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1．3设计依据本系统依据《中华人民共和国道路交通安全法》、《广东省道路交通安全条例》、《华南师范大学交通秩序管理规定》、其他相关国标及部标等相关规定．
2系统的构建
整个智能交通管理系统应用在校园宽带网络之上，系统主要由交通管理中心、车辆进出口管理终端、无线对讲系统和道路视频监控系统组成．
2．1系统结构图系统的结构图见图1．车辆进出口终端采集车辆进出数据;视频监控终端采集视频信息;无线通信系统保证指挥调度顺畅;车辆数据及视频信息通过校园网传送到交通管理中心，交通管理中心负责处理信息(包含利用GIS实现地理定位)、在大屏幕显示信息、存储信息及事件处置。
2．2车辆出入管理系统车辆出入管理系统集感应式IC卡(校园卡)技术、远距离智能识别技术、车牌识别、视频监控、图像识别处理及自动控制技术于一体，实现车辆出入的全自动化管理，即对车辆出入控制、核查、显示及校对车型、车牌等进行科学而可靠的管理．系统采用了国际上领先的远距离无线识别技术和双卡认证技术，其实用性、先进性、安全可靠性、性价比较高．车辆出入管理系统布局图见图2．车辆出入管理系统功能:(1)基本功能．具有远距离智能车卡、月租卡、临时卡、管理卡和特权卡等各种管理权限和工作模式，可根据要求设置成不收费或分时段计时收费方式，不停车收费(ETC)．(2)远距离智能识别功能．校内车辆或月保车辆若配备远距离识别智能车卡(放在前挡风玻璃处)，该车进、出校区无须停车刷卡，离出入口4米左右，系统会远距离识别，自动抬闸放行．(3)自动出卡功能．对于临时进入小区卡的发放，采用自动出卡机自动出卡(人工发放亦可)．(4)中文显示功能．采用高亮度LED显示屏，全中文显示操作提示、时间、卡有效期、收费金额以及问候、祝福的相关信息．(5)语音提示功能．正常操作可提示“请取卡”、“欢迎入场”、“一路顺风”等相关信息，误操作或非法操作则给出相应提示．(6)对讲功能．在管理中心安装对讲主机，各出入口安装对讲分机，保证各出入口和管理中心的联络．(7)车牌自动识别功能．本系统可同时启用车牌自动识别功能，即车辆出入时系统自动识别车牌号码，并连带核对入场时IC卡号，以增强车辆身份管理．(8)图像识别功能．在车辆出入时，自动摄取车辆外型、颜色、车牌号码等图像信息，可对比识别并存储供查阅．(9)双卡认证功能．车辆出场时，对车辆和驾车人双重认证，避免车辆被非法盗走．(10)防砸车功能．采用专用技术配合车辆检测器实现防砸人、车功能．
2．3视频监控系统视频监控系统主要部署在出入口、停车场、主干道及危险点上．整个系统的网络结构见图3．(1)视频监控系统遵循NGN网络架构．①控制流与业务承载流相分离;②业务流不依靠流媒体服务器转发，克服系统瓶颈;③更高的系统稳健性:核心服务器故障，业务可正常运行;④模块化结构，便于系统升级和新业务开展;⑤可平滑扩容，适合大规模部署．(2)系统特点．①标准的全IP架构［6］;②显示清晰．一次编码，全网数字化，提供端到端的高清晰动态图像，实现所见既所得，可以把校园监控清晰地进行大屏显示，采用H．264/AVC编码标准［7］;③使用方便．前端云台、摄像头、报警器和广播等高速响应，以快速控制现场，方便校园网的监控需求;④存储可靠．专业、稳定可靠的存储，实现端到端的集中存储，集中管理和综合利用，在校园出现意外情况时，可以安全可靠调用所需图像．
2．4交通中心管理系统华南师范大学石牌校区交通管理中心作为华南师范大学保卫处的事件处理中心、调度中心和数据中心，是整个项目建设的核心．它包括了基础环境、信息系统集成、大屏幕电视墙以及系统操作平台的建设．基础环境按现在常规的标准建设．这里主要描述大屏幕电视墙系统的建设．整个大屏幕显示系统的建设要求整体设计美观、大方、合理，充分显示现代化的特点并与大厅格调及工作性质相融合．大屏幕显示系统能显示从网络送来的各种信息，局域网上任意一台PC、工作站和服务器都可以大屏幕作为自己的虚拟，对监控信息、信号、电子地图(GIS)、图像胶片、照片和摄像机等多种图像信号进行投影、放大、播放和下载．大屏幕显示系统主要由投影显示部分、信号处理部分和控制终端组成，可对视频信号、音频信号和各种计算机图像信号进行综合展示，形成一个查询准确、显示全面、操作便捷、管理高效和美观实用的综合监控管理系统．为了节省投资及运行成本，大屏幕系统不采用传统的DLP投影显示系统，而是采用通用的6块55英寸的高清晰液晶监视器，以2*3排列方式组成一面布局平衡的大屏幕显示墙．
2．5视频、语音报警系统本系统利用校园网络技术在校园实现以下功能:(1)报警系统集成到校园的整个安防系统中，实现与视频监控系统、电子地图及其他系统进行报警联动．(2)实现多路电话进行排队显示主叫号码并显示报警地点．(3)数据网络系统，能实现多条件录音和视频查询、播放．(4)可以同时接受多起报警，系统自动排队接入系统，并进行录音，同时根据警力分布情况进行出警调度．(5)可远程进行语音报警录音和视频查询，并且主机可控制终端的开机与挂机．
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多年的教学经验告诉我们，很多情况下小学生的英语学习仅限于死记硬背，很难有情感和语感的注入，更不能达到熟练运用。这样的学习只是被动地接受新知，很难提升学生的英语素养。为收到理想的教学效果，我们英语教师可以利用智能语音教具系统制作有声教具，通过对有声教具的使用突破英语语言教学难点，让学生在典型句式训练中提高英语的表达能力和对知识的运用能力。比如，在进行MyHoliday的教学时，我将教材上的Let’stalk，Let’schant部分内容制成有声教具，让图片“开口说英语”，学生在教具系统的提示下进行核心句型“Wheredidyougoonyourholiday？IwenttoXinjiang.”专项训练。有声教具的辅助作用，为学生创设了英语交流的环境，调动了学生运用口语进行英语表达的积极性，教师趁机让两个学生结成一组，对本部分的内容进行对话训练，使学生轻松掌握了重点知识，收到很好的教学效果，有效突破了教学难点，提高学生的语言表达能力和运用能力。
三、巧用智能语音教具系统优化教学环节，培养学生的语感，综合提高学生的英语素养
英语是一门语言学科，也是一门应用学科，随着经济社会的迅猛发展，国际间的交流与合作越来越频繁，英语作为世界通用语，在国际间的各种交流与合作中，英语是进行有效沟通的最直接的语言工具。因此，我们小学英语教师必须认清社会发展形式，为了让学生能够尽早适应世界大发展的环境，尽早掌握熟练的英语口语交际能力，拥有丰富的英语语感。利用智能语音教具系统的语音测评功能就能达到这一教学目标，也只有这样，英语教学才能够实现三维教学目标，才能综合提高学生的英语素养。比如，在进行六年级Unit2What’sthematter？的教学时，当教学Let’sread环节时，我利用智能语音教具系统进行逐句测评。先让学生读，系统利用自带的测评软件进行读音测评，每句都有具体分数。这样，学生读完后根据自己的成绩就可以了解哪个地方还存在问题，这样可以再次训练，直到达到理想水平为止。在训练时，教师有意识提醒学生，要注意自己的英语语感，在软件平台的帮助下，通过多次训练大大提升学生的英语发音水平，综合提高学生的英语素养。
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本设计创新点在于使用红外线发射器与红路灯联合工作，在遇到红灯时发出红外线，在汽车里安装有红外接收电路控制汽车上的电动机或者发动机，强制其停车。可以避免有些司机不遵守交通规则擅闯红灯。
三、项目结构框图
图1 红外线自动控制小车强制制动原理框图
本系统设计主要有两大模块组成：使用单片机at89c52设计的简易十字路通红绿灯，安装有红外接收器的模型小车。单片机控制的交通灯可以实现两路红、绿、黄灯的控制，可以显示时间，可以在红灯情况控制红外发光二极管发出红外线；模型小车安装有红外线接收器，当收到来自交通灯的红外线停车信号后通过控制电路强制停车。模拟了强制禁止闯红灯的过程。
图2 交通灯的控制流程图
交通灯的控制通过编制程序实现，可以通过更改程序灵活调整每个路口的红绿灯的亮灯时间。实现单片机控制的模拟交通灯功能，可以实现交通动能在红灯状态发送红外线，模型车接收到红外信号实现自动停车。本设计可以通过考虑设计更为完善的程序，实现多路交通模型车的控制。更为接近实际情况。
四、使用材料
红外自动控制小车
元器件 数量（个） 参数 备注
20w烙铁 1 20w内热式烙铁，用于电路焊接
焊锡丝 1卷
松香 2 用于电路的助焊接，提高焊点的可可靠性
c51单片机
开发板 一套 用于交通灯的控制，完成交通灯、红外制动信号的发射
红外线距离
传感器 2个 经过修改调整可用于接收红外调制信号，实现强制停车控制。可接受到频率160——200khz的占空比25%的调制红外光，有效距离可调最大1.5m最小2cm。
红外线发射
二极管 10 用于发射红外线停车信号，发射900nm的红外线
9012三极管 4 低频小功率三极管，用于控制继电器等做可控开关使用，工作在开关状态。
洞洞板 4 用于电子元器件搭接测试电路。
白光二极管 4 作指示灯
小型电动机 1 4.5v电机，转速200rpm，测试电机桥性能
5v稳压直流
电源 1 提供一个稳定的5v电压给单片机，功率15w
红外线调制管 2 可以产生频率160——200khz的占空比25%的调制信号，用于对红外发射管控制。
微型5v继电器 2 电动车电机控制继电器，线圈工作电流50ma，控制端220v，10a
金属1/6w电阻 10 1kω、47kω、500ω、330ω、10ω，限流电阻
电源变压器 1 直流电源的交流供电端220：15v
红外接收管 6 接收红外线信号
电容器 6 电解电容、瓷片电容等。
五、制作原理方法
制作的红外线自动控制小车强制制动器采用了理论联系实际的方法，前期做了一些文献查阅和检索工作，查看了国内外有交通灯控制及针对违规司机闯红灯的自动停车装置的研究状况。发现在目前有些司机不能很好的遵守交通指挥灯的控制信号，遇到红灯强行通过，不停车对于行人的人身安全造成了极大地威胁。每年这样的交通事故也是屡次有发生，还没有什么有效地解决办法。交通灯的自动控制技术现在已经是非常的成熟了，但其功能也只限于控制红绿灯的亮灭。
本制作设计使用脉冲调制红外线为强制制动停车信号，在模型小车里加装红外线接收装置，探测红外停车信号。当没有收到停车信号时小车正常运行；遇到交通灯发射的红外停车信号切断小车电机供电强制停车，从而模拟了强制停车严禁穿红灯的交通系统。本设计将红外线信号发送接收功能、交通灯控制、交通安全管理综合起来。实现保障行人安全的功能，以下是实际的制作流程中的一些照片：
图1 第一套电机控制电路
电动机工作的电流在800ma左右，使用两个9014并联使用，提高供电电流，首次设计的红外接收电路直接使用红外接收管，但是灵敏度太低了，有效距离最大才有5cm，必须保持小车在红外发射灯的正对面才能起作用。角度偏离
后就失效了。后来经过查阅相关文献搞清楚了问题所在，改用红外线调制，可以大大提高接收系统的有效距离。为提高接收器的稳定性，最终网购了红外接近开关，改造以后用于红外调制信号的接收。效果很好！
图4 交通灯程序调试界面
图5 交通灯软件仿真图
实物的制作的过程照片如下面的：
图6 红外发射电路控制部分
图7 交通灯电路板
图8 交通灯单片机主控版
六、使用效果
红外发射电路焊接完成后与交通灯连接好，电动小车的红外接收模块和电机控制模块都装配到小车后，实际测试第一次使用的红外接收二极管做接收装置效果不好；经过改进后使用红外接收模块，发射端采用红外线调制发射后，效果很好，接收距离大大提高，可以满足小车自动停车，强制制动的要求。
模型小车的电机电流较小所以控制电路里使用了两个小功率的9013的三极管实现，电路结构比较简单，在红外线传感接收部分设计了两套方案：红外接收光敏三极管，红外接收器。在实际的测试中发现红外接收电路使用红外光敏三极管的灵敏度不够高，且接受范围角度窄；最后就采取了红外接收器的模块，可以准确的接受到红外线实现可靠停车。
七、改进方面
本设计目前可以稳定的工作，交通灯除了正常的控制交通灯、显示倒计时以外，还有一个控制红外发射电路在红灯亮的时间点亮对应路口的红外停车信号灯的作用，实现强制制动。本设计的停车控制电路较为简单，可以对电动车完成控制，若想在现实生活实用控制或是燃料车辆运行还有一定的问题。尤其是在车速较高的情况下，发动机不能骤停，否则会出现非常严重的安全后果。对于这方面还有很大的改进余地，在有些非常情况下如要汽车强行通过交通灯的红灯路口怎么实现控制也是要考虑的！
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2智能协作技术在交通管理中的具体应用研究
通过对我国传统交通管理工作存在的问题和特征研究，采用多个不同功能的智能技术来协作控制交通工作可谓是一种合理、有效的管理方法，这一技术是基于智能协作为核心的新型交通管理系统，具体应用策略如下。
2.1系统建设
交通信号灯作为当今交通管理控制的主要手段，也是城市交通的基础管理措施，在整个城市交通控制系统中一直发挥着不可替代的重要作用。因此在这里研究中，我们主要以路通灯的控制为基础来阐述智能协作技术的应用情况。为了更好、更方便的叙述这一系统优势，我们这里不妨将信号灯的应用设为如下情况。(1)路口是交通系统的基本控制单位。一个城市的交通系统主要由路口1,路口2,…,路口n共n个路口及连接这些路口的所有道路组成。(2)各方向红绿灯基本周期相同,记周期开始时刻为t=0,1,2,…；(3)Li(t)为描述t时刻等候在i路口的车辆数量的向量。Li(t)=(Xi(t),Yi(t),…),其中Xi(t),Yi(t),…分别表示t时刻等候在i路口的不同方向的等候车队长度。Li(t)为状态变量。(4)X′,Y′,…分别表示系统设定的不同方向等候车队长度的阈值。一旦某方向的等候车队长度超过阈值,则agent开始协商、协作以使等候车队长度低于或尽量接近于此阈值。此阈值可根据具体情况动态修改。(5)g(t)为在t时刻开始的周期中绿灯亮所占的比例,此为控制变量。值得指出的是,基于多agent的智能交通管理系统并非用于处理这种简化假设—它恰恰是为了解决传统交通控制过于简化交通模型的问题而设计的;本文也不拟对此假设所涉及的变量进行精确建模和计算。对于复杂的实际情况和更多的功能需求,可以相应增加agent的知识库内容及感知器的复杂度。这些都不影响对系统基本结构和工作原理的阐述。
2.2系统设计
目前，虽然智能协作技术已经在交通管理领域得到广泛的应用，但是仍然有不少地方需要我们深入研究和探讨。尤其是在交通流量日益增多、交通事故不断发生、交通问题越来越复杂的今天，建立健全交通管理机制势在必行。在这里的智能协作技术应用中，具体的设计策略如下。
2.2.1系统结构
系统的整体结构如图1所示。系统中包括两类agent:一个区域控制主题(AreaControlAgent,简记为ACA)和多个路口控制agent(CrossContro-lAgent,简记为CCA)。其中,每个路口控制agent可与邻近的agent通信,并与唯一的区域控制agent相连。下面分别对这两类agent加以介绍。
2.2.2路口控制agent(CCA)
路口控制agent是典型的协同型agent,即所有的CCA有着共同的全局目标—使得区域交通畅通,同时每个CCA也有与全局目标一致的局部目标—尽量使本路通畅通。城市中的每个路口有且仅有一个CCA。CCA的基本功能是:根据路通状况动态调整g(t),即一个周期内的红绿灯配时方案,使得本路口的等候车队长度Li(t+1)尽量取最小值,同时使Li每个分量(Xi(t),Yi(t),…)均小于系统设定的阈值。并每个周期向相邻CCA及所从属的ACA发送当前路口状态信息。当Li的某个分量(如Xi)高于所预定的值阈X′时,该CCA根据其邻近4个CCA及路口的状态,发出协作请求。例如:请求其上游路口i的CCA在t1时刻减少gi(t2),或请求其下游路口j的CCA在t2时刻增加gj(t2)等,以确保路口的畅通。当CCA收到邻近CCA的协作请求时,也可以根据自身状况及当前路口状况,接受、协商或拒绝。此外,CCA还接受ACA所发出的控制指令和策略调整指令。路口控制agent的结构如图2所示:所有路口控制agent有着相同的结构。包括控制模块、推理机、感知器、执行模块、状态栏、知识库、路口模型等部分。
2.2.3区域控制
区域控制agent负责协调、指挥所管辖的CCA,并收集、分析、整理所辖CCA定期发送的路口状态报告。在通常情况下,CCA享有很高的自治性,ACA不干涉CCA对本路口的交通控制,以及CCA之间的协商协作行为。在具体的管理工作中，一旦发生如下情况，我们可以迅速的通过智能协作技术命令来实现交通管理工作。首先，突发事件的发生，比如有消防车、救护车等特殊车辆要通过某种特定的车道的时候，交通管理部门可以利用CAC强制命令该路段所有路口的交通灯全部亮绿灯，从而确保这类车辆的迅速通过。其次，发现区域路段出现严重负载不平衡现象的时候，可以在全局工作角度上去控制和分析，并合理的进行修正与处理。
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1．2系统结构
系统分公交车终端、Taxi终端、私家车终端、公交站点终端，及前台应用和后台数据库服务器几部分。车载终端通过ZigBee网络采集安全及空闲状态数据，通过GPS提供实时位置、速度信息，并通过GPRS网络传给服务器。公交站点终端通过Zig-Bee网络采集大气环境数据、车流量信息，并通过网络传递给服务器。同时，系统还可以与停车场智能管理系统对接，为机动车司机提供停车场信息服务。系统研究的基础需要建立在一套基于车联网技术的智能交通管理平台上。
2系统主要研究内容
系统主要包括交通管理和道路优化两个方面。交通管理方面:主要包括公交车辆的实时运行监控机制、公交调度自动化机制、行人候车服务、行人自助打车机制、周边停车场信息联动机制、交通事故上报及处理自动化机制、道路意见上报自动化机制、实时天气服务、实时路况服务、道路维护信息机制等。道路优化方面:主要依据实时路况信息、各公交站点上下班人数及时间统计，及通过车载终端上报的交通事故和道路意见、停车场的分布及动态使用情况，数据汇入道路优化专家系统，经过数据挖掘，分析易拥堵路段、易发生交通事故路段、上下班高峰期及人口出行密集区域，以及市民交通成本分析、城市交通状态的发展趋势分析，最终形成交道优化的智能决策依据。综合上述两大方面，系统重点研究内容如下:
2．1智能候车服务
通过电子站牌，即公交站点智能终端，提供准确的公交车辆预到站服务，还可以提供实时路况查询、智能打车、天气状况等服务。
2．2公交车实时运行监控机制
基于物联网、ZigBee和传感器技术，采集可燃气体、门窗安全状态、各站点各时间段行人上下车情况、实时车位及车速等信息，供司机、公交调度人员控制车辆及调度提供依据;可为司机提供到达某站计划用时与实际用时的比较服务。
2．3公交智能调度机制
查看某线路所有在运行车辆的位置信息，可提前估算出下一班车到达时间，如压车严重、车辆抛锚等情况，可提前做出调度方案，提高乘坐公共交通工具乘客的满意度。
2．4智能自助打车机制
通过智能手机、公交站点智能终端，可以实时查看周边出租车的位置和状态，并且进行实时连线呼叫，立刻就可以得到出租车司机的回复，无需中转，可操作性强。减少出租车司机寻找客源的时间、油耗。
2．5实时路况服务
提供实时路况查询服务，为行人、车主提供交通状况参考，及时选择合适的出行路线，避免拥堵，提升道路的综合利用率。
2．6动态停车场信息服务
为机动车司机提供周边停车场信息服务，包括位置、距离、规模、空位数、收费情况等。减少司机问路误时、无处停车而违章停车等现象。
2．7交通事故快速定位、排除、预警机制
由过往车辆车主通过智能终端平台进行事故上报，由后台交警部门的远程监控中心快速定位及处理。当车辆即将到达交通事故发生地时，车载智能终端提前提示司机前方发生事故，提前做好准备。
2．8道路优化意见上报机制
所有车主都可以通过智能车载终端提交对道路优化信息的机制和方法，操作便捷。交通管理部门可对信息进行汇总，发现同一地点上报频率高的意见则重点考虑。
2．9道路维护信息机制
车主可通过智能车载终端直接查看道路维护信息的机制和方法，并在即将进入道路维修或封闭路段时，提前给予提醒，以便车主及时、正确地选择其他路线，避免交通堵塞。
2．10智能交通专家系统
系统研究意在通过大量的数据采集，深入挖掘，发现规律，给出道路优化的决策依据，减少人力成本和过多的主观因素影响。
3核心技术及解决方案
3．1实时路况建模
以GPS位置、车速、车流量、道路本身参数，构建精准的实时路况模型，要比仅以车速建模的实时路况信息更为准确。
3．2海量数据采集
公交车数据采集:包括上下车人数、公交安全监测、位置信息三部分。上下车人数:采用红外对射和13．56MRFID读卡器，统计公交车某时刻经由某站刷卡人数和上下车人数，并计算车上在乘人数，为计算上下班出行高峰、居住和工作密集区、公交车调度方案等提供数据依据，为等候公交的乘客提供公交剩余载客能力信息;公交安全监测:通过红外对射或反射传感器检测后门是否关闭;通过MQ2烟雾和可燃气体检测传感器检测是否有可燃气体泄漏，或者在无人情况时发生自然等;位置信息:采用GPS模块，为等候公交的乘客提供最近一班公交的位置信息，乘客可以有更多更好的选择。公交站点数据采集:包括环境数据和车流量两部分。环境数据:采用DHT11温湿度传感器采集温湿度，采用MQ135空气污染传感器采集当前环境质量。结合网络上的天气预报，一同为行人提供穿衣指数、出行建议;车流量数据采集:采用RFID射频识别技术统计车流量信息，为实时路况提供数据支持。出租车数据采集:包括乘客监测和位置信息两部分。乘客监测:采用人体红外检测传感器，为智能打车提供周边出租车状态信息;位置信息:采用GPS模块，为智能打车提供周边出租车位置信息。车辆定位及测速:以车载终端附带的GPS模块，提供车位、车速的检测，为实时路况提供数据支持。
3．3GPS信息采集及分析
采集的GPS数据分析是基于NMEA-0183标准协议。车载终端GPS信息采集模块选用了U-blox公司的GPS模块NEO-6系列，支持NMEA-0183和UBX二进制协议，定位精度＜2．5m，支持SBAS，可控误差＜2m。本系统中，根据NMEA-0183协议完成对GPS定位和测速信息的采集和分析。NMEA-0183格式以“”开始，其中常用的语句有6句，本系统主要使用了GPRMC和GPVTG。GPRMC为推荐定位信息，其中包含了GPS应用程序所需的时间、日期、位置、方向和速度等数据，是最常用的一条语句。数据样例如下:$GPRMC，161227．467，A，3721．2473，N，12157．3413，E，0．17，307．63，120578，*13＜CR＞＜LF＞，
3．4数据帧格式定义及分析
传感器数据、ZigBee数据、RFID数据、GPRS数据等都封装成固定格式协议，便于数据的汇总和分析。GPS参考NMEA-0183数据协议。
4．5ZigBee无线传感网络搭建
分为传感器模块和ZigBee节点两层架构。传感器模块，以STM8单片机进行传感器数据采集，输出都是或者转化为数字量及开关量，以串口TTL电平传给ZigBee节点。ZigBee节点，基于最流行的TI公司的CC2530芯片，支持最流行的Zig-Bee2007协议栈。ZigBee节点采用星形网络拓扑结构。
3．6数据无线传输
传感器数据采集后，以ZigBee无线网络传递给嵌入式网关。嵌入式网关将传感器数据、GPS数据、RFID数据，以GPRS移动网络方式与后台服务器之间进行数据传输，采用UDP协议，并自行定义数据帧格式。
3．7GPRS2．5G业务数据传输
1)GPRS网络数传车载终端与服务器的通信选用GPRS网络为主。GPRS模块与车载终端处理器的通信通过串口完成，处理器向GPRS模块发送AT指令以及数据。GPRS模块连接网络后利用TCP/UDP协议与数据服务器和应用服务器进行无线通信。车载终端通过GPRS模块实现Internet的无线接入，将车载终端要发送的数据通过GPRS模块无线发给中国移动GPRS网络的内部服务器中，然后再传递到事先设定的Internet上某IP地址处，即本系统中的远程服务器。远程服务也可以向车载终端返回数据，或者对车载终端实施远程控制。系统在这里对传输的数据定义了一套协议，便于数据的后续处理。
2)网络连接使用GPRS无线设备做数传的时候，在连接到外部数据网时通常有两种方法:方法一:拨号上网:常见的如拨ATD*99＊＊＊#。方法二:指定Server的IP地址、Port端口号，使用特定的AT指令来连接到外部的数据网，即Internet。两种方式各有特点:拨号上网方式采用的是外部协议栈，需要用户自己实现PPP、TCP、UDP等协议栈。第二种方式则采用模块自带的协议栈，用户的底层应用程序不需要实现上述较为复杂的协议栈。二者各有优缺点。采用第一种方式，实现起来较为复杂，但是使用灵活，用户的数据封装比较灵活，可以适应用户的特殊应用。采用第二种方式，由于自身带有完备的通信协议栈，所以用户实现起来较为简单但成本较高，数据的封装格式也较为固定。
3)流量控制为了节省GPRS网络流量，从传输协议、数据编码、协议格式、数据库操作四个方面做个全面考虑。传输协议:GPRS网络按流量计费，发送数据包由“IP头+UDP/TCP头+应用数据”构成。由于UDP头比TCP头小12字节，并且TCP协议还需要三次握手等额外开销，所以实际上数据传输效率UDP要比TCP高。通过应用层中超时重传等功能完全可以满足对UDP协议中少量丢包情况的处理。数据编码:ASCII数据经过编码体积将大大减少，但编解码都需要时间，也就是需要牺牲一些CPU的处理能力。折中处理，进行简单编码，某些字段内容用字段编号代替。协议格式:应用数据需要按照协议规定进行组织，采用可变长度的数据协议，可以节省很多空间。数据库操作:部分数据如公交乘客信息，可在到达终点时一次性写入数据库服务器，而无需每到一站就传输一次。
4)永久在线保活机制GPRS是声称永久在线的，但是如果己连接链路长时间没有数据传送，会自动压缩带宽，或者把网络断开，也就是形成虚链接。由于每次GPRS接入Internet时，GPRS模块都会获得一个动态IP地址，每一次GPRS网络地址都不一样。所以在这种情况下，一旦连接断开，则服务器必然无法识别终端。心跳包就是为了保证每次建立的临时连接，在数据传输过程中不改变。本系统中的保活检测就是定时发心跳包产生流量，维持数据链路。当需长时间收发数据时，需要保证终端在线，否则一旦网络连接断开，将会导致数据传输过程失败。如何判断连接是否正常，一般采用定时发送简单的通信包即心跳包，如果在指定时间段内未收到响应，则判断连接已经断开。出于效率的考虑，采用客户端主动向服务器端发送心跳包的方式实现在线保活机制。考虑到资费问题，心跳包长度无需过长。在有数据收发发生时，无需发送心跳包;只有无操作时，才发送心跳包。在发送心跳包过程中，需要保证一旦有接收的数据过来，立即跳转至接收处理程序，暂停心跳发送。不主动收发数据时，每5分钟一个心跳包，全天24小时在线仅需耗费10K左右的流量。且在信号较弱、无法连接服务器时，支持延迟机制，重要数据可先保存，等信号稳定后再发送。
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首先，传统孝文化对于培养高职学生的爱国主义情操具有重要意义。以爱国主义为核心的民族精神是中华民族屹立于民族之林的重要法宝。多少爱国志士在民族危亡时刻都表现出对祖国的强烈责任感与使命感，古有精忠报国的范仲淹、文天祥、岳飞等，近有魏源、林则徐、杨度等，他们的民族气概无不体现了中华儿女的大孝。不少高职学生对民族历史、民族孝文化了解甚少，大力弘扬传统大孝文化，教育学生民族利益、国家利益高于一切的主张，有利于为国家的繁荣昌盛孕育力量。
其次，传统孝文化有利于加强高职学生的理想信念教育。“身体发肤，受之父母”，自爱，是遵守孝道的根本。高职院校学生多为95后独生子女，心理上较为幼稚与脆弱，不少学生因为一时的挫折而漠视生命，自杀、自虐现象时有发生。加强高职学生的传统孝文化教育，有利于帮助学生树立积极健康的人生观，从而珍惜生命，勇于奋进。
再次，传统孝文化对于高职学生伦理道德与人格修养的陶冶具有重要影响。学习传统孝文化，对于学生人格的培养和素养的提升意义重大。“鸭有反哺之恩，羊有跪乳之德”，传统孝文化历来强调感恩与心理感化，“孝悌”是道德文化的主要方面，是社会主义核心价值观的重要内容，加强高职学生的传统孝文化教育，有益于学生自我反省、自我领悟，从而形成高尚的道德情操。
最后，传统孝文化对于高职学生人际关系的改善提供了有益借鉴。提倡和谐，宣扬仁爱，是传统孝文化的重要内容。世界是多样性的统一体，各民族、各个体要在尊重世界多样性的前提下团结相处。在当今高职院校生源下降，独生子女居多的背景下，学生多以自我为中心，不懂谦让，缺乏包容，对传统文化了解甚少甚至脱节。在高职院校中的思修政治教育中融入传统孝文化，有利于提高学生与人和谐相处的能力，对于构建良好的人际关系提供了重要借鉴。
二、 传统孝文化在高职院校思修政治教育中的缺失
面对高职学生日趋激烈的就业环境，根据专业需求进行社会务实培养，着重强调专业知识而削弱人文素养的培育，对传统孝文化缺乏有意识的引导是大多高职院校共同的人才培养现状。
(一) 对人文素养培育有所减弱
随着物质条件的改善与独生子女的增多，全体高职院校学生的人文素养都有所下降，不少学生对传统孝文化缺乏应有的了解，甚至不知道“孝悌”为何物。高职教育越来越倾向于满足社会需求的专业教学，学生把大部分时间都花在专业知识学习上，其他少量的课余时间用来学习应付考试需要的英语与计算机学习，几乎没有时间学习中国的传统文化。只有需要生活费时才和父母联系的同学普遍存在;不懂谦让、缺乏包容，不知与同学和谐相处的现象随处可见;凡事以自我为中心，缺乏集体荣誉感的同学比比皆是等等。掌握一门外语与相应的计算机知识固然重要，但对传统孝文化的学习具有同等重要的意义，这是培养学生高尚的道德情操与提高人格素养的基础。
(二) 高职学生对传统孝文化了解甚少
据一项“高职院校学生对传统文化了解情况”的调查发现，有74%的学生表示非常支持把清明、端午、中秋列为国家的法定节假日，但仅仅是因为假期而非对这些传统节日本身的重视。[1]近年来，情人节、万圣节、圣诞节等西方节日在校园中掀起了一股热潮，学生常常游离于麦当劳、肯德基、西餐厅，认为这是一种浪漫、情调与时尚。而把过七夕、吃中餐等具有中国传统文化气息的行为当成了一种俗气，23%的学生甚至表示“不知重阳节是做什么的”。[3]对于孔子、孟子、荀子的代表思想，不少学生，尤其是理工科学生甚至完全不了解。
(三)高职学生对传统孝文化价值认识缺乏
近年来，日韩及一些西方国家对中国的传统孝文化给予了高度认可，掀起了学习中国传统孝文化的热潮，而不少高职学生却盲目追求“时尚”，思想、行为都日趋“西化”的同时，对西方文化又了解不足，盲目学习西方文化的表层，而对博大精深、源远流长的对中国传统孝文化却没有必要的体会。高职学生把心思都花在“明星”的八卦新闻上，对传统精忠报国的英雄却了解甚少;对于“个性、叛逆、自我”等价值观盲目追求，对父母亲的付出与期待却全然不顾。殊不知，传统孝文化是全民族团结奋进的精神纽带，是五千年大国的灵魂所在。
(四)高职学生传统孝道观念较为淡薄
当今高职校园中，很多现象都与传统孝文化背道而驰，在尊敬师长、团结同学等方面都做得相当欠缺。如长期不与父母联系，稍有不如意就顶撞父母;对老师缺少必要的尊重：见到老师缺少必要的问候，即使老师进到宿舍，依然也有相当大一部分学生视而不见;对老师顶撞、态度差劲、背后辱骂老师的学生大有人在。另外以自我为中心，跟同学公然吵架，与同学有矛盾意识不到自己的问题反而变本加厉的辱骂、报复同学等现象随处可见。三、 高职院校亟需实现思修政治教育与孝文化的有效对接
中国传统孝文化对高职学生思修政治教育有着有着极其重要的意义，辩证的取其精华，融入与社会发展需求相适应的元素对于加强思想政治教育的时效性与针对性、培养学生人格具有重要借鉴意义，同时也是弘扬传统文化、践行社会主义核心价值的重要手段。
(一)充分利用课堂教学
加强传统孝文化教育，充分实现孝文化在高职院校中的思修政治教育功能，最直接最有成效的方式就是把传统孝文化充分融入到教学中。现今有关孝文化知识在历史、文学等文科类专业中涉及相对较多，而理工科类学生只能在思政等公共课、传统文化教育等选修课中听到只言片语。因此，首先把传统孝文化带进课堂，在思修政治教育教学中充分融入传统孝文化的精髓，是加强高职学生思想政治教育的重要手段。其次，加强传统孝文化教育，还需要把三观教育、感恩教育与责任教育同时融入到思修政治教育课堂中，采取让学生易于接受的形式，寓教于乐，增加课堂感染力，使学生在快乐中学习与成长。
(二)丰富践行传统孝文化的形式
篇8
Design and Realization of Information System for Hidden Danger Subway
YANG Zhi-Guo1,2, GUO Xiao-tong3, LIU Xiang-yi3, YU Su-yong4
(1.College of Safty and Environmental Engineerion, Capital University of Economics and Business, Beijing 100070, China; 2.China Academy of Safety Science and Technology, Beijing 100029, China; 3.Information College, Capital University of Economics and Business, Beijing 100070, China; 4.College of Urban Economics and Public Administration, Capital University of Economics and Business, Beijing 100070, China)
Abstract: In order to avoid the negative social influence caused by death accidents, the information management system for potential danger elimination was developed based on current status of safety production in Subway for cities. The system adopted C/S structure, and was developed with the programming languages such as C#. The potential dangers existing in operation of subway for city have been detected and handled timely and effectively after using this system. The application of this system avoided significant accidents to some degree. The system achieved good economic and social profits. In this way a closed loop management is formed and the safety management may be turned from the tracking the hidden danger after the events to preventing and controlling the hidden danger prior to the accidental events.
Key words: information system; hidden danger management; GIS; subway
目前，大部分城市地铁交通已经建立了以自动售票AFC、列车自动控制系统ATC、电力监控系统SCA-DA、环境监制系统BAS、防火报警系统FAS等以及高速通信网为代表的诸多运营管理、调度管理监控系统。在集这些系统的基础上，仅需要较少的投入，便可开发出地铁安全隐患管理信息系统，实时、高效、快速地传递安全隐患信息。
1 GIS在城市地铁交通中的应用介绍
城市地铁交通以其快速便捷的优点成为中国未来城市交通发展的主要方向之一，是构成中国未来立体城市公共交通网络的主体。现代城市地铁交通网的形成，对勘测设计、综合协调指挥和快速应急处理能力等提出了更高的要求。北美和西欧等发达国家在城市轨道交通网的运营、调度、应急处理、管理和维修等方面已逐步重视GIS技术的使用，特别是在地铁交通安全隐患信息管理、应急处理和调度指挥等方面做了一些深入的工作。在国内，GIS在铁路上也已得到成功的应用，但在城市地铁交通安全隐患管理领域还基本处于空白状态。因此，如何在中国城市轨道地铁领域，特别是在网络化运营条件下采用功能强大的GIS技术，将成为一个新的发展方向。利用GIS的数据输入、存储、检索、显示和综合分析应用等功能，将轨道交通基础数据的空间信息与其相关的属性信息结合，能够实现城市地铁交通基础地理信息和专题信息检索、统计、分析、修改、打印等，为城市地铁安全隐患信息提供快速、准确的现代化管理手段。
2 系统总体设计
2.1 系统构成
地铁隐患管理信息系统采用C/S方式，系统包括隐患管理模块、空间分析模块、地图基础信息操作、文档管理4个大模块，每个模块具有若干功能，见图1。
2.2 开发平台
本应用系统采用.Net开发平台和Oracle数据库工具，连接底层的各网络设备以及服务器、工作站等物理设备。同时，应用软件层可直接访问开发平台、数据库以及各物理设备。
AreGIS Engine是基于AreObjeets (ESRI公司基于COM技术所构建的GIS组件库)的一组完备的嵌入式GIS组件库和工具集，是AreObjects的子集，它没有ArcObjects复杂的组织结构，但是拥有ArcObjeets的大部分核心功能。通过ArcGIS Engine，开发人员可以将GIS功能嵌入自己的应用或现有的商业软件，也可以开发独立的GIS程序。ArcGIS Engine包含有低层次的API和高层次的控件，使得开发人员可以快速的开发出功能强大，适应各种需求的GIS程序和系统。
2.3 系统总体方案描述
1）预录入。该部分主要录入参与安全检查人员的个人信息，包括人员编号、姓名、职位联系方式等。
2）信息录入。其信息来源于6个方面，分别是隐患排查人员、整改人员、地铁站点信息表、地铁线路信息表、地铁安全隐患类别、防范设施信息。
3）类别、级别的定制。信息录入后，由管理员定制信息的类别、级别，通过网络传至相关工作站，同时存入数据库。
4）信息类别。地铁基本属性信息包括：地铁站点信息、线路信息。隐患类别信息和防范设施信息包括：机电设备、通信与信号设备、环控设备、防灾报警系统、供电系统等。
5）信息管理。管理的隐患排查信息、隐患整改信息、隐患复查信息。对已未解决的安全隐患进行报警通知。
6）自动报表生成。可生成隐患信息日报、月报，各控制点隐患信息分布图，安检人员工作业绩考核，时间段内检查覆盖控制率，责任部门隐患统计。
7）综合查询。可按人员姓名、检查控制点、事故部门、事故类别、事故级别等方式来进行安全隐患信息的查询。
3 系统功能
3.1 隐患排查填报
安全隐患排查人员根据自身排查的隐患，填写隐患信息要素，并上报到相关安全部门。包括：隐患部位、隐患类型、现场是否整改、隐患内容、排查时间、排查人员、隐患整改时间限制、所属站点等相关信息。
图2 隐患排查人员主界面 图3 隐患排查信息登记
3.2 隐患整改填报
安全隐患整改人员根据自身排查的隐患，填写隐患信息要素，包括：隐患整改内容、隐患整改时间、隐患整改负责人等相关信息。并将相关信息录入数据库进行保存。
3.3 隐患复查填报
安全隐患复查人员根据自身排查的隐患，填写复查隐患信息要素。包括：隐患复查负责人、隐患复查时间、隐患复查内容等相关信息。完成后，将相关信息上传到服务器中进行存储、查询。
3.4 报表统计
按隐患类别、所在部分分类统计隐患详细信息。统计结果可以导出电子文档。打印时，根据隐患分类信息动态生成表格的表头。
3.5 系统管理
1）隐患类别管理，增加分类描述信息。分类级别包括：机电设备、通信与信号设备、环控设备、防灾报警系统、供电系统等。
2）隐患防范措施管理，根据隐患类别管理相关隐患防范措施。
3）人员管理：主要指安全隐患排查人员、整改人员、复查人员的增、删、改维护。
4）权限管理：对用户组进行授权管理。包括模块的运行权、增删改打印等权限。
4 系统特点
已构建的基于GIS的数字化、动态化的安全隐患排查系统集信息交流、督查督办、考核通报等功能于一体，建立了隐患信息台账，真正实现了对隐患排查整治全过程的动态跟踪和监管;信息化监管手段能真实、即时地反映隐患排查工作开展的情况;通过网络电子地图，促进包括重大事故隐患在内的各类安全隐患的排查、登记、整改、监控等措施的落实。
5 结束语
基于GIS的地铁安全隐患管理信息系统能够为安全隐患排查、整改提供一个可以扩展的平台。GIS应用于地铁安全隐患管理信息系统是一个新兴的课题，它的许多技术对地铁安全隐患信息管理有着广阔的应用前景，能大大提高城市地铁安全隐患信息管理的效率与质量，使地铁隐患信息管理向科学化、数字化、可视化、智能化方向发展。
参考文献：
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[2] 刘铁民,李湖生,邓云峰.突发公共事件应急信息系统平战结合[J].中国安全生产科学技术,2005,5(6):29-34.
[3] 赵彤,陈建华,高自友.铁路局安全管理信息系统的研究与设计[J].中国安全科学学报,2003,13(2):18-20.
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