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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇光學工程研究方向，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：光學三維測量；三維激光掃描；面結構光
光學三維測量是指運用光學方法獲取物體表面的三維立體坐標的技術。光學三維測量利用現代光學技術成就，結合光電子學、計算機圖像處理等學科成就發展起來的一種先進測量技術。
1 光學三維測量的分類
圖1 光學三維測量技術分類圖
光學三維測量技術按測量原理可以分為攝影測量方法、結構光技術和光學干涉方法。攝影測量法是基于多視角的非主動式測量方法。在普通照明（陽光、日光燈）情況下，由攝像頭獲取多視角物體圖像，利用計算機查找多幅圖像的同態標記點，進而獲得物體的表面形貌。結構光技術通過不同寬度且明暗相間的結構光照射被測物體表面，獲取到的經物體調制的圖像，再經過計算獲取物體的立體形貌信息。光學干涉法是利用干涉原理進行測量，具有高精度、高分辨率等優點。以下介紹幾種常見的光學三維測量方法。
圖2 三維激光掃描工作原理圖
三維激光掃描技術根據光學三角形測量原理，以激光作為光源，光電探測器接收反射光，通過對采集到數據進行計算得到物體的深度信息。三維激光掃描儀包括發射器和接收器。發射器射出一束脈沖激光，激光經過物體表面漫反射，沿相同路線射入接收器。由脈沖激光發射到反射被接收的時間tL可計算出掃描點到掃描儀的距離值S。掃描儀內精密測量系統獲取每個激光脈沖的水平方向角α和垂直方向角度β。依據上述數據計算出掃描點的三維空間坐標（XP、YP、ZP）[1]。
雙目視覺技術屬于攝影測量方法，是通過視差原理被動測量三維數據的技術。雙目視覺技術測量物體三維形貌的原理是，從兩個或以上的視角去觀察一個物體，獲得多張不同視角下物體的二維圖片，根據三角測量原理得出同一個像素點的坐標偏差，以此獲得測量物體的三維形態。此過程與人眼的立體視覺原理相類似[2]。
面結構光系統由投影儀和數碼相機組成。投影儀將明暗相間光柵條紋投影到待測物體上。物體高度的變化引起光柵條紋的形變。條紋形變可認為是載波信號相位和振幅被空間物體調制。數碼相機拍攝調制后的圖像，對其進行解調制，獲得物體的整個高度信息值，依照三角法原理，形成物體的三維立體影像[3]。
2 光學三維測量的應用
光學三維測量技術具有諸多優勢，如非接觸式測量、高精確度、快速獲得結果等。光學三維測量技術主要應用在虛擬現實、逆向工程、醫學工程等領域。
2.1 虛擬現實
利用光學三維測量技術對實物外形進行三維形貌掃描，經過三維建模軟件處理，在計算機內生成人物、場景的三維模型。由三維模型生成人物動作，實現動畫制作，滿足電腦游戲、CG特效等場合需要。
2.2 逆向工程
逆向工程是利用光學三維測量設備獲取物體表面上所有點的三維立體坐標，根據坐標點信息利用三維設計軟件進行實物模型重建的過程。逆向工程獲得的模型被用于改進、完善原有的產品，被廣泛地應用到磨具開發、汽車制造等領域，是現代產品快速開發的重要技術手段。
2.3 生物、醫學工程
運用光學三維測量技術獲得人體骨骼、肌肉的數據用于人體工程學研究。例如根據人體相關三維數據，制作出符合人體生理結構的防護頭盔、防護服等。三維光學測量技術還可以測量傷口的尺寸、分析人的面部結構、設計牙齒矯形手術等。
參考文獻
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[2]隋婧，金偉其.雙目立體視覺技術的實現及其進展[J].電子技術應用，2004，30（10）：4-7.
Proceedings of
Light-Activated Tissue
Regeneration and Therapy
Conference
2009
Hardback
ISBN 9780387718088
Ronald Waynant等著
本會議論文集介紹了光活化組織再生和治療領域的最新技術進展,包括確定光活化組織再生和治療機理的測量方法,光源(激光光源,LEDs,雙波長光源,寬帶光源)、計量學和光源產生的醫療結果。這些研究報告針對光活化組織再生和治療領域,闡述了基礎研究與臨床研究的系統方法。
本書第一作者Ronald Waynant 博士,是銀泉市(Silver Spring, MD, USA)食品和藥物管理中心的設備和放射衛生高級光學工程師,美國醫學和生物工程師協會、美國電子電氣工程師協會(IEEE)、美國光學協會及美國激光外科醫學協會的會員。
第二作者Darrell B.Tata博士是美國食品與藥品管理局(FDA)高級生物物理學家,主要從事生物系統應用光學物理技術、紅外線非侵入性治療學研究。目前研究方向為:針對幾類嚴重的人類疾病(如惡性腫瘤、慢性疼痛、糖尿病等),采用非離子射線治療以獲得預期的生物活性和治療反應。
本書內容共分成十部分。第一部分含第1-2章,機理和體外近紅外線微秒脈沖激光誘導抑制人腦惡性癌癥代謝活動。第二部分含第3-7章,傷口愈合:3. 結合660納米與880納米光提高頑抗性糖尿病潰瘍的愈合;4. 體外抗金黃色葡萄球菌(MRSA)藍光光摧毀甲氧西林;5. 光生物調節作用治療視網膜受損和視網膜神經退化疾病;6. 采用780納米二極管激光輻射降低炎癥細胞激素濃度同時,上調脂多糖刺激的巨噬細胞中一氧化氮濃度;7. 傷口愈合的新方面。第三部分含第8-13章,光動力療法。8. 低能量光療介紹;9. 低能量光療增強光動力效能;10. 光源分割光動力:從臨床前模型到臨床實踐;11. 結合免疫療法和光動力療法治療癌癥;12. 為光動力療法指定病人劑量;13. 新型光動力療法目標定位和戰略激活。第四部分含第14章, 心血管系統光療法。第五部分含第15-19章,牙科醫術,15. 引言;16. 光學相干斷層成像術評價光生物調節作用對牙周組織再生的影響;17. 牙周病治療中的光生物調節作用激光策略;18. 結合新技術促進牙科種植成功和定量超聲評價近紅外發光二極管光生物調節作用;19. 用低功率激光照射的光生物調節作用包含激活潛在TGF- b1。第六部分含第20-22章,糖尿病:20. 激光在糖尿病治療中的作用;21.He-Ne激光照射刺激糖尿病傷纖維細胞擴散和移動;22. 初乳富含脯氨酸的多肽在人類免疫和神經系統健康中的作用。第七部分含第23-24章,神經科學。23. 光療和神經組織修復;24. 脊柱椎間盤軟骨激光再生:機理、體內研究及臨床應用。第八部分含第25章,FDA的條例:25.FDA批準的要求。第九部分含第26-28章,疼痛:26. 光療與止痛全面介紹;27. 采用低能量激光療法(LLLT)減輕疼痛是臨床表現激光誘導神經抑制嗎?28. 復雜區域疼痛綜合征:一種新的治療方法。第十部分含第29-32章,電場的作用:29. 介紹;30. 從微觀問題推導痛苦起源;31. 獨立的應用近紅外寬帶光源和脈沖電勢制止人腦腫瘤代謝活動:一項體外研究;32. 由手機保護裝置引起的腦電圖變化。
本書內容建立在大量的病人案例基礎上,涉及面廣,包括幾乎全部的光活化組織再生領域的應用范圍,其中提到的研究方法對醫療專業人員很有幫助。
賈紅書 ,博士生
(中國科學院理化技術研究所)
教材的選擇應符合我院專業培養的要求并且應具有光電工程的專業特色，針對后續專業課程如“光電檢測技術”、“光學測量”、“自動控制原理”等要求學生具備一定的檢測技術方面的知識，再加上我院學生整體上電路方面的知識相對薄弱的特點，經過更換幾次教材，最后我們選定的是自編的《傳感與檢測原理》。根據教學大綱32個課時的要求，我們對教學內容做了如下調整：適當控制光電傳感器的學時，避免與光電檢測技術課程重復的內容（如光電導、光生伏特器件等），結合專業特色，增加一些新型的傳感器的介紹比如紅外探測器、圖像傳感器、智能傳感器等。一方面使光電學院的學生能夠及時了解當下熱門傳感器的發展動態，其能達到的性能指標，以及一些新型的傳感器的發展，緊跟時展，為學生在以后的畢業設計奠定一定的檢測技術方面的基礎，對專業知識的完善起到一定的輔助作用。結合專業特點，突出知識體系的重點和難點，特別是針對光電學院的學生以后做畢業論文或工作中可能會遇到的傳感器（如光纖傳感器、霍爾傳感器等）做重點詳細的介紹。
二、教學方法的改革探索
按照課程大綱的要求，在講授過程中，分別介紹了應變式、電容式、電感式、壓電式、霍爾式、光纖、CCD、溫度傳感器等一些經典傳感器的基本原理、特性、測量電路及其應用。各種傳感器章節相對獨立，可以適當地調整講授的順序。傳感器的講授基本遵循從組成結構、工作原理、分類、等效電路、特性參數到應用這一思路。另外結合較常見的被測量，教師適當地總結歸納常用的傳感器的使用要點及其選擇依據，如都是測量位移的傳感器，應變式傳感器、電容式傳感器或電感式傳感器在使用的時候區別在哪；又比如都是做開關，電容式傳感器和電感式傳感器在原理上是否有區別，等等。以前我校的教學模式是以課堂講授為主，根據教學內容開設少量的驗證性試驗。這種教學模式過于注重原理的分析，學生只是機械化地記住了傳感器的一些基本概念和工作原理，但是當要解決實際問題時卻感覺無從下手，缺乏對傳感器的直觀認識，甚至有學生體會不到傳感器的實際應用價值。鑒于此，我們有必要對傳統的教學模式進行探討，通過教學方法、教學模式的改革讓學生切身感受到將“傳感與檢測技術”的知識學以致用的快樂，實現傳統教學方法所未能達到的效果。
1.調動學生的積極性，激發學生學習的興趣。
教學方法改革的一個關鍵問題就是如何吸引學生的注意力，培養學生對課程的學習興趣。在《傳感器與檢測原理》課程的教學過程中，我們通過平時生活中比較常見的現象來引出相應的教學內容，如通過對吊扇和空調的對比，舉出溫度傳感器的作用；又如教室里的自動感應燈、審訊室的監聽設備、家用的電磁爐都是怎樣工作的；又如醫學上的進步：X照影技術、內窺鏡手術等如何實施；機器人如何識別周圍環境；最新研制的無人駕駛汽車怎么實現在高速路上的行駛；等等。通過分析吊扇和空調工作原理的區別，引出傳感器的重要性。這些實例大大激發了學生的學習興趣，使學生認識到了學習該課程的重要性，為學生學習該課程后續內容作了準備。
2.充分運用現代教學手段合理使用教具。
傳感與檢測技術課程的特點是原理多，公式復雜，推理較多。在傳統以往的教學中，教師在黑板畫原理圖或組成圖時，一方面圖形較為復雜占用很多時間，另一方面圖形缺乏立體感，無法形象地描述檢測過程，無法激發學生的學習熱情。因此在教學過程中，我們通過運用多媒體，讓傳感器參與的控制/檢測系統的過程和結果比較形象化、立體化，讓學生對其工作原理有了感性的認識；通過PPT，學生了解了各種不同類型傳感器的形狀，對傳感器有了比較直觀的印象。多媒體課件的引入充分激發了學生的學習興趣，活躍了課堂氣氛，使學生對檢測系統有了比較全面的認識。
3.教學與實驗相結合。
為加強學生的動手能力、創新意識并促進學生對課堂知識的消化吸收，我們設置了相應的實驗環節。通過實驗學生自己動手接觸各種不同類型傳感器并搭建其相應的檢測系統，一方面通過實驗來驗證原理，加強對基本定義的理解，另一方面增強了學生的測試技能、動手能力及實際問題的分析能力。
4.教學與科研相結合。
重視教學和科研的結合提高了學生的學習興趣并拓展了學生的知識面，比如在講霍爾傳感器時，結合實際科研，采用霍爾傳感器來定位，通過實際檢測系統，對霍爾傳感器的應用，包括霍爾元件的電路處理等進行介紹說明，加深學生對霍爾效應和對霍爾傳感器工作原理的理解。又比方說，要設計一個測溫系統，我們根據不同的測量溫度和精度要求會選用不同的溫度傳感器。又比方結合我校光學工程的特色，在他們比較熟悉的光學類的科研項目中，通過具體的項目介紹各種不同光電類傳感器的選取依據，包括不同類型的光源的選取。通過傳感與檢測原理知識在實際科研中的應用，學生可以更了解傳感與檢測原理課程學習的重要性。這種模式使學生認識到了傳感與檢測技術在科研中的重要性，并激發了學生學習的熱情。
5.教學與生活、社會需求相結合。
目前，部分同學缺乏對課程學習的興趣，不了解對本課程學習的意思，光學工程專業部分同學甚至認為跟他們以后的工作、研究方向沒有關系，缺乏上課的積極性，不能很好地集中注意力。再加上枯燥理論的學習讓他們很難集中精神聽課，因此，在課程的講授中最為重要的就是如何培養學生的學習興趣，激發他們對本課程的學習熱情。在知識點的講授過程中，根據專業方向的不同，要有側重點，通過一些熱門的話題或他們比較感興趣的話題引出知識點，如在介紹一種傳感器的時候，通過列舉一些現實生活中較常見的現象或者儀器，比如在介紹應變式傳感器的時候，首先向學生介紹他們較為熟悉的電子秤重計的工作原理等，在介紹電感式傳感器時可以先給大家介紹竊聽器、拾音器等他們比較感興趣的設備和比較感興趣的話題。讓學生比較直觀地了解不同傳感器的工作原理以及它的應用，讓學生認識到，傳感器在我們平時生活中隨處可見，提高其學習的積極性。
三、結語
關鍵詞：課程 教育銜接 中高職
根據《湖北省普通高等學校招生考試改革方案》，高職院校招生呈三足鼎立之勢――即針對中等職業教育畢業生進行的對口單招、全國統一高考統招和單獨招生三種招生方式并行。隨著參加高考人數的逐年減少，今后相當長一段時間，中職類生源將成為高職院校的重要生源，并且招收人數將會越來越多。中高職教育銜接已經成為職業教育中的一個熱點問題。當前中高職銜接工作的重點從整體設計、招生制度改革等外延式銜接逐漸轉向專業建設、課程改革等內涵式建設。課程是教育教學工作的中心環節，是教師“教什么”和學生“學什么”的重要載體，是專業的細胞，也是中高職銜接的核心問題。
在歐美等發達國家和地區，職業教育相對發達。其職業教育課程銜接的研究于20世紀60年代就已經開展，已經形成了若干成功的職業教育課程銜接體系。如英國的單元銜接、層層遞進課程體系，澳大利亞的培訓包體系，法國的職教機構建立的分類銜接、課程緊扣方式，瑞士的劃分職業技能類別、構建高等職業教育與高等教育并列的銜接模式，歐盟突出職業教育與培訓的質量等方式，形成中高職對接的課程銜接方式。
在借鑒其他發達國家中高職課程銜接的基礎上，我們認為，職業教育課程不僅要教給學生知識和技能，培養學生掌握專業知識的能力，更要培養學生自我學習的能力，中職教育主要培養經驗層面的職業能力，高職主要培養策略層面能力。中高職課程銜接要處理好幾個關系：一時適應性和針對性，二是規范性和創新性，三是穩定性和靈活性。即中高職課程銜接要基于崗位能力設置、中高職協調發展、能力遞進式課程體系。以專業基礎課程《工程光學》為例，進行教學改革。
（1）改變課時分配，增設物理基礎課程，為后續光學、機械、電子類課程打下基礎
針對中職類生源，將原來《工程光學》108課時包含幾何光學60課時、物理光學48課時兩個學期縮減90課時一個學期上，并在開設光學等專業基礎課之前增加54課時基礎物理課程，彌補學生在力學、光學、電學等方面知識的不足。
（2）編著新教材《工程光學基礎》，注重與后續課程的銜接問題
《工程光學》課程最大特色就是內容豐富，既有基礎理論教學，又有工程技術應用。由于激光、光機電、光電子等專業開設了多門光學課程，如激光工藝與設備、激光原理與技術等課程。所以在本課程講授過程中，既要拓展相關原理的應用，又要注意把握內容的廣度和深度，要注重與后續課程的銜接問題，避免重復。需要根據中職類生源的特點，選擇出更典型、更系統的內容，對教學內容進行整合。
考慮到中職類生源特點，幾何光學部分主要講授：光路傳播基本定律與物像概念、理想光學系統、平面系統、光束限制理論、典型的光學儀器。將光度學移至光電探測課程，而將像差類型與校正、像質評價、光學設計軟件等內容在后移到《光學零件CAD與加工工藝》新課程中。這樣既整合避免學生數學知識薄弱引起畏難情緒，有利于學生掌握幾何光學的基本概念和理論，同時有利于避免內容的重復講授。
物理光學部分主要講授：光的干涉類型及應用、光的衍射及應用、光波的橫波特性及偏振態。將有關光的輻射和吸收、導波光學、激光等內容移入到后續課程如激光原理與技術、光纖光學技術等中講授。這樣可以讓教師能夠集中時間和精力深入講授物理光學的重點內容，使中職類學生達到“必需、夠用”的光學水平。
基于上述理念，由武漢職業學院和我院牽頭主編的《工程光學基礎》教材于2012年出版，較好的適應高職院校光電類專業的教學需要。該教材已經作為武漢交通職業學院、中山火炬、湖南信息職業學院等多所高職院校的光電類專業教材。
（3）部分內容實現理實一體化教學，改進實驗內容體系
在之前《工程光學》教學中，出現了實驗課與理論課脫節、“兩張皮”的情況，反映在以下幾個方面：驗證性實驗與理論課教學相隔時間較長長，削弱了驗證性實驗對提高理論認識的作用；提高性實驗經常安排在相應的理論課之前，無法起到理論指導實驗的作用，容易造成實驗失敗；理論教學內容多，不利用好實驗，就會出現課時緊張，結果不利于知識的深入學習。
考慮到中職類學生基礎知識薄弱，持續聽解理論課程效果欠佳等現狀，應該盡量利用實驗室資源進行的現場教學，如薄透鏡的成像，我們將實驗與理論結合起來，先通過實驗學生分析和歸納出薄透鏡成像規律，隨后就在實驗室講薄透鏡的成像理論。在理論課之前進行實驗，可以節省理論教授時間。接著在理論課上，簡短歸納相應的知識點即可達到升華提高。又如，在理論課上講解了等傾干涉之后，緊接著進行邁克耳遜干涉儀實驗，理論課上對條紋形狀、疏密、產生、消失的調節和原理等有關知識進行學習，學生按照實驗要求，就能較快完成實驗。而在實驗過程中，學生可能會發現新的現象，可以利用已有知識，進行分析與討論，屬于提高性實驗。
（4）引入光學設計軟件
計算機模擬仿真可以提高學生的動手能力和學習興趣。例如可以利用 CATIA、 AutoCAD等通用軟件繪制光學硬件系統，可以利用 Zemax、CODEV 等光學專業進行光線追跡，仿真光路，進一步利用這些軟件可以進行光學設計。合理介紹這些軟件系統可以彌補中職類生源學生理論水平的不足，符合其學習特點。同時，有利于拓寬學生就業面并提高其就業層次。
通過調研，我們選擇目前在光學設計領域應用廣泛的Zemax光學設計軟件，于2012年指派老師赴成都、北京等地參加光研光學公司的Zemax光學設計軟件中高級培訓班，并于2013年冬邀請光研公司赴我院對光機電、激光等專業相關老師進行Zemax光學設計軟件中高級培訓。
（5）建立基于工學結合的光學零件加工工藝實訓基地
工學結合的人才培養模式為培養光學加工專業人才提供了較好的途徑，較好地解決企業難覓合適的專業人才、學生難就業的兩難局面。為了讓《工程光學》課程與實際崗位相聯系，在華中科技大學曾昭宏教授的指導下，于2009年建成光學零件加工工藝實訓室。在曾教授的指導下，首先對相關專業老師進行培訓，并制定了采用平行光管放大率法測焦距、利用比較測角儀測量光學平板平行度、膠合對中儀調校、內圓切割機使用及下料、棱鏡石膏上盤、光學零件開球面（平凸鏡）、光學零件開球面（六倍光學放大鏡）、平凸鏡古典法磨拋工藝、六倍光學放大鏡高速磨拋工藝、棱鏡修角度等十個實訓項目。
“光學零件加工工藝”實訓室包含材料成型、粗磨實訓室一間，古典磨拋室及檢驗室兩間、高速磨拋室一間，占地約100余平米的車間，可以進行下料成型，平面鏡、球面鏡、棱鏡等光學元件的粗磨、精磨、拋光，光學零件磨邊、檢測等工藝，可完成多個實踐項目。
工學結合的人才培養模式，增加了實踐與實訓時間，拓寬學校與企業的聯系，有利于形成企業與學校雙贏的局面。
（6）注重工學結合校本教材建設
在工學結合校本教材編寫中要注重與企業開發合作，遵循“學以致用、學以夠用、內容先進、體系得當”的基本原則，以培養學生職業能力的主線，合理選擇并組織好教材體系，使課程教學改革有據可依。以企業需求為依據，以實際工作任務為載體，以學生為中心進行課程設置與調整，力求教訓內容有利于培養高素質技能型專門人才。
光學零件加工實訓校本教材在2009年編寫，主要是根據企業的員工內部資料改編。通過三四年的實際教學，部分內容針對校內設備和更先進的加工工藝進行了調整，并將光學設計內容整合到教材中，通過幾番努力，2013年《光學零件CAD與加工工藝》教材終于出版了。
（7）通過學生競賽，促進專業技能提高
以賽促學是在技能教學活動中，把學生必須掌握的基本技能通過參加相對應的技能競賽，開展具有針對性的技能操作演練考核，培養學生實踐能力，促使學生形成核心競爭力。
2013年，我院老師，通過改進并設計多功能邁克爾遜干涉儀，獲得全國3D大賽三等獎。以光學設備為原型，通過光學設計軟件為輔、機械設計為主的計算機軟件，設計并改進光學器材，通過競賽將學生積極性調動起來，促進學生專業技能培養。2014年校級技能節競賽中，多個中職類生源學生在比賽中脫穎而出，展示自己專業技能，提高專業信心和學習興趣。
中高職的課程銜接是一個系統工程，每一門課程可以根據中職類生源特點和學校條件，探索適合更好的教學形式。
參考文獻：
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關鍵詞： 偏光片；偏振光學；原理；制造；檢驗
中圖分類號：TN949.199 文獻標識碼：B
A Course of Polarizer Knowledge
Part Six The Technology Development and Market State of Polarizer
FAN Zhi-xin
(Shenzhen Sunnypol Optoelectronics Co., Ltd., Shenzhen Guangdong 518106, China; Department of Applied Physics, Hebei University of Technology, Tianjin 300401, China)
Abstract: This paper summarize the polarizer knowledge in detailed, include about of the invention and application of polarizer, the basic of polarization optics, the principle of polarizing devices, the structure and manufacture of polarizer, the properties and examination of polarizer, and the technology development and market state of polarizer. It have a common direct sense for new recruits in polarizer industry and a refer value for polarizer research workers.
Keywords: polarizer; polarization optics; principle; manufacture; examination
1 偏光片制造技術的發展
偏光片自1938年發明以來，工藝原理和材料并無太大改變，在制造流程中染色、延伸、貼合、干燥等仍為主要步驟。近年來為適應大型化、車用以及中小尺寸等不同特殊化的需求，衍生出許多技術，并不斷朝著高亮度化、多功能化及高附加價值等方向發展。偏光片發展最基本的目標是在維持高偏振度下增加光的透過率，目前而言，偏振度及透過率均已達到發展上限，接近理論值，因此低反射成為未來發展的方向。
1.1 偏光片技術
傳統的碘素偏光片由多層膜壓制而成，光學偏振性能優良，但耐熱和耐濕熱性能差，厚度不能小于200μm。液晶顯示器正在向集成化和柔性化方向發展，這要求其組成元器件薄膜化，其中包括偏光片。新型偏光片的研究，特別是耐高溫、耐濕熱性能好的偏光片為研制熱點，在保證偏振度的前提條件下，偏光片薄膜化并與納米技術相結合已經引起人們的興趣，美國Optiva公司正在這個方向進行研究。偏光片薄膜化將簡化液晶屏的生產工藝，并使液晶屏集成化、薄膜化，進一步提高液晶顯示器的穩定性和可靠性，降低液晶顯示器的生產成本。由于要滿足LCD顯示器明亮和易識別等要求，偏光片需要盡可能高的透過率、偏振度等性能。為了滿足不同地域、不同氣候條件下器件的使用需要，必須提高偏光片的強度、耐持久性、耐濕和耐高溫性能。可以預見，未來偏光片正在向輕量化及結構簡單、耐濕熱、耐高溫以及薄膜化等方向發展。PVA及碘所構成的偏光膜長期以來都在偏光組件制造領域占有相當大的比例，為目前的主流產品。碘系偏光片生產技術的主要發展方向有以下幾個方面。
1.1.1 原材料的性能提升
如PVA膜的均勻性、耐久性、光學穩定性等，日本Kurary公司和日本合成化學公司近年來都有大量專利涉及這一課題；TAC膜的透濕性和光學穩定性、尺寸穩定性等，日本富士膠卷、柯尼卡是這一領域研究最活躍的成員；其它輔助材料，如PVA膠粘劑、保護膜、離型膜、壓敏膠等，近年來技術均有不同程度的提高，其最終目標都是從不同角度來提高偏光片的光學性能和耐久性能。
1.1.2 生產工藝的改良
作為偏光片生產工藝的主流濕法延伸，近年來也有新的進展。在PVA膜的澎潤、染色效率的提升、固色及補色方法、干燥方式等方面均與濕法延伸的初期有了很大的變化。特別是延伸方式，采用的多段式延伸已應用于實際生產中，而結合干法延伸的“干、濕法延伸”技術也有專利報道，雖還沒有應用于生產中，但所表現的綜合優勢相當吸引后來的偏光片生產者。目前，采用上述技術生產的偏光片，其偏振度及光透過率都相當接近理論值（偏振度100%、透過率50%），耐久性能也有明顯提高。幾乎所有偏光片生產廠家對此都投入了大量的力量，并獲得了各自獨特的核心技術。
1.1.3 染料系偏光技術
使用具有高二色性比的染料替代碘生產的偏光片，具有耐高溫、高濕、耐光等特性，特別適合于惡劣環境下使用，如車載用、室外、投影儀等的LCD 顯示器。但染料系偏光片的光學性能主要取決于所使用的染料的二色性，以及偏光片制備過程的工藝控制技術。目前，日本寶萊株式會社開發了具有高二色性比性能的染料，以及由此染料生產相應偏光片的控制技術，其產品在染料系偏光片領域占壟斷地位。
1.2 偏光片的附加功能
近年來為適應液晶顯示的大型化、車載以及中小尺寸等不同用途的要求，特別是要滿足個性化顯示效果的要求，在偏光片的制造過程中，通過選擇特種材料、采用特殊工藝等方法，賦予了偏光片許多新的功能。為了滿足各種需求，需要在原偏光片上貼附許多其它功能膜，這樣就會出現偏光片變厚、透過率下降、工序復雜、成本上升等問題。因此，現在偏光片的發展趨勢就是研究多功能膜，即將多種功能集于一身，使偏光片向薄膜化方向發展。
1.2.1 廣視角功能
所謂廣視角功能，就是要求液晶顯示器在更大的視角范圍內可以觀察到畫質基本不變的影像，以滿足更多的、視角不同的觀眾。在偏光片上貼合一層光學補償膜，可以對液晶在各視角產生的相位差做修正，從而提高畫面的保真度。補償膜的補償原理，是將各種顯示模式下液晶在各視角產生的相位差做修正，簡言之，即是讓液晶分子的雙折射性質得到對稱性的補償。若要從其功能目的來區分，則可略分為單純改變相位的位相差膜、色差補償膜及視角擴大膜。補償膜能降低液晶顯示器暗態時的漏光量，并且在一定視角內能大幅提高影像的對比、色度與克服部分灰階反轉問題。為了達到這個目的，人們從兩個方向進行了研究：（1）在原有的結構基礎上通過附加幾層光學補償膜，即扭曲向列型加上光學補償膜，有人將其稱為補償膜模式；（2）開發新的液晶驅動方式，如共面轉換開關（IPS）模式、垂直取向（VA）模式和光學補償彎曲（OCB）技術等，其中前二者已經實用化。不管是哪種廣視角技術，都需要有各種光學補償膜作配合，以達到更好的效果。
1.2.2 提高分辨率
為了更好地將畫面真實再現，防止和避免內部或外部雜光的干擾，提高顯示器的分辨率，在偏光片保護層三醋酸纖維素（TAC）上進行有針對性的表面處理，是目前研究的熱門話題。主要的研究方向是防眩光處理、防劃傷處理、抗反射/低反射處理、抗污處理等。
（1）防眩光處理
當光線被過度集中時，會使畫面的清晰度下降，同時會使觀看者產生視覺疲勞，即所謂的眩光。通過在偏光片保護膜材料表面形成細小的凹凸不平結構，就可以使光線形成散射，避免光線被過度集中。一般的處理方法有將SiO2等無機微粒子或有機微粒子等分散到粘合劑中，然后均勻地涂敷到TAC等基材上，或利用噴砂處理或腐蝕處理等使基體材料自身凸凹不平，或在膜表面進行壓花處理，以形成精細的花紋。要實現抗眩功能，膜的表面粗糙度需在0.5～2μm范圍內。若小于這個范圍，就不能滿足抗眩功能；而大于這個范圍時，圖像清晰度反而會下降，且常被外部光線白化。
（2）防劃傷處理
防劃傷處理或稱表面硬化處理，液晶顯示器表面在使用過程中會因為沾染灰塵等原因而需要擦拭，目前偏光片保護膜的表面硬度還比較低，擦拭次數一多，難免會產生許多擦痕和劃傷，直接影響顯示效果，特別是觸摸式顯示屏，產生劃傷的幾率就更大了。將保護膜表面涂覆上一層高硬度的高聚物，就可以加強偏光片表面硬度，以防止日常生活中無意的擦傷。一般情況下，偏光片的表面硬度要求為3H，日本富士膠卷開發了一種由丙烯酸聚合物、氨基甲酸脂聚合物、環氧聚合物和硅化合物制成的反射膜硬涂層。
（3）抗反射/低反射處理
在光線較強的外界環境下觀看面板時，由于額外光線的反射會造成人眼所接受的光線過于強烈，影響觀看效果。因此，需將偏光片做處理，以降低反射進入人眼的光線強度。防反射有兩種方法，在基片上貼附一層或多層具有一定折射率的膜，利用從膜的上下兩個界面反射回來的光所產生的相位差而發生相消干涉，或者在基片上貼附一層折射率呈梯度變化的膜，使基片與空氣界面的折射率突變有一個過渡，也可達到防反射的目的。
（4）抗污處理
抗污處理是要減少膜的表面自由能，從而減小表面張力，使水、油等污漬在表面的粘力減小，使其容易去掉或不粘。在偏光片中一般不會有單獨的抗污膜，它常常是在其它功能膜的基礎上經過改進而賦予的附加功能。
1.3 增亮膜
為增加面板的亮度和節約能耗，可在偏光片中貼上增亮膜。目前實際使用的增亮膜為3M公司的DBEF與日東的PCF兩種，此外還有臺灣精邁科技發明的利用膽固醇液晶的CBEF增亮膜，但是尚未量產。當光通過下層偏光片時，有50%的光被吸收而浪費掉，而3M公司的DBEF就是將原本被吸收的50%偏振光重復利用。背光源發出的光可分解成偏振方向垂直的兩束光線，分別稱為P光和S光，該膜可允許P光通過，而將S光反射回來重復利用再變成P光和S光，如此反復循環可增加亮度至60%。
2 偏光片的市場分析
偏光片制造要求運用精密機械、光學和化工等技術，偏光片產業屬于技術和資金密集型產業，因此技術含量在TFT-LCD面板零組件中也屬要求較高者，加之偏光片工廠的建立需要較大的前期投入，這也在一定程度上造成偏光片較高的進入門檻。偏光片產業最早萌芽于日本，產品多應用于如手表和鬧鐘等低檔的TN-LCD型單色顯示器上。1999年5月我國臺灣省第一家偏光板廠商力特光電投產，標志著日本廠商獨占偏光片市場的時代結束，但力特的技術依然來源于日本廠商的授權。而韓國則于2000年開始進軍TFT-LCD用偏光片市場，首家廠商LG化學于2000年3月量產。其后隨著日本TFT-LCD工業的大發展，TFT-LCD型偏光片逐漸嶄露頭角。全球TFT-LCD用偏光片市場規模為數十億美元，增長率超過20%。由于大尺寸面板市場仍持續增長，而且電視面板出貨比重提高，預計偏光片市場產值將增長至50億美元。
2.1 TFT-LCD面板出貨量總體保持增長態勢
據統計數據顯示，中小尺寸顯示器面板出貨量近年來增長率為8%，達30億片左右，盈收成長15%，達256億美元。TFT面板占整個中小尺寸面板近60%的盈收，約154億美元，其余部分則為TN、STN與OLED面板。但受全球經濟增長放緩影響，現階段液晶顯示器生產行業和市場形勢比較嚴峻。據統計數據顯示，全球大尺寸面板出貨量累計達5億片水平，年增長率11%，其中筆記本電腦（NB）面板出貨量年增長22%，LCD TV年增長20%。強勁的出貨增長主要源于下游廠商對市場普遍持樂觀看法，因此積極買入面板以備市場需求。
2.2 TFT-LCD面板價格及未來趨勢分析
作為液晶顯示器件的核心部件，液晶面板的價值占整個顯示器件價值的65%左右，因此，液晶面板價格的走向也成為行業景氣的風向標。當液晶面板價格平穩并保持微漲，則液晶產業處于景氣循環上升。液晶電視面板的價格已趨于平穩，面板價格已接近面板廠的現金成本線。當市場上面板售價低于總成本時，表示面板廠正朝向虧損的方向邁進，未來的面板售價降幅將會非常有限。
2.3 偏光片價格及未來趨勢分析
偏光片價格主要受供求關系和原材料價格影響，雖然現在受終端消費疲軟、面板價格暴跌的影響，各尺寸偏光片價格有所下降，但平均降幅僅為4%左右，遠遠低于面板40%的降幅。因此，偏光片作為液晶面板中技術含量較高的核心原材料，受上游材料控制的影響，產品價格比較穩定，隨著面板價格的企穩，而逐漸趨于平穩并成上升態勢。
3 偏光片的行業現狀
3.1 國家產業政策
信息產業部已經明確表示，中國將通過加強投資政策和技術政策的支持促進平板顯示（FPD）產業的進一步發展，引導國內外企業和投資公司將更多的資金和資源投入到國內FPD產業的建設中，逐步形成完整的產業鏈。經國務院批準，國家財政部與國家稅務總局于2005年3月聯合了《關于扶持薄膜晶體管顯示器產業發展稅收優惠政策的通知》（財稅[2005]15號），這表明我國已將產業重點定于大力扶持TFT-LCD產業。另外，中國電子信息振興計劃中，政府出資100億美元推進液晶制造商的產業升級。同時，在國家發展與改革委員會、科學技術部、商務部、國家知識產權局2007年第6號令《當前優先發展的高技術產業化重點領域指南（2007年度）》中，已明確了偏光片項目屬于信息類第16項的配套產品，是面板上游六大關鍵零組件材料之一。在國家發展改革委辦公廳最新的文件——發改辦高技[2009]299號《關于組織實施彩電產業戰略轉型產業化專項有關問題的通知》中的“（三）平板顯示關鍵配套件及材料”部分，將偏光片列入了“六至八代TFT-LCD液晶面板配套件及材料：混合液晶材料、光學薄膜、玻璃基板、彩色濾光片、高精度光刻掩膜版及其基材、感光性電極漿料、平板顯示用化學品、驅動IC、新型背光源、靶材等”中的光學薄膜類。
綜上所述，偏光片項目符合國家光電產業政策，屬于鼓勵和扶持發展的產業項目。按照深圳市政府的規劃，深圳將圍繞液晶屏生產的相關產業，鞏固和發展深圳作為彩電和計算機產業基地的地位，整合、帶動顯示器件上下游產業的發展，聚集起包括器件、電視機、控制芯片等產業群。平板顯示產業是深圳市重點發展產業之一，也是國家及廣東省大力支持鼓勵發展的產業。2005年以來深圳市政府工作報告中均把發展包括平板顯示產業在內的高新技術項目作為今后工業發展的重點，同時，正在制定的深圳“十二五戰略規劃”和“十二五科學與技術發展規劃”等重要發展戰略中均將該產業列為重點扶持發展對象。偏光片作為平板顯示的上游產品，是平板顯示產業鏈中的重要一環，大力發展偏光片產業有助于完善深圳市液晶顯示產業鏈，將有力配合深圳市打造亞洲平板顯示重鎮。所以，大力發展偏光片產業符合國家和深圳市的產業政策，可以獲得政府政策的大力支持。從平板顯示產業在國民經濟建設中的地位與作用來看，其巨大的產業鏈和應用市場將成為繼半導體和汽車產業之后全球第三個經濟增長點，筆記本電腦、顯示器和液晶電視是目前TFT-LCD發展的主流產品。中國大陸各偏光片生產企業現僅能生產TN-LCD和少量STN-LCD用偏光片產品，難以滿足LCD產業發展的要求。偏光片生產企業必須增加產品品種，生產出各類高端的TFT-LCD用偏光片，這將會大大提高企業持續發展的能力。目前，偏光片（特別是TFT-LCD型偏光片）的生產技術已經相當成熟，更因為在此次波及全球的金融危機沖擊下，偏光片生產及市場發生了明顯的變化，相關的核心技術隨著人員的流動而逐步對外擴散，對核心技術的壟斷與封鎖局面正在被打破。中國的偏光片行業正是要抓住這個時機，吸納這些人才，獲取核心技術，迅速成長和壯大，在偏光片行業這個新的世界市場格局中搶占自己的領地。有國家相關優惠政策的大力支持，有地方政府相關配套政策的大力扶持，有良好的市場及外部環境的機遇，加上我們自身艱苦創業的傳統，中國偏光片行業已經迎來了騰飛的春天。
3.2 偏光片產業國內外發展狀況
3.2.1 TFT-LCD產業
影響TFT-LCD產業發展最為關鍵的是液晶電視（LCD TV）用面板市場，隨著LCD TV市場的升溫，大型TFT-LCD面板的需求也將逐漸提升，將帶動大尺寸（寬幅）偏光片市場的急劇擴大。
平板顯示（flat panel display，FPD）是信息社會的支柱產業之一，近年來各種平板顯示器件隨著生產技術的不斷提高已進入加速發展時期，其中液晶顯示器市場約占整個平板顯示器市場份額的80%以上，居于絕對優勢地位。2002年液晶顯示器的銷售額就已超過陰極射線管顯示器（CRT），成為世界上最大的顯示器產業，其上下游產業發展正處于快速增長期，具有很大的投資價值。液晶顯示器以低耗、重量輕、應用廣等優點，已應用于電視、電腦顯示器、筆記本電腦、掌上電腦、攝像機、游戲機、移動顯示（汽車、飛機等）、手機和其它顯示器件等產品，產量和銷量近年來呈不斷上升趨勢。液晶顯示器中占主導地位的是薄膜晶體管液晶顯示器（thin film transistor liquid crystal display，TFT-LCD），由于具有輕、薄、低輻射、環保等優點，因而廣泛應用于筆記本電腦、液晶電視、電腦顯示器等大尺寸產品方面，而且在新一代移動電話、各類數字多媒體產品以及特殊專業應用等眾多領域也獲得廣泛應用。目前，TFT-LCD已成為當今新型薄型顯示技術的主流發展方向，也是未來20年內電子信息產業增長的核心動力。
TFT-LCD產業涉及半導體、光學、微電子、高分子材料、精密機械、化工等眾多高科技領域，上下游所需技術層面廣泛，產品技術和工藝水平要求相對較高，產業鏈也相對較長，所以很少有制造商能自行完成從材料到成品的生產，因此，各領域分工明顯。隨著TFT-LCD產業的飛速發展，將會帶動玻璃基板、ITO導電玻璃、液晶材料、彩色濾光片、背光源組件、偏光片、驅動IC等上游產業發展，同時拉動筆記本電腦、臺式顯示器、液晶電視、車載導航系統、PDA及移動電話等下游產業的進步。TFT-LCD產業不僅對相關市場有著巨大的拉動力，還將極大地拉動微電子、光電子、材料、裝備等產業技術全面升級和進步。TFT-LCD產業近年來一直是全球的投資熱點，領跑者是日本、韓國和中國臺灣。現在中國大陸已經投產了深圳華星光電、南京熊貓、北京京東方等多家大尺寸面板廠，正在徹底解決面板供貨國產化問題。
3.2.2 偏光片產業
偏光片是液晶面板關鍵零部件，是目前業界投資最為熱門的行業之一，其成本約占面板原材料制造成本的7%左右。由于目前偏光片的制造技術一直被日本、韓國、中國臺灣等國家和地區所壟斷，大陸生產偏光片的企業尚少，而且主要產品為TN/STN型產品。目前大陸上馬的LCD生產線多為TFT型，相應的TFT型偏光片的市場缺口大，大部分產品主要依賴進口，極大影響了我國液晶產品的競爭力。因而發展偏光片項目對完善我國液晶上游產業鏈，降低產品成本，提高市場競爭力有著重要意義。
目前，偏光片主要生產廠商共有6家，其中日本4家，韓國和臺灣各1家。全球LCD偏光片產能占有率，日東電工為35%，力特光電為20%，住友化學與LG化學分別為13%左右，日商三力為8～9%。另外，新興的偏光片廠商如CMEL、Skypolar、Daxon及ACE Digitech等則陸續在2006年起量產進入市場。日東電工在大尺寸（桌面顯示器和液晶電視）中比較強，住友化學在中小尺寸（車載、手機）方面有優勢。在中國大陸，偏光片的生產廠商已經有溫州僑業、深圳盛波、深圳富鴻電子、深圳三利譜、蘇州達信等多家公司，但這多數公司由于生產線及工藝技術落后，只能生產低檔的TN-LCD型偏光片，不能生產高檔的TFT-LCD偏光片產品。2011年10月，深圳三利譜公司國內首條寬幅（1,490mm）TFT-LCD型偏光片生產線投產，打破國內沒有高檔偏光片的局面。
垂直整合重要關鍵零組件已成為面板制造商降低材料成本的最佳策略，為了獲得更低的戰略成本，面板廠采用策略投資進軍偏光板市場已成為必然趨勢。如LPL及Samsung分別投資LG Chemical及Ace Digitech，以供應自己所需的偏光片，并采取低價策略進攻其它國家市場。過去偏光片市場由少數廠商所寡占，偏光片價格穩定，但隨著LCD TV市場興起造成的龐大商機，為了避免缺貨的危機以及配合面板廠降價方向，面板廠都開始內制偏光片，似乎面板廠投入偏光片制作已是一種趨勢，但其產能相對于偏光片大廠仍相去甚遠。
偏光片是TFT-LCD面板零部件材料中技術含量較高的一種，其性能對LCD關鍵指標有著重要影響。偏光片制造過程中運用精密機械、光學、高分子和化工等多門類技術，制造難度較大，項目建設需要較大的前期投入，這也就使得國內外偏光片生產廠家不多，中國大陸TFT-LCD用偏光片主要依賴境外進口。國內液晶材料、ITO玻璃、背光模組、彩色濾光片、偏光片等上游關鍵零部件的配套能力亟需加強，只有掌握了上游產品的生產，中國大陸平板顯示產業才能持續健康的發展。
美國次貸危機從金融行業開始，波及實體經濟，進而引發全球性的經濟危機，盡管各國政府紛紛出臺各種措施救市，但2009年以來經濟危機愈演愈烈，人們對經濟前景十分擔憂，導致整體市場消費能力大幅下降。液晶顯示行業也受到大環境影響，相當部分液晶面板廠商和偏光片廠商為了順利度過寒冬，實施降價清理庫存回收現金，短期內對市場價格體系造成了巨大沖擊。從供貨商出貨面積來看，日東電工以32.68%的市占率維持市場第一的位置，LG化學以16.6%的市占率排名第二，排名第三的是住友化學。
3.2.3 全球TFT-LCD用偏光片與模組生產線的配比情況
截至2008年底，全球共有中小尺寸面板生產線47條，可年產980萬m2。按規格劃分，1代線1條，2～2.5代線11條，3～3.5代線20條，4～4.5代線15條。按地區劃分，中國大陸6條，韓國7條，日本16條，中國臺灣18條。截至2008年底，全球共有大尺寸TFT-LCD面板生產線30條，可年產79.36百萬m2。按規格劃分，5～5.5代線17條，6代線6條，7～7.5代線4條，8～8.5代線3條。按地區劃分，日本擁有3條大尺寸TFT-LCD面板生產線，中國大陸6條，韓國9條，中國臺灣14條。2008年上半年基于對市場前景的看好，面板制造商提出了擴產計劃，致使全球TFT-LCD設備資本支出在2008年創出歷史新高，超過130億美元。但受面板價格快速下跌、低產能利用率及全球經濟持續低迷等因素影響，原擬訂的擴廠計劃紛紛推遲。
現階段全球有超過15家偏光片生產商，主要集中在日本、中國臺灣和韓國。中國大陸有5家偏光片生產企業，主要生產TN和STN型偏光片，其中三利譜公司生產TFT-LCD用偏光片。目前，全球共有偏光片生產線81條，2008年產能4.06億m2。
2007～2008年新建的TFT-LCD用偏光片生產線9條，2007年新增產能3,088萬m2，2008年新增2,732萬m2。目前正在建設中，計劃2009～2010年量產的生產線5條，2009年可實現新增產能5,225萬m2，2010年新增2,525萬m2。由于面板制造商在2008年第三季度開始減產，致使偏光片制造商在2008年下半年開始出現供過于求。相當部分偏光片制造商的生產效率2008年第四季度僅為50%。但隨著庫存的逐步消化及時間的推移，需求與供給將逐漸達到平衡，產能將逐步增長。預計偏光片市場供應過剩的局面從2009年第二季度開始將會有所好轉。
2009年2月，中國電子信息振興計劃的出臺，政府出資100億美元推進液晶制造商的產業升級，將會加速龍騰光電、上廣電、京東方、華星光電、南京熊貓等面板制造商擴產計劃的實施，并且隨著全球經濟的復蘇，消費者信心的恢復，經濟重新進入繁榮，面板廠原訂擴產計劃的實施，都將加大對偏光片的需求。因此，未來仍將形成偏光片供不應求的局面。如以目前中國擁有CRT電視機4.2億臺，在2015年之前全部換成平板電視機（《2008～2009年中國平板電視消費白皮書》），其中75%更換為TFT-LCD，平均30英寸液晶電視機為例，通過計算，如果全部采用國產偏光片，僅此一項就需要1,330mm幅寬的偏光片生產線9.2條。如果綜合考慮偏光片所涉及的各個領域，保守估計中國大陸偏光片設備需求量12～15臺（1,330mm幅寬）。
4 偏光片行業的產學研
偏光片生產技術是集高分子材料技術、微電子技術、光電技術、薄膜技術、高純技術及計算機控制技術等多種應用技術發展的結晶。當前，國內偏光片與國際先進水平比較，存在產能小、品質不穩定、技術更新較慢、產品檔次較低、一般只能做中低端的扭曲向列和STN產品，以及利潤較低等現實問題。另外，所有偏光片生產所需的原材料基本上都依賴日本進口。
根據國內外偏光片產業與研究的現狀，進行偏光片研究，應當注意以下幾個方面：（1）偏光片行業在國際上是一個相當閉塞和技術封鎖的行業，如一切都從頭開始，則研究周期較長，并且難以切中技術研發與產業發展前沿。因此，在開始研究之前，一定要做好充分的調研工作，以避免低層次重復研發和知識產權糾紛。（2）偏光片研發的關鍵點在于原材料的制備，這也是日本企業控制整個產業的所憑借的重點。因此，需要大力發展有機高分子化工合成技術，研究偏光片用關鍵材料（如PVA、TAC、PE及各種粘接劑組分等的制備技術。（3）原偏光片的制備工藝非常成熟，性能提升空間小、難度大。而現在平板顯示器對偏光片的功能要求越來越多，如提高對比度、增加亮度、抗高溫高濕、耐光、吸紫外光、防反射等，根據使用場合的不同而不同。因此我們可以在吸收消化他人基礎技術的同時，把重點放在實現偏光片的附加功能上，并向偏光片的多功能化和薄膜化方向努力。綜上所述，偏光片的制造需要一個復雜的工藝過程，從聚合物的合成、精制、用流延法制成厚膜、拉伸、染色、固色、干燥、涂內保護膜，到壓敏膠的制造、涂膠、貼合外保護膜，得到多層結構的偏光片需要十幾道工序。為了確保偏光片的質量，國外采用了微機控制的全自動化連續生產工藝，生產車間為全封閉式潔凈車間。
偏光片是一種光學功能膜，它是一種高技術和高附加值產品。近幾年來，光學功能膜已發展成為一種新型產業，如除了偏光片外還有補償膜增亮膜等，因為這種膜的生產涉及了化學、光學、機械設備、計算機及自動化控制等許多問題。偏光片企業需要偏振光學、液晶物理、高分子化工、自動化控制、機械等專業的研究生和本科生，年需求研究生數十人，本科生數百人。LCD產業年需求研究生數百人，本科生數千人。
現在國內很多學校在辦液晶顯示相關專業，除河北工業大學之外，陜西科技大學電氣與電子工程學院十年來為液晶行業輸送了大量本科生。西安交通大學、西安電子科技大學、北京理工大學、北京交通大學、電子科技大學等學校都是液晶顯示器公司愿意前往做校園招聘的地方。北京交通大學和東南大學都有顯示技術中心，上海復旦大學和上海大學也都新建立了平板顯示中心，電子科技大學光電信息學院、四川大學高分子科學與工程學院、北京科技大學材料學院、北京大學工學院、華東理工大學理學院物理系，都在培養液晶科學方向研究生和本科生，但是仍然不能滿足液晶行業的需求。雖然國內高校中有光學專業和有機化學、工程光學專業和高分子化工專業的不在少數，但偏光片企業需要的偏振光學和高分子化工等專業培養的高水平人才仍然十分稀缺。這種人才的培養是相關企業、研究院所和高校都應關注的問題，通過建立產學研基地，渴望得到一定程度的解決。
另外，傳統光學教材和高分子化工教材等對于偏光片的描述都很少，也沒有偏光片方面的專業教材和專著。現在國內偏光片產業發展壯大，從業人員增多，相關原理、原材料、工藝技術、新應用等專利層出不窮，有待于偏光片生產和研究一線的專家做出奉獻，編輯出版相應的教材，對于偏光片行業具有很重要的意義。
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一流的學生、一流的學科專業和一流的導師，作為“三個一流”的三部曲，是留學人員培養環節的一條遞進鏈，也是一個互為聯系的統一整體。
選好人 選準人
學習成績、學術水準無疑是衡量一流學生的重要指標，但評價角度還應考慮學生的研究能力，應著重看派出人員的潛在能力和發展空間，看其學成回國后對該領域、所在單位團隊的帶動力和影響力。
從我們與領區學者、學者導師所接觸到的情況看，絕大多數留學人員都能學有所成，獲得了導師、學校及社區好評和贊譽，學成回國后成為帶動所在部門更新觀念、教學和科研水平不可或缺的重要力量。反之，若事業心、責任感和潛在能力遜色，即使出了國，選到了一流專業和導師，也只能是花拳繡腿。遇到名校名師，也無法盡快進入角色，主動尋機參與。
近年來，國家公派留學工作改革力度很大，在規模不斷擴大，層次逐步提高、資助學科重點向七大領域集聚的同時，應進一步加大對中、西部地區選派工作的覆蓋面和傾斜力度，實現中西部地區人才培養的跨越式發展。
預則立、不預則廢，選好人、選準人，有無出國深造渴望和強烈的事業心驅使至關重要，要主動行前預熱，有備而去，方能滿載而歸。
掌握信息 選好專業
位于美國西海岸的洛杉磯領區，擁有全美最大規模和最優質量的加州大學公立教育系統和全球聞名的加州理工學院、南加州大學等私立教育資源。迄今為止，我們與領區加州大學系統的5所分校、亞歷桑那大學和亞歷桑那州立大學、夏威夷大學、加州理工學院、南加州大學等均已建立了常規工作聯系，為我學者前來深造奠定了信息咨詢工作基礎。
國內各種書刊對國外大學的排名，是重要的參考因素，但留學所在國的排名更為可靠。排名有綜合排名和專業排名兩種，對于大多數留學人員來講，專業排名更重要，要選擇在自己研究領域以及相關領域排名趨前的大學。就美國而言，參考《美國新聞與世界報道》等雜志大體可以動態把握美國名校排名和名學科及專業排名情況。南加州最有名的名校，一流中的一流，我們稱其為三駕馬車，一是2000年排名全美最佳大學第一的加州理工學院，是一所致力于工程和科學領域杰出教育和研究的大學，以規模小，學科、專業精、專、尖聞名，學校的使命是在一種獨特而卓越的多學科交叉的氛圍中，研究最具挑戰性的基本的科學和技術問題，同時，將杰出的學生培養成為社會中最具創造性的成員。全校2172名學生(本科896名，研究生1276名)的規模，有31位諾貝爾獎得主獲得32個諾貝爾獎項，一流大師閃爍其間。二是整體水平堪稱一流的公立加州大學洛杉磯分校、圣地亞哥分校、爾灣分校、圣他巴巴拉分校等。三是留學生人數居全美之冠的私立南加州大學，其電影學院、傳媒學院堪稱一流。一流大學才俊林立、競相弄潮的氣勢，凝重、厚實的學術積淀，“吾愛吾師、吾更愛真理”的研究取向和思辨氛圍，支撐研究課題的豐富信息源、交叉學科帶、大師云集群，信步其間，置身其中，潛移默化．耳濡目染，必有頓悟。
有的名校整體排名相對雖未名列前茅，但專業排名遙遙領先，譬如，同屬名校之列的加州大學河邊分校不及其它加大分校整體排名，但農學。植物學、昆蟲學名列前茅，亞歷桑那大學的光學等居全美之冠。諸如此類，可供側重課題精專方面學者參考。再如，同一學科、專業，不同名校角度各異，譬如，以經濟學為例，加州理工學院和加州大學圣地亞哥分校分別以結構經濟學、計量經濟學等各顯千秋。
信息支撐是做好出國留學工作的一項基礎工程，教育部國際司應建立一套國外名校、名專業信息的動態更新、統一規范，方便查檢的檢索系統。
著眼一流 擇優從師
國家送出門，修行在自己。首先，能動的適應能力、自主學習能力和積極主動的學術厶本文作者(二排右三)和學生學者在一起。參與意識、溝通能力是出國留學收效多寡的重要因素，由于留學人員在國外的時間是短暫的，只有迅速適應、融入環境，才能盡快進入狀態，由于留學人員的特殊身份，導師對其“管理”非常松散，如果不主動有效與導師溝通，將事倍功半。其次，著眼一流，擇優從師，華人、白人教授兼顧，不圊于華人教授范圍，勇于“攀附”多學科職稱集一身的教授，在重點與指定導師聯系的同時，積極與相關學科導師建立聯系，形成導師群是重要的外因條件。最后，立足課題，重視尋機積極參與小組討論，是催發靈感、有所發現、創新，突破的重要機遇。
除此之外，我留學人員在做好自身課題研究之余，應一身二任，利用境外定點深造有利條件，幫助派出單位與進修校建立校際深度交流合作關系。近年來，我們注意發揮我領區高訪學者作用，推動其在加州理工學院、加州大學洛杉磯分校等深造的高訪學者與國內派出高校建立強強合作和實質性項目交流，取得了較好的效果。
關鍵詞：本科生教學 創新性課程 實踐環節 創新思維 實踐能力
中圖分類號：G649.21 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）05（a）-0016-02
通過教育教學培養人才是高等院校基本職能中最為核心的部分，而本科生教學又是高等教育中的基礎與核心環節；因此，探索適應現代社會發展的教學模式和教學方法新教學方法一直是教育學領域的研究熱點[1～6]。近年來，我校也一直在積極探索適應現代教育的授課新模式。自2006年秋季學期開始，我校在本科生教學中專門開設了一類“創新研修課”，該類課程的開設在提高學生科學研究興趣、激發創造激情、培養創新與創造能力等方面發揮了重要作用。本文將從課程的性質與目的、開設條件、教學方法、授課內容、成績評定等幾個方面詳細介紹該創新性課程。
1 創新性課程的性質與目的
本校開設的“創新研修課”由在學術領域取得突出科研成果的各學科高水平教師（一般為教授）根據個人國際前沿研究成果為基礎而設立，屬于全校公共選修課，采用小班授課模式，突出實踐環節的重要性，鼓勵學生主動思考和創新，考核評價指標以學生的創新能力和實驗成果為主。
該創新研修課的開設以適應當前國際科學與技術的不斷發展、推動教學知識體系的更新、激發學生的創新思維和動手能力、豐富本科教學授課模式為基本目的；可充分發揮學校的科研優勢對本科教學的促進作用，實現科研與教學的良好結合和相互促進，開拓學生的學術視野和創新思維，對拔尖人才培養具有積極的推進作用。
2 創新性課程的開設條件
（1）主講教師由各學科在科研領域取得突出學術成果的高水平教師擔任，一般應具有教授職稱。
（2）課程主題應結合主講教師自身的主要科研方向，并應具有國際前沿性，要求主講教師在該領域具有豐富的學術成果積累。
（3）對授課主題不做具體限制，采取個人申報、學校審批、擇優資助立項的開設模式。
（4）該課程授課內容以理論授課為基礎，以實踐授課環節為主體。
（5）設置專項課程基金，用于實踐環節中實驗平臺的搭建，采取定期驗收模式對課程開設效果進行跟蹤。
3 教學方法改革
（1）首次采取了雙向選擇的選課模式，先由全校本科生根據自己興趣選擇具體課程，對專業不做具體限定，然后由各個課程負責老師對學生的前期基礎知識進行初步的測試，最終確定上課名單。
（2）采用小班制教學，10人以下小課堂授課，保證師生之間的充分溝通和交流，給予每個學生充分的動手實踐機會。
（3）采用引導式、互動式、討論式、研究式和實踐式的教學方法取代傳統填鴨式教學方法。
（4）對應創新研修課，在本科生培養大綱中設定專門的創新學分。
4 授課內容的規劃
本校所開設的創新研修課的特色之處在于選擇了國際前沿性研究課題，以理論授課為基礎、以實踐授課環節為主體來進行授課。結合《壓電超聲驅動技術》（主講人：陳維山、劉英想）這一門創新研修課來進行具體說明。
壓電超聲驅動技術是近三十年來才逐漸發展并走向成熟的一種新型精密驅動技術，與電磁驅動技術相比具有結構簡單、設計靈活、輸出力矩/推力大、功率密度高、定位精度高、斷電自鎖、無電磁干擾、易于實現直線和多自由度驅動等突出優點；目前已經在航空航天、超精密機床、光學精密工程以及數碼相機等領域得到了初步的應用。作者所在課題組自1991年開始展開在壓電超聲驅動技術領域的研究工作，經過二十多年的發展，積累了豐富和研究成果。
基于壓電驅動技術的突出優點和我們所積累的研究成果，經過個人申請、學校評審立項，開設了《壓電超聲驅動技術》這一創新研修課，課程共計20學時，其中理論授課8學時，實踐環節12學時：
（1）授課部分主要內容包括：壓電超聲驅動器的基本致動原理，壓電超聲驅動器的特點，壓電效應、壓電陶瓷材料的基本特性、壓電超聲驅動技術領域的國內外研究現狀、壓電超聲驅動器的應用現狀、壓電超聲驅動器的分類、行波超聲驅動器基本構型及工作原理、駐波超聲驅動器基本構型及工作原理、復合振動模態超聲驅動器基本構型及工作原理、壓電金屬復合梁式超聲驅動器領域最新研究成果、壓電超聲驅動器設計實例。該部分理論授課的核心目標是要建立學生對壓電超聲驅動技術的基本認識，了解其工作原理與設計過程。
（2）實踐環節部分：共計設置了正壓電效應觀察、逆壓電效應觀察、壓電超聲驅動器制作、壓電超聲驅動器阻抗特性測試、壓電超聲驅動器振動特性測試、壓電超聲驅動器熱耦合特性測試、壓電超聲驅動器機械輸出特性測試共計7個實驗。該部分實踐授課的核心目標是要通過實際制作壓電超聲驅動器并完成各項測試來加深學生對壓電驅動技術的理解，培養學生的創新思維和動手實踐能力。
5 成績評定方法
我校創新研修課的考核評價并沒有采用傳統的試卷考核模式，而是采用了實驗成果、實驗報告為主，學術報告、設計報告為輔的評定模式，重點是要考核學生的創新能力和實驗成果。傳統的試卷考核模式雖然在目前的高等教育中仍舊是最為主流的一種考核方式，但存在考試功能單一、評價錯位、實踐能力考查弱、重分數輕能力等不足。鑒于我校所開設的該類創新性課程擇了國際前沿性研究方向為基本授課內容，而且是面對本科生進行開設，課程基本的目的定位于建立學生對于該課程所涉及的研究方向的基本認識；而且，該類課程中實踐環節相對理論授課環節占據比重要大。因此，該類課程以考察學生的實驗成果和動手實踐能力為主，這種考核方式也有利于激發學生的積極性和創新意識。
6 結語
幾年來的授課效果表明：我校所開設的這一類創新性課程可以極大的調動學生的積極性，有利于培養學生的創新思維和動手實踐能力，便于激發本科生對各個學科的前沿研究方向的求知欲，也使得師生之間可以近距離的實時溝通，該類創新性課程已經逐漸成為我校本科生教學環節中最受歡迎的一類課程。因此，我校所開設的創新研修課探索出了一種適用于本科生教學的新模式，值得各高等院校進行借鑒。希望這種授課模式逐漸成為各個高等院校本科教學模式發展的一個新方向。
參考文獻
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關鍵詞：模擬實驗；平面檢校；仿射變換；核線約束；光束法平差
1 概述
模擬實驗隸屬于巖石力學實驗模擬技術，該技術大多數用于對模擬巖土工程中部分工程結構進行研究。模擬實驗物理模型是在室內用某種人工材料，根據相似原理做成相似模型，在進行模擬實驗時，通常多采用縮小比例或放大比例來制作模型；然后借助測試儀表觀測模型內力學參數及其分布規律，通過對模型上應力、應變的觀測來認識與判斷原型（模擬實體）上所發生的力學現象和應力-應變的變化規律，以便為巖土工程設計和施工方案的選擇提供依據，從而解決實際生產問題。本文以模擬實驗物理模型為研究對象，近景攝影測量方法為量測手段，研究模型在地下開采作用下的巖層變形情況。
2 近景攝影測量下的三維重建
根據本文提出的方法量測模擬實驗物理模型上監測點的三維坐標，需要提供的原始數據有：影像的內、外方位元素，控制點像方、物方坐標，監測點像方坐標。
2.1相機檢校
相機檢校是檢查和校正攝影機（攝像機）內方位元素和光學畸變參數的過程，它是從二維圖像獲取三維信息必不可少的步驟。數碼相機檢校的目的是恢復每張影像光束的正確位置，即利用內方位元素恢復攝影中心與像片間的相對關系。
2.2 像點提取
控制點均勻布置在物理模型周圍框架，監測點均勻布置在模擬煤層上覆巖層表面，三維重建前需要在影像上提取其對應的像點坐標，為后續光束法平差做準備。像點的提取、識別大致分為以下步驟：①預處理：包括二值化，邊緣提取；②聚類；③識別基準點；④識別編碼點。
2.3 基于單位四元數的空間后方交會
空間后方交會是利用一定數量的地面點和對應的像點計算影像的外方位元素，傳統空間后方交會僅能處理小傾角影像，但本次實驗所采集的影像，影像傾角保持在45°范圍左右，因此將單位四元數引入后方交會中。
2.4 同名點匹配
同名點匹配是確定物方點在不同像片上對應的同名像點，它是實現攝影測量自動化的關鍵技術之一。本文采用回光反射標志作為監測點，各監測點的圖像具有基本一致的灰度分布規律，采用基于灰度相關的匹配算法難以實現其自動匹配。因此，本文采用同名像點間的空間幾何關系完成像點的自動匹配。
2.4.1 仿射變換
仿射變換可以計算出各監測點物方坐標的近似值，從而實現像點坐標粗定位。
2.4.2 核線約束
核線約束是解決攝影測量同名像點匹配的重要約束條件。物方點和立體像對的投影中心構成核面，核面和各像平面的交線為核線，同名像點在其對應的核線上。理論上有兩張影像即可進行同名點匹配，為了確保匹配的準確性，本文以三張影像為一組進行匹配。利用核線約束完成同名點匹配。
2.5 光束法平差
光束法平差以共線條件方程為基本數學模型，經線性化后，給未知數賦初值，再利用最小二乘法原理進行計算。
2.6 實驗流程
①布置控制點、監測點。在模型的豎直表面上布置275個監測點，共11行，每行25個點；在模型的框架表面上布置19個控制點。
②控制測量。控制測量的目的是為后續處理提供必要的控制點，可利用全站儀逐點進行高精度測量。
③獲取影像。在物理模型前方不同角度處拍攝不同開采時段的影像。
④平面檢校。除物理模型外，實驗中還需拍攝檢校模版，對所得的模版影像進行平面檢校，得到相機的內方位元素及畸變參數。
⑤像點識別、提取。本次實驗采用回光反射標志，同時對相機進行調整，使得到的影像類似于二值影像，便于監測點和控制點的識別、提取。
⑥基于單位四元數的空間后方交會。根據物方控制點，利用空間后方交會解算實驗中所用到的影像的外方位元素，為后續光束法平差提供初值。
⑦同名點匹配。利用光束法平差計算點的物方坐標時，至少需要兩張影像進行交會解算，因此對同一時段的影像進行匹配處理。
⑧光束法平差。利用上述步驟得到的數據，根據光束法平差原理，解算監測點的物方坐標。
⑨成果輸出。將計算得到的同一時段的物方坐標輸入MATLAB軟件中，以坐標系的方式輸出，與實驗前各點坐標作對比，各監測點的位移用箭頭表示。
3 實驗結果與分析
3.1 實驗概況
本文以東峽煤礦急傾斜綜放開采技術相似模擬實驗為研究對象，模型比例尺為1：200，模型長3m、高1.5cm、厚0.2cm。在模型豎直表面按設計要求均勻布置275個監測點，用來反映模型在開采過程的變形情況，共11行，每行25個點。在鋼結構框架上布置19個控制點，點位位置在實驗過程中不發生變化，作為不動點使用。坐標原點定于物理模型左下角，水平向右為X軸，豎直向上為Y軸，垂直模型向里方向為Z軸。數碼相機為佳能600D，使用50mm變焦鏡頭，影像分辨率為5184×3456，COMS尺寸為22.3mm×14.9mm。
按照設計步驟，在模型豎直表面依次從上煤層和下煤層逐次進行開采，首先從上煤層左側開始，自開切眼位置每次推進2cm，至模型中段時，上煤層停止開采；接著，從下煤層左側開始，自開切眼位置每次推進5cm；接近上煤層開采位置時，再從上煤層右側開采，直至上煤層開采完成，最后進行下煤層后半段的開采工作，每次開采結束后，即可獲取一組序列影像。物理模型如圖1所示。
圖1 模型開挖前影像
3.2 變形分析
根據上述開采過程完成實驗，通過觀測煤層上覆巖層的大致變形情況可看出，巖層位移規律性強，各監測點的變形方向都指向采空區，從采空區中間往兩側，豎直位移量逐漸減小，采空區從上到下豎直和水平位移量逐漸增大。
圖2至圖5分別是上煤層距左邊開切眼90cm、128cm時各點的位移量，下煤層距左邊開切眼95cm時各點的位移量及開采完成后各點的位移量。這四組圖片中，左側圖片是本文提出算法的計算成果，右側是鄭州辰維科技股份有限公司研發的工業攝影測量軟件的計算結果。經對比，本次實驗計算結果符合實際變形情況，基本反映因地下開采所引起的地表變形和破壞特征。
4 結論
①與傳統測量方法相比較，本文提出的測量手段有明顯優勢：首先，它是一種非接觸式的測量手段；其次，它可實現實時快速的獲取測量結果，節省大量工作量，同時自動化程度也有了明顯提高；最后，它是一種高精度的量測方法，以嚴密的平差作為約束條件，可以實現點位高精度量測，并且在平差計算過程中，測區內部精度均勻。這種方法尤其適合待測點數目眾多的情況。
②實驗過程中，物理模型巖層位移規律性強，實驗的解算結果與開采過程中出現的現象吻合。實驗結果可以反映東峽煤礦地下開采引起的巖層變形，對實際工作中的生產安全有重要的指導作用。
參考文獻：
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[關鍵詞]材料物理；專業特色；學科平臺
[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）07-0112-02
武漢工程大學材料物理專業于1999年籌建，2000年開始招生，2010年成為首批入選 “湖北省普通高等學校戰略性新興（支柱）產業人才培養計劃”的專業之一。在10多年的建設中，學校堅持“加強基礎，拓寬口徑，重視實踐，培養能力”的建設思路，充分突出專業特色，努力提高辦學水平和人才培養質量，現專業建設已經步入良性發展階段。總結專業建設過程中的一些經驗與教訓，可以為專業今后更好地發展提供借鑒。
一、專業建設要體現特色
1998年，教育部頒布新的本科專業目錄，材料物理為新設置的專業，是物理學與材料科學的一個交叉學科，屬材料科學與工程一級學科。許多高校將相近的專業，如金屬物理、材料科學、應用物理等專業改名為材料物理專業。這樣雖然專業名稱相同，但專業的內涵并不完全相同。發揮各自的優勢和特色是各校專業建設的重點。這就要求各高校既要在大專業的口徑下對人才進行全面培養，又要把各自原有的特色發揚光大。[1] [2]1999年武漢工程大學（以下簡稱“我校”）申報材料物理專業，其中就面臨著專業如何建設、如何和其他高校差異化培養人才、如何體現特色等一系列問題。走訪已有專業的知名高校，吸收他們成功的辦學經驗，既可以為我們提供借鑒，也能避免和這些知名高校的同質競爭。通過調查我們發現，當時國內材料物理專業基本上都是由同類專業轉變名稱而來，其仍然延續原來的辦學方向，大部分還是以服務于傳統產業為主。
根據調研結果，結合我國正處于經濟轉型時期，新材料、新產業正不斷出現的實際情況，我校材料物理專業選擇在學校“等離子體化學與新材料重點實驗室”建設發展的基礎上，以等離子體技術和薄膜材料為特色，服務于新型產業，實現差異化培養，避免同質競爭，為后續發展提供發展空間。
二、專業建設依靠一個學科平臺，背靠一個行業
國內專業設置一般有兩種情況，一類是先有學科，在學科建設的基礎上進行專業建設，專業發展后勁足。一些名牌高校學科建設基礎好，師資和實驗條件也比較好，基本是按這種模式建設。另一類是先有專業，然后進行學科建設，很多新辦高校都屬于這種情況。這就存在許多問題。首先是師資力量缺乏，特別是高層次師資缺乏，其現有師資基本上是從不同專業轉崗而來。其次，專業實驗室尚未建立，實驗資源匱乏，未能與相關企業建立良好的合作平臺，導致學生缺乏良好的實踐機會。再次，學生畢業論文由于沒有學科支撐，選題方向雜亂，畢業論文質量難以得到保障。可見，學科平臺建設對專業建設順利進行有著至關重要的作用。本專業依托湖北省等離子體化學與新材料重點實驗室，為專業發展提供師資及實踐教學平臺等多種支撐，并且由于實驗室研究方向面對新型產業，客觀上也為專業發展烙上了不同于其他學校的特色――等離子體技術與薄膜材料。
另外，專業建設還必須背靠一個行業。因此，有必要針對行業特點設置一些專業課程。由于國內外教育體系差異較大，國外大學實行全面的素質培養，學生知識面寬，但具體到點的深度不夠。比如國外某大學工程學院材料方向只學習材料基礎知識，并不分無機、有機，沒有涉及高分子、金屬、無機非金屬等方向的具體課程。國內高校如果照搬，很多學生畢業后找工作就會覺得無所適從。因為國內企業對人才需求有具體到點的知識要求，比如金屬行業企業不會招聘沒有學習金屬學方向課程的畢業生。國內有些高校的材料物理專業學生就業困難，其中一個重要原因就是學校僅針對物理學與材料科學領域設置課程，學生學習的知識面寬但具體的針對性不強。因此，我校材料物理專業人才培養雖然定位于等離子體技術及應用和功能薄膜材料方向，但具體到培養方案，主要還是針對光電信息材料、新能源材料、光學薄膜材料等行業設置專業課程。
三、課程體系要與生源相匹配
專業建設之初，由于專業教師都是來自于國內重點大學，學校在制定培養計劃時不可避免的受到這些高校的影響。比如物理課程，國內重點大學材料物理專業幾乎都是按照力學、熱學、電磁學、光學等分類教學，我們也照著設置。但在隨后的教學過程我們中發現，學生普遍反映學習難度大，難以接受。我們也曾請985高校的教師來授課，但效果也一樣，這說明不是教的問題，還是課程難度與生源不適應的問題。隨后我們調整培養計劃，將這些課程合并為普通物理學，與其他專業學生一起上，這樣問題就解決了。由于普通高校與985、211這類高校在生源質量上存在很大差別，人才培養側重點也不應該一致。基于此，學校順應時展，遵循人才培養規律，并結合自身特點，進行了人才培養模式改革，于2009年提出以“三實一創” （“三實”指實訓、實驗、實習，“一創”指創新）為核心的應用型人才培養模式改革計劃。[3]這樣做目的是培養基礎扎實、知識面寬、實踐創新能力強的應用型高級工程技術人才。材料物理專業也根據學校辦學精神，對課程體系和實踐教學環節進行了重大改革，將原來分散在各個課程中的實驗課程進行整合，重新規劃實驗體系，開設單獨的實驗課程，制定統一大綱，整合并適當更新實驗內容，使實驗體系更加完備，并與實用化緊密結合，側重于培養學生的動手能力。同時適量減少理論課程，適當弱化、減少公式定理的推導過程，重點將理論意義和作用與應用密切聯系起來，培養學生對知識的綜合應用能力。2010年，湖北省教育廳為促進高等教育與經濟社會發展緊密結合，引導高等學校主動適應經濟發展方式轉變和經濟結構調整，優化人才培養結構和資源配置，深化人才培養模式改革，實施了湖北省戰略性新興（支柱）產業人才培養計劃。[4]材料物理專業成功入選后，我們對課程體系又進行了改革，實行3+1模式，即3年理論教學，1年實踐教學，實踐教學有將近一半的時間在合作企業進行。這強化了辦學與市場結合度，培養的人才更加符合市場需求。
四、結束語
以上措施的實施，保證了學校人才培養的質量。近幾年本專業學生獲得過全國大學生科技競賽“挑戰杯”三等獎1項，湖北省大學生科技競賽“挑戰杯”二等獎1項，獲得“高教社杯”全國大學生數學建模競賽一等獎1項，全國大學生數學建模競賽湖北省一等獎2項，二等獎2項；學生畢業論文整體水平較高，畢業論文獲湖北省優秀學士學位論文數占畢業生總數的近10%，就業率一直保持在90%以上，考研上線率約30%。依托學科平臺和優勢，突出人才培養特色，人才培養科學定位是材料物理專業辦學成功的關鍵所在。
專業建設是一項長期性的、持續不斷的工作。在今后的工作中，我們還要根據市場需要、國家及省市政策以及學生反饋意見不斷完善專業建設，以學科發展觀去認識專業發展規律，不斷更新教育觀念，積極開展教學研究，努力推進教學改革，并始終注重培養學生的工程素質與實踐動手能力，創新人才培養的模式，培養市場需要的應用型創新型人才。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 武漢理工大學材料物理專業培養方案.
[2] 中南大學材料物理專業培養方案.
[關鍵詞]工程技術人才 大學物理 教學
[作者簡介]鄭永春（1967- ），女，河北衡水人，衡水學院物理與電子信息系，副教授，研究方向為大學物理、熱學；尹志會（1970- ），女，河北衡水人，衡水學院物理與電子信息系，副教授，碩士，研究方向為光學工程。（河北 衡水 053000）
[基金項目]本文系2010年度河北省高等學校科學研究指導計劃課題“STS教育思想在大學物理教學中的滲透試驗和研究”的研究成果。（項目編號：ZS2010319）
[中圖分類號]G642.4 [文獻標識碼]A [文章編號]1004-3985（2013）20-0111-01
隨著《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010―2020年）》的貫徹落實，人才培養模式的改革與創新成為當前我國高校深化教學改革、提高人才培養質量的關鍵。工程技術人才是提高國民經濟、推動社會發展的生力軍，也是我國當前急需的人才，因此工科院校和綜合性大學的工科專業都是非常熱門的。可是地方院校的畢業生常處于很尷尬的境地，課程學的不少，可進入工程技術操作場所卻無從下手，也無從學起，有的干脆就急忙退身回到學校繼續深造，這無形中增加了人才培養周期和培養成本，可兩三年之后能否成為社會需要的工程技術人才還是未知數。究其原因是培養觀念、培養模式的問題，因此更新人才培養觀念，探索切實有效的人才培養模式是非常必要的。
從美國工程與技術認證委員會對工程教育專業的評估標準中可以看到，在重視加強數學和科學基礎的前提下，當前更強調側重工程實踐能力、團隊合作精神、終身學習能力等知識。我國工科院校大學物理是專業基礎課程，一般在第二學期開設，是在中學物理的基礎上，結合高等數學的微積分、向量運算等知識開始大學物理的學習。通過大學物理的學習，學生的理論運算能力、基本實驗能力有所增長，但這遠遠不能滿足工科學生的學習欲望，因此影響了學生的學習動力，對大學物理這門課的學習態度、學習模式也直接影響了后繼課的學習效果。因此在大學物理這門專業基礎課教學中，教師要嘗試開始工程技術人才培養的探索，從教學內容、教學設計等方面進行改革，以提高大學生的學習興趣、學習能力、實踐能力和創新能力為目的，這對提高高校物理課程教學質量以及人才培養水平有重要的現實意義。
一、精選專業相關的教學內容
現有的大學物理教材都是力、熱、光、電、原子等基礎物理的全部內容，在一學期左右要求學生掌握全部內容是不可能的，淺顯的學習等于重復高中學習過程，就失去了開課的意義，更是對工作的失職；若從頭到尾運用高等數學分析物理概念，推出物理定律，引導學生學會運用高等數學處理每一部分物理問題，多數學生會陸續掉隊的，這也會極大挫傷學生的學習積極性。因此教師要精選教學內容，這需要翻閱相關專業的后續課程教材，或請專業教師座談教研，以便使不同專業大學物理教學內容有所側重，使教學計劃更切實可行，這需要教師的敬業精神和奉獻精神，因為涉及跨院系工作，實施過程中會遇到一些不便。
二、合理處理教學內容
對每一部分教學內容的處理上采取中學物理為基礎、大學物理重方法的原則，使學生實現物理知識和方法技能的逐步提高。質點運動學，重點為運動方程、速度和加速度概念和相互關系，結合通用坐標系應用到一般的直線和曲線運動中，再根據特殊運動特點推出中學熟悉的勻變速運動方程式。本部分內容的特點是物理概念多，高等數學集中運用，學生不易接受，因此教學思路要清晰明了，掌握解決一般運動的方法，不過多涉及坐標變換的問題。質點動力學為力的沖量和力做功，通過應用舉例推出伯努利方程，這是液壓傳動課程中的基本方程。剛體動力學主要概念是力矩和角動量，主要規律是轉動定律和角動量守恒，采用和質點力學類比的方法進行教學可達到事半功倍的效果。難點是角動量守恒的分析，教師可實例分析動量不守恒但是角動量守恒，先從動量和角動量概念分析，在從受力和受力矩分析，使學生從表面到內在原因掌握動量和角動量守恒的區別。這部分內容在工程力學課程中有所涉及，可根據課程進度適當處理。對靜電學的處理是把握電場強度和電勢的計算方法，高斯定律和環路定理是分析推理的必備工具，要引導學生理解，但由于使用過程中的任意性的確定，使學生不能確切把握，因此對機電專業，重點放在電勢、電壓、電場力做功的概念和規律上。通過公式推演，學生知道了中學相關知識的來源和局限，掌握處理問題的一般方法和技巧，學生只有充分掌握了基本概念和基本規律，把所學的知識銜接起來，才能靈活運用。對電介質極化做定性分析，得出電場強度和電容的決定式，電容的串并聯計算要使學生明白等效的依據，不能機械套用公式。靜電場的能量是靜電學的收尾內容，要把握思路使學生掌握電場能量的求解方法，理解電場的物質性。對磁學、熱學等內容也根據前后知識的需要做相應處理。
三、將人文文化融入物理教學
在大學物理教學中將人文文化融入教學內容之中，使學生知道知識的來龍去脈，不但能提高學生的學習興趣，而且能很好地培養學生的創造力和綜合素質。人文文化在中學、大學物理教材中多少都有所涉及，但這部分內容從沒被師生重視過，這也許是受當前的考評制度的影響。在20世紀60、70年代誕生的STS研究領域，主張把科學、工程能力和人文社會科學能力結合在一起的教育模式，因此沒有人文文化的物理教學是不完整的，不能因為時間緊就舍棄這部分的教學，實際上教師只要精心設計教學過程，這部分內容的學習可以實現畫龍點睛的效果。例如在電磁學部分的學習時，教師在將靜電、電流、電生磁、磁生電的知識講給學生后，可以對每位科學家的工作經歷、科學精神和人生態度進行一定的講解。教師在教學過程中要引導學生追根溯源，要讓學生立體化地把握知識，以科學家、相關物理知識、研發趣聞、歷史作用為教學主線，讓學生在深入理解科學文化的同時感染科學精神和創新精神，提高學生的學習興趣和學習欲望。
四、以物理實踐教學帶動物理教學
教師要讓學生通過大學物理實驗使學習欲望逐步增強，為學生實現工程師的理想打下堅實的基礎。師生要明確實驗教學和理論教學的關系，理論是實驗的基礎，實驗促進理論的發展。因此開始設置的實驗內容一般為驗證性實驗，是為了充分理解物理概念和規律的，由于這些內容學生已經知道實驗結果，往往不能引起學生的興趣，同時也影響了學生基本實驗技能的提高，到有相當難度的綜合性、設計性實驗開設時，往往由于學生的理論知識或實驗設備的知識的缺乏不能到達預期目的。因此針對工科專業的特點，要求學生從事專業見習，到機電門市、標準件商店，學習了解工程中常用的零部件的名稱、外形功能等，然后到小型設備加工廠見習設備的組裝調試過程。這項工作為學生學習技術、提高能力指明了方向，學生回到課堂、回到實驗室學習物理的動力就會大大增強，因此在實驗教學中從基礎實驗開始就要讓學生從簡單工具、儀器的學習使用開始，結合不同的基礎實驗方法設置實驗內容，使學生掌握放大法、模型法等基本實驗方法，同時培養學生的觀察能力、分析能力、動手能力和數據處理能力。隨著基本實驗能力的增長，為學生提供設計實驗的條件，由學生搜集學習相關的理論知識，組織討論設計方案，觀察總結實驗過程，分析實驗結果，最后形成小論文。因此可以在已經完成的基礎實驗中，通過改進實驗方法或實驗儀器再次設計實驗方案、分析實驗結果并做出總結。這樣的學習過程培養了學生自主學習的能力，培養了學生的創造和溝通協作能力，這是工程技術人才培養的基本思路。
工程技術人才培養是一個長期過程，大學物理的學習是一個起點，要通過大學物理教學充分培養學生的自主意識、創新意識、協作意識，通過認真選擇和專業相關的教學內容、精心設計教學過程，使學生從多種角度體會、體驗到理論和實踐的結合，對理論課的學習更有興趣，對實驗課的學習更有信心，對工程師的理想目標才能更靠近。
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關鍵詞：江浙；臺灣；食品類專業；高職教育
中圖分類號：G710 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2013）07-0019-04
食品工業是我國國民經濟的支柱產業和保障民生的基礎性產業，目前正處于結構調整的戰略機遇期，充足高質的人力資源對確保食品的營養、健康與安全具有決定性意義，相關專門人才的培養與造就早已進入教育序列。
職業教育是我國教育體系的重要組成部分，擔負著為社會提供技術型人才的任務。高職教育是職業教育的高等階段，其好壞直接關系到社會人才素質的構成，并最終影響國民經濟的發展。近年來，臺灣不斷調整其食品類專業的結構與布局以更好地適應需求，或許臺灣的今天，就是江浙的明天，本文嘗試分析了臺灣食品相關技職科系所的設置與分布，以期為江浙相關高校此類專業的規劃布局提供參照。
基本情況
（一）江浙
本文論及的江浙是指由上海、南京、杭州、寧波、蘇州、無錫、常州、鎮江、南通、泰州、揚州、嘉興、湖州、舟山、紹興等15市及其所管區縣組成的長三角地區，常住人口10 166.32萬（2010年第六次人口普查結果）。內地高職高專教育起步較晚，其通常舉辦的是以招收普通高中畢業生為主的2年或3年制高職，也招收職高、中專、技校的畢業生；1984年江蘇在內地率先進行5年制高職教育，浙江和上海緊隨其后，其招收對象為初中畢業生。目前，專科畢業后尚無高職層次本科供學生深造，只能入讀普通高等教育、成人高等教育、高教自學考試、電大開放教育、遠程網絡教育等的本科，即所謂的“專轉本”、“專升本”、“專接本”等，專科畢業滿2年后也可以報考研究生。
（二）臺灣
臺灣地區人口約2 320.56萬（2011年9月統計月報），技職教育較為成熟，有專科（五專、二專）、本科（四技、二技）、研究生等層次，專科招收初中、高級職校等的畢業生，專科畢業后可續讀本科，接著還可報考研究生，各層次還能與普通高等教育相通，被郭福春評價為是一個渠道多樣，體制完整，交叉互通，具有暢通升學進路的職業技術教育的一貫體系。
相關學科與系所設置
丁宏偉調研發現，當前食品專業人才需求量大，尤以應用型人才缺口較大。食品類專業高職教育的目的就是培養和造就合乎時展趨勢和國家或地區發展目標要求的具有相關理論知識和操作技能的應用型人才。
（一）江浙
專業設置是連接社會需求與教學工作的橋梁，是學校教育教學工作主動適應社會需求的關鍵環節。按《國民經濟行業分類》（GB4754-2011），我國食品工業包含農副食品加工業、食品制造業、酒和飲料、精制茶制造業、煙草制造業等四大類。根據內地教育主管部門公布的《普通高等學校高職高專指導性專業目錄（試行）》，食品相關專業摘列見表1。
另有目錄外專業，如在5101農林技術類中，還有510113綠色食品生產與經營、510114綠色食品生產與檢驗、510131食藥用菌等。在6103食品類中，還有610308食品衛生檢驗，610309營養與配餐，610310食品分析與檢驗，610311食品加工及管理，610312食品檢測及管理，610313釀酒技術，610314糧油儲藏與檢測技術，610315乳品工藝，610316發酵技術，610317食品工藝與檢測，610318營養與食品衛生，610320食品工藝技術，610321畜產品加工與檢測，610322馬鈴薯生產加工，610323制糖生產技術與管理，610324功能性食品生產技術，610346肉品加工與檢測，610347食品質量與安全監管，610348黃酒釀造，610349食品質量與安全等。
（二）臺灣
按照臺灣教育主管部門頒布的《大學校院系所代碼》和《專科學校科系代碼》等兩個目錄，相關所系科整理見表2。
由表1可知，內地批準可以開設的食品類高職專業（含目錄外）共計39個，涉及農林牧漁、生化與藥品、輕紡食品、醫藥衛生、旅游等五個學科大類。由表2可知，臺灣公布的食品相關技職類所系38個（本科和研究所），專科20個，涉及農業科學、醫藥衛生、民生等三個專業門類。從分類上看內地的食品類專業多屬于輕工類，而臺灣的則多屬于農業類，但實質上均主要集中在加工制造業。
臺灣無論專業數還是教育層次上都較江浙要多且全。為解決內地高職教育層次太窄的問題，有的內地省份曾在普通高校中試行過本科層次的高職教育；另有省份在高教自學考試中開出了屬于較高層次技術教育的應用本科；今年，包括江蘇在內的一些省份還試點招收高職本科。值得注意的是，近年內地持續增設一種以“職業能力”為本位的專業學位研究生，其中有與食品相關的專業，如0852工程碩士中的085231食品工程以及0951農業推廣碩士中的095113食品加工與安全。江浙就有很多高校招收這兩種專業學位的研究生，但因其在分類上還隸屬于普通高等教育的研究生階段，故本文在此不加贅述。鑒于內地為培養高端技能型人才推出的這一系列舉措，有理由相信未來高職教育的辦學層次一定能夠向上延伸。
院所學校布局
（一）江浙
開設農產品質量檢測的有江蘇畜牧獸醫職業技術學院和南通農業職業技術學院；開設綠色食品生產與經營的為揚州環境資源職業技術學院。
開設食品藥品監督管理專業的有嘉興職業技術學院、江蘇畜牧獸醫職業技術學院、江蘇經貿職業技術學院、江蘇農林職業技術學院、上海海洋大學、上海醫療器械高等專科學校、蘇州農業職業技術學院、浙江醫藥高等專科學校、桐鄉綜合中專（5年制，與嘉興職業技術學院聯辦）等。
開設食品加工技術專業的學校有江蘇農林職業技術學院、南通農業職業技術學院、蘇州農業職業技術學院、浙江醫藥高等專科學校。設有食品營養與檢測專業，3年制的有浙江育英職業技術學院、揚州職業技術學院、浙江經貿職業技術學院、揚州環境資源職業技術學院、蘇州職業大學、蘇州農業職業技術學院、上海海洋大學、江蘇畜牧獸醫職業技術學院、江蘇經貿職業技術學院、江蘇農林職業技術學院、南通農業職業技術學院；5年制的有江蘇畜牧獸醫職業技術學院、江蘇農林職業技術學院。設食品貯運與營銷專業的為蘇州衛生職業技術學院。設食品生物技術專業的為江蘇農林職業技術學院。設食品檢測及管理專業的為浙江醫藥高等專科學校。設食品工藝與檢測專業的有上海農林職業技術學院和上海商學院。紹興市中等專業學校開設黃酒釀造專業（5年制，掛靠浙江工業職業技術學院）。
開設醫學營養專業的有寧波衛生職業技術學院、上海健康職業技術學院、上海醫藥高等專科學校（食品衛生方向）、上海中醫藥大學、蘇州衛生職業技術學院等。
設烹飪工藝與營養專業，3年制的有南京旅游職業學院、浙江旅游職業學院、浙江商業職業技術學院、無錫商業職業技術學院等；5年制的有常州旅游商貿高等職業技術學校、蘇州旅游與財經高等職業技術學校、無錫旅游商貿高等職業技術學校、揚州商務高等職業學校、德清縣職業中等專業學校（掛靠浙江旅游職業學院）等。
（二）臺灣
研究生 開設食品科學碩士班的有元培科技大學和澎湖科技大學，設食品科技碩士班的有弘光科技大學、科技大學、大任科技大學等，另高雄餐旅大學設有臺灣飲食文化產業和餐飲創新研發碩士學位學程。
本科 設食品科學系的有中華科技大學、元培科技大學、屏東科技大學、澎湖科技大學等。設食品科技系的有弘光科技大學、科技大學、嘉南藥理科技大學、大任科技大學、東方設計學院等。弘光科技大學還設有營養系。設食品營養系的有中華醫事科技大學和美和科技大學。設保健營養系的有嘉南藥理科技大學、輔英科技大學、長庚技術學院、中州技術學院等。開設餐飲（廚藝）系的有臺南科技大學、中州技術學院、德霖技術學院等。設餐飲管理系的有高雄餐旅大學、中華科技大學、臺灣觀光學院等。高雄餐旅大學還設中餐廚藝系、西餐廚藝系、烘焙管理系及國際廚藝學士學位學程等。另萬能科技大學化妝品應用與管理系下設機能保健品開發與檢驗、高雄海洋科技大學設水產食品科學系、臺北海洋技術學院設食品科技與行銷系、經國管理暨健康學院設食品保健系、亞太創意技術學院設保健營養生技學系。
專科 設食品科技科的有臺東專科學校與東方設計學院。設餐飲廚藝科的有高雄餐旅大學與中州技術學院。設餐飲管理科的有經國管理暨健康學院與臺灣觀光學院，其中，臺灣觀光學院分設中餐組和西餐組。另中州技術學院設保健營養科、馬偕醫護管理專科學校設食品科學科、崇仁醫護管理專科學校設烘焙科。
江浙高校的教學招生必須依照專業目錄進行，只允許部分示范或骨干院校設置目錄外專業。據統計江浙開設有食品相關專業的學校達33所，開出專業數達11個（目錄外4個），占目錄數的28.2%；臺灣則有26所學校開設，包括7個所（研究生），33個系（本科），9個科（專科），教育層次呈橄欖狀分布。專業是人才培養的載體，專業設置應貼近社會需要。臺灣高校的食品類專業布局比較均勻，說明經過一系列的整合后，臺灣高校的專業設置已經步入理性化階段。內地高職教育除了存在過分追求“服務地方”和“創建自身特色”等問題外，還有諸如爭設熱門專業及專業設置趨同化等現象，譬如江浙開設食品營養與檢測專業的學校多達13所院校，與此同時，卻有多達28個專業沒有學校開出，所以有學者才指出應明確職業教育的特性，科學合理地設置專業，及時減停人才過剩的所謂熱門專業，增列前景看好的冷門專業。
啟示
江浙人口是臺灣的4.38倍，人口量與食品專業布點數的比值是臺灣的4.49倍（江浙211萬∶1，臺灣47萬∶1），然而開設食品專業的學校數量卻只是臺灣的1.27倍，從這個角度看，擴大區內食品類專業的招生規模應該是可以的，且本區為內地高職教育的高地，培養的人才并不會全部留本地發展，有一大部分畢業后會到外地謀職。當然教育不僅要有規模，還要有質量和競爭力，現臺灣各高校的教育質量大多是借助于大學自治權來保證的，很顯然大學自治可以減弱外力對專業設置的過度介入。按規定除博士班、法律和醫學類專業、與師資培養相關的專業等之外，臺灣各校均得依據學校特色及發展方向自行增刪及調整專業。按規定內地高校也可依法自主設置和調整學科、專業，但如何依法，如何自主，卻是一個長期未能解決好的問題，很大程度上影響了這項辦學自的落實。內地高校在專業設置方面的自與選擇權還需要進一步彰顯，以利于學校依據自身學科特點和社會人才需求狀況等進行專業設置與調整。
臺灣的經濟和科技較為發達，且已經歷食品類專業的布局和調整的過程。江浙是內地經濟增長速度最快，科技最具活力的地區之一，也是國家食品產業的重要布局地（《食品工業“十二五”發展規劃》）。江浙高校如能前瞻性地學習臺灣的辦學經驗，結合自身長處，按照國家食品產業結構調整的要求（《產業結構調整指導目錄（2011年本）》），不斷推進本區內食品類專業的恰當布局，創新人才培養模式，合理選擇課程和配置教學內容，加強師資隊伍引進，完善實驗實訓基地建設，則一定可以搭建出高效的人才培養平臺。
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在我國城市化水平在不斷的加快，城市交通擁堵也來越嚴重，這就影響了群眾的出行，給城市的發展以及人們的日常生活帶來的不便，因此這就需要發展交通行業，本文借助于智能化的信息手段來提升交通運營生產管理的水平，保障交通行業的服務質量以及運營效率，并且在一定程度上緩解了城市交通的壓力，給人們的日常出行帶來了比較大的方便。
【關鍵詞】交通狀況 監測系統 智能公交系統
智能公交系統主要是指在計算機通訊等采用一些先進的公共交通科技中。使用智能監測來進行定點監測，而本文主要是通過實時采集公交車輛的位置以及行駛速度的數據，能夠在正常的運營過程中分析公交車輛在任意兩個交叉路口之間的平均行駛速度，最終來判斷該路段的交通狀況。這種方法能夠為整個城市的道路進行全面實時的路況監測。在采用智能公交系統中，主要是從系統架構、數據采集與處理流程以及在網絡的拓撲結構等方面進行研究，通過具體的數據分析來全面的掌握城市交通。
1 智能公交系統的研究
在我國城市交通中，公交其自身的特點是：運量大、高效率、成本低、節約能源以及降低污染的有點，但是由于城市化的進程在不斷的加快，城市公交已經影響到了城市的發展和人們的生活水平，因此對于發展優先城市公共交通十分的有必要，為了進一步保障交通資源利用率的提高以及緩解城市交通的擁堵狀況，在信息化的手段中，提出了智能公交系統，該技術的應用表現在：采用信息化手段來提升公交管理水平，加強服務質量，降低管理成本更有效的發展城市交通，其中智能公交系統采用的相關技術包含：
1.1 車載終端定位技術
在車載終端定位技術中，主要由GPS定位技術、以色列泰利安系統、移動通訊定位服務系統構成，具體內容有，在GPS定位技術中，采用衛星導航定位系統，將衛星定位導航技術、計算機技術以及網絡通訊等技術融為一體，最終構成了一個可移動目標實施動態監控管理的自動化管理控制系統，該技術主要是將衛星導航技術與無線通訊技術相結合，在導航接收到信號之后，采用無線通訊技術進行定位，將數據發送給系統基站控制中心，來實現對目標的監控、跟蹤、指揮以及報警等功能；對于以色列泰利安系統來說，該系統工作的原理是：在ITRAN系統中，能夠實現人工操作和自動操作的互補，在整個系統中可以進行定位和通信活動，最終將車輛的信號以及數據進行傳輸；然而移動通訊定位服務系統在研究的過程中，主要的功能表現在LBS管理、信息傳送、地理信息系統、移動終端以及業務服務提供等，加快了對城市交通定位以及指揮的功能。
1.2 無線通訊平臺
無線通訊平臺主要是為人們的日常生活提供無線服務，采用該系統可以進行無線上網，以及數據的傳輸，但是在使用中仍然存在著一定的缺點：在應用的過程中可能會出現其速率比理論要低，這就影響了用戶使用寬帶的效果，還出現信道問題以及轉接時延的問題，然而在不斷的發展中最終形成了當前使用的3G移動通信，不斷的加寬業務量，提高數據的傳輸。
2 道路交通狀況在智能公交系統中的監測方法
該系統在監測中針對的是整個城市的交通狀況，其主要的方法是通過實時監測公交車輛在任意兩個交叉路口之間的行駛速度來判斷該路段的道路交通狀況，其方法依據的是通過定點監測的方式來實現，該方法是對整個城市的公交線網進行覆蓋，因此在實施智能公交系統中，由于它是智能交通系統的一個重要字部分，然而在智能交通系統中，出租車也是車載智能終端的重要承載平臺，但是出租車會出現集聚的現象，這就有可能造成監測不到位或者是監測效果不佳的現象，因此對于出租車智能作為一種輔助的監測手段。
智能公交系統中對于公交車輛的速度測算，其方法是：利用車載GPS定位系統來測量車輛當前行駛的速度；另一種方法是使用車載智能終端采集車輛行駛速度信息，在對公交進行速度監測的過程中，一般是根據車輛的車速傳感器進行的，其測速的原理主要是在傳感器中來測得車輛變速箱主動軸轉速以及車輛輪胎半徑尺寸的信息，根據智能系統來對當前車輛的移動速度比較準確的測算。采用這種智能公交監測系統，它能夠比較準確的采集到公交的運行信息，將GPS定位系統作為車輛速度測算的重要工具，以及借助于車載智能終端采集來作為車速的輔助信息，這樣就保證了車輛在通過隧道、地道或者是高架橋等一些信號比較弱的地區時，可以進行正常的車輛速度測算。
3 交通狀況的具體設計
首先在設計中，需要對數據進行采集以及處理，另外需要做好系統拓撲設計，基于智能公交系統的交通狀況監測系統中將其分為中心系統和外部系統，做好各種數據服務器的保障，確保數據的準確性，另外需要在移動通信運營商的中心機房中設定通信服務器，這樣保障實時的收集車載終端傳來的數據，做好對公交的定位監測。
智能公交系統中，具體的設計還有：做好車載智能終端設計，除了定位、通信系統以外還需要做好其他功能的硬件措施和軟件措施，加強對公交在行駛中的實時信息監測，還需要將GPRS/CMDA通信接口協議進行明確，保障無線通信系統的結構合理化、高效化，保障在整個行駛過程中數據的準確性，另外還需要做好網絡通信設計，加強對公交車輛信息的監測。
4 總結
通過研究城市智能公交系統，并且根據其對交通狀況進行了實時的監測，能夠更加準確的測量公交車輛的行駛數據，通過監測公交車輛在各個路段的行駛速度來實現監測整個城市中各個路段的交通狀況。這些技術對于緩解城市交通的擁堵以及節約資源有著重要的作用，為人們的日常出行帶來了很大的方便，推動了城市化進程。
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作者簡介
杜建強（1977-），男，河北省武安市人。1999年7月畢業于天津市職工公用事業學院汽車運用工程專業。現為天津巴士實業有限公司助理工程師。研究方向為公交信息化。
