光纤通信关键技术分析

2023-01-31

第一篇:光纤通信关键技术分析

4G 移动通信关键技术及特征(转

1、我国 4G 进展程度

2001年, “国家 863计划”启动了面向后三代 /四代 (B3G/4G 的 移动通信 发展研究计划—— 未来通用无线环境研究计划 (简称 FuTURE 计划 。 其主要目标是面向未来 10年 无线通信 领 域的发展趋势与需求, 重点突破新一代移动通信系统关键技术, 逐步建立一个集大范围蜂窝 移动通信、 区域性 宽带无线接入 和短程无线连接为一体的通用无线电环境, 为中国未来无线 与移动通信产业的跨越式发展创造条件。

2001年“国家 863计划”启动以来,截止到 2006年已经取得了相当多的科研成果,在国内 外申请移动通信技术发明专利 100余项; FuTURE 计划实施 5年来,累计培养了近千名移动 通信超前研发人才,显著增强了我国移动通信可持续发展能力。 B3G/4G研究并不只是一个 科研项目, 更是一个推动我国未来通信产业发展的试验系统, 涉及知识产权、专利、国际合 作等问题,并且能为我国在下一代移动通信标准化上打下基础。在 B3G/4G研究上,中国与 国际同步, 而 B3G/4G外场技术演示和示范则在世界范围内处于领先地位。 在 3G 技术的研究 方面,我国比国外晚了 8~10年,而 4G 技术的研究已经实现了与国际同步,这为我们拥有 一个更好的发展前景奠定了基础。

我国启动 4G 研发以来, 国内十余家大学、 企业和研究所均参与其中。 在 FuTURE 计划一期课 题的支持下,北京邮电大学等国内六所高校, 分别与 华为 、 三星 等国内外企业开展合作,经 过一年多的艰苦努力, 完成了六种无线传输链路方案的设计, 并初步研究了无线资源管理方 案和上层协议, 基本完成了基带电路核心硬件和软件的设计和 测试 , 并完成了支持分布式多 天线 接入的 射频 系统的设计; 取得了一系列创新性研究成果, 申请了 30余项国家发明专利, 为进一步凝炼面向“十五”末期的超 3代总体技术方案打下了良好的基础。在此基础之上, 国家“863”FuTURE 计划于 2003年 11月启动了第二阶段研究开发计划。 本课题研究开发的 总体目标是:面向超 3代移动通信在传输速率、业务支持、系统容量等方面的

应用需求,在 超 3G 移动通信系统 网络 结构、空中接口等各个方面,进一步开展深入系统的研究,重点突 破,形成完善的超 3代总体技术方案,构建具有超 3代移动通信主要技术特征的试验系统, 具备向 ITU 提交初步的新一代无线通信体制标准建议的技术基础。国家“863”项目“超 3代蜂窝移动通信无线网络实验系统研究与开发”子课题——“ TDD 系统 OFDM 上行链路设计 与实现及 TDD 技术集成”由北京邮电大学无线新技术研究所承担, 具体负责该课题的实施和 集成。该子课题于 2003年 11月启动, 2004年 7月完成了链路方案验收,至 2006年 6月完 成了上下行链路以及整个系统的联调工作, 在 2006年 6月 17日进行了正式验收。 验收结果 表明该系统已达到了国际领先水平, 这标志着我国在下一代移动通信系统的研究中取得了突 破性进展。

2007年 1月 28日,在上海快速移动的测试车上,基于 IPV6的高清电视等业务的演示十分 流畅。工作人员在上海延安西路高架做了 2km 长的覆盖,车辆在真实的路况中以 50km/h的 时速行驶,获得的下行速率为 20Mbps ~90Mbps ,上行最高也可达 80Mbps 。这标志着我国第 一个 4G 试验网已经正式进入第三阶段,即外场试验和预商用计划。该实验系统由三个无线 覆盖小区、 六个接入站点和六个移动终端组成, 提供多小区、 多用户模拟网络集成测试环境, 验证室内、 开阔地、 城市热点, 高架路等多种无线场景适用性,其集成测试平台提供从链路 空口质量到业务承载质量、从静止模拟信道环境到实时高速移动环境下的多种测试手段。

4G 由技术向产品转移,经过系统集成、产品开发等环节之后,才能进入产业化研发阶段, 根据预测还要经历至少 5年,也就是 2012年才能实现相关产品的商用试验。

2、 4G 的定义

4G 集 3G 与 WLAN 于一体,并能够传输高质量视频图像,图像传输质量与高清晰度电视不相 上下。 4G 系统能够以 100Mbps 的速度下载,比目前的拨号上网快 2000倍,上传的速度也能 达到 20Mbps ,并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。而在用户最为关注的价格方 面, 4G 与固定宽带网络在价格方面不相上下,而且

计费方式更加灵活机动,用户完全可以 根据自身的需求确定所需的服务。此外, 4G 可以在 DSL 和 有线电视 调制解调器没有覆盖的 地方部署,然后再扩展到整个地区。

目前 4G 有来自 ITU 定义、 WiMAX 、 4GMF 和通播网等几个观点,但都尚未定论。

ITU 的定义,在 2005年 10月 18日结束的 ITU-RWP8F 第 17次会议上, ITU 给了 B3G 技术一 个正式的名称 IMT-Advanced 。 国际 电信 联盟定义为:IMT-2000技术和 IMT-Advanced 技术拥 有一个共同的前缀“IMT”,表示移动通信;当前的 WCDMA 、 HSDPA 等技术统称为 IMT-2000技术;未来的新的空中接口技术叫做 IMT-Advanced 技术。 IMT-Advanced 与 IMT-2000是并 列的,都是 IMT 的一个分支。从这个意义上讲, IMT-Advanced 是 3G 的新发展,而不是 4G 。 之所以称为 B3G ,而不是 4G ,是因为未来系统及标准必须继续依赖 3G 标准组织已发展的多 项新定标准加以延伸,如 IP 核心网、开放业务架构及 IPv6。同时,其规划又必须满足整体 系统架构能够由 3G 系统演进到未来 B3G 架构的需求。 按照 ITU 对 IMT-Advanced 的定义, 当 用户处于静止或者低速移动时, IMT-Advanced 应当能够支持 1000Mbps 的数据业务速率;当 用户处于高速移动状态时, IMT-Advanced 应当能够支持 100Mbps 的数据业务速率。与 B3G 技术相比, IMT-Advanced 技术的性能要高一个数量级。与此相对应, IMT-Advanced 的商用 时间也将在 2010年以后,即在 B3G 技术商用以后。目前,虽然国际上正积极开展 IMT-Advanced 技术的预研工作,但是,对究竟采用什么样的技术才能达到预定目标方面, 各个国家都还没有一个明确的认识。在系统架构上, B3G 的终端设备将可以利用单一或少数 的无线接口、 软件无线电 、智能型天线, 并以最符合频宽需求或具经济可行性的方式, 选择

通信时的接口及协议。其可选择的接口包括 WLAN 、 2G 、 2.5G 、 3G 接口,以及 B3G 新规划的 高速无线接口。 B3G 技术的发展,不仅仅包括移动通信领域的技术,也就是 3GPP 和 3GPP2国际标准组织定义的接入技术标准发展演进路线, 还包括宽带无线接入领域的新技术及广播 电视领域的技术。

WiMAX 的定义, 4G 是从 WiMAX 演进而来, 是基于 IP 的、 能覆盖广大地区的移动无线 城域网 , 主要用于移动传送高速数据而不是语音。既是 WiFi 的竞争者,又是 XDSL ,技术的无线替代 技术,构成支持高速移动和实时在线的公共无线 宽带接入 网。目前 WiMAX 是宽频无线接入 (BWA 中最受关注的技术。 BWA 是指以无线传输方式向用户提供连接到宽带固定网络的接 入技术。韩国 运营商 是最早商用 WiMAX 的运营商之一, WiBro 是韩国提出的宽带无线接入标 准,可以看作是 802.16e 标准的子集,其下行速率 18.4Mbps ,上行速率 6.1Mbps 。韩国的 KT 、 SK 都已经建立了 Wibro 商用网络。目前, WiMAX 向 4G 演进的工作正在有条不紊的进行 中。 2006年 11月, IEEE802委员会成立了新的工作组“P802.16m”, 其瞄准的目标即是 4G 。 在 2008年 ITU 确定 4G 标准时, P802.16m 希望能被 IMT-Advanced 所采纳。 P802.16m 的特点 是能够确保与移动 WiMAX 的兼容,除了采用与移动 WiMAX 同样的“OFDMA”接驳方式外,还 将实现 基站 的共用等功能。以 WiMAX. 为代表的宽带无线接入技术和以 LTE 、 AIE 为代表的移 动通信技术已经非常相似, 两者之间界线变得模糊。 出现这样的局面, 究其原因是不同的产 业领域从不同方向向同一市场渗透的结果。

4GMF 的定义, 4G 技术的重点是 融合 无线接入技术、移动技术和宽带技术于一体。 4G 的主要 特征将是开放的无线结构, 而不是高速无线传输技术, 开放的无线结构实现多网合一。 其应 用将不局限于电信行业,也将广泛应用于汽车通信业、民航通信业、广播电视业、国防、政 府、教育、医疗和金融系统等领域。

尽管业界的描述各有不同,但有几点是大家公认的,即 4G 将实现移动化、宽带化、 IP 化。 移动化将人们从地理的限制上解脱出来, 实现无时不在、 无所不在的信息传递。 宽带化是满 足用户对视频业务、 流媒体 等业务带宽的需求。而 下一代网络 将是全 IP 网,从核心网到用 户设备均支持 IP 协议。 随着向 4G 演进, 趋势将是不同的无线技术在 NGN 架构下融合、 共存, 发挥各自的优势,形成多层次的无线网络环境。

3、 4G 的基本特征

4G 网络结构可分为三层:物理网络层、中间环境层、应用网络层。物理网络层提供接入和 路由选择功能, 中间环境层的功能有网络服务质量映射、 地址变换和完全性管理等。 物理网 络层与中间环境层及其应用环境之间的接口是开放的,使发展和提供新的服务变得更容易, 提供无缝高数据率的无线服务, 并运行于多个频带, 这一服务能自适应于多个无线标准及多 模终端,跨越多个运营商和服务商,提供更大范围服务。

移动化将人们从地理的限制上解脱出来, 实现无时不在、 无所不在的信息传递。 不仅是无线, 距离还得够远,以基地台为圆心,传输距离得在直径 10km 以上。无线已是现代通信的必要 手段,传输距离的远近,会直接影响建设的进度与成本。

2宽带化

宽带化是满足用户对视频业务、 流媒体等业务带宽的需求。 在 2G 和 3G 网络解决了语音应用 和一部分数据应用之后, 视频应用将是 4G 网络上的最主要内容。 3G 向视频迈出了重要一步, 但是较 2G 的提升有限, 并未从根本上改变无线结构。 比如 3G 的带宽问题, 多用户同时使用 就会出现拥堵。而 4G 的带宽是 3G 的 10倍, 频谱利用率 大约也是 10倍,这样吞吐量就是 100倍。

3 IP 化

下一代网络将是全 IP 网, 从核心网到用户设备均支持 IP 协议。 未来的通信世界, 应该一切 以 IP 为基础,形成网络化的移动世界。每一个网络使用者,只要具有专属的 IP 号码,可以 在任何时间、任何地点,透过 4G 网络来通信,至于是语音、数据,还是视频,不再是运营 商该管的事了。

4融合化

随着 4G 的演进,不同的无线技术在下一代网络(NGN 架构下将实现融合、共存,发挥各自 的优势,形成多层次的无线网络环境。 4G 应该是 NGN 的一部分, 4G 必须适应 三网融合 的发 展需求,既要实现“无所不在,无所不能”,又要满足个性化服务的

需求。因此,多体制、 多技术仍将共存, 必须统一的将是共同的承载网络—— 互联网 。 三网都将失去其独立组网特 征,而沦为 NGN 的 接入网 。

4G 移动通信系统支持更丰富的移动业务,包括高清晰度图像业务、会议电视、虚拟现实业 务等, 用户在任何地方都可以获得任何所需的信息服务。 将个人通信、 信息系统、 广播和娱 乐等行业结合成一个整体,更加安全、方便地向用户提供更广泛的服务与应用。

5灵活性

4G 移动通信系统采用智能技术使其能自适应地进行资源分配,能对通信过程中不断变化的 业务流大小进行相应处理而满足通信要求, 采用智能信号处理技术对信道条件不同的各种复 杂环境进行信号的正常发送与接收,有很强的智能性、适应性和灵活性。

4G 移动通信系统是实现全球统一的标准, 让所有移动通信运营商的用户享受共同的 4G 服务, 真正实现一部 手机 在全球的任何地点都能进行通信。

7层叠系统

为了实现 1Gbps 的峰值速率, 4G 系统需要宽达 100MHz 的系统带宽,但在 3GHz 以下频段分 配 100MHz 连续频谱几乎是不可能的,而在高频段又很难实现无缝全域覆盖和高速移动(运 营商要求基于现有站址部署 4G 系统,因此广泛使用中继和分布式天线技术有一定困难, 因此需要同时使用部分 3GHz 以下频谱。也就是说, 4G 系统将是一个层叠系统,需要同时使 用上述两段离散的频谱,这形成了 4G 系统的一个重要特征。

4、 4G 的关键技术

4G 移动通信系统将应用一批先进的技术, 包括正交频分复用 (OFDM 、 多输入多输出 (MIMO 技术、 智能天线 、空时编码技术、无线链路增强技术、软件无线

电技术、高效的调制解调技 术、高性能的收发信机、 多用户检测技术和分布式网络架构等,提供全新的空中接口, 并为 终端用户带来更多的使用体验。

1 OFDM 未来无线 多媒体 业务既要保证数据传输速率高, 又要保证传输质量, 这就要求所采用的调制 解调技术既要有较高的信元速率, 又要有较长的码元周期, OFDM 技术正满足这一需求。 OFDM 是一种无线环境下的高速传输技术。无线信道的频率响应曲线大多是非平坦的, OFDM 技术 的主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道, 在每个子信道上使用一个子载波 进行调制, 各子载波并行传输, 这样尽管总的信道是非平坦的, 但每个子信道是相对平坦的。 且在各子信道上进行的是窄带传输, 信号带宽小于信道带宽, 大大消除了信号波形间的干扰。 OFDM 技术的最大优点是能对抗频率选择性衰落和窄带干扰,从而降低各子载波间的相互干 扰,提高频谱利用率。

2软件无线电技术

在 4G 众多关键技术之中, 软件无线电技术是通向未来 4G 的桥梁。 由于各种技术的交迭有利 于减少开发的风险,所以未来的 4G 技术需要适应不同种类的产品的要求。而软件无线电技 术则是适应产品多样性的基础,它不仅能减少开发风险,还更易于开发系列型产品。此外, 它还减少了硅芯片的容量, 从而削减了运算器件的价格, 其开放的结构也会允许多方运营的 介入; 同时, 由于数码信号处理器 (DSP 的使用, 也弥补了廉价射频 (RF 所造成的不足。

在实际应用中,RF 部分是昂贵而缺乏灵活性的,宽带的 RF 是非线性的,而通过使用软件无 线电技术可弥补其在灵活性上的不足。 3)智能天线技术 智能天线技术也是 4G 中的关键,它与软件无线电技术同样紧密相连。它是在软件无线电基 础上提出的天线设计新概念, 是数字多波束形成 (DBF) 技术与软件无线电完美结合的产物。 智能天线具有抑制信号干扰、 自动跟踪及数字波束调节等功能, 被认为是未来移动通信的关 键技术。智能天线成形波束可在空间域内抑制交互干扰,增强特殊范围内想要的信号,既能 改善信号质量又能增加传输容量。 其基本

原理是在无线基站端使用天线阵和相干无线收发信 机来实现射频信号的收发, 同时, 通过基带数字信号处理器对各天线链路上接收到的信号按 一定算法进行合并,实现上行波束赋形。 目前, 智能天线的工作方式主要有全自适应方式和基于预多波束的波束切换方式。 全自适应 智能天线虽然从理论上讲可以达到最优, 但相对而言各种算法均存在所需数据计算量大、 信 道模型简单、 收敛速度较慢、 在某些情况下甚至可能出现错误收敛等缺点。 实际信道条件下, 当干扰较多、多径严重,特别是信道快速时变时,很难对某一用户进行实时跟踪。在基于预 多波束的切换波束工作方式下, 全空域被一些预先计算好的波束分割覆盖, 各组权值对应的 波束有不同的主瓣指向, 相邻波束的主瓣间通常会有一些重叠, 接收时的主要任务是挑选一 个作为工作模式,与自适应方式相比它显然更容易实现,是未来智能天线技术发展的方向。 4)MIMO MIMO 系统,该技术最早是由 Marconi 于 1908 年提出的,它利用多天线来抑制信道衰落。根 据收发两端天线数量,相对于普通的单输入单输出(SISO)系统,MIMO 还可以包括单输入 多输出(SIMO)系统和多输入单输出(MISO)系统。 MIMO 系统在一定程度上可以利用传播中的多径分量,也就是说 MIMO 可以抗多径衰落,但是 对于频率选择性深衰落,MIMO 系统依然是无能为力。目前解决 MIMO 系统中的频率选择性衰 落的方案一般是利用均衡技术, 还有一种是利用 OFDM。 大多数研究人员认为 OFDM 技术是 4G 的核心技术,但 4G 需要极高的频谱利用率,而 OFDM 提高频谱利用率的作用毕竟是有限的。 在 OFDM 的基础上合理开发空间资源,也就是

MIMO+OFDM,可以提供更高的数据传输速率。 另外,OFDM 由于码率低和加入了时间保护间隔而具有极强的抗多径干扰能力。由于多径时 延小于保护间隔,所以系统不受码间干扰的困扰,这就允许单频网络(SFN)可以用于宽带 OFDM 系统,依靠多天线来实现,即采用由大量低功率发射机组成的发射机阵列消除阴影效 应,来实现完全覆盖。 5)先进的信道编码技术

4G 移动通信系统采用 Turbo 码与基于低密度校验(LDPC)码相结合的信道编码技术,同时 与自动重发请求(ARQ)技术和分集接收技术相结合,从而在低 Eb/No 条件下保证系统足够 的性能。 6)基于 IP 的核心网 B3G-TDD 移动通信系统的核心网是一个基于全 IP 的网络,同已有的移动网络相比具有根本 性的优点,

即可实现不同网络间的无缝互联。核心网独立于各种具体的无线接入方案,可以 提供端到端的 IP 业务,能与已有核心网和公共交换电话网(PSTN)兼容。其具有开放的结 构,允许多种空中接口接入核心网;同时能将业务、控制和传输分开。IP 与多种无线接入 协议相兼容,因此在核心网的设计上具有很大的灵活性。 7)高性能的接收机 4G 移动通信系统对接收机提出了很高的要求。Shannon 定理给出了在带宽为 BW 的信道中实 现容量为 C 的可靠传输所需要的最小信噪比(SNR)。按照 Shannon 定理,可以计算出,对 于 3G 系统如果信道带宽为 5MHz, 数据速率为 2Mb/s, 所需的 SNR 为 1.2dB; 而对于 4G 系统, 要在 5MHz 的带宽上传输 20Mb/s 的数据,则所需要的 SNR 为 12dB。可见对于 4G 系统,由于 速率很高,对接收机的性能要求也要高得多。

5、国际合作与国际竞争形势 国际上 4G 的技术与标准角力早就如火如荼地展开, 任何有企图的厂商、 任何有实力的国家, 都不愿意在这场战役中缺席。目前,日本、韩国、美国、欧盟等已经在泛 4G 技术的研究上 取得了领先,这些国家无不是采用《政府+运营商+制造企业》的模式来推动泛 4G 技术的研 究,许多企业已经在泛 4G 技术领域有了长达十年左右的技术储备。目前,欧洲和美国一些 大学和机构都已大力投入对 4G 的研究,并结成了一些联盟。 新一代无线通信技术在美国及日本等发达国家已经进入密集的研发和市场化阶段。 据美国电 气电子工程学会(IEEE)最新公布的 802.16 无线宽带技术草案文本,该机构目前正在研究 一项无线传输新标准 802.16m 兼容 WiMAX 和 4G。 802.16m 标准在快速移动状态下的传输速率 可达 100Mbit/s。 新标准之所以能达到以上速率, 主要归功于 MIMO 技术, 802.11g 和 802.11n 标准路由器及接入节点目前已广泛采用 MIMO 技术。54Mb/s 的路由器在采用了 MIMO 技术之 后,理论传输速率可达 108Mb/s。据称,新标准至少还需一到两年才能出台。 2006 年 3 月,中国、韩国和日本曾就进一步联合研发 4G 移动通信标准一事达成共识。中国 信息产业部与他国的 4G 合作研发始于 2003 年,当时与日本 NTTDoCoMo 签订了合作意向书, 共同探讨和研发 4G 技术;2004 年 10 月,又与韩国达成协议,扩大技术合作范围,共同支

持对 4G 无线通信系统的研发。 FuTURE 计划的支持下, 在 一批中国研究机构作为合作伙伴参 与了欧盟第六框架 WINNER、Magnet、MOCCA 等国际上有关

未来移动通信研究项目,并与一批 跨国企业设立了一系列联合研发项目。FuTURE 计划已成为世界范围内推动新一代移动通信 技术发展的重要组成部分。 目前 ITU(国际电信联盟的简称)还没确定 4G 标准。根据 ITU 的 4G 时间表:2006~2007 年完成频谱规划, 2007~2008 年国际电信联盟将会征集 4G 标准, 2010 年左右完成全球统一 的标准化工作,2012 年之后开始逐步商用。我国正酝酿联合一些大型电信设备商及大学研 究机构组建 4G 标准联盟,以便参与 2008 年开始的 ITU 全球 4G 标准征集。 对 4G 最为关注的外企包括北电、三星、摩托罗拉等,分别在 3G 以及 Wimax 上拥有较多知识 产权的高通和英特尔也“争得不可开交”,希望能获得 4G 的主导权。2006 年 11 月,摩托 罗拉正式在北京成立无线宽带中国研究中心, 摩托罗拉执行副总裁兼网络及企业通信事业部 总裁格雷格-布朗透露,该研究重点集中在 OFDM、MIMO 等涉及 4G 的基础技术方向。4G 最终 采用哪种版本对任何一个企业来说都很重要, 中国采取哪种战略则涉及到外企能在未来的中 国市场获得多大的市场份额。 来源:中国联通网站 [此贴子已经被作者于 2008-4-25 9:41:58 编辑过]

第二篇:火电机组优化运行关键技术分析论文

摘要:

火电厂作为我国电厂的主要组成部分,为社会发展提供电能支持,推进社会现代化建设。但火电厂运行中需要消耗大量能源,同时还会造成严重的环境污染,不符合可持续发展战略,火电厂实行节能减排已成为必然。有鉴于此,文章中以火电厂火电机组为切入点,分析火电机组节能降耗的原理,并给出火电机组优化运行的主要技术,分析节能运行的方法,以供参考。

关键词

:火电机组;节能降耗;运行措施

近些年我国社会经济快速发展,市场对电能的需求量持续增加,火电厂的规模与数量也在快速增加,做好节能减排工作已成为火电厂工作的主要内容。火电厂运行中发电机组作为主要设备,其能耗直接决定火电厂的能耗。通过优化火电机组运行模式,可以提高机组运行效率并降低能耗,增加火电厂经济效益,提高市场竞争力,本研究就此展开论述。

1火电机组优化运行分析

能源供应日趋紧张化的背景下,火电厂更应该提高节能意识,强化能源管理工作,在保证正常运行的基础上降低能源消耗,提高火电厂的经济效益。如何有效运行火电机组,达成节能降耗目的已成为火电厂行业研究的重要课题。火电厂优化运行,指的是不增加新投入的基础上,通过调整运行参数并改变运行方式的方法,提高能源利用率。火电厂的优化分成两类,即单设备优化与全厂优化。前者通过优化单机的热经济性指标,后者则对全厂机组设备进行优化[1]。火电机组运行优化及节能研究,有助于降低火电厂运行成本。火电机组优化运行试验内容,主要包括:调整锅炉、调整汽轮机组与辅机、优化热控系统等。此外,大型火电机组的热力系统构成较为复杂,很多因素都会对机组性能产生影响,单纯的理论研究需要附加较多的假设条件,还需要进行简化处理,难以获得准确的经济化的运行方案。因此实际优化时,通过试验的方法获得各个机组在不同条件的运行数据,并通过全面分析、综合计算,获得最优运行方式,给火电厂运行提供指导与参考。

2火电机组优化运行的技术要点

火电厂汽轮机运行时消耗较大,有很多不必要的消耗:转子与静子滚动造成气体泄漏,对机内流通产生一定阻碍;汽轮机出现热膨胀或变形;操作人员的而技术水平等。此外,安装时汽轮机也会对气缸内效率产生影响。具体而言,火电机组优化运行的技术要点如下。

2.1气缸安装技术要点

(1)准确定位。具体需要根据实际情况选择合理的施工方式对气缸进行定位,同时还应该做好监督调节,先定位、调节,同时做好外部应力的解除工作。具体还需要做好后续的气缸扣盖工作,有效预防变形以及气缸中心的移动问题。

(2)质量检查。汽轮设备与零部件安装时,做好试验隔板与气缸间的连接,保证连接强度。并对各部位连接情况进行检查,避免出现缝隙、错位、漏洞等情况,保证安装质量。在安装汽轮机设备和零部件的过程中,应该重点检查隔板与气缸之间的连接是否良好,同时还应该检查汽封块端部以及与相应位置之间的零件吻合的完整情况。

(3)安装控制。汽轮机安装时,要做好监督与检查工作,避免不同零部件出现超过标准要求的缝隙,保证设备整体的气密性,为后期汽轮机良好运行奠定基础[2]。

(4)组装质量。安装过程中,对轴封加热器系统严格控制,并做好疏水系统流通分析,同时做好介入轴封抽气处理,提高汽轮机安装质量。

2.2安装尾部烟道换热器

火电机组在运行过程中燃料燃烧程度很大程度上与尾部烟道换热器的工作质量有关。由于电厂锅炉尾部烟道本身设计的弯曲情况,导致截面存在一定的差异性,在工作过程中由于含灰烟气流的速率场与飞灰颗粒程度场的分布情况存在差异,导致烟道与换热器之间造成灰尘积压、摩擦损坏以及换热器的不平衡等问题,对电厂的安全运行造成严重隐患。因此需要根据锅炉尾部烟道内流场的布局特质,通过寻求切实可行的方案,并利用CFD等数值模型方案构建平直转直的计算模子。通过合理配置参数,在整个施工过程中做好结构的改良工作。通过调节烟道构造以及加装导流板的方式,从而提升异形弯道的烟气速率、飞灰度数场的均流。

2.3合理使用省煤器

大部分火电厂的汽锅排烟温度都高于设计值,一般这个数值达到25-35℃。通过降低排烟温度有助于降低能耗与污染。通常汽锅的排烟温度为125-145℃,部分甚至达到160℃及以上。这些热源白白浪费,还会造成环境污染,可以采取新设备等方法降低排烟温度。排烟读数是造成排烟热丢失的主要原因,根据原理分析,排烟度数提高11℃,排烟热损失就提高(0.6-1.0)%,意味着有(1.2-2.4)kg/kWh。锅炉胃部烟道上增加低温省煤器,可以最大程度会后烟气余热,提高发电量、降低排烟温度等,常见的如省煤器热水再循环技术等,技术原理如图1所示。

3火电机组运行过程中主要节能技术

3.1凝汽设备节能措施

凝汽设备中的真空循环运行情况是影响能源消耗的重要因素,一旦在工作过程中存在漏点,将会导致凝汽设备的内部压力增高,同时真空降低还会阻碍火力电机组的运行效率。由于真空系统本身的特点,导致在结构上需要大量的辅助设备,比如管道、阀门以及接口,因此需要保证吻合情况的严密性。具体应该做好以下三个方面的工作:

(1)确保尽可能少的使用接头,并严格检查阀门密封情况是否良好,最好采用焊接的方式施工,同时有效控制仪表接触点接触情况的完好性,确保设备备用口密封性良好;

(2)应该多次对整个真空系统的运行情况进行检修,保证各个部门的密封性良好;

(3)需要确保灌水检漏系统的安装是否达标,同时对于重点的部位采用灌水的方式检查仔细检查;

(4)确保与灌水检漏系统的安装质量,同时还应该尽可能采用组合安装的方式进行安装,在安装前应该做好隔板的清洁情况,确保不锈钢管的安装质量[3]。

3.2氢冷机组节能措施

在火电机组运行中,漏氢情况不仅影响能源的使用率,还会对整个作业的安全性造成重要影响,因此为进一步做好节约能源的相关工作,需要做好漏氢量的测定工作。由于漏氢情况会导致氢压的规定值受到影响,严重时会导致发电机组的着火或者爆炸,具有重要的危害。另一方面,由于整个氢气的损失过度将会导致制备氢气的成本增加。因此做好漏氢量的检查工作,应该要兼顾内部检查和外部检查。具体步骤如下:

(1)在对发电机的外装盖进行安装时,要做好试装工作,具体要检查好中分面的空隙情况,重点防范端盖与机座的接触情况,严防漏氢情况;

(2)应该及时安装冷却母管时应该保证管道的密封情况,在进行下一道工序前,应该重点检查冷却母管的情况;

(3)在安装氢气冷却器与出线罩时,应该及时保证韩姐质量;

(4)安装气体管道时,应该保证紧固螺栓,并根据实际情况及时对管道进行布置;

(5)尽量采用刷肥皂泡的方式对用气情况进行净化,同时应该做好整套风压的检查工作;

(6)尽量采用立式结构布局,通过采用高灵敏的平衡阀,有效改善氢气的干燥程度,从而保证氢气的密封性良好。

3.3锅炉机组节能措施

(1)解决空气预热器漏风问题。锅炉运行中空气预热器漏风问题较为常见,根据具体内容选择合适的措施。同时,空气预热器安装过程中要保证各配属设备的质量,避免碰撞、跌落等情况出现;

(2)降低锅炉补水率。锅炉机组的补水情况也会是影响节能情况的重要因素。热力设备与管道的密封性是降低锅炉补水率的主要方法。安装时可以采取相应措施进行规避。

3.4提高燃料管理质量

电厂通常由人工计算完成燃料管理工作,包括燃料采购、燃料验收、燃料结算等内容,这些环节中涉及的数据信息都由人工完成,工作强度大且复杂,整个过程中需要消耗大量的人力与物力,使得电厂运营效率提高。引入现代化燃料管理信息系统,可以改变传统燃料管理模式的不足,最大程度降低人力、物力消耗,优化工作流程以提高工作效率,奠定电力企业健康运行的基础。信息化管理将过程建模操作与数据结算功能两者分割处理,在对功能不造成影响的前提下,通过调整计算过程模型便可优化系统功能。另外,运用信息化燃料管理模式中的工作流功能,加强结算工作的智能化处理功能,由人工操作逐渐向智能化方向发展,特别在遇到特殊情况时,信息化系统能够做出快速反应、工作效率极高。

4结束语

综上所述,火电机组的工作效率直接影响能源的消耗情况,通过及时采取有效措施做好优化工作是节能减排的重要方式。随着燃煤机组数量与规模增加,通过优化运行方式是支持我国能源战略的重要措施。火电厂依据自身情况,选择合适的节能降耗方法,在提高燃煤利用率的基础上增加发电量,降低能耗,提高电厂效益。

参考文献:

[1]胡艳.大型火电机组优化目标函数选取方法的研究与应用[D].华北电力大学,2017.

[2]李鑫鑫,范志愿,王惠杰.主成分分析法在火电机组优化运行中的应用[J].电站辅机,2016,37(04):33-36.

[3]邓煜.火电机组脱硫脱硝系统优化运行研究[D].华北电力大学,2017.

第三篇:大数据及其关键技术的教育应用实证分析

中国论文榜--中国权威论文发表平台,我们为您提供专业的论文发表咨询和论文发表辅导!

大数据及其关键技术的教育应用实证分析

胡水星

【论文摘要】大数据作为信息技术发展的新趋势,已经渗透到各行各业,成为重要的生成因素。在数据分析驱动教育,变革教学的大数据时代,教育领域同样蕴藏着具有广泛应用价值的海量数据,在对教育数据挖掘和学习分析技术等教育大数据关键技术分析的基础上,结合共词分析和教育博客等社会化网络教育数据,构建教育领域的相关学习分析和数据挖掘模型,探索教育变量之间的相关关系,实践大数据的教育应用,为教育教学提供有效的决策支持服务,促进教育教学的变革与创新。

【论文关键词】大数据;学习分析;数据挖掘;共词分析;社会网络分析

大数据作为信息技术发展的新趋势,已经渗透到各行各业,成为重要的驱动因素,并掀起行业变革的巨浪。随着我国教育信息化水平的不断提升,越来越多的学习管理系统在教育领域中被应用,数据化的学习信息和学生信息逐渐增多,教育数据的海量增长,导致在教育管理、教育服务、教学研究、教育评价等领域也面临大数据问题,教育大数据时代已经悄然来临。"教育信息量的爆炸式增长以及相关数据处理技术的创新发展成为人们新的视野焦点,如何利用与分析这些数据信息,不仅影响着信息交流、知识传递和学习效果,更在一定程度上影响着教学决策制定和学习模式优化,已经成为目前教育工作者和学习者一致关注的方面。"[1]

在数据分析驱动教育,变革教学的大数据时代,教育领域同样蕴藏着具有广泛应用价值的海量数据,利用教育数据挖掘和学习分析技术,构建教育领域的相关模型,探索教育变量之间的相关关系,为教育教学决策提供有效的支持将成为未来教育的发展趋势。

一、大数据及教育大数据关键技术

计算机技术、移动通信技术、互联网技术,再到大数据技术的登台亮相,不中国论文榜--中国权威论文发表平台,我们为您提供专业的论文发表咨询和论文发表辅导!

仅体现着信息技术的深入与发展,更体现着大数据时代的到来;大数据技术在教育领域的广泛应用引起了教育变革,推动了教育发展,学习分析实现了教育的探索性分析,数据挖掘实现了教育管理与决策的制定。学习分析和数据挖掘这两大大数据关键技术在教育领域的深入应用,为教育教学带来了新的机遇。

(一)大数据 2012年,

国发布

数据白

书"BigforDevelopment:Challenges&OpportunUies",明确提出大数据时代已经到来。[2]大数据作为信息技术发展的新趋势,具有海量的数据规模(Volume)、快速的数据流转(Velocity)、多样的数据类型(Variety)和巨大的数据价值(Value)4V特性。[3]大数据是一种价值观、方法论……是一场思维的大变革,已经渗透到各行各业,成为重要的一种生成因素,并掀起了变革的浪潮。[4]通过对海量数据的分析挖掘,以一种前所未有的方式获得巨大的产品服务、深刻的真知灼见,为我们理解生活以及认识世界提供了一种全新的思维方式,实现思维的三大转变:一是不再依赖于小样本数据,而是与现象相关的所有数据;二是不再热衷于追求微观层面的精确,而是宏观层面的洞察力;三是从传统的因果关系追求中解脱出来,关注相关关系的发现和应用。[5]

大数据借助无所不在的传感设备和计算能力,对现实世界、虚拟世界以及虚实融合世界的复杂网络数据进行解析和挖掘,实现行为判断和决策。随着教育领域各种学习管理系统、课程管理系统、网络互动平台的应用,各种学习行为、学习状态等教育数据将海量增长,教育大数据时代已经悄然来临。大数据使得教育信息成为可捕捉、可量化、可传递的数字存在,大数据使得教育过程性考察成为可能,更能透过真实的数据发现教与学的关系,教育正悄悄地发生着一场革命。[6]

(2)教育大数据关键技术

近年来,随着大数据的推进与发展,教育大数据处理与分析已经成为推动教育改革与发展的驱动力,引起了各国政府和教育行政部门的高度重视。2012年10月美国教育部发布了《通过教育数据挖掘和学习分析促进教与学》中国论文榜--中国权威论文发表平台,我们为您提供专业的论文发表咨询和论文发表辅导!

(EnhancingTeachingandLearningthroughEducationalDataMiningandLearningAnalytics)报告。[7]力图通过教育大数据分析挖掘,促进"大数据"教育应用,从而为教育发展抢得先机。

大数据为海量教育数据的存取提供了技术基础,但原始的教育数据只是教育大数据的基础,只有通过对采集到的各种数据进行教育数据挖掘,构建学习分析模型,发现教育变量之间的关系,并实现赋予数据相关意义,才能使数据转变为信息;信息进_步经过分析和综合,形成知识;最后通过实践运用,知识才上升到智慧层次。[8]因此,教育数据挖掘和学习分析技术是教育大数据的关键技术。

1.教育数据挖掘

教育数据挖掘(EducationDataMining)是综合运用数理统计、人工智能与机器学习和数据挖掘等技术与方法,对教育原始数据进行分析处理,通过构建数据模型,对学习者的学习结果与学习内容、学习资源和教学行为等变量进行相关关系分析,从而有效地预测学习者未来的学习趋势。[9]并为教育工作者、学习者、学生家长、教育教学研究者以及教学软件开发者提供支持,实现教育系统中教育资源的良性互动,最终实现改进学习的目的。教育数据挖掘流程具体如图2所示。

2.学习分析

学习分析(LearningAnalytics)的研究对象是学生及其学习环境,目的是通过对教育海量数据的分析和建模,发现潜在问题,优化和理解学习,预测学习者在学习中的进步和表现。学习分析具体过程如图3所示。显而易见,学习分析技术就是围绕学习者在学习过程中产生的各种信息数据,利用各种数学建模方法和数据处理技术来解释这些数据,并根据结果数据与分析信息,对学习过程与情境进行探究,并进一步发现学习的规律,为优化和完善教学提供相应的反馈,持续地促进学习者的学习。学习分析技术利用数据挖掘、数据解释与数据建模的优势,对学习平台中积累的大量数据信息进行采集、存储、分析和表示,并运用分析测量结果对学习者学习行为进行评估、预测和干预,为个别学生量身定制更有效的教育,进而改善和提升教与学的质量与效能,实现改善教学和促进学习的目的。 中国论文榜--中国权威论文发表平台,我们为您提供专业的论文发表咨询和论文发表辅导!

除了学习分析和数据挖掘这两大教育大数据关键技术,近年来慕课、微课、翻转课堂、社会网络软件、云计算、Moodle等网络学习开源平台、WEB2.0技术都可以纳入教育大数据的技术范畴。

二、大数据促进教育变革随着教育领域各种大数据技术的应用,我们已经进入一个数据驱动教学、分析变革教育的大数据时代。虽然技术还没有给教育带来如1987年AlfredBork所预言那样的变革[12],但技术具有拓展、增强或者变革人类学习的潜力,科技进步不可避免地带来了教育的革新,并且对教育发展带来了深远的影响。如,大规模数据分布式处理技术实现了结构化与非结构化数据存储;云计算技术实现了教育资源的共建共享;社会性交互软件促进了学习型社会的构建;MOOCs与翻转课堂实现了个性化学习构建;开源学习管理系统实现了学习过程管理。大数据技术在教学领域的应用革新了教育思维方式、重构了教学评价方式、颠覆了传统教学模式、实现了个性化教育,教育大数据背景下教学的规训与教化在撤退,支持和服务在推进。[13]

(一)数据挖掘与学习分析有助于教学决策和评务价

教育大数据记录了教学的过程,发现了新的知识,创造了更大的教育价值,促进和优化了教学策略和评价。移动互联网时代,知识的获取变得以学生为中心,因为,每个学生的智力特点和吸收水平都是不一样的,移动互联网支持了以学生为中心的学习,突破传统不再是所有人在统一的课堂上在规定的四十五分钟内听相同的教学内容。新兴的教育技术与资源使得教育更加以学习者为中心,使教育从批量到个性的实现成为一种可能;教师的教育思维也从宏观的群体教育向微观的个体教育方式转变,促进了以学习者为中心的个性化教育的实施,进一步使得因材施教成为一种可能。

从技术层面上说,学习者在互联网等媒体上留下的任何数据痕迹,都可以进行分析,可以发现数据背后隐藏的学习者相关学习特征、兴趣爱好、行为倾向,与教育教学相关的状态信息都将一览无余。从这个意义上来说,未来的教育发展方向就是应用学习分析和数据挖掘等大数据技术去实现精准的个性化教育。将大数据对教育教学中海量数据的整合分析,结合态度、行为和行为背景等因素,就中国论文榜--中国权威论文发表平台,我们为您提供专业的论文发表咨询和论文发表辅导!

可以发现学生思想、行为和心态的变化,分析出每个学生的特点,再结合总体学生的表现和其他因素的分布就可以准确对某位学生实施正确的评价,最终使得对每个学生的教学都可以建立在对过去行为数据的分析基础上。[14]从而真正打破传统技术背景下"不得不承认,对于学生,我们知道的太少"那样的窘境。[15]

大数据技术有利于对教师课堂教学计划、课堂教学评价、课堂视频资源中的各种数据进行提取和分析,从而为预测、处理教学行为、学习心理提供了重要依据,为教学评价提供了较为全面和完整的信息,克服了评估主观性强的缺憾,教学评价不再是经验式的,而是在大数据基础上的"归纳",更具说服力和公信力,实现了教学评价的客观公正与科学正确,教学决策的针对性与时效性。

(二)微课与翻转课堂教学有利于个性化学习模式重构

未来教育在大数据技术的支持下变得越来越个性化,慕课、微课与翻转课堂的教学应用有利于个性化学习环境的构建,数字化课程资源的标准化定制实现了学习内容的学生自组织学习,在线学习使得学校教育和教师更多地转向学生个体,关注学习者的个性化培养,教师实现了从教学者到助学者角色的转变,更多地是承担学习的支持服务和协作交流。[16]个性化学习模式更多地关注师生之间、生生之间、学生与教育媒体之间的交往互动、个性化服务和灵活的教学范式。微课实现了知识从固化到碎片,移动互联网则使我们可以充分利用碎片化的时间。不仅如此,我们每一次对碎片化时间的利用都还可以是非常高效的,因为,学习系统了解你的学习情况,知道怎么让你更高效地学习。

传统教育是大家在一个封闭的客厅里,规定每节课45分钟,而现在移动互联网可以让学生和全世界各个地方的学习者交流,做到线下进行知识学习,线上进行知识传递,完全颠倒传统的教学结构,使强调知识传递、以教定学的知识传授模式逐步让位于强调问题中心、以学为主的整合探究模式,构建了新的教学范式。

中国论文榜--中国权威论文发表平台,我们为您提供专业的论文发表咨询和论文发表辅导!

教师可以利用微课和翻转课堂进行基于技术的课堂教学案例欣赏,积极开展分析、讨论和教学反思活动,在学习活动中实现对技术、学科和教学法之间的深层次理解。[17]在这种模式下,一方面,充分调动了学生的积极主动性,学习者在课堂上进行深入交互和思想碰撞,而不再是存在了几个世纪的那种被动的教学模式接受者;另一方面可以进一步加深对整合技术的学科教学知识的理解,培养教师将技术和学科教学知识整合地根植于自身课堂中的能力,实现将知识的传授迁移到了课外。

(三)在线视频与大规模开放课程有利于教学知识呈现

开放存取已经成为帮助所有人进行学习的关键因素之_,"技术支持了信息的开放存取,实现了知识共享的无处不在",[18]这也是21世纪由新的学习技术所带来的张力和机会:学科内容的音频、视频等多媒体融入呈现,营造了更为丰富的交流互动和学生体验参与,促进了学习者情感领域的认知与发展,并进一步帮助我们所有人学习;现有的视频动画、网络多媒体、甚至3D的教学内容,生动逼真地呈现在学习者面前,使学习突破了传统的学校围墙的限制,未来的师生关系应该是从传道授业变成解惑的角色,传道授业由互联网上高质量的视频资源来替代;在线视频分享为每一位学习者打开了一扇从其他机构那里学习的大门,学习和培训从单中心到多中心,各种大规模开放在线课程让学习方式越来越丰富。通过向学习者提供观看、参与和反思的教学视频资源,实现了跨界学习交互和教学应用示范。这种交互和示范不仅能够展示如何理解技术、学科内容知识和学科教学知识之间的关系,更能够展示如何为学科内容领域的教学制定与技术有关的有效决策,[19]从而促进学习者自主建构知识体系,实现教学知识的呈现与内化。

(四)学习管理系统和web2.0技术有助于教学管理和情境参与

利用web2.0技术,用户可以在其中创建视频群组,订阅特定频道和成员的视频,上传视频,给视频贴标签。在世界范围内分享视频、创建播放列表、与拥有共同兴趣的人保持联系等。这些工具赋予了学习者在教育过程中的话语权,支持参与式学习。?大数据促进教育发展的第三大宏观趋势是建构_种协同、协商和中国论文榜--中国权威论文发表平台,我们为您提供专业的论文发表咨询和论文发表辅导!

共享这些知识和信息的文化创造;一种参与式学习文化。[21]正如约翰.赛利.布朗所指出的那样,在这种新型的参与式教育环境中,学习者开始参与到一种建构、改进、学习、分享的文化中。各种免费的教育资源随处可见、各种支持学习者参与的社会性工具软件层出不穷,资源和工具的结合能使学习者自由添加、实时评论和独立创建全新资源,这时我们需要重新审视和界定学习究竟是什么一学习不再是消费和吸收,而变成了生成和参与。由于有了Moodle、Sakai、Blackboard等学习管理系统和web2.0技术对学习参与的支持,实现了以学习需求和学习者为中心的转变,动态的教与学关系,通过挖掘知识、寻求联系、总结规律,每个教师和学习者都能发挥自己最大教育潜能。

三、大数据关键技术教育应用实证分析

大数据所带来的教育的未来,不单是表述_个理念和社会直觉,更是一种教育变革和社会行动。在大数据技术的支持下,教育不再是单_的理念交流与经验传承的社会科学,而确确实实变成依托教育行为数据的实证科学。在教育大数据时代,由于教学实验的布置,教育时空的设计、学习场景的构建、教育环境的创设、教育数据的采集和教育管理的决策,这些过去只能依靠理念灵感加经验的东西,可以实实在在地以数据形式进行记录、跟踪,真正变成一种数据支撑的行为科学。[22]

大数据技术在教育教学实践中的广泛应用,积累了大量的学习状态数据,如何让数据说话,揭示教育数据背后的教育现象本质,为教育决策和政策制定提供建设性解决方案,我们将通过数据挖掘和学习分析这两大大数据关键技术在教学领域的应用案例进行实证分析,以期为数据挖掘和学习分析等大数据技术的教育应用提供借鉴与启发。

(一)基于教育数据挖掘的共词分析

教育大数据技术促进了教师专业发展,两者具有一定的相关性,国内许多文献对两者进行了深入研究,我们抽取10年以来在CNKI、EBSCO、Springerlink等国内外期刊上出现的教师专业发展和教育大数据相关的关键词频次,利用内容分析,文本分析等方法对关键词出现的共篇关系构建共词分析矩阵,并通过中国论文榜--中国权威论文发表平台,我们为您提供专业的论文发表咨询和论文发表辅导!

Ochiia相似性系数法对数据进行分析计算,从而将共词矩阵转换为相关矩阵,在相关矩阵的基础上,进_步构建相异矩阵,并采用多维度尺度分析法进行分析,形成教育大数据背景下教师专业发展的知识体系谱系图,从而对教育大数据教师应用提供良好的决策指导。

期刊论文一般都有几个关键词,用以说明本篇论文的主要研究领域和重点方向等,如果多个关键从上面的"教育大数据与教师专业发展高频关键词多维尺度图"中可以发现象限_、象限三和象限四是几块相对集中的研究领域。其中第一象限属于大数据范畴,主要关注"大数据"、"学习分析"和"数据挖掘";第三象限主要属于教师专业发展范畴,主要包括"教师信息素养"、"教师Tpack"、"教师专业发展";第四个象限属于个性化学习技术范畴,关注"慕课"、"翻转课堂"和"个性化学习";相对这几个关键词集中象限,第二象限只有教学绩效评估,这说明教学绩效评估和其他几个范畴共同联系相对少些。关键词的图中分布也比较符合我们对相关文本内容的分析,对教师教育专业化发展具有很好的决策指导作用,如,在进行大数据学习应用时应该重视学习分析和数据挖掘的学习;在进行教师专业化培训时应该重视教师Tpack能力和教师信息素养的培养;在进行个性化学习支持服务的时候应积极利用翻转课堂和慕课进行学习环境构建、学习模式创设。

通过教育数据挖掘共词分析,很好地展现了教育大数据背景下教师专业发展的知识体系谱系图,更加明确地解释出教育大数据对教师专业发展的影响及两者之间的相关性,从而为教育大数据背景下的教师专业发展提供确实有效的指导与建议。

(二)基于社会网络分析的教育博客学习分析

社会网络分析可以对网络群体中的个体学习行为与学习行动者之间的关联和群体影响进行分析,通过相关的社会网络分析软件,利用距离、密度和中心度、社群图等概念对网络属性进行评价,是社会结构关系研究可视化的、说服力强的一种方法手段。教育大数据视野下,学习分析技术越来越被重视,社会网络分析作为一种学习分析方法,可以对网络学习平台、课程管理平台、网络日志等记录的大量过程化数据进行深入挖掘,发现网络学习中学习者的学习 中国论文榜--中国权威论文发表平台,我们为您提供专业的论文发表咨询和论文发表辅导!

行为和社会交互特征,从而为网络学习提供决策引导和服务支持。

为了运用社会网络分析进行教育数据学习分析,我们选择一个浙江省中小学教师专业发展培训班作为样本数据,依托湖州师范学院精品课程《教育技术学基础》为网络平台,具体如图5所示。通过对培训教师在该课程网站上的教育博客群参与活动分析,选择培训班20名教师的教育博客交流情况,进行网络日志数据的收集。并规定博客的发帖、链接、回复和推荐都记为一次网络交流。

数据的处理分析主要采用社会网络分析软件UCINET6.0,数据挖掘以前,先根据教育博客上的网络曰志进行数据获取,然后对参与博客交流的教师进行T1-T20的编码,培训教师用TEC编码标示。关系矩阵的建立,具体如表4所示。

行列交叉单元格中的数据表示第i行的教师对第j列的教师进行教育博客互动的次数,0表示没有互动,每个教师相对于本人,博客互动都定为1。经过Netdraw导入关系矩阵,经过UCINET6.0教师教育博客互动交流社群图分析,具体如图6所示。

从社群图中可以看出,TEC在网络博客群中处于中心地位,而且没有孤立的点,这说明教师专业化^培训中培训教师处于主导地位,和受培训教师积极进行网络博客交流与互动,帮助受训教师解决问题;同时受训教师也积极相互进行合作交流,进行教育技术课程学习。

进一步通过networks-centrality-degree进行中心度分析,得到如表5所示。

从表5中可以看出,TEC的入度和出度都是最高的,这进一步说明了教师在培训中的地位,起到了协作、引导和帮助的作用;同时T15出度比较多,说明该教师在培训中能够通过积极发帖引导其他教师进行培训交流;T20的入度比较多,说明其他参与培训的老师比较喜欢和该教师进行互动交流,同时也表明该教师在教育博客中的声望较好,比较受广大培训教师的欢迎。

为进一步了解各培训教师在网络中的交互特征和作用,我们进一步通过networks-centrality-freemanbetweenness-nodebetweenness进行中间中心度中国论文榜--中国权威论文发表平台,我们为您提供专业的论文发表咨询和论文发表辅导!

分析,得到表6所示。

从表6中可以发现TEC、T6和T1的中间中心度比较高,这说明教师和这两位培训学员在博客讨论区中扮演了领导者的角色,对教学培训资源具有一定的控制作用;同时这两位受训教师也起到了培训的桥梁沟通作用,对教师培训交流的信息起到了很好地沟通传递作用。

四、结语

大数据作为信息技术发展的新趋势,已经渗透到各种领域,成为变革的一种重要生成因素。在数据分析驱动教育,变革教学的大数据时代,教育领域同样蕴藏着具有广泛应用价值的海量数据。多元的教育"数据"已是教育行业及其相关领域必须考虑的因素。如何高效分析和挖掘这类数据信息已经成为提高教育质量,推动教育发展的新浪潮。大数据关键技术正是从技术层面实现了各种学习行为数据的量化与显现,使学习者的体验感受得以实现,通过记录、分类、挖掘和运用学生学习过程中产生的大量非结构化数据,能够揭示出学生的学习模式;通过监测、跟踪、分析和应用学生在整个学习过程中形成的数据档案,能够帮助理解学生为了掌握学习内容而进行学习的全过程。[23]

学习分析和数据挖掘这两大大数据关键技术已经成为教育研究的热点和趋势,通过数据挖掘可以对教育数据进行从微观到宏观的统计、分析、综合和推理,指导教育教学实际问题的解决,发现教育现象之间的相互关联和规则,从而可以更好地做出教育预测和实施教育决策;通过学习分析既能为学生提供高质量、个性化的学习体验,又能改进教育工作者的教学方式,完善和优化教学过程,真正使教学实践活动转向关注微观个体,实现真正意义上的个性化学习和教育个性化支持服务,从而有利于促进教育公平。

总之,学习分析和数据挖掘等大数据关键技术的教育应用实践,不仅探索了教育教学数据背后隐藏的相关关系,更为教育教学决策的科学制定提供了有效的服务支持,促进了教育教学的变革与创新,引领了教育教学发展的新方向。

【参考文献】 中国论文榜--中国权威论文发表平台,我们为您提供专业的论文发表咨询和论文发表辅导!

[1]周馨.大数据时代教育数据价值挖掘[J].信息与电脑(理论版),2013,(8).

[2][3][7][9]徐鹏,王以宁,刘艳华,张海.大数据视角分析学习变革--美

国《通过教育数据挖掘和学习分析促进教与学》报告解读及启示[J].远程教育杂志,2013,(6).

[4]张杰夫.大数据-大视野-大教育[J].中小学信息技术教育,2013,(10).

[5]维克托迈尔.舍恩伯格,肯尼思.库克耶著.盛杨燕,周涛译.大数据时代[M].杭州:浙江人民出版社,2013,(1).

[6]魏忠.教育正悄悄发生一场革命[M].华东师范大学出版社,2014,(11).

[8]马婧,韩锡斌,周潜,程建钢.基于学习分析的高校师生在线教学群体行为的实证研究[J].电化教育研究,2014,(2).

[10]魏顺平.教育数据的挖掘、分析、应用[J].中小学信息技术教育,2013,(10).

[11]杨庆安,赵伟男,张海.大数据在教育领域应用的学习分析框架构建[J].软件导刊.教育技术,2013,(5).

[12]Bork,A.Learningwithpersonalcomputers[M].NewYork:Harper&Row,1987.

[13]魏忠.教育正悄悄发生一场革命[M].上海:华东师范大学出版社,2014,(11).

[14]喻长志.大数据时代教育的可能转向[J].江淮论坛,2013,(7).

[15]张燕南,赵中建.大数据时代思维方式对教育的启示[J].教育发展研究,2013,(21):3-4. [16]魏忠.大数据时代的教育革命[EB/OL].[2014-07-29].http:〃中国论文榜--中国权威论文发表平台,我们为您提供专业的论文发表咨询和论文发表辅导!

/bigdate_12674/20140729/t20140729_1157265.shtml.

[17]闫志明,徐福荫.TPACK:信息时代教师专业化的知识基础[J].现代教育技术,2013,(3).

[18]黄德群.开放的学习世界:网络技术如何变革教育[J].韶关学院学报,2012,(12).

[19]全美教师教育学院协会创新与技术委员会主编,任友群,詹艺主译.整合技术的学科教学知识:教育者手册[M].北京:教育科学出版社,2011.

[20][21]柯蒂斯.邦克著.焦建利译.世界是开放的---网络技术如何变革教育[M].上海:华东师范大学出版社,2010.

[23]胡德维.大数据"革命"教育[N].光明日报,2013-10-19.

第四篇:移动通信技术专业人才培养模式分析论文

1高职移动通信技术专业的特点与不足1.1高职移动通信技术专业的特点

从专业特性谈起:移动通信技术专业,是针对我国移动通信事业发展,对人才需求量增多而新增的专业。不属于传统专业。因为移动通信相关专业人才需求量大,比如移动手机软件开发人才、移动设备维护人才、移动通信的相关企业需要的人才等。所以,学生在毕业后的就业前景广阔。但是有利必然有弊,弊端是,迅猛发展的移动产业,使得技术更新换代的速度变快。一些主流技术在3,4年后,可能就会很少使用,甚至被淘汰。这对学校的教学内容发起了极大的挑战。

1.2高职移动通信技术专业存在的不足

首先,专业创建时间短,造成该专业软硬件教学环境还不十分完善。实验室、实训室、教学基地等不能完全满足教学需要。其次,技术更新换代速度快,高职如果不实时与企业保持联系,建立合作伙伴关系,就容易被知识甩在后边。出现教学与岗位技能脱节的情况。再次新兴专业的教学资源匮乏。教材、教辅以及相关的教学资料不足,更加不能适合于每个高职移动通信技术专业的侧重方向。

2人才培养模式改革方式方法探索

2.1侧重实践教学锻炼学生技能

实践教学体系建设。实践教学是培养学生的实际动手能力,提高学生综合素质的重要环节。通过实践提升学生的专业兴趣,提高学生综合运用知识的能力,培养学生的创新精神。有特色的实践教学体系是目前教育发展的趋势,鉴于移动互联网迅猛发展的态势,针对我校实际情况和应用型人才培养的特点。完成工学结合的课程开发;实施行动导向的教学。移动通信技术专业工学结合课程体系的开发思路,按照移动通信主要岗位群能力培养要求,完成职业工作过程中的典型任务,以具体工作过程为导向建立课程体系。

2.2深入与企业合作,工学结合

高职移动通信技术专业教育,归根到底是为培养高职类型的通信企业移动技术类岗位蓝领人力资源。构建高职移动通信技术专业工学结合人才培养模式是适“材”的最佳选择。职业教育需要工学结合,工学结合是一种将学习与工作相结合的人才培养模式,不同专业可以采用不同的形式实现,目的是使工作系统与学习领域相结合,在适合的机制体制创新模式下完成纽带联结,最终实现变工学割裂为工学结合、变无效学习为有效学习、变被动学习为主动学习、变压迫式教学为任务式教学、变传授知识教学为学生行为导向后总结知识点的教学、变理实分离为教学做一体化的教学

2.3打造过硬的教师队伍

师资队伍建设目标。这就要求通信工程专业的教师不但理论知识丰富,更需要具有工程实践经验,尤其是擅于将计算机与通信技术结合来解决工程实践的教师,所以师资队伍的培养应以“双师型”教师为目标。具体采取用了以下几个措施:第一,建立青年教师导师制度。由有经验的教授和专家做导师,从青年教师的教学、工程实践及学科方向、科研等各个方面进行指导和培养,针对青年教师教学过程中存在的实际问题,提出具体的建议和意见。青年教师不仅能从导师那里学到教学经验,而且导师的思维方式、人格魅力都会对青年教师产生潜移默化的影响。第二,完善教师培养机制。定期举办青年教师教学技能比赛,以赛促学、以赛促教;举办课件制作大赛,提高教师多媒体与网络技术应用能力;选派青年教师到省内外高校盯课、学术交流;有计划地选派教师深入企事业单位或生产一线进行实践锻炼,全面提升自身的综合素质。

2.4依托互联网技术,打造教学研产一体平台

移动通信技术与互联网技术息息相关。软件开发起到重要作用。依托成熟的互联网软件技术,可以开发网络平台。重教学方面,可以搜集丰富的教学资源,更可以为师生交流、教师研讨创建便利条件。从学习方面,学生可以下载学习资料。可以跨越时间与距离,向教师提问。更加可以拓展为教学选课,自我知识题库考核的多样化学习平台。从研究和生产研发角度。让企业与教学通过平台搭建桥梁。将项目、任务、科研目标通过平台,让学生和企业人员、教师共享。共同开发,共同合作,完成任务。

第五篇:创新——通信产品企业成功的关键因素

现代移动通信技术的发展始于本世纪20年代,大致经历了五个发展阶段。

第一阶段从本世纪20年代至40年代,为早期发展阶段。在这期间,首先在短波几个频段上开发出专用移动通信系统,其代表是美国底特律市警察使用的车载无线电系统。

第二阶段从40年代中期至60年代初期。在此期间内,公用移动通信业务开始问世。

第三阶段从60年代中期至70年代中期。在此期间,美国推出了改进型移动电话系统。

第四阶段从70年代中期至80年代中期。这是移动通信蓬勃发展时期。这一阶段的特点是蜂窝状移动通信网成为实用系统,并在世界各地迅速发展。

第五阶段从80年代中期开始至今。这是数字移动通信系统发展和成熟时期。进入80年代后期,大规模集成电路、微型计算机、微处理器和数字信号处理技术的大量应用,为开发数字移动通信系统提供了技术保障。GSM的出现划时代的开始改变人类沟通与联系的方式。

在我国,自1987年中国电信开始开办移动电话业务以来到1993年用户增长速度均在200%以上,从1994年移动用户规模超过百万大关,移动电话用户数每年几乎比前一年翻

1一番。1997年7月17日,我国移动电话第1000万个用户在江苏南京诞生,标志着我国移动通信又上了一个台阶,它意味着中国移动电话用不到10年时间所发展的用户数超过了固定电话110年的发展历程。2001年8月,中国的移动通信用户数超过了1.2亿,已超过美国跃居为世界第一位。2003年6月底手机用户总数已达2.3447亿户。

手机已成为人们日常生活中的必备品,庞大的市场容量让全球各大手机厂商及软件提供商趋之若鹜,诺基亚,摩托罗拉,三星,LG,索爱,htc等手机厂商每个月都要推出新款样式或功能的新品,随着3G技术的普遍应用,电信运营商将在网络升级换代方面投入巨额资金,电信基础设施特别是接入与终端成为争夺的重点,可以说谁掌控了用户,谁就掌握了主动。移动互联网给传统电信运营商带来了空前的挑战,随着3G技术的成熟,移动数据带宽问题将得到解决,移动终端智能化程度将成为运营商移动互联网发展的瓶颈,谁能在智能手机的新品开发上占得先机谁就能主导3G时代。

从智能手机出货量来看,从2005年-2008年全球智能手机操作系统市场保持稳步增长,根据DC的统计报告,2009年第三季度全球智能手机出货量达到了4330万部,不仅达到了单季出货量的历史新高,而且分别实现4.2%和3.2%的同比增长率和环比增长率。从市场格局上看,由诺基亚主导

Symbian近两年市场份额持续下滑;苹果iOS和Blackberryos近两年快速发展,两者合计市场份额已超过Symbian; Andriod进入2009年以来异军突起,市场份额上跟 WindowsMobile的差距正不断缩小。

从2007年开始,苹果和谷歌相继介入手机操作系统领域,染指智能手机,而此前Symbian的主要对手是微软。

当年,微软已横扫PC桌面操作系统,开始布局手机市场。有鉴于在PC领域硬件厂商苦力地为微软打工的“悲惨”遭遇,爱立信、摩托罗拉、诺基亚决心及早动手,开发自己的操作系统,免得沦落个PC厂商的境况。

那时,诺基亚在手机市场中的地位如日中天,微软多次向诺基亚的示好,希望能结成秦晋之盟。盖茨的副手鲍尔默到芬兰促销新Office XP时,在电视上直截了当地说想跟诺基亚建立更深一层的合作关系。 但诺基亚始终不为所动,并立志要成为一家“软件公司”,为此给自己的软件实验室投下30亿美元,塞班便成为了诺基亚战略布局中的重要一环。2000年,全球第一款基于Symbian操作系统的爱立信R380手机正式向公众出售,这款手机被称为智能手机的鼻祖。同时,日本的各大手机生产商,SONY,三洋也都加入到塞班联盟。由于塞班系统的迅速发展和诺基亚的排挤,微软加快了自己的智能手机操作系统的开发,微软很快就与德州

仪器、韩国三星、台湾宏达签订了联盟协议。但随着采用Symbian系统的智能手机发布数量越来越多,塞班的成员队伍也不断壮大,这令微软很是着急。以中国市场为例,在2005年的智能手机系统平台市场份额中,Symbian占有市场份额的66.6%,处于绝对领先,微软操作系统仅占有22.5%。在2005年,微软的手机操作系统已演化成Windows Mobile 5.0,但仍无法撼动诺基亚翼下的Symbian。这年5月,比尔·盖茨接受媒体采访,当记者哪壶不开提哪壶地提到“并没有多少一线手机厂商与你们合作”时,盖茨辩解说,微软与包括三星在内的主要手机厂商都有合作关系,但盖茨也承认:“目前诺基亚仍然是手机市场的领导者,不过我们一直在进步。虽然我们所占的市场份额较小,但是我们和其他公司一样有着重要的地位。”

2006年,采用Symbian操作系统的智能手机出货量达到一亿部。诺基亚和塞班经过8年的奋斗,终于靠近了一个转折点。从当时的市场态势来看,这应该是个从胜利走向胜利的转折点。然而,随后的历史发生了逆转。因为,一个扬言改写手机历史的人,将在2007年颠覆智能手机的游戏规则,这就是乔布斯和他的iPhone。

2007 年 1 月 9 日,苹果的 iPhone 发布,诺基亚携Symbian之威,对苹果此举不屑一顾。当时的诺基亚有占近70%市场份额的Symbian,2007年的苹果 iPhone有什么呢?

一个名称遮遮掩掩的手机操作系统,3年以后才随着iPhone 4的发布正式确立它的名字:iOS。

iOS浸透着乔布斯近20年的心血,以乔布斯风格,按说应该大力弘扬才是。可是2007年以前,由于智能手机的硬件及网络技术设施所限,大家普遍认为,从电脑脱胎来的操作系统不太适合手机的简约环境。尤其2007年以前,微软手机操作系统WindowsMobil的平平表现加深了市场对这种观念的认识。乔布斯显然不想让公众将注意力放在苹果的手机操作系统上,他希望公众关注iPhone的整体体验。诺基亚和塞班在2007年显然没有认识到乔布斯iPhone三年后会给它带来的巨大冲击。这还不算,乔布斯还带出了一个更加强悍的“学生”:谷歌的Android。

随着苹果iOS、谷歌Android的精彩亮相,Symbian的不足逐渐显露无遗。正所谓“不怕不识货,就怕货比货”。有分析指出,由于Symbian在编写之初,其主要功能着重于打电话等通信功能,所以Symbian手机的通话质量很棒,效果也好。但Symbian对触摸屏、多媒体、新操作界面的支持都不好;在同PC以及互联网的交互及扩展性方面,其先天不足更加明显;各个版本间的兼容性也不好,用户体验差。随着技术的发展,手机的硬件技术性能得到了突飞猛进的发展,制约软件的许多瓶颈已突破,手机对用户来说,不再局限于通话和发短信,多媒体功能和娱乐功能变得至关重要了。在这

种局面下,有着PC及互联网背景的IT厂商推出的操作系统显然远胜于通信厂商。Android手机相比Symbian手机更像一台具有通信功能的微型化电脑,让用户获得了Symbian系统所不能比拟的应用体验。很多开发商也不愿意为塞班系统开发应用。苹果、谷歌的胜出是水到渠成的事,即使微软,这个Symbian早年的“手下败将”也重新昂然站立在诺基亚面前。

诺基亚也强调创新,其研发投入一度是苹果研发投入的六倍,却没有研发出像苹果iPhone那样的颠覆性产品。原因是,在诺基亚手机销量大增的同时,公司的决策人员数量也在增加,中层管理者的数量更是迅速膨胀。公司内部部门林立,协调困难,不同的团队在负责摄像头、浏览器这样细节的创新,却没有人把控全局。即使诺基亚内部出现了重要的创新苗头,也很快被诺基亚的大公司官僚体制所扼杀。诺基亚在苹果iPhone面市前就从事触控屏智能手机的研发,但是诺基亚高层因担心市场风险而致项目搁浅。在创新上,诺基亚显然演绎了一出现代版的“叶公好龙”。

现代移动通信即将走到百年,但近10年的智能手机的兴衰发展之路,无不体现出创新对一个通信产品企业成败所起的决定性作用。

本文来自 99学术网(www.99xueshu.com),转载请保留网址和出处

上一篇:感悟生活的作文有哪些下一篇:公文写作中的语言艺术