自动化技术设计论文精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇自动化技术设计论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

关键词：研究现状 核心问题 宏观思考 和谐统一

中图分类号：TD5 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）11（a）-0045-01

对胶带机运输系统的集中控制及其相关问题进行研究与阐释，不仅事关胶带机使用效率的正常发挥，而且也事关矿山企业生产效率的提高。因此，有必要结合现有胶带机运输系统的集中控制实践，根据企业的生产需求与相关的自动化技术的发展，对其现存的问题进行科学地分析与客观地说明。从而提高胶带机运输系统的使用效率，推动胶带机运输系统的自动化水平。

1 胶带机运输系统的研究现状

1.1 分析现状的资料准备

为了充分地了解胶带机运输系统集中控制的研究现状，通过以下的方法来搜集相关的研究资料。首先，在知网上，以“胶带机运输系统”和“集中控制”为关键词进行相关的论文搜索。然后再针对搜索的结果，以论文刊发期刊的质量为标准，特别是核心期刊所载的论文更是研究分析的重点资料。其次，在此基础上，又以“下载”次数为标准，选择一批重点论文作为研究资料。因为知网上所统计的论文下载次数，不仅可以再现研究者关注的焦点所在，而且还能表明相关论文所阐释问题的影响力。

1.2 研究现状的具体分析

下边简单列举相关的研究论文：廉建国发表于《煤碳学报》的、名为《影响胶带机运输系统效率的因素探索》的文章，下载次数达到了106次；付征耀、罗福盛发表于《钢铁技术》的、名为《胶带机通廊系统钢结构设计》的文章，下载次数已达到了80多次；特别是2012年来源于会议数据库的、单福友的文章《胶带运输系统控制技术研究与应用》一文，更是大家关注的焦点。再如，郝榕、谭得健、王树胜、费运河的、名为《井下胶带机运输地面集中控制系统的应用》以及田刚发表于《电子世界》的文章《煤矿胶带机PLC集中控制系统的设计研究》一文。

虽然，在此不能穷尽我们为了分析胶带机运输系统集中控制的研究现状所阅读的各篇论文，但是，从上边简单的列举中，却可以发现这样的问题：首先，胶带机运输系统的集中控制的研究，必然要涉及到整个系统的各个环节。特别是从表面上看，《胶带机通廊系统钢结构设计》一文似乎与对胶带机运输系统的集中控制无关，但是，作为对胶带机运输系统集中控制产生重要影响的环境问题，也不容在具体的集中控制研究中所忽视。其次，作为一种集中控制研究，对胶带机运输系统的集中控制研究，必然要考虑到最后集中控制系统的运行效率问题。如何提高系统的运行效率，只有在设计之初对其就给予关注，才是最佳的解决办法。最后，胶带机运输系统的集中控制研究，其核心问题是相关的技术研究。就如《胶带运输系统控制技术研究与应用》、《煤矿胶带机PLC集中控制系统的设计研究》这几篇文章所涉及的问题一样，如何把具体的技术应用于集中控制实践是研究者在技术层面研究的重点。

2 胶带机运输系统的集中控制研究

2.1 研究思路

通过上边的研究现状分析，可以看出，在目前的胶带机运输系统集中控制的研究主要涉及到两个层面的研究问题。即，从技术的层面上讲，涉及到某一技术或者说某自动化研究成果的具体运用，如PLC集中控制系统的设计应用问题；从研究的思路层面讲，或者说从整个胶带机运输系统的集中控制所涉及的具体问题出发，探讨相关的问题。如影响控制系统效率问题的分析，保证整个控制系统正常运行所需要的外部环境问题。前者可以称作是微观层面的研究，后者可以称为宏观层面的研究。然而无论是宏观层面的研究，还是微观层面的分析，都是研究胶带机运输系统集中控制的关键。

2.2 研究的核心问题分析

结合上边的分析，下边从宏观的层面，对胶带机运输系统的集中控制研究的核心问题进行逐一的阐释和分析。

（1）胶带机运输系统的集中控制所需要的研究问题可以简单地分为两类。一类是集中控制正常运行所需要的技术问题。包括整个运输系统每一个组成部分所需要的技术问题和整个集中控制所需要的技术问题。换而言之，在这个集中的控制中，需要根据每一个组成部分的运行特点，进行相关的技术设计。如，针对控制单元的技术设计、针对信息传送网络的通讯技术，特别是对于远程集中控制而言，通讯技术更为关键。再如，针对集中控制中心而言，面对众多的仪器、设备，研究者更需要相关的技术作为保障。其次，胶带机运输系统的集中控制还涉及针对故障处理的技术问题。特别是系统对故障的发现能力，直接关系到整个集中控制系统的运行效率和安全保障。

（2）胶带机运输系统的集中控制的相关研究还要涉及到具体的企业生产环境。这一点思考，是阅读《影响胶带机运输系统效率的因素探索》的感悟。生产者之所以要对在相关的生产中运用胶带机，之所以在运用的基础上还在实现对其整个运输系统进行集中控制，目的是非常的明确，即，提高工作效率。然而，胶带机运输系统的运用过程中，究竟有哪些因素会对其集中控制产生影响，这是设计中必须关注的问题。否则，即使你的设计再科学、再高效，也会在具体的运用实践中达不到其最初的设计目的。因此，研究者还要在具体的设计与运用中，考虑到胶带机使用企业的具体生产环境以及其员工的素质。一句话，企业的生产环境也是集中控制研究中必须考虑的核心问题。

总之，胶带机运输系统的集中控制有许多问题值得每一位研究分析和研究。这些问题，不仅是其技术层面的问题，也有研究者对现有胶带机运输系统的集中控制实践进行反思得出的宏观分析。特别是后者，它更能为技术层面的更新提供参考的依据。

参考文献

[1] 孙孔勋.基于以太环网的胶带机运输集中控制系统[C]//煤矿自动化与信息化―― 第21届全国煤矿自动化与信息化学术会议暨第3届中国煤矿信息化与自动化高层论坛论文集（上册）.2011.

篇(2)

关键词： 毕节学院；办公自动化；B/S模式；技术

中图分类号：TP317.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）07-0187-02

1 研究背景

随着科技的发展，传统的办公室工作方式已不再适应雪崩式的信息增长，这造成了高校对信息的更大依赖性和信息需求的迫切性。简单的说，办公自动化通过因特网技术，利用先进的科学技术，使办公人员方便快捷地共享信息，高效地协同工作，改变过去复杂、低效的手工办公方式，为高校管理知识资源提供了良好的平台，将办公活动中的信息共享、校园管理等进行重新整合，可以让用户在不同时间不同地点进行办公，提高办公的效率及决策能力[1]。

办公自动化经历了三个阶段[2]，从办公自动化的出现，利用办公软件、办公设备，将各类文件数字化处理，对文件进行各类编辑操作，以提高工作效率；到协作性办公自动化的发展，利用办公自动化系统来完成文档的传阅与审核等协作性工作；到办公自动化系统的协作与知识的大力发展，在完成了办公的协作的同时，提供信息辅助领导的决策，达到提高效率和协同办公的效果，最后实现决策效能的目标。通过建立内部可以方便快捷通信的平台，校园内部信息，完成工作流程自动化、文档管理自动化及资产管理、会议管理等辅助办公。

2 相关开发技术

毕节学院办公自动化系统的设计与开发中主要是基于B/S（浏览器/服务器）开发模式，用到的技术有、数据库、工作流。

技术提供了统一的Web开发模型，无缝使用所见即所得的HTML编辑器和其他编程工具[3]，在这个系统开发中，采用技术设计的页面在用户访问时只需进行一次编译，而为技术提供了巨大的帮助，如包含的DataGrid等数据库元件可以和数据库进行直接联系。并且技术采用了一种“Code.Behind”（代码后）的新型代码编写方式，可以使程序编写的工作变得更加简单，所设计的程序结构也更加清晰与合理，极大提高了系统的性能和安全性。

SQL Server 2005是一个完全支持WEB的数据库产品，提供了对可扩展标记语言（XML）的核心支持，以及在Internet上和防火墙外进行查询的能力。从数据管理和分析角度看，将原始数据转化为商业智能和文化娱乐活动析利用Web带来的机会非常重要[4]。

工作流技术（Workflow）就是工作流程的计算模型，即将工作流程中的工作如何前后组织在一起的逻辑和规则在计算机以恰当的模型进行表示，并对其实施计算[5]。工作流解决的主要问题是：为实现某个业务目标，在多个参与者之间，利用计算机，按某种预定规则自动传递文档、信息或是任务。

B/S结构（Browser/Server，浏览器/服务器模式），是随着WEB的兴起在C/S结构的基础上进行改进的一种网络结构模式。B/S结构最大的优点就是运行维护比较简便，能实现移动办公，并且维护和升级简便，成本降低，安全可靠。

3 毕节学院办公自动化系统设计

3.1 系统结构模块设计 本系统主要包括以下五个功能模块：个人办公，公共信息，组织管理，公文流转，权限管理。

功能模块设计的具体说明：

3.1.1 个人办公 我的办公桌可以链接到每个功能模块，公布最新消息让登陆用户查看；我的便签模块实现添加便签、修改便签、删除便签、查看便签等功能；通信录模块能够添加、删除、修改、浏览和查询通信信息。

3.1.2 公共信息 授权登陆用户能够、删除和修改公共信息，而普通登陆用户只能够查看公共信息。

3.1.3 组织管理 组织管理的设计首先选择要采用的组织架构。组织架构的形式可以分为：集权型组织架构、职能型组织架构、混合型组织架构和网状型组织架构。

在办公自动化系统我们选择职能型的组织架构，机构下可以挂子机构也可以挂员工。机构设计为树型结构。

3.1.4 公文流转 在这个功能模块中，我们将使用工作流引擎JBPM。利用JBPM的流程设计器设计流程，授权登陆用户能够上传流程文件、流程图片，删除流程，普通登陆用户能够查看流程定义文件、图片，审批公文，查看待审批公文、公文审批历史等。

3.1.5 权限管理 通过权限管理，能够设置不同用户的访问权限，而且要控制到CRUD（增删改查）的操作级别。可以单独对用户授权，也可以统一授权。

3.2 系统安全性设计

3.2.1 数据库安全需求 由于本系统是面向Internet开放的，所以说数据库的安全是非常重要的。为了确保数据库的安全可靠，本系统将应用服务器和WEB服务器以及数据库服务器分开隔离。将应用服务器和数据库服务器安置在第二级防火墙的内部网络上，这样用户就无法直接访问到网站数据库。对于数据库本身，还需要设定好用户密码级别和用户权限。数据库的备份和恢复是必不可少的一份工作，备份和恢复对于维护数据库十分重要。在面对系统故障造成数据丢失或损坏时，可以通过备份的数据库快速地恢复数据，可以有效地减少或者减免损失。

3.2.2 网络安全需求 网络安全是指网络系统的硬件和软件以及系统中的数据信息受到保护，不因意外或者人为恶意的破坏，系统能连续正常地运行，网络服务不中止。网络安全不仅仅包括网络安全产品，是一个比较复杂的系统工程。具体到某一个网站上还涉及到它的功能和需求以及与之相配套的安全策略。从网络安全产品的多种多样，除了防火墙外，还包括安全评估系统、入侵检测系统、和防病毒产品等等。而每一种安全产品都是构建在一种或几种安全技术之上的[6，7]。

3.3 工作流引擎的系统结构的设计 本论文设计的工作流引擎被划分为了两个功能子系统：Executor和 Monitor.Executor实现了绝大多数的复杂工作流程的流转功能，该部分不仅要完成流转这一基本功能，还牵涉到工作流实体对象的持久化，工作流事务等方面。Monitor主要判断是否有超时的过程实例或者节点实例存在，但Monitor不对发现的超时对象进行处理，而是采用消息通信的方式，通过引擎消息队列通知Executor来处理这些超时的对象[8，9]。

参考文献：

[1]冯栋.浅谈高等院校办公自动化系统构建的必要性[J].电脑学习，2010年8月.

[2]盛宇华，朱晓锋.企业办公自动化管理系统[M].科学出版社，2004年7月.

[3]汪维清主编 Web程序设计与应用[M].清华大学出版社，2011：08.

[4]王能斌.数据库系统原理[M].北京：电子工业出版社，2010.

[5]傅勇，王儿珍.工作流技术在办公自动化系统中的应用研究[J].小型微型计算机系统，2001，6.

[6]元春欣，江建慧主编.安全关键计算机系统[M].中国铁道出版社，2003.

[7]夏昕，曹晓钢，唐勇主编.深入浅出Hibernate[M].电子工业出版社，2005：6.

篇(3)

［论文摘要］电网一旦发生大停电事故，应快速稳定地恢复系统供电。文章分析黑启动恢复过程中需要注意的一些事项，保证电网安全的运行。

电网“黑启动”是指整个电网因故障崩溃停运后，系统全部停电，处于全“黑”状态，此时通过系统中具有自启动能力机组的启动和外来电源，带动无自启动能力的机组，逐步扩大系统的恢复范围，最终实现整个系统的恢复和正常供电。

一、黑启动原则

（一）目标要求

电力系统黑启动是指在系统全停的情况下，利用系统外电源或系统内具有自启动能力的机组逐步恢复系统正常运行的过程。电力系统恢复的总目标是在最短时间内使系统恢复带负荷的能力，具体要求有两个：尽可能地用最小启动功率启动机组；制定严格的操作票制度，实现操作步骤最少。

（二）恢复方法

一般电网全停后主要靠两种方法来恢复：从周边还有电源的系统取得电源，用来恢复本地区的电网网架和启动本地区的主要电厂；利用本电网区域内的、具有自启动能力的电厂首先启动，然后再逐步恢复系统。

（三）方案的制定

在制定黑启动方案时需考虑下列原则：路径中电压转换的次数尽量少；每个方案的路径长度尽可能短；尽量先启动离重要负荷近的机组；每个方案开关操作次数尽量少；每个方案在启动容量允许的前提下，要选择被启动机组的容量尽量大；便于主网架的快速恢复。

（四）子系统划分

针对黑启动的具体情况，黑启动时可以将电网划分成为多个子系统，各子系统内部可以同时进行黑启动操作，以加速全系统的恢复。每一个子系统都应有1个主网架，包括子系统内的黑启动电源、主要电厂、枢纽变电站和重要负荷。子系统划分原则如下：根据电网结构特点和黑启动电源所在的地理位置合理划分子系统；各子系统至少有1个黑启动电源并具有较好的调频调压手段；各子系统应具有明确可靠的同期并列点，子系统之间具有的合环点需要明确。

（五）电源电厂的选择

选择黑启动电源的电厂时应遵循下列原则：尽量选择调节性能好的、启动速度快、具备进相运行能力的机组；优先选用直调电厂作为启动电源，其次选用用户电源；尽量选择接入较高电压等级的电厂；有利于快速恢复其他电源的电厂；距离负荷中心近的电厂。

（六）恢复过程

黑启动中可以把恢复过程分为三个阶段：形成独立的子系统；各子系统的并列与合环；负荷的恢复，最终电网全面恢复正常运行。

二、负荷恢复中的注意事项

第一，黑启动过程中，应当按照负荷的重要等级，并考虑电网的稳定及恢复速度有序恢复，在负荷恢复的过程中，系统频率应控制在49. 5～50. 5 Hz 之间。在调度操作方案中应列出负荷恢复的优先次序和数量，优先保证各级电力调度机构、电厂、通讯部门、党政机关、重点厂矿企业的保安负荷等重要负荷的供电。

第二，负荷恢复过程中，电压应控制在0. 9～1.1p . u. 之间。每一步操作都需要监测重要节点的电压水平，否则极易导致黑启动失败。

第三，负荷恢复过程中，系统应留有一定的旋转备用容量，旋转备用容量一般不低于系统发电负荷的30 %。

第四，采用外网黑启动时，其容量较大、安全稳定余度较高，故黑启动的同时即可恢复部分负荷；采用内部自启动电源进行黑启动时，其容量较小、启动及恢复速度较慢、安全稳定余度较低，故黑启动的同时可恢复的负荷要根据机组的容量及运行要求，密切配合调度人员和电厂运行人员逐步恢复，不能操之过急。

第五，为了保证电网的电压水平，要求电网中的无功补偿设备能根据电压情况进行必要投切，避免远距离输送无功功率。

三、系统要求

（一）初始状态

黑启动调度操作方案中应根据其路径方案明确各黑启动机组、被启动机组的初始状态，以及各厂站上的初始状态。对各厂站的黑启动初始状态安排中，要有防止非同期合闸的操作及措施。黑启动机组、被启动机组的初始状态应保证直流及安全控制回路正常、机组的各参数正常、具备黑启动条件。黑启动路径中各变电站应按照预定方案倒为黑启动初始运行方式，可以直接由外部受电，并可作为下一级厂站的电源。

（二）二次系统

1．直流系统

电网黑启动过程中，各调度机构及厂站应加强对直流系统的监视和维护，采取减少直流负荷的措施，延长直流电源的供电时间，一般情况下应大于4小时。若变电站停电时间过长，直流电源已耗尽，将会造成断路器和隔离开关等设备无法进行自动操作，从而导致黑启动时间延长、延缓整个电网的恢复过程。

2．电力通信

电网黑启动过程中，各级调度机构及厂站应保持通信畅通，若不能直接联系，可以通过第三方联系。但系统全停时，通信系统应立即按照应急机制启动通信应急预案，保证调度电话和继电保护通道的畅通。

3．继电保护

电网黑启动过程中，各保护应充分考虑系统电源问题，以保证在黑启动过程中快速切除故障。对继电保护的要求为：重合闸应退出运行；过电压保护必须投入；低电压和低周保护(低周保护是当电源频率低于设定值时，保护电路就动作，并发出报警信号) 停用。

4．安全自动装置

系统全停后，原则上退出区域稳控装置中的切除机组、切除负荷出口压板，就地稳控装置的运行状态不变。

5．调度自动化

电网黑启动过程中，调度自动化系统应立即按照应急机制启动自动化应急预案，保证自动化信息的准确、可靠。

四、黑启动决策支持系统

（一）人工制定黑启动方案的弊端

目前黑启动方案总体制定一般是根据系统的具体情况，人工选择一条或几条黑启动路径，然后借助各种电力系统分析软件对黑启动过程中所涉及的不同问题分别进行分析校验，确定可行的方案。但是人工制定方案有很大弊端：首先，黑启动方案的制定需要进行大量的系统计算分析，靠人工对初选方案进行分析比较，确定可行方案过程复杂，而且所能研究的方案数量有限，很难得到最优的方案；其次，由于系统运行情况的多变性，已制定的黑启动方案难以及时更新，不能适应新的系统结构和运行方式，影响黑启动方案的可用性。

（二）黑启动决策支持系统的优势

为了克服人工制定黑启动方案的不足，根据黑启动的特点，借助人工智能搜索技术，并结合传统的数值计算方法和优化规划技术设计的一种黑启动决策支持系统，可为调度人员提供一个科学、直观的决策依据。决策支持系统的一个显著优点是：方案制定者可根据系统的实际状态，及时快速地修正黑启动方案库。

（三）黑启动决策支持系统特性及发展方向

通常设计的黑启动决策支持系统需要具有较强的抗干扰能力、自学习能力、良好的可维护性和灵活处理恢复中遇到的各类实际问题的能力。随着电网规模越来越大，建立自适应的黑启动策略将成为一个趋势。

五、结语

伴随着电网规模的扩大，电网事故的几率也在增大，造成电网大面积停电的原因变得越来越复杂。若电网发生大面积停电甚至全部停电事故，其恢复的难度远大于因设备故障而造成的个别地区部分停电。因此，除了加强电网建设和安全管理，还要做到防患于未然，对电力系统黑启动进行深入的研究，一旦发生电网全停或者大面积停电事故，电网黑启动预案将发挥极其重要的作用。

［参考文献］

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关键词：数字化测绘大比例尺

中图分类号：P2文献标识码： A

在地形测量过程中，运用常规测量统计方式确是给工作人员造成了许多工作难度。主要有两个比较大的困难，一方面是怎样及时和准确地收集全野外地籍的大量数据，另一方面是怎样整合与编辑这些收集到数据并且加以分析。这两方面还是总结实践工作经验探索数字化测量流程中非常关键的两个步骤。

一、数字化测绘技术

数字化地籍测量主要指利用现代化技术把地形勘测转变成数字的方式。数字化地籍测量主要包含了充分运用扫描数字化仪等相关先进测量仪器完成全野外的测图，借助解析图仪完成遥感相片、航空摄影的测图等 [1]。在实际工作过程中，工作人员必须熟练操作者一系列仪器同时能够处理好特殊情况，熟练掌握怎样把采集的地籍数据输入计算机，利用成图软件完成数据的整理和分析，最终制成数字化地籍图。

（一）数字化测绘现状

自从上世纪后期我国就已经开始不断尝试研究大比例地籍图全野外的测量技术，大致发展过程中如下：

通常情况下运用全站仪完成全野外测量，把测量获取的数据利用电子薄记录过后传输到计算机中，再把标注测点的点号草图传输到计算机中，利用计算机实现人机交互，方便及时修正与补充，最终形成数字化测图相关图形文件，然后由绘图仪自动制作出地籍图。

利用全站仪完成全野外测量，后期工作获得的突破性进展主要有两个方面。一方面是替换了以往系统软件运用新型智能数据收集软件；另一方面是完成了计算机和电子手薄直接的接触。

二、全野外数字化地籍测量主要流程

为了可以更好地完成数字化测量任务，各个方面探讨测量详细流程是至关重要的工作。依据多年来从事于测绘工作的实践经验，流程中主要有以下几点。在现实运用时，全野外的数字化测量主要流程包含测绘前准备工作和测绘地点及测绘整体设计与测绘数据的标准化极短等，如图1所示。

图1数字化地籍测量流程图

（一）数字化测量的前期准备工作

在进行每一次的全野外测量前，必须做好测量的前期准备工作，其是测量工作可以正常进行的基础[2]。现代数字化测量获取的是数字地形图，运用计算机控制测绘仪器，并且结合静态的GPS配合导线法，和以往的方法相比较来讲，具有操作简单、测量及成图精度高特点。全野外的数字化测量前期准备工作主要以下几个工作内容。第一是明确项目类型，制定对应的技术设计书。第二是对野外地形进行检查和巡视工作，必须重点做好该环节的工作，地形检查严重影响着研究成果的质量与精度。第三是绘制地形图，同时对地形图进行分幅，把图框模板放置于安装盘的Blocks目录中，而且输入相关测绘单位和测量员及用图单位等相关信息。第四是选取适当的数字化测量软件，现阶段软件的种类有很多，比如清华山维和北京威远图及CASS系列等相关专用软件。第五是在相对较为复杂的地区地形测量过程中，要先编辑地形草图当作地形图的原型。第六是依照规范确定的对应测量精度标准。

（二）控制测量方式的运用

在该步骤中，地形控制点精度直接关系着地形测量的整个过程，是全程高质量测量的关键与基础[3]。本文主要介绍了以下几个地形控制测量的方式。首先是静态GPS控制测量，此测量方式拥有定位精度高和控制范围广及选址比较灵活与无需全天工作等诸多优点。其次是导线测量，此测量方式在城乡地形控制测量过程中表现突出，可以在整个测量中有效防止粗差的发生，尤其适合于城乡中地形测量隐蔽区域。最后是GPS-RTK控制流量，此方式的优点主要是可以提供三维坐标，让人产生深刻的立体印象。

（三）测绘数据搜集时期的地形测量

在进行此步骤时，必须处理好自定义编码收集和碎部点三维坐标，尤其要注重收集碎部点过程中的数学精度和采集数量及收集自定义编码过程中的自我识别精度，还要注意碎部点和碎部点之间的关系[4]。在现实应用时，尽可能保持在一个测站上，只要确保能通视而且满足相关需求，就可以及时收集，不可以过渡频繁地改动观测点。而在自定义编码收集过程中不要过分苛刻，在绘图过程中工作能源能够识别出就可以。

（四）测绘数据的标准化

测绘数据标准化是把收集到的数据进行充分的整合及分类，贯穿原始地形草图到成果图输出的全过程。原始地形草图作为室内编辑的重要基础图，首先要由绘图人员跑点绘制，然后由绘图人员把数据传输给编辑工作人员完成室内编辑。另外数字化地形测量必须把每天的测点数据玩车工及时传输与整合，方便绘图人员在有效的记录时间之内完成编辑处理。在地形图具体编辑阶段，必须运用测绘软件完成展点和连线机勾绘等相关高效操作。另外当分幅与图形轮廓修饰过后，经过检查确定没有疏漏之后，就能够打印输出成果图了。

结束语：

数字化地形测量是一项先进的地测技术，与计算机有效结合的程度与自动化程度及计算的测量精度是其他相关测量手段无法达到的。数字化地籍测量技术，必然成为未来我国大比例尺度地籍图测绘工作的发展方向，因此应该进一步推广与普及数字化地籍测量技术，强化宣传与研究力度。

参考文献：

[1]刘家臣，聂晓艳，张晓燕，田昌妮，张渝庆.基于遥感技术的大比例尺土地利用图制作[A].第十五届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C].2012，（11）.

[2]王志.RTK技术与数字测图在城镇地籍测量中的应用初探以黑龙江省二九零农场为例[A].新技术在土地调查中的应用与土地科学技术发展-2005年中国土地学会学术年会论文集[C].2013，（5）.

篇(5)

关键词：机械类专业 信息技术 多媒体 整合

地方高校机械类专业课程具有以下特点：第一，课程数量多、专业性强、针对性广。地方高校机械类专业不仅涵盖机械设计制造及其自动化、车辆工程、材料成型及控制工程等专业，往往还包括金属材料工程、工业设计等近机类专业，上述专业均开设了机械制图、机械原理、机械设计、机械制造工艺、工程材料基础、金属材料与热处理等8～10门主干课程；第二，具有高度的抽象性、严密性、逻辑性和应用的广泛性，内容较为枯燥、难懂，如机械制图要求高度的空间想象能力和逻辑分析能力；第三，实践性强，专业课程中工作原理、结构、工艺等内容较多，且实验、实践及实习均有较高要求。

信息技术指信息的生成、分析、处理、传递和利用的过程，自上个世纪90年代以来，以多媒体技术、计算机网络技术等为核心的信息技术的飞速发展，在机械类课程教学中优势愈加明显，应用亦不断深入，信息技术与机械类专业课程的整合已成为当前工程教育领域的热门话题。

因此，本文首先分析了当前地方高校信息技术与机械类专业课程整合的现状，而后探讨了进行整合时应遵循的原则，最后从教学目标、教学情境、教学活动、教学模式等方面探讨了信息技术与机械类专业课程的整合。

一、当前信息技术在地方高校机械类课程教学中的应用现状

自教育部2007年明确指出，“加快教育信息化步伐”并提出“全面提高教师和学生运用信息技术的能力，实现信息技术与教育教学的有机结合”后，我国高校教育信息化进程开始加速，多媒体、校园网、互联网等硬件设施不断完善，各种教学软件也层出不穷，机械类专业课程教学的内容、形式、方法都发生了重大变革。以某地方高校机电学院2010～2011第一学期中期检查为例：共开出必修课 61门，共2728学时，其中使用多媒体授课38门，共2392学时，课时比例87，7%；开出的选修课23门，共754学时，其中使用多媒体授课23门，共754学时，课时比例为100%，且大量使用了动画、视频、影音等内容。但与重点大学相比，地方高校不仅在信息技术设备、多媒体、校园网等建设方面较弱，且在信息化培训、师资力量、学生素质方面也有较大的差距，在信息技术与课程整合方面仍存在一些问题：

1.信息化环境建设仍显不足

地方高校机械专业课程教学中信息化水平仍然较低，第一,资金相对不足，导致部分信息化硬件设施老化现象严重，如多媒体教室不够、投影仪效果不够、话筒、音响效果差等。第二，由于多年扩招，信息化环境建设相对滞后。如校园网发展速度缓慢，学生上网条件不充足，校园网利用率低，计算机模拟仿真实验室建设力度不够，无法起到辅助实践教学的作用等。第三，网络环境不成熟；由于硬件的原因，网络环境下的信息技术与机械类课程整合还不能很好的实施。只有那些条件己具备的重点大学可以尝试在一些先进教育软件平台或在BBS、聊天室等环境下进行问题一探究型教学模式的实践。

2.教学课件质量有待完善

虽然信息技术在机械类课程教学中起到了显著作用，如大屏幕替代粉笔加黑板，电子书替代教材，但教学质量仍有待提高，主要有以下原因：第一，重视课件但教学策略和教学方法创新方面存在一定不足。尽管教学内容呈现图文并茂、生动活泼，学生与教师以及学生与学生互动有限，学生仍只充当聆听者的角色。第二，教学软件开发投入不足、形式较为单一,大多数只是传统教育思想、教学模式、教学内容和教学方法的电子化、声像化翻版，部分课件直接复制教科书内容，甚至少数课件直接从网上下载，表面上看整堂课信息量大，学生反映良好，其实由原来的“人灌”改为更高效的“机灌”。

3.计算机网络与课程资源尚未有效结合

计算机网络与优质教育资源的结合能使学生突破时空的限制，实现个性化的优质学习。然而，由于资金、技术和观念等原因，许多高校的校园网信息资源贫乏，且更新很慢，而教师又没有足够的动力、精力和时间来做这方面的研究。一些优质的期刊、杂志和辅导书籍等信息无缘与学生相见。另一方面，部分课程资源很难以数字化的形式开发出来供师生共享，即使开发出来也仅仅是网络与课程资源的低级组合和拼凑，而非整合。由于缺乏足够的课程学习资源，学生在课上的分组探究、在课下的自主学习就无从谈起，因而还是难以改变教师主宰课堂、学生被动接受知识的状况。

4.教学过程存在一定程度的机械化

有些课件在技术上具有先进性，但技术的运用有待于先进教学理论和教学思想的指导。有很多课件仅仅注重了界面的表现形式，背景音乐的处理，新技术的展现等因素，而恰恰忽视了课件的使用范围和对象，违背了视听觉的心理学规律，而某些教师着力表现的东西，有些时候正好成了教学和学习过程中的干扰因素。此外，引入信息技术后，不少教师追求形式多样的人机交互手段，舍近求远，放弃最直接的面对面的交流，或者转而让学生与冷冰冰的机器进行交流，或者自己对着电脑讲课。因此在教学中，难免会顾此失彼，常常是一部分学生“吃不饱”，而另一部分学生“吃不了”，技术的优势未能完全体现。

二、信息技术与地方高校机械类课程整合应遵循的原则

在教学中应围绕教学目标、结合学生需要与人才需求，再根据实际情况，组织和协调学生使用信息技术来提高和促进他们的学习，因此在教学设计中，信息技术的使用应遵循以下原则。

1.以直观表现抽象的原则

机械类课程如工程制图、机械原理等是集严密性、逻辑性和创造力与想象力于一身的课程，这也是机械类专业被认为难学的地方，因此引入信息技术应力求促进学生对抽象的概念和原理的有效的、直观的认知。适当淡化教学抽象性，将抽象与具体相结合是解决困难的有效办法，多媒体课件的设计应根据需要将抽象内容利用计算机技术通过具体的方式转化为学生易于理解的形式，以获得最佳的教学效果。

2.信息技术与传统教学手段优势互补的原则

在信息技术与及写完了课程整合的过程中，应采取优势互补的原则，最大限度地发挥计算机的优势和传统教学的作用。一方面，应尽量发挥教师的示范、讲解作用，促进教师与学生的情感交流、活跃讨论气氛等。另一方面，对于信息技术应精心设计认真组织，如用文字、图形、动画等多种方式多种窗口灵活表现，揭示知识的形成。利用超文本技术可以提供网状树形结构呈现信息。利用信息技术还能提高可交互的实验环境。

3.教师主动性与学生参与性的有机结合的原则

信息技术的引入，信息交流速度加快，一方面，一定程度上将老师从板书、课本的桎梏中解放出来，有了更大的自由空间；此外，加之“声、光、电”等多媒体效果的引入，给学生提供了更多的参与的机会与空间。因而，课程内容要简洁、方便、实效，重点突出，节奏适当，给学生留有消化吸收的时间。教师在教学过程中要尽力采用多种播放形式，如网式、树式、循环式等，给学生充足的交互、交流的空间，真正实现主导与主体的统一。

4.信息技术与实践活动相结合的原则

信息技术可以用于实践性教学环节，但不能够取代实践性教学环节。目前的模拟仿真软件还不能完全模拟出实际的工业操作，而且也无法完成培养学生工程意识和工程实践能力的教学目的。工程意识和工程实践能力是工程人才所应具备的基本素质，也是工程课程的一个重要教学目的。如果以信息技术取代实践性教学环节，必然导致工程人才质量的下降。工程课程与信息技术的整合，无疑会带来工程课程的教学内容、课程实施课程资源以及教学和学习方式的变革，提高教学效果。但是，我们必须用辩证的观点来看待整合，既要看到整合对工程课程教学以及培养学生创新意识和创新能力的促进作用。同时，也要注意避免因整合不当而影响教学质量。

三、信息技术在机械类课程教学设计中的应用实践

1.利用信息技术设计多重教学目标

利用信息技术，有助于构建学生知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等多层次教学目标。“将信息技术的应用(如上机操作等)与学生的独立思考、主动建构、理解探究，尤其是实验、制作、调查、访谈等多种‘动手’活动方式结合起来，以实现综合化、多层次的教学目标”。如讲解轴类零件时，在大屏幕上同步展示轴，键和轴上零件(比如一个齿轮)配合的动画，或者动态展示开式径向滑动轴承的轴承座、轴承盖、上轴瓦、下轴瓦和连接螺栓的装配过程，并配以音乐背景，使得学生尝试进行观察、联想、类比、猜测、归纳、综合等活动，则对于学生主动学习态度的养成、达成多重教学目标无疑会起到积极、有效的作用。

2.利用信息技术设计学习环境、教学情境

利用多媒体技术将文字、图片、音频及视频等多种媒体综合在一起，具有形式新颖、形象生动、资源丰富、情景交融等特点，有助于符合学生现实的、真实的学习情境创设。如讲授《金属材料及热处理》中《金属的结晶》时，运用三维动画制作课件将微观原子运动形象展示在学生面前，使难于理解的问题变得简单化，形象、直观，更符合学生的认识规律，更能为学生所接受。在讲解《液压基本回路》，难点是让学生掌握回路的组成及主要元件的选择，利用三维动画清晰模拟出动态过程和更换主要元件以实现不同回路的转换，这样就化难为易，学生学得轻松，老师教得愉快，一方面，激发了学生的学习兴趣；另一方面，也引发了他们的认知冲突。例如，在讲解渐开线齿廓的加工过程及根切现象时，教与学的难度都很大，利用计算机仿真软件，通过改变齿轮的各种参数来观察齿轮范成加工方法和根切变化的情况，从而起到更好的授课效果。

3.利用信息技术设计学生学习活动

(1)基础内容。对于一些核心概念与基本思想的教与学，在设计和组织教学时，要注重利用信息技术手段使学生在丰富的背景下、在认知冲突中、在经历知识的形成和发展中展开学习，引导学生通过观察、操作、归纳、类比、思考、探索、交流、反思等行为参与和思维参与活动，去认识、理解和掌握知识，学会学习，发展思维能力。

(2)专题研讨。对于某些关键问题，可在上课时由教师利用多媒体或展台提供大量的配合教材的问题情境和思考题，在课堂上采用教师讲解和小组讨论、全班交流相结合的学习方式，课后可采用写读书报告、撰写论文等形式。

(3)课后拓展。对于某些选修内容，教师不妨先提供学生相关文献资源、学习思路、教学课件等信息支持让学生先自主学习，再小组合作探究相结合的方式，进一步深层次理解。

4.利用信息技术设计教学模式

探究协作型教学设计模式，引入竞争、辩论、伙伴、角色扮演4种类型，依照教学目标分析、创设情景、信息资源设计、协作学习环境创设、学习效果评价、强化练习设计等步骤，设计教学情境，将抽象化为形象，快速变为慢速。这样不仅增加了课堂容量，加强了讲授内容的科学性、系统性、直观性和趣味性，还能解决教学中的重点和难点，从而提高知识传授效率。

基于网络的研究性学习型教学设计模式，由教师事先准备好网络课件，列出自学思考题，在课堂上给各组学生分配好学习任务，让学生带着问题去读书、查找资料，各小组的学生可以通过网络展开讨论、协作共同完成任务。最后，把成果制作成演示文稿进行总结交流。从而完成对知识的发现和接受，实现知识的内化。

四、结论

信息技术与机械类专业课程的整合，是地方高校工程教育改革的必然选择。在运用信息技术时，应遵循以直观表现抽象、信息技术与传统教学手段优势互补、教师主动性与学生参与性的有机结合、信息技术与实践活动相结合等原则。只有充分挖掘信息技术的优势，在教学目标、教学内容、教学情境、教学模式进行积极探索与整合，才能有效提高地方高校机械类专业教学质量，激发学生学习的兴趣，开拓学生的视野，增强学生的专业素养。

参考文献：

[1]许彩霞.机械类课程学习兴趣的培养与思考.石油化工应用,2008，27(6)：111-112.

[2]许艳.论现代信息技术在高校教学中的应用.通信技术，2008，41(12)：280-284.

[3]黄宇星.信息技术与课程整合策略.电化教育研究,2003，(1)：58-61.

[4]范福海，郝艳玲，许鹏奎.对工科高校工程课程与信息技术整合的思考.甘肃教育学院学报(自然科学版),2004，18(1)：86-89.

篇(6)

关键词：民航专业；单片机；教学改革

作者简介：陈维兴（1981-），男，天津人，中国民航大学航空自动化学院，讲师；徐萍（1983-），女，辽宁鞍山人，中国民航大学航空自动化学院，讲师。（天津300300）

基金项目：本文系2010年中国民航大学院级优质课建设项目（项目编号：D1386）的研究成果。

中图分类号：G642.0     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）10-0077-02

单片机是工科院校自动化、电子类及相关专业重要的专业必修课，是一门结合控制、计算机等技术，培养学生创新能力和动手能力的应用性很强的课程。该课程主要学习和掌握单片机的硬件结构、指令系统、编程方法及设计等，可以帮助学生对前期专业基础课程的理解和掌握；同时单片机又是一门实践性很强的技术课程，是学生日后从事相关行业工作的基本技能之一，它的教学效果直接影响学生的就业和发展。[1]

民航大学具有鲜明的行业特色，毕业的学生主要到机场、航空公司等民航相关机构从事维修和管理等工作。随着数字化机务维修和智能机场建设的深化，单片机课程对于日后从事机务和机场机电的学生来讲意义重大。对于这样的“饭碗型”课程，学生却普遍感到枯燥难学，学习热情不高，更谈不上应用能力和创新能力了，这就使单片机课程对学生日后毕业设计和就业的帮助也不大。[2]

鉴于以上情况，学院单片机教学团队积极探索和尝试，对课堂教学、实验教学和实践教学进行改革，通过多种方式培养学生的创新能力和知识应用能力，使学生能够适应未来个人发展和行业发展的需要。

一、改革课堂教学，注重行业特点，提高教学质量

在课程学习之初，就结合民航行业设备特点，把科技竞赛或毕业设计中的优秀作品以演示、介绍和互动的方式介绍给学生，如发动机传感器智能检测方案、助航灯光调光器的控制、助航灯水蚀检测装置等，使学生对单片机系统有一个感性认识，体会单片机技术的实用性，从而激发学生的学习兴趣和求知欲。

优化重组教学内容，提高教学质量。[3]传统单片机教材的编排顺序是先介绍基础知识、硬件结构，然后介绍指令系统、中断和外部扩展等。这种编排方式虽符合先基础后综合的逻辑规律，但学生普遍反映抽象难懂，学完了教材也不会应用。为此在教学中把“以应用为目的”作为指导思想，调整教学计划、整合教学内容，每章都引入适当的教学实例，例如学习用P1.0做输出口点亮LED时，可以结合助航灯水蚀检测这个实例，灯具上的水蚀信息经单片机处理后通过P1.0做输出口点亮LED，LED的亮灭反映了灯具的水蚀与否，当然真正的设计和实现比较复杂；再如讲解中断实时性问题的时候，引入场面监控系统的报警模块，让学生从现场工作角度理解中断优先级和实时性处理的问题，随着学习的深入，陆续把新知识点与实例有机联系起来。在实例中讲解某些知识点，既提高了学生的学习积极性，又培养了学生解决实际问题的能力。

广泛使用多媒体，密切结合行业教学。采用多媒体技术设计和制作相关教学课件，融入动画、动态注释等环节增强知识的可视性，加深学生理解和印象。将行业内常用设备的板级实物引入到教学中，比如在通信相关章节中以行李分拣系统、机场场面监控系统中的设备接口举例，内容精辟、主题明确、层次清晰、文字简练，尽可能多地采用图片图表形式，避免冗长的文字表述。通过丰富的动画演示，生动形象地描述课本中的抽象概念，将枯燥的理论具体化、形象化，通过感官和想象力的互相配合，帮助学生对理论知识进行理解和记忆，增强他们的学习兴趣。同时利用校园网上先进的Blackboard（Bb）网络教学平台资源，为学生提供丰富的学习资料、相关芯片资料、设备资料、项目开发指导建议和师生交流论坛，方便学生课后学习，也营造了一个独立思考研究、相互交流的良好氛围。

本课程基于民航领域对测控系统的要求，加入了工控机（IPC）的相关内容，使学生较为完整地了解上位机与检测控制装置协同工作的机制；同时通过融入行李分拣、值机、离岗等机场常见系统的实例，学生从行业应用角度了解到单片机如何作为系统的一个组成部分进行工作，同时也形成了控制系统的概念。例如，将单片机串口通信技术与IPC的COM接口控制结合使用；将单片机的数据采集、AD转换技术与IPC的数字量输入和组态方法结合使用。通过这种在行业实例中讲解技术，同时将不同方面技术横向联系的方法，学生更全面地掌握单片机知识和其应用，更深入地理解设备、系统的构造，为今后专业课的学习打下了坚实的基础。同时，IPC内容的引入和系统化的讲解也使学生从单机设备到整体系统完整了解民航业内常见的控制系统。

二、改革实验教学，强调专业特点，培养综合能力

单片机课程具有很强的实践性，为达到良好的教学效果，必须加以大量的实践训练才能使学生深刻领会和理解课程内容。实验教学具有直观性、实践性、综合性，是单片机教学的重要环节。[4]

传统的实验环节没有考虑学生的个体差异，全班同学用相同的试验箱和实验指导书。学生按照实验指导书给出的接线图、实验方法和步骤进行实验并输入程序代码，在实验教学系统的特定环境下对程序进行编译、运行，在实验箱上观察结果。这种实验教学方法在一定程度上可以让学生尽快了解和熟悉单片机，但它不利于学生动手能力、创新能力和综合运用知识能力的培养，不利于进一步激发学生的学习兴趣和主观能动性。对于同样的实验内容和实验步骤，完成情况也有较大差异，基础好、能力强的学生“吃不饱”；基础和能力差一些的同学“吃不消”。

鉴于以上原因教师对实验环节进行改革，把实验项目分成基础性实验和设计性实验两类。基础性实验占实验成绩的60%，设计性实验占40%（见表1）。

基础性实验如数据传送类实验、数据计算类实验和定时中断类实验，给出实验题目、实验方法和实验步骤，目的是让学生进一步巩固课堂的教学知识、夯实理论基础、掌握基本的实验方法和实验技能。设计性实验如飞机停止泊位的单片机控制、基于单片机的助航灯光巡检装置、机坪车辆限速报警装置和选择呼叫信号发生器设计等，只给出实验题目和必备的开发包，要求学生分成2～3人的小组，从功能要求、方案论述、系统软硬件设计和调试这几个方面入手，撰写实验报告，但每人的侧重点不同，其实验方法和步骤可通过查阅相关资料自拟，实验完成后由任课教师组织简单的答辩，目的是培养学生的知识应用能力和独立思考能力。同时，根据机务和机场不同专业学生今后职业特点，分配不同题目。如机场自动化类学生多进行通信、监控功能较强实验，如飞机泊位、助航灯光控制、特种车定位等；而机务维修专业学生多进行传感器检测、数据总线采集、实时控制功能较强的实验，如多路采集、总线管理等。对于这种改革，学生感到实验课变得生动有趣，因而投入了极大地热情，充分地发挥了自主性和创造性，有利于学生综合能力的培养。

三、开展实践教学，紧跟行业发展，培养工程思想

国内外高等教育很注重引导学生创新能力、协作精神、理论联系实际、动手能力和工程素质的培养，提高学生针对实际问题的解决能力。民航大学是一所行业特点十分鲜明的院校，在这方面笔者也做了一些有益的尝试，结合行业发展，以创新基地为平台，积极开展实践教学，培养学生的工程思想。

为了更好地应对未来的工作，笔者吸收学有余力的学生进入创新基地。教师通过到民航企事业生产实习和调研等机会凝练来自生产一线的实际题目用于学生科技活动，如助航灯光模拟控制、旅客行李信息检测、特种车辆防撞等，这些题目全部基于单片机嵌入式技术解决，需要学生具备一定的技术基础。通过一定的培训后，鼓励学生参加学校组织的科技立项和校外竞赛，配备专门老师指导学生撰写立项申请书，经学校组织的专业教师论证评审后，获得一定的仪器设备或经费支持，进行课外科技研究。学生自己查阅资料、设计及安装调试电路，独立处理实验数据及分析实验结果；指导教师定期对学生进行指导，引导学生找出解决问题的方法。

在课外实践过程中，同时注重培养学生的工程素质。[5]从选题开始，就强调收集资料、协作分工、工作记录、心得体会等细节工作，并做好设计说明书等相关文档的管理，使学生熟悉立项、方案论证、PCB 设计、结构设计，软硬件设计与调试、安装调试等电子设计的各个环节，逐渐熟悉和掌握硬件开发的整个流程。这样系统地培养学生的学习技能、交流技能等，理解并认识良好的工程规范，为日后独立从事单片机系统的开发和设计工作打下坚实基础。

指导教师组织学生进行开题答辩、中期检查和结题验收等工作，引导学生从不同角度思考问题，注重总结归纳，将实践中得来的经验进行升华和沉淀，写成科技论文或总结报告，锻炼了学生的表达能力、文字组织能力、应变能力和团队协作精神。

四、结论

自单片机教学改革以来，学生对单片机内容接受得更快、理解得更深，教学质量明显提高。采用新的教学方法和教学手段后，学生接受单片机应用技术课程知识和掌握高新技术的能力明显增强，学习积极性也有明显提高。实验和实践教学改革后，通过课程设计、毕业设计、竞赛等环节反馈的信息表明学生的动手能力、创新能力和综合素质明显提高。参与实践组织的学生完成多个具有民航特色的课题，如“机场助航灯光模拟屏控制系统设计与实现”、“机场旅客行李标签自动检测装置”、“机场助航灯光积水检测系统”等得到了行业内专家的认可和高度评价，并在“挑战杯”等竞赛中获奖，其中“机场助航灯光模拟屏”已经做成实物（长9米、宽2米），用于本科生的实验教学。这些都是课程改革的良好成果。

教学改革是一个长期的过程，要把它作为一种常态进行下去，不断总结积累经验、完善创新，只有这样才能真正完成不断提高学生综合素质的目标。

参考文献：

[1]朱清时,方健华,丁伟红.创新人才的培养与我国当前教育的改革(上)[J].江苏教育研究,2009,(16):3-8.

[2]庞永师,刘玲,陈德豪.工程类应用型人才培养探索与实践[J].中国大学教学,2008,(9):43-45.

[3]杨洪亮.“单片机原理”课程层次式教学改革研究[J].计算机教育,2008,(18):60-61.

篇(7)

【关键词】列车总线通信控制网络；WTB/MVB；LonWorks；ARCNET

前 言

20世纪70年代末80年代初，以单片机为代表的计算机开始应用到列车控制及故障诊断、显示系统。工业控制总线技术和控制方式的不断进步，并在列车中得到推广应用，使得许多原来用硬连接线不易实现或不可能实现的功能成为可能。而随着地铁运输要求的提高以及计算机网络技术的不断发展，在地铁领域逐步形成了所谓的列车通信控制网络。早期的列车微机控制系统仅用于传动装置的控制，随着计算机技术的发展以及控制、服务对象的增多，计算机在地铁列车上的应用依次划分为：列车控制、车辆控制、传动控制和过程驱动。目前，在国际上运用比较广泛的列车总线通信控制网络有：TCN（Train Communication Net-work），LonWorks（Local Operating Networks），ARCNET（Auxiliary Resource Computer Network）等。

1、三种列车总线通信控制系统

1.1TCN列车总线通信控制网络

这里用Adtranz公司以TCN为标准开发的MITRAC系统，来介绍TCN列车总线控制网络。

早期Adtranz的MICAS-S2系统将列车通信网络分成列车总线和车辆总线，列车总线采用FSK（频移键控），通信波特率为19.2kb/s,车辆总线采用RS-485串行通信标准；局部总线采用双绞线，远程总线采用光缆，通信波特率为1.5Mb/s。MITRAC系统则是在MICAS-S2的基础上发展起来的分布式列车控制网络，其协议已完全符合TCN的标准。应用TCN标准的列车通信总线（WTB）能实现整列车之间的通信，应用多功能车辆总线（MVB）能实现固定车辆组之间及车辆内部的通信。

后由于Adtranz被Bombardier收购,所以MITRAC现在被叫做：庞巴迪轨道车辆牵引控制的电子系统。基于MITRAC系统组成的车辆控制和通信系统叫TCC（即固定单元组的MVB）。有协调所有总线之间的通信和控制列车的功能。其系统的核心是列车控制单元VTCU，它是一个总线管理器，连接MVB和WTB，管理列车控制和网关通信。每个三车单元都有相同结构的TCC和硬件结构。总线管理器控制总线成员之间的通信，它管理所有的总线成员。

1.2LonWorks列车总线通信控制网络

LonWorks是用于开发监控网络系统的一个完整的技术平台，并具有现场总线技术的一切特点。其通信协议LonTalk支持OSI全部的七层模型，这是LonWorks总线最突出的特点。

我国已将LonWorks制定为列车通信网络标准的一部分。对LonWorks网络的规定：适用于连接一个基本运转单元（单个车辆或车辆的固定组合）或一组基本运转单元内的电子装置，传送时间不太紧迫、时间不要求确定的由事件驱动的消息数据的传送，主要应用于列车监控系统中。由于列车监控系统监控对象组成的相对固定和列车编组的特殊性，标准同时规定了最为常用的网络拓扑结构和网络中的总线关系。

1.3ARCNET列车控制网络系统

ARCNET是一个开放标准协议，1999年成为美国国家标准ANSI/ATA-878.1。它是一种基于令牌传递（Token Passing）协议的现场总线。从OSI参考模型来看，ARCNET位于ISO/OSI七层网络体系模型中的物理层和数据链路层。每个ARCNET物理节点包括一个数据链路层的通信控制器芯片和一个物理层的收发器芯片。在数据链路层，它采用令牌环机制，各节点通过传递令牌来协调网络使用权。节点使用唯一的MAC地址标识自己，单个ARCNET子网最多可有255个节点，ARCNET支持点对点的定向消息和单点对多点的广播消息。

ARCNET在列车上的应用以日本为主要代表。日立的ATI-C系统就是基于ARCNET总线技术设计的。以三动三拖的地铁列车为例，ATI系统列车总线采用ARCNET总线，车辆总线采用RS-485通讯总线。

2、三种列车总线通信控制网络比较

三种列车总线通信控制网络分别在不同的三个地区得到不断发展，欧洲TCN，美国LonWorks，日本ARCNET。现阶段三种列车总线控制技术都较为成熟，但三者间存在着较大差异。TCN网络是专门为列车设计的，而LonWorks和ARCNET是为办公自动化而设计的网络，由于其优越的过程处理能力而被移植到列车控制网络当中。TCN只能组成总线型网络，LonWorks能组成任何形式的网络，ARCNET可以组成总线型或环型网络，但在列车控制网络中一般都采用总线型网络。TCN网络中，WTB总线只能作为列车级总线，MVB总线作为车辆级总线（可承担部分列车级总线功能）。LonWorks网络中，定义列车级与车辆级为不同的域(DOMAIN)。跨越两个域的节点可作为路由器(ROUTER)、节点(PROXY)或网关(GATEWAY)。在同一域可以点对点、点对多点通信，可以按子网(SUBNET)或组(GROUP)组网，即在同一条物理介质上实现多个网络的组网。ARCNET网络中，ARCNET作为列车级总线，其车辆总线由RS-485总线或其它总线组网。目前，几种网络之间存在着不同的组网方式，如：TCN与LonWorks混合组网，其形式为：以WTB总线为列车级总线，LonWorks为车辆级总线。例如：新泽西的“慧星”号列车由采用TCN的ADtranz机车和采用LonWorks的ALSTOM客车组成。在列车级网络中，WTB总线通信不经过中间车辆路由传递，而是由总线直接连接，LonWorks和ARCNET总线中列车级总线通信是通过中间车辆的路由传递来完成的。在数据通信差错控制方面，三者一般均采用循环冗余校验码（CRC）。在介质访问控制方式方面，TCN网络采用载波监听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）。LonWorks网络采用P-CSMA。而ARCNET采用令牌传递总线（Token-Passing Bus）方式。这三种介质访问控制方式中ARCNET的令牌传递总线方式最为稳定，因为它采用的令牌方式是一种按照一定顺序的在各站点传递令牌的方法，谁得到令牌，谁才有发起通信的权利，从而避免几个结点同时发起通信而产生的冲突，特别适合在数据流量巨大的情况下应用。编码方式上，TCN和LonWorks一般采用Manchester编码（曼彻斯特编码）、而ARCNET一般采用NRZI编码（非归零反相编码）。

3、结束语

国外的列车总线通信控制技术发展都相当的快速，而且也很成熟。出现多种不同的控制方式主要是由于各大公司之间的利益与竞争导致的结果。而列车总线通信控制技术是我们国家地铁列车的薄弱环节，所以今后我们应该加快对国外先进技术的学习消化吸收，提高国产化率，这对我们国家降低制造列车成本有着重要的意义。

参考文献

[1]李国平.列车通信网络WTB／MVB与LonWorks的技术比较与应用. 青岛.铁道车辆第42卷第1期2004年1月

[2]姜娜.WTB底层协议的研究与实现.北京交通大学. 硕士学位论文.2007