时间:2023-04-03 09:47:19
导语:在工业工程毕业论文的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
在经过10多年的工作实践后,能够重新踏入学校的大门,较为系统的学习安全工程知识,对我来说,实在是难得的机会。在两年多的学习过程中,既得到了良师的教诲,又得到了同学和益友的启发,使我受益良多。
在这篇论文的写作过程中,我的导师***教授给予了我很大的帮助,本论文能够顺利完成,离不开导师的悉心指导和严格要求,导师渊博的专业知识,严谨的治学态度,精益求精的工作作风,诲人不倦的高尚师德,严以律己、宽以待人的崇高风范,朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远,不仅使我树立了自己的学术目标、掌握了基本的研究方法,还使我明白了许多待人接物与为人处世的道理。本论文从选题到完成,每一步都是在导师的指导下完成的,倾注了导师大量的心血。在此,谨向导师表示崇高的敬意和衷心的感谢!
此外,本文研究工作还得到了安徽省消防总队**高工、中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室***博士、**博士、***硕士的热情帮助,他们在专业领域的通晓给了我极大的帮助,在此向他们表示真诚的谢意!
我还也要感谢学校所有辛苦工作、为我们精心安排每次学习与活动的老师们,感谢他们给予我学业上无私的教诲和生活上亲切的关怀!
同时,尤其感谢多年来一直给予我鼎力支持和无私奉献的父母以及默默支持和照顾我学业和生活的妻子,没有他们的付出与牺牲,我的课题研究就谈不上顺利完成,再次真心地感谢和祝福他们!
毕业设计是要求学生综合运用大学期间所学的各种基础知识和专业知识,解决工程中遇到的实际问题的一个重要的实践教学环节,是将理论知识和工程实践相结合的重要平台,是培养应用技术型人才的重要手段,是衡量本科教学质量的重要标志之一。但由于地方高校起点低、底子薄,毕业设计工作存在着诸多的问题,影响毕业设计质量。
1.1毕业设计选题局限性
选题的深度不够,与工程实际脱节。地方高校土木工程学院多数没有充足的校外实践教学基地,多数课题都是由指导教师布置,缺少实际的工程背景及资料,涉及到的实际工程问题少,基本上都属于假题假作类型,有些题目沿用多年,滞后于建筑行业的发展,使得设计题目没有新意,跟不上时展。
1.2学校投入不足,师资力量薄弱
如何在高校持续扩招的情况下,不降低毕业设计质量,已是高等教育必须正视和解决的问题。随着近几年高校的扩招,学生人数越来越多,但专业绘图教室及专业机房配套跟不上,学生做设计只能在宿舍完成;另外教师人数增加有限,每位毕业设计指导教师所指导的学生人数过多,同时指导教师还担任其他课程教学任务和科研任务,使指导教师用于毕业设计的精力有限,每位学生的指导时间有限,指导不到位。
1.3就业压力增大,学生重视不够,时间投入少
根据培养计划,毕业设计大多安排在第八学期,随着就业压力的逐年增大,第八学期大部分学生都忙于奔波在各大招聘会之间,真正静下心用于做设计的时间很少。有些学生在前期基本上不做任何工作,到最后,随便在网上找个相关内容复制粘贴,存在严重的抄袭现象,毕业设计的作用一点没有实现,学生也学不到任何东西。
1.4评价体系不完善
部分高校管理体制不完善,没有系统的毕业设计质量监控体系,成绩评定时随意性强,对一些不合格的设计不能严格要求。这样也给学生造成了不良影响,认为毕业设计没有不合格的,致使毕业设计质量逐年下降。
2地方应用技术型高校土木工程专业本科毕业设计模式
针对毕业设计中存在的诸多问题,结合该校应用技术型本科的发展定位,探求结合毕业生就业方向,采用团队合作、分阶段进行的毕业设计模式,提高毕业设计质量,使学生能真正在最后一个综合实践教学环节中得到锻炼,实现从学校到工作角色的顺利转变。根据土木工程专业学生毕业去向分析,约70%同学在施工单位就业,其余是选择考研,继续深造,越占20%左右,剩余10%会去其他的一些方向,包括设计院所、业主单位、监理单位、检测单位等与土木工程专业相关的单位。根据上述土木工程专业学生毕业去向的统计分析,将学生的毕业设计对应的选题方向分为两种类型:科学研究型、工程实践型。针对不同的毕业设计选题类型,提出适合每种类型的学生选题建议:科学研究型适合已经考取研究生的学生,工程实践型适合毕业后从事施工方向的学生及其它就业方向的学生。目前,土木工程专业毕业设计安排在第七学期末至第八学期,基本是集中14周左右的时间,按照以下步骤进行:制定毕业设计任务书、收集和整理相关资料、与选题有关的中、英文文献查阅与综述、确定设计方案、理论计算和分析、经济评价、图纸绘制和说明书编写、论文评阅和答辩。这整个过程是一个多学科知识综合运用的过程,各学科在不同阶段各有侧重。因此,可以采用团队协作学习,即学生以小组形式参与,小组成员之间相互依赖、相互沟通,相互合作、共同负责地学习,进而完成或达到共同目标的一种学习模式。结合该校师资力量现状,进行毕业设计指导时,采用团队协作模式,结合指导教师专业,实行毕业设计联合指导组,每一组都配备一名有工程经验的建筑学指导老师和一名结构专业指导老师,另外还可以根据条件配备一名建筑经济与管理专业的指导老师。这样毕业设计指导相对较全面,各专业都全过程参与指导,根据进度及设计内容分阶段负责,有助于提高毕业设计质量。学生分组时结合毕业去向,每组成员均有去施工单位的学生和继续读研究生的学生组成,每位同学侧重点不同,充分利用读研学生扎实的理论基础,结合准备做施工的同学了解的施工知识,相互配合,共同协作,高质量的完成毕业设计。在毕业设计的内容安排上,将毕业设计分为两个部分:第一部分为建筑物的基本设计,主要考查学生对大学所学知识的综合应用能力,侧重大学所学专业知识的综合应用,这一部分内容各种类型学生都要完成。第一部分任务完成后经指导老师确认方案可行后方可进入第二阶段设计。第二部分为针对毕业去向的知识储备和技能训练,针对两个选题方向分别制定不同的完成内容:工程实践型的完成施工组织设计和工程概预算;科学研究型针对未来实际工程开展专题设计或专题研究。在成绩评定阶段,学生毕业设计成绩由指导教师评定成绩(50%)、评阅教师评定成绩(20%)、答辩成绩(30%)三部分组成,同时指导教师和评阅教师不参加自己学生的答辩,使成绩尽可能真实的反映毕业设计质量和水平。
3结语
(一)学生选做大跨空间结构毕业设计的积极性不够由于大跨空间结构毕业设计课题开设时间较短,学生对此课题难易程度的认识有偏差,在毕业设计选题阶段,学生更易于选择常规的混凝土框架结构和框剪结构毕业设计课题。为提高学生选做大跨空间结构毕业设计的积极性,对多届毕业生进行了深入的调查分析,现总结出学生不愿选做大跨空间结构毕业设计的主要原因如下:(1)与传统的混凝土框架结构和框剪结构相比,学生直观地认为大跨空间结构的建筑造型新颖、奇特,但其结构形式复杂、多样,简化力学分析模型困难,结构受力分析难度大,难以应用所学知识顺利完成此类型的毕业设计。(2)由于大跨空间结构的钢屋盖需应用有限元设计软件进行受力分析,此部分工作量难以在计算书和图纸中反映出来,学生担心最终计算书没有完全反映出自己的工作量,影响最终答辩成绩。(3)部分学生认为大跨空间结构毕业设计的主要工作是应用有限元软件进行钢屋盖设计,而钢结构和混凝土结构的基础理论知识没有得到有效训练。(4)学生认为大跨空间结构在实际工程中的应用较少,对以后工程实践帮助不大。
(二)题目设置不当,难度及工作量过大或过小为使毕业设计选题与目前建筑业的发展趋势结合,学院鼓励毕业设计题目直接来源于设计院的工程实际,拿来“真题真做”。但是大跨空间结构类型的工程实践一般为奥运场馆、大型会展中心、剧院、机场航站楼等大型复杂建筑工程,若直接“真题真做”,作为本科生的毕业设计题目其难度及工作量过大。因此,实际的大跨空间结构毕业设计没有从设计院拿来就“真题真做”,而是选择性地删掉一些设计内容,在此过程中若控制不当,将导致此类毕业设计题目的难度及工作量过大或过小。目前,大跨空间结构毕业设计内容多为大跨度钢屋盖的设计,结构形式为网架或网壳,主要设计内容包括建筑选型、结构选型、屋盖(网架或网壳)构件设计、焊接空心球节点或螺栓球节点设计、支座节点设计。这类大跨空间结构毕业设计题目内容新、实践应用广、实用价值高,但是局限于结构设计、知识结构考察不够全面、系统综合性不强,且主要计算工作应用工程设计软件完成,工作量难以在计算书和图纸中反映出来。实际中,另一类大跨空间结构毕业设计删掉的设计内容较少,接近于“真题真做”,但学生普遍反映此类毕业设计的难度和工作量过大。通过调查分析,得知:(1)由于大跨空间结构的建筑造型新颖、奇特,学生在建筑选型时耗费大量时间,且后期结构设计方案很难满足前期选择的建筑造型,因此,学生返工现象较为普遍,增大了毕业设计的工作量。(2)为满足大跨空间结构建筑要求,学生偏向选用玻璃幕墙体系作为维护结构,但是学生对玻璃幕墙及其支撑钢结构体系的设计较为陌生,此部分设计难度较大。(3)由于大跨空间结构的受力体系较为复杂,学生很难简化出合理的力学分析模型。(4)学生普遍认为钢柱脚的设计难度较大,尤其是对底板上加劲肋的计算方法理解困难。
(三)参考资料缺乏,学生自主查阅资料能力有限由于大跨空间结构毕业设计题目是近几年新增的毕业设计题目,往届学生的毕业设计成果相对较少。目前,学校图书馆及网络资源中关于框架结构和框剪结构毕业设计的相关资料较多,而大跨空间结构毕业设计的参考资料匮乏。学院图书馆的规范及标准图更新速度太慢,尽管学院加大了对图书和资料的投入力度,但学生在毕业设计时总觉得可利用的设计规范及设计手册较少,尤其是最近两三年刚颁布的规范和规程。大跨空间结构设计不能局限于有限的教科书内容,需要学生自主查阅各种现行的建筑结构设计规范、设计手册、标准图集及其他工具书等。在毕业设计过程中遇到问题,学生首先想到询问指导教师某个系数的取值,而不是系统地查阅相关规范条例的具体内容,也不深究其使用条件、使用范围是否满足设计题目的要求。在标准构件的选型上更是不问出处,拿来就用。大跨空间钢结构的构造节点较多,其节点形式要和结构体系的计算模型相一致,学生在这方面的结合能力也较差。
(四)学生软件应用能力欠缺为提高学生的动手能力和计算机操作能力,学院提倡学生在手算基础上利用计算软件进行电算,鼓励学生利用C语言或FORTRAN语言对部分计算进行编程,在计算中采用表格Excel进行重复计算以简化计算过程。但从了解的情况看,学生平时虽有接触常用的办公软件MicrosoftOffice、绘图软件AutoCAD、工程设计软件3D3S等,但是没有经过实际锻炼,学生掌握得并不理想。很多学生把Office简单认为就是打字,而Word中的排版、长文档处理、公式符号输入等都不熟悉,对Office中其他几个软件的了解更少。工程设计软件采用的基本假定和计算方法与手算的基本假定和计算方法有所不同,但学生对此理解并不深刻。
(五)指导教师缺乏实际工程经验大跨空间结构毕业设计的指导工作要求教师具有丰富的工程实践经验,以指导学生结构选型、屋盖(网架或网壳)构件设计、焊接空心球节点或螺栓球节点设计、支座节点设计等工作。由于大跨空间构的屋盖结构形态呈三维状态,在荷载作用下具有三维受力特性,且构件呈空间工作状态,在屋盖结构计算部分需应用工程设计软件(如3D3S软件)。因此,大跨空间结构毕业设计还要求指导教师具有熟练应用工程设计软件的能力。但是近年来高校不断扩招并扩大教师队伍,许多硕士、博士从学校毕业就直接进入了一线教学岗位,没有经过工程实践锻炼和系统的岗前培训,许多青年教师因缺少毕业设计的指导经验和工程实践经验,在大跨空间结构毕业设计的题目设置、难度及工作量的控制方面都存在较大不足,直接影响了毕业设计的质量。(六)研究生复试、找工作等占用毕业设计时间毕业设计是大学生的最后一个教学环节,受到研究生复试或找工作的影响较为严重。部分优秀学生虽然重视,但精力有限,尤其是达到研究生复试分数线的学生,整日忙于面试、调剂等事情。部分学习认真成绩良好的学生,到5月份才开始应付毕业设计,导致毕业设计毫无思路,且不熟悉办公软件、绘图软件、工程设计软件,严重影响毕业设计质量。毕业设计期间,有些学生为了参加求职面试、公务员考试等,频繁往返与学校、家和各用人单位。因此,学生的毕业设计成果不可能做到尽善尽美,就不得不罗列的大量数据,绘制不算规范的设计图纸,计算书表达也不够完全和规范,毕业设计的质量无法保证。
二、大跨空间结构毕业设计的改进措施
(一)大跨空间结构理论教学方面为提高大跨空间结构毕业设计质量,学院现已开设《空间结构》等相关课程,但课时有限,因此要求指导教师应深入研究教学大纲,熟悉培养目标,精选教学内容,制定合理的教学计划。在理论教学过程中,一边进行理论知识学习,同时还要安排学生参观典型的大跨空间结构,实地讲解钢屋架(网架或网壳)、钢柱、钢梁、钢支撑以及节点、柱脚、预埋件的连接构造形式,使学生对大跨空间结构的结构体系、构件类型、受力特征、截面形式、尺寸、材料等有进一步理解,对钢结构有更深入的了解,提高学生学习的积极性,从而提高大跨空间结构的教学质量。
(二)合理设置题目的难度及工作量为了保证大跨空间结构毕业设计的质量,要求设置的题目应该是内容新颖、知识结构全面、工作任务圆满、系统综合性强、实践应用广、实用价值高。实践证明,所有学生从接触此类题目的任务书开始便目的明确、兴趣浓厚、主动积极,为高质量完成毕业设计打下良好基础。经过不懈探索,实践出适合土木工程专业大跨空间结构毕业设计题目,此类毕业设计的结构体系如图1所示,结构设计主要包括以下几个方面:(1)大跨度钢屋盖的设计,结构形式为网架或网壳,主要设计内容包括网架或网壳结构选型、构件设计、焊接空心球节点或螺栓球节点设计、支座节点设计。此部分设计工作主要应用工程设计软件完成,并辅以相应的手算校核,包括钢构件强度及稳定验算、螺栓球节点和支座节点设计复核。(2)钢刚架的设计,此部分设计以手算为主,包括钢柱、钢梁、柱脚、梁柱节点设计。(3)混凝土框架设计。实际大跨空间结构下部多设置两、三层的框架结构作为办公区域,框架顶部设置钢柱支撑上部网架、网壳结构,既能满足建筑功能,又能节省建筑成本。此部分设计以手算为主,包括框架梁、框架柱、楼板、楼梯、基础、雨篷、预埋件设计。
(三)加强毕业设计资料库的建设高校普遍存在设计资料陈旧和数量不足的现象,尤其是大跨空间结构方面的设计资料更少。学校应增加投入力度,尽快更新规范和规程及标准图集。随着科技进步和网络普及,资料库的建设也应跟上时代的发展,可以尝试在校园内建立一个毕业设计网站,收录各种类型的毕业设计实例,建筑设计、施工及验收规范,结构计算手册和构造图集等。此毕业设计网站可实现网络资源共享,信息更新速度快,查阅方式比传统方式便捷。
(四)完善指导教师分组制度根据专业方向、新老教师搭配、自愿组合等原则,建立毕业设计指导教师小组,每组推荐一位经验丰富的老教师作为小组负责人。小组负责人组织本组成员对年轻教师进行岗位培训,拓宽年轻教师的思路,提高其指导水平,适时地邀请一些经验丰富、德高望重的专家举行讲座。定期考核年轻指导教师的教学实践能力,建立长期有效的监督处理机制。
(五)强化过程管理,培养学生独立解决问题的能力毕业设计的效果、质量与指导教师采取的管理、指导密切相关。指导教师应定期检查学生毕业设计的进度和质量,特别要做好开题报告、中期进度检查和答辩前的检查工作。在毕业设计指导过程中,指导教师要启发学生的思路,采取讨论式、探讨式的教学方法。当学生面对问题时,提倡学生自己查阅资料,自己解决问题,并鼓励学生在毕业设计中运用新技术、新材料,进行多种结构方案的比较,建立优化设计的概念,培养学生自我发展能力,为走向社会打下坚实的基础。
三、结语
随着计算机技术的蓬勃发展和广泛应用,计算机辅助教学管理也日趋普及。计算机辅助高等教育评估是其中一个比较新的分支,它的出现不仅改善了教育评估方式,而且有力地促进了传统教育评估方法向高效率、高质量和更加准确可靠的方向转变,促进了教育评估系统的改革,推动了教育评估方法的更新。教育评估是高等教育活动中一个非常重要的方面。而建筑工程专业毕业设计(论文)工作则是本科生培养中一个至关重要的环节,做好本科生毕业设计(论文)评估工作,有助于改进建筑工程专业本科生的培养。遗憾的是,多年来对本科生毕业设计(论文)评估工作普遍重视不够,或者虽然重视,却仅仅停留在定性评价的阶段,缺乏准确可靠的评价标准,所有这些都不同程度地影响了本科生毕业设计(论文)工作的质量。在这种情况下,将计算机引人本科生毕业设计(论文)评估活动中来,可以大大改善这种状况。计算机具有存储量大、可连续工作等特点,而且利用计算机处理评估材料,获得评估结果,具有速度快、效率高、结果可靠的特点,只要指标体系建立合理,计算机能不受任何人为因素的干扰,提供给教学管理人员实事求是的结果,成为他们工作中得力的助手。为此,我们开发研制了建筑工程专业毕业设计(论文)计算机辅助评估预测系统(以下简称评估预测系统)。
二、评估预测系统的开发研制
(一)基本原理与方法
如何实现评估过程从定性到定量的转变,是开发研制该系统的关键所在。我们依据高等教育评估的原理,采用模糊综合评价的基本原理和方法,给出了建筑工程专业毕业设计(论文)评估的量化模型,具体步骤如下:
1.建立毕业设计(论文)评估指标体系。一级指标分为教师、学生、选题、客观条件四个方面。各方面再细分则为二级指标,如:教师方面分为准备工作、课堂讲授、出勤率、答疑情况、教学方式、教师职称等六个方面;学生方面分为学习态度、平时成绩、计算书完成情况、图纸完成情况、创新情况、译文完成情况等六个方面;选题方面分为结构类型、课题新颖程度、计算机应用合理程度、题目性质、外文资料、创新性等六个方面;客观条件分为设计教室、绘图仪器及图板、机房及出图设施、每位教师指导学生人数等四个方面。
2. 设立评价等级V,V=1好(VI),较好(V2),—般(V3),较差(V4)|。
3. 构造单因素评判矩阵R,
其中,R中每一个元素rij表示第i个评价因素对第j个评价等级的隶属度。
4. 设立各评价因素权重集A,例:一级指标权重集八=(0_35,0.35,0.15,0_15),八的取值可根据经验,并依据以往各届毕业设计(论文)评估结果经反复试算确定。
5.计算综合评判矩阵
6.对各级指标体系重复步骤
7.计算测评结果
求得最终评判矩阵B该量化模型针对毕业生总体进行评估,评价毕业生的综合质量,改变了过去仅片面地对个人进行评估的状况。
(二)评估预测系统的计算机开发语言
系统采用流行的Windows人机交互式界面,力争做到界面友好,操作方便。根据本系统的特点和具体要求,我们选用了Windows环境下的VisualBasic5.0可视化编程语言开发本系统。VisualBasic5.0是微软公司开发的功能十分强大而又简单易用的可视化编程环境,编程速度快,界面质量高,是编写Windows应用程序的最佳选择。使用VisualBa¬sic语言开发本系统充分体现了本系统处理数据、信息快捷方便的特点。
(三)评估预测系统的总体结构
在Windows操作系统下安装本系统后,启动系统,进人主菜单,依据界面提示您就可以轻松完成评估工作,系统主框图如下:
三、评估预测系统的优点
1. 量化评估,提前预测,动态管理。该计算机辅助评估预测系统能够对毕业设计(论文)工作方案可能取得的效果进行预测。教学管理人员只要依据该系统的提示输人各项有关毕业设计(论文)工作方案的参数,系统随即能计算出毕业设计(论文)工作的成绩,从而对各项工作方案的结果作出预测。通过反复改变参数——计算成绩,教学管理人员就能够发现各种方案的优缺点,即哪一项安排对毕业设计(论文)工作是有利的,如果实施下去会取得好的工作效果;哪一项安排对毕业设计(论文)工作是不利的,实施下去必将导致毕业设计(论文)工作成绩下滑。这种预测如果安排在毕业设计(论文)工作开始之前,管理者就能有效地对毕业设计(论文)方案进行调整,从而获得满意的效果。我们将99届与往届的工作方案作了一下比较,发现由于老教授退休较多,本次毕业设计年轻教师比例上升,但年轻教师职称偏低,讲师居多,教授、副教授比例严重下降,用该系统初步预测发现毕业设计整体质量将要下滑。根据这个信息,系学术委员会马上采取措施,对年轻教师提出更高要求:指导教师中讲师一级必须具有硕士学历,且应有一定的工程实践经验,在课题选择及指导上必须具有较强的创新性,最后经系学术委员会严格审查后方可上岗。再用本系统预测后发现,毕业设计(论文)工作最终得分并未降低,反而稍有提高。目前,99届毕业设计(论文)工作已经结束,最终得分的确较98届有所提高,与系统预测结果吻合较好。
2. 有效监督,对症下药。毕业设计(论文)工作进行到中期时,系里为了加强对毕业设计(论文)工作的监督管理,一般要求安排一次中期检查。该检查能发现一些问题,但对这些问题造成的结果却很难预知。这样的话,发现缺点往往不能及时纠正,任其发展下去必将导致不良后果。这时,如果用该计算机辅助评估预测系统进行一下“中期评估”,各种问题可能导致的结果将一览无遗,且该系统会帮助教学管理人员清楚地发现各种导致毕业设计(论文)工作成绩偏低的原因,从而有针对性地,高效率地对缺点进行纠正,对优点给予肯定,保证毕业设计(论文)工作顺利进行,最终取得优异成绩。例如,99届某老师所带设计组,由于指导教师出勤率过低,中期检查时系统评估预测该设计小组成绩偏低,系领导马上对指导教师进行了批评教育。由于纠正及时,最终这个小组成绩达到了总体平均成绩。
3.总结校核,公平合理。毕业设计(论文)工作结束后,系里要对指导教师、学生的工作学习成绩进行评定。由于诸多非客观因素的影响,结果往往难以做到公平合理。此时借助该系统对毕业设计(论文)工作的成绩进行校核评估,可使毕业设计(论文)成绩评定1:作更加公平合理。该软件是“诚实的检查官”,只要输入的各项参数正确,系统将实事求是地予以评分,这就摒弃了人为因素的干扰。
1.工科本科生毕业设计教学受传统的教育思想的影响。
工科本科生毕业设计是理论与实践的结合,即由毕业实习与毕业设计(论文)两部分组成。由于我国高校长期受“知识传授型”固有教育观念的影响,一直沿袭闭门式的办学模式,没有树立起适应市场需求的办学理念。其次是没有设立固定的毕业实习基地,实践环节受到校企实践基地条件的限制,使得“知识传授型”的教学思想占了主导地位,认为高校主要是培养高层次、研究型的人才,而忽视了培养应用型的及能解决企业实际生产、运行中技术难题的工程人才。
2.本科生的主体作用发挥不主动。
工科本科生在校学习期间,对专业选择、课程选修、参与科研项目、科技大赛科研团队及实习基地选择等方面受到一定的限制。我校办学常规:学校是主体,给出安排,学生是客体,按部就班的做。特别是在毕业设计实践环节没有留给学生考虑自身发展、对专业学习提升及就业方向的自主选择。因此,在一定程度上影响了学生主体作用的发挥,影响了人才的培养兴趣。
3.教师的主动性发挥存在相对短视的行为。
毕业设计应参与专业相关的实际工程项目设计、科研项目。毕业设计题目可以是教师拟定的与专业相关的最新科研、设计项目的研究,也可以是学生感兴趣的内容。尽管高校教师都已认识到“产学研”合作项目教学的重要性,目前也有一部分教师已在实践,但要突破固有的执教理念和教学方式,在应用型人才培养上,一些教师或因条件有限不易尝试;或担心失败,在有限的时间内完成不了科技服务项目而要承担相应的经济法律责任。其结果使得教师很少主动地将“产学研”的合作理念和研究方法运用到毕业设计中去。这些人为因素扩大了毕业设计与实际工程项目结合的难度,也很难迅速地将“产学研”项目、校企合作等先进的理论与创新思维纳入到现有的毕业设计教学模式当中。
4.学校参与社会、企业合作的内在牵动力不足。
一方面双方没有充分利用现有的合作平台,目前高校普遍存在运行成本大、费用高、毕业生就业难的情况,学校要进行深入、大力度的体制改革,需要国家教育政策的支持,学校认为发展高等教育和培养人才所需的经费更多的是政府行为,自我发展少、风险意识较强。另一方面,由于我国不同的行业、不同的区域经济发展不平衡,许多产业仍然是劳动密集型,企业主动和学校合作培养人才积极性不高,企业参与度不够。而学校在教学任务饱满、科研任务重的情况下,提升高校服务社会的功能、谋求自身发展的主动性不强烈。
5.工程实践教育场所缺少。
“卓越工程师”培养目标———应用型工程师,要求在本专业方向有一定的实习经验,这就显现了教学型工科大学存在实践场地有限、资金匮乏等问题,大学生很难在校内拥有稳定的实习实践场所。
二、工科本科生毕业设计教学改革的思路和途径
1.教学改革的目标。
建筑环境与能源应用工程专业的任务是以建筑为主要对象,在充分利用自然能源的基础上,采用人工环境与能源利用工程技术去创造适合人类生活与工作的舒适、健康、节能、环保的建筑环境和满足产品生产与科学实验要求的工艺环境,以及特殊应用领域的人工环境。针对本专业的特征,在教学改革方面提出了实施工程教育、突出工程训练、培养工程意识与综合能力,为企业培养在工业一线生产工作、在工程技术应用领域具有特长的工程师和工程技术人员。
2.教学改革的思路。
以本专业教学改革目标为准绳进行了培养方案的修订,将七个学期的学分分配为:第一学期22学分、第二学期29.5学分、第三学期30学分、第四学期22.5学分、第五学期14学分、第六学期14学分、第七学期13学分、第八学期毕业实习与毕业设计。第七学期课程比较少,我们尝试在第七学期后半段进行毕业设计的开题工作,同时加快专业课程进度。在课程结束与毕业设计开始之前,进行两个月的毕业实习,让学生带着设计专题体验企业生产运行过程。通过参与多项工程类课题,让学生对企业目前工程环节的难题有一个初步的了解,利用所学的专业知识,学生可以确立自己的毕业设计研究方向。在第3~6学期也就是大二、大三阶段,学生可以参加教师工程类科研课题,承担基础科研任务,熟悉企业的管理、工艺环节,作为毕业设计的前期工作,完成部分毕业设计的重点章节。大四阶段,对毕业设计做最后设计方案的修改,完成毕业设计任务。这种教学日程安排,既增加了实践教学比例,着重强调学生毕业设计以工程实际应用为导向或与学科发展前沿紧密结合,让学生毕业设计能够尽量的贴近实际,并具有一定的深度和广度,同时也有利于教师对毕业设计的指导与质量监控。
3.教学改革的途径。
关键词:工程管理;毕业设计;全过程管理
毕业设计(论文)是对学生进行综合训练的重要阶段,安排适当的毕业设计(论文)能加深对所学知识的理解程度,有助于理论知识与工程实践的有机结合,提高根据实际问题的需要进一步学习、掌握并应用新知识的能力,为毕业参加工作或者进一步深造学习打下良好基础。但是目前工程管理专业毕业设计(论文)存在很多问题,如选题范围窄、重设计、轻论文,缺乏创新性,指导教师缺乏足够的工程实践经验,指导不到位,过程管理形式化,学生不重视等。基于毕业设计(论文)全过程管理的角度对上述问题从选题、指导、过程管理、答辩以及其他方面提出具体教改措施,以期提高毕业设计(论文)质量,更好地发挥毕业设计环节在人才培养中的作用。
一、毕业设计选题
毕业设计(论文)选题性质、难度、分量必须体现工程管理专业综合训练和培养目标的要求,选题应具有现实价值和理论意义。1.充分论证毕业设计(论文)选题。将毕业设计(论文)选题时间提前至毕业设计(论文)前一学期,各指导教师提出毕业设计(论文)的题目,上报教研室或系,须经教研室全体教师充分论证后再实施。2.拓宽毕业设计(论文)选题范围。在传统的工程管理专业毕业设计(论文)方向招标控制价、招标文件、投标文件商务标、施工组织设计的基础上结合往届毕业设计(论文)中存在的问题拓宽毕业设计(论文)选题范围,例如可行性研究、施工现场管理、施工组织设计细化以及BIM技术相关方向。此外,要求书写论文的同学结合在校教师的科研项目,保证论文的质量与创新。
二、毕业设计(论文)指导
在毕业设计(论文)指导过程中存在部分年轻指导教师理论水平较高,但缺乏足够工程实践经验,指导毕业设计力不从心,难以指导出质量高、创新性的毕业设计。针对这个问题,学校采取以下解决措施:指导教师根据自己擅长领域选择毕设指导方向,学生根据第七学期专业实践方向进行选题;针对部分教师毕业设计指导经验不足以及相关实践技能缺乏等问题,鼓励教师到企业挂职锻炼,组织校内指导经验丰富的教师、实践经验丰富的企业人员对教师进行培训,提高毕设质量以及毕设实践性。
三、毕业设计(论文)过程管理
在往届毕业设计(论文)指导中存在部分学生以就业、公务员考试等各种理由应付指导教师检查,拖延完成毕业设计的情况,过程管理流于形式化。为了增强学生对毕业设计(论文)的重视晨读,可适当加大平时成绩比例,针对平时成绩制定详细的阶段性考核方案。阶段性考核方案要求指导教师在毕业设计指导期间下发每周进度要求,学生按时提交周进度文件,指导教师认真进行检查并从进度、内容以及出勤三方面给定每周的平时成绩,最后汇总的平时成绩与毕业设计最终成绩挂钩。平时成绩较低的同学必须返校参加中期答辩,提高学生对毕业设计的重视程度,以确保毕业设计质量。
四、毕业设计(论文)书写规范
尽管学校制订了专门的毕业设计(论文)书写规范要求,但由于学生对办公软件的掌握不够熟练,在毕业设计(论文)答辩前后,指导教师在说明书格式检查方面会花费大量精力,进行重复性检查工作。鉴于这种情况,答辩前可召开毕业设计(论文)格式讲座会,会上对规范要求进行详细讲解,统一要求,给出样例,减少学生以及指导教师在规范要求方面的工作量。
五、毕业设计(论文)答辩
根据诸如基于BIM技术的建模以及应用等部分选题的需要,增加成果展示、汇报的答辩形式,邀请具有丰富实践经验的企业人员参加,对毕业设计相关问题进行指正,增强毕业设计的实践性。
六、毕业设计(论文)反馈
毕业设计(论文)的管理以及政策的制定不能盲目,在毕业设计(论文)结尾,根据教学改革措施的实施制定调查问卷,问卷范围应该涵盖选题方向、选题内容、教师指导、平时成绩考核、答辩等多方面存在的问题以及建议,实现对毕业设计(论文)的不断调整,提高毕业设计(论文)质量。
七、以比赛的形式促进毕业设计质量的提高及创新
以赛促质,组织学生参加各类高校BIM毕业设计大赛,既能调动学生的积极性,也能促进毕业设计与行业新形势相接轨。毕业设计来源于大赛成果,以比赛的形式促进毕业设计质量的提高及创新。以上提出的毕业设计(论文)教学改革措施在本校2017届工程管理(专业)毕业设计(论文)中实施,取得良好的效果,毕业设计(论文)质量有了明显提高。在调查问卷调查中,学生对上述教改措施给予了充分认可。在毕业生答辩中,企业专家对毕业设计(论文)成果给予高度评价。今后,我专业还会继续改革和完善毕业设计(论文)管理制度,注重实践性,为社会培养更多更优秀的人才。
参考文献:
造价和投资在国民经济发展中和社会经济活动中,有很多一致的地方,但不是一个等同的概念。从目的来看,搞好投资是为了使投下去的一定量的货币能保证回流,并实现增值;而搞好造价是为了使投资项目的工程价格水平控制在目标额度之内;从行为过程来看,投资的行为过程是资金投入+项目实施+项目控制+资金回收,造价的行为过程是造价确定(包括投资估算、设计概算、施工图预算)+过程控制+竣工决算。投资的行为过程比造价的行为过程更长。同是资金运作过程,造价是使货币资金转化为实现目标额度内的资产,而投资是使货币资金转化为资产,并通过资产的使用又使货币资金回流。
造价是投资的一个关键部分和主要内容,它包括建设工程从建设筹备到竣工验收所需费用的总和,它由建筑安装工程费、设备工具购置费、工程建设其他费用、预备费、建设期贷款利息、固定资产投资方向调节税和铺底流动资金等项组成。价格机制是造价管理的核心问题,也是投资宏观决策和提高项目投资效益的一个核心问题。要加强造价管理,提高投资效益,必须形成一个国家宏观调控下,以市场形成造价为主的价格机制。
传统的预算定额制度在计划经济体制下,对加强计划管理,减少投资浪费等方面起到了一定的积极作用。但随着社会主义市场经济的逐步建立和发展,现行预算定额制度与之越来越不相适应:定额中“量”和“价”没有分开,形成了“活市场”和“死单价”的矛盾,不能在市场中真实地、及时地、准确地反映建筑产品的造价;现行预算定额中综合程度较大,施工手段消耗部分统得较死,构成工程实体消耗部分是由设计决定的,而施工消耗部分,如脚手方案、垂直运输等内容应由施工企业在确保全面履行合同的前提下自行决定,现行定额中,把本应属于竞争的内容凝固化了,不利于施工企业发挥优势,竞争取胜;现行预算定额带有法定性质和强制性质,对预算定额直接费的取费标准,开发商和承包商都不得随意改变,还是计划定价为主;现行预算定额计价主要由直接费、间接费、独立费、利润和税金构成,除直接费外其余各项都以取费率的形式出现,取费固定化,不利于直观地反映各项工程内容的价格,并与国际报价方式差距也较大。
为了有利于投资宏观决策和提高项目的投资效益,必须把计划形成工程造价的价格机制,改为国家宏观调控下以市场形成工程造价为主的价格机制,也就是要在统一工程量计算规则和社会平均实物消耗量定额的基础上,遵循商品经济价格规律,建立以市场形成造价为主的价格机制:一是全面实现“量价分离”。把政府量价合一的预算定额制度,改为政府工程消耗量定额,单价随行就市,变目前指导价要大家执行改为市场信息价进行指导,从而使不断变化的价格同相对稳定的实物消耗量相分离;二是统一工程量计算规则。要逐步按照国际习惯,统一工程量名称、计量单位、计算规则、项目编号等,既有利于指导市场,又有利于同国际接轨;三是将工程实体消耗和非实体消耗(施工措施性消耗)相对分开。这有利于承包商发挥各自优势,竞争取胜;四是简化繁琐取费。现行定额中各子目的造价不能直接反映,必须重新计算取费后才能明了,各子目、各分项工程的造价与总价的关系模糊,简化取费后,各分项及子目的造价与总价的关系变得清晰,有利于投资控制活动和分包及设计变更部分的计价;五是保留政府对重要生产要素价格进行干预的权力。如对市场某种资源紧缺时实行最高限价,规定最低日工资水平和部分工种最高日工资限价等。
造价确定与投资控制贯穿项目建设全过程,而对项目投资影响最大的设计阶段。在建设项目的整个寿命期内,项目的初步设计基本上决定了建设项目的规模、结构形式、建筑标准和使用功能,形成了设计概算,确定了投资的最高限额。施工图设计完成后,编制出施工图预算,准确地计算出建设工程造价。因此,工程设计是影响和控制建设工程造价的关键环节和重要阶段。
长期以来,我们在工程造价管理中,普遍忽视设计阶段项目的投资控制,而往往把控制项目投资和工程造价的重点放在实施阶段,投入了大量的人力、物力去审查或计算建筑安装工程造价,很少考虑如何才能达到投入合理的资金,获得美观大方、功能齐全适用、经济合理的建筑产品。根据国内外有关的统计资料表明:初步设计阶段影响工程投资数额幅度的可能性为70—90%,在技术设计阶段(施工图设计)影响投资的可能性为30—75%;在施工阶段(实施阶段)的影响工程投资的可能性为5%—25%。或者具体地说,设计阶段影响工程投资的可能性为80%,而实施阶段影响投资的可能性,充其量不会超过20%,即通过各种措施降低成本最大限度不外乎为20%以下。一般情况下设计图纸一旦完成,“按图施工”就是施工企业必须履行的原则,施工企业无权随意变动图纸,也没有时间、精力及承担风险地去考虑优化设计。而我国普遍存在着设计部门比较保守,有的设计只图方便、凭经验而不作方案对比,甚至盲目追求安全度和设计收费,而至关重要的概预算控制则与设计院利益无关甚至违反,因此无从控制。
发射超宽带(UWB)信号最常用和最传统的方法是发射时域上很短的脉冲。这种传输技术称为“冲激无线电”(Impulse Radio,简写为IR)。信息数据符号对脉冲进行调制,其调制方式可以有多种。脉冲位置调制(PPM)和脉冲幅度调制(PAM)是最常用的两种调制方式。除了要对脉冲进行调制外,为了形成所产生的信号的频谱,还要用伪随机码或伪随机噪声(PN)对数据符号进行编码。一般是,编码后的数据符号引起脉冲在时间轴上的偏移,这就是所谓的跳时超宽带(TH-UWB,Time-Hopping UWB)。直接序列扩谱(DS-SS)就是编码后的数据符号对基本脉冲的幅度进行调制,这在冲激无线电(IR)中被称为直接序列超宽带(DS-UWB,Direct-Sequence UWB),这种调制方式似乎非常有吸引力[1]。
对于超宽带信号,也可以通过很高的数据速率来产生而根本不需要具备脉冲的特性。只要UWB定义所要求的相对带宽或最小带宽在整个传输过程中得到满足,那么,靠发射高速率数据而不是窄脉冲所产生的具有UWB射频带宽的系统,就不应该被排除在UWB系统之外。诸如正交频分复用(OFDM),在数据速率适当的情况下也可产生UWB信号。因此,OFDM也是一种超宽带的调制方式。
本文主要讨论TH-UWB、DS-UWB和OFDM调制方式。
4.1 PPM-TH-UWB 调制方式
4.1.1 跳时超宽带信号的产生
在结合了二进制PPM的TH-UWB(二进制PPM-TH-UWB或者PPM-TH-UWB)中,UWB信号的产生可以系统地描述如下(参见图4-1描绘的发射链路) [1]。
SHAPE \* MERGEFORMAT
图4-1 PPM-TH-UWB信号的发射方案
给定待发射的二进制序列b=(…,b0,b1,…,bk,bk+1,…),其速率Rb=1/Tb (b/s),图4-1中的第一个模块使每个比特重复Ns次,产生一个二进制序列:
(…,b0,b0,…,b0,b1,b1,…,b1,…,bk,bk,…,bk,bk+1,bk+1,…,bk+1,…)=
(...,a0,a1,…aj,aj+1,…)=a
新的比特速率Rcb=Ns/Tb=1/Ts (b/s)。这个模块引入了冗余,其实是一种被称为重复码的(Ns,1)分组编码器。一般术语上称为信道编码。
第二个模块是传输编码器,就是应用整数值码序列c=(…,c0,c1,…,cj,cj+1,…)和二进制序列a=(…,a0,a1,…,aj,aj+1,…),产生一个新序列d,序列d的一般元素表达式如下:
dj=cjTc+aj
(4-1)
式中,Tc和 是常量,对所有的cj满足条件cjTc+
这里的d是一个实数值序列,而a是二进制序列,c是整数值序列.现在我们遵循最常用的方法,假定c是企业界随机码序列,它的元素cj是整数,且满足
0 cj Nh-1。 码序列c可能为周期序列,其周期表示为Np。两种特殊情况值得讨论。第一种,码是非周期的,即 ;第二种是Np=Ns,这是最常用的一种,这时的编码周期与二进制码重复的次数相等。我们必须牢记:传输编码扮演了码分多址编码和发射信号的频谱形成双重角色[1]。
实数值序列d输入到第三个模块,即PPM调制模块,产生了一个速率为Rp=Ns/Tb=1/Ts(脉冲/s)的单位脉冲(Dirac pulses ) 序列。这些脉冲在时间轴上的位置为 ,因此脉冲位置在jTs基础上偏移了dj,脉冲的发生时间也可表示为( )。注意是码序列对c信号引入了TH位移,也正因为此,c被称为TH码。还要注意一点就是由PPM调制引起的位移 ,通常比TH码引起的位移cjTc小得多,即: ,cj=0除外。Tc称为码片时间(chip time)。
最后一个模块是脉冲形成滤波器,其冲激响应为。必须保证脉冲形成滤波器输出的脉冲序列不能有任何的重叠。
以上所有系统级联以后的输出信号 可表示如下:
(4-2)
比特间隔或比特持续时间,也即用于传输一个比特的时间Tb,可表示为:Tb=NsTs。在式(4-2)中,cjTc定义了脉冲的随机性或者说是相对于Ts整数倍时刻的抖动。如果用随机TH抖动 来表示由TH编码cjTc引起的时间上的位移,并假定 在0和 之间分布,则可得到:
(4-3)
正如前面提到的, 通常远大于 。这两个量的整体效果是产生一个分布在0和 之间的时间随机位移量,用 表示这个时间随机位移,可得发射信号的如下表达式:
(4-4)
更一般性地概括式(4-2)所表示的信号,其思想是:对于信息比特“0”和“1”,可以发射两个不同的脉冲波形 和 来分别表示。上面分析的PPM调制的例子,引入了 这个时间位移量,它的值根据它所代表的比特而有所不同,其实是上述思想的特殊例子,其中的 是 位移以后的波形。一种更一般的表达式:
(4-5)
当将 设置为- 时,式(4-5)也表示了PAM和TH-UWB的结合,即PAM-TH-UWB模型[1]。
4.1.2 PPM-TH-UWB的发射链路
系统模型如图4-2所示
SHAPE \* MERGEFORMAT
图4-2 PPM-TH-UWB 发射器的系统模型
图4-2中的第一个模块表示二进制源。这个模块的输出是发射到物理信道的二进制流。第二个模块表示重复码编码器。二进制流的每一个比特都被重复次。第三个模块仿真TH编码和二进PPM。这里考虑伪随机TH码。最后一个模块是脉冲形成。这个模块的冲激响应表示要发射的UWB信号的基本脉冲波形[1]。
4.1.3 PPM-TH-UWB 仿真结果及其分析
图(4-3)显示了参数设置如下时所产生的UWB信号
以dBm为单位的平均发射功率Pow,
信号的抽样频率fc,
由二进制源产生的比特数numbits, 平均脉冲重复时间Ts(单位为秒),每个比特映射的脉冲数Ns,
码片时间Tc(秒),
跳时码的码元最大值Nh和周期Np,冲激响应持续时间Tm,
脉冲波形形成因子tau(秒),
PPM时移dPPM(秒)。
Stx: Pow=-30,
fc=50e9, numbits =2,
Ts=3e-9,
Ns=5,
Tc=1e-9,
Nh=3,
Np=5,
Tm=0.5e-9, tau=0.25e-9,
dPPM=0.5e-9
由图4-3中可以看到输出序列的前五个脉冲在其对应时隙的中间位置,而后五个脉冲则在其对应时隙的起始位置。
图4-3 PPM-TH-UWB 发射机产生的信号
图4-4 PPM-TH-UWB的幅度谱
由图4-4可以看出,TH编码和PPM调制都对幅度谱的高斯形状产生扭曲。PPM-TH-UWB信号的幅度谱将完全包含在无TH编码和无PPM调制的幅度谱包络中,这是因为以同样的形状和同样的平均功率传输等间隔脉冲的结果。
4.2 PAM-DS-UWB调制方式
4.2.1 直接序列超宽带信号的产生
直接序列扩谱(DS-SS)是一种著名的数字调制方式。这里,我们先回顾DS-SS的基本原理,并把主要精力放在它在UWB的延伸方面。
具有UWB特性的信号可以通过下面的过程产生:首先,用伪随机码或二进制PN码序列对要发射的二进制进行编码;其次,对一串窄脉冲进行幅度调制。这一过程可以看做是目前使用DS-SS系统的一种极端方式,此时脉冲在时域上是具有典型时间的奈奎斯特型脉冲或方波。让脉冲宽度远远小于切普间隔,很容易得到DS-SS-UWB的解析表达式。在传统的DS-SS系统中,RF发射信号是对载波进行幅度调制后得到的,通常使用二进制相移键控BPSK方式。而在DS-UWB中,如果没有专门的要求,这一过程可省略。[1]
更详细地,上述信号可以通过如下过程产生(见图所示发射链路)。
SHAPE \* MERGEFORMAT
图4-5 PAM-DS-UWB 信号的发射方案
假定待发射的二进制序列b=(…,b0,b1,…,bk,bk+1,…),其速率为Rb=1/Tb (b/s),图4-5中的第一个系统将每个比特重复Ns次,得到序列:(…,b0,b0,…,b0,b1,b1,…,b1,…,bk,bk,…,bk,bk+1,bk+1,…,bk+1,…)=a*,其速率为Rcb=Ns/Tb=1/Ts (b/s)。与TH方式相似,系统引入的冗余相当于一个参数为(Ns,1)的重复码编码器。
第二个系统将a*序列转换成只含有正值和负值元素的序列a=(…,a0,…,a1,…,aj,aj+1,…),转换公式为:( ).
发射编码器将一个由 1组成、周期为Np的二进制码序列c=(…,c0,c1,…,cj,cj+1,…)应用到序列a=(…,a0,…,a1,…,aj,aj+1,…),产生一个新序列d=a·c,其组成元素dj=ajcj。通常假定Np等于Ns,更具一般性的假定是Np等于Ns的整数倍。注意,序列d的元素值为 1,这一点与序列a相同,其速率为Rc=Ns/Tb=1/Ts (b/s)。
序列d进入第三个系统——PAM调制器,产生一个速率为Rp=Ns/Tb=1/Ts
(脉冲/s)的单位脉冲(Dirac脉冲 )序列,其位置在jTs处[6]。
调制器输出的信号进入冲洲响应为p(t)的脉冲形成滤波器。在传统的DS-SS系统中,冲激响应p(t)是持续时间为Ts的矩形脉冲。而在DS-UWB系统中,与TH方式相似,p(t)是持续时间远小于Ts的脉冲。
以上系统级联后的输出信号可以表示为
(4-6)
注意,与TH方式相似,比特间隔或比特持续时间,即传输一个比特所用的时间是Tb=NsTs。
输出的波形显然是一个PAM波形。很容易知道,由于没有时移而且脉冲以规则的时间间隔出现,计算式(4-6)所示信号的PSD要比计算式(4-2)所示信号的PSD更容易。
上述方式的一种变形是使用PPM调制器代替PAM调制器,得到的信号可表示为:
(4-7)
注意到在式(4-7)中,由于码的伪随机特性,编码会起到白化频谱的作用。
4.2.2 PAM-DS-UWB 发射链路
其系统模型如图4-6所示.
SHAPE \* MERGEFORMAT
图4-6 PAM-DS-UWB 发射机系统模型
图4-6中的前两个模块分别表示二进制源和重复码编码器。第三个模块是在重复码编码器的输出端实现DS编码和二进制PAM调制。我们考虑伪随机DS码,分配给一般用户的是长度为NP的二进制码序列。最后一个模块是脉冲形成器[1]。 4.2.3 PAM-DS-UWB 仿真结果及其分析
图4- 7 由PAM-DS-UWB发射机产生的信号
图(4-7)显示了参数设置如下时所产生的UWB信号
以dBm为单位的平均发射功率Pow,
信号的抽样频率fc,
由二进制源产生的比特数numbits, 平均脉冲重复时间Ts(单位为秒),每个比特映射的脉冲数Ns,
码片时间Tc(秒),
跳时码的码元最大值Nh和周期Np,冲激响应持续时间Tm,
脉冲波形形成因子tau(秒),
PPM时移dPPM(秒)。
Stx: Pow=-30,
fc=50e9, numbits =2,
Ts=2e-9,
Ns=10,
Np=10,
Tm=0.5e-9,
tau=0.25e-9,
这个信号由两组脉冲序列组成,每组包含10个脉冲,每组映射信息源的一个比特。从图4-7中可以看出每二组的10个脉冲与第一组的10个脉冲在极性上是相反的。
图4-8 PAM-DS-UWB的幅度谱
由图4-8可以看出,幅度谱的包络具有基本脉冲的傅氏变换的形状,即高斯形状。且Np(信号每比特发射脉冲数)值越大,图形分布越宽,即幅度峰值越小。
4.3 OFDM调制技术
4.3.1 概述
多频带(MB)方式与本章前两节分析研究的IR原理不同。根据2002年,FCC公布的UWB定义,带宽超过500MHz的信号都是UWB信号。因此,按照FCC规定的频带范围3.1~10.6GHz,将此7.5 GHz的带宽分割成最小带宽为500MHz的若干个频带。为了尽量减小同窄带通信系统的相互干扰,UWB采用较小的功率,于是UWB信号对于窄带通信系统来说相当于热噪声,并不被窄带通信系统的接收机检测到,也可以避免特定频带上的非人为干扰[1]。
在每个子频带内可以使用不同的数据调制类型,并不一定要用IR方式,正确的频谱带宽可以通过合适的比特速率实现。应用最广泛的是众所周知的正交频分复用(OFDM)。
4.3.2 多频段OFDM-UWB信号产生
一个已调的OFDM信号由调制在不同载波频率 上的同个并行发射的信号组成。这些载波等间隔地位于频域上,其间隔为 。OFDM调制器输入的二进制序列每K比特编为一组,以产生具有N个符号的数据块{ },这里假定 是L个可能的取值中的一个,K=N1bL。最后,每个符号调制一个不同的载波。为了并行传输数据块的N个符号,不同的调制载波信号在频率上必须正交[8]。
所有调制器使用相同的矩形波,其持续时间为T:
(4-8)
如果符号 在星座图中的点用 表示,OFDM信号中有N个符号的数据块的表达式如下[1]:
(4-9)
而相应的复包络是
(4-10)
其中 ,S(t)是周期为T0的周期函数。
式(4-9)中OFDM信号的数字变换相当于传输式(4-10)中复数包络的抽样值,也就是说传输序列可表示如下:
(4-11)
tc是抽样周期。
仿真OFDM调制信号,考虑的是OFDM各个载波使用QPSK调制的情况。仿真整个发射链路,产生式(4-9)的信号。
4.3.3 OFDM仿真结果及其分析
要发射的总比特数numbits;
调制信号的中心频率fp;
抽样频率fc; 每个符号在其相应载波上的传输时间T0;
循环前缀的持续时间TP;保护间隔时间TG, 矩形脉冲响应的幅度为A, OFDM系统的子载波数N。
(1) numbits=8; fp=1e9;
fc=50e9;
T0=242.4e-9;
TP=60.6e-9;
TG=70.1e-9;
A=1;
N=4;
图4-9 OFDM-UWB信号
图4-10 OFDM-UWB幅度谱
图4-10中的幅度谱由子载波的幅度谱叠加而成。
(2)numbits=8; fp=1e9;
fc=50e9;
T0=242.4e-9;
TP=0;
TG=50e-9;
A=1;
N=2;
图4-11 OFDM-UWB信号图
图4-11 OFDM-UWB信号幅度谱
对比以上两图,可以看出,在同样的时间里为了传输更多的符号,是以增加带宽为代价的,也就是增加子载波的数量。
4.4 总结
通过一系列的仿真,我们可以得出以下结论:PAM、PPM两种调制方法主要是为了进行信息数据符号对脉冲的调制,而信号中的伪随机TH码和DS码主要是为了产生信号的频谱,使信号的功率谱密度在采用伪随机码调制后变得更加平滑,不能干扰到其它已经存在的窄带系统[9]。
OFDM具有良好的抗多径干扰性能,通过频率的合理选择,能够同现存的窄带系统和开放频段的通信系统具有很好的共存性,同传统的超宽带系统相比有很大的优势[11]。
5 性能分析及应用前景
5.1 脉位调制(PPM)和脉幅调制(PAM)
脉位调制(PPM)是一种利用脉冲位置承载数据信息的调制方式。按照采用的离散数据符号的状态数可以分为二进制PPM(2PPM)和多进制(MPPM)。在这种调制方式中,一个脉冲重复周期内脉冲可能出现的位置有2个或M个,脉冲位置与符号状态一一对应。根据相邻脉位之间距离与脉冲宽度之间关系,又可分为部分重叠的PPM和正交PPM(OPPM)。在部分重叠的PPM中,为保证系统传输可靠性,通常选择相邻脉位互为脉冲自相关函数的负峰值点,从而使相邻符号的欧氏距离最大化。在OPPM中,通常以脉冲宽度为间隔确定脉冲位置。接收机利用相关器在相应位置进行相干检测。鉴于UWB系统的复杂度和功率限制,实际应用中,常用的调制方式为2PPM或2OPPM[3]。
PPM的优点在于:它仅需要根据数据符号控制脉冲位置,不需要进行脉冲幅度和极性的控制,便于以较低的复杂度实现调制与解调。因此,PPM是UWB系统广泛采用的调制方式。但是,由于PPM信号为单极性,其辐射谱中往往存在幅度较高的离散谱线。对此超宽带信号的幅度谱仿真也证明了这一点。如果不对这些谱线进行抑制,将很难满足FCC对辐射谱的要求[10]。
脉幅调制(PAM)是数据通信系统最为常用的调制方式之一。在UWB系统中,考虑到实现复杂度和功率有效性,不宜采用多进制PAM(MPAM)。UWB系统常用的PAM有两种方式:开关键控(OOK)和二进制相移键控(BPSK)。前者可以采用非相干检测降低接收机复杂度,而后者采用相干检测可以更好地保证传输可靠性[3]。
当发射能量相同时,使用二进制PAM调制的信号可以比使用二进制PPM调制的信号获得更好的性能。
5.2 OFDM调制
OFDM有很多优点:能够提供较大的系统容量,具有较强的抗多径干扰、抗频率选择性衰落和频率扩散能力,适应多径和移动信道传播条件,能够适应不同设计需求,灵活分配数据容量和功率,可提供灵活的高速和变速综合数据传输可以实现较高的安全传输性能,允许数据在复数的高速的射频上被编码。由于OFDM技术的良好性能使得它在无线通信系统中得到了广泛的应用[12]。
OFDM技术是将频道资源分成若干个子信道,每个子信带再采用一定的调制技术,提高频率利用率。OFDM可与PPM、PAM等结合使用,将会有性能更好的调制技术出现。
5.3 UWB的应用前景
超宽带技术在通信、雷达和无线定位等领域都将有广阔的应用前景。近年来,人们对超宽带技术深入的研究使超宽带技术在系统理论、功率放大器、脉冲的产生与接收、同步、集成电路等方面取得了重大进步,尤其是在超宽带无线产生领域的技术进步,使超宽带通信成为无线网络的重要组成部分成为可能。
相对于传统的窄带无线通信系统,超宽带无线产生系统具有诸多优点和潜力,使超宽带无线产生成为中短距无线网络的理想接入技术。根据产生速率不同,挤兑超宽带无线传输系统也具有不同的特点和应用领域。
利用超宽带技术可以提供高数据率传输的能力与定位功能,可以设计依赖定位信息优化网络资源管理的WPAN或WLAN,并应用于多媒体传输、计算机通信和家庭娱乐等领域。
利用脉冲超宽带信号对障碍物的良好穿透特性与精确测距功能,可以设计既具有通信功能也具有定位功能的超宽带脉冲无线通信与定位系统。该系统包括传输距离远(通信速率低)、颁布式移动定位、便携、超低成本、超低功耗、定位可靠性和精度高等特点。因而可以广泛用于传感器网络、消防、公共安全、库存盘点、人员监护与救生等重要领域。利用超宽带脉冲信号低截获概率、保密性高和体积小的优点,该系统还可以应用与侦察、情报收集、伤员救护、武器制导等军事领域[8]。
超宽带信号具有很低的辐射功率,而这样的辐射功率分布在某些方面GHz的频率范围内,功率谱密度极低,类似白噪声频谱,具有低干扰、低截获概率特性;同时由于使用窄脉冲为信号载体并采用跳时扩频,接收端必须已知发射端扩频码的条件下才能解调出发射数据来,加上它对多径干扰具有很好的鲁棒特性,非常适合在军事保密通信的应用。非常低的辐射功率可以避免过量的电磁波对人体的伤害[7]。
参考文献
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[5]武海斌,超宽带无线通信技术的研究,无线电工程,2003
[6]徐征,UWB超宽带无线通信技术,中国电力教育2006年研究综述与论坛专刊,2006
[7]张新跃,沈树群,UWB超宽带无线通信技术及其发展前景,数据通信,2004
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[9]牛犇,梁涛,超宽带无线通信系统的调制方式研究,电子质量,2004
[10]邵怀宗,李玉柏,彭启琮,马永,时间脉冲位置调制的超宽带无线通信,系统工程与电子技术,2003
[11] Jeffrey H.Miller,”Why UWB? A Review of Ultrawideband Technology”, NETEX
一、选题的背景和意义
1.选题的背景
2.选题的意义
随着生活质量的不断提高,汽车也逐渐的成为了普通家庭必不可少的交通工具。我国汽车还在不断的发展阶段,预计将来国内的汽车保有量将是个很大的数字。汽车虽给人们的日常生活,工作,工地作业等带来很便捷的作用,但是其造成的交通事故也是不可忽略的。交通事故已成为世界第一害,而中国是世界上交通事故死亡人数最多的国家之一。从二十世纪八十年代末中国交通事故年死亡人数首次超过五万人至今,中国(未包括港澳台地区)每年交通事故50万起,因交通事故死亡人数均超过10万人,已经连续十余年居世界第一。为了保障交通事故中人生,财产安全,国家出台一系列的措施,保护消费者的合法权益,汽车保险业务也就应运而生。汽车查勘定损岗是直接接触标的车,对交通事故、汽车损坏等汽车保险把守第一关。
二、选题研究的主要内容
一般的情况下保险理赔中涉及到保险人和被保险人两个角色。保险责任是根据保险条款中保险责任和责任免除来确定。不同保险公司的保险条款和免除责任又是不相同的,不同保险公司的定损标准有差别。保险业务想要在市场扎下的筋基除了有一个大市场的需求之外还要有一个统一的标准。既是公平、公开、公正,又能更好的维护消费者的合法权益。
论文应完成项目
(1)国内外汽车保险查勘定损的研究现状对比分析;
(2)国内外汽车保险查勘定损的工作特点对比分析;
(3)我国汽车保险查勘定损工作的人才构成、行业规范、行业范畴等要素分析;
(4)车险查勘定损工作内容细化分析;
(5)车险查勘定损岗位的操作方式标准化研究。
拟解决关键问题
1.查勘的调度流程是怎样的
2.如何判断事故的真实性
3.查勘员需要懂得的交通知识与整个赔款程序
4.定损员拍照的技巧
5.判断零件修复还是更换的标准
6.定损员如何入单
三、选题的研究方法及技术路线
1.选题的研究方法
文献研究法:通过查阅大量的资料,各种学术文献,全面的了解车险现场查勘定损的方法。
实习观察法:通过到人民财产保险实习,了解、学习、研究国内查勘定损方法。比较分析法:通过比较国内国外车险查勘定损方法的利弊,扬长避短。学习国外的先进方法,促进国内汽车保险业务的发展。
2.选题研究的技术路线
首先是通过相关的查阅书籍,学术报告对车险现场查勘定损有初步的了解。在到人民财产保险公司实习汽车查勘定损岗。一般来说,作为实习生都会被派到门前定损。这样就有一个很好的机会直接接触到定损的方法,要点。实习一段的时间之后就会被派到现场查勘。
其实,查勘和定损时两个不同的工作岗位,在查勘和定损之间有衍生出复勘岗,只不过对于复勘岗一般是由查勘人员进行复勘。
除此之外还要基本弄懂常见车型的配件价格,这一点也是做好定损工作的要领。
四、选题研究的工作基础
1.我本人是中国人民财产保险实习生。对车险查勘定损有一定的了解,有机会再去深入学习研究。
2.我们有一门汽车保险课,有条件让老师指导一下。
3.学校图书馆有很多查勘定损方面的书籍,可以利用这些资源更加深入的学习。
五、实施计划
20xx年9月阅读,收集相关资料做好开题报告
20xx年10月对资料进行理解,阅读一定数量的书籍论文、分析文章的内容和思想
六、参考文献
2.朱奇。商业保险语境下的车辆定损若干问题的思考[J].上海保险,2013(06)。
3.李景芝,赵长利。《汽车保险与理赔》,国防工业出版社2007年版。
4.周新苗。我国机动车辆保险市场风险理赔因素分析[J],数量经济技术经济研究,2009(12)。
5.王俊喜。SVDA查勘定损职业资格认证体系的研究。湖南农机,2013(5)。
6.刘少波。探索车险理赔通赔通付。中国保险报,2006(9)
7.陈世飞。《汽车保险与理赔》吉林科学技术出版社
8.王永盛《车险理赔查勘与定损》机械工业出版社