緒論:寫作既是個人情感的抒發(fā),也是對學(xué)術(shù)真理的探索,歡迎閱讀由發(fā)表云整理的11篇數(shù)字化和數(shù)字經(jīng)濟(jì)的區(qū)別范文,希望它們能為您的寫作提供參考和啟發(fā)。
為了衡量數(shù)字全球化的經(jīng)濟(jì)影響,我們利用全球97個國家的商品、服務(wù)、金融、人員和數(shù)據(jù)的流入和流出數(shù)據(jù),構(gòu)建了計量經(jīng)濟(jì)模型。研究發(fā)現(xiàn),十多年來上述流動共拉動了全球約10%的GDP增長,僅2014年總價值便高達(dá)7.8萬億美元。其中數(shù)據(jù)流直接創(chuàng)造的價值為2.2萬億美元(占總值的近1/3),高于外商直接投資;此外,數(shù)據(jù)流還通過間接促進(jìn)其他類型的跨境交流,為全球經(jīng)濟(jì)創(chuàng)造了2.8萬億美元。因此,綜合考慮其直接和間接作用,數(shù)據(jù)流對GDP的貢獻(xiàn)已超過全球商品貿(mào)易。在短短的15年間,跨境數(shù)據(jù)流從幾乎可以忽略不計增長至此,實在令人驚嘆。這十年來,寬帶使用量暴增45倍,支撐起生機勃勃的商業(yè)活動,預(yù)計在未來五年還將增長9倍。
數(shù)據(jù)流不僅創(chuàng)造價值,還改變了傳統(tǒng)商業(yè)。全球一半的服務(wù)貿(mào)易已經(jīng)數(shù)字化,該比重還在不斷增長。12%的全球商品貿(mào)易也是通過國際電子商務(wù)實現(xiàn)的。此外,Airbnb、TripAdvisor等網(wǎng)站還為人們提供便于出行的信息,說明數(shù)字化可促進(jìn)人員流動。
另一方面,商品貿(mào)易的增長卻漸趨平緩。主要原因為需求疲軟和商品價格大幅下跌,此外金融危機也有影響,自危機后制成品和中間產(chǎn)品的貿(mào)易都陷入停滯。同時,眾多公司正在重新評估長供應(yīng)鏈帶來的管理風(fēng)險和復(fù)雜性,更加注重產(chǎn)品投入市場的速度和其他業(yè)務(wù)成本,對勞動力成本的關(guān)注相應(yīng)減少,因此會在消費量大的國家增加生產(chǎn)。未來,3D打印技術(shù)將進(jìn)一步顛覆國際貿(mào)易。
開放平臺、虛擬商品和“數(shù)字化包裝”
大企業(yè)紛紛搭建平臺管理供應(yīng)商、聯(lián)系客戶、方便內(nèi)部交流和信息共享。一些為內(nèi)部專用,但規(guī)模最大、最出名的仍是開放平臺:電子商務(wù)、社交網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字化媒體平臺不斷擴展,聯(lián)系著億萬名全球用戶。
這些開放平臺蘊含著可觀的客戶基礎(chǔ),使企業(yè)直接與客戶互動,同時打造透明高效的全球市場:消費者只需輕點鼠標(biāo),便可獲取產(chǎn)品、服務(wù)、價格和全球各地供應(yīng)商的詳細(xì)信息。減少了中間環(huán)節(jié)和中介,大幅提高了市場效率。
此外,得益于數(shù)字化平臺,主營數(shù)字化產(chǎn)品和服務(wù)的企業(yè)無需實體網(wǎng)點,也能進(jìn)軍新的全球市場。數(shù)以百萬中小型企業(yè)得到新的出口渠道。例如,eBay調(diào)查了18個國家后發(fā)現(xiàn),88%~100%不等的中小企業(yè)依靠 eBay平臺出口,而在傳統(tǒng)企業(yè)中該比例不足25%。
電子書、應(yīng)用程序、網(wǎng)絡(luò)游戲及音樂下載等虛擬產(chǎn)品和流媒體、軟件及云計算等虛擬服務(wù)的貿(mào)易也逐年擴大。3D打印技術(shù)的成本降低將帶來貿(mào)易新領(lǐng)域――也許日后,企業(yè)只需發(fā)送電子文件,商品便可在當(dāng)?shù)卮蛴∩a(chǎn)。實際上,現(xiàn)在不少企業(yè)已經(jīng)在邊遠(yuǎn)地區(qū)3D打印零部件和替換件。
許多企業(yè)利用數(shù)字技術(shù)“包裝”產(chǎn)品和服務(wù),從而提升價值。以物流公司為例,可以利用傳感器、數(shù)據(jù)和軟件追蹤運輸過程。某項研究發(fā)現(xiàn),射頻識別技術(shù)(RFID)可節(jié)省高達(dá)七成的庫存成本,大幅改善效率。在德國的案例研究(樣本包括寶馬和惠普)顯示,該技術(shù)減少了11%~14%的運輸損失。
開啟數(shù)字化探討
20世紀(jì)全球化的商業(yè)模型在數(shù)字時代或已不再適用。企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者在權(quán)衡得失利弊時,可從以下五個問題入手,開啟數(shù)字化討論。
1.我們是否清楚競爭現(xiàn)狀?
數(shù)字化平臺打破了規(guī)模和地域的限制,讓更多企業(yè)可以迅速推出產(chǎn)品、擴展新市場,競爭因此日益激烈。亞馬遜現(xiàn)有200萬第三方商戶,而阿里巴巴平臺更是吸引了1000萬商家。美國大型跨國企業(yè)占總出口的比重已由1977年的84%降至2013年的50%,體現(xiàn)了該國最為明顯的趨勢――“微型跨國公司”蓬勃發(fā)展。全球各地的新興數(shù)字化公司參與到競爭中,帶來了價格壓力,使得產(chǎn)品周期縮短了。
2.我們是否有足夠的競爭資本和能力?
建立數(shù)字化平臺、線上客戶關(guān)系和數(shù)據(jù)中心不再是互聯(lián)網(wǎng)巨頭的專利。例如,通用汽車正在改革其核心制造能力,希望借此引領(lǐng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。各行業(yè)的企業(yè)都應(yīng)當(dāng)重新審視手中的資產(chǎn)(包括客戶關(guān)系和市場數(shù)據(jù)),探尋獲利新途徑。為此,企業(yè)需要先進(jìn)的數(shù)字化能力,才能占據(jù)主要的競爭優(yōu)勢。至于尖端技術(shù)人才短缺的問題,可以利用線上人才平臺,從更廣闊的全球化勞動力市場尋找千里之外的人才。
3.能否簡化產(chǎn)品戰(zhàn)略?
過去,企業(yè)針對不同地區(qū)市場提供定制產(chǎn)品、服務(wù)或區(qū)別定價時,常面臨種種困難,而數(shù)字化大大便捷了這一流程,另外也簡化了全球產(chǎn)品的種類。多家汽車制造商紛紛朝這個方向努力;蘋果iPhone和iPad系列不論在哪里買,設(shè)計和品牌全球統(tǒng)一;Airbnb、Facebook和Uber也是一櫻在開辟新市場時未做過多因地制宜的調(diào)整,而是復(fù)制原有的數(shù)字化平臺模式。媒體和消費者技術(shù)產(chǎn)業(yè)能夠全球同步發(fā)行產(chǎn)品,主要得益于社交平臺和其他數(shù)字化平臺讓人們無論身在何處,都可以即刻了解其他國家的更新內(nèi)容。因此,這種同步發(fā)行機制可能使產(chǎn)品以前所未有的規(guī)模迅速流行。一言以蔽之,審慎權(quán)衡產(chǎn)品定制化愈發(fā)成為高層領(lǐng)導(dǎo)考慮的重中之重。
4.企業(yè)組織和供應(yīng)鏈?zhǔn)欠裼写纳疲?/p>
借助遠(yuǎn)程協(xié)作和即時通信工具,企業(yè)可集中某些散布在全球的職能部門,跨越國界打造虛擬的全球團(tuán)隊,甚至完全拋棄只有一個全球總部的傳統(tǒng)模式。例如,聯(lián)合利華通過技術(shù)解決方案,精簡了40條全球服務(wù)線,讓身處世界各地的團(tuán)隊成員可以在視頻會議上討論交流。
同時,數(shù)字化技術(shù)正在重塑產(chǎn)業(yè)鏈。近期一份UPS調(diào)查顯示,約1/3的高科技公司將生產(chǎn)或組裝廠址遷至更靠近終端用戶市場的地區(qū)。隨著3D打印技術(shù)的普及,更多企業(yè)將重新考慮制造選址,最終或?qū)⒅厮苋蛑圃靸r值鏈。
1 數(shù)字化測繪技術(shù)
近年來,隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,測繪技術(shù)也在不斷提高,而且正在朝著多樣化方向發(fā)展。目前數(shù)字化測繪技術(shù)主要有全球定位系統(tǒng)(GPRS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)和數(shù)字化測繪與地面測量技術(shù)。
1.1 全球定位系統(tǒng)
全球定位系統(tǒng)(GPRS)是目前的一種新型測繪、測量方法,已被廣泛應(yīng)用于各種測繪實踐,為現(xiàn)代工程定位測量準(zhǔn)備了有利條件。全球定位系統(tǒng)(GPRS),即“衛(wèi)星授時測距導(dǎo)航或全球定位系統(tǒng)”,可提供連續(xù)、動態(tài)的三維位置和時間速度信息,定位精度非常高、而且測量的時間比較短,操作方便。全球定位系統(tǒng)主要應(yīng)用于工程測繪、地形測圖、確定及測量臨水準(zhǔn)點。工程測繪是調(diào)查工作的重要組成部分,通過全球定位系統(tǒng)可縮小街坊外與街坊內(nèi)界址點,確保測繪精度,只需一人即可實現(xiàn)區(qū)域地形測定。同時,利用繪圖軟件,大大提高了工作的效率、降低了成本;臨水準(zhǔn)點測量主要采用了一般測量技術(shù),因沒有嚴(yán)密預(yù)算和考察,很可能使出水準(zhǔn)點距離較遠(yuǎn),若采用GPRS進(jìn)行確定,則可有效協(xié)調(diào)外業(yè)觀測進(jìn)程,以提高效率。
1.2 地理信息系統(tǒng)
地理信息系統(tǒng)(GIS)是現(xiàn)代信息科學(xué)的延伸,并在社會各項建設(shè)事業(yè)中發(fā)揮著重要的作用。該技術(shù)主要是利用計算機科學(xué)技術(shù)、測繪遙感科學(xué)與技術(shù)、空間科學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)、環(huán)境科學(xué)與技術(shù)以及管理科學(xué)與技術(shù)。從實踐來看,它的主要在于將數(shù)據(jù)采集、管理、分析、存儲、三維顯示以及成果的輸出集于一身,同時還具有空間提示、預(yù)報預(yù)測以及輔助決策等強大功能。從其發(fā)展趨勢來看,地理信息系統(tǒng)正在朝著數(shù)據(jù)信息的多維化、標(biāo)準(zhǔn)化、集成化、網(wǎng)絡(luò)平臺化、智能化和社會應(yīng)用化方向發(fā)展。
1.3 數(shù)字化測繪與地面測量
所謂數(shù)字化測繪與地面測量,主要是指地圖數(shù)字化技術(shù)和數(shù)字化成像技術(shù)的使用,其中地圖數(shù)字化技術(shù)主要是對原來的地圖實施數(shù)字化處理,并對已有的地圖假設(shè)現(xiàn)勢性、比列尺以及精度等都滿足條件。在數(shù)字化轉(zhuǎn)化儀器中比較常用,有手扶跟蹤數(shù)字化、掃描矢量化等。數(shù)字化成像技術(shù)主要是針對傳統(tǒng)作業(yè)條件差、程序復(fù)雜以及數(shù)據(jù)處理和繪圖復(fù)雜等現(xiàn)狀研發(fā)的,其精度比較高、方便作業(yè)、勞動強度降低。該技術(shù)在很多工程建設(shè)項目中具有較高的使用價值,比如原圖數(shù)字化,主要適用于某地區(qū)所用到的數(shù)字地形圖因其他因素的影響而未能完成的情況,該技術(shù)可充分利用地形圖,計算機、數(shù)字化掃描儀,并配以數(shù)字化軟件就能正常工作;再如地面數(shù)字測圖,若在沒有大比例尺地圖情況下,可直接采用地面數(shù)字測圖進(jìn)行測圖,其地圖精度較高,一般可將誤差控制在5厘米以內(nèi)。
2 數(shù)字化測圖和信息化測繪要求之間的區(qū)別
2.1 數(shù)據(jù)獲取有差別
一般而言,數(shù)字化測圖軟件具有數(shù)據(jù)處理和轉(zhuǎn)換功能,因數(shù)據(jù)之間的的格式不同,轉(zhuǎn)換是會丟失一些信息,轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的編輯作業(yè)量也非常的大。在野外測量時,因通視、分幅以及測點連接順序等因素的限制,很容易導(dǎo)致空間目標(biāo)的存諸不完整。圖形實體經(jīng)轉(zhuǎn)換入庫后,實際上是處于一種分段的狀態(tài),并沒有整體的概念。比如河流,信息化要求河流必須要用面來表示,因諸多因素的存在實際測繪成圖時,常常存在著邊界不清等現(xiàn)象,海域范圍線孔河流入海口界線表示不清。
2.2 存儲形式有差別
數(shù)字化測圖與信息化測繪目的有所不同,存儲形式也不盡相同。測圖目的在于成圖,有圖幅之概念。為保持一致性,測圖生產(chǎn)管理時多采用了圖幅管理這一概念,但即便采用了數(shù)據(jù)庫方式進(jìn)行存儲,也仍然會保留圖幅痕跡。信息化測繪的目的在于服務(wù),為數(shù)據(jù)最終應(yīng)用的最大化,在實體表示和數(shù)據(jù)存儲上均對實體進(jìn)行定位。比如以點狀物雕塑表示,成圖卻采用了多條線組合體來表示;信息化測繪采用的是單一點表示雕塑位置,其它信息的更改,如雕塑圖片、創(chuàng)作年份以及作者等采用的是屬性方式進(jìn)行存儲。
2.3 可視化要求有差別
數(shù)字化測圖目的在于成圖,在此過程中可先不考慮數(shù)據(jù)冗余和存儲空間等等限制性因素,可直接利用點、線和面來分類表示實體,這也是信息化存儲過程中的基本要求,其中可視化是后續(xù)應(yīng)用過程中的具體要求。為達(dá)到圖示的直觀和清晰表示之目的,地形圖的規(guī)范對地物表示有具體要求,比如地下室的入口和坡向等都有可視化的符號進(jìn)行表示。
2.4 屬性要求有差別
制圖核心問題在于選擇地面景觀,其內(nèi)容要重于技術(shù)。空間對象及其屬性選擇,仍要按圖式要求內(nèi)容篩選。對于一般數(shù)字測圖軟件而言,屬性數(shù)據(jù)主要是通過圖形顏色、大小和線型等方式表達(dá),該內(nèi)容可通過圖形實現(xiàn)可視化,而無需屬性數(shù)據(jù)庫支持。實踐證明,采集屬性數(shù)據(jù)同樣是按照圖式的要求進(jìn)行的。若建立地理信息系統(tǒng),則這些屬性數(shù)據(jù)將難以滿足各種統(tǒng)計和分析模式之需求。例如建筑結(jié)構(gòu)屬性數(shù)據(jù),圖式要標(biāo)注名稱、層數(shù)和材質(zhì)等內(nèi)容,這些數(shù)據(jù)可利用圖形、注記形式展現(xiàn)出來。信息化測繪不僅要測繪制圖,而且還要為各行業(yè)的發(fā)展提供所需空間位置信息數(shù)據(jù),同時還要利用這些數(shù)據(jù)實現(xiàn)虛擬系統(tǒng),并將地表情形通過真三維、真紋理和真尺度重新建立起來。從實踐來看,為數(shù)字化測繪而建的基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)庫,存在著這樣的特點,即數(shù)據(jù)組織按地形圖的規(guī)范組織、數(shù)據(jù)生產(chǎn)和維護(hù)方式按地形圖圖幅管理維護(hù)、數(shù)據(jù)采集的種類按規(guī)范選擇采集。
3 基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)構(gòu)建
通過以上分析,筆者認(rèn)為要構(gòu)建一套科學(xué)完善的基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng),可從以下幾個方面著手:
3.1 信息化測繪目標(biāo)
從實踐來看,數(shù)字地球、基礎(chǔ)地理框架以及基礎(chǔ)地理服務(wù)信息等內(nèi)容,都要求由原來的數(shù)化測繪轉(zhuǎn)變成信息化測繪。信息化測繪體系的主要研究內(nèi)容是信息的獲取、分析、管理和輸出,通過這些活動可初步建立一個信息化測繪服務(wù)體系,而且可以基本上實現(xiàn)基礎(chǔ)地理信息的獲取、更新、智能化處理、一體化管理以及網(wǎng)絡(luò)化管理和分;同時還可以實現(xiàn)地理信息資源的增值和融合服務(wù),并使其面向市場實現(xiàn)社會化,這樣也可以為社會的發(fā)展提供多方位、多尺度和多形式的服務(wù)。
3.2 生產(chǎn)管理系統(tǒng)一定要完善
要構(gòu)建基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng),只有目標(biāo)是不夠的,基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的維護(hù)一定要有比較完整和完善的生產(chǎn)和管理系統(tǒng),這是保證數(shù)據(jù)質(zhì)量和及時更新的關(guān)鍵。一般而言,信息化生產(chǎn)管理過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息,實際上就是元數(shù)據(jù)信息;根據(jù)信息化測繪對地理信息庫提出的要求,可從以下幾個方面加強對元數(shù)據(jù)系統(tǒng)的管理。
1)元數(shù)據(jù)管理基本單元已由原來的模式逐漸向自然基本單元方向轉(zhuǎn)變,很多圖幅基本管理單元或管理模式,已經(jīng)對基礎(chǔ)地理信息采集產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響,即地物實體圖幅接邊非自然的斷開,或者人為的造成了地物實體客觀離散。實踐證明,將自然界線范圍作為基本管理單元,能夠最大限度保留信息的完整度。
2)在元數(shù)據(jù)信息的管理模式基礎(chǔ)之上,3G技術(shù)的使用將其作為數(shù)據(jù)維護(hù)的基礎(chǔ)。在當(dāng)今通訊3G時代,不僅通訊帶寬有了保障,而且在線數(shù)據(jù)的維護(hù)方式逐漸成為可能。
3)對元數(shù)據(jù)信息進(jìn)行補充和完善。信息化服務(wù)要求元數(shù)據(jù)信息必須要完整,當(dāng)以圖幅作為基本管理模式向自然實體轉(zhuǎn)變以后,元數(shù)據(jù)描述對象同樣也由圖幅轉(zhuǎn)變?yōu)楦?xì)化的地物實體,同時元數(shù)據(jù)信息也變得更加準(zhǔn)確和真實。
4)建立地理信息網(wǎng)絡(luò)化分發(fā)平臺。信息化測繪的最終目的在于服務(wù),因此它要求測繪手段和測繪產(chǎn)品必須隨著技術(shù)進(jìn)步而不斷的發(fā)展。對于信息化測繪服務(wù)而言,它所強調(diào)的服務(wù)應(yīng)當(dāng)有實時保障和實時服務(wù)等內(nèi)容,除了測繪產(chǎn)品現(xiàn)勢性要求強以外,還要保證服務(wù)獲取的速度快。由此可見,做好測繪服務(wù)需借助現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)技術(shù),建立地理信息網(wǎng)絡(luò)化分發(fā)平臺。
4 結(jié)語
總而言之,在不斷完善和改進(jìn)數(shù)字化測繪技術(shù)基礎(chǔ)上,構(gòu)建基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng),以實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的實時獲取和實時處理,這對社會各行業(yè)的尤其是工業(yè)發(fā)展具有重大的推進(jìn)作用,因此應(yīng)當(dāng)對其給予足夠的重視。
中圖分類號:TM63文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,用戶對電力的需求量日益增加,對電能質(zhì)量的要求也越來越高。如何保證供電質(zhì)量,以及電力系統(tǒng)的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性,已成為電力部門關(guān)注的主要問題。變電站作為電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié),承擔(dān)著電能轉(zhuǎn)換、分配、控制和管理的任務(wù)。近年來,計算機、信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展,使得變電站自動化應(yīng)用技術(shù)水平不斷提高,加上智能設(shè)備等技術(shù)的日趨成熟,促使以數(shù)字化技術(shù)為中心的數(shù)字化變電站建設(shè)成為可能。
一、數(shù)字化變電站的主要特征
數(shù)字化變電站以數(shù)字化且低功率的新型互感器取代常規(guī)互感器,并以數(shù)字信號直接替換大電流和高電壓信號。數(shù)字化變電站內(nèi)設(shè)備間經(jīng)高速網(wǎng)絡(luò)完成信號的相互交換,而二次設(shè)備再無重復(fù)功能的I/O接口,此時具備常規(guī)功能的裝置轉(zhuǎn)化成了具備邏輯功能的模塊,即基于標(biāo)準(zhǔn)化的以太網(wǎng)技術(shù)完成資源和數(shù)據(jù)的共享。圖一展示了網(wǎng)絡(luò)化信息流程,該流程主要包括如下內(nèi)容:間隔層與過程層間的信息交換(或間隔層的裝置與過程層的執(zhí)行器及智能傳感器間自由地實現(xiàn)信息的交換);間隔層內(nèi)部系統(tǒng)間的信息交換;各間隔層間的彼此通信;變電站層與間隔間間的通信;各變電站層設(shè)備間的彼此通信。研究表明,數(shù)字化變電站的信息交換網(wǎng)絡(luò)化特征具有如下優(yōu)點:可完全基于實際需要選取與之完全對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),可基于冗余技術(shù)完成整個電網(wǎng)系統(tǒng)可靠性的提高,而變電站功能的正常作用不會受到改變著的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的影響;以網(wǎng)線取代導(dǎo)線可實現(xiàn)變電站二次回路連線數(shù)目的減少,進(jìn)而實現(xiàn)系統(tǒng)可靠性的提高。
二、數(shù)字化變電站與傳統(tǒng)變電站的區(qū)別
常規(guī)變電站采集的一次設(shè)備的模擬量,通過電纜將模擬信號傳輸?shù)綔y控保護(hù)裝置,裝置進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后處理數(shù)據(jù),然后通過網(wǎng)線將數(shù)字量傳到后臺監(jiān)控。同時監(jiān)控系統(tǒng)和測控保護(hù)裝置對一次設(shè)備的控制通過電纜傳輸模擬信號實現(xiàn)其功能,如圖1所示。
圖1 傳統(tǒng)變電站
數(shù)字化變電站就是將信息采集、傳輸、處理、輸出過程完全數(shù)字化的變電站。全站采用統(tǒng)一的通訊規(guī)約IEC61850構(gòu)建通信網(wǎng)絡(luò),保護(hù)、測控、計量、監(jiān)控、遠(yuǎn)動、VQC等系統(tǒng)均用同一網(wǎng)絡(luò)接收電流、電壓和狀態(tài)信息,各個系統(tǒng)實現(xiàn)信息共享。數(shù)字化變電站一次設(shè)備采集信息后,就地轉(zhuǎn)換為數(shù)字量,通過光纜上傳至測控保護(hù)裝置,然后傳到后臺監(jiān)控系統(tǒng),而監(jiān)控系統(tǒng)和測控保護(hù)裝置對一次設(shè)備的控制也是通過光纜傳輸數(shù)字信號實現(xiàn)其功能,如圖2所示。
圖2 數(shù)字化變電站
三、數(shù)字化變電站的關(guān)鍵技術(shù)
數(shù)字化變電站的關(guān)鍵技術(shù)包括高穩(wěn)定性的非常規(guī)傳感器、通信網(wǎng)絡(luò)的實時性和可靠性、信息的同步性等,本文主要從前兩個關(guān)鍵技術(shù)展開討論。
(一)、高穩(wěn)定性的非常規(guī)傳感器
研究證實,數(shù)字化變電站運行的可靠性很大程度上取決于數(shù)字化電氣測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性能。所謂非常規(guī)互感器(NCIT),其是一種區(qū)別于電磁型電壓或電流互感器的互感器。需注意的是,無源式互感器具有測量結(jié)果偏差大且精度不穩(wěn)定等局限性;有源式互感器具有對工作電源的依賴較大等局限性,而基于激光供電技術(shù)完成對高壓側(cè)電子模塊的供電卻受制于有源互感器與激光供電合并單元間的物理間距,且激光供電器件的穩(wěn)定性對互感器的使用效果存在直接性的影響,則務(wù)必要就傳感線圈予以嚴(yán)格屏蔽處理。所以,新型互感器的廣泛應(yīng)用為數(shù)字化變電站一次應(yīng)用的實現(xiàn)提供了可能。
(二)、通信網(wǎng)絡(luò)的實時性和可靠性
數(shù)字化變電站對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的依賴特別突出,而其實時性和可靠性很大程度上受到變電系統(tǒng)可用性的直接性影響。通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性多依賴于冗余技術(shù)和可靠性高的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。圖三為基于冗余技術(shù)的通信網(wǎng)絡(luò)可靠性的實現(xiàn)方案:每一個 IDE均附有雙網(wǎng)卡,支持分別與不同的交換機相連接;站級總線和過程總線均使用了環(huán)形拓?fù)洹嵺`證實,此方案可實現(xiàn)系統(tǒng)可靠性的有效提高。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計是對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的優(yōu)化,該優(yōu)化步驟務(wù)必要就經(jīng)濟(jì)性、可靠性等予以綜合性考慮。
四、數(shù)字化變電站的工程實現(xiàn)
投運數(shù)字化變電站國內(nèi)外的報道屢見不鮮,但是,實際上這些工程只是數(shù)字化變電站初步具備了局部特征。不可能在短時間內(nèi)數(shù)字化變電站的推廣一步到位,各地實際情況需要根據(jù)分階段逐步實現(xiàn)。
方案一:采用傳統(tǒng)一次設(shè)備的過程層,在間隔層和變電站層實施IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)。
由于運輸安裝要求高,電子式互感器造價高,造價太高的國外智能一次設(shè)備,國內(nèi)很少有產(chǎn)品替代,使用傳統(tǒng)開關(guān)和傳統(tǒng)的電磁式互感,可以節(jié)約昂貴的成本通過傳統(tǒng)的保護(hù)測控裝置。
方案二:過程層采用傳統(tǒng)的互感器和一次設(shè)備加裝智能終端,間隔層和變電站層實施IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)。
在一次設(shè)備附近或本體加裝模擬式智能控制單元和輸入合并單元完成過程層設(shè)備的智能化。間隔層設(shè)備中開入和開出、模擬輸入全部取消,僅按照IEC61850-9-1/2通過通信與合并單元、按照智能控制單元與GOOSE連接,測控裝置采用數(shù)字式保護(hù);過程層、間隔層完全通過數(shù)字化連接,大量點對點硬接線連接被取消。
方案三:間隔層、過程層和變電層全部實現(xiàn)數(shù)字化。信息合并單元,采用電子式互感器,數(shù)字化電度表,智能化一次設(shè)備,實現(xiàn)信息傳輸、采集、輸出、處理,控制全部網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化。
實現(xiàn)信息的同步性,電氣量的幅值和相位為了避免產(chǎn)生誤差,在二次設(shè)備的同一個時間點上一般需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。為避免由傳統(tǒng)互感器輸出模擬信號不產(chǎn)生這種問題,數(shù)字采樣信號由合并單元輸出的就必須含有時間信息,如圖3所示。
圖3 數(shù)字化系統(tǒng)信號示意圖
時間同步準(zhǔn)確度在合并單元進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣時應(yīng)在現(xiàn)場進(jìn)行試驗來驗證,以滿足控制和系統(tǒng)測量的要求。對時間同步的要求IEC61850分為T1-T5共5級,其中T5要求最高,為1μs;T1要求最低,為1ms。由于以太網(wǎng)傳統(tǒng)自身的限制,在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)通過多種方式很難實現(xiàn)時間同步,因此以UTC作為時鐘同步源的IEC61850,實現(xiàn)不同設(shè)備間采用SNTP的同步采樣。
四、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù)的展望
綜合國內(nèi)外數(shù)字化變電站技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀,本文認(rèn)為數(shù)字化變電站技術(shù)應(yīng)適時解決如下問題;數(shù)字化變電站內(nèi)電子式互感器運行的可靠性問題;數(shù)字化電氣測量的變換問題等。
(一)、數(shù)字化變電站內(nèi)電子式互感器運行的可靠性問題
研究證實,一次測量設(shè)備等一次設(shè)備運行的可靠性及穩(wěn)定性直接影響著數(shù)字化變電站系統(tǒng)的社會經(jīng)濟(jì)效益,數(shù)字式光電互感器是數(shù)字化變電站的常見設(shè)備,其保證了互感器電流和電壓信號與二次設(shè)備間傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和可靠性,且對計量、保護(hù)和測量系統(tǒng)的可靠發(fā)揮保障性作用。現(xiàn)階段,電子式互感器的實用性及電子器件、光學(xué)器件對互感器易耗元件的影響要求就互感器運行的可靠性做深入地研究。
(二)、數(shù)字化電氣測量的變換問題
研究證實,電氣測量系統(tǒng)運行的可靠性直接影響著數(shù)字化變化的成敗。科學(xué)技術(shù)的發(fā)展實現(xiàn)了非常規(guī)互感器功能的擴展,即穩(wěn)定性測量的關(guān)鍵設(shè)備;對設(shè)備發(fā)揮電磁干擾作用等。非常規(guī)互感器包括光線二次回路網(wǎng)絡(luò)和光電傳感器,其對數(shù)字化變電站數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性造成很大的影響。
總之,建立數(shù)字化變電站是電力系統(tǒng)現(xiàn)代化的必然趨勢,數(shù)字化變電站自動化是一個系統(tǒng)工程,要提高全面數(shù)字化變電站的自動化程度還有許多技術(shù)問題需要攻關(guān)解決。
數(shù)字化是手段,而不是目的,數(shù)字化是一個不斷發(fā)展的過程,數(shù)字化變電站的建設(shè)應(yīng)從生產(chǎn)上的迫切需要出發(fā),考慮技術(shù)上、管理上的現(xiàn)實可能,積極探索,穩(wěn)妥推進(jìn)。
我國是一個少數(shù)民族眾多的國家,大量的少數(shù)民族文化和漢民族文化的水融構(gòu)成了整個中華民族文化。在漫長的五千年發(fā)展歷程中,我們遼闊的國土上存在著大量的歷史文化遺跡和各式各樣的人文景觀,以及保存在圖書館和博物館里的珍貴文物及典籍。并且存在著各式各樣的風(fēng)土人情,這樣物質(zhì)的和非物質(zhì)的民族文化遺產(chǎn)都是無法估量和無比珍貴的。如何采用數(shù)字化手段保護(hù)和研究這樣珍貴的民族文化遺產(chǎn),已經(jīng)引發(fā)了很多人的思考[1]。
一、民族文化的內(nèi)涵及新時代特征
什么是文化,很多人各執(zhí)一詞,其中被大眾所廣為接受的一種認(rèn)知和定義便是泰勒所提出的“文化是一個復(fù)雜的整體,其中包括知識、信仰、藝術(shù)、道德、法律、風(fēng)俗以及人作為社會成員之一分子所獲得的任何技巧和習(xí)慣”,這對文化是一個很好的詮釋。而民族文化它所包含的內(nèi)容和特征又是極其廣闊的,而且隨著生活的變化和思想觀念的轉(zhuǎn)變也同樣引發(fā)了民族文化的轉(zhuǎn)變,并且還伴隨著很深的時代氣息,其新鮮的時代氣息主要表現(xiàn)在以下幾點:首先,當(dāng)前的信息化時代的大背景下民族文化旅游業(yè)的飛速發(fā)展已經(jīng)成為目前民族文化發(fā)展的重要手段和途徑,發(fā)展飛速的民族文化旅游業(yè)帶動了整個民族文化的保護(hù),為傳統(tǒng)民族文化的保護(hù)提供了強大的動力和幫助,而且當(dāng)前的民族文化保護(hù)也不能缺少民族文化旅游業(yè)的幫助;其次,經(jīng)濟(jì)價值正在逐漸取代文化價值從而占據(jù)民族文化的核心地位。伴隨著目前國內(nèi)經(jīng)濟(jì)形勢的大好前景下,旅游經(jīng)濟(jì)發(fā)展速猛,而旅游經(jīng)濟(jì)對民族文化的發(fā)展影響深遠(yuǎn),民族文化的發(fā)展方向正在向經(jīng)濟(jì)方向靠攏,而民族文化中的反映民族生活的民族性正在下降,而民族文化中的偽造情況也越來越多;再次,國內(nèi)的民族文化產(chǎn)業(yè)正處于起步階段,文化創(chuàng)新的速度與日俱增。民族文化產(chǎn)業(yè)的重心應(yīng)以民族文化為主要核心。注重文化創(chuàng)新對民族文化的發(fā)展至關(guān)重要,維持一個民族的文化活力,關(guān)鍵就是看創(chuàng)新;最后,不同的民族文化之間的相互競爭越來越白熱化,利益驅(qū)使的目的越來越突出。文化競爭競爭的是各自的文化價值,只有文化價值提升了,才能在競爭中勝出。文化競爭的實質(zhì)就是經(jīng)濟(jì)競爭,是對各種資源的追逐競爭。而民族文化作為一種很重要稀缺的資源,如何在現(xiàn)代商業(yè)化和旅游經(jīng)濟(jì)的催化下轉(zhuǎn)變出最大的經(jīng)濟(jì)價值來,將各地的豐富的民族文化內(nèi)涵充分展現(xiàn)出來,吸引更多的游客,整體來推動當(dāng)?shù)氐陌l(fā)展,構(gòu)成了整個民族文化新發(fā)展的核心內(nèi)容[2]。
二、保護(hù)民族文化的必要性
隨著時代的發(fā)展的速度越來越快,以及城鎮(zhèn)化發(fā)展的沖擊,很多珍貴的民族文化由于缺乏行之有效的保護(hù)手段和措施,正在面臨越來越危險的環(huán)境。我國絕大多數(shù)的民族文化遺產(chǎn),主要集中在相對貧困落后的農(nóng)業(yè)區(qū)范圍,這些地域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展是很落后的。但是,隨著近些年,由于這些地域的特殊民族文化形式越來越受到大多數(shù)人的青睞,民族文化旅游成為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱,從政府到民間都希望通過這種對民族文化資源的旅游開發(fā)來帶動本地的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,實現(xiàn)本地域的脫貧。但是旅游經(jīng)濟(jì)卻是對民族文化發(fā)展造成危害的一個最主要的原因。一旦這些民族文化資源由于旅游經(jīng)濟(jì)的帶動越來越知名,會逐漸對當(dāng)?shù)氐脑鷳B(tài)的民族文化環(huán)境造成一定的破壞,逐漸破壞當(dāng)?shù)氐拿褡逦幕匦裕瑔适洫毺氐奈幕瘍r值。由于這些民族文化價值大都不是物質(zhì)性的,是以一種精神性所存在的,一旦遭到破壞,短時間內(nèi)根本無法發(fā)現(xiàn),特別是那些經(jīng)濟(jì)特別落后的地區(qū),這種破壞也是最嚴(yán)重的,因此需要加強對民族文化遺產(chǎn)的保護(hù)。根據(jù)目前國內(nèi)普遍存在的現(xiàn)象,如何有效的處理好對我國目前民族文化遺產(chǎn)的保護(hù),是我們目前迫切需要立即解決的。如果采用相對傳統(tǒng)的保護(hù)方法,其前期的準(zhǔn)備和實施階段過于繁瑣和漫長,很難在短時間內(nèi)解決問題,但是隨著目前科技的發(fā)展,數(shù)字化技術(shù)的大量應(yīng)用為我們保護(hù)這些珍貴的民族文化遺產(chǎn)提供了可能。合理的利用現(xiàn)代數(shù)字化技術(shù)可以有效的將這些珍貴的民族文化遺產(chǎn)記錄保存下來,建立相應(yīng)的保障數(shù)據(jù)庫,切實的保護(hù)好珍貴的民族文化特性,為今后的文化研究工作提供了重要的幫助。
三、在數(shù)字化技術(shù)下保護(hù)民族文化與傳承的具體運用
1.運用數(shù)字錄音、錄像技術(shù)等技術(shù)。
目前數(shù)字化方向的保護(hù)技術(shù)主要為數(shù)字錄音、錄像等手段。數(shù)字化錄音及錄像相比于過去的采用磁性材料錄音、錄像的手段要更加精密,而且效果也更加逼真和出色。出現(xiàn)這種效果的主要原因是因為才用數(shù)字化技術(shù)中的計算機中介是采用二進(jìn)制信息來表示的。而二進(jìn)制信息是通過離散的方式來表示的,是不連續(xù)的,這種不連續(xù)的表示方式比傳統(tǒng)方式更加容易實現(xiàn)、穩(wěn)定、抗干擾能力強等等。這種表現(xiàn)方式與計算機信息的處理方式如出一轍,使之能夠很方便的在計算機中進(jìn)行處理運算。同時,可以可以根據(jù)實際情況對記錄精度進(jìn)行很方便的調(diào)整,滿足不同的需求。例如音頻的記錄模式:分別有電話(3 KHz)7位取樣模式和CD(44.1 Hz)16位取樣等各自不同的音頻模式。都可以根據(jù)記錄音頻時的當(dāng)時環(huán)境和需求分別加以區(qū)別,保證錄制效果的完整和逼真性。數(shù)字錄音和數(shù)字錄像技術(shù)可以用在保護(hù)民族文化和傳承中的歌舞、繪畫、民族剪紙等等[3]。
2.運用數(shù)字三維成像技術(shù)。
數(shù)字三維成像技術(shù)也就是常說的3D技術(shù)。大眾所常接觸的3D技術(shù)即是3D電影,3D電影就是一種立體電影,為觀眾呈現(xiàn)逼真的電影環(huán)境,使人身臨其境,仿佛置于真實的世界中。三維成像技術(shù)的高超所在便是相比于傳統(tǒng)的二維平面成像技術(shù),它能使人產(chǎn)生立體的感覺,平時大家采用的數(shù)碼相機和以前的光學(xué)相機并不能排出立體的效果,那是因為在記錄圖像的過程中,相機只是保存了長度與寬度這兩個單位,而深度這個單位并沒有保存記錄下來,所以大家看到這種技術(shù)所拍攝出來的圖片時并沒有三維立體的感覺。我們所生活的這個世界是三維立體的,我們平時所看到的物體也是三維立體的,那是因為我們觀察這個世界是通過我們的兩只眼睛,這兩只眼睛的距離一般在6cm所有,正是因為這段距離,使我們在觀察世界和物體的過程中產(chǎn)生了視差,就是說在觀察物體時每只眼睛看到的結(jié)果是不同的,這種差異結(jié)果通過神經(jīng)傳遞給大腦,使之在我們的大腦中形成三維立體的圖像。這種技術(shù)手段早在上世紀(jì)60年代便早已問世,這種早期的技術(shù)手段就是模仿我們雙眼的視差這種生理特征,在記錄圖像信息的過程中,采用兩部機器分別從不同角度來拍攝已達(dá)到立體的效果,而放映時同樣用兩部放映機同時工作,再通過一種特制的眼鏡,使人們在觀看時產(chǎn)生立體效果,進(jìn)而達(dá)到三維成像的要求。這種早期的拍攝手段過于繁雜而且后期的工作量也十分大,已經(jīng)不能被當(dāng)前的社會所采用。目前所采用的是很先進(jìn)的數(shù)字化模擬3D技術(shù),這種數(shù)字化3D技術(shù)大大縮減了影片制作的周期,減少了工作量,效率得到了大大的提升。利用數(shù)字3D技術(shù)可通過計算機模擬出一臺攝影機,通過一條影片就能產(chǎn)生兩臺攝影機達(dá)到的效果,這種新的數(shù)字化三維成像技術(shù)一經(jīng)問世就得到了大眾一致認(rèn)可。這種數(shù)字化三維成像技術(shù)的出現(xiàn)為保護(hù)我們民族文化和傳承提供了強有力的保障,通過三維成像可以對民族文化中的瑰寶,比如民族曲藝和歌曲進(jìn)行全方位的記錄,記錄下真實的、身臨其境的三維立體影像資料,為以后的學(xué)習(xí)和研究提供了可能。
3.運用數(shù)字圖案媒體數(shù)據(jù)庫及相關(guān)計算機輔助設(shè)計技術(shù)
數(shù)字圖案媒體數(shù)據(jù)庫是一種常用的數(shù)字化多媒體數(shù)據(jù)庫,這種多媒體數(shù)據(jù)庫可以大容量的儲存大量的音頻和圖像以及視頻等等,是目前現(xiàn)代科技的研究前沿之一。民族文化遺產(chǎn)中具有大量的帶有民族特征的剪紙、刺繡、馬尾繡等等,這種民族文化形式的圖案都有很多鮮明的民族文化特征,對研究民族的人文特征和風(fēng)土人情具有很重要的作用,為了保護(hù)這種具有地方民族特色的圖案不會消失,應(yīng)該采用數(shù)字圖案媒體數(shù)據(jù)庫將這些鮮明獨特的藝術(shù)圖案保存下來,一旦保存下來,可以方便的進(jìn)行查詢、檢索以及傳播,是保護(hù)圖案類文化遺產(chǎn)的一種重要手段。同時如果將計算機輔助設(shè)計技術(shù)與數(shù)字圖案媒體數(shù)據(jù)庫這兩個先進(jìn)技術(shù)有機結(jié)合起來,通過計算機輔助設(shè)計技術(shù)對圖像進(jìn)行查詢、檢索等,再根據(jù)數(shù)據(jù)庫中龐大的數(shù)據(jù)量對圖案進(jìn)行開發(fā)設(shè)計,使傳統(tǒng)文化形式得以保存延續(xù),甚至得以發(fā)揚光大,不僅能達(dá)到保護(hù)民族文化和傳承的目的,而且對于當(dāng)?shù)孛褡逦幕囆g(shù)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展也起到了很大的促進(jìn)作用[4]。
四、結(jié)論
我國具有56個民族,具有很多的民族文化資源。不同民族在漫長的歷史變化中都產(chǎn)生了大量的不同風(fēng)格的民俗和文化,這些民族文化都是中華文化不可或缺的有機組成部分。進(jìn)入21世紀(jì)以來,伴隨著各個民族文化融合腳步的不斷加快已經(jīng)社會生產(chǎn)力的飛速發(fā)展,大量的優(yōu)秀民族文化遺產(chǎn)正在接近瀕臨消亡的邊緣,對它們進(jìn)行保護(hù)是每個民族義不容辭的責(zé)任,是每個民族交流創(chuàng)新的需要。數(shù)字化技術(shù)的出現(xiàn),加快了整個社會前進(jìn)的腳步,通過對民族文化資源在信息化背景下進(jìn)行數(shù)字錄音、錄像技術(shù);數(shù)字三維成像技術(shù);數(shù)字圖案媒體數(shù)據(jù)庫及計算機輔助設(shè)計技術(shù)等手段的保護(hù),相信正確的研究方法和保護(hù)手段一定會對民族文化和傳承起到正確良好的積極影響。(作者單位:貴州省貴陽市花溪區(qū)貴州民族大學(xué)預(yù)科教育學(xué)院)
參考文獻(xiàn)
[1] 卓么措.民族文化數(shù)字化保護(hù)與傳承研究[J].蘭臺世界,2012(35):97-98.
一、信息經(jīng)濟(jì)的內(nèi)涵
“信息經(jīng)濟(jì)”的概念可以追溯到20世紀(jì)六、七十年代美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家馬克盧普和波拉特對于知識生產(chǎn)的有關(guān)研究。馬克盧普1962年在《美國知識的生產(chǎn)和分配》中建立了一套關(guān)于信息產(chǎn)業(yè)的核算體系,奠定了研究“信息經(jīng)濟(jì)”概念的基礎(chǔ)。1977年,波拉特在其博士論文中提出按照農(nóng)業(yè)、工業(yè)、服務(wù)業(yè)、信息業(yè)分類的四次產(chǎn)業(yè)劃分方法,獲得廣泛認(rèn)可。20世紀(jì)80年代,美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家保爾?霍肯在《未來的經(jīng)濟(jì)》中明確提出信息經(jīng)濟(jì)概念,并描述信息經(jīng)濟(jì)是一種以新技術(shù)、新知識和新技能貫穿于整個社會活動的新型經(jīng)濟(jì)形式,其根本特征是經(jīng)濟(jì)運行過程中信息成分大于物質(zhì)成分占主導(dǎo)地位,以及信息要素對經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)。
在上述研究的基礎(chǔ)上,自20世紀(jì)90年代開始,全球范圍內(nèi)拉開了討論“信息經(jīng)濟(jì)”概念及理論體系的序幕。目前,比較成熟的研究觀點認(rèn)為信息經(jīng)濟(jì)可以從微觀和宏觀角度理解。從宏觀經(jīng)濟(jì)角度看,主要研究信息作為生產(chǎn)要素在經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中的運作規(guī)律。這種觀點同知識經(jīng)濟(jì)相通,屬于同一個范疇;而從微觀經(jīng)濟(jì)角度看,信息經(jīng)濟(jì)所涉及到的重點研究內(nèi)容是分析信息產(chǎn)業(yè)和信息產(chǎn)品的特征、以及信息產(chǎn)業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)力度。這種觀點強調(diào)信息經(jīng)濟(jì)是信息產(chǎn)業(yè)部門經(jīng)濟(jì)。由于信息技術(shù)對經(jīng)濟(jì)社會的微觀領(lǐng)域產(chǎn)生重要影響,因而相當(dāng)多的專家學(xué)者更傾向認(rèn)為信息經(jīng)濟(jì)一定程度上主要是指信息產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)。
二、網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)的內(nèi)涵
“網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)”概念的提出同上個世紀(jì)90年代全球范圍內(nèi)因特網(wǎng)的興起有著密切的聯(lián)系。因此,網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)又被稱為因特網(wǎng)經(jīng)濟(jì),是指基于因特網(wǎng)進(jìn)行資源的生產(chǎn)、分配、交換和消費為主的新形式的經(jīng)濟(jì)活動。在網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)的形成與發(fā)展過程中,互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用及電子商務(wù)的蓬勃興起發(fā)揮了舉足輕重的作用。一方面,伴隨國際互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,大量新興行業(yè)不斷涌現(xiàn),資源配置得以進(jìn)一步優(yōu)化,構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)不可缺少的一部分;另一方面,電子商務(wù)帶來虛擬網(wǎng)絡(luò)交易模式,傳統(tǒng)交易活動演變成通過國際互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)交易活動,構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。
與知識經(jīng)濟(jì)、信息經(jīng)濟(jì)和數(shù)字經(jīng)濟(jì)相比,網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)這一術(shù)語的區(qū)別在于它突出了因特網(wǎng),并將基于國際互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行的電子商務(wù)看視作網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)的核心內(nèi)容。
三、知識經(jīng)濟(jì)的內(nèi)涵
二次世界大戰(zhàn)后,由于科技進(jìn)步,全球知識生產(chǎn)、流通速度不斷提高,分配范圍不斷擴大,社會經(jīng)濟(jì)面貌煥然一新。在此背景之下,相當(dāng)多的學(xué)者也開始關(guān)注知識與經(jīng)濟(jì)社會之間的聯(lián)系,知識經(jīng)濟(jì)的概念逐漸形成。例如,美國丹尼爾?貝爾和日本屋太一等學(xué)者分別從“后工業(yè)社會”、“知識價值社會”的角度論述了知識在社會經(jīng)濟(jì)中的作用。這些論述雖然還沒有提出知識經(jīng)濟(jì)的基本概念,但卻已經(jīng)涉及到了知識經(jīng)濟(jì)的基本內(nèi)容。
1996年經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)在年度報告《以知識為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)》中認(rèn)為,知識經(jīng)濟(jì)是以知識為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì),直接依賴于知識和信息的生產(chǎn)、傳播和應(yīng)用。從生產(chǎn)要素的角度看,知識要素對經(jīng)濟(jì)增長的貢獻(xiàn)高于土地、勞動力、資本等,因而“知識經(jīng)濟(jì)”是一種知識為基礎(chǔ)要素和增長驅(qū)動器的經(jīng)濟(jì)模式。特別是隨著現(xiàn)代信息和通信技術(shù)的發(fā)展,知識和信息的傳播和應(yīng)用達(dá)到了空前的規(guī)模,知識對經(jīng)濟(jì)增長的影響更加明顯,已成為提高勞動生產(chǎn)率和實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長的引擎。正如美國學(xué)者美唐?泰普斯科特(Don Tapscott)所言:信息科技強化了以知識為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)。換言之,知識經(jīng)濟(jì)最重要的特征是知識的創(chuàng)造以及其對經(jīng)濟(jì)發(fā)展的貢獻(xiàn)比重大幅度地增加了。
四、比較及總結(jié)
通過上述各概念分析,知識經(jīng)濟(jì)、信息經(jīng)濟(jì)、網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)和數(shù)字經(jīng)濟(jì)之間的確存在差異。知識經(jīng)濟(jì)強調(diào)知識作為要素在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用;信息經(jīng)濟(jì)強調(diào)信息技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)對經(jīng)濟(jì)增長的影響;網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)強調(diào)因特網(wǎng)進(jìn)行資源分配、生產(chǎn)、交換和消費為主的經(jīng)濟(jì)活動;數(shù)字經(jīng)濟(jì)則突出表現(xiàn)在整個經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的數(shù)字化。但正是存在差異,才產(chǎn)生必然聯(lián)系性。雖然知識在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用早已提出,但是“知識經(jīng)濟(jì)”概念的提出并受到重視卻是最近幾十年的事情。知識經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)生是人類發(fā)展過程中知識積累到一定程度的結(jié)果,并最終孕育了信息技術(shù)和因特網(wǎng)的誕生。同時,信息技術(shù)和因特網(wǎng)的廣泛應(yīng)用更加促進(jìn)人類知識的積累,并加速人類向數(shù)字時代的過渡。知識經(jīng)濟(jì)、信息(產(chǎn)業(yè))經(jīng)濟(jì)、網(wǎng)絡(luò)(因特網(wǎng))經(jīng)濟(jì)這些概念在同一個時代提出并不是相互矛盾或重復(fù),而是從不同方面描述當(dāng)前正處于變化中的世界。“知識經(jīng)濟(jì)――信息(產(chǎn)業(yè))經(jīng)濟(jì)、網(wǎng)絡(luò)(因特網(wǎng))經(jīng)濟(jì)――數(shù)字經(jīng)濟(jì)”之間的關(guān)系是“基礎(chǔ)內(nèi)容――催化中介――結(jié)果形式”。知識的不斷積累是當(dāng)今世界變化的基礎(chǔ);信息產(chǎn)業(yè)、網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展是當(dāng)代社會發(fā)生根本變化的催化劑;數(shù)字經(jīng)濟(jì)是發(fā)展的必然結(jié)果和表現(xiàn)形式。因而這幾個概念相輔相成,一脈相傳。
圖1 數(shù)字經(jīng)濟(jì)等相關(guān)概念的區(qū)別與聯(lián)系
參考文獻(xiàn)
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Abstract: mine survey for the mine production construction work it is indispensable, also is very important. The construction of the mine production in mining will first find mine; Mine survey is the construction of the mine production basic work, is also related to the mine safety of the important work. Along with the development of modern science and technology, digital construction of mine surveying is an inevitable trend in the development of mines, the digital measurement is the key links in mine construction. This paper in digital measurement technology in mine to the measurement of the application is also discussed.
Key words: the digital measurement; Mine surveying; Technology application
中圖分類號: TD17文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:
現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展加大了對我國礦業(yè)產(chǎn)品的需求,同時也加大了對礦山建設(shè)與生產(chǎn)的要求,礦山測量領(lǐng)域的數(shù)字化建設(shè)也是各礦山企業(yè)必然的發(fā)展趨勢。礦山企業(yè)要認(rèn)識到礦山測量數(shù)字化的重要性,對其提高礦山開采安全、保障礦山生產(chǎn)人員安全有著重要意義,任何疏忽或誤差都會影響礦山生產(chǎn)的安全甚至導(dǎo)致嚴(yán)重的事故發(fā)生。針對這樣的情況,積極運用現(xiàn)代測量技術(shù)提高礦山測量精度已經(jīng)成為礦山測量質(zhì)量提高的關(guān)鍵。
一、數(shù)字化礦山測量技術(shù)概述
隨著現(xiàn)代礦山生產(chǎn)對測量工作的需求,礦山測量工作已經(jīng)成為影響礦業(yè)企業(yè)生產(chǎn)的重要因素之一,其不僅關(guān)系到礦山開采、生產(chǎn)的科學(xué)進(jìn)行,同時更是關(guān)系到礦山生產(chǎn)安全的重要工作。運用現(xiàn)代數(shù)字化測量技術(shù)進(jìn)行礦山測量工作能夠有效提高礦山測量的質(zhì)量,提高礦山測量精度,為礦業(yè)企業(yè)生產(chǎn)指明方向,提高礦業(yè)企業(yè)生產(chǎn)安全管理效果。三維數(shù)字化軟件技術(shù)、全站儀、GPS定位測量技術(shù)、光電測距高程導(dǎo)線測量技術(shù)、數(shù)字化地形圖等技術(shù)的應(yīng)用極大的降低了礦山測量勞動工作量,提高了測量工作效率與測量質(zhì)量,為礦山企業(yè)的健康發(fā)展奠定基礎(chǔ)。由于數(shù)字化測量技術(shù)對礦山測量工作的重要促進(jìn)作用,現(xiàn)代礦業(yè)企業(yè)必須認(rèn)識到運用現(xiàn)代測量技術(shù)開展礦山測量對企業(yè)的積極作用,加大測量工作投入、提高測量質(zhì)量,為礦業(yè)企業(yè)綜合市場競爭力的提高奠定基礎(chǔ)。
二、數(shù)字化測量技術(shù)在礦山測量的應(yīng)用
數(shù)字化測量技術(shù)在礦山測量的應(yīng)用需要礦業(yè)企業(yè)深刻認(rèn)識到數(shù)字化測量技術(shù)的重要性,認(rèn)識到其對企業(yè)測量人員技術(shù)的要求,以科學(xué)的測量管理體系構(gòu)建為基礎(chǔ),加大測量工作的資金投入,加強測量人員技術(shù)水平的提高,促進(jìn)數(shù)字化測量技術(shù)在礦山測量應(yīng)用。同時還需要測量人員認(rèn)識到自身技術(shù)水平的提高對于現(xiàn)代數(shù)字化測量技術(shù)應(yīng)用過程中測量質(zhì)量提高的重要性,以自身能動性為基礎(chǔ)提高礦業(yè)企業(yè)測量技術(shù)水平,促進(jìn)數(shù)字化測量技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用。
數(shù)字化測量技術(shù)在礦山測量的應(yīng)用是區(qū)別于傳統(tǒng)單一測量科學(xué)的綜合性科學(xué),是綜合運用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、全站儀及計算機相關(guān)設(shè)備采集礦山地里生產(chǎn)與儲量數(shù)據(jù),并利用CAD等軟件繪制成圖的數(shù)字化測繪技術(shù)。數(shù)字化測量技術(shù)在礦山測量的應(yīng)用必須以有關(guān)規(guī)范為基礎(chǔ)依據(jù),按照測量重點以及測量工作質(zhì)量控制因素進(jìn)行的工作。在數(shù)字化測量技術(shù)應(yīng)用過程中還要根據(jù)測量工作地點(地面、井下)以及其測量內(nèi)容有針對性的對其測量過程進(jìn)行控制,以此達(dá)到運用現(xiàn)代數(shù)字化測量技術(shù)提高測量質(zhì)量的目的。
數(shù)字化測量技術(shù)在礦山測量的應(yīng)用應(yīng)以礦業(yè)企業(yè)測量技術(shù)水平的提高為基礎(chǔ),提高測量人員對新技術(shù)的掌握以及了解、認(rèn)識現(xiàn)代數(shù)字化測量技術(shù)操作要點,以此促進(jìn)數(shù)字化測量技術(shù)的應(yīng)用。在其應(yīng)用過程中,礦業(yè)企業(yè)測量部門或測量企業(yè)要以自身對測量工作的重視以及對數(shù)字化測量技術(shù)應(yīng)用的重視,加大投入以此促進(jìn)數(shù)字化測量技術(shù)的應(yīng)用。電子經(jīng)緯儀、全站型儀器、GPS接收機和多種地面或巖層移動變形監(jiān)測儀器等數(shù)字化設(shè)備儀器在礦山測量的應(yīng)用提高了地面測量與數(shù)據(jù)采集工作效率與精度、降低了測量工作的勞動強度,為礦山的安全生產(chǎn)奠定了堅實的基礎(chǔ)。在實施數(shù)字化測量技術(shù)應(yīng)用過程中,測量部門或企業(yè)還要認(rèn)識到同一類型測量儀器中先進(jìn)性的選擇,因此,在進(jìn)行數(shù)字化測量技術(shù)在礦山測量應(yīng)用時,測量部門或企業(yè)應(yīng)選用具有先進(jìn)性與綜合性能優(yōu)異的設(shè)備儀器,提高數(shù)字化測量技術(shù)應(yīng)用效果。
GPS、GIS、遙感和計算機等技術(shù)是現(xiàn)代測繪學(xué)科的核心技術(shù),也是礦山測量領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù),是現(xiàn)代數(shù)字化測量技術(shù)在礦山測量應(yīng)用中的關(guān)鍵。隨著近年來礦業(yè)建設(shè)與測量工作管理水平的提高,數(shù)字化測量技術(shù)在礦山測量的應(yīng)用越來越多,這也為我國礦山測量過程中數(shù)字化測量技術(shù)應(yīng)用提供良好的基礎(chǔ)。計算機數(shù)據(jù)處理與機助制圖、電子速測儀、GPS技術(shù)、數(shù)字?jǐn)z影測量、遙感和GIS等現(xiàn)代數(shù)字化測量技術(shù)在一些礦區(qū)的應(yīng)用使一線礦山測量技術(shù)人員親身感受到現(xiàn)代測繪儀器數(shù)字化、自動化、智能化的優(yōu)越性,同時內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理、圖形繪制數(shù)據(jù)的數(shù)字化工作也使得內(nèi)業(yè)測量人員認(rèn)識到現(xiàn)代測繪數(shù)字化的優(yōu)點與便捷。隨著現(xiàn)代數(shù)字化礦山進(jìn)程的不斷推進(jìn),積極運用數(shù)字化礦山系統(tǒng)促進(jìn)數(shù)字化測量技術(shù)在礦山測量的應(yīng)用已經(jīng)成為礦業(yè)企業(yè)工作開展的關(guān)鍵。
三、采用數(shù)字化礦山測量技術(shù)的優(yōu)點
1)它可以通過計算機的模擬,在屏幕上直觀生動地(分層)反映出地形、地貌特征以及地籍要素,而且一目了然,【基本上改變和彌補了傳統(tǒng)產(chǎn)品線條、符號和數(shù)字、文字等綜合包羅】,非具一定專業(yè)知識才能讀懂的缺陷;
2)數(shù)字化測量產(chǎn)品在使用、維護(hù)和更新上具有方便快捷的特性,能夠隨時保持產(chǎn)品信息的現(xiàn)勢性,可以隨時補充修改,隨時出新圖提供使用;
3) 根據(jù)不同用戶的需要,可以對產(chǎn)品的各種要素進(jìn)行數(shù)據(jù)再加工,得到不同用途的圖件,而且還可以隨意對圖形進(jìn)行拼接、縮放,用途更廣泛。
四、結(jié)束語
礦山測量作為一門交叉性學(xué)科,其發(fā)展和進(jìn)步與采礦技術(shù)和礦業(yè)工程的發(fā)展、測量科學(xué)技術(shù)與儀器設(shè)備的發(fā)展、其它學(xué)科如數(shù)理科學(xué)、計算機科學(xué)等的發(fā)展密切相關(guān)。現(xiàn)代測繪技術(shù)是建立在電子技術(shù)、空間技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、計算機技術(shù)等基礎(chǔ)上的綜合性技術(shù),并具有智能化、自動化等一系列優(yōu)點。現(xiàn)代測繪科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展,必然會促進(jìn)礦山測量的進(jìn)一步發(fā)展。以現(xiàn)代測繪技術(shù)、礦業(yè)工程技術(shù)和相關(guān)科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)的礦山測量,必將會形成集數(shù)據(jù)采集、處理、管理、傳輸、分析、表達(dá)、應(yīng)用、輸出為一體的智能化、自動化的技術(shù)系統(tǒng),為礦區(qū)資源環(huán)境信息系統(tǒng)的建立提供基礎(chǔ)性的資料,促進(jìn)礦山可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
一、引言
經(jīng)濟(jì)的發(fā)展伴隨而來的必然是文化的興盛,近年來的統(tǒng)計數(shù)據(jù)已經(jīng)表明世界文化經(jīng)濟(jì)和文化貿(mào)易都在蓬勃發(fā)展,國際文化貿(mào)易在國際貿(mào)易交往中所占的比重不斷提升,同時又帶動了整個國家國際貿(mào)易水平的提高,因此國際文化貿(mào)易正在獲得各國政府越來越多的重視[1]。
國際文化貿(mào)易的復(fù)雜性導(dǎo)致了其概念在國際上并沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),這里我們選取其中一個闡述,即國際文化貿(mào)易是指國際間文化產(chǎn)品與服務(wù)的輸入和輸出貿(mào)易方式的統(tǒng)稱,是國際服務(wù)貿(mào)易中的重要組成部分[2]。從前面的闡述中可以看出國際文化貿(mào)易由國際文化產(chǎn)品貿(mào)易和國際文化服務(wù)貿(mào)易兩部分組成,其中的文化產(chǎn)品可以是圖書、雜志、影視、戲曲、藝術(shù)設(shè)計、手工藝品等,主要特征是具有實物消費品的基本屬性,而文化服務(wù)則是實現(xiàn)和滿足人們文化需要的過程,通常貿(mào)易主體不是實物或不具備一般商品屬性[3]。
近些年隨著云計算、大數(shù)據(jù)、移動應(yīng)用等技術(shù)的涌現(xiàn),數(shù)字技術(shù)在飛速發(fā)展的同時也表現(xiàn)出了更加親民的一面,人們工作、學(xué)習(xí)、生活的方方面面都通過數(shù)字技術(shù)緊密地銜接到一起。國際文化貿(mào)易中無論是以貨物為主的文化產(chǎn)品,還是以虛擬經(jīng)濟(jì)為主的文化服務(wù),也應(yīng)該充分利用數(shù)字技術(shù)帶來的種種便利,下面就詳細(xì)介紹一下數(shù)字技術(shù)在與國際文化貿(mào)易整合過程中的具體表現(xiàn)。
二、文化產(chǎn)品的數(shù)字化表現(xiàn)形式
文化貿(mào)易不僅承載著帶動經(jīng)濟(jì)增長的重任,同時也肩負(fù)著繁榮本國文化和歷史的重任,是提高國家綜合實力和地位的重要途徑,其中文化產(chǎn)品是文化貿(mào)易開展的核心,文化服務(wù)是文化貿(mào)易開展的推動力量。
作者單位:100024北京第二外國語學(xué)院
國際文化貿(mào)易中的文化產(chǎn)品通常是以實物形式存在的,而在數(shù)字時代文化產(chǎn)品則具備了更多的虛擬化特征,傳統(tǒng)的文化產(chǎn)品轉(zhuǎn)變成為使用計算機、數(shù)字播放器等泛用型設(shè)備作為載體,文化產(chǎn)品的核心內(nèi)容以數(shù)字形式來存儲、展現(xiàn)和傳播的形式。文化產(chǎn)品的生產(chǎn)者除了傳統(tǒng)的文化企業(yè)外,也涌現(xiàn)出了大量基于個人或工作室的作品,隨著而來的是數(shù)字化的貿(mào)易平臺的大量出現(xiàn)[4]。數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展在一定程度上使得文化產(chǎn)品和文化服務(wù)間的貿(mào)易界定變得模糊,總體而言文化產(chǎn)品涉及文化貿(mào)易的核心內(nèi)容,文化服務(wù)則是在文化產(chǎn)品的基礎(chǔ)上拓展而來的服務(wù)貿(mào)易。根據(jù)文化產(chǎn)品內(nèi)涵與數(shù)字技術(shù)間的關(guān)系,可以將文化產(chǎn)品的數(shù)字表現(xiàn)形式分為如下幾類。
1.完全數(shù)字化的文化產(chǎn)品
數(shù)字技術(shù)的發(fā)展,不僅僅帶來運算速度和存儲能力的飛速發(fā)展,同時也在虛擬時空中拓展了人類的思維。在計算機平臺中,就已經(jīng)出現(xiàn)了大量具備傳統(tǒng)實物類文化產(chǎn)品特征的數(shù)字化虛擬文化產(chǎn)品,這類文化產(chǎn)品具備更新節(jié)奏快、傳播范圍廣、對實體環(huán)境依賴度低等特點。
完全數(shù)字化的文化產(chǎn)品指的是文化產(chǎn)品從最初的設(shè)計開發(fā),到后期的推廣營銷都依靠數(shù)字技術(shù)實現(xiàn),無需傳統(tǒng)的實物類文化產(chǎn)品即可完成整個文化產(chǎn)品貿(mào)易全部過程的現(xiàn)象。比較典型的完全數(shù)字化文化產(chǎn)品例如有網(wǎng)絡(luò)游戲、網(wǎng)絡(luò)動漫、網(wǎng)絡(luò)小說等,這類文化產(chǎn)品的貿(mào)易過程只需要擁有計算機或移動顯示設(shè)備,并通過互聯(lián)網(wǎng)交換數(shù)字信息即可。
2.從傳統(tǒng)文化產(chǎn)品轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化的文化產(chǎn)品
在有人類貿(mào)易活動以來,其實也一直伴隨著文化貿(mào)易,進(jìn)入到數(shù)字媒體時代后,部分傳統(tǒng)文化產(chǎn)業(yè)可以吸收和采納數(shù)字技術(shù)的優(yōu)勢,并將傳統(tǒng)文化產(chǎn)品慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化的產(chǎn)品。這類文化產(chǎn)品的核心內(nèi)容并未改變,但是由于數(shù)字技術(shù)的出現(xiàn),一方面使得文化產(chǎn)品的展現(xiàn)形式有了提升的空間,另一方面也改變了文化產(chǎn)品貿(mào)易的交易過程。最為典型的從傳統(tǒng)文化產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字文化產(chǎn)業(yè)的例子就是電影電視、音樂曲藝、平面影像等,傳統(tǒng)的膠片電影和有線電視業(yè)如今正在快速的轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字電影和數(shù)字電視,并出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)視頻這樣的新形態(tài),音樂產(chǎn)業(yè)則經(jīng)歷了從膠片和磁帶到數(shù)字音樂的轉(zhuǎn)變。
3.利用數(shù)字媒體作為輔助展現(xiàn)或傳播的文化產(chǎn)品
盡管數(shù)字技術(shù)在國際文化貿(mào)易中的重要性越來越大,但是文化產(chǎn)品本身取悅于人的核心特性并未發(fā)生改變,并非所有的文化產(chǎn)品都可以被數(shù)字技術(shù)所改變或替代,對于這類文化產(chǎn)品而言,數(shù)字媒體的出現(xiàn)只是增加了輔的展現(xiàn)和傳播形式。利用數(shù)字媒體作為輔助展現(xiàn)或傳播的文化產(chǎn)品,具有的典型特征是這類文化產(chǎn)品比較依賴傳統(tǒng)的手工技藝,比較注重實物的工藝價值,例如文化產(chǎn)品中的民間手工藝品等。
數(shù)字技術(shù)本身無論如何發(fā)展,都無法替代實際的工藝品實物所帶給人們的感受,因此數(shù)字媒體更多地是作為這類文化產(chǎn)品的輔助展現(xiàn)形式,將產(chǎn)品的內(nèi)容以文字、圖片、聲音、視頻等形式存儲并顯示在電腦設(shè)備中,近些年也出現(xiàn)了更加復(fù)雜的展現(xiàn)形式,如將虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實、3D打印等技術(shù)與文化產(chǎn)品相結(jié)合,實現(xiàn)了更加真實和有交互感的展現(xiàn)形式,使得普通個人了解和制作手工藝品成為可能。例如基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)開發(fā)的手工藝品制作游戲,基于增強現(xiàn)實技術(shù)開發(fā)的京劇換裝體驗,基于3D打印技術(shù)實現(xiàn)的數(shù)字化工藝品個性化模型打印等。
實際上,大部分傳統(tǒng)的手工藝品都面臨著市場容量萎縮、大眾認(rèn)知度低的問題,網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)字媒體正好是推廣這類文化產(chǎn)品最為有效、成本最為低廉的一種形式,這里說的網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)字媒體既包括早期出現(xiàn)的彩信、網(wǎng)站等形式,也有近些年比較流行的移動應(yīng)用這樣的形式。網(wǎng)絡(luò)數(shù)字媒體的應(yīng)用,對文化產(chǎn)品的傳播以及文化遺產(chǎn)的傳承與發(fā)展都有很重要的意義。
三、數(shù)字資源與文化服務(wù)貿(mào)易的整合
與文化產(chǎn)品貿(mào)易注重利用實物來承載文化內(nèi)涵的形式不同,文化服務(wù)貿(mào)易是更加注重滿足人們文化需求的活動,包括各類演出、展覽、視聽傳播等[5]。數(shù)字技術(shù)擁有的如交互性、虛擬化、泛媒體化等典型特征,與以非實物化交易為主要特征的文化服務(wù)貿(mào)易更加吻合,也更加能夠提升文化服務(wù)貿(mào)易的層次和水平。區(qū)別于傳統(tǒng)的文化服務(wù)貿(mào)易,數(shù)字資源在與文化服務(wù)貿(mào)易整合過程中,表現(xiàn)出如下幾個特征。
1. 文化服務(wù)貿(mào)易形式統(tǒng)一化
文化服務(wù)貿(mào)易一直以來缺乏統(tǒng)一的劃分標(biāo)準(zhǔn),其基本特征是文化貿(mào)易交易對象的非貨物化,因此我們通常將文化演出、視聽影像、圖書檔案、博物館服務(wù)、體育娛樂、專利版權(quán)等交易內(nèi)容都劃歸文化服務(wù)貿(mào)易的范疇。傳統(tǒng)的文化服務(wù)貿(mào)易過程中,這些交易內(nèi)容可以會以多種形式出現(xiàn),在數(shù)字媒體時代,數(shù)字技術(shù)可以成為文化服務(wù)貿(mào)易交易過程的主要載體,以此來實現(xiàn)貿(mào)易形式的統(tǒng)一化。
例如我們可以通過網(wǎng)絡(luò)在線付費購買演出票,并將電子票根下載在手機中作為入場憑證;可以在統(tǒng)一的交易平臺中購買數(shù)字音樂或電影,而不再需要除了數(shù)字終端設(shè)備以外的其他媒體;也可以在線預(yù)覽圖書的部分章節(jié),并在付費后直接下載電子書到終端閱讀設(shè)備;版權(quán)及專利交易也可以通過統(tǒng)一的數(shù)字平成,并通過數(shù)字驗證和數(shù)字簽名技術(shù)保證交易的有效性。
2. 更加高效、安全的服務(wù)貿(mào)易交易平臺
數(shù)字資源平臺在貿(mào)易活動中曾經(jīng)最令人們擔(dān)心的就是交易平臺運行的效率和信息安全,互聯(lián)網(wǎng)和移動應(yīng)用的普及使得服務(wù)貿(mào)易信息的獲取更加便捷,信息溝通的障礙得以打破,更多的人可以通過數(shù)字平臺得到他所需要的文化服務(wù)內(nèi)容。作為網(wǎng)絡(luò)數(shù)字媒體的另一大主要特征,信息的雙向交互也使得人們在獲取文化服務(wù)的同時,可以更為直接地將自己的感受、建議、想法等分享給其他觀眾或文化服務(wù)的提供者,這在一定程度上也大大促進(jìn)了文化服務(wù)內(nèi)容的改進(jìn)和提升。例如,以前電視臺想要獲取電視節(jié)目的收視率信息,主要依靠隨機抽樣撥打電話訪問的形式進(jìn)行,而在數(shù)字電視環(huán)境下,不僅電視節(jié)目的終端收視率可以精確的獲取到,甚至對于每臺電視機的收視習(xí)慣數(shù)據(jù)都可以采集到。再比如在數(shù)字音樂交易平臺中,用戶在試聽音樂的部分章節(jié)后就可以馬上選擇是否在線購買整張數(shù)字專輯,同時還可以在平臺中看到其他用戶的購買心得并發(fā)表自己的感受,這在傳統(tǒng)的貿(mào)易形式下是難以實現(xiàn)的。
在網(wǎng)絡(luò)數(shù)字環(huán)境下,交易的安全性曾經(jīng)是數(shù)字交易推廣過程中的主要阻礙。隨著信息安全技術(shù)的發(fā)展,如近些年普及率非常高的數(shù)字證書、DRM簽名、非對稱加密等技術(shù)的出現(xiàn),使得無論是交易過程中的資金安全,還是防止數(shù)字內(nèi)容不被隨意復(fù)制等,都得以實現(xiàn),數(shù)字交易過程已經(jīng)能夠與傳統(tǒng)交易形式一樣令人信賴。
3. 更加多樣的文化服務(wù)貿(mào)易量化指標(biāo)
文化服務(wù)貿(mào)易在國際文化貿(mào)易中占有重要的地位,而文化貿(mào)易由于有獨特的文化內(nèi)涵,使得僅僅考慮國際貿(mào)易額并不能很全面地衡量一個國家文化貿(mào)易的實際水平,對于不以貨物貿(mào)易為主的文化服務(wù)貿(mào)易活動,這樣的衡量標(biāo)準(zhǔn)就顯得更加偏頗。對于文化服務(wù)貿(mào)易水平的衡量指標(biāo),實際上應(yīng)該是一個動態(tài)考慮的體系,既要通過多種指標(biāo)的建立來衡量當(dāng)前貿(mào)易水平與其他國家間的比較,同時也要考慮不同時間周期內(nèi)貿(mào)易指標(biāo)的變化情況,來綜合考量文化服務(wù)貿(mào)易的實際發(fā)展水平。
數(shù)字資源與文化貿(mào)易平臺整合的同時,所有的文化服務(wù)交易信息都將以數(shù)字形式存儲和表現(xiàn),規(guī)范化的貿(mào)易數(shù)字信息在大數(shù)據(jù)處理的時代背景下,可以從更多側(cè)面反映文化服務(wù)貿(mào)易的發(fā)展水平。以視聽產(chǎn)業(yè)為例,傳統(tǒng)的衡量貿(mào)易水平的指標(biāo)包括:票房收入、上座率等。而在基于網(wǎng)絡(luò)付費點播的視聽貿(mào)易平臺中,不僅可以隨時看到點播收入和點播次數(shù),還可以收集例如:點播時段、重復(fù)播放次數(shù)、評價好壞、評論情況、IP來源等數(shù)據(jù),同時這些數(shù)據(jù)的采集也是基于時間線和用戶等級的,因此還可以將這些量化指標(biāo)拓展到更加立體的評價指標(biāo)體系中。
四、結(jié)束語
信息技術(shù)的發(fā)展帶來了人們生活方式的改變,網(wǎng)絡(luò)數(shù)字媒體技術(shù)早已融入到人們生活的方方面面,這其中也包括了文化產(chǎn)業(yè)這一領(lǐng)域。作為國際文化貿(mào)易核心組成的文化產(chǎn)品和文化服務(wù),在數(shù)字時代下也正在悄然發(fā)生著改變,文化產(chǎn)品的展現(xiàn)形式,文化服務(wù)的貿(mào)易方式都已與數(shù)字時代無法分離,而更好地與數(shù)字技術(shù)整合也是國際文化貿(mào)易發(fā)展的必經(jīng)途徑。
數(shù)字技術(shù)與文化內(nèi)涵之間并不是矛盾對立的關(guān)系,國際文化貿(mào)易的核心永遠(yuǎn)是文化本身,數(shù)字技術(shù)是文化內(nèi)涵更好的展現(xiàn)和傳播途徑。在數(shù)字資源與文化貿(mào)易整合的過程中,也要時刻注意數(shù)字技術(shù)的選取與實現(xiàn)形式,讓數(shù)字技術(shù)成為促進(jìn)文化貿(mào)易發(fā)展的推動力,而不是成為文化本身的替代品。
參考文獻(xiàn)
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[2]李小牧, 李嘉珊. 國際文化貿(mào)易: 關(guān)于概念的綜述和辨析[J]. 國際貿(mào)易, 2007,(2): 41\|44.
1.1智能變電站和智能電網(wǎng)智能變電站和智能電網(wǎng)之間有著密不可分的聯(lián)系,可以說智能電網(wǎng)中包括了智能變電站。智能變電站的設(shè)計是建立在智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)之上的,智能變電站的存在保證了智能電網(wǎng)的數(shù)字化、智能化、互動化等多項特點,是實現(xiàn)智能電網(wǎng)的重要保證,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:第一,支撐智能電網(wǎng)。智能變電站有著統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和信息模型,可以保證智能電子設(shè)備的互動性,為智能電網(wǎng)的信息化奠定基礎(chǔ)。智能變電站要建立在數(shù)字化的前提下,有著性能優(yōu)良、抗干擾能力強的特點,并具備自我檢測和診斷的能力。通過以太網(wǎng)交換技術(shù),能夠確保智能電網(wǎng)的精確度,使數(shù)據(jù)能準(zhǔn)確、快速的傳輸,為智能電網(wǎng)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。通過穩(wěn)定智能變電站中的電子設(shè)備完成動態(tài)數(shù)據(jù)、穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)和暫態(tài)數(shù)據(jù)的采集與處理工作,提高智能電網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理能力。第二,加強全網(wǎng)聯(lián)接。變電站是智能電網(wǎng)能量傳遞的重要樞紐,因此智能變電站的存在能保證電網(wǎng)中各個節(jié)點的有效連接。當(dāng)智能電網(wǎng)中發(fā)生事故時,可以進(jìn)行有效的控制,并提高電網(wǎng)的事故預(yù)防能力,保證電網(wǎng)的穩(wěn)定性[1]。第三,高電壓等級的智能變電站能夠滿足智能電網(wǎng)中對高壓輸電網(wǎng)架的要求。根據(jù)我國的實際情況,智能電網(wǎng)中的主要輸電網(wǎng)架都是高壓線路,必須要通過高電壓等級的智能變電站進(jìn)行調(diào)節(jié),能夠解決高電壓線路中大容量點電能傳輸所存在的問題,保證我國高壓輸電網(wǎng)架的穩(wěn)定,促進(jìn)我國電力建設(shè)的完善。第四,通過中低壓智能變電站,可以同時支持風(fēng)能發(fā)電、太陽能發(fā)電等清潔分布式電源的接入,為智能電網(wǎng)提供了中間歇性電源“即插即用”的功能。第五,為智能電網(wǎng)的實時監(jiān)督提供了保障。在智能變電站中,通過大量先進(jìn)電子設(shè)備的應(yīng)用,可以獲取到電網(wǎng)中的運行數(shù)據(jù),對設(shè)備的維護(hù)檢修提供基礎(chǔ),提高了系統(tǒng)的實用性。
1.2智能變電站與數(shù)字變電站數(shù)字變電站是確保智能變電站實現(xiàn)的基礎(chǔ),相比之下,數(shù)字變電站更注重過程,而智能變電站更注重結(jié)果。和數(shù)字變電站有所區(qū)別,智能變電站強調(diào)的是物理集成和邏輯集成。強調(diào)了智能設(shè)備在智能變電站中的應(yīng)用,不僅可以負(fù)責(zé)傳統(tǒng)設(shè)備的測量、控制以及監(jiān)測等各項功能,還可以進(jìn)行相應(yīng)的計量和保護(hù)等。智能設(shè)備是由一次設(shè)備和智能組件之間的組合,有著測量數(shù)字化、控制網(wǎng)絡(luò)化、狀態(tài)可視化等特征。而邏輯集成指的是智能變電站注重邏輯集成,通過對系統(tǒng)的虛擬裝置,可以根據(jù)實際情況,選擇對智能變電站的區(qū)域性或總體性的協(xié)調(diào),支持在線決策、協(xié)同互動等多種應(yīng)用。智能變電站和數(shù)字變電站的區(qū)別可以分為兩個方面:第一,出發(fā)點不同。數(shù)字化變電站的目的是滿足變電站的自身需求,通過建立統(tǒng)一的信息通信平臺,在變電站內(nèi)部實現(xiàn)一次、二次設(shè)備的通信,注重的是變電站內(nèi)部的設(shè)備和相互之間的聯(lián)系。而智能變電站是建立在整體電網(wǎng)的要求上,建立全網(wǎng)統(tǒng)一的信息通信平臺,更加注重電網(wǎng)中各個智能變電站之間的聯(lián)系,以及變電站和控制中心之間的通信,提高電網(wǎng)中的通信水平。另一方面,智能電網(wǎng)中還可以支持風(fēng)能發(fā)電、太陽能發(fā)電等多種清潔分布式電源,滿足“即插即用”的要求。第二,設(shè)備集成化程度不同。數(shù)字變電站具備一定的設(shè)備集成和功能優(yōu)化,在以太網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上,將一次、二次設(shè)備之間相融合,符合了智能電子裝置的標(biāo)準(zhǔn)。和數(shù)字變電站相比,智能變電站的設(shè)備集成化程度更高,智能設(shè)備體現(xiàn)的更加全面,促進(jìn)了一次、二次設(shè)備的一體化進(jìn)程[2]。
二、智能變電站數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)性能要求
通信網(wǎng)絡(luò)是變電站自動化系統(tǒng)內(nèi)部和其他系統(tǒng)之間進(jìn)行交流的重要途徑,數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)是否穩(wěn)定、高效、實時是判斷系統(tǒng)信息化、自動化的重要標(biāo)準(zhǔn)。在智能變電站中,數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)是各種設(shè)備與系統(tǒng)之間的信息傳輸紐帶,要滿足相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,建立統(tǒng)一的通信接口。隨著變電站自動化技術(shù)的不斷發(fā)展,需要進(jìn)行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)越來越多,對數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的要求也在不斷提高。數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)必須能夠應(yīng)對目前大量的電量數(shù)據(jù)、操作數(shù)據(jù)以及故障數(shù)據(jù)等。另一方面,目前對數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的實時性和穩(wěn)定性要求非常高,因此在對數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)計時,要考慮到網(wǎng)絡(luò)的冗余性能和無擾恢復(fù)能力。從總體來說,對智能變電站通信要求的性能要求可以分為以下四方面:第一,分層結(jié)構(gòu)。智能變電站的分層結(jié)構(gòu)是由分層架構(gòu)決定的,數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的分層是確保智能變電站分層架構(gòu)的前提,根據(jù)對智能變電站的不同需求,要選擇相對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和結(jié)構(gòu)。第二。實時性。在智能變電站中,需要對大量的實時運行信息和操作控制信息進(jìn)行處理,這些信息往往都具備一定的實時性,所以在建立數(shù)據(jù)通信平臺時要注重數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性。第三,可靠性。電力系統(tǒng)有著連續(xù)運行的特點,這就意味著智能變電站的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)也要一直處在運行狀態(tài),一旦數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)出現(xiàn)運行故障,會對智能變電站的整體運行產(chǎn)生影響,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,甚至傷及人們的人身安全。因此,數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的可靠性是在設(shè)計時要考慮的重要因素。第四,電磁兼容性。變電站在日常的運營中會受到多方面因素的影響,例如電源、雷擊、跳閘等,使得通信系統(tǒng)常常要在強磁干擾的環(huán)境下工作,因此對網(wǎng)絡(luò)的電磁兼容性有著一定的要求,要避免強磁干擾而產(chǎn)生的通信障礙。
三、智能變電站數(shù)據(jù)通信結(jié)構(gòu)體系
3.1智能變電站結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)我國電網(wǎng)公司對智能電網(wǎng)出臺的相關(guān)規(guī)定,在建立智能變電站時,要包括過程層、間隔層和站控層。在過程中包括變壓器、斷路器、隔離開關(guān)等一次設(shè)備;在間隔層中包括繼電保護(hù)裝置、系統(tǒng)測控裝置等二次設(shè)備以及一些控制器和傳感器通信系統(tǒng);站控層中包括各種自動化監(jiān)視控制系統(tǒng),對通信系統(tǒng)中的實時情況進(jìn)行監(jiān)督,對智能變電站中的設(shè)備進(jìn)行全方位的監(jiān)視、控制以及信息交互,保證變電站數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視控制、電能量采集等多項工作的正常進(jìn)行。和數(shù)字化變電站相比,智能化變電站的設(shè)備集成化程度更高,更好的實現(xiàn)了智能設(shè)備的作用,將一次、二次設(shè)備一體化,提高了變電站的工作效率。除了過程層中的測量和控制功能不變之外,智能化變電站通過集成將間隔層中的保護(hù)、控制與監(jiān)視融合到過程層中。這樣一來,這些智能設(shè)備除了能夠進(jìn)行測量和控制之外,還具備保護(hù)、監(jiān)視的功能;另一方面,智能設(shè)備通過標(biāo)準(zhǔn)化接口接入電網(wǎng)的高速網(wǎng)絡(luò)后,能夠更好的實現(xiàn)智能設(shè)備和變電站之間的信息交流。在此基礎(chǔ)上,可以對智能變電站中的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計[3]。
3.2智能變電站總線設(shè)計在傳統(tǒng)的數(shù)字變電站中,總線設(shè)計分為站級總線和過程總線兩種方式。站級總線指的是變電站層和變電站層之間的通信方式,通過站級總線,各個變電站之間能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,并可以和上級運行中心以及調(diào)度控制中心相聯(lián),傳輸相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。過程總線指的是在過程層和間隔層之間的通信。通過過程總線,這兩者之間可以進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,具有一定的穩(wěn)定性和實時性。如非常規(guī)互感器采樣值的傳輸、保護(hù)裝置控制命令的傳輸?shù)取8鶕?jù)站級總線和過程總線的特點,數(shù)字變電站中有兩種組網(wǎng)模式:獨立過程總線模式、站級總線與過程總線結(jié)合模式。獨立過程總線模式中,間隔層的智能電子設(shè)備要通過兩套以太網(wǎng)接口,分別接入站級總線和過程總線。在這種模式下間隔層和過程層的數(shù)據(jù)難以進(jìn)行共享;站級總線與過程總線組合模式下,變電站中的一切智能設(shè)備同時接入同一個物理網(wǎng)絡(luò)。無論是變電站層之間的裝置還是智能電子裝置之間,都能實現(xiàn)共性和交互,但是由于網(wǎng)站中存在大量的數(shù)據(jù)信息,因此很容易引發(fā)網(wǎng)絡(luò)資源競爭問題。和數(shù)字變電站相比,智能變電站中只有站級總線一種總線模式。在智能變電站中,逐漸開始淡化過程總線的概念,間隔層和過程層之間的數(shù)據(jù)信息傳輸通過變電站中的智能設(shè)備進(jìn)行。設(shè)備以及系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信通過以太網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn),保證了數(shù)據(jù)通信傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。
3.3安全結(jié)構(gòu)設(shè)計智能變電站中的數(shù)據(jù)通信是建立在以太網(wǎng)技術(shù)上的,有效降低了變電站的成本。但是在智能變電站中,面臨著各種網(wǎng)絡(luò)安全威脅。其中既有變電站內(nèi)部的威脅,也有來自變電站外部的威脅,其中主要包括非法使用、截獲信息、篡改數(shù)據(jù)信息、惡意程序、權(quán)限管理不當(dāng)?shù)取V悄茏冸娬臼且訲CP/IP協(xié)議為基礎(chǔ)的以太網(wǎng)技術(shù)建設(shè)的,通過加密技術(shù)、數(shù)字簽名技術(shù)、容錯技術(shù)等多種方式對安全結(jié)構(gòu)進(jìn)行完善[4]。
一、智能變電站結(jié)構(gòu)
1.1智能變電站和智能電網(wǎng)
智能變電站和智能電網(wǎng)之間有著密不可分的聯(lián)系,可以說智能電網(wǎng)中包括了智能變電站。智能變電站的設(shè)計是建立在智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)之上的,智能變電站的存在保證了智能電網(wǎng)的數(shù)字化、智能化、互動化等多項特點,是實現(xiàn)智能電網(wǎng)的重要保證,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
第一,支撐智能電網(wǎng)。智能變電站有著統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和信息模型,可以保證智能電子設(shè)備的互動性,為智能電網(wǎng)的信息化奠定基礎(chǔ)。智能變電站要建立在數(shù)字化的前提下,有著性能優(yōu)良、抗干擾能力強的特點,并具備自我檢測和診斷的能力。通過以太網(wǎng)交換技術(shù),能夠確保智能電網(wǎng)的精確度,使數(shù)據(jù)能準(zhǔn)確、快速的傳輸,為智能電網(wǎng)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。通過穩(wěn)定智能變電站中的電子設(shè)備完成動態(tài)數(shù)據(jù)、穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)和暫態(tài)數(shù)據(jù)的采集與處理工作,提高智能電網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理能力。
第二,加強全網(wǎng)聯(lián)接。變電站是智能電網(wǎng)能量傳遞的重要樞紐,因此智能變電站的存在能保證電網(wǎng)中各個節(jié)點的有效連接。當(dāng)智能電網(wǎng)中發(fā)生事故時,可以進(jìn)行有效的控制,并提高電網(wǎng)的事故預(yù)防能力,保證電網(wǎng)的穩(wěn)定性[1]。
第三,高電壓等級的智能變電站能夠滿足智能電網(wǎng)中對高壓輸電網(wǎng)架的要求。根據(jù)我國的實際情況,智能電網(wǎng)中的主要輸電網(wǎng)架都是高壓線路,必須要通過高電壓等級的智能變電站進(jìn)行調(diào)節(jié),能夠解決高電壓線路中大容量點電能傳輸所存在的問題,保證我國高壓輸電網(wǎng)架的穩(wěn)定,促進(jìn)我國電力建設(shè)的完善。第四,通過中低壓智能變電站,可以同時支持風(fēng)能發(fā)電、太陽能發(fā)電等清潔分布式電源的接入,為智能電網(wǎng)提供了中間歇性電源“即插即用”的功能。第五,為智能電網(wǎng)的實時監(jiān)督提供了保障。在智能變電站中,通過大量先進(jìn)電子設(shè)備的應(yīng)用,可以獲取到電網(wǎng)中的運行數(shù)據(jù),對設(shè)備的維護(hù)檢修提供基礎(chǔ),提高了系統(tǒng)的實用性。
1.2智能變電站與數(shù)字變電站
數(shù)字變電站是確保智能變電站實現(xiàn)的基礎(chǔ),相比之下,數(shù)字變電站更注重過程,而智能變電站更注重結(jié)果。和數(shù)字變電站有所區(qū)別,智能變電站強調(diào)的是物理集成和邏輯集成。強調(diào)了智能設(shè)備在智能變電站中的應(yīng)用,不僅可以負(fù)責(zé)傳統(tǒng)設(shè)備的測量、控制以及監(jiān)測等各項功能,還可以進(jìn)行相應(yīng)的計量和保護(hù)等。智能設(shè)備是由一次設(shè)備和智能組件之間的組合,有著測量數(shù)字化、控制網(wǎng)絡(luò)化、狀態(tài)可視化等特征。而邏輯集成指的是智能變電站注重邏輯集成,通過對系統(tǒng)的虛擬裝置,可以根據(jù)實際情況,選擇對智能變電站的區(qū)域性或總體性的協(xié)調(diào),支持在線決策、協(xié)同互動等多種應(yīng)用。智能變電站和數(shù)字變電站的區(qū)別可以分為兩個方面:
第一,出發(fā)點不同。數(shù)字化變電站的目的是滿足變電站的自身需求,通過建立統(tǒng)一的信息通信平臺,在變電站內(nèi)部實現(xiàn)一次、二次設(shè)備的通信,注重的是變電站內(nèi)部的設(shè)備和相互之間的聯(lián)系。而智能變電站是建立在整體電網(wǎng)的要求上,建立全網(wǎng)統(tǒng)一的信息通信平臺,更加注重電網(wǎng)中各個智能變電站之間的聯(lián)系,以及變電站和控制中心之間的通信,提高電網(wǎng)中的通信水平。另一方面,智能電網(wǎng)中還可以支持風(fēng)能發(fā)電、太陽能發(fā)電等多種清潔分布式電源,滿足“即插即用”的要求。
第二,設(shè)備集成化程度不同。數(shù)字變電站具備一定的設(shè)備集成和功能優(yōu)化,在以太網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上,將一次、二次設(shè)備之間相融合,符合了智能電子裝置的標(biāo)準(zhǔn)。和數(shù)字變電站相比,智能變電站的設(shè)備集成化程度更高,智能設(shè)備體現(xiàn)的更加全面,促進(jìn)了一次、二次設(shè)備的一體化進(jìn)程[2]。
二、智能變電站數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)性能要求
通信網(wǎng)絡(luò)是變電站自動化系統(tǒng)內(nèi)部和其他系統(tǒng)之間進(jìn)行交流的重要途徑,數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)是否穩(wěn)定、高效、實時是判斷系統(tǒng)信息化、自動化的重要標(biāo)準(zhǔn)。在智能變電站中,數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)是各種設(shè)備與系統(tǒng)之間的信息傳輸紐帶,要滿足相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,建立統(tǒng)一的通信接口。隨著變電站自動化技術(shù)的不斷發(fā)展,需要進(jìn)行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)越來越多,對數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的要求也在不斷提高。數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)必須能夠應(yīng)對目前大量的電量數(shù)據(jù)、操作數(shù)據(jù)以及故障數(shù)據(jù)等。另一方面,目前對數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的實時性和穩(wěn)定性要求非常高,因此在對數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)計時,要考慮到網(wǎng)絡(luò)的冗余性能和無擾恢復(fù)能力。從總體來說,對智能變電站通信要求的性能要求可以分為以下四方面:
第一,分層結(jié)構(gòu)。智能變電站的分層結(jié)構(gòu)是由分層架構(gòu)決定的,數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的分層是確保智能變電站分層架構(gòu)的前提,根據(jù)對智能變電站的不同需求,要選擇相對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和結(jié)構(gòu)。
第二。實時性。在智能變電站中,需要對大量的實時運行信息和操作控制信息進(jìn)行處理,這些信息往往都具備一定的實時性,所以在建立數(shù)據(jù)通信平臺時要注重數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性。第三,可靠性。電力系統(tǒng)有著連續(xù)運行的特點,這就意味著智能變電站的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)也要一直處在運行狀態(tài),一旦數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)出現(xiàn)運行故障,會對智能變電站的整體運行產(chǎn)生影響,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,甚至傷及人們的人身安全。因此,數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的可靠性是在設(shè)計時要考慮的重要因素。第四,電磁兼容性。變電站在日常的運營中會受到多方面因素的影響,例如電源、雷擊、跳閘等,使得通信系統(tǒng)常常要在強磁干擾的環(huán)境下工作,因此對網(wǎng)絡(luò)的電磁兼容性有著一定的要求,要避免強磁干擾而產(chǎn)生的通信障礙。
三、智能變電站數(shù)據(jù)通信結(jié)構(gòu)體系
3.1智能變電站結(jié)構(gòu)設(shè)計
根據(jù)我國電網(wǎng)公司對智能電網(wǎng)出臺的相關(guān)規(guī)定,在建立智能變電站時,要包括過程層、間隔層和站控層。在過程中包括變壓器、斷路器、隔離開關(guān)等一次設(shè)備;在間隔層中包括繼電保護(hù)裝置、系統(tǒng)測控裝置等二次設(shè)備以及一些控制器和傳感器通信系統(tǒng);站控層中包括各種自動化監(jiān)視控制系統(tǒng),對通信系統(tǒng)中的實時情況進(jìn)行監(jiān)督,對智能變電站中的設(shè)備進(jìn)行全方位的監(jiān)視、控制以及信息交互,保證變電站數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視控制、電能量采集等多項工作的正常進(jìn)行。和數(shù)字化變電站相比,智能化變電站的設(shè)備集成化程度更高,更好的實現(xiàn)了智能設(shè)備的作用,將一次、二次設(shè)備一體化,提高了變電站的工作效率。除了過程層中的測量和控制功能不變之外,智能化變電站通過集成將間隔層中的保護(hù)、控制與監(jiān)視融合到過程層中。這樣一來,這些智能設(shè)備除了能夠進(jìn)行測量和控制之外,還具備保護(hù)、監(jiān)視的功能;另一方面,智能設(shè)備通過標(biāo)準(zhǔn)化接口接入電網(wǎng)的高速網(wǎng)絡(luò)后,能夠更好的實現(xiàn)智能設(shè)備和變電站之間的信息交流。在此基礎(chǔ)上,可以對智能變電站中的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計[3]。
3.2智能變電站總線設(shè)計
在傳統(tǒng)的數(shù)字變電站中,總線設(shè)計分為站級總線和過程總線兩種方式。站級總線指的是變電站層和變電站層之間的通信方式,通過站級總線,各個變電站之間能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,并可以和上級運行中心以及調(diào)度控制中心相聯(lián),傳輸相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。過程總線指的是在過程層和間隔層之間的通信。通過過程總線,這兩者之間可以進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,具有一定的穩(wěn)定性和實時性。如非常規(guī)互感器采樣值的傳輸、保護(hù)裝置控制命令的傳輸?shù)取8鶕?jù)站級總線和過程總線的特點,數(shù)字變電站中有兩種組網(wǎng)模式:獨立過程總線模式、站級總線與過程總線結(jié)合模式。獨立過程總線模式中,間隔層的智能電子設(shè)備要通過兩套以太網(wǎng)接口,分別接入站級總線和過程總線。在這種模式下間隔層和過程層的數(shù)據(jù)難以進(jìn)行共享;站級總線與過程總線組合模式下,變電站中的一切智能設(shè)備同時接入同一個物理網(wǎng)絡(luò)。無論是變電站層之間的裝置還是智能電子裝置之間,都能實現(xiàn)共性和交互,但是由于網(wǎng)站中存在大量的數(shù)據(jù)信息,因此很容易引發(fā)網(wǎng)絡(luò)資源競爭問題。和數(shù)字變電站相比,智能變電站中只有站級總線一種總線模式。在智能變電站中,逐漸開始淡化過程總線的概念,間隔層和過程層之間的數(shù)據(jù)信息傳輸通過變電站中的智能設(shè)備進(jìn)行。設(shè)備以及系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信通過以太網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn),保證了數(shù)據(jù)通信傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。
3.3安全結(jié)構(gòu)設(shè)計
智能變電站中的數(shù)據(jù)通信是建立在以太網(wǎng)技術(shù)上的,有效降低了變電站的成本。但是在智能變電站中,面臨著各種網(wǎng)絡(luò)安全威脅。其中既有變電站內(nèi)部的威脅,也有來自變電站外部的威脅,其中主要包括非法使用、截獲信息、篡改數(shù)據(jù)信息、惡意程序、權(quán)限管理不當(dāng)?shù)取V悄茏冸娬臼且訲CP/IP協(xié)議為基礎(chǔ)的以太網(wǎng)技術(shù)建設(shè)的,通過加密技術(shù)、數(shù)字簽名技術(shù)、容錯技術(shù)等多種方式對安全結(jié)構(gòu)進(jìn)行完善[4]。
引言
隨著我國社會和經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高,在供電質(zhì)量方面的要求也越來越高。在資源大量消耗的現(xiàn)狀下,如何通過可再生資源,更好的為社會提供穩(wěn)定、安全、可靠的電力,是目前我國電力行業(yè)的核心目標(biāo)。隨著我國的電力行業(yè)的不斷發(fā)展,同時也面臨著大量的機遇和挑戰(zhàn)。大容量的發(fā)電廠往往和負(fù)荷中心的距離較遠(yuǎn),需要進(jìn)行遠(yuǎn)距離的高壓輸送,提高了出現(xiàn)故障的幾率,從而導(dǎo)致大規(guī)模停電的產(chǎn)生。全球發(fā)生的多例大規(guī)模停電事件也讓人們開始關(guān)注電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展下,通信技術(shù)、計算機技術(shù)等逐漸也開始應(yīng)用在電力系統(tǒng)中,提出了智能電網(wǎng)理念,可以有效保證電力輸送的穩(wěn)定性和安全性,更好的為社會服務(wù)。
一、智能變電站結(jié)構(gòu)
1.1智能變電站和智能電網(wǎng)
智能變電站和智能電網(wǎng)之間有著密不可分的聯(lián)系,可以說智能電網(wǎng)中包括了智能變電站。智能變電站的設(shè)計是建立在智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)之上的,智能變電站的存在保證了智能電網(wǎng)的數(shù)字化、智能化、互動化等多項特點,是實現(xiàn)智能電網(wǎng)的重要保證,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
第一,支撐智能電網(wǎng)。智能變電站有著統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和信息模型,可以保證智能電子設(shè)備的互動性,為智能電網(wǎng)的信息化奠定基礎(chǔ)。智能變電站要建立在數(shù)字化的前提下,有著性能優(yōu)良、抗干擾能力強的特點,并具備自我檢測和診斷的能力。通過以太網(wǎng)交換技術(shù),能夠確保智能電網(wǎng)的精確度,使數(shù)據(jù)能準(zhǔn)確、快速的傳輸,為智能電網(wǎng)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。通過穩(wěn)定智能變電站中的電子設(shè)備完成動態(tài)數(shù)據(jù)、穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)和暫態(tài)數(shù)據(jù)的采集與處理工作,提高智能電網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理能力。第二,加強全網(wǎng)聯(lián)接。變電站是智能電網(wǎng)能量傳遞的重要樞紐,因此智能變電站的存在能保證電網(wǎng)中各個節(jié)點的有效連接。當(dāng)智能電網(wǎng)中發(fā)生事故時,可以進(jìn)行有效的控制,并提高電網(wǎng)的事故預(yù)防能力,保證電網(wǎng)的穩(wěn)定性[1]。第三,高電壓等級的智能變電站能夠滿足智能電網(wǎng)中對高壓輸電網(wǎng)架的要求。根據(jù)我國的實際情況,智能電網(wǎng)中的主要輸電網(wǎng)架都是高壓線路,必須要通過高電壓等級的智能變電站進(jìn)行調(diào)節(jié),能夠解決高電壓線路中大容量點電能傳輸所存在的問題,保證我國高壓輸電網(wǎng)架的穩(wěn)定,促進(jìn)我國電力建設(shè)的完善。第四,通過中低壓智能變電站,可以同時支持風(fēng)能發(fā)電、太陽能發(fā)電等清潔分布式電源的接入,為智能電網(wǎng)提供了中間歇性電源“即插即用”的功能。第五,為智能電網(wǎng)的實時監(jiān)督提供了保障。在智能變電站中,通過大量先進(jìn)電子設(shè)備的應(yīng)用,可以獲取到電網(wǎng)中的運行數(shù)據(jù),對設(shè)備的維護(hù)檢修提供基礎(chǔ),提高了系統(tǒng)的實用性。
1.2智能變電站與數(shù)字變電站
數(shù)字變電站是確保智能變電站實現(xiàn)的基礎(chǔ),相比之下,數(shù)字變電站更注重過程,而智能變電站更注重結(jié)果。和數(shù)字變電站有所區(qū)別,智能變電站強調(diào)的是物理集成和邏輯集成。強調(diào)了智能設(shè)備在智能變電站中的應(yīng)用,不僅可以負(fù)責(zé)傳統(tǒng)設(shè)備的測量、控制以及監(jiān)測等各項功能,還可以進(jìn)行相應(yīng)的計量和保護(hù)等。智能設(shè)備是由一次設(shè)備和智能組件之間的組合,有著測量數(shù)字化、控制網(wǎng)絡(luò)化、狀態(tài)可視化等特征。而邏輯集成指的是智能變電站注重邏輯集成,通過對系統(tǒng)的虛擬裝置,可以根據(jù)實際情況,選擇對智能變電站的區(qū)域性或總體性的協(xié)調(diào),支持在線決策、協(xié)同互動等多種應(yīng)用。智能變電站和數(shù)字變電站的區(qū)別可以分為兩個方面:
第一,出發(fā)點不同。數(shù)字化變電站的目的是滿足變電站的自身需求,通過建立統(tǒng)一的信息通信平臺,在變電站內(nèi)部實現(xiàn)一次、二次設(shè)備的通信,注重的是變電站內(nèi)部的設(shè)備和相互之間的聯(lián)系。而智能變電站是建立在整體電網(wǎng)的要求上,建立全網(wǎng)統(tǒng)一的信息通信平臺,更加注重電網(wǎng)中各個智能變電站之間的聯(lián)系,以及變電站和控制中心之間的通信,提高電網(wǎng)中的通信水平。另一方面,智能電網(wǎng)中還可以支持風(fēng)能發(fā)電、太陽能發(fā)電等多種清潔分布式電源,滿足“即插即用”的要求。
第二,設(shè)備集成化程度不同。數(shù)字變電站具備一定的設(shè)備集成和功能優(yōu)化,在以太網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上,將一次、二次設(shè)備之間相融合,符合了智能電子裝置的標(biāo)準(zhǔn)。和數(shù)字變電站相比,智能變電站的設(shè)備集成化程度更高,智能設(shè)備體現(xiàn)的更加全面,促進(jìn)了一次、二次設(shè)備的一體化進(jìn)程[2]。
二、智能變電站數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)性能要求
通信網(wǎng)絡(luò)是變電站自動化系統(tǒng)內(nèi)部和其他系統(tǒng)之間進(jìn)行交流的重要途徑,數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)是否穩(wěn)定、高效、實時是判斷系統(tǒng)信息化、自動化的重要標(biāo)準(zhǔn)。在智能變電站中,數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)是各種設(shè)備與系統(tǒng)之間的信息傳輸紐帶,要滿足相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,建立統(tǒng)一的通信接口。隨著變電站自動化技術(shù)的不斷發(fā)展,需要進(jìn)行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)越來越多,對數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的要求也在不斷提高。數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)必須能夠應(yīng)對目前大量的電量數(shù)據(jù)、操作數(shù)據(jù)以及故障數(shù)據(jù)等。另一方面,目前對數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的實時性和穩(wěn)定性要求非常高,因此在對數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)計時,要考慮到網(wǎng)絡(luò)的冗余性能和無擾恢復(fù)能力。從總體來說,對智能變電站通信要求的性能要求可以分為以下四方面:
第一,分層結(jié)構(gòu)。智能變電站的分層結(jié)構(gòu)是由分層架構(gòu)決定的,數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的分層是確保智能變電站分層架構(gòu)的前提,根據(jù)對智能變電站的不同需求,要選擇相對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和結(jié)構(gòu)。
第二。實時性。在智能變電站中,需要對大量的實時運行信息和操作控制信息進(jìn)行處理,這些信息往往都具備一定的實時性,所以在建立數(shù)據(jù)通信平臺時要注重數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性。
第三,可靠性。電力系統(tǒng)有著連續(xù)運行的特點,這就意味著智能變電站的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)也要一直處在運行狀態(tài),一旦數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)出現(xiàn)運行故障,會對智能變電站的整體運行產(chǎn)生影響,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,甚至傷及人們的人身安全。因此,數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的可靠性是在設(shè)計時要考慮的重要因素。
第四,電磁兼容性。變電站在日常的運營中會受到多方面因素的影響,例如電源、雷擊、跳閘等,使得通信系統(tǒng)常常要在強磁干擾的環(huán)境下工作,因此對網(wǎng)絡(luò)的電磁兼容性有著一定的要求,要避免強磁干擾而產(chǎn)生的通信障礙。
三、智能變電站數(shù)據(jù)通信結(jié)構(gòu)體系
3.1智能變電站結(jié)構(gòu)設(shè)計
根據(jù)我國電網(wǎng)公司對智能電網(wǎng)出臺的相關(guān)規(guī)定,在建立智能變電站時,要包括過程層、間隔層和站控層。在過程中包括變壓器、斷路器、隔離開關(guān)等一次設(shè)備;在間隔層中包括繼電保護(hù)裝置、系統(tǒng)測控裝置等二次設(shè)備以及一些控制器和傳感器通信系統(tǒng);站控層中包括各種自動化監(jiān)視控制系統(tǒng),對通信系統(tǒng)中的實時情況進(jìn)行監(jiān)督,對智能變電站中的設(shè)備進(jìn)行全方位的監(jiān)視、控制以及信息交互,保證變電站數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視控制、電能量采集等多項工作的正常進(jìn)行。
和數(shù)字化變電站相比,智能化變電站的設(shè)備集成化程度更高,更好的實現(xiàn)了智能設(shè)備的作用,將一次、二次設(shè)備一體化,提高了變電站的工作效率。除了過程層中的測量和控制功能不變之外,智能化變電站通過集成將間隔層中的保護(hù)、控制與監(jiān)視融合到過程層中。這樣一來,這些智能設(shè)備除了能夠進(jìn)行測量和控制之外,還具備保護(hù)、監(jiān)視的功能;另一方面,智能設(shè)備通過標(biāo)準(zhǔn)化接口接入電網(wǎng)的高速網(wǎng)絡(luò)后,能夠更好的實現(xiàn)智能設(shè)備和變電站之間的信息交流。在此基礎(chǔ)上,可以對智能變電站中的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計[3]。
3.2智能變電站總線設(shè)計
在傳統(tǒng)的數(shù)字變電站中,總線設(shè)計分為站級總線和過程總線兩種方式。站級總線指的是變電站層和變電站層之間的通信方式,通過站級總線,各個變電站之間能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,并可以和上級運行中心以及調(diào)度控制中心相聯(lián),傳輸相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。
過程總線指的是在過程層和間隔層之間的通信。通過過程總線,這兩者之間可以進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,具有一定的穩(wěn)定性和實時性。如非常規(guī)互感器采樣值的傳輸、保護(hù)裝置控制命令的傳輸?shù)取8鶕?jù)站級總線和過程總線的特點,數(shù)字變電站中有兩種組網(wǎng)模式:獨立過程總線模式、站級總線與過程總線結(jié)合模式。獨立過程總線模式中,間隔層的智能電子設(shè)備要通過兩套以太網(wǎng)接口,分別接入站級總線和過程總線。在這種模式下間隔層和過程層的數(shù)據(jù)難以進(jìn)行共享;站級總線與過程總線組合模式下,變電站中的一切智能設(shè)備同時接入同一個物理網(wǎng)絡(luò)。無論是變電站層之間的裝置還是智能電子裝置之間,都能實現(xiàn)共性和交互,但是由于網(wǎng)站中存在大量的數(shù)據(jù)信息,因此很容易引發(fā)網(wǎng)絡(luò)資源競爭問題。
和數(shù)字變電站相比,智能變電站中只有站級總線一種總線模式。在智能變電站中,逐漸開始淡化過程總線的概念,間隔層和過程層之間的數(shù)據(jù)信息傳輸通過變電站中的智能設(shè)備進(jìn)行。設(shè)備以及系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信通過以太網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn),保證了數(shù)據(jù)通信傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。
3.3安全結(jié)構(gòu)設(shè)計
智能變電站中的數(shù)據(jù)通信是建立在以太網(wǎng)技術(shù)上的,有效降低了變電站的成本。但是在智能變電站中,面臨著各種網(wǎng)絡(luò)安全威脅。其中既有變電站內(nèi)部的威脅,也有來自變電站外部的威脅,其中主要包括非法使用、截獲信息、篡改數(shù)據(jù)信息、惡意程序、權(quán)限管理不當(dāng)?shù)取V悄茏冸娬臼且訲CP/ IP協(xié)議為基礎(chǔ)的以太網(wǎng)技術(shù)建設(shè)的,通過加密技術(shù)、數(shù)字簽名技術(shù)、容錯技術(shù)等多種方式對安全結(jié)構(gòu)進(jìn)行完善[4]。
四、結(jié)語
隨和我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,對電力系統(tǒng)的要求越來越高,智能變電站開始興起,智能變電站中數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有著重要的作用,負(fù)責(zé)變電站中各類數(shù)據(jù)的傳輸。在智能變電站中逐漸將智能設(shè)備一體化,提高了智能變電站的工作效率,促進(jìn)了我國電力行業(yè)的發(fā)展。
參 考 文 獻(xiàn)
[1]畢艷冰. 面向智能電網(wǎng)的通信中間件的關(guān)鍵技術(shù)研究[D].山東大學(xué),2013.
【中圖分類號】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089(2012)08-0177-02
科技的進(jìn)步必然促進(jìn)教育的發(fā)展,近年來,信息技術(shù)的飛速發(fā)展,給教育教學(xué)領(lǐng)域帶來翻天覆地的變化,新型的教學(xué)設(shè)備提供了全新的教學(xué)手段,開拓了全新的視野,其中信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)的整合已經(jīng)成為世界教育領(lǐng)域發(fā)展的潮流,據(jù)統(tǒng)計,美國、加拿大等國60%的中小學(xué)生在課堂上使用各種數(shù)字化實驗教學(xué)系統(tǒng)[1],我們國家的許多科研院所在也積極創(chuàng)新,開發(fā)出了具有中國特色的數(shù)字化實驗教學(xué)系統(tǒng)。近幾年,我校為積極響應(yīng)國家對學(xué)校數(shù)字化實驗室系統(tǒng)配置的號召,為物理實驗室配備了15套數(shù)字化實驗系統(tǒng),下面就談一下我個人在使用過程中的心得體會。
剛接觸數(shù)字化實驗室我感到很陌生,但隨著使用地深入,我慢慢認(rèn)識到這套新型教學(xué)設(shè)備的方便快捷。它主要是由各類傳感器(如圖一力傳感器、圖二聲傳感器、圖三電流傳感器等)、數(shù)據(jù)采集器(圖四)和計算機組成多功能的測量系統(tǒng),可以快速、高精度的采集我們要測量的物理量,比如說力傳感器,用數(shù)據(jù)線將它和數(shù)據(jù)采集器、計算機組合起來,可以快速的測量出力的大小,并通過計算機顯示出來,代替了以往用彈簧測力計測力、人工讀數(shù)、記錄的過程。計算機在采集完實驗數(shù)據(jù)后自動保存,然后我們可以利用計算機來分析處理實驗數(shù)據(jù),快捷、方便。
一、數(shù)字化實驗室實現(xiàn)了信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)的整合
21世紀(jì)是以知識經(jīng)濟(jì)的創(chuàng)新和應(yīng)用為重要特征的知識經(jīng)濟(jì)時代[3],基礎(chǔ)科學(xué)和高新技術(shù)迅猛發(fā)展,國際競爭日趨激烈,國力的強弱越來越取決于勞動者素質(zhì)的優(yōu)劣。學(xué)生未來的工作環(huán)境必然離不開以計算機為核心的信息化環(huán)境,所以當(dāng)前教育必須想方設(shè)法整合信息技術(shù)和基礎(chǔ)學(xué)科教學(xué)。我們使用了幾十年的傳統(tǒng)實驗設(shè)備、實驗方法、實驗手段已經(jīng)跟不上信息時展的需求了,教育部多次指出,教育改革必須基于現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展的需要,《二十一世紀(jì)物理學(xué)科改革行動綱領(lǐng)》也突出了“現(xiàn)代教育技術(shù)對物理教育的支撐作用[2]”,但由于缺乏有效的手段,信息技術(shù)與學(xué)科的整合只能是紙上談兵,而數(shù)字化實驗室的出現(xiàn)從根本上解決了這個問題。
二、數(shù)字化實驗室有利于提高課堂效率
傳統(tǒng)的實驗測量方法:例如用彈簧測力計測力,用秒表測時間,用電流表測電流等讀數(shù)慢并且誤差大,讀完以后還要手工處理數(shù)據(jù),效率比較低,一節(jié)課實驗就占據(jù)了大部分的時間。而數(shù)字化實驗室充分發(fā)揮了傳感器和計算機的優(yōu)勢,利用傳感器對實驗數(shù)據(jù)實行了自動化的采集、記錄、分析,不僅快速、準(zhǔn)確,而且極大地節(jié)省了實驗環(huán)節(jié)的時間,提高了課堂效率。
例如初三下冊探究《重力的大小跟什么因素有關(guān)》的實驗中,傳統(tǒng)的實驗需要進(jìn)行三大步:第一步用彈簧測力計測量物體的重力(圖五),第二步在表格中記錄實驗數(shù)據(jù)(圖六),第三步根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫圖像(圖七),很簡單的一個實驗學(xué)生卻要花上二十分鐘的時間。而數(shù)字化實驗室利用力傳感器(圖八),自動將物體的重力記錄在計算機上,采集完數(shù)據(jù)后,點擊“數(shù)據(jù)分析”,計算機自動根據(jù)實驗數(shù)據(jù)生成圖像,前后不過五分鐘,充分體現(xiàn)了現(xiàn)代教育“高效、愉悅”的方針。
三、數(shù)字化實驗室有利于解決教學(xué)難題
在物理實驗中,由于實驗測量儀器的限制,導(dǎo)致有的物理量無法直接測量或讀數(shù)不方便,直接影響實驗效果,而數(shù)字化實驗室卻輕松解決了這個難題。
初三上冊P39演示實驗《觀察聲音的波形》,由于實驗室沒有示波器,學(xué)生只能通過課本作簡單了解,無法認(rèn)識本質(zhì)。而數(shù)字化實驗室可以很輕松的做出這個實驗(圖九),不但可以做出音叉的波形圖,還可以做出男生、女生聲音的的波形以及噪聲的波形圖,為第四節(jié)《噪聲的危害和控制》比較噪聲和樂音的波形圖打下良好基礎(chǔ)。
初三下冊P15探究實驗《摩擦力的大小與什么因素有關(guān)?》,實驗操作的要點是要用彈簧測力計勻速拉動木塊,并且要在運動過程中讀數(shù)(圖十),這對學(xué)生來說是一個高難度的挑戰(zhàn),而數(shù)字化試驗系統(tǒng)又幫我們打開了另一扇窗,學(xué)生不用讀數(shù),由力傳感器和計算機自動采集、記錄,學(xué)生只要控制木塊勻速運動即可(圖十一),這樣就很好地解決了讀數(shù)不方便這個問題。
總之,數(shù)字化實驗室能夠?qū)崟r記錄實驗的每一個過程,并且能把轉(zhuǎn)瞬即逝的實驗數(shù)據(jù)高效、直觀地記錄下來,以前很多我們不能做或做不好的實驗都可以解決了。
四、數(shù)字化實驗室可考查學(xué)生實驗操作能力
《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》對學(xué)生學(xué)習(xí)評價有這樣的建議[3]:“重視學(xué)生在活動、實驗、制作、討論等方面表現(xiàn)的評價,不贊成以書面考試為唯一的評價方式。”實驗題一直是物理的必考題型,但我們只能通過筆試來考查學(xué)生的實驗?zāi)芰Γ雎粤藢W(xué)生親自動手操作的環(huán)節(jié),那考查的效果會大打折扣,可是實驗操作考試必然導(dǎo)致教師的工作量增加。另外,由于需要大量的監(jiān)考老師,不同老師對考試標(biāo)準(zhǔn)的理解也千差萬別,把握的尺度各有差異[1],由此給出的考試成績自然信度與公平性極差。可是數(shù)字化實驗室就可以對學(xué)生的每一步實驗操作過程準(zhǔn)確記錄、監(jiān)控,同時配合相應(yīng)的實驗操作測評系統(tǒng),對每一位學(xué)生的操作進(jìn)行評分、診斷,使物理實驗考試更標(biāo)準(zhǔn)化,具備可操作性。
五、數(shù)字化實驗室與傳統(tǒng)實驗的區(qū)別、聯(lián)系
剛接觸數(shù)字化實驗室,便對其采集數(shù)據(jù)之快、之準(zhǔn)及處理數(shù)據(jù)之方便感到驚嘆,但同時也產(chǎn)生了一定的困惑:是否有了數(shù)字化實驗室,就可以完全拋開傳統(tǒng)實驗的測量系統(tǒng)?傳統(tǒng)實驗和數(shù)字化實驗室哪個對教學(xué)、對學(xué)生的發(fā)展更有利?帶著這個困惑,本人在教學(xué)實踐中積極進(jìn)行探究,發(fā)現(xiàn)二者各有利弊,缺一不可,相互補充。下面我先將數(shù)字化實驗室與傳統(tǒng)實驗進(jìn)行一下比較:
既然數(shù)字化實驗室與傳統(tǒng)實驗各有優(yōu)缺點,那么我們在平時的教學(xué)活動中應(yīng)該怎樣使用并使二者兼容并蓄呢?我覺得我們應(yīng)該從實驗?zāi)芰ε囵B(yǎng)的目標(biāo)出發(fā)。對于注重測量儀器的使用或側(cè)重于實驗數(shù)據(jù)的記錄、分析,那么我們還應(yīng)采用傳統(tǒng)的實驗器材,相反對于不注重探究過程而只注重探究結(jié)果的,像一些演示實驗,我們可以采用數(shù)字化實驗系統(tǒng);還有一些實驗用傳統(tǒng)實驗器材做不出來或做出來誤差太大的,我們也可以采用該系統(tǒng)。總之,我們要根據(jù)實驗的具體要求靈活選用,并將其有機結(jié)合起來,真正取長補短,發(fā)揮二者的長處。
數(shù)字化實驗室的使用,不僅是教學(xué)手段的創(chuàng)新,更是教育思想觀念的進(jìn)步。工具的發(fā)展是腦的擴展、手的延伸,是人類文明進(jìn)步的階梯。有了船,人類領(lǐng)略到了大海的浩瀚;有了宇宙飛船,人類體驗到了太空的深邃;有了先進(jìn)的實驗手段,學(xué)生必定能收獲我們意想不到的成功。
參考文獻(xiàn):