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【關鍵詞】公交;智能化;GPS;科學;調度
引言
目前城市公共交通系統(tǒng)普遍存在著擁擠、低效、污染等問題,制約著城市的可持續(xù)性發(fā)展。如何在城市中有效地調度和管理公共服務車輛,已成為城市管理部門和公共交通運輸企業(yè)面臨的緊迫問題。為此,建立高效的公交智能管理是解決上述問題的有效手段??山柚{度管理經(jīng)驗、方法進行挖掘、拓 展、延伸、整合,使企業(yè)逐步完成從粗放型管理向集約化管理,從經(jīng)驗管理向科學管理,從定性管理向定量管理,從靜態(tài)管理向動態(tài)管理的轉變。它將優(yōu)化公共交通管理模式,極大地提高現(xiàn)有公交企業(yè)的管理水平和運營效率,降低企業(yè)管理成本、降低企業(yè)運營成本、降低車輛消耗成本、降低車輛運營安全隱患、提高運 能運力、提高工作效率、提高工作質量、提高調度時效性,加速企業(yè)資金流動,降低企業(yè)運營資本總額,提高資金利用率。隨著計算機技術與國民經(jīng)濟的高速發(fā)展,城市公共交通企業(yè)正在向著現(xiàn)代化、信息化方向發(fā)展。以IC卡收費系統(tǒng)、智能調度管理系統(tǒng)等為代表的新科技成果應用已成為現(xiàn)代公共交通企業(yè)不可或缺的管理手段。
1、背景
通過對國內已應用類似系統(tǒng)的公交企業(yè)進行了大量的調研工作,對應用技術、管理模式等方面進行了了解,從中發(fā)現(xiàn)了一些好的做法,也發(fā)現(xiàn)了一些問題,主要有:
1.1一些企業(yè)使用的GPS智能系統(tǒng)并無實用價值,僅是形象工程。1.2僅在局部線路應用,無法發(fā)揮規(guī)模效益。1.3不能進行或僅能進行有限的智能化指揮調度,應用水平低下。1.4技術落后,產(chǎn)品質量差,故障率高,導致系統(tǒng)無法正常運行。1.5管理模式?jīng)]有根據(jù)應用技術而改變。1.6沒有對車上電子設備及系統(tǒng)進行整合,各自為政,無法發(fā)揮綜合效益。
2、公交智能化管理系統(tǒng)架構
公交智能化管理系統(tǒng)由調度中心應用系統(tǒng)、車載GPS/GPRS控制器群、站臺顯示控制器群、主站調度顯示控制器群等組成,整個系統(tǒng)是在接口處理及分析系列平臺基礎上構建而成的。接口處理及分析系列平臺和應用管理系統(tǒng)組成了系統(tǒng)核心應用平臺,業(yè)務管理系統(tǒng)及其它子系統(tǒng)組成了系統(tǒng)的業(yè)務管理平臺。對于系統(tǒng)與系統(tǒng)之間,接口處理及分析系列平臺的互聯(lián)組成了一個穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)交換及信息共享平臺。是基于實時信息獲取與交互,形成集視頻實時監(jiān)控、智能化調度、IC卡收費于一體的先進公共交通管理系統(tǒng),提高了城市的整體形象和公共交通的整體服務水平。系統(tǒng)流程為:公交車載終端采用GPS、GIS等進行位置、行車狀態(tài)等數(shù)據(jù)采集,以GIS為平臺,通過3G無線通訊,在監(jiān)控調度中心實現(xiàn)對公交車輛的實時監(jiān)控、智能化調度,保證車輛的準點運行;在對事故、行車安全、人員等信息進行管理的基礎上,提高經(jīng)濟效益、社會效益和公交綜合服務水平;加強行車安全管理、降低營運成本,實施員工考評提高從業(yè)人員素質,加強服務水平管理;結合客流量分析、公交出行調查、地理經(jīng)濟信息、公交線網(wǎng)布局、站點布置、發(fā)車間隔、票價制定、營運狀況等進行統(tǒng)計分析,對線網(wǎng)規(guī)劃、線路優(yōu)化調整提供輔助決策支持。
3、公交智能化管理系統(tǒng)的主要技術
3.1車載終端A3主機設備技術
公交車載A3終端主機通過GPS模塊、行車記錄儀、ITS\CMS等技術,應用嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術,實現(xiàn)車輛自動語音報站、特殊情況提示語音,GPRS/CDMA模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和司機與調度中心的實時信息交互。由于GPS有一定的誤差,車載終端需要根據(jù)線路矢量數(shù)據(jù),GPS信息、行車記錄儀的行使速度和行使距離進行車輛位置與線路的地圖匹配,GPS信息與行使距離雙重保證地圖匹配的準確性。由于車輛位置比較準確,車輛到(離)站、拐彎路口等都可以給與準確語音提示。通過3G視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠實時監(jiān)測車輛的運行狀況,并可向車輛加速、減速、越站、跨線、折返等指令。當車輛在行駛過程中遇到交通阻塞、交通事故、或者在車內發(fā)生搶劫、火災、乘客糾紛、故障、擁擠等緊急情況時,司機可以通過車載終端上的相應按鍵向調度中心發(fā)出路阻、事故、故障、擁擠、糾紛、救助等信息,調度中心接收到信息后,及時與緊急救援中心、交通管理與控制中心相配合完成事故處理、人員救助、疏散交通等任務。
3.2IC卡系統(tǒng)與智能調度系統(tǒng)聯(lián)調技術
通過IC卡收費系統(tǒng)與智能調度系統(tǒng)的聯(lián)調實現(xiàn)雙系統(tǒng)無縫鏈接,公交車載A3終端設備與IC卡收費機通訊,實時傳送IC卡乘客刷卡數(shù)據(jù)、黑名單數(shù)據(jù)的上傳、下載,實現(xiàn)IC卡收費系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集自動化。通過IC卡系統(tǒng)與智能化管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享,完成單車成本核算報表、單車運營明細報表、運營里程月完成情況表、運營生產(chǎn)完成情況日(月)報等各種報表。
3.3科學的調度模式
傳統(tǒng)調度是一條線路設置一個調度室,人員配置較多,公交智能化調度的則是形成集群調度,即在系統(tǒng)后端設置一個集中調度室。通過智能調度平臺對線路車輛進行集中調度。
3.3.1調度工作站運行管理
調度工作站的自動運行在正常情況下,本系統(tǒng)無需人工干預,可自動對線路營運進行智能化調度,所有調度進程均由計算機自動執(zhí)行,并可自動處理大多數(shù)特殊情況,如車輛退出運行(車輛故障、駕駛員休息就餐等)、投入運行(故障車輛修復、駕駛員就餐結束等)平時調度員只需進行屏幕監(jiān)控,發(fā)生特殊情況才需要人工進行干預。調度主界面包含電子排班表,有各線路排班、線路調度機狀態(tài)、事件報告等顯示,可以顯示所有調度員所需信息。凡是有特殊情況發(fā)生,調度工作站均有音響和突出顯示提醒調度員注意,無需調度員緊盯屏幕。調度員將注意力主要集中在觀察車輛運行間距是否均勻合理,在適當時向個別車輛發(fā)出加快或減慢指令(使用鼠標左鍵雙擊,選取相應語音命令,車載控制器就會發(fā)出語音提示)。
3.3.2智能電子排班表
實現(xiàn)自動化、智能化調度的關鍵是:系統(tǒng)可以根據(jù)設置的條件參數(shù),再結合線路實時動態(tài)參數(shù),經(jīng)智能調度軟件處理生成各線路的排班表及調度指令。
4、結論
公交智能化管理系統(tǒng)的成功應用,將大大改變城市公交的工作方式,把公交企業(yè)從粗放式管理轉化為集約化管理,使公交企業(yè)由傳統(tǒng)企業(yè)逐步轉變?yōu)楝F(xiàn)代產(chǎn)業(yè);從經(jīng)驗管理轉化為科學管理,提高營運效率,提高勞動生產(chǎn)率,提高經(jīng)濟效益和社會效益;從定性管理轉化為定量管理,整合智能調度管理系統(tǒng)和IC卡收費系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源,為管理者提供科學、全面、詳盡的決策依據(jù);從靜態(tài)管理轉化為動態(tài)管理,實現(xiàn)公交營運調度指揮的智能化、自動化。將改變手工信息傳遞、人工指揮調度的傳統(tǒng)方式,使企業(yè)信息傳遞及時、準確、規(guī)范,為公交企業(yè)的現(xiàn)代化和未來城市智能交通系統(tǒng)、快速公交系統(tǒng)的發(fā)展奠定良好的技術基礎。
參考文獻
[1]楊兆升.《城市智能公共交通系統(tǒng)理論與方法》.中國鐵道出版社,2004年12月.
關鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);多媒體教室;傳感器;智能化管理系統(tǒng);狀態(tài)監(jiān)測;故障預警
中圖分類號:G434 文獻標志碼:A 文章編號:1673-8454(2015)19-0058-03
一、引言
“工欲善其事,必先利其器”。每次技術的改進和革新都會為多媒體教室管理帶來新的便利。在基于網(wǎng)絡的多媒體教室管理系統(tǒng)步入巔峰之際,物聯(lián)網(wǎng)技術的出現(xiàn)再次為多媒體教室管理者帶來了新的機遇。在基于物聯(lián)網(wǎng)技術的多媒體教室智能化管理系統(tǒng)日益受到重視而尚處于研發(fā)階段且未大面積推廣應用之際,有必要從管理及管理者的角度出發(fā)去思考現(xiàn)有多媒體教室管理系統(tǒng)的不足,進而探討智能化多媒體教室管理系統(tǒng)的應用與技術實現(xiàn)路徑,為破解高校教育技術部門面臨的難題略陳拙見。
二、現(xiàn)有技術在多媒體教室管理中的應用之不足
當前的各類網(wǎng)絡化遠程多媒體教室管理系統(tǒng)大都只能實現(xiàn)在網(wǎng)絡環(huán)境下對簡單的音、視頻設備的信號切換,對相關設備的啟動與關閉等[1],還具有課表管理、資產(chǎn)信息管理、維護信息統(tǒng)計等輔助功能。然而卻無法做到對即將出現(xiàn)故障的設備進行預判,也無法做到對已經(jīng)出現(xiàn)故障設備的報警。而嚴重依賴教師申報故障,或者需要管理人員親自到教室巡查去發(fā)現(xiàn)各類多媒體設備故障,之后加以維護。這對于當前高?,F(xiàn)代教育技術部門管理人員欠缺、多媒體教室數(shù)量多、部署分散、管理難度大[2]的現(xiàn)狀而言還遠遠不能滿足高效的管理要求。
三、物聯(lián)網(wǎng)技術及其在多媒體教室管理中的應用
由于多媒體教室的特殊性,設備出了故障之后,必須立即修理或者是更換,否則影響正常教學。因此,對設備故障的提前預警就顯得尤為必要。在得到預警信息之后管理人員可以選擇合適的時間將故障加以排除,而避免影響正常教學。這點正是多媒體教室管理人員乃至教師所激烈期盼的。對于管理人員而言,要做到設備故障的提前預警需要把握設備的運行狀態(tài)數(shù)據(jù),并通過合理的分析之后,做出判斷,并加以行動。
以物聯(lián)網(wǎng)技術為支撐,充分利用RFID、傳感器、移動網(wǎng)絡、軟件技術等相關技術的整合,能夠使多媒體教室設備日常故障提前預知、發(fā)現(xiàn)及時、維修定位精確無誤、設備安全更加可靠、資產(chǎn)管理動態(tài)化、各類數(shù)據(jù)統(tǒng)計可視化。進而促使多媒體教室管理模式由被動服務向主動服務的嬗變。
依據(jù)筆者的經(jīng)驗,在多媒體教學系統(tǒng)設備中最容易出現(xiàn)突發(fā)性故障的主要集中在多媒體計算機系統(tǒng)、音響系統(tǒng)、及投影機系統(tǒng)。要想做到對這三個系統(tǒng)設備故障的預警,需要利用物聯(lián)網(wǎng)的理念和技術,通過各類傳感器收集設備運行狀態(tài)數(shù)據(jù),對數(shù)據(jù)加以分析判斷,在統(tǒng)一的平臺上顯示結果,并做出預警。
四、現(xiàn)有獨立監(jiān)控系統(tǒng)
1.局域網(wǎng)計算機軟硬件遠程監(jiān)控程序
目前有些通用軟件(如:魯大師等)可以檢測CPU使用率、內存使用率、流量監(jiān)控、硬盤讀寫、CPU溫度、顯卡溫度、硬盤溫度、主板溫度、風扇轉速等實時數(shù)據(jù)并加以分析,最終實現(xiàn)局域網(wǎng)內計算機硬件關鍵部件的監(jiān)控預警。有的軟件可以實現(xiàn)開機速度偵測和實時屏幕畫面監(jiān)控。
2.投影機遠程監(jiān)控系統(tǒng)
利用網(wǎng)絡管理功能對投影機進行管理,可以有效提高學校對投影機的管理水平,使投影機的使用和維護更加方便和規(guī)范。愛普生公司多款教育投影機所配監(jiān)視和控制軟件EMP Monitor,設置便捷,聯(lián)網(wǎng)方便,功能完備。能夠實現(xiàn)對投影機狀態(tài)、電源開啟狀態(tài)、信號源、燈泡工作時間、內溫、更換燈泡時間等實時監(jiān)控;同時也能夠對投影機進行遠程開關機、信號源切換、調整設置(圖像模式、亮度對比度、色溫和梯形校正等)、設置定時開關機;更具有里程牌意義的是該系統(tǒng)能夠通過電子郵件自動發(fā)送投影機風扇、燈泡、空氣過濾器、信號、電源等多種警告或故障信息給管理人員,為投影機維護提供直接參考依據(jù)。當需要更換燈泡或者出現(xiàn)問題時,投影機可自動發(fā)送E-mail通知管理員[3]。2014年,索尼公司也開發(fā)出了支持遠程監(jiān)控功能的數(shù)款教育投影機,可通過網(wǎng)絡對投影機進行管控??刂坪捅O(jiān)視投影機的狀態(tài),而且兼容各種控制系統(tǒng)[4]。這部分遠程控制功能目前都是基于有線網(wǎng)絡得以實現(xiàn)的,對無線網(wǎng)絡的支持還有待進一步開發(fā)。
3.音響設備遠程控制軟件
在多媒體教室的五大系統(tǒng)設備故障中,上課教師最關心的是音響效果,最難以忍受的就是音響故障。當無線話筒電量不足時會產(chǎn)生時斷時續(xù)、噪聲等音頻信號失真現(xiàn)象。這時教師往往難以自行判斷并及時去更換電池,而是選擇下課電話報修。這種情況在多媒體教室日常管理中占相當大的比重。若能通過技術手段實現(xiàn)電量不足時系統(tǒng)自動提前預警,及時提醒教師更換電池則能使教學服務工作做的更加貼心而高效。要是能夠實時把握并遠程調整音響設備音量,則會使教師聲音效果得以保證。
目前已有部分音響設備生產(chǎn)企業(yè)(例如:舒爾)研發(fā)出了網(wǎng)絡遠程控制軟件可以實現(xiàn)對聯(lián)網(wǎng)的功放、無線接收機和發(fā)射器的硬件參數(shù)(例如:頻率、增益、射頻輸出功率、音量及無線發(fā)射器電池電量剩余使用時間)進行可視化遠程監(jiān)控和調整[5]。
4.安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)
在高校中,安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)通常與多媒體教學系統(tǒng)相互獨立運行,分屬不同部門管理。有待統(tǒng)一協(xié)同使用,將現(xiàn)有的安防與可視化管理的紅外攝像機和夜間紅外傳感(報警)器結合起來,融合與一個多媒體教室管理系統(tǒng)之中。既可實現(xiàn)多媒體設備的安全,同時也可以通過查看攝像機視頻對設備運行狀態(tài)進行可視化管理。
然而只有這些現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)的集成還遠遠不能滿足多媒體教室管理“主動服務”的要求,還需要全新架構并集成另外一些傳感器系統(tǒng)。
五、需要全新構建的傳感器系統(tǒng)
1.研發(fā)光敏傳感系統(tǒng)實現(xiàn)對投影機亮度的實時監(jiān)控
盡管目前投影機已經(jīng)具有遠程監(jiān)控程序可以自動發(fā)送更換燈泡信息給管理人員,但是這是基于特定實際使用燈時闕值技術的,在實際使用過程中有些投影機會因教室大小、焦距長短、燈光環(huán)境等的差異導致燈時闕值難以確定。有些教室在到達闕值前就已經(jīng)達不到亮度最佳有效范圍了,有些卻反之。因此,若能在投影機內部某一特定位置研發(fā)安裝光敏傳感器,可以實時查看投影機投射的實際照度值是否能夠達到亮度最佳有效范圍值,為管理人員提供更加精準的數(shù)據(jù)信息,以便及時維護設備。
2.研發(fā)位移傳感器系統(tǒng)實現(xiàn)對電動幕布升降位置的實時監(jiān)控
在我們的多媒體教室實際管理過程中發(fā)現(xiàn)的電動幕布常見故障有:布與傳動軸分離;布沒有很好地跟隨傳動軸的轉動而起落;或者幕布轉動機械式自停裝置――齒輪行程限位器失靈,而致使電動機的轉與停不精確。而電動機本身發(fā)生故障的概率極低。
對這些常見故障深入分析之后發(fā)現(xiàn),根本原因在于:幕布升降進程中臨近末尾階段的自停裝置并不理想,容易出現(xiàn)各種各樣的問題,而導致傳動軸多轉或少轉。升時多轉導致拉扯幕布底端,降時多轉導致反卷幕布,升時少轉導致幕布本次升不到位而下次降時多轉,降時少轉導致幕布本次降不到位而再次升時多轉。
可以使用位移傳感器精確控制幕布升降的尺寸來控制電機的轉與停。位移傳感器又稱為線性傳感器,是將位移轉換成電量的傳感器[6]。目前有滑動式、拉桿式、拉繩式等多種。拉繩位移傳感器可以滿足行程在幕布高度的位移傳感。根據(jù)幕布實際大小將升與降的位移物理數(shù)據(jù)量設定闕值,如果在升降過程中位移量到達該闕值,則讓電動機立即停止轉動;如果在上述過程完成之后,實際位移量高于或低于該闕值,說明幕布發(fā)生故障,則通過網(wǎng)絡報警即可。
另外,也可以通過振動傳感器和轉速傳感器監(jiān)測電動機的運行狀態(tài)??梢允褂脡毫鞲衅鞅O(jiān)測傳動軸與布卷起與松開的程度來觸發(fā)電動機的轉與停。然而依據(jù)經(jīng)驗我們認為,前者沒有必要,后者不夠精確難以實施。
3.研發(fā)聲音傳感系統(tǒng)實現(xiàn)對音箱的實時監(jiān)控
盡管可以對無線接收機及發(fā)射器和功放進行遠程監(jiān)控和調整,但是仍然難以保證音箱是否發(fā)聲。聲音傳感器可以通過監(jiān)測Windows系統(tǒng)開機音樂的有無判斷音箱設備運行是否正常。一旦檢測不到開機音樂,工作人員可以結合查看無線接收機及發(fā)射器和功放的監(jiān)控數(shù)據(jù)確定是計算機聲卡、功放、無線接收機及發(fā)射器和音箱中的哪個設備出了故障。為了避免環(huán)境噪聲干擾聲音傳感器監(jiān)測Windows系統(tǒng)開機音樂,可以將此音樂設定為特定頻率、特定時長的樂音。另外,聲音傳感器還能檢測教室環(huán)境的聲音強度,可以監(jiān)測出教室音響音量過低或過高甚至嘯叫,方便工作人員及時掌握相關信息進行相應處理。
六、智能化管理系統(tǒng)集成
現(xiàn)有多媒體教室設備和設備管理系統(tǒng)中對傳感器的應用還不夠理想,只有部分設備具有網(wǎng)絡監(jiān)測功能,而且相互獨立,并沒有形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)分析和處理的管理系統(tǒng)。
目前有兩種數(shù)據(jù)采集設備架構方式:一是將數(shù)據(jù)采集設備獨立布置于多媒體設備之外,形成新的系統(tǒng),為多媒體中央控制器提供實時數(shù)據(jù),多媒體中央控制器將數(shù)據(jù)傳回多媒體教室管理系統(tǒng)進行分析處理;二是多媒體設備生產(chǎn)廠商在設備內部集成數(shù)據(jù)采集設備后,為第三方提供數(shù)據(jù)輸出接口,由第三方開發(fā)完成數(shù)據(jù)的傳輸和分析處理,并最終開發(fā)完成智能化管理系統(tǒng)。
依筆者所見,將數(shù)據(jù)采集設備獨立布置于多媒體設備之外是不現(xiàn)實的。一則多媒體中央控制器生產(chǎn)廠商并不能實現(xiàn)將數(shù)據(jù)采集設備完美植入多媒體設備中,二則數(shù)據(jù)采集設備獨立于多媒體設備,顯得過于分散,結合不緊密,穩(wěn)定性和耦合度難以保證。如果各個多媒體設備生產(chǎn)廠商內置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),并能開放采集數(shù)據(jù)接口給第三方,多媒體中央控制器生產(chǎn)廠商則可據(jù)此開發(fā)統(tǒng)一的智能化管理系統(tǒng),既能滿足多媒體教室管理需求,又能實現(xiàn)合作共贏。
七、結束語
多媒體教室是高校重要的信息化教學環(huán)境。優(yōu)質的多媒體教室管理能夠為高校教學質量的提升給予直接支持。物聯(lián)網(wǎng)技術促進了多媒體教室管理的流程再造與模式重構,它能夠改變傳統(tǒng)的被動服務為主動服務,提高多媒體教室管理效率和信息化水平,為創(chuàng)造更加優(yōu)良的教學環(huán)境奠定基礎。
參考文獻:
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[關鍵詞]智能化 多媒體教室 現(xiàn)代化教育
中圖分類號:G434 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)23-0141-02
前言
多媒體教室的應用是我國教育技術發(fā)展的體現(xiàn),隨著我國教育體制改革的不斷推進,科學化、現(xiàn)代化的教育模式不斷得到推廣,對于學校教育技術的要求也不斷提高。學生是教學的主體,能否通過教學手段的有效運用以及教學設備的良好輔助,提高學生學習的興趣,幫助學生加深對教學內容的理解、增強對知識的記憶、強化對教學內容的掌握,是衡量教育教學質量的標準。智能化多媒體教室管理系統(tǒng)的應用對于提高多媒體教室的使用效率、提升課程教學質量以及促進教學手段的創(chuàng)新都有著很大幫助。
一、智能化多媒體教室管理系統(tǒng)的優(yōu)勢
通過智能化系統(tǒng)對多媒體教室進行管理相較于傳統(tǒng)多媒體教室管理方式有著很大的優(yōu)勢。智能化多媒體教室管理系統(tǒng)在應用中具有更強的系統(tǒng)性與穩(wěn)定性,在管理效率方面也較傳統(tǒng)完全依靠人工管理的方式更加優(yōu)越。
1)在管理方式上,智能化多媒體教室管理系統(tǒng)可以通過管理中心主計算機利用網(wǎng)絡進行多媒體設備的控制管理,避免了因教師找不到管理員、拿不到控制臺鑰匙而影響上課的情況,進而減少了教師因課程不能及時開始而影響教學過程中的時間安排,影響課程的進度的情況的發(fā)生,同時,由于自動化智能化的管理技術的應用,使多媒體教室的管理可以通過遠程操控來進行,從速度上遠遠快于傳統(tǒng)的人工管理的方式,在降低管理人員工作壓力的同時,也提高了多媒體教室管理的效率。
2)在多媒體教室及設備的監(jiān)控與檢修上,管理中心可以通過監(jiān)控系統(tǒng)對各個多媒體教室的情況進行實時的了解,并且可以對多媒體設備的各項狀態(tài)進行有效的監(jiān)測,在故障檢測時,也可以通過管理網(wǎng)絡對多媒體設備進行體檢,有效辨別軟硬件故障,準確的進行故障維修,免去了管理員奔走各個多媒體教室檢查設備的勞頓,減少了管理人員的工作壓力。
3)在多媒體教學資源的利用上,智能化多媒體教室管理系統(tǒng)在網(wǎng)絡的聯(lián)通性上更具優(yōu)勢,由于專用網(wǎng)絡的覆蓋,多媒體教學資源可以快速地進行搜索、下載、儲存、傳輸以及拷貝等操作,并且可以將多媒體教學課程的實況通過網(wǎng)絡進行共享與轉播,以便對課程教學方式的分析與交流。同時可以將好的多媒體教學課程視頻以及教學課件作為教學范例,進行整合、儲存與管理,建立教學資源庫,方便教師對課程的分析以及教學資源的借鑒,也可以作為教學方式方法創(chuàng)新的參考資料。
二、智能化多媒體教室管理系統(tǒng)的構建
目前高校所建的多媒體教室按控制類型來分可分為兩類:1)是單機型的多媒體教室,這類多媒體教室的中控沒有網(wǎng)絡控制功能,無法實現(xiàn)遠程控制和管理,已基本淘汰;2)另一類是網(wǎng)絡控制型,這類多媒體教室的中控是網(wǎng)絡型的,可利用校園網(wǎng)絡或專網(wǎng)來實現(xiàn)總控室對各個教室的遠程集中控制和管理,一般都建有網(wǎng)絡化的集中控制系統(tǒng),這類系統(tǒng)主要的功能是對教室中的多媒體教學設備進行遠程控制,如遠程控制開關計算機、投影、功放、VGA信號切換、幕布升降等,同時可實現(xiàn)教學資源共享、教學實況直播、遠程錄制以及遠程監(jiān)控功能,既免去了管理員奔波于教室間的麻煩,又能有效地提高教學管理的效率。
3.1 多媒體教室專用網(wǎng)絡系統(tǒng)的建設
智能化多媒體教室管理系統(tǒng)的主要優(yōu)勢就在于它的網(wǎng)絡控制系統(tǒng),由于多媒體教室在日常使用與維護中,同時涉及到的多媒體教室及設備較多,并且還會涉及到系統(tǒng)監(jiān)測、信號通訊及電腦間數(shù)據(jù)同傳拷貝等操作,因此建設專用的多媒體教室網(wǎng)絡系統(tǒng),對于多媒體教室的功能性的有效發(fā)揮很有必要。在一所院校內,多媒體教室的分布范圍往往并不集中,不同教學樓中都設置有多媒體教室,并且同一教學樓中多媒體教室的分布也較為分散,因此在統(tǒng)一管理上存在著困難,如果缺乏統(tǒng)一的專用的網(wǎng)絡管理系統(tǒng),就要在各個教學樓設置專門管理人員,這樣很難實現(xiàn)對眾多多媒體教室及設備穩(wěn)定高效的統(tǒng)一管理維護。
局域網(wǎng)建設是多媒體教室網(wǎng)絡管理系統(tǒng)建設的一個主要環(huán)節(jié),通過光纖布設作為局域網(wǎng)的主干,連接教學樓與個多媒體教室,保證局域網(wǎng)系統(tǒng)覆蓋全部多媒體教室,使多媒體教室間實現(xiàn)互通,保證每個多媒體教室中的計算機都能快速訪問到網(wǎng)絡資源,并通過統(tǒng)一的管理中樞對所有多媒體教室進行實時監(jiān)控與管理,對于多媒體設備也可以通過中樞系統(tǒng)進行統(tǒng)一的控制。局域網(wǎng)的建設也要求網(wǎng)絡系統(tǒng)的交換機要有足夠強大的功能,并且要對交換機的布置進行科學合理的設計,以保障局域網(wǎng)的正常運作,以及多媒體教室的有效利用。
多媒體教室網(wǎng)絡管理系統(tǒng)中很多環(huán)節(jié)以及不同設備對IP地址都有所需求,IP地址規(guī)劃不合理很容易造成相關設備IP地址沖突,無法訪問網(wǎng)絡資源的情況出現(xiàn),因此在網(wǎng)絡系統(tǒng)建設中除保證基礎設施的質量以及網(wǎng)絡設備的功能性發(fā)揮外,加強對IP地址的規(guī)劃也是網(wǎng)絡系統(tǒng)建設的重點。
3.2 智能化多媒體教室系統(tǒng)的建設
多媒體教室的應用中,多媒體設備是主要的教學輔助工具,教學設備如何配置是智能化多媒體教室的功能性發(fā)揮程度的關鍵。由于智能化多媒體教室管理系統(tǒng)是以網(wǎng)絡控制為基本控制方式,因此多媒體教室系統(tǒng)的建設也應充分利用網(wǎng)絡管理帶來的便利,加強對網(wǎng)絡資源與局域網(wǎng)高速傳輸功能的有效利用。在多媒體設備的選購與配置中,注重多媒體教學設備的網(wǎng)絡適用性,提高多媒體設備在教學應用中的便捷性與高效性。[1]
在多媒體教室中,可以通過計算機、投影機、電動幕布、視頻展臺、DVD、話筒、功放、音箱等設備的配合使用來實現(xiàn)會聲會影、精彩紛呈的多媒體教學。教師也可以利用多媒體設備提供的便利條件,改變教學方式,調整課程時間的分配,將傳統(tǒng)教學中寫大量板書與筆記的時間節(jié)省下來,增加與學生的互動,檢驗學生課程內容的掌握程度,準確判斷教學的效果。同時在教師的備課過程中也可以充分利用網(wǎng)絡資源,豐富教學素材,利用網(wǎng)絡資源的豐富性與信息搜索的便捷性,是備課過程變得更加輕松高效。
3.3 智能化多媒體教室管理系統(tǒng)的建設
對于多媒體教室的智能化管理,主要是通過多媒體集控中心完成的,多媒體集控中心的建設是智能化多媒體教室管理系統(tǒng)建設的核心部分。在多媒體集控中心,管理人員可以通過監(jiān)控大屏幕及多畫面分割系統(tǒng)利用主計算機對所有媒體教室的實時情況進行監(jiān)控與管理,多媒體集控中心不僅能夠接收到各多媒體教室的圖像數(shù)據(jù),還能實現(xiàn)聲音信息的采集與接收,并且可以通過對攝像機的遠程控制,調整攝像機的角度與焦距,實現(xiàn)對多媒體教室的全方位了解與管理,并且減少了對課程教學的影響。同時,網(wǎng)絡系統(tǒng)的有效覆蓋以及與多媒體設備的連接也方便了管理人員對設備電源開關情況、使用時間等狀態(tài)的監(jiān)測。
3.4 教學資源庫的建設與應用
教學資源庫的建設對于多媒體教學的開展也有著很重要的意義,多媒體教室的有效應用對于收集教學資源有很大的幫助,將好的教學資源進行整合,建立教學資源庫,教師在備課與進行課程研究時,可以利用教學資源庫快速找到需要的課程資源,可以使制作課件,課程評估以及試題編寫等更加方便。
由于網(wǎng)絡數(shù)據(jù)信息容易保存、方便復制拷貝,因此在現(xiàn)代多媒體教學中,教師所使用的課件可以重復使用,也可以拷貝給其他教師進行參考或直接利用,教學過程還可以通過多媒體教室中的攝影機等設備進行錄制,對于課程中的問題可以通過觀看課程錄像進行分析,效果較好的課程也可以當做課程范例保存與使用,并且可以通過網(wǎng)絡方便的進行教學方面的交流。對于提升多媒體教學資源的利用率,加強優(yōu)秀教學資源的推廣與使用,以及促進教學方法的研究與創(chuàng)新有很大的幫助,同時也可以通過網(wǎng)絡的功能實現(xiàn)不同地區(qū)的學校以及教育工作者的合作教學以及課程研討,對于提高現(xiàn)代教育教學的質量有著積極地意義。
四、結束語
綜上所述,多媒體教室管理的現(xiàn)代化與智能化,是提高多媒體教室使用效率,提升多媒體教學質量的有效措施。通過對網(wǎng)絡資源以及信息化技術的有效應用,建立起高效的智能化多媒體教室管理系統(tǒng),不但能夠幫助學校改善多媒體教室的管理水平,也有助于學校的教師資源與教學資源的優(yōu)化,節(jié)約多媒體教室管理的人力物力成本,將資源的配置更多投入到教學質量的提升上來,對于學校的發(fā)展以及社會教育水平的整體提升都有著重要的意義。
關鍵詞 智能化;微格教學;信息管理
中圖分類號:TP315 文獻標識碼:A
文章編號:1671-489X(2014)02-0007-04
1 引言
進入21世紀以來,隨著教育信息化的發(fā)展,信息技術滲透到教育的各個方面,給當代教育的方式、方法以及內容帶來了巨大的變化,這種變化對現(xiàn)代教師的能力提出了新要求。在新的教育形勢下,信息技術的應用成為教師教學技能的重要組成部分。作為培訓師范生課堂教學技能的微格教學,面對今天信息技術的挑戰(zhàn),特別是在實現(xiàn)數(shù)字化改造后,在理論和實踐方面均有超越以往發(fā)展水平的需要,其觀念和培訓技能發(fā)生了一系列新的變化。
現(xiàn)在很多師范院校都對其微格教學系統(tǒng)進行數(shù)字化改造,但數(shù)字化微格教學系統(tǒng)的優(yōu)點卻沒有更好地體現(xiàn)出來,主要是因為沒有一套相應成熟的微格教學信息管理系統(tǒng),連最基本的視頻數(shù)據(jù)備份等功能都還要人工進行,更不用說其他數(shù)字化的功能,如自動評價、網(wǎng)上點播、網(wǎng)上預約等,這就導致了數(shù)字化微格教學系統(tǒng)的管理水平還停留在傳統(tǒng)系統(tǒng)的水平上。
結合當前流行的數(shù)字微格教學硬件系統(tǒng),設計和開發(fā)出智能化的信息管理系統(tǒng),能夠體現(xiàn)教學現(xiàn)代化的管理特點,做到微格教學實驗室管理人性化、訓練過程監(jiān)控信息化、信息傳輸數(shù)字化、項目評價科學化、資源共享多元化等,實現(xiàn)實驗室從課程安排、網(wǎng)上預約、設備使用及分離監(jiān)控,技能演練、過程記錄、生成文件和遠程觀摩,教學演播、即時評價、評議反饋與成績統(tǒng)計,同步編輯、視頻點播、演示播發(fā)到后期制作等一體化管理,構成訓練自主、適時調控、資源共享的開放性系統(tǒng)[1]。
2 智能化數(shù)字微格教學信息管理系統(tǒng)的設計原則
目前國內的微格教學系統(tǒng)普遍存在課前資料準備不足,訓練過程中產(chǎn)生的教學設計、視頻課件、評價反思等無法形成系統(tǒng)的訓練結果,課后不能對課件自動歸類管理等問題。智能化數(shù)字微格教學信息管理系統(tǒng),應該是一個集多媒體網(wǎng)絡服務、教學交互、微格教學管理、評價反饋于一體的微格教學資源、精品課程服務與管理的平臺,能夠用于對師范生和在職教師進行教學技能培訓及精品課程建設,為用戶的微格教學和精品課程提供數(shù)字化網(wǎng)絡支撐服務,大大提高用戶掌握教學技能的效率。智能化數(shù)字微格教學信息管理系統(tǒng),要緊抓“錄像”“反饋教學”“精細化”等微格教學的核心本質要素,采用最新一代的多媒體網(wǎng)絡通訊及管理技術,全面提升微格教學的管理水平,以適應數(shù)字化的需求。
智能化管理 實現(xiàn)微格教學流程的數(shù)字化管理,成為以教學技能訓練為中心,綜合發(fā)展學生教學實踐能力、教學評價能力、教學反思能力的,集教學、訓練、評價、檢測、研究等功能為一體的“網(wǎng)絡智能化教學訓練系統(tǒng)”;同時要融入相關的運維支持,使得微格教學的進行更順暢。
突破時空界限 智能化數(shù)字微格教學信息管理系統(tǒng)要將傳統(tǒng)的“反饋教學”全面提升為數(shù)字化、網(wǎng)絡化的教學與評價,打破傳統(tǒng)微格教學空間、時間上的限制,實現(xiàn)實時同步、非實時異步的網(wǎng)絡教學與評價以及相關管理。
多功能評價體系 智能化數(shù)字微格教學信息管理系統(tǒng)要能夠采用現(xiàn)代信息技術對學生的行為進行記錄,及時準確地獲取反饋信息,支持教學技能的評價指標體系的建立,不僅內置傳統(tǒng)的評價體系,用戶還可以自定義,進一步提升微格教學“精細化”訓練的能力,提高訓練的效率。
支持多種媒體格式 智能化數(shù)字微格教學信息管理系統(tǒng)要能夠將傳統(tǒng)的“錄像”全面提升為數(shù)字化的多媒體網(wǎng)絡微格資源,實現(xiàn)數(shù)字化微格資源的管理,支持多種流媒體格式,支持微格資源的流式,同時兼容傳統(tǒng)音視頻設備。
個性化服務 智能化數(shù)字微格教學信息管理系統(tǒng)要堅持以學生為主體、以指導教師為主導、以訓練為主線的原則,能夠實現(xiàn)個性化的數(shù)字化微格教學服務,為微格教學相關的教師、學生、管理人員及外部單位人員提供個性化、數(shù)字化微格教學服務門戶[2]。
開放性架構 智能化數(shù)字微格教學信息管理系統(tǒng)要能夠實現(xiàn)開放的架構,層次化、模塊化,不但可靠性要高,同時靈活性要強,易于擴展[3]。
3 智能化數(shù)字微格教學信息管理系統(tǒng)的功能框架
智能化數(shù)字微格教學信息管理系統(tǒng)的功能框架如圖1所示。
展現(xiàn)層 展現(xiàn)層為信息管理系統(tǒng)的受訓學生、指導老師、管理人員、外部用戶(如用人單位)等各類用戶提供了統(tǒng)一的網(wǎng)絡門戶服務。系統(tǒng)按照各類用戶的主要工作流程組織各自門戶的展現(xiàn)形式,簡單明了,反應快速,易于操作。門戶承載用戶進入智能化數(shù)字微格教學信息管理系統(tǒng)的入口功能。各類用戶的門戶具備的基本功能包括用戶登錄/退出、個人信息管理、微格資源分類瀏覽、微格資源搜索、最新微格資源、熱門微格資源、相關軟件下載等。用戶還可以在自己的門戶內很方便地完成微格教學的各種相關工作。
1)受訓學生。受訓學生可以在自己的門戶內方便地接受指導老師安排的微格教學任務,提交和自己的微格資源,進行網(wǎng)絡微格教學的評價,包括自評和互相評價;還可以自主選修精品課程和網(wǎng)絡學習,維護自己的網(wǎng)絡學習空間等。①微格任務:接收查看指導老師布置的微格任務以及自己選修的微格資源。②資源及管理:通過平臺軟件,受訓學生可以自己微格教學的實錄,也可以把自己精心編輯過的微格教學錄像成果到外部門戶,供大家借鑒學習和用人單位評價;受訓學生還可以、管理、檢索在自己微格學習過程中所需要的各種類型的教學資源,方便自己在微格學習時使用。③直播學習:受訓學生在自己的學習門戶網(wǎng)頁上可以看到自己可以參與的微格授課直播,點擊進入即可收看課程直播。④點播學習:可以進行點播學習,選擇資源列表中任意微格錄像,實現(xiàn)在線播放學習的功能,在學習過程中可以對學習時間進行跟蹤記錄。⑤資源評價:受訓學生可以對自己能夠參與的微格資源進行微格評價,也可以評價自己學習的精品課程。⑥教學資源下載:平臺支持對相關微格教學課件的上傳下載功能,支持各種主流播放文件,包括Flash、PPT、WMV等格式,方便學生隨時隨地學習。⑦微格資源論壇:網(wǎng)站都帶有一個微格資源論壇,便于學生與教師進行答疑,交流學習經(jīng)驗;系統(tǒng)結合核心模塊的自我學習特性,增加課程答疑、筆記、消息、論壇、作業(yè)、資源等輔助學習的協(xié)作功能,使用戶在任何時間、任何地點都可以獲得充分的學習輔助和協(xié)作。⑧個人學習空間:主要是個人的微格學習電子檔案。
2)指導老師。指導老師的個人門戶除了具備資源及管理、微格評價等與受訓學員的共及更高的權限外,還具備課程管理、學生管理、微格任務管理、評價審核管理、成績統(tǒng)計分析等教師專有的功能。
3)管理人員,主要做好角色權限管理以及系統(tǒng)的維護備份、恢復等工作。針對多媒體并發(fā)用戶多、資源文件大、格式多樣等特性,系統(tǒng)提供了專業(yè)而強大的管理功能,實現(xiàn)多媒體視頻流式播放,在學習視頻的時候可隨意拖動進度條。系統(tǒng)模擬客戶端界面,實時展現(xiàn)當前進度百分比、上傳速度、剩余時間等信息,讓用戶時刻掌握上傳進度,防止大文件上傳出現(xiàn)“沒有響應”的情況。系統(tǒng)還可根據(jù)用戶的需要,自動在后臺轉換多媒體文件格式,自動實現(xiàn)管理功能[3]。
4)外部用戶,主要是檢索、查看、分享相關的微格資源、精品課程資源及查看相關電子教學檔案。用戶操作界面簡潔,反應快速,操作統(tǒng)一,系統(tǒng)自動化、智能化程度高。資源上傳后,壓縮包在服務器自動解壓并自動生成入口鏈接,壓縮包同時保留在網(wǎng)絡存儲中提供資源下載服務。系統(tǒng)還提供了高級檢索、分類、排行等功能,讓外部用戶可以方便地找到想要的資源。
功能服務層 功能服務層以成熟而強大的多媒體網(wǎng)絡服務(錄播服務、點播服務、直播交互服務、分發(fā)服務)為支撐,為微格教學提供了六大關鍵功能服務及管理。
1)微格資源模塊。微格資源模塊提供了對微格教學資源完整生命周期的技術支持:上傳、解壓、轉碼、存儲、分類、審核、、檢索、瀏覽、下載、評價、排行、刪除??煞奖愕卦谏蠈娱T戶中根據(jù)各自微格教學的業(yè)務邏輯調用。與其他傳統(tǒng)類似系統(tǒng)不同,微格資源模塊不僅支持微格教室內錄制以及后期編輯、標注所得到的微格資源,還支持師生在微格教學過程中要用的幾乎所有格式的網(wǎng)絡資源。微格資源模塊還彌補了傳統(tǒng)相關系統(tǒng)對于多媒體資源并發(fā)用戶多、資源文件大、格式多樣等特性支持不足的缺陷。專業(yè)支持文件大、用戶多、并發(fā)多、帶寬高的視頻資源,彌補了傳統(tǒng)相關系統(tǒng)的不足。按照學科、課程等教學需求管理本校的教學資源,為教師、學生提供豐富的網(wǎng)絡教學資源、網(wǎng)絡教學的門戶及網(wǎng)絡學習過程的管理。簡潔高效,響應迅速,并發(fā)能力強,客戶體驗好,解決網(wǎng)絡教學資源與實際教學應用脫節(jié)的問題。
2)微格交互模塊。微格交互模塊為微格教學提供了豐富的網(wǎng)絡互動支持,不僅支持單向的點播、直播,還支持雙向的互動;不僅可支持音視頻、文字實時互動,還可整合論壇、博客等異步的互動機制。系統(tǒng)實現(xiàn)主控室與各教室之間、教室與教室之間雙向可視對講,完成了微格教學基礎理論要求的教學相互觀摩、相互學習的重要要求,真正實現(xiàn)了教學對比、共同提高的目的。系統(tǒng)還能將某一音像資料強制性送到每一教室;教師可以對所有班級或指定的某年班級的學生講解教學內容;可以把某個教室的實況轉播給所有的班級或指定的某幾個班級。
3)微格評課模塊。微格評課模塊集中支持了微格評課標準的管理、評價的、審核及管理、評價結果的統(tǒng)計分析報表等功能,并可方便地在用戶門戶中展現(xiàn)出來,可支持系統(tǒng)實現(xiàn)以下評價模式。①實時指導評價:通過回放受訓人員自身的表現(xiàn)視頻,使其能夠了解自己的表現(xiàn),學會自我“診斷、治療”,進行自我糾正和評價;也可以是同組訓練的“學生”角色扮演者對“教師”角色扮演者的模擬教學情況進行討論、分析和評價;指導老師也可以對“教師”角色扮演者的模擬教學情況進行全面的分析、評價,并提出改進意見。②實時多點并行評估:除中心控制室的教師可進行評課外,各間多媒體微格教室也可同時進行平級聽課、評課、控制,可以有多位教師同時聽課、評課、控制。③課后指導點評:指導老師通過網(wǎng)絡點播受訓人員的課堂實錄,將受訓人不正確的語言、行為和教案進行標識后再返還受訓者,使受訓者知道自己存在的不足并事后更正。④本地指導評價:雙向交流,可以在本室進行面對面交流,室與室之間通過網(wǎng)絡進行視頻與音頻的交互交流、觀摩,也可在各室間或各間和控制室間通過錄播系統(tǒng)進行雙向交流。⑤遠程指導評價:運用計算機網(wǎng)絡技術,指導老師、學生即可以實現(xiàn)遠程的視頻、音頻傳輸,遠程的評價人員可在異地實現(xiàn)評價。用人單位在異地也可以通過網(wǎng)絡進入學校人才資料庫,遠程了解所需人才的在校表現(xiàn)及綜合素質,同時還可了解所需人才的成長過程情況,有助于全面了解所需人才。
4)集成服務模塊。集成服務模塊為微格系統(tǒng)與數(shù)字化校園中其他相關系統(tǒng)提供了統(tǒng)一的集成服務,與教務管理系統(tǒng)集成,可以統(tǒng)一完善微格教室的使用管理、學籍管理等;與校園一卡通系統(tǒng)的集成,可以完善和簡化身份識別及權限管理;與網(wǎng)絡中控系統(tǒng)的集成可以簡化微格設備的控制。
5)微格教學過程管理模塊。微格教學過程管理模塊支持微格教學過程的管理,包括微格教學任務的、作業(yè)、考核評價、成果展現(xiàn)、統(tǒng)計分析、獎懲等,形成相關師生的電子教學檔案和電子學習檔案。針對多媒體并發(fā)用戶多、資源文件大、格式多樣等特性,系統(tǒng)提供了專業(yè)而強大的處理,實現(xiàn)多媒體視頻流式播放,在學習視頻的時候可隨意拖動進度條。系統(tǒng)模擬客戶端界面,實時展現(xiàn)當前進度百分比、上傳速度、剩余時間等信息,讓用戶時刻掌握上傳進度,防止大文件上傳出現(xiàn)“沒有響應”的情況。系統(tǒng)還可根據(jù)用戶的需要,自動在后臺轉換多媒體文件格式。
6)運維支持模塊。運維支持模塊主要包括微格教室管理及物資設備管理,可以支持客戶更好地開展日常工作。提供單點登錄解決方案,與錄播系統(tǒng)、網(wǎng)絡中控系統(tǒng)、教務系統(tǒng)、一卡通系統(tǒng)無縫集成。角色可自定義,權限靈活分配。智能化的密碼管理,保障安全性的同時,降低管理員的勞動強度。用戶丟失密碼后只需輸入用戶名即可獲得系統(tǒng)自動生成的激活郵件,并將其發(fā)送到注冊郵箱,通過激活郵件用戶即可修改密碼。
網(wǎng)絡服務層 網(wǎng)絡服務層是系統(tǒng)與微格網(wǎng)絡教學的底層支撐,它與網(wǎng)絡存儲、網(wǎng)絡監(jiān)控運維、微格教學采集設備、錄播系統(tǒng)等基礎支撐環(huán)境緊密結合,并可實現(xiàn)跨域的管理。智能化數(shù)字微格教學信息管理系統(tǒng)采用B/S三層體系架構,功能強大,使用方便,配置靈活,擴展方便。系統(tǒng)實現(xiàn)了高端的多媒體網(wǎng)絡資源跨域管理和傳輸,為滿足視頻點播對帶寬和空間的高要求,最大限度地緩解視頻服務器和網(wǎng)絡的負載,實現(xiàn)了微格資源網(wǎng)絡存儲與平臺數(shù)據(jù)庫的剝離。系統(tǒng)打破B/S傳統(tǒng)的單線程架構,采用多線程異步調用技術,在執(zhí)行某項操作的同時,系統(tǒng)可創(chuàng)建新的線程流來并發(fā)完成另一項相關操作,操作之間互不干擾,極大提高了執(zhí)行效率。系統(tǒng)全部采用存儲過程、觸發(fā)器來執(zhí)行數(shù)據(jù)操作,提高響應速度,采用事務回滾機制徹底保證數(shù)據(jù)的完整性。系統(tǒng)還采用了Cache高速緩存機制,將常用信息暫存于內存中,實現(xiàn)快速讀取,最大限度地降低來回訪問的字節(jié)消耗,速度最快,對網(wǎng)絡資源消耗最少[4]。
4 智能化數(shù)字微格教學信息管理系統(tǒng)的教學流程設計
智能化數(shù)字微格教學信息管理系統(tǒng)是以教學技能訓練為中心,綜合發(fā)展學生教學實踐能力、教學評價能力和教學反思能力,集教學、訓練、評價、檢測、研究等功能為一體的網(wǎng)絡智能教學訓練系統(tǒng)。它能夠科學設計教學訓練流程,實現(xiàn)訓練過程自動化;針對訓練中各環(huán)節(jié)需要解決的問題,全面支撐教學訓練整個過程;能夠對不同的教學應用場景,選擇有針對性的、客觀的、全方位立體的評價體系,實現(xiàn)與錄播系統(tǒng)無縫結合。系統(tǒng)的微格教學流程如圖2所示。
系統(tǒng)內置微格教學網(wǎng)絡評課功能,可以對訓練者進行全方位的評估、打分,完成教學技能評測,也可在網(wǎng)絡上異地評估,同時自動生成評估報表,并可及時打印??蓭椭鷰熒治鲈谀呈谡n技能方面存在的缺點,從點到面細節(jié)地進行評估,了解師生每次上課進步的幅度。系統(tǒng)還支持專業(yè)的教學技能分類評價,對教師進行評估的內容,嚴格按照微格教學標準來制定,主要有導入技能、語言技能、提問技能等10項評估標準,10項標準根據(jù)權值定為優(yōu)、良、差三等級,然后系統(tǒng)自動統(tǒng)計進行數(shù)字分析,產(chǎn)生評估值,對教學結果進行準確的記錄和合理評估,從而促進不斷地完善教案和提高教學水平與教學效率。系統(tǒng)支持各種類型的微格教學評價反饋:既可實時評價,又可課后評價;既支持本地評價,又支持遠程評價;既支持單個教師的評價,又支持多用戶網(wǎng)絡并發(fā)評價。微格教學流程充分利用現(xiàn)代網(wǎng)絡技術來突破空間限制,采用科學的評價體系,客觀地對訓練情況進行質性或量化評價[5]。課程訓練過程中產(chǎn)生的視頻案例、教學設計、評價反思等可以系統(tǒng)地形成訓練結果,可提供對學生能力進行客觀檢測的材料。整個訓練課程系統(tǒng)、連貫,教師可持續(xù)地指導和幫助,訓練結束后可記錄學生自己的反思,有規(guī)范的記錄系統(tǒng),學生參與程度高,訓練規(guī)模大。
5 結束語
智能化數(shù)字微格教學信息管理系統(tǒng)能夠有效解決當前微格教學訓練模式的不足,為師范生提供教學示范和優(yōu)秀課例,實現(xiàn)實時和非實時的視頻點播,不受時間、地點的限制,為訓練者提供及時全面的反饋,充分發(fā)揮師范生自主學習、相互評價的優(yōu)勢,在微格教學中體現(xiàn)了學生主體認知建構的思想理念。同時也方便了教師對學生的及時指導,擴大教師與學生之間、學生與學生之間的交流與協(xié)作,增強了教學技能訓練的效果,實現(xiàn)微格教學智能化管理,提高了微格教學實驗室的利用率。
參考文獻
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關鍵詞:物聯(lián)網(wǎng) 城市交通管理智能交通管理系統(tǒng) RFID 技術
物聯(lián)網(wǎng)智能交通系統(tǒng)
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0 引言
交通是城市的命脈,是城市的基本功能之一。交通對城市拓展、經(jīng)濟增長和社會進步起到了決定性的作用,快速、便捷、舒適、高效的城市交通系統(tǒng),是增強城市綜合競爭力的重要因素,是提高廣大市民生活質量的迫切需要,也是城市交通管理者追求的目標。隨著經(jīng)濟的發(fā)展,城市車輛日益增多,城市交通問題日益嚴重,現(xiàn)有的交通管理系統(tǒng)已不能滿足城市發(fā)展的客觀要求,則就迫切需要采用新的管理方法和科技手段提高城市交通管理智能化水平。而物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)為實現(xiàn)這一目標提供了契機。物聯(lián)網(wǎng)技術可以夯實交通管理科技基礎,全面提升交通管理智能化水平,提高交通管理效率。
1物聯(lián)網(wǎng)概述
1.1 物聯(lián)網(wǎng)概念
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)是指“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”,即把所有物品通過射頻識別等信息傳感設備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,實現(xiàn)智能化識別和可管理的網(wǎng)絡。它有兩層含義: 第一,物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎仍然是互聯(lián)網(wǎng),是在互聯(lián)網(wǎng)基礎之上延伸和擴展的一種網(wǎng)絡; 第二,其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間的信息交換和通信。從技術角度理解,物聯(lián)網(wǎng)是通過射頻識別( RFID) 裝置、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接起來進行信息交換和通信,以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡[1]。
1.2 物聯(lián)網(wǎng)體系架構
物聯(lián)網(wǎng)在體系結構上可分為感知、網(wǎng)絡和服務應用3 個層次。感知層包括二維碼標簽和識讀器、RFID標簽和讀寫器、攝像頭、GPS、傳感器、終端、傳感器網(wǎng)絡等,主要是實現(xiàn)實體的信息獲取,即通過各種傳感設備采集實體信息; 網(wǎng)絡層包括通信與互聯(lián)網(wǎng)的融合網(wǎng)絡、網(wǎng)絡管理中心、信息中心和智能處理中心等,主要完成信息的傳遞、融合和處理,將采集到的數(shù)據(jù)通過通信網(wǎng)絡傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng); 服務應用層主要是與行業(yè)需求相結合,實現(xiàn)廣泛的智能化[2]。
1.3 RFID 概述
RFID技術是一種利用射頻通信實現(xiàn)的非接觸式自動識別技術, 其特點為:非接觸式雙向通信,具有定位,長期跟蹤管理及可全天候信息采集等優(yōu)點,且受環(huán)境影響較少。RFID技術與互聯(lián)網(wǎng)、通訊等技術相結合,可實現(xiàn)全球范圍內的物品跟蹤與信息共享。RFID是一種利用電子標簽進行數(shù)據(jù)采集的信息識別系統(tǒng),RFID一般由3部分組成: RFID閱讀器,電子標簽( RFID卡) 和天線,電子標簽是RFID系統(tǒng)的數(shù)據(jù)載體,其一般安裝在機動車擋風玻璃或機動車車牌上,天線用于射頻信號的發(fā)射和接收。
RFID工作原理[3]為: 當裝有RFID電子標簽的機動車駛入 RFID閱讀器所發(fā)射的頻域范圍內時,由RFID閱讀器發(fā)出的信息通過天線發(fā)送加密數(shù)據(jù)載波給電子標簽,電子標簽的發(fā)射天線工作區(qū)域被激活; 同時電子標簽將加密的載有目標識別碼的高頻加密載波信號采用某種調制方式經(jīng)卡內高頻發(fā)射模塊發(fā)射出去,從而將電子標簽本身所攜帶的信息傳送到RFID閱讀器,閱讀器接收并解碼,并提取出可用的識別碼再傳送到后臺進行處理,完成預先設定的功能。RFID 工作原理如圖1所示:
圖1 RFID 工作原理
Figure 1 Working principle of the RFID
2城市交通管理
2.1 我國目前的城市交通管理現(xiàn)狀
改革開放20年,城市公共交通隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展,得以相應的發(fā)展,城市居民的出行逐步改善。但長期以來,城市公共交通沒有明確的發(fā)展政策,一定程度上影響和制約了經(jīng)濟發(fā)展。中國作為一個經(jīng)濟持續(xù)高速增長的發(fā)展中國家,城市公共交通的定位,是一個值得認真研究的問題。進入80年代以來,我國城市的經(jīng)濟貿易和社會活動日益繁忙,城市交通發(fā)生了前所未有的迅速增長,傳統(tǒng)的道路交通設施已經(jīng)不能適應現(xiàn)代社會的需要。當前,我國城市特別是大城市的交通問題極其嚴重,如果不能得到有效解決和根本治理,必將對我國經(jīng)濟的持續(xù)、快速、健康發(fā)展構成嚴重威脅。
這些問題首先表現(xiàn)在交通的規(guī)劃設計上,規(guī)劃設計不合理,導致實際的交通運行能力難以達到設計的期望水準;缺乏整體的交通發(fā)展戰(zhàn)略,城市交通建設是一項系統(tǒng)工程,既要研究交通需求和供應的平衡,還要考慮土地和財力的可能,是一項決策性很強的工作;運營管理有待改善,交通管理技術水平低下,當然這也是地理和歷史因素的綜合影響;相關的指標和評價體系不完善,不能很好的預測和評估交通管理質量的高低。
2.2 智能交通管理系統(tǒng)
智能交通管理系統(tǒng)(Intelligent Transportation Management System,ITMS)是面向道路交通管理部門的先進的交通控制、交通管理和交通決策系統(tǒng),通過先進的交通信息采集技術、數(shù)據(jù)通信傳輸技術、電子控制技術和計算機處理技術等,把采集到的各種道路交通信息和各種交通服務信息傳輸?shù)浇煌刂浦行?,交通控制中心對交通信息采集系統(tǒng)所獲得的實時交通信息進行分析、處理,并利用交通控制管理優(yōu)化模型進行交通控制策略、交通組織管理措施的優(yōu)化,交通信息分析、處理和優(yōu)化后的交通控制方案和交通服務信息等內容通過數(shù)據(jù)通信傳輸設備分別傳輸給各種交通控制設備和交通系統(tǒng)的各類用戶,以實現(xiàn)對道路交通的優(yōu)化控制,為各類用戶提供全面的交通信息服務[4]。
通過智能交通管理系統(tǒng)的建設,交通管理者們可以利用多媒體技術、網(wǎng)絡技術、衛(wèi)星定位技術等現(xiàn)代化的管理手段,實時、準確、全面地掌握當前交通狀況,預測交通流動向,制定合理的交通誘導方案,實現(xiàn)快速反應,準確、及時地處理交通突發(fā)事件,提前消除交通隱患。增強城市交通管理部門對城市交通的管控能力,改變城市交通管理的科學化、現(xiàn)代化水平,城市交通系統(tǒng)的整體性能將得到根本改善。但是,由于ITMS建設工作多由各地公安交通管理部門自行開展,缺乏統(tǒng)一指導和技術標準,存在建設水平參差不齊、盲目發(fā)展和重復投資等問題,亟需改善和提高其建設水平。
3 物聯(lián)網(wǎng)技術在城市交通管理的應用
以信息技術應用為代表的物聯(lián)網(wǎng)技術在城市交通管理中的應用不僅是可行的,而且是大有廣闊前景的,這是因為首先信息系統(tǒng)與物理系統(tǒng)是融合的,而不是分立、分割和分別運行的,信息虛擬世界與物理實體世界是聯(lián)通的,互反饋的,人類完全獲得了通過“虛擬世界”來全面感知并智慧(理智)地操控物理世界的能力,從而也使人類開始創(chuàng)造出了一個支撐其與自然和諧共處并可持續(xù)繁榮昌盛地創(chuàng)造財富的新體系。