监控技术论文汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇监控技术论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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二、当前视频监控系统建设应用中存在的问题

1、我县“天眼”视频监控系统是一期工程建设的社会治安动态视频监控系统，共有35个视频探头，以单独立杆标准安装在县城各个重要路口及位置，该视频探头虽可360度旋转，并自动记录图像，但因建设模式采用的是“电信建设，公安租用”，所以在设备选型、配套设施等方面都存在有一定的局限性，首先目前电信采用的前端摄像机和编码器等设备型号较早，参数、性能等不能满足我县安全监控工作需要，有些监控录象机的参数、性能等在相关网站上查找不到。其次对监控点安装时没有考虑到辅助光源，造成白天图像效果尚可，夜间因光源不足或缺少光源、监控摄像头防护罩未及时清理灰尘，造成视频监控成像模糊，无法辨认，大大降低了实战效能。如所安装的35个视频探头在夜晚光源不足或缺少光源、监控摄像头防护罩未及时清理灰尘时，造成视频监控成像模糊，无法辨认。由于以上种种原因严重影响社会治安视频监控系统的实战效能，我们建设社会治安视频监控系统的目的不是为了看，现在连看都看不清的一个监控系统，更谈不上服务于实战、更深层次的应用了。

2、现有技防监控系统覆盖面虽高，但单位值班人员落实不够好。监控室内值班人员不足，无法保证夜晚值班质量，因值班人员严重不足，从而导致值班人员没有足够的时间去认真观察监控图像，不能及时发现犯罪，只能亡羊补牢。

3、对已建的技防监控系统使用及后期维护还存在一些问题。一是缺乏具有熟悉监控系统的专职人员对技防监控系统进行监控；二是日常线路的维护和保养工作没有及时得到落实，导致许多监控点出现图像不清及黑屏等问题无法及时得到解决。

4、视频功能本身不合理，虽可以360度人工旋转，但无法自动定时定角度旋转，实现全天候、全方位监控。

5、监控器的位置摆放不合理，观察不到关键位置和必经之路或摄像机易被破坏。主要体现在监控点施工不规范，安装质量大打折扣，施工中直接将摄像机安装在建筑物、路旁电杆或其它附属物上，既不安全，也不利于全方位监控，有的监控点安装时没有考虑辅助光源，造成白天图像效果尚可，夜间图像效果模糊，大大降低了实战效能。

6、多个新建住宅小区及重点部位未安装视频监控。从目前我县社会面监控系统使用情况看，视频监控系统建设虽然起步较早，但与经济快速发展、农村加快建设、动态治安控制的要求相比，与发达地区相比，建设速度仍然滞后，监控探头总量还不多、密度不大，部分重点单位、企事业机关、道路街面、公共复杂场所、居民住宅小区等还存在监控盲区，金融单位、加油站等内部监控设备安装还没有完全到位。特别是居民小区、企业事业等单位重点部位在主动落实技防措施上显得力度不够，仅靠公安机关一家“单打独斗”，导致社会面监控系统覆盖率不高，根本无法与当前日趋复杂的社会治安形势相适应。

三、对技防监控系统的建议

1、在建设过程中要注重图像存储质量、有效画面抓录、图像保存时间等，最大限度地满足实战需求

在技术层面上，要广泛应用无线传输、网络传输、移动监控、人像自动识别等高端技术，并积极协调电力部门配合支持，确保夜间监控区域光亮度达到要求，提高监控图像清晰度。在后续维护上，要建立一支设备维护队伍，在各个点确定一至二名维修人员，负责日常检查督导定期维修，以确保系统正常运转。要组织相关维修人员对监控设备的视频功能进行合理调整，使它们自动定时定角度旋转，达到全方位自动监控。对监控器的位置摆放不合理的地方，进行重新安装和调整，使关键位置和必经之路等都能得到有效防控。

2、统一规划，在建设布局上实现全覆盖

县委、县政府要结合我县实际，出台全县治安监控实施方案，限时、保质、保量完成任务。采取单位筹资、县奖励的办法解决投资经费，并严格落实奖惩制度，鼓励先进，鞭策后进，全面推进。在治安保卫重点单位、集镇街道、车站码头、公共复杂场所，治安卡口、治安复杂地区等，要突出重点，全面安装视频监控。在县道、省道要合理布建监控探头，要合理布局，并且定时抓拍。各监控系统、监控点之间要互为补充、有机衔接、联成网络，做到跟踪接力、连续拍录，不留空白和盲区，做到全面覆盖。

3、健全规章制度

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1.2CAN总线CAN总线（ControllerAreaNetwork）即控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线之一，是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。胡真明等（2007）[5]设计了基于CAN总线的温室环境单片机测控系统，系统主要由上位机、CAN现场总线、智能测控节点组成，考虑到一般是几栋温室连成一片以及在大型温室里通常都有若干个测控点，基于CAN总线的优越特性、可以将若干个温室的测控点和具有CAN接口的PC机监控站通过CAN总线连在一起。张颖超等（2009）[6]利用CAN总线的特点和性能优势，提出基于CAN总线的温室监测系统的实施方案，采用主从方式，通过CAN总线将每一个独立的监测节点连接起来，实时采集数据传送到上位PC机进行处理；同时自定义了CAN总线通信协议，并给出数据通信流程。为了提高温室控制系统的效率、性能和智能化水平，李晓静等（2010）[7]基于CAN总线，设计了一种结构简单、实用性、可靠性相对较好的温室群控系统设计方案。张丽红等（2011）[8]基于CAN总线设计了温室节水灌溉控制系统，系统能够实现连栋温室内多小区的灌溉自动控制，可集中管理，也可独立控制。相对于RS-485总线，基于CAN总线的分布式控制系统具有以下优势：①工作于多主方式，无主从之分，数据通信实时性强；②节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能，总线上其他节点的操作不受影响；③通信直接传输距离可达10km/5kbps，挂接设备数达110个；④报文为短帧格式，并具有硬件CRC校验，传输时间短，出错率极低。

2无线通信方式

与有线方式相比，无线通信网络是一种以数据为中心的自组织无线网络，具有可快速临时组网、拓扑结构可动态变化、抗毁性强、无需架设网络基础设施等优点。常用的无线通信方式有ZigBee、蓝牙、WIFI以及GSM/GPRS技术等。

2.1ZigBee技术ZigBee这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂（bee）是靠飞翔和“嗡嗡”（zig）抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。ZigBee是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的无线网络技术，工作在2.4GHz的ISM频段上，符合802.15.4标准，主要用于近距离无线连接。运用这种技术将温室监测系统中的各种电子设备组成一个无线传感器网络，从而方便快捷地对温室环境参数自动监测，这将是温室环境控制的又一突破，具有重大意义。Zhou等（2007）[9]基于ZigBee技术，设计了一个温室监控系统，温室内传感器使用星形拓扑结构，而温室与管理系统之间使用网络拓扑结构。针对温室布线复杂、扩展性差、维护困难等缺点，江儒秀等（2008）[10]提出基于ZigBee无线通信技术的温室环境群控的解决方案，采用JN5121-DKl03模块设计了基于ZigBee树型网络拓扑结构的分布式温室群控系统，并介绍了整个系统的设计方法。Hwang等（2010）[11]利用无线传感器网络组建立了三层温室红辣椒管理系统，传感器、监控相机等数据采集为物理层，传感器管理、数据库服务等为中间层，WEB应用、PDA应用等为应用层。传感器包含环境传感器和生长传感器，环境传感器用于采集植物生长的环境信息，如照度、温度、湿度、风向、风速、CO2浓度、营养液EC、pH等；生长传感器用于测量叶温、茎秆直径、植株高度、体积等的变化。Park等（2011）[12]开发了基于ZigBee的温室测控系统，采集的环境参数包括作物叶片温湿度、环境温湿度和露点测控系统，所有测量数据存储于数据库服务器，并为远程用户提供查询服务。Fukatsu等（2011）[13]采用智能体（Agent）技术实现无线网络节点与Internet的连接，并开发了基于WEB的农田信息监控管理系统。陈勇等（2012）[14]提出了一种基于物联网的农业灌溉监控系统，采用ZigBee无线通信技术实现对地表下植物根部深度土壤含水率进行立体监测。应用ZigBee技术，可以通过无线传输方式实现每个节点温室环境控制器与管控计算机的组网和灵活的网络数据传输，提高了温室群控系统的可靠性和灵活性，并大幅度降低了成本。

2.2蓝牙通信技术蓝牙（Bluetooth）技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，其实质内容是为固定设备或移动设备之间的通信环境建立通用的近距无线接口，使各种设备在无线连接的情况下，能在近距离范围内实现相互通信或操作。其传输频段为全球公众通用的2.4GHzISM频段，而且不容易受到外界干扰源的影响。杜辉等（2005）[15]将蓝牙无线通信技术和现场总线技术相结合用于温室群控，环境传感器与温室现场控制器之间通信采用蓝牙技术，而温室现场控制器与中央监控计算机的通信使用CAN总线的方式，以提高系统的可靠性、抗干扰性以及灵活性；并以蓝牙芯片EricssonROK101007和CAN总线为例，阐述了基于蓝牙技术的分布式温室气候监控系统的硬件与软件设计方法。Kim等（2008）[16]利用无线传感器技术设计了一个定点精准线性移动灌溉系统，该系统采用蓝牙技术实现无线传感器网络与基站的通信,并利用GPS技术定位灌溉点。黄晓鹏等（2008）[17]设计一种基于DSP和蓝牙无线传输技术的分布式沼气加热温室控制系统，环境传感器与现场控制器的通信采用了蓝牙技术，采用的DSP处理芯片具有CAN总线功能，克服了温室内部管道和线缆布置复杂以及线缆容易老化、损坏的缺点。贾海政等（2009）[18]基于蓝牙技术设计了一套温室温度自动检控系统，测温点与执行机构(加热器、通风窗)实现无线连接，系统根据作物不同时期对温度的需求，将温度控制在适合作物生长的最适宜温度区，使作物快速、高效生长，提高经济效益。

2.3无线WIFI技术/无线局域网WLANWIFI（WirelessFidelity）网络,符合IEEE/802.11b协议，是由AP（AccessPoint）和无线网卡组成的无线网络，组网方式较为简单，主要优点是无线接入、高速传输以及传输距离远。为管理一组温室，Serodio等（2001）[19]开发了一个分布式数据采集和控制系统，并将多种技术用于数据通信。在每个温室内，底层传感器与控制器的连接采用频率为433.92MHz的无线局域网（wirelesslocalareanetwork,WLAN）。Mizunuma等（2003）[20]开发了一个可以在大田和温室使用的基于WLAN技术的作物生长监测系统，并实现了远程控制，他们认为远程控制策略可以极大提高产量和降低劳动量。马增炜等（2011）[21]设计了一套以集成了WIFI功能和ARM内核的智能温室环境控制系统，实现了通过无线网络对智能温室内温湿度、光照和CO2浓度的采集、汇总、显示和记录。Otoniel等（2012）[22]提出了一种自动监测系统,基于一个低成本WIFI技术的图像传感器，周期性的捕捉和发送农田作物的病虫害信息到远程控制站。温室监控系统充分利用现有普及的WIFI网络资源，有效地提高了无线网络的通信距离和覆盖面积，具有成本低、普及性好、兼容性强、传输带宽、传输速度快、标准化等优点。

2.4GPRS/GSM通信技术GPRS（GeneralPacketRadioService,通用分组无线服务）是一种分组数据承载业务，具有实时在线、按量计费、快捷登录、高速传输、无距离限制等优点，广泛应用在手持式仪器设备、农业物联网等领域。Mancuso等（2006）[23]在一个番茄温室中设计了一个监控系统，采用无线传感器网络对空气温度、相对湿度、土壤温度等进行测量；并开发了一个基于WEB技术的植物监控应用。当测量快速变化时，报警信息就会通过短消息服务（SMS）或GPRS方式发送到温室管理者手机中。孙忠富等（2006）[24]针对农业对象具有的多样性、多变性、以及偏僻分散等特点，提出了一种基于GPRS和WEB技术的远程数据采集和信息系统方案，将485总线与数字传感器连接，并与监控计算机构成温室现场监控系统，利用GPRS无线通信技术建立现场监控系统与互联网的连接，将实时采集信息发送到WEB数据服务器。李莉等（2009）[25]设计一种结合嵌入式技术、无线传感器网络技术的温室环境信息采集与监测的系统，系统控制终端基于ARM9和嵌入式Linux操作系统进行设计，用于温室环境数据的接收、实时显示和存储，通过GPRS方式实现与远程管理中心的通信。张西良等（2010）[26]构建了三层次无线传感器网络系统，将短距离无线传感器网络通信技术与远程GSM网络技术相结合,以实现无线传感器节点和远程管理计算机之间信息高效无线传输。Antonio等（2011）[27]提出了一个基于无线传感器网络技术的农田信息的数据采集系统，该检测系统由GPRS网络与集成检测电路构成，通过传感器和GPRS通信模块实现数据采集和传输，满足了作物信息实时获取的要求。GPRS通信方式适合远距离并且不具备有线网络的情况下的数据传输，采用包交换的优点是在有数据需要传送时才会占用频宽，而且可以以传输的数据量计价，这对用户来说是比较合理的计费方式。

3常用通信技术比较

上述6种作为温室监控系统常用的通信方式各有特点，在不同的应用场景下可以发挥各自优势，扬长避短，也可以将这6种通信方式进行组合，达到高效、远程传输的目的。常见的是适合近距离的通信方式和远距离传输的GSM/GPRS结合，刘士敏等（2013）[28]设计了针对温室大棚中温湿度、CO2浓度、光照强度和土壤温度等参数的无线实时监控系统，采用WIFI技术的无线传感器网络对环境参数进行采集，当超过预先设定的阈值时，可以通过蜂鸣器报警和GSM短信息报警。李颖慧等（2013）[29]设计了基于ZigBee的营养液电导率实时测量自组织网络，同时系统集成了GPRS模块，实现了营养液电导率与温度信息的远程传输与监控等功能。有线通信具有高可靠性、速度快、稳定等优点，但布线繁琐、成本较高。无线通信方式具有设备移动性好、不需或只需少量布线的优点，但存在易受环境影响和延迟较大的不足。从发展角度而言，WIFI网络因具有带宽较宽、传输速度快、兼容能力强、抗干扰能力强等优点[30]，将会成为设施农业温室监控系统重要的信息传输方式，也将是温室信息传输技术的重要研究方向。

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1概述

图像监控系统在工业、邮电、银行等部门应用较多，在电力系统的应用尚处于初期和推广阶段。该系统将现场摄像机摄得的图像通过一定的通讯通道传到监视中心，即可以清晰地看到现场的实际情况。图像监控在电力系统中有以下功能和特点：

（1）适用于无人值班变电所，监视变电所的设备运行和操作状况、发热情况，解决防火、防盗问题，并逐渐与操作人员现场操作的远方监视相结合，必要时各监控中心的图像信息数据要上局计算机网络，供网络用户察看。

（2）由于变电所之间距离较远，通常几十公里，甚至上百公里，通讯是用光纤、微波或电话线等方式进行连接，图像信号传到监控中心必须经过压缩和解压缩，因此图像质量较之现场的模拟信号稍有损失，必须选择好的压缩和解压缩的方式以尽量减少图像的损失。

（3）变电所设备的图像监视以静态物体为主，

动态物体为辅（如操作、防盗等）；监视平时需登高或带电位置的设备情况，如渗油、发热、冒烟等状况；电力大楼的各管理、监视用户通过MIS网的终端进行监控。

（4）要有撤防和布防功能。当变电所有人工作时，要撤防，以免误报警。当变电所位于无人状态时，要布防。

（5）控制功能的主要对象是云台和镜头，包括云台的左右旋转、上下俯仰、镜头聚焦、光圈调整和变焦变倍功能。对于多个云台和镜头的控制，一般采用诸如89C51，8031等单片机加以选择和控制。

2电力系统图像监控的组成

无人值班变电所的图像监控主要由摄像机、云台、编码器、解码器、画面分割器、视频监视器等部分组成。另外，还需与照明系统和防火、防盗系统相结合，成为一个完整的监控系统。

2.1摄像机（包括云台）

摄像机可分为：黑白、彩色、广角、调焦、一体化等多种，适用于不同情况，技术参数也各不相同，黑白摄像机适用于光线不充足地区及夜间无法安装照明设备的地区，可选的分辨率通常高于彩色摄像机。彩色摄像机可以观察设备的红绿灯等情况。一般在变电所采用彩色摄像机，经费紧张或摄像机数目较多时，在电容器室、电缆层等地可采用黑白摄像机；门厅可采用广角镜头的摄像机；控制室、开关室宜采用连带镜头、自动光圈的摄像机，对准目标后能迅速自动调整，不会因支架的抖动或人工因素造成调整困难；球型一体化摄像机是将摄像机、光学镜头、全方位云台、解码驱动器以及附属的底座和防护罩，集成在一个单元中，可以嵌入天花板、吸顶安装或支架安装，适用于室外和主控室墙壁距监控屏较远的地区。室外摄像机还可内置自动温感排风和自动防霜装置，可进行64点全方位预置，随时对2～3台主变油位、中性点闸刀、电容器以及围墙外场景进行监视，总体上降低成本。

此外由于压缩方式对图像的限制，如果图像传递后清晰度最高只能做到640×480，则摄像机的只要选择480线水平清晰度即可，不必选择太高清晰度，以免增加造价。

2.2视频监视器

监视器可分多种：工业监视器、电脑屏幕、电视机、数十台监视器组成的电视墙等，可以根据实际需求进行选择。一般采用计算机作为监视器的，易于操作和控制，由于要显示多画面图像，宜采用17英寸以上的屏幕。采用电视机作为监视器，价格便宜，但图像线数较低，对图像要求较低的场合比较适用；工业监视器清晰度较好，但控制和调节参数的灵活度不如计算机，条件允许的情况下可以采用计算机和工业监视器并用的方式。

2.3画面分割器

使用画面分割器能同时显现前端多个摄像机输出的画面。它分为固定式的四画面分割器和4个以上的多画面分割器。在监控室用计算机进行监视时，易采用4画面分割设备，既使每个画面比较清晰，容易观察，又可以观看多个图像；4个以上的画面比较小，且设备的价格比较高。

2.4编解码设备及相应的图像数据压缩技术

远程的图像传输涉及到图像的压缩和解压缩，一般编码器放置在变电所的控制室内，将现场的图像数据压缩为数字信号，传送到监控中心，解码器放置在监控中心，解开压缩的数据。编码器和解码器是互相对应的。有一对一的配置方式，也有一对多的配置方式。基于主机的视频图像压缩技术有面向硬件的和面向软件的（如Intel的In－deo）两大类。面向硬件的是基于DCT变换（离散余弦变换）等，有如下三种不同的算法：

（1）视频图像压缩算法DVI（数字视频交互），压缩后图像数据率为1．5Mbps。

（2）用于综合业务数字网（ISDN）通信中的H．261算法。

（3）用于动态图像压缩的MPEG标准，目前有MPEG1，MPEG2，MPEG4三种算法。其中MPEG1的图像质量与家用电视系统相近，压缩后的数据率为1Mbps～2Mbps，亮度信号的分辨率为360×240，色度信号的分辨率为180×120，每秒30帧。MPEG2算法的原始目标是对每秒30帧的720×572分辨率的视频信号进行压缩，压缩后的数据传输速率为5Mbps～10Mbps。

目前应用较多的为H．261，MPEG1和MPEG2三种方式，由于变电所的图像是静态和动态相结合，以静态为主，因此三种方式都适合，当然，高倍率的数据压缩是以损失原始数据信息量为代价的，会影响到传输图像的质量。

3图像监控系统方案的比较

3.1监控与通讯

（1）监控方式

1）由调度或监控中心（在局大楼内）统一监视、控制，适用于变电所数量不多，分布较集中的电力局。

2）由若干监控中心分别监控变电所，再将图像上传到局大楼的方式，三级结构，适用于变电所数量较多，分布较广的地区。

3）监控中心与MIS网终端应有一定的优先级，一般来说，监控中心优先控制和操作，MIS终端只能监视和切换画面，两者不能有冲突．（2）通讯与传输方式

图像视频信号的传输途径有多种：一点多址小微波、音频电缆扩频通讯传输、光纤2M数据口传输、电话电缆传输等方式。从实际应用效果来看，光纤传输效果最好。用电话线传输图像容易产生断续现象，不利于观察防火、防盗现象，但观察静态事物，尚可应用。

图像监控系统的分布与通讯通道的布置有关，有以下几种方式：变电所与监控中心有直接的通讯连接；变电所与局大楼有直接的光纤连接，监控中心再与局大楼有通讯连接，两种情况考虑的方案应有所不同。

信息传输通常采用TCP／IP和网络组波（Multicast）的技术，最大限度利用了网络的传输性能和网络带宽，避免网络的拥塞．

3.2信息压缩形式

（1）硬件压缩、软件解压的方式

用一个软件就能解决所有的解压缩问题，且升级换代容易，降低了成本，MIS网上的计算机只要安装相应的软件并授权，就可以成为一台功能齐全的监控主机，但稳定性较硬件为差，同一监控中心的变电所之间兼容性差。

（2）硬件压缩、硬件解压的方式

稳定性好，若采用一对多解码器，成本较低，但兼容性差；若采用一对一编解码器，只要总体设计原理相同，不受产品限制，但主站的控制软件也不具备兼容性，且监控中心的解码设备数量繁多，若监控中心的通讯通过调度中心转发，则电力大楼的硬件设备也很多，且需要两套编解码设备，上网需要两次压缩解压缩。

3.3控制界面操作

主站软件在控制云台方面的操作有两种方式：

（1）界面提供专业控制面板，用鼠标点击相应的方向进行控制。

（2）直接在图形界面上引导云台的转动方向，鼠标指针向哪个方向滑动云台就朝相应方向转动。

后种方式对于监控人员来说，非常方便，易于操作。

可以在电子地图上直接用鼠标双击获得远程终端的图像和对应摄像机切换和控制权。地图可完全模拟相应变电所环境，方便操作人员寻找摄像机和快速切换。

3.4发热报警装置

变电所设备发热也是比较常见的问题，时间一长，容易造成事故。可以采用两种方法监视无人值班变电所的发热状况：

（1）用红外摄像机进行监视报警，成本较高。

（2）用金属片发热变色，摄像机自动巡回检测后自动报警，比常规的红外测温仪要方便很多。金属片一般装设在开关或变压器的端头位置。

3.5无线摄像机和无线对讲设备

采用无线摄像机和无线对讲设备，当变电所有人巡视或操作时，随身携带以便于远方监视，防止走错间隔或误操作。为今后变电所单人操作监视的运行方式做好技术准备。

无线摄像机体积小，且通常镜头和发射天线均包含在其中，发射功率小，传送距离较近，大多在100m之内能接收。因此无线接收接口必须配置在适当的位置（一般在主控室），以保证信号的畅通。

无线摄像机可以做成帽式或手提式。由实践得知，帽式在头上运行人员走动时经常发生抖动，难以迅速聚焦，而手提式结构可视角度大，轻巧便利，比较切合单人操作摄像。

3.6其他设备

（1）升降车。室外一体化摄像机由于架设位置比较高，天长日久玻璃面罩积灰，摄像质量严重下降，定期安排清扫又受到安全距离影响，因此可设计为升降机结构，只在第一次安装调试时需要停电，以后的维护极为方便。

（2）滑轨。开关室的结构一般成行排列，只设一个或少量的摄像头无法看清每个开关柜的状况，无法对运行提供依据。设多个摄像机既增加成本，也存在死角。因此设计和开发步进马达式的电动滑轨装置，操作人员在远方就能控制摄像机前后左右移动，灵活方便，又降低造价。

（3）组合电缆。电力系统对电缆有特殊要求：阻燃、防火、防小动物，目前市场上还无铠装的视频电缆，因此可以设计将控制电缆、视频电缆、电源电缆三合一，制成铠装阻燃电缆，既对高压电磁场起到良好的屏蔽作用，又方便安装和施工。

4其他辅助系统的接入

4.1防火、防盗装置

在没有考虑变电所图像监控时，防火、防盗装置也是作为无人值班变电所的必要条件提出的，它结合综合自动化输出两个综合信号，存在的缺陷是经常出现误报，由于综合信号无法得知什么区域发生火警和盗警，工作人员赶到现场，可能为时已晚。

如果能将防火、防盗结合图像监控系统，就可以解决上述问题。采用警情联动功能，当发生报警时，立即启动摄像机，可以得知是哪个区域发生报警，是否误报，重要情况还可启动自动录像装置，为事故分析提供条件。

目前绝大多数厂家生产的火灾、防盗报警控制器不具备报警规约的输出功能，或只有一个开关量接点输入，因此防火、防盗设备与图像监控的结合需要合作开发，且火灾报警控制器要经中国消防产品质量认证，控制器可采用RS232标准接口与上位机通讯。

与防火、防盗设备相连，探测报警信号源有以下几种：烟感探测器、热感红外线控测器、微波物体移动感知器、开关、玻璃破碎感知器等等。一般无人值班变电所大多采用前三种探测器。若经济条件较好，可采用多种探测器相结合的方式。为减少单一探测原理装置易产生的误报，可以将红外、微波、超身等探测方法组合成双鉴式，即基于两种原理的复合式报警器。

4.2变电所照明系统

图像监控装置启动变电所照明有两种方案：

（1）摄像机上安装射灯，可以随着摄像机的转动而转动，远方控制，灵活性高，但亮度范围有所限制。

（2）启动变电所的照明电源，当有警情或远方控制时，可以开启变电所相应位置的灯光，亮度范围广、效果好。

4.3长延时录像机

监控中心在采用计算机监控时，可用计算机硬盘录像，必要时采用双硬盘备份，但硬盘录像时往往计算机运行速度就很慢，不能同时调用图像或控制。但很多情况下可以在监控中心外接长延时录像机进行录像。24h的长延时录像机比较理想，每日只需更换一盘录像带。讯协议对于子站的技术、通讯接入以及MIS的联网都大有影响，因此一旦主站方案选定后，再采用另一家厂家的产品，很难兼容和接入，对系统的图像质量也很有影响。如果有多个监控中心，虽然不同主站各自可以采用不同的系统，但是如果要联入MIS网，又将会互相冲突。因此在考虑安装图像监控系统时，一定要有一个总体的方案。一般变电所内需要监视的位置有：

（1）主变：油位，中性点接地闸刀，端头的发热情况。

（2）开关室：监视开关室的人员出入及开关操作的正确性，及面板上的微机保护或自动化装置的面板。

（3）门厅：监视进出的人员。

（4）电容器室：防盗、防火监视。

（5）主控室：监视设备、直流系统、自动化装置等设备的读数，计算机等设备的防盗，运行人员的现场情况等。

（6）电缆层：防火。

集各有关单位的人员进行讨论，特别是运行人员对摄像头的布置，通讯人员对通讯的接入和设备调试，计算机人员对于MIS网的接入和设置，保卫人员结合防火、防盗等都要有一个综合的考虑，新建的变电所应在投产之前进行布线和设备安装等需要停电的工作，改造的变电所要结合检修一起施工。在施工中应注意：

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（1）利用传感器信息装置将检测到的物理量转化为电信号，电信号可以依据运行情况对其进行诊断，当出现问题时会及时的对其进行预报且显示问题所在原因。

（2）电信号必须通过显示设备将其作业状况完整的显示出来，然后转化为可控的传输信号，对其实时掌握。

（3）通过预先设置好的接收方式对信号进行接收，通常情况下，采取分站接收然后复用信息将其传输在主站上加以显示。对于分站来讲，它必须将接收到的信息加以整合、分类，对简单数据进行校验，防止不准确信息被利用，这样不仅仅会造成一定损失，且会增加发生事故的概率，所以在进行传输主站前，必须对信息进行准确的掌握。

（4）电源箱是确保煤矿安全监控系统正常运行的主要交流电源，它能确保在临时停电的基础上让煤矿安全监控系统可以有效的运行，维持正常的基本用电量且供电量大于二小时的蓄电量。

（5）主站在接收信号的同时，要对其信号进行及时的处理。传输接口在确保接收信号后，要再次将主站整理好的信息传输至相应分站。从某种角度上而言，传输接收器具备了分站与总站相互传输信号及自动检验、调节等功能，所以使用过程中不容忽视。

（6）主体正常运行的前提下，要利用计算机对其进行掌控，主机的主要作用是联网、控制输出打印、控制输出、人机的对话、声光的报警、显示、磁盘的存储、统计数据、判别报警、校正、接收检测的信号等。

1.2煤矿安全监控系统的作用

第一，通风及瓦斯监控，也就是监测局部的通风机停开（特别重要）、风筒的状态、风门的状态、馈电的状态、风压、风速以及甲烷的浓度等。一旦局部的通风机掘进巷道出现停风状况或出现停止运行现象时或瓦斯出现超限时，相应的煤矿其安全监控的系统就会自动切断各自区域电源，同时闭锁与报警，这一措施可以达到以下目的：

（1）规避与降低了因电气设备违章作业或失爆、或电气设备出现故障的危险温度或电火花导致瓦斯爆炸的发生率；

（2）规避与降低了运、掘、采等设备在运行状态下因危险温度或摩擦碰撞出火花而导致的瓦斯爆炸的发生率；

（3）可以起到提醒作用，督促生产的调度员、领导及时把工作人员安置到安全位置；

（4）督促生产的调度员、领导及时处理好事故的安全隐患，提前预防瓦斯爆炸事故的发生。

第二，瓦斯抽放系统的监控。

（1）监测抽放管路里阀门开度、温度、压力、流量、甲烷的浓度以及一氧化碳浓度等各管道的参数；

（2）对瓦斯抽放泵站室里甲烷的浓度以及井下临时的抽放瓦斯泵站其下风侧的栅栏外的甲烷浓度环境参数进行监测；

（3）对抽放泵轴温、抽放泵的真空度以及电机温度等进行监测；

（4）监测冷却水池的水位、水温以及水压与水量等供水的参数；

（5）监测功率因素、电压、电流等供电的参数；

（6）对供气管道其供气阀的开度、流量、甲烷的浓度、温度、正压等供气的参数进行监测；

（7）监测密封的水温、密封的水位、罐内其甲烷的浓度、罐压和罐高等储气罐的参数；

（8）对瓦斯抽放供水、阀门、泵等状态进行监测；

（9）对瓦斯抽放纯瓦斯量和混合量进行监测；

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二、信息化监控技术在隧道施工安全管理中的运用

(一)隧道施工人员定位系统

隧道施工人员安全定位系统是利用物联网技术，监测和监控施工人员具置，确保施工人员人身安全，隧道施工人员定位系统能够实时、精准的掌握各区域施工人员的情况，并将其反馈到监控中心。安全管理工作中人员就可以随时了解到施工人员的分布及走动情况，以便于利用远程技术对施工人员进行有效的管理和指示，另外，定位系统还能起到考勤的作用，能够直观反映到岗情况。在发生安全问题时，监控中心就可以根据定位系统所提供的员工分布，对施工人员采取救援，并指挥员工采取相应措施，提供救援效率。隧道施工人员定位系统需要应用到无线传输网络、定位软件、感应芯片、读卡器等等。隧道施工安全管理对施工人员定位必不可少。

(二)有害气体监控系统

由于隧道施工不同于建筑施工，多在封闭狭小昏暗的空间中，空间内的空气质量直接影响着施工人员安全，由于隧道施工过程周边地质结构将受到破坏，所以在施工中，难免会产生有害气体，这些有害气体一旦积聚到一定浓度，很有可能会导致施工人员中毒、窒息，甚至引起爆炸。另一方面，除了自然生产的有害气体外，施工中所使用的机械设备在运作时，同样会排放多种有害气体，威胁施工人员身体健康。由于隧道施工空间的封闭特点，这些气体十分容易积聚，为了保障施工现场安全，监测施工现场有害气体至关重要。信息化监控技术下的有害气体探测器，实现了实时空气信息采集，根据施工现场实际情况对现场有害气体浓度和含量做出分析，并反馈到监控中心，如有害气体达到危险标准，便立即发出警报，监控中心便可根据监测到的数据，采取相应措施，指导施工人员的撤离和疏散。

(三)语音双对讲系统

语音双对讲系统是信息化监控技术下安全管理的常用工具，能够保障安全管理人员能够实时与现场保持联系。双语音对讲系统通过无线或有线通信手段连接监控中心，保障通话的畅通。安全监控管理人员可通过语音对讲系统远程或通知施工流程安全，如发生紧急情况，可辅助指导施工人员的快速疏散，保障施工人员疏散的秩序，是隧道监控施工安全管理的主要手段之一。

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2无线通信技术在电力系统监控中的具体应用

在电力系统中设置监控系统，利用监控系统进行数据的收集处理，实现对远程设备的操作，能大大提高电力系统的工作效率，满足人们的生活需要。因此，在电力系统监控中应用无线通线技术已成为社会发展的需要。

2.1在电力用户和线路设备等方面的应用

利用无线通信技术可以把电力用户、设备、线路等监控系统联结起来，建立一定范围的局域网，通过远程集抄终端，定时抄传电力用户的电表信息并进行存储，避免了因系统异常导致的数据缺失；无线集抄终端还可以智能判断电路设备是否出现故障，并把发现的问题传送到服务器，及时发出警告。通过无线通信技术可以实现远程操作，如抄表、查询、统计、浏览、分析、打印等，避免了人为因素导致的数据不准确等弊端，提高了电力系统的工作效率和电力系统的自动化水平。

2.2在电力服务方面的应用

通过无线通信技术实现对电力系统的监控，把用电系统和移动终端实现网络连接，既满足了电力部门向电力用户及时发放用电信息的需要，也满足了电力用户根据个人需要自行定制信息查询的需要。利用无线通信技术，通过移动终端，采用SMS、WAP、PUSH等形式，实现办公自动化和监控职能，电力部门可以根据通知的重要程度采用自动语音通知的形式，并通过设定系统得到回复结果。同时，通过对电力系统的网络监控实现电力部门和电力用户的信息沟通，及时解决出现的问题，提高电力部门的服务效率，满足电力用户的需要。电力用户可以通过无线网络利用EMAIL、SMS、WAP_PUSH等形式，让手机等终端进行信息查询和信息定制，提高了电力用户的满意度，完善了电力部门的服务职能。

2.3在电力系统内部的应用

随着电子技术的发展，使无线通信技术在电力系统监控中的应用得到了进一步的发展，通过无线通信技术的定位功能可以对电力系统工作人员的工作情况进行监控。随着智能机的出现，利用手机终端还可以实现信息共享，提高工作效率。如，工作人员在野外工作时，可以通过手机终端进行信息查阅，及时处理和解决遇到的新问题，提高其工作效率。

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现代图书馆空间设计大多采用大开间设计，不同功能区域间使用软隔断加以区分，如使用低矮屏风、植物、透明物等半隔断不同的使用空间，或是通过赋予不同功能空间相异的色彩基调进行空间的软隔断。

1．2一体化趋势

一体化主要是指空间功能的一体化。其主要表现在两个方面，一是对相近或相类似的空间功能进行合并，通过综合服务台为读者提供一站式的服务;二是在相关空间布局过程需要考虑读者具体活动的规划，如读者在展开小组讨论的同时需要检索或独立思考时，希望能够迅速位移至相关区域。图书馆应在考虑到读者具体行为模式的基础上，合理布局相关区域，以模块化形式呈现，以此来提高用户的空间使用率。

1．3灵活化趋势

灵活化是指图书馆空间布局及使用并不是一成不变的，用户可以根据其使用情境的需要，对空间做出相应的调整，以满足其当下的需要。为实现用户空间使用的弹性化，图书馆通常配备一些可移动桌椅、可调节家具等，方便用户通过桌椅、家具的排列组合设计相应的使用情境。

1．4多元化的趋势

多元化是读者空间需求的必然结果。调查表明，读者需要图书馆提供多元化的空间，包括自习空间、小组协作化学习讨论空间、高科技网络交流平台、娱乐休闲空间等。

2图书馆空间设计的原则和流程

2．1图书馆空间设计的原则

图书馆作为人类知识交流学习的殿堂，必须是一个能够让读者产生轻松感、愉悦感，激发学习兴趣及创意热忱的空间，因此图书馆空间设计必须掌握以下原则。

2．1．1亲近感

图书馆空间能够让身处其中的用户体会到自己是空间的主人，徜徉在图书馆空间内，用户能够全身心放松，不受任何束缚，自由地开展阅读、交流、学习活动，从而找寻到感官体验、心灵体验的内在归属。

2．1．2便捷性

图书馆空间设计布局合理、运作高效，一站式服务便是图书馆空间便捷性的最好体现，用户在这里可以享受到基本的综合服务，免去了奔波的劳碌和束缚。便捷性的另一体现便是自助式服务的开启和普及，用户可以根据自己的时间开展书籍借阅、归还，方便快捷地使用图书馆内的各类资源。

2．1．3人性化

我们应将读者需求作为图书馆空间设计的出发点和落脚点及评判图书馆空间设计成功与否的基本标准。在采光设计中，尽量使用自然光，室内放置多种绿色植物，让读者感受与大自然的贴近。此外，还可通过一些卡通装饰的迎接牌、标语牌或温馨提示牌，让用户感受到图书馆空间设计细节处的人性化。

2．2图书馆空间设计的流程

图书馆空间设计是一项系统性工程，不同于一般简单的建筑物空间设计。用户群构成的复杂性及用户需求的多元化决定了图书馆空间设计必须遵循相应的科学流程。首先，图书馆空间设计必须有严格缜密的规划过程，即用户空间需求调研活动。图书馆应通过问卷调查、馆内实地观察、小组访谈、一对一访谈形式，收集用户使用图书馆空间的相关数据，开展分析，深度挖掘用户各类空间需求。其次，规划者应该以图书馆用户需求调查分析结果为基本出发点，通过与建筑师的合作，将新技术的预期影响融入至馆舍规划设计中，形成若干空间规划设计方案;将设计方案在用户群中公布，邀请用户对不同方案做出相应的评价和决策。以宁波市图书馆为例，其“第三空间”项目规划设计了6个方案邀请市民朋友参与现场评选。该方案竞赛评选由市民投票评选和专家会议评选两部分组成，其中市民投票评选权重为20%。最后，图书馆还应根据用户的评价及反馈意见对所选定的设计方案做出适当的调整和修改。即使是在规划设计实施过程及项目完工后，图书馆仍应积极地收集用户对于空间的反馈意见，通过适时的持续性评估，不断完善和发展图书馆空间功能。

3图书馆空间设计案例分析

近年来，国内图书馆纷纷通过实施空间再造及服务转型，积极为用户打造无可替代的具有时代元素、充满活力的空间。以浙江大学图书馆为例，其空间再造工程始于2009年，经过3年的规划设计，浙江大学图书馆信息共享空间正式对外开放，形成多媒体空间、知识空间、学习空间、研究空间、文化空间、系统体验空间、创新空间及社交空间等功能区域，为用户营造了一种分享的文化和分享的环境。它既是一个用户的信息社区，又是一个打通的空间，将图书馆过去传统的一对一服务模式变革成为双向的、互动的空间服务模式。在公共图书馆空间设计领域，上海图书馆的空间设计别具特色。上海图书馆的“创•新空间”为未来图书馆空间定义了一种新可能。“创•新空间”像一个充满现代设计元素的创意工作室，为读者提供智能化、全媒体的专题信息服务，为创客及专业设计人员搭建主题服务的知识平台和体验艺术创意的智能化空间，体现了图书馆空间设计的未来发展趋势，使图书馆突破了从前只提供书籍、资讯、信息的传统空间角色，通过为用户提供创造工具，激发其创意灵感，引发其思维变革，而真正成为了学习、探索以及开创思维的场所。

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早期的包括现在的一些别墅规划设计更注重单体本身，户型本身，讲究它的豪华气派，室外空间质量往往容易被人们忽视，以为在庭院中有养花弄草、挖池叠石的余地就足够了。实际上这只解决了庭院有无的问题，还没达到庭院私密性的营造和使用功能细化的层面，更不用说上升到艺术性的高度了。在室外空间的设计中，更需强调其在水平方向和垂直方向上的延伸和渗透，既要照顾阳台、露台、庭院之间的关系，也要考虑庭院空间区域的使用功能和空间效果。再就是室内外空间的融合。同时，相邻别墅的室外空间之间互相影响，即便是私有庭院，也要与小区景观空间体系相协调。

而作为一个完整的别墅来讲，它的室内生活空间跟室外空间应该是统一的，密不可分的。可能室外空间看起来是足够的，但是要把别墅当做生活空间考虑，而不是作为财富炫耀载体来看，它的室外生活空间相当重要，这样对它的设计，包括它的私密性，有效利用空间大小等方面的考虑更具有实际意义。

1不同的使用人群对空间要求不同

别墅作为高端住宅的统称，从最高端至最低端之间，应该有一个过渡产品。这些产品针对不同的客户群体，决定别墅市场多样化，而且更多的划分出不同层次。不同的人群有迥异的生活方式和观念。生活方式对户型的影响，在普通公寓和别墅产品中效果完全不同。普通公寓住宅是求大同、存小异。而别墅由于室内外空间的充足和灵活，则是求大异、存小同。人们选择别墅，也就是选择了一种新的生活方式。同样，开发设计别墅，也就是设计一个适应于新生活方式的容器。

别墅规划之初，应该详细研究其可能的客户群的特征，了解其生活习惯、文化观念、价值取向乃至精神追求等人文因素，还有使用特征、消费特征等诸多方面。如，在北京市高端别墅市场需求调研分析中，在针对度假物业使用时间的调查中发现，有83％的受访人群每月使用一次以上，其中，每周使用一次的受访者达到28％。周末前往度假型物业居住，已经成为他们郊外休闲娱乐的重要选择。在针对度假物业使用人群的调查中发现，有92％的受访人群喜欢10人以下一起度假。这些度假的人群同时喜欢用小范围内的聚会来和大家分享闲暇时光，因此更注重室内公共空间。而对于把别墅作为第二居所的人群来说，他们购买别墅是为了享有更高品质的生活，因此比度假型人群更注重私有的庭院和周边的自然环境，注重回归自然的精神境界。必要而详尽的调查有助于把握整体的空间设计。

2别墅室外空间的私密性

以往很多别墅室外空间是规划后剩下的空间，本身私密性和功能没有考虑周到，只是有了庭院的面积，可以养花种草，但是这样的空间经常无法保证业主在使用的时候可以避免干扰。在别墅规划阶段开始，就应该对室外空间作出统一考虑，如何保证庭院的私密性，又要保证在庭院之中对外面的良好的视线。

很多人仍怀念四合院的特点，实际上四合院的特点就在于它提供了一个特别具有私密感的室外生活空间，它的以家庭院落为中心，街坊邻里为干线，社区地域为平面的社会网络系统，符合中国人特有的传统文化观念，这一点是四合院特有的，也是中国的特点。住在四合院，人与人之间能产生一种凝聚力与和谐气氛，同时有一种安全稳定感和归属亲切感。

独立住宅的最不利间距在六米左右，既不利于侧窗的开设也不利于侧院的使用，遗憾的是，目前独立住宅大多数项目恰恰如此。宅间距离要么远些、要么近些。调整卧室的位置与良好的社区规划布局，能有效改进独立住宅的私密性。从设计上分析，独立住宅的间距应在六米的基础上，适当扩大，利用树木绿篱等元素提高私密性；亦可把间距适当缩小，使相邻住宅开窗的错位更明显，也可提高私密性。独立住宅设置宽敞的屋顶露台，是目前开发商增加卖点的重要手段，但过多地设计不合理的露台和阳台使独立住宅产生视线干扰。独立住宅应强调“地平线的生活”，即生活空间向地面层集中，过多的露台阳台的设置与这种精神并不吻合。设计应该尽量保证地面层室内外生活空间的私密性，不要一味效仿西方建筑，更应关注独立住宅的精华空间——地面层。

3别墅室外的邻里空间

3.1邻里空间

居住空间不仅仅是城市地域空间内某种功能建筑的空间组合，还是人们生活、居住活动所整合而成的社会——空间系统。居住空间从其本质上而言是一种社会空间，城市居住社区是一个由家庭、邻里等基本单位整合而成的社会、空间统一体，其中家庭是最基本的组织单元，若干具有密切交往和稳定交往与互动的家庭就形成邻里，若干个邻里的有机整合就形成了复杂的社会、空间系统，即居住社区。邻里住户间的关系变化很大，有些地区邻里住户间只是点头、打一下招呼而已；有些地区关系很近，经常有交谈、互相帮助；有些妇女还经常在一起议论、交换信息，有时某家出了事，邻居们也会去安慰照顾。一般在出现危机的情况下邻里住户间为保卫共同利益，互相间的关系达到。Keller于1968年在《城市邻里》一书中提到邻里活动的内容：在危险情况下能互相帮助，交换信息，尤其是与大家的共同利益有关的话题。邻里住户间接触的频率城里比乡下低得多，城里的邻居住户可能在家中、在街上、在社区设施中，如学校、商店相遇。而别墅相对于普通住宅，其邻里关系更弱，可能社区别墅作为人的居住空间同样需要邻里空间，但是和一般居住区的邻里空间有所不同，需要更注意到各住户之间的私密性。既要积极创造适合邻里交往的空间，又要绝对保证住户不受干扰。

3.2如何通过设计营造别墅中的邻里空间

别墅的邻里空间在设计中常被忽视，比起邻里关系，设计者们往往更注重私密性。但随着时代的发展，购买别墅的客户群已经在意识形态和观念上有了很大的变化，已经从过去简单的追求到了现在非常高的要求，他们都与朋友、与邻居共同交流，共同分享他们成功的喜悦。因此买一栋别墅不仅仅是买一栋房屋，更重要的是买到一群与自己经历相似，志趣相投的朋友作邻居，在一个温暖的、亲情的邻居氛围进行交往。这是别墅市场最近的发展趋势，所以应该有全新的组织空间形式满足他们的要求。应该在设计中有意识地采取不同的邻里空间模式，特别注重小群体的营造。

要制造邻里关系就应有灵活的规划布局，平行的邻里关系就不会太近，比如一大排房子，出门就是大路，人们在不碰到对方的时候，邻里关系就自然不亲切，就比较独立。而独立的房子围合起一个共用空间后，情况就改观了，只要处理好视角和透视关系，就会感觉邻里更亲近。

营造邻里氛围首先就应该有人们愿意置身其中的室外环境，只有停留才有可能发生交往，才有可能产生邻里关系。邻里空间讲究的是场所感，即人对场所的认同度。空间设计应以人的参与便利性为主，如中心庭院的碎石步道、木栈道、浅溪河石、廊架木椅等，设计多种参与景观的渠道。此外，便捷舒适的社区俱乐部也是营造邻里关系的一种好方式，在俱乐部中讨论的问题可以非常广泛和实际，这也是营造和睦社区的软环境，他们甚至可以经常讨论一些有关公共利益的东西，从而产生对社区的归属感和责任感。当然，这里也需要把握合适的程度。

4室内外空间的过渡

在所有的建筑类型中，别墅是室内空间与室外空间融合得最好的，因为有最多的机会创造丰富多变的室内外过渡空间，同时由于空间的复杂，别墅室内外过渡空间也是最难于处理的一种类型。

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数控技术应用实践教学体系分五个层次贯穿于整个本科教学的全过程:

第一层次:学科教授做学科讲座，观看数控加工录像资料，参观学校教学设施，培养学生学习数控技术的兴趣。

第二层次:校内外结合，开展认识实习和金工实习，进行机械工程认识与训练。

第三层次:实验、实践、设计和创新实践结合，进行数控技术应用实验与实践教学。

第四层次:将数控技能培训和课程设计相结合，培养学生利用数控实践知识分析问题和解决问题的能力;并组织学生参加数控大赛、进行数控技能训练。

第五层次:开展广泛的创新活动，并通过毕业设计，提升学生分析问题、解决问题的能力。

2数控技术及应用实践教学体系结构

2．1认识实习

新生入校的第一学期，组织学生观看数控加工录像资料，请专家教授进行数控加工技术讲座，组织学生参观学校实验室的数控教学设备，在校外工厂参观先进的数控加工设备及数控加工过程，使学生对数控技术有一个感性认识，提升学生学习数控技术的兴趣。

2．2金工实习

学生金工实习的过程中，设置数控机床操作和自动编程等两个数控技术的实习项目。在数控机床操作项目中利用教学型数控机床所含有的简易自动编程软件，让学生自己设计加工图案，然后自动生成加工程序，再在蜡块或有机玻璃上雕刻出所设计的图像，这样极大的激发学生的学习热情。在自动编程项目中要求学生在CAXA制造工程师软件中完成三维实体造型，然后根据教师提示完成加工工艺设置，生成数控加工刀具路径，最后生成数控加工程序。完成比较好的程序还可以上传到数控机床上，加工出零件来。

2．3课程实验

通过认识实习和金工实习，学生对数控技术建立了一个初步认识，第三学年开设数控技术及其应用课程，在课程中开设教学实验，实验教学围绕课堂教学内容设置，加深学生对所学知识的理解。课程实验开设数控机床认识实验、数控原理实验、数控编程实验和数控机床操作等四个基本实验。数控机床认识实验通过对工业用数控机床观察，了解数控机床(如SK50数控车床、XK715D数控立式铣床、DK77型数控电火花线切割机、数控电火花成型机等)的基本结构、加工对象及其用途;了解FANUC0i系列数控系统;掌握数控机床(如SK50数控车床、XK715D数控立式铣床等)的坐标系建立、基本运动和回零操作。数控原理实验通过对华中数控生产的HED－21S数控系统综合实验台的拆装调试，要求学生了解数控系统的特点、基本组成和应用;了解数控系统常用部件的原理与作用;熟悉常见数控系统与数控机床的连接与基本调试操作。数控编程实验通过在浙大辰光软件和宇龙数控仿真模拟软件上完成指定零件的数控加工程序编制与调试，使学生掌握数控加工程序的手工编制方法与程序调试技巧。数控机床操作实验，通过对CGM4300B数控铣床的操作，在蜡块上加工零件，使学生了解数控铣床的基本特点和机床坐标系的建立;掌握数控机床常规操作方法，重点学习数控机床回零操作、手动对刀操作、工件坐标系设定、程序输入与编辑、程序调试、自动加工等操作。

2．4数控工艺技能培训

数控高级人才的培养，必须十分注重学生动手能力的培养，我们在课余时间，充分利用学校现有的资源，对学有余力且对其感兴趣的学生进行120学时的数控加工工艺培训，培训分为数控工艺分析、自动编程软件(CAXA制造工程师)的应用、数控机床操作等三个方面。数控工艺培训要求学生通过培训具有基本零件的工序划分、刀具卡具的选择、工艺基准的制定、切削用量的选择和切削液的选择等数控加工工艺分析与设计能力。自动编程软件的应用要求学生通过培训，掌握功能齐全的实用型自动编程软件，如MasterCAM，Cimatron，Delcam，CAXA等自动编程软件，利用这些软件编制较为复杂的零件或模具加工程序，同时具有驾驭目前国内市场上流行的集成度高的诸如CATIA、Pro/E、UG(Unigraphics)等CAD/CAM软件的能力。数控机床操作培训要求学生熟练掌握数控机床的各种基本操作，掌握加工程序的输入与加工程序调试，掌握自动编程后的程序传输方法，掌握在线加工方法。总之，通过数控培训增强了学生的数控技术实践能力，培养学生创新能力。数控技能培训将数控技术理论与实践有机结合，巩固理论知识，培养学生的动手能力。

2．5数控加工工艺分析与数控加工编程课程设计

为加强学生的数控技术实践能力，机械设计制造及其自动化专业在学习了数控技术及其应用与数控加工工艺等课程后，安排数控加工工艺分析与数控编程课程设计，要求学生从零件图的识图开始，通过数控加工工艺分析和设计，选择刀具、卡具(包括专用卡具的设计)，然后编写数控加工程序，并对其进行调试，最后操作数控机床，加工出要求的零件来。课程设计两周时间，要求每个学生零件图都不相同。课程设计开设后收到了良好的效果，达到了预期的目的。

2．6数控技术创新实验

重视创新实践环节，大力发掘资源，调动学生的主动性和创造性，根据不同年级的特点，分层次开展开放性数控创新实践活动，要求学生根据学校现有的设备状况及自身的理论知识与教师一起设计创新实验，并在实验的基础上逐步完善设计内容。数控创新实践活动基本上围绕三个方面进行，一是围绕产品建模、系统仿真、NC代码生成、网络传输到零件的数控加工进行;二是围绕数控系统构建、普通机床的数控化改造、专用机床控制系统的模拟设计等内容进行，三是围绕数控机床的故障分析与数控机床的维护维修等内容开展。通过创新实验的设计，培养和强化学生综合运用知识的能力、工程实践能力和创新能力。

2．7生产实习

我们始终将生产实习环节视为强化教学效果、实现理论联系实际的最有效手段。对高层次数控人才培养来说，生产实习基地一般选择在数控机床制造厂。要十分重视实习基地的建设，对已建成完善的实习教学基地，实现制度化的管理。为学生的实践能力的提高搭建一个更好的平台。

学生在实习基地实习内容一般分为两大部分，一是在数控机床组装车间了解数控机床的装配调试，包括电器部分装配调试和机械部分装配调试。二是在零部件制造车间掌握数控机床主要零部件的制造工艺过程，了解数控制造厂的工艺设计规程，掌握典型零件的数控加工工艺与数控加工程序的编制。三是跟随数控机床维修人员进行售后服务，掌握数控机床维护维修的基本方法。通过生产实习，使学生进一步掌握数控机床的结构原理，更加了解数控加工工艺分析的方法和数控加工程序编制。更加强化学生的工程意识、工程实践能力和创新意识、创新能力。

2．8数控竞赛

利用校团委在校内组织数控大赛或与兄弟院校的数控对抗赛，组织学生参加两年一届的六部委举办的全国数控技能大赛，促使学生带着问题去学习，克服了学生理论学习的盲目性，提高了学生学习的兴趣与积极性，更有利于学生工程实践能力和创新能力的提高。

2．9毕业设计

通过理论、实践、培训、创新四位一体的教学过程，把数控技术基础理论、实践能力和创新能力培养融为一体，在毕业设计中将这些知识综合应用，培养学生综合应用能力。学校高度重视学生的毕业设计环节，所有指导教师深入现场获得了第一手资料，结合现场实际，精心遴选题目，提供给学生科学、合理的论文题目。为部分学生选配现场工程技术人员为毕业设计指导教师。要求学生除查阅资料外，用一定的时间到现场去学习、调研。有条件的时候，学生可直接在现场完成毕业设计。通过各种方式将毕业设计与现场实际相结合，收到良好的效果。

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基础测绘是为国民经济、国防建设和社会发展提供基础地理信息的基础性、公益性事业，其公益服务性在于它是直接为政府宏观决策服务，为国民经济和社会发展提供及时、适用、可靠的测绘保障，为丰富人们的物质文化生活提供服务；其基础性在于广泛应用于能源、交通、农林、水利、土地、矿产、城建等部门的规划设计。随着科学技术的不断发展，现代地理信息技术已经取代了原来的模拟地形图，基础测绘的应用又有了更加广泛的领域。基础测绘成果所反映的基础地理信息具有动态变化的特点，随着社会经济的发展和自然环境的变化，基础地理信息的内容需要不断更新，基础测绘所需经费应当由政府投入。基础地理信息是构建数字城市的空间数据基础框架。

数字城市是指综合运用地理信息系统、遥感、遥测、网络、多媒体及虚拟仿真等技术，对城市的基础设施、功能机制进行自动采集、动态监测管理和辅助决策服务的技术系统。即是在城市规划建设与运营管理以及城市生产与生活中，利用数字化信息处理技术和网络通信技术，将城市的各种数字信息及各种信息资源加以整合并充分利用。城市规划者和管理者可以在有准确坐标、时间和对象属性的多维虚拟城市环境中，进行规划、决策和管理。

一、基础测绘成果就是城市基础地理信息

计算机时代的到来为基础测绘的手段提供了更先进、更广泛的途径。现代测绘业就是地理信息产业。基础地理信息主要表征地球上自然和人文要素的地理位置和空间分布关系，它主要有三类产品：一是地理信息数据产品如数字地图，二是地理信息技术产品如GIS软硬件，三是地理信息工程。其集合构成了空间数据框架集，它是空间数据基础设施的重要组成部分。

二、城市空间数据基础设施是数字城市的基础

数字城市就是把城市搬进计算机，再现城市，为城市管理和决策服务。

数字地球是以信息高速公路和空间数据基础设施为依托的一个广泛概念，发展和形成数字地球必须首先发展城市的信息高速公路和城市空间数据基础设施。没有城市信息高速公路和城市空间数据基础设施也就不可能有数字城市。

空间数据基础设施（SDI）主要包括以下四个部分：

1、空间数据框架集—包括空间定位控制数据、地形框架数据、土地利用覆盖数据、地籍测绘数据、航测与遥感影像数据以及交通、水系、行政境界等与空间位置相关的基本自然人文信息，作为权威的数据是SDI建设的核心。

2、空间数据协调、管理与分发体系和机构，即权威的空间数据和地理信息协调领导机构，从事空间数据获取和加工的骨干生产组织，专门从事空间数据维护更新和数据分发的单位，作为权威的管理是SDI建设的核心。

3、空间数据交换标准，包括有关信息共享机制的法规和政策，以及地理信息技术标准，作为政府和各类专业系统权威的应用是SDI建设的关键。

4、空间数据交换网站，是指地理空间数据的生产者、管理者和用户相连接的一个广域的网络工作站，是SDI建设的中枢。

由此可见，基础测绘成果是数字城市的基础。三、我市基础测绘工作五十年来所做的主要工作

我市基础测绘工作自建国以来在各级政府的关心下，经过我院的不断努力下，经过五十年的工作，取得了明显的成果，形成了一定的规模，为武汉市的国民经济和社会发展做出了应有的贡献。主要体现在：

1、建立了覆盖市区范围的约3000km2的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等及GPS平面控制网，布设和施测了全市Ⅱ等水准点312个，Ⅲ级水准点192个，形成了武汉市基础地理空间的基准框架。

2、施测了主城及近郊区1300km2范围的1∶2000基本地形图，在此基础上完成了对主城总体规划区范围714km21∶2000基本地形图的数字化建库，并于1996年起利用1∶2000数字地形图编绘了城区1∶5000数字地形图170幅680km2。

3、分别于1960年、1973年对城区的自来水、市政、电讯、电力等主要管线进行了全面调查，形成各类专业和综合地下管网图共计1299张。1996年起组建地下管网整测专班开始对部分单项工程实施综合地下管网测量，并进行地下管线信息系统建立的试点。

4、为配合土地登记、发证等土地管理工作，从1992年至2000年6月共完成城区100余平方公里的单宗权属地籍测量工作。

5、1993年至今开展了城市基础地理信息系统的开发研究，已完成八个子系统，目前正在进行系统改造升级工作。

四、我市“十五”期间的基础测绘主要目标和任务

1、认真贯彻总书记关于“要加强基础测绘工作”的指示精神，按照我市国民经济和社会发展计划的要求，加强基础测绘设施建设，形成以“3S”（GIS、GPS、RS）技术、“4D”（DLG数字线划地图、DOM数字正射影像图、DEM数字高程模型、DRG数字栅格地图）技术产品和数字通信等技术构成的较为完善的数字化测绘技术体系。

2、加快城市基础地理信息更新和数据库建设，重点是全面开展全市1∶500~1∶100000系列数字地形图更新和数据库建设以及地下管线信息系统、岩土工程勘察信息系统的建设，为建设“数字武汉”奠定基础，开创城市基础地理信息应用服务的新领域。

3、建立健全勘测管理的运行机制，主要是建立和完善基础地理信息更新机制，推进基础地理信息共建共享机制的建立。建立适应市场经济要求的勘测产品价格机制。

站在构建数字城市空间数据基础框架的高度认识来实施基础测绘工作是十分重要的，从实际出发，充分调动各方面的积极性，充分发挥现代测绘高新技术等各方面的优势，高水准地推进基础测绘工作，对加快构建数字城市空间数据基础框架具有重大的现实意义。

五、加速武汉市空间数据基础设施的建设

1、测绘部门要加速对传统测绘技术和产业向数字化技术和地理信息产业的转化，建立规模化的数字化生产和数据管理机制，切实担负起空间数据的及时获取、处理、加工和提供的重任。

2、实施武汉市基础地理信息更新机制，必须将武汉市基础测绘纳入市国民经济和社会发展年度计划，确定基础测绘定期更新的周期，建立和完善控制网数据库、地形图数据库、数字高程模型数据库、数字正射影像数据库、地名数据库，构成完整的空间数据基础设施的数据集。

3、建设基础地理信息系统网络体系。该网络体系包括勘测院与市政府和有关委办局专业系统的网络以及勘测院内部局域网。

4、制定基础地理信息的法规与标准。为强化空间数据基础设施的建设，应进一步确定基础测绘的法定地位即基础测绘的基础性、前期性、公益性和政府行为属性。确定法定测绘成果的法律地位，以及法定测绘的定期或动态更新原则，以及实施计划投入的原则。在信息标准化方面，要制定统一的基础地理信息数据的技术标准。

5、建立权威的地理信息管理协调机构。明确在空间数据基础设施的建设中谁是权威的管理、谁拥有权威的数据、谁控制和事实权威的应用。

六、加快基础测绘步伐，构建数字武汉空间数据基础框架

加强城市基础测绘工作，为数字城市提供可靠的空间数据基础设施，要作好以下工作：

1、加大对基础测绘的投入力度，提高测绘保障能力，要形成政府投入为主、基础地理信息使用单位和承担基础测绘生产任务单位共同投入的投入机制，切实落实基础测绘项目经费，并实行专项管理。

2、建立和完善基础地理信息的更新机制，要充分利用市政测量、竣工测量、地籍测量以及遥感信息等各种手段，确保城市系列比例尺数字地形图的适时更新。同时要进一步完善测量标志的维护和有偿使用制度。