时间：2022-12-11 05:50:59
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇远程控制系论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
【关键词】无线控制；远程控制；温度控制；安防控制；能源管理
1.引言
近年来随着人民生活水平和知识层次的不断提高，人们也将注意力越来越多的放在了生活环境的安全性、舒适性和便利性上，因此也就产生了对家居智能化的需求；与此同时，在科学技术方面，计算机控制技术与电子信息通讯技术的飞速发展也促成了智能家居系统的出现。开发智能家居相关产品不仅能够满足人们生活的需要，对整个社会信息化进程的推动作用也不可忽略。
我们基于上海未来伙伴机器人有限公司创新套件设计了一套智能家居控制系统，利用结构部件、连接部件和传动部件以及传感器完美得组合在一起，通过能力风暴控制器、单片机系统、无线模块、GSM模块等，实现了家居的无线控制、远程控制、温控、安防控制等功能，使人们的生活更加便捷、安全、舒适。
2.系统总体设计方案
家居智能的基本目标是，将家庭中各种与信息相关的通信设备、家用电器和家庭安防装置连接到一个家庭智能化系统上进行集中或者异地的监视、控制和家庭事务性管理，并保持这些家庭设施与住宅环境的协调。根据智能家居所需要的功能，我们按照与家庭所处位置的远近，将系统归纳为远程控制、无线遥控控制和本地集中控制三种控制方式。
远程控制通过手机发送短信形式进行控制，此方案主要用到GSM模块和单片机，手机发送指令到GSM模块的SIM卡，然后根据用户的指令来控制家电设备或者接收报警信号并向用户报告。使人们身在外地就可了解家中的各种状态。
无线控制功能是通过无线发射接收模块实现近距离控制功能，主要包括对家电的近距离控制和接收报警信号，节省了无线通信不必要的费用，也省去了花在综合布线上的费用和精力。其主要电路由51单片机模块电路、无线发射接收电路、能力源控制器、AS-UⅢ智能机器人组成。
“自动+手动”控制包括路灯、太阳能草坪灯、走廊灯控制的自动控制，可节约能源。空调、花园浇水、窗帘是采用“自动+手动”控制，既可以自己通过按键控制开关，也可以自动控制。
3.硬件电路设计
3.1 无线控制系统
用户通过终端控制器发射指令，由接收系统对电饭煲、热水器、排风扇进行开关控制。用户通过终端控制器发射相关指令，接收系统对大门、车库门、房门也可进行开关。采用AT89C51单片机，通过功能按键选择以上的开关控制，由12864液晶显示器进行显示相关状态，同时蜂鸣器起到报警的作用，使用2400bit/s无线模块实现近距离无线控制。无线终端控制器的框图如图1（左图）所示。接收系统通过解码实现对家用电器、门等控制。同时门上安装磁敏传感器检测门的位置，使门实现自动开关功能。接收系统的框图如图1（右图）所示。
无线终端器的电路原理图见图2所示，电源为5V直流电，12864液晶显示器中RP1可以调节显示器的亮度，S1-S6为无线终端控制器的功能选项按钮，S7为单片机复位按钮。AY1为蜂鸣器，当单片机20脚输出低电平时，Q1导通，蜂鸣器开始鸣响。2400bit/S为无线模块，当接收到无线信号时，单片机进行解码，并通过12864与蜂鸣器显示相关数据。
3.2 远程控制系统
用户通过手机发送短信，GSM模块接收到手机的指令，通过单片机进行远程控制电饭煲、浴室热水器、浴室换气扇等的开关。控制系统框图如图3所示。
手机发送指令给GSM指定号码，从而实现远程控制的功能。指令表见表1。
3.3 “自动+手动”控制
3.3.1 温控系统
卧室内，用户可以“手动”设定空调的温度，使室内的温度控制在人体舒适度范围之内，当室内温度和设定温度有偏差时，就会“自动”启动空调开关，并且会自动进行制冷或制热的选择。控制框图如图4所示。
3.3.2 自动洒水系统
通过传感器检测土壤湿度，土壤干燥时启动洒水系统为花草浇水，当湿度达到一定值时，洒水机停止工作，或人为进行洒水系统的开关。控制系统的框图如图5所示。
3.3.3 风力发电系统
当风力达到一定时，风力发电系统自动工作，由存储装置储存电能，供电给用电器。
3.3.4 自动太阳能草坪灯系统
白天，通过屋顶上的4块太阳能板进行蓄电，晚上，电池给草坪灯进行供电，控制器采用5251专用芯片进行光线检测、升压驱动。
3.3.5 灯光控制系统
利用光敏传感器检测太阳光，当白天接收到太阳光时，路灯灭。晚上接收不到太阳光时，路灯点亮；利用声音传感器检测走廊声响，当有人走过发出声音时，传感器接收到信号，走廊灯亮，延时10秒后，走廊灯熄灭；利用光敏传感器检测环境明亮程度，当早上接收到太阳光时，电机正转，窗帘打开；晚上光线比较弱时，电机反转，窗帘关闭，框图如图6所示。
3.4 安防系统
本系统设计的安防系统包括防火系统、防盗系统和紧急求救系统。框图如图7所示。
利用温度传感器检测室内温度，当发生火灾时，温度升高，启动报警功能，房屋周围4个LED灯闪烁，喇叭声音报警，同时灭火系统（喷水）启动。并通过无线模块向终端控制器发送一个信号，终端控制器报警以及时提醒房主，同时，GSM模块也向房主发送短信进行提示。
利用红外反射、接收装置安装在门上，当大门关闭时，如果有人进入，启动报警，无线控制终端显示盗贼进入，并报警，提醒房主及时处理，同时，GSM模块也向房主发送短信。
当别墅内人员（尤其是弱势群体的老人和小孩），出现紧急情况时，按下呼叫按钮，启动紧急呼叫系统，报警器会发出“呜呜～”的报警声，同时GSM模块也向房主发送短信，表示家中有紧急情况。
4.软件程序设计
本系统用的软件主要采用上海未来伙伴机器人有限公司提供的VJC流程图编程和单片机C语言编程相结合，VJC流程图编程更加直观形象，流程图采用模块化编程的形式，接近人类自然语言，流程图程序的形式与标准流程图完全一致，简单易学，是学习单片机C语言编程的基础。编译好的流程图下载到能力源控制器，然后进行程序的调试，最后实现其功能。
4.1 走廊灯路灯程序
4.2 风力发电与自动洒水
5.制作和调试
本系统利用上海未来伙伴机器人有限公司创新套件设计了一套智能家居控制系统，将结构部件、连接部件和传动部件以及传感器完美得组合在一起，搭建成一套家居系统的框架，再通过能力风暴控制器、单片机系统、无线模块、GSM模块等，实现了智能家居控制系统。实物如图10所示，经过调试，系统都完成了以上功能。
6.总结
本套智能家居控制系统具有以下创新点：
（1）无线控制和远程控制相结合，既能进行近距离无线遥控控制也能进行远距离控制。
（2）具有太阳能、风力发电装置，为晚上草坪灯供电，起到了很好的节能作用。
本套智能家居控制系统通过模拟实物制作和调试，都能达到智能家居的功能，达到预期的效果。在应用到实际家庭中，也能实现这些功能。因此对开发智能家居控制系统有一定的借鉴意义。
参考文献
[1]潘庆浩，古鹏.智能家居控制系统技术问题的研究与探讨[J].计算机工程应用技术，2008（6）.
[2]张周.ZigBee技术研究及其在智能家居中的应用[D].厦门大学硕士学位论文，2007.
[3]古鹏，温武，陈耀华.新型单片机芯片实现家居智能控制的单元设计[J].电脑知识与技术，2008（7）.
【关键词】cmmb 数据采集 远程控制 实时查询
一、概述cmmb远程监控系统的系统结构
cmmb监控系统建设的目标是搭建一套服务于cmmb播出特点、符合总公司运维管理体系的运行维护管理系统平台，系统平台的软、硬件必须满足各项需要，安全、稳定、灵活并保证维护方便。
二、cmmb远程监控系统的核心模块详细设计
采集子系统在系统中担任着承上启下的功能，此子系统分为南北两个接口。南向接口实现对设备的参数采集功能，北向接口对系统功能的远程功能模块和调用数据库管理模块进行存储。
三、南向接口的协议设计
目前国内广播电视系统尚未制定广播电视发射设备的通信接口协议的统一规范 。这些都给南向接口的设计增加了很大难度。
出于以上原因，必须建立一个灵活性强的动态通信协议解决这个问题。无论协议多复杂都是有部分小模块组成的，所以如果将协议拆分成元组，分别处理，找到通用的处理方法再兼顾特殊的元组处理，然后根据不同的协议重组元组，即可完成动态处理。最后再进行封装待用。
下面是具体研究方法：
（一）归纳元组
通过分析各协议结构，可分为一下起始标志，结束标志，校验，命令字，数据体长度，命令标识，命令体内容，设备id，通信标号，各种不同意义的表示码等。
（二）定义元组处理方法
得到分组后，对每个元组进行模块化解析处理，写出每种元组的输入输出。
（三）将处理方法封装成动态链接库的形式，然后将定义好的元组和对应的动态链接库归类编码[18]。
（四）将已有的协议进行编码：
协议经过编码后，当需要对协议进行组包和解包时，就按照编码顺序，将每一个编码对应的动态链接库顺序执行即可得到结果。
此方法也可应用于其他设备控制协议的编码和解包，可复用性高，维护简单，如遇到特殊解析过程也无须重新编译程序，直接编写好新的dll文件，放入统一的解析文件夹。当使用到某个动态链接库时，程序自动进行调用。
四、cmmb远程监控系统搭建和系统测试
上文已经解决了监控系统程序设计的难题，为了验证这个系统方案是否能满足监控系统运行平台的需求，本课题使用“先产品，后系统；先各分系统，后系统集成”的顺序进行验证。
（一）系统搭建
由于广电用于测试的接入点过少，所以采用了实际采集点加上模拟采集点并行测试的方式进行性能验收：连接全部的实际采集点和实际采集点一半数量的模拟采集点（某省现有测试接入点30个采集点，模拟器模拟15个采集点），查看系统运行情况。
（二）系统整体性能测试
对系统的响应时间、并发处理数量、业务处理时间等进行测试。
采集存储功能作为测试系统性能的核心功能，同样是广电最关注的，此功能实现是依靠以工厂模式为基础的协议转换策略和sql查询优化算法及高速存储功能的智能分组算法的结合。
以下是cmmb远程监控系统显示不同设备参数的时间效率表，时间总和使用了公式：协议解析时间+数据库存储+页面显示，如表所示。
广电的采集系统性能要求为从采集到显示最长时延为1s，目前最耗时的为741ms，此功能符合广电的系统的响应时间、并发处理数量、业务处理时间的系统性能要求。
（三）系统整体安全性测试
因为cmmb监控系统在内网中运行，运行环境相对比安全，因此不需要进行高强度的安全性测试，只需要进行一般的安全检查即可。包括对系统的用户名及密码、数据库的用户名及密码、系统补丁检查、安全软件检查等。
关键词：建材机械行业；卓越工程师；培养模式
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）17-0217-02
一、引言
武汉理工大学过程装备与控制工程（以下简称为过控）专业是在原建材机械行业的基础上发展起来的。该专业依托武汉理工大学浓厚的建材机械行业背景，专门培养建材装备设计、过程控制系统开发的专业型人才。由于拥有众多优质的实践教学资源，过控专业自2010年起开始招收卓越工程师试点班，在近几年的理论教学与实践教学实践过程中，该专业积极探索卓越工程师培养的创新模式，积极推进理论课程教学、企业课程教学、实验实训教学方式的革新，以确保学生的个人能力得到提升、能够适应企业的需求；另一方面，通过创新的教学实践，青年专业教师的实践能力得到了进一步的提高，个人综合素质水平得到了增强。
二、理论教学体系的构建
综合汇总过控专业卓越工程师班的培养方案，在目前专业培养的课程体系中，除大类必修课外，可以将课程划分为三大课程群：装备设计类课程群，物理&力学类课程群和过程控制类课程群。在专业学习的第1―6学期，主要实施物理&力学类课程群教学；在专业学习的第2―6学期，主要实施装备设计类课程群；在专业学习的第1―6学期，主要实施过程控制类课程群。此外，第1学期主要实施基础课程教学，第6学期主要实施企业实践课程，在第8学期的毕业设计中，学生可以自由选择依托三大课程群的毕设题目完成设计工作。
三、实践创新平台建设
1.依托课程的实验教学平台。近年来，学院加大了过控专业实验室建设的经费投入，建设了过程控制综合实验室，包括THPLC-C实验台、控制理论实验台、THJ-2型高级过程控制系统实验台、三菱过程控制系统实验台、三菱运动控制系统实验台以及三菱数控机床实验台。这些实验台可用于专业课程实验，比如，THPLC-C实验台可用于《机电传动控制》、《可编程序控制器》等课程的实验教学，学生可以利用该实验台进行基本指令的编程练习、LED数码显示控制、十字路通灯控制的模拟以及四节传送带的模拟等实验。这些实验台除了用于课内的专业实验外，更为学生的课外自主学习提供了很好的平台。从2012年起，本实验室开设了课外开放项目，包括“基于三菱PLC的水箱液位控制实验”、“基于以太网通信的可编程控制器远程控制实验”、“基于总线传输与触摸屏控制的变频器群控实验”、“基于工业以太网的PLC系统监控实验”等项目。参加这些项目的学生不仅扩大了知识面，也增强了动手能力。
2.创新实践平台。基础课程的实验和专业课程的实验为学生的创新实践打下了基础，而“本科自主创新基金”和“大学生创新训练计划”则为学生的创新实践提供了平台。在专业老师的指导下，学生在实验室原设备的基础上，对实验装置进行改造，自主开展创新项目。从方案的设定、器材的选型、模型的搭建到项目的完成都积极参与。这种实践活动调动了学生的学习热情，培养了学生独立思考的能力，开发了学生的创新意识。由专业教师牵头研制的实验教学设备源于工程、与科研项目紧密结合，直观性强、学生参与度高，其中的“汽车驾驶室电器检测实验装置”在2015年度首届湖北省高等学校自制实验教学仪器设备评选活动中，因其功能模块丰富、灵活性强、适应课程知识点广等优点，获得了一等奖。
3.开放实验实训平台。卓越工程师需具备实践能力，不仅要有完善的知识体系，也要能灵活应用最新科技。将最新技术应用到实际问题上，借助“三菱FA综合自动化开放实验室”的设备进行自动化创新，并参加各类竞赛，比如“过控大赛”、“三菱杯自动化创新大赛”、“机械创新大赛”、“节能减排大赛”。在参赛期间，学生分工明确，交流互助，将多学科的知识融会贯通，不仅提升了学生解决实际问题的能力，也培养了学生的团队合作精神。同时，激发了学生对先进领域探索的热情，为以后的科研实践打下基础。历经五年的发展，三菱FA综合自动化开放实验室积极争取学校资助、拓展实验室资源，已承担了6项实验室课外开放项目，2项自制实验设备开发项目和1项开放实验室建设项目，此外，依托本实验室优越的软硬件条件，专业教师指导完成了5项全国大学生创新创业训练计划项目、2项本科生自主创新基金项目、5篇省级优秀学士论文。
四、校企合作
培养卓越工程师的根本目的是为了解决实际的工程问题。为此，在充分利用了校内教学资源的同时，过控系与多家企业建立了长期的合作关系，成立了省级实习基地和国家工程实践中心。联合校内理论教学与企业实践教学的各自优势，以实际工程问题为载体，深入企业实践，培养学生多角度的思维方式。在实践教学中，一方面要拓展学生的知识面，另一方面着重培养学生理论应用于实践的能力。学校与企业的联合培养，不仅提高了学生的工程素质，也为企业提供了大批复合型工程人才。近年来，一些企业开始在学校设立企业奖学金，激励学生的同时也鼓励优秀学生毕业后到企业工作。企业在财力、物力上的帮助，对人才的培养起到推动作用，同时以“人才强企”的策略吸引优秀毕业生加入，提升了企业的竞争力。这种模式加深了校企的合作关系，保证了卓越工程师培B体系的稳定。
论文摘要:以浙江经济职业技术学院多媒体教学设备的实际情况为出发点，利用现有的校园网资源，建立新型的多媒体教学设备信息管理系统。该系统可充分发挥多媒体教学设备在教学实践中的应用。
高等职业教育是培养高素质技能型人才的园地，充分利用多媒体教学设备来创造生产性仿真教学环境是一大趋势。近年来，各高校投人大量的资金用于多媒体教室的建设，其数量在快速地增长。据不完全统计，浙江省属本科高等院校平均有多媒体教室约300个，高职高专院校约有200个。面对众多分布在不同校区和楼宇内的多媒体教室，多媒体教学设备的使用管理与维护问题已经突显出来。许多高校缺乏对多媒体教学设备的现代化管理，从而影响到设备的利用率、完好率与使用效果。
当前绝大多数高校已完成校园网的基础建设，对多媒体教学设备进行数字化、网络化的管理势在必行。本文探讨了多媒体教学设备的信息化管理模式，并设计了一款基于局域网的多媒体设备网络化管理与智能维护的网络管理系统，系统地提出高校多媒体教学设备信息管理平台。
1传统多媒体教室使用和管理中存在的问题
1. 1管理方式落后，教室资源紧张
目前许多高校的多媒体教室管理模式仍然落后，需要教师借用钥匙来开关多媒体设备，借用过程非常繁琐。另外，随着多媒体教室的建设，贵重设备也在不断地增加。为了防止人为破坏和加强防盗措施，多媒体教室采取封闭式管理，使得教室资源得不到充分的利用。
1. 2配置参差不齐，难以统一管理
大部分学校由于资金、教学需求等原因，多媒体教室的建设都不会一次完成，而要经过多次配置才得以完成，因而多媒体设备的品牌、型号都有很大的不同。同时，在手工管理方式下，设备使用和维修没有详尽的跟踪记录，相关职能部门无法对设备进行统一管理和调配，从而导致设备的利用率较低，也无法为领导的决策提供准确可靠的数据。
1. 3多媒体设备使用繁琐
多媒体教学系统的设备通常包括投影机、计算机、视频展台、影碟机、音响等，整个系统的开、关必须分别操作，使用过程十分繁琐。经过多人多次使用后，设备原有的设置难免会被改动，给后期的维护和管理带来很多麻烦。
1. 4因报修不及时而影响教学
多媒体设备在使用过程中，难免出现不可预料的故障。如果在教学过程中出现故障，教师就需要到管理员办公室找人排除，浪费了宝贵的上课时间，影响教学的正常进行。然而在使用设备中出现的设备故障，一般是因使用不当造成的，只需技术人员口头指导即可解决。
2基于网络的多媒体教学设备中央控制系统解决方案
基于网络的多媒体中央控制系统是由网络中央控制器、中控软件、中控主机等组成。
网络中央控器集成了视频/音频切换矩阵、IR/单向RS232控制接口、VGA信号切换、MIC输人/输出电子音控、投影机开关检测等功能模块，对计算机开/关、投影机开/关、电动幕升/降、讲台电控锁开/关、设备切换、话筒音量调节等进行集中控制。通过内置TCP/IP网络模块，可直接连到校园网。
联网的中控主机可对多媒体设备进行远程操控、监测、设置参数等，满足远程网络管理的需求。系统内置语音网络模块，可以使教师通过网络IP电话与管理员实时通话解决问题;系统加人了防盗探触点，当投影机被盗时，控制系统会自动向总控室报警。
网络中央控制系统将多媒体教学设备集成为一个整体，进行统一维护、监控和管理。网络中央控制器联接示意图如图1所示。
3多媒体教学设备管理信息系统的设计
网络中央控制系统的应用有效解决了教室分散、管理困难的问题，但仍然无法实现多媒体设备的信息化管理，例如无法统计设备使用情况、跟踪设备的维修记录、统计投影机灯泡使用时间等。在应用该系统的基础上，笔者根据浙江经济技术学院的实际情况提出了基于B/S
3. 1系统功能结构设计
多媒体教学设备管理系统主要由日常巡检系统等6大模块组成，如图2所示。
(1)日常巡检模块。采用教室IP绑定，负责巡检的学生根据系统管理员设置的巡检项目逐一检查教室并录人相关检查结果。通过模糊查询功能，管理员可以实时查看巡检记录;
(2)设备管理系统。由管理人员将多媒体教室中的设备名称、型号、建成时间、改建时间等输人到数据库中，对设备信息进行备案。如某设备出现故障需报修，管理人员可登录维修登记界面，输人故障情况。检修结束后管理人员调用报修单输人相应的检修日期、检修情况、检修人等相关信息即可。相关部门可以通过登录维修管理界面，实时跟踪设备的使用更换情况和维修情况;
(3)中控管理系统。与网络中央控制系统进行有效结合，对多媒体教室实施远程管理，包括监控管理和语音对讲。管理员通过登录监控管理系统可实时查看每个教室多媒体设备的使用状态，并可以远程控制教室的多媒体设备，实现如投影机开关、幕布升降、音量调节、视频设备切换等所有操作功能，如图3所示。教师在使用过程中遇到问题，可按网络呼叫按钮，管理员使用对讲设备即可与教师通话指导解决设备问题;
(4)查询统计系统。管理人员可以按日期段对教室使用情况进行查询、统计、汇总，并以报表的形式打印，如教室利用率、设备维修信息、故障解决情况、投影机灯泡使用时间统计等;
(5)排课系统。系统可以根据实际排课情况对教室进行自动控制。如:根据课表，某教室有课，管理系统可以自动在上课前5 min打开该教室的中控，使教室设备处于预备状态，若下一节没有课，管理系统可以在下一节上课5 min后关闭中控和多媒体设备; (6)系统管理。该模块作为系统后台，系统各模块都与其都有密切的联系，只有系统管理员才具有访问权限，包括用户权限设置、用户账号管理、多媒体教室信息管理、巡检项目管理、故障现象管理、数据备份等。
3. 2数据库逻辑结构
根据系统功能设计了名称为DMT的数据库，数据库由多个表格组成，每个表格表示数据库中的一张表。部分数据库表信息如下:
(1)教室信息表:教室编码、所属楼宇、计算机IP地址、计算机名、中控IP地址、还原保护卡型号;
(2)多媒体设备信息表:设备编码、教室编码、设备名称、型号规格、购人时间;
(3)设备更换信息表:ID地址、教室编码、原设备编码、现设备编码、具体描述、更换日期、负责人;
(4)设备维修信息表:ID地址、设备编码、维修内容、维修时间、维修人员。
3. 3系统平台的构建
目前的信息平台，主要有C/S(客户/服务器)和B/5这两种结构模式。B/S模式把传统C/S模式中的服务器部分分解为1个数据库服务器和1个或多个应用服务器(Web服务器)，从而构成了一个3层结构的客户服务器体系。多媒体教学设备信息管理系统主要用于各个教室和管理员办公室，设计数量较多，故采用B/S模式作为软件开发模式，用ASP脚本语言编程。数据库采用Microsoft Access，虽然Access不适合作为大型网站的数据库，但是对于该设计中的信息量，已经完全满足要求。客户端无须任何配置工作，通过IE浏览器即能以页面的形式访问Web服务器。系统平台如图4所示。
3. 4系统权限设置
浙江经济职业技术学院多媒体教学设备管理信息系统主要的使用人员是校内专职管理工作人员及负责检查的勤工俭学学生，因此设计为具有访问权限的人员才能进行系统访问。初始状态下由“系统管理员”在系统管理模块中进行权限分配和设置。根据系统实际使用情况，目前设置4类访问权限:
(1)系统管理员:具有系统全部访问权限;
(2)部门领导:具有系统全部查询权限;
(3)管理员:具有日常巡检系统、设备管理系统、中控系统及数据查询系统4个模块的访问权限;
(4)巡检学生:只具有日常巡检系统中“巡检登记”权限。
4使用情况和效果
浙江经济职业技术学院目前共有119个多媒体教室投人教学使用，均采用网络监控和远程集中管理的方式，实现“开门即用，关门即走”。中控室根据课表安排，远程启动多媒体教室，电控门锁自动打开，教师进人教室后不需要逐个开启设备，只需推开讲台柜门即可使用已在预备状态的多媒体设备。使用完毕后也不需要逐一关闭设备，直接关闭讲台，所有设备将会自动关闭。教室实行开放式管理，所有教室在不授课时间，向学生全面开放。
当设备发生故障或进行维修，要求管理人员通过网络登录多媒体教学设备管理信息系统，及时填写设备维修记录单，录人故障情况和检修情况等。如有设备更换，应根据变化结果修改这些设备的数据信息。不同教学楼或不同的管理员只能录人和修改自己管理权限的设备，不能越权录人。管理人员可以实时查看到各个多媒体教室设备的使用率和维护记录，及时掌握各设备使用状态，特别是投影机灯泡的使用时间，使管理员能及时更换已到使用期限的灯泡，保证正常的教学秩序。
通过对本学院100位教师的问卷调查，对多媒体教室使用情况和管理模式的满意率高达95%
关键词：金融虚拟实验室；虚拟现实技术；应用
地方院校普遍存在实验投入不足，尤其对于实践性很强的金融实验课程，更是缺乏实践操作训练的课程与实验室，对于网上银行这些金融类课程，学生几乎不可能通过真实的金融机构来体验金融行业的实际操作流程。出于金融学科的复杂性，日常金融活动都可以通过虚拟金融实验室等信息技术保护来完成。因此地方本科院校可以通过建立金融虚拟实验室来完成实践教学环节，推动地方本科大学的资金紧缺并推动金融虚拟实验室的发展。
一、金融虚拟实验室建设状况
当前随着虚拟现实技术的飞速发展与网络远程教育的发展，网络虚拟实验室建设与开发日益受到大学、科研院所的青睐。许多大学与研究机构都在探索远程教育的教学方式改革，尝试改革远程教育教学模式。而基于网络虚拟现实技术的实验系统正由于其独特的优势正成为大学教学改革的一种新模式。
目前世界上关于网络虚拟实验系统的研究与应用主要有：印地安那州立大学的MBL化学实验室，用于计算机采集与实验数据分析。虚拟实验室在发达国家已十分普及。在大学的普及程度也相当广泛，其中麻省理工学院的WebLab远程实验室于1998年开发并投入使用。它提供了用于进行微电子学和电路设计课程的实验教学，它允许学生在自己的电脑上设计并修改电路模型， VLAB是美国俄勒冈大学物理系主办的物理实验网站。由美国Michigan大学化学工程系创建的VRCEL实验室，主要用来探索和开发虚拟现实技术在化学工程领域的应用。美国霍华德・休斯医学研究会（HHMI）建立的虚拟实验室是完全交互式的生物医学的实验室模拟。德国Ruhr大学网络虚拟实验室是一个有关控制工程的学习系统，它通过直观的三维实验场景视觉效果，依赖各虚拟实验设备的仿真特性，实现对虚拟实验的交互式操作。新加坡国立大学开发了远程示波器实验和压力容器实验，在远程控制实验方面取得很大的成果。
在国内，虚拟实验室的建设也得到了应有的重视。在电工电子、医学、建筑、生化等学科有重要作用。据了解，目前国内的多数高校都根据自身教学需求建立了虚拟实验室，典型的有：（1）中国科技大学在虚拟实验室的建设和使用方面形成的如物理仿真实验软件、广播电视大学物理虚拟实验、几何光学设计实验平台、大学物理虚拟实验远程教学系统；（2）浙江大学的虚拟化学实验，是基于Web的虚拟实验，以VRML为基础构筑虚拟实验环境，并利用Java技术来实现虚拟实验场景的人机交互；（3）同济大学建筑学院建成的可以对建筑景观、结构进行仿真的虚拟现实实验室；（4）西南交通大学开发的TDS-JD机车驾驶模拟装置等；（5）清华大学的“电力系统及大型发电设备安全控制和仿真”国家重点实验室和利用虚拟仪器构建的汽车发动机检测系统；（6）中国农大的虚拟土壤―作物系统实验室，通过应用GPS、GIS作物3D数字化技术和其他信息采集技术，实现对农田土壤水分、养分、盐分等与作物生长的相互作用关系的定量化研究，建立虚拟土壤―作物系统，通过计算机上的虚拟实验，部分地替代在现实世界中难以进行的或昂贵的试验。此外，复旦大学、上海交通大学、陕西师范大学等一批高校，也相继开发了一批新的虚拟仪器系统供实验教学和科研使用。
二、金融虚拟实验室构建
对于地方本科院校，金融虚拟实验室为大学生提供虚拟的实践操作系统，可以足不出户在虚拟实验室操作商业银行的各类业务，证券公司的各种投资业务及保险公司的各类保险业务。虚拟金融实验室的设计思想可以基于金融理论知识、电子商务体系、认知模拟理论、模拟仿真技术，同时利用虚拟现实计算机技术，网络数据库技术及各种软件技术，实现金融虚拟现实环境与教学辅助的集成，从而为学生提供金融业务操作与实践锻炼。
金融虚拟实验室的功能主要包括：模拟操作沪深两市交易的股票、商品期货与股指期货、权证等各类金融商品。实现股票的集合竞价与连续竞价，金融商品的交割等。同时该虚拟现实系统可以实时提供各种金融商品行情，实现网上商城开发与网上银行业务，并可以实现与国外资本市场的对接，实现海外股票交易，外汇买卖与外汇期货交易，以便尽快中国金融市场国际化进程。同时虚拟实验室可以实现师生互动，提供实验报告与管理，进行实验进程远程监控，对学生信息进行管理。通过虚拟实验室进行学生金融实验竞赛，实现师生之间的对话交流，大大提高了教学质量与效率。
三、金融虚拟实验室的教学程序
建立虚拟金融实验室，学生操作金融业务与现实情境一样，在学生所学基本理论指导下，对学生提供真实的实验情境，并能够对学生的实验过程进行远程监控，提供辅助教学与帮助，达到实践教学改革的效果。在教学程序方面，根据金融实践教学的要求，可以分为四步完成。首先教师讲解实务运用方法与技巧―介绍虚拟交易所操作―设定规则及交易目标―学院模拟买卖。
四、金融虚拟实验室的特色
根据货币变化的规律及金融市场的规律，其模板数据是从历年金融市场的真实数据产生的，很具有真实性。而对于以后的教学，可以再次把真实的金融市场的数据导入到系统中，从而保证了系统的数据的真实性，模拟的真实性，更加保证了系统的可持续性使用。特别在外汇交易数据产生方面：通过建立数学模型由系统自动产生大量外汇走势数据，改变了原来的类似系统需要即时购买、补充专业数据的弊病，是一项突破。关于外汇数据走势产生的数学模型系统突破了目前一些类似系统的局限性。据调查，目前北京交通大学经管学院使用的世华财讯模拟交易系统及证券模拟实验系统均与卫星联网，通过大屏实时反映沪、深两地股市行情，学生可进行模拟买卖操作。这样，虽然保证了数据与真实商业系统同步，但是却需要昂贵的费用，并且持续性使用其系统的费用也比较昂贵，因为在初次投入使用买下系统后，还需要购买其数据的使用费。
利用网上银行卡，它能帮助学生完成外汇行情查询、汇率走势图、外汇即时与委托下单、外汇期货走势、（英磅、欧元、日元）买卖盘显示与交易信息统计、期货即时与委托下单、限价交易、止损交易等综合服务。按照货币变化规律，设计数学模型随即产生交易用实验数据，支持教师自主设置外汇期货未来走势图，完全成功模拟了社会商业网上外汇交易系统的大部分实用功能与应用流程。基于社会上商业银行业务的实际运作，全程、真实模拟相关银行实务如外汇交易、网上支付等网上处理过程，让学生有机会在交易前台、交易后台进行实际操作，全程完成实践学习。
参考文献：
[1]虚拟实验室研究现状，http：///openlab/zxfzgzyzwpj/
【关键词】电子围栏；监控；平台；智能；三层架构
1.系统设计
1.1 监控平台的数据库设计
根据电子围栏中心监控平台的功能设计要求以及功能模块的划分，本系统处理的数据共分为四大类：设备数据、人员数据、记录数据、权限卡数据。设备数据主要包含串口设备数据、报警分机设备数据、防区规划数据、红外幕帘数据、对讲设备数据；人员数据包括用户登陆数据、权限组数据、部门人员数据；记录数据包括报警记录和操作记录；权限卡信息数据包括权限范围设置和临时卡数据。系统的功能模块主要是五大模块：系统管理、人员管理、电子地图、人员管理和语音对讲。大体的数据类型有四种：现场设备和规划的数据、人员数据、记录数据和权限卡数据。模块之间相互传递数据，而同一个数据表的不同行又服务于不同的模块，模块和其使用的数据表之间存在着复杂的交叉复用关系。
1.2 监控平台的功能模块设计
结合报警分机的主要功能特点和参数，监控平台的系统设计需满足以下几个需求：中心监控平台必须有串口通信接口，使得分机和平台之间，通过RS422控制总线保持双工通信，实现在中心远程控制报警分机的动作，以及设置报警分机的各项参数；同时监控平台还接收报警分机上传的各种反馈信息，进行分析、处理和保存；报警提示；权限卡的设置和授权；用户管理。操作主界面主要分为以下几个部分：系统管理界面（包括系统登陆和系统设置）、电子地操作界面、人员权限管理界面、语音对讲操作界面、记录管理（包括查询导出等）操作界面。
2.管理及应用
2.1 系统管理
系统管理模块的功能包括系统登陆、系统设置、锁定窗口、最小化窗口。一个程序在启动后首先要进入登陆界面，即确定使用者的身份。电子围栏中心监控平台在程序设计中会给系统设置的管理员账户admin，初始密码是admin，这个账户属于超级管理员。管理员可以登陆系统后自行修改管理员用户账号的密码和其他账户信息，且具备所有操作的权限。这个管理员可以在不同的权限组内，给每个不同的用户设置其所具有的权限。第一次登陆的时候直接使用上述所说的初始用户名和密码，系统将进行数据库查询验证用户名和密码，成功后则进入电子围栏中心监控平台的主界面，否则，会提示用户名或密码错误。进入主界面之后，首先要进行系统设置，修改初始密码、增加用户等。
2.2 人员管理
人员管理主要是用来管理不同操作人员所对应的权限卡、人员所具备的操作权限、权限卡的权限范围。因此人员管理分为两部分：权限组管理和部门管理。权限组管理。权限是针对现场的防区规划和电子围栏设备的布置情况，设置具备进入某一个防区或对某一个电子围栏报警分机进行操作（如布防、撤防）的权限。用户对于系统可操作的项目不同、对现场的各个防区行使刷卡布防和撤防的权力不同。用户可以根据不同人员设置可操作的项目或给不同的权限卡设置多个具有不同路线的刷卡撤防权限。部门管理主要是为了方便各个权限卡所对应的工作人员的相关信息和权限组。
2.3 记录管理
为了使得系统的数据更完整，同时也方便各种事故、故障的数据分析和系统维护，系统将记录所有来自现场防区的报警信息，同时还记录系统操作的历史痕迹。所以记录管理分为报警记录和操作记录两种。报警记录主要包含非法入侵报警、刷卡失败报警、通信故障报警；操作记录包括登陆操作、界面操作、数据编辑操作、记录查询操作等。记录管理主要的功能是显示记录信息、按照时间或关键字查询并显示相应的记录、删除记录、将记录导出成电子表格文档等。
2.4 电子地图
MaPXtREmE是一种基于.NET的对象模型，向任何基于.NET的开发工作提供实现地图功能的开发基础。电子围栏中心监控平台的电子地图管理模块是采用C撑.NET对进行MaPXt-REmE的二次开发，实现在程序界面上显示模拟现场布置的电子地图，并实现地图编辑和地图控制的功能。MaPXtREmE对象模型由大量的命名空间组成，这些命名空间在安装MaPXtREmE地图控件时就被集成到Studio中，开发时可直接引用。电子围栏中心监控平台开发过程中用到的主要桌面控件可分为两类：标准控件和地图控件。标准控件包括了按钮、视图工具、标注工具和各式各样的方框，它们在很多情况下与SyStEm.WindoWS.FoRmS命名空间中的类很类似，或者说它们就是从SyStEm.WindoWS.FoRmS命名空间中的类继承而来的。特定于地图的控件都是特定于PitnEy BoWCS MaPLnFo的绘图实现，其中包括设置或修改对象主题、坐标系、样式、标注、图层等。图层控件是最复杂的，可以用模式对话框显示或以控件的形式直接显示在窗体视图中。本文所设计的电子地图管理功能通过地图控件完成，主要有两个功能：编辑地图、控制地图。根据图层的定义，电子地图中分别用不同图元表示报警分机、红外幕帘和防区，报警分机和红外幕帘放在最顶部图层，防区放在第二图层，而现场地形图放在最底层。编辑地图的主要步骤是：首先导入最底部的防护现场地形图，所导入图形可以用普通的画图工具所得到的BMP格式的位图文件，是根据现场所保护的设备、电子围栏设备以及各设备之间的位置关系得出的地形图；其次是防区，根据实际地形图和现场报警分机布置的情况，合理划分防护区域，用矩形框标识；最后在规划好的防护区域周围添加代表电子围栏设备和红外幕帘的图元。本文设计的系统语音对讲功能是由网络视频服务器全双工语音通信功能来实现的。语音对讲就是在报警事件出现的现场和中心监控平台建立的快捷音频对话机制。在电子围栏防护区建立小型电话亭，配置网络视频服务器、音箱和拾音器，通过局域网连接到中心监控平台，为现场人员和中心管理者提供简单有效的即时沟通渠道，应对各种日常突发事件。本文还论述了在人员管理模块的设计中，结合电子围栏报警分机的功能特点，着重讨论了人员权限设置功能实现的设计思路。权限设置可以减少非法操作、数据泄密等问题。在电子地图模块中，为了更逼真的模拟现场设备的布置情况，通过MaPXtREmE地图组件，分别使用不同的图元标识电子报警分机、红外幕帘状态、防区规划等现场设备的布置情况，为实现在操作界面上显示设备模拟地图铺垫良好的理论基础。
参考文献
[1]佚名.电力安防监控系统解决方案[EB/OL].iot. .2011，07.
[2]张笑.基于.NET的酒店管理系统的研究与实现[D].电子科技大学工程硕士学位论文，2010.
【关键词】智能交通，控制系统，交通指挥
中图分类号： C913 文献标识码： A
一、前言
智能交通控制系统是保证城市交通指挥的首要前提，智能交通控制系统的优劣不仅关系到城市交通的发展，而且关系到国家和人民群众的生活。
二、智能交通系统概述
智能交通系统 ITS（Intelligent Transportation System）是将先进的信息技术、数据通信传输技术、电子传感技术、电子控制技术及计算机处理技术相结合，运用于整个地面运输管理体系，建立起的能在大范围、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合运输和管理系统。
现代社会的交通问题是亟待解决的一个问题。为了能最有效率的提高交通运输能力，为人类提供最为便捷和安全的生活，智能交通系统的研究一直是社会与科学技术领域的焦点。同时，信息技术用于解决现代城市的交通问题，如道路的拥塞，定位，跟踪，收费与罚款等，也促进了 ITS 领域的研究和发展。所谓智能交通系统，就是在现有的交通状况下，充分利用现代高新技术进行合理的交通需求分配和管理，通过卫星导航系统、汽车自动引路系统、交通信息通信系统（VTCS）、视频监控和计算机管理等多种技术手段，将整个路网的通行能力迅速提高，实安全、快速、便捷运输目的的一种交通综合治理方案。也就是说，智能交通系统能将采集到的各种道路交通及服务信息经交通管理中心处理后，传输到公路运输系统的各个用户（驾驶员、居民、警察局、停车场、运输公司、医院、救护排障等部门），出行者可实时选择交通方式和交通路线；管理部门可随时掌握车辆的运行情况，进行合理调度，提高公路运输系统的机动性、安全性和生产效率。
三、智能交通控制系统设计及工作原理
1、系统组成
智能交通指挥中心控制系统主要由信号控制机、光端机或调制解调器、通信主机、监控主机等组成,具有单点固定时制控制、多时段控制、多方案选择控制、感应控制、无缆线控功能。它将多个信号控制机通过光端机或调制解调器连成通信信号控制网络。
2、基本功能
智能交通指挥中心控制系统可实现以下基本功能。可编程的16相位控制;可控硅输出,每路可控2个信号灯;路环型线圈车辆检测;相位冲突监视和控制,信号灯故障检测及报警;具有自动、手动、遥控及远程控制方式,具有强制、黄闪、四面红功能;具有固定时段、多时段(工作日/特殊节假日)、多方案(工作日多时段/星期多时段/特殊节假日多时段)、感应控制、无缆线控、有缆线控等多种控制方式;在线修改配时参数,在线显示各相位状态、故障状态;时段划分多达24个时段,可存储100种控制方案;提供三个RS-232接口、一个RS-485接口,可实现电话线、专线、光纤、无线等多种方式的通信;适合于单路口控制、主干道控制、区域控制,出现故障自动降级使用;时钟、日历在线显示和修改;自动排风、加热功能;具有防雷、漏电保护功能;提供4路行人过街输入接口。
3、信号控制机工作原理
信号机采用单片机技术,通过串行通信取得初始化数据,并将初始化数据存放在内存中指定的区域。信号机根据串行通信取得的初始化数据自动运行,驱动交通信号设备正常运行。串行通信的方式可以分为两种,一种通过笔记本电脑在信号机安装位置通过微处理器单元上的RS -232通讯端口通信,另一种通过光端机或调制解调器在当地交通指挥中心远程通信。前一种方式适合没有组网的城市,信号机进行单点控制,后一种适用于线控和区域控制。
信号机不但可以自动运行,还可以通过在信号机安装地点手动控制运行。在特殊情况下,使用人员可以通过信号机上的键盘或遥控器手柄对信号机的运行进行人为的干预,使它能够满足路口正常运行的需要。工作人员还可以在当地的指挥中心通过远程通信对信号机进行远程控制,使大范围的交通控制趋于合理。若路口埋没了车辆检测线圈,可以将信号机的工作方式设定在感应控制方式,信号机会根据路口的车流量自动调节各相位的绿灯时间。
四、智能交通控制系统在城市交通指挥中的应用
1、交通指挥一体化
指挥人员通过智能交通控制系统能够全面掌握哪里发生交通警情和堵塞,事发现场周边有多少警力和交通管理设备,从而使指挥中心做到掌握全局、运筹帷幄。指挥人员点击交通警情图标可以查看警情内容和直接处理警情;选取信号控制、交通监控、交通诱导等设备图标,双击启动控制客户端可以直接操作控制该设备;将鼠标定位在GIS-T警车的图标上时,可浮动显示警车的基本信息,通过车载电话与警车上的执勤民警通话,还可通过警车定位终端的MDT!发送警情和指令,接收民警工作状态信息,实现交通指挥一体化,从而进一步完善了发现快、出警快、处警快的快速反应机制,加强了交警指挥部门协调应变作用和信息功能。
2、交通决策可视化
智能交通控制系统正在着手建立交通决策支持系统,系统建成后可通过专题地图进行可视化的决策分析:基于对公安交通管理的各类数据和各种复杂现象进行趋势关联分析,通过建立图元或标注的专题地图,向各级决策人员直观反馈复杂的分析结果,从而使决策人员更高效率地作出准确判断,进一步提升交通管理决策水平。一定日期内的交通警情、交通流量及警力数据作叠加处理,形成点密度专题、二维专题等各种专题地图,帮助决策人员分析警力安排科学性,制定最优警力配置策略,做到警力跟着警情走、勤务跟着流量走 。
3、信息服务人性化
智能交通控制系统正在建设交通信息网站,通过网站专用的电子地图向广大出行者显示实时路况的电子地图、交通诱导信息、交通视频网上直播等形式多样的交通信息。
智能交通控制系统在交通设施管理系统建立了地图维护更新工具,广州市交警部门可利用该工具,自行维护交通管理业务专用地理信息和交通设施地理信息。系统用户在交通设施管理系统进行日常交通设施维护,相应的地图数据同时也得到更新,保证了地图数据鲜活有效(由于基础地理信息的维护需要专业测绘,需委托专业部门维护)。鲜活有效的地理数据为车载导航、最优行车路线选择等高层交通信息服务提供了基础。
五、结束语
从实践出发对当前智能交通控制系统中所遇到的问题以及措施等相关知识，进行了粗略的分析和研究。综上分析，智能交通控制系统的主要任务是优化城市交通指挥中。
参考文献
[1]康维调查.我国智能交通的现状及发展趋势展望.2008
[2]秦小虎。城市交通紧急事件处理与安全系统模型及应用研究:重庆大学，2005
[3]杨兆升.智能运输系统概论.北京:人民交通出版社，2003
[论文摘要] 在分析煤矿安全科技工作现状和趋势基础上，介绍了近年来我国瓦斯灾害防治技术研究取得的进展和新成果。通过“十五”科技攻关项目的研究，提出了瓦斯煤尘爆炸危险性评价方法，研究出了基于瓦斯地质、地质动力区划、电磁波探测方法的煤与瓦斯突出区域预测技术和基于AE声发射、电磁辐射和瓦斯涌出等原理的煤与瓦斯突出非接触连续预测技术，实验成功了高瓦斯煤层群开采保护层瓦斯灾害综合防治及顺煤层强化抽放等技术，开发了矿井通风系统监测、可靠性评价分析及决策控制技术。另外还分析了我国煤矿安全所面临的挑战和急需开展的科技研究工作。
1 概述
瓦斯是我国煤矿的主要灾害因素之一，瓦斯煤尘爆炸、煤与瓦斯突出等灾害严重威胁着我国煤矿的安全生产。由于灾害因素多、治理难度大，矿井瓦斯一直是我国煤矿安全工作的重点和难点。目前，我国所有煤矿均为瓦斯矿井，据统计，在100个国有重点煤炭生产企业的609处矿井中，高瓦斯矿井占26．8％，煤与瓦斯突出矿井占17．6％，低瓦斯矿井 占55．6％。国有地方和乡镇煤矿中，高瓦斯矿井和煤与瓦斯 突出矿井占15％左右。部分局矿的情况更为严重，如淮南矿业集团所属11对矿井均为突出矿井，平顶山煤业集团所属 的13对矿井也全部为高瓦斯或突出矿井。
瓦斯灾害已成为制约煤矿安全生产和煤炭工业发展的重要因素，为此，国家煤矿安全监察局实施了“科技兴安”战略，并提出了“先抽后采、监测监控、以风定产”的瓦斯治理“十二字方针”，与此同时，我国的各类科技计划也逐步加强了瓦斯灾害治理技术研究开发的支持力度。“十五”以来，科研院所、高等院校及企业以产学研结合方式开展了攻关研究，在瓦斯煤尘爆炸、煤与瓦斯突出预测、保护层开采、顺煤层瓦斯抽放及矿井通风系统监测、评价与决策控制等方面取得了重大进展，并获得了一批重要的科技成果。
2 瓦斯治理技术研究的新成果
2．1 瓦斯煤尘爆炸危险性预测评价技术
瓦斯煤尘爆炸一直是困扰煤矿安全生产的重大灾害之一。近年来，我国在煤尘着火机理及瓦斯煤尘爆炸机理研究方面，建立了粉尘云着火及燃烧过程简化模型，得出了粉尘空气混合物点火过程中慢速导热燃料模式到快速辐射燃烧模式的转变具有爆炸特征，试验系统中点火诱导期与高温固体颗粒燃料产物的质量分数和燃烧阵面中的热辐射有关，在爆炸极限范围内颗粒相浓度与颗粒点立温度越低火焰加速效果越明显，辐射热损失可能导致燃烧区域的重构，粉尘空气混合物火焰稳态结构发生明显变化等重要结论；通过研究得出了瓦斯煤尘共存条件下煤尘云着火特征参数计算方法，揭示了瓦斯爆炸过程中爆炸波和火焰的变化特征。
在取得上述成果的基础上，建立了矿井瓦斯煤尘爆炸危险性评价模型，用事故树方法分析了掘进、采煤工作面瓦斯煤尘爆炸发生的影响因素扩权重、可能发生事故的模式和避免爆炸事故发生所要采取的途径。确立了矿井采煤工作面、掘进工作面瓦斯煤尘爆炸危险性预测评价指标体系，并将指标分为爆炸易发性指标和爆炸后果严重性指标。前者包括自然因素、技术因素、管理因素和经济因素四方面指标，后者包括煤尘爆炸指数、沉积煤状况、隔抑爆方式、隔抑爆用水量、井下作业人员、以往事故损失及矿山救护能力等。开发出了瓦斯煤尘爆炸危险性预测评价技术和专家系统软件，并建立了瓦斯煤尘爆炸的危险性评价和防治专家系统。
2．2 煤与瓦斯突出区域预测技术
采用瓦斯地质理论与物探技术相结合的方法进行突出区域预测，一直是国内外的研究方向。“十五”计划以来，我国煤与瓦斯突出区域预测技术取得重要成果：
(1)我国采用瓦斯地质方法，建立了瓦斯地质理论与物探技术相结合的多技术(数字地震勘探、无线电波透视和构造软煤测井曲线识别)集成的多尺度(矿井突出区和工作面突出带)瓦斯突出区域预测瓦斯地质新方法；提出了以瓦斯地质单元基础的由构造软煤厚度(H)和煤层瓦斯压力(P)相配套的突出区域预测瓦斯地质指标，初步确定构造软煤厚度的突出临界值为0．90m；
(2)开发了具有信息输入、动态管理和空间分析功能的瓦斯突出区域预测WebGIS信息平台，实现了瓦斯突出区域瓦斯地质方法的自动化和可视化；
采用地球物理探测技术，形成了一套矿井瓦斯富集部位地震探测技术与方法，建立了由3D3C地震技术、AVO技术、地震反演技术、地震属性分析技术、地震波形分类技术、瓦斯地质技术等构成的瓦斯富集部位地质—地震预测模式，形成了瓦斯富集部位探测的核心技术；
(3)采用地质动力区划的方法，确定了活动构造和岩体应力状态对突出的影响，并划分出应力升高区、应力降低区和应力梯度。为此开发了突出多因素模式识别概率预测计算机软件，确定了活动断裂、最大主应力、应力梯度等8个主要影响因素，并可方便地划分突出的危险区、威胁区和安全区，开发出了突出区域预测决策分析系统软件，实现了图、文、声和像的可视化；
(4)采用电磁波透视技术，成功研制出了探测煤层瓦斯灾害易发区的技术和装备，建立了电磁波反射和吸收特征数据库和地质异常体的识别系统，得出了瓦斯灾害易发区分布规律，提出了判定瓦斯灾害易发区的敏感指标和临界值，形成一套适于瓦斯灾害易发区的判识方法。
这些技术成果的研究和应用，完善并发展了我国煤矿瓦斯突出区域预测技术体系，提高了突出预测的准确性，非突出危险区预测准确性达到100％，突出危险区预测准确性超过70％，最大限度地降低了掘进和回采过程中的瓦斯影响，显著提高掘进速度和提高回采工作面产量。
2．3 煤与瓦斯突出动态预测技术
煤与瓦斯突出的非接触式预测是通过对瓦斯或煤体本身的信号的实时监测而进行的连续动态预测技术。这种方法具有测试简单、不与生产发生冲突、实时连续监测等优点。因此，非接触式连续预测是目前突出预测的主要研究方向。在“九五”攻关成果的基础上，针对掘进工作面煤与瓦斯突出非接触动态预测预报的需要，分别研究出了基于动态瓦斯涌出规律原理、AE声发射原理和电磁辐射原理的工作面突出危险性连续监测技术与装备。
通过分析瓦斯涌出动态变化规律与突出危险性的关系、实时监测瓦斯动态涌出特征波形、提取与突出危险性相关的特征指标，建立了煤巷掘进炮后30分钟的吨煤瓦斯动态涌出量指标、瓦斯涌出变异系数指标、炮后瓦斯涌出最大速率指标等连续预测指标，研究确定了这几种指标与炮掘工作面突出危险性的关系及指标临界值，以此综合判断工作面所处地点的安全状况以及前方的潜在危险性，实现了炮掘工作面瓦斯动态涌出预测，为我国煤矿提供了一种新的瓦斯涌出量预测方法和煤与瓦斯突出预测工艺技术；
开发出了一套AE声发射监测煤与瓦斯突出的技术装备，提出了AE声发射滤噪综合处理技术和方法，通过阻噪、隔噪、抑噪、滤噪和有效AE信号提取等途径，实现了有效滤噪的目的，取得了历年来滤噪研究中最有突破性进展的研究成果，研究出了包括传感器在内的AE声发射预测工艺技术，分析和总结了煤岩破坏AE声发射规律、AE声发射与瓦斯动力灾害的关系；
通过连续监测含瓦斯煤岩流变破坏过程中产生的电磁辐射信号强度和脉冲数及其变化的研究，实现了对煤与瓦斯突出等煤岩动力灾害现象的预测预报，研究并揭示了电磁辐射与煤与瓦斯突出影响因素间的关系，提出了临界值法与动态趋势法相结合的煤岩动力灾害预警方法，开发成功了煤岩动力灾害非接触电磁辐射连续监测仪，实现了煤岩动力灾害的非接触、连续动态监测及煤与瓦斯突出预警。
2．4 高产高效矿井瓦斯灾害综合治理技术
加强瓦斯灾害的治理是防止煤矿重特大事故发生的重要保证。高瓦斯煤层群保护层开采、低透气性煤层瓦斯强化抽放、巷道边掘边抽等技术是瓦斯治理的有效措施，也一直都是煤矿瓦斯治理的重点和难点。在煤层群保护层开采方面，通过开展了保护层作用机理的研究，利用三维离散单元法对淮南矿区保护层开采后，采空区顶、底板煤岩体应力重新分布的规律、顶底板变形和破坏特征进行了数值模拟研究，从理论上计算了保护层开采后卸压范围向顶、底板方向发展的深度，为确定被保护层的保护效果和卸压范围提供了可靠的理论依据。
针对首采保护层开采时，上下高瓦斯突出煤层的瓦斯集中向首采工作面涌出的特点，并考虑到确保和提高防突效果的要求，试验成功了多种首采层瓦斯综合治理技术措施：
保护层底板巷道+上向穿层钻孔抽放瓦斯技术、被保护层顶板煤(岩)巷道+下向穿层钻孔抽放技术、首采层(保护层)顶板巷道抽放技术、首采层(保护层)顶板走向钻孔抽放技术、首采层(保护层)工作面采空区埋管抽放技术、首采层(保护层)掘进工作面边掘边抽技术。在试验研究中还在实际层间距70m(相对层间距35倍)近水平煤层群的下保护层开采和80-90~急倾斜近距离煤层群的下保护层开采上取得了重大进展； 转贴于
在顺煤层强化抽放方面上，通过试验和理论研究，形成了一套在顺煤层钻孔中运用高压水射流扩孔和钻扩一体化技术提高瓦斯抽放效果的成套技术和装备，以及对石门揭煤抽、排瓦斯钻孔扩孔的工艺技术和方法。扩孔后钻孔直径达到200-300mm，为扩孔前的4．5倍，最大扩孔直径达619．9mm。扩一个钻孔的时间相当于施工一个钻孔时间的1／6，而一个扩孔钻孔的抽排放瓦斯及防突效果相当于2个以上的钻孔，明显提高了瓦斯抽放的效果；
在瓦斯抽放效果评价方面，研究了根据煤层的最小突出瓦斯压力、瓦斯含量为依据，合理确定评价预抽防突措施有效性的预抽率指标和临界值的方法。下向钻孔及深孔预裂爆破是提高瓦斯抽放效果的另一重要技术途径。通过试验研究，解决了下向钻孔施工中的排渣、排水等技术难题，取得了下向孔钻探长度达到70．1m的良好效果。研究中完善了适合于高瓦斯低透气性、有突出危险煤层深孔控制预裂爆破强化抽放瓦斯技术和石门快速揭煤技术；
对于单一低透气性突出煤层巷道掘进的瓦斯抽放技术难题，通过理论分析和试验研究，发现煤层巷道掘进工作面和巷道两帮的煤体在松动和原始煤体之间存在的随巷道向前掘进而向前移动的蠕变“u”形圈，在“u”形圈内煤层的透气系数成百倍地增加；
分析了煤层赋存参数、瓦斯抽放参数对抽放钻孔抽放瓦斯效果的影响，确定了有效抽放半径与抽放时间的关系、抽放负压和抽放量的关系，并据此合理布置边抽边掘钻孔，其截流抽放瓦斯率可达到30％以上，并且煤体的强度有较大增加。
2．5 矿井通风系统安全可靠性评价与决策技术
矿井通风是保障煤矿安全生产的关键性环节，合理的通风是防止瓦斯积聚、抑制煤炭自燃和火灾蔓延扩大的重要手段，通风系统布置不合理或管理不当，则是导致瓦斯积聚和自然发火及造成瓦斯、火灾事故进一步扩大的主要原因。集约化生产的大型矿井实行一矿一面已成趋势，要求通风系统具有更强的稳定性、可靠性和合理性，具有较强的抗灾能力。
我国开展了矿井通风系统安全可靠性评价和决策技术的研究，建立了基于评价指标体系和网络仿真技术的两种矿井通风系统可靠性评价理论体系、评价方法和数学模型，开发了智能化、可视化通风系统可靠性评价和决策支持系统软件。
在灾变风流动态模拟及虚拟现实技术方面，研究并完善了一维动态模拟技术，开发了矿井灾害风流流动模拟的GIS显示系统，实现矿井灾变动态模拟结果在矿井通风系统图各巷道通风参数的动态显示，提高模拟结果与各巷道的对应性，减少矿井灾害防治及救灾决策中应用灾变状态各参数的失误率，提高决策效率。研究出了矿井火灾区域内烟流流动的三维数值模拟研究和矿井巷道中火灾烟流流动的虚拟现实技术。
在通风系统自动调控方面，研究成功了井下自动控制风门及远程控制技术，研制出了带有卸压窗和撞杆自动开启装置的远程自控风门，实现了井下人、车信号分离，采用控制命令分级管理的方法，彻底贯彻了“生产服从救灾，行人服从行车”的风门管理理念，有效地提高了通风系统的稳定性和安全可靠性。
作为配套技术研究，将矿井通风系统安全可靠性评价和决策技术、矿井灾变风流动态模拟及虚拟现实技术和井下风门远程控制技术等有机整合成一体，开发了软件平台，初步实现了矿井通风系统从监测、分析、决策到控制等各环节的闭环运行。
3 存在的问题和急需开展的研究
煤炭是我国国民经济发展的基础能源，煤矿安全是煤炭工业走新型工业化道路、可持续发展的前提和保证。瓦斯灾害治理是煤矿安全工作的重点。对煤矿瓦斯灾害进行监测监控、预警防治等瓦斯综合治理技术措施，是减少煤矿伤亡事故，提高安全生产水平的重要手段。目前，煤矿安全工作面临两大的挑战：
一是产业结构的调整，生产高效集约化程度的提高，瓦斯涌出量倍增，产尘强度大幅度上升，通风压力增大，瓦斯煤尘爆炸、煤与瓦斯突出等灾害事故的预防难度增大；
二是矿井生产水平的逐年延伸，地应力增大，瓦斯涌出量也增大、煤与瓦斯突出和冲击地压危险性增加，恶化了煤矿生产条件，增大了生产中的不安全性。为此，煤矿安全技术也需从两个方面开展攻关研究：
(1)根据矿区煤层条件不同、瓦斯赋特征不同、生产条件的变化，采用新的科技手段进一步完善提高现有瓦斯灾害治理技术体系并进行适应性研究，如采用现代通讯技术、自控技术、计算机技术和传感技术，解决我国现有煤矿安全监测系统相互不兼容、无法互联互通的技术难题；
(2)不断解决瓦斯治理技术研究中出现的新问题，如伴随我国东部深井开采带来了“三高”和深部矿井的延期突出问题，松软低透气性煤层长钻孔瓦斯抽放技术难题。这些问题急需开展科技攻关加以解决。
4 结论
瓦斯灾害治理新技术在淮南矿区进行了试验和应用，取得了经济、社会、安全环境的多重效益。这些研究成果对我国煤矿生产条件和瓦斯灾害特点具有很强的针对性和适应性，具体成果表现为：
(1)瓦斯煤尘爆炸危险性预测评价技术在淮南潘三矿、张集矿应用表明，评价结果准确可靠，具有很强的操作性和实用性，为预防煤矿瓦斯煤尘爆炸提供了重要技术支撑。
(2)瓦斯地质、动力区划和地球物理探测方法的煤与瓦斯突出预测技术是经实践证明是有效的，是减小防突工程量、提高防突效果的保障技术措施。
(3)AE声发射、电磁辐射等非接触连续监测技术取得了突破性进展，并进入实用化和产业化阶段。
关键词:网络安全;安全管理;网络监管系统
中图分类号:TP393.08 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2010) 09-0000-02
Research&Application of Network Security Management System
Huang Yang
(The 772th Research Institute of China Shipbuilding Industry Corporation,Hubei430064,China)
Abstract:Aiming at the fact that there are lots of potential safety hazard on network,this paper researched and discussed the network security management system.Firstly the current information on network of security management system was analyzed,on the basis of analysis,the design and realization of network information security management system was discussed in details,and the whole structure levels and function models were pointed out;on the other hand,the realization scheme of the network information security management system was analyzed from the client,server and the long-distance communication,the three aspects were also discussed.All this work is significative for enhancing the information security level on network.
Keywords:Network security;Security management;Network management system
一、引言
随着计算机网络的发展,信息与网络技术正逐渐改变着人们的政治、经济、文化生活的方式。同时,随着人们对网络依赖性的增强,网络安全问题逐渐暴露,网络安全事件层出不穷。在信息化程度逐步提高的现代社会,信息安全越来越得到关注。
本论文重点结合局域网内信息安全的要求,对网络安全监管系统进行开发设计与研究,以期从中找到可靠有效的信息安全管理模式和网络安全监管系统的开发管理经验,并以此和广大同行分享。
二、网络安全监管应用现状分析
为了防范安全攻击,提高网络安全性,安全厂商纷纷采用各种安全技术,推出各类安全产品,如防病毒、防火墙、入侵监测、入侵保护、VPN等等,并且加强操作系统和应用系统自身的安全防护,加强安全审计。这些措施都在很大程度上提高了网络的安全状况,然而,不同的安全产品都是解决某一方面的安全问题,例如:防火墙用于检测和限制外部网络对受保护网络的访问,对穿过防火墙的恶意数据包却无能为力,更不能防范内部威胁。
针对上述情况,需要有相应的技术和产品来整合不同的安全产品,能够将来自不同事件源的事件统一监控起来,并对这些事件进行分析,向用户提供网络运行的整体安全状况,有效减少误报和漏报,极大提高报警准确性,发现复杂的攻击行为,并能根据保存的历史事件数据对事件进行深入调查和安全审计。
为了解决上述问题,本文提出了统一的网络安全监测系统,该系统从网络的整体安全出发,通过对网络中各种安全设备的集中监控,收集各安全设备产生的安全事件,并通过对收集到各种安全事件进行深层的分析、统计和关联,定位安全风险,对各类安全事件及时提供处理方法和建议的安全解决方案。
三、网络安全监管系统的设计研究
(一)系统总体层次架构设计
安全监测分析系统的基本功能是采集防火墙、IDS、IPS、网站防护设备、防病毒网关等安全设备安全事件,对网络边界进行全天候实时安全监测及深度分析。整合各种安全事件并进行关联分析,实时显示全网安全态势,并形成各类安全监测分析报告。
根据功能要求,安全监测分析系统的软件结构由下至上,由三个层次组成:采集层、分析层、展示层。采集层负责从安全设备中收集这些设备产生的安全日志,此外还从交换机镜像流量中分析收集攻击事件和敏感信息。采集层收集到的数据按照指定的筛选要求进行筛选后发送给分析层进行集中的存储和分析。由于安全设备发送过来的日志采用的协议不同,报文内部的格式也不同,需要采集端能够对其进行识别和预处理,即对安全事件进行标准化处理。分析层对采集到的海量数据进行集中的存储和分析,以提取出主要关注的信息。分析层实现数据接收、实时分析、深度分析的功能。其中包括事件准确定位、时间关联分析、知识库、安全态势分析、告警生成、存储索引、数据统计、人工分析与报告等。展示层提供人机交互接口,将分析结果以直观的形式展示给安全管理员,并接受安全管理员的操作指令。
(二)系统功能模块设计
本论文所设计的网络信息安全监管系统,也采用分散式管理的模式,以客户端和服务器构成整个局域网信息的安全监管模式。
以客户端与服务器结构的设计,安全监管系统的客户端,是安装于远端上的监控程序,它的主要的功能需求为以下四方面:
1.提供管理对各组件的安装、删除、及运行参数的设置与维护;
2.提供所有监控内容的查看并发给远端监控服务器;
3.提供实时信息捕获;
4.提供对服务器监控端的自动升级,升级不成功可恢复最后一次有效版本。
安全监管系统的服务器端,是安装于本地的、可对远端监控程序进行有效管理与信息接收,它的主要功能需求为以下几方面:
1.提供实时显示服务器的监控内容;
2.提供有效的远端控制;
3.提供对远端服务器监控端的升级管理;
4.支持多管理员管理;
5.提供有效的数据双重备份功能。
(三)系统的具体实现
1.网络安全监管系统客户端设计
客户端的设计为三个部分:状态扫描模块、信息收发模块和参数管理工具。
(1)状态扫描模块:是用于状态扫描的驱动。它将为整个系统提供与服务器进行通信的模块、信息收发模块和参数管理工具。
(2)信息收发模块:它将与状态扫描模块进行通信,并将收集和整理好的数据发给远端的监控管理端。
(3)参数管理工具:可以进行参数设定的工具。
当信息收发模块收集到信息时,转发到远程控制程序上,但是有个问题会出现,当一台机器发送信息时,远程服务端可以正常接收到信息,但当同时有一千个这样的信息从不同的服务器传来时,控制端程序将会面临巨大的负载,最重要的是可能会丢掉重要的信息,如远端的告警信息。所以对于要发送的信息,在发送和接收时都需要进行一些处理,它们将被分开来发送,并且发送到不同的服务器程序上。
2.网络安全监管系统服务器设计
服务器端设计成一个C/S结构,每个管理员所使用的将是一个可登录的管理客户端程序,但是这里的服务器将不是一个,而是多个,因为多个服务器端程序将用来处理不同的信息。服务器端可以处理多种形式的数据,有效减少单机的通信负载、降低整体结构的处理难度,从而对于不同权限的管理员进行管理。管理员将使用管理终端程序进行登录后在不同的服务器端上进行相应的数据查询,这样的结构可以使设计与实现变得容易。
3.网络安全监管系统通信方式设计
为了解决远程通信的问题,在发送端会将信息分类处理,并发给不同的接收端,这样作的最大好处在于,可以减少处理难度和降低通信负载。信息可以分为三大类:
(1)用于管理的状态信息;
(2)用于管理区域的信息;
(3)告警信息。
对于在多管理员管理时同样会发挥良好的结构优势。当有多个管理员同时在管理不同的服务器时,他们只需按其所需与这些服务器进行交互,例如一个管理员如果想查看局域网在线人数、局域网资源占用等等信息时,只需要与服务器进行通信,而维护人员在检查服务器时它可能只会在状态服务器进行查看,而在告警出现时告警服务器会保存告警信息,并发出警告等待人员处理。
四、结语
在信息化时代的今天,网络十分容易受到非法攻击和侵入,为此对于网络安全的监管显得十分重要,本论文对于网络信息安全监管系统的设计研究,对于网络信息安全监理与管理是一次有益的尝试与探索,当然,其中还有很多的技术问题有待于广大技术工作人员的共同努力,才能够最终实现我国网络信息安全的有效监理与管理,进而保障信息安全。
参考文献:
[1]邢戈,张玉清,冯登国.网络安全管理平台研究[J].计算机工程,2004,30(10):129-131
[摘要]第四代移动通信技术（4G）与前三代移动通信技术相比具有五大技术要求，解决了四大关键技术后4G将一统移动通信的天下。
引言
移动通信技术飞速发展，已经历了3个主要发展阶段。每一代的发展都是技术的突破和观念的创新。第一代起源于20世纪80年代，主要采用模拟和频分多址(FDMA)技术。第二代(2G)起源于90年代初期，主要采用时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)技术。论文百事通第三代移动通信系统(3G)可以提供更宽的频带，不仅传输话音，还能传输高速数据，从而提供快捷方便的无线应用。但是第三代移动通信系统仍是基于地面标准不一的区域性通信系统，尽管其传输速率可高达2Mb/s，仍无法满足多媒体通信的要求，因此第四代移动通信系统(4G)的研究势在必行。
一、4G的定义及其技术要求
第四代移动通信技术可称为广带(Broadband)接入和分布网络，具有非对称超过2Mb/s的数据传输能力，对全速移动用户能提供150Mb/s的高质量影像服务，将首次实现三维图像的高质量传输。它包括广带无线固定接入、广带无线局域网、移动广带系统和互操作的广播网络(基于地面和卫星系统)，集成不同模式的无线通信，移动用户可以自由地从一个标准漫游到另一个标准。其广带无线局域网(WLAN)能与B-ISDN和ATM兼容，实现广带多媒体通信，形成综合广带通信网(IBCN)，他还能提供信息之外的定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。其主要技术要求是：
(1)通信速度提高，数据率超过UMTS，上网速率从2Mb/s提高到100Mb/s。
(2)以移动数据为主面向Internet大范围覆盖高速移动通信网络，改变了以传统移动电话业务为主设计移动通信网络的设计观念。
(3)采用多天线或分布天线的系统结构及终端形式，支持手机互助功能，采用可穿戴无线电，可下载无线电等新技术。
(4)发射功率比现有移动通信系统降低10～100倍，能够较好地解决电磁干扰问题。
(5)支持更为丰富的移动通信业务，包括高分辨率实时图像业务、会议电视虚拟现实业务。
二、4G的关键技术
1.OFDM(正交频分复用)
OFDM技术实际上是MCM(Multi-CarrierModulation，多载波调制)的一种。其主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰(ICI)。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。由于OFDM技术由于具备上述特点，是对高速数据传输的一种潜在的解决方案，因此被公认为4G的核心技术之一。
2.软件无线电
软件无线电（SoftwareDefinedRadio，简称SDR），就是采用数字信号处理技术，在可编程控制的通用硬件平台上，利用软件来定义实现无线电台的各部分功能：包括前端接收、中频处理以及信号的基带处理等。即整个无线电台从高频、中频、基带直到控制协议部分全部由软件编程来完成。其核心是在尽可能靠近天线的地方使用宽带的“数字/模拟”转换器，尽早地完成信号的数字化，从而使得无线电台的功能尽可能地用软件来定义和实现。软件无线电是一种基于数字信号处理(DSP)芯片以软件为核心的崭新的无线通信体系结构。
3.智能天线
智能天线是波束间没有切换的多波束或自适应阵列天线。多波束天线在一个扇区中使用多个固定波束，而在自适应阵列中，多个天线的接收信号被加权并且合成在一起使信噪比达到最大。与固定波束天线相比，天线阵列的优点是除了提供高的天线增益外，还能提供相应倍数的分集增益。智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节等智能功能，其基本工作原理是根据信号来波的方向自适应地调整方向图，跟踪强信号，减少或抵消干扰信号。智能天线的核心是智能算法，而算法决定电路实现的复杂程度和瞬时响应速率，因此需要选择较好算法实现波束的智能控制。
4.IPv6协议
4G通信系统选择了采用基于IP的全分组的方式传送数据流，因此IPv6技术将成为下一代网络的核心协议。
（1）巨大的地址空间。在一段可预见的时期内，它能够为所有可以想像出的网络设备提供一个全球惟一的地址。
（2）自动控制。IPv6还有另一个基本特性就是它支持无状态和有状态两种地址自动配置的方式。无状态地址自动配置方式是获得地址的关键。在这种方式下，需要配置地址的节点使用一种邻居发现机制获得一个局部连接地址。一旦得到这个地址之后，它使用另一种即插即用的机制，在没有任何人工干预的情况下，获得一个全球惟一的路由地址。
（3）服务质量。服务质量（QoS）包含几个方面的内容。从协议的角度看，IPv6与目前的IPv4提供相同的QoS，但是IPv6的优点体现在能提供不同的服务。IPv6报头中新增加的字段“流标志”，有了这个20位长的字段，在传输过程中，中国的各节点就可以识别和分开处理任何IP地址流。
（4)移动性。移动IPv6（MIPv6）在新功能和新服务方面可提供更大的灵活性。每个移动设备设有一个固定的家乡地址（homeaddress），这个地址与设备当前接入互联网的位置无关。当设备在家乡以外的地方使用时，通过一个转交地址(care-ofaddress）来提供移动节点当前的位置信息。移动设备每次改变位置，都要将它的转交地址告诉给家乡地址和它所对应的通信节点。
三、结束语
由于4G与1～3G相比具有通信速度更快，网络频谱更宽，通信更加灵活，智能性能更高，兼容性能更平滑等优点，4G将成为行业关注的焦点。相信不久的将来4G将一统移动通信的天下，产生巨大的社会效益和经济效益。
参考文献：
关键词：课堂互动教学；教学系统；课堂点名；课堂应答；教学评价
【中图分类号】G40-057【文献标识码】A【论文编号】1009-8097（2015）05-0115-06【DOI】10.3969/j.issn.1009-8097.2015.05.018
引言
课堂是开展教学活动的主要场所，课堂教学质量对高校实现培养人才的目标有重要的影响。分析当前课堂教学现状后，发现还存在如下问题：①大课教学中维护课堂纪律比较困难，主要涉及学生的出勤率。教师点名占据较长的时间，减少了有效课堂教学时间。②参与课堂互动的学生数偏少。有限的课堂教学时间内，教师不能关注到每个学生，不利于改进课堂教学效果。③课堂教学使用PPT课件后，某种程度上削弱了课堂教学的演化过程。很多情况下需要借助黑板演示推导过程，但是这些过程不能保存下来。
针对课堂教学中存在的问题，一些研究者设计出了一些课堂点名系统和应答系统。本文作者利用能够收发短信的Android平板电脑设计了一个课堂互动系统，集成了课堂点名和应答功能。通过实践发现，仅使用短信技术实现课堂点名与应答，吞吐量小、效率低、准确率不高。
为了解决这些问题，作者继续深入研究，设计了一套集成课堂互动教学系统。集成了手机短信、微信、手机浏览器等访问方式；集成课堂点名、课堂应答、授课实时反馈、课堂教学展示、综合统计分析、教学评价等功能模块为一体；从出勤率、课堂应答效果、授课实时反馈等多个维度评价课堂教学效果。
一 业务分析与功能设计
1 业务分析
集成课堂互动教学系统主要设计目标是优化课堂互动教学手段，实现课堂互动教学过程记录、课堂教学评价，提高学生的课堂参与度和学习积极性，最终提高课堂教学质量。
对课堂互动教学系统的需求进行分析，主要包含：
（1）能够适应不同的教学网络环境，提供短信、微信、手机浏览器等访问方式。
（2）能够实时准确的收集学生出勤数据，实现快速、准确的出勤考核。
（3）提供课堂应答功能，准确收集学生对教师提问的反馈信息。
（4）进行课堂教学评价，便于教师掌握学生学习动态，优化教学内容，革新教学方法。
（5）利用平板电脑便携、书写方便等特点，提供课堂教学板书新途径，记录课堂教学过程。
2 系统功能设计
（1）课堂点名子系统
实现学生的点名签到管理。点名时，首先由教师把系统设置为课堂点名模式。根据当前时间生成一个两位随机数展示给学生，学生把两位随机数和自己的手机号（或者学号）进行简单的加法运算，产生的结果作为令牌发送到系统。系统通过三码验证确定学生是否签到成功，即发送短信的手机号、令牌、系统中登记的学生手机号。如果学生使用大屏智能手机，可以用微信代替短信。如果使用手机浏览器访问系统，进入点名签到Web界面，输入运算后的令牌，提交就可以了。另外，可设置课堂点名时限，一般为2-3分钟，学生必须在规定时间内提交信息；否则，视为迟到或者缺勤。
从数据接收速度和吞吐量两个指标衡量，手机浏览器访问Web界面性能最好，其次是微信、短信。大部分学生使用手机浏览器、微信等方式，速度快、又节省费用；少部分学生使用短信。
（2）课堂应答子系统
该子系统主要实现师生课堂即兴问答互动、课堂在线测试，准确收集学生对教师提问的反馈信息等功能。在应答模式下划分多个问题模式：
模式1：教师即兴提问模式。在此模式下，由教师提出问题，学生把答案发送给系统，系统自动判断是否正确。支持单选题、多选题、填空题和程序阅读题。
模式2：微试卷模式。此模式下，由教师组织多道题目形成一个微试卷，在课堂上进行测试。
模式3：开放问题模式。该模式用于没有固定答案的开放提问，将学生的回答进行分类汇总。
模式4：学生提问模式。此模式下，学生可以把问题发送给教师，由教师一一回答。
上述各种模式，都可以使用“课堂教学展示”子系统把师生交互结果显示在大屏幕上。教师可以对学生进行分组，问题模式以分组方式工作，学生以组为单位回答问题。
（3）授课实时反馈子系统
授课实时反馈模式下，教师与学生没有进行直接问答。讲课过程中，学生把听不懂的知识点、疑问等信息发给教师，教师讲课中止时，根据学生反馈的信息进行补充讲解。
（4）课堂教学展示子系统
在平板电脑上实现电子板书功能。平板电脑手写、批注方便，教师可以在平板电脑上进行书写代替黑板上的推导过程，这些过程记录可以作为图像保存下来，传输到教室PC并投影到大屏幕。教师可以在平板上播放PPT，传输到教室PC；也可以远程控制教室PC上的PPT播放。
（5）综合统计分析子系统
主要对前面四个子系统收集的数据和测试结果进行统计分析，为教学评价提供多个维度的指标；深入掌握学生的学习动态，做到个性化教学。①统计出勤率，掌握每个学生的到课情况。②统计学生的应答参与率、正确率、知识点掌握程度等，并进行趋势分析。③对实时反馈进行统计分析。
（6）教学评价子系统
利用统计分析结果数据，结合课堂教学评价体系和指标，一方面对学生的学习效果进行评价；另一方面对教师的教学效果进行评价。效果划分为1-10个等级。
（7）系统管理子系统
提供系统正常运行需要的数据维护和辅助功能。如课程管理、教学班管理、试题管理、学生基本信息维护等。
二 系统架构设计
1 物理架构设计
本系统的物理架构如图1所示，有两部分组成。一部分是学生端使用的手机；另一部分是教师端使用的平板电脑、Web服务器、教室PC和教室投影仪等。
2 软件架构设计
本系统通过三个独立执行、相互协作的子软件完成所有功能：Weblnteract、Padlnteract和ReceiverServer。Weblnteract软件运行在Web服务器上，为使用微信、手机浏览器访问系统的师生提供服务。Padlnteract运行在平板电脑上为使用短信的学生提供服务。ReceiverServer运行在教室PC上，接受Padlnteract发送来的图像数据并显示在投影仪大屏幕上。每个子软件由一些功能模块组成，软件架构与模块如图2所示。
Weblnteract子软件的结构划分为：接口层、业务层和数据访问层。接口层包括两个模块：微信收发模块负责把收到的微信传递给业务调度模块；Web接口模块提供师生访问系统所需的Web页面，把提交的数据传递给业务调度模块。业务层包括业务调度模块和具体的业务功能模块。业务调度模块负责根据当前工作模式，调度执行相应的业务模块。数据访问层为各业务模块提供读写数据库的功能。
Padlnteract子软件的结构、模块与Weblnteract类似。课堂教学展示模块的一个进程在后台执行，负责把平板电脑的当前屏幕发送到ReceiverServer软件；另一个进程前台执行，提供操作界面远程控制教室PC上的PPT播放。
ReceiverServer子软件作为一个服务进程运行在教室PC上。数据收发模块负责接收指令和图像数据；显示控制模块执行指令、把接受到的图像显示在屏幕上。
3 系统工作方式
（1）独立工作方式。
Weblnteract与Padlnteract子软件可以分别独立工作。Padlnteract独立工作时，只支持手机短问方式。适应场所比较广泛，适合小班教学、野外教学使用。
Weblnteract独立工作时，师生可以使用手机浏览器访问本系统的所有业务功能。交互界面友好、时延短、吞吐量大、支持用户多，适合大班教学。
（2）协同工作方式
Weblnteract子软件作为主体全功能运行，Padlnteract子软件主要完成收发短信的功能，传递给Weblnteract的Web接口模块。此工作方式集成了两种独立工作方式的优点，支持的并发用户数高、时延短，能够适应不同的网络环境。
三 软件实现
Weblnteract使用Java SE 7为运行平台，按照图2所示三层架构进行实现。接口层使用JSP、Servlet、HTML5和AJAX等技术。微信收发模块连接微信公众账号和本系统。业务调度模块使用Facade设计模式把所有具体业务模块封装成统一的接口，为接口层的Servlet服务。数据访问层使用DAO设计模式封装了所有对数据库的访问操作，供业务层调用。
Padlnteract软件使用Android 4.1作为基本运行平台，每个层次的功能与Weblnteract类似。短信收发模块直接使用Android SDK提供的API实现。协同工作时，把短信数据封装成JSON格式，传输到Weblnteract软件。
教学展示模块在后成屏幕截图，截图前先获取Root权限，然后从Android平台底层Linux内核的FrameBuffer读取数据，将FrameBuffer的内容写入到内存图片文件中。
ReceiverServer软件作为一个系统托盘程序执行，其绝大部分代码使用Java技术开发，少部分发送键盘、鼠标消息的代码调用User32.dll中封装的Windows API完成。
四 课堂应用与教学评价
本文设计的系统首先在“Java程序设计”课堂中进行了应用，约90人组成一个教学班。使用本系统后，学生对参与课堂互动表现出了极大的积极性。不仅可以回答教师提出的各种问题，而且能表达自己独特的见解和新颖的想法。
1 课堂应答流程示例
课堂应答业务流程包含学生、教师两种访问角色，划分为三种类型12个活动，如图3所示。设置时间限制后，如果时限内未主动提交，则由系统自动提交。对于符合问题模式1和2的微试卷，系统可以自动改卷。
统计分析环节从四个维度进行：
（1）试卷统计，统计每次应答参与人数、及格率、分数段分布。（2）试题统计，统计每个试题的正确与错误人数，计算试题难度，常见错误答案。（3）学生统计，按照时间顺序统计每次应答的参与度、分数、知识点的掌握情况。（4）知识点分析，根据每次应答结果，从全体学生角度，分析每个知识点的掌握情况c
2 教学评价
本系统以教学过程产生的具体数据为依据，对教师的授课效果、学生的听课效果进行及时评价，流程如图4所示。统计分析模块在原始数据的基础上产生评价指标；教学评价模块对评价指标进行分类，为每个指标赋予一定的权重，综合计算后产生评价结果。评价结果取值范围为1-10；10为最好，1为最差。
评价指标包含：学生出勤率、课堂应答参与度、分数等级、试题总分等级、学生按知识点分类分数、疑难反馈效果等。评价结果包含总体效果、知识点分类效果、效果时间变化趋势等。
五 总结
关键词：信息化 会计 内部控制
一、引言
内部控制是组织为了使其资产安全能够得到保证，并且确保信息的完整与正确，同时促进组织的经营管理政策能够得到有效的实施，提高组织的经营效率，控制组织的经营风险，防止舞弊行为发生，从而实现组织目标的一种非常重要的管理制度或者管理方法。随着信息技术的飞速发展和普及，企业的管理环境和管理理念也在飞速的发生着变化，不断企业的管理的范围得到了拓展，同时管理的内容也在不断的增加。这就给企业的内部控制带来了新的挑战。但是，信息技术不仅仅给内部控制带来了挑战，同时它也带来了机遇。机遇信息化技术，我们可以改善企业的内部控制程序，并且能够有效地增强内部控制的手段，将信息技术有效的集成到企业的业务和信息过程之中，并且借助信息技术来对企业的风险进行防范和控制。从这个角度来看，信息化技术对于企业的内部控制有着非常大的影响，因此本文的研究也具有重要的现实意义。
二、信息化理论概述
（一）信息化
信息化（Informationalization）这一概念最早与上个世纪60年代起源于日本，而后被翻译成英文传播到西方，再由西方的“信息化”和“信息社会”等概念向我国开始传播。所谓的信息化主要是指通过培养和发展以及计算机等智能化工具为代表的生产力，并且使之能够造福于社会的一个历史的过程。在这里，智能化工具是指信息化的生产工具，它一般都具备有信息的获取、传递、处理、再生以及利用的功能，基于这种工具的生产力，被称之为信息化生产力。
（二）企业信息化和会计信息化
在信息化的基础上，还有其他很多的概念，与本文研究相关的主要还有企业信息化和会计信息化。所谓的企业信息化是指企业在产品的设计、开发、生产、管理、经营等多个环节中广泛利用信息技术，并大力培养信息人才，完善信息服务，加速建设企业信息系统。
而“会计信息化”是指将会计信息作为管理信息资源，通过全面的运用计算机以及网络通信为主的信息技术对会计信息其进行获取、加工、传输以及应用等处理，从而实现为企业经营管理、控制决策以及经济运行提供实时、准确的会计信息支撑的目的。
三、信息化系统的建设与企业内控的契合点
（一）信息化环境下企业内控遭遇挑战
随着网络信息技术在社会各个领域的应用和普及，原来的企业内部控制制度也遭遇了前所未有的挑战。首先，信息化的会计系统在不断扩大企业会计核算范围，从而在实际上增大了内部控制的复杂性。在企业完成内部控制制度的建设之后，估算环境一直在发生变化，之前的控制方法和控制范围必然不能够适应新的需要。其次，信息化条件下企业的内部控制形式也必然会发生变化，从而增大企业内部控制的风险。在企业内部控制制度之中，授权和批准都是厂家你的基础内部控制手段，在之前，由于采用的是手工方式的会计信息处理方法，因此所有的环节都必然要经过相关权限的授权和签章才能够办理，从而能够有效的防止作弊，但是在信息化条件之下，这一方式变成了口令授权，这一变化虽然提供了更多的便利，但是也带来了更多的风险。再次，信息化条件下容易造成信息失真，并且加大信息系统的复杂性，从而造成内部控制的难度增加。
（二）信息化系统的建设有助于企业内控的完善
信息化是以信息技术为基础的，任何技术都是一把双刃剑，既能够产生危害带来挑战，同时也能够产生便利，带来机遇。对于企业的内部控制而言，信息化系统的建设，无疑能够加强其控制能力。首先，信息化系统的建设，能够帮助企业控制更大的范围内的事物，并且相较于传统的控制方法，基于信息化系统的内部控制具有效率更高的特点。其次，信息化系统的建设能够丰富企业内部控制的形式和方法，能够从容的面对目前企业经营发展中遇到的各类新问题。再次，通过信息化系统的建设，企业内部控制能够及时的发现信息的失真，并且采取措施解决失真问题。
（三）企业内控信息化的总体框架
不同的企业经营环境和应用系统模式，其内部控制的方法和措施都是截然不同的。在信息化环境下，企业的经营和发展与传统经营发展有着重大的区别。因此，企业的内部控制也要相应的有所改变，即，要建立起信息化的企业内部控制。在信息化条件下，企业的各项经营活动以及会计活动的信息都呈现出一定的开放性和处理的分散性，要将这些信息置于完善的内部控制制度之下，首先就要在企业内部实现一定程度上的信息共享。在具体的框架设置方面，内部控制信息化是建立在企业的ERP管理系统之上的，并且依托于更加完善的组织结构的设计，在制度框架方面，需要有切实可行的内部审计制度以及财会制度作为支持，同时还需要为网络信息系统的开发和维护提供相应的控制。
1、保证会计信息实时、准确、可靠
通过集团公司财务管理内控机制对本集团财务部门所进行的会计核算、会计记账及会计报表编制等财务工作进行的审查和监督，保证会计信息的实时性、准确性和可靠性，准确评价财务工作及综合管理工作成效，为集团决策层和管理层进行相关决策及实施重点管理，有效地计划和开展经营活动，及时发现和纠正集团在复杂的财务工作中出现的各种问题提供参考依据。
2、确保财务管理目标如期实现
通过集团财务管理内控机制同集团其他机制的相互配合与协调，减少违反集团财务制度及其他制度的情况发生，使企业的日常财务及经营工作正常有序地开展，如期实现企业财务管理目标及其他经营目标。
3、有效防控财务风险
通过集团公司财务管理内控机制对可能发生的财务风险及风险可能导致的后果进行合理预测，对其潜在的危害性、受益或有较大获利以及能够促进集团持续发展的机遇进行合理评估，有利于管理决策者在集团面临与风险共存的机遇时，做出既能抓住机遇，又能合理防控财务风险的正确选择。
4、提高企业的经营管理水平
通过集团公司财务管理内控机制，企业决策层、管理层及员工共同对企业各项制度进行积极有效的评估和改进，促使企业自身经营管理水平和企业员工综合素质及专业水平提高。
四、企业内控信息化的设计与架构
（一）财务控制
对于大部分成功的企业而言，内部财务控制都被看做如同血液对于生命那样重要，同时也将加强企业的内部财务控制作为公司成功的秘诀。企业的内部财务控制对于企业的发展至关重要，它同时也是企业的内部控制系统中非常重要的一环。要构建企业内部控制的信息化系统，首要的目标就是要构建信息化的财务控制。在目前的条件下，企业的内部财务控制的信息化可以通过网络财务软件管理系统的实施与应用实现，但真正的控制则主要体现在数据的集中管理与控制上。通过这样的系统，要使得企业的CFO、其他根据且也内控制度享有相应权限的人员能够随时根据自己的账号和口令登陆企业的帐套，查询相关数据，并且随时的提出自己的建议和意见，对整个企业的财务进行内部控制。
（二）审计控制
审计控制是企业内部控制中有一个非常重要的组成部分，同时信息化的内部审计也是构成内控信息化的一个非常重要的环节。内部审计的信息化同样可以通过内部审计管理系统实现，该系统应该包含如下几个组成部分：（1）综合管理系统，该系统的主要作用在于实现整个企业的年度审计计划的申报与审批、审计文书档案的管理、业务台帐的统计汇总和基础报表的自动生成，并完成人力资源综合管理、审计任务的资源调配、审计人员履行职责的考评等；（2）作业辅助系统，该系统的主要作用在于辅助一线的审计人员完成审计项目，包括对电子财务数据的采集、转换和实际应用；（3）决策分析系统，该系统的主要作用在于帮助企业管理层了解、掌握企业的审计项目的实际进展，并且监督审计项目的进度，并且为决策层提供决策的相关数据支撑；（4）办公门户系统，该系统的主要作用在于，将公司内部管理的内容，向下属各分公司及直属机构有选择的进行公开实现信息实时共享。
（三）数据远程监控
对于一些核心的敏感数据，还需要通过远程监控系统对其进行实时监控，以避免相关数据在网络环境下被黑客或者病毒恶意破坏或者篡改，从而最大限度的保证内部控制数据的准确性和真实性，为信息化的内部控制制度发挥作用提供保障。
（四）企业内部信息化集成
上文已经论述了，企业信息化内部控制的一个非常重要的前提就是企业内部信息的信息化，但是这还只是一个方面，要保证企业能够完整的置于完善的内部控制制度之下，还需要将企业内部信息细化集成，便于信息化的企业内部控制系统获取企业所有相关的信息，一般我们可以通过ERP系统来实现。
公司财务管理内控机制的构建，能够保证集团财务数据真实、准确，帮助集团管理层做出正确判断和决策，及时调整出现的计划偏差，保证企业内部始终处于可控状态，保证企业资产安全、完整，控制经营风险。
1、架构完善的集团公司组织结构
树立集团全员财务内控观念，架构财务内控体系实施成员的组织结构，形成结构合理、程序严密及制约有效的，匹配企业规模、环境、技术、特性及战略的企业管理运行机制，以落实不同层次财务内控职责、职权的基础分工，进行科学的机构与集团内部人员的分项执行与监控。
2、建立、规范集团风险管理内控体系
建立并规范包括集团决策层和管理者、风险管控职能部门、经营系统、内、外部审计等部门在内的各层级风险管理内控体系；设置专门或指定的财务内控机构，并将内部控制最高决策机构设在董事会，形成董事会控制下，适应集团组织结构、经营特点、管理风格的风险管理各部门职责分工体系。
3、建立健全财务内部控制体系和审计系统
将集团财务管理、全面预算管理、内部审计及其远程控制同归一于财务内部控制体系，形成包括控制环境、控制活动、风险评估、监控及信息传递的全面预算管理与内部会计控制契合的集团财务内控体系。
4、建立职务分离控制和授权批准的财务控制体系
建立不相容职务分离控制的财务控制体系，将授权批准与执行业务的职务分离；执行业务与监督审核的职务分离；执行业务与会计记录的职务分离；财产保管与会计记录的职务分离；执行业务与财产保管的职务分离，形成相互制衡、相互监督的内控机制。
5、加强全面预算监控管理
设立预算考评组，严格审核集团各层级单位编制的预算计划，对集团公司所有经营活动，包括各下属公司预算执行情况进行事前、事中及事后的过程监督和期末考评，通报考评结果，并依据给予奖惩。以便实时调整纠偏，确保企业财务目标实现。建立组织规划控制机制，将相互关联的职能分解到各个部门，各组织机构的职责权限必须得到授权，并保证在授权范围内的职员不受外界干预，每类经济业务在运行中必须在有关部门间进行相互检查。在对每项经济业务的检查中，检查者不应从属于被检查者，以保证检查出的问题得以迅速解决。
五、结语
信息化技术的不断发展和普及为企业的内部控制带来了很大的挑战，但是这也是企业内部控制发展的一个大好机遇。文章分析和研究了信息化的相关理论以及信息化与企业内部控制的契合点。在此基础上，文章分析了信息化的企业内部控制的大致框架，并且试图构建了一个包含了财务控制、审计控制、数据远程监控以及企业内部信息化集成在内的信息化内部控制系统。希望通过本文的研究，能够为企业内部控制的信息化提供一定的参考和借鉴。
参考文献：
[1]宋彪,常剑峰,李彤,孙良文.网络环境下会计信息系统安全性研究――基于帕累托分析[A].第九届全国会计信息化年会论文集（下）[C],2010
[2]向建红,谢凌旭.电子商务会计内部控制研究[J].湖北经济学院学报(人文社会科学版),2008
[3]刘春燕.会计信息化环境下企业内部控制存在的问题及完善[J].全国商情(经济理论研究),2009
[4]李明杰.浅析企业提高会计信息质量的途径[J].湖北经济学院学报(人文社会科学版),2009
