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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技术研究论文范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
在CHI97(ConferenceonHumanFactorsinComputingSystems1997)上,计算机技术作为劝导技术而首次被介绍[Dillard,J.&Pfau,M.,2002]。劝导技术是指设计及应用计算机系统、设备或软件用于影响使用者的想法或行为[Berdichevsky&Neunschwander,1999]。劝导技术最初出现于七十年代及八十年。劝导技术是一门包含心理学和计算机科学跨学科技术。根据实际项目的不同,更多的学科包含在劝导技术应用中。因此劝导技术是一门多领域学科交叉合并而成的一门新型学科。尽管许多劝导技术产品应用于商业、教育界、健康问题预防及经济领域,其实际应用有着巨大的潜能,但本学科的研究还处在初级阶段。本学科前瞻性的创始人麻省理工大学B.J.Fogg博士创立了一个新名词“计算机劝导学/Captology”用于描述此学科,计算机劝导学是一个基于英文词组“用于劝导的计算机技术/ComputersasPersasiveTechnologyies)”的合成词。计算机劝导学是一门致力于设计、研究和和分析以改变产品使用者观念、态度或行为为使用目的的互动性计算机技术产品的的学科。
劝导技术的载体一般分为两大类:一类是个人电脑,另一类是利用计算机技术的电子设备。计算机有三个功能使之成为优秀的劝导者:
1)计算机在使用过程中作为工具计算并引导使用者。
2)当计算机作为媒介,利用仿真技术模拟真实环境为使用者来提供信息及经验。通过仿真信息,计算机可以劝导使用者改变想法和行为。
3)计算机可作为社会行为者,利用互动技术对使用者做出回应。
利用计算机技术劝导有两种途径:一种是以有意以劝导为目的,另一种无意劝导使用者而产生了劝导效果。本文所探讨的是第一类劝导技术应用,即产品设计的目的是使使用者接受或改变某种想法或行为。例如SkillTek1开发的软件模拟了特定的工作环境来劝导使用者对改变对某些行业工作者如医疗工作者或重型机械操作员的偏见。
2劝导技术的可信性
劝导技术的可信性是劝导技术特有的品质,这种品质在计算机提供仿真环境时格外重要。可信性共有四种不同类型:感知型、据称型的、表面型的以及经验型的[Tseng,S.&Fogg,B.J.,1999]。感知型的可信性描述了感知者相信某人或者某种事物的程度基于感知者的普遍假设。例如,相对陌生的营销员,人们会更相信自己的好友。通常计算机都被认为是高度可信的。据称型的可信性描述了感知者相信某人或者某种事物的程度基于第三方的描述。
根据可信性的类型,有不同变量用于使用者评估劝说技术产品的可信性。
1)如果使用者熟悉产品某些的内容,使用者可根据自己的专业知识。如果有错误出现,使用者会认为该产品不可信。但当使用者不熟悉产品,他们可能会认为该产品是可信的。
2)如果使用者非常需要某类信息,那么他们更可能接受该产品提供的此类信息,并认为该产品是可信的。
只有在使用者有恰当的专业知识并进行客观的评估时,可信性的评估结果才是可接受的。对于劝说技术产品的设计者来说,任何时候保证产品的可信性都是至关重要的。
3劝导力/Persuasibility
劝导力/Persuasibility在传统的字典里是找不到的,但是在网络字典中,可以看到它的解释为:劝导的能力。
劝导力是劝导产品设计固有的特性。当今,对于软件易用性系统化的设计及评估方法已经非常成熟了。但是,作为软件易用性的一个要素,劝导力的系统设计及评估仍然是研究领域的一片空白。因此笔者在本文中率先将以生命周期为导向的系统化理论和方法用于计算机仿真软件产品劝导力的设计及评估。
4劝导产生的行为上的结果
劝导的研究曾经被界定在非常有限的背景下,例如公共场合的演讲和政治性的传媒。今天,劝导已经非常普遍的用于人际交往、商业、广告和许多其他领域。学术界对劝导的研究兴趣的出现是由于劝导潜在的社会意义。通过劝导会产生三种不同的的行为上的结果,区别这三种不同的行为上的结果是非常必要的,这三种结果并不是相互排斥的,而往往会相互交叉重叠。根据不同的劝导结果,劝导力的评估会产生并侧重不同评估标准。
4.1想法及行为塑造过程
这种情况下,使用者在使用产品之前,有非常有限的相关知识。想法及行为塑造往往不被认为成典型的“被说服”。劝导在这种情况下实际是一种学习过程。传统上,有关劝导的文献将这一过程称为“想法形成”而非“想法改变”。儿童学习过程可以视为想法及行为塑造过程。但此过程并不局限于儿童。例如,在使用婴儿仿真模拟器之前,使用者可能完全不了解如何照顾婴儿。所以使用过程也是学习过程并通过学习接受劝导。
4.2想法及行为强化过程
许多劝导过程实际上是强化感知者的固有想法或行为而使之抵制改变。在我们的社会里,许多劝导过程都是想法及行为强化过程。因而许多劝导技术产品不仅仅用于改变使用者想法,而是让使用者保持并强化原本的想法且拒绝改变。例如,如果青少年使用者在使用婴儿仿真模拟器之前就认为成为少年父母是不合适的,那么通过使用模拟器,会强化使用者原本的想法并拒绝改变。
5基于产品生命周期的劝导力设计及评估
在概念性预设阶段,设计者必须对产品劝导力要求进行质化及量化的确定及分析。劝导力设计评估的计划流程必须在此阶段确定。产品设计者及潜在的用户在此阶段必须清楚的理解该产品的劝导力要求。在预设计阶段,产品劝导力设计要求需要分配至产品的产品的子系统中。正式的劝导力设计在此阶段必须被在产品为单元的层次上审核以确保达到设计使用的要求。
5.1细节设计研发阶段
在细节设计研发阶段,设计者确定详细的细节化的设计需求,分析劝导力的需求以支持产品设计。产品劝导力的预测行为是反复的并穿插于整个系统生命周期的来辅助劝导力的评估。同时,产品劝导力的自我评估也为产品设计者提供了修正劝导力设计的指导方向。如在概念性预设计阶段一样,正式的劝导力设计审核也是必要的,但此阶段,设计的主要工作已转移到产品子系统的层次,以产品细分之后的子系统的层次上进行设计及评估。而这一工作在子系统生命周期中也是重复进行的。
5.2生产阶段
在生产阶段,根据设计要求,劝导技术进入了实施阶段。正式的劝导力设计及评估在这一阶段展开。用户必须参与此阶段的产品测试。设计者收集并分析相关的数据及信息。如果产品的测试评估表明产品没有达到预期的劝导要求,设计者必须实施有必要的产品修正工作以确保产品达到预期的劝导效果。
5.3使用及废弃阶段
在此阶段,对产品劝导力的数据信息收集,分析及评估是非常必要的,这些信息可以为产品的改进和升级提供有效的帮助。如有必要的修正和改进,设计者将会对此备案,用于将来系统升级以及进一步的研究工作使用。
6结束语
关键词:税收信息化;信息状态安全;信息转移安全;信息安全技术
从三个方面来考虑:首先是信息状态安全,即税务系统安全,要防止税务系统中心的数据被攻击者破坏。税务系统要通过Internet对纳税人提供纳税便利,必须以一定的方式将它的数据中心开放,这对税务系统本身带来了很大的风险。其次是信息转移安全,即服务安全,如纳税人识别号、口令、纳税金额等在传输中不被冒用、泄露和篡改。再次是安全管理制度,即使用安全,保证税务人员正确、安全的使用。本文主要针对以上前两个方面也就是信息安全技术进行研究。
一、信息状态安全技术
信息状态安全主要包括系统主机服务器安全、操作系统安全和数据库安全三个方面。
(一)系统主机服务器安全(ServerSecurity)
服务器是存储数据、处理请求的核心,因此服务器的安全性尤为重要。服务器的安全性主要涉及到服务器硬件设备自身的安全性防护,对非法接触服务器配件具有一定的保护措施,比如加锁或密码开关设置等;同时,服务器需要支持大数据量及多线程存储矩阵以满足大数据量访问的实时性和稳定性,不会因为大量的访问导致服务器崩溃;服务器要能够支持基于硬件的磁盘阵列功能,支持磁盘及磁带的系统、数据备份功能,使得安装在服务器上的操作系统和数据库能够在灾难后得到备份恢复,保证服务器的不间断运行;服务器设备配件的高质量及运行可靠性也是服务器安全的非常重要的一个方面,这直接关系到服务器不间断运行的时间和网络数据访问的效率。
(二)操作系统安全(OperatingSystemSecurity)
设置操作系统就像为构筑安全防范体系打好“地基”。
1.自主访问控制(DiscretionaryAccessControl,DAC)。自主访问控制是基于对主体(Subject)或主体所属的主体组的识别来限制对客体(Object)的访问。为实现完备的自主访问控制,由访问控制矩阵提供的信息必须以某种形式保存在税务操作系统中。访问控制矩阵中的每行表示一个主体,每列表示一个受保护的客体,矩阵中的元素表示主体可对客体的访问模式。以基于行的自主访问控制方法为例。它是在每个主体上都附加一个该主体可访问的客体的明细表,根据表中信息的不同可分为三种形式:(1)权力表(CapabilitiesList),它决定是否可对客体进行访问以及可进行何种模式的访问。(2)前缀表(PrefixList),它包括受保护客体名以及主体对客体的访问权。(3)口令(Password),主体对客体进行访问前,必须向税务操作系统提供该客体的口令。对于口令的使用,建议实行相互制约式的双人共管系统口令。
2.强制访问控制(MandatoryAccessControl,MAC)。鉴于自主访问控制不能有效的抵抗计算机病毒的攻击,这就需要利用强制访问控制来采取更强有力的访问控制手段。在强制访问控制中,税务系统对主体和客体都分配一个特殊的一般不能更改的安全属性,系统通过比较主体与客体的安全属性来决定一个主体是否能够访问某个客体。税务系统一般可采取两种强制措施:(1)限制访问控制的灵活性。用户修改访问控制信息的唯一途径是请求一个特权系统的功能调用,该功能依据用户终端输入的信息而不是靠另一个程序提供的信息来修改访问控制信息。在确信用户自己不会泄露文件的前提下,用这种方法可以消除偷改访问控制信息的计算机病毒的威胁。(2)限制编程。鉴于税务系统仅需要进行事务处理,不需要任何编程的能力,可将用于应用开发的计算机系统分离出去,完全消除用户的编程能力。
3.安全核技术(SecurityKernelTechnology)。安全核是构造高度安全的操作系统最常用的技术。该技术的理论基础是:将与安全有关的软件隔离在操作系统的一个可信核内,而操作系统的大部分软件无须负责系统安全。税务系统安全核技术要满足三个原则:(1)完备性(Completeness),要求使主体必须通过引进监控器才能对客体进行访问操作,并使硬件支持基于安全核的系统。(2)隔离性(Isolation),要求将安全核与外部系统很好的隔离起来,以防止进程对安全核的非法修改。(3)可验证性(Verifiability),要求无论采用什么方法构造安全核,都必须保证对它的正确性可以进行某种验证。
其他常见措施还有:信息加密、数字签名、审计等,这些技术方法在数据库安全等方面也可广泛应用,我们将在下面介绍。
(三)数据库安全(DatabaseSecurity)
数据库是信息化及很多应用系统的核心,其安全在整个信息系统中是最为关键的一环,所有的安全措施都是为了最终的数据库上的数据的安全性。另外,根据税务网络信息系统中各种不同应用系统对各种机密、非机密信息访问权限的要求,数据库需要提供安全性控制的层次结构和有效的安全性控制策略。
数据库的安全性主要是依靠分层解决的,它的安全措施也是一级一级层层设置的,真正做到了层层设防。第一层应该是注册和用户许可,保护对服务器的基本存取;第二层是存取控制,对不同用户设定不同的权限,使数据库得到最大限度的保护;第三层是增加限制数据存取的视图和存储过程,在数据库与用户之间建立一道屏障。基于上述数据库层次结构的安全体系,税务网络信息系统需要设置对机密和非机密数据的访问控制:(1)验证(Authentication),保证只有授权的合法用户才能注册和访问;(2)授权(Authorization),对不同的用户访问数据库授予不同的权限;(3)审计(Auditing),对涉及数据库安全的操作做一个完整的记录,以备有违反数据库安全规则的事件发生后能够有效追查,再结合以报警(Alert)功能,将达到更好的效果。还可以使用数据库本身提供的视图和存储过程对数据库中的其他对象进行权限设定,这样用户只能取得对视图和存储过程的授权,而无法访问底层表。视图可以限制底层表的可见列,从而限制用户能查询的数据列的种类。
二、信息转移安全技术
信息转移安全即网络安全。为了达到保证网络系统安全性的目的,安全系统应具有身份认证(IdentificationandAuthentication);访问控制(AccessControl);可记账性(Accountability);对象重用(ObjectReuse);精确性(Accuracy);服务可用性(AvailabilityofServices)等功能。
1.防火墙技术(FirewallTechnology)
为保证信息安全,防止税务系统数据受到破坏,常用防火墙来阻挡外界对税务局数据中心的非法入侵。所谓防火墙,是一类防范措施的总称,是指在受保护的企业内联网与对公众开放的网络(如Internet)之间设立一道屏障,对所有要进入内联网的信息进行分析或对访问用户进行认证,防止有害信息和来自外部的非法入侵进入受保护网,并且阻止内联网本身某个节点上发生的非法操作以及有害数据向外部扩散,从而保护内部系统的安全。防火墙的实质是实施过滤技术的软件防范措施。防火墙可以分为不同类型,最常见的有基于路由器的IP层防火墙和基于主机的应用层防火墙。两种防火墙各有千秋,IP层防火墙对用户透明性好,应用层防火墙具有更大的灵活性和安全性。实践中只要有资金许可,常常将两种防火墙结合使用,以互相补充,确保网络的安全。另外,还有专门用于过滤病毒的病毒防火墙,随时为用户查杀病毒,保护系统。
2.信息加密技术(InformationEncryptionTechnology)
信息加密包括密码设计、密码分析、密钥管理、验证等内容。利用加密技术可以把某些重要信息或数据从明文形式转换成密文形式,经过线路传送,到达目的端用户再把密文还原成明文。对数据进行加密是防止信息泄露的有效手段。适当的增加密钥的长度和更先进的密钥算法,可以使破译的难度大大增加。具体有两种加密方式:(1)私钥加密体制(Secret-keyCryptography),即加密与解密时使用相同的密码。私钥加密体制包括分组密码和序列密码两种。分组密码把明文符号按固定大小进行分组,然后逐组加密。而序列密码把明文符号立即转换为密文符号,运算速度更快,安全性更高。(2)公钥加密体制(Public-keyCryptography),其加密密钥与解密密钥分为两个不同的密钥,一个用于对信息的加密,另一个用于对已加密信息的解密。这两个密钥是一对互相依赖的密钥。
在传输过程中,只有税务系统和认证中心(AuthenticationCenter,AC)才有税务系统的公开密钥,只有纳税人和认证中心才有纳税人的公开密钥,在这种情况下,即使其他人得到了经过加密后双方的私有密钥,也因为无法进行解密而保证了私有密钥的重要性,从而保证了传输文件的安全性。
3.信息认证技术(InformationAuthenticationTechnology)
数字签名技术(DigitalSignatureTechnology)。数字签名可以证实信息发送者的身份以及信息的真实性,它具备不可伪造性、真实性、不可更改性和不可重复性四大特征。数字签名是通过密码算法对数据进行加密、解密交换实现的,其主要方式是:信息发送方首先通过运行散列函数,生成一个欲发送报文的信息摘要,然后用所持有的私钥对这个信息的摘要进行加密以形成发送方的数字签名,这个数字签名将作为报文的附件和报文一起发送给报文的接收方。接收方在接收到信息后,首先运行和发送方相同的散列函数生成接收报文的信息摘要,然后再用发送方的公开密钥对报文所附的数字签名进行解密,产生原始报文的信息摘要,通过比较两个信息摘要是否相同就可以确认发送方和报文的正确性。
完整性认证(IntegrityAuthentication)。完整性认证能够使既定的接收者检验接收到的信息是否真实。常用的方法是:信息发送者在信息中加入一个认证码,经加密后发送给接收者检验,接收者利用约定的算法对解密后的信息进行运算,将得到的认证码与收到的认证码进行比较,若两者相等,则接收,否则拒绝接收。
4.防病毒技术(Anti-virusTechnology)
病毒防范是计算机安全中最常见也是最容易被忽视的一环。我们建议采用由单机防毒和网络防毒同时使用的这种防病毒措施,来最大限度地加强网络端到端的防病毒架构,再加上防病毒制度与措施,就构成了一套完整的防病毒体系。
参考文献:
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论文摘要:径流林业技术措施的核心技术是集水整地。集水整地系统由微集水区组成,一是产生径流的集水面,二是渗蓄径流的植树穴。根据地形条件,以林木为对象在全林地形成不同的集水与栽植区,组成——通过这种措施的应用,基本上要解决两个问题:一是通过有效的水分调节措施,在一般年份使土壤水分基本维持在林木生长发育所需的适宜范围之内;二是在短期天气干旱的情况下,土壤含水量不低于苗木的凋萎湿度以维持林分的稳定性。
1集水整地措施
1.1栽植区面积
在定西黄土高原干旱半干旱气候条件下,一般要求深整地,以便降低土壤紧实度,促进土壤熟化,增强土壤蓄水能力,对于防护林和用材林一般最好整地深40~60cm,经济林80~100cm。为了增加土壤有效蓄水量,应当采取较大规格的整地,但是整地规格加大,破土面增加,地表蒸发也随之增加,而且径流进入后渗蓄的深度相应减少,也增加了地表蒸发量。因此,栽植区面积的大小,应考虑生物经济兼顾的原则,既考虑到树木的根系生长发育及对养分和水分的需求,又要考虑到地形、土壤等自然与经济条件。经济林树种一般对水分养分的需求比较高,根系的水平分布比较宽,栽植区的面积宜大一些,其宽度一般在1.40~2m,长度主要由造林的株距决定,一般在1~2m左右;水土保持用材林的阔叶树因根冠较大,一般栽植区宽度在1~1.60m,长度在1m,但若是培育速生用材林,则整地宽度可适当加大;薪炭林、护牧林等以灌木为主的水土保持林,栽植区面积可适当小一些,一般宽为0.60~0.80m,长度可依据地形条件而定。
1.2集水面积
在确定栽植区面积的大小,即径流渗蓄与水分消耗区面积大小之后,即可确定集水面的大小。集水面积的大小主要根据栽植区面积大小、降雨量、地表的产流率、栽植区水分消耗需求、树木需水量、土壤水分短缺量等因素来确定,其目标是所产的径流水能弥补土壤水分的短缺量。一般栽植区与集水区的面积比例由栽植区的水分亏缺量与进入栽植区的径流量来确定,总的原则是所亏缺的水分基本上等于径流补充的水分。在定西黄土高原地区降水量一般在300~400mm,蒸散需求量一般在700~1000mm,据此栽植区与集水区的面积比例,对于经济林一般为4:1~8:1,对于防护林一般在2:1~6:1,具体的比例要考虑当地的立地与树种来确定。当然,如果条件许可的话可以通过水量平衡计算出较准确的比例。
1.3蓄水工程
集水面:集水区应当修成一定的坡度,地表较结实、平整、不易产生水土流失。集水面的整修可分为坡面和梯田等平缓地两种情况。在整修过程中应当注意不要破坏植树带,集水面坡度不要过小,整地回填时就要注意回填土的高度,预留要挖去的高度,保证集水面能形成的坡度、植树带有足够的蓄水容积。通过集水面所产生的径流直接流入栽植区渗入土壤中供林木吸收利用,但是如果有较强的降雨发生,径流量太大径流来不及渗入土壤中,有可能冲毁坡面整地工程造成水土流失,因此与集水面相配套,在径流渗蓄区要修筑比普通整地规格更高的蓄水工程,保证有一定的拦蓄暴雨的能力,保证坡面安全。蓄水工程的断面形式在山坡地一般有反坡梯田、水平沟、鱼鳞坑等形式,在平缓地有穴状、条带状等形式。在修筑时要考虑本地区可能暴雨量、暴雨强度及所产生的最大径流量,同时还要考虑幼林无覆盖时地表土壤侵蚀造成每年可能的蓄水容积损失量。
蓄水工程是栽植区的重要组成部分,其修筑与栽植区整地同时进行,按照整地的断面形式,外埂要达到的一定高度,特别是反坡梯田时,一定要在外侧修加固埂,顶宽为20~30cm,高度在40cm左右。为了使径流能均匀地分配到各个林木,在整修外埂时应与等高线垂直,每隔一株或几株树木修一横档,以起到防止因径流渗蓄区过长不水平而使径流水向一侧过分集中冲毁蓄水工程。一般可以每隔3m左右修一个,横档的高度与外埂平齐,顶宽30cm。
1.4集水整地施工
在定西黄土高原干旱半干旱、水土流失严重的地区,由于土壤瘠薄、紧实度又高,致使造林苗木的根系初期生长不良,不仅影响成活率而且也影响到后期的生长发育。通过整地措施可以改善林木生长的土壤环境条件,减少幼树生长的阻力。在进行整地施工时,一定要达到预先设计的长、宽、深的标准。如果是经济林,则结合整地可以施足底肥。同时在回填的工程中可以在土壤中加一些绿肥、有机肥、复合肥、土壤改良剂、蓄水保墒材料等,以增加土壤养分改良土壤结构。施肥的数量与种类主要由所选的造林树种确定。为了减少地表蒸发的损失,栽植区表面的形式以在阳坡的造林地能造成小阴坡为较理想,可以降低夏季的土壤蒸发;在阴坡的造林地修成水平面较为理想,可以改善春季地温,促进林木根系的生长。
2集水面防渗措施
提高小雨、强降雨的产流率是增加旱季林木水分供应量的重要手段之一,也是提高降水利用率的重要措施。在黄土地区年降雨、中小雨、强降雨,分别占总降雨次数和降雨量的80%和70%以上,一般很难引起地表径流。因此,通过一系列的地表防渗技术对集水区进行处理,不仅可以增加降水的利用率,减小土壤的无效蒸发,而且可以提高土地的生产力和经济效益。
2.1压实拍光处理
压实拍光是一种以紧实地表土壤,减小孔隙度,增加土壤黏结力,形成一层高密度入渗阻力层为特点的地表防渗措施。表土层压实拍光的程度与土壤机械组成、有机质含量、施工时的土壤含水量、压实力大小与均匀程度等因素有关。表层土壤密度越高,水分的入渗阻力大,降雨产流率也越高,在条件允许的情况下应尽量增强压实力,提高表层密度。在整修时,先把地表的杂草连同干燥土层一起铲除回填到栽植区,出湿土,按预定的形状整修好集水面后,根据需求即可进行压实拍光处理。
2.2防渗剂处理
在极干旱或林木需水量较大的情况下,依靠压实拍光已不能满足林木生长发育对水分的需求,必须对地表进行适当的防渗处理,以进一步提高降雨的产流率,增强对降雨的空间分配强度。目前国内外常用的防渗化学材料有钠盐、乳胶、蜡状物、沥青及YJG-1、YJG-2、YJG-3和生物材料如地衣等。对要进行防渗剂处理的集水区应事先仔细地压实拍光,除去浮土,平滑表面,而且一般应在苗木栽植后再进行处理,这样可以避免栽植时人为的破坏集水面。在集水面压实拍光并整理好后即可进行防渗处理。如使用YJG-1,可取YJG-1原液加水按照1:10~1:15的浓度配制好喷洒液,装入喷雾器内备用。喷洒时应选在无风晴朗的天气进行,否则因风吹散、雾化的喷洒液会造成材料浪费而且很难喷匀,如果有雨时喷洒还没有等膜形成与土壤接触牢固而被雨水冲失。
2.3生物防渗处理
与化学防渗剂相比,生物防渗处理有其无法比拟的优点和更广阔和应用前景。在对集水效率要求较高的地方可以使用化学防渗剂,但在对径流系数要求不高时则可以用生物材料来代替,此外,在压实拍光的集水区表面也可以使用生物材料,对集水面起到保护作用。
对集水区地表进行处理的生物材料,经过室内试验和野外试验观测,使用了一种自然存在于黄土高原地区的地衣-石果衣。这种地衣紧密贴生于土壤表面,耐干旱,在合适的温度、湿度条件下可以进行营养繁殖。繁殖好的地衣营养碎片,喷洒在集水面上,利用夏季的有利条件,经过1~2年即可形成地衣保护层。石果衣的集水效果虽然不如化学材料,但它是一种纯生物材料,又具有极好的水土保持效果,对促进全林地生态环境的改善具有积极的作用。
2.4其他处理方法
除了上面介绍的几种防渗处理方法和材料之外,还有一些其他材料也在试验研究中应用了。其中有水泥和107胶混合起来喷洒在集水面上,也具有较高的径流系数和较长的使用寿命;在干旱区还使用了在集水面上铺设油毡纸、塑料薄膜的方法;此外还试验了沥青、拒水粉等材料的防渗性能和使用方法。其中有的材料和方法在一定的条件也可以使用。
关键字语音合成,文语转换,语音人机界面
1引言
由人工通过一定的机器设备产生出语音称为语音合成(SpeechSynthesis)。语音合成是人机语音通信的一个重要组成部分。语音合成研究的目的是制造一种会说话的机器,它解决的是如何让机器象人那样说话的问题,使一些以其它方式表示或存储的信息能转换为语音,让人们能通过听觉而方便地获得这些信息。
语音合成从技术方式讲可分为波形编辑合成、参数分析合成以及规则合成等三种。
波形编辑合成,这种合成方式以语句、短语、词或音节为合成单元,这些单元被分别录音后直接进行数字编码,经适当的数据压缩,组成一个合成语音库。重放时,根据待输出的信息,在语料库中取出相应单元的波形数据,串接或编辑在一起,经解码还原出语音。这种合成方式,也叫录音编辑合成,合成单元越大,合成的自然度越好,系统结构简单,价格低廉,但合成语音的数码率较大,存储量也大,因而合成词汇量有限。
参数分析合成,这种合成方式多以音节、半音节或音素为合成单元。首先,按照语音理论,对所有合成单元的语音进行分析,提取有关语音参数,这些参数经编码后组成一个合成语音库;输出时,根据待合成的语音的信息,从语音库中取出相应的合成参数,经编辑和连接,顺序送入语音合成器。在合成器中,通过合成参数的控制,将语音波形重新还原出来。
规则合成,这种合成方式通过语音学规则来产生目标语音。规则合成系统存储的是较小的语音单位(如音素、双音素、半音节或音节)的声学参数,以及由音素组成音节、再由音节组成词或句子的各种规则。当输入字母符号时,合成系统利用规则自动地将它们转换成连续的语音波形。由于语音中存在协同发音效应,单独存在的元音和辅音与连续发音中的元音和辅音不同,所以,合成规则是在分析每一语音单元出现在不同环境中的协同发音效应后,归纳其规律而制定的如共振峰频率规则、时长规则、声调和语调规则等。由于语句中的轻重音,还要归纳出语音减缩规则。
现在展开大量研究和实用的是文语转换系统[1](Text-To-SpeechSystem,TTSSystem),它是一种以文字串为输入的语音合成系统。其输入的是通常的文本字串,系统中的文本分析器首先根据发音字典,将输入的文字串分解为带有属性标记的词及其读音符号,再根据语义规则和语音规则,为每一个词、每一个音节确定重音等级和语句结构及语调,以及各种停顿等。这样文字串就转变为符号代码串。根据前面分析的结果,生成目标语音的韵律特征,采用前面介绍的合成技术的一种或者是几种的结合,合成出输出语音。
本文所讨论的语音合成应用系统就是一种面向TTS应用的语音系统。该系统的设计目标是作为人机交互的一种反馈手段,用于将计算机中的数据或状态以语音的形式加以输出。该系统的应用背景是作为卫星测试系统的一个子系统用于增强人机交互能力。通过引入语音合成技术,将原本需要测试人员主动观察的数据、状态或指令等内容以语音的形式即时播报出来,相应的测试人员只需被动收听即可,只有在敏感内容出现时才加以主动观察,从而降低测试人员的工作强度,改善工作环境和条件。在这样的应用背景下,对语音合成系统的要求是响应速度快,计算复杂度和存储空间复杂度低,具有良好的可扩展性和合成语音清晰度高、可懂性强,适于科学术语、符号和单位的发音合成等。基于以上系统需求,我们开发了专门针对科学应用特别是航空航天领域内常见的科学术语、符号、计量单位和数学公式等文本分析模块,以及新型的基于规则和参数的语音合成技术。
2系统结构
图1中给出了本文讨论的语音合成系统的结构框图。
从外部接口上看,该系统的输入为文本输入接口,用户将要发声的文本内容通过此接口送入系统,输入的文本不需特别的格式;输出为音频输出接口,系统将合成的声音以某种编码方式由此输出;此外系统中所有语音信息模型均存储于语音模型库文件中,各种符号、单位标注、单词字母以及词汇的发音等均存储于词库文件中,这些库文件作为语音合成系统的内部输入。
图1语音合成系统结构
从内部结构上看,输入的文本主要通过规范化处理和符号转化,将其中的特殊符号、缩写、英文单词以及计量单位等转换为可识别的发声单元标识。在分词模型中,对输入的文本按预置的分词规律进行单词的划分,通过分词处理就基本确定了句子的韵律结构以及多音字的发音。韵律预测决定各词发音;协同发音决定了各词之间的连接关系。选词模块按照韵律要求及词的发音在词库中选择最优的发音,经过语音重构将波形恢复出来。各词的语音波形经过拼接模块在拼接参数的控制下完成最终语句的合成。
3声学单元的选择及生成
为使合成语音具有较高的清晰度、可懂度以及自然度,通常采取基于波形的语音合成技术。波形拼接语音合成中的合成单元是从原始自然语音中切分出来的,保留了自然语音的一些韵律特征。根据自然语言的语音和韵律规律,存储适当的语音基元,使这些单元在确定的存贮容量下具有最大的语音和韵律覆盖率。合成时经过声学单元选择、波形拼接、平滑处理等步骤后输出语音。通过精心设计语料库,并根据语音和韵律规则从音库中挑出最适合的声学单元,使系统输出高质量的语音。
常见的语音单元候选可以有词组、音节、音素和双音素等。就词组而言,无论是中文还是西方语系,都和确定的语义相对应,因此使用词组作为声学单元可以比较容易的解决合成语音的可懂度问题[2],但是由于词组的类别非常多,而且在不同韵律环境下有着明显不同的表现,这样会造成所需的声学单元趋向于无穷大。所谓音节,一般都是由元音和辅音构成的,元音是音节的主干部分[3]。以汉语为代表的一些东方语系,音节数目较少,而且音节基本上是“辅音-元音”结构,但是对于一些西方语言,音节数目较多,结构比较复杂,而且使用它并不但不能避免大多数协同发音的影响,而且会引起音库容量的急剧增大。音素是最小发音单位,可以使语料库设计时的灵活性好,但由于音素受相邻语音环境的协同发音影响很大,对这些影响考虑的不合理时,就会造成音库在语音和韵律上的不平衡。另外在挑选单元时,由于音素的声学变体很多,所选择的样本不合适时,会导致相邻音素间存在基频和共振峰上不连续,需要采用谱平滑法进行处理,这必然会降低合成音质。
综合上述对音节、词组、音素的分析可以知道,它们各有优缺点,因此在构造波形拼接所需要的语料库时,可以结合不同类型样本的优缺点,例如对于自然语流中经常出现的一些协同发音强的音素、音节组合,在通过波形拼接形成目标语音时,应该尽量避免在这些协同发音影响大的音素组合之间进行拼接,否则单元挑选的稍有不合适,就会造成听觉上的难以接受。所以在构造实用合成系统时所采取的声学单元的类型和长度都将是不固定的[4]。
在选择声学单元构造语音库时,通常利用某种损失度函数来描述具有相同大小语音库的合成能力。一个典型的损失度函数可以表达为:
(1)
其中f为当前声学单元的词频,d为声学单元的预测时长,c为该单元中所包含的音素之间协同发音的大小[4]。在不考虑韵律条件下,构造由声学单元组成的语音库时,应使由(1)表示的损失度函在该语音库上的取值最小为目标。用于拼接的声学单元通常由连续语流中切分获得。通过检索含有大量航天、电子通信、计算机以及卫星领域内关键字的文献,并通过对这些文献进行文本处理,将文献切分成词和句。通过对词汇的统计可以得到词频信息,并在词频信息的指导下挑选由文献获得的句子,使得选出的句子对高频词具有较好的覆盖,这些挑选出来的句子成为稍后需要录制的脚本。
挑选合适的播音员,对照脚本进行合理朗读,并且录音。将录音所得的语音波形数据按脚本以及声学单元的划分进行切分,通常对于汉语可以切分为词、字(CV结构)而英文通常需要切分到词以及少量音素或双音素,从而构成发声单元库。对切分得到的声学单元按其在原句子中的位置(前中后)以及前后相连的字词进行标注。这些标注信息对选词模块的判决提供依据。
4韵律的生成
韵律的声学参数一般包括基频、时长、能量,对于一个TTS系统,韵律生成和控制是十分重要的。韵律参数对于控制合成语音的节奏、语气语调、情感等具有重要意义,而对汉谱普通话,基频是和声调直接相关的物理参数。汉语的构成原则可归结如下:由音素构成声母或韵母,韵母带上声调后成为调母,由单个调母或由声母与调母拼接成为音节。汉语有阴平、阳平、上声、去声、轻声5个调,1200多个有调音节。一个音节就是一个字的音,即音节字。由音节字构成词,最后再由词构成句子[5]。
基于规则的韵律生成。通过对汉语语音学和语言学的研究总结一些通用的韵律规则,利用这些先验知识,可以建立一个基于规则的韵律生成系统。通常规则系统包括两个方面:一是通用规则,比如四个调的基本形状,上声连接的变调规则,时长变化,语气语调的音高变化等;二是目标说话人的特定韵律规则,比如个人的基本调高、调域、语速和停顿等。此外在连续语流中,每个字的发音是会相互影响的,连续语流中一个字的发音的声调与这个字单独发音时的声调会有所不同,在合成的连续语流中,只有具有这种声调变化才能使合成的语音具有较好的可懂度,否则将只会是单字语音的生硬连接。汉语普通话语句中的变调以二字词的变调最为主,因为二字词所占比例约为74.3%。它的调型基本上是两个原调型的相连的序列,但受连读影响使前后两调或缩短、或变低。
基于机器学习的韵律生成。虽然目前已经得到了许多关于韵律的规则,但这些规则对于形成非常贴近自然的韵律还相差很远。为能够发觉隐藏而且难以描述的韵律规则通常利用机器学习的方法来实现韵律的生成。常用的算法模型有隐马尔可夫模型(HMM)、人工神经网络(ANN)、支持向量机(SVM)以及决策树等[5][6]。
基于参数化模型的韵律生成。基于机器学习的韵律模型提取一些人工无法分析的细则,大人降低人工参与分析的工作量,但这种方法同时也存在如下问题:首先,一般的学习算法都要求比较多的数据资源,特别是属性特征比较多的时候;其次,如果己有数据资源分布不均匀,将造成训练的整体偏差,影响分析结果;再次,专家知识没有很好的结合利用进来,是一种信息浪费;第四,训练模型没有和语言特征和人的感知挂钩,无法进行转移和调整。基频和时长是影响人的韵律听感的直接声学参数,两者都是随时间变化和环境变化的。参数模型利用先验知识,先分析基频时长和语言特征、人的听感的关系,对此关系建摸,提取基频时长和语言特征及人的听感直接相关的参数。这样的模型有效利用了专家知识,就可以用不多的数据训练出文本语言特征和参数的关系,同时通过调整模型参数就可以达到改变听感的韵律特征的目的[7]。
Fujisaki模型是一种广泛使用的基频参数化模型[8][9],它主要通过模拟人的发音机理来预测基频的变化。Fujisaki认为基频的改变主要有两个原因:韵律短语边界(Phrase)的影响和音节调(Accent)的影响。基频曲线的产生是按照声带振动的机理,以Phrase和Accent作为预测系统的输入,以基频曲线作为系统的输入,其中以脉冲信号的形式产生Phrase形状,以阶梯函数产生Accent形状。在该模型下基频曲线可以表示为:
(2)
其中函数Gpi(t)以及Gaj(t)的表达式分别为:
(3)
(4)
在表达式(2)、(3)及(4)中各参数含义如表1中所示。
表1Fujisaki韵律模型参数
Fmin基频最小值αi第i个Phrase命令控制系数
IPhrase元素数量βj第j个Accent命令控制系数
JAccent元素数量θAccent命令最大值参数
T0i第i个Phrase命令的时间标记Api第i个Phrase命令幅度
T1j第j个Accent命令开始时间Aaj第j个Accent命令幅度
T2j第j个Accent命令结束时间
Fujisaki模型的机理很简单,对于每个phrase命令,就是以一个脉冲信号通过phrase滤波器,相应的基频值上升到最大点,然后逐渐衰减。对于连续的phrase命令,基频曲线则产生连续的波动。Accent命令由一个阶梯函数初始化,因为accent滤波器的参数α远大于β,使得Accent元素很快达到其最大值,然后迅速衰减。
5系统实现及应用
整个语音合成系统由一系列动态链接库构成,分别对应图2中的各组成部分,各动态库由C语言书写。这种动态库的使用方便未来对局部进行修改。通过对动态库的加载,可以方便的将该语音合成系统集成到任何应用环境中。该合成系统输入以汉语为主,允许混合少量英文单词、希腊字母以及其它通用符号。
声学库中的语音波形分别采样AMR及MFCC两种编码方式,此外MFCC编码后再进行矢量量化处理,由此形成多种码率的声学单元库。采用不同的单元库将获得不同音质的合成结果输出。系统的录音为女声,可以通过一定的算法,如基音同步叠加技术(PitchSynchronousOverlapAdd,PSOLA)算法,在输出端对音色进行修改。
该系统作为我所研制的卫星测试系统的一个关键技术在实际应用中取得了良好的效果。通过该系统所构造的VoiceUI提供了一种全新的人机界面。计算机通过语音将卫星的实时状态汇报给监视人员,极大的降低了监视人员的观察强度,提高了人机系统的工作效率。
参考文献
[1]D.H.Klatt,Reviewoftext-to-speechconversionforEnglish,J.Acoust.Soc.Am.,82(3):737-793,1987
[2]R.Linggard,ElectronicSynthesisofSpeech,CambridgeUniversityPress,Cambridge.1985
[3]J.Allen,M.S.HunnicuttandD.Klatt,FromTexttoSpeech:TheMITalkSystem,CambridgeUniversityPress,Cambridge,1987
[4]陈永彬,王仁华.语言信号处理.中国科学技术大学出版社,1990
[5]陶建华,蔡莲红.汉语TTS系统中可训练韵律模型的研究.声学学报,2001
[6]初敏.自然言语的韵律组织中的不确定性及其在语音合成中的应用.第七届人机语音通讯学术会议,厦门,2003
[7]倪晋富,王仁华.模型化F0曲线中的升降模式控制机制.声学学报,1996
论文摘要紫竹为园林绿化的优质竹种,有着良好的社会效益和生态效益。紫竹丰产高效栽培要做到选择当年紫为主栽品种、选择合适的造林地、采用“密植丛栽法”建园、注意土肥管理、疏笋养竹、合理采伐利用以及防治病虫害。
紫竹(Phyllostachysnigra)又名黑竹、乌竹,禾本科竹亚科刚竹属,新杆绿色,二年生杆渐变为紫黑色,抗寒性较强,能耐-20℃低温,南方各地都有栽培。紫竹竹枝婀娜多姿,为优良的观赏竹种,是园林绿化的优良竹种,有着良好的社会效益和生态效益。紫竹杆形通直,细长而节疏,竹黄薄,材质柔韧致密,抗压抗拉,是竹编加工的理想材种,可制作竹制家具、乐器、工艺品。近年来,人们广泛利用紫竹作为居室工艺装饰,竹材利用行情看好,1hm2竹林年产值达2.5万元以上,造林4a即可收回成本。紫竹集生态、观赏、工艺品加工与竹材等众多优点于一体,已成为林业产业化、林业生态建设、退耕还林后续产业发展和促进农民增收致富的理想树种。
1品种选择
目前紫竹栽培中主要有当年紫和三年紫2个品种,一般根据紫竹新竹杆呈现黑色斑点的持续时间和紫黑程度来区别。当年紫新竹当年秋冬即呈大部分(80%以上)紫黑细麻斑点,远看已呈紫黑色,只节间一些灰斑泛青,次年底即全部紫黑(95%以上),其新竹材可在当年底或次年采伐利用,韧性较好,利用期早及周期次数多,其发紫过程是先麻红至麻紫黑至紫黑至深黑;三年紫新竹杆一般在当年底自基部往上呈局部灰紫黑散麻斑点(20%~40%,部分小竹可达70%),多数仍呈青绿色,次年可达50%~60%紫黑,第3年呈80%~90%紫黑,第4~5年达95%以上紫黑,同当年紫相比其利用期略迟2~3a,利用周期次数比当年紫少一半,其发紫过程是先晕红至紫红至灰紫至灰黑至粉黑至灰紫黑,其黑的程度、成色、亮度、层次等均比当年紫要差。按新竹材紫黑程度达80%以上即可作工艺竹材采伐利用来定,则当年紫和三年紫的轮伐期分别是1~2a、3~5a。当年紫比三年紫提前2~3a提供商品工艺竹材,提前成林造景,大大缩短投资周期和投资回收期,能适应市场多变和选择。因此一般以当年紫为主栽品种。
2造林地选择
紫竹喜温暖湿润气候,耐水湿荫凉,抗寒性较强,年均气温10~18℃,降雨量800~1800mm,海拔500m以下的酸性壤土地区,皆适宜生长。紫竹喜肥,对土壤要求较严,造林地选择要求土壤深厚肥沃、疏松湿润、排灌方便,小气候条件较好的山脚地、谷地或缓坡地宜植紫竹;迎风坡、台地、水渍田以及土壤粘重、通透性差的地块不宜栽植紫竹。
3栽植方法
多采用“密植丛栽法”建园。选一至二年生、生长健壮、分枝较低、无病虫害、根须发达、侧芽饱满的优良母竹,2~3株大蔸带土移栽,优良单株移栽应考虑多带宿土,留足鞭长40~50cm,截去竹梢保留5~6盘丫枝。远距离运输应适当捆扎,以免土球散落而造成鞭竹结合部损伤,杜绝劣级苗上山造林。初植密度1500~1650株/hm2,要求栽植穴规格为80cm×60cm×40cm,深挖浅栽,上松下紧,围土防渍。造林时间以早春为最好,梅雨或秋末可补植,栽植后加强管理,以防倒伏等。
4土肥管理
造林当年宜种植花生、豆类等低杆农作物,以耕代抚。栽植后第2~3年的6~9月除草松土2次,深10~15cm,青草壅肥。紫竹喜肥,基肥穴施有机肥2200kg/hm2,复合肥450kg/hm2;秋季结合幼林抚育环沟施复合肥或尿素450kg/hm2。进入产竹期后,每年分别于6月和10月各施复合肥300kg/hm2。冬初砍竹后垦抚松土,清除竹蔸及老鞭。
5疏笋养竹
造林2~3a竹笋应全部留养,促其满园成林,之后在出笋盛期选留健壮长势好、分布均匀整齐和空档竹笋留养成竹,选定留养笋后,其余竹笋全部挖除。
6合理采伐利用
紫竹园要求进行集约化管理,保持土壤疏松、肥力适中、园内通风透光。一年紫成年竹园保持立竹度3~4.5万株/hm2,一至三年生竹比例6∶2∶2,一年紫当年冬即可采伐出售,采伐后立竹度1.5~2万株/hm2,一至三年生竹比例2∶2∶1或2∶2∶0。三年生竹适当保留,四年生竹全部伐除销售。三年紫一至五年生竹比例控制在3∶3∶2∶1∶1,及时疏伐老母竹、工艺成熟竹、劣质竹和倒伏竹,及时垦抚施肥,保持竹林生长旺盛。
关键词超宽带(UWB);脉冲无线电;IR;OFDM;DS-UWB
美国联邦通信委员会FCC(FederalCommunicationsCommision)于2002年2月14日通过了一项曾经只应用于军事和政府部门,现今可民用化的超宽带UWB(UltraWideBand)无线通信技术。UWB完全迥异于其它无线技术,具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低,系统复杂度低,功耗小,定位精度精确等优点。在无线通信、网络、雷达系统、图像处理和定位系统中都具有其它技术无法比拟的优点。它不用载波而采用时间间隔极短(小于1ns)的脉冲进行通信,因此也可称作脉冲无线电(ImpulseRadio),与二进制移相键控(BPSK)信号波形相比,超宽带不采用余弦波进行载波调制而是发送间隔小于1ns的能量脉冲,因此它的带宽极宽,高达数GHz,且由于频谱的功率密度极小,它具有扩频通信的特点。目前,为保障全球定位系统GPS,导航系统和军事通信频段,FCC限定UWB频域在3.1至10.6GHz,且发射功率低于41dB。UWB向民用解禁后,我们更为关注的是它带来的商业和民用价值。
1UWB的特点
⑴带宽非常宽
UWB使用带宽高达几个GHz,频率范围从3.1GHz到10.6GHz。超宽带系统容量大,不单独占用现在已经拥挤不堪的频率资源,而是共享其它无线技术所使用的频段,这使得频率资源日益紧张的今天有了实质性的缓解。
⑵传输速率高
UWB自问世后一直被看作是蓝牙技术的替代品,它可以使电子通信设备之间通过无线互传信息,速率可以达到480Mbps,远高于IEEE:802.11a、IEEE:802.11b和蓝牙数据速率的无线连接。
⑶发送功率非常小
UWB消耗功率很小,一般不超过200微瓦,不及Wi-Fi的千分之五。超低的发射功率极大延长了系统电源工作时间。另外,发射功率小,其产生的电磁波辐射对人体的影响也微乎其微。
⑷抗干扰性能强及保密性好
UWB采用跳时扩频信号,系统具有较大的处理增益,发射时,微弱的脉冲信号分散在极宽的频带中,其输出功率甚至低于一般电子设备产生的噪声。接收时将信号能量还原出来,在解扩过程中产生扩频增益。因此,与蓝牙、IEEE802.11a和IEEE802.11b相比,在同等码速条件下,UWB具有更强的抗干扰性。同时超短而微弱的脉冲信念也使得UWB与其它无线通信设施之间的干扰大幅度降低。UWB保密性表现在两方面:一方面是采用跳时扩频,接收机只有已知发送端扩频码时才能解出发射数据;另一方面是系统的发射功率谱密度极低,用传统的接收机无法接收。
⑸精准的定位功能
UWB系统具备良好的时间解析能力,使其能拥有精确的测距和定位功能,这一功能,可以将通信与定位融合,从而建立更为广阔的应用领域,包括建立高度安全、较佳效能的网络架构,以及精准的存货追踪管理。而在商业用途上,精准的定位功能将可应用到企业的仓储管理上,协助物料与资材的追踪定位。
⑹低廉的芯片成本
由于UWB不调制和解调复杂的载波信号,所以不需要混频器、过滤器、RF/IF转换器、本地振荡器(Localoscillator)以及802.11x常用的超外差所需额外的表面声波滤波器(SAWfilters)等复杂的元件,因而能量消耗很小,也更容易集成进CMOS里。除此之外,也可将射频设计成不需要功率放大器,同时也可以使用CMOS制程,因此具备低成本的芯片结构。
2当前发展状况
UWB的标准目前主要有两大类,分别是摩托罗拉旗下子公司飞思卡尔(Freescale)引领的DS-UWB和由IEEE倡导的MBOA,两者的分歧体现在UWB技术的实现方式上,前者采用直接序列扩展频谱的技术,它可以使很多传输共享相同的频率范围,这使很多小批量(piconets)的UWB设备互相连接更为容易。而后者则采用多频带方式,OFDM方案是将可用的频段分为多个子带,每个子带带宽大于500Mb/s,每一个子带的信号为一个OFDM信号。这两种技术各自有各自的优势和特点,但无法兼容,两种标准的牵头羊为了各自的利益,进行了激烈的角逐,但到目前为止还没有哪一方胜出。从这两个方案竞
争的激烈程度,我们可以预测到UWB技术巨大的潜在市场。技术的成功发展必定会反映在市场的不断成熟和发展上,因此UWB技术所带给世界无线通信市场的冲击将是无法避免和前所未见的,它带来的商业市场前景也是不可估量的。
3商业应用前景
无线通信历来都是一个技术创新层出不穷的领域,超宽带(UWB)实现了通信行业的设想:UWB在噪音标准之下调制数据,与频带内的其它无线通信标准并存而不相互干扰。随着UWB技术逐渐成为标准,行业领先者已经开发出UWB芯片产品,开始推出支持UWB的激动人心的商业应用。
家庭网络的应用中,UWB可以为无线局域网和个人局域网的接入技术带来高速率、低功耗、高带宽和低复杂度的无线通信解决方案,借助于UWB技术,可以家庭为单位建立局域网,使电脑和其它电子通信设备之间通过无线互传信息,从而减少房间布线、提高设施移动性。作为一项正在迅速发展的新技术,UWB将显著改善消费者的家用娱乐产品体验。消费者开始使用家中的PC机或笔记本电脑享受UWB无线技术带来的优越,其独特的优势就会让家庭中的娱乐电器也受益,例如,UWB可以把数码相机和数码摄像机的数据资料,传输给PC机,可以将DVD、VCD等各种视频数据传输到隔壁房间的电视,UWB将实现速度高达每秒110Mbit乃至更快的无线连接,使其非常适合连接电视与DVD播放机和录像机、个人视频记录器以及家庭音响。可以认为UWB是家庭网络更加合理的解决途径。
在定位检测应用中,由于UWB技术具有很好的定位能力,这一特性也可以使其拥有极其广泛的应用前景。由于UWB的高频信号具有很强的穿透力,所以消防员、警察和灾难救援人员可以利用UWB技术侦察出藏在厚墙另一侧、深埋在地下甚至是人体内部的目标物;汽车制造商可利用UWB技术建立汽车传感器、防撞系统、智能高速公路感测系统;此外其定位精度甚至超越了GPS全球定位系统,所以UWB将在定位检测领域有更大的突破。
当前,人们看好UWB技术的利用价值,最主要集中在消费电子应用领域。英特尔、德州仪器、西门子等业界知名厂商也对UWB技术在此领域的应用前景保持乐观。笔记本电脑、PDA、数码相机、扫描仪、打印机、摄录像机、以及MP3播放器等消费电子产品,均可以利用UWB技术进行高效率高品质的视频和音频数据传输。许多国家都已明确了全面实现数字电视网络的目标,UWB技术将在数字电视网络的许多环节上,充分发挥高速、无线和低干扰等优势。用UWB技术传输数字视频信号的速率,是当前有线电视调制解调器的10倍之多。XtremeSpectrum公司在不久前展示的一块UWB芯片样品,可以将数字电视信号同时沿着6个不同的信道传向6台电视机。美国飞思卡尔半导体(FreescaleSemiconductor)不久前在飞思卡尔技术论坛宣布,海尔采用了该公司的UWB(超宽带)无线芯片,推全球首款UWB电视,即将先后在中国和美国捆绑上市液晶电视和媒体服务器。新加坡Cellonics公司研发的一种新调制技术,更是将UWB的应用拉近了现实当中,它演示了UWB技术在消费电子产品中传输多媒体信号的过程,其质量之高、功耗之低而技术之简单,使更多的人对UWB在消费电子中的应用更加满怀信心。
目前,在业界的推动下,UWB技术已经日臻成熟,一些厂商已经推出了UWB芯片和相关产品。目前在试验室,UWB无线传送装置已经可以进行速率为480Mbit/s的数据传送。鉴于UWB技术所表现出来的优越特性和上述广泛的潜在应用领域,乐观者预计到了2006年,UWB技术将可能产生10亿美元的市场。
4小结
一项只用于10米范围之内,传输速率达到几百兆的无线通信技术引起了英特尔、摩托罗拉、西门子等通信业界巨头们的关注,也使家电业各大厂商们看到了UWB的应用前景。自UWB被批准民用后,家电厂商和PC厂商便蜂拥而至进行产品开发,积极拓展此项技术的商业化应用和发展,加快了UWB技术的商业化步伐。总之,UWB可定位于家用类设备和终端间的无线连接。众多的家电类设备,决定了UWB的应用范围相当广泛。UWB向人们清楚地展示了家用电子设备更为简洁的美好前景,在商业多媒体设备、家庭和个人网络方面极大地提高了一般消费者和专业人员的适应性和满意度。基于此,业界必须致力于提供标准与实现技术努力挖掘UWB的潜力。当然,UWB作为民用技术任重而道远,尚有一些应用中产生的信号干扰和频段开放引起的诸如安全性和干扰问题亟待解决。军方、政府、无线运营商和设备制造商等各方之间的利益冲突使得他们在UWB技术的民用化问题上尚有疑虑。但不管怎么说,我们有理由相信,由UWB技术所带来的技术发展和革新会使得UWB技术进入更多的应用领域,带来更为广阔的应用前景。
参考文献
[1]LiuqingYangandGeorgiosB.Giannakis,”Ultra-WidebandCommunications”,IEEEsignalprocessingmagazine1053-5888/04
论文摘要:阐述了夏玉米无土育苗方法,并结合旋转回归设计试验结果,总结了夏玉米无土育苗移栽的高产配套技术,包括选用中晚熟品种、培育壮苗、移栽苗龄不宜太大、移栽适宜密度7.80~8.25万株/hm2,最佳氮肥施用量为施纯N150.0~187.5kg/hm2,以期指导夏玉米育苗移栽技术的推广应用。
近年来,随着种植业结构调整及高产、高效农业的迅速发展,支柱粮饲作物玉米的种植面积逐年减少,因而通过改革栽培技术,增加科技投入,依靠提高单产保总产,是玉米生产的迫切要求。试验研究证明,夏玉米无土育苗移栽增产效果显著,是玉米栽培上的一次革命。育苗移栽播期可提早15~20d,成熟期提早7~9d,千粒重提高55~60g,增产13%~15%;育苗移栽可使植株基部节间缩短,次生根增多,较直播玉米株高矮32.4~65.0cm,穗位降低25.6~60.0cm,单株叶面积较小,抗倒伏能力增强,利于密植夺高产;育苗移栽可避免6月下旬多雨年份“芽涝”,抵抗玉米生育后期的风灾,也可在6月严重干旱年份保证玉米适期播种,正常成熟,获得好收成。实践证明,夏玉米育苗移栽既是实现正常年份高产优质的措施和特殊年份提高抗灾应变能力的科学手段,也是保护地区季节设施栽培实现高产、高效的有效措施之一。
1无土育苗方法
在靠近大田的空闲地上作畦,畦宽1.5~2.0m、畦深6cm,畦四周筑埂,畦底铲平踏实,畦一头开一排水沟,畦长视苗量而定,畦内放6cm厚腐熟好的土杂肥,踏实,铺平,把浸好的玉米种均匀播种在育苗基质上,在种子上再盖一薄层烂草末。为防地下害虫,播前或播后在育苗基质上喷浇250倍的敌百虫或1000倍久效磷药液,播后浇足水,播后第2天、第3天下午各喷浇1次水,直至出苗,齐苗后一般不再浇水。
苗床播种密度,应视计划的移栽苗龄而定,苗龄长的播种密度宜稀,短的宜密。五叶期移栽,据试验以播410粒/m2左右为宜,1hm2需秧畦净面积180m2,秧田与大田比例为1∶50。此播量在畦内按6cm行距、4cm株距摆播为好。育苗基质厚度以6~7cm为宜。
2配套高产栽培技术
2.1品种选择
选用中晚熟品种,育苗移栽可早播,有利于充分发挥中晚熟品种的增产潜力。
2.2培育壮苗
壮苗是高产的基础。培育壮苗,一是播前精选种子,尽可能使用饱满而大小一致的种子,可分级播种;二是育苗基质要较肥沃,一定要用腐熟好的烂草末;三是用锌肥和磷肥浸种。
2.3移栽苗龄
育苗移栽的苗龄,据笔者用登海1号所做的5因素(移栽苗龄、前期追肥苗龄、后期追肥苗龄、移栽密度和不同氮肥施用量)5水平(苗龄3~7叶、前期追肥苗龄5~9叶、后期追肥苗龄10~14叶、密度5.25~8.25万株/hm2和纯N150~300kg/hm2纯氮)的旋转回归设计试验结果,3~7叶移栽,各种水平间的产量差异都达不到显著水平。直观分析,3叶移栽的(4个小区)平均产量9057.0kg/hm2,4叶移栽的(8个小区)平均产量7105.5kg/hm2。5叶移栽的(14个小区)平均产量7030.5kg/hm2,6叶移栽的(8个小区)平均产量8590.5kg/hm2,7叶移栽的(6个小区)产量6376.5kg/hm2。综上所述,3~6叶移栽,苗龄对产量影响不大,苗龄达7叶,产量开始下降。据试验,3.72叶移栽的平均产量9504.0kg/hm2,7.5叶苗龄移栽的平均产量5038.5kg/hm2,大苗比小苗减产46.9%。
2.4增产密度