智慧交通系統研究精選(九篇)

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第1篇：智慧交通系統研究范文

【關鍵詞】 3G通信 智能交通 指揮系統

一、智能交通指揮系統

由于以前的交通管理指揮系統的交通指揮方式的局限性，結果導致在整個系統應急處理過程中不可避免地出現非同步性以及工作效率的低下，例如針對城市交通狀況的收集，傳動的指揮方式往往依靠“交警采點+采點結果匯報于指揮中心+給出解決措施”的方式來實現，此種解決方法屬事后行為，因此對城市交通狀況的改觀非常不利；針對交通事故的處理，交通事故發生的不可預見性往往使事后取證出現較大難度，因此多數交通事故難以被及時處理，那么勢必引起更大面積的堵塞。針對此類情況，本文介紹了一種以3G通信技術為基礎技術的智能交通指揮系統。基于3 G通信技術的智能交通指揮系統具體由若干監控遠程、監控中心、3 G數據通信鏈路組成，另外，以 TCP/ IP協議的3 G通信技術被運用到交通部門，能夠直接實現運行，此外前端攝像機的視頻信號具體經網絡視頻服務器實現從網絡向分節點的傳輸，隨后經分節點直接傳至網絡，但若分節點存有矩陣，亦可把矩陣與 DVR連接起來，隨后直接傳至網絡。監控中心要想對多個的設備硬件進行控制，那么需要具體把用戶的需要、監控的現場情況進行周密結合。高速云臺、數字解碼器、畫面分割器、遠端監控主機、3G數據傳輸模塊等設備是主要的遠端監控使用器材；同時監控中心使用頻率最高的設備主要包括3G無線路由器以及切換視頻矩陣等。此類設備在實際配置過程中，主要是從用戶實際需求的角度出發進行配置的。3G網絡是該交通系統的主要組成部分，也即是該交通指揮系統主要通過3G網絡傳輸交通路口的視頻信息與相應的信號控制信息，借此實現智能交通指揮系統組網新的發展，此外網絡管理用戶能夠實時瀏覽監控若干監控現場。

以3G通信技術為基礎技術的智能交通指揮系統在采集圖像信號以及處理圖像信號的過程中，往往以DSP高速處理儀為主要手段實現高效精確地處理，想要進性增強或復原圖像，那么就應通過預處理的圖像模塊。而處理之后的圖像則是通過顏色標準探測模塊、運動目標檢測模塊等模塊完成接收。對于運動的目標而言，主要以模糊跟蹤控制技術為主要技術手段實現動態智能跟蹤。想要以網頁瀏覽圖像或者回放、查詢歷史數據，則應通過多媒體科技、Web數據庫科技技術；要想實現信號、語音、視頻等數據的遠程傳輸，則通過現場總線科技、無線通信科技與壓縮圖像解碼技術，（見圖1）。

基于3G通信技術的智能交通指揮系統具有實時性、同步性與分布性是以3G通信技術為基礎的智能交通指揮系統的主要特征與優勢，同時，該交通指揮系統在多道路交通實時情況的監測中，還具有級聯的監控中心模式（如圖2所示）以及多級監控模式等，此外該系統還可實現多級系統組合，最終可以擴大交通視頻的監測面積，擴充監控系統的儲存量。用戶在需要瀏覽監控時，僅需服務器以及瀏覽器，就能夠對道路交通的相關信息實施監控。

二、智能交通指揮系統的核心技術分析

通過以上分析可知，在道路交通指導過程中，主要應用的關鍵技術包括TD- SCDMA3 G移動通信技術（如圖3所示）以及移動通信技術、壓縮解碼技術、交通流量最佳的計算辦法等。本章節著重介紹TD-SCDMA3G移動通信技術、CDMA2000移動通信技術、最佳交通流量預測算法。

（1）TD-SCDMA3G移動通信技術。TD-SCDMA3G的設計最好采用分布式軟件體系結構，以便實現簡化軟件設計，降低軟件模塊間的耦合及改善軟件編寫、調試、維護的環境。TD- SCDMA3 G具體包括接口與通信、移動臺模擬器、系統模擬器（見圖3）三部分。其中，系統模擬器的突出作用在于實現基站仿真，該系統模擬器主要由幾大功能模塊構成：人機界面，信令程序編譯、消息收發以及信令提取、信令解釋等。而具有智能天線的TDD模式則是TD-SCDMA3G主要采用的模式，用戶以智能天線為載體，進行距離與方位的定位，此時僅需借助接力切換方式，便可使基站與基站控制器結合用戶的實際距離與方位信息對移動手機用戶的異動情況進行判斷，在此基礎上保證切換到相對應基站臨近區域的及時性，促進接力切換到位，從而使切換過程中對臨近區域基站信道資源的占用率得到全面降低，并大幅提升切換成功率。同時，TD-SCDMA系統在傳送數據業務的過程中，如傳送2Mb/s數據業務的過程中，通過碼片速率為1.28Mb/s以及頻帶寬度為11Mb/s方式便可順利完成數據業務傳送。目前全球頻譜資源均呈現出極度緊張的狀態，若想找出完全符合要求的對稱頻段，實屬難事。針對D-SCDMA系統，其僅需滿足某個載彼的頻段便可順利使用，由此實現對現有頻率資源的靈活利用。（2）CDMA2000移動通信技術。在CDMA技術中，CDMA2000是一種關鍵的技術，它以提供足夠高的數據速率來滿足 IMT-2000的性能要求為主要目標。此項技術特點如下：無線接口源自 ANSI TIA/ EIA-95、網絡結構源自 ANSI TIA/ EIA-41、信道帶寬 N* 1.25MHz（N取1、3、6、9、12）、擴頻碼片速率 N* 1.2288Mbit/s（N取1、3、6、9、12）、雙工技術 FDD/ FDD等。功率控制技術以及具有較好的延時性能、選擇效率與編碼增益高等優勢的高效信息編譯碼技術是CDMA2000中最為核心的技術。由此可見， CDMA2000具有諸多獨特性，其一，大容量系統，相同的無線信道可以滿足全面的 CDMA客戶，所以，如果用戶進行經驗交流，那么信道內其他用戶所受到的干擾勢必大幅度降低，所以 CDMA系統對人類語言特點的充分利用能夠使相互干擾程度大大降低，同時實際容量能夠增大至原來的三倍左右，從理論上分析，模擬網絡比 CDMA數字移動通信網的系統儲存容量小近19倍左右，其實，增大的值比模擬大約9倍左右和較 GSM增大4～5倍左右。二是CDMA系統通信性能更好。對于在硬切換過程中常常出現的掉話現象，可通過軟切換技術對其解決，同時帶寬與頻率相同時 CDMA系統工作能夠大幅度降低軟切換技術的實現難度，從而促進通信質量的全面提升。由此可以看出，CDMA系統在獲取聲碼器速率時，主要是綜合運用自適應閥值技術以及誤碼糾錯等多種技術實現的，通過這幾種技術的綜合運用，能夠獲取質量更高的數據。三是頻帶利用率超高。CDMA作為擴頻通信技術，雖然占有部分頻帶帶寬，但其允許系統區域內重復使用單一頻率，進而使用戶共享同一頻帶的同時，實現頻帶利用率的大幅度提高，此外若按各用戶占用的頻帶進行計算，其結果也會使用戶對頻帶使用效率全面提升。與此同時，CDMA系統能夠結合差異的信號速率，并且在信道頻道上自動調整為相對應的形式，最終可出現較高的頻帶的利用效率。（3）最佳交通流量預測算法解析。除上述兩種關鍵技術以外，最佳交通流量預測算法亦屬智能交通指揮系統的關鍵技術。人工神經網絡的建模主要經數據的輸出與輸入來實現，計算模式屬于并行，所以，該模型的特點是高速的計算能力、非線性的映射能力、自學能力與自適應的能力。目前人工神經網絡呈現出多樣性，其中誤差逆傳播網絡的應用范圍最廣，目前該項技術已占據著前向網絡的中心地位。實踐證實，BP網絡以及以高階神經網絡為代表的誤差逆傳播網絡是許多神經網絡模型中最常使用的形式。相較于傳統誤差逆傳播網絡而言，高階神經網絡具有其獨特性，像智能神經元存在與高階神經網絡，思維能力是智能神經元的主要特點，另外內部的函數轉移可以從分析外部的網絡來實現自動調整，進而獲取更佳的學習效果。

三、結束語

綜上可見，當前的智能交通監測系統是多種先進技術綜合應用與結合的成果，例如，3G通信技術、圖像數字傳輸技術等，是保障道路交通的舒適性與安全性的重要手段。實踐證實，基于3G通信技術的智能交通指揮系統能夠實時采集到監控區域行人或車輛的流量及交通運行情況，并以所采集的信息數據為依據，方便交通指揮人員高速判斷交堵塞情況等，從而做出及時決策，確保道路交流正常有序運行。

參 考 文 獻

[1] 李玲，王婷. 基于GPS定位及3G通信客運車輛監控系統設計[J]. 現代電子技術，2011，34（18）：18-20

[2] 范泳文. 基于3G網絡的智能交通視頻監控系統的設計與實現[D]. 東華大學，2012

第2篇：智慧交通系統研究范文

【關鍵詞】智慧型校園；中職；數字化校園

2012年3月，教育部教育信息化十年發展規劃（2011-2020年），在此背景下，我國教育信息化的發展任務確定為“數字學習和智慧校園建設”，涵蓋了智慧學習的新興技術、數字化內容的開發、智慧教室設計、電子教材、學習助手、學習分析、教育云服務等研討專題。

一、智慧型校園概述

2008 年，美國IBM 總裁兼首席執行官彭明盛首次提出了“智慧地球”的理念。即通過新一代的信息技術來改變人們的生活和學習方式，提高實時交互、信息處理能力和誘導反應速度，提升整個社會的和諧發展。隨后，國內不少學者提出了“智慧校園”的概念和建設思路。

1.智慧型校園定義.

南京郵電大學做了一個相對比較完整的“智慧校園”規劃，“智慧校園”的核心特征應當主要反映在三個層面：一是為廣大師生提供一個全面的智能感知環境和綜合信息服務平臺，提供基于角色的個性化定制服務；二是將基于計算機網絡的信息服務融入學校的各個應用于服務領域，實現互聯和協作；三是通過智能感知環境和綜合信息服務平臺，為學校與外部世界提供一個相互交流和相互感知的接口。

2.數字化校園與智慧型校園的比較。

數字化校園是以網絡為基礎，利用先進的信息手段和工具，將學校的各個方面，從環境（包括網絡、設備、教室等）、資源（如圖書、講義、課件等）到活動（包括教、學、管理、服務、辦公等）數字化，逐步形成一個數字空間，從而使校園在時間和空間上獲得延伸，在現實校園基礎上形成一個虛擬校園。

智慧校園建設的基礎是前期數字校園的建設與發展，但相對于數字校園，智慧校園無論是在技術層面還是在整合度方面都有相當大的提升。“智慧校園”是數字化校園升級到一定階段的表現。“智慧校園”要有一個統一的基礎設施平臺，要擁有有線與無線雙網覆蓋的網絡環境，要有統一的數據共享平臺和綜合信息服務平臺。

3.智慧型校園的優勢.

智慧校園更多的是強調按需服務、快速反應、主動應對等，更多地體現智能、聰慧的特點。它相較于數字化校園的優勢在于進一步挖掘信息資源的價值，集中存儲，實現智能化的推送，促進知識的智慧傳播與分享，系統互聯互通。

二、我校數字化校園現狀

廣西交通運輸學校創辦于1959年，是廣西乃至西南地區唯一一所培養交通航運和港口管理等專業人才的綜合性中等職業學校。在校生規模3000人。

1.學校具有良好的信息化基礎設施.

校園網已覆蓋辦公、教學、實訓場所及教職工宿舍等，并通過中國電信的10M光纖接入因特網，教學用計算機總數已達到895臺，建有16間計算機實訓室，行政辦公用計算機數量達97臺，專職行政人員全部配備辦公用計算機。

2.學校教師具有較好的信息化應用能力。

學校90%的教師都能使用多媒體設備并制作多媒體課件，少部分課程已建立了電子教材，試題庫、電子教案、多媒體課件等教學資源庫，使用率低。

3.學校師生具備一定的信息化系統使用經驗.

校園網上運行有多個信息化系統，如網上辦公系統OA、招生報名系統、成績管理系統，由于缺乏統一技術標準，各子系統之間無法兼容，數據無法共享。

三、構建我校智慧校園建設的設想

現結合我校實際，提出構建未來具有我校特點的智慧型校園的設想。

1.校園網絡環境.

我校校園網總體采用星型以太網拓撲結構，骨干層采用三層萬兆以太網交換技術，光纖覆蓋校區所有骨干節點。校園網依托聯通、電信兩個ISP 供應商，擴展為100M 出口帶寬。通過雙鏈路上聯校園網雙核心，采用TCP/IP 技術根據目標進行有效負載分流，針對每個子網的應用特點采取相應安全管理措施，高效持續對每個功能子網提供高質量網絡服務，是兼具城域網性質的跨校區新型校園網絡。

作為園區有線局域網的補充和拓展，利用WLAN無線網絡技術，將校園網延伸到移動用戶多、不宜部署網線的公共區域。在部署上采用集中控制式的無線網絡架構，無線網絡控制器是整個無線網絡的核心，無線接入點AP分布在具體區域，無線網絡管理軟件對整個無線網絡進行圖形化管理。

網絡采用流控設備進行出口流量管理，認證計費設備用于內部上網認證和互聯網上網計費。

2.數據基礎.

（1）基礎數據庫。智慧校園要為教師、學生提供個性化的服務，建設各業務應用系統，必須要有基礎數據的支撐，如：教師、學生的基本信息，為保證數據同步并及時更新，保持數據一致，因此要建立統一的基礎信息數據庫。

（2）資源與業務數據庫。學校提供的教務管理、科研管理、協同辦公、一卡通等應用系統運行會產生業務數據，這些數據不僅記錄了業務辦理的結果，還記錄了業務辦理的流程即工作日志。學校開發的大量教學案例、精品課程、研究成果等也構成重要的資源數據庫。

（3）數據倉庫。應用系統長期運行積累大量的歷史數據，這些數據中蘊含著規律性的信息，并且由于各應用系統建設時間的不同，數據存儲有關系數據庫、數據文件、元數據等多種格式。利用ETL技術對這些數據進行有用信息抽取、格式編碼、臟數據清洗等操作，最終將應用數據裝載到數據倉庫中，為上層的商業智能服務提供數據基礎。

3.以服務總線為核心的服務支撐平臺

（1）能夠提供各類信息服務.

在原有的Internet訪問、Web瀏覽、文件傳輸、電子郵件系統的基礎上，建立校園教學管理平臺、校內BBS、博客、CHAT等師生交互平臺，借助ISP服務商設立主頁和虛擬空間（或主機托管），并保持更新維護等。

（2）具有以下信息基礎設施安全管理功能.

1）訪問控制：對學校重要的信息資源和設備建立訪問控制體系，防止非法入侵。

2）網絡管理系統：智能化，可以管理信息基礎設施的網絡設備，實現網絡管理的集成。合理劃分子網、虛擬網絡，并具有根據需要可靈活調整的功能。

3）防火墻：提升校園網內部網絡的安全性，防止非法用戶訪問內部網絡上的資源和非法向外傳遞內部信息。

（3）基于一卡通的校務管理信息平臺.

以一卡通為基礎建立校園網師生身份認證系統和資金結算系統，基本達到校園工作生活的數字化，實現以下功能的網絡化應用：

1）教務管理.

學籍管理：包括班級管理、學籍管理、學費管理、獎懲管理、統計查詢、報表打印等功能模塊；

教學管理：教師管理、教學計劃、排課、補課、調課、網上評教、各種統計報表查詢打印等；

考試管理：考試安排、補考安排、成績管理與分析等。

2）行政管理.

在原有校門戶網站基礎上，增加統一身份認證；增加校外入口，方便校外教師訪問校內資源。

辦公管理：包括會議管理、單位日程管理、公共信息、政務信息、政策法規查詢等；

公文管理：包括公文的起草、批閱、發送、接受、回復，公文的保存和查詢，通知的發送與接受功能；

人事管理：管理和維護單位的人事信息等；

財務管理：對于學校的財務工作實現計算機化管理；

招生管理：招生計劃、入學報到、學生資助管理、周班級綜合素質管理、綜合考評等。

3）后勤總務管理.

設備管理：對校公用設備的購置、入賬、借用、調度和報廢進行管理；

后勤管理：對食堂、宿舍、醫療、綠化、車輛等的管理。

4）其他服務.

實現學生身份認證上網、學生在校常規管理、學生安全信息管理、飯堂銷售管理、商店消費管理、教職工考勤管理。

（4）具有電子教學實施系統功能.

網絡備課與授課系統：建立以學校教學軟件和課件素材等構成的本地化特色資源庫，為教師通過網絡進行備課提供便利條件，并實現教學資源的共建共享；

多媒體課件制作系統：提供網絡化平臺，讓教師能利用網絡的優勢，在網絡上制作多媒體課件；

多媒體教學資源開發系統：包括開發工具和設備，可進行多媒體信息的加工制作。在學校資源庫的基礎上，建立科學、合理的資源積累、優化機制，為學科整合提供平臺基礎；

建立基于網絡的實時、非實時師生交互和答疑平臺；建立重點學科試題庫和在線考試系統。

（5）基于網絡流媒體的應用.

建立無紙化考場、VOD 視頻點播系統、遠程視頻會議系統。

（7）遠程教學系統

網絡廣播教學系統、實時遠程教育系統、非實時遠程教育系統、課件點播系統。

4.存儲虛擬化平臺.

利用虛擬化手段（VMware vSphere 4）可以將離散的硬件資源統一起來以創建動態的共享平臺，最大限度的整合、利用資源，最大限度利用現有設備，為將來的云計算做好平臺基礎，這也是智慧校園建設的重要組成內容。

（1）服務器與存儲設置.

采用兩臺IBM System x3650 M3作為物理主機服務器，服務器通過SAN交換機與IBM System x3850 X5存儲連接，構成光纖存儲網絡。在x3850 X5上選用RAID5 劃分2T 的存儲空間給虛擬化使用。這樣在ESX server下的所有虛擬機及資源都可以存儲在該空間內。

（2）網絡實現方式.

本次架構的服務器和虛擬機采用Bridge（橋接）方式連接網絡。

在這種方式下，虛擬機就像一個新增加的、與真實主機有著同等地位的一臺電腦，是最簡易的從真實主機獲取資源的方法，虛擬機的網絡適配器通過虛擬交換機連接至真實的外部網絡，從而實現虛擬機之間以及與外網的連接。

四、總結

隨著社會的發展進步，中職校園應抓住21世紀數字化、信息化發展的機遇，在提高認識、轉變觀念的基礎上，研究和應用數字化平臺，建設現代智慧型校園。

【參考文獻】

[1]黃榮懷，張進寶.胡永斌，等.智慧校園： 數字校園發展的必然趨勢[J].開放教育研究，2012（4）：12-17.

第3篇：智慧交通系統研究范文

如百度知道?百度百科?百度文庫等是基于Web2.0應用的知識共享平臺，用戶不僅可以搜

尋知識，而且可以貢獻知識，被認為是重要的社會圖書館系統?本文結合數字鴻溝，探討用

戶對百度產品易用性（能力鴻溝）和有用性（產出鴻溝）的感知差異，旨在推動社會圖書館

系統的健康發展?首先進行量表設計；然后基于量表搜集數據；再針對數據進行分析，包括

測量模型有效性檢驗?易用性和有用性的頻數統計及相關分析；結合數據分析，用圖的方式

展現了用戶在感知差異性上的分布狀態，發現能力鴻溝和產出鴻溝之間存在高度相關性?

〔關鍵詞〕社會圖書館系統；百度

產品；數字鴻溝；有用性；易用性

DOI：10.3969/j

.issn.1008-0821.2014.01.018

〔中圖分類號〕G203 〔文獻標識碼〕A 〔文章編號〕1

008-0821（2014）01-0079-05

Study on User Perceived Diff

erences of Social Library

Systems from the Perspective of the Digital Divide

Yan An

（Library，Hubei Normal University，Huangshi 435002，China）

〔Abstract〕”BZ〗Baidu products such as Baidu Know，Baidu Pedia，and Baidu Document are kno

wledge sharing platforms based on Web2.0，where users can not only seek but also

contribute knowledge，which are regarded as important social library systems.Bui

lding on the digital divide，this study explore user perceived differences of eas

e of use（capability divide）and perceived usefulness（output divide）in the hop

es that a better understanding of the differences can help facilitate the health

y development of social library systems.First，the instrument was designed and de

veloped.Second，a large scale survey was conducted.Third，data analysis was employ

ed，including the test of the measurement model validity，the frequency calculatio

n and the correlation analysis.Based on the data analysis，a figure was presented

to demonstrate the distribution of difference and a significant correlation was

found between the capability divide and outcome divide.

〔Key words〕social library s

ystems；Baidu products；digital divide；ease of use；perceived usefulnessHT5”SS〗

Web2.0信息環境的產生與發展是互聯網歷史上一場思想與理念?技術與運作模式的重

大變革?相較于以前傳統的自上而下的?由少數資源控制者集中控制主導的互聯網體系，基

于Web2.0理念和應用的互聯網信息交流與傳播模式更加強調用戶的廣泛參與?貢獻以及集

體智慧的價值創造?互聯網產業的發展一直與互聯網用戶的需求和行為密切相關，隨著互聯

網用戶的個性化和社會化需求的日益深化，諸如Wiki?RSS?Blog?Microblog?Social tag

ging?SNS等為典型代表的Web2.0應用逐漸成為互聯網學術研究和商業運作的熱點?Web2.

0應用被認為是重要的社會圖書館系統[1]，在人們的生活?學習和工作中扮演著

重要的角色?Web2.0應用的迅速普及與發展促使互聯網用戶參與網絡?分享知識的熱情和

積極性空前高漲，為網民從被動地接收互聯網信息邁向主動地創造互聯網信息提供了良好的

網絡環境?

截至2013年6月底，我國網民規模達到了5.91億，互聯網普及率為44.1%[2]?面

對數量如此龐大的用戶規模，作為在中國影響力最大?網民覆蓋率最廣的互聯網公司，百度

除了做好能體現其核心競爭力的搜索服務外，在為用戶提供基于Web2.0應用的網絡知識共

享平臺的道路上也走在了前列，開發和設計出了許多優秀的并能充分調動網民力量?匯聚上

億用戶頭腦智慧的搜索引擎周邊產品，例如：①百度知道，是百度公司為了解決搜索結果過

于寬泛和龐雜的問題，于2005年了一個基于搜索的互動式知識問答分享平臺，該平臺為

用戶提供了一個網絡社區，用戶通過相互之間的交流可以得到更直接?具體?可用性強的知

識和經驗，從而以最便捷的方式滿足自身的信息需求?②百度百科，是百度公司于2006年推

出了一部內容開放自由的網絡百科全書，它是一個典型的大規模協作生產項目，是一個可以

讓普通大眾協同寫作詞條并將其內容以網頁形式呈現的在線編輯系統?③百度文庫，是百度

公司于2009年的供廣大網友在線學習和分享文檔的開放共享平臺，用戶可通過該平臺閱

讀?下載和分享涵蓋教學資料?考試題庫?公文寫作?文學小說?法律文件等多個領域的文

檔資料?除此外，百度還先后推出了百度貼吧?百度經驗?百度空間等一系列產品，這些產

品相互關聯?相互促進，逐漸構建出一個完整的搜索引擎社區體系?百度產品強調用戶的參

與和貢獻，用戶既是產品的使用者，又是產品的創造者?本文選擇百度產品作為研究對象，

結合數字鴻溝，考察用戶對社會圖書館系統的感知差異性，為我國網絡知識組織和管理的研

究與實踐提供了一個新的視角，將在一定程度上推動我國社會圖書館系統的健康發展?

1 數字鴻溝及三層架構

信息資源作為知識經濟時代一種重要的無形資產和社會財富，已經成為包括個人?組織?地

區和國家等各種信息主體取得進步和發展的關鍵要素?隨著信息技術的迅猛發展和互聯網的

日益普及，信息主體之間的信息差異和信息貧富分化問題日益凸顯，數字鴻溝已逐漸成為社

會各界關注的重點和焦點?自20世紀80年代末開始，國內外許多學者圍繞著數字鴻溝的內涵

與本質?表現層次和影響因素等方面進行了大量的研究[3-4]?

Kwok-Kee Wei[5]等人在總結前人研究成果的基礎上，從3個層面對數字鴻溝進行

了剖析：第一層是數字接入鴻溝（digital access divide），即不同信息主體在接入計算

機和網絡應用上存在的差距；第二層是數字能力鴻溝（digital capability divide），即

不同信息主體在計算機和網絡應用的使用能力和技巧上存在的差距；第三層是數字產出鴻溝

（digital outcome divide），即不同信息主體在給定環境下利用計算機和網絡應用所帶來

的產出結果上存在的差距?自20世紀90年代互聯網進入中國以來，我國政府一直致力于互聯

網的普及與發展，同CNNIC于1997年進行的第一次調查結果的62萬網民人數相比，當前的中

國網民人數已經是當初的953倍之多?百度推出了基于Web2.0的各種產品應用，凡是能上網

的用戶都可以接觸和使用到百度產品，因此中國每年不斷遞增的網絡普及率已經大大降低了

百度產品用戶間的第一層數字接入鴻溝，本文將主要針對百度產品用戶間存在的第二層和第

三層數字鴻溝進行調查研究?

以前許多研究都曾對信息技術和網絡應用的易用性?有用性進行過探討?在本研究環境中，

易用性是指用戶對百度產品使用難易程度的一種認知，是用戶主觀上認為使用百度產品時需

要付出多大程度的努力；有用性是指用戶認為使用百度產品可以在多大程度上幫助其提升工

作績效[6]?本文認為，百度產品使用難易程度的用戶感知差異性在某種程度上可

以反映出第二層的數字能力鴻溝，即用戶在百度產品使用能力上存在的差距；而百度產品有

用性感知差異性在某種程度上可以反映出第三層的數字產出鴻溝，即用戶在利用百度產品所

帶來的產出結果上存在的差距?本文將從易用性和有用性這兩個變量入手，來探討數字鴻溝

視角下的以百度產品為代表的社會圖書館系統的用戶感知差異性，展現第二層和第三層數字

鴻溝的分布及兩者之間的相互影響?

2 實證研究

2.1 問卷設計與數據搜集

本研究關注百度產品的“易用性（Ease of Use，EU）”和“有用性（Perceived Usefulnes

s，PU）”，這是兩個潛在變量?在量表設計中，為確保測量變量在內容上的有效性，本文

全部采用國外已有文獻中使用過的測量變量，并依據研究目的對其進行了適當修改以適應本

研究環境?本文易用性和有用性下的測量變量（簡稱為題項）改編自Venkatesh[6]

等人的文獻，詳見表1?

表1 調查問卷中的潛在變量及測量變量

兩個潛在變量及其對應的題項確定后，先向一些專家進行咨詢，通過他們的反饋意見對

變量內容的相關表述進行了調整，并最終確定好問卷內容?問卷中每個題項都由7點李克特

量表進行測度，答題的范圍選擇是“完全反對”（1）到“完全同意”（7）?在問卷最終確

定后，本文作者通過問卷星平臺在線了問卷，然后邀請百度用戶訪問在線問卷；另外，

還通過實地發放問卷方式邀請百度用戶填寫問卷?整個問卷搜集工作持續了2周時間，最終

收到有效問卷298份?在這298個樣本中，男性用戶108人，占36%，女性用戶190人，占64%；

在百度產品使用經驗方面，使用非常少的有7人，占2%，偶爾使用的有51人，占17%，經常使

用的有158人，占53%，非常頻繁使用的有82人，占28%?

2.2 數據分析

2.2.1 測量模型有效性檢驗

在數據分析之前，需要對測量模型的有效性進行檢驗?測量有效性通常可從內容有效性?內

部一致性和區分性等方面進行檢驗[7]?在內容有效性方面，由于本研究量表中的

所有測量變量都改編于已有文獻，因此認為這些變量是清晰和表意準確的?

表2顯示了組合信度CR值（Composite Reliability）?α值（Cronbachs Alpha）和抽取

方差的平均值AVE（Average Variance Extracted）?內部一致性可以通過CR值和α值來衡

量，如果CR值與α值達到0.7，則表明測量模型具有良好的內部一致性?從表2中可以看出

，兩個潛在變量的CR值最小的為0.897，α值最小的為0.846，同時AVE都大于0.5，這些

結果說明本研究中的易用性和有用性這兩個變量都具備良好的內部一致性?

表3展示了潛在變量間相關系數與AVE平方根值之間的比較關系，其中對角線上的值就是AVE

平方根值（以粗體下劃線標出），非對角線上為變量與其他變量之間的相關系數值?從表中

可以看到，易用性的AVE平方根值為0.828，有用性的AVE平方根值為0.850，都大于易用性

和有用性之間的相關系數0.718，因此可以判斷本研究中的易用性和有用性這兩個變量間具

有良好的區分性?

表3 潛在變量間相關系數與AVE平方根

2.2.2 易用性和有用性的頻數統計及相關分析

易用性變量在某種程度上反映了百度產品使用的第二層數字鴻溝，即能力鴻溝?擁有較高能

力水平的用戶會在使用百度產品的過程中產生較高的易用性感知，而擁有較低能力水平的用

戶在使用百度產品的過程中則會產生較低的易用性感知?同時，有用性變量在某種程度上反

映出百度產品使用上的第三層數字鴻溝，即產出鴻溝?具有較高產出的用戶將對百度產品的

有用性認知程度也較高，具有較低產出的用戶將對百度產品的有用性認知程度也較低?

本研究中的兩個潛在變量下的所有題項都由7點李克特量表進行測度，答題的范圍選擇是“

完全反對”（1）到“完全同意”（7）?因為易用性和有用性都存在內部一致性，數據分析

分別針對易用性和有用性展開?根據298名受訪者的選擇，首先針對易用性下所有的題項，

計算每個題項的1的頻次，以及2，3，4，5，6，7的頻次，再將所有題項的1的頻次，以及2

，3，4，5，6，7的頻次分別相加，從而代表易用性這個潛在變量的1，2，3，4，5，6，7的

頻次?類似地，用同樣的方法計算出有用性這個潛在變量下的1，2，3，4，5，6，7的頻次

?可以看出，易用性和有用性變量的總頻次為1 192（298×4），在1，2，3，4，5，6

，7上的頻數統計結果見表4，并輔以圖形顯示，見圖1?

表4 易用性和有用性的用戶感知差異性

針對百度產品易用性的調查，可以看到，24.3%（290/1 192）的受訪者認為百度

產品不易使用，52.6%（627/1 192）的受訪者認為百度產品容易使用，還有23.1%（2

75/1 192）的受訪者選擇了代表中立態度的測試值4；針對百度產品有用性感知的調查

，可以看到，23.2%（277/1 192）的受訪者認為百度產品對他們而言是沒有幫助的，5

1.8%（617/1 192）的受訪者認為百度產品對他們而言是有用的，還有25%（298/1 1

92）的受訪者選擇了代表中立態度的測試值4?

另外，從前面表3所呈現的潛在變量間相關系數的結果中可以看到，易用性和有用性之間的

相關系數達到0.718，說明這兩個變量間具有很強的正相關，一個變量的變化勢必會影響到

另一個變量的同向變化，即當用戶感知到較高的易用性時，也會感知到較高的有用性，反之

亦然?這兩個變量間的正相關性也可以從圖1中兩條曲線的走勢中得到反映?這表明，對以

百度產品為代表的社會圖書館系統，用戶的第二層能力鴻溝和第三層產出鴻溝之間存在顯著

的正相關?

3 結 語

從前文的數據分析結果可以看到，雖然調查樣本中大多數受訪者對百度產品的易用性和有用

性抱持肯定的態度，但還是有相當一部分用戶感覺百度產品不易用和沒有用?本文結合數字

鴻溝，選擇百度產品為研究對象，展現了社會圖書館系統的第二層和第三層數字鴻溝的分布

現狀，發現這兩層數字鴻溝之間具有顯著的正相關?

本研究結果表明，面對社會圖書館系統，數字鴻溝的出現不是單一方向的，而是當用戶產生

了第二層數字鴻溝時，也會相伴著產生第三層數字鴻溝，這使得信息貧困者等弱勢群體在獲

取信息資源時需要面對多重鴻溝的考驗，從而為縮小數字鴻溝帶來了更多的挑戰和困難?社

會圖書館系統是基于Web2.0的應用，依靠的是大眾智慧，其宗旨是為了推動每個信息主體

都能夠平等地接入該系統，并通過對該系統的使用為他們帶來平等的收益?第一層的數字接

入鴻溝主要反映出國家層面或機構層面的信息基礎設施建設狀況，相較于第一層數字鴻溝，

第二層和第三層數字鴻溝則顯得更加隱蔽，甚至在很多情況下被忽略，本文的實證研究結果

對于以百度產品為代表的社會圖書館系統更多地關注第二層和第三層數字鴻溝提供了借鑒和

指導?當然，社會圖書館系統中存在的數字鴻溝現象是牽涉到政治?文化?經濟等諸多因素

的復雜社會問題，其信息獲取障礙和數字不平等現象的消除以及信息公平的實現，還需要不

同學科領域的研究人員共同努力，通過進行一系列綜合性的研究與論證，來探索出更多具體

可行的解決方案，從而來推動社會圖書館系統的健康發展?

參考文獻

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78.

第4篇：智慧交通系統研究范文

【關鍵詞】群智感知技術 智慧城市 交通系統

隨著社會的不斷進步，人們的生活水平不斷提高，私家車進入了千家萬戶，加上城市的人口規模急劇加大，道路使用、交通管理等方面的問題，導致城市的交通狀況越來越成為人們擔憂的問題。交通擁堵不僅讓人們的出行變得困難，降低人們的生活質量，同時也帶來了嚴重的污染。

為了改善交通問題，各個城市都采取了不同的手段，如汽車限購限行、綠色出行等多種方式，起到了一定的作用，但是，對于在上班時間出行的人們而言，這些改善措施依然不夠。當前，掌握當前的交通信息，為人們的出行創造條件，被認為是最可行的措施。人們獲取信息主要借助交通廣播、地圖、打聽等，這些方式收集的信息不夠及時，且信息不全，難以滿足各人群的需要，而且這種無規律性的信息也不能為管理人員提供可靠的決策依據。

城市道路交通中，基礎設施的規劃和建設以及調整需要經歷相當長的時間，在此期間還會摻雜拆遷、封閉整修等，因此，道路的狀況不但不會改善，還會更加混亂。現代化的計算機技術和通信手段應用到現在的交通系統中，實現交通的智慧化運作和調度。這種便捷高效、環保安全、可視可測的指揮交通成為交通管理曾的最佳選擇。

當今，物聯網在交通的管理中已經有了相應的應用，比如，ETC（不停車電子收費系統）等。但在管理城市的交通系統中還是相當少的，系統間的數據處理速度也較低，數據共享度也較低。針對這些現實狀況，群智感知的智慧城市交通系統（SUTS，Smart Urban Transport System）應運而生。

一、群智感知的基本概念

所謂群智感知，是指將用戶的收集、平板、GPS等各種移動設備當做最基本的感知元件，通過互聯網的連接來完成它們之間的協作，完成感知信息和感知數據的分發和收集，從而最終使復雜的、大規模的感知任務得以實現。要達到群智感知的效果，就要充分利用“人多力量大”這一特點，將所有的用戶都集結在一起，形成一種強大的力量，隨時隨地、密切聯系人們的生活，將這種系統深入人們生活的各個方面、各個角落。此外，群智感知系統還有個特點，就是完成這些復雜的感知任務，并不需要專業的工作人員，普通的用戶就能成為最堅實的力量，通過彼此間合理的合作實現群體的任務。

二、系統的模型

智慧城市交通系統是由六大部分組成，信息感知采集部分（包括GPS衛星定位、智能手機、電腦等），信息甄別的匯總部分，數據的處理部分、數據應用部分、數據中心部分等。在應用部分，主要包括交通管理、車輛環境、道路設施等。

（一）信息采集部分

通過這一部分采集的數據，必須將數據高效地收集起來，而且信息要據有整體性和實時性。未來了確保成本較低，可以用“弱聯網”的方式，設置上一定的緩沖區，必要的時候才連上網絡。借助無線通信技術將移動設備、平板電腦、GPS定位系統、道路設施等連接起來。感知技術可以對傳感器進行識別和植入。比如識別車牌號、交通熱點等。通過視頻車輛檢測的方式可以及時檢測出交通流量等，GPS定位系統可以同時接收到不同的信號，并定位出車輛的具置。

群智感知最大優勢，就是在任何系統范圍的用戶，都可以用手上的便利O備將相關的交通信息進行采集或者發送，這些信息包括交通的位置、流量、速度等。比如，用戶可以用手機將文字、信圖片、視頻等信息發送到采集部分，集成系統可以對一定范圍的移動車輛、GPS等進行積極的探測，根據當地的交通燈周期、移動速度等信息來進行識別。

（二）甄別匯總部分

這一部分的主要任務就是對采集部分發送過來的信息進行甄別，確保數據信息的正確性和實時性。一些用戶可能因為各種原因，比如采集的習慣和方式，采集到的信息可能會不精確或者不完整等，也有一些具有實時性，因此，在數據處理階段就要將這些信息拋棄，挖掘出有效的信息，并及時的匯總。

（三）數據處理部分

這一部分的工作就是對匯總的信息進行進一步的處理。主要講甄別后的數據信息進行合成，將分散的信息并成整體的城市區域的交通信息，此外，還要對數據進行進一步的挖掘。比如，地圖上的某路口處，通過分析一段時間中不同時段的速度和車流量等，確定此處是否為熱點位置。或分析不同位置間的道路狀況，參考運行的距離和成本、位置等，找到兩地間的快捷線路。

（四）數據應用部分

這一部分的主要任務是實時的、有效的交通信息。通過手機、GPS互聯網、廣播等手段及時更新道路交通路況信息，用戶根據的信息，選擇合適的出行時間和路線。這一部分的交通信息，可以給交通管理部門提供可靠的規劃依據，對交通信號可以良好地控制，幫助用戶預測出等待出租車的時間，以及出行費用等，還能幫助司機及時掌握大陸狀況，并推薦最佳的行車路線，為智能物流和公共安全提供極有價值的參考。從這個部分，用戶能最直接地感受到智慧交通的優越性。

（五）數據中心

這一部分是更廣范圍的信息交流臺，通過這一中心臺，可以訪問其他地區的實時的交通狀況。由于這一信息量大，系統承擔著繁重的任務，數據中心只能提供區域間的交流服務，但是不能進行應用。

三、結束語

當前，智慧交通系統有了一定程度的發展，但是，其中還出在這諸多的不完善，需要相關的科技研究者加以完善，為城市交通現狀的改善作出更大的貢獻，方便人們出行。

參考文獻：

[1]謝樹云， 冉婕， 楊雪松.基于群智感知的智慧城市交通系統研究[J]. 電子設計工程， 2014， （20）.

[2]李樹.基于群智感知判別交通擁堵的研究[J]. 無線互聯科技， 2016，（4）.

第5篇：智慧交通系統研究范文

1.      引言 智能公交目前面臨海量數據管理與應用的難題，必須引入大數據挖掘技術來加以解決。大數據挖掘是包含了數據處理、分析、挖掘等方面的一系列技術的總稱，根據智能公交自身數據與業務特點，選擇合理的大數據架構和數據挖掘技術，建立符合行業特點的大數據應用服務架構，是智能公交新型應用需要面對的首要問題。

數據挖掘在智能公交系統中的定位是基礎性與服務性的。公交大數據挖掘的意義在于利用大數據的技術完成智能公交整體底層數據的接入與管理，實現不同類型數據之間的統一索引與融合，對數據做處理與分析，完成可視化、語義化的數據挖掘，從而能夠支持上層各種智能公交復雜應用的要求。從這個目的出發，基于大數據的智能公交數據應用應首先選擇合適的架構與數據挖掘手段。

2.      需求分析 智能公交系統的功能需求分為三大部分：企業運營需求、公眾服務需求、行業監管需求，整個智能公交系統的數據來源又可劃分為車輛（機務）數據、線網數據、路網數據、乘客數據、人員數據、運行數據等分類。智能公交大數據必須從智能公交系統的數據出發，支持智能公交系統的功能需求，為了實現這一目標，智能公交大數據必須具有以下特征：

1.      支持多源異構的大規模數據存儲。智能公交系統的數據來源廣泛，格式各異，各種數據之間結構也不相同；隨著物聯網技術的發展，智能公交數據增長是非常迅速的，各類傳感器產生的大量數據必須迅速的得到處理。因此智能公交大數據必須能夠支多源異構的、增長迅速的數據存儲。

2.      支持多種查詢方式。基于數據來源的復雜性，智能公交大數據應能夠支持nosql、newsql以及傳統的結構化查詢方式，這是實現數據集成應用的基礎。

3.      支持多種分析與挖掘技術：智能公交大數據與其他數據系統相比，其數據中包含的價值很高，但是面對特定的應用，數據中的冗余較大，相關性比較隱晦，需要有力的數據分析挖掘技術進行處理。智能公交大數據應包含數據分析與挖掘技術。

4.      支持可視化分析技術：面對海量智能公交數據，其分析結果與日常管理均需提供直觀的展示。

3.    系統架構 3.1  大數據架構 智能公交大數據架構以滿足應用需求為目標，選擇合適的實現方式進行搭建，（如圖1）其主體分為數據接入、數據存儲與數據管理三部分。

 智能公交大數據架構

在智能公交大數據架構中，數據接入負責對分布廣泛、多源異構的海量公交數據進行采集、匯聚與清洗；數據存儲負責各種公交數據的存儲并相應系統的各種查詢、處理請求；數據管理負責對整個大數據系統以及其內部的數據進行各種配置與管理。

為了能夠全面的滿足智能公交系統需求，智能公交大數據架構必須選擇合適的技術路線，其中數據存儲層是大數據系統的核心，它直接關系到其他系統組件的選型與整個系統的性能。本文采用的數據存儲結構（如圖2所示）包含了一套分布式文件系統與資源管理系統，在文件系統上構建了數據倉庫，支援結構化與非結構化數據的并行存儲、查詢、處理操作。另外還在存儲結構之外部署了輔助控制系統，便于實現對存儲集群的監控與協調操作。

圖2 數據存儲系統架構圖

在數據存儲架構中，HDFS[1]組成透明的分布式文件系統，HBase是系統的主數據庫，利用基于MapReduce技術的Spark進行運算加速，能夠實現數據庫的快速查找與分析。Nagios與Ganglia分別用于監視系統狀態與數據庫狀態，方便維護人員進行日常管理。

3.2  語義化模型 對于海量的公交大數據來說，面對不同應用，均需要對駁雜的數據進行分析與挖掘，大數據需要對數據進行語義化處理，為應用提供智能化、場景化、價值化的數據索引。

本文主要使用基于語義關聯與本體適配技術的語義化處理模型對公交數據進行語義化處理，再由大數據平臺Hbase對外提供應用支持(見圖3)。

圖3 公交數據語義化處理模型

在本系統中，來自不同采集方式獲得的公交數據均被轉化為URL表達的數據，具有這項功能的模塊稱為URL化處理模塊。隨后所有數據都進入RDF標準化處理流程，經過關鍵詞提取與語義識別后，成為計算機可以理解的數據形式，以上過程統稱為語義化處理。數據經過語義化處理后，即可進行規則匹配，通過不同的匹配條件，實現語義關聯操作，完成應用需求與數據之間的連接。

3.3  數據挖掘 利用語義化公交數據，大數據系統能夠完成多種類型的數據挖掘。

（1）    數據場景化挖掘：為數據找到對應的場景，并為數據標示場景標簽，實現場景分類功能。數據場景化挖掘利用六種場景化定義進行數據索引，包括場景名、本體集、屬性集、語義集、屬性權重和語義權重。利用場景化定義，將數據分類至不同的場景中，例如車輛位置數據，既可以歸類到車輛信息場景下，也可以歸類到運營狀態場景下。

（2）    數據語義查詢：傳統的數據查詢是按照一定的屬性對數據進行查詢。利用語義化后的公交數據，可以實現模糊化的跨種類語義查詢，例如查詢某車站，能直接查詢到車站位置以及在車站附近的公交車輛。

（3）    數據組合展示：利用語義化后的公交數據，開發新的展示應用，能夠以不同的視角，展示新的數據聯系，是公交數據全方位應用的重要手段。

基于語義化的數據挖掘，在智能公交中的應用價值，體現于現有智能公交數據采集的后端應用方面，例如：利用車載視頻監控，進行車輛滿載率、乘客計數應用時，完全不需要對視頻數據本身進行傳輸和使用，而是通過前置的語義化處理技術，直接解讀視頻數據，將結果回傳給后端應用，不僅僅解決了傳輸的成本問題，而且充分發揮了車載視頻在智能公交運營上的服務作用，利用這些通過語義化技術處理過的采集信息進行深度挖掘，整合信息資源，就能提供諸如“客流”、“安全駕駛”、“擁擠程度”等豐富的交通相關信息。

4.    應用示例 公交數據挖掘技術在公交行業將會有廣泛的應用，并體現巨大的價值，能夠較好的解決智能公交領域海量數據累積和處理，有效的為公交運行、運營監控、信息服務等提供支持。

（1）    重構公交評價體系

關于公交現有的評價體系形式上是完整的，但局限于當時的技術條件和有限數據，存在有很多的不合理、不科學。借助公交大數據系統，重構公交評價標系，包括明確一些指標的計算方法，減少一些沒有多少評價作用的指標，增加一些更具評價作用的新指標，充分大數據可視化分析的能力，提供直觀、準確、動態的評估結果，并分析體系優缺點，提出解決方案[2]。目前該應用已經進行試運行，取得了良好的用戶反響，未來該應用將增強橫向與縱向可比性，持續改進，日臻完善，屆時還可以引入多種形式資本，形成適度競爭格局。

圖4 公交行業分析系統功能結構圖

（2）    還原真實客流需求，吸引出行者乘坐公交

出行成本除了直接經濟成本之外，人們更在意時間成本、安全、方便、舒適、快捷等非經濟方面。對于乘坐公交出行而言，現行的票價能夠為絕大多數人所接受，吸引更多人乘坐公交的關鍵在于公交能否在服務方面有所改善，達到較好的公交出行體驗，大數據時代的來臨為此提供了可能性。

公交大數據能夠真實還原客流需求[3]，吸引更多出行者乘坐公交。客流所表現出來的出行需求是相當復雜的，不是小樣本數據、簡單規則所能刻化的，通過對大數據的分析和預測，公交企業利用該系統不但觀察到出行需求，還能通過長尾數據來發現個性化的小眾需求，從而科學地規劃線路，合理地投入運力，避免了經驗式的一刀切、簡單化[4]。比如，可以通過運營商的數據擬合高峰時段的人流遷移而開展定制公交服務。目前由公交大數據支撐的智能化公交調度系統已經投入使用，獲得了良好的反響。

（3）    創新車輛維修保養模式

大數據在公交運營管理中的運營、調度、安全、服務等多個方面、多個環節、所有層面都有潛在的新應用，利用公交大數據管理公交企業的生產資料也是公交大數據的一種新型應用方式。目前車輛已經實現對油、氣、水、電等多類管線(路)的實時監控和數據采集，記錄了引擎、燃潤、制動、懸掛等所有部系的工作狀態，甚至還包括與駕駛員操作相關的數據。利用大數據技術對這些數據進行挖掘，能夠揭示許多潛在的關聯，利用這種關聯關系，優化公交企業生產資料配置，提升從業者技能水平，節約生產開支，通過各種手段，提升企業運營效率。基于大數據的機務系統已經得到全面應用，徹底改變修理等報修、保養遵從間隔里程的傳統做法，顛覆現有維修保養模式，已經在很大程度上減少因機械故障引發的安全事故，降低維修成本，降低拋錨率，提高運營效率，為企業節約了大量成本。

5.    結論 大數據給許多行業帶來了變革，智能公交擁抱大數據同樣能夠取得豐碩的成果。文中說明了一種以現有公交數據匯集構成的公交大數據結構，該公交大數據服務于多個公交業務系統，最后已經實施的公交大數據應用為例，說明了大數據技術對公交現有業務的促進作用。展望未來，隨著綜合交通、智慧交通的發展，公交大數據應用將在智能公交領域全面開花，其應用范圍也將逐漸拓展出公交行業的限制，成為城市交通系統中不可或缺的重要組成部分。

參考文獻 [1] Fay Chang, Jeffrey Dean, Sanjay etc, Bigtable: A Distributed Storage System for Structured Data, Google, Inc

[2] 王瑋，基于模糊綜合評價法的快速公共交通系統評價研究[D] 長安大學 2012(05)

第6篇：智慧交通系統研究范文

關鍵詞：湖南古民居；通風采光；系統研究

中圖分類號:F299.27 文獻標志碼:A 文章編號:1673-291X（2008）15-0135-02

湘南泛指湖南南部地區，包括郴州、永州二市及衡陽市南部諸縣。湘南古民居主要指明清以來尚存的古民居村落及單體民居建筑和公共性建筑。湘南古民居的通風采光系統，是建筑功能系統中的一個子系統，主要是指人、建筑以及自然環境之間的關系。湘南地區山高林密，多雨濕熱，古稱“障氣”之地，且山多地少，建筑物之間間隙較小，因此通風采光是建造村落時重點考慮的一個問題。湘南先民在長期的改造自然環境、改善居住條件的實踐中，以“天人合一”為指導思想，在村落布局、建筑結構、建筑材料等方面因地制宜，與自然環境和諧相處，積累了豐富的經驗，形成了一套完整、科學、合理的建筑通風采光系統。

一、通風

（一）風的形成和種類

空氣的流動形成了風。影響湘南地區村落通風的種類較多，從大的環境來說，主導風是季風，從小的環境來說，山谷風、水陸風、街巷風等是影響村落通風的重要因素。湘南民居的村落布局和建筑特征都很好地適應了這些因素，多種風的共同作用，形成了一個良好的通風環境，大大地改善了湘南地區高溫潮濕的氣候特征，使得湘南古民居室內冬暖夏涼。下面我們對各種類型的風對村落通風的影響進行分析。

1.季風

湘南地區地處東亞季風區，冬天盛行“冬季風”，夏季盛行“夏季風”。“冬季風”低溫、干燥，村落盡可能避其鋒芒，因此，一般村落坐落在山嶺南麓，山體以及茂密的植被共同阻擋寒冷的北風。建筑物坐北朝南，北向墻體較厚，少設門窗，屋檐低矮，南向屋檐較高，盡量吸收陽光，可以起到防寒保溫作用。“夏季風”主要表現為南風和東南風，涼爽、濕潤，可以緩解悶熱。由于受到南嶺山脈阻擋，“夏季風”（包括臺風）越過南嶺后風勢減弱，所以村落和建筑可以直接接納，以改善空氣循環，而無須過多考慮防風。

2.山谷風

山谷風主要在山區影響較大，白天，山峰吸收太陽輻射熱較多，山坡上部空氣增溫較多，而山谷上空與山坡等高度的空氣因離山谷地面較遠，增溫較少，兩者存在溫差，山坡上部空氣上升流到山谷上方較冷空氣的上空，谷底空氣沿山坡向山頂補充，形成熱力環流，由谷底吹向山頂，稱為“谷風”。夜間，山峰變成冷源，熱力環流方向反轉，從山頂吹向谷底，稱為“山風”。由于村落依山而建，山風和谷風都穿越村落，使得村落處于熱力環流的中間，改善通風環境。

3.水陸風

湘南民居大多依山傍水，村落的前面多有河流、小溪、湖泊、池塘之類的水體，還有大面積的水田。典型的湘南民居村落在村子的前面都設有祠堂，祠堂前有一廣場，為公共活動場所，面積較大，大多地面還作硬化處理作曬谷坪用，曬谷坪前方有半圓池塘，面積一般與曬谷坪相當，水深1米左右。

白天，太陽照射水面和曬谷坪陸地，陸地增溫較快，陸地上空空氣增溫大，空氣壓力小，水面增溫較慢，水面上空空氣增溫小，空氣壓力大，空氣壓力的差異形成了自水面向陸地的風，稱之為“水風”。由于半圓池塘的直徑邊緣垂直于村落的巷道，水風可以最大面積、最短距離地進入巷道。晚上，陸地地面降溫較快，空氣冷卻較快，體積收縮壓力增大，水面降溫較慢，空氣冷卻慢，壓力較小，形成了由陸地向水面的“陸風”。陸風同時帶動巷道內的空氣流向曬谷坪進行補充。這種水風和陸風的形成同樣體現在大面積的水田和整個村莊的陸地之間。

4.街巷風

街和巷是村落內部的交通系統，同時也是通風采光的重要手段，無論是季風還是水陸風、山谷風，都要通過街街巷巷送到家家戶戶。同時，街巷自身的設計布局也有利于改善空氣的流通。一般情況下，街巷垂直分布，且街比巷寬，巷比街高，無論街巷，皆鋪有當地山上采集的青石板。白天，太陽照射村落，街的受熱時間比巷要長，受熱面積比巷要大，街內空氣升溫較多，上升膨脹，形成低壓，而巷內空氣溫度較低，氣壓較高，又由于青石板路面和青磚墻體基本上不導熱，使得巷內空氣自然流向街內進行補充，形成“巷風”。晚上街道由于空間比巷開敞，散熱快，空氣溫度較低，氣壓較高，而巷內較封閉，空氣溫度高，氣壓較低，就形成了“街風”。

（二）影響通風的建筑因素

村落的平面布局對通風有較大的影響：湘南民居村落大多坐北朝南，前低后高，可以大面積地接納南來的暖濕氣流；村落內部街巷密布，互相連通，加強了村落的通透性。

建筑物的外形對通風也有較大影響：單體建筑多為“一明二暗式”，即一個明間，二個暗間。明間向內退1米～2米，與上方的屋檐、下方的地面形成一個口袋形狀，有的還是八字墻體，形成一個漏斗形狀，當風吹向建筑物時，中間部分直接通過大門進入室內，兩側的風吹向墻體，遇阻后分別轉向巷道和大門，使風力集中增大。因此，炎熱的夏季，當地居民最喜愛坐在大門前方的庭院或門檻上納涼。如果是多進建筑，后面的主體一般要比前面的高，更加便于采風納氣，形成“穿堂風”。前后兩進主體之間還設有天井和腰門，更容易形成一個完善的空氣循環系統。

天井也是一個通風的重要場所：白天，太陽光照射房屋，天井部分在太陽直射下溫度升高快，空氣上升，天井內氣壓低，室內各房間由于有屋頂和樓板遮擋，溫度增溫少，空氣壓力大，室內空氣流向天井。夜間，天井上空散熱較快，成為冷源，空氣壓力大，而室內散熱較慢，溫度較高，空氣壓力小，形成由天井流向各室內的風，且天井內有水，風更涼爽，所以天井四周都比較通透，敞廳與過廳均為開放場所，兩側廂房多以雕花隔扇窗裝飾，便于通風采光。

二、采光與防曬

湘南地區地處北半球，屬亞熱帶季風氣候，夏秋二季氣溫較高，湘南民居的居住形式，決定了建筑物之間間隙較小，建筑物相互遮隱較多，外墻封閉少窗等特點。采光和防曬成為一個重要的問題。

1.建筑物朝向采光與防曬

太陽光常年處于偏南方向，夏季太陽直射與地面夾角大于冬季，因此建筑物大多坐北朝南，且依山而建，后面的建筑高于前面的建筑，單體建筑南向墻壁高，北向墻壁低，都是為了最大面積地采光。

2.坡屋面的采光與防曬

湘南民居大多為坡屋面，坡度一般在27°～30°之間，前后主體的坡屋面形成漏斗形狀，使更多的陽光能照射到建筑物的間隙―街和巷，以及天井和庭院之內，便于采光，同時又能減少太陽輻射對屋面的影響，加上屋面的瓦垅處理，小青瓦的鋪疊方法以及室內樓板的處理，太陽輻射對室內的影響不大，可以起到隔熱防曬的作用。坡屋面的四周結束處為檐口，南向的檐口處理成拱券上翹，且伸出墻體不多，既能遮雨又能保證檐口下的窗戶和大門、廊道等大面積采光，北向的檐口較低，且少拱券，少窗戶，主要是防寒防雨所需。兩側的檐口略微伸出墻體，因為墻體大多以青磚砌成，可吸收水氣，但不會透水，無須防雨，主要是保留較多光線進入狹小的巷道。而且，氣溫高時青磚還能析出水氣，降溫防曬。兩側檐口大部分設為封火墻，即馬頭墻，封火墻高高矗立，三到四級居多，除了能阻止鄰居火患蔓燃之外，高大的馬頭墻在坡屋面上的投影亦有防曬遮陽之功能。所以，與嶺南建筑相比，湘南民居的馬頭墻和屋脊的高度都要低，與北方建筑相比，卻又要高得多。

3.天井與影壁的采光

天井是湘南民居建筑中最為成功的構件之一，由于四周外墻堅實少窗，單體建筑體量大的特點，天井成為采光的重要手段，主體建筑的中間設有一個體量較大的天井，天井的大小與建筑物體量的大小成正比例關系。在縱向多進建筑中，則有多個天井，天井一般在中軸線上。天井能夠引入大量的光線，分散到室內各房間。主體建筑如果在橫向上有附屬建筑，在兩者之間還設有較小的天井，俗稱“虎眼天井”。一般的“虎眼天井”旁的墻壁刷成白色，多為照壁，或繪上淺色吉祥圖案，既可以裝飾墻體，又可以反射更多光線進入室內。

4.門窗采光與防曬

由于建筑坐北朝南，南向是建筑物的正面，是“臉面”，門窗多開設在南向，在建造時力求豐富、精美。湘南地區的大門一般都十分高大，除了氣勢威嚴以外，采光也是一個重要方面。大門明間凹進去甚多，有的整體凹進去形成廊，而上方的屋檐不隨著凹進去，這樣既可以使光線進去，又防止夏天太陽直射進入室內，減少太陽輻射，起到防曬作用。湘南民居大多樓層較高，大門上方還留有隔扇窗，為采光透風之用。大門的左右兩側墻體上均設有較大窗戶，而且分上下二層，總共四個，考慮到防盜防雨功能，多為磚窗，或者木窗外套泥塑。上層窗戶較小，緊接檐口下方，多為方形，少有窗楣，下層窗戶十分考究，多有窗楣，窗楣向上翹起，可以采光與防雨。同時，也是裝點門面的重要手段，因此造型豐富，有方形、圓形、正六邊形等，多為木窗，施以精美雕刻，窗楣上邊也設磚雕彩繪。建筑屋面兩側和后側部分設有較小的光窗和氣窗，多為方形和十字形，以磚窗為主，在保證防匪防盜的同時，可以補充少量光線和通風換氣。

相對而言，室內的門窗就比較多了，尤其是天井四周，天井兩側廂房更是以滿周窗（隔扇窗）的形式來體現，可以最大限度地采光。

建筑是“人化”的空間，建筑的功能系統始終以滿足人的使用為前提，建筑是勞動人民智慧的結晶。同時，建筑承載著建造者和使用者的文化背景，璀璨的中華文明，造就了璀璨的建筑文化。湘南古民居亦是如此，湘南先民在改善居住條件的時候，因地制宜，合理利用自然條件和克服自然條件的負面影響。她遵循“天人合一”的思想，體現的是人與自然的和諧，人與人的仁愛。她是湘南人民的生活家園，也是湘南文化的精神家園。

參考文獻：

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