數(shù)字教育系統(tǒng)精選(九篇)

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第1篇：數(shù)字教育系統(tǒng)范文

通過交通資源的利用分析交通經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，就需要分析兩者之間的內(nèi)在關(guān)系。包括交通運(yùn)輸資源與交通運(yùn)輸?shù)年P(guān)系、交通運(yùn)輸資源與交通區(qū)位的關(guān)系、交通運(yùn)輸資源與交通規(guī)劃的關(guān)系以及交通運(yùn)輸資源和其他運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)的關(guān)系。厘清以上四種關(guān)系才能真正地體現(xiàn)交通運(yùn)輸資源在交通運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)中的重要性，更好地為促進(jìn)我國交通經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)。

1交通運(yùn)輸資源和交通運(yùn)輸兩者的關(guān)系

交通運(yùn)輸必須要有交通運(yùn)輸資源，交通資源包括固定交通資源和可移動交通資源如公路、鐵路、水路、航道以及汽車、火車、飛機(jī)和輪船等，還包括從事交通運(yùn)輸管理工作的人力資源、信息系統(tǒng)以及交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)等軟資源。因此，交通運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)的前提條件就是有交通運(yùn)輸資源的存在。交通運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)作為一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)活動要想能夠正常運(yùn)行必須依賴于交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)、實(shí)施交通運(yùn)輸?shù)幕驹O(shè)施、參與交通運(yùn)輸?shù)幕緦ο笕缏每秃拓浳锏纫约敖煌ㄟ\(yùn)輸?shù)墓芾眢w系等要素。交通運(yùn)輸?shù)墓δ鼙仨氁蕾嚱煌ㄟ\(yùn)輸資源才能實(shí)現(xiàn)，交通運(yùn)輸資源是交通運(yùn)輸?shù)那疤岷捅匾獥l件。

2交通運(yùn)輸資源和交通區(qū)位兩者之間的關(guān)系

交通區(qū)位是指利用固定交通資源所具有的成本優(yōu)勢從而將交通運(yùn)輸行為和交通運(yùn)輸資源互相結(jié)合的區(qū)位，主要包括交通區(qū)位線以及交通區(qū)位點(diǎn)兩方面。交通區(qū)位線主要是指交通運(yùn)輸線路或者通道，交通區(qū)位點(diǎn)主要是指車站、停車場以及公路、鐵路交通樞紐等。將交通運(yùn)輸資源與交通區(qū)位相聯(lián)系的是交通運(yùn)輸行為，也就是將旅客或者貨物進(jìn)行空間轉(zhuǎn)移的活動，這種活動有的是運(yùn)輸公司從事的營利性的服務(wù)活動，也有旅客自身通過自己的交通工具實(shí)施的運(yùn)輸活動。交通區(qū)位根據(jù)性質(zhì)和特點(diǎn)可以分為以下五種區(qū)位：一是受社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和其他交通區(qū)位的影響而設(shè)立的交通行為和交通資源交錯的區(qū)位，主要是為了滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要而設(shè)立，雖然社會對這種區(qū)位有一定的需求，但是沒有形成真正的交通區(qū)位。二是沒有國家和地方政府投資建設(shè)，或者所需要的投資建設(shè)資金很少而形成的交通區(qū)位，這種交通區(qū)位投資成本低，交通行為一般是自發(fā)形成的。三是通過人們科學(xué)合理的分析和規(guī)劃而形成的最佳交通區(qū)域，是交通資源的聚集區(qū)，這種聚集區(qū)分布合理，布局恰當(dāng)，是理想的交通區(qū)位。四是根據(jù)交通運(yùn)輸發(fā)展制訂的規(guī)劃方案中存在的交通區(qū)位。五是現(xiàn)實(shí)中存在的一種有人工建設(shè)的交通區(qū)位，這種區(qū)位的缺陷是如果與社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和交通運(yùn)輸發(fā)展實(shí)際不符的話很難改善。

交通運(yùn)輸資源和交通區(qū)位兩者相輔相成、互相依賴。存在交通運(yùn)輸行為和交通運(yùn)輸資源的地方就一定會有交通區(qū)位，而如果交通運(yùn)輸行為和交通運(yùn)輸資源是潛在發(fā)生而沒有實(shí)際發(fā)生就不一定存在交通區(qū)位。因?yàn)榻煌▍^(qū)位的存在必須要投入一定的基本建設(shè)資金，比如縱橫交錯的公路網(wǎng)和轉(zhuǎn)運(yùn)能力較好的港口等，如果沒有基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，就不可能形成交通運(yùn)輸區(qū)位。交通區(qū)位的形成需要真實(shí)的交通運(yùn)輸行為的發(fā)生，如果僅僅具有交通運(yùn)輸資源也無法形成交通區(qū)位。建設(shè)交通區(qū)位一般需要大量的基建資金，因此建設(shè)交通區(qū)位一定會考慮投入產(chǎn)出的關(guān)系，如果某一地區(qū)交通運(yùn)輸資源有限，無法形成規(guī)模效應(yīng)，一般也就不會建設(shè)交通區(qū)位，否則會導(dǎo)致投資虧損。因此也只有存在比較頻繁的交通行為和豐富的交通資源的基礎(chǔ)上才能形成相應(yīng)的交通區(qū)位。

3交通運(yùn)輸資源和交通規(guī)劃兩者之間的關(guān)系

交通運(yùn)輸行為會耗費(fèi)大量的交通運(yùn)輸資源，由于交通運(yùn)輸資源的形成需要大量的資金投資建設(shè)，因此為了節(jié)約交通運(yùn)輸資源，實(shí)現(xiàn)資源的高效利用，必須進(jìn)行科學(xué)合理的交通規(guī)劃來提高交通運(yùn)輸?shù)男б?。合理的交通?guī)劃需要整合運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)學(xué)中的先進(jìn)經(jīng)濟(jì)理念，通過合理布局、科學(xué)設(shè)計(jì)來保證交通規(guī)劃的合理性，科學(xué)合理的交通規(guī)劃能夠發(fā)現(xiàn)比較理想的交通區(qū)位并進(jìn)行合理的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，能夠最大限度地節(jié)約交通運(yùn)輸資源，降低交通運(yùn)輸資源在交通運(yùn)輸過程中的資源消耗，提高運(yùn)輸行為的經(jīng)濟(jì)性。判斷一項(xiàng)交通規(guī)劃是否合理主要是看規(guī)劃考慮的是否全面、能否將交通運(yùn)輸行為與交通資源和交通區(qū)位三者整合在一起、交通資源是否適應(yīng)交通區(qū)位以及在具體的交通運(yùn)輸實(shí)踐中是否能夠帶來足夠的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

4交通運(yùn)輸資源和其他運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)兩者之間的關(guān)系

以往關(guān)于交通運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)的研究很少聯(lián)系到交通運(yùn)輸資源，因此研究結(jié)構(gòu)并不完整，隨著人們對交通運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)交通運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)與交通運(yùn)輸資源有著千絲萬縷的聯(lián)系，社會對于交通運(yùn)輸資源的分配以及是否公平越來越看重。運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)中的資源分配以及公平制度可以在交通運(yùn)輸資源的前提下建立和完善。我國很多交通資源有公益性和公共性的特點(diǎn)，是因?yàn)楹芏嘧匀唤煌ㄙY源的不可再生性和大量人工交通設(shè)施投入的沉淀性。因此，關(guān)注運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)學(xué)就需要關(guān)注如何將外部資源轉(zhuǎn)化為交通運(yùn)輸資源以及現(xiàn)有的交通運(yùn)輸資源的優(yōu)化配置等問題，以免在交通運(yùn)輸活動中資源的浪費(fèi)。任何資源都是稀缺的和有成本的，一種資源以某種用途利用以后就無法在其他地方繼續(xù)使用，因此在交通運(yùn)輸資源的使用中一定要考慮機(jī)會成本的問題，因?yàn)闊o論是交通運(yùn)輸內(nèi)部資源還是外部資源都是稀缺的，交通運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)性就是要以最小的交通運(yùn)輸資源消耗來得到最大的利益，在節(jié)約交通運(yùn)輸投資成本的同時，能夠加強(qiáng)對交通運(yùn)輸資源的補(bǔ)充，提升交通運(yùn)輸技術(shù)水平，改善運(yùn)輸行業(yè)的管理制度，最終能夠加大我國交通運(yùn)輸?shù)呢?fù)荷和能力，滿足我國高速發(fā)展的市場經(jīng)濟(jì)對運(yùn)輸行業(yè)的需要。

對于交通運(yùn)輸部門和地方政府來說，首先要關(guān)心本部門和本地區(qū)如何能夠獲得更多的交通運(yùn)輸資源來滿足本部門和本地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。對于國家而言需要考慮的是交通運(yùn)輸資源如何保持平衡，在宏觀系統(tǒng)上能夠平穩(wěn)運(yùn)行。而交通規(guī)劃和基本建設(shè)能夠把外部資源轉(zhuǎn)變成交通運(yùn)輸內(nèi)部資源并保持內(nèi)外部資源的平衡。而運(yùn)輸企業(yè)自身應(yīng)該關(guān)系如何利用有限的交通運(yùn)輸資源實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的快速發(fā)展，提高企業(yè)在市場上的競爭力。交通運(yùn)輸參與者更關(guān)系如何運(yùn)用交通運(yùn)輸資源滿足自己以及貨物的運(yùn)輸需要以及自有交通工具的資源分享問題。而對于社會公眾來說，他們更關(guān)心國家交通資源的分配制度體現(xiàn)出來的公平和公正問題以及通過交通運(yùn)輸資源的運(yùn)用到底能給他們的日常生活帶來多大的便利等問題。

總之，對交通運(yùn)輸資源進(jìn)行全方位的研究有利于促進(jìn)交通運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)學(xué)的發(fā)展，提高交通運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)學(xué)科的完整性。同時，交通運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)學(xué)的發(fā)展反過來也推動了對交通運(yùn)輸資源的有效利用，兩者互為前提、互相促進(jìn)，共同促進(jìn)了我國交通運(yùn)輸行業(yè)又好又快地發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[3]趙淑芝運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)分析[M].北京：人民交通出版社，2003

[作者簡介]凌海東（1970—），男，漢族，廣西田東縣人，中級職稱。研究方向：道路運(yùn)輸，道路運(yùn)輸行業(yè)管理。

第2篇：數(shù)字教育系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：數(shù)字電路；教學(xué)改革；能力培養(yǎng)

中圖分類號：G431文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

數(shù)字電路與系統(tǒng)這門課是理工科大部分專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)字邏輯的基本概念和數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力。我校作為一所民辦本科院校，以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，數(shù)字電路與系統(tǒng)課程也不例外。我們在多年教學(xué)過程中總結(jié)了一套適用于該層次學(xué)生的教學(xué)思路和方法，并啟動了數(shù)字電路與系統(tǒng)課程教學(xué)改革項(xiàng)目，對取得的研究成果進(jìn)行總結(jié)，主要分為以下幾個方面。

1.課程教學(xué)內(nèi)容研究

1.1 弱化陳舊過時的內(nèi)容

隨著數(shù)字集成電路及大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷陌l(fā)展，中小規(guī)模電路應(yīng)用已經(jīng)逐漸減少，而傳統(tǒng)的授課思路過多注重中小規(guī)模的應(yīng)用。且在大規(guī)?？删幊踢壿嬰娐吩O(shè)計(jì)過程中，邏輯化簡已經(jīng)有開發(fā)工具取代，很少需要手工化簡。故而數(shù)字電路與系統(tǒng)課程在教學(xué)內(nèi)容上要做相應(yīng)調(diào)整。有些內(nèi)容課程教學(xué)內(nèi)容化簡只介紹化簡的原理和方法，不講化簡技巧，考試也不做深入要求。

1.2 刪減原理性內(nèi)容的講解，注重應(yīng)用技巧和分析思路

為了配合應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，在授課過程中適當(dāng)減少原理性講解，比如邊沿JK觸發(fā)器工作過程分析教材上一般有詳細(xì)的分析過程，但授課中只要分析一兩種工作情況，并借此介紹分析思路，有興趣的同學(xué)可以課下自己分析，而大部分同學(xué)只要弄懂使用方法就可以了。時序邏輯電路應(yīng)作為重點(diǎn)內(nèi)容，講授時應(yīng)注重時序邏輯電路的分析過程，使學(xué)生深入理解相關(guān)概念，對于狀態(tài)化簡等要求要降低，只掌握方法即可。

1.3 教學(xué)內(nèi)容在順序上的調(diào)整

此外，考慮到數(shù)字電路是嵌入式系統(tǒng)、FPGA、DSP及IC設(shè)計(jì)等課程的先修課程，為了方便這些后續(xù)課程的安排，所以把數(shù)電課程提前，跟模電統(tǒng)一學(xué)期開設(shè)，為后續(xù)課程提供足夠的時間。這就造成數(shù)電中邏輯門電路一章的內(nèi)容受到影響，因此在授課時把這一章的內(nèi)容往后移，等模電三極管基本放大電路學(xué)完之后再講授這部分內(nèi)容，可以解決數(shù)電和模電安排在同一學(xué)期的問題。

2.課程教材建設(shè)

由于數(shù)電教學(xué)內(nèi)容作了一定的調(diào)整，因此教材的選取要能適應(yīng)這種調(diào)整。而現(xiàn)有教材大部分是按照老的教學(xué)體系編寫的，內(nèi)容難免陳舊、過時，為了適應(yīng)新形勢的需要，我們根據(jù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求，分別編寫了本科和專科適用的教材。

本科的教材編寫思路是采用弱化傳統(tǒng)的邏輯代數(shù)公式化簡和器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理等內(nèi)容，對中小規(guī)模集成電路重點(diǎn)介紹其使用方法和數(shù)字邏輯的基本概念，使學(xué)生建立起數(shù)字邏輯的研究方法和設(shè)計(jì)思想，同時在傳統(tǒng)內(nèi)容之上增加了大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷陀布枋稣Z言方面的內(nèi)容，傳達(dá)了自頂至底的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和理念，為運(yùn)用大規(guī)模可編程邏輯電路設(shè)計(jì)數(shù)字系統(tǒng)打下良好基礎(chǔ)。

專科的教材則更加弱化原理講解，對于集成邏輯門和觸發(fā)器等著重介紹器件功能和使用方法，原理只做最基本的講解。除此之外，每一章都增加電路設(shè)計(jì)和調(diào)試及錯誤排查方法等內(nèi)容，對學(xué)生進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的技能訓(xùn)練，再結(jié)合實(shí)驗(yàn)和綜合課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生動手能力得到提高。目前本科教材已經(jīng)在我校使用了三屆，專科教材也使用了一屆，使用效果良好。

3.課程教學(xué)方法和手段

課堂教學(xué)作為重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，采用合適的方法和手段至關(guān)重要。在數(shù)字電路教學(xué)過程中，重點(diǎn)做到以下幾方面：

3.1 注重學(xué)生主觀能動性的發(fā)揮

學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)過程中如果只是被動接受知識，會導(dǎo)致填鴨式教學(xué)，必然會導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣下降，學(xué)習(xí)效果大打折扣。因此在課堂上要注意引導(dǎo)學(xué)生主動思考，對學(xué)生的預(yù)習(xí)情況進(jìn)行干預(yù)，以預(yù)留作業(yè)的形式讓學(xué)生預(yù)習(xí)必要的知識，然后再課堂上再就預(yù)留的問題請學(xué)生分組討論，每組闡述討論的結(jié)果。雖然開始的時候?qū)W生做的不是很好，但是只要堅(jiān)持這種做法，討論時加強(qiáng)引導(dǎo)，就會收到良好的效果。

3.2 注重習(xí)題課和平時測驗(yàn)

筆者在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生對所學(xué)知識不會靈活運(yùn)用，體現(xiàn)在作業(yè)中就是對沒接觸過的類型題目不知道該怎么做，自己沒有思路。其實(shí)這些題目如果對知識點(diǎn)理解的話是可以獨(dú)立完成的，不會做說明知識點(diǎn)理解的不好，所以不會應(yīng)用。這種情況下就要有針對性的設(shè)置習(xí)題課，講一些典型的例題，并著重題目的解決思路和方法的培養(yǎng)，使學(xué)生遇到類似的問題能夠靈活運(yùn)用。然后再通過一些課堂測驗(yàn)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時對測驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)，并反映在后續(xù)的教學(xué)中。

3.3 注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)

數(shù)字電路應(yīng)該是一門理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的課程，兩者相輔相成。因此在理論課之外設(shè)置了兩種形式的動手環(huán)節(jié)：一種是跟理論課緊密配合的電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的設(shè)置以理論教學(xué)進(jìn)度為依據(jù)，讓學(xué)生能夠在剛學(xué)完某一知識點(diǎn)時就能通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，通過實(shí)驗(yàn)理解理論知識和培養(yǎng)基本的分析和測試實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力；另外一種是在學(xué)期末的電子技術(shù)綜合課程設(shè)計(jì)，給學(xué)生布置合適的題目，讓學(xué)生從方案設(shè)計(jì)、芯片選擇、電路布局、焊接查錯等方面得到訓(xùn)練，同時撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告，切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力，寫總結(jié)文檔的能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

4.結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字電路教學(xué)也必然面臨著教學(xué)內(nèi)容和模式的不斷改革，以適應(yīng)新形勢的需要。因此授課教師應(yīng)不斷充實(shí)自己，不斷總結(jié)和積累經(jīng)驗(yàn)，抓住教學(xué)重點(diǎn)，使學(xué)生切實(shí)學(xué)懂這門課，掌握數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)的重要概念和基本方法，為后續(xù)課程和今后走上工作崗位打好基礎(chǔ)。筆者在教學(xué)中所采用的內(nèi)容改革和教學(xué)方法創(chuàng)新通過多輪教學(xué)實(shí)踐證明，是切實(shí)可行的，能夠很好的反應(yīng)當(dāng)前數(shù)電教學(xué)的新形勢，教學(xué)效果良好。

參考文獻(xiàn)

[1]楊志忠，衛(wèi)樺林等.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2009，7

[2]楊志忠，趙航等.數(shù)字電子技術(shù)及應(yīng)用[M].北京：高等教育出版社，2012，1

第3篇：數(shù)字教育系統(tǒng)范文

一、數(shù)字化教學(xué)資源系統(tǒng)的建設(shè)

數(shù)字化教學(xué)資源系統(tǒng)的建設(shè)以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為主要理論基礎(chǔ)，充分體現(xiàn)數(shù)字化教學(xué)與數(shù)字化學(xué)習(xí)的需求特點(diǎn)，建立數(shù)字化教學(xué)資源系統(tǒng)模型。主要理論點(diǎn)有：(1)建成的數(shù)字化教學(xué)資源系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)、講授式教學(xué)等多種教學(xué)／學(xué)習(xí)模式。(2)建成的數(shù)字化教學(xué)資源系統(tǒng)可以支持師生間暢通無阻的交流與協(xié)作。(3)體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的特點(diǎn)，具備大容量，大規(guī)模，開放式，共享性等特性。(4)體現(xiàn)資源豐富的特點(diǎn)，資源種類豐富，形式多樣，容量巨大。(5)體現(xiàn)技術(shù)先進(jìn)的特點(diǎn)，可采用SAN技術(shù)、全文檢索技術(shù)、流媒體技術(shù)等。(6)能實(shí)現(xiàn)以多樣化的數(shù)字化教學(xué)資源服務(wù)應(yīng)用于各個教學(xué)與學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)。

數(shù)字化教學(xué)資源系統(tǒng)主要包括多媒體素材庫、多媒體課件庫、校園視頻點(diǎn)播系統(tǒng)、自主學(xué)習(xí)型網(wǎng)絡(luò)課程庫、講授型網(wǎng)絡(luò)課程庫、教師個人教學(xué)網(wǎng)站群和學(xué)校精品課程庫等。

1．多媒體素材庫

多媒體素材庫中存放各類教育教學(xué)所需的資源，如文字材料、圖片資料、圖表資料、各種動畫、聲音、片段型視頻等。

多媒體素材庫應(yīng)有的技術(shù)特點(diǎn)有：基于全文檢索系統(tǒng)核心技術(shù)開發(fā)，檢索功能強(qiáng)大；基于WEB技術(shù)開發(fā)，所有操作均在瀏覽器中進(jìn)行；可管理多種素材格式如各類流式媒體、文檔文件、圖片文件、動畫文件、音頻文件、視頻文件；教師通過瀏覽器上傳素材，填寫各類屬性描述，便于素材的查詢與檢索；系統(tǒng)設(shè)置臨時上傳目錄，素材經(jīng)過管理員審核后，才可進(jìn)入正式庫中：設(shè)計(jì)多種查詢方式如按學(xué)科素材查詢、按素材格式查詢、按素材類型查詢、按關(guān)鍵詞查詢，在前一次查詢的結(jié)果中再進(jìn)一步更精確查詢；實(shí)現(xiàn)跨庫檢索功能，可同時檢索多個數(shù)據(jù)庫(素材庫、課件庫、VOD視頻點(diǎn)播系統(tǒng))的記錄，檢索的結(jié)果可在線呈現(xiàn)；基于WEB方式的管理功能，管理員可進(jìn)行方便管理。

教師可以方便地從多媒體素材庫中查找、調(diào)用各類素材進(jìn)行多媒體課件的制作。還可以在上課時，通過網(wǎng)絡(luò)直接調(diào)用某一圖片、聲音、動畫、片段型視頻素材直接用于課堂教學(xué)。學(xué)生在課前與課后通過校園網(wǎng)系統(tǒng)，查閱、觀看或下載各類素材資源進(jìn)行自主性學(xué)習(xí)。

2．多媒體課件庫

多媒體課件庫設(shè)計(jì)有課件的上傳、查詢、下載、管理等功能。教師可以通過關(guān)鍵詞查找到你所需的課件，然后下載試用，如果覺得可以用于教學(xué)，則可以在多媒體教室中通過校園網(wǎng)用本教室的多媒體計(jì)算機(jī)進(jìn)入課件庫中，直接調(diào)用，通過大屏幕投影進(jìn)行教學(xué)。學(xué)生也可以登陸進(jìn)入課件庫，下載、使用他所需的課件。課件的上傳、管理、下載等功能和環(huán)節(jié)針對不同的用戶都設(shè)有權(quán)限，以便整個系統(tǒng)的維護(hù)管理，并對教師的作品進(jìn)行版權(quán)保護(hù)。

多媒體課件庫中的課件來源有兩種，一種是購買有效實(shí)用的多媒體教學(xué)光盤，再將光盤上的內(nèi)容拷貝到服務(wù)器中即可。另一種是發(fā)動全校教師進(jìn)行多媒體課件的制作和上傳。教師根據(jù)實(shí)際教學(xué)需要進(jìn)行開發(fā)的多媒體課件往往能起到很好的教學(xué)效果。

多媒體課件庫的技術(shù)特點(diǎn)有：基于WEB技術(shù)開發(fā)，所有操作均通過WEB瀏覽器進(jìn)行；采用多媒體數(shù)據(jù)庫技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對多種格式課件的存儲與管理。可管理的課件格式有PPT格式課件、WEB網(wǎng)頁格式課件、可執(zhí)行文件格式課件、光盤課件、視音頻格式課件等；采用流媒體技術(shù)實(shí)現(xiàn)對視音頻課件的管理。系統(tǒng)采用RealServerBasic和Windows Media Technology技術(shù)，構(gòu)架通用的流媒體服務(wù)系統(tǒng)?？梢赃\(yùn)行、管理多種流媒體格式的課件，如RM、RAM、ASF、WMV、WMA、MOV、MP3等；設(shè)計(jì)用戶課件上傳功能。系統(tǒng)采用兩種上傳方式，一種是基于WEB的上傳方式，一種是通過FTP的傳輸方式。

3．教育視頻資源庫

教育視頻資源庫內(nèi)含有各種教育教學(xué)用的視頻資料。如教育電視片、教學(xué)電視片、各類經(jīng)典影視片、愛國主義教育片和學(xué)校自行拍攝制作的實(shí)用操作型教學(xué)環(huán)節(jié)錄像片等。教師和學(xué)生可以對所有視頻資料進(jìn)行查詢檢索，找到自己所需的資料。教師可以指導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)前進(jìn)行預(yù)覽。學(xué)生可以隨時進(jìn)入該系統(tǒng)選擇自己感興趣的視頻資料進(jìn)行觀看和學(xué)習(xí)。

教育視頻資源庫的技術(shù)特點(diǎn)有：基于WEB技術(shù)開發(fā)，客戶端需經(jīng)過初始化操作；能承擔(dān)幾百個用戶同時點(diǎn)播；教師申請注冊，管理員審核通過后才可以進(jìn)行視頻節(jié)目的點(diǎn)播；學(xué)生也可注冊，點(diǎn)播視頻資料，進(jìn)行在線學(xué)習(xí)或下載后播放；采用流式媒體技術(shù)，播放效果優(yōu)良。

視頻資源庫WEB端主要功能模塊：

(1)用戶注冊模塊。用戶從網(wǎng)上注冊后，經(jīng)審核通過后可開始使用本系統(tǒng)。

(2)節(jié)目列表模塊。按一定規(guī)律(如學(xué)科)進(jìn)行節(jié)目列表，單擊相應(yīng)節(jié)目條目可查看詳細(xì)信息。

(3)節(jié)目檢索模塊?？砂凑崭鞣N方式靈活組合進(jìn)行檢索。

(4)視頻點(diǎn)播模塊。用戶點(diǎn)擊相應(yīng)節(jié)目的點(diǎn)播按鈕即可啟動此模塊進(jìn)行播放。

(5)私人收藏夾模塊。用戶可使用此功能形成自己的視頻資源中心。

(6)其他信息模塊。包括在線用戶，人氣排行榜，公告，調(diào)查，推薦節(jié)目，最新節(jié)目，使用幫助等等。

4．自主學(xué)習(xí)型網(wǎng)絡(luò)課程庫

自主學(xué)習(xí)型網(wǎng)絡(luò)課程庫建議以教育部推薦使用的4A網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺為管理系統(tǒng)平臺。

自主學(xué)習(xí)型網(wǎng)絡(luò)課程開發(fā)統(tǒng)一基于WEB格式，每一門網(wǎng)絡(luò)課程內(nèi)有多個功能模塊，如本課程教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)進(jìn)度安排、教師特征、學(xué)生特征、教師的電子教案、各類參考文獻(xiàn)、背景材料(或是超鏈接)、習(xí)題庫、E-MAIL作業(yè)布置與答疑、課程BBS論壇、各種圖片、聲音、動畫和視頻素材庫等。此類網(wǎng)絡(luò)課程能有效的強(qiáng)化以學(xué)生為主體的主動學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生信息素養(yǎng)、自主學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，對提高學(xué)生的數(shù)字化生存能力有著積極的促進(jìn)作用。

自主學(xué)習(xí)型網(wǎng)絡(luò)課程的來源主要有獲贈、購買和自制三種。

自主學(xué)習(xí)型網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)開發(fā)原則：

(1)注重教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)對象及教學(xué)內(nèi)容分析，保證課程內(nèi)容的科學(xué)性、先進(jìn)性、系統(tǒng)性，又充分體現(xiàn)其生動性、靈活性。

(2)體現(xiàn)“以學(xué)習(xí)者為中心”的建構(gòu)主義教學(xué)思想，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，注重自主學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)；強(qiáng)調(diào)體現(xiàn)“協(xié)作學(xué)習(xí)”方式，注重基于網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)策略設(shè)計(jì)。

(3)課程內(nèi)容符合學(xué)科本身的內(nèi)在邏輯體系，符合學(xué)生認(rèn)知心理。

(4)根據(jù)課程內(nèi)容特點(diǎn)設(shè)計(jì)豐富的教學(xué)活動，如實(shí) 時答疑、分組討論、布置作業(yè)、作業(yè)講評、問題解決等。

(5)網(wǎng)絡(luò)課程的導(dǎo)航設(shè)計(jì)要簡單、明確，易于瀏覽。

(6)充分體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)多媒體性、交互性、自主性、協(xié)作性的特點(diǎn)。

5．講授型網(wǎng)絡(luò)課程庫

講授型網(wǎng)絡(luò)課程開發(fā)是指以一門課的課程講授為對象，將教師上課的視音頻信號、教師上課用的演示文稿或軟件、教師在電子白板上的講解備注等多路信號合成一種高級流媒體，形成獨(dú)立單元的網(wǎng)絡(luò)課件，并分章分節(jié)進(jìn)行制作，最后形成一門完整的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課程。完成的網(wǎng)絡(luò)課程存放于TOD點(diǎn)播服務(wù)器中，教師和學(xué)生均可以隨機(jī)點(diǎn)播，來進(jìn)行教學(xué)或是學(xué)習(xí)活動。此類網(wǎng)絡(luò)課程最大特點(diǎn)是在擴(kuò)大教學(xué)規(guī)模的同時，再造教學(xué)情景，增強(qiáng)教學(xué)的親和力和感染力，從而提高教學(xué)效果。

講授型網(wǎng)絡(luò)課程庫的建設(shè)主要以自己攝制為主，且可以與其他高校進(jìn)行資源共享。

講授型網(wǎng)絡(luò)課程開發(fā)的基本原則及要求：

(1)選擇使用面廣，可充分發(fā)揮課程效益的課程，如公共課、專業(yè)基礎(chǔ)課等。

(2)綜合運(yùn)用視頻技術(shù)、藝術(shù)和多媒體技術(shù)的優(yōu)勢。

(3)教師講解視頻畫面清晰、穩(wěn)定、色彩逼真；語音清晰、準(zhǔn)確。

(4)多媒體課件形式多樣，影像豐富，信息適量，能有效解決教學(xué)中的重點(diǎn)難點(diǎn)。

(5)教師的講解與多媒體課件的演示相輔相成，聲畫同步，教學(xué)效果好。

6．教師個人教學(xué)網(wǎng)站群

教學(xué)網(wǎng)站以“站點(diǎn)”形式連接到校園網(wǎng)中，教學(xué)內(nèi)容以web頁面為基本元素出現(xiàn)在網(wǎng)點(diǎn)中。在構(gòu)建教學(xué)網(wǎng)站時，要充分利用了網(wǎng)頁的基本組成要素把聲音、圖像、動畫、視頻、文本恰當(dāng)?shù)厝谌氲浇虒W(xué)資源之中。教師個人教學(xué)網(wǎng)站的設(shè)計(jì)比較靈活，可有選擇地開設(shè)預(yù)習(xí)室、網(wǎng)上課堂、案例欣賞、在線練習(xí)、網(wǎng)上資源、教學(xué)BBS、自我測評等欄目。學(xué)生課外可在網(wǎng)上復(fù)習(xí)所學(xué)內(nèi)容，完成老師布置的作業(yè)、進(jìn)行在線測試或者參加該課程的問題討論，通過留言板或E-mail對教學(xué)提出意見或建議。教師個人教學(xué)網(wǎng)站不僅含有具較高學(xué)術(shù)價值的專題性內(nèi)容，還可包括教師個人成果的匯集以及個人的興趣愛好。這樣，通過教師個人教學(xué)網(wǎng)站，學(xué)生不僅能進(jìn)行多層次的學(xué)習(xí)，還能增進(jìn)師生間的交流與了解。

教師建立個人教學(xué)網(wǎng)站的過程，同時也是對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新設(shè)計(jì)、開發(fā)和應(yīng)用的過程。教師個人教學(xué)網(wǎng)站規(guī)模不一定要很大，也可以體現(xiàn)出比較濃厚的個性化，但必須要能夠?yàn)榻虒W(xué)服務(wù)，并且考慮到師生互動的需要。教師建立個人教學(xué)網(wǎng)站將成為數(shù)字化教學(xué)資源體系建設(shè)的一種趨勢。

7．學(xué)校精品課程庫

“國家精品課程”是具有一流教師隊(duì)伍、一流教學(xué)內(nèi)容、一流教學(xué)方法、一流教材、一流教學(xué)管理等“五個一流”特點(diǎn)的示范性課程。精品課程建設(shè)是高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程的重要組成部分。精品課程利用現(xiàn)代化的教育信息技術(shù)手段，將課程的相關(guān)的教學(xué)大綱、教案、習(xí)題、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、參考文獻(xiàn)目錄等要上網(wǎng)并免費(fèi)開放，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享，師生互動學(xué)習(xí)，可大大提高了學(xué)校的教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量。

根據(jù)國家精品課程評審指標(biāo)體系，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境，具體包括網(wǎng)絡(luò)資源、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)硬件環(huán)境和軟件資源的建設(shè)，是精品課程的重要的評審指標(biāo)。學(xué)校在教育技術(shù)中心的積極配合下，利用現(xiàn)代化的教育信息技術(shù)手段，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)硬件環(huán)境和軟件資源的建設(shè)，逐步使用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行教學(xué)與管理，并將本校一流課程的教學(xué)大綱、教案、習(xí)題、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、參考文獻(xiàn)等上網(wǎng)并免費(fèi)開放，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享，師生互動學(xué)習(xí)。各高校應(yīng)充分利用其他學(xué)校的精品課程，實(shí)現(xiàn)全國范圍內(nèi)的優(yōu)秀課程資源共享。并在此基礎(chǔ)上，高度重視自身精品課程的建設(shè)。

目前，很多高校均參照國家有關(guān)文件，結(jié)合自身課程教學(xué)的優(yōu)勢與特色，制定了校級精品課程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，并開展大規(guī)模的校級精品課程的建設(shè)工作。

以上多個資源庫的建立，多種數(shù)字化教學(xué)資源的建設(shè)，必將為學(xué)校的數(shù)字化教學(xué)和學(xué)習(xí)營造一個相當(dāng)優(yōu)良的環(huán)境。

二、數(shù)字化教學(xué)資源系統(tǒng)的管理

數(shù)字化教學(xué)資源系統(tǒng)的建設(shè)為全面開展數(shù)字化教學(xué)應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。為了讓系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定、高效，更好地支持?jǐn)?shù)字化教學(xué)和學(xué)習(xí)，必須對系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)的管理。

1．依托先進(jìn)的信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)技術(shù)層面的高效管理

采用各系統(tǒng)自成體系、相對獨(dú)立的管理模式。此種模式具有系統(tǒng)輕便、易于維護(hù)、管理負(fù)荷分散、減輕工作量、風(fēng)險(xiǎn)分散等特點(diǎn)，且單個子系統(tǒng)故障并不影響其它子系統(tǒng)的正常工作。

多媒體素材庫系統(tǒng)采用了以中文分詞技術(shù)為基礎(chǔ)的詞索引技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多媒體數(shù)據(jù)的存儲與檢索。采用數(shù)據(jù)庫網(wǎng)關(guān)的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了跨數(shù)據(jù)庫平臺的數(shù)據(jù)檢索。

多媒體課件庫系統(tǒng)是一個完全的B／S系統(tǒng)。系統(tǒng)采用了RealNetworks， MediaServer等免費(fèi)的視頻內(nèi)核技術(shù)，以及面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)開發(fā)思想，結(jié)合后臺數(shù)據(jù)庫對課件資料信息進(jìn)行處理，能夠?qū)崿F(xiàn)在校園網(wǎng)上實(shí)時順暢地播放教師的各種教學(xué)課件。

教育視頻資源庫主要采用3CX的內(nèi)核技術(shù)，以及面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)開發(fā)技術(shù)，結(jié)合后臺數(shù)據(jù)庫對視頻資料信息進(jìn)行處理；支持國際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的視頻格式及多種事實(shí)性標(biāo)準(zhǔn)的視頻格式；管理中心綜合信息平臺可提供文本、語言及靜態(tài)圖像服務(wù)。對視頻資料具有強(qiáng)大的查詢搜索功能，支持多種計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的信息終端，服務(wù)器端支持多種視頻文件格式(MPEG―1、MPEG-2、MPEG-4、DAT、AVl、DVI等等)。

自主學(xué)習(xí)型網(wǎng)絡(luò)課程庫以教育部推薦的4A網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺為管理平臺，實(shí)現(xiàn)對多門自主學(xué)習(xí)型網(wǎng)絡(luò)課程的管理。

講授型網(wǎng)絡(luò)課程庫可以江蘇科建教育軟件有限責(zé)任公司的TOD網(wǎng)絡(luò)課程點(diǎn)播系統(tǒng)為管理平臺。

教師個人教學(xué)網(wǎng)站群以獨(dú)立網(wǎng)站的方式統(tǒng)一存于專用的服務(wù)器中，由現(xiàn)代教育技術(shù)中心統(tǒng)一管理維護(hù)。

學(xué)校精品課程庫以網(wǎng)站管理的方式進(jìn)行，精品課程開發(fā)完畢后，獨(dú)立存于服務(wù)器上，統(tǒng)一由技術(shù)人員管理維護(hù)。

2．人力資源科學(xué)分配，職責(zé)明確，各項(xiàng)工作運(yùn)轉(zhuǎn)高效

數(shù)字化教學(xué)資源的建設(shè)是一項(xiàng)巨大的系統(tǒng)工程。有必要成立資源建設(shè)與管理領(lǐng)導(dǎo)小組。由現(xiàn)代教育技術(shù)中心主任任組長，下設(shè)多個工作小組，有視頻資源建設(shè)小組，多媒體素材資源建設(shè)小組，多媒體課件庫建設(shè)小組，自主學(xué)習(xí)型網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)小組，講授型網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)小組，教師個人教學(xué)網(wǎng)站群建設(shè)與維護(hù)小組，學(xué)校精品課程開發(fā)與維護(hù)小組等。

視頻資源建設(shè)小組又分電視節(jié)目錄制人員、錄像資料壓縮人員、錄像資料信息描述人員、視頻資料上傳人員、學(xué)校自攝節(jié)目制作人員等。

電視節(jié)目錄制人員的工作職責(zé)為不定期廣泛收集學(xué)校教師對電視節(jié)目錄制的需求信息，根據(jù)需求信息制訂錄制計(jì)劃，在電視報(bào)的幫助下，準(zhǔn)點(diǎn)錄制電視節(jié)目。負(fù)責(zé)隨時接收教師臨時提出的錄制需求，及時滿足 教師的教學(xué)需要。并負(fù)責(zé)粗略寫出節(jié)目的簡要內(nèi)容描述。并將錄像帶歸類存放入庫，供錄像資料壓縮人員查閱，壓縮。

錄像資料壓縮人員負(fù)責(zé)從錄像帶庫中選出急需壓縮的資料進(jìn)行數(shù)字化壓縮，并截去廣告等非教學(xué)內(nèi)容部分，采集壓縮成MPC格式的光盤。交給錄像資料信息描述人員進(jìn)行信息描述。

錄像資料信息描述人員負(fù)責(zé)在錄制人員粗略信息內(nèi)容描述的基礎(chǔ)上進(jìn)行較為具體、準(zhǔn)確的信息描述，包括節(jié)目名稱、關(guān)鍵字、所屬學(xué)科／專業(yè)、作者、上傳時間、節(jié)目簡介等等。這些信息描述將在使用全文搜索引擎進(jìn)行信息檢索時發(fā)揮巨大的作用，可極大提高檢索的查全率、查準(zhǔn)率。

視頻資料上傳人員負(fù)責(zé)將數(shù)字化的視頻節(jié)目上傳到校園視頻點(diǎn)播庫中，并及時將入庫的最新資源目錄對全院師生，提高資源的利用率。

學(xué)校自攝節(jié)目制作人員負(fù)責(zé)對學(xué)校發(fā)生的重大事件和學(xué)術(shù)講座進(jìn)行記錄，并將錄像帶交給錄像資料壓縮人員，繼續(xù)后面的工作。如各類重大新聞、各類學(xué)術(shù)報(bào)告、講座、培訓(xùn)等。另外還負(fù)責(zé)進(jìn)行學(xué)校電視教學(xué)片的制作。

多媒體素材資源建設(shè)小組主要負(fù)責(zé)多媒體素材庫中的素材建設(shè)。有多名人員專門進(jìn)行素材的收集、整理、信息描述，并入庫。素材的來源主要有購買、下載、自制等方式。購買大量的素材光盤，特別是各類圖片庫、材質(zhì)庫、模型庫、動畫庫、音頻庫等。上傳時為每一條素材加入較為詳細(xì)的信息描述?；驈腎ntemet網(wǎng)上下載各類素材，進(jìn)行信息描述后入庫。有些素材通過自己拍攝、掃描獲取，加上信息描述后入庫。

多媒體課件庫建設(shè)小組負(fù)責(zé)課件的購買，上傳與系統(tǒng)維護(hù)。自主學(xué)習(xí)型網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)小組負(fù)責(zé)自主學(xué)習(xí)型網(wǎng)絡(luò)課程的購買、上傳、維護(hù)。講授型網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)小組負(fù)責(zé)學(xué)校優(yōu)秀課程的選取、錄制、上傳與系統(tǒng)管理。教師個人教學(xué)網(wǎng)站群建設(shè)與維護(hù)小組負(fù)責(zé)所有教師個人教學(xué)網(wǎng)站的管理與維護(hù)。學(xué)校精品課程開發(fā)與維護(hù)小組負(fù)責(zé)學(xué)校優(yōu)秀課程的技術(shù)開發(fā)、課程入庫、管理與維護(hù)等。

第4篇：數(shù)字教育系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：數(shù)字化；語言教學(xué)環(huán)境；系統(tǒng)組成；建設(shè)策略；運(yùn)行模式

中圖分類號：H319.3　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A　文章編號：1001―5795(2011)06―0072―0003

國內(nèi)學(xué)者一般認(rèn)為語言實(shí)驗(yàn)室(Language Labora―tory)是由美國人沃爾茲(Ralph H．Waltz)于20世紀(jì)20年代首先提出的(范姣蓮，2005：6；杜勇等，2011：164)，并且認(rèn)為當(dāng)時的語言實(shí)驗(yàn)室是利用各種實(shí)驗(yàn)儀器對語音進(jìn)行分析研究和實(shí)驗(yàn)的場所，主要用于對語音的各種物理現(xiàn)象進(jìn)行科學(xué)研究，并不用于語言訓(xùn)練。直到二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，研究者才在語言實(shí)驗(yàn)室中采用磁帶錄音機(jī)進(jìn)行語言訓(xùn)練并取得良好效果。

實(shí)際上，自1877年愛迪生發(fā)明留聲機(jī)起，音頻記錄技術(shù)就開始應(yīng)用于語言教學(xué)。1893年已經(jīng)有商業(yè)化的唱片用來幫助學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)英語或西班牙語。1908年法國格勒諾布爾大學(xué)(University 0f Grenoble)已經(jīng)有計(jì)劃地應(yīng)用留聲機(jī)設(shè)備進(jìn)行語言教學(xué)。1909年夏季，美國人查爾范特(Frank c．Chalfant)曾在格勒諾布爾大學(xué)學(xué)習(xí)過一段時間。1912年查爾范特在位于美國普爾曼市的華盛頓州立大學(xué)創(chuàng)建了語音學(xué)實(shí)驗(yàn)室(Phonetics Laboratory)，在實(shí)驗(yàn)室中學(xué)生通過耳機(jī)來進(jìn)行聽力訓(xùn)練，并提供唱片錄音機(jī)來幫助學(xué)生比較自己的發(fā)音與范例發(fā)音之間的差異，這大大提高了語言學(xué)習(xí)效果(Steven&Warren，1996)。如果說由愛迪生發(fā)明的留聲機(jī)應(yīng)用于語言教學(xué)是媒體技術(shù)與語言教學(xué)整合的雛形，那么1912年查爾范特建立的Phonetics La―boratory已經(jīng)是著眼于語言訓(xùn)練的、真正意義上的語言教學(xué)實(shí)驗(yàn)室。

1、從語言實(shí)驗(yàn)室到數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境

“現(xiàn)代教育觀把環(huán)境因素作為構(gòu)成教育體系的四大要素(教育目的、教育者、教育對象和環(huán)境)之一，充分說明了環(huán)境對教育、教學(xué)的重要性”(龔心源，2004：65)。語言實(shí)驗(yàn)室是指利用一系列教育技術(shù)軟硬件裝備起來，專門用于語言教學(xué)的多媒體教室，教學(xué)裝備和教學(xué)場地是語言實(shí)驗(yàn)室的兩大組成部分。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，特別是在新的教育模式和教學(xué)需求的驅(qū)動下，語言實(shí)驗(yàn)室的功能與形態(tài)也在不斷地拓展。當(dāng)前綜合型、開放式、數(shù)字化的語言教學(xué)環(huán)境是語言實(shí)驗(yàn)室的最新發(fā)展形態(tài)。作為數(shù)字化校園的重要組成部分，數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境早已不是傳統(tǒng)意義上的語言實(shí)驗(yàn)室：

?技術(shù)進(jìn)步：在經(jīng)歷了早期的模擬時代、模擬與數(shù)字相結(jié)合的時代之后，當(dāng)前的語言教學(xué)環(huán)境建設(shè)已經(jīng)進(jìn)入了全數(shù)字時代。

?時空拓展：教學(xué)行為不再局限于課堂時間和教室空間，學(xué)習(xí)者可以隨時隨地進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間，這體現(xiàn)了時空的開放性。

?資源擴(kuò)充：互聯(lián)網(wǎng)上海量的信息，打破了書本教材和課件講義的局限，大大擴(kuò)充了師生所擁有的“教”與“學(xué)”的資源。

?模式多元：數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境不僅支持“以教為主”的教師主導(dǎo)教學(xué)模式而且支持“以學(xué)為主”的學(xué)生自主學(xué)習(xí)模式。

優(yōu)化教學(xué)過程，提高教學(xué)效率，進(jìn)而提升教學(xué)品質(zhì)是教學(xué)環(huán)境建設(shè)的核心使命(宋述強(qiáng)等，2010：29)。功能全面、資源豐富的數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境不僅為語言教學(xué)活動的開展創(chuàng)設(shè)了開放的、互動的環(huán)境支持，而且為推動當(dāng)前高校語言教學(xué)的全面改革創(chuàng)造了先決條件，推動教育理念、教育模式、教育內(nèi)容、教育方法、教育評價等產(chǎn)生一系列重大的變革。

2、數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境與系統(tǒng)組成

數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境是指開展語言教學(xué)活動時，由線下物理空間、教學(xué)軟硬件裝備與線上信息系統(tǒng)、數(shù)字資源所組成的綜合系統(tǒng)。除了物理空間、信息網(wǎng)絡(luò)、供配電系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)施外，數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境主要由安裝了數(shù)字化語言學(xué)習(xí)系統(tǒng)、同聲傳譯訓(xùn)練系統(tǒng)的數(shù)字化語言實(shí)驗(yàn)室，集成了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、作業(yè)處理、輔導(dǎo)答疑、綜合考試、教學(xué)評估等功能的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺和具有統(tǒng)一身份認(rèn)證功能的信息門戶組成。

數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境的系統(tǒng)組成如圖1所示，其核心部分包括基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)字化語言實(shí)驗(yàn)室、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺和信息門戶，擴(kuò)展部分包括校園網(wǎng)內(nèi)其他教學(xué)系統(tǒng)、教學(xué)資源和互聯(lián)網(wǎng)上海量的教學(xué)資源、信息資源。限于篇幅，本文只介紹數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境的核心部分，即基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)字化語言實(shí)驗(yàn)室、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺和信息門戶四部分。

2.1基礎(chǔ)設(shè)施

數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境的基礎(chǔ)設(shè)施包括：符合建筑聲學(xué)和光學(xué)設(shè)計(jì)要求，滿足開展教學(xué)互動活動的物理空間；多媒體講臺、計(jì)算機(jī)、投影機(jī)、錄音機(jī)、錄像機(jī)、話筒、功率放大器、揚(yáng)聲器等硬件設(shè)施；運(yùn)行穩(wěn)定、接人方便的網(wǎng)絡(luò)條件；安全可靠、低碳環(huán)保的供配電系統(tǒng)。

2.2數(shù)字化語言實(shí)驗(yàn)室

除了物理環(huán)境和硬件設(shè)備外，數(shù)字化語言實(shí)驗(yàn)室的核心是數(shù)字化語言教學(xué)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由一個教師主控單元和一定數(shù)量的學(xué)生單元組成，之間的信號以數(shù)字形式進(jìn)行傳輸、處理和存儲。從功能上看，數(shù)字化語言教學(xué)系統(tǒng)又包括聽力教學(xué)與訓(xùn)練系統(tǒng)、口語教學(xué)與訓(xùn)練系統(tǒng)、閱讀教學(xué)與訓(xùn)練系統(tǒng)、寫作教學(xué)與訓(xùn)練系統(tǒng)以及同聲傳譯教學(xué)與訓(xùn)練系統(tǒng)。

2.3網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺是支撐網(wǎng)絡(luò)教學(xué)最重要的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，為教師提供教學(xué)組織環(huán)境，為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)環(huán)境。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺包括信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)、數(shù)字資源中心、作業(yè)管理系統(tǒng)、綜合考試系統(tǒng)、成績管理系統(tǒng)、輔導(dǎo)答疑系統(tǒng)、虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)、教學(xué)評估系統(tǒng)以及其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)等。

2.4信息門戶

信息門戶把各種應(yīng)用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)資源統(tǒng)一到一個信息管理平臺上，根據(jù)用戶使用特點(diǎn)和角色的不同，形成個性化的應(yīng)用界面，并通過對事件和消息的處理把用戶有機(jī)地聯(lián)系在一起。在數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境中，用戶通過信息門戶進(jìn)行統(tǒng)一身份認(rèn)證，能夠?qū)崿F(xiàn)多個應(yīng)用系統(tǒng)的單點(diǎn)登錄。

3、數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境的建設(shè)策略

隨著教育信息化的廣泛深入，越來越多的廠商、企業(yè)介入到數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境這一領(lǐng)域，他們提供了眾多的設(shè)備產(chǎn)品和解決方案。但同時，數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境的建設(shè)中也面臨著諸多問題，例如：環(huán)境建設(shè)的統(tǒng)籌規(guī)劃少，難以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展；產(chǎn)品方案的系統(tǒng)集成差，設(shè)備選型只是羅列堆砌；系統(tǒng)運(yùn)行的智能程度低，應(yīng)用難以做到以人為本等。

數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境建設(shè)是一項(xiàng)巨大的系統(tǒng)工程，要在需求分析的基礎(chǔ)上，對設(shè)備產(chǎn)品、系統(tǒng)方案進(jìn)行優(yōu)化組合，綜合運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)信息、智能控制、音視頻處理等技術(shù)，對硬件設(shè)備和軟件產(chǎn)品進(jìn)行科學(xué)合理地系統(tǒng)集成。在數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境的建設(shè)中需要運(yùn)用如下策略：

3.1立足教學(xué)需求，明確建設(shè)目標(biāo)

滿足教學(xué)需求，提升教學(xué)品質(zhì)，推動教學(xué)創(chuàng)新是數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境建設(shè)的原動力。在項(xiàng)目前期，要根據(jù)調(diào)研計(jì)劃對相關(guān)人員、部門進(jìn)行廣泛的需求調(diào)研，在收集整理教師、學(xué)生和運(yùn)行管理人員的需求之后，綜合考慮資金投入、當(dāng)前需求、技術(shù)趨勢等因素，編寫需求說明書。數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境建設(shè)要以滿足教學(xué)需求為根本出發(fā)點(diǎn)，系統(tǒng)集成不是選擇最好產(chǎn)品的簡單行為，而是要根據(jù)需求選擇性價格比最高的產(chǎn)品和方案。要根據(jù)需求調(diào)研和項(xiàng)目進(jìn)度要求，制定數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境的發(fā)展規(guī)劃和建設(shè)目標(biāo)，并給出明確的時間表和路線圖。

3.2組建高效團(tuán)隊(duì)。倡導(dǎo)多元參與

在經(jīng)費(fèi)有保證的前提下，數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境建設(shè)成敗的關(guān)鍵在于是否有一支決策有力、經(jīng)驗(yàn)豐富、執(zhí)行高效的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)通常由決策領(lǐng)導(dǎo)、評審專家和實(shí)施人員組成。決策領(lǐng)導(dǎo)通常是學(xué)校分管領(lǐng)導(dǎo)和外語院系的負(fù)責(zé)人，他們對資金投入、運(yùn)作模式等具有決策權(quán)，推動項(xiàng)目的啟動和實(shí)施。評審專家負(fù)責(zé)方案論證、標(biāo)書評審、項(xiàng)目驗(yàn)收等。項(xiàng)目實(shí)施人員通常由系統(tǒng)集成商的專業(yè)技術(shù)人員和學(xué)校的運(yùn)行管理人員組成，實(shí)施人員要做好需求分析、功能設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成、應(yīng)用定制、人員培訓(xùn)等工作。

3.3總體統(tǒng)籌規(guī)劃，分步實(shí)施推進(jìn)

為了避免低水平的重復(fù)性建設(shè)，數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境的建設(shè)要納入學(xué)校的整體教育改革和外語學(xué)科群的發(fā)展規(guī)劃中，從學(xué)校的實(shí)際財(cái)力出發(fā)，量力而行，分步實(shí)施。其中有兩個問題要特別引起注意：一是注重產(chǎn)品選型的標(biāo)準(zhǔn)化和系統(tǒng)方案的可拓展性。所選用的設(shè)備產(chǎn)品要遵循國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，與其他接入產(chǎn)品具有良好的兼容性?？紤]到未來的升級擴(kuò)充，配置的系統(tǒng)設(shè)備需要具有能夠增加或連接新設(shè)備的能力，從而使系統(tǒng)在一定的時限(3～5年)內(nèi)保持技術(shù)不落后。二是要抓住重點(diǎn)，以點(diǎn)帶面。要以數(shù)字化語言實(shí)驗(yàn)室為突破口，以網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺為依托，以數(shù)字化教學(xué)資源建設(shè)為龍頭，形成環(huán)境建設(shè)的亮點(diǎn)和今后應(yīng)用的優(yōu)勢。

3.4全程質(zhì)量管理。嚴(yán)格風(fēng)險(xiǎn)控制

數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境涉及內(nèi)容多、資金投入大、技術(shù)要求高，必須加強(qiáng)質(zhì)量管理，確保資金使用效益和工程建設(shè)質(zhì)量，避免低水平重復(fù)建設(shè)或超標(biāo)準(zhǔn)盲目建設(shè)造成浪費(fèi)。需要建立質(zhì)量控制和項(xiàng)目進(jìn)度考核體系，建立項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)控制和防范措施，在每個階段規(guī)定詳細(xì)的實(shí)施文檔，及時掌握實(shí)施的質(zhì)量、出現(xiàn)的問題、解決的途徑和遺留的問題等。由項(xiàng)目負(fù)責(zé)人和評審專家對每一階段實(shí)施進(jìn)行質(zhì)量和風(fēng)險(xiǎn)評審，為數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境建設(shè)項(xiàng)目的快速實(shí)施和成功應(yīng)用提供質(zhì)量保障。

4、數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境的運(yùn)行模式

數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境的最終目的是優(yōu)化教學(xué)過程，提升教學(xué)品質(zhì)，為語言教學(xué)提供綜合型、開放式、數(shù)字化的支持服務(wù)。隨著數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境的建成，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)會將管理運(yùn)行工作移交給校方指定的技術(shù)服務(wù)部門，相關(guān)的工作重心也逐步由開發(fā)和集成轉(zhuǎn)向運(yùn)行和服務(wù)。當(dāng)前數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境的運(yùn)行模式不外乎如下三種：

4.1自營模式

自營模式是指由外語院系或?qū)W校的一個歸口單位(如語言實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心、教育技術(shù)中心、實(shí)驗(yàn)室設(shè)備處、后勤物業(yè)等)統(tǒng)一管理、運(yùn)行和維護(hù)數(shù)字化語言實(shí)驗(yàn)室和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺等。自營模式的優(yōu)點(diǎn)在于對師生需求的靈活掌握，在行政的干預(yù)下，便于管理協(xié)調(diào)，響應(yīng)速度和服務(wù)質(zhì)量有保障；缺點(diǎn)在于需要一支穩(wěn)定的運(yùn)行隊(duì)伍，人工成本較高。

4.2外包模式

外包模式是指將數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境的管理、運(yùn)行和維護(hù)工作發(fā)包給技術(shù)服務(wù)商。外包模式的優(yōu)點(diǎn)在于“適應(yīng)了當(dāng)前服務(wù)社會化的大趨勢；解決了人手不足，服務(wù)不到位的矛盾”(錢震等，2010：63)；缺點(diǎn)在于校方對教學(xué)環(huán)境的可控性弱，管理失控風(fēng)險(xiǎn)增加，服務(wù)質(zhì)量依賴技術(shù)服務(wù)商的自律。

4.3整合模式

自營模式和外包模式的優(yōu)缺點(diǎn)都非常突出，數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境運(yùn)行實(shí)踐中我們可以整合兩種模式，將那些事務(wù)性突出、技術(shù)含量較低的工作外包出去，校方通過專門人員、監(jiān)督機(jī)制、工作流程、服務(wù)協(xié)議等各方面對外包公司進(jìn)行嚴(yán)格管理，保證服務(wù)質(zhì)量。又由于教學(xué)環(huán)境的管理“以技術(shù)服務(wù)為主，物業(yè)后勤服務(wù)為輔，所以管理集中到現(xiàn)代教育技術(shù)中心比較合適”(陳金玉，2009：42)。

5、結(jié)語

“以人為本”是當(dāng)代教育的主旋律，語言教學(xué)需求和信息技術(shù)發(fā)展是數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境發(fā)展的兩大驅(qū)動力。隨著高校外語教學(xué)改革的持續(xù)深入和云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境的建設(shè)和運(yùn)行要立足教學(xué)需要，以教師為本，以學(xué)生為本，為“教師主導(dǎo)，學(xué)生主體”的雙主教學(xué)模式提供有效的支撐環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

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[5]龔心源，語言實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)環(huán)境的探討[J]，外語電化教學(xué)，2004(3)。

第5篇：數(shù)字教育系統(tǒng)范文

傳統(tǒng)的廣播式數(shù)字電視只能讓用戶被動地觀看節(jié)目，無法選擇頻道播放的節(jié)目內(nèi)容和節(jié)目播出的時間。交互式數(shù)字電視給用戶提供了更多的自主選擇權(quán)，用戶可以發(fā)送請求來選擇節(jié)目的內(nèi)容和播出時間，這種數(shù)字電視的交互形式可以滿足用戶的個性化需求。Widget技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字電視交互式平臺上，讓用戶可以在觀看電視節(jié)目的同時查詢實(shí)時新聞和天氣預(yù)報(bào)，進(jìn)一步方便了用戶的生活。交互式數(shù)字電視以數(shù)字電視為終端設(shè)備，利用互聯(lián)網(wǎng)、多媒體等技術(shù)，通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為用戶提供各種交互數(shù)字媒體新業(yè)務(wù)。隨著研究的不斷深入，數(shù)字電視交互平臺朝著標(biāo)準(zhǔn)化和開放化發(fā)展。在高清數(shù)字電視和早期的網(wǎng)絡(luò)電視的平臺系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的應(yīng)用程序雖然功能多樣化，但是比較龐大，不易于開發(fā)，而且不具備跨平臺性，不能實(shí)現(xiàn)一次開發(fā)，多出運(yùn)用，在交互性和兼容性上存在很大的局限，不能很好地適應(yīng)當(dāng)前的系統(tǒng)環(huán)境。為了解決上述問題，本系統(tǒng)架構(gòu)引入了近兩年在微控制器和信息技術(shù)領(lǐng)域所提出的Widget技術(shù)。Widget是在互聯(lián)網(wǎng)/移動互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，運(yùn)行在終端設(shè)備上的應(yīng)用程序。由于Widget小巧，源代碼公開，易于開發(fā)，而且具有跨平臺性，可以一次開發(fā)，多處運(yùn)用，它還適應(yīng)多種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，具有良好的交互性和兼容性。目前Widget技術(shù)在PC機(jī)和智能手機(jī)領(lǐng)域都得到了很好的應(yīng)用，而在數(shù)字電視領(lǐng)域還處于初步的發(fā)展階段。因此，將Widget技術(shù)嵌入到數(shù)字電視交互式平臺系統(tǒng)中，是今后研究的一項(xiàng)重要任務(wù)，從而可以推動數(shù)字電視交互式平臺在三網(wǎng)融合下的進(jìn)一步發(fā)展。

2交互平臺系統(tǒng)架構(gòu)

2.1系統(tǒng)架構(gòu)概述

交互平臺系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示：該平臺由終端平臺、前端通用軟件平臺和第三方業(yè)務(wù)平臺構(gòu)成。

2.2系統(tǒng)架構(gòu)描述

為了準(zhǔn)確地描述數(shù)字電視交互式平臺的系統(tǒng)架構(gòu)，下面對系統(tǒng)架構(gòu)的主要組成部分進(jìn)行分析：

（1）終端平臺

終端平臺的架構(gòu)如圖2所示，本系統(tǒng)構(gòu)架的終端平臺是Widget引擎的運(yùn)行平臺，可以適配多個終端平臺。底層的硬件平臺主要提供Widget引擎的硬件運(yùn)行環(huán)境.操作系統(tǒng)和硬件驅(qū)動提供Widget引擎運(yùn)行的底層軟件環(huán)境.中間層軟件負(fù)責(zé)提供Widget引擎和系統(tǒng)平臺的交互，提供通用軟件庫，協(xié)議，圖形系統(tǒng)，瀏覽器引擎以及其他中間件的軟件接口。Widgets引擎包括系統(tǒng)管理、事件管理、設(shè)備管理、多媒體、DTV管理、安全認(rèn)證管理和應(yīng)用管理，為Widget應(yīng)用提供了良好的運(yùn)行環(huán)境。圖2終端平臺

（2）前端應(yīng)用管理平臺

前端應(yīng)用管理平臺架構(gòu)如圖3所示，它是通用Widget平臺服務(wù)器側(cè)支撐平臺，它提供用戶管理，安全認(rèn)證，應(yīng)用管理，應(yīng)用開發(fā)管理以及第三方業(yè)務(wù)平臺的交互等功能。用戶管理主要提供用戶注冊、登陸等相關(guān)功能；安全認(rèn)證管理主要提供設(shè)備認(rèn)證、鑒權(quán)等功能；應(yīng)用管理提供Widget應(yīng)用的審核、測試功能；應(yīng)用開發(fā)管理提供開發(fā)者上傳、下載、測試以及用戶下載更新應(yīng)用等功能；第三方業(yè)務(wù)平臺交易提供業(yè)務(wù)管理和第三方業(yè)務(wù)平臺的數(shù)據(jù)以及協(xié)議交互功能。

（3）第三方業(yè)務(wù)平臺

第三方業(yè)務(wù)平臺可直接通過widget應(yīng)用向終端提供服務(wù)，終端widget應(yīng)用采用AJAX等技術(shù)和第三方業(yè)務(wù)平臺交互。

2.3系統(tǒng)架構(gòu)特點(diǎn)

與傳統(tǒng)的數(shù)字電視交互式平臺系統(tǒng)架構(gòu)相比，本平臺系統(tǒng)架構(gòu)的特點(diǎn)是：

（1）該平臺面向三網(wǎng)融合應(yīng)用，支持多標(biāo)準(zhǔn)兼容、多協(xié)議融合和多業(yè)務(wù)集成的數(shù)字電視交互式軟件；

（2）該平臺系統(tǒng)架構(gòu)以互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用為核心，兼顧傳統(tǒng)數(shù)字電視（有線、地面波、衛(wèi)星）應(yīng)用；

（3）引入了Widget技術(shù)。Widget是在互聯(lián)網(wǎng)/移動互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，運(yùn)行在終端設(shè)備上的一種基于Web游覽器/Widget引擎的應(yīng)用程序，它可以從本地或互聯(lián)網(wǎng)更新并顯示數(shù)據(jù)，目的是協(xié)助用戶享用各種應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。將Widget技術(shù)嵌入到數(shù)字電視交互式平臺系統(tǒng)中，能更好地實(shí)現(xiàn)平臺的交互性能。

3系統(tǒng)架構(gòu)性能分析與測試

3.1系統(tǒng)架構(gòu)性能分析

現(xiàn)有的數(shù)字電視交互式平臺的主要特點(diǎn)是支持特定網(wǎng)址,中間件,平臺之間互不兼容。本系統(tǒng)架構(gòu)在終端平臺上嵌入了Widget技術(shù)，可以接入互聯(lián)網(wǎng)，能在網(wǎng)頁瀏覽器上獨(dú)立運(yùn)行，支持鏈接任何網(wǎng)頁，使得本交互式平臺具備了良好的兼容性與開放性。

3.2系統(tǒng)測試

衡量本系統(tǒng)架構(gòu)的測試項(xiàng)目主要有：可用性測試、基本功能測試、安全功能測試。

（1）可用性測試

主要測試軟件平臺是否可用，能否成功初始化繪圖引擎并做出指定輸出；能否完成標(biāo)準(zhǔn)鍵盤、鼠標(biāo)或遙控器的比本輸入響應(yīng)。

（2）基本功能測試

主要測試軟件平臺對窗件（Widget）引擎基本功能的實(shí)現(xiàn)，包括應(yīng)用包格式識別和加載功能測試，應(yīng)用包執(zhí)行狀態(tài)及監(jiān)控功能測試等。

（3）安全功能測試

主要測試平臺軟件對安全功能的支持程度，測試內(nèi)容包括SSL功能測試、簽名包的識別和處理功能測試、Ajax消息加密功能測試等。

第6篇：數(shù)字教育系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：數(shù)字語言教學(xué)系統(tǒng)；終端；顯示平臺

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）09-0121-04

數(shù)字語言教學(xué)系統(tǒng)是取代傳統(tǒng)模擬語言教學(xué)系統(tǒng)的新時代產(chǎn)品。它的功能更加靈活和具體，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時通信、自由點(diǎn)播、多通道資源分享、環(huán)境模擬等數(shù)字化特性，提高并多元化了高校語言教學(xué)的視聽層次和教學(xué)手段，也轉(zhuǎn)變了我國在語言教學(xué)方面的傳統(tǒng)觀念。當(dāng)然，如此多維度的語言教學(xué)模式也為數(shù)字語言教學(xué)系統(tǒng)中的終端顯示平臺提出了更多新的要求。

1 高校語言教學(xué)模式

1.1 發(fā)展

教學(xué)模式是基于教學(xué)理論而設(shè)立的教學(xué)活動制度框架。以英語為例，我國多年來在英語教學(xué)方面都存在行為主義理論的思想，這種思想對教學(xué)方式和硬件條件的制約相當(dāng)之大。例如傳統(tǒng)教學(xué)中最為經(jīng)典的教師單人對多人的講課記錄模式，學(xué)生的聽講和記錄都是被動的，它并不利于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，嚴(yán)格說這是違背了語言學(xué)習(xí)規(guī)律的，對學(xué)生語言實(shí)際應(yīng)用能力的培養(yǎng)也毫無益處；而相對而言，函授教育雖然從科學(xué)角度講是略為先進(jìn)的遠(yuǎn)程教育模式，但它的缺點(diǎn)依然是學(xué)習(xí)者主動性的無從發(fā)揮。這兩種扼殺了學(xué)生創(chuàng)造力和個性的封閉教育模式，已經(jīng)逐漸不能適應(yīng)現(xiàn)代教育發(fā)展的需求，到了必須更新?lián)Q代的時候。

進(jìn)入21世紀(jì)，“教學(xué)模式應(yīng)該更注重多維度的個性化學(xué)習(xí)方式，不應(yīng)該受到時間和地點(diǎn)的約束而要變得更加主動”，這樣的理念已經(jīng)昭示了課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)多媒體相結(jié)合的發(fā)展方向，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成為語言教學(xué)的主導(dǎo)核心已經(jīng)逐漸成為現(xiàn)實(shí)。

1.2 語言教學(xué)系統(tǒng)

目前的語言教學(xué)系統(tǒng)都是基于校園網(wǎng)絡(luò)平臺而建立的，它充分的利用了校園內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)資源，取代了傳統(tǒng)模擬語音教學(xué)系統(tǒng)，成為了高校語言教學(xué)的主流模式。在1993年的美國計(jì)算機(jī)學(xué)會多媒體技術(shù)國際會議上，程序委員會主席Rangan就指出：“數(shù)字視頻與音頻技術(shù)的進(jìn)步是計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)界的一場革命，它們?yōu)橛?jì)算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用和發(fā)展開拓了新的設(shè)計(jì)空間?！边@句話充分表明了數(shù)字技術(shù)與多媒體技術(shù)已經(jīng)走入我國教育領(lǐng)域，已經(jīng)有了逐漸成為主流的趨勢。

總體而言，一套完整的數(shù)字語言教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)該具備數(shù)字音頻的壓縮編碼技術(shù)、解碼技術(shù)，還應(yīng)該具有網(wǎng)絡(luò)存儲、通訊以及液晶顯示等高科技功能，它應(yīng)該是一套集成多媒體教學(xué)的完整體系。教師僅僅利用一臺PC和一個控制臺，學(xué)生方面利用終端設(shè)備，就可以讓教師通過數(shù)字通信功能實(shí)現(xiàn)課件運(yùn)行及設(shè)計(jì)等操作，還能夠直接對學(xué)生一方的終端通訊系統(tǒng)進(jìn)行控制。所有學(xué)習(xí)資料都可以通過網(wǎng)絡(luò)渠道進(jìn)行交換和共享，而經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換，所需要的音頻及視頻數(shù)據(jù)就會通過協(xié)議傳送給用戶終端顯示平臺。這樣的高效智能組合目前已經(jīng)逐步被運(yùn)用到了各個高校的數(shù)字化語言教學(xué)系統(tǒng)之中。

在中國，高校數(shù)字語言教學(xué)系統(tǒng)主要分為兩類：簡易的數(shù)字語言實(shí)驗(yàn)室和網(wǎng)絡(luò)數(shù)字語音室。簡易數(shù)字語言實(shí)驗(yàn)室就是指將模擬語音信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，它的轉(zhuǎn)化其實(shí)是文字與圖像信號的數(shù)字化轉(zhuǎn)化傳輸。而網(wǎng)絡(luò)數(shù)字語音室則可以達(dá)到文字、視頻、音頻的全數(shù)字信號傳輸。所以說前者也叫做模擬語言實(shí)驗(yàn)室，后者叫做數(shù)字語言實(shí)驗(yàn)室。另外，網(wǎng)絡(luò)數(shù)字語言實(shí)驗(yàn)室的最大特色是網(wǎng)絡(luò)，目前比較主流的兩種網(wǎng)絡(luò)模式是常見的以太網(wǎng)模式，還有就是ATM網(wǎng)絡(luò)模式。這兩種網(wǎng)絡(luò)模式都采用了雙向的數(shù)據(jù)交換，所自帶的資源庫擁有網(wǎng)絡(luò)共享功能，可以幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)數(shù)碼錄音、口語考試、模擬聽力等等功能，更加利于他們的自主學(xué)習(xí)。

1.3 數(shù)字語言教學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

大體來說，數(shù)字語言教學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)就是一臺教師機(jī)（包括PC機(jī)、控制臺、顯示設(shè)備）以及眾多學(xué)生終端機(jī)。這些機(jī)器通過電纜和網(wǎng)線相連，再通過交換機(jī)形成最終的局域網(wǎng)絡(luò)，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)教師對多個學(xué)生的語言教學(xué)功能。如圖1。

圖1 數(shù)字語言教學(xué)系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)示意圖

如圖1所示，學(xué)生終端部分主要由視頻顯示屏幕、語音和輸入接口三部分組成，它是師生之間相互交流的主要載體。教師所有的教學(xué)內(nèi)容、資料和命令指示都可以通過此傳輸給學(xué)生終端設(shè)備，當(dāng)然學(xué)生也可以將自己的資料和要求通過終端傳達(dá)給教師，還可以進(jìn)行語音交流，形成互動。

整個系統(tǒng)的模擬電路采用了可編程邏輯器件來完成模擬信號與數(shù)字信號之間的轉(zhuǎn)換傳輸，而語音數(shù)據(jù)單獨(dú)通過語音芯片來編程邏輯電路及時序電路。液晶和鍵盤部分則由液晶板、鍵盤以及單片機(jī)構(gòu)成，它們能夠?qū)崿F(xiàn)對鍵盤的操作、與交換機(jī)的通訊、數(shù)據(jù)的讀寫存儲以及液晶板的顯示控制。交換機(jī)分為主交換機(jī)與次交換機(jī)。它為師生之間的學(xué)習(xí)交流提供信息通道。這些信息數(shù)據(jù)主要是通過上位機(jī)而發(fā)出并行進(jìn)入接口板卡的，最終以差分狀態(tài)轉(zhuǎn)化為串行數(shù)據(jù)并傳輸。數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇粨Q機(jī)以后，會進(jìn)行串行數(shù)據(jù)到64路數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化，分別傳送給64個終端（終端設(shè)備數(shù)量因地而異）。反之，從終端傳輸出去的數(shù)據(jù)也會通過交換機(jī)進(jìn)行逆處理傳輸給教師控制設(shè)備。

通常來說，數(shù)字語言實(shí)驗(yàn)室通過網(wǎng)絡(luò)的A/D或D/A轉(zhuǎn)換和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，在服務(wù)器與用戶終端之間進(jìn)行語音資料與視頻等數(shù)據(jù)文件的交換。這樣的轉(zhuǎn)換可以幫助教學(xué)實(shí)現(xiàn)多方面需求，充分的發(fā)揮教學(xué)效果。而軟件系統(tǒng)會結(jié)合實(shí)際硬件將整個數(shù)字語言教學(xué)劃分為幾大模塊，比如自主學(xué)習(xí)模塊、資料管理模塊、教案制作模塊、課堂教學(xué)模塊、電子考場模塊和系統(tǒng)管理模塊。

2 數(shù)字語言教學(xué)系統(tǒng)中終端顯示平臺的設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)的組成

本文所闡述的數(shù)字語言教學(xué)系統(tǒng)是基于FPGA（Field-Programmble Gate Array）技術(shù)的終端顯示平臺。FPGA是一種現(xiàn)場可編程的門陣列技術(shù)，它起步于PAL、CPLD、GAL等編程器件，是專用集成電路領(lǐng)域中的一種半定制電路。這套終端顯示平臺體系完全適用于多媒體數(shù)字語言教學(xué)系統(tǒng)。系統(tǒng)的主要組成部分是教師控制設(shè)備、以太網(wǎng)及ATM兩種交換機(jī)、學(xué)生顯示終端機(jī)。以太網(wǎng)可以進(jìn)行視頻、文字、圖像等數(shù)據(jù)的傳輸并提供普通的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。ATM交換機(jī)則可以傳輸一些要求具備實(shí)時性的數(shù)據(jù)，比如語音、文本和CAD繪圖等等。學(xué)生的終端顯示平臺主要分為處理器和Windows操作系統(tǒng)兩部分，它們負(fù)責(zé)接收來自以太網(wǎng)交換機(jī)的視頻圖像數(shù)據(jù)。另外還有CPLD模塊，它是負(fù)責(zé)接收并處理來自ATM交換機(jī)的語音及文本數(shù)據(jù)。如圖2。

圖2 數(shù)字語言教學(xué)系統(tǒng)整體框架構(gòu)成示意圖

2.2 關(guān)于終端顯示平臺的設(shè)計(jì)

在數(shù)字語言教學(xué)系統(tǒng)的終端顯示平臺中，LVDS發(fā)送器、VGA控制器以及SDRAM控制器都能夠提高圖像幀刷新率。另外FPGA負(fù)責(zé)大流量數(shù)據(jù)的異步實(shí)時通信，STM32單片則控制顯示各種高分辨率圖像。如圖3。

圖3 終端顯示平臺結(jié)構(gòu)圖

如圖3所示，通過STM32單片機(jī)就可以模擬8080總線接口的讀寫時序，從而能自定義數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。本文設(shè)計(jì)中的模塊采用了16位的8080總線接口，其中接口信號有地址數(shù)據(jù)控制信號A0、讀控制信號RE、寫控制信號WE、片選信號CE以及16位數(shù)據(jù)接口。A0數(shù)值為0時就表示已經(jīng)對地址寄存器開始了相應(yīng)操作，此時每個子寄存器的取值范圍在0～8，如果當(dāng)A0為1，那么就代表寄存器的數(shù)據(jù)已經(jīng)寫入。

另一方面，由顯示控制命令來控制顯示器的開關(guān)，教師機(jī)可以通過一臺機(jī)器的操作就開關(guān)所有分支終端設(shè)備。具體細(xì)節(jié)為寫入00H數(shù)據(jù)時顯示器關(guān)閉，即模塊不再向顯示器輸出信號，此時顯示器會顯示無信號。而反之寫入數(shù)據(jù)01H時為打開顯示設(shè)備。在寫命令時，由寄存器向模塊發(fā)出讀寫操作命令，即向屏幕連續(xù)寫入像素點(diǎn)數(shù)據(jù)。但首先要設(shè)置好水平起始位置、垂直起始位置、x方向長度和y方向長度4個寄存器參數(shù)，才可以發(fā)命令將數(shù)據(jù)寫入屏幕。讀命令時，同樣通過模塊發(fā)出讀的操作指令，但是讀取時有像素的限制，每次只能讀取一個像素，只有不斷反復(fù)操作才能讀取多個命令。

2.3 SDRAM控制器

首先要對SDRAM進(jìn)行初始化才能開始讀寫。通常它的初始化有4個步驟：輸入穩(wěn)定期200us、L-Bank預(yù)充電、模式寄存器設(shè)置和八次刷新周期操作。SDRAM要每隔一段時間進(jìn)行刷新，以確保數(shù)據(jù)不會丟失。它的工作操作是通過模式寄存器的設(shè)定來進(jìn)行的，其中突發(fā)長度、突發(fā)類型和CAS延時都是能夠影響SDRAM操作的因素。當(dāng)模式寄存器初始化完畢后，就可以數(shù)據(jù)訪問SDRAM地址展開讀寫操作。不過，在讀寫操作前也要保證行地址選通信號RAS、片選信號CS和塊地址選擇控制信號L-Bank在時鐘上升沿到來時的有效性。當(dāng)行地址確定之后，才可以確定具體的列地址。當(dāng)行激活有效命令后會將命令發(fā)到列地址，這期間的等待時間叫做行地址選通周期，此周期內(nèi)SDRAM應(yīng)該處于發(fā)空操作命令期間，不需對SDRAM有任何操作。一般來說，行有效命令的發(fā)出會有大約22.5ns的延時，但不影響命令的有效性。

總之，在設(shè)計(jì)SDRAM控制器時，一定要注重狀態(tài)機(jī)控制模塊、命令控制模塊以及數(shù)據(jù)控制模塊這三個模塊的具體應(yīng)用。它們不但承擔(dān)了數(shù)據(jù)編寫、讀寫處理等任務(wù)，還起到了緩存銜接、控制數(shù)據(jù)流向和命令賦值等作用，對整個終端顯示平臺的正常運(yùn)轉(zhuǎn)具有積極意義。

2.4 LVDS轉(zhuǎn)換芯片

LVDS（Low-Voltage Differential Signaling）接口技術(shù)是終端顯示平臺的主要技術(shù)，它們實(shí)現(xiàn)了CMOS轉(zhuǎn)LVDS接口芯片功能和FPGA編程技術(shù)。

首先LVDS發(fā)送芯片所采用的是18bit可編程四通道技術(shù)，即CMOS數(shù)據(jù)可以通過4通道的LVDS信號實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，而每個傳輸周期內(nèi)都能完成21位RGB數(shù)據(jù)的采集和發(fā)送。其次是LVDS IP內(nèi)核部分，本設(shè)計(jì)中采用了CycloneIII代的FPGA，此FPGA內(nèi)部含有LVDS接口，可以采用LVDS IP內(nèi)核，主要任務(wù)就是把FPGA內(nèi)部的邏輯信號以低壓差分信號的形式輸出，達(dá)到終端顯示平臺液晶顯示器的電路差分接受。CycloneIII代的FPGA要求將I/O管腳按照LVDS的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行接口電平配置，這樣軟件就會自動生成差分正負(fù)極，這就解決了LVDS發(fā)送器的設(shè)計(jì)。但要注意的是，LVDS接口的液晶顯示器因不同廠家的生產(chǎn)而不同，主要區(qū)別在接口的數(shù)據(jù)排列方式上。所以在設(shè)計(jì)LVDS發(fā)送器時要注意實(shí)際液晶顯示器的LVDS接收器格式，避免接口不匹配的情況出現(xiàn)。

2.5 FPGA的設(shè)計(jì)步驟

FPGA一般按照邏輯設(shè)計(jì)和性能系統(tǒng)應(yīng)用兩方面來設(shè)計(jì)以滿足用戶的不同需求。本文中的LVDS內(nèi)嵌IP內(nèi)核，還有包括FIFO的IP內(nèi)核，所以需要大量的M9K資源。另外考慮到FPGA編程的靈活性，則選用了含有40000個LE邏輯單元的CycloneIII代處理器和QuartusII第四代可編程邏輯開發(fā)軟件平臺，它們的組合提高了集成度和設(shè)計(jì)環(huán)境，使FPGA邏輯設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)輸入、編譯、仿真和定時分析等等功能的實(shí)際發(fā)揮更加自如。

利用Quartus II數(shù)字系統(tǒng)開發(fā)FPGA的具體流程如下：

1）首先繪制原理圖，考慮波形的變化和HDL的輸入方式。

2）其次根據(jù)實(shí)際的設(shè)計(jì)要求來編譯FPGA的編程策略和參數(shù)，然后根據(jù)這些參數(shù)與策略進(jìn)行邏輯設(shè)計(jì)，最終能生成所需要的報(bào)告文件。

3）在仿真的設(shè)計(jì)中，要注意時序仿真和功能仿真兩種模式。時序仿真的延時信息能夠反映芯片在設(shè)計(jì)中的實(shí)際工作情況。功能仿真則是為了驗(yàn)證電路的設(shè)計(jì)是否達(dá)標(biāo)而存在的。

4）程序在編譯完成并驗(yàn)證成功后，就可以進(jìn)行器件配置和管腳參數(shù)的設(shè)置了。如圖4。

圖4 基于Quartus而設(shè)計(jì)的FPGA設(shè)計(jì)開發(fā)流程示意圖

由上文的介紹可得知本次設(shè)計(jì)的具體方案，即利用CycloneIII處理器的FPGA和SDRAM芯片共同組成操作，用來存儲視頻、圖像、文字等數(shù)據(jù)。并且利用鑲嵌在FPGA內(nèi)部的LVDS發(fā)送器，通過8080接口協(xié)議以及ATM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并再次發(fā)送給FPGA，達(dá)到對整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信控制，最后實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)終端顯示平臺的穩(wěn)定運(yùn)行。

3 終端顯示平臺的最終測試

在數(shù)字語言教學(xué)系統(tǒng)的終端顯示平臺上主要包括STM32單片機(jī)和FPGA控制臺兩大模塊結(jié)構(gòu)，其中的設(shè)計(jì)也主要分為硬件和軟件兩部分。所以尤其考慮到它們運(yùn)行的穩(wěn)定性，就要進(jìn)行測試。比如說SDRAM讀寫、以太網(wǎng)以及ATM網(wǎng)的切換等功能，通過這些測試最終確定設(shè)計(jì)方案是否可行。

3.1 SDRAM的讀寫

SDRAM是整個系統(tǒng)的外部存儲器，它要經(jīng)手所有數(shù)據(jù)的存儲，并在讀寫之后才可以顯示，所以對SDRAM讀寫功能的測試是最為重要的環(huán)節(jié)，它的讀寫穩(wěn)定關(guān)系到了以太網(wǎng)和ATM網(wǎng)的數(shù)據(jù)調(diào)試。

SDRAM讀寫測試時第一步要用Verilog來編寫測試程序，這樣做的目的就是為了把程序載入到FPGA芯片當(dāng)中，隨后就可以通過系統(tǒng)內(nèi)部的邏輯分析器進(jìn)行SDRAM數(shù)據(jù)的動態(tài)觀察，看其是否與外部寫入的數(shù)據(jù)相一致。本文中的測試要連續(xù)寫入數(shù)據(jù)才能進(jìn)行SDRAM讀寫數(shù)據(jù)的波形對比。此時要保證數(shù)據(jù)的輸出是連續(xù)的，例如從數(shù)字0到65536的連續(xù)數(shù)據(jù)輸出，只有這樣才能驗(yàn)證SDRAM控制器的性能是否已經(jīng)達(dá)到要求。

3.2 以太網(wǎng)和ATM的測試

要對兩種網(wǎng)絡(luò)類型進(jìn)行測試，就要首先測試8080接口協(xié)議，8080接口數(shù)據(jù)采集的顯示結(jié)果能反映出兩種網(wǎng)絡(luò)類型的性能。通過STM32單片機(jī)和C語言來編寫測試程序并向SDRAM寫入數(shù)據(jù)。對于CRT顯示器來說，最好選擇VGA接口連接，因?yàn)樗萀VDS接口的顯示終端信號更加穩(wěn)定。所以在整體電路設(shè)計(jì)時應(yīng)該再為終端設(shè)備增添相應(yīng)的電阻網(wǎng)絡(luò)通道，將VGA信號轉(zhuǎn)換為LVDS，這樣CRT顯示器就可以同步顯示教師機(jī)的內(nèi)容了，同時也能驗(yàn)證STM32單片機(jī)中數(shù)據(jù)運(yùn)行的正確性。

3.3 顯示平臺測試

在數(shù)字語言教學(xué)系統(tǒng)的終端顯示平臺上運(yùn)行Windows系統(tǒng)，如果系統(tǒng)界面在屏幕上顯示正常，且在具體操作中不會出現(xiàn)界面的晃動和延遲，這就表示系統(tǒng)工作處于穩(wěn)定狀態(tài)，基本滿足了整個系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求。

4 結(jié)語

本文中所設(shè)計(jì)的數(shù)字語言教學(xué)系統(tǒng)終端顯示平臺結(jié)合了LVDS發(fā)送技術(shù)、FPGA編程技術(shù)、終端平臺同步顯示技術(shù)、STM32單片機(jī)控制技術(shù)和SDRAM外部存儲技術(shù)。在這些技術(shù)功能的輔助下，高校的語言教學(xué)變得更加豐富、個性化、多元化。同時，這種開放性的教學(xué)環(huán)境也符合當(dāng)今我國對培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)能力、提高學(xué)生學(xué)習(xí)自主能動性的教學(xué)要求，可以說，數(shù)字語言教學(xué)系統(tǒng)是科技與人文思想理念共同進(jìn)步的標(biāo)志。

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第7篇：數(shù)字教育系統(tǒng)范文

【關(guān)鍵詞】數(shù)字電視 現(xiàn)代教育 遠(yuǎn)程教育 應(yīng)用

電視的出現(xiàn)使人們獲得了新的信息傳播通道，隨著科技發(fā)展，越來越多的先進(jìn)電視技術(shù)被開發(fā)出來。從最早天線信號傳輸至如今電視數(shù)字化，數(shù)字化技術(shù)的出現(xiàn)提高了電視信號的傳輸速度與信息容量，電視節(jié)目實(shí)現(xiàn)了預(yù)告、節(jié)目定制等功能。其中，數(shù)據(jù)傳輸容量的提升與節(jié)目定制功能使電視具備了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教育的基礎(chǔ)。

一、數(shù)字電視

數(shù)字電視是通過對模擬信號進(jìn)行提取、量化，并將信號使用二進(jìn)制方式編碼，將傳統(tǒng)信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號進(jìn)行傳輸，最后通過數(shù)字終端對信號進(jìn)行一系列信號處理操作，從而達(dá)到電視數(shù)字化的目的。整個信號處理傳輸過程可通過計(jì)算機(jī)完成，同時通過計(jì)算機(jī)可對信號進(jìn)行監(jiān)督控制，整個操作過程方便快捷。

目前數(shù)字電視具有三種傳輸方式：衛(wèi)星信號傳輸、使用有線電視線路的有線信號傳輸以及地面開路式信號傳輸。數(shù)字電視還可根據(jù)清晰度分為：低清晰度、標(biāo)清數(shù)字電視以及高清數(shù)字電視，目前高清數(shù)字電視屬于收費(fèi)服務(wù)。我國當(dāng)前數(shù)字電視多采用有線信號傳輸，其原理是使用數(shù)字設(shè)備對模擬信號進(jìn)行數(shù)字化編譯、調(diào)制，然后利用有線電視線達(dá)到傳輸信號的目的，最終經(jīng)過數(shù)字終端（數(shù)字電視機(jī)頂盒）對信號進(jìn)行解析，通過機(jī)頂盒所帶管理系統(tǒng)，對電視節(jié)目進(jìn)行控制與管理。

二、數(shù)字電視所具備的優(yōu)點(diǎn)

數(shù)字電視是通過將信號數(shù)字化處理后，將數(shù)字信號進(jìn)行壓縮與傳輸，以此實(shí)現(xiàn)電視信號數(shù)字化傳輸?shù)哪康摹?shù)字電視相比傳統(tǒng)模擬電視具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、圖像質(zhì)量高。數(shù)字電視是將信號數(shù)字化處理后，對數(shù)字信號進(jìn)行壓縮與傳輸，在數(shù)字信號傳輸過程當(dāng)中，只需雜波信號處于規(guī)定范圍值且信號干擾少，就可通過整形復(fù)原數(shù)字信號，達(dá)到傳輸目的。由于數(shù)字信號經(jīng)過壓縮，圖像信號丟失少，從而使圖像信號具有較高質(zhì)量。

2、具有較高頻譜使用率。傳統(tǒng)有線電視信號為模擬信號，其信號傳輸受帶寬限制，導(dǎo)致用戶可視頻道在四十套左右，而數(shù)字信號通過信號壓縮，使信號在相同帶寬下有較高信號傳輸量，使可收視節(jié)目達(dá)到一百套以上，極大提高了節(jié)目傳輸頻道，使用戶有充足節(jié)目選擇資源。

3、具有較好的交互能力。數(shù)字電視利用高效的頻譜使用率與機(jī)頂盒所帶管理系統(tǒng)，使用戶與電視節(jié)目具有互動能力，能夠滿足用戶進(jìn)行遠(yuǎn)程教育、電視購物、視頻點(diǎn)播以及政府公開信息查詢等需求。

4、數(shù)字信號存儲與加密功能。通過數(shù)字機(jī)頂盒內(nèi)置存儲單元可進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，達(dá)到用戶信息保存的目的，同時利用數(shù)字信號可加密性進(jìn)行數(shù)據(jù)加密。這兩項(xiàng)技術(shù)的使用，使付費(fèi)點(diǎn)播、電視購物等電視增值業(yè)務(wù)能夠安全、便捷的開展。

三、數(shù)字電視在當(dāng)前遠(yuǎn)程教學(xué)中的應(yīng)用

1、偏遠(yuǎn)地區(qū)可進(jìn)行遠(yuǎn)程教學(xué)

遠(yuǎn)程教育是數(shù)字電視所具有的一項(xiàng)付費(fèi)增值業(yè)務(wù)。利用數(shù)字電視技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程教育也是當(dāng)前電大進(jìn)行授課的主要方式之一。數(shù)字電視的遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)一般由視頻管理、課程管理、課程節(jié)目安排等子系統(tǒng)組成。利用遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)，不同學(xué)歷層次的客戶查找所需教育視頻，以滿足自身教育所需。通過數(shù)字電視遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)，還可對偏遠(yuǎn)地區(qū)、教育教學(xué)水平不平衡的地方帶來更加便捷的教育方式。例如，對于一些師資力量不足的地區(qū)，為滿足教育需要，可安排相關(guān)經(jīng)驗(yàn)豐富的教師錄制或直播的形式，對課程進(jìn)行講解，通過數(shù)字電視，學(xué)生就可以接受這些課程的教育。對于偏遠(yuǎn)地區(qū)，學(xué)生難以集中教學(xué)的地方，可以通過錄制教學(xué)視頻進(jìn)行遠(yuǎn)程教育，學(xué)生在家中可通過數(shù)字電視的遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)，對于疑難知識點(diǎn)可以安排時間，統(tǒng)一進(jìn)行解答。

2、各類教育培訓(xùn)教學(xué)

大多數(shù)人們在工作時，缺乏相關(guān)知識或?yàn)樘岣咦陨碇R水平就需進(jìn)行相關(guān)教育與培訓(xùn)。對于廣大上班族來說，缺乏充足時間進(jìn)行相關(guān)知識的學(xué)習(xí)，那么通過數(shù)字電視遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)就可以利用業(yè)余時間，在家中進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn)。目前，大多數(shù)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)都采用遠(yuǎn)程教育，通過錄制教學(xué)視頻，方便受教者接受教育。利用數(shù)字電視進(jìn)行教學(xué)培訓(xùn)，可以節(jié)省場地租借費(fèi)，降低培訓(xùn)成本，同時受教人員也因機(jī)構(gòu)培訓(xùn)成本的降低，所交培訓(xùn)費(fèi)用也隨之大幅減少。錄制的教學(xué)視頻，受教者可不限場地、時間限制，根據(jù)實(shí)際情況選擇時間與地點(diǎn)觀看教學(xué)視頻，便于受教者的時間安排。

3、社區(qū)教學(xué)

通過社區(qū)教育，可以提升社區(qū)住戶總體綜合素質(zhì)，是住戶擁有良好的道德觀念與行為規(guī)范。由于社區(qū)人員工作與休息時間的不一致性，社區(qū)組織開展相關(guān)教育時，無法做到人數(shù)集中，導(dǎo)致社區(qū)教育效果不理想。隨著數(shù)字電視的普及，社區(qū)基本實(shí)現(xiàn)數(shù)字電視覆蓋，所以社區(qū)可以組織人員錄制教育視頻上傳至數(shù)字電視遠(yuǎn)程教育網(wǎng)絡(luò)，只需通知住戶視頻信息，住戶就可通過數(shù)字電視的遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)在空余時間接受社區(qū)教育。通過數(shù)字電視進(jìn)行遠(yuǎn)程社區(qū)教育，方便社區(qū)教育開展的同時，使教育效果得到明顯提高。

綜上所述，在數(shù)字電視普及的今天，憑借其各方面優(yōu)勢，在為人們提供更加豐富資源的同時，利用其進(jìn)行遠(yuǎn)程教育，可以降低培訓(xùn)成本、解決教學(xué)場地限制以及帶來更加靈活、便捷的受教方法，有著極高的教育教學(xué)價值。

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第8篇：數(shù)字教育系統(tǒng)范文

摘要：隨著科技的不斷更新，教育內(nèi)容，教學(xué)方法，教育環(huán)境，教師和學(xué)校的角色發(fā)生了變化，智能教育是一個創(chuàng)造性的匯聚點(diǎn)，傳統(tǒng)的教學(xué)為發(fā)展新的方法而運(yùn)用更新的技術(shù)如云計(jì)算，根據(jù)學(xué)生的態(tài)度和智力水平讓學(xué)生去學(xué)習(xí)多種不同的材料，關(guān)于任何時間、地點(diǎn)和任何設(shè)備運(yùn)用電子教科書。運(yùn)用不同方式的方法內(nèi)容來發(fā)展電子書籍，設(shè)備支持，和設(shè)備發(fā)送，為在云計(jì)算環(huán)境下的電子教科書模型提供服務(wù)。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；智能教育

1.前言

國內(nèi)數(shù)字化的迅速變化帶來了交流方式的改變，并促進(jìn)了社會生產(chǎn)力的發(fā)展，以知識為基礎(chǔ)的社會需要在教育系統(tǒng)中的改變，當(dāng)前的工業(yè)化出現(xiàn)了一個矛盾轉(zhuǎn)化，支持不斷發(fā)展的以知識為基礎(chǔ)的信息社會的教育。

隨著社會需求的不斷增長，日常生活中運(yùn)用科技日益增多，21世紀(jì)需要一個符合雙方需求的教育系統(tǒng)。能夠引起這次變革的是智能教育，智能化教育系統(tǒng)被定義為一個允許學(xué)生去學(xué)習(xí)運(yùn)用日益更新的技術(shù)，并能根據(jù)他們的才能和智力水平確保學(xué)生去學(xué)習(xí)不同的材料。當(dāng)前教育系統(tǒng)和智能化教育的不同之處類似于普通的手機(jī)和智能手機(jī)的區(qū)別，當(dāng)普通的手機(jī)有相關(guān)系統(tǒng)支持著，智能手機(jī)能夠被使用者的需求商業(yè)化，當(dāng)前教育化途徑，是以教師為中心的模型，是信息和知識向一個方向的流通，從教師到學(xué)生。這個直接的途徑不能適合成績優(yōu)異的學(xué)生和成績不好的學(xué)生。

為達(dá)到智能教育的視角，韓國政府已經(jīng)啟動了5個一流的計(jì)劃：1）數(shù)字教科書的發(fā)展和應(yīng)用；2）促進(jìn)網(wǎng)上課程的發(fā)展和評估；3）創(chuàng)造一個安全的教育內(nèi)容環(huán)境；4）加強(qiáng)教師的能力；5）建立以云計(jì)算為基礎(chǔ)的教育系統(tǒng)，通過這5個主要項(xiàng)目的實(shí)施，不同類型的教育內(nèi)容將允許學(xué)生能夠在任何時候和地點(diǎn)去學(xué)習(xí)。當(dāng)學(xué)生通過智能設(shè)備獲取資源，比如個人電腦，筆記本電腦，平板電腦，和智能電視，能夠在便利的地方學(xué)習(xí)。

2.背景

2.1智能教育的定義

智能教育代表一種：“自主的，有動機(jī)的，適應(yīng)的，資源豐富的，科技植入的”，首先，自主的特色在學(xué)生角色中的變化，作為一個知識的接受者，從知識的傳遞者到學(xué)習(xí)的輔助者的轉(zhuǎn)變，為此網(wǎng)上的評估，學(xué)術(shù)的表現(xiàn)評估，和一個自主學(xué)習(xí)的系統(tǒng)將會被實(shí)施。第二，有動機(jī)的強(qiáng)調(diào)了智能教育系統(tǒng)的方式將會激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，智能教育強(qiáng)調(diào)了教學(xué)的方法，能夠提升創(chuàng)新的問題解決方式，以個人評估為中心，學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)將會從典型的教科書為基礎(chǔ)到以經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的轉(zhuǎn)變，第三，適應(yīng)性代表了追逐教育通過一種典型的教育系統(tǒng)和教學(xué)系統(tǒng)，智能教育增加了教育系統(tǒng)的靈活性，在關(guān)系到個人興趣和未來職業(yè)渴望中促進(jìn)了學(xué)習(xí)，它能夠根據(jù)學(xué)生的水平幫助學(xué)校從傳播知識到支持個人學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變。第四，資源的豐富，描述豐富的教學(xué)材料的支持，通過一種云的學(xué)習(xí)服務(wù)，智能教育提供了直接引入豐富的內(nèi)容，被公共和私人機(jī)構(gòu)和個人在教育中的發(fā)展有幫助，擴(kuò)展了國內(nèi)和海外的學(xué)習(xí)的資源，和通過傳輸平臺的內(nèi)容提升了合作式學(xué)習(xí)，第五，科技植入的，闡明了運(yùn)用了最新的信息和交流技術(shù)，智能教育確保了學(xué)生在任何時間和地點(diǎn)通過科技信息去學(xué)習(xí)，根據(jù)自主的興趣裁量的領(lǐng)域提供給學(xué)生不同的學(xué)習(xí)方式。

智能教育是運(yùn)用ICT（Information Communication Technology，簡稱ICT）在教育中的運(yùn)用的擴(kuò)展，實(shí)施于20世紀(jì)90年代早期，并開始于20世紀(jì)90年代，電子學(xué)習(xí)通過LMS（學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)）的介紹擴(kuò)展開來，和交互式學(xué)習(xí)是通過普遍存在的技術(shù)來實(shí)施，它也是ICT教育作為重要的未來教育的范例應(yīng)用。

2.2電子教科書

產(chǎn)生的巨大的電子信息等同于1.8Z（180萬億字節(jié)），它意味著一個人能夠看到一個2小時的HD（硬盤）的電影持續(xù)到4700萬年，這個巨大的信息持續(xù)不斷的增長著，信息交換的循環(huán)周期也在不斷的縮短，而且當(dāng)傳統(tǒng)的教科書被出版之后很快就會過時。

電子教科書是一個以未來為導(dǎo)向的教科書，能夠幫助學(xué)生在任何時間和地點(diǎn)以自主的方式去學(xué)習(xí)。它包括學(xué)習(xí)教具，工具書，字典，和筆記本功能，為了自主的學(xué)習(xí)，除了傳統(tǒng)的教科書的內(nèi)容之外[1]，且提供先進(jìn)的多媒體功能，包括視頻、動畫、虛擬現(xiàn)實(shí)、和超鏈接，電子教科書提供給學(xué)生不僅是普遍的內(nèi)容，還有多樣的學(xué)習(xí)材料。

電子教科書通過多媒體途徑提供教育內(nèi)容比如視頻，動畫片和虛擬現(xiàn)實(shí)。它們都有交互式的功能并且能夠讓學(xué)者以他們的能力和水平為根據(jù)來學(xué)習(xí)，為了服務(wù)于數(shù)字教科書的運(yùn)用，現(xiàn)今的數(shù)字教科書已經(jīng)被設(shè)計(jì)成為了紙質(zhì)教科書的映射。

至于文件的形式，數(shù)字教科書管理PDF圖像文件以XML和SCORM（Sharable Content Object Reference Model共享內(nèi)容對象參考模型）的應(yīng)用，根據(jù)對象內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)字教科書的平臺被發(fā)展為支持多種操作系統(tǒng)，比如Windows，open software linux for PC，和IOS，open software Android for smart device.數(shù)字教科書包含10個具體的功能，比如，瀏覽，輔助工具，多媒體，搜索，等等。

2.3云計(jì)算

中國電子學(xué)會云計(jì)算專家委員會在2010年的《云計(jì)算白皮書（概要）》中指出，云計(jì)算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的、大眾參與的計(jì)算模式，其計(jì)算資源（包括計(jì)算能力、存儲能力、交互能力等）是動態(tài)、可伸縮的、被虛擬化的，且以服務(wù)的方式提供。這種新型的計(jì)算資源組織、分配和使用方式，有利于合理配置計(jì)算資源并提高其利用率[2]。云計(jì)算提供商提供以3種基本模型為基礎(chǔ)的服務(wù)[3，4]：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（Iaas），平臺即服務(wù)（Paas），和軟件即服務(wù)（SaaS），IaaS是最基礎(chǔ)的一層，和每個高一層的模型都是從比它低一層的模型細(xì)節(jié)中抽取的一層。

3.在云計(jì)算環(huán)境下的數(shù)字教科書服務(wù)模型

3.1內(nèi)容發(fā)展類型

這里有3種大致的數(shù)字教科書的類型內(nèi)容發(fā)展：單一的打包類型，HTML，和以CSS為基礎(chǔ)的瀏覽器類型，和內(nèi)容加瀏覽類型，第一種是單一的打包，是最普遍的發(fā)展方式，應(yīng)用自身成為了包含在應(yīng)用程序中的元數(shù)據(jù)內(nèi)容，正如數(shù)據(jù)在程序中經(jīng)過加工，這種類型在響應(yīng)速度上很快，但是更新有困難。所以，單一的打包適合于游戲或者單方面的信息傳遞。第二種是瀏覽器類型，是一個通用的使用方式，是以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，適用于門戶網(wǎng)站，新聞，和廣告服務(wù)，這種類型能夠和多種平臺兼容，但是響應(yīng)速度很低。最后一種是內(nèi)容加瀏覽類型，被用于實(shí)施內(nèi)容在播放器和瀏覽器中植入，專注于內(nèi)容，這種發(fā)展的方式適合于提供如電影，和電子書的內(nèi)容服務(wù)。

電子教科書的特色是以獨(dú)一的方式或者簡單的應(yīng)用程序和多媒體材料為內(nèi)容簡單的發(fā)展，電子教科書現(xiàn)在運(yùn)用內(nèi)容加閱讀器類型發(fā)展，這種類型能夠被認(rèn)為是未來云計(jì)算環(huán)境下內(nèi)容發(fā)展的最適合的方法。

3.2服務(wù)方式的規(guī)定

考慮到電子教科書內(nèi)容的屬性，在當(dāng)今的學(xué)校和教育領(lǐng)域包括不同的多媒體教育材料和附加的學(xué)習(xí)材料，綜合應(yīng)用程序是最合適的推薦，然而，在一個長期的云計(jì)算環(huán)境中，云流類型將會成為最好的選擇，當(dāng)所有的應(yīng)用在電腦的服務(wù)器端被執(zhí)行的時候。在云流的服務(wù)，設(shè)備將會僅僅表現(xiàn)在被服務(wù)器所執(zhí)行后顯示在屏幕上，和運(yùn)行在服務(wù)器上的應(yīng)用，因此，這種服務(wù)是快速的和電子教科書能夠被迅速運(yùn)用，不用再進(jìn)行復(fù)雜的過程，當(dāng)不同的操作系統(tǒng)類型將被安裝在服務(wù)器之中，云流類型不會作系統(tǒng)所限制，和對于開發(fā)者的發(fā)展和更新來說是簡單的，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量是直接跟電子教科書服務(wù)關(guān)聯(lián)的，當(dāng)?shù)谒拇鶯TE網(wǎng)絡(luò)環(huán)境變得普遍化，就使用了這種類型。

3.3內(nèi)容分配方法

分配電子教科書的內(nèi)容的方法是在決定教師和學(xué)生使用電子教科書類型的最重要的影響因素，它們被學(xué)校從服務(wù)器下載電子教科書所證明，內(nèi)容分配以三種方式去理解：全部下載，部分下載，和網(wǎng)絡(luò)訪問。電子教科書現(xiàn)在分布在通過網(wǎng)絡(luò)來全部下載服務(wù)方式中。

引進(jìn)電子教科書的原因是為了建立一個快速的系統(tǒng)能夠隨著知識的變化而不斷的更新，內(nèi)容分配的方式應(yīng)該根據(jù)需要去實(shí)施，所以，內(nèi)容分配的方式應(yīng)該從簡單的以云存儲為基礎(chǔ)到部分下載的方式，更容易適應(yīng)周期性的數(shù)據(jù)更新，并最終會進(jìn)入在線流媒體訪問。

4.結(jié)論

智能教育標(biāo)志著我們社會新的數(shù)字時代的開端，交流被拓展為不僅僅是通過傳統(tǒng)的書信式到運(yùn)用電子設(shè)備，不僅僅是3R（Read，wRite，aRithmetic算法），還有7C（Critical thinking and problem solving，Creativity and innovation，Collaboration and leadership，Cross-cultural understanding，Communication，iCT literacy，Career and life skills）[5]。ICT演示了它允許學(xué)生根據(jù)他們的興趣和學(xué)術(shù)能力擁有自定義的學(xué)習(xí)，當(dāng)實(shí)施這些服務(wù)模型時候，最重要的不僅僅是考慮內(nèi)容和數(shù)據(jù)的類型，容量，用戶的行為，設(shè)備，和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，而是觀察服務(wù)模型的優(yōu)勢和缺陷，由于不同的國家和區(qū)域有不同的在電子教科書上的政策，制定在學(xué)校課堂實(shí)施的標(biāo)準(zhǔn)值得需要被考慮，不僅僅是電子教科書會隨著文化環(huán)境的不同而不同，而且它對周圍環(huán)境的影響也會不同。所以，我們應(yīng)該通過不同的人的合作來堅(jiān)固教育系統(tǒng)的基礎(chǔ)[6]，電子教科書將不僅僅提供紙質(zhì)教科書數(shù)字化，而且它將會通過附加的資源和學(xué)習(xí)工具來補(bǔ)充當(dāng)前教育內(nèi)容。（作者單位：西南科技大學(xué)）

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第9篇：數(shù)字教育系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：城市軌道交通 自動化 體系結(jié)構(gòu) 自律分布系統(tǒng)

Abstract: Based on analysis of characteristics of the urban railroad transportation systems， the technical requirements of railroad transportation systems are proposed， the design principle and method of urban railroad transportation automation system are also discussed in this paper. Compare with the conventional system architecture， we argue that the autonomous decentralized system architecture is an ideal architecture for urban railroad transportation automation system. Finally， the outline of autonomous decentralized system was described from technical maturity and advantage point of view respectively.

Keywords: Urban Railroad Transportation; Automation; System Architecture; Autonomous Decentralized System

一、 城市軌道交通系統(tǒng)的特點(diǎn)及其技術(shù)需求

在討論城市軌道交通系統(tǒng)自動化系統(tǒng)之前，對城市軌道交通系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行分析是十分必要的。下面從七個方面逐一進(jìn)行分析。

1． 城市軌道交通規(guī)劃的可持續(xù)性

隨著中國城市化進(jìn)程的發(fā)展，主城區(qū)向外擴(kuò)展、主城區(qū)和衛(wèi)星城連成一體是一個明顯的趨勢。城市軌道交通系統(tǒng)規(guī)劃要能適應(yīng)這一不斷發(fā)展和擴(kuò)展的需求。然而，存在的主要問題是：準(zhǔn)確地預(yù)測未來的發(fā)展具有很多不確定因素。也就是說，當(dāng)前的規(guī)劃在將來是要變的。這就要求我們的規(guī)劃要充分考慮系統(tǒng)的變化因素，反過來也要考慮現(xiàn)有系統(tǒng)和未來系統(tǒng)的平滑銜接和升級。用技術(shù)的語言講就是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的靈活性和可擴(kuò)展性。

2． 城市軌道交通系統(tǒng)建設(shè)的階段性

城市軌道交通系統(tǒng)建設(shè)受投資、征地等諸多因素制約，不可能像大鐵路那樣一次設(shè)計(jì)、一次建設(shè)，需要分階段地建設(shè)和實(shí)施，一般的形態(tài)是逐線建設(shè)，即使是一條線也要求分段建設(shè)。這樣的建設(shè)模式給系統(tǒng)運(yùn)行帶來很大的挑戰(zhàn)。對于分階段實(shí)施的系統(tǒng)而言，很明顯要求系統(tǒng)具有擴(kuò)充性。對于能夠一次建成的系統(tǒng)，建成后的系統(tǒng)升級和改造，要求不中斷系統(tǒng)的運(yùn)行，從這個角度看，要求系統(tǒng)具有在線特性，即邊測試，邊運(yùn)行。此外，還應(yīng)考慮系統(tǒng)運(yùn)用過程中的在線培訓(xùn)。系統(tǒng)的擴(kuò)充性和在線特性對于降低系統(tǒng)的開發(fā)成本，運(yùn)行成本都是有直接好處的。這一問題也可以歸結(jié)為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的靈活性和可擴(kuò)展性。

3． 運(yùn)輸組織的多樣化和高密度化

運(yùn)輸組織的多樣化是指根據(jù)節(jié)假日和重大活動適時地調(diào)整運(yùn)輸計(jì)劃并付諸實(shí)施。這就要求建立在線實(shí)時的運(yùn)輸計(jì)劃系統(tǒng)，即運(yùn)行圖系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)小時級計(jì)劃的調(diào)整。

在上下班的高峰期實(shí)現(xiàn)列車的高密度運(yùn)行是必須的，比如120秒的運(yùn)行間隔。高密度運(yùn)行與列車自動控制方式（ATC）和行車指揮系統(tǒng)密切相關(guān)。在這樣的需求之下，存在兩條不同的技術(shù)路線：信息集中控制集中，信息集中控制分散。就行車指揮系統(tǒng)而言，如何進(jìn)行選擇可用下面的事例來說明。

日本的新干線由JR東日本，JR西日本，JR東海道等鐵路公司運(yùn)營。因此，新干線的運(yùn)輸調(diào)度指揮系統(tǒng)分為二大類：其一為COMTRAC（JR西日本，JR東海道采用），其二為COSMOS（JR東日本采用）。COMTRAC采用的是信息集中控制集中模式，而COSMOS采用的是信息集中控制分散模式。

基于可靠的理由，在阪神大地震后，COMTRAC建有第二指令所（調(diào)度所）。

需強(qiáng)調(diào)指出是信息集中是指列車計(jì)劃信息（運(yùn)行圖）的集中，以及列車運(yùn)行實(shí)績（在線狀態(tài)）的集中?？刂品稚⑹侵噶熊囘M(jìn)路控制由各個車站的系統(tǒng)——程序進(jìn)路控制裝置（PRC）完成。站間協(xié)調(diào)的準(zhǔn)則就是列車運(yùn)行圖。

從上面的分析中可以看出，車站PRC只要有運(yùn)行圖信息就可以實(shí)施進(jìn)路控制。在正常情況下，由調(diào)度中心向車站PRC傳送運(yùn)行圖信息；而在非正常情況下（災(zāi)害），由各車站PRC定期保存基本運(yùn)行圖信息，以備緊急情況下使用。

至于列車在線信息的集中，可以這樣考慮，在災(zāi)害時，只需收集列車運(yùn)行狀態(tài)的最少基本信息，而不必建設(shè)1：1的備用中心。

日本東京圈自律交通運(yùn)行控制系統(tǒng)（ATOS）是目前世界上最大的自律分布系統(tǒng)，它管理著東京地區(qū)的200多個車站和2000多公里線路。實(shí)現(xiàn)了行車指揮、設(shè)備監(jiān)控和旅客信息服務(wù)綜合自動化，實(shí)現(xiàn)了列車的高密度運(yùn)行（120秒），實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的分階段的建設(shè)。具有典型性和代表性。這一系統(tǒng)也是采用的信息集中控制分散模式。

就列車自動控制系統(tǒng)而言，有兩種模式。一是在地面系統(tǒng)生成速度指令，發(fā)送到軌道電路上，列車按速度指令行車；一個是地面系統(tǒng)只發(fā)送停車點(diǎn)信息，列車根據(jù)這一信息和自身的位置以及制動性能自律地生成平滑的制動曲線。后一種模式也可以稱為（列車位置）信息集中（制動）控制分散，可以適應(yīng)不同車輛不同的制動性能，最大限度地實(shí)現(xiàn)高密度運(yùn)行。

因此，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸組織的多樣化和高密度化時，采用何種技術(shù)路線是必須認(rèn)真研究解決的問題。

4． 旅客服務(wù)的實(shí)效性

為旅客提供列車運(yùn)行信息的顯示和廣播是基本的要求。在非正常運(yùn)行情況下，實(shí)時地信息是關(guān)鍵。要求旅客服務(wù)系統(tǒng)和行車指揮系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互連。

5． 維護(hù)作業(yè)管理模式

系統(tǒng)的維護(hù)模式是一個較少探討的問題，面前維護(hù)作業(yè)管理很難實(shí)現(xiàn)自動化。系統(tǒng)維護(hù)模式也決定著系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)方式。

第一個問題涉及系統(tǒng)自身的維護(hù)。是不中斷運(yùn)行維護(hù)，還是在線維護(hù)與測試。即系統(tǒng)是否具備在線維護(hù)的能力。這又與系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。

第二個問題是維護(hù)的管理模式。是集中還是分擔(dān)?，F(xiàn)有的維護(hù)管理模式可以說是一種集中模式，一切均在調(diào)度人員管制下完成。分擔(dān)的維護(hù)管理模式是指由調(diào)度中心、車站和現(xiàn)場作業(yè)人員共同完成維護(hù)作業(yè)。在這種模式下，調(diào)度中心負(fù)責(zé)信息（維護(hù)作業(yè)計(jì)劃）集中，車站負(fù)責(zé)進(jìn)路控制，現(xiàn)場作業(yè)人員負(fù)責(zé)維護(hù)作業(yè)時的進(jìn)路申請和作業(yè)實(shí)施?？梢哉f，將過去調(diào)度中心的相當(dāng)權(quán)限下放給了車站和現(xiàn)場作業(yè)人員。各個環(huán)節(jié)具有相當(dāng)?shù)淖灾鳈?quán)并相互協(xié)調(diào)。支持這一維護(hù)管理模式，需要相應(yīng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和技術(shù)。

6． 安全性

安全性是城市軌道交通系統(tǒng)的基本要求。具體地講就是在軌道交通系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)如通信信號、行車指揮、列車控制、牽引供電和車輛等領(lǐng)域采用故障-安全設(shè)計(jì)原則。故障-安全涉及硬件、軟件和通信編碼等方面。如何應(yīng)用故障-安全的理論和方法是我們面臨的問題。

7． 可用性

對城市軌道交通系統(tǒng)而言，故障-安全是不夠的。故障-安全從本質(zhì)上講是一種被動的技術(shù)措施。如何保證運(yùn)輸服務(wù)的連續(xù)穩(wěn)定性，即可用性是我們的首要目標(biāo)。做到100%的可用在技術(shù)上是可行的，但代價往往是高的。有時由于外界因素（如災(zāi)害、人身傷亡事故等）的影響導(dǎo)致服務(wù)中斷是不可避免的，但不是無限期的。非正常情況下的快速恢復(fù)是一個關(guān)鍵。

在高密度運(yùn)行區(qū)間，為防止列車故障或事故時引發(fā)混亂、盡量減小列車晚點(diǎn)，需要靈活快捷的列車群自動控制系統(tǒng)。在正常情況下，列車群自動控制依賴于運(yùn)行圖；在非正常情況下，要實(shí)現(xiàn)列車群的協(xié)調(diào)，如安排列車的避讓或折返、避免列車在站間停車等。傳統(tǒng)的列車群控制大多依賴于調(diào)度員的指揮，難于實(shí)現(xiàn)快速的事故恢復(fù)。

為保證運(yùn)輸服務(wù)的可用性，快捷的列車群自動控制系統(tǒng)是必不可少的。從技術(shù)上講，實(shí)現(xiàn)可用性也有兩條技術(shù)路線：容錯和防錯。防錯主要采用冗余技術(shù)，100%的備用，系統(tǒng)的成本太高。容錯是真正容許模塊的錯誤和故障的發(fā)生，采用模塊級備用方式，實(shí)現(xiàn)低成本化。

綜上所述，城市軌道交通系統(tǒng)的技術(shù)需求可以歸納為如下幾個方面：

（1） 系統(tǒng)的在線擴(kuò)展性

（2） 系統(tǒng)的在線維護(hù)和測試性

（3） 系統(tǒng)的在線容錯性

（4） 信息集中、控制分散的技術(shù)路線

（5） 調(diào)度中心-車站-現(xiàn)場作業(yè)人員協(xié)同的業(yè)務(wù)分擔(dān)模式

二、 城市軌道交通自動化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)理念和方法

為滿足城市軌道交通系統(tǒng)的技術(shù)需求，需要建立新的設(shè)計(jì)開發(fā)理念和方法。提出如下觀點(diǎn)和方法供參考。

1．信息集中、控制分散的技術(shù)路線

為實(shí)現(xiàn)城市軌道交通系統(tǒng)運(yùn)輸組織的多樣化和高密度化，采用信息集中、控制分散的技術(shù)路線是一種理想選擇。

2．調(diào)度中心-車站-現(xiàn)場作業(yè)人員協(xié)同的業(yè)務(wù)分擔(dān)模式

這一模式對實(shí)現(xiàn)城市軌道交通系統(tǒng)的高效協(xié)同運(yùn)行有重要意義。

3．城市軌道交通自動化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

目前廣泛采用的是集中式體系結(jié)構(gòu)和客戶/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)。對于大規(guī)模城市軌道交通自動化系統(tǒng)而言，集中式的體系結(jié)構(gòu)已不能滿足系統(tǒng)動態(tài)變化和擴(kuò)展的要求，而客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)又存在著系統(tǒng)負(fù)荷過于集中在服務(wù)器方等問題。因此，研究適合于大規(guī)模城市軌道交通自動化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，以滿足系統(tǒng)動態(tài)擴(kuò)展的要求是一項(xiàng)重大課題。

4．系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法學(xué)

目前，系統(tǒng)設(shè)計(jì)大多采用自頂向下的方法，包括結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)和面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)等方法。這些方法假定在設(shè)計(jì)階段系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、規(guī)模和功能是確定的。系統(tǒng)的擴(kuò)展和變化，必將引起整個系統(tǒng)的變化，可謂“牽一發(fā)動全身”。對于大規(guī)模系統(tǒng)而言，不可能一次設(shè)計(jì)、一次建成，需要分階段地設(shè)計(jì)和建設(shè)實(shí)施。采用自底向上，由子系統(tǒng)逐步構(gòu)成整個系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法學(xué)勢在必行。

5．系統(tǒng)容錯技術(shù)(可靠性)

目前的雙機(jī)或多機(jī)冗余備用技術(shù)從根本上講是一種防錯技術(shù)，即防止錯誤的發(fā)生。在實(shí)際應(yīng)用中，存在著成本高，防不勝防等問題。針對城市軌道交通自動化系統(tǒng)的特點(diǎn)，研究開發(fā)低成本的、實(shí)現(xiàn)真正意義上的容錯技術(shù)是必要的。

6．故障-安全技術(shù)

對于軌道交通電氣化自動化系統(tǒng)這類要求故障-安全特性的系統(tǒng)，需要從硬件、軟件和通信等層面對故障-安全技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)研究，并重點(diǎn)解決工程實(shí)用化問題。目前這一方面的研究相對薄弱。

三、 城市軌道交通自動化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

1．體系結(jié)構(gòu)對系統(tǒng)運(yùn)用成敗的影響

在討論城市軌道交通自動化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)之前，先以CTC系統(tǒng)為例，說明體系結(jié)構(gòu)對系統(tǒng)運(yùn)用成敗的影響。

鐵路行車調(diào)度指揮系統(tǒng)采用CTC已有漫長的歷史。美國1927年開發(fā)了第一套CTC系統(tǒng)，以單線無人站為控制對象，以增加區(qū)間列車運(yùn)行數(shù)為目標(biāo)。實(shí)踐證明，其投資效果是明顯的，到1955年所有干線基本實(shí)現(xiàn)了CTC化。歐洲（1943）、日本（1954）開始采用CTC系統(tǒng)，其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)車站的無人化和經(jīng)營的效率化。

我國開展CTC的研究已有40余年的歷史，廣深、大秦、鄭武等線裝備了CTC系統(tǒng)而沒有開通或使用。其主要問題是：調(diào)度集中模式下，行車和調(diào)車作業(yè)的矛盾沒有解決。

基于CTC的運(yùn)輸管理模式可以說是一種集中模式，一切均在調(diào)度人員管制下完成。但調(diào)度員的管制能力又是有限的。

從技術(shù)上講，CTC采用的是典型的集中式體系結(jié)構(gòu)，對于大規(guī)模城市軌道交通自動化系統(tǒng)而言，集中式的體系結(jié)構(gòu)已不能滿足系統(tǒng)動態(tài)變化和擴(kuò)展的要求，而客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)又存在著系統(tǒng)負(fù)荷過于集中在服務(wù)器方等問題。

在高密度區(qū)間、客貨混跑條件下，傳統(tǒng)的CTC系統(tǒng)面臨如下問題：（1）大規(guī)模樞紐站仍然由人控制，不能實(shí)現(xiàn)自動化；（2）發(fā)生故障恢復(fù)運(yùn)行時相當(dāng)費(fèi)時；（3）維護(hù)作業(yè)依賴于人，存在安全隱患。

在城市軌道交通系統(tǒng)中，仍然存在上述（2）（3）之問題。

在第一部分已經(jīng)提到，調(diào)度中心-車站-現(xiàn)場作業(yè)人員協(xié)同的業(yè)務(wù)分擔(dān)模式。在這種模式下，調(diào)度中心負(fù)責(zé)信息集中，車站負(fù)責(zé)進(jìn)路控制，現(xiàn)場作業(yè)人員負(fù)責(zé)維護(hù)作業(yè)時的進(jìn)路申請和作業(yè)實(shí)施。可以說，將過去調(diào)度中心的相當(dāng)權(quán)限下放給了車站和現(xiàn)場作業(yè)人員。各個環(huán)節(jié)具有相當(dāng)?shù)淖灾鳈?quán)并相互協(xié)調(diào)。這一業(yè)務(wù)模式可稱為自律分布模式。

以“信息集中、控制分散”為基本理念的自律分布鐵路調(diào)度指揮模式是解決我國CTC系統(tǒng)主要問題的一種理想選擇。支持自律分布模式的體系結(jié)構(gòu)是一種對等式體系結(jié)構(gòu)，又稱為自律分布體系結(jié)構(gòu)。

2．集中式體系結(jié)構(gòu)

在自動化系統(tǒng)中，廣泛采用的是集中式結(jié)構(gòu)。對于城市軌道交通自動化系統(tǒng)而言，集中式的體系結(jié)構(gòu)已不能滿足系統(tǒng)動態(tài)變化和擴(kuò)展的要求。在運(yùn)行過程中，其缺點(diǎn)表現(xiàn)為：

圖1 集中式體系結(jié)構(gòu)

（1） 所有的現(xiàn)場設(shè)備信息必須匯總到通訊前置機(jī)后再由通訊前置機(jī)發(fā)送到控制中心。這增加了信息傳輸中間環(huán)節(jié)，并且隨著現(xiàn)場設(shè)備的擴(kuò)展，增加了通訊前置機(jī)的負(fù)擔(dān)，通訊前置機(jī)是現(xiàn)場設(shè)備和控制中心交互的咽喉，如果它出現(xiàn)故障，則整個監(jiān)控系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài)。

（2）現(xiàn)場的所有信息都是最終匯總到控制中心，控制中心的計(jì)算機(jī)進(jìn)行各種數(shù)據(jù)處理，最后由操作員工作站的屏幕上顯示出來。同時將各種控制信息發(fā)送給現(xiàn)場設(shè)備，進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)督和控制。這種集中式的監(jiān)控系統(tǒng)隨著監(jiān)控規(guī)模的不斷擴(kuò)大，必將大大加大控制中心的負(fù)擔(dān)。

（3）若要對集中式結(jié)構(gòu)的監(jiān)控系統(tǒng)增加新的設(shè)備時，必須停止整個系統(tǒng)的運(yùn)

行，并且還必須將控制中心的軟件進(jìn)行修改，甚至重新編寫軟件，這也將大大影響 監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行，而且將消耗大量的人力物力。

3． 客戶/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)

客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)雖然減少了中間環(huán)節(jié)，方便了動態(tài)擴(kuò)充，卻又存在著系統(tǒng)負(fù)荷過于集中在服務(wù)器的問題。

圖2 客戶/服務(wù)器式體系結(jié)構(gòu)

（1）客戶端每一次操作必須通過服務(wù)器統(tǒng)一處理。這樣使信息交互中的大量負(fù)擔(dān)集中到了服務(wù)器，客戶端只執(zhí)行一些簡單任務(wù)。特別是在如今系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大的情況下，對服務(wù)容量要求必然會迅速增加，負(fù)荷進(jìn)一步加重，嚴(yán)重情況下，很可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞，服務(wù)器處于癱瘓狀態(tài)。

（2）同時由于客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)中服務(wù)器必須處理大量的信息，且客戶端均由服務(wù)器連接，如若要加入新的客戶端雖不影響其它客戶端的運(yùn)行性能，但必須對服務(wù)器進(jìn)行調(diào)整修改，服務(wù)器軟件也將被修改后才能使得整個系統(tǒng)運(yùn)行正常，這時，修改服務(wù)器將導(dǎo)致服務(wù)器部分失效或全部停止運(yùn)行。其它客戶端無法交換信息進(jìn)行連接，必然影響到整個監(jiān)控系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

（3）傳統(tǒng)的客戶/服務(wù)器應(yīng)用軟件模式大都是基于“肥客戶機(jī)”結(jié)構(gòu)下的兩層結(jié)構(gòu)。它面臨的一個主要的問題是系統(tǒng)的擴(kuò)展及安裝維護(hù)困難。開發(fā)人員寫出的程序在客戶端運(yùn)行，占用了大量的系統(tǒng)資源和網(wǎng)絡(luò)資源。而在分布式實(shí)時控制系統(tǒng)中，C/S結(jié)構(gòu)更顯出他的不足：

Client與Server直接連接，沒有中間結(jié)構(gòu)來處理請求，Server定位通常需要網(wǎng)絡(luò)細(xì)節(jié)，Server必須是活動的（Active），客戶端的應(yīng)用程序嚴(yán)格依賴于服務(wù)器端數(shù)據(jù)存儲和組織方式。應(yīng)用接口的異構(gòu)性嚴(yán)重影響系統(tǒng)間的互操作。許多相同的功能模塊被多次重復(fù)開發(fā)，代碼的重用很困難。無法保證數(shù)據(jù)的實(shí)時性，系統(tǒng)可擴(kuò)展性差（無法實(shí)現(xiàn)在線維護(hù)和在線擴(kuò)展），容錯性差，對多數(shù)據(jù)類型的應(yīng)用支持較差。

由一個中心服務(wù)器處理所有數(shù)據(jù)，所有的數(shù)據(jù)都必須通過服務(wù)器的中轉(zhuǎn)，而不是直接的點(diǎn)對點(diǎn)的方式，從而增加了不必要的延時。這種模式在服務(wù)器具備所有需要的信息的時候可以正常工作，而當(dāng)數(shù)據(jù)來源于多個節(jié)點(diǎn)且同時又被多個節(jié)點(diǎn)使用的時候就顯得力不從心了。而且服務(wù)器還是整個系統(tǒng)的性能瓶頸，若服務(wù)器由于某種原因出現(xiàn)故障，則整個系統(tǒng)的通信都將陷入癱瘓。

所以，客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)無法滿足分布式實(shí)時應(yīng)用系統(tǒng)的需求。 4. 系統(tǒng)的通信模型

傳統(tǒng)的通信模型對應(yīng)于其傳統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，同樣具有一些技術(shù)上的問題需要解決。傳統(tǒng)的通信分為polling型和請求/應(yīng)答型（request/reply）。

（1）Polling通信模型

其主要問題在于控制中心的服務(wù)器采用定時輪詢技術(shù)，控制中心發(fā)出信息后，各個客戶端是按照與控制中心聯(lián)接的順序來接收信息并對控制中心的信息做出反應(yīng)，例如在Master對Slave1發(fā)出信息后，Slave1接收信息并做出反應(yīng)后將發(fā)出回饋信息到Master， Master在接收到Slave1的信息后再向Slave2發(fā)送信息，以此類推，在最末端的Slave i將在最后接收到Master發(fā)出的信息，在這個過程中如若其中某一個Slave出現(xiàn)問題或聯(lián)接中斷，則該Slave后的其他客戶端將接收不到信息，無法做出反應(yīng)。并且這種通信方式將花費(fèi)大量的時間，對于監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性和實(shí)時性造成很大的障礙。

（2） 請求/應(yīng)答通信模型（Request/Reply）則對應(yīng)于客戶/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)。

請求/應(yīng)答通信模型是基于TCP/IP協(xié)議的一種網(wǎng)絡(luò)化通信模型。它是一種客戶端向服務(wù)器發(fā)出發(fā)送信息的請求后，在得到服務(wù)器應(yīng)答后才能發(fā)送信息的通信模式。與polling通信模型相比較而言，其優(yōu)點(diǎn)在于無需各客戶端按照順序來進(jìn)行應(yīng)答，從而節(jié)省了大量的時間，但是如若一旦服務(wù)器發(fā)生故障，則通信就無法進(jìn)行，也將影響到監(jiān)控系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

從上述兩種通信模型來看，兩者都有一些技術(shù)上的問題有待解決，而影響了監(jiān)控系統(tǒng)的動態(tài)擴(kuò)展及可靠性，需要有新的通信模型來加以改進(jìn)。

5. 自律分布系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

自律分布系統(tǒng)(Autonomous -Decentralized System---ADS)，在降低系統(tǒng)復(fù)雜程度、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的擴(kuò)展方面是一個很大的進(jìn)步。自律分布的思想是向生物學(xué)習(xí)而提出來的。在生物體中，每個細(xì)胞具有相同的遺傳信息。據(jù)此，自律分布系統(tǒng)認(rèn)為構(gòu)成系統(tǒng)的各個節(jié)點(diǎn)具有相同的潛在能力，任何一個節(jié)點(diǎn)可以從其他節(jié)點(diǎn)接收信息，然后選擇必要的信息加以自律地處理。在自律分布系統(tǒng)中，任何程序只與數(shù)據(jù)域(池)發(fā)生聯(lián)系，從而避免了程序之間的直接連接，有效地降低了系統(tǒng)的整體復(fù)雜性。在自律分布系統(tǒng)中，采用功能碼通信方式。發(fā)送數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)與表示其內(nèi)容的功能碼組成一對，向數(shù)據(jù)域（池）發(fā)送。接收數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)從數(shù)據(jù)域中讀取數(shù)據(jù)。當(dāng)一個程序所需的數(shù)據(jù)到達(dá)數(shù)據(jù)域時，由系統(tǒng)自動啟動該程序。這種方式稱為數(shù)據(jù)驅(qū)動方式。數(shù)據(jù)域、功能碼通信、數(shù)據(jù)驅(qū)動是自律分布系統(tǒng)的三大特征。自律分布系統(tǒng)已從專用控制網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展到通用網(wǎng)絡(luò)如以太網(wǎng)。自律分布系統(tǒng)在降低系統(tǒng)復(fù)雜性和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在線擴(kuò)展、在線維護(hù)和在線容錯方面是有效的。

四、解決方案---自律分布系統(tǒng)（ADS）技術(shù)

1．ADS技術(shù)綜述

系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大的趨勢表明，在設(shè)計(jì)自動化系統(tǒng)時，不可能一次性將各個部分、各個環(huán)節(jié)都考慮完整周全，而必須隨著系統(tǒng)的分階段建設(shè)不斷擴(kuò)充規(guī)模、不斷完善功能。現(xiàn)有的自動化系統(tǒng)都是一次性建設(shè)完畢，如要進(jìn)行擴(kuò)充和維護(hù)，只能終止整個系統(tǒng)的運(yùn)行，這必然會給運(yùn)輸造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。自律分布系統(tǒng)，即ADS（Autonomous Decentralized System）。構(gòu)成自律分布系統(tǒng)的首要條件是子系統(tǒng)的存在性。整個ADS 系統(tǒng)是不能事先定義的，只能籠統(tǒng)地定義為若干子系統(tǒng)的集成。ADS 系統(tǒng)最關(guān)鍵的特點(diǎn)就是子系統(tǒng)的自我控制和自我協(xié)調(diào)的能力。

(1)自我控制表現(xiàn)在一旦某個子系統(tǒng)出現(xiàn)故障、進(jìn)行維修或剛剛加入，其它子系統(tǒng)可以不受干擾地管理和運(yùn)行自己的功能。

(2)自我協(xié)調(diào)是指一旦某個子系統(tǒng)出現(xiàn)故障、進(jìn)行維修或剛剛加入，其它子系統(tǒng)能夠在在它們內(nèi)部協(xié)調(diào)處理完成各自的任務(wù)。

正是子系統(tǒng)的這兩個特點(diǎn)保證了整個系統(tǒng)的在線擴(kuò)展、在線維護(hù)和容錯。因此根據(jù)ADS 思路設(shè)計(jì)的自動化系統(tǒng)體現(xiàn)了以下優(yōu)點(diǎn)：

首先，它不再基于傳統(tǒng)的C/S 模型，而是由若干子系統(tǒng)構(gòu)成。各個子系統(tǒng)之間是相互平等的，不存在依附關(guān)系，可以自主運(yùn)作，但這并不表明它們不與外界交換信息。實(shí)際上，各個子系統(tǒng)不斷向外界以廣播方式發(fā)送信息，同時又根據(jù)各自需求接收來自外界的信息以為自己服務(wù)。這樣一來，C/S 模式中服務(wù)器大量的負(fù)擔(dān)被有限地分散了，而且加快了子系統(tǒng)間信息的交換速度。

ADS的核心協(xié)議ADP是建立在TCP/IP的UDP協(xié)議之上的一個應(yīng)用層協(xié)議。因此，只要支持TCP/IP協(xié)議的環(huán)境都可以支持ADS技術(shù)。目前，ADS標(biāo)準(zhǔn)草案（ISO/TC184/SC5/SG5）已提交給國際標(biāo)準(zhǔn)化組織，即將被采納為國際標(biāo)準(zhǔn)。另外，ADS 與OPC（OLE for Process Control）和CORBA的融合及其標(biāo)準(zhǔn)化工作正在進(jìn)行之中。

日本東京圈自律交通運(yùn)行控制系統(tǒng)（ATOS）是目前世界上最大的自律分布系統(tǒng)，它管理著東京地區(qū)的200多個車站和2000多公里線路。實(shí)現(xiàn)了行車指揮、設(shè)備監(jiān)控和旅客信息服務(wù)綜合自動化，實(shí)現(xiàn)了列車的高密度運(yùn)行（120秒），實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的分階段的建設(shè)。具有典型性和代表性。如下圖所示。

2. ADS的技術(shù)成熟性

自律分布系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和相關(guān)技術(shù)是成熟的、可靠的，其理由如下：

（1）ADS是一種開放的技術(shù)

ADS的核心協(xié)議ADP是建立在TCP/IP的UDP協(xié)議之上的一個應(yīng)用層協(xié)議。因此，只要支持TCP/IP協(xié)議的環(huán)境都可以支持ADS技術(shù)。

（2）ADS即將被采納為ISO國際標(biāo)準(zhǔn)

目前，ADS標(biāo)準(zhǔn)草案（ISO/TC184/SC5/SG5）已提交給國際標(biāo)準(zhǔn)化組織，即將被采納為國際標(biāo)準(zhǔn)。

另外，ADS 與OPC（OLE for Process Control）和CORBA的融合及其標(biāo)準(zhǔn)化工作正在進(jìn)行之中。

（3）ADS有成功的應(yīng)用實(shí)踐

日本東京圈自律交通運(yùn)行控制系統(tǒng)（ATOS）是目前世界上最大的自律分布系統(tǒng)，它管理著東京地區(qū)的200多個車站和2000多公里線路。實(shí)現(xiàn)了行車指揮、設(shè)備監(jiān)控和旅客信息服務(wù)綜合自動化。實(shí)現(xiàn)了列車的高密度運(yùn)行（90秒），實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的分階段的建設(shè)。具有典型性和代表性。

（4）ADS有較成熟的開發(fā)平臺和工具

目前，自律分布系統(tǒng)的主要開發(fā)工具有：NXDlink， NXDFS， NXConstructor32， NXMaRT-View， NXMaRT-Watch等。均支持目前主流的操作系統(tǒng)平臺如UNIX， Windows NT， 還支持PLC和設(shè)備網(wǎng)（DeviceNet）。

因此，采用自律分布系統(tǒng)在技術(shù)上是完全可行的，其產(chǎn)品是可靠的。

3．采用ADS技術(shù)的城市軌道交通自動化系統(tǒng)主要特點(diǎn)

3．1 在線可擴(kuò)展性

（1）在系統(tǒng)中假如有新節(jié)點(diǎn)（車站）加入，在數(shù)據(jù)域中的所有節(jié)點(diǎn)都將接收這一信息，同時可在控制中心看見這個新站加入系統(tǒng)中。

（2）假如在線的車站突然因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)故障退出了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其他所有節(jié)點(diǎn)都會知道這一狀況，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)故障被排除以后，節(jié)點(diǎn)重新加入系統(tǒng)，并且自動向控制中心發(fā)送自己最新的信息。并且盡力來恢復(fù)故障前的狀態(tài)，可見系統(tǒng)有很好的伸縮性。

3．2 在線可維護(hù)性

運(yùn)行圖文件可以在控制中心在線修改，修改后可以下傳到各個車站控制子系統(tǒng)。在節(jié)點(diǎn)在線的情況下可以自由地對軟件系統(tǒng)內(nèi)容進(jìn)行修改和維護(hù)。

3．3 在線容錯性

（1）假如控制中心主機(jī)發(fā)生了故障，在控制中心的其它備用主機(jī)就會自動取得控制中心的控制權(quán)，同時系統(tǒng)中的其它節(jié)點(diǎn)也會重新確認(rèn)新的控制中心節(jié)點(diǎn)，向它傳輸最新的信息。當(dāng)發(fā)生故障的原控制中心主機(jī)重新加入系統(tǒng)以后，系統(tǒng)會自動的接納它，同時它也會確認(rèn)為新的控制中心。

（2）處于遠(yuǎn)程控制模式下的車站節(jié)點(diǎn)，在發(fā)生本地網(wǎng)絡(luò)故障時，該節(jié)點(diǎn)會將自己升級為控制中心并且由遠(yuǎn)程控制模式切換為本地控制模式。

（3）在發(fā)生災(zāi)害時普通節(jié)點(diǎn)可以通過請求應(yīng)答的方式來向控制中心請求成為控制中心，這樣控制中心就可以自由的漂移?？梢娤到y(tǒng)有較為理想的在線容錯性。

3．4 能較好地貫徹信息集中控制分散的技術(shù)路線

信息集中要保證信息的實(shí)時性。這里有二層含義：調(diào)度中心實(shí)時地得到列車在線信息；各個車站平等地得 到調(diào)度中心的運(yùn)行圖信息。ADS系統(tǒng)采用的/定購?fù)ㄐ拍Ｐ湍芎芎玫乇ＷC信息的實(shí)時性?？刂泼钤诰W(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)脑?，通信線路故障或主機(jī)故障將導(dǎo)致系統(tǒng)失效。采用ADS技術(shù)實(shí)現(xiàn)控制分散可有效避免系統(tǒng)失效的風(fēng)險(xiǎn)。

在ADS體系中，由于各個系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)是對等的，任何一個節(jié)點(diǎn)都具有潛在的相同的能力，區(qū)別只是應(yīng)用層的功能不同而已，而且這種區(qū)別是由管理者的方便造成的，而不是設(shè)計(jì)階段決定的。這意味著系統(tǒng)中的任何一個節(jié)點(diǎn)隨時可以成為控制中心。這種靈活性對保證系統(tǒng)的可用性是非常有效的，特別是在災(zāi)害發(fā)生時。此外，車站節(jié)點(diǎn)的本地/遠(yuǎn)程運(yùn)行模式能方便地實(shí)現(xiàn)調(diào)度中心臨時管制。

五、結(jié)論

本文從七個方面對城市軌道交通系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行了分析，進(jìn)而提出了軌道交通系統(tǒng)的五大技術(shù)需求，分別是1）系統(tǒng)的在線擴(kuò)展性；2）系統(tǒng)的在線維護(hù)和測試性；3） 系統(tǒng)的在線容錯性；4）信息集中、控制分散的技術(shù)路線；5）調(diào)度中心-車站-現(xiàn)場作業(yè)人員協(xié)同的業(yè)務(wù)分擔(dān)模式。

在此基礎(chǔ)上，提出了城市軌道交通自動化系統(tǒng)新的設(shè)計(jì)開發(fā)理念和方法。為滿足城市軌道交通系統(tǒng)的技術(shù)需求，需要建立設(shè)計(jì)開發(fā)理念和方法。為實(shí)現(xiàn)城市軌道交通系統(tǒng)運(yùn)輸組織的多樣化和高密度化，采用信息集中、控制分散的技術(shù)路線是一種理想選擇；調(diào)度中心-車站-現(xiàn)場作業(yè)人員協(xié)同的業(yè)務(wù)分擔(dān)模式對實(shí)現(xiàn)城市軌道交通系統(tǒng)的高效協(xié)同運(yùn)行有重要意義；自律分布體系結(jié)構(gòu)是適合于大規(guī)模城市軌道交通自動化系統(tǒng)的理想選擇；采用自底向上，由子系統(tǒng)逐步構(gòu)成整個系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法學(xué)可以支持城市軌道交通自動化系統(tǒng)分階段建設(shè)實(shí)施。

最后對自律分布系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行了綜述，并從技術(shù)成熟性和技術(shù)特點(diǎn)的角度對其進(jìn)行了分析和討論。采用自律分布系統(tǒng)技術(shù)在技術(shù)上完全可行的，同時自律分布系統(tǒng)能很好地滿足城市軌道交通自動化系統(tǒng)的技術(shù)需求并支持本文提出的設(shè)計(jì)開發(fā)理念和方法。

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