【关键词】 正交匹配 追踪研究 压缩感知信号 检测算法
压缩感知是一种新型的采样方法，通过信号记录每个观测过程中投影的数据，如果感知信号资源小，则可以将这些信号资源进行压缩处理，以保证在观测值数量少的情况下信号结构的准确性和完整性。相对于重构结构复杂的感知信号，信号和图像的重构步骤复杂，且重构效果很差，面对这些不能被正确重构的感知信号，应采用采样的方法将特征量从样本数据中采集出来，通过检测目标信号，完成检测流程。综上所述，通过正交匹配追踪研究压缩感知信号的检测算法，其综合应用性能很好，检测范围和效果很好。
一、感知信号检测
1. 感知信号理论概述
信息获取是压缩感知信号理论的核心内容，其理论基础建立在信号系数、样本数据处于非相关性的状态下的数据测算，通过数据重构和特征量数据采集，以局部分析整体的方式，完成检测流程。压缩感知理论的内容主要包括：①将感知信号的投影在观测向量上，利用重构思想对样本数据进行重构测算，并建立检测集合，如果信号程度为M，则其重构集合稀疏度为K（K
2. 感知信号检测原理
二、基于正交匹配追踪的压缩感知信号检测算法
1.检测算法。正交匹配追踪是一种新型改进算法，其检测方法的理论依据是正交匹配理论，和其他感知信号检测算法相比，正交匹配追踪算法的检测流程更为简单，检测结果的准确度很高。其检测特点是在每次迭代中将选出的列用Gram-Schmidt正交化方法进行正交化处理，将采集到的样本数据选列在空间投影中，通过直观的数据变化曲线，选择精确的检测算法，这种检测方式不仅可以简化检测过程，还能提高样本数据各特征量的收敛速度。在数据迭代次数相同的情况下，空间投影出的采样信息的更新速度很快，检测人员可以通过采样值选出最优投影，并随时更新系数，以确保空间投影的真实性，检测结果的准确度。
2. 实验结果分析。实验结束后，通过检测结果进行分析可知，在每次迭代中，OPM检测算法的感知信号的波形都相对平稳，在一段时间内，其特征量不会随着加性高斯白噪声的变化而变化。当采集样本数据在规定资源数量时，OPM的检测结果和MP的检测结果大体相同，当检测阈值超过3时，OPM的检测结果的准确率明显由于MP检测算法。实验结果表明，与MP检测算法相比，本文提出的OMP检测算法其检测成功率很高，可以在提高检测成功率，所需采样点数、抑制噪声等方面有更好的性能，所以正交匹配追踪压缩感知信号检测算法是一种综合应用性能很好的信号检测方法。
结论：通过上文对正交匹配追踪压缩感知信号检测算法进行系统分析可知，通过匹配追踪定位感知信号，采集特征量，不仅可以方便于检测人员搜集信号样本，还能大大提高检测结果的准确性。通过对每次迭代的特征量进行及时、系统修正，可以延长采集样品的有效时间，以获得更科学、更真实的检测结果。
参 考 文 献
[1] 刘冰，付平，孟升卫. 基于正交匹配追踪的压缩感知信号检测算法[J]. 仪器仪表学报，2010，13（07）：109-113
关键词：校园网络；黑客攻击；入侵技术
1 校园网络安全现状
随着网络应用的普及，电子商务！电子银行和电子政务等网络服务的大力发展，网络在人们日常生活中的应用越来越多重要性越来越大，网络攻击也越来越严重。有一些人专门利用他们掌握的信息技术知识从事破坏活动，入侵他人计算机系统窃取！修改和破坏重要信息，给社会造成了巨大的损。随着攻击手段的变化，传统的以身份验证、加密、防火墙为主的静态安全防护体系已经越来越难以适应日益变化的网络环境，尤其是授权用户的滥用权利行为，几乎只有审计才能发现园网是国内最大的网络实体，如何保证校园网络系统的安全，是摆在我们面前的最重要问题。
因此，校园网对入侵检测系统也有着特别的需求校园网的特点是在线用户比率高、上网时间长、用户流量大、对服务器访问量大，这种情况下，校园网络面临着许多安全方面的威胁：
（1）黑客攻击，特别是假冒源地址的拒绝服务攻击屡有发生攻击者通过一些简单的攻击工具，就可以制造危害严重的网络洪流，耗尽网络资源或使主机系统资源遭到攻击同时，攻击者常常借助伪造源地址的方法，使网络管理员对这种攻击无可奈何。
（2）病毒和蠕虫，在高速大容量的局域网络中，各种病毒和蠕虫，不论新旧都很容易通过有漏洞的系统迅速传播扩散"其中，特别是新出现的网络蠕虫，常常可以在爆发初期的几个小时内就闪电般席卷全校，造成网络阻塞甚至瘫痪。
（3）滥用网络资源，在校园网中总会出现滥用带宽等资源以致影响其他用户甚至整个网络正常使用的行为如各种扫描、广播、访问量过大的视频下载服务等等。入侵检测系统（IntrusionDeteetionSystem，IDS）的出现使得我们可以主动实时地全面防范网络攻击N工DS指从网络系统的若干节点中搜集信息并进行分析，从而发现网络系统中是否有违反安全策略的行为，并做出适当的响应"它既能检测出非授权使用计算机的用户，也能检测出授权用户的滥用行为。
IDS按照功能大致可划分为主机入侵检测（HostIDS，HIDS）网络入侵检测（NetworkIDS，NIDS）分布式入侵检测（DistributedIDS，DIDS）其中，网络入侵检测的特点是成本低，实时地检测和分析，而且可以检测到未成功的攻击企图"从分析方法的角度可分为异常检测（Anomaly DeteCtion）和误用检测（MISuseDeteCtion）其中误用检测是指定义一系列规则，符合规则的被认为是入侵其优点是误报率低、开销小、效率高Snort作为IDS的经典代表，是基于网络和误用检测的入侵检测系统入侵检测技术自20世纪80年代早起提出以来，在早期的入侵检测系统中，大多数是基于主机的，但是在过去的10年间基于网络的入侵检测系统占有主要地位，现在和未来的发展主流将是混合型和分布式形式的入侵检测系统。
2 入侵检测研究现状
国外机构早在20世纪80年代就开展了相关基础理论研究工作。经过20多年的不断发展，从最初的一种有价值的研究想法和单纯的理论模型，迅速发展出种类繁多的各种实际原型系统，并且在近10年内涌现出许多商用入侵检测系统，成为计算机安全防护领域内不可缺少的一种安全防护技术。Anderson在1980年的报告“Computer Seeurity Threat Monitoring and Surveillance”中，提出必须改变现有的系统审计机制，以便为专职系统安全人员提供安全信息，此文被认为是有关入侵检测的最早论述；1984一1986年，Dorothy E.Denning和Peter G.Neumann联合开发了一个实时IDES（Intrusion DeteCtion Expert System），IDES采用统计分析，异常检测和专家系统的混合结构，Delming1986年的论文“An Intrusion Deteetion Modelo”，被公认为是入侵检测领域的另一开山之作"。1987年，Dorothy Denning发表的经典论文AnIntursion Deteetion Modelo中提出了入侵检测的基本模型，并提出了几种可用于入侵检测的统计分析模型。Dnening的论文正式启动了入侵检测领域的研究工作，在发展的早期阶段，入侵检测还仅仅是个有趣的研究领域，还没有获得计算机用户的足够注意，因为，当时的流行做法是将计算机安全的大部分预算投入到预防性的措施上，如：加密、身份验证和访问控制等方面，而将检测和响应等排斥在外。到了1996年后，才逐步出现了大量的商用入侵检测系统。从20世纪90年代到现在，入侵检测系统的研发呈现出百家争鸣的繁荣局面，并在智能化和分布式两个方向取得了长足的进展。其中一种主要的异常检测技术是神经网络技术，此外，如基于贝叶斯网络的异常检测方法，基于模式预测的异常检测方法，基于数据挖掘的异常检测方法以及基于计算机免疫学的检测方法也相继出现，对于误用入侵检测也有多种检测方法，如专家系统（expert system），特征分析（Signature analysis），状态转移分析（State transition analysis）等.
入侵检测系统的典型代表是ISSInc（国际互联网安全系统公司）Rea1Secure产品。较为著名的商用入侵检测产品还有：NAJ公司的CyberCoPMoitor、Axent公司的Netprowler、CISCO公司的Netranger、CA公司的SeSSionwall-3等。目前，普渡大学、加州大学戴维斯分校、洛斯阿拉莫斯国家实验室、哥伦比亚大学、新墨西哥大学等机构在这些方面的研究代表了当前的最高水平。随着计算机系统软、硬件的飞速发展，以及网络技术、分布式计算！系统工程！人工智能等计算机新兴技术与理论的不断发展与完善，入侵检测理论本身也处于发展变化中，但还未形成一个比较完整的理论体系。
在国内，随着上网的关键部门、关键业务越来越多，更需要具有自主版权的入侵检测产品。我国在这方面的研究相对晚，国内的该类产品较少，但发展较快，己有总参北方所、中科网威、启明星辰，H3C等公司推出产品。至今日入侵检测技术仍然改变了以往被动防御的特点，使网络管理员能够主动地实时跟踪各种危害系统安全的入侵行为并做出及时的响应，尤其在抵御网络内部人员的破坏时更有独到的特点，因而成为了防火墙之后的又一道安全防线。
随着互联网的进一步普及和深入，入侵检测技术有着更广泛的发展前途和实际价值。尽管问题尚存，但希望更大，相信目前正在研究的大规模分布式入侵检测系统、基于多传感器的数据融合、基于计算机免疫技术、基于神经网络及基于遗传算法等的新一代入侵检测系统一定能够解决目前面临到种种问题，更好地完成抵御入侵的任务。
3 未来和展望
随着网络规模和复杂程度的不断增长，如何在校园网多校区乃至异构网络环境下收集和处理分布在网络各处的不同格式信息！如何进行管理域间的合作以及保证在局部入侵检测失效的情况下维持系统整体安全等"同时，伴随着大量诸如高速/超高速接入手段的出现，如何实现高速/超高速网络下的实时入侵检测。降低丢包率也成为一个现实的问题，面对G级的网络数据流量，传统的软件结构和算法都需要重新设计；开发和设计适当的专用硬件也成为研究方向之一"时至今日，入侵检测系统的评估测试方面仍然不成熟，如何对入侵检测系统进行评估是一个重要而敏感的话题。
参考文献
[1]董明明，巩青歌.Snort规则集的优化方法.计算机安全.2009.8：35-37
关键词：压缩感知；稀疏信号；结构信息；信号检测
DOI： 10.3969/j.issn.1005-5517.2014.1.005
引言
压缩感知（Compressive Sensing，CS）[1-3]是一种新的信息获取理论。压缩感知理论建立在Candès，Romberg和Tao以及Donoho的工作上，他们提出并证明一个在某一种基下可以稀疏表示的信号可以通过一部分投影信息重构出来。与传统的奈奎斯特采样定理不同，该理论指出，只要信号是稀疏的或者在某个基下可压缩，就可以利用随机测量矩阵把高维空间上的信号稳定的嵌入到低维空间上。信号在低维空间上的投影包含了重构信号所需要的足够信息，可以用低维空间上的少量采样值精确重构出原始信号。
当前，对压缩感知理论的研究大多是以精确重构信号为目的。然而，在许多信号处理应用中，信号获取的最终目的并不是重构原始信号，而仅仅是完成一个检测决定[4-9]，像在许多通信系统或者雷达系统中的信号检测任务[10]。在许多情况下，由于压缩感知的采样值已经保持了原始信号的结构和相关信息，即使不精确重构信号也可以通过处理压缩感知的采样值完成信号的检测[6，8]。
在基于压缩感知的稀疏信号检测具体算法方面，一种基于匹配追踪（Matching Pursuit，MP）的非相关检测和估计算法[5]已经被提出。该算法通过比较利用部分重构算法得到的最大稀疏系数和利用蒙特卡洛模拟[5]获得的最优门限之间的大小来完成检测任务。本文提出一种基于稀疏信号结构信息的检测方法，该方法可以分为两部分，包括一种基于压缩采样匹配追踪（Compressive Sampling Matching Pursuit，CoSaMP）[11]的部分重构算法和一种新的检测判定方法。
本文内容安排如下。第二部分介绍压缩感知基础理论。第三部分我们提出并分析基于稀疏信号结构信息的压缩检测方法。第四部分我们通过仿真实验结果来验证提出方法的有效性。最后，第五部分总结工作并为以后的工作提出方向。
表示位置相似度门限。若位置相似度大于所设门限，这时，需要通过幅值信息来判断目标信号的有无。文献[4]通过比较部分重构算法所得的最大稀疏系数与所设门限的大小关系来判断目标信号的有无。在该算法中，门限是通过模特卡洛模拟的方法得到的，然而，实际中门限的设置比较困难，门限对噪声比较敏感，门限设置不恰当会严重影响检测性能。在本文中，我们提出一种新的方法来完成检测判决，该方法避免了门限的设置，同时仿真结果表明该方法具有很好的检测性能。具体方法如下：
从图1可以看出，本文提出的基于结构信息的判决方法更具优势，同时，采用CoSaMP的部分重构算法比采用MP的部分重构算法获得的结构信息更可靠。下面我们研究测量点数对检测性能的影响。在仿真实验中，我们设迭代次数T=6，固定信噪比SNR=-2dB，图2为仿真实验结果。
从图中可以看出，提出方法比原有方法更有优势，即使采用原有的部分重构算法，在判决部分采取本文提出方法，检测性能也有所提升。另外，从性能曲线的变化趋势，我们可以看出检测性能随测量点数的增加变得越来越好，这是由于测量点数增多，测量信号中包含的目标信号的结构信息越丰富，部分重构得到的估计信息更可靠。
然后，我们验证迭代次数对检测成功率及检测时间的影响。实验结果如图3和图4所示。
仿真实验中，对于图3所示的实验，我们考虑了SNR=-2dB和SNR=3dB的情况，测量点数为100；对于图4所示的实验，我们设置SNR=10dB，测量点数为100，检测时间定义为1000次检测所用的时间。从图3可以看出，本文提出方法检测性能
很稳定，迭代次数对检测性能的影响很小，这是由于采用CoSaMP的部分重构算法在迭代次数很少的情况下就能获得足够的用于判决的结构信息，而采用MP的部分重构算法需要迭代次数达到一定程度时，才能获得可靠的结构信息。另外，从图4可以看出，采用CoSaMP部分重构算法检测方法要比采用MP部分重构算法的检测方法在时间上更有优势，速度更快。综合图3和图4，我们可以得出，本文提出方法在迭代次数很小的情况下也能快速、可靠地检测出目标信号的有无。
为了进一步验证算法的有效性，下面针对应用于雷达系统中的线性调频信号进行检测。在雷达系统中，线性调频信号是一种非常重要的信号形式，信号瞬时频带宽的特性虽然提高了雷达系统的目标检测及识别能力，却给信号采集及数据处理带来极大压力，如何使用较少的采集数据完成检测是一个关键技术[7]。在这里，我们使用文献[12]中的四参量chirplet字典来生成线性调频信号。设生成的线性调频信号的信号长度为1024，相对chirplet字典的稀疏系数满足正态分布[4]，这里稀疏度设为5，信噪比为10dB。下面验证本文所提算法与MP检测算法在不同测量点数下的对线性调频信号的检测性能。
从图中可以看出，本文所提算法能使用较少的测量点数获得较高的检测性能，这可以减轻接收系统系统在采样和数据处理方面的压力。
结束语
本文基于稀疏信号的结构信息提出一种新的压缩检测方法，该方法利用改进的压缩采样匹配追踪（CoSaMP）部分重构算法获得目标信号的估计，通过对比位置与幅值信息的相似度来完成检测。与原有的检测方法相比，本文提出的方法更高效、更快速、更稳定。实验结果表明，在低信噪比时，本文方法在较少的迭代次数下，可以使用较少的采样数据获得较高的检测成功率。
参考文献：
[1] E. Candès， J. Romberg， and T. Tao， Robust uncertainty principles：Exact signal reconstruction from highly incomplete frequency information[J]， IEEE Trans. Inf. Theory. 2006 ， 52（2） ：489–509.
[2] D. Donoho， Compressed sensing[J]， IEEE Transaction on Information Theory， 2006， 52（4）： 1289-1306.
[3] Y. Tsaig， D. L. Donoho， Extensions of compressed sensing[J]， Signal Processing. 2006， 86（3）： 549–571.
[4] M.F. Duarte， M.A. Davenport， M.B. Wakin， R.G. Baraniuk， Sparse signal detection from incoherent projection[C]， IEEE Int. Conf. Acoustics Speech and Signal Processing（ICASSP）， Toulouse ， France， May 2006， 305-308.
[5] Jun Wu， Naian Liu， Yanfei Zhang， Changlin Shen. Blind detection of frequency hopping signals based on compressive sensing[C]. Consumer Electronic， Communication and Networks （CECNet） ，2012， 1691-1694.[6] J. Haupt， R. Nowak， A. Yeh， Compressive sampling for signal classification[C]， In 2006 Asilomar Conf. on Signals， System & Computer， Oct. 2006， 1430-1434.
[7] 刘冰，付平，孟升卫.基于正交匹配追踪的压缩感知信号检测算法[J].仪器仪表学报，2009，31，（9）：1959-1964
[8] J. Haupt， R. Nowak. Compressed sampling for signal detection [C]. IEEE Int. Conf. on Acoustics， Speech， and Signal Processing （ICASSP）， Honolulu， Hawaii April 2007， 1509-1512
[9] 刘冰，付平，孟升卫.基于采样值数字特征的压缩感知信号检测算法[J].仪器仪表学报，2011，32，（3）：577-582
[10] Joachim H.G. Ender， On compressive sensing applied to radar [J]， Signal Processing. 2010， 90（5）：1402–1414.
关键词：桥梁检测 教学方法 探索
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）08（b）-0139-01
1 课程背景
近年来，为了迎合桥梁检测工作的需要，很多高校在土木工程（桥梁）专业中开设了桥梁检测课程。桥梁检测是一项新兴的专业技术，其属于土木工程（桥梁）、力学、数学、传感科学以及信号处理等多技术领域的交叉科学。桥梁检测工作的特点决定了桥梁检测课程的一个特点是既有很强的理论性，同时又具有很强的实践性。桥梁检测课程另一个显著特点是要求授课对象具有广泛的基础知识。桥梁检测课程的特点决定了该门课程通常在高年级的本科生和硕士研究生中开设。
桥梁检测是一门新兴的课程，可供参考的教材不多，并且在教学内容上有些知识点没有定论，而属于探索性的讲授内容。因此这门课程需要授课教师具有一定的教学技巧，使得学生能够在实践与理论，定论与探索中掌握专业知识，并能够启发学生在该领域中积极开展探索性的研究工作。
2 教学目标
桥梁检测是一门专业课程，有别于专业基础课。对于高年级的本科生而言，在理论与实践中，更加注重实践技能的培养。要求学生在初步了解基本原理的基础上，熟悉操作规程，掌握检测方法和检测仪器的使用方法，把所学的知识能够应用到桥梁结构检测中，在检测工作中能够完成实践性的工作。
对于硕士研究生而言，更加注重理论环节的培养。采用课堂讲解、室内实验与工程实践相结合的方法，使得学生掌握基本原理，能够根据自己掌握的理论知识对桥梁检测的实践性工作进行理论指导。通过教学充分引导学生在桥梁检测领域的科研兴趣，激发学生的科研潜力。
3 教学内容安排
桥梁是一个复杂的结构体系，其组成构件较多，这便决定了桥梁检测对象较为广泛。针对不同的构件检测的指标不同，需要检测的指标种类多，这决定了采用的检测仪器类型比较多。根据桥梁检测的这两个特点，针对不同的授课对象需要有选择性的对授课内容进行安排。
一般来说，桥梁的检测方法可分为外观调查、无损检测、静载试验和动载试验四大类。外观调查是借助于一些简单的仪器与目测相结合，对桥梁构件的外观情况进行描述。无损检测则是采用不同的仪器对不同类型构件的众多指标（绝大部分都是物理指标）进行检测。静载试验是在桥梁结构的特定部位施加静力荷载，测试控制截面的静力响应，分析出静力参数。动载试验则是对桥梁施加动力激励，测试特定截面的动力响应，分析出动力参数。桥梁检测的最终目标是根据检测出的参数和指标对桥梁整体或构件的使用性能进行评估。
对上述四类方法进行比较分析可知，外观调查和无损检测的实践性很强，其理论性相对来说要弱一些。静载试验和动载试验理论性很强，实践性与其理论性相比较而言要弱一些。在本人的教学过程中，根据检测方法和构件的划分，针对不同的授课对象对授课内容进行了安排。
高年级本科生的总学时为34学时，具体的安排为绪论1学时，测量仪器及测试技术4学时（其中实验2学时），外观调查2学时，上部结构无损检测10学时（其中实验4学时），钻孔灌注桩检测3学时（其中实验1学时），桥涵地基检测3学时（其中实验1学时），静载试验6学时（其中实验2学时），动载试验5学时（其中实验1学时）。
硕士研究生的总学时为24学时，具体的安排为绪论1学时，无损检测2学时，钻孔灌注桩检测1学时，静载试验10学时（其中实验2学时），动载试验10学时（其中实验2学时）。着重讲述静载试验和动载试验有关知识点的基本原理，对相关理论进行详细论述。要求掌握基本理论，能够对工程实践进行理论指导。
4 教学方法
无论是对本科生还是硕士研究生授课的过程中，都要做到理论联系实践，这一点从教学内容的安排中也可以得到相互的验证（每方面都开设了实验课程）。为了能够做到这一点，在课堂教学中需要充分采用多媒体手段，并且辅助大量的图片以及影像资料。同时，也需要充分利用实验环节作为课堂授课的补充和延展。实验室拥有的桥梁检测仪器数量是有限的，为了让每个学生都有机会亲自操作仪器，在实验课环节采取分组预约制。分组预约制的具体办法是在某一段时间内所有的实验课程同时开放，把学生分成4人一组，每一组学生可以根据自己的时间去预约某一个实验，预约完成后学生即可以进行相应的实验。
针对不同的授课对象，同一个知识点的授课内容各有侧重。比如，在讲述动载试验中的跳车试验时，在对本科生讲授该知识点时只是强调跳车激励类似于脉冲激励，跳车高度一般为15 cm，桥梁的自振频率采（测试到的桥梁频率）修正获得。而在对硕士研究生讲授该知识点时，则要让学生知道15 cm的跳车高度只是一个统计值。结合授课人自身的科研成果，在课堂上给学生建立单梁-车辆耦合振动模型，对跳车高度进行理论求解。桥梁的自振频率采用修正公式进行计算在很多情况下是不正确的，因为在建立该公式时并没有考虑车辆的振动特性，结合授课人发表的学术论文和科研成果对该公式进行深入剖析，给出考虑车辆动力特性情况下的自振频率与测试频率之间的联系。
对知识点进行深入剖析，培育学生的科研兴趣，激发学生的科研潜力。例如，在讲述索力测试知识点时，首先，给出索力的计算公式，然后列举实际工程中测试到的数据向学生形象的说明该公式对于长索的计算精度是可以接受的，而对于短索的测试精度则不能满足工程要求。接着对形成该公式的各种假定和影响条件进行剖析，找出导致该公式产生偏差的主要因素。阻尼器的存在是导致该公式产生误差的主要因素之一。最后，从不同角度对存在阻尼器的索力计算公式的建立过程进行理论上的尝试。在通过该知识点的学习后，学生应该知道该知识点是一个研究方向，并且了解到解决此问题的一些科研思路。
参考文献
[1] 张俊平.桥梁检测[M].人民交通出版社，2005.
[关键词]渗透检测；说课
中图分类号：G642.421 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2015）23-0137-01
说课是教师通过对教育目标本身的分析，表述具体课题的活动设想及其理论依据。通俗的讲就是要说清：教什么、怎么教、为什么这么教。“说课”以说为主，是教师对教案本身的分析和说明，是一种口头叙述为主的教案分析，本文以《超声波检测》课程中的“焊接接头超声波检测”为例，从教材、学情、教学方法、学习方法和教学设计五个方面进行说课设计，以此与广大同仁交流探讨。
一、教材分析
1.教材介绍。教材选用辽宁省特种设计无损检测人员资格考核委员会编著的，辽宁大学出版社的《超声波检测》，该教材属于辽宁省特种设备I，II级无损检测人员培训教材，本教材突出体现应知应会理论，工艺与实际工作关系，既注重基础知识的普及，又密切联系实际，以职业技能培养根本，满足学科、教学、社会的需要，体现了职业技术教育的特色。
2.教学内容。授课内容是第七章第三节“焊接接头超声波检测”，本节内容涵盖焊接接头超声波检测方法的优点及缺点，焊接接头超声波检测的操作过程，结合无损检测技能鉴定标准要求，注重学生的实际操作能力。
3.教学目标。知识目标：掌握焊接接头超声波检测方法的操作过程，了解焊接接头超声波检测方法的优点及缺点。能力目标：培养学生利用数字式超声波探伤仪对试件进行超声波检测。德育目标：培养学生的责任心，良好的职业道德理念。
4.重点难点。依据教材并结合检测专业人才培养特点，确定本节课的重点内容是缺陷的定量，难点是DAC曲线的制作及缺陷的评定。
二、学情分析
授课班级为高职二年级检测技术与应用专业学生，在之前的课程中已经学习了《无损检测概论》、《特种设备基础知识》、《金属材料学》等相关基础课程，为专业课的学习奠定了基础。现在的高职学生特点鲜明，普遍存在的问题是学生学习基础较差、计算分析能力较弱，.学生学习的自主能力差，.学习积极性不高，但相比于理论学习他们更热衷于动手操作。
三、教学方法
1.讲授法。根据以学生为主体，教师为主导的教学原则，通过教师的讲授，让学生对焊接接头超声波检测方法的新知识有初步的印象和基本了解。
2.启发法。焊接接头超声波检测方法的典型特点就是在采用斜探头进行探伤，对照之前学过的锻件超声波检测方法、铸件超声波检测方法，提出焊接接头超声波检测方法有什么优点及缺点。通过启发，培养学生运用已学知识分析，推到问题的能力。
3.讨论法。给出几种探头，把学生分成几个小组，围绕被检工件特点分析讨论选择哪种探头进行检测。
4.演示法。焊接接头超声波检测方法的难点是缺陷的定量，通过教师的实操演示，解读本节课的难点，采用讲练结合，让学生边学边练，手脑并用，既快又好的掌握了焊接接头超声波检测方法。
5.情境教学法。学生模拟考证环境扮演成考生，完成技能鉴定的实操考核。这种基于工作过程、以任务驱动为导向的教学法，通过模拟真实的考证情境，使学生在学中做、做中学，达到学做合一的目的，为学生日后顺利通过考证打下基础。
四、学习方法
1.主动学习。学生充分利用微课、网络资源和自习室。进行独立思考和搜集资料，预习焊接接头超声波检测方法的操作方法、使用范围及技能标准要求。
2.反馈练习。学生通过课堂练习、课后习题，检验并强化焊接接头超声波检测方法的理论知识；通过实操实践，实现教学实践一体化，最终完成教学的知识目标和能力目标。
五、教学过程
1.复习旧知。对照PPT共同回顾锻件超声波检测方法、铸件超声波检测方法的操作过程，为本节课焊接接头超声波检测方法的学习建立学习框架，构建学生的形象思维。
2.导入新课。视频演示焊接接头超声波检测方法操作过程，学生对照之前学过的锻件超声波检测方法、铸件超声波检测方法，分析焊接接头超声波检测方法的优缺点，导入本次课内容。
3.讲授新课。（1）优缺点。分析评价学生讨论的结果，板书设计提炼出焊接接头超声波检测方法优缺点。（2）操作过程。结合视频演示讲解强调在实际操作过程中的注意事项，为了突破本次课的难点，由教师实际操作演示焊接接头超声波检测方法的操作过程，讲练结合，使实操更加直观化、形象化、生动化，加深学生的印象和理解，便于记忆。（3）强化重点。创设实训考核情境，检验学生对本次课重点内容的理解程度。即强化学生的实践能力，又锻炼了学生的心理素质。
4.小结。总结本节课的重点及难点内容，并强调学生在实际工作中要有良好的职业道德素养。
5.课堂反馈练习。共同回答问题并给予评讲。
6.布置课后作业。通过互联网等信息手段查询先进的超声波检测方法，预习下堂课内容。
关键词 D-S证据推理；数据融合；煤气管道检测；
中图分类号TP391 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）91-0071-02
1 D-S证据推理简介
Dempster-Shafer证据推理理论也称D-S证据理论，比较适合用于满足比概率论更弱的公理体系，对于由未知引起的不确定性因素有很好的处理能力，能较有效地把不确定和未知区分开。D-S证据推理起源于多值映射导出的所谓上限概率和下限概率，后来在文献[2]中得到了进一步发展。
1.1 基本置信指派m
假设空间S的概率分布为P，且空间S和空间具有一致性关系（若一个多值映射把空间S的元素s和空间中的元素集合联系起来，即：S。映射下的元素s的像被称为S的粒子（granule），表示为G（S）。S到的多值映射关系被Dempster称为空间S到的一致性关系[2]。），则空间上的基本置信指派（基本概率赋值函数BPA ）m可以定义如下：
其中称的子集A为焦点元素（focal element），又叫做命题， Φ为空集。m（A）表现出对A本身的信任度，即m（A ）是局限于子集A中的可以自由移动到A的每一个点的信任因子。m（A）通常凭人们的经验而给出，或者根据传感器所得到的数据进行构造得到。
在证据推理中，基本概率赋值函数分布仅需满足其和为1这一约束条件，即：
1.2 置信函数bel和似然函数pls
空间也叫做鉴别框架（the frame of discernment），所有的命题都可以用其子集表示，其概率分布可以用基本概率赋值函数来表示，也可以采用置信函数bel和似然函数pls 表示：
式中B是中不同于A的另一命题。
置信函数bel（B）和似然函数pls（B）即为文献[1]中提到的上限概率和下限概率，这表示置信区间[bel（B），pls（B）]即为集合B的概率变化范围，它表示了对B的不确定性度量。减小不确定区间是证据推理的目的之一。似然函数定义为：
1.3 Dempster合成法则
通常采用Dempster合成法则来组合两个或多个的置信函数，方法是通过计算基于不同来源的置信度的正交和找到一个新的置信函数。
设Bel1，Bel2均为空间上的置信函数，其对应的基本置信指派分别为m1和m2，焦元分别为A1，……Ak和B1，……Bl，如果
此函数是基本置信指派函数，其中>0。
Bel1、Bel2的正交和就是由m给定的置信函数，记作：Bel1Bel2。
2 基于证据推理的煤气管道检测
2.1 煤气管道检测系统结构模型
实验建立的检测系统模型如下图所示：
目前，煤气管道检测的无损检测方法很多，主要有：渗透检测法、微波检测法、涡流检测法、超声检测法、漏磁检测法等。鉴于检测的安全性及对管道的最大无损伤原则，本实验主要采用超声检测法和漏磁检测法建立系统。超声法在检测的准确度和精度方面有很好的效果，但其要求的检测条件较为苛刻，被测对象表面必须光滑，检测时要有耦合剂（比如油等）；实际检测时，对解释人员的素质要求也较高；漏磁法对输送的介质要求不高，这一点刚好弥补了超声检测的不足，但其应用也受限制，比如待检管壁不能太厚，需要特殊的信号处理以及干扰因素多等。两种方法各有利弊，在应用方面各有所长：漏磁法较适合用于比较微小的损伤，比如面积很小的腐蚀点；超声法更适合于管壁较厚时的检测。实验结合采用两种方法，发挥各自的优点并弥补了另一种方法的不足，力图为检测提供更准确的信息。
利用漏磁法和超声法检测出煤气管道的损伤信息，并对信息进行特征提取，提取的特征信号输入各自的网络作为样本进行神经网络识别，输出结果经过归一化处理后作为D-S证据推理的证据进行融合，进一步对损伤信息进行确认，最终决策出识别结果。
2.2 证据推理识别判定准则
先由Dempster合成法则得到组合的基本可信度分配，然后根据得到的m（Aj）进行目标判断。主要判断方法有三种[7-13]：基于基本置信指派m的方法、基于置信函数bel的方法和基于最小风险的方法。本文采用基于基本置信指派m的判断方法：
则A1即为判决结果，其中ε1，ε2为预先设定的门限。
3 实验仿真
实验以损伤的裂纹作为目标建立BP神经网络进行识别。针对某一管道上的3条不同的裂纹分别用漏磁法和超声法进行深度检测，通过漏很明显，不确定性的基本概率赋值大大地降低了。
预设门限值ε1=0.2，ε2=0.05，则根据基于基本概率赋值的决策方法仅有裂纹1的基本概率赋值满足（8）式，故可判定损伤为裂纹1。
4 结论
从实验仿真结果可以看出，D-S证据推理方法具有较强的处理不确定性信息的能力。在煤气管道的检测中采用D-S证据推理的方法对BP神经网络的检测结果进行融合能有效地提高系统的可靠性，显著地减少系统的不确定性。
参考文献
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[11]王连锋，刘卫东.一种新的基本概率函数构建方法及应用.Vol31，pp98-100，2009.
关键词：桥梁检测方法安全 指标
Abstract: objective to explore the bridge now testing methods and means research at home and abroad at present situation and test method of bridge test, detailed comments current bridge detection means conclusion the test method of the bridge to use the safety of the bridge, is an important index of the bridge that use the results to the safety of the bridge career has crucial significance
Key words: the safety index bridge test method
中图分类号：K928.78文献标识码：A 文章编号：
引言
桥梁建成通车以后，随着时间的推移，由于种种因素会使桥梁安全度有所下降，以至影响车辆运营的安全[1]。影响桥梁安全的因素很多，诸如：原设计未达到使用要求，施工末达到设计要求，桥梁存在病害，材料老化、锈蚀而未及时养护，车辆荷载增大或交通量剧增，桥梁伸缩缝损坏或桥面不平整对桥梁结构带来的不利影响等等。建立对这些桥梁的安全评估或剩余承载能力的鉴定方法和技术手段已经成为当务之急[2]。对这些旧桥进行科学的损伤检测和评估，充分了解桥梁的实际状况，既可以为经济可靠地利用旧有桥梁提供依据，也可以避免灾难性事故的发生。
1 目前国内桥梁检测现状
目前国内对桥梁的检测维修主要还是通过在桥下挂吊桥、搭脚手架或桥侧安装悬吊等方式进行，由于安装速度慢，占地面积大，严重影响桥面及路面交通，且作业不规范，施工安全无法保障。一些经济条件较好的地区和一些特大型桥梁的检测维护已开始采用价格昂贵的进口桥梁检测车。我国对桥梁检测车的研究起步较晚，目前尚处于研发初级阶段，还没有形成自主知识产权产品[3]。近几年徐工集团等少数几家公司通过进口件组装的产品已经投入市场，但对国内市场潜在的巨大需求是远远不够的。
2 桥梁结构损伤检测方法
1、 表观检测方法
对桥梁进行检查，评定桥梁设计、施工及维修加固的质量与效果。桥梁的使用效果与桥梁的设计、施工及维修加固质量密切相关。调查桥梁各部结构的营运情况，分析出现缺陷的原因，可正确评价桥梁设计与施工的质量。
应该说，表观检测及分析已经有了一定的技术规程可循，这部分存在的主要问题是检测结果的管理和如何将表观破坏与结构的状态指标或能力联系起来。
2、局部检测方法
局部检测除了采用视察法外，主要是采用各种技术仪器，如X射线[4]、超声波、显微镜、声学及光学仪器对局部结构进行有效检测，一般说来，用于局部检测的设备的价格昂贵，试验数据的解释需要专门的知识。进行局部检测之前，需要对损伤的部位有大概的了解，检测部位必须是人员、设备可以达到的地方。
3、 静态检测方法
对桥梁进行静载试验，量测与桥梁结构性能有关的参数。与桥梁的工作性能有关的主要参数有变形、挠度、应变、裂缝等。通过静载试验，可测出这些参数，从而分析得出结构的强度、刚度及抗裂性能。据此判断桥梁的承载能力。
桥梁静载试验具体测定内容：(1)静应变测量。测试结构的静态应变量，从而推算结构截面的应力分布、杆件的实际内力与次应力，混凝土和钢筋共同作用情况等；(2)静位移测量。测量竖向静态位移量(梁的挠度)、水平静态移营(梁活动端位移及墩顶位移等)。
由实测到的应变和位移可以推算出有关的内力(如轴力和弯矩)值和挠度值等。将它们与理伦计算值进行对比，是判定桥梁结构工作状态的一个重要指标。
4、 动态检测方法
结构损伤的发生必然导致结构参数(刚度，阻尼和内部荷载)的改变。如果恰当地估计出这些变化，就能给结构损伤状态的评估提供一个量化的方法。利用振动方法对桥梁进行结构损伤检测的基础是从桥梁振动模态的变化中能够估计出桥梁结构参数的变化。桥梁振动模态通常可用常规的实验模态分析测试方法得到[5]。在桥梁的不同位置布置测点，通过结构损伤发生前后由这些测点记录的信息可提取出的桥梁振动模态特性参数的变化，以此来确定结构损伤发生的位置、大小及结构损伤类型。这是一个雄心勃勃的设想。目前比较得到认同的是结合系统识别、振动理论、振动测试技术、信号采集与分析等跨学科技术的试验模态分析法。这种方法已经被广泛应用于航空、航天、精密机床等领域的故障诊断、荷载识别和动力学修改等问题中，现在研究者试图将这种方法用于土木工程结构的状态检测。
3发展趋势
传统的桥梁检测技术主要是表观检测和静力检测，这些检测方法都有一定的局限性。随着科学技术的快速发展，一些技术成分高的检测手段逐渐被引人到桥梁状态检测中来。例如震动检测技术、高技术检测仪器等。尽管表观检测仍然将是桥梁检测的重要手段，但一方面表观检测结果的分析方法或理论需要进一步发展，另一方面逐渐引入先进的检测技术更是桥梁管理与养护的发展趋势。
4 结论
本文对桥梁检测的研究进行了评述。由于桥梁检测技术和状态评估所涉及的问题繁多，本文并未一一论及，只是一个概述。桥梁检测水平的提高有利于将桥梁后期的管理工作纳入规范化、机械化的轨道，并可以缓解国内市场的巨大需求。
参考文献
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[4] 陈借民．徐岳.毛瑞祥．危旧拱桥加固改造全过程的动力分析[J].中国公路学报，1997．10(1)：60～64
关键词：汽车检测与诊断；项目教学法；虚拟仪器实验平台；教学改革
中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）26-0023-02
一、汽车检测与诊断课程现状分析
1.汽车检测与诊断授课状况的现状分析。“汽车检测与诊断”课程是我国高等院校汽车与交通类专业的必修课程，汽车检测与诊断技术也是汽车科技中极为重要的分支之一，如何将先进的电子、测控、计算机等技术融入汽车检测与诊断课程中，成为科研和教学人员需要解决的一个重要课题。当前，与课程相关的实践教学手段不够完善，已有的实验设备已经不能适应现代车辆的要求，实践教学效果不理想，故有必要对“汽车检测与诊断”课程教学方法和实践平台进行改进，完善课程的理实一体化建设。
2.汽车检测与诊断课程改革现状分析。为了提高教学质量，研究者对汽车检测与诊断的课程改革进行了研究。例如，袁传义、贝绍轶从课堂教学手段、教学方法等方面提出了改革措施，并提出了多媒体辅助教学、案例教学法等手段的运用；王锋波则将现场教学应用在“汽车检测与诊断”教学中。综述，当前汽车检测与诊断课程改革的重点仍是一般性教学方法及教学手段的应用，因此有必要将项目教学法引入到汽车检测与诊断课程教学之中，以调动学生积极性及主动学习能力。尽管蒋科军、刘成晔等人对项目教学法应用于汽车检测与诊断课程的教学的思路进行了阐述，但没有对具体方案分析，因此必须对课程作重点改革。
二、汽车检测与诊断课程改革内容
本课程的改革内容主要包括两部分：一是教学方法的改革，即采用项目教学法，其研究内容包括课程项目理论建设、项目设计的基本原则分析及典型项目的设立等；二是教学手段的改革，即进行基于虚拟仪器技术的项目实践平台的搭建。经过对相关专业充分的调研，调整培养目标、方案和教学大纲，构建汽车检测与诊断课程的典型案例库；基于虚拟现实技术搭建虚拟实践教学平台，并以此为基础开展项目教学法的试点运行工作，从而为该教学方法的全面实施提供支持。
1.教学方法的改革——项目教学法在本课程教学中的应用。①课程项目理论建设工作的开展。项目教学法是教与学互动、以学为主的教学方法。在项目教学场景中，教师给学生设定的问题和任务统称为项目，项目有时间和范围限制，并设有预定的目标。项目教学法重点是培养学生主体意识，要求学生参加项目方案的设计、运行、管理和总结的全过程。因此，应做好汽车检测与诊断课程项目建设的前期理论研究工作。②项目设立的基本原则分析。立项的首要原则是保证项目与课程教学目标和教学要求的一致性。比如汽车检测与诊断技术的教学目标之一，就是学生系统地掌握汽车性能的检测方法，了解相关基本原理，掌握使用方法等。以此为目标，可设立“汽车悬架性能检测”这一项目，联系课程的核心内容，并充分考虑理论和技术确定项目的具体内容。其次，项目的立项要考虑学生的实际能力。项目难度要适合专业学生实际情况，确保努力和团队协作，更好地完成项目。项目的设立要与教学大纲中的理论知识和实践内容有机地结合起来，起到培养学生分析和解决问题能力的作用。此外，所立项目要充分激发学生对课程的学习兴趣，鼓励学生在项目的实际研究中发现和解决问题，达到提高学生的创新、实践及科研能力的目的。③项目的设计及立项分析。“汽车检测与诊断”课程内容多、综合性强。根据课程的结构特点及建设的预期情况，拟根据该课程的发动机、底盘、电气及车身四大部分，建立相关项目的典型案例库，按照预期的教学大纲要求和课时安排进行项目建设。
2.教学手段的改革——虚拟仪器实验平台的搭建。虚拟仪器技术是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的一门技术。本课题拟采用虚拟仪器技术进行汽车检测与诊断典型项目的开发与实践，从而为项目工作的开展提供实践平台，主要包括硬件平台搭建和软件平台开发。①硬件平台建设。虚拟仪器试验平台的硬件系统包括基础硬件和外设硬件。基础硬件选用IPC-610工业控制计算机；外设硬件则主要包括外置的各种传感器、信号调理电路、多功能数据采集卡和计算机内置卡槽等。采集卡包括16路模拟输入通道，2路模拟输出通道，8个数字I/O和2个计数/定时器，采用PCI总线控制，采样频率为200kHz，实现了多功能的数据采集和传输。②软件平台开发。软件平台包括系统软件和应用软件。系统软件采用Windows操作系统，应用软件采用LabVIEW。LabVIEW是一种带有扩展库函数的通用程序开发系统。比如本课题采用LabVIEW开发的汽车悬架性能测试平台，包括输入输出信号的采集与显示、测试项目的选择、测试波形的幅频分析等，同时可以实时显示车轮动态接地力和悬架吸收率的大小，学生可实地操作测试，也可参照以往数据，对被测车辆的悬架系统进行性能分析和故障诊断。
3.课程考核方式的改革。由于“汽车检测与诊断”课程具有很强的实践性，传统的理论考核方式不能如实反映学生的实际能力，因此考核方式在保留原有闭卷笔试考核方式的基础上，增加课程实验环节的考核权重，同时对学生完成所设立的课程项目的完成情况进行量化考核。课程考核以如下方式进行：学生以小组的形式完成课程项目的研究，指导教师预先设立课程项目，学生根据项目要求查询，并根据实践平立设计故障检测和排除方案，进行典型故障的检测与诊断。最终，学生展示项目成果并提交结果报告。项目完成后，任课教师组织结题答辩，根据各小组解决问题的方法和思路，以及是否达到了预期的教学目标等实际情况进行评估打分，给与课程项目成绩。学生本门课程的最终成绩由闭卷考试试卷成绩，实验环节成绩和课程项目成绩三者加权生成。三者各自的权重由教师根据本专业学生的实际情况进行给定。
“汽车检测与诊断”是汽车交通类专业的重要课程之一，也是理论联系实际的课程。课程目的旨在提升学生专业理论水平和实践能力。本文通过对当前授课现状的分析，研究了项目教学法在课程教学中的应用，虚拟仪器实验平台的搭建及考核方式的改进对策等内容。通过改革可提升学生学习能力、实践能力及创新能力，确保教学质量的提高。也可满足培养学术型、专业型人才以及满足企业市场需求的客观要求。
参考文献：
[1]袁传义，贝绍轶.“汽车检测与诊断技术”课程教学改革探索[J].江苏技术师范学院学报，2010，16（3）：85-88.
[2]王锋波.现场教学在《汽车检测与诊断》教学中的尝试[J].内江科技，2008，（5），158-159.
