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关键词:焊接学科;研究生培养;跨专业研究生;特殊性;策略
作者简介:陈玉华(1979-),男,湖北武穴人,南昌航空大学航空制造工程学院焊接工程系主任,副教授;黄春平(1980-),男,江西吉安人,南昌航空大学航空制造工程学院,讲师。(江西 南昌 330063)
基金项目:本文系江西省教育科学规划课题(课题编号:11YB378)、江西省学位与研究生教育教学改革研究项目(项目编号:JXJG-11-24)、南昌航空大学学位与研究生教育教学改革研究项目(项目编号:YJG201102)的研究成果。
中图分类号:G643 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)35-0026-02
高度分化同时又高度综合,是现代科学发展所呈现出的越来越明显的趋势,因此在客观上要求有更多数量和更高质量的具有开阔视野和广博知识的复合型人才,尤其是在研究生阶段培养复合型的人才更是受到高度重视,跨专业报考研究生也因此得到广泛的提倡。[1-4]据统计,近年来全国硕士研究生入学考试的报考人数有将近50%的考生是属于跨学科、跨专业的。[5]在研究生扩招之前,跨专业报考的研究生中,相当大的比例是源于学生的兴趣导向,或者是一些新兴的交叉学科或边缘学科,需要不同知识结构和知识背景的生源。随着高校毕业生就业的市场化,就业导向所导致的跨专业报考研究生的比例越来越高,但这部分研究生在后续培养中的问题和矛盾也不断凸现。本文以南昌航空大学焊接学科为例,对跨专业报考焊接学科的研究生培养所存在的特殊性及策略进行了探讨。
一、跨专业研究生培养的现状
从现有文献调研来看,目前国内大部分高校对于跨专业研究生培养的关注不够,涉及该方面的文献非常有限,大庆石油学院[6]对地质类跨专业研究生、浙江财经学院[7]对管理类跨专业研究生的培养模式进行了一些探索。大庆石油学院在分析地质类跨专业生源的研究生对硕士点建设利弊的基础上,对跨专业地质类研究生的培养进行了探索与实践,认为跨专业研究生作为一个特殊群体,需要作为一个系统工程来设计和实施,即从招生、入学前、授课阶段、开题报告前及进入论文写作阶段等各个环节结合导师、授课教师及管理人员给予共同的特别关注,协同指导,才能在较短时间内克服跨专业研究生的不足,适应地质类研究生教学与培养方式,并发扬其跨专业的知识结构特色,成为高层次的复合型人才,真正成为合格的地质类硕士毕业生。[6]
目前国内大部分高校对于跨学科、跨专业研究生培养的机制、模式及策略等问题还没有给予足够的重视并进行深入研究,对于跨学科、跨专业报考研究生这一特殊群体的成长、成才还缺乏有益的指导。
二、焊接学科跨专业研究生培养的特殊性
南昌航空大学焊接学科是材料加工工程硕士点的方向之一,历来就业前景较好、研究经费充裕、科研条件好,因此,每年都有近60%的生源是跨专业、跨方向报考的。以2009、2010级研究生为例,其本科专业有应用化学、机械设计及自动化、生物医学工程、电子科学与技术、金属材料工程、飞行器制造工程、材料成型及控制工程(锻压方向)、材料成型及控制工程(铸造方向)等。
1.跨专业报考焊接学科研究生的优势
跨专业考生与本专业考生相比,有一些特点和优势[6]:来自不同的专业背景,考虑问题的角度和思路颇有特色,对于圈内传统观点和学说敢于质疑,另辟蹊径。通过问卷调查结果发现,焊接学科研究生,本科所学专业为材料类专业的,往往表现出较强的微观组织结构分析的能力,本科所学专业为机械类专业的,在焊接设备、工装夹具的设计方面和本专业学生相比有优势,这些对本专业生源的研究生构成了激励和促进。
2.跨专业报考焊接学科研究生培养中的问题
跨专业报考焊接学科的研究生虽然有利于选拔更多的具有宽广基础知识的优秀生源入学,从源头上为培养复合型、具有创新能力的焊接技术人才奠定了基础,但也带来了严重的问题和矛盾:
(1)在焊接学科专业课程的教学中存在较大的困难。由于现有研究生的培养计划是针对本科为焊接专业的研究生所制定的,但现在面对的对象有一半左右是对焊接专业一无所知的跨专业研究生,因为统一授课对象的基础不一样,如果授课内容和难度以跨专业研究生为基础来安排,那么本专业研究生会“吃不饱”,如果以本专业研究生为基础来安排,跨专业的考生又“跟不上”。
(2)由于与本专业学生的专业基础相差太远(不同的跨专业生源的基础也还有明显的差别),跨专业报考焊接学科的研究生对于焊接专业的一些基础理论问题不太清楚,一方面在后续的课题研究中无法进行深入研究,硕士论文的质量也不高,在规定的时间内难以完成课题的开题报告,进而影响到整个培养环节的进行。另一方面,部分跨专业学生比较勤奋、努力,虽然能够完成硕士论文、顺利毕业,但硕士论文的撰写中经常会用到一些令人啼笑皆非的词语,反映出其专业基础不扎实,在毕业后的工作中也会出现对焊接专业的很多基本知识掌握程度不够、内行人说外行话的情况。根据问卷调查结果,有相当一部分学生自认为:虽然读了焊接方向的研究生,做了与焊接相关的课题,但并不真正了解焊接,在毕业后的工作中缺乏自信心。
三、焊接学科跨专业研究生培养的策略
针对南昌航空大学焊接学科跨专业报考的研究生日益增多、培养对象的基础相差越来越大这一现状,为了全面提升南昌航空大学焊接学科跨专业报考的研究生的专业基础知识,在跨专业报考研究生的培养中引入了国际焊接工程师培训、认证的新模式。
“国际焊接工程师”是ISO1473l标准中所规定的最高层次的焊接技术人员和质量监督人员,是与焊接相关企业获得国际产品质量认证的要素之一,获得者可从事产品的结构设计、生产制造、质量保证、研究和开发等各个领域的焊接技术和相应的管理工作,在企业中起着极其重要的作用。培训内容包括与焊接专业相关的基础知识和专业知识,既有材料、机械、力学、电子电工等焊接专业基础知识,也有“焊接工艺及设备”、“材料及材料的焊接行为”、“焊接结构与设计”、“焊接生产及应用”四门主干课程,还有国际(ISO)、欧洲(EN)、美国(ASME)、德国(DIN)标准与规程和国际先进的焊接技术、国内著名专家的科研与生产实践经验。
通过对近几年跨专业、跨方向报考南昌航空大学焊接学科的研究生的本科专业、知识结构进行调研,与国际授权的机械工业哈尔滨焊接技术培训中心进行研讨,确定焊接学科研究生参加国际焊接工程师培训的入学条件和资格,结合国际焊接工程师培训的入学要求,对焊接学科研究生培养的现有课程体系进行了优化和改革,将部分焊接本科专业的核心必修课程如“焊接理论基础”、“弧焊电源”、“焊接结构”、“材料焊接性”等设置成研究生培养计划的选修课程,供跨专业、跨方向学生选修,使其具备一定的焊接基础理论,以满足国际焊接工程师培训的入学资格审查。通过中期考试后,对这些学生进行国际焊接工程师的培训,并按照国际焊接工程师培训体系的要求,将部分培训内容和现有课程有机融合,全面提高其焊接理论基础知识、专业知识。按照“国际焊接工程师”培训体系,对参与培养的研究生进行40学时的焊接技能实训,包括焊条电弧焊、气焊、气割、二氧化碳气体保护焊和氩弧焊操作,提升这些研究生的操作技能和对焊接的感性认识。
四、焊接学科跨专业研究生培养新模式的实施效果
3年来,共有23名跨专业报告的研究生参与了该培养模式的试点,取得了良好效果。2011年毕业的硕士研究生吴某,本科所学专业为电子科学与技术,与焊接专业相差甚远,通过该模式的培养顺利毕业并拿到国际焊接工程师证书,毕业后成为某学校焊接专业的教师,能够胜任焊接专业课程的教学;2012年毕业的硕士研究生龚某,本科所学专业为化学工程,通过该模式的培养顺利毕业并拿到国际焊接工程师证书,毕业后成为某公司焊接责任工程师,硕士论文被推荐为省级优秀硕士论文;2013年毕业的硕士研究生姜某,本科所学专业为机械设计及其自动化,通过该模式的培养顺利毕业并拿到国际焊接工程师证书,并签约某高铁车厢生产企业。
五、结论
焊接学科跨专业研究生的专业基础和本专业研究生不同,且各个个体之间的差别也较大,导致跨专业研究生的培养在课程教学、课题研究和硕士论文的撰写等方面存在较大差异。
通过改革现有培养模式,在跨专业研究生的培养体系中引入国际焊接工程师培训课程,夯实了跨专业研究生的焊接专业基础知识,提高其焊接专业的技能,培养了焊接学科研究生的国际视野和工程实践能力,增强了研究生的就业优势。
参考文献:
[1]杨春艳,王晨.21世纪以来欧美研究生教育改革新趋势[J].学位与研究生教育,2010,(9):60-65.
[2]沈以赴,夏品奇.国际化培养:高质量研究生教育的重要举措[J].中国高等教育,2010,(1):36-38.
[3]熊玲,李忠,赵伟.基于大工程观的工程研究生培养目标及相关思考[J].学位与研究生教育,2010,(4):60-65.
[4]杨华.基于工科特点的研究生教育培养模式创新研究与实践[J].河南教育,2010,(12):3-4.
[5]李秀兵,姚秀颖,何振雄,等.我国高等工程人才培养的现状调查与问题分析[J].学位与研究生教育,2010,(4):64-71.
【关键词】研究生;培养质量;电气工程学科
【中图分类号】G40-057 【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097(2011)11―0052―05
引言
近年来,我国研究生招生规模以每年两位数的增长率逐年递增。截至去年,全国在校研究生已超过100万人。清华大学电机工程与应用电子技术系(以下称“清华大学电机系”)目前有在校硕士、博士研究生643人,已经超过该系在校本科生的规模。研究生的培养成为本系教学的重点。为实现建设世界一流电气工程学科的目标,清华大学电机系不断深化教学改革,采取有效措施,切实提高研究生培养质量,缩小与世界一流电气工程学科研究生培养水平的差距。本文着重介绍清华大学电机系在完善课程建设、加强学术交流、注重实践培养和严格规范学位评审等环节所进行的改革尝试,以及这些改革措施对提高研究生培养质量起到的积极效果,和对促进学生就业于能源电力企业和教育科研事业单位发挥的推动作用。
一 根据就业去向确定研究生教学体系改革的重点方向和内容
2006年-2010年问,从清华大学电机系毕业后就业的博士生和硕士生(不含工程硕士生)人数分别是226人和397人。图1和图2分别据此统计了研究生的就业去向。
从上述统计数据可知,能源/电力企业和教育/科研事业单位已经成为近70%的研究生就业时的首选,“进入主流行业、发挥大才干”已成为大多数研究生首选的就业取向。
反过来,为了适应这种择业的需求,在研究生教育培养体系中如何把握其技能需求,就成为一个重要的课题。通过对205名毕业研究生的调研和对国家电网总公司、南方电网总公司、区域电网公司、省电网公司、电力设计院、发电公司、发电设备制造企业、输配电装备制造企业、电力电子设备制造公司和中国电力科学研究院等10余家用人单位的访问,对包括学科认识、毕业生工作状况、行业用人需求、毕业生知识和技能需求在内的共9个方面内容进行了调研。我们得出以下具有代表性的结论:
1 基本功扎实是在后续事业中取得成功的基石,培养严谨的科研作风是保证研究生培养质量的重要环节。
2 加强专业知识的讲授和专业技能的培养应当成为研究生教学的重点和核心内容。
3 研究生创新能力需要“智商+情商”兼修,即不仅仅要有扎实的理论分析和工程实施等各项专业技能,也要有与人沟通的能力。
结合这些调研分析结果,本系的研究生教学改革拟定从课程建设、学术交流、学位评审过程管理三个环节来加强专业教育,综合培养研究生创新能力,并在规范化的学位评审制度中培养学生严谨的科研作风。
二 不断完善研究生课程改革与建设
1 加强研究生课程建设
清华大学电机系多年来始终坚持研究生课程的改革,从加强师资队伍建设、开展研究型教学、鼓励双语或纯英语教学、促进高水平研究生教材编写等角度开展工作,通过不懈努力,取得了较多突出性成果。先后有“现代电力电子学”、“高等电力网络分析”、“现代控制理论”、“电力电子与电机集成系统”4门课程荣获“清华大学研究生精品课程”称号。“高等电力网络分析研究生学位课重基础研究型教学方法”项目荣获2008年清华大学教学成果奖一等奖,“电力电子与电机集成系统,研究生双语专业课程建设项目荣获2010年“清华大学教学成果奖”一等奖。
2 完善研究生课程规划
课程规划包括研究生课程建设的完善,教学理念的创新、教学内容的创新等方面的内容。清华大学电机系不断增加研究生课程的深度与探索性实践,优化课程内容设置,适当删减部分内容相对陈旧、教学效果不够理想的课程。我们认为所学课程应为研究生在工程实践与先进理论之间起到桥梁作用,不仅要使研究生更好地掌握理解问题、分析问题的基本方法,正确地运用有关理论和方法解决实际工程问题,同时还需拓宽研究生的专业基础知识,了解和掌握学科前沿动态,培养和提高研究生独立从事科研的能力。
近几年来我们逐步完善了一批研究生课程,新增开设了“磁性物理与电磁检测”、“电力电子器件原理与应用”、“磁测量原理与技术”、“现代电力系统优化新进展”(深圳研究院)课程。已通过批准开设“电能质量”、“现代电力系统规划”、“电力系统复杂性与大电网安全技术”等课程,优化调整了“现代能量管理系统”、“电气设备可靠性工程”、“电力系统广域监测与控制”、“电力系统理论与分析”等课程的内容。这些课程由于一方面介绍电气工程领域的最新科研进展,另一方面也满足当前智能电网与新能源产业迅猛发展的需求,受到学生的欢迎。
3 聘请海外学者短期讲学
为推进研究生课程建设,学习国外先进的教学理念和借鉴其教学模式,提高研究生课程质量,清华大学电机系积极开展“海外学者短期讲学资助计划”,先后聘请一些国外的著名教授、学者来校进行短期讲学。共有100余名研究生和高年级本科生选修了海外学者讲授的课程。表1列举了近年来聘请的国外知名大学来本校进行短期讲学的课程内容。
三 加强学术交流,着力培养研究生创新能力
1 选派研究生参加国际联合培养与短期访学
为拓宽研究生的国际视野,加强研究生的国际化联合培养力度,清华大学电机系选派部分优秀学生赴国外一流大学进行联合培养、短期访学交流,培养了一批具有国际视野、能够提升自主创新能力的拔尖创新人才。
2007年至今清华大学电机系已选派研究生出国联合培养26人次,前往的国家包括美国、英国和加拿大等。2010年和2011年共选派9名博士生进行短期访学交流。表2为清华大学电机系近5年选派研究生出国联合培养情况。
清华大学电机系选派的学生在国外著名大学学习交流,师从著名教授,学习到国际先进的科研方法和手段,提升了学生的自主创新能力。选派研究生出国联合培养已取得显著成果,如博士生何同学在“IET Generation,Transmission&Distribution”、袁同学在“IET Electric Power Applications”期刊上发表了高水平论文、林同学更是在发表了多篇高水平文章的基础上,还获得教育部颁发的“博士研究学术新人奖”。
2 建立专项基金资助制度,加强研究生国际交流
为支持博士生出国参加重要的国际学术会议,促进博士生与国际同行学者直接交流沟通,拓宽学术视野,了解学科研究进展和动态,提高学术水平,清华大学电机系依托电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室设立专项基金,
资助博士研究生参加在其研究领域中重要的、影响大的国际会议,鼓励研究生出成果并鼓励其积极参与国际学术交流。
专项基金自2009年6月设立至今,已实施资助40名博士生出国参加国际会议,受资助的博士生覆盖清华大学电机系电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电机与电器、电力电子与电力传动、电工理论新技术所有二级学科和深圳研究生院能源与电工新技术研究所。
资助博士生参加国际会议,受资助的学生既开拓了国际视野,又促进了其创新性研究的思路和方法的培养。如博士生罗同学将与会报告内容完善并在“Journal of Physics D:Applied Physics”期刊上发表文章。之后,该博士生又以此内容为基础进行扩展,并申请成功国家自然科学基金青年项目。
3 改善研究生学术交流氛围
要想培养高质量的研究生,活跃的学术氛围是必不可少的。创新的思想需要在浓厚的学术氛围中孕育。清华大学电机系采取了多种行之有效的措施,加强学术交流,营造创新的氛围。
电机系成立“研究生学术交流中心”,通过组织调研,及时了解研究生所需,定期整理汇总各类学术活动信息。促进二级学科间的学术活动信息共享,以及相近研究方向的深层次学术探讨,使研究生的学术交流活动得到常规化、规范化、制度化。
2007年底创办《学术前沿导读》电子刊物(以下简称《导读》),该刊目前已出版10期。《导读》包括的主要内容有:(1)相关行业的发展态势;(2)国际学术前沿的发展情况:(3)相关专业的研究动态和最新成果;(4)科学研究方法与科研研究经验等。《导读》主要归纳总结国内外电气工程学科的最新研究进展及思路;及时准确、分门别类地归档记录系内教师、研究生已有的与最新的学术方向与研究成果,并定期。《导读》不是简单的资料汇编,它很好的起到导引作用,通过对学术资源的整合,将初涉学术科研生涯的研究生导引到更广阔的资源、获得更科学的研究方法、融入最前沿的学术环境中。
4 促进师生间的学术交流
良好的师生交流是研究生做好科学研究工作的基础,同时也能促进研究生培养质量的提高。博士生论坛是研究生进行学术交流非常重要的平台。清华大学电机系利用这一平台,积极组织安排博士生导师会议在博士生论坛期间召开,既使老师们参加了博士生导师专题讨论会,同时也保障了更多的博士生导师参加博士生论坛并对博士生的学术报告进行点评,为全系师生间进行学术交流创造更多的有利条件。博士生论坛每年组织一次,每次有120名左右研究生参加论坛。博士生导师专题讨论会自2007年开始举办,每次都有10余位至20位博士生导师参加。
以“聚焦行业热点,关注学术进展;着眼学科交融,开阔思想视野;感受学者风范,品味学术人生”为宗旨,清华大学电机系于2004年推出“行家行话”学术活动品牌。该活动每学期举办一至两次,现已经成功举办23期。每期的嘉宾均是电力行业内的著名专家或业界精英,其中包括中国工程院院士、英国皇家工程院院士、美国电机电子工程师院士、大型电力企业技术专家等。
清华大学电机系为加强导师与研究生间的学术探讨,积极组织召开访学报告会,安排麻省理工学院、剑桥大学、多伦多大学、威斯康星大学等名校归国的访问学者、公派出国生、短期访学生,向全系师生介绍他们在国外一流大学的访学经历。访学报告会不仅开阔了学生的学术视野,也有助于提高学生的学术水平和创新能力。
四 依托企业建立研究生工作站,加强专业型硕士研究生培养
从2009年起,为更好地适应国家经济建设和社会发展对高层次应用型人才的迫切需要,我国推出了全日制专业学位硕士研究生这个新的培养类型。专业学位是我国研究生教育的形式之一,是相对于学术型学位而言的学位类型。而根据国务院学位委员会的定位,全日制专业学位硕士研究生的目的是培养具有扎实理论基础,并适应行业或职业实际工作需要的应用型高层次专门人才。专业学位硕士开始全日制培养,并发放“双证”,是我国将硕士研究生教育从以培养学术型人才为主向以培养应用型人才为主转变的重要举措,是实现研究生教育结构的历史性转型和战略性调整。对于这种新的类型,如何制定好培养方案,特别是如何突出“应用型”特色,值得各个学科深入思考。
清华大学有关学科按照教育部的部署,积极发展具有特色的专业学位教育。清华大学电机系自2009年开始招收全日制硕士专业学位研究生。我们认为,专业学位教育是为了培养掌握电气工程领域坚实的基础理论和宽广的专业知识,具有较强的解决实际问题的能力,能够承担专业技术或管理工作,具有良好的职业素养的高层次应用型专门人才。为达成此目的,需要面向行业领域进行充分的、高质量的专业体验和实践。清华大学电机系注重利用企业资源,建立专业实践或合作培养基地,推进应用型硕士研究生培养与用人单位实际需求的紧密联系,积极探索人才培养的供需互动机制。
为适应创新型国家建设需要,实现“人才强国、人才强校、人才强企”战略,加强校企合作,充分发挥高校在人才培养系统性、学科交叉性及知识前沿性和企业在重大工程项目平台和高水平工程实践方面的优势,探索创新人才培养机制,密切理论研究和生产实际的结合,增强学生解决实际问题的能力,清华大学电机系与南方电网科学研究院有限责任公司等企业签订了研究生工作站合作协议。清华大学电机系每年将选拔一批以专业型硕士生为主的研究生,赴企业研究生工作站进行合作研究,研究专业包括:电力系统及自动化、直流输电技术、电力系统仿真、高电压技术、电力电子与电力传动、自动控制、信息技术、智能电网等。工作站的建立是对清华大学电机系研究生实践培养的很好保障,必将提升研究生的科研创新能力,促进研究生培养质量的提高。
五 规范学位评审制度,保障研究生培养质量
1 严格规范学位论文预审查制度
2006年开始,清华大学电机系积极实行《电机系工程硕士论文预审核实施办法》。该办法的实施,为清华大学电机系工程硕士论文质量的改善和提高起到了非常有效的促进作用。在两年多的实施过程中,及时发现该办法存在的不完善之处并进行修订,从而完善了工程硕士论文预审核制度,进一步促进了工程硕士论文质量的提高。
2009年,从工程硕士开始,清华大学电机系率先对学位论文进行重复度审查。经过对最近两年答辩的近40名工程硕士学位论文进行的重复度审查,结果表明该项审查对电机系工程硕士论文质量的提高起到显著作用。
2 严格规范学位论文送审评阅、答辩过程
自2006年年底起,清华大学硕士答辩改为集中答辩,给答辩管理工作带来一定影响。论文评阅人的聘请、答辩委员会的组成、答辩硕士生和导师及答辩秘书对时间节点的把握、答辩工作的组织安排、导师和答辩硕士生对答辩后收尾工作的认识等都存在一定问题。清华大学电机系高度重视硕士生答辩工作的严格把关, “电气工程”学位分委员会2010年9月专门讨论,通过并实施《电机系硕士学位论文答辩有关规定》,对硕士答辩的相关工作提出了规范要求。
2011年4月清华大学电机系积极编写《电机系硕士学位论文答辩委员会秘书工作提示》和《电机系硕士学位论文答辩研究生工作提示》,专门组织召开硕士研究生答辩动员会,要求全系预计答辩的工学硕士生、全日制工程硕士生、非全日制工程硕士生、答辩秘书以及全系各所主管研究生工作副所长参加会议。通过动员会,对硕士研究生答辩的全过程、各项工作的时间安排进行全面介绍,明确提出系级论文预审查、论文送审评阅、论文答辩各环节的要求及注意事项。结合第一届全日制工程硕士即将进行毕业答辩的实际情况,对答辩各个阶段中主管副所长、答辩秘书和答辩硕士生等相关人员的各项工作及任务进行细致的分析和说明,并对硕士论文写作中容易出现的问题与错误进行讲解,要求研究生的学位论文不但内容要保证质量,同时也要重视论文的写作格式规范。答辩动员会效果良好,今年的硕士学位论文答辩相关工作,存在的问题比以往有所下降。
六 结语
关键词:微网;控制策略;现状
中图分类号:TM77 文献标识码:A
Analyses the micro network control research status
DUAN Xiao-rui,LI Jin,ZENG Zhao-wei
(College of Electrical Engineering, Guizhou University, Guiyang Guizhou,550025)
Abstract: In recent years, Distributed Generation obtained more and more attention and application, and by the small capacity of distributed power network research. This paper first introduces the concept of micro network and micro network control strategy, and then summarizes and analyzes the current research status of micro network.
Key words: Micro network;The control strategy;The status quo
引言
随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,近年来用电负荷正急剧增长。与此同时,能源危机与环境保护的压力正逐渐加大,化石燃料的迅速消耗和燃烧应用中产生的污染问题也已严重影响到了人们的正常生活。因此,绿色清洁的新能源以及可再生能源的应用得到了越来越多的重视。分布式发电将分散存在的清洁能源转化为电能,使分布式能源得到最有效的利用,因此分布式发电技术为清洁能源的推广应用提供了有力的技术支撑[1]。分布式发电技术不断发展,将分布式发电供能系统以微网的形式运行,与大电网互为支撑,是发挥分布式发电供能系统能效的最有效方式。
微网概念
微网是一种可将各种小型分布式电源组合起来为当地负荷提供电能的低压电网。它具有联网和孤岛两种运行模式,能提高负荷侧的供电可靠性。微网中的分布式电源常采用电力电子接口连接到微网,这增加了分布式电源接口控制的灵活性,但是减少了系统的惯性。微网缺少惯性和运行模式的多样性增加了系统在维持能量平衡及频率稳定等方面的控制难度。微网既可以通过配电网与大型电力网并联运行,形成一个大型电网与小型电网的联合运行系统,也可以独立地为当地负荷提供电力需求。该灵活运行模式大大提高了负荷侧的供电可靠性。同时,微网通过单点接入电网,可以减少大量小功率分布式电源接入电网后对传统电网的影响。
微网控制策略
微网在实际运行中需要解决的关键问题之一就是控制问题。当微网中的负荷或网络结构发生变化时,如何通过对微网中各种微电源进行有效的协调控制,以保证微网在不同运行模式下都能够满足负荷的电能质量要求,是微网能否可靠运行的关键[2]。
目前的微网控制方案,按整体控制策略可分为对等控制、主从控制。主从控制一般是指底层微电源的控制是一种主从控制结构:以一个微电源作为主单元,其控制器作为主控制器,其余微电源的控制器作为从控制器。从控制器必须服从主控制器,其之间的通信联系是强联系,一旦通信失败,微网将无法正常工作。主从控制策略主要用于孤岛运行时的微网。对等控制就是微网中每个微电源地位相等,不存在起主要支撑作用的主控制单元。对等控制策略基于下垂控制法,分别将频率和有功功率、电压和无功功率关联起来,通过一定的控制算法,模拟传统电网中的有功、频率特性曲线和无功、电压曲线,实现电压、频率的自动调节而无须借助于通信。
下垂控制、恒压恒频控制和恒功率控制是目前常见三种的微电源接口逆变器控制方法。下垂控制方法就是使接口逆变器模仿传统电力系统的下垂特性,通过有功和无功来调节微电源输出的频率和电迅。该控制方法是基于本地测量的有功和无功值对逆变器进行控制,各微电源之间不需要通信,因此一般用于对等控制策略中[3]。恒压恒频控制通过直接给定电压和频率的参考值,设计控制器来调节接口逆变器的输出电压和频率,主要用于孤岛运行模式,给微网提供频率和电压的支撑[4]。主从控制策略中主微电源的控制一般釆用此控制方法。通常PQ控制用于并网运行状态。设计控制器在并网运行时使逆变器按照给定的有功和无功参考值输出功率,微电源一般不参与电压、频率的调节,主要由大电网提供支撑[5]。当处于孤岛运行状态时,微网必须中有维持电压和频率的微电源。
研究现状
微电网是目前国内外学者的研究热点,其灵活的运行方式、高质量的供电服务以及绿色高效的经济性能,使其具有良好的发展前景。我国对微网的研究尚处于起步阶段,在国家科技部“863计划先进能源技术领域2007年度专题课题”中已经包括了微网技术,目前中国科学院电工研究所、清华大学、天津大学等单位相继开始了对微网的研究。
文献[6]通过对微网实验系统微网主从控制模式和对等控制模式进行比较,得到结论:主从控制微网系统可以实现电压和频率的无差控制,但对主控单元有很强的依赖性,主控单元的选择至关重要; 若微网中存在燃机等输出稳定且易于控制的DG时,应优选其作为主控单元,而光伏风力等间歇性DG作为从控单元; 若微网中不含有可控DG,则选择储能装置为主控单元,但储能装置容量将限制其长时间孤岛运行。对等控制微网具有冗余性,但没有考虑系统电压与频率的恢复问题,属于有差控制,鲁棒性差,并且在控制和应用上尚存在若干关键技术问题亟待攻克,目前仅限于实验研究阶段。
文献[7]研究了下垂控制和混合控制的微源控制方法,并建立了微网系统仿真模型, 针对计划孤网和非计划孤网中的下垂控制和混合控制进行了仿真分析。仿真结果验证了2种控制方式对维持微网孤网稳定的有效性,并且任何控制方式下,微网再并网时均需对微源出力进行重新调整,才能平滑过渡至并网稳定运行模式。
文献[8]分析了微网中多个分布式电源采用 P-f 和 Q-V 下垂控制时,微网的频率稳定性。根据微网内分布式电源的输出特性和负荷需求特性,设计了一种分布式电源层对等控制与主从控制相结合的微网控制策略,并分析了采用此控制方案后微网在不同运行情况下的暂态特性。
文献[9]主要研究了微电源接口逆变器的控制方法,通过建立下垂控制小信号模型,仔细分析了电压频率、电压幅值下垂参数和低通滤波器的截止频率三个参数对于系统稳定性的影响。将微电源等效为直流源或经整流后的直流源,在坐标系中建立了三相逆变器的数学模型;在分析微电源逆变器控制方法和原理的基础上,设计了基于下垂特性的双环反馈控制器、PQ控制器。
文献[10]只考虑并网后电网向微网注入功率时,对含有一个DG的微网并网过程仿真,研究了并网过程中频率和电压波动变化,着重分析了在并网前开关两侧电压相对相位超前和落后的两种不同情况,提出了微网并网的最佳控制策略:并网时开关两侧的电压差必须很小,理想状态为零;电网频率必须稍高于微网频率;并网时刻电网电压必须超前于微网电压。
文献[11]详细分析了PQ控制和V/f控制的原理和方法,对相应的控制器进行设计,并在此基础上建立起微网的模型。通过不同运行方式仿真验证了该模型的运行特性,从而证明了控制策略的有效性和正确性。
文献[12]分析了传统的下垂控制策略在微电网系统中应用所存在的缺陷,并提出采用倒下垂控制与下垂控制相结合的综合控制策略。该策略在改善微电网的稳定性,最大限度地限制过流情况发生等方面都具有显著特点,而且能实现微电网在网络结构或状态转换过程的无缝切换,同时也为不同响应时间的储能装置选择合适的控制策略提供了可能。
由以上的分析可知,目前我国针对微网控制的研究主要集中在下垂控制、恒压恒频控制和恒功率控制三种控制方式,在假定条件下通过对其控制原理和方法的分析进行控制器设计,进而搭建模型进行仿真,从而验证控制策略的有效性。
总结
面对能源危机的挑战,加强绿色能源的利用,既符合国家的能源政策,又可以缓解现阶段能源供求紧张的关系。智能微网的出现,可以较好地解决整个电网控制的复杂性。虽然目前微网的实用化还存在着各种各样的困难,但微网在降低能耗以及补充电网不足方面的优点会促进专家学者的研究,微网的巨大潜力会凸现出来。
参考文献
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[关键词]供用电 安全性 可靠性 解决措施
[中图分类号] F407.61 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-1-212-1
随着电力企业深化革新、新的生产力和生产关系的大调整,供用电的管理要适应新形势的要求,提高供用电的安全性与可靠性,是非常必要和迫切的。供用电的两个重要特点就是安全性与可靠性。供用电的安全性直接影响着供用电的可靠性,而其可靠性又是安全性的一个保障。因此,应将其放在一起进行浅析硕士论文和讨论。安全用电包括用电时的人身安全和设备安全。安全用电就是预防电气事故,而电气事故有其特殊的严重性:当发生人身触电时,轻则烧伤.重则死亡;当发生设备事故时,轻则损坏电器设备,重则引起火灾或爆炸。由于我们经常接触各种电气设备,因此必须十分重视安全用电不足,防止电气事故的发生。供电可靠性就是指供电系统对用户持续供电的能力,它是电力可靠性管理的一项重要内容,直接体现供电系统对用户的供电能力。
1安全用电
安全用电就是要降低和预防各类电气事故。常见的电气事故有:触电造成的人员伤亡,雷击事故,短路和过载造成的电路系统火灾、设备损坏,缺相、欠压、过压造成的设备不能正常运行,电气设备失爆造成的可燃物的爆炸,以及绝缘受损、保护失效、误操作造成的各种事故。
1.1触电及其预防
对于人来说.安全用电就是要预防触电。电对人身的伤害就是指电流对人身的伤害。而决定触电危险性的关键凶素是触电电压,但触电电压叉与触电方式有关。触电方式一般有:两相触电、中性点接地的单相触电、供电系统中性点不接的单相触电。不同的触电方式造成的危害程度是不一样的。防止触电的保护措施有:一是使用安全电压;二是采用绝缘保护,方式有外壳绝缘、场地绝缘和变压器隔离等;三是采用保护接地和保护接零:四是安装漏电保护器;五是将带电导体、电气元件和电缆接头等,都封闭在坚同的外壳内,并在电气设备的外壳与盖子之间设有可靠的机械闭锁装置,以保证在接通电源之后不能打开外盖。而在未合上外盖之前不接通电源,可有效防止发生触电事故;六是对可能造成意外触电的区域加装隔离、悬挂标志等醒目提示,还可以设置语音提示等辅助设施。
1.2雷击及其预防措施
雷击事故,固然与雷击线路这客观理由有较大关系,而设备缺陷也有莫大关系,设备理由主要有:
(1)绝缘子质量不过关。尤其是P-15、P-20针式绝缘子质量存在缺陷,近一、两年来,本地区频频发生雷击针式绝缘子爆裂事故,引起10kV线路接地或相间短路;
(2)10kV线路防雷措施不足。1998年底开始,很多地区的配电变压器都更换了氧化锌避雷器,但一些较长的10kV架空线路却没有安装线路型氧化锌避雷器;
(3)导线连接器接触不良。很多地区以前都习惯使用并沟线夹作为10kV线路的连接器,甚至连并沟线夹都不用而缠绕接线,并沟线夹连接或缠绕接线都不是的最佳连接,导线连接不良,会经受不住强大雷击电流的冲击;
(4)避雷器接地装置不合格。不合格的接地装置,接地电阻大于10欧,卸流能力低,雷击电流不能快速流入大地。
防雷击预防措施:
(1)更换、安装支柱式绝缘子或瓷横担。
(2)安装氧化锌避雷器。
(3)选用安普线夹。在今后的10kV线路改造和检修中,逐步淘汰并沟线夹作导线连接器,并严禁不用线夹而缠绕接线,应选用连接性能较好的安普线夹;
(4)检查、整改接地装置。
1.3防止误操作的有关措施
一是进行专门培训,使操作员熟悉操作流程;二是操作地点有操作顺序的明显标志;三是可设置闭锁装置,如误操作则闭锁不会打开而不能进行操作;四是操作时可一人操作一人监护。
1.4电气设备的防爆
具有挥发性可燃气体场所、可能产生爆炸危险的粉尘场所的电气设备应具有防爆性能。对于以上场所。电气设备的失爆极有可能引起爆炸,所以这样的场所的电气设备必须具有防爆性。电气设备的防爆措施有:采用本质安全技术;采片间隙隔爆技术;采用增加安全程度的措施;采用快速断电技术。
1.5引进新技术及使用新材料
(1)保证供用电安全必须有必要的保护。传统的继电保护使用的都是磁力机构.保护的动作主要反映在脱扣线圈带动的弹簧机构是否能够按整定要求动作,断开电气回路。而弹簧都会产生疲劳,会造成动作与设计不符或误动作与拒动作,凶此我们应该不断研究开发新的动作机构,克服这个缺陷。现在新一代电子保护脱扣器功能丰富。对电流的真实值反应灵敏,我们应该引进使用。
(2)绝缘理由造成的电气事故也很多,所以绝缘新材料的研究也是一个很大的课题。同时,还可以对设备设置双重绝缘结构,将主带电体与操作制约部分隔离,保证操作者在正常操作装置期间的安全。
(3)逐步引进自动化技术、网络监控技术,开发各类软件,对电网进行监控、故障预警、故障浅析硕士论文判断、设备缺陷在线监测,以保证电网安全可靠运行。同时,还可以考虑一些线路相间采井完全的隔离.避开操作时造成相阈短路事故。
(4)在一些特殊场所或高压Ⅸ域操作电气设备时可采用遥控技术,可避开误操作或其他失误造成的人员伤产。
(5)电网的越级跳闸也是常见的一类事故.越级跳闸就是下一级的电网事故越级顶了上一级的供电设备。这类事故一般是下一级客户设备拒动作或动作时间没有设置好。而现在已有软件能够解决这一不足。
(6)完善和增加保护单元,可设置多重保护,提高保护性能,保证设备动作是在事故发生前,以最大限度地保护人与设备的安全。
关键词:LDPC码 信道编码 差错控制 纠错编码 计算机仿真
中图分类号:TN91 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2016)05-0000-00
低密度奇偶校验码(LDPC)是一种线性分组纠错码,当其采用迭代译码算法时,如和积(sum-product) 译码算法,具有逼近Shannon限的良好性能,其译码算法复杂度随码长呈线性增长,非常适合并行实现。正因如此,LDPC码受到了业界的广泛关注,已广泛应用于移动通信、光纤通信、卫星测控通信和数字视频等领域[1] [2]。
构造LDPC码时,其校验矩阵中的非零元素往往很少,正是由于校验矩阵具有这种稀疏的特性,因此出现了多种高效的译码算法,且纠错能力较强。LDPC译码采用的是消息传递(MP)算法,其基本算法有比特翻转(BF)算法和置信传播(BP)算法。BF算法只进行比特位的翻转等几种简单的运算,复杂度较低,因此硬件实现简单,但其性能相对较低,适用于硬件条件受限而性能要求较低的场合;而BP算法是将接收到的信息在变量节点和校验节点之间进行迭代运算,从而获得最大编码增益,因此具有很好的性能,同时复杂度也较高,广泛应用于对性能有较高要求的场合。
本文在介绍低密度校验编码的基础上,研究了置信传播(BP)算法、对数似然率(LLR-BP)算法、最小和(Min-sum)算法等三种译码算法,并对各种算法的复杂度、工程实现的难易度和优缺点进行分析,并对分析结果进行仿真验证。
1 低密度校验编码
LDPC编码的首要条件是构造一个符合条件的稀疏校验矩阵。根据校验矩阵结构不同,通常把LDPC码分为规则LDPC码和不规则LDPC码。规则LDPC码的校验矩阵每行每列的非零元素相同,而不规则LDPC码不受此规则限制。无论哪种,好的LDPC码,必须围绕无短环、无低码重码字、码间最小距离尽可能大的原则构造校验矩阵[3]。
传统的编码方法是将稀疏奇偶校验矩阵H经过高斯消元处理转换为生成矩阵G,再根据G来进行编码。如此的编码方法其生成矩阵的稀疏性难以保证,且会导致编码的运算和存储复杂性大大增加。对于线性编码来说,校验矩阵为H,编码后码字为c,则由校验等式性质H・c’=0,所以可以用校验矩阵直接编码,主要的编码方法有高斯消去的直接编码,LU分解编码,部分迭代编码算法等。本文仿真采用高斯消去的直接编码,将m・n校验矩阵H通过高斯消元和列变换改成如下形式H=[I|P],I为m・m单位矩阵,P为m・(n-m)矩阵,编码后码字c写成c=[s|u]形式,u为输入码字,s为校验码字,由校验等式H・c’=0得,I・s’+P・u’=0,即s’=P・u’,则由c=[u s]可得编码后码字。
2 LDPC码译码算法
LDPC译码算法是以迭代运算为主,主要是基于二分图[6]结构的消息传递算法。二分图与校验矩阵H相对应,包含三种元素,方形节点、圆形节点及连接方形节点和圆形节点之间的边,对于M×N的校验矩阵H,方形节点Vc=(c0,c1,…,cM-1)称为校验节点,对应于校验矩阵中的列,圆形节点Vs=(s0,s1,…,sN-1)称为变量节点,对应于校验矩阵中的行。如果校验矩阵中的非零位于第i行第j列,则校验节点ci和变量节点sj之间存在一条边,如图1所示,为5×10的校验矩阵二分图表示。LDPC译码时各个节点的置信消息需要在变量节点和校验节点之间互相传递。
3 译码算法性能分析及计算机仿真
从第二节对三种译码算法的分析来看,LLR-BP译码算法虽然与BP算法接近,但是,由于其运算是在对数域进行,因此复杂度有所降低;而MIN_SUM算法则通过采用近似运算来降低复杂度,但是,近似运算导致了该算法性能会有所损耗。
3.1三种译码算法复杂度比较
文献[6]对概率域BP译码算法、LLR_BP译码算法和Min-sum译码算法的计算复杂度进行了对比,各种算法都是针对码率为1/2的(n,2p,p)规则LDPC码进行分析的。如表1所示。
由表1可以看出,在计算复杂度方面,BP算法最为复杂,LLR-BP算法次之,Min-sum算法计算量是最小的。
3.2三种译码算法性能比较
为了对BP算法、LLR_BP算法和MIN_SUM三种译码算法的性能进行分析,本文建立了BPSK系统仿真模型,如图2所示,并以此模型为基础,分析三种译码算法在仿真系统中的性能。
基于图2的系统仿真模型,对三种译码算法性能进行分析。信源部分随机生成,生成的数据u={u1,u2, …,uk}经基于删除信道的迭代算法进行LDPC编码,码长为512,码率为1/2,最大迭代次数为100,编码后得到的码字c={c1,c2, …,cn }进行BPSK调制,调制后将码字c映射成传输码字x={x1,x2, …,xn }。
若信噪比取值为SNR = (0:0.2:2),运行系统,可以绘制出采取三种不同译码算法解码后系统的误码率曲线。图3给出了在加性高斯白噪声信道下系统误码率图。
从图3可以看出,BP译码算法和LLR_BP译码算法误码率基本一致,最小和译码算法误码率相对较差。由此可以看出,三种算法中BP算法是基础算法,其译码复杂度最高,但具有最优的译码性能。LLR-BP算法是由BP算法简化而来,通过将原来的运算简化到对数域进行,从而降低了译码复杂度。就译码性能来说,LLR-BP算法最接近BP算法,从图中也可以看出,BP算法与LLR-BP算法的曲线几乎一致。Min-sum算法复杂度最低,与其它两种算法比较译码性能较差,但性能损失不大。所以Min-sum算法复杂度降低,易于硬件实现,实用性较强。因此在实际运用中,我们需要在性能和复杂度上进行整体考虑。
4 结语
低密度校验编码在高速数据传输中有着较好的应用,但是其采用不同译码算法所表现出的译码性能有着较大差异。为此,本文讨论了置信传播(BP)译码算法和在该译码算法基础上衍生的两种译码算法,对数似然率(LLR-BP)算法和最小和(Min-sum)算法;分析了三种译码算法的性能,并对分析结果进行了仿真验证。虽然LLR-BP算法译码性能与BP算法相当,但简化了算法,Min-sum算法虽然较BP和LLR-BP算法相比,损失了一定误码性能,但易于硬件实现,实用性较强。因此,在实际应用中,要根据系统性能要求和硬件条件等因素综合考虑,在译码性能和复杂度之间需要全面衡量,选择合适的LDPC码译码方法,开发相应的硬件产品。本文只是对LDPC码的基础译码算法进行了分析,对不同码长的选择,以及在不同的调制方式和通信环境下系统性能的比较分析未曾考虑,因此还需要进一步完善。
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【关键词】电力信息;通信工程;网络技术;应用
【前言】随着我国社会经济的快速发展以及科技的进步,人们的生活品质得到了很大提升,对用电量的需求也在不断增大,同时对供电的稳定和安全性也提出了更高的要求。电力信息通信工程是我国电力系统中的重要组成部分,可以有效保证电力系统的安全性和稳定性。顺应我国当前各个行业向智能化方向发展的趋势,利用网络技术进行智能化电网的构建已经成为我国电力通信工程发展的重要途径之一。
一、电力信息通信网络技术概念及特点
电力产业是我国重要的基础型产业,与国计民生都有些密切的联系,人们的生产生活都离不开电力系统的支撑。在科学技术发展的支持下,我国的电力信息通信工程获得进一步发展。特别是网络技术的发展和应用,给电力信息通信的有效性提供了重要的保障,促进了我国电力信息通信的高效、安全稳定运行电力信息通信中的网络技术与其他技术存在很多不同,电力信息通信系统与网络技术进行了有效的融合,其主要特点如下:首先,电力信息通信中的网络技术可以覆盖更广的范围,在发电、输电、变电、配电以及用电的各个方面都发挥着重要作用;其次,电力信息通信中的网络技术具有较高的专业性,结合了计算机技术和通信技术等多项内容;另外,电力信息通信中的网络技术具有比较明显的地域特征与差异,实现标准化还有一定的难度。
二、电力信息通信中应用网络技术的重要性
(一)提升电网控制能力
提升电网的控制能力是当前电力企业需要专注研究的一项重要内容。在进行电力信息通信工程的建设时,通过应用和融合网络技术,可以有效控制电力信息通信系统,方便进行系统管理,从而有效促进电力系统的安全稳定运行[1]。
(二)改善部门发展模式
电力部门的发展需要符合信息化与智能化的发展趋势。因此,可以有效利用网络技术和计算机建立人与电网之间更直接更准确的联系,不仅有利于改善电力部门的发展模式,创造更符合电力部门管理需求的发展模式,还能有效提升电力部门的工作效率,促进电力企业的发展,实现电网的智能化[2]。
(三)提高监督管理能力
进行电力信息通信系统的监督管理是电力企业的重点工作之一,对保证电网稳定与供电安全都发挥着重要作用。将网络技术运用到电力信息通信的监督过程中,可以有效检测、分析和控制电力信息通信系统的状态,进一步提升电力信息通信工程的安全系数,推动整个系统的安全稳定运行。
三、电力信息通信工程中网络技术的应用
(一)网络新技术的应用
就目前情况来看,应用较多的网络新技术有身份验证技术、VLAN技术和NAT+DHCP技术等,这些网络新技术的应用促进了电力信息通信系统的稳定运行。比如VLAN技术可以把整个网络划分成一个个的部分网络,从而进行有效控制;通过使用NAT技术可以有效规避内部网络的不可视化带来的风险。此外,采用访问控制技术可以有效限定用户访问的范围以及使用端口的数量等,以减小服务器的负荷,降低被攻击的可能性,从而保证网络安全。
(二)多层防病毒体系应用
由于我国目前的电力信息通信网络还存在一些不足,有些时候容易受到病毒的恶意攻击。为了有效保证通信网络的有效运行,需要实现通信网络和IP业务的良好对接。首要任务是要建立一个网内管理中心,在各个部位安装合适的防病毒的软件,从而促进网内管理中心对各个服务器的监控。并在合适的阶段进行客户端的自动升级,不断强化电力信息网络系统的安全性能,为电力信息通信网络的稳定运行提供有效的保障。
(三)在电力信息通信业务上的应用
电力信息通信业务中的重要传统业务之一电力调度业务,也就是我们常说的调度电话和行政电话业务,对网络技术的应用有着极大的需求。通过使用和融合现代网络技术,可以为电力调度行政工作的通信平台提供更加高效快速的语音业务,并保证通信语音的安全性,还可以有效分担通信平台的任务,减小工作压力。另外,在处理电力调度业务时,需要收集实时数据,由于需要保证各种数据和参数的精准度,仅通过传统的方法是比较困难的,所以为了满足数据的精准度需求,需要积极地将网络技术应用到电力信息通信工程中,实现自动化收集实时数据。
(四)网络技术体制的选择和应用
就目前情况来看,我国的电网改造项目比较复杂,同时也具有一定规模的基层电力企业,一些电力通信专用网络也得到了有效开发和使用。但是还存在一些明显的不足,需要进一步完善。另外随着竞争的加剧以及数据信息和业务量的增多,迫切需要现代化的网络技术的支持。就普遍水平来讲,我国电力信息通信网络结构主要是链状网络,其可靠性不高。我国现阶段很多地方电力通信网络技术的运行依然依靠电线走向进行,有效保证电力信息通信网络安全几乎只能依靠线路保护倒换的方式。另外我国的电力信息通信系统还不能对一些突发的IP业务进行处理,局限性十分明显。所以,在今后的发展中,电力信息通信系统对网络技术会有越来越大的需求,IP业务的处理也会越来越重要,所以在今后电力信息通信系统的发展中应注重融合使用各种现代网络技术,如把RPR弹性分组环技术、MSTP传输平台等进行融合,促进网络技术体制在电力信息通信网络中的有效应用。
四、结语
总而言之,电力产业是我国的基础产业,电力系统的安全和稳定对我国社会经济的发展与人民生活质量的提升都具有重要意义。顺应智能化、自动化以及信息化发展的大趋势,我国的电力信息通信工程应该积极应用现代网络技术,通过合理利用网络技术的不同优势,给电力信息通信系统的安全运行提供更有效的保障,并通过网络信息技术实现电力系统运行稳定性和高效性的提升,从而促进我国电力信息通信的稳定健康发展,进一步提升我国经济的发展水平。
通信工程硕士论文参考文献
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电子信息资源类型
根据目前高职院校图书馆的实际情况,所收藏的电子信息资源主要有:电子图书、电子报刊、各种数据库和网络信息资源。电子图书是指各种电子版或光盘版的图书,如光盘版《四库全书》、《百科全书》等。许多图书经数字化之后被收入电子图书数据库,如超星电子图书。另外电子图书有时也泛指所有电子出版物,包括电子图书、电子期刊、电子报纸和软件读物等。电子期刊是指各种电子版或光盘版的期刊,许多电子期刊也同时被收入电子期刊数据库,如《CNKI中国期刊全文数据库》。数据库包括各馆自建或多馆联合建设的馆藏书目数据库、联合书目数据库、各种专题数据库以及社会上公司企业生产的各种数据库产品。网络信息资源则是计算机网络上可以利用的各种电子资源的总称。
高职院校图书馆电子信息资源建设的发展思路
笔者以我校图书馆为例,介绍高职院校图书馆信息资源建设的发展思路。
馆藏书目数据库的建设应放在最优先的位置,它是图书馆自动化、网络化管理的基础。建立馆藏书目数据库并连接校园网,高职院校师生读者就可以通过校园局域网检索图书馆馆藏图书以及查询个人借阅情况,并可以办理预约和续借手续。馆藏书目数据库是由本校图书馆自建,要对图书馆藏书手工输入书目信息,工作量较大,所用时间较长,因此可以利用有关图书数据提取和转换。现在出版社都会定期将新出版的图书书目电邮给图书馆,各图书馆可以将自己所购买的图书书目信息提取出来,添加到本校图书馆的书目数据库中,或从其他有关书目数据库中下载自己所需的书目数据。我校图书馆现已建成23万册馆藏图书的书目数据库。
各馆可以直接购买现成的电子期刊数据库,中文期刊和论文数据库常见的有《CNKI中国期刊全文数据库》、《维普中文科技期刊数据库》、《人大复印资料》、《中国优秀博硕士学位论文数据库》、《万方学位数据库》等;外文期刊常见的有SpringLink英文数据库、EBSCO-ASC外文期刊全文数据库、Elsevier数据库、ProQuest博硕士论文全文数据库等。笔者上网查阅福建交通职业技术学院、福建信息职业技术学院、漳州职业技术学院等3所福建省国家示范性高等职业院校以及福州职业技术学院、黎明职业大学、闽西职业技术学院、福建商业高等专科学校等37所省级示范高职院校的图书馆,有90%的高职院校使用《CNKI中国期刊全文数据库》,72%的高职院校使用《万方学位数据库》,我校图书馆也购买了《CNKI中国期刊全文数据库》。外文期刊数据库使用较少,这与高职院校学生的外语水平较低有一定关系。本科院校常用的是SpringLink英文数据库。
近年来,许多新出的图书都配有随书光盘,包括对本书的作业解答、视频讲解、例子、图文资料等等,随书光盘已经成为图书的重要组成部分,同时市面上还出现许多光盘版图书。由于光盘容易损坏,因此图书馆收藏的随书光盘或光盘版图书一般不能像纸质图书那样借给读者。为了解决这个问题,我校图书馆将光盘制成压缩文件,存放在图书馆光盘镜像数据库中,供读者从校园网上下载观看。同时图书馆还配置了一些刻录机,为师生读者提供光盘刻录服务。
由于音视频文件容量巨大,我校图书馆将其单列出来,建立音视频数据库。各高职院校都拥有大量与本校专业相关的特色专业音视频教学光盘、教学录像带、外语听力磁带等。对于音视频教学光盘,可以将其压缩成RM、MP3等媒体格式,存放在图书馆音视频数据库中。对于教学录像带、外语听力磁带等,需要进行数字化加工,把模拟信号转化为数字信号,并压缩成RM、MP3等媒体格式放到图书馆音视频数据库上,以实现教学音视频资源的共享。我校图书馆购买了一套CanopusDvstorm影视采编设备,已将所有教学录像带和四六级外语听力磁带等影音资源进行数字化加工,转化为RM、MP3等媒体格式,存放在图书馆音视频数据库中,供老师上课时在教室通过校园网进行视频点播,配合课堂教学,改变了以往教室要设置录像机、录音机、VCD机、DVD机才能满足教学需要的状况。同时学生也能在宿舍通过校园网进行视频点播,丰富了校园生活,得到广大师生的好评。
教师成果是高职院校教学质量和教学改革成果的重要体现。我校的教师成果主要体现在教师的精品课程建设上,共有1门国家级精品课程、13门省级精品课程、29门院级精品课程。学校高度重视精品课程上网工作,特别为此给图书馆购置了服务器。精品课程建设先是由专业老师组成精品课程建设团队进行建设,完成后交由图书馆收入精品课程数据库中,由图书馆负责管理和维护。精品课程是本校重点学科、重点专业的精华和办学特色的体现,它搜集了该课程的全部资源和内容,如教学大纲、电子教案、教学课件、实验指导、试题库、在线模拟试题、多媒体教学视频等等,是集文字、动画、音频、视频为一体的教学资源,在文件数量、质量、种类等方面形成一定规模,大大方便了师生对精品课程资源的研究和利用,是师生最经常访问的资源,具有很高的利用率。
关键词:电子阅览室;服务;功能
我国图书馆自动化经过十几年的快速发展,正在开始从自动化图书馆向字化图书馆迈进。数字图书馆是现代图书馆发展的未来,而电子阅览室被认为是数字图书馆的雏形。电子阅览室不仅将图书馆提供的文献由印刷型改变成机读型,更主要的是借助网络技术,将可利用的数据库资源由单个馆推向更为广阔的用户群体。就目前电子阅览室的使用情况看,我国现阶段电子阅览室的主要功能可概括为四项功能。
一、查阅馆藏书目信息功能
图书馆建立书目数据库后,所有手工目录卡片都变为机读目录。读者利用机读目录,可查阅馆藏图书目录和期刊目录,快捷方便,并且通过局域网可以在网上调阅馆藏书目进行查询,回答某一种书某一种期刊馆藏有没有的问题。
二、利用电子文献功能
图书馆收藏的纸质文献可以不通过媒体让读者直接阅读浏览。但是,电子文献的使用,必须通过电子设备来进行,通常是在电子阅览室提供这项服务。目前电子文献种类很多,主要有光盘版和网络版两种类型。光盘版电子文献如磁带、磁盘、录像带等,通过电脑、电视可直接收视,而网络版电子文献,必须通过网络媒介才能使用。通常网络版电子文献是将光盘拷入磁盘阵列即存储系统,然后存储系统连接主机、服务器,再连接客户终端,读者在终端下载存储系统的数据文献,进行阅读浏览。
在线使用的电子文献,所有权仍在光盘出版公司,不在图书馆,一旦合同终止,立即停止使用。而镜像使用即拷入本馆存储系统再使用,电子文献已经属于图书馆购买得来,所有权归图书馆,如何使用,使用流量无论多少,都由图书馆自己控制,不存在使用合同问题,不存在再向出版公司交费的问题。但新增文献和续订,必须另行购买。
目前国内有许多电子文献数据库是电子阅览室必须收集的。如法律文献数据库,将所有法律法规条文制成光盘,提供法律文献全文检索。再如中国学位论文数据库,汇集博硕士论文80万篇,提供科研论文的查找。还有电子图书数据库,例如北大方正、超星、书生等公司,是专门制作电子书刊的出版企业,已经上市的电子图书近80万种。目前国内的技术力量已经能将所有纸质文献全部数字化变成电子文献。所以数字化图书馆实质上就是电子文献占据主流的图书馆。而纸质文献为主的图书馆,则称为传统图书馆。由于电子文献阅读效果不及纸质文献阅读效果,因而纸质文献在图书馆仍然具有很强的生命力。
三、网上学习功能
利用电子阅览室上网学习是现代大学生学习生活的一个重要组成部分。电子阅览室的上网活动多种多样,但更多的是学习知识,进行教学科研活动。通常高校读者查找论文、打印资料、编辑文章、信息都是在电子阅览室进行的。图书馆电子阅览室备有各种检索软件,这些软件安装在浏览器上,可提供全文检索、跨库检索、分类检索、主题检索,快速地获取文献全文或出处。读者在使用时,了解数据库的存储内容,要了解篇名检索、关键词检索、著者检索的方法。当确定要寻找某一主题文章时,输入关键词,有关文章资料将全部显示出来,供你筛选。就目前的编排检索技术而言,国内已经有了比较成熟的检索系统和应用系统,只需看一看说明书,学会发指令,就能方便地进入数据库查找。
如今,上网已经成为学生获取信息、学习新知识、休闲娱乐、扩大交往、丰富业余生活与朋友和家人联络以及求职择业的重要方式,很多教学、管理工作也是通过网络进行,例如:学生选课、成绩查询、多媒体辅助教学课件等。
电子阅览室为用户提供了网上浏览传递各类文献信息的服务,用户上网不仅浏览他们所感兴趣的信息,同时将有用的信息进行下载、打印、传输等;为用户进行远程的信息交流提供平台,如收发邮件、参加各种论坛、聊天等。
电子阅览室提供文化娱乐服务是一项辅助功能。在繁忙的学习生活中,利用课余时间,到网上打打牌、下下棋,玩玩益智类游戏,观赏最新的影视,欣赏在线音纷髌罚调节一下紧张的大脑,丰富业余生活。
目前电子阅览室使用中有一些不足之处。不少读者情报意识不强,很少进电子阅览室,检索资料还是采用书本式的检索手段,一本本、一册册地翻检,手段很原始。不少读者信息技能不高,使用计算机水平一般,相关的操作技术不够熟练,对自己想检索的信息需选择哪一网址,采用哪一类搜索引擎不够清楚,因此检索速度慢,信息查准率低。另外还有些读者由于上网目的不明确,或者说具有盲目性,常常花费大量的时间在网上漫游,最终一无所获,结果浪费了时间,耽误了学习。为此,图书馆要加强读者培训,开设辅导班,使学生增强信息意识和掌握基本的操作方法,培训信息检索技术与方法,主动介绍网络资源,介绍各种引擎功能与检索语言的使用,让学生走进电子阅览室在实践使用中提高查询、评价有效信息的能力。
【关键词】C语言;编程题;自动评分
随着计算机技术的发展以及互联网的普及,办公自动化已无处不在。作为一门基础课程,C语言考试应用系统也给批阅试卷的工作人员带来了很大的工作量,自上世纪六十年代起,国内外就陆续出现了许多关于语言类课程考试的软件系统,虽然很多已具有基本的随机答卷、上机考试及自动评阅等功能,但只针对客观题,因自然语言的刻画、人工智能、模式识别等核心技术发展缓慢,制约了编程题目阅卷系统研究发展。所以,本系统针对C语言编程题目进行整体规划,致力于做出更精确的C语言编程题自动阅卷的方法,填补自动阅卷软件开发空白,减少人工操作的资源浪费。
1.系统运行环境
智能C语言考试系统、自动评分系统的运行环境是根据我校现有的教学机房的硬件环境(每个机房有70台学生机和一台教师机)规划的,教师端和学生端都采用window 7操作系统,每个机房都采用校园公共网络提供的局域网,运用Myeclipse开发环境、MySQL数据库建立一套具有在线考试、自动评分等功能的C语言编程题目自动阅卷系统,并辅以AJAX技术,确定了用FreeMarker表现层技术增强用户与系统间的交互,加快系统运行效率,同时,尽可能细化评分点,增加准确性。
2.系统运行模式的选择
系统采用B/S三层架构模式,系统的用户可通过Internet网络,客户端不需要手动安装软件,只要有浏览器就可以对系统进行访问和一般操作,本次对阅卷系统主要分析了的C语言编程题目评分功能,充分考虑到系统对灵活性和准确性的要求,并保证安全性的前提下,本系统采用B/S结构以达到轻客户端需求。
3.系统研究内容
通过研究C语言程序结构,从编译原理角度设计评价模型,通过内部运行编译器对比动态运行结果,并且本课题创造性提出利用关键字对比、控制结构判断和正则表达式匹配三种静态测试技术作为结果比对方案的补充,既保证了程序判断的正确性,又确保了相对公正性。
编译结果对比要实现程序内部对C语言编译器的动态调用技术,通过比对测试结果和标准答案进行评分,对于不能编译部分,研究关键字库建立、控制结构规范化和正则表达式建立的具体方案。
其中重点研究C语言编程题目评分标准的两个方面:一是如何检验运行结果的正确性,二是如何评价程序代码包含的分点。
为突出本系统对主观题的评分机制,在试题主观题程序可运行以及不可运行的情况下分别给出了相应的评分策略,以此来一步步细化评分机制。
4.评分核心模块设计
详细设计自动阅卷系统中的关键技术――程序题评分。系统首先采用动态测试技术,编译运行待评价程序,和标准答案进行对比给出分数;需要数值型输入参数的程序,通过均匀分布随机数给出随机输入;需要字符型输入参数的程序,首先在数据库中保存预选文字段,然后随机选取其中的一部分给出随机输入。对于编译运行报错的程序代码,课题会采取错误恢复技术,通过编译信息给出的错误位置尝试以标准答案修复代码,从而给出扣分点。最后对于不能编译运行的代码片段,系统提出关键字对比、控制结构标准化和提取、正则表达式规则匹配相结合的静态测试方法,加入权重处理,分析得分点给出更全面客观的评分结果。
通过对软件模式的对比和分层架构模型的研究,系统拟采用B/S结构,方便用户在线答题和管理操作;在具体实现技术方面,拟采用J2EE技术和SSH开源框架――利用Java语言提供的公开接口开发调用C语言编译器模块和正则表达式匹配模块,利用MySQL数据库完成题库和答案库的建立和开发工作,利用Ajax技术提高系统的整体响应速率,利用FreeMarker表现层技术增强用户与系统之间的交互。
建立计算机矫正机制和完善的评价方案,并对试题多次进行人工阅卷与机器阅卷的对比测试。
5.数据库设计
因需要评测本系统自动阅卷功能和人工阅卷的准确度,给出测评结果,并对仍存在的问题和不足提出进一步改进方案;特别是对系统不能正常评分的特殊题目,建立特例题库,以便在今后的工作进行研究并从中提出新的解决方案。
考生提交试卷首先由c语言编译器自动编译后生成可执行文件并运行输出结果,进行评阅步骤校验结果时,通过试题编号(id)调用试题表数据,对比答案进行准确性校对,调用纠错参考库数据,比对出错原因并根据错因扣除相应分数,通过模糊匹配替代出错关键字,迭代匹配错因至无错,若迭代五次还未改正视为崩溃性错误,不可弥补,判定本段分数为零崩溃性错误,不可弥补,判定本段分数为零,通过题目编号获取相应评分关键点库,通过正则表达式匹配得分点,通过得分点数量给出相应分数,完成试卷评阅。
当程序不能正常编译运行时,系统判定进入系统纠错,系统自动运行修复性算法,代码中个别关键字错误,为此我们把c语言中所有的关键字整理出来,建立关键字库,对错误的关键字进行模糊匹配,通过字符的顺序、相同字符的数量、键盘键位的keycode尽可能的匹配出相似度最高的的关键字替换错误的关键字。
纠错主要是语句拼写错误,我们分了下面三种情况:
1)测试用例由测试输入数据和与之对应的预期输出结果组成,人们常用白盒法和黑盒法设计测试用例,其中白盒法主要是为了检查是否有数据结构或外部数据库访问错误等,对比通过单元测试的模块或组件、编程规范、集成测试来检查测试的准确性。
通过正误判断匹配正误判断表进行结果判定,判定结果是否符合题目,若是则给分,否则进行结果范围判断及结果属性判断,比对结果是否适用本题范围,并进行分数评估。
2)本表主要有三个主要信息id、name、keyword。分别用来存储错误的id、错误的名称、题目中的关键字。Id的数据类型为int(整型),name的数据类型为varchar(字符型),keyword的数据类型为varchar(字符型),id需要主键非空自增,name与keyword非空。通过建立本数据库表可以实现对错误信息的收集归类,同时可以实现判断系统中出现的错误的功能。
定位捕捉错误点,抛出错误原因并与数据库进行比对,并根据错因给予相应分数,运用模糊匹配寻找替代关键词,进行替代继续检查错误,若连续替代五次后仍然不能进行下一步骤视为程序崩溃行错误,不可弥补,判定本段分数为零。
3)正则表达式,又称正规表示法、常规表示法(英语:RegularExpression,在代码中常简写为regex、regexp或RE),正则表达式使用单个字符串来描述、匹配一系列符合某个句法规则的字符串,在本字段里,正则表达式通常被用来检索、替换那些符合模式的程序段,进行分步得分。
本数据库包含关键字类库,通过正则表达式匹配关键词多寡,大概率的确定了答题者的思路范围及答题思路的正确与否,给以步骤分,极大的提高了批卷的人性化,拉近了机器阅卷与人工阅卷的阅卷水平,更有说明行的体现了机器阅卷更好的使用性。
C语言考试系统已普遍在各高校使用,对于客观题方面,有了相对完善公平的系统,但是在自动评分方面,还有很多不足之处,有待改善,本系统就是针对这一空白区域,设计公平而相对更准确的算法,主要对C语言考试系统中的编程题部分进行得分点分割,对考生的程序一步步细致分析,做到该得分的地方给考生相应的分数,这样避免了某一点小错误导致的大幅度扣分的不公平性,同时,将系统应用到学生的日常学习中后,能够更好地检验教师的教学成果,查找教学过程中需要注意的地方,对于学生,也能够更好地发现自己的错误,及时改正,这样,在学习的过程中,在保证公平的前提下,培养学生注意细节的习惯,最重要的是,应用到高校的二级C语言考试后,能够更好的给考生更公平更合理的考试成绩,同时也使得阅卷更加节约、方便、快捷,这也顺应了如今社会计算机行业的飞速发展,提高办公自动化的程度及效率。
参考文献
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