DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 3. 新媒体碎片化学习方式对理工类课程学习的影响 理工科是一个广大的领域，包含物理、化学、生物、工程、天文、数学及前面六大类的各种运用与组合的科目，它实际上是自然、科学和科技的统称，包括理科和工科。理工科大学生培养不仅承担着培养基础研究、工程技术、工程和科技管理方面人才的重任，也是发展基础和应用科学、工程技术学科、综合学科和交叉边缘学科的源泉和依托 [ 8 ]。理工类的知识更加强调逻辑性，知识的获取与内需要学习者独立思考，知识之间环环相扣、步步深入，碎片化的学习与这类知识的获取对学习者的素养和学习方式的要求有较大的差异，对学生的思维习惯和知识获取有多方面影响。 3.1. 正面影响 3.1.1. 时空灵活性 碎片化学习借助各种移动终端，不受时间、空间、时长甚至所处活动的限制，学生可以利用课间、睡前、乘车、走路、用餐等时间进行学习，对环境挑剔度低，原本碎片化的、无法利用的时间能够得到部分利用，增加了学习时长 [ 9 ]。 3.1.2. 信息便捷性 碎片化的信息资源有助于丰富知识网络，为原本存在漏洞的微环节提供了“补丁”。比如，传统学习过程中存在某一知识空白点，通过信息技术获取该知识点的碎片化解读，有助于学生完善知识网络，增强对知识的理解。 3.1.3. 内容精细化 碎片化学习将知识内容分解为精细的知识点，知识的学习从整体向部分转化，时间简短和内容的细小完美结合使教与学更加简单方便。由于学习内容简短，学生在学习过程中，对简短微小的知识内容不会产生烦躁拖拉、拖延学习的现象，在注意力还未消散前便可完成学习，更有助于知识的吸收和学习效率的提升，且在学习完成后进行回顾也较方便 [ 9 ]。 3.2. 负面影响 3.2.1. 不连续的学习时间导致思考的中断 科研工作需要一个安静的环境，是广大科研工作者的共识。系统性分析需要对多方面知识、资料的整合和思考，碎片化的时间里，思考过程被频繁打断，导致该过程无法深入进行。理工类的学生处于知识积累过程，思维过程的被打断对整体学习效果的伤害是巨大的。大多数的知识点无法用一个碎片的时间学完，零散的学习片段再重新“焊接”起来，需要花费比碎片的学习更多的精力。 3.2.2. 浅层思考与注意力的破坏 比“学习未完成”更重要的是，对思维习惯、专注力的破坏更加难以修复。我们在茶余饭后、乘车等待、甚至走路的时间，看上去是进行了时间的充分利用，争分多秒的学习。而这些时间内，我们无法专注于学习，因为还需要分心注意到交通安全、是否到站、电子设备消息提醒等其他信息，并无全身心投入。在信息刷屏的环境下，碎片化学习需要学习者具备很强的自控能力，尤其是进行非正式学习时很容易被各种娱乐、热点等信息吸引注意力。长此以往，学习者习惯了一心二用，难以沉浸在某个主题的思考中，造成浅层学习，对学习习惯又更深层次的破坏。 周梦茜等对电视在儿童注意力发展中的影响研究表明：“电视把时间变成感性的碎片， 通过大量短暂的片断、快速的动作、镜头的切换等方式呈现大量信息，使儿童淹没在大量的信息之中，来不及加工思考，更无法整合信息，从而会破坏儿童集中注意的能力。另外，每一个变化中的屏幕都需要大脑重新调整 它的接收功能并且改变应对的步骤，使大脑被强迫在短时间内持续调节以适应新的变化。久而久之，大脑变得麻木，儿童的注意能力下降，思维难以集中，缺乏耐心和意志力” [ 10 ]。大学生课堂上时不时按开手机看一眼，就是注意力不集中的最直观的体现。 理工类课程需要学习者能够调动已有知识、深入思考、不分心，这恰好是碎片化学习方式的反面，长此以往，学习自然事倍功半，进而导致对学习丧失兴趣。 3.2.3. 碎片化信息传递与接受过程的差异 理工类课程学习的过程使学习者头脑思维的过程，针对同一个科学或工程问题，理解的速度、产生学习困难的节点都存在巨大的差异。碎片化的资源传递给学习者的呈现的量大、快速、无筛选性，使得“需求”与“供给”之间的匹配存在差异。“量大、快速性”使得阅读者短期获得了大量的信息，对信息的筛选、处理就成为获取知识的关键。而无筛选性恰恰加剧了学习者的负担：让初学者从大量信息中获取需要的、恰当的信息，是不符合学习的规律的。
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user: 4. 碎片化学习在理工科学习过程中的合理利用 4.1. 合理设置新媒体碎片化学习任务 合理设置学生需要线上学习、答题等任务，避免形而上学、为线上而线上，人为制造碎片化学习环境。避免不合理碎片化，避免人为的将系统性的思考过程打乱、打散。 如线上学习的视频是一个完整的知识点，学生带着明确的目的参与该学习过程，紧随着学习过程能够明确的可以解决某类问题，实现学以致用，同时明确该知识点在整体知识体系中的地位和作用。 以暖通空调系统中的管网设计为例。通常，暖通空调系统中的冷冻水系统为枝状管网，管网的水力计算采用经济比摩阻法，学生应整体掌握该方法的设计逻辑，在此基础上，计应具备一定的流体力学知识，如沿程阻力、局部阻力、水泵的扬程与流量等。我们不能将经济比摩阻法的整个分析方法分成若干个小段落，这样会导致学生无法理解设计计算全过程。但可以将沿程阻力的含义、沿程阻力的计算方法、局部阻力的计算方法等分解为学习片段，供不理解的同学学习，同时强调该片段在经济比摩阻法计算整体中的位置和价值，以便该知识融入整个计算体系。 4.2. 培养自主学习、自控能力 网络是一个信息的大熔炉，并无偏向性的影响。大数据的发展促进了网络提供给学习者的信息是个性化的、具有深度跟随性的，网络推送给我们的信息通常是我们经常浏览的领域。因此，学生的阅读习惯如果集中在娱乐领域，则充斥其生活的娱乐资讯将会偏多；如果集中于时事，则会第一时间获取时事资讯。因此，引导学生获得对自身学习、发展更有利的信息，使其第一时间获得有利于学习的信息资源，可以潜移默化的促进学习。 自控能力也是学习过程中重要的能力。互联网的资讯纷繁复杂，在其中筛选目标信息、摒弃干扰，是学生的重点必修课，要能扛得住各种“标题党”的诱惑，忍得住“就点开看一眼”的冲动，耐得住“有没有人找我”的寂寞，培养学习目标的专注度，才能降低碎片化带来的思维负面影响，充分发挥信息技术为学习提供的便利，提升学习效果。 4.3. 知识的重新整合、网络化 碎片化的学习方式将整体、系统的知识零散化，若缺少了重新组合的过程，就像砌墙用的砖，简单堆叠，哪怕数量够多，也无法形成摩天大楼。因此，一定不能减少知识重新组网的过程，将知识脉络重新梳理，获取的知识有效嵌入知识脉络，实现“砖”的有效粘合，建成知识的“摩天大楼”。
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user: 5. 总结 理工类课程关系着我国工业化的进程，新一代理工科大学生的学习情况、思维方式直接影响了国家的未来发展。在理工科大学生中进行新媒体、碎片化学习影响的研究意义深远。我们无法摆脱互联网时代的烙印，但如何优化利用互联网技术带来的便利，同时尽可能降低其不利影响，功在当代，利在千秋。
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user: 摘要 本文基于RT-Thread设计了一种分布式控制电动自行车充电桩的网关系统。在这个系统中，网关负责整个系统与服务器数据的交互，还要维护与设备之间的通信，是设备与服务器交互的纽带。本文给出网关系统的硬件电路设计与任务设计，网关系统主控采用GD32F103VET6，除了主芯片自带的RTC和看门狗外，还要有局域网通信模块、4G通信模块、485通信模块、Flash存储模块。任务设计上通过成熟的通信协议来维护内网与外网的通信，通过可靠的程序设计策略，保证整个系统有非常高的稳定性。完成充电桩一系列需要采集和上传的指令。
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user: 1. 引言 随着科技的发展和城市化的不断发展，城市交通拥堵问题严重。越来越多的人选择电动自动车出行。据2020年统计，我国电动车保有量高达3.5亿辆，是真正的国民交通工具。目前电动自行车每年发生火灾的概率为十万分之二。75%的电动自行车火灾，是在充电时发生的。2018年5月15日，国务院安委办下发《关于开展电动自行车消防安全综合治理工作的通知》。该通知工作措施第二条，明确鼓励新建住宅小区同步设置集中停放场所和具备定时充电、自动断电、故障报警等功能的智能充电控制设施。电动自动车充电桩往往比较密集，数量比较多，传统的电动自行车充电桩往往设计1拖10的充电桩，但布线较复杂。分布式控制的充电桩也多采用有线485的设计，数据交换速度比较慢。本设计则是基于以太网的局域网而设计的电动自动车充电桩的网关系统，数据交换速度快，布线简单，控制数量多，且可远程升级。实现对充电桩设备一对多的全面管理，维护设备的状态，并与服务器实时交换数据。
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user: 2. 系统整体设计与功能要求 本系统设计的充电桩系统为分布式控制的充电桩系统，采用网关来对所有的设备进行数据处理和转发，有效降低设备对服务器的依赖性，减小服务器的压力，节省4G流量，降低产品的运营成本，具体结构如下图1所示。 图1. 系统框架图 如上图所示，网关直接和服务器通信，服务器不参与充电桩之间的直接数据处理，这样的设计使得设备与网关的通信方式可以有更多的选择，而不局限一种通信方式，而且有利于后期的硬件设备和程序的升级，因为网关的存在，设备不与服务器直接交互，所以升级设备的通信方式，服务器不用做任何修改。设备程序升级时，网关可以缓存设备的升级文件，再进而逐个下发升级，这样大大减少了设备因为升级而消耗更多的流量。 网关要实现与服务器的功能有：远程抄表、远程获取设备状态、远程开启和关闭设备、远程充电信息获取、远程下发和上传充电订单、远程升级网关系统与设备系统。网关与设备之间要实现的功能有：网关发现设备、设备主动获取网关信息、设备状态上传、网关维护设备心跳状态、转发设备与服务器之间开启充电、结束充电、功能和电能信息、主动结束充电等功能。 2.1. 硬件框架图 本系统网关与设备之间通过以太网的方式连接，利用成熟的以太网通信方式可靠性高，且数据交换速度快，适合短时延，数据交换量大的场合。网关与设备之间的交互方式如下图2所示。 图2. 网关设备连接图 本系统主系统采用基于CORTEX-M3的GD32F103VET6单片机，对服务器端本系统通过4G通信模组连接到服务器进行数据通信，本地设备与网关的连接则采用以太网的局域网通信方式。网关系统通过W5500接入交换机，设备端可采用ESP8266来接入交换机系统，本文程序是在RT-Thread Studio集成开发环境中开发，基于RT-Thread操作系统，建立多任务，通过交换机建立局域网，网关系统通过UDP通信与设备进行数据交互，通过4G完成与服务器的数据交互，最终实现设备到服务器的数据交互。 网关整体系统框架如下图3。 图3. 网关硬件框架图 2.2. 硬件系统设计 硬件系统的稳定性设计决定了整个系统的稳定性，根据环境的要求，我们设计产品为民用级产品，但是在器件选型方面按工业级的标准来选型。硬件系统决定了整个系统的通信交互方式。 主控芯片与各设备的通信接口如下：通过485总线访问电能表来获取当前总的电量以及工作电压和工作电流。通过SPI接口与W5500进行通信。通过SPI接口读写Flash芯片。通过异步串口通信访问4G模组。主控芯片支持5个异步串口、3个SPI接口以及2个I2C接口，满足系统的要求。 2.2.1. 主控系统设计 现今市面上的网关大多采用高端嵌入式处理器加操作系统设计，预置有丰富的应用软件，配置较高，导致成本高，不太适用于本系统场景 [ 1 ]。本系统采用兆易系列GD32F103VET6，相较于ST系列具有更高的性价比。架构上采用ARM公司的M3新内核。性能提升30%，主频可达108 MHz，可超频到120 MHz。价格上便宜20%~30%。由于GD系列的Flash零等待时间，本工程原来使用ST所以在工程上需做稍许更改。因为后期要升级系统版本，本文通过外接Flash芯片来存储升级程序。具体电路如下图4所示。 图4. 主控芯片电路 2.2.2. 电源系统设计 系统的稳定性很大一部分取决于电源的长期稳定性，本系统中网络和主控以及通信部分均采用3.3 V供电。本系统选用的4G模块工作电流比较大，瞬时电流可达1.5 A，4G通信模块的输入电压范围为5~24 V，模块资料声明电压过低会影响4G模块达不到额定−40度的工作标准，因此本系统采用直流12V直接给4G供电。通过AMS1117-3.3进行前端稳压之后再分别给其他模块供电。本系统设计了断电上传电路，所以通过DC-DC设计了12 V到5.6 V的电源电路(图5)。 图5. 系统电源电路 2.2.3. 4G通信设计 4G模块选用成都移讯通的Q560工业4G通信模组，它支持7模15频，且有多重软件可靠设计与复合式的看门技术。支持AT命令进行配置和查询，标准的TTL接口通信电平。工业级的通信温度，满足整个系统的要求。与系统的接口比较简单，支持3.3 V的串口电平，可直接与模块进行通信连接(图6)。 图6. 4G模组电路 以太网通信电路选用支持硬件TCP协议栈的W5500，W5500是WIZnet推出的高性能以太网接口芯片系列之一，内部集成全硬件TCP/IP协议栈 + MAC + PHY。全硬件协议栈技术采用硬件逻辑门电路实现复杂的TCP/IP协议簇，其应用具有简单快速、可靠性高、安全性好等显著优势 [ 2 ]，支持TCP，UDP，ICMP，ARP，IPv4，IGMP及PPPoE协议，能提供8个独立的socket，每个socket可以含有最大16 KB的发送和接收缓存。W5500的SPI接口支持80 MHz的通信速率。接口电路如下图7所示。 图7. W5500设计电路 2.2.4. 485通信模块设计 485通信模块主要用于采集外部电能表的信息，来获取当前系统的工作电压、工作电流能及电能损耗，实现远程抄表的功能，节省人力资源。系统采用的485电路如下图8所示。 图8. 485通信电路
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user: 3. 系统软件设计 本系统基于RT-Thread系统开发，它是一个嵌入式实时多线程操作系统，基本属性之一是支持多任务线程。根据功能要求我们设定以下7个独立线程，线程是RT-Thread操作系统中最小的调度单位，线程调度算法是基于优先级的全抢占式多线程调度算法，即在系统中除了中断处理函数、调度器上锁部分的代码和禁止中断的代码是不可抢占的之外，系统的其他部分都是可以抢占的，包括线程调度器自身 [ 3 ]。 3.1. 总体任务设计 优先级的分配比较重要，决定了系统对任务的响应时间，RT-Thread为抢占式的实时内核，因为要根据实际需要来设计优先级： 任务1：主函数任务，用于初始化网络设备、4G通信设备、RTC时钟、看门狗。对必要的信号量和队列进行初始化。初始化主要的任务函数，之后不断执行看门狗监测任务，主函数的优先级可以在rtconfig.h中进行定义#define RT_MAIN_THREAD_PRIORITY 10。 任务2：UDP数据处理指令，一旦开始运行后，该任务自动进入挂起状态，等待接收队列的到来，一旦接收到数据则开始对数据进行分析处理。 任务3：4G数据处理指令，一旦开始运行后，该任务自动进行挂起状态，等待串口通信分析处理4G的数据，若是符合要求的数据则会由串口任务发送数据到队列里，4G接收任务进入就绪状态，分析并处理数据。 任务4：UDP发送任务，把UDP发送任务独立出来，减少多任务运行多数据发送的时候引起的冲突问题。 任务5：设备心跳检测任务，此任务需要维护两个心跳，一个用于和服务器保持长链接的心跳任务，另一个用于定时获取设备状态的任务，网关定时向设备发送心跳，检测设备是否在线。 任务6：串口数据处理任务，用于处理串口接收到的数据并按协议进行前期的数据处理和分析。 任务7：串口发送数据任务，用于通过串口向服务器发送数据。此任务在没有数据需要发送时进入到挂起状态，RT-Thread是抢占式的操作系统，由于串口没有缓冲区，独立成任务可以防止多任务同时使用串口发送造成数据的发送错误。不采用信号量的方式而采用队列，提高数据的传输效率。 3.2. 程序设计 3.2.1. 初始化任务设计 本系统在RT-Thread Studio中进行编程，在系统配置时已经进行了前期的一些配置，例如串口1的相关配置和W5500的配置已经自动添加初始化链表中。具体其他的一些初始化配置可参见下图9。 图9. 初始化任务 系统执行完初始化链表上的任务之后开始执行用户的初始化函数，本系统首先初始了局域网的连接，然后读取Flash，对用户的一些配置初始化，检测设备是否有升级任务。之后初始化RTC时钟，最后初始化系统中需要的队列和信号量以及任务。进行到主函数任务，根据当前状态点亮对应LED灯。 3.2.2. 4G通信任务设计 在main函数里初始化4G相关的任务后，4G任务的优秀级大于main函数，所以会立即运行，开始运行时首先初始化4G模块，检测4G模块是否存在、读取4G信号质量、检测是否连接到网络并读取IP地址，初始化服务器地址并开启心跳定时器任务，定时向服务器端发送心跳数据包，来检测设备是否在线。接下来进行挂起状态，等待服务器端数据到来。 与外部通信要完成通过4G模块接收信息，然后解析相关数据并进行相关的操作，根据网关要实现的功能我们设计以下流程图10。 图10. 4G任务执行图 4G接收任务并及时处理响应服务器，有些回复信息需要设备的响应，因此数据在处理后应当及时释放CPU的控制权。为了保证接收任务能及时的处理，所以设计接收数据队列，根据先进先出的原则依次对信息进行处理。 3.2.3. 设备心跳任务设计 在设备出现故障或者网络出现问题时需要及时同步设备状态到服务器端，因为需要定时维护设备心跳，来获取设备的最新状态，心跳任务设计如下图11所示。 图11. 设备查找与心跳维流程图 设备查找是网关通过发送UDP广播通信进行设备查找，查找到设备之后会记录设备的IP地址以及端口，下次和设备直接就可以直接通过IP地址进行通信。设备的心跳维护任务间隔为2分钟，以便能及时获得设备状态。 3.2.4. 网关与设备通信任务设计 内部通信任务用来维护设备的心跳和状态、设备的升级、转发设备的一些充电相关的指令。通过UDP实现点对点的通信，在应用层完成可靠性通信的建立。具体处理流程如下图12所示。 图12. 网关处理设备消息流程图
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user: 4. 结语 本系统基于RT-Thread提供了一种分布式控制充电桩网关的系统设计方法，通过局域网实现一台网关管理多台充电桩设备，维护设备的状态信息，并实现与服务器间数据的透明转发。网关整体功能考虑周全。本系统在实际长期运行中可靠稳定，具有一定的实用价值。
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user: 摘要 大学英语课程教学涵盖了听、说、读、写、译等方面，旨在培养非英语专业学生的英语综合运用能力。在课程教学中，具备一定的长难句解析能力及长难句翻译能力，也是大学英语课程教学大纲的要求。而长难句是大学英语教学部分中的重点，也是长期困扰学生的一大知识难点。如何理解分析大学英语课文中的长难句，并仿照其结构，以提升学生的翻译能力，是大学英语课程中的重要教学环节。本文结合时事热点词汇以及应试考试，以探索出符合当前大学英语发展趋势的长难句仿写教学法和教学设计，从而提升大学英语整体教学质量。
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user: 1. 引言 大学英语中的长难句教学分为两个主要环节：词汇与语法。词汇往往涉及到课文涵盖的新词生词，学生不仅要掌握它所涵盖的词性、含义、发音以及其常用的搭配词组，还要学会分析长难句中所包含的语法结构，例如主句、倒装句、分词状语主句、定语从句和名词性从句的单项或多项结合等。生词和复杂长句所构成的长难句结构，如何理解、掌握和运用，是大学英语课程中不可忽视的教学内容，也是课程大纲中的必然要求。但目前的大学英语课，许多老师就长难句的讲解，倾向于单向性的课堂灌输，直接讲解长难句大意，让学生跟着大意，去标注长难句的语法规则和生词大意。这种缺乏互动和学生思考能力培养的传统教学模式，已经不适应当前数字时代大学英语教学模式的发展，也不利于培养学生的英语学习积极性和提升课堂授课质量。在不利于培养学生对课文长难句结构的掌握吸收与运用的情况下，学生参加涵盖汉翻英的四六级考试时，往往无从下手，从而影响到学习英语的积极性和自信心。目前国内的长难句教学普遍存在中式英语表达问题，造成这个现象的原因主要有语言学习者自身母语干扰和语言习惯干扰等 [ 1 ]。课文长难句仿写翻译本质上属于汉译英，它考验学生对英语字词句的灵活运用，但现阶段大部分学生都处于非英语学习环境中，翻译时使用的语言结构难免出现生硬、甚至机械翻译的情况，译文有浓厚的中式英语色彩。要摆脱此类情况，提升地道英语词组和句子结构表达能力，就需要进行相应的仿写练习。 所谓仿写，就是根据一篇文章的立意、语言、结构和表现手法进行模仿。仿写是提升翻译能力的一种有效途径。而仿写翻译通过模仿原文的长难句句式结构来进行翻译练习，不仅能够克服学生对于新难点知识的畏惧心理，还能减少中式英语的干扰，主动寻求解决方法，在一定程度上深化对长难句结构的认知和掌握程度 [ 2 ]。而几乎所有现有教材的大学英语文章，都是以英语为母语的人所编写，因此如何模仿课文的行文风格，提升学生使用地道语言的翻译表达能力，将是本文讨论的重点。
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user: 2. 实时生活类热词与仿写教学质量的联系 实时生活类热词，是指那些与日常生活息息相关的单词或词组，使用频率较高，实效性较强，它不局限于政治领域，应立足于宏观文化层面，包括社会，政治，历史，文化等文化内容，只有将具体的文化信息与文化活动放在特定的社会历史环境下，才具有实际意义 [ 3 ]。仿写教学在立志于锻炼学生灵活运用课文重难点句式结构的同时，也应当勇于跳出教学“舒适圈”，增加学生对实时热点词汇的意义掌握和了解，及其相关翻译等。这对老师的备课工作提出了新的要求。 在当今发达的网络背景下，学习资源铺天盖地，对于老师而言，对于教学资源的查找搜集也就更便捷，选择性也更多。但目前对于大部分老师而言，备课存在两个主要问题：1) 备课时间少。所谓慢功出细活，要保证长难句仿写的质量，需要分三阶段完成。第一步：通过网站搜索当前的实时热点词汇，并做好相关记录。第二步：精读课文，挖掘课文中突出的长难句句式结构，并思考如何与热点词汇进行有机结合。第三部：精细校对。热词与课文结构的搭配是否显得突兀。完成上述三个步骤后，还需要想好课堂相应的仿写教学执行步骤等。这一过程的实现，不是集中一个时间段可以完成，需要任课教学花较大时间准备。但目前在“重科研轻教学”的环境下，老师们在这一环节的准备上还存在着不足，以至于无法达到预期的教学效果。2) 教师信息接受能力相对滞后。目前的翻译教学以课本为中心，只关心学习任务的完成，忽视了学生的实际需要，也是对当前社会需要的模式 [ 4 ]。要将热词与仿写结合，这无疑对老师的要求比较高。许多老师由于在学术理论方面投入的精力较多，潜意识也容易将这一领域的词汇加到仿写中，使得对实时生活类热词的关注度上比不过学生。外加由于年龄所体现出的师生交流代沟，教师也不大容易在这方面拉近与学生的距离，从而使得仿写教学效果低于预期。 鉴于实时生活热词在日常生活中的高实用性，其与课文长难句结构的有机结合所衍生出的仿写翻译联系，可以有效激发学生学习积极性与课堂参与度。任课教师需要适当增加备课时间，并分成若干阶段，已完成热词归纳，长难句挖掘，校对等工作，这不仅能较好的改善长难句的教学，提升课堂活跃度，也能很大程度激发学生学习积极性和教师的教学信心。 以全新版大学英语3 (第二版) Unit 3 Security的Text A The Land of the Lock为例。课文中的Paragraph 13里有这么一个长难句：“We seem finally to have figured out a way to hold the terrorists， real and imagined， at bay; it was such a relief to solve this problem that we did not think much about what such a state of affairs says about the quality of our lives.”。这个长难句中的亮点句式结构词组包括了“hold someone at bay (遏制)”，“it was such a relief to do (做某事令人感到如释重负)”以及“did not think much about what such a state of affairs says about (没有过多思考……的现状究竟意味着什么)”。 为了加深学生对这一句式结构的应用，激发学生对高层次学习动机的意识，教师可以通过实时热词与相应句式结构进行有机结合(图1、图2所示)。 在图1的仿写翻译练习里，教师结合了2020年的网络热词“凡尔赛文学”以及生活用语“怪胎”。在这部分的教学内容里，教师可先跟学生解释“凡尔赛文学”的网络释义，它不同于法国正统文学中的“凡尔赛”或“凡尔赛宫”，它是指那些日常生活里“以低调的方式进行炫耀”的行为，以“先扬后抑”，“明贬暗褒”为主要特征，因此译为“humble-bragging”，而“凡尔赛文学家”又特指这一类人，因此增加后缀“-er”组成“humble-bragger”一词。而“怪胎(freak/weirdo)”又是一个非常生活化的词汇。 在图2的仿写翻译练习里，实时生活类热词就包括了“微信朋友圈”“基友”和“烤鱼”等表达，这些词组以贴近生活为显著特征，其实用性也不言而喻。但是由于教材本身的滞后性，学生在课堂的学习中不易学到这些词或词组的相应表达形式。所谓“基友”，即男生之间情同手足的兄弟情义，可译为“buddy”，“微信朋友圈”即瞬时动态，翻译为“moments”，而面对“烤鱼”一次，许多同学分不清“烤”的具体概念，如果是放进烤箱里烤，可选用“roast”一词，若是放在烤架上烤，则使用“grill”。以此推理，“烤鱼”的翻译是“grilled fish”。 图1. 时事生活类词汇“凡尔赛文学”“怪胎”与课文长难句句式结构的仿写翻译练习 图2. 实时生活类词汇“朋友圈”“基友”“烤鱼”与课文长难句句式结构结合的仿写翻译练习 这种结合了实时生活类热词的仿写翻译教学，不仅能大大提升学生的课堂参与度和课堂专注度，同时也克服了学生对长难句学习的畏惧心理，同时也突破了学生对英语课程低层次学习动机的局限，锻炼了学生的思考能力，语言组织能力，增加对热点词汇和常用生活类词汇的掌握，增加了对长难句的理解和运用以及英语学习信心，满足了学生对大学英语学习的高层次学习动机的培养。
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user: 3. 仿写教学中关于长难句的教学执行步骤 3.1. 课文长难句结构的定义 任课教师在进行仿写教学设计时，除了上述提到需要搜集大量与生活相关的实时热词外，还需要通读教学单元课文，挖出一些长难句句式结构，来拓展相应的仿写。这比传统式单一句式结构分析和大意讲解相比，显然更生动和有趣。从狭义的角度讲，长难句是指用了各种非简单句的句式结构，例如定语从句，状语从句，同位语从句，分词状语，独立主格结构等。从广义的角度看，长难句的定义超过句式结构层面的范围，它不是单纯的简单句和从句的结合。相反，它可以是若干个单词或词组搭配，也可以是若干个词组与从句的搭配为特征，令学习者在理解和运用上产生困惑的句子。也可以将其定义为长难句。 以全新版大学英语综合教程3 (第二版)中的Unit 2 Text A The Freedom Giver为例(图3所示)，其中Paragraph 4有一个长难句：“Yet this stop was only part of a much larger mission for me. Josiah Henson is but one name on a long list of courageous men and women who together forged the Underground Railroad.”。这个句子中设计到的难点主要是词组短语“...was only a part of a much larger ... for...”以及“...is but one name on a long list of …”和定语从句“who together forged…”的结合。许多大学英语学习者对于单个单词或词组的理解不构成问题，但当这些成分组合到一起后，就成了一大难题。 图3. 结合若干词组和定语从句的长难句结构和仿写翻译练习 3.2. 学生对课文长难句的学习过程 在传统的长难句教学中，老师倾向于单方面的告诉学生其相应的结构大意，让学生记在书本或笔记本上，便以此结束。这样的讲授方式，降低了学生的课堂学习积极性，同时，被动的知识灌输，没有加以运用，学生难以对此产生深刻记忆点，容易在短期内遗忘。 为了最大程度的保证课堂的仿写教学质量，学生的课前自主学习变得尤为重要。以全新版大学英语综合教程3 (第二版)中Unit 6 Text A The Last Leaf为例，任课教师提前找到需要进行仿写的原文长难句，并给出相关句子的译文，以文档的形式上传到自主学习平台，或者是学习班级qq群或微信群等，并对句子中重点词组进行标注。课上教师便针对这些长难句拓展相应的仿写翻译练习(图4、图5所示)。这一课前自主学习的时间相对较短，往往在10分钟左右。虽然短时间的自主学习效率还存在争议，但它对学生的学习负担相对较小，某程度上也能激发学生自主学习的自律性和积极性。 3.3. 完善仿写翻译教学的学生学习反馈 大学英语课程主要面向非英语专业学生，其英语知识储备或是英语语言应用能力和英语专业学生相比略微薄弱。而仿写翻译教学的实践性强，互动性高，难度也会有相应提升。相对应的，学生对这一教学模式的接受能力和适应能力也有不同，因此，任课教师也需要收集学生课后对仿写翻译练习的学习反馈，来进行教学反思。学生在这一教学过程中的学习体验如何，是否觉得节奏过快，教学内容过难，教师的知识产出是否充足，自身学习收获大与否等。以四川外国语大学为例，任课老师针对自己所教的学生展开了一次长难句仿写翻译问卷调查，共141位受访对象，其中超过90%的学生表示长难句仿写教学能较好或很好地带动学生学习积极性(图6所示)，且接近三分之二的问卷参与者表示，仿写教学能够学到更多热点词汇，课堂注意力更集中，课堂的趣味性更强，参与度更高(图7所示)，同时参与调查的学生也针对仿写教学给出了个人建议，比如适当放慢仿写教学部分的节奏，强调和讲解一下原文的重难点结构，增加对知识点的理解和掌握等。 图4. 为布置给学生的课前长难句自主学习内容 图5. 为教师在课前自主学习长难句结构基础上设计的课堂仿写翻译 图6. 为仿写教学对学生课堂学习积极性的调查 图7. 为仿写教学优势体现的问卷调查
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user: 4. 总结 在目前科技不断发展更新的大背景下，长难句的教学也应做到与时俱进。首先，任课老师应从学生的学习动机学习兴趣来考虑，将其融入到长难句的教学中，同时还要考虑到学生的基础差异和接受度，做到教学内容的由浅至深、循序渐进，最大限度提升学生的课堂学习体验。其次，任课老师要完善长难句的教学机制，例如课前准备工作、课中教学互动以及课后学生的教学反馈等。坚持集体备课研讨，共同参与长难句相关教学科研项目，共同开发课件等活动 [ 5 ]。通过教师间的教学讨论与合作，努力改善长难句仿写教学方法，提升长难句教学质量。
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user: 摘要 无线电频谱是连接着陆、海、空、天和网络空间的媒介，事关国家利益和国家安全，其使用权是“大国竞争的前沿和中心”。本文首先简要介绍国内外无线电监管的研究现状，然后讨论无线电监测技术，最后介绍了云南大学在边境无线电监测领域的工作及无线电监测技术的发展趋势。
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user: 1. 引言 自无线电发明开始，无线电监管就应运而生 [ 1 ]。美国早在19世纪20年代就制定了0~60 MHz无线电频谱分配表，开始建设无线电监测系统，随后颁布了《1927年无线电法案》，成立了联邦无线电委员会 [ 2 ] [ 3 ]。中国无线电监管工作起步较晚，1962年成立中央无线电管理委员会，指导方针经历了“少设严管”、“科学管理、促进发展”、“三管理、三服务、一突出”三个阶段，20世纪90年代我国开始大规模建设无线电监测系统，目前已建成技术先进的无线电监测网络 [ 4 ] [ 5 ]。俄罗斯继承了前苏联无线电监管的遗产，无线电监测技术和管理经验丰富，西方电子战专家认为 [ 6 ] “俄罗斯电子战的发展水平已属世界领先，电子战系统也是俄军最危险的武器装备之一”。 由于无线电波在开放空间中传播，因此，技术标准的国际协调就显得非常重要。国际电联ITU (International Telecommunication Union)作为联合国机构中历史最长的一个国际组织，负责进行全球无线电频谱和卫星轨道划分，制定技术标准，实施无线电监管，以确保实现网络和技术的无缝互连 [ 7 ]。由于ITU有关无线电频谱和卫星轨道资源使用权的分配原则是“先到先得”，因此，这些资源的使用权是“大国竞争的前沿和中心”。以卫星轨道资源的使用为例，美国忧思科学家联盟网站统计 [ 8 ]，2020年底全球共有3372颗卫星，其中，美国、中国和俄罗斯分别拥有1897、412和178颗，美中俄卫星数量占比超过73%。在军事领域，2012年3月美军颁布了《联合电磁频谱管理行动》条令，2016年10月发布了《联合电磁频谱作战》条令，2020年7月正式发布JP3-85《联合电磁频谱作战》条令，10月美国国防部发布《电磁频谱优势战略》，美军将用“电磁战”概念替换了“电子战”，并明确指出将电磁战与频谱管理融合为统一的电磁频谱作战，美军认为“电磁频谱内的行动自由将帮助部队更好地实施作战机动并夺取最终胜利”，这两个文件的封面见图1所示；2020年10月我国国防法修订草案全文公布，修订草案新 图1. 《联合电磁频谱作战》和《电磁频谱优势战略》文件封面 增规定，国家采取必要的措施，维护包括太空、电磁、网络空间在内的其他重大安全领域的活动、资产和其他利益的安全 [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]，国防法修订草案强化了电磁空间安全的重要性。同时，5G、互联网卫星和未来6G的竞争有目共睹 [ 12 ]，电磁频谱的属地性管理原则受到挑战，因此，大国之间电磁频谱优势的激烈竞争和对抗不可避免。 下面首先介绍无线电监测的现状，然后介绍云南大学在边境无线电监测方面的实践，最后讨论无线电监测技术的发展趋势。
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user: 2. 无线电监测 图2为我国I类城市无线电监测系统拓扑示意图，系统由若干固定监测站、移动监测车、可搬移设备、便携式设备，以及频率数据库、台站数据库、监测数据库、检测数据库、无线电发射设备型号核准库等构成 [ 13 ]。虽然国家无线电管理职能部门为解决无线电监测系统数据传输问题制订了RMTP (Radio Monitoring Transfer Protocol)协议，要求不同集成商的无线电监测系统通过遵循RMTP协议实现联网，但不同的集成商为了保护自己的核心技术，极少公开编程指令集，导致国内现有的无线电监测系统并未真正实现互联互通和资源共享，数据未建立有效关联 [ 14 ]。目前的无线电监测系统本质上仍是一种典型的人机通信系统。经过几十年发展，各类无线电业务系统(如无线电监测、频率管理、台站管理、行政执法检查等)拥有海量数据，但数据壁垒大量存在，无法对这些海量数据进行有效挖掘和利用，无线电监管系统缺乏智能化 [ 15 ]。 图2. 我国I类城市无线电监测系统拓扑示意图 [ 13 ] 为解决无线电监测系统存在的问题，许多学者开展了相关研究工作。2015年，Cooklev等人 [ 16 ] 提出了一种基于云的频谱监测方法，体系结构如图3所示，其主要结论为：无线电监测系统应当具备使用不同性能、不同公司生产的谱传感器的能力；为了使频谱监测系统具有可持续性和永久性，并能够随着时 图3. 一种基于云的频谱监测方法 [ 16 ] 图4. 我国无线电管理一体化平台总体架构 [ 20 ] 间推移不断向前发展，必须重点考虑监测系统的设计问题，使得整个系统具有无限寿命，而构成它的各个元件具有有限寿命。因此，无线电管理职能部门应该更加关注系统架构的设计，而不仅仅是监测接收机的参数。2018年，文献 [ 17 ] 发表，这是一个由西班牙、德国和瑞士科学家组成的团队，他们提出了采用众包方式建立全球无线电监测系统的设想，并在欧洲搭建了由6个节点组成的示范网。与此同时，文献 [ 18 ] 提出了一种用于无线电信号监测的大数据处理架构，并详细讨论了一种基于深度学习的端到端的信号处理方法。Lin等 [ 19 ] 提出了一种用于无线电频谱监测的软件定义网络架构，目的在于规范全国范围内的频谱分配和使用管理，文中提出的软件定义网络架构为无线电频谱监测提供了使用软件定义的无线电设备来协调控制监测节点和监测中心之间通信带宽需求的能力。为了应对越来越多的来自不同集成商的无线电监管系统，国家无线电管理职能部门不得不采取一体化平台建设等手段对其进行整合 [ 20 ]。2019年，工业和信息化部发布了《无线电管理一体化平台体系架构及应用规范》 [ 20 ]，在行业标准中明确规定了很多原则性内容，包括平台的总体架构、建设要求以及一体化标准规范体系的整体架构等，至此，国内各省(区、市)及业内各无线电监测系统集成商纷纷掀起了一体化平台建设的高潮。图4为我国无线电管理一体化平台总体架构，其采用面向服务的架构SOA (Service-Oriented Architecture)，利用业界先进技术平台开发，是一种典型的“基础平台 + 业务应用”模式的信息系统架构。主要组件包括：企业服务总线、技术支撑服务组件、应用服务组件、数据资源、接入渠道。其中，数据资源包括无线管理一体化平台数据资源包括结构化数据和非结构化数据。结构化数据包括基础业务数据(主数据)、聚合业务数据(ODS)、共享业务数据、数据仓库(DW)、数据集市(DM)等；非结构化数据包括统一管理的电子文档、文档扫描件、音频、视频等。 2020年，Roberto等人 [ 21 ] 讨论了基于众包的Web频谱监测系统解决方案，并介绍了最新的发展趋势。由于公众参与无线电监测，使得监测系统的部署范围和监测技术的创新能力显著增强，因此，众包可能是无线电监管领域的发展方向之一。
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user: 3. 边境无线电监测 与内地无线电监测不同，边境地区无线电监测涉及境外，电磁环境十分复杂。为了做好边境地区无线电管理工作，2015年国家无线电管理办公室启动了课题“边境区域无线电管理技术设施建设及投资需求研究”，本文作者作为负责人承担完成了该课题，提出了信息系统架构下基于谱传感和云计算的智能边疆无线电监管网建设思路及解决方案，该成果被纳入《国家无线电管理规划(2016~2020)》和《云南省无线电事业发展“十三五”规划》，相关论文被中共中央网络安全与信息化领导小组办公室、人民邮电报等众多部门和媒体转载，在行业内产生了重要影响 [ 22 ]。《中国无线电》杂志主编易龙以“融入国家发展战略推动边境无线电监管设施建设”为题撰文进行了评述 [ 23 ]：“云南省高校谱传感与边疆无线电安全重点实验室这一研究工作对构建智能化的边疆无线电监管网、更好地服务和融入国家‘一带一路’建设及网络空间安全发展战略很有价值”。在上述工作的基础上，重点实验室还完成了云南省所有涉边地州的“边海无线电工程可研报告和技术方案编制，完成了云南省无线电监测方面的可研报告数十项，在服务国家战略和行业需求方面迈出了坚实的一步。 2016~2017年，重点实验室在云南省红河州建设了边境无线电监管示范系统，获得了系列自主知识产权，图5为示范系统架构 [ 5 ]。示范系统推出后，引起了国内外的关注，在行业内产生了重大影响，示范系统按照“互联网+无线电监管”的思路建设，具有安全、开放、共享、模块化等特点，云南省工业和信息化委员会评价为 [ 22 ]：“这是全国第一个基于谱传感的边境电磁频谱监管示范系统，同时也是全球第一个公开发表的集成了频谱管理和频谱监测的智能决策支撑系统，全力破解了新的时代背景下制约边境无线电监管工作效能发挥的症结，为我国实施边海地区无线电管理技术设施建设工程提供了重要支撑”。稍后，重点实验室在《Radio Science》上发表了封面论文 [ 5 ]，被美国《Earth and Space Science News》优选为“研究焦点”，并以“Managing Radio Traffic Jams with the Cloud”为题进行了评述 [ 1 ]。2017年10月，第13次中越边境地区无线电频率协调会谈召开前，从示范系统中提取了红河州河口县中越边境时间连续、频谱完整、要素齐全的实时监测数据，大大降低了边境电磁环境测试的人员参与度，示范效果显著 [ 22 ]。 图5. 示范系统架构 [ 5 ] 2018~2019年，重点实验室在云南省红河州建设了边境无线电监管系统，该系统基于边缘计算和云端架构设计，见图6所示。系统主要由谱传感节点、无线电专网、蒙自OpenStack私有云和弥勒Kubernetes容器云组成，其中，蒙自OpenStack私有云在1个控制节点、2个计算 + 存储节点的基础上构建，并在此基础上搭建了弥勒Kubernetes容器云；蒙自OpenStack私有云是主系统，弥勒Kubernetes容器云是备份系统，主系统在生产环境下应用，提供实时采集的无线电监测数据，两个系统通过无线电专网进行连接。系统共计18个微服务，主要特点为：采用云计算和边缘计算架构，与国家一体化平台兼容；采用主从备份和扁平化网络拓扑结构，系统安全可靠；开发了知识驱动的无线电监管APP，扩展了系统功能。 图6. 边境无线电监管系统架构 2020年至今，针对边境无线电监管的实际需求，本文作者提出了基于业务的无线电监测方法，以及知识驱动的边疆无线电监测方法，探讨了新一代人工智能在边境无线电监管中的应用。采用基于业务的无线电监测方法 [ 24 ]，重点实验室完成了“基于无线电业务的高铁无线电安全及技术手段研究”、“基于无线电业务的民用航空无线电安全及技术手段研究”、“边疆无线电智能监测和管理体系研究”、“德宏州边境无线电安全工作及无线电边境管控相关政策举措”等国家“十四五”预研课题；完成了工信部无线电管理局下达的课题“5G基站与卫星地球站电磁兼容研究”，开发了5G基站与卫星地球站之间的干扰协调软件APP，具有5G基站干扰协调测试、5G基站申报、5G基站申报表导入和受干扰地球站列表显示功能；开发了基于人工智能的FM调频广播监测系统，并进行了规模化部署和试运行，该系统通过人工智能模仿监测人员收听广播并记录异常发射台，取代了繁重的人工劳动，并以“FM Broadcast Monitoring Using Artificial Intelligence”为题，在Radio Science上发表了研究论文 [ 25 ] [ 26 ]；开发了基于谱传感的民用航空无线电监测系统 [ 27 ]，并在昆明市多个监测点进行了节点安装和试运行，该方法将飞机飞行数据与地面调频广播无线电频谱数据进行融合分析，为民航干扰溯源提供支持。图7为基站与卫星地球站之间的干扰协调软件APP；图8(a)为基于人工智能的FM调频广播监测系统框图，图8(b)为系统界面；图9为基于谱传感的民用航空无线电监测系统，图中左上角为监测节点，左下角为系统框图，右边为FM系统界面。2019年，国家无线电监测中心李景春书记莅临云南省无线电监测中心调研指导工作时，他指出 [ 28 ]：“中心科研创新成果显著，特别是民航专用监测系统和‘黑广播’监测等系统达到国内领先水平”。在知识驱动的边疆无线电监测方法方面，本文作者提出了基于知识图谱技术的无线电监管框架 [ 29 ]，见图10所示；建立了基于实体、事件和场景的EES模型 [ 30 ]，见图11所示；探讨了新一代人工智能在边境无线电频谱监测中的应用。 图7. 5G基站与卫星地球站之间的干扰协调应用软件(APP) 图8. 系统设计(a)基于人工智能的FM调频广播监测系统框图；(b)基于人工智能的FM调频广播监测系统界面 图9. 基于谱传感的民用航空无线电监测系统 图10. 基于知识图谱技术的无线电监管框架 [ 30 ] 图11. 基于实体、事件和场景的EES模型 [ 30 ] [ 31 ]
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user: 4. 无线电监测技术的发展趋势 由于无线电波“看不见，摸不着”，并且无线电业务容易受到干扰。因此，在无线电监测领域即使要回答“无线电波是什么类型，从哪里来，是否合规”都非常困难。早期，监测人员带上频谱仪到现场进行频谱测量和电磁环境测量，随着监测覆盖范围的扩大和监测设备的增多，国内外开始大规模建设基于RMTP协议的无线电监测网络。由于RMTP协议本身的局限性，2015年国家无线电管理办公室启动了课题“边境区域无线电管理技术设施建设及投资需求研究”，课题组通过分析研究我国陆地边境地区无线电频谱使用现状，台站设置情况，边境无线电管理技术设施建设和覆盖情况，其在边境频率协调和跨境干扰查处等工作中发挥的作用，当前边境地区无线电管理技术设施在建设、应用及管理中存在的共性问题，提出了我国陆地边境地区无线电术设施建设建议及投资需求分析 [ 15 ]，上述工作对国内外基于信息系统架构的无线电监测网络建设起到了促进作用。目前，无线电监测网络的发展趋势是从智能监测到智慧监测。 云南大学的无线电研究起源于20世纪40年代物理系无线电专门化，经历无线电监测技术发展的全过程，图12为云南大学怀周院楼顶上的无线电监测站的监测天线，这是国内高校第一个无线电公共安全预警监测站，该监测站通过RMTP协议与省内185个监测站互联，获得授权后可调用国内2522个监测站的数据，为实验室进行技术创新、数据对比、分析和工程化验证奠定了基础。同时，针对基于信息系统架构的无线电监测网络建设问题，云南大学提出了图5和图6所示的解决方案，并进行了工程化验证，对无线电监测学科方向有持续的研究和理解。 图12. 云南大学无线电监测站 在智能监测和智慧监测方面，针对无线电波是什么类型的问题，国内外专家提出了不同的解决方案，例如，为了检测授权无线电用户是否存在，以便认知用户可以动态利用无线电频谱，专家提出了通过谱传感监测频谱“空洞”的方法，比如，能量检测、匹配滤波、循环检测等 [ 32 ] [ 33 ]；为了识别无线电发射机，通信特定辐射源识别的多特征融合分类方法 [ 34 ]、一种基于时域瞬态信号的雷达模型识别方法 [ 35 ] 和一种基于CNN的无线路由器指纹识别方法 [ 36 ] 等被提出；为了识别异常无线电信号，许多基于生成对抗网络GAN (Generative Adversarial Network)的方法被提出，包括天津大学的方法 [ 37 ] 和云南大学的方法 [ 38 ]，图13和图14分别为我们提出的改进GAN模型和主要实验结果；为了识别无线电信号类型，我们建立了5G、LET、WCDMA和GSM等22种信号的频域、时域数据集，并通过机器学习和深度学模型研究了其分类识别方法，图15为5G NR下行信号的时域图与频域波形，图16为5种移动通信信号的时域和频域波形，针对无线电业务复杂、调制类型繁多，尤其是无线电波在空间传播后经历了各种传输损伤和噪声干扰影响，以及特征提取困难等问题，提出了数据预处理方法，结果表明我们的模型识别正确率高于目前行业水平2%~3%，并节省了计算时间 [ 39 ]。针对无线电波哪里来的问题，我们实施了TDOA测向和定位算法，并应用于国家边海无线电工程，图17以河口一品国际和河口森林公园两个谱传感节点对97 MHz信号进行测向为例，左图所示的“蓝色显向线”表明该信号为越南信号，右图为两个谱传感节点监测到的信号处理过程，包括频谱、IQ数据和相关运算；为了解决非视通NLOS环境下的定位，我们以WiFi和LTE定位为例进行了探讨，进一步完善了无线电监测知识体系 [ 40 ]。针对无线电信号是否合规问题，我们建立了图10所示基于知识图谱技术的无线电监管框架，提出来图11基于实体、事件和场景的EES模型；建立了知识驱动无线电监管实验系统，实现了无线电监管知识的获取、推理、决策和问答等功能，图18为实验系统中6个子场景在Neo4j图数据库中的关联图，台站数据库管理场景通过“频率数据”与监测场景关联，通过“设备数据”关联发射设备型号核准库管理场景，子场景功能描述见参考文献 [ 31 ]；我们开发了无线电监管APP，通过定义常规服务和特别服务解决无线电频谱数据安全与无线电监管知识普及的关系。 图13. 改进GAN模型 图14. 具有脉冲干扰频谱图像和残差分布 图15. 5G NR下行信号的时域图与频域波形 图16. 5种移动通信信号的时域和频域波形。(a) LTE下行信号，(b) 1xEV-DO下行信号，(c)WCDMA下行信号，(d) CDMA2000下行信号，(e) GSM下行信号 图17. TDOA测向及信号处理 图18. 实验系统6个子场景关联图 综上所述，无线电监测技术的发展经历了人工监测、基于RMTP协议的无线电监测网络监测和基于信息系统架构的无线电监测网络监测三个阶段，目前是实现从智能监测向智慧监管转变的关键时期。
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user: 5. 结论 电磁频谱是“大国竞争的前沿和中心”，云南大学作为“国家双一流”重点建设大学，无线电监测研究将继续服务于国家战略和行业发展需求，基于大学交叉学科的优势，发展基于新一代人工智能的无线电监管理论，解决目前无线电监测系统难以回答无线电波是什么类型、从哪里来、是否合规等关键共性技术问题，依托地方政府和相关企业，为国家边境电磁空间安全和无线电监测学科方向的发展贡献云南方案、技术和装备，同时，为学校信息与通信工程学科的建设添砖加瓦。
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user: 摘要 针对传统蚁群算法在复杂网络路径规划中收敛速度慢和易陷入局部最优解的问题，本文在蚁群算法状态转移概率公式的基础上考虑了安全性因素和加权因子，在全局信息素更新过程中引入自适应动态因子，提出改进的自适应蚁群算法以更快地获取全局最优解。将改进自适应蚁群算法应用于移动机器人的路径规划，使用可视图法描绘出障碍物图像，通过真实数据进行实验分析，证明了改进自适应蚁群算法比传统蚁群算法、改进蚁群算法的收敛速度更快，路径更优，在有障碍物环境中也能合理地进行路径规划。
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user: 1. 引言 移动机器人是当前研究的热点，在人们的日常生活工作中应用广泛，人们对机器人的需求也越来越大。在使用过程中，机器人的移动路径对其能量消耗产生重要的影响，因此需要对机器人的移动路径做出合理规划。目前，路径规划技术是机器人研究领域的一个重要分支。最优路径规划就是依据某个或某些优化准则(如工作代价最小、行走路线最短、行走时间最短等)，寻找出一条从起始位置到目标位置的最优无碰撞路径。当移动路线中存在大量障碍物时，机器人需要避开障碍物并不断绕行，这大大增加了机器人在路上的能量消耗。目前用于机器人路径规划的算法主要有人工势场算法 [ 1 ]、遗传算法 [ 2 ] [ 3 ]、粒子群优化算法 [ 4 ]、蚁群算法 [ 5 ]、神经网络算法 [ 6 ] 等。 目前对蚁群算法的改进主要针对信息素改进和启发信息改进。刘锴 [ 7 ] 等人提出了一种复杂环境下移动机器人路径规划的改进蚁群算法，在传统转移规则中引入指向上一节点的数组，增强了算法的逃逸能力。张成 [ 8 ] 等人在路径选择概率中引入障碍物排斥权重和新的启发因子，提高了机器人的避障能力。曾明如 [ 9 ] 等人提出势场蚁群算法，利用势场力启发信息影响系数和机器人与目标位置距离构造综合启发信息，提高了收敛速度。上述改进的蚁群算法虽然寻找到了接近的最优解的解，但在全局更新规则中未考虑较优解对最优解的影响。 基于此，为了保证蚂蚁在搜索路径过程中能够获取有效的避障路径，本文在状态转移概率公式的基础上考虑了安全性因素并引入加权因子，在全局信息素更新过程中加入双曲正切函数作为自适应动态因子，自适应地更新每次迭代较优解路径的信息素浓度，更逼近全局最优解，提高移动机器人避障路径规划的效率和安全性。
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user: 3. 描绘障碍物 可视图法 [ 13 ] 是机器人全局运动规划的经典算法。在机器人路径规划中，通常用点描述机器人，其大小忽略不计，用规则的多边形描述障碍物，分别将起始点S、目标点T和多边形障碍物的各顶点(设 V 0 是所有障碍物的顶点构成的集合)通过直线进行组合连接，其中起始点和障碍物各顶点之间、目标点和障碍物各顶点之间以及各障碍物顶点与顶点之间的连线均不能穿越障碍物，对各顶点间连线赋权值，构造可见图 T ( V ， E ) ，如图2所示。其中点集 V = V 0 ∪ { S ， T } ，E为所有连接线段即可见边的集合，釆用改进的自适应蚁群算法对起始点S到目标点T的最优路径进行搜索，根据累加和比较所有直线的距离，即可找到其中最短路径 [ 14 ]。 图2. 可视图法