耗能减震技术在结构减震中的应用研究(文献综述)

第一篇：耗能减震技术在结构减震中的应用研究(文献综述)

文献综述

耗能减震技术在结构减震中的应用研究

1.前言

传统的抗震设计是利用结构本身的抗震性能抵御地震作用，以达到抗震的目的,这是“硬碰硬”式的抗震, 是一种消极被动的抗震方法。耗能减震技术[1]原理是通过附加的子结构或者耗能装置，以消耗地震传递给结构的能量为目的，以减小主体结构地震反应或减轻其破坏, 达到抗震的目的。1972 年新西兰的Kelly等人[2]首先提出金属屈服耗能器，并进行了软钢耗能器的研究和试验。为了改善地震作用下结构的工作性能，近年来国内外已开发出了各种耗能阻尼器。目前, 已开发出多种耗能减震装置, 它们可归纳为以下三类:

(1)金属阻尼器;(2)摩擦耗能减震装置;(3)粘弹性阻尼器。

因其减震效果好、构造简单、造价低廉、适用范围广、维护方便等特点，受到各国研究者和工程师的重视。加拿大、意大利、日本、墨西哥、新西兰和美国等国家已将耗能减震装置应用到建筑中以减轻建筑物的地震反应, 以及在某些情况下减轻建筑物中设备振动损害的危险性。本文总结了国内外耗能减震技术研究和工程应用的最新进展。

2.耗能能减震的概念及原理

消能减震技术属于结构减震控制中的被动控制，它是指在结构某些部位设置阻尼装置，通过阻尼装置产生摩擦，弯曲（或剪切，扭转）弹塑性滞回变形消能来消散或吸收地震能量，以减小主体结构地震反应，从而避免结构产生破坏或倒塌，达到减震抗震的目的。装有阻尼（消能）装置的结构称为耗能减震结构。

耗能减震的原理[8]可以从能量的角度来描述，如图1所示，结构在地震中任意时刻的能量方程为：

（a）地震输入；（b）传统抗震结构；（c）消能减震结构

图1 结构能量转换途径对比

传统抗震结构：

EinEvEcEkEh(1)

耗能减震结构：

EinEv'Ec'Ek'Eh'Ed

(2)

式中：

Ein、Ein′——地震过程中输人结构体系的能量； Ev、Ev′——结构体系的动能； Ec、Ec′——结构体系的粘滞阻尼消能； Ek、Ek′——结构体系的弹性应变能； Eh、Eh′——结构体系的滞回消能；

Ed——消能(阻尼)装置或消能元件消散或吸收的能量。

在上述能量方程中，由于是Ev(或Ev′)和Ek(或Ek′)仅仅是能量转换，不能消能，Ec和Ec′只占总能量的很小部分(约5％左右)，可以忽略不计。在传统的抗震结构中，主要依靠Eh消耗输入结构的地震能量，但因结构构件在利用其自身弹塑性变形消耗地震能量的同时，构件本身将遭到损伤甚至破坏。在消能减震结构体系中，消能(阻尼)装置或元件在主体结构进入非弹性状态前率先进入消能工作状态，充分发挥消能作用，消散大量地震能量，则主体结构需消耗的能量很少，从而有效地保护了主体结构。

3.耗能装置的减振及其在实际工程中的应用

采用各种阻尼器来控制结构的振动反应是一种典型的被动控制系统，它是通过增加结构的阻尼、耗散结构的振动能量来达到减小结构响应的目的。从能量观点看，地震输入结构的能量是一定的，通过耗能装置消耗掉一部分能量，则结构本身需消耗的能量减小，以至于结构的反应减小。从动力学观点看，耗能装置的作用相当于增大结构的阻尼，从而减小结构的反应。耗能减震装置的种类繁多，其常用的主要有:金属耗能阻尼器、摩擦耗能阻尼器、粘弹性阻尼器和粘滞阻尼器。

3.1金属耗能阻尼器

金属耗能阻尼器是利用金属不同形式的弹性滞回变形来消耗能量。一般用低屈服点软钢制作，在大震作用时，阻尼器在主体结构发生塑性变形前首先进入屈服，其屈服荷载较低且相对稳定，同时具有足够的塑性变形能力，以吸收大量的地震能量。要达到以上特性[3]，一种途径是调整钢材中碳和其他微量元素的含量，控制轧制温度，以达到极低屈服点的要求。表1为某钢铁公司生产的极低屈服点钢材化学成分。此种钢材屈服强度在200MPa 左右，抗拉强度200 ～ 300MPa。

表1 钢材的化学成分

种类

极低屈服点钢材 普通低碳钢 C ≤0.02 ≤0.10 Si ≤0.02 ≤0.35 Mn ≤0.2 ≤1.40

［7］

P ≤0.030 ≤0.030

由于金属在进入塑性状态后具有良好的滞回特性，并在弹塑性滞回变形过程中吸收大量能量，因而被用来制造不同类型和构造的耗能减震器。如新型软钢阻尼器的减震性能研究［7］证明：条型钢阻尼器在平面内受力时表现出良好的塑性性能，首先屈服的位置分布在条形肋两端，且均在圆弧与肋边线连接处，呈多点屈服状态;滞回曲线饱满，塑性变形较大，同时具有较高的初始刚度。

目前已开发和利用的主要有:扭转梁耗能器、弯曲梁耗能器、U行钢板耗能器、钢棒耗能器、圆环耗能器、双圆环耗能器、加劲圆环耗能器、X型和三角形耗能器等。

台湾金华休闲购物中心。本工程采用三角形加劲耗能装置，共270组。在地震(PGA二0.39)作用下，最大层间位移也未超过规范规定的0.014rad。

潮汕星河大厦。大厦为地下一层，地上原设计为22层。后来在施工过程中业主要求增加3层。为了使加层后的结构满足抗震设防要求，安装了28组耗能阻尼器。装上阻尼器后，在大震作用下，结构的顶层位移和层间位移角均满足要求。3.2摩擦阻尼器

摩擦阻尼器是应用较早和较广泛的阻尼器之一。摩擦阻尼器是一种位移相关型的阻尼器，它是利用两块固体之间相对滑动产生的摩擦力来耗散能量。其基本理论是建立在以下假设的基础上：

(1)总的摩擦力不依赖于物体接触面的面积;(2)总的摩擦力与在接触面上的总的法向力成比例;(3)对于相对滑动速度较低的情况，总的摩擦力与速度无关。因此可得到摩擦力F的计算公式：

FN(3)

F——摩擦力 μ——摩擦系数 N——压力

大多数摩擦耗能器是被动耗能装置，不能根据控制的需要改变自身的特性，其对结构的控制力完全受制于结构的运动，在大震下能滑动的摩擦阻尼器，小震作用下却不一定能滑动，从而不能起到小震下的减振作用，反之亦然。因此，被动摩擦阻尼器的减振效果和使用范围都受到局限。而半主动摩擦阻尼器却解决了上述问题，它的外部能源施加仅用于改变耗能器的参数，从而实现阻尼力的可调，并不直接施加于结构，因而避免了纯主动控制外加能源过大的缺点。

国外Pall摩擦阻尼装置主要是依靠材料接触面的滑动摩擦产生阻尼而对结构发挥耗能减震作用。摩擦力的大小通过材料的摩擦系数和夹紧力来实现并可通过松紧节点板的压紧螺栓来调节。此装置按正常使用荷载及小震作用下不发生滑动设计，而在强烈地震荷载作用下，结构主要构件尚未发生屈服装置即滑动以摩擦耗散地震能量，并改变了结构的自振频率，从而达到减震目的。

国内在这方面的研究开展的也比较早。陈宗明等1988年研制的摩擦剪切铰耗能支撑装置具有明显的减震效果;叶燎原等根据我国实际情况，提出的钢筋硷支撑钢板一橡胶摩擦耗能装置，因其造价低、性能高、易生产、便施工等特性，很适合在我国推广使用;1997年吴波等利用摩擦阻尼器加固了东北某政府大楼;欧进萍、吴斌等对T字芯板摩擦阻尼器和T字芯板拟粘滞摩擦耗能器的工作原理进行了研究，并将其分别应用于云南洱源振戎中学食堂楼和教学楼的抗震设计，结构的抗震性能得到明显改善。

3.3粘弹性阻尼器

粘弹性阻尼器(简称VED)是一种速度相关型耗能装置。世界上第一个应用VED来减小结构风致振动的是1969年美国的世界贸易中心双塔楼高层建筑。每个塔楼大致安装10000个VED。随后，1982年和1988年在美国的西雅图又先后建成了安装有260个和16个大型VED的 Columbia Cente:大楼和枷Two Square大楼，这些都是用来进行风致振动控制 [4]。

优点:

(l)只要在微小干扰下结构开始振动, 它就能马上耗能。因此, 即使在弹性小幅振动的情况下它也起制振作用。这使它既能抑制结构的地震反应, 又避免了其他耗能阻尼器存在的阻尼器初始刚度如何与结构侧移刚度相匹配的问题。

(2)它的“功一位移”滞回曲线近似于椭圆型, 因此它的耗能能力很强。建筑结构上的粘弹性阻尼器是以粘弹性阻尼器支撑的形式设置的, 如图2所示.其中粘弹性阻尼器的基本形式如图3所示。它两侧的两块钢板和中间所夹钢板分别与斜支撑的两段相联。这样,当建筑结构地震作用产生层间振动位移时, 就会带动粘弹性阻尼器两侧钢和中间钢板产生相对运动, 从而使所夹粘弹性材料产生剪切变形, 耗散能量, 实现减小建筑结构地震反应的目的。VED应力应变关系如图4。

图2粘弹性阻尼器支撑图3粘弹性阻尼器

图4VED应力应变关系

3.4粘滞阻尼器

粘滞液体阻尼器是一种速度相关型的耗能装置，它是利用液体的粘性提供阻尼来耗散振动能量。粘滞液体阻尼器早先就在航天、机械、军事等领域得到应用。最早应用于土木工程上是在1974年所建的一座桥梁上，以后，在房屋的基础隔震、管网、地震加固、房屋抗风和抗震的设计中得到应用[9]。粘滞液体阻尼器的种类很多，归纳起来可分为以下两类: 第一类是液体在封闭的容器中产生一定的流速来进行耗能的阻尼器。在这类阻尼器中，活塞要迫使粘滞液体在很短的时间内通过小孔，这将产生很大的压力。此类阻尼器的内部工艺设计要求较高。

第二类是粘滞液体在敞开的容器中产生一定的位移来进行耗能的阻尼器。此类阻尼器要求粘滞液体尽量粘稠以获得最大限度的阻尼。因此设计中粘滞液体材料的选择是关键问题。这类粘滞阻尼器常用的形式即是粘滞阻尼墙。建筑中常用的粘滞液体阻尼器多是第一类阻尼器。

通过线性模型和Maxwell模型计算可知得，粘滞阻尼器的显著特点是对结构只提供附加阻尼，而不提供附加刚度，因而不会改变结构的自振周期[10]。其优点是安装了粘滞性耗能器的支撑不会在柱端弯矩最大时给柱附加轴力。粘滞性阻尼器的最新进展是与磁流变体智能材料的联合使用，通过联合拓宽了粘滞性耗能器的发展空间。

4.总结

通过研究多种阻尼器的耗能原理，比较了多种阻尼器的优缺点，为有效选用阻尼器提供方便。其中粘弹性阻尼器和粘滞流体阻尼器因为其技术成熟、耗能能力强等优点已经在建筑抗震设计和已有建筑加固中得到广泛的应用，金属阻尼器成为阻尼器应用发展的新方向。

参考文献

[1] 李宏男，霍林生． 结构多维减震控制［M］． 北京：科学出版社，2008.233.[2]Kelly J M． Skinner R I，Heine A J.Mechanisms of energy absorption in specialdevices for use in earthquake resistant structures [J]．Bulletin of New Zealand National Society for Earthquake Engineering，1972，5（3）：63～88.[3]新日本制铁株式会社．新日铁的耐震·耐火建筑构造用钢材［技术编］［M］． 1996．1～28．

[4]KeelC．J．and Mahmoodi P．Desining of Viscoelastic DamPers for Columbia Center BuUding[J]．ASCE，Building Motion in Wind(Ed，IsyUmovN.andTschanZT．NY1986，66～82．

[5]魏文晖, 瞿伟廉, 陈朝晖.粘弹性阻尼器对建筑结构非线性地震反应的控制［J］.地震工程与工程振动，1999，19（4）：95～104．

[6] 王桂萱，汪宇，赵杰.设置金属阻尼器的某高层建筑耗能减震分析［J］.世界地震工程，2011，27（4）：1～6．

[7] 李钢，李宏男． 新型软钢阻尼器的减震性能研究［J］． 振动与冲击，2006，25（3）：66～67．

[8] M.D.Symans，F.A.Charney，A.S.Whittaker，M.C.Constantinou，C.A.Kircher，M.W.Johnson，and R.J.McNamara，Energy Dissipation Systems for Seismic Applications：Current Practice and Recent Developments[J]．ASCE，Journalof StructuralEngineering．2008，4～21 [9] 陈永祁，曹铁柱，马良喆．液体黏滞阻尼器在超高层结构上的抗震抗风效果和经济分析［J］.土木工程学报，2012，45（3）：58～66． [10] 赵斌．粘滞型阻尼器安装误差对消能减震效率的影响研究田［D］.北京:中国建筑科学研究院，2003．3～6.

第二篇：防火墙技术在网络安全的应用研究

防火墙技术在网络安全的应用研究

摘要：随着互联网信息技术的高速发展，网络技术已经被广泛运用到各个领域。但是，目前随着个人网络技术水平的提高，有许多非法的组织或者个人，通过破解密码偷窃学校、企业，甚至是国家的隐私性机密文件或者是资金，严重威胁到这些单位的财产和隐私安全。因此，网络在给社会带来巨大便捷性的同时，也隐藏着较大的安全隐患。防火墙技术是抵御“黑客”非法入侵和非法访问的有效手段之一。本文在此基础上重点探讨了如何在网络安全中合理应用防火墙技术，以达到保护网络安全的目的。

关键词：网络安全问题；防火墙技术；应用

引言：网络技术凭借着自身快捷性和准确性等优势，已经被广泛应用到社会各个领域。我国正处在由工业化社会向信息化社会过渡的阶段，人们对网络的依赖性较强，但企业、个人频繁出现信息资源被盗，机密性文件被窃取，网络被黑客制造的病毒攻击导致整个网络系统瘫痪等恶性事件，这些风险极大影响了企业的正常运行以及个人信息的保障。网络安全问题还不仅仅出现在企业运营上以及个人生活中，甚至还出现在国家安全部门或者机关部门中。所以，如何在信息化高速发展的今天，实现防火墙技术在网络安全的有效运用是有关部门需要长期探讨和研究的问题。我们要借鉴防火墙技术在网络安全成功应用的经验，提出创新性的方案和手段，来克服网络安全问题给社会带来的风险。

一、运用防火墙技术强化网络安全策略

相关单位在运用防火墙技术时，要重视配置以防火墙为中心的安全策略方案，将口令、身份认证、审查、加密等安全信息全部配置到防火墙上，这样相比将网络安全问题分散与各个主机或者是其它部位来讲，都集中在防火墙上更便于管理，安全性强，投入成本少，经济效益高。笔者根据自己长期的研究，总结了一套运用防火墙强化网络安全策略的相关配置方案，其基本步骤如下:第一，在控制面板上实现对防火墙基础信息的设置，这是实现防火墙强化网络安全策略的首要前提和根本保证；第二，实现对静态网络地址转换和动态网络地址转换为主的网络地址转换的设置，动态地址转化和静态地址转换的功能作用各不相同，动态地址转换主要用于内部网络的对外访问用户的出口，而静态地址转换则用来帮

助实现停火区的服务区地址的映射的效果，两者要紧密相连，缺一不可，否则防火墙也达不到其应有的功效；第三，为了最大程度的实现防火墙的防护功能，需要将应用于整个网络系统的安全策略应用添加到防火墙的安全策略列表当中，实现各个安全策略之间良性的运作效果。

二、发挥防火墙网络安全屏障的作用

防火墙是一种位于内部网络与外部网络之间的网络安全系统。实质上是一项信息安全的防护系统，依照特定的规则，允许或是限制传输的数据通过，从而保护内部网络免受非法用户的侵入，从而实现网络安全。各个企业或者是单位要积极发挥防火墙网络安全屏障的作用，提高内部网络的安全性，通过过滤外来网络的不安全服务，降低网络安全风险的系数，防火墙只接收外来信息在系统可以准确识别的情况下的相关应用协议。同时，也极大的保护了网路免遭受基于路由的攻击和破坏，防火墙在受到不明信息的攻击和骚扰时，能够自觉运用并且同时将该情况通知防火墙的管理人员。从以上角度分析，说防火墙是网络安全的屏障。为了使防火墙更好的发挥在网络安全的屏障作用，企业等相关部门要采取一定的措施：第一，增强职员防火墙在网络安全中应用的意识；第二，建立其防火墙配置和管理部门，包括对防火墙管理人员的培训和管理；第三，加大对防火墙技术的资金投入，不断升级防火墙技术等。通过以上策略，完善防火墙技术在网络安全中的硬软件基础设施，在防火墙技术的屏障保护下，实现网络系统的健康稳定安全和可持续运行。

三、运用防火墙技术监控网络存取和访问

防火墙能有效地记录Internet上的任何活动，当其它网络用户等访问经过防火墙时，防火墙就会发挥自身技术监控审计的功能，不仅能详细记录这些访问的时间和来源，而且还可以自动生成日志，可供防火墙管理人员的日后参考和追究。当发生不明来源的信息和访问攻击内部网络时，防火墙能根据风险程度自动报警，并能提供网络是否受到外部网络的攻击和监测的详细信息，为有关单位指证不法犯罪团伙利用网络实施违法行为提供了证据。除此之外，时时记录网络的使用情况为日后调整防火墙对内部网络的控制力度也是具有一定的参考价值，分析网络安全风险存在的系数，从而加紧防范，遏制网络风险的生根发芽。有关部门要注重运用防火墙技术监控网络存取和访问这一功能，首先就要确保防火墙技

术的正常运行，保证24小时不分时间和部门进行监测和存取记录，做到防患于未然。

四、发挥防火墙对信息数据库安全维护的补充作用

信息数据库是各个企业必备的存储区域，信息，数据库的建立，不仅为了实现资源的有效整理，还兼顾保证信息，数据的安全。防止内部信息的外泄是防火墙的主要优点之一，我们之所以在某种程度上将防火墙视为一种隔离技术，是因为防火墙技术是一种将内部网和公众访问网（如Internet）分开的方法。利用防火墙我们可以实现对内部网重点网段的隔离，限制和拒绝了一些非法信息的侵入，确保了整个网络系统不受局部敏感的网络安全问题的影响。我们要加大在防墙技术和数据信息库这两者之间实现有效结合的技术研究和开发，使防火墙技术能够确保单位的信息和安全，维护单位和个人的利益。

结语：

网络安全问题的频繁出现，提高了人们对于维护网络安全的意识。通过防火墙技术在网络中的运用，网络安全已经得到了极大的改善。但是，我们不能否认一个防护墙并不能百分之百的保障网络安全，相关部门需要长期不断的探索，在摸索中开发出更先进的防火墙技术，提高网络的安全性。

参考文献：

[1]马利,梁红杰.计算机网络安全中的防火墙技术应用研究[J].电脑知识与技术,2014,16:3743-3745.[2]张琳.防火墙技术在计算机网络安全中的应用研究[J].网友世界,2014,15:15.

第三篇：关于博弈论在国际贸易中的应用研究文献综述

博弈论在国际贸易中的应用研究文献综述

张伟征（109987）

摘要：随着博弈论的盛行和应用领域的不断拓展，博弈论在国际贸易中的应用的研究 也越越多，研究方向也有所不同。本文将国来内关于博弈论在国际贸易中的应用的研究 大致分为四类：在国际贸易标准制定中的应用、在外贸谈判中的应用、在出口贸易中的 应用、在贸易保护主义抬头环境下的应用。关键词：国际贸易；博弈论；应用研究；文献综述

通俗地讲，博弈论是一种“游戏理论”。其准确的定义是：一些个人、团队或其他组织，面对一定的环境条件，在一定的规则约束下，依靠所掌握的信息，同时或先后，一次或多次，从各自允许选择的行为或策略进行选择并加以实施，并从中各自取得相应结果或收益的过程。随着博弈论的盛行和应用领域的不断拓展，国内关于博弈论在国际贸易中的应用的研究也越来越多，研究方向也有所不同。

一、博弈论在国际贸易标准制定中的应用

董琴（2007）通过论述在国际贸易标准制定中的博弈现象、以及贸易各方在标准制定过程中如何进行博弈、其中重点分析了在贸易标准制定中存在的先行者优势现象，首次利用西方经济学的先行者优势观点来分析在贸易标准制定中谁先制定谁获益的现象。最后得出结论，技术标准竞争成为国际贸易竞争中越来越重要的手段之一，只有当我们正确认识技术标准，认清在现行经济条件下技术标准的发展趋势和它的特点，即先行者优势，并掌握在技术标准制定过程中如何进行博弈,立足国情，面向国际市场，创新和建设我们自己的具有较高技术水平的标准体系，我们才能在国际市场上处于有利地位，才有力量和发达国家一较高低，才能从根本上解决在标准领域中我们被动挨打的境地，国家才有可持续发展的动力。

二、博弈论在外贸谈判中的应用

毅冰（2012）通过论述3个供应商在外贸中的报价博弈的案例，结果出现了另一个“囚徒困境”，即很多时候明明大家面前都有一个好的方案，但由于处于博弈中，往往就只能做出相对坏的结果。他建议供应商在懂得和理解博弈论的基础上，学会如何跳出这个囚笼，以求在谈判和竞争中寻求新的突破口和增长点，可以运用“附加值”的方式，努力体现和发挥自己的长处，做差异化，弥补短板，转移客人的注意力，提高专业水平和服务质量。

三、博弈论在出口贸易中的应用

宋杰鲲、张宇（2008）通过建立“自给自足”、“单一出口”、“相互出口”、和“补贴”（包括单一补贴和同时补贴）四个博弈模型，对规模经济条件下国际贸易中相互出口及政府实施补贴的政策进行探讨。最后得出结论：

(1)在规模经济下，出口有利于企业利润和社会福利的增加，政府应该鼓励出口，一方面可以积极的应对外企的“入侵”，弥补带来的利润损失；另一方面有利于增加外汇收入，促进就业，提高整个国家的社会福利。

(2)各国实行出口补贴虽然有利于增加消费者剩余，扩大出口，但是实际上并不利于政府收益的增加，相反会减少各国政府实得收益，因此有必要建立一种可信约束机制(如WTO 规则)，使大家共同遵守，合作取得最优值。

(3)必须确保WTO 规则的可信性，否则将会带来更大的损失。可信包括两个方面：一是各成员国必须承担义务，积极合作、减少出口补贴、降低关税、消除贸易壁垒、公平交易等等；二是使每一个成员国都能享受入世后带来的利益，拥有平等的权利。

四、博弈论在贸易保护主义抬头环境下的应用

陈仙丽（2011）从博弈论角度分析了贸易保护主义的产生原因，她认为贸易保护主义的强与弱程度与经济的整体情况和这个国家的经济阶段有着密切的关系。贸易保护的产生也正来自与各国政府之间的博弈。在国际贸易中，参与博弈的主体是复合博弈主体——国家，国内贸易集团利益整合的结果决定国家行为。国内的利益集团对国家的国际贸易行为起决定性作用，并影响这个国家的贸易政策。国际贸易作为一种特殊的博弈现象，属于非合作性重复博弈，具有非合作性博弈的结构。

刘冰（2010）通过建立静态博弈中的典型模式——“囚徒困境”和动态博弈中的典型模式——子博弈完美纳什均衡解，根据博弈各方是同时还是先后作出决策，不论是静态博弈还是动态博弈都可以说明在国际贸易领域中最优的选择是合作而非对抗。

赵西英、张艳霞（2010）从博弈论角度分析了采取贸易保护主义的损益情况。她们认为无论是从一次博弈还是重复博弈来看，国家之间的博弈是产生贸易保护倾向的原因。从贸易保护主义的损益结果来看，“不合作”博弈的策略，结果是使双方都因贸易战而受到损害。如果两国能达成合作性均衡，即从互惠互利的原则出发，双方都减少贸易限制，结果大家都从贸易自由中获得了最大利益，而且全球贸易的总收益也增加了。因此国际贸易中最有效的是合作性博弈，两国都从对方角度着眼，按照“己所欲施于人”的方式制定策略，看似惠及对方，实则有利于各方。

段力宇（2010）通过博弈理论对贸易保护主义存在的必然性以及新型贸易保护主义的成因进行分析, 提出了在现有经济环境和国际贸易框架下, 根除新型贸易保护主义是不可行的观点。从而进一步提出应该把着眼点放在如何把新型贸易保护主义的负面影响降到最低, 有针对性地扩大内需、减少对国际贸易的依存度, 有针对性地加强区域贸易协议的合作, 抓住新型贸易保护主义的弱项开展贸易合作。

笔者认为，虽然目前博弈论在国际贸易中的应用的研究比较多，但研究方向处于一个相对狭窄的层面，大多集中在对贸易保护主义的分析。另外，对于博弈模型中数值的设定容易引起读者的质疑。以陈仙丽的《从博弈论角度解读新一轮贸易保护主义》为例，文中假设两国都不采取贸易壁垒，两国面临的收益为（-1，-1）；假设两国都选择采取贸易壁垒，收益为（-8，-8）；假设A 国选择采取贸易壁垒，B 国不采取贸易壁垒，则收益为（0，-10）；反之为（-10，0）。为何如此设值，其合理性在哪？所以，后续的关于博弈论在国际贸易中的应用的研究应当进一步冲破现有的研究范围，并在博弈模型中的数值设定的合理性上下功夫。参考文献

[1] 董琴，论国际贸易标准制定中博弈现象及先行者优势[J].北方经贸，2007,7 [2] 毅冰，外贸谈判有博弈[J].中国海关，2012,4 [3]宋杰鲲，张宇，规模经济下贸易出口的博弈论分析[J].当代经济管理，2008,10 [4]陈仙丽，从博弈论角度解读新一轮贸易保护主义[J].江苏商论，2011.4 [5]刘冰，博弈论视野下的贸易保护主义——以中美贸易关系为例[J].九江学院学报(哲学社会科学版)，2010,3 [6]赵西英，张艳霞，金融危机下我国面临的贸易保护博弈及对策[J].中国商贸，2010,6 [7]段力宇，新型贸易保护主义的博弈论分析及对策研究[J].黑龙江对外经贸，2010,7

第四篇：多媒体技术在幼儿教育中的应用研究

**学院

题目：多媒体技术在幼儿教育中的应用研究

学生姓名：

学 号： 专 业： 年 级： 指导教师： 职 称：

摘

要

随着科学技术的快速发展，多媒体技术越来越多的被各大高校课堂掌握和运用。较之前的传统教学相比，多媒体技术教学具有灵活多变，可控性和交互性强等特点，是一种综合运用声音、文字、图像、动画、视频等多种媒体的现代教育技术。由于这门技术的巨大优势，所以目前它不仅在高校中得到广泛应用，更是在中小学,甚至幼儿园中被采用。这一现象是可喜的。但多媒体技术教学毕竟还是一门新起的学科，有关这一学科的教学方法的发展还不够成熟。在幼儿教育中还是存在着或多或少的问题。本文主要通过多媒体技术在幼儿教育中的应用研究，探讨多媒体技术在幼儿教育中的作用及多媒体在幼儿园发展中的前景分析，希望能为幼儿园在使用多媒体技术教学时带来一些启发。

关键词： 多媒体技术；幼儿教育；应用策略

目 录

摘 要.............................................................................................................................................1 第1章 研究背景及目的...........................................................................................................3

第1节 研究背景................................................................................................................3 第2节 研究目的................................................................................................................3 第3节 相关研究状况.......................................................................................................3 第2章 多媒体技术概念、特点及发展状况......................................................................4

第1节 多媒体技术的概念..............................................................................................4 第2节 多媒体技术特点...................................................................................................4 第3节 多媒体技术的发展状况.....................................................................................5 第3章 多媒体技术在幼儿教学中的应用研究..................................................................6

第1节 多媒体技术在幼儿教学中的应用...................................................................6 第2节 多媒体技术在幼儿教学中的优势...................................................................8 第3节 多媒体技术在幼儿教学中存在的不足..........................................................9 第4章 多媒体技术在幼儿教育中应用策略.............................10 第1节 适当的利用多媒体技术进行幼儿教学........................................................10 第2节 提高多媒体课件的质量，重视教学中的引导互动.................................10 第3节 增加幼儿教师职后技术培训的机会............................................................10 第4节 多媒体课件制作要选择适当的教学内容...................................................11 结 语...........................................................................................................................................11 致 谢...........................................................................................................................................12 参考文献......................................................................................................................................12

第1章 研究背景及目的

第1节 研究背景

近些年来幼儿的教育问题越来越受到广大家长们的重视，各级政府及专家学者也因此对幼儿的教育问题进行了大量的调查研究，推动了幼儿教育改革的热潮，为了使教学方法和教学内容更好的融合，增加幼儿的学习兴趣，我们就需要丰富的教学形式及手段，使得幼儿教育得到更好的发展。

当今的时代是信息的时代，信息技术带入课堂中与书本教学相融合，已经不是稀罕事了。很多高校、中职院校、初高中已经采用了这种形式教学，但对于幼儿园教学来说，这似乎还只占少数。本研究主要讨论了多媒体技术及课件在幼儿教育中的应用，并指出多媒体教学中应注意的问题。第2节 研究目的

随着多媒体技术的迅速发展及电脑的广泛普及，实现教育信息化和教育现代化已成为幼儿教育改革的重头戏。与传统的教学手段相比，多媒体教学的声形并茂的特点充分的活跃了幼儿思维、培养了幼儿学习兴趣、激发了创造力。多媒体技术以图、文、声、像融为一体，传递大量的信息，极大的丰富了教学内容。该技术的出现是现代化教学发展中的一大突破。幼儿教学在整个教育教学阶段起着很关键的作用。因此，在幼儿教学课堂中引入多媒体教学则显得至关重要，本研究主要探讨在幼儿教学中，适当的利用多媒体技术来培养幼儿的学习动力，从而能更好的推动幼儿教育的快速发展。第3节 相关研究状况 1.3.1国外研究现状

国外计算机的运用比较早，无论是理论上还是技术上都比国内成熟的多，在多媒体幼儿教育方面比国内运用的更为广泛，像美国这些发达国家，在20世纪九十年代就已经开始通过多媒体远程教育的方式开设了针对幼儿学习的许多启蒙课程。另外一方面，像加拿大、英国等其他西方国家也相继地采用多媒体技术对幼儿进行教育，开发一些益智娱乐类 3 软件，比如让幼儿在电脑上走迷宫，认识形状、数字等，幼儿自主学习得到充分体现，既满足了他们的好奇心，也开发了他们自我探索的兴趣。

1.3.2国内研究现状

国内对多媒体技术在幼儿教学中的应用要稍晚于西方国家，但在近些年来也有不少的专家学者对多媒体技术在幼儿教学中的应用做了相关的研究。如骆秀曼在其论文《浅谈多媒体技术在幼儿教育中的问题》中介绍了多媒体技术及课件在幼儿教育中的应用，并指出多媒体教学中需要注意的问题。刘宏在其硕士论文《应用多媒体技术促进幼儿形象思维发展的研究》中介绍了多媒体与幼儿教育，幼儿形象思维能力发展之间的关系，从应用的角度探讨了多媒体技术对幼儿形象思维发展的促进作用。还有何凡的《多媒体技术在幼儿教学中的应用》也结合多媒体技术的自身特点，探索多媒体技术在幼儿园各领域教学中合理化应用的方法和策略。

第2章 多媒体技术概念、特点及发展状况

第1节 多媒体技术的概念

有关多媒体技术的定义，不同角度有不同的解释。

徐阳（1995）在其论文中指出：多媒体是指集图像、声音、文本于一体并能将上述多种信息统一在计算机中进行信息处理的一种载体，能处理多媒体信息的计算机技术就称为多媒体技术。[1]

孙敏、贾曙文、相景力（2000）对此定义为：多媒体技术是指计算机综合处理多种媒体信息，包括文本、图形、图像和声音以及影视动画等，并且在各种媒体间按照某种方式建立逻辑链接，成为具有交互能力的系统的一种技术。[2]

杨辉军（2001）认为：多媒体技术不只是运用计算机及CAI课件、积件、也包括幻灯、投影、录像机和电视机，还包括运用粉笔、黑板等媒体辅助教学的技巧，多媒体手段指的是将各种媒体综合运用，把声音、图像、文字等有机组合起来，借以表达教育者的意图。[3]

徐明成（2006）多媒体技术是以利用多媒体计算机技术，将文字、图像、声音等多种媒体信息有机继承，并通过计算机输出设备展示给操作者，使其通过交互界面完成一系列

人机交互操作。[4]

笔者通过上述所述研究分析后，对其综合归纳为：多媒体技术是指通过计算机对文字、数据、图形、图像、动画、声音等多种媒体信息进行综合处理和管理，使用户可以通过多种感官与计算机进行实时信息交互的技术。

第2节 多媒体技术特点

2.2.1.多种媒体相交互

利用多媒体这个教学平台，可以将多种媒体有序的安放在一起，每一种媒体都有其自身的优势，可以同时将音频，视频，动画，文字等多种媒体综合交互，然后向外界输出丰富的信息。各种媒体的交互是多媒体技术的一大亮点。2.2.2.多种数据能综合压缩

在多媒体技术应用中，其中最大的一个特点就是大量的数据能够进行压缩，从而避免数据处理时容量过大的缺点，多媒体技术可以同时将数据、语音、文字、图形图像、视频等多种媒体进行处理，为了能得到满意的视频或音频效果，多媒体技术在处理的过程中，则需要对视频和音频信号进行一连串的压缩处理，处理之后的总体容量则远远小于之前的容量。

2.2.3.音频采集技术

音视频采集的过程主要是：通过对一些模拟信号进行有选择的采样，生成数字信号后，再经过计算机的严密处理将数字信号存储到数字介质上去。现如今市面上都有很多技术可以独立完成多媒体音视频的实时采集，如VEW和DirectShow技术。

第3节 多媒体技术的发展状况

目前我国多媒体技术仍处于起步、发展阶段，需要不断拓展其应用领域，探索新的应用途径，以适应信息社会发展的需要。从总的发展来看，多媒体技术主要往两个方向发展：一个是与互联网方向发展，使得多媒体技术进入科研设计、企业管理、在线教育、远程医疗、自动监控等领域；另一个是多媒体技术终端的部件化、智能化和嵌入化，提高计算机系统的性能，开发出更智能化的产品。近年来的计算机网络技术快速崛起，无疑给现代信息技术的传播方式带来了一场巅峰。现如今的多媒体以计算机技术为支撑，不仅具有计算

机的运算速度快、精度高；存储能力与记忆能力；逻辑判断能力；自动化程度高等这些特点，还有图形图像处理、界面交互、语音识别功能等。使计算机能够以图形图像、视频动画、声音等各种方式生动的把这些知识和信息表达出来。多媒体技术的崛起为教育方式带来了蓬勃的发展，促进了多媒体教室、电子图书馆、学校教务管理系统等新方式的诞生。

如今，利用多媒体在网络中进行教学更是新时代教育发展的趋势，前不久的十八大会议提出“互联网+”这一模式，更是预示着“互联网+教育”是新时代的教学方式。相信在不久的将来，多媒体技术将会给我们的生活、学习、工作上带来一次新的变革。

第3章 多媒体技术在幼儿教学中的应用研究

第1节 多媒体技术在幼儿教学中的应用

多媒体技术由于其具有形象、生动、趣味性强等特点，使得其在幼儿教学活动中被广泛采用，由此，幼儿教学已进入一个全新的教学时代。3.1.1多媒体技术在语文教学中的应用

幼儿在学习语文方面的知识时，主要是靠语言、思维来掌握具体情节，理解文章句子的含义。而传统的教学方式主要是通过几幅图片来进行教学展示，这些手段已经不能完全适应现在幼儿教学的需要，现如今利用多媒体课件的教学方式将文章的故事情节、内容、思想全部融合在一起，以图文声像并茂的方式展示出来，一方面能激发幼儿的好奇心，提高幼儿学习新知识的注意力；另一方面通过生动的动画视频将这些难以理解的文字全部视觉化，形象化，使得幼儿们在学习的过程中能有更高效率。

如，大班语言课上，教师讲授《小动物找工作》，其重点是学习“因为所以”的句式，在教学活动中，利用多媒体技术将小动物、及各种工作图片进行编辑、加工，同时配以音响效果，教学过程中运用视听与启发、讲解相结合，引导、启发幼儿思维。整个教学在教师自由灵活的调控中轻松进行，幼儿们都能主动、积极地参加到活动中去。真正体现了“乐中学、动中学、玩中学”这一观点，这样的教学方式不仅能让孩子感受到语言的魅力，而且也发展路他们的观察能力和表达能力。[5] 3.1.2多媒体技术在幼儿美术教学中的应用

多媒体技术教学利用其直观、生动、形象、感染力强的特点，极大的激发幼儿学习的 6 主动性和热情，从而使得幼儿在课堂教学过程中更易集中精神。因此，在幼儿美术教学中运用多媒体技术，也有利于激发幼儿在美术领域的学习动力，培养幼儿的审美能力。如，在大班美术课上，教师向幼儿讲解梵高《向日葵》的作品时，可以先让幼儿了解向日葵的一些生长特点，比如是向阳的，花瓣是黄色的，然后列举相关的向日葵图片在电脑上循环播放，教师在电脑上教幼儿进行绘画时，首先对作品勾画出一个框架，然后再在细节上对其加工，最后将向日葵图像变成了几根颇具形态的线条，最后填充相关的颜色，一朵向日葵大体上就完成了。幼儿通过教师的示范之后，也开始尝试制作，通过老师在旁指导以及反复练习，最终也能绘画出想类似的作品了。3.1.3多媒体技术在幼儿音乐教学中的应用

在幼儿音乐教学中，适当的利用多媒体技术来辅助课堂气氛是非常有必要的。在多媒体技术的辅助下，幼儿能边欣赏歌曲边欣赏歌曲中的画面，在画面和声音完美的结合下，幼儿能充分的发挥自身的想象力，从而感受音乐的美妙。

如：在小班幼儿音乐课上，教师讲解《哆来咪》时，可以在课前先将歌曲中涉及到的几个音调做成相应的图片，然后在每张图片上标好阿拉伯数字，将哆来咪歌曲作为背景音乐插入课件当中，从而实现了将音乐与数字的整体认知，幼儿在学习音乐的同时，也能潜在的记住这些阿拉伯数字。这不仅能增加幼儿学习音乐的动力，而且也加深了他们对于音乐和数字的认知，对幼儿的综合发展带来很大帮助。3.1.4多媒体技术在幼儿科学教学中的应用

利用多媒体技术，可以将一些抽象的科学知识具体化。幼儿的科学教育是指幼儿在学习一些抽象知识时，通过老师的指引，对这些抽象的知识进行感知、观察、操作并记录来发现问题，解决问题。在科学知识的领域里，很多深奥的，抽象的知识对于老师们来说，并不好表达。这时候，他们就可以通过多媒体技术设计一些通俗易懂的动画，把这些复杂的知识由书本转到动态页面中，使幼儿对于这些抽象的事物有了具体的感知，理解起来更容易、更深刻。

如，教师再讲解“动物”概念性的知识时，可以先从网上搜集相关动物的信息，选择合适的内容并经过整理设计出“动物在日常是如何保护自己的”宣传片，还从电视片《动物世界》中截取片段制作成形声教材，让幼儿在情景逼真的画面以及在悦耳的伴奏音乐声中走进奇妙的大自然了解相关的动物，了解到北极熊利用自身的皮毛来保护自己，骆驼利 7 用沙漠来保护自己，螃蟹运用随身的大钳子保护自己等等。还有各种各样的动物相继的运用自身的特殊本领来保护自己，利用图片声音相结合的教学模式，生动形象的揭示了动物的一些自我保护的方法及生活规律。这样的教学方式加深了幼儿对动物的认识，也加深了幼儿要学会保护动物的意识。

综上，多媒体技术在幼儿园教学中已广泛的运用，还包括英语教育、数学教育等，多媒体技术在幼儿教学中有着不可忽视的作用，在不久的将来，多媒体技术将更普遍化，通过多媒体技术的有效教学，幼儿将获得全面发展。

第2节 多媒体技术在幼儿教学中的优势

多媒体技术的出现从根本上改变了人们获取和交流信息的手段，运用在幼儿教学中，会有以下作用：

3.2.1有利于创设教学情境

多媒体技术综合运用图形、图像、动画、声音等多种效果有利于创设各种生动灵活、形象多变的教学情境，通过多媒体技术能使抽象的知识具体化，使静态的事物动态化，使枯燥的教学变得更有趣味性，营造轻松活泼的学习氛围，增强幼儿的学习兴趣，使他们不禁能全身心的融入到教学活动中，从而极大的提高幼儿的学习能力。3.2.2 有利于优化教学内容

通过多媒体教学可以将枯燥的教学内容以极生动、形象的教学形式表现出来，在教学过程中通过图形、文字、声音、动画的形式集中的把这些知识精彩的呈现。使抽象的知识具体化，使幼儿更容易理解掌握。3.2.3有利于丰富教学过程

多媒体技术最大的特点就是交互性。教师在教学过程中可以根据教学的需要进行调节计算机上的画面，主动的控制教学的进程。幼儿在教学活动中注意力不够集中时，教师可以利用多媒体进行播放有趣的音乐、动画等，及时的缓解幼儿在课堂中一些厌倦情绪。

第3节 多媒体技术在幼儿教学中存在的不足

3.3.1多媒体技术在幼儿教学中的应用过于泛滥

许多幼儿园已经把多媒体技术带到幼儿课堂教学中，这种现象是可喜的。但是，我们

通过仔细观察发现，很多幼儿教师并没有深刻的理解多媒体技术在幼儿教学中所占的比重，多媒体技术在幼儿教学中只是充当着一个辅助的作用，传统的以老师为主导的教学还是占主导地位，但很明显，很多教师则没有分清这种轻重关系，有点本末倒置了，导致在幼儿教学中多媒体技术的使用的过于泛滥，如语文教学、数学教学、英语教学、音乐教学、美术教学、体育教学等等。虽然多媒体技术能为幼儿教学带来很多优势，但是如果过度的、不合理的去使用多媒体技术教学，长时间会降低幼儿对其教学的兴趣，也容易导致幼儿懒惰行为的滋长。如：不愿主动思考，不能充分发挥自身想象力及创造力。从这一角度而言，此种行为非常不利于幼儿的积极健康成长。3.3.2部分教师不能很好的运用多媒体技术进行教学

近些年来受追捧的多媒体技术很受幼儿教育的欢迎，毕竟，适当的运用该技术确实能有效的提升我国幼儿教育的整体水平，这种主流教学方式深受一些年轻老师的欢迎，但是，还有相当一部分的幼儿老教师，由于其年龄原因，自学能力不足，不能很熟练的利用多媒体技术进行教学，即使使用这种方式进行教学，也只能偶尔的用一种单一的多媒体教学方式，例如播放一些图片和音乐等。不能很好的设计一些小动画、小课件之类来吸引幼儿。长期下去，这种过于单一的多媒体教学不仅会影响整个教学质量，也会渐渐的使幼儿对这种教学模式失去兴趣，影响教学进度，阻碍幼儿综合发展。3.3.3课程教学过于依赖多媒体技术

在幼儿教学中，有的老师过于依赖多媒体技术，几乎在整个教学过程都运用多媒体技术，一味的给幼儿看视频听音乐等，教师只是在一旁轻松的叙述教学内容，这种过度的依赖多媒体教学，不仅忽略了教师在课堂教学中占主导地位，而且也非常不利于幼儿的思考，一味的给幼儿灌输知识，却很少的给幼儿独立思考问题的机会。幼儿也因此容易养成依赖性，不喜欢主动思考，只喜欢简单的看有趣的动画和听好玩的音乐。

第4章 多媒体技术在幼儿教育中应用策略

随着多媒体技术的不断创新，使得其在幼儿教学中占有越来越重要的作用，这种现象固然可喜，但在值得欣喜的同时也出现了一些负面问题，这就需要我们努力的去解决现如今面临的问题，以下是笔者根据其教学方式在课堂中出现的一些问题，对其加以分析、总结、归纳出自己的一些浅薄意见，希望能对后续问题的解决提供一些借鉴。

第1节 适当的利用多媒体技术进行幼儿教学

多媒体技术虽然给幼儿教育教学带来了革新，但它主要是在教学中充当一个辅助的作用。合理的运用多媒体技术，能对幼儿课堂教学起着一个事半功倍的效果。幼儿教师不能一味的依赖多媒体技术来指导教学，课程质量的好坏关键还是取决于教师在教学上能否有自己的创新，能否把自己的教学策略恰到好处的运用到课件中。此外，如果一旦过于的依赖多媒体技术，就会使得教师与幼儿互动交流的机会相应的减少，导致幼儿的关注度被降低，在课堂教学中则不能充分的体现出幼儿的主体地位，从而阻碍幼儿的全面发展。因此，教师在进行幼儿教学时，要适度的运用多媒体技术，教学中要时刻体现出以幼儿为主体，让幼儿主动的去学习、去探究。教师要充分的主导整个课堂教学。

第2节 提高多媒体课件的质量，重视教学中的引导互动

要充分的利用多媒体技术进行教学，使其能够发挥出最大的课程效用，则不光要求教师有着掌控全局的能力，还需要教师有着较高的课件制作能力和对知识的剖析理解能力，根据相应的活动内容以及幼儿的身心特点制作丰富的教学课件，一个丰富的课件不仅能培养幼儿的观察力和思维想象能力，而且还能在无形中激发幼儿的潜在能力。课件制作水平的高低直接关系到能否成功开展多媒体幼儿教学。此外，在利用相关课件进行教学的同时，教师还要注重把课件中的信息与课堂互动、效果、思考等环节紧密结合，教学内容既要丰富紧凑，教师也要不断对幼儿引导互动，只有两者相结合，才能在教学中收到良好效果。

第3节 增加幼儿教师职后技术培训的机会

很多年轻的幼儿教师学习能力强，接受新知识也相对的比较快，有关多媒体技术的运用则能很快的掌握，授课过程中可以根据课程内容、幼儿的喜好来设计相应的教学课件或动画。但是部分幼儿老教师相对于年轻教师来说，其学习能力则要差一些，不能很快的适应这种新的教学方式，即使在课堂上运用多媒体技术，也只是简单的给幼儿播放一些动画案例、音乐视频、对其播放时选择快进或倒退，对于一些丰富的动画视频、课件ppt等则不能熟练的掌握，因此，幼儿园整体要对这种情况进行重视，加大幼儿教师培训力度，不断提高幼儿教师的制作课件的能力，帮助幼儿教师掌握其技能的运用，从而能够设计出丰 富的课件案例，增强课程的吸引力，幼儿的听课效率才能更高，吸收的更好。

第4节 多媒体课件制作要选择适当的教学内容

教师应根据具体的教学内容来制作相应的课件，并不是所有的幼儿教学课程都需要通过相应的多媒体技术进行辅助，对于一些幼儿难以理解的课程知识，可以通过多媒体动画逼真的进行演示，丰富幼儿的思维，比如，涉及到一些抽象概念时，像一些科学知识、数学知识则可以适当的利用多媒体技术来发散幼儿的思维，但对于一些区角活动的组织时，则可以不用多媒体技术进行辅助，像一些木工区、益智区、操作区的具体实践操作，则需要教师的亲身示范，并在幼儿自己动手的操作过程中加以详细指导。这类的教学则不需要相关的多媒体技术，更多的是需要亲身实践。

总之，多媒体教学在幼儿教学的应用，既是时代发展的需要，也是教育改革的必然，教师要适当的运用多媒体教学方法，充分调动幼儿的积极性，增强和发展幼儿的认知能力。相信通过各方面的不断改善，幼儿教育的不断改革深化，多媒体技术教学方式将会在幼儿教育中发挥出更大的作用。

结 语

多媒体技术教学主要是利用多媒体的各种特性，为幼儿学习营造一个直观互动的学习环境，利用多媒体技术图文并茂的特点，激发幼儿学习兴趣，教师抓住幼儿的兴趣点，通过有组织、有目标、有计划的设计课程教学来实现更好的教学效果。本文通过大量的理论研究基础上，结合幼儿园的一些实际情况和教学经验，探讨了关于多媒体技术在幼儿教育中的作用以及相关技术的前景分析。相信在不久的将来，多媒体技术在幼儿园教育中将发挥的更好，更能为幼儿教育带来一片新的蓝天。

致 谢

首先要感谢我的指导教师黄海老师。在毕业论文写作期间，我得到了黄老师精心指导,他不但花费大量心血指导我的毕业论文，还将他所拥有的知识、经验心得毫无保留地传授给我，让我学习到了以前从未学到的宝贵知识，并且还了解到许多待人接物与为人处世的道理。在此论文完成之际，谨向我尊敬的导师*老师致以最诚挚的谢意和崇高的敬意。

感谢这篇论文所涉及到的各位学者。本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作。

感谢院领导、老师、同学和朋友们的大力支持与协助！你们的督促、鼓励，成为我完成毕业论文的巨大的动力。在这里，我衷心地感谢你们！

参考文献

[1] 徐阳.方兴未艾的多媒体网络[J].计算机文汇.1995（5）:41 [2] 孙敏，贾曙文，相景丽.多媒体《计算机网络》CAI系统开发[J].计算机工程.2000（5）：67.[3] 杨辉军.现代化教学手段在德育中的应用研究[J].北京成人教育.2001（9）：29.[4] 徐明成.多媒体技术对教学的作用和影响[J].现代情报.2006（10）

[5] 何凡.多媒体在幼儿园教学中的运用[D].东北师范大学 2008

第五篇：虚拟现实技术在煤矿安全中的应用研究

0-10-12;修订日期: 2000-11-20 作者简介:李珍香(1967-),女,现在阳泉煤炭专科学校从事教学与科研工作。

虚拟现实技术在煤矿安全中的应用研究

李珍香1, 杜红兵1,2, 夏征义2(11山西阳泉煤炭专科学校,山西阳泉045001;21中国矿业大学北京校区,北京100083)摘 要:介绍了虚拟现实技术及该技术在煤矿安全中应用的必要性和可行性,并提供了该应用领域中编制虚拟现实软件的工具。关键词:虚拟现实;煤矿安全;应用

中图分类号:TD7

文献标识码:A

文章编号:1008-8725(2000)06-0027-02 0 引言

多年以来,煤炭科技的发展,使得煤矿安全技术水平有了很大的提高,但是由于本身所处的自然条件,煤炭行业仍然被认为是比较危险的行业,各种事故(如顶板冒落、火灾、瓦斯煤尘爆炸等)的发生严重威胁着矿工的生命安全和煤炭生产的正常进行。在各种灾害事故中,矿井火灾是煤矿主要灾害之一,据统计,在全国统配煤矿和重点煤矿中,有自燃发火危险的矿井约占47%。当矿井火灾发生后,火势发展迅猛,变化复杂,影响范围广,往往造成人员伤亡和财产的损失,极易酿成重大灾害事故[1]。在救灾时,救灾行动的成功与否取决于救灾人员能否迅速、正确地决策并实施,而这些又取决于救灾人员的素质和他们平时训练水平。然而在矿山救护队的平时训练中,传统的训练方法很难给他们提供一个与真正的矿井灾害相近的训练环境,这样他们在救灾时,由于缺乏亲身的感受和实践经验,面对井下灾害时期极其危险复杂的场面,就很可能不知所措,而不能正确运用平时训练中学来的理论和技术[2]。虚拟现实技术完全可以模拟一个真正的矿井灾害和在火灾时期矿井的风流和烟流流动情况,并实时采取一些救灾措施,把救灾措施的效果逼真地反映给参与者。救护人员可以通过进入这个虚拟的环境,尝试采取各种各样的救灾措施,从而获得训练[3~4]。虚拟现实还可以模拟一个已发生 的事故,便于调查事故原因,吸取事故教训。1 虚拟现实技术[5]

虚拟现实,作为一门新兴的交叉学科,是当今计算机界广泛关注的一个热点。特别是VRML这一基于WWW上虚拟现实建模语言的出现和发展更推动了虚拟现实技术的发展。

虚拟现实来自于英文/Virtual Reality0(VR),它是利用计算机生成一种模拟环境(如飞机驾驶舱,分子结构世界等),通过多种传感设备使用户/沉浸0到该环境中,实现用户与该环境直接进行自然交互的技术。实际上它就是一种先进的人机接口,通过给用户同时提供诸如视、听、触等各种直观而又自然的实时感知交互手段,最大限度地方便用户的操作,从而减轻用户的负担,提高整个系统的工作效率。它是多年以来在实时图像显示技术、控制理论、数据库设计、机器人技术、多媒体技术、立体声、跟踪定位技术、计算机辅助设计和影视技术基础上发展的结果。它可以完全彻底地转化人们的想象力,可以在计算机中产生另一种境界,然后将境界的有关信息传给人的感觉器官,使人们获得一种全新的感受,让人觉得他的确是在另外一个三维世界中。

VR技术具有以下四个重要特征:(1)多感知性(Multi-Sensory)。所谓多感知,就是说除一般计算机技术所具有视觉感知外,还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知,甚至还应该包括味觉感知、嗅觉感知。(2)存在感(Presence)。又称为临场感(Immer-sion),是指用户感到作为主角存在于模拟环境中的 真实程度。

(3)交互性(Interaction)。指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境中得到反馈的自然程度(包括实时性)。

(4)自主性(Autonomy)。指虚拟环境中的物体依据物理定律动作的程度。2 国内外研究现状

随着虚拟现实技术的兴起和发展,有关它的应用也得到了很大的发展,目前在军事、航空航天、医学、建筑工程、娱乐方面的应用研究比较多。比如,医学上的虚拟解剖,建筑上的辅助设计,军事上的虚拟现实飞行模拟训练及联网战场模拟,以及各种各样精彩的虚拟现实游戏等等。虚拟现实已经形成了一个很大的潜在市场。

但是在煤炭行业,虚拟现实的应用研究还不是很多。英国的诺丁汉大学矿产资源工程系的AIMS研究小组利用虚拟现实技术模拟了一个井下房柱式开采系统。人们可以随时从真三维的各个方位观察这个开采系统中各个设备的运转情况及整个系统的运行状况,还可以实时的改变开采系统的配置,系统自动给出各种情况下的效率参数,通过对比来获得最佳的开采效率下的设备和人员配置。他们还模拟了露天矿的交通安全训练与教育系统,井下矿车出轨撞人的场景[3,4]。现有国内的安全技术及工程的各种理论技术已经相当丰富并且还在不断发展,但虚拟现实技术作为一门新技术在煤炭行业的安全技术中的应用研究可以说还是一个空白。3 矿井灾害的虚拟现实技术模拟及意义

用虚拟现实技术来模拟一个真正的矿井灾害,使人们更彻底更直观地了解矿井灾害的各方面因素,从而更有效地采取防灾和救灾措施。用Visual C++程序设计语言、Open GL程序设计语言、虚拟现实建模语言VRML、Visual J++程序设计语言、计算机图形学等知识编制虚拟现实软件,主要模拟采区的通风系统,当运输巷皮带跑偏与机架磨擦引起火灾时,先是自动喷淋系统喷水灭火;如果火灾发生蔓延,就模拟火的蔓延过程;工程人员关闭风门的过程;矿工撤退的过程;人员的巷道中行走时,烟流对人员造成的影响等。以及救护人员采用水龙头喷水灭水时,如果在上风侧灭火,发生的烟流滚退现象等。

为此,该虚拟过程的实现有着重要的意义:它可以减少矿山救护时的实际训练费用,并大大减少训练时的危险性,而且还可以不受时间、地点、天气的影响,任意设置实际灾害中可能出现的一些特殊情况。它也可以提高煤矿安全及生产管理人员的安全意识,提高管理水平,预防重大灾害的发生,提高矿井救灾人员处理灾害的决策应变水平,并把矿井灾害的伤亡和损失降到最低。同时可以协助调查事故原因。另外,通过软件演示可以实现矿井安全救灾防灾的实际培训。4 结束语

虚拟现实技术的应用具有巨大实用性、真实性和灵活性。随着这种技术研究工作的不断深入和相关技术的发展(I/O设备的普遍使用、视频显示质量的提高以及功能很强且易于使用的软件的实用化),它在煤矿安全中的应用一定会有更广阔的前景。参考文献: [1] 周心权,吴兵1矿井火灾救灾理论与实践[M]1北京:煤炭工业出版社,19961 [2] 戚宜欣,秦跃平1矿井通风安全技术与管理[M]1北京:煤炭工业出版社,19981 [3] Aims ResearchUnit.Board and Pillar SystemUserManual.Department of Mineral Resources Engineering University of Nottingham.[4] Aims Research Unit.VR System General User Manual.Department of Mineral Resorurce Engineering University of Nottingham1 [5] 俞志和,曾建超1虚拟现实技术[M]1大连:大连理工大学出版社,19961 Application of VR technology in mining safety

LI Zhen xiang1DUHong-bing1、2XIA Zheng-yi2(1.Yangquan Training Iustitute of Coal,Yangquan 045001 China;2.China Univ.of Mining&Tech.,Beijing Campus,Beijing 100083,China)Abstract:This paper introduces VR technology and its application in minning safety and presentes the programming tools of VR technology in this field.Key words:VR;minning safety;application

煤 炭 技 术

2000年