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篇1

關(guān)鍵詞：信息化教學(xué)；網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)；電氣工程基礎(chǔ)；課程教學(xué)

中圖分類號(hào)：G71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009—0118（2012）10—0036—02

電氣工程基礎(chǔ)課程是根據(jù)1998年國(guó)家教育部頒布的本科專業(yè)目錄的指導(dǎo)思想——以強(qiáng)電為主、強(qiáng)弱電結(jié)合，按電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)寬口徑培養(yǎng)目標(biāo)的要求而設(shè)置的一門專業(yè)偏基礎(chǔ)課程。在該課程中幾乎涵蓋了有關(guān)電氣工作的所有基本概念、原理和方法，與電氣工程的各個(gè)方面均息息相關(guān)。隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的不斷發(fā)展，各大院校應(yīng)充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)，運(yùn)用先進(jìn)的信息化教學(xué)方式改善傳統(tǒng)教學(xué)模式中的不足，以此提高電氣工程基礎(chǔ)課程教學(xué)效率。

一、電氣工程基礎(chǔ)課程的特點(diǎn)及教學(xué)現(xiàn)狀分析

電氣工程基礎(chǔ)課程的特點(diǎn)為：其一，課程涉及的知識(shí)點(diǎn)多。課程內(nèi)容包括發(fā)電、輸電、配電、用電等各個(gè)方面的知識(shí)，每一章都是一個(gè)嶄新的內(nèi)容，并涵蓋大量的理論知識(shí)點(diǎn)，增加了“教”與“學(xué)”的難度；其二，電氣工程基礎(chǔ)課程是基礎(chǔ)課與專業(yè)課的過(guò)渡課程，在教學(xué)過(guò)程中必須強(qiáng)化學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)和工程實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)。

由于電氣工程基礎(chǔ)課程具備以上兩個(gè)特點(diǎn)，所以對(duì)課程教學(xué)質(zhì)量和效率提出了更為嚴(yán)格的要求。但是在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，電氣工程基礎(chǔ)課程的教學(xué)現(xiàn)狀不容樂(lè)觀，主要存在以下問(wèn)題：首先，理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相脫節(jié)。由于課程設(shè)置的教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)有限，即使教師在課堂教學(xué)中采用多媒體輔助教學(xué)，也無(wú)法全面講授知識(shí)點(diǎn)以及與電氣工程實(shí)踐相聯(lián)系，所以致使學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中，難以消化和理解較為抽象、深?yuàn)W的理論知識(shí)；其次，課程教學(xué)沒(méi)有把握住重點(diǎn)，學(xué)生始終處于被動(dòng)接受知識(shí)的學(xué)習(xí)狀態(tài)，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)本課程的學(xué)習(xí)積極性不高，甚至跟不上教師的授課進(jìn)度，加之教師缺乏對(duì)學(xué)生必要的課后復(fù)習(xí)指導(dǎo)，從而造成電氣工程基礎(chǔ)課程教學(xué)效率偏低；再次，課程教學(xué)方法單一、教學(xué)手段落后，沒(méi)有將現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐中，導(dǎo)致教學(xué)效果完成依賴于教師的教學(xué)水平和教學(xué)態(tài)度。

二、信息化教學(xué)的優(yōu)勢(shì)

（一）信息化教學(xué)具備開(kāi)放性的優(yōu)勢(shì)

信息化教學(xué)不僅僅局限于課堂教學(xué)上，使其具備較強(qiáng)的開(kāi)放性，主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：首先，開(kāi)放課程資源，使學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)入教學(xué)資源系統(tǒng)，可以隨時(shí)進(jìn)行課程學(xué)習(xí)。同時(shí)，在教學(xué)資源系統(tǒng)中存儲(chǔ)了大量的仿真實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)、虛擬實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息，可以供學(xué)生自主選擇學(xué)習(xí)，彌補(bǔ)課堂教學(xué)中的知識(shí)缺失，拓展學(xué)生的知識(shí)視野；其次，信息化教學(xué)方式是一個(gè)開(kāi)放的課程建設(shè)平臺(tái)，不僅可以為學(xué)生提供充足的數(shù)字化資源，還可以有效促進(jìn)產(chǎn)、學(xué)、研三者相結(jié)合，提高教師隊(duì)伍的綜合素質(zhì)。

（二）信息化教學(xué)具備創(chuàng)新性的優(yōu)勢(shì)

網(wǎng)絡(luò)信息化教學(xué)資源系統(tǒng)能夠?yàn)檎n程教學(xué)提供豐富的教學(xué)資源。教師可以根據(jù)課程教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)，選擇有利于學(xué)生發(fā)展的研究專題，讓學(xué)生進(jìn)行課外研究，使課內(nèi)教學(xué)延伸到課外教學(xué)。學(xué)生在研究專題時(shí)，可以充分利用網(wǎng)絡(luò)信息資源，充分調(diào)動(dòng)起學(xué)生自主探究和自主學(xué)習(xí)的積極性，有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。

（三）信息化教學(xué)具備建設(shè)性的優(yōu)勢(shì)

信息化教學(xué)以網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)為支撐，使教學(xué)場(chǎng)地和教學(xué)時(shí)間不受任何限制。由于網(wǎng)絡(luò)信息實(shí)現(xiàn)了高度共享，所以學(xué)生可以學(xué)習(xí)不同學(xué)科、不同課程的知識(shí)，豐富學(xué)生的知識(shí)體系，拓展學(xué)生的思維能力，以滿足學(xué)生差別化的學(xué)習(xí)需求，從而使信息化教學(xué)更具可持續(xù)發(fā)展性。

三、信息化教學(xué)在電氣工程基礎(chǔ)課程教學(xué)中的使用

（一）合理運(yùn)用多媒體教學(xué)

現(xiàn)階段，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，使得電氣工程基礎(chǔ)教學(xué)的內(nèi)容不再只局限于教材當(dāng)中，而是要充分地利用多媒體技術(shù)來(lái)完成教學(xué)。在應(yīng)用多媒體計(jì)算機(jī)對(duì)教學(xué)進(jìn)行輔助時(shí)，與教學(xué)質(zhì)量息息相關(guān)的是教學(xué)軟件。多媒體教學(xué)軟件能夠充分地發(fā)揮出多媒體教學(xué)的優(yōu)越性，其通過(guò)各式各樣、圖文并貌的動(dòng)畫、音樂(lè)、圖形和圖像等，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)中感性材料不足的缺陷，進(jìn)一步幫助學(xué)生養(yǎng)成了良好的思維能力。利用多媒體中聲音和圖像可以使原本較為抽象的事物，變得更加形象化、具體化、直觀化，并且也在一定程度上激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。多媒體技術(shù)的應(yīng)用，使教師能夠?qū)⒁恍┰緹o(wú)法用語(yǔ)言描述的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題，以生動(dòng)、形象的方式展現(xiàn)在學(xué)生眼前，進(jìn)而有利于學(xué)生對(duì)這部分知識(shí)的理解和記憶。多媒體最強(qiáng)大的地方就在于其能夠進(jìn)行一些模擬操作，這樣能夠有效地培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。由于多媒體的使用完全是教師在控制。為此，在軟件的選取和課件的設(shè)計(jì)上應(yīng)盡量貼近教學(xué)內(nèi)容，只有科學(xué)合理地使用多媒體技術(shù)輔助教學(xué)，才能真正達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。

例如，可將發(fā)電機(jī)調(diào)速器的動(dòng)作過(guò)程、凝氣式火力發(fā)電廠的生產(chǎn)過(guò)程、一次設(shè)備及二次設(shè)備的調(diào)頻過(guò)程、繼電器保護(hù)器的分合閘過(guò)程、電氣控制回路的動(dòng)作過(guò)程、倒閘操作過(guò)程等等內(nèi)容制作成多媒體課件，這種課件不但能夠重復(fù)播放、反復(fù)操作，而且還能夠出現(xiàn)不同的界面，這樣的教學(xué)內(nèi)容不僅可以吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)這種教學(xué)形式也更容易被學(xué)生所接受。多媒體教學(xué)的有效應(yīng)用，增大了課堂的信息量，課程的內(nèi)容隨之加深，理論與實(shí)際的聯(lián)系變得更加緊密，對(duì)知識(shí)的理解和掌握也變得更加容易。

（二）構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)資源系統(tǒng)

實(shí)踐教學(xué)資源系統(tǒng)的構(gòu)建應(yīng)以電氣工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)為基礎(chǔ)，以現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)為手段，以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)為支撐，以最優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源開(kāi)發(fā)為核心。同時(shí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置應(yīng)盡量以學(xué)生未來(lái)從事的工作崗位為依托，以此來(lái)體現(xiàn)出工程教育、職業(yè)取向的先進(jìn)辦學(xué)理念。該資源系統(tǒng)由以下四個(gè)模塊構(gòu)成：

1、管理模塊。在整個(gè)實(shí)踐教學(xué)的過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)教師既是教學(xué)的指導(dǎo)者，也是信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的管理者和各種實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)者。這就要求實(shí)驗(yàn)教師應(yīng)具備豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，并將這部分經(jīng)驗(yàn)有效地融入到信息網(wǎng)絡(luò)教學(xué)當(dāng)中，以此來(lái)監(jiān)控學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)狀況，并從旁引導(dǎo)學(xué)生，使之由被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，真正成為學(xué)習(xí)活動(dòng)的主體。

2、實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐模塊。學(xué)生可以按照自己的意愿自主選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和具體實(shí)驗(yàn)時(shí)間，這樣有利于開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行模式的順利實(shí)施。教師可按照學(xué)生的個(gè)體差異為其設(shè)計(jì)必選和可選兩類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。學(xué)生則可借助信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，結(jié)合自己對(duì)各類實(shí)驗(yàn)的興趣，合理選擇所需的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。當(dāng)學(xué)生選好實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以后，教師按照實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的數(shù)目和具體參加人數(shù)，來(lái)編排實(shí)驗(yàn)時(shí)間表。對(duì)于一些教學(xué)以外的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可自行組織成創(chuàng)新協(xié)作小組，然后進(jìn)行提前預(yù)約，在獲得相關(guān)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)后，按照預(yù)先申請(qǐng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)時(shí)間完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)。信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)除了能夠幫助學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的組織以外，還能夠按照相關(guān)的行業(yè)特點(diǎn)設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)化的測(cè)試題庫(kù)，這樣便于學(xué)生在網(wǎng)上進(jìn)行專業(yè)技能競(jìng)賽，進(jìn)而提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量。

3、實(shí)踐教學(xué)資源模塊。信息網(wǎng)絡(luò)環(huán)境最大的特點(diǎn)就是信息獲取便捷、各種資源豐富。為此，構(gòu)建一個(gè)檢索快捷、資源優(yōu)質(zhì)的實(shí)踐教學(xué)資源庫(kù)是實(shí)現(xiàn)信息化教學(xué)的重要基礎(chǔ)保障，有利于學(xué)生隨時(shí)獲取電氣工程基礎(chǔ)課程的相關(guān)知識(shí)和信息資源。

4、協(xié)作交流模塊。信息網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與傳統(tǒng)的教學(xué)模式相比，其最大的優(yōu)勢(shì)在于能夠以實(shí)時(shí)交互的形式實(shí)現(xiàn)生生之間、師生之間的交流和協(xié)作。不僅可以利用信息網(wǎng)路平臺(tái)中的BBS及訊息等進(jìn)行相互之間的交流討論，也可以通過(guò)聊天室及視頻會(huì)議等形式進(jìn)行在線討論，彼此間交流意見(jiàn)、答疑解惑。

（三）建設(shè)數(shù)字虛擬實(shí)驗(yàn)室

近年來(lái)，隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，電氣工程基礎(chǔ)課程中原有的純物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)已無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代化電力系統(tǒng)的需要，這部分實(shí)驗(yàn)已經(jīng)很難滿足電力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求。為此，必須對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)和完善。采用數(shù)字虛擬試驗(yàn)則可以有效地克服實(shí)驗(yàn)儀器方面數(shù)量和質(zhì)量的不足，以及教學(xué)經(jīng)費(fèi)和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地等相關(guān)因素的限制。學(xué)生可以借助計(jì)算機(jī)對(duì)電力系統(tǒng)的各種運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)視，并且還可以在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)遙視、遙控、遙測(cè)和遙調(diào)，由于計(jì)算機(jī)的自動(dòng)化程度較高，所以實(shí)驗(yàn)效率也較之以往有了極大程度地提升。原有的純物理實(shí)驗(yàn)因?yàn)榫哂幸欢ǖ陌踩砸?，致使?shí)驗(yàn)難以達(dá)到設(shè)計(jì)性和開(kāi)放性的目的，而數(shù)字虛擬實(shí)驗(yàn)卻能夠真正實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)性和開(kāi)放性，這對(duì)于學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、實(shí)踐能力的培養(yǎng)有著十分重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

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篇2

關(guān)鍵詞：Proteus仿真技術(shù)；電工電子技術(shù)；基于工作過(guò)程

中圖分類號(hào)：TP368.1

《電工與電子技術(shù)》這門課程是電類專業(yè)的一門專業(yè)必修課程，而其枯燥無(wú)味的理論知識(shí)往往使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中感到力不從心，而針對(duì)電工電子技術(shù)這門課程內(nèi)容的特點(diǎn)，我們可以進(jìn)行任務(wù)驅(qū)動(dòng)法教學(xué)，在每個(gè)任務(wù)中借助Proteus仿真技術(shù)加強(qiáng)理解和學(xué)習(xí)，能夠起到較好的效果。

借助于Proteus仿真技術(shù)，對(duì)《電工與電子技術(shù)》課程按照基于工作過(guò)程的體系設(shè)計(jì)原則進(jìn)行學(xué)習(xí)情境設(shè)計(jì)，如表所示。如電工部分，可以設(shè)計(jì)成電阻電路、電感電路和電容電路的設(shè)計(jì)與制作三個(gè)情境，在每個(gè)情境下設(shè)計(jì)若干任務(wù)，每個(gè)任務(wù)是由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的，每個(gè)情境之間既相互獨(dú)立有相互遞進(jìn)聯(lián)系；同時(shí)在每個(gè)任務(wù)當(dāng)中學(xué)生以任務(wù)書(shū)的指導(dǎo)下完成利用Proteus仿真技術(shù)先完成電路的仿真，從而對(duì)任務(wù)中的問(wèn)題產(chǎn)生好奇，從而進(jìn)一步學(xué)習(xí)知識(shí)包中的內(nèi)容，最后再將整個(gè)過(guò)程進(jìn)行制作、安裝和實(shí)際調(diào)試，來(lái)進(jìn)一步鞏固所學(xué)的知識(shí)。在此過(guò)程中我們可以看出Proteus仿真技術(shù)的運(yùn)用，使得教學(xué)內(nèi)容變得更直觀和容易理解，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

通過(guò)Proteus軟件可以完成電路原理的繪制、結(jié)果顯示、電流流向等，而且還可以在電路圖上用箭頭顯示電流方向、用顏色顯示電流的大小等信息，簡(jiǎn)單易學(xué)，直觀方便。以一個(gè)簡(jiǎn)單任務(wù)為例子來(lái)說(shuō)明。如在電阻并聯(lián)電路的制作與測(cè)量中，我們可以通過(guò)Proteus軟件完成許多枯燥無(wú)味的理論的學(xué)習(xí)。其一我們可以選取兩個(gè)電阻相并聯(lián)的例子來(lái)演示，先畫出電路原理圖，之后在總支路和分支路上放置電流表，讓學(xué)生觀察三個(gè)電流之間的關(guān)系，學(xué)生很快會(huì)發(fā)現(xiàn)總電流等于個(gè)分電流相加之和，這就引入的基爾霍夫電流定律的學(xué)習(xí)。如圖1（a）所示。其二當(dāng)我們想用一個(gè)電阻代替多電阻時(shí)，只要讓兩個(gè)二端電路的在同一個(gè)端電壓下產(chǎn)生相同的電流相時(shí)，二者電阻可以等效，這樣就可以發(fā)現(xiàn)電阻并聯(lián)時(shí)總電阻和各個(gè)分電阻之間的關(guān)系，如圖1（b）所示。其三我們還可以改變兩個(gè)電阻的阻值，再通過(guò)電流表觀察流經(jīng)的電流與其電阻的關(guān)系，很快就可以得到電阻并聯(lián)分流的規(guī)律，等等諸如此類的問(wèn)題，可以通過(guò)軟件仿真得到形象的演示。

在模擬電路和數(shù)字電路中借助Proteus軟件演示就更為有利了，比如學(xué)生比較難理解的共射極放大電路的反相放大的問(wèn)題，借助Proteus軟件的示波器可以很快觀察到輸入輸出波形的反相放大問(wèn)題，而且通過(guò)改變基極電阻和集電極電阻及輸入信號(hào)等等，可以對(duì)應(yīng)觀察各種失真：飽和失真、截至失真以及雙向失真等。數(shù)字電路中的集成芯片管腳多，功能復(fù)雜，借助于Proteus軟件，熟練將各種電路連接起來(lái)，觀察現(xiàn)象，從而理解功能。如編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)值比較器、計(jì)數(shù)器、寄存器等集成芯片的使用，都可以運(yùn)用仿真來(lái)加以學(xué)習(xí)和理解。

當(dāng)電工、模擬、數(shù)字知識(shí)學(xué)完之后，對(duì)于《電工電子技術(shù)》任務(wù)教學(xué)中的模塊電路的課程設(shè)計(jì)時(shí)，如功率放大器、直流穩(wěn)壓電源、數(shù)字鐘等電路設(shè)計(jì)制作時(shí)，可以先讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)，在Proteus中演示模擬設(shè)計(jì)結(jié)果，查找問(wèn)題，當(dāng)結(jié)果成熟之后再進(jìn)行實(shí)際的插件、焊接或安裝、調(diào)試等，在實(shí)際中中可能遇到的一些基本錯(cuò)誤可以提前避免，而重點(diǎn)去解決實(shí)際中的調(diào)試問(wèn)題，大大提高了效率。

《電工電子技術(shù)》任務(wù)式教學(xué)方式著重強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，學(xué)生主要是通過(guò)任務(wù)指導(dǎo)書(shū)自己完成任務(wù)，并思考問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，因此結(jié)合實(shí)際任務(wù)中提出的思考題，學(xué)生借助形象逼真、簡(jiǎn)單易學(xué)的Proteus軟件可以很快上手，使其成為任務(wù)教學(xué)的有力工具，使學(xué)生在興趣中學(xué)到知識(shí)，為進(jìn)一步扎實(shí)實(shí)際制作、安裝、調(diào)試打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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篇3

關(guān)鍵詞：造價(jià)；土建；變電站

Abstract: this article with the 110 kV Taiwan mountains and island networking power supply project for example the substation construction cost is analyzed. Is mainly to the building materials, construction, drainage and in the station fire station was discussed. And get control of some of the methods of civil substation cost.

Keywords: cost; Civil engineering; substation

中圖分類號(hào)：TU723.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

變電站建筑包括主要生產(chǎn)建筑（即主控制室、繼電室、配電裝置室等）和輔助生產(chǎn)建筑（即綜合樓、警衛(wèi)室、泵房等）。他們是變電站的重要的組成部分，在變電站職能正常發(fā)揮的物質(zhì)載體。變站站土建造價(jià)由站內(nèi)建筑物、構(gòu)支架基礎(chǔ)、設(shè)備基礎(chǔ)、電纜溝、站區(qū)排水、消防、照明、站區(qū)綠化等造價(jià)組成。下面我們就以110kV臺(tái)山川島聯(lián)網(wǎng)供電工程為例來(lái)對(duì)變電站土建造價(jià)控制進(jìn)行一下探討。

一、工程簡(jiǎn)介

110kV臺(tái)山川島聯(lián)網(wǎng)供電工程投資單位為廣東電網(wǎng)公司，建設(shè)單位為廣東電網(wǎng)公司江門供電局，2008年12月動(dòng)工，2010年7月投產(chǎn)。工程動(dòng)態(tài)投資約9612萬(wàn)元，其中土建投資約3047萬(wàn)元，點(diǎn)總投資的約31.6%。土建專業(yè)因設(shè)計(jì)變更增加費(fèi)用約431萬(wàn)元，點(diǎn)總投資的4.48%。土建工程規(guī)模主要包括新建110kV上川、下川變電站兩座及擴(kuò)建對(duì)側(cè)110千伏海宴變電站。

二、建筑材料

建筑材料是保證變電站正常運(yùn)轉(zhuǎn)的內(nèi)在保證，在選擇施工材料的時(shí)候，我們首先考慮的是變電站的內(nèi)在質(zhì)量，只有在保證內(nèi)在質(zhì)量的前提下，我們才可以從節(jié)約成本的角度來(lái)尋找相應(yīng)的替代品。這是我們選擇材料的原則。在臺(tái)山川島聯(lián)網(wǎng)供電工程的建筑材料的選擇上就很好的體現(xiàn)了這一點(diǎn)。變電站建筑物均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，磚砌填充墻。混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用C20へC35，鋼筋采用HPB235、HRB335和HRB400熱扎鋼筋，砌體材料采用M5水泥石灰混合砂漿砌筑MU10灰砂磚，事故油池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。場(chǎng)地電纜溝采用磚砌結(jié)構(gòu)，過(guò)道路電纜溝采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。這樣體現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)型和實(shí)用性。只是在后來(lái)的施工過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)樁基運(yùn)輸困難，這樣在下川變電站施工過(guò)程中就把原設(shè)計(jì)為預(yù)制液壓樁，改為砂石樁，增加費(fèi)用179萬(wàn)元。在整個(gè)的材料選取階段只有這個(gè)是超出預(yù)算的。

三、建筑施工

建筑施工主要包括土方施工，地基處理，砌筑工程，鋼筋混凝土，屋頂工程和裝飾工程。建筑施工是把合格的材料變成合格的變電站建筑的最關(guān)鍵最核心的過(guò)程，也是造價(jià)控制最容易出問(wèn)題的地方。

1、地基處理

地基處理是變電站施工的基礎(chǔ)，臺(tái)山川島聯(lián)網(wǎng)供電工程根據(jù)與當(dāng)?shù)卣嚓P(guān)部門協(xié)商結(jié)果，變電站場(chǎng)地前期平整由當(dāng)?shù)卣?fù)責(zé)，平整后場(chǎng)地標(biāo)高為8米，故站區(qū)場(chǎng)地土石方工程量主要為填方，填方量為9484.1 立方米。這樣雖然填方量不少。由于是當(dāng)?shù)卣?fù)責(zé)的，所以就使工程的造價(jià)有了很大程度的降低。場(chǎng)地大部分分布有強(qiáng)度較好的第（2）1層粗砂層Qal），強(qiáng)度稍強(qiáng)，整體性好，是較理想的地基土層。除Zk5鉆孔地段外，其余地段均可規(guī)劃建設(shè)建（構(gòu)）筑物，采用天然地基基礎(chǔ)，直接以第（2）1層粘土層為地基承載層，建議場(chǎng)地地基承載力特征值取值Fak＝1600kPa。Zk5鉆孔地段上部土層分布有淤泥質(zhì)粘土軟土層，上覆粗砂層厚度較小，未形成軟土上覆層“硬殼層”，不宜直接作為天然地基，不建議在該地段規(guī)劃建設(shè)建（構(gòu)）筑物。少部分分布有淤泥質(zhì)粘土軟土層，故兩站址戶外構(gòu)支架及其它設(shè)備基礎(chǔ)可以天然基礎(chǔ)為主，建筑物則采用ф400徑錘擊高強(qiáng)混凝土預(yù)應(yīng)力管樁。通過(guò)臺(tái)山川島聯(lián)網(wǎng)供電工程對(duì)地基的處理我們可以看出，在這個(gè)工程里地基處理大部分是利用原來(lái)的地基，這是在科學(xué)勘測(cè)的結(jié)果。這樣做一方面加快了工程的進(jìn)度，一方面有降低了工程的成本。

2、砌筑工程

對(duì)于變電站而言，砌筑工程不僅僅是建立放置機(jī)器設(shè)備的場(chǎng)所，更多的是保證變電站安全正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)性保障工程。因此，我們不僅僅關(guān)注的是成本的降低，更要關(guān)注的是整個(gè)變電站的安全的運(yùn)行。在臺(tái)山川島聯(lián)網(wǎng)供電工程的土建概預(yù)算方案的編制就很明顯的體現(xiàn)了這一點(diǎn)。在砌筑工程方面因設(shè)計(jì)變更而發(fā)生增加費(fèi)用約252萬(wàn)元，主要因?yàn)橛幸韵略颍海?）受國(guó)土政策及臺(tái)風(fēng)襲擊影響，上川變電站站址位移，考慮日后運(yùn)行維護(hù)原因，增加大型護(hù)坡、爆破石方工程；（2）在2009年6月，國(guó)土部門要求上川變電站站址位移20米，以利于保護(hù)耕地，又因2009年“莫拉菲”、“天鵝”、“莫拉克”等臺(tái)風(fēng)影響，變電站需增加邊坡保護(hù)，移位后站址大部分地方有巖石，施工時(shí)需進(jìn)行大量爆破作業(yè)；（3）這里的邊坡保護(hù)在原來(lái)的預(yù)算中是沒(méi)有的，只是隨著2009年一系列臺(tái)風(fēng)的影響，為了變電站的安全所以必須增加這個(gè)新增的項(xiàng)目。雖然跟原來(lái)的預(yù)算相比，成本是增加了。但是他給我們帶來(lái)的是一個(gè)安全的可靠的變電站。為以后變電站正常運(yùn)轉(zhuǎn)奠定了基礎(chǔ)，減少了以后的維護(hù)成本?？梢哉f(shuō)從整個(gè)工程的建設(shè)和維護(hù)看減少了成本。地震烈度按七度考慮。設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10g?；撅L(fēng)壓：0.77kN/m2。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50年，結(jié)構(gòu)使用年限50年。

(1) 綜合樓：配電裝置綜合樓采用框架結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)。警傳室、泵房采用框架結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)。

(2) 110kV構(gòu)支架、設(shè)備支架采用單柱鋼管桿型式，場(chǎng)地基礎(chǔ)采用現(xiàn)場(chǎng)灌注砼基礎(chǔ)，部分基礎(chǔ)考慮樁基。這樣既保證了變電站的質(zhì)量也降低了成本。

(3) 構(gòu)筑物：屋外配電裝置構(gòu)架采用鋼管桿型式，110kV構(gòu)架橫梁為鋼管橫梁。

(4) 電纜溝采用磚砌溝壁，混凝土壓頂形式；電纜溝蓋板應(yīng)用熱鍍鋅角鋼在底面包邊、電纜溝邊緣要用熱鍍鋅角鋼支承，以保證電纜溝的平整和外形的美觀。注意在道路段時(shí)要做成隧道式電纜溝。

(5) 事故油池等地下構(gòu)筑物采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。主變基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土板式基礎(chǔ)，并設(shè)有事故排油坑。事故發(fā)生時(shí)，油可以從油坑經(jīng)排油管至事故油池。

從以上看，變電站建設(shè)就是要求整個(gè)方案必須滿足變電站能夠安全的使用盡量的降低成本。

四、站內(nèi)防火和站區(qū)排水

1、站內(nèi)防火

按典型設(shè)計(jì)原則進(jìn)行設(shè)計(jì)根據(jù)預(yù)防為主防消結(jié)合的原則，采取一定的消防措施，立足于自救。站內(nèi)同一時(shí)間按一次火災(zāi)考慮，根據(jù)規(guī)范在整個(gè)變電站內(nèi)設(shè)置了一套的消防設(shè)施。由于站內(nèi)配電裝置樓火災(zāi)危險(xiǎn)性為戊類，耐火等級(jí)為二類，建筑體積不超過(guò)3000m3,因此站內(nèi)不設(shè)置消防給水系統(tǒng)，因此站內(nèi)消防部分主要包括：滅火器配置及火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。站內(nèi)各建筑物均按嚴(yán)重危險(xiǎn)級(jí)配置手提式ABC干粉滅火器，在主變旁配置推車式ABC干粉滅火器。全站集中設(shè)置一套火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，采用編碼傳輸總線制火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，一般包括自動(dòng)報(bào)警控制器、各類火災(zāi)探測(cè)器、手動(dòng)報(bào)警按鈕、隔離模塊、信號(hào)模塊、聯(lián)動(dòng)控制模塊等設(shè)備。自動(dòng)報(bào)警控制器容量應(yīng)滿足變電站終期建設(shè)規(guī)模要求，并應(yīng)具有通信串行口或網(wǎng)口與站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)或圖像監(jiān)視系統(tǒng)連接，以實(shí)現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警部位信號(hào)和聯(lián)動(dòng)控制狀態(tài)信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)視。火災(zāi)探測(cè)報(bào)警范圍應(yīng)包括電氣二次設(shè)備室、10kV配電裝置室等處，并根據(jù)安裝位置的特點(diǎn)和電氣設(shè)備的特性選用不同的智能火災(zāi)探測(cè)器?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)由站內(nèi)交流不間斷電源系統(tǒng)提供專用回路供電。

2、站區(qū)排水

變電站建筑由于其電氣工藝設(shè)備的特殊性，對(duì)排水的要求比較高。如果水不能及時(shí)的排出有可能影響電氣設(shè)備安全，進(jìn)而影響變電站的安全。因此在臺(tái)山川島聯(lián)網(wǎng)供電工程中對(duì)站內(nèi)場(chǎng)地排水系統(tǒng)比較重視，采用分流、合流制相結(jié)合排水系統(tǒng)。雨水和生活污水分流制，即雨水排水系統(tǒng)與生活污水排水系統(tǒng)分設(shè)。建筑物邊設(shè)雨水口、砂井和檢查井，道路周邊設(shè)明溝和雨水口。站內(nèi)設(shè)主變事故油池一個(gè)、化糞池一個(gè)，事故油池將油水分離后，廢水經(jīng)混凝土管排入檢查井，事故油則由人工收集外運(yùn)。污、廢水經(jīng)處理達(dá)到符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)后與雨水排水系統(tǒng)匯合，排至站外市政雨、污水系統(tǒng)。

由于站區(qū)場(chǎng)地標(biāo)高均高于四周地勢(shì)，圍墻外四周可采用自然排水。通過(guò)以上的措施既起到了保護(hù)環(huán)境的要求也降低了投資成本。

五、結(jié)論

總之，臺(tái)山川島聯(lián)網(wǎng)供電工程的建設(shè)，在建筑材料和施工方面因設(shè)計(jì)變理增加了成本，但是從整個(gè)變電站的建設(shè)和日后的運(yùn)營(yíng)維護(hù)上看還是保證了施工質(zhì)量而且降低運(yùn)營(yíng)成本?？刂谱冸娬就两ǖ脑靸r(jià)，在建筑材料選用、施工方案制定等方面必須慎重考慮，同時(shí)還要考慮變電站投產(chǎn)后的運(yùn)營(yíng)成本，這樣才能建設(shè)一座造價(jià)合理、經(jīng)濟(jì)適用、安全的變電站。

參考文獻(xiàn)

[1] 耿劍鋒.智能變電站的設(shè)計(jì)與應(yīng)用.中國(guó)電力出版社.2012年.

[2] 肖艷萍.發(fā)電廠變電站電氣設(shè)備.中國(guó)電力出版社.2008年.

[3] 戴爾伊索拉. 建筑師成本管理. 建筑工業(yè)出版社. 2009年.

篇4

關(guān)鍵詞： 虛擬實(shí)驗(yàn)室 仿真軟件 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)

一、引言

本文針對(duì)中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校對(duì)電工電子實(shí)驗(yàn)室的功能定位及基本要求，制訂了基于網(wǎng)絡(luò)虛擬化的電工電子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的構(gòu)建方案，使開(kāi)發(fā)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)虛擬的電類線路的搭建、參數(shù)調(diào)整、虛擬仿真、實(shí)驗(yàn)結(jié)果保存與數(shù)據(jù)恢復(fù)及多個(gè)實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)方案的比較與分析。

虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)為中職教育的電類課程教學(xué)提供豐富的拓展空間。在虛擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生可以自由地選擇適合的時(shí)間、地點(diǎn)、進(jìn)度進(jìn)行與課程內(nèi)容相匹配的實(shí)驗(yàn)，可以個(gè)人單獨(dú)或小組協(xié)同工作，并根據(jù)課程內(nèi)容的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)由學(xué)生自行安排實(shí)驗(yàn)進(jìn)程。虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)就是把實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇權(quán)、主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生。教師提供實(shí)驗(yàn)建議和實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)，讓學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)課程的知識(shí)點(diǎn)，選擇適合自己的并與課程知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，從而掌握專業(yè)知識(shí)。虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)可以更好地培養(yǎng)學(xué)生自我評(píng)估和獨(dú)立或團(tuán)隊(duì)合作的能力。

二、虛擬實(shí)驗(yàn)室的組成

依靠虛擬儀器構(gòu)建的虛擬實(shí)驗(yàn)室，虛擬儀器是虛擬實(shí)驗(yàn)室的核心，是通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件模擬硬件模塊的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，即利用計(jì)算機(jī)軟件模擬傳統(tǒng)的硬件實(shí)驗(yàn)裝置，以完成實(shí)驗(yàn)。因此虛擬儀器構(gòu)建的虛擬實(shí)驗(yàn)室具有成本低、可重復(fù)使用、數(shù)據(jù)不易丟失等優(yōu)點(diǎn)，這是傳統(tǒng)的硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)無(wú)法比擬的。

如圖1所示，虛擬實(shí)驗(yàn)室包括虛擬儀器系統(tǒng)，該虛擬儀器系統(tǒng)通過(guò)遠(yuǎn)程用戶端、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、虛擬實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)進(jìn)行連接并訪問(wèn)。

圖1 虛擬實(shí)驗(yàn)室的組成原理圖

在具體實(shí)施過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程登錄到虛擬實(shí)驗(yàn)室的客戶端，通過(guò)IE瀏覽器訪問(wèn)虛擬實(shí)驗(yàn)室。學(xué)生選擇合適的課程項(xiàng)目后進(jìn)入虛擬儀器的控制臺(tái)，虛擬儀器的控制面板發(fā)出相應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作指令，包括設(shè)置實(shí)驗(yàn)參數(shù)，例如電阻、電容、三極管參數(shù)和型號(hào)，虛擬儀器接收到上述操作指令和實(shí)驗(yàn)參數(shù)后，學(xué)生通過(guò)虛擬儀器的仿真模塊構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)電路，并將實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)返回給位于客戶端的學(xué)生。教師可以通過(guò)學(xué)生的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，教師和學(xué)生可以同時(shí)或分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、自評(píng)或互評(píng)。

三、網(wǎng)上虛擬電工電子實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

網(wǎng)上虛擬電工電子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)采用B/S體系結(jié)構(gòu)，以TCP/IP作為網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。利用Java的Applet技術(shù)設(shè)計(jì)前端的實(shí)驗(yàn)操作環(huán)境，利用Java的Servlet技術(shù)處理前端用戶的請(qǐng)求。先對(duì)學(xué)生的操作請(qǐng)求做預(yù)處理電路分析指令，在Java代碼中調(diào)用PPSpice軟件對(duì)前端發(fā)送來(lái)的PSpice分析指令進(jìn)行電路分析。學(xué)生只需通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)此框架內(nèi)的虛擬器件進(jìn)行模塊拖拽和線路連接及屬性編輯等動(dòng)作搭建實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。虛擬的實(shí)驗(yàn)環(huán)境具有可視化、交互性、資源共享、安全性等特點(diǎn)。它符合遠(yuǎn)程教育對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求，通過(guò)強(qiáng)大的交互功能營(yíng)造了一個(gè)逼真的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，其仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常接近，并且更趨向理論計(jì)算數(shù)據(jù)。

圖2為電工電子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)圖，主要包括五個(gè)模塊：電路設(shè)計(jì)模塊、儀器模塊、實(shí)驗(yàn)電路存取模塊、實(shí)驗(yàn)面板控制模塊、實(shí)驗(yàn)仿真模塊。

電路設(shè)計(jì)模塊、儀器模塊、實(shí)驗(yàn)電路存取模塊、實(shí)驗(yàn)面板控制模塊直接面向客戶端，接收客戶端的指令。電路設(shè)計(jì)模塊包括：交互模塊、元器件模塊和電路連接模塊；儀器模塊包括：交互模塊、參數(shù)模塊和顯示模塊；實(shí)驗(yàn)電路存取模塊包括：保持模塊和讀取模塊；實(shí)驗(yàn)面板控制模塊包括：各電路模塊仿真單元，例如，供電模塊（內(nèi)含交、直流電壓和電流模塊）、電路案例模塊，如由555搭建的各種時(shí)基電路、簡(jiǎn)單三極管測(cè)試電路。

實(shí)驗(yàn)仿真模塊作為本電工電子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)系統(tǒng)的核心模塊，包括仿真控制模塊、數(shù)據(jù)收集模塊、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)解析模塊、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊。

圖2 系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)圖

2.虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)

本電工電子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)系統(tǒng)軟件架構(gòu)分為四層：

（1）界面層：①學(xué)生搭建實(shí)驗(yàn)仿真電路圖，并進(jìn)行相關(guān)元器件的參數(shù)設(shè)置，該數(shù)據(jù)用.gra文件形式進(jìn)行封裝。②通過(guò)解析傳輸層反饋的實(shí)驗(yàn)仿真數(shù)據(jù)，該實(shí)驗(yàn)仿真數(shù)據(jù)同樣采用.gra文件的形式，發(fā)送至計(jì)算機(jī)界面上，供學(xué)生檢查實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

（2）數(shù)據(jù)處理層：其主要作用是通過(guò)電路仿真軟件PSpice將接收到的.gra文件進(jìn)行解析，轉(zhuǎn)換為.cir文件，然后進(jìn)行電路仿真，獲得電路仿真結(jié)果，并生成含有結(jié)果數(shù)據(jù)的.out文件。

（3）仿真層：實(shí)現(xiàn)上述數(shù)據(jù)處理層的主要步驟，即解析學(xué)生通過(guò)客戶端傳輸?shù)碾娐贩抡鎸?shí)驗(yàn)操作的數(shù)據(jù).gra文件，并轉(zhuǎn)換為.cir文件，為后續(xù)仿真做準(zhǔn)備；再調(diào)用PSpice進(jìn)行仿真，獲得仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

（4）服務(wù)層：存儲(chǔ)仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，臨時(shí)保存實(shí)驗(yàn)及與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的數(shù)據(jù)設(shè)置和仿真數(shù)據(jù)。如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)軟件框架

3.系統(tǒng)組成及功能

如圖4所示，虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要由虛擬實(shí)驗(yàn)子系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)狀態(tài)保存和恢復(fù)子系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告提交管理子系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)相似度分析程序四大模塊組成。

圖4 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖

各模塊的功能如下：

（1）虛擬實(shí)驗(yàn)子系統(tǒng)：用于虛擬的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中搭接實(shí)驗(yàn)電路，選擇合適的電路參數(shù)，仿真得到相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)。

（2）實(shí)驗(yàn)狀態(tài)保存和恢復(fù)子系統(tǒng)：學(xué)生可以建立個(gè)人數(shù)據(jù)庫(kù)，將實(shí)驗(yàn)中已完成的或未完成的虛擬實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行封裝保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，可以隨時(shí)調(diào)用，并繼續(xù)未完成的虛擬實(shí)驗(yàn)，而且完成的虛擬實(shí)驗(yàn)電路可以作為作業(yè)提交到教師主機(jī)，便于老師檢查實(shí)驗(yàn)進(jìn)程、數(shù)據(jù)結(jié)果。

（3）實(shí)驗(yàn)報(bào)告提交管理子系統(tǒng)：系統(tǒng)自動(dòng)將實(shí)驗(yàn)報(bào)告模版發(fā)送給學(xué)生，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果將報(bào)告填寫完成后再將其提交給系統(tǒng)。教師可以對(duì)報(bào)告進(jìn)行批閱和管理。學(xué)生可以下載閱讀批改后的報(bào)告，查看自己的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，便于總結(jié)自己實(shí)驗(yàn)的得失。

（4）實(shí)驗(yàn)相似度分析程序：因?yàn)樵撎摂M實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要依靠學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，而實(shí)驗(yàn)主要在課堂外自主完成，且課程針對(duì)的是中職的學(xué)生，其自學(xué)能力和自我控制能力較差，所以學(xué)生很有可能會(huì)拷貝其他同學(xué)的實(shí)驗(yàn)電路及數(shù)據(jù)，造成整個(gè)班僅兩三種版本，這顯然違背本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)思想。

教師可通過(guò)實(shí)驗(yàn)相似度分析程序分析學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)涉及元器件、參數(shù)，得出分析結(jié)果，根據(jù)該分析結(jié)果可以判斷學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)時(shí)是否抄襲。

四、結(jié)語(yǔ)

網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是以PSpice為電路仿真分析軟件的基礎(chǔ)，并結(jié)合Java技術(shù)作為后臺(tái)服務(wù)器的仿真核心模塊，利用可視化技術(shù)與客戶端的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫鏈接，實(shí)現(xiàn)電路實(shí)驗(yàn)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。讓學(xué)生在逼真的網(wǎng)絡(luò)“虛擬環(huán)境”中利用各種“虛擬元件或虛擬電路模塊”任意搭接各種電子線路，并通過(guò)各種“虛擬儀器”的仿真測(cè)試實(shí)時(shí)得到仿真結(jié)果數(shù)據(jù)。

該網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的建立，特別適合中職院校的教學(xué)改革，它不僅能保障學(xué)生有充足的實(shí)驗(yàn)時(shí)間，而且能一定程度地解決學(xué)校實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)不足、元器件損壞等問(wèn)題。

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篇5

關(guān)鍵詞：MPEG MPEG-1 MP3

一、MPEG概述

MPEG的全名為（Moving Pictures Experts Group，MPEG），中文譯名是動(dòng)態(tài)圖像專家組。是在1988年由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（International Organization for Standardization，ISO）和國(guó)際電工委員會(huì)（International Electrotechnical Commission，IEC）聯(lián)合成立的專家組，負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)電視圖像數(shù)據(jù)和聲音數(shù)據(jù)的編碼、解碼和它們的同步等標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)專家組開(kāi)發(fā)的的標(biāo)準(zhǔn)成為MPEG標(biāo)準(zhǔn)，到目前為止，已經(jīng)開(kāi)發(fā)和正在開(kāi)發(fā)的MPEG標(biāo)準(zhǔn)有：

1、MPEG-1：數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)，1992年正式。是針對(duì)1.5Mbps以下數(shù)據(jù)傳輸率的數(shù)字存儲(chǔ)媒體運(yùn)動(dòng)圖像及其伴音編碼設(shè)計(jì)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，主要用于在CD－ROM（包括Video－CD、CD－I等）存儲(chǔ)彩色的同步運(yùn)動(dòng)視頻圖像，它針對(duì)SIF（標(biāo)準(zhǔn)交換格式）標(biāo)準(zhǔn)分辨率(NTSC制為352×240；PAL制為352×288)的圖像進(jìn)行壓縮，每秒可播放30幀畫面，具備CD(指激光唱盤)音質(zhì)。同時(shí)，它還被用于數(shù)字電話網(wǎng)絡(luò)上的視頻傳輸，如非對(duì)稱數(shù)字用戶線路(ADSL)、視頻點(diǎn)播(VOD)、教育網(wǎng)絡(luò)等。

使用MPEG－1的壓縮算法，可以將一部120分鐘長(zhǎng)的電影壓縮到1.2GB左右，因此，它被廣泛地應(yīng)用于VCD制作和一些視頻片段的下載，目前90％以上的VCD都是用MPEG－1格式壓縮的。

2、MPEG-2：數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)，1994年正式。是針對(duì)3～10Mbps的數(shù)據(jù)傳輸率制定的的運(yùn)動(dòng)圖像及其伴音編碼的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。MPEG－2可以提供一個(gè)較廣的范圍改變壓縮比，以適應(yīng)不同畫面質(zhì)量、存儲(chǔ)容量和帶寬的要求。它在與MPEG－1兼容的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了低碼率和多聲道擴(kuò)展：MPEG－2可以將一部120分鐘長(zhǎng)的電影壓縮到4～8GB(它提供的是我們通常所說(shuō)的DVD品質(zhì))，其音頻編碼可提供左右中及兩個(gè)環(huán)繞聲道、一個(gè)加重低音聲道和多達(dá)7個(gè)伴音聲道(因此DVD可有8種語(yǔ)言配音)。

除了作為DVD的指定標(biāo)準(zhǔn)外，MPEG－2還可用于為廣播、有線電視網(wǎng)、電纜網(wǎng)絡(luò)等提供廣播級(jí)的數(shù)字視頻。不過(guò)對(duì)普通用戶來(lái)說(shuō)，由于現(xiàn)在電視機(jī)分辨率的限制，MPEG－2所帶來(lái)的高清晰度畫面質(zhì)量(如DVD畫面)在電視上效果并不明顯，倒是其音頻特性(如加重低音、多伴音聲道等)得到了廣泛的應(yīng)用。

3、MPEG-3：已于1992年7月合并到高清晰度電視（HDTV）工作組，但由于MPEG-2的出色性能已能適用于HDTV，因此MPEG-3標(biāo)準(zhǔn)并未制定。

4、MPEG-4：多媒體應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，1998年11月被ISO/IEC批準(zhǔn)為正式標(biāo)準(zhǔn)。是針對(duì)一定比特率下的視頻、音頻編碼，更加注重多媒體系統(tǒng)的交互性和靈活性。

5、MPEG-5：直今還沒(méi)有看到定義。

6、MPEG-6：直今還沒(méi)有看到定義。

7、MPEG-7：多媒體內(nèi)容描述接口標(biāo)準(zhǔn)。繼MPEG－4之后，要解決的矛盾就是對(duì)日漸龐大的圖像、聲音信息的管理和迅速搜索。1998年10月基于這種設(shè)想的MPEG－7標(biāo)準(zhǔn)被提出，它的正式名稱是“多媒體內(nèi)容描述接口”，將對(duì)各種不同類型的多媒體信息進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的描述，并將該描述與所描述的內(nèi)容相聯(lián)系，以實(shí)現(xiàn)快速有效的搜索。

8、MPEG-21：MPEG在1999年10月的MPEG會(huì)議上提出了“多媒體框架”的概念，同年的12月的MPEG會(huì)議確定了MPEG-21的正式名稱是“多媒體框架”或“數(shù)字視聽(tīng)框架”，它以將標(biāo)準(zhǔn)集成起來(lái)支持協(xié)調(diào)的技術(shù)以管理多媒體商務(wù)為目標(biāo)，目的就是理解如何將不同的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合在一起需要什么新的標(biāo)準(zhǔn)以及完成不同標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)合工作。

二、MPEG-1 聲音（MPEG-1 Audio）

MPEG-1聲音標(biāo)準(zhǔn)方案由5個(gè)部分組成：①M(fèi)PEG-1系統(tǒng)（MPEG-1 Systems），規(guī)定電視圖像數(shù)據(jù)、聲音數(shù)據(jù)及其他相關(guān)數(shù)據(jù)的同步。②MPEG-1電視圖像（MPEG-1 Video），規(guī)定電視數(shù)據(jù)的編碼和解碼。③MPEG-1 聲音（MPEG-1 Audio），規(guī)定聲音數(shù)據(jù)的編碼和解碼。④MPEG-1一致性測(cè)試（MPEG-1 Conformance testing），這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)說(shuō)明如何測(cè)試位數(shù)據(jù)流和解碼器是否滿足MPEG-1前3個(gè)部分（Part1,2和3）中所規(guī)定的要求。這些測(cè)試可由廠商和用戶實(shí)施。⑤MPEG-1軟件模擬（MPEG-1 Software simulation），實(shí)際上，這部分的內(nèi)容不是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，而是一個(gè)技術(shù)報(bào)告，給出了用軟件執(zhí)行MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)前3個(gè)部分的結(jié)果。

MPEG-1 聲音壓縮采用子帶編碼方法（sub-band coding，SBC），這種方法首先把時(shí)域中的聲音數(shù)據(jù)變換到頻域，對(duì)頻域中的子帶分量分別進(jìn)行量化和編碼；然后根據(jù)心理聲學(xué)模型確定樣本的精度，從而到達(dá)壓縮數(shù)據(jù)量的目的。

MPEG-1 聲音（MPEG-1 Audio）標(biāo)準(zhǔn)的主要性能指標(biāo)如下：

（1）MPEG-1編碼器的輸入信號(hào)為線性PCM信號(hào)，采樣率為32kHz、44.1 kHz或48 kHz，輸出為32kb/s~384 kb/s。

（2）MPEG-1聲音標(biāo)準(zhǔn)提供三個(gè)獨(dú)立的壓縮層次：層1（Layer 1）、層2（Layer 2）、層3（Layer 3），用戶對(duì)層次的選擇可在復(fù)雜性和聲音質(zhì)量之間進(jìn)行權(quán)衡。

①層1（Layer 1）的編碼器最為簡(jiǎn)單，編碼器的輸出數(shù)據(jù)率為384 kb/s，采用的算法主要是將數(shù)字音頻輸入分解成32個(gè)子帶濾波器、將數(shù)據(jù)按一定的格式分塊的固定分割、確定自適應(yīng)比特分配的心理學(xué)模擬、以及使用塊壓擴(kuò)和格式化的量化。主要用于小型數(shù)字盒式磁帶（DCC），壓縮率為4：1。

②層2（Layer 2）的編碼器的復(fù)雜程度屬于中等，編碼器的輸出數(shù)據(jù)率為256 kb/s ~192 kb/s，它提供對(duì)比特分配、標(biāo)度因子和取樣附加碼，使用了差幀。其應(yīng)用包括數(shù)字廣播聲音（DBA）、數(shù)字音樂(lè)、只讀光盤交互系統(tǒng)（CD-I）和視盤（VCD）等，壓縮率為6：1~8：1。

③層3（Layer 3）的編碼器最復(fù)雜，編碼器的輸出數(shù)據(jù)率為64 kb/s，它基于一個(gè)混合濾波器組將頻率分辨率提高，增加了非均勻量化器、自適應(yīng)分割以及對(duì)于量化值的熵編碼。廣泛應(yīng)用于ISDN網(wǎng)咯和電視應(yīng)用、數(shù)字衛(wèi)星廣播，壓縮率為10：1~12：1。

（3）壓縮后的比特流具有預(yù)定的幾種比特率之一。此外，MPEG－1音頻標(biāo)準(zhǔn)也支持用戶使用預(yù)定的比特率之外的比特率。

    （4）編碼后的比特流支持循環(huán)冗余校驗(yàn)CRC(Cyclic Redundancy Check)。

    （5）MPEG-1音頻標(biāo)準(zhǔn)還支持在比特流中載帶附加信息。

MPEG-1聲音壓縮標(biāo)準(zhǔn)包括了三個(gè)使用高性能音頻數(shù)據(jù)壓縮方法的感知編碼方案(perceptual coding schemes)。按照壓縮質(zhì)量(每Bit的聲音效果)和編碼方案的復(fù)雜程度分別是Layer 1、Layer 2、La yer 3三個(gè)層次。所有三個(gè)層次的編碼采用的基本結(jié)構(gòu)是相同的。它們均采用傳統(tǒng)的頻譜分析和編碼技術(shù)的基礎(chǔ)上應(yīng)用了子帶分析和心理噪聲感知模型理論。也就是通過(guò)研究人耳和大大腦視覺(jué)神經(jīng)對(duì)音頻失真的敏感度，在編碼時(shí)先分析聲音文件的波形，利用過(guò)濾器找出噪聲電平(Noise Level)，然后濾去人耳不敏感的信號(hào)，通過(guò)矩陣量化的方式將余下的數(shù)據(jù)每一位打散排列，最后編碼形成MPEG-1聲音壓縮文件。雖然壓縮是有失真的，但對(duì)人耳來(lái)說(shuō)這些失真是聽(tīng)不到的。也即對(duì)人耳而言，MPEG－1音頻壓縮是不失真的。因此，MPEG－1音頻標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用非常廣泛。

三、MP3播放器

1、MP3概念及MP3播放器的出現(xiàn)

MP3的全稱是Moving Pictures Experts Group，Audio LayerIII，它就是MPEG-1層3（Layer 3）,所使用的技術(shù)就是MPEG-1層3（Layer 3）音頻壓縮技術(shù)。是對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行壓縮的一種格式。市場(chǎng)上的所說(shuō)的MP3，實(shí)指MP3播放器。

MP3格式研究于1987年在德國(guó)Erlangen的Fraunhofer研究所開(kāi)始的，1989年Fraunhofer在德國(guó)被獲準(zhǔn)取得了MP3的專利權(quán)，幾年后這項(xiàng)技術(shù)被提交到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織(ISO)，整合進(jìn)入了MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)。

最早的播放器是Frauenhofer在1990年早期開(kāi)發(fā)的，但只是一個(gè)非常不知名的小程序，沒(méi)有引起大家的重視。而被大家公認(rèn)的第一個(gè)MP3播放器是在1997年，由一個(gè)叫做Tomislav?Uzelac的開(kāi)發(fā)者開(kāi)發(fā)的。他開(kāi)發(fā)了AMP?MP3?播放引擎。當(dāng)AMP引擎進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)以后不久，個(gè)大學(xué)生Justin?Frankel?和Dmitry?Boldyrev拿到了Amp引擎，并且為它添加了一個(gè)Windows界面，最后他們把這個(gè)程序命名為""Winamp.""? 1998年，當(dāng)Winamp作為免費(fèi)的音樂(lè)播放器在網(wǎng)絡(luò)上傳播的時(shí)候，MP3的狂潮開(kāi)始了。

2、MP3音樂(lè)的制作

將音頻文件壓縮成MP3文件，其實(shí)就是利用MP3編碼器找到并刪除音頻文件中人耳聽(tīng)不到的聲音。正常的人耳只能聽(tīng)到頻率在20赫茲至2萬(wàn)赫茲的聲音，音頻文件中包含的一些聲音可能超出了人耳所能聽(tīng)到的范圍，另外還有一些細(xì)微的聲音可能被更大的聲音掩蓋，還有一些音樂(lè)中的聲音可能根本就是多余的。編碼軟件能將代表這類聲音的文件找出來(lái)并加以刪除。這樣，原先臃腫的音頻文件就變小了。壓縮音樂(lè)文件時(shí)，人們通常會(huì)說(shuō)以多大的壓縮比率進(jìn)行壓縮，壓縮比率的單位為Kbps(千字節(jié)/秒)。當(dāng)選擇較高的壓縮比率時(shí)(如128Kbps)，原始文件中被去除的數(shù)據(jù)將會(huì)比較少，音質(zhì)比較好，但壓縮后的文件比較大，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致文件無(wú)法使用；相反，當(dāng)選擇的壓縮比率較低時(shí)(如64Kbps)，被去除的數(shù)據(jù)會(huì)比較多，這樣做雖然縮小了文件，但卻會(huì)造成音質(zhì)損失。

3、MP3的特點(diǎn)

音樂(lè)品質(zhì)好，由于MP3是采用1：10的數(shù)字壓縮格式，在64kbs壓縮率下,標(biāo)準(zhǔn)的MP3過(guò)濾掉了10kHz以上的聲音來(lái)節(jié)省空間，以減小文件尺寸，但是音樂(lè)的細(xì)節(jié)部分特別是高頻會(huì)受到損耗，所以，在聽(tīng)感上仍無(wú)法和采用傳統(tǒng)模擬技術(shù)的磁帶以及采用無(wú)損編碼方式的CD唱片相媲美。

MP3格式壓縮比高，可以使音樂(lè)文件在音樂(lè)質(zhì)量做很小犧牲的情況下將文件大小縮小很多。因此，目前網(wǎng)絡(luò)上的音樂(lè)格式以MP3最為常見(jiàn)。

MP3通用性開(kāi)放性好，有移動(dòng)隨身聽(tīng)MP3播放設(shè)備，各種軟件工具較多。因此，所有的語(yǔ)音、音樂(lè)等音頻資料文件全部采用MP3壓縮格式保存，參數(shù)：采樣頻率44.1kHz,采樣精度16位，壓縮比率128kbps，立體聲。這種高質(zhì)量的參數(shù)便于以后編輯處理，而其它各種數(shù)字音頻則根據(jù)不同要求用相關(guān)軟件再進(jìn)行處理，但是原始文件質(zhì)量一定要留有備份且品質(zhì)要高，因?yàn)楦鞣N壓縮格式都是有損壓縮，無(wú)法復(fù)原。

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