关键词:
多重系统(精选十篇)
多重系统 篇1
喷管壁面及排气喷流是排气系统3—5 μm波段红外辐射的重要来源。精确计算喷管壁面及尾喷流温度分布是进一步开展排气系统红外特性数值模拟的基础。排气系统喷管空腔及尾喷流内的热交换过程是对流、导热和辐射强烈耦合作用的结果,求解其温度分布的合理方法是作为耦合传热问题求解[1,2]。
国内外对排气系统红外辐射特性的计算已经开展了许多工作[3,4,5,6]。文献[3,4,5]分别计算了单个排气系统的红外辐射特征,但其温度分布计算过程未能考虑辐射换热贡献。对于喷管而言,高温燃气及壁面热辐射对于温度场的影响是不能忽略的[1]。文献[6]综合考虑了排气系统对流、导热和辐射换热过程,通过耦合计算得到了某模型喷管的温度场、浓度场等参数,以及喷管在不同探测角度的红外辐射强度。
排气系统耦合计算需要同时离散N-S方程、辐射传输方程和辐射能量方程。有限体积法由于便于处理多物理场耦合和复杂几何边界条件,且具有较高计算精度,是耦合求解排气系统红外辐射的理想算法[2]。三维排气系统耦合求解时采用的空间网格数量巨大,而耦合求解需要同时进行流场网格离散和辐射场角度离散。由于计算机内存限制,耦合求解时有限体积法离散的角度数目不够多,从而造成计算的红外辐射强度的探测方向太少[6],不能满足实际要求,这也是有限体积法应用于辐射传输计算中的一个弱点[7]。
为解决这一困难,本文提出了空间多重角度离散方法:在排气系统耦合传热求解过程中采用较粗角度离散辐射传输方程,综合考虑求解速度和精度;在空腔-喷流组合红外辐射特征求解时采用较细角度离散,重点考虑求解精度。最后,采用多重角度离散方法计算了某排气系统的红外辐射特性,证明了多重角度离散方法的可行性和适用性。
1数值模拟方法
1.1流场计算方法
三维耦合程序FICC使用两重网格加速的LU-SGS隐式时间推进的有限体积法求解强守恒型N-S方程,对流通量采用二阶精度Roe格式求解,minmod限值器保证二阶精度插值具有TVD性质[2]。扩散通量采用可以克服边界层奇偶不耦合问题的中心差分格式求解[8]。湍流模型使用Tam-Ganesan模型[9](标准k-ε模型的高温修正形式)。
1.2辐射计算方法
辐射计算时不需要过于细密的网格。在耦合计算过程中,辐射网格采用流场计算多重网格推进过程中的粗网格对称得到[10]。
吸收-发射性介质中沿某一方向的单色辐射传输方程式可表示为
上标m表示第m个立体角,下标η表示第η个波数段,左式表示沿rm方向的单色辐射亮度在ds路径上的变化率;kη(s)表示位置s处的单色吸收系数,通过HITEMP[11]数据库结合Young[12]数值平均法计算;Jη(s)为源函数,表示位置s处的气体发射的单色辐亮度;L
辐射计算时空间离散和角度离散采用有限体积法。图1为空间离散中某个控制体示意图,图2为立体角离散示意图,天顶角θ与方位角Φ均匀离散。
在排气系统耦合传热计算过程中,壁面边界单元的温度需要经过周围气体的对流换换热和辐射换热修正,因此要求解所有方向(4π空间)的辐射亮度值。受计算机内存限制,网格数量巨大的三维排气系统耦合求解时辐射场角度离散数目不够多,导致计算的红外辐射强度探测方向数太少,不能满足实际要求。为了解决这一困难,本文提出空间多重角度离散方法。
对于红外辐射特性计算,各探测方向相互独立,针对具体探测方向,空间离散角数目可以很大。因此,多重角度离散法的基本前提是将排气系统的辐射传热计算和红外辐射特性计算分离:
首先,鉴于耦合传热计算过程中辐射场角度离散数目受到内存限制,在求解排气系统耦合传热时可以采用较粗的角度离散辐射传输方程,综合考虑对流、导热和辐射作用,耦合计算每个喷管空腔微元面的辐射亮度,直到排气系统流场收敛。由于壁面为漫射体,辐射亮度与方向无关,各个方向的辐射亮度相等。
其次,由于每个探测方向相互独立,求解红外辐射强度时可以采用较细的离散角度对空腔-喷流组合辐射的每个探测点进行独立计算。将第一步迭代求出的最终的壁面边界上的辐射亮度直接作为第二步的壁面边界条件。此时壁面的辐射亮度已是经过喷流多次迭代修正的收敛结果,无需再进行迭代耦合求解。只要粗角度离散计算得到的壁面辐射亮度的精度满足红外特性计算时细角度离散的计算要求,原则上可以划分任意数量的探测控制角。
多重角度离散可以使计算红外辐射特性时的探测方向数量得到极大的提高。
2物理模型及计算结果
2.1物理模型
采用的模拟对象为文献[6]中的单涵道模型收敛喷管,几何尺寸如图3所示。喷管出口直径为72 mm,入口总压为11 000 Pa,总温为810 K;环境压力为101 325 Pa,温度为300 K,壁面漫射发射率为0.8。
喷管入口采用压力进口边界条件;外流远场采用无反射边界条件;内外壁面采用无滑移边界条件。流场计算网格(图4)为75万,为保证计算精度,贴近喷管内壁的网格单元中心点y+<5。
辐射场网格(图5)采用流场计算多重网格推进过程中的粗网格对称得到,网格数为1.4 万。
2.2壁面辐射亮度误差分析
为研究多重角度离散对喷管壁面辐射的影响,考察不同立体角划分方式(NθNΨ)下喷管中心锥固体壁面(如图6所示)沿喷管轴线的辐射亮度相对误差。
耦合求解过程中不同立体角划分方式下的壁面边界辐射亮度相对误差定义为
式(2)中下标i 表示第i种角度划分方式。7种立体角划分方式分别是:3×6、4×8、5×10、6×12、7×14、8×16和9×18。
图7所示为不同数目的离散角下喷管中心锥轴向沿线上的壁面辐射亮度相对误差对比分析。图8所示为不同数目的离散角下计算得到的最大相对误差εmax。由图8可知,随着离散角度数目的增加,最大相对误差明显降低。7种立体角划分方式中,3×6和4×8划分方式的相对误差稍大,特别是在0.02 m之前的壁面,但都控制在5% 之内。其它几种方式的相对误差均低于2%,说明5×10、6×12、7×14、8×16和9×18这五种立体角划分方式对于该喷管壁面辐射的耦合计算精度大致相当,而5×10角度离散方式相比于9×18离散方式节约了大量的耦合计算时间。因此,将多重角度离散法用于排气系统的耦合传热计算,可以在保证计算精度的前提下节约计算时间,提高计算效率。在后续的空腔-喷流组合红外辐射计算中,可以适当增大离散角度的数目,以符合不同探测方向上的辐射强度模拟需求。
2.3喷管空腔-喷流组合红外辐射计算
采用多重角度离散法,计算图3所示喷管在3—5 μm波段的空腔-喷流组合红外辐射特性,并与试验结果[10]对比。图9为探测器所处位置和角度的示意图,探测器与喷管轴线的夹角θ为探测角,即角度离散中的天顶角。探测器在距喷管出口5 m的位置上。
排气系统耦合传热计算过程中的角度离散分别采用5×10和9×18两种划分方式;最终的空腔-喷流组合红外辐射特性角度离散采用18×36进行精细计算。本算例若使用经典的耦合算法,受限于计算机内存,角度离散最大只能到9×18。红外辐射特性计算需考虑大气衰减的影响,所需大气光谱透过率由大气透过率及背景辐射软件包LOWTRAN7[13]得到。
表1为考虑大气衰减影响时的红外辐射强度及相应误差对比。表中I0为试验值,I1和I2分别为耦合传热计算过程中角度离散采用5×10和9×18的计算值,红外辐射强度均采用18×36角度离散进行精细计算。ε1、ε2分别表示I1、I2的相对误差,即,ε1,2=(I1,2-I0)/I0,ε12-ε1-ε2。
由图9和表1可知,当探测角度θ较小时,喷管壁面辐射所占比重较大。由于两种角度离散方式得到的壁面辐射亮度不同,最终计算得到的辐射强度也略有差别。二者的相对误差在0.03%以下,且与试验吻合良好。当探测角度θ较大时,喷流辐射占主导地位,两种角度离散方式求得的辐射强度一致,但与试验结果偏差略大。这是因为Tam-Ganesan湍流模型计算得到的热喷流长度比试验值略长,若采用标准k-ε湍流模型,此处误差会更大。本算例求得的辐射强度计算值与试验值的总体误差小于12%,基本满足工程应用。
本算例中耦合程序FICC与5×10和9×18两种角度离散方式对应的收敛时间分别为21 h和32 h,而两者计算精度相当。说明将多重角度离散方法用于排气系统的耦合传热计算时,耦合传热过程采用较少的离散角度即可达到所需的计算精度,相当于提高了计算效率。此外,在空腔-喷流组合红外辐射计算中,可以突破耦合计算时的内存限制,将离散角度的数目增加至所需要的值,满足了实际工程需要。
3结论
在排气系统的红外辐射特性数值模拟过程中,为得到准确的温度场分布,需要将整个排气系统的对流、导热和辐射进行耦合计算,因而必须同时离散N-S方程、辐射传输方程和辐射能量方程。由于计算机内存限制,耦合求解时有限体积法离散辐射传输方程的角度数目不够多,从而造成计算的红外辐射强度的探测方向太少,不能满足实际工程需要。为解决这一困难,本文提出了空间多重角度离散方法。
(1)将排气系统的辐射传热计算和红外辐射特性计算分离。在排气系统耦合传热求解过程中采用较粗的角度离散辐射传输方程,耦合计算每个喷管空腔微元面的辐射亮度,综合考虑求解速度和精度。在空腔-喷流组合红外辐射特征求解时采用较细的角度离散,一方面提高红外辐射特性计算精度,另一方面可得到较多的探测点的辐射强度值,满足工程需要。
(2)对比了某排气系统中心锥轴向沿线上的壁面辐射亮度在7种不同的离散角下的相对误差。结果表明5×10、6×12、7×14、8×16和9×18等五种立体角划分方式对于该喷管壁面辐射亮度的耦合计算精度大致相当,证明多重角度离散法适用于用于排气系统的耦合传热计算。
(3)用多重角度离散方法计算了某排气系统的空腔-喷流组合红外辐射,结果表明将多重角度离散方法用于排气系统的耦合传热计算时,耦合传热过程采用较少的离散角度即可达到所需的计算精度,提高了计算效率。在空腔-喷流组合红外辐射计算中,可以突破耦合计算时的内存限制,将离散角度的数目增加至所需要的值,满足实际工程需要。
摘要:为解决有限体积法耦合求解排气系统红外辐射特性时角度离散数目不足的问题,提出多重角度离散方法,并计算了某轴对称排气系统的空腔-喷流组合红外辐射特性。用较粗的离散角度耦合计算每个喷管空腔微元面的辐射亮度,用较细的离散角度对空腔-喷流组合辐射的每个控制角进行独立计算,求解红外辐射强度。结果表明,多重角度离散方法可以使排气系统红外辐射程序在保证计算精度的同时,探测方向更加灵活,克服了有限体积法求解喷管空腔-喷流组合辐射强度分布时角度离散数目不足的问题。
多重系统 篇2
具体解决方法:
一、在Win7系统任务栏上,点击“网络和共享中心”项,然后在网络和Internet面板上,点击“更改适配器设置”项,
二、在弹出的“网络连接”对话框上,右键单击“本地连接”项,选择“属性”按钮。接着在网络选项卡下“此连接使用下列选项”处的勾取消掉,仅保留“QOS数据包计划程序”项。然后再点击确定按钮。
三、最后一步再重新连接“宽带连接”,可看到Win7系统上的多重网络已经消失。
基于多重保护的热力管道系统的设计 篇3
关键词:多重保护热力管道系统
中图分类号:TU990.3文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)05(c)-0013-01
1 引言
近年来,国内外许多学者都在研究如何布置热力管道。为了降低工厂意外事故所造成的损失,通常都会在程序单元中安装保护系统。由于传感器与停止阀件的故障是随机事件,故保护系统的可用度是与组件配置和维修策略息息相关的。本研究的目的为改善过去发展出的设计,具体言之,即将警报系统中传感器之修正型维修策略扩展为同型备件可互相支持之模式,并针对多重管道的保护系统,发展出数学规划模式,以期能将总期望支出成本最小化,来展示此模式之可行性与有效性。
2 热力管道系统设计
在工厂中,为了减少因程序异常造成的伤害与损失,常会在操作设备中加装保护系统,传统上保护系统大多根据经验来设计,在决定硬件配置之后,再计算出整个系统之设备成本,并评估意外事件所造成的期望损失,过程不但繁杂冗长,且无法保证设计质量。为改善此缺点,在本研究中利用数学规划模式,通过多管道保护措施决定系统最小期望损失时的最适配置策略。
热力管道是输送蒸汽或过热水等热能介质的管道。热力管道的特点是其输送的介质温度高、压力大、流速快,在运行时会给管道带来较大的膨胀力和冲击力。因此在管道安装中应解决好管道材质、管道伸缩补偿、管道支吊架、管道坡度及疏排水、放气装置等问题,以确保管道的安全运行。常见的热力管道有蒸汽管道(低压蒸汽:压力<0.07mPa;压力>0.07mPa的蒸汽即为:高压蒸汽),蒸汽凝结水管道和热水管道。
一般来说:热力管道系统架构如图1组成。
3 多重管道保护系统的设计
针对上述的情况,可以把保护系统分为以下三部分:被保护的程序、警报系统、停止系统。当被保护的程序出现故障或失误的情形时,在警报系统中由传感器群侦测所得之讯息,经过逻辑运算之后,可决定是否送出关断指令。若然,停止系统就会执行关断动作。
若警报系统中有M个传感器,我们可以M维向量来表示侦测结果:y=(y1,y2,…,yM)。根据不同传感器所得到的讯号,需利用一个警报逻辑,来判断系统状态。此一逻辑可以二元函数f(y)来表示:
同样的,若保护系统有K个保护单元,我们可以K維向量来表示之:z=(z1,z2,…,zK)。最后,我们可以保护逻辑h(z)来表示是否关断成功,其定义如下:
可以说明一般保护组件在管在线配置的情形,其配置方法与保护动作涉及排放或关断有关。
我们分别以Ca(x)与Cb(x)来表示由保护系统FS与FD的失误所造成的损失。而保护系统整体的期望损失可以下式估计
利用数学规划模式求得最佳的多重管道保护系统设计。同时测量多个变数,再依侦测结果去执行逻辑运算后,决定是否发出停止指令。
4 结语
本研究主要探讨在不同条件限制下,各传感器系统之配置方式与警报逻辑、停止系统之配置方式与检测周期以及最后之总警报逻辑策略。若进料流量过高,会使反应槽温度升高,可能因而造成反应失控的危险。因此,警报系统中分别侦测流量与温度,当进料流量过大或(与)反应槽温度过高时,可经过警报逻辑系统决定是否发出指令,执行停止动作。
参考文献
[1]董同武.热力管道的补偿设计及典型问题分析[J].石油化工设备,2005,34(1):38-40.
[2]赵经涟.热力管道应力分析计算及其计算机程序[J].化肥设计,2000,38:22-24.
多重系统 篇4
随着经济科技的发展,科技与人们的生活越来越贴近,智能门禁系统就是这么一个科技产物,但是这也是使用市场要求而产生的。因为近年来盗贼的猖獗和盗贼盗窃技术的提升,传统的门和锁已经完全无法阻挡他们的偷窃脚步,他们登堂入室至如无人之境。因此人们对防盗门的要求是越来越高,对智能门禁系统的技术要求也是要求越来越高。智能门禁系统可分为几类:如人脸识别、指纹识别、视网膜扫描等几类。随着科技产品的发展与普及,许多国外在智能门禁系统方面的发展已经相当成熟,国外的许多私人住宅都安装了如人脸识别、指纹识别的智能门禁系统。 而随着我国经济科技的发展,这项技术也越来越提升,这就为市场的供应提供了保证。
1人脸识别门禁系统
1.1系统结构
以一款,门禁系统为例,这是一款人脸识别系统的多功能门禁系统,采用了Inter嵌入之星EC5-1719CLDNA嵌入式双核处理器平台,主要功能有;人脸检测并识别、自动照明、无人状态、语音提示、 来访申请等功能,组织功能图如下
其工作流程主要如下:当系统检测到走廊有人后,摄像头第一时间进行了图像采集,通过摄像头传来的图片亮度分析,来判断是否需要开灯照明,如果光线较暗,发出信号给控制器,控制走廊的开关打开照明;然后系统通过图像处理并进行识别判断,根据图片信息库的信息来比对跟来访者相似的照片,判断来人是否认识,然后提醒主人有客来访,或是如果识别为陌生人,发出警告的声音;当主人出门无人在家时或是不想接待来访者,可设置为无人模式。无人模式下,来访者可以根据系统提示提出来访申请,系统通过摄像头记录下来访者的图像信息,并将照片发送之固定的电子邮箱中,好让主人回来看到来访者的信息;语音提示,系统分别会根据不同情况录入三种语音,一是主人回家时的欢迎音乐,二是客人来访时的提示音,三是警告的声音。
1.2硬件设施
本文所讨论的嵌入式多功能门禁系统,其实就是计算机对图像处理的应用, 它不仅采用了最新的计算机系统应用,更采用了最新了处理器核心。这款人脸识别门禁系统采用的是EC5-1719CLDNA嵌入式双核处理器,以EC5-1719CLDNA嵌入式双核处理器为核心,并配有硬件接口和多种外围设备,从而实现对众多上层应用的底层硬件支持。EC5-1719CLDNA嵌入式双核处理器是一种多功能的处理器, 目前它广泛的应用于军事、网络平台、多媒体查询等各种嵌入式领域,嵌入之星支持以下功能:高性能Inter Core Duo2/Core Duo,单核Celeron M处理器;支持LGB的DDR2 533和667MHz频率内存;显示器方面接口;支持如VGA,LVDS,DVI,TV。本系统由于在图像处理方面工作量比较大, 故而采用1GB DDR2内存,足以满足任何的图像处理需要。显示器采用了LVDS显示器,其分辨率高达800*600,尺寸为8英寸。本系统由于具备语音提示功能, 故在声卡方面采用了兼容AC97标准的ALC655声卡芯片。而在通信方面则是用以太局域网,足以满足数据传输的要求, 还有RS232串口。另外考虑到系统需要存储大量的图像信息,所以在接口上又接入了CF卡,用来存储大量的图像文件。而照明系统则才哟很难过单片机来控制。
1.3系统软件
硬件是为系统功能的实现提供了基础,软件却系统功能实现的灵魂。在安装完成后,首先进行系统初始化,初始化完成后,摄像头开始进行监控,系统程序是通过物体是否移动的物体来进行监控的。本系统最核心的功能就是实现人脸的自动识别,要完成这项工作,得分为三个步骤 :第一是图像信息的采集,由于光线等因素,导致图像的采集工作难度很大,因为系统的摄像机毕竟不是专业的摄像机,而且图像的处理是个非常复杂的工作。一般系统采用效果比较好的中值滤波法完成图像的处理工作。二是人脸检测,人脸检测功能是从拍摄的图像经过数据传输来后确定人脸的大小和位置,并搜索出人的脸部特征,本系统采用的是灰度图像中眼睛梯度特征来检测人脸的方法来进行人脸的检测和定位。三是人脸识别通过之前就输入系统的图像来进行照片的比对,如果和之前某一张的相似度较高,然后再进行身份确认,从而进行人脸的识别功能,本系统采用的是对光照及人脸的表情变化都不敏感的Fisherface法。
2指纹识别门禁系统
指纹系统门禁系统是一种比人脸识别更为安全的门禁防护设置,由于指纹的唯一性使得其更在识别方面更准确。公元前7000-6000年开始,在中国和叙利亚地区就开始用指纹作为辨别人身份的方法了。到了现代由于科技的发展,由于指纹采集技术的提高,指纹分类和指纹匹配都得到了前所未有的发展,指纹的唯一性更是成为了公安系统的好帮手,帮助破获了许多特大案件。同时随着电子计算机技术的应用和发展,指纹取得的效率越来越高,目前此技术已大量应用到了门禁系统当中。指纹识别的智能门禁系统在欧美等发达国家的应用已相当广泛,各种小区的大门,银行保险库的门等。
指纹识别门禁系统最主要的功能就是通过指纹图像的采集,通过计算机的识别处理,进行身份的辨别,因此图像的质量直接影响到cpu对图像的处理速度,而且因为指纹在日常生活中会有磨损、或手指受伤等原因会直接影响到指纹的采集工作。
根据指纹的采集系统不同可分为三种。光学指纹采集是发展历史比较长、由于其经济性和实用性得到较为广泛的推广,光学指纹采集是通过吧手指放在光学镜片上,在镜片内置光源照射下,通过棱镜将指纹图像投射在电荷耦合器件上,从而形成多灰度指纹图像。虽然光学指纹采集技术发展比较成熟,而且经济性好,但是由于其指纹采集受诸多客观以因素的限制,如手指的磨损度比较大的话,指纹就比较难以采集,还有手指的干湿度对指纹的采集工作影响也比较大。这就导致了下面两种指纹采集的产生。
半导体指纹采集技术又名硅电容器指纹传感器,这是一种通过半导体上阵列的大约100000个和电容传感器,通过手指的接触产生的电子度量来捕捉指纹,由于手指与其接触产生了两极的介电层,导致电容阵列的各个电容值不同,通过测量并记录各点的电容值,就可以得到有灰度级的指纹图像。半导体指纹采集由于其体积小、且采集精确度高,立即得到广大用户的青睐。
超声波指纹采集技术,这是一种正在试验发展的技术。它是通过声波扫描过手指,通过指纹的脊线和谷线反射的图像, 得出灰度图像。该种技术有可能成为最为精确的指纹采集器。但是由于这种技术发展尚未成熟,而且开发成本高,因此目前还不普及。
3结语
无线网络技术:多重输入多重输出 篇5
由于MIMO并不是单一概念,而是由多种无线射频技术所组成,因此我们必须充份了解MIMO的运作和效能。当应用于WLAN时,有些MIMO技术能与现时的WLAN标准(如802.11a、802.11b与802.11g)相容,因而能扩充其传输范围;相反,有些MIMO技术则只能用于与一般WLAN标准不相容的MIMO装置。
“MIMO”一词泛指任何在传送器部分具有多重输入,与在接收器部分具多重输出的系统,(图1)阐述了其基本概念。根据MIMO改良者Jack Salz在1965年观察发现,虽然MIMO系统可能包含有线连结的装置,但整个系统通常是无线系统,例如多重天线系统、3G行动电话系统(无线系统)中所使用的Code Division Multiple Access(CDMA)系统,甚至是使用多条电话线产生串音(crosstalk)的DSL系统(有线系统)。
本文将先介绍MIMO的历史背景和运作,并讨论MIMO能将WLAN传输范围扩充的程度。
MIMO 的开发进程
MIMO在无线通讯的起源可追溯至1984年,当时任职于Bell Laboratories的Jack Winters有了突破性的开发进展。这位MIMO的先驱道出了利用传送器与接收器的多重天线,把多个使用者所传来的资料以相同的频率/时间通道传输。(学电脑)
在1985年,Bell Laboratories的Jack Salz发表了一篇关于MIMO在有线通讯应用的研究报告,之后便有多位学者与相关研究人员投入MIMO的领域并发表研究报告。值得注意的是,Jack Winters将Salz于1985的报告加以扩充,应用至无线通讯领域,证明使用者可以透过传输器与接收器的多重天线来同时无线传输多个资料流。
为了满足强烈的市场需求,现今许多WLAN、Wi-Max与行动通讯公司均已提供(或计划提供)以MIMO技术为基础的解决方案。MIMO具有多项功能,如传输波束成形(Transmit Beamforming)/最高比结合(Maximal Ratio Combining;MRC)、空间多工(spatial multiplexing)与时空编码(space-time coding)。
无线市场的领导厂商如Intel、Cisco、Qualcomm、Samsung、Mitsubishi、Panasonic、Philips、Toshiba、Sony与Atheros共同合作,开发出多项可相互运作且可扩充的WLAN MIMO技术。这些领导厂商将共同努力为消费者带来广为接受的标准解决方案。
MIMO技术优势
为何MIMO如此具有吸引力?透过增加传输器与接收器的天线数量,MIMO可以提升资料传输率,并提供更大的覆盖率与传输范围。可是,MIMO并不是那种一体适用(one-size-fits-all)的技术。MIMO能增加资料传输率,但也要视乎设计工程师会否应用。如何选择合适的MIMO工具,则要视操作环境与所采用的系统种类而定。
在过去20年来,许多MIMO的技术与应用均相当成功,其中包含:
·传输波束成形/最高比结合(Transmit beamforming/maximal ratio combining)
·空间多工(Spatial multiplexing)
·时空编码(Space-time coding)
■传输效能加倍
传输波束成形(图2)是一种传输器的技术,在传输器与接收器之间,以功率最强的路径来传输资料(vanVeen88, Spencer04)。透过精密的运算法,传输器可以驱动多个天线,因而能把大部分的射频功率集中传输至接收器。因此,整个装置能达到最高的传输效能。
在执行传输波束成形时,需要使用两个或更多的功率放大器与天线,以相位移运算法(phase-shifting algorithm)控制,集中把射频功率传输至接收器。透过这种方式,有效传输功率(effective transmit power)的提升幅度是传输天线数的平方,例如若有两个传输射频,其有效传输效率将变成四倍。
要达到上述的效率成长,主要有两个因素:功率提升与阵列提升。功率提升在于多重的传输天线在空气中传输资料,由于天线数量增加,整体的功率也随之提升。而阵列提升是因为所传输的功率集中于同一个方向,因此能减少浪费在其它方向的功率,
如果使用两个天线来进行传输,传输至接收器的整体功率就增加1倍。因此,当结合这两项因素时,有效传输功率便能净增4倍。
传输波束的方向集中过程可以依据传输通道的频率特性来调整。如(图3)所示,如果传输波束成形系统从接收装置收到至少一个封包,系统便能掌握通道反应(不论是在传送或接收端,也可以应用同样的通道反应),以调整所传送讯号的相位,以便接收器天线收到讯号之后,能依据各组频率将资料做有意义的整合。这种方法可以降低多重路径的影响,甚至在传输资料到非MIMO装置时也有同样效果。
MIMO传输器能大幅扩大传输范围,让更远的接收器也能收到高频宽的讯号。因此,对面积大的居家或办公室环境,MIMO能提供更佳的覆盖率。MIMO的传输器让使用者能在讯号范围极限之内仍可接收讯号,令WLAN的设定变得更加容易。
■接收效能加倍
最高比结合(MRC)是一项接收器技术,能将来自不同天线的讯号一致地整合(见图4)。MRC能改善接收讯号的讯号杂讯比(signal-to-noise ratio;SNR),而改善的程度则与所使用天线的数量成正比。多重接收器不仅增加的接受功率,同时也透过个别整合每个频率元件的接受讯号,降低多重通道的影响。这过程称为“副载波最高比结合”(subcarrier-based maximal ratio combining),可大幅提升整体增益,特别是在多重路径的环境中。如先前(图3)所示,在多重路径环境中,讯号经过多个物体产生反射,造成两个天线会接收到不同特征的讯号,或是其中一个天线对某些频率的讯号接收不清楚。
MRC将天线所接收的各频率讯号整合起来,进而增加讯号的功率。若讯号的强度相若,接受器便会选择性地结合其讯号强度,故此即使只使用两个天线,还能把频率功率增加一倍。
Receive Combining不能跟天线分集(antenna diversity)混为一谈。天线分集不会依据不同的频率中不同讯号的强度或从使用两个天线增强了的讯号强度而选择讯号元件。采用天线分集的接收器只会选择提供最佳效能的天线,而第二个天线则置之不用。虽然比起没有任何天线分集而言,此技术的确有其优点,但依然无法降低多重通道的干扰或提升讯号品质。
值得注意的是,即使传输器没有采用MIMO技术,依然能享有接收器中MCR功能所带来的好处。在现有的装置中,如热点的存取点、家庭网络闸道、桌上型与笔记型电脑等,其传输器都与这种MIMO技术完全相容。这技术也可以应用在2.4 and 5GHz频谱上,改善所有802.11a与802.11g标准装置的效能。与其它技术不同的是,即使只是在无线连结的一端采用receive combining技术,亦能提升整体效能。
■增加传输和接收的效能
当结合传输波束成形与MRC和使用多重传输与接收的天线时,便能成为一个MIMO系统(见图5)。传输波束成形/MRC可大幅改善系统效能。更重要的是,这样的结合能与所有终端装置完全整合,确保使用这些技术的系统(如无线区域网络)的相互运作性与可靠性。由于使用在802.11的MIMO应用还没有标准化,目前能提供可靠与稳定效能的pre-standard解决方案,只有那些使用传输波束成形/MRC技术的解决方案,如Atheros与其OEM客户目前所提供的VLocity MIMO解决方案。
目前业界已开发出一种独立技术,名为空间多工(spatial multiplexing)(见图6),在传输器与接收器之间传输两个或更多的独立资料流,进而增加资料传输率。这项技术自1987年开发。由于此技术使用并流的多重独立资料流,而传统系统的设计只能接受单一资料流,因此传统系统出现了无法将讯号解码的问题。
要使用空间多工,必须有已知的引导(preamble)或训练序列(training sequence),让接收器可以学习如何分隔重叠的资料流。此外,大多数系统会将接受器的回应整合至传输器,做为选择适当操作模式的参考。这就是为何使用空间多工的WLAN pre-standard解决方案可能无法与预计于初推出的802.11n标准相容。我们在下一段将进一步说明。此外,根据研究指出【MobPipe04】,当这些装置要以与标准相容的非MIMO模式进行沟通时,将无法相互运作。即使没有这些问题,现行采用802.11a/b/11g标准的WLAN系统,其设计是针对非空间多工标准,因此使用空间多工并无法提升效能。
时空编码(space-time coding)则是在传输器不知情的情况下,运用传输与接收器之间不同路径的技术。若传输器与接收器的设计加以配合,时空编码是个较容易执行的机制。此外,时空编码也是3G行动电话系统所使用的技术。但由于此技术不需要了解讯号路径,因此其资料传输率比传输波束成形/MRC以及空间分工还低。时空编码通常需要多个传输天线,而接收天线则是一个或多个皆可。
在过去20年来,这些MIMO的衍生技术,不论是个别或整合运用,已大幅改善无线及有线系统的效能。例如行动电话业者便积极推动时空编码,而雷达解决方案与固定无线系统则广泛使用传输波束成形。
802.11n将为未来WLAN定义MIMO
射穿多重门 篇6
本赛季英超第14轮,曼城主场对阵升班马诺里奇,在人们看来,这绝对是一场弱肉强食的好戏,故事的发展也确实在按部就班地进行:曼城队第32分钟破门后,诺里奇的防线便土崩瓦解,随后又连中四弹,以1∶5惨败而归。
不过,阿圭罗为曼城队打开胜利之门的进球,却并不如比分显示的那样轻松。比赛的前30分钟,诺里奇众志成城,彰显了将防守进行到底的决心,当阿圭罗在小禁区前沿接到理查兹传中时,他面对的是包括门将在内的六名对方防守球员,电光石火间,只见他轻松扣过一名后卫,轻巧地一脚弹射,皮球魔术般地从对方两名球员胯下穿过,飞入球门死角,从而打破了场上的僵局。这粒进球就连阿圭罗本人都大呼侥幸,要知道,在那样的密集防守面前,几乎就只有那一条进球路线,而阿圭罗射出的皮球就恰好按着那条路线飞行。
有人说,幸运女神一定是个孩子,因为她太喜欢玩耍了,总在不经意间降临,给人们带来惊喜。在这场大戏中,“总导演”幸运女神与“男一号”阿圭罗完美地演绎了这一难以复制的经典,令人大呼奇妙和过瘾。这粒进球虽有幸运成分在内,但不可否认阿圭罗的冷静与机智。我们将阿圭罗那个看似简单的射门动作分解开来,就会发现其实那相当复杂:他先用右脚将球往右一趟,引诱对方高大中卫巴内特移动,而后迅速转身以左脚猛扣变向,贴身防守的巴内特无法跟上他的脚步,其他防守球员也被晃晕,就在那一瞬间,阿圭罗右脚轻轻一捅,皮球穿过两名诺里奇球员双腿间钻进球门死角。阿圭罗之所以能“射穿三重门”,最主要原因便是他之前的假动作铺垫,当防守球员被晃晕时,往往会盲目出脚阻挡,而阿圭罗正是抓住这一时机,打入了绝妙进球,灵巧与天赋尽显无遗,难怪《每日邮报》会将此球称为“阿圭罗的魔法”。
足球场上,两腿间的空当往往是最不设防的,却又是最难以突破的,因为随着双脚的不断运动,这个空当也随时变化,不容易掌握。可是,足球圈内如阿圭罗一样艺高胆大的球员却数不胜数,他们频繁地演绎着穿裆进球的经典之作,为球迷们带来了不少视觉盛宴。
打开小门故事多
“我只在孩童时才犯过这样的错误,不要问为什么,我不会对这样耻辱的经历作任何辩解,那会让我更惭愧。”这是卡恩回忆他2005-2006赛季被纽伦堡球员皮诺拉“射穿双重门”后的感受。看到这里你就会明白被穿裆很多时候就是一种羞辱,门将则首当其冲成了冤大头。
卡恩对这种丢脸事还显得较为平静,有“狂人”之称的巴拉圭门将奇拉维特就不同了。2002年世界杯南美区预选赛巴西对巴拉圭赛后,罗伯托·卡洛斯友好地走向奇拉维特,却被后者吐了一脸口水。因为比赛中巴西球员多次试图穿裆射门,尽管没能穿裆进球,但奇拉维特每次扑救都狼狈不堪,身为有名的性格门将,他表现出的过激行为也就不令人意外了。
谁的“小门”最不牢靠?非范德萨莫属。荷兰人身高臂长,本是门将的有利条件,可是他体型偏瘦且双腿过长,导致其胯下成为了前锋的乐园。在世界大赛上,范德萨多次被“射穿两重门”:1998年世界杯,洛佩斯、罗纳尔多和苏克轮番以此方式羞辱范德萨,怎一个狼狈了得;十年后,范大叔再遭羞辱,那是欧洲杯1/4决赛对俄罗斯,加时赛即将结束时,阿尔沙文在门前八米处小角度右脚抽射打入范“小门”,为俄罗斯锁定了胜局。
前面提到过的达沃尔·苏克——1998年世界杯金靴射手,是当之无愧的穿裆射门大师,他曾在当年创造了一届世界杯打进四粒穿裆球的纪录。苏克平时就经常打磨射“小门”的绝技,他对此也有着深刻理解:“射门从后卫的裆下穿过就会让门将视线受阻,大大提高隐蔽性和突然性,而直接对守门员穿裆也是处理单刀球最稳妥的一种手段。”
小门攻略与破解
“小门”变化万千,可有可无,本应该是坚实的“堡垒”,然而当面对进攻球员射门时,后卫能做的就是伸脚阻挡,这样一来空当肯定暴露无遗;对于门将而言,面对进攻球员的单刀球,不但要防止对方将球射向左右两边,还要防止被其盘过,于是只能放低重心,张开双手和双脚,既增加了防守面积也便于扑救,但这种“骑马式”和“老鹰式”虽然封锁住了绝大多数出球角度,却将小门完全打开给对手,加上与进攻球员距离过近,便使得小门更容易被打穿。
穿裆进球往往会和糟糕的门将联系起来,最经典的当属昔日曼联门将泰比,他在一次扑救毫无危险的地滚球时,由于动作变形导致小门被破;2005-2006赛季冠军联赛决赛,阿穆尼亚被贝莱蒂射穿“小门”,阿森纳惨遭巴塞罗那逆转。许多时候被穿裆也并非是门将的失误,其中更包含了不少的偶然性,例如之前提到的范德萨,阿尔沙文打入其“小门”的一球就是因海廷加的折射所致,被苏克打入的一球则是先被斯塔姆改变了方向。对前锋的种种“恶行”,马尔蒂尼曾总结过免受“胯下之辱”的诀窍:首先,重心一定要低;其次,双腿前后站、身体微侧,既能缩小两腿间空当,又有利于转身起动;最后,迫不得已时就得采取战术犯规。可见,就连马尔蒂尼这样的伟大左后卫,面对变化多端的穿裆有时也只能“迫不得已”。当今足坛的优秀后卫和门将们,在防守时也往往是双腿微并、半蹲着的,有时还会侧过身来,这样虽然看起来有点像“罗圈腿”,毫无美感可言,但此举既能发力又不怕穿档,就算要犯规也能及时拉住对手。
多重系统 篇7
关键词:椭圆曲线,签名,信息安全
引言
电子数据交换已成为信息交换的主要形式, 信息安全面临越来越严峻的挑战。信息安全的核心是密码技术, 而基于椭圆曲线的密码技术由于可以用一些较小的数来达到使用更大的有限域所获得的安全性等优点, 因此受到了越来越多的关注。
1. 基于椭圆曲线的代理盲多重签名技术的信息安全系统模型
在基于椭圆曲线的代理盲多重签名技术的基础上, 构建一种理论模型, 基于椭圆曲线的代理盲多重签名技术的信息安全系统模型, 如图1所示。
该模型的核心控件是基于椭圆曲线的代理盲多重签名技术的密匙认证WEB服务器。
当信息由外网经由Internet传入内网时, 不可信任信息源经过包过滤路由器, 将恶意攻击信息阻挡在校园以外;信息到达该模型的核心控件时, 服务器对加密信息进行解密;整个网络分割成N个子网, 解密后的信息进入相应的子网, 不同的子网间通讯采用总线机构;每个子网与通讯总线之间都接有一个应用层防火墙, 以避免交叉感染;在通讯总线上接有安全检测工具, 当发现安全问题和薄弱环节则通知核心控件, 以便于修补安全漏洞, 提高信息安全性能。
当信息由网内向外传输时, 首先经过核心控件, 服务器根据信息的重要程度决定是否加密, 即是否要进行数字签名;经过处理后的信息传入包过滤路由器, 阻挡网内的恶意信息;信息经由Internet传到相应的主机。
2. 包过滤路由器
包过滤技术是在网络层对流经它的信息包按源地址、目标地址、服务端口号、协议状态、等进行检查;根据事先系统内设置的过滤逻辑进行筛选、过滤和屏蔽, 以决定丢弃该信息包还是将其转发, 通常将包过滤软件安装在路由器上, 构成包过滤路由器。
过滤路由器应同时对源端口和目的端口进行过滤。许多过滤路由器仅能对目的端口进行过滤, 这会带来不安全因素。
3. 身份认证
身份认证可以通过服务器CA证书实现, CA证书用来认证服务器的身份, 用户一般可采用ID号和密码口令的身份确认机制。
身份认证加上基于椭圆曲线的代理盲多重签名技术以及必须的WEB资源访问控制就构成了基于椭圆曲线的代理盲多重签名技术的密匙认证WEB服务器。
4. 应用层防火墙
应用层防火墙能对通讯的环境给予严格的控制, 以防有价值的信息被窃取。在确认连接前, 先要求用户输入口令, 以进行严格的用户认证, 一旦知道了所连接的对方的身份, 就能控制用户的访问, 如限制连接的时间、连接的主机、使用的服务等。
5. 安全检测工具
目前, 市场上有许多的安全检测工具出售, 如网威公司的Netpower产品, 它采用了扫描策略, 发现安全问题和薄弱环节, 给出相关的安全建议和修补措施, 及时进行修补防护, 通过提高网络和系统自身的安全性能来防止攻击。
系统可以购买这样的产品作为加强内部网络与系统的安全防护性能和抗破坏能力的工具。
6. 性能分析
(1) 安全模型的优点。
(1) 防交叉感染。由于网络被分割成若干部分 (一般一个系部一个子网) , 不同的子网间接有应用层防火墙。若子网A被攻破或感染, 则不会牵连到其他子网, 如B;当子网A被修复后也就不存在由B传来的攻击或感染。
(2) 速度快。由于网内与网外信息源只隔着一个最简单的防火墙, 所以网络内外的信息交流速度是比较快的。
(3) 安全。核心部件采用椭圆曲线加密使向外传输的信息更安全。另外采用网络层防火墙 (即包过滤路由器) 和应用层防火墙相结合的方式进一步提高了校内信息的安全性。
(4) 动态防护。安全检测工具能够及时将发现的问题和漏洞通知服务器, 管理人员能够适时修补薄弱环节, 提高防护性能。
(2) 安全模型的不足。
(1) 抵挡外部进攻能力不足。由于信息由网外进入网内只经过了一道最简单的防火墙, 因此面对外部攻击源比较脆弱。
(2) 子网间通讯速度慢。由于每个子网向通讯总线传输信息时都要经过一道应用层防火墙, 反之接受信息时还要经过一次, 因此子网间通讯速度受到了一定的影响。
结束语
信息安全问题的严峻性和重要性已不言而喻, 解决信息安全问题刻不容缓。目前安全系统开发尚未成熟, 其功能、需求、体系结构、实现技术都有待进一步的研究和实践。
参考文献
[1]韩锦荣, 吕继强, 王新梅基于椭圆曲线的可验证门限签名方案西安电子科技大学学报 (自然科学版) 2003.2
[2]王洪涛, 李大兴, 周大水一种新的基于椭圆曲线的代理盲多重签名微电子学与计算机2007年第24卷第2期
[3]肖力RSA密码系统实现数字签名长春工程学院学报 (自然科学版) 2002.5
多重系统 篇8
但是当面临复杂系统的故障诊断时, 如果仅仅使用一个神经网络, 将会出现输入、输出神经元过多;导致网络规模庞大, 学习训练时间很长, 收敛速度慢甚至不收敛的问题, 而且也不利于故障诊断系统学习新的故障诊断知识。层次分类诊断模型方法是一种基于知识的分类方法, 它将分类对象由高层次的普通模式向低层次的具体模式逐层分类, 减少了分类中的模式匹配搜索量, 可以有效地解决分类空间的组合爆炸问题, 因而适用于复杂系统的故障诊断。
本文根据神经网络和层次分类故障诊断的特点, 构造多重小波神经网络模型 (WMNN) 来实现对航姿系统故障诊断的层次分类, 即应用神经网络来实现各层次之间的连接和故障诊断。
1 小波神经网络
小波神经网络是在小波分析的基础上提出的一种多层前馈型网络, 小波分析与人工神经网络的结合方式可分为松散型结合和紧密型结合。本文所采用的紧密型结合小波神经网络是用小波函数和尺度函数形成神经元, 将小波和神经网络直接融合的一类新型前馈网络。由于紧密型小波神经网络结合了小波变换良好的时频局部化性质和传统神经网络的自学习能力, 具有较强的逼近和容错能力, 可使网络训练避免局部最优并且加快收敛速度。下面对小波网络的算法进行简单介绍。
在小波网络中, 考虑Mexican Hat小波函数:
作为网络的神经元响应函数。根据梯度下降法的基本思想, 可以定义如下的误差函数:
此处, 为网络的希望输出值, 为实际的输出, k为整个样本组中的第k个样本。连接权的调整量及网络的全局误差E为:
2 多重结构小波神经网络模型
根据层次分类诊断模型的结构特点, 应用神经网络可构造如图1所示的层次分类MWNN系统。该系统采用多重神经网络, 以分层方式构造。第一层WNN对应于主系统, 起到故障分类的作, 第二层WNN对应于子系统, 来实现对子系统的知识表示、获取和推理, 起到具体故障原因辨识的作用。以下则对应于更低层的子系统, 依次类推。
这种MWNN诊断模型具有以下特点:
(1) 一致的知识表示形式。在分类诊断过程中, 运用一致地知识表示, 再应用MWNN将各种知识有机地组织起来。如果不同的层次使用不同的知识结构表示, 知识的表示和组织将比较复杂。
(2) 分层次分系统的学习策略。网络构造后, 实现故障诊断的关键是故障知识获取的过程。在MWNN中采用分层次分系统的学习策略, 独立训练WNN主系统和每个WNN子系统, 这样可以有效地加快网络学习过程。
(3) 全局并行的知识推理。该诊断模型的知识推理虽然也采用逐层推理的思想, 但全局正向是并行搜索的, 从输入层开始逐层向前推理。
3 多重结构小波神经网络在航姿系统故障诊断中的应用
根据飞机航姿系统的特点, 建立基于多重结构小波神经网络的航姿系统故障诊断模型, 如图2所示。该模型分为2个层次, 顶层为主系统, 以处理后的航姿系统输出信号作为网络的输入。第2层为子系统, 包括磁校正随动系统故障诊断子网络、指示随动系统故障诊断子网络、航向随动系统故障诊断子网络、延时电路故障诊断子网络、姿态系统故障诊断子网络。各子网络从不同角度完成对故障的诊断, 从而得出诊断结果。
以磁校正伺服系统的故障诊断为例, 其故障征兆和故障原因如表1和表2所示。表3为系统的学习样本。表3中的1代表判定“是”, 0代表判定“否”。
以磁校正随动系统为例, 输入神经元数目为6, 隐含层神经元数目为11, 输出神经元为6, 网络误差为0.01, 误差曲线如图3所示:
以SHC-3A转子故障 (Y4) 为例, 输入一组实测故障信息, 通过磁校正随动系统故障诊断子网络进行故障诊断, 其结果如表4所示。可以看出, 其诊断结果与实际情况相符。
4 结论
采用小波网络避免了BP神经网络结构设计的盲目性, 小波网络神经元的低相关性, 使得收敛速度更快, 容错能力进一步加强。基于多重结构神经网络对航姿系统进行故障诊断, 避免了输入变量过多造成小波网络训练时间长、准确度低等缺点。
参考文献
[1]吴桂峰, 翟玉庆等.基于小波-神经网络的电机振动故障诊断[J].控制工程, 2004, 11 (2) :152-154.
[2]周东华, 叶银忠.现代故障诊断与容错控制[M], 北京:清华大学出版社, 2000.
[3]Qing-hua Zhang.Using Wavelet Network in Non-parametric Estimation[J].IEEE Trans on Neural Networks, 1997, 8 (2) .
[4]邓森, 杨军峰等.基于信息融合的小波神经网络航姿系统故障诊断方法研究[J].仪表技术, 2009, 9:52-54.
多重境界筑人生 篇9
人生的进步就是通过不断登越一个个台阶, 从而迈上新的高度。凭借坚韧不拔的意志, 百折不挠的精神, 走上新的高度必能欣赏到一番新景象。也许人生理应如此, 在攀登中成长, 在攀登中成功, 在攀登中成就, 在攀登中卓越。想必近代大词人、清华大学国学导师王国维先生所倡导的“古今之成大事业、大学问者, 必经过三种之境界”就是如此吧。
第一境:“昨夜西风凋碧树, 独上高楼, 望尽天涯路。”满树的绿叶似乎在一夜之间被乍起的秋风吹落。登高者凭栏远眺, 所见尽是萧瑟之景, 道路遥遥直通深邃的天空。此情此景, 寂寞孤独之感油然而生。试想在创业求学之初要高瞻远瞩, 认清前行的路, 且一人承受风雨和孤寂, 是需要极大勇气的。
提到安妮, 谁都不能不赞美她。一个安静而充满个性的女子, 以敏锐的判断力选择了生命的航向。独自一人在暗黑的空间里敲打着键盘, 尽情地书写着自然洒脱的文字。她奏响新的文学乐章, 给人以舒逸安闲的感觉。她讲述着城市流浪者的命途, 如何在寂静漠然的世界获得一份持久的真爱, 独到的精神才将自由展现得淋漓尽致。因为她准确的视角与着力点, 因为她耐得住寂寞创作, 她的作品才会脱颖而出。
第二境:“衣带渐宽终不悔, 为伊消得人憔悴。”微风习习, 残照当楼, 热恋中的相思之苦催人泪下。情有独钟, 专一执著虽衣带渐宽、枯槁憔悴也无怨无悔。这种刻骨铭心的爱用来借指创业求学中的精神不正合适吗?在这个过程中不正需这种殚精竭虑、坚韧不拔的精神情操吗?
布鲁诺就是这样一个人, 一个继承哥白尼“日心说”又不断发展创新的人。十六世纪的欧洲宗教神学充斥各个角落, 而他却不屑异样的眼光, 不惧恐吓, 敢于打破封建的桎梏, 不断寻找科学精神的真谛, 具有强烈反叛精神的他在阴冷的监狱里受尽非人的折磨, 但他没有低头, 没有向教会和法庭屈服、妥协, 在长满鲜花的广场上与烈火永生, 用坚定的信念与鲜红的血书写出永生的墓志铭。
第三境:“众里寻芳千百度, 蓦然回首, 那人却在灯火阑珊处。”我们由衷地称赞宋代词人辛弃疾, 不仅仅是因为他兼具豪放旷达的特质与浓重的爱国热情, 更是因为他具有浪漫洒脱的胸怀和细腻温婉的情思。在灯如海、人如潮的上元佳节, 苦苦思寻, 终在灯火阑珊处见到梦中情人莞尔一笑, 心中自涌起了极大的欢欣与满足。假意曲解, 将这词句喻指那一个个鲜活的生命对事业的不断追求与孜孜探索, 不也恰如其分吗?
明代皇子朱载瑜用他的行动证实了这种精神品质的崇高。因为父亲遇陷, 自己本无心政事, 且不想再继承王位, 他采取“非暴力不合作”的方式在紫禁城外搭建草棚独自而居。无论烈日酷暑, 还是三九寒冬他都不变初衷, 一如既往地潜心研究音律, 他坚信冰融雪消后, 一定会春花烂漫, 经过十年努力, 终于著成《音律全书》, 总结出了非常完善的十二音律法。
无论是书者安妮、学者布鲁诺, 还是乐者朱载瑜, 他们都是值得骄傲的成功者, 因而我们坚信只有脚踏实地登越通向梦想舞台的每一级台阶, 才会不断刷新攀登的高度, 取得成功。总而言之, 懂得拥有一份执著, 据守一种信念, 鼓足一股勇气, 登越人生的每一个巅峰, 才是成就人生的不二法门。追求自由与高度, 生命才更美丽, 人生的境界才得以升华。
王国维先生的论述是典型的中国式, 是诗意的凝聚, 是精神的贯注, 它涵蕴了一种纯粹的生命体验, 使人突破自身生活的惰性;它设定了生命气息充盈的坐标, 引导人们达到一种永恒的自由之境。试想如果有这样的一种人生境界就足以让我们仰望, 我们又何必担忧脚下的淤泥呢?伯隅先生提出的第一境界为求学与立志之境, 此为“知”之大境界;第二境界为实现远大理想而坚韧不拔之境, 是“行”之大境界;第三境界功到自然成, 为“得”之大境界。
就读书而言, 我们常说的“知之”者、“好之”者、“乐之”者正是如此, 当然还可以定性为——为知、为己、为人。还有文人总结读书三境界如《桃花源记》中所写的“初极狭, 才通人”“复行数十步”“豁然开朗”。就商贾而言, 企业家的三境界自然指:第一境界“大智慧”, 第二境界“大抱负”, 第三境界“大手笔”。就哲学思潮而言, 西方哲人们也有各自的划分办法。丹麦哲学家齐克果将人生分为三个阶段, 即审美阶段、道德阶段和宗教阶段。德国哲学家尼采则认为, 人生有三个时期, 即合群时期、沙漠时期和创造时期。合群时期, 自我尚未苏醒, 个体隐没在群体之中;沙漠时期, 自我意识觉醒, 开始在寂寞中思索;创造时期, 通过个人独特的文化创造而趋于永恒之境。从两位西哲的邃思联想开去, 在中国古代的禅宗领域, 也有关于人生三境的妙论。禅宗分为:参禅前, 看山是山, 看水是水。参禅时, 看山不是山, 看水不是水。参禅后, 看山仍是山, 看水仍是水。
掩卷思之, 林林总总的三境界就是要告诉人们:第一要立志, 要确立人生目标;第二要为实现目标锲而不舍地奋斗;第三是工夫不负有心人, 最终一定会取得成功。
其实, 人生三境界不外乎是为自己、为家庭、为社会三个方面。用三首诗来道明人生三境界的禅理:境界之一, 觉而未悟, 弃世绝俗, 如柳宗元的《江雪》“千山鸟飞绝, 万径人踪灭。孤舟蓑笠翁, 独钓寒江雪。”境界之二, 悟而未透, 返虚入明, 如王维的《鹿柴》“空山不见人, 但闻人语响。返影入深林, 复照青苔上。”境界之三, 通透圆融, 已臻化境, 如苏轼的《和子由渑池怀旧》“人生到处知何似, 恰似飞鸿踏雪泥, 泥上偶然留指爪, 鸿飞哪复计东西?”凡此种种, 都在说明一个道理:人生既有迷惘、执著, 又有豁然开朗。无论理想、事业、爱情或别的奋斗目标, 尽管每个人的形式不尽相同, 但都不断经历着、反复着人生的多重境界。
著名哲学大家冯友兰先生曾在他的《人生的境界》一文中提出:“我们可以把各种不同的人生境界划分为四个等级。从最低说起, 分别是:自然境界, 功利境界, 道德境界, 天地境界。”与其说这四个境界分别对应不同的社会形态, 莫若说这几种境界在每个社会形态中都存在。也就是说, 社会形态虽然在很大程度上决定社会意识, 但社会意识的形成又具有其自身的独立性。
从另一个方面说, 这四种境界在每个人的生命历程中都可能存在, 并且境界的转变并不是简单的演替, 而是一个境界在另一个境界的基础上嬗变。米兰·昆德拉有言:“每一个人都有着不同层面上的媚俗。”诚哉斯言!
人类是情感动物群, 牵绊他的东西很多。对国家、对家人、对朋友, 每个人都投入了相当多的感情, 我们很容易身陷其中而不能自拔。人有时也是自私、虚荣并且贪图享受的, 这并不可怕, 可怕的是你在自私的同时又伤害了他人或国家。所以我们在现实生活中, 不要去争名夺利, 不要在金钱、美色的利诱下迷失方向, 不要在纸醉金迷中失去自我, 这是做人的基本准则。
融入社会生活, 体会其中的酸甜苦辣;走出社会生活, 又能正确地看待世界, 看清人生的本质, 达到这种境界实属不易, 因而需要我们潜心修炼。
陶渊明的人生境界让人景仰。他品尝人生不得志、仕途不顺利的艰辛后, 依然能融入生活, 忧国忧民, 仍能以一种超然的态度去面对生活、面对人生。屈原的人生让人感动。他执著于国家的安危, 深陷于极度的忧虑与痛苦之中, 表现出一种“入其内”失望, “出其外”愤慨的情志, 以死守节, 他那纵身一跃解脱人世悲苦的行为, 给千秋万代的子民以“明志”的启迪, 不也正是一种超然物外的人生境界吗?
无论是谁, 在现实生活中受到的诱惑都会很多, 苦难的经历不可避免。但我们可以做到的, 不是陷入困苦之中迷失自我、迷失人生的方向, 而是要清醒地把握自己, 跳到生活之外去欣赏生活、去反思生活。如果这样, 你也许可以像陶渊明、屈原一样获得更多的生活体验, 迈向一个新的、更高的人生境界。
近代才气横溢的艺术教育大家李叔同先生和他的弟子丰子恺大师对人生生活也作了分类, 那就是:物质生活、精神生活、灵魂生活。
第一种人为数不少, 一生只为物质而活, 唯物质而生存, 这类人往往被大多数所不齿;第二种人属于芸芸众生, 里面既有闪光的金子, 也有沦为社会的蛀虫。第三种人是社会的脊梁, 是他们的精神和行动支撑着社会大厦, 推动着历史车轮滚滚向前。对这些人, 正如臧克家在《有的人》中所说:“人民永远记住他”。当然, 人生的三种境界不能绝对分开, 一个人身上往往兼而有之。因此, 对于一个人而言, 要抛弃第一种, 超越第二种, 追求第三种, 只有这样才能成为一个真正意义上的“好人”。
人生如登楼, “欲穷千里目, 更上一层楼”。在人生若干个生活成长阶段, 儒道佛各家的阐述不尽相同。佛家修行重在“空”, 第一境界便是“落叶满空山, 何处寻芳迹”;第二境界“空山无人, 水流花开”;第三个境界“万古长空, 一朝风月”。三个境界就是对“空”的三种不同的解读。第一境界中的“寻”, 表明人向上天追问自身起源, 追问所谓“我是谁?我从哪里来?我到哪里去?”的三个千古难题。第二境界中的“无”, 表明人已经从自然中剥离出来, 与外在的“水流花开”自成一个独立世界。而第三境界中的“万古”与“一朝”的融合同一, 则说明人对有限时空的驾驭与超越, 经过否定之否定后达到天人合一之大境界。
受禅宗思想的影响, 南宋诗论家严羽在《沧浪诗话》中提出学诗的三境:“其实不识好恶, 连篇累牍, 肆笔而成;既识羞愧, 始生畏缩, 成之极难;及其透彻, 则七纵八横, 信手拈来, 头头是道也。”就诗人的主体而言, 心灵最初是自由自在的, 不辨美丑, 处于童贞状态;当认识到规矩和成法之后, 就陷入束缚和捆绑之中;最后摆脱一切外在的桎梏, 获得了主体与客体的契合, 也获得了真正的、纯粹的自由。这时, 方能“行住坐卧、无非是道, 纵横自在, 无非是法”。严羽之后, 诗人潘德兴又云:“诗有三境, 学诗亦有三境。先取清通, 次宜警炼, 终尚自然, 诗之三境也。”严氏、潘氏都是在说诗, 其实何尝不是在说人生呢?返朴归真的人生, 就是一朵“出淤泥而不染”的莲花。
就儒家而言, 体味自己, 去认识人生的初步境界与价值。古来圣贤有三境, 曰德, 曰智, 曰仁。
德者, “穷则独善其身, 达则兼济天下。”智者, “知微, 知彰, 知柔, 知刚。”仁者, 大爱无形, 大爱无声。
其实与生命本身相比, 一个人在其一生之中所体现出来的难能可贵的精神修养与高尚的道德情操是更加宝贵的。
虽然昙花只在一瞬间的绽放之后便匆匆投入泥土的怀抱, 但人们决不会因此而忽视它的美丽;善良的人即使没有长久的生命, 但是价值观念的体现却使他们的精神得以永恒。自古以来, 人们从不以生命的长短来衡量人的价值, 也就是说, 人活着的真正目的不是为了活着, 而是为了做更有意义有价值的事, 能更多地帮助他人与整个社会, 能更好地贡献自己的生命力量。这种贡献是多方面的:有如孔子般潜心修学为教育下一代而贡献终生的伟大学者;有如范仲淹般为了天下百姓“鞠躬尽瘁, 死而后已”的政治家;更有如黄继光般为解放全中国而甘愿牺牲的人民子弟兵。他们的寿命长短没有创造吉尼斯世界纪录, 但他们那伟大的人格修养与高尚的思想情操却震撼着我们每个人的心灵。他们的生命因此显得更加弥足珍贵。
但有的人却为了能获得更长的生命而错失了体现生命价值的机会。为了生命本身忘记了自己所追求的精神境界, 忘记了人生的最高值。我们并不是批判那些长寿的人, 只是厌恶那些没有看清生活本质的糊涂虫。他们本末倒置, 使得生命中本应体现出的光彩变得黯然失色。我们也并不希望他人遇难, 只是渴望其能贡献自我微薄的力量去帮助他人, 也借此来提高自我的精神与道德修养, 改善自我的人生价值观, 为达到生命的巅峰做出自己最大的努力。
要加强人生道德与精神的修养, 走向生命的最高境界, 首先就要克服心中的一切恐惧, 这就需要我们找到比生命本身更有意义的东西。只有找到了这种东西的存在, 我们才能在不断追求的过程中淡化恐惧。而我所谓的“这种东西”绝大多数情形下都应该是以精神形态存在。如果是“金钱”一类的东西, 那我们的人生就失去了原本的内涵。在我们追求、修养精神的同时要坚定信念, 不让“不良思想”钻一丁点空子。即便我们无法成为圣人, 也要向“为了成为圣人”的方向而努力。
最高的境界也许总是渺茫如天上繁星, 但只要我们从身边每一件小事做起, 在每一刻都加强自身的修养, 就一定能完美的体现自己的生命价值。所以说健康人生、快乐人生、智慧人生, 便是从“小我”走向“大我”, 由平凡上升为高尚的过程。每个人都会怀揣梦想去塑造人生的境界。
有人说儒道佛是人生必经的三站, 如果说以儒家情怀的奋斗拼搏而言, 自然合榫于人生的青年时代、佛家所体验的清心寡欲又权重于人生的老年时代, 那么道家所主张的豁达超然就更适宜于人生的中年范畴。
对于人生境界, 我一直在求索, 思悟量多, 虽比不上哲学家的系统和高度, 但却总有自己的一套人生准则。人生的境界, 简要的讲就是你对人生、对生活、对生命的一种态度和看法, 也可以说是人对自己、对他人、对周围事物的态度和看法。所以说态度决定高度, 观念决定品味, 是有道理的。
天然之境。这是人生的第一种境界, 恐怕也是每个人都会经历的一个境界。在人类的道德和伦理体系没有建构完整前, 人类的生活完成是为了满足自身的生理需要, 人类的所有活动都是为了生存和群类的延续, 这时人对生活、对生命的态度是完全天然的, 是与生俱来的本能, 即生的本能。这是从人类的历史角度谈的, 从每个个体生命发展的过程看, 同样要经历天然之境。刚出生的婴孩, 如同一块白板, 其思想完全是天然的, 通过环境的影响和后天的学习, 才渐渐对生活、对生命产生了自己的态度。处于天然之境的人是与自然界相互融合的, 是一个纯洁无瑕的“天然物”。
自我之境。人生的第二境界, 当然也可能是大多数人所选择的一种境界。一个人可能意识到他自己, 为自己而做各种事。做人、做事以利己原则为首要态度便是这一境界的主要特征。虽然如亚当·斯密“经济人”假说中讲的, 人在利己的过程中会不自觉地产生利他或有利社会发展的结果, 而且追求个性的解放, 自身的自由平等和幸福生活是无可厚非的事情, 也是生活之所迫, 生存所必须。但是, 急功近利毕竟是一种短视, 是不可持续的幸福, 是以牺牲未来为代价的享受。用庄子《逍遥游》中的观点, 这就是学鸠之识, 非大鹏之志。人不能总活在自己的世界里, 要把自己置身于无限的宇宙和时空中, 这样你的胸怀才能博大, 意志才得坚强, 烦恼才会消散。
慎独之境。这是高尚的道德境界。处于这种境界的人, 对于生活中做人行事的态度是善的, 以道德准绳为基础, 如林则徐说的“立壁千仞, 无欲则刚”, 或如儒家所说“正其义不谋其利”。通过教育, 获得知识, 传播真善美的精神, 用理智和智慧控制自我私欲的无限膨胀, 从而达到自我与外界的和谐。当今的中国, 缺少一份慎独和宁静, 或许是平淡惯了, 当受到巨大诱惑的冲击时便难以控制, 浮躁于各种名利的追逐。孰不知越追逐越痛苦, 浮华背后是凄凉与孤寂。坚守自己的底线, 即使做不到兼济天下, 也总要独善其身吧。
信仰之境。人生的最高境界, 即天地境界、宇宙境界。这一境界, 常人很难理解, 唯有大智大慧的圣人才能有所觉悟。它是一种超脱的态度, 超越于人、事、物之上, 又蕴含在人、事、物之中, 平凡又伟大, 通俗又深远, 是对客观规律、人生真谛和宇宙秘密的正确认知, 是儒家的“天人合一”, 是道家的“道法自然”, 是佛家的“真如本性”。佛语有偈曰:“有物先天地, 无形本寂寥。能为万象主, 不逐四时凋”, 其中所指的“自在之物”便应是一种超然的信仰, 那是彼岸世界的风景。
“两个黄鹂鸣翠柳, 一行白鹭上青天。窗含西岭千秋雪, 门泊东吴万里船。”这是杜甫脍炙人口的绝句, 为我们描绘了冬去春来, 万象更新的美好图景。诗人虽然一生漂泊、历尽沧桑, 却仍然保持乐观心态, 认为人生如四季更替, 总会有春夏秋冬, 都要尝酸甜苦辣, 既然选择了远方, 就注定风雨兼程, 这便是一种豁达超然的人生境界。
人生的境界大抵如此, 恐怕大多数人是经历过天然之境后, 再由自我之境向慎独之境发展, 最终达到自我之境与慎独之境的临界。高尚一点的则向上升华为慎独之境, 成为贤人;低俗一些的可能抱着身外之物, 陷于自我陶醉而无法自拔, 堕于庸人。至于达信仰之境, 历练成圣人, 乃是一种不断超拔的理想追求了。
生命是一种缘, 是一种必然与偶然互为表里的机缘。珍惜生命, 把握现在, 于真实的生活中体会人生, 于沧桑沉浮中觉悟“虽有荣观, 燕处超然”的智慧。
欣赏别人是一种境界, 善待别人是一种胸怀, 关心别人是一种品质, 理解别人是一种涵养, 帮助别人是一种快乐, 学习别人是一种智慧;骗我的人增长了我的见识, 绊倒我的人强化了我的能力, 斥责我的人助长了我的智慧, 遗弃我的人教导了我的独立, 伤害我的人磨炼了我的心志……
不论怎样, 只要你舍得付出敢于奋斗就会有开始, 就有可能收获。我们不能企盼每次为之衣带渐宽的伊都值得你终生不悔, 不能企盼每次蓦然回首那人都在灯火阑珊处等候, 但只要敢独上高楼, 只要肯衣带渐宽, 愿意回首。你的理想, 你的事业, 你的爱情, 你的奋斗目标总会有实现的一天。
朋友, 你能将主观感情外射于客观事物吗, 你能将自己的执著和至诚, 构筑成一个严肃、纯美、友善的人生理想境界吗, 你能凝结和升华人生的精神境界吗?
多重对话创新阅读 篇10
一.走进文本, 自读感知, 恰当选择话题。
导入课堂后, 学生在自读中, 运用已有的生活体验、情感积累和知识储备与文本进行“对话”, 对文本的内容和表达方式整体感知, 感知言语作品的“语表层”。
教师要相信学生, 根据不同课文的情、趣、理、义等特点, 触动学生的内驱力, 调动起学生的学习兴趣。并检测学生的阅读效果, 或抽读课文, 或同桌互读检查, 或四人小组读评等。在此基础上, 让学生运用规范的言语谈谈对课文的整体感知, 鼓励学生个性化、有创意的表达。
如《从百草园到三味书屋》, 先引导学生看题目, 从中可获取哪些信息?产生哪些疑问?学生很容易抓住“从……到……”, 看出文章大致包括两部分, 写了两个地点的两种生活。对于学生提出的疑难问题则及时加以梳理, 使之系统化。同时, 要因势利导, 相机选择巧妙的话题, 顺水推舟进入下一教学环节。
二.咀嚼文本, 品读精思, 自主领悟话题。
选择文本独特的言语形象、言语蕴含、言语情感、言语音韵、言语规律等有价值的、易展开的话题作为对话的主题。让学生抓住这些能积累语言、培养语感、发展思维、发挥个性、健全人格的话题, 通过对文体中的言语进行熟读精思, 切己体察, 含英咀华, 自主领悟话题, 产生个性化的感悟。
如《从百草园到三味书屋》, 学生已从初读中整体感知文章写了两个地方的生活, 那么这两种生活作者是怎样评价的?你更喜欢哪一种生活?这一话题的设计体现了学生与文本的对话, 教师要尽可能地让学生用个性经验、情感对作品进行解读, 通过文本和作者进行心灵的对话。只有当学生达到心求通而未得, 口欲言而未达的“愤悱”状态时, 教师才可用启发、点拨、暗示等方式给他们以启迪, 引导他们进一步熟读、精思、观察、体验、想象。
三.透析文本, 研读探究, 多元解读话题。
萨特说:“阅读是一种被引导的创造。”阅读成为思维碰撞和心灵交流的动态过程, 是主体与主体之间的关系。读者的阅读, 尤其是阅读文学作品的过程, 正是一种共同参与以至共同创造的过程。学生在阅读中, 并不是消极地接受、索取意义, 而是积极主动地发现、建构意义, 甚至创造意义。
文本是“言”和“意”的统一体。学生抓住话题, 通过对文本言语熟读精思、含英咀华后依据自己的生活阅历等, 产生个性感悟, 赋予文本以全新的意义和阐释, 从而使文本的意义不断地开拓和建构。
如将《从百草园到三味书屋》的前后两部分联系起来思考, 这篇文章表现了作者怎样的思想感情?学生可以将两部分的关系看作是对比, 表现儿童热爱大自然、喜欢自由快乐生活的心理, 同时对束缚儿童身心发展的封建教育表示不满;也可以将两部分的关系看作是统一的, 即通过回忆, 表现作者儿童时代对自然的热爱、对知识的追求, 以及天真、幼稚、欢乐的心理。
四.延伸文本, 活读运用, 拓展创新话题。
现代阅读教学强调对文本的多元解读, 在强化个性体验、感受性阅读的基础上, 《新课程标准》把培养学生探究性阅读和创造性阅读能力的目标, 摆在十分重要的位置。探究性阅读是对学生多方面能力的一种挑战, 也是综合实践性的阅读, 它要求学生将所学到的知识、方法进行综合运用才能完成阅读。在这一过程中, 感知、领悟、运用、积累文本的鲜活言语, 掌握恰当而又得体地运用语言进行表情达意的言语技能和技巧, 学以致用, 是阅读对话教学个性的体现。
这一环节中, 教师要让学生活读课文, 以教材作为学习语言的蓝本, 根据教材的言语特色, 设计多种动态的言语实践, 迁移运用文本言语, 让学生在拓展创新的话题下, 将学得的消极语言转化为积极的言语, 并在迁移运用中进一步实现言语和精神的同构共生。
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