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作者：董泽政 李绿萍 许哲 单位：上海卫星工程研究所
常见的寻优算法
对于各种约束的处理有两种方式，一种是将其作为寻优的目标函数，第二种方式是限定约束条件的范围，如发射时间窗口限制和转移时间限制。对于轨道设计中的寻优问题，目前采用的寻优策略是全局寻优+局部寻优的方法，即通过全局寻优算法初步确定最优值所在的区域，再通过局部寻优方法确保解的极值性。局部寻优算法局部寻优算法需要给定初值，寻优算法根据目标函数的性质寻找附近的极值。常用的局部寻优算法有Nelder-Mead算法和序列二次规划，优点是不需要任何目标函数或是约束条件的梯度信息，可保证最终逼近最优值，但其收敛较慢，计算量大。序列二次规划算法利用梯度信息，寻找最优解，其优点是在极值附近时能够快速收敛。序列二次规划算法的计算量集中在Hessian矩阵上，计算量随自变量维数非线性增加，因此有了一些简化Hessian矩阵的计算方法，比较有名的（BFGS-LBFGS）即是一种通过一阶偏导数来计算Hessian矩阵的算法。全局寻优算法局部寻优算法的优势是高效率和高精度，然而无法保证全局最优，因此其寻优能力具有局限性。对于深空轨道设计问题，不同极值之间性能指标相差较大，如图。。中最大极值为3.7km/s，最小极值为2.1km/s，可见仅仅局部极值是无法满足设计要求的。经分析，适合在轨道设计中使用的全局搜寻算法主要有遗传算法（GA）、差分进化法（DE）、粒子群算法（PSO）和模拟退火法（ASA）等，下面对各个算法进行简要的说明并通过仿真算例来说明不同算法间的特点。遗传算法（GA）：遗传算法（GeneticAlgorithm,GA）由美国J.H.Holland教授首次提出的、以达尔文自然进化论和Mendel遗传变异理论为基础的求解复杂全局寻优问题的仿生型算法。GA基于适者生存，优胜劣汰的进化原则，对包含可能解的群体反复使用遗传学的基本操作进行迭代，不断进化群体，同时以全局并行的搜索技术来搜索寻优全体中的最优个体，以求得满足约束的最优解或准最优解。GA应用广泛，在深空轨道设计中逐渐得到重视[1，4]。作为一种新的全局寻优搜索算法，遗传算法具有简单通用，鲁棒性强，适用于并行处理以及应用范围广的显著特点。差分进化算法（DE）：差分进化法是一种新的进化算法，由Storn和Price在1995年提出[5]，是一种随机的启发式搜索算法，主要特点是算法简单、收敛速度快，所需专业领域知识少。通过国内外大量研究发现，DE算法具有很强的收敛能力，比较适合于解决复杂的寻优问题。当然差分进化算法也有一些自身的不足，由于DE算法的关键步骤“变异操作”是基于群体的差异向量信息来修正各个体的值，随着进化代数的增加，各个体之间的差异化信息在逐渐缩小，以至于后期收敛速度变慢，甚至有时会陷入局部极值点。针对这一问题文献[6]总结了几种改进方法，改进的方法主要是自适应调整编译因F和交叉概率CR上。粒子群(PSO)算法：一种启发式全局寻优算法，模拟生物群体的社会行为进行进化，充分利用群体内部各个个体之间的关系。粒子群算法最早是由Kennedy和Eberhart于1995年[7]提出。受到人工生命的研究结果启发，PSO的基本概念源于对鸟群捕食行为的研究。PSO在函数寻优等领域蕴含着广阔的应用前景，在Kennedy和Eberhart之后很多学者都进行了这方面的研究。目前已提出了多种PSO改进算法[8,9,10]，并应用于深空轨道设计中，具体可参考文献[2]。自适应模拟退火法（ASA）：基于热力学理论，即对于高温熔体，分子在其中的运动时不规则的随机的。然而当温度下降到熔点附近时，分子的运动就会受到一定的限制并逐渐趋于低能状态，当能量最小时能量便产生了结晶。Kirkpatrick在1983年基于以上过程提出了模拟退火法，基本模拟退火法不是一个群体寻优算法，文献[11]将模拟退火法转化成一种群体算法，显著地增加其全局寻优性能。基本的模拟退火算法由于收敛精度问题，搜索速度比较慢。目前改进的方法有将其和遗传算法相结合的方法以及采用自适应机制调整控制参数的自适应模拟退火法（AdaptiveSimulatedAnnealing），本文采用自适应模拟退火法。多目标函数寻优方法多目标函数寻优方法可在深空轨道设计将速度增量和转移期这两个不同指标同时作为目标函数，便于在各个目标之间进行权衡，使目标性能尽可能达到Pareto意义下的最优。NSGA2是目前用得最多的一种解决多目标寻优问题的方法，由Deb等在2000年在NSGA基础上进行改进而来，其特点是采用非优超排序和排挤机制。其中非优超排序机制保证搜索过程向Pareto最优收敛，排挤机制保证了Pareto最优解的多样性。原始的NSGA算法复杂度为O(mN3)，而采用快速非优超排序后，NSGAII算法复杂度将为O(mN2)。
仿真算例
以从地球发射至小行星阿波菲斯为例，研究不同寻优算法在简单双脉冲问题中的应用。以地球-地球-木星转移轨道为例，说明算法在带行星借力的多脉冲星际转移轨道中的应用。研究在两种不同转移策略下各种算法的性能，主要为目标函数调用次数、寻优消耗时长、多目标函数寻优方法的适用性。地球-阿波菲斯转移方案搜索首先考虑直接从地球出发前往小行星阿波菲斯，转移方式为双脉冲方式，因此寻优的自变量为发射时间0t和飞行时间1T，目标函数选择两次速度增量之和，即：（式略）窗口搜索范围设为2017年1月1日～2021年1月1日，分别采用GA、DE、PSO、ASA四种寻优算法，得到仿真结果。从表中可得到GA算法的表现最好，其函数调用次数和耗时最少，并且成功地进行了寻优。总之对于简单的双脉冲转移而言，四种算法都较好地完成了寻优。由计算结果可知，除粒子群算法PSO外，其他三种算法均成功收敛行时间与速度增量的Pareto解集。最短飞行时间为180天，对应的速度增量需求为5.1km/s；最小速度增量需求为4.90km/s，对应的飞行时间为290天。综上所述，对于简单的单目标函数-双脉冲星际转移问题，四种算法均能寻找到最优的转移窗口。对于多目标函数的情况，粒子群算法PSO收敛性差，无法完成转移窗口设计，其他三种算法则能够用来处理这类问题。
【中图分类号】 TU722【文献标识码】 B 【文章编号】 1727-5123（2012）03-079-01
道路是国民经济的重要命脉，由于其特有的灵活性和优越性，发挥着其他运输方式不可替代的作用。道路建设又是国家最主要的基础产业之一，它的迅速发展，对于促进国民经济，拉动其他相关产业的发展具有非常重要的意义。我国地域辽阔，多山岭重丘，再加上我国正处于社会主义初级阶段，经济发展不均衡，总体上水平不高，所以我国的道路建设更显其对我国经济发展的特殊重要性。从某种程度上我们可以说，道路桥梁的质量问题往往是由于施工人员的麻痹大意造成的，对于道路桥梁施工过程中的应该注意、应该得到重视的问题，而施工人员没有予以必要的注意。为此，对于道路桥梁的施工问题，有关人员必须予以足够的重视。
1桥梁出现裂缝
道路桥梁出现裂缝不仅会影响结构的美观和正常的使用，而且会削弱桥梁结构的强度和刚度，从而导致工程事故的发生。我国建设道路主要使用的材料是混凝土，而混凝土结构裂缝问题目前在道路建设的技术问题中具有普遍性，这其中除了是桥梁混凝土原材料质量差等原因，还有一部分原因是施工人员没有合理使用混凝土造成的，如：没有对混凝土强度等级加以重视，使混凝土曝露时间过长从而导致混凝土受潮变性；在施工过程中对混凝土的配合比没有达到规范要求，只凭个人经验不按标准规定随意配比；在浇灌混凝土过程中对混凝土振捣不足或力道过猛；在混凝土模拆除后，没有给予必要的养护，导致混凝土体表缺水出现干裂等，为此，施工人员在施工过程中要对桥梁混凝土进行常规计算。我国规定钢筋混凝土构件的最大裂缝宽度为0.2～0.3mm。此外，还要进行温度裂缝计算，采取隔热设计；考虑混凝土结构所处的位置，选择合理的混凝土强度等级；对混凝土配筋率采用适当的计算模式，从材料性能方面和结构形式方面采取有效的综合措施；加之以合理的施工工艺，按设计好的混凝土强度等级要求进行施工，控制水泥用量及水灰比，重视混凝土振捣技术，计算好拆模时间，选用一定份量的外加剂和掺合料（对收缩和水热化影响较小），遇到高温天气时使用井水拌制混凝土，这样可以降低浇灌温度。虽然桥梁混凝土结构中出现裂缝是不可避免的，但是施工人员应该根据裂缝的现状和产生的原因采用合理的治理方法，确保道路桥梁竣工后的美观外形和使用安全。
2桥梁钢筋锈蚀
钢筋的使用寿命与桥梁的使用寿命密切相关，桥梁钢筋出现锈蚀的话会严重危害道路桥梁的使用寿命和安全。影响钢筋锈蚀的因素有很多，如原材料、环境、施工等，以及其他诸如钢筋应力状态等因素也会导致钢筋锈蚀。桥梁钢筋锈蚀的机理很复杂，因此道路桥梁钢筋防腐是一项系统工程，需要诸多措施综合治理。施工工人在建设道路桥梁过程中就要加强桥梁钢筋防护意识，要使用涂层钢筋，这种钢筋就是在普通低碳钢表面加上防腐涂层，使其与腐蚀性环境（酸雨、尾气、除冰剂等）隔离开来，这样就能达到普通低碳钢防腐目的。涂层材料不能被破坏，不管是在运输、储存还是在安装过程中，这种材料在恶劣条件下具有一定的耐久性和持续性，在道路桥梁钢筋使用寿命周期内均能保持其结构功能。此外，施工工人还可以使用电化学防护法阻止桥梁钢筋锈蚀。这种防护法具有一定的技术含量，就是使钢筋携带足够数量的多余电子，这样无论腐蚀液体的硬度值如何，钢筋都不会被腐蚀，始终处于稳定状态。对于已经出现锈蚀的钢筋要积极进行修复：清除掉所有出现锈蚀区域内的混凝土，采用喷砂法除掉锈迹，根据实际情况增加一定数量的钢筋以确保梁体内的含筋量。最后一点要加以强调的是，施工工人在加强桥梁钢筋防腐的同时要注意跟当地的实际情况结合起来，要根据道路桥梁的政治经济地位、气候条件、地理位置等对桥梁进行分级，根据分级筛选符合使用要求的、经济合理的防腐材料。
3桥梁铺装层松散脱落
桥梁铺装层虽然在桥梁中所占的体积并不大，但是它对道路交通的顺利运行是十分重要的。在相继暴露出来的道路桥梁质量问题中， 桥梁铺装层的质量问题受到了一定的重视，在一些桥梁施工中，桥梁铺装层的施工质量往往被疏忽，施工工序控制不严，只注重表面功夫，在外观质量上做文章，致使桥面铺装层过早出现裂缝，松散、脱落等问题，维修周期越来越短。桥梁铺装层在构造上属于刚性结构，目前，我国的重载交通及超载现象越来越严重，铺面层直接承受着车辆和行人荷载的冲击，现行桥梁铺装层与重型或超重型汽车数量的迅速增多已不相适应，这样就加重了桥梁铺装层的负荷，因此施工人员在建设桥梁铺面层的过程中，要注意确保桥梁铺装层厚度，铺装材料应具有良好的弯曲性能，这样可减弱或避免铺装层的弯曲开裂，要保证铺装材料在使用期间不出现明显的开裂和其它问题。铺层材料的防水层在施工过程中应予以充分重视，要保证铺筑后基本不会透水，以防止水渗入材料引起各种水损坏，从而缩短桥梁铺面层的使用寿命。对于处于非冰冻地区的道路桥梁，可以在桥梁铺面层铺上一定厚度的防水混凝土（厚度可达到8～10cm） ； 对于处于冰冻地区而可能出现裂纹的道路桥梁上，可以铺上沥青混凝土或者贴式混凝土，这种混凝土是柔性的，可以有效预防桥梁铺装层出现裂纹。
4桥梁施工人员素质不高
我国的道路建设工地多位于人少林密山高的地方，生活条件差，交通不便，这就要求道路施工人员具有坚定的工作信念，硬实的政治素质，树立全心全意为人民服务的人生观、价值观，这样才能真正做到以路为家，以路为业，安心为我国经济的腾飞和山区道路事业的发展做出贡献。然而在现实生活中，有不少施工人员怕吃苦，怕受累，职业素质不高，遇到一点小困难就退缩畏怯，还有一些施工人员认为自己是科班出身，觉得自己懂技术、有文化，应付目前的技术问题绰绰有余，这是一种相当错误的观念，施工人员要不断学习新的专业知识，提高自身素养和能力。⑴施工人员要不断提高自身的专业技术水平，更新知识，与时俱进，适应社会的发展要求。要使自己时刻牢记，当今时代科学技术突飞猛进，今天有用的知识，明天就有可能过时，只有不断地学习才能不被这个社会淘汰； ⑵施工人员要多接触、 学习管理、 法律、网络等各个方面的知识，做到一专多能。除了懂得施工技术外，还要熟悉美学、环境保护、水文地质等相关知识，这样才能造出既美观又经济的桥梁；⑶施工人员要熟悉有关法律、索赔程序、合同条款等相关知识，我国已加入WTO，经济活动逐渐与国际接轨，施工人员要懂得维护工地单位的合法权益，造出符合规范的桥梁，提高我国的市场竞争力。
5结论，意义
道路工程施工质量控制是一项重要的工作， 不仅需要工程参与者能够通力配合， 更需要足够的责任心。在桥梁施工过程中要经济合理的使用材料资源，坚持施工原则，严格执行国家现行的施工规范和国家批准的技术标准；积极推广应用“可靠性施工”、“结构优化施工”等现代施工办法；要注意因地制宜，节省建设资金，就地取材等。这就需要施工工人和有关人员吸取经验，采取种种措施避免不良因素，保证桥梁质量。在道路工程建设中加强对施工质量的控制力度， 不仅能够保证工程质量、 确保行车安全、 延长道路的使用寿命， 还能避免因返工或大修而给国家带来经济损失。
参考文献
1蒙云.桥梁加固与改造.人民交通出版社
2谵润水.公路旧桥加固技术与实例.人民交通出版社
3汤继银.道路桥梁施工中应注意的问题分析及防治技术.建筑工程，
中图分类号：G642.477 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）11-0200-02
本科毕业设计作为大学四年最后一个重要的教学环节，长期以来受到指导教师的重视和关注，创新研究了各种有效途径，取得了很好的实践效果。[1-3]笔者所在的课题组基于多年的本科毕业设计指导实践经验，深入分析了国防科学技术大学军事指挥类学生和工程技术类学生不同的特点，考虑到大范畴下单个毕业设计课题研究的局限性，分别设置了相应的专题作为毕业设计课题，受到了学生的广泛好评。
在本科毕业设计指导实践过程中，课题组基于专题式本科毕业设计指导方案，提出了“四课法”本科毕业设计专题指导方法。针对军事指挥类学生，为促进空天作战力量建设和“天战”优秀军事指挥人才培养，基于空天作战背景，设计了空天作战专题作为毕业设计选题。另外，针对测控技术与仪器专业学生的专业特点，充分结合理论和实践，软件和硬件能力的双重训练，设计了卫星测控专题作为毕业设计选题。通过空天作战专题和卫星测控专题本科毕业设计的指导研究与实践，深入分析和总结了专题毕业设计指导的相关经验，对后续毕业设计指导工作具有重要的指导意义。
一、本科毕业设计专题设计
1.军事指挥类学生本科毕业设计专题设计
自20世纪90年代至今，国际上发生了几场较大规模的局部战争，其中一个不容忽视的重要特点便是空天领域的军事应用，空天作战的概念应运而生。空天作战是指以航空航天力量为主，在其他有关力量的配合下，为达成一定的作战目的，根据统一计划和统一指挥，在空天战场共同进行的以空天威慑、空天支援和空天攻防为主要方式的作战行动。[4]未来战争，谁能够掌握空天的“制高点”，谁必将掌握战争的主导权。近年来，世界主要军事强国都争先发展空天作战力量，太空领域的竞争更趋激烈，空天战场的地位将进一步凸显。随着航空航天技术的发展，未来高技术局部战争将首先从外层空间开始，空天战场将成为敌对双方激烈争夺的战略高地。
为了保卫国家的空天安全，有效防御军事强国的空天威胁，需要科学深入地研究空天作战问题，理解和系统掌握空天作战的有关理论，对空天作战中的相关技术问题进行前沿探索。结合国防科学技术大学军事指挥类学生的培养目标和特点，笔者所在的指导团队结合空天作战相关的人才培养的迫切需求，确定了“空天作战专题”作为学生的本科毕业设计课题。因此，本毕业设计专题不仅具有很强的军事应用背景，而且具有明确的研究意义。
以空天作战为背景，从争夺制天权的基本手段、空间信息的获取及在空天作战中的应用、空间环境监测、美国空天作战相关研究对我军的启示、空天作战系统中的目标选择、攻击和防御等方面展开研究，精心设计了14个子课题以供14名军事指挥类学生选择，每个子课题都是空天作战背景下相关问题的具体描述。专题包含的14个子课题是一个有机整体，有利于学生在毕业设计过程中资源共享，相互交流和探讨，群策群力，在有限的毕业设计时间里掌握更多的相关知识。
2.工程技术类学生本科毕业设计专题设计
课题组所指导的工程技术类学生来自于测控技术与仪器专业（以下简称“测控专业”），该专业一直被学生称为“万精油”专业。因为测控专业所涉及的领域很宽，它集计算机、软件、网路、传感、电子、机械、光学等多种技术于一体，用于解决实际工程中的控制管理、信号获取、传输和处理等一系列问题。[5]但随着我国航天事业的飞速发展，“航天测控”成为测控专业学生耳熟能详的领域，更愿意将本专业和航天技术的发展同等看待。航天测控是反映一个国家综合科技实力的重要标志之一。作为当今世界最尖端的领域之一，航天测控涉及天文、天体力学、空间控制技术、电子信息、数值计算等多个尖端学科。作为测控专业的本科毕业生，迫切希望通过毕业设计更深入地了解航天测控相关的技术细节。
针对5名测控专业学生，以卫星测控为背景，确定了“卫星测控专题”作为学生的本科毕业设计课题。从卫星测控星载仪器电路原理与设计、卫星测控星载仪器信号设计与合成、卫星测控星载仪器信号接收与处理、卫星测控中的扩频信号捕获技术研究、卫星测控中的扩频信号跟踪技术研究，精心设计了5个子课题，每个子课题都是卫星测控信号流程中的重要环节，环环相扣，最终构建了一个完整的测控实验平台。有利于在毕业设计过程中培养学生的团队协作精神，加强学生间的交流与探讨，共同将卫星测控领域的技术细节理解的更加透彻。
二、“四课法”本科毕业设计专题指导实践
专题式本科毕业设计与传统的“一对一”本科毕业设计之间的不同之处在于学生从给定的子课题中选择一个子课题开展毕业设计工作，所有学生要了解专题的整体情况，同时要求每人独立完成一题。所有子课题是一个统一的整体，指导团队通过开展相应的指导，确保每个学生都能在规定的时间内进行较为深入的研究，最终完成优秀的毕业论文。指导团队包括10名教师，作为一个整体，由负责人协调进行全面指导工作，同时根据教师的专业特长，确定具体指导的子课题。在整个指导过程中，提出了“四课法”本科毕业设计专题指导方法，在四个重要阶段集中指导，以确保毕业设计指导工作进行的更加高效。
1.下达任务课：明确任务，充分交代
在学生选定相应的子课题之后，教师将下发《本科毕业设计任务书》（简称《任务书》）。在学生初步理解《任务书》的基础上，给学生们上第一课：下达任务课。
对于学生来说，本科毕业设计是一个全新的重要环节，它不同于前三年的课堂教学，也不同于任何之前进行过的教学、实验等单一训练，它是一个综合的“项目”，所以学生在拿到《任务书》后会非常困惑，不知道具体该做什么，如何做。这就迫切要求教师能够在第一时间把握学生的心理特点，针对他们的疑问，逐一解答他们的困惑。在下达任务课上，教师要积极引导学生“发问”，这样才能有的放矢的解决他们最关心的难题，达到更好的指导效果。“好的开始，是成功的一半。”在第一课上，教师要针对问题充分交代，帮助学生充分理解《任务书》的要求，让他们明确自己的任务：需要哪些基础知识，需要补充学习哪些新知识，任务的最终目标是什么，各个过程环节该如何实施？每一个方面都要交代清楚，让学生彻底打消疑虑，给他们建立自信心，为接下来的毕业设计奠定坚实的基础。
2.开题报告课：确定方向，引导思维
学生在充分理解《任务书》研究内容的基础上，通过查阅相关参考文献，将各个任务进一步细化，提炼出课题的关键问题，提出课题研究的基本方法，并制定详细的研究计划，完成《本科毕业设计开题报告》（简称《开题报告》）。
《开题报告》是学生开始进行毕业设计实质性工作的第一步，也是毕业设计环节第一次由学生主导，向教师提交撰写材料。开题报告课作为毕业设计指导的第二堂课，教师需要着重从以下几个方面把握，协助他们确定明确的方向，引导学生的发散思维，为下一步毕业设计工作制定可行的计划。
（1）对专题及子课题的认识：学生针对不太熟悉的专题领域，要了解自己子课题的研究内容，必须要全面认识子课题所在的大专题背景。所以开题报告中，要简要介绍自己对专题及课题的认识。
（2）本课题国内外研究现状及发展趋势：要明确课题的具体研究内容，首先要对国内外的研究现状进行全面了解和梳理，准确分析它的发展趋势，找准课题的研究方向。
（3）课题在理论与实践上的意义：学生选择一个子课题，最初对课题的意义并不完全清楚。通过开题报告课，教师根据学生分析的课题在理论与实践上的意义，点评相关的内容，为后续工作的展开明确方向。
（4）课题需要解决的关键理论问题和实际问题：课题研究的核心内容是解决一定的理论问题和实际问题，这是学生必须把握的内容，也是开题报告课最重要的部分。教师要根据学生《开题报告》的内容分析他们的思路，从各子课题展开，确保每个学生都能理顺课题的关键问题。
（5）课题研究的基本方法、实验方案及技术路线的可行性论证，并估计在进行论文工作中可能遇到的困难、问题和解决措施：明确了需要解决的关键问题之后，学生在《开题报告》中对研究的基本方法及可行性进行分析。教师要客观分析研究内容的工作量和学生有效投入时间等因素，评价其可行性，及时修正不合理部分。此外，教师还要对论文工作中可能遇到的困难和问题与学生进行充分探讨，引导学生提出相应的解决措施。
（6）论文研究的进展计划：在有限的时间里，需要进行一定的研究工作。一般而言，时间较为紧张，通过制定详细的研究进展计划，划分重要的检查节点，有利于教师更有针对性的指导学生顺利完成毕业设计任务。在开题报告课上，教师根据学生制定的论文研究进展计划，分析其合理性和可考核性，并进行必要的调整。
3.中期检查课：查看方法与思路，细致指导，广泛讨论
在学生毕业设计工作进行到一半时，实施“中期检查课”。开题报告课上，已经对整个毕业设计进行全面规划和部署，在中期检查节点应该完成哪些内容，是有明确计划的。因此在中期检查课上，教师首先要查看研究方法是否正确，研究思路是否清晰，在更细节的方面加强指导，为后半部分的毕业设计定下方向。其次多个学生做同一个专题，有很多研究内容和研究成果是可以提前进行资源共享的。教师要引导学生进行广泛的讨论，取长补短，齐头并进，共同进步。另外，还要给每个学生吃下“定心丸”：大家一定能在规定的时间内顺利完成毕业设计工作，只需要稍稍调整心态，更加投入，按照《任务书》中的任务需要，对照《开题报告》中的研究思路，一步步朝着目标努力。
4.论文成稿课：查看内容与数据，规定格式
在学生完成《本科毕业论文》（简称《论文》）初稿时，开设“论文成稿课”。事实上，从毕业设计之初，大部分学生就开始着手为撰写毕业论文储备有用的素材，认真思考，形成新的观点进行论述。在论文成稿课上，教师要查看论文的内容是否是学生独自完成的，是否是带有自己新观点的论述；检查相关的实验数据是否真实可信，必要时进行相关的考证；其他方面也要严格把握，如语句是否通顺，逻辑是否合理等，都要进行全面的指导；另外，还要查看论文格式是否完全符合规定。
除了以上重要的“四课”之外，在毕业设计实施过程中，由指导团队负责人统一安排和部署，每周都有2～3名教师进行全面的指导；指导教师针对各自具体负责的子课题，定期和学生见面，了解毕业设计进展，进行现场指导，及时解决学生毕业设计过程中遇到的问题。此外，鼓励学生通过电子邮件的方式和指导教师每周联络一次，学生向指导教师汇报毕业设计的进展情况，指导教师检查学生的阶段性完成情况，以确保指导工作落到实处。
三、感想与总结
在本次本科毕业设计工作中，针对军事指挥类学生和工程技术类学生，均创新性地提出了“大专题”模式本科毕业设计团队指导方案。对于选定该专题的学生，每个人都要花费一个学期的时间完成一个完整的毕业设计课题，毕业论文就是最终的成果形式。事实上，每个人除了自己的成果之外，还能在每次讨论及最终答辩中汲取其他同学的研究成果，学到其他的新知识，达到知识共享。这就是专题式毕业设计最大的意义所在。
通过本次毕业设计研究与实践发现：第一，空天作战专题和卫星测控专题都是全新的毕业设计课题，深受学生们的欢迎，两专题可以作为固定课题以供后续的学生继续研究和学习。第二，毕业设计指导过程中，教师要指导学生学习基础理论、基本知识和基本方法，学生通过思考和提问，又能促进教师更多的思考，师生间碰撞出意想不到的火花，使学生学到更多新知识。第三，“四课法”本科毕业设计专题指导方法是通过多年实践经验总结出来的，应用成效显著。课堂上对学生进行针对性指导后，学生能更清晰地梳理自己的思路，调整自己的进度，学生之间也可以取长补短，资源共享，达到更好的效果。通过分析和总结相关经验，在后续的毕业设计指导工作中，教师将更有针对性地指导学生，让他们在毕业设计过程中取得更大的进步。
参考文献：
[1]熊艳，刘国福.初探军校大学生本科毕业设计中存在的问题及解决措施[J].中国教育技术装备，2011，（3）：57-58.
[2]王正杰.基于团队设计项目的本科毕业设计模式研究与实践[J].北京青年政治学院学报，2011，20（2）：105-110.
[3]范兴明，张鑫，王荣，等.本科毕业设计过程中创新精神与实践创新能力的培养[J].科技信息，2011，（21）：22-23.
[4]王万春.空天作战理论与实践[M].北京：蓝天出版社，2010.
2 物联网工程专业的研究内容
2.1 物联网的体系结构
物联网的概念是1999年美国Auto-ID中心首先提出的，最初的定义是通过射频识别等信息传感设备把所有物品与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。现在普遍认为物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通对象实现互联互通，具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化特征的网络。从物联网的定义可以看出要实现物联网需要具有感知、通信与计算能力的智能信息传感设备等实现全面感知，借助现有的互联网和电信网来进行数据的可靠传输，以及数据的智能处理，进而实现人与人、物与物、人与物之间的互联互通和智能信息服务。物联网的体系结构可以根据信息生成、传输、处理和应用划分为4个层次：感知识别层、网络层、管理服务层和综合应用层。其中感知层是物联网信息的来源，包括各种类型的传感器、RFID标签和读写器、智能手机、智能家电以及智能测控设备等；网络层实现数据的传输，包括有线和无线网络的接人层、会聚层和核心交换层；管理服务层实现数据存储、处理的和智能决策服务等，包括中间件、数据存储与处理、数据挖掘与智能决策等；综合应用层实现不同行业的综合应用，包括智能物流、智能电网、智能交通、智能环保、智能医疗等。物联网4层体系结构如图1所示。
2.2 物联网关键技术和研究内容
由物联网的4层体系结构图可以看出：感知层是物联网应用的基础，位于物联网应用的最底层，也是物联网区别于传统互联网的重要方面之一。感知层主要涉及RFID技术、无线传感器网络和控制技术、短距离无线通讯技术等主要关键技术。物联网的应用层与具体的应用领域不同存在很大的差异，需要根据具体的应用来设计。物联网网络层的数据传输技术、无线通信技术以及管理服务层涉及的数据存储、云计算、数据挖掘等各种支撑技术都是物联网应用和研究过程中涉及的主要技术和内容。
由于物联网的研究内容比较宽泛而且涉及多学科的交叉，开设物联网相关专业的高校现有学科基础、专业设置以及研究内容的侧重点都会有所不同，因此在物联网工程专业的课程设置以及培养方案方面会存在的一定的差异。由物联网的4层体系结构，可以根据实际情况对物联网工程专业设置不同的研究方向，如电子技术和嵌入式技术基础较好的高校可以侧重于感知层设计和应用，计算机技术基础较好的高校可以侧重于物联网应用层和信息服务层，网络技术和通信技术基础较好的高校可以侧重于网络层和管理服务层，还有各相关交叉专业设置较为全面、研究基础较好的高校则可以在物联网的各层都平衡发展。具体设置什么样研究方向和培养方案，各高校需要根据自身的学科专业基础和特点以及高校的行业背景，设置具有自己特色和优势的培养方案和侧重研究方向。安徽理工大学是一所具有煤炭行业背景和医学特色的理工类高校，目前设有相关的专业有：计算机科学与技术、电子技术与仪器、网络信息安全、自动化、电子信息工专业提供论文写作、写作论文的服务，欢迎光临dylw.net程、通信工程、电气工程及其自动化等，具有较好的相关专业建设基础，尤其是面向煤矿自动化和信息化应用领域有着较强的优势。因此，基于学校的行业背景和专业基础现状，物联网工程专业的侧重点是物联网的感知层设计和应用，兼顾管理服务层的相关技术研究，如中间件等。重点应用领域是矿山物联网以及智能移动医疗，结合现有的网络信息安全和计算机科学与技术等相关专业，制定符合学校实际和充分利用现有教学资源的物联网工程专业的培养方案。
3 物联网工程专业培养目标和课程设置
3.1 物联网工程专业培养目标
在高等学校本科人才培养目标的前提下，根据物联网专业的研究内容和市场需求定位，物联网工程专业培养目标是：具有宽厚扎实的基础知识，系统地掌握物联网的相关理论、方法和技能，具备网络技术、传感技术、射频识别技术、嵌入式技术、通信技术以及计算机技术等信息领域宽广的专业知识，具有综合运用所学知识解决物联网中信息获取、传输、处理问题的能力，能够从事物联网的通信架构、网络协议和标准、无线传感器、电子标签射频识别、信息安全等产品及系统的科学研究、工程设计、产品开发、技术管理与设备维护等工 作。
通过相关课程的学习，掌握必需的传感器、电子、通信、单片机、RFID技术等知识和专业技能；掌握基本物联网节点、网关、网络协议栈，有线和无线网络技术原理，无线自组织组网、有线和无线网络拓扑以及网络安全技术等基础理论和关键技术；熟练并系统地掌握物联网应用系统集成、物联网硬件与软件设计、互联网应用等，具有综合应用所学知识解决物联网工程中实际问题的能力，包括：工程设计、设备制造、网络运营和技术管理中的实际问题等能力；掌握基于无线传感器网络的物联网业务的开发、测试、推广等知识，具有较强的综合应用信息网络相关知识解决问题的能力、综合试验能力与工程实践能力；熟悉矿山物联网的架构、应用环境和关键技术，并能够进行系统设计和开发；熟悉物联网在智能医疗领域的应用技术，并在现有医院信息系统的基础上，进行移动医疗的智能终端、医疗传感设备、中间件、数据存储、应用系统的设计和开发等。此外，还应具有较强的创新意识、创造性思维能力，能综合运用多学科知识、技术和现代工程工具，将所学内容应用到其他行业和应用领域。
3.2 物联网工程专业课程设置
由于物联网工程专业是综合多学科的新兴专业，在课程的设置和教学内容的安排上还不够成熟和稳定，还处于探索阶段。需要根据专业培养目标和实际教学情况，不断地调整和优化课程的设置。目前，物联网专业课程设置基本上在现有较成熟的计算机科学技术和电子信息类专业的基础上，增加与物联网相关的核心课程，但侧重点是物联网技术及应用。结合学校相关专业课程设置现状，物联网专业课程分为以下几个主要模块：（1）公共基础模块；（2）专业必修课程模块：（3）专业核心课程模块；（4）专业任选课程模块；（5）跨学科课程模块；（6）实践课程模块；（7）素质拓展模块。各模块包含的主要课程如表1所示。
在课程的设置上既考虑了物联网专业的核心研究内容和专业特色，同时考虑到物联网专业是一门新兴的专业，还没有专门的硕士和博士学位点，目前基本上都是作为计算机或相关学科的一个研究方向，而计算机专业研究生入学考试的专业课实现国家统一命题，因此，在课程的设置上要能够和计算机科学与技术专业核心课程实现无缝对接，使得物联网工程专业培养的学生能够轻松实现进一步深造的愿望。基于这样的一种现状，学校物联网工程专业在必修课程模块和核心课程模块中分别开设了数据结构、计算机组成原理、计算机网络、操作系统等相关的课程，同时开设了物联网导论、无线传感器网络、RFID原理与应用，能够满足学生专业学习和考研深造的需要。为了突出物联网专业知识，在专业任选课程模块中开设了大量与物专业提供论文写作、写作论文的服务，欢迎光临dylw.net联网和计算机相关和当前最为热门的课程，充分体现了该专业方向的知识面宽、技术先进等特点。跨学科课程模块的设置为进一步拓宽学生的知识面，了解煤矿行业的生产背景和主要技术装备，为以后从事煤矿物联网和数字矿山建设打下基础。实践课程模块的设置是培养学生动手能力和学习兴趣的重要教学环节，是达到学以致用的主要途径，是整个教学过程不可缺少的内容。素质拓展模块通过组织多种形式和内容的第二课堂教学活动，以培养学生创新精神和实践能力，促进个性发展，提高综合素质。
4 人才培养和教学资源建设
4.1 物联网工程专业人才培养
高等学校的使命是培养人才，高校需要根据市场的需求和自身优势以及综合其他因素来确定人才的培养模式。因此，对人才培养目标的定位能够全面反映高校对合格人才的理解和时代需求。安徽理工大学是行业特色鲜明、理工类为主的综合型大学，学校人才培养目标是：结合煤炭行业特色，培养“厚基础、高素质、强能力、善创新”的创新型人才和高级专门人才。在人才培养过程中要构建多元化、多目标的培养模式，同时充分考虑学生就业、创业和继续深造等不同要求，努力形成特色鲜明、层次清晰、模式多元、制度配套、保障有力的本科人才培养体系。在学校人才培养目标的指导下，借助现有相关专业的培养模式和经验，并结合物联网工程专业的特点，对物联网工程专业的人才培养采用校企联合培养的模式。
安徽理工大学是第二批“卓越工程师教育培养计划”高校，目前在计算机科学与技术专业以及其他电子信息类专业的卓越工程师培养计划和方案制定过程中积累了一定的经验，其核心培养方式是采取的3+X培养模式，主要措施是其中3年时间在学校进行相关基础课和理论课的学习，至少1年时间采取校企联合培养模式，通过将企业纳入到人才培养主体地位，可以进行订单式培养，大大增强学生对企业需求的了解和实践动手能力。真正体现“卓越计划”的3个特点，即行业企业深度参与培养过程；学校按通用标准和行业标准培养工程人才；强化培养学生的工程能力和创新能力。物联网工程专业主要是培养工程类的专门型应用人才，可以按照“卓越工程师”的培养模式进行培养。一方面是在现有教学资源的基础上，加强物联网专业基础理论和专业核心课程内容的教学，另一方面加强实践教学环节，尤其是引入相关企业的参与。目前，我校已与安徽徽斯顿电子科技有限公司以及安徽科艾网络技术有限公司签订了战略合作协议，联合培养物联网专业人才，由参与的公司提供相关课程的教学和实践环节的平台，并且公司有优先挑选优秀毕业生的权利。另外，安徽理工大学与附属医院安徽淮南东方医院集团也签订了合作协议，共同研究和制订数字移动医疗系统方案。移动数字医疗系统的实施可为学校物联网专业教师和学生提供了参与设计和开发的机会，同时也会为学生的培养提供很好的实习场所和平台。另外，安徽理工大学与两淮煤矿企业都建立了很好的合作关系，有着很好的合作基础，双方都在积极准备联合培养矿山物联网建设人才，进行校企深度合作，为拓展学校物联网专业人才培养提供了很好的实践和就业机会。此外，学校还与一些经济发达地区的相关企业建立实习基地，如上海、深圳、无锡、芜湖等，为学生进入工作岗位前提供深入企业实习机会，为进一步就业打下了坚实的基础。校企合作模式的效果已经在学校的一些专业取得了很好的效果，校企合作是物联网专业人才培养较为理想的模式。
4.2 物联网工程专业教学资源建设
物联网专业人才的培养，除了有定位准确的培养目标和合适的培养模式之外，还需要有配套的软硬件教学资源的支撑，教学资源是培养合格人才的重要保证。一个专业办学水平的高低往往与该专业的师资、实验室、教材、实习场所等建设水平有关。对于物联网专业这样一门新兴专业，面临的专业教学问题更为严重和急迫。学校在物联网专业建设过程中，相应地采取了一些有效措施来保证高水平的教学资源。
（1）物联网专业师资队伍的建设。这是所有教学资源中最为重要的部分，没有好的师资很难想象能够培养出优秀的人才。因此，学校和学院都非常重视教师的培养，培养的方式主要是从学院中挑选出一部分对物联网感兴趣而且嵌入式技术以及软件开发能力过硬的教师组建成物联网科研团队和教学团队，通过申专业提供论文写作、写作论文的服务，欢迎光临dylw.net请物联网相关课题展开物联网理论和应用研究，目前已有2项物联网相关的国家自然科学基金项目，5项省部级物联网应用课题，多项企业物联网应用横向课题，通过科研课题工作的深入展开和研究，大大提高了教师对物联网理论的理解和实践应用水平，对推动物联网专业的教学水平起到明显的促进作用。除此之外，学院利用寒暑假时间组织部分教师到北京、无锡、长沙等地参加“全国高校物联网专业教学和研讨”“高级物联网开发工程师物”等教学和专业技术的培训，通过培训进一步提高教师的物联网教学水平和专业技能，然后再通过校内的研讨和讲座带动更多教师物联网专业水平的提高。
（2）教材建设也是办好专业必不可少的环节。由于物联网专业是新建专业，虽然已经出版了一些不错的物联网方面的图书，但适合作为本科教学的好教材还是凤毛麟角，而且大多是技术类或普及类。因此，在教材的建设方面还有很多的工作需要做。我们根据开设的课程和目前已有教材的现状，挑选出相对较好的基本教材和参考书，通过大家阅读讨论，然后根据制定的教学计划，来确定讲授的内容和学生需要自学的内容，并整理教学讲义和课件，为后续教材建设做好准备。通过这一环节，充分提高了对教学内容细节的掌握和理解，也对物联网技术掌握得更为全面。
（3）实验室建设是实践教学环节的有力保障。为了能够满足物联网实验教学的需求，学院对物联网实验室建设投入了大量的建设经费，实验室采购了北京西普阳光教育科技有限公司的SimpleRFID射频识别实验教学系统，并向安徽福讯信息技术有限公司订制了无线传感网络教学系实验系统。在物联网实验建设过程中，物联网专业教学团队全程参与整个实验室建设过程，对系统的安装、调试、运行都进行全面掌握；专业提供论文写作、写作论文的服务，欢迎光临dylw.net并邀请物联网实验系统开发的T程技术人员给教师做专门的技术培训和讲座，进一步提高了教师的理论水平和实践水平。通过师资、教材和实验窜3个环节的建设，目前学校已经具有较高水平的物联网专业教学团队和完善的教学配套资源，完全能够按照既定的教学目标和计划来进行物联网专业人才的培养。当然，任何一个新的专业的开设，都需要一定时间的建设和完善，在建设的过程中要不断探索和完善，并借鉴其他高校的成功经验，及时修正不合理的方面。
5 结语
物联网工程专业的人才培养和教学资源建设，是所有高校物联网工程专业在办学过程中需要考虑和解决的问题，而特色人才培养模式和高水平教学资源建设是办好物联网专业的前提，因此，各个高校应根据各自不同的办学基础和行业特点，着眼于市场需求和自身的办学优势，在体现物联网工程专业共同特点的基础上，要突出物联网工程专业的行业特色，这样培养出的人才更能满足市场需求和具有更宽的就业面。
参考文献：
[1]吴功宜，吴英.物联网工程导论[M].北京：机械工业出版社，2012：1-5.
[2]刘云浩.物联网导论[M].北京：科学出版社，2011：3-6.
中图分类号 TP387 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)071-0184-02
中央空调系统是一个庞大复杂的系统，主要包括：空调冷热源系统、水或空气系统、控制系统等，空调系统能耗与影响因素之间是一种多变量、强耦合、严重非线性的关系，具有很强的动态性。而人工神经网络可以实现从输入到输出的任意非线性映射，能够模拟高度非线性系统，具有较强的学习能力、自适应能力、容错能力和联想能力，已成为复杂的非线性系统建模、仿真、预测的新型工具，人工神经网络自20世纪40年代初被首度提出来以后，经过几十年的发展，广泛运用于模式识别和图像处理、控制与优化、人工智能等方面。随着我国空调事业的快速发展及节能减排新形下，人工神经网络在空调系统中的运用越来越受到广大暖通空调研究者的关注。
1 神经网络
神经网络是对人脑或生物神经网络的抽象和建模，具有从环境学习的能力，以类似生物的交互方式适应环境。人工神经网络是一个由大量简单的神经元广泛联接组成的复合系统，当系统被训练达到平衡后，由各个神经元的权值组成的整个网络的分布状态，就是所求的结果。网络学习的过程也就是各神经元权值的调整过程。人工神经网络根据连接方式不同可以分为两大类：无反馈的前向神经网络和相互连接型网络（包括反馈网络），图1为BP神经网络系统结构简图，BP网络就是一种误差反向传播的前向网络，神经网络的学习算法总体来讲可分为有监督学习和无监督学习。人工神经网络的具有强容错性、冗余性、鲁棒性和信息分布式并行处理及快速进行大量计算能力特点， 能适应复杂环境和进行多目标控制。
图1 BP网络系统结构
2 人工神经网络在空调系统中的应用
2.1 空调风系统方面的应用
变风量系统（VAV系统）的基本思想是：当室内负荷发生变化时，改变送入室内风量，以满足室内人员的舒适性或工艺性要求，实现送风量的自动调节，最大限度地减少风机动力，节约运行能耗。目前对变风量空调控制方法传统方法主要有：定静压控制、变静压控制、总风量控制等，但多数局限于的PID控制理论，对变风量空调这种非线性系统的控制精度难以保证。朱为明等人在VAV系统中采用神经网络预测优化算法对变风量空调进行控制，神经网络预测优化算法控制过程的节能范围为：6％-13.5％，与PID控制方法相比，神经网络预测优化算法的控制量之和减少6%以上，具有较好的节能效果。
2.2 空调水系统方面的应用
中央空调水系统主要包括冷却水和冷冻水系统，对于大型系统，管道长，系统热容量大、惯性大，被控系统水温和流速变化速度较慢，滞后现象严重，是一种典型的大滞后系统，对于过程纯滞后非线性特性，目前过程控制传统算法不具备克服滞后影响的能力，在稳定性和响应速度上都难以达到较好的性能指标。周洪煜等人利用了神经网络的非线性逼近特性、自学习、自组织的能力以及预测控制的滚动优化和反馈校正的特性，建立起的中央空调水系统的动态模型，作为预测控制器的预测模型，不需要对被控对象进行精确的辨识， 提出的多变量神经网络预测控制系统具有优良的控制效果，实现了空调水系统的自适应控制。何厚键等人在中央空调水系统的建模与优化研究中，利用前馈型网络结合BP算法建立了冷却塔和制冷机的神经网络模型，解决的具有高度非线性的中央空调水系统设备的建模问题。
2.3 制冷系统方面的应用
神经网络在空调中的制冷系统应用，主要体现在制冷机组优化控制和制冷系统的故障诊断两方面。在中央空调系统中制冷机组是能耗最大的设备，对制冷机组进行优化控制，提高其运行效率，是空调系统节能的重要途径之一。赵健等人在分析了影响压缩机运行效率的主要因素基础上，建立了以压缩机入口制冷剂温度、压缩机出口制冷剂温度和负荷为输入量，最佳吸气压力输出为输出量的BP神经网络模型。通过在线修正制冷机的吸气压力工作点，解决变负荷下，制冷机优化控制问题，大幅度提高制冷性能参数COP的值，降低了制冷机的运行能耗，与采用额定工况相比，采用神经网络优化控制方法的制冷机节能量约为44.8%。
故障诊断是一种了解和掌握设备在使用过程中的技术，确定其整体或局部是否正常，早期发现故障及其原因并能预报故障发展趋势的技术。在制冷系统的故障诊断方面，神经网络也发挥着重要作用，随着我国空调制冷事的蓬勃发展，制冷系统越来越复杂，故障的潜在发生点也越来越多，制冷设备的故障检测与诊断越来越受到人们的重视。胡正定等人在分析制冷系统常见故障特征的基础上，建立以压缩机进口温度、蒸发器进口温度、冷媒水进口温度、冷媒水出口温度、压缩机排气压力、压缩机吸气压力、压缩机出口温度、冷凝器出口温度等8特征征参数作为输入量，故障模式作为输出量的补偿模糊神经网络模型。仿真结果表明，系统的诊断结果且有较高的准确率。李中领等人在空调系统故障诊断中利用神经网络建立了三层BP网络模型，输入层节点个数为4，对应于4种故障现象，隐含层单元个数为4，输出层节点个数为12，对应于12种故障原因，输出节点值的大小反映了故障出现的可能性。
2.4 负荷预测方面的应用
空调系统逐时负荷的准确预测是实现现代控制的前提之一，准确预测空调负荷对空调高效节能运行具有重大意义，影响空调负荷的因素有空气温度、湿度、太阳辐射强度、人员、设备运行情况等，空调负荷与影响因素之间是严重非线性的关系，具有动态性。
2.5 空调制冷系统的仿真设计方面的应用
制冷空调产品设计中，大量地依赖样机的反复制作与调试，使得产品的设计周期延长，并影响性能优化，用计算机仿真代替样机试验，在计算机上面实现优化设计，使得制冷空调装置仿真技术近年来得到了迅速发展 。
2.6 大型建筑运行能耗的评价方面的应用
大型公共建筑指非住宅的民用建筑，包括办公楼、商场、宾馆、医院、学校等，大型公共建筑用能特点是单位面积耗能非常高，为每年100 kW/m2-300 kW/m2，而且我国大型公共建筑能源系统效率较低，浪费严重，其电耗超过公共建筑节能设计标准规定指标的10倍以上。大型公共建筑中央空调系统运行能耗的科学评价是对大型公共建筑进行用能科学管理的重要基础，赵靖等人基于BP人工神经网络，将冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、其它设备月平均功率、运行时间和气象特征共七个作为预测因子，空调系统总能耗为输出量，建立了大型公共建筑系统运行能耗的预测评价模型，仿真结果表明，网络的平均预测误差输出值约为3.3E-014，可以满足实际应用的要求。
3 发展方向
人工神经网络基于较强的学习能力、自适应能力、容错能力和联想能力，在暖通空调领域中的应用已经取得了突破性的进展。今后的发展方向主要有两个方面，首先，不断改进神经网络性能，提高其预测和控制精确度；另外，逐步使神经网络的实现由软件实现过渡到硬件实现，扩大其在空调领域的应用范围，也是今后的研究方向之一。
参考文献
[1]胡守仁.神经网络导论[M].北京:国防科技大学出版社,1999.
在教育部[2007]2号文件《关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见》中，明确提出要“深化教育教学改革，全面加强大学生素质和能力培养”。目前，我国高等教育对于人才的培养还是按专业进行的。专业素质是大学生综合素质的重要组成部分，大学作为专业教育实施的载体，对学生专业素质的培养与建立责无旁贷。实践证明，工科应用型层次学校的人才培养更具针对性。鉴于学生的实际情况，及社会对于人才的需求，“夯实专业基础，抓好专业教育”，使毕业生具备良好的专业素质对于其就业和工作意义重大。
一、专业素质培养与建立的方法和途径
1.专业素质的培养起始于通识教育。学生专业素质的培养是起始于本科教育的基础教学(即通识教育)阶段，并在学习过程中逐步积累与建立的。在通识教育及公共基础课的设置中，从人才培养的角度分析，工程数学、大学物理及实验、大学应用语文等课程的开设都在为培养学生的专业素质打基础。使之初步具备一定的逻辑思维能力、工程计算与实际动手操作能力，以及运用科学与规范的语言，撰写工程报告的能力，并有待通过后续的专业教育进一步巩固与完善。
2.注重专业素质教育，开展专业教学。我们强调，工科的专业教学不能再像传统教学模式一样，只注重专业知识，忽略专业素质。为此，制定与之相适应的人才培养方案及相应的环节来保证，明确专业方向，围绕专业素质的培养与建立，实施专业教育。
专业课教学，实际上是专业知识与专业技术的教学。为使工科学生能更好地学习专业知识，更扎实地培养专业素质，教师不应只满足于传授知识，而应多方位、多角度地启发学生如何提出问题、思考问题和解决问题，培养他们的实际操作能力和创新能力，从而为社会培养更多的高素质人才。因此，在课堂上应注重引导学生对于概念的理解和思维能力的培养，简化教材重点原理论证与推导，在培养学生逻辑思维能力的同时，加强形象思维能力的培养。这对激发学生学习兴趣，提高学生专业素质有重要意义。结合工程实际，引入案例教学，突出专业知识、理论与工程实际的对接，对于专业素质教育帮助很大；恰当运用多媒体辅助教学，根据教材内容，追踪专业前沿动态，既开拓了学生的专业视野，加强对基本概念的认识，又激发了学生的求知欲望，掌握科技发展的新动态，减小理论与实际之间的差距，有助于学生科学思维方式的培养。
3.加强技能训练，提高专业素质。作为一名工科学生，除了学习专业知识外，还必须熟练掌握一定的与生产实际相联系的实践技能。这对他今后的学习、研究及从事其他工作都将受益无穷。技能训练，能培养学生一丝不苟的工作态度、工作方法和不怕困难、不怕挫折的科学精神和审美能力，同时也能培养学生的创新精神和实践能力。
4.丰富的实践教学活动，加强专业素质教育。实践教学是应用型高等教育的重要组成部分，是培养学生专业素质的有效途径。近几年在“培养应用人才”的办学目标指导下，北华大学加快了实践教学建设速度，逐步建立了科学的实践教学管理体系。实践教学体系由实践教学环节、实践教学环境、实践教学队伍和实践教学管理四部分组成。实践教学环节：包括实验、实习、设计、集中实训、毕业实习、毕业论文(设计)六种基本教学形式。经过多年积累，已形成了下列几种主要形式：教学实习与教学实践相结合，在社会服务中深化专业知识；承接社会项目，以项目带实习；毕业实习与就业相结合，学生在实习中接受用人单位的考察，为就业打基础；学历教育与专业培训相结合；依托行业，开展学生实习。为了建立科学的实践教学体系，在08版专业培养计划的修订中，本科实践教学环节学分将增大到35。
多年实践表明，教、科、产一体化的人才培养模式极大地提高了应用型人才的培养效果，毕业生上手快，适应工作能力强。“双师型”的教师队伍，更为学生提供了工程实践的机会。在培养学生实践与科技创新能力方面探索并实践了“基地+项目培育+导师制”的大学生实践与科技创新能力培养体系，取得了显著效果。使参与的大多数学生都能够受到工程项目的培育，具备了初步的工作经验。所培养的学生多次在国家、省、校级的电子设计大赛、挑战杯竞赛、舰空航天比赛等专业竞赛中取得优异成绩。
5.专业指导辅助专业素质的养成。本科学习阶段，专业指导贯穿始终。从新生入学起就为自动化等专业各班配备专业导师。专业导师由理论与实践教学经验丰富、责任心强的专业教师担任，结合学生自身的兴趣与特点，引导专业方向，全过程陪伴与指导学生的学习、就业工作。同时，为大二学生设置专业导论课程，系统地引导专业学习。另外，每学期分专业开设专业指导讲座。这些举措，有力地辅助了专业素质的养成。
二、专业素质引领学生就业工作
1.以过硬的专业素质进行对口就业。对于专业知识掌握好、专业素质过硬的学生而言，提倡进行专业对口就业，鼓励学生依托行业就业。
引导、支持学生借助专业优势，凭借北华大学在有色、冶金系统的良好口碑，依托行业就业。鼓励学生从基层做起，面向基层、面向民营就业，到艰苦的环境中锻炼，积极响应国家号召，支援国家建设，到祖国最需要的地方去。每年吸引、接待一定数量的有色、冶金系统的企业、公司到学校举办专场招聘会，取得了显著的成效，签约率高达40％左右。这其中，毕业生良好的专业素质是成功就业的重要保证。
2.依托专业素质拓宽就业渠道。本科自动化学科专业分为研究主导型、工程研究应用型以及应用技术主导型三类。各类自动化专业的培养目标与定位是不同的。依此类推，北华大学的工科专业应属于应用技术主导型，以应用型人才培养为主线。对于部分就业困难的学生，我们提倡依托专业素质，突出专业背景，寻求边缘就业，进一步拓宽就业渠道。例如，在具有一定专业要求的销售、管理等就业岗位，凭借专业素质与专业背景，其就业优势明显异于纯粹的学习销售、管理等专业的毕业生。通过积极的引导，解决了部分学生的就业，明显提高了就业率。这一研究成果应用于相关的电气工程及其自动化、测控技术与仪器、通信工程、电子信息科学与技术等工科专业，起到了很好的指导作用。
一、前言
信用卡是由商业银行向社会发行的具有消费信用、转帐结算、存取现金等或全部功能的信用支付工具. 历史上第一张银行信用卡于20世纪50年代诞生于美国,经过50多年的发展,目前信用卡已在全球95%以上的国家得到广泛受理,超过十亿人在使用信用卡。二十世纪八十年代,随着改革开放和市场经济的发展,信用卡作为电子化和现代化的消费金融支付工具开始进入中国。在人民银行、银监会等监管部门的大力支持和各商业银行的积极推动下,20多年来,信用卡逐渐被我国广大消费者普遍接受,受理环境逐渐改善和健全。 中国银联(2003)的一份研究报告在对国外银行卡产业发展模式进行比较的基础上，提出了我国银行卡产业发展模式选择:政府扶持+市场竞争+国际合作。这种产业发展模式导致我国商业银行信用卡自2002年以来获得了跨越式的发展。据央行数据显示，截至2009年四季度末，全国各类商业银行累计发行信用卡18 555.56 万张, 同比增长30.4％，占银行卡发行总量的9%；信用卡授信总额进一步增加，达到13 634.96亿元，同比增加39.1％；信用卡期末应偿信贷总额（信用卡透支余额）为2457.58亿元，同比增加55.3%，占金融机构人民币居民户短期消费性贷款余额的38.5%，信用卡短期信贷消费规模不断扩大；信用卡交易总额达3.5万亿元,占社会消费品零售总额的比例突破27%。但自2008年以来，全国商业银行信用卡发卡量同比增长率持续回落，信用卡逾期半年未偿信贷总额大幅增加，占期末应偿信贷总额比例同比上升；另一方面，商业银行在发卡规模扩大的同时面临信用卡激活率偏低导致的管理成本和各项费用的上升、卡均收入增长缓慢等问题,其信用卡业务盈利能力不容乐观。
二、商业银行信用卡发展现状及问题分析
（一）商业银行信用卡发展现状分析 规模经济（Economy of scale）是指在一特定时期内，随着生产规模的扩大，产品平均成本下降所引起的收益的增加,反映各种投入增加引起生产规模扩大时产量的变动情况。一般认为规模经济形成的原因主要在于以下方面：一个企业生产规模扩大时可以使用更加先进的设备；可以实现有利于技术提高的精细分工，进而充分发挥管理人员的效率；可以对产品进行综合利用等。当然，规模并非越大越好，当规模扩大一定程度时，企业内部机制难以协调，管理与指挥系统十分庞杂，效率和收益均将会下降。规模经济与规模收益(Return of scale)相联系。当企业生产规模的扩大导致产出更大比例、更小比例或者同比的增加时，生产表现为递增、递减或者不变。经济学家通常认为，大多数生产活动应当能够达到规模收益不变,即不变规模收益是最“自然”现象，因为企业可能会复制正在进行的生产方式。银行卡业务作为零售业务，先期投入较大，固定成本明显，同时服务对象是每次消费的数量远远比不上工业消费的个人。因此，对于发卡机构而言，通过扩大生产（发卡）规模、摊薄固定成本，增加收入，是实现盈利的必然路径，即银行卡产业理论上是一个典型的存在规模经济的产业。假设商业银行在信用卡业务中的投入包括人力（L）、资本（K），在技术条件不变的情况下，在某一特定时期，各种投入的增加引起生产规模（发卡量）扩大时信用卡消费交易额、信用卡透支余额及信用卡业务收入应同比例或者更大比例增长。这种关系用数学关系可表述为：tf（L，K）≥f（tL，tK）…（1）。多年来国内各商业银行都实行了先“跑马圈地”抢占市场份额，扩大发卡规模的信用卡业务经营模式，希望通过信用卡产品绝对量的增加来降低单位成本，并通过业务提升来增加收入并最终实现盈利。这种模式使各商业银行的信用卡发卡数量自2005以来出现了快速扩张，同时，信用卡消费交易额和信用卡透支余额持续大幅增长见（图1）。以下将以占行业发卡量60%以上份额的工行、招行、建行和交行等四家银行2005年至2009信用卡业务相关数据进行分析，以此考察商业银行信用卡业务的投入与产出之间的变动关系,并据此分析其规模经济情况。对（图1）数据计算分析后发现：2006年至2009年，工、招、建、交四大银行信用卡累计发卡量（发卡规模）的平均发展速度为1.642，即信用卡业务的投入年平均增长1.642倍；而信用卡消费交易额平均发展速度为1.762，信用卡透支余额平均发展速度则为1.953。由于信用卡消费交易额决定商户回佣收入的高低，而对美国信用卡透支与盈利的相关性研究表明，透支利息的65.6%可以由透支余额解释（邓玺，2007），因此理论上信用卡消费交易额和透支余额的增幅可以近似代表信用卡业务产出的增幅，即信用卡业务的产出年平均增长1.762倍（或1.953倍）。根据（1）式，则有：tf（L，K）>f（tL，tK）…（2）。所有的t都大于1。根据（2）式，可以初步得出：2005年至2009年，由于投入的增加（发卡规模扩大）带来了产出（消费交易额和透支余额）更大比例的增长，因此，从理论上看，商业银行信用卡业务的发展符合规模经济的要求。但信用卡消费交易额及透支余额大幅增长的同时，商业银行信用卡业务盈利情况却不容乐观。据腾讯网联合中央财经大学银行业研究中心的《2010中国信用卡评测报告》显示，近年来各商业银行为抢占市场片面追求发卡量，在大规模发卡的同时，忽视信用卡动户率和使用率的提高，产生了大量的“睡眠卡”导致管理成本和各项费用的上升，而透支/消费偏低和行业激烈竞争引起的商户回佣率下降导致信用卡收入却增长缓慢。以发卡量最大和第二的工商银行、招商银行为例来进行分析。（1）2005年至2009年工商银行信用卡发卡量、消费交易额、透支余额及卡均消费额增长状况。对（图2）数据进行计算后可以得到：2006年至2009年,工商银行信用卡发卡规模平均发展速度为1.626，而信用卡年消费交易额平均发展速度为1.595,卡均消费额平均发展速度仅为0.981；2005年至2009年工商银行的透支/消费分别为4.95%、4.92%、5.09%、6.70%、8.21%,2006-2009年的平均发展速度为1.135。据以上分析，可以发现，作为发卡规模最大的银行，工商银行信用卡业务在发展过程中存在以下问题：产出（消费交易额）的增长不如投入（发卡规模）增加的速度,反映该行信用卡使用率偏低，客户持卡消费积极性不高；卡均消费年平均增长的倍数小于1，反映出该行在扩大发卡规模的过程中忽视单卡收益的提高，信用卡动户率偏低；透支/消费比低，且增长缓慢，反映该行利息收入偏低。（2）招商银行2005年至2009年信用卡发卡规模、消费交易额、透支余额及信用卡年收入总额增长状况。对（图3）数据分析后可以得出： 2006年至2009年，招商银行信用卡发卡规模平均发展速度为1.561，同时，信用卡消费交易额平均发展速度为1.739,而信用卡年收入总额平均发展速度为1.664；卡均消费额平均发展速度为1.114，卡均收入平均增长幅度为1.066；2005年至2009年的透支/消费分别为4.94%、5.42%、5.94%、5.60%、4.45%,2006-2009年的平均仅发展速度为0.974,小于1，出现负增长。据以上分析认为，作为发卡规模第二且已宣布盈利的银行，招商银行在信用卡业务快速发展的过程中也面临以下问题：信用卡年收入的增长慢于信用卡消费交易额的增长、卡均收入的增幅不如卡均消费；透支/消费 偏低且出现负增长。
（二）商业银行信用卡发展问题分析 综合以上分析，可以看出：（1）商业银行信用卡业务经过几年的高速发展，发卡规模获得了快速的扩张，但自2008年以来规模扩张的速度已经放缓。同时，信用卡产出（消费交易额与透支额）的增长快于信用卡投入（发卡规模）的增加，从理论上看，这符合规模经济的发展要求。 （2）各商业银行在发卡规模扩大的同时，存在规模收益（信用卡消费交易额）增长与之不同步的问题，反映出商业银行偏重数量忽视质量，信用卡动户率和使用率较低，持卡人持卡消费不活跃，信用卡持卡人的用卡和消费积极性有待因一步提高。（3）信用卡消费交易额、年末透支余额增速较快，但存在透支/消费偏低，且增长缓慢的问题，反映商业银行信用卡业务发展过程中利息收入增长较慢，占总收入比重偏低。据统计，美国VISA. MASTER两大信用卡品牌2000年至2005年加上惩罚性收入和预借现金收入广义的利息收入比重达到了平均为80.1%，而我国招商银行作为信用卡业务最为成功的银行之一，其该比重2009年也仅占47.87%。（4）信用卡消费交易额、信用卡业务收入快速增长，但存在信用卡业务收入的增速慢于消费交易额的问题，反映出我国商户交换费率偏低导致商户回佣收入普遍较低的现状。
三、商业银行信用卡发展困境的原因分析
（一）信用卡产品同质化，消费者用卡积极性不强据CTR的《2008年中国城市居民信用卡使用状况及品牌表现研究报告》显示，中国信用卡市场存在较强的同质化现象，各品牌间尚未形成显著差异，仅有五分之一的用户忠诚于信用卡品牌，忠诚度在全球处于最低水平。较低的品牌忠诚度表明信用卡目前在中国属于“购买低介入度”产品，用户在选择时购买过程比较简单，常表现为冲动购买，因而购买过程的便利性是品牌选择的关键考虑因素。据CTR调查显示，尽管有近七成潜在用户表示将去柜台申请信用卡，但实际上大多数用户是通过营销员上门办理方式申请的信用卡，原因正是上门办理提供了冲动性申卡的机会和申卡的便利性。在行业激烈的竞争和产品同质化背景下，消费者办卡的冲动性减弱，这在一定程度上造成了各商业银行发卡量增速的减缓。同时，较低的品牌忠诚度使得信用卡用户在办卡后用卡积极性减弱，导致部分信用卡成为“死卡”或者“睡眠卡”。据益派咨询公布的ePanel Voice-2010年一季度全国信用卡用户调查结果显示，14家全国性商业银行的信用卡用户的平均信用卡激活率仅为77.5%，有高达22.5%的用户虽然拥有信用卡，但一直没有激活。在各家银行中，信用卡激活率最高的为90%，而最低的仅有57%。
（二）商户交换费率与国际市场脱轨，银行卡收单市场不规范 国际上商户支付发卡机构的交换费率最低为1%,最高为4% ,而我国信用卡行业经营模式仍较为粗放,收单市场不规范,零交换费率、交换费单笔封顶及商户代码套用现象较为严重,造成整个行业商户平均交换费率不断下降。截至2009年末,按行业平均水平计算,我国商户付给发卡机构的交换费率平均在0.4% ,远低于发达国家和港台地区信用卡的平均交换费率。这种状况导致商业银行在信用卡发卡规模扩大的同时商户回佣收入占比却呈下降趋势，严重影响了商业银行信用卡业务的盈利状况。截至2009年,我国发行信用卡的58家银行中仅有6家对外宣布盈利或盈亏平衡。
（三）信用卡欺诈风险加剧，影响了消费者信用卡的使用 近年来商业银行信用卡业务发展迅速，随之引发的信用卡风险问题也日益受到居民的关注和担忧。据来自中国人民银行的数据显示，2009年1月至8月，全国公安机关共立信用卡诈骗案件6362起、涉案金额4.4亿元，分别是2008年同期的2倍和2.38倍。而2011年1月至4月，我国银行卡犯罪案件就达到了6700多起，涉案金额高达59.6亿元。目前存在的信用卡欺诈主要包括未经授权或同意，冒用或盗用持卡人遗失的银行卡进行欺骗易的失窃卡欺诈、用虚假身份或未经同意冒用他人身份获取银行卡进行交易获取商品或服务的虚假申请及恶意透支等，这三种传统类型的信用卡欺诈占到了全部的九成以上，且上述三类案件在数量上有明显上升趋势，并出现了相互融合的现象。随着信用卡业务规模的迅速扩张和竞争的日趋激烈，各类欺诈风险频发的态势，加上媒体报道对此类风险负面效应的扩大化已引起消费者对信用卡用卡环境的担忧，从而导致其办卡意愿的下降，同时在很大程度上也影响了持卡人用卡积极性和信心，进而产生商业银行信用卡动户率和使用率较低的情况。
四、商业银行信用卡发展的对策建议
（一）加大信用卡产品的创新研发及营销激励机制商业银行应细分市场，准确定位，从产品概念、产品服务和产品影响等方面入手进行信用卡产品创新，通过设计和组合产品要素，形成富有针对性的增值服务，实现对目标客户的差异化服务，以期在提高产品质量的同时获得发行量的上升和客户群的扩大。包括创新产品概念，以消费心理、消费行为乃至消费预期上的认同感和趋同性为依据，吸引和锁定目标客户群；创新产品服务，吸引合作伙伴，构建增值服务平台，通过增值服务满足客户差异化需求；创新产品形象，形成极具特色的产品品牌，通过客户的品牌认同来提升客户的产品忠诚度。商业银行应实行科学、合理、均衡的信用卡营销激励机制，改变对营销人员实施单一以发卡数量作为考核指标的激励机制。除了发卡量以外，商业银行还可以把服务内容、信用卡忠诚度和满意度、信用卡成本收益综合测算、动户率和投诉率等列为考核指标对业务员进行综合考核，促使其在营销过程中关注客户的“质”，并始终秉承“服务之上”的营销理念。通过改善服务质量来激活“沉睡用户”，同时提升现有活跃用户的消费频次和水平，形成持续的用户黏性，从而提高信用卡的动户率和使用率及透支/消费，改善信用卡业务的盈利状况。
（二）加快修订和完善信用卡收单相关业务规范 建议按照价格法的规定对银行发卡成本、商户收单成本进行测算,依照市场规则对交换费率及交换费单笔封顶规范进行修订和完善。除国家评定认可的慈善机构可使用零交换费率外,取消其他机构的零交换费率使用规定,为此类商户设定新的发卡机构交换费率标准；取消交换费单笔封顶,对批发类、房地产类、汽车类等商户可实行阶梯型(累进递减)交换费率政策，以此增加商业银行信用卡业务的信息交换收入。
（三）加强用卡环境的建设，增强消费者用卡的信心（1）政府应加快出台个人信息保护相关的法律法规，建设全国个人信息安全体系。公民个人信息的保护不仅与个人息息相关，更关系着国家信用体系、金融体系以及相关领域的安全。随着信息化社会中大量个人信息被收集利用，个人信息保护的需求也日益迫切。尽管2009年底刚刚通过的《中华人民共和国侵权责任法》将隐私权纳入保护范围，但我国目前还没有制订专门的《个人信息保护法》，涉及个人信息保护的规范散见于不同法律法规、规章以下的规范性文件以及行业规范之中。因此，应尽快出台《个人信息保护法》及相应监管制度，并逐步形成全国范围内的个人信息安全体系。（2）商业银行应加强对商户POS机具的管理。金融危机以来，我国利用商户POS机进行非法套现金额成倍蹿升。据来自公安部的数据显示，2007年我国非法套现金额为1.95亿元，2009年则为25.8亿元。而不法分子通过伪造他人身份证申领信用卡从事信用卡非法套现的案件也时有发生，由此对信用卡用卡环境产生了非常不利影响，非法套现已经成为商业银行信用卡业务的最大威胁，并给金融安全带来严重隐患。从目前中国信用卡坏账产生根源分析，特约商户端虚假交易，非法套现是产生信用卡欺诈的主要来源之一。因此，商业银行应规范POS机具的设立程序，严格特约商户准入，建立类似于贷款审批前的等级评价体制；要加强对特约商户培训、监督和管理，禁止分单交易，加强短期频繁交易卡片与POS机监控。如加强对特约商户收单业务行为和异常交易或变化情况的动态监控，特别对新准入特约商户应建立严格的授权管理制度，并采取重点测控措施；收单银行和发卡银行要相互配合，对可疑交易信息必要时可采用先行拒付的非常规手段。（3）强化信用文化建设，引导持卡人诚实用卡，并加强个人信息管理。控制和防范信用风险,改善用卡环境，除了加强发卡机构、立法监督监管、个人征信机构、第三方网络支付进行风险控制与管理外,还要依赖于持卡人的诚实守信，加强信用文化建设；同时，持卡人还应注意保护家庭、工作、身份证号码、银行帐号及密码等个人信息资料，防止个人资料被不法分子滥用造成信用卡虚假申请并进行恶意透支消费的信用卡欺诈行为。
参考文献：
［1］邓玺：《我国信用卡盈利途径初探》，《复旦大学硕士学位论文》2007年。
