传感的挑战与未来

传感的挑战与未来（共11篇）

传感的挑战与未来 篇1

一、地铁报前景光明

(一) 中国地铁及高铁迅猛发展。

目前全国地铁已在10余个城市运营, 另外28个城市地铁项目在建, 开工规模世界第一。北京、上海未来五年规划地铁运营里程均达到700公里以上, 成为世界上地铁运营最长的城市, 日流量将达到800万人。地铁的高速发展为地铁报提供了空间和舞台。另外, 地铁报的读者年轻。调查显示, 北京地铁人群平均年龄为29岁, 羊城地铁报读者有82.2%年龄在21～35岁之间, 年轻化的读者群是最有活力和对新鲜事物接受最快的人群。

(二) 免费报成为报业市场的增长点。

2006年以来, 上海报业小幅上扬后连续下滑, 地铁报已成为近两年报业市场惟一增长点。五年来在香港的调查显示, 免费报的广告、读者人数一直不断攀升, 地铁将为报纸提供一个突出重围、走向光明的平台。近两年来, 天津城市快报也一直保持稳定高速的增长。

二、地铁报的优势

(一) 定位精准。

地铁报的读者群年龄层次年轻化, 是消费最活跃的群体, 因此对广告主具有较强吸引力。

(二) 到达时间迅速。

调查表明, 地铁人群获取资讯的主要手段是网络, 地铁报的阅读时间集中在7:00～9:00, 能够比网络更快传达给受众, 都市报的阅读时间集中在10:00～12:00。另外, 地铁报的免费派送发行节约销售环节, 到达速度更快。

(三) 读者群控制权。

针对地铁不同时段的客流特点, 通过投放时间的选择, 可以选择目标读者, 这是地铁报最大的特色之一。

(四) 派发量控制。

市场报印量与发行量的差异是无法避免的, 也就是废报率。而地铁报印量=发行量=销量, 中间损耗环节极小。

三、地铁报发展面临两大问题

(一) 报纸的“免费”与报社的“盈利”成为一对矛盾。

首先, 免费报只是占领市场的一件武器, 但同时成本压力极大, 要准备好亏损的支撑力。目前国内地铁报创办都经历了至少两年甚至更长时间的亏损期。广州曾经有多份免费报, 因经营不善倒闭。免费报开弓没有回头箭, 很危险, 要百倍当心。其次, 地铁报将报纸的“二次售卖”降为“一次售卖”, 即受众购买报纸的成本降到零, 报社只通过赚取广告费用维持运营。这样一来, 报纸的“免费”与报社的“盈利”成为一对矛盾。一方面地铁报有市场扩张的需要, 以获得更广大的受众吸引更多更好的广告机会;另一方面, 市场的扩张必然带来成本的增加, 新增的广告费用能否满足市场扩张带来的资金空缺又不可知。如此一来, 地铁报势必会在“免费”与“盈利”、“扩张”与“保守”之间左右徘徊, 制约其继续前行。再次, 追求免费报纸的高品质一直是媒体致力于实现的目标。地铁报的免费发放和较多的广告内容使很多读者形成了“免费的一定是不好的”刻板印象, 这种无意识的心理状态严重干扰了受众的价值判断。报纸品质由多方面因素如报纸的采编力量、广告情况、纸张纸质等综合决定, 这又回到了“免费”与“盈利”之间的矛盾。受众评价的打折, 使得地铁报没有办法实现其“培养年轻读者群”、“培养青年受众的读报习惯”的目标, 反而适得其反, 这对地铁报的发展而言显然是不利的。

(二) 两大巨头冲击夹缝中寻求发展。

地铁报的蓬勃发展对各地都市报的冲击仍然不可避免, 市场竞争是地铁报发展过程中遇到的重要问题。目前中国地铁报的基本形态还属于传统媒体, 由于在地铁里阅读时间有限。央视CTR调查显示, 地铁内平均逗留时间为27.2分钟, 因此地铁报肯定会被读者带出地铁。就向时代报报眉所说的:感谢您把本报带到办公室与同事分享。走出地铁也是地铁报的追求。各地铁报的创立基本都是各集团的战略布局, 因此各报业集团、日趋激烈的都市报竞争市场能给予地铁报多大的发展空间, 有多大容忍度对地铁报的发展至关重要。另外, 来自新媒体的冲击更是不容小觑。同城竞争出现后, 地铁报不能再依靠单纯的渠道优势获得大量受众, 受众的选择从另一方面来讲就是报纸对广告商的争夺, 对于免费的地铁报而言, 这一点更为重要。而新媒体的冲击主要来自两个方面:一是地铁内其他媒体分割地铁报的受众注意力。地铁通路为乘客营造了一个立体的媒介环境, 地铁站内随处可见的墙体广告、灯箱广告、车厢内的移动电视、轨道旁的屏幕广告等, 这立体的媒介环境处处分散着地铁乘客的注意力, 地铁报的吸引力和影响力下降。智能手机、掌上电脑、电子书等移动媒体的迅速发展正在悄然改变着城市青年的媒介接触习惯。

四、地铁报的未来发展

(一) 常变常新的内容是吸引目标受众群的前提。

在报纸内容同质化程度较高的情况下, 价格无疑是吸引读者的一个重要因素, 这也是地铁免费报纸的优势所在。但是地铁报如果不能在内容上办出特色, 在形式上为读者所喜闻乐见, 就会影响读者对报纸的有效阅读。所以, 如何根据地铁报读者的消费习惯和消费需求, 进行报纸内容和形式上的创新, 是地铁报可持续发展的关键。如果不能在内容上做到有独特优势, 也可采取跟进策略, 在内容上模仿同城报纸中销量最好的付费报纸, 建立一支与同类定位报纸编辑水平相当的人才队伍。内容上跟进了销量最好的报纸, 就会使该报读者逐渐选择地铁报作为替代品, 以此来锁定稳定的受众群体。

(二) 灵活的发行策略是赢得潜在广告投放的基础。

客观说, 地铁报增大发行量是为了赢得广告客户, 这是地铁报盈利的基础。地铁报“先舍后得”的经营策略, 最后的落脚点在于争取广告主的青睐, 获得更大的广告收益。因此, 制定灵活的广告策略、利用灵活的发行手段为广告主提供有针对性的服务, 比如在拓宽分销渠道方面进行大胆创新和探索, 使地铁报从“地下发行”扩大到“地面发行”。

(三) 整合营销最终决定报纸的市场竞争力。

在激烈的报业市场竞争中, 仅仅依靠地铁报的价格和渠道优势是不够的。地铁报应该确立整合营销的观念, 就是从报纸产品的设计、开发到报纸产品的加工制作直至进入流通领域, 都要确立以读者的价值和读者的决定为基础的全方位的营销战略, 使报纸经营由价格、渠道优势向具有价格优势、内容服务、实用价值、良好品牌等的综合优势过渡, 只有形成综合的竞争优势, 才能在竞争中形成合力, 获得持久的竞争力。

传感的挑战与未来 篇2

但冷冻冷藏行业在快速的发展的同时，也产生了市场混乱、标准难定等一系列难题，可以说我国的冷冻冷藏产业目前还存在诸多问题需要解决。对于我国冷冻冷藏行业的未来发展，这是一条机遇与挑战并存的道路。

那么，它的机遇在哪里?挑战又在哪里?

一、“总体规模不断增长”与“一拥而上无序化发展”

近年来，随着我国的经济发展，人们的生活水平不断提高，对冷冻、冷藏食品的认知度也越来越高，迅速拉动了冷冻、冷藏食品的消费，其每年增产约为10%，国内冷冻冷藏行业市场规模不断增加。2010年6月，为促进农产品冷链物流快速健康发展，国家发改委发布了《农产品冷链物流发展规划》。规划到2015年，果蔬、肉类、水产品冷链流通率分别提到20%、30%、36%以上，冷藏运输率分别提高到30%、50%、65%左右，流通环节产品腐损率分别降至15%、8%、10%以下。随着《农产品冷链物流发展规划》的进一步落实以及一些新项目的启动，必将为冷冻冷藏行业的发展带来新的发展机遇。

伴随着《农产品冷链物流发展规划》的出台及执行，“十二五”期间我国农产品冷链物流有望实现大跨越，冷冻冷藏产业也迎来了巨大的发展契机，国内冷链产业正借乘国家振兴冷链物流东风大踏步的前进。

在冷冻冷藏行业总体大规模增长同时，行业发展也暴露出很多问题，特别是无序化发展。目前我国冷冻冷藏行业可以说还是一个比较新的产业，市场不断拓展，其中蕴藏的利益十分诱人，这是一块刚刚开始切割的大蛋糕，特别是“十二五”规划以来我国冷链产业的飞速发展，使很多企业在利益驱使下一拥而上，大批量的集中进军冷链市场。

规划的出台使得冷链项目建设在全国各地如雨后春笋般涌现，也促使中国冷链建设进入“建国以来发展最快的时期”，形成“井喷式”发展，于是在青岛、天津、沈阳、武汉、西安、福州，甚至日照、宜昌这样的二三线城市都开始了冷链物流园的建设工作。

这样高速发展的趋势中，硬件技术、标准建设、市场监管能否跟上发展速度始终是业内人士普遍担心的问题。如何保障在整体规模增长的同时，软硬件建设都能兼顾匹配是未来我国冷冻冷藏行业发展中一大问题。

二、标准规范不断建设 但未形成体系

众所周知，无规矩不成方圆，每一个行业健康发展的背后必然存在一个支撑它的规范体系，我国冷冻冷藏行业的发展也不外如是。由于我国冷冻冷藏行业起步较晚，各类标准规范建设也显得比较落后，但随着近些年国家对整体产业的重视度不断提升，各种标准建设也逐渐开始起步，各地为保证冷冻冷藏行业市场的健康发展，纷纷出台各种相关标准规范。

不过，虽然我国冷冻冷藏行业已经开始意识到行业标准规范的重要性，各种相关政策标准也开始建设出台，但总体来说这些标准还未形成体系。虽然越来越多的协会和部门都开始制定冷链的相关标准，但是基本都是东一榔头西一棒子，没有统一的规范，导致标准体系建设很不完善。

一方面，目前我国冷链物流标准在国家标准、行业标准和地方标准上相互交叉;另一方面，大部分冷链物流的标准多为推荐性的标准，不具有强制性，而不具有强制性的标准在冷链物流行业并不成熟的现实环境下约束力极低，对冷链物流企业指导作用非常有限。

可以说，我国冷冻冷藏行业发展多年，行业标准和规范方法是一直是整个行业面临的重要问题，在未来的发展中，解决了这个问题，整体行业的发展才能更加健康，更上层楼。

三、节能环保提供未来方向 技术制约成发展瓶颈

当今世界中，节能环保已经成为世界主题，而在中国，十二五规划中也重点突出和强调了节能环保的问题。为推动整个社会的节能环保趋势，国家持续启动“节能产品惠民工程”，近些年，“节能产品惠民工程”的补贴范围也不断扩大，虽然目前节能补贴暂时还没有惠及到冷冻冷藏行业，但还是给整体行业发展发出一个信号，未来的产业发展必将朝着节能环保的方向迈进。无论是制冷设备还是冷媒，节能都将是未来的发展趋势，也是未来整个制冷行业的一个走向。可以说，在未来十年内的发展中，谁抓住这个问题，解决这个问题，谁就将成为行业老大。

提到冷冻冷藏行业特别是冷冻冷藏制造装备业的节能问题，主要还是应该从两方面着手。一个是设备节能，如何提高制冷压缩机设备的效率，这是冷冻冷藏制造装备业的一个核心问题。另外一个系统节能，其实系统节能往往比设备节能对用户的受设计的更大，但同时技术要求也更高。

但现在冷冻冷藏行业的现实却是设备落后、技术落后，这些问题已经严重制约国内冷冻冷藏行业的发展，整体行业技术水平的进一步提高问题成为业内人士普遍关注的一个问题。

比照一些发达国家，我们不难发现，国内冷冻冷藏行业的各企业普遍在技术研发，投入，检测手段都与发达国家存在一些差距，这对于冷冻冷藏行业特别是其中的制冷装备行业来说，是一个大的发展瓶颈。如何使装备技术怎么适应大型冷库需要，怎么适应大容量、时间非常集中的速冻加工需要，怎么能够在既满足国家消防规范，既能够符合国家节能减排的大目标，又能把我们制冷系统建设好，这里面有很多技术问题需要突破。

未来30年的变革与挑战 篇3

中国信息产业（包括信息产业与信息化）是中国经济大潮中千舟竞渡之普通一员。信息产业的发展前景，必须放在中国经济发展的整个大背景下去考量。中国经济的大形势，如果不是被讨论的主题，也必将成为其他讨论的背景。中国经济受到的那些严峻的挑战，不仅要折射到信息产业，而且还要产生更多深层次、具象化的问题，这是我们在面向下一个30年时，必须要深深思考的问题。

总体而言，有3个根本性的、全局性的问题:

首先是政府与市场的关系。政府与市场的关系是我国在过去制度改革过程中，曾经不断强调、不断修正的一系列的重要关系之一。过去30年，对中国信息产业大发展来说，政府的主导作用显而易见，其成功之处已经被证明。未来30年，政府与市场的关系将变得越来越重要，如何区分各自的职能，实现两者的分工与结合，在新形势下更有助于产业发展，会成为一个新挑战。在科学发展观指导下，市场要发挥更基本、更大的作用，而在市场无能为力的地方，如公共事业、公共资源、社会问题、为产业发展提供保障等方面，政府要更加积极地关注和加以解决。

其次，信息产业的发展，必须要完成从自然资源、劳动力资源、物质资源的高投入，向人力资本的高投入的方向转化。中国经济过去30年发展是抓住了一次全球分工的机遇，同时，也付出了物质与环境的代价。对信息产业来说，过去30年，从根本上完成的是制造业的完善，而未来30年，建立起高附加值的现代服务业是必然目标。而这一切，最根本的是人力资本制度的建立。中国要变成信息产业强国，要告别抄袭与模仿，实现智力的革新与创造，成为自主创新的主体，就必须要从根本上解决人力资本的培训、流动、估值与保障的问题。

第三点，中国经济中的二元制的问题，将成为中国信息产业面临的机遇与挑战。未来的鸿沟不是经济鸿沟，而是数字鸿沟。要消除城乡间的差距与紧张，消除城乡间二元结构，信息产业要发挥根本性的作用。过去30年，无论是制造还是市场，客观上都是以提高城市化水平、提高城市人口收入为结果的，而中国孱弱的农村经济与庞大的农村人口，将成为约束未来30年中国经济发展水平的根本因素。信息产业在过去很多年扮演了中国经济发展的龙头角色，而在未来，它要获得发展，同样要在城乡平衡发展中承担重要责任。

传感的挑战与未来 篇4

煤矿井下空间狭长且有风门、机车等阻挡体,巷道倾斜、有拐弯和分支,巷道表面粗糙,加上巷道中支架、棚体、风管、电缆及各种机电设备,构成了一种对无线电磁波而言具有挑战性的地下受限空间传播环境[1,2]。同时地下矿井环境中还存在土壤、岩石、煤层、水等异构介质,与井下巷道等受限空间共同构成地下矿井复合介质环境。为保证煤矿的安全和正常生产,国内研究了感知矿山物联网及井下受限空间内矿井无线通信系统及关键技术[3,4,5,6,7],但是对井下异构介质及复合介质间通信方式的研究仍是空白。电磁波在异构介质中比在空气中传输衰耗更严重,无线通信距离更短,因此电磁波传播方式不适用于地下异构介质通信。无线磁感应传感网是由布放在地下矿井复合介质内的传感器节点、磁感应链路中继节点组成的网络监测系统。研究适用于地下矿井复合介质的通信传输技术对实现地下环境全面的监测至关重要。

本文针对电磁波在地下矿井复合介质内信息传输存在的问题,提出将磁感应(Magnetic Induction,MI)技术应用于复合介质间,给出面向复合介质应用的无线磁感应通信和磁感应波导通信的理论模型及无线磁感应传感网的网络体系结构。

1 磁感应通信研究现状

为了解决电磁波在地下矿井等挑战环境下复合介质内信息传输出现的问题,研究人员提出磁感应通信方法。SUN Zhi等[8,9]研究表明磁感应通信具有以下优点:①土壤、煤岩、水等地下信号传输媒介的磁导率与空气的磁导率几乎一样,不会随时间和空间而变化,因此信道稳定。②信号通过磁准态静场耦合到接收机上,因此不存在多路径损耗的问题。③发射机和接收机天线使用小线圈,尺寸大小可以根据工作环境制定,不存在天线尺寸大的问题。④中继线圈无供电要求,每个中继线圈加载一个电容,不需要供电和信号处理。

由于磁感应通信技术存在通信距离短的缺点,SYMS R R A等[10,11]提出利用中继线圈形成磁感应波导技术改善通信距离的观点。目前,磁感应波导技术已广泛应用于电介质镜、分布式布拉格反射镜、微波管的高频波减速结构、加速器里的耦合腔、解调器等领域。

SUN Zhi等[8,9,12]提出了磁感应通信理论模型,并分析了信道带宽、路径损耗及误码率等参数。参考文献[13]将磁感应通信应用到地下无线通信中,使用小铁磁线圈或者RFID线圈作为天线,实现了磁感应通信。参考文献[14]提出海域作战条件下用于命令、控制、定位的磁感应通信方法,验证了海域条件下磁感应通信系统可实现100~300bit/s低速率数据传输。参考文献[15]提出个域网内磁感应可替代蓝牙。参考文献[16]将磁感应微型设备植入人体,建立网络,收集数据。参考文献[17]将磁感应通信技术应用到地下管道,实时监测和定位地下管道泄漏。

由此可见,磁感应通信是一个很有前途的可替代地下无线通信网络的物理层技术。

2 现有矿井无线通信技术

为满足煤矿井下环境监测传输的要求,目前用于矿井内局部通信、救灾通信和应急通信等的相关技术有矿用漏泄通信、感应通信、透地通信等[1]。

2.1 透地通信

透地通信采用穿透性强的低频频段(300~3 000Hz)电磁波,以大地为传播媒介进行井上下或巷道间无线通信。透地通信抗灾变能力强,但存在信道容量小、路径损耗较大、天线尺寸大、电磁干扰大、通信距离短及应用范围受限等问题,主要用作避难硐室与地面的备份通信链路,用于应急救援等场合。

2.2 漏泄通信

漏泄通信沿巷道铺设漏泄同轴电缆,工作于30~300 MHz频段,是一种解决无线电波在巷道等地下受限空间中传播问题的有效技术,通过在同轴电缆外导体表面上配置一系列开槽口作为电磁波辐射源,可以沿垂直于电缆轴向传输、辐射或接收电磁波。漏泄通信具有信道较稳定、抗干扰能力强、工作频率高等优点,但是设备多,馈线长,事故发生时,电缆易挤压变形、断裂损坏,维护不便。该技术主要应用于隧道入侵探测、安防、探测传感等场合。

2.3 感应通信

感应通信工作于300~3 000kHz中频段,通过架设专用感应线或利用巷道内的导体(如照明线、管道、轨道、动力线等)进行导波通信。与其他通信技术相比,具有适应环境能力强、穿透能力强、抗金属能力突出的优点,但是信道容量小,电磁干扰大,天线体积较大(通常采用背心型或背带型环形天线),其应用局限于煤矿井下救灾通信的场合。

2.4 WiFi技术

WiFi技术主要用于解决矿井巷道等地下受限空间内无线通信问题,支持语音、视频传输。WiFi采用AP(Access Point)模式,工作频率达2.45GHz,最大的位速率达54 Mbit/s。WiFi技术具有传输速率高、系统容量大、抗故障能力强、建网迅速、组网灵活等优点,但系统部署需集中控制器,不具备漫游功能及多跳能力,灵活性差。

以上技术解决了煤矿井下移动通信的问题,但不适用于地下矿井复合介质中的信息传输,本文提出了地下无线磁感应通信技术,解决了挑战环境条件下长期环境监测信息的传输问题。

3 无线磁感应通信信道模型

无线磁感应传感网由埋置在地下复合介质内的传感器节点、磁感应链路中继节点组成,使用线圈作为发射机和接收机。磁感应通信信道模型如图1所示,at和ar分别为发射机线圈和接收机线圈的半径,d为发射机和接收机之间的距离,Us为发射机的发射电压,RL为接收机的负载。

假设发射线圈信号是正弦电流,例如I=I0exp(-jωt),ω为发射信号的角频率,ω=2πf,f为系统工作频率。这个电流会激发接收机产生另一个正弦电流,进而实现通信。这2个耦合线圈之间的相互作用通过互感来表示。磁感应传感网发送器和接收器分别用变压器的初线圈和次线圈建模,如图1(b)所示。M为初线圈和次线圈的互感;Lt和Lr分别为初线圈和次线圈的自感;Rt和Rr为线圈的阻抗;ZL为接收机的负载阻抗。

在线圈阻抗低、工作频率高的情况下,路径损失可以简单定义为[8]

式中:Pr(d)为接收机的接收功率;当传输距离d0非常小时,Pt(d0)为参考传输功率;Nt,Nr分别为发射机线圈和接收机线圈的匝数。

本文中,发射机和接收机线圈半径为0.15 m,线圈匝数为5圈,工作频率为10 MHz,采用2PSK调制解调方式,传输范围为10 m左右。磁感应通信系统带宽为2kHz左右[18]。

4 无线磁感应波导中继方式

每对磁感应线圈通信传输距离为10m左右[8]。为拓展传输范围,需要研究在发射机和接收机之间部署中继节点的有效方法。不同于电磁波技术的中继节点,磁感应通信系统的中继节点只是加载了电容的简单线圈,不需要供电电源。发射机线圈里的正弦电流激发第1中继节点产生正弦电流,第1中继节点的正弦电流激发第2中继线圈产生正弦电流,如此下去,这些中继线圈在地下环境里形成磁感应波的引导,充当磁感应波引导,简称为磁感应波导。

典型的磁感应波导信道模型如图2所示,在发射机和接收机的一个轴方向放置n-2个中继线圈。n为总线圈个数,r为相邻线圈的距离,a为线圈的半径,由图2(a)可知,d=(n-1)r。每个中继线圈(包括发送线圈和接收线圈)加载一个电容C。通过适当选择电容器,形成谐振线圈,可有效传输磁信号。每对线圈中存在互感,互感的值取决于这对线圈之间的距离。在地下通信中,设置2个中继线圈间的距离为5m,这个距离要大于电磁波系统的最大通信距离(4m)[8]。本文中,中继线圈半径为0.15m左右。使用中继线圈替换昂贵的电磁波中继传感器设备,可以节约成本。因此在部署地下设备的成本方面,磁感应波导系统比传统的电磁波系统花费少。

如图2(c)所示,假设只有相邻线圈耦合,将磁感应波导建模为多级变压器。发送器和中继节点通常使用相同类型的线圈。假设所有线圈参数(阻抗、自感、互感)都一样,L为线圈自感;R为线圈阻值,C为每个线圈的电容,Z为每个线圈的固有阻抗,则磁感应波导路径损失可以简单定义为[9,12]

其中:

本文中,所有线圈半径为0.15 m,线圈匝数为5圈,工作频率为10 MHz。中继线圈加载电容大小为35pF。相邻中继线圈间间隔5m。传输范围为250 m左右时,磁感应波导路径损耗小于100dB。磁感应波导通信系统带宽为1~2kHz。通过减少中继线圈间的距离可以增加系统带宽,但需要增加中继线圈的数目。

5 无线磁感应传感网网络结构

磁感应传感网络在体系上结合无线网络(WiFi)和磁感应无线传感器网络,共同构成复合介质信息感知控制系统,实现复合介质中各种监测信息的一体化传输。挑战环境下无线磁感应传感网网络结构如图3所示。该网络将工业WiFi技术、磁感应通信技术融为一体,实现地面上下的互通互联、资源共享和协同工作。

磁感应传感网络由物理层、MAC层、网络传输层、应用层组成,其结构如图4所示。

物理层解决复合介质物理环境中终端设备间数据传输的问题,主要研究开发低成本的复合介质通信调制解调器,设计低复杂度、能快速收敛的次优滤波器;采取适当的措施来克服信道估计的稳定性问题等。MAC层解决将物理层所获数据可靠地传输到相邻节点网络层的问题,关键技术包括多址技术、差错控制技术、数据流优化技术等。网络传输层解决感知层所获数据的传输问题,关键技术包括低速率组网关键技术、磁感应通信拓扑路由协议、容错组网技术等。应用层解决信息识别处理和人机交互的问题。

目前研究的重点主要集中在数据链路层和网络层,包括数据链路层中的接入方法和差错控制及网络层中的路由算法等。在今后的研究中,除了上述几个方面仍然是研究的重点和热点以外,物理层和应用层的设计也是一个重要的研究方向。同时可以考虑采用跨层设计和自适应参数设置来克服各层独立设计和固定参数设置无法避免的问题,从而实现网络整体性能的最优化。

6 无线磁感应传感网关键技术

(1)基于磁感应网络的传感技术。该技术针对地下复合介质环境,采用电磁辐射、声发射、红外视觉识别等方法,主要研究矿井采空区、地下管道、CO2埋存状态等地下环境参数分布式传感技术,研制新型的具有微型化、可扩展和灵活性、稳定性和安全性及低成本特点的分布式矿用传感器。

(2)无线磁感应传感网传输技术。该技术根据无线传感器网络传输的需求,研究地下磁感应通信信道容量的信息理论及地下复合介质中磁感应波导传输的规律,研究磁感应波导的传输特性,以及复合介质磁感应波导通信的频率、调制方式、带宽、传输速率等参数优化;研究稳健的无线传输体制即低功耗调制解调方案和编码、分集、均衡技术,以及极低信噪比条件下的检测技术,克服衰落,提高无线传输的数据速率,扩大磁感应波导的覆盖范围。

(3)无线磁感应传感网低速率组网技术。该技术根据地下不同工作面空间和介质的要求,以及磁感应波导通信范围的复杂形状,研究合理的地下无线传感器拓扑结构、工作模式、中继线圈的分布、部署算法和MAC层活动调度机制,以便更优化地覆盖所需监控区域。对现有的电磁波通信网络,从传输效率和可靠性方面研究新的网络传输技术,解决异构网络互连及自动拓扑发现和网络重构问题。

(4)监测信息识别与处理技术。利用先进的智能传感器与磁感应波导技术对采空区、复合介质等地下有关环境进行数据采集传输,根据采集的数据与理论分析,从安全监测数据中获取可信、隐藏、事先未知、潜在有空和最终可理解的危险信息,揭示监测数据的本质规律、内在关联,运用这些规律和有用信息对新的监测数据进行融合,实现关键信息的自动识别。

7 结语

挑战未来的名言 篇5

1、敢于向黑暗宣战的人，心里必须充满光明。

2、事常与人违，事总在人为。

3、没有斗狼的胆量，就不要牧羊。

4、鞋底磨穿了，不等于路走到了头。

5、帆的自豪，是能在风浪中挺起胸膛。

6、忍辛负重的耕牛，留下的脚印最清晰。

7、骏马是跑出来的，强兵是打出来的。

8、山路曲折盘旋，但毕竟朝着顶峰延伸。

9、只有登上山顶，才能看到那边的风光。

10、山路不象坦途那样匍匐在人们足下。

11、忙于采集的蜜蜂，无暇在人前高谈阔论。

12、激流勇进者方能领略江河源头的奇观胜景。

13、如果你想攀登高峰，切莫把彩虹当作梯子。

14、脚步怎样才能不断前时?把脚印留在身后。

15、进取乾用汗水谱烈军属着奋斗和希望之歌。

16、让生活的句号圈住的人，是无法前时半步的。

17、努力就是光，成功就是影。没有光哪儿来影?

18、生命力顽强的种子，从不对瘠土唱诅咒的歌。

19、如果圆规的两只脚都动，永远也画不出一个圆。

20、自然界没有风风雨雨，大地就不会春华秋实。

21、种子牢记着雨滴献身的叮嘱，增强了冒尖的`勇气。

22、勤奋是你生命的密码，能译出你一部壮丽的史诗。

23、没有激流就称不上勇进，没有山峰则谈不上攀登。

24、一帆风顺，并不等于行驶的是一条平坦的航线。

25、岸边的奇花异草，是拘留不住奔腾向前的江水的。

26、事业的大厦如缺乏毅力的支柱，只能是空中楼阁。

27、机会只对进取有为的人开放,庸人永远无法光顾.

28、在茫茫沙漠，唯有前时进的脚步才是希望的象征。

29、只要能收获甜蜜，荆棘丛中也会有蜜蜂忙碌的身影。

30、太阳虽有黑点，却在奋力燃烧中树立了光辉的形象。

反兴奋剂检测的挑战与未来 篇6

关键词：反兴奋剂；检测；挑战；未来；综述

中图分类号：G804　　文献标识码：B　　文章编号：1007-3612（2012）09-0021-07

Challenges　and　Future　in　Anti-doping　Test

MAO　Shan-shan1，　PAN　Tong-bin2

（1.　Beijing　Sport　University，　Beijing　100084，　China；2.　P.　E.　Dept.，　Yangzhou　University，　Yangzhou，　225002，　Jiangsu　China）

Abstract：Based　on　the　keynote　speeches　at　the　2012　ICSEMIS　（International　Convention　on　Science，　Education　&　Medicine　in　Sport）　and　the　recent　points　of　view　published　by　Dr.　Olivier　Rabin　from　Canada，　director　of　science　department　of　WADA　（World　Anti-doping　Agency），　this　article　is　aimed　at　discussing　some　issues　about　anti-doping.　The　topics　include　WADA　and　WADC　（World　Anti-Doping　Code），　particular　environment　and　specified　regulations　for　anti-doping　test，　analysis　methodologies　and　financial　difficulty，　as　well　as　the　challenges　and　the　future　trend.　To　face　the　multi-aspect　challenges　about　testing　of　anti-doping，　some　advances　are　expected　about　anti-doping　test　science　in　2012　and　long-term.

Key　words：anti-doping；　test；　challenges；　future；　review

本文根据2012年国际体育科学、教育、医学大会（ICSEMIS，简称奥科会）主题报告的内容，并结合世界反兴奋剂机构（WADA）科学部主任Olivier　Rabin博士（加拿大）近期发表的重要观点，就WADA与世界反兴奋剂条例（WADC）、反兴奋剂检测的特殊环境与专门规则、分析方法的发展与困难的经济现状，以及挑战与未来等几方面的议题展开讨论。同时，阐述了人们关心的运动员生物学护照、基因兴奋剂的概念及其最新进展。本文多角度诠释了反兴奋剂检测所面临的挑战，并展望反兴奋剂检测科学面向的2012年以及更远的未来。

1　WADA与WADC

WADA　成立于　1999　年，其主要任务是反对在世界范围的体育运动中使用一切形式的兴奋剂，并与之作斗争。它从国际奥委会（IOC）承接了以下责任：进一步提高经WADA认证的反兴奋剂实验室的分析能力和质量。目前，WADA面临的一个挑战是，制定一套全面广泛的规则，来取代1999年奥林匹克运动反兴奋剂条例的附录B　（实验室认证程序）和附录D（实验室分析程序），并且它将更明确地定义一个新框架，以规范反兴奋剂实验室的活动。

世界反兴奋剂条例（World　Anti-Doping　Code，WADC），是国际反兴奋剂的核心文件，它提供了体育组织内部和政府之间反兴奋剂的政策、条例及章程和谐一致的框架。WADC是2001年7月至2003年2月起草的［1］，同期起草的实验室国际标准（ISL），于2003年3月正式通过。ISL明确规定反兴奋剂实验室需要获得或保持WADA认证资格［2］，认证允许反兴奋剂实验室出于反兴奋剂目的检测的人体样本（即检测是否使用禁用物质或方法）。随后几年，WADA定期发布ISL和技术文件的更新，以确保不断整合并落实行政管理或最新技术进步。所发表补充的技术文件和指导方针，有助于建立一套全面广泛的强制规则与最佳惯例模式，来管理WADA认证的实验室活动及其与反兴奋剂活动相关组织的关系。

同时，WADA建立了一套实用的科研规划，目的是进一步巩固和协调当前反兴奋剂实验室的检测实践，并且整合新技术、迎接探查新型禁用物质及其方法的挑战。而那些新型物质和方法，反映了使用兴奋剂方面的最新趋势［3］。

另外，WADC培育的反兴奋剂活动，以空前速度在世界不发达地区发展起来，从而开启了反兴奋剂的新时代。在实施WADC不到10　a的时间里，反兴奋剂检测分析，已经有了长足进步。由此又提出了更高要求，即进一步提高反兴奋剂检测能力。

而且，政治环境也增加了WADA认可的实验室网络体系建设发展的复杂性，而这是WADA在WADC落实的早几年必须设法解决的。在某些情况下，特定国家的强权政治的介入，催生了以下的期待：尽快整合迅速增长的世界反兴奋剂计划，并快速提高新的反兴奋剂检测能力，而无需充分考虑是否具备基本技术要求。

因此，几个实验室和国家正在考虑，作为全球反兴奋剂战略的一部分，在一定时间内发展新的反兴奋剂检测能力，并将其作为新生的世界反兴奋剂计划的入场券。而不是试图整合其分析需求，以满足现有的反兴奋剂实验室网络体系。

面对以上所有问题，建立在WADC基础上的新的反兴奋剂体系，在继承IOC传统的同时，需要设计一个体系，来应对渐趋复杂环境下的反兴奋剂日常事务，以及即将到来的更复杂的科学和检测上的挑战。

2　反兴奋剂检测的环境

反兴奋剂检测，虽然与分析科学的其他经典领域在技术上有所关联，但是仍然属于一个具有专门规则和需求的特殊应用领域。这一本质促成了ISL的确立，ISL是一系列补充ISO/IEC　17025标准的特殊规则。17025　ISO/IEC标准，确定了测试和校准实验室资格认证的框架要求，而ISL包含适用于反兴奋剂检测的特殊规则。

与法医和毒理学分析类似，反兴奋剂检测主要根据某一特定时间收集到的运动员的独特血样或尿样。与临床条件不同，为了进一步确认异常结果或采集到的运动员的生物样品量不够，而要求提供多个兴奋剂检测样本，几乎是不可能的。因此，唯一的一个样品，在样品收集处被分为A部分和B部分。作为常规检测项目的一部分，该样品要被实验室分析几百种禁用物质，同时还会采用更特殊的步骤以检测某些特殊的分析物，特别是肽类激素（如hGH和EPO）。

反兴奋剂斗争的新近历史揭示，即使有些合法的药物已经停产或停用了（discontinued），但是，出于使用兴奋剂的目的，它们还会复活或被滥用。这会导致某些过时的物质仍被列在WADA的禁用清单上，以防止它们被流氓化学家合成，而进入兴奋剂的非法市场。所以，这些药物还不能永久地从禁用清单［4］或从实验室常规检测项目中去除。

2003年美国加州BALCO（实验室）事件就是一个例证。20世纪60年代的药物（类固醇四氢孕三烯酮，THG），经非法科学家之手获得重生，并被很多世界顶尖级运动员（如怀特、琼斯）使用［5］。实践表明，为了赢得奖牌或胜利，即使对运动员的健康有高风险，但是某些运动员还是会尝试使用。新近，20世纪70年代初已停用的甲基己胺（二甲基戊胺），在其官方市场消失40　a后非法重现，并成为运动员的日常补品［6］。在这样的背景下，反兴奋剂实验室代表了对使用兴奋剂作出反应的“一线”，它们必须时刻保持警惕来应对未知的兴奋剂。

ISL提供了一个反兴奋剂实验室向WADA通报的机制。实验室还应注意到：这是与旧药复活有关的反常检测结果，还是发现了无医疗用途或用途有限的新的未知物质。

半个世纪以来，在报告运动员的样本呈兴奋剂阳性之前，反兴奋剂政策法规已经增加了安全防护，以补偿与其他分析科学相比反兴奋剂检测的繁琐和昂贵。在成本合理化环境下，该是重新审视一些旧的操作规范，并同时讨论是否需要重新格式化、简化或干脆放弃它们的时候了。例如，尿样在收集时，被分为A瓶和B瓶这一做法，可以追溯到冷战时期东西方的不信任。这样做是为了让运动员或运动员代表见证非接触式、密封的B瓶的重复分析，以免他们怀疑A瓶分析时可能出现误操作。当反兴奋剂检测更加严密，反兴奋剂实验室检测的样品完全是匿名的，该A、B瓶操作，值得重新审视。根据WADA最近发布的2015年实施的WADC征求意见草案［7］，未来取消B瓶的可能性较大。

3　分析方法与经济现状的挑战

3.1　分析方法的挑战　随着高科技的发展，兴奋剂滥用的手段越来越隐蔽，兴奋剂分析方法面临巨大挑战。在近半个世纪的反兴奋剂斗争中，禁用清单中所涉及的禁用物质的种类、结构和性能都变得更多、更复杂。据不完全统计，40　a中，被监测的禁用物质的数量已增加了10倍［8］。从天然的兴奋剂到合成的兴奋剂，从新型兴奋剂（如基因兴奋剂）到“过时”物质的复活，反兴奋剂官方宣称不仅会将重组蛋白和基因兴奋剂的检测作为今后的工作重点［9］，还会时常警惕和持续监测“过时”的禁用物质和方法。

另外，自从几个反兴奋剂机构（anti-doping　organizations，ADOs）实施了10　a的积极反兴奋剂研究规划以来，各种科学领域的最新研究成果和先进知识，被更快地整合到兴奋剂检测和分析上来。仅从WADA全面启动以来，已经投入5　200多万美金的研究经费，去研究现存方法的改进、新物质的检测、新方法的研发与实施。

面对越来越多复杂的物质，特别是外源性物质与人体自身的内源物质在结构上差别很小，就要求反兴奋剂检测将更多先进技术和检测方法融合进来，以应对挑战。一直以来，禁用清单中绝大多数物质和方法可通过尿检常规分析出来。2010年的统计分析仍然显示，尿检占258　000多例兴奋剂检测中的95%。对于常规检测项目，还包括补充检测，主要检测各种形态的EPOs、胰岛素、多肽类及激素。除了尿检，随着2004年对hGH和新一代促红细胞生成制剂（erythropoiesis-stimulating　agents，ESAs），包括2008年对EPO受体激动剂（erythropoietin-receptor　activators，　CERA）等的检测，血检被系统地引入检测体系，以确保反兴奋剂检测具有最理想的覆盖面，震慑滥用兴奋剂［10］。

而且，通过引入运动员生物护照（athletic　biological　passport，　ABP）的血液学模块，血液的采集也得到支持［11］。但是，目前采集到的大约13　000个血样，仍然最多只代表所有样品的5%。WADA执委会最新决议，鼓励ADOs采集血样至少应占所有采样的10%，而且未来，采集血样百分数还应增长［12］。预计将来反兴奋剂血液分析的作用还会增强，不仅因为ABP的引入、血样采集总数和比例会增加，而且随着分析能力的提高，会有更多的禁用物质在样品容量更低的情况下被检测到。

目前，正在进行中的研究项目，是将血液检测的所有禁用种类的物质与现有的尿样相应物质的参照标准值进行对比，目的是评价主要模块（血液模块）的变化能否反应反兴奋剂实践的真实情况。血样分析会更有利于反兴奋剂的发展，因为所有来自其他相关科学领域（人体生理、内分泌、新药）的信息支撑，血液模块比尿液，都有更系统的发展。而且，随着反兴奋剂血样采集的开展，更多运动员表达了他们对血检的支持。再者，无论赛内检查还是赛外飞检，血检都不仅比尿检更实用，更少侵犯隐私，同时也减少了提供合适样本的等待时间。

下面以EPO为例，更具体谈谈分析方法的发展与挑战［13］：

自从1989年［14］第一次引入临床治疗用的人重组EPO（rhEPO）以来，　ESAs不断发展，根据WADC和禁用清单，ESAs被明令禁止。不断发展检测此类物质的方法，也成为反兴奋剂当局的必需使命。2000　年法国的Lasne　等［15］采用等电聚焦-免疫双印迹-化学发光检测法，直接测定尿液中的rhEPO获得成功。其主要利用rhEPO　与内源EPO在电荷上的差异进行鉴别。rhEPO在等电聚焦电泳中会出现附加的碱性区带，而内源EPO　则没有。将测试尿样的EPO检测图与正常内源EPO的检测图相比较，就能作出判断。

之后，检测方法不断适应新型ESAs，如人红细胞生成素（Dynepo）、甲氧基聚乙二醇EPO-（注射剂（Mircera，一种抗贫血药）而变化，不得不追加分析血液模块（matrix）［16］。因为在血清或血浆中，经免疫亲和纯化后，最容易鉴别Mircera。Mircera的酶联免疫测定法（ELISA），因为快速血清扫描而得以发展［17，　18］。随着人红细胞生成素Dynepo和仿制的重组人红细胞生成素（copy　epoetins）的出现，外加使用凝胶电泳（SDS-PAGE）成为必需。

最近，ABP的血液学模块（module），成为多变量、间接检测ESAs的最新方法。ABP概念是建立在血液学是变化的；且该变化可通过逐个纵向追踪每位运动员的血液指标的数据，而被很好监测。其目的是：检测运动员的血液变量，长期监测可能暴露在血液检查中的异常变量。

ABP的概念是开放的，除了血液学检测图的变化（如血液标记，“血液学模块”），还包含其他药物的检测图（如类固醇标记，“内分泌模块”）。ABP背后的理念是，与无针对性的直接测定法相比，血液学检测图应使EPO检测的时限更长、更有效率。　因为象Lasne直接测定法，虽已成为WADA指定的方法，但有180多步的处理过程，72　h的分析时间，检测过程耗时、费事，实验技巧要求也高，而且还有产生假阳性的可能。尤其当运动员使用微量rhEPO时，直接法就会受到限制［16］。

2010年，WADA公布了实施血液学模块的指南［19］。指南描述了其科学依据、检测实施、管理、ABP文件。后者包括4个技术文件，反兴奋剂组织强制执行使用ABP。指南要求必须测定红细胞生成的9个标识物并且纵向追踪记录：红细胞压积（HCT）、血红蛋白（HGB）、红细胞计数（RBC）、网织红细胞百分数（RET　%）、网织红细胞计数（RET#）、平均红细胞体积（MCV）、平均血红蛋白含量（MCH）、平均红细胞血红蛋白浓度（MCHC）和刺激指标（OFF值）［18］。最后一个标识物是所谓的ON和OFF模式的一部分［19］，开始发展于2000年的悉尼奥运会，是间接检测EPO的方法［20-22］。关于血样采集、运输、分析、结果管理的强制性要求的细节，在技术文件中都有说明。血液检测图是通过一个所谓的自动适配模块（adaptive　model），对每个运动员进行个性化的纵向追踪评价（从而减低个体内部血液数据较高的变异性，生成个体数据的范围）。这个模块采用贝叶斯（Bayesian）统计方法（如图1）［23］。异常检测图的数据必须通过一个专家小组审核，方可能上报一个发现违禁物质的案例。

注：（A）血红蛋白（HGB），（B）OFF　值。A、B图中的上下两条线代表阈值范围，是通过贝叶斯统计模型计算出来的。中间一条线显示了运动员血样的测试结果。图的来源：Sottas　et　al.　（2010）［23］

另外，因为与临床诊断市场相比，反兴奋剂市场需求较小。所以，保守的诊断试剂盒公司一向对反兴奋剂工作不感兴趣，不生产针对性的试剂盒，就不得不逼着WADA发展自己的策略。近来，药厂、生物技术公司与WADA合作了，WADA日渐成长。WADA允许传递机密情报、共享专利试剂，目的是整合新药检测，使之快速整合进入反兴奋剂检测体系。我们可以预见，2012年之后，公司或工厂与WADA之间的合作会进一步加强，更多的公司或工厂被WADA授权，在其开发的生产线上鉴定具有兴奋剂潜能的药物。

不久的将来，仍然有几件复杂的问题尚待解决：1）虽然有些分析方法高度复杂，并且要求专用设备和专门的培训人员，但是务必还要将这些先进的方法整合到WADA认可的实验室的操作规程中去。反兴奋剂实验室必须不断吸纳新的检测技术，以便在全世界范围内，与整个反兴奋剂体系，保持类似的反兴奋剂检测水平。2）以WADA认可的数量有限的高检测能力的典范实验室为榜样，WADA近期针对一些缺乏先进检测方法的实验室，加强了EPO、同位素质谱（isotope-ratio　MS）和hGH检测方法的操作培训，目的是让其与典范实验室保持一致的检测能力。一些实验室存在人力、财政资源困难的问题，必须给应对能力较弱的实验室以灵活性，以便他们找到时间和资源去整合这些能力。3）随着科学的进步，新的反兴奋剂方法的操作实施，肯定是未来一些实验室的责任。随着要求特殊设备和知识的、更先进的反兴奋剂方法的出现，实验室可能需要迎接更多尖锐的挑战。特别值得一提的是，挑战之一——基因兴奋剂，目前已经取得突破性进展［24，　25］。

下面就以基因兴奋剂为例，具体谈谈挑战的突破：

根据《2012年禁用清单》，基因兴奋剂属于所有场合禁用的方法，以下具有潜在提高运动能力的手段禁用：1）改变核酸或核酸序列；2）使用常规或经基因修饰的细胞［26］。

基因兴奋剂技术，是以病毒等载体，将可作为兴奋剂使用的重组蛋白的基因植入人体内，并在人体细胞中表达，在体内形成一个局部的兴奋剂制造基地，所表达出的刺激物与人体自身的内源物质在结构上差别极小，很难区分，而且部分肌肉细胞中表达的刺激物或代谢物甚至不会进入血液循环中，因此给兴奋剂检测带来巨大挑战。一直以来，尚无被认可的可靠检测技术。

目前，德国一个研究小组已经找到了一个直接、长期检测常规少量血样中基因兴奋剂的可靠方法［24］。只要根据外周血样中转基因存在与否，就能对是否使用基因兴奋剂给出是或否的明确回答。具体方法如下：通过利用特异引物扩增测序法，专门放大无内含子的DNA序列，创建了特殊的PCR程序，允许在染色体的DNA样品中检测非常微量的转基因DNA，去筛选6个主要的候选基因。他们的检测方法已在小鼠模型上得到验证。长达56　d跟踪肌肉内腺相关病毒介导的转基因，在20　μL的微量血中，显示出了阳性反应信号，而该病毒载体就是基因兴奋剂滥用最有可能的候选载体系统之一。

为了让他们的检测方法经得起常规测试，他们实现了样品的可靠制备、操作程序的稳态，允许用少量（200　μL）的血样，得到有结果保证的分析，该方法具有高度特异性和可重复性。通过筛查327个来自运动现场的职业和业余运动员的血样，他们的检测方法通过了信、效度检验。

3.2　困难经济现状的挑战　类似测定基因兴奋剂这样高度专业化的检测方法，是反兴奋剂实验室未来一定要掌握的常规检测方法。当然，这并不意味着所有WADA认可的实验室，都要落实基因兴奋剂的检测。局部的分析权限可能被认为是合理的技术与节约的模式。自从WADC为了特殊任务，给WADA下放了批准实验室的选择权，我们就能想见，专门从事基因组检测的实验室，即使与反兴奋剂检测活动无关，也可能获得WADA的批准。它们只要能遵循所适用的ISL条例，进行基因兴奋剂的检测，并支持反兴奋剂检测机构。

在一个凝聚力强、经济上足可支撑的体系中，新技术的整合将成为不间断的挑战。反兴奋剂机构将不得不在传统的检测方法和重塑一个新的检测方法之间，做出选择。因为经济上的压力，影响了总体预算的增长，所以，传统检测不可避免会导致每年样本收集量的缩减。集中资源放在检测重点运动员和最有可能使用兴奋剂的运动项目上，就是所谓的“情报抽查法”（‘intelligent　testing’　approach）［27］。根据风险管理计划，该方法已在几个ADOs开始施行。当2010年，全世界收集到的尿样总数首次缩减，WADA就已能看出该方法实施的第一信号。分析检测资源向高风险运动员或运动项目集中，是一个趋势，该趋势在2012年还会增强，尤其考虑到警察调查期间会有情报的收集。现在，来自国内、国际警察署的情报可与反兴奋剂机构较好地分享，并被反兴奋剂机构更好地利用来提高“情报抽查法”的针对性。

一些较先进的ADOs正在思考，为了更好地瞄准高风险运动员或运动项目，怎样整合风险管理因子。从有些盲目、随机的检测进化到更精明的、更有重点的检测，理论上，在反兴奋剂工作中是得到支持的一种趋势。在紧缩的成本环境下，目前正按此运行。另一个可替换全菜单检测方法的模式，可能是采纳一种与医疗实践模式相似的逐步优化模式。当来自运动员的样品按照或随机或情报抽查的原则采集起来，所有样品都要根据反兴奋剂实验室的常规项目，经历一线常规检测。在一线常规检测中，如果发现样品或者有关运动员的检测或情报信息是可疑的，却没有发现不利的检测结果，这样的样品就被移送到更先进的检测平台，去检测更复杂、更专门的物质或方法。当先前的样品检测没有显示一个阳性（不利）结果时，最终，非常特效和先进的方法被当作最后的手段应用到该样品检测中。

就这一点，举一个实例来说明。为了常规检测rhEPOs和血液回输的标记，第一个常规检测层面是分析血或尿。如果这个检测结果是可疑的，或者血液学变量的纵向剖面显示有问题，却没有显示不利的阳性结果。那么，为了检测更多先进的ESAs和血液回输的血液标记，血液的第二个分析层面将被采用。如果仍然不成功，更多检测EPO或生长因子转基因的先进方法将被应用。这样一个借鉴医疗实践灵感的有层次的、先进的分析方法，会从一般常规分析出发，到专门分析和随后的高科技研究方法。这种新的反兴奋剂检测程序，因为人力、财政资源的合理化，就为先进的反兴奋剂检测，提供高效性。

总之，未来整合反兴奋剂技术的模式尚未确定。不仅允许最好的、由活跃的反兴奋剂研究定期产生的一些新的、先进的方法整合进来；还要在困难的经济环境下，将全世界反兴奋剂能力的发展考虑进来。2012年已被WADA宣布为实施反兴奋剂较好的一年，这要归功于反兴奋剂检测的核心层和一线工作人员的共同努力。

4　挑战和展望未来

自WADA1999年成立以来，前所未有多的国家参加了反兴奋剂的斗争，超过全世界97%的人口受到WADC的影响［28］。

1）反兴奋剂体系进行的所有检测分析，几乎全部依赖WADA认可的为数有限的几个反兴奋剂实验室，因此难免会受到突然变数的影响。这就要求反兴奋剂实验室尽最大努力去整合自身的检测分析能力，以应对比以往任何常规检测都多的化学物质的挑战，去开拓、去落实新的检测方法，使自己成为对外源性情报信息更有反应能力的实验室。

2）对于经常出现的策划药（“Designer　drug”，为躲避现存药物方面的法律条例，而创造或销售的药物。例如将标准的类固醇进行改进，给它加上一些碳、氧或氢原子，就制造出检测不出来的新型兴奋剂，即策划药。），实验室要强化早已确立起来的警报机制，以快速向WADA报告异常结果，同时收集经由调研组织收集到的好的检测方法的信息，以快速应对。

3）一些反兴奋剂官方对发展反兴奋剂研究计划做出非凡努力：加强了现有的检测分析能力，并为反兴奋剂实验室快速整合最新检测方法大开方便之门。其主要挑战仍在于：鼓励迅速吸收新的检测方法到常规反兴奋剂实践中，确保各实验室之间和谐一致的高检测分析能力；同时，维持足以支撑实验室及其委托方的财政状况。WADA在其能力范围内，作为反兴奋剂实验室信任的实体，正发挥着深谋远虑的积极作用。它通过在实验室、反兴奋剂机构与各政府官方水平的成功运作，使各方都保持和谐。从而维持、控制和鼓励技术不断改进，并迎接随之而来的技术飞跃。

4）在经济紧缩形势下，新技术的发展不可避免受到影响，但是也将提供一个更好地整合检测能力和方法的契机。重点发展和实施更普适、更灵敏的检测方法。我们可以预见，更灵敏的质谱分析法（MS　methods），可允许超灵敏检测更宽范围的多肽类和性激素，也使检测所需尿量减少。由此可将质谱分析更好地整合到传统和万能色谱-质谱（versatile　chromatographic-MS）检测工具中。

5）反兴奋剂研究也在探索有先进理念（依赖基因组学-、蛋白组学-、代谢物组学变化的分子信号）的组学（-omic）革命的前沿，为鉴定禁用物质的标记物提供潜能。未来较好地处理有着专用数学模型的大量重要的组学数据，应有利于识别更狡猾的（禁用物质的）变种，最终导致有鉴别能力的多种组学因子组合起来，以揭示兴奋剂的鲜明特征。可以想见，这些研究项目可能会引领承载着特殊基因、抗体、适配子（aptamers）的专用微芯片的发展。而这些基因、抗体、适配子以特定兴奋剂标识物为目标。这些先进理念在反兴奋剂“兵工厂”（arsenal）的结合，要么需要现有反兴奋剂实验室有一个技术上的飞跃，要么就需开放反兴奋剂检测给WADA批准的专门实验室，并使之并入现存的反兴奋剂体系，来满足专门的需要。

6）ABP的最新发展，在分析和管理两个层面上，为反兴奋剂实验室提供了新的视角。一些ADOs通过收集世界范围内数百个血样，现在已经建立起可靠的ABP程序（solid　ABP　programs）。即使仍然局限于相对不太大数量的血液学分析，并且受到明显的时间限制，但是，这些ABP血样的分析为实验室提供了扩大其常规检测内容的一个新机会。在2013年，随着类固醇模块的并入，ABP应该大踏步向前迈进。届时，所有的反兴奋剂实验室都将其作为常规检测分析的一部分，上报给反兴奋剂当局。实际上，整个反兴奋剂系统将进入一个纵向分析生物学数据以探查兴奋剂的新时代，实验室专家在阐释类固醇检测图时，有望发挥积极作用。类固醇模块与血液学模块的合并，将促进异常检测图的发现，有利于检举滥用兴奋剂的运动员或瞄准可疑的检测图。ABP的出现，将正式定位反兴奋剂实验室的角色，不仅是分析结果的提供者，而且帮助引进了一个新的角色——反兴奋剂检测结果的阐释，以及先于反兴奋剂官方管理案例之前，作为一个中间环节，管理纵向检测图。ABP其他模块的发展：如内分泌模块，将包括调查内分泌标记物随着时间推移的变化；如法庭模块（forensic　module），将合并各种来源的科学和情报信息，以确定处于使用兴奋剂危险中的剖面图；还为反兴奋剂实验室的专家，在结果管理阶段综合评价运动员的纵向检测图，最终确定有无违反反兴奋剂条例，提供了发挥更重要作用的机会。

5　小　结

1）分析检测资源向高风险运动员或运动项目集中，即采用“情报抽查法”，是一个发展趋势；

2）重点发展和实施更普适、更灵敏的检测方法（如质谱分析）；

3）目前，基因兴奋剂检测已取得突破性进展。重组蛋白和基因兴奋剂的检测是未来反兴奋剂工作的重点，还会持续监测“过时”的禁用物质和方法；

4）未来很可能取消B瓶检测；

5）ABP的快速发展：ABP将成为所有实验室常规检测的一部分。不久的将来，类固醇模块会并入血液学模块。后续模块（内分泌、法庭模块）都会陆续开发。由此，反兴奋剂检测进入纵向分析生物学数据以探查兴奋剂的新时代。

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传感的挑战与未来 篇7

一、VR新闻的概述

“VR新闻”是指以虚拟现实输出设备为载体进行传播的新闻作品, 可以为受众提供沉浸式虚拟互动体验。正如麦克卢汉提出“媒介是人的延伸”, VR技术让新闻可听、可视、可感, 给用户带来身临其境的感觉。VR新闻完美融合了声音、文字、图片、影像、互动和体感等信息, 打破了受众阅读新闻的媒介局限, 使其不再局限于文字、图片或是视频画面报道。

回顾VR新闻的发展历程, 可以追溯到2012年Newsweek将虚拟现实技术运用于突发事件中, 做出时长3分29秒的新闻纪录片《洛杉矶的饥饿》, 让人们身临其境地感受到饥饿难耐。随着移动互联网的发展, 2015年11月6日, 《纽约时报》虚拟现实新闻客户端NYT VR上线, 并推出第一部VR新闻纪录片《流离失所》。在我国, VR新闻的起步稍微晚些。2015年9月3日, 《人民日报》制作了“9·3大阅兵”VR全景视频;而在2016年的两会报道中, 《人民日报》、新华社、央视、新浪新闻、网易新闻、澎湃新闻、优酷土豆、乐视网等都采用了VR新闻报道模式。媒体通过VR技术录制并上传两会现场视频, 受众可以使用VR设备在PC端或者移动端进行观看, 感受置身会场的沉浸式体验。

目前, VR新闻处于早期探索阶段, 其表现形式主要是360°全景新闻, 通过智能手机或网页观看, 但这和真正意义上的VR新闻还有很大差距。360°全景新闻是通过导演镜头移动的时间轴进行播放, 与一般视频不同的是, 它每一帧都设置了不同的观察角度。它只需借助兼容全景视频的PC/手机端, 通过鼠标或者手指触摸屏幕就可实现与视频的交互, 可是受众依然受制于导演镜头的移动。VR新闻应该使受众有很强的机动性, 它提供给我们的是一个沉浸式的环境体验, 带上VR设备在3D虚拟空间中随意走动、自主探索, 没有既定的时间轴线。

二、VR新闻的报道模式

(一) 内容层面

1. 新闻报道“去中心化”。

VR技术使新闻报道从“叙述”走向“呈现”。传统新闻报道总会聚焦一个新闻点, 并通过新闻标题和新闻主线加以叙述, 这种单方面的独立叙事模式最大限度地限制了受众“看什么、怎么看”。而VR新闻注重体验, 能更好地还原新闻现场, 呈现事件发生的过程和细节, 让受众沉浸其中, 自己探索核心主题。真实客观是新闻的生命, 在互联网技术高度发达的今天, 我们总能看到各种虚假新闻, 其捕风捉影、虚构内容, 有悖新闻的真实性要求。另外, 作为记者、编辑, 也必须避免主观性的判断, 始终坚持客观中立的立场。VR新闻模拟还原新闻现场, 使得新闻不再受到记者文字描述和评论立场的影响。这种“呈现式”叙事模式是对受众的“放权”, 媒体只充当还原新闻现场的角色, 而对于看什么、怎么看则由用户自己去探讨和获取。

2. 新闻报道“去中介化”的趋势。

VR新闻报道中几乎没有媒体的身影, 媒体的议程设置功能也随之减弱。“新闻媒介影响我们头脑中的图像”, 正如李普曼提出的“拟态环境”, 揭示了大众传播构成的环境并非现实环境的“镜子”式再现, 而是通过信息的简单化选择、加工和重构, 通过记者语言化的报道向公众提示环境。甚至由于传播者的刻板印象给事物贴标签, 出现一桩桩的反转新闻事件。VR新闻在内容层面最大限度地还原新闻现场, 几乎可以实现新闻事件的复制式再现, 使得拟态环境接近现实环境。在新闻生产过程中, 新闻媒体对新闻报道内容的把关能力减弱, 仅仅局限于VR新闻的录制阶段, 即信息的采集环节。另外, VR的表达能力不如传统视频强, 去掉框架以后, 就无法影响观众的观看方向, 媒体的议程设置功能减弱。VR新闻是对媒介中介的削弱, 记者、信源、受众模糊不清, 用户的自主性得到释放和增强。用户在“亲身体验”中选择性接触和注意新闻事实, 可以说, 新闻报道由媒体和受众的互动共同完成。

(二) 交互层面:“二维平面”互动向“三维空间”互动转变

从新闻问世以来, 其交互界面经历了纸媒、广播、电视端、PC端、移动端的变迁。在虚拟现实技术下, 人机互动有了新的突破, 从“二维平面”互动向“三维空间”多维互动转变。VR技术重新释放了新闻的表现力, 逼真的视觉画面带给受众身临其境的现场感, 延伸了受众的感官体验。这种类社交互动使得用户不再是简单地“看”“听”“读”新闻, 而是在“亲历”新闻事件, 由此产生更情绪化的新闻体验和发自肺腑的反馈。VR新闻使用户可以根据自己的需求和兴趣通过简单的手势体感操作自主推进, 这种简化的操作流程和优质的交互体验让用户置身其中, 与所处的虚拟环境以及故事之间产生内心的交流。正如彭兰教授所说的, 未来的信息呈现将不再完全依赖今天的各种实体“屏幕”, “屏幕”在扩张, 在“虚拟化”。未来新闻的表现形式将突破传统媒体的“二维平面”, 进入“三维空间”, 将为释放新闻表现力带来新可能。

(三) 受众层面

1. 在接收方式上, 受众灌输式阅读到沉浸式体验的转变。

传统新闻采用单向性灌输的报道方式, 受众消极被动地接收新闻信息。虚拟现实技术超越语言和时空的限制, 受众在沉浸式的新闻体验中获取新闻信息。VR技术专注于感官服务, 它给用户营造“在场感”和“沉浸感”, 受众可以在3D虚拟空间中获取新闻的同时满足其情感和娱乐需求。正如依莱休·卡茨的“使用与满足”理论, 受众在使用媒介满足需求时, 不仅从媒介内容获得满足, 更是通过使用媒介本身以及在媒介接触时的情景中获得满足。VR新闻不仅为受众提供新闻, 了解客观世界的需求, 更重要的是VR让受众获得身临其境的满足感。在里约奥运会的VR报道中, 受众不仅可以及时跟进奥运进程, 还可以在VR构造的3D虚拟空间中体验现场激烈的赛事进程、欢呼声和加油声。

2. 在视角转换上, 受众从旁观者视角到参与者视角的转变。

新闻本身是报道性的, 报道者以观察者的视角、第三方的视角进入新闻里, 记者会展现多样的信息源, 呈现不同的态度和观点, 从而实现平衡和公正。虚拟现实突破语言、时空的限制, 使用户“身临现场”。在VR新闻中, 我们可以用新闻当事人的视角来获取新闻信息, 使得第一视角的报道有了可能性。例如, 新浪新闻在两会现场VR全景式报道《人民大会堂全景巡游》中, 网友可以选择身份, 通过“总理、省长、群众、记者、外宾、黑衣人”6种身份的选择来体验不同角色、不同位置对于会场内部的视角感受。

3. 在阅读状态上, 受众从理性认知到情感参与的转变。

以往, 基于文字、图片和视频的新闻认知是第三方的、独立于事件之外的, 状态是理性的。而基于虚拟现实媒介下的沉浸式报道使受众以第一视角身处新闻事件中, 从而带动受众的情感参与。虚拟现实这种“煽情媒介”, 使得新闻直击用户内心、完全控制用户的注意力, 产生最发自肺腑的反馈。VR新闻让受众身处事件发生的现场, 就好像一切都发生在自己面前, 这与之前通过记者、编辑报道、了解到的新闻体验完全不同。在《流离失所》纪录片中, 展示了3个孩子身处饱受战争蹂躏的地区, 过着流离失所的生活。如果单单是文字、图片我们无法感受到3个孩子的那种孤独和绝望, 可能只是比较理性地判断事件发生的地点、原因以及政府营救措施等。在VR报道中, 我们能更加真切地感受战争之下他们的悲惨生活。

三、VR新闻的挑战和未来

首先, VR新闻的制作技术有待提升。虽然技术决定论者夸大技术在社会发展中的决定性作用, 但不可否认, 文化产业被技术所驱动。目前, VR新闻的制作周期较长, 无法满足新闻时效性的要求。同时, 长时间佩戴可视设备造成的眩晕感, 也使得虚拟现实体验大打折扣, 解决这些问题都需要VR技术的进一步发展。现阶段, VR新闻还处于初级阶段, 而未来VR新闻的发展将集中在加强互动性和个性化方面。VR新闻将利用虚拟现实技术的独特优势, 洞察用户的信息需求, 为其提供个性化、多样化的内容。

其次, 培养专业人才的迫切性。随着新媒体技术的发展, 形成技术倒逼媒体的局势。无论是媒介融合还是VR新闻, 都迫切需要相应的专业人才, 这对新闻传媒业的人才培养机制提出了挑战。作为VR新闻工作者, 不仅需要学习VR新闻的新型叙事模式, 更需要培养采集和制作VR新闻的能力。对于这一点, 笔者持乐观态度。目前, 学界与业界都对VR新闻进行了研究与尝试, 以探索VR技术下新闻报道的新模式。

最后, 硬件设备的普及和受众媒介使用习惯的培养。目前, VR硬件设备在用户中还没有得到普及。一方面, VR设备过于笨重, 不便于携带。移动互联网时代, 我们需要随时随地获取新闻信息。根据施拉姆的媒介选择或然率公式来看, 选择的或然率=报偿的保证/费力的程度。VR新闻需要设备辅助, 那么就需要设备像耳机一样便于携带, 降低获取信息的费力程度, 提升虚拟现实的体验质量。另一方面, 由于VR技术发展还不成熟, 无论是硬件设备还是内容制作的成本都很高, 而对于VR新闻的体验效益来看并不完善。出于成本和效益考虑, 多数人选择回避这一媒介。因此, 无法培养受众的媒介使用习惯。不过, 对于这一点并不要悲观。正如创新扩散理论所说的, 每一种新技术的创新扩散都会经历从少数人使用, 到大多数人“模仿”使用的大众化发展历程。VR技术也不例外, 随着技术的不断发展、体验成本的逐渐下降, 越来越多的用户会采用这一新媒介, 受众的媒介使用习惯也会随之改变。

现阶段, 尽管VR新闻还处于全景视频新闻阶段, VR技术和新闻产品本身也仍未成熟, VR硬件设备在用户中还没有得到普及, 但对于新闻媒体来讲, 如何利用VR的沉浸感和现场感讲好故事是未来新闻要探讨的重要话题。不可否认, VR技术无论是内容层面, 还是交互层面、受众层面都改变了媒体的报道形式。但我们也要时刻警醒, 无论技术有多么强大, 在新闻报道上技术只是手段, 优质的内容才是根本。

参考文献

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[4]孙振虎, 李玉荻.试论VR新闻的沉浸模式及未来趋势[J].电视研究, 2016 (9) :4-6.

模具成本计算:挑战、发展与未来 篇8

模具制造业,在国民经济中占据重要地位,许多模具企业主要客户为汽车制造商,如:宝马、戴姆勒-克莱斯勒和大众等。面对当前激烈的竞争,许多中小企业不得不为每一份订单全力以赴。由于面临的竞争压力不断增加,德国汽车制造商正试图将这些压力转嫁给供应商,因此,模具业面临的压力也在增加。

在没有计算机辅助成本计算系统,且缺少作为计算基础的模具工程图的情况下,计算误差将在±30%左右。尽管对真实成本的精确估计并不能保证企业能获得订单,但是对中小企业的生存却非常重要。当预计的成本低于实际成本时,模具制造商将遭受经济上的损失,不断积累的损失最后会导致企业破产;另一方面,当预计的成本太高时,企业就会失去订单。因此,实现成本精度以及减少准备报价的时间和花费对于企业的生存至关重要。

由于经济和技术发展的影响因素不断变化,模具制造企业必须不断对其报价形成机制进行调整,必须将近期和未来技术和经济变化考虑进去。客户特殊订单的报价形成机制与其在企业中的完成流程之间的关系如图1所示。

报价所需的信息存在于模具设计和制造准备过程中。因为报价形成是企业中一系列不可详细预测的活动的第一环节,所以成本估算的准确性特别重要。

1 计算机辅助成本计算系统要求

计算机集成数据处理技术的发展对计算机辅助成本计算系统的开发和实施提供了关键支持。客户提供的新模具的数据往往只有原始产品的二维图纸或三维模型,这使得精确计算模具成本变得困难。因此,必须提供企业内部报价、模具设计、处理规划和控制调度之间的计算机辅助系统的交互功能[1]。尽管一开始并没有产品模具的几何和工艺描述,但其制造成本计算仍要尽可能的精确。

计算机辅助成本计算的目的是对模具最终的外形、所需技术和成本进行准确评估。找到各个计算活动和决定所需的算法是开发该计算系统的前提。同时,基于以往相似模具制造的经验,确定所需模具的制造时间是计算机辅助成本计算系统的重要任务之一。

人们通常对计算机是否能用于计划过程中的创造性决定活动,存在着争议。但是,通过对成本计算程序的顺序进行分析可知,许多计算行为都是可再现的,因此可以通过编程由计算机来实现。计算机在日常活动中的应用不但为成本计算的创造性思维提供了更多的空间,也增加了成本的准确性。用户和计算机之间的有效交互尤为重要,因为模具制造任务非常复杂,所以在目前来讲,报价专家的经验和联想能力仍不可忽视。由于报价专家和计算机之间可以进行交互,所以可将非算法决定交给计算专家,而让计算机完成重复性的决定。但是如果完全取代报价专家的技术知识,那么模具制造的报价准确性就会降低。成本系统需要考虑的包括几何学、生产过程控制、制造时间、制造以及材料成本等。

注模、压力铸模、压力和锻造工具可归为“空腔成型刀具”,因为其几何形状和技术相似[1]。本文对该类型模具的成本计算方法进行了探讨。

2 系统模型设计

为了搜集企业产品的生产过程数据,必须对典型模具及其部件的实际生产时间进行分析。由于数据量很大,所以数据处理应用就很有必要。这种产品结构分析必须在连续时间段内完成。大多数情况下,可以为每类模具(如注塑模具、铸模等)单独开发成本计算系统。或者制造费用很高的模具部件可通过基于计算机辅助成本计算系统的精确分析单独列出。

计算机辅助成本计算系统需要基于成组技术的计算机内部零件分类键。设置分类键的目的是为了列出计算机内部有关模具类型及其组织流和生产流的刀具数据。该分类键为报价的形成、成本计算、模具设计、生产计划和制造提供了透明的知识基础[2]。

对现有的分类系统分析表明,由于其应用目的广泛,这些系统要么不能满足模具制造的特殊要求,要么只是为某些应用而开发,在此并不适用。因此,必须为模具制造开发特殊的分类键并集成到计算机辅助成本计算系统中去。

模具包含外部结构件和内部工件轮廓成型件。外部结构件与所生产的工件没有直接接触,如紧固盘、挺杆等。外部结构件通常可以标准化或已标准化,因此计算外部结构件的报价,只需要定义几个影响变量(如钻孔的数量、材料切除率)和目标量(如加工时间)的函数关系。多元回归分析特别适合于确定相关成本函数[3]。

模具内部工件轮廓成形件是给定由几个自由型面组成的零件的固有形状。统计学方法只能确定大体同类件的加工时间,但是在模具制造中,只有外部件具有相似性。而对于内部工件轮廓成型件,需要开发能描述每个轮廓的几何尺寸和相应加工技术的分析方法。因为模具轮廓直接取决于工件轮廓,所以基本上是各式各样的。

通常工件轮廓可以通过基本几何体描述。必须考虑模具的工件轮廓件包含固定和移动的组件。固定组件一般包含工件轮廓的凹形腔,而移动组件包含工件轮廓凸面。因此,包含凹形和凸形的标准组件的工件轮廓描述系统的开发非常关键[4]。根据计算专家的输入数据,以及成本计算和制造工艺,我们开发了包含44个轮廓组件和标准形状组件。基于这44个组件,成本计算专家可以提高模具成本的计算效率及精度。另外,模具成型件的周围零件的成本计算也可以通过回归分析从标准件成本模型中推演出来。

为了计算模具内部轮廓成形件的制造时间,除了分析描述轮廓几何尺寸外,还必须列出于与各个基本外形组件相应的制造工艺顺序。因此,必须对针对体积(铣)和针对表面(磨)的加工工艺进行区分。对于不同的企业,基本几何组件的加工方法的配置也不同,因为加工方法及其组合方式多种多样,配置的透明度会出现问题。因此,建议对常用加工方法和工艺顺序进行组合,并将其分配给模具轮廓基本组件。加工时间的计算基于对切削材料及其适当刀具、切削时间和制造工艺的大量试验。

图2展示了了计算特定体积组件(凹模或凸模)或表面组件(如球截体)加工时间的分析步骤。在计算出单个基本几何组件的加工时间后,还要乘以适当机床组的平均加工率。这样就可以确定每个基本几何组件的加工成本和制造方法。因而模具轮廓成形件的加工费用就可以逐渐推导出来。用不同工艺(如铣、钻、磨等)加工每个基本组件所需的时间和成本可以通过统计学方法确定的方程式计算得出。

尽管模具零件的制造成本可以通过统计和分析的方法确定,但是还必须加上其他刀具成本作为辅助成本(百分比)。

3 成本计算系统结构

在计算机辅助模具制造成本计算系统的帮助下,成本计算专家不仅能以相关模具图纸确定加工费用,而且能根据工件图或工件本身确定加工费用。

图3是模具成本计算系统的示意图。该系统除了能计算模具零件的报价外,还能分析模具零件的加工时间,确定加工辅助费用,通过与软件模块的进一步交互开发计算加工时间的数学公式。

模具外部结构件的计算机辅助计算系统包括两个软件模块。“公式”模块能够从以前模具零件的加工时间推导出数学公式。“外部结构成本计算”模块可以根据加工时间公式计算出加工费用。

由回归分析软件将获得的数据和影响变量转化为回归函数,用于确定制造时间。因此,报价专家有可能逐渐减少影响变量并优化制造时间函数。通过确定性分析和偏差分析、初始和剩余方差分析对回归函数进行评估。影响变量的估值通过标准差、方差和相关系数的分析获得。

4 成本计算与专家系统

在计算机辅助模具成本计算系统开发过程中,生成了基于专家经验和知识的客观化数据。因为模具专家看到了计算机辅助成本计算系统作为工具可以使工作变得更有效率。对不同模具制造企业的研究表明,用传统成本计算方法(没有计算机辅助)确定的加工时间的准确度波动范围很大,在有模具图纸的情况下平均为±15%,而在没有模具图纸的情况下则增加到±30%。与之相比,根据工艺规划计算出的加工成本与实际加工时间之间的误差只有±10%。

从一开始,计算机辅助成本计算系统运行得就非常出色,甚至比报价专家的经验模型还要好。其误差范围也相应的从±30%下降到±10%。另外,客观模型使得知识的增加成为可能。计算机辅助客观模型能简化成本计算专家的工作,而它不会影响专家们的地位,因为很多情况下仍然需要专家们自己做出猜测,而无法依靠计算机辅助成本计算系统。另外,计算机辅助成本计算系统能帮助专家们改进自己的工作,拓展自己的知识,反过来专家又可以用新的经验对系统进行更新。

5 模具成本计算的集成理念及发展趋势

不同工作领域的信息对于系统报价的产生是十分必要的,然而计算机内部信息都是离散状态,在不同领域的不同时间出现,计算机集成必须满足对信息的需求。

模具制造中集成数据处理的重要一步就是成本计算与模具设计的CAD系统、CAPP系统之间的交互。通过集成,输入数据的数量和质量得以提高,报价阶段的决策精度也随之增加。但是,CAD系统应用于不同领域,存在计算机辅助系统之间交互的问题,企业中性能和设计任务不同也会导致CAD系统的多样性。

在报价形成阶段,产品描述或模具设计基本上都是通过不同的CAD系统提供给用户。如果在报价产生阶段,需要与模具成本计算系统进行交互,那么模具制造企业的CAD系统就必须能够通过标准接口收集和处理客户CAD数据[5]。客户需要将产品或模具数据输入到模具制造商的CAD系统中作为计算机内部模型,其中包括几何尺寸、技术和工艺数据。决定生产流程的规划数据、制造费用等成本数据、收缩等工艺数据可以在模具报价阶段通过辅助产品模型确定。可以说,标准化接口是处理这些数据的前提条件。

图4描述了用于模具业的计算机辅助计算系统的实施进度表。使用成本计算系统后,计算时间可减少30%,从而实现更短的报价形成周期。

通过计算机辅助成本计算系统与计算机辅助工作规划的交互可以获得更短的循环时间,因为在工作计划准备时输入的计算信息可以得到重用。通过成本计算系统与CAD系统的交互,CAD技术设计师可以在绘制产品草图时同时进行成本计算。CAX系统的集成需要将获得数据集中存储在数据库中。由于数据量很大以及各种CAX系统的模型概念差异,中央数据库就变得异常复杂。因而,将支持CAX系统的分布式数据管理集成到成本计算系统中就成为关键任务。

成本计算、报价专业知识的系统化和算法化等模具成本计算系统是模具专家系统的第一步[6]。要素、系数和方程必须通过知识管理系统加以控制。目的是形成一个只需要很少计算步骤的计算结构。所需步骤的多少当然取决于模具的复杂程度和可能的差异物。设计过程和计算过程分别与CAD和成本计算软件的集成成为未来发展的趋势[7]。使用移动设备,如笔记本或掌上电脑的计算时,可以通过企业网络或其他步骤在网上进行成本计算。因为每个公司对模具成本计算都有自己的方法和原理,所以计算软件的开发也不同。当然,有些方案无法简单的实现外部化。但是随着模具成本计算系统的不断发展,情况将会得到改善。

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传感的挑战与未来 篇9

如今,由于对能源供应的安全与可持续性的需求,能源系统正在经历重要变化。未来电力能源系统致力于更少地依赖矿物燃料和核能技术,更多地基于可再生能源发电。未来电力能源系统受到的挑战因素主要有:可再生能源发电不稳定、分布式发电、新型负载、电力市场自由化。在向未来电力能源系统转型过程中,最重要的是由可再生能源发电和新型负载引起的从过去需求驱动发电到未来发电驱动需求的典型转化。智能电网相关技术将促进未来能源领域的发展,然而这些技术与场景多数会产生新型数据源,以智能电表尤为突出[1]。随着智能电表数量越来越多,数据采集量将会越来越大,电力市场各参与者不仅需要对自身获取的数据进行分析,还应对其他参与者提供的数据进行分析,因此需要更先进的数据分析技术,也为数据分析领域引入一系列挑战。

智能电网产生了大量数据,应用大数据技术可有效提高电网运行管理水平和服务水平[2]。在我国,中国电机工程学会发布了电力大数据白皮书。为支持智能电网大数据研究,国家科技部于2014 年下达了3 项863 项目。2012 年以来,国家电网公司启动了多项智能电网大数据研究项目。2013 年初,国网江苏省电力公司率先开始建设营销大数据智能分析系统,开展了基于大数据的客户服务新模式应用开发研究。北京等电力公司也正在积极推进营配数据一体化基础上的智能电网大数据应用研究。

1 未来电力能源系统典型场景

在科学界与工业界广泛讨论的未来电力能源系统典型场景如图1 所示,各场景分别代表构成智能电网的主要模块。

1.1 智能电表

智能电表作为诸多先进场景数据分析的前提,是智能电网的关键构成模块。获取智能电表数据场景如图2 所示,智能电表以15 min的间隔生成计费数据,并传送给计量人员。数据的时间间隔在技术上可以达到更小,例如1 min甚至1 s。通过分析智能电表细粒度数据可以提高负荷预测准确度、实现需求响应和实时电价,甚至识别特定用电设备。此外,用户通过智能电表可视化工具可以获取近几日或几周的用电情况对照,对单个设备用电情况的认知越来越清晰。用户根据获取的信息相应地调节用电行为,可以提高能源利用率,促进用户与电网的双向互动。

1.2 动态电价

动态电价是实现从需求驱动生产到生产驱动需求典型转化的有效途径,动态电价与需求响应场景如图3 所示,即电力零售商根据发电情况调节电价,当发电量高时激励用户用电,发电量低时促进用户节能[3]。用户可以决定是否对电价激励做出反应,智能设备接收到电价信号后可以决定是否执行特定操作。同时,动态电价有一定的风险,如电价低的时段可能发生大量设备同时启动的情况。由于电力平衡机制不能承受用电需求的急剧增加,这种情况应当避免,一般可以通过针对不同用户制定动态电价或更加合理的电价阶梯来实现。文献[4] 表明用户接受动态电价,并会在一定程度上调整用电行为,使峰值平均降低12%,因此动态电价是有效的需求响应措施。

1.3 基于市场控制信号的需求响应

基于市场控制信号的需求响应场景如图4 所示,当可再生能源发电较少时,电力零售商可通过日内交易购入电能,更好的选择是使用户在一定时段内减少用电,并将该请求发送到电力市场。同样,电网管理者检测到过载或电压问题,也将相关请求发送给电力市场。各需求侧管理公司从电力市场接收请求,制定并提交解决方案,最后由电力市场选出一个符合请求的联合方案。如果零售商或电网管理者接受该方案,各需求侧管理公司将负责执行,向与其签订合同的用户的智能家庭控制箱发送优先级信号,控制箱将信号发送到用户房屋中的智能设备及电动汽车。因此,该场景是以一定的设施为基础交易柔性负载实现需求响应,是可代替动态电价的一种用于解决电网问题的需求响应措施。

1.4 智能家庭

智能家庭通常安装有发电机组(光伏或微型热电联产),使用中央优化组件控制住宅中大部分发电和用电。智能家庭中的部分电器具有时间可变性,往往不需要立即启动,因此可以实现需求转移。一种需求转移方法是改变加热和制冷电器(冰箱、空调和加热系统)的温度;另一种需求转移方法是储能。如当电动汽车不用时,电池可作为临时电能存储装置。

1.5 储能

随着不稳定发电(如太阳能发电或风力发电)所占份额的增加,电能存储越来越重要。虽然电能很难被存储,但仍存在一些储能技术方案:抽水蓄能、化学大电池及电动汽车到电网(V2G)。抽水蓄能水电站储能原理与水电站类似,虽然可以长期储能,但是地理位置要求高,在高密度居民区很难实现。大电池系统参数可以制造成任意所需的值,但成本相对较高。V2G技术在储能方面有巨大潜力,由于汽车行驶只占其寿命的5%,故95% 的时间可用于本地储能,只要有一定的汽车数量基数,储能容量也相当可观。

1.6 基于能源数据的管理决策

能源已经成为工业、公共设施、仓库、中小企业甚至高校的主要成本因素。信息技术方案可以解决多数管理决策的问题,然而用户用电情况分析仍然存在诸多问题,且往往被多数企业资源规划工具所忽略。能源管理包含了一些需要考虑的新方面,尤其是智能电表等新数据源,这种数据分析工具具有很大潜力。大量的管理行为是根据电能数据进行决策,每个决策都对数据存储、数据分析及数据交互提出了不同的挑战。

2 未来电力能源系统的数据分析技术需求

随着智能电网的兴起,出现了一系列新型数据源,数据收集量比以前更大且时间间隔更小,一方面促进了整个能源系统控制和创新技术发展;另一方面对数据处理技术和数据分析技术提出了挑战。

2.1 数据处理

智能电表作为最突出的新型数据源,是诸多先进能源场景应用的基础。从数据分析的角度看,长期存储最佳细粒度的智能电表数据是有利的。但是,除了考虑隐私保护等问题外,由于智能电表数据量极大,存储空间需求极高,从技术角度几乎不可能实现存储,因此对数据管理架构提出了挑战。目前,人们已经对智能电表数据存储架构进行了研究[5,6,7],提出了集中式与分布式关系数据库、混合数据库、内存数据库,Hadoop、Map Reduce框架及更进一步的云存储技术。另外,还可以采用数据流技术处理智能电表数据。

数据压缩技术可用于处理海量数据。当处理细粒度数据时,采用有损压缩技术近似原始数据的压缩系数可以达到上百,取决于数据分析精度和细粒度要求。时间序列数据的压缩近似还可以通过回归模型实现,如利用直线函数、基础函数线性组合或非线性函数。如何在不丢失重要信息的前提下,从海量数据中选取相关数据采样整合,将是能源系统各参与者面临的具体问题。

此外,在数据预处理方面,需要考虑的是如何从海量数据中剔除或者清洗异常数据。智能电表数据包含异常值,通常是测量错误,还有一些异常情况如特殊事件或节日。 此外,智能电表数据还可能存在数据采集周期设定不准确等问题,可能导致数据量过少或过大,或定时不准确,这种情况可分别通过在相邻点增加丢失测量值或除去多余值,或采用回归技术估计任意时间点的测量值来解决。

2.2 数据分析

相比于传统电力能源系统,未来能源场景中的新型数据源和新技术需要更先进的数据分析技术。

2.2.1 预测与分类

能源领域数据分析面临的最重要挑战是预测(与分类),不仅存在于未来场景中,在目前也体现出其关键性。按照预测对象的不同,预测与分类及相应算法见表1 所列。

1)时间序列预测。时间序列预测是当今和未来能源场景的关键技术。对时间序列预测的需求表现为:(1)用户需求预测,很多能源场景都需要对用户需求进行预测,如为了实现动态电价,电力零售商将根据用电情况预测合理电价;(2)可再生能源发电预测,其应用场景与传统能源用户用电需求预测的应用场景相同;(3)电网负荷预测,提前几小时了解特定区域的电网负荷预测情况,对制定需求响应措施及储能设施运行有重要意义;(4)灵活性预测,为了实现需求响应,在控制信号场景下,需求侧管理者需要尽量精确地预测用户错峰潜力。此外,还有储能容量预测、电价预测等基本场景。迄今,时间序列预测技术研究已经十分成熟,但在未来能源领域仍然面临一定挑战。如为获得智能电网要求的高质量预测,除了简单的历史时间序列,还需要整合很多影响因素(如天气、节日、特殊事件等),即便与最佳结果存在极小的偏差,也会导致电网付出巨大代价。

2)用户行为预测和分类。用户行为预测和分类是数据挖掘热点应用之一,同样也是能源领域重要的研究课题。具体需求表现为:(1)在竞争激烈的市场中,电力零售商需要对用户行为进行分类,根据用电模式设定营销活动目标群体;(2)在需求响应场景中,需要预测用户需求转移潜力;(3)智能家庭中,用户行为分类可用于确定用户是否将外出工作、留在家里或是驾驶电动汽车等,这将有助于规划发电与用电等。迄今,用户行为预测与分类已经成为重要应用,然而在用电行为分析方面的研究并不多。基于数据挖掘、机器学习等相对比较成熟的技术可以解决一些用户行为方面的数据分析需求[8,9,10]。如文献[10] 提出采用聚类算法来识别不同的用户群体,收集特征向量,利用标准决策树分类器研究这些群体,并自动向各群体分配新用户。然而,由于未来电力能源系统数据可能来源于不同数据源且相当复杂,仍需要更进一步研究特定算法,实现准确、高效的用户行为预测与分类。

3)用电模式与事件的预测与分类。可以分为事件预测和用电模式分类2 部分,未来电力能源系统在该方面的数据分析需求表现为:(1)智能家庭的优化控制和规划要求能检测负载曲线和预测事件;(2)在智能电表场景中突出不同电器的用电模式,增强可视化效果,提高用户用电意识和用电效率;(3)交叉营销活动,一般由增值服务提供商执行,通过分析单个电器,使用新型节能电器时可以触发特殊营销方式;(4)电动汽车的可靠负荷预测有助于未来电力能源系统能够同时在智能家庭和整个电网2 方面制定合理方案,电动汽车领域用户行为事件的检测与预测很复杂,对促进电动汽车的智能充电[11]和V2G是必须的;(5)大规模分布式发电及新型负载可能导致电网故障,故障状态检测与预测是智能电网的主要课题。传统上可采用序列模式挖掘技术预测离散事件[12],近期更多的是采用机器学习技术实现用电模式与事件的预测与分类。此外,未来电力能源系统中使用的智能设备融合了传感器技术、网络通信技术和微处理器,具备更智能的运行模式,并提供更精确完整的用电数据。因此,用电模式和事件的预测将通过智能设备进行改进。

2.2.2 未知模式检测

在一些能源场景中需要利用数据分析技术检测未知信息,这些未知信息表现为描述能源测量结果的相关性和相似用户群体或偏离对象群体的隐藏模式等。在一般情况下,模式类型信息及其特征是未知的,并且没有示例可作参考。因此,未知模式检测需要采用无监督学习技术(聚类法和离群挖掘),这一点不同于上一节描述的预测技术。

聚类法是研究(样品或指标)分类问题的一种统计分析方法,将物理对象或抽象对象的集合分成由具有类似属性的对象组成的多个类。人们提出大量方法用于凸集群、基于密度的聚类和光谱聚类,还有很多扩展算法用于时间序列等特定类型数据聚类[9,13]。对于基于用电情况的用户分割,在对象组群检测和每个组群相关属性检测方面出现了一些开放性的挑战:能够确定不同属性组合的多重聚类方案研究;子空间聚类模型仍然基于低效的处理方案,同时在数据流处理中也出现了进一步的挑战;集群的检测及时间追踪。

离群是数据库中数量较少、突发及可疑的数据对象的数据组。很多情况下,离群数据包含数据库的附加有用信息。离群挖掘在数据挖掘中已有一定发展,已经被应用到能源数据领域的一些工作中,如进行异常用电检测、能源负荷数据清洗及针对智能家居功率数据集的专门离群检测等。离群检测也面临一些开放性的挑战:用于离群检测的在线数据流分析;子空间映射检测本地离群值;高维大数据库的可扩展性;离群模式的描述;新型可视化技术及结果解释说明。

2.2.3 分解

为了提高能源效率,深入了解设备功耗分布是很重要的。通常可通过安装量测电表实现,然而当前测量设备通常价格昂贵、耗时长且通常有数据遗漏。采用精确的负荷分解至少在部分应用中可以代替量测电表,为此需要进一步研究负荷分解算法。文献[14] 提出非侵入式负荷监测(Non-Intrusive Load Monitoring,NILM或NALM)或功率数据分解对智能电表数据进行处理,观察电网基础设施状态,在实现更高能源效率、促进需求响应及智能家庭中的负载管理等方面具有很大的应用潜力。

为了深入了解设备功耗分布,负荷分解应该在正负误差可调的关系基础上尽可能准确。负荷分解分为2 个步骤:对观测值进行模式识别,以最简单的形式识别实际电力负荷的变化,识别呈现观测模式的设备集;优化阶段通过建立系统的隐形马尔科夫模型(HMM),为状态矩阵分配最匹配观测值的状态值,提取具体设备用电信息。

在负荷分解方面面临的挑战有:(1)如何从观测数据中提取隐形马尔科夫模型参数,提高实际应用中隐形马尔科夫模型的精确度;(2)目前还未找到负荷分解精确性的普遍评估方法;(3) NILM的实用性仍需要研究证明。

2.2.4 最优化

在未来能源和智能电网的背景下还存在大量不同优化问题丞待解决。

1)在需求侧,智能设备需要对动态电价做出响应,优化需求计划,包括微型热电联产单元最佳运行方案、电动汽车充电及V2G场景。这不仅对用户住宅高效用电有一定的意义,还对智能停车场的实现至关重要[15]。

2)在供电侧,最突出的优化问题是制定动态电价。在有控制信号的场景中,需要采用最优化方法从需求侧管理者的许多提案中选择最佳提案。此外,在能源存储管理方面需要决定存储装置最佳充放电时间。

由于通常需要考虑许多参数,上述提到的优化问题变得十分复杂,一般会导致高维多变量的最优化问题。除了牛顿迭代法等经典解决方法[16]外,探索性方法如遗传算法[17]已经成为近几年研究的重要领域。

2.2.5 隐私保护数据挖掘

在实现当今或未来能源场景时,自由电力市场参与者收集的数据量越来越大。许多类型的数据可以映射为现实人群,同时伴随着潜在的隐私风险[18]。在智能电表数据分析方面,基于间隔不同的数据可以提取不同的用户行为信息,带来一定的隐私风险。

为了识别不同场景的隐私风险及对电力领域的冲击,人们进行了一系列研究,多数研究的是智能电表计费情况下的特定问题,只有少数提出了解决方案。故而,仍需要研究有效方法来提供隐私保护。这些方法除了应该保护用户隐私,还应该保证电力市场所有参与者在现在及未来能源场景中获得高效满足参与者需求的数据。未来电力能源系统和市场是隐私保护应用的重要领域,这就要求安全与隐私保护在数据挖掘领域的进一步发展与新技术研究。

3 结语

传统能源系统正在转型为更具持续性的能源系统。由于后者依赖于可再生能源,因此引入了转型过程中的主要挑战和从需求驱动生产到生产驱动需求的方式转变。智能电网相关技术将促进未来能源领域的发展,然而在这些技术与场景中,多数会产生新的数据源,并为合理的数据处理和分析带来挑战。

本文介绍了当今可持续能源系统的发展,描述了几种典型未来能源场景,并在这些说明基础上详细介绍了数据分析方面面临的挑战。虽然人们已经进行了大量研究,但仍有许多问题尚待解决,因此还需要在数据分析方面进行更多研究。未来能源领域是数据分析研究应用的重要领域,并具有促进可持续发展的潜力。

摘要：智能电网的发展将促进传统能源系统向未来能源系统的重要转型,并催生了一系列新型数据源,一方面促进了整个能源系统控制和创新技术发展;另一方面由于数据收集的量更大且时间间隔更小,对海量数据处理和数据分析技术提出了新的需求和挑战。文章通过分析智能电表、需求侧响应、动态电价、智能家庭、储能、能源数据管理决策等6种典型未来能源场景,详细阐述了这些典型场景在数据处理与分析方面的需求与挑战,重点针对未来电力能源系统中数据预测与分类、模式检测、分解、最优化、隐私保护等方面的问题展开探讨,并给出相应解决方案。

传感的挑战与未来 篇10

一、教师专业发展的核心要素

当下, 海峡两岸正经历着教育事业的重大改革, 教师在其中扮演着重要角色。在面对时代的挑战中, 教师应具备一些核心能力。

有学者认为教学认知能力是教师专业发展的核心力。所谓教师教学认知能力是指以教学系统为认知对象, 对教学目标、学习任务、学习者特点、教学策略与方法以及教学情境等进行分析判断的能力。不同教学策略的运用依赖于教学认知能力。可以说教学认知能力的发展是提高教师专业素养、提升教学质量的基础性条件。

有学者认为教学反思能力是教师专业发展的核心因素。反思要求教师超越经验思维的束缚, 从而获得一种思想的解放。首先, 教师反思是指向生命世界的反思, 它必须触及教师内心深处的“善”;其次, 教师反思是对日常教育生活的超越;再次, 我们没有一些代表真理的标准, 使教师按此反思自己的行为, 因此教师反思是一种创造性的反思。如果教师能够认真完成反思性实践, 对教师、学生、教育的理解就会达到一个新的水平, 从而促进教师专业更好地发展。

还有学者认为探究能力是教师专业发展的核心要素。探究型的教师是那些具备洞察、提问、质疑、探寻、研究、调查、检验等心理倾向和能力, 并通过主动求索信息、知识、真理的活动, 建构个体独特的学科知识体系的教师。教师总是倾向于用自己以往的学习方式影响学生, 要使学生从传统的学习方式变革为自主探究的学习方式, 其关键动力就是教师学习方式的变革。换句话说, 要培养探究型学生就要从培养探究型教师开始。

二、教师专业发展的途径

随着时代的发展, 教科书不再是学生学习的唯一媒介, 教师也不再是学生信息的唯一来源。因此, 教师的教学特色就显得尤其重要。而以学生为本位、以教师教学特色为中心的教师发展途径必须来源于师生互动的教学与课程当中。这就要求透过教学与课程来确立教师专业发展的目标与方案。而要实现教师专业发展的民族特色、地方特点, 以及教师专业的自主发展, 我们就应该让教师专业发展聚集于学校本位课程。以学校本位课程为中心的教师专业发展途径主要可以分为基于教师个人的自主发展与基于学习社群 (学习共同体) 的合作发展。

有学者认为, 组建学习社群是实现教师专业发展的重要途径。在教育改革中, 集体的努力和智慧是变革的最大动力, 因此, 教师专业学习社群是改革教学最可靠、最快速的途径。所谓教师专业学习社群是由一群志同道合的教育工作者所组成的, 他们持有共同的信念、目标或愿景, 为促进学生获得更佳的学习成效而不断地以合作方式共同探究和解决问题。参与学习社群的教师往往可以达到马斯洛所说的“自我实现”的层次。教师在学习社群中能追求自我价值、树立自信, 并将其潜能完全发挥。这种教师专业发展的学习社群是多层次的。从横向上说, 它是包括教育行政人员、高校的教育学者、中小学的一线教师的学习共同体;从纵向上说, 它是包括职前的师范生、准入职的实习教师、教学新手和专家型教师的学习共同体。就具体的实现方式而言, 有如以磨课、问课、品课“三课”为切入点, 进行的同课异构, 即根据不同的教学设计、不同的学生实施教学的研讨活动;再如老教师与师范生的顶岗实习置换活动, 即老教师进行理论“充电”, 师范生进行教学实践的轮换制度。

有学者认为, 当下人们对教师发展及教师教育极为重视, 教师教育的历史发展向来以进修学位及学分的正规教育为主, 以系列性研习的非正规教育为辅, 而单次或站式的非正式教育通常是受到忽视的。而这种非正式教育主要通过自我学习而实现。自我学习指一种以个人为主体的主动及独立的学习形态, 不仅包括自主学习, 也包括独立学习。以自我学习命名, 其目的是有别于传统的以教师为中心、班级教学为形态的课堂学习或团体学习。相比于系统性及规范性的正规及非正规教育, 自我学习更强调学习的动机, 直接影响到学习的成效。具体而言, 教师自我学习和发展的一种重要途径就是叙事。叙事是一种表达及理解个人生活经验和故事的过程, 强调体现及反省自己的过去和现在, 引动自己的未来, 是一种历史事件意义生成的载体及文化表达的模式。教师知识的绝大部分是内隐知识, 而叙事是经验知识外显化的最佳方式, 借助叙事可以表达教师个人经验和内在思维, 给予教师自我和他人理解诠释和察觉省思的机会, 从而实现教师的自主发展。具体地说, 通过教师教学现场的内部观察, 洞悉教师个人知识学习与实践过程的高度关联, 以契合教师学习的特性和需求, 从而提供一个不同和多样的教师专业发展样态。

三、教师专业发展的评鉴

在社会迅速发展的今天, 教师质量受到人们极大的关注。在教师教育改革中, 人们也需要对当下的教师专业发展情况进行诊断和评价。面对教师专业发展的评鉴, 与会者从两种思维模式出发进行了探讨。

有学者从科学的视角对教师专业发展的评鉴进行了分析。科学视角强调教师专业发展的有效性和教师教学的绩效责任。对教师专业发展进行评鉴即对教师的专业能力和表现进行的价值判断。具体而言, 它是依据教学质量内涵, 制定评鉴指南及程序, 由评鉴者以观察、测量、晤谈、调查等方式进行资料收集, 对教师的个人资格、能力及表现进行价值判断。它有两个目的:一是专业评鉴或形成性评价, 目的在于教师的成长;二是绩效评鉴, 目的在于对教师进行奖惩和作为聘用的依据。这种教师专业评鉴观要求评鉴法制化、系统化、标准化。

有学者从艺术的视角对教师专业发展的评鉴进行了分析。艺术视角突出教育成人的终极目的, 强调评鉴中的“慢”与“美”。这种观点批判了讲求“技术”“管理”的工具理性思维, 从天、地、君、亲、师的角度理解教师, 教师不再是某一行业, 而是人性发展的起点。在评鉴上, 这种观点强调由功利评价转向“慢”的鉴赏, 倡导“慢”的教育。“慢”的教育使美感经验成为可能, 使教学成为有诗意的智慧之旅。“慢”的教育是对盼望出成效的急功近利的教育的批判, 它强调教育的潜移默化、关注学习的细节。

四、教师专业发展的限制因素

海峡两岸同根同源, 在教师专业发展的道路上存在很多共性的限制因素。

在微观层面上, 有学者认为就教师个体或群体而言, 自我迷失是实现其自主发展的较大阻碍。它表现为: (1) 教师信仰的迷失, 在社会转型期, 教师过多地强调教育的经济色彩和功利性, 而忽略了精神关怀; (2) 角色的迷失, 在多元价值的社会中, 教师受到传统、现实的政府和家长的多重角色期待, 使教师产生了角色冲突; (3) 发展的迷失, 在教育实践中, 教师往往拘泥于行政命令, 被动、消极地进行专业发展。学校文化场域是教师专业成长的主要载体, 其中作用于教师成长的力量结构包括行政力量、经济力量、家庭力量、同济力量、学生力量及教师自我。这些力量制约着学校文化场域, 并产生了多种文化冲突。教师如果不能运用共同的文化力来统整多元文化价值所带来的冲突, 必然造成自我的冲突和迷失, 从而阻碍其专业发展。

传感的挑战与未来 篇11

2012年11月1日, 以“驶入绿色无限未来”为主题的第二届博世CVT技术交流会在北京成功举办。本次活动由博世中国CVT业务部与北京航空航天大学共同主办, 吸引了国内外众多汽车界整车及零部件企业、CVT厂商、业内专家、各大高校汽车相关专业的在校师生以及媒体记者的积极参与, 200余人齐聚一堂, 碰撞思想、分享智慧, 共同探讨CVT的创新技术, 畅谈低碳背景下CVT产业化之路迎来的机遇与挑战。

本次活动是博世中国CVT业务部继2011年成功举办“博世-湖南大学CVT技术交流会”后再度隆重召开的一次盛会。交流会规模、CVT技术讲座的精心安排以及组织的CVT厂商和业内专家座谈会足以表明博世对此次活动的高度重视。汽车工业协会副秘书长董建平、齿轮行业专家李盛其应邀出席, 北京汽车动力总成有限公司、奇瑞、一汽夏利、北汽福田、长城汽车股份有限公司、日产 (中国) 投资公司、加特可 (广州) 自动变速箱有限公司、南京邦奇自动变速箱有限公司等著名的整车及零部件企业代表也纷纷到场。董建平副秘书长、博世中国区CVT技术业务部总监张辉和北航工研院副院长蔡茂林为会议致辞。李盛其做了会议闭幕总结。

低成本, 高效率成就CVT未来

董建平副秘书长表示, 国家出台的油耗限制和排放法规都会引导汽车产品把技术进步的重点放在节能减排上。对于汽车零部件, 除了汽车安全以外, 零部件产品的技术创新也要围绕整车的节能减排进行。产品的轻量化, 提高产品的功能和效率, 降低运行的能耗, 减少资源的消耗而降低成本, 都是增强零部件产品竞争力的重要措施。

全球C V T需求持续增长源于低成本、高效率和高舒适性。作为CVT压力钢带研发和量产的市场领导者, 博世公司不断注资以推动其进一步发展, 在CVT压力钢带技术领域将会不断创新, 以适应未来全球市场低排放和低油耗的更高要求。目前, CVT压力钢带已应用于全球100多款不同的车型, 且适用于汽油、柴油和混合动力等发动机。经过40多年的发展, 全球搭载压力钢带式CVT的车辆已超过2000万辆。此次交流会, 博世携其CVT最新技术与业界同仁交流探讨, 通过对CVT和变速机构的损耗分布, 具体分析了如何创新, 进一步提升CVT的效率, 以满足越来越严格的油耗限制和排放法规。主要策略包括以下几个方面:开发电驱动油泵, 夹紧力的控制, 增加转矩利用率, 减小钢片和钢环的速率差以及减少钢环数量。即将实施的这些创新技术将卓有成效地为汽车的节能减排、绿色环保做出更大贡献。

现场还展示了博世CVT压力钢带产品及其工作原理, 创新技术的零接触体验加深了大家对CVT的认识和了解, 其垄断性技术也让大家产生了极大兴趣。“技术交流会旨在搭建一个多方沟通和交流的平台。”博世中国区CVT技术业务部总监张辉表示, “以产学研相结合, 通过技术讲座、研讨会、互动问答、产品展示体验等形式, 为学生们创造更多的学习条件, 能有机会深入地了解CVT的理论知识、国内外CVT的发展现状, 同时亦可更多地培养汽车变速器行业的潜在人才。”

提高燃油经济性的CVT创新技术

除了东道主博世就提高燃效的CVT创新技术做了精彩演讲外, 来自北航CVT研究领域的学术专家首先与大家分享了他们的研究成果——CVT动力学建模与仿真技术, 讲解专业详实, 深入浅出, 为交流会创造了一个良好的开端。奇瑞、日产 (中国) 投资公司、加特可 (广州) 自动变速箱有限公司、南京邦奇自动变速箱有限公司作为博世的客户代表, 围绕“驶入绿色无限未来”的主题, 分别对各自公司的CVT技术和产品做了详细介绍, 并针对未来汽车市场的导向和各自产品的特点, 就如何进一步提高其高效性和燃油经济性, 提出了CVT技术的未来发展战略。奇瑞CVT技术自主研发的成功为国内自主品牌树起了一面旗帜。日产分别从中国、日本、北美和欧洲的实际驾驶环境考虑, 全工况下动态定量评价, 用试验数据有力地证明了除欧洲以外, 在中国、日本和北美, CVT具有优良的燃效性能和平顺驾驶性。这一数据受到了所有与会者的密切关注, 也让大家看到, CVT在中国的未来市场是令人期待的。加特可作为CVT技术的领先者, 为大家介绍了旗下新一代CVT产品——CVT7和CVT8。最新型CVT兼顾了燃油经济性和驾驶性能, 采用新型的带轮/钢带以及副变速器的先进技术, 大幅度提高了变速比, 相对于传统CVT, 其阻力减少了30%～40%, 燃效提高了10%。邦奇介绍了CVT技术在混合动力上的创新和发展, 并展示了基于CVT的混合动力总成的开发产品, 通过改进CVT、开发高效的电动机和提高系统效率等措施, 实现了混合动力总成的高效性。

CVT的机遇与挑战

为了更深入地探讨CVT的发展及其产业化, 交流会结束后, 博世组织了一个小时的圆桌会议。与会代表们坐在一起, 畅所欲言, 围绕“低碳背景下的CVT技术及产业化”展开了热烈讨论。针对行业关心的话题, 如CVT的标准化, CVT零部件的国产化, 国内自主品牌CVT的开发, CVT供应商链的建立以及未来CVT技术的发展方向等, 纷纷发表了自己的观点。来自汽车技术研究中心标准化研究所的专家就我国未来CVT标准化工作规划做了具体阐述。李盛其对此也表态, 中国CVT技术标准确定时机已经成熟, 汽车工业协会和中国齿轮专业协会将一起协助标准的制定, 建议先做行业标准, 再做国家标准。在标准制定过程中, 希望奇瑞、长城等自主企业牵头, 博世参与指导, 一步步推动CVT的标准化。

北汽动力总成与大家分享了博世和北汽共同开发的CVT项目成果, 也提出了现阶段CVT零部件采购面对的挑战, 加特可就北汽和其他车企关心的CVT供应商资源问题与大家分享了很多经验。奇瑞和长城汽车针对自主开发的CVT车型, 为满足我国第三阶段的油耗标准在CVT上做的改进做了具体汇报, 同样也将CVT开发过程中遇到的问题与大家做了深入交流。日产作为CVT标杆企业, 提出了未来CVT技术的发展方向:CVT结构更紧凑, 实现小型化, 同时不增加成本。日产表示, 这是个艰巨任务, 目的是进一步降低油耗, 保证高速运行驾驶的平滑性, 我们未来努力的方向是, 变速比还有提高的空间, 可以向更高发展;提高传动效率。日产预测, 湿式变速器今后可能有更好的发展。

后记