職業教育和技術教育,用技術教育培養技術型人才已經很普遍,但由于舉辦技術教育的時間不長,在具體培養目標和層次區分上并不統一。20世紀80年代以后,高級技術型人才增長很快。例如美國培養技術師的在校學生數,1997年為14193人,2004年發展到281538人,7年中增長將近20倍。據教育部原中專司司長李藺田先生在80年代初對117個國家和地區的統計:有以培養技術員類人才為目標的技術教育的國家和地區116個;其中86個國家和地區分為高等和中等兩個教育層次培養。
(二)我國技術教育的發展及其特征
相比世界技術教育的發展,我國技術教育的發展也是比較早的。在1953年學習前蘇聯后,我國舉辦培養技術員的中專教育。中等專業教育是我國最早舉辦的技術教育,但由于很多人對它的地位作用不了解,幾十年來歷盡坎坷。20世紀70年代末,我國高中階段的職業教育和技術教育都開始恢復和發展,由于它們都培養生產、建設、管理、服務第一線工作的人員,借鑒國際慣例,合稱“職業技術教育”,其本意是“職業教育和技術教育”。20世紀80年代初,原國家教委部署三所中等專業學校試辦“高等技術專科學校”,標志著我國的技術教育有組織、有步驟地向高等層次延伸。然而,到20世紀90年代初期,在沒有充分論證的情況下,技術教育又從“職業技術教育”中被擠了出去。現在教育部把“高職高專教育”的培養目標明確定位在“技術應用性人才”,實際上是技術教育作為一種教育類型的反正與回歸,是現代化建設事業發展的必然趨勢。
雖然我國的技術教育有所發展,但是與世界技術教育的發展相比,我國的技術教育遠遠落后于世界技術教育的發展。技術教育的地位在國際上來看無論是在教育界還是社會上已經真正確立,并且與學術型教育的發展層次相平行。
三、我國技術教育的發展趨勢
我國培養技術應用性人才的教育國家定為高職高專教育,從國家的一系列文件中可以看出我國的高等技術教育的層次定位最終定格在了專科層次。與國外技術教育相比,我國的技術教育除了層次明顯低之外,還有一個很大的缺陷是高等技術教育作為高等教育的一種類型卻沒有相應的學位制度體系。未來我國的技術教育的發展應該力求從以下兩個方面追趕國際技術教育的發展。
(一)提高我國的技術教育層次是大勢所趨
技術教育的發展是受經濟、社會、科學技術等一系列因素制約的,因此技術教育的發展層次是否高移不是國家政策文件所能左右的了的。目前我國給技術教育的定位就是專科層次,但是實際上我國已有很多本科層次的技術教育,例如一些綜合類的大學設置的技術學院以及一些高職高專升格后的本科院校。由于國家把這些院校的管理都歸于學術型教育的體系之中,致使實質上我國的技術教育層次在國家宏觀層面依然停留在專科教育層次。
隨著現代高新技術在生產領域的廣泛應用,企業的生產設備和產品生產的工藝過程日趨多樣化和復雜化。智能化的高科技在生產等領域的應用,對技術型人才的要求不僅在數量上有很大的增長,而且在技術型人才的質量上的要求也更為明顯。20世紀90年代以來隨著高等教育大眾化的推動,我國的高等技術教育如雨后春筍般地發展起來。目前我國的高等技術教育的數量已達到一定的規模。今后,高等技術教育的數量發展趨向飽和后,隨之便是高等技術教育質量的提高。為了適應一線高層次高科技人才的需求,高等技術教育在加強內涵建設的同時,必須隨著人才需求層次的高移來提高自身的層次建設。國外的技術教育在20世紀70年代的時候已經授予學士和碩士學位了,以目前我國的經濟發展等各方面的需求,我國有必要而且有能力進行本科、碩士層次的技術教育。
近幾年許多學者不斷地呼吁技術教育的層次高移及納入到大的職業教育體系中,現在學術界多數學者認為我國的高等技術教育不能僅僅停留在專科層次,我國非常有必要發展本科、甚至是研究生層次的技術教育,而且這種層次高移的需求在生產等領域也得到了大力的論證。
(二)高等技術教育向規范的學位制度靠攏也是歷史的必然
在政策層面我國的高等技術教育的發展依然定位在專科層次,與歐美等國甚至與我國臺灣地區相比,我國高等技術教育的發展遠遠落在了它們的后面。而且更為嚴重的是我國的高等技術教育體系中竟然沒有獨立的學位制度,這種狀況無論是對我國的高等技術教育本身的發展還是對我國勞動力在國際市場的競爭都是極為不利的。因此,為了促進高等技術教育自身的發展和增強我國國際勞動力市場的競爭力以及最終適應我國社會經濟的新需求,在高等技術教育領域建立完善規范的學位制度已是歷史的必然。
中圖分類號TP3 文獻標識碼A 文章編號209 5―6363(2017)03―0042―02
1自動化技術概論
在科學技術快速發展的今天,各種高端技術不斷被發明創造,可謂是百花齊放,而自動化技術就是這姹紫嫣紅的科技萬花筒中一朵璀璨的奇葩。說起自動化技術它與人們生活密切相關,生活中處處都有著自動化技術,并大大改善了人們的生活質量、工作和生產方式,而且影響正日益增大。自動化技術在各行各業中被廣泛的運用,如生活中的全自動洗衣機、智能控溫空調等,人們只需提前設定好最優期望值,剩下的工作由機器自動完成。
2自動化的核心
2.1最簡單的控制――開環控制
在自動控制中,開環控制是自動控制中最簡單的控制方式,日常生活中開環控制方式的應用隨處可見,其中電磁爐就是一個常見的例子。如圖1,是一個以開環控制方式的電磁爐加熱系統框圖。
圖1所示的控制方式之所以稱為開環控制,是因為輸出變量(爐溫)沒有反饋到系統的輸入端,輸入信號(控制電壓)僅通過系統單向傳遞到輸出信號(爐溫)就終止了,沒有閉合回路使輸出、輸入變量有反向聯系。這種控制系統的特點在于不論輸出量有多大變化都不會對系統的控制作用產生任何影響。開環控制系統難以克服的缺陷是抗干擾能力差(含外部干擾和內部干擾),但同時也具有許多優點,主要為是成本低廉,結構簡單,調整方便等。適用于擾動影響小和對控制精度要求不高的場合,開環控制系統的組成可分為按系統的擾動控制方式組成和按系統的給定量控制方式組成,開環控制有經常被稱為前饋控制或順饋控制。
2.2自動控制的精髓――反饋控制
在前面提到的開環控制方式的基礎上,當把系統的輸出變量(爐溫)通過反饋回路反饋到系統的輸入端,并根據輸出量的波動調整輸入量就形成了反饋控制,如圖2是一個以反饋控制方式的電磁爐加熱系統框圖。
在反饋控制系統中,通過檢測爐溫反饋回輸入端不斷調整控制電壓就能使爐溫基本穩定,達到穩定的期望值。反饋控制方式的本質是按偏差(給定電壓與反饋電壓之差)進行的一種特殊控制方式,與開環控制相比明顯的特點是當被控量偏離期望值而波動產生一個相應的誤差時,系統便相應的產生一個反饋量去減小或消除這個偏差,使被控量與其期望值逐步靠近,并最終達到相對穩定。該種控制方式的特點是控制精確度較高,但系統結構復雜,且系統的性能分析和設計也較困難,反饋方式可分為正反饋之和負反饋,但在實際的控制系統中很少采用正反饋。在反饋控制系統的基礎上增加一個補償控制,這種將開環控制與閉環控制二者相結合形成的自動控制方式稱為復合控制,復合控制對波動較大的擾動幅度能夠更迅速、更靈敏地進行補償和抑制,抗干擾和控制精度性能與反饋控制相比更優良。
2.3最簡單的控制方法――PID控制
HD控制的歷史久遠,比例控制是最早采用的控制方式,這種控制方式較為簡單,后來通過實際生產生活中遇到的問題逐步針對性的引入了積分控制和微分控制,即形成了著名的PID控制。
HD其工作的本質是對系統的誤差進行比例放大、積分、微分后通過一定的方式合成為新的控制量,以e(t)表示系統的誤差,以u(t)表示系統的控制量,HD的控制規律可以表達為:
在控制系統中積分控制一般不單獨使用,而是和比例控制相互組合成PI調節器;由于微分控制作用反映的是系統的變化率,因此微分控制只在系統的動態變化過程中起作用,微分控制不獨立使用,而是和比例積分控制一起組成PID調節器,有時也和比例控制組合成PD調節器。PID控制應用廣泛,通用性強,但也有它的缺點和局限性。
3自動化技術的發展
自動化技術的發展凝聚了無數科學家的經驗、智慧與汗水。在“蒸汽時代”過后,隨著電磁感應、發電機、電磁波等的發明和應用,人類進入“電氣紀元”,在生產設備中,廣泛的采用各種接觸器、斷路器、放大器、電磁調速器等各種的電子和電氣控制裝置,大大改善了工廠的自動化水平。19世紀末至20世紀中葉是自動化技術和理論發展的頂峰時期,一些被沿用至今的經典方法在這一時期被提出來,如李雅譜諾夫(Lyapunov)提出關于運動穩定性的分析方法,奈奎斯特(Nyquist)的基于系統頻率響應特性的分析方法,伊萬思(Evans)分析系統性能如何隨增益變化而變化的根軌跡法等。以單輸入、輸出系統為核心的經典控制理論逐步被運用到自動化技術中。
計算機的出現加速了自動化技術的發展,自動化技術發生了根本的轉變。如在不改變硬件設施的前提下,僅需改變事先設定好的程序,即可實現簡單自動控制,也能夠實現很復雜的最優控制和模仿人類智能的高級控制,使控制系統到達最佳的狀態,正因如此,計算機被廣泛運用于自動化系統的控制調節裝置中,這被稱為自動化技術的數字化、計算機化。在中國制造2025中,機器人領域的發展是自動化技術發展中的一個重大發展趨勢,中國已成全球最大的機器人市場,但缺乏核心技術仍是制約中國機器人發展的桎梏。
【關鍵詞】多媒體技術 發展趨勢
從農業社會和工業社會過度,21世紀進入了信息化時代。隨著世界經濟文化水平的迅速發展,計算機多媒體技術也迅速發展起來,我國實行改革開放以來,也在計算機多媒體領域取得了重大發展,并將這項新的技術熟練的應用到各行各業,成為了生活中不可或缺的一部分。
1 相關概念界定
多媒體技術的含義是:使用計算機交互式綜合技術和數字通信網絡技術處理多種表示媒體。使我們日常生活中的聲音、圖畫、視頻可以通過計算機進行傳播。現階段,多媒體技術主要有以下幾個方面:
1.1 音頻信息技術
可以通過此項技術合成音樂、對不同人物進行語音識別、語音和文字的相互轉換等。像我們常用的微信交流平臺,進行的實時聊天,就是音頻信息技術的適時運用。
1.2 數據庫及內容檢索技術
該項技術的發展可以說是大大方便了人類的信息存儲及信息應用。龐大的信息,需要一個龐大的存儲空間,計算機多媒體技術就運用了自身大的容量解決了這一問題。
1.3 流媒技術
流媒體技術的發展主要解決了數據不能實時傳輸的問題,相對于傳統媒體來說,它可以使接受者一邊接受信息,一邊處理信息。
1.4 多媒體監控技術
將圖像、聲音、檢索等多種技術綜合在一起應用到報警系統中。使原有的報警系統更為完善,現在的工業生產、銀行安全監控、交通安全保障和防火防盜裝置中,都使用該種技術。并且,還可以將數據存儲以備日后查詢。
1.5 圖像處理技術
主要為圖像拼接和和融合所用。小一點的就是平常所用的簡單拼圖,如Photoshop。大一點的應用領域在刑事偵探中起到重大作用,如嫌疑人面向合成匹配等。
2 多媒體信息技術在生活中的廣泛應用
2.1 文化教育方面
隨著社會的進步,信息變化日新月異,想要接受新的信息,不被時代淘汰,就必須與時俱進。教育培訓,將圖像、聲音、視頻廣泛結合,相互交互,提高學習主動性。而遠程教育的發展,更是解決了人們時間和空間的不一致性。
2.2 商業服務方面
各大型商場的演示服務,計算機觸屏,還有現代社會運用廣泛的微信和支付寶快捷支付,各種網上平臺的交易,包括淘寶、天貓的購物;攜程、途牛等的旅游出行;美團、糯米網的訂餐服務,無一不需要多媒體技術的支持。
多媒體電子出版物方面:多媒體電子出版物主要以大容量存儲為依托,為人們呈現圖像、文字、聲音和動畫。我們常用的磁帶、光盤和集成電路卡都是多媒體電子出版物的產物。其存儲量打、攜帶方便,解決了傳統閱讀工具的重大弊端。在旅游、教育、娛樂界得到充分運用,加大了知識的傳播速度。
2.3 視頻會議方面
經濟全球化時代的到來,使得世界各地的經濟更加緊密,各大企業的辦公地點遍布世界各地。視頻會議就是他們聯系的重要方式,通過遠程技術與異地進行交流,是辦公自動化中重要的技術支撐。
2.4 醫療診斷方面
醫療診斷經常采用實時動態視頻掃描和聲影處理技術等,簡單來說在醫學中常采用的彩超、B超和拍攝X光片。最常見的就是醫院就診預約掛號,體檢報告單的網絡查詢。人類在惡劣環境中身體受到的傷害加重,各種疑難雜癥應運而生,眾多疾病的治療都需要借助多媒體醫療診斷技術。
3 多媒體信息技術未來發展趨勢分析
多媒體信息技術作為一種新興技術,其發展前景可觀,將是未來社會生產的主要產物,但也存在一定的弊端。結合現在的發展現狀,展望未來發展趨勢,多媒體技術主要會朝多元化、網絡化和媒體終端的部件化、智能化和嵌入化方向發展。
3.1 多元化方向
這里的多元化不僅指應用領域的多方向發展,也是技術從單機到多機的的過度,從基于CD-ROM的單機系統向以網絡為中心的多媒體應用過渡,解決了傳統技術遺留的相關問題。目前,多媒體技術在教育培訓、商業服務、醫療服務方面有眾多應用;未來,多媒體在服務這些主體時,能給其帶來衍生服務;例如在教育培訓方面,除了單純的培訓和遠程視頻方面,我們還可以根據消費者需求提供專業服務,需求者還可以進行糾正,以便達到自己的要求。商業服務更不用說,現代社會的發展已經在滿足用戶需求方面做了重大貢獻,未來也只會朝著更好的發展。
3.2 網絡化方向
由于技術進步,信息化速度加快,多媒體信息技術和網絡化相互結合起來,解放了人們的思想,轉變了教育方式。從根本上解決了文件處理、錄像帶資料長期保存、圖像視頻的觀看等問題。
3.3 智能化和嵌入化方向
S著計算機硬件和軟件的不斷更新,計算機的性能指標進一步提高,未來多媒體網絡的環境要求增強,使多媒體網絡的智能化發展更加完善,智能化機器人將會給人類社會帶來翻地腹地的變化,更好的服務人類生活。
4 結論
盡管如此,多媒體信息技術的發展雖然給社會生活帶來了諸多便利,但在發展的過程中由于某些不成熟因素,也存在一些弊端,比如電信詐騙、視頻文件資料造假、黑客入侵,都是技術發展過程中存在的隱患,也將是阻礙多媒體信息技術發展的一大障礙,未來的多媒體信息技術研究需要攻克這一難題。
多媒體信息技術將是未來發展的主流,它以其自身的獨特性影響著未來生活的方方面面,給計算機系統的視頻、文件系統帶來了重大變革。由于多媒體信息技術涉及范圍廣,包括文化、經濟、政治的方方面面,其影響范圍也大,所謂牽一發而動全身,必將是未來經濟社會發展的至關重要因素。
參考文獻
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關鍵詞: 可持續發展;生態建筑;設計原則;設計方法
引言
近幾年來生態建筑、綠色施工、可持續發展的建筑等名詞、概念不僅僅成為一種時尚,而且已經成為建筑學發展的前沿學科。研究生態建筑的設計原則和設計方法對于建設領域實施可持續發展戰略具有重要的現實意義和工程應用價值。
1可持續建筑的定義
可持續建筑是對可持續發展有積極貢獻的建筑,是既滿足當代人的需要,又不對后代人滿足其需要的能力構成危害的建筑。可持續建筑觀是對可持續發展思想的回應。可持續建筑觀是一種全面的建筑觀,它有別于一般的建筑思想,因為它強調的不純粹是形象、風格,更主要的是強調設計思想和具體的技術,它是一場建筑思想革命。建筑的創作應尋求人工環境與自然環境和諧、共生。建筑不再是對環境的剝奪和污染,而是促進同周圍環境的協調,使人類賴以生存的家園能夠持續地向未來發展。
2生態學與建筑學的有效結合
生態學是研究生命有機體和其環境之間的相互關系的學科。生態學這個字100年前來自希臘文,意思是家或住地。生態學以生物個體、種群、群落、生態系統等不同層次的單元為研究對象,從各個側面研究生態系統的結構與功能,深化了人類自身及其周圍環境之間的關系的認識。保護人類的生活環境,順應和保護自然生態,創造適宜人類生存與行為發展的物質環境、生物環境和社會環境,已成為當今世界具有迫切性的問題。生態建筑學的研究已是為了探討這些問題而出現的,同時也是時代特征的表現,它既是生態學與建筑學交叉滲透的產物,又是自然學科的多學科和社會科學等多學科更大規模結合的產物。生態建筑學所要研究的基本內容首先是人與自然協調發展的基本原則下,運用生態學原理和方法,協調人、建筑與自然環境間的關系,尋求創造生態建筑環境的途徑和設計方法。生態建筑學一詞是由美國意大利建筑師帕歐羅?索列瑞提出的,他把生態學和建筑學兩個詞并為一體,提出了生態建筑學的新概念。
3生態的建筑設計的原則
對生態建筑的理解與衡量標準是會隨著時間變化而不斷發展的,但其基本的原則基于建筑在人類與自然界之間的中介地位,主要體現在4個方面:對自然生態環境的保護,盡量減少對生物圈的破壞;對使用者的關心;對于溝通人類與自然環境創造條件;面向未來發展的足夠彈性。生態的建筑設計是在適當的時間、適當的條件下利用適當的技術,發展保護環境、節約資源的物質空間。根據各地不同的地形、地貌和生態環境系統,考慮節能節水、方便美觀、適用等因素,為人們提供良好的生活環境。
3.1以生態為基礎進行整體規劃和生態規劃
根據自然的本質屬性,組織各功能分區,使建筑群的能流、物流暢通無阻;從建筑物朝向、間距、形體、綠化配置、能源的循環利用等方面考慮,建筑規劃要走中小型化、花園化、智能化為一體的道路,提高綠地面積比例,降低能耗量;建筑整體規劃應體現建造場地、植被的一體化;減少對資源的干擾和污染;建筑及裝飾材料的選擇應考慮對能源消耗和對空氣、水污染的影響;全方位考慮建筑綠化,沿街綠化、樓間綠化、樓旁綠化、綠化建筑,形成多品種、多層次、立體的、廣泛的綠化環境,改善建筑小氣候,使人類貼近自然。在生態的建筑規劃設計中要把具體建筑看成是城市建筑大系統的一部分,與城市建筑大系統相聯系,使建筑內部難以消化的廢物成為其它元素的資源。
3.2注重建筑系統中物質和能量的循環使用
建筑外表面應考慮圍護結構的熱效率;設計規模恰當有效的供熱、通風和空調系統;充分有效地利用各種可選擇的再生能源,形成與建筑空間使用配套的能源綜合開發利用系統,建筑生活垃圾綜合處理;從節能出發做好照明、器具設備和電氣負荷的最優化設計;考慮建筑空間的建筑材料中易揮發的有機成分,盡量減少微生物生長的機會,提供新鮮的空氣,建筑構造使用可循環或帶有可循環材料(如鋼材、鋁材等)的產品,考慮建筑構件和建筑設備的再利用,盡可能減少建筑垃圾;為建筑物主人使用可循環設施提供方便,通過中水的再利用和節水裝置,使生活污水排放量降到最低;建筑屋頂、地面、門窗要進行隔熱處理;廣泛應用建筑采暖節能、制冷節能、通風節能、照明節能等建筑節能技術。
4生態建筑設計方法
4.1生物設計法
借鑒生態系統的運行規律來解決建筑與環境間的沖突,是生物設計法的主要思想。生物設計法是將建筑看作是一個生態系統,通過安排建筑內外的物質因素,以循環方式令資源、能源在系統內有序流動,獲得一種低耗、高效、無污、無廢、生態平衡的人工環境。其中最為著名的是美國風景建筑師麥克哈格提出的“生態設計方法”。可以從4個方面進行:自然過程調查,視自然過程為資源,進行資源信息調查;生態因子調查,廣泛收集規劃區域內的自然和人文資料,進行資源信息調查;生態因子的分析綜合,先對各種因素進行分類分級,構成單因素圖;再根據具體要求用圖疊技術進行疊加或用計算機技術歸納出各種綜合圖;結果表述,對各主要因素及各種資源開發利用方式進行適宜度分析,確定最優的利用方式
4.2氣候設計法
氣候是生態建筑設計的原點。建筑適應氣候要求的特征,在“自力更生”最大限度庇護人類的同時,也順應和保護了人類的生存環境。氣候設計法是指在建筑設計中以氣候為參照物,選擇和創造與場地氣候相適應的材料、構造、建筑形式和自然能源的利用方式,其設計的生態意義在于影響建筑的舒適度和能源利用方式。氣候設計法重點突出氣候調節被動系統的設計,并從更高的技術起點來增強對自然能源的利用,其具體手法包括:①生物-氣候方法,1963年,《設計結合氣候:建筑地方主義的生物氣候方法研究》一書中,概括了20世紀60年代之前的建筑設計與氣候、地域關系的各種成果,提出了“生物氣候地方主義”的設計理論和方法。“生物氣候地方主義”方法從影響人體的生物舒適感覺的因素出發分析氣候、地域和人體生物感覺之間的關系,進而確定可能采用的設計策略。奧戈雅的方法建立在建筑物理知識和數據分析的基礎上,尋找解決問題的途徑,并試圖建立起一種通用的設計模式,具有科學化、理性化的特點。但對建筑師而言,操作過程較為復雜,對環境中的多樣性估計不足。②針對上述方法的不足,氣候設計的另一個設計方法,就是重新挖掘和評價地方傳統經驗和建筑做法,找到典型的氣候適應設計模式。通常在一定的地區范圍內,氣候是比較穩定的外在條件,對地域建筑氣候設計分析研究,可以為同一個地區或相似地區的建筑的氣候經驗設計提供參照。借助于現代管理學和人體科學的成果,對傳統地域建筑中的生態設計策略進行充分的分析和評估;直接采用、修改或發展這些策略,使其符合現代設計和生活要求。
結語
總而言之,我國是一個人口大國,面臨著許多的問題,環境狀況令人堪憂,中國的資源相對匱乏。因此,可持續發展已經成為社會發展的主要問題,建筑的可持續發展已經成為建筑界的共識。如果我們能夠從生態建筑設計出發,完全可以避免發達國家已經犯過的錯誤,避免今后對大量已建工程的改造,減少有限資源的耗費。
參考文獻
[1]徐子蘋,劉少瑜. 英國建筑研究所環境評估法BREEAM引介[J]. 新建筑,2002,01:53-56.