自动控制论文:浅谈自动控制理论实验教学研究 论文关键词: 自动控制理论;实验教学;创新能力 论文摘要: 对当前自动控制理论实验教学方法与实验仪器进行分析,提出教学方法和教学仪器的改革措施。通过开设新的实验内容和研制新的教学仪器,使学生更好地完成自动控制理论实验的学习任务,提高学生的综合能力和创新能力。 “自动控制理论”课程是研究自动控制系统的共同规律,为自动控制系统的分析和综合提供基本理论和基本方法的一门专业基础课[1]。该课程是一门重要的测控类专业的基础课,具有较强的理论性,与前续课程联系紧密,知识面广,学生不易理解掌握[2-3]。学好这门课程不仅可以为后续专业课的掌握打下良好的理论基础,而且能在今后从事专业工作时,直接运用它去分析和解决实际技术问题。对于工程实践具有重要的指导作用,受到人们的广泛重视。在本课程的教学中,实验教学对理论知识的理解、掌握、巩固具有重要的作用。 1 当前实验教学的不足 长期以来,传统的实验教学被一种固定的模式所束缚,教学内容陈旧,教学方法呆板,在一定程度上限制了学生的主动性和积极性,难以激发他们独立分析问题、解决问题的兴趣和激情,没有体验过从失败中自己寻找成功之路的经历,抑制了学生个性的发展,这样不利于对学生创新能力的培养[4]。 1.1 实验内容固定 传统的实验主要是按章节进行验证性实验,实验仪器功能固定,实验只能按照实验指导书设计好的步骤进行, 学生被束缚在验证性实验中,对出现的相关问题缺少系统、多角度的分析,不利于学生创新能力的培养。 1.2 实验时间限制 一般的实验都要求在实验室2个学时内完成,学生很难全面深入地把握实验主要内容和方法,对实验的目的、实验原理无法理性地理解,更别提实验中出现故障的排解分析,限制了学生的设计和创新,不利于锻炼学生的综合能力。 1.3 实验仪器制约 实验仪器过于固化,仪器设置上未给学生留下设计性和探究问题的空间。仪器组成以理论验证为主,缺少实际控制系统各环节,特别是反馈部分的传感部分,更不具备跟随学科发展而开拓新实验的延伸性。 1.4 实验方法落后 实验技术水平和内容更多地满足于基础性实践环节,缺乏系统的综合性、设计性和研究性实验环节,以及缺少在利用多种现代实验手段、方法和工具对实验过程中的结果和现象进行深入分析研究方面对学生的引导。实验过程主要完成连线操作、数据记录等简单的工作。 2 实验教学改进 针对目前实验教学的现状,摒弃以往按部就班完成指定实验步骤操作验证形式,按照学生对科学的自然认知进度设置灵活变换的实验内容。对实验设置按多层次,从简到难,逐步引导学生自主学习、合作学习、研究性学习,逐步走向从问题出发的探究、创新。同时,研究新的实验教学仪器,开发配套软件,保证实验硬件满足新环境下的要求。结合灵活的教学仪器改变教学方法,充分调动学生动手的积极性,引导其创新。 2.1 实验内容设置 开设不同层次的实验内容,既要满足实验教学的验证、演示等基本功能,又要激发学生的兴趣。 基础实验:根据给定实验任务、方案和步骤,选择并完成一定数量基本实验;同时,通过调整实验参数得到不同结果,增加思考空间。 综合实验:将各个基础实验环节有机结合在一起,各课程之间关联内容综合。 设计实验:以任务的形式,给定实验题目,允许学生按照自己思路选择设计性实验内容,引导学生学会设计和研究的方法。 创新实验:自行命题实验,将学生的构想通过仪器现有功能模块来实现,在探究式学习中培养学生创新能力。 2.2 实验仪器的改进 根据实验内容的要求,开发适合本专业的教学仪器。仪器具有控制系统需要验证的各种典型环节模块、信号发生器模块等基本功能,还结合工程实际将传感器引入反馈环节,增加执行器件,构成完整的闭环系统。避免教学仪器箱只能完成信号源作为激励,控制环节构成系统的不足。同时,仪器上的控制效果通过便于观看的形式展示出来,让控制过程可视化。仪器要预留出扩展接口,便于在实验中添加新的模块。仪器在结合计算机完成实验的同时,又能独立完成实验内容,实验配套软件要能对硬件平台对的实验内容进行仿真和虚拟实验。学生可以根据测试参量的不同选择相应的传感器,完成非电量到电量的转换,对信号进行处理,结合控制理论完成创新性、设计性的实验。 2.3 实验方法的转变 1)以学生为主体,开辟新知识领域,重视实践能力的锻炼;2)培养学生的综合能力;3)科学知识和实验能力培养上,建立系统、科学且开放的实验教学体系,注重课程之间纵向和横向的联系。 结合开发的教学仪器,在实验方法上除了基本的验证性实验,其他实验按任务的形式给出,不对学生做过多的限制,留出学生思考、动手、创新的空间。充分利用计算机的计算、分析功能以及仪器配套软件(采用数学工具matlab编写的程序)在实验前完成必要的仿真分析,让实验有的放矢,理论指导实践。实验既做到软硬精密结合,又能相互独立,两者相辅相成。克服当前实验中仪器平台不能脱离计算机,配套软件不能独立工作,学生只能在实验课中有限的时间内完成实验的不足,让实验内容通过软件可以在任意计算机上完成。 3 总结 对当前实验教学过程中存在的问题进行分析和总结,从实验内容设置、实验仪器、实验方法3个方面提出改进方法。自动控制理论来源于实践,反过来指导实践[5]。结合当前人才培养的趋势,理论联系实际,提高学生实践能力,在实践中发现问题、解决问题进而培养创新能力。 自动控制论文:细论钢厂行车自动控制系统的改造 摘 要:行车作为物料搬运机械,应用十分广泛,钢厂物料搬运尤其依赖行车。对钢厂中行车的应用及控制系统进行研究分析后,利用 plc 在行车的运行控制系统中对继电接触器的代替,以及变频器对调速系统进行改造,提高工作效率,取得预期效果。 关键词:可编程逻辑控制器(plc) 变频器 行车 1 前言 行车作为物料搬运机械在整个国民经济中有着十分重要的地位。经过几十年的发展,我国行车制造厂和使用部门在设计、制造工艺、设备使用维修、管理方面,不断积累经验,不断改造,推动了行车的技术进步,但在实际使用中,结构开裂仍然时有发生,究其原因是频繁的超负荷作业及过大的机械振动冲击所引起的机械疲劳。因此,除了机械上改进设计外,改善交流电气传动,减少起制动冲击,也是一个很重要的方面。由于传统行车的电控系统采用交流绕线式转子回路串接电阻进行有级调速,致使机械冲击频繁,振动剧烈,因此电气控制上应采用plc及平滑的无级调速是解决问题的有效手段。 2 改造前设备现状 一炼钢行车主钩起重15t、副钩3t,现因该设备使故障率较高对其进行电气改造,行车机械配置: 主钩:起重量:15t;电机型号:yzr315m-10,63 kw; 副钩:起重量:3t;电机型号:yzr250m-10,30 kw; 大车:电机型号:yzr180m-8,7.5kw两台; 小车:电机型号:yzr160m2-6,3.7kw。 3 存在的问题 传统桥式起重机的控制系统主要采用交流绕线式电机转子串电阻的方法进行启动和调速,继电-接触器控制,这种控制系统的主要缺点有: (1)由于起重设备工作环境相对差,工作任务繁重,电动机及所串电阻烧损和断裂故障时有发生。 (2)继电-接触器控制系统可靠性差,操作复杂,故障率高。 (3)转子串电阻调速,机械特性软,负载变化时转速也变化,调速不理想。所串电阻长期发热,电能浪费大,效率低。 4 改造需求 采用行车控制上使用成熟且先进、稳定、可靠的变频调速控制系统,能延长电机使用寿命,对电网波动小,启动调速平稳且启动力矩大。 采用plc集中控制,可根据工艺及时调整控制方式,布线精简,维护方便。 采用文本显示器,能实时监控行车运行状态及故障指示,便于迅速检修及排除故障。 该系统备件通用性强, 不需储存特殊备件。 5 改造方案 根据上述现场设备实际情况及改造需求,本方案采用技术先进可靠的西门子plc作为主控制器,abb变频器作为主提升、大小车的无扰节能调试控制单元,同时在操作室配备西门子文本显示单元实时显示行车运行状态和故障信息。图1为行车改造示意图。 图1 行车改造示意图 说明:图中控制柜布置西门子plc控制器和主提升、大小车变频控制器;电阻柜放置应急旁路时主提升、大小车的电阻;操作室操纵台为对主提升、大小车、电磁铁控制;监视屏箱为操作室操作员对行车状态及故障检测的信息指示屏。 图2 行车的plc控制系统 说明:行车的plc控制系统主要负责主提升、大小车的控制,限速保护,行走限位开关等。 主提升电机的采用变频控制及应急旁路控制,正常情况下由变频器控制主提升电机的升降功能,应急情况下由旁路接触器控制主提升电机的升降。 大车行走采用变频控制及应急旁路控制,正常情况下由变频器控制大车电机的行走功能,应急情况下由旁路接触器控制大车电机的行走。 小车行走采用变频控制及应急旁路控制,正常情况下由变频器控制小车电机的行走功能,应急情况下由旁路接触器控制小车电机的行走。 6 改造措施说明 本方案以系统运行安全可靠、器件配置经济、操作简单实用为原则,对原有行车进行改造,具体的安全保障及设备器件改造方案如下: 增加主钩、大车、小车行走进行变频器。带应急旁路,电阻器配套不锈钢电阻,平衡切除。使用操纵杆(操纵杆四个方向都为三档),操纵杆每移动到一个档位,都送出一个开关信号(干接点)到s7-200的plc系统,plc根据不同的输入档位来控制大车或小车的运行速度或方向。操纵杆分左操纵杆和右操纵杆;左操纵杆有前后三档控制主提升的升降,按照操作手柄的前进 或后退控制提升机逐级提速下降或上升,左右档控制电磁铁,手柄的中间位置为停止档。右操纵杆分左右三档和前后三档,左右三档分别为大车左右行走三档速度,前后三档为小车前进后退三档速度,中间位置为大车和小车的停止位。 为了提高该行车系统的人机交互性,在驾驶室内便于驾驶人员观察的地方安装一台西门子的文本显示器,可以更直观的了解行车运行情况及故障情况。当行车运行异常或出现故障时,文本显示器通过文字的方式来提醒操作人员和维护人员进行故障判断,减少了维护人员查找故障时间或系统带故障运行。 由于现场环境比较恶劣,为了提高电气设备运行稳定性和延长设备的使用寿命,控制柜体采用全密封方式设计,电缆进出线采用下进线,进线采用电缆锁头对进出向电缆进行密封,使柜体防护等级达到ip43以上。考虑到行车设备需要维护时,维护人员需频繁对控制系统进行电源分合闸操作,在配电柜门上安装总电源断路器的操作手柄,维护人员不必打开柜门便可对系统送电或断电,可减少由于频繁打开柜门而导致太多灰尘进入配电柜内;在检修柜内器件时,只有在断路器断开的情况下才能打开柜门,防止柜内带电检修或检修完成后,检修人员忘记关上柜门而离开了现场,因为只有关上柜门后才能合上断路器为行车送电运行。为了提高行车操作的合理性,在驾驶室的操纵台上配有类似于机车启动的电源启动钥匙开关,当钥匙拔出取走后,非专业人员将不能启动行车电源,保证了行车操作的专业性。 在行车桥架两端焊接大车左右限位的行程开关,开关采用机械动作开关的常闭点,然后在行车轨道两端极限位置处各焊接一个斜面档板,当行车导轨方向行走到左端或右端的极限位置时,行程开关触碰到限位挡板后动作使大车停止,防止大车左右行走超出限位后造成机械碰撞。 在行车小车桥架两端焊接小车前后限位的行程开关,开关采用机械动作开关的常闭点,然后在行车小车桥架轨道两端极限位置处各焊接一个斜面档板,当行车小车桥架导轨方向行走到前左端或后端的极限位置时,行程开关触碰到限位挡板后动作使小车停止,防止小车前后行走超出限位后造成机械碰撞。 为了保证提升机安全运行,防止由于电气控制上的失控而造成提升物体超速下落,在提升机的电机上安装限速开关,当提升电机失控或受外界重物牵引导致电机转速超过1000转/分时,提升机限速开关动作并发出报警信号,plc停止提升电机的运行状态,同时提升电机制动器抱闸,防止电机超速或物体掉落带来的危险。 在提升机提升重物时,提升高度是不能超出钢绳的提升上限,如果由于操作人员操作失误或上升控制失控,到达上限后未能及时停止提升,提升卷扬机将继续对钢绳收卷,而钢绳下端的抓斗受机械卡住停止上升,在这种情况下很有可能将钢绳拉断造成抓斗及提升重物下落。为提高生产安全保障,在卷扬机末端安装钢绳收绳限位开关,限位开关是根据钢绳卷筒的变比一般为80:1,当抓斗和重物提升到上限位时,设定好的收绳限位开关动作,提升机停止提升,提升电机制动器抱闸,防止提升机继续提升造成的安全事故。 在行车桥架上两端的检修门上各安装一个限位开关,防止行车有相关人员在行车桥架上对行车检修或维护时,驾驶人员在不知情的情况下对行车进行操作。如果行车桥架上有人在工作,桥架两端的门打开,此时大车电机、小车电机和提升机将不能运行,同时制动器处于抱死状态。 在驾驶室的门上安装限位开关作为行车可驾驶操作的前提条件,用于防止由于操作员不遵守操作规程或粗心大意造成安全事故。例如防止驾驶员进行工作交接时,一个驾驶员准备上下驾驶室而另一个驾驶员在操作大车,容易对正在上下驾驶室的人员造成伤害,或者驾驶室的门没有关好也可能造成安全事故。如果驾驶室门限位开关动作,行车将停止运行,大车电机的制动器将自动抱闸,为驾驶人员提供安全保障。 为保证系统操作的有序性和可靠性,所有主回路的接触器继电器都通过plc的do点输出控制,这样可完全杜绝操作人员违章操作或误操作。主回路中采用正反转接触器实现电机换向,实际操作中操作者为了对吊件准确定位,频繁采用反接制动(俗称打反车),切换电流大,接触器和电机工作状态恶劣,设备检修维护费用非常高。 7 效益分析 变频改造后因变频节约电费计算:每天行车运行于变频实际约15小时 变频器节电为40%即:节约电费=0.5元/kw·h 自动控制论文:燃气锅炉自动控制系统实现与应用 摘 要:武汉钢铁集团鄂钢公司富裕煤气发电项目新建两台150t/h燃气锅炉控制系统采用浙大中控dcs控制软件实现了设备维护及生产操作人员的远距离访问和监视。本文介绍了燃气锅炉燃烧控制系统、汽包水位控制系统、锅炉送风自动控制系统及锅炉炉膛安全监控系统等的主要特点和控制流程。实践证明,该系统达到了锅炉燃烧工况良好、节能降耗的工艺要求,且运行稳定可靠。 关键词:锅炉自动控制;燃烧双交叉控制;fsss控制系统 1 概述 锅炉是一种产生蒸汽的热交换设备。它通过煤、油或气等燃料的燃烧过程释放出热能,并通过传热设备把热量传递给水,将水转变为过热蒸汽,过热蒸汽直接供给工业、生活等生产中所需要的热能。武汉钢铁集团鄂钢公司富裕煤气发电项目新建2台150t/h燃气锅炉,锅炉燃烧产生的过热蒸汽部分送至汽轮机用于发电,部分送至外网满足其它用户生产、生活需要。 锅炉控制系统分为燃烧系统、汽水系统、烟风系统及减温减压系统,控制系统主要完成设备操作、设备状态及生产参数的监控功能,汽包水位自动控制调节功能,炉膛负压控制调节功能,锅炉送风风量控制调节功能及热风烧嘴和煤气烧嘴控制调节功能,锅炉上位系统实现了画面显示、设备操作、报警、历史趋势记录及报表打印等功能。 2 系统介绍 2.1 燃烧系统 锅炉燃烧介质由高炉煤气及焦炉煤气组成,分三层,每层四路进入锅炉本体混合一定量的热风参与燃烧过程。每个烧嘴处设计有火焰监视器,共12个,用于监视炉膛火焰的持续性及大小,在上层及下层各烧嘴处设计有点火器共8个,每条高炉煤气、焦炉煤气及热风管道上均设计有气动调节阀,通过调节调节阀阀门开度来控制炉膛温度,并在锅炉本体设计有热电偶用于监测炉温。 2.2 汽水系统 锅炉汽水系统流程如下:除氧器高压给水泵省煤器预热锅炉汽包生成不饱和蒸汽i级过热器i级过热器集箱喷水减温器ii级过热器ii级过热器集箱生成饱和的过热蒸汽用户。 2.3 烟风系统 空气由送风机送至空气预热器进行预热成为热风,热风送至烧嘴与煤气混合燃烧,生成高温烟气,烟气由引风机牵引经过过热器、省煤器、预热器至烟囱排放,并将锅炉燃烧产生的不饱和蒸汽加热成高温高压饱和蒸汽。 3 系统配置 锅炉控制系统分为上位和下位两类系统组成,下位控制系统实现了l0级(现场控制设备级)与l1级(基础自动化系统级)间的网络连接,并预留l2级(过程控制计算机系统级),上位控制系统实现现场显示、储存、报警、打印等功能。 4 控制功能 4.1 燃烧控制系统 锅炉燃烧自动调节的基本任务,是使燃料燃烧产生的热量,适应蒸汽负荷的要求,且要保证燃烧经济和锅炉运行安全,为此合理的风煤比才能维持汽包内或出口蒸汽压力在需要的范围内。 4.1.1 对空气和燃料的控制 锅炉用水经省煤器预热后,注入锅炉内,在进水管道内,进行流量、温度、压力测量,送至调节器。在这一调节器中,通过减法器计算出温度差,将前面所测得的流量乘以温差,即可求得进水管道中所注入的水所需的热量。而出口测的热水温度信号送给温度调节电路,温度调节电路将它在与人工设定值水平sp之间进行控制计算,将输出信号作为结果输出,将前面原料加热所需要的热量加到该输出信号中,作为燃料流量的设定值,与燃料流量这一小闭环所检测出此时燃料的流量值,做一差值计算,从而调节燃料控制阀的大小,进而进行热量控制。 4.1.2 燃烧双交叉控制 双交叉燃烧控制是以维持合适的空气、燃烧比值为手段,达到燃烧时始终维持低过剩空气系数,从而保证了较高的燃烧效率,同时也减少了排烟对环境的污染。 双交叉燃烧控制实际上是以炉温调节为主回路,以燃烧流量和空气流量调节并列为副回路的串级调节系统,加上高、低信号选择器组成的带有逻辑功能的比值调节系统。它的主要作用是当炉子负荷变化,以维持炉温在给定值上,而且使燃烧工况始终处于低过剩空气系数的经济合理状况。 4.2 汽包水位控制 锅炉汽包水位控制常用的有位式调节和连续调节两种方式。位式调节是根据汽包水位高、低两个位置进行控制的,适用于蒸汽量小于4t/h的燃气 锅炉。本锅炉采用三冲量水位自动调节系统。汽包水位三冲量给水调节系统由汽包水位测量变送器、蒸汽流量测量装置及变送器、给水流量测量装置及变送器、调节器、执行器等组成。汽包水位信号是主信号,任何扰动引起的水位变化,都会使调节器输信号发生变化,改变给水流量,使水位恢复到给定值;蒸汽流量信号是前馈信号,其作用是防止由于“虚假水位”而使调节器产生错误的动作,改善蒸汽流量扰动时的调节质量;蒸汽流量和给水流量两个信号配合,可消除系统的静态偏差。当给水流量变化时,测量孔板前后的差压变化很快并及时反应给水流量的变化,所以给水流量信号作为介质反馈信号,使调节器在水位还未变化时就可根据前馈信号消除内扰,使调节过程稳定,起到稳定给水流量的作用。 4.3 炉膛负压调节 炉膛负压自动控制是通过调节引风机入口风门开度,保持炉膛负压在-20~-10pa的微负压状态,保证锅炉安全燃烧。引风机停止后,其风门执行机构需自动关闭。 4.4 锅炉送风自动控制 送风自动控制的目的是:使锅炉所投入的燃料在炉膛中燃烧时,自动投入合适的风量,以保证锅炉的经济燃烧。通过煤气压力调节送风压力,进而达到最高的锅炉热效率,烟气含氧量作为总风量的修正值,通过调节送风机变频器频率来调节送风压力。 4.5 锅炉过热蒸汽温度自动调节 过热蒸汽温度自动调节的任务是维持过热器出口蒸汽温度在允许范围之内,并保护过热器使其管壁温度不超过允许的工作温度。锅炉过热蒸汽温度调节采用自制冷凝水喷水减温装置,通过调节减温水调节阀门开度来控制集汽集箱和减温器出口蒸汽温度,保证集汽集箱中蒸汽温度在430~450℃范围内。 4.6 锅炉炉膛安全监控系统 锅炉炉膛安全监控系统(fsss)是锅炉安全运行必不可少的设备,负责燃烧器管理和燃料安全。它能在锅炉启动、停止和正常工作等运行方式下,对锅炉燃烧器的主要参数进行连续监测和管理,通过联锁程序使燃烧设备按照既定的合理程序完成必要的动作以保护锅炉炉膛及燃烧系统的安全。 4.6.1 炉膛吹扫 在任何燃料点火发生以前(冷启动或锅炉燃料跳闸指令发出之后),锅炉吹扫是必须完成的。要开始炉膛吹扫,必须满足和维持下列许可条件:a.风量 30%额定负荷风量;b.系统电源正常;c.汽包水位正常;d.任一送风机运行;e.任一引风机运行;f.火检无火;g.所有燃气阀关闭;h.无锅炉跳闸指令。 当所有的炉膛吹扫许可条件满足后,吹扫允许指示灯亮,按下炉膛吹扫按钮,将开始5分钟吹扫。如果在吹扫过程中有任一个吹扫条件不满足,吹扫自动停止,吹扫中断指示灯亮。如所有吹扫许可条件一直满足,则5分钟后炉膛吹扫完成。一旦吹扫完成后, mft信号复位。 ①主燃料跳闸(mft)及首次主燃料跳闸原因指示 当下列任何一个主燃料跳闸条件(严重且紧急的情况)出现,发出的锅炉主燃料跳闸指令, 将所有锅炉燃料切断。在crt监控画上将有首次燃料跳闸原因显示。a.引风机全停;b.送风机全停;c.手动紧急停炉;d.炉膛压力高-高(三取二);e.炉膛压力低-低(三取二);f.汽包水位高(三取二);g.汽包水位低(三取二);h.全炉膛火焰丧失;i.燃料丧失。 ②全炉膛灭火 全炉膛灭火是指给燃气停止供应5s后,且下列条件均满足:a.底层:火检没有火焰(4取3);b.中层:火检没有火焰(4取3);c.顶层天然气层:火检没有火焰(3取2)。 ③燃气母管快关阀开关控制 在正常点火前,或当mft跳闸继电器复位后,在程控方式、燃气压力正常、所有燃气角快关阀以及角点火快关阀全关闭的前提下,可以开启燃气母管快关阀。在下列条件下,将取消“开燃气母管快关阀”指令,并且自动关闭燃气母管快关阀:a.mft跳闸;b.按下“关”按钮;c.燃气压力低超过5秒且有燃气角快关阀开。 ④燃气点火允许条件:a.燃气母管快关阀开到位;b.无mft;c.燃气压力正常;d.燃气角快关阀关位;e.点火快关阀关位;f.火检冷却风压正常。 5 监控功能 该工程上位控制系统通过浙大中控dcs控制软件实现,在画面上可显示锅炉生产设备的温度、压力、流量,历史趋势,报警、完成各阀门、设备的操作,完成煤气、助燃空气的调节阀的操作,各系统的手自动切换、操作。 6 应用效果 通过本系统的成功投运,有效的提高了能源的利用率,保证系统的安全运行,出水温度稳定,升温速度快,调节及时,超调小,波动小。 自动控制论文:试析PLC在天然气调压站自动控制系统中的应用 [摘 要]作为城市供气系统的枢纽,天然气调压站控制系统的工作效率将会直接决定调压站的供气水平。为了有效应对经济发展对天然气的巨大需求量,做好天然气调压站的用气量管控工作,采用自动控制系统成为了天然气调压站发展的必然选择。本文简要介绍了天然气调压站的运行原理,而后重点探讨了plc在天然气调压站自动控制系统设计中的应用情况。 [关键词]天然气调压站;自动控系统;plc;系统设计 1.前言 城市规模的扩大和社会经济发展以及出于环境保护的考虑,大范围推广天然气已经成为了推动城市发展的最佳选择。但是日益复杂的供气方式和用气方式使得天然气调压站如果继续采用传统的管控系统则很难满足现实情况的需要。在天然气调压站中积极应用自动控制系统,能够实现实现天然气调压站控制和调度的自动化、值守的无人化以及供气的安全化,不仅能够缩短应对突发事件的反映事件,而且能够有效减少能源和资金的浪费,最终实现经济效益和管理效益的提升。 2.天然气调压站功能与调压回路自动切换原理分析 2.1 天然气调压站功能简介 天然气调压站是天然气管网监控系统的重要构成部分,除了调压站之外,天然气管网监控系统还包括调度中心计算机管理系统、数据通信网络系统以及区域调压站等。天然气管网监控系统具有高度的集中性和统一性,它能够对处于各个位置的下属功能单元进行分散控制。中高压调压站的功能主要体现在如下几个方面:监控并管理站内的各种智能仪表、工艺设备,向调度控制中心传递各种信息,执行调度控制中心的各种指令。在具体实践中,中高压调压站的工作内容主要包括平衡控制管网负载、依照用户用气情况调节供气量、调节管网远程压力、数据上传、指令执行以及限流等。 2.2 天然气调压站调压回路自动切换原理分析 调压回路自动切换原理,简单而言,就是利用了各个调压器的压力设定差异。具体来讲,如果主回路的工作调压器的压力设定为3.33 mpa,那么,监控调压器的压力设定应该比主回路的工作调压器的压力设定稍微高出一些,一般设定为3.46 mpa,相应地,备用调压回路的工作调压器的压力设定应该比主回路的工作调压器的压力设定稍微低出一些,一般设定为3.25 mpa,即,监控调压器压力设定(3.46 mpa) 主回路工作调压器压力设定(3.33 mpa) 备用调压回路的工作调压器压力设定(3.25 mpa)。 天然气调压站在常规工况之下,压力调节的职责由主回路工作调压器完成,其出口压力被设定为3.33 mpa,主回路的监控调压器则保持着全力开放状态;假设因为某种原因导致主回路工作调压器出现故障,无法正常工作,那么工作调压器会处于全力开放状态,其出口压力被设定将会在短时间内提升至3.46 mpa,压力传感器会感知该压力设定变化并将压力信号传输给监控调压器,此时监控调压器开始对压力调节负责;假设同样因为某种原因导致监控调压器出现故障,也无法正常工作,下游压力将会继续升高,一旦压力提升值超过了主回路切断阀门的压力设定(一般为3.83 mpa),则主回路切断阀门会对供气进行切断处理,而此时的下游用气仍在继续,会逐渐降低主回路的压力设定值,并降至备用调压回路的工作调压器压力设定(3.25 mpa),压力传感器会感知该压力设定变化并将压力信号传输给备用调压回路工作调压器,此时备用调压回路工作调压器开始对压力调节负责。为了确保天然气安全管控的万无一失,备用调压回路工作调压器也配套有监控调压器,如果备用调压回路工作调压器因为故障等原因无法正常工作,则监控调压器也会依照预设程序接手压力调节工作。由此可见,各个调压器的压力设定差异能够使得调压器在故障情况进行自动切换,当然,这需要可靠的控制系统。 3.plc在天然气调压站自动控制系统中的应用 3.1 硬件方面 为了确保天然气调压站能够在经济、可靠、安全的最优条件运行,天然气调压站自动控制系统必须要能够有效担负起实时动态监控、采集、处理调压站各个关键部位参数,并能够及时作出正确决策的使命。我们知道,天然气调压站所涉及的各种控制参数非常之多,例如,电动球阀、切断阀、回讯器、气体泄漏警告、进出口压力差和阀门位置、进出口温度、进 出口压力等等。以上这些数据都需要中心控制系统进行认真地分析和对比,确保数据精准可靠。为此,在plc控制器的选择方面必须要坚持参数修改灵活、使用维护简便、具有较强抗干扰性和执行功能的原则;此外,为了确保系统功能的完善有效,在功能模块的配置方面应该科学合理。总而言之,天然气调压站自动控制系统的硬件构成应该包括如下几个部分:cpu、plc、i/o处理功能模块、电源、执行机构、信号变送设备、液晶触摸屏。 3.2 软件方面 本系统通过对调压站参数进行实时采样,经plc 进行运算处理,来判断系统的状态。当系统处于正常运行状态时,上传并实时显示调压站参数,通过对现场阀门的自动控制实现对天然气出口压力的动态调节,保证了天然气的稳定供应;当系统出现异常时,经声光报警和显示屏字幕闪烁两种方式发出报警信号,并作用于相应的执行机构,实现天然气调压站的自动运行。系统软件设计主要是模拟量的采集处理和与智能总线仪表的通信两大部分。模拟量的采集处理部分包括压力、温度和压差经过变换器输出的电流信号。虽然模拟量输入模块内部自带有模拟量滤波功能和采样数值设置,但是为了使显示值更加稳定,程序设计时使用了算术平均滤波法,以实现对一般随机干扰信号进行滤除。 智能仪表采用 modbus 协议通过双绞线与 plc通信,modbus 是应用于电子控制器上的一种常用协议。控制器能设置为两种传输模式(ascii 或rtu)中的任何一种在标准的 modbus 网络通信。本系统根据仪表的要求,选择了 rtu 方式。通信接口为半双工接口程序的关键是避免在通信端口上同时发送和接收。按照本系统中通信采用的这种编程模式编写自由口通信程序可以有效避免因同时发送和接收造成的通信冲突,从而保证程序的正常运行。 4.结束语 总体而言,先进的天然气调压站自控系统应能实现调压站的合理调度,无人职守,保证安全供气,节约能源与资金,加快紧急事件反应时间,减少不应有的损失,实现现代科技与科学调压的有机结合。实际应用实践经验证实,本文所设计的天然气调压站自控系统不仅具有较高的安全型、稳定性、可靠性、抗干扰性,还具有较高的性价比,提高企业的经济效益和管理水平。 作者简介 刘垂祥,男,江西萍乡,江西省投资燃气有限公司,助理工程师研究方向 从事城市燃气运营与管理 自动控制论文:发电厂自动控制系统(装置)Y2K问题测试探讨 【摘要】 针对发电厂 计算 机自动控制系统(装置)2000年 问题 (y2k问题),阐述相应的测试 方法 、步骤及分类,认为应根据不同的测试对象,采取不同的测试方法和步骤;无论测试对象如何,一些测试方法是基本的,具有一定的共性。 【关键词】 发电厂 自动控制系统 2000年问题测试 发电厂y2k测试所涉及的对象一般有:(1)计算机自动检测装置或检测系统,包括测量仪器仪表和有关的检定系统等;(2)计算机控制装置或系统,包括plc、单回路/多回路调节器和监控系统;(3)其它计算机自动控制系统(设备),如分散控制系统(dcs)。对于不同的测试对象,应根据其具体运行情况及相应功能,采取不同的测试方法和步骤,才能最有效地测试不同对象的y2k问题。但无论对象如何,有些测试方法是基本的和共性的。本文从发电厂y2k问题测试方法、步骤、需选时间点段及发电厂y2k问题分类等几方面进行讨论。 1 测试方法 对于发电厂计算机自动控制系统(装置)y2k问题,一方面要测试系统能否顺利跨越2000年,能否识别非法和无效日期,所有日期显示是否正确;另一方面,更要测试系统在2000年前后能否稳定运行,功能是否正常,会不会引起误报警乃至保护误动作等。对于不同测试对象,应有不同的测试方法。 1.1 自动检测仪表 对自动检测仪表进行y2k问题测试,一般最好用离线测试法,即用备品备件外接信号源来对其进行测试,以免在测试过程中产生干扰信号, 影响 整个系统运行。 1.2 plc和控制器 首先应根据该plc或控制器对系统的影响程度,决定进行离线还是在线测试。但有相当一部分plc和控制器可能没有日期和时间设置功能,无法进行直接测试。在这种情况下,应分2 步进行:第一,若该设备有源代码,应对源代码进行 分析 ,确定 应用 软件何处用了时间功能,如定时器等;判断这些时间功能是由实时时钟或系统时钟产生的,还是由计数器或脉冲产生的。若是由实时时钟产生的定时,可能有y2k问题;若是由计数器产生的定时,软件本身应不会有y2k问题。第二,应对该控制器的硬件电路进行分析,确定硬件电路是否有备用电池和实时时钟rtc芯片等。若没有这些芯片,硬件本身应没有y2k问题。如果以上2 步都有明确结论,就可确定该设备是否有y2k问题。 对于类似单回路/多回路调节器的控制器,可直接测试其控制功能是否正常,也即对控制器硬件和应用软件同时进行y2k问题测试。对于由 工业 控制计算机构成的控制器,应首先对工控机本身进行测试,再对应软件(如控制软件等)进行测试。对于plc,先用编程器对plc本身进行测试,再对应用软件进行测试。需注意的是,用编程器修改的是plc本机的日期及其时钟,而非编程器日期。 1.3 监控系统 监控系统由上位机和下位机构成,或由人机接口mmi加plc构成。首先应根据该监控系统对整个系统的影响程度决定是进行离线测试,还是进行在线测试。监控系统的y2k问题测试分2 大部分,即下位机测试和上位机测试。先对下位机进行测试,方法与1.2节所述类似;再对上位机测试,包括上位机本身和应用软件测试;最后,对上位机和下位机同时进行测试,测试系统运行有无异常、功能是否正常。 1.4 dcs系统 dcs是整个发电机组监控的神经中枢。为保证安全,在进行dcs测试前,应确保机组已停运。对于dcs,应首先进行单项测试,再进行系统测试,确保整个dcs不受y2k问题影响。(1)dcs单项测试。先进行单个控制站、工程师站操作站的硬件和操作系统是否存在y2k问题及其严重性,再对工程师站、soe、控制站的各种应用软件及其功能进行测试,如工程师站组态功能是否正常、soe事件记录功能是否正常、控制站的数据采集和控制功能是否正常。(2)dcs系统测试。单项测试后,为确认dcs控制站、操作员站和工程师站等单元间的接口、dcs数据库(包括实时数据库和 历史 数据库)、dcs监控和保护系统等的y2k问题,应进行dcs系统测试。测试前,先找到dcs主时钟,通过修改主时钟时间对dcs进行系统测试,在各个关键时间段上考察dcs功能是否正常。必须进行测试的功能模块有:保护、控制、操作、显示、事件记录、报警、打印、趋势、组态、报表和上载/下载等。 2 测试步骤 为尽可能减少对整个系统运行的 影响 ,保证设备安全,测试前应认真、仔细地做好安全措施,包括现场安全措施、测试设备软件备份和系统设置备份等。(1)测试前,准备好系统启动盘和软件安装盘等;(2)测试 过程中,记录所有测试数据和过程;(3)测试完成后,恢复系统及其设置,包括恢复系统日期和其它设置到测试前状态,如电气、执行机构等。 2.1 测试前 在实施测试前应做好以下工作:(1)确认被测试系统的相关资料和台帐的正确和完整性;(2)验明所有的日期输入、输出、显示和内部时钟;(3)做好被测系统软件和数据备份;(4)记录被测系统的设定参数;(5)测试前排除或记录异常现象;(6)找出被测系统与外部系统的接口参数;(7)编写测试作业指导书或测试规程;(8)开会审核测试作业指导书或测试规程;(9)做好被测系统的现场安全措施。 2.2 测试中 在实施测试时应做好下面工作:(1)严格按测试作业指导书实施测试;(2)遵守测试程序的顺序;(3)准备应急人员以应付意外事故;(4)输入测试数据进行测试;(5)记录所有测试情况和数据。 2.3 测试后 完成测试后应继续做好如下工作:(1)将系统时钟回调到正确的正常时间;(2)在测试前,如被测系统与外部系统断开,则恢复系统连接;(3)删除所有测试文件,并将系统恢复至测试前状态;(4)重新启动被测系统,观察系统运行是否正常;(5)准备支持任何测试后的生产启动;(6)保证可用于审核和复阅的详细测试结果。 3 需要选择的日期 无论发电厂y2k 问题 的测试对象如何,以下日期是必须测试的:(1)特殊日期测试。以往软件设计时,常把99/9/9作为特殊日期标志。在这种系统中,若输入99/9/9,系统功能可能会发生异常,甚至不能执行系统功能。因此,必须测试1999/9/9。(2)世纪跨越测试。对于世纪跨越1999-12-312000-1-1,这是必须测试的日期。这时,要判断系统能否正确跨越世纪、系统正常运行且现有功能是否不变和系统在21世纪时能否正常处理日期数据。(3)闰年测试。在设计软件时因未考虑到2000年是闰年,因此若需处理与日期相关的功能时,系统可能会出现异常,导致不能正常处理日期数据。所以2000-2-282000-2-29,2000-2-292000-3-1是必须测试的日期。(4)人为设置日期测试。系统应承认有效的日期测试,包括:1999-9-9,1999-12-31,2000-1-1,2000-2-28,2000-2-29,2000-3-1,2000-12-31,2001-1-1,2001-2-28,2001-3-1,2004-2-28,2004-2-29,2004-3-1;系统应拒绝(无效)的日期测试,包括:2000-2-30,2001-2-29,2004-2-30,0000-00-00。(5)其它日期测试。如2000-12-312001-1-1,2010-1-1,2038-1-1等。以上日期,对于任何对象都应测试,且为更全面地测试对象的y2k问题,还应根据具体情况考虑其它日期测试。 4 问题分类 根据北仑发电厂(1999/1/25~2/3)和嘉兴发电厂(1999/2/16~2/26)的 计算 机自动控制系统(装置)y2k问题测试情况,y2k问题对发电厂计算机自动控制系统(装置)的影响可归结为以下4个方面。 4.1 没有实时时钟芯片或时钟功能的控制系统(装置) 这部分设备虽然属于计算机或单片机控制器,但因没有实时时钟芯片或时钟功能,设备中没有日期和实时时钟,因此不存在y2k问题。如小汽轮机控制器505、rotork电动头、pmc轴封控制器和dfs火检等。 4.2 “y2k ready”的自动控制系统(装置) “y2k ready”是指在通电或断电状态下,系统(装置)的时钟存在y2k问题,但系统功能不受影响,能照常运行。如:(1)不能顺利跨越2000年,需要通过人工设置到2000年,但系统功能不受影响,可正常运行。如在世纪跨越时,年份变为1900,因有些操作系统最早年份为1980年,因此系统显示1980年,需人工设置为2000年,如新华deh使用的工控机、西门子dcs编程器pg750、soe等。(2)无法识别或拒绝非法日期的设备,但不影响其功能,如某电厂的质量流量计,接受了2001年2月29日。(3)闰年问题。某电厂的废水系统plc,2000年2月28~29日测试,实测现象为3月1日,但系统运行正常。(4)日期显示问题。某电厂2号灰控plc,2000年2月28~29日测试,实测现象为2月28日,即时间变化,日期不变,但系统功能正常,运行稳定且无异常。 4.3 “y2k ok”的自动控制系统(设备) “y2k ok”是指在通电或断电状态下,系统(设备)时钟不存在y2k问题,且系统功能正常,运行无异常。这类设备有:某电厂的网控闭锁装置、电除尘中央管理机及炉内加药系统等。 4.4 “y2k not ok”的自动控制系统(设备) “y2k not ok”是指在通电或断电状态下,系统(设备)时钟存在y2k问题,且系统功能不正常,运行异常,如某电厂的硅表。 5 结束语 通过y2k问题的测试,一方面可掌握发电厂自动控制系统(装置)y2k问题的严重程度;另一方面可借此制定y2k问题的解决方案及各种应急措施,具有重要意义。所提出的测试 方法 、步骤、选择的时间段和分类等几方面问题,可供发电厂同行 参考 ,希望共同对此问题进行深入、细致地探讨,为保障机组安全、 经济 运行,顺利跨入21世纪打下良好基础。 自动控制论文:井下排水PLC自动控制系统的研究 [摘要]井下自动控制排水系统在开采的过程和水资源的利用方面具有重要的意义,plc可编程控制系统技术在自动控制中具有广泛的应用,本文以煤矿井下作业为例,从影响井下排水自动控制系统的稳定的主要因素出发,提出了抗干扰的措施,阐述plc技术在井下排水自动控制的设计原理。 [关键词]自动控制 排水 plc 在煤矿生产过程中,地下水流入巷道或工作面,形成矿井水。矿井水的形成一般是由于巷道揭露和采空区塌陷波及到水源所致,水源主要是大气降水、地表水、断层水、含水层水和采空区水。采矿活动造成采动区域及其周边区域水文地质系统和单元隔水构造的破坏,改变了水径流方向和途径,最终在采空区或采动场所汇集,并在汇集过程中因物化作用与时间效应遭受污染的,交替性差的水体。 一、井下排水的重要性 在煤矿的原煤开采中,我国平均每年将有20~40亿立方米的地下水被抽排到地面且绝大部分被排放掉。但是,煤矿生产抽排的地下水是在煤炭开采过程中才被污染的,而并非本身就是污染严重的水。所以,在我国水资源不足的环境中,这些水被浪费掉实在是有点可惜,如果在水质较好的地方,对井下水进行适当的处理,就完全可以达到 工业 和生活用水标准。另外,井下水对矿井的危害很大,在发生的煤矿安全事故中,以瓦斯爆炸和水灾害最为频繁和严重。如果矿井水排放不畅,水在井下放任自流,将势必造成水灾,更严重的造成设备财产损失,人员伤亡,矿井坍塌等灾难性的后果。 我国在优化排水方案、改造排水设备及巷道合理布置方面也做了大量的研究,但是,监测技术和手段还处在摸索阶段。随着煤矿安全问题的要求的提高,井下水的检控要求也随之提高。目前井下水的排放主要的人工管理的方式,具有低效率、高劳动量,且容易造成高劳动量的弊端。因此,采用自动控制系统具有重要的意义。 二、plc井下排水自动控制系统 1. plc井下排水自动控制系统的技术 可编程控制器(plc),是一种数字运算操作的 电子 系统,向用户的“ 自然 语言”编程,使不熟悉 计算 机的人也能方便地使用。plc是通过在存储器中的程序实现控制功能,且同一台plc还可用于不同控制对象,通过改变软件则可实现不同控制的控制要求,具有很大的灵活性和通用性。plc的输入、输出电路一般用光电祸合器来传递信号,有效地抑制了外部干扰源对plc的影响,具有可靠性高、抗干扰性强的特点。此外,plc的i/o接口可直接与控制现场的用户设备联接。 2.影响plc控制系统稳定的干扰因素 plc作为一种自动化程度高、配置灵活的工业生产过程控制装置。因为其本身的高可靠性,它的应用场合越来越广,环境越来越复杂,所受到的干扰也越来越多。在plc控制系统中,就plc本身来说,其薄弱环节在i/o端口。来自电源波形的畸变、现场设备所产生的电磁干扰、接地电阻的祸合、输入元件触点的抖动等各种形式的干扰,都可能使系统不能正常工作。研究影响plc控制系统的干扰因素,对于提高plc控制系统的抗干扰能力和可靠性具有重要作用。 对plc的干扰的产生过程主要有三个因素组成:(1)电源引入的干扰。雷电冲击、开关操作、大型电力设备启停等,都有可能会影响系统的正常运行,造成plc系统故障。(2)i/o信号线引入的干扰。在使用plc组成控制系统时,要连接大小设备和各种通信线路,这样就有可能会发生各种个样的电磁干扰环境,影响plc系统的运行。(3)接地线引入的干扰。若接地线处理混乱或是电线上的电位分布不等,则会电路的正常运行,有可能在成数据换乱,信号失真。 3.plc控制系统的抗干扰措施 对plc的干扰的产生过程主要有三个因素组成,相应地对抑制所有电磁干扰的方法也从这三个要素着手解决。(1)最大限度地抑制干扰源。电源系统的抗干扰措施是为了抑制电网电压的波动及畸变对系统电源产生的干扰,可采用使用隔离变压器或者使用低通滤波器的措施来解决。另外,也可以使用交流稳压电源来增大抗干扰能力或使用在线式不间断供电源(ups)来作为plc控制系统的理想电源。(2)阻隔祸合通道或衰减干扰信号。输入端有感性负载时,在交流信号输入负载两端并联rc浪涌吸收器或压敏电阻rv;在直流信号负载两端并联续流二极管vd或压敏电阻rv或稳压二极管vx或rc浪涌吸收器等。在使用多芯信号电缆时,要避免i/o线和其它控制线共用同一电缆。(3)降低系统本身对电磁噪声的灵敏度,提高自身抗干扰能力。 三、plc井下排水自动控制系统的设计原理分析 在plc井下排水自动控制系统的开发中,为了更好地实现自动控制,应该注重以下几点: (1)需要开发电器控制系统,用plc(可编程逻辑控制器)控制系统代替传统继电器控制系统。 (2)在开发plc控制系统的同时,还要选择可靠的控制器及附属电气元件,以更好地适应井下环境。在符合矿用设备的安全标准的同时,还要在设计和开发时能充分考虑和利用井下的条件,使控制简便可行。 (3)在设计的同时要从实际出发,根据排水控制的要求,进行plc硬件和软件的设计,以达到自动轮换工作,使水泵房工作更加高效节能的目标。 (4)还可以把感应式数字水位传感器用于煤泥水水位的测量,在开发中使用新型的电量监测模块对水泵电机的电源输入进行监测,并建立plc与该模块之间的通信,可以使plc根据各个水泵电机的电量监测数据判断它们的运行状态,做到有故障及时发现及时处理。 可编程控制器本身就有很完善的可靠性设计,具有很强的抗干扰性能。但是, 工业 控制是一个很特殊的领域,稍有不慎,就有可能造成极大的 经济 损失,甚至人员伤亡。所以还应该从整个系统的角度进行可靠性设计,以更加有效的保障工业控制的安全。 四、结论 井下排水技术在煤矿的开采中的重要性和井下水资源的缺乏利用以及人工控制井下排水系统的种种弊端决定了井下排水自动控制系统研究的重要性。基于可编程控制技术的煤矿井下排水自动控制系统是利用当前优秀的工业控制技术精心研究与开发而成的,它具有许多传统控制系统无法比拟的优点,plc控制系统得到了广泛的应用和具有广大的 发展 前景,但是plc系统在井下排水自动控制系统中的应用还存在着一些问题需要,这需要我们做进一步的研究和实践,并最终解决问题。 自动控制论文:浅析分散控制系统在热电厂自动控制上的应用 摘要:分散控制系统(dcs) 是计算机技术和自动化技术相结合发展的结果。本文结合新沪热电厂新建三炉两机采用分散控制系统(dcs) 实现自动控制的工程实践, 介绍dcs 系统特点和功能, 并根据dcs 系统的运行情况,结合实际维护进行简单阐述。 关键词:dcs 系统 日常维护 热工控制 一、硬件维护 1.过程通道。i /o 模块故障的一般判断与处理是通过系统诊断, 用更换模块的方法处理。至于其内部元件老化等内部因素造成的模块不正常, 一般热控人员不好判断。原则上i /o模块的检修应由厂家处理,目前我厂的热工检修人员的技术水平还达不到这种水平, 不能象检修常规仪表那样得心应手。并且现在的仪表厂家的技术保密也不容许客户知道他们的核心技术, i /o 模块基本趋于一体化设计, 因此i /o 模块的备件一定要充足。具了解这种i /o模块的故障大多出现在调试和运行初期, 其原因有设备本身质量不过关, 也有维护人员素质差等。一般经过一个大修周期后会稳定下来。 2.就地设备。就地设备故障的诊断与处理同常规的故障没有区别, 只是一次元件或控制设备出现故障时不能被操作员及时发现, 这并不一定是运行人员不认真, 主要是因为画面较多不能全部显示。只有异常或报警后才能发现。这样对检修人员和运行人员的素质要求就相应提高, 因此运行人员要详细介绍故障前后的状态便于热工人员快速、准确地处理缺陷。热工人员应了解热力设备的原理, 结合运行人员提供的情况分析处理故障点。dcs 系统的模块大多都支持热插拔, 但这并不意味着可以随便插拔, 在操作时必须做好安全防护措施。 3.操作员站死机。无论是哪种dcs 系统, 操作员站死机都是会出现的, 其原因比较多也比较复杂。硬盘或卡件故障, 冷却风扇工作异常等都可能引起操作员站死机。有时也会发生人为操作员站死机现象, 一般在修改控制逻辑、下装软件、重启设备时, 最易发生操作故障, 轻则设备异常, 重则造成设备停运。因此热控人员在工程师站、操作员站操作中要引起高度重视, 防止人为操作故障的发生。 4.鼠标及键盘操作不正常。多数操作都是由鼠标操作完成的, 鼠标的消耗是很大的, 因此备用鼠标必须是专门备用的, 不能随便替换。当发现鼠标操作不正常时应进行一次重新起动计算机, 如仍不正常, 要立刻停止操作该鼠标, 及时通知维护人员检修, 以防止出现误操作。键盘操作不正常大多是数据线出现问题, 可相应处理。 5.电源。现在的dcs 系统电源故障不多, 但在运行初期较多, 比如保险配置不合理等。在运行中也可能出现备用电源不能自动投入, 电源插座接触不良等现象。因此不能保证插座非常可靠的情况下, 最好采用端子排。长期运行后有可能会出现空气开关整定值变化, 因此应定期校验空气开关。 三炉两机的dcs 系统, 其操作员站, 电源配电柜通过专用的电源冗余切换装置供电; 对于服务器, 由于它在系统运行中的重要地位, 所以互为冗余运行的两台服务器分别由ups 和厂用电供电;对i /o控制站, 是将ups 电源和厂用电分别送给互为冗余的两个电源模块, 经过冗余电源输出的24vdc/48vdc供给主控单元或i /o模块使用。实际应用中, 如果现场系统没有配备电源柜或不能提供双路电源, 为了保证dcs 系统的安全稳定运行, 应至少提供一路ups 电源。另外,dcs系统电源应当单独由供电电源段引来, 不应再为其它高负载设备供电, 尤其不能为大的感性负载供电。 6.干扰问题。对于干扰主要是接地问题, 备用电源的切换和大功率的无线电设备如手机, 对讲机等, 还有来自dcs 系统自身的干扰信号。对于dcs 系统的接地,dcs 系统厂家要求非常严格, 也相应的引起了重视。dcs 系统接地是为了保证当进入dcs 系统的信号、供电电源或dcs系统设备本身出现问题时, 有效的接地系统能承受过载电流并可以迅速将过载电流导入大地。还能够为i /o信号提供屏蔽, 消除电子噪声干扰, 防止设备外壳带电或静电积累, 以免对人的触电伤害和设备的损坏。据了解,dcs 系统的“死机”, 大多是因为系统接地不良存在问题所引起的。因此完善、可靠、正确的接地, 是dcs 系统能够安全、稳定运行的关键。 7.人为因素。人为因素引起的保护误动大多是由于热工人员走错间隔、看错端子排接线、错强制或漏强制信号、万用表使用不当等误操作等引起。 二、维护管理 dcs 的维护管理包括系统的巡检, 保护的投退, 软、硬件的监督管理。 1.应用软件应及时备份, 极小的改动可做记录; 如修改数据库除应同时保存在工程师站, 还要有其他备份盘。 2.软件检查与功能试验, 要试验全部软件的功能并检查各级权限。规范dcs 系统软件和应用软件的管理, 软件的修改、更新、升级必须履行审批授权及责任人制度。在修改、更新、升级软件前,应对软件进行备份。未经测试确认的各种软件严禁下载到已运行的dcs 系统中使用, 必须建立有针对性的dcs 系统防病毒措施。 3.热工保护的投退应严格执行工作票制度。检修某一运行设备时, 要采取正确隔离措施, 以防发生相关设备的联锁反应。这就要求热工人员了解dcs 的控制逻辑。 4.当部分操作员站出现故障时, 由可用操作员站继续承担机组监控任务( 此时应停止重大操作),同时迅速排除故障, 若故障无法排除,则应根据当时运行状况酌情处理。当全部操作员站出现故障时,应立即停炉。 5.调节回路控制器或相应电源故障时, 应将自动切至手动维持运行, 同时迅速处理系统故障,并根据处理情况采取相应措施。加强对dcs 系统的监视检查, 特别是发现cpu、网络、电源等故障时, 应及时通知运行人员并迅速做好相应对策。 6.温度、湿度、灰尘及振动对热控电子设备有很大影响, 所以控制电子间的环境条件, 可以延长热控设备的使用寿命, 提高系统工作的可靠性。就地设备工作环境普遍十分恶劣, 提高和改善就地设备的工作环境条件, 对提高整个系统的可靠性有着十分重要的作用。做好设备检修管理, 及时发现设备隐患, 使设备处于良好的工作状态。做好日常维护和试验。停机时, 对保护系统检修彻底检修、检查, 并进行严格的保护试验。尽量采用技术成熟、可靠的热控元件。随着热控自动化程度的提高, 对热控元件的可靠性要求也越来越高, 所以,采用技术成熟、可靠的热控元件对提高dcs 系统整体的可靠性有着十分重要的作用, 根据热控自动化的要求, 热控设备的投资也在不断地增加, 切不可为了节省投资而“因小失大”。在合理投资的情况下, 一定要选用品质、运行业绩较好的就地热控设备。以提高dcs 系统的整体可靠性和保护系统的可靠性、安全性。 自动控制论文:一种简单实用的水位自动控制系统设计 摘要:本文介绍一种简单实用的水箱水位自动控制系统的基本组成及工作原理,通过对该系统组装测试,达到预期效果,正式应用于乡镇供水系统中。实践证明,该水位控制系统设计方案合理,运行效果好,具有低成本、高使用价值的优点。 关键词:水位 自动控制系统 0 引言 近年来对城市供水提出了更高的要求,水塔水位控制自动化系统被不断地改造,以适应社会的 发展 和人民生活水平的提高,满足及时、准确、安全和保证充足供水。目前水位自动控制系统有很多成熟的产品,控制手段主要有单片机监控、比较电路监控、利用plc和传感器构成水塔水位恒定的控制系统等,运行可靠,可实现远程监控和无人值守。在许多偏远地区,特别是居住相对分散的 农村 地区,供水问题也待解决。如果仍然沿用人工方式,劳动强度大,工作效率低,安全性难以保障。本文针对乡镇和偏远农村家庭供水的特点,设计一款简单实用、符合要求的水位自动控制系统。 1 水箱水位自动控制系统的组成 针对偏远农村分散居住,取水不方便(包括从水井取水)的特点,考虑到农民生活消费水平不高,设计的供水系统必须是既方便农民的生活,又 经济 实惠等特点的水箱水位自动控制系统。水箱水位自动控制系统的组成。 由图中可知,水位自动控制系统电路主要由主电路和控制电路两大部分组成。主电路是一台抽水水泵,由220v交流电源电压供电。控制电路由包括整流、滤波、稳压电路、感应电路及限流限压电路组成。 2 水箱水位自动控制系统的设备 水位自动控制系统的设备只需选用价格低廉、安全可靠的设备。 由设备表可知,所有的设备都是简单而常用的小型设备,价格低廉,控制和维护简单易于掌握,对远离城市的偏远地区非常适用。传统的水位控制系统通常使用传感器进行上、下限控制,以保证水位在上、下限之间。此设计中只用三根导线来代替传感器放置在上、下限水位之间,利用水的导电特性完成上、下限水位的自动控制,节省了购买传感器的费用,也不必考虑传感器的故障,进一步降低成本,提高系统的可靠性。 常见的生活用水供应系统工作形式是由外来补充水源(一次水源)向一个高位水塔和一个低位水池补水,再由高位水塔和低位水池(二次水源)向各用户供水。此设计主要考虑针对家庭供水系统(或者某些单独取用水之处),因此只需用(储)水箱而非水塔供水。系统供水是由水箱直接供应,不用考虑由位置高度所形成的压力来进行供水,不用气压供水,不必在屋顶上设置水箱,也不用单独建筑水塔,仅在厨房或需用水的地方放置一足够大的(储)水箱即可满足供水要求。 3 水箱水位自动控制系统的控制原理 该水箱水位自动控制系统结构简单,控制原理如下:系统上电后,交流电源经整流、滤波、稳压后,由电位器调节获得12v直流工作电压。当水箱水位低于下限时,接触器线圈失电,其常闭触头使水泵接通工作,抽水到水箱中;当水位上升到上限时,接触器线圈得电,常闭触头断开,常开触头闭合,水泵停止抽水。 v1、v2用来保护lm317输出端电压为安全电压,使其免受短路电流的影响;v3用来保护三极管,同时避免触电事故的发生。水位的上、下限可通过调整三根导线的位置设定。 4 测试应用 该设计经安装调试,结合实验室给排水系统进行测试,效果良好。正式应用于某乡镇几个家庭的日常用水装置中已将近两年,至今未发生故障。该系统在运行期间稳定性高,完全符合预先规定的标准,只需将控制电路稳压输出调整在10v-12v之间,可投入使用。可用交流变压器供电,也可以用直流供电。 5 结束语 设计的水箱水位控制系统因价格便宜,结构简单,使用方便,不易发生故障,可用于要求不高的给排水系统中,特别适用于城镇及偏远山区取水装置。 自动控制论文:智能型住宅自动控制与管理系统应用研究 随着计算机技术、现代通信技术、自动控制技术的迅速发展,智能化建筑在世界应运而生。智能小区在智能化大楼基础上扩展和延伸出来的,人们通过对小区建筑群的四个基本要素(结构、系统、服务、管理)进行优化考虑,提供一个投资合理,又拥有高效率、舒适、温馨、便利以及安全的人居环境。为适应我国加快住宅建设发展,增强住宅建设的科技含量的要求,我国 在继“解困”、“安居”工程后,又加大了小康工程的力度。“智能型住宅家庭设施自动控制与管理系统应用研究”作为国家重大科技产业项目??“2000年小康城乡科技产业工程”的专题,就是这一背景下提出的。 “智能型住宅家庭设施自动控制与管理系统应用研究”是哈尔滨工业大学(原哈尔滨建筑大学)承接的项目,由哈尔滨工业大学和北京德达数据系统有限责任公司合作开发。该项目采用lonworks技术开发研究并在住宅示范小区工程中试运行。1、对住宅居住环境(湿度、湿度)及设备进行监控;2、住户三表(水表、电表、煤气表)远传;3、住户三防(防火、防灾、防盗);4、厨房设备监控;5、卫生间排风控制。这些功能用lon总线一节点实施,即每一住户为一lon节点,然后再用??服务器管理各个用户的节点构成lon总线系统。该项研究已在北京翌景嘉园示范小区通过试运行,下面对其自评估如下: 一、攻关的任务、考核目标及主要技术指标: 经过论证,我们在专题合同中将各种指标定位在: 本专题的攻关任务:研究智能型住宅家庭设施自动控制与管理系统,该系统包括两项任务,其一是开发家用管理软件,其二是开发家庭智能控制装置,实现对居室温度、湿度进行自动调节;对厨房用具进行时序控制;对卫生间的排风进行控制。而家用电脑管理软件要对家庭设施进行管理并提供若干家政服务程序。 本专题的考核目标:提供具有居室空调、厨房监控、卫生间自动排风功能的微机控管装置一套;提供家用电脑管理软件一套;住宅温、湿度等参数应满足智能住宅规定标准;在示范工程中应用该项成果。 本专题的技术经济指标:温度、湿度等主要被控参数应满足智能小康住宅标准(温度18℃~28℃,湿度30%~70%);系统运行可靠。 在进行该项专题的进一步研究的过程中,结合当前先进技术的发展以及我国智能住宅发展状况,在原有的合同的基础上,我们对家庭智能控制器又增加了三表远传、安防等功能。 二、专题执行情况评价 本专题按两个部分实施,即家庭智能控制器和家用电脑管理软件的研究: 1、家庭智能控制器 (1)功能 本专题所开发的家庭智能控制器即智能节点具有4路模拟输入,12路数字输入,12路数字输出,其所实现的功能如下: 通过对室内温度监测,得到实际温度与设定温度比较:当实际温度低于设定温度一定值时,在夏季关空调,在冬季开暖气;当实际温度高于设定温度一定值时,在夏季开空调,在冬季关暖气。温度控制达到智能小康住宅规定标准:18~28℃。 通过对室内湿度监测,得到实际湿度与设定湿度比较:当实际温度高于设定温度一定值时,关加湿器;当实际湿度低于设定湿度一定值时,开加湿器。湿度控制达到智能小康住宅规定标准:30~70 %。 对三表实行脉冲计数,并发送到上位机。 当门磁或红外报警时,在设防状态下,声光报警和自动拨号器启动,并有报警信号传到上位机。 玻璃破碎报警时,声光报警启动;在设防状态下,自动拨号器启动:有报警信号传到上位机。 紧急按钮报警时,自动拨号器启动,并有报警信号传到上位机。 排风扇按钮控制排风扇,排风扇运行一段时间自动关闭。 烟感探头报警时,煤气闭阀器关闭,声光报警和自动拨号器启动,并有报警信号传到上位,此外,通过判断烟感探头输入信号可识别探头是否有故障。 煤气泄漏报警时,排风扇启动,煤气闭阀器关闭,声光报警和自动拨号器启动,并有报警信号传到上位机。 探头复位输入控制火灾探头掉电复位及开启煤气闭阀器。 通过上位机运作,可以控制厨房设备按一定时序启动。 温度的设置可以通过上位机或者设定按钮实现。 湿度的设置可以通过上位机或者设定按钮实现。 与本专题预期目标相比,我们在设备监控的基础上,增加了安防功能,三表远传功能;我们经过认真研究,考虑研发产品的应用和推广,我们单片机来完成这些功能,而是采用了先进的现场总线??lon总线。 (2)应用的lonworks技术特点 本专题采用了lonworks技术进行开发,该技术有如下特点: 开放性:网络协议开放,对用户平等; 通信媒介的多样性:可采用任何媒介进行通信,如双绞线、电力线、光纤、同轴电缆、无线电波、红外等,并且同一网络可以有多种通信媒介; 互操作性:其通信协议lontalk是符合iso定义的osi 模型,任何制造商的产品都可以实现互操作性; 网络拓扑:有星型、总线型、环型以及自由型; 网络结构:主从式、对等式或客户/服务式结构; 通信的每帧有效字数可从0至228个字节; 通信速率可达1.25mb/s,此时有效距离为130m;78kb/s的双绞线,直线通信距离可达2700m; 其技术核心器件??neuron芯片内部装有三个8位微处理器、34种i/o对象和定时器以及lontalk通信协议等。该芯片具有通信和控制功能。 近年来,该技术在国内外的智能建筑领域都得到了应用和发展,其开发工具平台强大,开发者在短期内就可以完成开发工作;在韩国、日本、澳大利亚、加拿大等国都已经利用该技术完成多项工程;并且,总体来看,该技术适用于 同时,也应将节能的概念引入智能住宅中。在本专题中,我们对卫生间排风采取实时控制,使其在满足室内排风要求的同时做到节省电能;我们通过对室内温度的设定,在不同季节内对空调或供暖设备进行控制,使其在一定的条件下工作,当达到预期要求时,立刻停止工作,进而达到节能的目的。 模数转换通信匹配问题:在本专题中,我们利用max186芯片对采样的温湿度信号进行模数转换。max186芯片具有12位精度,其与lonworks技术的neurowire方式进行通信需要匹配,本专题解决了这个问题。 本专题所开发出来的家庭智能控制器比较成熟,可作为产品投入市场,并且,该家庭智能控制器已经在北京翌景嘉园使用。与目前国内同类产品相比,其性能价格比是最优的(具体情况见效益分析)。 2、家用电脑管理软件 家用电脑管理软件是在delphi5.2平台上开发而成,其功能、设计特点如下: (1)功能 提供家庭生活服务信息。主要有:医疗保健知识、家庭菜肴、点心制作方法及饮食科学知识、女性美容装饰常识、花鸟鱼种值饲养方法、旅游知识、保险知识及家庭生活中的一些常用信息等。 提供家庭事物管理手段。这部分主要内容有:家庭财务、亲友通讯录、个人档案管理。 该软件通过网卡直接对家庭设施进行管理:三表计费、设备状态显示、厨房设备时序控制、温湿度设定。 (2)软件特点: 是软、硬件技术成功结合的典范:考虑到“小康住宅”的特点,将计算机硬件、软件技术相结合,通过lon 控制模块成功地实现了对住宅内的环境监测及设备监控。 实用性强:在本软件中,我们以科学实用为原则,从医学、美食、旅游、保险、美容装饰、花鸟鱼种植饲养、财务管理、通信录管理等方面为用户提供了及其丰富的生活服务信息,以便为用户的工作、学习提供更多的方便。 易学易用:在软件开发过程中,我们在不影响功能及生动性的前提下,尽量使界面简洁、直观,并具有逻辑性,从而使得用户容易掌握软件的思路及操作方法。 三、成果应用前景及效益分析 建筑业是国家的支柱产业,住宅建设占总房产建设投资的80%左右,国家十分关注住宅建设,继“解困”、“安居”工程后,又努力实施“小康”工程。为了加大“小康”工程力度,国家把“2000年小康城乡科技产业工程”列为国家重大科技产业项目。可见,投身于住宅小区智能化以及相关产品的研发,既有利于推动建筑业的发展,又能带来可观的经济效益和社会效益。 1、国内智能小区市场预测 随着计算机技术、现代通信技术和自动控制技术等高新技术的延伸,智能建筑应运而生。智能小区是智能大厦的基本含义中扩展出来的。以1999年为例,国家在99年对住宅的投资1700~1800亿元人民币,根据建设部对小区初、中、高三个等级的划分,小区智能化为住宅小区总投资的1%~3%。以此比例计算,则仅99年度对小区智能化的需求就达17~54亿元人民币,而随着住房体制改革的不断深入及人们对住宅环境要求的不断提高,该数值还会将大幅度提高。由此可见,小区智能化市场前景广阔。 2、本专题的实用性及前瞻性 “智能型住宅家庭设施自动控制与管理系统应用研究”作为2000年小康城乡科技产业工程“的一个专题,该项研究应用lonworks技术开发并在住宅示范小区工程中试运行。该家庭智能控制器具有很强的灵活必一,根据用户需要,可以进行灵活配置,例如:如果用户不需要该模块中的模拟输入,我们就会在设计硬件电路时预留同端口,而不焊接模数转换模块,这样可为用户省下投资,也为其将来扩展做好准备;12路数字输入点被开关量或脉冲信号来触发,其可以配置成电表水表煤气气输入,可以配置成安防信号输入,也可以是二者结合;12路输出只是一个开关信号,也可根据实际情况进行灵活配置。总之,该家庭智能控制器即适合现在智能住宅的要求,也会在一定程度上满足将来发展的需要。 我们开发的家庭智能控制器再加上各种传感器构成的控制系统,其价格为4000元左右,即每个住户用于智能化投资在4000元左右,与当前国家制定普及型智能住宅价格(5000元)相比,相对价位下降20%;而从长远来看,随着人民生活水平的提高以及家庭智能控制器各类相关器件价格的下调,大多数用户对智能化的投资是可以接受的,并且其所带来的各种效益是无法估量的。 4、本专题的社会效益 本专题是以小康住宅智能化宗旨,旨在为人们提供舒适、安全、健康的环境。这一方面提高了人们生活水平,另一方面也为人们的高效率快节奏提供了条件。 智能住宅设施的自动控制和管理,既需要相关行业的支持,也促进相关行业的发展。智能住宅建设的兴起,将使许多相关企业投入建筑市场,又为许多人提供了就业机会。 此外,对于生产智能控制器的厂商来说,他们在推广应用这项成果中,将会获得可观的经济效益。 四、专题调协的科学性和合理性的后评估 本专题设置的科学性和合理性可从以下几方面反映出来: 1、专题在智能小区的地位 智能小区在智能化大楼的基础上扩展和延伸出来,人们通过对小区建筑群的四个基本要素(结构、系统、服务、管理)进行优化考虑,提供一个投资合理,又拥有高效率、舒适、温馨、便利以及安全的人居环境。从以上的定义可以看出,人们通常提出的智能大厦的3a(建筑设备自动化 、办公自动化、通信自动化)或5a(在“3a”的基础上加上安防自动化和防火自动化)也适合智能小区,所以智能小区的“智能”很大一部分都体现在其自动化的程度。此次国家制定的该课题与以往课相比,其对智能建筑的功能定位更加合理(功能多而必要),并且具有一定的前瞻性(厨房设备的自动化以及模拟量的引入随着人民生活的提高也将会被人们接受)。总之,本专题对智能小区“智能”的研究,在智能小区的整体研究中起着相当重要的作用。 2、未来市场走向 笔者认为,建筑业是国家的支柱产业,住宅建设将占房产建设投资的80%左右,其中对智能小区投资占总房产建设投资的8~24%,在这种背景下,国家将会进一步加大对智能化建筑的投资。由于智能小区的概念是近几年才形成的,单个功能或系统如抄表、报警功能在一些住宅小区中已经有些应用,但是还没有哪个厂家能够推出从总体上设计和规划成熟的智能小区网络化综合管理系统,目前的市场还处于群龙无首阶段。此时,国内市场急需一种性能价格比较高的智能化产品,这时研究智能型住宅家庭设施控制和管理系统将有更重要的意义。 3、用户需求 随着生活水平的提高,一方面,人们对住宅的追求不仅仅局限于外表的装饰,人们对住宅的智能已经有了初步的认识;另一方面,在一些发达的城市中已经出现智能小区并为人们所接受。此时研究本专题开发出适合人们要求的智能化产品也具有很重要的意义。 4、科技含量 可以说智能小区是随着计算机技术、通信技术、自动控制等的发展而提出和发展起来的。智能小区的“智能”也可理解成为其科技含量,其科技含量的高低反映了智能小区智能化的水平。 本专题所采用的lonworks技术是最近几年内流行的先进的现场总线技术,运用该项技术研究本专题并开发出基于该技术的产品,将更有利于该产品的推广,并且随着lonwork技术本身的改进和提高,智能化产品也利于更新换代。 总之,“智能型住宅家庭设施自动控制与管理系统应用研究”专题的完成,一方面,为家庭设施智能化的可行性提供了依据;另一方面,也为制定家庭设施智能化规范提供了参考。并且,本专题开发出来的成果正在转换成产品,这进一步证明了专题设置的科学性和合理性。 自动控制论文:斜井架空乘人装置的自动控制 【摘 要】现有斜井架空乘人装置大都没有设置紧急停车装置,利用本系统可实现煤矿斜井架空乘人装置正常停车、自动停车、紧急停车功能的全自动控制,从而保证煤矿斜井架空乘人装置的安全运行。 【关键词】斜井架空乘人装置 自动控制 工作原理 一、问题的提出 斜井架空乘人装置主要由机头驱动装置、机尾拉紧装置、牵引钢丝绳、乘人吊座、托轮装置组成,俗称猴车。 为了保证猴车的安全运行,2001年版《煤矿安全规程》中第368条规定:架空乘人装置的驱动装置必须有制动器;在其下人地点的前方,必须设有能自动停车的安全装置。全国各煤矿的猴车大部分都有制动器;对于自动停车装置,到目前为止,仍有相当一部分没有设置;而对于紧急停车装置,由于《煤矿安全规程》没有要求,其在猴车上的应用就很少了。因而研制具备正常停车、自动停车、紧急停车功能的猴车自动控制系统很有必要。 二、硬件选择 1.制动器 制动器是实现正常停车、自动停车和紧急停车的前提,制动器选择是否合理是关系到猴车能否安全运行的主要因素。制动器有手动制动器、电气制动器、电磁铁制动器等。 (1)手动制动器,发生事故时不能及时停车,造成挤伤乘人的事故不止一次发生。因此,不应采用手动制动器。 (2)电气制动器。当猴车断电停车时,取自矿用防爆照明变压器的127v交流电,经半波整流输送到电动机两相绕组中,实现电气制动。这种做法在正常情况下可采用,但全矿井下突然停电情况下,电气制动就不会起到制动作用,这时猴车吊座就会在重力作用下向下加速运行,越来越快,从而造成乘坐人员的混乱。在混乱中乘坐人员就会慌不择路,匆忙下车,因而就难免受到伤害。这正是电气制动的致命缺陷。 (3)电磁铁制动器。电磁铁制动器具有很高的可靠性。当电磁铁有电时,制动闸松开制动轮,从而使电动机运行;当电磁铁断电时,制动闸抱紧制动轮,从而进行制动。由于猴车运行速度很低(《煤矿安全规程》规定:架空乘人装置的速度不得超过1.2m/s),即使猴车突然停车,也不会造成事故,因此没有必要控制制动速度与制动距离。 电磁铁取自猴车的电源。当猴车开车时,电磁铁迅速打开,电动机运行;当猴车停车时,电动机停止运行,同时电磁铁断电,进行制动。如遇矿井下突然停电,电磁铁由于断电同样可以安全制动。某矿井下采用电磁铁制动器多年,至今运行状态良好。 2.自动停车装置 自动停车装置,有多种控制形式。根据所选用的传感器的不同,所形成的控制电路也不同,相关的机械部件也不同。 (1)由永久磁钢和干簧管组成的传感器。以永久磁钢和干簧管组成传感器,形成控制电路,分别布置于斜井坡头、坡底的上车、下车地点,从而实现了无人乘坐自动停车、在下车地点人未下车自动停车的功能。 (2)红外线传感器。由于红外线传感器没有电接点,因此其具有灵敏、可靠、使用寿命长的特点。红外线传感器布置于斜井坡头、坡底的下人地点的前方。利用红外线传感器,可以设计出符合要求的控制电路,形成独特的自动停车装置。 3.紧急停车装置 猴车在运行过程中发生事故怎么办?这就需要紧急停车装置。根据实际情况,可在斜井的左侧和右侧各设置一条控制用钢丝绳,也可在上行与下行钢丝绳的中间仅设置一条控制用钢丝绳,高度以乘坐人员伸手能抓住为标准。钢丝绳每100m分成一段,在每段中间可设置几处钢丝绳滑轮。每段与其它部分截开,每段一端用弹簧拉紧,并有一常开电接点。在巷道内设置与控制电路相连的多芯电缆,多芯电缆与这些接点相连。当发生紧急情况时,乘坐人员可及时拉这些钢丝绳,使接点闭合,从而实现紧急停车。 4. 计算 机 计算机是实现自动控制的核心。从性能价格比考虑采用intel公司的mcs-51系列的8031单片机。该机有以下特点:具有功能很强的8位中央处理单元(cpu);片内有时钟发生电路(6mhz或12mhz),每执行一条指令时间为2μs或lμs;片内具有128字节ram;具有21个特殊寄存器;可扩展64k字节的外部数据存储器和64k字节的外部程序存储器;具有4个i/o口,32根i/o线;具有2个16位定时器/计数器;具有5个中断源,配备2个中断优选级;具有一个全双功串行接口;具有位寻址能力,适用逻辑运算。这种芯片集成度高、功能强,只需增加少量外围器件就可以构成一个完整的微机系统。 由8031单片机组成的自动控制系统硬件结构框图如图1所示。 三、软件设计 软件采用汇编语言设计,模块化结构。软件主要由初始化模块、显示模块、数据采集模块、程序监控器复位程序、中断服务程序、数据处理及数字滤波等通用子程序组成。系统软件工作流程如图2所示。 四、工作原理 系统在工作时, 计算 机不断在检测开车信号、自动停车信号、紧急停车信号。 本系统在斜井坡头、坡底的上人地点,设有开车信号按钮。在上车地点前10m处设置一传感器,当乘坐人员通过时,发出电信号。此信号做为开车信号处理。如此设置是为了防止在猴车运行过程中,有人忘记按开车按钮,坐至坡中间而停车现象的发生。人员在乘车地点上车前,按下开车信号按钮。此信号传到计算机进行处理,指令执行机构动作,猴车开动,同时计算机进行延时处理,当延时完成后,计算机发出指令,猴车停车。延时时间的长短以大于乘人单程运行时间10-20s为宜。 在猴车运行时,如果在下人地点有人未下来.设置于下车地点前方的传感器发出信号,经计算机处理,指令猴车停车。当此信号消失后,如果行车延时还未完成,则猴车继续运行。 在猴车运行过程中,如果有紧急停车信号,则计算机指令猴车停车,并发出警报。在此种情况下,开车信号不再起作用,只有等有关人员查明原因,进行处理,对计算机进行复位后,系统才能重新开始工作。 五、结束语 利用本系统可实现煤矿斜井架空乘人装置全自动控制。较人员操纵系统具有以下特点:安全系数高,减少了设备的无效运行时间,从而减少了设备机械磨损,减少了事故发生的概率,又节约了人员与电能,降低了生产成本。因而,采用自动控制系统是一举多得的事情。 自动控制论文:浅谈对PLC自动控制系统可靠性的认识 摘要:对plc自动控制系统可靠性问题进行7较深入研究,提出了提高系统可靠性运行的方法。实践证明这些方法的采用对提高系统的可靠性是行之有效的。 关键词:可靠性;plc自动控制系统;研究 引言 可编程控制器由于抗干扰能力强,可靠性高,编程简单,性能价格比高,在 工业 控制领域得到越来越广泛应用。 工业年月机作为中央控制单元,配有组态软件,选用大屏幕实时监视界面,实现各控制点的动态显示、数据修改、故障诊断、自动报警,还可显示查询 历史 事件记录,系统各主要部件累计运行时间,各装置工艺流程图,各装置结构图等。中央控制单元和下位机plc之间采用串行通讯方式进行数据交换,通常距离在1000m以内选用485双绞线通讯方式,较常距离可选用光纤通讯,更长距离也可选用无线通讯方式。下位机选用plc控制,根据控制对象的多少,控制对象的范围,可选用一台或多台plc进行控制,ple之间数据交换是利用内部链接寄存器,实现数据交换和共享。由于plc对现场进实时监控具有很高的可靠性,且编程简单、灵活,因此越来越受到人们重视。 一 控制系统可靠性降低的主要原因 虽然工业控制机和可编程控制器本身都具有很高的可靠性,但如果输入给plc的开关量信号出现错误,模拟量信号出现较大偏差,plc输出口控制的执行机构没有按要求动作,这些都可能使控制过程出错,造成无法挽同的 经济 损失。 (一)影响现场输入给plc信号出错的主要原因有: 1 造成传输信号线短路或断路(由于机械拉扯,线路自身老化,特别是鼠害),当传输信号线出故障时,现场信号无法传送给plc,造成控制出错。 2 点抖动,现场触点虽然只闭合一次,plc却认为闭合了多次,虽然硬件加了滤波电路,软件增加微分指令,但由于plc扫描周期太短,仍可能在计数、累加、移位等指令中出错,出现错误控制结果。 3 现场变送器,机械开关自身出故障,如触点接触不良,变送器反映现场非电量偏差较大或不能正常工作等,这些故障同样会使控制系统不能正常工作。 (二)影响执行机构出错的主要原因有: 1 控制负载的接触不能可靠动作,虽然plc发出了动作指令,但执行机构并没按要求动作。 2 控制变频器起动,由于变频器自身故障,变频器所带电机并没按要求工作。 3 各种电动阀、电磁阀该开的没能打开,该关的没能关到位,由于执行机构没能按plc的控制要求动作,使系统无法正常工作,降低了系统可靠性。要提高整个控制系统的可靠性,必须提高输入信号的可靠性和执行机构动作的准确性,否则plc应能及时发现问题,用声光等报警办法提示给操作人员,尽快排除故障,让系统安全、可靠、正确地工作。 二 设计完善的故障报警系统 在自动控制系统的设计中应设计3级故障显示报警系统,1级设置在控制现场各控制柜面板,用指示灯指示设备正常运行和故障情况,当设备正常运行时对应指示灯亮,当该设备运行有故障时指示灯以1hz的频率闪烁。为防止指示灯灯泡损坏不能正确反映设备工作情况,专门设置了故障复位/灯测试按钮,系统运行任何时间持续按该按钮3s,所有指示灯应全部点亮,如果这时有指示等不亮说明该指示灯已坏,应立即更换,改按钮复位后指示灯仍按原工作状态显示设备工作状态。2级故障显示设置在中心控制室大屏幕监视器上,当设备出现故障时,有文字显示故障类型,工艺流程图上对应的设备闪烁, 历史 事件表中将记录该故障。3级故障显示设置在中心控制室信号箱内,当设备出现故障时,信号箱将用声、光报警方式提示工作人员,及时处理故障。在处理故障时,又将故障进行分类,有些故障是要求系统停止运行的,但有些故障对系统工作影响不大,系统可带故障运行,故障可在运行中排除,这样就大大减少整个系统停止运行时间,提高系统可靠性运行水平。 三 输入信号可靠性研究 要提高现场输入给plc信号的可靠性,首先要选择可靠性较高的变送器和各种开关,防止各种原因引起传送信号线短路、断路或接触不良。其次在程序设计时增加数字滤波程序,增加输入信号的可信性。 在现场输入触点后加一定时器,定时时间根据触点抖动情况和系统要的响应速度确定,一般在几十ms,这样可保证触点确实稳定闭合后,才有其它响应。模拟信号滤波可对现场模拟信号连续采样3次,采样间隔由a/d转换速度和该模拟信号变化速率决定。3次采样数据分别存放在数据寄存器dtio、dtii、dtl2中,当最后1次采样结束后利用数据比较、数据交换指令、数据段比较指令去掉最大和最小值,保留中间值作为本次采样结果存放在数据寄存器dto中。 提高读入plc现场信号的可靠性还可利用控制系统自身特点,利用信号之间关系来判断信号的可信程度。如进行液位控制,由于储罐的尺寸是已知的,进液或出液的阀门开度和压力是已知的,在一定时间里罐内液体变化高度大约在什么范围是知道的,如果这时液位计送给plc的数据和估算液位高度相差较大,判断可能是液位计故障,通过故障报警系统通知操作人员检查该液位计。又如各储罐有上下液位极限保护,当开关动作时发出信号给plc,这个信号是否真实可靠,在程序设计时应将这信号和该罐液位计信号对比,如果液位计读数也在极限位置,说明该信号是真实的:如果液位计读数不在极限位置,判断可能是液位极限开关故障或传送信号线路故障,同样通过报警系统通知操作人员处理该故障。由于在程序设计时采用了上述方法,大大提高了输入信号的可靠。 四 执行机构可靠性研究 当现场的信号准确地输入给plc后,plc执行程序,将结果通过执行机构对现场装置进行调节、控制。怎样保证执行机构按控制要求工作,当执行机构没有按要求工作,怎样发现故障?可采取以下措施:当负载由接触器控制时,启动或停止这类负载转为对接触器线圈控制,启动时接触器是否可靠吸台,停止时接触器是否可靠释放,这是最让人关心的。 当开启或关闭电动阀门时,根据阀门开启、关闭时间不同,设置延时时间,经过延时检测开到位或关到位信号,如果这些信号不能按时准确返回给plc,说明阀可能有故障,做阀故障报警处理。 结论 在许多油田的自动控制系统设计中采用了以上方法,经过几年的运行,证明这些方法的采用对提高系统可靠性运行是行之有效的。
计算机软件基础论文:计算机软件开发的基础架构原理研究 摘要:计算机软件开发行业的发展得益于当前信息技术的快速发展和信息受众不断增加,当然计算机软件开发也需要遵循特定的规律,依照其基础架构原理来进行操作,才能够保证计算机软件开发朝着有效性的方向发展。且计算机软件设计的过程,就是在逻辑关系的引导下,实现软件内容的重新确定,进而形成对应的基础架构,这是软件运行的前提和基础,甚至会影响到后期软件系统的维护和管理工作。由此积极探讨计算机软件开发的基础架构原理,是很有必要的。文章由此入手,积极探究计算机软件开发的概况,进而分析计算机软件开发的基础架构原理。 关键词:计算机软件开发 基础架构原理 信息技术 计算机软件设计的过程,就是在逻辑关系的引导下,实现软件内容的重新确定,进而形成对应的基础架构,这是软件运行的前提和基础,甚至会影响到后期软件系统的维护和管理工作。由此积极探讨计算机软件开发的基础架构原理,是很有必要的。 1 计算机软件开发的概况 1.1 计算机软件开发的概况 计算机性能的不断提升,使得人机交互效益得到不断展现,越来越多的行业开始尝试以计算机软件开发的方式,实现自身运营模式的信息化转变,由此以对应需求为基础的软件开发行业得到了快速的发展。计算机软件开发具备以下的特点:持续性特点,就是软件开发是一个循环往复的完善过程,在计算机逻辑基础上,计算机软件的缺陷是一直存在的,只有不断的采取措施去修正,才能够更好的发挥计算机软件的性能;针对性比较强,往往都是针对于某一行业或者领域而开展的计算机软件开发工作,其开发工作的目的性更强,对于效益的追求也是更加强烈的。 1.2 计算机软件开发基础架构的重要性分析 当前计算机软件开发过程中,使用量比较多的基础架构,就是三层结构体系,其分别可以归结为:其一,表示层;其二,逻辑层;其三,数据层。在上述三个层次的基础上,可以使得软件的人机交互界面展现出良好的性能,使得逻辑关系和计算机语言之间得以分离,这样在后期维护和修改的时候,单独的对人机交互模式进行调整,就可以使得软件开发的节奏变得更加快捷。由此可见选择合理的计算机软件开发基础架构,对于软件性能的最大化发挥,对于软件后期的维护和管理工作质量提升而言,都是有很大帮助的。 2 计算机软件开发的基础架构原理分析 2.1 从计算机软件开发基础架构需求的角度来看 无论是开发设计怎样的软件,都需要在明确开发目的的基础上进行,也就是需要对于软件的需求进行全面分析。不同的企业,归属的领域不同,所需要展现的功能也是很有差异性的,此时企业都会提出对应的软件开发需求。在此过程中,计算机软件开发者与信息企业之间会展开大量的协商工作,对于软件的功能进行分析,结合企业业务运行特点,实现计算机软件开发方案的敲定。为了做好需求分析方面的工作,需要特别注意以下几个方面的工作:建立完善的软件企业与需求企业之间的沟通机制,保证在软件需求分析的过程中,能够充分的了解企业组织的业务特点和规律,保证软件开发需求能够更加明确。 2.2 从计算机软件开发基础架构编写的角度来看 计算机软件开发基础架构需求分析结果得出之后,就需要进行实际的软件编写工作,从当前的实际情况来看,多数使用的是C语言,这种语言的特点为:语言结构结构比较好,编写操作比较快捷,是当前程序员使用频率比较多的语言模式。在实际的软件编写的过程中,会依照对应的功能划分,实现不同模块的敲定,保证不同模块都能够发挥自己的功能,此时需要建立对应的函数模式,使用这样的主函数对于各个模块进行调节和改善,这样可以保证结构能够更好的维护。当前一个计算机软件的开发工作,都是有多个程序员来共同完成的,这样可以尽可能的保证软件编写工作的高效性。 2.3 从计算机软件开发基础架构测试的角度来看 在计算机软件开发基础架构编写工作完成之后,就需要对于软件的不同功能实现测试,实现对于软件测试阶段的管理和控制,是保证软件性能发挥的关键所在,这也是将对应计算机软件投入使用之前必然要进行的工作。在此过程中,需要关注以下几个方面的内容:其一,输入特定的参数,对于软件的运行情况进行记录,验差运行情况与理论情况之间差异性;其二,使用白盒子和黑盒子的方式去进行测试,同样对于软件测试的效果进行记录,由此实现实际计算机软件开发工作的顺利开展;其三,除了测试工作之外,还应该做好计算机软件开发基础架构的维护和管理工作,定期对于软件的性能发挥进行检查,并且推出全新的版本,进而实现软件自身的修复,这样可以使得其自身的性能得到全面提升。 3 计算机软件开发基础架构选择的基本原则 计算机软件开发基础架构的选择,关系到计算机软件效能的发挥,牵涉到各行各业信息化的快速发展和进步。在选择计算机软件开发基础架构的时候,需要关注以下几个方面的内容:其一,树立软件设计目标意识,在需求分析的基础上,对于不同的基础框架进行选择;其二,使用先进的逻辑语言和编程技术,对于计算机软件架构进行合理的编写和操作,由此才能够保证基础架构开发工作的高效性;其三,依照软件目标功能和结构选择之间的关系分析,选择合适的结构,进而使得软件开发行为朝着有目的性的方向发展和进步;其四,注重计算机软件开发团队的塑造,处理好不同模板开发之间的关系,保证计算机软件基础结构选择得更加科学和合理。 4结语 综上所述,计算机软件开发过程并不简单,其中不仅仅涉及到专业领域的知识,还关注到计算机软件基础结构的原理,处理好这两者之间的关系,才能够保证计算机软件开发的基础架构工作朝着更加高效的方向发展和进步。从当前计算机软件开发基础架构原理的运用实践来看,其基础架构选择还存在很多不合理的情况,此时就需要采取对应的措施来改善和调整,相信随着在此方面实践经验的积累,计算机软件开发的基础架构将会展现出更加大的效能。 计算机软件基础论文:计算机软件基础课程实验教学研究 摘 要 计算机软件基础是一门实践性强的课程,为增强教学效果,增强学生的编程能力,强调以学生为本,提高学生的学习兴趣;实验教学应尽早介入教学过程,让学生边学边用;建立多层次实验教学内容,发掘学生实验潜能;建立多样化实验教学方式,方便学生自学。把实验教学做好做实,既能巩固理论知识的学习,又能切实提高学生的编程能力。 关键词 计算机软件基础;实验教学;编程能力 计算机软件基础是我国高等院校电类非计算机专业本科生的一门基础课,为相关专业学生打下利用计算机语言编写程序的基础,为后续专业课的课程设计、实践环节以及最后的毕业设计做准备,其重要性不言而喻。然而在实际教学过程中,由于多方面的原因,使得本课程教学效果不佳,学生普遍编程能力不强,甚至影响了后续部分课程的学习。要提高学生的动手能力,关键还是要多练。本文在肯定理论教学重要性的前提下,着重就计算机软件基础课程的实验教学部分进行分析,对实验教学环节的介入、实验内容的优化以及实验教学方式等提出一些探讨性的做法。 1 坚持“以学生为本” 计算机软件基础教学如何实现教学目标,其关键的一点就是以谁为出发点,是以教为主,还是以学为主,还是实现教学互动,教学互长,教学互推。从目前的现实状况来看,以教为主的弊病还很明显,迫切需要改变,实现以学生为本,实现教学互动。 以“教”为主的模式已经成为制约学生创造性、积极性发挥的重要因素 计算机基础课程从本质来看应该是一门实操性课程,其涵盖的内容广泛且繁杂,而且实验性强是该课程的基本特点,甚至可以说离开了实验操作,也就实现不了其课程目的。然而从目前的课程安排状况来看,以书本理论知识教学为主仍是该课程教学的主流,计算机软件基础教学都侧重书本理论学习,而忽视了学生实验环节。实践证明,这种教学方式就跟学游泳不下泳池,学骑车而没有自行车一样,学生在学习计算机软件基础知识时,绝大部分是事倍功半,导致学用脱节,无法学以致用。更有甚者,有些学生直到课程结束连最简单的程序编写都掌握不了,这既给教师教学造成很大的困惑,也彻底地打击了学生的自信和学习该门课程的积极性,更遑论实现知识创新,成为软件人才了,这与教学初衷显然是不符的。 原因是在现有的教学模式中,课程实验环节的设置和实验环节介入的时间发生了问题。从实际情况来看,实验环节介入越早,实验安排越多,教学效果也越好。而部分采用边教学边实验,教学与实验融为一体的教学方式,其实现的教学效果更是明显。因此,改变现有的以教为主的教学模式,从理论和实践上探索该门课的一些新的教学方法,已经成为计算机软件教学题中之义,不断创新教学方式,才有可能从根本上改变现有的学习费力不讨好、效果欠佳的状况。 深入浅出地解析理论知识是增强学生学习兴趣的重要途径 “学生是教学活动的主体,教学活动要以学生为中心而展开”,这已经成为现代教学理念的主流观点。从学生学习的心理来看,一方面由于计算机软件课程是基础课程,学生对学习开始阶段接触的软件知识有一定的好奇感,求知欲也相对比较强烈。同时,由于是刚进校门的低年级学生,对大学环境还不是特别了解,仍然具备认真学习的态度,因此,好好学习知识的想法也比较明显。另一方面是由于目前大学生数量急剧增加,社会就业压力明显,学生普遍有学习好专业课,实现良好就业的外在动力。因此,可以说,学生在开始阶段的学习兴趣是比较浓厚的。但由于语言、算法、数据结构等知识,是进行程序设计所必须具备的基础知识,而低年级学生在这方面基本没有知识储备,对其学习方法也并不适应,而原有的知识结构又很难同化现有课程知识,导致难以自学和分析、解决问题,引发学生学习的挫败感,一旦处理不得当,就会使学生学习提不起兴趣,缺少主动参与的积极思维活动、创造性思维活动,更有甚者还会使学生抵触学习,削减学生本身己经调动起来的积极性,影响后续课程的开展。 教育心理学的研究也表明[1]:学生在没有精神压力和心理负担并且情绪饱满、心情舒畅的情况下,大脑皮层最容易形成兴奋中心,思维也最活跃,此时的实践能力最强。因此,如何使学生保持这种状态就成为教师应该考虑的重点问题之一。单就理论教学而言,如何使理论变得通俗易懂,接近生活,易于学生理解,这是计算机软件基础课程理论教学的关键。从实践来看,在授课过程中,教师通过深入浅出地讲解,设置理论问题情境,解答学生在实验中产生的疑问,肯定和鼓励学生的想法等方式,都能比较充分地调动学生的积极性和主动性,使学生更加容易融入教学环节中,也便于学生深入理解理论知识。比如说针对学生提出的一些设想,经常正面地肯定,能使学生更加信任自己,更加愿意去创新,从而与学生实现良好互动。 同时,在课后对学生进行必要的关心,用人格魅力引导学生参与教学,也不失为一种好的方式。比如,通过课后深入学生,与学生建立亦师亦友的关系,与学生打成一片,学生往往会因喜欢教师而喜欢该教师教授的课程,实现良好的教学效果;而相反,教师冷冰冰的态度往往也会成为影响教学效果的一个重要因素。 2 尽早引入实验教学环节 实践证明,计算机软件基础的教学,引入实验教学环节越早,教学的效果往往越好。因此,计算机软件基础课程教学要想在培养软件人才、促进软件产业发展方面有所突破,尽早引入实验教学环节是一条必由之路。 现有的实验课程安排作用并不明显 计算机软件基础是计算机软件的核心课程,其主要内容包括数据结构、操作系统、数据库系统概论,教学目的是让学生掌握数据结构的相关算法,理解操作系统的基本概念,熟悉数据库的基本操作,从而具备初步的软件编程能力。同时,从目前的教学安排来看,该课程安排了一定数量的常规上机实验练习,以便提高学生的软件素质[1]。 但现有的课程安排还存在一定的问题,突出表现在: 一是学生上机练习的题目规模较小; 二是上机内容以章节为主,有的章节有上机内容,有的没有,导致上机实验没有连贯性和系统性; 三是上机安排的内容发挥作用不充分。 从实践来看,培养学生的软件素质必须适当结合电子信息类专业的特点,这对于培养应用型人才的作用至关重要。但从目前上机安排的内容来看,主要是从计算机专业的角度提升学生的软件素质,而并没有与电子信息类专业特点充分结合,其结果就是导致学生对硬件有较好的掌握,而对信源编码等通信软件知识知之甚少,影响课程设计的整体进度。由此可见,目前安排的实验课程其作用甚微,难以达到为学生打下软件知识基础的教学目的。 尽早引入实验教学,利于学生在操作中学习,达到学以致用的目的 从现有的教学来看,学生对计算机软件基础课程学习的困难点主要在于:课程理论知识比较枯燥难懂,上机操作能力不足,导致学生学习兴趣降低,影响了教学效果。比如说在C语言教学中,C语言程序设计作为学习计算机其他课程如数据结构、JAVA语言程序设计等课程的先修课,对于培养学生的计算机技能具有至关重要的作用,因此,提高这门课程的教学质量意义也十分重大。 但是,这门课程首先要讲授C语言的特点、运算符和表达式等内容,而这部分内容恰恰又相对比较枯燥,学生难以提起学习兴趣,而这部分内容通常是安排三周学完,对于初学者来说要在这么短的时间内理解这些理论并不容易。于是等到这部分理论教完开始接触程序设计时,部分学生已经远远落后于教师的进度,导致没有继续学习下去的动力,有些学生就此掉队。 同时也有研究表明[2],部分教授在教授这门课程时,调整了讲课顺序,提前给学生讲授程序设计的内容,安排学生提前实验,让学生亲身体验计算机如何运行C语言程序,而等到学生对C语言程序有一定了解后再讲授运算符和表达式等内容。由于之前学生对C语言有了切身的体会和感受,再学习其他理论时,往往能将这些理论与实验知识结合,加深对运算符和表达式等理论的理解,也提高了学习C语言的兴趣,作用都相当明显。 由此可见,针对计算机软件基础课程的内容特点,尽早安排学生上机实验,让学生体会学以致用、现学现用、现用现学的乐趣,对培养学生兴趣和创新能力、提升教学质量有着不可替代的作用。 3 建立多层次实验教学内容,发掘学生实验潜能 学生的素质和潜能并不完全一样,孔子时代就已经讲究因材施教,实验教学中也必须根据学生的实际情况,适当地分层次安排实验教学内容,建立多层次实验教学内容体系,从而更好地提升学生的学习兴趣,激发学生潜能,实现教学目的。可以分为基础性实验、应用性实验和创新性实验。 基础性实验要求精 基础性实验是课程的统一安排,目的是验证和巩固课堂知识,针对群体为所有学生。要充分发挥这部分实验内容的作用,主要在于求精。 首先要精选实验内容,针对每个知识点,都要精推细敲,并在每个实验内容中设置开放性思考题,要求学生认真思考做答,不求数量,但求质量。 其次要精讲实验内容。针对学生实验内容的答案,要进行深入的讲解分析,肯定学生做得好的地方,指出其不足,并指导如何修改完善,务求每个实验内容都讲透,并通过实验内容夯实学生对每个知识点的理解。 最后,引导学生运用发散性思维进行解题,提升学生对知识点的认识水平,如引导学生运用多种方法解题。 基础性实验是学生对知识点的深入掌握,也是开展应用性实验的必要准备。 应用性实验要求实 应用性实验是课程的适当补充,是学生对课堂知识的具体运用,旨在培养学生应用知识的能力,针对的群体是大部分学生。其主要任务就是培养学生解决实际问题的能力,具体方法是由教师选择合适的项目,让学生自愿分组,在规定的时间内按计划完成。 在应用性实验教学中,项目的选择非常重要,其主要原则是既要覆盖计算机软件基础课程的主要内容,也要贴近实际,是实际生活中有应用价值的项目,还要便于学生理解完成项目的方法,能最终形成一个完整的软件作品。比如说各种信息管理系统都是比较合适的项目。 在这个阶段,教师重在引导学生开展项目,指导学生解决项目实施中碰到的难题,检查学生项目实施情况,及时纠正项目的方向性、原则性错误,并引导学生及时进行反思总结,便于更好地掌握编程技巧和语法知识等内容。 在应用性实验阶段,学生的实验成果,不仅是要通过提交相关文档以及编写的程序代码来体现,还要在一定的范围内进行实际测试,便于学生将理论知识与实际挂钩,也便于学生进一步认识实验项目与实际项目的环境差别,更好地融入社会实践。 本阶段的实验由于应用性强,对于学习计算机软件基础理论知识感到吃力的学生,可不强行要求。 创新性实验要求新 创新性实验是课程的升华内容,主要是激发学生的创新思维和创新能力,所针对的群体是小部分学有余力的学生。在这部分实验内容中,由学生自行选择实验项目,设计实验方案和实验步骤,学校提供相应的实验环境和其他保障措施,教师则对学生选择的实验项目进行把关指导,确保项目具有创新性。在这个实验中,整个过程都由学生独立完成,学生要自行解决实验中遇到的各种问题,总结各种错误出现的原因和避免出错的方法,并在实验结束后,自行检验实验结果的应用价值,从而达到融合知识、锻炼素质、提升能力的效果,培养软件人才。 4 建立多样化实验教学方式,方便学生自主学习 实验教学的方式要多种多样,并优化实验教学载体,为学生实验提供更多的便利。 首先是可以充分发挥校园网的作用。目前,绝大部分学校已经建立自有的校园网,一方面为学生提供了大量的实验教学资料储备,如教学大纲、实验大纲、实验指导书、实验室开放时间表、指导教师安排等实验教学的所有技术支持文献信息,为学生开展实验提供了极大的便利;另一方面还提供了学生自测系统。在自测系统中,学生可以回答教师指定的问题,并完成打分,并可对回答问题的正确与否进行分析,纠正错误答案,进一步消化知识。同时,有的学校还设计了基于C语言的计算机软件基础自学系统,学生可以通过系统进行应用程序学习,循序渐进地学习和掌握知识,有力地巩固课堂教学的知识。 其次是可以充分发挥社会单位的作用。学校可以和与计算机软件专业对口的企业合作,在企业相应建立学生实践基地,让学生参与企业的实际设计,以干代学,从而进一步提升学生对计算机知识的认识,也进一步了解软件产业对软件人才的要求,适应软件产业的环境,从而更好地增强教学效果。 5 结束语 计算机软件基础是一门实践性强的课程,其实验教学要适时推进,这是增强课程教学效果的需要,也是提升学生素质的需要。在实验教学中,教师角色的转换,学生主体地位的重申,社会单位作用的发挥,都深刻影响着学生学习本门课程的效果。在目前的形势下,要充分发挥计算机软件基础作为培养应用型人才的重要基础课程的作用,充分发挥教师、学生、社会单位在该课程中的积极作用,就必须抓好实验环节的教学工作。只有实验教学才能更好得实现教师与学生互动、学校与社会互动,才能培养出适合软件产业发展需求的应用型人才。 计算机软件基础论文:计算机软件基础教学的改革思考 【摘要】本文针对计算机软件技术基础课程教授过中出现的主要问题,提出了对教学实践环节的几点改革意见。 【关键词】计算机软件技术基础;课程;软件设计 “计算机软件技术基础”是计算机基础教育的基本内容,是学生在本专业学习和研究中,开展计算机应用和系统开发的立足点。计算机基础教育的任务和目标是培养既精通本专业知识,又能掌握计算机应用技能的复合型人才。这种复合型人才所具有的能力结构不是简单的一维层次结构,而是网状的空间结构,即包括:学生的本专业知识、计算机应用能力和信息素养。如何适应素质教育的要求,如何使学生的专业知识与计算机技术结合,如何使学生在已有的操作使用能力基础上,提高应用开发能力,培养研究创新能力,《计算机软件技术基础》课程教学有着重要的作用。 1.教学现况与存在的问题 1.1 学生方面 由于非计算机专业学生来源不同,故其基础也是不同的。学生在高中所学的前续程序课程分别为C语言、VB和VF,个别地区的高中甚至没有开设计算机语言课程。由于软件基础课的第一部分为数据结构,涉及到相当多的指针操作,所以学过C语言的学生基础相对较好,教学中容易理解教学内容。而学VB,VF的学生对指针没有任何概念,对教学内容的理解相当困难,更不用说没有学过语言的学生。这是由前续课程带来的问题。 半数以上的学员一开始对该门课程的学习抱有极大的热情,然而随着课程难度的逐渐加大,编程技术底子较薄或接受能力较差的学员开始退缩,主要反映在大型程序设计作业完成情况上,分工不均衡,出现能者干、庸者看的现象。这与课程的设置有关。 1.2 课程设置方面 这门课程涉及到的内容很多,主要包括数据结构、结构化程序设计、面向对象程序设计。这几个部分对于计算机专业而言都是单独的一门课程,但是现在要把各部分的内容综合到一门课程中去,便给教学带来一定的难度。 这门课程的学时数有限,笔者所在学校安排了58学时(理论28学时、实验28学时、考试2学时),教学的时间非常有限,要在这么短的时间内学好所有的内容,对学生和教师都是一个挑战。 2.教学改革方面的几点建议 2.1 传统的课堂教学与新兴网络教学的完美结合 传统教学模式的主要手段就是“粉笔+黑板”,这种教学手段可以充分展示教师的教学思路,展示教师的个人教学魅力,同时可以留给学生充裕的思考时间和完成笔记的时间。这种教学主要应避免“满堂灌”和“面面俱到”,而是对一些原理性、概念性较强的教学内容采用这种教学。如:链表的概念,几种查找、排序的方法以及他们之间的差异等内容都可以使用这种教学方法。例如,在讲授应用结构体处理数据时,我们举了一个显示输出输入的几组学生数据的例题,在课堂上,采用板书方式分步介绍了如何定义结构体,如何建立输入功能子函数,如何建立输出功能子函数,要求学生给出完 整的程序和输出结果。然后又给学生布置一个作业,要求使用链表处理信息,程序运行后需按序显示输入的学生信息。这样就可以让学生进一步掌握动态分配空间函数的应用及如何创建链表和它在C语言程序中的应用。 “粉笔”黑板”这种教学看似简单和落后,但如果提供了完善的网络环境,学生就能在园区网上看到教师已经制作完成的课件,就能根据自己的学习需要检索教师当天教学的板书,播放教师的某段讲解。这种教学模式使学生能够在课堂上紧跟教师思路,减少了完成笔记的时间,提高课堂效率。 2.2 目标驱动理念在课堂教学中的应用 建立在建构主义理论基础之上的目标体验教学是以学生为中心,以教学目标为驱动的教学方式,属于探究式教学模式的一种。其显著表现是:教师的教学与学生的学习都是围绕着一个目标,而这个目标又包含着几个小目标,每一个具有建构思想的目标驱动都要符合学生的“最近发展区”规律。最近发展区主要是指学生的潜在发展水平,在此水平上,学生还不能独立完成学习目标,但经过启发、帮助和努力,就能完成目标。例如,在讲述“排序”时,首先就要求教师已经介绍过冒泡排序和快速排序这两种互换类排序方法,而且学生已熟练掌握。在这基础上,就可以对学生讲解简单插入排序和希尔排序这两种插入类排序,也可以讲授简单选择排序和堆排序。在这个教学过程中,冒泡排序和快速排序就是学生现有的发展水平,学生能独立地、自如地完成教师提出的教学目标;而其他排序方法则是尚处于形成状态,还不能独立完成的教学目标,是学生的潜在发展水平,在教师帮助下,通过训练和学生自己的努力才能完成的教学目标。 2.3 注重培养学生的动手能力 在计算机课程的教授中,许多老师比较注重概念、语法的讲解,却忽略对能力的培养,这样培养出来的学生在上机时就会不知从何下手因此在教学过程中,在介绍完基本概念和语法知识后,可以利用更多的课时来对学生的思维方式进行引导对常用的软件设计方法可以从“拿到题目”“如何分析”“如何解决”“最后具体程序实现”的整个过程进行全方位的启发这样能提高学生的软件设计能力,使学生如何设计该类软件有一个基本思路,知道如何去思考问题,如何去解决问题,方向明确、思路清晰。 2.4 改变单一考试模式 考试是学生学习导向的指挥棒,也是检验教学效果的基本方法。计算机软件技术基础是典型的实践性课程,单一理论考试模式无法掌握学生上机操作水平。我们采取厂“笔试+上机”的考核方式,任何一项成绩不通过这门课程学习就不合格。机试成绩并不是一次给出,在平时上机实验中就分阶段进行考核,可以随时掌握学生的学习和应用情况。例如,可以给出一些应用题,让学生通过分析找出解决方法,训练学生掌握应用领域的知识并综合运用知识的能力。新的考核方法给了学生一个发挥才能的空间。变被动的应试为主动的学习,使学生成为考试的主人。学生在解决问题时若有创新,就可以得高分。这样。可以激发学生的学习积极性和求知欲,给他们展示自己才能的机会。充分发挥创造力和想象力。 3.结束语 “计算机软件技术基础”课程对于从事计算机应用领域的非计算机专业人员是相当重要的,同时对于计算机应用领域的发展也起着十分重要的作用本文中针对该课程现阶段教学中存在的问题,提出了改进的方法实践证明,该方法能有效地提高学生的软件设计能力和创作能力,是教学上的一种较好的开拓。 计算机软件基础论文:探究计算机软件基础数据结构之算法 摘要:近年来计算机在我国各行各业扮演的越来越重要的角色,加强对计算机的有效性探讨是实现计算机为各行各业服务的关键。计算机数据结构主要指的是信息在计算机内的寄存方式和信息的集合和整理。计算机数据结构经常与算法相联系。算法是被计算机所识别的指令,算法是通过数据结构所进行的信息储存。算法和数据结构二者是相互作用的,通过对算法蕴藏信息的分析可以有效的解决计算机存在的一些问题,提高处理效率和速度。 关键词:计算机软件 数据结构 算法 一、引言 随着计算机在在我国各行各业发挥的作用日益凸显,计算机的数据结构只的是信息在计算机 寄存方式和信息的集合和整理。计算机结构与算法关联甚广,因此加强计算机数据结构算法的研究对于计算机研究十分重要。下面我们将对计算机基础数据的算法进行相应的介绍。 二、计算机软件基础数据结构之算法概述 (一)算法的两要素 算法包括两要素,一部分指的是对信息的操作处理,这部分对信息的操作处理包括四种处理方式,分别为逻辑符合,数学计算,信息的对比以及信息的传递另一部分指的是对信息的处理方式的操作,它引导指令进行有序的进行。 (二)算法的特征 算法是有限指令的整体,这些指令表明了处理问题的步骤,针对相应的问题,算法可以对定值按照原先设定的指令进行运算处理,并且通过一定数量的运算后传送出计算机得出的最后结果。这就要求算法包含有限的指令,同时各项指令都 应该明确,不能多层含义,同时也要求这些指令都是计算机能力范围之内的,超出计算机范围以外的不仅不能起到积极效果反而会对以后的操作造成一定负面影响。算法对处理对象没有要求,同时被处理对象也不会对这些指令产生影响。 (三)算法的表示 很多人可以通过文字或者符合翻译算法,一般翻译法包括一般性文字,C语言,程序图,PAD图等。其中一般性文字和C语言是具体详细的描述算法的。他可以使学习者更容易学会。 (四)常用的算法 1.枚举法 枚举法是指对信息的某些独特特点估计运行结果的区域,然后通过一些手段检验该区域的每种结果,直到验证到所有饿都符合才加以停止。这些验证有的是可以满足算法的要求的,同时也存在着一些不能满足算法要求的,这些满足的对象就是计算机最终会传递的结果,那些不能满足算法要求的就表明该算法无解。 枚举法具有工作原理简单,容易接受的优点,但是枚举法有显著的缺点就是工程量大工作时间长,枚举法一般只适用于无法用别的方法解决的问题。 枚举法包括以下步骤: 1.1通过对问题的思考,预估问题的大致方向 1.2选出合适的枚举形式。枚举形式包括顺序法,对比法类型列举法等 1.3将可能的方向进行一一验证 1.4确定哪些情况是合理的哪些是不合理的,得出最终结果。 2.迭代法 迭代法与枚举法相比比较粗糙,生活中很多方面都需要这种方式进行问题的处理它的显著特点就是可以将一个麻烦的问题转化成为比较简单迭代算式,这样就会形成问题由难至简的循环,从何最终得出答案。 3.递推和递归法 递推和递归法是比较常用的一种方法,通过对一些特殊的公式的性质加以推导得出结果。递推法和递归法从简单入手,把前面得出的结果进行到后面的推理之间可以更加方便结果的得出。 三、计算机软件基础数据结构之算法的设计要求 算法就如同人与计算机之间进行沟通和交流的语言,通过算法作为中介可以加强人与计算机的距离,让计算机按照预先设定的指令一样去执行任务。但是要遵循一定的原则。 (一)正确性 设计者首先要按照算法的规则编译指令进行编译,只有按照规则的编译才能实现和计算机的交流,让它按照规定执行任务。如果出现错误的指令那么将会对引出不准确的结果。 (二)可读性 算法一定要具有可读性的原则,只有可读性才能让人对算法一目了然,如果算法过于复杂和晦涩会让人难以理解原理。 (三)稳定性 算法的稳定可以使得计算机在运用时的稳定性能的保持,试问如果计算机在运行的时候总会出现错误,给人的感觉整体下降。稳定性对于算法来说至关重要,同时对于计算机的规范使用也至关重要。 (四)高效低耗能性 计算机内部器件的好坏对于计算机性能的高低具有决定性作用。算法亦如此,好的算法可以在最短的时间得出答案并且使用最低的耗能得出答案。 四、计算机软件基础数据之算法的复杂性分析 (一)运行时间长 一般设计者并不是根据计算机的算法衡量时长,算法运行的载体依然是计算机,因此计算机地运行速度是受很多因素的影响的。一样的计算法在不同的载体上会产生不一样的效果,这一效果并不是对算法效率的评判而是表现在时间的耗损上,耗损程度作为评价算法的好坏标准。 (二)内存消耗 内存消耗指的是计算机在运行算法时需要用到空间大小的尺度。内存消耗有传入传出信息所占的内存以及算法在运行过程中暂时占用内存的大小。传入传出信息占据的比例和问题相关,并不会随着算法的变化而变化,在运行过程中暂时性占用的内存大小往往是由算法决定的,好的算法可以占据比较小的内存,相反坏的内存则会占据教的的内存。 五、结束语 计算机在近年来以及其迅速的脚步占领各个行业,计算机软件基础数据结构之算法是学校者了解计算机数据结构的基础,通过对它的学习可以帮助学生更科学的认识到计算机的运行情况,并且使得学习者更好的掌握。本文从计算机软件基础数据结构之算法概述,计算机软件基础数据结构之算法的设计要求,以及计算机软件基础数据之算法的复杂性分析进行了相关的介绍。 计算机软件基础论文:计算机软件基础数据结构之算法分析 摘 要:计算机软件的基础数据结构,主要负责讲解计算机内信息的寄存方式、集合和整理,通常是与算法密不可分的。算法是能够被计算机分辨和识别的指令,指令的内容就是通过计算机软件基础数据结构来进行寄存的信息。数据结构的算法分析,可以使计算机处理比较复杂的难题,提高了效率,本文对计算机基础数据结构的算法进行了分析。 关键词:计算机软件;基础数据结构;算法分析;复杂度 1 算法的概述 1.1 算法两要素 算法主要包括两部分:信息的处理操作和信息处理方式的操作结构,对信息的处理操作一般包括逻辑符号、数学计算、信息传递和信息对比,操作结构可以指引指令有序进行,通常用流程图来描述。 1.2 算法的主要特征 有限指令的主要部分就是算法,有限指令能够明确处理问题的步骤。面对问题,算法能够对各种定值指令进行预算处理,通过运算传达最后的计算结果。算法的特点主要为:指令的数量必须有限;指令不能超出计算机的能力范围;被处理的对象不受指令影响,对象数量不影响指令,必须要有至少一个传递末端。 1.3 算法表示方法 目前编译算法一般都用符号和文字来进行,主要包括程序图、C语言、PAD图,一般性文字等。C语言和一般性文字能够具体详细的描述算法,其他方法描述算法是大致内容并进行作图,更加直观的表达,便于学习理解。 1.4 常用的算法 常用的算法主要包括枚举法、迭代法、递推和递归法。枚举法内容是指通过信息特点对运行结果的可能区域进行估计,然后利用一些方法手段检查各个结果,直到所有结果都符合。在验证过程中,验证对象如果满足算法要求,这个验证对象就是最终计算机传递的结果,如果没有达到要求的对象,那么算法就无解。迭代法是一种较为粗略的方法,可以把麻烦复杂的问题转化为较为简单的迭代式子,通过循环这个步骤,达到由繁化简并最终得出答案的目的,该法适合非数值类问题的计算。递推法和递归法是主要的算法制定编写法,都通过运用特殊公式逐项推导而来的。 2 算法设计要求 算法像语言一样,是计算机和人类沟通时的语言,通过算法,人们不仅可以跟计算机进行交流,还可以按照指令执行任务。因此所有的指令必须要符合一定的行为准则,算法的设计要求主要包括以下几点: 2.1 具有正确性 设计者编译指令时必须要按照算法的规则来进行,从而保证人和计算机正确的交流,保证计算机执行好任务。正确性中最重要的就是避免语法错误的出现,从而能够为正确答案的得出做好准备。 2.2 具有可读性 算法具有可持续性,是指算法总体思路容易让人理解,是想一下,一个非常混乱的算法,即使再聪明的人也很难明白算法原理的,更不用说得出计算机答案。 2.3 具有稳定性 就像机械设备似的,如果工作状态不稳定,那么就会很容易出现难懂奇怪的问题,算法如果不够稳定,计算机在正常运行的时候,也会很容易出现错误。经常出现的错误就是乱码,就会让人感觉像是算法存在严重问题。 2.4 具有高效低耗的性能 计算机性能的好坏取决于内部的器件好坏,算法也是这样的。好算法可以用最低能耗最短时间来得出答案,计算机内部的工作原理可以决定这些因素,其中最主要的就是存储大小和运算速度的联系。 3 算法复杂度的分析 算法复杂度决定了一个算法执行并得出结果需要的总时间,设计者通常是根据算法复杂度来判断对算法的总效率来进行判断的,这是因为时间的消耗和算法需要的内存情况是直接联系挂钩的。评判者主要是依据运行的时长以及内存的消耗来进行判断的。下面就简要介绍一下运行时长以及内存消耗: 3.1 运行的时长 通常来讲设计者不是依据算法的总运行时间来衡量时间长短的,这是因为计算机仍然是算法正常运行的载体,计算机的运行速度跟许多因素有关,例如计算机的运行环境、计算机内部使用损耗等。因此,同一种算法在不同的计算机运行载体上运行的效果也是有很大差别的。一般来说,计算机运行时长的大小不是衡量算法效率的一种标准,而是判断算法运行时间损耗的一项指标,能够在一定程度上评判算法运行的好坏。 3.2 内存的消耗 计算机运行算法,会暂时占用相关的空间,被占用的空间大小尺度就是常说的内存消耗,内存消耗与相关的函数紧密联系。内存消耗主要内容是传入和传出信息占用的内存、算法在运行过程中暂时占用的内存等。传入和传出信息占用的内存跟需要解决处理的问题是相关的,不会因算法变化而变化;算法运行中暂时占用的内存大小是由算法来决定的,不同的算法需要不同的内存,因此,比较好的算法需要的内存也比较少,这也是内存消耗成为评判算法好坏的又一个非常重要的标准。 计算机软件基础论文:计算机软件技术基础课程教学探讨 摘 要:针对计算机软件技术基础课程的内容与特点,探讨了传统教学中存在的不足,提出几点行之有效的教学改革方法。这些方法在实践中取得了实效,对该课程的教学改革具有一定的意义。 关键词:计算机软件技术基础 课程 教学改革 计算机软件技术基础是为非计算机专业开设的课程,该课程是后续课程的基础,涉及内容比较广泛,包括数据结构、操作系统、数据库系统、计算机网络、软件工程技术、管理信息系统等内容,具有很强的理论和实践性。本课程有如下三个难点。 (1)该课程的内容多、跨度大、学生把握重点有些困难。 (2)计算机软件技术基础是一门内容综合的课程,涉及的知识面广,学生对基础课程的知识和理解程度有所差别,授课中比较难掌握。 (3)计算机软件技术基础是一门应用性很强的课程,需要理论与实践相结合。 针对以上难点问题,本人分析了目前该课程在授课中普遍存在的问题,并从实际要求出发,对计算机软件技术基础课程的教学改革进行探讨。 1 计算机软件技术基础课程存在的 问题 (1)目前,大多数老师采用常规的灌输式教学方法,以教师讲授为主,学生处于被动的学习接受状态,缺乏对课程学习的兴趣和主动性,启发式教学没有充分运用。 (2)有时为了增强学生的兴趣和信心,往往较低教学难度,大部分时间讲授基本概念,而对程序设计和调试技巧等较深的知识只是点到为止或者避而不谈。导致大量学生学完本课程,只会背诵几个基本概念,并没有真正掌握程序设计的很多精华思想和编程技巧,更没有了解软件是如何管理计算机全部资源的。 (3)计算机软件技术基础实验课在机房内进行验证性实验,实验时教师只是把实验目的、具体程序、程序实现的功能等内容介绍给学生,学生直接输入程序代码,然后获取实验数据,验证理论知识。这样,学生只是机械的进行程序录入,不用独立思考,所以不能深入细致的分析和调试, 2 课程教学改革 (1)教师主导性和学生主体性相结合 充分调动学生学习的主动性,引导学生自觉的学习和发展,教学过程实质是教师教和学生学的互动,只有这样,才能使师生之间和学生之间教学相长、信息交流,从而达到知识与兴趣共存,进而实现教学共赢。课程教学过程中,采用启发式教学,随时了解学生对知识点的理解和掌握,调动学生学习的热情。 (2)采用案例引导式教学 在课堂理论知识的讲授中,尤其是讲解新知识时,采用实际的案例进行演示说明,把学生带入特定的情景中进行思考;在演示过程中,逐步引出各个相关概念,加深学生对基本概念与原理的理解,进而提高学生运用理论知识分析和解决实际问题的能力。 案例引导的课程教学,能为学生在理论和实践之间搭起一座桥梁。学生带着多个基本概念和知识点的任务通过生动形象的案例进行学习,既容易激发学生的学习兴趣,又有利于学生迅速掌握抽象、枯燥的概念,以及各相关知识点之间的内在联系。在讲授的过程中循序渐进、环环相扣,优化教学内容。 (3)注重实践环节 对于计算机软件技术基础这门实践性特别强的课程,必须把理论课和实验课结合起来讲解才能培养学生的能力,而且实践教学不再是理论教学的附属,它与理论教学同等重要,学生可以通过实验课的练习领会理论教学中所学的知识,在上机的指导过程中,不仅要指导学生软件设计的基本方法、程序调试的基本技巧,还要对学生思维方式进行引导。对实践环节中的软件设计从“给定题目”―“具体分析”―“解决问题”―“程序实现”―“运行调试”的整个过程进行全方位的启发。使学生掌握软件设计的基本思想,知道如何思考问题和解决问题. 3 结语 计算机软件技术基础是一门理论与实践相结合的课程。该文针对该课程现有教学中存在的问题,提出了改进方法。实践证明,该方法取得了良好的教学效果,能够帮助学生系统掌握课程知识,切实提高实践能力。 计算机软件基础论文:计算机软件技术基础课程教学研究 【摘 要】本文阐述了计算机软件技术基础课程教学特点和教学目的,针对课程教学现状,分别从明确教学目标、丰富课堂教学手段、巧设学习情境和构建良好师生关系等几方面对计算机软件技术基础课程教学策略进行了探讨。 【关键词】软件技术基础 课程教学 研究 一、引言 科学技术的飞速发展,使计算机技术在社会生活各个领域得到了广泛的应用。计算机软件技术基础是高校计算机基础教学中的重要内容,随着《关于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见暨计算机基础课程教学基本要求(试行)》 的出台,国家对计算机基础教学提出了新的要求,即打破传统教育模式,以人为本,学生为主体,造就既精通本专业基础知识,又能掌握计算机应用技能的复合型人才,达到素质教育的培养目标。 计算机软件技术理论,是学生学以致用的基础,其涉及的知识面广、概念多、原理复杂和抽象,理解上会有一定的困难。因此,从计算机教学出发,对计算机软件技术基础课程教学知识体系、教学模式和教学方法等进行深入的分析和研究,寻找科学的教学方法,全面提升学生软件开发应用技能和解决实际问题的能力,为学生终身可持续发展提供更为广阔的空间,就显得尤为重要和迫在眉睫。 二、计算机软件技术基础课程教学特点和教学目的 计算机软件技术基础课程既是集计算机网络基础、操作系统、数据结构、软件工程以及数据库等多门专业课为一体的综合课程,涉及面广,内容相对独立,也是一门理论与实践结合性较强的课程,其线性结构、非线性结构、图、查找、排序等数据结构与算法之间关系复杂。教学中,应针对应用实例,对编程中常用的算法给予重点讲解,对典型数据结构数据元素的集合关系以及基本运算展开教学研究和深入的讲解。 计算机软件技术基础课程的教学目标,是用科学的方法引导学生,通过课程学习,既掌握计算机软件技术基本理论知识、具备开发应用软件所必需的软件基础知识、懂得高级编程语言知识、丰富编程技术和基本算法,又熟练运用程序设计的思维和方法,使其软件素质得到提高,抽象思维能力,灵活运用高级语言进行程序设计和动手编程解决实际问题的能力得到加强。 三、计算机软件技术基础课程教学现状分析与对策研究 (一)现状分析 基础知识不扎实。学生计算机知识较薄弱,尤其是该课程是以概念多、抽象而复杂的“C语言程序设计”为基础的学科,理论知识多、应用层面的内容相对较少,学生难以理解的同时,感觉枯燥乏味,产生畏难情绪,加重了思想包袱,严重影响了学生的学习热情。 教学方法单一。缺乏先进的教学理念的指导,教学策略上缺乏创新,沿袭着“你教我学”的教学模式,学生始终处于被动学习的地位,积极性受到压抑,自身创造力和潜能未能得到有效发挥,知识传输与能力培养相互割裂。 课时限制。该课程知识点较多,课程学时安排较短,教师偏重基本理论讲解,学生在短时间内难以消化吸收包括数据结构、操作系统等繁杂的基本概念,而程序设计和调试技巧等实践性较强的部分往往因课时限制只能点到为止,学生无法体会课程的乐趣,更无法进行深入研究,严重影响了教学目标的实现。 (二)对策研究 明确教学目标。摒弃传统教学方式,倡导以学生为中心,注重学生知识水平和技能的培养。教师应对计算机软件技术基础有一个全新的定位,在对教材知识点内涵与外延正确把握的基础上,精心设计和巧妙安排学生易于接受的课堂教学活动,准确驾驭计算机软件技术基础课堂教学,将“任务驱动法”、“合作学习法”等优秀教学方法组合运用,创设探究情境,激发学生的学习热情,使其对操作系统、 数据结构、 数据库技术等功能和运用产生浓厚的兴趣,不断提高学习能力。 丰富课堂教学手段。以“任务驱动法”为代表的互动教学法,是上世纪80年代后逐渐发展成熟的实践型教学方法,是国内外运用较多的、先进的教学理念。它是让学生在“做中学”,通过学生的参与和体验,在完成任务过程中主动地去分析和思考问题,加深对知识的理解和感知,共同探讨解决问题的方法,进而达到对知识、技能的理解和掌握,既增强了知识点的融会贯通,也强化了学生主动积极的学习意识。 巧设学习情境。软件技术基础课程教学目的,是让学生打破常规,启迪思想,通过探索、实践,掌握理论知识并能灵活地加以应用。“情境教学”正是基于这一先进思想的教学方式。如学习语言编译时,使用“栈”可实现函数过程的调用。当计算机输出数据打印时,打印机速度慢,为解决这个问题,教师安排学生们分组讨论,最终在操作系统中设一个打印队列,将打印任务逐个完成,避免了数据丢失或打印次序混乱。任务进行过程中,学生们热情高涨,积极思维,体会知识的奥妙,深刻认识到了这门课程的意义和作用,同时小组成员团结协作,焕发出可贵的集体智慧,在目标实现过程中体验成功带来的巨大喜悦。 构建良好师生关系。教师传道授业,是学生学习的组织者和倡导者,更应成为学生的良师益友,将抽象的、枯燥的软件技术基础,用实用化和情趣化的现代教学思想巧妙呈现,产生共鸣、碰撞智慧的火花,使学生充分感受学科魅力,从而启迪心灵,放飞思想。当学生暴露出畏难或厌烦情绪时,教师应给予最大限度的宽容和理解,并用科学的思想加以引导,鼓励他们打破常规、迎难而上,与学生共同完成知识点的跨越。 四、结论 综上所述,打造充满生机和活力的计算机软件技术基础课程教学,是新时期高校教学的需要,也是实施素质教育的关键。只有对教学现状进行深入的分析和研究,采用科学的方法正确梳理教学思路,将优秀的现代教学思想融入计算机软件技术基础课程教学,优化教学过程,才能实现教学相长,不断提高计算机软件技术基础课程教学的实效。 计算机软件基础论文:计算机软件技术基础课程的案例建设 摘要:案例教学能有效提高学生分析问题和解决问题的能力,是现代教育的常用教学方法之一。文章分析案例教学中的案例特征,以实际工程项目的一个子系统为背景,设计实时仿真监视系统案例并介绍案例的具体建设情况,指出该案例对提高学生的学习兴趣以及分析问题和解决问题的能力具有明显的效果。 关键词:软件技术基础;案例教学;案例建设;实时仿真;监视系统 1、计算机软件技术基础课程中案例教学的必要性 计算机软件技术基础是仿真工程与自动化专业的核心课程之一,是一门应用性很强的专业基础课。该课程是整合课程,主要包括c++面向对象程序设计、算法与数据结构、操作系统、软件工程等方面的内容,知识庞杂且难以掌握。学生在学习该课程之后常常感到困惑:所学知识有什么用,怎样运用所学知识?一些学生虽然能够在考试中考出高分,却不知道怎样解决实际问题。如何使学生认识所学知识的用途,融会贯通并灵活运用,是这门课应重点考虑的问题。目前,案例教学在法律类和管理类课程教学中的地位和作用已在教育界达成共识。教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会于2006年6月了《关于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见暨计算机基础课程教学基本要求(试行)》白皮书,明确指出在教学方法和手段上运用案例教学的必要性,因此,将案例教学作为一种教学方法引入工科类课程的教学,具有可行性和必要性。 2、认识案例 案例教学法就是在教师的指导下,根据教学目的和要求,以案例为基本素材,把学生带人特定的教学情境中进行思考,以此加深学生对基本原理和概念的理解,进而培养并提高学生运用理论知识分析问题和锯决问题能力的一种教学方法。 案例是案例教学的基础,离开了案例,案例教学就无从谈起。案例与一般教学中的例题有着本质区别,案例教学中的案例是将多个知识点融人一个整体来解决实际问题,涉及的知识面广,知识间具有连贯性和系统性,涵盖的知识具有综合性的特点,知识和原理蕴藏于案例之中。一般教学中的例题往往是配合某一章节或某一知识点,从某个角度、某个方面或某个层次反映所学理论和方法,起着验证和说明作用,常常带有为讲知识而杜撰例子的痕迹,各个例题之间相对独立,涵盖的知识单一,知识和原理孤立地呈现在学生面前。一般说来,工科类课程的案例应具有以下基本特征。 1)真实性。 客观真实性是案例的基本特征。教学案例应源于真实,取材于工程实际或科研课题,但是又要高于真实。为了突出主题,可以对真实做一定的删减处理。 2)综合性。 案例应是综合知识的载体,既要以学生已掌握的知识为依据辐射足够多的知识点,又要在匹配教学内容的基础上对知识有一定程度的扩展。 3)完整性。 案例是完整过程的载体,涉及了解背景、查询资料、分析信息、发现问题、探求方法、采取行动、解决问题的全过程。 4)启发性。 案例教学着眼于能力的培养,希望得到的不是案例的标准答案,而是解决问题的思维方法和能力。案例中,解决问题的方式是开放性的,可以留给学生想象的空间和发挥的余地。 5)实践性。 学生可以对案例进行复现、改进和完善,也可以按照自己的思考去实现,增强理论应用于实际的能力,实现从理论到实践的转化。 3、案例建设 案例教学的前提是高质量的案例,高质量的案例既要覆盖足够的知识,又要控制合适的规模。规模过小,则不能溶入足够的知识,也不能提供足够的研讨与思维空间;规模过大,则在短时间内难以被学生接受,不能得到预期的教学效果。笔者以实际工程项目卫星实时仿真系统的一个子系统为案例背景,在突出主题的前提下,进行了适当的详略及删减处理,形成了“实时仿真监视系统”案例。 3.1 案例背景简介 卫星实时仿真系统能够对卫星的方案、设计、集成、测试和运行各个阶段进行仿真验证,是提高卫星总体设计水平的重要手段,其网络关系连接如图1所示。在此系统中,仿真模型解算、物理设备接口等苛刻实时约束的节点通过反射内存互联,构成实时内环,外环则通过普通网络互联,将人机交互、可视化、数据处理等实时约束弱的节点互联,内、外环都可以根据需要扩充且内环不受外环影响,苛刻实时得到保障。转发计算机完成内存数据的提取并转发外环,仿真管理计算机则同时管理内、外环系统。卫星仿真监控是卫星实时仿真过程中的重要一环,它将抽象的仿真活动形象化,并及时将信号数据以各种方式反馈给用户,以利于用户分析、理解和决策。卫星实时仿真监控系统,能够模拟通过控制、监视和测量星上设备的工作状态实现实时连续地记录工作过程、测试数据和描绘曲线。图1中,人机交互计算机、曲线显示计算机和三维显示等外环计算机共同实现仿真监视功能。我们将人机交互计算机和曲线显示计算机的功能提取出来,要求系统具有一定的通用性,能够适应不同监视任务和不同数据类型,形成“实时仿真监视系统”案例。 3.2 实时仿真监视系统案例 实时仿真监视系统的工作原理为:转发计算机完成内存数据的提取并转发外环,外环上的实时仿真监视系统首先进行初始化,随后自动生成系统主界面。系统支持两种运行模式:监视模式和回放模式。在监视模式下,系统既要处理主界面信息,又要处理网络数据。主界面信息的处理包括响应用户交互消息、更新实时监视界面、实时绘制曲线;网络数据的处理包接监听网络端口,接收、解析和保存数据包,将有效数据写入共享数据结构,供给系统绘制曲线。在回放模式下,不再需要对网络进行监听,直接读取监视模式下保存的原始数据文件,然后进行相应处理即可。 为实现上述目的,使系统具有一定的通用性,我们设计了如下方案: (1)在软件工程思想指导下,进行需求分析、总体设计、详细设计、编码实现以及综合测试。通过该案例,让学生对软件工程思想指导下的软件开发全过程有一个感性认识; (2)采用多线程技术实现监视模式下的主界面信息处理和网络数据处理,仅用单线程实现回放模式; (3)设计一个数据包发送测试程序,模拟转发计算机的功能。 为此,我们结合本课程的基本知识点将系统的主要功能模块划分为界面管理和数据处理两大部分,界面管理部分主要承担主界面信息的处理,数据处理部分则主要负责数据的处理。 3.2.1 界面管理 系统运行过程中始终需要对系统主界面进行管理。从运行初期的生成主界面,到运行中的监视过程的显示,再到最终的系统结束,都需要对主界面进行即时的调整。为了提高通用性,系统采用基于配置文件的方式,通过用户提供的配置文件,动态改变系统监视任务,也就是说,系统能够改变每次运行时的任务,主界面显示的内容具有不确定性。 1)读取配置文件,获取初始化信息。 系统运行之前,需要进行初始化,这就需要系统读取配置文件,包括全部信号、实时显示信号、数据包类型等配置文件。用户必须按照约定的正确格式提供配置文件,否则系统有可能无法正确识别相关信息。从软件工程的角度,配置文件的设计与确定应在总体设计阶段完成。配置文件的类型、组织方式以及数据正确性的检验,都是学生可以自由发挥和扩展的内容。 2)自动生成实时监视界面。 监视对象的不确定性使得系统的监视界面无法固定,然而,不能将界面的生成工作完全交给用户完成,这就需要设计一种适用于不同监视任务的界面生成算法,使系统将界面生成工作承担下来。另外,系统界面的尺寸等信息是用户所不知道的,因此被监视的信号在系统主界面中的显示位置无法由用户设定,这就需要系统自己完成界面的排布任务。因此,要求设计一个具有较强通用性的监视界面自适应生成算法,这部分涉及算法设计和计算机系统配置的获取等基础知识,算法设计是学生能够自由发挥并出彩的部分。 3)定时更新监视界面。 为了实现实时监视功能,系统需要对监视界面进行定时更新,以显示当前被监视信号的实时数据。为了满足用户的不同需求,系统提供0.5s、1s、2s三种刷新频率。系统可以根据用户选择的刷新频率对主界面进行更新。这部分主要涉及定时器的使用。 4)处理用户交互消息。 系统需要对用户的交互消息进行处理,主要为鼠标消息,包括运行模式的切换、仿真的开始与结束、加载历史数据包文件等。这部分涉及所选编程环境下的消息响应机制问题。 3.2.2 数据处理 系统在运行过程中,需要对数据包进行接收、解析和存储,还要为曲线绘制提供原始数据,因此需要设计一个专用的数据结构。 1)接收网络数据包。 在监控模式下,系统既要处理主界面信息,又要通过网络接收数据包。为了避免“漏掉”数据包,系统必须对网络持续进行监听。如果主线程将大量时间用在网络监听上,势必无法对用户的交互做出及时响应。因此,需要将数据包的接收放在一个单独的线程中。这涉及操作系统进程管理的相关概念,是多线程程序设计技术的典型应用;也涉及网络通信技术,需要了解网络通信协议等相关知识。 2)解析数据包。 在接收到数据包后,需要将数据包内的数据进行解析,获得数据包内的数据,将最新的数据更新至系统对应的变量中,以供实时显示。解析数据包涉及网络通信程序设计技术。 3)保存原始数据包。 系统要求有回放功能,因此需要将接收到的数据包写入文件,进行永久保存。数据包的保存有两种方式:解析后按段保存和作为整体进行二进制保存。第一种方法耗时,需较大工作量。第二种方法简便,工作量小。显然第二种方法更适合本系统。由于系统必须适应两种类型的数据包,因此,进行数据保存时,采用以形参类型为区别的方式进行同名函数的重载,实现两种类型数据包文件的存储。这部分功能涉及C++面向对象程序设计中的重载技术以及文件操作技术。 4)读取数据文件,获取数据包。 在回放模式下,系统不再对网络进行监听,不进行数据包的接收,需要通过读取之前保存的原始数据包文件获得数据包。原始数据包文件保存的是二进制形式的数据包,系统每次读取之后需要对数据包进行解析,这与接收到数据包的过程是一样的,不同之处在于回放过程不再需要将数据包进行保存。这涉及C++面向对象程序设计中的文件操作,同时,通过监视模式下的多线程程序设计与回放模式下的单线程程序设计的对比,使学生真切感受并理解多线程程序设计技术及其应用场合等。 5)共享数据。 系统嵌套了曲线绘制模块,因此,数据处理与曲线绘制之间需要有一块共享数据内存。在收到数据包并解析后,马上将有用的信息写入该共享内存。写入操作由数据包接收线程处理,读取操作由主线程内的曲线绘制模块完成,因此,需要对两个线程进行同步。这涉及数据结构的设计和操作系统的同步与互斥。 6)快速查找。 系统支持大数据量下的仿真监视,对数据的快速查找有较高的需求,因此,需要设计支持快速查找的哈希表数据结构,包括哈希函数的确定、冲突的解决等,这涉及数据结构的哈希表技术。 4、结语 “实时仿真监视系统”案例,涵盖了软件工程、c++面向对象程序设计、算法与数据结构、操作系统和网络通信等计算机软件技术基础课程及其先导与后继课程的知识点,是一个与学生所学专业密切相关的实际应用系统,容易引起学生的兴趣,也容易被学生理解和接受。这样的案例既与教学目标相吻合,又便于教师驾驭和把握。 从学生反馈的情况看,学生普遍认为,案例教学法方式新颖,实时仿真监视系统案例与专业基础结合紧密;能引导学生积极思考,提高学生的学习兴趣以及分析问题和解决问题的能力。该案例在教学过程中取得了明显的教学效果。 为了更好地开展案例教学,我们必须把建设高质量的案例作为重点来抓,选择合适的案例背景,制定合理的案例建设计划。实践证明,只有经过长时间的积累、认真的思考、精心的选择和多次教学实践,才能获得高质量的教学案例;只有经过团队的长期努力,才能建设高质量的教学案例库。 计算机软件基础论文:基于 Flex的《计算机软件基础》电子教案系统的应用研究 摘要:针对当前《计算机软件基础》电子教案开发中存在的问题,在调研了各种多媒体支持比较好的开发技术的基础上,结合多年的教学实践,提出了基于Flex 和 AIR 技术平台的《计算机软件基础》电子教案系统开发的技术解决方案。该系统提高了课程教案的可复用性和可维护性,实现单机运行功能和网络化功能,顺应了电子教案的网络化发展趋势,克服了传统 PPT 在课程电子教案制作方面的不足。 关键词:计算机软件基础 电子教案 RIA Flex 电子教案,是将传统教案中的内容转换成计算机能处理的数字信息格式后存储于记录介质(如磁盘、磁带、光盘等) 中的一种形态。同其他的电子出版物一样,在观看阅读时必须事先输人计算机主机中,由显示器输出。目前课堂上比较流行的电子教案一般有两种类型:PPT 教案和 WORD 教案,调研中发现在《计算机软件基础》课程教学当中 PPT 教案使用的比例非常高。与传统教案相比,电子教案不仅仅是形式上的变化,而是对传统教学手段、教学方法和教学模式的深层次变革。在教学过程中有效运用电子教案是新课程改革的必然要求、是教育现代化的必然要求、也是未来社会发展的必然要求。 《计算机软件基础》作为工科专业的必修专业基础课程之一,主要介绍了程序设计语言、数据结构和软件工程基础知识,强调基本算法的理解和运用。传统教学无法演示程序设计实践和算法演示,充分利用多媒体、网络技术发展带来的契机,采用新的教学模式改进原来的以教师讲授为主的单一课堂教学模式是课程发展的趋势。 一、现有《计算机软件基础》电子教案开发中存在的问题 软件复用是一种由预先构造好的、为软件复用是一种由预先构造好的、为复用目的而设计的软件构件来建立或者组装软件系统的过程。目前用 PPT 等软件开发的《计算机软件基础》电子教案的大部分内容是直接打包在一起的,用户根本看不到动态演示过程,也没法对内容进行修改,所以根本就谈不上软件的复用,网络共享也困难。目前少数一些用Authorware,Director,Flash 和 Html 等软件开发的《计算机软件基础》电子教案,由于在打包或时把教学内容和程序放在一起,一般没有计算机培训的用户根本就没有办法对其进行修改。由于现在网络的快速发展,基于 PPT 等开发工具开发出来的电子教案都不支持网络浏览,这样不利于课程电子教案内容的及时更新。同时,PPT 要做出很强的交互性需要熟悉它的脚本开发,而 PPT 的交互设计能力不强,限制了教案的二次开发能力,使得教师的教学活动设计和组织受到现有电子教案的约束,很难达到理想的教学效果。 二、系统整体设计结构 电子教案系统总体上被分为两大部分,一个是电子教案的编辑器部分,另一个是电子教案的内容前台展示部分(播放器功能)。编辑器部分的界面设计要力求简洁明了,逻辑结构清晰。播放器部分是教师上课时用来展示教学内容的程序,它包括导航部分、内容展示部分、以及电子白板。系统的功能需求主要集中在图文混排、多媒体支持、用户交互、编辑和修改、文字批注和电子排版等功能。 系统总体上采用由电子教案编辑器和播放器两部分组成,电子教案编辑器在完成电子教案内容的制作后导出素材内容,打开播放器播放电子教案。 编辑器主要是为电子教案的制作人员提供添加和修改课程电子教案内容的功能。编辑器部分包括电子教案文件处理部分,电子教案逻辑的设计,具体的每个页面内容的添加和页面相关属性的设置。其中文件处理部分对电子教案进行新建、打开、保存;逻辑结构对电子教案内容之间的逻辑结构进行安排,使其符合电子教案整体的结构或教师教学的具体要求;页面内容的添加负责在页面中添加具体的教学内容素材,如图片、文本、音频、视频等;页面相关属性的设置对页面背景颜色和背景图片的添加和修改,对页面切换效果的设置。另外还有具体的媒体素材的风格设计,同时还提供备课时添加批注的功能。播放器通主要负责对编辑器生成的电子教案素材文件的展示,供教师上课使用。播放器的交互设计和 PPT 类似,保持了 PPT 的一些版面设计风格和快捷键操作等。另外播放器提供弹出式导航栏,方便教师上课时的导航操作,每种素材对象都有自己特定的交互方式。编辑器打包把播放器和电子教案素材内容放在一起,播放器在打开时会调用同级同名文件夹里的 XML 文件和素材文件。 三、主要模块实现 1、电子教案文件操作模块 该模块在设计时把电子教案文件作为一个整体内容来进行新建、打开和保存。新建电子教案时对原有已打开电子教案的处理,如果用户对已打开电子教案做了修改,但是未保存,会提示用户先保存,然后再新建电子教案文件。 作为该系统的重要模块之一,内容结构编辑模块的设计要方便用户对电子教案文件的逻辑结构进行编辑和修改。本系统采用树的数据结构来标示电子教案的内容结构,不仅结构清晰,而且操作方便,符合一般用户的习惯。 该树形结构的节点可以拖动以调整节点的位置,在节点上单击右键会弹出右键菜单,包括对节点的添加、复制、粘贴、删除和修改等操作。 四、总结 《计算机软件基础》电子教案设计和开发的过程中,不仅使电子教案结合了桌面应用良好的用户体验与网络课件轻松部署,带给用户更好的交互体验。该系统实现了电子教案对网络的支持,提高了教案的可重用性和可扩展性。本系统结构在细节上还有部分可以改进和提高的地方。比如系统定义的各种资源素材 XML 表示文档没有遵循 Scorm 技术标准,给以后电子教案素材内容网络复用带来不便。 计算机软件基础论文:计算机软件开发基础知识浅析 一个软件从开始计划到废弃为止,称为软件的生存周期。它包括计划、开发和运行三个周期,每一时期又可细分为若干个更小的阶段。计划时期为问题定义和可行性研究;开发时期为需求分析、概要设计、详细设计和编码;运行时期为测试和维护。我们在开发软件项目时,要做到系统计划、分析、设计、编码、测试及维护等基本的六大步骤。软件开发首先从制定计划开始,这是必不可少的一步,在制定计划时,要准确地弄清软件项目最终要解决的问题,并考虑相应的对策,宁愿花一些时间充分作好计划,也不要在计划不周的情况下仓促着手。 一、系统计划:它包括系统定义及分析、可行性研究和实施计划报告的编写。1、系统定义是制定软件计划的第一步,它应决定所开发软件的总目标,其任务包括首先是确定所开发软件的总体要求和适用范围,描述所开发软件与外界接口的关系;其次是确定所需硬件和软件的支持,对开发的进度和成本作初步估计;第三是分析系统的可行性是否确定所开发软件与原软件的兼容性或其它关系;最后是确定所开发软件的性能与其内部复杂性之间的折中关系。2、可行性研究它包括技术可行性、经济可行性及社会可行性方面。技术可行性是研究应弄清现有技术条件能否顺利完成开发工作,对参加开发工作的人员应有哪些技术方面的要求。硬件配置能否满足开发的需要,估计的进度是否恰当以及对用户的技术方面的要求是否合理等等;经济可行性研究的目的是希望以最小的开发成本取得最佳的经济效益的软件产品;社会可行性研究则是指所开发的软件项目是否涉及到版权纠纷等法律问题,这样的软件产品投入运行后,对生产、管理或经营体制带来有什么社会影响。3、实施计划报告的编写是开发进度、人员投入计划、人员的组织及其资源的利用作个计划报告提纲。 二、系统需求分析:需求分析的任务在于完全地弄清用户对软件系统的确切需求,它具有三大特点:准确性和一致性;清晰性和没有二义性;直观、易读和易于修改。比如,你首先要知道做这个项目是为了解决什么问题;测试案例中应该输入什么数据等等,为了清楚地知道这些需求,你经常要和客户、项目经理交流等。需求分析的步骤:1、通过对现实环境的调查研究,获得当前系统的具体模型;2、去掉具体模型中的非本质因素,抽象于当前系统的逻辑模型;3、分析当前系统与目标的差别,建立目标系统的逻辑模型;4、对目标系统进行完善和补充,并写出完整的需求说明;5、对需求说明进行复审,直到确认文档齐全,并且符合用户的全部需求为止。 三、系统设计:主要分成两步即概要设计(总体设计或结构设计)和详细设计。概要设计阶段应着重解决实现需求的程序模块设计问题,如何把被开发软件系统划分成若干模块,并决定模块的接口,模块间的相互关系以及模块之间传递的信息。详细设计则是要决定每个模块内部的具体算法。经概要设计和详细设计完成后,需要进行必要的阶段评审,其目的在于使设计发生问题能够及时发现并得到及时的解决。实际上软件设计的主要任务是就是将软件分解成模块,该模块是指能实现某个功能的数据和程序说明、可执行程序的程序单元。 四、系统编码:系统编码即编程序是软件开发的最终目标,是产生能在计算机执行的程序,其目的是使用选定的程序设计语言,把模块的过程性描述翻译为用该语言书定的源程序。实质上,软件=程序+文档。编码的目的是产生程序,其余阶段是产生文档。软件编码是指把软件设计转换成计算机可接受的程序,写成以某一程序设计语言表示的“源程序清单”。能充分了解软件开发语言、工具特性和编程风格,有助于开发工具的选择以及保证软件产品的开发质量。 五、系统测试:包括测试的方法与技术和测试步骤。测试在软件生命期中占重要地位,不仅是因为测试阶段占的时间、花费的人力和成本占软件开发的比重很大,而且它直接影响着软件的质量。程序中许多细微的地方要求绝对正确无误,不能半点马虎。软件开发工作在测试以前已经历了制定计划、需求分析、设计和编码等许多阶段,每一个人的思维不可能绝对周密,而不可能不出现差错,更不用说,在大中型软件开发项目中,系统内各部分之间、各种数据之间、各种人员之间存在着复杂的关系,因而目前可采用的开发方法都不能完全避免发生差错。1、测试的方法与技术主要是机器测试与人工测试和白盒测试与黑盒测试。机器测试是在设定的测试数据上执行被测程序的过程,又称为动态测试。人工测试并不是可有可无的,为了节约计算机机时采取的权宜措施。它是机器测试的准备,也是程序测试中不可缺少的环节。而白盒法和黑盒法主要依据是软件的功能或软件行为描述,发现软件的接口、功能和结构错误。其中接口错误包括内部、外部借口、资源管理、集成化以及系统错误。2、测试步骤。分单元测试(模块测试)、综合测试、确认测试和系统测试四部分组成。它是整个计算机系统(包括软件与硬件)的测试,可与系统的安装和验收结合进行。测试的目的是让你知道,什么时候算是完成了,这样可以及时知道你是否真的完成。 测试是软件开发时期最繁重的任务,也是保证软件可靠性最主要的手段,测试的目的是发现程序的错误,而不是证明程序没有错误,软件的测试通常分散在3个阶段进行。编码阶段完成单元测试,包括静态分析与动态测试。 六、软件维护:当软件产品交付使用后,就进入生存周期的最后一个时期——运行时期。必须搞好软件的维护,才能使它正常工作,还使它扩充功能、提高性能,为用户带来显著的效益。一般软件维护工作包括三个方面的内容:改正性维护、适应性维护和完善性维护。在软件生存期中,维护工作是不可避免的,按照不同的目标,维护活动可以分为四类:1、以加强软件功能为目标的完善性维护;2、纠正软件遗留错误的纠错性维护;3、为了适应运行环境变化而进行的适应性维护;4、以及为改进软件的可维护性,减少将来的维护工作量而进行的预防性维护。软件的可维护性,主要决定开发时期的活动,用软件工程的方法来开发软件,编制齐全的文档,严格进行软件测试和阶段复审,是改善软件可维护性、降低维护费用的关键。要加强对维护的管理,尤其是配置管理。有效地对软件配置进行跟踪和控制,避免造成文档的混乱。为确保维护中修改的正确性,消除因修改不当给拥护带来的不良影响,要求对修改工作持谨慎态度。 软件工程环境是在开发软件工程时,开发者要求环境支持他们按照软件工程的方法,全面完成生存周期中的各项任务环境。它要求有适用的语言、良好的工具、有力的编辑和调试手段,以及尽可能丰富的实用程序。良好的环境可以提高开发效率和软件质量的重要条件。软件项目的特点是软件产品和其它任何产业不同,它是无形的,既没有重量,也没有体积。对于这样看不见、摸不着、完全没有物理性质的产品,如何组织生产和研制,却有许多与众不同之处。 计算机软件基础论文:计算机软件技术基础课程教学团队的建设探索与实践 摘 要:该文是将我们对于计算机软件技术基础课程教学团队的多年建设经验进行了探索与实践,为相关基础课程教学团队的建设提供一些宝贵的经验,使国家“质量工程”建设工作落到实处。 关键词:计算机软件技术;基础课程;教学团队 我校计算机软件技术基础课程教学团队经过多年的建设和发展,形成了鲜明的特色,为信息类专业学生的培养做出了一定的贡献。 一、团队设置特色 计算机软件技术基础课程教学团队是在多年的教学改革与实践中自然形成的老中青相结合的教学团队。本团队是在不断适应国家建设需要的过程中形成、发展和壮大的。当今我国经济飞速发展,在信息化建设中对高素质人才的培养提出了新要求,本团队根据这些要求大力开展计算机科学与技术人才培养模式与课程体系的研究、建设与实践,团队自身水平稳步提高。组成了以教授、博士为核心的教学小组,并结合学科发展方向,建立多渠道师资培养机制。 二、切实可行的创新性改革措施 本团队按照课程内涵,适应国家现代化建设对人才的需求,通过长期的教学实践探索、总结、形成了以下创新性改革措施。 (一)树立先进教学理念,优化课程内容 团队以“厚基础、宽口径,知识、能力、素质协调发展”的教育教学理念,针对社会发展需求,结合各专业特点,分别制定教学计划,将课程划分为“基础类”、“专业类”和“应用类”三个层次的课程类型。 (二)采用灵活教学方法和手段,提高教学质量 本团队在长期的教学研究过程中,归纳、总结和形成了若干种实用的教学方法。将省级重点学科、精品课程建设的经验应用到本课程教学改革中,充分发挥教授、博士的作用:教授、博士全部承担课程的主讲工作,定期研讨本课程的新技术及发展动向;由团队带头人主持培养方案、教学计划、教学大纲制订等教学活动;将科研课题引入课程设计和创新实验等实践活动中。紧跟学科发展的步伐,面向市场需求、结合各类专业特点,制订了一套全新的课程大纲和人才培养方案,加大基础实验的课时数,着力培养实际动手能力。 (三)强化课程设计,提升学生综合素质 从课程设计的选题、指导教师的配备、设计过程,我们从制度上实现了全方位的考核和监控。近年来,课程设计的选题中有15%来自团队成员的基金项目和科研课题,35%来自企事业单位横向课题,有30%的选题跟踪学科领域的新技术。 三、实验教学或实践性教学 (一)依托优势资源,强化实验教学 依托我校的计算机科学与技术国家级实验教学示范中心、光电技术与智能控制教育部重点实验室、甘肃省高原交通信息工程及控制重点实验室、铁道部通信与自动化重点实验室、甘肃省网络测试技术研究中心、甘肃省网络监测中心等11个实验室和研究所,建立了面向本科生的课程实践体系。实践教学中突出知识的综合运用能力培养,设立了综合性课程设计体系,并对某些专项内容单独设课,突出了计算机软件分析设计能力、创新能力和团队协作能力的培养。 (二)结合学生兴趣,建立个性化的培养方案 利用国家级实验教学示范中心的先进软硬件平台,开设设计性、创新性的综合实验,并作为实践活动的必修环节。这些活动不仅向学生提供了接触、学习先进软件工具的机会,而且也通过教师的言传身教,掌握科研的基本实验技能,为后续实践活动奠定基础;通过本科生参与团队成员承担的科研项目,使学生一开始就处在一个较高的起点,能够涉猎学科前沿。 (三)完善实验教学管理制度,保证实验教学质量 团队切实加强教师队伍和管理制度的建设,确保高质量地实施课程计划。借鉴ISO9001认证体系中的过程化管理、按要素评估的思想,建立完善的教学质量保障体系。 四、资源建设 课程建设依托计算机科学与技术国家级实验教学示范中心、光电技术与智能控制教育部重点实验室、甘肃省高原交通信息工程及控制重点实验室、铁道部通信与自动化重点实验室、甘肃省网络测试技术研究中心、甘肃省网络监测中心等实验室,先后通过教育部、甘肃省教育厅和学校共同投入,补充和更新了一大批实验设备,使实验条件得到较大的改观,能满足教学科研的需要。同时,团队通过校企联合,建立了一批计算机设备比较先进、技术力量雄厚、指导能力强、稳定的校外学生实践基地。各实习基地的实践活动按照教学大纲和任务书进行,保证了实践教学效果。 五、网络教学建设 建立本课程网上课堂及在线立体化智能教学系统。网上课堂设计的目的是能够给不同层次、不同需要的学生提供帮助,提高教学质量。根据网络立体化教学环境的要求,系统主要包括用户管理、公告系统、网上教学、动画演示、在线测试、网上答疑、课程实验、课程设计及论坛多个模块构成,系统的设计思想确定为:以知识点为中心组织教学子系统;利用动画技术设计演示子系统;建立交互式的考核子系统;建立答疑教室,为教学交流提供桥梁。 六、结束语 我校的计算机软件技术基础课程教学团队是一支实力雄厚,极具影响力的教学科研队伍。该团队很好地把握了当前“计算机”教育的特点,坚持理论与实践并重,一方面,注重对国际上新理论、新方法以及实践中的热点问题进行跟踪和研究。另一方面,注重运用现代信息技术,精心制作了多媒体课件,采用多媒体手段进行教学,同时利用现代信息技术,实现了网络化教学,方便了师生之间的教学互动,有助于促成教学质量的提高。该团队的很多研究成果已经达到国内领先水平,并被评为国家级教学团队。 计算机软件基础论文:以计算机软件工程为基础的现代化技术研究 摘 要 为了推进我国现代化产业的健康发展,各界对于计算机软件工程技术的发展非常关注。目前,电子计算机的覆盖面非常广泛,这对于计算机软件工程的发展提供了动力。为此,本文首先分析了计算机软件工程的具体情况,其次,提出了促进以计算机软件工程为基础的现代化技术发展的可行性方法,最后,就计算机软件工程未来的发展趋势作以分析。 【关键词】计算机 软件工程 现代化技术 研究 现如今,已经步入信息化时代。在此背景下,现代信息技术以其特有的优势为各个行业提供便利。其中,计算机软件工程也属于应用现代化信息技术中的重要一员,为了更接近理想发展目标,有必要提升其现代化水平。因此,了解计算机软件工程现代化技术发展现状,并提出合理性的改进意见,是非常必要的。只有这样,才能让计算机技术得到更充分的应用。 1 计算机软件工程及其发展现状 计算机软件工程,具体是指参与软件工程活动的软件工程师和管理员进行开发、维护、管理软件产品的过程。在这期间,他们需要在软件工程的方法指导下,利用计算机及其软件工具完成上述工作。自计算机软件工程技术传入我国以来,其也得到了一定的发展。分析其发展现状,不难发现,计算机软件工程技术与其他先进技术相比,存在明显的共通性。因此,计算机软件工程技术得到了众多应用领域的认可。为了促使计算机软件工程技术更好的发展,分析其存在的不足之处,有利于实践过程中调整或者改正。具体而言,在软件工程化开发过程中,会产生较多问题,例如,最突出的问题就是工程软件设计需求与实际业务需求存在出入。除此以外,关于软件工程的管理也不是一件容易的事情,其涉及的环节较多,内容较为繁杂,给软件工程的管理造成诸多不便。就其根本,限制我国计算机软件工程的发展因素主要有两个方面: (1)缺少自身的自主研发手段; (2)缺少一套计算机软件工程管理体系。 2 促进以计算机软件工程为基础的现代化技术发展的可行性方法 2.1 加强自主产权的保护 计算机软件工程借助现代化技术实现发展,因此,在计算机软件的自主创新技术上,相关企业应注重保护自主产权。在此过程中,要通过优化投资结构,创建出属于自主研发的创新技术,进而推出相应的技术与产品。除此以外,为了缩小我国计算机软件工程现代化技术与国外的差距,有必要密切关注国外的发展状况。同时,保护知识产权是一项重要工作,企业或者相关人员应增强自身的知识产权保护意识,明确科学、合理的知识产权保护举措,以促进我国现代化技术向更好的方向发展。为实现该目标,应做好以下几点, (1)针对知识产权方面的知识,应大力宣传。 (2)针对相关知识产权方面的法律法规,应积极完善。 (3)将违背知识产权保护条例的行为给予相应的处罚。 从上述几点入手,调动计算机设计人员的工作积极性。 2.2 重视创新技术和产品 我国计算机软件工程上的技术自应用以来,取得了不错的发展。但停滞不前的技术水平,很难让我国计算机软件工程技术实现更好的发展。为了扭转这种局面,我国相关部门与科研人员在技术方面应实现创新。国外的先进技术固然能够被引进或者借鉴,但是这不是长久之计。在计算机软件工程技术中融入自身更多的自主性,才是创造优质产品的根本。通过技术创新,促进行业整体平稳发展,是我国的计算机软件工程走向可持续发展的道路唯一途径。现阶段,我国相关部门与科研人员应该通过引进新型、专业型的技术人才,提出新颖的技术理念等方法实现计算机软件工程技术的创新。这样计算机软件工程的建设才能打好基础,进而推动其的整体进程。 2.3 政府增加扶持力度 信息化项目建设的发展,对于一个国家来说是非常重要的。作为信息化项目建设中的重要组成部分,现代化计算机软件工程技术相关项目应该受到政府的重视,得到更多的扶持。为此,政府部门,应该做好以下几项工作: (1)通过增加投资和融资渠道让项目建设获取更多的投资。 (2)由政府负责牵头成立相关的计算机软件工程基金,为计算机软件信息产业的发展贡献出重要的力量。 (3)政府还应该通过引导和开发,促成相应的技术改造项目顺利完成。 3 以计算机软件工程为基础的现代化技术发展方向 从计算机软件工程的技术应用现状来看,以计算机软件工程为基础的现代化技术发展前景非常好。在未来,以计算机软件工程为基础的现代化技术更倾向于向智能化方向发展。只有实现智能化,才能提升计算机在办公效率方面的能力。不仅如此,在软件工程技术开发中,也可以增强自动化的作用。因此,加大软件开发技术的智能化推进力度刻不容缓。另外,分析以计算机软件工程为基础的现代化技术发展方向,可以明显看出,其更加趋向开放性的发展趋势。计算机的应用领域越来越多,全面推动技术的开发是必然的选择,如此一来,增强开放化程度也成为了唯一方法。网络化程度增强也是以计算机软件工程为基础的现代化技术发展的一个主流。在计算机软件工程开发的过程中,涉及的信息数据越来越多,需要存贮的内容也随之扩大,因此,在未来,计算机软件工程需要更加趋向网络化。否则,将难以快速的进行信息处理。同时,与全球信息的交汇也需要增强其网络化。 4 结束语 综上所述,为推动现代化社会发展,关注并重视现代信息技术非常必要。在现如今的信息化社会的背景下,促进信息化技术的发展不能仅仅借鉴或者引入国外的先进技术。我国应该本着积极创新产品的目的,提升自主研究技术水平,为提升服务质量与水平做出努力。我国计算机软件工程的现代化发展,需要当代科研人员和相关人员贡献力量。从政府加大扶持力度到科研人员重视创新技术和产品,都是推动计算机软件的开发与进步的方法。此外,企业自身也要尽可能创造积极的环境为计算机软件工程的优化升级奠定基础。 计算机软件基础论文:认知案例教学法在“计算机软件技术基础”课程中的探讨与应用 摘要:针对目前“计算机软件技术基础”课程教学中存在的共性问题,结合专业特色,着重探讨了将基于Zadeh认知原理的认知教学法与案例教学法相结合形成的认知案例教学法及其在该课程中的应用。通过三年的教学实践,收到了良好的效果。 关键词:软件技术基础;教学法;认知;案例 一、引言 “计算机软件技术基础”课程是非计算机专业的计算机基础教学内容之一,有着广泛的应用。课程的教学目标是使学生能够全面系统地了解并掌握计算机软件技术的基本概念、思想、原理和方法,并且具有一定的软件系统设计能力,更好地利用计算机软件技术解决本专业领域中的实际问题和日常事务性问题[1-2]。目前,很多高校都开设了“计算机软件技术基础”课程并取得了一定的成效,但该课程的综合性较强,在教学过程中出现了一些不尽如人意之处。本文针对目前该课程在教学中存在的共性问题,结合作者的教学实践,从教学方法的角度出发,对该课程的教学改革进行探讨。 二、课堂教学存在的共性问题 “计算机软件技术基础”课程教学目前面临的共性问题主要体现在以下几个方面[3]:(1)学生对该课程的学习目的不明确,认识不到课程内容的重要性;缺乏学习动力、主动性和自觉性;(2)学生的程序设计、调试能力薄弱,缺乏解决实际问题的经验,对课程内容的实用性体会不深;(3)教学学时较少,一般为32或者48学时。课堂教学大部分时间集中在基本概念、原理的讲授上,而程序设计、调试等实践性较强部分通常只能点到为止,无法进行深入讲解和布置练习。 对于第一个问题,普遍采用的对策是引导学生重视课程;后面的两个问题,目前的解决方式主要集中在教学方法和教学手段的改革上,不同的授课者在具体实施的时候,会因情况而各异。本文作者承担着内蒙古大学通信工程、电子信息科学与技术两个专业的“计算机软件技术基础”课程的授课任务,面对目前该课程教学中的共性问题,进行了深入的思考、分析和研究,除了对学生进行科学研究层面的适当引导外,尝试采用合理有效的教学方法展开教学工作。 目前,一门课程大多采用一种教学方法,主要有任务驱动教学[4]、案例教学[5]、问题教学[6]、引导教学[7]、认知教学[8]等。前四种方法侧重于教学形式与手段的变新与改革,认知教学从讲授内容的本质出发,研究教学内容的认知过程。“计算机软件技术基础”课程以高级程序设计(C或C++)为基础,内容涵盖“算法与数据结构”、“操作系统技术”、“数据库技术”和“软件工程”等,各内容之间既互相联系又比较独立,每一部分内容都是计算机专业的一门专业课程。对于这样具有繁杂的内容并且注重理论联系实践的课程,仅采用单一的教学方法组织教学肯定满足不了授课的要求,同时学生也不容易掌握其内容。基于Zadeh认知原理的认知教学能够从牢牢抓住教学本质出发,深化知识的组织、粒化与因果关系,将所有知识融为一体。案例教学能够使理论和实践有机地结合起来,利于学生的思维能力、知识应用能力、团队合作精神的培养。本文将基于Zadeh认知原理的认知教学与案例教学两种教学方法紧密地结合起来(以下称认知案例教学法)并应用到该课程的教学实践中,借此加强学生的程序设计、调试能力,缓解因教学学时较少与加强实践能力间的矛盾。 三、认知案例教学法及在“计算机软件技术基础”中的应用 基于Zadeh认知原理的认知教学是按照人类认知事物的规律进行教授知识,将教学知识组织、粒化、因果化,使学生抓住知识的本质,全面地掌握知识。其中,组织是对知识宏观的掌控,粒化是对知识微观的演化,因果则是知识之间的关联。因此,认知教学能够条理地、逻辑地、系统地组织教学内容,是一种符合学生学习逻辑认知过程的科学方法[8]。案例教学是一种以教学案例为基础的教学方法,以学生在课堂内外对案例的分析、思辨为重点,目的是提升学生应用理论创新性地解决实际问题的能力。具体形式是在教师的精心策划和指导下,根据教学目的和教学内容要求,运用典型案例将学生带入特定事件的现场进行案例分析,通过学生独立思考或集体协作,进一步提高其识别、分析和解决某一具体问题的能力[5,9,10]。对于认知案例教学法,首先综合考虑认知教学法和案例教学法的内涵,认真分析课程的特点和内容,提取宏观知识点(教学内容)并把它们合理地组织在一起;然后对每个宏观知识点进行细化,得到微观知识点;接下来搭建宏观知识点之间、微观知识点之间的相互关联,从而得到一个课程的认知系统;最后在这个认知系统的基础上,对微观知识点或宏观知识点选择合适的案例开展课程教学。 根据“计算机软件技术基础”课程的内容,把“算法与数据结构”、“操作系统技术”、“数据库技术”和“软件工程”四部分作为宏观知识点,并用系统工程作为基点把它们关联起来;依靠采用的教材和使用的参考资料对这四个宏观知识点进行细化,并建立微观知识点的彼此关联,这样就得到了“计算机软件技术基础”课程的认知系统,如图1所示。图1中的宏观知识点和微观知识点形成了一个多层次、逐层深入的组织结构。每一层是其上层的粒化,每层的微观知识点之间、上层和下层之间都有直接或间接的因果关系。依据图1所示的认知系统,在实际教学中采用了对底层一个或多个关联紧密的微观知识点精选有真实场景的应用案例展开课堂授课。为了能够成功地进行认知案例教学,需要对学生进行科学研究层面的引导,较好地激发学生对课程的强烈求知欲和学习积极性,使其在课堂之外能够主动地投入更多的时间和精力认真完成课堂教学的准备工作,同时自主地学习和发现问题。对于教师,需要在图1的认知系统框架下,根据微观知识点有针对性地选择案例。仔细研究案例的内容,做好案例分析。明确给出本次案例教学重点讨论的问题、有关的背景知识、参考资料和预习要求,把这些内容文档化提供给学生,要求学生提前预习,找出具体问题,同时准备分组讨论提纲。注重程序设计和调试,布置相应的练习,要求学生提前熟悉程序,并准备调试结果。课堂教学中,引导学生就一个问题进行讨论,根据学生的发言进行相应的点评和讲解;并引导学生从一个问题的讨论过渡到另一个问题的讨论;最后进行小结和归纳。 认知案例教学注重培养学生的程序设计和调试能力,教学中布置的练习都有相应的应用背景,学生通过调试和设计程序对课程内容的实用性有了进一步的体会。一般一个案例包含多个知识点,学生的预习和准备工作缩短了授课教师讲授基本概念、原理所需的时间,这让授课教师能够在有限的课堂教学中集中更多的精力去讲解实践性较强部分。经过三年的认知案例教学实践,发现学生的学习积极性和学习效率都有了明显的提高,学习效果良好。 四、结束语 本文把认知案例教学法应用到“计算机软件技术基础”课程的教学实践中,对于该课程的教学有一定的独到性之处。较好地处理了理论与实践相结合的关系,进一步激发了学生的学习兴趣,使学生能够更加牢固地掌握课程的知识点,同时培养了学生的自学能力和创造能力,提高了教学质量。 计算机软件基础论文:计算机软件开发的基础架构原理研究 [摘 要]计算机软件开发行业的发展得益于当前信息技术的快速发展和信息受众不断增加,当然计算机软件开发也需要遵循特定的规律,依照其基础架构原理来进行操作,才能够保证计算机软件开发朝着有效性的方向发展。且计算机软件设计的过程,就是在逻辑关系的引导下,实现软件内容的重新确定,进而形成对应的基础架构,这是软件运行的前提和基础,甚至会影响到后期软件系统的维护和管理工作。由此积极探讨计算机软件开发的基础架构原理,是很有必要的。文章由此入手,积极探究计算机软件开发的概况,进而分析计算机软件开发的基础架构原理。 [关键词]计算机软件开发;基础架构原理;研究 1 引言 计算机软件设计的过程,就是在逻辑关系的引导下,实现软件内容的重新确定,进而形成对应的基础架构,这是软件运行的前提和基础,甚至会影响到后期软件系统的维护和管理工作。由此积极探讨计算机软件开发的基础架构原理,是很有必要的。 2 计算机软件开发的概况 2.1 计算机软件开发的概况 计算机性能的不断提升,使得人机交互效益得到不断展现,越来越多的行业开始尝试以计算机软件开发的方式,实现自身运营模式的信息化转变,由此以对应需求为基础的软件开发行业得到了快速的发展。计算机软件开发具备以下的特点:持续性特点,就是软件开发是一个循环往复的完善过程,在计算机逻辑基础上,计算机软件的缺陷是一直存在的,只有不断的采取措施去修正,才能够更好的发挥计算机软件的性能;针对性比较强,往往都是针对于某一行业或者领域而开展的计算机软件开发工作,其开发工作的目的性更强,对于效益的追求也是更加强烈的。 2.2 计算机软件开发基础架构的重要性分析 当前计算机软件开发过程中,使用量比较多的基础架构,就是三层结构体系,其分别可以归结为:其一,表示层;其二,逻辑层;其三,数据层。在上述三个层次的基础上,可以使得软件的人机交互界面展现出良好的性能,使得逻辑关系和计算机语言之间得以分离,这样在后期维护和修改的时候,单独的对人机交互模式进行调整,就可以使得软件开发的节奏变得更加快捷。由此可见选择合理的计算机软件开发基础架构,对于软件性能的最大化发挥,对于软件后期的维护和管理工作质量提升而言,都是有很大帮助的。 3 计算机软件开发的基础架构原理分析 3.1 从计算机软件开发基础架构需求的角度来看 无论是开发设计怎样的软件,都需要在明确开发目的的基础上进行,也就是需要对于软件的需求进行全面分析。不同的企业,归属的领域不同,所需要展现的功能也是很有差异性的,此时企业都会提出对应的软件开发需求。在此过程中,计算机软件开发者与信息企业之间会展开大量的协商工作,对于软件的功能进行分析,结合企业业务运行特点,实现计算机软件开发方案的敲定。为了做好需求分析方面的工作,需要特别注意以下几个方面的工作:建立完善的软件企业与需求企业之间的沟通机制,保证在软件需求分析的过程中,能够充分的了解企业组织的业务特点和规律,保证软件开发需求能够更加明确。 3.2 从计算机软件开发基础架构编写的角度来看 计算机软件开发基础架构需求分析结果得出之后,就需要进行实际的软件编写工作,从当前的实际情况来看,多数使用的是C语言,这种语言的特点为:语言结构结构比较好,编写操作比较快捷,是当前程序员使用频率比较多的语言模式。在实际的软件编写的过程中,会依照对应的功能划分,实现不同模块的敲定,保证不同模块都能够发挥自己的功能,此时需要建立对应的函数模式,使用这样的主函数对于各个模块进行调节和改善,这样可以保证结构能够更好的维护。当前一个计算机软件的开发工作,都是有多个程序员来共同完成的,这样可以尽可能的保证软件编写工作的高效性。 3.3 从计算机软件开发基础架构测试的角度来看 在计算机软件开发基础架构编写工作完成之后,就需要对于软件的不同功能实现测试,实现对于软件测试阶段的管理和控制,是保证软件性能发挥的关键所在,这也是将对应计算机软件投入使用之前必然要进行的工作。在此过程中,需要关注以下几个方面的内容:其一,输入特定的参数,对于软件的运行情况进行记录,验差运行情况与理论情况之间差异性;其二,使用白盒子和黑盒子的方式去进行测试,同样对于软件测试的效果进行记录,由此实现实际计算机软件开发工作的顺利开展;其三,除了测试工作之外,还应该做好计算机软件开发基础架构的维护和管理工作,定期对于软件的性能发挥进行检查,并且推出全新的版本,进而实现软件自身的修复,这样可以使得其自身的性能得到全面提升。 4 计算机软件开发基础架构选择的基本原则 计算机软件开发基础架构的选择,关系到计算机软件效能的发挥,牵涉到各行各业信息化的快速发展和进步。在选择计算机软件开发基础架构的时候,需要关注以下几个方面的内容:其一,树立软件设计目标意识,在需求分析的基础上,对于不同的基础框架进行选择;其二,使用先进的逻辑语言和编程技术,对于计算机软件架构进行合理的编写和操作,由此才能够保证基础架构开发工作的高效性;其三,依照软件目标功能和结构选择之间的关系分析,选择合适的结构,进而使得软件开发行为朝着有目的性的方向发展和进步;其四,注重计算机软件开发团队的塑造,处理好不同模板开发之间的关系,保证计算机软件基础结构选择得更加科学和合理。 5 结语 综上所述,计算机软件开发过程并不简单,其中不仅仅涉及到专业领域的知识,还关注到计算机软件基础结构的原理,处理好这两者之间的关系,才能够保证计算机软件开发的基础架构工作朝着更加高效的方向发展和进步。从当前计算机软件开发基础架构原理的运用实践来看,其基础架构选择还存在很多不合理的情况,此时就需要采取对应的措施来改善和调整,相信随着在此方面实践经验的积累,计算机软件开发的基础架构将会展现出更加大的效能。 计算机软件基础论文:基于计算机技术发展基础上的计算机软件安全检测技术 摘要:计算机软件安全检测技术已经成为了计算机软件开发过程中不可或缺的一项核心内容。计算机软件开发人员,在进行计算机软件开发过程中,非常有必要对不同类型的计算机软件进行安全性检测,以便于软件开发人员事先发现安全隐患,从而采取适当的改进措施,确保不同计算机软件在使用过程中顺利运转。 关键词:计算机软件;安全检测技术 在社会经济飞速发展的今天,计算机作为意义上的生产或者生活用品已经融入人类社会的各个领域,并且随着科技的日新月异,电子计算机科学技术也随之日臻完善和成熟。是计算机软件在支撑着计算机的正常运转,人们依赖计算机进行生产和生活要借助不同的计算机软件来进行,因而,计算机软件的安全性也就提到了计算机维护的首要日程。否则,其安全性就极有可能对计算机的使用带来极大的安全隐患,同时也会给互联网安全造成极大威胁。鉴于此,计算机软件开发人员,在进行计算机软件开发过程中,非常有必要对不同类型的计算机软件进行安全性检测,以便于软件开发人员事先发现安全隐患,从而采取适当的改进措施,确保不同计算机软件在使用过程中顺利运转。显而易见,计算机软件安全检测技术已经成为了计算机软件开发过程中不可或缺的一项核心内容。 1计算机软件安全检测的基本内容 当今社会,计算机的使用在不同领域越来越广泛,而且越来越具有依赖性,因而,计算机软件使用过程中的安全性则越来越成为计算机用户的终极要求,主要表现在以下几方面::第一,软件之间的冲突导致计算机运行的不通畅。安装某一款计算机软件后,用户发现这对计算机本身并没有产生多么明显的影响,甚至会因为该软件和其他软件冲突因而导致计算机运行速度明显变慢等;第二,计算机软件安全性得不到保证。计算机用户在使用软件的过程中许多个人信息会被留下,用户的私密信息随之就不可避免地被泄露,自然,用户的个人隐私就会得不到有效的、必要的保护。因此,在不同计算机软件开发过程中,软件开发人员要利用成熟的安全检测技术对计算机软件中存在的安全漏洞进行检测,并对其进行安全修复,从而达到提高安全性,降低风险的目的。 计算机软件安全检测是指在软件开发过程中,计算机软件开发人员采用安全检测技术,采取科学的手段,对计算机软件的漏洞和缺陷进行系统性地检测。安全漏洞检测是指计算机软件开发人员对计算机软件的安全缺陷及在使用过程中产生的安全隐患进行有针对性的检测、修复,软件升级或版本修复是这一过程的主要运用手段。不过,这类检测只是停留在技术的层面问题;而真正的技术检测,则是计算机使用过程中系统运转过程中的安全管理、授权、访问控制和机密性等核心内容。 2计算机软件安全检测的基本要求 计算机软件检测是一项复杂、严谨技术含量较高的工程,不仅对检测的软件有着科学严格的要求,同事对检测方法、技术手段、操作人员素质等都有着严格的要求。 首先,由于计算机软件程序具有复杂性的特点,要使用科学有效的安全检测方法对计算机软件安全进行实质性检测。软件中很多潜藏的安全问题,采用简单的检测方法是不能被排除的,所以开发人员一定要事先对软件的相关特性以及检测软件的使用条件进行全面了解后,再根据实际情况选择适当的检测方法,制定出科学合理的检测方案,对计算机软件安全进行实质性检测,不仅如此,开发人员还要在细节方面也要依据相关程序进行细化和深化。 其次,因为软件漏洞具有存在于软件开发程序的各个环节的特点,需要多类人员共同参与对计算机软件的检测,才可能确保尽可能多地排除软件中潜在的安全威胁。多元化的人员参与有利于实现检测方法的多极性、多样性,这有利于及时、准确地排除安全隐患。不过,在软件安全检测过程中,必须需要具有专业软件安全检测技术的人员参与,同时还需要有了解软件工作和使用特性的人员,从而实现多角度、全方位的检测,以排除更多的安全风险,满足软件使用的安全要求。 最后,对计算机软件进行安全检测必须要按计划选择合适的方法进行安全检测。选择大体说来,需要通过以下做法具体执行:首先,要对计算机软件检测的各种方案和案例进行必要地分析研究,并且最后要进行汇总,在此基础上再进行分析、归纳、总结,寻找出普遍通用的检测规律。之后,再根据检测的具体要求,对比、筛选合适的方法予以检测。但是,再进行检测之前,为了确保检测程序的顺利推行,事先必须制定出切实可行的检测方案,并将检测过程的方案制定的形象化、具体化,以确保检测过程准确无误地予以开展。以上工作做好、做细后,还要对上述拟定的检测方案采用电脑模拟建立数据模型。特别需要指出的是,在这个过程中,一定要把语言支持作为实现模型形式化表现过程中的动态帮助。以上环节结束之后,作为对软件进行运行和结构的安全测试,再开始检测模拟系统。 3 计算机软件安全检测的具体技术 3. 1 语法安全检测技术 语法安全监测技术主要是对计算机软件中的语法进行实质性、技术性检测。最初输入条件的不同会使最终检测结果产生差异。语法安全检测技术通常被用于检测源程序中的安全漏洞,该检测技术可及时有效地检测出系统函数与C语言库函数的切换,并及时恰当地做出处理,从而建立以语法为基础的测试数据。同时该检测技术还能实现对计算机软件的安全检测,排除潜存的安全风险,保证计算机安全运行。 3. 2 动态安全检测技术 这项技术是对计算机软件运行环境变量进行的必要检测,漏洞等风险因素是它主要进行的检测目标。这种安全动态检测技术的使用,计算机软件源码不需要在运作过程中进行修改,因而计算机用户的隐私安全得到了很大程度地保证。在这类检测技术应用过程中,如果计算机软件的漏洞被发现,就会自动完成相关修复工作。今天,由于计算机在商务应用中也发挥着越来越大的作用,这种软件的检测技术更加适用于商务性,随着普及率的越来越高,对保证商业机密的安全,必将发挥着越来越大的作用。 3. 3 静态安全检测技术 近年来,计算机程序开发人员根据程序代码内部特性和结构是静态安全检测技术这一特征,事先构建合理的测试模型,以满足计算机读取的相关要求,对计算机进行安全静态检测,这就是所谓的静态安全检测技术。这种检测技术的检测程序是:开发人员先利用这种安全检测技术对需要检测的计算机进行检测之后,再将选定的测试模型和待检测的程序数据进行全面比对,如果待测的计算机软件安全性能良好,其对比数据就会高度一致。近年来,由于这项技术日臻成熟,并且简洁易行,越来越多的软件技术开发人员倾向于此项研究之中,从而推动了这项技术得到更为充分的发展,并且越来越大地在计算机软件安全领域中发挥了重要的作用。 3. 4 混合安全检测技术 近年来,随着计算机检测软件越来越多样化,检测技术要求的不断提升,对计算机软件越来越趋向于多项或者混合检测,以确保效果的精准化、全面化。鉴于此,实践中,我们往往倾向于多种检测软件并行的检测方法,也即这里我们所说的混合安全检测技术。这种混合安全检测技术双管齐下,动态安全检测与静态安全检测并驾齐驱,采用了动态安全检测与静态安全检测两种检测技术的优势,扬长避短,强强联合,确保计算机软件检测过程精准、全面、不留死角,极大地扩大了检测范围。 3. 5 基于web技术的安全检测技术 计算机技术检测采用web技术是近年来计算机检测技术领域的一项尝试和技术突破。Web技术是近年来伴随着计算机互联网技术出现的网络资源开发技术。随着web技术的不断革新,这项技术也逐渐渗透到计算机软件安全检测领域中,并且和其他检测手段比起来越来显示出它独特的优越性能――与同是作为计算机软件安全检查的传统的检测技术,Web安全检测技术更具有灵活性、高效性和先进性的特点,在检测性能等各方面都表现出优异的成绩。大体说来,基于Web技术的安全检测技术不仅能够及时检测出风险和漏洞,而且能够及时对这些安全风险和漏洞进行有效修复,为计算机系统安全、可靠、高效地运行提供了有力的保障。鉴于这种检测技术的精准、高效、安全的特色,基于Web技术的安全检测技术已经越来越多的运用到不同行业的计算机检测技术中,并且大有取代传统检测软件的趋势。 4 结束语 综上所述, 随着计算机网络越来越大的影响着人类的生产和生活,计算机安全检测技术作为计算机运用过程中的辅助技术,势必越来越彰显出它的必不可少的重要作用。同时,计算机技术越先进,势必要求计算机安全检测技术也必须随之越先进,在科技日新月异的今天,相信我们人类社会在计算机安全检测技术方面,也必将取得更多成果,以更好地服务于计算机技术,更好地造福于人类。
1引言 对于现代土木工程,工程质量是否达标是确保其安全性和稳定性的主要因素,也影响工程的成本、经济效益和社会效益的重要因素。工程建设全过程中,涉及地基、建筑材料、施工工艺等方面,无论是已建还是在建工程,都需要进行试验检测工作。因此,本文从常见的技术措施入手,分析如何提升工程试验检测水平。 2试验检测的理论内容和重要性 通常情况下,土木工程的结构试验是对结构材料的计算和分析,然后将结果运用于之后的研究和施工过程中。对结构的检测包含多个方面,并且需要通过不同的测试方法对结构状态进行分析,结合工作性能进行客观评价,以判断内部结构的质量和可能存在的质量隐患等。而土木工程本身的工期长,且投资成本高,产生质量问题必然会带来严重的经济损失,并且很多建筑工程都与城市发展有关,例如,市政工程的基础设施建设,路桥工程等,需要长期使用,因此,要确保其质量符合实际使用的要求。只有通过不断地进行测试检验,才能对理论进行强化,对现阶段的技术进行优化和完善,为今后的建筑工程提供重要的数据资料。因此,施工开始前的试验检测工作,是有效判断施工是否会出现质量问题的重要环节,一旦出现问题,可以立即采取针对性的解决措施,减少后期维护和保养的成本,控制工程造价。 3试验检测常用试验 3.1抗震试验 结构抗震试验是室内常见试验,与拟动力试验类似,通过对结构构件施加低周反复作用,判断其是否会因地震出现严重的结构破坏或位移。 3.2地震模拟试验 地震模拟试验是在计算机的控制下,制造人工地震波,让结构模型承受模拟的地震作用,判断其是否会在地震作用下出现结构损坏,并根据实际结果对建筑工程进行合理的优化调整。 3.3结构检测 结构检测是在不影响结构的整体性能的前提下进行结构检测,例如,留置标准养护试块检测、混凝土强度回弹检测、楼板厚度与净高检测等,然后通过数据判定其承载能力,分析使用功能是否受损,结构是否保持稳定。 3.4钻芯检测 钻芯检测是通过专业的钻机设备从混凝土结构中钻取小部分芯样的检测样本,然后通过强度试验获取混凝土结构的整体强度,可以对存在的质量问题进行有效判断。目前,这也是常见的检测方式之一。 4案例分析 某公司取得了一段路桥工程新建项目,项目长度为12km,路基宽12m,路面宽8m,为平原3级公路。路面整体结构为15cm石灰稳定土基底层,0.5cm乳化沥青下封层和3cm沥青碎石。建成使用后,出现了路基下沉现象,路面破坏严重,伴有大面积龟裂和坑槽。对试验检测结果进行分析,发现施工时的灰土层设计标高不合理,后续的材料强度不够,同时因为材料堆放时间长,性能受损,在后续的碾压过程中未合理控制含水量,从而导致压实度不符合实际的施工要求。 4.1检测人员的素质 试验检测的主体是人,作为土木工程的专业技术人员,应具备建筑行业的专业知识。而在案例中出现的各类问题都是因为试验检测工作的缺失。因此,检测人员的技术问题应成为今后工作中应重点关注的问题。 4.2试验检测管理体系的缺乏 材料性能和灰土层设计标高是在施工环节中必须检测的内容,但是从我国现阶段的体系制度来看,很多检测机构并没有对相关工作细节进行明确标注,操作时缺乏管理体系和技术支持,且很多试验检测工作分工不明确,管理人员开展工作时受限于各种因素而出现了检测数据的偏差。 5如何提升试验检测工作的水平 5.1施工方案的合理规划 试验检测的流程较多,从初期的原材料取样和材质鉴定到设计实验,再到后期的施工指导与成品质量检验,都要进行合理规划。如果检测结果不合格,还需要针对性地分析原因,提出改进方案,再重新进行指导和检验工作。这一过程中应重点对材料质量进行管理,是降低成本、创造经济效益的重要方式。 5.2施工环节的调配试 验检测环节的规划离不开施工环节的合理调配。检测内容,不仅包含技术方面,还包括材料性能等多个方面的内容。施工环节中涉及很多方面的调配工作,例如,水电安装等。因此,施工单位应在展开试验检测前和各个部门做好交接工作,对施工区域内的测量工作要进行合理调配。 6结语 建筑工程试验检测工作对施工质量的提升有决定性作用,而我国也一直高度重视试验检测工作,出台了类似《建筑工程检测试验技术管理规范》等一系相关规范和标准,旨在提升试验检测水平。作为施工单位,应高度重视工程试验检测工作,并不断查漏补缺,从根源上保障施工质量,为我国未来的建筑事业更好地服务。
断裂力学论文:承压热冲击下压力容器断裂力学探索 摘要:按照有限元分析研究及热工水利系统程度,对承压热冲击下压力容器断裂力学进行分析研究,并且探索在不同瞬态下所具有的危险性能,了解压力容器脆性的改变。研究结果表明,压力容器表面裂纹及内壁裂纹深度较深的情况下,压力容器在实际应用过程中更容易出现裂纹问题。在相同条件之下,压力容器具有轴向裂纹时,出现裂纹的可能性要远远高于环向裂纹,严重情况下轴向裂纹甚至会贯穿整个压力容器内壁。 关键词:反应堆压力容器;承压热冲击;断裂力 学美国核管会所颁布的承压热冲击法规要求,主要内容分为两个方面,分别是10CFR50.61与R.GI.154技术,其中包含了保守因素,这样也就表示压水堆机组经济效益下的运行时间及延长寿命受到了一定限制。美国核管会在1999年之后,就以保守技术作为基础,对于承压热冲击进行了分析,在流程及模型等处理方法上进行了一定的调整。研究之后发现,承压热冲击主要承受的风险来自于回路管道及一回路阀卡上。在材料层面上,轴向裂纹是造成压力容器出现贯穿裂纹的主要原因,并且建议使用无延性转变温度作为鉴别主要方法。美国核管会在2010年颁布了新的承压热冲击法规。 1新承压热冲击法规的要求和压力容器贯穿概率分析方法 1.1新承压热冲击法规的要求 美国核管会在对承压热冲击评估的时候,应用的是美国现阶段还在应用的压水堆,因此美国核管会所推出的承压热冲击法规仅仅能够在2012年之后所生产的压水堆内应用。反应堆压力容器在设计制造过程中,是按照美国核管会在1998年或者是更早之前所制定的压力容器规划。这种设计并且制造的压水堆在评价过程中,也可以应用新承压热冲击法规。压水堆要是在2010年之后开始施工建设,并且是按照美国核管会所颁布的《ASME锅炉与压力容器规范》作为建设标准,对于压水堆进行设计制造,在对于这种压水堆评价过程中,只可以应用新承压热冲击法规进行评价。要是对压力容器评价所得到的时间超过鉴别原则,但是还是希望压力容器能够在电厂生产中应用,首先就应该将带区内所具有的中子注量进行降低,要是压力容器评价所得到的使用时间并没有超过鉴别原则,就需要在对压力容器安全分析过程中,进行全面详细分析,进而保证压力容器能够应用到规定的时间之内。在承压热冲击状态之下,压力容器出现贯穿概率大约为1×10-6。 1.2压力容器贯穿概率分析方法 压力容器贯穿概率计算流程与美国核管会所推荐的R.GI.154基本相同:首先,对压力容器贯穿热工序列进行划分,然后在使用拉丁超立方抽样方法将每一组内的频率进行统计出来,每一个小组内所包含的热工序列可能有几十个,也有可能高达上百个,在众多序列中只需要选择一个典型序列;其次,计算出通道在每一个时间段下的压力与温度等系数;再次,应用概率断裂力学进行分析研究,通过先进科学技术形成虚拟状态下的PVR,PVR之间使用不同参数标准进行随机组合,主要包含的内容为中子注量、裂纹尺寸等参数;最后,将之前所计算出来的热工参数导入到断裂力学内,这样就能够计算出某一组压力容器在瞬时状态下的贯穿概率。在对压力容器贯穿概率统计过程中,应用矩阵乘法将每一个小组瞬态贯穿概率相乘,选择每一个小组内压力容器贯穿概率的最大值,每一个小组贯穿概率最大值相加之后所得到的数值,也就是压水堆机组承压热冲击风险数值。小组对压水堆机组承压热冲击风险数值影响程度较低,并不需要进行详细的分析研究,但是承压热冲击数值还是会受到一组数值的影响,只需要对该组数值进行详细分析即可,从多种小组内选择出具有代表性的数据重新进行评价,最后保证承压热冲击数值不会在受到小组的改变。 2模型与载荷 2.1热工水力系统程度与有限元的模拟分析功能 热工水力系统程序在实际应用过程中,能够将压水堆核电厂内热工水力在某一个时间上面的瞬时状态模拟出来,所以热工水力系统程序能够应用到对于承压热冲击瞬时状态下热工响应研究上面,进而对于下降通道内部的压力及温度等等参数进行收集,了解到这个参数伴随着时间变化的规律。有限元模型在实际应用过程中主要是使用有限元分析软件,能够对于断裂力学进行详细的分析,同时还能够将断裂力学在线性及非线性状态下进行分析研究。有限元模拟在对断裂力学进行分析中,主要是通过弹性材料在裂纹上面所具有的奇异场应力强度因子判断依据,主要是通过三种开裂模式进行计算,分别是张开型、滑移型与撕裂性。 2.2压力容器模型 伴随着电厂运行时间与实际寿命较为接近,核反应堆芯带区材料所具有的断裂韧性会伴随着快中子的辐照逐渐下降,因此在过冷瞬时状态之下,核反应堆芯带区是受到影响最为严重的地区。所以,需要创建压力容器带区筒体的有限元模型。在回路压水堆压力容器内具有代表性的就是不锈钢,压力容器内部直径应该为4000mm,厚度大约在4mm。压力容器模型所具有的缺陷主要有六种,分别是半椭圆轴向表面裂纹、半椭圆环向表面裂纹、堆焊层下半椭圆轴向埋藏裂纹、堆焊层下半椭圆环向埋藏裂纹、椭圆面轴向深埋裂纹与椭圆面环向深埋裂纹,在这六种裂纹中,前四种裂纹深度大约为20mm,长度大约为80mm,后两种裂纹主要都位于压力容器基体低碳钢层内,裂纹的长度大约为40mm,裂纹的深度大约为20mm。在裂纹前缘的结构单元内,应用到的单元为SOLIDI186单元,裂纹前缘第一个单元与奇异单元之间通过节点连接,并且连接在奇异单元1/4的处,剩余的裂纹单元全部应用SOLID95单元。图1压力容器内节点图 2.3载荷 应用美国核管会最新颁布的承压热冲击法规,对某核电厂内的一回路建模,该核电厂在压力容器堆芯带区所使用的下降通道如图1所示,节点上面所应用的规划方法为二维划分法。核电厂在出现事故之前反应堆是在满功率状态之下运行,进入都系统内的信号全部都能够正常打开,压力容器的水纹为29.4℃,用大破口事故的方法,对冷管段及复压进行破口事故处理,然后再使用稳压器处理该事故。 3不同裂纹形式计算结果比较 在对承压热冲击风险重新进行评估时,美国核管会将热预应力效应归纳到了研究模型之中,表示压力容器在以下五种情况容易产生裂纹:开放性应力强度因子、材料静态断裂韧性最小值、断裂前端问题、K值与时间。将下降通道内的温度及压力有关参数全部都应用到有限元模型内,并且输入压力容器在边界上面的条件。有限元断裂力学模型在实际分析过程中,主要计算的是压力容器所具有的应力强度因子。对于压力容器内部应力及线弹性材料等原理进行叠加之后,在一个真实的应力情况下创建辅助性应力场,根据这两个应力场之间的重叠就能够计算机压力容器强度因子。有限元模型要是在尺寸及材料等方面的条件相同,压力容器表面裂纹应力强度因子所形成的裂纹深度越大,压力容器也就越容易出现裂纹。在承压热冲击损失状态之下,压力容器内部要是被注水进行冷却,所具有的裂纹深度也将更深,裂纹前缘在温度上面的梯度也就较大,所受到的热应力数值也就较高。要是模型尺寸及裂纹形式相同,埋藏较深的裂纹所具有的应力强度因子要远远小于埋藏较浅的裂纹所具有的应力强度因子,同时也小于在静态下断裂系数的最小值。主要是由于埋藏较深的裂纹所能够感受到的热应力数值较小,作用在裂纹上面的应力无法促使裂纹出现。 4结语 本文在对于承压热冲击下压力容器断裂力学分析研究中发现,裂纹离表面越近,就非常容易出现开裂的情况,但是埋藏较深的裂纹,在应力的作用之下,出现开裂可能性较低。模型尺寸及载荷数值相同的情况之下,环向裂纹要比轴向裂纹更加难以开裂。与此同时,压力容器出现大破口事故的危险要远远小于小破口事故的危险。 作者:陈思宇 张文华 单位:新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院 断裂力学论文:断裂力学理论的压力容器分析 1断裂力学理论及判据 1.1线弹性断裂力学理论及判据线弹性断裂力学是用弹性力学中的线弹性理论对裂纹体进行力学分析,并采用由此求得的应力强度因子、能量释放率等特征参量作为判断裂纹扩展规律的准则。这种理论可以用来解决大型构件和脆性材料的平面应变断裂问题,如果裂纹尖端附近的塑性变形区比较小时,也可以采用断裂力学进行分析。当材料的中心出现穿透裂纹,在远场拉应力作用下裂纹张开,若板状样品很薄时可以将其考虑为平面应力问题,若板状样品很厚时则考虑为平面应变问题。图1表示的是一张“无限大”平板,壁厚可以忽略不计,考虑为平面的应力问题。在材料中心处有一长为2a的裂纹,受与裂纹面相垂直的拉应力σ作用,按线弹性断裂力学进行分析,可以得到裂纹尖端的应力分量。上式表明,裂纹前沿应力场都和KI有关,裂纹前端任意一点的应力分量完全由KI决定。也就是说KI控制了应力场的“强度”,所以通常称KI为“应力强度因子”。应力强度因子控制着裂纹尖端应力场强度,两者之间为正相关,因此应力强度因子可以用来描述裂纹尖端附近应力场强度。Irwin通过一系列实验的结果,统计得到了KI的临界值,在平面应变条件下,这种临界值被记为KIC,它代表材料阻滞裂纹扩展的一种特性,被称作“断裂韧性”。大量实验表明,当KI>KIC时,裂纹开始发生初始的扩展,此为线弹性断裂力学的判据。 1.2弹塑性断裂力学理论基础不同于线弹性断裂力学理论,弹塑性断裂力学适用于裂纹尖端的塑性区尺寸已接近甚至超过裂纹尺寸的情况[3],根据研究对象不同,主要分为J积分理论和COD理论。 1.2.1COD理论COD(CrackOpeningDisplacement)就是裂纹尖端的张开位移量,通常用δ表示,其基本思路是把材料受到载荷时的裂纹尖端的张开位移δI作为一个参量,建立这个参量和外加应力与裂纹长度的关系,计算出弹塑性加载荷时裂纹尖端的张开位移δI。然后把材料起裂时的δIC值作为材料的弹塑性断裂韧度指标,最后利用δI与δIC的关系判定结构是否起裂。裂纹顶端张开位移值(COD)是表征裂纹顶端塑性应变的一种度量[4],COD理论主要是从裂纹周围的应力、应变出发,参考裂纹顶端张开位移,进行大范围屈服问题处理的理论,在中、低强度钢的焊接结构和压力容器的的断裂的安全分析中得到了广泛的应用。狭义上讲,COD基本理论有两种,一种建立在D-B模型的基础上,用于描述部分屈服条件下的COD。D-B模型主要用于中低强度钢制造而成的压力容器或者管道,但是在具体应用当中还需要进行鼓胀效应、等效贯穿裂纹换算以及材料硬化的修正。另一种理论是由Wells提出,主要是用经验公式进行描述完全屈服条件下的COD。 1.2.2J积分理论COD理论是一种经验方法,并不是一个直接且严密的参量,对裂纹尖端张开位移的分析计算的都是很困难的,所以美国一位教授Rice从系统的能量守恒的角度提出了一个既能用于描述裂纹尖端应力应变场的强度,又方便进行理论计算的参量J积分。J积分概念明确、理论严密,对线弹性与弹塑性条件下的断裂分析都适用,所以在压力容器缺陷安全评定中得到广泛的运用。J积分理论裂纹失稳扩展判据是通过含缺陷压力容器由于外载荷作用产生的断裂推动力和压力容器材料的抗断裂阻力比较得到的。式中,c表示裂纹下表面某点到裂纹上表面某点的简单积分,W表示弹性应变能密度;T为积分回路的张力分量;u为回路的位移分量。在弹塑性断裂分析中,我们可以使用J积分作为参量,建立起相应的断裂判据:。此判据适用于弹性、弹塑性和全塑性的情况。 2压力容器失效评定图 对于压力容器的缺陷验证,我国多采用COD方法,即断裂产生的应力和应变值的组合达到临界值。由于含缺陷构件的失效必须满足含缺陷构件的塑性失稳载荷大于外加载荷,断裂韧度大于应力强度因子两种判据,从而导出了基于塑性失稳与线弹性断裂两种判据的不同机理的曲线图。失效评定图技术(FAD)最早是英国CEGB的Harrison提出来的,并编制出了R6评定规范第1版,这种曲线图就是以COD理论为基础的失效评定图,由英国中央电力局提出,被称为旧版本R6评定图技术,如图3-1所示。J积分是力学、工程研究界内公认的科学的判定弹塑性断裂参量,在实践中得到了广泛的应用。它可用于评定裂纹体起裂、分析裂纹体撕裂过程、撕裂失稳的评定。虽然R6评定图是由英国专家提出,但是J积分的失效评定曲线是美国学者提出来的,从而引起R6第3次修订版的出现[5],即目前使用的通用失效评定图,如图3-2所示。 3结语 近年来,我国的工业水平得到了很大的提升,各种先进的技术和方法不断的在工业生产制造中得到应用。但是在工业生产中,加工的材料不可避免地会出现各种裂纹、缺陷,断裂力学理论在常规的设计中的普遍使用具有很好的意义。通过不同理论方式的计算,得到的相应的评价指标,再通过相应的判据或者失效评定图进行比较,就能够在设计初期得到一个有参考价值的数据,避免了后期因为缺陷的产生而使得产品提前失效,造成不必要的人力财力的浪费。 作者:彭博 单位:成都市工业职业技术学校 断裂力学论文:断裂力学在桥梁工程中的应用 【摘要】 叙述了断裂力学形成过程和发展,简要介绍了计算断裂力学理论,并通过与桥梁工程实践相结合,介绍断裂力学在桥梁工程中的应用。 【关键词】 断裂力学;桥梁工程;应用;裂纹 断裂力学是近几十年发展起来的新的力学分支,它主要是利用连续体力学的原理,从这个角度出发,研究含缺陷或裂纹的物体在外界条件(荷载、温度、介质腐蚀、中子辐射等)作用下宏观裂纹的发展、失稳、开裂、传播和止裂规律,断裂力学应用力学成就研究含缺陷材料和结构的破坏问题,由于它与材料或结构的安全问题直接相关,它虽然起步晚,但实验与理论均发展迅速,并在工程上得以广泛应用。 1 断裂力学的形成和发展 断裂力学是一门现在仍在不断发展和完善的科学,因此,它是具有前沿性和挑战性的研究成果。20世纪20年代起到50年代末期,在工业发达国家逐渐形成断裂力学这样一门新兴的强度科学。大量断裂事故分析表明,断裂起源于构件有缺陷。传统的设计思想存在一个严重问题,就是把材料作为无缺陷的均匀连续体。在传统的强度理论中,均假定材料是连续固体,为保证构件安全的工作,要控制构件应力不超过该材料的对应的限定值,即σ≤[σ]。其中为构件的应力;[σ]为构件的限定应力,该限定值是根据材料试验后考虑一点的安全度确定下来的。而实际上构件总存在不同形式的缺陷,因此实际材料的强度要大大低于理论模型的强度。断裂力学就是研究有裂缝的构件在各种环境条件下(荷载、温度变化、化学腐蚀)裂缝的平衡、扩展和失稳的规律,并且研究构件强度条件的一门学科。显然它要研究裂纹尖端区的应力状态、应变状态和位移状态,研究裂缝本身抵抗裂缝扩展的能力,还要研究测定这种抵抗能力的方法和标准。通过对构件的分析,运气断裂力学的观点、判据能把构件内部裂纹的大小和构件工作应力,以及材料抵抗断裂的能力定量联系起来,从而可对含裂纹构件的安全性和寿命给出定量或半定量的估计,这就为工程构件的安全设计、制定合理的验收标准和原材原则提供了新的理论基础。 2 浅谈断裂力学理论 简单说来,断裂力学就是研究裂纹的力学。它研究裂纹扩展的规律,研究材料的强度与韧性的关系,研究带有裂纹的物体在外力作用下应力应变的规律及其判据,其主要分为线弹性断裂力学和弹塑性断裂力学。 线弹性断裂力学的研究对象是带有裂纹的线弹性体,其断裂类型主要有三种,各种复杂的断裂形式都可以分解为这三种。这三种断裂类型分别为Ⅰ型裂纹、Ⅱ型裂纹和Ⅲ型裂纹(如图1所示)。其中Ⅰ型断纹属于张开型断裂,Ⅱ型裂纹属于滑移型裂纹,Ⅲ型裂纹属于撕裂型断裂,前两种都属于平面问题,第三种属于反平面问题,其中以第一种裂纹形式为最常见、最基本也最危险,通常对其研究得也最多。 目前,对于裂纹的研究,主要是以Trwin的应力强度因子理论。应力强度因子K1是度量裂纹端部应力场强弱程度的一个参量。裂纹尖端是一个奇点,它随着荷载σ增加而增加,当荷载增大到某一临界值时,构件就发生破坏,此时,应力强度因子K1也达到了某一临界值Kcro,这样,对于带裂纹的构件来说,其强度准则就应该是K1 对于那些裂纹端部已有很大塑性区的大范围屈服断裂问题和全面屈服断裂问题,线弹性断裂理论已不再适用,而必须采用弹塑性断裂理论来进行分析。当前,用于弹塑性断裂的方法主要有COD和J积分法。当裂纹受到垂直于裂纹线方向的拉伸时,原先贴和在一起的上、下两个裂纹面就将分离,从而使裂纹张开,裂纹面在裂纹顶端的张开位移量就是所谓的COD,可以用来间接地度量裂纹端部的应力、应变场强度。J积分法是采用一种与积分路径无关的积分来分析缺陷周围的应力和应变场,它可以作为裂纹端部应力、应变场强度的度量。当此J积分值达到某一临界值时,裂纹就开始扩展。此临界值就是材料的断裂韧性。 3 断裂力学在桥梁工程中的应用浅述 断裂力学的应用从60年代起就显示了它巨大的作用,从而推动了断裂力学本身理论和实验技术的发展。近年来,断裂力学的应用得到很大的重视,它的应用范围极其广泛。 在桥梁工程中,混凝土作为一种常见的非均匀的结构材料,其中含有微裂纹,甚至有宏观的缺陷如裂纹、夹碴、孔穴等。混凝土的强度、变形和破坏性能都与裂纹的扩展有关。基于断裂力学理论,混凝土的破坏是由于对象体系中潜在的各种缺陷引起的,其破坏过程实际上就是微裂缝萌生、扩展、贯通,直到产生宏观裂缝,导致混凝土失稳破坏的过程。因此,运用断裂力学理论可以建立带有裂纹的有限元模型,进而对其进行桥梁结构的极限承载力。 目前分析蛄航峁辜限承载力的方法很多,但基本上都是利用有限元方法对结构进行分析,对于钢筋,在混凝土发生断裂破坏时,钢筋还处于线弹性阶段。对于混凝土材料来说,由于混凝土本身性能的复杂性,基本上是通过试验数据回归拟合而得。断裂力学为我们提供了一个很好的衡量混凝土抗裂性的指标――断裂韧性。它揭示了材料的裂纹和强度的内在规律,反映了材料的一项新的力学性能。一项新指标的确立,必然会带来一批具有更优越性能的新型材料。我们可以根据此指标指导材料的配方、工艺、生产,设计具有要求性能的新材料、新品种。国外对纤维混凝土等新品种混凝土的研究,就是用断裂韧性为指标的。 断裂力学理论研究和裂纹测试技术的发展,引入混凝土领域中,必将对混凝土的破坏理论的研究、发展起促进作用,应用断裂力学的理论结合有限元模型可以判断桥梁极限承载力,避免桥梁事故的发生。 4 结束语 断裂力学理论是在现实生活中重多的灾难断裂事故中形成,并在不断发展和完善起来的。断裂力学涉及面很广,有金属物理学、冶金学、材料科学、计算数学等多学科内容,现在乃至将来一段时间内仍将处于发展研究阶段。断裂力学在桥梁工程中的应用一方面促进和丰富了桥梁理论的发展,另一方面,断裂力学在桥梁工程中的应用,反过来也会对断裂力学的内容,给予极大的提升和发展。 断裂力学论文:断裂力学在压力容器分析中的应用 摘 要:伴随社会经济的快速发展及科学技术的不断进步,我国机械设备行业也得到了极大的发展。压力容器是一种需要承载压力的密闭设备,在我国工业经济发展的过程中发挥着重要的作用。随着工业发展规模的不断扩大,压力容器也逐渐向大型化方面发展,但在其快速发展的今天,仍存有大量质量问题,如裂纹现象。为更好地提升压力容器的质量,本文基于断裂力学理论,对压力容器的各项内容进行了探讨。 关键词:断裂力学;压力容器;应用分析 1 断裂力学理论分析 一般情r下,可由超声探测方式检测裂纹,但仪器无法检测到裂纹扩展早期的情况,长此以往,小裂缝呈现出稳步增长的现象,最后达到许用临界值,产生脆性断裂。工作应力在许用应力以下是计算传统结构强度安全的依据,但具体操作中,往往会出现应力破坏问题,这是情况下与传统强度计算依据存有差异,即存有结构内部缺陷问题。为防止出现此类问题,在分析压力容器缺陷时可依据断裂力学理论进行研究。以研究对象进行划分,线弹性断裂力学、弹塑性断裂学为构成断裂力学理论的主要内容。线弹性断裂力学主要是对大型构件、脆性材料平面应变断裂问题进行处理。其通过弹性力学内的线弹性理论分析裂纹体力学性能,且通过分析获取确定断裂纹扩展规律的相关因素,如应力强度因子等。在裂纹尖端周围具有较小塑性变形区的情况下,通常也会选取断裂力学进行探讨。而弹塑性断裂力学理论与前者存有极大的不同,其主要用于裂缝尖端塑性区尺寸与裂纹尺寸相近或在其之上,因研究对象存有差异性,可具体划分为2类:J积分理论、COD理论。在验证压力容器缺陷时,选用最多的断裂力学理论为COD理论,也就是断裂出现的应力、应变值组合与临界值相符。因构件存有缺陷,只有在其外加载荷低于塑性失稳载荷、或应力强度因子在断裂认读以下时,才能断定其为失效状,进而可将基于塑性失稳和线弹性断裂的2种依据的曲线图导出。在断裂力学理论内,COD理论只能被看做是一个经验方式,如作为一个参量,其不具备直接性、严密性,特别是在计算、分析裂纹尖端张开位移时难度较大,因此,由系统能量守恒方面出发,美国Rice教授提出了参量J积分。其不仅能够对裂纹尖端应力变场强度进行全面描述,还能够便于理论分析、计算。J积分具备清晰的理念、严密的理论,并适用于线弹性、弹塑性等环境下的断裂分析,尤其是在弹塑性断裂参量判定中J积分得到了人们的认可,且被广泛应用于实践中。其可对裂纹体起裂现象进行评定,并能够对裂纹体撕裂过程进行分析,是评定撕裂失稳的科学依据。 2 断裂力学在压力容器分析中的应用 在压力容器运行使用过程中,往往会产生大量质量问题,为此,必须按照现行规程开展在役压力容器安全技术检验,将安全隐患彻底扼杀。针对超标等缺陷问题,如采取传统方式予以消除,呈现出效果不佳、成本高等问题。为此,在安全评定时更多人倾向于采取断裂力学理论,其不仅能够确保设备运行安全,还节省时间,增加经济效益。为更好地了解断裂力学在压力容器分析中的应用,可以某压力容器缺陷为例进行探讨。 2.1 设备技术参数 某压力容器属于II类容器,设定1.5Mpa为其设计压力,CH3CI为介质,16MnR为材质,1Mpa为工作压力,要求在60℃以下控制其设计温度。 2.2 计算缺陷 通过X射线进行该压力容器缺陷探测,得出其环焊缝底片存有超标缺陷,共两处分别为102、106。随后选取超声波再次进行检测,结果如图1所示。由此得出,埋藏裂纹为其缺陷。 其中,埋藏裂纹到2自由表面的最小距离可通过P1(8mm)、P2(10mm)表示;板厚方向平面缺陷的尺寸最大值则由H(2mm)表示; 板宽方向平面缺陷长度最大值可由实际L1(20mm)、L2(15mm)表示。因H小于L1、L2;且0.4H小于P1、P2,可将该缺陷转化为椭圆形埋藏裂纹,由此计算其等效裂纹尺寸,分别为0.99mm、0.97mm。 2.3 缺陷的断裂分析 (1)计算应力及应变。通过以上论述,计算应力时可在水压试验最危险的情况下进行。因,可依据弹性情况进行计算分析,则对应于的应变公式为: 其中,弹性模量可由E表示,其选取2x105Mpa。 这种情况下,可得出应变。 (2)确定材料性能数据。按照相关规范规定,应以实测数据为主,但本压力容器试样难以获取,无法进行实测。此时可参考16MnR系国内类似压力容器用钢数据,可获取实测数据。安全技术分析过程中,选取0.06mm作为最低值,为确保压力容器运行安全,应选取0.06mm的50%进行分析,即选取0.03mm作为裂纹张开位移COD临界值。此时,可通过下式表示材料平面应变断裂韧度。 其中泊松比由v表示,且v=0.24,最终获取。 (3)脆断评定。第一,根据相关规范要求,进行应力强度因子计算,公式为=311N/mm3/2 由此可见,Kl/Klc=0.177,0.6 0.177,此时属于安全状态。 第二,根据相关规范要求,进行允许裂纹尺寸计算,公式为 因等效裂纹尺寸最大为0.99mm 3 结束语 综上所述,压力容器在日常运作的过程中需要承载一定的压力,容易出现裂纹等问题。因此要定期对压力容器进行质量检测,及时发现压力容器存在的质量问题,减少安全隐患,保证人民群众的生命财产安全。但是由于压力容器的特殊性能,在检测过程中应严格遵循断裂力学相关理论,要求在不损害压力容器使用性能的情况下,对压力容器的质量进行检测。且根据压力容器的具体情况选取合适的方法进行检测。 断裂力学论文:基于断裂力学的GFRP加固梁有限元分析 [摘 要]传统钢筋混凝土结构抗裂性能差,使用阶段常常带裂缝工作。基于断裂力学理论解释了GFRP加固梁的阻裂机理,同时,运用ABAQUS有限元软件计算并对比了不同加固形式的GFRP梁的加固效果。结果表明:各种形式加固梁的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载均有不同幅度的提高;各种加固形式中以U型加固效果最好。 [关键词]断裂力学;钢筋混凝土梁;GFRP;有限元分析 目前,钢筋混凝土结构在建筑结构中应用广泛,但由于混凝土的抗裂性能较差,结构常常带裂缝工作,而在混凝土表面粘贴GFRP是一种有效的阻裂加固方法。本文首先利用断裂力学理论解释GFRP加固中的阻裂机理,然后通过大型通用有限元软件ABAQUS对不同加固形式GFRP梁的加固效果进行对比分析。 1 基于断裂力学的GFRP加固梁阻裂机理[1] 断裂力学以裂纹的应力强度因子作为裂纹是否扩展的依据。当裂纹的应力强度因子小于混凝土的断裂韧性时,裂纹将处于稳定状态;等于混凝土的断裂韧性时,裂纹将扩展。 阻裂机理一:变边裂纹为内部裂纹 钢筋混凝土梁抗裂性能差,在很小的荷载作用下裂纹就会在混凝土的受拉侧产生,且是以边裂纹的形式出现。当我们在混凝土梁受拉侧粘贴断裂韧性较大的GFRP后,将边裂纹变为内部偏心裂纹,使裂纹的应力强度因子介于和之间[2],降低了裂纹的应力强度因子。 阻裂机理二:起裂点集中拉拢力阻裂 GFRP通过在裂纹出现但未扩展时于起裂点处施加一集中拉拢力,产生一较大的负应力强度因子抵消一部分裂纹的应力强度因子,从而使裂纹尖端的应力强度因子减小,推迟了裂纹的扩展,提高了结构的承载能力。 2 GFRP加固梁有限元分析 2.1 结构简介及有限元模型的建立 结构采用4000mm×180mm×450mm的简支矩形梁,净跨径3600mm,截面高宽比为2.5;材料采用C40混凝土;加载方式采用三分点的两点加载,荷载间距1200mm。钢筋构造:受拉主筋为6Φ10,设计配筋率为0.58%,箍筋为Φ8@50mm,架立钢筋为2Φ10,斜筋为Φ8@100mm。 本文利用ABAQUS有限元软件对上述钢筋混凝土结构进行建模分析。混凝土、钢筋与GFRP分别采用C3D8R、T3D2与S4R单元,材料属性分别为混凝土塑性损伤、理想弹塑性与线弹性。在相互作用模块中,采用Embeded Region和Tie[3]来分别定义钢筋与混凝土和GFRP与混凝土、GFRP之间的相互作用。 为了对比不同加固形式的GFRP梁的加固效果,建立三种计算模型见表1。 钢筋混凝土梁配图及有限元模型见图1。 2.2 结果与分析 对有限元计算结果进行归纳,得到三种形式的GFRP加固梁荷载与跨中挠度的关系曲线见图2。 2.2.1 荷载-跨中挠度曲线形状 从图2中可以看出,GFRP加固梁与普通钢筋混凝土适筋梁一样,荷载-跨中挠度曲线均具有明显的三个阶段,分别为:混凝土开裂前阶段、混凝土带裂纹工作阶段、钢筋屈服后阶段。在钢筋屈服以后,普通钢筋混凝土梁已不能继续承载,而对于GFRP加固梁,由于GFRP的阻裂增强作用,仍能继续承载,荷载-跨中挠度曲线在这一阶段表现为有一定的倾角。 2.2.2 开裂荷载、屈服荷载与极限荷载对比 根据图2荷载-跨中挠度关系曲线并结合有限元计算结果,将三种形式梁的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载列于表2。 从表2可以看出,由于GFRP的阻裂增强作用,加固梁相较于普通梁在开裂荷载、屈服荷载和极限荷载方面均有一定幅度的提高,且越到后期,GFRP的作用越大,荷载提高的幅度也越大。对于水平粘贴加固梁,三种荷载分别提高了6.90%、26.95%和30.61%;对于U型粘贴加固梁,三种荷载分别提高了12.07%、39.72%和75.51%。 2.2.3 加固形式选取 从上面的叙述中可以得出,U型加固要好于水平加固。因此,在今后的实验研究和工程实践中推荐优先选用U型加固方式。 3 结论 本文基于断裂力学理论解释了GFRP加固梁的阻裂机理,同时运用ABAQUS有限元软件对比分析了不同加固形式梁的加固效果,得到以下结论: ①加固梁的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载要高于普通梁,且U型加固高于水平加固; ②在以后的实验研究和工程实践中推荐优先选用U型加固形式。 断裂力学论文:边坡稳定的断裂力学分析 摘要:如今边坡工程越来越多,然而现今对边坡进行分析的方法还不够完善。常规的分析方法假设坡体整体滑落,假设了一个滑动面,但是坡体的受力在微观的角度是复杂的,其中由于土体受外界因素产生的张拉收缩作用会在坡顶产生裂缝,裂缝的发展将会破坏土体的整体性,因此其受力不能简单的用平衡法进行分析,而一般的屈服判断条件又不适用于土坡等边坡,但断裂力学的相关知识适合于解决此类问题,本文正是基于断裂力学进行边坡稳定性分析 关键词:断裂力学;边坡稳定;失稳分析 引言 边坡的稳定性是工程中要考虑的重要问题,然而常规的屈服破坏准则并不适用于坚固土和超固结土这样的脆性材料,此外岩土工程的受力复杂,更加重了边坡稳定性分析的复杂程度。对于边坡稳定性分析通常采用的是极限平衡法,比如:圆弧滑动面稳定性分析、条分法稳定性分析、Bishop条分法稳定性分析、非圆弧滑动面的杨布法等[1]。其基本思路是假定一个滑动面,将边坡分为两个整体,然后进行宏观的受力分析。这类方法的参数容易获得,计算简便,是经典的分析方法,但其中有明显的不足之处:由于土的收缩和张力作用,土的坡顶一般会产生裂缝,边坡的破坏往往是从细小的裂缝开始的,因此对边坡进行整体分析会不精确。本文介绍的是基于断裂力学的边坡稳定性分析。 1基于断裂力学的边坡稳定性研究现状 滑坡是在一定地形、地质条件下,由于岩体或土体内部裂隙的损伤、扩展、断裂以及扩展断裂过程中的相互作用,导致边坡产生滑移、崩塌或失稳破坏的现象。因此研究裂隙扩展断裂及扩展断裂相互作用对岩体或土体强度特性的影响,对于边坡工程的加固、设计和施工具有十分重要的意义。关于裂隙对岩石强度的影响,目前国内外已在这方面有所成果,如赵平劳[2][3]针对层状岩体的抗压和抗剪强度作了大量的实验研究,得出了比较有意义的结果,范景伟[4]对含定向闭合断续节理岩体的强度特征也作了较详细的探讨,并从理论上推导出了含节理岩体的强度公式。王桂尧[5]利用实验观测到的结果、对节理裂隙岩体而言,其软弱结构面的方向和长度对岩体的强度会产生重要的影响。所以对于带裂缝的岩质边坡的稳定性分析已形成了一定的理论基础,有关这方面的文献也较多。 2一般边坡失稳分析 常规的边坡稳定性分析是假设一个滑动面,考虑滑体的自重以及抵抗滑动的摩擦力,通过他们的受力平衡来进行分析,下面以粘性土的土坡进行稳定性分析。 粘性土的颗粒之间存在着粘结力,产生滑坡时,土体整块向下滑动,土体受到自身重力以及摩擦力[6],这里采用土坡圆弧滑动整体分析法。对于简单均质的粘性土坡的稳定性, 在不考虑裂缝的影响时, 采用圆弧滑动面的整体稳定来分析. 设土坡可能沿着圆弧面AC滑动, 滑动面半径为R, 使土体产生滑动的力为滑动土体。 重量为W, 抗滑力是沿圆弧面上分布的土体的抗剪强度。将抗剪力与重力对圆心O 取力矩, 得到抗滑力矩Mr 和滑动力矩Ms分别为: Mr =τfLR , Ms =Wx .` 其中τf为土体抗剪强度; L 为滑动的圆弧长度; R为滑动的圆弧半径; W 为滑动的土体的重量; x 为W 对滑动面圆心O 的力臂, 如图1 所示. 图1 整体圆弧滑动受力分析 取抗滑力矩与滑动力矩的比值作为土坡的稳定性分析的安全系数K, 即 K= Mr / Ms =τfLR / Wx 3边坡失稳的断裂力学分析 本文用断裂力学理论进行边坡稳定性分析,而断裂力学能否用于土体中裂缝的产生和拓展,是本文研究的首要前提。根据相关文献资料可知,断裂力学在土体中尤其是坚硬或脆性土体中的应用已经得到广泛认可[1]。 3.1基于断裂力学的边坡稳定性分析的理论依据 土坡在使用期间, 会遇到土体干缩硬化固结、坡体不均匀沉降、水分蒸发、冻结融化以及气候变化等多种情况, 土粒之间的结构联系在薄弱环节破损, 土体原本存在的微小缺陷相互融合, 逐渐形成可见的宏观裂缝, 在外界因素地持续作用下, 这些宏观裂缝进一步发育生长, 直至坡体发生失稳破坏. 边坡由于结构和荷载的复杂,裂缝受到张拉和剪切共同作用,属于Ⅲ型复合型裂缝。 在边坡中,裂缝稳定性与坡体的稳定性密切相关,应力强度因子是缝端应力强弱的表征,裂纹的生长拓展由端部应力控制,因此应力强度因子K的大小反应了裂缝的稳定性。当缝端应力强度因子K等于材料的临界值时,裂缝会扩展并失稳,进而导致边坡的损坏。此时的裂缝长度为裂缝拓展的临界缝长lc。当裂缝长度小于lc时,坡体是稳定的;当裂缝长度大于lc时,坡体就破坏了。 3.2基于断裂力学的边坡稳定性分析过程 采用断裂力学对边坡进行分析的过程是这样的,首先确定边坡的最易开裂位置,由于边坡坡顶存在张拉区,因而很容易产生张拉型裂缝,而张拉型裂缝又往往是产生滑坡的诱因。首先对研究的边坡进行应力分析,根据应力分布规律,确定滑动面起裂的大致位置,然后在此位置周围开始搜索,找到其确切的最易开裂位置。具体做法为:先在大致开裂位置周围设置长度相等的铅直裂缝,然后进行断裂力学分析,得到其相当应力强度因子,相当应力强度因子最大的地方即为边坡最易开裂的位置。 然后确定边坡的临界缝长,在最易开裂位置设置从小到大的铅直裂缝,得到它们的应力强度因子,代入断裂判据。随着缝长的增加,裂缝会经历一个从不开裂到开裂的过程,最先达到开裂条件的缝长即为边坡的临界缝长。 最后寻找边坡的最危险滑动面,由于己经得到了边坡的开裂位置和临界缝长,在坡顶开裂位置设置一条铅直裂缝,此裂缝的长度应等于或略大于临界缝长,第四章基于断裂力学的粘土边坡稳定性分析再在这条裂缝的基础上进行搜索。 4 结论 (1)常规的采用极限平衡法分析的边坡稳定性问题存在一定的不足,其产生的安全系数不可靠,在采用极限平衡法进行边坡稳定性分析时应适当的调高安全系数以防止事故的发生; (2)临界缝长用来作为裂缝失稳的判据相比较于应力强度因子K更方便,其作用等同于应力强度因子K,可通过缝端应力强度因子K达到临界应力强度因子时对应的缝长间接得到。 断裂力学论文:半刚性基层沥青路面温度应力断裂力学分析 【摘 要】进行路面裂缝开裂扩展评估工作时,需要应用J积分与路面裂缝尖端应力强度因子两个关键指标。本文采用ABAQUS软件,创建有限元模型,结合断裂力学与奇异单元理论,从温度应力与荷载两个方面分析广西几条半刚性基层沥青路面裂缝的情况。 【关键词】半刚性基层;沥青路面;温度应力;断裂力学 横向裂缝是高速路半刚性基层沥青路面早期主要破坏形式。它的形成往往是由于沥青路面半刚性基层反射性开裂、温度疲劳裂缝、低温收缩裂缝等多方面原因综合影响之下的结果。单单依靠试验,是没办法有效评估上述多方面因素与高速路沥青路面温度应力之间存在的联系大小的。所以通过数学模型,结合断裂力学与奇异单元理论评估因素与高速路沥青路面温度应力之间存在的联系,有着十分重要的现实意义。 1 断裂力学理论概述 1.1 判断应力强度因子的基本准则 所谓的断裂力学指的是研究在(湿度、温度、荷载等)环境之下构件上裂缝的失稳、扩展、平衡规律的一种学科门类。在荷载影响之下,根据裂缝不同的扩展方式,可以分成撕开型裂缝、剪切型裂缝、张开型裂缝三种基本类型。一般在高速公路施工项目中会涉及到剪切型裂缝与张开型裂缝两种。 根据线弹性断裂理论,张开型裂缝裂纹尖端区域的位移场可表示为: 式中,G为含裂纹弹性体的剪切模量;r、θ是以裂纹尖端为坐标原点的极坐标;K1为常数。从式(1)、式(2)可以看出,随着r的减小(tg就是越接近裂缝尖端的地方),所有的应力分量都增大,并且当r趋向无穷大时,这些应力分量均趋向无限大,亦即裂缝尖端处的应力场具有奇异性。只用应力大小来判断结构强度的方法不再适用,由于裂缝尖端附近的应力场与K1成正比,K1可以用来反映裂缝尖端附近的应力场强度,称为应力强度因子,其量纲为[FL-3/2]。 1.2 J积分 J积分是为了避开直接计算裂纹尖端附近的弹塑性应力应变场,提出的一个围绕裂纹尖端的围线积分,与积分路径无关,为一常数,即J积分的守恒性。J积分被公认为在其主导区能正确反映HRR奇异性,其守恒性使得可以在分析中避开裂纹尖端这个难以直接严密分析的区域。 如下图所示,围绕裂纹尖端作一回路,并沿此回路积分得: 式中,ω是在弹塑性条件下,在单调加载过程中裂纹体的应变能密度;τ为自裂纹下表面的任意一点起,沿逆时针方向绕过裂纹尖端而止于裂纹上表面任意一点的任意一条曲线;Τi是作用在回路上弧线ds对应的面元素ds、dz上的表面力矢量;ui是该处的位移矢量;n是线元素ds的外法线单位矢量。 2 等参有限元分析 奇异性是裂缝尖端应力应变的重要特点,通过SNGULAR命令在裂缝尖端设置奇异单元,如下图,能将裂缝尖端奇异性特点十分好地模拟出来。 3 高速公路层状路面结构的数值计算模型 为分析在温度变化影响之下,路面不同结构层裂缝的扩展规律,首先假设有一个贯穿基层底部的裂缝。与此同时,为了讨论裂缝的扩展规律,研究沥青面层受到裂缝反射的状况,假设沥青面层底部也有一个完全贯穿的裂缝。 在本文计算过程中均作下面几项假设: ①高速路层与层之间是连续的,地基、沥青混凝土、基层材料都是均匀的、各向同性的线弹性材料;②路面所有裂缝面都是自由面,横向裂缝之间的距离是均匀的,且贯穿整个沥青路面的宽度;③路表层有温度荷载,热传导定律所有条件路面体内温度都满足,与此同时,我们假定路面最下层与水平向无限远处位移与应力为零;④当应用温度应力进行研究时,设定沥青路面表层温度从六十摄氏度降低到二十摄氏度,计算路面温度场时,路面温度场不是出于瞬态传播的状态,而是以稳态传导的形式进行传播。 在计算路面受到温度变化影响而出现的变化时,参考的是2005年北京科学出版社出版的吴赣昌《半刚性路面的温度应力分析》这本书。 4 温度应力断裂力学计算 为了让计算数据对比性更强,在进行多个结构层的温度应力强度因子计算的时候,设置全部计算模型的精度与单元分布都是一样的,仅仅变更沥青路面裂缝自由边的长度大小,本文K1(应力强度因子)计算量纲为[N・m-3/2]。 4.1 厚度不同的基层裂缝所造成的影响 因为受到温度应力的影响,在沥青路面会出现张拉型水平裂缝,所以剪切型应力强度因子KⅡ等于0。从下面两张图我们可以知道,当增加基层裂缝开裂的厚度时,基层裂缝尖端的应力强度因子也随着增加,进而裂缝裂开程度及裂开速度均明显增快。 4.2 当路面基层开裂完全时,厚度不同的路面面层裂缝所造成的影响 从下面两张图我们可以得知,如果沥青路面基层出现开裂的时候,随着路面面层底部裂缝的长度慢慢加大时,裂缝的扩展速度也逐渐加快,直到面层底部完全破坏。比对基层开裂应力强度因子K1变化图我们可以知道,基层应力强度因子明显比面层应力强度因子K1值,表明面层比基层更容易受到温度应力的影响。而我们国家建设的半刚性基层沥青路面往往在当初进行面层铺设之时裂缝就已经出现,在温度应力影响之下,路面裂缝出现的速度及扩展的速度都大大提高了。怎样有效降低沥青面层铺筑施工阶段之前裂缝出现的概率有着十分重要的现实意义。 4.3 基层模量应力强度对裂缝所造成的影响 如果裂缝出现在基层时,当基层模量的加大时,应力强度因子也会随之加大。而一般来说我们国家高速公路沥青路面的基层有着较高的强度,也就是说沥青路面水泥剂量都可以达到百分之五至百分之六,因此在高速公路沥青路面施工的阶段,我们可以结合实际情况,适当降低路面水泥稳定碎石半刚性基层的水泥剂量。 4.4 基层开裂在面层模量作用下所出现的变化 从下面两图中可以知道,当沥青路面基层出现裂缝的时候,基层温度开裂进展不会因为面层模量的增大而变化。 4.5 当路面面层出现裂缝时,面层模量对裂缝进展的影响 从下面两图可以知道,当路面面层模量出现变化时,应力强度因子也随之变化,因为沥青路面的温度收缩一般出现在周边环境温度下降的时期,而道路周边环境温度下降原本就会加大路面面层的劲度,进而加快路面裂缝的进展。 4.6 当沥青路面出现裂缝时,基层模量对裂缝进展的影响 当沥青路面出现裂缝的时候,即便基层模量慢慢加大,面层裂缝尖端的应力强度因子也出现相对应的加大趋势,然而通过对照相关数据发现,面层裂缝尖端应力强度加大幅度十分小,甚至可以忽略这个加大幅度。从另个角度来说也证明了基层强度太大对防止温度型裂缝并没有明显的好处。 4.7 面层开裂时厚度变化对开裂的影响 随着面层厚度的增加,温度变化对沥青层底裂缝尖端的应力强度因子有下降趋势,但是,对比其数值可以发现,影响非常小。具体如下面两图所示。 5 结束语 综上,对半刚性基层沥青路面温度应力开裂进行断裂力学分析,结果能真实反映层状路面结构基层裂缝扩展现象和规律,可以为沥青路面早期开裂破坏机理分析提供依据。 断裂力学论文:浅析岩石的断裂力学 摘要:论述了国内外断裂力学及损伤力学的学科发展历程,总结了岩体断裂力学损伤力学的研究内容、研究特点以及岩石力学专家们一些年来所取得的主要成果,并简单介绍了断裂力学损伤力学在岩土工程中的实际应用。最后,通过对岩石破坏的断裂-损伤理论的阐述,指出了综合考虑损伤与断裂的破坏理论是能更好地反映岩石实际破坏过程的一种新的理论, 可在以后的理论研究和实际工程中得以更为广泛的应用。 关键词:岩石 断裂力学 损伤力学 岩石的破坏过程总是伴随着损伤(分布缺陷)和裂纹(集中缺陷)的交互扩展,这种耦合效应使得裂纹尖端附近区域材料必然具有更严重的分布缺陷。岩石的破坏, 如脆性断裂和塑性失稳, 虽然有突然发生的表面现象, 但是, 从材料损伤的发生、发展和演化直到出现宏观的裂纹型缺陷, 伴随着裂纹的稳定扩展或失稳扩展, 是作为过程而展开的。事实上, 物体中往往同时存在着奇异缺陷和分布缺陷。在裂纹(奇异缺陷)附近区域中的材料必然具有更严重的分布缺陷, 它的力学性质必然不同于距离裂纹尖端远处的材料。因此, 为了更切合实际, 就必须把损伤力学和断裂力学结合起来, 用于研究物体更真实的破坏过程。 一、岩石I型断裂韧度测试方法研究现状 岩石的断裂韧度是用来表征岩石材料抵抗因裂纹扩展引起断裂的能力,是材料的固有属性,应该与测试试件的形状、尺寸和加载方式无关。对岩石进行断裂韧度室内测试是将断裂力学引入岩石力学的基础。然而,由于研究的不足和问题的复杂性,目前只有国际岩石力学学会在1988 年和1995 年给出了两个测定岩石静态断裂韧度的推荐方法,更重要的是,试件构形和尺寸大小对岩石断裂韧度测试值的影响,即尺寸效应(或尺度律),也越来越受到了岩土工程研究者的关注。 1.岩石I型断裂韧度测试方法 由于岩石材料的特殊性和断裂韧度(KIC)测试比一般的强度测试更加复杂和困难,至今国际上还没有岩石断裂韧度测试的统一标准,自从20世纪60,70年代以来,许多学者在借鉴金属断裂韧度测试方法的基础上,针对岩石材料的特殊性,在岩石断裂韧度测试方法研究方面进行了很多有益的探索。通常用于测定岩石断裂韧度的方法有以下几大类:短圆棒试件、扭转试验、梁的弯曲试验和圆盘试验。其中,梁的三点弯曲试验常被采用。具体来讲,曾被用来测试岩石I型断裂韧度的方法及试样类型有:中心直裂纹试样(CSCBD)、单边切槽裂纹试样(SECBD)、不预制裂纹的巴西圆盘测试(BDT)、修正岩石I型断裂韧度测试方法以及圆盘测试 (MRT)、压痕试验(IT)、径向裂纹环状试验(RCRT)、修正环状试验(MRT)、单边切槽半圆盘三点弯试样(HDB)、环形盘紧凑拉伸试样、轴向切槽圆棒压缩开裂试验(ACRBC)、单边切槽圆棒弯曲试验 (SENRBB)、环向切槽圆棒弯曲试验(CNRBB)、环向切槽圆棒离心加载试验(NRBEL)、环向切槽圆棒拉伸试验(CNRBT)、预制裂纹空心筒内压测试或爆破测试、单边直裂纹三点弯曲梁测试(SC3PB)、单边直裂纹4点弯曲梁测试(SC4PB)、双扭测试(DT)、双悬臂梁撕裂试验(DCB)、紧凑拉伸试验(CT)、边切槽圆盘劈裂试验(END)、厚壁圆筒试验(TWC)、点荷载试验等。迄今为止,岩石I 型断裂韧度测试较为常用的试样类型主要有:单边直裂纹三点弯曲梁试样(SC3PB)、“V”形切槽三点弯曲圆梁试样(CB)、“V”形切槽短棒试样(SR)、“V”形切槽巴西圆盘试样(CCNBD)。此外,紧凑拉伸试验(CT)、单边切槽圆棒弯曲试验(SENRBB)及双扭测试(DT)、厚壁圆筒试验(TWC)等方法也被广泛采用。 二、岩石断裂力学的研究特点 岩石断裂力学是岩石力学的新的分支学科,是研究岩石断裂韧性和断裂力学在岩体中应用的科学。它也包括两个内容:分析裂缝端部的应力场和位移场; 确定岩石断裂韧度。由于断裂力学逐渐被许多岩石力学工作者所接受,近年来这方面的研究成果显著增加。当前岩石断裂力学的主要问题也是合理地确定岩石断裂韧度。 近几年来,在金属断裂研究与应用方面,开展了许多工作。对于裂纹岩石断裂的研究和应用,国外也已引起高度重视,但国内尚处于初始阶段。许多采矿工程中的实际问题,如矿山地压,井巷破坏,采场顶板的下沉与管理,岩层移动,露天矿边坡的稳定性,岩石断裂机理等等,都将提到岩石断裂力学研究的日程上来。可以预料,断裂力学将在矿山工程实际应用方面表现出强大的生命力。 三、岩石断裂力学的工程应用 1.岩石断裂力学在地震研究中的应用 由于浅源地震过程,本质上是地壳岩石大规模的断裂过程,所以引用断裂力学来研究地震,便成为人们所注意的向题。在这方面,国内已经做过不少工作。例如把断裂力学中的应变能释放率公式和位移公式与震级一能量公式用来求得震源参数与地壳岩石应力状态之间的关系,以服务于地震预报的目的;又如采用流变一断裂模型,来解释余震序列的时间滞后特性;再如用断裂力学理论分析圆盘裂纹稳态扩展条件,进而讨论断层参数、应力场参数和岩石物理力学特性参数与膨胀现象间的关系,以解释有的地区震前没有膨胀现象而有的地区震前却有强烈的膨胀现象;目前金属断裂力学多注意拉应力的作用,但用到多裂隙介质的岩石中来时,则多是断裂面处在压应力下的断裂力学问题,会具有自己的特点。 2.断裂力学对改进重力坝剖面的设计和稳定分析方法极有前途 现行重力坝设计规范规定,在正常荷载作用下,上游面不应出现拉应力。空腹坝坝踵应力状态更为复杂,又无明确规定。因此国内一些空腹坝不得不把距坝基以上3 米高处上游面拉应力为零作为设计基准。实际坝踵是应力奇点,用连续介质力学分析其应力是困难的。视坝踵为V 型切口,用断裂力学方法分析其开裂条件是可行的,对于较完整岩基上的重力坝,坝与基岩胶结面显然是大坝的薄弱环节。试验已证实,在胶结面上存在一定的凝聚力。同时,由于施工缺陷、应力集中等原因,胶结面上可能存在裂缝。因此坝踵开裂后至大坝失稳前,裂缝沿胶结面有一个发展过程。用断裂力学方法分析坝的稳定性,研究裂缝的止裂条件和剩余韧带区的强度条件,可能比目前采用的剪摩或纯摩公式更为接近实际。 3. 岩石断裂力学中存在的主要问题 目前,岩石断裂力学的研究与应用存在问题不少,难度较大,尚待作出巨大的努力。今后应该着重探讨下列问题:a在受压下,岩体内裂纹闭合,边界条件发生变化,因此,必须发展脆断模拟与弹塑性断裂模拟,进行闭合裂纹尖端应力场与位移场的解析研究以及分支裂纹端应力强度因子的计算研究;b岩石材料的本构关系;c岩石在各向受压条件下的断裂机理;d岩石在单轴或多轴压缩下的复合型断裂判据;e 建立岩石静、动态断裂韧性测定的标准方法,探讨各类岩石断裂韧性与传统力学性能的关系;f现场岩体内裂纹的监测手段与防断措施,;g非均质、各向异性与加载速率等因素对岩石断裂的影响。 四、小结 岩石的断裂韧度是一个用来表示材料抵抗裂纹和扩展能力的参数,其断裂韧度的准确测定是岩石断裂力学中一项非常重要的基础性工作。断裂力学是50 年代开始发展起来的固体力学的新分支. 主要按断裂力学发展的成熟度, 重点是线弹性断裂力学、弹塑性断裂力学、断裂动力学这三种经典断裂力学的基本理论与断裂准则,断裂力学是一门工程学科,目的是给出完整的工程结构构件由于裂纹扩展而破损的定量描述。 断裂力学论文:情系断裂力学教研相长结硕果 断裂力学起源于20世纪中期,发展于20世纪后期,并且仍在不断发展和完善。因此,它是具有前沿性和挑战性的研究领域。 在这项极具挑战性的研究领域里,柳春图见证并亲身参与了我国断裂力学从发展起步到不断成长的整个历程。作为一位重要的参与者,柳春图在断裂力学及其工程应用、海洋工程力学、夹层结构等方面都有着深入的研究和探索,他多次主持重大的科研项目,获得无数赞誉。 缘结断裂力学勤耕耘 我国断裂力学起步于20世纪70年代初,从这个时候开始,柳春图就有幸成为这一学科的首批科研学者。当时,对于这门新的学科,年轻的柳春图甫一接触,就有了继续探索和研究的兴趣,他开始着手去研究并做一些工作,并不断学习相关理论,随时关注国际上断裂力学学科的发展和走向。 1972年,河南平顶山大型国有发电厂安装了一台中国自行生产的30万千瓦的汽轮机转子,经检测发现有裂纹,按国家标准不允许运转。在那特殊的年代,转子能否运转上升到了政治高度。柳春图凭着“初生牛犊不怕虎”气概揽下了这个活,团结课题组全体成员努力工作,获得了可以监控运行的结论。 柳春图还负责承担了航空工业部某部门委托的某型飞机国内首次在主要受力结构部件采用夹层结构的研究任务。地面结构试验表明,夹层结构应用于飞机的主要受力结构部件是优越的、可行的。 再接再厉勇攀登 在这个领域不断积淀成长的柳春图,眼界和思维越来越开阔。他定性定量论证了经典理论应用于板壳断裂分析的重大理论缺陷,获得考虑剪切变形理论板、球壳、圆柱壳Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型裂纹尖端局部解,这就给出了解决各种结构断裂问题的理论基础。这些研究在国际上都是首次得到,并获得实验证明。 在分析和计算方法的研究,柳春图提出了一个具体断裂力学特点的计算方法――局部整体法。他指出,这与已有计算结果比较该方法体现出显著的优越性,如表面裂纹问题;局部整体法的结果与光弹试验结果符合良好;与国际上公认的Newman有限元结果精确度相当,而计算自由度数仅为其1/10;在国际上首次给出有限尺寸板壳Ⅱ、Ⅲ复合型的分析结果。由于上述成绩,柳春图受到第七届国际断裂会议的大会邀请并作了报告。 柳春图还主持了十几项较大海洋工程研究项目,其中突出的是中国海洋石油总公司“八五”攻关,“涠11-4导管架平台结构强度全尺度原位监测”研究项目。这是国内首次进行的大规模原位综合监测,是一个技术难度较大、组织协调复杂的系统工程。这个项目被鉴定为总体研究水平达到了国际先进水平。在监测的范围和规模上优于国际上同类工作,获得1998年中国科学院科技进步二等奖,1999年国家科技进步三等奖。 由于多年奋斗在科研第一线,柳春图获得了许多经过实践检验的科研结论。经过地面结构的试验,柳春图得到了夹层结构应用于飞机的主要受力结构部件是优越的、可行的结论。并发表专著《夹层板壳的变形、振动和稳定性》,这是国际上发表在此领域的第一部专著,获1978年全国科学大会重大成果奖。由于柳春图在断裂力学领域的声望和取得的成绩,他干1974年组织和主持了全国首届断裂力学会议,以后多次主持断裂会议、组织断裂讲座等,为促进了我国断裂力学及工程应用的发展作出了重大贡献。 断裂力学论文:混凝土断裂力学的发展简介 [摘 要]混凝土断裂力学研究含裂缝体的混凝土材料和混凝土结构的破坏过程以及裂缝传播规律,建立断裂准则,探讨如何控制和防止混凝土结构断裂破坏的措施。本文通过分析混凝土断裂的几个模型,简述混凝土断裂力学的发展过程。 [关键词]断裂力学 模型 1 前言 混凝土断裂力学是固体力学的一个分支,主要是研究带裂缝固体的强度及裂缝扩展规律的科学。最早的概念来源于上个世纪二十年代初英国物理学家Griffith对脆性材料,如玻璃的断裂研究。他指出材料内部的微观缺陷或不连续现象如裂缝的存在将影响材料的强度,并使用Inglis的椭圆孔无限平面介质的弹性解提出了脆性断裂力学的基本理论框架。 2 混凝土断裂力学的发展 2.1 混凝土断裂力学的理论基础 1961年Kaplan首先发表了线弹性断裂力学应用于混凝土的试验成果,该研究引起了学术界的注意和重视。此后三十多年,很多学者进行了大量的混凝土断裂试验研究。随着研究工作的不断深入,发现原先适用于金属的一些基本假定、理论和试验方法并不能适用于混凝土,并采用了能反映混凝土本身特点的新假定、新理论及新的试验方法。 早期混凝土断裂力学方面的研究成果大都以线弹性断裂力学为基础。由于不能将线弹性断裂力学直接应用于混凝土材料,人们把研究的重点转向了非线性断裂力学。 2.2 混凝土断裂力学模型的建立 2.2.1 Hillerborg的虚拟裂缝模型 Hillerborg的虚拟裂缝模型认为裂缝的扩展以缝前形成的微裂区为先导,将微裂区视为一条虚拟裂缝,随外荷载的增加,此区域内材料的刚度降低,使缝前端部分传递应力的能力降低,但由于骨料和基体的桥联作用在虚拟裂缝面上作用有使裂缝闭合趋势的粘聚力,使缝前仍有传递应力的能力。此外,粘聚力与虚拟裂缝宽度存在一定的反比关系,即粘聚力随虚拟裂缝宽度的增加而降低。当虚拟裂缝的宽度达到某一极限值时,粘聚力变为零,此时宏观裂缝出现(见图1)。虚拟裂缝上传递应力和虚拟裂缝宽度(张开位移)之间的关系为材料的软化本构关系,它反映材料上一点的应力状态,不论采用何种测试方法,其值均应相同。 虚拟裂缝模型将裂缝分为两部分: (l)不传递应力的物理裂缝。此区域内位移和应力不连续。 (2)虚拟裂缝。即在裂缝端有一断裂过程区,它具有以下特性:①在缝尖的峰值应力等于混凝土的抗拉强度关;②从虚拟裂缝尖端的应力关递减分布到物理裂缝尖端处,沿断裂过程区位移不连续但应力连续。 2.2.2 Bazent裂缝带模型 1985年RLEM根据虚拟裂缝模型推荐了用三点弯曲切口梁法测定混凝土断裂能的规范方法。在此之后,RLEM委员会组织进行了大量系统的试验,结果发现断裂能存在着显著的尺寸效应。 Bazent的裂缝带模型将裂缝的断裂过程看作一密集平行的微裂缝组成的裂缝带,这条带具有一定的宽度,对混凝土材料,裂缝带的宽度磷取为最大骨料粒径的3倍。由于裂缝带有一定的宽度,因此缝端也有一定的宽度,即缝端并非尖状的,而是钝状的。将裂缝带看作是正交各向异性介质,可以很方便地确定裂缝带及结构的应力和变形。在进行有限元分析时,为消除网格敏感性,应调整软化本构关系,以保证网格宽度为h和WC的裂缝带吸收的能量相等,即扩展单位长的裂缝吸收的能量唯一。 2.2.3 双参数断裂模型 Jenq和Shall的双参数断裂模型是修正的线弹性断裂模型,以线弹性断裂力学为基础,并引入一些符合混凝土非线性特性的假设。Jenq和shah提出了两个断裂控制参数即临界失稳韧度和临界裂缝尖端张开口位移CTODC。,并使用它们建立了断裂准则。文献提出了临界等效裂缝长度的概念,即初始裂缝长度a0与裂缝的亚临界扩展aC之和。若直接由线弹性断裂力学公式计算KIC,又不考虑裂缝的亚临界扩展长度aC,从而使断裂韧度具有明显的尺寸效应。而根据临界等效裂缝长度和试验测得的极限荷载,利用线弹性断裂力学方法得到的断裂韧度无尺寸效应,这才是混凝土实际的断裂韧度。该模型以线弹性断裂力学中的应力强度因子的解析表达为目的,没有考虑分布在断裂过程区内的粘聚力作用。 2.2.4 其他模型 除以上模型外,另外两个经典的模型就是Karilialoo和Nallathambi的等效裂缝模型以及Swartz和Refai的等效裂缝模型。对Karilialoo和Nallathambi的等效裂缝模型来讲,它研究的对象是三点弯曲梁,基本的思想与双参数断裂模型相似。 我国学者徐世娘教授于1992年基于线弹性断裂力学并考虑断裂过程区内粘聚力的作用,以应力强度因子为参量提出了描述混凝土断裂的双K断裂模型。在这个模型中,除了使用失稳断裂韧度这一参数来控制裂缝的临界失稳外,还引入了一个新的概念即起裂断裂韧度来作为裂缝起裂的控制参数,并创立了双K断裂判据。 3混凝土断裂力学的未来发展 随着混凝土技术的发展,混凝土的性能也在不断改进和提高,逐渐向着高强、高韧性的方向推进。Navailurkar和Hsu,试验结果表明:混凝土软化曲线形状对混凝土抗折强度、断裂过程区的大小、峰值后的荷载变形曲线影响非常显著。 Raghu Prasad等试验结果发现在混凝土中掺入了粉煤灰、矿渣等矿物质材料后,因而会存在一些未水化的粉煤灰或矿渣大颗粒,而这些大颗粒的存在使混凝土中产生了一些裂隙,导致混凝土断裂过程区尺寸增加。通常情况下,高强混凝土的脆性增加,而在高性能混凝土中掺入粉煤灰、矿渣等矿物质材料会使混凝土的脆性减小。 断裂力学论文:基于断裂力学的钢筋混凝土保护层锈胀开裂探讨 摘要:本文基于钢筋均匀锈蚀时混凝土的开裂实验现象建立了混凝土保护层开裂的计算模型,考虑了混凝土和钢筋的实际变形情况以及混凝土界面中的原始裂纹与缺陷,裂纹在钢筋锈蚀膨胀作用下的起裂、扩展情况,利用断裂力学和弹性力学得到了混凝土保护层开裂时钢筋膨胀力和均匀锈蚀率的理论预测模型。分析了影响钢筋锈胀开裂的诸多因素,认为混凝土保护层厚度的增加、混凝土材料界面相的加强、混凝土断裂韧度的提高和钢筋直径的变小都有利于钢筋混凝土耐久性的提升。 关键词:混凝土保护层;钢筋锈蚀率;断裂力学;弹性力学;锈胀开裂 1 研究背景 钢筋混凝土结构的耐久性失效最主要的表现形式为钢筋锈蚀引起的结构破坏。在美国,因各种锈蚀造成的损失为700多亿美元,其中混凝土中钢筋锈蚀造成的损失约占40%。钢筋锈蚀后其锈蚀产物的体积是原有体积的2-4倍,对钢筋周围的混凝土产生挤压,随着钢筋锈蚀程度的加剧,混凝土保护层受拉开裂。保护层一旦开裂将会加速钢筋的锈蚀,进一步加剧裂缝的扩展导致结构破坏,严重影响混凝土结构的耐久性,因此研究钢筋锈蚀引起的混凝土保护层开裂具有重要的工程实际意义。 现有的模型多以混凝土抗拉强度作为保护层开裂判断条件,很少考虑混凝土保护层中存在的初始裂纹和初始缺陷。实际上,受干缩、温度等因素的影响,在承受荷载之前混凝土内部,特别是骨料和水泥砂浆界面上就存在着初始裂纹。对于混凝土的开裂,断裂力学是一种有效工具。国内曾尝试利用无限介质中的孔边双裂纹模型来预测钢筋锈蚀的膨胀力,但其裂纹构型和混凝土基体无限介质假设与实际保护层尺寸和锈胀开裂试验现象之间还存有差别。本文以均匀锈胀开裂试验现象为依据根据保护层有限体中的应力分布和最终裂缝状态利用断裂力学和弹性理论建立混凝土保护层锈胀开裂时刻的锈胀力和临界锈蚀率预测模型。 2 模型的建立 2.1 混凝土锈胀开裂的断裂模型 研究海洋环境下混凝土中钢筋锈蚀的物理模型时指出:当钢筋间距较大时,混凝土保护层沿顺钢筋方向胀裂;当保护层厚度较大时,混凝土保护层沿着平行于钢筋层面方向开裂。根据均匀锈胀开裂的试验现象,假设内部混凝土界面上有钢筋锈胀力作用,保护层中有裂纹出现,初始裂纹与径向的夹角为,具体特征如图1所示。现利用断裂力学来建立混凝土保护层的锈胀开裂分析模型。 图1所示裂纹的起裂准则为 式中:KⅠC为混凝土的Ⅰ型断裂韧度;KⅠC为混凝土的Ⅱ型断裂韧度。 裂纹的Ⅰ、Ⅱ型应力强度因子为 式中:为作用在裂纹面上的等效正应力,是和函数;为关于倾斜角度和裂纹长度、钢筋中心到锈胀后混凝土与锈胀物之间界面距离、钢筋中心到混凝土保护层外缘距离的函数,;为等效剪切应力,是和函数;为与、、和有关的函数。 由式(1)及式(2)可得:给定值,当时,取得最小值,即此时的方位角为最易开裂的裂纹方位角,即在此方位角下裂纹扩展需要的膨胀力最小。因此对于混凝土开裂时钢筋锈胀力的讨论宜采用如图2所示的裂纹构型。 对于普通混凝土,骨料和水泥砂浆之间的界面为混凝土中的薄弱环节,现有研究认为可假设混凝土开裂先沿界面发展,当界面裂纹发展到一定长度后受水泥砂浆的束缚而停止扩展,随着荷载增加,满足一定的开裂扩展准则后,裂纹失稳扩展、串接而形成宏观裂缝。对于图2所示结构界面裂纹开始发生扩展的条件为 式中:由权函数法可得裂纹的应力强度因子,为混凝土界面相的断裂韧度。 此时所得的膨胀力认为是混凝土开始发生开裂的初始临界力, 当界面裂纹发展到一定长度后,受水泥砂浆的束缚裂纹停止扩展,此时可得到其应力强度因子。 随着荷载的增加,当满足如下的开裂准则时混凝土中的裂纹发生失稳扩展: 式中:为混凝土的断裂韧度。 3 影响因素分析 3.1 混凝土保护层厚度的影响 图5为钢筋临界锈蚀率与混凝土保护层厚度之间的关系图。由图可以看出,随着保护层厚度的增加,混凝土保护层胀裂时刻所需的钢筋锈蚀率增大,这与现有的试验结果一致。说明适当增加混凝土保护层厚度有利于钢筋混凝土结构的耐久性。 3.2界面裂纹长度的影响 由图6可以看出,随着界面裂纹长度的增加,混凝土保护层胀裂时刻所需的钢筋锈蚀率减小,说明良好的混凝土界面有利于钢筋混凝土结构耐久性的提升。 3.3界面裂纹长度的影响 由图7可以看出,随着锈蚀产物膨胀率的增加,混凝土保护层胀裂时刻所需的钢筋锈蚀率减小。 3.4 钢筋直径的影响 由图8可以看出,随着钢筋直径的增加,混凝土保护层胀裂时刻所需的钢筋锈蚀率减小,说明在一定的保护层厚度条件下选择小直径的钢筋有利于钢筋混凝土结构的耐久性。 3.5 混凝土断裂韧度的影响 由图9可以看出,随着混凝土材料断裂韧度的增加,混凝土保护层胀裂时刻所需的钢筋锈蚀率增加,说明选择高性能高强混凝土材料有利于钢筋混凝土结构耐久性的提升。 4 结论 混凝土材料的开裂总和裂纹的扩展有关,以均匀锈胀开裂现象为依据,利用断裂力学和弹性理论得到了混凝土保护层开裂时钢筋的膨胀力和均匀锈蚀率预测模型,其不仅考虑了混凝土和钢筋的实际变形情况,还考虑了混凝土界面中的原始裂纹和缺陷,及其在锈蚀膨胀作用下的起裂、扩展情况更为符合工程实际。对影响因素的计算分析表明,混凝土强度的提高、界面相的合理加强及混凝土保护层厚度的增大都有利于钢筋混凝土结构耐久性的提升。在一定的保护层厚度条件下,钢筋直径的变小对提升钢筋混凝土结构的耐久性有利。
产品设计毕业论文:小议现代产品设计的仪式性 1藏礼于器 1.1礼器之“礼”性 第一,器物本身具有很高的象征性。象征性表现在器型、装饰2个方面。在器型设计上,礼器强调庄重中正的形式,蕴含天圆地方等朴素的时空观念,追求造型的对称性。据考证,我国古代传统容器的设计当中,蕴含着许多规律的几何比例关系,尤其涉及到黄金比例的占到一定数量。装饰上,再配以饕餮纹、夔图1茶道Fig.1Teaceremony龙纹、夔凤纹、蟠螭纹等具有图腾意义的纹饰,进一步标明拥有者不可企及的特权。 第二,礼器使用过程遵循祖制,并固化成一个被严格遵守的秩序。这里所论及的秩序包含两层意思,一是使用者的等级秩序,二是使用过程中所遵循的严格秩序。以鼎为例,其使用制度等级森严,对于鼎的拥有者和使用者的身份有着严格的限制,不得逾制。据载西周天子用九鼎八簋,诸侯用七鼎六簋,卿大夫用五鼎四簋,士用三鼎二簋。礼器的使用过程配以礼乐,按照严格的范式和繁琐的程序演进。参与礼器的使用过程,不但是一种神往的体验,也是一种社会地位的象征。 1.2以器明礼 礼器的价值在于“以器明礼”。昂贵的材料,庄重而威严的型制,富有神启意义的装饰,加上礼器的陈设和使用过程遵循严格的秩序,所有的一切都是为了唤醒使用者心中的群族认同感,以维系“礼”的秩序,并以此影响和规范着世俗生活。这使得礼器超脱了其原始的器物功能,而成为表达神性,表达“礼”性的一个物化载体。礼器在造型、用材、装饰、工艺、乃至使用的程序等方面,均以突出“礼”为特征。这里则将这种突出“礼”性特征的属性定义为产品的仪式性。 2现代生活对产品仪式性的需求 现代社会中,完全与古代礼器相同的产品已难觅踪影,但这种仪式性却在现代产品的很多方面有所传承,仪式性产品需求在个人、家庭、社会团体、国家等不同层面时时凸显。人们追求更高层次的精神需求,寻找归属感,希望被尊重。因此,在各种社交活动中,人们越来越关注仪式感的体验。例如,茶道,见图1。即便是平常的朋友小聚,也追求类似茶道表演的那种形式和过程的审美感受。交换并佩戴结婚戒指已经成了现代婚礼上不可或缺的神圣仪式。戒指这种产品已经完全摒弃了具体的使用功能,无论它的造型还是选材,所展现出的都只有仪式性意义了。在高规格社交活动和大型仪式场合,则需要更富有仪式感的“礼”性产品,以满足隆重庄严的仪式性需要。奥运火炬就是这样一个典型的例子,见图2。 3突出仪式性的设计 人们追求仪式感体验,也喜欢具有仪式性的产品。为满足这方面的需要,在设计中,借鉴古代礼器的设计原则和方法——“以器明礼”,不失为一种较为有效的增强仪式性的设计方法。要突出产品的仪式性,现代产品也可以在珍稀性、象征性和秩序性3个方面用足功夫。 3.1保持珍稀性 产品越珍贵,越稀有,使用过程中所获得的仪式性体验就越强烈。首先,采用昂贵稀有的材料、高超精湛的工艺制作产品,自然可以让其获得不同凡响的价值感,进而增强仪式性体验。事实上,各种宝石、贵重金属等稀有材料,常常被制作成珠宝首饰这一类最富仪式性的产品。再者,通过创新设计,采用独一无二的造型和装饰,并依靠专利保护和授权生产等手段控制产品的产量,也可以保证产品的稀有性。另外,对使用者设置门槛,即该产品只有通过技术和经验认证,获得特别许可才能使用,也可以使得使用行为本身变得很稀有。使用者在产品的使用过程中将获得一种超然的别体验,增添使用的神圣感,增加仪式性感受。越是稀有的商品,其价格也就越高,其受众就越贵族化。从商业设计的角度来说,通过人为操控获得稀有性,从而获得更高的价值认同无可厚非,但从设计伦理的视角看,一味通过高价追求稀有性并不是现代设计应该积极倡导的。 3.2强调设计的象征性 相对于功能,仪式性产品更关注产品本身所蕴含意义的表达,其造型和装饰的象征性变得尤为重要,造型符号化倾向也更加明确。设计上也常常借用某种文化中的经典形式和符号,以唤醒使用者心中的共鸣,获得更强烈的仪式感。喜多俊之设计的餐具则给人们提供了更好的启示,见图3。作品仅在轮廓上保留“鼎”或“鬲”三足鼎立的造型特点,但“供奉”的意味已充分显现“,礼”味十足,反映出了无与伦比的仪式感。 3.3突出理性的使用秩序 3.3.1和谐严谨的空间秩序 我国古代礼器陈设都有严格的秩序,包括陈列和摆放的秩序,以及陈设品系统之间的和谐。秩序性源于宗教传统,也源于潜在的审美意识。保持严格的秩序性对彰显产品的仪式性,获得神圣感,有着重要的作用。喜多俊之设计的只有两张榻榻米的冥想空间,完美地诠释了这种秩序空间所带来的仪式感。空间纯粹简约空灵,其中陈设的类似青铜器的道具使得空间弥漫着浓重的禅味。 正如古代的礼器大多源于餐饮器具,在现代数不清的产品当中,现代餐具所遗留的仪式性特征是最为明显的。正统的西餐用餐时遵循严格的用餐礼仪,或为感谢上帝恩赐食物,排盘、餐点与餐具的配搭等均以突出陈列感为要。餐具设计更是中规中矩,有较强的仪式感,见图5。相较于中餐,日本料理更侧重追求禅意的美感。除了注重食材造型和食材色彩配搭之外,日本料理对餐具的衬托作用也有着独到的认识。餐具设计较为克制,相对内敛的风格更好地衬托了食物的精美。在进餐过程中,用餐者可从这种君臣相辅、琴瑟和鸣的空间秩序中获得近乎“道”的体验。现代灶具见图7,在一个近乎扁平的空间里,展现了一种极具理性的秩序感。平展光洁的台板上,灶头的形式洗练庄重,开关旋钮形式简约冷峻。灶头和开关旋钮在空间位置上按照相合性原则排列,呈现出一种严谨的对应关系,疏密有度,秩序肃然。灶具产依靠严谨的空间秩序获得对火的精确控制,仪式感非常突出。 3.3.2清晰的时间秩序 强调使用过程的体验,是产品仪式性的重要内容,也是产品强调仪式性的目的。当一个产品需要一系列的操作步骤才能完成某项任务的时候,严格的操作秩序就构成了仪式性的一个重要方面,能有效地增强使用者的仪式性体验。以自动咖啡机为例,要想冲出一杯咖啡,必须要经历放杯、按启动按钮、等待(磨豆、冲泡)、出咖啡、取咖啡这一系列过程。为避免可能出现的操作失误,产品必须使用恰当的设计语言,通过明确的语义清晰地表达出产品使用秩序。杯座、咖啡出口、启动按钮等一系列造型语义简单清晰,使用步骤清晰地呈现在操作界面上。人们在冲泡咖啡的体验中,理解咖啡机内部各系统间的有机关系,感悟其中所蕴含的“理”,进而受到“礼”的启迪,获得仪式性体验。 4结语 藏礼于器,以器明礼。古代礼器在其型制、纹饰等几个方面蕴含了丰富的“礼”性内涵,对现代产品如何增强仪式性有着很好的启发。借鉴礼器的用材、形制、使用程序和使用方法,可为现代产品设计谋求到另一维的极致审美——即“仪式性”体验。现代设计的目标已逐步从追求功能的“物性”向追求体验的“人性”转变,沉睡在人们心底的仪式性需要被逐步唤醒。为突出现代产品的仪式性,借鉴以器明礼的方法,既可以通过突出珍稀性得以强化,也可以通过强调产品造型和装饰的象征性而得到突显。而且,若能在产品的空间秩序和操作秩序上做到礼器那样肃然有序,产品的仪式性将得到进一步升华。另外,还需特别指出的是,产品仪式性的展现离不开使用环境的气氛烘托。 作者:刘洋 任宏 单位:同济大学 沈阳航空航天大学 产品设计毕业论文:回纹纹样在产品设计中的可行性 1回纹的追本溯源 现代设计提倡“形式服从功能”,注重设计的合功能性与合目的性,这正是老子折射出的美学观。回纹在古代装饰运用上非常频繁,特别是在传统装饰艺术中展现出了独特魅力。如楚汉文化时期的壁画、青铜器,在原始回纹纹样的基础上,不断发展衍生出单独纹样、角隅纹样和连续纹样等独具特色的楚汉符号。这些符号抽象生动的表现了兽面纹、凤鸟纹、龙纹、云纹、花瓣纹、菱形纹、蟠螭纹龙、变形凤纹等。这些纹样在以后的几千年中,成为中国传统文化的瑰宝。 2回纹样式的传承创新 原始回纹纹样在经历了几千年的发展演变后,在应用中从形式和内容上得到不断升华。从构成学角度划分,大概可以分为以下几种几何连续图案形式:散点排列、错位排列、折线区划、波线区划、格子意匠等多种构成形式。这些纹案的产生的特点在于,形式简洁,易于记忆和识别,因此被广泛应用于现代绘画、设计之中。由此可以看出,人们的审美取向是不断变化的,打破了传统的回纹形式,突破了高度对称和连续的样式,去追求韵律和节奏之美。但是变化中又存在着统一,其基本的图形构成原理是相同的,都是建立在回纹的二方连续、四方连续等的基础之上。 总的来说有以下几种规律: (1)以纵向维度进行分布; (2)以横向维度进行分布; (3)以对角线维度进行分布; (4)以某种曲线维度进行分布。 总之,最终的效果是达到一种视觉上的冲击力和美感,形成稳中求变、变种求奇,形成艺术上的和谐对比。 3回纹元素融入现代设计 在经济快速发展的今天,人们不断倡导高品质的生活,对产品的需求已经超越了对基本使用功能的满足,追求“人有我优”的个性化,这也是推动产品不断更新换代的动力之一。回纹有着“富贵不断头,子孙万代,连绵不断”这一吉祥寓意,不仅符合中国人的情感需求,而且能彰显民族特色,因此,在产品设计中深受广大设计师和消费者推崇。如今,在许多仿古家具产品造型设计中融入了回纹元素,见图4。回纹样式融入家具产品既满足了现代设计提倡的简洁、朴素之美,又有机融合了传统设计的装饰韵味。实现了吉祥寓意和时代精神完美的结合,使家具设计更具文化品位和民族特性。此外,回纹在众多设计类型中也被广泛植入。在手机产品设计中,诺基亚曾经推出“绝色倾城”系列手机。这一系列手机的设计亮点就是将手机正面的屏幕周围、键盘区域和背面的图案采用了回纹装饰,形成了强烈的视觉冲击力,赢得了消费者的认可。在装饰产品设计中,家喻户晓的“中国结”,正是传统回纹的化身。“中国结”从石器时代古人的缝衣打结,历经千年演变成今日的装饰品。在这一漫长的过程中,人们培养起情有独钟的审美观和强烈的民族情结,以致成为当今中国的象征符号之一,真可谓是中华民族悠久的历史的见证。 在CI设计中,“中国联通”正是以回纹为设计原点,在“中国结”的形式上创新而来的。无独有偶,中国邮政电信总局,中国移动总公司的企业形象也用了吉祥纹样——“回纹”。可见,回纹这一吉祥纹样在现代企业,特别是高科技领域里,也有其独特的、丰富的象征意义。在服装产品设计领域,从每年的新装会中我们可以发现有些就采用了回纹的设计。有应用在面料中作为底层的纹理,还有直接把回纹的连续设计运用在服饰领口、低摆、袖口中,甚至还把回纹的造型体现在手包和鞋跟的设计中,展现了优雅、大气的民族风情。在首饰产品设计中,无论是考古挖掘发现的古代首饰,还是现代流行的多种饰品中,都离不开回纹的应用。从某种程度上说,这一传统韵味正引领人们的审美观。在家居产品设计中,尤其以古典设计风格较为突出,在床、抱枕、壁柜、楼梯扶手等设计中,把传统回纹图案和现代流行材质相结合,形成了古韵和时尚的完美融合。纵观当今许多的经典设计,都离不开对传统元素的挖掘与应用。同时,回纹也在不断的应用中得到持续的传承与创新。 4回纹在产品设计中的意象表达 目前,虽然在许多设计中会出现一些回纹的意象性元素,但很少有将其上升到产品设计意象表达理论研究的层面。鉴于此,笔者分解一次设计实践的过程,来阐述回纹在设计中的表达方法。设计构思:从中国传统符号中解构,获得“通用模块”的元素,然后针对这些元素进行重构,从而在产品设计中满足个性化消费需求。经过研究,发现我国内蒙传统回纹图案,二方连续纹样的结构特征符合模块化设计要求。设计流程:(1)解构内蒙传统图案,获得“通用模块”;(2)根据通用模块的造型特点,加以重构,获得易于包装运输的“基础模块”;(3)在“通用模块”的基础之上进行设计整合,获得满足不同设计定位的独立产品。最终的产品能够根据消费者的不同需求,进行自由组合配置,满足个性化消费需求,这也是当今设计的发展趋势。 通过上述设计案例可以看出,由“通用模块”组合配置的产品,虽然每个产品均具有独立的属性,但他们有着相同的文化元素,从而使这一系列产品既有传统造型的神韵,又有现代设计简约的风格特征。总而言之,在产品设计中运用回纹元素进行意象表达,就是要充分应用传统元素特点,进行解构、重构,不断进行再创造,使具象的传统元素,在设计中表达出抽象的文化内涵。不断运用现代设计方法、理念对传统元素进行提炼与升华,使其融入现代设计中。不仅做到取其形——“形”似,更要做到传其神——“神”似,通过产品的整体意象来使人们产生情感共鸣,达到赋予设计长久生命力的目的。 5结语 在现代设计中强调应用传统回纹元素,并不是一味地追求对古代的简单模仿,而是要善于挖掘有价值、经典的传统符号,融入到现代生活之中,使现代设计在传承中不断创新,同时担负起民族文化传承的责任。 作者:杨艳石 阮向群 单位:宿迁学院 产品设计毕业论文:探求产品设计的具体设计方法 1两种设计方法的基本概念 Top-Down设计方法从本质上讲是分解一个系统,从而得到它的组成子系统,通常使用“黑匣子”来辅助进行定义。在理念上,Top-Down设计方法设计强调整体设计与优化。在实现过程上,Top-Down设计方法强调计划和彻底理解系统。它要求除非在系统设计中有足够层次的细节信息被定义,否则不设计任何一个零件。Top-Down设计方法使用“黑匣子”来代替模块。直到整体设计完成后,它才开始具体模块和单元的设计和验证。现代产品设计方法通常是Top-Down和Bottom-Up两种方法的结合。完整理解整个系统通常被认为是优秀设计的基础,于是在理论上产品设计中趋向于采用Top-Down方法,但是实际设计过程中多数产品设计趋向于在一定程度上利用已有的设计数据,而使用已有的模块又使设计具有Bottom-Up的味道。 2两种设计方法的优缺点 Bottom-Up设计方法的优点在于方法简单、操作容易;零件独立,关注细节;设计人员上手快,模块重用方便;另外对管理要求低,人员要求低,硬件要求低。其主要缺点在于不符合传统设计流程;整体修改困难;设计过程中重复工作多,整体效率低下。适用于企业中2D设计到3D设计的过渡期、小版本修订、标准件的设计。Top-Down设计方法的优点是积木式模块化设计,层层分解;模块化设计,模块之间相互独立;产品结构布局清晰,模块间接口明确;错误更少(模块独立设计,工程师专注于设计);开发时间更短(合作开发,并行设计);优化设计方法(分工明确,便于工程师的知识积累与经验的总结);容易维护(如果输出错误,容易定位该错误是整个程序中哪一模块产生的)。其主要缺点在于设计人员培训周期长;数据重用困难;各方面要求高,包括协同要求高,管理要求高,人员要求高,硬件要求高。由于Top-down设计方法具备符合传统设计流程、全局把握通盘考虑、设计快速高效的优点,适用于新产品开发和成型系列产品设计。 3Top-Down设计的问题研究 现有CAD软件的功能可以较好地完成Bottom-Up设计(零部件的详细设计),但对于解决Top-Down设计问题并不理想。首先在Top-Down设计的第一阶段,概念设计阶段,也就是进行方案设计时,需要建立概念模型来记录概念设计的结果。那么怎样表达这个概念模型是Top-Down设计方法所遇到的第一个难题。在第二阶段,装配结构布局设计阶段,需要建立产品的装配结构模型。那么怎样表达这个装配体结构是Top-Down设计方法所遇到的第二个难题。第三个难题是如何实现概念模型向装配模型的自动映射,以便有效地解决装配结构设计问题,这是最大的难题。最后在第三阶段,零部件详细设计阶段,此时零部件之间要求保持相互关联。如何用计算机实现和维护这种关联是Top-Down设计方法所遇到的第四个难题。 要想在产品设计中应用Top-Down设计方法,必须熟练掌握Bottom-Up技术。以三维设计软件SolidWorks为例,必须掌握全部相关零件、装配与工程图设计的方法,必须掌握SW参数化传递原理,具备较强的SW错误修改能力。另外,要求明晰产品的设计流程与参数变更趋势,具有良好的团队整体实力与协同以及优良的软硬件环境。对Top-Down设计方法而言,完美的零件是指零没有错误、便于修改、便于协同;完美的装配是指装配没有错误、条理清晰、配合合理;完美的文档管理是指文档管理具备合理的参数驱动,符合设计、制造习惯。 4Top-Down设计的主要方法 Top-Down设计中的主要方法包括关联设计、布局和主零件法。关联设计的优点在于简单、易学易用,比较基础。缺点在于零部件间关联单向传导,没有规划,不易理解,修改困难。关联设计适用于部件级应用、位置和形状关联简单的情形下。布局分为布局法布局和草图法布局。布局法布局可以直接采用SW的布局命令。其优点在于容易表达机构方案和布局原理。缺点在于块只能点对点传导到单一零件,不能传导到装配体,局限很大。草图法布局的优点在于灵活自由,可以用草图、基准、实体、曲面等多种方式布局,容易将装配布局传导至指定零部件,缺点是过于随意,不可控,无法传导变量,对总工、硬件、网络、文档管理要求太高。布局的适用范围是整机及部件级的应用。主零件法的优点在于能够控制零部件间复杂形状或位置关联,关联传导层次清晰,适用于零部件间具有复杂形状或位置参考的产品设计,比如电子类产品、玩具等。 5Top-Down设计的应用实例 对某零件进行设计时,采用关联设计法和主零件相结合的方法,SW建模+MEGMA铸造分析,铸件缺陷率由10%~15%下降至3%~5%。铸件、砂芯、冒口采用主零件法;其余采用关联设计法。 6结语 自底向上设计方法(Bottom-UpDesign)和自顶向下设计方法(Top-DownDesign)是目前应用较为广泛的两种产品设计方法,其中自顶向下设计方法更为新颖,对各方面要求也较高,企业在熟练应用这种方法后能够大大提高企业信息化水平,提高企业的设计水平和能力,从而能够缩短产品设计周期,提高设计和生产效率,更快地推出新产品。 作者:李健 单位:武汉职业技术学院机电工程学院 产品设计毕业论文:仿生思维的产品设计策略管窥 1国内外研究现状与分析 国内对于仿生学的研究目前主要还是处于一个较为初期的阶段,主要是在机械仿生学和化学仿生学方面开展研究。研究的重心还是针对观察到的生物界的某种生物的特殊能力进行机理分析和模仿。这类例子很多,从陆生动物到水生动物再到飞禽,从两栖动物到爬行动物再到哺乳动物,人们都成功地对各类动物的特有能力进行了机理分析并通过模仿获得这些特殊功能的机理制造出能为人类服务的各类产品,并在实践中得到应用而造福人类。 例如,人们模仿蝙蝠的回声定位功能发明了雷达,模仿蜻蜓的特殊飞行本领发明了空中悬停飞机,模仿壁虎的垂直和倒立爬行机理发明了能完成夹缝清理和户外高楼墙壁清理的爬行机器人,模仿白蚁的巢穴设计了冬暖夏凉的节能建筑。相对国内而言,国外对于仿生学的研究的领域更宽泛一些。在计算仿生学方面取得了一些成果。例如,模仿蚂蚁的找食行为提出了蚁群算法,利用收获蚁的找食行为模式发现了其与互联网协议的高度相似性。另外,一些学者在经济和管理领域也引入了仿生学原理。例如,通过隐喻和类比的方法,将企业或是人类生产活动隐喻或是类比为某种生物的某种特定行为,然后通过学习生物的行为模式来改善企业的管理模式和人类生产活动的模式。 2拟开发的仿生创新设计方法 然而,文献检索发现关于如何将仿生原理用于设计方法的相关研究还很少。与人类相比,其他生物的智力相对较低,可是生物却能利用其有限的思维能力完成人类用复杂计算机系统都无法完成的设计工作。例如,蜜蜂、蚂蚁和很多鸟类能够设计出结构合理、外形精美和用料环保的巢穴,可是它们是如何做到的呢?多年来,人类已经行成了一种固定的认识、感知和思维模式,并且倔强地认为这种思维模式是唯一正确和高效的。然而,事实并非如此,其他生物有其特殊的生理结构,他们获取和处理信息的模式与人类完全不同。他们的设计方法也与人类不同。因此,我们应该首先分析清楚其他生物获取和处理信息的方法,特别是它们与人类的不同点,人类可以向它们学习从中得到灵感。最终,努力构造一种基于以上新的获取信息和处理信息的模式构造一种新的设计方法,以改善传统的设计方法的单一性和刻板化。 在很多国际大公司,例如波音和微软,他们的设计产品设计过程是有明显的阶层特点(Hierarchy),任务层层下放,大系统不断分割,每一组完成某一特定模块的设计工作,最后各个组的工作通过接口连接在一起。传统设计方法已经广泛为人们所接受,形成了习惯思维和思维定式,很少有人再去考虑是不是有其他设计方法和设计组织形式。然而,自然界中除人类以外的其他生命虽然智力都不如人类,但是它们也经过千百万年的进化而得以生存下来,它们进化出了它们特有的生存模式和生存本领。现代设计方法可以从其他生物的生存方式和行为模式中获取设计灵感,开发出全新的设计方法,该设计方法重点在于通过类比或是隐喻方法将需要设计的产品的功能与生物完成的某项任务的过程相对应,模仿生物完成任务的模式来设计产品。下面分别介绍该方法的目标、内容、关键问题、研究方法、技术路线和可行性。 1)仿生创新设计的目标 通过学习和模仿生物的行为模式来设计出新产品造福人类。新的设计方法具有简洁、绿色、环保和可持发展的特点。 2)仿生创新设计的研究内容 确定需要完成的某项任务,例如,需要在浑浊的水域寻找目标。寻找具有类似功能的生物体原形,例如,鲶鱼或是墨鱼的捕食动作。对选定的生物体原形的完成任务的模式和组织过程进行全面分析。运用类比方法,模仿生物的行为模式,给出设计方案。将新的设计方法应用到实际设计中,发挥其效用。 3)拟解决的关键问题 如何建立正确的生物模型以准备描述生物的行为模式,模型中要包括生物的信息传递模式、能量传递模式和机械运动模式。如何利用关键问题1得到的生物行为模式信息来构建新的更简洁、环保和符合可持续发展要求的设计方案。 4)拟采用的研究方法 通过对生物某种行为特性的深入分析,运用三维动画软件模拟生物的行为特征。运用MATLAB软件构建生物行为特征的数学模型。运用比对现有设计方法,开发出新的基于仿生原理的设计方法。 5)拟采用的技术路线 6)可行性分析 仿生学正式提出是在本世纪的60年代,经过50余年的发展已经涉及到很多领域,并在一些领域发挥了作用。形成了建筑仿生学、机械仿生学、化学仿生学和管理仿生学等多个分支。以上研究成果都为我们开展仿生设计方法的研究提供了借鉴和基础理论。相信通过进一步深入分析生物行为特型,并结合过去前人的研究经验,以及生物35亿年进化的成果,我们势必能从这无比丰富的宝库中找到一种区别于传统设计方法的新方法。 3结论 基于生物行为特征,通过对生物行为特征的分析,获取其信息、能量和运动等方面的特性,再通过对生物行为的模拟,形成较为固定的基于仿生学原理的新型设计方法,为设计出更为绿色更符合可持续发展要求的产品提供借鉴。 作者:周祖鹏 莫秋云 蒋占四 单位:桂林电子科技大学机电工程学院 产品设计毕业论文:医疗产品设计对策初探 1医疗产品的情感化设计分析 1.1医疗产品情感化设计的意义 医疗产品作为特殊产品,不同于普通的家电产品,其使用和考虑的对象更广。对于普通产品来说,产品的购买者就是产品的最终使用者;但是对医疗产品而言,是由医院的管理者来购买,由医生和护士来操作,最后由患者来接受治疗。情感化的医疗产品就是要综合考虑到这三者的需求和利益,让产品有效有益的提供服务:使医院管理人员易于安装、维护和清洁,使医护人员觉得他们的工作环境舒适愉快,把更多的精力集中在病人身上;使病人在使用过程中感到安心和放心,尽量让患者乐于接受治疗。 1.2医疗产品用户情感特征 医疗产品的使用者主要可划分为以下几种: (1)医护人员:这类人群在工作过程中常常精神高度集中,不允许有半点差错,承受压力比较大。工作压力对人的心理与生理有一定的影响,这是影响人的动作的可靠性以及效率的一个重要因素。因此,他们希望医疗产品便于操作,界面清晰外,还能给其良好的感受,使用较长时间不易疲劳和厌倦,能激发人舒适愉快的工作状态。 (2)患者:包括儿童、青年、中年和老年四类。每种类人群都有不同的情感特征。但同为患病的弱势群体,疾病的折磨使他们心理脆弱、情绪低落,一些不良的刺激可能引起患者很大的反应。所以,医疗产品的安全性、舒适性对于患者来说更为重要。 1.3病人的心理活动 从生理学和心理学角度来分析,病人属于弱势群体,他们一旦知道自己患了病,在心理上必然有反应,概括起来,病人易于产生抑郁,焦虑,怀疑,孤独感,否认等各种心理活动。病人在患病期间的心理相对来说是比较脆弱的,除了医护人员的心理辅导之外,我们在医疗产品的设计上也应该尽量进行富有人情味的设计,在最大程度上缓解病人的心理压力。 1.4医院环境影响 医疗产品作为一种特殊环境和场合下使用的产品,其设计必然要考虑到它特殊的使用环境。医院是病患生病以后进行检查和治疗的地方,从心理上患者就本能的对医院产生恐惧与排斥感,《住院病人心理健康状况及其影响因素的调查研究》一文中,作者运用医院焦虑抑郁情绪测定表(HAD)、艾森克个性问卷(EPQ)等对综合性医院825名住院病人进行心理健康状况及其影响因素的调查和分析,实验结果发现:影响住院病人焦虑的因素依次为对疾病认知水平低、对诊疗手段恐惧、医院环境不理想、性格内向等因素。由此可见,医院环境也是情感化的医疗产品设计必须考虑的重要一环。 2医疗产品的情感化设计策略 2.1基于医疗产品用户体验因素的感官层面的设计策略 (1)安全可靠感设计策略。 医疗产品是保障人类健康的产品,在感官层面上第一眼就要给人以安全感。安全可靠感设计主要通过产品的形态、色彩、材质等设计语言来实现,但安全可靠语义的传达不仅仅是依靠某个设计元素,而是通过诸多设计元素的有机结合。功能良好、质量上乘,外观感觉舒适安全、整洁干净的医疗产品会给消费者带来积极的心理感受。 (2)形式美感设计策略。 医疗产品作为特殊的产品,一方面产品形态语意的表达要准确、鲜明,符合人们的生理需求,操作方便舒适;另一方面,应重视产品形态对人的情感影响,使形态达到与人沟通和亲和的目的;具体到形态设计上要体现出一种知觉感染力。医疗产品的整体造型尽量采用大曲面、大倒角来实现:大的曲面和倒角一般会使产品显得柔和,具有亲切感,会给医护人员和病人的心理上产生安全感。并尽可能的把机械部件予以隐藏,没办法隐藏的部件可通过产品形态或是色彩使医护人员和病人产生兴趣和安全感。形态比例要协调,外形要规整,面棱清晰,衔接适度,整体形态与环境相融合。医疗产品分为主动使用的医护人员和被动使用的病人,因此在进行色彩设计时要充分考虑两者之间的不同色彩需求,达到和谐统一。医护人员是受过专业训练的群体,具有较高的审美观点,所以在能与医护人员相接触的产品部份,特别是对操控装置和显示面板,要注意色彩的时代感和流行感,使医护人员在身心愉快的状况下工作。病人属于弱势群体,心理因素极不稳定,随时都有可能产生的心理恐惧和不安,因此,在色彩设计的时候要注重色彩的宜人性,来缓解和降低病人的心理压力、不安和恐惧。 (3)材质亲和感设计策略。 医疗产品的材质是用户直接与之接触的部分,因此医疗产品在材料上应力求人性化,以提高产品的“EQ”。材质亲和感设计策略应把材料与人的情感关系远近作为选择材料的重要选评尺度,通过选择合适的材料来增加感性成分,增强产品与人之间的亲近感,使产品与人的互动性更强。在具体设计中可以尝试对产品表面进行合理化处理或是多重材质的复合运用。由爱惜康内镜外科公司设计生产的ENSEAL?G2SuperJawandCurvedandStraightTissueSealers超级颚组织密封枪获得2012年MDEA医疗设计杰出奖,该产品轮廓圆滑流畅、无棱角,整体由大块的白色与灰色和谐搭配,给人一种干净整洁之感;机身由合成材料制作,抓握更舒适;产品操作部由医用工程软塑料制作,明亮、精细,更具有科技感。基于产品外观所带来的美感与安全感,能够使患者的心情放松,对于医生来说,人机化的设计使操作更加精确舒适。整个产品的功能、结构、安全性、美感形成了完美的统一。 2.2基于医疗产品使用方式的行为层面的设计策略 医疗产品行为层面的设计策略主要涉及医疗产品的易用设计、人体工学、人机交互界面设计、用户体验设计等。 (1)易用设计策略。 医疗产品在行为层面上必须是易用的,它应具备以下设计特点:产品是易被感知的;界面是易操作的;外观是可理解的;功能是可拓展的。基于易用设计的这些特点,具体到医疗产品易用设计策略上应注意以下几点:1)建立合适的用户心理模型。我们可以通过在实验或者真实场景中请用户自己体验和被测试用户的语言表或者问卷调查来建立比较准确的心理模型。2)设计符合人操作的逻辑。通过分析用户操作的过程,得出大多数人易于操作产品的逻辑。3)提供一定的语义说明。产品应提供正确的符号和象征,以适应人的视觉理解和操作过程 (2)用户体验设计策略。 产品与用户之间的交互过程决定用户体验,医疗产品的交互过程是一种特殊的双重人机关系,它所面对的是介于病人———机器———医护人员之间的双重人机体验。因此在用户体验设计策略方面我们要用双重人机交互设计策略。1)医护人员与医疗产品的人机体验策略。①显示部位在设计上应力求简洁、直观、清晰,色彩上一般采用低明度、低纯度的中性色为底色和背景。在显示界面设计时,应减少显示的视觉密度,控制好显示界面的视觉平衡性,并要考虑内容的配置与注意容度的保留,适当的留白会使整个界面看起来清楚且美观。②操作部位主要通过手来实现各种控制的,要求手的动作在人机操作中处于方便、安全、舒适的区域。③医疗产品整体协调性,宜人性考虑。医疗产品的造型要具有整体感,空间的利用和布局要合理,局部与整体的风格要一致,在形式与功能上要统一。2)病人与医疗产品的人机体验策略。①造型:病人通常对产品造型更在意,因此要求产品造型符合美学的观点,给人在视觉上有赏心悦目的感觉,同时具有安全感,以缓解病人的心理恐惧和忧虑。②合理选择颜色:主体色尽量选用中性色彩、色彩配置要合理,使医疗器械具有人性化特点。③安全性:医疗器械与病人接触部位要安全舒适,界面要简洁。 2.3基于医疗产品以人为本的反思层面的设计策略 (1)系统设计策略。 医疗产品是由人-机-环境组成的一个整体,关注以人为本的医疗产品设计需要有系统设计策略。系统设计策略的重点在于对医疗产品、医院环境氛围营造等各个环节精心的组织协调。在医疗设计行业具有领导地位的飞利浦公司采用融入式的环境体验的医疗系统设计就是个很好的例子。由飞利浦公司为儿童患者设计的是一台微型的CT扫描仪,与大型诊疗设备具备相似的工作原理。小患者可以选择一个出了故障的玩具,把它放在小型检查台上,并传送到玩具扫描仪中,这时屏幕上会显示出生动的动画,解释玩具生病的原因。通过亲手操作这种玩具扫描仪,患者对检查过程有了较为直观的了解,心理压力能够得到很大程度的缓解。接下来,孩子们可以从一组卡通动画主题的“情绪卡片”中按照自己的喜好选择一张,只需在读卡器前晃动磁卡,整个扫描室的环境就可以瞬间发生改变。每张卡片都与对应的图像和声音数据库相连,娱乐系统在检测到卡片后随即启动相关内容。图像被投影到检查室的墙壁和天花板上,并伴有相应的音乐和声效,专门的照明系统还会为患者带来色彩斑斓的体验,使其全身心地置身于自己选择的环境氛围之中。于是在轻松地体验中进行诊断检查,以往令人恐惧的沉闷的检查过程在不知不觉中完成;而且,由于患者的良好情绪和积极配合,检查结果的准确性也得到很大的提高。 (2)人道主义设计策略。 医疗产品不仅直接关系到人体的健康问题,还必须关注人类情感需求的最高层次:人道主义的关怀。这也是医疗产品的最本质的要求,在反思层面的设计策略需要充分体现医疗产品的人道主义精神。一个长期关注用户使用过程与感受的医疗品牌,在用户长期与产品的感受和体验过程中,人们的反思层面会形成独特的偏爱和见解,因而形成品牌效应,品牌效应是医疗产品对人道主义关怀的最直接结果,它能让病人在情感上得到信赖,引起美好的回忆,放松的接受治疗。人道主义设计策略最直接最有效的策略是以人为本的品牌设计策略。飞利浦医疗自创建以来,在企业文化中一直注重产品的人道主义精神,形成了良好的品牌效应,用户也在情感上、使用上对其充分信赖,它的产品使用户在情感上获得极大的满足。 3结论与评价 目前,国内外关于医疗产品的情感化设计策略方面的研究较少,本文在前人关于产品情感化研究的基础上,结合现代医疗产品创新设计趋势,对医疗产品的情感化设计策略进行了初步归纳与总结,提出了基于情感化设计理论的医疗产品的三个层面的情感化设计策略,为医疗产品设计的情感化提供了一定的理论指导和帮助,希望对我国医疗产品设计师有一定帮助,能提高我国医疗器械产业竞争力。但情感化这一课题对研究者的哲学、心理学等相关知识储备的要求甚高,笔者虽竭尽所能,但由于实践积累不足,导致论文研究尚处于比较浅显的理论层面,在研究深度上有很大欠缺,希望在以后不断的设计实践积累过程中,能更深刻的体会与完善医疗产品的情感化设计策略。 作者:王凯 单位:广东工业大学 产品设计毕业论文:特色产品设计中符号学的适用性 1蒙古族元素及符号学理论 1.1蒙古族元素 蒙古族元素可以大致分为:蒙古族文字、蒙古族装饰花纹、蒙古族服饰、蒙古族音乐舞蹈、蒙古族建筑、蒙古族家具等。这些蒙古族元素在现代设计中经过一些创意加工可以运用在各个领域,它不仅体现了人们的审美情趣,更是对一个民族的推广和传承。如果运用好这块具有文化价值、历史价值和艺术价值的瑰宝,那么所做出的设计就既具有民族特性又具有现代风格。 1.2符号学理论 行为符号学理论把符号分为语构学、语义学和语用学。语构学是研究符号造型构成要素与符号材料之间的关系;语义学是研究符号与符号意指对象之间的关系;语用学是研究符号与使用者只见到关系。通过对蒙古族元素的符号学概括,基本可以分为形态符号、材料符号、装饰符号。其中形态符号包括点符号、线符号、面符号和体符号。材料符号包括木材符号、布料符号、金属符号和石材符号。装饰符号包括图案符号、装饰线脚符号和装饰构建符号。 2运用符号学理论提取蒙古族元素 以蒙古头盔为参照物运用符号学的原理提取出的蒙古族符号元素,进行蒙古族特色产品的设计。首先明确研究对象是蒙古头盔,研究方法是符号学方法。对蒙古头盔的形态、结构、材料、装饰和造型等进行分析。研究以上各方面所对应的符号形式,总结蒙古头盔在符号学意义上的构成要素和特征。 2.1蒙古头盔的结构符号 结构符号一般是指物质条件,即结构上的受力构件。由于蒙古头盔的结构大多数具有自身独立特性,也就是说结构本身就是形态;同时由于蒙古头盔的自身特点,这种结构符号也具有装饰和象征的特性。 2.2蒙古头盔的形态符号 (1)点符号:点符号主要集中在头盔的顶部,它既是结构的表现形式又是装饰功能的主要体现。 (2)线符号:线符号既体现在蒙古头盔的外轮廓线,又表现于图纹的装饰部分。 (3)面符号:面符号可以是一个个体或者一个空间,整个蒙古头盔就是一个面符号,可以直接提取作为产品造型的特征符号。 (4)体符号:体符号是由多个部件组合成的。蒙古头盔整体是由帽顶、帽檐、帽遮和帽体组成。蒙古族头盔体符号的恰当选取,可以有效地体现民族特色与现代产品的有效结合。 2.3蒙古头盔的装饰符号 蒙古头盔中的装饰符号种类繁多,形态符号和结构符号本身就起到了装饰符号的作用,图案装饰符号更是深刻体现时代文化的内涵,但这些装饰符号也决定了头盔的整体风格。蒙古族头盔在不同时期受不同文化的影响,其形态有一定的变化,特别是蒙古族头盔上图案风格特征。蒙古族独特的苍狼、白鹿图腾信仰和尚武豪迈的性格特征是早期蒙古头盔的表现图案装饰符号;到后期,随着藏传佛教文化的传入,蒙古头盔的装饰图案又出现一些与藏传佛教有关的图案。总之不管是图腾图案还是宗教图案,所有头盔上的装饰符号都是具有吉祥和象征的意义。 2.4材料符号 金属符号:蒙古族头盔的材料取决于用途,头盔的用途是在战斗中起到保护头部的作用,所以要求其材质必须坚硬。一般的蒙古头盔都是由金属材质和皮革材质组成的。绳材符号:蒙古头盔的绳材符号主要是辅助头盔固定在头部上。 3蒙古族元素符号在现代灯具设计中应用 头盔是用于使头部免受伤害的一种单兵防护装具,历来为各国军队所重视。中国古代称为胄、首铠、兜鍪或头鍪。蒙古族作为英勇善战的少数民族,头盔是特征文化表现的重要符号。通过以上对蒙古族头盔符号元素的提取和概括,设计出既保持原有灯具的特征又融入蒙古族头盔元素的现代灯具。以一个具体的蒙古头盔为参照点,从结构形态符号上来说,这个头盔的形态完全可以作为一个灯具的灯罩部分,但是并不能突出特别浓郁的风格特色,所以要对这个蒙古头盔进行元素提取再做整合变形。该头盔分为上中下三部分,想从整体改变其形态又要保留部分特征,就要做到有取有舍,本方案保留该头盔上中下的结构特征,增添了装饰图案形态特征。这样既保持了头盔的部分元素又使其具有浓郁的民族特色。 形态符号主要是在体符号丰富的造型形态和线符号的装饰得以体现的,从点、线、面、体的符号分析上总结出蒙古头盔和现代灯具都具有一个共同的内部空间形态,保护比较重要的部分。从装饰符号方面来讲,不管是蒙古头盔还是现代灯具都会有一些花纹或者有吉祥寓意的图案或者有象征意义的图腾,起到点缀装饰或者民族信仰的作用,本方案就是采用具有蒙古族风格的图案作为灯罩上的图案,而底色采用了蒙古族代表性的色彩蓝色,更加凸显出蒙古族特色的现代产品设计。材料符号选用金属符号,既忠实于参照物的材料符号,又符合现代消费者的审美需求。综合以上几点,总结蒙古头盔和现代台灯的相似性,既保持原有灯具的特征又融入蒙古族头盔的元素,设计出一款具有蒙古族特色的现代灯具。 4总结 社会的发展必然会推动设计的不断创新,随着人们对民族意识的不断提高,宁静祥和的蒙古族元素为现代设计提供源源不断的灵感。蒙古族元素种类繁多且实用功能强大,其工艺造型简洁自由,在蒙古族特征元素的提取过程中需要取其精华去其糟粕,运用符号学理论对蒙古元素分析,在不同领域中作为设计素材进行创新,从而形成民族传统和现代时尚相结合的蒙古族特色产品。 作者:侯晓鹏 杜丽 单位:内蒙古科技大学艺术与设计学院 产品设计毕业论文:机械产品设计中开放式循环系统的运用 1开放式循环系统应用的特点 集约型经济增长方式是机械制造自动化发展的必然趋势,并且受到社会主义科学发展观的先进指导,对机械产品加工发挥了重要的推动作用。开放式循环系统是集约型经济的典范,涵盖了集约型理念及机械制造业生产的诸多要素,研究这一新产业模式必然有助于机械经济体系的优化改革。开放式循环系统应用于机械制造业生产,其基本内涵主要包括: (1)开放性。 经济全球化环境下,机械制造业产业经营不再局限于国内,国际市场应当是本国机械制造业开拓的主要方向。这就要求企业制定产品制造方案期间,以国际销售质量标准为总指导把产品“做精、做细”,实行开放式的加工制造策略。另外,机械产品设计与制造加工阶段所用的工艺方式也要进行更新调整,根据不同产品销售对象设计出相匹配的产品形式,以满足采购方购买产品的质量标准。 (2)经济性。 引入先进的循环系统辅助机械产品设计与制造,所创造的经济收益额度也是相当可观的。基于开放式循环系统的产品制造,既降低了原始物料的生产投资,也引入了国际市场上推广的新产品形式,这些都帮助本国企业产品增强了其市场销售的竞争力。借助新型机械制造业系统也可自动化计算企业生产的盈亏情况,督促经营者及时调整产品生产方案。假设:企业产品销售单价为p,销售量为x,企业产品销售为y;企业的固定成本为a,单位变动成本为b,企业总成本为c; (3)循环性。 机械产品设计与制造所用原材料的种类复杂,许多原材料均能够重复处理应用,循环性是开放式循环系统的另一大特点。可持续可持续发展观也提出资源循环利用的先进指导,号召机械制行业从事生产加工活动时注重资源的高校利用。企业根据机械产品设计与制造剩余的原物料,经过二次处理后循环利用,既降低了原材料成本资金的消耗,也提高了物质资源、人力资源等方面的有效利用率。 2开放式循环系统应用于机械产品设计与制造研究 科学技术是先进生产力的主要来源,任何一个企业掌握先进的科学技术均有助于日常生产效率的提升。开放式循环系统推广应用之后,企业必须要设计出符合开放式系统运行要求的技术方案,以辅助机械产品设计与制造的顺利实施。虚拟现实与仿真是开放式循环系统运用的关键技术。通过建立数字化操作平台改革产品制造方式,引导机械产品设计、制造朝着“自动化、智能化、一体化”的发展趋势升级调整。 (1)设计模块。 机械产品不同于其它产品范畴,其在生产制造前期需要经过严格的设计处理,只能选择最优方案投入到实际生产活动中,这是由于机械产品种类繁多、功能不一、结构复杂等特点决定的。虚拟现实与仿真配备了设计模块,用户只需将产品需要控制的参数标准输入系统,即可自动生成二维、三维等数据模型,如图2所示。根据模型分析所得的产品制造方案进行全面性的工艺研究,从而为企业提供出“质量最优、效益最优”的双优制造模式。 (2)传输模块。 创设虚拟现实及仿真作业平台,必须要借助传感器完成各类数据的传输,如图3所示。确保生产信息能够及时地传递给生产人员。现代传感器主要是指用户与虚拟环境的接口,一方面接受用户的操作并将其作用于虚拟环境,另一方面将操作结果以综合形式反馈给用户,使用户形成对虚拟环境的感知。如:产品制造流程运行时,经过传感器模块把机械产品重要的参数传输给制造人员,引导其严格按照标准进行加工处理,使成品质量符合图纸设计的规范。 (3)检测模块。 自动化是机械产品设计与制造发展的一大趋势,开放式循环系统用户操作将面临各种复杂信息的处理,强化生产信息的检测是必不可少的。虚拟现实与仿真系统设置检测模块,可科学地辨别机械制造业数据的准确性。如:检测分析由传感器模块接收到的数据信息,并将其转换为系统操作指令传输给控制模块操控虚拟环境,使机械产品实现了“边加工、边检测”的局面。无论是成品、半成品或在制品,均可利用检测模块识别最终的质量。 (4)控制模块。 所有机械产品的制造流程都是有控制模块完成,这是仿真系统的核心部分,既可以仿真控制虚拟环境以应对用户操作,又可以将虚拟环境的反馈通过反馈模块控制传感器使用户获得仿真体验。为了减少产品制造的物资消耗量,降低企业生产加工的成本耗资,需利用虚拟现实与仿真技术进行加工模拟。生产人员向虚拟系统发出操作指令,自动选取不同的制造加工工艺,详细地判断各种制造方案的成本投入、物资消耗、操作难度等标准,筛选出最优制造方案且完成自动化加工控制。 (5)反馈模块。 虚拟现实技术融合了人工智能、计算机科学、电子学、传感器、计算机图形学、智能控制等多个学科知识,属于一个系统性的产品加工制造过程,符合了开放式循环系统的运行特点。除了在机械产品设计与制造流程里发挥出传输、检测、控制等功能外,虚拟系统也具备了分布式信号反馈功能。主要把实际生产中遇到的问题如实地反馈给生产人员,以促进制造工艺的优化改进。如:反馈模块能够接收来自控制模块的处理信息,为广大企业用户提供与产品制造相关的反馈服务。 3高科技系统应用的注意事项 新型系统用于机械产品设计与制造具有科技创新的价值,其彻底改变了传统手工绘图、编程、质检等方面的缺陷,以机械制造技术为核心创建了新型的生产方案。开放式循环系统是基于电子信息技术、机械制造及其自动化技术等共同创建的新模式,推广高科技系统加快了机械产品设计与制造的一体化流程。由于开放式系统与机械设计系统之间的独立性,实际使用阶段还要考虑循环系统开放式控制的技术要求。 (1)技术创新。 考虑到开放式循环系统的诸多优势,以及机械产品自动化加工的必然趋势,选择新型生产系统辅助产品制造是企业可持续经营的基本保证。随着国外采购客户的增多,机械制造业生产制造更应注重产品质量的“高标准”,必须充分发挥开放式循环系统的优势,借助虚拟现实与仿真技术的多项模块,编制科学可行的产品加工工艺。例如,CAD/CAM等技术辅助机械产品的设计、制造,三维建模技术辅助机械产品设计方案的演变模拟,这些都是开放式循环系统应用需要采用的技术。 (2)设备创新。 机械产品设计与制造是一项复杂的技术活动,由于从手工绘图设计转变为软件制图设计,机械产品加工工艺均发生了明显的变化。未来机械制造业要考虑设备技术的创应用,手动式机床必须被数控机床所取代,再配备开放式循环系统才能发挥出最大的生产价值。数控设备是机械制造自动化的主要工具,涉及到数控机床、加工中心、数控刨铣等应用。开放式循环系统指导下,需把计算机控制平台与机械产品设计联合起来,创建远程式生产控制系统,对X、Y、Z等三轴的工作坐标精确划定。 4结论 总之,机械经济对国民经济收益具有极大的影响力,也是带动其它两大产业结构发展的有利因素。机械产品设计与制造方案是行业开发产品的研究重点,其必须要以高科技系统作为前台支撑,才能挖掘出更多优越的生产工艺方案。面对经济全球化创造的机遇与挑战,国内机械产品制造企业必须积极引入开放式循环系统,辅助机械产品设计与制造方案的顺利实施。借助于虚拟化操作系统详细地分析产品结构,对其中反馈出来的问题给予有效的改革指导,促进企业在设计方案、生产工艺、产品质量、制造成本等方面实现优化升级。 作者:焦斌 单位:郑州航空工业管理学院 产品设计毕业论文:金融产品设计中测试的必要性 1测试的含义与种类 测试是银行业乃至整个金融行业面临的最大挑战之一。测试有很多种类,包括性能测试、压力测试、功能测试、容错测试、界面测试、安全测试等等,每个测试类型中都有自己的测试方法,比如白盒测试、灰盒测试、黑盒测试等,测试人员运用这些测试方法保证金融产品能够正确满足客户的需求、产品设计流程的正确。但是谁负责承担测试角色,是设计出产品的开发人员,还是产品的项目经理,还是具备计算机基础知识的测试人员,或者说金融背景出身的业务人员等?这些一直是学者们讨论与争论的焦点,本文将从实际业务的角度和定性分析的角度探析独立测试的重要性。 2第三方机构独立测试的重要性 所谓的第三方机构独立测试,就是指在测试过程中扮演测试角色的人员是由经济和管理上独立于开发机构的组织进行的。他们在经济资源和测试工作上不受开发机构的控制,而是单独的职能部门,专门负责产品与产品关联性的测试工作,因此他们测试的结果往往更具有客观性和可靠性,具有其他机构担任测试角色时所无法比拟的优势。 第一,独立的第三方测试机构是由专门的测试队伍构成,其目标就是为了在投产前发现产品缺陷来进一步提高产品的质量。早期开发人员在设计产品的同时会兼顾测试的角色,他们不单是程序编码人员,还是程序检测人员、程序维护人员等,这种多重身份不仅会给程序员增加工作负担,还会使他们的目标变得矛盾而不可协调。作为开发人员总是希望自己的产品是优良的、无缺陷的、能够满足用户需求的;但是作为程序检测人员总是希望自己能发现更多的缺陷,产品的设计过程是有漏洞的。如果程序员既承担开发的角色又承担测试的角色,则其目标难以统一并且不协调,既希望自己的产品是完美的又希望测试过程能发现更多的缺陷,最终的结果难免会出现偏差,工作目标变得矛盾而不统一。所以,研发人员开发出的金融产品,不应该由自己负责测试工作,而是应该由专门的测试人员测试,这样测试的目标不再是矛盾而不可协调的,而是希望在测试的过程中暴露出产品更多的缺陷与漏洞。 第二,金融产品的使用用户分类繁多,比如按资产规模、受教育程度、风险偏好程度分类等等,不同类型的客户对产品的需求是不统一的。比如:风险偏好高的客户会偏向于风险高的金融产品,而风险偏好低的客户会偏向于风险低的金融产品;对于资产规模较高的客户可能偏向理财产品(增值产品),而资产规模较低的客户可能偏向于基本的储蓄产品(保值产品)。多样化的客户群体、多样化的产品需求下,如果开发人员既设计金融产品又测试软件程序,测试任务不但繁重,而测试的重点可能会在程序的代码编码上,设计出的产品难免功能单一化、简单化。相反,如果测试由独立的第三方机构测试,测试人员的重点就放在测试工作上,从客户的角度出发去验证产品是否符合自己的要求,从柜员的角度出发验证产品设计流程是否合理。而测试员作为产品最直接的体验者,在测试的同时体验产品的功能,再将体验结果反馈至开发人员,比如产品界面展现是否合理、用户操作是否方便等。 第三,测试参与人员角色的多样化,意味着测试人员在测试过程中应该做到测试与业务融合。最初开发人员担任测试人员,其专业背景比较单一,可能局限在计算机专业,导致对产品的业务背景与设计原理了解不是很透彻。而如今参与测试的人员专业背景越来越多样化,包括金融相关专业、计算机相关专业、会计相关专业等。在测试的过程中,由这些具有多样化专业背景的测试人员测试,可以拓宽思路,设计出更多有实际意义的测试案例,测试案例也可以更加贴近真实的业务运用。相反,如果由程序员担任测试角色,其专业知识可能局限在计算机知识,而不了解产品背后真正的含义,在这样的情况下,测试只能从代码的正确性验证产品的质量,而不能更好地站在使用者的角度去检验金融产品功能是否正确。 第四,由于第三方测试机构在其经济和管理上具有独立性,所以可以充分发挥自己的测试角色,对产品以及产品之间的关联性做出验证。在产品设计成功后,测试人员应该尽早介入测试工作,了解项目的需求说明书。测试方法可以简单地分为静态测试、动态测试,而静态测试贯穿在整个测试过程中。在项目启动前期,测试人员应该认真审查项目的文档资料,其中包括软件需求说明书等,在分析文档的过程中,应当注意文档设计思路是否正确、是否有遗漏的地方,而测试员还可以在这个过程中提前学习项目的流程,包括项目中新加功能、删除功能、修改功能,这些都是在测试中需要特别注意第地方;动态测试,是静态测试的补充,在测试过程中发挥极其重要的角色,指的是通过运行软件程序来验证产品的质量。在动态测试过程中,独立的测试人员可以发挥自己的想象设计多样化的测试案例,测试中可以用等价类划分法、边界值分析法、错误猜测法等去验证产品设计的正确性。比如存款金额输入项,在测试过程中开发人员可以输入负数(边界值法)或者特殊字符,验证程序运行过程中是否有正确的提示。 3结语 软件测试保证产品的质量,而专业的测试是提升软件质量的重要手段,也是金融业防范风险的重要途径。承担软件测试角色的人员,应该是第三方专业化的测试团队,在经济与管理上独立于开发机构,充分发挥自己的测试角色。不但可以在测试过程中利用多种测试方法如静态测试、动态测试、功能测试、性能测试、压力测试、容错测试等,保证产品的质量;还可以从产品使用者的角度验证产品是否满足需求;同时对产品设计提出优化与建议反馈至开发部门,在开发部门的再次设计与修改后,再对产品做出功能性验证。在这种循环模式下,开发人员与第三方测试机构既是相互补充也是相互制约的,这种彼此制衡的关系不但有利于产品的稳定,还可以提升产品的质量甚至提升客户的满意度,让金融行业的创新与稳定都得以保证。 所以测试的角色应该由第三方独立机构扮演,利用他们资源上、专业上、技能上等方面的优势,设计出更多精细化并且符合业务场景的测试案例,并及时将测试情况反馈至开发部门进行维护与调整,以此保证金融产品的质量与稳定性和灵活性。 作者:陈林轶 兰秋颖 单位:中国工商银行数据中心(北京) 产品设计毕业论文:冰雪体育旅游产品设计管窥 1辽宁冰雪体育旅游产品现状 冰雪是我国北方独有的一种自然旅游资源。近年来,北方充分地利用冰雪,将其作为冰雪旅游的基础而进行开发,进而成为一种新型的旅游形式。冰雪旅游以其丰富多彩的内容,新颖多样的形式满足着人们日益增长的物质文化生活需求,使人们在这独特的旅游过程中,感受与体验着冰雪世界所带给人们惬意。冰雪体育旅游是冰雪旅游的重要组成部分之一。冰雪体育旅游是人们在旅游中借助冰雪所作的各种身体娱乐、身体锻炼、体育竞赛及体育文化交流等。冰雪体育旅游具有较强的参与性、刺激性和挑战性。辽宁地处我国的东北,现有17座滑雪场,占地111万平方米,主要有沈阳棋盘山冰雪大世界、沈阳白清寨滑雪场、沈阳东北亚滑雪场、辽阳弓长岭滑雪场等。 由于辽宁省内除了沈阳白清寨滑雪场拥有可承办大型冰雪体育赛事的条件外,其他雪场规模普遍不大,雪道长度和宽度达不到标准,设施不够完善,因此,普遍开展的是娱乐性冰雪项目,如滑雪、滑冰、冰车、冬泳、雪上摩托、冰陀螺、冰滑梯、冰上摩托、卡丁、爬犁、雪地滚球、驯鹿拉雪橇、雪雕、冰雕等,不同雪场的项目内容基本上大同小异。从中可以看出辽宁省目前的冰雪体育旅游产品与其他地域类同,缺乏独特性,如此很难吸引大量游客的到来,而且与吉林省、黑龙江省这些冰雪旅游发展历史较久,冰雪体育旅游开发体系较为完善,已形成良好口碑且有很高知名度的地区无法抗衡。因此,只有立足市场,充分利用冰雪的满文化特征,打出冰雪体育旅游的文化品牌,设计独特的、极具文化特色冰雪体育旅游产品,才能成功地吸引旅游者。 2满族文化特色冰雪体育旅游产品设计原则 2.1文化性原则 在设计满族文化特色冰雪体育旅游产品的过程中要坚持文化性原则,充分体现产品的满文化特征,才能够在众多现有的冰雪体育旅游产品中脱颖而出,吸引更多游客前来。一方面,要对冰雪体育旅游产品的自身进行满族文化特色的包装与融合,东北的诸多冰雪体育旅游项目均是源于满族先民冬季的生活需要、休闲娱乐以及满族儿童于冰天雪地中的玩耍与嬉戏,从本质上就有一种满族文化的特性蕴藏在其中,且这种文化性是任何其它产品所不能复制的。在开发与设计满族冰雪体育旅游产品过程时要始终贯彻文化性原则,不断挖掘其深层文化内涵,赋予旅游产品的满文化含义。另一方面,对展示和呈现满族冰雪体育旅游产品的外部环境的设计,同样也要坚持文化性原则,为满族冰雪体育旅游产品营造浓厚的满族文化氛围,使前来的游客在冰雪体育旅游中感受极具满族风情的冰雪文化,使满族冰雪文化成为辽宁冰雪体育旅游的亮点,以吸引游客前来体验。 2.2创新性原则 在进行满族文化特色冰雪体育旅游产品设计时还要遵循创新性原则。将满族特色文化融入冰雪体育旅游产品之中本身就是一种思想上的创新,但也不能原原本本地复原传统。由于现在旅游市场上所推出的冰雪旅游产品具有趋同性,基本上都是从休闲型、节庆型、观光型、赛事型等角度开发设计冰雪体育旅游产品。长此以往,游客就会逐渐对这些旅游产品失去兴趣。设计具有满族特色并能够与现代冰雪文化相融合的冰雪体育旅游产品,推出具有新意的、新颖的、极具满族冰雪文化特色的体育旅游产品,满足冰雪体育旅游市场及游客所需求的新、奇、特,与其他地区现有的冰雪体育旅游产品区分开来,树立辽宁满族文化特色冰雪旅游的品牌,满足游客的猎奇心理。 2.3参与性原则 满族文化特色的冰雪体育旅游产品在具有文化性与创新性的同时,还要具有较好的参与性,能够调动广大游客参与到其中,形成良好的互动关系,使来到辽宁进行冰雪体育旅游的旅游者能够在融洽愉快的氛围中尽情享受其特色旅游产品所带来的另类体验。这就要求在设计满族文化特色冰雪体育旅游产品的过程中始终要坚持参与性原则。游客可以通过对满族文化特色冰雪体育旅游产品的体验,体会到团队合作以及竞争所带来的乐趣,给他们带来不一样的旅游体验,并在心目中留下深刻的印象。不仅如此,随着极具参与性的现代化满族文化特色冰雪体育旅游产品的投放市场,还可以对辽宁周边居民的冰雪体育旅游印象进行更新,提升周边居民的广泛参与度,进一步开发冰雪体育旅游的本地市场,使辽宁的冰雪体育旅游得到更好地发展。 2.4趣味性原则 游客进行冰雪体育旅游就是为了在游玩过程中收获快乐、愉悦身心,获得美好的体验。为了满足冰雪体育旅游市场及游客的需求,除了遵循了以上三项设计原则外,还要坚持趣味性设计原则。在提高游客参与性的同时还能增强产品的趣味性,使参与其中的旅游者感受到满族人那种质朴的民风以及充满激情的拼搏精神,体会最纯粹的欢乐,使人们能够在运动体验过程中感受到欢愉,在收获健康的同时体会当地的特色冰雪文化,获得更高层次的精神满足。满族文化特色冰雪体育旅游产品所遵循的趣味性设计原则可以让人们在游玩过程中自然而然地获得美的体验,使之身心愉悦的同时满足旅游市场和游客对于增加产品趣味性的要求。 2.5环保性原则 随着人们环保意识的加强,人们对环境保护问题也愈加重视,使得环保理念成为冰雪体育旅游产品设计开发所要考虑的因素之一。因此,在设计冰雪体育旅游产品时还应该遵循环保性原则。值得一提的是满族文化特色冰雪体育旅游产品的开发及使用本身就具有一定的环保性,十分符合现代人对于环保的要求以及环保性原则。因为其产品的开发使用不会对场地、设施设备、技术指数和人员有太多要求,这也就意味着对周围环境不会产生过多影响,不会造成对自然旅游资源及能源的过度浪费,做到真正意义上的环保,实现经济效益、社会效益和环境效益的协调统一。 3满族文化特色冰雪体育旅游产品设计 着眼于满族文化特色,是因为文化是旅游的灵魂,只有给辽宁冰雪体育旅游以文化定位,才能增强冰雪体育旅游产品的市场竞争力,才能利于满族冰雪体育文化更好的传承和发展。我们认为将满族文化作为打造辽宁地域冰雪体育旅游转型升级的文化内动力,并最终将其确定为辽宁省冰雪体育旅游的特色定位,设计开发出新颖独特、参与性、趣味性兼具的满族文化特色的现代冰雪体育旅游产品以吸引旅游者的到来,不断研究挖掘满族文化的深层内涵,将其作为辽宁冰雪旅游业的核心竞争力,打造辽宁满族文化特色冰雪体育旅游品牌。结合辽宁冰雪体育旅游产品现状,在进行冰雪体育旅游产品设计时要因地制宜,立足满族文化特色,充分发挥辽宁省的资源优势,同时还要注意不断优化产品结构,推出特色鲜明、凸显满族文化特色、经济和环境协调可持续发展的高品质冰雪体育旅游产品。根据上述分析,遵循冰雪体育旅游产品设计的原则,设计如下类型的冰雪体育旅游产品。 3.1竞技娱乐型冰雪体育旅游产品 随着时代的发展,休闲娱乐是人们参与冰雪体育旅游的主要目的,在娱乐中附加一定的竞技性,更能提升娱乐的程度。因此,在满族文化特色冰雪体育旅游产品设计中,要求在凸显满族文化的基础上加入娱乐、竞技元素以增强游客的参与性。在繁多的满族体育运动中狩猎无疑是典型的代表,但是不能照搬其模式,要进行加工改良,设计成为针对大众可以普遍操作的简单模式。同时可以将“猎物”的制作工艺进行创新,使用藤编技艺将其制成各种“猎物”,让游客在活动过程中体会到满族先民狩猎的生动场景,在冰天雪地中获取“猎物”享受运动的快乐,收获的快乐,做到竞技与娱乐共存。不仅如此,在运动中还可以进行团队合作意识的培养,增加成员间的交流与沟通,促进友谊。将这种带有满族文化特色的新型冰雪体育旅游产品推广到滑雪场,组织游客进行参与,还可以将其运用到学校或企事业单位的冬季素质拓展活动之中。同时滑雪场可利用现有资源开展雪地射箭比赛,抽冰猴比赛,雪爬犁比赛、雪地走比赛等娱乐竞技活动。这些活动简单易学,具有很强的操作性和易组织性,可以随时组织广大旅客参与其中。 3.2刺激冒险体验型冰雪体育旅游产品 满族是一个勇敢的民族,因此满族文化又被烙上了骁勇善战的印记。在设备设施较完善,拥有专业从业人员的雪场开展冬季森林穿越、越野滑雪、仿满族战场的cs等活动。其中仿满族战场版cs可以将迷彩服装改换成清朝满族士兵所着服装,这样可以让游客体验当时满族官兵在冰天雪地中作战的情境,而且cs本身就是一项集刺激冒险于一体的运动。参加这种新型刺激冒险运动的旅游者可以体验到满族先人的争战场景,是一项集休闲性、参与性、娱乐性以及满文化体验于一体的冰雪体育运动,而也正是现今冰雪体育旅游市场尚未进行开发的,应该以其为突破口,使其成为极受欢迎的满族文化特色冰雪体育旅游产品。 3.3观赏艺术型冰雪体育旅游产品 满族传统的冬季体育运动———冰嬉具有很强的可观赏性和文艺性。我们认为可以在适当的地点组织排练、展示这一大型冰上表演,可以使游客在视觉上感受浓郁的满族文化风情,丰富冰雪体育旅游产品的类型,为游客和民众献上一道视觉饕餮盛宴。与此同时还可以加入一些现代冰雪艺术的元素,如冰上舞蹈、冰上体操等等,体验具有满族文化特色的新型旅游产品。如此可以使冰雪体育旅游者在体验满族冰雪文化的同时从视觉上享受古代满族的冰雪运动盛况,加深游览体验,对满族文化特色冰雪体育旅游留下深刻印象,提升辽宁冬季特色旅游形象在广大旅游者心目中的地位,树立辽宁满族文化特色冬季旅游的品牌。 3.4开发冰雪旅游附带产品 在满足游客需求、完善雪场相应基础设施的基础上,还可以在滑雪场销售一些与满族传统冬季体育运动有关的造型玩偶、图画等工艺品,或者组织游客进行现场性的给泥塑涂色、剪纸、制作、品尝满族食品等活动。这样不仅可以增加旅游收益,还可以调动旅游者的参与积极性,进行互动,打破游客到雪场仅是进行冰雪运动的单一活动模式,打造一条完整的辽宁冰雪体育旅游产业链。 4结语 坐落于祖国东北的辽宁,应充分利用其自身的地域、历史、文化等优势,以市场为导向,坚持文化性、创新性、趣味性、参与性、环保性的原则,设计出系列的具有满族文化特色的冰雪体育旅游产品,为游客设计极具满族文化特色的冰雪体育旅游“盛宴”,打造“冰雪旅游第一站”,树立辽宁冰雪体育旅游的文化品牌。 作者:蒲玉宾 姜娟 胡雁 单位:沈阳体育学院 产品设计毕业论文:探微材料的发展对产品设计的影响 1原始材料局限下的设计 在“刀耕火种”的原始时代,人类开始使用了第一把工具。这里所说刀,就是人类所加工的第一种材料,石材。在使用这之前,人类还仅仅局限在使用一些天然的木石作为工具。但随着人类的发展,人类智商的提高,天然的木石已经无法满足原始人的一些狩猎、刀割的需要。于是人类第一次动手加工了第一把刀。这也开创了人类对与工具对于产品以至于材料的依赖与相互发展的关系。在石器时代,石器所做成的工具也在一步步的精细。虽然设计的概念并不存在。但是,设计本身已经作为一种行为,融入到人类在对工具的加工生产之中了。如果以现在产品设计的概念来套用当时原始人类的行为的话,当时的设计方案,是被材料所局限的。当时所创造出的石器工具,以材料作为限制,却以人的需求所为导向。伴随着人类对于大自然的进一步探索,人类又接触了另一种材料———铜。也就迎来了所谓的青铜时代。青铜的装饰品,祭祀品还用武器,都被大量的生产制造。 中国作为一个代表,在青铜器的加工生产使用上,可以说是空前的。从另一个角度来说,当时是因为材料的扩充,才形成了所生产出的物品的增多。陶、瓷、木材、竹材也是中国传统文化下应用非常广泛的传统材料。陶器喝瓷器,是中国文化中非常具有影响力的一部分。从最初的陶器制成的一些钵盆开始,对于材料的使用逐渐延伸到审美的高度。瓷器就是中国人对材料的巧妙加工而成。它的发展,延伸向更高的高度。它逐渐摆脱了实用性,讲材料按照工匠的设计意图,加工生产成一些具有极高审美价值的艺术品。而明式家具是中国家具史上独领风骚的一支。家具的原料都是一些硬木原木,这样在材料本身的美感上,工匠师才能运用他们独具的匠心,灵动的巧手创造出如此流芳千古的明式家具。纵观历史发展,人类对于物品的设计与创造,无不是在当时材料发展的基础上发生和发展的。 2现代材料出现后的设计 那么在现代,一个设计被单独提出并高度重视的时代,又是哪些材料为设计师所用却又制约着设计的高度呢。 2.1金属材料 金属材料已经不仅仅对于设计而是整个社会构架的物质基础。钢筋混凝土,已经成为像上海这样大城市的根基了。那么金属对于整个世界发展的功劳是巨大的。它不同于古时的青铜和铁器,这些被现代社会充分利用的金属,是经过现代人类的提炼、加工、合成而成。它具有多种多样的类别千变万化的特性。金属分为黑色金属喝有色金属。黑色金属包括纯铁、碳钢、合金钢、铸铁,都可以称为钢铁材料。这些材料组成了工业的基础。钢材,包括型钢,钢板,钢丝,大量运用于工业生产。不锈钢也成为在设计家用等各种产品时必不可少的材料。有色金属包括铜铝镁等金属以及它们的合金,有着更旷阔的应用范围。从日常生活中的一些厨具首饰电脑,到工业用的合金材料,有色金属已经是遍布各个角落了。 2.2塑料合成材料 塑料材料的发现可以说是最伟大的发明之一,尽管也有些应用造成了人类的困扰,但它的功劳是任何材料的无法代替的。塑料是一种有机高分子材料,使在合成树脂中加入填料,增塑剂,色料等添加剂,经过加工而成的塑性材料,或经过固化交联形成的刚性材料。人们对塑料非常熟悉,因为它有着其他材料无法替代的优点,从而设计师在设计中大量的运用到了塑料,进而使人们才有可能与塑料充分的接触,所以又反向促成了人么对它的熟悉。那么也可以说由于塑料材料的出现与不断的开发,设计师才能利用这种材料的特性设计出新产品。这些产品可能是重量上的改进,也可能是功能上彻底的革新。那塑料究竟占据了怎么样的地位。可以想象一下如果我们现在身边的所有塑料都变成金属,那么我们的生活将会沉重多少倍啊。即便是用木材替代,也会让便利的生活大打折扣的。将不再存在一元钱一瓶的矿泉水,没有方便携带的塑料椅子,没有塑料牙刷,没有方便的绝缘材料,设计师可发挥的空间也大大的缩小了。苹果公司1998年的iMac,从商业上来说是一次巨大的成功,为苹果公司转亏为盈。隐藏在商业成功的背后,却是设计上的突破。半透明的机壳,给人们带来了从未体验过的视觉冲击,从而引发的一种对新潮的生活方式的向往。这种消费者的拥簇是由设计师创造的。但从另一方面来说,也是这种材料以及一种全新的应用方式的诞生所孕育的。 3当下由材料引发的新设计 谈到当下的设计,我们会立刻想到新技术对设计的影响。从互联到物联,ipv4到ipv6,云计算,这些新技术新概念的提出,是设计的推动,也推动着设计。这一切创新,都要基于一个共同的载体与材料。现在最引人注目的新材料之一当属OLED。OLED全称OrganicLightEmittingDisplay,即有机发光显示器,在手机上的运用属于新突显的种类,被誉为“梦幻显示器”。OLED显示技术与传统的LCD显示方式不同,无需背光灯,采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板,当有电流通过时,这些有机材料就会发光。而且OLED显示屏幕可以做得更轻更薄,可视角度更大,并且能够显著节省电能。新材料与新产品是在这种相互作用的关系中发展的。设计通过概念的设计给材料的发展指出方向,而新材料的发现有给设计提供更大的空间。 4总结 新材料与新产品是在这种相互作用的关系中发展的。设计师通过设计理念给材料的发展指出方向,而新材料的发现又给设计提供更大的空间。任何一件设计的完成,都是设计师主观的想法在现有材料的大环境的支撑下完成的。甚至有时想法本身也是出于材料的。所以,对材料的研究有时比设计方案本身更重要。 作者:程建新 平思嘉 单位:华东理工大学 产品设计毕业论文:3D打印技术在产品设计中的可行性 一、3D打印技术的主要应用 1建筑设计领域 以前建筑样品的制作方法,现在没有办法使高水平设计内容的需要得到满足。现在许许多多的设计主体的大型场馆以及设施都运用了3D打印的技术,设计建筑初期的模型,准确形象的展示建筑效果以及有关的测量,3D打印技术的设计所不能相比的真实感以及散发出的优点是所有设计人员都认可的。在建造的行业,设计师们以及工程师逐渐的都在应用3D打印机来制作建造的外形,运用3D技术能够降低费用、保护环境、逼真的效果,同时还可以节约时间。对于设计人员的需要相当的符合,能够降低建筑所应用的材料以及设计所需的时间。 2机械制造领域 因为3D打印技术本身的设计优势,使得3D技术在机械制作行业内,能够得到全面的运用,大部分的都用在制作小需求量、单间金属器件的制作。有些特殊复杂制件,由于只需单件生产,或少于50件的小批量,一般均可用3D打印技术直接进行成型,成本低,周期短。3D打印以“每层的叠加”为加工方式。高水准的商品的产生,一定对打印器械的稳定程度、准确性有有超高的需求。 3模具制造领域 例如玩具制作等传统的模具制造领域,往往模具生产时间长,成本高。把以前的模具制作水平以及3D打印水平有机的联系在一起,能够大大的减少模具制作的开发时间,生产率已能够有效的提升,是改善制作薄弱问题以及模型的设计的有效合理的方法。3D打印水平在模具制作领域的运用能够分成间接制模以及直接制模两个类型,直接制作模型主要指运用3D打印水平直接堆积制作出模型,间接制造模型是先做出成型较高的器件,再复制器件就能够生产出要用的模型。 4医学领域 在医学方面的运用几十年以来,人们对3D打印的水平在医学方面的运用有着较多的探究。把医学视频资料当作基本,把人体感官模具用3D打印技术来制作形成,它有着极大的价值对于医生的外科手术的进行。从2010年美国成功打印活体器官开始,似乎直接打印人体也并不是不可能,它更类似于克隆技术,他打印出来的活体器官不会与患者排斥。他还可以打印骨骼、牙齿等。我们能够预想在以后的3D打印机的发展经历中,一个展新的人体引进意义将会引进到医疗方面上,让更多的患者看到希望。 5航天技术领域 在航空航天方面上,风洞实验是航天飞机不可缺少的主要条件。这个实验中所需的模型有着很高的精度要求、还有着非常复杂的外形,运用3D打印的科技,参照CAD模具,用3D打印机直接打印输出,可以保障模具的形状以及质量。 二、3D打印技术设计的未来 未来的3D打印我们可以做什么?可能我们居住的屋子不在需要人类的建设,直接用3D打印机进行打印输出,我们再也不会被食物的缺少而舒服着,想喝什么自己打印就可以了;生活用的日常用品不用出门购买,想要什么随手打印,我们就可以得到了,3D打印技术能够给我们提供许多的方便。 1制定数字化制造规划,促进3D产业优先发展 建议把3D打印技术的设计定位在产品设计、建筑设计、机械制造、模具制作、医学方面、航天技术方面及创新设计的研究。在金融税务制度上,生产、投资、开发、运用3D打印技术被企业的发展所提倡,企业倡导运用3D技术。 2构建行业协会、产业的有机结合,3D产业技术的逐渐运用 主动的指引3D打印技术的供应商、相关材料、工业产品的设计以及3D打印机探究的主体以及部门、3D打印技术通过供应商构建产业联合。拓展3D打印技术水平应用的市场平台的构建,其中包含3D打印数据保密、保护产权体系,产业也能够稳定发展。 3加大科技扶持力度,提升3D打印技术水平 专门基金的建立,主要是拓展软件调控、材料技术水平、数字化的技术水平、打印设备等主要技术水平的研究。在探究过程中,要重视公正、公平的探究成绩评估系统的构建,倡导各研究机构的不一样的探究水平以及方法。提升支持3D打印技术的后备力量,尤其是对履行商品化的公司在社会宣传、市场销售上提供相应的国家政策制度。 三、结语 3D打印技术对产品设计者的应用相当广泛,伴随着3D打印水平的逐渐完善以及提高,逐渐多的方面会应用到以及普遍3D打印技术。假如3D打印技术的发展可以打印出皮肤、骨骼以及肌肉,在以后,一个准确的三维图都可以打印出人的相貌。 作者:刘勇利 单位:海南灵狮创意产业投资有限公司 产品设计毕业论文:刍议市场细分与产品设计定位 一、市场细分——设计创新的基本前提 按消费者生活位置分类,然后针对特定区域的客户制定专项产品设计开发策略。消费者需求的“互异性”与“相同性”是市场细分的客观条件与理论基础。进行市场细分的基本前提和有效依据,即在复杂的异质化市场中锁定需求一致的顾客群——“异中求同”。市场细分对于企业发展及产品设计开发具有重要的促进作用。 二、产品设计定位——与正确的客户建立正确的设计关系 (一)产品设计定位的内涵 菲利普•科特勒认为,产品设计定位是为了适应消费者心目中的某一特定地位而设计公司产品和营销组合的行为。一个产品想要投入市场,并得到消费者的认可,设计者在前期一定要确定好产品的使用人群,即所谓的“目标消费群”。如果把新潮的时尚服装向思想较为保守的中老年人推销,或者让他们购买新型前卫的电子产品,其结果可想而知——错误的设计定位会导致企业的失败乃至倒闭。 (二)可感知的预设用途 可感知的预设用途是由唐纳德•A•诺曼提出的。其在《情感化设计》中提到产品设计的真正挑战是“去理解终端用户未得到满足的和未表达出来的需求”。唐纳德•A•诺曼曾举例:某公司请HerbstLazarBell设计公司设计一种地板清洁机,以满足更多需求。最终设计出的产品多了茶杯座。而且,市场证明该产品是成功的。为什么呢?原来,当设计者观察维护工人如何清理大型建筑的地板时,发现工人在操作大型清洁打蜡机时喝咖啡很困难。于是,茶杯座应运而生。由此可见,优秀设计的产生需具备以下几点:1.丰富的生活经验是基础;2.对市场的深入了解是前提;3.设计的创新思维与技能是条件。设计来源于生活,其是通过观察、体验、感悟而引发出的灵感火花。另外,产品设计定位还要考虑到设计风格及文化内涵的层面,可以把民族文化的精粹引入产品设计的谱系风格定位。 三、市场定位——市场细分与产品设计定位的桥梁 通过市场细分确定目标市场,亦可称之为市场定位。市场定位对于新产品开发能产生很大影响。产品设计通过精准的市场定位,可以对目标消费者的购买能力、同类产品的竞争情况进行分析对比,寻找产品创新的切入点,使企业能适应市场的需要进行“精准式开发”。可以说,市场定位是市场细分与产品设计定位之间的桥梁,起着不可取代的连接作用。市场细分和目标市场选择是企业活动的第一步,没有合理的市场细分和正确的目标市场选择,所有的设计活动将因不能针对目标顾客需求、不能聚焦优势资源、不能摆脱红海竞争而显得苍白无力。企业经营者在头脑中有清晰的思路和目标,可以根据公司的经营模式、指导方针以及实际的销售情况改进设计策略。例如,海尔集团的成功,可以归结于对市场的深入研究和准确定位。如海尔的小神童洗衣机,就是根据消费者夏天洗衣次数多、单次量少的特点而专门推出的,取得了很好的市场销量。 近年来,海尔通过特殊市场细分制定了专项产品策略,推出“定制冰箱”:消费者可以根据自己的喜好定制自己喜欢的外观色彩或内置设计的冰箱,这是一种突破性创新。市场定位是市场细分与产品设计定位的桥梁。总体来说,正确进行市场定位具有以下好处:1.获得消费者较高的忠诚度;2.便于设置壁垒,保护企业利润;3.针对性强,易于成功。没有市场定位,企业在经营时就如同“瞎子摸象”“大海捞针”“航海中没有方向感”。不锁定目标市场,就难以在市场竞争中找到自己的定位,不进行明确的市场定位,企业也就难以规划和塑造差异化的品牌形象,并赋予品牌独特的核心价值,当然有针对性地设计新颖独特的产品去满足市场也就无从谈起了。实际上,广义的产品范畴包含很多内容,只要是用于商品价值交换的设计物,皆可称之为产品。例如,建筑就是一种供人居住的特殊产品,其设计要求、理念与方法在本质上同产品设计是一致的,道理相通。 四、结语 市场细分、市场定位、产品设计定位这三者之间有着密不可分的关系,市场细分是产品设计成功定位的保障,市场定位是市场细分与产品设计定位的桥梁。经营者怎样才能赢得未来市场,一个重要方面就是要深入认识这三者间的关系。面对激烈的市场竞争,经营者应充分研究市场,研究相应消费群体的心理特点,进行符合品牌价值的市场细分,然后进行准确恰当的市场定位与产品定位,才能设计出满足“正确客户”和“潜在客户”需求的产品。 作者:郑刚强 陈婉彦 单位:武汉理工大学艺术与设计学院 产品设计毕业论文:议陶瓷产品设计在信息时代的发展趋向 1关注情感的人性化设计 科学技术的发展与进步改变了人类生活的方式,给生活带来很大的方便,提高了人们生活的质量。无疑高科技使人的物质生活中充斥着越来越多的高科技产品。如电脑已经广泛进入生活空间,实现了家庭生活自动化、工厂自动化、办公自动化,为人们带来方便快捷。同时又使人类生活远离了自然,人与自然物的接触越来越少,对自然的体验也越来越少。人与人之间交流的网络化,导致了人与人之间对情感因素的忽略。使人之间变得疏远,人的行为变得懒惰。最为重要的是有学者提出,在高科技发展的同时,必须用情感的力量取得平衡,即高科技与高情感的平衡。正如奈斯比特所说“:无论何处都需要有补偿性的高情感。人类社会里高技术越多,就越希望创造高情感的环境,用技术的软性一面来平衡硬性的一面。”人们渴望获得高科技与内心情感的平衡、理性与感性的平衡。如今,多数日用陶瓷产品采用机械化、批量化生产。机械化生产的产品具有严格、理性、秩序、规整、刻板、科技、精确的特征,在一定程度上存在着一种冷漠感,与传统工艺制作的器物相比较,缺少亲和力和人情味。因而这种所谓高情感的平衡,在陶瓷产品设计中采用机械化生产方式是很难做到的。 只有采用手工造物,因为手工艺浓缩着制作者的情感,手工造物与大机器产品不同,它是人情感的造物,在造物中流露了人间真情。在高科技的设计和生产中,吸取传统手工艺造物的优秀经验和方式,将高科技的工业生产、设计和手工艺结合起来,走一条所谓的中间道路,即在技术上介于手工技术和现代大工业技术之间的技术。这是英国经济学家舒马赫提出的“中间技术”的生产方法,这种生产方式更灵捷、更智能,是适应小批量化、个性化产品的生产方式,这种生产方式是对大工业生产方式的变革,蕴含着产品设计和生产的一种艺术化趋势,是“一种具有人性化的技术,这种生产方式不会使人的双手和大脑成为多余,二是使人的大脑变得比以往任何时候的生产能力都大得多。”对信息时代的日用陶瓷产品设计与生产而言,传统手工艺不仅作为一种文化和艺术形态存在于社会生活中,而且作为高技术结构强有力的一个互补机制,平衡着人的精神和心理承受能力。手工艺积聚着人的情感,促进了人与物之间互融互助的交流。传统陶瓷器物的工艺制作不同于纯粹的机械物件的加工生产,制瓷者从制泥—拉坯—修坯—装饰—吹釉—烧制—包装,整个制瓷过程都要手工制作,在制瓷过程中,手工艺人不仅把对生活的体察、人文的关照、人间的真情都不自觉地融入到了器物之中,而且制瓷过程周密严谨,严格按照美的规律进行创造,因而有的工艺本身就是艺术表现,制作技术和艺术一体化,实现了真善美的统一。从某种程度上讲,“技”即是“艺”,“艺”是“技”的体现,到达了“技近乎艺”的境界。因而有些手工艺做出来的作品象“梓庆削木为鐻,见者惊犹鬼神”那样具有强大的震撼力和感染力。例如,纯手工制作而成的茶具、杯子、盘子。 制作者融入了一些“陶艺”表现元素,产品上刻意流露出“手工”的痕迹,在造型上运用压、拉、扭、刻、堆等多种手段进行变形夸张,它不完全遵守造型的规整有序、比例的对称,而努力发掘各种空间形态,甚至造成扭曲、变形和透空的形体,使造型产生丰富的变化。同时,在装饰上,陶瓷肌理的丰富性潜能在现代陶瓷产品中被充分地显露展示出来,它们或追求自然材质的质朴与纯真,或追求釉色的华丽效果,或追求雅致清淡的恬淡之美。总之,手工造物不仅比机械化生产更具情感化、艺术化、个性化、自由化、人性化,还改变了以往机械化大生产产品给人的僵化呆板的感觉,使产品极具个性,富有活力,使产品既纯朴又具有人情味,使产品获得丰富的艺术性。此外,手工艺的生产方式更能够挖掘人的创造潜力与创作激情。 2关注用户的交互设计 信息时代是科技日新月异的时代,高度发达的科学技术为设计师尽情地发挥创造力和想象力提供了物质保障,设计师的创作才能在信息时代被不断放大。以电脑和互联网为依托的信息时代,使设计师的创作手段变得灵活而快捷。传统的创作方法完全是由手绘完成,如今,设计师已经运用数字化工具制作设计效果图。同时,随着互联网技术的不断发展,数字科技改变了人们原有的生活方式,衣、食、住、行的方方面面乃至娱乐,都因为网络技术产生了巨大的变化,使得相当部分的体验与感受从虚拟的世界跨度到真实生活,网络不再是一个虚拟的存在状态,而是实用的有形的并不断创造人们新型生活模式的技术。因此,交互设计的部分理念对现代日用陶瓷产品设计的影响也将是巨大的。数字技术的确对人类现实生活造成很大的影响,尼葛洛庞帝在《数字化生存》中说道:“人类已经进入了一个艺术表现方式得以更生动和更具参与性的新时代,……互联网络将成为全世界艺术家展示作品的全球最大的美术馆,同时也是直接把艺术作品传播给人的最佳工具。”传统日用陶瓷产品的设计与生产,是由陶瓷工艺师制作模具后经过注浆、挤压等方法批量成形,这种方式生产出的产品缺乏与消费者的沟通与互动,很难适应千变万化的市场需求。 目前,数字技术的发展为设计者和使用者的角色融合提供了可能性。将虚拟现实技术运用于日用陶瓷产品设计中,构建虚拟陶瓷产品设计的VR(虚拟现实)展示平台。在这个虚拟现实系统中存在着与产品设计有关的大量信息和模型,这些信息通过互联网与消费者进行相互联结。消费者可以通过网络利用陶瓷产品的VR(虚拟现实)技术展示平台,在该平台上根据自己的喜好来设定该项产品的造型、装饰纹样、花色、肌理、材料等,并把这些定制信息反馈给厂家,使其按照定单进行生产。通过运用虚拟现实技术,设计师将消费者的设计理念做成三维模型,并利用视频、动画等手段进行动态展示,模拟现实的使用情况,使消费者在十分逼真的状态下,体验自己的设计理念和产品的使用状况,从而产生身临其境的感受和体验。这种方法不仅使消费者参与到日用瓷的设计中,而且更好地满足了消费者的审美需求,适应了千变万化的市场需求,还解决了传统日用瓷的造型单调、花色老套、品种少、材质单纯、功能格式化的问题。这就是利用交互设计的性质特点,在保证陶瓷产品可用性原则的基础上,进一步强化陶瓷产品的一致性与可识别性。 3追求创新的个性化设计 日用陶瓷产品由于传统设计观念的根深蒂固和设计思维的惯性,一直处于设计观念滞后、产品更新缓慢的状态,日用陶瓷无法摆脱实用功能对设计的制约,在造型样式上缺少突破,一味套用固有形式,导致日用陶瓷产品缺乏时代精神和现代气息,设计与时代的进程脱节。这种设计观念已经不能满足信息时代的审美需求。不同于工业化时代下的产品强调规模化、标准化、低成本的经营方式,个性化需求很难得到满足,个性化是被抑制的需求。而在信息时代,科学技术的高度发展,使人们的需求变得“一切皆有可能”。人的个性化需求也被不断地激发出来。需要认识到,如今进行陶瓷产品创新设计的过程,不仅仅是设计师借助技术和发挥想象力的过程,还是设计师与使用者不断沟通表达消费者需求的过程。设计师要充分考虑产品使用群体的审美心理,满足用户的物质与精神需求,并在此前提下将个性和风格融入其中,为产品创新设计起到指导作用,从而提高产品吸引力和企业核心竞争力。在信息时代,个性设计是必然的发展趋势。 首先,互联网的运用,使人们生活在一个信息泛滥、信息爆炸、信息开放的环境中,人们在浏览网页时,就会被大量的广告信息包围着,只要在网页上使用搜索引擎,网络广告无时不在。如此丰富的广告信息使人们在工业时代被压抑的个性化需求被放大和满足,人们通过互联网寻找更能彰显个性的事物。另外,互联网的使用,使产品的商业模式网络化、集中化,如淘宝商城、京东商城、当当网等,电商企业运用互联网平台将成千上万的商品,以相对于传统商业模式更便宜的价格出售。这种商业模式无疑大大促进了人们的购买欲望,满足了个性化需求。其次,信息时代是科学技术日新月异的时代,计算机的使用是“三维打印”的物质保障,“三维打印”技术无需机械加工或制作任何模具,直接运用计算机图型数据生成任意形状的产品或零件。与传统的制造工艺相比,“三维打印”技术成型快,生产周期短,生产方式灵活而快速,适合小批量化、多样化、个性化生产。因而,这种柔性的生产方式为日用陶瓷产品的个性化设计提供了物质保障。 4结语 信息时代下,科学技术的发展为日用陶瓷产品设计提供了良好的物质前提,拓展了日用陶瓷产品设计的视角与表现空间,为日用陶瓷产业提供了更加广阔的舞台。 作者:王爱红 陈汗青 单位:武汉理工大学 景德镇陶瓷学院 产品设计毕业论文:趣味小产品设计初探 一、流行影响趣味小产品 流行是一种社会现象,也是一种历史现象,其是人类社会发展到一定阶段才可能出现的。现代社会的流行不同于以往的流行,它是一种大众一时崇尚和追求的行为方式。流行现象最为显著的特征是标新立异。短暂性和周期性反映了流行的时间特征,是人们求新求变心理的必然结果。流行也是精神文明和物质文明的一种良好体现,反映了整个国家的人文发展状况。MP4、CS、SONY智能玩具狗、HIP-HOP、漫画、卡通、大片等流行的名词不绝于耳。流行影响着当代的消费者,同时也影响着趣味小产品的设计和生产导向。 1.影视的影响 它们分别受到《麦兜的故事》和《超人》这两部比较流行的电影影响。张着大嘴的猪形象夸大了嘴而忽略了身子,似乎在闹着向你要食物,当你向它的嘴里塞进毛巾或其他东西时,它似乎会满足地向你微笑,把东西拿出来它似乎又开始哭闹。人们就是在这种使用的过程中与物体产生了愉快的互动,体验到产品带来的快乐。产品既具有使用功能又有趣味性,既有视觉冲击力又兼具亲和力,在使用过程中给使用者带来了些许幽默感。 2.趣味小产品取材多样 趣味小产品取材广泛,它不仅可以取材于当前最流行的服饰、电影、游戏、卡通形象,也可以从流行风格、流行材料、流行色等方面进行设计。设计师利用当下一些流行设计元素与一定的功能相结合赋予其幽默、夸张的艺术效果,从而形成生动活泼、妙趣横生的小产品。有些流行虽然稍纵即逝,但真正能够独领风骚的趣味小产品是可以长久存在的,甚至可以登上时尚巅峰。 二、设计手法影响趣味小产品 1.遵循传统物品的功能原理,但在外观设计上极具诱惑力 趣味小产品极力挣脱传统外形赋予它们的性格特征,在遵循传统功能原理的前提下对产品的材质、图案、色彩及形式等做改变,给消费者以耳目一新的感觉。订书机是我们平时工作中最常用到的一件物品,而其几十年如一日的老面孔让人们产生了视觉疲劳。有一种新款订书机,与传统的订书机大相径庭,其外形是一条张着大嘴、神情可爱的鱼,再配上鲜艳的颜色,造型、颜色夸张大胆,给人们耳目一新的感觉。当人们看着它“咬”着一层厚厚纸张的时候,是不是也会感到一丝轻松呢?只要人们略微观察就会发现它的功能原理丝毫没有改变,只是外在形态和材质上做了较大改变。所以笔者认为对于传统的功能较为合理的物品,在趣味小产品设计时仍然沿用其功能原理,这种设计不失为一种好的设计方法。 2.让人出其不意、幽默、调侃的设计缓解生活压力 小男孩MR-P台灯以其固有的招牌献宝姿势,带给人们意外惊喜。泰国设计师将创意发挥到了极限,让饱受生活、事业压力的人们不禁会心一笑。 三、结语 通过以上分析我们不难发现,虽然趣味小产品材质普通、工艺简单,但设计师经过独具匠心的设计,使其焕发了生机,很大程度上增加了人与产品的情感互动并赋予产品生命力、亲和力。其设计不仅满足了人们的使用需求,而且满足了人们对快乐生活的向往,同时也增加了产品的附加值。 作者:衡小东 单位:苏州工艺美术职业技术学院 产品设计毕业论文:浅议铁水联运产品设计 1铁路货运及铁水联运产品现状 (1)大宗货物产品 在我国铁水联运班列中,煤炭、矿石等大宗散货比重较大能占到60%以上,大宗散货运输是铁水联运的重要内容而且有明显的竞争优势,提高大宗货物直达列车开行比例一直是铁路重要的战略思路。各港口开行的大宗货物铁水联运产品主要有:始发直达列车、技术直达列车、煤炭直达列车、石油直达列车及固定车底循环列车,能够实现从港口装卸线到企业专用线的直达运输。 (2)集装箱产品 我国铁路集装箱班列的组织形式有快速集装箱班列、一站直达双层集装箱班列、有途中作业的双层集装箱班列、一站直达单层集装箱班列、有途中作业的单层集装箱班列、“五定”班列、固定车底、不固定车底的班列等多种形式,并且创出了一些精品班列,在铁水联运中发挥了很好的效果。 2铁水联运产品设计 2.1设计方法 铁水联运产品开发一般包括运输需求与市场分析、货运产品设计和货物运输组织方案设计三个过程。铁水联运产品设计的面向对象分为三个层次,即面向市场的战略层设计、面向运输组织的战术层设计和面向运输生产的操作层设计。 (1)面向市场的产品概念开发 铁水联运产品的概念层开发包括对产品的类别、品质、价格和品牌等的规范和设计,而制定规范和进行设计的标准都基于客户的运输需求,属于战略层次的设计。客户的运输需求是一个定性的比较抽象的概念,因此,概念层的产品不包括具体的发到时间、地点和运输量等定量的指标。铁水联运产品概念层开发以实现从运输需求向产品功能转换为核心,通过对运输工具性能的比较,通过组合形成系统的产品方案。 (2)面向运输组织的运输计划编制 运输计划编制即针对具体的运输需求,结合铁路路网的实际能力而指定的运输方案,其中包括货物的属性、货运量、走行径路、发到地点等定量的运输指标,属于产品的战术层设计。战术层产品与战略层产品最大的区别在于战术层产品通过制定具体的服务方案,能够为客户带来切身的利益。 (3)面向运输生产的作业计划制定 在运输计划编制完成之后确定各个运输生产部门的作业计划属于操作层产品设计,即将战术层的运输计划细化到每一个运输生产部门进行实施,以保证运输过程的安全和通畅。 2.2设计流程 基于上述铁水联运产品设计方法绘制的铁水联运产品设计流程。 3实例分析——大连港铁水联运产品设计 3.1需求分析 2011年大连港的货物总吞吐量,在我国沿海主要港口中排名第7位;2011年大连港的集装箱吞吐量,在沿海主要港口中排名第8位。2006年到2011年大连港的货物吞吐量见表2。大连港是中国最大的进口油中转基地和最大的矿石中转港、中国最大的冷藏集装箱进出口港。大连港的综合货种优势比较明显,集装箱、油品、汽车、矿石、设备、木材、煤炭等货物种类齐头并进,吞吐量增加较快。表3列举了大连港分货种吞吐量的统计情况。 3.2能力分析 (1)大连港铁路设施比较完善,建设有铁路集装箱中心站。 (2)大连港的集装箱作业主要港区为大窑湾港,大窑湾港区配备有港区铁路,以及调车车场,能够实现铁路运输与水路运输的无缝衔接。 (3)大连港的粮食码头、矿石码头、散杂货码头、油品及液体化工品码头均有铁路线路接入,大连港矿石码头的铁路单线装车能力可达4500t/h,装一节车皮的时间仅为48s;大连港散杂货码头的铁路装卸线贯穿整个港区的码头和库场,日接卸货车可达800veh以上;油品及液体化工品码头也铺设由铁路装卸线。 (4)大连港疏港铁路通过设备改造,由半自动闭塞的单线铁路改为电气化的双线铁路,能够满足电力机车的直进直出,并且能够支撑金窑线上更大的行车量。 (5)大连港各主要港区的码头都铺设有铁路装卸线,铁路装卸线接入临近大窑湾港区的一分区车场,可以满足车列的解编,具备港口站直接接发列车的条件。事实上。大窑湾港目前已经执行了路港直通的运输模式。 (6)大连港至东北地区的通道的主要铁路干线为:沈大、京哈、滨州线,金窑线为疏港铁路。除了以上最主要的铁路干线外,还有覆盖东北各个地区的铁路干支线。 3.3产品设计 在确定大连港的铁水联运产品之前,先对具有相同运输需求的货物及其运输需求特征进行归类。设计大连港的铁水联运产品如下: (1)针对大宗货物运输 ①港企直通货运班列面向大企业整列承租,适合产销计划较稳定的大型厂矿企业;企、路、港全程直通,中途不进行技术作业,开行班次规律稳定。 ②港企循环运输列车在厂矿企业和港口之间重去重回循环运输,特别适于钢铁企业的钢铁集港与铁矿石疏港运输;企、港之间循环运输,固定车底。 ③路港直通货运班列在港口站和内陆站点间开行,适于承租给不同的几个货主,比较适合粮食运输;路港直通运输,开行班次规律稳定。 ④合同制直达专运列车面向大客户,按照大客户需求签订运输合同,单一货种,如石油专运班列,矿石专运班列、粮食专运列车等;企、路、港全程直通,中途不进行技术作业。 (2)针对集装箱运输 ①客户定制服务品牌专列 面向单一大企业,按照客户的产销计划定制个性运输合同,如华晨宝马汽配专列、沈阳远大幕墙专列等;路港直通运输,直达运输至企业所在城市内陆港,在经物流配送至企业。 ②路港直通快运精品班列 面向货源稳定、对运输时效性要求极高的客户,以高质量的运输服务吸引来自中小客户的高附加值货物;路港直通运输,采用客运化的运输组织方式。 ③路港直通五定班列 面向货源稳定、对运输时效性要求极高的客户,以高质量的运输服务吸引来自中小客户的高附加值货物;路港直通运输,采用传统五定班列的“五定”运输组织方式。 ④普通集装箱班列 面向货源不充足的资源性、初级加工产品等对运输质量要求不高的客户;可以与非铁水联运的集装箱货物混编,接续式地发往港口城市。如上所述,进行了需求分析和能力分析后的铁水联运产品设计方法,有效地规避了大连港原有五定班列,直达、直通货物列车不能满足铁水联运运量需求、针对性差的缺点,是适应性较强的、更加科学合理的新产品设计方法。 4结束语 铁水联运作为多式联运的一种,有利结合了铁路运输和水运的优势。大力发展铁水联运运输方式,开发经济高效的铁水联运运输产品,对于实现铁路集装化运输,促进我国物流产业的快速发展,加快我国内陆地区对外贸易,优化我国综合交通的结构有着重要意义。希望本文提出的铁水联运产品设计方法能在产品实际设计过程中起到一定的参考作用。 作者:颜研 陈韬 曹可 倪少权 单位:西南交通大学交通运输与物流学院
电力光纤通信设备的运行和维护:光纤通信设备在电力通信网中的应用分析 摘 要:随着我国社会的进步,经济水平的不断提高,电力工业得到了飞速的发展,通信和计算机等方面的技术越来越多的应用于电力行业,所以对电力通信网的内存储量和网络的稳定性提出了更高的要求。光纤通信设备以其容量大、扩大容量简便、可高兴强、通信质量优及方便转型等诸多特点在电力通信行业得到了越来越多的重视,可以说是通信行业的重要手段,本文首先就电力通信网的结构及特点进行了细致的阐述,然后分析了电力通信网络传输的具体要求进行了分析。就光纤通信设备字电力通信网中的实际应用进行了分析,然后对今后光纤通信设备在电力通信网中应用的主要事项及在日常生活中维护的注意事项进行了一一阐述,目的是促进光纤通信在电力通信网中的良好应用。 关键词:光纤通信设备;电力通信网;应用分析;网络传输 1 前言 光纤通信的主要特点就是容量大、抗干扰能力强、功能性持久,并且还能进行大批量信息的远距离传输,这些特点使得光纤通信得到了电力通信行业的广泛应用,是电力通信行业发展的主要方向。光纤通信的主要原理就是利用光导纤维进行信号的传输,然后实现信息传递的功能,故光纤通信也成为光导纤维通信,在光纤进行通信传播的时候使用的纤维,不是一个单独的纤维,而是使用多根纤维聚集在一起的纤维束,这个纤维束也就是我们平时所讲的光缆。作为传输介质的光纤主要分为两种通用介质和传输介质,作为功能器件的光纤主要应用于光波的分频整合放大调频等工作并且经常作为某种功能性原件出现。 2 电力通信网的结构以及特点分析 光纤、微波及卫星电路组成了电力通信网的主干路,电力通信网的各个附属支线充分利用电力线载波、特殊光缆及光纤束等各种各样的通信设施,再加上远程控制交换器、总调度器等一系列的设备及元构件组成了用户广泛、功能齐全的综合的通信网络。电力通信网存在的主要形式有以下几种:光纤通信、载波通信、声频电缆及扩频通信设施等 3 电力通信网络传输的具体要求以及解决方案 电力通信网是一种专用网,它的作用不仅仅是为电力行业的生产、电力调度进行服务,还要进行信号的传送,这些信号包括远动信号、自动化办公信号和用电保护信号等,基于电力通信网络如此复杂的工作,它的可靠性。扩展性等特性都有着非常高的要求,我们来对具体的要求进行细致的分析。 首先,电力通信系统必须具备高可靠性,由于电力通信的特点决定了其在任何情况下,无论刮风下雨,春夏秋冬都不能中断服务,这就要求电力通信系统必须具备稳定性好的特点。光纤传输的质量较高,由于传输信号是通过光纤内部进行传播的,所以也几乎不受外界环境的干扰,在自身的性能方面是比较稳定的;其次,应该具备的特点是便于进行业务扩展,电力通信行业是不断发展的,所以企业对于其运营成本的变化也越来越快,所以这就需要能对成本进行灵活的调节,这就需要电力通信系统在配置方面应该充分考虑到网络系统的扩展性,这样能够大大减少在升级过程中对设备的报废率,采用先进的技术保证电力通信系统的良好操作性,最大限度的减少维护费用;还有一些特点就是要求通信的速度必须迅速,音频和视频效果必须是高清晰的,还有一点就是要注意能源的可持续发展,做到保护环境,光纤魇涞闹饕介质――光纤,其主要材料是SiO2,在自然界中储量丰富,因此,光纤通信的发展不会遭遇资源短缺的现象,因此现阶段的光纤传输技术从环保方面讲也是符合要求的。 4 光纤通信设备在电力通信网中的具体应用 4.1 地线复合光缆的应用 OPGW是地线复合光缆的的简称,又称为架空地线内含光缆,电力传输线束中底线中含有供电通信用的光纤结构,该种光缆主要有两个方面的作用,首先就是保护地线的电性能和机械性能不会由于光纤的变化而受到损坏,同时对光纤单元也有一定的保护作用,主要的类型有前骨架型、不锈钢管型及海底光缆型。 4.2 地城缠绕光缆的应用 地城缠绕光缆是利用专用设备将光缆以缠绕的方式架空在底线上,此种光缆的缺点是光纤芯数少所以极易断裂,但是优点是经济实惠,使用方便,稳定性也比较好。 4.3 介质自承式光缆 介质自承式光缆又称全介质自承式光缆,这种光缆的优点是在传输过程中损失较少、不易发生色散,并且介质自承式光缆的机械性能和环境性能都是比较好的,即使在恶劣的环境下光纤也不会自身受力发生不必要的损坏,由于光缆的质地都是非金属,所以质量较轻,有很强的抗电磁干扰,自称是架设的光缆韧性也是非常强的,受到外界环境的干扰小,同时抗弯曲能力也比较好。 5 工程实现过程以及注意事项 5.1 实现应用的具体过程 全面的通信网络包括三方面信息的传输、信息的接受和信息的交换,在整个通信网络系统中,传输平台是最重要的,传输层在通信网络系统中充当着传输平台的角色,所以传输层必须稳定、灵活、安全才能保证通信网络系统的正常运行。在光纤通信的网络系统中,工程拓扑结构设计有链形的也有环形的,根据线路之间的间距对对应的光纤进行合理的选择。在光缆的设置上,应该将电力系统输电线路的各个因素充分考虑在内,选用的光缆应该便宜且易于安装,在使用的过程中易于调整。 5.2 日常维护需要注意的事项 为了保证光纤通信设备的正常连续运行,相关的操作人员需要做到以下几点:首先,不要对光纤的接头进行直视,以免射伤眼睛,还要注意设备室的卫生,减少灰尘入侵;其次,对设备室内的温度以及湿度都要随时注意,最大限度的保证设备在规定的温度下进行工作;在对光纤的接头进行插拔时,应该特别小心,以免对光纤产生损害造成折断,在不使用时,应该用护套将光纤的连接器包好,防止灰尘入侵,影响设备的精密性和使用寿命。 6 结语 综上所述,光纤通信设备在电力通信网中得到了广泛的应用,并且满足了电力数据、音频、视频等多种传输需要,同时也提高了网络通信的实时性、速度性和稳定性,保障了电力通信网络的安全经济运行,促进了行业的健康快速发展。 电力光纤通信设备的运行和维护:浅谈电力光纤通信设备及其运行维护措施 【摘 要】本文介绍了光纤通信分类,分析了SDH 设备常见故障与原因、提出了在故障定位及排除的常用方法。 【关键词】电力光钎;通信分类;SDH 1 光纤通信 1.1 光纤通信分类 光纤通信是指利用激光作为载波信号,通过光纤来传播信息的通信系统。是当今社会应用最为广泛的通信系统。单模光纤是指仅允许一个模式传播的光纤通信,传播路径单一,适用于长距离传输。单模光纤芯径小,宽带大,无模间色散,同时需要使用半导体激励器 LD 激励。多模光纤是同时允许多个模式进行传播,传播路径较多。光纤芯径大,可使用发光二极管 LED作为光源。但是由于存在模间色散现象,只适用于短距离传输。 1.2 光纤的传输特性 1.2.1 损耗特征 光纤损耗的原因有吸收损耗、散射损耗和附加损耗等。吸收损耗是指光波通过光纤材料时,有一部分光能会变成热能,造成光功率的损耗。由于光纤的材料、折射率等的缺陷或不均匀,造成光纤中传导的光与微小粒子相碰撞发生散射,引起的损耗称为散射损耗。附加损耗主要有微弯损耗、连续损耗和弯曲损耗等。 1.2.2 色散特征 光纤通信中的信号是通过不同的模式成分携带的,其传输速率也不同,到达光纤端时有时间差异,从而引起的一种波形畸变的现象成为色散。光色散因不同颜色的光折射率不一样、折射角不同而分开。色散又可分为:模间色散、波导色散和材料色散。 1.3 光纤通信的优缺点 1.3.1 容量大 光纤通信路如同宽阔的马路,准许通过的车辆多,运输能力强。通信线路的频带宽,容许传输的信息多,通信量大。 1.3.2 损耗低 石英光纤在 1.55 mm 波长区内的损耗极小,可以低到 0.18Db/km。同轴电缆通信的中继距离只有短短的几公里,而光纤通信系统的最长中继距离已达到数千公里,甚至数万公里,远远优于同轴电缆通信。 1.3.3 保密性强 普通电子通信较容易被人偷听,光纤通信具有很强的保密性能。因为光在光纤的传输过程中不会离开光纤和向外辐射电磁波,即使在拐弯弯度大的地方,漏出包层的光也微乎其微。 1.3.4 抗干扰能力强 光纤属于绝缘体。不怕雷电和高压,电磁源干扰影响小,抗核辐射能力强等原因都使光纤具有强抗干扰能力的特性。 1.3.5 体积小,重量轻 光纤体积小、重量轻、柔软易弯曲,运输、铺设非常方便。1 kg 的高纯度石英玻璃相当于成千上万公里的光钎重量。 1.3.6 光纤材料丰富 普通电线主材主要是铜、铅等有色金属,属于有限资源,受储藏量、开采量的影响。而光主材是普通的石英砂,地壳化学成分有一半是石英砂,储存量大,价格也较低。 1.3.7 其他优点 光纤材料耐腐蚀力强,架在空中、埋于地下都可以。再者,具有较强的耐高温能力。适用范围广,可实现多功能传输、传输多种信息的功能。 1.3.8 光纤通信的缺点 光纤通信也有其缺点,如易折断、连接困难、耐低温性较差、防潮性差。我们在使用光纤的过程中,要努力克服这些困难,将光纤的优点发挥至最大化。 2 光纤通信发展趋势 2.1 收发模块 光纤通信是现代社会信息通信的主要手段。光收发模块作为光纤接入网的核心器件,在推动了光纤网络的配置更加完备合理优化、光纤传输向低成本方向发展等方面起到重要作用。通信设备在不断发展,体积越来越小,要求的接口板包含的接口密度越来越高。为获得利润最大化,要求光纤向低成本、低能耗方向发展。光收发模块未来发展方向是超高频、超高速、超大容量、远距离等。 2.2 真正实现光纤接入(FTTX) 在 FTTX 领域中,我国仍处于起步阶段。发展前景优良。三网融合、光电子器件的进步发展,光收发模块和光纤的价格正在逐步降低等情况都加速了 FTTH 的实用性发展。FTTX 将是光通信市场的主要需求之一。 2.3 新型光纤光缆 为求得更大运输量,更大传输率,发展新型光纤光缆成为光纤传输发展方向之一。现代信息社会已出现两种不同的新型光纤。即非零色散光和无水吸收峰光纤,可适应不同的干线网和城域网的不同发展需求。从长远的发展方向看,XPON 技术是未来宽带接入技术的发展方向。但是当前的技术发展、高成本等情况远远不能满足大面积使用新型光纤。发展新型、低成本、高频率的光纤是光纤通信的发展需求。 2.4 光互联产品 网络链路层为了直接连到高性能路由器的光纤波分复用(WDM)“专用”的互联网被称作光互联网。光互联网可满足用户日益增长的宽带需求和预计网络发展而产生的大容量需求。光互联产品主要有:光发放大器、转换器、光交叉连接器、光交换路由器等。使用光联网具有更大的灵活性。随着光交换和全光路由技术的发展成熟,光互联网会发展越来越广泛。 2.5 全光网络 传统意义的光网络实现了节点间的全光化,但网络结点处仍采用电器件,限制了通信网干线总容量的进一步提高,因此真正的全光网已成为一个非常重要的课题。全光网是光纤通信术发展的最高目标,理想阶段。全光网络是以光节点代替电节点,信息始终以光的形式进行传输与交换,交换机对用户信息的处理不再按比特进行,而是根据其波长来决定路由。减少节点间损耗,提高传输速度。 目前,全光网络的发展仍处于初期发展阶段,但它已显示出了良好的发展前景。从发展趋势上看,形成一个真正的、以WDM 技术与光交换技术为主的光网络层,建立纯粹的全光网络,消除电光瓶颈已成为未来光通信发展的必然趋势,更是未来信息网络的核心,也是通信技术发展的最高级别,更是理想级别。 3 SDH 设备常见故障与原因 3.1 故障定位原则 故障定位一般应遵循“先外部,后传输;先单站,后单板;先线路,后支路;先高级,后低级”的原则。 3.1.1 先外部,后传输 在确定故障时,应先排除外因造成的故障,例如检查光缆连接是否完好、网管系统是否正常、是否是交换故障等。 3.1.2 先单站,后单板 排查故障时,首先要准确判断故障是出自哪个站,然后再具体定位故障是出在该站的哪一块板。 3.1.3 先线路,后支路 在 SDH 设备中,线路板的故障经常会引起支路板的异常告警。在故障定位时,需要遵循“先线路,后支路”的原则。 3.1.4 先高级,后低级 定位故障时,先分析告警级别,首先处理高级别的告警(如危急告警、主要告警),因为这些告警已经严重影响通信,所以应马上处理;然后再分析较低级别的告警(如次要告警和一般告警)。 3.2 在运行维护工作中故障定位及排除的常用方法 一般情况下,当故障发生时,首先可通过登录 SDH 设备的网管系统进行查看,对告警事件、性能数据和信号流向分析,初步判断设备故障范围。笔者将常见的设备故障检查方法归纳为 6 种:告警性能分析法、环回法、替换法等。 3.2.1 告警性能分析法 告警性能分析法是通过 SDH 设备的网络管理系统获取告警和性能信息,分析信息数据,进行故障定位。此方法可以全面了解全网设备的当前或历史告警信息;一般告警灯常有红、黄、绿三色,红色表示紧急告警及重要告警;黄色表示次要告警及一般告警;绿色表示系统正常运行。也可通过机柜顶部指示灯和单板告警信息,定位故障。将故障分级,及时处理高级告警。 3.2.2 环回法 环回法是 SDH 设备故障定位最常用的方法之一。环回法有多种方式,例如:内环回与外环回、线路环回与之支路回环、远端环回与本地环回等。维护人员进行回环操作时,应先进行环回业务通道采样工作。从多个有故障的站点中选择一个站点,再从所选站点的多个有故障的业务通道中选择其中一个。画出所采业务的路径图。图中需表明业务源、通道所经站点等,最后逐段环回,定位故障站点或单板。 3.2.3 替换法 当维护人员不确定某一器件是否有故障时,可用一个正常工作的器件替换它。得以定位故障,排除故障。本文所说的器件可以是模块、芯片,甚至是一段光纤。该方法较适用于排除外部因素。如光纤中断、交换故障等问题。故障定位到站时,可用替换法排除单板的问题。 3.2.4 配置数据分析法 分析设备当前的配置数据,例如:时隙配置、板位配置、复用段的节点参数、线路板和支路板通道的环路设置、支路通道保护属性等,分析以上的配置数据是否正常,来定位故障。若配置的数据有误,需进行重新配置。 3.2.5 仪表测试法 仪表测试法顾名思义,是指采用各种仪表、光功率计、光反射造仪、SDH 分析仪等来定位故障。例如:用 2 M 误码仪测试业务通断、误码;用万用表测试供电电压,检查电压过高或过低问题。 3.2.6 经验处理法 在一些特殊的情况下,通过复位单板、单站的掉电重启、重新下发配置等手段可有效及时地排除故障,恢复业务。但建议此方法应尽量少用,因为该方法不利于故障原因的彻底清查。遇到这种情况,除非情况紧急,一般还应尽量使用前面介绍的几种方法或请求支援,尽可能地将故障定位出来,以消除设备内外隐患。 4 光纤通信设备维护内容 SDH 光传输系统的维护内容,包括光缆设备、电源、配线架等附属设备的维护。具体要求如下: 4.1 保证设备工作条件 保证通信设备的正常工作环境。例如供电条件、传输设备工作的直流电压――48V±20%,允许的电压范围――38.4~-57.6V。SDH 网管监控系统和本地维护终端用的计算机是专属设备,禁止挪用,以免病毒侵害。 4.2 故障排除 判断处理系统故障。根据告警指示和故障现象,进行排除,故障地位,找出故障原因。在最短时间内解决故障,确保通信设备正常运行。 4.3 集中维护 通信设备维护常采用集中维护方式,可成立维护中心,将维护人员和必要的维护仪表集中在一个主要站,设备较少的站可不设值日维护人员。 5 运行维护人员工作要求 光纤系统的运行维护是一项细心缜密的工作,要求维护人员严格按照规定操作。 5.1 做好安全、清洁工作 处理光接口信号时,不得将光发送器的尾纤端面或其上面的活动连接器的端面对着眼睛,并注意尾纤端面和连接器的清洁。 5.2 做好防静电工作 在操作机盘前,必须戴上防静电手腕,同时保证其有良好的接地。更换机盘时,也需要戴上防静电手腕。将换下的机盘及时装入防静电塑料袋,并置于防静电环境。 5.3 加强操作技能 熟练掌握工作人员所维护传输设备的基本操作。熟练掌握组网拓扑情况、保护属性、业务分配情况、时隙配置情况等。做好设备日常巡视工作,最大化地保证设备安全运行。 电力光纤通信设备的运行和维护:探讨电力光纤通信设备的运行和维护 摘要:光纤通信是现代信息化社会的常用信息传播系统,具有众多优点。 关键词:电力;光纤通信;运行;维护 我国光通讯在电力通讯方面占有重要地位,光通讯的不断完善将促进通讯事业的发展。我国SDH光传输设备的工作过程还不完善,经常会出现问题。因此,做好SDH光传输设备的日常维护以及故障分析处理工作显得十分重要。本文主要从SDH光传输设备的环境要求和网管的巡视查看等方面探讨如何做好其日常维护工作,同时对SDH传输设备常见的故障和处理手段进行了研究和探讨。 一 SDH传输设备常见故障的分析处理 1分析故障的原则 在分析设备的故障时,一定要遵循一定的原则,这对于快捷有效地发现故障并排除故障十分重要。要遵循“先外部,而后传输;先单站,然后单板;先线路,然后支路;先高级,然后低级”的原则。 1.1优先外部原则 在查找故障时,首先去分析、排除外部的诸多可能因素,如断纤或者交换侧故等。如果外部因素没有问题,再检查传输。 1.2优先单站原则 进行下一步的故障分析和研究时,要尽可能地通过分析和研究来确定出是哪个站出了问题,而后再进行分析,进一步确定是该站的哪个板出了问题,要一步一步把问题分析出来,使问题得到解决。 1.3优先线路原则 线路板如果出现故障,常会引发支路板的异常告警,为此在进行故障的定位时,一般要遵循“先分析线路,后查看支路”的原则。 1.4优先高级原则 进行警告级别的分析时,首先对高级别的警告进行分析,比如主要告警、危急告警等,因为这些警告已对通信造成了严重影响,所以必须马上对其进行处理。 2故障分析法 2.1全方位故障检测法 全方位故障检测法的方法是SDH传输设备查找和定位故障的最有效方法。全方位故障检测法,就是通过对整个线路运行通道进行的一种全方位检测,然后根据定位来具体查处存在的问题。全方位故障检测法较实用,可多次运用此方法击破多处存在的问题。在进行全方位故障检测时,一般采用以下步骤,首先应对整个通道进行采样,也就是从多个有故障或存在问题的站点中选出其中一个站点,尔后在这个站点的多个可能有问题的通道中选出一个,经过分析后画出这个业务一个方向上的路径图,标出业务源及所经过的一些站点等信息,最后采用逐段检测的方法就可以定位出故障的站点及单板。 2.2信号指示信息分析方法 信号指示信息分析法就是在网络管理的总站取得有关设备的相关信息,包括性能参数、运行工况以及设备的网络运行状况等,根据相关信息对设备进行维护和故障排除工作。具体的实施方案:首先,通过网管来获取一些重要的指示信息以及性能的信息,综合有效汇总后,进行故障定位工作,进而迅速、有效地解决存在的故障。与此同时,可以全面的了解全网设备历史的或当前的与设备有关的重要信息,这对以后有效预防此类故障有重要意义。 二、设备维护 1.熟悉掌握情况 光缆的维护人员主要包括线务和机务,以站内外分开,运行维护人员必须熟练掌握站内外的各种情况: 1.1光缆线路 光缆线路,是光纤通信系统组成的重要部分,维护人员要熟练掌握光缆线路的长度、跳纤、芯数及接头情况;开通设备具体光纤的型号、长度、光纤段衰耗值及备用纤的情况等。 1.2站内设备 主要包括设备制式、型号、配置、接口情况、各种告警灯及其他指示灯的现实情况,比如光端机发送|接受指标及开通时的具体测试值;设备供电、ODF架跳纤、本地维护终端等情况。 1.3仪表、工具、器材、资料 常用仪表的操作性能及使用。常用工具、器材的使用,如卡线钳、压接钳、法兰盘、尾纤等。资料登记情况,如光缆竣工资料、光缆线路路由图、配线资料、设备技术说明书、障碍登记、施工熔接记录等。 2.机务故障处理原则 故障处理原则是,先处理干线系统,再处理支线系统;先排除站内故障,再排除站外故障。对于某个线形网络或支线系统的站内故障,先处理高速部分,再处理低速部分;先处理主要故障,再处理次要故障。先排除WDM设备故障,再排除SDH设备故障;先排除SDH、PDH群路故障,再排除支路故障;先分析判断主要高级别的告警,再分析判断次要低级别的告警;先排除主要业务通道故障,再排除附属通道故障。先抢先通,后修复。 常见故障类型及分析排除办法: 2.1故障类型 2.1.1光缆线路中断,整个线路总衰耗过大,某一点有衰耗突跳(接头衰耗或弯曲过度)等。 2.1.2尾纤断、弯曲半径过小、接错位置,法兰盘(衰耗器)接头有灰尘等。 2.1.3机盘损坏,网管控制错误等。 2.1.42M(155M)电缆损坏、接头不良,供电系统故障,ODF架线松动及接头错误等。 2.2分析排除常见办法 这里主要介绍一下网管监测系统之外和未配置网管监测系统的支线系统进行故障处理的方法: 观察法。设备机架、机盘提供了丰富的告警指示灯,通过观察告警灯的指示情况来分析判断故障;对于光缆、尾纤断裂,或连接器接入不好等引起的故障,也可以通过直接观察来判断。 测试法。利用各种仪表和本机系统,可对各种接口(电接口和光接口)参数及其他项目进行测试来分析和压缩故障。 环回法。近端环回和远端环回;群路和支路环回;电路和光路环回;软件和硬件环回。。实际中,可利用不同的现象,对设备和线路进行环回来压缩判断故障。 复位法。故障的出现有时候是因为某些机盘的临时死机造成的,通常对它进行复位(按复位键或插拔盘)后,即可恢复正常。 换盘法。对某些有故障的机盘或怀疑有问题的机盘,用相同型号的盘进行替换来压缩判断故障。 3.线务处理故障应注意 经机务判定是属线路障碍时,线务查修人员应立即出站巡查。此时,线务查修人员,应注意以下几点: 3.1接到障碍通知后,首先应了解故障的性质,发生故障的中继段别,携带好发生故障中继段别的线路明细资料,掌握好应携带抢修光缆程式、规格,做到心中有数,并及时报告上级主管领导,必要时,应报告当地公安机关。 3.2应立即组织线务人员携带开挖工具(直埋),上杆、摘除挂钩工具(架空)及应急抢修光缆,及时赶往发生故障中继段,对易发障碍部位进行巡查,并和维护中心光缆支援中心保持联系,发现障碍点组织人员开沟或落地,安排好保障工作。在熔接人员不能及时赶到时,可用应急光缆,临时抢通电路。经巡查确定不了障碍点时,通知维护中心光缆支援中心携带好测试仪表(OTDR)及光通信工具帮助查询障碍点。支援人员到达障碍中继段后,应准确无误地测试障碍的距离长度,判断出发生障碍的性质。并和机务人员搞好电路倒通、调通电路的配合工作,以便快速查找障碍点。 3.3查修人员查到障碍点后,应及时通知熔接人员,做好接续抢通电路监测准备工作,在光缆接续前,应对接续场地进行净化处理,应尽量保持场地干燥,光缆开剥接续是光缆线路施工中工程量大、技术要求复杂的一道重要工序,其质量好坏直接影响线路的传输质量和寿命,光缆开剥、接续、封合的快慢将影响整个工期的进程。接续时,应先抢通主要纤芯,后接续其它纤芯,纤芯接续衰耗较大,并不影响电路开通时应以抢通电路为原则,并做好记录,接续一对纤芯,开通一个系统,待全部电路开通后,可利用热备系统和备纤导通电路,改善较大衰耗纤芯。 3.4障碍抢修时,应服从统一指挥,查修指挥人员在抢修过程中,应及时向上级主管领导汇报抢修进度及情况,始终保持联络系统顺畅,做好上传下达工作。对于20芯以上光缆的接续不仅要求施工人员技术熟练,而且要求施工团队组织严密,在保证质量的前提下,确保施工的时间。 3.5障碍抢修接续完毕后,查修人员应主动和机务人员配合,问清电路开通后情况是否良好,通达地点是否正确,如有问题及时查找处理,及时恢复电路,并交付机务验证,记录号电路恢复时间。然后,查修人员应对修复现场进行清理,废料应收集装袋统一处理。 3.6抢修结束后,查修人员应记录好各种技术测试资料,将测试结果、接续资料录入微机记录,为修改线路明细资料提供可靠依据。 结束语 随着电力通信的不断发展,SDH设备将会被广泛应用,如何做好SDH光传输设备的日常维护工作十分必要。由于目前的SDH光传输系统具有运用广泛、工作量大、组网方式复杂等特点,要不断加强工作人员的日常维护工作。同时,维护设备的工作人员要不断提高自己的专业能力以及分析和处理问题能力,在工作中灵活运用以上定位原则和解决问题的方法。只有不断地研究总结和探讨,才能提升能力,更好地做好SDH光传输设备的维护.
软件管理论文:谈软件项目中的人力资源管理 软件项目团队建设是实现软件项目目标的保证,团队文化和团队精神是团队成功的重要基础,建立一种“相互帮助,共克难关”的工作氛围十分重要。本文初步揭示了项目人力资源管理的含义与内容、软件项目中的人力资源管理流程和获取方法,以及一些常见问题的解决方法与途径。 软件项目的人力资源管理与项目的进度、成本、整体质量和存在风险等方面管理一样,也是一个项目组织必不可少的管理职能。 一、软件项目人力资源管理的含义和内容 软件项目人力资资源管理就是根据软件项目的目标、项目的进展情况和外部开发环境的变化,采用科学的方法,对项目团队成员的思想、心理和行为进行有效地管理,充分发挥他们的主观能动性,实现项目的目标。项目人力资源管理的重点集中在两个方面:一时针对个人的;另一方面是针对团队的。 软件项目人力资源管理包括计划制定、获取人员和建设团队三个阶段。按照业务管理的流程,还可以具体划分为资源规划、解雇、招聘、筛选、培训等基本活动。 软件项目人力资源管理的主要内容包括: (1)对软件项目进行组织和规划。项目组织规划是项目整体人力资源的计划和安排,是按照项目目标通过分析和预测所给出的项目人力资源的数量和质量上的明确要求、具体安排和计划。 (2)获取和分配软件项目人员。软件项目组织通过招聘获得所需要的人力资源,并根据各自的技能进行工作安排,由于项目的一次性和项目的临时性,项目组织的人员获得与配备和其他组织的人员获得与配备是不同的。 (3)软件项目组织成员的开发。包括:项目人员的培训、考核,激励等等。 (4)团队建设。 由于在项目工作中人员的需求可能是不连续的,容易造成人员的浪费和成本的提高。比如:某软件项目现有20人,设计阶段需要10人;审核阶段需要1周,但不需要项目组成员从参与;编码阶段是高峰期,需要15人,但在测试阶段只需要8人。往往这些阶段进行过程中,会出现没有工作安排的人员。根据大多数大中型软件开发项目的统计,对开发人员的要求是随机变化的,一开始资源需求量较小,然后逐渐上升,达到某个时间常数时需求量达到高峰,之后再逐步下降,减少到较低的数值。 二、软件项目团队的特点 软件项目团队建设,就是吧与软件项目相关的人员组织起来实现项目目标,这是一个持续不断的过程,也是项目经理和项目团队的共同职责。通过团队成员的共同努力能产生群体的协作效应,从而获得比个体成员绩效总和大得多的团队绩效。项目团队不仅可以通过团队成员之间相互的沟通、信任、合作和承担责任,高效地利用有限的人力资源,而且有助于加强员工间的交流与协作。一个好的软件项目管理团队应该具有以下几个特点: (1)有好的团队带头人,他对项目管理有很丰富的经验,是团队凝聚力的核心,有很好项目组织及人员协调能力。 (2)好的团体,应该有好的知识及能力体系。每个人毕竟不能什么都会,但对于一个团对应该能做很多事情。就软件项目团队而言,就应该在需求、分析设计、编码、测试等重要阶段有具有此能力的人去参与。对于不同的行业,不同的项目,对项目团队的要求也是不同的。如一个游戏项目团队和一个电信软件团队的差别就是很大的。比如:一个WEB开发项目团队,就要有美工、动画设计人员,WEB端、Server端优秀的开发人员。这样去组织一个团队才可能把WEB项目的开发阶段做好,做的很专业。 (3)好的团队,要保证团队目的与个人目的的统一。这也是管理组织学中团队效力及团队效率的问题。也只有这样才能保证团队有凝聚力,稳定、健康的发展。 (4)好的团队,目标明确,目标统一。 (5)要有良好的沟通,乐与交流习惯。融洽的团队环境。 (6)良好的团队组织及团队合作习惯,不能有什么小的派别等。 (7)好的团队,人员职责分明。 (8)好的团队,有一个好的团队学习习惯。这是团队能力提高的阶梯。 三、软件项目团队的冲突管理 冲突就是个人、团队、组织限制或阻止另一部分个人、团队、组织达到预期目标的行为。软件项目团队内部成员之间相互了解越深入,彼此合作越默契,团队建设也就越出色,效率也会因此提高,但是人与人之间相互了解需要一定的磨合时间,在这一时期必然会存在很多方面的冲突,需要及时对这些冲突做出有效处理。在项目运作过程中,存在冲突是很经常也很正常的,但如果仅仅是试图避免冲突或者是压制冲突,只能是进一步恶化冲突,导致效率的严重下降。冲突既有积极的一面,也有消极的一面,如果能有效地解决这些冲突,可以有助于改善团队的建设和项目的状况,给团队一个学习与提高的机会;如果解决不当,有可能会给项目埋下隐患或者使得整个团队处于一种混乱状态,最终导致解散、失败。因此项目团队管理者要引导冲突解决结果向着团队成员积极协作有利的方向发展,而不是向着消极的方向发展,造成不可挽救的恶果。解决冲突的方式主要有:建立完善的解决冲突的方针与管理程序;冲突双方直接沟通协调,解决矛盾;利用会议解决冲突;在所有的解决方式中都离不开沟通,解决冲突过程中,沟通的方式有很多,如:口头沟通、书面沟通、正式沟通、非正式沟通、面对面或者是通过其他方式沟通等,这需要根据项目以及冲突的不同性质选择不同的沟通方式,以达到效率最高。一般解决软件项目开发过程中的冲突可以从以下几方面出发: (1)沟通协调一定要及时。团队内必须做到及时沟通,积极引导,求同存异,把握时机,适时协调。唯有做到及时,才能最快求得共识,保持信息的畅通,而不至于导致信息不畅、矛盾积累。 (2)善于询问与倾听,努力地理解别人。倾听是沟通行为的核心过程。因为倾听能激发对方的谈话欲,促发更深层次的沟通。另外,只有善于倾听,深入探测到对方的心理以及他的语言逻辑思维,才能更好地与之交流,从而达到协调和沟通的目的。同时,在沟通中,当对方行为退缩、默不作声或欲言又止的时候,可用询问引出对方真正的想法,去了解对方的立场以及对方的需求、愿望、意见与感受。所以,一名善于协调沟通的人必定是一位善于询问与倾听的行动者。这样不但有助于了解和把握对方的需求,理解和体谅对方,而且有益于与他人达成畅通、有效的协调沟通之目的。 (3)对上级沟通要有“胆”、有理、有节、有据。能够倾听上级的指挥和策略,并作出适当的反馈,以测试自己是否理解上级的语言和理解的深刻度;当出现出入,或者有自己的想法时,要有胆量 和上级进行沟通。 (4)良好的回馈机制。协调沟通一定是双向,必须保证信息被接收者接到和理解了。因此,所有的协调沟通方式必须有回馈机制,保证接收者接收到。比如,电子邮件进行协调沟通,无论是接收者简单回复“已收到”、“OK”等,还是电话回答收到,但必须保证接收者收到信息。建立良好的回馈机制,不仅让团队养成良好的回馈工作习惯,还可以增进团队每个人的执行力,也就保证了整个团队拥有良好的执行力。 (5)控制非正式沟通。对于非正式沟通,要实施有效的控制。因为虽然在有些情况下,非正式沟通往往能实现正式沟通难以达到的效果,但是,它也可能成为散布小道消息和谣言的渠道,产生不好的作用,所以,为使团队高效,要控制非正式沟通。 要清楚的认识到软件项目人力资源管理的重要性,并掌握软件项目人力资源的筹集,项目团队信息交流的方式,成员激励的要素及处理冲突的方法。总之,人力资源管理是软件项目开发中的重要智力资源,必须做好软件项目人力资源的管理。 软件管理论文:企业管理软件和营销策略分析 随着我国信息化的建设,以软件为基础对企业进行管理更有效率。其具有很高的应用价值,也有较好的市场。但是在营销策略上如果不加以分析,那么其在市场上的销量必然无法达到理想的状态。因此,加强企业管理软件的市场分析以及营销策略的分析十分关键。 1企业管理软件在市场营销中的概况 1.1企业管理软件环境分析 目前,大多数企业的软件市场政策较为合理。很多企业已经将信息化作为推动工业化的基础。进行全面的信息化建设。软件已经逐渐渗透到企业的管理中,软件管理能够提高服务自动化,节省很多人力物力,而且其管理的精准度也相对较高。现今,很多企业在软件运用的过程中,使得其管理机制更加科学,更加合理。因此,企业管理软件在市场中占据着较好的市场,但是其市场竞争度相当激烈。因此,目前企业管理软件虽然市场环境良好,但是在销售上如果没有较好的创新,那么将很容易被其他软件公司所淘汰。所以,做好市场环境与营销策略的一体化分析十分关键。 1.2企业管理软件特点分析 其一,企业管理软件具有较强的抽象性,具体来说其没有物理实物形态,所以企业管理软件的可见性非常低。这就使得其在营销方式上,要做出一定的改变。如果使用传统的方式去营销那么必然会与这个市场极不协调。而且很多软件产品,大多数以软盘以及光盘为实物形式,这就使得很多抽象性进一步地表现出来。因此,很多时候消费者未能通过其实体表现,将软件的基础性能进一步表现出来,从而影响其在市场上的销量。其二,企业管理软件具有大量生产的潜能,其有较好的广泛适用性。简而言之,就是可以用较低的生产成本来满足顾客的需求。图1为某软件公司企业管理软件生产成本图。从图1中,我们可以很清楚地看到,其固定成本较为稳定,但是其总收入却呈正比例上升。这就说明企业管理软件实际的应用性很强,其大规模的生产,必然会在市场中发挥出其应有的价值。其三,企业管理软件具有很好的持久性以及继承性。这也是大多数软件所具备的通用性质。企业管理软件可以采用升级的方式对软件进行更新,从而获取新的管理功能。这种版本升级不同于一般产品的实体更换方式,新版本在根本程度上必须继承旧版本,并在旧版的基础上对新版本进行改进和扩充。这样就能保证管理软件的与时俱进,避免与时代的发展出现脱节。而且企业管理软件在质量上不会出现磨损现象,其使用周期与时间也没有关联。这样就能有效地保证软件使用的持久性。同时还可以通过升级来不断提高软件使用的适用性以及适时性。 2企业管理软件在市场中的分析 (1)目前,企业管理软件在市场竞争中相当激烈。其一,与国际管理软件相比较,我国的企业管理软件较为适用于一些小型企业和部分中型企业。因此企业管理软件在中小型企业中拥有的客户相对较多。这也为企业管理软件拓宽了营销渠道,促进了我国经济的快速发展。其二,我国的企业管理软件与国外相比虽然还有一定的差距,但是其也避免了成本的大量输出,与市场局势不相顺和。就国内软件的竞争趋势而言,我国在企业管理软件上的竞争已经越来越激烈。一些企业还表现出极不成熟的特点。采取不规范的市场竞争手段。很多软件公司利用打折或者安装盗版软件来获取利润,这就使得很多正版的管理软件在价位上无法竞争,从而严重影响了企业管理软件在市场竞争中的可靠性。我国当前的软件企业仍然停留在小作坊的发展水平上,软件市场的不规范从而引起市场竞争的不规范。在目前,虽然企业管理软件生产开发商较多,但是其在品牌认知度上还不高,使得各企业之间出现一种同质化的竞争。这不仅使得竞争更加混乱,也不利于企业竞争的培养和提升。(2)要对软件市场发展格局进行分析。其一,软件市场的规模比较庞大,而且其政治经济环境较好。而且企业管理软件市场前景广阔。因此,目前软件企业数量较多,其为管理软件的发展提供了良好的市场基础。而且现代化企业的全面发展需要与信息相结合,才能够实现现代化管理。这就使得软件市场初具规模。其二,从迎合国际经济的趋势来看,从我国加入WTO以后,市场经济明显有所提升。经济发展模式以及理念也有了较大的改变。从而使得企业管理模式和理念也需要更新。引进先进的现代化管理软件对于市场而言,能够起到拓宽市场的作用。其三,目前我国硬件基础较好,这就为软件的实施奠定了基础。近年来,计算机技术和信息产业发展迅速。也为我国软件的发展提供了一定的基础。我国的企业管理软件具有成本低、效率高的特点,在市场中占据着很好的优势。其不断地改进与更新为营销提供了本土优势。所以目前我国软件市场发展的综合格局呈现出竞争的激烈性和实效性。(3)要对软件市场需求特点分析。在激烈的市场竞争中,谁赢得了市场,谁就赢得了竞争的主动权。在今天的买方市场环境下,想赢得市场,就必须赢得顾客。通过了解顾客的需求和潜在需求,开发出顾客需要的产品,是赢得顾客的保证。研究市场中软件产品的需求特点对于软件企业制定软件产品的营销策略具有重要的作用。要根据软件的需求特点,软件的功能、服务、品牌、价格进行良好的定位。这也是软件需求者购买软件的首选因素。在对企业管理软件进行消费时,软件的功能、品牌、服务、价格是软件需求者的首选因素,追求品牌软件,有求廉心理。图2为我国近几年以来企业管理软件市场数据。从图2我们可以很清晰地看到,人们对企业管理软件的消费水平呈现逐年上升的趋势。但是软件的综合走势却在2009年期间逐渐趋于饱和。因此对软件进行改革以及进行及时的更新是软件市场营销的资本和基础。所以企业管理软件公司在开发软件的过程中,一定要结合市场的营销环境进行全面地分析,开发出合适的管理功能,让管理软件拥有自己的特性,这样在竞争中才能占据一席之地。并且,在生产模式上,要对管理软件进行系统的分析,建立起较为科学合理的软件体系。图3为管理软件的产业分析图。从图3中,我们可以很清楚地看到软件的产业管理是十分严格的。生产者应当按照流程进行规范生产,要根据顾客的需求制作出适合其企业的管理软件,而不是进行大批量的复制,只有在不断的创新中自制生产,企业管理软件公司才能不断进步,营销得利。 3企业管理软件营销策略探讨分析 3.1强化营销渠道建设 为了加强企业管理服务单位内部体系的营销渠道建设,就需要在企业的服务单位内部成立相应的专门化软件管理组织,并设置对应的专业的销售、实施和售前等岗位,并及时地吸纳专业人才来充实营销队伍,同时对招纳的营销人员进行工作培训,不断地扩充其专业知识,从而不断地提升其服务水平和经营意识,从而为企业的营销出谋划策。另外,还需要加强对营销体系外的渠道进行开发,通过并购的策略来不断地削弱对手营销渠道,从而将对手的营销渠道进行整合,做到内外渠道两手准备,全面地推进企业营销渠道的建设,并完善企业的营销体系,提升企业的整体软件管理营销水平。 3.2培养和提升企业的核心竞争力度 企业的核心能力是企业提升竞争力的主要来源,在企业间的竞争中,只有拥有过硬的核心竞争力,才能在企业的经营管理 战略中不断地胜出,从而不断地占据市场主导地位。在企业战略的竞争中,要不断地将遇到的问题逐渐加以转化,并在实践中通过自身的处理,来逐步地培养企业在竞争中的力度。时刻注意对企业中出现的关键问题的把握,这些问题的持续性也为企业提高竞争能力提供了动力,同时也为获得竞争对手更有价值的资源提供了便利,从而逐渐地培养和提升企业的核心竞争力度。 3.3强化营销的分解和整合能力 在企业的营销管理中,重视价值链体系的建设极为重要,既不能盲目地扩建企业生产,也不能随意地抑制企业的发展,保证企业的发展处在一个合适的发展方向上,只有这样才能不断地促进企业的良好发展。在企业的关键管理营销战略中,还需要重点强调其分解能力,也就是保证营销战略中的每一个战略都能做到最为精致,避免出现一味地追求做大做全的战略目标。在管理软件的推广方面,要结合产业价值链的发展角度对营销项目运作中的每一方面都要进行明确的分工,将工作落实到位。对于厂商而言要专注于集中资源的发展力度,从而不断地提升其核心竞争能力。同时对于负责具体项目的工作人员来说,要专注于工作的细节和工作质量。企业的整合能力主要体现在能够发现社会上的有利资源,并加以有效地利用,通过价值链的不断设计,逐渐地将有效的社会资源向有增值优势的社会环节上进行转化。在对社会有利资源不断探索的过程中,要求产商具有较强的信息获取能力和经营能力,同时还要求企业在营销管理中具有敏锐的视角和独立的创新精神,从而不断地将获得的信息资源进行整合,提高企业的营销能力。由此可知,确保企业管理软件营销的分解和整合相得益彰,可以有效地提高企业管理软件的营销能力。 4结语 企业管理软件具有较好的营销市场,其对于企业的管理有着不可忽略的作用。因此,在对企业管理软件进行营销时,要结合市场的特点进行全面的分析,让软件迎合市场的需求并进行有针对性的开发和营销。这样才能更好地让管理软件发挥出其特效。同时,在营销过程中,要强化营销手段,提升企业的核心竞争能力,用科学的营销方法,让管理软件拥有更多的市场。 软件管理论文:网络广告认识网络管理和网管软件 在计算机网络的质量体系中,网络管理是其中1个症结环节,正如1个管家对于于大家庭糊口的首要,网络管理的质量也会直接影响网络的运行质量。那末,怎么给自己的网络选择适合的网络管理系统以及网络管理软件呢? 网络是新经济时期的基础设施,信息传递、办公、营销、服务、交换、文娱等各种流动均可以通过网络完成,网络的质量直接抉择了社会糊口以及经济糊口的质量。在计算机网络的质量体系中,网络管理是其中1个症结环节,正如1个管家对于于大家庭糊口的首要,网络管理的质量也会直接影响网络的运行质量。那末,怎么给自己的网络选择适合的网络管理系统以及网络管理软件呢? 网络管理 当前计算机网络的发展特色是范围不断扩展,繁杂性不断增添,异构性愈来愈高。1个网络常常由若干个大大小小的子网组成,集成为了多种网络系统(NOS)平台,并且包含了不同厂家、公司的网络装备以及通讯装备等。同时,网络中还有许多网络软件提供各种服务。跟着用户对于网络机能请求的提高,如果没有1个高效的管理系统对于网络系统进行管理,那末就很难保证向用户提供使人满意的服务。 作为1种很首要的技术,网络管理对于网络的发展有着很大的影响,并已经成为现代信息网络中最首要的问题之1。 实际上,网络管理其实不是1个甚么新概念。从广义上讲,任何1个系统都需要管理,只是依据系统的大小、繁杂性的高下,管理在整个系统中的首要性也就有重有轻。网络也是1个系统。追溯到一九世纪末的电信网络,就已经经有了自己相应的管理“系统”,这就是整个电话网络系统的管理员,虽然他能管理的内容无比有限。而计算机网络的管理可以说伴同着一九六九年世界上第1个计算机网络——ARPANET的发生便发生了,当时,ARPANET就有1个相应的管理系统。随后的1些网络结构,如IBM的SNA、DEC的DNA、SUN的AppleTalk等,也都有相应的管理系统。无非,尽管网络管理很早就有,却1直没有患上到应有的注重。这是由于当时的网络1是范围较小,2来繁杂性不高,1个简单的网络管理系统就能够知足网络正常管理的需要,因此对于其钻研较少。但跟着网络的发展,范围逐步增大,繁杂性增添,之前的网络管理技术已经不能适应网络的迅速发展。 网络系统范围的日趋扩展以及网络利用水平的不断提高,1方面使患上网络的保护成为网络管理的首要问题之1,例如排除了网络故障更为难题、保护本钱上升等;另外一方面,如何提高网络机能同样成为网络系统利用的主要问题。尽管可以通过增强或者改善网络的静态措施来提高网络的机能,比如增强网络服务器的处理能力、采取网络交流等新技术来拓宽网络的带宽等,然而网络运行进程中负载平衡等动态措施也是提高网络机能的首要方面。通过静态或者动态措施提高的网络机能分别称为网络的静态机能以及动态机能。而网络的动态机能的提高是通过网络管理系统即“网管系统”来加以解决的。 1般说来,网络管理就是通过某种方式对于网络状况进行调剂,使网络能正常、高效地运行。其目的很明确,就是使网络中的各种资源患上到更为高效的应用,当网络呈现故障时能及时作出讲演以及处理,并调和、维持网络的高效运行等。1般而言,网络管理有5大功能,它们是:网络的失效管理、网络的配置管理、网络的机能管理、网络的安全管理、网络的计费管理。这5大功能包含了保证1个网络系统正常运行的基本功能。 现代计算机网络管理系统主要由4个要素组成:若干被管的(Managed Agents);至少1个网络管理器(Network Manager);1种公共网络管理协定(Network Management Protocol);1种或者多种管理信息库(MIB,Management Information Base)。其中网络管理协定是最首要的部份,它定义了网络管理器与被管间的通讯法子,规定了管理信息库的存储结构、信息库中症结字的含意和各种事件的处理法子。目前有影响的网络管理协定是SNMP(Simple Network Management Protocol)以及CMIS/CMIP(the Co妹妹on Management Information Service/Protocol)。它们代表了目前两大网络管理解决方案。其中,SNMP流传最广,利用至多,取得支撑也最广泛,已经经成为事实上的工业标准(详见技术部份)。 网管软件 网络管理的需求抉择网管系统的组成以及范围,任何网管系统不管其范围大小,基本上都是由支撑网管协定的网管软件平台、网管支持软件、网管工作平台以及支持网管协定的网络装备组成。其中网管软件平台提供网络系统的配置、故障、机能及网络用户散布方面的基本管理,也就是说,网络管理的各种功能终究会体现在网管软件的各种功能的实现上,软件是网管系统的“灵魂”,是网管系统的核心。 网管软件的功能可以归纳为3个部份:体系结构、核心服务以及利用程序。 首先,从基本的框架体系方面,网管软件需要提供1种通用的、开放的、可扩大的框架体系。为了向用户提供最大的选择规模,网管软件应当支撑通用平台,如既支撑Unix操作系统,又支撑Windows NT操作系统。网管软件既可以是散布式的体系结构,也能够是集中式的体系结构,实际利用中1般采取集中管理子网以及散布式管理主网相结合的方式。同时,网管软件是在基于开放标准的框架的基础上设计的,它应当支撑现有的协定以及技术的进级。开放的网络管理软件可以支撑基于标准的网络管理协定,如SNMP以及CMIP,也必需能支撑TCP/IP协定族及其它的1些专用网络协定。 网管软件应当能够提供1些核心的服务来知足网络管理的部份请求。核心服务是1个网络管理软件应具备的基本功能,大多数的企业网络管理系统都用到这些服务。各厂商常常通过提供首要的核心服务来增添自己的竞争力。他们通过改良底层系统来补充核心服务,也能够通过增添可选组件对于网管软件的功能进行扩充。核心服务的内容良多,包含网络搜寻、查错以及纠错、支撑大量装备、友好操作界面、讲演工具、警报通知以及处理、配置管理等等。 另外,为了实现特定的事务处理以及结构支撑,网管软件中有必要加入1些有价值的利用程序,以扩大网管软件的基本功能。这些利用程序可由第3方供应商提供,网管软件集成水平的高下取决于网络管理系统的核心服务以及厂商产品的功能。常见网管软件中的利用程序主要有:高档警报处理、网络仿真、策略管理以及故障标记等。 由上面的介绍可以看出:体系结构、核心服务以及利用程序3者之间是互相联络、密不可分的。体系结构提供1个系统平台,1个多种资源有机联络的场所;核心服务提供最基本、最首要的服务,就象糊口中保持人正常生存的部份;利用程序知足具体的、个性化的需求,有如糊口中不同人的不同习气以及喜爱。 软件管理论文:软件公司的商帐管理 软件公司的商帐管理 北京中关村的一家软件企业,同时兼营一些网站制作及推广业务。公司在经营中累积了大量的债权,严重影响公司的运营。这些债权有这样的特点:1、债权极为分散,债权总数只有一百多万元,但是却有一千多笔,最少的一百块,最多的也只有几万块;2、时间长,这是公司经营中历年积累下来的,大约有三分之一已经过了两年的诉讼时效;3、材料混乱,这些债权的形成以及相关材料很多无处查询,没有人很清楚的知道;4、这样一些小的债权还在不断产生;5、公司并没有任何人具体负责这些债权的催收。 无疑那家软件公司的债权催收将面临巨大的困难。1、债务人公司是否存在?一些小的公司,经营不好就不去年检,让公司自然消亡,公司都没有了,自然债权也要不到了;2、公司的经营地址和联系方式是否发生变化?一般的公司都是租赁写字楼办公,一年一搬家很常见,一搬家联系方式等全部发生变化,必须重新找到新地址所在;3、原来的经办人是否还在?这看起来与债权的催收并没有关系,其实关系很密切,一般小公司没有完善的文件保管制度,经办人走了,这么小的一件事情,也许移交工作时并没有做交代,没有人知道这件事情,那么当然不会轻易付给你钱;4、如果债权数额较大还要考虑,债务人是否有偿还的经济能力。 如果债务人不想还钱,那么只有起诉,但是起诉的成本巨大。无论案件的大小,基本工作量是一样的,必须捋清法律关系,整理好证据材料,去工商局查询债务人的工商注册材料,找到公司注册地址和法定代表人,然后才能制作诉讼文书。起诉要去法院五次,立案一次、开庭一次、领判决书一次,申请执行一次,领执行款一次,如果幸运的话,可以少去几次,当然也可能比五次要多。很多小公司被郊区的税收优惠政策吸引注册在郊区,但是却在市里办公,这样必须要去郊区起诉,往返郊区的时间和交通成本是很高昂的。到法院起诉要交诉讼费,工商局查询要交纳查询费,如果加上律师费,每个案件的成本可能高达一万元,那么对于标的额在一万以下的诉讼案件根本就没有诉讼的意义。 根据美国商法联盟调查数据显示,当逾期时间为一个月时间,追帐成功率为93.7%,当逾期半年时,成功率降为57.8%,当逾期两年左右,成功率为13.5%。美国企业的应收帐款回收期平均只有37天,而中国企业平均为100多天。美国公司追帐的成功率为60%以上,而中国企业的成功率不到20%。根据中国的国情,以及我们工作中的实务经验,对于这些小额的债务必须建立一套完整的催收制度才能有所保障,下面将探讨这个催收制度的建立。 一、健全内部合同管理 合同管理不仅仅是保管合同原件,更需要保留好合同相关的往来传真、备忘录、相关人员签署的收货凭证等等,都要妥善保管好。很多公司是没有合同管理的,对于一些小的合同,原件虽然在公司的专人手中,但是在执行过程中有关材料随意分散在业务人员手中,业务人员走了,该资料也就没有了,合同的执行情况也就没有人知道了。一旦发生纠纷没有人能完全知道事情的来龙去脉,没有人手头有完整的材料。 合同保管要强调责任制,在合同执行阶段,合同可以由业务人员或业务部门经理保管,凡是和合同执行有关的材料统一在第一时间交给该人保管。业务办理完毕应当完整移交到公司专职保管人员。我们建议在移交的材料中加上一个合同执行说明,由具体经办人对合同的执行情况进行说明,将材料列个清单,可以做成格式直接填写。 二、强化催收 中国讲人情,在我们的实务工作中发现,越是关系好,可能款项越晚兑现。大部分款项并不是对方没有能力支付,而是不想支付,想想现金在自己公司握着多主动,而且可以生息,总比还给别人好。所以很多公司是看哪个催得急,谁急就先付给谁。而如果碍于面子,就只能等到最后了,万一对方资金一紧张,这帐就成了陈年老帐了,所以要加强货款催收。 催收也要讲策略,按过程分别进行排布。 第一步,直接由业务人员负责催收。业务员的待遇是与业务量挂钩的,业务人员应当对帐款承担催收责任。业务人员是公司最底层的工作人员,可以可怜兮兮去找对方,“大哥,你要是不给我钱,我就要失业了。”,这样博得同情心,小的帐款一般都能这样催收回来。这一步的时间不要太长,给予两周的时间就行了,没有效果进入下一步。 第二步,财务部核帐。财务部核帐有两个目的,第一告诉对方这笔帐款开始移交到公司统一来处理了,二是和对方核帐,确认欠款的事实与数额。这个很重要,一旦发生诉讼有这张核帐单,双方的法律关系就非常的简单了,不需要对合同执行中的质量、数量等双方可能发生争议的事项进行纠缠了。这个时候双方还没有闹僵,拿到这样的核帐单一般比较容易。当然财务部目的不是要核帐,还要催收款项,财务部人少,自然没有人专职来打要帐电话,可以让单位前台或其他人以财务部的名义打这个电话。 第三步,以上措施都没有效果,那么说明对方有想赖帐的可能。如果对方说,你再等几天,我们马上有一笔到帐,一到就给你,这样的话,最多只能信一次,不要有太多的指望。以上两个步骤已经进行了三个月,仍然没有效果就应当考虑移交公司法律部门,由法律部门进行处理。 三、果断采取法律措施 很多公司顾虑采取法律措施会伤了彼此友好的业务关系,失去了一个客户。这是中国国情,确实是要考虑的,但是只要想想,做任何的业务都是以赢利为目的的,如果对方不支付帐款,那么要这个友好的业务关系做什么?与其拖到以后翻脸,再对簿公堂,不如现在采取法律措施早点将款项收回来更 为塌实。 采取法律措施,也能考虑到中国国情,不是一开始就直接将对方告上法庭。可以先给对方打招呼,说要采取法律措施了,再不理睬,发个律师函,最后才起诉,这样的话对方就自己陷入了不人情了,再有什么埋怨也不好讲了。 软件管理论文:ISO9000在软件工程管理的应用 杨挚 ISO9000系列标准及软件质量认证 近年来,国际上影响最为深远的质量管理标准当属国际标准化组织于1987年公布的ISO9000系列标准,这一国际标准发源于欧洲经济共同体,但很快就波及美国、日本及世界各国。到目前为止,已有70多个国家在它们的企业中采用和实施这一系列标准。中国对此也十分重视,也采取了积极态度。一方面确定对其等同采用,与其相应的质量管理国家标准系列GB/T19000;同时积极组织实施和开展质量认证工作。计算机软件行业自然也和其它领域一样被席卷进去。 ISO9000系列标准如此迅速地在国际上广为流行,其原因主要在于: 1)市场经济,特别是国际贸易的驱动。无论任何产业,其产品的质量如何都是生产者、消费者、以及中间商十分关注的问题。市场的竞争很大程度上反映了在质量方面的竞争。ISO9000系列标准客观地对生产者(也称供方)提出了全面的质量管理要求、质量管理办法,并且还规定了消费者(也称需方)的管理职责,使其得到双方的普遍认同,从而将符合ISO9000标准的要求作为国家贸易活动中建立互相信任关系的基石,并且在国际贸易中,把生产者是否达到ISO9000质量标准作为购买产品的前提条件,取得ISO9000质量标准认证被人们当作进入国际市场的通行证。 2)ISO9000系列标准适用领域广阔。它的出现最初针对制造行业,但现已面向更为广阔的领域,这包括: (1)硬件:指不连续的具有特定形状的产品,如机械、电子产品,不只是计算机硬件。 (2)软件:通过支持媒体表达的信息所构成的智力产品。计算机软件当然属于其中。 (3)流程性材料:将原料转化为某一特定状态的产品。如,流体、粒状、线状等,通过瓶装、袋装等或通过管道传输交付。 (4)服务:为满足客户需求的更为广泛的活动。 ISO9000系列标准的内容 2000版ISO9000系列标准的内容 ISO9000:2000质量管理体系基本原则和术语 ISO9001:2000质量管理体系——要求 ISO9004:2000质量管理体系——业绩改进指南 ISO19011:2000质量和环境审核指南 2000版ISO9000族标准的特点 新版ISO9000族标准对比现行的1994版而言,具有以下的特点。 1.面向所有组织,通用性强。新版ISO9000族标准适用于所有的产品类别、所有的行业和各种规模的组织,总之,新版标准面向所有组织,通用性很强,将成为适用范围最广的国际标准之一,表现在: (1)新版标准消除了1994版对硬件产品制造业的偏向性。 2000版标准巧妙地采用了“产品实现”、“动作控制”、“过程的测量和监控”和“产品的测量和监控”等词汇和要求,消除了行业的偏向性,对非制造业贯彻ISO9000族标准所带来的方便是不容置疑的。 (2).为特种行业制定行业附加要求奠定了共同的基础。有些行业确有其特殊性,2000版本标准允许在ISO9001基础上增加行业特殊要求的条款。这样既能使所有组织的质量体系基本要求具有一致性,又确保行业特殊要求的适用小性。已有软件.通讯.汽车.等行业都已用此方式制定各自的行业特殊要求。 (3)。‘‘允许裁剪“的规定使2000版ISO9001标准的适用范围扩大到1994版ISO9001/9002/9003/三个保证摸式的标准户群。三个保证没摸式的差异都在第7章产品实现过程中,2000版ISO9001,1.2允许对第7章要求中不影响满足顾客和法规要求,不及组织责任的标准条款进行裁剪,从扩大了ISO9001标准的适用范围,又获得”以一顶是三(三个质量保证摸式),减少标准数量的功效。 (4)。考虑了小型企业的适用性。2000版标准保留了大小企业都是必要的条款,有的还进行强化,对小型企业可能不太上适合的具体要求则进行弱化。使2000版ISO9001标准的通用性更强了。 2.确立八项原则,统一留念理念。 3.鼓励过程方法,操作性强。2000版标准的修订采用了过程摸式,提倡用过程方法来识别和建立体系。 4.强化关键:领导作用。 5.自我评价测量,突出改进。 6.关心各相关方,利益共享。 ISO9000系列标准原本是为制造硬件产品而制定的标准,不能直接用于软件制作。后来曾试图将ISO9001改写用于软件开发方面,但效果不佳。于是,以ISO9000系列标准的追加形式,另行制定出ISO90003标准。这样,ISO90003就成了用于“使ISO9001适用于软件开发、供应及维护”的“指南”。不过,在ISO90003的审议过程中,日本等国曾先后提出过不少意见。所以,在内容上与ISO9001已有相当不同。ISO90003(即GB/T19000.394),全称《质量管理和质量保证标准第三部分:在软件开发、供应和维护中的使用指南》。 制定与实施ISO9000系列标准 1)强调质量并非在产品检验中得到,而是形成于生产的全过程。ISO90003叙述了需方和供方应如何进行有组织的质量保证活动,才能得到较为满意的软件;规定了从双方签订开发合同到设计、实现以至维护整个软件生存期中应当实施的质量保证活动,但并没有规定具体的质量管理和质量检验方法和步骤。 ISO90003的核心思想是“将质量制作入产品之中”。其实道理是很明显的,软件在完成编码以后,不论花多大的力气用于测试,提高质量都是有限度的,更不必说需求规格说明存在的问题常常是测试无法发现的。事实上,软件产品的质量取决于软件生存周期。 2)为把握产品的质量,ISO9000要求“必须使影响产品质量的全部因素在生产全过程中始终处于受控状态”。为使软件产品达到质量要求,ISO90003要求软件开发机构建立质量保证体系。首先要求明确供需双方的职责,针对所有可能影响软件质量的各个因素都要采取有力措施,作出如何加强管理和控制的决定。对与质量有关的人员规定其职责和职权,使之责任落实到人,产品质量真正得到控制。 3)ISO9000标准要求证实:“企业具有持续提供符合要求产品的能力”。质量认证是取得这一证实的有效方法。产品质量若能达到标准提出的要求,由不依赖于供方和需方的第三方权威机构对生产厂家审查证实后出具合格证明。显然,如果这一认证工作是公正的、可靠的,其公证的结果应当是可以信赖的。正确实施产品质量认证制度自然会在促进产品质量提高,指导消费者选购产品,提高质量合格产品企业的声誉,以及节省社会检验大量费用等方面发挥积极作用。 生产企业为了达到质量标准,取得质量认证,必须多方面开展质量管理活动。其中,企业负责人的重视以及企业全体人员的积极参与是取得成功的关键。 4)ISO9000标准还强调“质量管理必须坚持进行质量改进”。贯彻ISO9000标准是企业加强质量管理、提高产品质量的过程,这个过程包含许多工作绝非轻而易举、一蹴而就所能奏效的。即使已经取得了质量认证也不能认为一劳永逸而放松质量管理。实际上认证通常以半年为有效期。取得认证之后尚需接受每年1~2次的定期检查,其目的在于促使企业坚持进 行质量改进。 软件管理论文:论软件生命周期的信息安全管理 1软件生命周期中信息安全管理控制 在各主流IT或信息安全评价体系中,都或多或少对软件生命周期中的信息安全控制进行了要求和规定,本文综合了流行的ISO27000,Cobit5,PCI-DSS等评价体系,结合国家信息安全标准,及审计咨询公司常用的SOX,SAS70等第三方评价标准,就如何设计与实施软件生命周期中信息安全的相关控制点归纳总结如下 1.1软件生命周期中信息安全的整体要求 (1)制定并正式的软件生命周期控制文件:明确说明开发过程的控制方法和人员的行为准则,并应充分考虑对信息安全方面的要求,确保开发出来的系统可以满足公司整体信息安全的需要、相关法律法规的信息安全要求,以及特殊部门或流程的信息安全需要。(2)软件生命周期中对信息安全的总体要求:虽然由于系统所对应企业、部门、业务或流程的差异,每个系统的安全要求有所不同,例如通常来讲,金融行业对安全的要求较高,金融行业里,涉及客户信息、财务信息的系统安全要求较高等等。每个企业、部门必须根据自己的流程评估风险,确定对数据完整性、安全性、可用性的要求,从而进一步确定信息安全要求。 1.2对环境的要求 (1)确保开发环境与实际运行环境物理相分离,开发环境应该由一系列足以支持开发工作且尽量与生产环境接近的设备搭建而成,所有的开发和测试工作均应该在此开发环境中进行。在实际工作中,也可以实行开发环境、测试环境及生产环境的分离控制,或开发环境、测试环境、用户验收测试环境及生产环境的分离控制。在上述环境中,开发环境可以相对较弱,以可以支持代码开发、进行模块测试及基本的集成测试为标准;测试环境,特别是用户验收测试的测试环境,则要求较高,应与实际环境保持一致或尽可能接近。(2)对开发环境(及测试环境)实施安全控制:例如未经授权的人员不得访问开发环境(测试环境),对开发(测试)中的软件实施严格的版本控制,开发(测试)环境的机器必须安装杀毒软件并及时更新病毒库,并及时对操作系统及相关应用软件进行补丁修正和升级。 1.3对人员的要求 (1)软件生命周期中的工作人员必须具有足够的专业胜任能力及职业道德素养,足以从事相关工作。(2)对开发人员和测试人员实施职责分离,开发人员未经授权不得访问或修改生产环境的程序或数据。1.4业务需求阶段在业务需求制定阶段,应注重对信息安全方面的需求制定。在业务需求书中,应明确对系统安全的详细要求,并在系统设计阶段开始之前,由各利益相关方(含信息安全的负责人)书面确认。业务需求阶段完成后,任何对系统安全需求的修改,也应视为对业务需求书的修改,需经过正式的系统变更流程。 1.5系统设计阶段 (1)对系统进行整体设计和详细设计,通过分析系统的数据流,包括数据录入、系统内部模块间的数据传输、信息存储、数据库访问及管理、系统间数据传输,、数据输出等,确保实现所有过程中对数据的全面保护,特别是对特定业务的特定数据进行保护,例如密码,客户信息,财务数据等,对重要数据的存储和传输设置权限和校验,并进行加密。(2)在软件的应用层面应至少包含如下的控制设计:i)输入检查:对系统的输入数据进行验证,比如设置强制输入完成才可进一步处理的字段;对输入数据的类型或范围进行检查,例如日期;对输入数据的长度进行检查,例如手机号码位数;对数据进行正确性校验,例如利用身份证校验码策略检查身份证号码,对比身份证号码与出生日期。ii)数据处理过程中的检查:对系统处理过程中的数据进行检查,比如在自动化转换或传输过程中,比对数据记录的总条数和数据总和;设置流程,提醒将系统数据与纸质数据进行比对验证。iii)输出检查:对输出结果的合理性进行系统检测,以及设置流程提示将系统输出数据与手工证据进行核对等。 1.6系统实施阶段 制定代码编写安全规范,要求开发人员参照规范编写代码;严格禁止不安全的实施方法,例如将用户名或密码编写在程序中,使用未经审核过的代码包,使用未授权的网络工具等。对源代码的访问和修改必须严格控制,例如通过配置管理工具进行代码访问及代码版本控制。 1.7系统测试阶段 (1)系统测试整体要求:对系统测试验收的控制方法和人员行为准则应进行书面规定,确保系统在开发期间直至验收需对软件、硬件、服务等元素进行一系列的测试,确保系统及数据的完整性和可用性。对源于生产环境的测试数据去敏感化,如客户身份证信息等,在传输过程中进行加密,并确保在测试后被完全清除。(2)测试通常应覆盖业务需求书中的所有要求,包括系统功能、软硬件性能、平台兼容性、系统容量、系统恢复等,也应特别保护对信息安全的测试,如防攻击测试、穿透性测试等。(3)用户接受测试:接收测试的测试人员应由非开发人员担当,且必须包含业务人员。测试范围应涉及系统所有的功能,包括数据库及操作系统。接收测试也应特别注意对系统安全方面的测试,例如审查关键代码,查找后门程序及穿透性测试等。(4)测试结果:测试结果需书面记载,与用户期望结果进行比对和确认。此记录及确认中需包含对信息安全方面的测试结果,确认测试结果符合系统设计及公司整体的信息安全需要,或已经授权采取了充分、恰当的补偿性措施。 1.8系统上线 (1)系统上线前需进行如下确认,信息安全评估已充分进行,安全方面的缺陷已被充分确认及记录,系统的性能和容量可以满足要求,所有与系统相关的补丁或更新已经实施,所有开发中遇到的问题已得到妥善解决,建立了充分恢复措施,测试数据已被擦除,服务水平协议已经建立,以及各利益相关者已经对系统上线做了批准等。(2)系统上线时需进行的操作:对初始数据迁移或输入的确认,对技术人员及用户进行培训,设置恰当的上线窗口期并对可能产生的业务中断进行准备,明确新旧系统交接程序,制定详细的系统交付清单,提供软件的使用指南,确保上线后对系统提供持续性支持(例如IT服务台)。另外,对旧系统信息,包括系统配置、操作手册、支持软件、系统数据等进行归档。(3)上线后审核:系统运行一段时间后对系统进行评估,评价系统对业务的满足情况,其中包含信息安全的符合情况、信息安全控制措施的运行效果和效率,发生的信息安全事故以及潜在的需要改进的信息安全措施。 1.9质量控制 在整个软件生命周期中实施质量控制以确保信息安全策略的有效实施,包括评价系统风险(例如与业务需求、技术、效果、成本、时间相关的风险),评估及定义系统的安全需求,且在整个软件生命周期的节点上进行检查,以确 保安全需求在开发的系统中进行了充分实施。 2结论 本文通过九个方面,就如何在软件开发生命周期中进行信息安全管理,提出了较为全面和系统的设计与实施办法,可以满足当前流行的绝大多数信息安全评价体系的要求,对企事业单位的信息安全和软件质量管理有一定的参考意义。 软件管理论文:对RBAC的权限管理软件的开发及应用 现在几乎每台个人电脑上都安装了浏览器,这导致了只要在一个局域网的范围内,如果不做权限限制,每台计算机都能轻易的访问Web项目,所以权限管理是Web应用项目中关键环节之一。如果不建立权限管理系统,任何“非法用户”都可以轻而易举通过浏览器访问到Web应用项目中的所有功能,这将对信息系统的安全造成威胁。因此,应用系统均需要相关的权限管理软件进行权限检测与管理,确保只有经过授权的用户才能正常合法的使用已授权的功能,同时禁止那些未经过授权的非法用户进入系统。 因此,开发一套具有通用性并能克服上述不足的权限管理软件来确保信息系统的信息安全是十分必要作。本文基于B/S架构,设计开发了一套权限管理软件。该软件用户体验性强,客户端无需下载控件,能同时支持多种数据库;实现了按一定的组织结构访问网页,确保信息系统安全。 1 软件设计 1.1软件整体设计 权限管理软件设计是基于角色的访问控制(Role-Based Access Control,简称RBAC)设计模型。RBAC是美国NIST于20世纪90年代初提出了一种基于角色的访问控制模型。其核心思想是:不是直接将用户和权限进行关联,而是引入“角色”概念,将代表行为的权限和角色相互关联,角色与用户相互关联,用户和权限通过角色而间接关联。 在软件具体设计中,首先通过系统的域验证来保证用户合法性;域验证通过后,从数据库中读取该用户具备哪种角色,然后根据用户的角色,来确定该用户可以访问的页面;最后将这些页面生成菜单,从而实现权限管理的功能。 1.2软件体系架构的设计 在软件体系架构设计中,采用分层式结构,添加了Model层,并将数据访问层做了一定程度上的扩展,具体软件体系架构图1所示。 表示层:是系统的展示部分,负责用户与整个系统的交互。表示层仅仅包含页面上控件的逻辑代码,只与界面上的元素有关,而与系统的业务逻辑无关。 业务逻辑层:是整个系统的核心。它与这个系统的业务逻辑相关。在权限管理软件中,业务逻辑层的相关设计主要涉及到页面、角色和菜单处理的业务逻辑。如果涉及到数据库的访问,则调用数据访问层。 数据访问层:其功能主要是负责数据库操作。该层包括DAL接口、DAL工厂、Oracle Dal、SqlServer Dal以及最后产生的Model层。该数据访问层中完全采用了“面向接口编程”的思想。抽象出来的IDAL模块,脱离了与具体数据库的依赖,从而使得整个数据访问层更加有利于数据库迁移。只需添加一个相应数据库版本的DAL并且实现IDAL接口即可连接到各种数据库。业务逻辑层和表现层不需要任何的改动,从而提高了代码的复用率。 实体层:该层主要将数据库中定义的表映射成程序可以访问的业务实体,并且只定义实体的属性,并无实体的行为。该层由数据访问层产生,贯串了业务管理层和表示层。权限管理系统主要涉及的实体有:用户类、页面类和角色类等。 1.3系统功能设计 权限管理软件主要包括四个模块:用户管理、页面管理、角色管理和菜单管理。具体功能架构图如图2所示。 图2 权限管理软件功能架构图 1.4系统数据库设计 数据库设计是软件开发过程中的基础环节。良好的数据库设计不但有利于提高系统的整体性能,而且也方便将来使用过程中的数据维护。权限管理软件数据库设计达到了第三范式(3NF),这种设计能够有效保证数据的完整性和参照完整性,同时降低数据的冗余度。 2 软件实现 该软件实现了与域无缝集成。用户登录后首先通过域验证来确保登录用户的合法性。这样既方便了用户,避免用户记住多个用户名和密码也保证了系统的安全性。 在权限管理系统中,利用了C#中DLLImport直接调用Windows已经存在的域验证功能。DllImport所在的名字空间是 using System.Runtime.InteropServices。 MSDN中对DllImportAttribute的解释是这样的:可将该属性应用于方法。DllImportAttribute 属性提供对从非托管 DLL 导出的函数进行调用所必需的信息。作为最低要求,必须提供包含入口点的 DLL 的名称。 3 软件应用 权限管理软件已应用在多个系统中,系统运行稳定,响应速度快,操作简单,功能健全,满足了用户的需求。权限管理软件的直接使用,在很大程度上节省了开发人员的时间和精力,提高了软件开发效率。随着信息化建设的步伐越来越大,B/S架构的系统的投用越来越多的投用,该软件的应用范围将越来越广阔。 软件管理论文:做管理项目就象用杀毒软件 一天到一家公司拜访一位老总,席间偶然谈起这家公司电脑中病毒泛滥,弄得许多电脑不敢使用。由于我一直对电脑技术颇有业余兴趣,就自告奋勇地提出要教他们杀毒。主人同意之后,我就开始在一台电脑上操作示范。我先用公司现有的杀毒软件进行查杀,杀掉了部分病毒。然后我又从互联网站上下载了若干软件,轮番查杀。有的软件只能防不能杀,有的软件一个病毒也查不出来,有的软件查出病毒却杀不了,有的软件杀不了几个病毒,却造成电脑出现种种异象,比如死机。尽管如此,这些杀毒软件还是功劳不小,杀掉了不少病毒,电脑可以正常使用了。然后我又对各个杀毒软件进行分别处理,留下了个别经证明能查杀病毒的软件,面对那些干不了活的甚至造成电脑死机的软件,试过就删了。还有几个病毒无论用哪个软件都杀不掉,最后我只好删掉有毒文件。 查杀病毒示范做完之后,我就和老总坐下来谈公司管理,老总就谈起以前也请过管理顾问来做诊断和治疗,可是那些项目做完之后,许多问题依然存在,弄得大家很失望,老总问我这是怎么回事。我顺手就把杀毒软件和管理项目做了比较,说明各个管理项目就象一个个杀毒软件,每一个项目至少只能解决管理中的一部分问题,不能指望引入一了一套管理项目,就可以一劳永逸地解决所有问题。不少人一开始对某些管理项目(比如ISO9000)抱有不切实际的幻想,指望它们能包医百病;一旦事实证明并不是那么回事,他们又对所有管理项目一概怀疑和排斥,觉得还是自己凭经验治理的好。 我就接触过一个老板,开始是不顾公司一片混乱,哭着喊着非要搞ISO9000不可,劝都劝不住。因为他觉得一搞ISO9000,一切都会好起来。后来刚开始搞ISO9000,他一听说ISO9000基本上不涉及财务,不能帮助他解决财务管理中的问题,大大出乎他的意料,立马就对ISO9000失去了兴趣。后来人们花了九牛二虎之力总算把这家管理混乱的公司的ISO9000做完了,而且通过了认证,这位老板却一点感谢没有;反而觉得公司里还有很多问题,ISO9000没做好,连费用都不想付,证书也不想拿,而在管理上却基本上回到了老路上去。 不少类似企业好不容易走上了"法治"轨道,略受挫折,就又一头扎回到"人治"的轨道,而且再也不肯回头,让人觉得真是可悲又可笑。文秘站版权所有 其实各个管理项目又岂止是不能解决所有问题?有的项目还根本不适合你和企业,至少是不适合现阶段下的你的企业,如果硬要导入,说不定会使你的企业"死机"呢! 有的管理项目,恐怕也只能"查",不能"杀";可以帮您诊断企业一些毛病,至于解决问题,对不起,恐怕您得另请高明。再者,现在人们推出的各种管理项目五花八门,即使您的企业把这些所有的项目都"做"了,也不可能解决您企业所有的问题,就象将现有的全部杀毒软件都用上,也有可能无法解决全部病毒一样。 您在企业实施的各种管理项目,还存在一个互相衔接、配套的问题,否则就会互相抵销或冲突。这也象各种杀毒软件一样,不能随便混用。有一次我在一台已经安装了某种杀毒软件的电脑上运行另一个杀毒软件,结果一运行就死机,三番五次,不知原因。后来我把电脑原先的杀毒软件卸载掉,新的杀毒软件才得以顺利运行。 最后,您的企业要做什么管理项目,需要一番认真调查,深入了解和系统思考,这一点可不象运行杀毒软件那样,可以不管三七二十一,拿过来试一下再说。 胡乱做一个管理项目,有时不仅无助于企业,还会有害于企业,使企业付出代价。至少,做一个无效的管理项目,即使无害,你也是要花一笔顾问费的。 总之,企业要导入某一个管理项目,一定要事先进行认真调查,深入了解和系统思考。要考虑以下因素: 1)这套管理项目是否确实适合于本企业? 2)这套管理项目用来解决哪些问题? 3)这套管理项目不能解决哪些问题? 4)这套管理项目与其他管理是否兼容、如何兼容? 5)对于通过管理项目实在解决不了的问题,您是否有决心和信心整个端掉染病的个人或群体? 如果您充分考虑了以上问题,我们认为您已经在实施管理项目之前有了充分的思想准备,实施项目的主观因素已经成熟了。 软件管理论文:软件技术在信息管理上的应用 1、计算机软件技术有利于培训信息管理的保存 很多企业在对员工进行多次的培训之后,大量的培训信息管理工作有所流失。而利用计算机软件技术进行培训信息的保存,有助于企业建立相关的人才培训信息,及时保存数据对相应的信息进行存底和保留。这样既方便日后培训档案的查找,节省时间节省人力资源,以及查找到的相关数据准确较高。以上皆是当今人力资源开发的关键,能否掌握住大量的人才信息和人才资料成为企业培训的重要内容。企业在对员工进行培训后,应该及时保存其培训资料,并及时建立相关的培训基础资料,方便以后考核的参考。企业更应该完善管理,充分利用计算机软件技术,做好人员资料的管理工作。 2、利用计算机软件技术进行培训信息管理的相关内容 2.1信息系统的采集输入。信息的输入工作重点是培训信息的联网输入。其信息的输入包括对基本的信息和培训信息的输入。培训信息地的输入是该人员的工号、培训的单位,以及何时参加该培训,以及培训结束的时间,另外培训的内容是什么,培训的考核成绩,证书的编号是什么等相关的内容。这些相应的内容是通过网络传给相关的服务器,或者拷贝到相应的信息系统中去,由具体经办人员根据个人的相关培训信息的整合之后,并利用相关的计算机软件技术进行输入操作工作。基本信息输入工作包括各自的姓名、性别、工号、籍贯、身份证号码,出生年月等一系列的基本信息。工作的基本信息,比如说工号、职务、编制、岗位名称、岗位性质、在聘情况。其中还包括本人的学历情况及获奖的情况,即毕业学校、毕业专业、学历情况以及荣誉名称、获取日期等。 2.2培训信息管理系统的主要功能。方便查询。培训信息系统的建立和完善,是企业方便查询员工基本情况的便利途径。通过该系统的检索查询,能快速为需要的人员提供相应的查询资料。能否及时准确地查询到相关的培训信息,是大大降低信息成本提供工作效益的关键所在。信息库的保护。信息海量化的同时,各种电脑病毒以各种形式存在于信息中,是信息库安全维护的一大隐患。如果病毒乘虚而入,将会对信息库造成信息泄露,数据丢失系统崩溃等严重后果。对相关重要信息的保护需要采用最新的防毒软件,并对相关信息进行独立备份和保存。采取行之有效的保护手段,建立安全、完善的员工培训信息库管理体系。管理设置的权限。通过利用加密的技术,根据相关人员的职务设置不同的访问权限。专门的系统管理人员对培训信息管理和更新,允许对某一模块的修改和设置权限。对于信息录入人员、查询管理工作的人员、信息修改人员分别进行规范的管理,以便保证系统信息的安全性和完整性。打印功能的丰富。对于已经录入的培训信息,根据需要可以打印一个人的全部资料,也可以根据需要任性一部分人的信息打印,再或者需要的情况打印一段时间的资料信息等。丰富的打印功能,能快速满足企业对人员信息资料的需要。 3、重视计算机软件技术在信息管理中的应用 计算机技术的快速发展,信息化时代已成为不可阻挡的趋势,计算机软件的应用更是与人们的工作息息相关。尤其是企业的信息管理更是需要用到计算机软件技术,由于管理人员的更替,容易造成档案流失,自从计算机技术融入到信息管理中,从最大程度解决了人力、物力的管理缺失问题。,在企业及各个领域发挥着越来越重要的作用,也是信息管理工作效率显着提升。 3.1计算机软件技术的应用方便保存和浏览。企业通过利用计算机软件技术进行培训信息管理,方便了繁琐信息的管理,也便于长久的保存员工的培训情况。同时,计算机软件技术的准确性、统一输入和规则,使企业的管理者在浏览信息时更快捷更全面。这样可以避开繁杂的查询,可以杜绝信息不全的缺点,能够有效及时地找出企业所需要的人才,企业领导的思路也理顺。 3.2培训企业相关的人才。如何有效推进计算机软件技术在信息管理中的应用,需要企业重视培训和引进相关计算机软件系统工作,营造积极向上的人才机制。对于员工培训信息及取得的成绩需要有所了解才能充分使用人才,员工的相关培训资料信息企业要及时储备完善。亦可让人才引入人才带动的方式,加强员工的计算机软件技术培训,从而能够使企业的计算机软件技术迅速发展。 3.3计算机软件技术进行培训信息管理的实现与设计。为使培训管理工作更加系统化、自动化和科学化,应系统的开发和使用计算机软件技术。企业现代化管理需要采用计算机技术来规范人才管理,加强对企业人才的培训是行之有效的方法之一。企业也可自行的研发适合自身发展的计算机软件系统,这一举措既能体现企业自身的魅力,又能为企业的大力培养软件开发的人才。同时,也为企业的开发经费节约了一笔钱,还能做到企业人员培训学以致用的好出。 4、小结 伴随计算机软件技术的不断升级和更新,企业借助计算机软件技术的运用范围也越来越宽广。而企业顺应时代的发展要求是利用计算机软件技术进行培训信息管理,重视人员的相关技术培训,充分利用计算机软件技术体系,建立相关的技术体系,完善计算机软件技术在企业的操作运用。计算机软件技术的利用将会为企业的远久发展创造强大的动力,提高企业运行的效率,改善企业发展中不足的方方面面。企业充分运用计算机软件技术系统,对培训人员的资料进行保存和建立数据库管理,有利于企业的进一步系统化操作。而员工基本信息库以及培训信息库将会作为系统开发的核心所在。 软件管理论文:项目管理理论中关于软件项目外包采购管理的探讨 摘要:本文分析了目前软件外包采购管理的重要意义和目前的形势,提出基于“双赢”策略的软件外包采购思想。在项目管理理论、CMM和ISO9000的基础上,提出和细化了软件项目外包采购管理的总体框架和具体操作内容。旨在通过对软件外包项目采购的选择购买、跟踪与控制、评估验收和项目后处理等过程的研究,来提高软件外包采购的项目管理水平,满足承包方对分承制方产品在质量、进度和成本等方面的要求和对外包过程的有效控制,为软件项目外包采购管理人员提供具体的操作过程。 一、基本概念和背景 项目管理理论是一门综合多门学科的新兴研究领域,共有九大知识领域,包括项目集成管理、项目范围管理、项目时间管理、项目费用管理、项目质量管理、项目人力资源管理、项目沟通管理、项目风险管理和项目采购管理。项目采购管理是指需要从执行组织以外获得货物和服务的过程。通常把货物和服务称为产品,把买方称为业主或对应分承制方的总承包商,而卖方称为承包商、厂商或供应商。项目采购管理一般包括以下主要过程:采购计划编制,询价计划编制,询价,承包商选择,合同管理,合同收尾[ 1 ].对于软件产品,一般采购可以分为两大类,一类是对已经在市场流通的软件产品进行采购。例如,某企业想做信息化建设项目,涉及到数据库,那么它就可以在目前市面流行通用的几种厂家和种类的数据库中选择。例如Oracle公司的Oracle数据库,Microsoft公司的SQL Sever,IBM公司的DB2数据库等等。然后根据自己的需求,通过询价、签合同、安装培训等过程来购买此类产品。这种采购过程基本已经形成几套通用的解决方案,比较简单,中国企业在处理这类产品的采购时,大部分都处理的较好。个别的企业由于需求分析不清晰,培训工作不到位等原因,也会产生购买的产品不适用,或不会用的情况。另外一类软件产品采购的形式是外包采购。它是指在市场上没有出现现成的产品或者没有适合自己企业需求的产品的情况下,需要以定制的方式把项目(功能模块)承包给其他企业。例如某企业需要实施企业资源计划项目(ERP),虽然可以购买BAAN软件,但是基于本企业业务流程的管理软件必须定制,对于各个原有孤立岛的集成软件,无法购买现成的产品,必须自己开发或外包给别的公司。 二、软件项目外包采购管理的意义 许多大型复杂工程项目的实施需要业主、总承包商、分承制商、供应商和开发制造商等共同合作来完成。因此在任何甲方和乙方之间必不可少的涉及到部分子项目(功能模块)的采购活动。目前社会中,企业的信息化、网络化建设正在世界范围内展开。谁先进行信息化改造,谁就早日适应社会发展的要求,获得巨额利润。大规模的企业信息化建设形成了庞大的软件产品市场,促进了软件业的发展。许多项目庞大复杂、高风险并且涉及高科技信息领域,在客观上使企业需要采购和外包许多产品,包括软件产品。主观上,在经济全球一体化形式下,这种外包采购作为采购活动的一种特殊的、更为复杂的形式,在企业中更为普遍存在。企业为了在日益竞争的社会环境中增强自身的核心竞争力,需要根据企业的特点,专门从事某一个领域或几个领域的业务,在某个业务领域内形成自己的核心业务,把企业内部的智能和资源集中在那些有核心竞争优势的活动上;把一些非自己擅长的业务领域的子项目和功能模块外包给有实力和优势的公司,才有利于加快项目的完工进度,降低风险,优化资源配制,保证项目质量,降低成本,创造更高的价值。 以电信行业为例,爱立信公司2000年底宣布把手机生产的绝大部分业务外包给新加坡的Flextronics公司,专注于移动通信网络设备业务。原因是爱立信的移动通信网络设备的销售占爱立信公司销售额的54%,利润达90%以上,占有全球的移动通信市场分额高达30%,而手机生产的投资回报率很底,甚至出现亏损情况。对于爱立信而言,手机生产“外包”是在信息化时代的战略调整,希望通过外包生产,调整投资结构,使手机降低成本并且尽快盈利,集中精力稳定和拓展电信业的新市场。出于同样目的,美国的摩托罗拉公司也表示将外包部分地区的手机生产业务。作为手机市场份额最大的诺基亚,在专注于手机生产业务的同时,大力开发周边产业。希望以手机业务带动相关产业的发展。从三大公司的投资趋势,可以看出,“外包”作为一种先进的国际专业化的生产方式正被一些大公司越来越多的采用。我国正处在信息化建设的高速发展阶段,必然会有越来越多的企业由于自身的能力限制或业务发展的战略选择,将采取业务“外包”的生产方式。 就软件项目外包采购的市场来说,2000年是企业信息化实施的第一年,国内企业,特别是大型企业的信息化项目开始运作。行业信息化改造重点将由原来的电信、金融、海关等行业转向交通、制造、医疗等传统行业。这些行业由于自身计算机技术水平和业务发展重点的原因,将会把大量的软件项目外包给软件公司。根据CCID的统计(软件可以分成平台软件、中间软件和应用软件),2000年中国软件市场中应用软件的销售额为147亿元,占软件总市场份额的63.9%.预计到2005年,计算机信息服务和软件市场销售额增长到1750亿元。届时我国软件项目“外包”市场潜力可想而知。 三、软件外包采购管理存在的问题 虽然在传统行业,许多工程项目的采购活动,例如机械工程项目或建筑工程项目等等已经形成比较成熟的管理体制和标准。但是软件项目的外包管理工作并不象其他行业那样顺利。 软件工程项目管理引起广泛注意源于20世纪70年代中期,当时发现70%的项目是因为管理不善而引起。20世纪90年代中期,美国的软件开发仍然很难预测,大约只有10%的项目能够在预定的费用和进度下交付。商用软件通常只有9%(中小型软件公司有16%)的软件项目能够及时交付且费用并不超支。 这里有多方面的原因:软件产品作为一种特殊商品形式,具有高度不可测量性和高度柔性;软件企业开发能力还不太成熟,软件开发大多数还处于手工作坊方式,软件研发企业有其自身的运做方式,人为因素比重大,不好量化管理。由于不确定因素太多,许多软件开发企业对于自己的项目都难以精确控制进度、质量、资源和成本,那么对于业主来说,想对外部企业(例如分承制商)保持良好控制力的难度就更大了。再加上具有技术优势的软件开发商一般集中在几个科技发达的大城市,与业主的距离远,相互的交流不方便,因此许多软件采购项目的实际应用效果都差强人意:不适用,进度超期,性能达不到标准,成本太高等等情况时有发生。 软件项目外包采购的成功与失败不仅仅影响到当前软件项目的质量、成本和工作进度,而且关系到企业信息化建设整个项目的整体结构、性能以及进度,意义重大。特别是当软件项目作为整体项目计划关键路径的一个环节,软件项目采购的进度直接影响整体项目的进度,并且总成本将成指数级增加。由于软件采购的情况特别复杂,涉及的学科领域不仅是科学技术上的,还有商业上的和观念上的,软件项目外包采购管理水平的高低,将直接关系到企业整个信息化建设进程。因此软件项目采购管理作为项目管理理论中一个新的研究课题,有必要给予足够的重视。 四、目前软件外包采购管理情况 美国项目管理协会的“项目管理知识体系指南”(PMBOK)[1]、美国卡内基-梅隆大学软件工程研究所的“软件能力成熟度模型”(CMM)[2,3]和国际标准ISO9000-3[4]中虽然对外包采购管理的流程有过论述,但是他们指出的只是外包采购管理的一般原则;虽然人们可以结合自身企业特点实施标准,具有一定灵活性,但是事物的另一对立面就是操作过程不具体。这给软件产品的外包采购管理者带来具体操作上的困惑。另外PMBOK体系原则上是应用在各个行业的,缺乏针对软件领域的特点做专门的论述。ISO 9000-3系列和CMM虽然是针对软件领域的标准,但是ISO 9000-3的最大的特点是只告诉你要按规定做,不强调效果和后续改善,不强调经验积累和后评估。从这个意义上讲ISO9000注重水平的评估,不太强调提高企业成长的过程,因此对于提高企业的管理水平意义不大;CMM虽然旨在强调企业的过程能力的持续改进,但是它重点强调软件的开发过程管理和产品管理,缺乏软件的分发、转交和服务等方面的管理标准,所以也有一定的局限性。 五、基于“双赢”策略的软件外包采购思想 本文作者在集成美国项目管理协会的“项目管理知识体系指南”(PMBOK)和美国卡内基-梅隆大学软件工程研究所的“软件能力成熟度模型”(SW- CMM,SA-CMM)和ISO9000-3中关于外包采购的宗旨的基础上提出“双赢”策略的软件外包采购思想。 “双赢”策略的软件外包采购思想旨在利用双方业务能力互补,通过共同合作完成软件外包项目,达到“双赢”的目的,促进双方业务总体能力的提高。这种“双赢”策略要求双方在以下方面达成共识:双方共同关注过程控制,才能保证有效结果;只能成功,不能指望依靠惩罚手段来收回采购成本,软件外包采购项目的失败对整个项目带来的损失是巨大的;在合作过程中,建立对分承制商关系的管理体系,作为以后合作的基础;重视开发过程的风险评估和采购项目后评估,使得双方业务能力得到持续提高。 传统的外包采购中,采购方只关心分承制商产品的进度和质量,以为只要分承制商按期、按质交货,就可以圆满结束此次采购活动。有些项目尽管前期进度和质量满足合同要求,但是许多是以高投入、高负荷、高消耗等手段来保证的,这给后期带来极高的风险。在阶段评审中,如果采购方对分承制商开发过程中的费用投入、人员负荷、资源消耗、组织结构变化等漠不关心,因此就不能及早预见风险、控制风险。很难想象,后期在费用透支、人员疲惫或流失严重的情况下,分承制商仍能保证产品质量和进度。这种情况下,采购方只能要么加大投入,要么终止合同,并要求赔偿,要么延期验收等等。其副作用可想而知。而分承制商为了减少损失,根据博弈论中子博弈精练纳什均衡原理,必然采取降低质量要求,减少投入的策略,来加快进度。结果最终还是采购方遭受损失。 六、软件项目外包采购管理过程 为了保证软件外包采购项目的顺利进行,本文作者在上诉理论体系和“双赢”采购策略的基础上,提出和细化了软件项目外包采购的总体框架和具体操作内容,旨在为软件项目外包采购管理人员提供具体的可操作过程。 对于本采购过程,如果业主方由于行业、人员等原因,没有健全的监控部门,可以聘请具有软件监理职责的公司,或者总承包给具有一定软件工程监控能力的公司。这时的总承包公司角色相当于本文提到的采购部。 软件项目的整个外包采购过程可以分为十个工作阶段,包括总体项目需求分析和设计、子项目的需求分析、厂商选择、分承制商开发、业主阶段评估、交验测试、安装、培训、维护,后评价。 在开始外包采购之前,首先业主要完成项目的总体需求规格说明书和承包项目的需求说明书。一般承包项目的需求分用户需求和分配需求。对于分承包商来说,业主对软件项目所提出的需求通称“用户需求”。对于业主来说,系统总体分配给软件的系统需求通称“分配需求”。如何作好子项目的需求分析和管理,请参阅《软件需求》,详见参考文献5.然后业主把需求说明书交给采购组组织采购。采购部门收到需求说明书后,再补充质询调查表、报价指南、综合条款及条件等文件,组成采购质询技术文件发往厂商进行质询。采购部门在厂商质询的基础上,准备了厂商选择和投标估价等技术文件后,向业主送审,提请业主批准和确认所选厂商。在厂商选择和投标估价这两个文件中,采购部根据拟采购的软件对被质询的至少三家以上的供应厂商,就技术开发成熟能力、资源(包括以有的产品、硬件、软件、信息和已经过的培训)、资格和信誉、过去的合作关系、价格、提供的售后服务(包括培训和维护)、分承制方组织配置结构、与质询要求的差异等方面,经过经济技术和商业战略角度出发进行全面评估,经过其他各部门(例如系统工程组、软件工程组、质保组、财务组)审核后,列出供应厂商的优劣次序,择其优者为该项目的供应厂商。采购部一般以月为单位向业主通报软件采购情况。一般以招投标方式或内部评审的方式来确定分承制商。 分承制商在接到采购部的定货以后,就可以进行工作说明书、用户需求说明书、软件需求规格说明书、软件开发详细计划和成本概预算、测试计划、质量控制方法、风险控制、拟采用的软件工程标准和软件生命周期等文档的制作。然后分承制商把有关的技术资料文件通过业主的采购部送给业主进行校核和批准,然后才能开始开发。 业主在接到分承制商的上述材料后,组织系统工程部、软件工程部、质保部、财务部、采购部、法律部就上述材料中的开发项目视图和需求范围、使用或需要购买的软硬件、进度计划和成本、测试计划与案例、使用的技术和工程标准、人员配置等进行评审,并出具评审文件和风险评估、控制建议书。并由采购部制定采购项目监督评估计划书。合格后,由采购部、质保部及法律人员与分承制商签署详细的软件采购子合同。如需要对软件项目投保,以此来降低风险,需要和分承制商协商后,纳入合同文件。 分承制商在签署合同后可以进行设计和开发。业主应该委派采购部监督分承制商的工作。采购部应该有计划的组织质保部、软件工程部的项目计划管理人员和配置管理人员,定期对分承制商的开发活动进度、质量、成本等进行评估,并形成评估建议书。送审业主方的系统工程部、项目管理人员、分承制商的此项目的负责人。分承制方的项目负责人要对评估建议书的建议进行书面回复,并确保实施。 分承制方对所有需要采购的资源(软件、硬件、人力资源等)负责进行检验;采购部有权在任何时候对分承制商所采购的资源进行验证,使之符合所采用的规格说明书、规范、标准和其他技术文件所规定的要求,确保分承制商专款专用,建立开发环境。在这个阶段之前,采购部门和分承制商首先要确定由分承制商提供的验证建议书,并作好准备工作,提交检验用的技术文件,包括厂商说明书、设备性能数据表、配制清单、试验程序、检验技术要求。在检验的物质条件和技术条件均已准备妥善后,分承包商就可以向采购部并通过采购部向业主提出书面检验申请。一般分承包商可以提前三周通知采购部,由采购部提前两周以书面形式向业主提出检验申请,由业主召集系统工程部、软件工程部、质保部组成验证组,在规定的时间、地点检验。通过检验后,分承包商进入项目开发阶段;业主进入监控和评估阶段。对于重大关键项目,业主可以派遣项目监督员短期或长期进驻分承包商单位。 由于作为外部单位,业主不便时刻监督项目的开发过程。虽然理论上需要把分承制商看作是自己的一个项目部门来对待,纳入自己的进度控制和质量控制体系,但是客观上由于分承制商与业主距离较远,人员不熟悉,各自有自己的企业文化和管理体制,双方之间的信息沟通不畅,业主难以实时监督分承制商的开发进程和质量。最好的办法就是在分承制商的软件项目的各个里程碑处和分承制商一起进行检查和评估。软件项目一般可以划分成若干个里程碑(3-5个为益),分承制商需要提前一周通知采购部组织相关人员来评估。软件项目的里程碑一般指产品设计趋于稳定,中间产品定义趋于明晰,项目开发组真正了解项目实际的关键技术难度和可行的进度计划,开发活动停止,产品进入除错和稳定、随时可以的阶段,或当产品设计被删减、资源增加、进度延误的时候。在评估软件质量、进度和功能的同时,还要评估分承制商的人员工作负荷程度、风险、费用和资源消耗情况,并形成文档。由采购部送审系统工程部、软件工程部、项目管理部和分承制商的此项目负责人。 当产品进入交验测试的时候,分承制商需要提前三周通知采购部,采购部于前两周通知业主作好交验的组织评估准备工作。这时业主组织系统工程部、软件工程部、测试部、质保部和采购部,根据分承制商和业主在分承制商开发阶段预先共同定义、评审并批准的测试计划和验收方案进行验收测试,对需求规格说明书中的各项逐个详细的测试。最后以书面的形式给出对整个软件项目的测试评估报告。并对未通过验收测试的软件产品指定相应的补救措施和计划。分承制商交付给业主方的软件产品应当包括:源代码、软件开发计划、仿真环境、软件需求规格说明书、设计文档、软件测试计划、软件测试说明、验收测试计划、软件使用手册、软件安装手册、软件维护手册。必要的话,还包括相关培训计划。 软件采购的一个重要阶段是交货,也是目前经常忽略的阶段。当所采购的软件产品以及硬件运行环境在规定的时间到达采购部时候,采购部要以书面的形式通知业主交货。业主对所交的整个软件产品清单进行验收,并事先通知采购部拆箱日期,要采购部和分承包商的代表按时到场。业主要在接到采购部交货通知后一个月内,对所检查验收的整个软件产品(包括相关的软件、硬件及其附属产品、文档、技术资料等子合同中规定的产品)出具一份交货证明,如果这些提交的软件产品没有受到损坏并与装箱清单相一致,并在业主方环境运行良好;否则出具一份书面通知,说明在某个方面此产品损坏或与装箱单不符,或在业主方提供的环境运行不良。此通知或证明应由采购部和分承制商代表签署。如果在签合同的时候,就规定分承制商负责安装和调试,则相应的过程省略。 最后业主方由采购部把所有的文档归类封存,以备后续类似项目采购的参考查询。同时采购部在两个月之内以书面形式,对分承制商的技术开发成熟能力、资源(包括以有的产品、硬件、软件、人力资源和已经过的培训)、信誉、分承制方组织配置结构,管理能力和企业文化提交后评价报告,作为建立客户关系管理(CRM)的依据。对于此次采购的经验和教训,包括进度控制、质量控制、成本控制、客户关系控制、流程控制、风险控制等方面,采购部以文档的形式在组内讨论并保存。 七、结束语: 作为大型工程项目中的软件子项目或者部分功能模块的采购(外包),由于软件开发的固有特性(风险大,柔性强,人为因素突出,结果不宜测量等),使软件项目的外包采购管理变得十分复杂。如何控制分承制商的开发进度和质量等关键因素,需要在实践中不断探索,并针对具体公司和项目对采购过程有所裁剪。 软件管理论文:关于软件项目管理的控制研究 论文摘要:本文针对软件开发中的进度延期、费用超标、质量低下等问题,探讨了如何利用项目管理中的相关控制方法进行软件开发过程控制。、论文在阐述软件项目管理内容的基础上,针对软件项目的三要素分别进行了探讨:进度控制、费用控制和质量控制,提出了几种有效的软件项目管理控制方法。这些研究对于加强我国软件项目管理控制过程,降低开发成本,减少开发风险具有重要的意义。 论文关键词:项目管理 进度控制 费用控制 质量控制 软件开发 人类社会经历了三次经济革命从农业革命、工业革命到目前正在经历的信息革命。信息化正在日益改变人们的思维方式和生活习惯。在推动信息化过程中,计算机及其软件产品发挥着至关重要的作用。对于软件项目的管理成为项目管理领域一个令人兴奋的课题。本文将结合项目管理中的控制方法分析软件项目管理控制的相关问题.以期提高软件项目的开发效率。 1、关于软件项目管理 1.1项目与项目管理 项目是一个旨在完成一个或一些独特产品或服务的过程.它有着一系列被详细描述的属性。由于项目的独特性和一次性特征,引伸出它的其他特点.如目标的确定性.成果的不可挽回性组织的临时性和开发性等。基于项flI的这些特点.项目运作更加注重项目决策前的计划以及对实施过程的控制,以减少项目运作的风险。项目管理是2O世纪50年代后期发展起来的一种计划管理方法,它运用先进科学的管理方式.有效解决大型组织的效率低下和小型企业面临的风险增加问题以组织的机动灵活.面向客户和资源利用率高而被广泛应用。在工程设计.施工软件项目的开发、实麓中经常会遇到进度拖延.费用超支、质量不达要求等问题除去极少数是因为技术原因造成,绝大部分是源于僵化的管理和不当的管理方式。 1.2软件项目管理 各软件企业都在积极将软件项目管理引入开发活动中.对开发实行有效的管理。从概念上讲.软件项目管理是为了使软件项目能够按照预定的成本.进度、质量顺利完成.而对成本、人员、进度、质量、风险等进行分析和管理的活动。同时,随着软件开发规模及开发队伍的逐渐增大,软件开发不再是向过去那样一二个开发人员即可解决的事情。迫切需要一种开发规范来规范每个开发人员、测试人员与支持人员的工作每个项目组成员按约定的规则准时完成自己的工作。同时采用规范化管理.专业分工也可以降低对开发人员的要求,从而降低产品研发成本。 2、软件项目控制 2.1软件项目控制 软件项目跟踪和监控包括对照已文档化的估计、约定和计划评审和跟踪软件完成情况和结果。基于实际的完成情况和结果调整这些计划。软件项目的已文档化的计划(即软件开发计划,正如在软件项目计划关键过程区域中所描述的)用作跟踪软件活动传送状态和修订计划的基础管理者监控软件活动.主要通过在所选出的软件工作产品完成时和在所选择的里程碑处,将实际的软件规模工作量成本和时间表与计划相比较,来确定进展情况。当确定未实现软件项目计划时,采取纠正措施。这些措施可以包括修订软件开发计划以反映实际的完成情况和重新计划遗留的工作或者采取改进性能的措施。 2.2软件项目控制的内容 软件项目控制的目的是为软件项目的过程提供足够的能见度,从而可以在执行过程中发生对计划的严重偏离时能够采取适当的更正行为。软件项目控制包括:a。追踪软件项目的进展于表现从而与所作的估计、承诺和计划做出对比:b。追踪软件项目的风险;C。在发生对计划的严重偏离时采取适当的更正行为。 2.3软件项目控制步骤 由于软件开发是处在一个开放的动态系统中,开发环境的不断变化要求不断修改项目计划,以适应新的变化。此外项目经理及其组织在完成任务的过程中不可避免的要碰到这样或那样的问题.解决这些新的矛盾和问题均属项目控制的范畴项目的预算和进度计划只能为项目经理提供决策的依据.如果在项目实施过程中控制不住.很难在限定的时间和预算要求下实现项目管理工作的目标。因此软件项目控制的过程包括以下四个步骤:a、预测什么会发生——要做出开发计划并建立工作标准b、查明什么正在发生——用建立的工作标准检查当前的工作;c、正在(或已经)发生的实事同预测的结果进行比较——分析误差产生的原因:d及时采取补救措施.以满足项目目标,预算和进度的要求。 3、软件项目控制具体操作 3.1软件项目进度控制 为了确保软件开发中的各项工作能按照计划预定的日程顺利完成.对项目的进度要进行控制。进度控制的过程是.在项目实施过程中,不断地进行实际进度值与计划值的比较、发现偏差、检查分析其产生的原因,并采取相应的措施加以解决。 3.1.1进度控制流程 (1)进度控制的输入 进度计划。项目进度基准是项目测量和报告的基础和标准。 实施报告。实施报告提供了有关项目进度发展实情。报告未来可能发生的进度问题。 变更要求。项目变更要有严格的申请和审批手续。 进度管理的技术和工具。 (2)进度管理的技术和工具 进度控制变更系统。为有效实现进度管理与控制.进度控制系统应设立实现重新计划的全部功能。包括:文件设立.跟踪即实施报告.变更评估等。 实施情况测量。项目进度控制系统中的一个重要组成部分是决定对迟发生的进度偏差是否采取纠偏措施。而实施情况报告提供了决策的主要信息。如变更分析.趋势分析.已实现价值分析等。 纠偏计划。很少有项目能完全按计划进度进行为实现项目进度或总进度要求,在项目实施过程中.需要不断对原计划进行调整或增加新的工作内容。为此.需要不断对实施的项目进行活动时间预测。修改活动过程.替代进度方案分析。 项目管理软件。它的作用是跟踪项目按计划日期展开实际工作的情况.对照进度计划分析进度现状,找出进度的偏差.分析进度偏差对项目的影响.预测未来走势 (3)项目进度控制的输出 进度更新。包括对项目管理中任何进度信息的修改。进度调整是其中的一种.师队员进度计划中活动开始和结束时间的改变。纠偏行动。通过改变资源投入将实际进度拉回到计划的行动过程。 从中获得的教训。有关进度偏差产生的原因。纠偏方案的评估与选择以及其他方面的感受和教训都应纪录在案成为日后有用的历史资料。 3.1.2进度控制方法 一般项目进度控制采用因果分析.分析用四步完成: (1)明确问题。实际完成情况与项目里程碑相对照.确定是否超期.超期的部分是在哪里。 (2)查找产生该问题的原因。位从系统角度充分认识各方原因.应组织具有代表性任务人员并采用头脑风暴法进行。项目主管要通过他领导的办公室或小组,以及在各职能部门的人共同分析问题产生原因。 (3)确定个原因对问题产生的影响程度。对影响程度的评估可以采用专家小组打分的方法,事先确定权数.而后打分得出分析结果。 (4)画出带箭头的鱼刺图。分析出原因后各部门各就其职针对问题提出解决方案.并实施。 3.1.3软件项目进度控制具体措施 在实施进度计划过程中,会有种种故障:客户的需求进行了补充或修改;工作量估算不准,造成进度不平衡或是有人不遵从开发规范.导致产品出现缺陷;或是技术环节出现故障,这些问题往往是在进度计划外出现的.一旦出现这些问题,项目进度不得不进行调整。开发过程中为了有效控制类似问题,可以采用以下辅助措施,控制进度按计划执行: (1)政策性措施。对于不遵从开发规范,人员不按时履行职责的.给予经济或是职务上的处罚.这种措施应是建立在分配任务之前; (2)人员安排。在各子项目接口处适当安排机动人员与机动时间。这一措施有赖于项目组织的机构设置能动性好。此处比较难解决的是人员业绩评估.奖励问题。 (3)技术措施,要想很好地执行进度计划,需要事先有统一的规范例如开发语言的统一,文档的归类。这样便于下一阶段人员理解上一阶段人员意图,交流更加容易。 (4)信息流措施。该措施要求建立一个信息流系统.准时汇报项目进度.便于主控人员调整进度,并且保证信息流通顺畅。避免开发期压到最后造成严重拖工。 (5)资金措施。财务部门可以定期检查各部门财务情况.控制资金流出时间.进而控制项目进度。这与后面要讲到的三者权衡有密切关系。 3.2软件项目费用控制 费用控制就是要保证各项工作要在他们各自的预算范围内进行。其基础是实现就对项目进行费用预算。整个项目费用应包括项目范围规划阶段。软件需求分析阶段.原型设计阶段开发阶段.测试阶段和项目投入使用后的使用阶段所消耗费用的总和。软件开发项目承担公司为了完成项目目标和获得更多的利润.在实施项目过程中就要控制成本.在控制过程中,首先要拟定一个标准.即计划值.然后进行实际至于计划值的比较,确定实际值与计划标准的偏差大小.以便在此基础上采取各种措施纠正偏差.常用的分析工具是偏差分析。 偏差是指实际成本对相应计划的偏离,成本偏差的数学公式为: CV=BCWP-ACWP(负数CV表明出现超支;反之,则节资)(3—1) 其中:CV为成本偏差,BCWP为计划工作预算,ACWP为完成工作实际成本。 在进行成本偏离计划程度分析时,常用计划偏差率反应时给予计划的偏离程度。 CVP=CV/BCWP(3-2) 其中CVP为成本偏差率。 偏差值是控制分析中的一个关键参数,因而应向各级组织汇报。对于不同的项目或同一项目不同阶段或不同管理层次,对偏差的控制程度不一样,制定偏差允许值的方法也不同。由于随着时间的推移风险减少了,因而偏差允许也可降低。 3.3软件项目质量控制 对于软件产品的项目质量控制应是事前有预控,过程有监控的主动控制闭环系统。(1)事前预控:根据影响质量因素多等特点.软件项目质量必须事前预控,及根据软件的类型和特点,以及以往类似项目的常发病和预防措施,对软件项目质量提出事前预控措施,包括制定控制的计划和程序,这是项目质量控制的前提。(2)过程监控:根据易产生质量波动和易产生系统因素变异等特点,软件项目质量必须过程监控.即按照预控的计划和程序,对工序、分项、单元的全过程进行过程监控.包括监测、检查、控制和评定.这是项目质量控制的基础。 4、结语 软件开发项目在进度、费用和质量三方面均需要进行控制,因此还存在三因素的权衡问题。实践中.需要在三方面均进行行之有效的控制措施才能确保项目完成情况与计划最大限度的接近。本文提供了一些方法借鉴.对软件开发项目控制有一定的实际意义。 软件管理论文:浅谈软件项目实训中的人员选择与管理 论文关键词 软件高职 项目实训 人员选择 人员管理 论文摘要 项目实训是软件高职教育课程体系中的重要环节。结合软件高职项目实训中人员管理的实际情况进行分析和论证,同时给出实训人员选择与管理工作的基本原则和方法,并总结其中的一些基本经验。 随着国家大力发展职业教育的政策的出台,职业教育在全国范围逐渐兴起,软件高职教育作为职业教育的一个重要组成部分,为国家和地方培养了大量的具有较强动手能力的一线人才,创造出巨大的生产力,带动整个IT行业的发展,推动经济和社会的进步。项目实训作为软件高职教育课程体系中的一个重要环节,无论是对学生理论知识的拓展还是动手能力的培养都起到至关重要的作用。目前,福建省的软件高职项目实训还处于初级发展阶段,无论在项目设置上还是在管理方式上都存在不足。笔者结合实际教学和管理经验,对软件高职实训中的人员管理方式和方法做初步的分析和探讨。 1 人员的选择 教育的宗旨是以学生为本,平等地对待每一位学生,让他们在最大程度上发挥潜力。但是实训工作毕竟带有一种企业模拟性质,学校注重教育公平,而企业更关注开发效率和项目成本,这两者在一定程度上是此消彼长的对立面。因此,如何通过合理的人员选择和配置,找到既能平等地对待每个学生,又能够最大限度地提高项目团队开发效率的平衡点,是实训项目管理人员所急需解决的现实而又棘手的问题。以下是笔者在实践中探索并采用的2种较为合理的人员选择与配置方案。 1.1 T R式自由组合法这里的T指的是Test,即测试,包括技术笔试和专业面试。在两项测试之后应形成一个比较合理的量化指标,该指标应着重突出候选人员的技术能力和团队意识,公布所有候选人员的各项量化指标。为保护学生的隐私,在公布时可以用编号取代学生的真实姓名。这里的R指的是rate,即比例。项目管理人员可以预先设定好小组成员结构的技术等级比例,参照学生的综合得分情况,按照1:2:1的高中低3个层次分布比例较合理。这种做法既可以避免单纯比例式自由组合给学生带来的盲目性,也能够比较真实地反映学生的能力水平,可以科学地、客观地组建起较为高效的团队,从而能够在后续阶段提高团队整体工作效率,也为管理工作带来方便。 1.2 T R交互式人员确定法首先寻找若干名班委组成评审组,项目管理人员或教师负责领导该评审组;接着参照T R方法得出候选人员的各项评估指标和综合指标,以及小组结构比例;然后由评审小组成员进行数据分析并结合每个成员实际情况确定各小组的组成人员。将初步形成的分组名单公布告知各候选人员,征求每位成员意见,由评审小组跟持反对意见的候选成员进行当面的会议式的沟通,进行合理的调整,经此步骤之后形成最终分组名单并公布。这样做实现候选成员与管理人员之间的交互,能够把纯粹的硬性考核成绩指标转化为“考核成绩指标+交互式分析”。这样较为客观且人性化的评判方式,既能够得到较为真实的数据,又能够吸纳学生合理的意见或看法,从而利于更科学的人员选择。 2 人员的管理 美国心理学家亚伯拉罕·马斯洛把人的需求分成生理需求、安全需求、社交需求、尊重需求和自我实现需求5类,依次由较低层次到较高层次排列,在管理中他建议通过满足人的需求来激发他们。 在学校实训的项目组中,成员的生理需求和安全需求都基本能够得以满足,因此,保证成员的社会需求、受尊重需求和自我实现需求的满足,对管理者来说有十分重要的意义。1)满足组员的社会需求就是为组员提供相互交往的时间和场所。实训项目的交流不应仅局限在小组的范畴,应鼓励小组与小组间的相互交流,条件具备的话可以组织学校跟学校间类似项目组间的交流。形式可以多样化,如电子邮件、组建QQ群、网络会议、座谈会和技术讲座等互动方式。2)为了满足组员受尊重的需求,应该让他们感到在项目小组中受到人格上的尊重,技术长处被认可。对于参加实训的学生来说,对他们做出的成绩给予充分的肯定就是一种简便高效的方式,如针对某个技术环节开展一次技能比赛,或者开展评审会定期对项目阶段成果进行评估,对优秀团队及其成员进行表彰等。3)为满足组员自我实现的需求,应该在项目取得一定成果的基础上,分配给组员具有一定挑战性和难度的任务,这些任务不能超过学生能力的范围,同时给他们提供课外的辅导以提高他们解决这些问题的技能。任务的完成情况可以作为附加评审内容纳入学生最终的实训综合成绩中去,给学生超越自我的动力。 3 团队的管理 3.1 增强小组凝聚力一个有强大凝聚力的小组是最高效的小组,小组中的成员在思想上能够形成共同的准则,在工作中能够紧密配合和协调,组员跟组员之间能够互相学习、相互关照,从而消除隔阂,用集体的力量解决许多工作中的问题。增强小组凝聚力的方式有许多,如给小组起个性化的名字、开展游戏或者室内或户外运动等方式增进组员间的沟通。另外,提高小组组员的责任感、诚信度以及保障他们的知情权、提供发展的空间等,都是增强小组凝聚力的有效方法。 3.2 增强小组沟通沟通作为软件开发过程中的重要环节,对于开发效率的提高和团队的整体发展具有决定性的意义。1)适当的小组规模。在编制小组成员时应考虑到人数对沟通的影响,成员太少,沟通容易但不利于开发效率;反之,成员过多会使得沟通变得十分困难,从而使效率严重下降,因此,合理的人员安排才是关键。根据经验,一个实训小组以4~8个为宜,其中6人组最为合适。2)合理的性别比例。如果小组中的组员性别均相同,可能会导致冲突,使得沟通无法正常进行,所以在确定小组结构时应注意男女比例的控制。对于软件开发类实训项目而言,小组中的男女比例应控制在3:1左右,其中女性组员可以作为小组的协调员。3)适当的小组负责人。小组负责人除了领导小组工作外,还负责协调小组成员之间的沟通。受尊重的小组负责人可以提高小组凝聚力和工作效率,无论对自身的进步还是对整个团队的发展来说都是大有裨益的。 软件管理论文:浅析软件项目管理是决定软件产品质量的主要因素 论文关键词:软件项目 管理软件 产品质量因素 论文摘要:软件项目管理的核心是全面客户满意。其管理体系包括:战略管理、范围管理、成本管理、时间管理、人力资源管理、沟通管理、风险管理和质量管理。 在软件和信息科技行业,项目管理经常决定了一个产品或者企业能否成功。项目管理得到越来越多的企业和政府部门的重视,例如中国于2002年4月召开了有关项目管理的首次国际研讨会。具体操作与项目最根本的不同在于具体操作是具有连续性和重复性的,而项目则是有时限性和唯一性的。项目是一项为了创造某一唯一的产品或服务的时限性工作。所谓时限性是指每一个项目都具有明确的开端和明确的结束;所谓唯一是指该项产品或服务与同类产品或服务相比在某些方面具有显著的不同。各种层次的组织都可以承担项目工作。项目有时只涉及一个组织的某一部分,有时则可能需要跨越好几个组织。项目是执行组织商业战略的关键。 一、软件产品项目管理的重要性 20世纪80--90年代,许多大型企业管理信息系统M IS的开发都以失败而告终。这是为什么?一个重要原因是软件项目管理水平上不去,尤其是需求分析管理水平上不去,使得项目快要验收或交付时,却出了大问题:要么发现用户需求获取不准确,要么发现用户需求变了,致使做好的系统不能用或不好用。20世纪90年代初,上海一家公司在青岛做一个港口M IS项目,北京有一个单位在天津做一个港口M IS项目,都是因为甲乙双方软件工程基本知识不具备,使得项目管理不到位,导致2个大型项目不成功。现在软件应用领域空前广阔,深人到社会和科学研究等领域的各个方面。软件的需求也比以往更加多,软件系统设计也空前复杂。软件的项目管理问题也就因此而产生了。90年代中期,软件项目管理不善的问题仍然严重。据美国软件工程状况调查,只有10%的项目能够在预定的费用和进度下交付。于是软件项目管理成为软件项目发展中最重要的核心问题。为了使软件项目开发获得成功,必须对软件开发项目的工作范围、可能遇到的风险、需要的资源(人、硬件、软件)、要实现的任务、经历的里程碑、花费的工作量(成本),以及进度安排等做到心中有数。软件项目管理的目的就是提供这些信息,分析信息,并根据分析结果对项目做出调整。软件项目管理开始于技术工作之前,在软件开发的整个过程中持续进行,最后中止于软件过程结束。 二、软件项目管理体系 随着软、硬件技术以及通信技术的日益成熟,软件技术可以与所有的传统产业相结合,促进产品的更新换代,大幅度提高产品的附加值,提高劳动生产率,推动产业结构与产品结构的调整。因此,软件的开发以及应用不仅仅是软件开发机构的任务,更深地涉及软件使用者的切身利益,尤其像管理信息系统MIS(Managcment Information System)、计算机集成制造系统CIMS ( Computer Integration Manufacturing System )、企业资源计划ERP(Enterprise Resource Planning)及商业智能BI(Business Intelligence)等大型的复杂软件更是综合了管理科学、计算机科学、通信技术以及数学等各方面的知识,需要各类人员的协调工作才能完成。因此也就有必要从项目管理的角度去管理软件的开发和运行。从用户的角度来看,软件项目的生命周期应该包括项目前期的论证工作、项目计划、软件开发、运行、维护以及项目后评价。由此可见软件项目管理的范围不仅包括传统的软件开发过程,还应该包括开发之前的准备工作以及运行中的维护工作和对项目的总结工作。同时,在软件项目生命周期中存在着许多活动。根据活动之间的相关性,可以将软件项目的各种活动分为九大类。 (1)战略管理。根据用户的经营目标制定软件项目的策略,以便为其他各方面的活动提供指导。在制定项目策略的时候应该充分考虑用户和其他利益相关者的实际需求和市场因素。另外创造和谐的项目环境和连续改进也是战略管理的重要任务 (2)范围管理。其目的是控制软件项目的全部活动过程都在需求范围内,以确保项目各种资源的高效利用。成功的项目管理离不开用户、软件开发队伍和项目经理的一致理解和协调配合 (3)成本管理。软件项目的成本不仅包括开发成本,也包括开发之前立项阶段以及软件在运行中的费用。操作者的培训费用和项所使用的各种硬件设施费用也都是整个项目成本的一部分。这些成本都需要很好地计划和控制。 (4)时间管理。其内容有确定各项活动之间的时间相关性;估计各项活动的持续时间,跟踪各项活动的进展情况,动态调筷各项活动之间在时间上的协调。 (5)人力资源管理。在软件项目中应该为软件开发人员和管理人员等各类项目人员创造一个和谐良好的工作氛围。使他们能感到项目成功的把握和积极的工作心态,确保项目队伍的稳定性和连续性。 (6)沟通管理。沟通管理是一个收集、存储、配置和项目生命周期内所形成的各种信息的过程为了让每个项目相关人员及时得到所需的信息,需要很好地解决“什么时候、向什么人礼报什么的”的问题,此外软件开发队伍和用户之间的沟通也是沟通管理中的一项重要工作。 (7)风险管理。由于软件项目中存在着很多的不确定因索,也就必然存在着各种风险而且风险有可能造成不良的结果,对风险进行分析和监控贯穿于整个软件项目生命周期。 (8)质量管理。目前软件的质量还是一个模糊的概念并且难以衡量由于软件质量主要是在开发阶段形成的,因此软件项目质量管理的重点应放在系统分析、系统设计和编码阶段,走查、评审、调试和测试是保证软件质量的重要手段软件工程能力成熟度模型CMM(Capability Maturity Model)较好地解决了软件开发过程中的质量管理问题。 综合管理。综合管理的任务是对前面讨论的各类管理活动进行协调和控制,使这些活动相互配合。其核心任务是对各种方案进行评价,协调各方面的利益冲突确保项目总体标的最终实现。 三、软件项目管理的核心是全面客户满意 当前,不少软件业管理人上认为,软件开发的问题主要在软件开发的工程化、规范化和软件开发管理体制。他们按照CMM(Capability Maturity Model),IS09002的标准来建立他们的管理体系。这里有商业竞争的因素在起作用。但是,他们忽略了商业竞争中取胜最重要的因素—客户满意。他们没有考虑到他们的管理方法能否满足客户不断变化的需求。从长远来看,软件项目真正的成功是客户的全面满意。以客户满意为中心的质量是必需的。漠视质量或只关心产品/服务是否符合需要的方法再也不足以留住和获得客户。因此,软件开发项目组织必须先确定什么产品/服务可以让顾客满意,然后再努力满足客户的需求和期望。要实现此目标,组织必须识别对软件产品的各种特性中哪些是对客户的满意起决定作用的要素。例如,服务器操作系统软件,需要长时间稳定连续工作。稳定性则是该软件产品的关键要素。因此系统的开发管理围绕着这一关键要素来展开。尽管不少的组织明白没有客户一个组织就不能生存和发展,或者说没有客户就没有组织,但在项目实施过程中,仍然存在着客户满意的障碍: (1)项目管理组织没有发展和完善对客户不断变化的需求和期望作出快速响应的能力。 (2)项目管理组织没有听取客户意见和建议的能力。 (3)项目管理组织努力倾听客户对项目的要求,却没有确认客户的需要和期望。 (4)项目管理组织不与客户保持密切关系,也不正视客户变更需求的可能性。这样通常会导致脱离客户,其后果则是失败,甚至最后客户不接受交付的成果。 软件质量是软件开发项目管理的核心问题。而质量的评价与度量应该由客户的满意度决定。因此,软件开发的项目管理应该围绕着客户全面满意这一中心来展开。客户驱动的项目管理方法体系提供了实现这一要求的基本理论和方法体系。提高软件质量势在必行,只有认识到软件质量的重要性,了解影响软件质量的因素,才能有的放矢,采用科学的管理技术和先进的技术方法,才可以确保软件的质量。 软件管理论文:浅析软件项目管理有效实施的研究 论文关键词:软件产业 软件项目 软件工程 项目管理 论文摘要:信息系统以及相关软件项目的设计开发已经不是企业运作管理中的一部分了,各软件企业都在积极地将软件项目管理引人开发活动中,对软件项目开发实行有效的管理。 目前,中国的软件企业正处于高速发展、急需规范管理并以项目为主导的环境中。企业每天所面对的不仅仅是几个越来越大的大型项目,而将是成百上千不断发生和进行的项目。产生这种变化的因素是多方面的,这包括客户需求的不断提高导致产品生命周期缩短;产品开发项目数量大增;新技术导致了对研究和开发项目需求的增加;为了提高业务赢利能力,改进业务模式的项目需求大增等。在这种多项目并发、技术含量高、变化速度快、资源有限的环境下,如何对企业、项目、资源实施科学的管理,加强团队能力,实现软件企业的生产规模化、规范化、国际化,是当前我国软件业面临的最大挑战。 中国目前软件业的落后状况,实际已经不是技术本身的问题,而是科学管理的问题,软件工程理论与软件项目管理的实际应用与经验,是我国软件企业急待学习与渴求的。中国软件业各个层次上的管理问题,目前可以说已经制约了中国软件业走向国际化的进程。 一、软件项目管理的概念 从概念上讲,软件项目管理是根据管理科学的理论,结合软件产品开发的实际,保证工程化系统开发方法顺利实施的管理实践,为了使软件项目能够按照预定的成本、进度、质量顺利完成,从而对成本、人员、进度、质量、风险、文档等进行分析、管理和控制的一系列活动。实际上,软件项目管理的意义不仅仅如此,进行软件项目管理有利于将开发人员的个人开发能力转化成企业的开发能力,企业的软件开发能力越高,表明这个企业的软件生产越趋向于成熟,企业越能够稳定发展(即减小开发风险)。 软件项目的开发不同于其他产品的制造,软件开发的整个过程都是以设计过程为主(几乎没有制造过程);另外,软件开发不需要使用大量的物质资源,而主要使用的是人力资源;并且,软件项目开发的产品大多数是程序代码和技术文档,并没有其他的物质结果。基于上述特点,软件项目管理与其他项目管理相比,具有很大的独特性。 二、软件项目管理的目的 随着信息技术的飞速发展,计算机软件产品的规模和复杂度也随之增加。个人单打独斗的作坊式开发方式已经越来越不适应发展的需要。与此同时,软件项目中“项目黑洞”也应运而生:项目无法按期完成、项目合作方的工作难以协调、用户需求经常变动、工作质量难以保证,给企业带来为了愈来愈多的损失。这种情况说明了软件项目开发及管理过程中,存在着许多的问题,需要更多的重视和研究。 没有运用软件项目管理是面临如此众多问题主要原因之一。软件项目管理作为一种科学的管理手段,是为了使软件项目能够按照预定的成本、进度、质量顺利完成,而对成本、人员、进度、质量、风险等进行分析和管理的一系列活动。因此,对于以“项目”为基本运作单位的各软件开发企业,都在积极地将软件项目管理引人开发活动中,对软件开发实行有效的管理。因此,决定一个软件项目实施成功与否,软件项目管理无疑起着举足轻重的作用,软件项目管理已经是公认的软件开发企业的核心竞争力之一。 三、软件项目管理的原则 1.平衡原则 在我们讨论软件项目为什么会失败时可以列出很多的原因,如管理问题、技术问题、人员问题等等,但是有一个根本的思想问题是最容易忽视的,也是软件系统的用户、软件开发商、销售商最不想正视的,那就是:需求、资源、工期、质量这四个要素之间的平衡关系问题。 需求定义了“做什么”,定义了系统的范围与规模,资源决定了项目的投人(人、财、物),工期定义了项目的交付日期,质量定义了做出的系统好到什么程度,这四个要素之间是有制约平衡关系的。如果需求范围很大,要在较少的资源投人下,很短的工期内,很高的质量要求来完成某个项目,那是不现实的,要么需要增加投资,要么工程延期;如果需求界定清楚了,资源固定了,对系统的质量要求很高,则可能需求延长工期。对于上述四个要素之间的平衡关系最容易犯的一个错误,就是鼓吹“多快好省”四个字。正视这四个要素之间的平衡关系是软件用户、开发商、商成熟理智的表现,否则系统的成功就失去了一块最坚实的理念基础。 2.高效原则 在需求、资源、工期、质量四个要素中,很多的项目决策者是将进度放在首位的,现在市场的竞争越来越激烈,“产品早上市一天,就早挣一天钱,挣的就比花的多,所以一定要多挣”,基于这样一个理念,软件开发越来越追求开发效率,大家从技术、工具、管理上寻求更多更好的解决之道。基于高效的原则,对项目的管理需要从几个方面来考虑:要选择精英成员;目标要明确,范围要清楚;沟通要及时、充分;要在激励成员上下工夫。 3.分解原则 “化繁为简,各个击破”是自古以来解决复杂问题的不二法门,对于软件项目来讲,可以将大的项目划分成几个小项目来做,将周期长的项目化分成几个明确的阶段。 项目越大对项目组的管理人员、开发人员的要求越高,参与的人员越多,需要协调沟通的渠道越多,周期越长,开发人员也容易疲劳,将大项目拆分成几个小项目,可以降低对项目管理人员的要求,减少项目的管理风险,而且能够充分地将项目管理的权力下放,充分调动人员的积极性,目标会比较具体明确,易于取得阶段性的成果,使开发人员有成就感。 4.实时控制原则 实时控制项目进度的机制,依靠一套规范的过程来保证实时监控项目的进度,以实现实时控制项目的进展,将项目的进展情况完全的实时的置于你的控制之下。实时控制确保项目经理能够及时发现问题、解决问题,保证项目具有很高的可见度,保证项目的正常进展。 5.分类管理原则 对于不同的软件项目其项目目标差别很大,项目规模也是不同的,应用领域是不同的,采用的技术路线差别也很大,因而,针对每个项目的不同特点,其管理的方法、管理的侧重点应该是不同的。就像古人讲的,“因材施教”,“对症下药”。项目经理需要根据项目的特点,制订不同的项目管理的方针政策。 6.简单有效原则 项目经理在进行项目管理的过程中,往往会得到开发人员这样的抱怨“太麻烦了,浪费时间,没有用处”,这是很普遍的一种现象。当然这样的抱怨要从两个方面来分析,一方面从开发人员本身可能存在不理解,或者逆反心理的情况,另一方面,项目经理也要反思:我所采取的管理措施是否简单有效?搞管理不是搞学术研究,没有完美的管理,只有有效的管理,而项目经理往往试图堵住所有的漏洞,解决所有的问题,恰恰是这种理想,会使项目的管理陷人一个误区,作茧自缚,最后无法实施有效的管理,导致项目的失败。 7.规模控制原则 该原则是和上面提到的其他原则相配合使用的,即要控制项目组的规模,不要人数太多,人数多了,进行沟通的渠道就多了,管理的复杂度就高了,对项目经理的要求也就高了。在微软的MSF中,有一个很明确的原则就是要控制项目组的人数不要超过10人,当然这不是绝对的,也和项目经理的水平有很大关系。但是人员“贵精而不贵多”,这是一个基本的原则,这和我们上面提到的高效原则、分解原则是相辅相成的。 8.组织的知识积累原则 有效的积累知识的方法是:人员专业化培养,知识与载体分离。具体的做法是,把需要度量的知识实体分为固定知识(项目成果)和流动知识(参与人员),再把知识实体的价值体现划分成不同的度量平面。根据所有知识实体在不同度量平面上的知识度量值,可以形成不同的知识平面指数和公司知识指数,并可根据此知识指数体系来全面分析公司的知识积累状况,并迅速做出恰当的反应。知识与载体分离体现的是,在组织中人力资本与组织资本是有区别的,简单地说,人力资本属于员工个人,企业只可租借使用;而组织资本就是8小时以外员工带不回家的企业资产,它为公司所有。对企业来说,相比于人力资本,组织资本更为重要。一个管理者(领导者)必须知道如何容纳和积累知识,使之为公司所有。 软件管理论文:浅析软件项目管理中人员流动风险的管理 论文关键词:软件项目 风险管理 策略 监控 论文摘要:在软件项目管理中,频繁的人员流动是软件项目的一个风险,为了缓解这种风险,项目管理者必须建立一套策略来降低人员流动,同时,还需要监控某些因素,这些因素可以提供风险是否正在变高或变低的指示,通过这种监控管理,妥善地处理风险事故造成的不利后果,最终实现项目的总体目标。 一、引言 在软件公司中,技术人员的流动性一直处于比较高的水平,因此给公司带来了很大的损失,要想改变这种现状在短期内恐怕难以做到。但这个问题又一直困扰着公司的项目管理者,特别是与软件项目组人员组织相关的频繁的人员流动给软件项目带来了极大的风险。那么,认识到这种风险后,怎样来对这种风险进行有效的控制,采取主动行动,创造条件,尽量扩大风险事件的有利后果,妥善地处理风险事故造成的不利后果,最终实现项目的总体目标,这是本文笔者要讨论的问题。 软件风险是指软件开发过程中及软件产品本身可能造成的伤害或损失。风险关注项目未来的发展,这意味着风险涉及选择及选择本身包含的不确定性,在软件开发过程及软件产品都要面临各种决策的选择。风险是介于确定性和不确定性之间的状态,是处于无知和完整知识之间的状态。同时,风险将涉及思想、观念、行为、地点等因素的改变。 一般来说,在软件项目中,存在以下一般性风险:(1)产品规模风险—与要建造或要修改的软件的总体规模相关的风险;(2)商业影响风险—与管理或市场所加诸的约束相关的风险;(3)客户相关风险—与客户的素质以及开发者和客户定期通信的能力相关的风险;(4)过程风险—与软件过程被定义的程度以及它们被开发组织所遵守的程度相关的风险;(5)技术风险—突破技术的极限极具挑战性和令人兴奋,但这也是有风险的;(6)开发环境风险—与用以建造产品的工具的可用性及质量相关的风险;(7)与人员及经验相关的风险—与参与工作的软件工程师的人数、稳定性、总体技术水平及项目经验相关的风险。 二、降低风险可采取的策略 如果软件项目组对于风险采取主动的策略,则“避免”永远是最好的目标。这可以通过建立一个风险缓解计划来达到。在软件项目中,频繁的人员流动被标注为一个项目风险,基于以往的历史和管理经验,人员流动的概率为70 %,被预测为对于项目成本及进度有严重的影响。而软件项目中,人员的频繁流动又是一个无法改变的现实,为了缓解这个风险,项目管理者必须建立一个策略来降低人员流动。可采取的策略如下: 1.找出人员流动的原因。可以与项目现有人员一起探讨人员流动的原因,比如是否公司提供的工作条件不如人意、报酬偏低、竞争激烈等。找出原因后,提出解决问题的策略,在可能的范围内改善工作条件,至于报酬,不可能无限地增加,可以把工作业绩和报酬挂钩,提高员工的工作积极性,适当控制竞争的程度,最重要的一点是要培养员工对公司的归属感。 2.在项目开始之前,分清哪些是可控的,哪些是不可控的原因,采取行动以缓解那些在管理控制之下的原因,“预防”总比“救治”更主动。 3.一旦项目启动,假设会发生人员流动并采取一些技术措施以保证当人员离开时的工作连续性。 4.对项目进行良好组织,使得每一个开发活动的信息能被广泛传播和交流,定期召开项目组工作协调会议,随时掌握项目的进展情况。 5.定义文档的标准,并建立相应的机制,以确保文档能被及时建立。 6.对所有工作进行详细复审,使得不止一个人熟悉该项工作。 7.对于每一个关键的技术人员都指定一个后备人员。 三、降低风险的监控因素 1.随着项目的进展,风险监控活动开始进行。项目管理者监控某些因素,这些因素可以提供风险是否正在变高或变低的指示。在项目组的人员管理中,应该监控下列因素:(1)项目组成员对项目压力的一般态度;(2)项目组的凝聚力;(3)项目组成员彼此之间的关系;(4)与报酬和利益相关的潜在问题;(5)在公司内及公司外工作的可能性。 2.除了监控上述因素之外,项目管理者还应该监控风险缓解步骤的效力。例如:上述风险缓解步骤要求定义“文档的标准,并建立相应的机制,以确保文档能被及时建立”。如果有关键的人物离开了项目组,项目管理者应该仔细地监控这些文档,以保证文档内容正确,当新员工加人该项目时,能为他们提供必要的信息,这是保证工作连续性的条件。 3.风险管理及意外事件计划假设缓解工作已经失败,风险变成了现实。继续前面的例子,假定项目正在进行中,有一些人宣布将要离开。如果按照缓解策略行事,则有后备人员可用,因为信息已经文档化,有关知识已经在项目组中广泛进行了交流。此外,项目管理者还可以暂时重新将资源调整到那些需要人的地方去,并调整项目进度,从而使新加人的成员能够赶上进度。同时,要求那些要离开的人员停止工作,进人“知识交接模式”。 总之.当对软件项目期望值很高时,一般都会进行风险分析。不过,即使进行这项工作,大多数软件管理者都是非正式地和表面地完成它。用在标识、分析、管理风险上的时间可以从多个方面得到回报:更加平稳的项目进展过程;较高的跟踪和控制项目的能力;因为周密计划而产生的信心。 四、总结 风险管理意味着危机还没有发生之前就对它进行处理,这就提高了项目成功的机会和减少了不可避免风险所产生的后果。实践经验证明,最成功的项目就是采取积极的步骤对要发生或即将发生的风险进行管理。对任何一个软件项目,可以有最佳的期望值,但更应该要有最坏的准备,“最坏的准备”在项目管理中就是进行项目的风险管理。 软件管理论文:浅析软件项目的质量管理 论文关健词:软件项目 软件质量 软件质量管理 软件项目管理 论文摘要:软件产品是软件项目的最终结果,其功能度和复杂性要比制造业的产品高得多,而且在投入使用后,软件发挥的功效也是其它任何形式的硬件产品所无法比拟的。为了保证软件产品在交付后能够按照用户的需求发挥正常的功效,因此在项目实施过程中进行有效的质量管理是很有必要的。本文结合作者的经历就软件项目中的质量管理做了一些探讨。 一、引言 软件产品是软件项目的最终结果与其相关的质量问题主要来自项目开发过程。但软件是一个纯智力的特殊产品描述软件质量的定义则比描述实际物品质量定义面临着更多的潜在因素。所以保证软件质量比保证设备质量更具挑战性和不确定性。 国际化标准组织Iso在ISOPIEC9126中将软件质量定义为:“反映软件产品满足规定需求和潜在需求能力的特征和特征的总和”。而M .J .Fisher将软件质量定义为:“所有描述计算机软件优秀程度的特性的组合“。目前对软件质量的研究主要从两方面展开:一是软件开发过程的质量保证以过程文档化和管理科学化为内容:二是软件过程和产品的质量评估包括中间产品和最终产品采用软件度量技术作为软件质量特性量化的主要技术。本文将就第一个方面展开讨论通过给出或设计一些符合文档化开发标准的管理规范和文档模板以达到使软件质量满足之前用户对各项功能或性能的精确定义的目的。 二、项目概况及背景 某船厂在信息集成系统CIMS第一期结束后初步建立起企业的基础信息资源的共享平台,并将物资管理与财务管理进行了整合。但在第一期CIMS平台中没有对其涂装生产管理建立相应的系统。为尽快解决涂装生产管理的问题项目组在进行一个月的需求调研后就进入了开发。但是由于前期需求阶段没有细化需求涉众范围太小在开发阶段代码管理松散导致项目在开始不久后就处于一边开发一边继续需求分析细化的状态并伴随不断的需求变更最后在拖期半年后才交付了一个带有隐患的产品而且原定两周的试运行期因为修改不断发现的缺陷也延长为两个月。 在完成涂装项目后,项目组又接到船厂关于开发生产安全监管系统的任务为了避免同样的问题发生和提高软件质量,项目组认为要在软件开发项目过程中引入完善的质量管理,并针对船厂项目特点,结合实际情况重点覆盖需求、编码、测试三个阶段。 三、分析及应对措施 1.定义合适的项目过程 软件过程是指开发和维护软件产品的活动技术和实践的集合。在以计算机网络为基础的现代社会信息化背景下过程管理作为现代企业管理的先进思想和有效工具,随着外部环境与组织模式的变化而变化。因此作为一个好的软件项目过程,必须针对企业和项目的实际情况,确定软件项目运作流程,定义软件功能及相关性能明确各阶段的进入条件和退出条件进行有效的过程控制与管理,在提高软件开发的效率和项目的成功率的基础上进一步保证所开发软件的质量。 在现阶段主流的软件工程过程主要是RUP (Rational Unified Process)和XP (Extreme Programming)。由于新项目的需求明确,并且项目组成员的构成方式是新老搭配,在经过综合考虑后,我们决定采用RUP方法。最后,项目组根据项目实际情况对传统的RUP模式进行按需裁剪,具体方案是将”需求与分析”和‘’设计”两个活动合并为‘’需求分析”,将”配置”和”变更管理”统一纳入’‘项目管理‘’,移除”环境活动‘’环节。 2.明确项目需求 对于任何软件项目过程而言,需求不仅是一个不可避免的环节,也是软件开发的基础。往往用户需求明确变更少的项目的成功率就高而那些用户需求混乱变更频繁的项目几乎从一开始就注定了失败的命运。但是,在现实生活中,用户需求总是在开发进入中后期时,因为各种不同的原因而发生变化。这就给软件项目过程实施带来不确定因素。在涂装项目中,由于前期需求不明确以及随意变更需求,导致项目组在开发阶段不停的返工,进而造成代码质量低下,测试拖期等一系列问题。因此在项目实施过程中,为了保证软件开发的顺利进行和最后交付的产品质量,应该对项目需求变更进行管理。 (1)需求说明书要描述明确详尽。由于与用户沟通的需求人员并不是最后的开发人员,所以有可能导致开发人员对需求说明书的理解与用户真正的意图会产生一定的偏差。另外,当项目在进行到开发(编码)阶段时,由于记忆的缺失,对当初所作的需求说明书的理解也会产生偏差。 (2)要对需求变更进行管理。通常需求分析完成后项目就进入开发阶段,用户可能会因为市场或策略的变化而提出需求变更的要求。此时,若是合理变更则有利于项目实施,但有时所作的变更可能会影响项目整体的设计和开发,造成项目进度的延期。对于这一情况,项目组应该积极与用户沟通,制订需求变更说明书,在双方都认可的情况下方可实施。 (3)在项目开发过程中要尽早明确用户需求,有些内容一时无法确定则应该暂缓该部分的开发,尽量降低因需求变更而带来的风险。 3.代码走查 软件质量在很大程度上依赖于代码质量。在实际环境中对于同一项目而言,由于项目组成员的编程能力、习惯、风格、对需求的理解和个性的不同所开发的代码质量也不尽相同。再加上一些难以预测的人为因素由此带来的隐患将严重影响代码质量最终造成软件质量低下,使得用户无法正常使用并为以后的维护带来更大的工作量和难度。 考虑到项目进度以及实际情况,要进行完整的代码评审不太现实,因此在软件开发过程中可以根据需要引进代码走查。每周在规定的时间内,轮流让程序员讲解其所开发代码的主要部分。这项措施一方面可以从侧面促使程序员本人注意所开发代码的质量,另一方面在走查过程中可以获得他人的意见进一步改善代码效率,使开发成员共享项目实施过程中问题解决的思路和方法同时还可以促进项目组成员之间的交流并加深对需求的理解关注软件开发过程中的各个环节并进行过程改善的讨论,使得软件质量更有保障。 4.进行正式的测试,并形成制度 测试就是对软件产品的检验。软件测试的目的是根据用户需求检查系统是否符合项目合同与任务书规定的要求。项目测试分集成测试和系统测试,主要进行功能测试、健壮性测试性能一效率测试用户界面测试、安全性测试、压力测试可靠性测试安装/反安装测试等活动。测试过程通常在模拟环境中进行。只有通过了上述全部测试的软件,才可以称之为符合用户质量要求的合格的软件。 测试活动要尽可能覆盖整改项目过程,从最初的需求到部署阶段,都应该制订详细的计划并编制相应的文档,如测试计划测试用例文档测试报告等。通过测试活动尽可能早得发现每个阶段中软件存在的缺陷,以方便后续阶段的实施。在这测试活动过程中,我们应该遵守一条基本原则—按照用户需求进行测试。我们即不能为求速度而缩短测试规模,也不能忽视用户需求而提高测试要求。总之一切测试应该符合用户需求。 四、结论 除了上述几个方面外,对于软件产品的质量管理还有其他要考虑的因素,如风险控制、变更管理和配置管理等等。其实,美国软件工程研究所(SEI )开发的软件过程能力成熟度模型(CMMI )和}S09001标准,都着眼与质量和过程管理。而且在组织结构方面,国外成熟的软件企业一般都设有单独的QA (Quality Assure)部门,它与开发部门独立,负责监督流程的执行。但是,对于任何一个具体项目的实施都应制订合适的质量管理方案,不能生搬硬套而这些需要项目经验的积累以及不断的学习新知识。 软件管理论文:浅谈软件开发管理策略 论文关键词:软件项目管理 项目经理 项目计划 论文摘要:在软件项目开发的过程中,软件项目管理的成功与否是决定一个项目是否能够顺利高效率完成的重要保证。但是我国大部分的软件企业在进行项目管理对都存在着各种问题,从而使项目不能顺利有效地完成。文章探讨了在嚼目管理过程里出现的常见问题,并给出了相应的解决策略。 我国软件产业的现状是数量已上规模,但质量亟待提高。在软件项目开发中,发现了一些普遍存在的问题,如项目严重误期、代码质量达不到标准、程序员疯狂工作仍然毫无进展等。本文针对软件开发过程中存在的一些问题,分析这些问题产生的原因,并且提出一些解决方法和管理策略。希望有助于程序员以较少的无用工作开发出高质量的软件,有助于项目以较快的速度圆满地完成。 1软件开发中实行项目管理的意义 项目管理就是在项目活动中运用一系列的知识、技能、工具和技术,以满足或超过相关利益者对项目的要求,实际上就是通过项目各方干系人的合作,把各种资源应用于项目,以实现项目的目标,满足项目千系人的需求,其本质就是对时间、质量和成本的管理。随着软件开发的深入、各种技术的不断创新以及 软件产业的形成,人们越来越意识到软件过程管理的重要性,管理学的思想逐渐融入软件开发过程中,项目开发的管理日益受到重视。 2目前在软件项目管理中存在的误区 现在大多数企业都认识到了在项目中进行管理的重要性,但是仍然有许多企业在实施项目管理的过程中存在着这样那样的误区,主要表现在以下几点。 项目经理不够专业。在软件企业中,缺乏专业的项目管理人员来实施项目管理及担任项目经理,通常被任命的项目经理主要是因为他们能够在技术上独当~·面,但是他们在管理方面特别是项目管理方面的知识比较缺乏。 项目计划缺乏纲领性。项目经理对总体计划、阶段计划的作用认识不足,因此制定总体计划时比较随意,不少事情没有仔细考虑;阶段计划因工作忙等理由经常拖延,造成计划与控制管理脱节,无法进行有效的进度控制管理。 缺乏有效的管理意识。部分项目经理不能从总体上把握整个项日,而是埋头于具体的技术工作,造成项目组成人员之间忙的忙、闲的闲,计划不周、任务不均、资源浪费。有些项目经理没有很好的管理方法,不好安排的工作只好自己做,使项目任务无法有效、合理地分配给相关成员,以达到“负载均衡”。 缺乏有效的沟通制度和机制。在项目中一些重要信息没有进行充分和有放的沟通。在制定计划、意见反馈、情况通报、技术问题或成果等方面与相关人员的沟通不足,造成各做各事、重复劳动,甚至造成不必要的损失;有些人没有每天定时收邮件的习惯,以至于无法及时接收最新的信息。 风险管理意识淡泊。有些项目经理没有充分意识到风险管理的重要性,对计划书中风险管理的章节简单应付了事,随便列出几个风险,随便地写一些简单的对策,对于后面的风险防范起不到什么指导作用。 项目干系人的不确定性。在范围识别阶段,项目组对客户的整体组织结构、有关人员及其关系、工作职责等没有足够了解以至于无法得到完整需求或最终经权威用户代表确认的需求;或者是多个用户代表各说各话、昨是今非,但同时又要求项目尽早交付;项目后期需求变化随意,造成项目范围的蔓延,进度的拖延,成本的扩大。 缺乏项目团队的合理分工。项目团队内部有时由于各阶段不同角色或同阶段不同角色之间的责任分工不够清晰而造成工作互相推诿、责任互相推卸的现象;有时各阶段不同角色或同阶段不同角色之间的责任分工比较清晰,但是各项目成员只顾完成自己那部分任务,不愿意与他人协作。这些现象都将造成项目组内部资源的损耗,从而影响项目进展。 3解决软件项目管理中存在的误区的有效策略 要想解决上面描述的误区,归根到底还是要从管理学的角度入手,即在软件项目的开发过程中加入过程管理的内容,这样我们可以在软件开发中对各个过程的质量加以控制,从而达到保证软件产品质量的目的。为了有效提高管理水平,我们应该努力做到以下几点。 项目经理接受系统的项目管理知识培训是非常必要的,有了专业领域的知识与实践,再加上项目管理知识与实践和一般管理的知识和经验的有机结合,必能大大提高项目经理的项目管理水平。 计划的制定需要在一定条件的限制和假设之下采用渐近明细的方式进行不断完善。提高项目经理的计划意识,采用项目计划制定相关知识、技术、工具,加强对开发计划、阶段计划的有效性进行事前事后的评估。 加强项目管理方面的培训,并通过对考核指标的合理设定和宣传引导项目经理更好地做好项目管理工作。技术骨干在担任项E1经理之前,最好能经过系统的项目管理知识,特别是其中的人力资源管理、沟通管理的学习,并且在实际工作中不断提高自己的管理素质,丰富项目管理经验,提高项目管理意识。 制定有效的沟通制度和沟通机制,提高沟通意识;采取多种沟通方式,提高沟通的有效性。通过制度规定对由于未及时收取邮件而造成损失的责任归属;对于特别重要的内容要采用多种方式进行有效沟通以确保传达到位,例如:除发送邮件外还要电话提醒、回执等,重要的内容还要通过举行各种会议进行传达。 通过学习项目管理知识掌握风险识别、量化、对策研究,反应控制的工具和方法,掌握项目风险管理所必备的知识。通过加强对项目规划中风险管理计划的审核提高项目组的风险管理意识。总结本行业项目中常见的风险及其对策作为风险管理计划中必要的风险内容,并切实评估相应对策的有效性和可行性。 项目的目的就是实现项目干系人的需求和愿望。项目干系人管理应当从项目的启动开始,项目经理及其项目成员就要分清项目干系人包含哪些人和组织,通过沟通协调对他们施加影响,驱动他们对项目的支持,调查并明确他们的需求和愿望,减小其对项目的阻力,以确保项目获得成功。 项目经理应当对项目成员的责任进行合理的分配并清楚地说明,同时应强调不同分工、不同环节的成员应当相互协作,共同完善。 实施有效的项目管理绝非易事,对于软件企业而言,这不是一个小的改变,而是一种变革,企业需要为此付出艰苦的努力,同时,成熟有效的项目管理无疑将对企业起着至关重要的作用,项14管理的水平将是企业核心竞争力之一。 软件管理论文:试谈软件开发项目管理 论文关键词:软件项目管理 项目经理 项目 论文摘要:在软件项目开发的过程中,软件项目管理的成功与否是决定一个项目是否能够顺利高效率完成的重要保证。但是我国大部分的软件企业在进行项目管理时都存在着各种问题,从而使项目不能顺利有效地完成。文章探讨了在项目管理过程里出现的常见问题,并给出了相应的解决策略。 计划软件行业在现在的众多行业里是一个极具挑战性和创造性的行、体现了软件开发者的智慧和汗水,同时软件开发是‘项复杂的系统]:程,牵涉到许多方面的因索,在实际工作中,经常会出现各种各样的问题,甚至会面临失败。如何总结、分析失败的原因,得出有益的教训,对于项目开发人员来说,是在今后的项目中取得成功的关l键。 一、软件开发中实行项目管理的意义 项目管理就是在项目活动中运用系列的知识、技能、工具和技术,以满足或超过相关利益者对项目的要求,实际上就是通过项目各方干系人的合作,把各种资源应用于项目,以实现项日的目标,满足项日于系人的需求,其本质就是对时问、质量和成本的管理。 随着软件开发的深入、各种技术的不断创新以及软件产业的形成,人们越来越意识到软件过程管理的重要性,管理学的思想逐渐融入软件开发过程l}f,项目开发的管理日益受到重视。 二、目前在软件项目管理中存在的误区 现在大多数企业都认识到了在项目中进行管理的重要性,是仍然冉许多企、在实施项目管理的过程中存在着这样那样的误区,主要表现在: 1.项目经理不够专业。在软件企业中,缺乏专业的项目管人员来实施项目管理及担任项H经理,通常被任命的项日经主要是因为他们能够在技术上独当一面,但是他们在管理方面特别是项目管理方面的知识比较缺乏。 2.项目规划缺乏纲领性。项目经理对总体计划、阶段计划的作用认识不足,凶此制定总体计划时比较随意,不少事情没有仔细考虑;阶段计划因工作等理由经常拖延,造成计划与控制管理脱节,无法进行有效的进度控制管理。 3.缺乏有效的符理意识。部分项目绎理不能从总体上把握整个项目,而是埋头具体的技术工作,造成项目组成人员之间忙的忙、闲的闲,计划不周、任务小均、资源浪费。有些项目经押没有很好的管理方法,不好安排的工作J好自己做,使项目任务无法有效、合理地分配给相关成员,以达到“负载均衡”。 4.缺乏有效的沟通制度和机制。在项目中一些重要信息没有进行充分和有效的沟通。在制定计划、意见反馈、情况通报、技术问题或成果等方面与相关人员的沟通不足,造成各做各事、重复劳动,甚至造成不必要的损失;有些人没有每天定时收邮件的习惯,以至=无法及时接收最新的信息。 5.风险管理意识淡泊。有些项目经理没有充分意识到风险管理的重要性,对计划中风险管理的章节简单应付了事,随便列出几个风险,随便地写一些简单的对策,对于后面的风险防范起不到什么指导作用。 6.项目干系人的不确定性。在范围识别阶段,项目组对客户的整体组织结构、有关人员及其关系、工作职责等没有足够了解以至于无法得到完整需求或最终经权威用户代表确认的需求;或者是多个用户代表各说各话、昨是今非,但同时又要求项目尽早交付:项目后期需求变化随意,造成项目范围的蔓延,进度的拖延,成本的扩火。 7.缺乏项目团队的合理分工。项目团队内有时由于各阶段不同角色或同阶段不同角色之间的责仟分工不够清晰而造成工作互相推诿、责任互相推卸的现象;有时各阶段不同角色或同阶段不同角色之间的责任分工比较清晰,但是各项目成员只顾完成自己邢部分任务,不愿意与他人协作。这些现象都将造成项目组内部资源的损耗,从而影响项目进展。 三、解决软件项目管理中存在的误区的有效策略 要想解决上面描述的误Ⅸ,归根到底还足要从管理学的角度入手,即在软件项目的开发过程中加入过程管理的内容,这样我们可以在软件开发中对各个过程的质量加以控制,从而达到保证软件产品质量的目的。为了有效提高管理水平,我们应该努力做到: 1.项目经理接受系统的项目管理知识培训是非常必要的,有了专、I领域的知识与实践,再加上项目管理知识与实践和一般管理的知识和经验的有机结合,必能大大提高项目经理的项目管理水平 2.计划的制定需要在一定条件的限制和假设之下采用渐近明细的方式进行不断完善。提高项臼经理的计划意识,采用项目计划制定相关知识、技术、工具,加强对开发计划、阶段计划的有效性进行事前事后的评估。 3.加强项H管理方面的培训,并通过对考核指标的合理设定和宣传f导项目经理更好地做好项目管理工作。技术骨干在担任项目经理之前,最好能经过系统的项目管理知识,特别是其中的人力资源管理、沟通管理的学习,并Ⅱ在实际工作中不断提高自己的管理素质,丰富项目管理经验,提高项目管理意识。 4.制定有效的沟通制度和沟通机制,提高沟通意识:采取多种沟通方式,提高沟通的有效性。通过制度规定对由于未及时收取邮件而造成损失的责任归属;对于特别重要的内容要采用多种方式进行有效沟通以确保传达到位,例如:除发送邮件外还要电话提醒、回执等,重要的内容还要通过举行各种会议进行传达。 5.通过学习项目管理知识掌握风险识别、量化、对策研究、反应控制的工具和方法,掌揖项目风险管理所必备的知识。通过加强对项目规划中风险管理计划的审核提高项目组的风险管理意识。总结本行业项目中常见的风险及其对策作为风险管理计划中必要的风险内容,并切实评估相应对策的有效性和可行性。 6.项目的目的就是实现项目干系人的需求和愿望。项目干系人管理应当从项目的启动开始,项目经理及其项目成员就要分清项目干系人包含哪些人和组织,通过沟通协调对他们施加影响,驱动他们对项目的支持,调查并明确他们的需求和愿望,减小其对项目的阻力,以确保项目获得成功。 7.项目经理应当对项目成员的责任进行合理的分配并清楚地说明,同时应强调不同分工、不同环节的成员应当相互协作,共同完善。实施有效的项目管理绝非易事,对于软件企业而言,这是一个小的改变,而是一种变革,企、世需要为此付出艰苦的努力,同时,成熟有效的项目管理无疑将对企业起着至关重要的作用,项日管理的水平将是企业核心竞争力之一。 软件管理论文:浅谈软件项目管理的决策支持系统 论文关键词:软件项目管理 软件可靠性 决策支持系统 论文摘要:本文在解释软件项目管理和决策支持系统的基础上,分析出软件项目管理的局限性,进而说明应用软件项目管理的决策支持系统的必要性。最后从软件项目管理的角度来分析决策支持系统的目标,以及软件项目管理的决策具有多级性。 随着现代科技的发展,计算机应用于各个领域的管理,各个领域需要用软件系统扩展和提高自己的业务。针对不同的行业和产业,研制出了不同的项目管理软件。项目管理软件主要完成的项目管理活动分为管理活动和工程活动两类。例如:项目立项评审:评估项目立项条件是否具备,如相关部门移交资料是否齐全,客户信息是否完整,团队成员是否恰当等等;项目计划评审:评估项目计划合理性,是否与公司其他项目资源和运营目标冲突(回款):SCM(项目配置管理、Software Configuration Management):系统管理和项目有关的各类文档和软件版本,确保项目的惟一性资料信息被留存,可随时追溯项目各阶段关键文档记录(例如备忘录)。工程活动包括项目要获得实质性进展必须要做的工作,例如写计划,做需求调研,写解决方案,变更项目范围,项目启动大会,项目例会,项目里程碑会议,项目紧急事件处理会议,项目备忘录,项目验证,项目培训,项目小范围试运行,项目验收报告等等都是工程活动。 软件项目管理能完成若干事情,但是,由于软件开发过程以及应用过程中,诸多因素会造成软件的不可靠性,例如:1.需求分析定义错误。如用户提出的需求不完整,用户需求的变更未及时消化,软件开发者和用户对需求的理解不同等等。2.设计错误。如处理的结构和算法错误,缺乏对特殊情况和错误处理的考虑等。3.编码错误。如语法错误,变量初始化错误等。4.测试错误。如数据准备错误,测试用例错误等。5、文档错误。如文档不齐全,文档相关内容不一致,文档版本不一致,缺乏完整性等。另外程序代码错误,也可以造成软件的不可靠性。程序代码一个最直观的特性是长度,另外还有算法和语句结构等,程序代码越长,结构越复杂,其可靠性越难保证。所以提高可靠性从原理上看就是要减少错误。而决策支持系统(Decision Support System,简称 DSS)正好可以解决这些问题,它能很好的将那些微结构或无结构、不确定和零散的关联因素有机的综合起来,进行分析、比较和定量化,给决策者以支持,减少了决策的主观性。可见,研究并开发一个软件工程项目质量决策支持系统(Decision SupportSystem For Software Engineering Project Quality,简称SEPQDSS)对于软件企业的管理者,对于企业开发出高质量的软件产品,对于企业的长期发展来说都是至关重要和必要的。 这里所说的决策支持系统(decision support system,简称dss)是指辅助决策者通过数据、模型和知识,以人机交互方式进行半结构化或非结构化决策的计算机应用系统。决策支持系统作为一种新兴的信息技术,能够为企业提供各种决策信息以及许多商业问题的解决方案,从而减轻了管理者从事低层次信息处理和分析的负担,使得他们专注于最需要决策智慧和经验的工作,因此提高了决策的质量和效率。 决策的进程一般分为4个步骤:发现问题并形成决策目标、用概率定量地描述每个方案所产生的各种结局的可能性、决策人员对各种结局进行定量评价,一般用效用值来定量表示、综合分析各方面信息。决策支持系统的基本特征:对准上层管理人员经常面临的结构化程度不高、说明不够充分的问题:把模型或分析技术与传统的数据存取技术及检索技术结合起来;易于为非计算机专业人员以交互会话的方式使用;强调对环境及用户决策方法改变的灵活性及适应性;支持但不是代替高层决策者制定决策。 决策支持系统的灵魂是先进的管理思想。一个成功的DSS应用,应该融合了优秀的管理思想,能给应用者提供分析和解决问题的有效的方法论。DSS中所包含的计算机软硬件技术,则是将这种管理思想和方法论具体表现出来,从而让DSS用户在使用过程中能够贯彻这种管理思想、实践这种方法论。组织整体的管理绩效因此而得到提高。这从另一角度说明,应用者必须首先整合自己的管理思路,提升管理意识,明确通过DSS将实现的管理目标,才能开始DSS的实施。 从软件项目管理的角度来讲,决策支持系统的目标是使软件的功能更好地满足客户的要求,并且能在规定的时间内,在预计的资金下,开发出一个高效率,质量和可靠性能够满足要求的软件。具体包括以下五方面:软件功能完备(软件的需求完备),资金控制在计划之内,时间控制在计划之内,软件的效率和可靠性符合要求,人员之间能够合理协调达到最好的效率。 软件项目管理的决策具有多级性。因此,决策制定程序是比较复杂的。一般来说可分为三个层次:第一层,决策路线层,反映了由决策任务的提出、多级决策、批准实施的全过程;第二层,决策工作层,由决策对象进入某一个部门开始,到送出这个部门截止的部门内部处理;第三层,决策分析层,指一个部门内单个决策者或决策小组分析问题所处的环境、确定目标,并提出方案(设计)、评价分析及解决方案抉择和实施反馈的具体步骤。 由此可见,决策支持系统在软件项目管理中的应用是非常必要而且有其重要价值的。 软件管理论文:浅谈软件项目管理中的阶段收尾管理 论文关健词:软件项目管理 收尾管理阶段管理 论文摘要:在实际软件项目管理中,阶段性的收尾管理工作往往不被大家重视,其实阶段管理收尾工作也是非常重要的。本文从阶段评审,文档记录等方面来阐述软件项目管理中阶段收尾管理的重要性 随着计算机和信息产业的发展软件产品的规模也是越来越庞大,随着软件规模的扩大软件人员的增加软件项目管理的复杂性增大,各个软件企业都意识到将项目管理的理念引入到软件开发活动中开始对开发过程进行有效的管理又所谓“IT项目管理”或“软件项目管理’软件项目管理就是为了使软件项目能够按照预定的成本、进度、质量的顺利完成而对成本、人员、进度、质量、风险等进行分析和管理的活动。随着软件开发规模及开发队伍的逐渐增大软件开发活动不再是像过去的几个开发人员就可解决的事情,它需要使用开发规范或开发流程控制来约束每个开发人员、测试人员和维护人员的工作.以保证每个项目组成员按开发计划及进度准时、保质完成自己的任务。软件项目管理的各个过程主要包括二需求管理范围管理任务分解规模估算成本管理进度计划质量计划配置管理计划,风险计划文档管理团队建设,跟踪控制收尾管理项目结束。项目收尾管理作为项目结束前的最后管理工作也显得及其重要一般包括合同收尾和管理收尾两部分。合同收尾就是项目管理人员与客户对照合同一项项的核对审核是否完成了合同所要求的内容是否达到合同所提出的指标或条件也就是我们通常所讲的客户验收管理收尾就是对于项目组内部把做好的项目文档、代码、与客户交流的文件等归档保存对项目中遇到的问题及解决方法、有效的创新技术进行及时地总结,对外宣称项目结束转入维护期把相关的产品说明及技术文档转到维护组。 一、阶段收尾管理 软件项目结束的状态: 1.正常结束。2提前结束3延期结束4暂停。5取消(因变更或不可完成)。软件开发是一项复杂的系统工程牵涉到各方面的因素在实际工作中经常会出现各种各样的问题甚至面临失败。而如何总结、分析失败的原因得出有益的教训.这对一个公司来说则是今后项目中取得成功的关键。 以前会听说过这样的项目:客户验收后项目活动就随之收场,项目资料没有认真归纳总结不是束之高阁就是缺失不全但是当新项目启动时.面对新的项目问题项目组成员才发现:其实这类问题以前也遇到过,但是却无法找到相应的解决方案资料只好再投入人力、时间甚至金钱来重新经历一遍为什么相同的问题会重复出现,究其根源是因为缺少项目总结也就是说没有做好项目收尾工作。那么是不是我们只能等到项目结束或收尾时才能开始进行项目总结文档保存的工作呢:当然不是在软件项目管理的各个阶段我们都可以做收尾管理工作,也就是阶段收尾管理工作。 二、阶段收尾管理的重要性 在实际软件项目管理中.阶段性的收尾管理过程和工作往往不被大家重视其实阶段性的收尾管理工作也是非常重要的。阶段收尾管理工作的重要性主要体现在如下几个方面: 1进度管理中的里程碑每个项目都是由若干个相对独立的任务链组成的软件项目也是如此。只有在任何一条任务链都已经优化的基础上才可能进行系统的全面的优化因此保证每条任务链的效率是整个项目进度完成的前提和基础.只要能保证里程碑事件的按时完成,整个项目的进度也就有了保障。那么我们在里程碑点都来做些什么呢: 在计划好的阶段管理工作中.收集项目的最新信息和数据.并将这些数据与项目计划进行比较,来判定项目的阶段效率,进度是提前了还是落后了,成本是在控制中还是超支了?质量是否符合要求。客户对阶段工作结果满意么,及时总结经验与教训.同时及时发现项目存在的或潜在的问题以便近早采取纠正措施这就是阶段管理工作中的收尾管理,所以说阶段收尾管理是进度中的里程碑是整个项目进度优化的前提和基础。 2沟通管理中的契机沟通是保持项目顺利进行的润滑剂。与传统项目相比软件项目具有较高的技术含量和较大的风险。参与软件项目建设的用户并不都是软件开发专家.他们具有丰富的业务经验但是很少能了解软件开发的技术.随着项目工作进程的深入就会有许多新的问题出现与客户的及时有效沟通更显得尤为重要。软件项目是客户和用户共同面对的项目只有双方的积极参与才能促进项目的成功,而只有进行有效的项目沟通管理才能确保用户的积极参与。一个阶段的项目工作完成后与客户一起就前一段时间的工作进行总结和检查是十分必要的。一方面可以及时了解客户对项目工作的满意程度及时统计、分析客户对项目的意见.为下一阶段工作的顺利进行提供了保障另一方面有些因工作繁忙未能及时签署的文件,也尽快找客户给予签字确认。当双方出现纠纷时,只有双方签字的文字记录才是最有用、最有说服力的证据。 3收尾管理的基础。一个项目阶段的工作刚完成时项目组成员都保留着最新的阶段记录如阶段文档或最新的代码版本这个时候收集起米是非常容易的时间随着人员的变动或者项目的需求变更有些项目成员可能离开了项目组那时再去收集他们保存的文档资料就非常困难了,甚至有些记录永远也找不到了。好多大的软件开发项目跨几年的时间项目经理可能已经换了几任客户的项目主管也换了几位最后项目收尾管理时的文档收集、总结的工作,就是在阶段收尾管理的基础上来确保每个阶段的文档、资料都能按时完整地保存、归档。只有阶段管理收尾提供的数据信息越真实、越准确.才能保证在项目最终收尾时客观评定项目的绩效总结的经验教训和文档资料才有真正借鉴的价值总而言之.作为一个好的项目经理,一定要重视进度中的里程碑事件抓住与客户沟通的契机做好项目阶段工作的总结收尾工作如何做好这些工作呢。也就是要做好项目阶段管理收尾工作。阶段收尾管理工作是保证项目成功的重要管理手段它和项目的其他工作一样应该纳入项目计划并按计划落实。
岩土工程地质勘察论文:工程地质勘察与岩土工程施工的水文地质研 摘要:水文地质研究在工程勘察与岩土工程施工中有着十分重要的地位,本文主要阐述工程地质勘查和岩土工程施工中水文地质评价内容,岩土水理性质,地下水引起的岩土工程危害等问题。 关键词:工程勘察;水文地质;岩土工程;施工;危害 1 工程地质勘察中水文地质评价内容 在工程勘察中,对水文地质问题的评价,主要应考虑以下内容: 1.1 应重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响,预测可能产生的岩土工程危害,提出防治措施。 1.2 工程勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要,查明有关水文地质问题,提供选型所需的水文地质资料。 1.3 应从工程角度,按地下水对工程的作用与影响,提出不同条件下应当着重评价的地质问题,如:①对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中水对砼及砼内钢筋的腐蚀性,重点查明地下水的化学类型。②对选用软质岩石、强风化岩、残积土、膨胀土等岩土体作为基础持力层的建筑场地,应着重评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用。在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉上时,应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性。③当基础下部存在承压含水层,应对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性进行计算和评价。④在地下水位以下开挖基坑,应进行渗透和富水试验,并评价由于人工降水引起土体沉降、边坡失稳进而影响周围建筑物稳定的可能性。⑤其它情况需评价地下水的运动规律,调查因人工开采和各类工程建设引起的地下水补给、径流、排泄条件的改变,水质变异和由此引起的地质环境问题。 2、岩土工程施工中水文地质评价内容 在岩土工程施工中涉及建(构)筑物、矿区坝体、水工构筑物、地质灾害治理山体等,对水文地质问题的评价,主要应考虑如下内容: 2.1建(构)筑物施工中其基础是保证建筑物稳定的前提条件,应重点评价地下水对基坑开挖稳定性的影响,提出防治措施。 2.2 矿区坝体(如尾沙坝、拦沙坝)中矿砂堆积至一定高度,其库内水位增高,静水压力增大,对坝体侧向压力加大,存在垮坝的危险,应重点评价库区内水体对坝体的影响评估,提出相应排渗措施。 2.3 水工构筑物施工,应评价地下水的动态情况、水体对围堰施工的影响,提出防治措施。 2.4 地质灾害治理的山体,需重点评价区域水文地质情况、岩土体的富水性。并提出山体排水措施。 论述地下水在岩土工程施工中的影响,水文地质研究的重要性 1、如矿区内尾矿库的拦砂坝因库内砂体堆积剧增,严重影响至坝体的稳定性,通过水文地质评价,按调查结果采取坝体设置排渗管、集渗井排水施工,排除水体对坝体稳定性的影响。 2、地质灾害治理的山体,像南方地区降水充沛,对多危岩体的山体存在极大的隐患,通过水文地质调查,按评价情况设置排水沟、截水沟也是关键。 3、基坑施工中地下水对基坑开挖支护有着重要影响,水体是引起基坑坍塌的主要因素。地下水改变了土体以及支护结构的应力状况以及受力情况,并弱化了土体自身的物理力学性质和支护结构的支护强度。水文地质评价对基坑施工起至到头重要的作用。 3岩土水理性质 岩土水理性质是指岩土与地下水相互作用时显示出来的各种性质。岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩土重要的工程地质性质:岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形,而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。以往在勘察中对岩土的物理力学性质的测试比较重视,对岩土的水理性质却有所忽视,因而对岩土工程地质的评价是不够全面的。岩土的水理性质是岩土与地下水相互作用显示出来的性质,下面首先介绍一下地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响,然后再对岩土的几个重要的水理性质及研究测试方法进行简单的介绍。 3.1 地下水的赋存形式:地下水按其在岩土中的赋存形式可分为结合水、毛细管水和重力水三种,其中结合水又可分为强结合水和弱结合水两种。 3.2 岩土的主要的水理性质及测试办法:①软化性,是指岩土体浸水后,力学强度降低的特性,一般用软化系数表示,它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标。在岩石层中存在易软化岩层时,在地下水的作用下往往会形成软弱夹层。各类成因的粘性上层、泥岩、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化特性。②透水性,是指水在重力作用下,岩土容许水透过自身的性能。松散岩上的颗粒愈细、愈不均匀,其透水性便愈弱。坚硬岩石的裂隙或岩溶愈发育,其透水性就愈强。透水性一般可用渗透系数表示,岩上体的渗透系数可通过抽水试验求取。③崩解性,是指岩浸水湿化后,由于土粒连接被削弱,破坏,使土体崩敞、解体的特性。④给水性,是指在重力作用下饱水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水的性能,以给水度表示。给水度是含水层的几个重要水文地质参数,也影响场地疏时间。给水度一般采用实验室方法测定。⑤胀缩性,是指岩土吸水后体积增大,失水后体积减小的特性,岩土的涨缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚,失水变薄造成的。 4地下水引起的岩土工程危害 地下水引起的岩土工程危害,主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的。 4.1 地下水升降变化引起的岩土工程危害。地下水位变化可由天然因素或人为因素引起,但不管什么原因,当地下水位的变化达到一定程度时,都会对岩土工程造成危害,地下水位变化引起危害又可分为三种方式: 4.1.1 水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的,其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状;水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响,有时往往是几种因素的综合结果。由于潜水面上升对岩土工程可能造成:①土壤沼泽化、盐渍化,岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。②斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象。③一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。④引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂,管涌等现象。⑤地下洞室充水淹没,基础上浮,建筑物失稳。 4.1.2 地下水位下降引起的岩土工程危害。地下水位的降低多是由于人为因素造成的,如集中大量抽取地下水.采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝,修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降,常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题,对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。 4.1.3 地下水频繁升降对岩土工程造成的危害。地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形,当地下水升降频繁时.不仅使岩上的膨胀收缩变形往复,而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大,进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的渗透,会将土层中的铁、铝成分淋失,土层失去胶结物将造成土质变松、含水量孔隙比增大,压缩模量、承载力降低,给岩土工程基础选择、处理带来较大的麻烦。 4.2 地下水动压力作用引起岩土工程危害。地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱,一般不会造成什么危害,但在人为工程活动中由于改变地下水天然动力平衡条件,在移动的动水压力作用下,往往会引起一些严重的岩土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。流砂、管涌、基坑突涌的形成条件和防治措施在有关的工程地质文献已有较详细的论述,这里不再重复。 5 结束语 综上所述,水文地质工作在建筑物持力层选择、基础设计、工程地质灾害防治等方面都起着重要的作用,随着工程勘察的发展,将受到越来越广泛的重视,切实做好水文地质工作将对勘察水平与岩土工程施工的提高起着极大的推动作用。 岩土工程地质勘察论文:探讨岩土工程地质勘察中地下水问题的重要性 摘要:地下水的勘察工作对岩土工程的勘察具有十分重要的地位和作用。在岩土工程勘察中,必须对地下水水位进行测定,因为水位的高低决定着岩土工程好坏,地下水位高,会引起沙化,漏管的问题,水位低则会引起地表塌陷、地面裂缝等诸多问题。还有一些经常会用到的勘测方法,也需要装也人士的正确运用与青雀的计算,才能使得岩土工程的勘探得到快速有效的结果。本文从勘察地下水位、水位的变化幅度、地下水质等对岩土工程地质勘探中将会出现的问题进行探讨提出了相关的举措。希望能够给更多的工程人士提供帮助。 关键词:地下水质勘察;水位变化幅度;影响 ;措施 在工程勘察和施工过程中,地下水的问题对岩土工程地质勘察有着十分重要的作用,它的勘察需要从多方面入手,包括还要考虑当时的气候温度,地表温度以及地下表层中的上表层与下表层的水位的高低。而且它对对岩土中的物理性质、水理性质和岩土的存在形态都有不小的影响。在我们的城市建设当中,地质勘探对人类有这巨大的贡献,也许有一方土地适合开发楼盘,也许有一方土地适合挖凿隧道,还有适合建造开通地铁的城市,这都离不开对岩土工程地质的勘察,当然了,要想勘察岩土工程的地质,那也绝对离不开对地下水的勘察,地下水的勘察直接影响这其工程的地理位置、地上建筑物的高度、轻重和开发项目等等。所以要重视对地下水的勘测工作,以免引起因地下水问题而导致的工程影响。因此应在勘察岩土工程及时对对地下水质做出评估,为施工方提出有效的建议,避免或减少对岩土工程造成的危害。 一、水位变化对岩土工程的危害 1、 自然环境会对岩土工程造成危害 在之前已经说过,地下水位的变化对岩土工程地质勘查影响颇大。其中天气因素也是一个影响因素,尤其在北方城市,四季温差明显,这就会给测量工作带来诸多不便,自然界的影响因素也应该在测量人员的考虑当中,可是现在有很多人为了节省时间,往往不会把自然温差测算在内,认为只要对水位的测量准确即可,的确,水位的测量很重要,但测量天气的温差、湿度也是必不可少的,这也是为测量地下水的温度,湿度在做铺垫。例如多雨的季节,地下水位会上升。在旱季,地下水位会下降,这也说明了其天然的变化性。然而,人为的影响应该是最为严重的。人为的注水灌溉、或施工等问题,会使地下水位上升,这一上升就会对岩土工程造成影响,会改变岩土的结构,一层一层的慢慢软化,从而引起液化、出现流砂、管涌等现象。地下水位下降也可以是人为的,如打井、抽取地下水用以澡堂、或是开采煤矿之类的行为都会使得地裂、地面沉降、地面塌陷等轻则水源枯竭、水质恶化,重则造成地质灾害, 对岩土体、建筑物的稳定性和人们居住环境有严重的危害。这就需要知道那里是适合建设的,哪里是适合维护的,才能有效的阻止人为的对地表产生的伤害,对城市维护建设产生的不可预计的危害。 2、地下水的勘察不利对岩土工程的危害 想要提高工程地质勘察质量,就得对水文问题进行科学合理的勘察,勘察不能漏掉任何一个死角。首要条件,先要观察周围的地理环境和天气状况,对细节的掌控要具有条理性,包括所在地的气候、湿度、热量等都要按部就班的一一测量。其次,要观察当地的地质环境,主要看当地的地质构造、基建构造等。还要看地下水位的情况,主要包括水位的变化趋势、高低等。最后是隔水层,这样仔细的勘察是为了更好,更合理的进行后续项目,否则必定会造成数据测量不准确,不可靠的现象。 3、地下水动水压力作用对岩土工程造成的危害一般情况下,正在活动的的地下水在正常的状态下压力是较弱的,并不会对建筑物造成危害。但是,施工技术人员在具体实践的过程中,有可能对地下水原本来天然的动力平衡状态进行了人为的干预,做出了一些不正确的或是违反规定测量的行为,使地下水不能在正常的压力作用下正常的形式活动,对于整体的工程质量和施工安全性都有着一定的影响。 二、地下水位对岩土物理力学性质的影响 我们在生活当中经常会看到有些地面裂缝的情况 ,这是因为当地下水位降低时,岩土就会萎缩,造成地面干裂,形成我们所见到的地面裂缝的状态。但当地下水位升高时,有可能造成岩土的松动,这就不利于地面的建设,有可能会加速对地上建筑的破坏。因此,如果是在膨胀性岩土地区进行勘探时应该对地下水的变化规律做出基础的判定与选择,要利用所学的参考值跟经验做出正确的判断。 但当地下水位在发生收缩变化时,就有可能使得地上建筑下沉或造成破坏变形。 三、岩土的水理性质 之前有很多从事水位地质研究的人员光是倾向于研究岩土的物理学性质,但实际上岩土的水理行研究也是不能够舍弃的,岩土的水理性质在与地下水相互作用时,同时能作用得到的各种性质。岩土的水理性质与岩土的物理性质有相等的重要性,应认真分析水理性质。岩土的水理性质、软化性、透水性、崩解性、给水性和涨缩性,这些都是勘察岩土各项性质的重要指标和参考依据。水文地质勘察是岩土工程勘察中不可忽视的问题,在工程的施工前应进行科学的勘察,确定当地的水文条件,制定相关的应对措施确保工程的质量 四、结束语 对岩土工程地质勘查工并不是非常难的,只要计划好工作范围,同脚测量数据,做到认真负责,责任高于利益之上就能保证人们的生命财产安全不受侵害,同时还可以提高岩土工程的施工效率。 岩土工程地质勘察论文:岩土工程地质勘察与基础设计的作用 摘要:作为一项工程的基础工作,岩土工程勘察的工作对象较广,工作范围较大,勘察内容多且复杂。随着岩土工程的快速发展,岩土工程的勘察方法也得到了不断地改善,越来越多的高科技运用于地质的勘察中。由于基础地质对岩体工程勘察具有重要影响。 关键词:岩土工程;地质勘察;基础设计;作用 引言 近年来,随着国内建筑行业的不断发展,建设项目和加工环境的基本设计也是在不断变化,越来越多的建设项目在地质条件极为复杂。传统观念和技术已经难以适应不同地质条件下的基本设计要求,并通过合理的技术手段和措施,创新和完善其道。在现代化建设的基本设计工作,地质调查的合理应用的设计理念,充分证明,以提供更多的便利、丰富的设计技术。 1.工程概况 拟建东苑华都位于江阴市华士镇,穿山河西侧,人民路以北,原江苏龙华集团厂区内。受江苏华西房地产开发有限公司的委托,我江阴市城乡规划设计院勘察室承担了该工程的岩土工程详细勘察工作。拟建建筑物的平面布置方案与地下室情况详见“建筑物及勘探点平面位置图”。拟建工程主要参数和特点见表1: 拟建工程概况 表1 2.场地工程地质条件 2.1 地理位置及自然条件 江阴市位于北纬31041′~320,东经1200~120035′。本地区地处太湖平原北部,是长江三角洲冲积平原的一部分,地形以平原为主,全境地势低平,大部分地区在海拔10米以下,中部、东部有零星分布的低山丘陵,大致来说,全市的地势中部高,四周低。市境南部属古芙蓉湖的一部分,地势最为低平。本地区属北亚热带季风气候,气候温和,年平均气温15.10C,1月份最低,月平均气温为2.40C,7月份最高,月均气温27.70C,初夏有梅雨,夏秋多台风,雨量充沛,年平均降水量1067.4毫米,年水面蒸发量在900mm以下,年陆面蒸发量在700~800mm之间。 2.2区域地质条件 据有关资料表明,江阴位于扬子断块区的江南断褶带内,由晚元古代的变质基底和震旦纪以后的沉积盖层组成。江阴位于常澄中断束的东北端,即称之为江阴断褶带,北西侧为申港中断凹陷,南东侧为青阳-锦丰中断凹陷,在构造形态上表现为断褶隆起,其边界受断裂所控制,常澄中断束带总体构造线方向为北东至北东东向,以泥盆系茅山群及三迭系青龙群为核部,分别组成了本区内的江阴复背斜三个构造带。江阴复背斜为一复背斜构造带,轴部在江阴香山、凤凰山、澄江镇一线,走向由NE450逐渐变为NE650,呈略向NW凸起的NEE向弧形展布。复式背斜两翼产状变化大,北西翼陡,倾角一般在250~600;南东翼较缓,倾角200~400。本区内的第四纪沉积物受基岩构造、长江河道的变迁及海平面的升降控制,可分为长江冲海积平原和山前残积两大类,本场地的第四纪沉积物属长江冲海积平原。 2.3 位置和地形 拟建东苑华都位于位于江阴市华士镇,穿山河西侧,人民路以北,原江苏龙华集团厂区内。勘察期间本工程场地已拆迁推平,由于场地原为龙华集团厂区,局部杂填土较厚;本工程场地有两个工业用井,直径2.6-3.2米,现场施工时需注意。本工程勘察孔口标高4.05~6.12米,最大高差2.07米。 2.4地基土的特征及工程特性评价 拟建场地勘察深度范围内土层属长江中下游冲积相,为第四纪冲积、淤积层,根据野外勘探、原位测试、结合土工试验资料,按其成因、沉积环境及土层的工程地质特性,自上而下共分为七个工程地质层,场地各土层分布详见工程地质剖面图和钻孔柱状图,土层分述如下: ① 杂填土:杂色,结构松散,上部含大量碎石、砖块、混凝土块等建筑垃圾,下部以素填土为主。本次勘察揭露层厚0.50~3.60米,其工程特性差,不宜利用。 ② 粉质黏土:灰黄色,硬~可塑状态,含较多铁锰质物及少量青灰色钙质团块、条带,韧性中等,干强度中高,切面有光泽反应,本层土中等压缩性偏低,中高强度,本次勘察揭露层厚1.70~6.00米,其工程特性好。 ③ 粉质黏土夹粉土:灰黄色,粉质黏土为可塑状态,局部偏软,粉土为稍密~中密状态,含少量铁锰质结核及少量石英碎屑,韧性中等~低,干强度中低,切面稍有光泽。本层土中等压缩性,中低强度,本次勘察揭露层厚4.30~6.50米,其工程特性一般。 ④ 粉质黏土:灰色,可塑状态,含少量铁锰质结核及少量粉土,韧性中等,干强度中等,有光泽反应。本层土中等压缩性,中等强度,本次勘察揭露层厚6.50~9.40米,其工程特性一般。 ⑤ 粉质黏土:灰黄色,硬~可塑状态,含较多铁锰质物及少量青灰色钙质团块、条带,韧性中等~高,干强度高,切面有光泽反应。本层土中等压缩性偏低,中高强度,本次勘察揭露层厚6.60~7.20米,其工程特性好。 ⑥ 粉土夹粉砂:灰黄~灰色,湿~很湿,稍密~中密状态,含大量石英碎屑及云母片,韧性低,干强度低,中等摇震反应。本层土中等压缩性,中等强度,本次勘察揭露层厚5.50~6.20米,其工程特性一般。 3.基础地质在岩土工程勘察中的作用 3.1基础地质的野外踏勘和资料搜集 实践中,野外勘察工作的重要性日益突显出来, 因为野外勘察第一手资料是室内高质量勘察报告的基础。这种一手资料不仅可以了解工程现场的地形、地貌、地层、地质和施工的条件,减少无用功,使勘测保有余地,还能合理化勘察成本,减少施工勘探单位的社会必要劳动时间,增强其相对竞争力。为了使野外的岩土勘察工作高效率、有计划、有目的地进行,应在勘察出发前做好充分的准备工作,工程勘察准备工作的重要性不容忽视,如果不充分,直接影响岩土工程勘察工作的质量。 3.2对基础地质岩土的室内测试 工程基础地质室内测试要解决的问题是岩土样在送达试验室后必须及时进行开样测试,且严格操作规程。例如,对要求饱和的土试样,未达到饱和时间再行测试;岩石固结试验的压力值达不到上覆自重应力与附加应力之和的要求;很多固结测试未按规范要求进行平行测试,导致报告不准确、可靠,甚至与现场数据矛盾,后果便是工程投资的浪费。因此,地质室内试验时应及时并严格按照国家操作规程进行。原状的土、岩样在科学、正确的试验分析方法下,可以测定岩土的物理力学性质,但是必须满足所有条件才有可信度。主要体现在: 原状土、岩样的采取、保管:土和岩石应采用相对应的取样器取样,如软土宜采用薄壁取土器,坚硬的土应采用单动或双动二重管取土器。所取土样的保管要做到,送样及时(尤其是易失水的粉土等)、存放要合理,避免振动、受热;土石样的定性划分:抓住各种土的基本工程地质特性,洞悉各种土的区域分布情况。如膨胀土的特征是液限及塑性指数高、具裂隙,此外,对粉土定名时既要达到塑性指数≤10的指标,还要兼顾粒径 0.075mm的颗粒质量不超过总质量的一半的指标,仅靠前者会造成误判,另外,无论是对粉土进行承载力深宽修正还是液化判别时切勿忘记要依据其粘粒含量数值,因此,粉土的粘粒含量是必不可少的;工程剪切方法的选择:直剪切试验与实际土石体剪切面不一致,差异在于排水条件的控制,按《土工试验方法标准》(GB/T5O123—1999)规定,快剪切试验只适用于渗透系数 4.结束语 岩土工程勘察作为我国工程建设的一部分,虽然取得了很大的发展,但仍有一些理论有待完善。要想提高基础地质在岩土工程勘察中的应用技术,必须严格遵循勘测的程序,科学并有序地进行基础地质的研究改良,如此才能保证工程的正常、有序地实施。 岩土工程地质勘察论文:桥梁岩土工程地质勘察探讨 摘 要 桥梁岩土工程的地质勘察是桥梁工程建设的基础和重点,为桥梁的设计与施工建设提供依据。随着桥梁工程建设的迅速发展,岩土工程地质勘察工作也取得了一定的进步。本文主要在分析桥梁岩土工程地质勘察常用的方法和目前勘察存在的问题,并针对这些问题提出了几点对策和建议。 关键词 桥梁;岩土工程;地质勘察 桥梁岩土工程地质勘察的目的就是为了了解、掌握和解决与桥梁建设工程中存在的与岩土介质相关的问题,是桥梁建设工程中必不可少的部分。只有通过地质勘察才能够了解桥梁工程建设所面临的地质条件和水文地质,进而为桥梁设计提供基础数据,设计合理的施工方案,从而为桥梁建设打下坚实的基础。 1 桥梁岩土工程地质勘察常用方法 地质测绘。这是桥梁岩土工程地质勘察的基础性工作,是对现场地面的地质构造和地表状况进行观察和描述,通过分析地表所表现出来的特征来推断地下的地质状况。 勘探取样。运用物探、钻探等手段对现场进行勘察和取样,通过勘探手段对场地的地质状况进行进一步了解,并对各岩土层进行取样。 试验测试。将取得的岩土样本带回实验室进行室内试验,以获得准确的各项技术指数,如岩土的渗透性指数、岩土的强度指数等。另外对岩土层进行原位测验,即在不脱离岩土本身所处环境的情况下对岩土的性质和特征进行检测。 现场监测。把地质测绘结果和试验检验结果与现场实际状况结合起来,进一步核实岩土工程的性质和存在的问题,主要包括对岩土所表现出来的性状进行监测、岩土对施工产生的影响以及岩土环境影响进行监测。 2 桥梁岩土工程地质勘察工作中存在的问题 2.1桥梁岩土工程地质勘察纲要不规范 桥梁岩土工程地质勘察的前期工作要制定一份较清晰的、有具体要求的、规范的勘察纲要,对勘察的目的和内容要进行详细准确的规定。但是在实际操作中,由于桥梁岩土工程地质勘查涉及到桥梁投资者、桥梁设计者以及桥梁技术顾问等各个方面,是一种相互合作、相互配合的运行机制。但是在目前的岩土工程勘察体制下,没有明确各个部门的义务和权利,不论是投资者、设计者和施工单位都有权利对桥梁岩土工程进行勘察,都会基于自身的角度对岩土工程的地质勘察提出要求,这样就会导致桥梁勘察纲要不明确。另外,现有的岩土工程地质勘察技术标准较多,并且这些标准之间存在较大的差异,这些都会影响桥梁岩土工程地质勘察纲要编制的规范性。 2.2桥梁岩土工程地质勘察技术存在问题 勘察技术包括勘察手段、勘察质量以及勘察报告三个方面。在勘察手段方面,由于许多勘察单位所使用的勘察设备落后、勘察手段单一造成勘察的进度跟不上桥梁建设的速度和要求,如在勘察设备方面,许多单位采用的是立轴式岩心钻机进行钻探,但是这种设备的技术标准落后,不能很好满足勘察要求和取样,同时大多数的勘察人员存在缺乏专业知识技能和技术水平不高等问题。在勘察质量方面,由于我国有着较为明确的工程勘察收费标准,但是建设单位在实际操作中为了节约成本,往往对勘察价格进行尽可能的压低,加上许多勘察单位为企业发展和生存而进行激烈市场竞争,往往出现为了追求经济利益,缩短勘察时间和勘察成本,进而影响到勘察质量。由于勘察质量不高,勘察报告就显得较为简陋,很多勘察报告只是对勘察内容简单的定性描述,没有相应的数据支撑,缺乏定量分析。 2.3桥梁岩土工程地质勘察外部环境恶化 桥梁岩土工程的外部环境主要是指自然灾害和人为环境破坏。由于地质环境进入新一轮的地质活动期,因此地震、滑坡以及泥石流等自然地质灾害加剧,这种不可抗力对岩土工程的地质勘察造成十分严重的影响。另外由于人为的破坏,导致的环境问题也会对勘察工作造成影响,如人们大量的抽取地下水导致的地面沉降,资源的大量挖掘造成的塌方等,都对岩土工程勘察造成不利影响。 3 改进和加强桥梁岩土工程地质勘察工作的措施和建议 3.1规范桥梁岩土工程地质勘察体制 根据相关法律法规和工程技术标准,结合桥梁工程的特点,制定一套合理、严谨的桥梁岩土工程地质勘察体制,对勘察责任、勘察内容、勘察要求、勘察标准和勘察技术等进行明确的规定,明确违反规定的处罚办法,对勘察工作进行规范有效的指导。此外,还要加强对工程勘察的监督和管理,完善监督机制,及时发现问题并采取有效措施进行解决。 3.2优化桥梁岩土工程地质勘察技术 做好勘察工作的前期准备工作,加强现场勘察与相关资料的搜集,更好的了解地形地貌和地质条件。勘察设备方面尽可能的选取精度高、勘察效果好的设备进行工作,采取代表性强的样本;勘察技术不要拘泥于固定的方式和步骤,根据现场实际状况灵活运用理论和方法,另外还要加强对勘察人员知识和技能的培训,提高从业素质。保证桥梁岩土工程地质勘察工作的质量,不能为了眼前利益而缩短勘察时间和降低质量。 3.3提高桥梁岩土工程地质勘察区域环境研究 由于我国地质条件多种多样,桥梁架设在不同的地域所采用的方法和面临的环境是不同的,因此在实际勘察过程中,要加强区域性地质研究,制定相应的勘察技术要求。另外由于桥梁工程建设可能会对区域的土壤环境、水环境和生物等产生负面影响,因此在岩土工程地质勘察工作中要注重环境保护工作。 4结论 随着我国经济的快速发展,各项基础工程建设全面展开。岩土工程勘察是工程建设的基础和重中之重,为建设工程设计提供可靠依据。在实际操作中,要不断总结经验,根据桥梁建设的区位和所在的环境,采用合适的勘察技术进行地质勘察,为桥梁的合理设计和顺利施工建设提供有力保障。 岩土工程地质勘察论文:岩土工程地质勘察 摘要:调查研究地质情况的不同的重点就是地质勘察工作,有助于我国的经济建设和国防建设。在进行地质勘察的工作时,为了提高工作的效率,要了解地质勘查工作的内容。本文阐述了岩土工程地质勘察。 关键词:岩土;地质;勘察 工程概述 某城市某地区居住小区二期工程,整个场地用地面积为58930.00㎡,总建筑面积为19876.00㎡,建筑物高25.00m,局部设有1层地下室,地下室面积19876㎡。受建设单位委托,我院拟对该项目进行岩土工程详细勘察投标活动,建筑物工程重要性为二级,勘察等级为乙级。 1、初步勘察 1.1初勘工作步骤:可按收集资料,工程地质选定隧道线位,工程地质调绘、勘探、试验,资料整理等顺序进行。 1.2收集资料:初勘也应收集已有资料,包括可行性研究报告,取得隧道所在位置的初步总平面。 1.3初勘资料整理:工程地质勘察的原始资料,包括调查,测绘 、勘探、试验等资料,并按有关规定填写,进行复核与检查。提交的资料包括图件,文字等资料要求清晰正确,并符合有关规定和设计文件编制办法的规定。 2、详细勘察 2.1详勘的目的是根据已批准的初步设计文件中所确定的修建原则,设计方案,技术指标等设计资料。通过详细工程地质勘察,为线位布设和编制施工图设计提供完整的工程地质资料.。详勘的任务:是在初勘的基础上进行补充校对,进一步查明沿线的工程地质条件,以及重点工程与不良地质区段的工程地质特征。并取得必需的工程地质的数据,为确定隧道位置的施工图设计提供详细的工程地质资料。 2.2详勘工作步骤:可按准备工作沿线工程地质调绘勘探,试验资料整理等顺序进行,由于详勘工作需在初勘的基础上进一步查明隧道中线两侧的工程地质条件和不良地质区段的主要工程地质问题。因此详勘工作更为详细|深入,最后提交的资料深度应满足施工图设计的需要. 3、工程地质条件简述 3.1地形、地貌 建筑物场地地形比较平坦,局部有起伏,地貌单一,属岩溶孤峰平原亚区地貌。 3.2场地岩土层分布 第①层填土层:杂色,结构松散,均匀性差,高压缩性,成分复杂,主要有碎石、混凝土、碎砖瓦、块石等建筑垃圾组成,该层平均厚2.0m。第②层淤泥质土:黑色,饱和,流塑状态,强度低,具高压缩性,成份为粘性土及砂土,含有机质,具腥臭味,平均0.50m。第③层粉质粘土:粉质粘土硬塑、可塑或软塑状态均有分布,厚度不均匀,一般2~6m,平均约4.0m,但局部有6.0m以上,具软土发育条件。第④层砂土:砂土有细砂、粉砂等,多为稍密~松散状态,厚度不均匀,一般2~4m,平均约3.0m,但局部有4.0m以上,具松散土发育条件。第⑤层卵石层或含粘土卵石:多为稍密~中密、密实状态,厚度不均匀,一般大于3~6米, 平均约5米,具松散层或砂土透镜体发育条件。该层局部分布于基岩面附近。第⑥层灰岩: 基岩面一般埋深5.0~8.0m,局部大于10.0m,局部浅部有溶洞、溶槽(沟)、等岩溶现象发育,岩溶特别发育,地质条件复杂。 4、岩土工程中常采用的钻探方法及其适用条件 岩土工程勘察中采用的钻探方法很多,根据其破碎岩土方法的不同,大致可分为回转钻探、冲击钻探、振动钻探与冲洗钻探等四大类。 4.1回转钻探就是利用钻具回转使钻头的切削刃或研磨材料削磨岩土使之破碎而钻进。又可进一步分为孔底全面钻进和孔底环状钻进(岩心钻进)两种,岩土工程勘察多采用岩心钻进。 4.2冲击钻探就是利用钻具的重力和下冲击力使钻头冲击孔底以破碎岩土而钻进。又可进一步分为钻杆锤击钻进和钢丝绳冲击钻进两种,岩土工程勘察中均有使用。 4.3振动钻探就是将机械动力所产生的振动力通过连接杆及钻具传到圆筒形钻头周围的土中,使土的抗剪力急剧降低,圆筒形钻头依靠自身及振动器的重量切削土层而钻进。 4.4冲洗钻探就是利用上述各种方法破碎岩土,然后利用冲洗液将破碎后的岩土携带冲出而钻进,冲洗液同时还起到护壁和润滑等作用。此法在钻孔灌注桩等岩土工程施工中使用较多,而在岩土工程勘察中使用较少。 5、岩石勘探 5.1勘探与取样 勘探就是采取某种方法去揭示地下岩土体(含地下水、不良地质作用等)的岩性特征及其空间分布、变化特征。取样则是为了提供对岩土的工程特性进行鉴定和各种试验所需的样品。勘探与取样也是岩土工程勘察中最基本和最重要的工作方法之一。 岩土工程勘察所采用的勘探方法主要有钻探、坑探、物探和触探。 5.2钻探 钻探就是利用专门的钻探机具钻入岩土层中,以揭露地下岩土体的岩性特征,空间分布与变化的一种勘探方法。它是岩土工程勘察中所采用的一种极为重要的技术方法和手段,其成果是进行岩土工程评价、岩土工程设计与施工的基础资料和依据。岩土工程地质钻探应符合下列要求:能为钻进的地层鉴别岩性,确定其埋藏深度与厚度。能采取符合质量要求的岩土试样,地下水试样和进行原位测试。能查明钻进深度范围内地下水的赋存与埋藏分布特征。 6、岩土工程地质钻探的特点 一是勘探线网的布置不仅要考虑自然地质条件,还要结合工程的类型、规模与特点。二是钻探的深度一般较小,多在数米到数十米范围内。三是钻孔孔径变化较大,小者数十毫米,大者数千毫米。常用钻头直径为91~150mm。四是钻孔多具综合目的,除了查明地层、岩性、水文地质等条件外,还要进行各种力学试验和采取试样等。五是对岩心采取率要求较高,软弱夹层、岩石破碎带等也应千方百计取出岩心。六是在拟做试验的孔段,要求孔壁光滑平整以便进行测试工作。七是为了了解岩土天然状态下的物理力学性质,要求采取原状岩土试样,以便进行物理力学性质试验。 7、质量保证措施 7.1钻进深度、岩土分层深度的量测误差范围应为±0.05m。终孔口径不得小于0.11m。岩芯采取率:粘性土100%;砂及碎石土不低于80%。保持孔内干净,不允许孔壁坍塌,应随地层变化采取护壁措施(泥浆护壁或套管护壁) 5、地下水位以上必须干钻,不得向孔内注水。准确测量稳定水位。 8、原位测试按作业文件中标准贯入试验作业指导书进行 8.1岩性描述:必须按绘测描述,粘性土应描述其颜色、状态、包含物、结构及层理特征;粉土应描述其颜色、颗粒级配、包含物、湿度、密实度及层理特征;砂土应描述其颜色、颗粒级配、颗粒形状、粘性土含量、湿度、密实度及层理特征。 8.2土样应详细标明孔号、取样深度及野外定名。原状样及水可比样品应封严,防止失水,运输过程中防震等,保证样品质量。土工试验严格按照相关试验规范规程执行。 9、钻探方法应符合要求 一是对要求鉴别地层岩性和取样的钻孔,均应采用回转方式钻进,遇到碎石土可以用振动回转方式钻进; 二是地下水位以上的地层应进行干钻,不得使用冲洗液,也不得向孔内注水,但可以用能隔离冲洗液的二重管或三重管钻进取样;三是钻进岩层宜采用金刚石钻头,对软质岩石及风化破碎岩石应采用双层岩心管钻头钻进。需要测定岩石质量指标时,应采用外径为75mm的双层岩心管钻头;四是在湿陷性黄土中,应采用螺旋钻头钻进,或采用薄壁钻头锤击钻进,操作时应符合“分段钻进,逐次缩减,坚持清孔”的原则。 10、结束语 综上所述,一是安全生产,认真落实安全工作责任制,项目部设专职安全员,定期和不定期检查安全,发现事故隐患及时妥善解决。各种劳动保护用品应配置齐备,进入工地必须配戴安全帽。施工现场禁止与工程无关人员进入。不准在勘察作业现场打闹,不准酒后上班。严禁赤膊、赤脚进入工地,严禁从钻探三角架下过往。二是文明施工,施工中应做必要的宣传,特别注意周边环境污染及清洁卫生,不乱倒生活垃圾,工作中不造成环境污染。 岩土工程地质勘察论文:工程地质勘察与岩土工程技术发展现状与展望 摘要:上世纪八十年代岩土工程勘察体制逐渐形成,而岩土工程技术是指在工程建设过程中对岩石或图的利用、整治或改造的科学技术。而作为岩土工程中比较重要的技术环节岩土工程勘察能够为岩土工程的实施做好准备工作。本文笔者结合相关经验,论述了工程地质勘察与岩土工程技术的发展现状,基于此展望了工程地质勘察与岩土工程技术未来的发展。 关键词:地质勘察、岩土工程技术、现状、展望 一、前言 岩土工程勘察体制始于上世纪八十年代,现阶段,岩土勘察技术的重要性日渐凸显出来。岩土勘察是岩土工程技术中的重要组成部分,直接关系着岩土工程的造价、质量和安全使用周期,通过先进技术和先进设备的引用,岩土勘察技术将更能满足超高层建筑和基础建设项目工程的要求。 二、工程地质勘察与岩土工程技术的发展现状 1.工程地质勘察的发展现状 (1)岩土参数难于确定 大多数岩土体受力状态复杂,是非均质、各向异性的,难以直接观察和检查,岩土设计参数就难于确定。如对粉土的划分,粉土试验复杂,经常会出现塑性指数的误判现象;粗颗粒土、残积土和风化岩等这些岩土层,难于取到原状岩土样和进行室内室外试验,其参数确定亦比较困难。 (2)工程地质测绘不到位 工程测绘是岩土勘察的基础工作,主要是观察、分析和推断地质性质,为后续勘测工作提供依据。由于测绘工作的技术性措施不够,会存在对岩土体和岩石风化层厚度分析不够,对软弱结构面和地质构造、地质形态的界定不准确等情况,这样会导致地形地貌、断层、地层界面、风化程度等资料离散,不能充分显示地质特点。 (3)监察机制不完善 《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)规定:“搜集附有坐标和地形的建筑总平面图,建筑物的性质、基础形式、规模,荷载,结构特点、埋置深度和地基允许变形等资料”。但因为缺乏系统的、完善的监理监察机制,使得不规范岩土勘察现象存在,勘察时不参照设计要求不依据建筑物实际荷载等,导致勘察报告深度、广度和精确度难以满足要求。 (4)勘测的数字化水平低 如果技术条件欠成熟欠规范,那么数字化的某些设计系统环节就会有失连贯和精准。岩土勘察提供的勘察信息资料一般以表格、文字、图片等形式呈现,描述偏向于定性内容,数字化程度低,就会造成勘察资料理解、处理、运用上的难题。 2. 岩土工程技术的现状 岩土工程起源于二十世纪六十年代的欧美国家,它是在土木工程实践中建立起来的一种新的技术体制。岩土工程研究解决岩体与土体工程问题,包括地基与基础、边坡和地下工程等问题。 就勘察现状的情况来看,“只认识自然而不能改造自然”“只提出问题而不去动手解决问题”。只局限于“地质资料”,虽然也对“勘查报告”提出一些很抽象宏观的观点,但对于设计是否合理,施工后效果怎样,却少有人认真探讨过,而只对基础工程的效果和工程质量的好坏、成败负一定责任。这可以看出许多地质勘察人员在提高岩土工程技术水平上没有责任感、紧迫感。结果是勘察资料的水平、深度和质量一直都在原有的基础上重复,却无突破。 从设计方面来看,就岩土工程体制的做法,岩土工程师发挥很大的作用,不但要提供基础设计基准,而且要决策工程方案,结构工程师通常都要采纳听取岩土工程师的意见。但目前国内的做法却是:结构工程师是基础方案的制定者和决策者,他不直接对岩土进行勘查测试,有些对复杂场区无直接认知者,仅仅根据“勘察报告”的资料进行基础工程设计,就很难提出既合理安全又经济的方案来。然而,为了保险起见,设计师就采取加大安全系数的方法,这样既不经济,还会导致不安全因素。 从施工角度来看,由于把勘察,设计,施工三个方面分开来,因此勘察人员对开挖基坑检验的工作没有明确责任,如果有补充试验工作也不会主动去做。所以基础工程施工和建筑物竣工后的表现性状监测,勘察人员也不再负任何责任.在这种脱节的情况下,基础工程施工技术的发展和提高就很难进行下去。 我国岩土工程技术发展如此缓慢,原因有二:第一是在人才培养上存在缺陷,造成岩土工程技术人员奇缺。另一条是体制上的弊端,把一个完整的工程体制比如勘察、设计和施工分开来。近些年,在工程建设越来越多的情况下,人们也意识到把勘察、设计和施工人员统一在一条战线上,更有积极的岩土勘察人员仅仅在公司名称上下功夫,把 “工程地质勘察公司”更名为“岩土工程公司”的现象。但由于知识面不够,只懂勘察不懂设计 ,岩土公司最后还是停留在勘察和施工方面。 三、关于工程地质勘察与岩土工程技术发展的展望 1. 岩土勘察秩序将会更加规范 因为岩土勘察的工作比较复杂,它可能会同时涉及很多方面的测量工作,所以如果每一项测量工作都由单一的部门进行就会使得勘察的效果比较低,同时如果不加规范还可能使得勘察的工作进行的比较混乱。随着岩土技术的发展需求,岩土勘察的工作在未来必定会对勘察过程进行规范,主要是对勘查中的各个工序进行规范,确保在多个工序同时进行时的勘察不会混乱的同时保证勘察结果。只有这样才能使得勘察效率得到提高使得勘察工作更加科学化。 2.岩土工程勘察将向数字化方向发展 数字化的发展已经使得现代化的设备取代落后的生产设备,新设备的运用在生产中起到了不可磨灭的作用。岩土工程中的岩土勘察在未来肯定也会朝着现代化的方向发展。岩土工程中的岩土勘察需要对很多东西进行测量,与此同时会产生大量的数据,传统的陈旧工具已经不能满足这些需求,所以在现代的岩土勘察中已经出现了用红外线进行勘察的技术,这些先进设备在岩土勘察中的应用使得勘察结果更加精确,同时提高了勘察工作的效率,大大节省了人力物力。随着科学技术的不断发展,对岩土工程中的岩土勘察必定会加大投入研究的力度,可以想象在未来一定会有更多数字化的设备满足勘察的需求。 3. 岩土勘察监理机制将会更齐全 不健全的岩土勘察监理机制会影响施工计划。因此,为提高岩土勘察的效率和质量,岩土工程部门需要全程监理岩土勘察的全过程,但仅仅这样是不够的,还需要严格监控岩土勘察工作的每个工作阶段,进一步健全岩土工程勘察机制,同时随着监理机制的齐全,对岩土工程勘察监理力度的加强,岩土勘察过程中出现的种种不良现象将会被制止,这样不仅岩土勘察的工程质量和效率会被显著提高,而且又促进了岩土工程中各个环节的实施,保障了岩土工程的施工进度。 4. 岩土工程勘察员素质将会越来越高 岩土勘察工作的专业性很强,所以勘察人员的素质在一定程度上决定了勘察工作的质量,为了满足岩土工程的需求,必须加强对岩土勘察人员的素质培训工作,从而提高人员素质,同时勘察人员在进入实际勘察工作之前要经过长时间的实习期,才能正式进行勘测工作。另外,有关岩土勘察方面的法律法规也必须加紧健全,从而为勘察工作的顺利开展提供依据。只有通过这两方面的改善,勘察人员才能更好的在工作岗位上工作,同时统一的规范使得勘察人员的技术水平得到了统一,从而使得勘察结果也更加统一。勘察人员的素质提高了,也会改善勘察工作中的不足现象,提高了岩土工程的经济性。 四、结语 综上所述,岩土工程是国家各项建筑工程的前提,对国家基础设施的建设具有重要的意义。岩土工程建设中最重要的环节是岩土勘察,并且根据建设程序基本的要求,各项工程建设在施工设计前必须进行岩土工程勘察,以保证工程整体质量,更好地为国为民服务。 岩土工程地质勘察论文:探讨工程地质勘察中地下水对岩土工程的危害 摘 要:本文笔者根据多年的实践经验,分析了地下水对岩土工程的危害等问题,并主要阐述工程地质勘查中水文地质评价内容以及需要的注意事项,以供相关工作人员参考。 关键词:地下水岩石工程危害 一、前言 总所周知,在自然界中地下水的各种变化以及运动的现象被称之为水文地质。其主要的研究内容是地下水的形成以及分布的规律,研究地下水的屋里性质以及化学成分,研究地下水资源及其综合利用,同时也研究地下水对工程建筑以及矿山开采的不良影响及其防治的措施。在工程项目的设计、勘察以及施工当中,水文地质问题是工程项目勘察的重要问题,也往往是容易受到忽视的问题。工程地质与水文地质之间具有密切的联系,二者之间相互联系相互作用,在工程项目的实际勘察过程中,由于较小使用到水文参数,水文地质的问题往往不被重视,而仅仅作为一般性的评价,由此容易由于地下水的各种变化而引发岩石工程的危害问题,例如诱发水库的地震、导致岩溶的渗漏,影响坝基以及坝肩的稳定性问题和枢纽区深层承压水问题等等。 二、地下水对岩土工程的危害 1.地下水上升而形成的对岩土工程的危害 从地下水升降变化方面来看人类活动因素方面讲,使得潜水位上升的原因如下:工业废水的排放、工程建筑施工用水点的地下渗透、生活污水的渗透、农作物灌溉用水的渗透等等;从水文气象因素方面来讲,有以下集中因素会导致潜水位的上升:降水量的增加、气温的升高导致的河流汛期的到来等等,这是是对地下水动态影响最为普遍的因素;从地质因素方面来讲,含水层土壤的渗透性、地震等等都会使地下水的水位受到影响。因而,我们认为地下水水位的上升是众多因素综合的结果。它会对岩土工程引起以下几种危害:①使土壤受到地下水的浸泡而形成沼泽或者被盐渍化,同时,由于地下水会对建筑进行腐蚀,使建筑物的耐久性受到影响;②地下水的上升使土壤中含水量增加,加大了土壤的重量,在一些斜坡、河岸地区极易发生一些不良地质现象,例如滑坡、崩塌等,使地质灾害的发生率增加;③地下水水位的上升导致一些粉细砂、粉土的含水量超过饱和而被液化,极易导致土壤颗粒被渗流带走而形成管涌和流砂现象的产生;④地下水水位的上升使得一些岩土受到水的侵蚀、水解、浸泡而被软化,导致建筑物抵抗剪切破坏的极限能力降低等。 2 地下水升降变化引起的岩土工程危害 通常,人为因素是地下水水位下降的主要原因,导致地下水水位下降的人为因素如下:对地下水的大量抽取、在河流的上游筑坝导致下游地下水水位下降等等。地下水水位的下降会导致以下几种岩土工程的危害形成:一,由于地下水位的下降,而导致地表受到的地下水的浮力减小,从而导致地质灾害的发生,例如地面塌陷、地裂缝等,影响建筑物的稳定性,使得人类的生命、财产的安全受到威胁;二,对水资源的浪费和无节制的抽取地下水,导致水资源的枯竭、水质的恶化,恶化了生态环境,严重地威胁着人类的生存居住环境等。地下水位变化可由天然因素或人为因素引起,但不管什么原因,当地下水位的变化达到一定程度时,都会对岩土工程造成危害,地下水位变化引起危害又可分为三种方式:①水位上升引起的岩土工程危害,潜水位上升的原因是多种多样的,其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状;水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响,有时往往是几种因素的综合结果。由于潜水面上升对岩土工程可能造成:土壤沼泽化、盐渍化,岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象。一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂,管涌等现象。地下洞室充水淹没,基础上浮,建筑物失稳。②地下水位下降引起的岩土工程危害,地下水位的降低多是由于人为因素造成的,如集中大量抽取地下水.采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝,修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降,常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题,对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。③地下水频繁升降对岩土工程造成的危害,地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形,当地下水升降频繁时,不仅使岩上的膨胀收缩变形往复,而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大,进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的渗透,会将土层中的铁、铝成分流失,土层失去胶结物将造成土质变松、含水量孔隙比增大,压缩模量、承载力降低,给岩土工程基础选择、处理带来较大的麻烦。 三、工程地质勘察中水文地质勘察过程中需要注意的事项 1. 在工程地质勘察中水文地质勘察的基本要求方面应进行明确要求 ①查明相关的水文地质条件:a区域性气候资料,如降水量、蒸发量、历史水位、水位变化趋势;地下水补给排泄条件、地表水与地下水的补排关系及对地下水位的影响。b主要含水层的分布、厚度及埋深,各含水层和隔水层的埋藏条件、地下水类型、流向、水位及其变化幅度;通过现场试验测定地层渗透系数等水文地质参数。c场地地质条件下对地下水赋存和渗流状态的影响。d是否存在对地下水和地表水的污染及其可能的污染程度。② 水文地质问题评价内容:a查明地下水在天然状态及天然条件下的影响,分析预测在人为工程活动中地下水的变化情况,及对岩土体和建筑物的不良作用。b按地下水对工程的作用与影响,提出在不同条件下应当重点评价的地质问题并提出防治措施。如对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中水对混凝土及混凝土内钢筋的腐蚀性;对选用软质岩石、强风化岩、残积土、膨胀土等岩土体作为基础持力层的建筑场地,应着重评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用;在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉土时,应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性。c密切结合建筑物地基基础类型(如基坑工程、边坡工程、桩基工程)和施工需要,查明有关水文地质问题,提供所需的水文地质参数。 2 对工程勘察中水文地质参数的测定给予足够的重视 ① 地下水水位的测定,在工程地质勘察中,凡遇含水地层时,均应测定地下水位。其中静止水位的量测应有一定的稳定时间,其稳定时间按含水层的渗透性确定,需要时宜在勘察结束后统一测静止水位;当采用泥浆钻进时,测水位前应将测水管打入含水层中 20cm或洗孔后量测;对多层含水层的水位量测,必要时应采取止水措施与其他含水层隔开。② 测定地下水流向可用几何法,并同时量测各孔内水位,确定地下水的流向。地下水流速的测定可采用批示剂法或充电法。③抽水试验应符合抽水试验方法可根据渗透系数的应用范围具体选用不同的方法;抽水试验宜三次降深,最大降深应接近工程设计所需的地下水位降深的标高;水位量测应采用同一方法和仪器,读数时对抽水孔为厘米,对观测孔为毫米;当涌水量与时间关系曲线和动水位与时间的关系曲线,在一定范围内波动,而没有持续上升和下降时,可认为已经稳定;抽水结束后应量测恢复水位等规定。 四、结语 终上所述,虽然水文地质和工程地质二者之间存在着极其密切的关系,然而,在工程勘察的一系列活动中,水文地质问题十分容易受到忽视。作为岩土体的一个组成部分,地下水对岩土体工程的特性起着直接影响的作用,同时作为基础工程的环境,它对建筑物的稳定性和耐久性有着直接影响的作用,因而,我认为工程勘察中的水文地质勘察是极为重要的活动。 岩土工程地质勘察论文:高层综合楼岩土工程地质勘察的综合评价 摘要:作为建筑工程施工前的基础工作,岩土工程勘察所提供的数据为建筑工程的设计以及施工起到了关键的作用,本文首先分析了岩土工程勘察的必要性以及意义,在此基础上,结合工程案例,详细的介绍了搞成综合楼岩土工程地质勘查的内容。在分析水文地质以及地层土性的基础上,对高层综合楼岩土工程地质勘查给以了综合判断和评价。 0 引言 建筑工程地质勘查的主要目的是为了查明建筑施工现场及其附近是否存在对建筑物产生影响的不良地质因素,勘察的内容包括明确施工场地的底层时代、结构、岩性以及具体分布情况,此外,还需要对施工现场的地下埋水条件以及其腐蚀性做出科学的评价,在明确地质情况的基础上,采取科学合理的地基应对措施来保证建筑物质量要求。现场勘察工作本身必须遵循相关抗震以及勘察设计要求,通过结合建筑物的各项性质,采取多种方法如井探、钻探等进行综合勘察与评价,确保各项数据的准确性、合理性以及科学性,从而为建筑工程的基础设计提供科学的参考依据。 1 岩土工程勘察的目的及意义 1.1 岩土工程勘察的目的 岩土工程勘察在工程建设中起到了重要的作用,它是各项工程建设前提,没有对岩土进行勘察,就不能进行接下来的工程设计以及施工环节。岩土工程勘察的目的是为了确定拟建工程场地的地质情况,经过对地质进行分析,从而为接下来的工程设计、施工环节提供场地的各项地质参数,并通过运用一些勘察测试手段及方法,对拟建工程场地进行调查,通过分析,判断出修建某种工程所需要的地质条件要求,并确定此工程建设过程中对自然环境可能造成的影响。除此之外,通过岩土工程勘察,可以采取相应的措施,保证地基在施工过程中不至于产生过大的沉降变形。最后,岩土工程勘察能够为工程的基础设计以及施工提供地基加固所需要的各种岩土工程资料。 1.2 岩土工程勘察的意义 岩土工程勘察通过运用岩土工程的技术及方法,分析及评价拟建工程场地的地质环境特点以及岩土工程条件。岩土工程所涉及的专业很广,它综合了气象、水文、岩土力学、地质学、工程学、化学以及环境学等学科,从这个方面来讲,岩土工程是一门及其复杂的学科。目前,我国对岩土工程学科的研究还比较浅,对岩土工程需要用到的仪器及设备也比较短缺,正因为如此,我们所采用的岩土工程勘察技术还比较落后。受地理位置的影响,我国的地质灾害的发生频率比较高,同时,岩土工程所遇到的问题极其复杂多样。进行各种工程建设前,我们必须对拟建工程场地的地质情况进行测定,确定该场地的各项地质参数,一旦遇到不良工程场地情况,可以提前采取措施以避免地质灾害的发生。在投资所占比重方面,岩土工程勘察所占的比重很低,但是却能够为接下来的工程设计、施工提供可行的依据以及指导意见,这样能够充分利用一些有利的条件,尽量避免不利的条件,从这方面来讲,岩土工程勘察在一定程度上降低了工程的后期费用开支。综合以上内容可以得出岩土工程勘察在工程建设中起着重要的预防及指导作用。 2 工程概况 江西某高层综合楼工程,主体建筑22层,高度80.5米,地下3层,裙房4层,建筑面积为36780.8平方米,工程的基础结构为钢筋混凝土-剪力墙结构框架。为了得到该建筑的详细地质情况,采用钻探以及物探等勘探技术,对该工程的地质进行勘察。图1是勘察专控的平面布局图。 图1 工程勘察钻孔平面布局图 3 施工场地土质类型及场地类别分析 3.1 建筑施工场地的类别 在实际岩土勘察中,常采用瑞利面波法在ZK4、ZK5、ZK7等钻孔中进行压缩波波速的测定。计算出剪切模量和泊松比,根据结果对场地的类型机型划分。最后计算出场地的卓越周期。 经计算,场地土层的平均波速Vsm为:ZK4为4920m /s; ZK5为491 m /s; ZK7为472 m /s。表明Vsm均在250 m /s~550 m /s的允许范围内,根据《GB500112008》的相关规定,表明该施工场地土质类型为中硬类型,建筑场地的类别为Ⅱ。根据相关计算公式,我们可以得出地基的卓越周期分比为:ZK4为0.30 s, ZK5为0.29 s, ZK7为0.32 s。其卓越周期在0.29 s~0.32 s的范围内。 3.2地基基础持力层设计参数值原与建议值 岩土各物理学参数的确定,必须在进行完动探试验以及土工试验后,其设计参数的建议值见表1。 表1地基基础设计参数建议值 4工程地质勘察结果分析与判定 在建筑施工区域内没有的证以及构建断裂情况,因此从地壳的稳定性来看,该建筑区域内属于稳定区域。在开挖范围内,主要以中密层底层为主。 4.1 地基的均匀性评价 (1)按照地基持力层坡度评价结果,其持力层坡度小于2度,建筑物地下室内顶板的深埋度为80米,天然基坑开挖深度为10米,在这一开挖深度,土体主要以中密的砂卵石为主。但是在实际的勘察中我们发现,场地内还分布这较为明显的砂层,埋藏的深度约在9.5-26.8m之间,厚度在0.65-2.12m之间,因此确定该地基为均匀地基。 (2)按照压缩层的摸压缩量勘察结果,确定地基土的均匀性主要靠建筑物的四个钻孔在基础宽度上、压缩范围内以及压缩模量方位内,通过对相关数据进行加权平均处理进行评价。具体的分析结果见表2。 表2 按压缩层内各土层的压缩模量评价地基土的均匀性分析表 4.2 地基土的沉降性分析 根据地基土的沉降量计算公式: 按上式对地基土的沉降量以及横向倾斜值进行计算,计算结果见表3。 表3 地基土沉降量及基础横向倾斜值 从表3中可以看出从基础横向倾斜均小于基础的允许倾斜。 5 结语 综上所述,本工程布置勘察工作量较为适度,并采用多种原位测试和室内试验手段,查明了岩土结构、地基土工程性能及波速等有关数据、地下水赋存条件以及水文地质参数,满足了设计和岩土分析评价的要求。 岩土工程地质勘察论文:论岩土工程地质勘察技术 摘要:目前,我国经济在随着快速的发展,而城市建设的速度也随之前行,尤其在岩土工程当中的勘察技术也在不断的革新与进步,并成为了工程建设的一个先导,有着重要的作用。本文主要针对在岩土工程当中应用的勘察技术,并且通过在勘测的主要程序,以及科学研究勘察的技术,从而确保工程的顺利进行。 关键词:岩土工程基础地质勘察技术 在我国的基础建设性工程当中,由于地质勘察技术是作为主要的程序,并且在施工之前必须要仔细的做好地质勘察工作,从而科学全面的为工程提供一个合理的勘察条件,以及技术帮助。 一、对于基础地质勘察的具体概述 (一)、现阶段,由于在工程地质的勘察工作当中,对于岩土工程的勘察技术已经得到了显著的发展,也有了一定的提升,同时,在岩土工程的勘察技术当中,其主要的测试设备、勘察方法、仪器以及相应的技术都具有日新月异的提高。然而,在岩土工程当中,由于要求的勘察技术已经不仅仅是传统应用手段和方法,必须要面对更多的技术考验,对此,我们必须要应用更为有效、更为科学的方法进行解决。而基础地质所要针对的就是调查区域地质以及研究基础地质,它可以为岩土工程充分的提供一份原始的地质资料,并且在一定程度上达到了技术要求也降低了勘察成本。 (二)、在一般的岩土工程当中,对其勘察的目的就是为了全面了解岩土工程在基础地质的主要情况、设计要求、地质勘察的结果、岩土的各项工程参数等方面,而勘察报告质量的好坏则会直接影响到工程的造价以及安全性,所以,它是非常重要的一项内容。而对于其中的岩土参数,它的科学依据不仅只是联系在基础设计的经济性方面、安全性,并且也包括了工程可行性的论证。 (三)、在岩土工程当中,对于工程勘察主要包括在现场的钻探、室内的试验、对于原状土进行取样,以及在现场原位的测试方面等,所以必须要严格控制在工程勘察当中的每个环节,并按照国家的相关标准规定执行。此外,也应结合具体的施工经验,从而确保勘察依据的可靠准确性。由于可靠的勘察报告必须要达到国家的规范要求,并且在一定程度上要客观真实的反映出现场的地形地貌、岩土的性质、地质的构造、地层、地下水,以及地质的副作用等方面,同时也应科学合理的对岩土工程进行准确的评价分析,从而提供一个可靠的岩土工程的建设参数。 二、地质在岩土工程勘察的应用 对地质岩土的室内测试工程地质室内测试的主要问题是地质岩土样送达试验室后未及时进行开样测试,或不按操作规程要求进行试验操作。例如,对要求饱和的土试样,未按规范要求达到饱和时间再行测试;岩石固结试验的压力值达不到上覆自重应力与附加应力之和的要求,但很多固结测试并未按规范要求进行平行测试,提供的岩土勘察报告的准确、可靠性较差,经常出现与现场数据矛盾的情况,有时会造成工程投资的浪费现象。因此,地质室内试验时应及时将送达的地质岩土样进行开样测试,并严格按照国家各种操作规程要求进行试验操作。 岩土的室内试验可以测定岩土的物理力学性质指标,但这是建立在原状的土、岩样和科学、正确的试验分析方法基础上的,脱离其中任何一个方面都会大大削弱试验指标的可信度。主要体现在:原状土、岩样的采取、保管。不同的土和岩石应采用相匹配的取样器采取样,如软土宜采用薄壁取土器,坚硬的土可采用单动或双动二重管取土器。所取土样要妥善保管,这样要及时(尤其是易失水的粉土等)、存放要合理,避免使土样振动、受热;土石样的定性划分。要对各种土的基本工程地质性质加深理解,掌握各种类型土的区域分布情况。如膨胀土的特征是液限及塑性指数高、具裂隙,而且在50 及100kPa 压力固结试验时会出现百分表测出的变形量小于同级荷载作用下的仪器变形量的情况(因我国膨胀土的膨胀力一般在50~100kPa 之间)。此外,对粉土定名时不能只重视塑性指数≤l0 的指标,还要注意粒径 O.075mm 的颗粒质量不超过总质量的50%的指标,若仅按塑性指数划分必然会造成一些误判,另外,对粉土进行承载力深宽修正和液化判别时均须根据其粘粒含量数值来进行计算,因此,地质中粉土的粘粒含量是必做的工作工程剪切方法的选择。直剪试验剪切破坏面与实际土石体剪切破坏面不一致,剪切时排水条件不易控制,按土工试验方法标准》(GB/T50123—1999)规定,快剪试验只适用于渗透系数 三、基础地质的野外踌勘和资料搜集 工程勘察人员逐渐认识到野外勘察工作的重要性,意识到野外勘察第一手资料是室内高质量勘察报告的基础。野外勘察和相关基础地质资料的搜集不仅可以帮助施工技术人员了解工程现场的地形、地貌、地层、地质和施工的条件,减少勘探工作的盲目性,减少无谓工程量的增加,做到勘测的有的放矢,还能使勘察成本科学、合理,增强施工勘探单位的相对竞争力。 岩土工程勘察工作主要在野外现场进行,为使工程现场的工作有计划、有目的地进行,避免工程窝工和返工,应在勘察出发前做好充分的准备工作,工程勘察准备工作是岩土工程勘察的重要前提和内容。准备工作做得是否充分,直接影响岩土工程勘察工作的质量、进度见表1。 表1 工程勘察工作调查的主要内容 资料名称 选址 初勘 详勘 地形图 区域 1/l000~1/5000、带坐标 大比例足、附建筑总平面布置图、带坐标 建筑物 性质、用途、平面尺寸、层数、高度、结构形式、荷栽大小、有无地下室及深度 可能采取的基础形式、尺寸、埋深、地基允许变形等资料 已有资料 区域地质、地形地貌、地裳、矽产等 邻近钻孔及试验资料、建筑经验 现场条件 历史变迁、故河道、塘沟、井、坟、填土等 地下管道、结构物、地下电缆、水管、煤气管位置 原始基础地质资料的获取,岩土工程勘察一般时间短、任务重,获取准确、全面的原始资料是岩土工程勘察中最基本的工作,任何误判和假象均会直接影响工程勘察的质量主要体现在以下几方面:工程野外勘察地层的划分应尽量详细、科学。按岩土的颜色、状态、湿度甚至钻进程度的难易,岩心采取率等不同指标进行详细的划分,这些为勘察工作室内资料整理提供最详实的编录地质资料;对多钻机共同作业情况,应首先集中技术人员勘探l~2 个钻孔,统一勘察编录形式,避免野外勘察资料的分层、定性、描述等难以统一,给勘察资料整理带来困难;勘察工作的原位测试应严格按规范进行。静力触探试验时为减少零漂应定深调零,尤其是在施工区域的气温与地温相差较大的季节,工程勘察的触探指标相差较大;标准贯入试验按照规定进行杆长和孔深校正,不仅可以保证在缩径和孔底有残留时测试位置控制在应测试段,还为及时发现极软弱地层标贯自陷、自沉现象,从而确保标工程贯入数据的真实性。重型及超重型动力触探按规定需连续贯入。由于碎石类土采样难、岩心采取率低(因钻进多采用泥浆循环,细颗粒易冲失),对碎石类土的相对软弱夹层较难发现,而且碎石土的承载力一般较好,但其均匀性对基础地基变形的影响很大,现实中不乏因碎石土的局部夹层导致建筑不均匀变形过大的实例,连续贯入是发现碎石土有无相对软弱夹层、判定碎石土均匀性和密实程度的必然要求。但也有人认为,连续贯入效率较低且起杆困难,在勘探时不能做到连续贯入;区域地下水位的观测,不仅要充分考虑周围地下水开采因素,还应在观测的最后一个钻孔施工24h 后进行,其次,水位观测宜与钻孔标高回测相结合。水位换算地下水的正确流向允许±2cm 的误差,水位量测直接参照孔口是根本无法满足要求的。 3结论 随着我国工程建设的飞速发展,岩土工程勘察取得长足、可喜的发展,但仍有一些理论尚不成熟、处于经验或半经验状态。岩土工程勘察是一项工程基础性工作,涉及的对象和范围很大,且涉及的勘察内容很多而且十分复杂。岩土工程勘察的手段是间接的、非直观性的。提高勘察和工程设计水平,充分利用基础地质资料,全面掌握岩土工程有关的规范、规程,不断的交流学习,才能有效地开展工作,确保勘察工作的顺利进行。 岩土工程地质勘察论文:浅议岩土工程地质勘察与基础设计的应用 摘要:本文对岩土工程勘察及地基设计之间问题,有诸多理论仍很不完善,仍局限在经验状态,有许多的工作需要有志之士去完成,提出了以下几种解决的方案。 关键词:岩土工程 地质勘察 基础设计应用 一、岩土工程地质勘察 1、踏勘与资料搜集 这2项工作可以帮助我们了解场地地形、地貌、地层及施工条件,一方面减少勘探工作的盲目性,做到有的放矢,另一方面使勘察成本合理,增强勘探单位相对竞争力。 2、原始资料的采取 岩土工程勘察一般时间短、任务重,取准、取全原始资料是岩土工程勘察的最基本的工作,任何误判和假象均会直接影响工程勘察的质量。这主要体现在以下3个方面: (1)野外地层的划分应尽量详细。按颜色、状态、湿度甚至钻进难易程度、岩心采取率等不同指标详细划分,为室内资料整理提供最详实的编录地质资料;对多钻机共同作业情况,应首先集中技术人员勘探一二个钻孔,统一编录形式,避免各行其是,尽而造成野外资料分层、定性、描述等难以统一,给资料整理带来困难。 (2)原位测试应严格按规范进行。静力触探试验时为减少零漂应定深调零,尤其在气温与地温相差较大的冬天、夏天,触探指标相差较大;标准贯入试验按规定进行杆长和孔深校正,一方面可以保证在缩径和孔底有残留时测试位置控制在应测试段,另一方面可以及时发现极软弱地层标贯自陷、自沉现象,从而确保标贯数据的真实性。重型及超重型动力触探按规定需连续贯入。由于碎石类土采样难、岩心采取率低(因钻进多采用泥浆循环,细颗粒易冲失),对碎石类土的相对软弱夹层较难发现,碎石土的承载力一般较好,但其均匀性对地基变形影响很大,现实中不乏因碎石土的局部夹层导致建筑不均匀变形过大的实例,连续贯入是发现碎石土有无相对软弱夹层、判定碎石土均匀性和密实程度的必然要求。但也有人认为连续贯入效率较低且起杆困难,在勘探时不能做到连续贯入。 (3)地下水位的观测。一方面充分考虑周围地下水开采因素,另一方面观测应在最后一个钻孔施工24h后进行,再者水位观测宜与钻孔标高回测相结合。我们知道,由水位换算地下水的正确流向允许±2cm的误差,水位量测直接参照孔口是根本无法满足该要求的(水位深度会因孔口参照位置不同而不同)。 3、室内试验 室内试验可以测定岩土的物理力学性质指标,但这是建立在原状的土样和正确的试验方法基础上的,若脱离其中任何一个方面均会使试验指标可信性大大降低。这主要体现在以下3个方面: (1)原状土样的采取、保管。首先,不同的土应采用相匹配的取土器采取土样,如软土宜采用薄壁取土器,坚硬的土可采用单动或双动二重管取土器,有些勘探单位为图省事经常采用钻进岩心切取土样(既欺骗甲方又欺骗自己);其次,土样要妥善保管,夏天要防晒、冬天要防冻、送样要及时(尤其是易失水的粉土等)、存放要合理(不宜放到汽车钻驾驶室内,以免使土样振动、受热)。 (2)土的定性划分。要对各种土的基本工程地质性质加深理解,掌握各种类型土的区域分布情况。如膨胀土的特征是液限及塑性指数高、具裂隙,而且在50及100kPa压力固结试验时会出现百分表测出的变形量小于同级荷载作用下的仪器变形量的情况(因我国膨胀土的膨胀力一般在50~lOOkPa之问),若不注意这些特点,很容易把膨胀土定名为常规的粘性土。此外,对粉土定名时不能只重视塑性指数≤10的指标,还要注意粒径 0.075mm的颗粒质量不超过总质量的50%的指标,若仅按塑性指数划分必然会造成一些误判 ,粉砂有时也可测定一定的塑性指数),另外对粉土进行承载力深宽修正和液化判别时均须根据其粘粒含量数值来进行计算,故粉土的粘粒含量是必做的项目。在有些地方,由于建筑不需进行液化判别且粉土非持力层不必进行深宽修正,而常常省略了粘粒含量试验。 (3)剪切方法的选择。直剪试验剪切破坏面与实际土体剪切破坏面不一致,剪切时排水条件不易控制,按《土工试验方法标准》(GB/T50123—1999)规定,快剪试验只适用于渗透系数 二、基础设计 地基基础必须坚持因地制宜、就地取材、保护环境和节约资源的原则,根据岩土工程勘察资料,综合考虑结构类型、材料情况与施工条件等因素,精心设计。这主要体现在以下5个方面。 1、粉土及粉砂地基承载力特征值深宽修正问题 如果对粉土仅按粘粒含量是否小于10%选取深、宽修正系数ηb、ηd,在应用中发现,中密以下粉土修正后承载力特征值偏不安全。另外,对粉砂(不包括很湿与饱和时稍密状态)取ηb=2、ηd =3,但对很湿、饱和、松散、稍密的粉砂无法修正。因此,经请教有关专家并结合地方经验,对中密以下粉土及很湿、饱和、松散~稍密的粉砂层,深度修正系数ηb=l、宽度修正系数ηd =0。 2、地基均匀性评价问题 《建筑地基基础设计规范》(GB5007—2002)虽要求进行地基均匀性评价,但没有给出相应评价方法,有些地方按《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ79—2002)评价高层建筑地基均匀性的方法来评价一般建筑地基是不恰当的。按经验:符合《建筑地基基础设计规范》(GB5007—2002)第3,0.2条规定,不必进行地基变形计算的建筑地基属均匀地基,否则就是不均匀地基,该方法是一种评价途径,也得到了较多的岩土工作者的认可。 3、地震效应问题 (1)波速测试数据直接影响场地类别的准确判定及建筑工程的抗震造价,规范规定对抗震重要性为甲及乙类的建筑必须进行波速测试。而有的单位往往一句话就估算场地等效剪切波速是多少、根据区域经验覆盖层厚度有多少,进一步依此数据确定场地土类型及场地类别,这是对规范认识的不足。 (2)地基处理后其剪切波速值也发生变化,场地地基土类型及场地类别也会随着发生变化,但这在地基设计中有时没有得到足够重视。 (3)对饱和粉土及砂土,按照《建筑地基抗震设计规范》(GB50011—2001)第4.3-3条在液化初判时,地下水水位深度宜按设计基准期内年平均最高水位采用,也可按近期内年最高水位采用,不可按勘察时水位采用。在地面下15~20m深度地层初判液化后,再按第4.3.4条进一步判别时,据标准贯入锤击数临界值公式; 中,规范中ds 有误,应为地下水位埋深dw ;一般情况下液化判别应按多数取结果,如3孔中2孔不液化、1孔液化,则可认为场地土层不液化。 4、 复合地基承载力特征值的确定 (建筑地基基础设计规范》(GB5007—2002)规范规定:复合地基确定基础底面积及埋深时,地基承载力的基础宽度修正系数应取0,地基承载力的基础埋深修正系数应取1。但当在某些地基承载力提高幅度不太大的土层进行CFG桩复合地基处理时,发现复合地基深宽修正后的地基承载力特征值还没有该天然土层进行深宽修正的地基承载力特征值大,这种问题应该是新旧规范衔接不当造成的。 5、 基础形式的选择问题 (1)基础形式的选择应依据场地地层情况及区域经验综合进行,忽视任何一方面均可能造成错误。 (2)基础方案的选择应综合考虑结构类型、材料情况与施工条件等因素,而不应与习惯或不正当利益挂钩;基础设计既不能不考虑地层情况、当地建筑材料及施工条件,只采用设计者熟悉的基础形式,也不能以利益的驱动违心改变合理的基础形式。 三、结 语 岩土工程勘察与地基设计取得了长足的进步,通过对岩土工程勘察与地基设计中存在的一些问题进行分析并提出了几个解决问题的方法。 岩土工程地质勘察论文:论岩土工程地质勘察 【摘要】岩土工程地质勘察的目的是为了查明各类工程场区的地质条件,对场区及其有关的各种地质问题进行综合评价,分析、预测在工程建筑作用下,地质条件可能出现的变化和作用,选择最优场地,并提出解决不良地质问题的工程措施,为保证工程的合理设计、顺利施工及正常使用提供可靠的科学依据。 【关键词】岩土工程;地质;勘察 1 岩土的分类及其工程性质 1.1 岩石的分类及其工程性质岩石的分类,岩石是天然产出的具有一定结构的矿物天然集合体,少数岩石也可由玻璃或生物遗骸组成。岩石构成地壳及上地幔的固态部分,也是地质作用的产物。目前岩石的主要按其形成原因来分,可以分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三类。岩石的工程性质,岩石的工程性质是指岩石的物理力学性质。岩石的工程性质的因素主要有矿物成分、岩石的机构和构造及分化程度。岩石的物理性质主要包括的指标有比重,重度,孔隙性,吸水性,软化性,抗冻性。岩石的力学性质主要包括岩石的变形特性,岩石的强度特性(抗压强度、抗剪强度、抗拉强度)。 1.2 土的分类及其工程性质 土的分类土是一种三相体系,其主要物质成分包括作为土骨架的固体矿物颗粒(固相)、孔隙中水及其溶解物质(液相)和气体(气相)。根据地质成因土的工程分类主要包括残积土、坡积土、洪积土、冲击土、湖积土、海积土、冰水沉积土和风积土。土的工程性质土的物理性质指标有土的颗粒比重、重度、含水量、饱和度、孔隙比和孔隙率等。土的工程特性主要有渗透性、压缩性、抗剪强度、触变性和蠕变性、塑限性等。 2 岩土工程勘察等级的划分及其要求 不同的建筑物的重要性也不同,其破坏后产生的后果严重性也不同。因此针对工程重要性的不同以及场地和地基复杂程度的差异,岩土工程的勘察也要划分不同的等级,针对不同的等级,各个勘察阶段的工作内容、方法及详细程度也会具有显著地差别。 2.1下面介绍几种岩土工程重要性等级的划分 2.1.1 根据工程的规模和特征以及工程破坏或影响正常使用所产生的后果,将工程分为三个重要性的等级,如下所示:一级工程:工程性质是重要工程,破坏后引起的后果属很严重二级工程:工程性质是一般工程,破坏后引起的后果属严重三级工程:工程性质是次要要工程,破坏后引起的后果属不严重 2.1.2 根据地基复杂程度,可按规定分为三个等级,具体划分如下:一级地基(复杂地基):特征是岩石种类多,很不均匀,性质变化大,需特殊处理,多年冻土,严重湿陷、膨胀,盐渍,需要专门处理,;满足前面一个特征及以上者。二级地基(中等复杂):特征是岩石种类多,不均匀,有特殊岩石;满足前面一个特征及以上者。三级地基(简单地基):特征是岩石种类单一,均匀,无特殊岩石;全部满足前面全部特征。 2.2 岩石工程勘察等级的划分 确定了上面的工程的重要性等级、地基等级复杂程度等级以后,就可以进行岩土工程的勘察等级的划分了,具体划分如下,岩土工程勘察等级分甲、乙、丙三级。甲级:在工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度中,有一项或多项为一级。乙级:除勘察等级为甲级和丙级以外的勘察项目。丙级:工程重要性、场地复杂和地基复杂程度等级均为三级的。 3 岩土工程地质勘测的测绘和调查及其它相关工作内容 工程地质测绘和调查一般在岩土工程勘察的早期阶段进行,也可以用于详细勘察阶段的对某些专门地质问题进行补充调查。工程地质测绘和调查能在较短的时间内查明较大范围的主要工程地质条件,不需要复杂设备和大量资金、材料,而且效果显著。 工程地质测绘和调查的主要任务是在地形地质图上填绘出测区的工程地质条件,其内容应包括测区的所有工程地质要素,即查明拟建场地的地层岩性、地质结构、地形地貌、水文地质条件、工程地质动力地质现象、已经有的建筑物的变形和破坏情况及以往的建筑经验、可利用的天然建筑材料的质量及其分布等方面,因此它属于多项内容的地表地质测绘和调查。 4 工程地质测绘前的准备工作 4.1 资料收集和研究。应收集的资料主要有区域地质资料、遥感资料、气象资料、水文资料、地震资料、水文及工程地质资料、建筑经验等。 4.2 踏勘。现场踏勘是在收集研究资料的基础上进行的,目的在于了解侧区的地形地貌及其地质情况和问题,以便于合理的布置观测点和观测路线,正确选择实测地质剖面位置。 4.3 编制测绘纲要。测绘纲要是进行测绘的依据,其内容应尽量符合实际情况。测绘纲要一般包含在勘察纲要内,在特殊的情况下可单独编制。测绘纲要应包括工作任务情况(目的、要求、测绘面积、比例尺等)、地理情况(位置、交通、水文、气象、地形地貌)、测绘区的地质概况(地层、岩性、地下水、不良地质现象)、工作量、工作方法及精度要求、人员组织和经费预算、材料物资器材、工作计划及工作步骤。 5 测绘的方法 工程地质测绘的方法主要有两种,一是相片成图法,二是实地测绘法。主要介绍一下实地测绘法。实地测绘是工程地质测绘的野外工作方法,它由细分为三种方法。路线法:沿着一定的路线,穿越测绘场地,把走过的路线正确地填绘在地图上,并延途详细观察和记录各中地质现象和标志,如地层地层界线、构造线、岩层产状、各种不良地质现象等。布点法:不点法是过程测绘的的基本方法,也是根据不同的比例预先在地形图上布置一定数量的观测路线和观测点。追索法:它是沿着地层走向、地质构造线的延伸方向或不良地质现象的边界线进行布点追索,其主要目的是查明某一局部的工程地质问题。在完成了工程地质测绘的基础上,接下来完成的就是非常重要的工作了,主要包括工程地质的勘探和取样,岩土工程原位测试,室内试验,房屋建筑与构造物的勘察评价,地下洞室的勘察与评价,边坡工程的勘察评价,岩土工程分析评价和成果报告的编写。 6 结语 综上所述,工程勘察工作地任务是查明情况,提供各种相关的技术数据,分析和评价场地的岩土工程条件并提出解决岩土工程问题的建议,以保证工程建设安全、高效运行,促进经济社会的可持续发展。 岩土工程地质勘察论文:岩土工程地质勘察数字化技术研究 摘要:岩土工程设计的基础是地质勘察,传统的勘察表达方面存在局限性,存在直观性差的缺点,既不能将岩土地质空间的变化情况全面反映出来,也难以将岩土的性质准确和完整地表达出来,勘察结果不能完全满足岩土工程设计的要求。本文将在分析传统地质勘察方法存在问题的基础上,探讨推广地质勘察数字化技术的必要性,以突破传统勘察的技术弊端,更好地推断岩土区域分布规律、预测岩土工程性质等,为岩土工程施工提供科学的地质资料依据。 关键词:岩土工程 地质勘察 数字化技术 1.岩土工程地质勘察存在的问题 出于多方面的原因,地质勘察技术仍然存在一定的问题,使得岩土工程的地质勘察难以取得长足发展:①设计部门和勘察部门属于两个独立的部门,作业分散,勘察技术方法分支多,涉及多方面的专业知识,再加上勘察人员鲜有参加设计工作者,致使岩土勘察的相关数据资料表现形式超出了设计部门人员的理解范围之外。笔者认为主要是因为设计人员的专业水平局限性使然,设计过程中没有勘察人员进行现场对勘察成果的解释,才导致勘察成果在设计中利用效率低的情况出现。各种专业之间多以书面形式进行资料信息交流,网络等数据共享模式基本为零,这样既耗时又费力,而且容易出现资料数据的丢失。②设计软件功能不够齐全,只能够胜任编制文件和绘制图纸等简单工作,对于经验工作等评价工作,存在网络化与共享等方面的瓶颈。其次是软件系统缺乏共通信息交流的渠道,譬如在勘察所得的数据资料直接反馈给技术部门,而没有通过信息交流的方式对这些资料进行处理加工,专业分离式的信息共享模式使得系统呈现封闭性特征。③勘察辐射的信息面广,包括气象、水文、地理、交通、经济、环境以及风俗习惯等,这些信息资料的掌握,需要掌握各自的属性特征,也需要对其进行定量和定性分析。但勘察系统缺乏必要的采集、表达、识别和分析等方法,致使勘察所得情报不全,无法形成设计与决策的优势。再加上系统不具备空间分析功能,致使设计与决策需要依靠设计人员的经验与水平进行理解。 2.岩土工程地质勘察数字化系统的建立 2.1地理信息系统 地理信息系统旨在运用计算机、信息科学和地理学等综合学科手段,实现地质勘察场地的数字化。地理信息系统针对岩土工程地质勘察,直指岩土工程的空间和属性数据,根据勘察地点的方位坐标,通过管理、检索、评价分析和结果分析的处理流程,以提供设计的决策依据。地理信息系统技术的实现,需要兼顾以下功能的实现:①根据地质勘察数字化技术的要求,系统必须具备采集和编辑数据的功能,保证在获取完整、逻辑和准确数据的同时,通过跟踪、扫描和遥感等数字化手段完成编辑加工。②在数据操作的过程中,数据存储、组织、格式化、转换等继承过程,是地理信息系统数据库体现数字化要求的关键点。另外、数据的查询、搜索、统计等数字化功能也必须在系统中体现出来。③数字化系统具有空间分析需求,通常分为空间检索、拓扑叠加、模拟三个层次。在检索方面,地理信息系统以空间实体的属性以及属性特征检索依据。拓扑叠加既在输入某空间实体的属性以及属性特征时,会同步显示类似的空间实体。而空间模拟分析旨在发挥系统使用者的主观能动性。④在通过收集、编辑、继承和分析等数字化流程之后,最终将数据以图表等形式输出,既系统的输出功能。总之,基于地理信息系统的岩土工程勘察设计数字化技术,为推动勘察设计的现代化,不失为一种较为科学的数字化开发手段。 2.2地质勘察建模技术 建模技术由来已久,岩土工程的建模技术,是根据工程的情况、条件和实际状态,根据一定的比例将实体用图形表现出来。地质勘察建模技术是实现场地地层数字化的重要手段。根据地理信息系统提供的数字依据,进行资料筛选分析,建模的一般过程如下:首先对工程地质变量进行预测,譬如地下水水流速度的变量预测,又如地层构造、断层等的空间分布,由于地质的变量因素过多,建模不可能进行全方位量测,因此只能选取较有代表性的部分,然后利用各种手段预测地质的综合变量情况。其次是对地质的特征进行条件化和离散化解释,通过现场勘察获取资料之后,进行地质描述,而变量描述需要地质的变量预测和工程地质控制共同实现,最终确定地质的边界以及特点。岩土工程勘察地质的建模数字化技术,以图形和数学表示的方法,将工程和地质条件的关系表现出来,解决工程与地质脱节的问题,让设计人员摆脱勘察专业数据资料的束缚,形象地认识岩土变形、破坏等情况,以便掌握岩土的运动规律等,将勘察内容充分地在设计文件里体现出来,并全面提出设计方案。 2.3场地虚拟实现技术 场地虚拟数字化技术的实现,即建立数字化岩土勘察工程的数据库系统。该系统囊括两方面的内容,一是勘察区域内的地理规划、道路、市政设施、住宅区等地理信息,二是勘察区域内的山川、河流等自然地貌地形的情况。关于数据库系统的建立,需具备以下几方面的基本条件:①收集勘察区域内的地质勘察资料,包括勘察点的地理、环境、土质、地层等信息。②根据系统信息需求,为弄清楚所需数据类型和数据之间的关系,把用户的数据需求用较为形象方法表现出来,需要设计能够反映信息世界的概念性模型。③数据库需要囊括三种数据,一是用户输入的原始数据,二是系统自动生成的中间数据,三是最终的数据。④数据库的主要功能,首先是输入数据注意有效性和规范化,以保证输入库内的数据资料精准性,减少误差。第二是让用户能够在最短时间内利用检索功能获取数据中的地质信息,搜索的条件是图示点、图示矩形、区域、交叉条件等。第三是叠加、缓冲区和多层立体叠加三种空间分析功能。第四是数据库单向、多向和多组合的输出方式。 3.结束语 综上所述,岩土工程地质勘查要摆脱传统勘查模式的弊端,必须尽快建立以地理信息系统、建模技术、场地虚拟等数字化技术为核心的勘察系统,并加快该系统的应用研究,以尽快实现在岩土工程中广泛应用数字化的勘察技术方法。 岩土工程地质勘察论文:岩土工程地质勘察与建筑工程地质勘察的对别分析 摘要: 随着国家经济不断的快速发展,对国家资源的开发利用也在不断的加深,各种各样的科技设备不断的更新、出现,也为加强地质勘察能力与准确程度提供了有力的科技和物质保障。同时,各种各样的建筑不断的规划建设,地质勘察的需要也越来越大,也为地质勘查提供了很大的研究需求和研究条件,促进了地质勘察的发展。本文针对岩土工程勘查和建筑工程地质勘察的内容、特点、方法等方面的阐述与比较,详细的说明二者的联系与区别,目的通过叙述来说明二者的作用以及现实意义。 关键词: 岩土工程;建筑工程;勘查对比 岩土工程地质勘查主要针对岩体和土体以及地下水作为勘察对象,通过对岩土的各种特征以及参数的测试,研究不同地区的不同类型的岩土的结构特点、形成过程、地质运动作用等方面。另外,通过对岩石以及土质的判断分析,可以用来寻找矿藏资源等用途。岩土工程地质勘察是一项多用途、综合性的工程技术。 建筑工程地质勘查是工程建设前期的一项工作,是运用地质、工程地质和其他有关学科的知识、技术,对建筑场地和附近的区域进行调查研究,从而为工程建设提供建设依据,保证建筑工程能够顺利的实施,确保建筑工程地基基础的质量,以及环境资源的有效利用而进行的工程施工的重要环节。 1.岩土工程勘察与建筑工程勘察目的与内容对比 岩土工程是土木工程的一个分支,主要运用工程地质学、土力学、岩石力学解决各类工程中关于岩石、土的工程技术问题。岩土勘察常常研究地质的结构、地应力场环境,各地质时期各地区的风、水和冰川的侵蚀和搬运等作用形式。 岩土工程勘察研究主要方式有:工程地质调查和测绘、勘探和取土测试、原位测试、室内试验、现场检验和检测,并根据以上几种方法,对建筑工程地质条件进行定性或定量分析,编制满足不同阶段所需的成果报告文件。 建筑工程地质勘察的任务主要探察工程项目建设地点的地形地貌、地层土壤性质、地质结构和水文条件等性质从而为科学规划、施工建设提供依据。 建筑工程地质勘察的内容以工程测量、水文地质勘察和工程地质勘察为主。工程测量主要为平面测量、高程测量、地形地貌测量等。水文地质勘察主要以水文地质的测绘、地质勘探、钻探、抽水等过程,此过程可以分为初勘和详勘两个阶段。初勘查明水文条件,评价地下水的位置、深度等情况。详勘则进一步勘查,提供工程相应的方案,结合数据设计、选择合理的施工方法。 2. 岩土工程勘察与建筑工程勘察特点对比 岩土工程勘察与建筑工程勘察都时对地质结构等因素进行勘察,同时对区域范围内的地质结构进行分析、判断,对该区域内的整个地质特点进行总结。并为该区域的未来的规划提供依据。 但二者也有着截然不同的特点: 岩土工程的特点是针对地质结构的分布研究,研究范围广阔,深度也很大。小范围的勘察不足以得出准确的结论,需要大量的调察研究综合分析。例如岩土工程勘察报告研究我国长江中下游的矿层、云母、重金属等分布特点,也有介绍附件石英砂的变形特性、强度特性等实验结果。 而建筑工程勘察的特点是小范围内的,针对建筑项目工程的规划要求,而进行的具体因素进行的勘察,更多的是为建筑工程施工建设的要求服务,保证建筑的稳定性、功能性等一系列特点,因此具有较强的针对性。 3. 岩土工程勘察方法和建筑工程勘察方法 岩土工程的勘察方法试验技术、原位试验技术、现场检测技术、虚拟测试技术等。原位测试技术主要针对地质结构表面的土压力测试、应力场测试等。现场检测技术则是利用勘探设备进行较深层的地质结构研究,其探测的深度可达到几百米。室内试验技术主要是对采集的样本在实验室通过进行试验,对实验数据进行分析而得到地质条件的方法。虚拟测试技术是采用先进的光电设备、磁声设备等等仪器对区域地质进行测试,随着测试技术的不断提高,越来越多的传统测试方法将会被高科技的设备所取代,现代测试技术中,虚拟测试技术在岩土测试技术中也得到了广泛的应用。 建筑工程地质勘查是针对建筑工程规划建设而进行的勘察,因此建筑工程地质勘查的方法也更加的具体。其主要方法有工程地质测绘、工程地质勘探、工程地质的试验、工程地质的长期观测等,其中工程地质勘探又包括物探、钻探、和坑探等。建筑工程地质勘察重点勘查地质结构形式以及地下水的相关参数。例如地下水位高度、深度等因素。同时针对相关的数据进行分析,分析的重点也是在地质结构和地下水位可能对规划、对建筑产生的影响,应如何的解决,以及在施工过程中的影响等。 总结 岩土工程地质勘察是与资源开发、工程建设紧密结合的工作,主要应用岩土工程的技术和方法对地域内的岩土情况进行勘察。目的主要是确定该区域的地质结构、岩土的性质、特点、应力趋势等,同时根据岩土勘察的情况,对自然资源的开发利用形成详细的说明。因此,岩土工程地质勘察则更注重宏观的地质勘探,以及未来相当长的一段时间内该区域的变化趋势等。 建筑工程地质勘察则更针对于建筑工程本身,通过对规划建筑的现场实地勘察而了解到相关地形地貌、地质结构特点、建筑对地质结构的影响等一系列的参数,从而对建筑本身的稳定性分析、施工方案的确定等有一个全面综合的确定。 岩土工程地质勘察论文:岩土工程地质勘察技术的应用现状 摘要:就目前岩土工程地质勘察技术的应用现状分析,可以看出存在一定的问题。本文将根据岩土工程地质勘察技术的应用现状,对存在的问题进行分析,并针对问题的原因提出相应的勘察方法和建议,以保证建筑地基的强度和稳定性。 关键词:岩土工程 地质勘察 技术应用 1.岩土工程地质勘察技术应用现状 1.1地质勘察的技术问题 岩土工程必须建立在地质勘察的基础上,掌握一手的岩土工程质量,是后期工程成败的关键点之一,就目前地质勘察的技术应用现状分析,存在以下几方面的技术难点问题:界面划分上缺乏针对性,地质勘察人员对界面的划分没有根据岩土的各种性质进行区别性看待;岩土的取样不全,由于岩土的复杂性,某些原状的岩土样本在取样时被忽略,譬如风化岩、残积土和粗颗粒土等,因此无法进行全方位的岩土室内外试验,其参数触及面狭窄;岩土地质勘察人员勘察能力的牵肘,各种野外作业和资料整理分析等方面的能力,无法胜任勘察的实际需求,另外作业人员往往将勘察当成一项独立性的工作,没有结合地基未来将建的建筑结构特点进行作业,致使勘察目的过于片面,所取得的勘察资料与建筑工程的设计、施工脱节。 1.2问题原因分析 笔者结合以上的勘察技术问题,结合施工经验,对存在问题的原因进行如下浅析:首先是勘察依据不足,地质勘察方法的取舍需明确建筑设计意图,方能针对性布置勘察任务,目前部分勘察报告缺少对未来将建的项目性质、规模、结构、荷载等资料的分析,在勘测点的布置上缺乏可行性,致使勘察的结果不能满足建筑对地基的施工要求,譬如某高层小区临江而建,勘察之前没有综合地形地貌作出地质灾害调查,也没综合考虑到高层小区所需求的最大限度荷载,致使勘察不到位,在工程桩基施工时,工地某地段出现了特殊的岩土结构,需改用水桩方可完成桩基任务,而且此部位的建筑物层高等结构必须进行重新设计修改,带来巨大的人力、物力和财力资源浪费。其次是勘察工作不合理,根据相关规定,不同建筑物的地质勘察间距和勘察点布置是由差别性的,在实际勘察操作中,不按照规范要求作业的现象相当普遍,存在孔深不足、勘察点超范围等情况,究其原因,主要是因为没有将勘察等级等纳入考虑范围之内,譬如某住宅小区地质勘察用普通民宅的标准进行,经测试地基条件良好,但经后期进行剪切波速测试,发现建筑物高度要求的钻孔深度内存在微风化岩层。再次是技术勘察手段的问题,譬如勘察水平落后,碎石土层采用静力触探法,致使触探试验不连贯,在钻进岩层中时,忽略岩心采取率,使得钻探效果不全。 2.岩土工程地质勘察技术建议措施 2.1地质勘察测绘 岩土工程地质勘测测绘,是对岩土的地貌地形、变化情况和地质条件等情况进行测绘,具体内容包括:在岩土工程勘察界限内外的一定宽度内,调查是否存在滑坡、土洞和坍塌等不良地质现象,以及岩石、软弱层地质体的出露部位、范围和分布,按照一定比例将这些调查内容标示在图纸之上;岩土所在地的气候等水文气象,以及周边生活和生产建筑物对岩土的破坏程度等的调查,并对岩石的特征、风化程度,所在位置的地貌与岩土层关系进行分析,初步划分地貌单元;调查岩土位置的地下水情况,包括地下水的类型、水位情况和流量等,并按照一定比例标示在测绘图纸上。以上的调查内容除了标示在图纸之上,还要进行调查情况的野外照相或者素描,作为编制地质勘查报告的基本资料。 2.2钻探技术 岩土钻探是岩土地质勘察掌握一手资料的重要环节,钻探技术的应用需要掌握以下的方法:①钻探技术的选择需要针对不同的地质环境,一是地下水以上的地层,适合用勺型钻锤击干法掏土钻进法,这种钻探方法简单便捷,但对土层扰动性较大,因此钻探深度要求高的地层,此法不适用;二是针对多种岩土工程勘察的深度,可采用岩芯回转泥浆护壁钻进法。三是双管单动钻进、冲击钻探等其他的钻进方法较为适用普通地质勘察,因为这些方法的工艺复杂,而且不利于原状土样,对土层的扰动性较大。②钻进深度的控制,与岩土层的分层深度测量误差不能超过5厘米,如果采用岩芯回转泥浆护壁钻进法,为控制分层的精度,非连续取芯钻进的回次进尺应该进行严格控制,一般是在2米之内;③针对不同性质的岩土,控制取芯率,土层为百分之百,岩石风化的残积土为百分之八十五,半岩半土为百分之九十,破碎岩为百分之六十五,软质岩为百分之六十五,完整岩为百分之八十以上。④根据钻进回次填写钻探记录,作为钻探技术应用情况的依据。 2.3取样和试验技术 首先是取样技术。取样需要根据工程地基的情况进行采取,一般采集中风化和微风化岩的上部位置,因为这些风化带具有过渡的特点,而上部位置就具有代表意义,其他位置超风化带实验值过于离散。采集后的样本做及时蜡封处理,用胶带包括岩样,以防止其水分流失,并分类妥善保存,每种样本都要有标签清楚记录孔段的深度,然后送到土木试验地点进行土样和岩样的分析和试验。 其次是原位试验,即在保证检测对象不被扰动和破坏的天然状态下,通过各种试验手法进行指标测定。原位试验是岩土工程地质勘察的重要部分,获取岩土的设计参数,也是岩土工程施工质量检验的重要手段。原位试验的方法很多,包括荷载、静力触探和标准贯入试验等。试验方法具体根据工程条件和需求而定,常用的试验方法是标准贯入试验法。根据《建筑地基基础设计规范》规定,标准贯入试验是自动落锤的试验法。该法应根据地基的条件,以1米到1.5米为一次钻进单元深度,如果地质为松土,则钻进深度应该结合实际而定,风化残积土和全风化带钻进以1.5米为一次钻进单元深度,强风化带以2米到2.5米为一次钻进单元深度。 编写地质勘察报告,根据《岩土工程勘察规范》的具体要求进行编写,编写的前应该将各类勘察资料进行汇总整理,结合实际拟定大纲后再进行编写,内容包括勘察基本内容、地质条件、工程分析评价以及相关的结论和建议。地质勘察报告也是勘察技术应用情况的检验总结。 3.结束语 综上所述,岩土工程地质勘察属于综合型的地质勘察工作,具有复杂性和多变性等特征,在技术应用方面,存在界面划分上缺乏针对性、地质的形态掌握不全、岩土的取样不全以及勘察能力限制等问题,笔者对这些问题分析之后,对这些问题的原因进行了总结,认为岩土工程地质勘察只有综合运用各种勘察手段,重点提高地质勘察测绘、钻孔、取样、原位试验和地质报告编写等方面的技术含量,方可对地质环境作出综合性的客观判断与评价,全盘掌握地基的强度和稳定性情况,为建筑工程的施工奠定基础。 岩土工程地质勘察论文:岩土工程地质勘察实践理念的问题 摘要根据岩土工程勘察中的勘察要求,对工程地质勘察实践理念问题的分析,并结合实例探讨平原区的含水层特征。以期给工程勘察工作人员提供方便制定相应的防护措施和施工计划,以确保工程质量。 关键词岩土工程;地质勘察;理念分析 先进技术(含理论、技术设备)的推广应用是工程地质勘察好、省、快的强大技能和物质基础。如地下洞室围岩分类,坝基岩体质量分类,边坡稳定分析,岩体弹塑性理论,地质力学模型、岩(4-)体物理力学性试验方法的发展应用,电脑与工程地质软件包的开发应用,钻探钻进取芯技术的提高,物探各种测试手段的广泛应用等,都强有力地促进了工程地质勘察周期的缩短和工程地质条件分析评价的快速与先进。设计、施工方面先进技术的应用,如新坝型、新建材、新工艺、新施工方法的运用,也进一步促进了工程地质勘察中对较差岩体的充分利用。 1工程地质勘察实践理念问题 “实践理念”泛指人们在工程地质勘察实践活动中,所持的思想、观点、方法的综合而言,其核心内容包括以下三点: 1)坚持一切从客观地质实际出发,并做具体分析区别对待,即辩证唯物论观点。例如:万家寨坝基夹层两侧岩体存在着强大的侧向抗滑效应,即个性规律。如果我们遵照规范的共性规律,绝对地不予考虑就不符合坝基地质实际了。否则,如果我们机械地绝对予以考虑,也不一定是必要的。其实,按通常的对待办法,将它只作为安全储备,而不参与坝基稳定计算是可行的。但当坝基稳定需要时,做适度的考虑也是安全可靠的。 2)坚持采用系统分析和综合评价方法,即整体论观点。任何工程地质问题都属于一定层次的,由诸多要素组成的―个系统问题,需采用系统分析方法做整体的综合评价与决断。系统方法论认为,人们在研究和解决系统问题时,仅仅重视各要素自身的可靠性(或安全储备)是不够的。而应当将重点放在如何通过对具有必要可靠性的诸多要素的优化组合,以达到系统的整体效应最佳,而并不追求每个要素自身可靠性都达到最高等级。否则,工程地质决断就必然是偏于保守的。这就是说,专家们需要坚持运用“系统整体效应(或功能)大于其组成部分之和”这一重要思想和原理,以指导工程地质勘察实践。 3)坚持依靠工程经验与创造性思维的积极贡献,即经验支持论观点。工程经验与创造性思维是宝贵财富。它影响到工程地质勘察实践的各个方面,而且至今人们对工程地质环境的认识,依然是有些地质问题可以说得清楚,并可用数学模型给予量的表达;又有些地质问题虽可以说得清楚,但无法以数学模型给予量的表达;还有些地质问题说不清楚,只可意会,无法言传;更有些地质问题既说不清楚,也无法理解等。所有这些问题在工程地质决断过程中,都要做出相应的分析和评价。而正确的工程地质决断,恰恰在于对那些说不清楚的地质问题做出合理的价值判断。这正是专家们工程经验与创造性思维的积极贡献和强有力支持的重要表现所在。 2坝基主要工程地质问题评价 坝工建筑物对坝基的要求有三个核心问题:一是坝基所承受的荷载作用下不会发生滑动失稳。而且还应有必要的抗滑稳定安全度;二是在各项荷载作用下,坝基各部位的应力及变形值要在许可的范围内。避免产生过大的局部应力集中和严重的不均匀变位。影响坝基和大坝的安全;三是坝基在渗透水的长期作用下,要能保持坝基岩体在力学和化学性质上的稳定,渗漏和渗透压力都要控制在允许的范围内,因此,围绕这些问题,拱坝坝基主要工程地质问题包括坝基压缩变形、坝基渗漏及渗透变形和坝基抗滑稳定等问题。坝基压缩变形问题。主要根据坝基岩体强度、岩体风化特征、岩体结构类型和软弱结构面的发育情况及其分布特征做出分析和评价。若坝基岩体中存在抗变形能力差的缓倾角夹层、陡倾角断层和风化、卸荷破碎带。要提出必要的工程处理措施建议。坝基渗漏及渗透变形问题。主要根据坝基岩体的岩性类型、岩体风化状态、结构面发育程度、分布特性及其性状和地下水发育情况等,评价坝基岩体的透水性及其渗漏通道,并提出相应的工程处理措施建议。坝肩岩体抗滑稳定问题。主要根据岩体强度、岩体结构、岩体完整性、结构面发育程度等岩体质量分类相关的因素,结合软弱结构面的分布特征及其性状、组合切割关系等进行分析和评价,提供坝基岩体及结构面、软弱层和断层抗剪断强度,进行坝肩岩体抗滑稳定计算。并提出相应的工程处理措施建议。 3水文地质试验和地下水监测 水文地质试验是水利水电工程地质勘察中的一个重要环节。通过水文地质试验,求取岩土层的水文地质参数,可以判定岩土层的透水性,评价工程的渗透稳定性。亦文地质试验包括抽水试验、压水试验、注水试验、渗水试验,以及水位恢复试验等等。不同的地层条件下,选用适宜的试验项目和计算公式。一般地,砂砾(卵)石层和河边地层中适宜做抽水试验和提水后的水位恢复试验,基岩做压水试验,填土、含泥砂土和粘性土层适宜做注水、渗水试验。文献对每一种水文地质试验的操作规程都有明确而详尽的规定。必须按规程的规定连接设备和进行操作,使用合格的水表、秒表、水位仪、压力表等,观测足够长的时间,确保每―个试验观测数据的准确性,减少误差。 4几点体会 根据场地的工程地质条件和水文地质条件,场地下部卵石层呈高强度、低压缩性、层厚大、层位稳定,无下伏软弱土层,是水闸理想的桩端持力层,但在桩型方案选择上,如何根据场地的工程地质条件和水文地质条件、建筑物特性及当地的建设经验等综合分析确定一种安全可靠、技术可行、经济合理的桩型。便是本水闸工程地质勘察中的又一个重要环节。 1)在水闸的工程勘察过程中,由于基坑开挖深度一般较大,应充分考虑地下水的影响与作用。不仅要分层求取基坑坑壁范围内各含水层的水文地质参数,还要注意求取基坑以下可能对基坑工程造成影响的含水层的水文地质参数。 2)在深基坑工程中,在考虑坑壁稳定性时应同时考虑基底稳定性来进行支护结构(方案)的设计。在工程勘察中应分析评价和预测可能引起基底失稳的原因和表现形式,并提出相应的防护或监测等工程措施。 3)应在充分分析场地工程地质和水文地质条件、建(构)筑物特性、地区建设经验等各方面因素的前提下,综合确定一种安全可靠、技术可行、经济合理的基础方案,真正做到勘察规范要求的“确保工程质量、提高投资效益”。 5结论 工程地质勘察工作的对象是复杂的工程地质系统。强调勘察对象整体性质和整体功能,从工程地质勘察的基本目标是建立工程地质结构模型,最终目标是建立工程地质模型,而最优目标是以适当勘察工作量,建立“灰度”适度的工程地质模型。
数据分析方法论文:土工实验数据分析方法探讨 【摘要】土工实验是进行土木工程的重要前提条件,其能够为施工建设提供可靠的数据支持,能够有效防止工程建设中可能存在的潜在危险事故。本文对其数据涉及的内容进行分析,分析了实验准确性的因素,进而提出相应的方法应用,希望可以为土工实验的发展提供借鉴。 【关键词】土工实验;实验数据;数据分析;分析方法 一、引言 在进行实验过程中,由于土体本身所具有的复杂性,土质质检所存在的物理学特性以及采样、运输、存储等等方面所表现出来的特点,都容易对数据造成一定程度的干扰,致使实验的结果出现误差。另外,因为实验本身受到很多因素的干扰,也同样容易发生数据偏差的问题。因此,本文着重从实验数据所涉及的内容,影响实验数据的因素,以及提升实验准确率的角度出发,对土工实验数据分析方法进行探讨。 二、土工试验数据所涉及内容 (一)土的比重实验。土工试验过程中,土的比重实验是非常重要的。一般来说,地域相同或者相近,那么土的比重也将会比较相近。但是,因为在实际操作中,其整个的操作流程比较复杂,所以不同的单位会采用本地所出具的或者考察的相关数据直接进行比重实验,这样容易导致实验数据的误差存在。 (二)土的密度实验。通过土的密度实验可以详细的了解土的组成,可以了解其组成成分的性质,能够为之后的施工提供更多的参考。土的密度与土粒的重量、孔隙体积、孔隙大小、孔隙水重等等内容息息相关,能够反映土的组成和基本结构特征。在进行实验的过程中,要注意尽量避免对取样即时进行实验,最好能够等待土样达到日常状态之后再进行试验,这样可以让土密度实验的结果更加准确。 (三)土的含水量实验。土的含水量实验可以说是土工实验中的核心内容,其实验的情况将会影响到工程地基建设,还会影响到后续工程的稳定性。不同地区的土样其含水量不同,并存在很大程度上的差异性。实验人员在进行取样的过程中,要保证其样品的均匀性,或者具有代表性,否则进行试验所获得的数据就没有任何指导意义,其数据在实践应用中的效率和质量也将会呈现大幅度的下降。 三、土性参数实验结果误差性的原因 (一)土体本身性质导致。依照相关的物理力学和力学性质,我们可以了解到土体的分层具有不均匀性,加上其所处环境的变化,可能发生的雨水冲击、水文变化、其后影响等等语速怒,都会让土体的性质发生改变。这样在进行土工试验的时候就非常容易造成实验结果的差异性,甚至有可能会成为差异产生的主要影响因素。 (二)系统误差。系统误差是由于仪器的某些不完善、测量技术上受到限制或实验方法不够完善没有保证正确的实验条件等原因产生。不同的单位所使用的仪器往往不尽相同,所使用的试验方法也有一定的出入,加上不同的试验方法让土工参数出现离散性,其所实验的数据也就会有所不同。系统误差的存在可以予以避免,其与偶然误差不同,这就需要实验室对设备和系统进行改进。 (三)偶然误差。偶然误差的特点是它的随机性。如果实验人员对某物理量只进行一次测量,其值可能比真值大也可能比真值小,这完全是偶然的,产生偶然误差的原因无法控制,所以偶然误差总是存在,通过多次测量取平均值可以减小偶然误差,但无法消除。偶然误差的存在属于客观存在的现象,其与人为原因所造成的误差有很大的差别,对于两者应当予以区分。 四、土工实验数据分析方法的应用 (一)进行数据检查,果断进行取舍。在进行实验的过程中,如果有明显不符合物理力学性质的值的范围点,则可以通过观察予以了解,实验人员要对其进行细致观察,一旦发现异常立刻予以放弃。一般判断的标准是大部分数值为范围内波动,但是有一点超出正常值或者距离正常值较远,则可以被认定为不合理。在实验数据较多的情况下可以运用3σ法则进行数据之间取舍的考量。在进行实验过程中,存在于之外数值所占比例较少,因此,大于和小于之间数值作为异常处理。 (二)土工实验数据中最小样本数问题。在土工试验过程中,最小样本数问题需要引起人们的重视。实验中的样本数要选取适当,如果样本数过小就会影响实验结果的准确性。但是,样本数的数量并不是随意定制的,其受到多种因素的影响,比如工程规模、工程精度要求、现场勘查情况等等。 (三)土体性质指标的自相关性的问题。根据以往数据实验的关联性,求的往往是其之间的线性相关系数,但是对于其自相关函数通常并没有表现出线性相关,而是指数相关。因此,不能简单依照求相关系数的方法判断其相关性。在进行土工实践过程中,往往可以通过δ对其独立性进行判断。在相关距离 范围内,图形指标基本相关;在此范围外,图形指标基本不相关。但是对于δ事先未知,因此其需要根据样本测值进行求算,一般使用递推平均法对相关距离δ进行计算,并使用间距Z对δ的影响进行综合考量。一般来说,Z /δ的数值越大,其各抽样点的土性越接近相互独立,抽样误差也就越小。 五、结束语 土工试验对于土工建设来说影响较大,其影响因素包括土体本身性质、取样仪器情况、人为因素等,需要对此方面予以重视。对其不合理点来说,可以通过3 原则进行剔除。对于其数据相关性来说,其可以通过迭代求解土性指标相关距离予以解决,通过样本的加权平均来对该区域的平均性指标进行估算。为了让样本能够满足实验需要,可以利用Bayes方法对其土性指标与因确认,从而弥补数目不准确的情况。通过此三个方面对其进行方法的应用,则可以有效提升实验数据的准确性、可靠性,可以让实验的结果更加符合实际需要。 数据分析方法论文:社会调查数据建模及基于超图的数据分析方法 摘 要:针对现今的社会调查数据处理与分析中存在的问题,该文通过三维矩阵建立了社会调查数据的数学模型。将每一题表示为空间中的一个维度,每一张问卷表示成一个矩阵,将多个矩阵叠加即可得到社会调查数据的三维矩阵模型。在建立三维矩阵模型的基础上,可以利用三维矩阵的性质对其进行多种数学处理,也可以采用超图理论对数据进行进一步的分析,大大丰富了调查数据的处理方法。 关键词:社会调查数据 三维矩阵 超图 社会调查是了解各方面信息的重要途径之一,社会调查数据主要是通过调查问卷的方法得到的。由于社会调查数据的维数较高,加上人为主观因素,数据类型主要为二元变量、离散变量、序数变量等为主,所以对于社会调查数据的分析和处理大都基于统计学,只对单一题目进行统计学分析,其分析方法主要是基于题型进行处理的,对于题目和题目之间的关系很少关心[1]。许多数据挖掘算法因为种种限制无法在社会调查的数据分析中得到应用。因为方法的限制,所以现在很多社会调查只能验证事先想好的内容和假设,很少可以对高维数据进行相对复杂的回归分析处理。 根据以上存在的问题,该文建立了基于三维矩阵的数学模型,将单选题、多选题和排序题用向量形式进行表示,每一题定义为空间中的一个维度,从而所有的题目就可以构成一个N维空间。每份问卷的信息用一个M×N矩阵表示。这样表示可以将所有问卷内容当作一个整体,作为后续算法的基础。 1 社会调查数据的特点 通常情况下,社会调查数据特点如下。 (1)相关性。对于一个样本个体而言,它具有本身的多个特征,这些特征之间就具有一定的相关性。对于多个样本而言,个体与个体的特征之间具有相关性。如果样本随时间而变化,那么该样本在不同时刻的特征之间又具有相关性。因此,由于上述多个原因使得社会调查数据具有了复杂的相关性,传统的统计学调查难以解决这样的问题。 (2)离散性。因为社会调查数据是通过自填式问卷、网络调查数据库等方法得到,所以社会调查数据一般以离散变量为主,且这些数据之间只有标示作用,并没有严格的逻辑关系。 (3)模糊性。社会调查数据当中不可避免的会接触到各种表达方式和概念,因此,它具有模糊性。 因为由自填式问卷或结构式访问的方法得到的社会调查数据具有以上特点,所以在实际应用中基于统计学的处理方法只能笼统的显示数据的部分特性,如频数、离散程度等[2]。对于数据之间的关系只能分析出维数极少的大致的关系。 而且利用软件进行数据挖掘时,因为现有的软件中的数据挖掘算法对于数据类型和格式要求较高,所以能应用到的数据挖掘算法很少。就算是数据要求较低的关联分析,其结果也存在大量的冗余。因此,我们需要建立一个合适的社会调查数据的数学模型来完善原先的方法并使跟多的数据挖掘方法可以运用到其中,使得结果更准确。 2 社会调查数据的建模 研究中我们发现,三维矩阵可适用于社会调查数据的建模。 2.1 三维矩阵的定义 三维矩阵的定义:由n个p×q阶的矩阵组成的n×p×q阶的矩阵A称为三维矩阵,又称立体阵。Ak,i,j表示三维矩阵A的第k层,第i行,第j列上的元素。其中n,p,q分别表示三维矩阵的高度,厚度和宽度。 2.2 三维矩阵模型的建立 调查问卷的题目一般有三种类型:单选题、多选题和排序题。这三类题目都可以表示成向量的形式,其中每一道单选题、多选题可以表示成一个向量,排序题可以表示成多个向量组成的矩阵。对于单选题和多选题,可以按选项的顺序可以表示成一个向量,其中选中的项用“1”表示,未选中的项用“0”表示。对于排序题,可以表示成一个n×n的方阵,其中n表示该排序题的选项个数,。这样,每一题就可以定义为空间中的一个维度,从而所有的题目就可以构成一个N维空间。每份调查问卷的信息用一个M×N矩阵表示(M为题目的最大选项数),其在每一维上的选择称之为一个元素,这样每份问卷的信息就包括了N个元素。以第1,2,3题数据为例,其中第1题为单选题选择“B”,用向量表示为一个元素,第2题为多选题选择“ACE”,用向量表示为一个元素,第3题为排序题顺序为CBADEFIHG,用矩阵表示,每一个列向量是一个元素,如图1所示。 那么,假设有一问卷信息用一个大小为M×N的矩阵表示。K份的问卷信息就可以用K个大小为M×N的矩阵表示。将这K个矩阵叠加,形成一个三维矩阵。这个三维矩阵就是我们建立的三维矩阵数学模型,如图2所示。 在图2中我们看到,该三维矩阵数学模型有三个坐标轴,它们分别是题目,人数,选项。题目轴以每一道题为一个单位;人数轴以每一份问卷为一个单位;选项轴的刻度为A,B,C,D,E,F等题目选项,其个数为该调查问卷中选项最多的题目的选项个数。 在此基础之上,这样的三维矩阵具有以下性质。 (1)在题目轴中选取对应的题目,将三维矩阵面向竖切得到截面1(如图2中01所示),截面2表示每一道题所有人选择的信息。 (2)在人数轴中选取对应的人,将三维矩阵横切得到横截面1(如图2中02所示),横截面1表示对应的人选择所有题目的信息。 在得到三维矩阵后,可对它进行像素化处理,置1的元素用黑点代替,置0元素的则空白,在得到像素化三维矩阵后我们可以将三维矩阵沿着人数维度上向下投影,这样就可以得到一个具有浓黑不一的点的平面。通过这些点的浓度,可以知道每一选项选择的人数。接下来我们可用灰度级表示点的浓度,筛选出浓度大于一定程度的点,在此基础上进行后续算法处理。 上述三维矩阵数学模型具有数学三维矩阵的所有性质,可依据调查问卷的需求进行转置,加权、相乘、筛选等数学处理,另外在数学处理的基础上,采用超图理论可以大大丰富了调查问卷的处理方法。 3 基于超图算法的调查问卷分析技术 超图是离散数学中重要的内容,是对图论的推广[3]。超图是有限集合的子系统,它是一个由顶点的集合V和超边集合E组成的二元对,超图的一条边可以有多个顶点的特性,这与一般的图有很大不同。超图分为有向超图与无向超图两类,在无向超图的每条超边上添加方向后得到的有向二元对就是有向超图。超图在许多领域有广泛的应用。 大家可以利用无向超图表示每一道题的选择情况,先将这每一题的每一个选项设成一个节点,然后将三维矩阵从上向下投影,如果某一题的若干个选项同时被一个人选择,就用一条超边包围这些节点,那么选这些选项的人越多,投影得到的超边就越浓。这样就用超图表示了问卷中每道题的信息,可以进行聚类处理。 利用有向超图,可以将关联规则表示成有向超图的形式,在得到了关联规则后,设实际中得到的关联规则的形式为:,前项和后项都是由多个项组成的集合。该文定义一条关联规则由一条有向超边表示,有向超边的头节点表示关联规则的前项,有向超边的尾节点表示关联规则的后项。每条有向超边的头节点和尾节点均可以为多个,如此便成功表示了复合规则,从而可以使用相关算法进行冗余规则检测。 通过基于有向超图的冗余规则检测就可以将关联规则之间存在着的大量冗余检测出,减少挖掘资源的浪费,从而增加了挖掘结果的有效性。 传统的聚类方法都对原始数据计算它们之间的距离来得到相似度,然后通过相似度进行聚类,这样的方法对于低维数据有良好的效果,但是对于高维数据却不能产生很好的聚类效果,因为高维数据的分布有其特殊性。通过超图模型的分割实现对高维数据的聚类却能产生较好的效果。它先将原始数据之间关系转化成超图,数据点表示成超图的节点,数据点间的关系用超边的权重来表示。然后对超图进行分割,除去相应的超边使得权重大的超边中的点聚于一个类中,同时使被除去的超边权重之和最小。这样就通过对超图的分割实现了对数据的聚类。具体的算法流程如下。 首先,将数据点之间的关系转化为超图,数据点表示为超图节点。如果某几个数据点的支持度大于一定阈值,则它们能构成一个频繁集,就将它们用一条超边连接,超边的权重就是这一频繁集的置信度,重复同样的方法就可以得超边和权重。 然后,在基础此上,通过超图分割实现数据的聚类。若设将数据分成k类,则就是对超图的k类分割,不断除去相应的超边,直到将数据分为k类,且每个分割中数据都密切相关为止,同时保持每次被除去的超边权重和最小,最终得到的分割就是聚类的结果。 如图3所示是基于超图算法的选题型调查问卷的分析技术的流程图,主要包括4个主要部分,一是用向量表示调查问卷结果,二是将向量表示的调查问卷转化为三维矩阵数学模型表示调查问卷结果,三是使用超图算法进行优化,四是根据要求显示调查问卷结果。 4 结语 该文针对社会调查数据处理与分析中存在的问题,建立了基于三维矩阵的数学模型,将单选题和多选题表示成向量,将排序题表示成多个列向量,从而每一题可以表示成空间的一个维度,每一个向量就是一个元素,这样每一张问卷就可以表示成一个矩阵,通过将多个矩阵叠加就可以得到三维矩阵。该数学模型可以利用三维矩阵的性质对其进行多种数学处理,如竖切、横切、像素化后投影等。在数学处理的基础上,该文又提出超图理论对数据进行聚类和检测冗余规则的分析。 数据分析方法论文:对企业数据分析与决策支持方法进行研究 【摘要】本文首先对数据仓库的概念和特征进行了介绍分析,对决策支持系统的概况进行了探讨,并对数据决策支持的实现和应用进行了介绍,通过实际应用,决策支持系统可以有效帮助企业进行决策,提高企业的管理效率和管理水平。 【关键词】大型装备制造 项目型制造企业 数据分析 决策支持 在我国制造行业的快速发展下,提升制造企业的管理水平已经成为当前需要重点解决的问题。随着信息技术的快速发展,促进了制造企业数据分析和决策支持的发展。通过创建企业信息管理系统,可以有效提升企业的生产效率,使各个部门之间的工作更加协调。对分散、零碎的信息进行充分挖掘和利用。利用决策模型,对企业生产管理中遇到的问题提供决策支持。 一、基于数据仓库的企业对集成的应用 (一)面向主题性 完成事务型处理的任务是传统操作型数据库进行的数据组织工作,各业务系统间存在相对独立性,按照一定的主题组织数据仓库中的数据。对主题而言,其概念比较抽象,通常情况下,一个主题同时与多个操作型数据库有关系。例如,在确定企业的采购订单时,需要分析供需情况、库存信息、供应商信息等多方面的数据的综合关系,然后做出最终的决策。 (二)集成性 一般情况下,操作型数据库进行事务处理工作与某些特定的应用关系密切,数据库间具有相对独立性,通常具有异构性。抽取、清理原有分散的数据库数据,然后对其进行系统加工、汇总和整理最终获得了数据仓库中的数据,并保证存储在数据仓库内的信息与规范的信息相一致。例如,在查询销售数据时,系统会根据输入的条件要求,进行筛选、整理后提供出最终的决策参考数据。 (三)历史变化的反映 当前的数据是操作型数据库主要关注的,但是数据仓库中还包括很多丰富的历史性信息,系统将企业从过去某一时点(如开始应用数据仓库的时点)到现在各阶段的信息完整的记录下来,企业可以以这些信息为依据,定量分析企业产品未来的发展情况。例如,企业可以通过分析产品上季度的综合销售情况以及市场反映来决策下一季度的生产量。 二、决策支持系统的概况 (一)决策系统的含义 Decision Support System 即决策支持系统,简称DSS,是指对大量数据和数学模型与数据处理模型等有机组合众多模型进行综合利用,通过人机交互功能,帮助企业各级决策者完成科学的决策的新型系统。机器学习(ML)兴起于80年代后期,自动获取知识有了新方法。数据仓库(DW)和数据挖掘(DM)两项新的决策支持技术兴起于90年代中期。数据仓库的发展是以数据库为基础发展的,支持决策是其发展目标。知识发现(KDD)是面向数据库的机器学习方法发展的结果;“数据挖掘”是发现知识的关键步骤。决策的支持也是数据库知识的功能。随着决策支持技术的不断发展,决策系统逐渐完善。 (二)决策支持系统组成部分 R.H.Sprague 提出DSS的构成部分为人机对话系统、数据库与模型库的两库结构。随着决策支持系统功能的增强与扩大,对模型与方法进行分离存储,因此,数据库、模型库与方法库构成了 DSS。近年来,DSS 将人工智能技术、专家系统、知识工程的相关思想方法引进后,以原来的结构为基础,新增知识库,将推理机制引入,最终DSS的四库结构框架形成。 随着决策支持技术的发展提高,决策支持系统的体系结构不断发展健全,传统决策支持系统中的数据库、模型库与方法库、知识库与推理机、数据仓库、OLAP、数据挖掘技术等都是其组成部分,将引进显性知识与隐性知识同时引进到决策支持过程中是这种体系结构最关键的特点,保证推理的结果更科学合理,为决策层做出决策提供更高价值的参考依据。 三、实现数据分析与决策支持方法 (一)建立制造业决策模型库 当前比较常用的决策模型系统如GIS、PDM、ERP、CRM、SCM 等。在选择决策系统时,需要根据企业的发展战略来进行选择。通过决策模型,可以为企业的生产经营提供指导,使企业可以更好的把握市场、顺应市场。企业用户决策分析的存放模型是决策模型库。进行决策的模型的建立是以大型制造企业生产过程中的材料采购、库存管理、产品生产、市场营销、财务管理、人力资源管理、研发设计、质量管理、售后服务等方面的数据为依据。决策模型被授予一定程度的权限,对数据进行访问。然后以数据仓库中获取的数据为依据,对用户指定的目标进行决策支持。系统描述现有模型的组成元素与其组成结构的知识,模型构造过程中的各类推理算法被获取。以模型构建推理算法为基础,使匹配模型的框架由新问题的属性值填充,最终决策问题模型得以建立。 (二)实施制造业决策分析 对决策模型进行求解的过程就是决策分析的实施。通过理解决策问题获得用户需要决策的目标、意图等方面信息,然后利用合适的决策模型分析获得的数据,再根据规则与模型的求解算法获得有价值的决策意见,将其提供给用户。本系统规范描述每个模型包含的求解算法利用含有通用求解算法的模型很容易求解问题。但是如果没有求解算法或者不确定利用哪种算法进行求解,平台依据以前比较成功的相似的案例,将范例的求解方法求解问题。平台会详细记录取得较好决策效果的案例,并用数据层的公用数据库进行存放,这样能够及时调用成功的相似案例进行决策分析问题的求解。 (三)协作决策支持的多环节性 通常企业决策不会通过利用单一的决策模型得到。企业管理的决策方案案是利用了多模型的协作来实现决策的。协作决策的实施系统从两个方面着手。 (1)为实现有效的智能理解需要利用人机智能交互接口实现,分解复杂的问题,最终可以得到结构有序的子问题、与决策问题有联系的事实与数据、求解方案等; (2)参与决策的模型可以利用平台进行调用,与决策相关的模型的选择可以通过分解的子问题实现,为了保证多个模型为特定的决策目标服务需要采用协调的合作机制。 四、结语 当前,国内制造普遍存在数据分析能力差,决策能力不足等问题,同时这也是制约企业持续、稳定发展的一个主要因素。本文首先对数据分析和决策支持的概念及构成进行了分析,并提出了一种基于数据分析的决策支持系统方案,为制造企业的信息化发展提供了指导。 数据分析方法论文:浅析电线线缆直流电阻测试方法与数据分析研究 摘要 :电线线缆的导体直流电阻在相关的指标中比较重要,对其进行具体的测试时保证电线电缆正常工作的重要保证,也是促进当下电线电缆发展的中心环节。当前在电线电缆的直流电阻测试中主要是采用双臂直流电桥的方法,这一方法在具体的测试中具有优点,但是也因为设别和测试过程本身的问题导致的很多漏洞的出现,本文就测试过程中的相关测试方法进行了解,并在数据分析的基础上指出这种方法当下面临的问题以及改进的措施,从理论上完善双臂直流电桥测试直流电阻的方法。 关键词 :电线电缆 直流电阻 测试方法 存在问题 1、 电线线缆直流电阻测试问题分析及解决措施 1.1 电线线缆直流电阻测试问题分析 电线线缆的导体直流电阻测试在当下的输电系统的发展中意义重大,双臂电桥在测量1欧姆以下的电阻值方面具有重要的应用。 《电线电缆电性能试验方法第4部分:导体直流电阻试验》3.4条对具体的这方面测量内容进行了标准化确定:在四段测量夹具的处理中,应该在注意电位接点跟电流接点之间的测量,要保证相应的电流、电位接点之间的距离要比断面周长的1.5倍大。但是在当前的测试设备的生产中,大部分厂家并没有考虑到这方面问题,在相关的产品使用中并不能实现距离的自由调试,而是跟绝缘材料之间连接在一起,这种情况就不能够满足当下电线线缆直流电阻的测试要求,这方面的问题也是当下亟待解决的。如果使用这种产品仅仅能够实现对断面周长在1.5倍情况下的测量工作,在准确性的控制方面还比较成熟,但是如果电线线缆的截面不在相关的标准范围之内,相关的测量结果就会出现很多问题,准确性也就受到很严重的影响这样的实例在现实的测量中有很多,比如:假设夹具电位接点与电流接点间距为60mm,那么它所对应的所能准确测量的导体断面周长最大为40mm,从中能够O到电线线缆的截面面积,具体数值约为127mm2。也就是说用此夹具来测量截面积为127mm2以上的导体电阻时不能够实现准确性的完全控制。?除此之外,在夹具夹持一些截面不规整的电线线缆的时候,特别是像大截面绞合成型电线线缆,这种电线线缆截面通常为扇形、弧形或三角形。如果出现夹持时电流接点夹头接触情况正常,而电位接点夹头接触不正常的状况下,甚至当电流接点夹头已经加紧,而电位接点夹头却还难以与导体接触,都无法完成正常的测量工作。在这样的情况下还坚持使用,就会造成夹具的磨损、变形,上述的状况也就会出现。 1.2 电线线缆直流电阻测试问题解决措施 在以上具体的测试分析中,本人针对实际的测试过程,提出了以下的改进方法:第一是针对电流夹具的调试问题,将导体夹具上电流接点夹头与电位接点夹头间距设置为自由变化的形式,测量人员在一般的情况系测量长度为1m的电线线缆的电阻,这种情况下可以将电线线缆夹具上电位接点夹头可固定为1m,而将电流接点夹头设计为可在底座上自由移动的结构,进行底座的合理调整。如果做到“每个电位接点与相应的电流接点之间的间距不小于试样断面周长的1.5倍”的情况,就能够对上述的状况进行解决。第二是进行解决电位接点夹头与导体不能良好接触的问题。这方面的问题也很好解决,在设计中可以将夹具上电流接点夹头与电位接点夹头设计为独立夹紧与松开的结构。在这种情况下能够保证电流接点夹头与电位接点夹头同时与导体紧密接触,并且能够对因长期使用夹头磨损、变形而不能夹紧的问题进行预防。 以上分析中可以发现,在相关的电线线缆测试中,需要对具体的测量标准进行数据的精确控制,也是保证测量精确度的关键,相关的数据分析中要以标准作为中心。注重在夹具方面的分析,并加强对具体夹具位置的设计,另外还要考虑到设备的使用周期,在维护设备方面制定合理的标准,保证测试的整个过程。 2、 电线线缆直流电阻测试中温度对测量的影响 大部分人都知道,温度在导体的电阻影响因素中占据重要的地位。gb/t?3048-2007中对导体直流电阻测量的温度范围进行了规定,如果温度达到不到相关的要求,测试人员一般情况下会人为改变环境温度,空调调节的方式在调试中的到了广泛的应用。但是在使用空调的时候会出现检流计滑动的现象,这就就不能够在稳定的条件下完成测量。这种情况下温度在变,也就导致导体电阻也会慢慢发生变化,而检流计的灵敏性也是一个重要问题,所以这种情况下的测量一般不允许出现环境温度变化的情况,要等到环境温度稳定的时候才能够完成测量。而且试样一定要在测量环境中保持足够长的时间,使其自身温度与环境温度达到平衡,因为当测量人员在调节环境温度时,这个过程中的试样温度并不会与环境温度出现一样的变化值,因此在测量过程中,温度变化的现象也时有发生。并且空调不应对着测量装置,以免检流计难以稳定。不管怎样说,测量中一定要对温度进行合理的分析,只有摆脱温度的限制,才能够实现测量的准确性。 3、 接触电阻及测量电流对测量的影响 由于测量电路连接电线的接触电阻侧面按键之间的问题会导致测量结果的变化,一定程度上,一定要确保电缆侧键和可靠的接触才能够保证测量结果的正确性。测量者经常使用的导体电阻不同的截面积,但是电流测量的大小确实相同的,这方面的取值不太合理。测量电流的保证实在最低灵敏度的前提下,应使用比较小的电流,电流过大容易产生过多热量,从而使阻力变大,测量应在最短的时间内完成,时间太长的情况下,也会让电线线缆产生热量。 4、结论 在电线电缆导体直流电阻测试过程中要对测量工具进行不断地优化,又要根据具体的数据分析,对相关测试数据范围进行控制,这样会取得很好的测量效果。另外要保持客观严谨的科学态度,在测量过程中保持清醒的头脑,对具体的流程进行精确的控制,这样才能够得到准确、可靠的数据。 数据分析方法论文:验证型实验的数据分析处理方法探讨 【摘 要】 本文以大学物理实验中典型的验证型实验――牛顿第二定律的验证实验为例,讨论了验证型物理实验中的数学处理方法,得出该类实验中,数学处理方法不但要得出所验证的物理规律的数学式,而且更重要的是要通过计算物理量的相关系数确证该数学式所确立的物理规律成立。 【关键词】 验证型实验 数学处理 物理实验中,验证型实验和研究型实验都是非常重要的两类实验。验证型实验是对已建立的物理规律的验证,研究型实验是通过实验得到物理规律,这两类实验虽然实验目的不同,但从数学处理方法上来看,具有相似性,都是通过实验数据分析确证物理规律或得到物理规律,所以对实验数据的分析处理方法是否得当就显得十分重要。下面以一个典型的验证型实验的数据处理为例进行相应探讨,以期望得出相对合理和妥当的实验数据处理方法。 以大学物理实验来说,验证型实验较多,诸如牛顿第二定律的验证、弹性碰撞实验等等都属于此类实验,其中牛顿第二定律的验证实验为该类实验的典型实验。牛顿第二定律的数学表达式是,力与加速度的大小关系可以表达成,要验证这个规律,就是给物体加一个大小为F的力,对应产生一个大小为的加速度,得到一个测量点,通过改变力,得到n个测量点后,即可通过适当的数学方法验证这个关系的成立。 类似这种线性物理规律,其数学模型都可以归结为的形式。要得到这个线性关系,就是要得出和。通过测量n组和的值,即、、……、、……、,在X―Y平面中得到n个测量点。若不考虑实验测量的系统误差,则测量误差应当服从高斯分布,反应在X―Y平面中,既是这n个测量点应当均匀地分布在所求表达式两侧,对第i个测量点,误差为,n个测量点导致的总体误差是最小的。若任意给一个直线,则一是测得到的这n个点不再均匀地分布在直线两侧,二是这n个测量点产生的总体误差水平将增大,甚至可以达到无穷大。由此可知,所求直线即是使得n个测量点的总体误差最小的那条直线。总体误差可以写成,但由于误差服从高斯分布,导致理论上而无法通过此求和值衡量总体误差水平。为使其不因为正负抵消而无法衡量总体误差水平,只要使得所有误差均为正再求和即可,故可用残差来衡量总体误差水平,虽然残差不再是总体误差。使得残差取最小值的和,即为所求直线的和。此即最小二乘法的数学思想。据最小二乘法处理,所求和即是使得取最小值的和,即有,解此式,得 将测量值供稿,即可得到所求和。通常大学物理实验中的处理方法,得到和,即是验证了[1]。但其实这是不太恰当的。 验证型或者研究型实验,特别是验证型实验,最关键的是需要解决两个问题,一是找出所要验证的关系,第二是要验证得出的关系的确成立,而第二点才是最重要的关键点。即使得出关系,但如果确证关系不成立,则第一步的工作就变得毫无意义。实际上,任意给出一组、、……、、……、,都可以根据最小二乘法得到和,即得出,但并不意味着此式的确成立,不能确证物理量和的确存在这样的数量关系,并没有检验此物理规律存在。因此,验证型实验做到这一步并不算已经验证被验证的物理规律成立,还需要研究和的相关性,通过计算相关系数,据的大小来检验和是否的确相关。 总之,验证型实验,是对物理规律的验证,最重要的是确证被验证物理规律成立,得出相应物理量间的数学表达式并不能说已经验证了相应物理规律的成立,最重要的是要通过计算物理量间的相关系数来确证所得物理规律是否成立。 数据分析方法论文:水轮发电机组高精度水平测量和数据分析方法 摘 要:水平度是机组安装的重要检测项目,有很多种测量仪器和测量方法。为了便于分析水平测量的数据结果,利用计算机软件,实现测量结果的可视化。本文分析了一些高精度水平测量的方法和数据分析方法,对提高机组安装精度和水平可以起到一些指导作用。 关键词:水平测量;精密水准仪;水平仪;CAYERE法 随着近些年来巨型机组越来越多,尺寸越做越大,机组安装的精度要求也随着加工制造水平不断提高。水平度作为水轮发电机组安装过程中非常重要的检测项目,测量方法和数据分析手段也在不断的创新,以适应高精度的测量要求。 水平度反映了被测工件面上各点相对于水平面的高低关系,表示方法一般有两种:一种是直接测量两点高程差的绝对高差值,单位有mm等,另一种是两点之间高程差除以两点之间距离的相对高差值,单位有mm/m、角秒(″)等。测量绝对高差时主要采用测量学方法,常用的仪器有水准仪、带测微器的精密水准仪、电子水准仪、流体静力水准等。测量相对高差主要采用机械工程测量方法,常用的仪器有框式水平仪、合像水平仪、电子水平仪等。 一、基于绝对高差值的测量方法 机组安装中测量绝对高差最为常用的是光学水准仪,适用于测量视距大于水准仪最小焦距(一般为1.5m左右)的情况,使用任何水准仪进行精密水平测量时,都必须注意以下事项:(1)水准仪使用必须具备的环境条件。目前常用的水准仪都是自动安平水准仪,通过自动安平补偿器使视线水平时标尺上的正确读数通过补偿器后仍旧落在水平十字丝上。自动安平补偿器的灵敏度非常高,有轻微振动时十字丝都会出现晃动。所以在使用时一方面要保证仪器的支架要十分稳固,不允许有丝毫晃动,另一方面应避免周围环境中风力、交叉作业的影响;(2)水准仪距离测点的距离尽可能接近。根据相关工程测量规范,一、二等水准测量时i角(仪器水准轴与视准轴在铅垂面上投影的交角)误差必须调校至15"以内。即便按此i角允许误差要求,两测点视距之间每相差1m产生的测量误差为:1000×tan(15″)=0.073mm,在机组安装中已经属于较大的测量偏差了。只有测点之间视距相等,由i角产生的误差在高差计算中相互抵消,例如测量两点间高差时,可以选择放置在两点的垂直平分线上,在测量座环、底环等大型环形工件的水平时最好将仪器放置在中心位置;(3)立尺时必须确保水准尺垂直度。以1m的视线高为例,水准尺每前后倾倒10mm产生的高程差影响为1000×(1-C0S(10/1000))=0.05mm。为消除水准尺垂直度的影响,应在测量过程中减小视线高度,使用深度尺、钢板尺等小尺寸量具作为标尺,或者使用带有水准气泡的变形监测专用铟钢尺。 (一)普通水准仪配合游标卡尺测量法 将水准仪安平于可观测到所立游标卡尺的适宜高度,为保证垂直度和稳定,可将游标卡尺靠在磁性表座上,底部与待测面贴紧。读数时观测者通过水准仪指挥把尺者缓慢微调游标,使游标的某一刻度线重合于水准仪十字丝的水平中丝,此时游标卡尺的读数即为该点的水准仪读数。每个测点读数时游标应对准同一刻度,对比相互之间的读数差值即绝对高差。此方法测量的读数精度一般为0.02mm。 (二)带测微器的精密水准仪测量法 精密水准仪一般配备了光学测微装置,将配套水准尺上的最小分化进行细分,测定小于水准尺最小分划值的尾数,进而提高在水准尺上的读数精度。一般精密水准仪将水准尺10mm分划成100格,可以读到0.1mm,估读至0.01mm。德国蔡司厂生产的Ni004、Ni007等精密水准仪则是将5mm的最小刻度分划成100格,可以读到0.05mm,估读至0.005mm。精密水准仪读数时需要通过测微螺旋上下微调望远镜的十字丝来对准同一刻度,此时测微器的读数差即为绝对高差。 (三)电子水准仪 电子水准仪是以自动安平水准仪为基础,在望远镜光路中增加了分光镜和探测器(CCD),并采用条码水准标尺和图象处理电子系统构成的光机电测一体化的高科技产品,与传统水准仪相比读数客观、精度高、速度快、效率高等特点。采用普通标尺时,又可以像一般水准仪一样使用。目前市场上常见的天宝DiNi03、徕卡BT28-DNA03等电子水准仪读数分辨率均达到了0.01mm。 (四)流体静力水准测量法 液体静力水准多用于高程变形监测等精密工程测量作业,由于它具有高精度、自动化、长期多点同时测量、安装简单的特点,可以引入到水平测量中,特别是座环、蜗壳浇筑过程中的监测。 二、基于相对高差值的测量方法 测量相对高差值一般使用各种水平仪,其中合像水平仪在精密水平测量中最为常用,使用水平仪测量时,应注意以下事项:(1)测量前应认真清洗测量面并擦干,检查测量表面是否有划伤、锈蚀、毛刺等缺陷;(2)水准器内液体对温度影响变化较大,因此,应注意手热、阳光直射、哈气等因素对水平仪的影响;(3)读数时,应在垂直水准器的位置上进行读数,以减少视差对测量结果的影响;(4)测量时应检查零位是否正确。操作时可以通过翻转测量法获得准确读数,消除零位误差,如果零位偏差较大则需要使用调整针对零位进行校正调整。 (一)水平梁测量法 水平梁测量法是经典的水平测量法,制作适当长度的平梁,加大水平仪测量的距离。在中间的顶部焊接一块经过精细加工的座板,用以放置水平仪。在两端的底面上安装三个球形头螺栓支撑,三个支点所在的平面应调整至与座板顶面平行。操作时为了消除水平仪及梁的误差,水平仪在梁上的位置必须固定,水平仪与梁要一起调头,取平均值计算的方法计算水平度误差。只要平梁刚度足够,跨距适合,把水平仪放在梁上就可以直接测量大尺寸平面上两点的水平度误差。 (二)“CAYERE”法 针对水平梁法长度固定,无法准确反映水平波浪度的情况,可以采用首尾衔接多点连续的测量方法。对于需要测量座环、底环、大轴法兰等大的环形面,可以沿圆周方向连续测量,可以得到一条反映圆周水平波浪变化的曲线,此方法称为“CAYERE”法,由ALSTOM在三峡使用后,国内很多电站都进行了推广和尝试,收到了良好的效果。 (三)网格法 对于设备基础等比较大的平面,可以采用“网格法”,将测量面划分成矩形方格网,用水平仪测量每条矩形边的水平值,从而得到一个反应水平趋势变化的曲面。 三、水平测量数据分析方法 水平测量的数据分析主要用来反映高低变化的趋势,以便分析不平度产生的原因,采取相应的处理措施。为反映高低变化的趋势,需要先将测量数值转化成相对于某一点的绝对差值,然后利用计算机软件方便地呈现出来。 用EXCEL“图表法”绘制趋势线。EXCEL是比较常用的办公软件,在线状或环形的连续测量情况可以直观的反映水平变化情况。下表1是某大型电站的分瓣座环组装过程中的某次测量结果,采用的设备为蔡司NI007自动安平水准仪,测微器将5mm分成100份,测微器读数的单位为0.005mm,各点与1#测点的高差均可用EXCEL的公式计算功能方便的计算出来。 四、结束语 本文所述的水平测量方法及数据处理方法,在很多电站机组安装调整中起到了良好的指导作用。计算机的运算反映的是数据可视化后的趋势,真正数据的准确度取决于测量的精度,因此,无论使用什么仪器或软件,都需要通过发挥人的主观能动性,积极探索实践,消除仪器自身带来的各种误差和人为读数误差,这才是提高安装质量的关键。 数据分析方法论文:大数据分析的方法及其在情报研究中的适用性初探 摘 要:对基于数据或信息分析的情报研究来说,大数据分析方法带来了新机遇。文章在现有研究的基础上,先梳理了基于数据、流程及信息技术三种视角的大数据分析方法,并从中归纳出了面向统计、挖掘、发现、预测与集成等5种分析层次的17种相关研究方法。接着探讨了大数据分析方法在情报研究的适用性,分别找出10种可直接移植的方法、2种调整后可移植的方法、2种不适用的方法、3种需要继续研究或关注的方法。 关键词:大数据 大数据分析方法 情报研究 适用性 大数据分析(Big Data Analytics,BDA)是以“深度的发现分析、引领行动”作为目标的工作[1-2],它包括由多个任务组成的高度重复执行的步骤[3-4]。BDA通常要集成多种分析技术与软件工具,以便让海量数据的处理及分析变得更加容易,从数据中提取有用信息并形成结论,用来验证、指导及规范组织或个人的决策行动;BDA的执行过程一般包括问题需求及假设提出、数据获取及记录、信息抽取及清洗、数据整合及表示、选择建模及分析方法、结果诠释、评测结果有效性及监控等几个阶段。从以上BDA的定义及过程来看,BDA与情报学领域中的情报研究(也称情报分析)在本质上是一致的,两者至少在方法与技术(以下简称方法)上可以相互借鉴或补充。本文基于情报学的视角,关注哪些BDA方法可以为情报研究提供借鉴,并解决情报研究的相关问题。因此,本文首先概略总结BDA的方法体系,然后探讨BDA方法在情报研究中的适用性。 1 大数据分析的方法分类 到目前为止,尚没有公认的BDA方法的分类体系,甚至对BDA包括哪些方法,也有不同的认识。本文首先综述现有的相关研究,并以此为基础提出我们的分类体系。 1.1 相关研究 不同学者对BDA方法的看法各有差异,概括起来,主要有三种分类体系,分别是面向数据视角的分类、面向流程视角的分类以及面向信息技术视角的分类。 (1)面向数据视角的BDA方法分类。这类研究主要是以BDA处理的对象“数据”作为分类依据,从数据的类型、数据量、数据能够解决的问题、处理数据的方式等角度对BDA方法进行分类。 Power[5]依据分析需求将数值型数据的分析方法划分为三类:①若是模式理解及对未来做出推论,可采取历史数据及定量工具进行“回顾性数据分析”;②若要进行前瞻及预测分析,可采取历史数据及仿真模型进行“预测性数据分析”;③若要触发事件,可采取实时数据及定量工具进行“规范性数据分析”。美国国家研究委员会在2013年公布的《海量数据分析前沿》研究报告中提出了七种基本统计数据分析方法[6],包括:①基本统计(如一般统计及多维数分析等);②N体问题(N-body Problems)(如最邻近算法、Kernel算法、PCA算法等);③图论算法(Graph-Theoretic Algorithm);④线性代数计算(Linear Algebraic Computations);⑤优化算法(Optimizations);⑥功能整合(如贝叶斯推理模型、Markov Chain Monte Carlo方法等);⑦数据匹配(如隐马尔可夫模型等)。 针对非纯粹的数值型数据,Li、Han[7]梳理了面向“时空数据”(Spatiotemporal Data)的BDA方法,通过对动态数据挖掘出主体的预测性,如运用物理工程领域的傅立叶变换(Fourier Transform)及自相关匹配(Autocorrelation)侦查某一时间区段的信号、发生的事件或生物基因中的周期性节律,也可运用时间序列方法预测地点位置的变化;魏顺平[8]以教育领域为例,梳理了面向学生与学习环境的“学习分析方法”(Learning Analytics),此方法集成了内容分析、话语分析、社会网络分析、统计分析、数据挖掘等多种方法,从中挖掘学习的各种语义关系,并回答“谁在学、学什么、怎么学、学的结果如何”等问题,为教学与优化学习提供参考。 Mohanty等人[3]从数据获取(Data Ingestion)角度,依照处理的数据量从小至大的顺序,区分出八种分析方法:①流分析(Streaming Analytics),以预定模式及时处理数据流;②高速的数据采集(High Velocity Data Ingestion),不转换任何格式,可稍晚处理; ③链结分析(Linkage Analysis),构建不同数据源的关系与链接;④罕见事件侦查(Rare-Event Detection),从庞大数据集中寻找特定模式;⑤数据聚合(Data Mash-Ups),需要对数据属性发展故事线或链接关系进行分析;⑥文本分析(Text Analytics),如观点挖掘或社会网络分析等;⑦时间序列分析(Time-Series Analysis),通过模式侦测及事件发生概率来处理时空数据;⑧数据辩论(Data Forensic),用于数据科学家探索大规模数据集。 Chen等人[9]认为,在商业智能分析发展的过程中,商业智能分析经历了从处理结构化程度较高的数据、到处理网络上半结构化数据、再到处理移动数据的发展,涵盖了五类核心的分析方法:①数据分析,涉及数据仓储、ETL、联机分析及数据挖掘等分析技术,可应用在时间序列挖掘、网站挖掘、空间数据挖掘等;②文本分析,涉及信息检索、查询处理、相关反馈等分析技术,可应用在QA系统、观点挖掘、多语义分析、可视化分析等;③网站分析,涉及信息检索、网络爬虫、日志分析等分析技术,可应用在云计算、社会网络分析、网站可视化等;④网络分析,涉及信息计量、引用网络、数学网络模式等分析技术,可应用在链结分析、社区发现、社会影响力及扩散模式等;⑤移动分析,可应用在移动通讯服务、个性化分析、游戏营销分析等。 (2)面向流程视角的BDA方法分类。这类研究主要是依据BDA的步骤和阶段对BDA方法进行分类。 美国计算社区协会出版的《大数据的机会与挑战》白皮书指出BDA是一个多阶段任务循环执行过程[4],从整体看,其分析的过程包括了五个阶段,每一个阶段都包含该阶段需要使用的方法:①数据获取及记录,从各种感知工具中获取的数据通常与空间时空相关,需要及时分析技术处理数据并过滤无用数据;②信息抽取及清洗,从异构数据源抽取有用信息,并转换为结构化的格式;③数据整合及表示,将数据结构与语义关系转换为机器可读取、自动解析的格式;④数据建模及分析,从数据中挖掘出潜在规律及知识,涉及可扩展的挖掘算法或知识发现等方法;⑤诠释,为了让用户容易解读分析结果,可视化分析技术变得十分重要。此外,严霄凤、张德馨[10]依照搜集、分析到可视化的流程,梳理了适用于大数据的关键技术,包括:遗传算法、神经网络、数据挖掘、回归分析、分类、聚类、关联规则、数据融合、机器学习、自然语言处理、情感分析、网络分析、空间分析、时间序列分析等多种方法。 (3)面向信息技术视角的BDA方法分类。这类研究强调大数据技术本身涉及到的新型信息技术,将大数据处理架构、大数据计算模式、大数据系统等作为BDA方法分类的依据。 孟小峰、慈祥[11]着眼于大数据处理框架,梳理了数据抽取与集成、数据分析及数据解释所使用的分析方法,在数据抽取与集成方面,可区分为基于物化(Materialization)或ETL的方法、基于联邦数据库或中间件的方法、基于数据流的方法以及基于搜索引擎的方法等四类;在数据分析方面,传统的数据挖掘、机器学习或统计分析面临数据规模、算法调整等困难,需进一步发展;在数据解释方面,引入可视化技术或交互式的数据分析过程,有助于用户理解分析结果。覃雄派等人[12]认为,非关系数据管理(如MapReduce)扩展了数据分析的多维视角,使数据分析的生态系统从“大量数据的移动”转向“直接对数据进行分析”。 2012~2013年在印度召开了两次BDA国际研讨会[13-14],会上分别就BDA中的机器学习面临数据规模与多维度问题、可扩展的机器学习算法(如随机映射、随机梯度下降等)、机器学习在MapReduce的应用、社交媒体数据挖掘(如话题检测与跟踪、地点推理、语义连接等)、高维数据降维分析(如主成分分析、因子分析、经典相关分析等)、图像挖掘(如Main Memory Approach、Disk-Based Approaches、Database-Oriented Approach)及图像比对分析(如特征提取、Iterative Methods)等进行了探讨。2013年IEEE计算机协会在美国召开大数据国际研讨会,BDA结合MapReduce、Hadoop等模型的分析方法仍是主流,研究的内容包括了Map-Based Graph Analysis、Sketch-Based Load Balancing Algorithm、Large Scale Neural Networks等方法。 1.2 BDA方法的分类――面向层次的BDA方法框架 上述三种视角的BDA分类各有特点,都有一定的道理。从面向数据的视角来看,BDA方法正从统计(Statistics)转向挖掘(Mining),并提升到发现(Discovery)和预测(Prediction)。基于流程的BDA分类则更能反映BDA过程的集成性(Integration),也就是说,在完成一项分析任务时,需要综合使用多种方法。从面向信息技术的BDA分类中可以看出,这种分类方式强调使用新技术对传统数据处理方法进行改进和创新,同时更重视新型系统架构与分析方法的集成,例如,各种数据挖掘算法的MapReduce化,就是这方面的典型实例。 本文认为,如果综合上述三种分类体系中体现的层次性,将可以更准确描述BDA方法。在此,本文提出一个面向层次的BDA分类框架,将BDA方法分为统计、挖掘、发现、预测及集成五个层次,并初步归纳出17种BDA相关方法(见表1)。 2 BDA方法在情报研究中的适用性探讨 如前所述,BDA与情报研究在本质上有共同之处,BDA方法可为情报研究提供借鉴,因此,探讨BDA方法对情报研究的适用性就很有必要性。以下综合考虑方法本身的完善性及可操作性、情报研究的分析对象特征、方法的可移植性[15]等因素,对本文所列举的17种面向层次的BDA方法在情报研究中的适用性进行分析。 2.1 可直接移植的方法 可直接移植方法是指这些方法的原理、流程、算法等可以直接应用于情报研究,用来对情报研究的数据源(如科技文献、网络资源等)进行处理,解决情报研究过程中的一个或几个步骤中要解决的问题。在本文所列举的17种面向层次的BDA方法中,数据挖掘、文本挖掘、知识发现、观点挖掘、话题演化分析、多元统计分析、时间序列分析、海量数据的基本统计方法、高维数据降维分析方法、多源数据融合方法等10种方法均属于可直接移植方法,其中有些方法在情报研究中已经有多年的应用历史。 (1)数据挖掘与文本挖掘。数据挖掘与文本挖掘是不同概念,两种方法分别使用不同的发现技术,文本挖掘属于基于计算机语言学及统计方法的发现技术,用来揭示文本中的词与句法特征;数据挖掘以数据库中的大量结构化的数据挖掘为基础,用来揭示数据中潜在的、可能的数据模式及关联规律[16]。在情报学领域的实践应用中,数据挖掘多应用在图书馆自动化技术与服务方面,例如,馆藏采购决策、个性化服务、信息检索、读者管理、馆藏布局等。文本挖掘在情报研究的价值在于弥补了情报学专门分析方法对科技文献内在知识挖掘不足的缺欠,例如,祝清松、冷伏海[17]为了解决引文分析方法无法揭示论文的研究内容这个问题,提出引文内容分析,先建立基于规则的引文内容抽取来识别引用句,再通过基于C-value多词术语识别算法找出高被引论文主题,相比于引文分析,这种方法较能提供客观的语义信息与文献之间的语义关系。 (2)知识发现。情报研究中所说的知识发现,主要是指基于文献的知识发现,例如,张树良、冷伏海[18]在共词、共引、文本挖掘等方法基础上,提出了“基于文献的知识发现”,包括:基于相关文献、基于非相关文献及基于全文献三种条件下的知识发现,完整揭示文献的知识结构与演化情况。在网络环境下,李楠、张学福[19]认为关联数据的RDF数据模型、数据访问机制、URIs及自描述数据等规范所形成的数据共享环境,为知识发现提供了新的研究潜力,包括知识发现的范围被扩展成全球数据空间、高效率理解及处理数据间的语义关系等。简言之,知识发现从不同数据源之间的复杂关系中获得隐含的知识或规律,甚至可对未来进行预测。 (3)观点挖掘与话题演化分析。观点挖掘与话题演化分析两种方法实际上是数据挖掘及文本挖掘的具体及深化应用。观点挖掘主要有三种挖掘任务:情感分类、基于特征的观点挖掘、比较语句和关系挖掘[20],例如,黄晓斌、赵超[21]通过对网络舆情信息的文本挖掘,找出不同民众对某一社会事件的情绪、态度及观点,再通过关联分析找出网络舆情信息的各种关联性。赵洁、温润[22]认为微博情感分析的关键是观点句识别,并根据文本特征的差异性,提出了基于新词扩充和特征选择的观点句识别方法,即先扩充情感词典来提高分词准确率,再结合微博特征进行句子选取。话题演化分析方法是近年文本挖掘的研究热点,借助不同的话题模型,包括基于LSI模型、基于pLSI模型、基于LDA模型等,获取文本中的一组词语,表示为某一话题的集合,再引入时间信息模拟该话题随着时间推移所表现的受关注程度及关注点的变化[23]。又例如,贺亮、李芳[24]利用LDA模型抽取科技文献中的话题(即主题词),再计算话题的强度与内容演化,从而区分热门与冷门话题及其历年特征词的演化趋势。 (4)多元统计分析与时间序列分析。多元统计分析与时间序列分析两种方法也是情报研究常见的定量分析方法[25],前者研究客观事物中多个变量(或多个因素)之间相互依赖的统计规律,后者则是基于随机过程理论和数理统计学方法,研究动态数据序列的规律性。这两种分析方法的一个重要特点在于能基于历史数据的变化,评价事物现状或预测事物未来的发展。 (5)海量数据的基本统计分析方法。海量数据的七种基本统计分析方法适用于情报研究的原因是,专家们普遍认为,在现有硬件技术条件下要开发一个海量数据分析系统的难度过高,且高性能计算领域也面临许多困难,因而转向寻找共通的基础性计算方法来帮助运算[6],同时这些统计方法也经常应用于数据挖掘或文本挖掘。对情报研究来说,处理的数据量不及高性能计算领域的海量数据,因此可以容易地应用这些基本统计分析方法。尽管如此,随着情报研究处理的文本量增加,包括文献计量或信息计量方法在内的定量分析方法,仍然要经常借鉴基础性的计算方法,并进行公式改进。 (6)高维数据降维分析方法。高维数据降维分析方法反映了海量的数值型数据在数据缩减的重要性,常见的降维(Dimensionality Reduction)方法包括主成分分析、因子分析、典型相关分析、独立成分分析、投影寻踪等[26]。高维数据经常存在大量的弱相关内容或噪音,通过线性(如主成分分析、典型相关分析等)或非线性(如投影寻踪、核方法等)映射可以将数据样本从高维空间映射到低维空间,从而提高机器学习的效率[27-28]。情报研究在处理文本语料时,广泛使用基于向量空间模型来表示文本,形成的高维特征集会对文本分类或机器学习的效果产生很大影响,通过特征选择(如特征频率、互信息等)进行特征抽取(如PCA、LSI、NMF等),转换成一个低维的特征集来提高训练效果,是非常必要的[29]。 (7)多源数据融合方法。多源数据融合方法是解决大数据环境下异构数据整合而提出的方法,例如,为了解决不同研究阶段产生的各类科学数据集成问题,白如江、冷伏海[30]认为解决关键在于中间件构建,例如,通过基于XML模型将异构数据源的元数据映射到全局视图,解决了不同数据源的关系描述问题,并提供用户可灵活订制查询规则;但基于XML模型只能提供语法层次的整合,为了提供数据在语义层次的整合,可通过基于语义模型对XML的对象进行分类,在对象模型的基础上生成逻辑规则,揭示隐含在科学数据中的语义信息。此外,也可以通过基于物化或ETL方法、基于数据流方法或其他方法对异构数据源中的数据抽取出实体与关系,再进行数据集成或数据清洗[11]。多源数据融合方法是进入数据分析之前的重要任务,对情报研究来说,需要多种来源支持情报分析工作,包括同型异源信息、异质异构信息、多语种信息等,都需要通过异源信息字段的映射、拆分、滤重、加权等进行融合分析[31]。 2.2 调整后移植的方法 调整后移植的方法是指其在原本的领域已经成功应用,但由于该方法最早或成功应用的领域在任务需求、数据处理、分析过程有自身的特点,若移植到情报研究时,需要根据情报研究自身的特征进行调整。数据可用处理及分析方法、时空数据分析等两种分析方法就属于这类情况。 (1)数据可用处理及分析方法。大数据环境中容易产生许多劣质数据来降低数据可用性,为了提高数据可用性及数据质量,李建中及刘显敏[32]梳理了数种数据可用性的相关方法,包括高质量数据获取与整合、数据错误自动检测与修复、弱可用数据处理与分析等,分别解决了大规模数据集预处理阶段常见的一致性、精确性、完整性、时效性及实体同一性等问题。对情报研究来说,情报素材、产品形式及工作任务分解的质量控制是情报工作的核心[33],其中,情报素材的质量对后续的情报分析成败存在着至关重要的作用,当数据或信息是错误或不完整时,提炼出来的情报势必会存在缺陷或错误。过去对情报研究的质量控制取决于人,如果能引入数据可用处理及分析方法解决数据或信息源可能存在的不一致、不精确、遗漏、滞后或重复等问题,有助于提高情报分析素材的可用性与正确性。 (2)时空数据分析。时空数据分析是地球信息科学相关领域的研究热点,其中最常使用“周期性行为”(Periodic Behavior)分析,例如天气预报、环境监控、地理信息系统、城市交通网络管理等都是常见的应用实例[7]。现有研究的多数做法是采取基于时间序列的方法进行周期性行为建模,但建模过程容易出现对象可能没有周期性行为、时间点分布不一定呈现周期性等问题,为了解决这些问题,王阅等人[34]提出基于ERP的周期检测方法解决周期长度定义问题,孟志青等人[35]提出多粒度时间文本下的周期模式挖掘算法解决时态文本数据挖掘问题。对情报研究来说,时间是文本中一个重要的属性,如文献发表规律、舆情监控、科研人员的研究主题周期等。在原有数据基础上增加时间维度进行长时段分析是多数研究的常见做法,但并没有呈现出其中的周期性规律,特别是文本中的规律特征较难发现,如果能引入此类方法,将有助于找出情报演化的周期模式。 2.3 不适用的方法 考虑学科领域差异,本文认为 “翻译生物信息学分析”及“学习分析方法”两种专门研究方法不适合情报研究。 (1)翻译生物信息学分析。翻译生物信息学分析是生物信息学的专门分析方法,这种方法是依据特定目的整合多数据源及促进领域知识的有效利用,其结果可应用在生物医学研究、产生支持医疗人员在治疗点中的“可操作的决策”(Actionable Decision),同时能对人类与疾病的关联关系提供更好的理解。生物信息学为了找出更多基因与疾病的关系,通过翻译生物信息学分析,可以将分析方法与工具开发从系统层面横跨到分子、个人或全人类层面,分析视角从单一基因或多肽(Polymorphic)挖掘的研究转向新基因或遗传性状组合与预测研究[36]。从分析方法的操作过程来说,考虑到数据源的特殊性(如DNA编码数据、蛋白质结构等)、分析视角、工具构建及使用等因素,并不符合情报学的学科研究特色。 (2)学习分析方法。学习分析方法是搜集、分析及评测学习者及其学习语境的分析方法,目的在于理解与优化学习及其学习环境[8]。从UNESCO IITE机构在2012年11月出版的学习分析方法政策简报可知,学习分析方法的数据分析功能是基于数据挖掘从而开展相关分析内容,包括行为分析、学习资源浏览分析、各种关联分析与影响因素分析等。虽然数据挖掘是情报研究的常见方法,但学习分析方法的结果意义在于解释学习者的学习语境,为教师或管理者提供决策支持,从而改善学习者的学习习惯及促进学习效果。由于这种方法有其特定的含义和应用环境,离开了学习语境,方法的内涵和外延可能就会产生变化,因此,难以移植到情报研究。 2.4 需要继续关注的方法 基于MapReduce或Hadoop的衍生分析方法、图模型分析与挖掘以及商务智能分析,是近年研究探讨较多的方法,但目前尚未形成一个成熟且完善的方法体系,例如,MapReduce或Hadoop等之类的工具还在持续发展中,本身也存在不断的改进空间,它们与各种分析方法的集成缺乏公认的标准和规范,同样地,对于关注图像与事物之间关联的图模型分析与挖掘也尚没有发展出固定的技术,又例如,商务智能分析被定义为由数据仓库、ETL、联机分析、数据挖掘、客户关系管理、知识管理等多种技术融合的一组系统,通过BI系统管理组织内部及个人相关的商业数据、专家信息及知识,涉及数据的融合、取用及分析等方法与工具[37-38],目前也没有标准化的体系架构。 因此,本文还无法明确回答上述三种方法将如何应用于情报研究、在应用过程中需要做哪些调整、这些方法与现有的情报研究方法的关系如何等相关问题,但可以肯定的是,这些方法对未来的情报研究具有借鉴价值,例如,一旦情报研究的处理对象(即数据)积累到了一定程度,成为传统关系数据库处理不了的大数据,那么,使用基于MapReduce或Hadoop的衍生分析方法就成为了必然。又如,图模型分析与挖掘可补充情报研究在图像分析的不足,而商务智能分析可理解为一套集成系统,可应用在情报机构的知识库或机构典藏,找出组织的知识缺口等方面。 3 结语 大数据时代就是一个数据分析的时代,学界和业界提出了很多大数据分析的方法与技术,这些方法与技术对情报研究产生了积极的借鉴作用,本文总结了大数据分析的方法,提出面向层次的BDA方法框架,归纳总结了其中的17种BDA方法,并从可直接移植、将调整后移植、不适用于情报研究以及需要继续关注等四个方面对这些方法在情报研究中的适用性进行了分析,以期为情报研究借鉴或移植BDA相关方法提供参考,促进情报研究的理论与实践发展。 数据分析方法论文:考虑采用数据分析方法表明飞机撤离能力经验介绍 【摘 要】民用飞机的应急撤离能力是民用飞机安全性能的要求之一。目前国内外对民机应急撤离能力的分析对采用实景撤离试验的方法。针对实景撤离试验危险系数高、花费昂贵、周期长等诸多问题,本文阐述应用数据分析的方法,在积累试验数据的基础上通过建立应急撤离元素数据库实现对飞机撤离能力评判的经验介绍。 【关键词】撤离能力;数据分析;撤离元素 0 引言 如何在飞机发生故障时使机上乘员快速的撤离(即应急撤离)是民用飞机安全性要求之一。根据中国民用航空规章第25部(CCAR-25)运输类飞机适航标准要求[1]:“对客座量大于44座的飞机,必须表明其最大乘坐量在90秒钟内在模拟的应急情况下从飞机撤离至地面。对于这一点的符合性,必须通过按CCAR25部附录J规定的试验准则所进行的实际演示来表明,除非中国民用航空局(CAAC)适航部门认为分析与试验的结合足以提供与实际演示所能获得的数据等同的数据资料(§25.803(c))”。 进行全尺寸应急撤离试验,有以下不可避免的缺点:真人验证非常危险、试验花销昂贵、准备周期较长以及参与试验者在撤离中随机行为等问题。根据美国联邦航空局(FAA)的研究发现,在进行全尺寸应急撤离试验中平均6%的参试者受伤。在1972年至1980年,美国进行了7次全尺寸应急撤离试验,2571名乘客和机组参加了试验,其中有168人次受伤[2]。 在1985年FAA开始讨论用分析与试验结合的方法替代全尺寸应急撤离试验来表明对于§25.803(c)的符合性。允许申请人使用分析的方法,其目的是证实飞机能在90秒以内能将机上人员全体撤出[2]。 1 积累试验数据 对于采用分析方法进行证明新型号飞机或已有飞机进行了型号设计更改后符合§25.803(c)的要求,这需要之前的全尺寸撤离演示及其他的试验积累的充足的数据和知识。 分析必须有适当的试验支持,这些试验可能包含,但不限于: (1)应急出口和辅助撤离设施组合的撤离率; (2)确定开门和撤离人员准备时间; (3)确定乘务员训练和程序是充足的以帮助乘客迅速撤离飞机; (4)确定通道的影响,包含通向应急出口或交叉过道及合并乘客流量的过道交点位置等; (5)确定飞机内外部应急照明照度更改造成的影响的试验; (6)确定乘务员座椅位置更改对组织撤离的影响的试验。 成功的应急撤离试验是分析的数据源,分析应基于对确定应急撤离系统元素的信任,(客舱内部特征,门的尺寸,撤离辅助设备和与门的结合和相对位置),引用合适的涉及更小的或者相同的元素的试验记录,然后这些性能数据对需要验证的构型,进行有效的分析。 如果使用未能成功的全尺寸试验数据为基础,对型号飞机的撤离能力进行分析,首先失败的原因应被确定(设备、构型、或程序),然而说明现需要验证的飞机构型中不包含这些失败的元素。 2 建立应急撤离元素数据库 基于上述,对于新型号的飞机及涉及影响飞机撤离能力的设计更改,应进行评估其对于符合§25.803的影响。如果考虑用试验和分析方法结合方法代替全尺寸应急撤离试验,应急撤离元素的数据库的建立,是进行应急撤离分析的基础,同时,相应的试验是应急撤离元素数据库建立的前提。 首先数据库中需要建立对飞机内部构型进行了详细描述的具体模型,在这些模型中,乘客容量与撤离能力的应清晰表述,审定基础应清晰。 客舱内部安排特征和撤离系统元素(例如过道和交口,出口通路、乘务员辅助空间,门和应急出口等)对分析是至关重要的。应详细的描述客舱安排和撤离系统元素,这些表述应该包含位置、操作和客舱的尺寸和特征等,这些对于分析是非常重要的。 关于撤离系统元素任何专用条件、豁免、和等效安全的均应被讨论,和评估,视情况进行相应的试验。在进行应急撤离分析时,这些评估均需包含其中。 如果采用与先前验证飞机相似的特征。经全尺寸演示的构型被考虑作为原验证构型,两个构型的共同特征需要描述清晰。代表性的描述:门和辅助系统是没有更改或与原基本构型相似。内部特征完全没有更改或客舱主要部分没有更改。两个构型的不同之处及构型的独特特征应重点关注。例如,安装了一个新的门,这个门的影响需要进行评估,在其他飞机上相似的门系统的验证数据可以是的源泉。“相似”是使用这些数据基础,“相似”也是分析中的重点表述内容之一。例如:独特特征的空间参数应与已验证的相匹配。这些系统的性能数据应在分析中包含以确定新的构型满足条款要求。当一个新的安装更改了早期的安装详细特征,改变了系统性能,这个更改应该被验证,分析中应包含新安装和早期的安装的性能数据。 数据源应被包含除全尺寸应急撤离演示的以外的试验数据,例如:一个新滑梯的抛放/充气时间数据应被考虑进入撤离时间序,因为滑梯和救生筏抛放和充气,因此一旦开始,不受人为的进一步干涉和CCAR25(和FAR25部)附录J中试验条件的影响。相似的,拉丁文正方形试验(AC25-17A附录4运输类飞机客舱内部失坠性手册)可能被使用确定一个新撤出系统或系统元素的性能能力(需要在附录J的试验条件下执行),以确定乘员和新系统之间的界面是合适的,例如:滑梯的灯光是否是充足的鼓励参与者最小犹豫的跳下去[5]。 3 应急撤离元素 应急撤离元素越涉及小单元的元素,并引入其相应的是试验记录,其分析的可信度越高。 3.1 应急出口 3.1.1 应急出口大小和分布 应急出口的选择和布置需满足§25.807(应急出口)和§25.809(应急出口的布置)的要求。对于申请人已要求豁免的适用的联邦航空条例中的非标准出口布局,必须确定它的可接受性,在一定的条件下进行全尺寸试验,以便与标准出口进行精确的比较。 试验目的是使用所提供的出口构型来确定的平均撤离时间等于或少于运输类飞机适用的联邦航空条例中规定的出口构型所规定的时间。这个结果可用作证实豁免的等效性或证实等效的安全水平。这个试验程序不用作确定出口率或出口构型。 3.1.2 撤离辅助设施 撤离辅助设施展开的时间需满足§25.810的要求。 3.1.3 撤离路线 §25.810 (c)中对撤离路线的选择和制定进行了详细要求。 3.1.4 应急出口标记 应急出口标记要求乘员能认清应急出口及其位置,易于接近通路并易于开启。应急出口标记的的设置满足§25.812的要求。 3.1.5 应急出口和辅助撤离设施组合 如果应急门开启时,由应急门带动并触发辅助撤离设施的启动装置,应急门的运动过程与辅助撤离设施的完美组合是对于应急撤离性能的影响是非常关键的。辅助设施系统的安装需要进行相应的验证工作。应急门辅助设施除完成TSO-C69验证试验外,还需要完成§25.810(a)(1)(v)的要求的5次连续抛放试验。对于应急出口和辅助撤离设施组合有影响的更改,例如:滑梯装饰罩、地板铆钉突出等,存在影响应急门运动和辅助撤离设施开启的组合过程的因素,均需要进行评估分析,视情况进行试验,并记录试验结果。 3.2 过道和通道 3.2.1 应急出口通道 §25.813中明确规定了主过道通往各类型出口和连通各个区域的通道的详细尺寸要求。 3.2.2 应急出口可达性 3.2.3 乘员辅助空间 必须按下列要求规定提供足够的空间,便于机组人员协助旅客撤离:该辅助空间不得使用通道的无障碍宽度减少到低于出口所要求的无障碍宽度。 当邻近出口的区域被要求用于许可机组人员辅助乘客在使用逃生装置,一个12×20英寸的辅助空间在长矩形和清晰的20英寸靠近通道或相当设备是被提供,这个地方是充足的允许乘务员直立站着去执行需要的辅助服务在乘客撤离。较小的偏离从12×20英寸辅助空间是被允许如果已经进行了出口影响减少的评估。一个演示可能是需要的以显示乘员能有效的撤离。 座椅椅背前折不应该被使用侵占辅助空间。依赖辅助空间和坐垫压缩是允许的。如果座椅是容易向前推动和坐垫是容易压缩的。 如果辅助空间是在头顶上的架子下面,例如乘务员不能直立站直,增加空间是被要求的,例如免除外部座椅。辅助空间的效果必须要验证。 辅助空间不需要直接靠近出口。在一些情况下辅助空间可以是在出口稍稍靠里但在主要通道的外部。 辅助扶手是常常被提供在与地板水平的应急出口为乘务员提供稳定性在应急撤离期间。对于辅助扶手没有具体要求。在撤离演示中已经使用了辅助扶手以符合规章要求,那么辅助扶手应该安装,并且在辅助空间上的位置不能更改。 3.2.4 过道宽度 §25.815对飞机应具有符合性合格审定要求的最小无障碍过道和通道进行了规定。这可以组合多模式特征。各种组合模式特征下的撤离速率的影响,需要进行试验。最小的座椅宽度考虑了动态试验座椅的变形影响。 通过§25.815(过道宽度)表明符合§25.807(应急出口)是符合25.803的序幕。构型满足§25.807和§25.813(应急出口通道)的要求的讨论是应急撤离能力分析的重要部分和可接受的重点。这一节定义了各种应急出口的类型,各种类型数目的要求和易于接近和T■=T■+T■位置的要求。这些分析应直接阐明客舱乘客分布的和出口能力分布的问题。当物理约束,例如机体结构、机翼和发动机位置、防止舱门位置合适的几何独特性、提高应急撤离能力的补偿因素应该被讨论。出口的几何分布,出口类型的规定能力,乘客舱区域客座椅密度应该被记录。布置图上出口的几何分布是明显的。涉及到乘员分布的出口均匀分布可能不是立即可视的。 3.3 应急照明 飞机应急照明系统的设计需要满足§25.812的要求。 3.4 乘员座椅位置 乘务员和提供的座位应在合适的构型中定义。 3.5 乘员培训 3.6 撤离者行为(犹豫不决等)对试验的影响 3.7 应急撤离的其他客舱特征 例如:飞机外部影响应急撤离的特征(例如发动机和机翼副翼)应详细描述。 4 撤离时间的分析计算 4.1 撤离时间计算公式 FAA确定了撤离能力分析工作和一个可接受的标准的公式,基于撤离系统的时间链或全尺寸撤离演示录像带中观察的事件的次序[4]。 T■=T■+T■ (1) 式中,T■表示总的撤离时间,即从演示开始到最后一个参与者到达地面的间隔事件;T■表示撤离出口前的时间,即从演示开始到第一个参与者到达地面的时间或站在出口前的时间;T■表示出口的撤离时间,即从第一个参与者到达地面到最后一个撤离者到达地面的时间。 其中,T■主要包括: (1)开门时间; (2)辅助设施抛放,和充气(如适用); (3)第一个参试者犹豫的时间(定义作为设备可以开始使用和第一个参与者已经朝地面的动作)和参试者到达地面的时间。 4.2 支持分析数据 (1)上文讨论数据库中包含了从试验和演示中得到的数据,并定义了定义每一个数据的对于验证的需要程度。 (2)当分析中使用的数据是一个时间间隔,数据库中包含了在两个事件时间中增加了时间间隔。事件是可视的和可直接验证的,因此间隔是源于事件时间。用于支持分析的所有的单一事件时间表格在数据库中是易见的。 (3)一个不平常的数据影响时间间隔,例如一个参试者在辅助设施完全开启前跳出,或辅助设施抛放在演示中,这些数据应合适的调整。这样的调整应在分析中验证。 4.3 整体撤离时间计算 计算撤离时间和参与者计算在出口附近的可以被使用提供一个简单的图标结果。一个简单的构型图表可以满意出口描述的多种目的。乘客和机组允许出口(客舱定义线)和每个出口的撤离时间。 4.4 成功判据 飞机在CCAR25部附录J或CCAR121部附录D确定的演示条件下具有总撤离时间小于90秒的撤离能力,出口撤离能力的时间裕度是需要的。 可以使用以下的公式定义时间裕度TM: T■=∑■■90-T■ (2) T■表示第i个出口的总体撤离时间(秒);n表示总体使用出口的数目。 在以上公式计算使用的可用裕度应该等于或大于9秒。9秒的时间间隔(目前标准90秒的10%)是基于目前运输类飞机验证的能力[4]。 5 总结 使用分析与试验组合的方法替代全尺寸应急撤离试验,表明符合§25.803,是飞机设计验证发展的方向,其依靠大量的试验数据作为分析的支持数据,试验是飞机应急撤离能力分析的基础。同时,申请人如果考虑采用此方法,需要尽可能早的与适航部门沟通讨论,以确定所有的重要因素均得到考虑和评估,这些因素的考虑对于应急撤离能力的分析是至关重要的。 数据分析方法论文:质量管理数据分析方法在船舶设计中的应用 摘要:采用一种全新的质量管理数据分析方法,对某船送中国船级社(CCS)广州审图中心审查的所有图样文件进行了统计和分析。通过采用此方法,能清晰地反映出各专业的技术力量情况,从而可根据需要对各专业进行调整,最终达到提高产品项目设计质量的目的。 关键词:质量管理,统计分析,船舶设计 1概述 在船舶设计项目质量管理中,对设计图纸的差错率进行统计分析非常重要,不仅可以总结经验,还可以找出设计环节中的薄弱之处,进而有针对性地采取改进措施,降低图纸差错率和图纸修改率,最终达到提高设计质量的目的。本文将一种全新的质量管理数据分析方法应用到船舶设计项目中,对某船送中国船级社(CCS)广州审图中心的各专业图样文件进行了统计和分析。首先对CCS审图意见类别及其导致修改的原因进行统计,然后对统计结果进行分析,最后针对产生原因采取相应的改进措施。 2专业审图意见类别和原因分析 对各专业分别进行统计和分析,有利于了解各专业本身技术力量的实际情况,以便专业负责人做出适时的调整,对薄弱之处加以改进和提高。根据CCS的审图意见类别,对某船各专业的图样文件进行统计,然后根据CCS提出的意见进行原因分析。 为了方便分析,设置下列不同的代码,表示不同的审图意见类别和原因分析含义。 (1)审图意见类别代码含义: A-认可无意见; AC-认可有意见; N-备查无意见; NC-备查有意见; TS-转送现场验船师审核; RS-不予批准,需修改后重新送审。 (2)原因分析代码含义: B1-设计方案欠妥; B2-设计接口不协调; B3-不符合现行有效的规范、法规要求; B4-标识不明或有误; B5-其它。 下面对轮机专业进行举例说明: 该专业的意见类别统计见表1,原因分析统计见表2。 表1轮机专业CCS审图意见类别统计表 表2轮机专业原因分析统计表 由表1可清楚地看出某船轮机专业图样文件的退审意见分布情况。其它专业也分别如此进行归类和统计,便能了解本专业图样文件的退审意见分布情况,并且还可将各专业的退审情况进行比较。 由表2可清楚地看出某船轮机专业图样文件的差错分布较为集中在B3 (不符合现行有效的规范、法规要求),其次是B1(设计方案欠妥),说明轮机专业在这两方面需采取措施加以改进。其它专业也分别如此归类和统计,这样就能清楚地了解各专业自身的薄弱环节在何处,从而可采取相应的措施来改进和提高。 3全船审图意见类别和原因分析 为了使分析具有全局性,对各专业之间进行比较之后,需对全船进行统计和分析,这样有利于找出整体中的薄弱环节在何处。某船全船图样文件的CCS审图意见类别统计见表3;原因分析统计见表4。 表3全船CCS审图意见类别数据统计表 表4全船原因分析统计表 由表3可清楚地看出各个专业退审图样文件的总体情况。由表4可看出各个专业图样文件的退审意见主要集中在B3(不符合现行有效的规范、法规要求),说明在这一环节所有专业均比较薄弱,特别是电气专业,因此需专门针对这一环节制定改进措施。 通过对全船的退审图样文件进行统计和分析后,使项目负责人能清楚地掌握各专业的实际工作情况与整个项目组中的薄弱环节所在,以便采取改进措施,从全局出发对各专业的技术力量进行调整,进而提高产品项目设计质量。 4结论 在船舶设计项目中采用这种全新的质量管理数据分析方法,不仅能清晰地反映出各专业本身的优劣势,还能反映出各个专业之间技术力量的强弱差别。这样不但让专业负责人能了解本专业的问题所在,并采取相应的改进措施,同时也能让项目负责人掌控全局,根据需要对各专业进行协调,从而提高产品项目的质量,降低图样文件的差错率。 数据分析方法论文:正交设计及数据分析方法在工业中的应用 【摘 要】试验设计在工业生产中具有重要的地位,本文采用正交设计优化试验方案,系统地对正交试验数据的分析方法进行了研究,涉及极差分析与方差分析。探讨了方差分析的几种情况:有交互作用、无交互作用、有重复试验和无重复试验类型,并讨论了其在工业中的应用,总结出其编程实现。 【关键词】正交设计;方差分析;极差分析;试验设计;工业应用 一、正交设计的应用类型 基本上有四种情况:有交互作用和无交互作用,重复试验和无重复试验。相应的对这四种情况所构造的正交表也有所区别具体情况如下:(1)无交互作用是指实验各因素之间是相互 独立的,只是单个因素的水平变化对指标有影响,因素间各水平的联合搭配对指标没有影响或影响可以忽略不计,这种情况对正交表的构造没有影响。(2)有交互作用是指在进行实验时,有时不仅因素的水平变化对指标有影响,而且有些因素间各水平的联合搭配对指标也产生影响,这种联合搭配作用称为交互作用。当出现了交互作用时,正交表的构造也要发生相应的变 二、方差分析在工业上的应用举例 下面以一个三因素、三水平的无重复实验,无交互作用的工业生产例子进行分析一下:例,某水泥厂为了提高水泥的强度,需要通过试验选择最好的生产方案,经研究有三个因素影响水泥的强度,这三个因素生料中矿化剂的用量,烧成温度,保温时间,每个因素都考虑3个水平,具体情况如表,试验的考察指标为28天的抗压强度(Mpa),分别为44.1,45.3,46.7,48.2,46.2,47.0,45.3,43.2,46.3。问:对这3个因素的3个水平如何安排,才能获得最高的水泥抗压强度? 上述例子中指标为抗压强度,影响指标的因素为A(矿化剂的用量),B(烧成温度),C(保温时间),例中只有三个因素,三个水平,L9(34)、L27(318)这两张表都至少有四个列。因此,都可以用来安排这个试验。我们要求尽量少做试验。 对上述例子应用SAS编程,只用输入主效应项,运行后的结果如下: 从输出结果中可以看出,在A(矿化剂的用量)的第二个水平下的均值最大,在B(烧成温度)的第三个水平下的均值最大,在C(保温时间)的第三个水平下的均值最大。根据实际因素,(抗压强度)越大越好,因此在A2B3C3的条件下,即在矿化剂的用量4%,烧成温度1450℃,保温时间40的条件下生产,抗压强度最大。 三、正交设计法的应用步骤 (1)定指标,挑因素,选水平;(2)选择正交表、排表头;(3)排试验方案表,做试验,填数据;(4)分析数据,选取合适的生产条件。通过验证试验,找出较稳定的较优生产条件,进行小批量考验,最后纳入技术文件,才算完成一项正交试验的全过程。
现场实验室的检测功能体现在对物体特性的测量上。实验和比较结果,以确定它们的特性是否可以接受。在公路工程中,检测技术是必不可少的,是工程质量的保证。公路工程的施工质量与人们的出行安全息息相关。不用说,人民生命财产的安全是非常重要的。公路工程一旦出现问题,涉及的范围很广,会产生许多不良影响。为了提高公路工程质量,加强公路工程建设质量管理,有必要建立一个现场实验室。公路工程质量控制涉及图纸设计、技术规范、质量标准等多个方面。现场实验室的目的是实验观察在特定条件下在不同影响下所研究因素的变化。现场实验室的检测功能体现在对物体特性的测量上。实验和比较结果,以确定它们的特性是否可以接受。在公路工程中,检测技术是必不可少的,是工程质量的保证。 1公路工程工地试验室检测存在的问题 工程工地实验室的重要性从上述内容中可以了解到其自身的重要性,但在现实中,实验室检测方面仍然存在一些等待解决的问题。 1.1与其他部门之间的配合效率不高 在施工过程中,如果实验室与其他部门之间缺乏沟通会导致工作效率低下,影响工程的进程。从细节上来看,主要有三个难以协调的问题:第一,责任没有明确。网站工作人员实验室经常混淆其工作和质量监督部门,结果不清楚责任和权力。第二,没有进行专业的管理。实验室的工程中临时建设的,具有临时性特征,同时,这也导致了对其缺少相应的管理和监督,收到各方面的干扰比较严重。第三,部门之间缺乏有效的沟通。现场实验室的大量检查数据和结果只是在实验室中进行使用,并没有与其他部门进行共用共享,这对工程建设的效率有很大的负面影响[1]。 1.2试验人员专业和素质方面存在问题 对现场实验室来说,检验员的专业性是非常重要的,这直接影响到现场实验室的作用能不能有效的发挥。由于检验员的能力和水平都存在差异,所以,对于仪器的使用方面也有很大的差异,影响了现场实验室工作的质量和结果的可得性。由于水平的限制,我国的创新能力不足。新技术的认知度低、接受率低、利用率低,制约了施工现场实验室的现代化建设。实验复杂,工作环境不佳。实验室的检验员一般都是临时调配的,多数情况下,工作人员手中还会有其他的工作,所以,相比较下,就不可能全心全意的将工作重心放在实验室检测方面,对工作质量产生了影响[2]。 1.3工地试验室制度利用率低 公路工程现场实验室系统相对低效。现场实验室系统的充分实施要求施工监理单位和施工单位做好现场实验室检查工作。经检验合格后,报上级交通质量监督部门。如果可以采用网站实验室系统,将大大提高实验室网站的效率,及时响应施工现场情况,对工程质量进行实时检查,加强施工过程的控制,做好施工整改工作。 2加强公路工程工地试验室管理主要建议及应对措施 2.1实现工程实施各部门的有效协调 建立实验室的主要任务是为项目提供测试数据,并为项目的总体质量服务。因此,有必要加强与施工现场其他部门的联系和沟通。建议建立工作联系和报告制度,及时向有关部门提供测试数据和报告结果,并定期举行工程质量分析会议。所有实验室就重大问题进行讨论、研究和报告。从检测和检验的角度,对项目的质量控制进行了分析,并对测试数据进行了统计分析和分析,以帮助质量检验部门对工程质量进行控制[3]。同时,对于建设团队的评价,实验室的有关负责人必须参与,以实现对工程质量的全面控制,提高实验室对工程质量管理的权威性。 2.2加强对检测人员的管理 实验室质量以及它能否充分发挥其优势,加强项目质量的控制很大程度上取决于员工的技术操作水平和专业素质。因此,必须加强试验管理人员,必须配备专业的试验人员、实验室和实验室负责人必须具备相应资质才能完成这些任务。对人员进行定期培训和评估,包括相关的国家法律、环保知识、安全防护知识、仪表和设备操作程序和维护知识、试验操作程序、质量体系文件、公路工程建设规范等。熟悉相关标准,规范公路工程试验和测试及原有设备。合理高效,提高工作效率和准确性,提高检查员的综合素质和服务技能。同时加强检查员的质量和安全教育,提高员工的素质和安全意识。只有加强人才管理,才能不断提高员工的总体素质,使全体员工具备充分的能力和高质量,完成工作,适应科学技术不断发展的需要,确保检查工作的质量,提高工作效率。确保整个公路项目的质量。 2.3完善工地试验室管理制度 检查频次、技术要求和质量标准、检验项目、检验和检验助理应建立在岗位技术培训、检验和检验人员的基础上,持证上岗,进一步建立健全质量责任制、实验室检验和检验质量保证措施,对工作系统进行现场测试和检查,进一步规范内部管理。根据本项目的特点,组织和研究相关质量标准、施工规范、试验和试验规程,明确试验频率和试验方法,重点从各分项工程内容出发,重点讨论试验人员和试验人员的专业技能。半成品、成品、原材料。提高考试综合素质,规范考试的运作,确保考试和考试工作的及时性、准确性、标准化和科学性,提高考试和考试工作的水平。应采取有效措施,确保及时反馈和传输试验结果,并实施检查。 3结束语 要提高质量管理实验室的效率,必须实施全面的实验室管理体系,完善实验室的管理体系,做好信息管理测试工作,明确实验室的职责,做好管理工作,完善实验室的环境和设备,从而全面提高现场实验室的质量管理水平。 参考文献: [1]杨华.浅谈公路工程工地试验室的管理与施工质量控制[J].工程质量,2014,32(06):63-65. [2]贺利兵.浅谈公路工程工地试验室的管理与施工质量控制[J].居舍,2018(34):129. [3]颜雪.公路工程工地试验室的管理与施工质量控制研究[J].工程技术研究,2018(10):109-110. 作者:张黎明 单位:中交第三航务工程局有限公司交建工程分公司
硬件设计论文:浅谈变电站综合自动化中监控系统的硬件设计研究 论文 关键词 测控系统总线现场总线型综合自动化系统 论文摘要 测控系统在变电站综合自动化系统中肩负着测量与控制任务,随着电网电压等级的提高,变电站综合自动化对测控系统的要求不断提高。根据变电站综合自动化系统的设计思路.对一种由总线组成的新型现场总线型测控系统的硬件设计进行研究。 一、引言 变电站综合自动化是在微处理技术、自动控制技术和远动技术 发展 到一定程度的基础上,为使变电站二次设备更合理、有效地运行而提出的一种变电站自动化模式。变电站综合自动化系统除了实现对现场的监测、控制和保护之外。更重要的是能实现当地和远方对现场的监控、调节和保护。 二、变电站综合自动化中的测控系统的功能要求 (一)遥信功能。遥信功能通常用于测量下列信号开关的位置信号、变压器内部故障综合信号保护装置的动作信号、通信设备运行状况信号、调压变压器抽头位置信号、自动调节装置的运行状态信号和其它可提供继电器方式输出的信号事故总信号及装置主电源停电信号等。 ( )j噩测功能。遥测功能常用于变压器的有功和无功采集、线路的有功功率采集、母线电压和线路电流采集、温度、压力、流量流速等采集、周波频率采集、主变油温采集和其它模拟信号采集。 (三)遥控功能。遥控功能常用于断路器的合、分和电容器、电抗器的投切以及其它可以采用继电器控制的功能。 (四)遥调功能。遥调常用于有载调压变压器抽头的升、降调节和其它可采用一组继电器控制的、具有分级升降功能的场合。 三、测控系统硬件设计研究 针对测控单元存在的不足之处.考虑到高压、超高压变电站的自动化特点及变电站综合自动化的发展对测控单元的要求,结合 电子 元器件发展、通信技术的进步和其它新技术的出现,提出了新型线路测控单元的模块化硬件设计方案。 线路单元测控装置的硬件构成主要包括80c196kc基本处理模块、电流型互感器模块、滤波放大电路、多路模拟开关、a/d转换电路、频率检测电路、遥信输入光祸隔离电路、遥脉输入光藕隔离电路、控制输出继电器、双can总线通信模块、串行通信模块。 (一)80c196k0 80c196kc是intel公司16位单片机系列的第三代产品,是目前应用最广泛的16位单片机,具有以下特点: 1 废除了cpu的累加器(acc)与算术逻辑运算部件(alu)的传统结构,采用了寄存器阵列/算术逻辑部件(ralu)。ooh-1ffh单元包含寄存器阵列、专用寄存器和256字节的附加ram。ooh—017h是专用寄存器区。018h—offh是寄存器阵列.可由ralu直接访问。iooh—1ffh是附加的256字节ram.这些ram通过“垂直寄存器窗”结构,也可以作为寄存器由ralu直接访问,因而给程序设计带来很大方便。 2 特殊功能寄存器直接控制i/o口,实现了i/o口的高速输入与高速输出。四个高速输入口最小能记录分辨间隔为1微秒的外部事件发生时间(时钟频率为16mhz);六个高速输出口,可在预定的时间内触发外部电路。 3 两个16位定时/计数器及四个软件定时器可以很方便地为众多的外部或内部事件提供定时与计数功能。所谓软件定时器就是对hso编程,可以按预定的时间产生中断。 4 具有高速运算处理器。80c196kc可以采用16eiz的晶振.其运行速度比12mhz的90c196kb快33%,比12mhz的8096bh快1倍。 5 3路d/a转换采用脉冲宽度调制输出(pwm),调制精度为8位,输出波形为占空比可变的方波,方波可经积分后变成直流电平.其电平随占空比变化有256级输出。 6 有16位watchdog监视定时器,用于监视软件运行是否发生故障,当系统由于干扰或其它扰动导致软件运行紊乱时,它能够使系统自动复位。 7 有高速数据交换能力。支持dma(直接存储器存取)方式数据交换和pts方式数据交换。 (二)测控单元的组成 80c196kc基本处理模块主要由80c196kcl6位中央处理器、128kbyte程序存储器eprom,64kbyte数据存储器ram,16kbyte的存储器eeprom及译码电路组成;电流型互感器模块完成将100v,5a的电压电流信号转化为+2.5ma的弱电信号,经过信号变换.放大滤波变成标准信号送入多路模拟开关,在cpu的控制下依次a/d转抉,将现场输入的模拟量转变成数字量,供cpu处理。频率检测模块对输入的交流正弦信号进行整形变成主波信号,输入cpu的高速输入口,通过测量跳变的周期测量频率及进行频率跟踪。遥信、遥脉输入光藕隔离电路完成信号变换及隔离功能,支持220v/110v/24v直流电压信号输入。键盘显示模块提供人机交互功能.采用薄膜键盘和带背光的128*64的点阵式液晶.屏幕一屏可显示16×8个 英文 字母或8×4个汉字。 为了满足不同应用的需要,本装置设计有5路通信接口:其中2路为冗余设计的can总线接口,用于与通信控制单元通信;1路光纤通信接口,用于与通信控制单元的通信或与智能设备通信;1路rs485接口,用于支持装置与总控单元的通信或与智能设各通信;l路为rs232接口.用于支持装置的组态功能,所有的通信接口均通过高速光藕进行光电隔离。 在继电器驱动电路中采用了一些保护措施,防止在分合直流电源时引起逻辑电路紊乱而造成继电器误动作,并在驱动电路与继电器之间加光电隔离,以提高抗干扰能力。本装置还采用自检闭锬功能和放电回路,防止由于硬件错误。 硬件设计论文:变压器冷却控制系统控制器的硬件设计 摘要:变压器的冷却装置是将变压器在运行中由损耗所产生的热量散发出去,以保证变压器可以安全正常的运行。本文所进行的主要核心部分就是对控制模块进行的设计,其中包括了可以对主变压器风扇投入与切除的温度范围进行自行设定,也可以按照用户的要求而变化。 关键词:变压器;冷却控制系统;硬件 1变压器冷却控制系统控制模块的设计总体思想 本文所进行的就是对变压器冷却控制系统控制器模块进行设计,其中包括了可以对主变压器风扇投入与切除的温度范围进行自行设定,也可以按照用户的要求而变化。在传统控制方式中,风扇投切的温度限制值是不能改变的,此外,风扇电机的启动和停止温度有一余量,不像传统的控制方式中是一个定值,避免了频繁启动的缺陷,此外还有运行、故障保护及报警等信号的显示及其与控制中心或调度中心的通讯,上传这些信息,如变压器油温、风扇运行状态有无故障等。至于风扇的分组投切设置是为了节约电能,具有一定的 经济 意义,但这个分组数不宜过多,以免控制复杂,且散热效果不佳。 控制器主要由at89cs1单片机、a/d转换器、键盘控制芯片,输出模块、通讯模块以及自动复位电路等组成,其中单片机是控制器的核心,aid转换器是把输入信号转换为数字信号。 2变压器风扇控制系统的硬件接线 基于以上的要求,我们设计的风扇控制器的硬件线路图如下页图1所示。变压器风扇控制中对控制模块进行改进是本文研究的重点,其中包括主要芯片的选用以及一些抗干扰元件的使用。所以在本章节中,我们重点将要介绍变压器风扇冷却控制模块中的主要硬件芯片的作用、选用以及它们之间的连接力一法。 (1)单片机at89c51(如图1)。 at89c51是atmel公司生产的一种低功耗,高性能的8位单片机,具有8k的flash可编程只读存储器,它采用atmel公司的高密度不易丢失的存储器技术,并且和 工业 标准的80c51和80c52的指令集合插脚引线兼容,其集成的flash允许可编程存储器可以在系统或者通用的非易失性的存储器编程中进行重新编程。at89c51集成了一个8位的cpu, 8k的flash。256字节的edam, 32位的i/0总线。三个16字节的定时器/计数器,两级六中段结构,一个全双工的串行口,振荡器及时钟电路。at89c51是完成系统的数据处理和系统控制的核心,所有其它器件都受其控制或为其服务。 在本文中,经过tlc 1543 a/d转换器后输出的数字量输入到at89c51单片机中,同时在进行了温度参数的设置以后,进行它的输出控制,其中包括了变压器的温度显示、状态显示、以及声音报警设备等等,也就是我们所研究的变压器冷却控制系统的核心部分。 (2)变压器的温度采集及温度处理模块。在变压器的风扇冷却自动控制系统中,第一步进行的就是对变压器上层油温进行的温度采集工作。变压器的温度采集是由变压器的温度控制器来实现的,其中包括铂电极、传感器以及变送器。经过温度控制器输出的信号进入变送器,变送器送出一个4一20毫安的电流信号,然后将此电流信号通过控制芯片上的电阻元件实现电流电压信号的转换,转换后的电压是在0.4一2(伏特)之间,然后将此电压信号输入到tlc 1543数模转换器,进行信号处理。变送器输出信号有电流和电压信号两种,考虑到变压器安装的位置(室外)距本控制装置(室内)有一定的距离,电流信号不易损失,故选择了4一20毫安的电流信号。 (3)11通道10位串行a/d转换器丁lc1543。 tlc1543 a/d转换器是美国ti公司生产的众多串行a/d转换器中的一种,它具有输入通道多、转换精度高、传输速度快、使用灵活和价格低廉等优点,是一种高性价的模数转换器。tlc 1543是cmos,10位开关电容逐次逼近模数转换器。它有三个输入端和一个3态输出端:片选(cs),输入/输出时钟(i/0 clock),地址输入和数据输出(dataout)。这样通过一个直接的四线接口与卞处理器或外围的串行口通讯。片内还有14通道多路选择器可以选择11个输入中的任何一个三个内部自测试(self-test)电压中的一个。 (4)bc7281 128段led显示及64键键盘控制芯片。 bc7281是16位led数码管显示器键盘接口专用控制芯片,通过外接移位寄存器(典型芯片如74hc164, 74ls595等),最多可以控制16位数码管显示或128支独立的led。 bc7281的驱动输出极性及输出时序均为软件可控,从而可以和各种外部电路配合,适用于任何尺寸的数码管。 bc7281各位可独立按不同的译码方式译码或不译码显示,译码方式显示时小数点不受译码影响,使用方便;bc7281内部还有一闪烁速度控制寄存器,使用者可随时改变闪烁速度。 bc7281芯片可以连接最多64键c8*8)的键盘矩阵,内部具有去抖动功能。它的键盘具有两种工作模式,bc7281内部共有26个寄存器,包括16个显示寄存器和10个特殊(控制)寄存器,所有的操作均通过对这26个寄存器的访问完成。 bc7281采用高速二线接口与mcu进行通讯,只占用很少的i/o资源和主机时间。 bc7281在本系统中主要用于驱动变压器温度显示的led以及显示风扇运行状态的指示灯。 前已提及,bc7281芯片内部共有26个寄存器,包括16个显示寄存器和10个特殊功能寄存器,共用一段连续的地址,其地址范围是ooh-19h,其中ooh-ofh为显示寄存器,其余为特殊寄存器。 (5)使用max232实现与pc机的通讯。 ①max232芯片简介 max232芯片是1viax工m公司生产的低功耗、单电源双rs232发送/接收器,适用于各种e工a-232e和v.28; v.24的通信接口,1viax232芯片内部有一个电源电压变换器,可以把输入的+5v电源变换成rs-2320输出电平所需±10v电压,所以采用此芯片接口的串行通信系统只要单一的+5v电源就可以。 我们的设计电路中选用其中一路发送/接收,rlou t接mcs一51的rxd , t 1工n接mcs一51的txd, tlout接pc机的rd,rl工n接pc机的td1。因为max232具有驱动能力,所以不需要外加驱动电路。 系统中使用了此技术之后就实现了变压器风扇冷却系统的远程控制,工作人员可以在控制室对冷却系统进行控制,可以达到方便、准确、快捷的日的,这也是我们对传统的风扇冷却控制系统而做的一个重要的改进。 ②串行通讯 在此实现中,我们必须要对mcs-51串行接日和pc机串行接日的串行通讯要有一定的了解,串行通信是指通信的发送方和接收方之间数据信息的传输是在单根数据线上,以每次一个二进制位移动的,它的优点是只需一对传输线进行传送信息,囚此其成本低,适用于远即离通信;它的缺点是传送速度低;串行通信有异步通信和同步通信两种基本通信方一式,同步通信适用于传送速度高的情况,其硬件复杂;而异步通信应用于传送速度在50到19200波特之间,是比较常用的传送方式,本文中使用的就是异步通讯方式。 (6)“看门狗”电路ds1232 在系统运行的过程中,为了避免因干扰或其他意外出现的运行中的死机的情况,“看门狗电路”ds1232会自动进行复位,并且能够重读eeprom中的设置,以保证系统可以安全正常的运行。 美国dallas公司生产的“看门狗”(watchdog)集成电路ds1232具有性能可靠、使用简单、价格低廉的特点,应用在单片机产品中能够很好的提高硬件的抗干扰能力。 ds1232具有以下特点: ①具有8脚dip封装和16脚soic贴片封装两种形式,可以满足不同设计要求; ②在微处理器失控状态卜可以停止和重新启动微处理器; ③微处理器掉电或电源电压瞬变时可自动复位微处理器; ④精确的5%或10%电源供电监视; 在本变压器冷却控制系统中,ds1232作为一定时器来起到自动复位的作用,在ds1232内部集成有看门狗定时器,当ds1232的st端在设置的周期时间内没有有效信号到来时,ds1232的rsr端将产生复位信号以强迫微处理器复位。这一功能对于防止由于干扰等原因造成的微处理器死机是非常有效的,因为看门狗定时器的定时时间由ds1232的td引脚确定,在本设计中,我们将其td引脚与地相接,所以定时时间一般取为150ms。 3结论 本装置实现了通过单片机自动控制冷却器的各种运行状态并能精确监测变压器的油温和冷却器的各种运行、故障状态,显示了比传统的控制模式的优越性。(1)能够对变压器油温进行监测与控制;(2)实现了变压器冷却器依据不同油温的分组投切,延长了冷却器的使用寿命,有较好的 经济 意义; (3)实现了冷却系统的各种状况,如油温、风扇投切和故障等信息的上传,便于值班员、调度员随时掌握情况。 由于固态继电器实现了变压器的无触点控制,解决了传统的控制回路的弊端,同时此控制装置具有电机回路断相与过载的保护功能。由于使用了单片机,因而具有一定的智能特征,实现了油温、风扇的投入、退出和故障等信号的显示以及上传等。通过实际运行表明,该装置的研制是比较成功的。但今后,我们还应该对固态继电器本身的保护进行一些研究,以免主回路因电流过大而造成固态继电器的损坏,以使变压器风扇冷却控制回路更加完善。 硬件设计论文:浅谈变电站综合自动化中监控系统的硬件设计研究 论文关键词 测控系统总线现场总线型综合自动化系统 论文摘要 测控系统在变电站综合自动化系统中肩负着测量与控制任务,随着电网电压等级的提高,变电站综合自动化对测控系统的要求不断提高。根据变电站综合自动化系统的设计思路.对一种由总线组成的新型现场总线型测控系统的硬件设计进行研究。 一、引言 变电站综合自动化是在微处理技术、自动控制技术和远动技术发展到一定程度的基础上,为使变电站二次设备更合理、有效地运行而提出的一种变电站自动化模式。变电站综合自动化系统除了实现对现场的监测、控制和保护之外。更重要的是能实现当地和远方对现场的监控、调节和保护。 二、变电站综合自动化中的测控系统的功能要求 (一)遥信功能。遥信功能通常用于测量下列信号开关的位置信号、变压器内部故障综合信号保护装置的动作信号、通信设备运行状况信号、调压变压器抽头位置信号、自动调节装置的运行状态信号和其它可提供继电器方式输出的信号事故总信号及装置主电源停电信号等。 ( )j噩测功能。遥测功能常用于变压器的有功和无功采集、线路的有功功率采集、母线电压和线路电流采集、温度、压力、流量流速等采集、周波频率采集、主变油温采集和其它模拟信号采集。 (三)遥控功能。遥控功能常用于断路器的合、分和电容器、电抗器的投切以及其它可以采用继电器控制的功能。 (四)遥调功能。遥调常用于有载调压变压器抽头的升、降调节和其它可采用一组继电器控制的、具有分级升降功能的场合。 三、测控系统硬件设计研究 针对测控单元存在的不足之处.考虑到高压、超高压变电站的自动化特点及变电站综合自动化的发展对测控单元的要求,结合电子元器件发展、通信技术的进步和其它新技术的出现,提出了新型线路测控单元的模块化硬件设计方案。 线路单元测控装置的硬件构成主要包括80c196kc基本处理模块、电流型互感器模块、滤波放大电路、多路模拟开关、a/d转换电路、频率检测电路、遥信输入光祸隔离电路、遥脉输入光藕隔离电路、控制输出继电器、双can总线通信模块、串行通信模块。 (一)80c196k0 80c196kc是intel公司16位单片机系列的第三代产品,是目前应用最广泛的16位单片机,具有以下特点: 1 废除了cpu的累加器(acc)与算术逻辑运算部件(alu)的传统结构,采用了寄存器阵列/算术逻辑部件(ralu)。ooh-1ffh单元包含寄存器阵列、专用寄存器和256字节的附加ram。ooh—017h是专用寄存器区。018h—offh是寄存器阵列.可由ralu直接访问。iooh—1ffh是附加的256字节ram.这些ram通过“垂直寄存器窗”结构,也可以作为寄存器由ralu直接访问,因而给程序设计带来很大方便。 2 特殊功能寄存器直接控制i/o口,实现了i/o口的高速输入与高速输出。四个高速输入口最小能记录分辨间隔为1微秒的外部事件发生时间(时钟频率为16mhz);六个高速输出口,可在预定的时间内触发外部电路。 3 两个16位定时/计数器及四个软件定时器可以很方便地为众多的外部或内部事件提供定时与计数功能。所谓软件定时器就是对hso编程,可以按预定的时间产生中断。 4 具有高速运算处理器。80c196kc可以采用16eiz的晶振.其运行速度比12mhz的90c196kb快33%,比12mhz的8096bh快1倍。 5 3路d/a转换采用脉冲宽度调制输出(pwm),调制精度为8位,输出波形为占空比可变的方波,方波可经积分后变成直流电平.其电平随占空比变化有256级输出。 6 有16位watchdog监视定时器,用于监视软件运行是否发生故障,当系统由于干扰或其它扰动导致软件运行紊乱时,它能够使系统自动复位。 7 有高速数据交换能力。支持dma(直接存储器存取)方式数据交换和pts方式数据交换。 (二)测控单元的组成 80c196kc基本处理模块主要由80c196kcl6位中央处理器、128kbyte程序存储器eprom,64kbyte数据存储器ram,16kbyte的存储器eeprom及译码电路组成;电流型互感器模块完成将100v,5a的电压电流信号转化为+2.5ma的弱电信号,经过信号变换.放大滤波变成标准信号送入多路模拟开关,在cpu的控制下依次a/d转抉,将现场输入的模拟量转变成数字量,供cpu处理。频率检测模块对输入的交流正弦信号进行整形变成主波信号,输入cpu的高速输入口,通过测量跳变的周期测量频率及进行频率跟踪。遥信、遥脉输入光藕隔离电路完成信号变换及隔离功能,支持220v/110v/24v直流电压信号输入。键盘显示模块提供人机交互功能.采用薄膜键盘和带背光的128*64的点阵式液晶.屏幕一屏可显示16×8个英文字母或8×4个汉字。 为了满足不同应用的需要,本装置设计有5路通信接口:其中2路为冗余设计的can总线接口,用于与通信控制单元通信;1路光纤通信接口,用于与通信控制单元的通信或与智能设备通信;1路rs485接口,用于支持装置与总控单元的通信或与智能设各通信;l路为rs232接口.用于支持装置的组态功能,所有的通信接口均通过高速光藕进行光电隔离。 在继电器驱动电路中采用了一些保护措施,防止在分合直流电源时引起逻辑电路紊乱而造成继电器误动作,并在驱动电路与继电器之间加光电隔离,以提高抗干扰能力。本装置还采用自检闭锬功能和放电回路,防止由于硬件错误。 硬件设计论文:锅炉自动控温给水系统硬件设计 【内容摘要】本文重点研究了基于STC89C52RC单片机的锅炉自动控温给水系统的设计制作,该系统可以实现的功能有温度控制、液位控制、语音播报等。其中锅炉液位检测和温度检测控制通过单片机来加以控制,该系统成本较低、易于调试、各工作部分障碍互不干扰、维修方便。 【关键词】STC89C52单片机;液位控制;温度控制;语音报警 在现代社会中,居民区热力供应量、需求量越来越大,国内燃煤锅炉的数量仍居高不下[1]。基于此种情况,提高蒸汽锅炉的容量,对操作、控制过程严格要求,都有利于缓解热力供应压力。与此同时,对于锅炉液位和温度的精确控制是关系到人们自身和设备安全的重要问题。由于被控对象和过程的非线性、时变性,多参数间的强耦合、随机干扰等因素,使得建立被控对象的精确数学模型变得很困难[2]。基于控制中的各种影响因素,传统的控制方法已经无法实现所需要的控制精度和系统稳定性。近些年随着单片机技术的迅速发展,利用单片机及其外围芯片实现复杂系统的控制已经成为现实[3]。锅炉自动控温给水系统就是利用单片机使锅炉系统具有较高的实用价值和优越性[4]。通过单片机自动控制、调节加热与给水系统,可使锅炉维持一个较稳定的系统,以正常供气供水,保证系统安全经济运行。 一、系统简介 设计的研究对象主要是锅炉的液位和温度,对其液位和温度实现自动控制。通过STC89C52RC单片机、温度传感器(DS18B20)、LCM(12864液晶显示屏)、语音模块(WT588D)、浮球式液位传感器、独立按键等实现系统温度、液位报警和控制,同时可以对锅炉当前状态的显示、控制和播报加以实现。系统的硬件设计主要是有以下几个模块:STC89C52RC芯片为核心的控制模块,液位采集模块、温度采集模块、键盘模块、液晶显示模块、语音报警模块、独立按键模块、继电器控制模块、电源模块、串口模块等。可实现的具体功能如下:一是系统启动后播放开机画面和开机音乐,显示系统默认的温度上下限值。二是显示当前的温度及温度是否在设定范围内,同时显示当前液位状态。三是当液位低至给定的下限液位时,放水水泵停止对锅炉放水,同时启动进水水泵对锅炉进行加水,直到液位到达指定值,LCM显示液位正常。四是当液位高至给定上限的液位时,进水水泵停止对锅炉加水,同时启动放水水泵对锅炉进行放水,直到液位到达指定值,LCM显示液位正常。五是如果温度传感器DS18B20损坏,系统停止工作,LCM提示错误。六是温度低于设定值,启动加热工作。温度到达指定温度值,停止加热工作。七是可以语音播报,并通过独立按键控制语音播报的开、关。八是通过按键实现温度上下限值的设定,最高上限值为70摄氏度,最低下限值为10摄氏度。 二、系统硬件设计 (一)单片机接口原理图。该部分主要由单片机芯片、上拉电阻、排阵等组成。原理图如图1所示。(二)温度采集模块。温度采集模块主要使用DALLAS半导体公司的数字化温度传感器DS18B20。DS18B20为单线接口,性能较为稳定。用户可以设定温度报警上下限值,同时,该DS18B20超温度限可通过报警搜索命令加以识别。在传统的模拟信号远距离温度测量系统中,需要很好地解决一些技术问题,才能够达到较高的测量精度[5,6]。在感温器件中,DS18B20适合于单片机构成智能温度测量和控制系统,其精度很高、易保证。体积小、无需标定、支持多点组网功能、可多点测温等特点都有利于在实际应用中取得良好的测温效果。温度传感器如图2,DS18B20的原理图如图3[7]。(三)液位采集模块。液位传感器采用的是浮球式液位开关。其结构简单,无复杂电路,使用方便,使用磁簧开关无需电源,接点寿命长,控制开关位置可随使用者订制。所有开关出线在同一接线盒,外部施工配线成本较低。由于磁簧开关和导线与被测液体是完全隔离,该液位开关可在高温、高压设备上安全使用。浮球式液位开关是采取直浮子驱动磁簧开关内部磁铁,达到开关瞬间动作的原理。当被测介质浮动浮子时,浮子在一定范围内上下移动,浮球内的磁体将吸引控制开关动作杆上的磁体,从而产生开与关的动作,实现液位的指示与控制[8]。液位传感器实物如图4,液位采集模块的电路图如图5。(四)继电器控制模块。继电器主要是来做自动控制作用的开关元件。在本次设计中共使用了3个电磁继电器,都是用+5V的直流电来控制12V的直流电,分别实现对进水水泵、出水水泵、加热器的控制作用。电磁式继电器可以用低电压、弱电流的控制电路来控制高电压、高电流的工作电路,能实现远距离操纵和自动控制。进水水泵、出水水泵和加热器的控制就可通过此原理得到远程自动控制。继电器控制电路如图6。 三、结构设计 本设计中使用的保温水桶是在成品的基础上进行部分加工所得。机械加工包括对桶壁进行开孔,加热器的定位、安装和密封,进出水水管的定位、安装和密封,液位传感器支架的设计安装,以及液位传感器和DS18B20温度传感器的安装、固定。在上液位传感器安装时,液位传感器的浮球下边缘和进水管平齐,当水位到达该液位传感器浮球下边缘时停止加水,防止进水管被完全淹没。下液位传感器安装时,浮球的下边缘略高于加热装置,当桶内液位低于该液位传感器上边缘时停止出水同时开始加水,防止液位过低而导致加热装置干烧。加工结果如图7。上下液位传感器的信号线分别从安装进出水管的孔里引出。DS18B20温度传感器安装在保温桶夹层内部并紧贴内壁,位置在水桶中部,信号线从和上液位传感器的信号线一路从进水孔引出,如图8所示。 四、应用分析 当保温桶内液位过低时系统控制继电器使进水水泵工作。当液位过高时进水水泵停止工作,出水水泵工作,直至液位正常。同时水的温度如果低于设定值,继电器控制加热器开始加热,直至达到设定温度,加热器(220V)停止工作,这些功能都要能够实现,而且整个过程都是自动完成,不需用户操作,用户只需按照自己的要求设定温度范围,既安全又方便。锅炉自动控温给水系统经过实验验证,已经可以实现开机画面的显示,显示默认的温度上下限值,可根据需要进行设定,系统会显示当前的温度和温度、液位状态是否正常。随着单片机技术的发展和日趋成熟,单片机不仅应用前景广泛,同时有助于发现可能存在的故障。锅炉自动控温给水系统就是利用单片机使锅炉系统具有较高的实用价值和优越性。 作者:伍广 邓传奇 陈帅 单位:安徽理工大学机械工程学院 硬件设计论文:封闭禽舍传感器节点软硬件设计 本文作者:曹元军1金濯2翟旭军2王新忠3作者单位:1.泰州职业技术学院2.江苏畜牧兽医职业技术学院3.江苏大学生物机电工程研究院 工厂化蛋鸡舍在结构上是一个全封闭的设施,鸡舍内部环境受设计结构的制约和影响,形成了不同于外部环境的“鸡舍小气候”。鸡舍气候信息主要包括室内的温度、湿度、光照、二氧化碳、氨气和硫化氢等环境因子。鸡舍设施的全封闭性决定了鸡舍与外界的物质与能量交换,这种交换会引起鸡舍小气候环境的变化,进而在一定程度上又会影响蛋鸡的生长及其产蛋率。鸡舍气候信息采集的智能化和信息化是实施工厂化蛋鸡养殖的关键技术之一,国内外已有科研人员将无线传感器网络(WirelessSensorNetworks,WSN)技术应用于农田信息采集。为满足农业信息采集中监测周期长的需求,研究人员结合不同的应用场合,设计了多种专用的无线传感器网络节点[1-6]。由于封闭式蛋鸡舍设施的特殊性,鸡舍环境信息有线采集设备易出故障,且设备的投入成本与维护成本较高,因此,无线传感器网络的应用将尽显其优势。为此,笔者在尽可能延长无线传感器节点通信距离的基础上,合理地设计硬件系统和软件系统,以有效提高节点的生存周期。 1节点硬件设计 节点硬件设计通过自组网的形式将采集的信息发送至系统监控中心,实现对封闭式蛋鸡舍设施的温度、空气湿度、光照、二氧化碳、氨气和硫化氢等环境因子的采集。传感器节点由微处理器模块、无线通信模块、串口通信模块、传感器模块和电源模块组成,如图1所示。为了提升传感器节点的通信距离,微控制器(CPU)采用AVR系列单片机ATmega128L,对比普通51系列单片机而言,ATmega128L代码执行效率更高,抗干扰能力更强,同时,ATmega128L单片机具有低功耗的特点(1μA~25mA,WDT关闭时为100nA)。该设计的无线通信模块采用功耗低、发射功率可微调的nRF905模块,其高斯频移键控(GFSK)调制方式抗干扰能力强,能够很好地抑制噪声环境对信息采集系统的影响。设计节点的CPU时钟频率为7.3228MHz,nRF905设定在433MHz国家开放频段。温湿度传感器采用SHT11,光强度传感器采用美国TAGS公司的光强度数字TSL2561。有害气体浓度的监测传感器分别为:CO2浓度传感器选用美国FIGARO公司生产的TGS4160,NH3传感器选择的型号为MIC-NH3智能传感器,硫化氢传感器选择的型号为(H2S传感器)M-100。 2节点软件设计 针对上述节点硬件结构,结合封闭式蛋鸡舍设施信息采集周期性强、时间间隔短、单次数据传输量大的特点,设计了基于C语言的软件系统。 2.1节点软件构成 节点软件由操作系统和应用程序构成。WSN利用TinyOS操作系统,采用AVRStudio4.07开发平台,开发应用程序,包括各个硬件模块的驱动、数据采集和通信协议。在TinyOS环境下为节点用NesC语言编写了相应的执行程序。AVRStudio4.07平台采用面向对象的编程方法,1个TinyOS应用程序与多个组件(Component)连接,构成1个执行模块(Module)。组件是硬件的抽象概念,组件间由接口(Interface)互相连接。该设计传感器节点的TinyOS应用程序结构如图2所示。 2.2节点休眠的设计 无线传感器节点节省能量的最主要的方式是休眠机制。当传感器节点目前没有传感任务并且不需要为其他节点转发传感数据时,关闭节点的无线通讯模块、数据采集模块甚至计算模块以节省能量。因而,一个传感任务发生时,只有与之相连的区域内的传感器节点处于活动状态,从而形成一个活动区域。如图3所示,活动区域随着数据向网关节点传送而移动,这样原先活动的节点在离开活动区域后可以转成休眠模式从而节省能量。 2.3同步控制 时钟同步是该设计分布式系统的重要组成部分,采用TDMA-MAC协议。具有休眠机制的无线传感器网络需要严格的时间同步机制,用来准确接入信道和及时唤醒。在传感器网络中,节点运行工作时的物理时钟依靠对自身晶振中断计数实现。如果节点晶振的频率误差和初始计时时刻不同,就会使节点之间物理时钟不同步。通过计算出物理时钟与逻辑时钟的关系,构造对应的逻辑时钟以达成同步。无线传感节点在应用基站充当时间基准点,发送数据包具有当前时钟读数的同步指令,当无线传感器网络内其他节点接收到该同步指令后,计算延时参数并调整本节点的逻辑时钟值,以和基站节点基准点构成同步。传感节点在和基站节点同步后作为新的基准点,一环接一环由里向外同步,直至覆盖整个无线传感器网络。 2.4节点程序的调试 无线传感器节点硬件和软件设计完成后,进行了程序初步调试。程序调试平台为AVRStudio4.07,调试步骤如下:①在启动AVRStudio4.07之前,将JTAG仿真器与PC机串口连接起来;②JTAG仿真器的数据电缆连接到目标板的JTAG接口;③在确认PC、JTAGICE和目标板正确连接后,按照下列顺序依次接通电源的操作:打开目标板电源,即SW1拨至“ON”处,然后接通JTAG电源,JTAG仿真器上的绿黄两灯同时亮表示连接成功,若有任意一灯不亮,就说明连接没有成功;④在PC上打开AVRStudio4.07,调试节点程序,如下图4、5所示。 3结语 为解决传统封闭式蛋鸡舍设施的温度、空气湿度、光照、二氧化碳、氨气和硫化氢等环境因子的监测中所存在的监测区域面积小、采样率低、工作量大等问题,该研究探讨了将无线传感器节点技术作为封闭式蛋鸡舍环境监测中数据采集和传输载体的可行性,设计和开发了无线传感器节点,并进行了节点程序的调试。下一步应采用所设计的无线传感器节点,构成无线传感器网络,通过进一步的封闭式蛋鸡舍环境因子信息采集试验,提高无线传感器网络系统的可靠性和实用性。 硬件设计论文:常规剧场舞台机械控制系统的软硬件设计 【摘要】根据国内剧场舞台机械控制系统的特点,探讨了软、硬件设计解决方案。根据实际工程经验从控制系统硬件设计组成、网络系统构建和软件功能要求三个方面进行了详细的论述。 【关键词】PLC;舞台机械;变频器;现场总线 常规剧院根据功能可以划分为歌剧院、戏剧院、音乐厅和多功能厅等。舞台机械是现代化剧场不可缺少的核心设备,通过舞台机械设备不断升降、平移、开合运动,并配合灯光、音响的不断变换,呈现在观众眼前的是一场场美轮美奂的视觉盛宴。常规剧场舞台机械设备一般可分为台上和台下两个部分,台上以卷扬类为主,台上设备的基本配置有防火幕、假台口、大幕、二道幕、景吊杆、灯吊杆、单点吊机、灯光渡桥、灯光吊笼等设备,有的还配置了反声罩。台下以升降、推拉、旋转为主,台下设备的基本配置有主升降台、左右车台、后车转台、升降乐池、各种补偿台、插销和安全网等设备。其中,台上吊杆类设备、台下升降台类设备和车台类设备是舞台表演空间的主要设备。随着计算机技术的不断发展,现在舞台机械控制多采用以可编程控制器为主的分布式控制系统。系统硬件由继电器、接触器和变频器等低压电器组成,网络采用开放式工业现场总线通讯技术,软件设计采用功能完备的人机友好界面和安全互锁保护。整个系统快速、方便地将分散在台上、台下的设备和核心中央处理器联系起来,其各种不同类型的控制模块通过硬件接口和软件组态可进行广泛组合,为舞台机械运行提供实时、安全可靠的运行保证。同时,由于采用计算机控制,系统具有处理速度快、系统资源裕量大、通讯能力强、故障排除快速、定位准确的特点。 1设备电器设计组成 舞台设备电器控制回路一般由各种安全保护单元(如限位、乱绳、超载、超速、安全急停链路)、位置测量单元(如编码器、减速开关、行程开关)、控制电路(如各种继电器、PLC输入输出模块)、驱动单元(如变频器、交流接触器)和执行单元(如三相异步鼠笼电机、伺服电机)组成,并通过以上电器环节的共同作用控制设备运动。国内舞台设备按控制方式包括常规定速控制和调速定位控制。 1.1常规定速控制 常规定速控制——通过PLC起停输出、设备的行程开关、保护开关、继电器组成的中间回路控制对应的三相电源的相序通断,从而达到直接控制电机的正反向运动,如舞台各种插销、安全网、升降栏杆、安全门。该方式广泛应用在对时间要求不高的舞台设备硬件设计上,对于在运动过程中有位置需求但定位要求不高的设备(如灯光吊笼、假台口侧片、灯光渡桥)来说,该方式并不能满足要求。从设计经济、硬件便捷的角度,通常在常规电机传动轴上加装轴套型增量编码器,将编码器信号接入具有位置采集功能的模板(如西门子编码器模块FM350),同时,在硬件选型时根据模板的采样频率和电机转速确定所选编码器的每圈脉冲值。采集的位置信号经过现场总线传送到中央处理器中,和预设的目标位置做比较,决定设备是否到位停止运行。在实际的硬件设计中,为了能及时响应到位置信号,需把采集模板的实际输出值串入控制电机正反转回路。考虑到常规定速控制设计中不具备调速功能,电机高速运动过程中收到停止信号后制动运行较长,影响设备控制精度,在应用中要根据设备实际制动距离,在软件调试中加入制动停止提前长度来修正设备停止响应距离,从而提高设备实际到位精度 1.2调速定位控制 调速定位控制——常规电机带有编码器,编码器接入具有位置控制功能的高性能交流矢量变频器,变频器通过本身的内置位置控制卡计算电机运行的实时位置和给定目标位置的差值,通过PID调节输出对应的频率和电压控制电机运转速度,中央处理器通过总线通讯方式比较变频器传回来的位置、状态特性,并根据变频器窗口到位值实现对所控设备的速度、位置精确控制,控制电路如图3所示。使用调速定位控制,降低了对机械设备的冲击,提高了设备的安全性和可靠性。因此,在国内中、大型剧场中,该控制方式是控制吊杆、升降台、车台等机械设备的主流方案。调速定位按控制电路功能一般可分为一对一控制和矩阵切换控制。对于前者,每个设备都是一个控制单元,控制电路结构相对简单,每个变频器的总线状态真实反应设备实际情况。由于只考虑单独控制回路,现场调试成本较小,出现故障排查相对容易,系统后期维护人工成本较小,但如果控制单元的任何器件发生故障,则直接影响调速设备运行,同时对于电器元件、变频器的成本支出较高。对于后者,由于采用继电器矩阵切换,控制回路采用冗余备份方式,每个调速设备在选定之前不对应固定变频器,如果某一个控制单元出现问题影响吊杆运行,通过切换矩阵的及时调整可以规避出现故障的控制单元,从而使设备更可靠地运行,提高了整个系统的风险抵御能力。同时,采用切换方式,节省了变频器数量,降低了电器成本支出。但这种控制方式电路结构复杂,软件互锁要求较高,一旦出现故障,排查和维护较繁琐。通常来说,台上调速吊杆采用切换矩阵方式,台下调速设备采用一对一控制方式。这主要是因为各种类型的吊杆大多功率在30kW以内,且功率较为相近,实际舞台演艺中同时运动的最多吊杆数远远小于总吊杆数,故采用切换方式。而台下升降类设备在演出时载有大量演员,功率较大,通常达到60kW以上,为了避免频繁切换对用电回路的冲击,并考虑到实际运行的安全性,故采取一对一方式。 2网络系统的构建 舞台机械控制系统从网路结构上分为三个层级:管理级、控制级和现场级。2.1管理级设备管理级设备包括控制台和服务器。控制台中主要设备包括工控机、触摸屏和电源、操作按键及操纵杆,主要为监控舞台设备状态、运行参数、报警信息,编场数据处理和控制设备起停,为操作人员提供友好的人机交互界面。服务器可记录操作人员和设备的实时数据,为演出设备历史追溯提供不可替代的手段。 2.2控制级设备 控制级设备主要包括可编程控制器的中央处理单元和各种适应现场总线的通讯单元。作为整个舞台机械控制系统的“大脑”,中央处理单元是系统核心,主要负责向上通过以太网传递现场的监控信息(如升降台、景杆等调速设备的位置、速度等实时参数,以及乱绳、电机过热等安全信号),向下对现场级设备下达动作命令,协调现场设备动作次序(如舞台机械设备的定位控制和设备延时启动等)。 2.3现场级设备 现场级设备:主要包括符合现场总线协议的相关舞台机械控制远程I/O站点、对应的变频器和电动机。现场级设备主要任务负责实现操作人员通过控制台发送的具体的运动方案,同时采集必要的现场信息,传递给上层作为参考。图4为采用标准三级网络设计的结构图。 2.4网络系统的构建中的关键问题 (1)控制系统的安全性设计要贯穿整个控制系统,包括核心控制器到单体设备的控制设计。控制系统应采用开放的现场总线技术,根据用户的实际需要,采用可靠的冗余技术,包括核心部件的冗余和网络的冗余。控制系统具有紧急停机系统,任意一个极限开关的动作会触发本设备应急线路,任意一个急停按钮应触发控制系统的急停链路。同时,急停系统和中央处理器通过安全总线进行信息交换。所有具有提升性能的驱动都采用双制动器,并且互相独立控制,保证驱动能及时有效地停止工作。(2)所有的舞台机械系统主控制台、移动控制台,应具备即插即用的特点。对于单一控制台,用户可根据实际情况方便地选择切换到不同的操作方式(如手控、程控、更改参数)对设备进行操作;对于不同控制台之间的切换操作,中央处理单元应具备统一的授权管理,保证同一设备在任意时刻只接受来自单一控制台的指令信息,防止设备由于接受不同控制台指令信息而造成控制紊乱。(3)保证关键信息响应的实时性和同步性(如舞台机械设备的启动命令)。对于调速定位设备,国内大多是通过每个变频器的内置位置控制卡控制设备,当多个设备同时运动时,由于网络传输的延迟性造成设备启动的不统一和设备运行中间过程中的实际位置偏差。在设计控制网络时,对于关键信息的传递需采用等式同步机制和数据优先级处理,保证数据传输的快速响应。 3软件设计要求 3.1操作功能要求 操作功能要求:对于舞台控制操作界面,应设有手动选择、运动参数设定、设备编组、场景运行、设备位置绑定、运动禁止、设备位置记录等功能,根据实际用户需求的不同,还应提供系统管理、维护和根据演出过程需要而附带的工程组态功能。同时,应提供演出中间的各种应急处理功能,如当在演出场景中编组的运行设备,设备出现报警停止运行时应具备手动快速介入,当设备撞到物理极限位后,应具备旁路控制使设备及时脱离危险位置。用户一旦误操作,不光有报警信息,同时提供相应的保护,规避可能发生的设备误动作引发的系统风险。 3.2设备互锁要求 设备运行互锁是舞台设备安全可靠运行必不可少的保障,互锁软件设计必须实时跟踪设备运行的数据。互锁软件应采用顺序控制程序,根据优先级管理机制,按照预先规定好的优先级动作顺序,对控制过程各阶段的设备互锁顺序进行自动判别和保护。每一个设备的运行条件都依存于其他相邻设备的位置,当检测到条件满足或不满足时,及时发送给设备数据块运行或受限指令,使设备安全可靠地运行。 3.3分布式管理要求 通过现场总线技术,把分布在舞台控制室的控制台、上位机、台上及台下控制柜间的现场驱动单元、现场采集单元等方便、快捷地联系起来。通过开放的现场总线控制通信网络把物理分散的设备构成为一个整体,用分布式数据库实现全系统的信息集成,进而达到信息共享,从而实现同时在多台控制终端上对舞台设备的集中监视、集中操作和集中管理。 3.4远程维护要求 控制系统工程师可通过互联网对现场控制系统进行远程诊断和维护。操作系统中出现的故障,应及时记录在上位机历史数据库中,用户通过Internet网以文本形式传送到远程诊断实验室,帮助用户排除故障。通过专门远程诊断软件,可实时跟踪链接到现场网络节点的舞台机械设备运动情况,及时帮助用户解决操作中出现的问题。 4小结 在控制系统建设规划中,要注重安全和效益并重的原则,适当降低建设成本和后期维护成本,同时还要从长远着眼,技术方案要有一定的前瞻性,充分考虑将来整个系统的整体升级、扩容问题。随着计算机和控制理论的不断进步,舞台控制技术逐渐趋于完善,带有自诊断功能和微机通信接口的PLC元器件也越来越普及,价格也趋向便宜。在国内以可编程控制器为核心的舞台机械控制系统已经形成了集网络化、集散化、自动化、智能化为一体的先进的自动控制模式。目前,广义舞台的概念已不再仅仅局限于正规剧场传统品字型舞台,随着电视剧场、演播厅、体育场馆等组合式舞台,以及各种类型的动感、多维影院、VA多媒体互动系统、科技馆等领域的异型舞台的出现,舞台机械控制系统的软、硬件设计也应随着舞台要求的变化不断发展更新。 作者:刘学信 刘建喆 单位:山东艺术学院 北京师范大学第二附属中学 硬件设计论文:高性能车载充电机硬件电路设计研究 电动汽车作为新型代步交通工具,车载充电机是其不可缺少的配套充电设备,对车载充电机的研究显得尤为重要。一款成功的高性能的车载充电机要能抑制谐波、功率因数高、效率高等特点。本文根据上述特点,设计了一款2kw的车载充电机。有源功率因数校正电路(APFC)能有效抑制谐波,提高功率因数。而软开关技术能有效提高充电机的效率。本文将二者结合在一起,设计了一款高性能指标的车载充电机,并进行了波形测试及实验验证。 1车载充电机硬件拓扑结构及原理 1.1APFC拓扑及原理功率 因数校正有多种拓扑电路,比如boost、buck、buckfly等电路。本文采用BOOST电路拓扑,如图1所示,因其电流连续、电流波形失真小、输出功率大、储能电感同时具有抑制RFI和EMI噪声的功能。状态分析:当S通、VD断时,假设此状态持续时间为T1,可得到状态方程,解得,其中为第K时刻的输入电压值。当S断、VD通时,假设此状态持续时间为t2,可得状态方程,解得:。当S断、VD断时,假设此状态持续时间为t3,得状态方程。由上述公式可知,是跟随输入电压变化的半波正弦函数,如图2所示,其相位基本相同且输入电流波形近乎正弦波,所以功率因数接近于1。当电感电流临界连续时,t3=0,可知电感电流的包络线仍为半波正弦函数形式。弱电感电流连续,则表现为电感电流正弦变化的基波上迭加随斩控频率变化的高频锯齿波,锯齿波的幅度与电感量及斩控频率有关。 1.2逆变整流拓扑及原理 逆变电路采用副边无源钳位软开关移相全桥拓扑结构,如图3所示S1、S3为超前臂,S2、S4为滞后臂。其软开关的实现,超前臂的零电压开关依靠变压器漏感和超前臂的并联电容实现,滞后臂的零电流开关通过变压器二次测钳位电容在换相期间钳位电压强迫一次侧电流复位到零实现。此种软开关结构,所需器件简单,不需要额外有源元件等优点。 2主回路参数设计 2kw高性能车载充电机的额定输出电压为96V,额定电流为20A,输入单相交流电160V-240V整流后经APFC电路得到400V直流母线电压,开关频率fs取50KHZ。 (1)apfc电感设计。 1)输入电流峰值的最大值确定:电感应当在最大电流时避免饱和。交流输入电压最小时,其峰值能达到最大,再考虑到期效率假设为0.92; 2)电感中纹波电流峰峰值。一般最大峰峰值可取输入电流的20%; 3)确定输入电压峰值时的最大占空比; 4)电感量的计算:经过试验,调整为1mh。 (2)主变压器的设计。 1)选定工作频率在100khz,铁氧体磁芯完全能够满足要求; 2)磁芯规格的选择。铁芯的窗口面积乘积为:通过查表选择双EE55磁芯。式中:V1I1为输入功率;V2I2为输出功率;K0为窗口利用系数,一般取0.2-0.4;Kf为波形系数,方波为4; 3)原边绕组匝数选择; 4)副边匝数选择 (3)钳位电容的设计。其作用主要有两个:一是钳位整流二极管的电压,从而降低二极管的电压应力;二是超前臂关断后,钳位电容上的电压反射到原边,抵消漏感的能量,使得原边电流迅速降低,实现滞后臂的零电流开关。本文中漏感选择20uh。电容上存储的能量为:一次测漏感能量为:为了抵消原边漏感的能量,电容上存储的能量要大于漏感存储的能量,即整理得:最终经过试验选择容值为200nf。 3实验波形及结果分析 蓝色为超前上桥臂驱动波形,黄色为超前上DS间波形,由上图可知超前臂实现了零电压开通关断;图中红色为滞后下DS间波形,紫色为回路电流波形,由图可知,滞后臂基本实现了零电流开通关断。 4结束语 随着电力电子技术的不断发展,人们对车载充电机的要求越来越高,高频化小型化高效化低谐波车载充电机成为发展的趋势。本文研究了带有源功率因数校正的移相全桥软开关车载充电机,对其工作原理和性能做了分析并对样机进行了实验,证明了充电机的可行性和有效性。 作者:王平来 李小伟 张立功 单位:山东省汽车电子重点实验室 山东省科学院自动化研究所 硬件设计论文:浅谈喷雾机的系统硬件设计与实验 1系统硬件设计 系统硬件设计系统工作时,药液由液压泵泵出,经主管道及喷杆后由喷头流出,通过转换接头流经流量传感器,最后由药液收集槽收集。为便于试验记录,将左侧喷头从上到下标记为喷头1~喷头3,右侧喷头从上到下标记为喷头4~喷头6。转换接头为自行设计的快捷转换接头。流量传感器输出频率信号,信号经频率转电流模块转换为4~20mA电流信号,同时压力传感器输出4~20mA电流信号,流量传感器与压力传感器输出的电流信号经4~20mA信号采集模块采集后,由RS-485总线上传至上位机界面显示。本系统可同时显示6路流量信号及1路压力信号。流量传感器选用GemsF6FT—110系列TurboFlow型流量传感器,输出频率范围58~575Hz;压力传感器选用WLB型压力传感器,输出信号为4~20mA电流信号;频率电流转换模块选用ART-阿尔泰A11FV11频率/电压、电流信号隔离转换模块,输入为0~1kHz,0~10kHz和0~100kHz频率信号,输出为0~5V,0~10V电压信号和0~20mA或4~20mA电流信号。本设计根据流量传感器输出信号选择输入档位为0~1kHz,并根据信号采集模块选择输出档位为4~20mA;4~20mA电流采集模块选用顺源ISOADA08型采集模块,可同时采集8路电流信号,通过RS-485总线上传至上位机界面。若喷雾机喷头较多,系统可对喷头进行分批次测量。 本转换接头可分为固定架、螺杆和接头体3部分。其中,固定架用于支撑接头,并将接头与喷头位置进行固定;接头体上端采用橡胶密封垫,可将喷头与接头接触部位进行密封,橡胶密封垫通孔直径为13mm,可用于测量多类喷雾机喷头。测量时,将橡胶密封圈与喷头喷嘴对接,卡钩卡至喷头上端,且保证两卡钩处于同一平面内,以保证密封性良好,旋转螺杆使转换接头固定至喷头上;药液经喷头体由胶管接头引流至流量传感器。本转换接头使用方便,操作简单,用于对单个喷头的测量;若喷雾机喷头数量较多,可使用多个接头进行测量。 2上位机软件设计 系统上位机控制软件采用C#编写,使用VisualStudio2008开发平台开发进行开发,可以运行于Win-dowsXP及以上环境。系统工作时,可根据不同试验条件在上位机界面显示不同的测量值。因本系统主要测量喷头流量值,根据拟合方程中流量与电流的关系,设定最大电流值与最小电流值所对应流量值以及压力值。系统启动后,上位机界面实时显示主管道压力值以及喷头1~6的流量值。数据采样间隔可根据用户要求进行设定,同时系统会将所采集数据在数据库中进行存储,可供试验后期数据分析处理。为了获得电流与流量关系曲线,试验时选用SCL600型喷雾机ALBUZ-ATR80型喷头,分别设定压力为0.3,0.7,1.1,1.5MPa,使用秒表记录测量时间,并测量在该时间范围内由量筒收集的药液体积,同时用万用表测量输出电流值,每个压力值下测量3次,取平均值。 3试验及结果分析 为测试本系统精度,试验时选用SCL600型喷雾机所配置的ALBUZ-ATR80型喷头进行试验,记录上位机界面所示流量值,同时用量筒测量一定时间流经流量传感器的药液体积,计算其平均流量(即实际流量),通过与试验测量流量(即上位机所示流量)进行比较,得到系统精度。为了测试系统精度,以喷头2为例,使用上位机软件,以0.4MPa为间隔,在0.3~1.5MPa范围内记录上位机界面所示流量值,并测量在一定时间内量筒所收集的药液体积。每个压力下测量3次,取平均值。试验数据表明,喷头在不同压力下流量不同,且随着压力的增加,流量逐渐增加;在流量为0.53~1.25L/m范围内,喷头平均流量与测量流量的最大相对误差为4.40%。为了测试系统精度,选择喷头1、喷头3及喷头4进行试验,使用上位机软件,试验设定压力为0.7MPa。同时,记录上位机界面所示流量值,并测量在一定时间内量筒收集的药液体积,每组测量3次,取平均值,试验数据表明:当压力为0.7MPa时,各喷头流量基本保持一致;当流量为0.83~0.91L/m时,喷头平均流量与测量流量的最大相对误差为3.88%。 4结论 本系统所设计的转换接头使用方便,密封性良好,对喷头寿命影响较小,可便于系统同时对多类喷雾机喷头流量快速测量,且系统操作方便,上位机界面可实时显示各喷头流量值,实现对喷雾机喷头流量在线测量,测量精度较高。 作者:单位:西北农林科技大学机械与电子工程学院 国家农业信息化工程技术研究中心 硬件设计论文:钻孔机械臂控制体系硬件设计与实现 0绪论 工业机械臂(以下简称机械臂)是近代自动控制领域中出现的一项新技术,作为多学科融合的边沿学科,它是当今高技术发展最快的领域之一,并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。随着机器人系统设计应用的复杂化以及机器人系统对控制精度、实时性能、可靠性的要求不断变高,需要给机械设备装备嵌入式操作系统。嵌入式系统应用于机械的控制,将是机器控制领域的一个发展方向,为机器的智能控制的实现提供了广阔的平台。与传统的微处理器和DSP相比,ARM微处理器资源丰富,具有很好的通用性,其主要技术优点是高性能、低价格、低功耗,可以广泛的应用于各个领域,因此将ARM应用于机械臂控制系统不失为一种好的策略。 1机械臂功能设计 本文主要研究的是单臂式钻孔机械臂,这种机械臂需要完成的动作有:前行、后行、左行、右行、上行、下行。这些动作相互结合,完成相应的动作安排。根据上述动作要求,工艺流程如下:(1)本文研究的机器臂主要由底座(或躯干)、机械臂构成。底座的主要任务是支撑和完成手臂上下左右的移动,实现机械臂在工作空间中的活动;(2)机械臂的底座固定不动,机械臂的Y轴由伺服电机驱动在平行于底座的平面进行前后运动,即是在Y轴平面中的运动;(3)X轴在上位机对伺服驱动器发出指令后和Y轴同时移动,进行左右的运动,即在X轴平面中的运动,同时运动就可以实现机械臂在X-Y平面上的精确定位;(4)在X轴上安装一个气动式动力头,当在X-Y平面上精确定位之后,处理器通过控制电磁阀动力头进给,带动钻头旋转进行既定的钻孔。总结归纳可知,X-Y轴用于机械臂钻孔的定位,Z轴做往复运动进行钻孔;(5)机械臂完成上位机发出的脉冲指令,回到机械原点,等待下一次的指令。 工作过程如下:上位机对控制机发出脉冲指令,电机控制系统从控制器中获取指令数据,传感器系统检测在机械臂工作的范围之内有无障碍物,确定无障碍后开始动作,在系统运行中与电机同轴度编码器实时反馈机械臂所到达的位置,以判断是否完成规定动作。当控制器接受编码器反馈的数据判断出规定动作完成后系统暂停动作,等待下一次指令。为了使机械臂在接受到指令后高速准确的完成动作,本设计在硬件上采用了伺服驱动系统,软件上采用模糊控制算法。电机驱动系统由ARM处理器及其相关外围硬件和电机驱动器组成,ARM处理器发出指令脉冲下达给伺服驱动器,电机驱动器驱动电机运转,运行期间,ARM处理器根据编码器反馈的信息判断机械臂的运动状态,实现实时跟踪定位和位置定位。 2模糊控制算法在ARM控制系统中的实现 2.1输入量模糊化 模糊控制算法用在ARM中,则需使用在ARM中可以运行的软件实现模糊控制,这样就把能将原来的数字控制器改成模糊控制器,从而构成了一个基于ARM的模糊控制系统。由此可见,这种模糊控制器在本质上只是一种控制算法与硬件的结合,与其它的模糊算法的差别在于用ARM的语言来实现模糊化、模糊推理决策以及反模糊化过程。这种模糊控制器的优点是资源消耗少,灵活性高,通用性强,应用范围广等。必须注意的是设计过程中要考虑到ARM的内存空间,运算速度,以及模糊算法的执行效率和系统的实时性要求。在模糊控制器中,给定目标为r,将光电编码器检测到的电机转速作为反馈输入。然后计算得到转速偏差e(k)和转速偏差变化率Δe(k),量化和模糊化后作为模糊控制器的两个输入信号,反模糊后得到精确的PID参数,经过PID运算得到电机控制信号,此控制信号经过进一步的转换,可得到PWM控制寄存器的设定值,写入PWM寄存器后,从ARM的PWM输出端口将得到相应的PWM控制信号,经过驱动器驱动伺服电机,使钻孔机械臂达到计算机的控制运动要求。在机械臂硬件平台控制系统中,计算机通过串口与ARM处理器通信,发送控制命令控制机械臂的运动状态。用编码器检测电机的旋转速度。 电机转速的误差:式中:n是当前电机转速;n0是t0时刻对应的电机转速;当上次的电机转速为e(k-1)时,当前电机转速的误差变化为:根据e(k),Δe(k)的隶属度函数可知,我们必须把由上式计算得到的误差和误差变化率进行处理,使他们的值落在[-3,3]区间,再进行模糊化处理,才能进行模糊控制器运算。经过反复的试验,可以得到e(k),Δe(k)的最大值,分别为em,Δem由此我们进行归一化公式:当出现测量值大于我们的最大值时,我们就将其视为最大值em的值,所以以上公式是普适用的。 2.2建立机械臂模糊控制规则表 模糊控制规则在模糊控制系统中,是一种根据控制量偏差和控制量偏差变化率而推断出输出量的推理规则。这些规则是由误差和误差变化率状态的不同而形成的一系列条件语句。在模糊控制器选用单变量二维最常见的结构形式,设定误差e,误差变化ec及控制量输出u的模糊子集为{负大,负中,负小,零,正小,正中,正大},并简记为{NB,NM,NS,Z,PS,PM,PB},论域均定为[-3,3],模糊子集NB,PB分别选为Z型隶属函数和S型隶属函数,其余选为灵敏度高且在论域范围内均匀分布,等距离的三角形隶属函数。由于三角形隶属函数简单易行,计算效率高,且仅与直线的形状有关,适合于实时控制和在线调整的控制,因此,本模糊控制器的输入输出隶属度函数曲线如图1所示。 3钻孔机械臂控制系统硬件设计与实现 3.1LPC2138处理器 ARM内核采用精简指令集计算机(RISC)体系结构,具有大量的通用寄存器,指令格式使用统一和长度固定,寻址方式简单,内含2套指令系统(ARM指令集和Thumb指令集)。极低的功耗,适合对功耗要求较高的应用,如便携式产品。能够提供0.9MIPS/MHz的三级流水线结构。 3.2传感器模块 本课题研究的钻孔机械臂是一个用于加工的机械装备,当上位机设定好要加工的参数且启动机械臂臂进行加工时,为了防止有意外的发生,需要加一些传感器进行保护,当检测到有人或物进入到机械臂加工的范围之内时,传感器将检测到的信号反馈给处理器,进行相应的动作。 (1)位置传感器:即行程开关,在X轴和Y轴上都装有3个行程开关,在Z轴的上下位置也装有两个行程开关,本系统中选用无触点感应式行程开关,两线制传感器,型号为TL-05MD1。原理:无触点行程开关又称接近开关,它可以代替有触头行程开关来完成行程控制和限位保护,还可用于高频计数、测速、液位控制、零件尺寸检测、加工程序的自动衔接等的非接触式开关。由于它具有非接触式触发、动作速度快、可在不同的检测距离内动作、发出的信号稳定无脉动、工作稳定可靠、寿命长、重复定位精度高以及能适应恶劣的工作环境等特点,所以在机床、纺织、印刷、塑料等工业生产中应用广泛。无触点行程开关分为有源型和无源型两种,多数无触点行程开关为有源型,主要包括检测元件、放大电路、输出驱动电路3部分,一般采用5V~24V的直流电流,或220V交流电源等。当被控物体到位,电子行程开关动作,常开组导通(闭合)常闭组截止,(断开)。完成相应的动作。 (2)光电编码器:由伺服电机驱动器独立控制。 (3)红外光栅传感器又称为安全性光栅安全性光栅是一种保护各种危险机械装备周围工作人员的先进技术。同传统的安全措施,比如机械栅栏、滑动门、回拉限制等来相比,安全性光栅更自由,更灵活,并且可以降低操作者疲劳程度。通过合理地减少对实体保护的需求,安全性光栅简化了那些常规任务,如设备的安装、维护以及维修。 4总结 本文在分析机械臂嵌入式控制体系的基础上,进行了以LPC2138为主控制器的嵌入式系统硬件平台设计。合理规划机械臂的任务模块,设计应用程序,实现对各功能子系统的数据通信、控制管理。本文只对机械臂底层控制系统进行研究设计并介绍。因此,真正的实现伺服电机的精确控制还需要进一步要有专业人员研究。 硬件设计论文:计算机硬件设计安全问题与策略 摘要:随着时代的发展,信息逐步走进每个人的生活,与人们的生产与生活息息相关,在信息时代下计算机也在迅猛发展,但是随之暴露出来的问题也是不容忽视的,重点引起人们关注的问题就是计算机硬件设计安全问题,因为这关系到人们信息的安全。基于此,就重点针对这一问题进行分析研究,并根据现有问题状况提出几项策略。 关键词:计算机硬件;信息安全;创新技术 在现阶段中,世界已成功步入信息时代、科技时代,我国也不甘落后,我国有关计算机的科技技术也在迅猛发展,然而随着发展速度的加快计算机硬件的问题逐渐显现出来,相较于计算机的发展来说较为落后,尤其引起人们关注的就是计算机硬件设计安全问题,这是一个很严肃的问题,这个问题会对计算机系统、人们的信息数据造成或大或小的影响,所以,解决计算机硬件设计安全问题势在必行。 1计算机硬件安全的概述 在使用计算机的过程中,外部环境对计算机有很大的影响,所以对计算机运行时外部环境的要求很苛刻,要求计算机外部环境清洁度较高,计算机温度不能过高要适中,计算机四周电压要保持稳定,做到这些并保证外部环境良好就能够尽可能确保计算机硬件正常运行、不出故障。保证计算机硬件安全还有一个很重要的技术,这个技术叫做加固技术,计算机在设计生产中使用加固技术加固后能够防震、防腐蚀以及防水,这样的计算机能够一整天在野外工作,所以加固技术是一个很重要的技术。计算机的硬件除了自身有问题会影响自身安全外也会有其他多方面因素对计算机系统造成安全影响。例如,计算机的中央处理器内部都会存在一系列集成保密的指令代码,虽然说这些指令代码是保密的,但是到底是否是绝对保密、安全的并不能得知。据悉,我国的中央处理器或许存在着病毒指令代码或者陷阱指令代码,外国能够通过无线代码激活中央处理器内部的各种指令,使得计算机内所有的信息、资料泄露,同时也可能会使计算机崩溃,并且这一崩溃将是毁灭性的,一旦这一消息是真实的,那么我国的计算机系统将随时可能会被攻击,导致硬件泄密、信息泄露,甚至更严重的是硬件泄密还会很大程度上影响电源安全,从而导致产生电源泄密的情况。电源泄密是什么呢?电源泄密是计算机所发出的电磁信号顺着市电电线被传导出去后被人为使用特殊的手段和工具把这一电磁信号拦截下来并加以还原。其实,计算机就像是人的身体,有很多零部件,计算机中的零部件每一个皆是能够控制的,所以又出现了一个专业名词就是可编程控制芯片,一旦这一可编程控制芯片的程序被准确破解,那么就能够控制计算机,所以现在要做的就是保证芯片是不能够被控制的,因此,要做好计算机硬件安全防护工作,保证计算机硬件安全,保证计算机硬件的设计安全。综上所述,可以看出,计算机硬件的最主要也是最重要的安全问题就是信息安全问题,信息安全重点工作就是保密、集成、实用,想要保证信息是安全的,就需要工作人员教授计算机购买用户操作计算机的方式方法,从而确保计算机硬件安全以及整个系统信息的保密安全。计算机硬件一直在发展中,它的发展过程比较漫长,通过它的发展过程能够知道一点,那就是计算机硬件安全是什么,它指的就是一个安全系统,这个安全系统是由以下三点结合在一起产生的,这三点分别是集芯片设计、电路设计以及工程设计。 2计算机硬件的设计安全发展现状 计算机系统中有各种各样的元件,这些构件组合起来构成了物理部件,也就是所谓的计算机硬件。根据分析调查得出,现阶段,计算机硬件发生的安全问题基本上可以分为三种,相应的,产生问题的原因也大概能分为三种,包括输入设备、储存介质、输出设备。首先,就输入设备来说,以它为源头产生的计算机硬件安全问题大致有两种,一种是所输入的信息资料、数据资料存在问题引发安全威胁,一般情况下发生这种情况是因为输入的信息存在木马病毒,从而导致计算机系统信息数据安全受到一定程度的威胁。另一种是在输入过程中没有依法进行运作而造成安全问题爆发,一般情况下发生这种情况都会导致计算机内部信息数据被破坏与泄露,后果严重。其次,就储存介质来说,以它为源头产生的安全问题主要是计算机系统内部的储存介质没有给信息资料、数据资料提供安全保障,安全保护层没有搭建起来就会导致信息数据在面临被破坏以及非法拷贝时毫无抵挡之力。最后,就输出设备来说,以它为源头产生的计算机硬件安全问题主要是输出设备自身具备的记忆性能会导致信息数据输出时的操作动作留下痕迹被复制下来,这在一定程度上使得信息数据处于危险状态下。 3计算机硬件的设计安全分析 在信息时代迅猛发展的潮流下,计算机硬件设计安全问题逐步显现出来,相应解决这些安全问题的方案也逐渐被提出来,其中有一些新兴安全方案设计精妙,实用性高,并且成本不高、功耗不高,这类新兴安全方案的主要代表有设计多样性以及独特数字签名等。除此之外,在新兴安全方案出现的同时还有一大批新兴技术产生,如纳米技术、光纤技术、射频互联技术以及等离子技术等,新兴技术的出现使得新兴安全方案发挥出更大的作用,但是任何事物都有两面性,内在变异有好的一面也有坏的一面,它能够使得检测恶意攻击行为的复杂程度大大提升[1]。现阶段已普及使用的硬件系统主要有新的安全原语设置、硬件木马检测、新型综合技术、物理不可复制技术、硬件安全协议等。 3.1硬件木马 根据上述可知硬件木马检测已被普遍应用于计算机,硬件木马与病毒相似,都会对计算机硬件、计算机系统安全造成威胁,是一种较为恶意的程序,这一恶意程序主要针对的是计算机原始芯片,它会恶意改变原始芯片。尽管在现阶段看来仅有少部分硬件木马被发现,但是由于硬件木马对计算机硬件、计算机系统安全影响程度很大,所以现阶段大部分有关研究人员都积极对硬件木马进行研究。研究人员在研究过程中选用的研究模型有很多种,所以每个研究人员研究的难易程度不同,普遍情况下,那些过于标准规范的结构以及性能检测无法有效检测木马攻击。如果将工程变异忽略不计,那么检测木马的工作实际上就是针对一截输入序列的有关功耗进行测量,主要测量的功耗有两个方面,一方面是开关功耗,另一方面是泄漏功耗,然后将测量结果与研究所用的模拟模型进行对比。但是,之前忽略不计的工程变异对于硬件木马的检测工作来说,使得检测工作的困难程度以及复杂程度大幅度加大。若在不是关键的路径上安放木马,或者让已有的门电路和硬件木马连接在一起并且将其隐藏起来,会使得硬件木马检测工作难度、复杂度加大,这时对硬件结构或者对旁道进行的检测都无法达到预期效果。在近期又有新的检测方法被提出,它们能够避免前面提到的传统检测方法的弊端进行木马检测,如热调节技术。硬件木马检测方法仍在不断被提出,这对计算机硬件设计安全具有很大的意义。 3.2物理不可复制技术 计算机硬件设计安全发展至今普遍被研究的还有一个课题就是物理不可复制技术,物理不可复制技术是一个新兴的比较新的概念,物理不可复制技术前景广阔,它能够提供一组特殊的映射,该映射与芯片的制造工艺间存在依存关系,这种映射的方向是从输入开始到输出结束。其实物理不可复制技术采用数学或者是统计的方式实现逆向工程是很难的,这正是由于物理不可复制技术中存在的依存关系,除此之外,芯片的映射还存在不可预测的问题,这也使得实现逆向工程变得更加困难。现阶段,随着对计算机硬件设计安全问题以及物理不可复制技术的研究深入,越来越多的物理不可复制技术被研究人员提出,并加以试验,最终成功实现,然而,在很多现在被提出的物理不可复制技术方案里,仍旧存在输入到输出的映射数量有限、芯片结构存在线性或者偏低非线性特性等问题,这些问题使得物理不可复制技术的安全水平大幅度降低[2]。通常情况下我们所知道的物理不可复制技术的结构都或多或少存在一部分弊端,例如输入到输出数据库的指数级不稳定时常变化。物理不可复制技术中有一种是公开物理不可复制技术,它是一种能够轻易被反向工程的特殊物理不可复制技术,能够制造出一种刚刚兴起的加密系统,这种系统被叫做非对称加密系统。这种非对称加密系统里,相应的加密和解密密钥是不一样的。非对称加密技术中,加密密钥和解密密钥不相同。在很多种状态下,需要像物理不可复制技术或者公开物理不可复制技术以某种方式集成到设备电路的安全原语,有很多方式能够实现集成。 4计算机硬件设计安全的策略 4.1做好内置安全确认工作 想要很好保证计算机硬件设计安全,第一个需要做的事情就是做好内置安全确认工作,内置安全确认工作重点是在测试和制造计算机芯片时使用物理不可复制技术和外延平面集成电路技术以电路设计形式来保护硬件网络之间互联的协议也就是IP。那么怎样来进行内置安全确认工作呢?计算机硬件内置安全确认工作、保护工作的程序大概是下面的几步,首先,使用物理不可复制技术将最初设计好的集成电路在集成电路制造工厂中进行制造,在制造后能够获得一种发生变异的公开物理不可复制技术序列,再通过电子设计自动化工具进行编译工作,从而能够得到新的产物也就是物理版图,把前面已获得的公开物理不可复制技术序列和已经过加密处理的集成电路信息进行合成然后得到校验密钥,接下来就在刚刚得到的集成电路的物理版图中挑选关键区域,把校验密钥进行加密处理后得到验证模块,随后把验证模块加在最初设计好的已形成保护层的集成电路的物理版图上,最后将其应用到集成电路产品的生产制造中[3],从而就完成了内置安全保护工作。有关工作者通过对内置安全保护工作的了解和认识能够更好进行内置安全确认工作,从而更好保障了计算机硬件设计安全。 4.2检测外置辅助安全 想要更好改善现存的计算机硬件设计安全问题还需要采取的策略就是做好外置辅助安全检测工作。现阶段,大多数都会使用可靠性R、可用性A、可维修性S3个指标也就是RAS技术来进行对外置辅助安全的检测工作,与此同时,外置辅助安全检测工作还要依赖可以信任的密钥关机部门制造公开密钥以及私用密钥,其中公开密钥一般是被把信息数据进行加密然后保存在电路里面,而私用密钥一般被安置在用于检测外置辅助安全的密钥储存器内。 4.3研发时注重安全设计 计算机硬件设计安全问题是多方面存在的,所以在进行计算机安全设计的整个过程里不仅仅需要加强对技术领域的监管检测,还需要关注多方面,避免因为设计方案、设计想法、设计工作者以及实施工作时的重点这些因素产生计算机硬件设计安全问题。除此之外,现阶段存在的一个问题是计算机硬件的设计研发工作者不够了解计算机硬件,认识计算机硬件的程度不深,所以还需要提高他们对计算机硬件的了解与认识,与此同时,还需要更加注重计算机硬件的设计安全功能[4]。总之,在设计研发中要注意内置以及外置,搞好设计安全,制定计算机硬件设计安全检测制度以及相关检测程序,除此之外,还要注意评估输入设备、储存介质与输出设备,以便发现问题、解决问题。 4.4注重创新技术 计算机硬件设计安全问题的出现追根究底还是由于相关技术水平还有待提高,在目前来看无法适应时代的进步,所以,想要解决计算机硬件设计安全问题重点需要注意创新技术,进一步完善计算机硬件的安全设计技术。 5结语 综上所述,计算机硬件设计安全问题需要引起设计人员、研究人员、使用人士的广泛注意,不可以忽略问题、轻视问题,要敢于面对问题并采取正确的方式,研究更为有效的技术来解决问题,保证计算机硬件设计安全,保护计算机系统内部的信息数据。 作者:唐淑珍 单位:天津市静海区医院 硬件设计论文:EDA技术在计算机硬件设计的实践 【摘要】科学技术的发展离不开计算机硬件的发展,EDA技术的发展为计算机硬件的设计提供了全新的解决思路,以一种高效、快速、便于调试的方式,提升了计算机硬件的发展水平。本文简单介绍了EDA技术,并以UART的设计和实现为例,阐述了EDA技术在计算机硬件设计方面的应用。 【关键词】计算机硬件设计;EDA技术;实践分析 前言 电子设计从手工设计逐步走向了自动化设计,它的发展以EDA技术的发展为主要标志。EDA技术以计算机为操作工具,融合了最新的应用电子技术、计算机技术和智能化技术的成果,并且将设计人员从繁重且重复的劳动中解脱出来,使得电子产品的设计效率提升了。 1EDA技术概述 1.1EDA技术的基本内容 在没有EDA技术的时代,计算机硬件的设计需要通过人工手动完成集成电路的设计、布线等工作。而随着集成线路复杂程度的增加,基于手工的设计方式已经无法满足工作需求。因而人们开始寻求一种更为高效的硬件设计方式。EDA技术的诞生,成功改变了这一情况。它以计算机为操作工具,让学生可以在软件平台上,通过软件化的设计方式来描述计算机硬件。由计算机代替人工完成逻辑编译、优化、布线、仿真等工作。整个过程是自动的,直到能够完成对既定芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作[1]。 1.2一般设计流程 它创新性的颠覆了传统电子产品的设计方式。将设计的顺序从由下至上翻转过来。这使得硬件设计者能够从更为宏观的角度去掌控产品的开发。包括设计的质量、成本、功能需求、研发周期等。在拥有比较全面的宏观分析后,从系统设计出发,进行顶层功能模块的解构和划分。并能够按照方框图系统级的次序逐级完成仿真纠错和验证。从而能够使设计问题更早的被凸显出来。当所有的仿真和验证确认无误后,再用逻辑综合优化工具的门级逻辑电路的网表来实现硬件的物理级呈现。通过该项技术的应用,将设计者的设计强度减轻,仅需要通过软件平台,就可以实现硬件的电路设计和功能仿真。整体的设计效率被大幅度提升。硬件设计流程如图1所示: 2基于EDA技术的计算机硬件设计的实践探究 本文以可编程器件开发工具MAX+PLUSⅡ为开发平台设计,它的运行速度快,界面统一,功能集中。同时该开发平台具备十分完整的可编程逻辑设计环境,能够完成从指标设计、输入、编辑综合处理、校验直至编程下载的EDA设计的全过程。设计者可以按工作流程选用工作模块。适用于多平台操作,是一种理想的开发平台。本部分就计算机的基本硬件之一通用异步收发传输器基于EDA技术的设计实现进行了简要的阐述。 2.1UART的基本介绍 通用异步收发器(UART),是计算机中不可缺少的组成部分,它是一种短距离串行传输接口。能够作为微机与下位机的通讯串口,来实现有效通讯。根据当前的计算机运行机制,需要进行数据的交换和传输。但是并行数据并不能够直接发送到调至解调器中,而必须要经过异步传输才能够解决。UART就是此过程的必要部件。它将信息有序的发送到调制解调器中,实现计算机的正常运转。 2.2硬件设计 在进行硬件设计时,考虑各项功能模块的调试工作,设置了三个按键输入来实现UART的复位、接收和发送数据功能的启动。整体硬件结构如图2所示。 2.3模块设计 (1)基本设计思路UART在工作中主要涉及两个过程,发生和接收。在设计时,考虑模块化的方式来进行设计。发生的过程即并行数据的准备阶段,UART按照既定的格式,将信号进行转换。在此过程中涉及到关键的时钟信号。需要通过波特率发生器来产生与本地系统同步的时钟信号。而接收的过程,就是在信号转换成RXD串行信号后,转换成调制解调器需要的并行数据信号。在整个进程中,由于本地时钟信号与UART的时钟信号会产生一定的延迟和误差。当这种误差产生持续性的积累时,会产生接收偏差。使得UARD的功能不能够被顺利的实现。因此,在进行设计时,需要采用一个远远高于波特率的本地时钟信号对输入信号RXD不断地采样,来保持工作过程中UARTDE接收和发生不会出现步调不一致。(2)奇偶校验位发生器模块设计奇偶校验是一种校验代码传输正确性的方法,以保证串行数据的准确性。在基于EDA技术进行UART奇偶校验位发生器设计需要考虑几个关键点。一是该模块能够执行奇偶校验规则,正确的选择数据。从而实现系统既定二进制数据与输入的串行数据校验位的合理比较。验证输入的正确性。二是该模块必须要满足计算机功能的持续拓展性。在计算机工作中,会产生不确定的并行校验位的增加。那么该模块应该能在后续定义的规则基础上进行校验位的添加。对已经设计完成的奇偶校验位发生器模块采用EDA的工具mod-elsim12.0进行功能的仿真,对仿真结果进行详细的分析,以确保所有期望的功能都已经实现,对于发生问题的地方及时进行修订。(3)波特率发生器模块设计此模块的主要功能就是能够根据时钟的频率和既定的波特率来计算出波特分频因子。分频因子就是分频数。对于波特率发生器的系数一般在现场可编程门阵列实现时基本上是固定的,但是当实现出现变化时,波特发生器的系数就要发生改变。在UART中采用的是专用的芯片,使得波特率的改变变得比较困难,需要加上相应的接口来实现波特率的变动。在使用硬件描述语言的parameter语句(VerilogHDL)或者Generic语句(VDHL)就可以实现UART专用芯片的波特率的改变。那么就不需要通过后续的接口添加来改变系数,也就减少了设计和调试的难度。该发生器的分频时钟与波特时钟的频率比设置为16:1.那么信号采样的准确性就会增高,使接收和发生保持在同一步调上[2]。(4)顶层模块设计UART顶层模块是硬件的综合模块。它涵盖硬件中全部接口定义。主要是为了接收和发生与其他模块的通讯和连接。若通用异步收发器的波特率为9600bit/s,分频因子则为9600*16*2。运用EDA仿真软件,在进行发送功能仿真时将能够得到相应的仿真结果。对该模块的仿真结果进行详细分析的时候可以发现,等待发送的数据在接触发生信号后,其串行信号发生了改变,由01010101001010101[3]。利用EDA技术进行UART的实际,能够实现利异步串行通信功能,同时可以利用EDA仿真工具就功能模块进行分别和整体的仿真校验,解决了计算机硬件设计问题发现晚的劣势,能够在设计的过程中及时调整设计方案。 3结束语 EDA技术是计算机硬件设计向软件化转变的重要标志,它为计算机硬件设计提供了全新的思路。这种设计方式使得计算机的硬件设计具备可视性、直观性,且可以在设计过程中进行实时的控制和调整,解决了复杂电路设计问题发现滞后的问题。 作者:景帆 单位:中煤科工集团西安研究院有限公司 硬件设计论文:电子产品硬件设计如何提升产品实用性 【摘要】随着我国信息化技术研发应用水平的不断提高,电子产业的发展呈爆炸式,电子产品的市场功能持续扩展。就电子产品的设计而言,硬件设计作为重要组成部分,既要实现产品的基本性能,又要兼顾产品的使用效果,提升消费者的使用满意度。做好硬件设计以提升产品实用性,对于电子产业的长足发展而言意义重大。本文首先就电子产品硬件设计进行概述,进而指出硬件设计的主要流程,最后提出了设计当中提升产品实用性应注意的方面以供参考。 【关键词】电子产品;硬件设计;实用性;提升 在互联网技术的推动下,电子产品在市场中的火爆程度越来越猛烈,电子产品作为信息交流的工具越来越成为当今社会的必须。我国电子产业作为成长速度最快的行业之一,其产品设计发挥的作用尤为突出。保证产品功能性的同时,突出产品的实用性,才能让消费者更加满意,积极追随产品的更新迭代。电子产品硬件设计注重产品实用性,对于电子产业本身的长足发展十分关键。 1电子产品硬件设计概述 电子产品硬件设计即依据产品需求、基于规格和成本进行产品硬件设计,在满足产品功能性和电磁辐射、可生产性的前提下,进而实现硬件产品设计完整性,以进入产品量产和销售环节。对于电子企业而言,产品硬件设计尤为重要,产品设计承载的价值远大于生产成本,产品销售成本在设计成本上占据优势,则能够在电子产品市场获得更大的企业收益。硬件设计需追求信号完整性和产品散热、功耗等方面的水平达标,保障产品多方面功能优势的前提下,追求省电环保,提高电源电路的效率,才能确保电子产品硬件设计不断优化以受到市场青睐[1]。 2电子产品硬件设计流程分析 2.1基于设计项目作前期分析准备 电子产品硬件设计之初需对硬件设计项目作前期的分析和准备。首先明确电子产品的功能需求,对各个功能模块作划分并对各自的实现电路进行设计和分布。其后对各电路所需的器件进行品牌选择,确保产品质量与生命周期。设计电子电路方案并作验证试验,记录试验步骤和结果以确定项目的可行性,为下一步的功能模块原理图设计和硬件整体设计作好基础。 2.2参考电路绘制功能模块原理图 完成项目设计前期分析准备工作后,为项目产品进行原理图设计和绘制。依据功能模块对电路所需元件、电路布置等进行绘制,于原理图中明确功能块,在功能块之间以网络标号作连接和分隔。完成功能模块原理图后,对整体原理图作检查分析,确保原理图无错误和纰漏后,确定各个功能模块元件封装,即可进入下一步的设计环节。 2.3绘制 PCB图并布局设置元器件经过前几项准备环节后,进入PCB图的绘制环节。将原理图中各个功能模块的元件封装导入到PCB图当中,按照原理图的连接关系对元件进行排列,确保相互之间的有序性,避免出现重叠和交错现象。依据前期的项目设计需求,确定电路板的尺寸及固定方式,并以此作硬件元件布局,明确元器件位置,完成机械定位,注意布线的规范性,完成关键部位的电气布置,满足硬件功能块的功能性[2]。 3电子产品硬件设计中产品实用性提升策略 3.1简化调整机构设计,避免产品使用故障 电子产品实用性的表现之一便是产品使用流畅,故障发生率低,不影响消费者的正常使用。为此,在硬件设计中应当对调整机构的设计作相应简化,避免设计中出现元件的磨损或者飘移造成产品故障的发生。如主要功能元器件易发生局部损耗,则在设计时可对其进行优化设计,更换为拆卸方便的组合件,便于局部更换,也可在出现故障时快速调校和修复[3]。产品不易发生故障,产品实用性和使用体验也就相应得到提升。 3.2权衡设计产品功能,强化产品可维修性 权衡设计产品的功能,对于产品可能出现的相似功能进行整合,或对不必要功能作相应的删减,实现硬件体系的轻便和一体性。在达到功能需求的前提下,对产品层次进行简化,减少组成单元数量,使得零件形状得以简化,方便产品的顺畅运行。同时,追求产品外观、操作和硬件设计的统一性,在确保产品外观时尚和舒适操作体验的前提下,又要确保产品的可维修性,既保证产品使用便捷又达到维修成本降低的目的。 3.3优化电路功率设计,避免无用功率过大 电子产品电路功率设计予以优化,尽可能减少无用功率设计,提高功率因素。在电子元器件的选择上,通过计算该元器件在电路中的功耗,选择合理的电子元器件。当该元器件上流过的电流比较大的时候,我们要保证这两边的压差不要太大。元器件功耗得当,则产品使用中发热问题将得到有效控制,对于用户使用体验而言将更加舒适。 4结语 电子产品在现代社会中的普及率越来越高,产品使用性能和体验是否突出将直接决定了产品的市场表现。对于电子产品设计而言,关注硬件设计,突出硬件设计对于产品实用性的影响,并从调整机构设计、产品功能设计和电路功率设计等方面入手进行设计优化,才能在满足产品基本功能需求的同时实现产品实用性的提升。 作者:乔卫杰 单位:河南辉煌科技股份有限公司 硬件设计论文:计算机硬件实验平台设计研究 摘要:针对当前高职院校计算机硬件平台中存在的不足,提出了一种基于云技术的计算机硬件实验平台的设计方法。分析了当前计算机硬件实验平台存在的不足,阐述了云技术在计算机硬件实验平台设计中的优势,有针对性地给出了云技术的计算机硬件实验平台的设计方案。该方案改变了传统计算机硬件试验平台的实验模式,能够降低成本投入、提高实验数据的安全性,具有重要的参考价值。 关键词:云技术;计算机;实验平台 1概述 在高职计算机教学领域,人们对计算机教学信息化、智能化的需求也越来越高[1],特别是在计算机硬件的教学中,不仅要对教学内容进行创新,同时还要不断加强教学基础设施的建设,从而全面提高计算机教学的水平[2]。计算机硬件专业是一门实践性很强的课程,学生只有通过实际操作实验才能真正理解和掌握该课程的理论知识。因此,在计算机硬件教学中,计算机硬件实验平台的建设是重要的一部分[3]。一个技术先进、硬件设施完善的实验平台是学生快速学习计算机硬件知识的重要场所。当前,传统的计算机硬件实验平台存在着维护难度大、安全性较低等不足,已经越来越不能满足计算机硬件教学的实际需要。为此,提出一种基于云技术的计算机硬件实验平台的设计方法。在计算机硬件实验平台的建设中引入云技术,以云技术为支撑,使学生能够根据自身的实际需求获取计算机硬件实验平台中的各类信息,从而提高了计算机硬件教学的水平。 2计算机硬件平台的问题以及云技术的优势 2.1存在问题 当前阶段,很多院校的计算机硬件实验平台已经难以满足计算机硬件教学的实际需求,其存在的问题主要体现在以下几点:(1)维护难度大。当前,一个计算机实验平台经常服务于多门专业或者课程,为了满足不同专业或者课程的教学需要,维护人员经常需要花大量的时间去安装和更新各类软件,从而极大地增加了计算机硬件平台的使用成本。(2)安全性较低。计算机硬件实验平台在使用过程中会产生大量的实验数据,同时U盘等移动存储介质的使用也会使计算机硬件实验平台引入大量的计算机病毒。若仅依靠还原卡来防范病毒,不仅会清除各种实验数据,同时也会清除各类软件升级数据。因此,如何防范计算机病毒已经成为计算机硬件实验平台建设中的一个重要课题。(3)软件难以及时更新。在现有的教学模式下,计算机硬件实验平台中的软件经常需要手动更新,一些计算机考试软件的运行也需要特殊的软件才能运行。若准备时间较短,计算机硬件实验平台中的一些软件就不能被及时更新,从而对相关计算机课程的考试计算造成影响。(4)实验数据保存中的难题。学生知识水平往往存在着较大差异,为了满足不同学生学习、实验的连贯性,需要为学生保留一些实验数据,在进行实验数据拷贝的过程中,计算机病毒的防范又是个难题。 2.2云技术在计算机硬件实验平台中的优势 利用云技术对计算机硬件实验平台进行设计,具有以下显著的优势:(1)降低了成本投入。由于所有的教学程序都是在云端运行的,用户端无需更高的存储空间或者处理器,同时可以省去光盘驱动器等配置,因此可以大幅度降低用户端的投入。教师和学生在进行计算机硬件实验中需要的所有服务都从云端获取,学校仅需投入较低的云端接入设备即可。利用云技术能够很好地满足不同用户对数据运算的需求。云技术既降低了硬件的投入成本,同时也降低了人工维护成本。利用云技术可以对实验平台中的每一台用户终端中的应用程序进行批量安装和升级,节省了大量的时间。(2)提高了平台的性能。利用云技术能够使实验平台中的计算机避免占用程序和后台运算能力,提高了用户终端计算机的启动速度和运算速度,从而使实验平台的整体性能得到大幅度提高。(3)安全性高。在计算机硬件的实验平台中,往往有多人共同使用同一台设备,因此实验数据难以有效保存,安全性较低。而利用云技术,只需一个账号,就能安全的保存各类实验数据,且几乎没有容量限制。本地实验平台无需保存任何实验数据,因此不用担心实验数据被窃取、破坏或者病毒感染等。同时,即使实验平台中的系统崩溃,也不会影响实验数据的安全性。因此,云技术能够极大提高实验数据的安全性。 3系统设计 计算机硬件实验平台设计的目的,就是为了使师生更好的利用现有的硬件资源和软件资源,从而提高计算机硬件实验平台的效率,提高教学水平。因此,计算机硬件实验平台应该充分利用云技术等现有的IT技术,突破传统的计算机硬件实验室的观念,最终将单纯的计算机硬件实验平台转变为各种计算机硬件教学资源与实验相结合的实验平台。云技术的计算机硬件实验平台可分为云技术平台部分、教学资源部分、信息系统部分等3个部分。 3.1云技术平台 虚拟化技术是云技术中的一个重要分支,利用虚拟化技术能够将所有可用的硬件资源组合成一个资源池,并将虚拟功能将资源池中的资源按照不同用户的需求提供用户。虚拟化是通过虚拟机实现的,虚拟机是一种封闭运行的软件容器,在其内部可以独立运行操作系统和应用软件,如同一台真实的物理计算机。虚拟机包含自己的虚拟CPU、RAM存储器和网络接口NIC。云技术平台的结构包括虚拟中心服务器、虚拟化操作系统、用户端和数据库等4部分构成。(1)虚拟中心服务器(vCenterServer)。中心服务器采用的是两台型号为曙光天阔A840r-G的服务器,其配置为两路12核2.1GHzCPU、64GECCDDR31333Registered内存、4个1TB2.5英寸的SAS硬盘、1块双口千兆网卡、1个双口8GbFCI-E光纤HBA卡、1+1冗余电源模块。利用虚拟化技术能够将服务器中的处理器、内存、硬盘及网络资源等虚拟化为多台虚拟机,虚拟机可从服务器中运行的ESX/ESXi获取各类资源。硬盘阵列采用的是曙光DS600-F20,25块2TBSATA硬盘能够提供50T的存储空间。(2)虚拟化操作系统(VMwarevSphere)。虚拟化操作系统至少存在于虚拟中心服务器中,在一台高性能的服务器中安装虚拟化操作系统,能够为实验平台提供基本的数据服务,如访问权限控制、提供个性化配置等功能。它能够将所有硬件资源和网络资源进行统一分配,使所有虚拟机共享资源。虚拟化操作系统的应用环境中需要必要的域环境。若域环境具备则可直接使用,否则必须搭建必要的域环境。(3)用户终端(ViewClient)。师生用户需要在物理机中通过用户终端远程访问虚拟桌面,用户终端是用户与虚拟化操作系统进行交互操作的桥梁,因此可将其作为虚拟机的控制台和虚拟操作系统的管理界面。(4)数据库。数据库的作用是对虚拟操作系统中所有的配置数据进行组织分配。系统管理界面(ViewComposer)必须与虚拟化操作系统安装在同一个虚拟机中。 3.2教学资源 计算机硬件实验平台的教学资源包括计算机原理、汇编语言、接口技术、JavaEE课程、C/C+课程、以及其他实训课程。实验平台设计的目的就是能够将学生将理论与实践融合在一起。平台中的教学资源可作为软件既服务(SAAS)部分,所有的计算机硬件教学资源都是以服务的形式提供给师生用户用于实验,也可以提供给国内外其他院校使用。平台中的教学资源都是计算机硬件方面理论与实践相结合的资源,其核心是计算机硬件的实验资源。将理论资源与实验资源相结合用于计算机硬件的教学,能够极大地提高教学质量。 3.3信息化系统 平台中的信息化系统主要包括教学实验、计算机实训、实验管理等3个子系统。教学实验子系统负责计算机理论课与实验课的教学;计算机实训子系统负责对学生进行计算机硬件实际操作培训;实验管理子系统负责对整个计算机硬件教学过程和实验过程中产生的数据进行管理。信息化系统以WebService的数据格式为师生提供访问接口,用于访问3个子系统。实验平台中各类资源能够同时服务于计算机硬件的理论教学、案例教学、学生实践、实验管理、教学质量评价等方面。 4结语 基于云技术的计算机硬件实验平台的设计,能够降低各类高职院校计算机硬件实验平台的硬件成本和维护成本。实验平台中的软件和操作系统的下载、更新等都可以通过网络及时进行更新和维护,从而简化了计算机硬件实验平台的管理工作。师生通过云技术的计算机硬件实验平台获得个性化服务,为计算机硬件的教学提供了可靠的技术保障。 作者:王冠虎 单位:天津青年职业学院 硬件设计论文:计算机硬件测试系统设计与实现 摘要:分析了计算机硬件测试系统的设计规范,研究了各测试功能模块的实现。 关键词:计算机;硬件测试;设计与实现 引言 计算机硬件是计算机系统中各种物理装置的总称,并且按照系统结构的要求可以将其形成一个统一的有机体,从而有利于实现对计算机内各种软件正常运行的有效维护。因此,对数据和程序进行输入和存储,按照程序加工数据是计算机硬件的主要功能。 1计算机硬件测试系统的设计规范 1.1通用设计方面的要求1)基于XML文件对测试时间和次数等通用参数的支持,配置时所输入的文件必须为该形式的文件,其中测试时间指的是测试所能够持续的时长;测试次数则是在指定测试时间内配置所完成的次数,每个测试所包括的不同可选测试项目的配置都是由XML文件指定的。2)每个测试工具只要是硬件相关,便都必须具备硬件显示信息的基本功能,如硬件测试的厂商、端口号、型号以及驱动的版本等,以UI模块的设计为准则实现对每个测试工具UI的设计。测试完成后,程序的返回值只有0与非0两种情况,其中0代表的测试正常,非0则表示测试过程中程序出现自定义的错误。3)测试模块需要设计成自动运行,即不要安装任何软件便可以自动运行,在同一目录内使用测试所需要的非Windows自库文件和相关执行程序。同时,编写者在测试模块要封装成相关测试构件的形式。1.2文档需求测试模块在进行交付和验收时需要提交完整的文档:1)交档的目录需要经过一定的交付流程;2)文档在设计过程中会涉及到多种软件的应用,如高层设计、组织结构、相关的文件关系图、数据流图以及流程图等;3)代码源程序,主要包括各种文件,如资源、程序代码以及其他文件等;4)代码所对应的各种程序设计文档,函数和全局变量的说明、函数输入输出以及关键数据的结构等;5)编译和使用过程中会用到相关的说明书,如各种执行文件的编译和生成、安装包的部署和发行、测试模块所使用的各种说明书以及要求Word和PDF所提供的各种格式以及众多版本等。1.3测试构件测试构件是由运行测试机上众多的个体模块构成的,而测试模块主要是每个单独测试项目所需要的各种文件的集合体以及按照各种要求完成对相关文件和数据的配置,如对处理器、内存以及硬盘的测试等。同时,在服务器或者PC等测试系统中,各种测试项目需要在同一个目录内进行集中统一的存放和管理。但是,测试构件可能是自行开发的也可能是集成第三方开发的,又或者是商业所集成的各种测试工具等。因此,测试构件构成的要求非常严格,不仅能够直接运行各种执行程序文件,支持和满足第三方程序的执行,将各种测试结果的数据收集起来经过整理确保其格式的统一性,并且对于各种商业测试还能实现自动安装以及完成相关的执行处理操作等。1.4目录结构定义测试流程是在测试构件中所引用的最小测试单位,但是如果测试程序是相同的,测试流程和参数不同,则生成的测试构件有很多个。但是这些测试构件所指的测试程序都是相同的,只是所包含的测试和数据配置有所不同。同时,测试构件在系统中是以目录文件的形式存在的,其名称的区分主要是目录名。 2各测试功能模块的实现 2.1处理器测试1)设计要求。处理器的测试往往分为功能和压力测试,对功能的测试是对处理器厂商、型号、类别、当前运行的频率、支持的指令集合以及标称频率的测试;压力测试则是对单核和多核并行压力的测试。2)总体设计功能的实现。一方面,可以显示CPU的各种信息,鼠标相关信息的安装,如驱动等,左右键的调换以及具体移动的数据;另一方面,还能测试CPU的速度。3)部分代码实现。CPU速度测试的原理原本就十分简单,即在规定时间内统计和记录CPU运行的次数以及变化情况,然后相应地计算出其具体的速度。本模块的模型是对话框形式,通过对各控件变量进行一定的类向导映射,以及定义相关时间类,通过单击相关事件按钮便能够测试速度的功能。另外,完成相应的测试之后,还会在相应的目录下面生成result.txt文件,以此来对本次测试的相关信息进行记录。2.2存储器测试1)设计要求。硬盘是电脑重要的外部存储器之一,不仅拥有超大的容量,并且运行速度非常快,并且其作为机械部件的一种,指标非常多,寻道时间、主轴转速都存在,单碟容量和内部所传输的速率是性能方面的主要体现。其中性能被限制主要与硬盘的子系统有关,虽然硬盘的外存很快,但是其速度相对于CPU内存而言非常慢。另外,存储器的测试主要包括对基本信息和读写的测试。2)总体设计。在Windows和Linux系统中都可以把设备当作相关的文件来操作,对于Windows系统而言,可以将串口1、2当作com1、2传递给CreateFile函数中,其中利用文件放路径的形式将所需要进行访问和操作的硬件设备全部指明是参数COM1和COM2的根本目的。这在一定程度上与所要访问的串行端口十分相似,并且还能实现对磁盘扇区的访问。值得注意的是硬盘操作的标识并不需要用disk1和disk2来标识。基于逻辑扇区在逻辑分区的上面,在对磁盘逻辑分区进行访问的过程中需要指定某种特定的格式。3)算法实现。Windows磁盘本身具有相对较大的缓冲区,在读取相关的磁盘数据时,系统实际读取数据的长度可能会比指定数据长,这样的好处便是当你下次再读取相关数据时,如果缓冲区保留了你所要读取的数据,便不需要读盘直接复制过去即可;在磁盘中写入数据时,系统会自动提醒你将数据复制到缓冲区,待写入成功之后,系统后台会逐渐在磁盘中写入数据。若编写程序时没有对上述因素进行考虑,则所测试的结果可能并不准确。 3结语 本文通过对计算机硬件测试系统设计规范的探究,掌握其在通用设计、文档、测试构件以及目录结构方面的具体要求,在此基础上从处理器和存储器测试两方面对各测试功能模块的实现进行了深入的研究和分析。 作者:郝幸之 单位:江苏无线电厂有限公司
在审计过程中,需要以控制测试为重点实施企业财务报表审计工作,且适时调整审计中实质性程序,重视质量监控体系的有效建立。当前,内部控制财务报表审计是和财务报表审计并重的独立鉴证业务,在审计中占有重要地位[1]。内部控制审计在利益相连群体中依然没有获得和财务报表相同的地位,国内相关学者更多的是将研究目光放在了财务报表的审计中,对于内部控制审计的关注度并不高。所以,内部控制审计方面迫切需要提高有关理论的丰富性去迎合财务报表审计理论的发展度。另一方面,从国内目前的审计指导、建议、征求意见稿等有关规范标准来看,并没有对实际的整合审计执行流程进行深度解析,因而在审计规范标准的制定上仍有需提高。国内学者目前的研究热点主要集中于对两种审计知识的关联性认知、可行性探究、制度优化建议以及对审计流程的改善等方面,学界的研究基本只是局限在整合审计的部分内容[2],涉及面并不广,缺乏对整合审计的实际操作方法、流程设计以及应用方案的整体探究。所以,本文从整体性出发进行相关研究,综合分析两种审计理论的基础概念,并补充整合审计的理论基础,优化整合审计的整体实施流程,形成对整合审计的全面分析,完善我国现行的财务审计理论,促进国内整合审计领域的全面发展。 1审计工作以控制测试为重点 在实施企业财务报表审计工作时,注册会计师主要是采取一种自上而下的审计手段,首先从企业财务报表内容上去了解企业实施内部控制的整体风险程度,然后延伸至企业层面的内部控制上,之后再到关键账户的整理、披露和有关认定程序,注册会计师有必要对评价内部控制具有重要影响的企业层面内部控制进行测评,因为对企业层面内部控制进行测试有可能会增加或减少其他方面的控制测试,所以在业务早期需要对企业层面内部控制进行综合评估[3]。目前学界有相当一部分人存在一个错误认识,即认为一些小型或私营企业不存在内控,不具备可审性。但事实上任何一个企业都存在内控,否则这个企业就没有办法在社会上存活,只不过这些小型企业的内控没有以正式文件、指示图、工作手册等文书的形式明示,可这并不代表其不存在内控。如绝大部分小型或私营企业,其业主都会直接参与到公司的日常经营管理活动中,其内控基本上是由其亲自执行,比如说一张桌子的价格报销的审批制度等。在这种状况下,识别和评估企业整体层面的内控就显得格外重要。对于财务报表的审计,企业层面内部控制的关注点需要包括以下几个方面的内容:第一,明确企业管理理念和经营方式对企业内部控制的推动作用。例如,企业管理中对员工专业能力的重视程度、人力资源管理能力等方面是否能帮助企业高效实现企业内部控制。在董事会的严格监管下管理层是否能够构建诚信、文明的企业文化,具备企业内部正规文书报告,对违反内控的行为是否有恰当的处理措施,目标设置上是否吻合企业实际运行状况;董事会或审计委员会是否切实了解并掌握了对财务报告内部控制的监管实责。第二,针对管理层、董事大会、审计委员会凌驾于内控之上的风险而设计的控制。对企业而言这项控制对于内部控制的有效实施是极其重要的,因为最高管理层可以在年底更深入地参与执行控制和财务报表批准的过程。特别是这种控制包括评估企业的市场风险、监督监管运作的有效性以及监督其他控制的关键控制,如内部审计流程、审计委员会的工作内容、自我评估流程等;对于非常规的交易,特别是确定导致早期或晚期记录的业务分录、收入和成本,控制合并在年末编制财务报表期间转移和优化记录;监控甲方和乙方的常规交易和异常交易与会计和会计评估领域的主要决策相关的控制,可能会减少伪造管理数据、财务操纵的动机控制,对公司治理的风险管理作出回应。第三,公司风险评估流程。企业必须拥有可靠,完整的内部控制体系,能够有效识别外部市场环境波动带来的风险,评估隐藏的潜在风险性质及其发生的可能性,并选择有针对性的提出解决方案。影响企业内部控制的审计风险因素包括但不限于以下方面:监督或经营环境的改变造成市场竞争压力倍增以及企业经营风险的加大,重大的经营扩张有可能会造成原本的内部控制不再适合企业而导致内控失效,信息数据的庞大、骤然变动极有可能会引发内控有关风险,企业涉及全新的业务领域或交易活动产生的市场风险,在生产环节或信息录入过程中引进新技术造成内控失控的风险,企业因兼并重组、收购或海外扩张产生的新风险,新员工对内部控制理解或操作不合理造成的风险,推广新的会计政策可能会导致和原本财务报表编制有关的风险等等。辨识账户、认定列表是注册会计师的基本技能,当某重要账户或列表既存在合理可能性也存在一个错报问题时,错报将会严重影响财务报表的审计结果,此时应将存在错报的账户或列表标注为重要账户(列表)。当某账户(列表)存在合理可能性的同时包含多个错报时,为避免财务审计发生重大错报,将报表认定为有关认定。判断某个账户(列表)是否关键,某个认定是否有关,应以现实市场风险为主要考量。注册会计师在企业多次审计中识别出来的关键账户(列表)以及有关认定应保持一致,因此考虑的风险评估影响因素也应具备一致性。注册会计师企业内部控制的实施过程中,应注意对报表的识别与认定,避免错报的发生;内部控制中最有效的方式就是在明确内控目标的前提下,绘制业务活动循环流程图。在内部评价中应注意账户基本属性、组成和规模,发生错报的概率、交易任务的具体数目、发生频率、复杂性以及同质性等要素,同时重视会计操作与汇报的难易度,账户发生经济损失的风险以及引发重大或存在负债的可能性,是否涉及到关联交易,和前期阶段相比发生的改变等因素的变化情况。 2适时调整审计中实质性程序 在进行财务报表审计时,审计人员通过风险评估审计程序的实施,对企业经营风险进行有效评测,从而确定审计的重点环节和拟进一步执行的审计流程,为企业财务报表审计工作奠定夯实的工作基础[4]。内部控制又能够利用在财务报表审计中发现的无效信息,进行控制测试,从而明确财务审计报告与企业内部控制过程中出现的严重问题,最终在短时间内科学、有效地执行企业财务报表的审计过程,提高审计结果的质量。在财务报表审计过程中实质性程序主要分成实质性分析环节与细节检测两部分。实质性分析环节是借助对财务报表中出现的数据关系进行评估和分析,来评判和检测其可靠性和稳定性。实质性分析结果精确的前提条件就是财务报表数据的真实、有效,而数据准确与否主要由企业内部控制的有效程度决定。在进行企业财务报表审计时,必须做到具体问题具体分析,一旦审计程序或规划中内部控制涉及到的财务报表可能会出现一些问题,就必须采取细节检测分析。而当财务审计证据表明内控确实存在重大问题时,就必须实施实质性分析。在内控基础上进行企业财务报表的审计,可以大幅度提高审计效率,保证企业财务审计质量。 3健全有效的质量监控体系 健全企业内部财务审计风险管理监控体系有助于企业在未来发展过程中完全按照有关规定落实各项和风险管理有关的公司制度与发展战略[5]。目前阶段,我国已经在风险管理监控体系建设上获得了一定的研究成果。首先,建立企业内部财务审计风险得到监控指标体系。企业有必要把利用敏感性财务指标的变动来评判公司的实际经营情况,从而监管和控制公司内部的审计风险以及风险控制情况。监控指标体系中必须尽可能地选择可以具体反映出公司资产管理水准及盈利能力的指标。假设某公司债务资本比例比较高,一旦出现公司总资产的回报率远远低于其负债的资金成本,就说明该公司的还债能力出现严重问题,企业内部存在较高的财务风险。其次,制定符合国家标准的公司管理经营办法。健全的企业内部审计风险管理监控体系需要对公司的风险管控做出具体的明文上的规定,使监控体系更加具备参考依价值;风险管理制度和管理办法的制定,必须涵盖公司上下包括管理层和普通员工,同时确保在细节的实施上要相对比较完善。 4结束语 本文对基于内部控制的企业财务报表审计问题进行分析,依托内部控制机理,根据企业财务报表审计的相关要求以及企业面临的市场风险,实现本文研究。希望本文的研究能够为基于内部控制的企业财务报表审计的具体实施提供理论上的根据。 参考文献: [1]万红波,贾韵琪.母子公司地理距离对审计质量影响研究——基于内部控制的中介作用[J].审计与经济研究,2018,13(2):50-59. [2]戴红.对整合内部控制审计与财务报表审计的若干思考[J].知识经济,2018,11(4):25-25. [3]孙文刚,郭文贞.基于产权性质的内部控制缺陷与内部控制审计定价关系的研究[J].山东财经大学学报,2018,19(1):95-104. [4]张迪.商业银行内部控制审计现状与问题研究[J].经营与管理,2019,16(2):42-44. [5]陈良勇.对企业内部审计与内部控制关系探究[J].智富时代,2018,12(3):173-173. 作者:李娟 单位:北京卫戍区海淀第五十六离职干部休养所
浅谈微特电机技术:驱动用微特电机及其控制系统的可靠性技术探讨 摘 要:在驱动领域中,微特电机的应用越来越广泛,可靠性问题影响到其能够得到顺利应用,为此,加大对微特电机的研究,进一步提高其可靠性,是避免故障、减少损失的前提。本文主要探讨了微特电机的控制系统可靠性技术,主要目的是为微特电机日后的应用提供有效的借鉴和参考。 关键词:驱动领域;微特电机;控制系统;可靠性技术 20世纪30年代,微特电机开始兴起,它是应军事装备、科学技术发展而快速发展起来的一门技术,按照其用途可划分为驱动用微特电机和控制用微特电机两种类型。对于驱动用微特电机来说,转换能量是其最主要的任务,在农业、工业等各个领域中发挥着不可替代的作用。在微特电机及其控制系统运行过程中,电力电子器件不可避免地出现故障现象,影响到电机驱动系统的可靠性,尤其是在军事装备以及航天等重要领域,对电机驱动系统可靠性要求更为严格。为此,加强对驱动用微特电机系统可靠性技术的研究,具有重大的现实意义。在国际的相关研究成果中,把可靠性技术划分为冗余和容错两种方法。本文主要是从微特电机驱动系统可靠性、系统主要故障进行分析,并在此基础上提出提高微特电机驱动系统可靠性建议,希望能够引起国内相关科研人员的高度重视,加大对驱动用微特电机及其控制系统的可靠性技术研究,推动国内在此领域技术进一步发展。 1. 可靠性理论概述 所谓的可靠性主要是指在规定的时间以及条件内,产品可以顺利完成某一规定功能的一种能力,或者说是产品维持功能的时间。电机驱动系统在多个领域当中都得到了充分应用,电机驱动系统在不同的场合完成规定功能的能力也会存在差异。例如:对于电动车来说,虽然它的驱动系统有一部分发生了故障,但因为系统具备容错能力,为此可以带故障继续运行,及时电动出的转速质量在不断地下降,这些故障不会影响到它的运行。可以及时把电动车送到维修店进行维修,在这种情况下,可以说电动车在存在故障的情况下顺利完成了规定的功能,它的功能并没有失效。又例如,对于高射炮来说,它的3个主要功能分别为射速、射程和命中精度3个方面,如果该电机驱动系统发生了故障导致仅有两个功能符合要求,这种情况下是不能说明其顺利完成规定的功能。所以,在判断一个产品是否顺利完成规定功能,首先需要把判断故障的主要依据明确出来,接着再于实际情况进行结合分析。工况不同,判断产品功能失效的标准也会有所不同。 2. 电机驱动系统主要故障 一般来说,电机驱动系统的故障情况可划分电气故障和机械故障两种。 不同的类型,其表现出来的故障也会存在差异。对于电机结构来说,其内部一般存在励磁绕组和电枢绕组两套绕组。因此,电机本体内的主要故障主要是指励磁绕组和电枢绕组两套绕组发生短路或者断路。对于永磁电机来说,其电机体内只有电枢绕组没有励磁绕组。在条件相同的情况之下,绕组发生故障的几率往往比较低。但是,永磁电机自身也存在一定的局限性:因为永磁体主要是在转子的表面进行安装且不容易冷却,容易导致高温发生退磁故障现象。在运行环境一样的条件之下,和其他一般的电机对比,开关磁阻电机发生故障的几率也是比较低,因为在内部均不存在永磁体,也不存在绕组。 一般来说,电机本体故障主要分为以下几种情况: (1)绕组发生断路。 (2)绕组匝间、绕组出线端、绕组相间发生短路。 (3)永磁体励磁发生故障。 此外,驱动电路的功率变换器故障也是电机驱动系统的故障表现,一般可分为以下几种: (1)直流母线接地。 (2)输入电源对地短路。 (3)开关器件操作过程中发生失误。 (4)功率开关器件操作过程中,发生断路。 对于电机驱动系统来说,要具备高可靠性应满足以下几个基本特征:电机的结构设计以及驱动控制电路相间的电耦合、磁耦合、热耦合可以达到最小,当发生以上描述的各种故障的时候,可以及时对一部分故障进行物理隔离,在最大程度上降低故障产生的影响,即发生一个或者多个故障的时候,电机依然可以在仅符合某一种技术指标的条件下带着故障继续运行,具备比较高的可靠性。 3. 如何进一步提高微特电机驱动系统可靠性 一般来说,可通过以下几个有效途径来进一步提高微特电机驱动系统可靠性: 3.1 从驱动电路拓扑结构着手 不断开发高容错性的驱动系统电路拓扑结构是提高微特电机驱动系统可靠性的关键。在一般情况下,并联冗余相和提高缺相容错能力的方法来实现高可靠性的电路拓扑结构,电路需要具备一定的独立性是两者的前提要求。当发生故障现象的时候,其他相会承担这一部分的工作,不会给其他相的工作造成任何的影响。冗余技术可以确保系统正常运行,并进一步增强电机驱动系统的可靠性。并对控制线路和相数进行备份。虽然采用冗余结构可在很大程度上提高驱动电路的可靠性,但是由于用相的驱动电路增加了,也进一步增加了整个系统的成本,在一定程度上造成累赘以及浪费。 3.2 从电机本体结构着手 电机本体自身具有良好的容错性,对于SR电机来说,双凸极是其主要的结构,磁体、绕组、电刷等都没有在转子上安装,由于结构比较简单,当其处在高速度运行状态系的时候可以降低故障发生几率。集中绕组是R电机定子主要采用的方式,从空间上来分析,相对的定子极串联形成一相,所以它们之间是相对独立的,这种独立又可以分为电路的独立和磁路的独立。当发生短路或者断路等故障的时候,不会给其他相关的工作造成影响,利用检测装置,对故障及时进行监测,并及时在该系统把该相进行切除,防止电机运行的过程中出现故障。当电流一定的时候会不但会促使转矩脉动不断变大,还会促使平均转矩不断下降,为了提高电机在断路故障下的运行特性,把驱动电路分别于每一个极下的绕组互相进行连接。如果在运行的过程中,某一极绕组发生了故障,且该极下绕组电压为零,此时电机的转矩主要是由该相的另外一极的绕组来产生。但是,当SR电处在这种结构下发生故障的时候,不但会产生比较大的径向力,还会导致电磁力产生不平衡感。针对这些存在的问题,使用双绕组结构的SR电机进行布局可以进行弥补。 3.3 从传感集成技术着手 在电机驱动系统中,传感器是重要的组成部分,发挥着无可替代的作用。与此同时,它也其中一个安全隐患之一,长时间使用之后,受到各种因素的影响,传感器会出现不同程度地损坏,加之灰尘会给光电信号造成阻挡,容易导致系统发生故障,给整个驱动系统的正常运行造成影响。为此,在电机驱动系统的传感器集成技术方面还需要进一步深入研究,才能进一步提高系统的可靠性。 在无位置传感器技术方面,很多国外相关学者也进行了大量的研究,并或缺了很多成果,总结出很多方法。一般来说,无位置传感器检测方法主要是通过构造一个转子位置信号的检测电路,而不是在定子上直接安装位置传感器。采用较为先进的检测技术和计算机技术,主要从硬件、软件两个方面来着手,电机本身具备一定的电压、电流参数,可以充分借助这些参数达到获取转子的位置信息的目的。续流二极管法、查表计算法、反电势法以及查表计算法等等都是经常被使用到的方法,且都比较成熟。此外,在国外有很多类型的研究成果,研究者主要借助相关的软件和硬件对电机驱动系统的温度传感器以及电流传感器进行研究,并取得了较为理想的研究成果,这些成果为日后微特电机驱动发展以及应用提供了有效的借鉴和参考。 结语 综上可知,对高可靠性的微特电机及其控制系统进行开发具有重大的现实意义。本文分析了可靠性工程的基本原理,并探讨了提高微特电机驱动系统可靠性的有效途径,虽然对于微特电机驱动系统可靠性技术的研究取得了一定的成果,但由于起步较晚,技术还未完善,理论和技术还需要加以完善。 浅谈微特电机技术:微特电机的误差测试分析 【摘 要】当今社会文明最基本的支撑技术中有一项就是电机技术的发展和广泛应用,电机的使用改变了我国传统的生产和生活方式。而微特电机是电机技术领域最先进、最活跃、最具有潜力的一个分枝。在我国已经渐渐发展成为一个相对比较完善、独立的产业体系和技术体系,并且拥有自己的一套技术考核标准,成为应用较为广泛的一个电机门类。 【关键词】微特电机;误差测试;分析 微特电机在人们的生产生活中使用较为广泛,为人们带来方便的同时也存在一些问题,需要对微特电机的测试误差加以控制。微特电机的测试误差是测量过程中无法避免的,测量技术中检测仪器的测量误差和误差的记录方法一直是备受大家关注的话题。 一、微特电机的发展方向 微特电机的发展方向大致分为六个方面,第一,机电一体化的发展趋势,此阶段的特点是借助数字化的传感器、集成化的电路等技术实现电机系统的机电一体化。第二,高智能化的发展趋势,对电机的转矩、运行速度等进行了控制。第三,小型化和微型化发展趋势,追求低噪音,电机小巧的特点。第四,永磁无刷化的发展趋势。第五,直接驱动的发展趋势,要求高速大功率。第六,大功率集成化的发展趋势,追求电机驱动单元的网络集成化。 二、交流异步感应电机转速测量 电网频率的大小直接影响着交流电机的同步转速,电网频率低,交流电机的同步转速就慢;电网频率高,交流电机的转速就快,电机的实际转速随着电网频率的高低变化而发生变化,电网频率的不稳定导致交流电机转速出现不稳定。为了加强对交流电机转速的控制,有了相对转速和绝对转速的区分。相对转速是交流电机在50Hz电源频率标准下的转速;绝对转速则是电机运行标准中一分钟的实际转速。电动机的相对转速和绝对转速随着电网的频率高低呈现出两条不同的波浪线,当电网的实际频率大于50Hz的标准时,相对转速高于绝对转速;当电网的实际频率正好是标准的50Hz时,相对转速与绝对转速相同;当电网的实际频率小于50Hz的标准时,相对转速低于绝对转速。 交流电机的测试工作需要注意一些问题,当交流电机的测试工作涉及到转速是判断电机是否合格的临界点时,需要采用相对转速作为评价的标准,就是通过电网频率的分布得到电机自动伸缩闸门的时间。电网频率最高时,电机的转速也最快,闸门自由伸缩的时间最短,测量的结果是相对于标准50Hz的转速;电网频率最低时,电机的转速最慢,闸门自由伸缩的时间最长,测量的结果同样是相对于标准50Hz的转速,通过这种方法补偿电源频率不稳导致的误差,对电机的转速做出正确的评价。如果闪光测速仪中配备了50Hz相对转速测试的功能,交流异步电机的转速测试最好采用相对转速的测试档,以此避免因电网频率变化造成电机测试误差;如果没有具备相对转速测试档,需要对电网的频率进行鉴别。 三、多级旋转变压器电气误差测量中相对误差与绝对误差 相对误差是用户使用的标准指南,反映了“基准电气零位”误差偏离实际值的大小,使用者通过产品的相对误差值就可以知道使用过程中产生误差的大小。相对误差是对产品提出的更高生产要求,即使相对误差是绝对误差的两倍甚至是极端值,只要绝对误差很小,生产出来的产品就是合格的。相对误差符合电机的实际使用情况,所以现行的多级旋转变压器电气误差测量中普遍采用相对误差的表示方法。传统的电气误差标准只在乎生产制造,忽视了用户的使用环节,因此现行的误差标准针对传统标准的弊端做出了修改。相对误差标准对产品的生产规格和测试环节都提出了更加严格的要求。相对误差把“基准电气零位”作为参考点,真实、准确的反映电机的误差,误差的测试环节具有重复性。绝对误差可以选择“基准电气零位”作为测试的参考点,也可以选择其他的“电气零点”为参考点,两者测量出的绝对误差值都是固定不变的。因为相对误差选择“基准电气零位”作为误差测试的参考点,具有一定的局限性,无法精确地评点电机合格与否。 四、步进电动机的步距误差测量采用绝对误差 步进电动机步距误差分为累积误差和分步距误差。累计误差是指根据步进电动机起始位置的相对值、每一步转的实际角度与理论值的差,选取这一周转动中最大正值和最大负值的绝对值之和记为步进电动机步距误差测量中的累积误差。分步距误差是步进电动机每一步实际歩距和理论歩距之间的差,通常选取一周中步距误差绝对值中最大的数值作为实际的分步距误差。累计误差的测试点是随机选取的,因此累积误差不能采用相对误差进行表示,不同测试点产生的误差数值不同,误差的测试工作不具有重复性。绝对误差测试中无论测试的参考点是什么,都不影响误差值的变化,符合了步进电动机误差测试参考点随机性的特点。分歩距误差实际上是相对误差,测量得到的误差数值大小一样,只是测量误差选择的起点不同,每个起点中表示误差的符号不同。 五、微特电机误差和仪器仪表误差的不同之处 微特电机测量的绝对值中没有理论上的真值,只是有类似于真值的数值。例如步进电动机误差测量的歩距角和位置角,都只是理论上的角度,绝对误差就是测量时电机实际的旋转角度和理论角度的差。还有一种绝对误差测试中只有实际值没有理论数值,例如多级旋转变压器电气误差测试中测量得到的电气角度影响着正切函数电桥绕制的准确率。仪器仪表的绝对误差是测量值与真值的差,具有正负数的区分。真值需要借助高一级的测量工具得到,在没有利用低一级测量工具得到的测量数值时,此数值也只能是实际值,不可以称为真值。 仪器仪表误差的表示方式和电机产品的误差表示方式基本一样,但是由于电机产品误差测量具有一定的特殊性,误差的表示方法也存在一些不同。例如相对误差的表示方法,仪器仪表采用百分比的表示方法。虽然电机中旋转变压器的余弦函数采用百分比的表示方法,但在实际的操作过程中为使用的方便通常用各点的角度误差代替百分比的误差表示方法。多级旋转变压器电气误差的测量不能选用百分比的表示方法。多级旋转变压器电气误差是以“基准电气零位”为标准的电机实际旋转的角度和理论电气角度的差,并且即使随着转角的角度不断增大,误差数值的大小基本不变,误差数值之间不存在任何比例关系,因此多级旋转变压器电气误差用“基准电气零位”的最大正负值表示误差,不采用百分比的表示方法。 六、结语 伴随着科技的进步、经济的飞速发展和社会文明的不断进步,微特电机凭借它自身高效率、高节能和机电一体化的特点会迎来一片快速发展的新天地。虽然我国微特电机使用范围广泛,但是微特电机的产业结构布局还不完善,微特电机的技术水平发展还比较落后。我国必须加大微特电机技术研发方面的资金投入,提升微特电机在市场竞争中的核心力,使我国微特电机的发展迈向一个新的高度。 浅谈微特电机技术:《微特电机及系统》教学改革与实践 摘要:《微特电机及系统》是电气工程及其自动化专业运动控制研究领域的一门重要的专业课。针对新成立的应用型本科院校,为了提高教学质量,培养高素质复合型应用人才,本文从教学内容、方法、手段以及实践环节几个方面,提出了《微特电机及系统》课程建设的改革与实践。实践表明,学生学习《微特电机及系统》的积极性和主动性提高,激发了学生的创造型思维,在教学实践中取得了较好的成效。 关键词:微特电机及系统;教学改革;实践;电气工程及其自动化 微特电机系统通常是由与常规电机结构、性能、用途或原理不同,体积和输出功率较小的微型特种精密电机、控制器及驱动硬件电路组成的复杂系统。融合了电机、计算机、电力电子、控制、机械、新材料和新工艺等高新技术,是现代武器装备、工业自动化、办公自动化和家庭生活自动化不可缺少的重要技术[1]。本文结合新成立的本科院校的特点,以培养应用型人才为目标,准确定位本课程在电气工程及其自动化专业中的地位和作用,对现有的教学内容、方法及实践环节进行改革与实践,为培养高素质创新型应用人才提供必须的平台与保障。 一、教学改革与实践 1.人才培养目标定位。针对新成立的应用型二本院校的特点,明确人才培养目标定位,在明确课程地位的基础上做好课程性质、任务和教学目标的细化工作[2]。学校提出以“应用型人才”作为人才培养的最终目标,落实到《微特电机及系统》这门课程中,就是要培养出能够将微特电机技术、控制技术和计算机技术相结合,能够在微特电机系统遇到的问题中,分析、定位好问题的所在,提出问题解决方案的应用型人才。 2.教学内容的改革与实践。①增加预备知识。《微特电机及系统》是以电机学和电机拖动基础等课程为基础,但有些同学电机基础薄弱,因此在课程讲授前,应将电机学的基本内容和概念作详细讲解[3,4],为进一步学习打下基础。②优化课程体系,调整教学内容。笔者所在的学校电气工程及其自动化专业主要分为电力系统、高电压技术与电气工程三个学科方向。教学计划将课程分为:公共基础课、专业基础课、专业限选课、专业任选课等,缩短专业课程的学时,精简课程教学内容,形成“伺服电机—测速发电机—步进电机—自整角机—旋转变压器—永磁无刷直流电机”的教学主线,通过试点,取得了满意的效果。③增加新型电机教学内容。随着控制技术等相关技术的发展,电机在很多方面突破了传动概念,已经不再局限于传动的电磁理论,而是与其他学科相互结合、互相渗透。 3.教学方法与手段改革。①采用推理式教学方法。采用推理思路教学,如交变电流交变磁场交变磁通交变电势电流电磁转矩,推动转子旋转,进而输出机械功率。通过诸如此类的推理式教学,学生不仅可以准确理解“电机的本质就是一个能量转换工具”,而且有利于他们理解电机的可逆性原理。②采用对比式教学方法。大部分微特电机在结构和分析方法上存在共性内容,因此,比较不同种类的微特电机结构和原理,根据已经学习的内容帮助学生掌握新知识。如学生对开关磁阻电机和磁阻电机的原理和控制方法理解比较困难,而对步进电机非常熟悉,这时,可根据步进电机工作原理和控制方式来讲解开关磁阻电机的内容。③互动法教学。采用互动法教学,积极发挥学生的主观能动性,如在讲解直流测速发电机的结构和工作原理时,应根据其与普通直流发电机原理的相似性,提问学生,让学生回忆已学过的直流发电机的相关内容,然后再分析直流测速发电机的独有特性。同时还可以采用课堂讨论的方式,如解决永磁式同步电机启动问题,首先讨论得出无法自启动的原因:第一,转子本身存在惯性;第二,定、转子磁场之间转速相差太大,进而得出永磁式同步电机自行启动方法:在转子上安装启动绕组,启动时,依靠鼠笼式启动绕组产生电磁转矩,使转子转动起来,当转速接近同步速时,定子旋转磁场就与转子永磁磁场相互吸引牵入同步。这样通过讨论和归纳,学生就明白了为什么永磁式同步电机转子上会安装启动绕组。④理论联系实际教学。学习《微特电机及系统》目的是为了应用,教师讲解时只要重点把握微特电机结构和基本原理,并增加应用实例,激发学生的兴趣。如在讲解微特电机的基本用途时,一枚导弹中需要60多台电机,仅一艘潜艇导航仪表配套设备就用90多台电机,并采用多媒体动画教学的方法演示随动系统跟踪和定位过程,形象地让学生了解随动系统中的力矩电动机、自整角机和伺服电动机在其中所起的作用。当学生听到和看到这些生动的微特电机应用实例,他们就会明白《微特电机及系统》这门课程和高新技术是紧密结合的,具有广泛的用途,能激发学生在课堂上的学习兴趣。 二、实践环节的改革 1.理论教学穿插实验教学。结合电子与电气工程学院电工实验中心为国家与地方共建项目的契机,添置了新的微特电机教学模型和实验设备,在进行理论教学的过程中穿插实验教学,教学模型通电时,可以让学生直观的看到电机运行中的起动过程、制动和可逆等。因此,学生在学习理论知识的同时,对电机也有了直观的认识。 2.严格要求实验预习报告。在学生进入实验室之前,应详细检查学生的预习报告,应该包括以下几个方面:本实验的目的、该电机的结构和工作原理、电机的静态特性和调节特性、转速如何调节、主要性能参数和指标有哪些、控制系统硬件组成、完成本实验需要用到的仪器设备、实验的具体步骤等,可通过提问的方式完成实验预习的检查,使得学生对实验有整体的把握,使他们带着目的做实验,这样在实验过程中易于发现、解决问题。 3.增加设计性综合实验。传统的实验教学都是单一的验证型实验,为培养创新性应用人才,设计性综合实验势在必行。在设计性综合实验中,教师只需给出实验目的、实验要求和注意事项,具体的实验方案和实验步骤、以及所需的仪器设备,都由学生自己拟定。 4.专业方向课程设计。由于《微特电机及系统》课程的特殊性,通常的考核方式难以体现学生的学习效果,在结束理论学习后,要增加两周的专业方向课程设计对学生进行考核,将每五个学生分成一组,选择以不同的微特电机为对象,给出设计要求,完成控制系统硬件和软件的设计工作,最后通过答辩确定学生成绩,这样可以充分激发学生的创造性。 《微特电机及系统》是一门内容丰富、理论抽象、实践性非常强的运动控制方向专业课程。在课程教学中,应进一步丰富内容,尽可能大的提高学生学习的积极性和主观能动性,采用多种灵活的教学方法,注意理论联系实际,特别注重实践教学环节,改革课程考核方式,拓展学生的知识面,培养学生的创新意识和动手能力,从而取得令人满意的教学效果。
浅谈软件测试工程师的工作:面向软件测试工程师培养的《软件测试与质量保证》实验教学改革 摘要:为了培养创新能力强、适应社会经济发展需要的软件测试人才,本文结合常熟理工学院《软件测试与质量保证》课程建设经验,以中小企业对软件测试人才的需求为导向开展实验教学改革,分别从实验教学改革基本思路、教学内容组织等方面探讨应用技术大学建设背景下软件测试课程实验教学改革措施。 关键词:软件测试;软件质量保证;教学改革;软件测评师;实验教学 一、引言 随着我国软件产业迅速发展,企业面临着开发高质量软件系统的巨大压力,软件测试、软件质量保证受到越来越多的重视。软件企业对承担软件测试、质量保证工作的软件测试人才需要剧增,软件测试工程师的职业价值、发展前景得到前所未有的提升。为此,国内高校开设了软件测试相关课程。但是,由于其重理论、轻实践的教学模式使得培养出的学生软件测试实战能力差,导致大量毕业生应聘软件测试相关职位时受到冷遇。 为培养创新能力强、适应社会经济发展需要的软件测试人才,《软件测试与质量保证》实验教学亟需改变传统的教学理念,改进教学方法,更新教学内容。笔者结合自身教学科研和工程实践经验,分别从改革思路、实验教学内容设计等方面,论述常熟理工学院《软件测试与质量保证》实验教学改革的措施和体会。 二、实验教学面临诸多挑战 笔者调研国内高校软件测试课程的建设情况,发现普遍存在重理论、轻实践的教学倾向,实验教学环节存在诸多问题: 1.企业对软件测试工程师的能力要求是综合性的,要求软件测试人员具有软件项目经验,具备软件测试、软件质量保证知识,能够独立开展软件测试工作。但是,国内高校教学计划制定时片面强调软件测试的作用,对软件测试与软件质量保证之间的天然联系缺乏理解,对软件质量保证相关实验的重视程度,课时安排存在严重不足。 2.目前,《软件测试与质量保证》实验教材选择面临无书可选的尴尬局面。课程实验设计只能全凭任课教师把握,使得实验教学过程中存在较多风险。 3.国内高校在实验设计方面,多以基础性实验为主。这种单一的实验设计方式,难以适应软件测试工程实践能力培养的需要。 三、实验教学改革措施 在应用技术大学建设驱动下,以中小企业对软件测试人才的需求和软件测试工程师认证大纲为导向,我们整合已有的校企合作课程资源,按照Daniel Galan软件质量保证框架组织实验教学内容,采用项目驱动的案例教学法开展实验教学,让学生在实验实践中加深对软件测试与质量保证专业知识的理解,培养学生软件测试实践能力。 (一)教学改革基本思路 软件企业对软件测试人才的需求是软件测试课程改革的源动力和驱动力,软件测试相关的从业资格认证是学生入职的敲门砖。为此,在应用技术大学建设背景下,我们以切合中小企业对软件测试人才的需求为导向,结合全国计算机等级考试软件测试工程师认证、全国计算机技术与软件专业技术资格考试软件评测师认证的考试大纲要求,选择朱少民老师编写的《全程软件测试》[1]和NIIT培训教程《Software Testing and Quality Assurance:Student Guide》[2]作为课程教材,按照Daniel Galin软件质量保证框架组织教学内容。Daniel Galin软件质量保证框架[3]指出软件质量保证是建立企业软件质量文化所需的一些列活动的集合,认为软件测试是一种典型的软件质量保证措施,软件测试的目的是为了发现潜在的软件缺陷,软件测试工作贯穿软件项目的始终。按照Daniel Galin软件质量保证框架组织课程内容有助于保持软件测试与软件质量保证之间的内在联系,符合软件企业软件测试与质量保证的最新经验。 (二)实验设计 如何在有限的实验课时内,最大限度地加深学生对软件测试、软件质量保证的理解,增强其软件测试实践能力,是实验教学的主要任务。我们设计了导入性实验、基础性实验、创新项目实践三种类型的课程实验。导入性实验要求学生应用已修课程(包括程序设计、数据库设计、软件工程等)知识进行软件调试,在软件调试过程中理解软件调试与软件测试、软件质量保证之间的关系,实现到本课程学习的过渡;基础性实验目的在于强化课程基础理论、原理的理解,让学生在实验中理解所学知识,掌握软件测试工具的使用;创新项目实践以课程实训项目为载体,为学生运行所学知识解决软件测试实践过程中涌现的各类问题,锻炼学生的动手实践能力、自主学习能力,从而提高学生的工程实践素养。 1.导入性实验。软件测试的目的是发现软件系统中潜在缺陷,而缺陷的解决则通过软件调试手段实现。为此,设计导入性实验“软件调试”。本次实验以员工工资核算软件Employee作为实验对象,要求学生发现Employee中人为注入的软件缺陷,然后应用Java调试器的断点调试功能,结合回归测试手段修订所发现的缺陷。 通过导入性实验,学生体验了改正软件缺陷的艰辛,在教师引导下思考如何发现软件缺陷、如何提高软件质量。教师适时点拨学生,指出发现软件缺陷是软件测试工程师的职责,软件测试工程师需运行软件测试方法、技术和工具才能发现潜在的软件缺陷。教师进一步启发学生:提高软件质量需要开展包括软件测试在内的各项软件质量保证工作。 2.基础性实验。基础性实验旨在加深学生对课程基本概念、原理的理解,让学生在动手实践中加深对基础概念、原理的理解。课程安排8次基础性实验,实验2、3、4和5属于软件质量保证实验,6、7、8和9是软件测试实验。 (1)实验2:软件度量实践。实验2关注软件度量问题,介绍软件规模、项目工作量和软件成本之间的关系,要求学生掌握软件规模估算、工作量估算和成本估算的方法和过程。通过本次实验,学生可以应用USC CoCoMo II进行软件成本估算。(2)实验3:基于Microsoft Project的软件项目管理。软件项目计划及进度管理,是软件质量保证中重要的管理部件,也是开展软件测试活动的前提。实验3要求学生使用Microsoft Project建立软件项目计划、运用跟踪甘特图追踪项目进度,等等。(3)实验4:版本控制软件CVSNT。CVSNT是当前最流行的版本控制系统,是中小企业进行版本控制的利器。实验4讲解CVSNT的安装和使用,要求学生掌握CVSNT的操作技巧。(4)实验5:BugFree软件缺陷管理。软件缺陷管理贯穿软件测试项目的始终,记录软件缺陷从发现、修复直至关闭软件缺陷的全过程。实验5介绍开源缺陷管理软件BugFree的软件缺陷管理思想,要求学生掌握BugFree安装与配置、软件缺陷管理等技能。(5)实验6:软件静态测试。软件静态测试是软件测试技术中发现软件缺陷效率最高的技术。我们安排“软件静态测试”专题讲座,讲解软件制品阅读、静态分析的技巧,还介绍如何运用CheckStyle、FindBugs等静态测试工具分析程序源代码、目标程序中潜在缺陷。本次实验有学生利用课后时间,自主实践。(6)实验7:JUnit单元测试。实验7介绍单元测试工具JUnit的使用,要求理解JUnit单元测试框架,掌握单元测试脚本的编写技巧。本次实验还推荐学有余力的学生自学JMock,综合应用JUnit和JMock进行对Java应用系统进行集成测试。(7)实验8:软件功能测试。软件功能测试是检验目标软件是否正确实现了客户需求,是软件测试执行的重要内容。实验8要求学生使用QuickTest Professional(简称QTP)对机票预订系统进行功能测试。本次实验要求学生能够独立完成功能测试脚本的录制和编辑,掌握QTP检查点设计的方法及技巧。(8)实验9:软件性能测试。实验9介绍软件性能的概念和原理,讲述如何运用HP Mercury LoadRunner对Web系统进行性能测试,让学生在实验过程中理解虚拟用户技术,掌握基于LoadRunner的性能测试技术的过程及技巧。此外,本次实验要求学生利用课余时间使用开源的性能测试工具JMeter进行软件性能测试。 3.创新项目实践。为了培养学生的工程实践能力,我们从学生课程项目、毕业设计、大学生创新项目、开源软件项目等中筛选出软件规模适中的软件系统作为课程实训项目,让学生对课程实训项目进行系统化的软件测试,要到学生主动动手实践,在软件测试项目实践中培养工程素养。 在课程教学过程中,我们还加强对基础扎实、动手能力强、思维活跃的学生的培养,推荐这些学生参与到教师科研项目中,为学生在科研项目中积累软件评测经验。 四、结束语 《软件测试与质量保证》通过十余年的建设已形成了较完善的课程体系,十多轮的授课实践积累了丰富的教学经验,课程实验教学体系也日趋完善。 当前,我校正转型应用技术大学,这将对本课程的教学内容、教学方法、教学手段等提出更多、更高的要求。鉴于此,本课程教学团队正尝试通过校企合作模式开展课程教学活动,编写校本教材,多措并举提升学生软件测试能力。 浅谈软件测试工程师的工作:软件测试工程师绩效管理体系的构建 摘要:当前软件测试工程师绩效考核存在的问题主要表现在:考核定位模糊并存在偏差,重考核、轻管理,重结果、轻过程,考核主体单一,企业管理者没有承担起绩效管理的责任,绩效考核指标不全、标准不明。测试工程师绩效考核要明确考核的目标,突出测试人员在考核中的主体地位,构建一体化绩效管理体系。 关键词:测试工程师;绩效管理;体系 软件测试工程师绩效考核是IT企业根据发展战略和使命要求,对测试工程师的工作业绩进行考察和评估,包括工作行为和工作效果。随着中国软件业的迅猛发展,软件产品的质量控制与质量管理正逐渐成为企业生存与发展的核心。为了保证软件在出厂时的“健康状态”,几乎所有的IT企业在软件产品前都需要大量的质量检测工作。测试工程师作为软件质量控制中的重要一环,其绩效考核成为企业了解测试人员队伍状况,监控测试人员工作过程的重要手段。 软件测试工程师绩效考核是IT企业人力资源管理的中心环节,是测试人员薪酬、晋升、人事调整、职称评定等决策的基础,并且为企业制定测试人员的培训、开发计划及长期职业生涯发展规划提供依据。测试工程师绩效考核的有效性直接影响到人力资源制度的激励效果和企业管理的公平性,并对测试人员的工作满意度有重要影响。然而,现实的绩效考核工作往往不尽如人愿。许多测试工程师遇到考核时深感不安,产生焦虑,害怕甚至反对考核;很多测试人员认为考核是走过场,抱着无所谓态度。理论上的必要性和重要性与现实中的困惑形成强烈反差。为此,我们有必要对测试工程师绩效考核存在的问题进行反思,从而构建能满足企业和测试工程师共同发展的绩效管理体系。 一、软件测试工程师绩效考核存在的误区及其分析 (一)考核定位模糊并存在偏差 考核定位,就是通过绩效考核解决什么问题。考核定位模糊主要表现在考核缺乏明确的目的,仅仅是为了考核而进行考核,这样做的结果往往导致考核流于形式。考核定位偏差主要体现在片面看待考核的目标上,对考核目的定位过于狭窄。目前许多IT企业绩效考核的目的仅仅是为了期末发奖金或津贴,将考核定位于确定利益分配的依据和工具。 (二)重绩效考核轻绩效管理 绩效考核和绩效管理既有本质上的区别,又有一定联系。传统绩效考核以管理者为中心,强调服从和外部控制,着眼于过去,注重成果,是一种被动反应、事后解决问题的管理方法。现代绩效管理则以测试工程师为中心,强调承诺和自我控制,着眼于过去、现在和将来的有机统一,是一种主动开发型、在过程中解决问题的管理系统。绩效管理是一个完整的系统,绩效考核只是绩效管理中一个不可或缺的组成部分和环节,绝不能将其等同于绩效管理。 (三)重考核结果轻考核过程 绩效是工作成果与工作行为的统一。许多IT企业重视对绩效中的工作结果考核,而忽视了绩效中的行为指标,这表现在许多项目组重视项目完成进度而轻视测试过程,重视项目的数量而轻视其质量,尤其是轻视与测试工程师行为有关的工作动机、热情度、忠诚感等“周边绩效”考核点。这可能与企业受功利主义思想影响、追求短期利益有关,或者可能与工作结果容易量化,而行为不易评估有关。 许多项目组在项目初期给工程师布置测试任务和预期应完成的指标,期末予以检查,而对工程师完成任务和指标的过程不管不问,既不对完成任务过程中出现的问题予以及时纠正,也不对测试人员在工作中遇到困难和阻力时提供帮助和支持。这种秋后算账的做法容易造成管理者与被考核者的对立,不利于测试人员的成长与进步。 (四)考核主体单一 目前,项目经理考核测试工程师已成为一种普遍运用的评价方式甚至是唯一的评价方式。项目经理考核有一定可信性,但也存在一些弊端,如测试人员一味地迎合项目经理的指令,淡化了整个团队的沟通协作,忽视一些测试人员不可控制因素的影响而造成考核不公正等。测试工程师在考核时处于一种被动地位,或者消极被迫接受,或者导致内部冲突升级。项目组也不重视同行专家的评估意见或根本不吸收同事参与考核。 (五)绩效考核指标不全,标准不明 考评项目和指标的选择是否恰当,是否全面、相关,定义是抽象含混还是具体明确,对考核结果影响很大。如果绩效考核标准不明,则不同的考核者可能对优、良、一般、差等绩效标准做出不同的解释,从而造成考评者偏松或偏紧或趋中倾向,造成考核结果的误差。以测试人员业绩考核为例,业绩考核包括整体工作效率、工作结果、过程控制三项一级指标。其中,工作结果可以分为测试用例的数量和质量、bug的数量和质量、测试自动化程度及收效等多项二级指标,若不对这些定性指标给出明确定义,则考评时易出现主观随意现象。因此,界定应具体明确。如bug的数量和质量可定义为:提交bug的数量(根据项目的不同而确定经验值)、提交bug的时间段(具体统计在测试的每个阶段)、发现bug的比例等。 二、软件测试工程师绩效管理体系的构建 (一)明确测试工程师绩效考核目标 Bevan和Thompson(1991)认为绩效管理的主要目的是“促进人力资源管理不同组成部分的整合,并使它们与公司的经营目标紧密联系在一起。”测试工程师绩效考核的目标,一是为企业的发展服务,支撑企业使命和战略的实现;二是服务于工程师个人需要及其职业进步。 (二)构建一体化绩效管理体系 绩效管理就是根据组织的要求,对雇员进行指导和支持,使雇员尽可能地以更高的效率完成自己的工作。从狭义角度理解,绩效管理系统由制定绩效计划,持续的绩效沟通与绩效信息收集,绩效考核,绩效反馈、诊断与辅导等部分组成。从广义上讲,绩效管理系统由绩效管理的影响力量、狭义的绩效管理系统、绩效管理的运用和目标等部分构成。 广义的绩效管理系统包括以下3部分:对影响测试工程师绩效的原因进行分析,尤其是从企业内部的组织结构、领导方式、企业文化、招聘和聘任制度、岗位分析等方面探讨与测试工程师绩效有关的因素;狭义的绩效管理系统;绩效管理的目标,包括绩效管理要达到的组织目标和测试工程师个人发展目标(见图1)。 制定绩效计划和考核目标的目的是为了清楚地说明企业期望测试工程师达到的结果以及为达到该结果所期望测试人员表现出来的行为和技能。管理者通过与被考核者协商,共同制定与企业使命相关的具有挑战性、可实现性、具体明确且有时间限制的绩效计划。持续的、动态的绩效沟通就是管理者和被考核者共同工作,以分享有关信息的过程。这些信息包括工作进展情况,潜在的障碍和问题,可能的解决措施以及管理者如何才能帮助被考核者。这些信息必须是有据可查、准确真实的且与绩效相关的信息。管理者可通过面谈,向其他同事了解意见,查看被考核者的工作记录等方式获取信息。绩效考核包括测评内容、何时测评、哪些人参加测评、测评方式及责任等。绩效诊断与辅导,是管理者和被考核者双方合作,共同寻找导致绩效低的原因,以及帮助被考核者提高未来绩效的方法,涉及处理矛盾、准备反馈面谈、解决问题和重新设定目标等内容。 (三)实现测试工程师绩效考核主体的多元化 在传统的测试工程师绩效考核中,将工程师排斥在外,测试人员作为被考核者处于被动应考的地位,被考核者与考评者的这种对立状态造成测试人员不认同、不支持考核,使其考核失去应有价值。虽然测试工程师可能由于认知或自利性偏差(根据归因理论,测试人员可能将自己的成功归之于自身的能力与努力等内因,而将其失败或绩效不理想归之于工作难度和机遇等外因;而对别人的成功与失败归因与自身归因相反)和自我防御心理的原因,测试工程师有高估自身的业绩,而看不到或有意掩盖自身存在的问题的可能性,但可以通过构建系统化的绩效管理系统,明确绩效考核的目标,管理者与被考核者的平等沟通,以及通过考核主体的多元化(除测试工程师本人外,还有领导、同事、客户等)等方法来避免这些弊端。 (四)构建测试工程师绩效考核合理分工、各司其职的组织管理机构 对测试工程师的绩效管理是企业人力资源部和项目组的共同责任。人力资源部主要从事组织、指导和协调工作,具体职责包括培训考核者、规范考核制度、制定各种考核表格、发放及统计等工作。考核由项目组具体组织实施,包括测试工程师工作任务的安排、考核指标与内容的确定、考核方法与时间的确定、考核主体的组织、考核结果的反馈、绩效改进与提升等工作。项目经理首先应当是一名合格的人力资源管理者,应把人力资源管理工作如激励、员工发展、绩效管理纳入企业的议事日程,并构成企业管理者对项目经理考核的重要内容。当然,这需要改变目前IT企业高度集中的人事管理体制,将部分人事管理权由企业下放至项目组。 (五)根据测试工程师的工作特征,建立考核内容全面、结果与行为(过程)并重的绩效考核机制 测试工程师作为专业人员和知识工作者,在其需求和工作方面存在以下特征:追求工作自主,不愿意受过多的外部控制;个人品性对测试工作及其事业影响很大;需求具有多样性和复杂性,既追求较低层次的需要,如生理、安全需要,又追求较高层次的需要,如受人尊重、自我实现的需要;工作具有分散性、个体性等。这些特征要求在测试工程师绩效考核时注意以下方面:一是绩效考核内容要全面,德、知、能、勤、绩一样都不能少。测试工程师品德潜移默化影响其对测试工作的态度;知识包括测试工程师应掌握的专业技能及业务知识、个人素养;能力包括软件测试能力、沟通与团队协作等方面。二是测试工程师绩效考核坚持结果与行为(过程)考核并重。Brumbrach(1988)认为“绩效指行为和结果。行为由从事工作的人表现出来,将工作任务付诸实施。(行为)不仅仅是结果的工具,行为本身也是结果,是为完成工作任务所付出的脑力和体力的结果,并且能与结果分开进行判断。”Borman和Motowidlo(1993)认为行为绩效包括任务绩效和关系绩效(周边绩效)两个方面。任务绩效指正式工作职责和所规定的行为,关系绩效指自发性行为或超职责行为。由于测试工程师工作的效果难以量化,且具有滞后性和共同属性。因此,在坚持完善目前通过测试工作量和测试用例等结果指标衡量测试工程师绩效的同时,企业还要重视对测试人员行为,包括团队合作行为的考核,尤其要关注关系绩效的考核,这对克服测试人员工作分散化,形成合作的团队以及按质按量地完成项目组的目标有重大意义。 (作者单位:北京化工大学经济管理学院) 浅谈软件测试工程师的工作:面向卓越测试工程师培养的软件测试课程教学改革与实践 摘要:本文针对软件测试课程培养的学生与卓越软件测试工程师要求的差距,分析了目前软件测试教学中存在的不足,提出了“方法―过程―工具―案例”四位一体的教学方法,旨在培养理论扎实、工程能力强的卓越软件测试工程师,以实现与软件测试行业的衔接。 关键词:测试工程师;软件测试;教学改革;工程能力 随着软件产业的迅猛发展,软件的复杂性也日益增加,导致对软件产品的质量提出了更高的要求,这也使得软件测试工程师成为每个软件企业都不可或缺的技术人才。目前许多软件工程专业教育者进行了积极的探索,许多学校也提出了一些方案,做了有益的尝试。 中国石油大学(华东)的软件工程专业入选了山东省卓越工程师培养计划,为了执行国家对软件工程专业卓越工程师培养的精神,融合学校的“三三三”培养体系的顶层设计,为培养卓越的软件测试工程师,我们也在软件测试课程的培养方案、课程结构、教学方法和考评体系等方面进行了一系列的改革和探索。软件测试课程作为软件工程专业的一门核心课,是对理论性和工程性都有很高要求的课程,一方面要求学生必须有扎实的理论基础知识,另一方面要求学生能够熟练地应用理论基础知识转化为实际的工程应用。 虽然已有的教学改革改善了教学效果,但目前的软件测试课程教学依然存在几个比较突出的问题:第一,教学内容抽象,学生学习兴趣不高;第二,教学内容碎片化,学生没有完善的测试知识体系;第三,轻视测试工具应用,培养的学生与企业需求难以衔接;第四,教学案例简单,学生没有完整的测试思路;第五,学生对软件测试存在认识偏差,缺乏从事软件测试职业的意愿。 为了解决上述问题,我们提出了“方法为基、过程引导、工具跟进、案例贯穿”的“方法―过程―工具―案例”四位一体的教学方法,旨在培养理论扎实、功能能力强的卓越软件测试工程师,以实现与软件测试行业的衔接。 一、课程体系与教学内容设计 根据国际标准的SWEBOK软件核心知识体系中软件测试的知识域,充分调研软件行业中对卓越软件测试工程师的需求,建立软件测试能力培养标准,明确各培养标准与软件测试课程内容的对应关系。表1为我们初步建立的软件测试能力培养标准列表。 四位一体的教学方法,就是以讲授软件测试的基本理论与方法与基础,按照软件开发过程与测试过程为主线引导,辅以介绍典型软件测试工程的应用,并在课程教学中选择一个案例贯穿整个教学。具体教学路线如图1所示。 为此,我们重新规划了教学内容,教学内容的组织如图2所示。 二、具体教学内容 四位一体的教学方法围绕着测试方法、测试过程、测试工具以及测试案例进行展开。在具体实施过程中,构建了测试工具箱与测试案例库,并编写了适合该教学方法的教材。 (一)测试工具箱的构建 工具的掌握是工程能力的重要一环,因此在软件测试课程及相应实践课上有必要掌握一些典型测试工具的使用。软件测试方法体系庞大,造成软件测试工具众多,而且一些商业化的测试工具价格不菲,为了适应课堂教学的实际,需要对各种测试工具进行比较筛选,选择合适的测试工具并构造测试工具箱。在多年的软件测试课程教学中我们已经积累了一些适合教学的测试工具,包括测试管理工具TestCenter、功能测试工具AutoRunner、源代码缺陷检测工具在选择测试工具FindBugs与DTS、性能测试工具Jmeter等。我们将继续本着覆盖多个测试方法、开源工具优先等原则完善测试工具箱,并对工具箱的工具进行分层次、分类别的维护更新。 (二)测试案例库的建立 案例教学是促进对理论知识消化、掌握实际问题解决策略的一种有效教学方法。软件测试课程要求所选案例能够体现测试方法与工具的应用。为构建适合教学的测试案例库,我们一方面需要对已有的案例进行刻意的改造,也选择了一些新型示范应用项目,另外选取了一些有代表意义的开源工程,以及教师科研转化项目、学生优秀实习项目与课外设计项目等完善测试案例库。目前的软件测试教学中,我们选择了一个所在学院使用的本科毕业设计管理系统作为案例进行了讲解,起到了较好的教学效果。 (三)融合软件测试的方法、过程、工具、案例的教材的编写 为适应四位一体教学方法,我们自主编写了软件测试教材。教材以RUP的四个阶段为线,将测试方法与工具分化在不同阶段进行介绍,加强了测试管理内容。软件测试理论按照鱼骨图式的组织,例如对于白盒测试技术的介绍,分解为两章,其中在RUP的细化阶段介绍了逻辑覆盖测试、基本路径覆盖测试,在RUP的构造阶段介绍了数据流测试、变异测试,这种组织安排有利于学生根据软件测试过程循序渐进地掌握相关知识。 (四)“方法―过程―工具―案例”四位一体教学方法 该方法基于所修订的软件测试教材与测试工具箱、测试案例库,沿用RUP的四个阶段进行教学的安排,在教学中以测试理论与方法介绍为根本,并辅以案例介绍以加深对实际测试的理解,再选用合适的测试工具,具体实施如图1所示。“方法为基、过程引导、工具跟进、案例贯穿”的教学将培养学生既具备扎实的理论基础,又拥有工程实践能力,符合卓越软件测试工程师的要求。 三、结语 该次软件测试课程教学改革围绕卓越软件测试工程师的培养目标,注重理论素养与工程能力的双重提高。教学实践表明,“方法―过程―工具―案例”四位一体的教学方法,有一个围绕软件测试过程的逻辑性强的理论知识体系,辅以工具的训练,再以实际案例贯穿介绍测试方法与测试工具的应用,学生学习的积极性和主动性都得到了大幅提升,有意识地增加了软件测试的内容,说明学生已经意识到了软件测试的重要性,并能够在软件项目开发中执行软件测试的诸多活动。初步的课程改革取得了一定的效果,笔者今后将对软件测试适合敏捷等流行的软件开发过程进行改造已有的方法,并扩充完善已有的测试工具箱与案例库,以培养卓越的软件测试工程师,满足软件测试行业的需求。 浅谈软件测试工程师的工作:软件测试工程师的工作总结 【摘要】 软件质量越来越受到人们的关注,软件测试作为新兴行业有很多不完善的地方。很多从事软件测试工作的同行处于迷茫之中,如何提高,如何解决测试工作中的实际问题,困惑着每一个人。本文总结了一下个人经验,希望对大家有帮助。 【关键词】 软件测试 软件 测试学习 软件测试工程师 我最初参加测试工作的时候,不知道什么是软件测试,集成测试和系统测试的概念经常混淆, cmm 是什么就更加不知道了。那时候最简单的开关机也是通过直接拔插电源完成,安装系统对我来说简直是有史以来人类的最高技能,对于那些拿着螺丝刀安装机器的人就认为是宇内超级高手,身具杀人于无形之绝世秘技。拿破仑说不想当将军的士兵不是好士兵,我最初的梦想就是想成为软件测试的高手,傲视天下。所以不断偷师,总结经验,自认为掌握了成为高手的几个秘技,这几年混迹 “ 江湖 “ 还算无往而不利。不敢独享,望与吾辈测试人员切磋,早日总结成功密技之大成,助新进人员早日入门,也算不愧对东北活雷锋的称号。 第一招 学会利用网络 刚参加工作面对浩瀚的网络世界,当时如刘姥姥进大观园,什么都新奇,什么都想要,从网上下载很多源程序的代码,软件技术文档之类,恨不得把所有的好东西收集到手中,其实有些在他人看起来就是垃圾一堆。当时觉得有了这些 “ 武林秘籍 “ ,成为高手指日可待。最初参加工作由于自己工作努力有幸转为开发,加入项目组后我的习惯还是没有改,反而变本加厉,手中的资源更加多,上网的时间更加频繁。 一次项目经理分配任务,觉得依靠手中的秘籍加上自己的 “ 聪明才智 “ 很快会完成,不料短短的时间,所有的一切变成了马奇诺防线。解决问题很慢,思路不清晰,项目经理在对我施压的过程中教会了我终身难忘的一招,学会利用网络寻找要解决问题的答案,从此 google 成了我的最爱,关键字成了我变化的招数。在软件测试工作中,他帮我解决了很多疑难问题,解答了很多令我迷惑的地方。也是我帮助测试同行解决问题手段之一,很多软件测试新手,甚至老手都没有意识到自己手上就握有 “ 无敌秘籍 “ ,所以只要你耐心找,答案就在身边。 这里总结一下利用网络搜索引擎的技巧: 组合搜索 每次搜索某个文件,如果只给出一个单词进行搜索,经常会出现成千上百万计的匹配网页。然而如果再加上一个单词,那么搜索结果会更加切题。 选择表述内容的词组 一般我在网页搜索引擎的时候,选择一些可以表达我要查找内容的关键词组,用来缩小搜索范围,从而找到搜索结果是最好的办法。运用词组搜索涉可以先先简单地输入一个问题作为词组搜索,如果仍然找不到合适的,那就用多个可以表达要查询内容的关键字进行查询。 定位信息来源 有的时候用词组搜索不到或者无法准确表达所需信息。可以用另一种方法直接到信息源,就是直接到到提供某种信息的站点去。可以用公式 “www. 公司名 .com” 去猜测某一组织的特点。从而得到所要搜索的信息的主要词组 其实网络上还有很多关于搜索技巧的文章,大家可以自行学习。千万要记住搜索引擎是帮助你成功的有力武器。 第二招 学会动手 参加软件测试工作后,随着工作经验的增长自我感觉越来越好。在公司里也逐渐受到同事领导的重视,一次针对公司的新的软件功能进行测试的时候,像往常一样 “ 随手 “ 测试出了几个 bug ,然后 “ 仔细 “ 的填写了 bug 单(这个 bug 的现象已经出现了很多次了)。这时候测试经理走过来,重新复查了一下填写的 bug 。他在重现我的 bug 的过程中,简化了我的输入变化, bug 神奇的又出现了,同样的现象,他关闭软件重新变化输入,扩展出 10 几个变化后,软件不动了,内存不断上升。终于他找到了产生软件的 bug 的原因,然后对我说 “ 寻找 bug 要准确定位,我们开发团队是一个整体,时间是等量的,时间不在你身上浪费,就是在他身上浪费。如果测试人员每次发现的 bug 描述不清楚,并且多个问题潜在的错误原因是一个,虽然操作可能稍微有些变化。这样开发人员在重现 bug 的时候他要调试跟踪判断,很花费时间,而且效率低。如果测试人员发现 bug 的时候多动手可以更加准确的定位 bug 步骤和原因,给开发人员最精确的步骤和准确的描述,这样整个团队才能高效,所以需要大家协作!。 “ 。 在以后的日子里,每次解决问题的时候我都记得多试验几次,多尝试。网上很多朋友还有同事问我问题的时候,其实他们只是万里长征就差一步,只要再多动手实验一次就可以达到目的了。所以多动手,多尝试。 第三招 思考自己所作的 刚开始入行的时候,总是思考如何做好软件测试。认为公司的测试流程混乱总是很郁闷,认为自己学不到东西,如何才能测试好产品,常说心动不如行动,以前看到古龙小说中经常出现的场景无名小子不断挑战高手,总结积累。我总结了有些经验是实战中得到的,所以不断尝试引入新的测试流程然后评估,这个过程虽然很痛苦,但是从中积累了不少经验。这段时间让我学习到了很多东西,接触了 iso,cmm ,测试管理工具,自动化工具(因为公司不正规给了我很多学习的机会,后来到了比较大的软件公司后,以前的经历给了我更多的发展机会,因为大公司非常正规了,公司内部人员分工明确,所以能力的锻炼反倒少了)。由于工作中经常写报告反倒养成了总结教训的习惯,因为纸面上的东西是永远也忘不掉的。在写的过程中可以不断补充扩展,整个过程是思想升华的过程,当年达摩面壁九年就是融会贯通的典型例子,如果他不是有个思考的过程,他也不能成为一代大家。如果后来不时有人把他的绝技记录下来,也就不能有后来的少林寺七十二绝技。 所以善于思考,总结经验,也是成为高手之路的不二法决。 第四招 学会利用论坛资源 其实测试新兵和测试高手之间的区别,往往是不会利用现有资源。在论坛中我们会看到很多新手不断的提问,但是有很多问题其实都是已经别人提过了,或者已经有解决方案的。所以经常会看到 “测试高手“的身影,并且不提问题,而且还能“锄强扶弱“,是测试新丁的救命稻草。好像是高手们无所不能,其实摘掉这层耀眼的光环,他们并没想像得那么厉害,只不过通过自己的搜索找到的答案,然后帮助其他人。当然也有很多人都是通过自学,然后在论坛中交流得到了很多经验,高手其实也是因为善于思考问题,亲自动手解决问题。所以动手和利用论坛资源的过程中他们也在不断提高。 很多时候看到论坛中有人提问,问题描 述不清,很多人看了很困惑。发贴题目动不动请高手帮忙,救命之类的,好像天下大乱,世界末日。虽然这个题目很招人,但是无法让那些想帮助你的人帮你,因为题目不清晰,而且高手字样吓阻了很多人。其实问问题也是个思路整理的过程,描述清晰,让人理解清楚,才能望文知意知道你的当前发生问题的环境,才能让那些想帮你的人解决问题,否则给人无从下手的感觉,解决问题效率不高。 第五招 学习和你所测试的软件产品相关的知识 要想成为好的测试人员,还要了解你要测试的软件的相关知识。要了解软件产品的架构是什么样的。要了解软件的市场需求,在接触软件之初要可以多看看用户的反馈信息,这些才是用户最关心的,也是你在测试中需要注意的问题,满足客户是最大的需要。但是了解软件需求之后要学会要多读些软件系统的技术文档,软件设计文档,这些文档可以帮助你了解产品如何工作。还有多看看公司 bug 库中的问题,这些存在的问题可以帮助你了解软件产品那些地方存在缺陷,软件系统那些地方会出现错误。软件是运行在一个大环境中,如果对系统不熟悉,那么有些问题你不能从一个更广阔的层面考虑,学习操作系统的知识,有助于你发现缺陷,定位问题更加准确。比如软件运行在 windows 或者 linux ,如果你不懂操作系统,你就无法建立测试环境,有些时候时候软件的组件发生问题,就是你系统配置造成的,对系统不熟悉,你会把外在原因归结为软件本身。所以要学习关于和软件系统相关的知识,比如编程,网络,数据库等。不一定你要学习到多好的程度,只是通过这些扩展的知识面,你可以在发现问题,解决问题上不会局限在狭小的圈子里。 和一切相关的人员交流,不同的交流渠道,获取消息是不同的,角度也不同。和客户交流,你会在测试中从客户的角度发现问题;和开发人员交流,你会了解开发人员怎么实现软件功能的;和项目管理人员交流,你会知道开发进度以及遇到的困难。
地质雷达论文:地下管线探测中地质雷达的应用分析 【摘要】随着城市现代化的发展,地下管线的密集度越来越大,在大量的城市地下施工过程中,地下管线的保护越来越显得重要,掌握施工地段地下管线的敷设又是确保地下管线和施工安全的前提,该文简要介绍了地质雷达的基本原理和数据处理方法,并结合工程实例,分析了地质雷达在探测地下管线分布中的作用。 【关键词】地质雷达;探测;地下管线 近年来,随着城市现代化的发展,地下管线的密集度越来越大,在大量的城市地下施工过程中,它们的安全直接关系到经济建设、市民生活,同时,也影响到施工人员的人身安全。因此,如何在施工时,避免破坏这些地下管线就变得越来越重要。地质雷达作为一种高分辨探测技术,能够探明施工区段地下管线、线路的敷设情况,避免由于不明地下管线的分布而造成施工时挖断管线带来的损失,确保施工安全,近年来得到了普遍的应用。 1. 地质雷达探测原理 (1)地质雷达(GPR)的原理概括地说,它是通过对电磁波在地下介质中传播规律的研究与波场特点的分析,查明介质结构、属性、几何形态及其空间分布特征。地质雷达由地面上的发射天线 T 将高频电磁波(主频为106~109Hz)以宽频带短脉冲形式送入地下,经地下目标体或不同电磁性质的介质分界面反射后返回地面,为另一接收天线 R 所接收,而其余电磁能量则穿过界面继续向下传播,在更深的界面上继续反射和折射,直至电磁能量被地下介质全部吸收。 (2)地质雷达发射天线在介质表面向其内部发射频率为数百兆赫兹的高频电磁波,当电磁波遇到不同界面时会发生反射及透射,反射波返回介质表面,又被接收天线所接收(所用的天线为收发合一的屏蔽天线)。此时,雷达主机记录下电磁波从发射到接收的双程旅时t,当电磁波在介质内传播的速度V已知时,可由D=Vot/2式求出反射面的深度即目标体的深度。 (3)由此可知,电磁波的反射系数取决于界面两边媒质的相对介电常数的差异,差异越大,反射系数也越大。 2. 仪器设备 本次检测使用的是美国劳雷公司生产的(GSSI) SIR-3000地质雷达,该地质雷达由发射、接收和控制三部分组成。发射部分由脉冲发生电路和发射天线构成,产生并发电磁脉冲;接收部分由接收天线、高频放大电路和采样电路构成,接收的高频信号被放大后,采样电路变换为低频信号,送到信号处理电路;控制部分是由产生整体装置同步信号的基准同步信号发生器、控制采样电路的采样控制器、处理接收信号的信号处理电路、以及显示处理信号的输出显示部分组成的。采样数据经一定处理后,由输出显示设备输出探测结果。 3. 工程实例一 3.1工程概况。 本工程位于某市居民住宅区内,根据现场调研及资料的情况来看,目前两侧多为已拆迁后的居民住房,在原道路两侧已用砖墙围档;在群众路和交通路地下通道范围内均有一组军用光缆和电信长途通信光缆未拆迁。另外在本工程施工范围内地下管线错综复杂,有上水管、煤气管、电话电线、污水管、雨水管、电力电缆、照明、信号和有线电视等九大类地下管线,部分线路分布在施工开挖区内,施工期间必须切实做好管线的处理方案,确保各类管线的安全和正常使用,才能避免窝工,提高效率其工作顺利与否,直接影响到工程的施工进度。因此,探明施工区地下管线、线路的敷设情况是确保施工安全的重要前提。 3.2探测情况概述。 根据道路平面布置和管线埋深情况,分别在道路两侧的中心线上布置了两条主测线,在两侧人行道及原居民区部分别布置了20条测线。探测天线采用了100MHz、400 MHz 两种天线。其中在两条主测线上采用了 100 MHz 天线进行探测,时窗设置为200ns,探测深度为7m左右。在两侧人行道及原居民区布置采用 400 MHz 天线进行探测,时窗设置为50ns,探测深度为2m左右。根据地质情况,介电常数均采用经验值15。 3.3数据处理。 应用地质雷达方法在采集地下目标体的有效反射信息时,还会接收到各种规则的或随机的干扰信息,地质雷达数据处理的目的,就是为了压制这些干扰波,最大限度地突出有效波,以便提高雷达记录的信噪比和分辨率,提供和显示记录中包含的与地下目标体的位置、形态、结构和属性等有关的信息,为地质雷达资料解释服务,地质雷达数据资料处理流程图详见图2。 3.4资料分析。 根据地质雷达波的探测原理,当两个介质的介电常数相差较大时,雷达波会发生明显的反射、绕射等现象。选取2组典型的地质雷达波图形,当雷达波扫描至地下管线时,雷达波会产生明显的绕射现象。我们可以清楚地看出地质雷达波的反射现象,弧形的大小反映了反射物体的大小,由于地下管线较小,雷达波上呈小弧形反射,下水道呈弧形较大的空洞式反射。通过对时间及速度参数的计算更准确的得出管线的实际位置。这与施工单位提供的城市地下管道布置图相吻合。 4. 工程实例二 某市区地下管线补测工程中燃气管线大多数都为塑料管线,少数给水管线为塑料管线,所以在收集资料后,我们确定以探地雷达探测为主要手段进行探测。 4.1平行管线异常的判别。 (1)城市地下管线探测中,平行埋设的地下管线在实际探测中经常遇到。探地雷达采用剖面法探测,目标管线的异常只能通过对单个剖面的分析解释来确定。由于管线密集埋设,剖面记录除显示目标管线异常外,含有许多非目标管线异常及浅部不均匀干扰异常,有些异常形态和规模几乎与目标管线一样,且相互叠加,无法准确判别哪个目标管线异常,因此,探测解释前现场了解目标管线的大致位置和埋深及剖面记录范围内可能存在的其它管线的规格、材质、位置、埋深等情况,有助于排除非目标管线异常,准确判定目标管线异常。 (2)根据给水砼管探测记录剖面,图像显示在水平位置为0.89m、1.25m和2.22m有3处异常,埋深分别为0.73m、1.57m、0.83m。由已探测管线及现场调查分析可知,第1个异常和第3个异常为电信,中间异常即为目标管线给水。 4.2不均匀介质干扰异常解释。 城市道路路基及管道上覆回填土层中通常夹杂着许多块石、砖头等建筑垃圾,这些孤立的块石砖头与周围土质在电性特征上存在一定差异,在雷达剖面上形成复杂干扰异常,影响目标管线异常的识别。在外业探测过程中,可在测点附近改变测线位置多次施测比较;在异常解释时,应充分了解目标管线规格、材质、埋设情况及其反射波的异常形态、规模及波形特征,结合管道的连续性、干扰的随机性的特点,从众多干扰中,识别出连续出现、波形特征稳定的目标管线反射异常。在干扰严重路段可采用钎探或开挖验证。由于管线规格较干扰体大,因此异常形态规模也较干扰异常大,图2在1.8米埋深0.8米处有不规则反射弧,经判断应为地层起伏引起的干扰,图3在1.5米至3米处地下有杂质干扰,导致给水管左半边反射弧完全被屏蔽掉了。 4.3地表建筑物干扰的判断。 城市地下管线一般敷设在人行道至第一排建筑物前,雷达探测地下管道时,雷达波除了下地下传播外,还有部分雷达波传向空中,地下管线的雷达反射波与建筑物的雷达反射波同时被雷达接收机收到,异常都反映在雷达剖面图上,因此在判读雷达图像时首先要排除建筑物的干扰。建筑物干扰异常一般为强烈的斜线,长度较长,范围较大。 4.4排水管沟探地雷达异常判别。 (1)由于排水方沟顶部是平面的,探地雷达探测断面的雷达图像不会显示出与圆形管道相似的曲线形状,判断其平面位置和埋深难度较大。正确分析管沟雷达图像的突破口在于找准方沟的两个顶端沟边上,雷达图像上若有两个相似的、相互对称的坡度异常,且两异常之间距离与管沟宽度一致,即可确认两沟顶边的位置。管沟位于马路车行道下,规格为4000mm×2500mm,顶盖板为0.2m厚预制水泥板。探地雷达剖面图的上层异常,为正向连续同向轴板状体异常,正向同向轴对应内部空间顶界面,按波速v=0.09m/ns界面到地面厚度为1.2m,方沟宽度为4000mm。 (2)以上几种情况是我们在使用探地雷达探测管线常碰到的现象,为尽量避免这些情况给我们的探测带来错误,我们就需要在不同的地方多做些雷达断面,以及在情况允许的条件下适当开挖验证。 5. 结论 通过采用地质雷达对地下管线的探测,现场地下管线位置的记录得到了准确的反映,然而,更深入一步,如从中分析求证出管线的粗细、材质,以及其中的充填物和其他信息,则需要进行从施工参数的选取到后期数据的处理和解释等一系列的细微工作。由于地质雷达在应用过程中效率高、无损伤并能实时展示地下图像,适合在城市各种场合使用,因此,随着人们对地质雷达进一步研究,它必将成为城市管线探测的最有效工具。 地质雷达论文:隧道衬砌质量地质雷达检测正演模拟 摘要: 地质雷达是一种快速、无损、高效的隧道衬砌质量检测方法,利用正演模拟软件对隧道衬砌厚度、是否存在脱空区以及钢筋网、钢拱架进行了地质雷达检测正演模拟,总结出了其地质雷达检测响应规律,为在实际工程中的应用提供了判别依据。 关键词: 隧道衬砌质量;地质雷达检测;正演模拟;响应规律 0 引言 目前我国已经成为世界上建设隧道工程最多、发展最快的国家,高速公路的修建在未来一段时间内仍是我国交通建设的重点。在隧道建设中,需要采用一定的方法手段对隧道衬砌质量进行检测,使隧道工程的施工质量符合设计要求,确保隧道运营安全[1]。 隧道衬砌质量检测方法可以分为有损检测和无损检测两种,有损检测方法一般是采用钻孔的方法检测衬砌厚度和是否存在脱空区,这种方法比较直观,但是会对隧道衬砌造成损伤,检测速度缓慢,而且只能少量抽样检测,无法反应隧道衬砌的整体质量情况;近年来人们开始将无损检测技术用于衬砌质量检测中,主要是利用声、光、电、磁等方法,对隧道衬砌的强度、密实度、均匀度和是否存在缺陷等进行检测。与有损检测方法相比,无损检测方法具有操作简单、费用低、不破坏衬砌结构等优点,其中地质雷达(ground penetrating radar,简称GPR)是一种快速、无损、高效的检测方法,在工程领域得到了广泛的应用研究[2-4]。 探地雷达通过发射天线发射高频电磁波,通过接收天线接收反射回的电磁波,电磁波在介质中传播时遇到电性差异分界面时会发生反射,地质雷达就是根据接收到电磁波的波形、振幅和频率等特征来推断介质的空间位置和形态。本文利用正演模拟软件对隧道衬砌厚度、是否存在脱空区以及钢筋网、钢拱架进行地质雷达检测正演模拟[5],研究其地质雷达检测响应规律,为在实际工程中的应用提供判别依据。 1 隧道衬砌常见质量缺陷 在隧道修建过程中,由于地质条件复杂、施工环境恶劣、施工工艺不规范等原因,隧道衬砌很容易发生质量缺陷。①隧道施工时欠挖或者模板支撑不合理都会造成隧道衬砌厚度不足,会导致隧道产生较大的变形,影响衬砌结构安全甚至会导致隧道发生坍塌、断裂等严重后果;隧道施工时超挖部分未全部回填密实或者模板支撑不稳固导致模板下沉量过大,会导致衬砌发生脱空,严重影响衬砌强度;②施工单位可能偷工减料,在衬砌中使用的钢筋网、钢拱架用量不足,导致衬砌强度不符合设计标准。如果这些缺陷不能被及时检查出来并加以治理,必然会留下隐患,严重影响隧道的运营安全。 2 地质雷达检测正演模拟算例 2.1 衬砌厚度检测 衬砌厚度检测模型如图1所示,模型x轴方向长2.0m,z轴方向深1.0m,网格划分为200×100个,雷达天线主频400MHz,从左到右探测扫描。模型中灰色区域为混凝土衬砌,相对介电常数为9,电导率为1×10-3S/m;黄色区域为围岩,相对介电常数为6,电导率为1×10-3S/m;右侧黑色区域为脱空区,内部充满空气,相对介电常数为1,电导率为0S/m。 衬砌厚度检测模型FDTD正演结果如图2所示,根据电磁波反射信号同相轴可以确定围岩分界面位置,进而对衬砌厚度进行检测,图中位置1处衬砌厚度明显不足,推断为围岩欠挖区;图中位置2处出现抛物线状强反射信号,且位于围岩分界面附近,推断为衬砌超挖回填不密实的脱空区。 2.2 钢筋网、钢拱架检测 钢筋网、钢拱架检测模型如图3所示,模型x轴方向长1.0m,z轴方向深0.5m,网格划分为200×100个,雷达天线主频400MHz,从左到右探测扫描。模型中灰色区域为混凝土衬砌,相对介电常数为9,电导率为1×10-3S/m;中间红色点状物体为钢筋网,左右“工”字形物体为钢拱架,钢的相对介电常数为300,电导率为1×108S/m。 钢筋网、钢拱架检测模型FDTD正演结果如图4所示,位置1处钢筋的电磁波反射信号呈现为规则的抛物线状信号,钢筋网的地质雷达响应特征表现为抛物线阵列,且抛物线间距相近;位置2处钢拱架的电磁波反射信号强于钢筋网,表现为顶部扁平的抛物线状反射信号。 3 结语 地质雷达是一种快速、无损、高效的隧道衬砌质量检测方法,本文利用正演模拟软件对隧道衬砌厚度、是否存在脱空区以及钢筋网、钢拱架进行了地质雷达检测正演模拟,总结出了相应的地质雷达检测响应规律如下:①根据电磁波反射信号同相轴可以确定围岩分界面位置,进而对衬砌厚度进行检测,衬砌脱空区位于围岩分界面附近,且表现为强反射抛物线。②钢筋的电磁波反射信号呈现为规则的抛物线状信号,钢筋网的地质雷达响应特征表现为抛物线阵列,且抛物线间距相近;钢拱架的电磁波反射信号强于钢筋网,表现为顶部扁平的抛物线状反射信号。以上总结的地质雷达检测响应规律为隧道衬砌质量地质雷达检测在实际工程中的应用提供了判别依据。 地质雷达论文:地质雷达在武警部队地埋油罐监漏中的应用研究 【摘 要】近几十年来,国内外使用地质雷达探测土壤及地下水中的有机污染,已有很多成功的实例,应用效果良好,值得借鉴。针对武警部队部分加油站储油罐超期服役状态,随时都有可能发生渗漏危险的实际背景,此次实验选择了某型工作频段为1.9-2.5GHz的超宽带步进频雷达进行了探测实验。简述了实验场景、过程以及数据处理分析。雷达数据分析结果表明淡水及柴油在干砂土中发生泄露是可以检测出来,并可以进一步区分开来。这一研究成果证实了地质雷达监测部队加油站地埋油罐底部漏油的可行性。 【关键词】地质雷达 砂土 泄漏 介电常数 由于部队加油站都是以地埋油罐的方式进行油料的储存与收发,所以,随着使用时间的增加,锈蚀、腐蚀等因素的作用,对于油罐是否漏油很难从外观上直观看到,所以要通过一定的检测方法来实现监测的目的,现今大多数油库依然使用的通过罐内油位变化和感官检漏的方法[1,2]已经不能有效地实现油罐底部的实时监漏,传统方法[3-8]往往存在着发现微小渗漏困难、发现渗漏不及时等问题。虽然国内对于地质雷达的探索及应用正在展开,在“长江三角洲地区地下水污染综合研究”项目中,周迅[9,10]等对宜兴地区地下储油罐渗漏污染现状进行评价及在苏南地区加油站地下储油罐渗漏污染研究的过程中使用了地质雷达探测地下石油烃污染,应用效果较好;2008年,白兰[11]等对垃圾填埋场等污染场地使用地质雷达和高密度电阻率法进行探测,初步探索了地质雷达探测地下污染物的适用性。但是,不能很好的作为实时检测的手段,所以油罐底板的实时监漏技术一直是国内外关注的焦点和研究的重点。 1 实验原理 1.1实验背景 为了对油罐底部是否漏油进行实时检测,我们首先应该了解清楚地埋油罐的物理特性及其周围的环境。如图1.1所示。 从图1,我们可以看出罐体周围的环境是经过混凝土处理过的墙壁,底部及周围均由砂土垫衬填埋,所以直接监测油罐是否发生泄露不好实施,但是我们可以通过对砂土进行无损监测,通过判断砂土内介电常数是否发生变化而判断油罐是否发生泄露,这样我们就能够有效解决监测的问题,那么雷达是否能够有效监测砂土内介电常数发生变化呢,我们将通过实验进行研究分析。 1.2 探测原理 探地雷达是利用高频电磁波( 从十到上千MHz) 的反射来探测有电性差异的界面或目标体的一种物探技术。探地雷达探测时,通过发射天线向地下(或其它方向) 定向发射脉冲电磁波,脉冲电磁波能量就向地下(或其它方向) 定向辐射,当脉冲电磁波传播过程中遇到有电性差异的界面或目标体( 介电常数和电导率不同) ,就会发生反射和散射现象[12] ,雷达探测时电磁波传播示意见图1.2。 从图1.2 所示,反射界面的深度可以通过下面公式计算: 式中: 为电磁波在真空中的传播速度,m/s ;为介质的相对介电常数: 为界面的反射波双向传播时间。某一介质的相对介电常数,是把雷达在已知反射点上实际探测,用反射波双向走时时间 和深度来计算: 雷达波在介质中传播速度取决于介质的相对介电常数和电导率,通常工程勘探和检测中所遇到的介质都是以位移电流为主的低损耗介质,在这类介质中雷达波的反射系数和波速( )取决于相对介电常数 ,即: 1.3影响因素 一般而言,地质雷达探测法适用于金属、非水相液体和其它有机污染的探测。影响地质雷达的探测深度、分辨率以及精度的因素主要是环境的电导率,介电常数以及探测方法,包括探测所采用的频率,采样速度等[13,14]。一般的地质雷达都拥有多种频率的天线,低频可达到16 MHz,高频可达到2GHz[15]。 2实验实施 2.1 实验目的 利用雷达对水和油在砂土中的渗透过程进行探测,通过实验及数据处理分析判断出其变化规律与不同。 2.2 实验准备 为了实验顺利进行,在试验开始前应做好充分的实验器材准备、了解实验设备及系统工作的基本原理和明确实验所采取的基本方法。 2.2.1 实验器材 94.5cm×64.5cm×49cm塑料沙箱1个,沙土0.5立方米,地质雷达1台,1L淡水,1L柴油,卷尺1把,500ml点滴瓶及输液软管一套。 2.2.2雷达基本参数 此次实验采用某型超宽带步进频雷达,工作频段1.9-2.5GHz,频跳间隔4MHz,慢时间采样率5Hz,采用多普勒处理。多普勒处理是指对接收到的来自某一固定距离单元、一段时间内(对应于几个脉冲)的信号进行滤波或谱分析处理。静止目标会出现在零多普勒频率处,而运动目标会出现在谱的任何位置,这个位置取决于它们相对于雷达的径向速度[16]。 2.2.3 实验方法 (1)将砂土晾晒烘干,搅拌均匀后装入准备好的砂箱内,搅拌均匀,并使其表面平整; (2)将雷达架设并固定于砂箱上方,使其与水平面成45°夹角,固定实验液体瓶及输液管,防治液体流动过程中水管产生扰动,对实验造成干扰,致使误差增大。具体如图2.1所示: (3)实验设备架设完毕后,首先利用雷达对干燥砂箱采集背景数据,时常为8分钟,共计2400帧。 (4)首先进行注水实验,采集完背景信息后,让1L水以均匀的速度进行滴漏,共录制8分钟,共计2400帧;第二,将砂箱内湿砂按要求进行更换,柴油参照注水方法进行测试。 (5)对实验结果进行分析处理。 3实验分析 实验完毕,我们通过数据分析,探讨我们利用雷达检测渗漏的可行性。 3.1注水实验分析 如图3.1所示,每张图片中左侧为对背景对消、抑制零频杂波后的图像,本次采用参数为5帧/次。 我们通过左侧对消图像可以发现,水在不断注入过程中,在系统收敛稳定后,随着水在砂土里边渗透面积及空间不断扩大,这一过程的变化是能够被雷达检测到,并且能在图像上清晰看到,此时它的零频已经被滤除,只是运动目标的信息图像;图片的右侧为注水前采集的空背景数据图像,与注水图做一些对比。刚开始水流比较大,这种雷达探测图像反映较强,能够清楚的看到水在砂土里面的运动,如图3.1。 通过对注水实验的数据进行研究发现,当水从外界流入砂土中渗透时,这一过程是可以被雷达监测到的,这也为我们试图利用雷达对油罐底部水泄露监测的可行性提供了有效支撑。 3.2注油实验分析 刚才我们分析了注水在砂土中的渗透过程,现在我们分析一下注油在砂土中的渗透情况,如图3.2所示,背景对消图像参数不变,图像左侧为注水过程背景对消图像,右侧为注油前采集的空背景图像。通过图像我们可以看出,柴油由于自身的粘滞性比水要强,所以在软管中的流速要比水缓慢一些,在砂土中渗透也就比较缓慢一些,所以从每张图片中的左侧图像可以看出在柴油进入砂土后,渗透运动要比水弱一些,虽然弱,但是也能够被雷达采集到,这与实际是相符的。 通过对注油实验的分析,为我们利用雷达监测油罐底部漏油可行性提供了依据。 3.3比较分析 前面我们分别对注水及注油实验做了分析,为了进一步深入研究,我们对比分析一下注水及注油实验。如图3.3所示,每张图片中左侧为注水实验,右侧为注油实验,均为背景对消图像,为了实验条件的统一性,我们依旧采用参数为5帧/次,从图片中可以明显看出注水与注油的不同,在对注油实验分析的过程中,我们提到了一些它们的区别,从这些区别中我们也可以看出水和油在砂土中的渗透是不同的,是可以通过雷达监测并区分出来,这就为区分罐底是否单纯漏水监测提供了可能。 通过比较分析,我们可以直观的从数据图像上区分出水与油渗透的不同,这为我们研究雷达监测罐底漏油提供了很大的支持。 4结语 综上,通过实验及数据处理分析,我们基本达到了实验的预期目的,发现了水和油在干砂土渗透过程中可以被雷达适时的监测到,而且水跟油的雷达监测图像也有很明显的区别,为后期做好实时监测提供了很好的理论参考。这一研究成果证实了地质雷达监测部队加油站地埋油罐底部漏油的可行性。虽然有很多收获,但也存在很多不足,如:雷达探测信息图像中只能反映有无,并不能精确反映出其渗透面积及深度,对油或水不能做出定性及定量的研究;实际工作中数据量大,不能长时间的连续监控等。 地质雷达论文:地质雷达在隧道衬砌检测中的应用 1.前言 公路山区隧道的围岩和初期支护作为隧道的主要受力结构,二次混凝土衬砌则主要是起安全储备作用,因此初期支护背后有无脱空或背后空洞的位置形态以及二次衬砌混凝土的实际厚度对于隧道的安全和质量起着至关重要的作用。因此必须在施工过程中应及时对隧道施工质量进行检测,以清除质量隐患。地质雷达方法具有快速、连续、高效等优点,被广泛应用于各类隧道衬砌质量检测中。 2.地质雷达数据处理与分析 探测的雷达检测数据以脉冲反射波的波形形式记录,用波形或灰度显示探地雷达垂直剖面图。地质雷达数据分析包括两部分内容:数据处理和图像处理。 2.1地质雷达数据处理 地址雷达数据处理步骤一般分以下4个步骤: (1)消除随机噪声、压制干扰,改善背景: (2)自动时变增益或控制增益,以补偿介质吸收和抑制杂波; (3)滤波处理除去高频,突出目标体,降低背景噪声和余振影响; (4)通过对检测波形的时间剖面、波形及振幅的变化规律的对比分析,对隧道初支和二衬喷混凝土厚度、背后是否存在空洞及不密实等情况进行综合评判。 2.2地质雷达图像处理 地质雷达图像处理包括图像解释和识别异常,一方面基于探地雷达图像的判别结果,另一方面由工程实践成果获得。只有获得高质量的探地雷达图像,正确的判别异常,才能获得可靠、准确的探测解释结果,因此识别干扰波及目标体的探地雷达图像特征是进行探地雷达图像解释的核心内容。 探地雷达在接收有效信号的同时,也不可避免地接收到各种干扰信号,产生干扰信号的原因很多,干扰波一般都有特殊形状,在分析中要加以辨别和确认。 主要判定特征:①密实:衬砌信号幅值较弱,波形均匀,甚至没有界面反射信号;②不密实:衬砌界面反射信号强,信号为强反射信号,同相轴不连续,错断,一般区域化分布;⑧空洞:衬砌界面反射信号强,呈典型的孤立体相位特征,通常为规整或不规整的双曲线波形特征,三振相明显,在其下部仍有强反射界面信号,两组信号时程差较大;④脱空:衬砌界面反射信号强,呈带状长条形或三角形分布,三振相明显,通常有多次反射信号;⑤钢筋网:有规律的连续的小月牙形强反射信号,月牙波幅较窄;⑥钢拱架:单个的月牙形强反射信号,月牙波幅较宽;⑦钢格栅:连续的两个双曲线强反射信号。 2.2.1初期支护结构 雷达波经发射天线发射后,最先到达接收天线的雷达波为空气直达波,紧接着为表面直达波,再为喷混凝土和围岩胶结面的反射波。反射波能量与围岩和喷混凝土之间的物性差异有关,两者物性差异越大,反射波能量就越强,反之,其能量就越弱。在地质雷达图像中振幅较强、同相轴比较连续的波就是喷混凝土和围岩界面的反射信号,该界面上到表面就是喷混凝土厚度。当混凝土中存在钢筋时,将产生连续点状强反射信号;当混凝土中有钢拱时,将出现特别强的月牙形反射信号,每一信号表示有一钢拱。当喷混凝土背后回填不密实,混凝土与围岩之间有空隙时,由于空气与混凝土介电常数差别较大,电磁波在喷混凝土与空气之间将产生强反射信号,如图2所示。当空洞比较大时,围岩界面清晰可见,在地质雷达剖面图上主要表现为在喷混凝土层以下出现多次反射波,同相轴呈弧形,并与相邻道之间发生相位错位,且其能量明显增强,如图2所示。 2.2.2二次衬砌结构 二衬检测中重要的是判别初衬与二衬之间的界面反射波,由于反射波能量与二次衬砌和喷射混凝土的物理性质差异有关,两者物理性质差异越大,反射波能量越强,否则其能量越弱,边界不明显,如图3所示。 3.地质雷达对隧道衬砌质量的检测技术重点 3.1检测设备以及检测方法 检测设备:在检测的时候运用产自于瑞典的MRMAC地质雷达,接收天线运用单置式天线。 检测方法:通常在隧道的拱顶、两侧的拱腰以及底墙处各布置一条测线,观察的过程中如果发现存在信号异常,要对该处的测线进行加密检测。测线布置完成之后,在墙壁上每隔10m,用颜色鲜艳的标志做一个标记,然后使天线贴紧隧道的内侧墙壁,沿测线的方向进行测量,并对该过程中的数据进行及时准确的记录。 3.2判断依据 1)隧道衬砌质量的检测,其判断依据有以下几点:其一,当衬砌密实程度较好时,雷达的反射信号强度较弱,甚至会出现没有接收到反射信号的现象;其二,当衬砌密实程度较差时,雷达的反射信号强度较强,且出现不连续的弧形形状;其三,当衬砌存在空洞现象时,衬砌界面的雷达信号强度较强,在下部依然存在强度较强的反射信号,但是两组信号的接收时间差较大。 2)对钢筋存在位置的判断:其一,当雷达信号呈现分布较为分散的月牙形,且反射信号强度较强时,则说明此处存在钢架结构;其二,当雷达信号呈现分布较为连续的双曲线的形状,而且其反射信号强度较强时,则说明此处存在钢筋。 3.3地质雷达检测图像的分类 1)当隧道衬砌与围岩的紧密性相对较好,不存在空隙时,界面图像的清晰程度直接受到混凝土与围岩的紧密性以及混凝土介电常数的影响,其雷达反射信号相对较弱,但是可以通过相关软件对隧道衬砌的厚度进行计算。 2)当隧道衬砌与围岩的紧密性较差时,电磁波在衬砌混凝土与空气之间的界面上出现强度较大的反射信号,且其界面很容易被认识,隧道衬砌与围岩之间的空隙可以被计算出来。 3)当雷达的图像中不存在差异较大的信号,且其图像较为均匀,这就说明隧道衬砌混凝土的密实程度较好。 4)当雷达的图像中呈现连续性,而且图像纵向尺寸相对较大。 4.结论与建议 (1)地质雷达检测隧道衬砌厚度、背后脱空、空洞的位置是能够实现的,并且检测速度快、效率高,适合于现场的大面积连续快速检测。 (2)隧道工程中,地面和衬砌表面往往起伏不平,导致在检测过程中,雷达天线的跳动,产生较大的干扰信号。检测长大隧道时,里程较长而累计的里程误差往往使检测结果失真。因此在开展检测工作时,需特别注意,以减小人为误差,提高检测精度。 地质雷达论文:水工隧道衬砌质量的地质雷达波普判读与解释 摘要:由于地质雷达波普判读的随意性和测试对象本身介质特性的差异,如果处理不当,极易造成对雷达检测结果的误解。本文从地质雷达波普判读与解释的重要性着手,对隧道衬砌质量检测中碰到的波普图形进行了归类解释,希望对以后地质雷达波普图像的判读起到一定指导作用。 关键词:隧道衬砌质量,地质雷达波普, 1 前言 随着国家水工隧道数量的逐年增加,其在运营过程中暴露出来的病害也在接连发生。这就迫切需要一种高效、快速、全面的检测方法来解决隧道病害这一难题,使隧道病害能够提前得到治理。地质雷达检测方法不仅克服了传统上以点盖面的只靠目测和打孔抽查来对隧道质量进行不全面检测的缺点,而且是一种采用高科技手段,以其高分辨率和高准确率、能快速、高效的进行无损检测的方法,在隧道质量检测中得到了广泛的应用。 虽然地质雷达在隧道工程质量检测中得到了广泛的应用,但其图像解释和识别异常是一个经验积累的过程,一方面基于探地雷达图像的正演结果,另一方面由工程实践成果获得。只有获得高质量的探地雷达图像并能正确的判别异常,才能获得可靠、准确的探测解释结果。 由于目前仍没有统一的测试规程,现在均是根据经验进行处理分析,造成了对雷达测试结果评判的混乱。如果处理不当,容易造成对雷达检测结果产生误解,可能会制约地质雷达检测在隧道质量检测中的应用前景。 同时,由于标准图谱库的欠缺,造成相同的地质雷达剖面图像,由不同的人判读,会得出不同的结果。这就提出要有统一的标准图谱,对各种可能的情况(空洞、不密实、含水及分层等情况)经过试验,做出标准图谱,供判读图像的检测人员参照,以避免读出错误的结果,从而避免错误检测报告的产生。[1] 2 地质雷达波普的判读与解释[2] 探测的雷达图形以脉冲反射波的波形形式记录,以波形或灰度显示探地雷达垂直剖面图。探地雷达探测资料的解释包括两部分内容:一为数据处理,二为图像解释。由于地下介质相当于一个复杂的滤波器,介质对波的不同程度的吸收以及介质的不均匀性质,使得脉冲到达接收天线时,波幅减小,波形变得与原始发射波形有较大的差异。另外,不同程度的各种随机噪声和干扰,也影响实测数据。因此,必须对接收信号实施适当的处理,以改善资料的信噪比,为进一步解释提供清晰可变的图像,识别现场探测中遇到的有限目标体引起的异常现象,对各类图像进行解释提供依据。 地质雷达的数据处理流程一般情况下可分为三部分[3]。第一部分数据编辑:包括数据的连接,废道的剔除,数据观察方向的一致化等;第二部分常规处理:数字滤波、振幅处理、反褶积和偏移等;第三部分包括剖面修饰处理的相干加强,以及数字图像处理技术中的一些图像分割方法等。 图像处理包括消除随机噪声、压制干扰,改善背景;进行自动时变增益或控制增益以补偿介质吸收和抑制杂波,进行滤波处理除去高频,突出目标体,降低背景噪声和余振影响。 识别干扰波及目标体的探地雷达图像特征是进行探地雷达图像解释的核心内容。探地雷达在接收有效信号的同时,也不可避免地接收到各种干扰信号,产生干扰信号的原因很多,干扰波一般都有特殊形状,在分析中要加以辨别和确认。 一些常见易混淆雷达现象的识别 (1)初砌层(混凝土)与围岩反射界面的拾取标志 虽然衬砌层与围岩两者的介电常数一般相差不大,但仍然能从能量上看出差异,而且混凝土一般比较均匀,反射波反映出来的能量也均匀,而在围岩中这种能量的均匀性要差些。反射界面拾取成功厚就得到的衬砌的厚度,从而可以验证混凝土的厚度满不满足要要求。 (2)空洞和不密实辨别标志 由于空洞中介质为空气,它与周围介质的介电常数相差很大,反射系数很大,反射能量特别强。衬砌与围岩接触不密实时,就会存在一些空隙,类似于空洞一样会产生强反射,只是空洞在剖面上反映为一大团面积,而不密实为零星的点点。 (3)钢筋辨别标志 当衬砌混凝土中存在钢筋网时,将产生连续点状强反射信息,每一点信号代表一榀钢筋格,通过试测的钢筋格式量并结合水平距离可算出钢筋格的数量及间隔是否满足设计要求。 3 地质雷达波普的分类 (1) 密实:衬砌信号幅值较弱,波形均匀,甚至没有界面反射信号; 如果初衬和二衬介质差异较大,且结合不好,通过地质雷达去波普图能明显能看出初衬和二衬分界线,如初衬与二衬结合较好,则可能看不出初衬和二衬分界线。 (2) 不密实:衬砌界面反射信号强,信号为强反射信号,同相轴不连续,错断,一般区域化分布。“不密实带”是指混凝土衬砌与围岩之间的回填层或浆砌片石中的某块区域结构疏松,密实程度差,有蜂窝状孔隙或砂浆不饱满有小空洞存在; (3) 空洞:衬砌界面反射信号强,呈典型的孤立体相位特征,通常为规整或不规整的双曲线波形特征,三振相明显,在其下部仍有强反射界面信号,两组信号时程差较大; 红色线筐内表示初衬后可能存在空洞 红色线筐内表示的是围岩内部的空洞 图中红色线筐内表示的是衬砌背部的围岩内还有隐患―蜂窝、空洞组织存在 (4) 脱空:衬砌界面反射信号强,呈带状长条形或三角形分布,三振相明显,通常有多次反射信号; 可以清楚地看到隧道顶拱板缝处出现了典型的三角形脱空,而且已经看到了脱空顶和底反射(见雷达图像上的红色标识),并且电磁波信号在脱空的空腔中产生了振荡信号。 某隧道交工验收测试数据,采用500MHz屏蔽天线,从雷达图像上可以清楚地看到大面积的脱空区域。 (5) 钢筋网:有规律的连续的小月牙形强反射信号,月牙波幅较窄; 800M屏蔽天线隧道衬砌检测,可以清楚地看到隧道衬砌内部的钢筋分布情况。 用RAMAC/GPR雷达,1000兆天线,图中可以清楚地看出两排钢筋。 钢拱架:单个的月牙形强反射信号,月牙波幅较宽; 某隧道交工验收测试数据,采用500MHz屏蔽天线,从雷达图像上可以清楚地看到初衬和二衬的界限,同时还能看清楚初衬上的钢拱架(见雷达图像上的红色标识)。 (6) 钢格栅:连续的两个双曲线强反射信号; (7) 干扰:界面反射信号强,同相轴连续,由剖面表面至深部的强烈震荡。 识别干扰波及目标体的地质雷达图象特征是进行地质雷达图像解释的核心内容。地质雷达在地质和地表条件理想的情况下,可得清晰、易于解释的雷达记录,但在条件不好的情况下,地质雷达在接收有效信号的同时,也不可避免地接收到各种干扰信号。产生干扰信号的的原因很多,隧道常见的干扰有电缆、衬砌表面金属物体、天线耦合不好,地下异常的多次波等,干扰波一般都有特殊形状,易于辨别和确认。(见图1) 从雷达图中可以看到衬砌表面的钢拱架形成的多次振荡干扰。 4 结论 1) 由于地质雷达测试自身的原因,虽然能很好的标示出缺陷的位置,但对于其介质差异性,所以对脱空的厚度描述还不够准确,需要做更多的前期辅助工作来改进其对厚度的准确性。 2) 由于个人经历及能力有限,文中未能全部列举隧道衬砌检测中所遇到问题的图片。 地质雷达论文:地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用实践分析 【摘要】现今我国公路道路的建设逐渐发展,并在规模上和投资成本上呈现逐渐扩大的形式,因此公路的路面的好坏将直接影响公路的整体运行质量,同样的公路投入运营的使用质量将直接影响投资建设的效益和公路形象。因此对公路工程的运营质量进行检测已经成为了公路维护的重要环节。因此随着公路检测的难度加大以及重要性的发展,新型的雷达检测技术得到了广泛的发展,它可以弥补过去随机测点方法在速度上和密度上的不足,实现公路检测的信息化和科学化,因此本文首先对雷达检测技术的特点进行概述,然后分析雷达检测的工作原理,然后通过某工程实例,来探讨雷达检测技术在我国公路工程检测中的实际应用。 【关键词】雷达检测;公路工程;应用实践 雷达检测技术在公路检测中的应用是指在不损害路面的情况下就可以对路面的结构层进行合理的、全面的掌握因此具有检测速度快,检测全面合理的独特优势,我国传统公路路面的检测都是通过钻芯取样的方法,来检测路面的实际厚度,因此会对公路的路面产生损坏,因此雷达检测的技术在今后的公路检测技术发展中将得到更广泛的运用。 一、雷达检测技术的特点 雷达的检测应用主要是通过超高频的脉冲电磁波来有效的探测地下的整体介质分布的一种物理检测手段。现今雷达技术应用的范围愈加的广泛,如建筑工程的地质探测、矿井探测以及公路路面厚度检测等多个领域,这与它独特的优势特点是分不开的,其中具体的优势特点有:(1)可以对路面进行无损性的探测,雷达检测技术在公路路面的检测中可以不进行损毁就可以进行连续的探测,因此省去了后面修补路面的成本和劳力,从而节约大量的成本和劳动时间。(2)检测效率高,雷达探测器可以实现数据的采集和应用成像的全过程,并且整个过程仪器操作较为简单,数据采集迅速,并且在车辆实际运行的状况下也能进行检测,检测的速度达到80km/h。(3)检测的精度高,同其它检测方法相比,探测雷达的实际分辨率可以达到厘米的等级,并且探测深度的符合率通常都小于5cm,因此探测的精度较高。(4)探测频带较宽,雷达探测器的无载频脉冲类型,可以拥有宽度较高的频带,因此可以通过信息处理技术的应用来提高公路检测的探测能力和信号的分辨效率。(5)较强的抗干扰能力,雷达中设有屏蔽天线,因此可以只接受地面探测的信号,避开其它电磁波的影响,因此具有较强的抗干扰能力。 二、地质雷达检测工作原理和依据 (一)地质雷达检测工作原理 地质雷达的检测主要是通过雷达探测器向地下目标发着脉冲式的高频电磁波来进行检测,当电磁波到达路面之后会根据不同的电性目标和介质,发散出不同散射和反射的现象。主要是指反射或散射出来的波频和波长会出现明显的差异,当电磁波到达地面后,地面反射的波频就会通过天线然后传输到频率接收仪器上,然后就会通过观测屏幕将检测图像具体的显示出来,然后路面的检测人员就可以根据图像的特征来分析路面运行的质量好坏,并可以迅速的采取相应的促使进行路面维护和补救。例如:当路面发生脱空的情况时,雷达探测器发射的电磁波遇到地下的脱空状态会反射出两条反射波,然后根据具体的工作原理,检测人员就可以实际的了解到路面是否发生脱空的现象,具体的路面脱空雷达检测原理我们可以从图一中形象的来看[1]: (二)地质雷达检测工作依据 地质雷达检测最为明显的特征就是对路面的无损检测,由于探测深度较小,数据的分辨率较高,公路检测目标周围存在电性差,当差值越小,反射的系数就越小,差值越大,反射的系数也就越大。因此我们可以根据路面的结构组成进行分析,通常情况下路面分为表面层,由水泥混凝土或者沥青改性材料修筑。基层和路基层,由水泥混凝土、稳定性碎石或者石灰的稳定材料等修筑。可以根据相关数据来确定各种材料的电性参数,公路表面层水泥混凝土电性参数为3-5,沥青改性材料为5-10。基层的电性参数通常情况下要不小于8。所以根据不同介质的电性参数可以为雷达检测提供良好的检测依据。 三、地质雷达检测技术的实际应用 我们主要通过对某个发生路面损毁的公路进行雷达检测技术的实际应用探析,运用CSSI SIR-20的地质探测雷达来具体的阐述检测技术的应用。 1.路面厚度的检测分析 通常情况下公路建设为了成本的节约,会减少公路路面的摊铺厚度来获得利润的增加,所以现在对公路的检测中路面厚度的检测指标已经成为了路面质量的重要标志。我们对某公路路面的检测设立IG形式的空气耦合天线,然后数据的采集点的距离为每米1点,然后通过雷达进行检测,检测完成后,选取70米的公路剖面长度进行取芯试样,总共设立3个取芯点,对第一个取芯路面厚度和雷达检测数据进行选取,然后根据雷达检测的具体时间来确定第二个和第三个取芯点的路面厚度,检测的结果说明,雷达检测的第二个和第三个孔位的厚度与实际钻芯取样的厚度的误差较小分别小于1.2毫米和负1.6毫米。所以地质雷达的检测数据和精度完全的满足相关的规定和标准。具体的对比表如表一所示: 2.公路路面病害的检测 某公路建设后,在长时间通车负荷的情况下发生了许多病害,我们可以利用地质雷达探测技术有效的检测路面病害的类型,然后采取合理的措施进行维护。首先运用具有400米的屏蔽天线的探测雷达对公路的病害进行检测,该公路的路面结构为沥青表层、水凝混凝土的底板和基层,然后进行分层探测,从雷达检测的图像进行分析,该路段存在的主要病害类型有许多种,我们对其病害产生的原因和防护进行分析:(1)基层的顶面较松散,主要是由于路面的施工时基层的材料配比不达标,路面的压实度不强,通车后长期受到雨水的侵蚀和车辆负荷的压力等就会造成这种病害的发生。在雷达的图像上这一类型的病害特征是路面基层的顶面起伏比较大,然后整体呈现松散的状况。(2)路面基层发生沉降病害,使结构层整体滑移,产生这种现象的原因是路面长期受到超载车辆负荷压力,或者公路在前期建设中基层结构不够密实。雷达成像的特点路面的剖面图呈现不平稳的下降趋势。(3)路基沉陷的病害发生,路基坍塌与路面建设不规范有关,会造成公路的局部段发生沉陷的现象。雷达检测图像显示基层发生塌落,顶面的起伏比较大[2]。 结语: 随着我国公路建设的不断发展,地质雷达检测技术在公路工程的检测的应用中将会更加广泛,运用雷达探测仪进行公路工程的路面检测,不仅具有超高的检测精度和检测速度,同时还能最大限度的减少检测成本的应用解放劳动力,所以在未来的不断发展中,地质雷达检测技术在公路检测中将会进一步完善,为我国公路的合理建设和运营提供强大的技术支持。 地质雷达论文:地下管线探测中地质雷达的应用 摘要:目的:探究地下管线探测中地质雷达的应用。方法:对地下管线探测中地质雷达的应用技术进行简单的阐述,立足于当前地下管线探测现状(存在的问题),分析地质雷达应用的优越性,并且针对具体的地下管线探测工程的实施,对比性重点突出该技术应用前后所产生的应用价值(效果)。结果:地质雷达探测地下管线的效率及质量明显的优于传统探测技术,能够有效的降低安全隐患,保障地下管线探测工作的顺利、健康、可持续发展。结论:利用先进的地质雷达探测地下管线的实际情况,能够为地下管线的顺利铺设保驾护航。 关键词:地下管线;探测;地质雷达;应用 0 引言 地下管线的种类繁多,而且不同尺寸、不同用途、不同材料性质的地下管线,所适用的探测技术也不同,传统的地下管线探测技术,往往难以准确的评估损伤程度、无法直接检验地下管线的铺设情况是否合格、且对地貌地形条件要求较高,容易引发一系列的安全隐患,且达不到理想的探测效果,而近年来,随着城市建设的加快,地下管线越来越成为保证城市健康运转的基础性保障设施,他承担着城市的信息运输、用水输送、污水排放、居民供暖等,而且随着我国社会主义市场经济的不断发展、繁荣,城市建设中的地下管线的铺设密度越来越大,错综复杂,逐渐的加大地下空间的开发力度,但是不可避免的就会导致一系列的安全隐患,而且由于已有的地下管线网络排布比较杂乱,建设资料不完整的,进一步加剧地下管线的探测难度,难以有效的避免探测问题的产生,因此,地质雷达探测技术应运而生。地质雷达探测技术是一种高频宽度电磁波地下管线探测技术,对于浅层的探测目标,具备无损、快捷、连续、准确、分辨率高等应用优势,应经成为目前地下管线探测的最佳方式,基于此,本文对地下管线探测中地质雷达的应用技术进行简单的阐述,立足于当前地下管线探测现状(存在的问题),分析地质雷达应用的优越性,并且针对具体的地下管线探测工程的实施,对比性重点突出该技术应用前后所产生的应用价值(效果)。 1 简单的阐述地下管线探测中地质雷达的应用技术 地质雷达探测技术:是在电磁波传播理论的支持下,利用接收以及发射高频宽谱电磁波,来有效的辨别地下介质的分布情况。而且根据点此不传播理论得知:电磁波在地下介质传播时,往往通过介质的介电性质以及介质相应的几何形态,来使得电磁场的强度以及相应的波形特征有所改变。地质雷达探测技术,是根据探测后,经数据处理,得出地下管线分布图像的剖面图,并且根据反射波组的波形以及对应的强度特征,利用地质雷达探测仪进行同相轴的跟踪,最终确定地下管线的实际分布情况,从而有效的指导城市建设。 2 当前地下管线探测现状(存在的问题) 2.1 探测效率及质量差,难以有效的服务于城市建设 目前,我国的地下管线探测,在很大程度上还依靠人力探测,利用传统的探测工具进行地下管线的维修和养护,这样的探测方式,往往耗时耗力,且所产生的价值微小,面对快速发展的城市化建设,难以提供快捷、优质的服务。同时,毕竟地下管线维修和养护人力资源是有效的,且部分人员的综合素质较差,缺乏系统的技术支持,容易造成人为失误,最终导致不可估量的严重后果,影响到居民的正常生活秩序,也不同程度的影响到城市化建设进程,影响文明城市的建设。 2.2 传统的地下管线探测技术操作困难,流于形式 传统的地下管线探测,往往需要耗费大量的人力、资金、材料等,存在严重的手动探测现象,相关工作人员需要深入地下进行探测,容易造成人身安全隐患,且由于操作复杂,往往容易导致操作失误,甚至部分工作人员对操作技巧的熟悉度并不高,部分员工按照自己的经验来执行,缺乏科学性,容易引发一系列的问题。 2.3 分辨率低,难以准确的掌握地下管线的实际分布情况 传统的地下管线探测技术的分辨率较低,图像比较模糊,对地下管线的分布状况不能完整的呈现,甚至呈现片段化、零散化状态,对于地下管线的实际分布的呈现,往往影响设计图纸的准确构建,因此,影响到整个施工效率及质量,并且在施工中,难以避免的会发生不可预知的稳态,再进行修复,往往会对居民的正常生活秩序造成较为长久的负面影响,不利于优质城市的建设。 3 阐述地下管线探测中地质雷达的应用优势 3.1 无损快捷 地质雷达探测技术,对于浅层的探测目标具有无损的应用优势,而且该技术是利用接收以及发射高频宽谱电磁波,来有效的辨别地下介质的分布情况,可以利用先进的互联网辅助技术,实现地上操作,且该技术具有高速反射的作用,快速运转的联网形式,能够更加及时的掌握地下管线的实际分布情况,针对出现的问题,及时的采取解决措施,或者针对安全隐患,及时的做好控制防治工作,从而保障地下管线探测效率及质量,保障居民的正常生活秩序,推动优质城市建设。 3.2 探测准确且连续 地质雷达探测技术具有较高的准确性能,且对地下管线的分布探测呈现连续性,能够有效的避免探测结果的片面性,保障探测结果的完整性,同时,该技术是通过介质的介电性质以及介质相应的几何形态,来使得电磁场的强度以及相应的波形特征有所改变,从而能够使得不同形态、不同性质、不同功能的地下管线更加准确的呈现出来,有利于地下管线的准确选取,从而保障地下管线的铺设质量,同时保障施工安全,为整个地下管线的精准探测提供一定的参考与指导。 3.3 分辨率高,图像清晰,有利于城市建设 地质雷达探测技术的分辨率较高,所呈现出来的地下管线分布图像比较清晰,能够更加直接的掌握地下管线的实际分布情况,根据探测结果,进行科学的施工设计,强化设计质量,从而有效的服务于正式施工,为地下管线的正式铺设打好坚实的基础,另外,高分辨率的图像,也可以应用于整个城市建设探测,综合评定该城市的建设水平。 4 工程实例 在北京市海淀区西二旗西路的某项工程建设,首先需要对该路段进行明挖施工,并且需要将开槽深度控制在4m范围内,但是,根据相关数据资料的调查分析发现:该路段的地下管线分布比较复杂,而且埋深各异,对整个工程建设造成一系列的施工安全隐患,因此,需要借助地质雷达探测技术,明确的诊断该地区的地下管线的实际分布状况,排除安全隐患,保障施工建设的顺利开展。另外,根据探测实际情况以及应当遵守的测线布置原则,并且充分地考虑埋深,利用地质雷达探测技术,在路的两侧以及路中央设置3条测线方向,并且每隔20m均要布置1条横向的测线。 5 探测结果及对比性分析结果 探测结果:利用地质雷达检测出:整个西二旗西路这项建设工程的测线长度为1195m,并且探测的有效深度为0-4.0m。另外,对原始图像进行了反褶积、数字滤波、影像增强等后期处理,准确的探测出地下管线的分布情况。附:西二旗西路雷达测线布置图,如图1。 对比性分析结果:地质雷达技术应用之后,探测的反射波双曲线现象严重,能够清晰的检测出地下管线的分布及形态,而且地下管线的形态不受雷达天线之间的距离的影响;在用用过程中,若雷达探测仪正处于探测目标的上方,则显示出,雷达波的传播时间最短,能够有效的提升地下管线的探测效率,并且保障探测质量;在探测速度保持不变的情况下,若地下管线的埋深越大,则显示出来的趋向形态越平缓,反之,则越明显,能够充分地掌握地下管线的分布节理,提升探测的准确率。 附:地质雷达设备,如图2。 6 结论 总之,地质雷达探测地下管线的分布情况,具备无损、快捷、连续、准确、分辨率高等应用优势,利用先进的地质雷达探测地下管线的实际情况,能够为地下管线的顺利铺设保驾护航,有利于推动和谐城市建设进程。 地质雷达论文:地质雷达在煤矿超前地质预报中的应用研究 【摘 要】通过对地质雷达探测原理的深入理解,结合地质雷达在矿井超前地质预报中的经验,总结了断层破碎带,富水带,节理裂隙密集带等不良地质现象在地质雷达波形上的响应特征,并进一步分析了地质雷达低频的原因,从而为以后地质雷达超前地质预报提供参考经验,提高预报的准确性。 【关键词】地质雷达;断层破碎带;响应特征;低频 引言 地质雷达用于矿井超前地质预报的特点是探测距离短、探测精度高且成果可靠[1]。对于如何根据地质雷达的波形和频谱特征判断围岩质量及各种不良地质现象,前人在使用地质雷达进行超前地质预报时取得了很多宝贵的经验[2-3]。但由于各地下工程的地质条件千变万化,根据地质雷达的波形和频谱特征判断围岩质量及不良地质现象既有共性,也有特性,因此超前预报既要参考前人经验,又要根据各矿井的具体地质条件在每一个工区进行详细的总结,才能提高超前预报的质量。 根据地质雷达在矿井地质预报中的经验,将各种常见的不良地质现象如断层破碎带、富水带、岩溶带等在地质雷达上的响应特征进行总结,从而为以后类似不良地质现象的预报提供参考依据,从而提高超前地质预报的准确率。 1 地质雷达的基本原理 电磁波在介质中传播时,当遇到电磁差异界面时,将依据电磁波的反射和透射定理产生反射和透射电磁波。反射波的强度及透射波的强度大小取决于反射系数(见式1)及透射系数(见式2)。 反射系数: 透射系数: 式中:ε1,ε2分别为上下层电磁波传播介质的介电常数。 由上式可以看出,电磁波反射系数的大小主要是由界面两侧的相对介电常数决定的,界面两侧介电常数差异越大,反射越强烈,越有利于探测到异常界面的存在。这是地质雷达探测的地球物理基础。 2 不良地质现象在地质雷达上的响应特征 2.1 断层破碎带 断层破碎带是煤矿常见的一种不良地质现象,以其松散、破碎、含水量多会对煤矿掘进与开采施工产生影响,因此对其进行准确预报,提前采取预防措施具有重要意义。 刘基[4],肖宏越[5]等总结的成果表明断层破碎带的雷达波形错段、分叉、合并等现象多,波形连续性差、电磁波能量衰减快、波幅变化大,波形杂乱;雷达波在穿越破碎带的过程中,有时出现低频化现象,电磁波能量衰减快且规律性差,特别是高频成分衰减很快,自动增益梯度较大。 通过某断层破碎带8条测线的探测结果分析表明,会出现两种情况,一是信号频谱正常,整个探测深度内都有波形,但波形连续性差,波形错断、分叉、合并等现象较多,波幅变化大,波形杂乱,典型见图2-1。 另一种情况是信号低频,仅浅部有信号且波形较杂乱,深部信号微弱或基本没有。 通过前人总结及实地探测的成果表明,当探测到以上波形现象时,应注意是否存在破碎带的可能,及时提出预警。 图2-1 断层破碎带波形 2.2 富水带 富水带在地质雷达波形图上的特征是波形反射强烈,波幅宽大,波形连续性较好,呈黑条带状;其相位显示为负相,频谱图一般会显示低频。出现此现象的主要原因是水充满节理裂隙而使反射面连续性较好、水的介电常数与岩石的介电常数差异大且电磁波在穿越水时高频成分衰减很快,因此显示出以上波形特征。以下图片是某富水段探测的结果,频谱见图2-2。 图2-2 富水带频谱 2.3 节理裂隙密集带 节理裂隙密集带的主要裂隙面由于其产状均大致相同,因而在地质雷达上的响应是波形图上的一系列连续性较好的大致平行的同相轴,总体上看波形相对较平整,与富水带的差别是反射没有富水带的长同相轴反射强烈,还有就是其频谱图上不会显示低频。 2.4 围岩强风化带 一般围岩强风化带普遍被认为是均匀性较差,在地质雷达上的响应应该是波幅变化大,波形连续性差,波形杂乱。出现以上现象的原因主要是因为强风化的云母石英片岩结构面空隙均被泥质充填,结构面两侧的岩体均向内部发生不同程度的风化,导致围岩的介电常数是逐渐变化的,不存在突变,因而不存在强反射面且同相轴振幅小,此外由于围岩本身破碎,又被风化均一,因此横向、纵向均不存在介电常数突变的强反射界面,故振幅变化都较均匀。 3 讨论与分析 已有的研究成果表明,地质雷达电磁波在遇到岩石破碎或岩石大量富水时,会产生低频现象。从图2-1的波形图和图2-2的频谱图可看出,在前方围岩中富含大量的水时,电磁波信号的振幅会比较宽大,同时电磁波的频谱呈现低频的特征(100MHZ的地质雷达天线的主频为75-110MHZ之间)。 出现此种现象的主要原因,笔者认为结合探测介质的特性(破碎和富水)和电磁波的传播及衰减特征,可以对该现象做出以下解释:电磁波在穿过此类介质(破碎和富水)时,高频率的波衰减快,低频率的波衰减慢,且频率越高的波衰减越快,因此反射回来被仪器接收到的电磁波高频成分相对减弱,低频成分相对增强了,且越深处反射回来的电磁波低频成分相对越显著。而由波的频率和波长的关系可知,频率越低的电磁波信号,波长越大。因此,在高频信号衰减快的情况下,最终仪器接收到的电磁波信号就综合表现为低频和振幅宽大的现象了。 4 结论 (1)通过实践经验的积累,结合前人已有成果,总结了各种不良地质现象如断层破碎带、岩溶带等在地质雷达波形上的响应特征。 (2)地质雷达电磁波信号的低频现象主要是由于在破碎富水介质中传播时,高频信号衰减快,低频信号衰减慢造成,最终使信号表现为低频和振幅宽大的特征。 地质雷达论文:应用地质雷达的隧道工程质量检测流程与方法研究 摘要:本文针对隧道工程中易出现衬砌厚度不够、衬砌与围岩间存在脱空区、塌方回填不实以致影响隧道稳定性的问题,探讨了基于地质雷达技术的检测方法,论文首先探讨了地质雷达检测的基本原理,进而详细分析了数据采集和数据处理、资料解译的具体实施策略,相信对从事相关工作的同行能有所裨益。 关键词:隧道工程检测地质雷达 我国是一个地域辽阔,多山的国家,交通运输发展很快,新修建的公路为缩短建设里程、改善线路走向及保护环境将大量修建隧道,以改变那种逢山绕着走、坡陡、曲线半径小的现象。隧道工程既能保证行车安全又可防止滑坡、泥石流及提高行车速度和安全的可靠性,还能与周围环境协调,保证自然景观的完善。修建隧道作为公路施工中的重点环节,加强质量检测具有重要的意义,但由于隧道支护质量较难检测,易给通车后的营运和安全遗留下隐患。隧道常见的问题有衬砌厚度不够、衬砌与围岩间存在脱空区、塌方回填不实等。由于以上问题的存在,降低了衬砌的承压力,严重影响隧道的稳定,甚至可造成拱部坍塌。如果对以上问题能及时发现,采取适当的加固措施,可将施工中存在的质量隐患排除在正常营运之前,确保以后隧道的正常使用。地质雷达检测是近年来应用于浅层探测的一项新技术,其特点是快速、无损、连续检测,并以实时成像的方式显示探测结果,分析、解释直观方便。加上其探测精度高、样点密、工作效率高等优势而倍受青睐。使用地质雷达对隧道衬砌结构进行检测是物探领域发展较为迅速、效果较为显著的方法之一。 1 地质雷达检测的基本原理 地质雷达设备由两个主要部分组成,即控制主机和天线。主机提供控制信号,由天线发射、接收超高频电磁波。电磁波从天线发出,在衬砌和围岩内传播,遇到衬砌边界、内部裂缝、空洞和围岩及围岩内界面等都会发生反射,这些反射的电磁波又传回天线,天线接收到这些反射信号,把它传到主机,主机对这些反射信号进行全时程数字化记录,存储并显示出来。反射界面距离越远,反射信号往返所需时间越长;反射界面越平整、面积越大和两侧的物性差异越大,反射的信号越强。通过记录到的反射波的走时和强度数据,可以判定反射界面的位置和两侧介质的性质,从中得到衬砌厚度、劈裂、空洞的位置和形态、围岩结构状态等参数,达到高分辨无损检测的目的。 从该方法的原理中可以看出,要从反射信号的走时换算到空间位置,需要了解混凝土和围岩介质的电磁波速度,它影响到测量深度的换算精度。空气中电磁波速是0.3 m/ns,一般干燥岩石为0.11 m/ns左右,水是自然界中电磁波速最低的物质,为空气的1/9,约为0.033 m/ns,在混凝土中的电磁波波速为0.12 m/ns。其反射和工作原理示意图如图1所示。 图1 电磁波遇到地下物体后的反射示意图 理论研究与试件的模拟试验证明,雷达电磁波在物体或介质中的传播速度随介质的相对介电常数的增加而降低。介质的介电常数不仅与介质本身的性质有关,而且还与介质中的含水率有关,如果衬砌孔隙较多,又充有水,那么波速会显著降低。物性的差异反映到波速的不同,同时也影响到反射信号强度的不同。在野外工作条件下,岩石、土和混凝土等工程介质之间都有物性差异,之间的界面都能形成反射,它们的介电常数差异不大,界面反射信号虽不太强,但地质雷达有足够高的灵敏度将它们辨别出来。岩石、土、混凝土等工程介质与水、空气、金属之间的电磁性质的差异极大,界面反射信号很强,极易识别。在隧道衬砌检测中金属构件、饱水带、空洞乃至劈裂空隙反映更加明显。 2 数据的采集 当使用地质雷达进行检测时,发射和接收天线与隧道衬砌表面密贴,沿测线滑动,由雷达仪主机高发射雷达脉冲,进行快速连续采集。雷达每秒发射64个脉冲,每米测线约有测点40个~60个。雷达时间剖面上各测点的位置和隧道里程相联系。为保证点位的准确,在隧道壁上每5 m做一标志,标上里程。当天线对齐某一标记时,由仪器操作员向仪器输入信号,在雷达记录中每5 m做一小标记,50 m或100 m的整数桩号打一个大标记。内业整理资料时,根据标记和记录的首、末标及工作中间核查的里程,在雷达的时间剖面图上标明里程桩号。选择900 MHz和500 MHz天线,其他参数为:1)采集方式:连续测量;2)扫描点数:512;3)增益方式:自动;4)900 MHz天线的时间窗(记录长度)为15 ns,500 MHz天线的时间窗为50 ns。 3 数据的处理与资料解释 雷达探测透视扫描的所有记录数据,在现场回放并转储在计算机硬盘上,室内工作使用电脑进行分析处理。数据与资料的处理基本可分为两个阶段: (1)将记录数据图像回放显示,通过分析,确认标志层与异常,确定突出异常的相关处理参数和使用程序; (2)用雷达专用软件进行正式处理。探地雷达所接收的是来自地下不同电性界面的反射波,电性界面包括了地质层界面和有限目的体的界面。探地雷达透视扫描提供的二维彩色图像,由16种色彩组成,不同色彩反映的是电磁波反射强弱的变化,即反映了不同介质的电性差异。探地雷达扫描图像的正确解释是建立在探测参数选置合适,数据处理得当,有足够的模拟试验对比以及阅图经验丰富等基础之上。依据雷达图像中的相位、频率、幅值及形态等特征的不同,对雷达剖面逐一进行了分析判别;并将不同地段的时间剖面和已知资料及钻孔资料相对比,找出了不同界面及不同地质现象的反射波形特征,对混凝土厚度、衬砌周围松散带、围岩松动带和基岩裂隙带等进行了解释。 4结语 地质雷达在隧道衬砌检测过程中,能有效地探测到衬砌厚度、脱空区范围、衬砌开裂、衬砌外围击岩富水等数据,对施工方采取加固措施消除隐患提供科学准确的依据,将隐患排除在隧道投入使用之前,对隧道的安全使用和正常营运起到了重要作用。随着地质雷达检测技术的不断完善和发展,地质雷达检测技术必将成为隧道施工质量安全保证的必不可少的重要环节。 地质雷达论文:关于路桥检测的地质雷达技术的研究 摘 要:随着科技的迅猛发展与人们对道路质量要求越来越高,我们通过以往大量的实践结果发现,由于地质雷达自身具有无损、精度高、分辨率高以及所耗成本低等特性,当前的路桥检测部门应当将其最大限度地贯穿于道路施工以及检测维修的整个过程当中去。该文主要阐述地质雷达技术的发展状况以及相对应的误差分析,希望能在今后得到一些借鉴和参考。 关键词:路桥检测 地质雷达技术 应用 误差分析 所谓的地质雷达检测技术其实指的是一种具有精度高,与此同时还可以快速成像的高科技技术之一。归纳的说,其实这项技术主要就是借助地质雷达根据所要检测的物体属性发射与之对应的电波,不仅如此,还可以适当的接收部分对该物体加以判断的发射波。经过多年来的努力研究以及在各个领域中的广泛应用,地质雷达检测技术作用十分显著。 1 地质雷达技术的发展状况以及勘测误差分析 1.1 发展状况 如果仅仅论地质雷达概念的提出可以追溯到20世纪10年代,然后在人们对其不断加强研究的过程中得到越来越为迅猛的发展,而且涉及到的领域也是越来越广泛。但是值得我们注意的是,由于雷达所发射出的电波稳定性较差,外加比较复杂,这样一来就会对地质环境造成很大的破坏。鉴于此,一直到20世纪70年代后,随着各种电子技术的兴起与发展,雷达技术的应用领域也随之广泛起来,并于80年代终于使得第一台雷达设备问世。自从这台雷达设备的出现,广大研究学者产生极其浓厚的兴趣,并在未来的时间里取得了一些重大突破,其中以成像技术为代表,这样一来就可以在很大程度上提高了它的分辨率,大大帮助到了路桥检测。 1.2 地质雷达产生误差分析 就这一点上来看,主要表现为:(1)反射信号时间差。通过调查发现,要想十分准确地对反射信号时间差进行记录,我们首当其冲需要做的就是根据实际需要确定计算时间的起点。话虽如此,但是我们要是将探地雷达的触发点(反射信号的)看作是物理时间的起点位置依然会存在一些问题。首先,直达波信号和地面反射信号的干扰如果比较强烈的话,会使整体记录面貌变坏,这样一来就会在一定程度上影响增益设置以及自动增益的使用效果。除此之外,天线的位置通常情况下都会随着路况的不同而出现起伏颤动,在这个时候我们要想准确无误的识别地面反射点的位置并非易事。鉴于此,要想尽可能的提高起始零点的标定精度,我们最为常用的做法就是将地质雷达配备自动调零设置,设同时将时间起点移到地面反射信号位置。 2 在公路检测中的实际应用 通过以往大量的应用结果表明,公路路基在通常情况下会由于含水量过高、承载力较低、压实度无法达标等综合原因,会在很多时候造成路基产生过量沉陷,这样一来就会形成空洞或者暗穴,情况严重的话局部还会产生滑坍等。另外,还会因为公路结构层透水性差而造成局部出现集水现象。如果是这样的话就会产生软弱体等病害。通过多年的实践情况看来,形成公路病害的原因是多种多样的,有本身质量所导致的,也有自然风化或者是外界作用产生的。有一点值得注意的是,路基和路面问题通常是结伴而行的,而并非独立存在,因此在调查公路病害的过程中,查明“病因”显得尤为重要。以下就是地质雷达技术在路桥检测中的几种主要应用。 2.1 检测公路基层与路基损坏程度 通过实践表明,如果检测出基层及路基损坏的区段较多的话,在雷达资料上的结构层会表现为界面反射凹凸不平,反射波出现一定程度的扭曲。虽然说该段基层反射波起伏比较小。但连续性在通常情况下不是十分好的。如果发现路床反射非常微弱,但反射起伏程度比较大,这就可以从侧面说明路基及基层已遭受外界的破坏。 2.2 检测公路路面裂纹 通常而言,裂纹在高速公路病害异常中是肉眼难以捕捉到的。我们可以根据雷达探测原理可得出以下结论:频率越高,探测越浅,分辨率也会随之越高,反之亦然。从这一点上来看,雷达探测在通常情况下可有效解决浅层部位的裂纹异常现象,如果是深部的裂纹我们最好的办法就是采用超声波探测法。主要表现为向两边分散的产生一定角度的同相轴。 3 地质雷达技术在修建桥梁工程中的实际应用 通过多年的实践表明,地质雷达技术在桥梁修筑中的应用主要表现为以下几个方面。 3.1 地质雷达应用于桥梁施工前的地质勘察 换言之,就是可以通过这种地质雷达来有效检测出地质条件,从而发现一些溶洞、夹泥层以及裂缝等所谓的不良地质体,这样一来就可以很好的提醒施工单位进行安全施工做好充足的准备,比方说某一个桥梁沉降检测中,发现该桥梁竣工通车之后在很短的时间里有部分桥面出现了不同程度的下沉,在这个时候我们应用地质雷达就很容易的发现这是由于地层的底部位置存在较多的裂缝带以及溶洞。 3.2 地质雷达应用于桥梁施工过程中 通过多次的实践发现,在桩基施工之前我们可以通过雷达来有效的检测出基地的实际地质情况,并且在第一时间内发现溶洞或者夹泥层等一些不良现象后迅速的予以处理,从而保证施工质量能够达到设计要求,比方说在LTD2100+GC400兆赫的检测过程中,施工人员可以在基底位置布置两条测线(具体是安置在哪个位置依据实际情况而定),然后可以沿着边线紧紧贴住移动地面天线进行检测。经过正确的操作过后发现在基底下方的3m处存在较为强烈的反射信号,工作人员挖开后果然是夹泥层,这就证明了雷达检测结果的准确无误。 3.3 在桥梁建筑竣工后进行验收以及维护中的应用 我们可以发现,在竣工后我们可以通过地质雷达技术正确的检测出钢结构的水平以及垂直分布情况,与此同时还能够发现桥梁结构的内部存在哪些不足之处等,如果一旦发现钢结构分布情况与设计资料当中的路面厚度不相符合,或者是施工与运营过程中所导致的内部缺陷等相关问题后,施工单位可以派遣专职人员在第一时间进行处理,从而最大限度地减少人力、物力、财力的重大损失,保障桥梁为人们出行提供便利。 4 结语 综上所述,随着地质雷达技术的快速发展,因其自身所具备的独特性,已经应用到了社会的各个领域,比方说在工程施工过程中,可以勘测该工程的地质情况等。除此之外,我们必将会在今后对这项技术不断进行研究和实践的基础上加以完善,这样一来就可以更加方便地借助更多较为先进的技术,来提供更加扎实的技术保障,从而推动地质雷达技术的进一步发展,为路桥检测做出重要的贡献。 地质雷达论文:地质雷达在隧道超前预报中的应用 摘 要:地质雷达作为常用的物探手段之一,在隧道超前预报中大量应用,本文结合某高速公路隧道实例,阐述了地质雷达做超前地质预报的原理和应用范围,并得出探测结论,旨在积累预报经验,为类似工程提供借鉴和参考。 关键词:隧道施工;地质雷达;地质预报 1 前言 探地雷达(Ground Penetrating Radar,简称GPR),又被贯以地质雷达之称,是浅层地球物理探测的一项新技术,具有高效性。它借用主频电磁波,其波段达到数十兆赫至千兆赫兹,借助宽频带短脉冲的方式,由地面通过天线发射器发送至地下,经地下目的体或地层的界面反射后返回地面,被雷达天线接受器所接受,进行处理和图像解译的操作针对所接受的雷达信号,来实现探测前方目的体的目的。探地雷达较传统的地球物理方法而言优点是更加突出,具体体现为便捷迅速、高精度以及对原物体无破坏作用。故此,在道路建设和公路质量检测方面,探地雷达已渐渐被人们所认识并得以广泛应用。从20世纪70年代地质雷达就人们所应用,到现在快有40年的历史了,它的应用范围有了不小扩展,譬如考古考察、建筑工程、铁路公路、水利电力、地质采矿、航空飞行等领域起着重要的作用,也解决了诸多问题,例如现场勘察、选择线路、检测工程质量、地质预报、地质构造研究等。关于工程地球物理方向的探测方法也分好多种,像反射地震、地震CT高密度电法、地震面波及地质雷达等方法均被涵盖,但是地质雷达却以其高清的分辨率,直观的图象,便捷的使用,得到了工程界认可信赖和欢迎。 2 地质雷达探测的基本原理 2.1 工作的基本原理 地质雷达是一种宽带高频电磁波信号探测介质分布的非破坏性的探测仪器。断面的扫描图像即是雷达借助连续拖动的天线而获取的。雷达不断地把高频电磁波发射到地下,在物体内部传播的电磁波信号在通过不同介质的界面时,反射、透射和折射就会产生。介质的介电常数差异愈大,反射的电磁波能量随之愈大;反射的电磁波被与发射天线同步运行的接收天线成功接收后,借助雷达主机对反射回的电磁波的运动特征进行精确记录,再用技术对数据的进行处理,形成断面的扫描图,利用图像进行判读,即可获取地下目标物的实际情况。 雷达天线把电磁波发射与物体内部,物体内部的填充物或其密实度的差异,导致它们的介电常数有所不同,使电磁波于不同介质的界面处形成发射,并被物体表面的接收天线所接收,参照电磁波发射到反射波返回的时间差及物体中电磁波的速度来测算反射体距表面的距离,完成探测出物体内部的不同层面等结构。 探地雷达主要借助宽带高频时域电磁脉冲波的反射探测目的体。 公式如下: t=4z2+x2/v 雷达依据测取的雷达波走时,自动求出反射物的深度z及范围。 图1 雷达的工作原理及其探测方法 根据上述原理,可用地质雷达仪探测地基中的不同地质分层及异常体的位置、深度和范围。 2.2 测试方法及仪器 不同频率天线的测深能力也会存在差异,频率愈低,探测深度愈大;且此次检测的任务在于探测地质构造及断裂带,本次预报选用美国劳雷SIR-20地质雷达,100MHz天线,采集参数为:采集方式为点测,每20cm一个点,每扫描采样数为512,采集时窗为300ns,采用32次迭加。测线布置如图2所示。 图2 雷达测线布置 3 工程实例 3.1 工程概况 XX高速公路XX合同段XX隧道位于陕西省安康市紫阳县县城东部,设计为两座单线隧道,左线长921米,右线长862米。结构为Y形隧道,采用复合式衬砌。洞身最大埋深200m左右。隧道如图3所示。 图3 隧道整体图 3.2 地质情况 宋家梁隧道设计为强~弱风化泥质板岩、弱~微风化泥质板岩及微风化辉绿岩,但实际施工过程中围岩较差,只有极少段落为微风化辉绿岩,其中进口小净距段全部为强风化碳质千枚岩,岩性极差,数次造成隧道冒顶塌方,按照普通围岩支护无法进行正常施工;且隧道紧邻汉江,水系发达,而强风化碳质千枚岩遇水则成沥青状外流,造成极大安全和质量隐患;且初期支护施作以后,围岩变形大,且长期不收敛,强风化碳质千枚岩段落4~5个月不趋于稳定,无法进行下步施工;开挖时有地下水,且水量较大,后期地下水增大。且进口段落为小净距,左右洞施工干扰较严重。这些病害都危及到隧道施工安全与结构质量,严重制约隧道施工进度,造成了人员机械的极大浪费,并给项目部造成了严重的经济损失。 4 检测结果及分析 4.1 地质雷达探测成果分析 根据地质雷达在隧道掌子面探测数据图像(见图4)分析,推断此段0-25米范围内围岩为微风化碳质千枚岩,呈碎裂状结构,节理、裂隙发育,含水率大,整体稳定性差,其中15-25米范围内,有稍强的反射截面,推断该段范围内,围岩裂隙增多,拱顶和拱腰位置可能有掉块落实,可能有渗漏水,以及涌水,应加强防排水措施。 图4 ZK13+540掌子面雷达波列图 4.2 验证 经过15天开挖,距预报掌子面13米处,隧道开挖掌子面由渗水变为涌水,且拱架变形严重,由于预报准确,施工单位提前做好准备,增强支护等级,提前抽调大量抽水设备,避免了灾害进一步发生,为下一步施工的有序进行,打下良好的基础。 5 结语 根据以上实例,可以说明以下几个问题:(1)地质雷达用于隧道超前地质预报中,可较快做出判断,有利于下一步施工的安全有序进行;(2)隧道超前预报,需要大量实践,反复研究图形和地质情况,以提高工作水平;(3)地质雷达的预报范围不宜过长,20-25米为最佳预报范围,最好留有一定的搭接长度。 未来,随着我国经济的进一步发展,隧道也将越来越多,大力拓展地质雷达在隧道超前预报中的应用,可以减少不要的损失,为工程的正常进行提供有力的保障。 地质雷达论文:地质雷达在隧道检测中的应用 【摘要】为了研究地质雷达在隧道无损检测中的应用,从理论出发对地质雷达参数选择及病害判别方法进行研究,结合实际工程分析隧道衬砌背后空洞,衬砌混凝土密实程度等病害,结果表明雷达解释准确性比较高。为其他类似工程积累宝贵经验,具有一定指导意义。 【关键词】地质雷达 隧道 无损检测 1前言 随着我国交通事业的蓬勃发展,隧道建设数量越来越多,断面也不断增大,施工难度越来越大,为了保证人民生命及财产安全,对隧道的施工质量要求越来越来高。隧道在建设过程中隐蔽工程较多,病害一旦形成,如果得不到及时处理,在隧道运营中会产生很多安全威胁,如衬砌厚度不足,空洞等都会对安全构成极大威胁,相比较传统检测方法,如取芯、开挖等直观检测,地质雷达有快速、连续、无损的特点,能够在不破坏衬砌的情况下对隧道病害进行检测,再通过计算机进行数据处理、分析、解释,可判释隧道存在的病害。目前应用探地雷达进行无损检测成为隧道质量检测的重要手段。 2地质雷达方法 2.1地质雷达原理 地质雷达探测中一般以电磁脉冲的形式进行探测,脉冲在介质中的传播遵循惠更斯原理、费马原理和斯涅耳原理,发生反射、折射等现象,其运动规律与地震勘探方法相似。这也是地震数据采集、处理和解释方法技术广泛应用于地质雷达的基础。 地质雷达是一种对地下的或物体内不可见的目标体或界面进行定位的电磁技术。其工作原理是高频电磁波一宽频带脉冲形式,通过发射天线被定向送入地下,经存在电性差异的地下地层或目标体反射后返回地面,由接收天线所接收。高频电磁波在介质中传播时,其路径、电磁场强度与波形将随所通过介质的电性特征及几何形态而变化。故通过对时域波形的采集、处理和分析,可确定地下界面或地质体的空间位置及结构。 2.2隧道衬砌质量检测 衬砌是隧道的主要承载结构,也是隧道防水的重要工程,其施工质量对隧道长期稳定发挥着重要的作用,因此对隧道工程质量的检测也显得尤为重要。隧道衬砌质量检测包括隧道衬砌厚度,衬砌背后未填实的空洞,两层衬砌间的脱空,地下水的侵入,衬砌混凝土的密实程度等,主要检测方法即地质雷达法。 地质雷达进行隧道衬砌质量检测一般采用400MHz或900MHz天线,检测厚度因天线频率不同而相差较大。检测时一般布置5条测线,分布在隧道的拱顶、拱腰及边墙三个部位,拱顶为隧道的正顶部附近,拱腰为隧道的起拱线以上1m作用,边墙为排水改版以上1.5m左右。测量方式采用连续测量方式,为保证地质雷达时间剖面上各测点位置与实际检测里程相对应,在检测时在隧道边墙上每10m做一个里程标记,以供校正剖面上的里程桩号。检测时天线要贴紧洞壁保持匀速运动,避免天线的颠簸对时间剖面产生干扰。 隧道衬砌检测时会受到很多因素的干扰为了压制干扰,对隧道衬砌检测的地质雷达数据在解释前,需经过背景消除和反褶积滤波等数据处理,消除多次波和其他背景干扰波,突出衬砌介质与围岩接触面上的反射信号。隧道衬砌质量检测中,相关介质的物理参数如表2.1所示。 2.2.1检测参数的选择 检测参数选择合适与否关系到探测的效果。探测参数包括天线中心频率、时窗、采样率、滤波设置等。 (1) 天线中心频率选择 天线中心频率的选择通常需要考虑三个主要因素,即设计的空间分辨率、杂波的干扰和探测深度。根据每一个因素的计算都会得到一个中心频率。 一般来说,在满足分辨率且场地条件又许可时,应该尽量使用中心频率较低的天线。如果要求的空间分辨率为 (单位为m),目标体相对介电常数为 ,则天线中心频率可由下式初步选定: (MHz) (1.1) 根据探测深度,也可以获得中心频率的选择值。假设探测深度为D,则 (MHz) (1.2) 天线的中心频率与对应的探测深度如表2.2。 (2) 时窗选择 时窗选择主要取决于最大探测深度 (单位为m)与地层电磁波速度 (单位为m/ns)。时窗 可由下式估算: (1.3) 上式中时窗的选择值应增加30%,这是为了地层速度与目标深度变化所留出的余量。表2.3给出天线主频与时窗大小的选择。 (3) 滤波参数的选择 地质雷达测量中,自然界具有多种频率成分的电磁波,这些电磁波将对测量造成较大的影响。在测量中需要设置滤波参数,来增强目标体的异常响应。 一般情况下,当天线中心频率确定以后,以一个天线中心频率为带宽进行带通滤波。即假设选择100MHz天线,带同范围为50~150MHz。 2.2.2隧道衬砌病害识别 衬砌质量检测过程中,首先要在地质雷达剖面上确认出混凝土与围岩或二衬与初支界面间的反射波同相轴,读取反射波双走时时间,按照公式 计算出混凝土衬砌厚度及异常埋深。电磁波在衬砌中传播速度的求取方法可以采用标定厚度的方法,即在已知厚度的衬砌上采用地质雷达探测,通过厚度及双程走时计算出电磁波在介质中传播速度。 脱空是隧道衬砌质量检测的重要内容之一,如果脱空体内为空气,当电磁波在混凝土与空气、空气与围岩之间传播时,上下界面会产生两次强反射,雷达剖面上会出现双曲线形态的强反射波,其同相轴与相邻道发生错位,依此特征可确定出空洞位置、分布范围等。 衬砌混凝土欠密实在地质雷达上会有明显的显示,在欠密实的区域,地质雷达上出现反射相位不连续强反射信号。地质雷达检测分析的密实与否是反射波振幅与相位的变化程度得到的,其物理意义很难用密实度来量化。我们可以根据地质雷达剖面反射波振幅、相位的频率的变化特征将衬砌混凝土划分为密实和相对不密实两种类型,在密实性好的混凝土上,雷达反射波的振幅呈指数衰减,反射相位稳定,层内没有强振幅的杂乱反射;在不密实的混凝土上,雷达反射波的振幅变化较大,反射相位不稳定,剖面上波形杂乱。 3工程实例 3.1工程概况 正岙隧道是温州绕城高速公路西南线工程(仰义至阁巷)第01标段内双洞六车道分离式隧道。左线隧道设计长度564m,设计桩号范围为ZK3+361~ZK3+925;右线隧道设计长度697m,设计桩号范围为K3+351~K4+048。隧道左右线净高均为5m,净宽为14.5m。衬砌采用复合式衬砌,二衬厚度Ⅲ级围岩为450mm,Ⅳ级围岩为500mm,Ⅴ级为围岩为600mm。 3.2现场测试 为检测正岙隧道右洞K3+710- K3+750衬砌背后空洞及密实情况,共布置5条测线,分别位于拱顶、左右拱腰及左右边墙。为准确确定病害位置,每10m打一标记。地质雷达采用中国电波传播研究所LTD2100型探地雷达,采用400MHz屏蔽天线,详细参数设置如下: 3.3数据分析及解释 地质雷达天线采集到的信号,其中包含很多干扰波,使雷达图像很多有用信息被覆盖,不能清晰的反应目标体。另外电磁波在传播过程中会有不同程度的衰减,导致天线接收到的反射波与原始波形产生差异,因此需要借助计算机进行有效处理,为使数据解释更加正确。将采集的地质雷达数据传至计算机中,应用IDSP6软件进行处理,通过滤波、反褶积等处理达到突出有效信息,压制干扰波的目的,通过雷达波形图提取有效信息,判定隧道衬砌质量病害。对于检测结果与设计相差较大的地方,采用取芯法进行确认,证明检测结果的正确性。地质雷达技术有一定的局限性,因此对于雷达的应用,要有针对性。 4结论 地质雷达作为一种快速、连续、无损的检测方式应用到各个领域,它具有高分辨率、高效率、无损、结果直观的优点,相比较重磁方法、直流电法等采用位场进行探测,地质雷达都具有高分辨率的特点。但也与其他探测方法一样,存在着一些缺陷,雷达波在传播过程中有较大的衰减,限制雷达波的穿透能力。而且对于电磁脉冲,不同频率成分的衰减程度不同,高频成分衰减较严重,而低频成分衰减较少,探测中会降低探测的分辨率,这是探地雷达的一个主要局限性。 地质雷达论文:地质雷达在吹填造陆道路建设中的应用 摘要:在汕头东海岸新城区围海造地建设中,因填砂层、吹填淤泥层、原海床地层的分界线难以确定,道路建设中沉降值及沉降随时间的关系计算误差大,难以控制。通过静力触探、地质钻探、地质雷达三种方式的对比分析,地质雷达与静力触探测试的分层结果符合较好,且成本较低。研究认为,通过地质雷达确定的土层分层来计算道路沉降,与实测数据较为一致,能用于指导工程施工。 关 键 词:地质雷达;沉降;吹填造陆;道路 1前言 随着世界人口数量的急增,人类活动空间不断扩大世界范围内城市特别是港口城市可利用的土地资源越来越少,从上个世纪开始世界范围内开始进行着大面积的围海造陆工程。我国沿海城市的围海造陆也在大力开展,在围海造陆的过程中,沉降控制是一个较为关键的问题。张全威(2012年)通过有限元法对胶州湾产业新区围海堤工程进行了模拟和分析,对海堤施工中的位移特性及边坡稳定性进行了研究,但得出的结论和工程实际不大相符,可靠性不够[1]。迟朝明(2013年)对青岛围海堤工程软土地基处理工程进行了研究,对现场路基沉降实测数据进行整理分析,得出针对现场地质情况下的地基变形规律,并通过变形规律确定现场施工指标[2]。但是对现场地质进行详细地勘探和原位测试,存在耗时长、费用大的问题。 李志佳(2013年)对惠州市大亚湾石化区D1、D2配套海堤地基采用了地质雷达探测分析,认为地质雷达探测在分析海堤底淤泥及抛填层厚度的工作中,效果很好[3]。李大心(1996) [4]、薛建、田刚等(1997) [5]、刘敦文、徐国元等(2004) [6]分别研究了地质雷达在公路建设中的应用研究,认为地质雷达在路基工程质量检验中,应用效果较好,能满足工程需要。在汕头东海岸新城区围海造地建设中,因填砂层、吹填淤泥层、原海床地层的分界线难以确定,道路建设中沉降值及沉降随时间的关系计算误差大,难以控制。通过静力触探、地质钻探、地质雷达三种方式的对比分析,地质雷达与静力触探测试的分层结果符合较好,且成本较低,能用于指导工程施工。 2土层厚度的测试对比分析 汕头东海岸新城项目包括水利和市政两大部分,涉及兴建海堤、吹填造陆、内河涌、泵闸站以及市政管网、主次干道、连接桥梁等多项工程内容。 测试试验段位于汕头东海岸新城WE3路,两个路段,分别为L0+252~L0+292、L0+370~L0+410。图1为L0+272断面上JT1号静力触探点的比贯入阻力Ps随深度z的变化曲线图,图2为L0+272断面的地质雷达测试图,图中竖线为JT1号静力触探点所在位置。 分别采用单桥静力触探、地质钻探法、地质雷达法对6个断面12个点位进行了土层分布测试。地质雷达型号为sir-20型探地雷达,雷达天线频率为40mhz。三种方法测试的砂层厚度见表1。 由表1 可以看出,各个测试点位的不同方法的测试值,比较接近;总体说来,地质雷达法的测试值和静力触探法的较吻合,都比地质钻探法的测试值小。 因为松散砂层钻探取芯是非常困难的,松散砂层几乎全由粗、中、细砂组成,极为分散,遇水又极易流失,无胶结力,钻孔极易坍塌。在这种地层中钻进要解决两个问题,一个是钻孔护壁。保证钻孔结构完整;一个是防止钻进中产生涌砂现象。在戈壁和沙漠地区,如新疆吐鲁番铀矿区、罗布泊环境科学区钻探存在的主要问题是,在胶结松散、振动易碎的地层中,取心率很低(10-30%),往往使地层被误判,上下层位被颠倒。这些问题一直困扰着钻探界的技术人员,曾特邀乌兹别克钻探专家伊万来华指导,但也无好的办法。伊万先生说“松散砂砾石层钻进取芯,前苏联钻探界曾投入大量人力、物力、历时30多年,至今未找到很好的方法。” 静力触探主要适用于粘性土、粉性土、砂性土。静力触探适用于地面以下50m内的各种土层,特别是对于不易取得原状土的饱和砂土和高灵敏度的软粘土地层的勘察,更适合采用静力触探进行勘察,来划分土层及土类判别。 综合分析,认为地质雷达法测试的优点是能描绘出整个断面的深度随位置的关系曲线;从测试方法上来说,地质钻探法对于松软、饱水砂层,存在钻孔极易坍塌、地层分界线被误判的问题,且测试费时、费用高,且测试的是少数几个点位的砂层厚度,代表性不强;从测试原理上而言,静力触探非常适用于原状土的饱和砂土和高灵敏度的软粘土地层的勘察,测试结果精确,但测试费时、费用高,且测试的是少数几个点位的砂层厚度,代表性不强。 由表1可以看出,采用地质雷达法来对填筑砂层和吹填层进行分层分析,具有足够的准确度。 3 沉降观测及计算对比分析 汕头东海岸新城WE3路,采用在已填筑的砂层上逐渐往前推进的填筑方式,每个断面的填筑在较短时间内就完成了,可以视为一次填筑。根据吹填前的地质勘探所得各地层的分布和参数,以及以上试验断面用地质雷达法所测试的吹填淤泥和填砂层的厚度,对6个断面的总沉降量及沉降s随时间t的关系,进行了计算。总沉降量计算采用分层总和法,沉降s随时间t的关系采用太沙基一维固结理论。计算方法如下: 在试验路段,也进行了沉降观测。沉降观测采用沉降板,因填砂层底是淤泥层,淤泥层不能承受沉降板的重量,故在淤泥层顶放置沉降板,没有意义。故在填砂层完毕后,沉降板放置在填砂层顶,并加以保护和固定,保证沉降板不受潮汐和雨水的影响,且能随基底一起沉降。沉降观测数据至今已逾一年,观测结果如图5、图6所示。 沉降观测值和各种沉降计算结果如表2所示。可以看出,按地质雷达法测试的土层分布计算的填筑后365d的沉降计算值,和沉降实测值比较接近,误差在10~44mm之间,6个断面的平均误差为20.3mm;按地质钻探法测试的土层分布计算的填筑后365d的沉降计算值,和沉降实测值误差较大,误差在19~82mm之间,6个断面的平均误差近50mm。 4 结论 采用地质雷达法来对围海造陆中的土层分层测试,具有较高精度,与静力触探法相比效率高,成本较低,且能显示全断面的土层分层;地质钻探法在松散砂层中钻探取芯困难,导致土层分层的误差较大,从而导致沉降计算误差较大。测试分析对比结论,能对相类似工程提供借鉴参考。 地质雷达论文:地质雷达无损探测技术在隧道检测中的应用分析 摘 要:随着计算机信息技术的发展,地质雷达无损探测技术在我国隧道工程的检测当中应用越来越广泛。文章阐述了地质雷达探测技术的基本原理,依托某隧道工程实例,对地质雷达无损探测技术在隧道工程检测中的具体应用进行了论述。期望通过文章的研究,能够对提高隧道工程的施工质量有所帮助。 关键词:地质雷达;无损探测技术;隧道;检测 进入21世纪以来,我国交通和水利的发展越来越快,从而各类隧道工程的建设也越来越多,隧道工程的质量检测是非常关键问题。以往隧道工程的开挖的方式主要是直接爆破,达不到工程预期的效果,从而影响了隧道混凝土衬砌造成较大难度,使得衬砌层厚度无法满足设计要求。随着科学技术的发展,隧道工程的施工方式发生了变化,工程开挖质量得到了很大的改善,但是仍然存在着很多问题。此时高效率全方位的地质雷达无损探测技术就出现了,为隧道工程的检测提供了准确的数据。论文以某隧道工程为实例,来对地质雷达无损探测技术进行分析。 1 地质雷达探测技术的原理分析 地质雷达设备主要由控制主机和天线两个部分构成,主机的功能为提供控制信号,天线的功能为发射或接收超高频电磁波天线发射电磁波后,电磁波在衬砌和围岩内传播,一旦遇到内部裂缝、衬砌边界、孔洞、围岩时就会发生电磁波反射,由天线接收反射的信号,并将其传送至主机,主机负责全程记录、存储、显不反射信号的强度、走时等信息反射信号的强弱与反射界面面积、平整度以及两侧物性差异有关,反射信号往返时间长短则与反射界面距离有关通过分析反射信号的相关信息,可以判定反射界面的位置和两侧介质的性质,获取围岩结构状态,衬砌厚度、劈裂、孔洞的形状与位置等参数,实现无损探测。地质雷达探测技术的工作原理如图1所示: 图1 探测原理示意图 2 某隧道工程实例地质雷达无损探测技术的应用分析 论文以某隧道工程实例为依托,对地质雷达无损探测技术的具体应用进行论述。该隧道是基于新奥法的原理进行设计施工,衬砌形式为复合式衬砌,为确保隧道工程的整体质量,决定在施工过程中,采用地质雷达无损探测技术对关键工序进行质量检测。 2.1 雷达设备的选择及参数的设置 在应用地质雷达探测技术对隧道工程进行质检的过程中,应当结合工程实际情况选择地质雷达,并对相关参数进行合理确定基于本工程的特点,经过多方面综合考虑,最终决定选用RAMAC/GPR型地质雷达,配以500mHz屏蔽天线该雷达的特点如下:高集成化、真数字式、体积小、重量轻,是目前唯一一款能够由单人进行操作的探地雷达其功耗较低,主机功耗仅为25W,系统耗电量较低,无需电瓶供电,给野外工作提供了极大的方便在质检过程中,需要重点控制的参数如下:采样频率设置为7005mHz;采样点为483个;叠加次数为8次;触发方式为时间触发。 2.2 检测项目及检测要点 2.2.1 支护厚度检测。在不考虑其它影响因素的前提下,由地质雷达天线发射出的雷达波中,空气直达波是传输速度最快且最先抵达接收天线的,次之的是表面直达波,反射波居于最后在影响反射波能量的各种因素当中,隧道围岩与混凝土的物性差异是关键性因素,研究结果表明,两者之间的差异与反射波的能力成正相关的关系,雷达波经由隧道围岩和混凝土界面反射至雷达中的。反射信号在图像中的具体表现为强振幅和连续同相轴,基于这一特性,便可在地质雷达中准确读取出混凝土的厚度。 2.2.2 二次衬砌厚度检测。隧道内的围岩与一二次衬砌间存在着非常明显的差别,具体体现在物性和成分上,正是因为这此差异造成了围岩、一次衬砌和二次衬砌三者间的介电常数不同,尤其是在衬砌与围岩间当电磁波经衬砌进入到隧道围岩当中时,通过观察能够发现如下现象:即反射波的振幅增大、视频率降低相关研究结果表明,电磁脉冲在结构层的各个界面当中均会发生一定程度的反射,并且不同结构层中的电磁脉冲速度均不相同,按照反射的速度与时间,再借助相应的计算公式,便可求出隧道结构层混凝土的具体厚度。通常情况下,电磁脉冲在混凝土当中的传播速度可预先获知,基于这一前提,采用地质雷达对隧道衬砌混凝土的厚度进行检测时,关键环节是准确获得电磁脉冲在各个结构层当中反射时间。 2.2.3 脱空区检测。由于空气与混凝土的物性差异较大,从而导致了两者之间的介电常数存在很大的差别。在隧道工程施工时,若是衬砌混凝土的背后回填密实度未达到设计要求,便会使混凝土与围岩之间形成缝隙,此时电磁波在经过空气与混凝土界面时,就会出现较强的反射信号。相关研究结果表明,脱空区的区域越大,在雷达图像当中的围岩界面就越清晰通过观察可以发现,在雷达图像中的反射波呈弧形,并且多次出现,同时反射波具有同相轴的特点,它出现的位置一般都在混凝土层下方,随着时间的变化反射波的能力会随之增强为此,可按照雷达波在隧道洞内的传播速度和介电常数对脱空区的大小进行计算,同时按照水平距离还可求出脱空区的具体范围 2.2.4 钢拱检测。雷达设备发射的电磁波在传播过程中存在能量传递由于传播导体的电磁性差异较大,所以使得电磁波在传播过程中一旦遇到金属材料等良性导体,就会产生强烈的反射现象。在隧道工程施工中,经常会使用到钢支撑和钢筋网,这两种金属材料结构均属于良性导体。在运用雷达无损探测技术进行隧道检测时,如果混凝土中存在钢拱,那么就会在雷达图像上显不明显的、呈月牙形的反射信号,且每一个钢拱均会有一个对应的反射信号;如果混凝土中存在钢筋,那么就会在雷达图像上显不出强烈的、呈连续点状的反射信号根据雷达无损探测获取的信号形状及雷达图,可得知钢筋、钢拱数量及其分布情况等信息,用以判断钢拱和钢筋用量是否满足工程设计要求。 3 结语 总而言之,隧道工程施工质量检测是一项较为复杂且系统的工作,在不影响施工正常进行的前提下,对各道工序施工质量的检测,一般都是采用无损检测技术本文依托某隧道工程实例,对地质雷达无损探测技术在该工程中的应用进行论述,结果表明,地质雷达能够准确检测出隧道的施工质量,为工程整体质量的提升提供了强有力的保障。 作者简介:房俊超(1981.04- ),男,陕西商洛人,本科,中铁十二局集团第三工程有限公司,工程师。 地质雷达论文:地质雷达在隧道检测中的应用 摘要:隧道因其特有的结构和功能要求,往往施工难度大,容易出现初期支护背后脱空,二次衬砌混凝土厚度不足等问题,给施工和运营造成相当大的危害。为了避免类似问题的发生,就必须在施工过程中及时发现质量隐患并及时清除,通过地质雷达方法检测正好解决以上问题。它以其高分辨率和高准确率,快速、连续且高效的无损检测方法很快得到人们的认可,经过长期实践和不断发展被广泛应用于隧道衬砌质量检测中。本文介绍了地质雷达工作原理与工作方法,并探讨了地质雷达在隧道检测应用时的技术要点。 关键词:地质雷达;二次衬砌;背后脱空 一、地质雷达工作原理与工作方法 (一)地质雷达的工作原理 地质雷达作为一种电磁技术,可以对地下的不可见目标进行定位。其工作原理是:以高频电磁波的脉冲形式,通过电线定向传入地下,反射回地面的电磁波被地面仪器接收。由于地下不可见目标的不同,病害的类型也不同,那么电磁波到达之后会反射回不同的形式。再根据其返回波的性质进行分析,得到地底隧道病害的真实情况。地质雷达并不适用于所有类型的病害检测,其必须要具备一定的基础条件,即衬砌或岩体中存在的孔洞与周围物质的相对介电常数差异较大。此外,我们还可以根据病害的时间,将病害类型的检测分为建设之前和后期维护,即地质的超前报告以及隧道健康监测。只有两种检测同时应用,才能有效的施工建设,并且在建设中、完工后避免意外,从而保障隧道运营的安全。 (二)地质雷达工作方法 目前常用的时域地质雷达测试方法有环形法、宽角法、多天线法、剖面法等,其中。以剖面法结合多次覆盖技术应用最为广泛。剖面法是发射天线(Tx)与接收天线(Rx)以固定间距沿测线同步移动的一种工作方法当发射天线和接收天线的间距为零时,也就是发射天线和接收天线合二为一时、称为单天线形式,反之称为双天线形式。剖面法的测试结果可以用地质雷达时间剖面图像表示,其横坐标记录了天线在地表或衬砌面的位置,纵坐标为反射波双程走时,表示雷达脉冲从发射天线出发经过地下界面反射回到接收天线所需要的时间。这种记录能够准确描述测线下方地下各反射界面的形态,需要指出的是由于地下介质对电磁波的吸收,来自地下深处界面的反射波会由于信噪比过小而不易识别,这时可应用不同天线距的发射和接收天线在同一测线上进行重复测试,然后将测试记录中相同位置的记录进行叠加以增强对地下深部介质的分辨率。 二、地质雷达在隧道检测中的应用技术 (一)地质雷达检测参数 地质雷达检测时的参数设定是否符合紧切关系到检测的效果。主要的检测参数包括:采样率、天线中心频率、时窗、发射天线与接收天线的间距、测点点距。 1、时窗选择 W=1.32dmaxM(2) 其中:M为介质中电磁波的速度(单位:m/ns)dmax为探测深度(单位:m)。 2、采样率的选择 采样率(时间采样间隔)是记录的反射波采样点之间的时间间隔。按照尼奎斯特采样定律采样频率至少要达到天线中心频率的3倍。为了使记录波形更完整,建议采用连续测量工作方式,采样率取中心频率的6倍。 (二)地质雷达检测工艺 1、布置测线 检测隧道之前,一般沿隧道拱顶、左拱腰和右拱腰,以及左边墙和右边墙做5条测线。布线时要注意周围的详细情况,应该远离地面噪声源,剖面线必须能提供测区内充分的细节,并使工作量最小。注意,对于特殊的检测位置要特殊布线才能达到需要的精度。 2、标定里程 当雷达天线扫过检测剖面时,雷达设备不能自动地在图谱上标定出检测位置。主机采集到的数据是一系列平滑、连续的彩色图谱。因此,需在检测前对隧道作出里程标识。一般是从隧道的进口处开始,每5m用醒目的红色油漆在隧道的边墙上作出一个/o0标识。检测中,当天线扫描过该标识时,通过连接在主机上/Mark0端口上的打点器打点,每按动一次打点器,在与天线位置相对应的图谱上标出一条明亮的/Mark0线,如此才能准确地找出图谱上各检测点对应的实际里程位置。 (三)地质雷达波形分析 隧道现场施工过程中,主要有过程质量控制和二衬成型检测,过程控制中,主要检测隧道初期支护完成后,初期支护厚度、钢拱架间距、初期支护背后脱空等;二衬施工完成后,主要检测二衬厚度、钢筋间距、二衬背后脱空等情况,就各种检测主要如下: 1、初期(二次)衬砌背后空隙判断 初期(二次)衬砌背后空隙是指隧道衬砌背后没有全部回填,初期(二次)衬砌与围岩间存在的空洞。由于空气与混凝土的介电常数差异较大,衬砌与围岩之间有明显的空隙,图像中就会表现为衬砌界面反射信号增强,如果空洞较大,还会在界面信号下方产生绕射信号。 2、初期支护钢架判断 隧道初期支护完成后,为分析钢架支架距离,判断钢筋有无,当混凝土中有钢架时,反射信号为分散的月牙形强反射信号。每一个月牙表示一根拱架。通过判断检测是否符合设计要求。 3、隧道二次衬砌钢筋判断 隧道二衬施工完成后,为分析二衬中钢筋距离,判断钢筋有无,连续的小双曲线形强反射信号,每一点信号代表一根钢筋,钢筋保护层越小,信号越明显,通过上面距离以及显示根数来判断,是否符合设计要求。 4、隧道二衬厚度判断 隧道二衬厚度检测,是隧道的主要检测项目,是隧道质量控制的重要指标,隧道衬砌厚度直接影响到衬砌结构承载能力和隧道使用寿命,使用雷达扫描已经成为重要的控制手段。二衬和初期支护由于物理成分和物理性质存在着很大差异,介电常数存在明显差异,特别是衬砌与围岩之间,电磁波从混凝土进入围岩时,反射波形振幅显著增大,频率降低。 隧道混凝土厚度是根据电磁脉冲在各结构层见面反射时间和各结构层中电磁波的传播速度计算得到的。厚度检测的关键是确定电磁波在隧道各结构层中传播时问。然后根据电磁波在混凝土中的传播速度计算出结构层的厚度。 三、隧道衬砌地质雷达检测时应注意的问题 地质雷达在隧道衬砌检测中已经得到了广泛的应用,但仍存在不少问题,如:(1)由于支护表面不平整引起的里程记录上的误差和对检测结果的误判;(2)隧道内的照明电缆、机械等对雷达波产生很大干扰,影响后期数据处理过程中对信号的解释。为此,现场检测时应确保天线与衬砌表面密贴。并尽最保证移动速度均匀,对表面不平整段落可采用时间触发进行探测,现场应随时记录可能对雷达波产生干扰的物体及其位置。另外,雷达检测二衬厚度的精度与所取介质的介电常数息息相关。因此,通过查表选取介电常数履然是不可取的,必须在检测前对衬砌混凝土的介电常数作现场标定。 地质雷达检测可用于施工过程质量控制和竣工验收质量检测。目前较多隧道建设管理部门存在重视竣工验收质量检测、忽视施工过程质量控制的现象,这是不可取的。隧道衬砌是隐蔽性工程,仅凭传统的目测或钻孔等方法难以对施工质量进行有效全面的控制,这就导致施工中容易遗留空洞、初喷或二衬厚度不足等质量问题,如果等到竣工验收再发现这些质量问题显然为时已晚。为此,施工过程中的地质雷达检查尤为重要。笔者建议隧道衬砌地质雷达检测可参考隧道衬砌质量检测流程图,以便更好地控制隧道建设质量。
电子测量技术论文:电子测量技术的发展及应用 【摘要】本文通过介绍电子测量技术的相关内容,包括电子测量技术产品的发展及应用、电子测量技术的发展及应用优势,以及电子测量技术在未来社会的发展及应用方向等几个方面内容,重点介绍未来电子测量技术在软件平台、总线接口、虚拟测试和专家系统等方面上的应用情况,分析和探究电子测量技术的发展及应用,以期能够给予广大的电子测量技术人员和相关部门一些参考和帮助。 【关键词】测量;电子测量技术;发展及应用;分析和探究 一、引言 新形势下,随着现代化科技的蓬勃发展,电子测量技术在实际生活中的发展及应用越来越受到人们的广泛关注和重视。电子测量技术,作为大多数电子产品精密及准确测量的重要技术,广泛应用于测量电能量、信号特性及其所受干扰、元件及电路参数等电专业的测量。就目前的电子技术市场来看,可以说,电子测量技术的应用早已进入了一个较为理想和成熟的发展环境。对于新时期下如何进一步促进电子测量技术的发展及应用,需要从事电子技术行业的技术人员加以重视考虑,可以从电子测量技术的软件平台、总线接口、虚拟测试、专家系统等几个方面加强分析和探究。现具体分析如下。 二、电子测量技术的产品发展及应用 电子测量仪器,是基于电子测量技术,并结合计算机技术、通信技术、数字技术、软件技术和接口技术等发展起来的一种机械测试系统。从国家安全角度、经济产业角度以及科技发展角度来看,融合了大量的高新科学技术的电子测量技术与电子测量仪器工业有着密不可分的关系,同时也被广泛运用于各个领域,为国家的科技进步和原创核心技术的发展带来了重要的推动作用。而未来电子测量仪器的发展,则主要集中在测量仪器的通用化、模块化、网络智能化等各个方面上。 三、电子测量技术的发展及应用优势 从目前的电子测量技术发展程度来看,电子测量技术主要具有以下几个方面的优势。 (一)电子测量技术的测量频率范围宽、量程广 相对于以往的测量技术来说,电子测量技术具有测量频率范围宽、量程广等优势。通过电子测量技术的实际应用,能够利用电子测量仪器,进行深海压力、高温炉温度等特殊环境下的测量工作,一定程度上降低了测量人员的工作强度,同时也有效保证了测量结果的准确性和客观性。此外,电子测量技术的测量频率范围宽、量程广,还表现在测量电子欧姆表的测量能力上。通过电子欧姆表,可以测量几欧姆到几十兆欧姆的电阻,整个量程跨度的数量级高达7个。 (二)电子测量技术测量准确、高速 由于电子测量技术测量准确度更高,测量速度更快的应用优势,促使电子测量技术在社会各行各业的应用越趋于广泛,尤其是在时间和频率等问题的测量上,更具备发展优势。从电子测量技术的测量速度能力来看,电子测量技术主要是采用电磁波或是电子运动来实现的,相对于传统的测量技术而言,其测量效率相对要高出很多,且测量结果的误差也要更小。 (三)电子测量技术能够实现遥测以及不间断测量 电子测量技术的遥测优势,具体表现在电子测量技术能够帮助人们解决在不便长期作业或是难以直接到达的区域的测量工作,而且不间断测量,又能够保证测量的数据具有高度的实时性。同时,电子测量技术的显示方式又较为直观、清晰,能够为测量人员的测量工作带来更大的便捷性。例如在测量发光二极管时,电子测量技术将数据以数字的直观形式显示出来,将频率以示波方式显示在荧光屏上,都能起到直观、清晰分析参数信息的重要作用。 (四)电子测量技术与计算机技术的相结合 除了上述三种优势之外,电子测量技术还实现了与计算机技术等多种高新技术的相结合。通过利用D/A、A/D的变换功能,能够将电子测量技术测量得出的电信号传输到计算机上,达到方便保存测量数据和及时做好记录的目的。尤其是当今微型计算机的不断发展,更是使得电子测量技术的测量结果能够便于随身携带,及时对需要更改的数据参数进行记录和更新保存,进一步体现了电子测量技术的多功能、高性能。 四、未来电子测量技术的发展及应用方向 通过综合考虑当前的电子测量技术,了解到未来电子测量技术的发展及应用方向主要集中在软件平台、总线接口、虚拟测试以及专家系统等层面上的革新和进步。 (一)基于软件平台的电子测量技术 软件平台技术,是电子测量技术的重要组成部分。在未来的电子测量技术发展中,应该重视软件平台技术的研发,包括软件的可兼容性和可移植性等方面。同时,重点对软件技术的DCOM、CORBA、COM等语言的研究,也能够进一步提高电子测量技术软件的综合应用。针对这种情况,一方面,电子测量技术人员应该致力于提高电子测量软件的集成性,解决测量软件在移植、兼容和重用等方面上的问题,以便实现测量软件在异构环境下的普及应用。另一方面,电子测量技术人员应该让被测量对象和客户之间保持相对的独立性。在不了解被测量对象的具体位置以及测量过程的前提条件下,客户可以通过利用软件平台技术,实现整个测量语言在整个电子测量软件平台系统的集成。 (二)基于总线接口的电子测量技术 总线接口,在电子测量技术的发展中,充当着组合电子测量系统,促使电子测量系统模块化、标准化的重要角色,能够为整个电子测量系统的软件、硬件提供兼容和互换环境。通过在电子测量系统中推广使用总线接口,还能够减小电子测量仪器的重量和体积,保证测量进程的便捷性。与此同时,由于总线接口高度的可靠性和简洁的系统设计,也方便技术人员对电子测量系统的日常维护工作,便于系统的简便升级和换代。 (三)基于虚拟测试的电子测量技术 近年来,随着电子测量技术与其他多种高新科技的相融合,虚拟技术在电子测量技术中的应用也日趋普及。采用虚拟测试技术,能够优化测量结果数据,改进电子测量技术过程的具体参数,增强电子测量技术的工程实用化。就目前来看,将虚拟测试应用到解决电子测量技术的实际问题当中,不但能够起到有效指导被测对象进行实际测量工作的作用,同时对于整个测量的数据进度以及测量效率的提高,也有着不容忽视的意义。 (四)基于专家系统的电子测量技术 专家系统,是在模拟人类专家的基础上,通过利用互联网上海量的数据信息和经验,对电子测量技术中出现的问题加以判断和推理,并提供相应的解决措施的一种计算机系统。同时,专家系统技术的采用,还可以让整个电子测量系统更加具备扩充性、灵活性,起到改进和完善整个电子测量系统的重要作用。在未来电子测量技术的发展应用中,加强专家系统的研发,对于提升整个电子测量系统实现高效、精准化管理和运行,有着不可取代的推动作用。 五、结束语 通过电子测量技术的分析和探究,促进广大电子测量技术人员及相关部门对电子测量技术的认识和了解,掌握未来电子测量技术的发展方向,普及电子测量技术的应用,对于推动整个电子测量技术行业的发展进步,有着极为重要的研究意义。 电子测量技术论文:基于创新人才培养的“电子测量技术”课程教学改革探讨 摘要:“电子测量技术”是电子信息类本科生的主要专业课之一,为了适应培养创新型、复合型人才目标的需要,针对目前教学中存在的问题,对本课程的教学内容、教学方法及考核方式进行了有益的改革探索。实践表明课程改革调动了学生的积极性,达到了良好的教学效果。 关键词:电子测量;教学改革;创新型人才 培养具有实践创新能力的应用型人才是当今高等教育的培养目标之一,课程教学改革是培养创新人才的根本措施。“电子测量技术”是现代科学获取信息的重要手段,是从事现代电子科学研究的必备基础,该课程也是电子信息、电气自动化和机械电子等专业的骨干专业必修课程,旨在提高学生所学专业课程中的专业基础理论和单元技术知识及独立设计、构建、调试仪器与检测系统的能力,强化学生对仪器与检测系统工程的感性认识。本课程是实践性非常强的一门专业课程,近年来,随着科技迅速发展,特别是随着自动化技术和信息技术的发展及其在工业控制中的广泛应用,电子测量技术在测量技术的研究、生产测试方法、信号处理方法和技术等方面发生了一系列的变革。为了配合高等学校培养实践创新性人才的需要,同时也为了培养的人才能适应现代科学技术的发展,教研室人员对“电子测量技术”课程的授课内容、教学方法和考核方法等进行了一系列的改革探索,教学中的实践证明该课程的一系列改革取得了良好的教学效果。 一、课程内容的改革 由于目前科学技术的迅速发展,电子测量技术正从传统的电子测量仪器向智能化、复杂化自动测试仪器和虚拟仪器等方向发展,使得当前的“电子测量技术”课程内容结构已经不能满足当前人才培养的新要求。其主要缺陷包括电子测量技术教材建设的滞后,该课程内容未及时全面反映技术新发展而导致体系陈旧等。因此,电子测量技术教材应与时俱进,在讲述传统测量内容的前提下应补充智能化仪器、虚拟仪器和复杂自动测试系统等一些新的技术理论,以及先进的仪器设计方法和操作方法,而且授课内容应全面反映现代测量技术的新方向和新技术。 在该课程教学内容的改革中,主要以电子测量技术的教学大纲为主要依据,以该课程的原理、结构和测量系统为主要体系,从电子信息科学的角度来理解和观察该课程,突破以往教学中就器件论器件的传统教学方式,努力做到思路开阔,层次清晰,阐述准确,结构科学合理。按照“理论教学模块”和“实践教学模块”相结合的体系结构进行授课,课堂教学主要采取理论教学模块,重点讲授该课程教学大纲基本要求的内容。内容主要分为:检测系统的误差理论部分,非电量检测方法及智能仪器设计应用部分,信号调理与数据采集技术部分和检测仪器系统设计部分。辅以实践教学模块,主要以实验教学、调研论文、智能仪器及虚拟仪器测试技术综合设计为主。 根据学生的专业方向选取不同的授课教材,并且根据不同的专业实际情况自编讲义加以补充,主要对教材中没有涉及的内容和讲解不充分的内容进行补充。还可以联系社会热点问题,如社会上地沟油问题出现之后,教师随时给学生补充探讨地沟油的测量方法,这样课堂和现实生活紧密联系在一起,使学生感觉到课堂授课内容的重要性和实用性,提高了学生课堂听课的积极性。 为了在授课中缩短理论与技术实践的差距,在课堂授课中,通过运用案例教学,大大提高了学生解决客观实际问题的能力,教学过程中进行校际合作,提高教学效果。让学生从教学内容融入到实际科研项目中去,比如讲到电磁检测时,给学生列举一些在研的省部级科研项目,使学生了解管道泄露的不同检测方法,使学生认识到某一种物理量不同测量方法,让学生体会到检测一些物理量的新方法、新思路,引发学生思维,激发他们的创新意识,取得了很好的教学效果。 为适应创新型本科人才培养目标和教学实际,在实验课程的教学中,把理论教学和实验教学结合起来,适当增加设计型实验和综合型实验对学生能力的锻炼,共设计了4个验证性实验和3个设计性实验。实践教学中一方面为了使学生理解电子测量技术的基本原理保留了基础性的实验,另一方面,开发了新的工程应用性综合性实验,可以对高年级各专业学科之间的学生因材施教。 二、教学方法的改革 1.重视第一堂课的教学 课程的第一堂课是最基本的,对培养学生对该课程的兴趣也至关重要,所以如何激发学生对该课程的学习兴趣,吸引学生的注意力是第一堂课要解决的主要问题。一般在第一堂课中,主要结合课程教学内容,列举大量学生熟悉的实例,如电阻、电容的测量方法,电饭煲、空调等家用电器中温度如何控制和检测,主要讲解一些生活常用电器的检测技术。采用问题式教学方法,使学生提高学习兴趣,如空气中的微尘颗粒对人体健康具有很大的危害,如何测量微尘的浓度和颗粒大小;啤酒厂对发酵温度等参数的自动测量,然而如何获得这些参数以及机器人如何识别周围环境等等。结合实际应用,使学生充分了解上述物理量测量的一些智能仪器,通过课堂讲授的这些实例深深激发了学生的学习兴趣,使学生逐渐认识到学习该课程的重要性,为学习该课程的后续内容作了充分的准备。 同时教师根据所讲授的内容安排一些自学任务给学生,让学生在课外学习中查找资料或参加各种实践活动来完成任务,教师只是在必要时对学生进行专业知识的指导和帮助,发挥一种引导作用。这样使学生的课外实践学习和本课程始终相关,使学生在完成学习任务的过程中,充分发挥自身的主动积极性,体验到了成功的喜悦,满足了他们表现自我的愿望,同时也学到了原本以为非常神秘高深的知识,促进了学生学习和掌握知识的能力。 电子测量技术论文:“电子测量技术”一体化教学教改内容探讨 摘要:“电子测量技术”是一门技能性极强的课程,其教学目标是让学生熟练地掌握一些常用电子仪器的使用。为了更有效地实现教学目标,从教学场所、教师素质等七个方面来探讨其一体化教学的教改内容,力争使一体化的教学合理、可操作和有效,使学生的综合素质得以切实提高。 关键词:电子测量技术;一体化教学;教学效果 所谓一体化教学,就是以学生为主体,把“教、学、做”融为一体,即把理论教学与实践教学有机地合二为一的教学过程,它体现了以培养学生的动手能力和发现问题并解决问题的能力为本位的教学特点,教师的教学过程围绕着以学生会“做”为主要目的而进行设计,从而提高学生的学习兴趣并同时激发学生的创造性思维,使学生实现动脑与动手过程的有机结合,真正做到理论与实践相结合的新型教学手段,为实现高职人才的培养目标开创一种行之有效的教学手段。 “电子测量技术”是一门具有一定理论性,但技能性又特别强的课程,因此,其教学目标就是使学生能够熟练地掌握运用常用电子仪器来测量各种电路的参数,并由此判断电路性能的优劣。所以,它最主要的教学目的就是教会学生如何熟练地操作电子测量仪器,即体现在让学生会“做”上。其教学目标正好与一体化教学的精神相吻合,故此,对“电子测量技术”进行一体化教学改革有其现实性、必要性和可操作性,它将更有利于实现“电子测量技术”课程的教学目标,并在一体化的教学过程中同时锻炼学生的动手能力和发现问题、解决问题的能力,从而更好地实现高职院校的人才培养目标。 对于“电子测量技术”的一体化教学改革,我们从以下七个方面着手进行。 一、教学场所的一体化 所谓教学场所的一体化,即把通常的理论教学场所(普通教室或多媒体教室)和技能训练场所(实验室、实训室或实习车间)有机地组合在一起,它既能满足理论教学的需要,又能满足实践教学的需要,从而使理论教学和实践教学能够紧密地组合在一起进行,其目的是给师生提供一个边教、边学、边做的合理空间,给一体化的教学实施提供场所保证。 在进行“电子测量技术”一体化教学改革时,首先要把教学场所转移到实验实训室,把该课程所涉及到的理论和实践技能训练内容全部在该场所进行,让师生真正做到了边教、边学并边做的一体化教学过程。 二、教师素质的一体化 通常的教学是理论教师进行理论教学,实验员、实训指导教师进行技能性教学,这容易造成理论教师不积极提高自身的实践技能能力,而实践教师也会同样不积极提高自己的理论水平,导致出现理论教学与实践教学各自独立,互相脱节的情况,对高职院校人才培养目标的实现造成一定的困扰,因此,对教师素质的一体化培养在高职院校中显得更为重要,特别是在进行一体化教学的执行过程中。既能胜任理论教学又能指导实验、实训操作的高素质一体化教师队伍,是实施一体化教学并实现其人才培养目标的关键因素。 教师素质的一体化,也就是通常所说的“双师型”素质的教师,它是一体化教学能够顺利实施的基础,也是一体化教学质量的保证,因此,在进行一体化教学改革时,“双师型”教师素质培养是至关重要的一环。 在实际培养的过程中,可通过组织理论教师利用节假日到工厂顶岗实习,进行技能培训;或让实验、实训教师传、帮、带理论教师,以弥补其操作技能的不足;或组织实践指导教师参加成人教育、自学考试以提高其理论水平;或让实践指导教师在理论教师的指导下从事相应专业的理论教学;或从企业技术人员中引进相关师资等形式,来培养一批一体化“双师型”师资队伍。 在进行“电子测量技术”一体化教改之前,就有目的地让理论教师参与到该课程的实验、实训教学过程中,当他们也熟练地掌握了实践教学技能后,就开展该课程的一体化教学改革,让这些教师充当该课程的一体化教学教师,从而也实现了教师素质的一体化,即理论教师与实践教师的一体化,同时指导学生的学与做,为实现一体化的教学目标提供技术保障。 三、教学过程的一体化 进行一体化教学时,其教学过程有别于理论教学与实践教学分开时的情况,一体化教学主要体现在师生的“边教、边学、边做”上,因此,“教、学、做”需有机地融合在一起进行。在一堂课当中,它们互相交叉地进行,主要让学生在“学中做”和“做中学”,充分发挥学生学习的主动性、能动性,充分启发学生进行思考,培养学生的思维能力和发现问题、解决问题的能力。在整个一体化教学过程中,教师的“教”则主要体现在对学生的“做”进行指导,对学生不理解的地方进行解释并启发学生对出现的问题进行思考,帮助学生充分发挥自己的能动性来解决问题。在这一过程中,学生是主体,教师只是起到辅导性、启发性的作用,充分体现了让学生在“做中学”的精神,有效地培养了学生的自主性、创造性学习能力和综合实践能力。 在“电子测量技术”进行一体化教学的教学过程设计时,我们充分地考虑了“教、学、做”的混合进行以及学生的主体性。如:设计“示波器使用”的一体化教学过程:教师辅导学生认识实验室示波器教师辅导学生连接相关仪器使示波器显示波形教师辅导学生使用并掌握面板上各开关、按钮的作用教师辅导学生读取示波形的参数教师辅导学生分析波形、参数的特性和正确性教师布置实训课题并辅导学生完成任务教师和学生一起总结教师和学生讨论示波器的组成及各部分电路的作用、工作原理教师介绍各种示波器及其特点、适用范围教师布置课后任务让学生查找有关示波器的使用范围及发展方向教师再布置开放性的实训课题并辅导学生完成任务教师和学生一起进行课堂总结结束。 四、教学方式的改革 实施一体化教学时,采用项目式的教学方式,即把电子测量技术的内容分为几个实训项目来实施,每个项目中则包含该项目所必须掌握的理论知识和实践技能能力,这有利于理论与实践的紧密结合,有助于更好地培养学生的综合素质和能力,也更加符合一体化的教学精神。 五、教学方法的改革 教改之前,理论教学主要以讲授法为主,实践教学主要以实验实习法为主。一体化教改后,则主要以教师指导学生独立获取知识和技能的教学方法为主,如练习法等,以启发式的教学方法培养学生独立思考问题、发现问题并解决问题的能力。 六、教学手段的改革 一体化教改后,教学手段主要以多媒体为主,特别是具有动画效果的实验、实训演示课件,以便增加现场感和学生的感性认识,同时活跃课堂气氛,使学生在轻松的环境下获取各种知识和锻炼各种能力。 七、人才培养模式的一体化改革 一体化教改之前,理论教学和实验教学采用分散式培养模式,实训教学则采用集中式教学培养模式。教改之后,则不再分理论教学和实验、实训教学,而是把“电子测量技术”课程采用集中教学方式,分为几个实训项目进行综合教学,把理论教学和实践教学揉合在一起,集中在一段时间内完成该课程的教学任务。这样,经过一段时间的连续性学习和训练,有助于学生熟练地掌握理论知识和实践技能,并有效地将理论与实践相结合,最终高效地完成课程的教学目标。 技术和知识正在日新月异地发展变化,因此,以培养生产、经营、管理、服务第一线技能型人才为己任的职业教育必须深化改革、加快发展,才能适应科技进步、知识更新和社会发展的需要。而作为职业教育的一种新型教学模式,一体化教学也必须与时俱进、不断充实、不断完善,才能发挥其积极、有效的作用,才能培养出适应社会需要的高素质技能型人才。 电子测量技术论文:浅谈学习迁移理论在“电子测量技术”教学中的运用 摘要:通过分析学习迁移理论的丰富内涵及形成条件,结合高校专业基础课“电子测量技术”的教学实践,提出了促进学习迁移的策略与方法。经过授课实践,这些策略与方法既可以减少学生探索新知识的盲目性,提高学习效率,又可以让学生根据自己的体验达到对学习方法的真正掌握,收到了很好的教学效果。 关键词:学习迁移;心向;电子测量技术 学习迁移是指在一种情境中获得的技能、知识或形成的态度对另一种情境中技能、知识的获得或态度的形成的影响。学习迁移的本质就是一种学习对另一种学习的影响,它是一种普遍的现象,贯穿于整合教学系统。它不仅存在于知识和技能的学习中,而且存在于认知策略和态度品德的学习之中。因此,“为迁移而教”已经成为当今教育工作者的共识。[1]按照学习迁移的规律展开教学活动,可以有效促使学生将知识、技能顺利转化为能力,这对大学生以后的工作、学习和生活都将产生深远的影响。“电子测量技术”是一门应用性很强的高校专业基础课程,通过该门课程的学习,能够使学生掌握近代电子测量的基本原理和方法,熟悉新型电子测量仪器的应用技术,使学生在以后的学习、工作实践中有能力制订合理的测量、测试方案,选用正确的测量仪器,以获得最佳的测量结果。因此,将学习迁移理论运用于“电子测量技术”这门理论与实践紧密结合的课程中,通过改进教师的教学策略与方法,更好地促进学生对该门课程的学习,这对于提高“电子测量技术”课程的教学质量有着重要的指导意义。 一、学习迁移的内涵和形成条件 1.学习迁移的内涵 现代认知心理学的相关研究,把对学习迁移的研究视角深入到了人的大脑,研究结果表明:迁移与人的信息加工过程有密切联系。迁移涉及到信息加工(信息的编码、存储和提取)的整个过程,同时,个人的主观因素――心向,也对迁移的产生起着关键作用。[2] (1)编码。学生能否将在一种情境中学习的知识有效地运用到另外一种学习情境之中去,在很大程度上与他们在学习知识时怎样对信息进行编码有密切关系。也就是说,学生对所获取的信息用什么方式进行编码、编码的水平如何、效果怎样等,将直接影响到后来在新情境中的学习。 (2)组织。迁移的产生与人对接受的信息所进行的组织与重组呈正相关。进行合理的组织,迁移的效果就好。没有进行组织或组织得不合理,就不能形成迁移或出现负迁移。 (3)辨别。有效的迁移是以有效的辨别为前提和基础的。心理学中有关前摄抑制的实验充分说明:学习者在两种学习情境中学习,如果对先前所学习的知识辨别不清,在后来学习中,先前知识会干扰新知识的掌握,这样就会产生负迁移。 (4)心向。迁移的产生不仅与人的认识过程相关,与人的动机态度也有关系。迁移与心向密切相关。心向也称定势,是指先于一定活动而指向这种活动的心理准备状态。它对于学习迁移既有可能产生积极影响,也可能起阻碍作用。当后面的任务是前面任务的同类课题或它的特例时,心向能对后来课题的学习起积极的促进作用。但是,当新的学习任务与先前任务不同类或者是需要灵活变通的相似任务时,心向就可能干扰新的学习,对学习迁移起阻碍作用。 2.学习迁移的形成条件 有学习就有迁移,但是,积极的、高水平的学习迁移通常不是自动发生的,而是需要一定条件、受到一些因素影响的。为了促使大学生积极、高效学习迁移的有效开展,大学教师必须了解影响学习迁移的条件,掌握促进大学生学习迁移的有效方法,根据学习迁移的规律有的放矢地指导大学生进行学习。相关研究已经表明,有效学习迁移的发生需要具备许多条件,这些条件既有外在环境因素,也有内在心理因素。其中最主要的条件因素有:学习对象的共同因素、已有知识的概括水平、认知技能与策略以及心理定势的作用等。[3] (1)存在相同成分的学习内容。有关学习迁移理论表明,两种学习内容在客观上存在一定的相同点是实现迁移的必要条件。通过运用、学习内容中存在的相同成分,促进学习迁移一般都能收到良好的效果。 (2)较高概括程度的已有知识。已有知识具有一定的概括性或结构性是学习迁移产生的最重要条件。布鲁纳在阐明原理和态度的迁移时指出,学生所掌握的知识越基本、越概括,对新学习、新问题的适应性就越广泛,也就越能产生广泛的迁移。 (3)一定的技能和策略。现代认知心理学研究结果表明,学习迁移是通过复杂的认知活动实现的。在迁移过程中,长时记忆中储存的已有知识发挥着重要的作用。这种已有知识既指陈述性知识,也包括通常称之为技能的程序性知识,还包括作为特殊程序性知识的认知策略。 二、促进学习迁移的策略与方法 在教育、教学实践中,学习迁移(正迁移)并不都是自然而然发生的,真正有效的学习迁移策略,是在教师真正理解了影响学习迁移的要素后,有效地运用正迁移的强大力量所采取的一系列措施。这些策略能在学生的学习过程中,促进学生的日常学习、问题解决和各类作品的创作。[4]在“电子测量技术”课程教学中,采用合适的策略与方法能够有效促进正迁移的产生,获得事半功倍的教学效果。 在实际教学中,要有效地促进学生形成积极的迁移,教师必须按照迁移产生的规律来确定教学内容、安排教学过程、选用教学的方式方法,也就是要依据迁移产生的心理机制来组织教学活动。[5]教师在教学过程中可以通过以下几个方法促进正迁移。 1.指导学生进行合理的信息编码 教师在进行教学设计和课堂教学活动中,必须充分考虑如何让学生进行合理的信息编码,要运用有利于学生以后能够更加灵活地提取信息的方法来传授知识、组织教学。 在“电子测量技术”课程的信号发生器一章中,需要讲解函数发生器的基本原理。其中,构成函数发生器的大部分基本电路,例如双稳态触发电路、比较器、积分器等,都是学生在之前的课程中学习过的。因此,可以采用启发式的教学方法,即,首先给出所需要的信号波形(矩形波、三角波、正弦波等),然后由学生利用已有知识,自行搭建函数发生器的电路模块。教师在此过程中仅给予必要的提示。当学生在利用三角波实现正弦波遇到障碍(新知识点)时,教师再将二极管整形网络引出,并详细讲解。利用这种启发式的教学方法,可以引导学生将已经掌握的知识和新知识有机地联系起来,使新知识能够纳入到学生的认知结构中。这种编码的结果使获取的信息不仅具有稳定性,而且具有清晰性和可辨别性,学生日后提取也就准确而方便了。 2.引导学生对知识进行科学的组织 无组织的知识不但阻碍学生学习活动的顺利展开,更能影响学生的迁移,因此,课堂教学在遵循教学方案的前提下,要按照知识本身的内在逻辑顺序依次展开,既要有教学的灵活性,又要体现知识的系统性。哪些该教,哪些不必教;何处需要多教,何处需要少教甚至不需要教等等,都应该做到心中有数,切忌把零零散散、支离破碎的知识教给学生。 仍旧以“电子测量技术”的信号发生器一章来说,噪声信号发生器是信号发生器的一种,常常用来帮助测量接收机的极限灵敏度,放大器的噪声系数等。在这一节中,噪声发生器的结构原理及其用途是重点,需要详细讲解。相对而言,各种噪声源,例如气体放电管噪声源、固态噪声源等内容,不仅涉及到了各种噪声源器件,而且与各种噪声有关。对于本科三年级的学生,所掌握的噪声相关知识非常有限,因此,噪声源的相关内容只需要简要介绍,以免干扰学生对噪声发生器原理等知识的理解和记忆。 3.帮助学生对所学的知识进行辨别 教师在讲授新知识时,既要引导学生认识新旧知识之间的联系,更要帮助学生弄清新旧知识之间的区别;既要引导学生掌握一般的原理,也要指导学生明确每个知识点的特点和应用范围,使学生能够把知识的概括和知识的分类有机结合起来。 混频器曾在“电子测量技术”的多个章节中出现(信号发生器、频率时间测量和相位差测量等),都是利用了混频器能够将两个输入函数进行相乘的特点,但应用目的、混频器个数却不尽相同。教师在讲解这些既相关又有所区别的内容时,可以采用前后对比的方法,这样不仅可以加深学生对相关知识点的理解,而且可以把它们的应用进行合理分类。 4.帮助学生建构迁移的心向 心向使人们倾向于以一种特定的方式进行反应,这种倾向性本身就是一种活动经验。这种经验对学习和解决新问题既有积极作用,又有消极作用。在教学中,既要注意利用心向的积极作用,帮助学生掌握解决同类问题的方法,又要培养学生积极动脑,养成对问题认真分析的态度,根据问题的特点采取灵活的解决方法,防止心向对学习的干扰。 电子示波器的相关知识点是“电子测量技术”课程的重要内容,其中,在讲解示波管偏转系统的原理时,教师可以结合学生已有的关于电子在磁场中受力偏转的知识进行分析。在学生掌握了相关知识点后,教师可以继续引入激光扫描测振仪的相关知识,使学生们学会触类旁通地分析同类型的不同问题,逐渐养成创新的思维方式。 三、结束语 “教是为了不教。”在当今信息社会,终身学习已是一种生存方式,这就要求大学教学不只是要让学生掌握几门学科的具体知识,更重要的是让学生“学会如何学习”。通过在中国地质大学(武汉)机械与电子信息学院的教学实践,充分说明了采用促进学习迁移的教学策略与方法,既可以减少学生探索新知识的盲目性,提高学习效率,又可以让学生根据自己的体验达到对学习方法的真正掌握。 电子测量技术论文:“电子测量技术”课程教学改革与实践 摘要:文章分析了“电子测量技术”课程的特点和当前发展趋势,介绍了该课程作为中国计量学院精品课程在教材建设、教学内容、教学方法和手段、实践教学、师资队伍建设等方面进行的一系列改革措施和创新性实践教学。 关键词:电子测量技术;教学改革;教材 “电子测量技术”是中国计量学院的一门特色课程。电子测量技术在科学技术、国防建设、工农业生产、通信、医疗、环保等各领域都有广泛的应用,在现代生活中电子测量技术也成为不可缺少的手段,例如电子称、电子表、电子体温计等等。“电子测量技术”课程的开设目的是使学生熟悉和掌握常用电参量的测量原理与测试方法,掌握典型电子仪器的原理、性能及使用方法;使学生能够正确选取适当的测量仪器组成测试系统,准确测量电测量及正确处理测量数据,以获得准确可靠的测量结果;同时要使学生了解电子测量技术在数字化、智能化、虚拟化、网络化方面的最新发展进程。笔者结合科研背景,尝试对本课程教学内容和教学方法进行改革与实践。 一、教材建设 教材的编写应具有科学性、先进性和适用性,立足理论与实践相结合,基本概念与现代技术相结合,注重作为教材的可读性和知识点的内在逻辑关系,深入浅出,系统而全面。我们根据“电子测量技术”课程教材变化和课程教学改革的需要,编写并公开出版了《电子测量技术》的新教材。[1]新教材主要有如下特点。 1.科学性 电子测量技术教材应该阐述测量科学的丰富内涵。本教材对测量和计量的基本概念给予准确科学的描述,介绍了经典误差理论和测量不确定的概念和评定方法,并将误差分析和测量数据处理贯穿于全书。 2.先进性 相比同类教材,内容较新、实用性强。例如示波器部分,许多教材介绍数字存储示波器原理时是在模拟示波器的基础上额外加一个数字化存储电路,经过数字存储之后的信号仍然需要转换为模拟信号送给静电偏转CRT进行显示。事实上在新型的数字示波器中,被测信号通过数字化存储以后不再转换为模拟信号,而是经过计算机处理,直接以像素的方式显示出被测波形。 3.适用性 “电子测量技术”是一门理论与实践结合紧密的课程,本教材的编写充分注重测试技术、实验方案在培养学生动手能力和创新能力中的重要作用。在教材内容的选择上突出应用型人才培养的特点,在介绍基本测量原理的同时充实应用实例。例如示波器的应用部分,介绍了示波器的基本测量方法、选择示波器应考虑的主要技术指标及使用示波器检测电子电路、AM/FM无线电测试和用数字示波器检测故障信号等。通过实例将学生的应用能力培养融汇于教材并贯穿始终。 二、理论教学 我们对“电子测量技术”课程的理论部分与实践教学进行了统一规划,重点加强学生实际测试测量能力和应用能力的培养。根据电子测量技术应用广泛的特点,在教学中突出实用性、前瞻性和趣味性。 1.课程网站 利用学校的Blackboard教学平台建立了“电子测量技术”课程网站。在此平台上设有网络课程,展示整个教学板块,学生可以自主选择要学习的部分进行学习。学生之间以及师生之间可以通过Blackboard 教学平台进行讨论、交流。 “电子测量技术”课程教学网站建有丰富的资源,设有网络课堂、教学课件、在线测试、视频资料、实践教学、知识拓展、讨论与答疑等板块。通过“讨论区”、“交流”等工具,可以实现教师生之间的交流与互动,很好地解决了师生课外交流少的问题;答疑板块及时为学生在学习中的疑问提供解答和帮助。通过讨论区教师可以及时了解学生在学习过程中碰到的学习难点和共性问题,以便在课堂讲授中进行更清晰的讲解。 如今高等院校都具备良好的网络设施,这为多媒体资源的共享提供了必要的硬件支持。在我们的网络教学平台上,有各种多媒体资源,如美国安捷伦公司、泰克公司、国家仪器(NI)有限公司的视频资料。多媒体资源能使枯燥且缺乏吸引力的内容变得生动有趣、图文并茂、动静分明,对教学有着很好的补充作用,尤其适用于“电子测量技术”这类综合性、实用性很强的课程。专业视频资源可以让学生了解电子测量行业的最新进展、电子测量仪器的正确操作和广泛用途。通常学生知道示波器可以测量电压、频率、相位,实际上在汽车修理中示波器也是很常用的仪器。 2.教学内容及方法 教学方法和手段的改革,就是要改变过去那种灌输式的教学方法,使学生能够以主动方式获取知识。现代教学模式中教师是教学活动的主导者,学生是教学活动的主体。教师一方面需要传授课本上的知识,另一方面更应传授分析问题和解决问题的方法,使学生由被动学习转变为主动探索。我们应大力提倡启发式教学方法,在教学过程中突出学生的学习主体地位,提高学生的综合能力。 在“电子测量技术”的教学中,课堂上主要是介绍电参量的测量原理及电子测量仪器的工作原理。我们使用动画、视频、LabVIEW软件进行辅助教学,给教学带来了新的活力。例如,电子示波器的扫描过程是一个动态过程,在书本上则只能给出静态的过程,在多媒体课件中利用动画,可使抽象的知识内容形象化、趣味化,加深学生对所学知识的理解和记忆,适合个性化学习,调动了学生学习的主动性、积极性。通过介绍一些当前新技术,比如教师有针对性地介绍自己的科研心得和成果,使学生了解电子测量技术的前沿动态。 3.考核评价 考核评价应当针对学生的基本素质培养效果和质量来展开。遵循知识向能力转化、理论向应用转化的原则,建立与教学内容相适应的考试模式,形成考知识与考理解相结合,考理论与考应用相结合,考能力与考创新相结合的评价体系,适应人才培养模式和教学模式的改革。在考核方式上,采取理论考试、实践考核和写读书报告三合一的考核方式。理论考试重点考核学生对理论知识的掌握程度;实践环节考核学生的动手能力及创新能力:设计一个电子仪器(如数字示波器、任意波形发生器),通过教学平台提交;写读书报告,针对电子测量领域的新测试技术、新测量仪器发表见解。 三、实践教学 实践教学的重要性是毋庸置疑的,它与理论教学相辅相成,在“电子测量技术”课程教学中起着举足轻重的作用。加强实验教学是为了能够培养学生的动手操作能力和创新思维能力,是培养创新型人才的前提。 “电子测量技术”课程教学改革强调理论和实践教学并重,在制订课程体系中,课程组就培养创新人才达成了共识:在学生创新能力的培养中,学习乃基础,思考是关键,实践为根本。通过调研和论证,结合现有的实验设备,选取一些具有创新设计价值的实验项目,让学生进行开发设计。为培养学生的操作技能、知识综合应用能力和创新能力,在实验内容的安排上建立由浅入深的多层次体系,以验证型实验为基础、设计型实验为主体、综合型实验为提升的实验体系,以培养学生的工程实践能力。由于“电子测量技术”课程需要培养学生利用常用的电子仪器(如各种电压表、示波器、信号发生器等)进行信号分析和处理的能力,因此开设一些仪器操作的验证性实验,同时,结合当前技术特点,利用现有的实验设备(如Labview软件)增加综合性、设计性、创新性实验。 随着计算机技术的发展,将计算机技术和仪器技术相结合,产生了一类新型测试仪器――虚拟仪器(VI)。虚拟仪器是一种由用户在计算机等通用设备组件的基础上自行定义设计的仪器。实际上,它是以通用计算机为核心的系统,配合一定的标准电子测量功能组件,利用专门编制的计算机应用软件实现信号的采集和后期数据处理等工作,并以一个如普通仪器面板一样的操作界面呈现出来。由于虚拟仪器技术具有实践性强的特点,对于学生的应用能力、创新能力的培养具有重要意义。利用计算机强大的软件技术,配上数据采集卡,学生可以自行设计出符合需要的各种电子仪器,如数字存储示波器、逻辑分析仪、任意波形发生器等。 四、结语 “电子测量技术”课程的教学改革是一项综合性的教改工程。近年来课程建设已经取得了一些成果,教学质量和教学水平正在逐年稳步提高。学生是课程建设的最大受益者,丰富的教学资源为学生学习提供了方便,综合性、创新性实验有利于学生深入理解和掌握课程原理,提高实际应用能力。通过课程建设也有力促进了青年教师的培养,他们参与教材建设、实验建设、网络资源建设等各方面的工作,并积极投身教学实践中,在课程建设中得到发展和提高。 电子测量技术论文:《电子测量技术》理论教学改革之实践 摘要: 本文对电子测量技术课程的理论教学改革的思路进行了阐述,并对怎样搞好电子测量技术课程的理论教学提供了教学改革方案。 关键词: 电子测量技术 理论教学 探索和实践 电子测量技术是一门综合课程,它的内容涉及很广。在以往的高职教学中,由于实习实训硬件条件较差,教学过于偏重于书本理论学习,加上高职学生与普通高校学生学习基础相比要差些,学生大多因学习吃力而渐渐失去兴趣,导致教学效果不甚理想。随着我国经济条件的改善,政府加大了对高职教育的基础设施和实验实训设备的投资,实验实训的硬件条件得到了巨大改变,加上校企联盟逐渐成熟化,形象化教学在高职作为重要的教学手段逐步得到推广。我院在创办全国高职示范以来,更是加大了实验实训的课时量,学生的职业能力得到了发展。电子技能是一项基于复杂脑力活动的高级技能,电子测量技术的课程教学亦有两个方面要求――原理学习和职业技能训练,二者并不矛盾,相互促进,故教学中不应厚此薄彼,这也是符合高等职业技术教育要求的。对于高职教学来说,怎样才能达到技能训练和理论学习的统一?如何使两者完美结合,使教学效果最大化,达到“润物细无声”的境界,是每一个高职教学工作者必须面对的课题。 在电子测量技术教改课程建设中,我院在加大实验实训课时比重的基础上,对于如何开展电子测量技术理论教学,进行了一些探索和实践。 一、重整课程模块 电子测量技术课程涵盖模拟、数字、电路和微机方面的知识内容,甚至涉及高数和统计数学方面的知识点,可谓内容“庞杂”,教师首先要对教材进行分析,明确理论要讲哪些内容、讲到什么程度,都要进行细致的分析。要寻找与实验实训内容的切入点,很好地将理论教学融合到实验实训教学中。为此,我们制订了新的课程标准和基于项目的教学设计,在对教材分析的基础上,把理论教学分为基础理论和新技术新仪器的介绍两个部分。基础理论部分是相对固定的,而新技术新仪器则是动态的,可以随时进行更新。电子测量技术课程理论教学可以分为五个模块,每个模块由若干要点组成。一是测量误差与数据处理模块,要求学生掌握电子测量误差分类以及运用测量误差理论进行测量数据处理及测量结果的表示。二是电子测量仪器的原理与使用模块,主要内容包括信号发生器、示波器、电压表、电子计数器原理与使用,学生通过实验任务完成,能熟练使用仪器。三是基本电参数的测量,主要根据测量任务,组建电子测量系统。四是电信号特性的测量,主要是使用频率特性测试仪和频谱仪原理和使用。五是小型电子测量系统的设计,内容包括信号发生器、时基发生器、频率计和数字电压表等设计项目,根据教学课时量的多少进行选用。其次是理论讲到什么深度,这要根据学生的就业方向决定。例如,就业方向是检测方向的,就要具有一定的理论支撑。电子测量技术理论要讲得深些,但是也要适度,要本着够用的原则。 二、加强理论内容载体实验实训项目的设计 我院进行了教学改革,把课程按职业能力递进思路分为两个层次。 一层主要是基本电子测量仪器的使用模块。该层主要体现在教学手段为“教学做合一”、强化“双基”能力的培养。在这个模块教学中,由于学生已经修完模电、数电等课程,如果把学生完成实验实训任务看成是“做”的过程,教师就要把理论知识嵌入到具体的实验实训项目中,理论教学实施可以在“做”前讲,可以“做”的过程中讲,也可以“做”后讲,即在实验实训任务完成后进行理论知识的归纳和总结。“复习”起到温故而知新的作用,是电子测量技术理论知识的“反刍”阶段,是知识系统化的过程,能够更好地体现“知识够用”的教学目的。在这个教学模块中,我们根据现有的实验室仪器,适时嵌入理论知识点,让学生看着具体的实物讲解电路原理和各旋钮的功能,从而避免了课程教学的抽象问题,有利于学生对理论知识的消化和吸收。例如在信号发生器应用实验中,嵌入模电的正弦信号产生以及波形变换等知识点。二层是整机测试模块。该层主要体现学生根据电子测量任务,组建电子测量系统,完成实际的电子测量实际操作,采集数据并且处理数据,提取被测对象最具特征信息的能力。它是“就业”前的适应期,能够起到加快学生职业能力养成的催化作用。我们在该层加入收音机装调和电视机调修两个实训模块。当然也可以根据不同的生产任务和岗位需求,适当调整模块的相应实训内容。 三、课赛结合,培养学生电子仪器的设计能力 创造能力是一个民族强盛标志之一,是一个国家快速发展的推进剂。电子仪器的精度和智能水平反映了一个国家的科技水平。为此,每两年国家都会举行全国大学生电子设计竞赛,在每年的设计题目中,都有关于电子测量仪器方面的、旨在提高大学生电子仪器的设计能力的题目。从2007年后,该项竞赛分为高职高专组和本科组两个组别。高职高专组更强调对动手能力、电路调试能力以及设计报告的撰写能力的考查,因而在电子测量技术教学中,我们有意识地加入小型电子仪器设计,通过设计了解电路设计步骤、设计方案选择、电路参数的计算、电路组装和调试。每个设计都是相对复杂的、综合的项目工程。例如在学完信号发生器子模块内容时,就可以进行函数信号发生器设计与制作;在学完电子计数器后,进行数字频率计的设计和制作。经过几个电子设计项目之后,学生通过电子仪器的设计,理论水平和动手能力都得到了显著的提高,同时也激发了学生的创造热情。我院积极组织学生参加全国以及江苏省电子设计竞赛,都取得了较好的成绩。 四、通过网站建设,加大习题库和试题库建设,编写了大量试题和习题 这有利于学生课后知识的消化和自主学习能力的养成,也有利于学生“工学交替”,方便学生去工厂实习,学生遇到学习困难或者发现问题后,可以通过网络BBS论坛和电子邮箱,及时得到教师指导,有利于电子测量技术理论与实践的结合,从而进一步促进职业能力的形成。 五、跟踪电子测量新技术和新设备 电子技术的特点是发展更新较快。为了更好地应对变化,更好地与市场接轨,在电子测量技术教学中,教师要不断跟踪电子测量技术的最新发展,增加对新仪器介绍。例如在示波器内容学习时,教师有意识地讲解数字示波器方面的知识,每年全国电子设计竞赛都有关于数字示波器方面的设计内容,在岗位工作中,也有相当多的企业使用的是数字示波器;在信号发生器内容学习时,给学生介绍DDS技术――每年电子设计竞赛的热点,另外还要介绍虚拟仪器等方面的最新检测知识点。由于课时有限,教师讲授内容不可能过于细化,深度也要合适。对有兴趣深入的学生,教师要积极引导他们利用网络资源,查找相关的内容。关注电子测量技术的前沿知识,有利于学生毕业后更好地适应岗位的需求。 随着我院示范建设的不断推进,我院各方面的实验实训条件不断改善,教改项目的不断深化和细化,教学质量达到极大的提升,学生的职业能力得到很大的提高,但是还有一些问题依然存在,我们还要不断完善和改进,最终达到“止于至善”的目标。 电子测量技术论文:浅谈项目式教学在高职电子测量技术课程中的应用 摘 要:项目式教学是当前职业教育中一种比较有效的教学方法,也是当前职业教育教学改革的基本取向。电子测量技术亟待进行教学改革,文中阐述了项目式教学改革的具体实施方法,打破了知识的学科逻辑,精选引导项目和引深项目,教、学、做融为一体,引导学生在完成工作任务的过程中主动建构理论知识,激发学习能动性,提升学生的职业技能。 关键词:高职院校;电子测量技术;引导项目;引深项目 电子测量技术是高职院校电子信息类专业的职业技能性课程,它旨在培养学生电子测量综合应用能力以及对电子产品的检验技能,以使学生毕业后能胜任电子信息技术领域的设计制造、开发应用、安装调试、运行维护、管理及产品的销售与技术服务等方面的工作。近年来,我国电子信息产业得以迅速发展,对一线高素质技能型人才需求的数量和要求也越来越高。电子测量技术课程建设的好坏将直接影响到培养学生质量的高低。在新的教育形式下,认真探究电子测量技术课程的教学改革以改进教学方法和模式、提高学校总体质量就显得尤为重要了。 一、电子测量技术教学改革的紧迫性 1.高职院校电子测量课程授课对象的现状客观要求进行教学改革 高职院校的扩招使学生生源中文科生的比例大增,这些学生的工科基础理论相对薄弱;电子测量技术课程的授课对象多为大三学生,他们刚刚经历了专转本的筛选,这些学生的综合素质总体较差,搞错周期和频率单位、不知两者互为倒数关系的学生大有人在;部分学生有学习的欲望,但又苦于前面课程底子没打好。这些学生又有阳光、活泼,动手能力较强的优点,具有一定的可塑性。学生学习主动性是发挥智慧的基础,面对当前高职院校电子测量技术课程授课对象的现状,改进课程设置,加强该课程的内涵建设,将质量提升起来,是电子测量技术课程亟待进行教学改革的客观要求。 2.教育部有关高等职业教育的文件及当前“用工荒”现象主观要求进行教学改革 《教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》中明确指出“培养学生的社会适应性,教育学生树立终身学习理念,提高学习能力”“提高学生的实践能力、创造能力、就业能力和创业能力”“积极推行订单培养,探索工学交替、任务驱动、项目导向、顶岗实习等有利于增强学生能力的教学模式”等要求;《国家中长期教育改革和发展规划纲要》中也提出“把促进学生成长成才作为学校一切工作的出发点和落脚点”的要求。新一轮高职院校人才培养工作评估要求也需要我们系统地谋划教学工作,深化教育教学改革和管理模式改革,创新人才培养模式。准生产型的人才培养目标主观上也迫切要求电子测量技术课程进行教学改革。 二、电子测量技术教学改革的措施 高职教育教学方法的研究在逐渐深入,教学方法必须以培养高等技术应用型人才为切入点也得到了职教界的共识,广大教学工作者亦在积极探寻教学方法改革,改进教学模式。目前,我国高职院校电子测量技术课程教学主要存在如下两方面的问题。 其一,大部分高职院校电子测量技术课程沿用了传统教学体系,其教学方法和模式依旧桎梏于传统教学理念的影响上,教学内容没有从实质上突破传统单一式,理论色彩过于浓重,同时所授内容滞后于高职教育的需要,以至于并没有将学生的学习能动性完全地激发起来。其二,某些高职院校电子测量技术课程教学过程中,从其课程结构以及结果上来看,诸多方面有待实践中来完善。电子测量技术进行教学改革,其教学方法和教学模式具体怎样个改法,确实是门学问。现就我校电子测量技术实施教学改革的具体措施阐述如下。 1.彻底改变过去与任务相脱离的、单纯学习知识的课程模式,倡导以学生为中心的“教、学、做”合一的教学方法 项目式教学=理论教学+实验教学+实训,项目式教学不能说是高职教育发展的方向,但大家都在这样做了。可以说,项目式教学是当前职业教育课程改革的基本取向。电子测量技术课程必须彻底打破按照知识本身的相关性组织课程的传统模式,应该按照工作任务的相关性来组织课程。在基于工作过程的教学过程中,精心组织项目,教师在做上教,学生在做上学,通过营造愉悦的氛围,使学生学习不再成为一种痛苦的经历,不再避而远之。项目式教学模式易于激发学生在与工作任务的联系过程中主动学习知识的积极性,从而能更有效地培养学生的职业能力。 2.按照项目工作体系从宏观和微观两方面重构课程结构,适当删减理论知识,强调知识体系的纵向衔接 项目式教学突出强调课程结构,要让学生获得哪些知识,而且要让学生以什么结构来获得这些知识,将直接影响学生职业能力的形成。以工作结构为基本依据开发课程结构,不但要使课程的宏观结构以工作结构为基本依据,而且其微观结构也应以工作结构为基本依据。电子测量技术是一门综合性很强的课程,其内容涵盖了高等数学、电路、模拟电子技术、数字电子技术以及微机原理等多方面的知识,我们将其偏深、偏难的理论知识予以删减,把握理论内容“必须、够用”的真正内涵,兼顾一定程度的可持续发展性要求,将教学内容重组,相关知识打包,在教学过程中围绕工作任务,先把学生带入工作场景,并初步授以技术实践知识,然后深化到技术理论知识,借助“引导项目”和“引深项目”,由浅入深,梯式推进。电子测量技术实施项目式教学的具体过程举例如下。 遵循认知规律,从学生比较熟悉的放大电路出发,以“电压串联负反馈放大电路的设计与装调”作为电子测量技术学习的第一个项目,在学生开始做该项目之前,教之电子测量基本概念、测量误差分析及数据处理、电子元器件的基本常识等技术实践知识。然后学生动手搭接电路的过程中授之晶体管特性图示仪的使用方法、万用表检测元器件及测量放大电路静态工作点的方法,结合交流毫伏表、信号发生器和示波器测量电路放大倍数后,给学生初步阐述信号发生器、示波器等时域测量仪器的基本原理,同时讲授频域测量的相关知识。随后在学生做的过程中掌握用失真度仪测量波形失真度的方法和用扫频仪测量放大电路的中心频率值、频带宽度等幅频特性的方法。以上述第一个项目作为引导,以“音响放大器的设计与装调”作为引深项目,在学生做的过程中,在理论上从高频和低频两部分深化对信号发生器的认识,深化模拟示波器和数字示波器在结构组成、多波形显示及示波器应用上的认识。以“数字万用表的设计与装调”作为第二个引导项目,知识链接到万用表的测量原理、电压测量基本知识、数字域测量基本知识,学生在做的过程中用到的仪器有万用表、信号发生器、示波器、逻辑笔等。以“基于单片机数字频率计的设计与装调”作为第二个引导项目的引深项目,深化对时间和频率测量的认识,该项目中还涉及到电子计数器、智能仪器及虚拟仪器的使用。总的来说,通过精选典型项目,在“教学做”相结合的过程中用到什么内容就教什么内容,既把握了理论内容的深度,又达到了学科内容的完整性。同时精选的项目能较好地引导学生在完成工作任务的过程中主动建构理论知识,使学生在做的过程中激发了学习动机,提升了职业技能。 3.采取与项目式教学相匹配的考核方式 项目式教学强调学生在项目活动中能力的发展过程,传统的考核方式已不适应项目式教学。项目式教学评价涉及项目任务进行过程中各阶段的学习评价、项目任务的完成质量和平时表现等多方面的综合评价。 三、结束语 面对当前我国职业教育的发展形势,项目式教学已是当前职业教育课程改革的基本取向,但从长期来看,项目式课程改革是不可能一蹴而就的,而是一个相对较长的过程。对于高职教育工作者来说,我们当前工作的重点是遵循教育规律,抓住战略机遇,坚持实践落实科学发展观,打破知识的学科逻辑,同时又能一定程度的兼顾学科的系统性来制定项目式的课程体系表,通过典型项目的教、学、做,来提升高职教育的整体品质,为社会输送多层次、多样化的应用型人才。 电子测量技术论文:《电子测量技术》课程实践教学探讨 摘 要: 《电子测量技术》是电子类专业的专业基础课程,课程的实践性较强。本文结合学院实际情况,介绍了该课程实践教学的特点及教学思路,并对该课程实践教学提出了一些有效的措施和经验。 关键词: 《电子测量技术》 实践教学 项目教学 《电子测量技术》课程是电子信息工程专业必修的专业基础课,同时也是理论性、应用性及综合性很强的课程。课程内容包括测量误差及误差分析、常规仪器的工作原理及仪器操作使用。《电子测量技术》课程实践性较强,课程的学了掌握必要的理论知识外,更重要的是掌握各种电子测量仪器的选择原则和使用方法。在国外,该课程一般都是直接在工厂进行课程的学习。在我国,高教16号文指出高职教育要改革教学方法和手段,强化学生能力的培养。结合高职高专学生的特点和实际教学经验,我就《电子测量技术》实践教学谈几点体会。 1.课程实践教学的思路 实践教学是培养学生能力的重要教学模式和手段,对于提高学生的综合素质、培养学生的创新精神与实践能力具有举足轻重的作用。通过实践教学,学生能更好地掌握各种常用测量仪器的正确使用方法,培养应用知识和解决实际问题的能力。在教学中我们贯彻“行动导向”的教学思想,强调学生是学习过程的中心,教师是学习过程的组织者与协调者。根据学生接受新知识的规律,分层次、有步骤地逐步强化学生的实际动手操作能力。实践教学具体的设计思路为:教学讲解理论知识以后,首先设计出相应的实验题目来巩固理论知识,掌握仪器的基本工作原理及基本操作;其次设计出综合项目,对仪器的综合使用进行训练,使学生能够非常熟练使用仪器,并解决遇到的问题;最后运用仿真软件进行仪器的虚拟仿真使用,从侧面强化电子测量仪器的知识及使用方法。 2.实践教学的实施 在运用多媒体课件讲解理论知识以后,就要逐步进行相应知识点的实践教学。下面以信号示波测量技术为例,阐述实践教学的具体实施步骤。在信号示波测量技术的理论教学中,要讲解示波的原理、示波器的组成及示波器的使用方法。在讲解示波器的使用方法时,采用实物演示教学法,即教师边讲边操作仪器,使学生对讲解的知识有更直观的认识。然后分别进行试验教学、项目实践教学和仿真软件的实践教学。 (1)实验教学 在实验教学中针对示波测量技术,因实际工作中常用到模拟、数字两种示波器,所以我们设计两个实验内容,即模拟示波器的使用和数字示波器的使用。进行实验教学时,教师首先要按照规范要求操作演示一遍,然后学生两个人一组分别进行实验。学生在实验过程中遇到问题可以随时请教老师,教师给予讲解指导。教学过程如图1所示。实验内容为示波器的校准和直流、交流信号的测量等基本使用。通过实验教学,学生能了解仪器的功能,掌握仪器的基本操作。 (2)项目实践教学 理论和实验教学之后,学生对仪器的基本使用有了初步的掌握。但是在工作中,对仪器的使用往往是综合的,涉及各个方面的知识和细节。为此我们设计了综合项目实践教学,采用项目式教学,每个知识点以落实项目为出发点。由任课教师讲解项目的基本原理及测量要求,学生4―5人一组分析讨论仪器的使用及测量步骤,教师对于学生项目整体实践情况给予点评。教学过程如图2所示。实践内容我们选择典型的稳压电源电路,电路中涉及交流、直流、半波信号、全波信号、滤波信号及稳压信号的测量。综合项目的实践能够培养学生的独立思考及创新能力,强化仪器的熟练使用。 (3)仿真软件的实践教学 在教学中采用软件辅助教学,能够加深学生对实际仪器的功能和使用的理解,并且能激发学生的兴趣,调动学生学习的积极性。常用的软件为Multisim,该软件是加拿大Interactive Image Technologies公司推出的以Windows为基础的仿真工具,提供了具有多种测试仪器、元器件品种齐全的虚拟电子工作平台,具有丰富的仿真分析能力。教师在进行仿真实践教学时,首先要给学生典型的电路(我们通常采用综合项目测量的电路)及虚拟测量仪器使用的要求,学生每人一台电脑进行虚拟仪器的仿真测量。教师检查学生的测量波形及数据。教学过程如图3所示。通过仿真软件的实践教学,学生能够巩固掌握的知识及仪器使用的技能。 3.结语 《电子测量技术》实践教学有效地把理论和实践教学结合起来,力求落实“突出应用性、强调工具性、体现先进性”的原则,突出了高职教学重在应用的特色。针对高职教育培养技术应用型人才的目标,课程的实践教学模式更有利于激发学生学习的兴趣和培养学生自主学习的能力。仿真软件实践教学使得教学手段更加现代化。当然,我们深知,实践课程改革是一项长期而又系统的工程,只有不断探索、改革、创新与实践,才能进一步提高教学质量,培养出高素质的技术应用型人才。 电子测量技术论文:《电子测量技术》课程教学方法的探索与实践 摘要:《电子测量技术》是电子信息科学与技术、自动化等高等教育专业的一门专业必修课。通过教学工作的探索与实践,对该课程的理论教学和实验教学做了尝试性的改革,将理论教学与实验教学融合为一体进行授课,在理论教学内容上突出原理及新技术,在实验教学上充分运用实验室开发学生的动手能力和创新能力。、实践教学结果证明教学效果获得较大提高。、 关键词:电子测量 教学方法 理论教学 实验教学 1 引言 现代科学技术的发展,如现代数学、物理学、微电子学、材料学等科学的发展为电子测量技术的发展创造了条件。电子测量技术的发展又为各行各业科学技术的发展提供了有利的工具,推动了现代科学技术的发展与进步。当今的各行各业都离不开电子测量技术和电子测量仪器,甚至在一些原先与“电”无关的专业,如化学、生物、医学、土木建筑等行业也都得到了充分的利用。各式各样的精密电子测量仪器在各种实验室里早已成为不可替代的基本工具和设备,因此电子测量技术的课程绝对不是可有可无的。当代大学生、研究生必须把电子测量技术和仪器作为一门基本功,认真学好。不论哪行哪业,在今后的工作中都将会大有益处、受益非浅。《电子测量技术》如此重要,如何更有效的展开本课程的教学工作,是一个值得我们深思的问题,本文笔者从理论教学和实践教学两个方面对《电子测量技术》课程的教学方法进行探索与实践。 2 理论教学 电子测量技术课程的内容主要包括电路参数测量、频谱分析、时域信号的测量、晶体管特性测量等电子测量的基本原理和测量误差分析,并包含了相关电子测量仪器的工作原理、性能指标、实际应用和相关仪器的最新成果等。与很多课程一样,该课程的理论内容非常枯燥,如果在教学过程中将理论内容和实验内容严重脱节,只是一味的介绍理论知识,将使得学生无法全面掌握电子测量的核心技术。若要出色的完成这门课程的教学是一项非常有挑战性的任务。理论教学工作作者是从教材选择、教师的自我提高、逆向思维教学法三个方面展开的。 2.1 教材的选择 一本好的教材不仅可以使教师易教,大大提高教学效果和教学质量,而且还可引导教学改革和教学思想的转变,而且可使学生易学,启发学生思维、引导学生创新。 笔者选用的教材是电子工业出版社出版的由桂林电子科技大学陈尚松等编写的《电子测量与仪器》,该书按高等学校电子信息科学与工程类专业的教学要求编写,教材中的内容与时俱进,技术上跟进更新。书中的内容是按发展历程讲解仪器原理,容易入门,叙述深入浅出,图文并茂,宜学宜懂,同时也包含了扩展或深入的内容可供教学和科研的不同需求选用;该书的具体内容做到了理论联系实际,既讲电子测量原理,又讲具体仪器应用,通过实例与仪器型号参数介绍,加深对仪器的认识和对国内外技术水平的了解。在内容上每章均附本章要点、小结和思考题与习题,便于学生预习、复习和总结。 2.2 教师的自我提高 在任何一门课程的教学过程中教师都具有主导作用,教师知识水平的提高可使教学质量得到有效地提高。我们知道电子技术的发展是非常迅速的,电子产品的发展速度呈摩尔定律所描述的规律,即集成电路的规模和微处理器的性能每18个月都会提高一倍,在这一速度的带动下各种电子测量仪器的生产厂家不断发展更新自己的产品。作为《电子测量技术》的教师,一方面应该时刻关注研制和生产电子测量仪器的商家的产品动态,要实时关注Aglient、Tektronix等这些大的电子仪器生产厂家的产品动态,定期查阅他们产品的资料,用来深化和扩展教学内容,将这些新内容、新知识在课堂上呈现给学生,丰富课堂内容激发学生的学习兴趣和热情,拓宽学生视野做到与时俱进;另一方面教师要主动进行电子测量方面的科学研究,促使教师对该方面的知识有更深入的理解,多参加学术交流会议,到科研水平较高的国内国际会议或其它相关的平台学习,通过与他人交流学习来提高教师自身的水平。 2.3 逆向思维教学法 任何一门课的理论学习都是一个枯燥的过程,如何化枯燥的理论学习为一个有趣的学习过程也是教师要思考的一项重要内容。这要求教师明确教学目的,在双重考虑教学目的和本专业实际情况的条件下,选取授课内容和授课方法。本课程主要介绍电子测量的原理及仪器使用部分,教师将理论教学的阵地从教室转移到实验室,直接面对仪器教学,使用逆向思维的方法进行理论教学,先从教学生如何使用测量仪器开始,让学生对仪器的结构有一个直观的感性认识,懂得仪器的各个旋扭或按键分别实现了什么功能,以及各旋扭或按键间如何协调工作,以使用过程中遇到的问题引发对理论知识的思考与学习。 以信号源和示波器的教学为例,这一教学过程将第三章和第六章的内容结合起来,先对信号源和示波器两种仪器的表面结构进行讲解,让学生使用示波器测量信号源输出的信号,学生使用仪器并利用仪器观察到信号后学习积极性也被调动起来,教师由实际操作引导理论知识的学习。如在信号源的使用过程中,信号的形状会发生变化,由此引出怎样才能使信号的波形发生改变,这就指引学生去学习“函数信号发生器的基本组成”部分的内容,这里讲解了常见信号波形的产生和转换方法;再如我们可以从示波器上观察到信号源的频率可以从低频段调到调频段,在同一频段内频率也会在一定范围内发生变化,信号源是如何实现这些频率变化的呢?带着这样的问题能引导学生学习信号源内部电路设计中的多种频率合成方法。在示波器的使用过程中同样提出问题,引导学生去学习示波器的理论内容,如打开示波器观察到光点,通过辉度与聚焦的调整引导学生学习示波管的原理及构造,这一显示原理也用于其他的显示设备上,如频谱仪、扫频仪等,做到触类旁通;通过示波器的触发模式调节键观察不同触发模式下信号的显示变化,反过来引导学生去研究是怎样的设计变化促使了显示屏信号的相应变化,带着学生学习示波器X通道中的触发电路的组成、触发耦合方式、触发电平、触发极性等知识;再如使用示波器观察信号源的同一个信号波形时,通过调节垂直或水平偏转旋扭观察信号波形的变化,为何会出现这种变化?带着同样的思考引导学生学习X通道、Y通道的放大电路设计等等。 3 实验教学 本课程的实验教学采取验证性实验和设计性实验相结合的策略。 3.1 验证性实验 验证性实验的目的是让学生通过操作各个实验项目,使他们对电子测量的基本概念、原理及方法有更加深入的认识和理解,培养学生独立思考的习惯,提高学生理论联系实际的能力和分析、解决问题的能力。在本课程的理论教学过程中,学生已基本掌握了实验所用用仪器的操作和使用方法,学会利用现有设备采取正确方案进行一些简单的测试测量。教师设计一些具有锻炼学生思考能力的实验给学生。如:通用计数器的应用,该实验要求学生理解通用智能计数器工作原理,掌握测量频率周期的测量方法及其检定高频信号源频率准确度,熟悉计数器的其他扩展功能;再如通用示波器的应用,要求学生理解示波器的工作原理、技术指标,熟练掌握通用示波器测试信号参数的方法等。 3.2 设计性实验 《电子测量技术》课程综合运用了电子、计算机、通信、控制等方面的技术知识,教师结合本专业的基础课程,设计了本课程的设计训练题目,目的是培养学生将科学理论与实际工程相结合的能力,通过设计训练,要求学生在掌握电子测量仪器基本理论的基础上,能根据所学知识综合设计简单的测量电路,运用单片机、FPGA、Protel等工具对简易电子测量系统进行仿真与设计,从而提高学生的创新设计实践能力。 设计题目主要有简易信号源设计、简易计数器设计、简易频率计设计、简单的数据采集卡设计等,让学生通过这些题目进一步对课本理论知识进行深入的学习。设计要求学生首先要写出《设计任务书》,包括以下内容:第一,仪器名称、用途、特点及简要设计思想;第二,主要技术指标;第三,仪器应具备的功能;第四,仪器的设备规模;第五,系统的操作规范等。该任务书反映同学的设计目标,同时也是教师作为设计完毕进行验收的依据。在设计之前要先学习基本的设计方法;在设计过程中除写好《设计任务书》外,还要做到理论联系实际,实现书本知识到工程实践的过渡,要求学生在每一步设计结束要及时与教师沟通,尽可能完善设计工作。硬件电路设计前要画好硬件原理框图,过程中要绘制详细的电路图,仿真无误后方可制作电路板;硬件完成后要规划软件控制流程图,根据流程图逐步、逐点编写程序;最后进入软、硬件联调、实验,最后还要撰写设计报告。教师根据任务书中的指标逐项检查设计成品。 通过课程设计同学们学习了硬件电路设计、软件程序设计、电路调试等知识,使学生深入理解并掌握了测量仪器的基本原理,硬件结构和工作原理。掌握程序的编制方法和程序调试的方法,掌握常用接口的设计及使用。学生为其它课程、项目和毕业设计做了大量的知识储备,也为将来在自动化、智能检测、电子信息工程、测试计量技术及仪器、电子科学与技术及其它领域工作打下良好基础及应用实践能力。 4 结论 作者在课程教学过程中采用理论教学与实验教学相结合的教学模式。教师在“做中教”,学生在“做中学”。教师充分利用实验室现有的实验仪器、智能仪器控制软件、虚拟仪器软件等,较为全面地介绍电子测量技术的基本知识、电子测量仪器及测试系统的工作原理以及它们在工程实际中的具体应用,让学生尽可能广的学习到本课程所涉及的专业知识。经实践,本文提出的理论教学和实验教学方法证明了该方法的构建激发了学生的学习兴趣,巩固和加深了学生对理论知识的掌握与理解,提高了学生分析问题和解决问题的能力并加大了授课的信息量,符合创新人才培养和社会发展的要求。 电子测量技术论文:大学电子测量技术课程改革探讨 摘 要:“电子测量技术”是一门理论知识和实践性都很强的一门学科,开设这门课程旨在培养大学生的基本动手操作能力和提高综合设计能力。教师从理论教学、实践教学和考核方式三个方面进行探讨,目的是通过改革激发大学生的内在动力,提高大学生的自主学习能力。 关键词:电子测量仪器;教学方法;教学效果 “电子测量技术”是一门理论知识和实践性都很强的学科。“电子测量技术”这门课程的内容包括测量误差的性质、特点、分类和测量结果的处理,常见元件(电阻、电容、电感)标注方法和测量方法,电参量(电流、电压、功率)的测量,常用的测量仪器的原理、使用方法,时域测量频域测量和数据域测量的基本特点。学习本课程的目的是使大学生初步学会选择合适的测量仪器、制定合理的测试方法,学会设计一个最佳的测试方案,并且学会对测量结果进行误差分析和处理。开设“电子测量技术”课程旨在培养大学生的基本动手操作能力和提高综合设计能力。该课程涉及知识点多,数学公式推导复杂,学习难度大,容易造成大学生学习疲劳,致使学习效率下降。因此,我们不仅要加强大学生理论知识的学习,还要注重大学生创新和动手能力的实践培养。我们可将实验分为基础验证实验和综合设计实验。在基础验证实验中要求大学生能够识别常用元件,并能对简单的电路进行测量。在综合设计实验中,要根据大学生电子协会和电子设计大赛比赛要求事先拟定题目,使课堂教学和实践教学相融合,加强大学生的设计和创新能力。通过改革,我校大学生近几年的参赛均取得了可喜的成绩。本文从理论教学、实践教学和考核方式几个方面进行了改革,目的是为了激发大学生的内在动力,提高大学生的自主学习能力,通过一系列的改革取得良好的效果。 一、课程内容的改革 当前的“电子测量技术”课程体系陈旧,过多的介绍一些繁杂的公式,对于专科大学生来说难度过大,因此我们联合黄河水利职业技术学院的教师编写了适合大学生使用的“电子测量技术”“电子测量技术教学大纲”和“电子测量技术实验实训指导书”。该套教材介绍常见电参量的测量方法、常用元器件的特点以及测量方法和测量常用仪器的工作原理、使用方法和测试技能,并且介绍了误差理论和误差分析,时域测量、频域测量和数据域测量的基本方法。该套教材的特点是突出应用性和实践性,在课程内容上能够将知识点与能力点有机结合起来,注重培养大学生解决现场实际问题的能力。在内容安排上,力求广度和深度的统一,对电子测量的主要方面做了全面、系统的介绍,对于具体测量问题,选择典型的具有代表性的例题,使大学生既能够建立基本测量理论和基本概念的学习,又能加强基本操作技能的培养和提高。在课程内容上增加了现代测量新技术如无线通信测试、蓝牙测试、光通信测试等,每一部分均附有例题和习题,供大学生练习,以加深理解。在每章的开始部分增加实训项目,在选择实训内容时,应结合现场工作需要和我校实验室的设备条件,所选择的仪器都是全国各大高校普遍使用的测量仪器。 二、课堂讲授 在课堂讲授中,不再采取满堂灌的“填鸭式”的方式,而是将大学生进行分组,选择具有代表性的例子引导大学生自己去讨论、自己制订测量方案,使每个大学生都能够全身心地投入到课堂的学习中来。授课过程中,对于基本公式、基本定理的推导采用传统的板书形式,既能使大学生加深理解,又方便大学生记录。对于电路的测试技术和方案,利用多媒体技术、动画演示等手段,通过形象直观的演示,增加了传授的信息量。在教学过程中以大学生为主体,使大学生参与到课堂中来,改变了以往在课堂上教师乏味的讲解方式,教师在课堂上起引导作用,大学生才是主体。对于难点、抽象的知识点,教师要给大学生讲解清楚。同时,教师要在课堂上设置训练项目,让大学生先对项目进行分析,然后到网上和图书馆查阅资料,通过自己搜集信息,了解每种测量仪器的优缺点、适用范围和测量精度,从而学会建立一个优化的切实可行的测量方案。 三、加强实践技能训练 在实验环节的安排上,增加实验台、实验课时和实验数目。我们把整个实验内容分为基础验证型实验和综合设计型实验,在基础验证型实验中使大学生学会常用元器件的识别方法,学会常用测量仪器的使用方法,会对简单的电路进行测量;在综合设计性实验中,强化大学生创新能力的培养和综合设计能力的提高。同时,布置一些难度适中的题目和一些高难度的题目,难度适中的题目能使大部分的大学生经过自己的努力就可以完成,高难度的题目可以使少部分有探索精神和创新能力的大学生脱颖而出,从而带动其他的大学生,营造一个优良的学习氛围。 四、考试方式的改革 为了杜绝考前突击几天就能过关的现象,对大学生的考核方式也进行了改革。以前的测试就是笔试,以至出现了大学生眼高手低、只会纸上谈兵的现象。为了彻底杜绝这种情况的发生,我们更注重大学生平时的课堂表现、出勤率、作业情况以及在实验操作中的具体表现,这样给出的成绩更加客观公正,能大大提高了大学生的学习积极性,使大学生在平时的课堂上能更好地参与到课堂讨论中来。 五、结束语 通过这几方面的改革,激发了高校大学生的学习的兴趣,充分调动了大学生的主观能动性。近年来,我校的大学生参加河南省电子技能大赛、全国电子大赛还有电工证的等级考试,取得了良好的成绩,促进了他们的成长成才。 电子测量技术论文:《电子测量技术与仪器》课程基于工程应用的实践教学改革 摘 要:电子测量技术与仪器教学改革引起了高职院校教学改革的热点讨论。根据我院实际教学情况和学生自身特点,对电子测量技术与仪器”课程的教学进行了讨论、探索和实践,并提出理论指导实践、强化应用、分组指导教学等良好的建议。 关键词:电子测量技术与仪器;工程应用;分组指导;教学改革 1 强化实践操作的《电子测量技术与仪器》课程教学内涵 目前,《电子测量技术与仪器》课程作为移动通信专业的必修理论课,该课程对理论和实践的要求都比较高,高职学生在移动通信工程中所需的测量技能以及微波理论知识需要有较高的要求,传统教学中实验操作较少,电子测量仪器种类较少,如何通过教学改革,强化学生的理论知识和实践操作技能,形成具有高职自身特色的教育课程,值得我们深入研究和思索。 结合该课程特点,我认为其教学内涵应体现任务驱动的本质,一是理论性和实践性。理论性是指对学生的基本理论知识要求较高,因为移动通信专业的知识外联性较低,学生以前接触的很少,因此我们要求学生掌握基本的电子测量技能,并能够运用理论去指导本专业的实践操作。实践过程必须以提高学生基础和应用能力为主线,使其能够胜任岗位基本要求。二是任务性。《电子测量技术与仪器》课程教学将工作任务细分,同时配备多种电子测量仪器,让学生在实际操作中练习各种测量技能,学和做相辅相成,更重要的是在学习中以实际电子仪器作为载体,遴选、重构课程内容,将工作任务作为终极努力目标。 2 教学改革实施 依据高职院校培养高端技能型专门人才的培养目标,本课程实践教学改革的原则如下:⑴以电子仪器或模块作为课程载体。⑵将实际工程应用引入实践教学。⑶以实践作为教学的主线,通过实践带动知识、技能的学习与职业素养的养成。 在上述原则的指导下,对该课程教学进行如下改革: ⑴在教学中以学生为主体,以教师为主导,充分发挥主导的导向作用,使主体具有自主学习的能力。主导教师应加强自身理论知识水平的提高和技能的锻炼,同时及时更新专业动向。主体学生需要在理解理论知识的基础上,着重锻炼自身实践操作。通过调查分析及学生反馈,移动通信专业对于电子测量的能力要求为熟练使用各种电子仪器,运用自己所学理论指导实践,进行高频微波各种信号的测试,对相关数据进行记录分析并处理。因此,本课程从专业需求入手,充分利用实训室条件,培养学生分析问题,解决问题的能力。 ⑵充分采用多种教学方法,逐步培养学生自主学习能力。在实践教学中,引入实际工程应用,以任务作为驱动,积极引导学生学习。主导教师介绍任务,将学生分组,每组同学分贝完成不同任务,在同一组中,每位同学轮流当组长,指导该组学生进行整个任务的完成流程。在授课过程中采用课前预留,让同学们在课下时间充分利用网络资源丰富和准备即将学习的知识,在后续课中鼓励同学们上台展示,给学生发挥的空间。将教学内容分为基本模块和拓展模块两部分,基本模块用于提高电子测量能力,拓展模块用于培养学生的创新能力。 ⑶以电子仪器作为载体,联合企业开发多项实验实训项目,构建理论实践统一的教学体系。通过整合电子测量实践教学,合理有序的安排实验项目,根据不同的工程环境、工作任务及精度要求,选取科学合理的测量方案,选取正确的测量仪器。主导教师给定测量要求,学生自行确定实验方案,配置实验仪器,分组制定实验步骤,完成实验任务。比如测量射频放大器参数实验,不同组别的学生可以选取不同测量模块,自行查阅实训手册,分别制定不同实验步骤,最终完成测量任务。同时提出扩展性任务,添加学生自己的新思维,锻炼学生分析问题解决问题的能力。构建虚拟实验平台,引入Lab View虚拟仪器平台,利用虚拟仪器测量相关实际电路测试点,得出仿真结果,从而掌握电子产品发展新方向。 在综合性课程设计中,要求学生使用DXP、Multisim等软件进行项目设计与仿真。根据仿真通过的电路结构与参数,进行搭建实际电路并进行实际参数测量,要求学生提交测量结果,完成课程实习报告的书写,同时在实训结束前预留一定时间,自行讲解实训原理、数据处理过程、实训过程中碰到的问题及如何解决等,指导教师进行点评与打分。整个过程其他同学均可参与讨论,学生分析与解决问题的能力得到了进一步的升华。 3 总结 通过对电子测量技术与仪器课程进行的教学改革,学生有了较强的自信心,理论知识在不断的展示讲解中得到了进一步的提高,而有目的的实践又能够帮助学生从全局角度完善整个任务,进而提高学生整体思路思考方式的锻炼。师生在教学过程中关系融洽,面对问题能够共同讨论解决,学生的学习积极性有了明显的提高,真正落实了理论实践深层次理论的过程,学生探究性的学习精神得到提高。课改过程中学校和企业关系进一步增进,教学内容贴近实际要求,因此,基于工程应用的电子测量技术与仪器课程实践教学意义深刻。 电子测量技术论文:基于案例引导、任务驱动教学法在《电子测量技术与仪器》课程教学中的应用 【摘要】对于《电子测量与仪器》课程的教学改革,通过基于案例引导、任务驱动教学方法提高学生的职业素质出发,适当调整理论教学的内容、加强实践教学环节、积极改进教学方法、扩展课程外延,培养学生的职业能力和创新能力等观点。 【关键词】案例引导;任务驱动;教学 《电子测量技术与仪器》是一门注重理论性、应用性及综合性很强的课程。课程内容包括测量误差及误差分析、常规仪器的工作原理及仪器操作使用。除了学习和掌握必要的理论知识外,更重要的是能掌握各种电子测量仪器的选择原则以及使用方法。但我们一般的教材理论部分较多,具体测量方法特别实例分析、实训项目等内容介绍较少,教学也相对枯燥,学生的学习热情不高,学习效果不佳,所以需要更多的实践课程,利用案引导和任务驱动教学,更好地学习《电子测量技术与仪器》。 1.案例引导和任务驱动教学的应用 1.1 案例引导 20世纪初,哈佛大学创造了案例教学法。就是围绕一定培训的目的把实际中真实的情景加以典型化处理,形成供学员思考分析和决断的案例(通常为书面形式),通过独立研究和相互讨论的方式。来提高学员的分析问题和解决问题的能力的一种方法。 以往在讲解电子测量基本仪器的原理时,教师按课程的理论体系阐述知识点,学生听老师讲解,适当时候教师提问。这样课堂气氛沉闷,不利于调动学生学习积极性。采用案例引导教学法有利于改变这种状况。例如讲解频率测量这一章节,教师可先拿教师自己或上一届学生设计的一个简易数字频率计向学生演示,介绍其功能和设计过程,再介绍其基本工作原理,这样学生的积极性被有效地调动起来,学习兴趣大增。讲完后,再让学生思考这个作品还存在什么问题,或者还可以采用什么新的方案,并及时布置与之相关的研究性学习任务,以小组为单位进行学习交流与研究。在这个过程中每个学生根据兴趣选择一个内容完成开学时布置的小制作及小论文。上交作品或小论文时对学生进行面试,以避免抄袭现象。另外,教师在平时的教学科研工作过程中要注意收集与电子测量相关的小产品,充实到案例教学中。这种教学方法对理论基础相对较差的学生帮助也很大,其动手能力、应用能力可得到较好的锻炼。案例引导应着眼于学生正确和熟练地使用仪器这一教学目标,围绕这一主线展开讨论。对于电子测量仪器,主要强调其基本组成与整机工作原理,不对整机电路作较多的讨论。教学中的仪器内容及选型注意与当前生产、科研实践相联系,使其具有一定的代表性。在介绍典型仪器产品时,把仪器的面板构成和原理框图相联系,有利于学生把所学的理论知识与实践相结合。 不过需要注意的是:(1)案例的来源往往不能满足培训的需要。研究和编制一个好的案例,需要较长时间。同时,编写一个有效的案例需要有技能和经验。因此,案例可能不适合现实情况的需要。(2)案例法需要较多的培训时间,对教师和学员的要求也比较高。在案例引导的过程中建议:1)案例讨论中尽量摒弃主观的成分,教师要掌握会场,引导讨论方向,要注意培养能力,不要走过场。2)案例教学耗时较多,因而案例选择要精当,开始时组织案例教学要适度。3)学生一般都具有实践经验,不必担心讨论不起来,但一定要有理论知识作底衬,即案例教学一定要在理论学习的基础上进行。 1.2 任务驱动教学 任务驱动教学就是在学习信息技术的过程中,学生在教师的帮助下,围绕共同的任务活动中心,在问题动机的驱动下,通过对学习资源的积极主动应用,进行自主探索和互动协作的学习,引导学生产生一种学习实践活动。它要求“任务”的目标性和教学情境的创建。使学生带着真实的任务在探索中学习。学生获得成就感,激发他们的求知欲望,形成感知心智活动的良性循环,从而培养出独立探索、进取的自学能力。 把课堂搬到实验室,针对具体的测量仪器来介绍工作原理及电路组成,同时观察实验效果。鼓励讲授理论的教师同时承担实验教学,此教学形式的改进能帮助教师拓展知识结构,理论教师通过实验课程指导,能深刻体会实验对理论教学的重要促进作用,提升教师自身教学和工程实践能力。令学生学生能够独立设计测量方案、熟练运用电子仪器、利用已学理论知识分析测量结果。通过任务驱动教学让学生充分掌握以下几点:(1)了解主要电子技术中如电压、电流、频率、元器件参数、阻抗、噪声等物理量的测量原理;(2)了解电压表、信号发生器、电子示波器、扫频仪、逻辑分析仪等电子测量仪器的工作原理并能熟练操作和使用这些测量仪器;(3)针对具体的物理量的测量,能够设计出合理的测量方案、正确操作测量仪器、并对测量结果能科学分析。 在仪器的新技术方面,我们建立了虚拟仪器实验室。通过Virt ualBench 等软件在教学中应用,使学生认识到在虚拟仪器中,一台计算机可当作多台仪器使用,“软件即仪器”;还可以根据自己的需要,应用Lab VIEW 等图形化编程软件编制软件,使计算机变成自己所需要的仪器。这样,大大地扩宽了学生的视野,提高他们的学习兴趣,也培养了他们的创新能力。 任务驱动教学需要注意的是:(1)教学进度不易把握。每一组的探究程度和进度教师很难把握,实训结束时,有的组提前完成,有的组不能完成,影响效果。所以后需采取一些措施,要既能保证探究效果,又不影响进度。(2)课堂管理待改进。探究性学习法的课堂更为生动,这也导致个别学生干扰他人。采取措施在行动上约束学生,最好能使学生都积极参与起来。(3)评价上有困难。任务驱动教学法,可能有个别学生滥竽充数、混水摸鱼,给教师造成教学质量好的错觉,影响到教学效果。 1.3 小结 总之,案例引导和任务驱动的教学模式改变了传统的教与学的结构,使学生真正成为学习的主体,教师除了具有辅导者、引导者的身份外,不具备其他任何权威。在这一模式下,学生将可能通过计算机网络随时获取帮助,并随时成为教师。这种教学方式全面应用到技能教学相信只是一个时间上的问题,它将完全改变传统的教学方式,使因材施教真正落到实处,让每个学习者将学习当作一种享受。 2.建立新型的考核评价体系 传统的考试制度比较注重理论和笔试,实验成绩虽占有一定的比例,但比重较小,这不利于人才的培养,理论测试与实践动手能力考核应同等对待。理论考核应从培养学生分析、解决问题的能力和创造能力出发。而实践考核中,既为不同层次学生提供更加公平的评价方式,也为那些擅长动手和创造的学生提供空间和时间,帮助他们脱颖而出,对学生的评价更客观、更全面。突出了实践环节的重要性。 3.重视教师自身素质的提高 教师在教学活动中是处于主导地位的,很难想像一个专业化程度不高、业务一般的教师能教出一批好的学生。而且随着新技术、新方法、新仪器的不断出现,测量应用领域的拓展,对教师知识结构、素质和能力也提出了新的挑战。为此教师一方面必须积极参加科研,掌握学科前沿动态,另一方面定期到企业挂职锻炼,掌握相关电子产品生产测试实际情况,丰富实用教学案例,把自己获得的实际经验、所掌握的最新信息传授给学生。 4.小结 21世纪是知识经济时代,知识经济时代对人才的素质和创造能力提出了越来越高的要求,对人才培养工作产生极其深刻的影响。大学作为培养高级人才的摇篮,只有紧跟时代的发展脉搏,改革人才培养模式,转变教学观念,更新教学内容,探索各种教学方法和教学手段,切实提高教学质量,才能很好担当起为社会输送合格人才的重任。在本课程的教学过程中,我们采取了多种教学方法,虽然取得了一定的成绩,但教学改革毕竟是一个长期探索、不断完善的过程,需要我们去不断总结经验,探索更有益的方法。 电子测量技术论文:浅谈电子测量技术和仪器的重要性 摘 要:本文对电子测量技术与电子测量仪器在经济发展和技术进步中的重要性进行了分析和讨论。本文首先对电子测量的对象及其应用特点进行了介绍,然后重点对其应用场景和重要性进行了讨论,最后对其发展前景做了分析。 关键词:电子测量技术;电子测量仪器 信息技术的发展拓展了参数测量的应用场景,提升了对参数测量的应用需求,为获得更高精度、更快速度以及更多功能的测量结果,电子测量技术及电子测量一起得到了飞速的发展。完善有效的测量方法配合先进的电子测量设备逐渐成为电子专业测量的主要实现方式。 一、电子测量的特点 (一)电子测量的对象 早期的电子测量主要是对被测量对象的电参数信号、传输特性、受干扰特性进行测量,之后随着信息技术的发展,电子测量技术及其相关设备也被逐渐应用到其他内容的测量当中,如通过传感器等设备将诸如机械物理量、热物理量以及光物理量等转化为量化的电信号量进行分析等。目前电子测量技术和仪器主要被应用的场景为:电能量信号的测量,如电功率、电压与电流等;干扰量及干扰后的信号特性测量,如信噪比、频谱、相位、失真度等;电路元器件测量,如电容与三极管的参数测量、集成电路的性能参数测量等。 (二)电子测量的优势 现代电子测量仪器的应用拓展了参数可测量的范围,现代测量技术的应用拓展了可被测量参数的种类,传统测量方式下所无法获得的测量,都可以通过相应的电子测量技术获得高精度的测量结果。具体来说,应用电子测量技术和设备所具有的测量优势主要体现在以下几个方面。 1.能够在更宽范围内对参数进行测量。电子测量仪器的量程更广,精度更高,量程数量级更大,可测量的频带范围更宽。如电阻电子测量设备的量程宽度可达到六至七个数量级,这是普通的欧姆表所无法达到的。 2.测量精度和测量准确度更高,测量速度更快。电子测量仪器对参量的测量主要是通过电磁波或电子运动来实现的,因而所能够实现的测量精度和测量准确度更高,特别是在时间量和频率量测量方面其优势更为明显。同时,相较于其他信号而言,电磁信号的速度更快,能够在更短时间内获得测量结果。 3.可进行在线测量和远程测量。电子测量技术可以在相关仪器中添加多种类型的传感器,这些传感器可被放置于不便于停留或无法达到的区域对相关信号进行采集,若能够集成到相关位置,还能够在不改变被测量对象工作状态的情况下实现不间断在线测量,并将测量结果以有线或者无线的方式传输给接收端进行显示、存储或打印等。 4.便于计算机处理。电子测量所获得的数据大多都是数字信息,这些信息更加便于在计算机端进行处理与分析,配合使用计算机能够有效扩展被测量的应用范围。 二、电子测量技术与仪器的应用重要性分析 电子测量技术和仪器以测量技术为基础,吸收融合了计算机技术、数字处理技术、传感器技术、通信技术等多种计数方式,可以将被测量对象或系统的参数以电量、光量以及其他非电量的方式传递给处理端进行处理和分析。电子测量技术和仪器已经在各行业各领域得到了广泛的应用,是推动科技进步和科技创新的重要条件。 电子测量技术和仪器配合使用基本能够实现对任何参数的测量,因而其应用场景非常广泛,几乎涉及到了人们生活与社会发展的各个方面。其测量结果对各项技术的发展具有指导意义。如对无线通信速率的测量以及空间噪声特性的测量可以有效指导无线通信系统的技术革新;光栅、磁尺以及激光测量设备等在机械行业的应用推动了高精度数控机床产业的发展,使得越来越高精度的器件生产成为可能。 特别地,电子测量技术与仪器的发展更是同步甚至于超前其他技术进行发展的。统计资料显示,二十世纪九十年代的发达国家中,电子测量技术与仪器所占的国民生产总值只有百分之四左右,但是其对整个国民经济的推动作用却占据了超百分之六十的份额,与国民经济的关联度达百分之九十。电子测量技术和仪器是国家综合技术的客观体现,是国民经济发展的重要保障。 三、电子测量技术和仪器的发展前景 总体来看,电子测量仪器的未来发展方向主要集中在通用化与平台化、模块化、虚拟测试化等方面。 通用化与平台化是指现代测量仪器和技术正在逐渐由依赖硬件性能向依赖软件性能转变,各种测量软件和功能逐渐被集成到一台测量仪器中,且测量对象与测量设备相互独立,只需要根据测量需求适当的更改软件功能即可实现单台测量仪器的多参数、多用途测量。 模块化是指整个测量系统提供总线接口,各功能采用模块化思想进行设计,在应用时可实现快速配置和模块更新。这样既能够有效减小测量仪器的体积和重量,还能够依照最新的测量技术和方案对测量系统进行更新或升级,使得整个测量仪器的兼容性更强。 虚拟测试化是指应用虚拟测试技术对测量结果进行优化,对具体参数测量过程进行改进,增强电子测量技术的工程实用性,进而提升测量效率和数据测量进度。 四、总结 随着被测试系统和器件的发展速度越来越快、体积越来越小、应用场景越来越广泛,人们对测量技术和测量仪器提出了更高层次的要求,促进了新技术和新方法在电子测量技术和仪器中的应用。电子测量技术和仪器的应用对整个社会的发展具有先导作用,代表着一个国家的科技实力,影响着社会经济的发展速度。可见,正确认识电子测量技术和仪器的作用和功能具有重要的指导意义。 电子测量技术论文:电子测量技术实践课程教学改革浅析 摘 要:本文分析了电子测量技术课程在实践教学环节存的问题,并结合实际情况提出了实验课程改革措施。 关键词:电子测量;实验;教学;改革 电子测量是高等院校电子信息工程专业和电子信息科学技术类学生的一门重要专业课。是具有较强的理论性和实践性的课程。包括电子测量的基本理论和方法、主要电子仪器的工作原理、误差分析、电参数的测试方法、实际应用以及该领域的最新发展等。电子测量技术综合应用了电子、计算机、通信、控制等技术。通过本课程的学习,使学生具有电子测量技术与仪器方面的基础知识和实际应用能力,以后在科学实验和生产实践中能制定先进的测量方案,合理地选用测量仪器,能正确处理测量数据,以获得最佳的测量结果。课程较强的实践性要求在教学过程中要加强实验教学环节,提高学生的动手能力。 1 电子测量技术实验课程教学存在的问题 ⑴测量课程的理论内容相对独立。在好多电信学生的心目中,测量课程是独立的,实验更是由于本课程的特点即与其他课程内容的有机联系和综合应用,使得学生容易产生误觉,好象在重复其它课程的实验,无太大新意,而变得好象索然无味,使得本课程成为了一门抽象难懂、深不可测、高不可攀、望而却步的“难学难用”课程了。而使得学生对此门课程兴趣不大或兴趣全无。其实不然,测试一直贯穿于学生的整个大学阶段。刚入校时所学的高数是测试技术的理论依据;计算机是现代测试的重要工具;电路、低频电路、高频电路就是讲解的测试电路;信号与系统、数字信号处理、信息论与编码讲解的就是测试原理。也就是说学生的知识不应是孤立的,而应有机的联系成一体。 ⑵本课程具有很强的实践性,必须结合实验等实践环节才能理论联系实际提高综合应用能力。但随着科学技术的发展,各学校为了培养宽口径的人才,增开各种课程,使得电子测量的学时数日渐减少,与其在专业里的重要性不相符合。一般高校的测试技术大概就是40多学时,有的学校实验学时还包含在里面,对于学生的理论知识的掌握和实践上的应用及创新思维和能力的培养远远不够。 ⑶实验教学内容不尽合理。现有的测试技术的实验不外乎是一些基本测试仪器的使用,非常片面。使得学生容易产生误觉,一是好象在重复其它课程的实验,二是学生好象有点知道,但又感觉知道的不是很透彻,觉得无太大新意,而变得 索然无味,使得本课程成为了一门抽象难懂、深不可测、高不可攀、望而却步的“难学难用”课程了。其实测试技术应该贯穿于整个电子信息专业的实践当中。 2 电子测量技术实验课程改革措施 ⑴研究电子测量实验可与其他课程实验的整合。测量在电信工程专业中起着举足轻重的作用,并一直贯穿始终。无论是从高数、计算机基础到电路、低、高频电路,再到信号与系统、数字信号处理、信息论与编码;从微机原理、单片机到EDA、MATLAB、DSP、ARM,无不与测试技术相关。高数是测试技术的理论依据;测量电路与系统由各种电路、传感器和计算机构成;测量仪器的使用和测量电路的设计与调试过程中可利用一些计算机语言进行辅助设计和仿真。测量技术的讲解可以站在信号的高度上讲解,使得学生起点更高,更能充满信心的找到自己未来的人生目标。故而可将学生四年的实验课统一安排,统筹规划;先从实验仪器的基本使用,到应用实验仪器测量基本电路及其电参数,再到实验仪器的熟练使用、扩展使用;最后到自行选用实验仪器,计算参数,构成测量电路,设定实验步骤,完成各种任务。这样即可合理安排学时,避开学时压缩对课程带来的不利影响;又可避免重复劳动所带来的厌倦心理;还方便开设一些综合性课题。 ⑵合理设置实验内容。实验教学作为电子测量课程的重要组成部分在内容安排上也不能一成不变照本宣科,实验内容的选取要做到适应不同层次学生的需要,将单纯的验证性实验逐步向综合应用实验和创新实验类型发展,增强学生的参与意识,提高学生的动手能力。就是以验证性实验为主,对于设计性实验我们都是要求学生利用传感器等来间接测量一些与实际应用有关的参数,如温度、液位、重量、位移等。这样一方面提高了实验的难度,另一方面提高了实验的趣味性。在整个实验过程中,学生独立设计方案,确定实施方法与手段;对实验过程中遇到的问题进行多方位思考并借助于测试仪器认真地分析,教师仅在适当的时候加以启发引导。在参与实验的过程中,一切都由学生独立思考和动手,自己寻求正确答案,真正成为实验的主体,从而提高了学生的实验兴趣,激发了学生的创新意识,培养了学生的创新能力。可以让学生较系统地掌握电子测量系统设计过程的选项立项、方案论证、工程设计和实现、系统调试、文档整理等全过程的各个环节,充分发挥学生的主观能动性和创造力,培养学生的协作能力和团队精神。 ⑶建立虚拟实验平台,电子测量课程面临两个难以回避的瓶颈,其一是传统实验手段落后的瓶颈,其二是实验设备资源的瓶颈,构建基于软硬件结合的仿真实验平台,既可充分利用学校计算机房的现有设备减少实验设备的硬件投入及维护工作量,又可以帮助学生更好、更快地掌握理论教学内容,加深对概念原理的理解,有利于促成课程和教学改革更有利于具备工程实践能力的应用性人才的培养。 电子测量技术论文:我国电子测量技术的发展 【摘 要】21世纪以来,我国已经进入了科技化信息化时代。各种先进的科学技术都在涌现,其中也包括电子测量技术。它是新时代不断发展创新的产物,具有很大的发展潜力。 【关键词】电子测量;技术发展;广阔前景 0 前言 随着我国经济不断发展,我国居民的生活水平都在提高,使用先进的科学技术是必然趋势。电子测量技术应用于我们生活的方方面面,能够精准高效率的测量许多数据,方便人民的生产生活,下面我们就来阐述一下电子测量技术的发展历程。 1 电子测量技术的简单介绍 新形势下,随着现代化科技的蓬勃发展,电子测量技术在实际生活中的发展及应用越来越受到人们的广泛关注和重视。电子测量技术,作为大多数电子产品精密及准确测量的重要技术,广泛应用于测量电能量、信号特性及其所受干扰、元件及电路参数等电学专业的测量。就目前的电子技术市场来看,可以说,电子测量技术的应用早已进入了一个较为理想和成熟的发展环境。电子测量仪器是知识密集、技术密集、高速发展中的行业。由于微电子技术、计算机技术的高速发展及其在电子测量技术与仪器中的应用,新的测试理论、测试方法、测试领域以及新的仪器结构不断涌现,在电子、电力、航空、航天、能源、交通、广播、电视、通信及其信息系统、微电子及电子元器件测试等方面已冲破了传统仪器的概念。电子测量主要应用于电学专业的测量,例如,电信号传输特性的测量。电子测量也广泛的应用于非电学专业的测量,例如,它通过各种类型的传感器,能量转化器把非电量(如热力学、光学、机械学的物理量)转换为电量(如电流、电压、频率等)进行研究,而后得出反映出非电量的测量结果。随着电子技术的不断发展,测量的内容愈来愈广泛,通常包括以下几个方面:(1)电能量的测量,包括对于电流、电压、电功率的测量。(2)信号的特性及所受干扰的测量,例如信号的失真度、频率相位、脉冲参数、调制度、信号频谱、信噪比等。(3)元件和电路参数的测量,例如电限、电感、电容、电子器件(电子管、晶体管、扬效应管等)的测量,集成电路的测量,电路频率响应、通频带宽度、品质因数、相位移、延时、衰减和增益等的测量。然而目前国际上著名仪器公司电子仪器销售额所占比例不断下降,国内电子仪器厂所处的状况大致类同。因而研究我国当前电子测量仪器行业发展战略决策,已成为仪器行业专家们共同关注的问题。 2 电子测量技术的优点 2.1 电子测量技术的测量频率范围广 相对于以往的测量技术来说,电子测量技术具有测量频率范围宽、量程大等优势。通过电子测量技术的实际应用,能够利用电子测量仪器,进行深海压力、高温炉温度等特殊环境下的测量工作,一定程度上降低了测量人员的工作强度,同时也有效保证了测量结果的准确性和客观性。此外,电子测量技术的测量频率范围宽、量程广,还表现在测量电子欧姆表的测量能力上。由于所测量的大小相差极大,要求测量仪器的量程也极宽,同一台电子仪器,经常能做到量程涉及很多数量级。例如一台普通的欧姆表,可以测出几欧姆至几十欧姆电阻,量程宽达六、七个数量级。 2.2 电子测量技术能够实现遥测 电子测量技术的遥测优势,具体表现在电子测量技术能够帮助人们解决在不便长期作业或是难以直接到达的区域的测量工作,而且不间断测量,又能够保证测量的数据具有高度的实时性,同时它拥有直观、清晰的显示方式,能够为测量人员的测量工作带来更大的便捷性。电子测量技术能够将传感器设置在人类无法到达或者无法长期停留的地方,在对象运行的状态下能够持续进行测量,并直观地记录下相关的数据,这样就方便人们对被测对象进行了解和分析。例如在测量发光二极管时,电子测量技术将数据以数字的直观形式显示出来,将频率以示波的方式显示在荧光屏上,都能起到直观、清晰分析参数信息的重要作用。同时,电子测量技术在实现遥测和不间断测量时能够利用荧光示波法和发光二极管来直接显示出测量的结果,具有直观、清晰的效果,便于测量人员直接对被测对象的行为特征进行认识和掌握。荧光屏示波法,便于形象直观地给出被测量的特征。测量结果还便于打印、绘图或启动指示灯显示。 2.3 与计算机技术相结合 电子测量技术的高速发展离不开计算机技术的大力支持,因此电子测量技术和计算机技术的紧密集合是又一个应用优点。随着现代计算机技术的高速发展、计算机硬件价格的不断下降,通用硬件平台和虚拟仪器也正在成为趋势。通用硬件平台主要包括用于数据采集、信号分析处理和信号输出显示等带有共性的硬件,例如微型计算机、A/D和D/A变换器、显示器等,有了这些通用硬件平台,根据不同仪器的具体技术要求,开发出相应的软件,就可以产生不同的测试功能,输出多种测试信号。虚拟仪器充分利用了微型计算机强大的软硬件技术,可以设计出风格不同的人机操作界面,并且易于随着计算机软、硬件的升级而升级。虚拟仪器允许用户在通用硬件平台上根据自己的需要构造仪器,充分发挥计算机或数字信号处理器的作用,对仪器功能进行变换组合,因而比实物仪器更具有灵活性。在当今科技的高速发展中,测量技术和实验手段的现代化已成为科技现代化的重要条件和标志。随着计算机技术与智能传感技术的不断发展,检测仪器也将朝着“更快、更宽、更深”方向发展。微型计算机的不断发展,让电子测量仪器能够更加便捷地携带,能够对测量的数据、结果以及变化情况进行记录和保存,体现了电子测量技术多功能、高性能的特点。 3 电子测量技术的发展前景 随着信息技术的高速发展,信息和信息化已成为推动经济、技术和社会发展的要素,它反映了当代经济发展、科学技术进步的趋势,被认为是国家现代化水平和综合国力的主要标志之一,从而成为各国竞争的热点。对此各发达国家均把实现社会信息化作为重要的国策竞相投入了大量的人力、物力和财力。电子测量仪器与测试技术正是这些系统与技术的支撑。传统的仪器与测量方法已经很难适应这种需求,必须大力发展测试系统技术、测试软件技术等,用以研制开发新的仪器和新的测试方法。如能适应这种需求,仪器行业将得到很大发展。电子测量仪器经历了从模拟仪器到数字仪器、智能仪器,再到目前的虚拟仪器的发展历程,微电子技术和计算机技术的迅猛发展推动了电子测量仪器的发展。随着电子测量仪器的应用领域不断扩大,现代科学技术的发展和现代化工业大生产,必定会对电子测量仪器提出更高的要求,相应地,电子测量仪器的发展会呈现出新的特点,主要会包括:测量仪器的通用化;测量仪器的模块化;融合大量的高新技术;测量仪器的网络化。 4 结束语 通过本研究的介绍,我们对于电子测量技术的发展有了一定的了解。根据它的诸多优点,相信在未来一定会有更好的发展前景,应用到我们的生产和实践中去,为我们提高优质的生活。 电子测量技术论文:电子测量仪器抗干扰技术措施分析 [摘要]随着电子技术的飞速发展,人们对电子产品提出了越来越高的要求。许多企业都在使生产实现自动化,在实现自动化的过程中需要用到较多的电子测量仪器来检测生产过程中的参数,通过检测到的参数来指导生产操作。所以,电子测量仪器必须要保证其测量数据的准确性,防止出现误差。在实际的操作过程中,利用电子测量仪器检测参数容易出现干扰问题,干扰问题的出现会降低信号的质量,影响设备的正常使用。因此,提高电子测量仪器的抗干扰性能非常重要本文对干扰现象进行了介绍,研究了几种常用的电子测量仪器抗干扰技术和措施,并得到了相关的结论。 [关键词]电子测量仪 干扰 抗干扰 问题 技术 措施 一、干扰现象 (一)、干扰的定义 干扰是指对系统的正常工作产生不良影响的内部或外部因素。对于电测系统来说,干扰就是指对电测系统或仪器的测量结果产生影响的各种内部或外部的无用信号。干扰因素包括电磁干扰、温度干扰、湿度干扰、振动干扰和声波干扰等等,其中,电磁干扰是最为常见的干扰方式,电磁干扰对于系统的影响也最大。电磁干扰容易对系统的性能或信号传输产生有害的影响,使信号的数据发生瞬态变化,加大误差,严重时可能会导致整个系统出现故障。 (二)、干扰的来源 产生干扰必须具备三个因素:干扰源、传播途径和接受载体。对于电磁干扰来说,许多的设备都能够成为干扰源,例如继电器、变压器、微波电器、电动机、高压电线等,这些设备都能够产生电磁信号,对电子测量仪器进行参数检测造成影响。另外,宇宙射线、太阳光和雷电这些自然现象也会产生电磁信号,成为干扰源。电磁信号在空中是直线传播的,具有极强的穿透能力,电磁信号还能够通过导线传人电子测量仪器,传播的途径众多,也是电磁干扰现象十分广泛的原因之一。电子测量仪器就是很好的接受载体,它会吸收干扰信号,影响参数检测。所以,干扰是会对系统造成有害影响的,除去干扰形成因素的任何一个,都能够有效地避免干扰。抗干扰技术就是针对干扰的三个要素进行研究和处理,破坏其中的一个或几个干扰生成的要素。 二、几种常用的电子测量仪器抗干扰技术措施 电子测量仪器容易出现干扰问题,通过干扰现象的来源进行分析,可以知道,提高电子测量仪器抗干扰性能最理想的方法就是抑制干扰源,使其不向外产生干扰或者将其产生干扰造成的影响限制在允许的范围之内。对于生产车间来说,想要生产的过程中不产生干扰源几乎是不可能的。有些干扰是避免不了的,例如电网和外界环境的干扰。所以,在电子测量仪器来说,除了要对一些干扰源进行抑制之外,还需要在产品自身设计方面进行研究,提高其抗干扰性能。常见的电子测量仪器抗干扰技术措施如下所述: (一)、屏蔽技术 屏蔽技术室利用导电或导磁材料制成的盒状的或壳状的屏蔽体,可以将干扰源或者受干扰对象包围起来,这样就可以割断或者削弱干扰源的空间耦合通道,组织干扰源向受干扰对象传输电磁能量。根据屏蔽的干扰场的性质的不同,一般可以将屏蔽分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽三种类型。通常采用电场屏蔽的方式来消除或者抑制由于电场耦合而引起的干扰,使用铜和铝等导电性能良好的金属材料充当屏蔽体,且屏蔽体要保持良好的接地。磁场屏蔽是为了消除或者抑制由于磁场耦合而引起的干扰,一般可以用高磁导率的材料来充当屏蔽体,从而保障磁路的畅通。对于一些电气设备,既存在电场耦合,又存在磁场耦合,例如,变压器、发电机等等,变压器的电磁屏蔽一般采取的是在变压器绕组线包的外面包一层铜皮作为漏磁短路环,漏磁短路环会产生反磁通来抵消部分的漏磁通,从而使变压器外的磁通减弱。另外,在同轴电缆中,可以在电缆线中设置屏蔽层,防止信号在传输的过程中受到电磁干扰。同时,为了防止电磁干扰发生在通信电缆里面,可以在生产车间的通信电缆外面包裹一层薄膜,这样就能够起到屏蔽外界电磁干扰的作用。需要注意的是,对电磁干扰的屏蔽效果与屏蔽层的数量和每一层的厚度是有很大关系的。 (二)、隔离技术 隔离技术是抑制干扰的有效手段之一,它是指把干扰源与接收系统隔离开来,从而让干扰耦合通道被切断,使得干扰信号无法传输。比较常见的隔离方法有光电隔离、变压器隔离和继电器隔离等方法。光电隔离需要用到的仪器是光电耦合器,光电隔离借助光作为媒介来耦台隔离两端输入和输出的电信号,它所具有的隔离能力比较强,能够有效地提高电子测量仪器的抗干扰能力;变压器隔离主要用在传输交流信号的过程中,需要用到隔离变压器来阻断交流信号中的直流干扰和抑制低频干扰信号的强度;继电器隔离主要是利用继电器的线圈来接受电信号,在利用其触电来控制和传输电信号,这样就可以通过不和电产生联系而将强电和弱电分离开来。 (三)、滤波技术 滤波的形式有多种,主要有波形滤波、频率滤波、时间滤波、空间滤波、软件滤波和幅度滤波等。滤波主要是通过挡住噪声,只让有效地信号输出。干扰源发出的电磁干扰的频谱往往比要接收的信号的频谱宽很多,所以可以采取滤波的方式来抑制干扰。根据滤波器频率的特性,可以将滤波器分为低通、高通、带通、带阻等类型。 (四)、接地技术 为了提高电子测量仪器的抗干扰性能,还可以通过接地技术来实现。接地技术主要是将电路、设备机壳等与大地相连,这样就能够给系统提供一个基准电位。接地可以分为保护接地、屏蔽体接地和信号接地三种类型。通过接地的方式,不仅能够防止设备使用时漏电造成人身安全,还能够有效地抑制干扰。 三、结束语 综上所述,在电气化的环境下,干扰现象时有发生。如果干扰源不能够消失,就需要想办法让其对其他设备的使用造成的干扰降低到最小。通过屏蔽技术、隔离技术、滤波技术和接地技术能够有效地抑制干扰信号的传输,保证电子测量仪器能够在允许的范围内进行参数检测。 电子测量技术论文:现代电子测量技术与仪器仪表的发展 近几年来科学技术迅猛发展,以信息技术为代表的新科技促进了电子行业的飞速增长,也极大地推动了测试测量仪器仪表的快速发展。电子测量仪器的发展为我国国民经济、企业发展,科学教育、特别是国防军事的发展做出了巨大贡献。随着世界高科技发展的潮流,中国电子测量仪器也步入了高科技发展的道路,鉴于中国在全球制造环节和设计环节的重要地位,使得中国成为全球各大仪器厂商青睐的大战场,同时,也带动了中国测试测量仪器的研发与测试技术应用的迅速发展。 电子测量技术的现状及存在的问题 目前国内的电子测量技术已有了很大的发展,中国测量仪器的可靠性和稳定性问题得到了各个方面的重视,状况有了很大改观。测试仪器行业目前已经越过低潮阶段,重新回到了快速发展的轨道,尤其最近几年,中国的仪器取得了巨大的进步,特别是通用电子测量设备和汽车电子设备的研发方面,与国外先进产品的差距正在快速缩小,给国外电子仪器龙头的垄断造成了一定的冲击。随着模块化和虚拟电子技术的发展,为中国的测量仪器行业带来了新的契机,加上各级政府越来越重视,以及中国自主应用标准研究的快速进展,都在为该产业提供前所未有的动力和机遇。从中国电子信息产业统计中可以看出,中国的电子测量仪器每年都以超过30%以上的速度在快速增长。在此快速增长的过程中,无疑催生出了许多测试行业新创企业,也催生出了一批批可靠性和稳定性较高的产品,现在已基本上采用了标准化,模块化的设计体系,已从CAMAC、PC总线、STD总线向VXI、PXI总线发展,从堆叠式测试系统向标准化、模块化测试系统发展,并先后研制出国产化VXI模件、VXI测试系统及PXI系统,使我国测试系统技术水平逐步进入国际先进行列。 虽然国内的测试测量产业快速的发展,但客观地说中国的测试测量仪器还普遍落后,表面上看的有精度不高,外观不好,可靠性差等,深入分析则存在以下问题: 人们在整个产品的制作流程中对测试这个环节不够重视。在传统的产品的制造流程中,研发始终处于核心地位,而测试则处于从属和辅助位置,研究者对测试不够重视。 数字化、标准化、模块化结构有待提升。“数字化时代”是社会与经济现代化的最新标志,关系着一个国家在科技领域“核心竞争力”的高低。模块化则是国际电子测量仪器发展的方向。由于历史的原因,中国仪器配套行业的企业多为良莠不齐的小型企业,标准化的研究也没有跟上需求的快速发展,从而导致仪器的材料配套行业的技术水平较低。虽然目前已有较大的改观,但距离整个产业的要求还有一定距离。所以,还应把标准化和模块化的研究放到重要的位置。还有,在技术水平没有达到的条件下,一味地追求精度或追求高指标,而没有处理好与稳定性之间的关系。这些都是制约本国仪器发展的因素。 软件技术、集成技术不够发达。软件技术在电子测量仪器中的作用,就如同人的大脑一样,然而现代我国的电子测量仪器中的软件技术还远远没有体现出来。电子测量仪器硬件,即电子电路技术、同轴器件组件技术、波导器件组件技术的集成技术,在电子测量仪器中是其重要的核心技术,它与总线技术、软件技术、模块化技术共同组成现代化的电子测量仪器,这是我们电子测量仪器企业尚待攻克的一个难关。 面向应用和现代市场营销模式还没有真正建立起来。中国的仪器设备厂商只是重研发,重视生产,重视狭义的市场,还没有建立起一套完整的现代营销体系和面向应用的研发模式。传统的营销模式在计划经济年代里发挥过很大作用,但无法满足目前整体解决方案流行年代的需求。所以,为了快速缩小与国外先进公司之间的差距,国内仪器研发企业应加速实现从面向仿制的研发向面向应用的研发的过渡。特别是随着国内应用需求的快速增长,为这一过渡提供了根本动力,应该利用这些动力,跟踪应用技术的快速发展。 目前电子测量仪器的高技术成果 成功研制微波毫米波矢量网络分析仪。微波毫米波矢量网络分析仪是我们成功研制的被称为“世界电子测量仪器之王”的仪器。该仪器的突出特点主要有以下几个方面:工作频带宽;测量精度高;大动态范围;高速实时测试。 调制域分析仪的成功研发。调制域分析技术是可以用来加速设计和表征诸如雷达、电子战、监控系统、扩频通信等的工作和性能特征。调制域分析仪还非常适合设计防抱死制动系统、可调节悬浮系统、自适应巡航控制系统、防撞雷达、各种各样的航天和防御系统等。 VXI总线技术取得重大进展。VXI可以大大减小设备的体积和重量,还可以大大提高测试速度,VXI比GPIB的速度可提高40倍,它测试系统的适应性、灵活性大为提高并且价格适中,有利于充分发挥计算机的作用。该研究成果已应用于“XXX型号远程雷达综合测试系统”、“火控雷达综合测试系统”和各种装备的VXI总线自动测试系统中。 电子测试仪器向毫米波推进。通信测量仪器达到高技术水平。通信产业的发展速度超过了人们的想象,所以我们必须适应通信产业的发展,以最快的速度发展我国的通信电子测量仪器。近几年成都前锋电子仪器厂研制完成了无线寻呼检测仪、电台综合测试仪、数字微波通信测试仪;信息产业部电子第41研究所研制完成了误码测试仪、数字传输/数据通信分析仪、七号信令测试仪等。这些产品都达到了二十世纪末国际先进水平。 现代电子测量仪器的发展方向及趋势 电子测量仪器的生产和设计是衡量一个国家工业基础和工业生产能力的重要标志,因此在仪器仪表生产技术的研究中要注重解决好产品的设计和过程监管模式,研究新型的仪器仪表应注重高精度,高质量,稳定性,可靠性,可维护性,可操作性,易升级性等。 我国电子测量技术的发展应保证产品性能更加优异,逐步与计算机融为一体,使测试及仿真软件在仪器中广泛应用,提高自动测试系统的性能,测量数据采集和处理的自动化,实时化,数字化,测量数据管理的科学化,标准化,规格化,测量数据传播于应用的网络化、多样化、社会化,GPS技术、RS技术、GIS技术、数字化测绘技术以及先进的地面测量仪器等广泛应用与工程测量中,并发挥其主导作用。
循证医学在骨科临床教学中的应用:PBL教学模式在骨科临床教学中的实践与体会 摘要:通过PBL教学模式与传统教学模式(LBL)在骨科临床教学中的对比研究, PBL教学法有利于提高学生学习的主动性,加强培养临床思维能力,增强课程知识点创新性,促进多学科协作性,对临床病例认识全面性及深入性等优点,PBL教学法应用于骨科临床教学具有可行性,值得医学教学推广及探讨。 关键词:PBL教学模式;骨科;临床教学 PBL(Problem-based learning)教学模式是基于现实世界的以学生为中心的教育方式,以学生的主动学习为主, 教师起引导作用的新型教学模式。PBL教学模式起源于20世纪20年代,美国医学院校由于医学和医学相关知识的不断丰富增多,学生负荷不断加重,要求掌握的理论知识多,然而医学教学过程中却忽视实践能力、临床思维能力、医德医风等方面的培养,针对当时医学教学中存在的偏差和危机,提出对医学教学模式改革[1]。1969年,美国神经病学Barrows教授以信息加工心理学和认知心理学为基础,根据建构主义学习理论的"情境"、"协作"、"会话"和"意义建构"学习环境中的4大要素,创立了PBL教学模式[2]。是近年来国际上很受欢迎的一种教学模式,也是目前国外医学院校的主流教学模式之一[3]。 如今,PBL教学模式也将成为我国医学教育改革发展的方向之一,当前面临着诸多困难,需结合目前医学教育实际及各院校教学环境而探索出行之而有效的教学法。 骨科学是一门综合性很强的学科,专门研究骨骼肌肉系统的解剖、病理与生理、生物力学、影像学及治疗方式, 牵涉知识面庞大且广,要求掌握的内容多,伴随医学高速发展 目前骨科领域新理论、新技术以及新内固定材料亦得到迅速发展,对骨科医师的综合能力要求更高,因此, 如何在目前新形势下提高骨科临床教学质量, 为培养未来的综合能力更强的骨科医生奠定基础,是我们医学院校当今面临的迫切需要解决的新课题。所以,我们通过改革现行的骨科临床教学模式,采用PBL教学模式,现将所得的心得体会与大家分享学习。 1资料与方法 1.1一般资料 随机从2010级5年制临床医学系学生中抽取64例学生,随机分为两组,每组32例,分成常规组和实验组,常规组教学采用: 采用传统教学,即以教师讲解为主。实验组:采用PBL教学法。教师团队由2位副教授或高年资讲师组成(均从事骨科专业),授课内容为:根据第八版陈孝平主编《外科学》骨科章节教学大纲要求掌握的内容,在进入临床见习之前学生先要完成骨科这章的理论学习。 1.2方法 常规组采取传统教学模式,即"传授知识-接受知识"单向"灌输式"教学法[4],以老师讲解为主,教学过程:首先带教老师梳理提纲,并指出骨科这章节重点、疑难点及要求掌握的内容,待理论课授完后,学生到医院在带习老师的指导下进行骨科临床见习,每组8例学生。第一步:学生先病史采集、查体、阅片、辅助检查;第二步:在临床带教老师带领下,汇报病史、诊断、治疗方案(其他学生可以补充及提出自己的观点)。带教老师对学生的问题指出不足及对该疾病更深层次讲解,归纳总结。实验组采用PBL教学法。教学步骤:第一步:带教老师纵观整章节选取典型的具有代表性的骨科临床病例, 每个病例均由发病机制(或受伤机制)、临床表现、影像学表现、临床化验检查、诊断及鉴别诊断、治疗方案等组成,并对这类疾病做解剖学、组织学、病理生理学等相关方面的知识拓展。第二步:带教老师一般在课前至少5~7d给出PBL教学案例,让学生有充足的时间去准备本章节的内容及查阅相关资料及国内外文献。第三步:每小组到骨科病房采集病史(病例由带教老师事先已安排选定的)、查体、阅影像学资料。第四步:实施PBL教学法,专门的PBL教师,首先由小组一名学生汇报病史、查体、辅助检查。组织讨论:从疾病的发病机制(或受伤机制)、临床表现、体征、影像学表现,诊断和鉴别诊断及治疗方案,评价手术风险及预后可能情况。小组成员围绕疾病的发生、发展进行思考、分析、推理;带教老师这时起导向作用,引导学生向预定的教学目标进行及向这方面疾病的知识更深层次拓展。第五步:由学生自己总结该疾病的重点及难点,老师可以给以适当的补充及纠正。 1.3评价指标 骨科这章教学全部完后,根据教学大纲内容,对两组学生同时进行综合能力考核,考核内容包括:骨科基础理论知识和骨科临床病案分析两个方面,从疾病相关理论知识掌握、临床病史采集、体格检查、影像学资料简单分析、疾病诊断及鉴别诊断、治疗方法选择等方面对学生进行测试, 并与以往传统教学模式下及学员的考试成绩作比较并进行统计学分析。 1.4统计学方法 采用SPSS 13.0进行数据统计分析, 计量资料采用(x±s)标准差表示, 组间比较采用t检验, 检验水准为以P 两组教学模式考试成绩比较,在专业实践能力测试成绩这两方面比较差异无统计学意义(P 0.05),但在骨科基础理论知识成绩方面,常规组明显好于实验组(P 2讨论 当今医学骨科知识量的成倍增加及知识更新周期越来越短暂,传统的医学教学模式已无法很好满足临床教学的需求,对医学院校现有的教学模式提出挑战[5],如何提高临床骨科教学质量,为此我院将PBL教学模式应用到骨科这章的临床教学中,我们在运用PBL临床教学法中所得经验及心得体会与大家讨论,PBL教学模式在骨科临床教学中优势主要体现在如下几方面。①PBL教学法同传统教学法相比,教师的角色改变,由先前的知识传授者转变成为学生们的引导者,但此教学模式要求带教老师不断学习扩大知识面,及时更新知识结构来提高教学;同时学生也尽早适应向医生这个角色的转换[6-8]。②增强学生在学习方面的主观能动性[9],提高学生临床分析及解决问题的能力。当带教老师给出临床病例资料,学生根据自己现有掌握知识,查阅相关文献资料, 实践,去寻找解决问题的方法, 经历这些过程来形成自己的一套正确的科学的知识体系, 增进学生的求知欲望。③PBL教学法有促于知识的系统性、连贯性[10],同传统临床教学模式相比,PBL教学模式是将该类知识科学的、系统的融合在一起, 使骨科这章节的知识更加系统性和完整性, 知识掌握更加全面而深入 。④促进多学科之间的知识相互渗透[11],例如1例女性患者由于车祸外伤导致骨盆骨折,采用PBL教学法该病例所涉及科室有:受伤机制由生物力学原理解释,其它并发症有:泌尿外科的膀胱尿道损伤、妇产科的子宫损伤、普外科的直肠等损伤、重症监护科、血管外科、急症科等相联系,以及学生为解决这问题运用信息检索工具及电脑知识,强度多学科的知识整合,提高学生的创新能力及思维能力。⑤加强学生之间的团结及协助能力,增强团队意识, PBL教学法在临床教学中以小组的形成, 要求学生之间相互沟通、合作、分工等去解决问题,但在这过程中学生可以根据所学知识表达自我,增进学习能力和竞争意识, 有效的反应自己及他人在该学科的优点及不足,相互借鉴、学习。 PBL教学模式在我国目前医学院校正处于探索阶段, 国外研究报道[12],PBL教学模式针对已选定的教学内容可以很好地拓展且深入,但缺乏传统教学模式的系统性、全面性。相比传统医学教学模式,PBL教学法是对教学模式的根本改变,是对教学方法、教学形式、教学条件、教学目标、教学理念、教材编排、考核指标等多方面的改革。虽然我们在实验中取得一些经验成果,但是我们在教学中并未完全放弃传统医学教学,而是进行有效的整合, 相互取长补短、互相融合及补充的教学模式。以近几年我国高校扩招迅猛,师资力量不足,教学硬件无法跟上,很难满足PBL教学模式在高等院校全面推广,还有很多困难面临去解决。 循证医学在骨科临床教学中的应用:骨科废旧内置物结合等比例人体骨骼模型在临床教学中的应用研究 摘要:目的 探讨骨科废旧内置物结合等比例人体骨骼模型在临床教学中的应用研究的价值。方法 收集整理近年来我科骨折术后患者取出的废旧内置物耗材,参照第7版外科学教材骨科部分的内容及顺序分门别类,再将2012~2013年度来我科参加生产实习的临床学生随机选出100例,后将其随机分成A、B两组,A组采用改良的操作式方法教学,B组采用传统讲授式方法教学,待临床生产实习结束后,进行技能操作测试考核,做分数统计及数据统筹分析,对比出两种教学方法的优劣。再将改良的教学方法在经济上与实效上的可操作性加以分析,总结出此方法的合理性及是否具有推广可能。结果 通过对比研究应用骨科废旧内置物结合等比例人体骨骼模型在临床教学的A组学生无论在安装骨科内置物所需时间以及安装位置、螺钉长短均优于接受传统讲授式教学的B组学生。结论 在骨外科临床教学中应用骨科废旧内置物结合等比例人体骨骼模型的教学方法与传统的教学方法比较大大提高了实习学生的学习兴趣及实际操作能力。 关键词:骨科废旧内置物;等比例人体骨骼模型;传统讲授式教学方法 临床实习是医学院校学生由基础理论学习向实际参加临床工作过度的重要阶段。实习效果的优劣将直接影响医学人才的培养。因受到传统讲解、灌输式教学模式的影响及骨科临床实习学生多,适合患者少且操作资质要求高等诸多因素的制约,致使现阶段骨科临床教学绝大部分内容停留在内容讲解、幻灯图片及视频演示层面,造成学生实际动手、亲身操作环节缺失教学效果不理想。现拟用骨科二次手术取出之废旧内置物耗材,结合等比例仿真骨骼模型,既不违反医疗操作法规,也不会因学生临床操作真实患者失误而引发医疗纠纷及事故,将能在最大程度上真实模拟、再现骨科内置物安装及取出的全过程,培养学生的实际动手能力,为将来毕业顺利从事骨科临床工作奠定坚实的基础。本科研的研究重点在于通过对临床实习学生采用传统讲授式教学模式与改良的操作式教学模式的临床教学效果优劣比较[1],试图探索出一种更能适应现代医学模式转变、同步工业技术革新、满足人才培养需求的新型教学方法。通过对临床学生分组采用两种不同教学方法的比较研究,采集数据,分析比较出两组学生的实际动手操作能力差异,此外还要对本科研立项预采用的改良教学方法在实际临床教学中的可行性、规范性、经济性、推广性以及是否具有不良效应等方面进行进一步的研讨。 1资料与方法 1.1一般资料 收集整理近年来我科骨折术后患者取出的废旧内置物耗材参照第七版外科学教材骨科部分的内容及顺序分门别类:上肢钢板20套,下肢钢板20套,脊柱内置物20套,等比例人体仿真骨骼模型4具。随机选取2012~2013年度来我科参加生产实习的临床学生100例参加教学研究测试。由5位骨科教师完成实验测试及评估。 1.2方法 将2012~2013年度来我科参加生产实习的临床学生随机选出100例,后将其随机分成A、B两组,每组50人,A组采用改良的操作式方法教学,B组采用传统讲授式方法教学,待生产实习结束后进行技能操作测试考核。 1.3评估方法 ①分别记录两组学生安装同一套上肢钢板、下肢钢板及脊柱内置物的时间;②采用X线透视的方法对两组学生安装内置物的准确程度进行评估打分,评估内容为?訩安装位置,?訪螺钉长短。分成3个等级:优等:两者均准确;中等:其中一项准确;差等:两项均不准确。 1.4 统计学方法 应用SPPS13.0统计软件进行分析,技术资料的比较采用χ2检验,计量资料以均数±标准差(x±s)表示,两组比较采用t检验,P 2结果 通过对比研究应用骨科废旧内置物结合等比例人体骨骼模型在临床教学的A组学生无论在安装骨科内置物所需时间以及安装位置、螺钉长短均优于接受传统讲授式教学的B组学生。 2.1 A组安装上肢内固定物平均时间为28.3 min,下肢内置物平均时间为25.5 min,脊柱内固定物平均时间为35.9 min。B组安装上肢内固定物平均时间为41.2 min,下肢内置物平均时间为46.5 min,脊柱内固定物平均时间为52.5 min。两组比较差异有统计学意义(P=0.012,P 2.2 A组与B组优良差分别为 A组为37、15、3,B组为5、18、27。两组比较差异有统计意义(x=88.74,P=0.017,P 3讨论 虽然当代的教学模式已逐步由传统的灌输式讲解模式向PBL教学模式(即病案研讨式)发展,很大程度上提高了临床学生对一些常见病[2]、多发病的诊疗能力,但因现代工业的迅猛发展及患者对骨折后生活质量的要求不断提高,导致骨科临床使用的内置物,无论从材质上、品种上及安装方法上都有了前所未有的革新,然而现行的临床教学方法无法适应这种革新,导致临床教学与实际工作严重脱节。通过改良的教学方法与传统的教学方法对比骨科内置物的安装无论在时间上及准确程度上均有较大程度的提高,且实验经费较少,易于实施,但本实验选取样本较少,缺乏大量的样本进行对比分析[3],其临床教学效果有待于进一步考证,且本实验使用仿真人体骨骼模型,一定程度上会影响临床学生对真实患者的人文关怀等医学伦理学问题,其可推广性也有待于进一步研究。 循证医学在骨科临床教学中的应用:护生主导式教学查房在骨科临床教学的应用与思考 【摘要】 目的 通过护生主导式教学查房,加强护生对专科知识的了解,理论结合实践。方法 护生针对腰椎间盘突出症患者进行查房。结论 护生较快地对病腰椎间盘突出症有了较全面的了解,能够迅速转变在临床工作中的角色,参与者变为主导者,并融入每日的临床护理工作中,从而提高自身的学习能动性。 【关键词】 护生;教学查房;护理教学 护理临床教学是理论结合实践的最佳途径。临床教学水平的高低和带教老师的行为习惯直接影响到护生的操作能力的提高,以至于护生的操作能力参差不齐。传统的教学方法是以带教老师讲解为主的护理查房方法,主要是由教学组长讲解骨科的常规护理和专科一般护理。护生主导式查房改变了多年以来教学模式,提高护生的主观能动性,更有效的掌握骨科的护理知识[1]。 1 查房内容 腰椎间盘突出症是骨科的常见病、多发病,很多患者活动不便,严重影响生活质量,住院时间长(腰椎手术患者平均住院天数为18 d),护理工作显得尤为重要。由带教组长选择病情难易适中的患者查房。 1.1 方法 由带教老师通知护生准备相关内容,两周时间准备,第三周开始讲解查房,包括询问病史,收集资料,对患者进行评估目前存在的护理问题,提出护理措施,并进行指导。针对我科患者的住院时间长,健康教育及功能锻炼的落实指导,都由护生完成,带教老师床旁指导[2]。 查房时,护生自己主持教学查房,由低年资护士、教学副组长、教学组长、护士长参加。 1.2 查房步骤 护生小组长安排每名护生分别上报病史、主诉、既往史、过敏史、手术史等,术前检查,了解医生的专科检查的目的,手术指针,向医生了解患者的手术方式。从以下几个方面讲解:①心理护理。②术前准备。③术后指导。④术后的功能锻炼指导。⑤术后的常见的并发症防治的指导及出院指导。人人参与发言。针对此患者按照护理程序,对患者的出现的护理问题相关因素,护理措施共同探讨,由低年资护士进行补充,带教组长进行总结及点评,并进行考核。 2 结论 2.1 实习护生方面 实习护生能过复习专科知识和查阅相关文献,加深了对本病的了解。人人参与护理,提高了护生的实习工作的信心,不是简单的打针输液测体温等一些基础的治疗工作,并真正的深入到护理工作中去,明显提高了护生的积极主动性,提高了教学质量和团队协作能力,锻炼理论联系实践的能力,培养运用知识、发展知识的能力及沟通能力[3]。 2.2 老师方面 护理教学查房提高了老师的归纳总结,解决问题的能力,加强了师生的沟通,融洽了师生关系。 临床教学是培养学生进行综合训练的重要教学阶段,是学生角色向护士角色转变的过程,改变了传统的传统的灌输式的教学模式,增强了护生的工作主动性,提高了护生分析问题和解决问题的能力[4]。教师在教学过程中应成为指导者,合作者。护生主导式护理教学查房就很好的体现了这一点。 循证医学在骨科临床教学中的应用:循证骨科学在骨科临床教学中的应用分析 摘要:目的:探讨循证骨科学在骨科临床教学中的应用效果,分析其应用的注意事项。方法:将我校2010年~2011年两届学生分为两组,2010年届临床学生采用常规教学手段学习骨科,2011届临床学生在骨科临床教学中使用循证骨科学。对两组学生进行测试,比较两组学生的理论考试结果、病例分析测试结果及学生自主学习兴趣。结果:2011年届学生理论考试结果平均为(87.84±5.95)分,病例分析平均为(89.74±4.32)分,学生学习兴趣更高,各方面测试结果均高于2010届学生,p<0.05,SPSS软件统计结果显著差异。结论:在骨科临床教学中使用循证骨科学,能够提高学生学习兴趣,知识渗透更深,有助于提高学生的学习成绩和临床知识储备。 关键词:循证骨科学;骨科临床教学;骨科教学;循证医学 随着临床医学观念的不断更新,骨科的治疗理念和治疗的方法也在不断更新,因此,骨科的教学内容和教学方式也面临着极大的挑战。只有不断地更新教学方法,才能符合当代临床医生的工作实际,培养出具有创新精神、慎独精神、科研精神等高素质骨科医生[1]。循证医学是骨科学中的新观念,其要求医生将最佳的研究证据与医师的临床经验相结合,进而做出最佳的治疗方案[2]。我校在进行骨科教学中,将循证骨科学应用到其中,效果显著,现报告如下: 1资料与方法 1.1一般资料:选择我校2010年、2011年两届临床医学专业学生作为本次实验的研究对象。所有学生均需要进行骨科教学。2010届学生180名,其中男74名,女106名,学生年龄在19~25岁之间,平均(21.03±1.85)岁。2011届学生190名,其中男80名,女110名,学生年龄在19~26岁之间,平均(21.41±1.77)岁。两届学生的性别、年龄和入学成绩等无明显差异,使用SPSS18.0软件分析,两组之间差异无统计学意义,p>0.05,具有可比性。 1.2方法:2010届学生采用常规教学方法,采用大课堂授课形式,结合多媒体教学、案例分析与板书教学,并加入课间实习。 2011届学生在2010届学生教学方法中融入循证骨科学理念。 在两组学生课程结束后,实施理论考试和病理分析考试,满分均为100分。并调查学生对骨科的学习兴趣,10分为非常感兴趣,0分为非常没兴趣,学生在0~10分之间选择一个数字表达自己的学习兴趣得分。 1.3循证骨科学的教学方法:在教学中,培养学生提出问题、寻找证据和评价分析、归纳总结,创新性地解决患者问题的能力。 首先,在教学中,提供学生完整的病例,让学生自己通过询问病史、查体、实验室检查结果等,收集患者的主要问题,取得可靠的资料,并寻找出临床需要解决的疑难问题。病例可包括标准化病人、教师、书面材料等。 第二,组织学生检索相关的医学文献,鼓励学生在知网等资料库中,寻找出大量相关文献,找出与提出的临床问题有关的资料。 第三,组织学生分析收集的资料,剔除不可靠资料。同一位患者可能同时存在有多种问题,需要将资料按照问题的主次要进行分析。 第四,指导学生进行临床决策,从严格评价过的文献中,获取临床可靠的,最具有应用价值的证据,使之服务临床,辅助学生制定临床决策。同一位病例的临床决策可多样,如决策制定较为困难,可再进行进一步的研究。 最后,对学生制定的决策,选出一部分由学生讨论分析,并提供医院目前针对此类疾病的治疗方案,寻找不足,以提高学生的认识。 1.4数据处理:将本次实验所得数据准确录入SPSS18.0软件包进行统计学分析,计量资料采用(均数±标准差)表示,即(X±S),数据组间对比采用t检验。取95%可信区间,当p<0.05时,为差异有统计学意义。 2结果 2011年届学生理论考试结果平均为(87.84±5.95)分,病例分析平均为(89.74±4.32)分,学生学习兴趣更高,各方面测试结果均高于2010届学生,p<0.05,SPSS软件统计结果显著差异。详见表1。 1992年加拿大David Sackett正式提出了循证医学,即遵循科学证据的医学[3]。要求医生在临床工作中,慎重、准确和明智地应用其所能收集到的最好的证据,并结合自己的临床经验和知识储备,考虑患者的实际情况和医院,制定出最佳的治疗方案。 这种理念,要求医生在进行医疗决策时,要以客观的结果为依据。而随着这种理念的不断研究和应用,其已经形成了相对固定的步骤。这种步骤的有效实施,对医生的职业素质也有了更高的要求。 我校将循证骨科医学应用到临床骨科教学中,从学生抓起,将此思维模式深入到学生的学习过程中,使其在对病例进行分析时,自然而然地按照循证医学的步骤进行,即寻找患者存在的问题-提出要解决的问题-收集资料-评价资料-实施资料-追踪和再评价。学生能够通过这种思维,逐渐形成自主学习、探究性学习的良好学习习惯,积累知识。 通过研究结果可看出,实施循证骨科医学能够提高学生的学习成绩、病例分析的能力,学生学习兴趣更高,与2010年届学生比较,差异明显,p<0.05。但是,此教学方法由于处于实施初期,仍有一定的问题,如学校的硬件设施不足,学生的自主学习能力转变较慢,病例采用标准化病人,缺乏全面性等,其需要学校、教师、学生等,共同努力,以更好地运用此教学理念。
0引言 广泛应用于各个领域、各个行业的化工材料与我们的生活密不可分,例如建筑、桥梁以及食品中的各种添加剂、药品中的有效成分等都含有化工材料。化学分析是一种非常重要的化工检测手段,在化工材料的检测中起着至关重要的作用。化学分析方法由于其可以对样品进行准确快速的测定且能够为化工化学研究人员提供准确有效的数据,所以常常被作为一种可靠的科学研究方法。化工材料自身的性质决定了其检测方式,化工材料的不同决定了检测方式的不同,但对于大多数的化工材料来说,化学分析的方法都可以对其进行检测,这正是化学分析检测的方法灵活多样,对象比较复杂,检测工具也各式各样的原因。所以我们必须分析各种工具、方法应用的有效性,以获得更加合理的检测方法,才能保证检测结果的精确性,促进化学分析在化工材料研究与检测中更加科学的应用。 1化学分析的概念及其应用 化学分析,通常认为是依据相关化学反应以及其相互关系对材料进行分析的一种科学方法。通过化学分析,不仅可以对化工材料的特性、组成、结构等固有属性进行精确的解析,还可以对化工材料中的纯度、杂质含量以及组分含量进行分析,在化工材料的生产、加工、检测和应用等各个环节均具起了十分重要的作用。因此,化学分析是确保化工材料安全可靠的一种重要手段。随着工业水平和科学技术的不断发展,化工材料的应用领域越来越广泛,化学分析的方法和技术也得到了越来越快的发展,其在化工材料的生产和检测中的作用越来越重要,对于测试结果的准确性和有效性也有了越来越高的要求。 2化学分析方法的分类 按照分析原理的不同,化学分析方法一般分为传统分析方法以及仪器分析方法。其中传统分析方法一般分析时间较长;而仪器分析方法则属于后发展的新方法,分析相对较为快速,综合性和联用性较强,是近年来发展较快的化学分析方法。 2.1传统分析方法 传统分析方法,通常是直接利用物质间发生的化学反应,通过观察化学反应的剧烈程度,辅助称重、滴定等手段,对化工材料的组分、纯度以及杂质含量进行定量分析,重点关注成份分析。检测人员的素质、操作技能以及检测经验的丰富程度,都将影响化学分析的实际结果。化工材料成份越来越丰富、结构越来越复杂、杂质分析要求越来越精细,均导致对检测人员的综合素质要求越来越高,检测时间越来越长,结果分析也越来越复杂,这些都在一定程度上增加了应用的局限性。 2.2仪器分析方法 仪器分析方法,通常是在样品充分溶解的前提下,直接利用专业的仪器设备进行物质化学分析的一种方法。这种方法被广泛应用于现代化学分析方法中,综合运用了物理、化学等多学科技术,能够准确、快速、高效地对化工材料的相关属性进行定量或者定性分析。与传统分析方法相比,化学分析方法的分析对象进一步细化,从分子、原子层面的分析向质子层面更精细的检测方向发展;分析方法也进一步细化,根据化工材料的生产工艺和应用领域,分别细化的针对性更强的分析方法和相应的分析设备,比如电化学、光化学、物理化学等,以及相应的拉曼光谱、质谱、色谱、激光衍射粒度分析、ICP、原子吸收光谱分析等等,应用领域逐渐分离出化学、生物、基因、医药等等更加精细的领域。其中色谱仪是最为常用的一种仪器分析方法,通常分为以下三种:①气相色谱仪气相色谱仪是一种对气相色谱进行分析的工具,其具有快速、高效、灵敏等特点,常常被应用在食品、药品、化工等行业。气相色谱仪能够快速的将不同的有机物分离开,因此常常被用于有机硫、有机氯、菊酯类等物质检测与分析。②液相色谱仪液相色谱仪是一种对液相色谱进行分析的工具,对液相有机物的分离具有非常好的效果。常常被用于防腐剂、甜味剂、食用香精等各类食品添加剂的检测与分析。③离子色谱仪离子色谱仪是一种对阴、阳离子色谱进行分析的工具。他可以同时检测多组离子,具有快速、简便等特点。常常被用在食品与药品的检测与分析当中。 3化学分析的发展趋势 社会发展的不断进步使得人们对化工材料的需求逐渐变得多样化、专业化,同时,随着生产水平的不断提高以及科学技术的不断发展,新的技术和应用会不断被开发,新的检测技术和仪器也会相应地不断涌现,这会使人们获得更加多样化的检测和分析方法。人们必定不只满足于传统的成份含量分析,也不只满足于单一的结构分析,而是更加深入地向更加微观层面的活性、价态、形态等方向拓展,甚至于不断深入到原子内部结构的分析。由于大量精细特征数据的获取和存储必将推动大数据精密分析时代的到来;强大分析谱库的建立,微观和宏观综合分析的实现必将成为未来发展的一种趋势。未来的化学分析将不再仅仅局限于对现有材料属性的检测和分析,而是朝着对未知材料、未知特性的预测和识别,主动指导新材料的开发和新领域的应用,更加强调材料的综合属性的分析和反馈的方向发展。不同类型的化学分析方法会逐渐融合,并且不断与其他领域进行交叉,形成更加综合、全面、精细的分析方法和分析系统。 4化学分析的有效应用 传统分析方法中操作人员的素质水平、规范程度、操作能力的不同,仪器分析方法中各相关仪器设备的匹配程度、精度和缺陷的差别,具体分析方法和分析模型的选取,都将对测试分析结果准确度产生严重影响。为了保证化学分析的有效应用,必须结合各种分析方法的过程、特征和应用特点,对影响结果的各个环节展开细致分析,最终保证分析结果的科学准确性和应用有效性。 4.1化学分析的细致性 化工材料的化学分析的细致性,可以减少分析操作过程中的失误,降低分析操作中存在的误差,确保了实验的准确性。例如在药品、食品的化学成分检测中,首先要对其各成分所需的环境进行相关检测,以此来确定药品、食品的保存环境以及保存的方法;其次对该化学成分进行检测,记录其是否含有对人体有害的成分或者是否会和水反应产生对人体有害的成分等。 4.2化学分析的准确性 化学分析的准确性对化学分析的结果是非常重要的。分析化学的准确性越高,会使得化工材料的应用范围越广泛,同时良好的准确性能够推动新型化工材料的有效开发。要确保化工材料化学分析的准确性,需从分析人员的知识水平、熟悉程度以及数据记录等全方面入手。在用化学分析方法对化工材料进行检测时,要选择知识储备丰富、各项操作熟练的人员进行实验,严谨的对待研究过程中的每一个小细节。 4.3化学分析的合理性 化学分析的具体过程固然重要,但是化学分析方法的选择是否合理却是其结果有效与否的基本要素。因此,在每一项化学分析之前,必须仔细研究分析对象的特性、应用目的,以及综合考虑各种可能采用到的分析方法的精度、局限性等,最终确定比较科学、合理的分析方法。 4.4化学分析的全面性 化工材料的广泛使用致使化学分析得到了全面的发展,对于化学分析的结果必须具有全面的认识,努力摆脱惯性思维的束缚,辅助多种测试手段的分析,获得更加全面的分析结果,保证分析结果对应用起到有效的指导作用。 5总结 化学分析在化工类材料的检测中起着不可代替的作用。随着化工行业的快速发展,化工材料的开发与检测成为化工行业发展的前提。做好化工材料的检测工作是我们的首要任务。化学分析方法的有效应用,必将会为化工材料的开发提供一个新的天地。
加强对软件工程项目执行情况的监管,保证项目的开发进度以及达到设计的目标要求,促进软件工程项目管理水平的全面提升。近年来,随着我国互联网技术的稳定发展,给软件行业发展提供了良好的前景,在当前时代快速发展的情况下,国内的软件企业有能力开发各种大型项目,有的项目甚至需要几年完成。鉴于软件开发项目这种特殊化的项目管理主体,特别是对大中型项目采用传统的管理方式是远远不够的。在实际工作中,如果能把内部控制理念运用到软件开发项目管理工作中,通过内部控制的方式,及时发现项目开发过程中出现的问题,发现问题后通过对问题的分析找出应对措施,从而规避软件开发项目开发失败的风险。 一、软件开发的项目管理概述 从项目管理角度来说,其主要指项目管理工作人员在有限资源的环境下,通过采用现代化管理方式和理念,对项目中包含的各项内容进行跟踪管理。也就是从项目设计环节入手,到项目结束整个过程进行统一规划、协调、引导和管理,以此保证项目目标的顺利落实。从软件行业来说,在落实项目管理工作时,涉及的内容主要以项目开发过程控制管理为主。软件工程项目是开发人员根据客户委托或企业为了获得新产品进行的开发活动。软件工程管理主要指对软件工程开发需求论证环节、软件开发环节以及软件支持环节等各项活动进行管理,保证给用户按时提供接受的委托工作,使用户构建高质量、高效率的软件工程项目。软件开发内部控制是对软件开发过程的各个环节做出风险评估,针对有可能出现的风险进行的防范;并在项目开发过程中通过测试分析等措施及时发现风险,并有效的将风险解决在萌芽状态,是企业的内部风险控制。也是在现代市场经济环境中,通过接受专业的控制建议,建立自我纠错的系统,通过系统的改善工作,将软件开发过程中的风险变成可管理的、可操纵的机会。 二、软件开发环节的风险识别 (一)项目设计阶段未经科学论证或论证不充分 在当前的市场经济环境下,随着全球贸易以及电子信息技术的发展,以及产业升级、软件国产化的政策引导,大数据时代已经来临,这些因素都给软件行业提供了更多发展机遇。软件企业在接受客户委托时,一般情况下是业务人员寻找客户、客户提出需求、双方多次商榷、达成委托事项签订委托协议,然后开发人员根据委托内容进行开发。但在这一过程中开发人员未参与到委托事项的论证过程中,因客户对提出的需求不明确,加上业务人员或售前工程师对软件开发知识的欠缺,导致没有从科学角度设计委托项目,造成开发人员边开发、客户边提需求、开发多次修改。最终导致软件的创新不足或加大产品成本、或造成无法按期交付产品的情况发生,情节严重导致项目停止。 (二)软件开发人员配备不合理 软件开发行业是劳动密集型企业、技术密集型企业。对工程师的技术要求较高,又是靠工程师手工完成的工作,没有办法通过智能化设备代替。项目组主要由实施工程师、需求分析师、概要设计师、详细设计师、前端开发工程师、后端开发工程师、测试工程师、部署工程师等人员组成,要根据开发项目的难易程度,配备能力匹配工程师参与开发。如果配备的工程师技能过高,可能造成资源浪费,成本提高;如果专业技能不能胜任项目开发,无法保证项目的质量和按期交付,导致成本提高或项目失败。 (三)开发过程管理不完善 项目经理是项目开发管理的责任人,软件开发中人力资源的投入成本是软件行业成本的主要组成部分。一方面反映了开发工程师经济利益,另一方面是企业经营成果和核心竞争能力的表现。所以,开发过程中人力资源管理是项目管理的重要内容。项目经理需要根据项目实施计划提前与各类别工程师协调好参与项目时间。如有项目变更,需及时调整实施计划,并通知项目组成员,方便工程师做好工作时间的调整。同时项目经理需要根据实施计划,保证各工程师在规定时间内按照设计的目标保质保量的完成工作。避免因项目进度等原因造成工程师进场后不能正常开展工作,造成成本上升的风险。 三、内部控制在软件开发项目管理中的应用 (一)项目设计阶段的内部控制 通常情况下,软件开发项目设计环节主要有两部分组成,一个是概要设计,另一个是详细设计。其中,概要设计也就是把软件需求转变成软件系统框架以及数据框架,通常涉及了系统框架设计以及数据框架设计亮点。系统框架设计往往包含软件系统中各项成分之间的关系,而数据框架设计更注重数据结构含义,该项环节主要强调宏观设计以及框架设计。项目设计阶段内部控制方面涉及的内容主要有四个方面,第一,加强对软件开发部门提供的软件框架设计方案进行核查,并监管设计执行情况。第二,结合实际情况,由软件开发部门提供的软件框架设计执行方案。第三,由监管软件开发部门对规划方案执行情况进行核查,并根据核查结果落实对应的设计工作。第四,检查软件开发部门提供的软件框架设计档案。同时,安排专业人员采用考核、评估和分析等方式对软件框架设计情况进行明确,同时保证软件框架审计和需求内外统一。确保采用的软件设计方案和标准具备合理性,提升设计方案的执行性和可行性[4]。软件开发企业在进行项目设计时由于缺乏可行性研究或者可行性研究流于形式、决策不当、盲目上马。并且因为设计环节缺乏科学的内部控制,无法合理保证项目开发成功,引发难以实现预期效益或项目失败的风险。因此,在进行项目设计时,应该注重设计内容,从实现软件设计目标和考虑软件的应用硬件环境两个方面入手进行设计工作的开展。为了避免上述问题产生,首先结合软件开发设计需求,做好相关人员岗位培训工作,使设计人员具备与岗位匹配的专业知识和胜任能力。并且,企业可以设置组织独立于项目之外的专业人员或机构进行评估论证并出具评估意见。其次,加强需求分析,需求分析作为软件工程的核心主要划分为两项内容,一个是非技术要求,另一个是技术要求。需求分析应该确保软件产品可以更好的迎合项目实际需求。在需求分析环节中,需要对客户的自身要求加以明确和核查。客户在提供软件需求分析执行规划方案时,需要客户的软件使用部门给予对应的配合。并且,客户应该根据规划要求落实对应的软件需求分析工作,客户在提供软件需求方案的过程中,要求对需求档案功能、型号、安全等级、相关数据等内容进行核查和明确。其次,编码阶段,在进行软件开发应用时可以采用流程管理的方式,实现对软件开发环节中各项资源投放情况进行监管和把控,以此让应用软件开发可以更好的满足实际需求。 (二)项目开发阶段的内部控制 项目开发阶段是项目进行投入的主要阶段,需投入大量的人力资源完成系统的整体开发与功能、性能、安全测试,并进行系统部署汇报演示。本阶段的成本在整个项目成本中占比较高,是内部控制的重点和难点,企业可以成立项目管理办公室,负责在项目整个开发过程中对项目进行定期检查和不定期对项目开发过程进行检查,及时发现风险,并做出应对措施,内部控制可以贯穿在下列的开发过程中。1.项目经理需提前将确认后的《需求规格说明书》发送给开发经理,开发经理研读《需求规格说明书》后形成问题清单,并由项目经理召开需求分析会,安排时间对《需求规格说明书》详细导读和问题答疑。开发经理及小组成员必须参与,会后形成《需求分析会会议纪要》。并对项目信息中的版本、难度、亮点三项内容进行补充修订。2.开发经理对已经明确的需求进行开发设计,向“技术评审委员会”提出进行设计评审,会后形成《设计评审会会议纪要》。3.需求导读后由项目经理和开发经理共同制定详细的《项目开发计划》以及确定的预估开发工作量,为以后需求变更时作为基准参考。4.开发经理根据《项目开发计划》安排开发人员和集中配置组对系统进行配置和开发工作。根据模块的难易程度分配开发工作。5.项目经理组织对开发组交付的系统进行功能、性能、安全、集成测试,并形成相应的测试报告。所有的bug(指电脑系统或程序的缺陷问题)项目经理负责登记,如需进行变更,填写《需求变更单》需客户确认。对在这个环节提交的bug需进行统计并计入项目绩效评价中,具体解决方案由开发经理及相关开发配置人员负责。6.项目经理对已经开发完成的系统为客户提供阶段性成果汇报,汇报期间客户提出的相关问题进行记录和汇总,如超出合同部分交由业务部门进行商务洽谈。7.系统功能整体满足客户需求后,由项目经理组织进行系统交付初验。项目经理提交初验报告及其他初验材料,包括但不限于概要设计、详细设计、数据库设计、测试用例、测试报告等,其中部分技术文档由产品中心协助准备。《初验报告》需客户确认盖章或签字。8.需归档的交付物:需求分析会议纪要、项目开发计划、概要设计、详细设计、数据库设计、测试用例、测试报告、初验报告、需求变更单、合同变更补充协议、产品/货物签收、初验材料。 (三)项目验收阶段的内部控制 首先,运行阶段。在系统试运行环节中,内部控制涉及的内容包含对试运行规划方案进行核查,设定试运行环节中业务周期、执行范畴、组织框架以及应急处理对策等;核查软件开发部门对用户培训内容、规模、对系统管理人员以及操作人员进行专业培训;考察试运行规划执行状况;监管软件开发部门试运行记录数据,在此环节中一旦发生问题,应该第一时间进行核查和分析,并做好对应的记录工作,及时进行处理。其次,系统验收移交阶段。系统验收移交作为项目是否可以顺利落实建设目标的检测标准,同时也是最终的检测结果。在此环节中,内部控制涉及的内容主要有:第一,考核竣工环节中各项数据的真实性和完善性,确保和项目实际状况吻合。第二,结合核查结果,对项目数量、质量等内容进行核实,同时给后续工程款项支付提供凭证。第三,核查软件开放项目各项资料,引导建设部门和开发部门交接对应的项目数据。第四,辅助用户对项目数据档案、源代码、产权说明文件、变更数据等内容进行核查,同时考核移交内容的合理性。具体过程如下:1.运行阶段:主要任务是完成项目试运行前期准备和培训工作,以及试运行期间的系统日常保障工作。此项工作主要由项目经理、实施工程师、运维工程师完成。(1)由项目经理编制《培训计划》,并组织项目组成员编写《培训文档》(用户权限设置、《用户操作手册》和操作视频必须准备好),并组织试运行前的用户集中培训(进行培训签到)。培训包括针对普通人员、部门领导和单位领导。(2)项目经理在试运行前和客户确认试运行时间周期和《试运行计划》方案,《试运行计划》方案中必须包括试运行的试用人员清单、业务用例、操作指标、每日的操作安排。(3)试运行分为两个阶段:第一阶段邀请有代表性的最终客户或业务骨干小范围试运行,第二阶段全员培训试运行。(4)试运行期间项目经理和运维人员督促参与试运行人员使用系统,完成试运行方案中规定的操作内容,并每周提交《试运行周报》给客户。(5)试运行期间系统出现的bug及需求变更录入进行记录,其中《需求变更单》需客户确认,所有问题由项目经理带领现场实施/运维人员跟进解决,同时开发团队保证bug不过夜。(6)试运行期间由项目经理负责记录收集系统使用情况,并提交公司需求评审和工作量评估。若产生非合同内需求变更或合同内需求变更累计超过评估总项目工作量需提交业务部门,收到经公司签批的《需求变更单》且经客户签字确认后方可继续实施。(7)完成试运行后,根据试运行期间提出的问题和需求整理成《试运行报告》提交客户确认。针对需求部分核对合同后,提请业务部门确认是否需要由商务进行洽谈,并由客户在需求变更单上签字。(8)本阶段需形成需求变更单、培训计划、培训文档(操作手册)、试运行计划、试运行周报、试运行报告、系统应急方案书面资料并归档。2.交付验收阶段的主要任务是组织召开项目终验验收会,提前准备验收材料,并邀请相关领导参加。此项工作主要由项目经理、实施工程师、业务人员完成。(1)如合同涉及第三方测评,项目验收前1个月必须启动第三方测评,项目经理根据测评要求准备相关文档,其中概要设计、详细设计、数据库设计等开发文档由产品中心协助准备。项目经理安排与第三方测评机构进行现场测评,并由第三方测评公司出具对应的《测评报告》。(2)项目上线试运行完成后,项目组根据情况申请验收,由项目经理提交《项目验收单》给客户签字盖章确认(非自然人客户确认验收必须以盖章为准),验收中必须注明“XXX项目完成验收”,或能够表达确认验收字样的文字;如客户方组织由专家进行验收,以最终《专家验收意见》单为准(需有专家签字的原件)。(3)项目经理准备验收会需要的《项目验收材料》、《项目建设情况汇报材料》以及其他相关文档。本着节能减排原则,如无特殊要求,可以提交电子版验收材料给客户存档。(4)如项目在验收前阶段接到客户书面投诉,项目在验收前阶段出现重大事故的项目整体进度延期50%以上的公司需派出专业团队进行专项处理。(5)本阶段的工作需形成测评报告、验收单、专家验收意见,验收会签到表,项目验收材料、项目建设情况汇报PPT书面资料并整理归档。 (四)质保阶段的内部控制 根据试运行方案推进系统的试运行工作,完成试运行并进入正式运行。本项工作主要由项目经理、运维工程师负责。主要控制措施应从以下几方面做起:1.正式运行期间发生的所有需求变更(非合同范围内),必须告知业务部门,由业务人员出面进行商务洽谈后方可进行,需求必须走《需求变更单》,由客户签字或盖章,如牵涉大范围变更(一般超出原合同工作量的15%),必须重新立项。2.项目经理需明确项目合同的维护服务期限和服务范围,以及是否提供人员驻场服务,并根据合同要求安排人员驻场或远程维护。3.项目运行满免费运维期后,项目经理(现场运维)应主动提醒业务部门,并由业务部门发起续签有偿维护合同事宜。如客户不签订合同实施部门有权利停止为其提供维护服务。4.进入运维期后,运维人员应定期对系统及服务器进行巡检。5.本阶段需形成的文字资料有系统巡检表、系统运维记录表、需求变更确认单。 四、结束语 总而言之,从当前软件行业发展前景来看,国内的软件开发技术越来越成熟,有能力独立承担大型软件项目的开发及研发。如果将内部控制管理有效的应用到软件开发项目中,明确各个环节中内部控制内容,结合实际情况,采取对应的内部控制对策,从源头上防止发生不必要问题,保证软件项目建设和开发安全,给软件项目的稳定发展奠定良好的基础。 参考文献: [1]王欣.房地产项目管理中内部控制的运用分析[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2018(05):9-10. 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软件项目论文:浅析软件项目管理中人员流动风险的管理 论文关键词:软件项目 风险管理 策略 监控 论文摘要:在软件项目管理中,频繁的人员流动是软件项目的一个风险,为了缓解这种风险,项目管理者必须建立一套策略来降低人员流动,同时,还需要监控某些因素,这些因素可以提供风险是否正在变高或变低的指示,通过这种监控管理,妥善地处理风险事故造成的不利后果,最终实现项目的总体目标。 一、引言 在软件公司中,技术人员的流动性一直处于比较高的水平,因此给公司带来了很大的损失,要想改变这种现状在短期内恐怕难以做到。但这个问题又一直困扰着公司的项目管理者,特别是与软件项目组人员组织相关的频繁的人员流动给软件项目带来了极大的风险。那么,认识到这种风险后,怎样来对这种风险进行有效的控制,采取主动行动,创造条件,尽量扩大风险事件的有利后果,妥善地处理风险事故造成的不利后果,最终实现项目的总体目标,这是本文笔者要讨论的问题。 软件风险是指软件开发过程中及软件产品本身可能造成的伤害或损失。风险关注项目未来的发展,这意味着风险涉及选择及选择本身包含的不确定性,在软件开发过程及软件产品都要面临各种决策的选择。风险是介于确定性和不确定性之间的状态,是处于无知和完整知识之间的状态。同时,风险将涉及思想、观念、行为、地点等因素的改变。 一般来说,在软件项目中,存在以下一般性风险:(1)产品规模风险—与要建造或要修改的软件的总体规模相关的风险;(2)商业影响风险—与管理或市场所加诸的约束相关的风险;(3)客户相关风险—与客户的素质以及开发者和客户定期通信的能力相关的风险;(4)过程风险—与软件过程被定义的程度以及它们被开发组织所遵守的程度相关的风险;(5)技术风险—突破技术的极限极具挑战性和令人兴奋,但这也是有风险的;(6)开发环境风险—与用以建造产品的工具的可用性及质量相关的风险;(7)与人员及经验相关的风险—与参与工作的软件工程师的人数、稳定性、总体技术水平及项目经验相关的风险。 二、降低风险可采取的策略 如果软件项目组对于风险采取主动的策略,则“避免”永远是最好的目标。这可以通过建立一个风险缓解计划来达到。在软件项目中,频繁的人员流动被标注为一个项目风险,基于以往的历史和管理经验,人员流动的概率为70 %,被预测为对于项目成本及进度有严重的影响。而软件项目中,人员的频繁流动又是一个无法改变的现实,为了缓解这个风险,项目管理者必须建立一个策略来降低人员流动。可采取的策略如下: 1.找出人员流动的原因。可以与项目现有人员一起探讨人员流动的原因,比如是否公司提供的工作条件不如人意、报酬偏低、竞争激烈等。找出原因后,提出解决问题的策略,在可能的范围内改善工作条件,至于报酬,不可能无限地增加,可以把工作业绩和报酬挂钩,提高员工的工作积极性,适当控制竞争的程度,最重要的一点是要培养员工对公司的归属感。 2.在项目开始之前,分清哪些是可控的,哪些是不可控的原因,采取行动以缓解那些在管理控制之下的原因,“预防”总比“救治”更主动。 3.一旦项目启动,假设会发生人员流动并采取一些技术措施以保证当人员离开时的工作连续性。 4.对项目进行良好组织,使得每一个开发活动的信息能被广泛传播和交流,定期召开项目组工作协调会议,随时掌握项目的进展情况。 5.定义文档的标准,并建立相应的机制,以确保文档能被及时建立。 6.对所有工作进行详细复审,使得不止一个人熟悉该项工作。 7.对于每一个关键的技术人员都指定一个后备人员。 三、降低风险的监控因素 1.随着项目的进展,风险监控活动开始进行。项目管理者监控某些因素,这些因素可以提供风险是否正在变高或变低的指示。在项目组的人员管理中,应该监控下列因素:(1)项目组成员对项目压力的一般态度;(2)项目组的凝聚力;(3)项目组成员彼此之间的关系;(4)与报酬和利益相关的潜在问题;(5)在公司内及公司外工作的可能性。 2.除了监控上述因素之外,项目管理者还应该监控风险缓解步骤的效力。例如:上述风险缓解步骤要求定义“文档的标准,并建立相应的机制,以确保文档能被及时建立”。如果有关键的人物离开了项目组,项目管理者应该仔细地监控这些文档,以保证文档内容正确,当新员工加人该项目时,能为他们提供必要的信息,这是保证工作连续性的条件。 3.风险管理及意外事件计划假设缓解工作已经失败,风险变成了现实。继续前面的例子,假定项目正在进行中,有一些人宣布将要离开。如果按照缓解策略行事,则有后备人员可用,因为信息已经文档化,有关知识已经在项目组中广泛进行了交流。此外,项目管理者还可以暂时重新将资源调整到那些需要人的地方去,并调整项目进度,从而使新加人的成员能够赶上进度。同时,要求那些要离开的人员停止工作,进人“知识交接模式”。 总之.当对软件项目期望值很高时,一般都会进行风险分析。不过,即使进行这项工作,大多数软件管理者都是非正式地和表面地完成它。用在标识、分析、管理风险上的时间可以从多个方面得到回报:更加平稳的项目进展过程;较高的跟踪和控制项目的能力;因为周密计划而产生的信心。 四、总结 风险管理意味着危机还没有发生之前就对它进行处理,这就提高了项目成功的机会和减少了不可避免风险所产生的后果。实践经验证明,最成功的项目就是采取积极的步骤对要发生或即将发生的风险进行管理。对任何一个软件项目,可以有最佳的期望值,但更应该要有最坏的准备,“最坏的准备”在项目管理中就是进行项目的风险管理。 软件项目论文:浅谈软件项目管理的决策支持系统 论文关键词:软件项目管理 软件可靠性 决策支持系统 论文摘要:本文在解释软件项目管理和决策支持系统的基础上,分析出软件项目管理的局限性,进而说明应用软件项目管理的决策支持系统的必要性。最后从软件项目管理的角度来分析决策支持系统的目标,以及软件项目管理的决策具有多级性。 随着现代科技的发展,计算机应用于各个领域的管理,各个领域需要用软件系统扩展和提高自己的业务。针对不同的行业和产业,研制出了不同的项目管理软件。项目管理软件主要完成的项目管理活动分为管理活动和工程活动两类。例如:项目立项评审:评估项目立项条件是否具备,如相关部门移交资料是否齐全,客户信息是否完整,团队成员是否恰当等等;项目计划评审:评估项目计划合理性,是否与公司其他项目资源和运营目标冲突(回款):SCM(项目配置管理、Software Configuration Management):系统管理和项目有关的各类文档和软件版本,确保项目的惟一性资料信息被留存,可随时追溯项目各阶段关键文档记录(例如备忘录)。工程活动包括项目要获得实质性进展必须要做的工作,例如写计划,做需求调研,写解决方案,变更项目范围,项目启动大会,项目例会,项目里程碑会议,项目紧急事件处理会议,项目备忘录,项目验证,项目培训,项目小范围试运行,项目验收报告等等都是工程活动。 软件项目管理能完成若干事情,但是,由于软件开发过程以及应用过程中,诸多因素会造成软件的不可靠性,例如:1.需求分析定义错误。如用户提出的需求不完整,用户需求的变更未及时消化,软件开发者和用户对需求的理解不同等等。2.设计错误。如处理的结构和算法错误,缺乏对特殊情况和错误处理的考虑等。3.编码错误。如语法错误,变量初始化错误等。4.测试错误。如数据准备错误,测试用例错误等。5、文档错误。如文档不齐全,文档相关内容不一致,文档版本不一致,缺乏完整性等。另外程序代码错误,也可以造成软件的不可靠性。程序代码一个最直观的特性是长度,另外还有算法和语句结构等,程序代码越长,结构越复杂,其可靠性越难保证。所以提高可靠性从原理上看就是要减少错误。而决策支持系统(Decision Support System,简称 DSS)正好可以解决这些问题,它能很好的将那些微结构或无结构、不确定和零散的关联因素有机的综合起来,进行分析、比较和定量化,给决策者以支持,减少了决策的主观性。可见,研究并开发一个软件工程项目质量决策支持系统(Decision SupportSystem For Software Engineering Project Quality,简称SEPQDSS)对于软件企业的管理者,对于企业开发出高质量的软件产品,对于企业的长期发展来说都是至关重要和必要的。 这里所说的决策支持系统(decision support system,简称dss)是指辅助决策者通过数据、模型和知识,以人机交互方式进行半结构化或非结构化决策的计算机应用系统。决策支持系统作为一种新兴的信息技术,能够为企业提供各种决策信息以及许多商业问题的解决方案,从而减轻了管理者从事低层次信息处理和分析的负担,使得他们专注于最需要决策智慧和经验的工作,因此提高了决策的质量和效率。 决策的进程一般分为4个步骤:发现问题并形成决策目标、用概率定量地描述每个方案所产生的各种结局的可能性、决策人员对各种结局进行定量评价,一般用效用值来定量表示、综合分析各方面信息。决策支持系统的基本特征:对准上层管理人员经常面临的结构化程度不高、说明不够充分的问题:把模型或分析技术与传统的数据存取技术及检索技术结合起来;易于为非计算机专业人员以交互会话的方式使用;强调对环境及用户决策方法改变的灵活性及适应性;支持但不是代替高层决策者制定决策。 决策支持系统的灵魂是先进的管理思想。一个成功的DSS应用,应该融合了优秀的管理思想,能给应用者提供分析和解决问题的有效的方法论。DSS中所包含的计算机软硬件技术,则是将这种管理思想和方法论具体表现出来,从而让DSS用户在使用过程中能够贯彻这种管理思想、实践这种方法论。组织整体的管理绩效因此而得到提高。这从另一角度说明,应用者必须首先整合自己的管理思路,提升管理意识,明确通过DSS将实现的管理目标,才能开始DSS的实施。 从软件项目管理的角度来讲,决策支持系统的目标是使软件的功能更好地满足客户的要求,并且能在规定的时间内,在预计的资金下,开发出一个高效率,质量和可靠性能够满足要求的软件。具体包括以下五方面:软件功能完备(软件的需求完备),资金控制在计划之内,时间控制在计划之内,软件的效率和可靠性符合要求,人员之间能够合理协调达到最好的效率。 软件项目管理的决策具有多级性。因此,决策制定程序是比较复杂的。一般来说可分为三个层次:第一层,决策路线层,反映了由决策任务的提出、多级决策、批准实施的全过程;第二层,决策工作层,由决策对象进入某一个部门开始,到送出这个部门截止的部门内部处理;第三层,决策分析层,指一个部门内单个决策者或决策小组分析问题所处的环境、确定目标,并提出方案(设计)、评价分析及解决方案抉择和实施反馈的具体步骤。 由此可见,决策支持系统在软件项目管理中的应用是非常必要而且有其重要价值的。 软件项目论文:浅谈软件项目管理中的阶段收尾管理 论文关健词:软件项目管理 收尾管理阶段管理 论文摘要:在实际软件项目管理中,阶段性的收尾管理工作往往不被大家重视,其实阶段管理收尾工作也是非常重要的。本文从阶段评审,文档记录等方面来阐述软件项目管理中阶段收尾管理的重要性 随着计算机和信息产业的发展软件产品的规模也是越来越庞大,随着软件规模的扩大软件人员的增加软件项目管理的复杂性增大,各个软件企业都意识到将项目管理的理念引入到软件开发活动中开始对开发过程进行有效的管理又所谓“IT项目管理”或“软件项目管理’软件项目管理就是为了使软件项目能够按照预定的成本、进度、质量的顺利完成而对成本、人员、进度、质量、风险等进行分析和管理的活动。随着软件开发规模及开发队伍的逐渐增大软件开发活动不再是像过去的几个开发人员就可解决的事情,它需要使用开发规范或开发流程控制来约束每个开发人员、测试人员和维护人员的工作.以保证每个项目组成员按开发计划及进度准时、保质完成自己的任务。软件项目管理的各个过程主要包括二需求管理范围管理任务分解规模估算成本管理进度计划质量计划配置管理计划,风险计划文档管理团队建设,跟踪控制收尾管理项目结束。项目收尾管理作为项目结束前的最后管理工作也显得及其重要一般包括合同收尾和管理收尾两部分。合同收尾就是项目管理人员与客户对照合同一项项的核对审核是否完成了合同所要求的内容是否达到合同所提出的指标或条件也就是我们通常所讲的客户验收管理收尾就是对于项目组内部把做好的项目文档、代码、与客户交流的文件等归档保存对项目中遇到的问题及解决方法、有效的创新技术进行及时地总结,对外宣称项目结束转入维护期把相关的产品说明及技术文档转到维护组。 一、阶段收尾管理 软件项目结束的状态: 1.正常结束。2提前结束3延期结束4暂停。5取消(因变更或不可完成)。软件开发是一项复杂的系统工程牵涉到各方面的因素在实际工作中经常会出现各种各样的问题甚至面临失败。而如何总结、分析失败的原因得出有益的教训.这对一个公司来说则是今后项目中取得成功的关键。 以前会听说过这样的项目:客户验收后项目活动就随之收场,项目资料没有认真归纳总结不是束之高阁就是缺失不全但是当新项目启动时.面对新的项目问题项目组成员才发现:其实这类问题以前也遇到过,但是却无法找到相应的解决方案资料只好再投入人力、时间甚至金钱来重新经历一遍为什么相同的问题会重复出现,究其根源是因为缺少项目总结也就是说没有做好项目收尾工作。那么是不是我们只能等到项目结束或收尾时才能开始进行项目总结文档保存的工作呢:当然不是在软件项目管理的各个阶段我们都可以做收尾管理工作,也就是阶段收尾管理工作。 二、阶段收尾管理的重要性 在实际软件项目管理中.阶段性的收尾管理过程和工作往往不被大家重视其实阶段性的收尾管理工作也是非常重要的。阶段收尾管理工作的重要性主要体现在如下几个方面: 1进度管理中的里程碑每个项目都是由若干个相对独立的任务链组成的软件项目也是如此。只有在任何一条任务链都已经优化的基础上才可能进行系统的全面的优化因此保证每条任务链的效率是整个项目进度完成的前提和基础.只要能保证里程碑事件的按时完成,整个项目的进度也就有了保障。那么我们在里程碑点都来做些什么呢: 在计划好的阶段管理工作中.收集项目的最新信息和数据.并将这些数据与项目计划进行比较,来判定项目的阶段效率,进度是提前了还是落后了,成本是在控制中还是超支了?质量是否符合要求。客户对阶段工作结果满意么,及时总结经验与教训.同时及时发现项目存在的或潜在的问题以便近早采取纠正措施这就是阶段管理工作中的收尾管理,所以说阶段收尾管理是进度中的里程碑是整个项目进度优化的前提和基础。 2沟通管理中的契机沟通是保持项目顺利进行的润滑剂。与传统项目相比软件项目具有较高的技术含量和较大的风险。参与软件项目建设的用户并不都是软件开发专家.他们具有丰富的业务经验但是很少能了解软件开发的技术.随着项目工作进程的深入就会有许多新的问题出现与客户的及时有效沟通更显得尤为重要。软件项目是客户和用户共同面对的项目只有双方的积极参与才能促进项目的成功,而只有进行有效的项目沟通管理才能确保用户的积极参与。一个阶段的项目工作完成后与客户一起就前一段时间的工作进行总结和检查是十分必要的。一方面可以及时了解客户对项目工作的满意程度及时统计、分析客户对项目的意见.为下一阶段工作的顺利进行提供了保障另一方面有些因工作繁忙未能及时签署的文件,也尽快找客户给予签字确认。当双方出现纠纷时,只有双方签字的文字记录才是最有用、最有说服力的证据。 3收尾管理的基础。一个项目阶段的工作刚完成时项目组成员都保留着最新的阶段记录如阶段文档或最新的代码版本这个时候收集起米是非常容易的时间随着人员的变动或者项目的需求变更有些项目成员可能离开了项目组那时再去收集他们保存的文档资料就非常困难了,甚至有些记录永远也找不到了。好多大的软件开发项目跨几年的时间项目经理可能已经换了几任客户的项目主管也换了几位最后项目收尾管理时的文档收集、总结的工作,就是在阶段收尾管理的基础上来确保每个阶段的文档、资料都能按时完整地保存、归档。只有阶段管理收尾提供的数据信息越真实、越准确.才能保证在项目最终收尾时客观评定项目的绩效总结的经验教训和文档资料才有真正借鉴的价值总而言之.作为一个好的项目经理,一定要重视进度中的里程碑事件抓住与客户沟通的契机做好项目阶段工作的总结收尾工作如何做好这些工作呢。也就是要做好项目阶段管理收尾工作。阶段收尾管理工作是保证项目成功的重要管理手段它和项目的其他工作一样应该纳入项目计划并按计划落实。 软件项目论文:浅论系统动力学的软件项目进度管理 论文摘要:软件项目管理中存在复杂的不确定性和非线性性,特别在进度管理当中。文章采用系统动力学的方法模拟了两阶段软件项目的实施过程,该模型可以对项目的完成时间进行有效的预测,同时还讨论了人员的分配对项目进度的影响。 论文关键词:软件项目管理;进度管理;系统动力学;预测;人员分配 为解决“软件危机”,学术界和业界将项目管理理论借鉴到软件开发中,诞生了软件项目管理。众所周知进度管理、质量管理和成本管理为软件项目管理主要内容。在进度管理中,一般都采用传统项目管理方法,如甘特图、关键路径法和计划评审技术,它们都建立在项目可以分解为独立的工序上,而在实际软件项目管理中,各个阶段(工序)之间是相互联系的,如前一阶段未发现的错误会影响到后一阶段的实施,同时当后一阶段发现前一阶段有错误时需要前一阶段返工,等等如此现象很多,这种相互影响往往是非线性的,这在传统的网络图中难以表达,也超出了管理者头脑能达到的理解范围。 20世纪50年代麻省理工学院的Forrester教授创立的系统动力学为解决动态复杂问题提供了一种可行的理论、观点、方法与工具。 1系统动力学概述 20世纪50年代Forrester教授将计算机科学和反馈控制理论应用于社会、经济等系统的研究。 20世纪纪70年代,系统动力学逐渐发展成为一种了解和认识人类动态复杂系统的研究方法。2O多年来王其藩教授等学者参与了系统动力学在中国的应用研究工作,并做出了重要贡献。 系统动力学在软件项目管理中应用比较少见,用系统动力学的方法讨论了时间和成本估算,用系统动力学方法研究了项目目标进度的设定对项目表现的影响。讨论了系统动力学方法在项目风险管理中的运用,特别是在管理项目风险动态复杂性方向的特色和优势。 系统动力学强调以闭环的观点方法来认识和解决问题,这也决定了它采用反馈环路式的建模方法,即通过分析行为模式背后的反馈环路结构,改变结构中相关变量的值,了解不同策略下的不同行为模式,来完成策略的优化。 系统动力学强调反馈环路的结构关系、时间延迟、信息放大对系统行为的影响,其中结构关系表示系统各组成结构之间的相互关系,时间延迟表示决策行动落后于信息的获得,信息放大表示随着流程与时间的推移,某些信息会被放大,它对决策行为的影响会随之被放大。 2模型的建立 软件项目管理往往包括多个阶段,这些阶段之间是相互联系的,彼此构成网络。但是两阶段间的关系是问题的基础,故以2阶段软件项目开发为例。模型基于如下假设:①每个阶段开发都存在一定的错误,这些错误一部分在本阶段被改正,一部分需要到下一阶段才能发现。②在每个阶段发现错误的机率与从事调试的人员多少有关。③上一阶段遗留的错误影响下一阶段的开发以及调试。④每个阶段的人员是固定的,开发人数多必然导致调试人数少。⑤项目的进度为第一阶段开发,调试,第二阶段开发,第一阶段返工、第二阶段调试。其中第一阶段返工与第二阶段调试是并行的。 2.1状态变量以及之间的衔接 模型中的状态变量共有5个,“毛开发量1”,“已更改项目1”,“返工项目”,“毛开发量2”,已“更改项目2”分别表示第一阶段的开发、调试、返工,第二阶段的开发,调试,其关系如图1。 只有上述5个工序都完成,该项目才算完成,图2用辅助变量“整个项目进度”表示了研究关心的项目进度情况。 2.2速率变量的设定 模型中共有5个速率变量,其设置分别为:实际开发速率1=剩余工作量影响1×开发速率1×开发人效率×开发人数1。 调试1一调试人数1×调试效率×剩余错误影响1×时间衔接1。 实际开发速率2一开发人效率×开发2×剩余工作量影响2×时间衔接2。 调试2一调试人数2×调试效率×剩余错误影响2×上阶段错误×时间衔接3返工=调试人数1×调试效率×剩余遗留错误影响。 需要说明的是:“剩余工作量影响”、“剩余错误影响”、“剩余遗留错误影响”。这三个影响主要采用了如图3的参考模式。 其中“剩余工作量(错误)影响”说明当工作开始时工作速率比较低,当工作解决尾声时速率也比较低,中间速率最快;“剩余遗留错误影响”表示当第一阶段遗留的错误越多,第二阶段的速率越慢;这符合实际情况。 其它辅助变量的设置不再赘述,该模型的整体流图如图4所示。 3项目进度的估算 建立好模型后,通过设置常量和决策变量可以对系统进行模拟。这里令第一阶段和第二阶段的人员都为20人,第一阶段和第二阶段的预计工作量都为1000,错误率为0.2,第一阶段开发人员为10,调试人员为10,第二阶段开发人员为7,调试人员为13,模拟得到的项目进度如图5所示。 从图5可以看出在整个工程160(天)完成,并且在第35(天)第一阶段初次完成开发,在70天完成调试,在125天完成第二阶段初次开发,在160天完成第一阶段的返工和第二阶段的调试。 4人员分配对项目进度的影响 从模型流图(图4)可看出,问题的决策变量是每个阶段人员的分配以及人员的工作效率。提高工作效率自然会加快进度,这不需要讨论,这里主要研究人员分配,特别是第一阶段的人员分配对整个项目进度的影响。 模型假设第一阶段遗留给第二阶段的错误的多少取决于第一阶段从事调试人数,即:阶段1遗留错误一错误一(错误×调试人数1作用)。 其中“调试人数1作用”采用了“S型曲线”参考模式,表示调试人数很少时发现错误的概率小,随着人数增加发现错误概率迅速提升,到人数趋于饱和时概率趋于稳定。 在第一阶段遗留错误对第二阶段的影响上,以对第二阶段的调试工序的影响为例来说明,模型假设第二阶段的调试中能逐步发现第一阶段的遗留错误,故而交给第一阶段返工,同时第二阶段的调试继续进行,并且调试的速度受到第一阶段剩余遗留错误的影响,即:调试2一调试人数2×调试效率×剩余错误影响2×上阶段错误×时间衔接3。 图6分别模拟了总人员为20人的前提下第一阶段开发人员为5、10、15、18共四种情况对应的整个项目的进度。从图中可以看出开发人员为15时进度最快,开发人员过多(18人)和过少(5人)都会导致项目进度的增加,这符合现实情况。导致这样的原理在于:当开发人员过少,则延长了开发过程;当开发人员过多,必然导致调试人员过少,虽然第一阶段的开发过程时间缩短了,但是势必增加调试过程的时间,以及增加遗留错误进而影响下一阶段的进度。故而有一个适中的人员分配方案。 5结束语 软件项目管理系统是一个动态的复杂系统。采用系统动力学的方法有助于分析系统的变化行为,文中的模型主要分析了在总人员不变的情况下人员分配在两阶段项目管理当中的影响。由于实际当中人员可能是变动的,如除了正常的人员流动外,管理者可能通过观察项目的进度人为的调整人数。还有在实际中影响进度的因素很多,如人员更替、工作效率、经济资源等,同时这些因素是互相藕合的,如何更细致考虑这些影响因素从而准确的模拟进度管理需要深入研究。 软件项目论文:浅谈软件项目实训中的人员选择与管理 论文关键词 软件高职 项目实训 人员选择 人员管理 论文摘要 项目实训是软件高职教育课程体系中的重要环节。结合软件高职项目实训中人员管理的实际情况进行分析和论证,同时给出实训人员选择与管理工作的基本原则和方法,并总结其中的一些基本经验。 随着国家大力发展职业教育的政策的出台,职业教育在全国范围逐渐兴起,软件高职教育作为职业教育的一个重要组成部分,为国家和地方培养了大量的具有较强动手能力的一线人才,创造出巨大的生产力,带动整个IT行业的发展,推动经济和社会的进步。项目实训作为软件高职教育课程体系中的一个重要环节,无论是对学生理论知识的拓展还是动手能力的培养都起到至关重要的作用。目前,福建省的软件高职项目实训还处于初级发展阶段,无论在项目设置上还是在管理方式上都存在不足。笔者结合实际教学和管理经验,对软件高职实训中的人员管理方式和方法做初步的分析和探讨。 1 人员的选择 教育的宗旨是以学生为本,平等地对待每一位学生,让他们在最大程度上发挥潜力。但是实训工作毕竟带有一种企业模拟性质,学校注重教育公平,而企业更关注开发效率和项目成本,这两者在一定程度上是此消彼长的对立面。因此,如何通过合理的人员选择和配置,找到既能平等地对待每个学生,又能够最大限度地提高项目团队开发效率的平衡点,是实训项目管理人员所急需解决的现实而又棘手的问题。以下是笔者在实践中探索并采用的2种较为合理的人员选择与配置方案。 1.1 T R式自由组合法这里的T指的是Test,即测试,包括技术笔试和专业面试。在两项测试之后应形成一个比较合理的量化指标,该指标应着重突出候选人员的技术能力和团队意识,公布所有候选人员的各项量化指标。为保护学生的隐私,在公布时可以用编号取代学生的真实姓名。这里的R指的是rate,即比例。项目管理人员可以预先设定好小组成员结构的技术等级比例,参照学生的综合得分情况,按照1:2:1的高中低3个层次分布比例较合理。这种做法既可以避免单纯比例式自由组合给学生带来的盲目性,也能够比较真实地反映学生的能力水平,可以科学地、客观地组建起较为高效的团队,从而能够在后续阶段提高团队整体工作效率,也为管理工作带来方便。 1.2 T R交互式人员确定法首先寻找若干名班委组成评审组,项目管理人员或教师负责领导该评审组;接着参照T R方法得出候选人员的各项评估指标和综合指标,以及小组结构比例;然后由评审小组成员进行数据分析并结合每个成员实际情况确定各小组的组成人员。将初步形成的分组名单公布告知各候选人员,征求每位成员意见,由评审小组跟持反对意见的候选成员进行当面的会议式的沟通,进行合理的调整,经此步骤之后形成最终分组名单并公布。这样做实现候选成员与管理人员之间的交互,能够把纯粹的硬性考核成绩指标转化为“考核成绩指标+交互式分析”。这样较为客观且人性化的评判方式,既能够得到较为真实的数据,又能够吸纳学生合理的意见或看法,从而利于更科学的人员选择。 2 人员的管理 美国心理学家亚伯拉罕·马斯洛把人的需求分成生理需求、安全需求、社交需求、尊重需求和自我实现需求5类,依次由较低层次到较高层次排列,在管理中他建议通过满足人的需求来激发他们。 在学校实训的项目组中,成员的生理需求和安全需求都基本能够得以满足,因此,保证成员的社会需求、受尊重需求和自我实现需求的满足,对管理者来说有十分重要的意义。1)满足组员的社会需求就是为组员提供相互交往的时间和场所。实训项目的交流不应仅局限在小组的范畴,应鼓励小组与小组间的相互交流,条件具备的话可以组织学校跟学校间类似项目组间的交流。形式可以多样化,如电子邮件、组建QQ群、网络会议、座谈会和技术讲座等互动方式。2)为了满足组员受尊重的需求,应该让他们感到在项目小组中受到人格上的尊重,技术长处被认可。对于参加实训的学生来说,对他们做出的成绩给予充分的肯定就是一种简便高效的方式,如针对某个技术环节开展一次技能比赛,或者开展评审会定期对项目阶段成果进行评估,对优秀团队及其成员进行表彰等。3)为满足组员自我实现的需求,应该在项目取得一定成果的基础上,分配给组员具有一定挑战性和难度的任务,这些任务不能超过学生能力的范围,同时给他们提供课外的辅导以提高他们解决这些问题的技能。任务的完成情况可以作为附加评审内容纳入学生最终的实训综合成绩中去,给学生超越自我的动力。 3 团队的管理 3.1 增强小组凝聚力一个有强大凝聚力的小组是最高效的小组,小组中的成员在思想上能够形成共同的准则,在工作中能够紧密配合和协调,组员跟组员之间能够互相学习、相互关照,从而消除隔阂,用集体的力量解决许多工作中的问题。增强小组凝聚力的方式有许多,如给小组起个性化的名字、开展游戏或者室内或户外运动等方式增进组员间的沟通。另外,提高小组组员的责任感、诚信度以及保障他们的知情权、提供发展的空间等,都是增强小组凝聚力的有效方法。 3.2 增强小组沟通沟通作为软件开发过程中的重要环节,对于开发效率的提高和团队的整体发展具有决定性的意义。1)适当的小组规模。在编制小组成员时应考虑到人数对沟通的影响,成员太少,沟通容易但不利于开发效率;反之,成员过多会使得沟通变得十分困难,从而使效率严重下降,因此,合理的人员安排才是关键。根据经验,一个实训小组以4~8个为宜,其中6人组最为合适。2)合理的性别比例。如果小组中的组员性别均相同,可能会导致冲突,使得沟通无法正常进行,所以在确定小组结构时应注意男女比例的控制。对于软件开发类实训项目而言,小组中的男女比例应控制在3:1左右,其中女性组员可以作为小组的协调员。3)适当的小组负责人。小组负责人除了领导小组工作外,还负责协调小组成员之间的沟通。受尊重的小组负责人可以提高小组凝聚力和工作效率,无论对自身的进步还是对整个团队的发展来说都是大有裨益的。 软件项目论文:关于工作流的软件项目管理系统的设计与实现 论文摘要:本文介绍了一个基于工作流技术而研制的软件项目管理系统。文章首先描述了传统软件项目管理系统的不足之处,提出用工作流的方法来设计软件项目管理系统,然后介绍了一些理论基础。文中重点阐述了系统的设计结构和所采用的一些技术,并给出了部分的具体实现方法。 论文关键词:工作流,JMS,项目管理,SPP,建模,工作流网 1前言 2O世纪7O年代以来,为了解决软机危机,改进软件过程能力,计算机科学家提出了软件工程的概念,将系统化的、规范化的、可度量的方法用于软件开发、运行和维护的过程。近些年来,随着计算机技术的进一步发展,相应的使用软件工程方法的软件项目管理系统也有了显著的发展。但是,由于开发流程中存在的不确定性以及项目变化等因素,这些系统也暴露出一些不足之处。 传统的软件项目管理系统,一般是由图形用户接口(GUI),应用程序和数据库组成,用户通过GUI向应用程序发出请求,应用程序处理这些用户请求,并且访问数据库,返回用户所要求的结果。这种模型在流程稳定的时候是可以满足需要的,它的缺点在于: 1)建模过程是之前设定好的,无法改变; 2)缺乏柔性,系统开始运行之后,预先定义好的条件就无法改变了; 3)可扩展性较差,如果想要增加或者修改相应的功能,整个系统必须重新开发。 目前,对工作流技术的研究以及相关产品的开发是国内外学者研究的热点问题之一,很多管理系统都采用工作流技术来克服上述问题。工作流起源于生产组织和办公自动化领域,它是针对日常工作中具有固定程序的活动而提出的概念。目的是通过将工作分解成定义良好的任务、角色,按照一定的规则和过程来执行这些任务并对它们进行监控,达到提高办事效率、降低生产成本、提高企业生产经营管理水平和企业竞争力的目标。 WFMC给出的工作流定义是:工作流是一类能够完全或者部分自动执行的经营过程,它根据一系列过程规则,文档、信息或任务能够在不同的执行者之间进行传递与执行,以实现整体的业务目标。而这正适合于软件开发过程管理,基于上述的理由,我们结合江苏省十.五攻关“工作流技术的研究和应用”项目,研究并开发了基于工作流的软件项目管理系统CMMFlow,目前已应用于软件能力成熟度模型(CMM)的管理,其效果相当良好。 2理论基础 2.1 CMMI3级精简并行过程(SPP)模型 利用工作流技术可以设计和建立一个工作流环境,在此系统中,我们使用CMMI3级精简并行过程(SPP)模型来支持软件过程实施。 SPP把产品生命周期划分为产品概念、产品定义、产品开发、产品测试、用户验收和产品维护等6个阶段,包含项目管理、项目研发和机构支撑等3类过程、19个过程域。其中项目管理过程包含立项管理、结项管理、项目规划、项目监控、风险管理和需求管理等六个过程域;项目研发过程包含需求开发、技术预研、系统设计、实现和测试、系统测试、Beta测试、客户验收和项目技术评审等8个过程域;机构支撑过程包含配置管理、质量保证、培训管理、外包与采购管理以及服务与维护等5个过程域。 我们把每一个过程域都看成是一个流程,其中过程域之间的关系是线性为主,并行、迭代为辅。每个过程域包含若干原子活动。通过建立活动与角色以及角色与具体用户的关联,即可建立一个可执行的业务过程模型。 2.2基于petri网的可视化建模工具 在这个系统中,我们的建模工具是使用工作流网和XP—DL共用的策略,采用的是扩展的Petri网,对最终用户来说,足可视化的图形建模工具。为符合WfMC规范,工作流机装入的模型用XPDL存储,可使用XPDL和Petri网两种表示形式,验证是使用Petri网形式。 在Petri网的基础上,Aalst提出了工作流网(WF-net)的概念,其定义如下: 一个Petri网PN=(P,T,F)被称为工作流网,当且仅当它满足下面两个条件: 1)PN有两个特殊的库所:i和0。库所i是一个起始库所,即·i= ;库所O是一个终止库所,即O·= 。 2)如果在PN中加入一个新的变迁t,使t连接库所。与i,即·t·={0),t·={i),这时所得到的PN是强连接的。 下面我们给出一个用工作流网定义工作流的简单例子,例子描述的是软件立项管理的工作流过程。 根据工作流网的基本定义,通过使用不同类型的基本组件和触发机制,对立项管理进行建模,得到如图1所示的工作流网模型。 基本流程如下:立项建议小组进行立项调查,然后进行项目构思和可行性分析,在完成之后进行立项申请,然后立项审查小组对此立项进行审查,决定是否同意立项。如果否决,则必须重新进行立项建议,如果同意立项,进入项目筹备阶段,流程结束。 3系统设计 3.1设计思路 整个系统构架采用B/S模式,参照J2EE框架,主要分为四层: 1)展现层:主要包含客户浏览器端和Web服务器端的applet,jsp和servlet,负责和用户交互,接收数据,显示结果等。 2)商业逻辑:用于处理展现层从用户端接受到的数据,包含了控制应用处理的所有规则,同工作流执行服务通讯,并且将展现层和数据服务层连接起来。 3)工作流执行服务:是流程运行和管理的核心组件,包括工作流机和任务表管理器。 4)数据服务:负责提供对数据的存储和读取服务。 此外,在系统设计的过程中还采用了以下的技术: 1)J2EE框架 J2EE体系包括javaserverpages(JSP),javaSERVLET,enterprisebean,WEBsevrice等技术,提供了一个企业级的计算模型和运行环境用于开发和部署多层体系结构的应用。它通过提供企业计算环境所必需的各种服务,使得部署在J2EE平台上的多层应用可以实现高可用性、安全性、可扩展性和可靠性。J2EE中多数标准定义了接口,例如JNDI,JDBC等,这使得遵循这些标准的不同开发者之间的模块可以无缝地互连。 2)JMS JAVA消息服务(JMS)定义了Java中访问消息中间件的接口。JMS只是接口,并没有给予实现,实现JMS接口的消息中间件称为JMSProvider。 在JMS中,每个客户机连接到一个为发送和接收消息提供框架的消息传递程序。客户机需知晓消息格式和消息目的地。根据JMSAPI,消息传递分为两种模式,点对点和/订阅模式。 点到点消息传递方法使用下列工具,如消息队列、发送方(或消息制作者)和接收方(或消息消费者)。客户机将发向特定接收方的消息发送到唯一的队列。当接收客户机从特定队列抽取消息时,它发出确认消息,表明消息已处理。队列将保留所有消息,直至接收方收到消息或消息到期。/预订消息传递方法使用者、订户和主题的概念。客户机将消息发送到主题或内容层次结构。为了接收到消息,消息消费者必须预订此主题。因此,对于这种方法,可以将消息制作者作为者,而消息消费者则是订户。JMS供应商将多个者发来的消息分发到主题和此主题的多个订户。 点对点模式适用于使用集中式工作流机的系统,对于大规模的分布式应用,/订阅模式则相当有效,但是,在保证各个分布式工作流机的一致性问题上则稍有难度。 3.2系统结构与功能特点 CMM软件项目管理系统的系统结构如图2所示,它主要由过程建模工具,工作流机,任务表管理器,web服务,客户端和数据库接口等组成,该系统的各功能特点是:在这个系统中,我们使用浏览器作为客户端,通过Http请求与Webserver交互,Websevrer再将收到的请求加以处理,判断哪些是应当丢弃的,哪些应该交由工作流执行服务处理,并将处理后的结果发送给工作流执行服务器。工作流机收到Webserver传送过来的数据后,会根据消息的具体内容继续执行流程或者将流程挂起或是结束流程的运行,并且更新任务表管理器的内容,在需要的时候调用相应的应用程序来完成任务的需要。在过程建模工具中建立,修改,删除的模型将通过存储过程来修改数据库中已存储的模型。 websevrer和工作流执行服务也都要通过存储过程来访问数据库。各部分的功能特点描述如图2。 1)建模工具:使用基于Petri网的建模方法来对企业经营过程进行过程定义,将经营过程转化为工作流引擎可以执行的形式。同时还提供对过程模型进行分析,测试的工具。 2)工作流机:工作流引擎是工作流平台的核心,它是业务流程的任务调度器,从某种程度上看,工作流机也是业务资源管理器。它的主要作用是实例化及执行过程模型、为过程和活动的执行进行导航、与外部过程交互完成各项活动、维护工作流控制数据和工作流相关数据等。 3)任务表管理器:过程模型中的每个活动都被看作是一个由计算机自动执行的任务或由用户手动执行的任务,任务表管理器负责对这些任务的监视和维护。 4)Web服务:包含了用于处理用户请求和显示结果的jsp和sevrlet,其主要工作是将客户端与工作流执行服务连接起来。 5)客户端客户端是基于浏览器方式的瘦客户端,方便管理员管理整个工作流管理系统的运行过程,和一般用户管理和执行分配给自己的任务。 6)数据库接口:实现了底层的数据存储,包括过程定义,工作流控制数据,工作流相关数据,企业组织模型等工作流管理系统运行过程中必须的信息。 4系统的一些实现技术 4.1任务的自动分配和触发机制 可以根据模型定义自动地分配任务,当一个过程实例运行的时候,活动可以根据模型定义自动分配到指定接收者,并且,有关完成此活动所需要的数据也会传递给相应的接收者,从而提高业务过程执行效率。模型中使用角色机制,不指定具体人员,这样,人员变更不至于引起模型的变动。系统支持迟后绑定,即可以在活动运行的时刻才确定此活动由谁来完成。 流程从使能到运行的控制,采用触发机制,分为人工触发、自动触发、消息触发和时间触发。人工触发一般是用户从任务表中选取其中一项任务来完成,自动触发是一些通过程序自动执行的过程,一旦使能就被触发,消息触发是指系统外部的消息到达触发,如Email,时间触发是由定时器来触发。 4.2活动信息的统计 系统可以通过对活动信息统计,并将活动的运行状况和统计信息存储在数据库内。通过提供有关工作量的信息,可以在建模的时候预测所需要的时间,并且在活动结束时计算任务完成情况,与初始模型进行对比,生成相应的图表以判断工作效率,辅助决策经营。除系统提供的几个基本统计模型之外,用户也可以利用系统提供的工具,自行扩展新的模型来完成工作量信息统计和生成对比图表。 结论根据软件过程管理的需求,以工作流技术为核心,J2EE技术为支撑,结合SPP模型,文章给出了一个软件管理系统的体系结构和其中的一些技术实现。但是,为了更好地实施软件过程控制和度量,我们发现,还有一些问题需要进行深入的研究。 首先,软件过程模型的建立就要结合具体的实际情况,需要深人了解整个软件过程,并根据不同的需要修改模型来完成资源的动态配置和管理。另外,关于分布式工作流机之间的通讯和一致性问题也是相当重要的问题,需要拟定合适的策略来实现资源优化调度。 软件项目论文:项目管理理论中关于软件项目外包采购管理的探讨 摘要:本文分析了目前软件外包采购管理的重要意义和目前的形势,提出基于“双赢”策略的软件外包采购思想。在项目管理理论、CMM和ISO9000的基础上,提出和细化了软件项目外包采购管理的总体框架和具体操作内容。旨在通过对软件外包项目采购的选择购买、跟踪与控制、评估验收和项目后处理等过程的研究,来提高软件外包采购的项目管理水平,满足承包方对分承制方产品在质量、进度和成本等方面的要求和对外包过程的有效控制,为软件项目外包采购管理人员提供具体的操作过程。 一、基本概念和背景 项目管理理论是一门综合多门学科的新兴研究领域,共有九大知识领域,包括项目集成管理、项目范围管理、项目时间管理、项目费用管理、项目质量管理、项目人力资源管理、项目沟通管理、项目风险管理和项目采购管理。项目采购管理是指需要从执行组织以外获得货物和服务的过程。通常把货物和服务称为产品,把买方称为业主或对应分承制方的总承包商,而卖方称为承包商、厂商或供应商。项目采购管理一般包括以下主要过程:采购计划编制,询价计划编制,询价,承包商选择,合同管理,合同收尾[ 1 ].对于软件产品,一般采购可以分为两大类,一类是对已经在市场流通的软件产品进行采购。例如,某企业想做信息化建设项目,涉及到数据库,那么它就可以在目前市面流行通用的几种厂家和种类的数据库中选择。例如Oracle公司的Oracle数据库,Microsoft公司的SQL Sever,IBM公司的DB2数据库等等。然后根据自己的需求,通过询价、签合同、安装培训等过程来购买此类产品。这种采购过程基本已经形成几套通用的解决方案,比较简单,中国企业在处理这类产品的采购时,大部分都处理的较好。个别的企业由于需求分析不清晰,培训工作不到位等原因,也会产生购买的产品不适用,或不会用的情况。另外一类软件产品采购的形式是外包采购。它是指在市场上没有出现现成的产品或者没有适合自己企业需求的产品的情况下,需要以定制的方式把项目(功能模块)承包给其他企业。例如某企业需要实施企业资源计划项目(ERP),虽然可以购买BAAN软件,但是基于本企业业务流程的管理软件必须定制,对于各个原有孤立岛的集成软件,无法购买现成的产品,必须自己开发或外包给别的公司。 二、软件项目外包采购管理的意义 许多大型复杂工程项目的实施需要业主、总承包商、分承制商、供应商和开发制造商等共同合作来完成。因此在任何甲方和乙方之间必不可少的涉及到部分子项目(功能模块)的采购活动。目前社会中,企业的信息化、网络化建设正在世界范围内展开。谁先进行信息化改造,谁就早日适应社会发展的要求,获得巨额利润。大规模的企业信息化建设形成了庞大的软件产品市场,促进了软件业的发展。许多项目庞大复杂、高风险并且涉及高科技信息领域,在客观上使企业需要采购和外包许多产品,包括软件产品。主观上,在经济全球一体化形式下,这种外包采购作为采购活动的一种特殊的、更为复杂的形式,在企业中更为普遍存在。企业为了在日益竞争的社会环境中增强自身的核心竞争力,需要根据企业的特点,专门从事某一个领域或几个领域的业务,在某个业务领域内形成自己的核心业务,把企业内部的智能和资源集中在那些有核心竞争优势的活动上;把一些非自己擅长的业务领域的子项目和功能模块外包给有实力和优势的公司,才有利于加快项目的完工进度,降低风险,优化资源配制,保证项目质量,降低成本,创造更高的价值。 以电信行业为例,爱立信公司2000年底宣布把手机生产的绝大部分业务外包给新加坡的Flextronics公司,专注于移动通信网络设备业务。原因是爱立信的移动通信网络设备的销售占爱立信公司销售额的54%,利润达90%以上,占有全球的移动通信市场分额高达30%,而手机生产的投资回报率很底,甚至出现亏损情况。对于爱立信而言,手机生产“外包”是在信息化时代的战略调整,希望通过外包生产,调整投资结构,使手机降低成本并且尽快盈利,集中精力稳定和拓展电信业的新市场。出于同样目的,美国的摩托罗拉公司也表示将外包部分地区的手机生产业务。作为手机市场份额最大的诺基亚,在专注于手机生产业务的同时,大力开发周边产业。希望以手机业务带动相关产业的发展。从三大公司的投资趋势,可以看出,“外包”作为一种先进的国际专业化的生产方式正被一些大公司越来越多的采用。我国正处在信息化建设的高速发展阶段,必然会有越来越多的企业由于自身的能力限制或业务发展的战略选择,将采取业务“外包”的生产方式。 就软件项目外包采购的市场来说,2000年是企业信息化实施的第一年,国内企业,特别是大型企业的信息化项目开始运作。行业信息化改造重点将由原来的电信、金融、海关等行业转向交通、制造、医疗等传统行业。这些行业由于自身计算机技术水平和业务发展重点的原因,将会把大量的软件项目外包给软件公司。根据CCID的统计(软件可以分成平台软件、中间软件和应用软件),2000年中国软件市场中应用软件的销售额为147亿元,占软件总市场份额的63.9%.预计到2005年,计算机信息服务和软件市场销售额增长到1750亿元。届时我国软件项目“外包”市场潜力可想而知。 三、软件外包采购管理存在的问题 虽然在传统行业,许多工程项目的采购活动,例如机械工程项目或建筑工程项目等等已经形成比较成熟的管理体制和标准。但是软件项目的外包管理工作并不象其他行业那样顺利。 软件工程项目管理引起广泛注意源于20世纪70年代中期,当时发现70%的项目是因为管理不善而引起。20世纪90年代中期,美国的软件开发仍然很难预测,大约只有10%的项目能够在预定的费用和进度下交付。商用软件通常只有9%(中小型软件公司有16%)的软件项目能够及时交付且费用并不超支。 这里有多方面的原因:软件产品作为一种特殊商品形式,具有高度不可测量性和高度柔性;软件企业开发能力还不太成熟,软件开发大多数还处于手工作坊方式,软件研发企业有其自身的运做方式,人为因素比重大,不好量化管理。由于不确定因素太多,许多软件开发企业对于自己的项目都难以精确控制进度、质量、资源和成本,那么对于业主来说,想对外部企业(例如分承制商)保持良好控制力的难度就更大了。再加上具有技术优势的软件开发商一般集中在几个科技发达的大城市,与业主的距离远,相互的交流不方便,因此许多软件采购项目的实际应用效果都差强人意:不适用,进度超期,性能达不到标准,成本太高等等情况时有发生。 软件项目外包采购的成功与失败不仅仅影响到当前软件项目的质量、成本和工作进度,而且关系到企业信息化建设整个项目的整体结构、性能以及进度,意义重大。特别是当软件项目作为整体项目计划关键路径的一个环节,软件项目采购的进度直接影响整体项目的进度,并且总成本将成指数级增加。由于软件采购的情况特别复杂,涉及的学科领域不仅是科学技术上的,还有商业上的和观念上的,软件项目外包采购管理水平的高低,将直接关系到企业整个信息化建设进程。因此软件项目采购管理作为项目管理理论中一个新的研究课题,有必要给予足够的重视。 四、目前软件外包采购管理情况 美国项目管理协会的“项目管理知识体系指南”(PMBOK)[1]、美国卡内基-梅隆大学软件工程研究所的“软件能力成熟度模型”(CMM)[2,3]和国际标准ISO9000-3[4]中虽然对外包采购管理的流程有过论述,但是他们指出的只是外包采购管理的一般原则;虽然人们可以结合自身企业特点实施标准,具有一定灵活性,但是事物的另一对立面就是操作过程不具体。这给软件产品的外包采购管理者带来具体操作上的困惑。另外PMBOK体系原则上是应用在各个行业的,缺乏针对软件领域的特点做专门的论述。ISO 9000-3系列和CMM虽然是针对软件领域的标准,但是ISO 9000-3的最大的特点是只告诉你要按规定做,不强调效果和后续改善,不强调经验积累和后评估。从这个意义上讲ISO9000注重水平的评估,不太强调提高企业成长的过程,因此对于提高企业的管理水平意义不大;CMM虽然旨在强调企业的过程能力的持续改进,但是它重点强调软件的开发过程管理和产品管理,缺乏软件的分发、转交和服务等方面的管理标准,所以也有一定的局限性。 五、基于“双赢”策略的软件外包采购思想 本文作者在集成美国项目管理协会的“项目管理知识体系指南”(PMBOK)和美国卡内基-梅隆大学软件工程研究所的“软件能力成熟度模型”(SW- CMM,SA-CMM)和ISO9000-3中关于外包采购的宗旨的基础上提出“双赢”策略的软件外包采购思想。 “双赢”策略的软件外包采购思想旨在利用双方业务能力互补,通过共同合作完成软件外包项目,达到“双赢”的目的,促进双方业务总体能力的提高。这种“双赢”策略要求双方在以下方面达成共识:双方共同关注过程控制,才能保证有效结果;只能成功,不能指望依靠惩罚手段来收回采购成本,软件外包采购项目的失败对整个项目带来的损失是巨大的;在合作过程中,建立对分承制商关系的管理体系,作为以后合作的基础;重视开发过程的风险评估和采购项目后评估,使得双方业务能力得到持续提高。 传统的外包采购中,采购方只关心分承制商产品的进度和质量,以为只要分承制商按期、按质交货,就可以圆满结束此次采购活动。有些项目尽管前期进度和质量满足合同要求,但是许多是以高投入、高负荷、高消耗等手段来保证的,这给后期带来极高的风险。在阶段评审中,如果采购方对分承制商开发过程中的费用投入、人员负荷、资源消耗、组织结构变化等漠不关心,因此就不能及早预见风险、控制风险。很难想象,后期在费用透支、人员疲惫或流失严重的情况下,分承制商仍能保证产品质量和进度。这种情况下,采购方只能要么加大投入,要么终止合同,并要求赔偿,要么延期验收等等。其副作用可想而知。而分承制商为了减少损失,根据博弈论中子博弈精练纳什均衡原理,必然采取降低质量要求,减少投入的策略,来加快进度。结果最终还是采购方遭受损失。 六、软件项目外包采购管理过程 为了保证软件外包采购项目的顺利进行,本文作者在上诉理论体系和“双赢”采购策略的基础上,提出和细化了软件项目外包采购的总体框架和具体操作内容,旨在为软件项目外包采购管理人员提供具体的可操作过程。 对于本采购过程,如果业主方由于行业、人员等原因,没有健全的监控部门,可以聘请具有软件监理职责的公司,或者总承包给具有一定软件工程监控能力的公司。这时的总承包公司角色相当于本文提到的采购部。 软件项目的整个外包采购过程可以分为十个工作阶段,包括总体项目需求分析和设计、子项目的需求分析、厂商选择、分承制商开发、业主阶段评估、交验测试、安装、培训、维护,后评价。 在开始外包采购之前,首先业主要完成项目的总体需求规格说明书和承包项目的需求说明书。一般承包项目的需求分用户需求和分配需求。对于分承包商来说,业主对软件项目所提出的需求通称“用户需求”。对于业主来说,系统总体分配给软件的系统需求通称“分配需求”。如何作好子项目的需求分析和管理,请参阅《软件需求》,详见参考文献5.然后业主把需求说明书交给采购组组织采购。采购部门收到需求说明书后,再补充质询调查表、报价指南、综合条款及条件等文件,组成采购质询技术文件发往厂商进行质询。采购部门在厂商质询的基础上,准备了厂商选择和投标估价等技术文件后,向业主送审,提请业主批准和确认所选厂商。在厂商选择和投标估价这两个文件中,采购部根据拟采购的软件对被质询的至少三家以上的供应厂商,就技术开发成熟能力、资源(包括以有的产品、硬件、软件、信息和已经过的培训)、资格和信誉、过去的合作关系、价格、提供的售后服务(包括培训和维护)、分承制方组织配置结构、与质询要求的差异等方面,经过经济技术和商业战略角度出发进行全面评估,经过其他各部门(例如系统工程组、软件工程组、质保组、财务组)审核后,列出供应厂商的优劣次序,择其优者为该项目的供应厂商。采购部一般以月为单位向业主通报软件采购情况。一般以招投标方式或内部评审的方式来确定分承制商。 分承制商在接到采购部的定货以后,就可以进行工作说明书、用户需求说明书、软件需求规格说明书、软件开发详细计划和成本概预算、测试计划、质量控制方法、风险控制、拟采用的软件工程标准和软件生命周期等文档的制作。然后分承制商把有关的技术资料文件通过业主的采购部送给业主进行校核和批准,然后才能开始开发。 业主在接到分承制商的上述材料后,组织系统工程部、软件工程部、质保部、财务部、采购部、法律部就上述材料中的开发项目视图和需求范围、使用或需要购买的软硬件、进度计划和成本、测试计划与案例、使用的技术和工程标准、人员配置等进行评审,并出具评审文件和风险评估、控制建议书。并由采购部制定采购项目监督评估计划书。合格后,由采购部、质保部及法律人员与分承制商签署详细的软件采购子合同。如需要对软件项目投保,以此来降低风险,需要和分承制商协商后,纳入合同文件。 分承制商在签署合同后可以进行设计和开发。业主应该委派采购部监督分承制商的工作。采购部应该有计划的组织质保部、软件工程部的项目计划管理人员和配置管理人员,定期对分承制商的开发活动进度、质量、成本等进行评估,并形成评估建议书。送审业主方的系统工程部、项目管理人员、分承制商的此项目的负责人。分承制方的项目负责人要对评估建议书的建议进行书面回复,并确保实施。 分承制方对所有需要采购的资源(软件、硬件、人力资源等)负责进行检验;采购部有权在任何时候对分承制商所采购的资源进行验证,使之符合所采用的规格说明书、规范、标准和其他技术文件所规定的要求,确保分承制商专款专用,建立开发环境。在这个阶段之前,采购部门和分承制商首先要确定由分承制商提供的验证建议书,并作好准备工作,提交检验用的技术文件,包括厂商说明书、设备性能数据表、配制清单、试验程序、检验技术要求。在检验的物质条件和技术条件均已准备妥善后,分承包商就可以向采购部并通过采购部向业主提出书面检验申请。一般分承包商可以提前三周通知采购部,由采购部提前两周以书面形式向业主提出检验申请,由业主召集系统工程部、软件工程部、质保部组成验证组,在规定的时间、地点检验。通过检验后,分承包商进入项目开发阶段;业主进入监控和评估阶段。对于重大关键项目,业主可以派遣项目监督员短期或长期进驻分承包商单位。 由于作为外部单位,业主不便时刻监督项目的开发过程。虽然理论上需要把分承制商看作是自己的一个项目部门来对待,纳入自己的进度控制和质量控制体系,但是客观上由于分承制商与业主距离较远,人员不熟悉,各自有自己的企业文化和管理体制,双方之间的信息沟通不畅,业主难以实时监督分承制商的开发进程和质量。最好的办法就是在分承制商的软件项目的各个里程碑处和分承制商一起进行检查和评估。软件项目一般可以划分成若干个里程碑(3-5个为益),分承制商需要提前一周通知采购部组织相关人员来评估。软件项目的里程碑一般指产品设计趋于稳定,中间产品定义趋于明晰,项目开发组真正了解项目实际的关键技术难度和可行的进度计划,开发活动停止,产品进入除错和稳定、随时可以的阶段,或当产品设计被删减、资源增加、进度延误的时候。在评估软件质量、进度和功能的同时,还要评估分承制商的人员工作负荷程度、风险、费用和资源消耗情况,并形成文档。由采购部送审系统工程部、软件工程部、项目管理部和分承制商的此项目负责人。 当产品进入交验测试的时候,分承制商需要提前三周通知采购部,采购部于前两周通知业主作好交验的组织评估准备工作。这时业主组织系统工程部、软件工程部、测试部、质保部和采购部,根据分承制商和业主在分承制商开发阶段预先共同定义、评审并批准的测试计划和验收方案进行验收测试,对需求规格说明书中的各项逐个详细的测试。最后以书面的形式给出对整个软件项目的测试评估报告。并对未通过验收测试的软件产品指定相应的补救措施和计划。分承制商交付给业主方的软件产品应当包括:源代码、软件开发计划、仿真环境、软件需求规格说明书、设计文档、软件测试计划、软件测试说明、验收测试计划、软件使用手册、软件安装手册、软件维护手册。必要的话,还包括相关培训计划。 软件采购的一个重要阶段是交货,也是目前经常忽略的阶段。当所采购的软件产品以及硬件运行环境在规定的时间到达采购部时候,采购部要以书面的形式通知业主交货。业主对所交的整个软件产品清单进行验收,并事先通知采购部拆箱日期,要采购部和分承包商的代表按时到场。业主要在接到采购部交货通知后一个月内,对所检查验收的整个软件产品(包括相关的软件、硬件及其附属产品、文档、技术资料等子合同中规定的产品)出具一份交货证明,如果这些提交的软件产品没有受到损坏并与装箱清单相一致,并在业主方环境运行良好;否则出具一份书面通知,说明在某个方面此产品损坏或与装箱单不符,或在业主方提供的环境运行不良。此通知或证明应由采购部和分承制商代表签署。如果在签合同的时候,就规定分承制商负责安装和调试,则相应的过程省略。 最后业主方由采购部把所有的文档归类封存,以备后续类似项目采购的参考查询。同时采购部在两个月之内以书面形式,对分承制商的技术开发成熟能力、资源(包括以有的产品、硬件、软件、人力资源和已经过的培训)、信誉、分承制方组织配置结构,管理能力和企业文化提交后评价报告,作为建立客户关系管理(CRM)的依据。对于此次采购的经验和教训,包括进度控制、质量控制、成本控制、客户关系控制、流程控制、风险控制等方面,采购部以文档的形式在组内讨论并保存。 七、结束语: 作为大型工程项目中的软件子项目或者部分功能模块的采购(外包),由于软件开发的固有特性(风险大,柔性强,人为因素突出,结果不宜测量等),使软件项目的外包采购管理变得十分复杂。如何控制分承制商的开发进度和质量等关键因素,需要在实践中不断探索,并针对具体公司和项目对采购过程有所裁剪。 软件项目论文:Project 软件与水利工程项目管理 摘 要:本文介绍了Project软件的主要功能及基本使用方法,分析了当前水利工程建 设中 Project 软件的应用情况,阐明了 Project 软件在水利工程项目管理中的重要性。 关键词:水利工程建设;进度计划;资源分配 1 Project 软件在工程建设中的作用 Project 是一个项目管理网络计划软件,它是基于关键路径法(CPM)和项目评审技术(PERT)两种技术,主要用于大中型项目的计划制定、评审、优化、资源合理调配和现场动态跟踪的通用的肯定型网络计划软件包。Project 提供了一套完整的项目描述和计算的方法及模型,通过这个软件生成图、表或文件。 1.1 快速地建立项目计划 建立项目计划,需要完成一份正确的网络计划图,这至少需要一个星期的时间进行设计、参数计算、核对、成图。如果需要在原方案上做些修改,就不得不重新算一遍。耗费更多的时间、人力、物力、财力,无法适应当前飞速发展的形势。Project则能把这些工作都承担起来,能轻松愉快地完成项目计划的制定工作。如果需要修改、增删、优化,只需要把修改的地方输入给 Project,它会按新的意图重新计算,在几秒内就给出结果。而且 Project 会自动计算出关键路径,计算每个任务的时差和整个项目的开工、完工日期,告诉能否如期竣工,资源分配是否合理。 1.2 按工期管好项目中的任务 Project 把一个任务划分为四个阶段进行管理,即:比较基准计划(原始计划)、当前计划、实际计划和待执行计划(剩余计划或未完成计划)。它为每个阶段的计划都设置了数据域,用户随时都可以查看。比较基准计划$原始计划’里的计划数据记录了最初制定项目计划时项目的状态情况。这个计划数据在项目调整过程中始终保持不变,无论何时需要原始计划数据时都可以从这个计划数据域中得到。 当前计划是根据实际已经发生的计划和任务间的制约关系面计算出来的,它作为整个计划的重点向用户提供了极为详细的数据。例如开始时间、完成时间、工期、总时差、自由时差、工作量、费用等。 实际计划是指已经开始实施,但未完成或已经全部完成的任务计划。Project 设置“实际计划”数据域,可使用户把已经完成的工作和未完成的工作区分开来。而且一旦一个任务的实际计划生效,Project 会按实际计划自动修正当前计划。并且据此计算和预测整个项目计划。 待执行计划是需要完成的剩余工作量,Project 会根据完 成情况自动计算剩余工作量。 总之,用户把采集到的项目任务完成和变动情况输入到Project 后,系统就按项目实际发生的数据进行整个项目计划的计算,确定新的关键路径,预测整个项目前景,使得项目动态跟踪就变得非常容易。 1.3 对人员设备和资金资源进行分配 Project 把在完成项目任务活动中投入的人员、机械台班设备和材料、资金等抽象化为“资源”,建立起资源库。Project根据每个任务的资源使用情况计算整个项目的资源需求曲线,自动指出“超负荷分配”发生在那些任务上,能够帮助用户自动进行资源平衡,并能自动排出每个资源承担的任务上的日程、工作量和成本表。 1.4 提供丰富图表 Project 提供了与国际上接轨的单代号网络图,中国科学院计算所在 Project 配套的软件 “中文伴侣”中开发了双号网络图处理系统。 Project 把横道图和表结合在一起,这样既能以图形方式形象地查看任务信息,又能看到具体的数据,便于理解项目。横道图上不仅可以显示出工序的关系线,而且工序信息也可直接显示在横道条的四周。 资源图是以反映资源使用状况为重点的信息,Project 为资源分析和跟踪提供了8种图形,即:资源需求曲线图、资源工作量图、资源累计工作量图、超分配工作量图、资源已经分配的百分数图、资源当前可用工作量、成本图、累计费用图。 总之,Project 提供项目各个方面信息,使项目的管理更高效有序。无论用于项目投标、项目计划的组织施工,还是对工程项目实行监理都是一个不可多得的软件。 2 Project 与山西水利建设 近年来,我省的水利事业发展良好,按国家规定逐步实行了项目法人责任制、招标投标制、工程监理制,使工程项目管理日趋规范化。 随着计算机技术的迅猛发展,应用计算机进行管理已成为必然。然而,在我省大多项目管理仍延用传统的方式,依赖自己的老经验,总认为不使用计算机辅助管理,工程也照样能进行下去。尽管绝大多数项目部都购买了计算机,但大多数单位使用它打字、制表,由人工画道改成“计算机画道”,计算机没能发挥出其强大优势。项目施工单位用手工编制项目计划不仅要耗费大量的时间及人力,而且经常是工程已经开工,计划还没有做好,使计划管理总处于被动局面。然而,计算机在优化进度计划方面及时、快速、准确、便捷等特点是人工无法比拟的。针对传统管理的弊端,Project中文版为项目管理人员提供了众多有实用价值的功能,以及简单且方便的解决方法,使生产计划人员能高效地处理这些变化。 在我国许多建筑单位选择了Project,在应用过程中普遍反映这个软件操作简单,更改、调整非常方便,确实体会到该系统在建筑项目计划的制定管理与信息交流等方面的强大功 能,尝到了先进管理方式的甜头,认识到工程项目施工中开展全面的计算机应用,实在是非常必要的。 在我国市场经济发展日益完善的今天,建筑施工行业也面临着优胜劣汰的竞争选择。在激烈的市场竞争中,不允许任何企业偏安于一隅,任何一个拥有关键技术的小企业,都可以在很短时间里迅速成长为区域性的大企业,技术和管理的创新日益成为企业间竞争的根本,而一些大的水利工程已率先引用了先进管理软件,如我省的引黄工程,利用P3作管理软件。水利水电监理公司利用自己研制的软件进行监理控制等。这仅仅是一个开始,我们应在掌握原有技术、经验的基础上,利用先进的管理软件进行高效管理,这应该是山西水利发展方向。当然,把计算机用于工程项目施工管理不是一个简单问题,对于选择什么样的工程项目管理软件也是非常重要的。每项目工程都有各自的特点,Project作为微软的最新项目管理产品,国外项目管理的首选软件,在应用过程中,针对工程中的不同特点也会表现出一定的不足,但计算机用于工程项目施管理已成为发展的必然趋势。计算机的强大功能必须得到充分发挥。这是我省水利项目管理的需要,也是水利事业发展的必然趋势。 6 Project在工程建设中的前景展望 目前我国采用计算机进行工程项目管理的建筑施工单位还不太多,这主要是由于有些人还没有认识到这个问题的重要性,有些人还没有找到正确的方法,没有建立和制定一套完整的适应计算机管理特点的管理体制,同时也说明把计算机用于工程施工管理不是一个简单问题,它需要多方面的基础知识和技能,需要从多方面努力。 科学技术是第一生产力,项目管理科学化是大势所趋。Project软件凭借其在项目管理方面所起的显著作用,以及其操作简单,跟踪调整方便等特点,已在中国建筑市场占了一席之地,尤其是Project2000版的推出,使操作更为简单、快捷,人机界面更趋完善,功能更为强大,这必将推进我国的工程项目管理进行一场高科技的改革,使其逐步与国际惯例接轨。现在已经有越来越多的人在关注这个软件,国家也十分重视科技的推广,尤其是水利部,专门组织培训班,对全国水利单位人员进行Project项目管理软件培训,这将极大地推动软件在水利行业的推广应用。据说水利部将把是否利用Project软件进行项目管理,是否有专职人员进行过Project软件培训,作为监理资质评审的条件之一,这充分体现了国家对该软件的重视,这也将有利Project软件在全国范围内的推广,该软件在国内推广将展现光明光景 软件项目论文:关于软件项目管理流程分析与设计 论文摘要:针对软件项目和项目开发中的复杂性、易变性和不可预见性,研究了软件项目管理流程方法设计了软件项目运作过程的总体流程,分析了各阶段流程的进入条件、主要工作过程和工作结果 论文关键词:软件过程;软件项目管理;流程管理 1引言 长期以来,软件项目高失败率的状况一直困扰着人们,研究表明,软件项目失败的原因主要有两个:一是应用项目的复杂性;二是缺乏合格的软件项目管理人才。实践证明缺乏有效的项目管理是导致软件项目失控的直接原因。软件开发的风险之所以大,是由于软件过程能力低,其中最关键的问题在于软件开发组织不能很好地管理其软件过程,从而使一些好的开发方法和技术不能起到预期的作用。 流程管理作为现代企业管理的先进思想和有效工具,随着市场环境与组织模式的变化,在以计算机网络为基础的现代社会信息化背景下越发显示出其威力和效用。流程管理不仅是一种管理技术,更体现了现代管理的思想。流程管理的重点是:理清和管理好所有主、支流程间的关系,使他们相互协调发挥应有的作用。流程管理增加了部门的透明度,管理的对象不是“部门”和“部门员工”的概念,而是以工序流程为管理对象,注重流程中每一个过程和效率以及和上下游工序的关系,管理重点在于整体流程的完整性和顺畅性。目前,流程管理技术的研究已越来越受到人重视。 运用流程管理方法和技术进行软件项日管理,可以有效地改变软件过程管理混乱的局面首先埘软件项目开发过程进行有效的、规范化的定义;其次,在软件项目开发过程中,所有的活动过程均按照流程所规定的活动的逻辑关系、活动的实现方式来执行,这样可以使得所有的活动有序和可控;第三,通过明确运作流程,使项目组人员迅速融入项目和开发过程中;第四,关注每个过程的“结果”,使软件项目的所有工作产品均能得到有效的保存,保证了软件产品完整性。 2流程的概念及在软件项目管理中的作用 流程是由活动组成的。基本活动是由个人或团体来完成的,它不需要进行其他的基本活动的转化。流程的各个活动之间有着特定的流向,它包含着明确的起始活动与终止活动,因此是一个动态的概念。从结构上来看,流程有四个基本的构成因素:活动、活动的逻辑关系、活动的实现方式和活动的承担者。流程与“一系列的活动或事件”,“结果”等概念密切相关。流程管理不仅是一种管理技术,更体现了现代管理的思想,原有的以控制、塔式组织为基础的职能行政管理已经不能完全满足于现代企业发展和市场竞争的需要,管理的发展沿着分工理论运行了上百年后,现在又重新回归到整合与系统。 软件项目生命周期的一系列的开发过程是各种各样的流程活动:软件项目的计划编制、系统分析、慨要设计、详细设计、程序编码、测试与维护等活动过程都是一种流程活动:制定软件项目管理流程,重点考虑以下几点: 1)制定的流程能引导项目逐步走向成功; 2)制定的流程能适用软件开发过程; 3)制定的流程能指导项目开发活动.有利于对项日开发活动的管理; 4)制定的流程能以苴观的流程图表示.能使项目组成员清楚的知道软件开发与管理的过程和相互之间关系; 5)流程中的起始活动条件、终止活动条件明确、规范便于控制: 6)流程中的工作产品定义明确、可度趟,评价标准和方法具体、可操作 3软件项目管理总体流程设计 在软件项目开发管理过程中,不仪要努力实现项目的范围、时间、成本和质量等目际,还必须协调整个项目过程,以满足项目参与者及其他利益柑关者的需要和期望;随着软件规模和所涉及的领域不断地扩大,软件项目的管理越来越困难,纵观所有失败的软件项目.基本原因是不能管理其软件过程,在无纪律的、混乱的项目状态下,组织不可能从较好的方法和工具中获益。严谨的软件过程控制管理不仅可以在每个阶段回顾和纠正项目的偏差.别软件项目的风险甚至果断中止项目。且可以将人才流动所带来的不利影响减少到最小。要进行有效的过程控制,必须明确软件项目管理流程。 软件项目管理总体流程设计为项目搜寻、立项、售前合同生成和合同执行等5个主要阶段,分别以Pl、P2、P3、P4、P5表示;同时设计了立项完成、合同签定、功能定义、软件开发、项目验收等5个里程碑,分别以TM1、TM2、TM3、TM4、TM5表示,如图l所示。在这些流程中,合同执行流程是软件项目管理的核心,其主要过程有:产品定义、软件开发、测试执行、内部验收、项目实施与验收、项目维护. 4软件项目管理总体流程分析 4.1项目搜寻 项目搜寻是项目立项的基础,项目搜寻阶段的主要任务包括市场信息收集,用户需求跟踪,对潜存的项目进行分析和筛选。 4.2项目立项 立项阶段的主要任务是确认立项的理由,提出立项建议,提供合适的资金和资源,使立项建议成为正式项目。 4.3项目售前 售前阶段从项目立项开始到项目合同的签定结束,主要工作有:制定与客户的交流计划,详细了解客户的背景资料,了解客户启动项目的缘由、目的和期望,编制项目方案建议书,准备合同蓝本。 4.4合同生成 合同生成阶段的主要工作有:项目方案的评估与确定技术合同、商务合同的商定、评估与签署。 4.5合同执行 合同执行是软件项目管理流程的重点,可分为软件开发、测试执行;内部验收、项目验收、系统维护等五个基本工作过程。 4.5.1软件开发 软件开发阶段分为:需求调研、系统分析、系统设计、编码、单元测试等过程。主要从三个方面进行管理: 1)制定项目计划。软件项目计划是一个用来协调所有其他计划,以指导项目执行和控制的可操作文件。它体现了对客户需求的理解,是开展项日活动的基础,也是软件项目跟踪与监控的依据。 2)确定开发过程。根据软件项目和项目组的实际情况,建立起一个稳定、可控的软件开发过程模型,并按照该过程来进行软件开发 3)加强过程控制一过程控制主要包括过程管理、变更控制和配置管理,、 4.5.2测试与执行 项目测试的目的是俭查系统是否符合项目合同与任务书规定的要求、项目测试分集成测试和系统测试,主要进行功能测试、健壮性测试、性能一效率测试、用户界面测试、安全性测试、压力测试、可靠性测试、安装/反安装测试等测试过程在模拟运行环境中进行。 4.5.3内部验收 项目完成集成测试和系统测试后进行项目内部验收.主要有三个步骤:①文档准备。项目经删提交内部验收计划、项目开发总结报告、产品清单:财务主管提交项目财务预算报告。②内部验收测试。内部验收测试的测试内容与方法虽然与系统测试基本相同.但应站在用户验收的角度进行,因为它是试运行的基础。通过这一步。为用户验收作充分的准备。③内部评审。对提交的所有文档及测试结果进行内部评审,完成项目开发总结报告: 4,5,4项目试运行与验收 试运行与用户验收阶段的主要任务是,使所有的工作产品得到用户的确认。主要工作有:①验收前的准备。项目经理负责检查产品的完整性。包括文卡当、介质和中间产品等,以确保现场实施的成功;负责应用软件的现场安装调试,完成安装调试总结报告;负责制定用户验收计划,并得到客户的确认。②用户进行验收测试和系统试运行,进行文档和系统的移交。③用户确认。项目经理负责与客户协测,协助用户进行项目验收,形成用户验收报告。 4 5.5项目维护 软件系统的维护分为两大类:一类是纠错性维护,由于前期的测试不可能暴露软件系统中所有潜在的和隐含的错误,诊断和改正这些错误的过程为纠错性维护。另一类是完善性维护,在软件正常使用过程中,用户还会不断地提出新的需求,为了满足用户新的需求而增加软件功能的活动称为完善性维护。如果需求变更很大,那完善性维护将转变为软件新版本的开发。系统维护的宗旨就是提高客户对软件产品的满意度。确保系统的正常运行是系统维护的根本目的。 4.6软件项目管理的里程碑 项目的考核与评审是软件项目管理流程控制的基础,我们在整个流程中设定五个基线,即确定五个里程碑,它们分别是TM1:立项完成;TM2:合同签订;TM3:产品功能定义完成;TM4:软件开发完成;TM5:验收通过。 如图1所示。各阶段的主要的进入条件和相应的工作结果是里程碑是否达到的重要标志。 5结束语 本文设计的软件项目管理总体流程及相关技术已成功运用在软件项目的研发和管理中。通过将流程管理应用于软件项目管理中,以设定软件项目总体流程为主线,确定每个阶段的主要流程和里程碑,并采用评价指标体系和一系列的模板和表格进行软件项目开发过程的控制和管理,使软件项目的成功率显著提高。 实践证明,针对企业和项目的实际情况,确定软件项目运作流程,定义软件工作产品,明确各阶段的进入条件和退出条件,进行有效的流程控制与管理,大大的提高了软件开发的效率和项目的成功率。 软件项目论文:关于工作流的软件项目管理系统的设计与实现 论文摘要:本文介绍了一个基于工作流技术而研制的软件项目管理系统。文章首先描述了传统软件项目管理系统的不足之处,提出用工作流的方法来设计软件项目管理系统,然后介绍了一些理论基础。文中重点阐述了系统的设计结构和所采用的一些技术,并给出了部分的具体实现方法。 论文关键词:工作流,JMS,项目管理,SPP,建模,工作流网 1前言 2O世纪7O年代以来,为了解决软机危机,改进软件过程能力,计算机科学家提出了软件工程的概念,将系统化的、规范化的、可度量的方法用于软件开发、运行和维护的过程。近些年来,随着计算机技术的进一步发展,相应的使用软件工程方法的软件项目管理系统也有了显著的发展。但是,由于开发流程中存在的不确定性以及项目变化等因素,这些系统也暴露出一些不足之处。 传统的软件项目管理系统,一般是由图形用户接口(GUI),应用程序和数据库组成,用户通过GUI向应用程序发出请求,应用程序处理这些用户请求,并且访问数据库,返回用户所要求的结果。这种模型在流程稳定的时候是可以满足需要的,它的缺点在于: 1)建模过程是之前设定好的,无法改变; 2)缺乏柔性,系统开始运行之后,预先定义好的条件就无法改变了; 3)可扩展性较差,如果想要增加或者修改相应的功能,整个系统必须重新开发。 目前,对工作流技术的研究以及相关产品的开发是国内外学者研究的热点问题之一,很多管理系统都采用工作流技术来克服上述问题。工作流起源于生产组织和办公自动化领域,它是针对日常工作中具有固定程序的活动而提出的概念。目的是通过将工作分解成定义良好的任务、角色,按照一定的规则和过程来执行这些任务并对它们进行监控,达到提高办事效率、降低生产成本、提高企业生产经营管理水平和企业竞争力的目标。 WFMC给出的工作流定义是:工作流是一类能够完全或者部分自动执行的经营过程,它根据一系列过程规则,文档、信息或任务能够在不同的执行者之间进行传递与执行,以实现整体的业务目标。而这正适合于软件开发过程管理,基于上述的理由,我们结合江苏省十.五攻关“工作流技术的研究和应用”项目,研究并开发了基于工作流的软件项目管理系统CMMFlow,目前已应用于软件能力成熟度模型(CMM)的管理,其效果相当良好。 2理论基础 2.1 CMMI3级精简并行过程(SPP)模型 利用工作流技术可以设计和建立一个工作流环境,在此系统中,我们使用CMMI3级精简并行过程(SPP)模型来支持软件过程实施。 SPP把产品生命周期划分为产品概念、产品定义、产品开发、产品测试、用户验收和产品维护等6个阶段,包含项目管理、项目研发和机构支撑等3类过程、19个过程域。其中项目管理过程包含立项管理、结项管理、项目规划、项目监控、风险管理和需求管理等六个过程域;项目研发过程包含需求开发、技术预研、系统设计、实现和测试、系统测试、Beta测试、客户验收和项目技术评审等8个过程域;机构支撑过程包含配置管理、质量保证、培训管理、外包与采购管理以及服务与维护等5个过程域。 我们把每一个过程域都看成是一个流程,其中过程域之间的关系是线性为主,并行、迭代为辅。每个过程域包含若干原子活动。通过建立活动与角色以及角色与具体用户的关联,即可建立一个可执行的业务过程模型。 2.2基于petri网的可视化建模工具 在这个系统中,我们的建模工具是使用工作流网和XP—DL共用的策略,采用的是扩展的Petri网,对最终用户来说,足可视化的图形建模工具。为符合WfMC规范,工作流机装入的模型用XPDL存储,可使用XPDL和Petri网两种表示形式,验证是使用Petri网形式。 在Petri网的基础上,Aalst提出了工作流网(WF-net)的概念,其定义如下: 一个Petri网PN=(P,T,F)被称为工作流网,当且仅当它满足下面两个条件: 1)PN有两个特殊的库所:i和0。库所i是一个起始库所,即·i= ;库所O是一个终止库所,即O·= 。 2)如果在PN中加入一个新的变迁t,使t连接库所。与i,即·t·={0),t·={i),这时所得到的PN是强连接的。 下面我们给出一个用工作流网定义工作流的简单例子,例子描述的是软件立项管理的工作流过程。 根据工作流网的基本定义,通过使用不同类型的基本组件和触发机制,对立项管理进行建模,得到如图1所示的工作流网模型。 基本流程如下:立项建议小组进行立项调查,然后进行项目构思和可行性分析,在完成之后进行立项申请,然后立项审查小组对此立项进行审查,决定是否同意立项。如果否决,则必须重新进行立项建议,如果同意立项,进入项目筹备阶段,流程结束。 3系统设计 3.1设计思路 整个系统构架采用B/S模式,参照J2EE框架,主要分为四层: 1)展现层:主要包含客户浏览器端和Web服务器端的applet,jsp和servlet,负责和用户交互,接收数据,显示结果等。 2)商业逻辑:用于处理展现层从用户端接受到的数据,包含了控制应用处理的所有规则,同工作流执行服务通讯,并且将展现层和数据服务层连接起来。 3)工作流执行服务:是流程运行和管理的核心组件,包括工作流机和任务表管理器。 4)数据服务:负责提供对数据的存储和读取服务。 此外,在系统设计的过程中还采用了以下的技术: 1)J2EE框架 J2EE体系包括javaserverpages(JSP),javaSERVLET,enterprisebean,WEBsevrice等技术,提供了一个企业级的计算模型和运行环境用于开发和部署多层体系结构的应用。它通过提供企业计算环境所必需的各种服务,使得部署在J2EE平台上的多层应用可以实现高可用性、安全性、可扩展性和可靠性。J2EE中多数标准定义了接口,例如JNDI,JDBC等,这使得遵循这些标准的不同开发者之间的模块可以无缝地互连。 2)JMS JAVA消息服务(JMS)定义了Java中访问消息中间件的接口。JMS只是接口,并没有给予实现,实现JMS接口的消息中间件称为JMSProvider。 在JMS中,每个客户机连接到一个为发送和接收消息提供框架的消息传递程序。客户机需知晓消息格式和消息目的地。根据JMSAPI,消息传递分为两种模式,点对点和/订阅模式。 点到点消息传递方法使用下列工具,如消息队列、发送方(或消息制作者)和接收方(或消息消费者)。客户机将发向特定接收方的消息发送到唯一的队列。当接收客户机从特定队列抽取消息时,它发出确认消息,表明消息已处理。队列将保留所有消息,直至接收方收到消息或消息到期。/预订消息传递方法使用者、订户和主题的概念。客户机将消息发送到主题或内容层次结构。为了接收到消息,消息消费者必须预订此主题。因此,对于这种方法,可以将消息制作者作为者,而消息消费者则是订户。JMS供应商将多个者发来的消息分发到主题和此主题的多个订户。 点对点模式适用于使用集中式工作流机的系统,对于大规模的分布式应用,/订阅模式则相当有效,但是,在保证各个分布式工作流机的一致性问题上则稍有难度。 3.2系统结构与功能特点 CMM软件项目管理系统的系统结构如图2所示,它主要由过程建模工具,工作流机,任务表管理器,web服务,客户端和数据库接口等组成,该系统的各功能特点是:在这个系统中,我们使用浏览器作为客户端,通过Http请求与Webserver交互,Websevrer再将收到的请求加以处理,判断哪些是应当丢弃的,哪些应该交由工作流执行服务处理,并将处理后的结果发送给工作流执行服务器。工作流机收到Webserver传送过来的数据后,会根据消息的具体内容继续执行流程或者将流程挂起或是结束流程的运行,并且更新任务表管理器的内容,在需要的时候调用相应的应用程序来完成任务的需要。在过程建模工具中建立,修改,删除的模型将通过存储过程来修改数据库中已存储的模型。 websevrer和工作流执行服务也都要通过存储过程来访问数据库。各部分的功能特点描述如图2。 1)建模工具:使用基于Petri网的建模方法来对企业经营过程进行过程定义,将经营过程转化为工作流引擎可以执行的形式。同时还提供对过程模型进行分析,测试的工具。 2)工作流机:工作流引擎是工作流平台的核心,它是业务流程的任务调度器,从某种程度上看,工作流机也是业务资源管理器。它的主要作用是实例化及执行过程模型、为过程和活动的执行进行导航、与外部过程交互完成各项活动、维护工作流控制数据和工作流相关数据等。 3)任务表管理器:过程模型中的每个活动都被看作是一个由计算机自动执行的任务或由用户手动执行的任务,任务表管理器负责对这些任务的监视和维护。 4)Web服务:包含了用于处理用户请求和显示结果的jsp和sevrlet,其主要工作是将客户端与工作流执行服务连接起来。 5)客户端客户端是基于浏览器方式的瘦客户端,方便管理员管理整个工作流管理系统的运行过程,和一般用户管理和执行分配给自己的任务。 6)数据库接口:实现了底层的数据存储,包括过程定义,工作流控制数据,工作流相关数据,企业组织模型等工作流管理系统运行过程中必须的信息。 4系统的一些实现技术 4.1任务的自动分配和触发机制 可以根据模型定义自动地分配任务,当一个过程实例运行的时候,活动可以根据模型定义自动分配到指定接收者,并且,有关完成此活动所需要的数据也会传递给相应的接收者,从而提高业务过程执行效率。模型中使用角色机制,不指定具体人员,这样,人员变更不至于引起模型的变动。系统支持迟后绑定,即可以在活动运行的时刻才确定此活动由谁来完成。 流程从使能到运行的控制,采用触发机制,分为人工触发、自动触发、消息触发和时间触发。人工触发一般是用户从任务表中选取其中一项任务来完成,自动触发是一些通过程序自动执行的过程,一旦使能就被触发,消息触发是指系统外部的消息到达触发,如Email,时间触发是由定时器来触发。 4.2活动信息的统计 系统可以通过对活动信息统计,并将活动的运行状况和统计信息存储在数据库内。通过提供有关工作量的信息,可以在建模的时候预测所需要的时间,并且在活动结束时计算任务完成情况,与初始模型进行对比,生成相应的图表以判断工作效率,辅助决策经营。除系统提供的几个基本统计模型之外,用户也可以利用系统提供的工具,自行扩展新的模型来完成工作量信息统计和生成对比图表。 结论根据软件过程管理的需求,以工作流技术为核心,J2EE技术为支撑,结合SPP模型,文章给出了一个软件管理系统的体系结构和其中的一些技术实现。但是,为了更好地实施软件过程控制和度量,我们发现,还有一些问题需要进行深入的研究。 首先,软件过程模型的建立就要结合具体的实际情况,需要深人了解整个软件过程,并根据不同的需要修改模型来完成资源的动态配置和管理。另外,关于分布式工作流机之间的通讯和一致性问题也是相当重要的问题,需要拟定合适的策略来实现资源优化调度。 软件项目论文:应用P3软件为建设项目管理服务 摘要:三峡工程是一举世嘱目的工程建设项目,项目管理的任务其中包括进度控制的任务极其艰巨。业主单位确定应用P3软件作为进度控制的辅助工具已近五年时间,取得了很大的成绩,但还存在有待改进的地方。笔者有幸从93~96年,涉及此方面的工作,对合理地应...... 关键词:P3 建设项目 管理 服务 三峡工程是一举世嘱目的工程建设项目,项目管理的任务其中包括进度控制的任务极其艰巨。业主单位确定应用P3软件作为进度控制的辅助工具已近五年时间,取得了很大的成绩,但还存在有待改进的地方。笔者有幸从93~96年,涉及此方面的工作,对合理地应用P3强大的功能为项目管理,尤其是项目进度控制服务,提一点自己的看法。现分述如下,作为抛砖引玉供有关部门参考。 1 统一规定网络进度计划的表达形式 三峡工程因其规模宏大,需要采用分项直接承发包制,业主将与多个独立的承包商建立合同关系,如果承包商们在进度计划表达形式上不统一,各自采用他们习惯的表达形式,对单个合同可能是可行的,但对整个三峡工程的进度控制而言,将产生混乱的而导致无法进行。 网络计划的类型有肯定型、非肯定型,随机型、循环型等。在土建行业大多采用称作关键线路法的肯定型计划网络。而该类型计划网络以其表达形式来分有:双代号、单代号、与单代号搭接网络等表达形式。从业主与监理方使用的网络计划大多是控制性进度网络,以及考虑到工程建设项目的复杂程度与P3软件所能支持网络计划的类型而言,以采用单代号搭接网络最合适。由于它表达相同的计划对象时,可以具有网络的规模最小,表达最为简洁的好处。因为它可免除用其肯定型计划网络时,为了表达活动之间的逻辑关系而需要增加虚活动和要把完整的须加细分的敝端。关于规定统一用搭接网络的建议,必须取得建设各方的共识,并共同执行。只有这样,才能把进度管理,纳入统一的、可操作的进度控制模型之内。 2 分析管理环境,合理确定进度计划网络整体结构 进度计划网络的整体结构是指进度网络系统中整个局部网络之间联系方式不同划分结构类型。 在选择进度计划网络的整体结构形式的时候,必须根据建设项目特点与管理模式出发予以考虑。从三峡工程业已招标发包的合同看,有的一个合同包含了若干个单项工程(如右岸一期工程合同);有的则一个扩大单位工程包含了若干项合同,如永久船闸工程。因此,业主项目与监理单位均处在多个合同管理环境下工作。这大大增加了项目管理的难度与工程协调工作量。我们在确定网络计划整体结构时,都要与上述多项目管理环境相适应,并充分利用P3软件所能提供的功能为前提。 关于进度计划网络的整体结构,可分为两类,一类是多级网络,如以三级网络为例,其示意图见图1。 图1 多级网络示意图 个工作(或称活动)。因此,分解的详细程度会直接影响网络计划中活动数目。过于详细,则增大网络图的图幅,不利于阅读与管理;分解得过粗,则对进度控制缺乏必要的指导作用。WBS分解的详细程度应考虑如下因素: (1)WBS分解的详细程度要与计划进度的功用相协调,业主方的计划进度主要用于进度控制,宜粗些。通常分解到分部工程(最多到分项工程)的层次即可;对承包商实施性的进度计划所需的CWBS,可由承包商对其合同范围工程,在业主方WBS框架基础上根据需要,再自行细分; (2)WBS的框架结构,要兼顾工程分标的具体要求。如永久五级船闸输水工程,宜将其再分成上游输水工程与下游输水工程,以避免出现一个分解单元跨两个合同的情况; (3)分解的详细程度,对整个工程各部份要做到基本一致,以便能正确确定网络计划中各活动之间的逻辑关系; (4)WBS分解的详细程度应使之对应的活动,在施工现场较易识别,有利于进度检查与进度控制工作。 总之,WBS分解结构应有利于建设项目进度控制与其他项目管理的需要。 3.2 建立工程项目管理的组织分解结构(OBS) 为使项目管理机构管辖范围清晰、职责分明,常用组织分解结构描述业主方管理机构的设置。并把它与WBS终层次的分解单元对应起来,即把WBS垂直树与OBS水平树按项目管理组织的管辖范围,得出对应的交叉点,以明确其责任主体。OBS的详细程度可分至具体责任人。 3.3 建立为项目管理服务和方便P3应用的代码体系 设计出一好的代码体系与代码方案对于项目管理及相关软件高效应用至关重要,它可使诸如统计、分类、校对、查询、计划的整合、计划的拆分、数据组织、过滤等工作变得简单方便。由于限于文章篇幅仅列项说明如下: (1)为拟订好WBS框架,建立统一的工程分解结构代码符与词典。并在最高层主网上输入,以便为各层主、子网所共亨。 (2)为拟定好OBS框架,建立统一的组织分解结构代码符与词典,并在最高层主网上输入,以便为各层主、子网所共亨。 (3)依照三峡工程分标设计,统一规定合同代号,并建立词典。 (4)约定各标合同项目活动代码,在单代号搭接网络模型下,活动代码为网络中节点代码,从活动代码易于做到唯一性的易于阅读网络图,建议活动代码的前两位为字母型(与合同代号一致),后4位为数字型混合码为宜。后4位阿拉伯数字均以0、5数字结尾,以便为以后网络中增加活动留地。 (5)约定活动分类码 活动分类码实质上是把某些特性用活动分类码的形式加以识别。P3可为活动提供20个分类码,这些活动分类码可以识别诸如:活动属何种工程;活动所在的工程部位、高程;活动的承包单位;活动的监理单位;活动的业主管理单位;施工活动还是管理性质活动;以及想要识别的其它特性。业主方统一建立活动分类码(包括代码结构、码值与词典)供参与工程建设的有关单位所共亨。 (6)制定统一资源类别代码 制定统一资源类别代码的结构、码值与词典,资源包括:资金、劳力、各种材料、各种专用施工设备等。制定统一资源类别代码,使各承包商以统一的代码把资金、劳力、各种材料、各种专用施工设备的需要量载入网络之中,不仅为承包商编制施工资源、配置计划提供依据,同时也为业主方通过主~子网络结构汇总各种资源的总量及其在时间上的分配提供方便。为业主的材料、设备的采购与供应,资金筹措,施工现场管理等提供信息支持。为了减少这方面的工作量,可仅对业主关心的资源进行,对承包商关心的资源可在其子网络上自行定义。 4 制定运行规则,避免混乱发生 业主与多个承包商建立工程施工合同关系,共同为项目进度目标的实现各自承担其相应的义务情况下,按照一定的准则,规定各方运行规则,是避免发生混乱所必须的,尤其是应用P3采用多层二阶主~子网络非直接传递结构模型时,尤为必要。其运行规则的内容概述如下: (1)有关各方均应采用为业主方制定的代码结构、码值(符)、词典。最好在最高层主网上输入,以便为各层主、子网所共亨。 (2)为使在主~子网结构内运算协调,在运行进度计划调整、更新时,必须确定相同的更新日期。所有的子网应使用相同的数据日期,以避免冲突与混乱;如果相同的数据日期不可能,应在主网更新、调整,使其数据日期在主~子网上同步; (3)进度计划调整、更新的数据日期,可统一规定在月支付后的某一天为宜; (4)承包商在其子网上调整、更新进度计划(增、删活动、调整活动时间、改变活动逻辑关系等),必须在其子网络拷贝版上进行,然后交监理审批,经批准后才能作为正式的子网络,并将原子网络备份(存档)以便恢复或查询; (5)经(4)所述步骤后,统一建立从合同到整个建设项目各层次的目标进度网络,为事后的进度评价建立基准; (6)各承包商对各自的进度进行评价时,均以经监理、业主审核确定的实际完成的工程质量为基础进行,使进度评价建立在可靠的基础之上; (7)当在主网上增加不属于子网络的活动或里程碑日期时,应为主网络定义一个前两个字符的可与子网络活动相区别的活动代码符; (8)业主、监理方为维护进度计划系统的安全,还应建立如下规定:在网络环境下,建立主网络与子网络的权限,及子网对主网络存取、访问的权限;用于所有子网络工作日历;用于调度/平衡计算如何选项的规定;资源、费用计算单位和小数点位数等。 5 扩大软件使用范围,发挥更大的作用 把P3软件作为项目进度控制的辅助工具,可发挥如下作用: (1)编制与优化项目总进度计划与标段工程进度计划,按需对进度计划作出适时调整与更新;输出各种图表; (2)计算时间参数,找出关键线路与关键活动; (3)对实际进度与计划进度作对比,得出偏差,评价实际进度。并在此基础上,实现实际进度对计划进度的跟踪; (4)汇总包括资金、材料、劳力、专用施工设备需用量计划及其在时间上的分布,为项目资源供应提供信息支持; (5)在上述基础上,为制定中、短期进度计划提供方便和依据。 笔者认为,还可以在以下方面扩大使用范围,以充分发挥其P3功能: (1)在合同管理方面,用于分析承包商提出的工期索赔要求与确定其索赔期限; (2)为业主、监理在处理不同标段合同之间在进度上发生冲突时,提供最优调度的分析工具。即当不同标段间平行作业的活动会损害工程施工质量或危及安全时,可依据对项目目标实现最佳的原则,确定活动作业顺序,而主~子网络结构模型是最合适的分析模型; (3)建立费用帐目把工程概算价格、合同价格、实际支出价格等载入网络计划之中,结合本国国情运用赢得值分析技术,还可在项目投资控制中发挥一定作用。 6 结束语 笔者所要阐明的是把P3软件作为项目进度控制的辅助工具,决不是仅涉及软件操作等纯技术性的问题。从业主方角度而言,更为重要的是从组织性质工作入手,做好上面所述及的工作。在统一组织、指挥下才能充分发挥其软件功能,为项目管理提供更好的服务。这犹如交响乐团在高水平乐队指挥下才奏出美妙动听的乐章一样。笔者曾对大型建设项目使用P3软件的情况进行一些调查,凡使用情况不理想的其症结所在大多在于此。这是要引以为戒的。也是笔者写此文的用意之所在。 软件项目论文:项目管理理论中关于软件项目外包采购管理的探讨 摘要:本文分析了目前软件外包采购管理的重要意义和目前的形势,提出基于“双赢”策略的软件外包采购思想。在项目管理理论、CMM和ISO9000的基础上,提出和细化了软件项目外包采购管理的总体框架和具体操作内容。旨在通过对软件外包项目采购的选择购买、跟踪与控制、评估验收和项目后处理等过程的研究,来提高软件外包采购的项目管理水平,满足承包方对分承制方产品在质量、进度和成本等方面的要求和对外包过程的有效控制,为软件项目外包采购管理人员提供具体的操作过程。 一、基本概念和背景 项目管理理论是一门综合多门学科的新兴研究领域,共有九大知识领域,包括项目集成管理、项目范围管理、项目时间管理、项目费用管理、项目质量管理、项目人力资源管理、项目沟通管理、项目风险管理和项目采购管理。项目采购管理是指需要从执行组织以外获得货物和服务的过程。通常把货物和服务称为产品,把买方称为业主或对应分承制方的总承包商,而卖方称为承包商、厂商或供应商。项目采购管理一般包括以下主要过程:采购计划编制,询价计划编制,询价,承包商选择,合同管理,合同收尾[ 1 ].对于软件产品,一般采购可以分为两大类,一类是对已经在市场流通的软件产品进行采购。例如,某企业想做信息化建设项目,涉及到数据库,那么它就可以在目前市面流行通用的几种厂家和种类的数据库中选择。例如Oracle公司的Oracle数据库,Microsoft公司的SQL Sever,IBM公司的DB2数据库等等。然后根据自己的需求,通过询价、签合同、安装培训等过程来购买此类产品。这种采购过程基本已经形成几套通用的解决方案,比较简单,中国企业在处理这类产品的采购时,大部分都处理的较好。个别的企业由于需求分析不清晰,培训工作不到位等原因,也会产生购买的产品不适用,或不会用的情况。另外一类软件产品采购的形式是外包采购。它是指在市场上没有出现现成的产品或者没有适合自己企业需求的产品的情况下,需要以定制的方式把项目(功能模块)承包给其他企业。例如某企业需要实施企业资源计划项目(ERP),虽然可以购买BAAN软件,但是基于本企业业务流程的管理软件必须定制,对于各个原有孤立岛的集成软件,无法购买现成的产品,必须自己开发或外包给别的公司。 二、软件项目外包采购管理的意义 许多大型复杂工程项目的实施需要业主、总承包商、分承制商、供应商和开发制造商等共同合作来完成。因此在任何甲方和乙方之间必不可少的涉及到部分子项目(功能模块)的采购活动。目前社会中,企业的信息化、网络化建设正在世界范围内展开。谁先进行信息化改造,谁就早日适应社会发展的要求,获得巨额利润。大规模的企业信息化建设形成了庞大的软件产品市场,促进了软件业的发展。许多项目庞大复杂、高风险并且涉及高科技信息领域,在客观上使企业需要采购和外包许多产品,包括软件产品。主观上,在经济全球一体化形式下,这种外包采购作为采购活动的一种特殊的、更为复杂的形式,在企业中更为普遍存在。企业为了在日益竞争的社会环境中增强自身的核心竞争力,需要根据企业的特点,专门从事某一个领域或几个领域的业务,在某个业务领域内形成自己的核心业务,把企业内部的智能和资源集中在那些有核心竞争优势的活动上;把一些非自己擅长的业务领域的子项目和功能模块外包给有实力和优势的公司,才有利于加快项目的完工进度,降低风险,优化资源配制,保证项目质量,降低成本,创造更高的价值。 以电信行业为例,爱立信公司2000年底宣布把手机生产的绝大部分业务外包给新加坡的Flextronics公司,专注于移动通信网络设备业务。原因是爱立信的移动通信网络设备的销售占爱立信公司销售额的54%,利润达90%以上,占有全球的移动通信市场分额高达30%,而手机生产的投资回报率很底,甚至出现亏损情况。对于爱立信而言,手机生产“外包”是在信息化时代的战略调整,希望通过外包生产,调整投资结构,使手机降低成本并且尽快盈利,集中精力稳定和拓展电信业的新市场。出于同样目的,美国的摩托罗拉公司也表示将外包部分地区的手机生产业务。作为手机市场份额最大的诺基亚,在专注于手机生产业务的同时,大力开发周边产业。希望以手机业务带动相关产业的发展。从三大公司的投资趋势,可以看出,“外包”作为一种先进的国际专业化的生产方式正被一些大公司越来越多的采用。我国正处在信息化建设的高速发展阶段,必然会有越来越多的企业由于自身的能力限制或业务发展的战略选择,将采取业务“外包”的生产方式。 就软件项目外包采购的市场来说,2000年是企业信息化实施的第一年,国内企业,特别是大型企业的信息化项目开始运作。行业信息化改造重点将由原来的电信、金融、海关等行业转向交通、制造、医疗等传统行业。这些行业由于自身计算机技术水平和业务发展重点的原因,将会把大量的软件项目外包给软件公司。根据CCID的统计(软件可以分成平台软件、中间软件和应用软件),2000年中国软件市场中应用软件的销售额为147亿元,占软件总市场份额的63.9%.预计到2005年,计算机信息服务和软件市场销售额增长到1750亿元。届时我国软件项目“外包”市场潜力可想而知。 三、软件外包采购管理存在的问题 虽然在传统行业,许多工程项目的采购活动,例如机械工程项目或建筑工程项目等等已经形成比较成熟的管理体制和标准。但是软件项目的外包管理工作并不象其他行业那样顺利。 软件工程项目管理引起广泛注意源于20世纪70年代中期,当时发现70%的项目是因为管理不善而引起。20世纪90年代中期,美国的软件开发仍然很难预测,大约只有10%的项目能够在预定的费用和进度下交付。商用软件通常只有9%(中小型软件公司有16%)的软件项目能够及时交付且费用并不超支。 这里有多方面的原因:软件产品作为一种特殊商品形式,具有高度不可测量性和高度柔性;软件企业开发能力还不太成熟,软件开发大多数还处于手工作坊方式,软件研发企业有其自身的运做方式,人为因素比重大,不好量化管理。由于不确定因素太多,许多软件开发企业对于自己的项目都难以精确控制进度、质量、资源和成本,那么对于业主来说,想对外部企业(例如分承制商)保持良好控制力的难度就更大了。再加上具有技术优势的软件开发商一般集中在几个科技发达的大城市,与业主的距离远,相互的交流不方便,因此许多软件采购项目的实际应用效果都差强人意:不适用,进度超期,性能达不到标准,成本太高等等情况时有发生。 软件项目外包采购的成功与失败不仅仅影响到当前软件项目的质量、成本和工作进度,而且关系到企业信息化建设整个项目的整体结构、性能以及进度,意义重大。特别是当软件项目作为整体项目计划关键路径的一个环节,软件项目采购的进度直接影响整体项目的进度,并且总成本将成指数级增加。由于软件采购的情况特别复杂,涉及的学科领域不仅是科学技术上的,还有商业上的和观念上的,软件项目外包采购管理水平的高低,将直接关系到企业整个信息化建设进程。因此软件项目采购管理作为项目管理理论中一个新的研究课题,有必要给予足够的重视。 四、目前软件外包采购管理情况 美国项目管理协会的“项目管理知识体系指南”(PMBOK)[1]、美国卡内基-梅隆大学软件工程研究所的“软件能力成熟度模型”(CMM)[2,3]和国际标准ISO9000-3[4]中虽然对外包采购管理的流程有过论述,但是他们指出的只是外包采购管理的一般原则;虽然人们可以结合自身企业特点实施标准,具有一定灵活性,但是事物的另一对立面就是操作过程不具体。这给软件产品的外包采购管理者带来具体操作上的困惑。另外PMBOK体系原则上是应用在各个行业的,缺乏针对软件领域的特点做专门的论述。ISO 9000-3系列和CMM虽然是针对软件领域的标准,但是ISO 9000-3的最大的特点是只告诉你要按规定做,不强调效果和后续改善,不强调经验积累和后评估。从这个意义上讲ISO9000注重水平的评估,不太强调提高企业成长的过程,因此对于提高企业的管理水平意义不大;CMM虽然旨在强调企业的过程能力的持续改进,但是它重点强调软件的开发过程管理和产品管理,缺乏软件的分发、转交和服务等方面的管理标准,所以也有一定的局限性。 五、基于“双赢”策略的软件外包采购思想 本文作者在集成美国项目管理协会的“项目管理知识体系指南”(PMBOK)和美国卡内基-梅隆大学软件工程研究所的“软件能力成熟度模型”(SW- CMM,SA-CMM)和ISO9000-3中关于外包采购的宗旨的基础上提出“双赢”策略的软件外包采购思想。 “双赢”策略的软件外包采购思想旨在利用双方业务能力互补,通过共同合作完成软件外包项目,达到“双赢”的目的,促进双方业务总体能力的提高。这种“双赢”策略要求双方在以下方面达成共识:双方共同关注过程控制,才能保证有效结果;只能成功,不能指望依靠惩罚手段来收回采购成本,软件外包采购项目的失败对整个项目带来的损失是巨大的;在合作过程中,建立对分承制商关系的管理体系,作为以后合作的基础;重视开发过程的风险评估和采购项目后评估,使得双方业务能力得到持续提高。 传统的外包采购中,采购方只关心分承制商产品的进度和质量,以为只要分承制商按期、按质交货,就可以圆满结束此次采购活动。有些项目尽管前期进度和质量满足合同要求,但是许多是以高投入、高负荷、高消耗等手段来保证的,这给后期带来极高的风险。在阶段评审中,如果采购方对分承制商开发过程中的费用投入、人员负荷、资源消耗、组织结构变化等漠不关心,因此就不能及早预见风险、控制风险。很难想象,后期在费用透支、人员疲惫或流失严重的情况下,分承制商仍能保证产品质量和进度。这种情况下,采购方只能要么加大投入,要么终止合同,并要求赔偿,要么延期验收等等。其副作用可想而知。而分承制商为了减少损失,根据博弈论中子博弈精练纳什均衡原理,必然采取降低质量要求,减少投入的策略,来加快进度。结果最终还是采购方遭受损失。 六、软件项目外包采购管理过程 为了保证软件外包采购项目的顺利进行,本文作者在上诉理论体系和“双赢”采购策略的基础上,提出和细化了软件项目外包采购的总体框架和具体操作内容,旨在为软件项目外包采购管理人员提供具体的可操作过程。 对于本采购过程,如果业主方由于行业、人员等原因,没有健全的监控部门,可以聘请具有软件监理职责的公司,或者总承包给具有一定软件工程监控能力的公司。这时的总承包公司角色相当于本文提到的采购部。 软件项目的整个外包采购过程可以分为十个工作阶段,包括总体项目需求分析和设计、子项目的需求分析、厂商选择、分承制商开发、业主阶段评估、交验测试、安装、培训、维护,后评价。 在开始外包采购之前,首先业主要完成项目的总体需求规格说明书和承包项目的需求说明书。一般承包项目的需求分用户需求和分配需求。对于分承包商来说,业主对软件项目所提出的需求通称“用户需求”。对于业主来说,系统总体分配给软件的系统需求通称“分配需求”。如何作好子项目的需求分析和管理,请参阅《软件需求》,详见参考文献5.然后业主把需求说明书交给采购组组织采购。采购部门收到需求说明书后,再补充质询调查表、报价指南、综合条款及条件等文件,组成采购质询技术文件发往厂商进行质询。采购部门在厂商质询的基础上,准备了厂商选择和投标估价等技术文件后,向业主送审,提请业主批准和确认所选厂商。在厂商选择和投标估价这两个文件中,采购部根据拟采购的软件对被质询的至少三家以上的供应厂商,就技术开发成熟能力、资源(包括以有的产品、硬件、软件、信息和已经过的培训)、资格和信誉、过去的合作关系、价格、提供的售后服务(包括培训和维护)、分承制方组织配置结构、与质询要求的差异等方面,经过经济技术和商业战略角度出发进行全面评估,经过其他各部门(例如系统工程组、软件工程组、质保组、财务组)审核后,列出供应厂商的优劣次序,择其优者为该项目的供应厂商。采购部一般以月为单位向业主通报软件采购情况。一般以招投标方式或内部评审的方式来确定分承制商。 分承制商在接到采购部的定货以后,就可以进行工作说明书、用户需求说明书、软件需求规格说明书、软件开发详细计划和成本概预算、测试计划、质量控制方法、风险控制、拟采用的软件工程标准和软件生命周期等文档的制作。然后分承制商把有关的技术资料文件通过业主的采购部送给业主进行校核和批准,然后才能开始开发。 业主在接到分承制商的上述材料后,组织系统工程部、软件工程部、质保部、财务部、采购部、法律部就上述材料中的开发项目视图和需求范围、使用或需要购买的软硬件、进度计划和成本、测试计划与案例、使用的技术和工程标准、人员配置等进行评审,并出具评审文件和风险评估、控制建议书。并由采购部制定采购项目监督评估计划书。合格后,由采购部、质保部及法律人员与分承制商签署详细的软件采购子合同。如需要对软件项目投保,以此来降低风险,需要和分承制商协商后,纳入合同文件。 分承制商在签署合同后可以进行设计和开发。业主应该委派采购部监督分承制商的工作。采购部应该有计划的组织质保部、软件工程部的项目计划管理人员和配置管理人员,定期对分承制商的开发活动进度、质量、成本等进行评估,并形成评估建议书。送审业主方的系统工程部、项目管理人员、分承制商的此项目的负责人。分承制方的项目负责人要对评估建议书的建议进行书面回复,并确保实施。 分承制方对所有需要采购的资源(软件、硬件、人力资源等)负责进行检验;采购部有权在任何时候对分承制商所采购的资源进行验证,使之符合所采用的规格说明书、规范、标准和其他技术文件所规定的要求,确保分承制商专款专用,建立开发环境。在这个阶段之前,采购部门和分承制商首先要确定由分承制商提供的验证建议书,并作好准备工作,提交检验用的技术文件,包括厂商说明书、设备性能数据表、配制清单、试验程序、检验技术要求。在检验的物质条件和技术条件均已准备妥善后,分承包商就可以向采购部并通过采购部向业主提出书面检验申请。一般分承包商可以提前三周通知采购部,由采购部提前两周以书面形式向业主提出检验申请,由业主召集系统工程部、软件工程部、质保部组成验证组,在规定的时间、地点检验。通过检验后,分承包商进入项目开发阶段;业主进入监控和评估阶段。对于重大关键项目,业主可以派遣项目监督员短期或长期进驻分承包商单位。 由于作为外部单位,业主不便时刻监督项目的开发过程。虽然理论上需要把分承制商看作是自己的一个项目部门来对待,纳入自己的进度控制和质量控制体系,但是客观上由于分承制商与业主距离较远,人员不熟悉,各自有自己的企业文化和管理体制,双方之间的信息沟通不畅,业主难以实时监督分承制商的开发进程和质量。最好的办法就是在分承制商的软件项目的各个里程碑处和分承制商一起进行检查和评估。软件项目一般可以划分成若干个里程碑(3-5个为益),分承制商需要提前一周通知采购部组织相关人员来评估。软件项目的里程碑一般指产品设计趋于稳定,中间产品定义趋于明晰,项目开发组真正了解项目实际的关键技术难度和可行的进度计划,开发活动停止,产品进入除错和稳定、随时可以的阶段,或当产品设计被删减、资源增加、进度延误的时候。在评估软件质量、进度和功能的同时,还要评估分承制商的人员工作负荷程度、风险、费用和资源消耗情况,并形成文档。由采购部送审系统工程部、软件工程部、项目管理部和分承制商的此项目负责人。 当产品进入交验测试的时候,分承制商需要提前三周通知采购部,采购部于前两周通知业主作好交验的组织评估准备工作。这时业主组织系统工程部、软件工程部、测试部、质保部和采购部,根据分承制商和业主在分承制商开发阶段预先共同定义、评审并批准的测试计划和验收方案进行验收测试,对需求规格说明书中的各项逐个详细的测试。最后以书面的形式给出对整个软件项目的测试评估报告。并对未通过验收测试的软件产品指定相应的补救措施和计划。分承制商交付给业主方的软件产品应当包括:源代码、软件开发计划、仿真环境、软件需求规格说明书、设计文档、软件测试计划、软件测试说明、验收测试计划、软件使用手册、软件安装手册、软件维护手册。必要的话,还包括相关培训计划。 软件采购的一个重要阶段是交货,也是目前经常忽略的阶段。当所采购的软件产品以及硬件运行环境在规定的时间到达采购部时候,采购部要以书面的形式通知业主交货。业主对所交的整个软件产品清单进行验收,并事先通知采购部拆箱日期,要采购部和分承包商的代表按时到场。业主要在接到采购部交货通知后一个月内,对所检查验收的整个软件产品(包括相关的软件、硬件及其附属产品、文档、技术资料等子合同中规定的产品)出具一份交货证明,如果这些提交的软件产品没有受到损坏并与装箱清单相一致,并在业主方环境运行良好;否则出具一份书面通知,说明在某个方面此产品损坏或与装箱单不符,或在业主方提供的环境运行不良。此通知或证明应由采购部和分承制商代表签署。如果在签合同的时候,就规定分承制商负责安装和调试,则相应的过程省略。 最后业主方由采购部把所有的文档归类封存,以备后续类似项目采购的参考查询。同时采购部在两个月之内以书面形式,对分承制商的技术开发成熟能力、资源(包括以有的产品、硬件、软件、人力资源和已经过的培训)、信誉、分承制方组织配置结构,管理能力和企业文化提交后评价报告,作为建立客户关系管理(CRM)的依据。对于此次采购的经验和教训,包括进度控制、质量控制、成本控制、客户关系控制、流程控制、风险控制等方面,采购部以文档的形式在组内讨论并保存。 七、结束语: 作为大型工程项目中的软件子项目或者部分功能模块的采购(外包),由于软件开发的固有特性(风险大,柔性强,人为因素突出,结果不宜测量等),使软件项目的外包采购管理变得十分复杂。如何控制分承制商的开发进度和质量等关键因素,需要在实践中不断探索,并针对具体公司和项目对采购过程有所裁剪。 软件项目论文:关于软件项目管理的控制研究 论文摘要:本文针对软件开发中的进度延期、费用超标、质量低下等问题,探讨了如何利用项目管理中的相关控制方法进行软件开发过程控制。、论文在阐述软件项目管理内容的基础上,针对软件项目的三要素分别进行了探讨:进度控制、费用控制和质量控制,提出了几种有效的软件项目管理控制方法。这些研究对于加强我国软件项目管理控制过程,降低开发成本,减少开发风险具有重要的意义。 论文关键词:项目管理 进度控制 费用控制 质量控制 软件开发 人类社会经历了三次经济革命从农业革命、工业革命到目前正在经历的信息革命。信息化正在日益改变人们的思维方式和生活习惯。在推动信息化过程中,计算机及其软件产品发挥着至关重要的作用。对于软件项目的管理成为项目管理领域一个令人兴奋的课题。本文将结合项目管理中的控制方法分析软件项目管理控制的相关问题.以期提高软件项目的开发效率。 1、关于软件项目管理 1.1项目与项目管理 项目是一个旨在完成一个或一些独特产品或服务的过程.它有着一系列被详细描述的属性。由于项目的独特性和一次性特征,引伸出它的其他特点.如目标的确定性.成果的不可挽回性组织的临时性和开发性等。基于项flI的这些特点.项目运作更加注重项目决策前的计划以及对实施过程的控制,以减少项目运作的风险。项目管理是2O世纪50年代后期发展起来的一种计划管理方法,它运用先进科学的管理方式.有效解决大型组织的效率低下和小型企业面临的风险增加问题以组织的机动灵活.面向客户和资源利用率高而被广泛应用。在工程设计.施工软件项目的开发、实麓中经常会遇到进度拖延.费用超支、质量不达要求等问题除去极少数是因为技术原因造成,绝大部分是源于僵化的管理和不当的管理方式。 1.2软件项目管理 各软件企业都在积极将软件项目管理引入开发活动中.对开发实行有效的管理。从概念上讲.软件项目管理是为了使软件项目能够按照预定的成本.进度、质量顺利完成.而对成本、人员、进度、质量、风险等进行分析和管理的活动。同时,随着软件开发规模及开发队伍的逐渐增大,软件开发不再是向过去那样一二个开发人员即可解决的事情。迫切需要一种开发规范来规范每个开发人员、测试人员与支持人员的工作每个项目组成员按约定的规则准时完成自己的工作。同时采用规范化管理.专业分工也可以降低对开发人员的要求,从而降低产品研发成本。 2、软件项目控制 2.1软件项目控制 软件项目跟踪和监控包括对照已文档化的估计、约定和计划评审和跟踪软件完成情况和结果。基于实际的完成情况和结果调整这些计划。软件项目的已文档化的计划(即软件开发计划,正如在软件项目计划关键过程区域中所描述的)用作跟踪软件活动传送状态和修订计划的基础管理者监控软件活动.主要通过在所选出的软件工作产品完成时和在所选择的里程碑处,将实际的软件规模工作量成本和时间表与计划相比较,来确定进展情况。当确定未实现软件项目计划时,采取纠正措施。这些措施可以包括修订软件开发计划以反映实际的完成情况和重新计划遗留的工作或者采取改进性能的措施。 2.2软件项目控制的内容 软件项目控制的目的是为软件项目的过程提供足够的能见度,从而可以在执行过程中发生对计划的严重偏离时能够采取适当的更正行为。软件项目控制包括:a。追踪软件项目的进展于表现从而与所作的估计、承诺和计划做出对比:b。追踪软件项目的风险;C。在发生对计划的严重偏离时采取适当的更正行为。 2.3软件项目控制步骤 由于软件开发是处在一个开放的动态系统中,开发环境的不断变化要求不断修改项目计划,以适应新的变化。此外项目经理及其组织在完成任务的过程中不可避免的要碰到这样或那样的问题.解决这些新的矛盾和问题均属项目控制的范畴项目的预算和进度计划只能为项目经理提供决策的依据.如果在项目实施过程中控制不住.很难在限定的时间和预算要求下实现项目管理工作的目标。因此软件项目控制的过程包括以下四个步骤:a、预测什么会发生——要做出开发计划并建立工作标准b、查明什么正在发生——用建立的工作标准检查当前的工作;c、正在(或已经)发生的实事同预测的结果进行比较——分析误差产生的原因:d及时采取补救措施.以满足项目目标,预算和进度的要求。 3、软件项目控制具体操作 3.1软件项目进度控制 为了确保软件开发中的各项工作能按照计划预定的日程顺利完成.对项目的进度要进行控制。进度控制的过程是.在项目实施过程中,不断地进行实际进度值与计划值的比较、发现偏差、检查分析其产生的原因,并采取相应的措施加以解决。 3.1.1进度控制流程 (1)进度控制的输入 进度计划。项目进度基准是项目测量和报告的基础和标准。 实施报告。实施报告提供了有关项目进度发展实情。报告未来可能发生的进度问题。 变更要求。项目变更要有严格的申请和审批手续。 进度管理的技术和工具。 (2)进度管理的技术和工具 进度控制变更系统。为有效实现进度管理与控制.进度控制系统应设立实现重新计划的全部功能。包括:文件设立.跟踪即实施报告.变更评估等。 实施情况测量。项目进度控制系统中的一个重要组成部分是决定对迟发生的进度偏差是否采取纠偏措施。而实施情况报告提供了决策的主要信息。如变更分析.趋势分析.已实现价值分析等。 纠偏计划。很少有项目能完全按计划进度进行为实现项目进度或总进度要求,在项目实施过程中.需要不断对原计划进行调整或增加新的工作内容。为此.需要不断对实施的项目进行活动时间预测。修改活动过程.替代进度方案分析。 项目管理软件。它的作用是跟踪项目按计划日期展开实际工作的情况.对照进度计划分析进度现状,找出进度的偏差.分析进度偏差对项目的影响.预测未来走势 (3)项目进度控制的输出 进度更新。包括对项目管理中任何进度信息的修改。进度调整是其中的一种.师队员进度计划中活动开始和结束时间的改变。纠偏行动。通过改变资源投入将实际进度拉回到计划的行动过程。 从中获得的教训。有关进度偏差产生的原因。纠偏方案的评估与选择以及其他方面的感受和教训都应纪录在案成为日后有用的历史资料。 3.1.2进度控制方法 一般项目进度控制采用因果分析.分析用四步完成: (1)明确问题。实际完成情况与项目里程碑相对照.确定是否超期.超期的部分是在哪里。 (2)查找产生该问题的原因。位从系统角度充分认识各方原因.应组织具有代表性任务人员并采用头脑风暴法进行。项目主管要通过他领导的办公室或小组,以及在各职能部门的人共同分析问题产生原因。 (3)确定个原因对问题产生的影响程度。对影响程度的评估可以采用专家小组打分的方法,事先确定权数.而后打分得出分析结果。 (4)画出带箭头的鱼刺图。分析出原因后各部门各就其职针对问题提出解决方案.并实施。 3.1.3软件项目进度控制具体措施 在实施进度计划过程中,会有种种故障:客户的需求进行了补充或修改;工作量估算不准,造成进度不平衡或是有人不遵从开发规范.导致产品出现缺陷;或是技术环节出现故障,这些问题往往是在进度计划外出现的.一旦出现这些问题,项目进度不得不进行调整。开发过程中为了有效控制类似问题,可以采用以下辅助措施,控制进度按计划执行: (1)政策性措施。对于不遵从开发规范,人员不按时履行职责的.给予经济或是职务上的处罚.这种措施应是建立在分配任务之前; (2)人员安排。在各子项目接口处适当安排机动人员与机动时间。这一措施有赖于项目组织的机构设置能动性好。此处比较难解决的是人员业绩评估.奖励问题。 (3)技术措施,要想很好地执行进度计划,需要事先有统一的规范例如开发语言的统一,文档的归类。这样便于下一阶段人员理解上一阶段人员意图,交流更加容易。 (4)信息流措施。该措施要求建立一个信息流系统.准时汇报项目进度.便于主控人员调整进度,并且保证信息流通顺畅。避免开发期压到最后造成严重拖工。 (5)资金措施。财务部门可以定期检查各部门财务情况.控制资金流出时间.进而控制项目进度。这与后面要讲到的三者权衡有密切关系。 3.2软件项目费用控制 费用控制就是要保证各项工作要在他们各自的预算范围内进行。其基础是实现就对项目进行费用预算。整个项目费用应包括项目范围规划阶段。软件需求分析阶段.原型设计阶段开发阶段.测试阶段和项目投入使用后的使用阶段所消耗费用的总和。软件开发项目承担公司为了完成项目目标和获得更多的利润.在实施项目过程中就要控制成本.在控制过程中,首先要拟定一个标准.即计划值.然后进行实际至于计划值的比较,确定实际值与计划标准的偏差大小.以便在此基础上采取各种措施纠正偏差.常用的分析工具是偏差分析。 偏差是指实际成本对相应计划的偏离,成本偏差的数学公式为: CV=BCWP-ACWP(负数CV表明出现超支;反之,则节资)(3—1) 其中:CV为成本偏差,BCWP为计划工作预算,ACWP为完成工作实际成本。 在进行成本偏离计划程度分析时,常用计划偏差率反应时给予计划的偏离程度。 CVP=CV/BCWP(3-2) 其中CVP为成本偏差率。 偏差值是控制分析中的一个关键参数,因而应向各级组织汇报。对于不同的项目或同一项目不同阶段或不同管理层次,对偏差的控制程度不一样,制定偏差允许值的方法也不同。由于随着时间的推移风险减少了,因而偏差允许也可降低。 3.3软件项目质量控制 对于软件产品的项目质量控制应是事前有预控,过程有监控的主动控制闭环系统。(1)事前预控:根据影响质量因素多等特点.软件项目质量必须事前预控,及根据软件的类型和特点,以及以往类似项目的常发病和预防措施,对软件项目质量提出事前预控措施,包括制定控制的计划和程序,这是项目质量控制的前提。(2)过程监控:根据易产生质量波动和易产生系统因素变异等特点,软件项目质量必须过程监控.即按照预控的计划和程序,对工序、分项、单元的全过程进行过程监控.包括监测、检查、控制和评定.这是项目质量控制的基础。 4、结语 软件开发项目在进度、费用和质量三方面均需要进行控制,因此还存在三因素的权衡问题。实践中.需要在三方面均进行行之有效的控制措施才能确保项目完成情况与计划最大限度的接近。本文提供了一些方法借鉴.对软件开发项目控制有一定的实际意义。 软件项目论文:浅谈软件项目实训中的人员选择与管理 论文关键词 软件高职 项目实训 人员选择 人员管理 论文摘要 项目实训是软件高职教育课程体系中的重要环节。结合软件高职项目实训中人员管理的实际情况进行分析和论证,同时给出实训人员选择与管理工作的基本原则和方法,并总结其中的一些基本经验。 随着国家大力发展职业教育的政策的出台,职业教育在全国范围逐渐兴起,软件高职教育作为职业教育的一个重要组成部分,为国家和地方培养了大量的具有较强动手能力的一线人才,创造出巨大的生产力,带动整个IT行业的发展,推动经济和社会的进步。项目实训作为软件高职教育课程体系中的一个重要环节,无论是对学生理论知识的拓展还是动手能力的培养都起到至关重要的作用。目前,福建省的软件高职项目实训还处于初级发展阶段,无论在项目设置上还是在管理方式上都存在不足。笔者结合实际教学和管理经验,对软件高职实训中的人员管理方式和方法做初步的分析和探讨。 1 人员的选择 教育的宗旨是以学生为本,平等地对待每一位学生,让他们在最大程度上发挥潜力。但是实训工作毕竟带有一种企业模拟性质,学校注重教育公平,而企业更关注开发效率和项目成本,这两者在一定程度上是此消彼长的对立面。因此,如何通过合理的人员选择和配置,找到既能平等地对待每个学生,又能够最大限度地提高项目团队开发效率的平衡点,是实训项目管理人员所急需解决的现实而又棘手的问题。以下是笔者在实践中探索并采用的2种较为合理的人员选择与配置方案。 1.1 T R式自由组合法这里的T指的是Test,即测试,包括技术笔试和专业面试。在两项测试之后应形成一个比较合理的量化指标,该指标应着重突出候选人员的技术能力和团队意识,公布所有候选人员的各项量化指标。为保护学生的隐私,在公布时可以用编号取代学生的真实姓名。这里的R指的是rate,即比例。项目管理人员可以预先设定好小组成员结构的技术等级比例,参照学生的综合得分情况,按照1:2:1的高中低3个层次分布比例较合理。这种做法既可以避免单纯比例式自由组合给学生带来的盲目性,也能够比较真实地反映学生的能力水平,可以科学地、客观地组建起较为高效的团队,从而能够在后续阶段提高团队整体工作效率,也为管理工作带来方便。 1.2 T R交互式人员确定法首先寻找若干名班委组成评审组,项目管理人员或教师负责领导该评审组;接着参照T R方法得出候选人员的各项评估指标和综合指标,以及小组结构比例;然后由评审小组成员进行数据分析并结合每个成员实际情况确定各小组的组成人员。将初步形成的分组名单公布告知各候选人员,征求每位成员意见,由评审小组跟持反对意见的候选成员进行当面的会议式的沟通,进行合理的调整,经此步骤之后形成最终分组名单并公布。这样做实现候选成员与管理人员之间的交互,能够把纯粹的硬性考核成绩指标转化为“考核成绩指标+交互式分析”。这样较为客观且人性化的评判方式,既能够得到较为真实的数据,又能够吸纳学生合理的意见或看法,从而利于更科学的人员选择。 2 人员的管理 美国心理学家亚伯拉罕·马斯洛把人的需求分成生理需求、安全需求、社交需求、尊重需求和自我实现需求5类,依次由较低层次到较高层次排列,在管理中他建议通过满足人的需求来激发他们。 在学校实训的项目组中,成员的生理需求和安全需求都基本能够得以满足,因此,保证成员的社会需求、受尊重需求和自我实现需求的满足,对管理者来说有十分重要的意义。1)满足组员的社会需求就是为组员提供相互交往的时间和场所。实训项目的交流不应仅局限在小组的范畴,应鼓励小组与小组间的相互交流,条件具备的话可以组织学校跟学校间类似项目组间的交流。形式可以多样化,如电子邮件、组建QQ群、网络会议、座谈会和技术讲座等互动方式。2)为了满足组员受尊重的需求,应该让他们感到在项目小组中受到人格上的尊重,技术长处被认可。对于参加实训的学生来说,对他们做出的成绩给予充分的肯定就是一种简便高效的方式,如针对某个技术环节开展一次技能比赛,或者开展评审会定期对项目阶段成果进行评估,对优秀团队及其成员进行表彰等。3)为满足组员自我实现的需求,应该在项目取得一定成果的基础上,分配给组员具有一定挑战性和难度的任务,这些任务不能超过学生能力的范围,同时给他们提供课外的辅导以提高他们解决这些问题的技能。任务的完成情况可以作为附加评审内容纳入学生最终的实训综合成绩中去,给学生超越自我的动力。 3 团队的管理 3.1 增强小组凝聚力一个有强大凝聚力的小组是最高效的小组,小组中的成员在思想上能够形成共同的准则,在工作中能够紧密配合和协调,组员跟组员之间能够互相学习、相互关照,从而消除隔阂,用集体的力量解决许多工作中的问题。增强小组凝聚力的方式有许多,如给小组起个性化的名字、开展游戏或者室内或户外运动等方式增进组员间的沟通。另外,提高小组组员的责任感、诚信度以及保障他们的知情权、提供发展的空间等,都是增强小组凝聚力的有效方法。 3.2 增强小组沟通沟通作为软件开发过程中的重要环节,对于开发效率的提高和团队的整体发展具有决定性的意义。1)适当的小组规模。在编制小组成员时应考虑到人数对沟通的影响,成员太少,沟通容易但不利于开发效率;反之,成员过多会使得沟通变得十分困难,从而使效率严重下降,因此,合理的人员安排才是关键。根据经验,一个实训小组以4~8个为宜,其中6人组最为合适。2)合理的性别比例。如果小组中的组员性别均相同,可能会导致冲突,使得沟通无法正常进行,所以在确定小组结构时应注意男女比例的控制。对于软件开发类实训项目而言,小组中的男女比例应控制在3:1左右,其中女性组员可以作为小组的协调员。3)适当的小组负责人。小组负责人除了领导小组工作外,还负责协调小组成员之间的沟通。受尊重的小组负责人可以提高小组凝聚力和工作效率,无论对自身的进步还是对整个团队的发展来说都是大有裨益的。
建筑工程材料检测论文:建筑材料检测在建筑工程的重要性 摘要:建筑行业的发展中建筑行业的发展中,对建筑材料的选择是关键,建筑材料的质量对整个建筑工程的质量造成严重的影响。文章先分析了建筑材料检测工作的重要性析了建筑材料检测工作的重要性,又针对建筑材料检测工作的开展提出了有效的措施,希望能够为大家的研究工作提供借鉴和指导指导。 关键词:建筑材料建筑材料;检测;建筑工程;重要性 1引言 在人们的日常生活中在人们的日常生活中,建筑材料是随处都能见到的。随着科学技术的不断发展着科学技术的不断发展,新型的建筑材料也被不断的研发出来来,这些建筑材料更能满足人们的生活要求,也变得更加人性化化。将这些建筑材料投入到建筑工程当中,能够提高建筑工程的质量程的质量,进而保证了人们的建筑安全,为居民提供了一个良好的居住环境好的居住环境。因此,加强对建筑材料的检测工作是十分必要的要的。 2建筑材料检测技术的相关概述 在建筑工程施工过程中在建筑工程施工过程中,一项必不可少的环节就是对建筑材料的选择筑材料的选择,为了选择高质量的建筑材料,需要加强对建筑材料的监测材料的监测。在目前的建筑材料中,材料本身应该能够承受巨大的压力和质量巨大的压力和质量,材料本身也需要具有一定的密度。所以,在建筑材料的检测过程中在建筑材料的检测过程中,综合考虑建筑材料的承受压力、的深度和密度质量等深度和密度质量等,已经成为检测工作的重点。建筑工地上,常见的建筑材料有沙子常见的建筑材料有沙子、水泥和混凝土等,对这些材料进行检测测,需要先对材料的性质进行判断,对钢筋建筑材料的拉力进行分析行分析,并对钢筋焊接的拉力进行检测,在水泥材料检测中,需要对水泥的强度需要对水泥的强度、细度、安定性以及初、终凝时间进行有效的检测的检测,这样才能够对建筑材料的质量和强度进行有效的检测测,提高整个建筑工程的职工质量。 3建筑工程中建筑材料检测的重要性分析 3.1提高了建筑工程的使用年限 在建筑工程中在建筑工程中,加强对建筑材料的检测,能够提高建筑工程的总体质量程的总体质量,进而延长了建筑工程的使用年限。在实际的检测过程中检测过程中,对建筑材料的强度和质量进行检测,能够对材料的采购工作提供给选择的采购工作提供给选择,选择那些质量好、使用年限长的材料料,有效地提高了建筑工程的整体质量。在材料检测之后,可以科学的选择建筑材料以科学的选择建筑材料,这样就能够对同一价格的材料的质量和同一质量材料的价格进行对比量和同一质量材料的价格进行对比,从中选出更加实惠的建筑材料筑材料,这样不仅降低了建筑施工成本,也能够在工程施工过程中程中,尽可能使用质量好的建筑材料,极大地延长了建筑工程的使用年限的使用年限。 3.2促进了建筑材料行业的发展 建筑工程中建筑工程中,对建筑材料进行检测,能够发现一些新型的建筑材料建筑材料,并对新的建筑材料制造技术进行推广,这样就促进了整个建筑材料行业的发展和进步了整个建筑材料行业的发展和进步。在建筑材料检测的过程中中,通过材料检测提出一些合理的要求,这样就能为材料生产企业提供有效的指导企业提供有效的指导,使得建筑材料的比例有了更加科学的调整和变化调整和变化,也能为施工人员提供更多的选择。施工人员针对现场的施工情况对现场的施工情况,选择合适的建筑材料,这样就使得建筑材料更适合整个施工过程料更适合整个施工过程,也就提高了整个建筑施工的整体质量量,建筑质量的提高,能够保证居民的居住安全,为居民创造一个良好的居住环境一个良好的居住环境。 4建筑材料检测中的问题 建筑工程施工过程中建筑工程施工过程中,加强对建筑材料的检测力度是非常重要的常重要的。不过,现阶段建筑材料越来越复杂,很多建筑工程中中,加强了对一些成品和半成品以及原材料的建筑材料的使用用,这些建筑材料的性质不同,那么对这些建筑材料的检测工作就造成了一定的影响作就造成了一定的影响。所以,应该对建筑材料检测过程中的问题进行分析的问题进行分析,进而有效提高建筑材料的检测质量。在建筑工程施工过程中在建筑工程施工过程中,建筑单位先进行投标,中标之后后,建筑单位会将整个工程分成几个不同的组成部分,并将这些部分分别包给不同的承包商些部分分别包给不同的承包商。因此,建筑公司就不能对建筑材料进行直接的管理筑材料进行直接的管理,使得建筑材料检测工作中存在漏洞洞。有些建筑工程中,甚至不能及时开展建材检测工作,这对整个建筑工程的施工过程都造成了严重的影响整个建筑工程的施工过程都造成了严重的影响。与此同时与此同时,在建筑材料检测的过程中,很多检测人员的学习水平较低习水平较低,检测经验也不够,这就使得建筑材料的检测工作已经成为一项面子工程已经成为一项面子工程,对检测效果造成了严重的影响。此外外,建筑材料检测工作的质量,还会受到检测人员的责任意识等因素的影响等因素的影响,因此,需要在检测过程中不断注意,只有将这个不利因素剔除个不利因素剔除,才能保证建筑材料检测工作的顺利开展。 5提高建筑材料检测工作质量的举措 5.1完善检测人员的岗位职责 在材料检测的过程中在材料检测的过程中,建筑单位应该制定完善的岗位制度度,让检测人员对自身的责任和义务有一个充分的了解。在这个过程中这个过程中,需要相关人员结合日常的建筑材料管理工作,制定相应的跪着制度定相应的跪着制度,确保建筑材料检测工作的顺利开展。在建筑项目开始和建筑项目完工阶段建筑项目开始和建筑项目完工阶段,都应该加强管理,进而确保建筑材料的质量保建筑材料的质量。为了提高工作人员的管理意识,施工人员在填写委托单时员在填写委托单时,应该将相关的责任写清楚,进而保证建筑材料的质量材料的质量,能够满足相应的建筑设计需要。在建筑材料检测的过程中测的过程中,还应该对检测人员的操作行为进行规范,并让检测人员定期进行轮岗测人员定期进行轮岗,这样就能够将建筑材料的检测工作的益处发挥到极致益处发挥到极致,也避免了材料检测过程中出现舞弊现象,保证建筑工程施工工作的顺利开展证建筑工程施工工作的顺利开展。 5.2有效保护材料检测设备 在建筑材料的检测过程中在建筑材料的检测过程中,需要用到材料检测设备,只有设备运行正常设备运行正常,才能够保证材料检测的质量。所以,应该加强对材料检测设备的日常维护和管理对材料检测设备的日常维护和管理,使材料检测设备能够时刻处在稳定运行的状态中刻处在稳定运行的状态中,这样就能够保证材料检测工作的顺利完成顺利完成。同时,在材料检测设备投入使用之前,也需要对其进行严格的检测进行严格的检测,保证设备合格之后再投入使用。 6结语 总之总之,建筑材料检测工作,在建筑工程中的重要性十分突出出,在未来的建筑行业发展中,应该不断增强材料检测的力度度,进而有效地提高建筑工程的质量,促进建筑工程稳定发展发展。 作者:赵华 黄丽华 单位:恩施职业技术学院建工系 恩施职业技术学院公共课部 建筑工程材料检测论文:建筑工程材料质量检测及控制 摘要:随着建筑行业的发展,工程建筑材料的检测和控制显得尤为重要。如果建筑材料的质量得不到保证,将会导致工程返工,甚至出现事故,影响经济效益,浪费资源,甚至还会导致人民的生命财产损失。因此如何控制建筑材料质量成为实现我国建筑行业健康快速发展的关键,是我国实现现代化建设的要求,具有相当的研究价值。以此,本文对建筑工程材料质量检测及控制进行了分析,希望可以为相关人员提供一定的参考。 关键词:建筑工程;材料质量;检测及控制 近年来我国建筑行业取得了较快的发展。在当前建筑工程施工项目中,建筑材料占总工程造价的比重较大,而且建筑材料的质量也直接关系到主体工程的质量。 1建筑材料检测的重要性 在工程项目建设当中,普遍存在一些施工企业为了追求更好的经济效益,就可能选购一些质量不达标的建筑材料投人到施工应用当中,从而达到降低造价成本,获得经济效益的目的。为了有效的杜绝这类情况,这就要求相关的检测部门加强对建筑材料的质量检测,进而有效的保证达标的建筑材料应用到施工过程中;此外,由于建筑材料采购过多,导致大量积压,加上材料管理不善,使得建筑材料的性能逐渐变化,建筑材料导致严重的问题。因此,材料需要进行质量检验,保证主体工程的质量可以达到一定的标准。 2现代建筑材料分类和检测指标 现代建筑材料根据不同的用途可分为建筑主体材料和装修材料。建筑主体材料是指建筑主体结构施工时采用的材料,包括:混凝土、水泥、砖、墙体保温材料、水泥制品、混凝土预制构件、瓦、工业废渣、掺工业废渣及其他各种新型墙体材料等;装饰材料是指为建筑物室内与外饰面施工时则采用的材料,包括:建筑陶瓷、石膏制品、花岗岩及其他新型饰面材料等。由于建筑主体材料用量大、质量要求严格、对建筑工程安全影响大、返工难度高等原因,本文重点关注建筑主体材料的检测方法和控制措施。常见的建筑材料和主要检测指标如下:(1)水泥:凝结时间、安定性、细度、烧失量、强度;(2)混凝土:和易性、抗压强度、耐久性(抗渗、抗冻、抗腐蚀);(3)钢材:屈服点、抗拉强度、伸长率、冷弯性能;(4)砂石:细度模数、含泥量、含水量、堆积密度、有害杂质含量;(5)沥青卷材:不透水性、耐热性、抗拉强度、柔度;(6)砖、砌块:强度、饱满度、非抗震设防及抗震设防裂度、轴线位置偏移和垂直度、厚薄均匀度;(7)墙体保温材料:抗拉强度、尺寸稳定性、燃烧等级、导热系数、密度、吸水率。 3建筑材料检测的技术 3.1外观检测技术 外观检测,是一种粗糙的检测手法,一般是通过肉眼的观察进行材料的大概的检测。通常,主要是通过对材料颜色、外观、尺寸等的综合评价,结合施工项目经验,对建筑材料的质量进行了认证和选择。很显然,这种检测方法是很难有一个更客观的标准,最终的测试结果是受主观因素,因此缺乏有效的建设实际的指导作用。 3.2仪器检测技术 这是当前应用最为广泛的一种检测技术,通常是测量信号被检测到的变换、分析、判断、控制、显示等方面的综合过程的有机统一。在实际的操作过程中,我们需要使用一些特殊的设备来测量被测量的对象,得到一些数据值,然后通过这些数据的分析来做出判断。 3.3无损检测技术 主要在不影响和破坏被检试件的前提下,是通过利用声、光、磁和电等特性,检测对象中是否存在缺陷或不均匀性,并给出缺陷的大小、位置、性质和数量的信息,进而确定待检测对象的技术状态。这种方法对于操作人员的能力要求比较高,往往需要丰富的理论知识作为支撑,而需要能够熟练地操作各种测试仪器和设备.从而保证测试结果的有效性。 4建筑材料质量检测控制措施 4.1提高检测单位效率 检测单位效率低下是影响建筑材料质量检测的重要因素。我国建筑市场飞速发展,即便国家有关部门和地方政府高度的重视,施行惠民政策,严格把关建筑材料质量检测中的各个环节,即便如此仍然无法满足发展飞快的市场需求。光靠国家的投入、监管远远无法匹配如今建筑市场材料检测系统的规模,让某些不法商家钻了空子,导致我国检测行业效率低下,进而影响建筑行业的健康发展,有关检测机关也没有发挥该有的作用。所以提高检测单位的效率是实现建筑材料质量控制的关键手段,是从源头上对质量检测过程中出现的问题进行预防控制。要提高检测单位效率,其核心是制定实行切合市场实际的法律法规,因地制宜,根据不同地区实际情况进行监管。 4.2提高专业人员职业素养 随着检测行业的发展,越来越多的高科技新产品被应用到建筑工程材料的检测过程中。这是行业发展的福音,意味着更高效更精准的检测手段,同时也对企业检测从业人员提出了更高的要求。检测从业人员需与时俱进,对新型材料产品、新检测手段有所了解,进而要求能够熟练运用。否则不仅没有提高检测的效率和准确性,还有可能因为知识的缺乏在材料的检测过程中出现错漏,进而导致企业质量检测把关不合格,影响建筑工程质量。因此对检测从业人员的专业素质把控至关重要。通过加强培训、教育工作等手段,实现其素质的提升。 4.3取样和送检环节控制 在工程建筑材料检测的取样过程中,常出现取样操作不规范,不能严格按照国家、行业规范进行操作等情况。这往往是由于取样人员思想上对操作规范不重视,违规操作后果严重性认识不清造成。取样操作不规范,一是有可能对操作人员的人身安全造成威胁,回顾整个建筑行业发展史,因违规操作而出现生产事故的例子屡见不鲜,保证规范的操作是安全生产的基本要求;二是不规范的操作有可能对样品造成二次伤害,使得检测样品质量劣化,进而导致检测结果产生偏差,因此规范的取样操作也是保证建筑材料质量检测的结果准确性的基本要求。另外,在送检过程中,运输手段也是控制的重点。不可在运输、吊运过程中对材料的质量产生影响,采取科学合理的运输方式进行送检是检测结果准确性控制的关键。因此需严格按照国家规范要求进行见证取样和送检,取样和送检环节的控制,是建筑工程材料质量控制的重要环节之一。 4.4检测结果误差控制 从业人员在对建筑材料进行检测时,试验结果常会产生一定的误差,这是由于采样不具有代表性、实验方法采用不当、实验过程中操作不当、仪器自身产生误差等原因造成的。实验结果误差虽然看似很小,但影响很大。我们要做的不是消除误差,因为想要完全消除误差是不科学的。要想提高检测结果的准确性,需将误差控制在合理的范围之内,通过控制建筑材料进行检测过程中的关键影响因素:人为因素、环境因素、技术因素等,进而实现误差控制。结束语近年来,我国建筑行业飞速发展,工程建筑材料质量检测须紧跟时代的脚步,为我国建筑行业把好质量关。目前建筑材料质量检测行业总体来说处在一个正常发展的轨道上,基本上完成了对建筑材料质量的把控工作。但行业中仍存在许多的不足,需要政府机关、相关企业和每一个建筑材料质量检测的从业人员一起改善。采取先进、科学的工程建筑质量检测控制方法,是检测行业进步的关键手段,是现代建筑行业发展的需求。 作者:田长超 庄孝敏 刘治鲁 单位:山东省交通科学研究院 建筑工程材料检测论文:建筑材料检测在建筑工程中的必要性 摘要:介绍了建筑材料的类型及特点,从工程质量、耐久性、美观性等角度,论述了建筑材料检测在西藏建筑工程中的重要性,旨在提高西藏建筑工程的整体质量,促进西藏地区建筑业的快速发展。 关键词:建筑材料,质量检测,建筑工程,重要性 建筑材料是一切建筑工程中不可缺少的物质基础。建筑物与构筑物都是由各种建筑材料经合理设计、精心施工而成的。随着人类的进化,建筑材料也得到了不断的发展,且与人类文明有着十分密切的关系。在人类历史发展的各个阶段,建筑材料都是显示它文化的主要标志之一。当前,建筑材料正向着绿色、轻质、高强、商品化、多功能、良好的工艺性和良好的耐久性方向发展,同时也正向着再生化、利废化、节能化方向发展。近年来,中国社会经济的迅猛发展,极大的推进了建筑行业的发展。由于建筑材料的品种、规格及质量都直接关系到建筑物的形式、建筑施工的质量和建筑物的适用性、艺术性及耐久性,从而市场对传统建筑材料和新型建筑材料都提出了新的更高要求,也使得对建筑材料的质量检测越来越受到相关质量检测部门的重视。 1建筑材料简介及其特点 1.1建筑材料的定义 在人类赖以生存的总环境中,所有构筑物或建筑物所用材料及制品,包括各种原材料、半成品、成品等,统称为建筑材料。 1.2建筑材料的分类 建筑材料多种多样,大致可以从以下几个方面进行分类:按材料的来源可分为:天然材料和人工材料;按材料的使用功能可分为:结构材料、防水材料、胶凝材料、防护材料和隔热保温材料等;按材料在建筑物中的部位可分为:基础材料、墙体材料、屋面材料和地面材料等;按材料适用的工程类型可分为:土建工程材料、装饰工程材料、水暖气工程材料和电气工程材料等;按材料的化学成分可分为:无机材料(包括金属材料和非金属材料)、有机材料(如木材、塑料、沥青、涂料等)、复合材料(包括金属与非金属复合材料和有机与无机复合材料)。 1.3建筑材料的特点 建筑材料在工程的使用中有以下特点:具有工程要求的使用功能;具有与使用环境条件相适应的耐久性;具有丰富的资源,满足建筑工程对材料量的需求;材料价廉。在建筑环境中,理想的建筑材料还应具有轻质、高强、美观、保温、吸声、防水、防震、防火、无毒和高效节能等特点。 2建筑材料检测在西藏建筑工程中的重要性 西藏自治区边境线长,地理位置特殊,地质环境复杂,地质类型繁多,再加上特殊的气候条件,致使地质灾害频繁。西藏是我国地震多发地区,具有强度大、分布广等特点,地震活动仅次于中国台湾省。特别是近几年来,受极端天气、地震等各种因素的影响,地质灾害呈频发、多发、群发、并发趋势,给人民群众生命财产安全和社会和谐稳定构成严重威胁。2015年4月25日14时11分,尼泊尔(北纬28.2°,东经84.7°)发生8.1级地震,与尼泊尔毗邻的西藏喀则市聂拉木县、定日县、吉隆县震感非常强烈,是近些年来最强烈的地震。地震造成西藏2511户房屋倒塌、24797户房屋受损,82座寺庙受损(其中严重受损13座、中度受损18座),直接经济损失共计348.84亿元(人民币),间接经济损失471.17亿元(人民币)。因此,单就房屋安全层面来讲,建筑材料的质量检测有着十分重要的意义。接下来,本文将从三个方面对建筑材料检测在西藏建筑工程中的重要性进行分析。 2.1建筑材料质量检测对保证建筑工程质量安全的重要意义 建筑材料的质量与建筑工程的质量有着十分密切的联系,前者质量的优劣直接关系着后者的强度和承载力,前者造就后者。例如,水泥、钢筋和砖瓦等材料的质量检测只有达到了施工标准,才可以确保房屋的质量,从而使人民群众的生命和财产安全得到有效保障;相反,若建筑材料质量达不到施工标准,即使房屋建设顺利完工,在居住过程中如果遭遇轻微的地震,也会存在坍塌的危险。尤其是在西藏这样一个地震频发的省区,只有严格的进行建筑材料的质量检测工作,才能有效保证建筑工程质量的安全性。 2.2建筑材料质量检测对保证建筑工程耐久度的重要意义 只有质量检测达到要求的建筑材料,其经久耐用的能力才会更强,才能保证建筑工程的耐久度。目前,市面上假冒伪劣的建筑材料较多,虽然在价格方面具有很大的优势,但在质量方面却存在极大的安全隐患。如果贪图一时之利,将劣质建筑材料用于建筑工程,则会大大降低工程的使用年限,并拉升后期的各项维护费用,造成不同程度的经济损失。在西藏,大部分的民生工程和民心工程主要依靠中央财政的补给,因此,从维护国家经济利益和维护西藏的长期和谐稳定方面出发,要更加严格的进行建筑材料的质量检测工作,保证建筑工程的耐久度。 2.3建筑材料质量检测对保证建筑工程美观的重要意义 随着人类社会的不断进步和发展,人们对建筑物的要求已不仅仅只是停留在使用层面上,而是已经逐渐上升到对其外观审美的层面上了。此时,为了能够满足人们的审美要求,对建筑材料就提出了更加严格的标准,建筑材料的质量检测工作也就显得尤为重要了。西藏建筑的特点源于西藏地区的文化特色和历史底蕴,在长期的建筑实践中,形成了西藏独特的建筑形式和西藏特色建筑文化,而且西藏又被视为一个旅游必去的地方,人文景观也是其一道亮丽的风景线。因此,只有严格的进行建筑材料的质量检测工作,才能保证人文建筑符合西藏特色,才能吸引更多的游客,才能更好地促进西藏旅游事业的发展。 3结语 随着生活水平的不断提高,人们的生活理念也在不断的发生着变化,对建筑工程的总体要求也越来越高。在西藏这样一个具有独特的地理位置、地貌条件、气候条件,且旅游文化内涵丰富的省区,对建筑工程各方面的要求会更高,从而建筑材料的质量检测工作的地位也更加突出。做好建筑材料检测工作,可以为建筑工程的质量提供有利保证,确保西藏的建筑行业积极快速发展。 作者:邱志华 单位:西藏大学农牧学院水利土木工程学院 建筑工程材料检测论文:建筑工程保温材料检测与技术研究 【摘 要】:在对建筑工程保温材料进行检测的过程中,很容易受到各种因素的影响,使得检测结果产生误差。本文就建筑工程保温材料检测与技术进行探讨,以期对实际操作能起到一定指导作用。 【关键词】:建筑工程 ;保温材料; 检测技术 随着社会经济的不断发展,人们对于生活质量的要求越来越高,从而对建筑工程工程的质量与建筑工程节能效果的要求也越来越高,在建筑工程保温材料的检测上把好关,是建设高质量绿色建筑工程工程的一个极其重要的方面,所以研究建筑工程保温材料检测技术就比较重要。 1 常见建筑工程保温材料的检测 一般来说检测建筑工程保温材料,主要有系统性能检测、保温材料检测、粘结材料、抹面材料检测和网格布检测。 2 保温材料检测易产生误差的项目 2.1 粘结砂浆、抹面砂浆的拉伸粘结强度检测 对于粘结砂浆这种材料在进行搅拌时,加水的多少对于其变硬之后的伸张粘结强度具有直接的影响,所以应根据厂方或者施工地对稠度的要求合理加水。加入的水太多,变硬后的试件所具有的强度相对偏小;若加入的水太少,则对于其凝结以及强度都会产生影响。如果水泥砂浆成型之后表面较光滑,则会降低粘结砂浆和试件之间的粘结力,所以应对水泥砂浆块光滑的表面应进行适当的打毛,以降低不必要的误差。 2.2 保温板材尺寸稳定性检测 保温板材所具有的尺寸稳定性直接关系到保温系统是否稳定,若板材尺寸具有较差的稳定性,就会导致保温层易出现断裂或者鼓起的问题,在保温系统外表面往往表现为装饰面出现裂纹或者脱落,所以这一指标应得到严格的控制。 2.3 保温材料导热系数检测 对于导热系数的检测,常常会因为试件所具有的不同含水量以及试件的不平整性等问题,使得检测误差增大。为了增大检测精度,应在试件处于干燥的情况下对导热系数进行检测,尤其是对保温浆料类的检测,在对其养护到达规定的期限后,应将其放进烘箱里面进行烘烤,使其到绝干的程度,以减低其含水量,避免对导热系数的测量产生偏大的影响。 3建筑工程保温材料的重要性及检测指标分析 3.1建筑工程保温材料的重要性分析 建筑工程保温材料自身有着特殊的功能,并在建筑工程中的应用最楣惴海保温材料是大型设备和部件结构及功能有效运行的重要辅助件,其自身好坏程度就对工程的质量有着直接的影响。在建筑工程领域中的保温材料的应用主要是由于其造价低以及保温效果好等特征,在施工上也相对比较方便,所以对保温材料实施分析检测对建筑工程的整体质量保证就有着积极作用。 3.2建筑工程保温材料检测指标分析 建筑工程保温材料的检测过程中要根据相应的指标进行,主要就是密度检测指标以及导热系数的指标和热荷重收缩温度指标等方面。其中的导热系数的影响因素主要有组成结构以及温度等,而密度则是物质的物理属性,不会根据形态以及空间地理位置的变化发生变化,而在保温材料的热荷重收缩方面,温度愈低那么保温材料就会比较容易发生变形,材质就会愈差。 4 常见建筑工程节能材料的检测技术 4.1 样品的状态调节 所谓样品的状态调节是为使样品或试样达到温度和湿度的平衡状态所进行的一种或多种操作,其原理为把试样暴露在规定的状态调节环境或温度中,那么试样与状态调节环境或温度之间即可达到可再现的温度和或含湿量平衡的状态。在测定保温材料的导热系数时,在测定试件质量后,必须把试件放在干燥器或通风的烘箱里,以对材料适宜的温度将试件调节到恒定的质量。 4.2 导热系数检测 导热系数是评价保温材料绝热性能的主要技术依据,其物理意义为:在稳态传热条件下,当其两侧温差为1 ℃时,在单位时间内通过单位面积的热量,目前通常采用基于稳态法的双试件平板导热系数测定仪测定材料的导热系数。材料的分子结构及其化学成分、材料的表观密度、温度、松散材料的粒度、热流方向等都会对材料的导热系数造成影响,在热工计算中必需要考虑这个问题。 4.3 密度的检测 材料的密度是指单位体积的材料重量,对于不同的材料可以划分为表观密度、干密度等,是影响材料导热系数的重要因素之一。由于气相的导热系数通常要小于固相的导热系数,所以保温材料都具有很大的气孔率,即很小的密度。一般情况下,增大气孔率或减少表观密度都能够降低材料的导热系数。绝热材料的主要传热方式是导热,即形成气泡的固体壳以及壳内气体的导热,但是在材料导热的同时,还存在另一种传热方式即辐射换热。绝热材料的传热是导热与辐射换热共同作用的结果,当绝热材料的密度减小到某一数值之后,导热系数的减少值与辐射换热量的增大值相比,后者效果更为明显,就整个材料保温性能而言是下降的。 5 保温材料检测存在的问题及解决的对策 在对保温材料进行检测时,还没有一套完整有效的系统,检测过程相对比较混乱,存在严重的虚假现象;检测人员整体素质较为低下,多数人员在检测技术上并不专业,同时,在检测机构中也没有高水平的管理人员,管理效率不高,以至检测效率也不高;检测方法及手段上比较单一,对于检测结果普遍可信度低,使得检测工作进度缓慢。针对以上出现的问题,首先,应制定一套较为完整有效的检测制度和系统,在对保温材料进行检测时,应选那些具有高超检测技术、较强责任心的检测团队,还应该制定一定的奖惩机制,这样更容易激发检测人员的上进心,也能减少在检测工作中投机取巧的现象。为提高检测人员的综合素质,应要求检测人员具有相关的等级证书,同时对其进行不定期的培训,加强学习,以提高检测人员的专业技能。 总之,建筑工程保温材料的检测方法以及技术的应用是促进保温材料良好应用的基础,对相关的检测人员自身的素质也要能够最大化的加强,切实将检测工作做好,这样才能促进建筑工程行业健康持久发展。 建筑工程材料检测论文:建筑工程材料检测的重要性及真实性研究 摘 要:工程项目质量控制的有效性和对于工程质量评价的科学性直接受建筑工程材料检测的准_性影响。所以对于建筑工程在进行施工前一定要有详细,谨慎,专业和科学的检测,不然难以保证该工程的安全性。而此文章则是主要针对建筑工程材料检测的重要性与真实性进行的探讨与分析。 关键词:建筑工程;材料检测;重要性;真实性 建筑工程材料检测不仅能提高工程运行质量还对于工程的施工质量有很大影响,除此之外,还能明显增加企业投资效益,更重要的是,工程材料的检测还能有效预防施工人员和使用者的人身安全并且对这一类群众的财产安全也有所保障。对于综上说述,可以看出建筑工程材料检测的影响是非常大的,希望此类企业能对此提高关注更加重视。而对于建筑工程材料检测的行动也是刻不容缓。 我国的工程建设在这个社会的不断发展下也随着不断迅速发展。然而不管是哪个企业的哪项工程,在实施建造的时候总会出现各种各样的问题。因此,为能尽可能的改善这些问题,相关企业或团队对种种问题进行了探讨与分析,至于原因,大致有以下几方面:(1)所使用的原材料其本身质量存在问题;(2)材料检测或施工检测不够精准等。工程材料检测对于工程质量的监督是重要手段。对于工程的质量也是重要的技术保证。它包括了工程所需材料的检测,产品质量检验,还有工程的机械设备的精准度的检验。 1 建筑工程材料检测工作内容 对于建筑工程材料检测工作的主要内容:在该工程中,项目的材料员或仓库保管员对于材料的验证应要亲自操作。而对于工程中材料的数量和材料的质量认证部分,如果是有一定的验证技术要求的,必须严格按规定验证。而对于没有明确验证要求但与下列条件相同的,则是用抽查的方式进行验证。一般来讲,抽查比例是5%-10%。要是抽查时,发现不符合规定要求的,则需要扩大范围再次抽查,或者是全部都重新抽查检验。对于一个企业来说,能够与供应商之间的协作关系较保持稳定、且有齐全的证件、完整包装的进行合作质量检测效果会更好。在一个企业里,对于进口材料的数量,因为种种原因,一般是要求全部都检验,并且工作要细致,花费时间尽可能缩短,不耽误索赔期。不过也有特例,若是规格正确整齐,包装完整的也可只抽取10%-20%进行检验。对于进口的材料则需要按照相关规定请国家商检局出商检证明,出现材料的质量问题时,及时据此向供货商提出索赔。 2 建筑工程材料检测的重要性 对于建筑工程的施工而言工程材料检测是重要环节。提高工作人员的施工技术和完善原材料的质量是对于建筑工程中要提高房屋建筑质量的重要因素。但是关于房屋建筑白叫的质量检测也是十分重要的。并主要体现在以下几个方面:第一:建筑工程的质量可以通过建筑工程材料检测来保障,并且材料质量检测也为建筑工程的施工提供了检验的标准,这个利于建筑施工时有一定的评判标准。第二:建筑工程材料检测有利于建筑施工并能为它提供相关有效数据,充当工程施工标准。第三:建筑工程材料的检测可以对器械设备、建筑材料进行全方位的检测,在工程施工前对所要用到的机械设备和原材料进行严格的检测是从事这方面的工作人员为了保障该工程的施工质量;第四:由于现在我国还处于社会主义发展的初级阶段,对于能源和原材料的需求很大,建筑工程又是十分消耗能源和原材料的,于是建筑企业响应国家号召,对于工程监督的加强可以减少很多能源与原材料的浪费。第五:在现代社会的发展下,消费者的生活水平越来越高,而他们对于居住环境的要求也随之变高,建筑工程的检测能很好的改善室内建设环境,达到顾客的需求。在这样的情况下,对于建筑行业的发展是一大助力。第六:材料检测,对于新技术,新工艺和材料的作用有新的推动,可以造就更大的发展空间。同时还能利用这些检测,及时有效的鉴别它的可行性,实用性,有效性,先进性等,为建设工程累有用的经验。已达到推动技术发展,提高建设工程质量等积极作用。 3 确保建筑工程材料检测的真实性的工作建议 无论对于哪个企业来说,一个企业的建筑行业的持续稳定良好发展离不开它的工程质量的管理,而工程质量的关键环节之一是建筑工程的材料检测。此文对建筑施工中材料检测的方法做了详细的分析,而且还依据企业的不同列出了几点建筑材料检测质量的相关有效措施。首先是保证工程材料质量的措施: 3.1 要有完整并完善的质量用来保障这一体系,同时要加强合同的管理 就工程材料检测而言,第一步要让施工人员一定要组织健全的质量保障体系,并且强烈要求负责该项目的企业在决定人员、设置管理、有关的检测、负法、方式等每个不同的施工环节上提高落实和管理,并且要求在施工承包合同和监理委托合同中同时都要明白准确的标记对建筑材料的质量控制和技术标准要求,并且也要注重监理方在工程材料质量的监理方面所要付的责任、拥有权限以及施工单位所提出的要求等。 3.2 对于工程的施工,要明确材料质量检测的全部程序 同时还早制作材料检测注意事项,从而更好的明确材料检测的程序,确定材料检测注意事项,具体就是要针对每一个所负责的工程它的实际建设情况,从而来决定制作明确的材料检测的程序和注意细则。在对待每一份材料检测细则中,都要清楚材料检测师的责任、工作流程、方法、手段以及对所用材料的质量要求和为了能够保证施工质量而采取的措施等。 3.3 制定一个好的工程材料检测制度是至关重要的 而确立一份完善的工程材料检测制度是为了使工程材料的质量控制和检验评定更加高效的实施。在一个团队中要有一定的材料检测的负责人,并且需要成立能够保障检测质量工作的所有有效果并有可实施性的措施及相应的规章制度,借此可以用来保证工程的施工质量。 3.4 还有就是关于建筑材料的三证要进行严格的检查 严格控制并谨慎处理材料进场的检验是一项至关重要的手段。而且这样对于材料质量的控制能更好的把握住。对于企业所要开发的工程将要考虑的重要材料、成品、半成品、配件、器具和机械设备等一定要求要带有中文的质量合格证明书,除此之外,对于这些必须的用到的东西它们的型号和规格以及性能这三样的检测报告是要求能够达到国家技术标准或设计要求的。无论是那个相关单位,对于材料进场时都应该做好仔细的检查和验收,而且还要求要经过监理工程师的认真核查确认之后才能确保它们的质量。对于所有拥有9许可证编号和安全认证标志的产品,都应该有经过了生产许可证以及安全认证的制度的一系列完善的检测。但是即便如此,在选择购买之前还需要对这类商品的生产许可证和安全认证标志做好详细的检查,用来预防复印件的伪造,即使是同一类的产品,它们的不同型号和规格都要进行严格的核查每个不同品种的相关证件,主要是防止偷梁换柱。 3.5 对于一个企业而言,强制性检测是十分有必要的 在一个工程中,处理质量的通病,严禁伪劣的材料被用于企业的建筑工程主要是为了保证结构的安全,但是即使这样,依旧还是要是依据设计的要求,或规划的要求,或者是某一主管部门的规定,对于这些都是需要项目检测的。就目前而言,有一部分地区已经成立了质量检测站。并且这些质量检测站种比较常规的检测项目保罗:建筑中的主体结构(梁、板、柱)砼标号及所要用到的钢筋数量检测,工程完工之后房屋的空气质量状况的检测,还有就是对钢筋的抽样检测,和对于混凝土试块检测,加气块两项性能(外观质量及强度)检测(非必检测项目),瓷砖质量的检测,以及铝合金门窗的三性检测等,这些需要检测的内容都是强制性的必须要检测的。 4 结语 在所有的建筑工程实施过程中,建筑材料是必不可少的,而且它在企业的建筑工程中充当十分重要的角色。直接性的是影响着整个工程的质量。因此只要是对于建筑工程的施工,都必须对建筑材料进行严格的检验,而且对于那些有关的检测要求要更加注重。要能够有效的控制误差和尽可能地提高检测的精准率。对于一个专业的工程检测人员来说,严谨对待建筑工程材料检测的工作,以至于能够保证材料的质量能够过关并得到保障。除此之外,工作人员还应该尽可能的提高自己的专业知识并提升自身专业技能。只有这样,才能是建筑工程的质量得到进一步的提高,同时才能为建筑行业的健康、高效的发展奠定良好的基础。 建筑工程材料检测论文:建筑材料检测在建筑工程中的作用 摘要:建筑材料的检测是建筑工程中的一项重要程序,关系到建筑施工的质量和人身财产的安危,在分析当前建筑材料检测出现的种种问题之后,针对出现的具体问题,认为需要从建筑材料选购,建筑材料样品取样以及建筑材料的检测规范化标准化等一系列问题着手,将建筑材料的检测结果做到客观公正化。文章对建筑材料检测在建筑工程中的作用进行了探讨。 关键词:建筑材料检测;建筑工程;作用;措施 建筑材料是建筑施工的核心,具有极其重要的作用。因此,为了确保建筑工程施工质量,就必须对建筑施工材料进行检测,只有检测结果符合规范要求,才可以正式进入施工现场。在实际进行建筑材料检测时,要针对其中存在的问题提出切实可行的解决对策,减少误差,并创新检测方法,提高材料检测水平,从而为建筑工程施工质量提供保障和支持。 1.建筑材料检测在建筑工程的作用 一是便于选择价廉质优的材料。建筑材料检测工作可以对建材采购质量进行严格把关,选择性能达标、质量高和信誉好的供应商;同时检测机构在检测之后可以科学对比分析建材本身的价格与性能,帮助建筑企业选择出价廉质优的原材料,优化建材采购方式。一般利用先进的检测技术检测建材质量与性能后,可以保证采购的建材与国家规定的标准相符合,将其运用建筑工程施工中,能够在一定程度上提高施工效率和质量。 二是有利于推广应用各种新技术、新材料、新工艺。随着经济与发展和科技的进步,许多新技术、新设备、新材料被广泛应用于建筑工程中,不仅提高了工程的效率与质量,还推动了建筑行业的良性发展。建筑材料的检测可以使更多新设备、新工艺、新技术和新材料应用到工程施工中,使相关人员及时了解这些工艺与材料的可行性、实用性、科学性,进而推动建筑企业的系统化、现代化、信息化、科学化发展。此外,建筑材料的检测可以科学设计材料配置方案,寻找出合理搭配和性价比高的方法。 三是提高工程质量。建筑材料作为建筑工程中的重要组成部分,其质量好坏对人员生命安全和工程施工质量具有直接影响,因此保证建筑材料的质量显得尤为重要。通常优质的建材可以丰富建筑功能,提高建筑物的整体质量和使用寿命,保证人员生命安全,而建筑材料检测是保障材料安全的重要手段,这就需要做好建筑材料的检测工作。 2.提高建筑材料检测质量的措施 2.1制定周密、全面的试验检测标准 要想确保项目工程质量,增强试验检测结果的准确性,首要任务就是制定周密、全面的检测标准。(1)全面掌握施工项目规模,根据其规模度来设计等级检测试验标准;(2)创建便于试验检测工作进一步开展的工作标准;(3)做出详细的材料试验测试标准,从而规范从业人员的操作,使其工作得到顺利进行。 2.2合理调配试验设施与操作人员 对试验设施的合理调配有助于施工科学合理的开展。可以根据项目工程的规模以及实际需求,落实和布置与其规模相适应的实验室,为工作提供便捷。这样可以对施工过程进行实时检测,也提高了测试工作的质量。除此之外,对其操作人员也要进行合理的分配与调度,使其发挥出应有的职能和工作的效率,使试验结果得到更加精准的效果。 2.3对检测及试验工作进行规范化管理 工作人员要按照规范和相关章程进行工作,要做到有章可循,有法可依,保证试验检测数据的准确性,从而为下一步的施工打下良好的根基。还要对报告、记录等工作进行相应的规范,使工作更加严谨。记录数据所使用的单位要用国际统一单位,保证书写的规范性。计算数据也要遵循其要求保留小数,使其结果更加精准。 2.4对试验操作进行管理 首先,对检测工程进行管理。对建筑工程检测材料的来源、选取的样品以及试验过程的情况进行了解和掌握,如发现问题应及时上报解决;其次,对数据处理进行管理。如果试验所得数据与标准不符,应找出问题原因,做出分析;最后,向上级及时汇报结果。在建筑工程材料检测试验中,得出结果要立即汇报给上级,为日后工作的开展做好准备。 2.5控制温度与湿度 湿度和温度是影响建筑材料性能的主要形式。在一般标准情况下养护材料的时候,需要明确规定测试环境,严格遵守相关规范,保证试验结果具有一定可比性。例如,改性沥青防水卷材等一些防水材料对于温度环境是十分敏感的,需要保障进行拉伸试验过程中能够将温度控制在23℃左右。利用同一材料制成弹性体改性沥青防水卷材样品,适当选取九组作为抗拉试验的试样,把九组平均分为三组,然后按照50℃为一个温差等级进行实验,三个大组分别在23℃、18℃、28℃环境下进行一定的实验,23℃的一组作为基本实验组,另外两组进行抗拉试验,然后完成试验以后,分别计算出三组中的平均抗拉强度,可以发现在28℃的时候平均抗拉强度值比在23℃标准情况下的平均强度要低大约2.8%,但是在18℃情况下的平均抗拉强度要比标准23℃温度下的抗拉强度要高大约3.5%。可以在一定程度上反映温度对材料产生的影响,因此,需要合理规范的控制湿度和温度。 2.6试验误差 在监控检测的时候,误差是存在的,不可避免的。导致出现误差的原因有很多,例如,实验换将的湿度、温度、人为造成的以及没有正确的实验方式。在上述影响误差因素中,出现最大误差的就是人为因素。此时,这种情况下就算可以得到伸长率,但是也是e误的,因此,就不是误差而变成错误。 总之,选择建材原料的性能和质量与建筑项目工程的质量关系密切,因此要充分做好检测工程材料检测试验工作。按照检测标准严格开展工作,保证检测结果的精准可靠。 建筑工程材料检测论文:浅析建筑材料检测在建筑工程中的重要性 【摘要】建筑材料是指土木工程和建筑工程中用到的材料的总称。一个建筑质量的好坏受很多因素影响,但建筑材料的质量是最直接也最重要的因素。所以,在建筑施工前,对建筑材料进行检测是十分重要的。本文针对我国目前的建筑材料检测现状以及其中出现的问题进行详细的论述,从而深入分析建筑材料检测的重要性,并尝试提出一些整改措施。 【关键词】建筑材料检测;现状;问题;措施;重要性 目前,我国市场上建筑材料种类繁多,品种不一,每种材料性能也都不同。但建筑材料的质量又直接关系到整个建筑工程的质量。如果在建筑材料上出现了问题,轻则影响建筑工程的结构,导致工程质量不合格;重则可能会造成安全事故,严重威胁人们的生命安全。因此,在施工前对建筑材料进行严格的检测是十分有必要的。 一、我国的建筑材料检测现状 近年来,各个施工现场事故频发,许多施工单位只注重经济效益而忽视了工程质量,甚至有些单位为了降低成本故意偷工减料,购买不合格的建筑材料或者购买的建筑材料数量不足。还有些单位不注意对建筑材料的保护,使材料受到很多不利因素的侵害,造成了材料质量和性能的损害,使材料的使用寿命缩短。再就是对建筑材料的检测力度不够甚至还有漏检现象的出现等,都对建筑工程产生极大的影响,埋下安全隐患,对人们的生命安全造成极大的威胁。 二、建筑材料检测过程中存在的问题 (一)对建筑材料的检测工作不够重视 在材料进入工地以后,进行基本的验收工作也只是粗略清点一下材料数量就入库保存,忽略了对材料质量的检测。因此材料中可能就混有假冒伪劣产品,对工程质量造成一定的损害。有时候因为工地环境条件的限制,对建筑材料的保管工作可能就不够完善,就会对材料的质量和使用寿命产生影响,从而影响工程的质量和使用寿命。 (二)对能够对建筑材料产生危害的因素认识不够充足 危害因素主要分为两大类:主观因素和客观因素。主观因素就是材料检测人员本身对工作不够熟悉,认识不清,判断不准,操作不规范等;客观因素就是检测设备的精确性以及施工现场对建筑材料的保护场所等。 (三)送检的弊端 目前我国对建筑材料的检测一般都是由施工方按照建筑材料的送检批次要求和取样要求来进行取样和检测。但是这种方法有一个弊端是能够大大延长建筑材料的堆放时间,增大了材料受损的可能性,还对施工方的接收材料工作造成不便。而且施工场所和检验场所一般不同,这就导致检验人员只是对施工单位送去的样品进行检测,并不是在工地进行实地检测,这就导致施工现场材料质量不能得到保证,还是有可能产生质量问题。 (四)建材检测市场恶性竞争 目前我国的建材检测机构大都是私人的或者股份公司形式的,这就导致在追求利润的过程中,这些人或这些公司之间可能会产生恶性竞争,造成检测结果不准确,无法保证建筑材料的质量,进而影响建筑工程的质量。 三、建筑材料检测在建筑工程中的重要性 (一)加对建筑材料的检测能够更好地保证建材的质量 建筑材料的质量直接关系到建筑工程的质量,所以,我们必须加强对建筑材料的检测,保证建材的质量,进而保证建筑的使用寿命。 (二)加强对建筑材料的检测能够优化建筑材料的选择 通过对建筑材料本身性能和性价的对比,能够实现对各种材料的综合评定,有利于我们选择性能优越、价格低廉的原材料,既能保证建筑的质量又能降低成本。 (三)加强对建筑材料的检测有利于推广应用各种新型工艺、新型材料和新兴技术,有利于建材行业和建筑领域的发展 随着我国经济的发展,科技也得到了很大的创新,各种新型的工艺、材料、技术等犹如雨后春笋般出现。推广应用新兴事物可以促进建材的更新换代和建筑质量的优化升级,有利于建筑事业的发展。 (四)加强对建筑材料的检测有利于优化建材配比,能够为施工方提供多种施工选择 施工方可以因地制宜,根据工程的实际情况选择最为合适的施工方案。 四、对建筑材料检测的整改措施 (一)从源头上杜绝不合格产品 施工方在购买建筑材料时一定要选择正规厂家,认真核对厂家的营业执照等各项基本信息。对于重要的设备仪器,在验收的时候一定要现场验货,确定设备质量再开始施工。 (二)规范检测指标,统一检测标准 规范检测指标,制定一致的检测标准可以有效避免因检测标准不同对建筑施工造成的影响,还可以逐步规范检测市场。对于那些违规操作、恶意篡改检测结果的行为必须给予严厉的制裁,对造成严重后果的比如危害人们生命的还要追究相关负责人的刑事责任。在检测过程中还要注意主观因素和客观因素对检测结果的影响。 (三)见证取样 由于材料的性能是以检测结论为主要依据的,因此选取的样品是否具有代表性对材料检测最后的结果有十分重要的影响。为了确保检测结果的准确性,施工单位应当建立专门的材料送检系统,加强对送检人员的培训,使他们做到尽量掌握各种材料取样的方法,在面对不同的材料时能选择最合适的取样方法,做到科学取样。通过对取样过程和送检过程的完善,加强对建筑材料的检测,保证建材的质量和建筑工程的质量。 本文针对我国目前的建筑材料检测现状以及其中出现的问题进行详细的论述,从而深入分析建筑材料检测的重要性,并尝试提出一些整改措施。综上所述,目前我国对建筑材料的检测还不够到位,存在很多问题。但是建筑材料又是保证一个建筑质量的最基本条件,所以我们一定要加强对建筑材料的检测,规范检测指标,统一检测标准,建立一个完善的取样和送检体系,提高送检人员的专业水平和整体素质,保证建筑材料的质量,进而确保建筑工程的质量。加强对建筑材料的检测不仅是对工程负责,也是对人们的安全负责,是确保建筑安全、促进建筑行业长远发展的重要保障。 建筑工程材料检测论文:探究建筑材料检测在建筑工程中的作用 (河北省保定市清苑区建筑工程质量监督站) 【摘要】建筑材料的质量直接关系到建筑工程的整体质量,因此,全面提高建筑材料的检测工作水平,切实对每一项即将投入使用的建筑材料的质量进行严格的把控,有利于提高我国建筑施工的整体水平。文章结合了近年来几种建筑施工主要使用材料的检测现状,提出了相应的检测方法和注意事项,这对于我国建筑事业的质量水平具有重要意义。 【关键词】建筑材料 检测监控 建筑施工 1、建筑工程材料质量检测的重要意义 任何一项建筑材料在运入施工场所,投入使用之前,都必须要经过相关部门的质量检测,只有检测合格的材料才能够投入建设施工当中去,主要是因为以下几点原因: 1.1有利于提高施工安全。建筑材料质量的好坏,直接决定着他们的承载能力和强度,质量达标的钢材和水泥在施工后能够达到设计图纸中标明的使用能力,可以确保内部居住和使用的群众的人身安全。相反,没有质量保障的建筑材料,在施工的过程中由于强度不够,可能导致坍塌,严重危及到施工建设人员的人身安全,即使安全施工完毕,后期的使用过程中,遇到轻微的地震等也可能导致极大的安全隐患,因此,进行材料的质量检测,是保障施工以及使用安全的有效途径。 1.2经过质量检测达标的建筑材料更适用。设计图纸中的承重设计、规划,都是以达标建筑材料的属性为前提的,而一些没有质量保障的建筑材料在使用过程中,要么承重能力不够,要么强度不够,施工到一定阶段之后,后期的施工就难以完成,不得不停止施工进行补救,这样不仅影响了正常的施工进度,同时某些区域还需要重新设计图纸内容,不利于整个建筑工程管理的完成。 1.3美观的影响意义。随着建筑领域的不断进步,目前人们对于建筑物的要求已经超出了最初的使用标准,提升到对于外观审美的新要求之上。换言之,人们不仅需要建筑物具有质量保障,还需要能够达到一定的审美标准,此时,需要采用高科技的建筑材料,实现立体效果与色彩的绚丽效果,在这一过程中,对于建筑材料的要求极为严格,普通的建筑材料或者是不达标的建筑材料根本没有办法实现这种审美要求。 1.4耐久度与经济方面的意义。质量达标的建筑材料,他们的使用寿命会更加的长久,虽然较之假冒伪劣材料来说,他们的造价可能会略高,但是从长远的角度出发,他们的后期维护费用低,使用年限长,具有一定的经济意义。所以,施工单位要有全局观念和长远意识,不能只图眼前利益而采用质量不达标的建筑材料。 2、建筑材料的检测项目 2.1混凝土的检测。混凝土是建筑施工中最常见的一种材料,同时也是建筑施工过程中使用量最大的材料之一,因此,对于混凝土的检测就成为了检测工作的重中之重了。首先,要检查混凝土中的主要成分,然后分析每一种成分中具体的有害物质的含量,最后检测混凝土的属性。由于近年来环境问题越来越严重,因此,相应的混凝土中有害物质的检测也越来越精细化。 2.2钢材的检测。钢材是建筑结构中主要的承重材料,建筑施工中使用的钢材要具备一定的强度和韧性,还要耐焊接。目前钢铁市场鱼蛇混杂,一些私有钢铁企业生产的许多钢材都不符合质量标准,但是,他们的价格比较低,因此,大量的不合格钢材流入了施工场地,因此,对于钢材的质量检测要尤为重视。主要参考以下数据:钢结构材料的生产时间年限、钢结构材料所供有的技术条件和产品说明书、技术指标、极限强度、屈服强度、受拉的延伸率、反复弯曲等等。钢结构建筑庞大的市场和钢结构本身所具有的性能优势,使得其在我国的建筑工程上必然有着强大的生命力。 3、提高建筑材料检测质量的主要步骤 3.1全面了解材料信息。要想将材料的检测工作落实到位,关键是检测人员对于材料信息的掌握程度,广大检测人员要熟知国家法律法规中对于建筑材料的使用标准的规定,并要掌握相关建筑材料的所有基本信息,在检测的过程中坚持优中选优,杜绝一些存在质量问题的建筑材料流入施工场所。 3.2试验检测的合理进行。试验检测的工作一方面受到检测人员综合素质能力的影响,另一方面受到检测机器设备的影响。所以,要不断引进先进的检测设备和仪器,提高试验检测的精准性,另一方面要重视检测人员的业务培训,提高整个团队的检测能力。 3.3试验操作的有效管理。首先,要根据不同材料的属性,进行科学的材料管理,一些材料在温度和湿度发生变化时,本省的属性会发生变化,此时的检测工作就很难进行,即使强行检测,检测的结果也会受到很大的影响,所以,要加强检测材料的管理;其次,提高检测数据的管理能力,检测结果最终都是以数据的形式呈现出来的,所以检测数据必须妥善保管,并严格分类,科学汇总。 3.4代表性取样。抽样检测,是建筑材料检测工作中一种常见的检测方法,建筑施工的材料使用量非常大,逐一检查是难以实现的,从某种意义上来说,也是没有必要的,所以,要进行抽样检查。如何选取样品,就大有讲究。首先,样品需要具有一定的典型性和代表性,能够反映一批材料的整体性能;其次,样品的数量要根据整体的数量进行比例分析。当然,对于一些经常出现质量问题的材料,检测人员可以酌情提高抽样的比例。 3.5加强检测试验建设。工程类别的多样化、建设单位的多元化、施工技术的集成化、使用产品的工厂化等决定着必须提升自身的检测能力。我们围绕市政建设特点先后增加了预应力钢绞线(锚夹具)、塑料管材、检查井盖、土工合成材料等6个市政大项和43个参数。通过增加检测项目和检测参数,使我们的检测能力和服务水平得到了显著的提高。提高检测工作的规范性,加强检测机构的内部管理。根据设定的权限,通过计算机方便地掌握检测工作动态,随时了解单位内部的情况,使单位生产管理工作处于受控状态。加强检测与监督间的工作互动。科学开展检测工作,提高工程质量的意识。 3.6确定合理的检测项目。每种材料的属性都不同,国家对于每一种材料的质量要求也不同,检测工作既要全面科学,又要符合国家的相关法规,这就需要检测人员进行检测项目的科学界定。例如建筑外墙的保温材料主要起到墙体的保温效果,国家对于这部分材料的要求比较高,在检测的过程中需要检测这些材料的环保性能、导热参数吸水率、表面强度、抗拉、抗压强度、表面密度等等,虽然比较繁琐,但是每一项检测工作都有其特定的意x,需要统一规划逐一进行。 4、结束语 总之,提高建筑施工的技术手段和机械操作能力固然是提升整个建筑施工质量的一个关键,但是材料才是核心,无论是施工方还是质量检测单位都应该严格把控好材料的质量关卡,杜绝一切不合格的建筑材料流入施工场地,确保每一项建筑施工都是安全的美观的成功建筑,只有这样,我国的建筑领域才能持续发展,获得更广阔的发展空间。 建筑工程材料检测论文:节能环保条件下建筑工程材料检测的重要性分析 摘 要:随着国家经济形势好转以及城市化建设的不断推进,在该种环境背景下建筑工程(简称“建程”)数量日渐增加,而大众对于“建程”不仅仅是关注其建设质量,而且关注其节能环保,尤其是在社会大众环保节能意识提升的当下,对“建程”材料予以实际环保检测就显得至关重要,文章基于此就实现“建程”材料环保节能意义进行着手分析,之后对基于环保节能下“建程”材料检测实际重要性予以研究,以期为后续关于“建程”方面的研究提供理论上的参考依据。 关键词:节能环保;建筑工程;材料检测;重要性 走进新时期“建程”环保节能引起了国家政府以及社会大众的关注,而越来越多的节能新型材料也得以应运而生,这些新型材料的出现固然能够丰富“建程”材料,但是其是否真的具备环保性以及实用性则需要通过检测来证实,而对于以往常用“建程”材料而言对其予以环保检测也能够促使“建程”与国家环保建筑要求相靠拢。 1 初探实现“建程”材料环保节能意义 1.1 意义之能源保护需要 实现“建程”材料环保节能意义体现在能源保护方面,具体来讲我国虽然幅员辽阔但是人口较多,站在人均资源划分视角我国应当属于资源匮乏国家范围内,无论是天然气还是相应的煤炭又或者是石油往往需要进口来获得,而我国当前建筑面积则达到了五百亿平方米,其中以高能耗相关建筑为主,而近些年该种高能耗相关建筑还在以每年三十亿平方米速度增加,若我国依然实行较低节能设计标准则未来将遗留巨大能耗负担,尤其是我国本身能源不足,高能耗长期存在加速了能源消耗,因此从该层面上讲实现“建程”材料环保节能是当前国家能源保护的客观需要,而这也是其意义之一。 1.2 意义之环境保护需要 实现“建程”材料环保节能意义除了体现在能源保护方面之外,还体现在环境保护上,具体来讲,最近几年国内雾霾天气较为常见,而之所以出现雾霾则与城市温室效应以及建筑扬尘等密切相关,而国内自然环境面临着严重破坏局面,如国内北方冬季建筑用煤取暖集中在三亿吨,其中一吨煤往往进行四百公斤左右二氧化碳以及五十公斤左右二氧化硫和一百公斤灰渣烟尘的大量排放,试想三亿吨煤的燃烧对环境造成的破坏,而如果是将环保节能材料引入到“建程”中则能够提升室内热量保温效果,减少额外热供应,自然烧煤量也会大大降低,环境也会少遭受一点破坏,因此从该层面上讲实现“建程”材料环保节能也是当前国家环境保护客观需要,这也是其意义之二。 2 探析基于环保节能下“建程”材料检测实际重要性 2.1 重要性之强化建筑质量 对于“建程”材料实施检测本质上出于质量考虑,一方面能够对人民财产生命予以负责,另一方面是国家明法建筑工程规定的监管职责,尤其是对于一些新型的建筑材料其质量标准以及性能特点均还较新,若不对其予以上述方面的良好检测,一旦其中一项不达标则直接对“建程”质量造成不良影响,而“建程”质量最终的优劣又会作用于大众日常生活。此外近两年“建程”质量方面状况可以用不容乐观来形容,质量问题也是较为常见,一些劣质梅沙以及粉末砖头又或者是瘦身钢筋纷纷出现在“建程”中,引发建筑保温性较差以及裂缝渗透或者是门窗较差密封性等等居住问题,严重降低了大众居住质量,由此也能够较为充分的说明对建筑材料实施严格检测对于建筑质量保障的重要性。 2.2 重要性之保障建筑安全 对于“建程”而言无论是具体施工环节,还是后续居民居住使用,安全是首要条件,如果不存在安全则一切均毫无意义,而之所以将保障建筑安全作为材料检测重要性之一,是来源于大量的惨痛教训。近些年发生因建筑材料而引发的经济损失以及人身伤亡事件较多,2015年哈尔滨一栋大厦出现严重火灾,火灾产生于建筑的外部,由外墙相关材料引起,该种材料较为易燃一旦着火便迅速蔓延至整栋建筑,而最终建筑过火面积高达二千平方米同时造成二千万经济损失,从该事件中不难看出正是因为引入了不达标建筑材料才为后续火灾留下了安全隐患,造成不必要的经济损失。无独有偶的是2015年发生在北京居民楼的一次火灾,火灾同样起源于居民楼外部的装饰材料,因烟花爆竹违规燃放进而引发装饰材料燃烧,火势迅速将居民楼包围,经火灾事故调查该居民楼属于高档小区,外墙添加有钛锌合金板,而该层材料之下又添加了挤塑板和相应的聚氨酯保温材料,而无论是挤塑板还是聚氨酯均属于新型建筑材料,而正是因为没有对其予以检测而将该种可燃性不达标的材料引入其中造成严重人身伤亡,居住其中的六名居民受伤严重。由此也能够充分的说明对建筑材料实施严格检测对于建筑安全保障的重要性。 2.3 重要性之提高建筑效益 基于环保节能下“建程”材料检测实际重要性除了体现在上述两方面之外,还体现在提高建筑效益上,具体来讲,节能型建筑材料往往是涉及主墙体以及外墙保温和相应门窗三方面,而应用该三方面环保材料必然能够将建筑实际销售价格大大提升,此外新型化建筑材料相较于传统建材用量少,一定程度上也会将建筑成本良好降低,从而促使建设企业实现较高经济利益的获取,如主墙体新型材料空心砖相较于传统建材实心砖不仅价格低,而且在隔热保温以及强度承重上均较好,而利用引入该种新型材料无疑是能够既降低成本费用而又提升建筑效益。 3 结语 综上分析可知,近些年国家对于城市化发展较为关注,而在该种环境背景下城市中“建程”数量逐年上升,而城市作为居民生存的重要空间其生态环保不仅仅是对于大众健康较为重要,而且也关注国家生态城市良好建设,而城市生态环保则依托于建筑环保上,“建程”材料的环保节能更加为建筑行业长足发展保驾护航,而文章将基于环保节能下“建程”材料z测实际重要性作为研究重点旨在为现今以及后续“建程”优化发展献出自己的一份微薄之力。 建筑工程材料检测论文:浅论建筑工程中材料检测的常见问题以及重要性 【摘要】现在人们物质文化水平不断提升,同时建筑工程也在不停的发展,所以人们越来越重视建筑的质量了。为了保证建筑的质量,那么就需要做好建筑工程材料的检测试验工作。一个工程从开工阶段到竣工阶段,最重要的一个环节就是建筑工程材料的选择。换句话说就是建筑工程材料选择的合理与否和建筑工程的质量之间有着紧密的联系,所以必须要对建筑工程材料进行严格认真的检测。本文讲述了建筑工程材料检测的内容以及其中常见的问题,并进一步阐述了建筑工程材料检测在建筑工程中的必要性。 【关键词】建筑工程;材料检测;检测内容;检测目的 一、建筑工程材料检测试验的重要意义 建筑工程的建设施工质量直接影响工程整体的安全问题,建筑材料的试验检测在工程的质量中具有重要的地位,同时也是对建筑工程进行科学管理的有效手段。保证检测试验信息数据的客观与准确,并对其进行及时的记录,有利于对建筑工程质量进行科学的指导与控制。建筑工程的材料是建筑工程建设施工的重要基础条件,建筑材料的质量对建筑整体的安全c耐久性能具有较大的影响,所以,对建筑工程材料的检测工作对建筑整体质量具有一定的保障作用。此外,建筑工程施工材料的质量不仅对建筑工程具有一定的影响,而且对于人们的日常生活与日常的生产活动也会造成严重的影响。所以,对建筑工程材料的质量进行有效的控制具有重要的现实意义。 二、建筑工程材料检测试验的方法 建筑工程材料按发展的先后顺序分为传统材料及新型材料,传统材料譬如标准砖(240×115×53型)、混凝土砖等,因使用时间悠久,检测系统完善可靠、实验方法成熟固定,如标准砖的检测主要通过观察、称重、测量等物理方法进行检测,而试验方法则是通过标准试验测定准砖的硬质性能、煤渣含量等;但是新型材料如PVC管、基苯乙烯泡沫板、SBS防水卷材等,最近几年才投入使用,检测系统往往无法跟上材料的更新换代,而检测方法也是因材而异,如SBS防水卷材的检测方法往往只有通过游标卡尺来控制材料的厚度,检测手法单一,且很难准确的检测出SBS卷材的平均厚度,很容易让厚度不均匀的材料流入施工现场并投入使用,带来后期的漏水现象,而对其的试验,主要测试其的延展性、粘接性、可塑性等,而其的性能参数,缺少权威性的参数指标,即使试验人员往往都无法得出试验结果的准确与否。 三、建筑工程材料检测测验工程中的常见问题分析 (一)工程材料检测试验的取样不合理 因为建筑工程材料检测试验结果是否准确与材料的取样情况具有直接的关系,因此,应注重对材料检测取样工作的高度重视。在一般正常的情况下,材料取样是从同规格同型号同批次材料中的不同部位进行随机的抽取检测样品。与此同时,材料检测取样的部位与方法应按照相应的规范进行操作,一旦出现不规范的现象,或者与材料取样的情况与要求出现不同,一定程度上就会影响材料检测结果的科学准确性,进而影响材料检测整体的科学程度,对建筑工程的建设质量产生严重的负面影响。所以在建筑工程的施工过程中,对材料的取样工作应予以一定的重视与关注,这样才能保证建筑工程材料检测试验结果的准确程度。 (二)配件质量 建筑施工中,既要保证对建筑材料的试验检测做到位池要严格检测装饰建材以及各种配件。有些施工人员考虑不够全面汉仅考虑到了建筑主体的建材的质量检测而不够重视配件的质量安全这是不可取的会大大影响到工程的质量安全。施工人员要做到全面的保证工程质量,从多方面入手例如水暖施工材料、五金材料等等配件都要关注只有严抓每一个细节的质量检测才能保证项目的质量安全。 (三)检测试验装置的软件系统及硬件系统更新不及时 在完成建筑工程材料的检测试验后,要认真研究该检测试验所得数据,并针对建筑工程材料的具体组成部分进行标准化试验,针对该建筑工程材料中粒径在75μm以下的颗粒含量、砂石、卵石及碎石的抗破裂能力进行标准化检测试验。在检测试验过程中,应利用先进的装置设备,但是现阶段我国建筑行业所使用的检测装置器械较落后,且由国家政府部门决定是否更换检测装置器械。材料检测装置器械的更换无法适应建筑行业的标准要求。此外,相关检测试验工作人员在进行材料检测试验的过程中,并不具备专业的知识以及专门的检测试验技能,也没有彻底掌握装置器械的具体操作流程以及操作技巧。这些都对整个建筑工程材料检测试验结果的准确性造成严重的影响。 (四)操作人员综合素质偏低 建筑工程材料检测试验看似简单,导致一些施工单位不够重视,往往不聘请专业人士,更有甚者,直接由工地上的安全员、资料员兼任。实际上,材料检验是一项烦琐复杂且技术含量较高的工作,不仅要求检验人员工作细心、责任心强,而且必须具备专业知识及检测经验。同样,遵循“术业有专攻”的原则即可解决该问题。 (五)材料检测试验体系不完善 在对建筑工程材料进行检测试验的过程中,因为检测体系不完善,使得一些施工单位为谋取眼前利益而造假。此外,未能够贯彻落实相关机制,检测试验不全面,难以保证建筑工程材料的检测试验结果。 四、建筑材料质量检测的目的 在建筑工程的材料,检测试验过程中,进行检测试验的主要目的就是对材料的配合进行优化,以及对材料的性能进行科学的评价。在进行建筑工程材料的配合比设计时,可以采用多种配合比的设计方法,但是为了提高建筑的效益与质量,就需要在多种配合比的设计方法中选择主建材使用最小、经济性能较高的配合比方法。建筑工程的材料性能也能够通过检测试验来进行科学的评价,材料的成品、半成品以及原材料等质量与性能都能够利用检测试验进行科学的评估,对于建筑工程中的所以建筑材料,都可以根据相关的试验检测方法与标准进行检测试验,从而得出材料的性能数据,保证材料的质量。为了确保建筑工程的材料能够在建筑工程的施工中得到有效的应用,就需要通过检测试验来对其进行分析,保证材料的质量与性能。此外,进行建筑工程材料的检测试验,还能够对.施工的技术水平进行提高,从而使得企业的收益得到增加。 五、结语 总而言之,在市场经济日益发展的今天,只有提高建筑材料的检测技术水平,才能保证我国建筑行业稳定持续进步。由于建筑材料的质量与竣工后的建筑工程质量两者间存在互相影响的关系,所以人们常说建筑材料自身的质量、性能以及建筑工程的质量三者之间是连接在一起的,只有不断加大对建筑材料检测体系的重视与管理力度,工程项目的质量才有提高的可能。 建筑工程材料检测论文:建筑工程质量检测中材料检验的取样问题构建 摘 要:随着我国经济建设进程的不断加快,我国建筑行业也随之不断发展建设,大量建筑被不断兴建,随着建筑工程的不断加多,人们对建筑工程的使用安全性以及舒适性越来越为重视。由于建设工程的材料质量在一定程度上直接影响着建筑工程的整体质量,因而如何对建筑工程中应用的材料进行质量检验是人们近年来的一个研究方向,本文通过对建筑工程质量检测中材料检验的取样问题构建进行相关研究探讨,以期为我国建筑工程材料的检验提供一定的参考与借鉴价值。 关键词:建筑工程;质量检测;材料检验;取样 1 建筑工程质量检测中材料检验的取样的重要性 由于建筑工程施工材料质量的好坏直接影响着工程后期的使用质量以及食使用安全性,做好建筑工程相关施工材料准备至关重要。建筑工程施工材料的取样是建筑工程施工材料质量检测的首要环节,同时,取样材料的相关检测数据可以对整体施工材料的质量有一个客观而真实的反馈。基于建筑工程施工材料的重要性,为保证建筑工程整体施工材料的质量,避免部分建设以及施工单位为了盲目追求经济利益对相关检测过程以及检测结果造假,我国建设部已经明确提出,在建设工程施工时一定要进行施工材料进行送样以及见证取样的过程。同时,由于有时试样的检测的真实度不够,存在随机性,无法代表整批材料实际质量,因而严令禁止仅以式样的检测结果出具整体材料的检验结果[1]。综合以上多种原因,在对建筑工程施工材料进行试样检测的时候,必须要保证被取样试样具有代表性。除此之外,在对建筑工程试样检测过程中,相关试样检测人员也应当同时对材料取样问题进行高度重视。 2 建筑工程质量检测材料检验取样的统计学原理 由于建筑工程施工材料多为成批使用,因而,应采取数理统计的方式对使用材料进行抽样检测,即是由抽取的试样质量对建筑工程整体施工材料质量进行判定,并且要求所检验的材料必须为同一批次、同一成分以及同一尺寸,通过一定的抽取方法从整体中抽取出部分试样进行检测,由试样的检测结果来反映整体施工材料的质量。综上所述,这就要求所抽查的施工材料试验样本必须有代表性,因为一旦抽查试验样本缺乏代表性就无法保证对整体施工材料质量予以保证,只有保证了试样的代表性,才能保证取样和制样工作的质量以及技术性。 为了保证试样的代表性,这就需要我们在检查时做到以下两点:一方面,施工材料试样的选取以及相关检测人员必须具有高度责任心以及熟练的操作技能,在对试样选取时必须不怀有任何倾向性,严格按照相应的检测章程及制度执行,不可对相关程序进行随意的简化以及篡改,进而防止由于人为的原因造成检测试样失真的现象发生。另一方面,要在试样检测前利用科学的方法,提前做好试样采样的方案,同时,在检测过程中严格按照既定的方案进行采样,通过对试样采样方法进行研究与分析,常用的采样方法有以下四种:第一,单纯随机法,即人们常说的随机数骰子方法,此种方法是通过利用随机数生成器或随机数骰子随机的进行数字选取,进而组成采样试样;第二,系统抽样法也称之为机械随机抽样法,这种方法是通过以一定时间间隔或者一定空间间隔进行样本抽取,但一定要注意第一个样本一定是单纯随机抽取的;第三,二次随机抽样法,当施工材料样本数量巨大时,在取样时,首先要将这些样本分为若干批次,分别从这些批次中随机抽取部分试样,之后再从这些试样中进行再次随机抽取;第四,分层随机抽样法,这种抽样方法是先将所有的施工材料首先分成若干层,之后从每层中继续进行二次抽样或者是分层抽样[2]。 3 建筑工程质量检测材料检验取样的方法 (1)水泥材料的检测 在对施工用水泥进行检测时,我国推出了《水泥的取样方法》。在方法中规定,在对施工现场水泥进行取样时,所取水泥必须为同一水泥厂、同一品种、具有相同的强度等级、具有同一一批号并且采用连续进现场的方式进行施工。同时,一批的定义为袋装水泥不超过200吨或者散装水泥不超过50吨,并且规定每批的抽样数目不少于一次。在选取试样进行检验时,袋装水泥应当等量抽取不少于20袋水泥,散装水泥应当等量随机抽取不少于3罐中的水泥并进行充分混合,之后从这些混合水泥中抽取12公斤水泥作为试样进行检验。在这一过程中,严禁为求方便单纯一次性提取半袋或者整袋水泥作为试样进行检验。除此之外,一定要对水泥生产日期加以注意,在正常情况下,水泥的储存时间通常不应超过三个月,严格禁止施工单位将出厂超过三个月的水泥按原强度进行使用,防止形成施工质量隐患,影响建筑工程后期的工程质量以及使用安全性。 (2)焊接试件的检测 在对施工用焊接件进行检测时,我国推出了相关的《钢筋焊接及验收规程》,在规程中对相关施工用焊接件的检测进行了明确规定,其中一方面要求相关的焊接施工人员必须严格遵守持证上岗的原则,另一方面,必须要在监理在现场的情况下焊接施工人员进行焊接工艺性能试验,施工用焊接件必须经实地检测合格后才可以用于实际施工,严格禁止利用模拟实验替代真实的焊接件实地检测,防止检测失真想象的产生。与此同时,对于用于建筑工程不同部位的焊接件其检测方法与合格标准是不尽相同的,因而在检验时一定不可以一概而论,使得检测结果可信度以及有效性降低[3]。 (3)砂石的检测 由于砂石也是建筑工程需要大量使用的建筑施工材料之一,因而在对砂石试样的检测过程中我们仍应采取分批检验的方法,将同一产地、同一性状的砂石产品进行分批的检测。在批次划分时,我们通常以大车运送的600吨砂石或者小车运送的300吨砂石分为一批次,在批次中采用随机的分层取样法,通过对每层的样品进行随机抽样,通过对每层的试样进行检测进一步得出整体砂石的总体属性。 4 结论 综上所述,通过本文的讨论,我们深刻体会到了科学合理的取样以及检测是保证建筑工程质量的前提。同时,经过本文的分析,我们对建筑工程质量检测中材料检验的取样原则以及取样方法有了更进一步的了解,并提出了具体的检测方法,以期为建筑工程质量检测中材料检验的取样提供一定的参考与借b。 建筑工程材料检测论文:加强建筑材料试验检测工作提高建筑工程质量 摘 要:试验检测工作是建筑材料管理的关键举措,不仅可以提高建筑质量,还可以提升建筑工程经济效益,对建筑工程的长期可持续发展具有很大作用。随着我国市场经济的发展,建筑工程数量不断增加,为了促进建筑工程的长期发展,必须加强建筑材料试验检测,提高建筑工程的材料质量,建设高质量的现代化工程。 关键词:建筑材料;试验检测;工程质量 近几年,在经济发展的带动下,我国建筑工程开始快速发展,取得了较好的成就。但是依然存在一些材料质量问题,严重时还有可能产生人员伤亡问题,对建筑工程的发展造成了很大影响。为了促进我国建筑工程的发展,必须结合建筑现状,加强工程试验检测,提高建筑质量,提高建筑工程的市场发展地位。 1 实施建筑工程材料试验检测工作的意义 试验检测是提高建筑工程质量的主要方式。该项操作可以对建筑工程使用的多种材料进行检测,然后结合材料质量标准对材料质量进行判断,要求所有建筑材料均符合建筑相关技术规定。 首先,进行材料试验检测可以充分发挥当地原始材料的作用,促进了新技术、新材料及新工艺的应用和推广。所以建筑材料试验检测在提高工程质量、加快工程进度及降低工程造价等方面具有很大作用。其次,采用必要的试验检测,科学合理的对工程中使用的成品、半成品、原材料质量等进行评定。最后,利用建筑材料试验检测合理的评价施工质量。建筑工程质量的好坏可根据施工质量控制、竣工评定等进行验收,已经成为建筑工程应用的有效手段。 2 建筑材料试验检测中常见的问题 2.1 出现行政垄断 现阶段,西方很多国家建筑工程材料试验检测主要由市场竞争所决定,检测人员可根据自身能力与服务获得检测资格。但是我国的建筑环境较特殊,建筑工程质量检测依然处于行政垄断环境中,在材料试验检测中经常会出现多种虚假信息,影响了建筑质量的安全。一些领导人员为了获得一己私利,滥用职权,为亲属提供岗位,对建筑工程质量造成了很大影响,同时也影响了建筑使用者的安全,阻碍了建筑材料检测行业的发展。 2.2 市场环境较复杂,不能实施统一管理 在经济发展的影响下,建筑企业不断发展,市场环境越来越复杂,导致一些不符合建筑要求的工程材料流入到市场中,部分材料虽印有合格标志,但是属于造假标志,欺骗了较多消费者。同时,一些建筑人员由于对材料的认识不足,不能认真进行材料监督和管理,一些没有经过检测的材料开始投入到建筑中,对建筑工程的建设造成了巨大的安全隐患。此外,检测者与被检测者内部复杂的利益关系,导致材料检测工作缺乏公平性,影响着建筑市场的公平竞争。 2.3 材料检测过程中存在的问题 建筑材料试验检测工作要求检测人员必须具有较强的专业知识和较高的职业素养。但是从当前检测情况来看,一些检测人员掌握的专业检测知识较少,不能按照合理的步骤进行操作,导致检测工作毫无意义,影响了检测报告说服力。一些检测人员为了自己的私利,违反建筑公平竞争原则进行操作,出现了伪造检测报告及信息上报不及时问题,导致建筑工程应用中出现了安全问题,对建筑工程造成了惨重损失。除此之外,检测环境也是影响材料试验检测质量的因素。一些检测机构管理不健全,或者不能及时对检测设备或仪器进行更换,没有加强细节控制,导致检测工作质量较低下。例如,进行抗压试验时,由于不能合理控制材料厚度,影响了抗压数据,不能反映材料抗压能力,失去了检测意义。 3 建筑材料试验检测方法 3.1 确定检测对象 建筑工程较复杂,需要的材料较多,而且各个建筑项目使用的材料都不相同,每种材料具有独特的检测方法,所以合理确定检测对象已经成为材料试验检测工作顺利进展的第一步。所以必须详细了解专业知识,按照检测流程,认真做好检测工作。 3.2 进行书面检测 书面检测是监理工程师结合建筑工程需求,对施工单位提供的材料、试验报告进行审核的过程,可以了解建筑工程材料是否存在质量问题。 3.3 外观检测 外观检测也可称之为物理检测,主要从材料规格、外形尺寸及标志等进行检测,了解材料的质量。一般建筑材料外观检测主要利用目测与量测方法进行检测。目测主要根据感官器官对材料进行检测,了解材料的质量情况。一般采用看、摸、照、敲等方法检测。看:根据材料规格检测材料外观,如检测水泥中是否含有硬块。摸:根据手感检测,如地板块光滑情况;敲:根据敲打发出的声音判断材料。照:根据灯光对材料实施检测。 3.4 进行理化检测 理化检测主要利用物理与化学两种方法对材料物理性能及化学成分等进行鉴定。材料物理状态主要从密度、体积密度、孔隙率及闭口孔隙率等进行检测;材料力学性质可以对材料抗压强度、抗弯强度、承载力及硬度等进行检测。此外,还要进行现场地基静载试验或打试桩了解承载力;利用管道压水实验判断渗透与耐压情况。 3.5 无损检测 无损检测一般采用射线、超声等方式进行检测。一般在无损伤的情况下,可以采用表面探伤仪、超声波了解探测物质量。 4 提高材料试验检测质量的措施 第一,构建完善的检测体系。检测体系是材料试验检测开展的基础,可以要求检测部分严格考核检测人员。同时可以利用专家讲座方式解答检测中遇到的问题,进而规范、公平的进行检测。此外,还要加强设备仪器投入,减少检测时间,提高检测效率,制定合理的检测方案。 第二,加强检测工作监督管理。建筑材料试验检测工作对建筑质量具有很大影响,实际检测中,必须根据材料类别合理选择检测方法,控制好检测材料的厚度、长度、宽度及有害物质含量。同时还要按照质量合格检测报告,选择符合国家要求的材料。此外,进行材料试验检测验收时,监理工程师必须发挥自己的作用,材料输送到现场后,要求材料部门与监理工程师共同检测材料,规范检测流程,保证建筑材料安全,促进建筑材料试验检测行业的发展。 第三,了解现场实际动态。材料试验检测贯穿于建筑整个过程中。所以施工人员必须掌握施工动态变化情况,加强现场施工监督和管理,避免房地产企业为了获得利益而偷换材料。在现场监督检验中,一旦发现问题,必须及时指出,并要求停止施工,与建筑人员进行商讨,制定合理的解决方案,提高建筑施工质量。 5 结束语 建筑材料试验检测是一项较复杂的工作,涉及的业务范围较广。因此在实际检测中,要求检测人员必须积极做好各项检测工作的前期准备,而且还要提高自己的检测技术,认真检测好各个项目,保证检测结果符合质量标准。同时还要加强建筑材料试验检测监督,从多个方面进行改进,避免因材料问题对建筑整体质量造成影响,以保证建设高质量的工程。 建筑工程材料检测论文:建筑工程材料检测的质量分析 摘 要:在我国社会经济不断发展的过程中,建筑工程行业得到了迅速的发展,对于改善人们的生活方式,提高人们的生活质量做出了重要的贡献。在建筑工程领域中,要想提高建筑工程项目的整体质量,应当加大对于建筑材料的检测工作力度,严格控制建筑材料的质量。基于此,文章在分析建筑工程材料检测意义的基础上,就如何提高建筑工程材料检测的质量进行了深入的分析与探讨,旨在为相关工作人员提供一定的参考与借鉴。 关键词:建筑工程;材料检测;质量 前言 在建筑工程项目的建设过程中,如何选择建筑材料是很重要的一个工作环节,因为建筑材料对于整个建筑工程的质量将会产生直接的影响。而建筑工程的质量是以相关的质量检测为基础的,其质量检测的结果必须符合国家的标准规定。建筑工程的材料检测不仅是一种强制性的行为,也是保障建筑工程质量中重要的组成部分之一。因此,为了最大限度的保障建筑工程使用者的生命财产安全,应当做好建筑材料的监测工作。 1 建筑工程材料检测的现状 从我国目前建筑工程材料检测的实际情况来看,尽管已存在较多的材料检测机构,但是受到检测设备的科技含量不高、资金投入力度低下、相关检测技术人员的专业水平参差不齐等多方面因素的影响,以至于现有的建筑工程材料检测质量仍存在需要提高的地方。尤其是材料检测结果的准确性还需要进一步的提高。当前,我国的建筑工程材料检测工作主要体现在以下几个方面。首先,在建筑材料的选择与排除过程中,应当对于建筑材料进行严格的把关。其次,在使用建筑工程材料的过程中,需要充分地考虑其耐用性和稳定性。最后,考虑到外部环境对于建筑物的影响,当建筑工程项目施工完成以后,还需要对于建筑工程进行材料质量方面的检测。为了有效避免因材料检测结果准确性不高而导致的建筑工程出现整体质量低下的现象,有必要从多方面入手,采取相关措施加以妥善解决。 2 建筑工程材料检测的主要方法 在建筑工程材料检测的过程中,所运用到的检测方法主要包括取样检测、材料的养护测试、力学性能检测以及误差检测等。 2.1 取样检测 在建筑工程的施工过程中,通常需要运用大量的工程材料。然而,在实际的检测过程中,对于所选用的工程材料是无法做到全部质量检测的。基于此,取样检测的方式被广泛采用,所选择出的材料样品的质量往往代表着全部工程材料的质量。因此,为了尽可能准确的判断出建筑工程材料的整体质量,如何做好取样工作至关重要。首先,样品数量过少,不具有代表性,而样品的数量过多,又会造成工程材料检测成本的提高,不利于检测工作的有效开展,因此,对于所选择材料样品的数量应当进行严格的掌控。其次,为了保证所选取的材料样品能够全面的反映出工程材料的质量特性,必须要保证取样方式符合相关规定。 2.2 材料的养护测试 通常情况下,外界环境中温度以及湿度的变化都会引起建筑材料的质量受到影响。因此,为了有效避免因外界环境因素对于材料检测结果的干扰,有必要对于所检测的材料进行标准养护。 2.3 力学性能检测 在建筑工程材料检测工作中,还需要对于建筑材料的力学性能进行必要的检测。尤其是钢筋混凝土材料的力学性能必须符合施工标准。在具体的力学性能检测过程中,不仅要保证试件的尺寸与形状符合相关规定,还应当保证其精度达到设计要求,因为一旦试件的平整度不符合标准,相应的强度就会降低,以至于检测结果存在很大的误差,无法准确的判断出建筑工程材料的整体质量。 2.4 误差检测与数据处理 在建筑材料检测的过程中,如果受到外部因素的影响,那么即使是相同的材料,其检测结果也会存在一定的差异。因此,为了确保材料检测结果能够真实的反映出建筑工程材料的整体质量水平,应当对于检测结果进行数据处理。与此同时,针对检测过程中出现的误差,要进行科学合理的判断。 3 建筑工程材料检测存在的主要问题 在建筑工程的材料检测过程中,对于水泥、钢材以及其他工程材料的质量检测仍存在着需要改进的地方。水泥是建筑工程施工过程中主要应用的原材料,水泥质量的高低,对于建筑工程的整体质量会产生重要的影响。因此,做好水泥质量检测工作至关重要。然而,在具体的质量检测过程中,存在一些操作不规范的问题,以至于降低了建筑工程材料检测的质量。其一,部分施工单位在建筑工程的施工过程中,有时为了赶工期,而将水泥提前投入使用,并未严格参照相关的质量检测结果。其二,在水泥质量检测时,如果取样不规范,就会降低样品的代表性,不利于准确的评价水泥的整体质量。其三,当水泥经过长时间的放置,受到温度、湿度等外界因素影响时,其质量就会受到破坏,先前的质量检测结果失真。在水泥投入使用时,如果未能及时的进行复检,就可能会存在质量不合格的隐患,进而影响了建筑工程的整体质量。在钢材质量检测中,同样存在着取样不规范,导致检测结果不合理的现象。除水泥和钢材之外,建筑施工还会用到其他的工程材料,它们的质量检测如果存在问题,也将对工程质量产生不同程度的影响。 4 提高建筑工程材料检测质量的相关措施 建筑工程的质量高低不仅关系到使用者的生命财产安全,对于社会经济的健康稳定发展也具有重要的意义。因此,有必要采取相关措施以提高建筑工程材料检测的质量。 4.1 完善工程材料的质量检测机制 要想做好建筑工程的材料检测工作,首先应当完善工程材料的质量检测机制。在完善的制度保障下,相应的质量检测工作才能按照既定的标准顺利开展。完善工程材料的质量检测机制,有助于对建筑工程材料实施科学合理的监督与控制,从而最大限度的保证了质量检测数据的真实性与可靠性。 4.2 对施工现场的材料质量实施动态掌控 为了提高建筑工程材料检测的质量,还应当对施工现场的材料质量进行动态的掌控。在建筑工程的施工过程中,所运用的每一种工程材料都会影响着建筑工程的整体质量,因此在建筑工程材料投入使用之前,都应当进行全面的检测。从而保证材料的选用符合施工要求。要想动态掌控工程材料的质量,应当定期或者不定期的进行质量检测。与此同时,需要对工程材料制定严格的质量标准,杜绝使用任何不符合施工要求的材料。 4.3 提高检测人员的综合素质 提高检测人员的综合素质,有助于提高建筑工程的材料检测质量。因为工程材料的质量检测离不开检测人员的参与,所以应当采取必要的措施以培养他们的专业技能和综合素质。一方面,应对检测人员进行专业培训,通过相关的教育工作,熟练掌握相关的质量标准和操作技能。另一方面,注重检测人员的思想政治教育,强化职业道德修养。通过建立对相关工作人员的考核制度,保C工作人员的素质水平,从而达到更好的满足配备人员的目的。 5 结束语 在建筑工程建设的过程中,应十分重视建设工程的质量问题,而建筑工程材料的质量检测问题作为至关重要的决定性因素,必须给予高度的重视。文章从完善工程材料的质量检测机制、对施工现场的材料质量实施动态掌控以及提高检测人员的综合素质探讨了提高建筑材料检测质量的相关对策,以期切实保障建筑的安全性。 建筑工程材料检测论文:建筑工程材料检测试验及常见问题分析 摘 要:近些年来,随着科学技术的不断发展,社会经济的不断进步,我国建筑工程的规模也在逐年扩大,而在对建筑工程质量控制的过程中,对建筑材料进行试验和检测是非常重要的环节之一,对材料的性能进行科学评价,对施工技术水平的提高有着非常重要的作用。为了更好地解决建筑工程材料检测中出现的一些问题,就需要完善检测的标准,制定新的要求,对工作进行进一步的细化和检测。文章对建筑工程材料检测试验中存在的常见问题进行了较为详细地介绍与分析,希望能够给相关从业人员带来一定的参考价值。 关键词:建筑工程材料;检测试验;常见同题 1 进行建筑工程材料试验检测的目的 做好建筑工程材料试验检测工作对于建筑工程而言具有非常重要的价值,其关键作用不言而喻,下面将具体来说明。 1.1 对建材的配合进行优化 建筑工程材料配合比的设计,能够使用的方式方法比较多,这就需要在选取的过程中,要择优选择,也就是选择经济性能高的,主材料使用较小的。在试验中,在能够保证配合材料满足建筑对强度要求的基础上,在配置混凝土的时候选择灰剂量小的来进行配比,在沥青路箍施工设计配比时可以选择油量少的方法来进行操作。如何使材料的配合比更为合理,这些都需要通过检测试验来完成。并且要将材料的使用效率达到最大化,从而减少工程资金消耗,使工程效益得到进一步提高。 1.2 对材料的性能进行科学评价 对材料的性能进行科学评价具有非常重要作用。所谓对材料的性能进行科学评价就是指,在工程中利用试验与检测的方法,对建材的原料、半成品以及成品的质量和性能进行具有科学性的评估。制定相应的标准,按照规定的办法来对所有材料进行相应的检测。这样一来,其材料质量的情况,性能的优劣以及能够应用于当前的工况中都会一目了然,这也是对工程质量的有效提升。 1.3 有助于提升施工技术水平,增强企业收益 试验和检测方法对建筑工程中的原料问题有着非常重要的作用,它有助于提高施工的技术水平,使其施工技术得到进一步提高,还对建筑企业使用新工艺,新方法等有着有效的推动作用,从而促进建筑企业的快速稳定发展。 2 进行建筑工程材料试验检测时存在的不足 试验检测对于建筑工程而言意义重大,但是在施工中往往会出现一些意想不到的问题,使其不能够按照规范和标准来实行,因此建筑工程材料试验检测中仍存在诸多不足,以待完善。 2.1 新建材的质量控刺 施工中,施工人员通常会根据自身的实际经验对材料质量进行判断,这也是根据建材原料较为常见,利用率比较高造成的,虽然这种方法较为快捷,但是其准确性还有待提升。一旦建材的准确度出现偏差,那么对其质量的控制工作就会带来一定的困难。而对于新材料而言,这种方法往往不能够达到预期的效果,准确性也大大降低。造成新材料质量控制不足的原因有:(1)使用新建材的主要原因就是在性能上,新建材有了明显的提升。在实际工程中,一些工作人员对新材料的变化与性能的提升了解较少,对其相应的经验也不多,这就为质量问题埋下了隐患;(2)新建材毕竟上市的时间较短,很多标准与性能还不被人所熟知,对其的试验检测也不多,想让它成为质量管理工作的依据还往往存在一定困难。 2.2 配件的质量控制 施工中的试验检测工作包括主建筑材料以及配件、装饰建材等等。对建筑主体进行建材检测通常不会被人们所忽视,也是检测工作中必备的,但是对配件的检测工作却常会被人遗忘,这也为其工程质量的控制带来了不小的挑战。要得到施工质量整体的把握,就要既做好对主建材质量的检测,又要做好对配件质量的检测,只有将各方面的材料检测工作全部落实好,才能确保整个工程项目的质量得到有效保障。 2.3 试验检测的机构 近几年来,随着科学技术的日新月异,人们对建筑材料的试验检测工作也越发重视,试验检测机构的发展也十分迅速。但是,想要使检测机构发挥出全部的功能,仍然需要进一步的完善。其中存在的问题包括:(1)对实验检测机构的数量和规模过分追求,却没有对其质量高度重视。虽然,在数量和规模上,试验检测结构得到了大幅度增加,但是其内部却没有得到明显改善。比如,一些检测机构的机械设备依然老旧,无法适应现代的设施水平,这也给试验结果和检测数据的准确性带来了一定挑战;(2)检测人员专业度不够,缺乏专业知识,综合素养有待提升。一些检测人员对专业知识了解不多,对检测工作缺乏经验,这也使得其检测的结果受到相应影响;(3)缺乏单独运作的观念。一些试验检测机构依附在主体部门中,自身功能没有发挥出来,这也对检测结果造成了不小的影响。 3 进行建筑工程材料试验检测的改进方法 3.1 制定周密、全面的试验检测标准 要想确保项目工程质量,增强试验检测结果的准确性,首要任务就是制定周密、全面的检测标准。(1)全面掌握施工项目规模,根据其规模度来设计等级检测试验标准;(2)创建便于试验检测工作 进一步开展的工作标准;(3)作出详细的材料试验测试标准,从而规范从业人员的操作,使其工作得到顺利进行。 3.2 合理调配试验设施与操作人员 对试验设施的合理调配有助于施工科学合理的开展。可以根据项目工程的规模以及实际需求,落实和布置与其规模相适应的实验室,为工作提供便捷。这样可以对施工过程进行实时检测,也提高了测试工作的质量。除此之外,对其操作人员也要进行合理的分配与调度,使其发挥出应有的职能和工作的效率,使试验结果得到更加精准的效果。 3.3 对检测及试验工作进行规范化管理 工作人员要按照规范和相关章程进行工作,要做到有章可循,有法可依,保证试验检测数据的准确性,从而为下一步的施工打下良好的根基。还要对报告、记录等工作进行相应的规范,使工作更加严谨。记录数据所使用的单位要用国际统一单位,保证书写的规范性。计算数据也要遵循其要求保留小数,使其结果更加精准。 3.4 对试验操作进行管理 首先,对检测工程进行管理。对建筑工程检测材料的来源、选取的样品以及试验过程的情况进行了解和掌握,如发现问题应及时上报解决;其次,对数据处理进行管理。如果试验所得数据与标准不符,应找出问题原因,做出分析;最后,向上级及时汇报结果。在建筑工程材料检测试验中,得出结果要立即汇报给上级,为日后工作的开展做好准备。 4 结束语 选择建材原料的性能和质量与建筑项目工程的质量关系密切,因此要充分做好检测工程材料检测试验工作。按照检测标准严格开展工作,保证检测结果的精准可靠。这样为工程的质量做出进一步的保障,还可以提高企业的经济效益。文章对建筑工程材料检测试验及常见问题进行了较为详细地分析,希望能够为相关工作带来一定的参考。 建筑工程材料检测论文:谈如何加强我国建筑工程材料质量检测 摘要:随着人们的生活水平的不断提高,人们对自身生活的环境要求也越来越高,同样对与自身安全密切相关的建筑工程质量的要求也越来越高。而在建筑工程中,建筑材料的安全性会直接影响到整个建筑工程的安全性能。良好的建筑材料是整个建筑工程质量的保障。本文主要对我国建筑工程材料质量检测相关问题进行了简要分析。 百年大计,质量第一。随着经济的发展,我国工程建设进入一个大发展的阶段,工程建设是以质量为本,是服务社会,造福人民的大事。决定工程建设工作的成败在于工程质量,而提高工程质量的关键是贯穿于整个工程中的建筑材料,因此建筑材料质量检测在确保工程质量施工中起到了相当重要的作用。 一、加强建筑工程材料质量检测的重要性 建筑材料贯穿整个工程建设,建筑工程成本的30%-50%是建筑材料,因此,工程材料质量的好坏直接影响建设工程质量,所以,把好材料关尤为重要,这就需要确保所有材料在用于施工前经过严格的质量检查,严格控制不符合质量标准的材料进入施工阶段。 二、提高建筑工程材料检测质量的措施 1、建立建筑材料检测质量管理体系,明确检测工作内容与重点 为了保障建筑材料检测工作质量,检测机构应建立一套完整的检测质量管理体系文件。包括《质量手册》、《程序文件》、《作业指导书》等。质量管理体系文件是加强质量管理,落实质量政策的一种管理工作文件。它阐述检测机构的设置、人员编制、职责、仪器设备配置及工作性质和范围,并规定了为保证达到质量目标和质量方针所需的措施及质量管理制度,它是检测机构人员的工作纲领和行为准则。质量管理体系文件编写的目的是为了确保检测机构工作质量和管理制度的落实,最大限度的发挥检测能力,并促进检测人员工作的技术素质和工作效率的提高。以保证科学、准确、公正地从事建设工程质量检测工作。根据建筑工程常用材料、取样检测工作需求,确定检测质量控制内容及要点。在此基础上,完善材料检测各阶段的工作规范、流程以及标准操作规程。通过标准操作规程的建立及建筑材料检测质量管理体系的建立,确保建筑材料检测活动中符合检测技术要求、保障检测精度。在建筑材料检测质量管理体系的建立中,检测机构还需要对内部管理架构进行优化、对岗位质量责任制进行完善。通过质量管理体系以及具体职责的完善,明确检测工作具体内容与重点、明确岗位工作要求与方法。 2、检测机构人员的重要性 检测人员是检测工作的基本技术能力要素之一,没有符合要求的技术人员,就做不好相应的检测工作。检测人员的能力和素质是保证检测过程正确、结果准确的主要因素之一,只有具备与所从事的岗位相适应的专业知识和操作技能和责任心的检测人员进行检测工作,才能最大程度上降低试验过程中人为误差,增加检测结果的可靠性和准确性。所以要求检测机构按照所开展的检测项目配备相应数量、符合技术能力要求的检测人员。检测机构的各部门负责人均应具有工程类专业中级及以上技术职称,掌握相关领域知识,具有规定的工作经历和检测工作经验。检测人员应经技术培训、通过建设主管部门考核合格,方可从事检测工作。检测人员并应及时更新知识,按规定参加继续教育,检测人员岗位能力应按规定定期进行确认。这是保证工程质量检测的重要措施。 3、采用先进的仪器设备并有效控制 古语有云:“工欲善其事,必先利其器”,要想得到准确可靠的检测结果离不开性能可靠、测量准确的仪器设备。随着科学技术的进步,各种先进的自动化的检测仪器、设备应运而生。采用先进的自动化的仪器设备可以最大程度的控制人为操作对检测结果的影响,从而避免了误差中的人为因素,所以要提倡采用自动化检测。检测设备要保持其在有效期内及良好状态,检测的数据才有科学性、规范性和可比性。 4、检测场所的控制 检测场所也是保证检测工作正常开展的基本技术能力之一,包括房屋、场地条件等;而且房屋、工作场地还要满足检测设备合理布局及检测流程的要求,才能保证检测数据的正确。首先,检测场所应合理布局,方便工作,确保不存在不利影响。检测机构应确保检测产生的废气、废液、粉尘、噪声、固废物等的处理符合环境和健康的要求,并有相应的应急处理措施。其次,做好检测场所的安全管理。对温度、湿度、通风、采光、供电、振动、撞击、噪音、电磁辐射干扰、微生物、粉尘、放射性以及水、气、火、电等危及安全的因素制定应急处理措施。最后,检测人员对有要求的检测环境条件实施监控和记录,配备满足要求的环境监控设施,监督员对环境监控设施的有效性进行检查。当监控结果表明环境条件达不到要求时,检测工作应采取相应的有效措施,以保证检测工作不发生偏离。当检测工作遇相邻场所干扰和影响时,应采取隔离措施。 5、要严格进行数据的处理 在进行检测后的材料数据处理时,很容易会出现一种现象,那就是同一组试件所检测出来的数据有很大的离散性。所以为了保证材料数据检测的有效性,我们必须要对所检测出来的数据进行一些处理。例如在对水泥的抗压强度进行检测时,发现一组中的其中一个试件所检测出来的数据超过平均值的10%,那么我们在进行数据统计时就必须要把这个数据给剔除掉,把另外的数据的平均值当做是检测后的结果。而在对混凝土等材料的强度抗折能力进行检测时,我们要注意它们的检测的结果并不是简单的数据进行相加,而是有其独特的数据统计方法。还有在进行检测时要注意小数点的处理,因为有时候小数点也会对检测的结果造成影响。所以,检测人员应严格按照现行有效的标准或其它现行法令、法规技术标准等进行数据计算、数据处理和转换,并应对数据计算和数据转换进行效核。 6、以检测误差控制为基础,保障建筑材料检测质量 建筑材料检测质量控制中,检测误差是影响检测质量的重要因素。为了保障检测工作质量,检测机构应对影响检测误差的因素进行分析。采取针对性措施,保障检测精度。在实践中发现,影响建筑材料检测误差的因素主要由人为因素、仪器因素、样品因素等几部分构成。其中人为因素是造成误差的首要因素,人员操作过程中的注意力、样品预处理及标准物质准备等都会影响建筑材料检测质量。为了减少人为因素造成的误差,检测机构应强化人员培训及标准操作规程的建立,以此降低人为因素对检测数据质量的影响。 另外,仪器设备误差也是影响建筑材料检测质量的重要因素。因此,检测机构应加强仪器设备的校验。检测机构设备在投入使用前,应进行检定、校准或核查,以证实其能够满足检测机构的标准规范,确保检测结果的准确性。 在保障上述因素控制外,样品取样、送样等也会造成检测误差。检测取样是正确检测的关键,先决条件,取样一定要正确规范,符合产品标准、施工质量验收规范以及相关标准规定的方法或设计要求的方法。建筑材料、制品本身带有标识的,应在有标识的部分取样,目的是为保证取样有代表性。除此之外,样品要在规定的条件下存放,存放的环境,温度、湿度都应予以监控。避免样品因素对检测质量的影响。 7、建立动态检测质量管理评测机制,提高质量控制能力 为了保障建筑材料检测质量、保障检测机构工作质量,建筑材料检测机构应建立动态检测质量管理评测体系。通过对检测工作质量管理体系的评测评价,了解检测质量管理体系完善性及实际应用效果。根据检测质量管理体系的具体执行情况,及时发现管理工作及质量控制工作中存在的不足,以此为基础进行管理工作的调整。运用动态评测机制,及时改进检测质量管理工作、强化各项管理内容,提高检测机构质量控制能力。 结束语 建筑工程的质量是建设施工企业的生存之本,不仅关系到企业的经济效益,更关系到人民的生命安全和社会的和谐稳定。只有加强对建筑材料质量的检测,认真按照相应的国家及行业规定对相关材料按照程序及规范进行检测,才能保证建筑材料的质量,从而保障建筑工程的质量。
0引言 商业综合体建筑往往具有建筑体量超大、建筑功能多样、建筑设备复杂的特征[1];自2000年以来,我国商业综合体建筑发展迅速,保持着25%左右的年增长率[2];近年来随着人们消费习惯的变化,商业建筑出现了业态调整、招商改造的需求,在此过程中伴随的设备利旧和资产处置,是企业主普遍面临的课题。本文结合北京市某商业综合体工程的案例,从工程设计角度介绍供水设备评估的情况。 1工程概况 该商业综合体工程位于北京市,分为东、西两个区:西区总建筑面积6.45万m2,地下2层,地上5层,地下室为汽车库和设备用房,地上首层为商铺,2、3层为超市,4、5层为冰场及餐饮配套;东区为商业及办公业态,总建筑面积15.39万m2,地下3层,地上13层。地下1层为商铺、餐饮及物业管理用房,地下2、3层为汽车库和设备用房,地上首层至六层为商业及餐饮,7至13层为办公楼、影院。该工程给水系统根据区域和业态划分,给水系统如图1所示。2019年8月至2020年12月,该工程商业区域进行了改造,为配合商业改造以及机电系统的改造,对建筑主要供水设备的性能进行评估,主要目的包含以下两方面:①结合项目机电系统改造情况,对于改造后是否继续使用现有设备作出预判;②测试设备性能,考察设备的老化情况,对于设备是否继续在本项目或该业主集团内的其他项目上使用作出建议。评估内容包括该工程为商业区域服务的给水系统、中水系统变频供水机组,配置见表1。 2评估方法 2.1评估技术路线 本次评估采用基于现场测试的技术路线,具体如图2所示。 2.2现场评估内容 对供水设备的性能进行评估,需通过现场测试工作,考察以下内容:①水泵外观检查,有无异常变形、锈蚀;②水泵扬程和流量,额定性能达标度;③水泵输入功率和设备效率。 2.3水泵测试步骤 评估工作期间,商业建筑处于正常营业状态,为尽可能获取设备实际运行信息,采取设备“在线”测试的方法,根据以下步骤对于变频供水机组做现场运行测试:①检查水泵设备外观、仪表设置情况。②国内已有工程技术人员对变频水泵测试作了研究,人为控制水泵工频运行,获取测试工况参数是常见方法[3-4]。本文采用变频供水设备在线测试,在适当时机人为设置供水设备水泵逐台工频运行,测试流量、扬程、运行电流;③在有条件时人为设置管网中大用户(例如冷却塔补水管)控制阀全开进行测试,或选取用水高峰时段进行测试。④恢复供水设备至正常(自动变频)工作状态,观察记录网管压力变化和水泵自动启停控制情况。水泵测试过程直接利用设备管道上安装的压力表,配合超声波流量计、钳形电流表等仪器,在不破坏系统完整性的情况下进行。 2.4水泵性能计算方法 评估工作通过性能偏离度、输入功率百分率两个指标评估水泵的实际性能。水泵性能偏离度,指测试取得的工况点偏离特性曲线的度量。在既有建筑工程中运转多年的水泵,性能偏离多为向下偏离,偏离原因主要为运行工况与设计工况不一致,或水泵长时间运转导致老化效率下降等[5]。本文将水泵性能偏离度定义为:测试工况点较水泵特性曲线上与测试工况点符合切削率的A点,输入功率百分率,指测试取得的工况点的电机输入功率与其额定功率的比值。 3现场评估过程 本工程所有生活给水、中水加压设备均采用成套变频供水设备,均为成套集成设备,含CR系列立式多级离心泵与电机、CU351控制模块,及稳压隔膜罐。各套设备现场评估的技术手段相似,本文仅对其中具有代表性的两套设备的评估过程进行讨论。 3.1西区超市生活给水变频机组评估 超市生活给水泵变频机组,配3台水泵(2用1备),水泵铭牌参数:CR20-7型,Q=21m3/h,H=81.7m,N=7.50kW。性能测试期间人工打开其供水管网上的DN65冷却塔补水管,将水泵逐台人工设定为50Hz工频运行。读取测试运行时的电流、流量、水泵进出口压力,测试取得数据如表2所示。生活给水变频供水机组无锈蚀、机体变形和液体渗漏的情况,水泵进出水管保温完善、仪表正常,两组变频供水机组在运行过程中无异常噪声。 3.2东区商业中水供水变频机组评估 东区商业中水泵变频机组,配2台水泵(1用1备),水泵铭牌参数:CR20-6型,Q=21m3/h,H=70.4m,N=7.50kW。性能测试期间观察该套设备的运行工况,发现其在自动变频运行的条件下,出现了2台水泵同时满转速工作的情况,并有短时间仍不能达到预设管网压力,预设管网控制压力为0.80MPa,但此时刻2台水泵均投入运转,设备出口压力仅为0.64MPa。鉴于以上情况,水泵的性能测试可利用管网高峰运行时段的工况,避免水泵工频运转造成管网压力骤然升高的风险。测试仍采取将水泵逐台人工设定为50Hz工频运行。读取测试运行时的电流、流量、水泵进出口压力,测试取得数据如表3所示。针对东区商业中水管网高峰运行时段,供水设备不能满足供水需求的工况,记录了该工况下工作泵和备用泵同时开启时的运行数据:设备入口压力为0.014MPa出口压力为0.76MPa,出水流量为16.7m3/h,运行电流为14.9A,计算功率7.7kW。 4分析与评估建议 在本次评估内容包含的5套供水设备当中,有三套设备评估结果理想,在上一节描述的两套设备存在问题,将问题分析与建议分别叙述见下文。 4.1设备性能有较大程度衰减 超市生活给水变频设备采用GrundfosCR20-7型水泵,将测试工况点绘制在其特性曲线中,如图4所示。由图4可知,3台水泵工况均位于特性曲线以下,分别偏离约-15.1%,-13.4%,-4.0%。实际功率分别为额定功率的89.1%、88.3%和86.9%,设备运行状况一般。在测试过程中发现,该套机组的控制逻辑未能将3台水泵设定为“轮换工作”,3号泵长期作为备用泵,故3台水泵的性能衰减程度有较大差异。本次评估建议业主更换该设备,在超市用水量没有变化的前提下可选用同型号水泵,并优化机组的控制逻辑。东区商业中水变频设备采用GrundfosCR20-6型水泵,将测试工况点绘制在其特性曲线中,如图5所示。即便在水泵满转速测试时,管网压力下滑。计算电功率仅为额定功率的57.3%和40.0%。测试时两台水泵的流量与扬程工况点,均在特性曲线下方,分别偏离约-4.7%,-22.7%。设备运行状况不理想。 4.2设备不满足供水需求 东区商业中水变频设备,配2台水泵,原设计为1用1备,水泵额定扬程为70m,但现场预设控制水压为0.80MPa,在测试过程中发现,出现有备用泵启动并联工作的情况,且此时管网压力仍下滑,设备入口压力为0.015MPa,出口压力为0.64~0.81MPa,2台水泵同时满转速工作时的计算电功率仅为额定功率的54.0%。根据以上测试结果,确认了该设备与系统用水量不匹配,经过与商管公司了解,商业招租后有大量餐饮商铺内部增加了卫生间,造成用水需求增大。商管人员试图通过提高供水机组预设控制压力,以达到增加水泵工作时间的方式保障供水,但此举导致水泵长期偏离高效段运行,性能衰减严重。本次评估建议业主更换该设备,根据商业改造后的管网重新做设备选型计算。 4.3设备效率低 东区商业中水变频设备的性能衰减,同时表现在水泵效率降低。东区商业给水变频设备与其同时服役,并服务于同一场所,根据现场测试取得的水泵运行数据,分别计算了两套机组各台水泵效率,并将其与节能评价值作比较,如表4所示。 5结语 本次对商业综合体供水设备的评估工作,采用性能偏离度、输入功率百分率两个指标评估水泵的实际性能,其中性能偏离度反映了水泵做功的衰减量,作为主要指标,而输入功率百分率由于随水泵所处工况变化不规律,加之供应商在额定功率上留有余量,故作为参考指标。本次参加测试的5套供水设备运行年限为7~11年,已有2套出现不同程度性能衰减,为保证大型商业综合体供水安全,建议使用方应定期进行设备检测。设计选用变频供水机组时,宜采用一对一全变频机组,并设置1套机组各台水泵轮换运行,以保证各泵运行效率、时间相对均衡,总体延缓设备性能衰减进程。本次评估工作是在商业处于正常营业状态时开展的,采取设备“在线”的测试方法不可避免受到实际运行工况的制约,取得的测试数据不足以全面反映水泵性能,但评估过程仍能够定性地发现问题,为指导该工程改造设计,以及业主做资产处置提供了有效参考。 作者:王昊 乔沐阳 宋维 单位:国家建筑工程技术研究中心 中国建筑科学研究院有限公司
工程勘察论文:浅谈岩土工程勘察报告的编写工作 摘要:岩土工程勘察报告是建筑地基基础设计和施工的重要依据。在保证外业和实验资料准确可靠的基础上,文字报告和有关图表应按合理的程序编制。要重视现场编录、原位测试和实验资料检查校核,使之相互吻合,相互印证。地基岩土分层是一个重要环节,要根据岩土地质时代、土的成因类型、岩土性质、状态、岩石风化程度和物理力学特征合理划分。岩土的工程力学性质是根据原位测试和实验资料的数理统计值综合判定。报告要充分搜集利用相关的工程地质资料,做到内容齐全,论据充足,重点突出,正确评价建筑场地条件、地基岩土条件和特殊问题,为工程设计和施工提供合理适用的建议。 关键词:岩土工程勘察 报告 图表 编制程序 岩土分层 岩土工程勘察报告是工程地质勘察的最终成果,是建筑地基基础设计和施工的重要依据。报告是否正确反映工程地质条件和岩土工程特点,关系到工程设计和建筑施工能否安全可靠、措施得当、经济合理。当然,不同的工程项目,不同的勘察阶段,报告反映的内容和侧重有所不同;有关规范、规程对报告的编写也有相应的要求。下面着重谈一谈有关工业与民用建筑的岩土工程勘察报告编写工作,且侧重于详细勘察阶段。 1 报告的编制程序 一项勘察任务在完成现场放点、测量、钻探、取样、原位测试、现场地质编录和实验室测试等前期工作的基础上,即转入资料整理工作,并着手编写勘察报告。岩土工程勘察报告编写工作应遵循一定的程序,才能前后照应,顺当进行。不然的话,常会出现现场编录与实验资料的矛盾、图表间的矛盾、文图间的矛盾,改动起来费时费力,影响效率,影响质量。 通常的编制程序是: (1)外业和实验资料的汇集、检查和统计。此项工作应于外业结束后即进行。首先应检查各项资料是否齐全,特别是实验资料是否出全,同时可编制测量成果表、勘察工作量统计表和勘探点(钻孔)平面位置图。 (2)对照原位测试和土工试验资料,校正现场地质编录。这是一项很重要的工作,但往往被忽视,从而出现野外定名与实验资料相矛盾,鉴定砂土的状态与原位测试和实验资料相矛盾。例如:野外定名为粘土的,实验出来的塑性指数却 17;野外定名为细砂的,实验资料为中砂,其0.25~0.5mm颗粒含量百分比达50%以上;野外定为可塑状态粘性土的,实验出来的液性指数却 0;野外定为稍密状态的砂性土,标准贯入击数却 10击;野外定为淤泥或淤泥质土的,实验出的孔隙比却 1;野外定为硬塑粘性土的,标贯击数却 18击……产生诸如此类的矛盾,或由于野外分层深度和定名不准确,或试验资料不准确,应找出原因,并修改校正,使野外对岩土的定名及状态鉴定与实验资料和原位测试数据相吻合。 (3)编绘钻孔工程地质综合柱状图。 (4)划分岩土地质层,编制分层统计表,进行数理统计。地基岩土的分层恰当与否,直接关系到评价的正确性和准确性。因此,此项工作必须按地质年代、成因类型、岩性、状态、风化程度、物理力学特征来综合考虑,正确地划分每一个单元的岩土层。然后编制分层统计表,包括各岩土层的分布状态和埋藏条件统计表,以及原位测试和实验测试的物理力学统计表等。最后,进行分层试验资料的数理统计,查算分层承载力。 (5)编绘工程地质剖面图和其它专门图件。 (6)编写文字报告。按以上顺序进行工作可减少重复,提高效率;避免差错,保证质量。在较大的勘察场地或地质地貌条件比较复杂的场地,应分区进行勘察评价。 2 报告论述的主要内容 报告应叙述工程项目、地点、类型、规模、荷载、拟采用的基础形式;工程勘察的发包单位、承包单位;勘察任务和技术要求;勘察场地的位置、形状、大小;钻孔的布置者和布置原则,孔位和孔口标高的测量方法以及引测点;施工机具、仪器设备和钻探,取样及原位测试方法;勘察的起止时间;完成的工作量和质量评述;勘察工作所依据的主要规范、规程;其它需要说明的问题。报告应附勘探点(钻孔)平面位置图、勘探点测量成果表和勘察工作量表。倘若勘察工作量少,可只附图而省去表。一个完整的岩土工程勘察报告,由下面几部分组成。 2.1 地质地貌概况 地质地貌决定了一个建筑工地的场地条件和地基岩土条件,应从以下三个方面加以论述:(1)地质结构。主要阐述的内容是:地层(岩石)、岩性、厚度;构造形迹,勘察场地所在的构造部位;岩层中节理、裂隙发育情况和风化、破碎程度。由于勘察场地大多地处平原,应划分第四系的成因类型,论述其分布埋藏条件、土层性质和厚度变化。(2)地貌。包括勘察场地的地貌部位、主要形态、次一级地貌单元划分。如果场地小且地貌简单,应着重论述地形的平整程度、相对高差。(3)不良地质现象。包括勘察场地及其周围有无滑坡、崩塌、塌陷、潜蚀、冲沟、地裂缝等不良地质现象。如在碳酸盐岩类分布区,则要叙述岩溶的发育及其分布、埋藏情况。如果勘察场地较大,地质地貌条件较复杂,或不良地质现象发育,报告中应附地质地貌图或不良地质现象分布图;如场地小且地质地貌条件简单又无不良地质现象,则在前述钻孔位置平面图上加地质地貌界线即可。当然,倘若地质地貌单一,则可免绘界线。 2.2 地基岩土分层及其物理力学性质 这一部分是岩土工程勘察报告着重论述的问题,是进行工程地质评价的基础。下面介绍分层的原则和分层叙述的内容。 (1)分层原则。土层按地质时代、成因类型、岩性、状态和物理力学性质划分;岩层按岩性、风化程度、物理力学性质划分。厚度小、分布局限的可作夹层处理,厚度小而反复出现可作互层处理。 (2)分层编号方法。常见三种编号法:第一,从上至下连续编号,即①、②、③……层。这种方法一目了然,但在分层太多而有的层位分布不连续时,编号太多显得冗繁;第二,土层、岩层分别连续编号,如土层Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3……;岩层Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3……;第三,按土、石大类和土层成因类型分别编号。如某工地填土1;冲积粘土2-1、冲积粉质粘土2-2,冲积细砂2-3;残积可塑状粉质粘土3-1、残积硬塑状粉质粘土3-2;强风化花岗岩4-1,中风化花岗岩4-2,微风花岗岩4-3。第二、三种编法有了分类的概念,但由于是复合编号,故而在报告中叙述有所不便。目前,大多数分层是采用第一种方法,并已逐步地加以完善。总之,地基岩土分层编号、编排方法应根据勘察的实际情况,以简单明了,叙述方便为原则。此外,详勘和初勘,在同一场地的分层和编号应尽量一致,以便参照对比。 (3)分层叙述内容。对每一层岩土,要叙述如下的内容:①分布:通常有“普遍”、“较普遍”、“广泛”、“较广泛”、“局限”、“仅见于”等用语。对于分布较普遍和较广泛的层位,要说明缺失的孔段;对于分布局限的层位,则要说明其分布的孔段。②埋藏条件:包括层顶埋藏深度、标高、厚度。如场地较大,分层埋深和厚度变化较大,则应指出埋深和厚度最大、最小的孔段。③岩性和状态:土层,要叙述颜色、成分、饱和度、稠度、密实度、分选性等;岩层,要叙述颜色、矿物成分、结构、构造、节理裂隙发育情况、风化程度、岩心完整程度;裂隙的发育情况,要描述裂隙的产状、密度、张闭性质、充填情况;关于岩心的完整程度,除区分完整、较完整、较破碎、破碎和极破碎外,还应描述岩心的形状,即区分出长柱状、短柱状、饼状、碎块状等。④取样和实验数据:应叙述取样个数、主要物理力学性质指标。尽量列表表示土工实验结果,文中可只叙述决定土层力学强度的主要指标,例如填土的压缩模量、淤泥和淤泥质土的天然含水量、粘性土的孔隙比和液性指数、粉土的孔隙比和含水量、红粘土的含水比和液塑比。对叙述的每一物理力学指标,应有区间值、一般值、平均值,最好还有最小平均值、最大平均值,以便设计部门选用。⑤原位测试情况:包括试验类别、次数和主要数据。也应叙述其区间值、一般值、平均值和经数理统计后的修正值。⑥承载力:据土工试验资料和原位测试资料分别查算承载力标准值,然后综合判定,提供承载力标准值的建议值。 2.3 地下水简述 地下水是决定场地工程地质条件的重要因素。报告中必须论及:地下水类型,含水层分布状况、埋深、岩性、厚度,静止水位、降深、涌水量、地下水流向、水力坡度;含水层间和含水层与附近地表水体的水力联系;地下水的补给和排泄条件,水位季节变化,含水层渗透系数,以及地下水对混凝土的侵蚀性等。对于小场地或水文地质条件简单的勘察场地,论述的内容可以简化。有的内容,如水位季节变化,并非在较短的工程勘察期间能够查明,可通过调查访问和搜集区域水文资料获得。地下水对混凝土的侵蚀性,要结合场地的地质环境,根据水质分析资料判定。应列出据以判定的主要水质指标,即pH、HCO-3、SO2-4、侵蚀CO2的分析结果。 2.4 场地稳定性 场地稳定性评价主要是选址和初勘阶段的任务。应从以下几个方面加以论述:(1)场地所处的地质构造部位,有无活动断层通过,附近有无发震断层。(2)地震基本烈度,地震动峰值加速度。(3)场地所在地貌部位,地形平缓程度,是否临江河湖海,或临近陡崖深谷。(4)场地及其附近有无不良地质现象,其发展趋势如何。(5)地层产状,节理裂隙产状,地基土中有无软弱层或可液化砂土。(6)地下水对基础有无不良影响。报告对场地稳定性作出评价的同时,应对不良地质作用的防治,增强建筑物稳定性方面的措施提供建议。 2.5 其他专门要求 论述的问题对于设计部门提出的一些专门问题,报告应予以论述,如饱和砂土的震动液化、基坑排水量计算、动力机器基础地基刚度的测定、桩基承载力计算、软弱地基处理、不良地质现象的防治,等等。 2.6 结论与建议 结论是勘察报告的精华,它不是前文已论述的重复归纳,而是简明扼要的评价和建议。一般包括以下几点:(1)对场地条件和地基岩土条件的评价。(2)结合建筑物的类型及荷载要求,论述各层地基岩土作为基础持力层的可能性和适宜性。(3)选择持力层,建议基础形式和埋深。若采用桩基础,应建议桩型、桩径、桩长、桩周土摩擦力和桩端土承载力标准值。(4)地下水对基础施工的影响和防护措施。(5)基础施工中应注意的有关问题。(6)建筑是否作抗震设防。(7)其它需要专门说明的问题。以上7个方面的内容,并非所有的勘察报告都要面面俱到,一一罗列。 由于场地和地基岩土的差异、建筑类型的不同和勘察精度的高低,不同项目的勘察报告反映的侧重点当然有所不同。一般来说,上列概述、地基岩土分层及其物理力学性质、地下水简述和结论与建议等四项,是每个勘察报告必须叙述的内容。总之,要根据勘察项目的实际情况,尽量做到报告内容齐全、重点突出、条理通顺、文字简练、论据充实、结论明确、简明扼要、合理适用。 3 图表编制要点 3.1 主要图件 (1)勘探点(钻孔)平面位置图。 表示的主要内容:①建筑平面轮廓;②钻孔类别、编号、深度和孔口标高;应区分出技术孔、鉴别孔、抽水试验孔、取水样孔、地下水动态观测孔、专门试验孔(如孔隙水压力测试孔);③剖面线和编号:剖面线应沿建筑周边,中轴线、柱列线、建筑群布设;较大的工地,应布设纵横剖面线;④地质界线和地貌界线;⑤不良地质现象、特征性地貌点;⑥测量用的坐标点、水准点或特征地物;⑦地理方位。对于较小的场地,一般仅表示①、②、③、⑥、⑦五项内容。标注地理方位的最大优点在于文中叙述有关位置时方便。此图一般在甲方提供的建筑平面图上补充内容而成。比例尺一般采用(1∶200)~(1∶1000)。 (2)钻孔工程地质综合柱状图。 钻孔柱状图的内容主要有地层代号、岩土分层序号、层顶深度、层顶标高、层厚、地质柱状图、钻孔结构、岩心采取率、岩土取样深度和样号、原位测试深度和相关数据。在地质柱状图上,第四系与下伏基岩应表示出不整合接触关系。在柱状图的上方,应标明钻孔编号、坐标、孔口标高、地下水静止水位埋深、施工日期等。柱状图比例尺一般采用1∶100或1∶200。 (3)工程地质剖面图。 此图是作为地基基础设计的主要图件。其质量好坏的关键在于:剖面线的布设是否恰当;地基岩土分层是否正确;分层界线,尤其是透镜体层、岩性渐变线的勾连是否合理;剖面线纵横比例尺的选择是否恰当。关于剖面线的布设和地基岩土分层原则,此前已论及,不再赘述。倘若分层正确,一般来说分层线的连接就会自然平顺,而不致将产状平缓的第四系尤其是全新统的土层画成陡斜状,或出现新老层位之间的互相穿插等不合理现象。同一层位间的相变,要用岩性渐变线表示清楚。透镜状分层和同一层位中的透镜状夹层,在不同的剖面线上要互相照应,显示其分布范围。剖面比例尺的选择,应尽量使纵、横比例尺一致或相差不大,以便真实反映地层产状。一般横比例尺采用(1∶200)~(1∶500),纵比例尺采用(1∶100)~(1∶200)。在剖面图上,必须标上剖面线号,如6-6′或F-F′。剖面各孔柱,应标明分层深度、钻孔孔深和岩性花纹,以及岩土取样位置及原位测试位置和相关数据(如标贯锤击数、分层承载力建议值)。在剖面图旁侧,应用垂直线比例尺标注标高,孔口高程须与标注的标高一致。剖面上邻孔间的距离用数字写明,并附上岩性图例。 (4)专门性图件。 常见的有表层软弱土等厚线图,软弱夹层底板等深线图,基岩顶面等深线图、强风化、中风化或微风化岩顶面等深线图,硬塑或坚硬土等深线图等。不言而喻,这些图件对于地基基础设计各有用途。有的图件还可以反映隐伏的地质条件,如中风化顶面等深线图,可以反映隐伏的断层;等深线上呈线状伸展的沟部,往往是断层通过地段。专门性图件并非每一勘察报告都作,视勘察要求、反映重点而定。 3.2 主要附表、插表 (1)岩土试验成果表。 按岩、土分别分层,按孔号、样号顺序编制。每一分层之后列出统计值,如区间值、一般值、平均值、最大平均值、最小平均值。 (2)原位测试成果表。 分层按孔号、试验深度编制,要列统计值,并查算分层承载力标准值。 (3)钻孔抽水试验成果表。 按孔号、试段深度编制,列出静止水位、降深、涌水量、单位涌水量、水温和水样编号。 (4)桩基力学参数表。 如果建议采用桩基础,应按选用的桩型列出分层桩周摩擦力,并考虑桩的入土深度确定桩端土承载力。除上述附表之外。有的分层复杂时,应编制地基岩土划分及其埋藏条件表。 4 努力提高报告的编写能力 4.1 要具备牢固的地质地貌和工程理论地质基础理论方面,主要是岩石学、构造地质学、第四纪地质学和地貌学;工程地质方面,主要是土质学、土力学、工程地质分析、工程动力地质学、工程地质勘察。在丘陵山区,要注意地质构造的观察分析;在平原地区,要着重于第四系成因类型、岩性组合的分析研究。此外,要时常了解和掌握国际国内的有关岩土勘察方面的新技术新知识,以便不断更新和提高个人的理论知识。 4.2 要熟悉和掌握有关的规范规程规范规程既是经验的总结,又是技术的指南,具有很强的勘察工作指导性。对于国家的、行业的、省和地方的有关规范规程,必须熟悉掌握,并在具体勘察工作中认真执行。 4.3 要了解工作区的地质情况对于勘察地段的区域地质、水文地质、工程地质资料,应尽可能地搜集并熟悉。对于邻近地段已有的工程地质勘察资料,也要尽可能了解,以便在勘察工作中发挥其参考作用。 4.4 要掌握工程设计的基本要求和基础施工的技术要点只要明确了工程设计的基本要求和基础施工方法,作出的工程地质评价才能有的放矢、正确客观,提出的建议才能合理适用。 4.5 要切实保证第一手资料的质量岩土工程勘察报告是工程地勘察的最终成果。一份高质量的勘察报告,必须来自于高质量的第一手原始资料。由此可知,现场勘察和实验资料的质量好坏,对报告的编写影响极大。因此,必须认真抓好第一手资料的质量,而钻探工作又是第一手资料的重点。为此,报告的编写者,必须常到现场掌握有关的勘察情况,最好是参与现场的地质编录工作。 4.6 提高综合知识技能除具备较高的专业知识外,还要提高综合知识方面的技能。如基本的数理统计知识、文字表达能力、编图技巧、综合分析能力(特别是现场地质编录的综合判定能力)。俗话说:熟能生巧、触类旁通。只要多干多学,善于思考,并在实践中不断地总结提高,就能逐步地编写好每一份勘察报告。 工程勘察论文:从工程技术审查看工程勘察产品的质量 摘要:水利水电工程地质勘察质量有的较好,也有的较差,审查通过率较低即是不争的事实。本文列举了若干质量问题的表现,阐明了审查不能通过的技术原因,提出了争取一次性通过技术审查可以把握的基本原则,供从事水利水电工程地质勘察的朋友们参考。 关键词:水利水电 工程地质 技术审查 勘察质量 基本原则 近年来,水利水电工程勘测设计报告一次通过阶段性技术审查的很少,一般都要补充修改报告,二次报审甚至三次报审才能勉强通过。为什么会出现如此多的重复性工作?最直接的解释是勘测设计产品的质量不能满足要求。我院是水利水电工程建设项目勘测设计技术把关的主要机构之一,主要任务就是工程技术审查,凡是国家投资(部分或全部)的水利水电工程项目,不能通过我院的技术审查,就不能上报立项上马兴建。 影响勘测设计产品质量的因素可以列出许多,政治的、经济的、社会的、人文的、专业技术的等等,我们只讨论纯技术性的。笔者在本文中浅议关于某些工程勘察产品质量问题之后,主要还是从工程技术审查的角度,就我们所审查过的具有一定代表性的工程技术问题的把握原则,就工程地质专业(其他专业不议)而言作些浅显分析,希望对从事水利水电工程地质勘察的朋友们有些帮助。从不同角度对某些技术问题开展讨论,或许是有益处的。 1 关于工程地质勘察产品质量的理解 物理产品是大家十分熟悉的看得见摸得着的物质所组成的有体型轮廓的物理实体,例如大楼、大坝、桥梁、汽车、飞机以及日常生活用品中的书桌饭碗等等。物理产品的质量,可以用明确的质量特性来描述:a)功能性;b)可信性;c)安全性;d)适应性;e)可实施性;f)经济性;g)时间性。 逻辑产品也是大家所熟悉的,例如勘测设计产品、文化产品、软件产品等等。逻辑产品的质量与物理产品的质量有较大区别,可能不太适宜采用关于物理产品的质量评价体系进行界定。因为,勘测设计报告图纸这样的逻辑产品,是生产出大坝这样的物理产品的前奏,因此又被称为工程建设的“前期工作”;而大坝这样的物理产品的质量特性必须是物理产品生产出来之后才能检验。问题的根本还在于,怎样用逻辑产品的质量特性来有效地控制其将产生的物理产品的质量特性?显然,我们已经越搅越糊涂了!20世纪90年代后期,水利水电工程勘测设计系统曾经组织参照物理产品的质量评价体系搞过一阵质量特性评定实施细则的推广应用工作,好像后来也没有什么实质性的勘测设计产品质量的起色。 关于建设工程和工程勘测设计的质量控制,国家建设部和各行业均了若干法规性文件(《工程勘察企业质量管理体系标准》、《勘察设计质量管理标准》、《建设工程质量管理规定》、《建筑工程质量监督管理实施办法》、《建设工程质量管理条例》、《水利水电工程设计文件质量特性和质量评定实施细则》、《ISO900X》等)和标准(各类《规程》、《规范》、《强制性条文》等),还有质量管理和控制的专门机构,质量体系认证中心、质量技术监督局(站、所、中心等)、资质认证等。从20世纪80年代开始的“全面质量管理(TQC、QC小组)”,到20世纪90年代的轰轰烈烈的“贯标”运动,21世纪开始的“强制性条文宣讲”、“资质认证”、“质量认证”等运动,甚至不惜采用高科技的“工程勘测设计信息管理系统”等等,措施可谓全面,但却永远也不可能不出现工程质量问题,就像法律再严格但永远不可能不出现犯罪问题一样。 可见,关于勘测设计产品的质量问题,我们除了许多措施手段之外,也许还要从更为全面更为人性化的方面去考虑,就像国家强大了经济发展了但还需要加强哲学社会科学研究一样,勘测设计产品的质量问题,或许也该去寻找新的出路了。 2 工程地质勘察产品常见的质量问题 根据笔者的理解,工程勘察产品质量的优劣主要应该表现在:基础资料、分析论证、专业结论和成果表述四个方面。之所以技术审查通过率低,自然与勘察产品质量有关。体现质量优劣的这四个方面是紧密相关的,任何一个方面的放松,都将影响到产品的整体质量。 2.1 基础资料 基础资料的获取一般有两条途径:收集和实测。我们只要随意翻开任何一本专业教科书,都可以见到关于如何获取基础资料的详尽阐述。 2.1.1收集类资料 一般说来,工程区的区域地质资料,基本地质环境条件,一方面可以从一些公开出版发行的图书、教科书、地质图、专著、专业性期刊杂志上获取,最权威的是全国各省区都有的《区域地质志》;另一方面可能是前人留下的、他人提供的,或其他行业为其他工程已经提交的勘察报告、工程介绍等等,尽可能收集为我所用。 我们在工程审查中感到,此类通过收集就可以获取的基础资料,在工程地质勘察报告中却往往大有欠缺,主要表现在引用资料不能做到合理取舍为我所用,对正在勘察中的工程针对性不强,不能明确地给读者一个清晰的工程区地质环境的概念,也不能正确地应用这些已有资料为自己工程添砖加瓦。当然这还是属于不足之处的小问题,只要认真对待即可解决。 2.1.2 实测类资料 针对正在勘察的工程的实测类资料是必须的也是最可靠的。此类资料包括勘探类(钻探、硐探、坑槽探、物探等)、地质测绘类(地质填图、实测剖面、地质描述、洞穴测试等)、测试类(岩土体室内外各种试验测试、渗透测试及长期观测、地质体变形位移监测等)以及由这些实测资料经过分析整理后的归类资料。 实测类资料最怕做假。尽管个别造假资料并未对工程带来灾难性后果,但其性质是十分恶劣的,后果也是最可怕的。实测类资料要尽可能避免以偏概全,例如某岩溶工程区经调查某一高程有泉水出露,但就以此当成该区岩溶地下水位,是不可靠的。 实测资料的分析整理是较为复杂的课题之一。经分析整理后的资料,需要提出工程区各类岩土体物理力学参数的地质建议值。这个地质建议值的技术含量最高,是建立在可靠的测试资料、类比资料和地质师的经验之上的,也是地质师对工程区地质环境的理解、对所在工程建筑物受力条件和运行条件的理解、对工程总体把握的程度等等方面的反映。从这里也可以看出,地质参数与地质师的专业素质关系重大,从而导致了人为因素的存在。学术界研究了许多地质参数的取值方法和理论,试图消除人为因素。我们搞工程,数学力学计算分析是必不可少的,然而某些方面仍然是经验性半经验性决策,这就是人为因素。当采用了所谓的理论方法消除了人为因素之后,不知道是科学的还是非科学的!请不要忘记时代强调的是“人的因素第一”。 实测类资料中对工程稳定(边坡、坝基、洞室等)有重要影响的地质缺陷体、结构面、洞穴区、渗漏区等条件的查明,边界条件的确定,技术要求较高,需要认真对待,重大问题还应考虑专门性勘察研究。此类问题对于重大工程一般不会遗漏,非重大工程出问题的较多。 2.2 分析论证 在充分获取基础资料的基础上,结合工程实际进行分析论证,这是体现地质师的技术水平和学术思想的升华过程。我们的许多勘察报告所欠缺的正是分析论证这一环节,因此地质师们往往又被学院派人士白眼为理论素养不足的地质匠。当然,经验丰富的地质师对学者们的讽刺也是有说法的,因为学者们时而也在工程实际面前大跌眼镜。 其实,就搞工程而言,最实用最能解决工程实际问题的理论就是最好的理论;深入浅出摆事实讲道理式的文字说明就是最有说服力的分析论证报告!那些让人看不懂的与工程实际相去甚远的所谓的理论性很强的杰作,请学者们慢慢研究去。地质师们需要做的其实也很简单,就是用我们已经掌握了的经过实践检验的正确理论和方法,去分析回答工程中的实际问题,在工程勘察报告中讲出道理,作出评价,这就是理论与实践相结合的最好体现。当然,在分析论证充分说理的过程中,地质师的丰富经验与创新思想相结合,碰撞出超级火花,就可以申请工程院院士了。 我们所常见的工程地质勘察报告,在分析论证方面略显不足的主要表现在少有或没有分析说理的过程;有时应用的分析方法和理论不符合当前研究的工程实际问题;所选取的类比工程与当前工程有本质性差异;对设计意图吃不透因而地质评价的针对性不强;对基本资料研究不透因而对问题的分析不能深入;缺相关专业的知识而导致对问题的研究抓不住实质;对规范的理解存在唯书论;等等。 2.3 专业结论 工程地质结论应该包括:确定性结论、推测性结论、可能性结论和暂时无法作出的结论。根据所掌握的资料和对工程的把握,通过认真的理性的分析论证,准确地给出地质专业性结论,这是地质师的基本任务。当能够明确地得出确定性结论时,一定不要拖泥带水留下尾巴影响工程技术决策或误导后续勘测设计工作;而对于基础资料不足分析论证不充分暂时作不出明确性结论的,就一定不要勉强作出结论,但必须提出建设性的解决方案;对于推测性和可能性结论,则应留有余地并提出继续开展相应工作的建议。 地质报告中关于专业结论方面存在的问题主要有:某些问题没有结论,例如摆了许多水库区的地层岩性条件之后,并不回答水库渗漏与否这样的实质性问题;某些问题超权限作结论,例如库区矿产问题,只能由地矿部门来回答且必须出具确认性文件;某些问题结论错误,例如某一类软弱夹层对某一类工程的稳定问题并不起控制作用,但却被作为主要问题来研究;还有一些不属于地质专业的表态性结论,例如坝址选择,我们只能从地质专业的角度实事求是地分析论证工程地质条件的优劣就完成任务了,并不需要我们这个专业去进行什么施工方便经济合理这样的综合性比较。这就相当于侦察兵和情报部门的任务是搞清敌情为战略决策服务但并不负责战略决策一样。当然有时地质专业在工程决策中可以起到决定性的作用,那也是多专业全面比较综合评价的结果;只有当地质环境恶劣到根本不宜兴建工程,或兴建工程代价太大甚至可能诱发严重地质灾害时,地质专业就可以起到一票否定的作用。 2.4 成果表述 工程地质勘察成果以勘察报告和图件的形式提交。报告和图纸主要是逻辑性质的产品,这些逻辑产品的形成,是一个复杂的思维过程。一本勘察报告,你完全可以从字里行间去读出报告编写者的工作态度、业务水平、学术思想和工作能力;你更可以体验那些报告的校核人、技术把关的总工程师们的工作态度。你也可以从一张普通的工程地质图去感悟制图者的专业境界。工程地质勘察报告主要由前述的基础资料、分析论证和专业结论三大部分内容组成,其中存在的技术质量问题前面业已阐述,下面我们主要集中于报告编写方面的讨论。 2.4.1 工程地质勘察报告 水利水电工程地质勘察报告,与工民建系列的岩土工程勘察报告有本质区别,完全不能相提并论。岩土工程勘察报告较为规范化标准化,甚至已有软件帮你写报告,你只需要填写一些基本数据就可以了。水利水电工程地质勘察报告没有标准的编写格式,只有大致轮廓的章节顺序。因为不同工程区条件和问题差异太大,分析论证的过程需要根据工程的复杂程度安排大量文字章节,辅以若干插图插表,以及分析计算成果等等。 勘察报告编写质量主要表现在章节安排、逻辑顺序、文字质量、插图插表,最后是编辑打印等等方面。工程勘察花去了大量人力物力时间财力,成本较高,最终成果就是提交的勘察报告,因此在报告的编写方面下功夫不够差错较多是很不值得的。 2.4.2 工程地质图 工程界勘察已实现了计算机制图。图形看上去很美观漂亮,但有时却往往经不起专业推敲,甚至存在一些制图常识性错误。例如图纸上的图形在图例中找不到,给本来就令人头痛的地质图带来识图困难;而图纸上没有的却在图例中出现了,这种情况在手工制图中决不会出现,因为多画一个图例就多花一分功夫,而用计算机制图时就被一个简单的拷贝命令立即成批地实现了。图件方面表现出的质量问题,一般还不是专业技术方面的,主要是制图者、校核人审批人工作态度的反映。 3 阶段性工程技术审查不能一次性通过的技术原因 近年来有相当比例的水利工程勘测设计报告不能一次性通过技术审查,在工程地质专业中纯粹属于技术原因的有两大类:第一类属于实测类资料差得太多,必须按需要布置地质勘探试验等外业工作予以获取。第二类属于基本资料尚可,但分析论证不力,结论有误;或尚差缺部分外业资料但并不影响到本阶段的技术设计方案的变更或重大修改,可以放到下阶段去补充勘察,但本阶段需要补充内业工作,修改勘察报告达到阶段性要求。第一类问题影响较大,补充外业勘探试验工作也会受到许多客观条件的限制,周期较长,有可能还会失去当前项目立项时机,因此应尽量避免。 最近我们审查过一个水利枢纽工程(初步设计阶段),230余米高的双曲拱坝。按规范要求,两岸30m~50m高程应有一层勘探平硐控制,但此工程两岸仅仅只有一至二层勘探平硐,且还不全在坝肩位置上,对于影响到大坝抗滑稳定的地质结构面的空间方位和性状等问题根本不能有效控制,现场岩体力学试验只有两组,完全不能满足高坝工程分析研究对基本资料的要求,属于勘探工作量严重不足且地质条件对工程设计方案有重大影响,设计方案没有可靠地质基础资料的支撑,重大技术问题不清楚不落实,技术审查当然不能通过,并且需要补充大量地质勘察试验工作。 大家知道,拱坝由于受力条件的特殊性,因而对坝基(肩)地质条件的要求是所有坝型中最为严格最为苛刻的。坝基岩体结构面的空间方位、性状、物理力学性质,对大坝抗滑稳定和变形控制都具有至关重要的影响。任何分析研究推测判断,没有可靠的勘探资料予以确认,是不能作为设计依据的,特别对于重要工程的关键部位更是如此。规范规定30m~50m高程就要有一层人可以进去详细地进行地质测绘、试验、结构面统计等等地质工作的勘探平硐,也是从众多工程实践中归纳和提炼出来的,属于必须遵照执行的硬性规定。上面这个工程实例比较典型,勘察工作出现了较大反复,在此列举希望引以为戒。 当然,某些特殊问题也有留到施工期去补充勘察的。例如某工程为当地材料坝,河床坝基存在5m~12m厚第四系冲积砂砾石覆盖层,初步设计阶段的工程地质勘察应该对此覆盖层进行详细勘察,覆盖层的颗粒级配、密实程度、液化性质、变形特征、承载能力等均应作出评价,以便对覆盖层作出保留还是开挖的设计决策。但是往往许多工程在前期工作中由于种种原因,达不到作出保留与开挖的准确评价,这时可以考虑留到施工期继续研究,但在前期工作阶段宜按覆盖层全部开挖考虑,施工期可以通过补充工作后考虑全部开挖、部分开挖或全部保留的决择。 4 争取阶段性工程技术审查一次性通过的基本原则 阶段性工程技术审查不能一次通过,不一定是地质专业的原因。本文不涉及其他原因和其他专业的问题,只议工程地质专业争取一次性通过技术审查的基本原则。其实,前述第3节的工程举例中,已经表明了工程地质专业技术审查通过与不通过的基本尺度,这里我们来归纳出几条,以便大家来共同把握。 (1)勘探工作量应基本达到规范要求。特别是对于混凝土高坝类坝型,其对地质条件的要求远高于当地材料坝坝型,勘探和试验工作量至少应达到或接近规范规定的最低要求,不能像前节中列举的拱坝实例那样相差太远。 (2)对于本阶段稍微欠缺一些勘探试验工作的,地质应建议按最差条件考虑工程处理措施,这就是暂时不能作出确定性结论的,以工程量“包得住,留有余地”的方式去处理;各类地质建议参数在初期勘察阶段也应按“包得住,留有余地”的原则考虑。如此处理后,可以考虑将欠缺工作量留至下阶段补充,地质参数和设计方案也可以待下阶段进一步优化。 (3)本阶段的基本地质结论可以在下阶段的深入勘察中进一步充实和论证,但至少对重大工程地质问题应有一个基本把握,在勘测设计初期阶段就不应被遗漏。例如在项目建议书阶段水库不存在渗漏问题,可研阶段发现存在重大渗漏问题,这是不能允许的;又如可研阶段选定坝址初定坝型,不能在初设阶段由于地质原因将坝址和坝型都推翻重来;再如需要进行工程处理的地质缺陷,在项目建议书和可研阶段即需要打足处理工程量,不能随着勘测设计阶段的深入由于地质原因导致处理工程量的大幅度增加。 (4)基础资料不能有假,本阶段提交的工程地质勘察报告的质量基本满足本文前述的阶段性质量要求;各类地质图件其全,质量符合技术要求。 把握好以上这四条基本原则,对于工程地质专业来说,一次性通过阶段性技术审查就没有问题。当然,这主要是针对大型枢纽工程而提出的,其他类型的工程可参照考虑,注意理解“原则性与灵活性的准确把握”。 5 结束语 工程勘察产品是逻辑产品,其质量特性不同于物理产品。此逻辑产品的质量实际上也就代表了整个工程勘察阶段的工作质量。水利水电工程地质勘察的阶段性技术要求,现行规范有明确规定,满足了规范的技术要求,也就满足了勘察产品的质量要求(如果没有其他更为权威的质量标准,现行规范就是老大)。 根据笔者的理解,规范既是实际工作的技术准则又是工程审查的技术依据;既是指导性法规性导则又是束缚地质师创新的紧箍咒。因此,规范是名符其实的双刃剑。我们在遵守规范的同时,还应该鼓励对规范的批判性理解和超越规范的创新性见解,这样,工程技术才能不断进步和发展。技术工作的最高境界是源于规范高于规范。 近年来经我院技术审查的各类水利水电工程项目,其工程地质勘察质量有的较好,也有质量较差的。有些很有名气的勘测设计单位所提交的勘察报告的质量,早已令人难以恭维了!笔者人微言轻,今借勘察总工程师论坛舞台,小声慢喊:质量是生命,质量是信誉,质量是效益,质量是百年大计…。 工程勘察论文:WTO与工程勘察设计市场准入制度 摘要:WTO对我国工程勘察设计咨询行业的影响,除了体现在市场格局的变化和管理体制及思想观念上的转变外,还比较明显地表现在市场准人制度和执业制度的变革上。 关键词:勘察设计 准入制度 由于我国的工程勘察设计长期受计划经济的影响,单位分部门、分地区、分行业管理。市场准人制度以单位资质管理为主,资质按行业,分为甲、乙、丙、丁等级。而从业人员一般只能依托于某一单位,在单位资质规定的范围内开展工作。这与国际上通行的执业制度存在明显的差异。国际上只管个人执业资格,没有单位资质管理。国际上的勘察设计单位(工程咨询公司)一个突出的特点是它既不隶属于政府机构,也不依附于其他经济实体,与业主、承包商、制造商没有利害关系,它以提供公正的服务而享有很高的地位和信誉。它是靠业绩和声誉赢得市场,个人执业资格和执业水平起到非常重要的作用。而且个人的执业资格条件也有很高的标准。执业人员的行为必须受行业协会的严格控制,并有明确的职业道德规范和工作条例。 由于WTO要求各成员国之间,对执业人员不得采用歧视态度和建立保护性壁垒,因此,很多国家建立了个人执业资格互认关系。例如,欧洲职业工程师协会组成了联合会,在22个国家之间,统一了注册工程师标准,实现了地区性的执业资格的互认。 中国加入WTO之后必然要引入和健全国际执业制度,这将对勘察设计产生深远的影响。 国际执业制度对国内咨询市场的影响 (1)工勘设计咨询单位的现存组织模式将受到冲击。而符合国际惯例,组织干练、运行高效、信誉较好的工程咨询单位将脱颖而出,成为跨地区、跨行业的重点单位,并以其提供优质高效的服务占有较大的市场份额。 (2)中外合资企业的成立将对当前的工勘设计咨询人才市场掀起巨大的人才流动波澜。优秀的人才将向合资公司和转型较快的公司流动,这为优秀的注册咨询工程师提供了本世纪第一次难得的“淘金”机会。 (3)对现有的勘察设计资质管理体系势必形成较大的挑战。现有的勘察设计资质管理体系实际上是计划经济向市场经济过渡条件下的产物,不可避免地带有部门和行业条块管理的特征,不适应WTO对执业制度的要求。这也容易产生资质挂靠、不公平竞争等不规范的市场行为。在这样的条件下,我国对WTO的承诺难以实现。这甚至牵涉到我国的建设工程管理体制如何与国际接轨的问题,以及政策职能如何转变的问题。可以预见,随着外资的进入和外国注册工程人员的进入,一些旧的观念和旧的体制将难以适应新的情况、新的变化和新的市场要求。 (4)现有的生产组织和经营模式将受到较大的挑战。目前的从业单位,大多是由原来的事业单位转型而来,有的还保留了事业单位的性质。其生产组织、经营模式不适应国际市场的要求。国际通行EPC(设计、采购、施工)工程项目建设总承包或PCM(项目管理总承包),我国也逐步向这一方向过渡,这将给现有的工勘设计企业造成较大的压力。届时将有较多的企业因不能适应市场需要被市场无情地淘汰。 (5)加入WTO之后,以单位为核心的资质管理制度,似乎存在一个不正当保护的问题。为了实现WTO要求的公开、公平、公正的竞争原则,部门垄断和行业壁垒将逐步被打破,取而代之的是符合国际惯例的市场准入和清出制度。行业协会和行业自律要求在今后的市场竞争中将发挥越来越重要的作用,而行政部门干预将逐步淡化。 总之,加入WTO对于中国的工勘设计这一知识密集型产业的冲击将集中地表现在从业人员执业制度和市场规则的变革上。这将使这一领域的人才资源产生大范围和深层次的重组和整合。目前很多优秀的高技术人才正翘首以待国家有关的执业制度的出台和进一步完善。不少单位已加强与国际同行的交流与合作,希望在新的市场格局中占领制高点。 我国现行市场准入制度的弊端 由于大多数工勘设计咨询是由事业单位转型而来的,其公司的法人治理结构比较封闭和单一,刚性较强。这极大地限制了这一领域的人才流动和人才的发展空间。目前,以行政手段建立的注册执业制度与国际上的以行业协会为主体的注册执业制度存在较大差距,只能是计划体制向市场体制转变的过渡产物,在国际市场上难以真正发挥作用。因此,个人执业制度与单位资质管理,人才的自由流动与单位刚性管理之间存着尖锐的矛盾。而且,在我国建设领域投资主体的国有化氛围(即大多数大型建设项目由政府投资或政府控制)在招投标体制不完善的情况下,与公平、开放的国际市场之间存在一个如何更好地适应的问题。行政部门的项目与部门下属的单位(或是与行政部门脱钩,与政府部门仍有千丝万缕的联系)存在着血缘亲合关系,这使得市场化的个人执业制度就显得比较难以运作。这一矛盾始终是困扰工勘设计市场规范化发展的重要因素。 我国咨询业市场准入制度的解决途径 建立真正有效的个人执业制度,实现市场准入制度与国际接轨可从如下几方面入手。 (1)有必要对现有工勘设计咨询单位进行产权结构及股份制改造。可针对部分单位,变国有单位、集体单位持股为主转向为职工持股为主,具体操作应依据《公司法》和《信托法》及其他有关法规要求进行。职工持股主体的建立可以完善公司(单位)的法人治理结构,促使这些单位向知识密集型产业转化,逐步与国际接轨,同时,有利于吸引国际上优秀的人才,建立国际通行的运行机制。这样可使个人执业制度从形式和内容上真正落到实处。 (2)逐步淡化和最终取消单位资质管理,并建立有关个人执业资格制度的法规政策体系,努力实现与国际执业资格的互认。首先要建立完善与注册工程师制度有关的法律保证体系,其次是建立完善注册工程师行为规范和行业自律机制。 逐步使用法律体系代替目前的部分行政管理职能。逐步确定注册工程师行为的法律依据,变以单位管理为本为以个人执业管理为本。目前,一些观点认为单位行为较为可靠。实际上,在单位的产权和责任并不明确的情况下,单位的行为往往难以约束。出现问题谁都不负责任。经常出现众多部门及单位之间相互制约、相互推卸责任的情况。 (3)行业协会应成为独立的民事行为主体。目前的很多协会挂靠在某一行政机构下,甚至是某一行政部门改变招牌而设立的,其行业自律和行业运作管理的功能很难与国际惯例接轨。这极大地限制了协会在个人执业制度建设与管理中所发挥的作用。因此,规范引导协会工作的健康发展将是解决个人执业制度建设的重要课题。 (4)建立与国际惯例相接轨的工勘设计取费标准和取费制度,拓宽取费范围。我国的工勘设计咨询单位由于原来是事业单位,依托于事业费,与之相适应的取费方式和标准不能完全体现服务工作的成果价值。即使是目前的取费标准也仅仅考虑到从业人员的费用等方面而有所调整,仍不能满足市场化的需要。再加上不少单位开展不正当竞争,缺乏行业自律,这给工勘设计单位的良性发展造成很多障碍,客观上影响了个人执业制度的经济发展基础。 (5)积极引入施工图和设计文件的审查监督机制。推行由第三方权威机构或资深专家进行审查的办法。建立以工程担保和工程保险为主要内容的工程风险管理制度。这项制度与个人执业制度的相互配合与相互促进将有助于个人执业制度的健康发展。施工图和设计文件审查的费用可由项目费用中按一定比例支出,能否考虑将这一部分费用集中起来形成基金,用来支持非盈利的中介服务机构开展这项工作。 (6)制订扶持政策鼓励国内企业与国外企业合资、合作,特别是加强从业人员的交流。工勘设计单位要改革内部的劳动人事管理制度,积极引入竞争机制,努力改善人才结构和人才环境,为尽快建立起我国的注册工程师人才市场打下良好的基础。 (7)积极培养和造就WTO专业人才。由于涉及WTO的各项专业知识集中体现了对外贸易与相关产业的高度结合,因此,需要一批具有国际经贸专业知识,同时拥有专业背景的复合型人才。这一批人才的成长与我国在WTO中发挥的重要作用是紧密相联的。 工程勘察论文:岩土工程勘察遇岩溶基究 论文关键词:岩溶 岩土工程勘察 岩溶地基 论文摘要:为了使岩溶地区岩土工程勘察技术与质量、地基处理设计以及施工水平得以促进提高, 本文分析了岩溶的成因、特点以及分布, 介绍了当前岩溶地区岩土工程的基本勘察方法和探测技术,并且汲取借鉴前人理论经验,总结了安全、合理处理岩溶地基的方法。 1.前言 岩溶又可以称为 “喀斯特”,它是可溶性岩石如泥灰岩、石灰岩、岩盐层、大理岩、石膏等,在水的长期作用下经过物理、化学变化而形成的溶沟、溶洞、裂隙、石芽、暗河、钟乳石、漏斗等地质形态的总称。目前我国三分之一以上的国土面积分布着可溶性碳酸盐岩,约为344万km2, 而碳酸盐岩出露面积约为91万km2,其中贵州、广西、云南、四川、湖南、湖北、河北、山西、新疆、西藏、内蒙、青海等地均有大面积出露,具备了岩溶发育的基本要求。目前越来越的专家学者日益重视岩溶这一特殊的地质现象,并从诸多方面加以研究分析,如岩溶的形成机制、条件、类型以及作用因子、形态发育等,并在许多研究方面取得突破和成功。伴随经济的日益发展和西部大开发的深入落实, 工程建设项目广泛涉及岩溶地区,因此岩土工程勘察的技术水平要不断提高以适应岩溶地区工程项目的需要。 2.岩溶的形成条件。 2.1存在大量可溶性岩石 喀斯特地貌广泛分布在我国西南地区,因为这些地区广泛存在岩溶发育主体-可溶性岩石,这是岩溶形成的基本条件。其中硫酸盐岩、碳酸盐岩以及卤化盐岩在水的长期侵蚀溶解作用下,形成了奇特的喀斯特地貌,广泛分布在地表及地面。 2.2岩石的透水性 岩石本身具有的裂隙和孔隙为流动水的下渗提供条件。岩石的透水性随着裂隙的增大而增强,岩溶现象也越发明显。岩溶作用的强弱影响着溶洞的大小,以及地下管道复杂程度,岩溶作用越强,地貌发育越完整,并逐渐形成不断增大、完善的地下循环网。 2.3流水的溶蚀、动力作用。 二氧化碳是岩溶地貌形成的必要条件,空气、矿物风化以及有机物的分解是水中二氧化碳的主要来源。二氧化碳与水反应生成的碳酸,这个反应赋予了水溶蚀的能力。流水的动力作用增强了水的溶蚀能力,流水作用使水中的二氧化碳得到及时补充,以保证水的溶蚀作用不断进行,溶蚀能力不断加强巩固。与此同时流水带动水中砂石碎粒与岩石产生机械摩擦,进一步的侵蚀有利于岩溶作用的不断加强与深入。 2.4气候的影响 我国西南地区地表径流较为稳定,流水下渗作用连续,得益于这些地区湿润的气候条件,降水规律且降水量大使流水得以及时补充和更新,岩溶作用得以不断进行。 3.岩溶地区工程施工存在的问题 3.1地基稳定性受岩溶引起的地表破坏、形变影响 水库渗水、桥涵下沉开裂、建筑物损坏等现象是岩溶作用的结果。岩体洞穴顶板形变造成地基不稳定;岩溶岩面起伏造成土质地基的不均匀压缩形变;岩溶水流无规则变化造成工程施工及建筑使用的不便。这些现象不仅阻碍生产生活的顺利进行,并且危及人的生命财产安全。 3.2工程施工的地基处理受岩溶影响存在一定难度。 岩溶地区地基处理异常复杂受诸多因素影响,如岩溶面的标高起伏高低不一,各溶洞连通性难以确定, 水流变化无规律,形成岩洞的大小方位无规律可循,时常有同一垂直面出现多个岩洞的情况。 4.岩溶地区岩土工程勘察方法及探测技术 目前岩溶地区岩土工程勘察方法及探测技术,通常采用钻探这一常规手段, 但由于该法成本高、勘探周期长,不可能全面探明复杂的岩溶分布情况。因此要求采用综合物探的方法对岩溶进行立体勘探,才能解决某些地质学方法无法解决的问题。 4.1工程地质调查与测绘 包含了地层岩性、水文地质、岩溶地形地貌的调查测量及试验。如勘察岩溶的一般发育区,应重点摸清溶沟、溶洞的分布状况、规模大小,以及充填性、危害性等等。勘察岩溶的发育区:由于岩溶发育区地基十分复杂,应重点摸清基岩溶洞的分布状况、规模大小,以及充填性,溶洞间连通性,地下水的径流流向,地下水与地表水的水力联系等。工程地质调查与测绘的方法实用简单,能较为直观获得野外工程地质资料。 4.2地球物理勘探 岩体中复杂的岩溶洞穴的探测适用此法,除了电阻率法、无线电波透射法、声波透射法、射气测量高密度电法、地面地震反射波法、微重力法等, 在岩土工程勘察过程中得以广泛应用的还有层析成像、地质雷达等技术。这些技术在确定岩溶溶洞、土洞及塌陷等的形态分布以及充填情况时起着不可替代的作用。由于岩溶塌陷具有复杂性、隐蔽性和突发性,单纯监测地面沉降、地面和建筑开裂情况来监测塌陷的效果并不理想,此时采用层析成像等直接监测和间接监测技术来监测塌陷则能收到良好的效果。对于隐伏的岩溶问题监测,首选地质雷达、微重力和地震面波法,其次是地震反射波法、地震折射波、电阻率成像法等。作为最理想的勘探方法之一,地球物理勘探在勘探大面积岩溶发育和深部岩溶分布状况上有着不可替代的作用,但探测结果的准确性易受地理位置地等因素干扰影响。 4.3工程地质原位测试技术 通过采用动力触探试验、原位标准贯入试验,对溶洞、土洞中充填物、岩溶塌陷堆积物的地基土承载力和工程地质性质进行探测。该技术具成本低、操作简单的特点,在各岩溶地区得以广泛应用。 4.4遥感技术 包括航空遥感、侧视雷达遥感、热红外遥感、地球资源卫星遥感(MSS、TM、SPOT)等技术,遥感技术具有重复性好、勘测范围大等特点,利于从总体研究岩溶地形地貌、地质构造、岩溶层组划分等,因此被广泛应用于岩溶地区大型工程的岩土工程勘察工作,而民用与工业建筑不常用。 4.5示踪试验 用荧光染料等示踪剂对岩溶地下水联通进行测试及长期监测研究,以测明岩溶的发育程度和溶洞分布、连通情况。该方法简单方便,可信度高,但不适用于无地下水的溶洞。 4.6模型试验 采用一定规模的模拟试验装置,模拟土层沙砾在诸如不同水动力条件的岩溶塌陷过程,以此探求岩溶地基的稳定性。该法通常用于研究岩溶的塌陷。 4.7插钎试验 在地基基坑开挖后,用一定长度钢钎以相同间距插入上覆土层的方法,探明土层中是否存在发育中的岩溶土洞或塌陷软弱层。该法具有施工简单、经济实用、效果显著的特点。 5.常用的岩溶地基处理方法 5.1溶洞地基的处理方法 对于风化裂隙破碎、围岩不稳定的岩体,可采用清爆填塞以及灌浆加固等处理方法;对于顶板破碎、高度较大,但洞壁完整的溶洞,可以采用钢筋混凝土梁板跨越处理方法;对于较为宽大的洞隙,可采用调整柱距和洞底支撑等处理方法。 5.2土洞地基的处理方法 一般对洞体采用挖填灌浆、梁板跨越的处理方法以及处理地表水和地下水的方法。 5.3岩溶塌陷的处理方法 通常采用灌浆、强夯、换土垫层、旋喷加固、梁板跨越以及地表水疏排围改治理的处理方法。 6.结语 岩溶地区地质情况研究是一个较为复杂的问题,实际岩土勘探工作中遇岩溶问题时,我们应根据具体的情况,全面分析考虑当时的地质条件,从而采取合理有效的岩土勘察方法,以此清楚了解岩溶的发育状况和趋势,正确评价工作区地质环境,并提出合理的解决方案。 工程勘察论文:工程勘察中的水文地质问题不容忽视 内容摘要:往往在工程勘察设计和施工过程中文地质问题常常被忽视,本文从以往工程勘察中水文地质问题被忽视的原因进行分析,并做出评价其危害给工程带来的不便。 关键词:工程勘察;水文地质;危害 实践证明,在工程勘察、设计和施工过程中,水文地质问题始终是一个极为重要但也是一个易于被忽视的问题。之所以重要,是因为水文地质和工程地质二者关系极为密切,互相联系和互相作用,地下水既是岩土体的组成部分,直接影响岩土体工程特性,又是基础工程的环境,影响建筑物的稳定性和耐久性。至于容易被忽视,是在实际的勘察工作中,在勘探成果内因为很少直接涉及水文参数的利用,水文地质问题往往只被认为是象征性的工作,在勘察中大多只是简单地对天然状态下的水文地质条件作一般性评价。在一些水文地质条件较复杂的地区,由于工程勘察中对水文地质问题研究不深人,设计中又忽视了水文地质问题,经常发生由地下水引发的各种岩土工程危害问题,令勘察和设计处于难堪的境地。为提高工程勘察质量,在勘察中加强水文地质问题的研究是十分必要的,在工程勘察中不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题,评价地下水对岩土体和建筑物的作用及其影响,更要提出预防及治理措施的建议,为设计和施工提供必要的水文地质资料,以消除或减少地下水对岩土工程的危害。 1、工程地质勘察中水文地质评价内容 在以往的工程勘察报告中,由于缺少结合基础设计和施工需要评价地下水对岩土工程的作用和危害,总结以往的经验和教训,我们认为今后在工程勘察中,对水文地质问题的评价,主要应考虑以下内容: (1)应重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响,预测可能产生的岩土工程危害,提出防治措施。 (2)工程勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要,查明有关水文地质问题,提供选型所需的水文地质资料。 (3)不仅要查明地下水的天然状态和天然条件下的影响,更重要的是分析预测在人为工程活动中地下水的变化情况,及对岩土体和建筑物的反作用。 (4)应从工程角度,按地下水对工程的作用与影响,提出不同条件下应当着重评价的地质问题。 2、重视岩土水理性质的测试和研究 岩土水理性质是指岩土与地下水相互作用时显示出来的各种性质。岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩土重要的工程地质性质。岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形,而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。以往在勘察中对岩土的物理力学性质的测试比较重视,对岩土的水理性质却有所忽视,因而对岩土工程地质性质的评价是不够全面的。 岩土的水理性质是岩土与地下水相互作用显示出来的性质,而地下水在岩土中有不同的赋存方式,不同形式的地下水对岩土水理性质的影响程度有所不同,而且影响程度又与岩土类型有关。 结合水是地下水在粘性土中的主要赋存形式,在砂土中含量甚微。结合水尤其是弱结合水与粘性土相互作用时显示出来的性质如可塑性、膨胀性、收缩性等归为粘性土的物理力学性质,因其受强力束缚,活动范围极为有限,对岩土的动态水理性质影响较小。 3、全面了解地下水引起的岩土工程危害 地下水引起的岩土工程危害,主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的。 地下水位变化可由天然因素或人为因素引起,但不管什么原因,当地下水位的变化达到一定程度时,都会对岩土工程造成危害,地下水位变化引起危害又可分为三种方式: (1)水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的,其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状;水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响,有时往往是几种因素的综合结果。 ①土壤沼泽化、盐渍化,岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。 ②斜坡、河岸等岩土产生滑移、崩塌等不良地质现象。 ③一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。 ④引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂、管涌等现象。 ⑤地下洞室充水淹没,基础上浮、建筑物失稳。 (2)地下水位下降引起的岩土工程危害。地下水位的降低多是由于人为因素造成的,如集中大量抽取地下水、采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝、修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降,常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题,对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。 (3)地下水频繁升降对岩土工程造成的危害。 地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形,当地下水升降频繁时,不仅使岩土的膨胀收缩变形往复,而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大,进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。 地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱,一般不会造成什么危害,但在人为工程活动中由于改变了地下水天然动力平衡条件,在移动的动水压力作用下,往往会引起一些严重的岩土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。流砂、管涌、基坑突涌的形成条件和防治措施在有关的工程地质文献中已有较详细的论述,这里不再重复。 水文地质工作在建筑物持力层选择、基础设计、工程地质灾害防治等方面都起着重要的作用,随着工程勘察的发展,其必将受到越来越广泛的重视,切实做好水文地质工作将对勘察水平的提高起着极大的推动作用。 工程勘察论文:浅谈强化岩土工程勘察的措施与手段 摘要:本文仅就岩土工程勘察存在的问题进行分析,并提出相应的措施,旨在提高岩土工程勘察的质量,为地基处理和施工提供准确、详细的工程地质资料和技术参数。 关键词:岩土工程 勘察 措施手段 0 引言 岩土工程勘察在快速的发展过程中,不论是在体制还是在勘察方法、计算机辅助软件、勘察报告编制等各方面工作都有了长足的进步,并且还在在不断优化中。岩土工程勘察工作研究的主要对象是地基和基础以及地下工程的关系。由于地基土是因地而异的,在接受一项岩土工程勘察任务时,必须明确该工程的主要技术矛盾是什么,需要解决哪些主要技术间题。在对设计意图和设计要求以及建筑物荷载情况了如指掌的情况下,在岩土工程勘察实施过程中,根据工程的具体情况,就基础及地下工程的设计、施工过程中可能遇到的问题,给以充分的论证和分析,最终提出经济合理、技术可行的解决方案。只有这样,岩土工程勘察才能提高勘察成果质量,才能有较大的市场。 1 岩土工程勘察的方法 1.1 工程地质测绘。工程地质测绘是岩土工程勘察的基础工作,一般在勘察的初期阶段进行。这一方法的本质是运用地质、工程地质理论,对地面的地质现象进行观察和描述,分析其性质和规律,并藉以推断地下地质情况,为勘探、测试工作等其他勘察方法提供依据。在地形地貌和地质条件较复杂的场地,必须进行工程地质测绘但对地形平坦、地质条件简单且较狭小的场地,则可采用调查代替工程地质绘。工程地质测绘是认识场地工程地质条件最经济、最有效的方法,高质量的测绘工作能相当准确地推断地下地质情况,起到有效地指导其他勘察方法的作用。 1.2 勘探与取样。勘探工作包括物探、钻探和坑探等各种方法。它是被用来调查地下地质情况的并且可利用勘探工程取样进行原位测试和监测。应根据勘察目的及岩土的特性选用上述各种勘探方法。物探是一种间接的勘探手段,它的优点是较之钻探和坑探轻便、经济而迅速,能够及时解决工程地质测绘中难于推断而又急待了解的地下地质情况,所以常常与测绘工作配合使用。它又可作为钻探和坑探的先行或辅助手段。但是,物探成果判释往往具多解性,方法的使用又受地形条件等的限制,其成果需用勘探工程来验证。钻探和坑探也称勘探工程,均是直接勘探手段,能可靠地了解地下地质情况,在岩土工程勘察中是必不可少的。其中钻探工作使用最为广泛,可根据地层类别和勘察要求选用不同的钻探方法。当钻探方法难以查明地下地质情况时,可采用坑探方法。坑探工程的类型较多,应根据勘察要求选用。勘探工程一般都需要动用机械和动力设备,耗费人力、物力较多,有些勘探工程施工周期又较长,而且受到许多条件的限制。因此使用这种方法时应具有经济观点,布置勘探工程需要以工程地质测绘和物探成果为依据,切避盲目性和随意性。 1.3 原位测试与室内试验。原位测试与室内试验的主要目的, 是为岩土工程问题分析评价提供所需的技术参数,包括岩土的物性指标、强度参数、固结变形特性参数、渗透性参数和应力、应变时间关系的参数等。原位测试一般都藉助于勘探工程进行,是详细勘察阶段主要的一种勘察方法。原位测试的优点是试样不脱离原来的环境,基本上在原位应力条件下进行试验所测定的岩土体尺寸大,能反映宏观结构对岩土性质的影响,代表性好。试验周期较短,效率高尤其对难以采样的岩土层仍能通过试验评定其工程性质。缺点是试验时的应力路径难以控制、边界条件也较复杂有些试验耗费人力、物力较多,不可能大量进行。室内试验的优点是试验条件比较容易控制边界条件明确,应力应变条件可以控制等入可以大量取样。 1.4 现场检验与监侧。现场检验与监测的主要目的在于保证工程质量和安全,提高工程效益。现场检验的涵义,包括施工阶段对先前岩土工程勘察成果的验证核查以及岩土工程施工监理和质量控制。现场监朋则主要包含施工作用和各类荷载对岩土反应性状的监测、施工和运营中的结构物监测和对环境影响的监测等方面。检验与监测所获取的资料,可以反求出某些工程技术参数,井以此为依据及时修正设计,使之在技术和经济方面优化。 2 岩土工程勘察常见的问题 2.1 勘察质量不高。目前许多勘察单位已实行企业化,由原来的行政拨款改为自负盈亏,勘察任务也由原来的上级下达改为单位自找。于是,有的勘察单位为了眼前利益,放松了对勘察质量的管理,造成勘察成果质量下降。主要表现有:第一,由于勘察工作量不足,为了能争取任务,只好压低预算价,但又要利润,就减少工作量,该做的项目不做或者少做;其次,是钻探、测试及取样不符合规范要求,现场勘察时,为了抢速度,钻探取样不执行规范,往往是2~3m才提一次钻,结果往往造成分层位置不准确,或漏掉一些特殊的地质现象,如薄的软弱透镜体,小裂隙等。此外取样时,有的不用取样器,而直接从岩芯管中取原状土样。更有甚的是个别单位原位测试时,现场只做少量几个,其余的照此编造了事。 2.2 勘察纲要编制不完整。部分单位勘察纲要内容不完整,甚至未经审核审定就施工。也没有勘探点平面布置图。个别单位甚至无勘察纲要。责任人签名或仪器编号填写不全。如室内土工试验、野外施工记录、静探试验记录缺责任者签名及试验日期,缺乏可追溯性,部分漏签、部分自动记录静探数据无责任人签名。不少单位对勘察原始资料的校审未真正落到实处少数单位原始资料归档制度不完善,有的原始资料缺失。 2.3 忽视生态环境的论证。一些勘察单位对岩土工程设计、施工论证不足,其结果是导致灾难性后果。如建筑场地四面紧邻高层建筑物或马路,对于这种建筑场地,岩土工程勘察时,除了按高层建筑岩土工程勘察规定的一般要求进行外,还应重点论证工程施工及运营时对周围环境的影响,但勘察报告中常常忽略这方面的工作,致使无法满足岩土工程施工及设计的要求。基坑开挖时使用的很多技术手段很难取得预期效果,反而造成很大的经济损失。 3 强化岩土工程勘察的措施 3.1 严格执行建设程序、规范市场行为、推行全程化监理科学的建设程序应当遵循“先勘察、后设计、再施工”的原则。不按原则办事,必然会受到自然规律的惩罚。一方面必须仰仗政府主管部门按国家的法律、法规,对项目招投标和实施过程中的行为主体进行全面有效的监督管理,另一方面应积极推行工程监理全程化,采用事前、事中、事后控制相结合的方法,最大限度地避免不当行为的发生,保证勘察质量和投资效益最大化。 3.2 严格市场准入、尽快实施注册土木工程师制度,加强相关人员培训经过近年勘察设计资质换证,对勘察设计单位进行了一定的清理整顿,对规范市场起到了一定的作用。但应该清醒地看到,我国的勘察资质门槛很低,尤其是打破行业壁垒后不同行业间的衔接过渡尚未完成,以高级工程师的数量来衡量技术水平不能如实反映勘察企业的技术实力。建议尽快实施注册土木工程师制度,通过采用企业资质和个人执业资质双重控制来规范勘察市场、促进勘察技术水平的提高。 3.3 加强勘察设计单位的质量认证,健全质量管理iso9001∶2000质量管理体系确立了以过程模式作为标准的结构。勘察设计企业应通过有效应量管理体系的要求,运用过程方法,采用pdca循环进行岩土工程勘察的实施和管理,持续改进。提高勘察设计的能力,增加顾客的满意程度。 3.4 采用先进的岩土工程勘察技术 在岩土工程勘测中,为了避免勘探点布置的随意性,可使用克里格法。在岩土工程分析评价中,为提高精确度,可使用多道瞬态面波勘探技术和高密度点法。岩土工程勘测中,为了准确确定地基承载力特征值,可使用回归分析。岩土工程勘测资料的整理中,为了保证成果的正确性,应使用计算机进行处理。 工程勘察论文:岩土工程勘察现场控制管理研究 摘要:建设单位作为岩土工程勘察现场控制管理的主导方,勘察资料的准确性及真实性主要通过现场作业的结果来体现,控制好现场勘探作业、取样作业、原位测试作业及其他现场试验作业,就会有优秀的勘察成果。文章主要阐述厦门新机场航站区详细勘察工作,建设单位的现场管控手段及效果。 关键词:工程勘察;现场控制;管理 1工程概况 厦门新机场航站区工程的详细勘察工作划分为两个标段实施,I标段勘察范围主要为T1航站楼、楼前高架桥和南北运控大楼,II标段勘察范围主要为停车楼、GTC和旅客过夜用房。I标段因填海造地及地基处理进度不同分阶段分区域实施。第一阶段勘察范围为T1航站楼主楼及楼前高架桥,共321个钻孔;第二阶段勘察范围为B、C、D、E区指廊及南北运控大楼,共482个钻孔。 2勘察工作 2.1勘察进度控制 新机场航站区工程原计划在2017年3月桩基开工,勘察招标在2016年11月才完成。招标结束后,建设单位第一时间组织勘察单位现场踏勘并及时审核勘察纲要,对勘察进度计划进行充分详细的编制,对投入的机械数量严格要求。本次现场勘察作业在建设单位的组织下,合理安排人员、机械数量。建设单位要求对现场施工机械进行定期检查,确保性能完好的施工机械数量符合合同规定。增加履带式钻机以减少机台搬运时间、根据不同地质情况分别采用泥浆护壁与套管护壁以减少塌孔、关注极端天气预报合理调整进度安排等措施有效提高施工效率,保障进度计划顺利实施。工程内业资料整理根据野外作业完成的工作量及室内试验结果及时编制,并第一时间送至设计单位,对主楼的桩基设计提供准确的数据,勘察进度在业主有效的管控下满足整个工程的需要。 2.2勘察质量控制 (1)样板段。建设单位反复修改和论证勘察方案及纲要。建设单位对勘察的质量提出要求,并制定样板标准,首先要求勘察单位根据样板段交底要求实施5个样板孔的勘察作业,并全程摄像,建设单位全过程跟踪分析、提出作业要求和优化意见,通过整改、验收形成标准样板,并制定《勘察作业管理样板标准》,以规范后续勘察作业和管理工作。(2)钻探质量控制。严格按照样板段钻探标准进行质量管理,建设单位及勘察单位技术人员全程跟踪,纠正不合理钻探操作,保证钻探的真实性及钻探质量,严格要求钻探机组对岩芯的钻取必须全断面取芯,岩芯采取率不得低于规范要求;并岩芯按1m一排摆放整齐,并标示取样、标贯位置。(3)原位测试质量控制。主要控制标贯数量与间距。严格按《勘察纲要》及样板段的标准执行:在砂层中间距为1.5m,在粉质粘土、残积土及全风化层中间距为2.0~3.0m。钻机机组对标贯试验积极性较低,常漏打、少打,针对于此,建设单位会同勘察单位对现场加强巡视、跟踪,督促机组人员做好每一次标贯试验。控制静力触探试验的质量,为了保证探头的精准度,未经过计量部门标定的探头不能使用。试验时,要求静力触探机安装平稳,触探前将触探头的电缆线一次穿入需用的全部触探杆。探头要求匀速垂直压入地面,并严格控制贯入速度。场地内为填海造地场地,场内有分布大量的淤泥及淤泥质土,因此十字板剪切试验也是本次勘察质量控制的重点。我们主要控制控制十字板头插入钻孔底的深度、扭转剪切速率。(4)取样质量控制。严格控制软土层,试样采用敞口式活塞薄壁取土器配合钻机以静压法采取;一般粘性土、残积砂质粘性土试样采用厚壁取土器配合钻机以重锤少击法采取;填砂、中砂、碎裂状强风化花岗岩、中-微风化花岗岩试样通过岩芯管采取;地下水试样于钻孔内采取,场地土试样于场地内获取。全程跟踪原状土样取出的蜡封及运输,直至试验室。 3管理工作 3.1工程计量控制管理 建设单位会同勘察单位项目部负责所有钻孔的终孔验收工作,对每个钻孔的提杆过程进行旁站和见证,对余尺和杆长进行计量和记录。勘察单位技术员负责提杆和量杆全过程视频记录。有效杜绝了工人谎报或多计量,保证了钻孔深度和土层分层的真实性和准确性。所有勘察外业工作量确认必须要有至少两名建设单位人员签字方可有效,并配有视频或图像记录。 3.2安全文明施工管理 厦门新机场工程是国家重点工程,它的社会关注度高,定期或不定期均有社会及政府相关人员对其进行监督,因此项目虽然处于勘察阶段,但场地内的安全文明施工形象要求较高。采取的安全文明施工:施工现场为填海造地,为配合省、市领导现场检查、调研工作提供方便,建设单位要求勘察单位严格按省市安全文明工地标准开工前在现场搭建了办公室、会议室、移动厕所、观景平台、围挡等临时设施;项目部严格按照国标《岩土工程勘察安全规范》、《建设工程勘察安全规程》对勘察单位进行了安全文明交底,并要求勘察单位建立安全管理制度、安全巡查小组。施工前,建设单位督促勘察单位对钻探施工人员进行岗前安全教育、技术交底,并对设备、仪器和工具进行全面检查,从源头处杜绝安全隐患;检查现场施工人员的安全帽、操作手套、施工临时围挡、钻机架立稳固度,并不定时联合详勘单位对现场安全情况进行抽查,发现问题之后督促其整改完善。 3.3建立会议管理及内业管理制度 主要内容:①每周一下午召开工地现场生产例会;②根据工程需要,现场出现各种异常情况及时召开质量、技术、变更等专题讨论会议;③建立内业资料管理制度。要求详勘单位与我司项目部均按我司规定的档案资料清单建立规范的内业档案资料,存放于现场办公室专门的资料柜,定期检查。 3.4现场控制效果 通过控制勘察现场,使勘察内业资料整理更具有准确性及真实性,对桩基础的选型及设计提供了更加准确的参数,并有效的加快了桩基工程前期设计工作的进度,为今后的桩基施工节约了时间和工程造价。场地内有效的探明了散体状强风化花岗岩残留体、碎裂状强风化花岗岩残留体的分布情况,对沉管灌注桩的沉桩有一定影响,勘察报告建议设计先采取引孔或补桩等方法处理,避免今后桩基施工再次出现异常情况而增加工程量,节约桩基工程造价。现场控制的效果多次获得上级部门的好评。 4结束语 现场勘察管理工作通常围绕质量、进度、成本和安全施工几个方面展开,但需认识和分清建设方、勘察方及设计方等参建单位的工作职责,并充分发挥各方优势,共同为项目服务,使项目增值。正是有了建设单位对本工程前期准备及勘察过程的一系列管理措施,才有效保证了勘察工程按预期目标顺利完成。总之,优秀得工程必须要参建各方负责、高效、更好的参与才能实现。 作者:方巍 单位:福建兆翔机场建设有限公司 工程勘察论文:岩土工程勘察中水文地质勘察的地位 摘要:水文地质勘查在岩土工程建设的项目中占居着非常重要的地位,尤其是在对岩土工程的勘察过程当中水文地质指标参数,其会直接的影响到整体岩土工程的施工质量。文章重点研究分析了水文地质勘查过程中岩土工程勘察的重要地位,而且详细的分析了其占居的重要意义,并且具体的论述了水文地质勘查的具体内容。 关键词:岩土工程勘察;水文地质勘查;地位;内容 岩土工程勘察不但包括岩土的物质勘察,也包括水文地质勘察。其发挥着在建筑领域的重要性指导的作用,其中的水文地质勘查在岩土工程勘察中也是非常重要的环节之一。 1水文地质勘查的概念 作为岩土工程勘察中主要构成环节的水文地质勘查,重点研究水文地质在工程建设中所起到的影响作用。重点是在前期的水文地质数据作为基础之下,采用合理的比例进行有效的科学验证,采用先进的科学仪器及勘察技术对水文地质的各项指标作出详细的分析研究,比对出影响水文地质勘查的各种因素,并对水文地质的每个参数变量作出其对整个岩土工程的影响范围。 2岩土工程勘察中水文地质勘查的地位 2.1水文地质勘查影响建筑的基础埋深 地基的埋深程度和水文地质的情况紧密相关,地基根据水文地质前期的每个参数进行分析后才掌握其深浅的数据,然后划分地基埋深的最付款范围。对水文地质的动态数据了解全面后,再通过结合施工现场的实际环境,对建筑物作出埋深尽寸的合理判断。岩土工程的实际施工设计当中要对静态地下水位作出准确的勘察。通常的情况下,建筑物埋深的标准是在地下水位之上,也有一些比较特殊的建筑工程地下水位比较高,这就需要地基的基础埋深要符合其区间范围的要求,其建筑物埋深的位置标准要在地下水位之下,在施工的前期,可以使用先进的技术来降低其水位,从而保证地下水的深度不会影响到埋深的位置。另外,地下水流会影响到土壤的软硬程度,这样岩石层就会也现软化的现象从而出现岩石干裂,这对地基的埋深影响非常大,所以必须要保证埋深处于岩石层之上。 2.2建筑工程的质量受水文地质影响 许多因素都会直接影响地下水位,从而产生水位或高或低出现不稳定的水文现象。建筑工程中水位的高或低都会直接影响其发展。细致研究发现,所有的土壤中都含有酸碱,其只有保持平衡,土壤才会相对的稳定并保持其坚硬度,但是水位出现上升时就打破了岩石的平衡,同时地下水中含有的盐性物质可以腐蚀建筑材料,这样就会降低建筑物基础的承载能力。同样的如果水位上升也可以使暗河产生积水的现象,建筑材料会非常容易的产生裂缝,这样安全上就产生了严重的问题。 2.3建筑工程支护效果受水文地质影响 处于良性循环的地下水动力循环,受到地质以及自然条件的干预下,一直处于平衡的水动力循环状态,如果受到人为因素,平衡的状态将无法保持,建筑工程也随之出现了一系列的问题,其中包括工程的安全性以及稳定性。比如,现阶段我国人口不断的增长,使得土地的开发也出现了局限性,同时制约了土地的使用权限,所以采用的解决办法就是建造更多的高层楼房。楼层越高其地基就需要更加的埋深,其中位低水位的方法就是直线开挖或抽水,这样就人为的破环了地下水动力。从而改变了地下水处于的地质环境,岩层也随之出现了空心现象,大大的降低了岩土工程后期建设的整体质量,同时也降低了建筑物的使用寿命。 3岩土工程勘察中水文地质勘查的内容 3.1自然地理条件 影响勘察的重要因素就是自然的地理条件。岩土工程勘察中最主要的内容就是对自然地理条件的客观勘察,从而使水文地质勘查项目能够有序的进行奠定前期基础保障。其自然地理条件的勘察内容包括的范围比较广泛,涉及的层面也比较大,其中包括地形地貌、气候及水文等。 3.2地质环境 地质环境的勘察是水文地质勘察中的主要勘察内容,其构成的内容主要包括岩石的性质和地质的特征以及基底的构造等等,探索研究岩土工程地处区域中的地质环境,探索研究岩层在水作用情况下其能承受的抗压能力,同时对岩层所受到的腐蚀程度进行详细的测定,同时作出对岩土工程建筑物的耐久程度的具体且有效的判断。 3.3地下水位的具体情况 岩土工程中地下水位对其影响非常大,建筑物地基是否稳定坚固水位起着决定性的作用,因此水文勘察内容的重点之一就是地下水位。另外,水文勘察内容还包括水位变化的情况以及水位上升与下降的特点,岩石环境范围内的水补充作用,同时分析研究地下水在岩土中的排泄是否正常,在历史方面也需要进行仔细勘察其特点,通过仔细的研究分析,掌握历史高低水位产生的主要原因。岩石层面上的物质中其性质都各有不同之处,而地下水蕴藏的多少也各不相同,其中水文勘察的内容就包括了水的流速以及水的类型两个方面。分析研究动态水位,这在岩土工程中基底的调整上具有非常重要的指导性作用,及时有效的调整及改进基底。与此同时勘察地下水的过程当中,可以用不同的测定方法来对地质水系进行合理有效的测定,例如可以采用探井和钻孔等一些方法进行水位上的测定;另外在进行水位的测定同时要注意时效性的测定,其必须要在静止的地下水位条件下进行一定时间的测定,探索出地下水的渗透情况及其存在的状态。 3.4含水层以及隔水层的情况 水文勘察内容关键环节之一就是含水层及隔水层,建筑物地基结构的层次及稳固程度受其直接的影响。勘察隔水层及含水层的内容重点包括以下方面:每一个含水层的埋深水位与其条件,其中主要的水层水位的具体情况和水层厚度的具体分布情况,每一个水层的地下水类型以及其水流的方向,水流的速度和水位动太的具体情况。进行地质水文勘察的过程当中,首先要考虑到岩土工程中建筑材料对于水的敏感程度后,通过结合现代科学合理的应用地下水的渗透系数,同施工现场的具体地理环境相结合,认真仔细的研究出每一个水层对建筑材料所能够腐蚀的情况,然后再进行岩土工程的材料设计。 4结束语 岩土工程勘察的重要组成部分就是水文地质勘查,同时岩土工程建设过程当中的安全性以及质量都受勘查质量高低的直接影响。因此,地质勘察人员必须要掌握水文地质勘查的具体内容及其地位,为水文地质勘察工作能够有效的实施奠定基础。 作者:王广开 单位:武汉地质工程勘察院 工程勘察论文:复杂地质条件下岩土工程勘察的实践 摘要:本文仔细研究分析了在复杂的地质条件下关于岩土工程勘察的实践与研究,通过这个研究,简要概述了岩土工程勘察重要性和复杂地形地质条件下岩土工程勘察中出现的问题,在最后也对复杂地质条件下岩石工程勘察的技术进行了分析,希望为相关领域及相关人士提供借鉴。 关键词:复杂地质;岩土;工程勘察;实践与研究 由于国民经济的快速发展,国家的工程迎来了发展机遇,同时也面临着挑战,因为我国的地形多以山地丘陵为主,地质比较复杂且多样化,要想在复杂的地形条件下进行工程的建设是比较艰难的,这无疑给工程建设单位提出了更高的要求,在施工的过程中,有一些地形复杂的地区容易发生事故,因此,为了更好的保障人们以及施工人员的生命财产安全,在施工前以及施工过程中都进行岩土工程勘察是极有必要的。除此之外,由于岩土工程勘察工作的好坏会直接影响工程的质量,所以能否有效的做好岩土工程勘察是一项基础性工作并且具有决定性作用。勘察数据将直接影响着工程进度和工程质量,数据的偏差时常会发生,在岩土工程勘察工作中存在一些难以避免的状况,但是好在这种问题是可以通过使用新科技新技术避免的,随着新工程的发展以及岩土工程勘察技术的完善已经被越来越多的行业所使用[1]。所以本文通过分析关于复杂地质条件下岩土工程勘察的实践与研究对其长远发展具有深远的影响。 1简述复杂地质条件 从当前的岩土工程勘察标准来看,如果从地质条件来进行划分的话,一共可以分为三个等级,分别为三级、二级以及一级。三级是这三类里面最为简单的,一般是指勘察地区的岩土种类相对比较单一,也没有明显的性质变化,同时它也不会受地下水的影响;而二级地质条件属于普遍的类型,主要是指勘察地区的岩土种类较多,存在一定的性质变化,且工程开展在一定程度上受地下水影响,但是有办法进行化解;与其他两类地质条件不同的是就是一级地质条件,也就是复杂的地质条件,它的一般特征表现为地质灾害发育强烈;地形与地貌类型复杂。地质构造也相对复杂,它的岩土性质与外貌形态都有比较明显的变化,岩土体工程地质性质不良;它的地质与水文条件都不好,并且受人类活动的影响较大,加上本身就有的多年冻土、湿陷性、膨胀性、盐渍性岩土,所以处理难度较大并且需要经过特殊处理。而在复杂地质条件下进行岩土工程勘察主要需要做的是:首先要去搜寻与勘察地区相关的资料,包括气温、冻土层深度、地温、降雨量等气候状况,然后再把找到的资料进行整理,继而进行研究分析该区域的土质构成和下伏土层的分布区域、土层性质以及形成原因等;除此之外,还要检查该区域的地下水类型,仔细研究当地植被生长状况等[2]。 2岩土工程勘察重要性 岩体工程勘察对整个工程建设具有关键性作用,因此,在进行工程施工前进行岩体工程勘察工作是非常有必要的,它的重要性主要存在于以下几个方面:①区域的水文情况。在工程建设前调查好区域周边水文地质状况可以更好的分析工程情况,可以更好的判断区域周边的水文情况是否会影响工程施工或者对施工会造成多大的影响,继而更好的为工程建设提供参考并考虑其可行性。②区域的地下情况。由于岩土工程勘察可以探测到工程区域周边的地下存在的各种物质,从而更好的判断这些地下的物质是否会给工程建设造成副作用,如果结果是显示是有影响,那么就要提前采取措施,制定相应的解决方案,避免给工程施工造成更多的困扰。③区域的数据收集。对勘察地区的地形地貌进行研究,得出并记录下相关的数据,继而进行仔细分析,然后得出施工区域的地质变化情况,这样可以更好的为工程施工及时的提供相关的参考资料。④区域的施工可行度。进行岩土工程勘察是建立在工程建设区域的周边岩土参数基础上,在这个基础上再与施工的其它要求相结合,为工程的施工可行度提供参考建议,减少不良影响的发生[3]。在施工前期与施工过程中进行岩土工程勘察可以更好的把握工程区域周边的影响因素以及各种地质灾害情况,这样就能在工程建设初期建立相应的解决措施,避免一些影响施工的因素的发生[4]。 3复杂地形地质条件下岩土工程勘察存在的问题分析 3.1野外勘探工作不到位 在岩土工程勘察的过程中,经常会发生由于没有深入和明确的了解勘探区地层以及工程结构和功能,经常会出现一些问题:①勘探点间距和深度问题。一些施工人员在实际勘察过程中没有按照相关的标准进行加密勘探点,加之现场记录人员工作记录不仔细,比较随意,所以经常会发生相邻两个勘探点之间地层相差过大的情况;除此之外,由于事先对勘察区域的岩土特性不了解,没有仔细分析岩土是属于哪一等级,所以在采集岩土时,由于受盐渍土、湿陷性土等特殊的岩土的因素所影响,导致地基等级发生变化,最后就会发生勘探点间距不合理的情况。②原位测试的问题。如果在勘察的过程中发生不规范的操作行为就会导致最终采集的数据不准确的情况,特别是在冬季与夏季,触探指标会出现更加明显的差距;除此之外,在使用标准贯入试验时,孔深和杆长的校正也会出现偏差,孔底存在残留和缩径,没有及时的发现标贯器以及下落到测试位置,这样就会使标贯击数出现严重偏差。③地下水位测试和试样采集问题。在进行地下水位的测量工作时,需要量测钻孔水位,如果对区域周边是否有滋出地下水的陡壁和抽水井的情况没有进行调查的话,就极有可能给地下水位的测量带来困扰。如果在数据的采集过程中不严格遵照相关的标准,就会很容易发生原状样密封不到位、高度不够以及数量不足的问题,从而导致含水量出现散失的状况。 3.2资料缺乏与报告不准 尽管当前国家已经对工程地质勘察工作引起重视,建设部门也在不断的完善自身的岩土工程勘察工作,但由于发展时间较短,仍然存在较多弊端,对各个区域的地质研究不够,经常会出现建设区域在进行施工过程中找不到相应的参考数据,继而导致工程不能正常进行。而岩土勘察工作的重要作用就是要提高有效的参考数据,建设单位需要根据岩土勘察工作提供的资料与数据来选择合适的基坑围护方式、基础形式以及相应的持力层,这样才能帮助施工单位可以更好的根据资料去编写施工计划与方案。除此之外,还有一个大的问题就是施工单位在进行岩土勘察工作后,它的勘察数据与实际情况存在很大的偏颇,因为很大一部分的岩土勘察人员比较随意,结论比较马虎,走形式。这给建设单位、施工工作造成了很大的困扰,在没有事实可以依据的前提下,很多的施工计划方案完全没有参考工程的勘察报告。 4岩土工程勘察技术在复杂地形中的应用措施 4.1加强管理监督 由上可知,因为工程勘察工作发展时间较短,所以要想有效的规避上述工程勘察中出现的问题,首先就是要对复杂地质条件下岩土工程勘察的工作人员加大管理力度,加强监督力度和频率。管理人员还要努力向优秀的单位进行学习以不断完善自身。除此之外,由于工程勘察工作的性质是多变的,所以管理人员不仅仅是根据规章办事,还要懂得变通,根据实际情况处理突发事件。也不仅是完善岩土工程勘察监督机制,还要把责任分配到个人头上,这样出现问题就不会产生纠纷。监督管理人员还要定期去到施工区域进行监督,只有自己亲自了解清楚施工情况,才能有助于在施工时做出更正确的选择,另外,监督人员还应对土地资源进行规划,制定出一套科学有效的实施方案。 4.2采用创新先进的岩土工程勘察技术 由于复杂的地质条件一般为粉细砂状态相对比较松散,如果直接进行施工,就会导致上覆建筑结构后期运行存在严重的安全隐患。因此,为了更好的保障施工安全与质量,在复杂地质条件下进行岩土工程勘察工作时需要对区域地基进行适当的处理再施工[5]。如果可以在岩土工程勘察中引进先进的勘察新技术,提高勘察水平,在处理勘察点布置的随意性问题时就可以对勘察点进行勘察时采用克里格法;在对岩土工程分析评价的过程中,要想更好的提高精确度,可以利用多道瞬态面波勘察技术和高密度点法;为了对地基承载力的特征值进行准确的确定,可以采用回归分析法;整理岩土工程勘察资料的过程中,为了提高结果的准确性,使用计算机是一种行之有效的方法。 5结语 在进行复杂地质条件下的工程勘察工作中,需要使用更先进的技术,同时勘察的工作人员还要提高自身的专业水平与专业知识,全身心的投入到勘察工作中。充分了解自己工作的重要性,保证工程的安全与质量,以期促进工程建设的可持续发展。 作者:王飞 单位:广西壮族自治区三一〇核地质大队 工程勘察论文:岩土工程勘察基础地质运用 摘要:改革开放以来,我国经济的快速发展为科技的发展提供了坚实的物质保障,岩土工程勘查技术的快速发展推动了工程地质勘察的发展。在进行实际勘察的过程中,随着基础地质技术在岩土工程勘察中的应用,使得岩土工程的勘察质量和施工质量都得到了大幅度的提升。本文对基础地质和岩土工程勘察概况进行分析,对岩土工程勘察中基础地质应用技术进行叙述,研究了基础地质在岩土工程勘察中的应用,为岩土工程勘察工作的顺利进行提供了一些建议。 关键词:基础地质;岩土工程勘察;应用 1引言 经济社会的发展不可避免的要进行各种工程施工,而在工程项目进行施工之前必须要对岩土工程进行勘察。通过对岩土工程的地质进行勘察,才能够获得施工地区的地形环境和水文环境资料,从而保证工程施工的顺利进行,提高施工方案的科学性和合理性。基础地质技术在岩土工程勘察中起到了至关重要的作用,提升了岩土工程勘察的质量,确保了工程施工的顺利进行。 2岩土工程勘察中基础地质应用技术 2.1钻探技术 在岩土工程勘察中,运用钻探技术对地下岩层和土壤进行勘察,可以对工程建设的地下岩层和土壤等信息进行了解,有利于工程的顺利开展。在进行钻探之前,要根据勘察现场的地形地貌等实际情况对地层土质进行初步了解,选择合理的钻探方法和设备。 2.2槽探技术 在地形情况较为复杂,例如陡坡、险道和悬崖峭壁等地区,无法运用钻探技术进行勘察,一般选择槽探技术进行岩土工程勘察。运用该种技术,可以使勘察人员直接到工程内部对勘察内容进行观测和取样,有利于获取一手的勘查数据信息,从而使勘测人员获得更准确和丰富的信息,保证后续施工的顺利进行。 2.3地探技术 地探技术对需要的技术仪器和操作水平都具有较高的要求,因此要根据地探技术的种类选择合理的技术仪器。地探技术分为物理探测和化学探测两种,探测的主要内容包括:土层岩土波速、电阻率、辐射参数、弹性动态和循环性以及土壤的金属含量等。根据不同地质在测试仪器中的不同反应,对该区域的实际地质情况进行查明,具有较高的精确性和技术性。 3基础地质在岩土工程勘察应用中存在的问题 3.1对岩土勘察认识不足 野外地质勘查是获取一手资料信息的有效途径,有利于提高室内勘察报告的质量,为建筑工程的整体质量奠定了基础。但是,在我国目前的岩土工程勘察中,勘察人员由于缺乏对野外地质勘查工作的认识,并不重视野外勘查工作的开展,仅仅将野外勘察工作作为一项任务,并不指派专业的勘察人员进行。导致野外勘查工作的质量不高,数据信息等资料不准确,造成了资源的浪费。由于勘察人员对岩土工程勘察的认识不足,导致勘查技术的选择也较为不合理,勘查工作的质量得不到保障,增加了后期施工的安全隐患。 3.2岩土工程勘察不规范 目前,我国的岩土工程勘察工作的相关规范还不完善,勘察的流程和环节还不明确,导致在进行实际的勘查工作时,一些工作人员的操作不科学,并不能按照相关流程进行,导致岩土工程勘察的结果不准确,影响勘查工作的质量。另外,一些管理人员对岩土工程勘察的认识也不够,使得监督工作的开展没有落到实处,管理效率较低,使得勘察报告中的信息数据不准确,不能为后期的施工提供科学合理的依据。我国的岩土工程勘察工作中只有部分人具有专业的知识和技能,大部分勘察人员的工作能力和工作经验都不足,导致勘查结果的准确性得不到保障,岩土工程勘察工作的价值得不到有效的发挥。 3.3室内测试结果不准确 岩土工程勘察工作中应该根据实际情况选择合理的室内测试形式,将岩土样品及时的送达,按照相关标准和操作要求进行室内测试实验,保证室内测试的及时性和准确性。但是由于目前的室内测试实际操作过程中,一些工作人员,并没有认识到岩土样品及时性送到的重要性,土壤样品得不到良好的保存,导致经常发生室内测试的结果不准确的情况,从而导致工程的施工设计出现问题,对建筑工程的整体质量带来不利的影响。 4基础地质在岩土工程勘察中的应用 4.1在野外勘察中的应用 野外勘查是岩土工程勘察中的重要环节,通过野外勘察,对岩土工程的整体情况进行探测和收集,通过对这些信息的研究和分析,对该地区的地质和岩层分布情况进行总结,为工程施工提供依据。在进行野外勘查时,要注重以下几点:①要对勘察工作进行分层,对探测到的信息根据所分的层次进行记录,保证信息的完整性和准确性;②在利用钻机进行钻孔勘探时,应该对钻孔进行集中勘探,记录勘察的结果;③在进行原位测试时,应该严格根据相关规定的标准和流程进行。进行静力触探试验时,为了降低零漂现象的发生概率,减少试验所受的外界干扰,应该确定好探测的深度,并及时的记录温差情况。在进行标准贯入试验时,根据规范校正杆长和钻孔深度,确定具体测试位置,对标准贯入下降情况进行检测,保证贯入到勘测的软层中,确保勘查数据的完整性和准确性。 4.2在资料收集中的应用 在进行岩土工程勘察时,由于不同工程的岩土情况也各不相同,且一些岩土结构较为复杂,所以,很难通过短时间的勘察获得所需的数据信息。因此,为了保证工程的顺利开展,必须通过岩土工程勘察搜集与地质相关的信息。在勘察后期的搜集资料是为了保证勘察工作的准确性,避免由于勘察错误影响施工的质量。因此,资料搜集是岩土工程勘察工作中的重要内容,是对基础地质技术勘察的补充和完善。例如,在野外勘察工作的后期,应该对基础地质进行划分,搜集勘察后的相关地质资料。由于在进行野外勘察时,是多台钻机同时进行勘查工作的,因此,应该安排专门的人员进行资料搜集工作。在进行静力触探试验时,温差的大小对触探指标将会造成一定的影响,通过分析后期的地质资料,排除其中不确定的因素,对其中的软土信息进行确定,避免后期施工中出现岩土坍塌和变形。 4.3在室内测试中的应用 在进行室内测试时,为了避免因为样品放置时间过长而导致的样本性能变化,因此应该在获得样本的最短时间内对样本进行测试。现阶段,我国在进行原位测试时还存在压力值不标准和数据重复、冲突等情况,为了解决这些问题,在进行室内测试时,应该严格按照相关标准进行,不断的提升室内测试的准确性,降低岩土工程勘察的成本。根据实际的岩土结构和性质,选择合理的采样设备。例如,收集硬质岩土采用单动或双动二重管区取土器,收集软土样本采用薄壁取土器,在进行样本的收集时,应该保证岩土样本的完整性。因为不同的岩土具有不同的性质,在进行室内测试时要充分的考虑岩土的性质。例如,软土的抗压力较低,含水量较高,在进行测试时应该充分考虑这两个性质;黏土的测试应该考虑黏粒含量对测试结果的影响。在进行剪切时,应该将渗透系数控制在6~10cm/s以下,进行快剪试验。表1为某工程基础地质工作内容表。 5结束语 我国土建工程的快速发展促使岩土工程勘察技术得到了较大的提升,但是,现阶段我国基础地质在岩土工程勘察应用中还存在一些问题,必须对相关问题进行分析和解决,以促进基础地质技术的不断完善和岩土工程勘察的顺利开展。在进行实际的岩土工程勘察时,应该根据勘察地区的地形地貌等实际情况,选择合理的勘查技术和勘查设备,提高岩土工程勘察工作的效率,保证勘察数据的真实性和准确性,为工程项目的顺利开展提供准确的信息资料。 作者:曹彦彬 张英青 单位:贵州省建筑设计研究院有限责任公司 工程勘察论文:岩土工程勘察中的综合勘察技术应用 摘要:岩土工程勘察技术作为岩土工程勘察工作实施的重要载体,其技术应用的科学性与合理性成为现阶段岩土工程勘察研究的重点内容。基于此,本文以岩土工程勘探为研究对象,对综合勘察技术在岩土工程勘察中的运用进行了分析,以供参考。 关键词:岩土工程;岩土工程勘察;勘察技术 前言 岩土工程勘察作为工程项目建设前期的重点工作,其勘察结果的准确性、真实性对工程建设质量与安全具有直接影响作用。随着今年里我国岩土工程勘察工作的不断发展,岩土工程勘察技术得到创新发展,而如何科学应用勘察技术组织开展勘察活动,为工程建设施工提供准确指导,成为相关部门研究的重点课题。因此,本文结合笔者多年工作经验,对综合勘察技术在岩土工程勘察中的运用进行了如下分析,以期推动我国岩土工程勘察行业的优化发展。 1岩土工程勘察与岩土工程勘察技术 岩土工程勘察(GeotechnicalInvestigation)是基于岩土工程不断发展的基础上,依据工程建设需求,应用岩土工程勘察技术对工程项目施工所在场地的地质条件(包括地层结果、岩土性质、土质特征等等)以及环境特征进行勘探、分析与评价的工作[1]。岩土工程勘察工作的有效实施在一定程度上为工程建设项目提供了设计与施工的决定依据,对保证工程建设项目施工与运行的安全与稳定具有重要影响作用,是提升工程整体品质不可或缺的存在。由于岩土工程勘察工作的专业性、技术性、实践性较强,设计的理论知识相对较广,因此岩土工程勘察工作的实施存在一定的难度。加之随着近年来我国土木工程事业的不断发展,对岩土工程勘察工作提出了更高的要求,传统单一的岩土工程勘察技术(地层钻探)已经无法满足实际需求。在此背景下,实现综合勘察技术在不同工程项目建设中的科学应用已成为岩土工程勘察工作发展的必然需求,针对工程项目建设要求,实现岩土工程勘察技术的结合应用,如大地电磁场岩性检测技术、工程地质测绘技术、多瞬面波技术、原位测试技术等等,可实现对岩土工程现场地质情况的全方位勘察,为工程项目建设提供全面、真实、准确的勘测结果,提升岩土工程勘察工作质量与效率的同时,也促进了工程项目建设的优化发展。因此,研究综合勘察技术在岩土工程勘察中的运用具有重要现实意义。 2综合岩土工程勘察技术在岩土工程勘察中的运用 随着科学技术的创新与应用,岩土工程勘察技术呈现出多元化发展趋势,其中.工程地质测绘技术、勘探与取样技术、原地测试以及室内试验技术、高密度电阻率技术、横波反射技术、大地电磁场岩性检测技术、多瞬面波技术等在岩土工程勘察中得到广泛应用[2]。基于此,本文结合工程实例就,综合岩土工程勘察技术的运用进行了分析。 2.1工程概述 本文工程项目为3栋8层高的居民住在楼建筑,采用混凝土钢筋框架结构,基础设计为条形。依据《建筑地基基础设计规范》相关要求,地基基底负荷量需高于160kPa,根据相关条例,判定本该工程重要性在二级,地基复杂程度为二级。为保证建筑质量与安全,根据工程项目建设要求,在工程施工设计与建设前,应用综合岩土工程勘察技术对其施工所在地的地质情况进行勘察,对其岩土工程进行评价,用以为工程地基建设提供施工指导。 2.2综合岩土工程勘察技术的运用 根据工程施工场地情况以及工程建设需求,本文主要采用工程地质测绘技术、勘探技术、原地测试以及室内试验技术以及新型多瞬面波技术进行了岩土工程勘察。(1)工程地质测绘技术的运用。工程地质测绘技术是较为常见,也是应用作为广泛的岩土工程勘察技术。该技术主要侧重于对工程施工场地的地形、地貌进行测量,并通过数据分析研制岩土层存在的年限。与此同时,工程地质测绘技术可在一定程度上帮助岩土工程勘探工作人员根据地面情况的分析,为后续勘察技术的选用奠定基础。具有经济、准确、高效的优势。(2)勘探技术的应用。勘探技术是对钻探物等勘探方法的总称,侧重于地工程地下地质情况的勘察,并通过应用与之相关的勘探取样技术,实现取样分析,通过分析得出更为准确的数据,用以提升岩土工程勘察质量。与此同时,不同工程环境选用的勘探方法也不同,因此在应用勘探技术时,需注重具体情况具体分析,在保证工程经济性的基础上合理选择物探、钻探或坑探[3]。(3)原地测试以及室内试验技术的应用。在岩土工程勘察过程中国,为明确探知岩土工程的各物理指标与参数(包括地质强度指标、地下岩层结构指标、岩层固结变化参数以及地质渗透性参数等等)。基于现场环境下的原位测试技术,其工作周期相对较短,代表性较强,可实现对复杂岩土工程的高效勘察。但由于原位测试技术运用的投入资本(人力资本、物质资本等)较大,不适用与大面积的推广。因此,针对应力路径管控难,边界条件相对复杂的岩土工程勘察,则需选择室内试验法进行实践操作。(4)多瞬面波技术的应用。多瞬面波技术(图1)是基于现代技术应用而形成的新型岩土工程勘察技术,可在短时间内进行信息的高效收集与处理。其工作原理是借助不同介质中面波传播存在规律与变化,借助专业设备与仪器向地面发射面波,并通过感应器进行信号感应、收集、分析与处理,形成岩土工程勘察报告,用以体现地下岩土介质结构特征与地质条件,从而完成岩土工程勘察的工作目标,为工程项目建设设计与施工提供准确依据。 3结论 总而言之,岩土工程勘察是工程建设过程中不可或缺的存在,对提升工程建设质量,保障工程建设与运行的安全与稳定具有重要的影响作用。因此,在当今高度重视工程建设质量与安全的背景下,岩土工程勘察单位以及相关工作人员,应明确认知岩土工程勘察工作以及勘察技术科学应用的重要性,为保证勘察结果的准确、真实与全面,需依据技术应用特点,实现综合勘察技术的有效运用,从而提升岩土工程勘察工作整体质量,促进岩土工程勘察行业、工程建筑行业的优化发展。 作者:刘积富 单位:江西省地矿局水文地质工程地质大队 工程勘察论文:建筑工程勘察对基础选型影响 摘要:基础选型是整个建筑的根本部分,对建筑质量、建筑施工等各个环节都产生非常重要的影响。本文将从建筑工程勘察要点以及常见的建筑工程基础类型进行分析,简单探讨建筑功臣观看差对基础选型的影响。 关键词:建筑工程;勘察;基础选型 建筑工程勘察是整个工程的开始工作,也是较为基础的部分,只有经过详细的勘察后才能够获得建筑地点的地质信息和环境信息,才能够展开后续的选型工作。因此,建筑工程勘察对基础选型有着重要的影响,需要对勘察的工作要点进行深入分析,并基于基本的建筑基础类型进行详细的选型工作。 1建筑工程勘察要点对基础选型的影响 1.1对地容地貌的勘察 对建筑地点的地容地貌进行勘察是对地基稳定性了解的初步工作。在对地容地貌勘察的过程中,需要相关勘察人员遵循一定的原则,以保证勘察结果的准确性。①勘测定点工作的展开。勘测定点工作的展开,是为了选择合适的勘探孔深度,因此,在选择勘探点的过程中,应当考虑其数量和布置方式,通常都会在建筑地点周围来选取,且在一定数量的勘探点中选取最为合适的勘探点,并提取样本,进行地质分析。②在对地质进行分析的过程中,通常会借助计算机技术来对地容地貌进行分析,得出相关地质信息,进而为建筑的选型提供参考[1]。由此可见,地容地貌勘探对建筑选型来说有着重要的作用,其不仅能够提供完整的地貌信息,同时还能够为建筑的基础选型提供数据参考。 1.2对土壤的勘察 土壤有着不同的类型,不同的土壤又具有不同的性能,进而对建筑产生的影响也不同。因此,在对建筑进行基础选型前,应当对土壤进行勘察,以便提供详细的土壤资料。如:沙质土与粘质土,两种土壤在含水情况、渗水性能等方面都有着明显的差别,在实际情况中应当区别对待,避免土壤因素对建筑整体造成影响。因此,在对建筑进行基础选型之前,应当对土壤进行成分分析,并通过计算机辅助功能来对土壤性能、特点等作出更加精准的分析,以便得出详细的数据。 1.3对水文地质的勘察 建筑地点的水文地质情况对建筑的安全性能有着直接影响。水文地质包括地下水位、含水量、地下水流向等方面内容。在建筑基础选型前对其进行详细的调查是十分必要的,其不仅对建筑的使用寿命产生影响,同时对其质量也有着直接影响。因此:①建筑的地下水位应当在地基以下,若是地下水位高于地基,则会对地基的稳定性和质量产生影响,使建筑存在严重的安全隐患。②施工地点的土壤含水量虽然不会对建筑产生太大影响,但其也是影响建筑稳定性的因素之一,若是含水量太多,则会影响地基的稳定性,因此,有必要对含水量进行详细调查。③建筑地点的地下水蕴藏量可以为建筑后期的用水情况提供参考,若是过多使用地下水,则可能会引发地面沉降的现象发生,影响建筑的安全,同时也威胁到了人们的生命安全[2]。 2建筑基础类型分析及勘察要点 下面为几种常见的建筑基础类型,在选型的过程中,需要针对不同的基础类型进行不同方面的地质勘查,以保证能够合理展开工程建筑。如图1为基础类型的简单剖面图。 2.1天然地基浅基础 天然地基浅基础是建筑工程中较为常见的类型,具有非常多的优点,如:经济性能高、施工简单、易控制等。该类型通常在楼层较少的建筑中使用,由于建筑的符合较小,占地面积较小,因此,其对地基产生的压力较小。从应用功能方面来看,天然地基浅基础可以分为拓展基础以及连续基础,从构造方面来看,天然基础选型可以分为条形基础、片筏基础等。由于其分类较为明显,因此,在勘察的过程中应当注重以下几方面的影响因素:①勘察人员所勘察的结果应当能够保证建筑的稳定性,并对工程所在地点周围环境的耐久性、适应性能方面认真勘察,保证其能够满足基本的设计需求。②对地基的承载力进行计算,可以通过荷载试验或是压板实验来进行监测,保证地基的承载力能够满足实际需求。③需要对地基的沉降问题进行检验,保证其沉降的数值在允许的范围内,且能够被有效控制,避免沉降问题进一步扩大[3]。由此可见,在对天然地基浅基础进行勘察的过程中,需要相关勘察人员对以上三方面影响建筑的稳定性和安全性的因素进行详细的勘察,避免不合理的情况对建筑产生影响。 2.2预制桩基础 预制桩基基础类型是在先进的科学技术支持下而形成的,同样具有非常多的优点,如:工期较短、施工简便、适应范围广等。在选用该类型作为建筑基础时,应当做好沉桩可行性综合评价。由于预制桩基础需要在较深的土层内施工,因此,勘察人员应当对其上部土层的特点、功能等进行详细评估。在实际情况中,勘察人员应当对建筑地点的地层岩石特性进行深入分析,并根据具体情况展开评价工作,若是基础持力层为硬质岩石,则在施工中应当注重桩尖持力层的岩面状态,以便确认岩石的种类,进而对基础的荷载做出准确判断。由此可见,在对预制桩基础选型进行勘察的过程中,需要针对不同持力层的岩面进行深入分析,对荷载力做出准确判断,这样才能够保证预制桩基础建筑的稳定性,进而为工程的质量提供保障。 2.3沉井基础 沉井基础也是建筑工程中较为常见的类型,主要用在以软土为地基基础的建筑类型、桥梁工程在河海中的基础类型。该基础类型在具体的施工过程中所采用的施工方法相对较为特殊,其主要通过对井壁四周冲水增加自身重力的方式来实现下沉,或是直接在井内挖土,然后实现下沉。基于上述特点,在对该类型的建筑基础进行勘察的过程中:①应当重视井下沉的范围内土层的整体特点,是否具有均匀的特性等,且在么有硬夹层的地基中更应该重视该问题。②在勘察的过程中还需要针对沉井对周围建筑物影响等问题进行深入勘察,避免对周围的建筑物造成破坏。③需要勘察沉井的井底基础持力层的产状和平整程度,保证沉井的过程中不会出现倾斜的现象,避免其影响施工进度和工程的质量[4]。 3勘察过程中的注意事项 建筑工程的基础选型勘察工作是相对较为繁琐的工作,因此,勘察人员应当在实际情况中注重以下几方面内容:①为了减少勘察所耗费的时间,勘察人员可以在勘察前根据建筑地现有的数据进行勘察纲要的编写,这样不仅能够有序展开勘察工作,同时也能够避免勘察过程中出现遗漏的现象。②勘察人员应当选择合适的勘察方式,如:钻探、取样、试验等,根据各自的优势来展开勘察工作,如:干钻取芯钻进、泥浆护壁回转钻进。③对勘察的资料进行详细记录,并进行适当整理和分析,避免在勘察过程中遗漏相关数据,造成勘察结果的不准确,以便为基础选型工作提供完整的数据基础[5]。 4结束语 总而言之,建筑工程勘察工作对基础选型有着十分重要的作用,能够为基础选型提供完整的数据支持,同时也能够最大程度保证建筑的稳定性。因此,在建筑进行基础选型前,必须要进行勘察工作,对建筑地点的水文地质、地形地貌以及土壤等进行深入研究,并根据不同基础类型的特点进行针对性勘察,保证工程的质量达到相关标准。 作者:李贵 单位:宜春市地质队 工程勘察论文:岩土工程勘察设计初探 摘要:众所周知,我们国家的国土面积广阔,每个区域的岩土类型有着很大的差别。为了更好的开展社会主义建设工作,就需要认真分析各个区域的岩土工程特性,做好项目勘察设计工作。作者在此前提之下具体阐述了当前时期我们国家的岩土工程勘察设计有关的内容,论述了工作中存在的不足之处以及具体的应对方法等。 关键词:岩土工程勘察设计;工程建设;现状;发展前景 前言 最近几年,国家积极发展建筑行业,此时许多的建筑工程开始出现在祖国的大江南北。然而由于我们国家的国土面积非常宽广,每个区域的岩土类型有着自身的独特性,因此在具体开发的时候,我们要面对的地质环境非常复杂,导致岩土工程在开展的时候面对很多难题。岩土勘察设计工作是一项非常基础性的内容,它的开展是否顺利直接的作用于后续的工程建设工作。我们之所以开展该项勘察设计活动,其最主要的存在意义是为了结合项目地质学等知识,辅助先进设备和科技方法来对项目开展实地调查,并把勘察得到的数据评估以及设计,为后续的建设工作的开展提供所需的内容。 1岩土工程勘察设计理论概述 通过分析可知,我们之所以积极开展勘察工作,其主要的目的是为了为后续的建设工作做好前期数据和资料准备工作。在具体的开展项目建设工作的时候,岩土工程有着非常重要的存在意义,精准的勘察工作能够确保后续工作的品质良好,能够保证整个项目的质量优良,所以,我们一定要确保勘察设计工作顺利开展。最近几年,由于建筑市场的不断发展,此时岩土项目勘察工作的工作内容明显增加,在这种复杂的背景之下,只有积极改革勘察设计的方式,才能够保证市场发展有序,才能够发挥出工作的存在意义。对于我们国家来讲,为了提升我国的勘察设计能力,相关机构陆续制定了多条政策用以引导勘察设计工作,便于其更好的为国家的建筑事业贡献力量,更好的创造价值。 2岩土项目勘察设计情况简述 2.1工作者的总体素养较低,技术能力有限 我们国家目前拥有许多的岩土项目勘察设计工作者,然而其中绝大部分的人员的技术能力较低,只有很少一部分人员的工作水平能够和国际接轨。除此之外,团队的勘察技术有高有低,影响到工作的顺利开展。目前很多的技术工作者仍旧使用以往的设计技术,在工作中容易受到很多要素的影响,而且结果也有失精准性,对于设计施工工作来讲非常不利。对于有关的管理机构来讲,在工作中没有意识到对技术工作者能力培养的重要性,未定期举办培训活动,使得技术工作者的能力得不到提升,在开展勘察活动的时候时常发生不协调问题。同时,在当前时期,在进行勘察工作改造的时候,未合理开展技术交流,未适时的引入国外的优秀工艺。 2.2岩土勘察工作成果质量不高 目前,我们国家绝大部分的岩土项目勘察设计机构已经实现了完全企业化的运作模式,所以在开展运作活动的时候其所需的费用不再由国家调拨,而是自负盈亏。这种运作模式的出现有利有弊,其弊端在于此时企业过于重视利润,忽略了技术和质量两大要素,很显然长此以往必然会导致勘察设计的结果有失精准性,质量得不到提升,最终影响到项目建设工作的开展。具体体现为工作者为了提升效率,通常会加班加点,工作中难免会出现各种失误,加之企业为了获取更多的利润,只能不断缩减工作成本,最终导致质量下降。钻探与取样过程不符合勘察技术标准,同样是为了提高工作效率,在工作期间不重视分层的准确度,甚至还会造成勘测上的疏漏。 2.3勘察技术与勘察质量标准未能符合国际要求 我们国家的勘察技术和西方国家比对来看还是有一定的差距的,具体来讲主要以为我们国家在该方面和西方国家的交流力度较低,缺乏沟通,目前我们国家的勘察技术仅仅是在传统工艺的基础上稍作发展,较为闭塞,对于和西方先进水平国家接轨来讲非常不利。 3岩土工程勘察设计的主要内容 具体来讲,岩土工程指的是岩体以及土地的使用以及改造等内容,具体包含勘察、设计、施工以及监测等工作事项。岩土工程勘察指的是按照工程要求,对场地的岩土条件、环境特点、地质特征进行调查、分析与评估,并以此编制相关的勘察文件。相对于其他勘察工作而言,岩土工程勘察更具有针对性,且它以实现工程建设需求为目的,故在进行勘察工作时应以此为中心开展各项工作。查明、评估建设区域的岩土情况、环境特征以及地质条件即为岩土工程勘察的内容;将各项情况调查清楚同时获得有关数据,对岩土工程条件进行分析评估,并采取相应的措施解决相应的问题,确保工程的有效安全开展,则是岩土工程勘察的任务,其中涉及的技术有勘探与取样、地质调查与测绘、现场监测与检验、数据分析等。 4勘察设计工作存在的问题简述 4.1没有做好准备工作 在开展项目勘察设计工作以前一定要确定工作目的所在,只有这样才能够明确工作的方向,才能够做好准备活动,才能够确保后续工作有序进行。不过,通过分析具体的工作情况可知,当前时期在开展工作的时候,未做好准备活动、目的模糊的现象非常常见,具体来讲有如下的几个体现。工作不完善,结果不细致。比如一些勘察人员在开展工作的时候不细致,内容不完善,进而使得项目坐标和拟建内容的形式十分模糊。同时,因为一些勘察机构未认真开展准备工作,使得项目在具体开展的过程中不断遇到各种地质问题,严重的影响到项目的开展,使得项目的品质变差。上述的各种现象的出现均是因为施工方的前期准备活动未开展到位,工作目的较为模糊,未依据工作步骤开展工作而导致的。 4.2未合理运用勘察设备 目前绝大部分的勘探企业都未及时更新工作设备,这就导致了工作能力的提升受到极大的影响。除此之外,在实际工作中,工作者在使用设备的时候问题频出,比如不了解设备的性能随意使用设备,这就直接导致勘察数据较之于真实数据存在很大的偏差,导致最终的质量得不到保证。 4.3勘察纲要方面的问题 对于岩土勘察项目来讲,纲要的制定有着非常重要的意义。在实际工作中一定要确保其精准完善。不过,具体情况是许多企业未实现上述标准,具体表现为纲要不完整。通过分析可知主要的原因在于一些机构未真正意识到纲要编订工作的意义所在。个别企业在纲要没有完成审核的时候就使用了,这不但是一种不负责的体现,同时还是一种低素养的体现。 5提升工作品质的方法简述 5.1制定合理的地方性勘察规范 对于岩土勘察工作来讲,注重事实是务必遵守的一个原则。因此,在实际工作的过程中,一定要结合所在区域和项目的具体情况实事求是的开展工作。众所周知,我们国家的国土面积宽广,各个区域的地质条件有着很大的差别,只有工作中遵守实事求是原则才能够确保项目的质量良好。因此勘察规范不能够一刀切,而应在分析客观的地质条件之后,结合勘察准则来制定具有地域特点的勘察规范,从而使勘察规范的可行性与现实性得以增强。 5.2切实提升工作者的工作能力和素养 身为项目工作人员,只有自身的技术和素养高超了才能够保证项目的品质有保证。对此,我们一定要积极开展工作者的技能和素养培训工作。比如实施轮岗制度,确保岗位间得到很多的交流;积极进行学术交流,确保工作者的工作面得到扩宽;做好培训工作,聘请专家开展知识讲座,确保工作者的知识能力得到提升。 5.3发挥基础理论的作用 岩土项目勘察设计工作牵扯的知识点非常多,比如力学以及地质学内容,它们都被划分为基础理论范畴。在具体的开展工作的时候,一定要发挥出基础理论的存在意义,合理利用先进设备,认真遵守工作流程,以此来获取最为精准的信息,为项目设计工作的开展打下坚实的基础。 5.4利用先进技术提升勘察工作的精准度 科技的发展使得我们的生活有了非常明显的改变,对于项目勘察工作来讲,也应该积极利用各种先进技术提升效率,把先进技术融入到设计工作之中,以此来节省资源,提高工作质量。 5.5工作中要注意的要点 第一,认真分析安全性。由于土体会有存在一定的变形,加之预应力的改变等原因的存在,使得土层防护能力变差,进而使得岩土项目的安全性大打折扣。对此,在开展设计工作的时候一定要高度关注安全防护内容。第二,把多种方法融合到一起,提升总体效益。项目勘察设计工作开展的是否准确会直接的影响到项目的总体利益,所以在设计的时候一定要确保施工方法的实效和经济性。第三,认真评估项目对环境造成的干扰。项目开展的前期阶段会对附近的生态造成一定影响,比如地表下沉,项目爆破的时候形成的地下水位变化以及震动等都会造成一定的影响,因此在具体开展的时候一定要多方调查,比如水文以及地质情况等,目的在于将项目施工工作对环境造成的不利影响降到最小。第四,认真辨别防护方法。在使用防护方法的时候,一定要认真辨别。个别时候,虽然使用了防护方法但是却没有收到预期的目的,比如增加了锚杆密度但是没有增加长度,或是长度改变了但是成孔直径变低了等等的很多现象都会影响到防护效果的提升。 6岩土工程勘察设计发展前景展望 6.1工程勘察技术的发展 我国岩土工程勘察设计的研究工作与项目实施在未来均会遇到较为严峻的挑战。首先是在城市化发展进程中地基深度开挖的保护问题,包括城市建筑基础设施的优化设计与改造问题;其次是沿海地带由于围海造田而引起的特殊土质问题以及特殊土质勘察技术问题,比如湿陷的软质土层所带来的施工问题和建筑实体的安全性问题;然后是大型的交通运输建筑设备建设的技术问题,随着我国社会经济持续发展,各种高技术难度的岩土工程勘察项目会逐渐增多,比如跨海大桥、海底隧道、地铁轨道等;另外,还有岩土勘察过程中的资源浪费与资源科学利用的问题,比如空旷地的填埋、污染地区环境的治理和废料的处理以及回收利用等。 6.2水文地质工程勘察 岩土工程与地下水系统息息相关,地下水的存在和地下水位的变动均会对建筑工程产生重要影响。建筑工程中使用的建筑地基以及水工构筑物在进行防渗施工处理时,都与地下水密切相关。当下我国岩土工程勘察设计技术主要包括运用计算机技术对岩土工程勘察工作得出的资料数据进行数值分析,并科学考察复杂补给条件、渗流等因素,实现对地下水控制状态的分析与资源评价。与此同时,在研究非饱和渗流理论的前提下,构建方程并确定相关参数。逐渐建立起地下水动态变化规律测试及运动特性参数采集的自动化处理系统。 6.3现代化勘察技术在岩土勘察工程中的广泛应用 现代化勘察技术能够在岩土勘察工程中得到广泛应用主要得益于地理科学信息技术的全面发展,其中最重要的技术为地理信息系统(GIS)。地理信息系统软件、数据库技术以及网络技术的运用可以明显提升信息的收集以及分析的速率,而且可以确保品质良好。在具体的使用的时候,工作者一定要深入分析技术特点,逐步提高技术操作能力。 7结束语 对于项目建设工作来讲,勘察设计有着非常重要的存在意义,会直接的作用于项目的进展速度以及品质,最主要的还会影响到相关人员的安全。不过通过分析可知,当前时期我们国家的岩土项目勘察工作在开展的时候存在很多的问题,严重影响到质量的提升,所以,作为相关企业和工作者,必须积极学习有关规范,切实改变工作方法,积极收集有价值的材料,在工作中一旦发现问题要第一时间处理。我们坚信在广大工作者的共同努力之下,我们国家的岩土项目勘察设计工作一定会迎来更加美好的明天。 作者:王勇智 单位:四川省地质工程勘察院 工程勘察论文:岩土工程勘察土工试验中的问题 摘要:随着近几年我国综合经济的迅速发展,我国的建筑行业也随着形势迅猛发展起来。并且近些年来我国一直在缩小城乡差距,有很多建筑工程在这一期间不断进行建设,使建筑行业得到迅猛的发展。随着经济水平的不断提高,对建筑施工行业的技术要求越来越高,而对于质量则有着更高的期许。岩土工程勘察土工试验是一个建筑物打基础的时候的基础性工作项目,岩土工程勘察土工试验是对土壤进行各种分析,比如力学指标分析还有物理分析。对基础土壤进行分析可以方便设计以及施工人员对建筑物施工,并且保证施工人员的安全,对整个项目有着至关重要的影响。 关键词:岩土工程勘察;问题及解决方案;方案的选择;对策建议 在整个施工过程中基础是十分重要的,它承载了整个建筑的重量,是一个建筑工程设计和施工的基础。俗话说的好,根基是一棵树最重要的部分,相同的基础也是一个建筑最重要的部分,如果根基没有做扎实那么上部建筑建得再好也是徒劳一场。岩土勘察的目的就是查明建筑范围内的地质条件的好坏,做一个比较客观的地址分析,同时进行一个专业的评估作出指导意见,从而为了施工提供了可靠意见。 1依据充分、目的明确才能满足设计要求 充分理解设计的意思,这样才可以合理地选取勘察的方法,科学地进行分析合理布置每个时间段的工作内容和工作量。只有将设计人员的意图理解清楚才可以顺利高效的解决岩土方面施工的问题。施工规范中提到,在施工之前应该提前明确很多种问题,比如:将带有坐标以及建筑总平面地形图的图纸进行全套搜集,还有整个建筑物的建筑性质规模还有结构形式等等情况进行罗列整理,务必将整个建筑的情况进行全面了解这样才能搞清楚整个建筑的设计师对地质勘探的要求。但是在市场上还存在另一种情况就是在对建筑结构甚至设计要求都不明确的时候,地质勘察单位仅仅凭借业主方对本地块的期许以及陈述进行有目的性的地质勘探,结果就导致勘察出来的结果与实际情况严重不符,甚至连土建工程施工情况都不满足,如果继续施工那么后果不堪设想。举个例子,某机械厂房它里面有很多机床设备重量很大,如果底下是天然的地基土,那么根本不能承载设备的重量,所以在动工建设前通过分析准备采用桩基础。但是当初这个地质勘查单位为了接下这个工程,不仅仅使用低价中标的方法进行操作,而且完全按照业主的意思为了节省费用使用天然地基进行建设,所以造成地基桩的钻孔深度不够,没有办法完成设计的荷载重量的承载,最终导致返工再次进行地质勘探耽误不少工期,造成很大损失。本身是一件很简单的工程,进行勘探然后进行施工,但是最终却又返工,费时费力。所以,通过这个先例,我们应该有所收获。我们千万不能偷工减料,一定要在理解清楚设计要求的前提下进行勘察,这样才能在有目的性的情况下完成施工任务,满足土建工程的设计要求。 2勘察中土工试验中常见的问题及解决方案 2.1定期对设备检测或换新 我们技术人员经常使用的器械应该进行定期检查其精准度以及损耗程度,应该在发现问题后尽快进行维修或者换新,这样才不会影响下次使用效率保证每次测量出来的都是精确的数据,保证检测的效率。对于那些已经使用有些老化的器械或者没有老化但是精确率已经有偏差,已经无法进行再维修的就向上报备提出报废申请。对于这种情况,部门主管人员应该给予足够的重视及关注,时常过问一下器材维护情况等,不能让这种老旧的设备继续用在土工试验中来,应该及时增添新技术新设备,将老旧设备进行替换。 2.2对土工试验设备根据规范进行完善 随着近几年经济的快速发展,市场上物品琳琅满目挑选时应该十分谨慎。因为现在同等规格不同质量的器材十分普遍,所以政府部门应该加大对市场土工试验设备的质量把关。对于土工试验器材从在工厂生产到用户拿到手里使用中间的各个环节都进行把关,对每个环节都进行有效合理的管理,将这种对假冒伪劣产品的打击工作从源头做起,杜绝非标产品流入市场混淆消费者的选择。其次,对于各个单位的采购部门也要设定规章制度,禁止采购部门从非正规渠道进货,一定要求正规厂家的直营店进行购买采购,开具由相应部门下发的正规发票,从各个方面进行把控,以保证土工试验检测数据的准确性和合理性。 2.3加大对样品的检查 对于岩土工程的勘察作业中,对于样品的取样过程中,土质总是会多多少少的被人为地进行干扰,这样一来就对试验样品的数据造成很大的误差可能,因此,要求我们施工人员在施工过程中尽量保持原来的状态。正确的施工方法是这样的:使用符合国家标准规范的取土仪器进行取土,保证样品的质量。在钻孔取土的过程中要保证不能出现塌空以及样品缩小直径等现象,否则要重新进行试验直到合格为止。在进行施工之前要对仪器进行检查,是否有上次试验残留在取土仪器中,金属仪器中是否有铁锈等等,一定要十分谨慎,防止一切对实验结果有影响的东西对实验进行干扰,影响实验结果。并且在使用取土仪器的时候要检查取土仪器的规格型号是否符合规定,以免影响试验过程的数据。取出的样品土壤要进行标注,区分样本位置以及名称。对于样本一定要小心,不要对土壤进行摔打,以免影响实验结果。 2.4要正确认识试验的重要性 对于土壤进行土工试验的技术人员,一定要从内心认识到试验对整个建筑影响的重要性。一定要端正心态,不要为了迎合业主的期望对实验数据进行更改造假。其次要多于同行们进行技术经验的交流,互相学习互相监督,避免大事故的发生。再有就是一定要不断精进自己的技术水平,要定期参加对土工试验人员的技术培训类课程,以及各个高等院校组织的培训教育。认识到土工试验的重要性才能从根本上杜绝建筑基础施工不合理的可能。这样才能保证基础的安全,也就是整栋建筑物的安全。 3勘察测试手段和方法的选择 每个检测方法的使用范围都不同,各有各的长处和缺点,所以我们应该对实验结果进行合理分析得出相对来说比较合理,比较公正的结果,然后对勘探方法进行选择,以便得出最终结果。随着建筑行业的不断发展,很多企业都如雨后春笋一般成长起来。这样各个单位都有很大的竞争压力。所以在激烈的竞争中有一部分勘察单位不是将注意力放在精进自己的业务能力方面而是为了中标得到项目而偷工减料,大量布置静探孔,甚至有的全部布置成全静探孔。这种方法比较适合在沿海部位使用或者湖泊部位进行检测,但是在一些山前冲击平原或者颗粒较粗水位较低的地势进行运用就不太合理,检测出的结果有很大的偏差。所以根据地形地貌合理的选择勘察方法对得出正确的结论十分重要。所以在勘察施工过程中,针对当地的地基图纸进行选择合理的检测手法和试验方法对整个项目的施工十分重要,是确保实验结果准确性的基础。 4小项目取样和原位测试数量不能满足规范要求的问题 当岩土施工人员对一整个项目的地块进行检测的同时应该对整个施工范围的地块的图纸进行熟悉,将建筑物的位置以及坐标都在图纸中进行标注,方便后面施工需要。对整个项目检测试验的施工有以下两点注意事项:第一点在对规范熟悉的同时进行计算,在施工范围内的地方取多少个试验点比较合理。用总面积除以规范中单位取样点的合理范围,这样就得出单位取样点个数,这个数据比较有试验代表性,也可以适当加误差量,这样得出的结果比较公正合理。第二点对规范熟悉,合理分配取样施工的位置,不要对项目取样位置设置过于紧密,应该将试验点均匀分布在整个项目的各个位置,这样取出的样品数据进行加权平均,那么这种方法得出的结论基本可以代表整个项目的土壤数据数值。可以将每个地方的特殊情况都考虑在内,可以代表试验的合理性和普遍性,保证结果公平公正。 5结束语 在土工试验的过程中,结果的可靠程度还有准确程度不仅仅是和所提供的样品的质量有关系,还会受到试验本身基本特征等的因素干扰。所以,应该在试验过程中对容易发生问题的各个部位以及细节部分足够重视,并且在得出实验结果时对结果进行客观细致的分析。试验分析的同时应该将试验品的特征以及特性进行充分考虑,在综合各方面问题后得出一份数据结论。多次试验得出的结论比较客观,可以为施工过程提供比较可靠的资料依据。 作者:刘泽澍 单位:北京东方新星石化工程股份有限公司 工程勘察论文:水利水电工程勘察设计问题与对策 摘要:水利水电工程建设是我国经济建设过程中的重要内容,针对水利水电工程建设而言,必须要加强对水文地质条件的勘察,做好水利工程设计。本文对水利水电工程勘察设计存在的问题和对策进行分析与探讨,旨在提高水利水电工程施工水平。 关键词:水利水电;勘察设计;工程建设;测绘 自改革开放以来,水利水电工程建设在我国社会发展中占据的地位越来越重,在水利水电工程建设过程中必须要做好地质勘察,水文地质勘察是最重要的环节,很多水文地质问题容易被工程人员忽视,水文地质和水利水电工程之间的关系十分密切,而且相互之间会产生一定的作用和影响,尤其是对工程项目的耐久性、使用寿命等,都会产生直接影响。因此在水利水电工程建设过程中必须要加强勘察设计,对各种测绘技术进行应用,从而提高水文地质勘察水平,为水利水电工程建设提供准确、真实的数据信息。 1水利水电工程给勘察概述 水利水电工程勘察是对地质、地层、水文情况进行了解的重要过程,在地质勘察过程中,勘察人员必须要具备专业的知识技能,一方面是对地质学有一定的了解,另一方面要对测绘技术有研究。在水利水电工程勘察过程中,测绘过程应该要完成对水利水电工程勘察项目中的各种地质情况的勘测,并且将测绘得到的数据反映出来,为工程项目提供相应的施工方案和信息。水利水电工程勘察项目的技术要求较高,而且在勘察过程中具有一定的难度。当前我国经济建设水平不断提高,水利水电工程项目越来越多,工程项目质量受到外界地质因素的影响较大,尤其是在一些地质条件不太好的地区,水文地质对水利水电工程的影响很大。针对水利水电工程项目而言,在进行工程勘察时,应该要重视工程周围的水文情况,尤其是地下水的埋藏情况,在调查的过程中,应该要对调查的重点进行明确,比如要设置必要的调查指标体系,要弄清地下水的类型、补给、排泄条件、地下水位、水位的变化规律等,从而对工程选址地区的水文地质条件进行了解,为水利水电工程项目施工提供准确的支持。对于一些涉及到基坑的工程项目,还应该要做抽水和压水的试验,要调查土层的渗透性情况,对地下水可能出现的突涌、流沙等潜在的威胁要进行分析,然后制定相应的施工方案,提高水利水电工程项目施工质量。 2水利水电工程勘察设计存在的问题和对策 2.1水利水电工程勘察设计存在的问题 (1)未充分勘察就进行设计。水利水电工程勘察设计是工程施工的前提,在当前水利水电工程建设过程中存在的一个严重问题是对工程项目的勘察力度不顾,没有进行全面勘察就开始项目设计,导致水利水电工程项目设计与实际情况之间的差距较大,设计不合理。(2)勘察技术精确度不高。水利水电工程勘察设计对勘察技术有着较严格的要求,必须要按照水利水电工程勘察设计的标准和要求进行勘察、测绘,但是当前有的勘察人员的综合能力水平不高,技术相对落后,加上有的水利水电工程比较隐蔽,勘察难度较大,因此勘察结果精度不高,有的数据不真实,对水利水电工程施工带来影响。(3)水利水电工程总体设计有盲目性。在水利水电工程项目建设过程中,有的工程项目设计人员对工程的实际情况了解不够,在设计的时候凭借经验进行设计,或者完全依赖于水利水电工程勘察结果,没有对工程进行进一步分析,忽视了水利水电工程建设过程中最重要的“因地制宜”的因素,对水利水电工程整体质量造成影响。 2.2水利水电工程勘察设计策略 (1)提高水利水电工程勘察及设计能力。勘察是水利水电工程建设的重要基础性工作,是为水利水电工程提供信息、资源的基础,在勘察过程中,要不断强化勘察人员的技术能力,勘察人员要掌握水利水电工程勘察工作的技术标准,按照相应地要求和规范进行工程勘察,确保数据的准确性。在当前时代背景下,要加强对各种勘察仪器的充分利用,切忌墨守成规,借助各种新型仪器设备提高水利水电工程勘察质量和精度。(2)根据实际情况进行勘察设计。在水利水电工程施工过程中,很多质量问题都是来自于设计不合理,而设计不合理又与水利水电工程勘察有关,由于勘察不准确而导致设计中的参数出现偏差、地基处理不当等。对此,在勘察设计过程中,必须要深入到水利水电工程项目选址地区进行实地考察,尤其是要针对各种细节问题进行处理,在保障安全系数符合标准的前提下实事求是地根据实际情况进行设计,提高勘察数据的准确性,为水利水电工程建设提供充足的数据支持。(3)严格按照水利水电工程勘察设计标准进行设计。在水利水电工程勘察设计过程中要严格按照设计标准实行设计,首先要对水利水电工程周边的建筑物进行等级分类,相关建筑物应根据规定采用一定的防洪标准,确保建筑物达到规范内发生自然灾害时能保证其安全。同时,要对水利水电工程项目的质量标准进行设计,确保水利水电工程项目满足质量要求,减少安全隐患。(4)应该要加强对工程地质勘察活动的规范化管理,尤其是要加强对工程地质勘察技术的学习,要对勘察工作的目的、任务、评价等进行规定,工程勘察人员要了解工程勘察项目的具体内容,要将水文地质的勘察纳入到工程地质勘察过程中,提高地质勘察水平。 3结语 综上所述,水利水电工程勘察设计是工程建设的基础,随着水利行业的不断发展,水利水电工程项目越来越多,在项目勘察设计过程中,要把握严格的勘察设计标准,对水利水电工程勘察设计过程中的问题进行解决,提高勘察结果的准确性。 作者:侯国栋 单位:中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 工程勘察论文:岩土工程勘察存在问题 【摘要】岩土工程勘察因关系着工程的安全和经济利益等方面,故而对确保建筑施工安全有序、稳定进行起到关键性作用,但又因为其对建筑工地进行勘察所规定的时间较短较紧张,所以任务负担很重。论文就此展开讨论,希望能为相关领域提供帮助和参考。 【关键词】岩土工程;实地勘察;建筑结构 1引言 岩土工程勘测关系着施工的安全性,是对建筑结构设计和确定的关键依据。随着我国人民生活水平的提高,城乡建设和高层建筑工程呈现可持续发展的趋势,但为了保障建筑工程的安全性就需要更加注重岩土工程勘察,这将对推动我国建筑事业的改革和发展产生重大影响。但就目前来说,我国岩土工程勘察发展较为缓慢,仍存在些问题急待解决。 2岩土工程勘察的关键意义及存在的问题 2.1岩土工程勘察的关键性 相对来说,就岩土工程勘察方面与一些发达国家相比较,我国已经取得了一些显著的成果,但尚存在很多不足之处需要解决,例如,我国在岩土工程勘察的领域不够宽泛,有待开拓新的地区。虽然我国在很多施工建设工程中要采用岩土工程勘察技术确保施工的安全性,但在整体上还有很大的进步空间,并且我国在岩土勘察工程中不能很好地利用高科技技术和设备,对此应该认识到自己的不足并积极解决。岩土工程勘察的发展关系着很多企业的发展,其为推动我国经济的发展起到不可估量的作用。在未来很长的时间内,我国的岩土工程勘察需要勘察人员正确面对勘察中存在的问题,并结合自身经验,以科学发展的眼光寻找解决方法和突破传统的岩土工程勘察模式,开辟新的路径去更好地完成岩土工程勘察工作。在建筑工程动工之前,需要根据岩土工程勘察所提供的相关数据信息对施工进行设计,这对保证建筑的安全和质量达标起到关键作用,否则将导致严重的问题产生。若施工的设计过于保守将对成本要求过高,降低效益;若过于不严谨会导致工程的安全性不够,不利于施工有效顺利进行,严重甚至威胁到人们的生命财产安全。由此可见,在岩土工程勘察中相关人员要时刻担负起社会责任感,时刻保持清醒的头脑,以科学的发展态度看待施工对象和范畴。然而,在实际的勘察工作中数据资料的丢失和不足往往会受到费用等外界条件的影响,而数据和参考资料的可信度越低会使施工进展变得艰难而缓慢。 2.2勘察工作准备前期出现的问题 在勘察工作准备前期因受到众多外界因素的干扰,如时间、地点和气候等不可控制的客观因素,因此进行工作时为满足工作需要需选择合理的方案,故而没有一成不变的死板方案,其要根据不同的场合进行适当灵活的变动。除此外,同样需要勘察人员对勘测地点进行周详的调查,这对勘察人员来说无疑是非常严峻的考验,其需要根据施工工程制定好工作的预案和工作的流程。勘察人员在勘察时要尽可能地做到细致严谨,在收集和记录数据资料时应该避免一味地追求速度而忽略了效率,使数据不能真实地反映勘察工程的实际状况,对施工工地造成安全性威胁[1]。另外,在进行采取样本的勘察工作时对选取的样本数量和质量都有很高的要求,但若样本数量不足或并不能真实反映勘察地点的实际情况时,将使勘察结果严重不符合实际。 2.3勘察技术不足 随着科技的发展,计算机等高科技产品进入了我们的生活当中,在商业活动和工程建设当中也起到关键性作用。国外一些发达国家早已将计算机应用到了岩土工程勘察工作中并取得了可观的成果,而我国在这方面来说相对较弱,存在很大提升空间。而这种现象产生的主要原因是因为我国在勘察工作中设计应用到的软件功能性单一,对数据处理的能力并不可靠,存在一定局限性,使得实际勘察所得数据不具有代表性,造成施工困难。对此,我国应当积极吸收国外先进的技术来提高计算机在相关领域的应用,顺应时代的发展潮流,促进各领域的经济发展。为提高勘察水平和数据可靠性需要引入高科技设备,合理使用科学技术解决实际勘察时人力所无法做到的工作,为工作提供方便快捷,实现岩土工程勘察的电子信息化,促进其经济效益的加速产生。 2.4勘察人员的素质不高 在我国,就岩土勘察人员应具备的素质来讲主要分为两种,其一,需要具备很强的野外实地勘察能力,确保勘察数据信息的准确力度;其二,勘察人员在室内需对施工数据进行合理实验和有效检验。而就目前国内形势来说我国对高素质的勘察人员供不应求,很多勘察单位为了保证勘察工作顺利进行将并不达标的勘察人员分配安排到勘察工作当中,对勘察工作造成不利影响,因此,我国应该加强对勘察人员综合素养的提升,保证岩土勘察工作的安全性、专业性。 3改进岩土工程勘察的相关举措和实施办法 3.1完善勘察前期工作 由于我国岩土的分类众多和勘察环境的差异,故而对不同的岩土需要采用不同的勘察方法。但在勘察的过程中为了提高勘察效率需要根据不同的实际情况对勘察方法进行合理选择,更不能为降低成本而选择不当的勘察方法对施工造成一定安全隐患。在岩土勘察前期需要做好相关调查以便在进行勘察时做出正确判断。 3.2提高勘察效率 为了提高勘察效率需要确保设计工作和勘察工作同时开展,方便岩土勘察工程收集到可靠的施工工程相关数据信息供设计单位设计出安全的方案时使用,而在实际的勘察中要充分利用好计算机处理数据的功能,可有效避免人工在进行数据分析时的粗心造成数据不当。就如何合理高效使用计算机提高设计的质量,对勘测单位要求很高,需要其不断学习和引进先进的数据处理技术。而岩土工程勘察与设计的有效相结合,不仅能促进整个行业的经济发展,在一定程度上还能够避免资源浪费和勘察人员方面消耗,还能降低人为的失误[2]。岩土工程勘察应该及时引进先进的技术,例如数字化和相关的地理探测技术。 3.3提高勘察人员的素养 勘察人员的素养高低直接影响着勘察工作的质量好坏,在一定程度上决定着勘察数据的准确度,对提高施工工程的效率有关键作用。对此,我国应该重视对勘察人员的综合素质培养,对勘察人员做好相关培训工作,培养其爱岗敬业的精神并愿意对勘察工作进行深入的学习研究。在勘察单位对人员进行聘用选拔时,应该划定合适的标准,为勘察人员选择合理的岩土勘察工作岗位,增强勘察团队的凝聚力和团结力,才能更好地使勘察工作准确顺利进行。 4结语 在本文中,对当前岩土工程勘察的发展趋势和发展中存在的问题进行讨论和研究,同时对出现的问题提出了一些客观的见解和有效的建议,可以看出要想大力发展岩土工程勘察工作,需要勘察人员的不懈努力和积极学习探索的精神,只有加强培养勘察人员的综合素质和其严谨的工作态度,同时提高勘察人员的工作效率,才能确保数据的精确性和可靠性,保证施工工程的质量和进程,保证我国建筑相关行业的稳定发展。 作者:陈军弟 张亮 单位:浙江省化工工程地质勘察院
地质勘察论文:地质勘察工程中标准贯入试验的应用分析 摘 要:本文首先介绍了标准贯入试验的定义及适用范围,随后分析了标准贯入试验的影响因素及注意事项,最后由标准贯入试验实例研究了地质勘察工程中的标贯试验的应用。 关键词:地质勘察;标准贯入试验;应用 1 标准贯入试验的定义及适用范围 1.1 标准贯入试验的定义 标准贯入试验又称为spt,它是一种动力触探,其通过一定的锤击动能将某种规格的对开管式贯入器打入到钻孔孔底的土层中,并由打入过程中的贯入阻抗来对土层的变化以及地质情况进行判断。一般可以用打入土中30cm的锤击数n来衡量贯入阻抗。标准贯入试验需要与钻孔结合进行,目前国内统一使用的钻杆直径为42mm,国外的钻杆直径还有50mm和 60mm两种类型。标准贯入试验具有设备简单、操作方便的优点,而且其适用于砂土、硬粘土及软岩等多种土层。此外,通过对贯入器带上的扰动土样进行分析,就可以直接得到土层的鉴别描述信息。 1.2 适用范围 标准贯入试验目前在地质勘察领域有着十分广泛的应用,其应用范围包括: (1)用于检查勘察地区的土层剖面和各土层在水平及垂直方向是否均匀、是否存在软弱夹层。(2)用于地基土的变形模量、承载力、物理力学性质指标等建筑物设计所需参数的确定。(3)用于单桩承载力的预估、桩尖持力层的选择以及旋喷桩直径的估算。(4)用于施工监测以及检验地基土的加固效果。(5)用于砂土和轻亚粘土在地震条件下液化可能性的判别。 2 标准贯入试验的影响因素及注意事项 2.1 钻进方式的影响 标准贯入试验的钻进过程中要尽力保持钻孔底部的土层不被扰动,因此不宜用冲击式和水冲法钻进,而应尽可能地使用回转泥浆式钻进方法来最大化地保持孔壁稳定(特别是在砂层钻进时),并减小孔壁的摩擦。此外,钻孔的直径不能过大,一般限定为不大于100mm,若直径过大将会造成50%的锤击数减少。 2.2 土层深度的影响 在spt进行过程中,随着贯入深度的增加,土的有效上覆压力和侧压力都会随之增加,从而造成贯入阻力加大,最终使锤击数增加。因此,需要对锤击数进行深度修正。 2.3 探杆偏斜影响 标准贯入试验的实践表明,探杆与钻孔的孔壁摩擦会随着探杆的偏斜而增加,导致有效锤击能量减小,从而影响锤击数。因此,要保证探头、探杆以及导向杆的垂直度,防止锤击偏移和晃动。 2.4 试验前的准备 在进行标准贯入试验前,应先钻几个钻孔,对所要勘察区域的地层分布情况以及地质情况进行大概了解,为标贯试验方案的制定提供依据。根据钻探情况,要在不同和相同土层的不同钻孔间做系统性的试验,同时进行土工试验,然后将两种试验结果进行对比分析。在同一土层中试验次数不能少于5~6次,或者在深度上每隔1~1.5m进行一次试验,这样可以有效了解透镜状或薄层状土层的情况。 2.5 试验数据的修正 对于标准贯入试验的锤击数是否需要进行杆长修正,根据实践经验,可以按照《建筑地基基础设计规范》(gbj 7-89)中的规定来对锤击数进行校正,经过校正后的修正值与新的设计规范吻合度较高。 3 标准贯入试验实例分析 本次标准贯入试验实例为广东省某一商住大厦的地基基础勘察工程,由于该工程为高层建筑,所以对于地质勘察的要求比较严格。该商住大厦建于厚度在11~12.5m的回填土上,回填的时间已经比较久远,在回填时按照规范要求进行了分层压实处理。在制定勘察方案时,分别在每个钻孔的不同深度设计了系统性的标准贯入试验,并在土层中进行标贯试验的同一位置取原状土样作土工试验分析,以便与标准贯入试验结果进行对比。本次勘察工程共钻孔28个,并进行了58次标准贯入试验。勘察结果表明,现场的回填土在水平及垂直方向上物质成分和物理力学性质并无太大变化。因此,在进行标准贯入试验结果统计时,在垂直方向上以2m为级数进行统计单元的划分,其统计结果见表1。 本次勘察地质条件为厚层状回填土,其物质成分组成主要为呈土状的强风化花岗岩和强风化砂岩。而在钻孔过程中,还发现了少量的16cm×12cm的强风化岩石碎块,因此标准贯入试验的离散性相对比较大,所以在对标贯试验的数据进行统计分析时采用去掉最大和最小值的10%,然后再按最小平 均值法统计的方法。完成数据统计后,可以对试验的高值以及低值作详细分析,出现高值是因为在贯入过程中碰到了较大的强风化岩石碎块,而出现低值则是由于回填土局部存在松散的现象。高值与低值出现的频率都不高,且并无规律可循。统计数据与土工试验的结果较为吻合,而开挖基础进行验槽测试的结果也与统计数据相吻合。 结语 标准贯入试验的用时短、费用低,是一种行之有效、应用范围非常广的原位测试手段。标贯试验的关键问题就在于试验质量得到保证的同时,要对试验结果进行合理科学的统计与分析。特别是在对漂石、块石等含量较多的砾砂卵石层或不均匀系数较大碎石土进行标贯试验时,试验的数据将明显偏高,而且试验也会受到机械设备和人为因素的影响也更为明显,需要配合其他土工试验手段,来对试验结果进行对比分析。 地质勘察论文:试论公路工程地质勘察报告的编写工作 论文 关键词:公路工程 地质勘察报告 报告编写 论文摘要:公路工程地质勘察报告是公路路基、构筑物设计和施工的重要依据。报告要充分搜集利用相关的工程地质资料,做到内容齐全,论据充足,重点突出,正确评价公路构筑物的场地条件、地基岩土条件和特殊问题,为公路工程设计和施工提供合理适用的建议。 公路工程地质勘察报告是公路工程地质勘察的最终成果,是公路路基及构筑物地基基础设计和施工的重要依据。报告是否正确反映工程地质条件和岩土工程特点,关系到工程设计和施工能否安全可靠、措施得当、 经济 合理。当然,不同的工程项目,不同的勘察阶段,报告反映的内容和侧重有所不同。下面谈一谈有关公路工程地质勘察报告的编写工作。 一、公路工程地质勘察内容 1.路线工程地质勘察。主要查明与路线方案及路线布设有关的地质问题。选择地质条件相对良好的路线方案,在地形、地质条件复杂的地段,重点调查对路线方案与路线布设起控制作用的地质问题,确定路线的合理布设。 2.路基、路面工程地质勘察。在初勘、定测阶段,根据选定的路线位置,对中线两侧一定范围的地带,进行详细的工程地质勘察,为路基路面的设计与施工提供工程地质和水文地质资料。 3.桥涵工程地质勘察。按初勘、详勘阶段的不同深度要求,进行相应的工程地质勘察,为桥涵的基础设计提供地质资料。一是对各比较方案进行调查,配合路线、桥梁专业人员,选择地质条件比较好的桥位;二是对选定的桥位进行详细的工程地质勘察,为桥梁及其附属工程的设计和施工提供所需要的地质资料。 4.隧道工程地质勘察。隧道多是路线布设的控制点且影响路线方案的选择。通常包括两项内容:一是隧道方案与位置的选择,包括隧道与展线或明挖的比较;二是隧道洞口与洞身的勘察。 5.天然筑路材料工程地质勘察。筑路材料勘察的任务是充分发掘、改造和就近利用沿线的一切材料对分布在沿线的天然筑路材料和 工业 废料,按初勘和详勘阶段的不同深度进行勘察,为公路设计提供筑路材料的资料。 二、报告的编制程序 1.外业实物工作量的汇集、检查和统计。此项工作应于外业结束后即进行。首先应检查各项资料是否齐全,特别是试验资料是否出全,同时可编制测量成果表、勘察工作量统计表和勘探点(钻孔)工程地质平面图。 2.对照原位测试和土工试验资料,校正现场地质编录。这是一项很重要的工作,但往往被忽视,从而出现野外定名与试验资料相矛盾,鉴定砂土的状态与原位测试和试验资料相矛盾。 3.对整个报告进行框架结构规划。由于公路工程地质有其特殊性,属于多专业合作工程。因此,对整个报告提前进行整体框架结构规划是十分必要的。 4.编绘钻孔工程地质综合柱状图。柱状图中标明各层的地质年代、成因类型、承载力基本容许值、摩阻力标准值和地下水位及地质描述。 5.划分岩土工程地质层,编制分层统计表,进行数理统计。地基岩土的分层恰当与否,直接关系到评价的正确性和准确性。因此,此项工作必须按地质年代、成因类型、岩性、状态、风化程度、物理力学特征来综合考虑,正确地划分每一个单元的岩土层。另外应注意,工程地质层的划分,不是越细越好,当然也不是越粗越好,除了遵循一般的划分原则之外,还应结合工程对象进行划分。在正确划分出工程地质层后,编制分层统计表。最后,进行分层试验资料的数理统计,查算分层承载力。 6.编绘工程地质纵断面图和其他专门图件。公路工程地质纵断面图是公路工程地质勘察报告的重要组成部分,对公路工程的设计和施工有着重要意义。 7.编写工点工程地质勘察报告。按以上顺序进行工作可减少重复,提高效率;避免差错,保证质量。 8.编写全线工程地质总说明书。总说明书是报告的核心框架,它全面地分析了整条路线的工程特征,是设计人员掌握全线地质情况的指南。 三、全线工程地质总说明书论述的主要内容 一个完整的全线工程地质总说明书应由下面几部分组成: 1.前言:要叙述工程概况、勘察的目的和任务,勘察依据、勘察的方法和完成的工作量。本部分重点要注意的是:公路的等级,勘察所属阶段,编制报告所使用的规范、规程一定要保证是现行版本,已经废弃的规范不能作为勘察依据。 2.工程地质条件: 自然 地理、气象和水文条件、地形地貌、区域地质构造、区域地层岩性、工程地质分区。地震活动性和抗震设计主要参数、沿线不良地质和特殊性岩土问题、水文地质特征。 3.岩土的主要物理力学指标:本部分主要是把整条路线的岩土参数,按照岩土形成时间、成因及性质进行数据分类统计分析,然后依据分析结果对各类岩土进行概括性评价。 4.工程地质评价:包括勘区稳定性和适宜性的评价、重点工点工程地质评价和路线方案评价。对于路线方案的比较,主要根据各路线方案所经地区的地质情况的差异进行比较分析,最终推荐出地质情况相对较好的路线方案。 5.沿线天然筑路材料:取土场要依据有关规范的要求,根据土料强度cbr、含水率w、液限wp、塑性指数ip等参数对料场质量进行评述。 6.结论及建议:结论是勘察报告的精华,一般包括以下几点:(1)区域地质构造单元、地震参数和建筑适宜性的评价;(2)勘区不良地质、特殊性岩土的分布及地质灾害对工程影响的大小;(3)重要构筑物的地基情况、基础形式及其他处理措施;(4)勘区内的地下水及地表水的腐蚀性评价;(5)路线方案的评选;(6)其他需要专门说明的问题。 7.附表及附图:全线工程地质总说明书的附表和附图主要包括:完成工程量一览表、地震液化判别 计算 表、水质评价表、水质分析报告、路基分段说明表、不良地质地段表、区域地质构造图、路线工程地质平面图、路线工程地质纵断面图、取土场工程地质柱状图、路基工程地质柱状图等。 四、工点工程地质勘察报告的内容 应根据任务要求、勘察阶段、地质条件、工程特点等具体情况确定,主要包括以下内容: 1.拟建工程概述,介绍拟建构筑物的地理位置、中心里程和规模。 2.勘察方法和勘察任务布置,介绍本工点所使用的勘察手段及布设工作量的多少。 3.地质地貌概况,应从以下三个方面加以论述:(1)地质结构。主要阐述的内容是:地层(岩石)、岩性、厚度;构造形迹,路线所经地区的构造状况,构造与线路关系及影响程度;岩层中节理、裂隙发育情况和风化、破碎程度;(2)地貌。包括勘察场地的地貌部位、主要形态、次一级地貌单元划分;(3)不良地质现象。包括勘察场地及其周围有无滑坡、崩塌、塌陷、潜蚀、冲沟、地裂缝等不良地质现象。 4.地基岩土分层及其物理力学性质,这一部分是工点工程地质勘察报告着重论述的问题,为工程地质评价、基础类型和地基处理方案建议提供基础数据。下面介绍分层的原则和分层叙述的内容: (1)分层原则。土层按地质时代、成因类型、岩性、状态和物理力学性质划分;岩层按岩性、风化程度、物理力学性质划分。厚度小、分布局限的可作夹层处理,厚度小而反复出现可作互层处理。 (2)分层编号方法。常见三种编号法:第一,从上至下连续编号,即①、②、③……层;第二,土层、岩层分别连续编号,如土层ⅰ-1、ⅰ-2、ⅰ-3……岩层ⅱ-1、ⅱ-2、ⅱ-3……第三,按土、石大类和土层成因类型分别编号。如某工地填土1;冲积黏土2-1、冲积粉质黏土2-2,冲积细砂2-3;残积可塑状粉质黏土3-1、残积硬塑状粉质黏土3-2;强风化花岗岩4-1,中风化花岗岩4-2,微风花岗岩4-3。目前,大多数分层是采用第一种方法,并已逐步地加以完善。总之,地基岩土分层编号、编排方法应根据勘察的实际情况,以简单明了,叙述方便为原则。 (3)分层叙述内容。对每一层岩土,要叙述如下的内容: 分布:通常有“普遍”、“较普遍”、“广泛”、“较广泛”、“局限”、“仅见于”等用语。 埋藏条件:包括层顶埋藏深度、标高、厚度。 岩性和状态:土层,要叙述颜色、成分、饱和度、稠度、密实度、分选性等;岩层,要叙述颜色、矿物成分、结构、构造、节理裂隙发育情况、风化程度、岩心完整程度;裂隙的发育情况,要描述裂隙的产状、密度、张闭性质、充填情况;关于岩心的完整程度,除区分完整、较完整、较破碎、破碎和极破碎外,还应描述岩心的形状,即区分出长柱状、短柱状、饼状、碎块状等。 取样和试验数据:应叙述取样个数、主要物理力学性质指标。对叙述的每一物理力学指标,应有最大值、最小值、平均值和经数理统计后的修正值。 原位测试情况:包括试验类别、次数和主要数据。也应叙述其最大值、最小值、平均值和经数理统计后的修正值。 承载力:据土工试验资料和原位测试资料分别查算承载力基本容许值和摩阻力标准值。 5.地下水简述:地下水是决定场地工程地质条件的重要因素。报告中一般涉及有关地下水的参数有:(1)地下水埋藏条件:是孔隙水,或是裂隙水,或是岩溶水;是承压水,或是潜水,或是滞水,或是层间水,含水岩组的岩性,渗透性大小空间分布特征。(2)地下水的动态:水位水量随年度、季节等时段的变化 规律 和幅度大小,水质变化情况,径流方向的变化。(3)补径排条件:补给区在哪,补给量多大,补给范围多大;径流区在哪,径流量多大,径流方向如何;排泄区在哪,排汇量多少。(4)水质特征:一般性指标,腐蚀性指标,特殊指标(如矿泉水)。 6.场地稳定性和适宜性的评价:场地稳定性评价主要是选址和初勘阶段的任务。应从以下几个方面加以论述:(1)场地所处的地质构造部位,有无活动断层通过,附近有无发震断层;(2)地震基本烈度,地震动峰值加速度;(3)场地所在地貌部位,地形平缓程度,是否临江河湖海,或临近陡崖深谷;(4)场地及其附近有无不良地质现象,其 发展 趋势如何;(5)地层产状,节理裂隙产状,地基土中有无软弱层或可液化砂土;(6)地下水对基础有无不良影响。报告对场地稳定性作出评价的同时,应对不良地质作用的防治,增强建筑物稳定性方面的措施提供建议。 7.其他专门要求,论述的问题对于设计部门提出的一些专门问题,报告应予以论述。 8.结论与建议。一般来说,上列概述、地基岩土分层及其物理力学性质、地下水简述和结论与建议等四项,是每个勘察报告必须叙述的内容。总之,要根据勘察项目的实际情况,尽量做到报告内容齐全、重点突出、条理通顺、文字简练、论据充实、结论明确、简明扼要、合理适用。 9.对于公路工程中的收费站及服务区的勘察及报告编写,属于 工业 与民用建筑范畴,要依据现行版的《岩土工程勘察规范》、《建筑地基基础设计规范》、《建筑地震设计规范》和其他相关规范。 五、工程地质图表编制要点 1.综合工程地质平面图,在总说明中的附图,要求提纲契领,应纲要性标出各种工程地质现象,或可作专门图件,不能图省事以“路线工程地质平面图”来替代“综合工程地质平面图”。 2.勘探点平面布置图,勘探点平面布置图是在地形图上标明工程构筑物、各勘探点、各现场原位测试点以及勘探剖面线的位置,并注明各勘探点、原位测试点的坐标及高程。该图应在较大比例尺的工程地质图上进行编制,地形地貌复杂时应专门作测绘工作。 3.钻孔柱状图,反映场地的地层变化情况,在图上应标明地层代号、岩土分层序号、层底深度、层底标高、层厚、地质柱状图、钻孔结构、岩心采取率、岩土取样深度和样号、原位测试深度和相关数据。在柱状图的上方,应标明钻孔编号、里程、坐标、孔口标高、地下水静止水位埋深、施工日期等。柱状图比例尺一般采用整比例,如1∶100或1∶150。 4.工程地质剖面图,此图是作为地基基础设计的主要图件。其质量好坏的关键在于:剖面线的布设是否恰当;地基岩土分层是否正确;分层界线,尤其是透镜体层、岩性渐变线的勾连是否合理;剖面线纵横比例尺的选择是否恰当。理论上剖面比例尺的选择,应尽量使纵、横比例尺一致或相差不大,以便真实反映地层产状,但由于公路工程中的构筑物一般呈条带状,如大中桥等,致使纵、横比例尺一般相差较大,一般横比例尺采用(1∶2000),受报告篇幅影响,纵比例尺一般采用(1∶200)~(1∶500),具体比例要按钻孔的深度而定。在剖面图上,必须标上剖面线号,如6-6′或f-f′。剖面中各孔柱,应标明分层深度、钻孔孔深和岩性花纹,以及岩土取样位置及原位测试位置和相关数据。在剖面图旁侧,应用垂直线比例尺标注标高,孔口高程须与标注的标高一致。剖面上邻孔间的距离用数字写明,并附上岩性图例。 5.土工试验成果表,主要有抗剪强度曲线、压缩曲线等,一般由土工试验室提供。 6.现场原位测试图件,包括载荷试验、标准贯入试验、重型动力触探试验、十字板剪切试验等的成果图件。 7.桩基力学参数表,如果建议采用桩基础,应按选用的桩型列出分层桩周摩擦力,并考虑桩的入土深度确定桩端土承载力。除上述附表之外。有的分层复杂时,应编制地基岩土划分及其埋藏条件表。 8.其他专门图件,对于特殊地质条件及专门性工程,根据各自的特殊需要,绘制相应的专门图件等。 六、结语 本文简单介绍了公路工程地质勘察报告的编制方法,由于公路工程的勘察阶段较多,线路工程所跨越的地质单元繁杂,一般每个工程对报告的编制都会有特殊的要求,因此本文很难将各种情况一一尽述,更详尽的内容,有待于进一步论述。 地质勘察论文:浅析水利水电枢纽泄水输水建筑物冲刷地段的工程地质勘察 摘要:冲刷与地基地质条件密切相关,因此查明冲刷地段的地质条件,既是进行工程地质评价的前提,也是为水工模型试验和结构专业进行消能防冲设计提供可靠地质资料。 关键词:泄水输水建筑物;冲刷;影响因素;工程地质评价 1 泄水输水建筑物的工作特点和冲刷地段 水利水电枢纽中常见的泄水建筑物如溢流重力坝、溢洪道、泄洪隧洞、泄水闸等;输水建筑物如渠道等,各建筑物具有不同的工作特点,不同建筑物的各组成部分与水流接触的地基或边坡一般要经受水流冲刷。冲刷破坏程度主要与水流和地质两方面因素有关,根据破坏程度的差异,可分为一般冲刷地段和严重冲刷地段。但仅就水流方面而言,溢流重力坝下游河床及两岸、溢洪道泄水槽和消能段、泄洪隧洞出口段、水闸下游连接段、渠道落差建筑物陡坡、消力池段水流急,甚至为高速水流,单宽水流所含能量大,多会产生比较严重的冲刷破坏,属于严重冲刷地段。而建筑物的其余组成部分起到引水、导流作用,或将水源区水流平缓地引入主控段,或将消能后水流平稳地泄入原河道,水流流速均不大,属于一般冲刷地段。[1] 2 冲刷引起主要工程地质问题及其影响因素 高速水流具有较大能量,长期冲刷将会引发多方面的工程地质问题:①水流冲刷两岸岸坡,造成大量塌方、滑坡。②射流跌入水垫后形成回流,剧烈冲刷坝脚,导致地基及建筑物失稳。③冲刷坑形成后,上游坡溯流 发展 ,危及坝基稳定。④冲刷坑的不断加深,切断坝基下的软弱夹层、缓倾角断层,形成临空面,可能引起深层滑动。⑤泄水输水建筑物本身受高速水流冲刷而破坏。 影响冲刷的因素很复杂,外因主要为水流特征、下游水深、水舌入射角、冲刷时间等,另外还包括水库调度时间、闸门运行方式等运行管理方面;内因为冲刷地段的地质条件,是影响地基抗冲刷稳定性的基本因素,主要包括:岩土体的物理力学性质、软硬状态、风化程度、断层、破碎带、软弱夹层、裂隙等构造发育程度、产状、性质及相互组合形式等。[2] 3 冲刷地段的工程地质勘察 冲刷地段工程地质勘察工作目的和任务是查明影响冲刷的地质因素,进行正确的工程地质评价和决策,为水工专业和水工模型试验提供相应的工程地质模型,为结构专业进行消能防冲设计提供可靠的地质资料。 3.1 勘察内容 这里所述的勘察内容仅是为查明影响冲刷的地质因素,对某些冲刷地段而言,还存在渗漏、渗透变形和稳定问题。 土质地基:①查明地形地貌特征、微地貌类型;②查明第四系成因类型和分布,特别注意软土层、粉细砂层、膨胀土层、湿陷性黄土层、冻土层、易崩解土层、盐渍土层等;③查明各类土层的物理力学性质。 岩质地基:①查明地形地貌、地层岩性、地质构造;②查明软岩、易溶盐、膨胀性岩或夹层的分布及其性质;③查明岩体的风化程度;④查明主要断层、破碎带、缓倾角断层、裂隙密集带的性质、产状、规模、延伸情况、充填和胶结情况,进行节理裂隙统计,分析各类结构面相互组合形式,进行岩体结构分类,评价冲刷对地基及两岸边坡的影响程度。[3] 3.2 勘察方法 ①工程地质测绘比例尺与各泄水输水建筑物一致,若各建筑物距坝很近时,应与坝址工程地质测绘范围连接。②一般冲刷地段,勘探剖面线应结合查明其它地质问题沿建筑物轴线布置,钻孔深度以查明其它地质问题所需要的深度为准。③严重冲刷地段,如溢流重力坝、溢洪道下游河床,可结合横向围堰、导水墙等导流工程,也可专门布置勘探工作,宜采用钻探和物探进行综合勘察,钻孔深度须进人最大冲刷坑底以下适当深度;当存在软弱夹层、缓倾角断层,冲刷坑的形成可能切割夹层、断层影响坝基、建筑物地基或两岸岸坡稳定时,应结合地形布置竖井或大口径钻孔。④对冲刷地段岩土体,应分层取样,进行岩土物理力学性质试验。⑤加强冲刷地段的施工地质工作,根据施工揭露情况及时核对、调整有关参数和 计算 成果。 4 冲刷地段的工程地质评价 若冲刷坑边坡切割缓倾角断层、软弱夹层等结构面,还需专门对坝体或相关建筑物进行地基或边坡稳定评价。拱坝溢流一般有向心集中作用,应重点考虑冲刷坑形成后对坝肩稳定的影响。另外,还可用岩土的抗冲刷流速作为评价标准,若岩土抗冲刷流速小于水流流速,则会产生冲刷破坏。[4] 地基冲刷的影响因素十分复杂,地质上需综合分析岩体结构、泄流特征、模型试验、简易估算并结合工程经验作出判断。但在高应力地区,泄流冲击力与高地应力解除的叠加组合作用,如何判断其对岩体的冲刷破坏尚无良策。而高落差高速水流的水锤效应,它象震动传到岩体上并渗入裂隙内,并象爆炸一样急剧地降低岩体的有效应力,以破坏其稳定性,问题相当难解决。因此,冲刷评价应注意留有余地,同时在工程运行期间,对严重冲刷地段必须加强安全监测。若地基存在冲刷地质问题,地质方面仅需提出消能防冲建议,具体采用何种措施由结构专业根据地质资料、水工模型试验成果经技术 经济 比较后确定。 5 结语 泄水输水建筑物是水利水电枢纽工程十分重要的水工建筑物,水流冲刷作用会产生诸多地质问题。冲刷的影响因素主要有地质和水流两个方面,其中前者是根本。目前冲刷坑计算采用的是建立在室内模型试验和原型观测成果基础上提出的经验公式,最终冲刷结果还需通过水工模型试验予以验证。地基冲刷的影响因素十分复杂,地质上应综合分析和评价,注意要留有余地。同时在工程运行期间,对严重冲刷地段必须加强安全监测,为枢纽的正常运行提供安全保障。 地质勘察论文:工程地质勘察探讨 摘要:介绍了工程地质勘察的目的以及决定勘察任务的因素,具体阐述了工程地质勘察流程,包括前期准备、各阶段勘察内容及工程地质勘察报告,以期指导相关人员正确进行工程地质勘察,为设计施工提供准确的地质资料。 关键词:工程地质勘察;目的;任务;勘察报告 建筑是建在地面以上的,地面以下土层的分布,土质的疏松、强度,地下水的深度等都会影响到在建建筑的安危。所以,为了确保建筑及其地基设计的准确性,就必须有建筑场地的地质资料作为科学依据。只有对建筑场地的地质资料有个全面的了解、准确把握才能更好的对建筑及其地基进行设计。 一、工程地质勘察的目的 工程地质勘查的主要目运用坑深、触探、钻探等勘查手段和方法,对在建工程的场地进行调查研究分析,为工程设计和施工提供所需的地质资料。 二、决定勘察任务的因素 (一)建筑场地的复杂程度 根据建筑场地的地形情况将场地复杂程度分为三个级别:简单场地,对建筑地基影响不大;中等场地,对建筑的地基可能会造成一定的影响;复杂场地,对建筑的地基存在很大的影响。 (二)工程所在场地地质条件的研究机当地建筑工程经验 比如,在某一陌生区域,对当地的地质条件缺少研究,则勘查工作量就有加大;相反,如果在此地有工程施工经验,则花费时间及工作量都会减少。 三、建设规模及建筑物等级 依据所建工程类类型,建筑地基负荷大小、建筑地基损坏后造成建筑整体后果的程度等,可将建筑分为三个等级。一级建筑物,主要指的是关键性或有纪念意义的建筑物,破坏后果很严重。二级建筑,主要指的是地基负荷较大的建筑物,破坏后果严重。三级建筑,主要指的是建筑地基负荷不大,破坏后果不严重。 勘察工作的准备。1)接受工程地质勘查任务书,结合工程场地地质条件制定相应的勘查工作计划;2)建筑规模较大或地质条件复杂的场地,应当进行工程地质测绘,并实地观察场地地质情况;3)设置勘查点和勘查线,采用各种地质勘查手段或方法探明场地地质情况,并取得地质试样;4)对取得地质试样进行物理力性测试和水质分析测试。 四、地质勘察各阶段的内容 (一)选址勘察 1.目的 选址勘查是指对工程场地的地质的稳定性和适宜性做出评价。 2.选址阶段的勘察工作 1)对工程场地所在区域的地形地貌、地震、矿产资源和工程地质信息以及气候、自然条件等信息进行收集;2)工程现场实地踏勘,初步了解场地的土层结构情况,形成原因和大致成型年代,主要土层、地下水位等情况。3)对附近区域的建筑物规模、结构、地质资料等情况有所了解;4)工程场地地质情况复杂,现有资料不能不能准确反映地质信息,应当进行必要的地质测绘及勘探工作。 (二)初步勘察 1.目的 1)对在建建筑的地基稳定作出评价;2)为建筑的总体平面提供必要信息;3)为工程的主要建筑地基施工发案提供参考资料;4)如遇不良地质现象提交防治方案。 2.主要任务 1)对场地地质初步了解。2)对地下水水位和冻结深度有个初步了解3)查明场地中不明地质现象,范围,对工程项目的影响和发展趋势 (三)详细勘探 1.目的 1)从工程地质角度评价建筑地基,提出相应建议;2)为建筑地基设计提供详细的地质工程资料;3)为建筑地基的加固和处理提供工程资料支持;4)为不良地质情况的防治提供地质资料。 2.主要任务 1)详细勘查主要采用的手段以原位测试、勘探和室内试样检测为主。2)复杂场地或一、二类建筑物,详细勘探点宜按主要柱列线布置;对其他场地和建筑物可沿建筑物周边或建筑群布置;对重要设备基础应单独布置。3)要以地基主要受力层为原则钻探勘探孔深度。如果地基需要进行变形验算,部分勘探孔可以底基层压缩深度。4)对场地进行详细勘探时,原位测试井、探孔数量级所取地质试样,应依据地质的复杂程度、建筑规模或类别进行确定。取试样和进行原位测试部位,应依据设计要求、地基情况进行确定。 (四)施工勘察 1)对较重要建筑物的复杂地基需进行验槽。验槽时应对基槽地质素描,实测地层界限,查明人工填土的分布和均匀性等,必要时应进行补充勘探测试工作。2)基坑开挖后,地质条件与原勘察资料不符,并可能影响工程质量。3)深基坑设计及施工中,需进行有关地基监测工作。4)地基处理、加固时,需进行设计和检验工作。5)地基中溶洞或土洞较发育,需进一步查明及处理。6)施工中出现边坡失稳,需进行观测及处理。 五、工程地质勘察报告 (一)文字部分 1)勘查工作的任务和概况;2)是否存在影响建筑物地基不稳情况存在及其影响程度;3)工程场地的地质土层结构、强度及各土层物理力学性质;4)低下水位的深度、水质情况、变化情况及对建筑材料的腐蚀程度;5)在地震设防区划分场地类型和场地类别,并判别饱和沙土及粉土;6)对建筑地基基础方案进行分析,提出经济可行的设计方案意见,尤其对地基设计和施工中需注意的地方检出建议;7)当工程需要时,尚应提供:深基坑开挖的边坡稳定计算和支护设计所需的技术参数,论证其对周围已有建筑物和地下设施的影响;基坑施工降水的有关技术参数及施工降水方法的建议;提供用于计算地下水浮力的设计水位。 (二)图表部分 1)勘探点平面布置图; 2)工程地质剖面图、综合工程地质图或工程地质分区图; 3)土的物理力学性试验总表。重大工程根据需要,绘制综合工程地质图或地质分区图、地质柱状图或综合地质柱状图和有关试验曲线。 地质勘察论文:水利工程坝址选择的工程地质勘察探析 【论文关键词】工程地质勘察 水利工程 坝址选取 【论文摘要】通过结合工程实践表明,工程地质勘察人员不仅要了解地质也要了解设计,同时应当对工程地质的相关问题提出分析,并结合水利工程的实际情况而选取合适的坝址。 1.引言 水工建筑物不同于其他建筑物,有其自身的特点。因水工建筑物的建成,而使广大范围内的水文和水文地质条件发生变化。这种变化就可能引起水库岸坡再造、水库渗漏、水库淤积和坝下游河床冲刷等作用。因此,必须重视勘察、设计、施工全过程,否则,后果极其严重。在坝址选择时除了考虑主体建筑物拦水坝的地质条件外,还应研究包括溢洪、引水、电厂、航闸等建筑物的地质条件,为规划、设计和施工提供可靠依据。 2.坝址选取的工程地质勘察 在自然界中,地质条件完美的坝址很少,尤其是大型的水利枢纽,对地质条件的要求很高,更不能完全满足建筑物的要求。所谓“最优方案”是比较而言的,最优坝址在地质上也会存在缺陷。所以在坝址选择时,应当考虑不同方案,并采取改善不良地质条件的处理措施。因此,地质条件较差,预计处理困难,投资高昂的方案,应首先被否定。坝址选择时,工程地质论证的主要内容包括区域稳定性、地形地貌、岩土性质、地质构造、水文地质条件和物理地质作用以及建筑材料等,还要预计到可能产生的工程地质问题和处理这些问题的难易程度,工作量大小等,下面分别论述。 2.1 区域稳定性 区域稳定性问题的研究在水利水电建设中具有特别重要的意义。围绕坝址或要开发的河段,对区域地壳稳定性和区域场地稳定性进行深入研究是一项战略任务。特别是地震的影响直接关系着坝址和坝型的选择,一般情况下,地震烈度由地震部门提供,但对于重大的水利枢纽工程要进行地震危险性分析和地震安全性评价。因此,对于大型水电工程,在可行性研究阶段,应组织专门力量解决区域稳定性评价。 2.2 地形地貌 地形地貌条件是确定坝型的主要依据之一,同时,它对工程布置和施工条件有制约作用。狭窄、完整的基岩“v”型谷适合修建拱坝,宽高比大于2的“u”型基岩河谷区宜修建混凝土重力坝或砌石坝。宽敞河谷地区岩石风化较深或有较厚的松散沉积层,一般适于修建土坝。不同地貌单元,其岩性、结构有其自身的特点,如河谷开阔地段,其阶地发育,二元结构和多元结构往往存在渗漏和渗透变形问题。古河道往往控制着渗漏途径和渗漏量等。因此,在坝址比选时要充分考虑地形、地貌条件。 2.3 岩土性质 岩土性质对建筑物的稳定来说十分重要,对坝址的比选具有决定性意义。因此,在坝址比选时,首先要考虑岩土性质。修建高坝,特别是混凝土坝,应选择坚硬、完整、新鲜均匀、透水性差而抗水性强的岩石作为坝址。我国已建和正在施工的70余座高坝中,有半数建于强度较高的岩浆岩地基上,其余的绝大多数建于片麻岩、石英岩和砂岩上,而建于可溶性碳酸盐岩、强度低易变形的页岩、千枚岩上的极少。通过结合工程实践,根据不同成因类型岩土的建坝适宜性及其主要问题作简要概述。 (1)侵入的块状结晶岩体,一般致密坚硬、均一、完整、强度大、抗水性强、渗透性弱,是修建高混凝土坝最理想的地基,其中尤以花岗岩类为最佳。这类岩石需注意它们与围岩以及不同侵入期的边缘接触面,平缓的原生节理,风化壳和风化夹层的分布,选坝时避开这些不利因素。 (2)喷出岩类强度较高、抗水性强,也是较理想的坝基。我国东南沿海、华北和东北有不少大坝坐落在这类岩石上。喷出岩的喷发间断面往往是弱面,存在风化夹层、夹泥层及松散的砂砾石层,还有凝灰岩的泥化和软化等,对坝基抗滑稳定性的影响不可忽视。此外,玄武岩中的柱状节理,透水性很强,在选坝时也须注意研究。例如:桑干河干流上的山西省册田水库大坝坝基为新生代的玄武岩,柱状节理极发育,坝基及绕坝渗漏严重,影响着水库效益。 (3)深变质的片麻岩、变粒岩、混合岩、石英岩等,强度高、抗水性强、渗透性差,也是较理想的坝基。但是在这类岩体中选坝址,必须注意片理面的各向异性及软弱夹层的存在,选坝时,应避开软弱矿物富集的片岩(如云母片岩、石墨片岩、绿泥石片岩、滑石片岩)。在浅变质岩的板岩、千枚岩区,应特别注意岩石的软化和泥化问题。 (4)沉积岩中,以厚层的砂岩和碳酸盐岩为较好的坝基。这类岩石坝基较岩浆岩、变质岩的条件复杂。这是因为在厚层硬岩层中常夹有软弱岩层,这些夹层力学强度低,抗水能力差,易构成滑移控制面。碎屑岩类如砾岩、砂岩等,强度与胶结物类型有关,一些胶结物在水的作用下可能产生溶解、软化、崩解、膨胀等。在构造变动下往往发生层间错动,经过次生作用易于发生泥化。在坝址比选时必须十分注意这一问题。此外,碳酸盐岩的岩溶洞穴和裂隙的发育,可能会产生严重的渗漏。 另外,在坝址比选中,河床松散覆盖层具有重要意义。修建高混凝土坝,坝体必须座落在基岩之上,若河床覆盖层过厚,就会增加坝基的开挖工程量,使施工条件复杂化。所以当其他条件大致相同时,应将坝址选择在覆盖层较薄的地段。有的河段因覆盖层过厚,只得采用土石坝型。比选松散土体坝基的坝址时,须研究渗漏、渗透变形和振动液化等问题,而且应避开如淤泥类土等软弱、易变形土层。 2.4 地质构造 地质构造在坝址选择中同样占有重要地位,对变形较为敏感的刚性坝来说更为重要。在地震强烈活动或活动性断裂发育的地区,选坝时应尽量避开或远离活断层,而位于区域稳定条件相对较好的地块上。在选坝前的可行性研究时,应进行区域地质研究,查明区域构造格局,尤其要查明目前仍持续活动或可能活动断裂的分布、类型、规模和错动速率,并预测发生水库诱发地震的可能及震级。国外有些水坝就因横跨活断层而坝体被错开或致垮坝。地质构造也经常控制坝基、坝肩岩体的稳定。在层状岩体分布地区,倾向上游或下游的缓倾岩层中存在层间错动带时,在后期次生作用下往往演化为泥化夹层,若有其他构造结构面切割的话,对坝基抗滑稳定极为不利,在选坝时应特别注意。因为缓倾岩层的构造变动一般较轻微,容易被忽视。陡倾甚至倒转岩层,由于构造形变强烈,岩石完整性受到强烈破坏,在选坝时更要特别注意查清坝基内缓倾角的压性断裂。总之,要尽可能选择岩体完整性较好的构造部位作坝址,避开断裂、裂隙强烈发育的地段。 2.5 水文地质条件 在以渗漏问题为主的岩溶区和深厚河床覆盖层上选坝时,水文地质条件应作为主要考虑的因素。从防渗角度出发,岩溶区的坝址应尽量选在有隔水层的横谷、且陡倾岩层倾向上游的河段上。同时还要考虑水库有否严重的渗漏问题,库区最好是强透水层底部有隔水岩层的纵谷,且两岸的地下分水岭较高。当岩溶区无隔水层可以利用的情况下,坝址应尽可能选在弱岩溶化地段。这就要求仔细分析研究岩层结构、地质构造和地貌条件。 2.6 物理地质作用 影响地址选择的物理地质作用较多,诸如岩石风化、岩溶、滑坡、崩塌、泥石流等,但从一些水库失事实例来看,滑坡对选择坝址的影响较大。在河谷狭窄的河段上建坝可节省工程量和投资,所以选择坝址时总希望找最窄的峡谷段。但是,峡谷地段往往存在岸坡稳定问题,一定要慎重研究。如法国罗曼什河上游一坝址,地形上系狭窄河段,河谷左岸由花岗岩和三叠纪砂岩及石灰岩构成。右岸是里亚斯页岩,表面上看来岩体较完整,后经钻探发现页岩下面为古河床相的砂砾石层,表明了页岩是古滑坡体物质,滑坡作用将河槽向左岸推移了70m。因而只得放弃该坝址而另选新址。 2.7 天然建筑材料 天然建筑材料也是坝址选择的一个重要因素。坝体施工常常需要当地材料,坝址附近是否有质量合乎要求,储量满足建坝需要的建材,如砂石、黏土等,是坝址选择应考虑的。天然建筑材料的种类、数量、质量及开采条件及运输条件对工程的质量、投资影响很大,在选择坝址时应进行勘察。 3.结语 从实践表明,选择坝址是水利水电建设中一项具有战略意义的工作,它直接关系到水工建筑物的安全、经济和正常使用。工程地质条件在选坝中占有极其重要的地位,选择一个地质条件优良的坝址,并据此合理配置水利枢纽的各个建筑物,以便充分利用有利的地质因素、避开或改造不利的地质因素。 地质勘察论文:工程勘察中的水文地质问题不容忽视 内容摘要:往往在工程勘察设计和施工过程中文地质问题常常被忽视,本文从以往工程勘察中水文地质问题被忽视的原因进行分析,并做出评价其危害给工程带来的不便。 关键词:工程勘察;水文地质;危害 实践证明,在工程勘察、设计和施工过程中,水文地质问题始终是一个极为重要但也是一个易于被忽视的问题。之所以重要,是因为水文地质和工程地质二者关系极为密切,互相联系和互相作用,地下水既是岩土体的组成部分,直接影响岩土体工程特性,又是基础工程的环境,影响建筑物的稳定性和耐久性。至于容易被忽视,是在实际的勘察工作中,在勘探成果内因为很少直接涉及水文参数的利用,水文地质问题往往只被认为是象征性的工作,在勘察中大多只是简单地对天然状态下的水文地质条件作一般性评价。在一些水文地质条件较复杂的地区,由于工程勘察中对水文地质问题研究不深人,设计中又忽视了水文地质问题,经常发生由地下水引发的各种岩土工程危害问题,令勘察和设计处于难堪的境地。为提高工程勘察质量,在勘察中加强水文地质问题的研究是十分必要的,在工程勘察中不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题,评价地下水对岩土体和建筑物的作用及其影响,更要提出预防及治理措施的建议,为设计和施工提供必要的水文地质资料,以消除或减少地下水对岩土工程的危害。 1、工程地质勘察中水文地质评价内容 在以往的工程勘察报告中,由于缺少结合基础设计和施工需要评价地下水对岩土工程的作用和危害,总结以往的经验和教训,我们认为今后在工程勘察中,对水文地质问题的评价,主要应考虑以下内容: (1)应重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响,预测可能产生的岩土工程危害,提出防治措施。 (2)工程勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要,查明有关水文地质问题,提供选型所需的水文地质资料。 (3)不仅要查明地下水的天然状态和天然条件下的影响,更重要的是分析预测在人为工程活动中地下水的变化情况,及对岩土体和建筑物的反作用。 (4)应从工程角度,按地下水对工程的作用与影响,提出不同条件下应当着重评价的地质问题。 2、重视岩土水理性质的测试和研究 岩土水理性质是指岩土与地下水相互作用时显示出来的各种性质。岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩土重要的工程地质性质。岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形,而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。以往在勘察中对岩土的物理力学性质的测试比较重视,对岩土的水理性质却有所忽视,因而对岩土工程地质性质的评价是不够全面的。 岩土的水理性质是岩土与地下水相互作用显示出来的性质,而地下水在岩土中有不同的赋存方式,不同形式的地下水对岩土水理性质的影响程度有所不同,而且影响程度又与岩土类型有关。 结合水是地下水在粘性土中的主要赋存形式,在砂土中含量甚微。结合水尤其是弱结合水与粘性土相互作用时显示出来的性质如可塑性、膨胀性、收缩性等归为粘性土的物理力学性质,因其受强力束缚,活动范围极为有限,对岩土的动态水理性质影响较小。 3、全面了解地下水引起的岩土工程危害 地下水引起的岩土工程危害,主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的。 地下水位变化可由天然因素或人为因素引起,但不管什么原因,当地下水位的变化达到一定程度时,都会对岩土工程造成危害,地下水位变化引起危害又可分为三种方式: (1)水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的,其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状;水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响,有时往往是几种因素的综合结果。 ①土壤沼泽化、盐渍化,岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。 ②斜坡、河岸等岩土产生滑移、崩塌等不良地质现象。 ③一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。 ④引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂、管涌等现象。 ⑤地下洞室充水淹没,基础上浮、建筑物失稳。 (2)地下水位下降引起的岩土工程危害。地下水位的降低多是由于人为因素造成的,如集中大量抽取地下水、采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝、修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降,常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题,对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。 (3)地下水频繁升降对岩土工程造成的危害。 地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形,当地下水升降频繁时,不仅使岩土的膨胀收缩变形往复,而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大,进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。 地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱,一般不会造成什么危害,但在人为工程活动中由于改变了地下水天然动力平衡条件,在移动的动水压力作用下,往往会引起一些严重的岩土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。流砂、管涌、基坑突涌的形成条件和防治措施在有关的工程地质文献中已有较详细的论述,这里不再重复。 水文地质工作在建筑物持力层选择、基础设计、工程地质灾害防治等方面都起着重要的作用,随着工程勘察的发展,其必将受到越来越广泛的重视,切实做好水文地质工作将对勘察水平的提高起着极大的推动作用。 地质勘察论文:岩土工程勘察中水文地质勘察的地位 摘要:水文地质勘查在岩土工程建设的项目中占居着非常重要的地位,尤其是在对岩土工程的勘察过程当中水文地质指标参数,其会直接的影响到整体岩土工程的施工质量。文章重点研究分析了水文地质勘查过程中岩土工程勘察的重要地位,而且详细的分析了其占居的重要意义,并且具体的论述了水文地质勘查的具体内容。 关键词:岩土工程勘察;水文地质勘查;地位;内容 岩土工程勘察不但包括岩土的物质勘察,也包括水文地质勘察。其发挥着在建筑领域的重要性指导的作用,其中的水文地质勘查在岩土工程勘察中也是非常重要的环节之一。 1水文地质勘查的概念 作为岩土工程勘察中主要构成环节的水文地质勘查,重点研究水文地质在工程建设中所起到的影响作用。重点是在前期的水文地质数据作为基础之下,采用合理的比例进行有效的科学验证,采用先进的科学仪器及勘察技术对水文地质的各项指标作出详细的分析研究,比对出影响水文地质勘查的各种因素,并对水文地质的每个参数变量作出其对整个岩土工程的影响范围。 2岩土工程勘察中水文地质勘查的地位 2.1水文地质勘查影响建筑的基础埋深 地基的埋深程度和水文地质的情况紧密相关,地基根据水文地质前期的每个参数进行分析后才掌握其深浅的数据,然后划分地基埋深的最付款范围。对水文地质的动态数据了解全面后,再通过结合施工现场的实际环境,对建筑物作出埋深尽寸的合理判断。岩土工程的实际施工设计当中要对静态地下水位作出准确的勘察。通常的情况下,建筑物埋深的标准是在地下水位之上,也有一些比较特殊的建筑工程地下水位比较高,这就需要地基的基础埋深要符合其区间范围的要求,其建筑物埋深的位置标准要在地下水位之下,在施工的前期,可以使用先进的技术来降低其水位,从而保证地下水的深度不会影响到埋深的位置。另外,地下水流会影响到土壤的软硬程度,这样岩石层就会也现软化的现象从而出现岩石干裂,这对地基的埋深影响非常大,所以必须要保证埋深处于岩石层之上。 2.2建筑工程的质量受水文地质影响 许多因素都会直接影响地下水位,从而产生水位或高或低出现不稳定的水文现象。建筑工程中水位的高或低都会直接影响其发展。细致研究发现,所有的土壤中都含有酸碱,其只有保持平衡,土壤才会相对的稳定并保持其坚硬度,但是水位出现上升时就打破了岩石的平衡,同时地下水中含有的盐性物质可以腐蚀建筑材料,这样就会降低建筑物基础的承载能力。同样的如果水位上升也可以使暗河产生积水的现象,建筑材料会非常容易的产生裂缝,这样安全上就产生了严重的问题。 2.3建筑工程支护效果受水文地质影响 处于良性循环的地下水动力循环,受到地质以及自然条件的干预下,一直处于平衡的水动力循环状态,如果受到人为因素,平衡的状态将无法保持,建筑工程也随之出现了一系列的问题,其中包括工程的安全性以及稳定性。比如,现阶段我国人口不断的增长,使得土地的开发也出现了局限性,同时制约了土地的使用权限,所以采用的解决办法就是建造更多的高层楼房。楼层越高其地基就需要更加的埋深,其中位低水位的方法就是直线开挖或抽水,这样就人为的破环了地下水动力。从而改变了地下水处于的地质环境,岩层也随之出现了空心现象,大大的降低了岩土工程后期建设的整体质量,同时也降低了建筑物的使用寿命。 3岩土工程勘察中水文地质勘查的内容 3.1自然地理条件 影响勘察的重要因素就是自然的地理条件。岩土工程勘察中最主要的内容就是对自然地理条件的客观勘察,从而使水文地质勘查项目能够有序的进行奠定前期基础保障。其自然地理条件的勘察内容包括的范围比较广泛,涉及的层面也比较大,其中包括地形地貌、气候及水文等。 3.2地质环境 地质环境的勘察是水文地质勘察中的主要勘察内容,其构成的内容主要包括岩石的性质和地质的特征以及基底的构造等等,探索研究岩土工程地处区域中的地质环境,探索研究岩层在水作用情况下其能承受的抗压能力,同时对岩层所受到的腐蚀程度进行详细的测定,同时作出对岩土工程建筑物的耐久程度的具体且有效的判断。 3.3地下水位的具体情况 岩土工程中地下水位对其影响非常大,建筑物地基是否稳定坚固水位起着决定性的作用,因此水文勘察内容的重点之一就是地下水位。另外,水文勘察内容还包括水位变化的情况以及水位上升与下降的特点,岩石环境范围内的水补充作用,同时分析研究地下水在岩土中的排泄是否正常,在历史方面也需要进行仔细勘察其特点,通过仔细的研究分析,掌握历史高低水位产生的主要原因。岩石层面上的物质中其性质都各有不同之处,而地下水蕴藏的多少也各不相同,其中水文勘察的内容就包括了水的流速以及水的类型两个方面。分析研究动态水位,这在岩土工程中基底的调整上具有非常重要的指导性作用,及时有效的调整及改进基底。与此同时勘察地下水的过程当中,可以用不同的测定方法来对地质水系进行合理有效的测定,例如可以采用探井和钻孔等一些方法进行水位上的测定;另外在进行水位的测定同时要注意时效性的测定,其必须要在静止的地下水位条件下进行一定时间的测定,探索出地下水的渗透情况及其存在的状态。 3.4含水层以及隔水层的情况 水文勘察内容关键环节之一就是含水层及隔水层,建筑物地基结构的层次及稳固程度受其直接的影响。勘察隔水层及含水层的内容重点包括以下方面:每一个含水层的埋深水位与其条件,其中主要的水层水位的具体情况和水层厚度的具体分布情况,每一个水层的地下水类型以及其水流的方向,水流的速度和水位动太的具体情况。进行地质水文勘察的过程当中,首先要考虑到岩土工程中建筑材料对于水的敏感程度后,通过结合现代科学合理的应用地下水的渗透系数,同施工现场的具体地理环境相结合,认真仔细的研究出每一个水层对建筑材料所能够腐蚀的情况,然后再进行岩土工程的材料设计。 4结束语 岩土工程勘察的重要组成部分就是水文地质勘查,同时岩土工程建设过程当中的安全性以及质量都受勘查质量高低的直接影响。因此,地质勘察人员必须要掌握水文地质勘查的具体内容及其地位,为水文地质勘察工作能够有效的实施奠定基础。 地质勘察论文:复杂地质条件下岩土工程勘察的实践 摘要:本文仔细研究分析了在复杂的地质条件下关于岩土工程勘察的实践与研究,通过这个研究,简要概述了岩土工程勘察重要性和复杂地形地质条件下岩土工程勘察中出现的问题,在最后也对复杂地质条件下岩石工程勘察的技术进行了分析,希望为相关领域及相关人士提供借鉴。 关键词:复杂地质;岩土;工程勘察;实践与研究 由于国民经济的快速发展,国家的工程迎来了发展机遇,同时也面临着挑战,因为我国的地形多以山地丘陵为主,地质比较复杂且多样化,要想在复杂的地形条件下进行工程的建设是比较艰难的,这无疑给工程建设单位提出了更高的要求,在施工的过程中,有一些地形复杂的地区容易发生事故,因此,为了更好的保障人们以及施工人员的生命财产安全,在施工前以及施工过程中都进行岩土工程勘察是极有必要的。除此之外,由于岩土工程勘察工作的好坏会直接影响工程的质量,所以能否有效的做好岩土工程勘察是一项基础性工作并且具有决定性作用。勘察数据将直接影响着工程进度和工程质量,数据的偏差时常会发生,在岩土工程勘察工作中存在一些难以避免的状况,但是好在这种问题是可以通过使用新科技新技术避免的,随着新工程的发展以及岩土工程勘察技术的完善已经被越来越多的行业所使用[1]。所以本文通过分析关于复杂地质条件下岩土工程勘察的实践与研究对其长远发展具有深远的影响。 1简述复杂地质条件 从当前的岩土工程勘察标准来看,如果从地质条件来进行划分的话,一共可以分为三个等级,分别为三级、二级以及一级。三级是这三类里面最为简单的,一般是指勘察地区的岩土种类相对比较单一,也没有明显的性质变化,同时它也不会受地下水的影响;而二级地质条件属于普遍的类型,主要是指勘察地区的岩土种类较多,存在一定的性质变化,且工程开展在一定程度上受地下水影响,但是有办法进行化解;与其他两类地质条件不同的是就是一级地质条件,也就是复杂的地质条件,它的一般特征表现为地质灾害发育强烈;地形与地貌类型复杂。地质构造也相对复杂,它的岩土性质与外貌形态都有比较明显的变化,岩土体工程地质性质不良;它的地质与水文条件都不好,并且受人类活动的影响较大,加上本身就有的多年冻土、湿陷性、膨胀性、盐渍性岩土,所以处理难度较大并且需要经过特殊处理。而在复杂地质条件下进行岩土工程勘察主要需要做的是:首先要去搜寻与勘察地区相关的资料,包括气温、冻土层深度、地温、降雨量等气候状况,然后再把找到的资料进行整理,继而进行研究分析该区域的土质构成和下伏土层的分布区域、土层性质以及形成原因等;除此之外,还要检查该区域的地下水类型,仔细研究当地植被生长状况等[2]。 2岩土工程勘察重要性 岩体工程勘察对整个工程建设具有关键性作用,因此,在进行工程施工前进行岩体工程勘察工作是非常有必要的,它的重要性主要存在于以下几个方面:①区域的水文情况。在工程建设前调查好区域周边水文地质状况可以更好的分析工程情况,可以更好的判断区域周边的水文情况是否会影响工程施工或者对施工会造成多大的影响,继而更好的为工程建设提供参考并考虑其可行性。②区域的地下情况。由于岩土工程勘察可以探测到工程区域周边的地下存在的各种物质,从而更好的判断这些地下的物质是否会给工程建设造成副作用,如果结果是显示是有影响,那么就要提前采取措施,制定相应的解决方案,避免给工程施工造成更多的困扰。③区域的数据收集。对勘察地区的地形地貌进行研究,得出并记录下相关的数据,继而进行仔细分析,然后得出施工区域的地质变化情况,这样可以更好的为工程施工及时的提供相关的参考资料。④区域的施工可行度。进行岩土工程勘察是建立在工程建设区域的周边岩土参数基础上,在这个基础上再与施工的其它要求相结合,为工程的施工可行度提供参考建议,减少不良影响的发生[3]。在施工前期与施工过程中进行岩土工程勘察可以更好的把握工程区域周边的影响因素以及各种地质灾害情况,这样就能在工程建设初期建立相应的解决措施,避免一些影响施工的因素的发生[4]。 3复杂地形地质条件下岩土工程勘察存在的问题分析 3.1野外勘探工作不到位 在岩土工程勘察的过程中,经常会发生由于没有深入和明确的了解勘探区地层以及工程结构和功能,经常会出现一些问题:①勘探点间距和深度问题。一些施工人员在实际勘察过程中没有按照相关的标准进行加密勘探点,加之现场记录人员工作记录不仔细,比较随意,所以经常会发生相邻两个勘探点之间地层相差过大的情况;除此之外,由于事先对勘察区域的岩土特性不了解,没有仔细分析岩土是属于哪一等级,所以在采集岩土时,由于受盐渍土、湿陷性土等特殊的岩土的因素所影响,导致地基等级发生变化,最后就会发生勘探点间距不合理的情况。②原位测试的问题。如果在勘察的过程中发生不规范的操作行为就会导致最终采集的数据不准确的情况,特别是在冬季与夏季,触探指标会出现更加明显的差距;除此之外,在使用标准贯入试验时,孔深和杆长的校正也会出现偏差,孔底存在残留和缩径,没有及时的发现标贯器以及下落到测试位置,这样就会使标贯击数出现严重偏差。③地下水位测试和试样采集问题。在进行地下水位的测量工作时,需要量测钻孔水位,如果对区域周边是否有滋出地下水的陡壁和抽水井的情况没有进行调查的话,就极有可能给地下水位的测量带来困扰。如果在数据的采集过程中不严格遵照相关的标准,就会很容易发生原状样密封不到位、高度不够以及数量不足的问题,从而导致含水量出现散失的状况。 3.2资料缺乏与报告不准 尽管当前国家已经对工程地质勘察工作引起重视,建设部门也在不断的完善自身的岩土工程勘察工作,但由于发展时间较短,仍然存在较多弊端,对各个区域的地质研究不够,经常会出现建设区域在进行施工过程中找不到相应的参考数据,继而导致工程不能正常进行。而岩土勘察工作的重要作用就是要提高有效的参考数据,建设单位需要根据岩土勘察工作提供的资料与数据来选择合适的基坑围护方式、基础形式以及相应的持力层,这样才能帮助施工单位可以更好的根据资料去编写施工计划与方案。除此之外,还有一个大的问题就是施工单位在进行岩土勘察工作后,它的勘察数据与实际情况存在很大的偏颇,因为很大一部分的岩土勘察人员比较随意,结论比较马虎,走形式。这给建设单位、施工工作造成了很大的困扰,在没有事实可以依据的前提下,很多的施工计划方案完全没有参考工程的勘察报告。 4岩土工程勘察技术在复杂地形中的应用措施 4.1加强管理监督 由上可知,因为工程勘察工作发展时间较短,所以要想有效的规避上述工程勘察中出现的问题,首先就是要对复杂地质条件下岩土工程勘察的工作人员加大管理力度,加强监督力度和频率。管理人员还要努力向优秀的单位进行学习以不断完善自身。除此之外,由于工程勘察工作的性质是多变的,所以管理人员不仅仅是根据规章办事,还要懂得变通,根据实际情况处理突发事件。也不仅是完善岩土工程勘察监督机制,还要把责任分配到个人头上,这样出现问题就不会产生纠纷。监督管理人员还要定期去到施工区域进行监督,只有自己亲自了解清楚施工情况,才能有助于在施工时做出更正确的选择,另外,监督人员还应对土地资源进行规划,制定出一套科学有效的实施方案。 4.2采用创新先进的岩土工程勘察技术 由于复杂的地质条件一般为粉细砂状态相对比较松散,如果直接进行施工,就会导致上覆建筑结构后期运行存在严重的安全隐患。因此,为了更好的保障施工安全与质量,在复杂地质条件下进行岩土工程勘察工作时需要对区域地基进行适当的处理再施工[5]。如果可以在岩土工程勘察中引进先进的勘察新技术,提高勘察水平,在处理勘察点布置的随意性问题时就可以对勘察点进行勘察时采用克里格法;在对岩土工程分析评价的过程中,要想更好的提高精确度,可以利用多道瞬态面波勘察技术和高密度点法;为了对地基承载力的特征值进行准确的确定,可以采用回归分析法;整理岩土工程勘察资料的过程中,为了提高结果的准确性,使用计算机是一种行之有效的方法。 5结语 在进行复杂地质条件下的工程勘察工作中,需要使用更先进的技术,同时勘察的工作人员还要提高自身的专业水平与专业知识,全身心的投入到勘察工作中。充分了解自己工作的重要性,保证工程的安全与质量,以期促进工程建设的可持续发展。 作者:王飞 单位:广西壮族自治区三一〇核地质大队 地质勘察论文:岩土工程勘察基础地质运用 摘要:改革开放以来,我国经济的快速发展为科技的发展提供了坚实的物质保障,岩土工程勘查技术的快速发展推动了工程地质勘察的发展。在进行实际勘察的过程中,随着基础地质技术在岩土工程勘察中的应用,使得岩土工程的勘察质量和施工质量都得到了大幅度的提升。本文对基础地质和岩土工程勘察概况进行分析,对岩土工程勘察中基础地质应用技术进行叙述,研究了基础地质在岩土工程勘察中的应用,为岩土工程勘察工作的顺利进行提供了一些建议。 关键词:基础地质;岩土工程勘察;应用 1引言 经济社会的发展不可避免的要进行各种工程施工,而在工程项目进行施工之前必须要对岩土工程进行勘察。通过对岩土工程的地质进行勘察,才能够获得施工地区的地形环境和水文环境资料,从而保证工程施工的顺利进行,提高施工方案的科学性和合理性。基础地质技术在岩土工程勘察中起到了至关重要的作用,提升了岩土工程勘察的质量,确保了工程施工的顺利进行。 2岩土工程勘察中基础地质应用技术 2.1钻探技术 在岩土工程勘察中,运用钻探技术对地下岩层和土壤进行勘察,可以对工程建设的地下岩层和土壤等信息进行了解,有利于工程的顺利开展。在进行钻探之前,要根据勘察现场的地形地貌等实际情况对地层土质进行初步了解,选择合理的钻探方法和设备。 2.2槽探技术 在地形情况较为复杂,例如陡坡、险道和悬崖峭壁等地区,无法运用钻探技术进行勘察,一般选择槽探技术进行岩土工程勘察。运用该种技术,可以使勘察人员直接到工程内部对勘察内容进行观测和取样,有利于获取一手的勘查数据信息,从而使勘测人员获得更准确和丰富的信息,保证后续施工的顺利进行。 2.3地探技术 地探技术对需要的技术仪器和操作水平都具有较高的要求,因此要根据地探技术的种类选择合理的技术仪器。地探技术分为物理探测和化学探测两种,探测的主要内容包括:土层岩土波速、电阻率、辐射参数、弹性动态和循环性以及土壤的金属含量等。根据不同地质在测试仪器中的不同反应,对该区域的实际地质情况进行查明,具有较高的精确性和技术性。 3基础地质在岩土工程勘察应用中存在的问题 3.1对岩土勘察认识不足 野外地质勘查是获取一手资料信息的有效途径,有利于提高室内勘察报告的质量,为建筑工程的整体质量奠定了基础。但是,在我国目前的岩土工程勘察中,勘察人员由于缺乏对野外地质勘查工作的认识,并不重视野外勘查工作的开展,仅仅将野外勘察工作作为一项任务,并不指派专业的勘察人员进行。导致野外勘查工作的质量不高,数据信息等资料不准确,造成了资源的浪费。由于勘察人员对岩土工程勘察的认识不足,导致勘查技术的选择也较为不合理,勘查工作的质量得不到保障,增加了后期施工的安全隐患。 3.2岩土工程勘察不规范 目前,我国的岩土工程勘察工作的相关规范还不完善,勘察的流程和环节还不明确,导致在进行实际的勘查工作时,一些工作人员的操作不科学,并不能按照相关流程进行,导致岩土工程勘察的结果不准确,影响勘查工作的质量。另外,一些管理人员对岩土工程勘察的认识也不够,使得监督工作的开展没有落到实处,管理效率较低,使得勘察报告中的信息数据不准确,不能为后期的施工提供科学合理的依据。我国的岩土工程勘察工作中只有部分人具有专业的知识和技能,大部分勘察人员的工作能力和工作经验都不足,导致勘查结果的准确性得不到保障,岩土工程勘察工作的价值得不到有效的发挥。 3.3室内测试结果不准确 岩土工程勘察工作中应该根据实际情况选择合理的室内测试形式,将岩土样品及时的送达,按照相关标准和操作要求进行室内测试实验,保证室内测试的及时性和准确性。但是由于目前的室内测试实际操作过程中,一些工作人员,并没有认识到岩土样品及时性送到的重要性,土壤样品得不到良好的保存,导致经常发生室内测试的结果不准确的情况,从而导致工程的施工设计出现问题,对建筑工程的整体质量带来不利的影响。 4基础地质在岩土工程勘察中的应用 4.1在野外勘察中的应用 野外勘查是岩土工程勘察中的重要环节,通过野外勘察,对岩土工程的整体情况进行探测和收集,通过对这些信息的研究和分析,对该地区的地质和岩层分布情况进行总结,为工程施工提供依据。在进行野外勘查时,要注重以下几点:①要对勘察工作进行分层,对探测到的信息根据所分的层次进行记录,保证信息的完整性和准确性;②在利用钻机进行钻孔勘探时,应该对钻孔进行集中勘探,记录勘察的结果;③在进行原位测试时,应该严格根据相关规定的标准和流程进行。进行静力触探试验时,为了降低零漂现象的发生概率,减少试验所受的外界干扰,应该确定好探测的深度,并及时的记录温差情况。在进行标准贯入试验时,根据规范校正杆长和钻孔深度,确定具体测试位置,对标准贯入下降情况进行检测,保证贯入到勘测的软层中,确保勘查数据的完整性和准确性。 4.2在资料收集中的应用 在进行岩土工程勘察时,由于不同工程的岩土情况也各不相同,且一些岩土结构较为复杂,所以,很难通过短时间的勘察获得所需的数据信息。因此,为了保证工程的顺利开展,必须通过岩土工程勘察搜集与地质相关的信息。在勘察后期的搜集资料是为了保证勘察工作的准确性,避免由于勘察错误影响施工的质量。因此,资料搜集是岩土工程勘察工作中的重要内容,是对基础地质技术勘察的补充和完善。例如,在野外勘察工作的后期,应该对基础地质进行划分,搜集勘察后的相关地质资料。由于在进行野外勘察时,是多台钻机同时进行勘查工作的,因此,应该安排专门的人员进行资料搜集工作。在进行静力触探试验时,温差的大小对触探指标将会造成一定的影响,通过分析后期的地质资料,排除其中不确定的因素,对其中的软土信息进行确定,避免后期施工中出现岩土坍塌和变形。 4.3在室内测试中的应用 在进行室内测试时,为了避免因为样品放置时间过长而导致的样本性能变化,因此应该在获得样本的最短时间内对样本进行测试。现阶段,我国在进行原位测试时还存在压力值不标准和数据重复、冲突等情况,为了解决这些问题,在进行室内测试时,应该严格按照相关标准进行,不断的提升室内测试的准确性,降低岩土工程勘察的成本。根据实际的岩土结构和性质,选择合理的采样设备。例如,收集硬质岩土采用单动或双动二重管区取土器,收集软土样本采用薄壁取土器,在进行样本的收集时,应该保证岩土样本的完整性。因为不同的岩土具有不同的性质,在进行室内测试时要充分的考虑岩土的性质。例如,软土的抗压力较低,含水量较高,在进行测试时应该充分考虑这两个性质;黏土的测试应该考虑黏粒含量对测试结果的影响。在进行剪切时,应该将渗透系数控制在6~10cm/s以下,进行快剪试验。表1为某工程基础地质工作内容表。 5结束语 我国土建工程的快速发展促使岩土工程勘察技术得到了较大的提升,但是,现阶段我国基础地质在岩土工程勘察应用中还存在一些问题,必须对相关问题进行分析和解决,以促进基础地质技术的不断完善和岩土工程勘察的顺利开展。在进行实际的岩土工程勘察时,应该根据勘察地区的地形地貌等实际情况,选择合理的勘查技术和勘查设备,提高岩土工程勘察工作的效率,保证勘察数据的真实性和准确性,为工程项目的顺利开展提供准确的信息资料。 地质勘察论文:岩土工程勘察中的水文地质问题浅议 摘要:在各类土木工建筑程项目建设施工的过程中,岩土工程勘察工作一直是非常重要的一个环节,并且发挥着十分重要的作用。做好岩土工程勘察工作,提升勘察质量和勘察效率,这样可以更好地对于水文地质情况进行了解,及时和提前发现各类问题,提升后续施工的安全性和稳定性,减少各类返工和质量问题的出现。作为土木工程的基础,岩土勘察工程本身实现了对于地下水文等相关信息的有效判断,这些判断也让后续工程项目的建设施工具备了一个可行的执行方案数据保障。因此结合实际情况,对岩土工程勘察中需要解决的水文地质问题进行了分析和探究。 关键词:岩土工程;工程勘察;水文地质;工程施工;建筑工程 1引言 在当前社会经济快速发展的过程中,我国建筑行业也处于一个快速发展的阶段,各类工程项目建设活动的开展,也对于岩土工程勘察工作提出了很大的要求和挑战。在工程项目建设施工的过程中,我们应该重视水文勘察工作的有效开展,积极推进相关调查工作,这样才能为工程项目建设工作的顺利开展提供可靠的保障。 2岩土工程中水文地质问题的重要影响 在当前社会进步和经济发展的形势下,人类进入了一个新的发展阶段,同时这一阶段中人们的生产、生活以及各类建设行为也受到了各类自然灾害的影响。很多地震、台风、泥石流、洪涝灾害等,都与地下水文问题密切相关。地下水文和岩土结构之间有着密切的关联和影响,同时本身一旦出现了地下水文地质问题,也会很有可能引发各类严重的地质灾害。第一,工程整体影响。对于土建工程来说,水文地质问题本身对于工程的基础工程有着十分严重的影响。如果地下水文对于地基造成影响,那么就会导致建筑本身的地下室潮湿、土壤盐碱化等问题,建筑物本身受到严重的腐蚀作用,从而引发各类问题。在工程施工之前,应该在岩土工程勘察阶段,对于地下水对基础工程可能产生的影响进行切实有效地分析。第二,基础埋深的影响。岩土工程在实际施工活动开展的过程中,其应该对于地下水文地质的动态和基本情况进行了解,同时也要对于一些具体的细节问题进行掌握。如果存在地下水,那么基础埋深则应该对于地下水位高度进行考虑,同时采取有效措施对于水位进行控制和降低。在基础埋深过程中,也要对于承压水进行考虑,避免开挖过程中出现承压水冲击的问题。一般来说,在工程施工中为了节约成本,其往往会利用天然地来进行施工,同时这种天然地本身的施工也较为方便。但是,如果其本身地质情况不够稳定,存在一定的基础沉降问题,那么其就很难对于工程设计方面的需求进行满足。这时候,应该在岩土工程勘察完毕之后,结合实际情况,对于地基采取有效措施进行处理,保障承载力符合工程施工要求和标准,确保抓好质量符合施工标准。同时也要对于后续开挖工作中土地转化的问题进行科学分析,这也需要技术人员予以重视和关注。第三,支护方面的影响。在现代城市发展建设中,城市中越来越多的高层建筑也为工程施工提出了很多新的要求。在一些具体的施工环境下,垂直开挖往往成为了工程开发的重要选择方式。在进行开发的过程中,很多情况下都会结合实际第二次情况来选择抽水的操作方式,对于地下水位问题进行控制,进而控制土侧压力问题。但是,如果在实际开挖的过程中对于地下水位的控制不到位,那么就会造成如果水位突然下降,从而同时引发一些沉降和变形等问题的出现。在实际施工之前,应该展开全面有效地勘察。水位地质问题对于工程的整体施工有着很大的影响,同时也会影响工程的耐久性和稳定性。我们必须要重视勘察工作,并且确保勘察质量和效果,这样后续施工才能得到更好地保障。 3岩土工程勘察中应该重视的问题 第一,明确勘察工作的重要性,做好勘察工作的充分准备。水文地质本身和岩土工程有着密切的关联,在一些特定区域,其水文地质情况十分复杂,如果前期不够了解,那么后续的施工就会受到影响。为了让工程施工具有足够的稳定性和安全性,我们就应该重视对于各类水文地质灾害的有效预防。在建筑工程施工开始前,必须要做好施工地点的岩土地质勘察工作。施工单位必须按照建筑工程岩土地质勘察要点对岩土地址进行全面的检查,准确的反应现场地质情况,并对地质情况来选择适合的勘察方式,让勘察的效果得到有效的保障,同时也为后续地基施工提供重要的参考依据。具体勘查工作开展落实中,首先要进行初步勘察工作,这一阶段应对施工地点内的不同位置进行稳定性评估,同时探讨地基的岩土状态以及技术条件的合理性,并且为建筑的布置以及地址问题解决方案的制定提供科学依据。对工程区域地层的结构特点以及分布情况进行了解与把握,在对不同深度岩层采样样本深入分析的基础上保障岩土勘察当中的指标能够测定的更为顺利、有效。在勘察工作开展之前,相关施工单位要对施工地点的施工可行性进行勘察,分析当地的岩土地质环境是否适宜建设建筑工程。在进行可行性勘察时,要注意搜集施工地点内的所有地质资料,如地形地貌、地震情况以及附近建筑地质条件等讨。第二,勘察自然条件。岩土工程勘察工作是各类土木建筑工程和岩土工程开展的基础,是对于岩土数据进行提供的必要保证。我们应该从更加科学的角度进行勘察,同时结合当地自然环境的特点进行分析。一般来说,自然条件的勘察应该对当地有地下水文、地形地貌等方面的问题进行充分的考虑,同时结合实际情况给予后续施工一个有效地勘察方案保障,做好对自然条件方面问题的充分理解。第三,勘察地下水位。地下水位问题直接影响了建筑的安全、地基的施工,是非常重要的勘察资料和内容。在实际施工之前,岩土工程勘察工作应该重视对地下水位的勘测,同时了解最近几年期间施工区域的水位变化情况,同时对于最低水位和最高水位也要进行标注。地下水勘测的过程中也应该对于一些不排水关系进行充分的掌握。第四,勘察含水层和隔水层。含水层和隔水层本身在勘察过程中,应该及时掌握地下水的流向、类型、变化幅度、水位等多信息,并且结合所掌握的情况,通过分析和计算,为后续水文地质问题对于建筑材料本身产生的腐蚀作用进行分析和判断。第五,勘察工作的开展为基础施工的有效准备。对岩土勘察工程施工来说,充分的了解地质条件是非常关键的这对于地基阶段的施工来说是非常重要的。若勘察数据本身不够准确,那么后续地基施工就会存在一定的问题,同时建筑的耐久性和安全性也会受到很大的影响。针对基础施工的实际需求,勘查工作的开展也应该围绕其需求进行调整,并且有侧重点地对于地质构造特征、基底构造、地层岩性、构造运动等进行了解,确保勘查效果和有效性。 4结束语 总而言之,在当前我国城市发展建设的过程中,很多建筑工程项目投入建设和使用。在各类建筑通风工程项目建设施工的过程中,水文地质问题的有效发现依赖于勘查工作的有效开展落实。我们应该提出有效地方式进行应对和解决当前勘察工作开展中的问,这也是确保工程施工效果和质量的前提保障。我们应该重视岩土勘察工作,并且从更加科学的角度入手,确保勘察工作开展质量与效果。 作者:周闽敏 单位:温州工程勘察院有限公司 地质勘察论文:岩土工程勘察中的水文地质研究 摘要: 通过分析水文地质对于岩土工程勘察的影响,研究了目前对于岩土工程勘察中的水文地质的应用,最后为更好的利用水文地质,尽量避免它在岩土勘察中的危害,发挥出其应有的作用,提出了一些建议。 关键词: 岩土工程;水文地质;勘察 随着经济的发展,从商业住房到基建工程,建筑行业都得到了快速的发展。而岩土勘察作为建筑工程中重要的部分,发挥着极大的作用。在岩土工程勘察中,有很多的影响因素,目前实际操作中最容易忽视水文地质的勘察工作,导致危害的发生。我国地形多种多样,地下水质情况也是十分复杂,所以再岩土工程勘察的过程中对水文地质进行勘察是十分有必要的。 1水文地质对岩土工程勘察的不利影响 地下水文地质与岩土工程勘察之间有着密不可分的联系,在建筑工程进行基础埋深时,必须先勘察地下水,如果有地下水的存在,那么基础埋深必须要在地下水位以上,如果地下水位较高,就必须采取降低地下水位的措施,而在这个同时要考虑地下水压力对地基的影响。突然降低地下水位,减少岩土压力,地下水从高处往低处流,在地基层内部发生渗流,必定会对相邻的建筑物产生一定的影响,很容易引起地面沉降等事故发生。地下水不仅对地基产生影响,对地面上方的建筑物也会有很大的影响。当地下水面过高时,建筑物会很容易潮湿,同时,地下水会增加土壤的盐渍化,从而增强建筑物自身的腐蚀,减少建筑物寿命,威胁建筑物安全。水是我们的生命之源,但是在建筑工程中,如果对地下水文勘察不引起足够的重视,很可能发生地面沉降、流砂、基坑突涌等问题,可以说地下水直接影响着岩土工程的施工环境和建筑安全等,所以在岩土勘察中我们必须要考虑到水文地质的不利影响并且尽力去避免。根据地下水的特点,我们可以将地下水分为留滞在上层的地下水、承压水和裂缝水三种。而地下水对岩土工程勘察的不利影响主要来自地下水位的升降和水力作用。 1.1地下水升降对岩土工程勘察的不利影响 地下水的上升原因有很多,自然降水和人为的灌溉都会导致地下水位一定量的上升。地下水上升容易导致岩土层的软化问题,从而引发滑坡等灾害,严重威胁中建筑工程安全。而地下水位的下降大都是由于人为原因造成的,人类滥用地下水源,导致地下水位下降,造成地表干裂,带来地面崩塌等灾害,同时地下水源枯竭,水质恶化等问题也严重影响了人类自身的居住环境。其次,地下水位频繁的升降会导致岩土层不均匀的胀缩,从而导致岩土变形、软化等,降低对建筑物的承重力,严重威胁着建筑工程安全。 1.2地下水力作用对岩体工程勘察的不利影响 一般在天然状态下,地下水的压力很小,不会造成什么不利的影响。但是人为活动导致地下水压力发生变化,破坏了天然的平衡,在这样的变化中往往很容易导致基坑突涌和流砂等灾害。地下水在地下流动的过程中,会带动地下岩土层中的岩土颗粒的流动,这个过程中必然会引起能量的损失,根据能量守恒和作用力相互性原理,水流动的过程中地下水给了岩土颗粒作用力,而岩土颗粒也会给水流带来阻力和拖拽力,同时这种力量也被称之为地下水渗透力。由于渗透力的存在,给岩土层内部的压力带来了不小的变化,对岩土层的稳定产生着一定的影响。 2岩土工程勘察中的水文地质勘察主要内容 对于地下水文地质对岩土工程勘察可能产生的不利影响,我们必须通过全面的水文地质勘察来避免和解决。了解并预估水文地质可能对建筑工程产生的影响,并提前做好预防措施。查明相关的水文地质条件,包括该地区的自然地理和气候条件、地质条件、地下水位勘察、隔水层和含水层勘察等。尤其要重视和重点勘察水质,掌握建筑工程区域的水质变化和升降变化,针对不同的情况采取针对性措施,来保证岩土层的稳定性,从未维护建筑工程的安全。最后要预测到地下水对岩土工程所带来的影响。总而言之,在岩土工程勘察中的水文地质勘察内容主要就是考虑地下水对岩土工程施工所带来的各种影响,比如地下水活动对基础持力层所带来的影响;地下水位改变亦或者是人工降水,对地表沉降所带来的影响等等。 3防治水文地质对岩土勘察的不利影响的措施 利用回灌系统和降水系统设计,在地下水位过高的时候利用降水系统设计来把水位降低至基坑底面以下,在地下水位过低的时候利用回灌系统设计对岩土层进行灌水,使得岩土层保持压力平衡。还有抗浮设计等。同时,按照不同的情况对重点的水文地质问题提出防治措施,比如,对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中水对混凝土以及混凝土内钢筋的腐蚀性,对选用软质岩石、强风化岩、残积土、膨胀土等岩土体作为基础持力层的建筑场地,应该着重评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用;在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉土时,应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性。 作者:徐伟 单位:贵州大学资源与环境工程学院 地质勘察论文:岩土工程勘察中的水文地质问题 摘要: 本文主要论述了岩土工程勘察中水文地质的相关问题。 关键词: 岩土工程;水文地质;参数测定 引言 在近些年中,水文地质问题在岩土工程勘察过程中起的作用越来越大,水文地质问题能够有效的加强工程施工的稳定性以及安全性,而在岩土工程勘察中,应当采取科学合理的方法对各类水文地质问题到相关参数进行全面的勘测,并以勘测结果为基础对某一区域岩土工程的实际情况作出客观而正确的评价。 1岩土工程勘察中重视水文地质问题的重要意义 水文地质问题是工程前期勘察、工程设计、工程施工过程中的主要影响因素,工程地质和水文地质两者之间具有较大的联系,其相互作用相互影响,水文地质问题是工程基础环境和岩土体主要组成部分,因此地下水的具体情况能对建筑工程的安全性以及稳定性产生直接的影响,但就现阶段而言,我国部分工程在实际勘察过程中,其勘探结果极少涉及水文参数的有效利用等方面,同时,水文地质问题仅仅被看作一个象征新的工程程序,因此,水文地质在很多工程勘测活动中仅仅停留在对某一区域水文地质做出一个简单的评价,但值得一说的是,在部分地区停地质条件较为复杂的山地区域,因为忽视了水文地质的问题,最终导致了地下水倒灌等工程问题的发生,导致了工程停工。因此,岩土工程勘察中对水文地质问题的重视从一定意义上而言是对工程质量的重视,重视工程中水文技术问题,可以对工程中潜在的隐患进行有效的预防和及时的提出相关的处理措施。在有效减少地下水对岩土工程的危害性具有极为重要的意义。 2地下水引起岩土工程危害 地下水对岩土工程的危害主要表现在地下水位的升降以及地下水动水压力的变化而对岩土工程的危害,地下水位的变化一般包括了地下水位的下降、地下水位的上升、地下水位频繁升降,地下水位频繁升降最终会引起建筑物发生膨胀性岩土膨胀变形等问题,地下水动压力作用会引起管涌、基坑突涌、流砂等工程危害的发生。 3岩土工程勘察中水文地质勘察的相关要求 岩土工程勘察必须对以下四个方面的具体条件进行勘察,对这些方面的具体数据进行全面的收集。 3.1自然地理条件 自然地理条件,在一般情况下具体包括了地形地貌、气象水文特征等方面,地形地貌具体是指工程区域周围平原或者高原特征、水系特征等等。气象水文特征,具体是指工程所在区域属于哪一地带的气候。 3.2地质环境条件 地质环境条件,具体包括了工程所在区域的基底构造、地质构造特征、第四系厚度控制、新构造运动、地层岩性等各个方面的内容。 3.3地下水位情况 而对于地下水位情况的具体要求是需要勘测工程所在区域2~5年左右的最高地下水位、最低地下水位、对水位变化趋势加以了解,同时对地下水补给排泄条件、地下水补给关系、地表水对地下水位的影响等等,值得一说的是,地下水位的不断变化必然会对岩土工程造成直接的影响,其也是工程勘察的主要内容之一。 3.4各类水层埋藏条件 各类水层埋藏条件一般指的是各个含水层、隔水层具体的埋藏条件。包括地下水的具体类型、地下水位、地下水流向、地下水位的变化、主要含水层分布区域、含水层厚度、含水层埋深等等,以上各个方面都必须经过现场试验测定水文地质参数以及测定地层渗透系数等等。以此来判定该区域地下水对建筑材料的腐蚀性、冲刷性等等。 4案例分析 4.1案例概况 本文以某市工程建设为例,对岩土工程中水文地质勘察的主要内容进行了简要的分析介绍。该市此次工程建设以地下水形成自然条件以及水文地质特征为基础,将其封为两个不同类型的水文地质单元。即便是地台区以及原平原区。无论是平原区还是台地区,其大部分区域都被第四系松散堆积层所覆盖,在平原区,地下水类型是松散堆积砂卵砾石层孔隙潜水,其第四系松散堆积层厚度较大,分布较广。而台地区既然埋藏较浅、局部地区基岩出露、地下水类型白垩系砂泥岩裂隙孔隙水,台地区上层覆盖着少量第四系松散堆积层,其主要是粘土。在此次工程中,因为勘查区域仅仅是该市区西部的小范围勘察,同时因为地下水用藏条件不高、水含量较小,因此,在本文中主要分析平原区含水层。 4.2含水层埋藏分布条件 在该市的此次工程中,工程区域第四系孔隙潜水分布较广,及各个区域地质透水性均不相同,其具体是具备统一水力联系的孔隙含水岩为主要组成部分,含水层主体经过勘查得出具体由上更新统上段主要是含泥沙粒卵石层以及之下的上更新统下分段风化泥砂卵砾石层构成。且该施工区域的河渠故道呈现出条带状,和叠加在河渠故道的全新砂卵砾石层共同构成了施工区域内土地四系孔隙含水岩组,以松散堆积成因类型、相互叠置关系、形成时代为基础,可以把平原区松散堆积孔隙潜水具体划分为冰水流水堆积成含泥沙卵砾石层孔隙潜水、平原河间二级接地。一级阶地冲洪积层卵砾石层孔隙潜水、河道漫滩。施工区域内地下水具备水流交替循环强烈、水位恢复较为迅速的特征,摆在该区域含水层西面较厚东面较薄,北面较厚南面较薄的特征,因此该区域的富水程度随着含水层的厚度减小而减小,工程区域内部既然主要组成部分是砂质泥岩、泥质砂岩、紫红色的泥岩等等。都是该区的地下水赋存在于基岩风化裂隙之中,其含水量不高,其含水量不高较为破碎的地段,有很大概率会形成局部富水区域,最后勘测得出,该区域渗透系数为0.027~2.011m/d,平均为0.441m/d。属于弱中等透水层。 4.3地下水条件 在此次工程中地下水条件具体包含了地下水补给、地下水排泄、迳流等方面。在该区域地下水补给主要是降雨入渗补给、地下水侧向迳流补给。因为该是属于中亚热带季风气候,气候终年湿润,四季较为分明,年平均降水量保持在947mm上下,年降雨保持在150d左右,因此,该区域降雨入渗补给的水量是该区域地下水补给总量的25%上下,值得一说的是,该区域的地貌、地形、包气带岩层裂隙性、岩层厚度都会对降水入渗补给产生一定的控制作用。台地区多为粘土,结构较为紧密,孔隙少,因此降雨入渗系数也随之变小,降雨一般情况下都会转化为地表径流,渗入地下的水量少之又少。而平原区地形较为平坦。有利于降雨入渗。而地下水侧向径流补给主要是平原区地下水径流运动的方向是由西北向着东南流动,东部山区基岩裂隙水是台地区地下水主要的侧向补给,而地下水径流以及排泄可以该市地下水的特点为基础分析得到结果。该市西北部以及北部处在冰水流水堆积扇地下水所在的径流带以及排泄带过渡区域,因此,如果在天然情况下,地下水等多部位水位线部分必定会和河流流向实现正相交,部分区域的地下水开始微凸,同时向上流动,其水力坡度平均值具体是2.6%上下。该市在近些年的发展中,河道区域均采用条石浆砌进行加固,其河道抗洪能力较强,河流排泄地下水量大幅度减小。 4.4地下水动态特征简析 经过此次的工程勘测,该区域的地下水水位呈现出东部埋深较深同时其水位变幅较大,季节性变化较为明显,西部水位埋藏较浅,水位变化幅度较小。总体而言,施工区域的地下水水位沿河岸一带水位较高、河中间区域较低,其水位西北较高东南较低,区域内地下水位变化幅度在1.0~3.0mm,其具体埋深为3.0~5.0mm左右。同时该区域的地下水会受到大气降水入胜以及农业回灌水等多种因素的影响,同时周期性较为明显,例如,在每一年的1~4月份,该施工区域内地下水位呈现出下降的特征,而从5月份开始,其地下水位开始受到降雨的影响缓慢回升,在7~12月份之间,农业大春回灌期和汛期相互叠加,该区域的地下水位达到顶峰,之后又开始缓慢下降。 5结语 综合全文而言,水文地质问题一直以来是岩土工程勘察中不能忽视的重要因素,所以在具体工程中,必须要对工程区域的水文地质条件进行全面的分析了解,如此才能有效的保证工程质量。 作者:樊俊锋 陈红磊 单位:江西省地质矿产勘查开发局水文地质工程地质大队 地质勘察论文:岩土工程勘察设计与水文地质问题分析 摘要: 作为岩土体中的重要部分,地下水不能仅看作一种环境因素,它还能对岩土体性质造成直接影响,继而威胁到整个岩土工程。因此水文地质问题是实施工程项目时必须重视的环节,岩土工程勘察设计有着至关重要的意义,必须保证资料的准确获取,通过对关键因素的把握,提高岩土工程勘察设计的效率。文章对水文地质影响岩土工程的因素,勘察时的重点,以及提高岩土工程勘察设计的策略进行探讨。 关键词: 岩土工程勘察设计;施工;水文地质 实地调查、资料获取和研究是岩土工程勘察工作的基本内容,以对工程施工区域的水文地质结构有充分的把握,其主要包括以下内容:地下水类型;地下水位;含水层的分布;地下水补给等。 1水文地质影响岩土工程的主要因素 1.1地下水下降 在实际工程中,地下水位的下降或将造成非常巨大的影响,比如导致地层、岩层出现悬空状况,让原本岩土工程结构的支撑力逐渐失去,继而出现一系列的地质问题,如地表下沉和崩塌等,对整个施工结构造成很大的威胁。不仅如此,当地下水位出现下降情况以后,会直接增大施工区域内沉降和地裂的幅度,加上严重的地表塌陷情况,将对整个土层基础持力造成影响,大大降低施工结构的稳定性。 1.2地下水上升 在施工建设中,地下水上升也是一种常见的状况,主要原因是地质的降水、地质的变化,以及其它不确定因素等。当岩土工程出现地下水上升时,其会出现如下问题:①下降地基的承载力,因为土质的力学性质、物理性质都将因为水位的上升而遭到破坏,出现土地的软化和饱和情况,继而下降岩土结构的承载力;②岩土极易出现崩塌和滑移的可能,当下降地基承载力以后,本土会因此产生形变和滑移的情况,继而出现更多不可预估的地质问题;③在不断加剧施工主体沉降的条件下,岩土结构的强度会因为黏土地基,以及砂性地基出现再次降低的情况,这样不断累积沉降量,将会使地表出现盐碱化和池泽化。 1.3地下水反复升降 通常情况下,地下水的流动都是具有一定规律的,其大多顺着通道或者轨迹进行,这也将导致升降反复问题时常出现在施工建设过程中。当出现水位上升时,会膨胀土体和区域内的岩土,而当下降水位时,则会收缩本土和岩土,这种反复的升降会直接减弱岩土层本身具有的弹性恢复功能,并直接影响到整个施工建设的质量。同时,地下水的反复升降还会对岩层中的胶结物造成影响,使其逐渐缺失,长期以往会导致土体和岩石层出现松动的情况,继而出现变形。加上进一步加大土体间的含水孔,会对岩土层本身具有的承载力造成影响,最终产生一些不良现象,如管涌、流沙、突涌等。 2岩土工程勘察与施工中的重点内容 在进行岩土勘察时,施工区域内的水文地质条件必须有效把握,勘察过程的质量将直接影响水文情况的有效性。在勘察设计时应当逐一勘察自然地理条件、地质状况、地下水以及地下水位。其中,自然地理条件主要勘察的是地形地貌和水文特征,包括施工范围内的气温、湿润度等方面;地质状况包括地层的构造运动、基底结构、地质岩层、地质构造等;地下水会对整个施工项目造成重要影响,也是勘察设计的重中之重,必须对可能影响项目工程的相关因素进行着重分析,其中包括含水层的厚度、富水层系数等方面;地下水位勘察需要对施工区域内水文情况最近五年的资料进行整理,特别是它的最高水位、补给等,对地下水和地表水的相互影响、规律进行判断,并对地下水位可能产生的变化情况进行预测。水文地质情况不仅会对施工项目的可靠性、稳固性造成重要影响,还会直接影响到它的耐久性。因此岩土工程的勘察设计是至关重要的环节,以发挥出水位地质工作的意义。在岩土工程勘察中,评估水文地质是一个关键问题,必须根据实际情况进行分析,通过地质结构的全面掌握,来保证防范措施的细密安排。同时,在计算岩土工程时必须谨慎仔细,避免人为计算失误而造成误差。如果遇到地质结构、参数等比较模糊的情况下,必须再次做好实地勘察工作,以保证数据的真实性和准确性。 3实施策略 3.1施工前期准备 在项目工程实施以前,对范围内的水文地质信息进行全面收集和分析,以此来考虑可能影响到建筑工程的不良因素,并提前将防治计划做好,保证整改措施的准确制定。不仅需要对天然因素进行充分考虑,还需要对人为因素、工程因素造成的地下水变化问题进行充分考虑,并对岩土层和施工项目可能遭遇的反作用进行评估,以将防御计划进行清晰制定。一般对岩土工程中的水文地质情况进行勘察,应分清楚建筑物的使用特性、建筑类型等。在建筑施工的要求上,结合区域内的水文信息,将可能产生不良反应的区域内进行反复、仔细的勘察,并对相关内容进行取样和实验分析,以实现评估的全面性和准确性。在项目开始以前,必须彻底确定水位、水位变化、地下水类型、地下水变化幅度、土质的渗透性等,以准确判断可能出现管涌、流沙等问题的大致区域,从而减少地下水给建筑物中钢筋、混凝土等材料造成的腐蚀性。 3.2提高施工质量 要将水文地质造成的影响降到最低,其可以从施工角度来着手,比如地下水位中隐藏的一些基础建筑,必须对其进行有效的防腐蚀处理。为了避免建筑钢筋和混凝土出现胀缩、软化等情况,可以选择膨胀土和软质岩层来进行,以提高基础持力层的质量。如果地基基础压缩层土质出现饱和松散时,必须对接下来可能出现的管涌、潜蚀情况进行及时预估,并将防治措施进行制定和落实。同时,相关人员需要有效的计算,并评估含水层在基坑挖掘后产生的数据,对基层底板可能被承压水破坏的几率进行预测。另外,可以通过富水实验和渗水实验来进行准确的预测,了解建筑基体在人工降水后出现的各种问题,并以此而采取准确的措施,保证施工范围内土体的稳定结构。 4结束语 总而言之,在岩土工程勘察设计与施工中,有关于水文地质的相关参数必须采取科学有效的方法来获取和分析,并作出准确的评估,其是保证项目工程质量的关键原因。同时,在进行勘察设计时,每一个环节都需要谨慎对待,通过准确、全面的勘察,以保证设计方案的准确性。 作者:袁明 单位:建材福州地质工程勘察院 地质勘察论文:地质勘察中水文地质问题探讨 摘要:介绍了地质勘察的概念,从岩石水理性质、地下水污染与过度开采等方面,分析了常见的水文地质问题,并提出了相应的解决措施,为同类问题的研究提供了依据。 关键词:水文地质,地质勘察,地下水,岩石 水文地质问题的研究占据着非常重要的地位,在建筑业、工程地质灾害和地质勘查工作中,水文地质工作的重要性不言而喻。近年来,我国建筑行业迅速的发展,也使得地质勘查工作得到了广泛的关注和重视。在水文地质的勘察工作中,实际情况永远都是一切工作考察的前提,在不同的地域,有着不同的水文地质条件,在实际的工作中,要以不同的地质条件为准,有针对性的采取不同的方法和措施,以保证地质勘查工作可以顺利的完成。 1地质勘察的相关介绍 地质勘察就是对地质进行勘测。在实际的勘察工作中,工作人员需要采取各式各样的手段,通过不同的方法,确定合适的持力层和地基的基础类型,之后通过一定的参数计算,确定适合地基的承载力,然后确定相应的措施进行施工。简单来说,地质勘察就是在一定的地域内对其地质等情况进行调查和研究,对这个地域中的岩石、地层、构造等相关信息进行总结和分析。从应用上来讲,地质勘察的应用范围是十分广泛的,古生物的检测和化验,化石煤矿的探测和确定等等都在地质勘查的应用范围之内。 2水文地质简介 地下水的各种变化、运动、分布的规律和其化学物质成分、物理性质以及如何对地下水资源进行合理的分配,这些都是水文地质的研究内容,通过了解水文地质条件,开发利用地下水资源是水文地质勘察工作的主要目的。水文地质勘察工作主要是在野外进行,根据水文地质勘察目的、要求和范围的不同,将其分为综合性的水文地质普查和专门性的水文地质勘探。 3常见水文地质的问题 地质勘察中,水文地质问题给岩石工程基础建筑的处理带来了极大的麻烦,甚至会对地面建筑物的稳定造成影响。为切实保障人民的生命安全,对于每项工程,必须加强水文地质的勘察工作。而在现如今的水文地质勘察中,所面临的问题主要有以下几个方面。 3.1岩石水理性质 现如今,大部分施工工作进行之前对水文地质的勘察仅仅是对岩石的勘察,而不包括对岩石层的勘察。岩石具有水理性质,即当岩石遇水之后会被软化。在地质勘察工作进行时,地下岩石水理性质对于岩石的物理承受力的影响不仅应该被考虑到,而且岩石本身的物理性质也应该是其考虑的内容。在施工过程中,如果基坑材料是以软质岩石为主,那么应该注意的首要问题便是地下水对岩层的软化甚至解崩,为了保证地上建筑物的稳定性,对地下水进行勘测则是必要的。若在施工前未进行勘察,当建筑工程已经进行或者已经竣工时,为了防止掩饰软化崩塌现象的出现,对地下水的治理和地基的加固工作一定要及时进行,以免造成地面建筑的坍塌。 3.2地下水的污染与开采过度 水是生命之源,地下水是人类饮用水的主要来源,其洁净是人类健康的根本保证。常见的水文地质问题中,地下水的污染与开采过度已经成为我们所面临的主要问题。地下水一旦被污染,很难被发现,也就难以及时进行治理,而且地下水流速缓慢,自净能力比较差,被污染之后很难进行自我净化;再者,地下水流动性较强,污染之后很可能快速扩散。另外,对于地下水的开采问题,尽管人们清楚的知道开采地下水过度之后,会带来不堪设想的后果,但是生理的需要,使得人们在即使知道后果的情况下也不断地对地下水过量开采。过量开采地下水会导致地下水位下降,进而导致地面的干裂,塌陷与下沉;地下水位下降后,会导致岩土工程的收缩变形,地面上的建筑物特别是小型建筑物会受到严重影响。针对以上问题,首先,我们可以利用地下水水流速度缓慢的特点,与时间赛跑,在被污染的地下水大面积扩散之前,及时将已经被污染的地下水控制在一定的范围之内,加以净化。其次,我们应该对地下水污染和过度开采带来的危害进行宣传,积极地普及地下水的保护知识,提高全民保护地下水的意识。 3.3地质勘察中其他水文地质问题 除了地下水污染和过度开采的水文地质问题之外,水文地质问题还包括土地沼泽化,盐渍化。土地的盐渍化,会增强土层对地下建筑物的腐蚀能力;而土地的沼泽化,会导致地下水进入地下楼层。上述水文地质问题即使具有区域性和时间性,但在岩土工程施工时依旧有可能会遇见,我们应该对水文地质问题予以足够的重视,将水文地质勘察工作顺利进行,为每一项岩石工程的顺利进行提供保障。 4地质勘查中常见水文地质问题的解决措施 4.1加强对工程地质勘察规范学习 经过几十年的发展,我国的地质勘察工作已经具备了完善的规范体系。作为地质勘查人员在实施工作时的主要依据,这套规范体系明确的说明了地质勘察的目的,对地质勘查所要运用的方法和评价都做出了可行的规定。所以,在地质勘查技术人员开展相应工作之前,对规范的内容,要求以及施工方法都应该进行了解,在进行施工时,应该按照规范要求进行施工。在对该类规范进行学习的基础上,技术人员应该不断地充实自己的理论知识,在工作中提高自己的实战水平。 4.2重视水文地质问题对地质勘察的影响 在水文地质勘察的过程中,地下水位的下降、潜水位上升的幅度变化、地下含水层的厚度分布情况以及水压力的分布情况等都是其面临的主要问题。考虑到地下水在施工过程中对于施工的顺利进行以及在后期对工程质量可能会造成的影响,在水文地质勘察中,应该对其做出详细评价,包括对于上述的岩石水理性质以及土地沼泽化问题等等,都应该做出详细说明,以引起施工单位的高度重视,并且要根据所做评价中的问题,制定和采取一系列可行的措施和方案,将水文地质对工程质量带来的负面影响降低到最小。 4.3重视地下水埋藏状况的调查 在进行地质勘察时,对于勘察目标一定要时刻明确,必要时设置相应的勘察体系,明晰地下水埋藏的情况,对于地下水的类型、流向要有明确的判断,当地下水位有所变化时,根据其变化幅度,分析评价地下水对建筑材料的腐蚀程度,对于可能出现的突涌、流沙等一系列有可能对工程质量造成威胁的情况制定相关的防治措施,避免水文地质有可能给工程安全带来的隐患或者将其降低到最小。 5结语 在地质勘察的过程中,水文地质问题不容乐观。由于水文地质勘查问题没有得到足够的重视,再者,在施工的过程中,地形的复杂性使得一些隐患没有得到及时的发现和解决,所以经常会出现地下水渗漏的问题。地下水渗漏对施工工作的影响极大,严重影响了施工进度,甚至可能造成停工,对物力、人力和财力也造成了很大程度的浪费。地下水的开采过度,也使得地面下降严重,地上建筑变形,甚至导致地上建筑的崩塌。对水文地质问题进行研究刻不容缓,对岩石层以及地下水文地质相关情况掌握得越充分,则施工时产生问题的可能性就越小,工程的质量和进度都会得到提高。人们的生活离不开洁净的水资源,而地下水的严重污染以及过度开采会对人们日常的生活造成很大的威胁。面对以上水文地质问题,我们要做的不仅仅是分析问题,而且应该针对以上问题提出相关防御以及治理措施。 作者:许晶晶单位:山西省煤炭地质水文勘查研究院 地质勘察论文:工程勘察中水文地质监测探究 摘要:在岩土工程建设中,勘察工作是保证工程顺利施工的前提和基础,尤其是水文地质监测,具有非常重要的意义,需要工程勘察人员的重视,充分分析水文地质条件对于工程建设的影响,采取相应的处理措施,保证工程项目的质量和安全。本文结合水文地质勘察工作的内容,对其中存在的问题进行了分析,并提出了强化水文地质监测的有效措施。 关键词:工程勘察;水文地质监测;强化措施 前言: 在经济发展的带动下,我国的各类岩土工程项目的数量不断增加,在施工过程中,不可避免的会遇到一些特殊的地质地形,在这种情况下,为了保证施工的顺利进行,保证工程质量和使用安全,做好工程勘察工作,是非常必要的。水文地质监测是岩土工程勘察的重要组成部分,其监测质量直接影响着整个工程项目的质量,需要勘察人员的重视,构建科学合理的工程勘察系统,确保工程项目预期目标的顺利实现。 1、水文地质监测的内容 在岩土工程建设中,水文地质与工程地质有着非常密切的联系,其监测质量直接影响了整个工程项目的质量,需要勘察人员的重视。通常来讲,在工程勘察中,水文地质监测和主要内容包括以下几点:(1)地理条件,包括了施工区域的地形地貌以及气象水文特征等;(2)地质环境,包括工程施工区域内的地质构造、基地构造、地层岩性等方面的内容;(3)地下水位,包括最近几年内区域地下水最高水位以及水位变化情况、地下水补给排泄条件、地下水与地表水的补排关系,以及气候因素对于地下水位的影响等;(4)含水层和隔水层,包括埋藏条件、分布状况、地下水类型、水位、流向,结合现场试验,测定地层渗透系数等参数,判断地下水对于建筑材料可能造成的影响和危害等。 2、水文地质监测中存在的问题 在岩土工程勘察、设计和施工过程中,水文地质问题一直扮演着一个非常重要,但是很容易被忽视的角色,工程勘察的成果往往很少涉及对水文地质参数的利用,将其当做是一个象征性的工作。在一些水文地质状况比较复杂的区域,如果忽视水文地质监测,地下水很容易会对工程造成各种各样的危害,影响工程的施工质量、施工进度和使用安全。水文地质监测中存在的问题主要体现在以下几个方面: 2.1缺乏足够的重视 在当前市场经济背景下,市场竞争的日趋激烈,对于企业提出了更高的要求,如果水文地质监测无法跟上市场发展的步伐,无法有效满足市场需求,则必然会影响到工程勘察的进步以及企业的长远发展。 2.2缺乏专业技术人员 勘察人员的专业素质和实践经验对于水文地质监测工作的影响是非常巨大的,而从目前来看,高端技术人才缺乏是工程勘察中存在的主要问题之一。许多从业人员并没有经过专业的岗位培训,没有能够熟练掌握专业勘察知识和技能,对于水文地质的认知也没有及时更新。另一部分勘察人员虽然实践经验丰富,技术熟练,但是缺乏理论知识的配合,难以有效满足现代水文地质监测的要求。不仅如此,在人员之间,没有建立互帮互助、紧密联系的团队体系,缺乏相互沟通和配合。 2.3缺乏先进的技术支持 在岩土工程勘察中,没有建立专业的水位地质监测体系,缺乏相应的配套设施,缺乏科学的管理,技术力量薄弱,加上人员的监测观念落后,导致水文地质监测工作的安全缺乏保障,影响了监测工作的顺利进行。 2.4缺乏完善的规章制度 在工程勘察中,并没有相对完善的规章制度,导致水文地质监测缺乏政策性保障,缺少法律依据,导致水文地质监测没有能够满足制度化、标准化和规范化的相关准则。 3、强化工程勘察中水文地质监测的有效措施 3.1做好地下水风险预测 在岩土工程施工前,勘察人员应该明确地下水可能对岩土体和建筑材料的危害,预测建筑工程施工中存在的风险因素,设置相应的预防和应急处理措施。地下水对于工程的危害主要体现在三个方面,一是对地表建筑的危害,如过度抽取地下水,导致地表塌陷,造成建筑物出现应力裂缝、结构变形乃至倒塌;二是对地基工程的危害,如地下水较多且流速大,可能会导致地基岩土松动流失,影响基础的稳固性;三是对基坑工程的危害,如在基坑施工过程中,通常都需要通过抽水的方式,适当降低地下水位,在这个过程中,如果不了解地下水的具体情况,就可能导致基础部分土层的突然下沉,影响施工安全。在水文地质监测中,岩性是划分地下水类型和含水层的基础,通常一定类型的岩石,会赋存对应类型的地下水,不同类型岩石赋存的地下水类型如下表所示。通过对岩土密度、地下水位等的综合分析,结合相应的计算结果,可以对建筑材料的性能进行合理选择,保障工程项目的质量和安全。 3.2对岩土层水文地质进行监测评估 勘察人员应该清楚的认识到,在不同的环境中,不同的物象对于水文地质监测的要求有着很大的区别,因此,在勘察过程中,应该对当地水文地质的相关历史记录进行查询,找出影响水文地质的因素。应该加强对于水文地质有关的建筑物和岩土层的监测和评估,结合当地的水文地质条件,制定严谨的预见方案,将其作为后期工程的参考依据,并在施工中,对方案进行不断调整,预测水文地质可能对工程建设造成的影响和危害,采取切实可行的防治措施。 3.3制定相应的规章制度体系 水文地质监测体系直接关系着工程勘察体系的整体效益,是一项比较复杂和繁琐的工作,而对于勘察人员而言,要想保证水文地质监测和合理性和有效性,充分发挥水文地质监测的作用,就必须确保监测体系具有法律层面的约束力和规范性。在制度上,应该从人员、设备、技术等方面,做出明确的规定。例如,对勘察人员的专业素质以及必备能力进行限定,保证检测人员能够满足相应的岗位需求;立足水文地质监测工作的要求,提升设备的现代化水平,确保监测任务的有效实施;在技术层面,要求监测方案的合理性和可行性,能够满足勘察工作的实际要求。 3.4明确监测任务 在进行水文地质监测的过程中,应该对监测任务进行明确,从监测内容出发,选择科学合理的方法,利用各种各样的监测工具,保证监测工作的质量和安全。而在后期监测任务中,施工人员和管理人员应该服从上级部门的管理,主动接受审核,同时定期对监测设备进行定期维护,确保水文地质监测工作的基础条件能够符合现代化的要求。 3.5强化监测人员培训 在科技发展的带动下,各种先进的技术设备不断涌现,对于人员的专业素质和能力提出了更高的要求,水文地质监测工作需要更多的综合性人才。在人员配置方面,必须重视技术人员的采用,设置相应的专题讲座和技能培训,定期对员工进行教育和培训,同时对其专业技能和理论知识等进行考核与评定,不断提升监测队伍的整体素质。不仅如此,还可以邀请专家,对员工进行相应的技能指导,以及先进技术和设备的使用指导,加强员工之间的经验交流,创设相应的学习环境,促进水文地质监测技术的不断提高。另外,还应该加强安全教育,引导员工树立相应的安全意识和风险意识,使得其能够主动关注自身安全和工程安全,减少和避免安全事故的发生。 3.6将工程勘察与水文地质监测结合起来 在岩土工程建设中,应该结合水文地质情况以及具体的工程项目,选择恰当的水文地质监测材料,避免因材料选择不当而导致监测结果出现误差的情况。同时,应该对监测设备与工程勘察设备存在的互通之处进行有效把握,在设备使用过程中,适应彼此的操作流程,对不同的水文地质条件,有着不同的工程勘察方法和监测方法。 结语: 总而言之,在岩土工程勘察中,水文地质问题一直都是一个不容忽视的问题,勘察人员应该充分重视起来,不断对自身的专业素质和技术知识进行完善,探索更加有效的处理措施,对水文地质监测中存在的问题进行解决,保障企业的生存和发展,进而推动我国工程建设的稳定健康发展。
学生信息管理系统论文:学生信息管理系统设计 摘要:根据学生信息管理系统的设计要求,提出符合要求的设计方案。同时,针对不同的模块,利用C语言进行程序的编写与程序调试。最终,将所有的模块进行整合,进行调试,设计出符合要求的学生信息管理系统。 关键词:学生信息管理系统;C语言;结构体;函数定义;指针 一、引言 本篇文章是对针对学生信息管理系统的设计的有关内容而展开的C语言编程的论述。目的在于锻炼C语言程序设计的熟练度和技巧性。毋庸置疑,程序语言的编写已经成为一种必须具备的基本素质之一。在信息高速发达的今天,掌握一种甚至几种程序语言的编写对自身将来的发展是大有裨益的。 学生信息管理系统是一个比较庞大的系统,程序编写起来是比较繁杂的。首先,需要在设计之前,做到整体了解,主要把握设计要求;其次,确定具体的设计方案,根据确定的方案,编写代码,完成局部功能;再次,模块综合,将设计的模块综合在一起,完成系统的设计;最后,调试,检测,增强系统的鲁棒性。 二、设计要求 不同的学生信息管理系统所囊括的学生信息是不尽相同的。因此,对学生信息的囊括程度决定了信息管理系统的繁杂程度。由于系统每个功能对应着相应的程序段,因此,对信息管理系统功能的深刻认识对于程序的编写时尤为重要的。 该学生信息系统的设计要求如下:(1)能够对学生的成绩信息进行创建;(2)可以对该系统中学生信息进行浏览;(3)能够根据不同的关键字对系统中的学生信息进行查询;(4)必要时能够将系统中的学生信息删除;(5)在录入学生信息错误时,可以对该学生信息进行修改;(6)试用文件夹来对数据进行保存 三、程序设计 (一)算法分析。在这里需要用到结构体和函数的有关知识。所谓结构体,即由一系列具有相同类型的数据构成的数据集合。除此,之外还要进行相关函数的定义。如主菜单void mainmenu();打印信息void print();等等系统中需要的功能。同时,还需要囊括C语言中基本的函数库,如stdio.h、stdlib.h、malloc.h、string.h。 (二)各模块程序设计。1.用户选择主菜单。对于用户选择界面的设计,针对“选择”这一动作的设计是运用switch()语句来实现的,其中要实现对选择项选择完毕后的跳出,break语句起到重要的作用,针对每一个case语句后面跟上一个break语句,这样就可以是用户的可视界面发生跳转了,从而实现设计的要求。2.学生成绩信息的录入。针对成绩信息的录入这个子系统,其设计的关键在于对存储空间的申请和对输入信息的获取与保存,同时还要考虑,在某个时刻,录入的新的学生成绩信息。针对这些问题,可以运用malloc函数申请必要的存储空间,同时利用函数scanf()来实现对成绩信息的录入;至于程序的保存可以用到数据结构中链表的有关知识,将每次录入的学生信息插入到链表中,实现数据的保存;与此同时,需要设计一个有关成绩信息插入的新的程序块,运用指针的知识,比较新录入学生的序号,完成学号大的学生先罗列的功能;最后,为了使用户更好的了解自己所输入的信息,可以设计一个printf()语句来实现所输入信息的输出。3.学生成绩信息的浏览。对学生信息的浏览,无疑就是对整个输入信息的一个输出。其中,最关键的问题就是如何实现两个学生信息之间的连接。不能用无穷多个printf()个函数,换言之,也不会知道用户一共会输入多少个学生信息。为了更好的解决问题,可以选用指针的有关知识,通过if语句的判断来实现所有学生信息的输出;同时,运用p=p- next;语句来实现两个学生信息的连接。4.学生成绩信息的查询。该子程序块至少需要两组程序,一组程序实现关键字的选择,另一组则是实现针对该关键字的处理过程的程序编写。其中第一组程序的编写与主菜单程序的编写是基本相同的在此不再赘述;至于第二组程序是由多组程序组成的。其必须包含多个子程序块,但是对每个子程序块的编写思想是完全相同的。5.学生成绩信息的删除。要想实现学生成绩信息的删除要解决两方面的问题,一方面是如何找到满足条件的学生;二是如何实现学生信息的删除;由于涉及到对象属性的问题,那么指针的设计的思想成为了程序设计的关键。同时结合比较函数strcmp(),就可以找到要删除的对象。对于第二个问题的解决就更加的容易了,只要对该学生信息存储的空间进行释放,就可以完成对该学生信息的删除。6.学生成绩信息的修改。要实现对学生信息的修改同样的要解决两方面的问题,一是如何找到要修改的对象;二是如何进行修改。显然,经过对上面程序的编写,第一个问题的解决方案与对学生信息进行删除程序块的设计思想是完全相同的。至于对学生信息的修改,要由学生信息的选择窗口,实现对修改信息的选择;同时运用scanf()函数录入新的信息,并将其覆盖到原存储空间。7.信息的读入与保存。对于文件的写入与写出是一些通用的方法,没有什么特殊的技巧。其中对文件的读取,将用到fopen()函数对文件打开,同时运用fscanf()函数实现对文件信息的读取,最后,用fclose()函数关闭文件;同样的思路可以用在对文件的写入上,只是对文件的写入要用到fprintf()函数,其余思想基本相同。 四、调试结果 将编写好的各模块进行综合,进行程序编写,最终,进行调试。下面将几个重要的调试结果说明如下。 主菜单信息查询菜单信息修改菜单 通过,上面对程序的编写调试。最终设计出基本满足要求的学生信息管理系统。 学生信息管理系统论文:Web服务在学生信息管理系统中的应用 摘要:论述了基于Web架构,采用ASP技术设计与开发学生信息管理系统的实现方案。提出了用户管理、学生信息管理、成绩管理的设计方法,并对系统的运行环境进行了IIS安全管理设置,对储存到数据库中的用户信息进行加密,采用ADO技术访问OLE DB直接连接的数据库,使数据访问过程简单,访问效率高,从而使整个信息管理系统始终能够高效、稳定的运行和应对比较大的访问流量。 关键词:B/S架构;学生信息管理;数据库 1 引言 如何提高学生信息管理的水平,建立适合自己院校的学生信息管理系统,已成为学校信息化建设过程中堕特解决的重要问题。从实用性和经济性考虑,构建基于Web技术的网络管理平台是当前大多数院校教学管理的一个重要任务和发展方向[1-4]。运用Web技术,建设学校学生信息管理平台,旨在探索一种以互联网为基础的教学管理模式。通过这种新的管理模式,为学院营造一种新的教学管理环境,使管理突破时空限制,提高工作效率和管理水平,使学校管理者、教师和学生可以在任何时候、任何地点通过网络进行学习与交流。 2 学生信息管理系统设计 本系统开发的基本要求与功能是实现学生信息数据包括与学生有关的数据的管理与操作处理,基于Microsoft SQL Server 2000数据库系统的数据管理使该软件有更优异的性能。系统的基本数据流动为用户数据的输入、学生档案信息、课程信息、班级信息、学生成绩信息的输入,以及用户提出的对学生信息的查询和其它要求所产生的数据输出。数据的输入与输出处理流程都依靠数据库的支持。图1是系统的程序功能图。 整个系统只要一个管理员登录入口,所以只要在数据库里建一个管理员表即可,根据不同的管理权限进入不同的后台管理系统对其中的数据进行操作。表1~表4是本系统涉及到数据表。 3 数据库的完整性和安全性 本系统中定义了表与表之间的联系有助于实现完整性规则,一般在程序中实现具体的完整性控制。 3.1 使用数据库完整性约束 为了防止终端用户输入错误的数据,以保证所有数据库中的数据是合法的、完整的。在设计数据库表时采用数据库完整性约束,它是数据库完整性的一种机制,这种约束是一系列预先定义好的数据完整性规则和业务规则,这些数据规则存放于数据库中,具体来说,数据库的完整性约束有以下几种:非空约束(NOTN ULL):缺省值约束(DEFAULT VALUE):唯一性约束(UNIQUE);主键约束(PRIMARYKEY):外部键约束(FOREIGN KEY);规则约束(CHECK)。由于这种约束是加在数据库的表的定义上的,它与应用程序中维护数据库的完整性不同,它不用额外地书写代码,所以代价小而且性能高。 在多用户的Internet/Intranet里,在对多表进行插入、删除、更新等操作时,可能会出现多客户同时操作数据库时带来的“死锁”和破坏数据一致性的问题。为此在设计时采用调用存储过程的方法来解决上述问题。存储过程是由流程控制和SQL语句书写的过程,它是一组经编译和优化后存储在数据库服务器的SQL语句,使用时用户只要调用即可。这种己经编译好的过程可以极大地改善SQL的性能,而且执行速度快,可以大大减少网络通信流量,提高应用系统的性能。由于它是模块化程序,可减少操作出错,从而有效地保证数据的一致性和完整性。 WHTH RECOMPILE执行计划不保存的高速缓存中,每次执行过程需要重新编译ENCRYPTION加密syscomments表的内容,syscomments表中包含CREATE ROCedure的文本,保证无论何时都不删除syscomments表FOR REPLICATION过程在前台执行,不在服务器上执行。 本系统包括数据库的安全和服务器的安全。采用管理员表示和鉴定的方法实现数据库的安全,此安全管理措施并不在前台开发工具中实现,而是在后台数据库中实现。在登录数据库时,系统让管理员户表示自己的身份,不同的管理员权限不同,系统进行核实,鉴别此管理员是否为合法用户,若是,系统进一步核实用户,通常要求用户输入口令,系统和对用户口令以鉴别用户身份。服务器的安全也是通过用户在登录服务器时输入合法的用户名和密码来实现的。这是一种简单可行的方法,实现起来比较方便。没有采用更加复杂的系统安全管理措施是因为本管理系统一般是应用在校园网中,采用安全管理措施主要是为了防止没有修改权限的用户无意间修改了数据,因此采用用户标识和鉴定的安全管理措施就能够保障数据库的安全性。 4 学生信息管理系统的程序实现 系统开发与运行环境确定如下: 体系结构:Brower/Server结构,编程语言:ASP,网络操作系统Windows2000 server、Windows2003 server,数据库操作系统:Microsoft SQL2000,客户端:Windows98/Windows2000/windowsXP。 4.1 成绩管理模块实现 学生成绩查询模块提供了两种查询方式:按考试查询和按科目查询。按考试查询可以在选定考试后,查询某一科或几科的成绩、目标分、是否达标、合格人数、优秀人数、合格率、优秀率等信息。此种方式便于班主任掌握相应考试的考试情况。按科目查询可以在选定科目后,查询某一次或几次考试的成绩、目标分、是否达标、优秀人数、合格率、优秀率等信息。此种方式便于任科老师掌握学生的学习情况。学生成绩修改/删除模块:管理员首先选择查询条件,筛选出符合条件的记录,再进行选择是修改/删除一条记录还是多条记录,并在删除前提示确认信息,以防操作失误造成的数据丢失。计算总分与排名模块:非常实用的一个模块。当各位科任老师将各科成绩录入后,班主任轻点几下鼠标,即可计算出总分、平均分、班级排名与全级排名。学生成绩录入页面如图2所示。 4.2 信息管理模块实现 本模块主要实现对学生信息的录入、查询、修改、删除、打印和班级的设置,下面是这一功能的实现,如图3。 4.3 用户管理模块实现 用户管理(如图4所示)主要是对系统的管理员级别的用户(包括系统管理员、区域管理员和学校管理员)进行管理。 本模块在进行保存用户名和密码时对用户密码进行MD5加密。MD5的全称是Message-Digest Algorithm 5,在90年代初由MIT的计算机科学实验室和RSA Data Security Inc发明,经MD2, MD3和MD4发展而来。Message-Digest泛指字节串(Message)的Hash变换,就是把一个任意长度的字节串变换成一定长的大整数。请注意我使用了字节串而不是字符串这个词,是因为这种变换只与字节的值有关,与字符集或编码方式无关。MD5将任意长度的字节串变换成一个128bit的大整数,并且它是一个不可逆的字符串变换算法,换句话说就是,即使你看到源程序和算法描述,也无法将一个MD5的值变换回原始的字符串,从数学原理上说,是因为原始的字符串有无穷多个,这有点象不存在反函数的数学函数。MD5的典型应用是对一段Message(字节串)产生fingerprint(指纹),以防止被,篡改。举个例子,你将一段话写在一个叫readme.txt文件中,并对这个readme.txt产生一个MD5的值并记录在案,然后你可以传播这个文件给别人,别人如果修改了文件中的任何内容,你对这个文件重新计算MD5时就会发现。如果再有一个第三方的认证机构,用MD5还可以防止文件作者的,抵赖,这就是所谓的数字签名应用。MD5还广泛用于加密和解密技术上,在很多操作系统中,用户的密码是以MD5值(或类似的其它算法)的方式保存的,用户Login的时候,系统是把用户输入的密码计算成MD5值,然后再去和系统中保存的MD5值进行比较,而系统并不知道用户的密码是什么。 当用户注册成功,正式建立一个账号的时候,数据库中就必须为这个用户增加一条记录。以下的程序代码实现了建立一个账号的功能,在页面中,程序要求用户输入账号、密码等信息,然后,将这些信息作为账号信息存入名为UserCount的数据表,在这个表中,用户密码是使用MD5加密保存的。 5 结论 本文的基于Web服务的学生信息管理系统具有如下特点: 采用Browser/Server三层体系结构,使系统具有很好的可维护性和重用性。在本系统的开发过程中采用的是ASP+IIS+SQL Server模式,此模式将明显的把显示和逻辑分离,使代码容易管理,适合于大型项目的开发。中间层使用数据库连接池技术加快与数据库服务器之间的数据处理速度,也加快对客户端响应速度。后台数据库采用的SQL,它功能比较强大,除了可以处理包含在各种平台上运行的数据库管理系统内核之外,还包括了数据复制、数据库系统管理、Internet网关支持、在线分析处理、多媒体支持和各种并行处理能力。 学生信息管理系统论文:用UML建模技术构建学生信息管理系统模型 摘要:UML统一建模语言,是软件分析设计中的标准语言,可用于软件分析、设计和实现的全过程。该文试图通过学生信息管理系统开发实例的设计,经过用例建模、静态建模、动态建模、代码设计、界面设计等步骤,介绍如何应用UML的方法设计和开发一个软件模型,从而提升软件设计人员和客户之间交流水平,加快软件开发进程,提高软件开发质量。 关键词:UML;学生信息管理系统;用例建模;静态建模;动态建模 1 引言 随着社会经济的发展和人民生活水平的提高,信息产业的相关技术得到了突飞猛进的提升。而计算机软件作为信息产业技术的一个重要方面,也应不断更新,从而符合产业发展的需求。这就要求软件设计人员在软件开发过程中能够更加人性化、友好化,从而提高软件设计人员和客户之间交流水平,加快软件开发进程,提高软件开发质量。 1.1 UML的简介 Unified Model Language(简称UML),是一种面向对象的可视化的标准建模语言。运用UML中的图形符号可以表示系统中的对象及其之间的关系,从不同的角度描述待开发的系统,并进行相应的语法检查和一致性检查,保证系统模型的完整性。同时,在软件系统的分析和设计中,UML的合理运用能对项目开发、团队的合作以及与用户的交流起到重要的作用。首先,UML用图形表示完整的系统,在实际应用时要反复审查和修改。虽然在分析和设计时会耗费一定的时间,但会提高编码的准确性和效率,从而有利于项目的整体开发。其次,目前,诸如像Rational Rose这样的建模工具,可以将UML模型直接转换为高级语言代码,从而节约了软件开发的时间、减少了软件代码的错误率。最后,UML作为面向对象的分析和设计技术具有与人的思维方式一致、稳定性好、可重用性好、可维护性好等优点,能大大提高系统开发的效率和质量。 1.2 UML产生背景 早期的面向对象的建模语言具有如下不足之处: 首先,面对众多的建模语言,用户由于没有能力区别不同语言之间的差别,因此很难找到一种比较适合其应用特点的语言;其次,众多的建模语言实际上各有千秋;第三,虽然不同的建模语言大多类同,但仍存在某些细微的差别,极大地妨碍了用户之间的交流。因此在客观上,极有必要在精心比较不同的建模语言优缺点及总结面向对象技术应用实践的基础上,组织联合设计小组,根据应用需求,取其精华,去其糟粕,求同存异,从而触发了UML(统一建模语言)的产生。 1.3 UML的建模机制 UML是一种面向对象的可视化的标准建模语言,以图形符号表示系统中的对象及其之间的关系,从不同的角度描述待开发的系统。UML提供了5类、9种模型图:第一类,用例图:从用户角度描述系统功能,指出各功能操作者,为需求分析提供标准化手段;第二类,静态图:描述系统静态结构,类或对角的属性、操作和相互的关系,是建立动态模型的基础,主要有类图、对象图、包图;第三类,行为图:描述系统动态模型和组成对象间交互关系,有状态图、活动图;第四类,交互图:描述对象间交互关系,有顺序图、合作图;第五类,实现图:包括构件图和配置图。 UML的建模过程主要有以下几个步骤: 1) 建立需求模型。即从功能需求出发建立用例模型; 2) 建立对象模型,包括静态模型和动态模型。静态模型使用类图、对象图、包图描述系统的对象和对象之间的静态关系,得到系统的对象和对象之间的静态关系,得到系统的整体结构。动态模型使用状态图、活动图、顺序图、合作图等描述系统的对象和对象之间的动态关系,得到系统的运行机制。 3) 建立系统实现模型,使用配置图定义系统的软硬件结构及通讯机制,表示软硬件系统之间的合作关系;使用构件图描述系统由哪些构件组成; 4) 检查模型之间的一致性,通常这个过程需要反复多次才能完整地描述系统; 5) 在构件图的基础上生成开发语言的代码框架。 1.4 UML的应用领域 UML的目标是以面向对象图的方式来描述任何类型的系统,具有很宽的应用领域。 1) 建立软件系统的模型,但它同样可以用于描述非软件领域的系统,如机械系统、企业机构或业务过程,以及处理复杂数据的信息系统、具有实时要求的工业系统或工业过程等。总之,UML是一个通用的标准建模语言,可以对任何具有静态结构和动态行为的系统进行建模。 2) UML适用于系统开发过程中从需求规格描述到系统完成后测试的不同阶段。 ① 在需求分析阶段,可以用用例来捕获用户需求。通过用例建模,描述对系统感兴趣的外部角色及其对系统(用例)的功能要求。 ② 分析阶段主要关心问题域中的主要概念(如抽象、类和对象等)和机制,需要识别这些类以及它们相互间的关系,并用UML类图来描述。为实现用例,类之间需要协作,这可以用UML动态模型来描述。 ③ 在分析阶段,只对问题域的对象(现实世界的概念)建模,而不考虑定义软件系统中技术细节的类(如处理用户接口、数据库、通讯和并行性等问题的类)。这些技术细节将在设计阶段引入,因此设计阶段为构造阶段提供更详细的规格说明。 ④ 编程(构造)是一个独立的阶段,其任务是用面向对象编程语言将来自设计阶段的类转换成实际的代码。在用UML建立分析和设计模型时,应尽量避免考虑把模型转换成某种特定的编程语言。因为在早期阶段,模型仅仅是理解和分析系统结构的工具,过早考虑编码问题十分不利于建立简单正确的模型。 ⑤ UML模型还可作为测试阶段的依据。系统通常需要经过单元测试、集成测试、系统测试和验收测试。不同的测试小组使用不同的UML图作为测试依据:单元测试使用类图和类规格说明;集成测试使用部件图和合作图;系统测试使用用例图来验证系统的行为;验收测试由用户进行,以验证系统测试的结果是否满足在分析阶段确定的需求。 总之,标准建模语言UML适用于以面向对象技术来描述任何类型的系统,而且适用于系统开发的不同阶段,从需求规格描述直至系统完成后的测试和维护。 1.5 常用的UML建模工具 自从1997年正式UML以后,大量商用UML建模CASE工具不断涌现。CASE 是英文 Computer Aided Software Engineering的缩写,主要是指利用一整套的方法和工具对系统规则进行建模,并自动生成合适的程序。目前常用的CASE工具主要有:Sparx Systems的Enterprise Architect(EA)和IBM Rational的Rational Rose。大体上,EA和Rose在UML建模能力上有相似的功能,但Rose比EA支持更多的语言,如C#、VB等。基于软件的实用性考虑,本文在系统设计过程中将选用Rational Rose 软件。 2 系统分析 2.1 系统功能简述 系科综合管理系统是为了适应现代化学校管理的需要,加快推进我校数字化校园建设、充分利用校园网,利用网络、多媒体等计算机应用技术和手段,提高办公效率、改善质量的高效管理信息系统。 学生信息管理系统是系科综合管理信息系统的重要组成部分。主要用于对学生的基本信息如入学登记、课程、班级、交费等问题进行管理。此系统用户主要涉及主管学生部门、主管教务部门以上层领导。对于主管学生部门的工作人员来讲,需要掌握每个学生的基本情况,新生入学时需要做好学生的入学登记、了解学生的学费交缴情况并登记学生的班级信息,即要掌握学生及班级的所有信息。对于主管教务的工作人员来讲,需要掌握所有专业的公共基础课程、学生的专业课程,并做好学生的所有课程的成绩登记。 2.2 学生信息管理系统的结构 需求分析是定义系统功能及用户界面,使用户知道系统功能,开发人员知道系统的需求。它的主要工作是寻找系统的用例,建立系统需求模型,主要成果是用例图和系统的参与者。下面首先分析一个系统的主要功能。 1) 管理员通过系统管理界面进入,建立学生基本档案、学生交费档案、学生选课档案等,并将所有信息保存在数据库中,同时管理员还能够对以上信息进行添加、删除等基本操作。 2) 学生可以通过使用该系统查询课程、修改用户密码等。 2.2.1 学生信息管理系统的总体结构 为了直观描述学生信息管理系统的各项功能,我们用图1来大体讲述一下该系统的总体架构。 2.2.2 学生信息管理系统各模块的功能描述 在上图学生信息管理系统总体架构的基础上,为使学生信息管理系统的各模块更为清晰,我们接下来分别描述了学生信息管理系统的各模块功能。 1) 系统管理模块 系统管理模块用于对系统的用户的基本信息进行管理,如设定系统使用权限、进行新用户注册、修改用户密码等。它是其它所有模块运行与否的前提条件。 2) 班级管理模块 班级管理模块主要用于对班级的基本信息(名称、教室、班主任等)进行管理,包括添加班级信息、删除班级信息、修改班级信息、查询班级信息等。 3) 档案管理模块 档案管理模块主要用于对学生的档案信息即入学档案(姓名、班级、专业、家庭住址、班主任等)进行管理,包括添加学生入学登记信息、删除学生入学登记信息、修改学生信息、查询学生信息等。 4) 学生交费管理模块 学生交费管理模块是用于对学生所在班级的基本学费、学生应缴学费、学生已缴学费等基本信息进行管理,包括浏览和查询学生以及班级交费信息、添加学生交费信息等。 5) 课程管理模块 课程管理模块主要用于对学生所在班级的公共课程、学生的自选课程等进行管理,包括添加班级基本课程信息、添加学生选修课程信息、删除班级基本课程信息、删除学生选修课程信息等。 6) 成绩管理模块 成绩管理模块主要用于对学生所在班级的公共课程、学生的自选课程等科目成绩进行管理,包括添加学生成绩信息、删除学生成绩信息、查询学生成绩信息、浏览学生成绩信息等。 2.3 学生信息管理系统的基于UML的详细设计 下面利用Rational Rose工具,通过对学生信息管理系统的动态模型、静态模型(包括类图、序列图、协作图)的分析来进行学生信息管理系统的UML建模。 2.3.1 学生信息管理系统的用例建模 学生信息管理系统的用例主要包括对学生基本信息、班级基本信息、学生交费信息、课程信息、成绩信息进行操作的功能。其基本行为者为:管理员、教师、学生,如下图所示。对学生信息管理系统的主体类图进行解释如下:在系统中管理员可以对课程信息、班级信息、学生档案信息、成绩信息、交费信息等进行管理;学生可查询相关基本信息如:个人档案、成绩等;教师可以对所教课程的基本信息进行查询。 1 ) 学生信息管理系统的主体用例图(如图2) 问题描述:管理员(Administrator)可以对课程、学生成绩、学生档案信息、学生交费信息以及系统进行管理。而一般用户(User)包括教师、学生、课程管理员、学生成绩管理员、学生档案信息管理员、学生交费信息管理员等六个部分,其他类是User类的泛化,继承了一般用户类(User)。 2) 班级管理模块的用例图(如图3) 问题描述:班级管理员能够浏览班级信息、查询班级信息、更新班级信息、打印班级信息。班级管理员对班级信息的更新包括添加、删除、修改。 2.3.2 学生信息管理系统的序列图 序列图用于描述按时间顺序排列的对象之间的交互模式,它按照参与交互的对象所具有的基本属性和它们相互发送的消息来显示这些对象。当收到消息时,接收对象立即开始执行活动,即对象被激活了。通过在对象生命线上显示一个细长矩形框来表示激活。消息可以用消息名及参数来标识。消息也可带有顺序号。在时序图的左边可以有说明信息,用于说明消息发送的时刻、描述动作的执行情况以及约束信息等。下面是对学生信息管理系统的序列图的描述。 1) 添加用户序列图(如图4) 问题描述:管理员登录系统主窗体;单击“系统管理”菜单及“添加用户”选项;加载“添加用户”主窗体;输入用户基本信息;交信息提交到数据库;更新数据库。 2) 档案添加序列图(如图5) 问题描述:用户登录系统主窗体;单击“档案管理”菜单及“添加档案”选项;加载“添加档案”主窗体;输入学生基本信息;将信息提交到数据库;更新数据库;返回窗体。 2.3.3 学生信息管理系统的协作图 协作图用于描述相互合作的对象间的交互关系和链接关系。虽然时序图和协作图都用来描述对象间的交互关系,但侧重点不一样。时序图着重体现交互的时间顺序,协作图则着重体现交互对象间的静态链接关系。协作图中对象的外观与时序图中的一样。对象间的链接关系类似于类图中的联系。通过在对象间的连接上标志带有消息串的消息来表达对象间的消息传递。Rose工具具有能够直接将设计好的序列图转化为协作图的功能,其具体实施步骤为:双击待转化的序列图,利用菜单栏中的Browse菜单,接下来选择Create Collaboration Diagram选项。转化部分结果如下: 1) 用户登录协作图 (如图6)。 2) 添加用户协作图(如图7)。 2.3.4 学生信息管理系统的类的关联图 类图描述类和类之间的静态关系,在系统的整个生命周期都是有效的。与数据模型不同,它不仅显示了信息的结构,同时还描述了系统的行为。类图是定义其它图的基础。在类图的基础上,状态图、协作图等进一步描述了系统其他方面的特性。通过分析类与类之间的关系,我们知道在上述设计的学生管理系统的功能描述中涉及到管理员类(Administrator)、学生类(Student)和教师类(Teacher),由于上述三个类具有相近的属性,因此建立一个基本类(User),包括Name、Password、Sex、Department、Username五个属性,管理员类、学生类、教师类是基本类的泛化,继承了基本类。除此之外还应设计一些控制对象,例如登录(FrmLogin)、添加用户(FrmAddUser)等。具体关联如图8。 3 结束语 结合学生信息管理系统的功能,通过Rational Rose 软件的使用,从用例图、序列图、协作图和关联图的抽象描述构建出满足软件功能要求的软件模型,从而提升了软件设计人员和客户之间交流水平,加快了软件开发进程,提高了软件开发质量。 学生信息管理系统论文:学生信息管理系统的设计与实现 摘要:管理信息系统是一个不断发展的新型学科,任何一个单位要生存要发展,要高效率地把内部活动有机地组织起来,就必须建立与自身特点相适应的管理信息系统。 该系统是在 JAVA环境下采用“自上而下地总体规划,自下而上地应用开发”策略开发出的学生信息管理系统。通过分析学校学生管理的不足,创建了一套行之有效的学生信息管理方案。学生信息管理系统的系统分析部分,包括可行性分析、业务流程分析等;系统设计部分主要介绍了系统功能设计和数据库设计及代码设计;系统实现部分说明了几个主要模块的算法。本系统界面友好,操作简单、实用。 关键词:管理信息系统;整体架构;数据库;学生管理;JAVA应用 本系统是用JAVA语言开发的一个学生信息管理系统,为学校学生信息的管理工作效率带来了一个质的飞跃。系统主要用于学校学生信息管理,总体任务是实现学生信息关系的系统化、规范化和自动化,其主要任务是用计算机对学生各种信息进行日常管理,如查询、修改、增加、删除,另外还考虑到学生选课,针对这些要求设计了学生信息管理系统。 本系统主要包括学生信息查询、教务信息维护和学生选课三部分。其功能主要有:1)有关学籍等信息的输入,包括输入学生基本信息、所在班级、所学课程和成绩等;2)学生信息的查询,包括查询学生基本信息、所在班级、已学课程和成绩等;3)学生信息的修改;4)班级管理信息的输入,包括输入班级设置、年级信息等;5)班级管理信息的查询;6)班级管理信息的修改;7)学生课程的设置和修改。 1 相关技术 系统采用B/S架构实现。在B/S体系结构系统中,用户通过浏览器向分布在网络上的许多服务器发出请求,服务器对浏览器的请求进行处理,将用户所需信息返回到浏览器。 1.1 系统整体架构 系统整体结构上分为:数据层、应用层、展示层。 数据层 主要由像Oracle或SQL Server等大型数据库作为底层支撑完成数据的存储和访问,数据层是系统建设的关键部分。 应用层 提供完整的系统功能实现,是系统建设的核心部分。应用层将学生基本信息管理、教师信息管理、课程信息管理等的逻辑实现。系统采用JAVA语言编写应用层,完全可以满足快速高效的处理需求。 展示层 用于提供用户操作界面,要求界面布局合理、分格清晰明朗、操作方便快捷。 1.2 系统采用的技术 JAVA语言是目前企业级应用中使用频率最高的开发语言,JAVA语言有安全、简单、“一次编译、导出运行”等特点,在保证系统功能完善、性能稳定、安全可靠的前提下维护简单,而且迁移方便。JAVA语言具有简单、面向对象、体系结构中立、小巧健全、快速等优势。 本系统所有动态实现全部采用JAVA技术,方便后续系统的升级扩展、服务迁移等工作。 1.3 采用MS-SQLSERVER2000数据库 考虑到系统长期使用数据量的增加,以及系统升级的需要,拟采用MS-SQLSERVER2000数据库作为数据层支持。MS-SQLSERVER2000是目前企业级应用最为普遍的数据存储系统,相比其它大型数据(如Oracle)有性能稳定、管理简单、环境要求低等特点。 1.4 采用JSP进行前台展示 JSP事实上也是JAVA语言,但JSP是将JAVA语法和HTML等前台页面语法结合,以达到动态展示数据的功能。JSP有编写简单、调试方便,而且,JSP借助强大的JAVA语言,具有很高的处理效率。 1.5 采用Tomcat中间件提供Web服务 Tomcat是目前免费Web服务器中使用最多的一种,有体积小、安装容易、配置简单、便于管理等特点,使用Tomcat完全能够满足不同的应用系统服务。 2 系统功能实现方案 2.1 系统总体设计思想 本系统在设计时遵守“操作简单、结构清晰”原则,以解决实际问题为目标,避免繁杂多余的代码。 数据库设计简单明了,充分使用了“主键”、“外键”功能,既避免字段重复出现,又保证了数据一致性。 系统中的各项数据关系,都可以通过设置完成,尽量避免在系统中使用“固定值”来表达数据间关系,方便系统以后升级。数据库连接同样采用配置文件的方式,方便迁移部署。 2.2 系统操作流程 管理员设置系统用户;管理员设置本校教师信息;管理员设置本校班级信息,并为班级指定班主任(教师);管理员设置本校所有课程信息;教师添加本班级学生;教师添加本班级学生所要学习的课程;教师添加本班级学生的学习成绩;学生成绩查询。 2.3 系统用户及权限设计 用户信息管理维护是本系统的基础工作,依据系统设计思想并结合实际情况,本系统的用户分为三种:管理员、教师、学生,各自权限描述如下: 1)系统管理员:系统管理员登录后,可以对系统用户以及本校教师、班级进行管理。管理员只能进行系统基础信息维护,不能进行学生成绩信息的添加、查询。 教师信息由管理员维护,如果教师离职或因其他原因不在职时,需要对该教师信息进行禁用。 班级信息也由管理员维护,班级信息中通常需要指定班主任,班主任信息来自用户信息中级别为“教师”的用户。 课程信息也由管理员维护。 2)学校教师:教师登录后,可以对本人负责班级进行课程设置和班级学生成绩维护、成绩查询。教师无权查询非本人负责班级学生的成绩。 3)学生:学生登录后只能查询本人各课程的成绩,无权修改。 2.4 系统各功能模块的实现 1)用户管理:用户信息包括了用户名称、密码、用户真实姓名、用户级别等。为了便于操作及管理,将所有用户的信息存入一个数据库表,表结构详见附录:数据库表结构中的“用户表”。 用户信息中“管理员”和“教师”信息由管理员维护,“学生”信息由各班主任维护。每个用户只能属于一个级别,对于“学生”用户需要指定班级信息。管理员可以对“学生”基本信息进行修改,但不能将“学生”用户设置成其他级别的用户。 系统在初始状态下只有一个“管理员”用户,用户名:admin,密码:1234。 系统用户状态分为正常和禁用两种,只有处于“正常”状态的用户才能正常使用本系统。考虑到数据完整性要求,为了保存历史数据,对于一些需要停止而又不能删除的用户,可以进行“禁用”处理,不做物理删除。对于确实需要删除的用户,系统也提供了物理删除的功能。在删除用户前必须先删除与用户相关的其他信息,如删除学生时必须首先删除该学生的成绩。 2)课程管理:对课程信息的操作包括以下部分: 课程信息维护 课程的添加、修改等维护工作由管理员完成,管理员有权设置课程当前是否有效。只有设置成“正常”的课程才能被各班级采用并且录入学生成绩。课程表结构详见附录:数据库表结构中“课程表”。管理员负责学校所有课程的维护,不负责各班级选修哪些课程。 班级课程设置 各班级的课程设置需要由各班级班主任完成。课程设置时,系统会自动列出当前所有有效的课程供选择。教师有权设置自己负责的班级的教学课程。教师取消某一课程不会影响到已经录入的该课程的学生成绩,被取消后的课程在下一次成绩录入时将不会被显示。教师应按实际情况进行课程设置。各班级对应的课程信息存入“班级课程表”中,通过“班级id”和“课程id”关联,表结构详见附录:数据库表结构中“班级课程表”。 3)班级信息:对班级的操作包括以下部分: 班级信息管理 班级信息的维护由管理员完成。设置班级信息时可以设置班主任也可以不设置,班主任信息来自用户中级别为“教师”的用户。管理员有权设置班级是否“毕业”。设置为“毕业”后的班级将不能进行“课程”、“学生成绩”的录入维护,只能查看成绩。班级表结构详见附录:数据库结构中“班级表”信息。 4)学生成绩:对学生成绩的操作包括以下部分: 学生成绩录入 各班主任负责本班学生成绩的录入。系统保留每名同学每个课程的最新成绩,即:如果需要修改成绩,则只需要重新录入该学生对应课程成绩即可。成绩录入时,系统只会列出当前学生所属班级所选的所有有效课程,成绩只能填数字。学生成绩数据存入“学生成绩”表,通过“用户(学生)id”和“课程id”关联,表结构信息详见附录:数据库表结构中“学生成绩表”。 学生成绩查询 教师登陆后查询本人负责班级所有学生的成绩。学生登陆后只能查询本人的成绩。 5)其他:用户登陆时,首先判断输入的用户名、密码是否正确,如果正确,系统会根据用户级别的不同显示不同的功能;否则,系统自动返回到登陆界面。 用户退出时,系统会有一个提示确认过程,以避免误点。确定退出后系统返回登陆界面。 3 结束语 本管理系统功能全面、易于日后程序更新。具有数据库管理容易、界面友好、操作方便、效率高、安全性好等优点,是一套在学校日常管理中必不可少的管理软件。 学生信息管理系统论文:探究现代高校学生信息管理系统的现状和发展 [摘 要] 因为高校学生信息自身所存在的诸多特点,导致建设高校学生信息管理系统的过程中的难度明显上升,所以当前的系统建设过程中,出现了诸多的问题,例如对于信息系统的设计定位依然是基于传统的职能部门方面。针对所出现的这些问题,应当构建高校学生信息管理系统平台,并且确保面向的用户是高校学生,以求高度集成高校的学生信息,并且实现学生信息的共享,从而确保高校学生信息管理系统能够更加适应多种环境,并且可以基于学生信息提供各项服务。 [关键词] 高校;学生信息管理系统;问题;现状;发展措施 1 高校学生信息管理系统建设的过程中所存在的诸多问题 1.1 信息系统的设计依然是根据传统职能部门进行定位 当前高校学生信息管理系统的设计依然是基本按照传统的职能部门进行定位,其管理模式是多头管理,导致学生信息的存储很是分散,每个部门在进行信息的录入的时候,互相之间缺乏沟通,使得高校学生信息管理系统数据出现频繁的重复存储。同个学生,其信息数据存在偏差以及所谓的“信息孤岛”的情况出现。就目前状况而言,学生的课程信息以及学生成绩信息和学籍变动方面的信息都是由教务处负责汇总录入和管理的;而且图书馆、就业处等职能部门也能够和有义务收集学生的信息。所以综合这些可以看出,尽管各个部门互相收集的学生信息都是各自需要的,并且主要热荻疾幌嗤,但是从计算机的角度来看,这种行为必定会导致大量的学生信息出现重复,而且还会导致学生信息数据存在大量偏差。 1.2 高校学生信息管理系统所存储的学生信息不够完善和全面 一般而言,高校学生在入学前,其所在的高中学籍档案是高校的学生信息最为开始的来源,但是这些信息的载体往往都是纸质版的。而当学生参加高考时候,会采集部分电子信息,这些电子信息才是构成学生电子档案的基础信息,其存在内容极少的情况,对于学生的实际基本情况,电子档案是无法完全和细致反映出来的。很多高校对于入学后的学生采集的信息只包括基本的学习信息、课程成绩信息、奖惩信息第一季学历信息等,而诸如班级的日常管理信息、勤工俭学信息等各种辅助类的信息,都是不会录入高校学生信息管理系统中去的。并且很多高校中,都是分部门对学生信息进行存储的,在学生的信息平台中是无法看到这些信息的的,导致信息的使用者无法对学生的全部情况详细完整的了解。 1.3 缺乏促进高校学生信息管理系统建设的统一 因为缺乏的标准,导致各所高校学生信息管理系统互相之间存在较大的差异性。第一是对学生信息的收集内容以及范围不尽相同,例如部分高校所采集的学生信息只是学籍信息,但是部分高校所采集的学生信息则是较为全面,而且即便是所采集信息的类型相同,其在数据的结构上也是存在差异的;第二是构建高校学生信息管理系统所需要的软硬件要求不一,例如不同的高校所使用的数据库以及硬件参数各不相同。 1.4 没有强有力的支撑促进高校学生信息管理系统的建设 1.4.1 没有精神支撑力促进高校学生信息管理系统的建设 因为很多高校从上到下对于学生信息的管理重视程度不足,导致无法从精神层面强力支持信息系统的建设,所以很多情况下,各个部门在进行学生信息的录入时候都不够认真彻底,甚至学生在对自己的信息进行填写的时候也较为随意,这些都是未来进行高校学生信息管理系统建设所面临的问题。 1.4.2 没有资金支撑促进高校学生信息管理系统的建设 开展高校学生信息管理系统的建设,是必须要依赖大量硬件设施,如果在资金上存在问题,那么就无法购买先进的硬件设备,而且也无法选择可以适合本高校发展的信息系统软件,无法开展日常的信息系统管理工作,最终使得高校学生信息管理系统建设形同虚设。即便是前期投入大量的资金完成了高校学生信息管理系统的骨架建设,但是如果后期没有资金继续投入,信息系统无法正常运行,自然也就无法达到设计的目标。目前,很多高校都把教室、宿舍以及校园环境的建设作为工作重点,在高校学生信息管理系统上的资金投入则较为不舍,从而渐渐造成较大影响。 1.4.3 没有人才支撑促进高校学生信息管理系统的建设 高校学生信息管理系统的建设成功与否直接受到工作人员自身计算机水平、素质水平以及工作态度等因素的影响,如果只是单纯的继续使用原来负责录入学籍、管理档案的人员进行学生信息的录入,进行高校学生信息管理系统的操作和维护,而不请专业的管理人员参与管理,则信息系统势必会处于半瘫痪甚至瘫痪的状态,高校学生信息管理系统完全无法发挥出应有的作用。 1.4.4 没有技术支撑促进高校学生信息管理系统的建设 当前高校学生信息管理系统还处于初期阶段,很多都是使用计算机简单替代手工录入学生信息而已,数据库的构建也是基于较为简单的VF和Access技术,如果只是拿来简单办公,这些技术可以满足要求,但是这些技术远不能满足复制的信息系统运行。 当前很多高校进行学生信息的存储依然是用Excel,即便是部分高校使用SQL Server技术的大型数据库进行学生信息的存储,也经常会面临信息超载的情况。 2 构建面向用户的高校学生信息管理系统平台 高校学生信息管理系统平台汇总,主要有学生和高校的各个职能部门两类用户,可以把高校各个职能部门以及学生看作是信息的输入端,同时也可以被定义为信息的输出端,换而言之,学生和高校的各个职能部门可以使信息提供者也可以是使用者。 在信息系统的输入端,由学生登录到信息系统的界面,然后输入各种基本的学生信息,这些信息属性基本都是被固定化的,学生只需要根据实际情况选择对应的内容即可。课程管理模块由教育处登录系统平台管理,对于学生成绩的录入,按照学生的学号进行。教程模块、救助模块以及勤工助学模块等都由学生处登录系统平台管理,其对于奖惩情况、勤工助学情况以及救助情况的录入都需要按照学号进行学生的查询确定。就业模块由学生和就业处分别登录进行录入和管理。进行学生的基本信息以及派遣信息的输入。系统平台汇总的日常管理模块以及班级管理模块则是由学院负责登录管理,进行学生在大学四年学习以及学院的生活中基本表现情况的录入。系统平台的辅助信息模块则是由图书馆、校医院以及公寓管理中心进行登录和信息的录入管理。 高校学生信息管理系统的处理系统和数据存储部分使用的技术是数据仓库技术,数据仓库实质上是数据集合,其特点是面向主体、集成、相对稳定并且能够对历史变化进行反应,在管理决策的支持上效果显著。通过对数据仓库的选择应用,能够确保分析和查询更加的高效和便捷。此外还能够帮助信息使用者对信息进行查询,并且在此基础上做出决策,以及开展数据挖掘技术。 在信息系统的输出端,构建人机系统界面,确保友好易懂,高校的各职能部门以及学生都能够访问系统平台中的查询与打印模块,可以按照不同的学生信息,进行各种学生相关信息的查询,并且能够与打印机关联,按照需求进行打印。 基本的系统一般的组成结构是输入、处理、输出以及外部环境等,在高校学生信息管理系统平台中,内部支撑就是外部环境,其支撑力主要包括如下几种:第一是来自高校领导和教师对于信息建设重要性的认识,提高其精神层面支持;第二是保障信息系统的建设及维护所需要的各项资金,提高其资金层面支持;第三是主动开展信息系统相关人才的培养,提供人才层面支持;第四是应用先进的数据仓库以及信息技术,提高其技术层面支持;通过构建统一健全的规章管理制度,提高制度层面的支持;借助科学的方式收集整理数据信息,提高其管理方法层面支持。 3 结 语 高校学生信息管理系统作为一项工程,存在复杂的特点,而且其中存在的诸多问题,需要广大教育工作者通过持续的实践慢慢进行解决,除了单纯的提升技术之外,更多的是对管理理念进行转变,实现各个部门之间的沟通配合,才能够确保高校学生信息管理系统切实有效地发挥作用,更好的促进高校的发展。
房地产企业资金管理问题及对策篇1 一、概述 房地产业是国民经济的重要产业,房地产企业的经营和发展状况,对国民生活质量、社会经济增长产生较为直接的影响。全面有效的提升房地产企业的总体经营管理水平,强化资金管理,能够有效的提升房地产企业的总体竞争力,实现房地产企业长远发展的目标。房地产企业在经营管理过程中,涉及到较多方面的问题,资金管理是其中的重要内容。现阶段,在国内房地产市场经济发展环境中,企业资金链不够稳定,无法有效的保证房地产市场的健康运行。房地产企业积极开展资金管理工作,将能够更好的提升自身的经营管控总体水平,应对日益激烈的市场竞争环境,树立良好的企业形象,促进企业的信用度不断提升,赢得社会公众的信赖,从而强化自身的总体竞争力。 二、房地产企业资金管理工作中存在的问题 (一)融资渠道较为单一 房地产企业在实际开展各项生产经营管理工作的过程中,其资金来源渠道较为单一,无法有效的满足资金需求。当前,股权融资方式通常只适用于上市大公司,对于小型房地产企业来说,无法通过这一渠道融资。一般情况下,房地产企业都采用了银行贷款的方式,但需要注意这种方式具备较强的稳定性和持续性,会给房地产企业的扩大再生产活动造成一定的压力。 (二)房地产企业运营资金管理工作方面存在较大的风险 房地产企业面临激烈的市场竞争环境,在运营资金方面存在较大的风险。企业需要积极采取科学有效的方式和手段,规避和控制风险,为企业积极开展各项活动提供良好的支撑。现阶段,房地产企业面临较大的运营资金管理风险,这是因为房地产企业项目投资时间较长,后期想要盈利也需要耗费较长的时间,导致企业的资金流动性出现较大的下降。当前,很多房地产企业过于重视眼前的利益,容易出现盲目扩张的情形,没有充分考虑到资金运营方面的风险,给后续的管理工作带来不良影响。 三、提升房地产企业资金管理工作整体水平的策略 房地产企业想要在激烈的市场竞争环境中抢占更多的市场份额,推进企业的良好发展,促进经济的长远发展,需要做好以下几点工作。 (一)扩展融资渠道,促进融资多元化发展 现阶段,房地产企业在运行过程中还存在一些不够完善的情况,房地产企业在融资方面很难获取较多的渠道,无法有效的保障融资效果。积极扩展融资渠道,促进融资工作朝着多元化的方向发展,为提升房地产企业的整体发展水平提供良好的前提条件。需要给予房地产企业一定的政策优惠和政策支持,促进房地产企业能够获取更为充分的资金支持。中小型房地产企业通过向银行等金融机构贷款,获取稳定的资金支持,有效的推进企业积极开展各项生产管理工作。但是,需要注意的是,仅仅依靠银行金融机构的贷款资金支持是很难有效保障市场经济活动的稳定发展的,需要促进融资方式朝着多元化的方向发展,促进证券市场和房地产市场保持良好的联系,不断开发和创新融资工具,拓展融资渠道,并对房地产企业融资工作过程中的法律法规进行不断的健全和完善,为融资工作的顺利开展提供良好的保障,减少问题的出现。 (二)提升投资决策的科学性、开发项目的可行性 房地产投资一直是市场经济发展过程中的重要内容,同时,因为房地产投资行为涉及到较大的金额,一旦出现投资失误的情况,将会直接影响到最终的投资效果,容易造成较大的损失。积极开展房地产投资工作,需要保证投资决策的科学性和合理性,使其更好的贴合市场经济发展过程中的实际情况,为充分提升房地产企业的经营水平提供良好的前提条件。房地产企业需要积极建立投资决策体系,促进决策结构更为科学有效,更好的适应当前的市场环境。首先,房地产企业需要在项目开发前期,针对项目背景方面的内容进行充分细致的调查,切实有效的应对工作过程中的常见问题,减少一些产权纠纷情况的出现。其次,针对房地产项目的地区人口、供需情况等方面进行有效的调查,为积极开展切实有效的投资决策工作提供良好的前提依据。再次,积极开展项目评估工作,重点针对项目的投资风险和效益进行全面评估,将房地产项目开发投资工作的风险控制在最小限度内。最后,全面估算项目开发的需求情况,为全面开展相应的融资工作制定筹资方案,提供良好的前提,保证项目开发工作的资金链完整。 (三)提升资金预算管理工作的整体效果 全面推进房地产企业资金管理工作的顺利开展,充分提升该项工作的整体水平。资金管理工作在实际进行过程中,资金预算管理占据重要比重,是推进资金运作良性循环的重要前提和基础。房地产企业积极提升资金管理工作的良好效果,不断强化预算管理工作,首先,积极建立健全资金预算管理制度,针对各项资金管控工作的实际情况进行综合有效的分析,为具体开展相应的资金管理工作提供良好的指导,规范具体的工作行为。明确工作责任,有效推进预算管理工作落到实处。其次,积极开展全面预算管理工作,促进资金预算管理和企业战略性发展保持良好的结合效果,最大限度的发挥资金预算管理工作的作用。在资金预算管理工作进行中,能够有效的跟踪控制企业的日常资金使用情况,使企业的各项资金都按照既定的资金预算管理计划顺利实施,减少资金预算管理的失误情况出现,充分有效的提升资金预算管理工作的整体效果。房地产企业需要对资金基本运作情况进行综合有效的了解和掌握,及时寻找到切实有效的处理方式,提升资金管理工作的整体效果。最后,针对房地产企业的资金管理工作情况,积极建立科学有效的考核机制,保证这些预算方案能够充分有效的到位。 (四)全面控制资金风险,有效的降低经营风险 房地产企业在开展生产经营活动的过程中,需要针对各项资金风险进行全面有效的控制,积极采用科学合理的方式和手段加以应对,充分提升资金管理工作的整体水平。房地产本身的投资资金较大、周期较长,对于企业资金链提出了较高的要求。现阶段,很多房地产企业都存在着一定的资金风险,影响企业的可持续发展,对此,需要积极开展资金风险的控制工作,充分规避和控制资金管理工作实际开展过程中出现的风险。 四、结语 房地产企业资金管理工作实际进行过程中存在一定的问题,主要表现为融资渠道较为单一和房地产企业运营资金管理工作存在较大的风险,为此,需要积极采用科学有效的方式和手段加以应对和管理,提升资金管理工作的整体水平。通过拓展融资渠道,促进融资的多元化发展,提升投资决策的科学性,提升开发项目的可行性,提升资金预算管理工作的整体效果,全面控制资金风险,有效的降低经营风险,这些策略能够起到良好的效果。 作者:付向东 房地产企业资金管理问题及对策篇2 针对近几年过热的房地产业,我国政府出台一系列管制措施;同时,受国际环境的影响,我国经济出现一定减速迹象,居民对房地产的消费热情急剧下降。在这种非常不利的背景下,房地产企业的资金管理就成为企业生存和发展的关键。自改革开放以来,我国经济由计划逐渐向市场转轨,政府针对房地产业的管制也从完全管制转为开始逐步放松,我国房地产业得以迅速发展。但在20世纪90年代开始,全国房地产开发投资的增速加快,特别是最近几年,全国大部分地区的房价急剧飙升,房价出现失控状态,国家针对过热的房地产业实施从紧的宏观调控政策。在一系列宏观调控和管制之下,全国各地房价先后出现回落。与此同时,源于美国次级债引发的金融危机和经济衰退席卷全球,我国经济也出现减速,伴随经济减速,国内居民对房地产的消费热情也急剧下降。在这种非常不利的大环境下,房地产企业如何摆脱困境,企业现金流成为解决这个问题的关键。优化企业现金流管理,不但可以帮助企业熬过这次行业寒冬,还可以为即将到来的春天打下良好的基础,使得企业在未来竞争中处于优势。 1当前房地产企业资金管理问题 1.1负债比例过高 房地产经营活动具有周期长、耗费大等特点,房地产企业几乎不可能完全依靠自有资金进行发展,由于政府对房地产企业进行IPO和股权再融资的限制较高,企业大多从银行借款进行负债融资,这导致企业资产负债率过高。据统计,当前我国房地产开发资金的70%~80%直接或间接来源于银行。房地产企业资金缺口增大,2008年我国房地产商的资金缺口为6730亿元。过高的债务比率使得房地产企业承担较大的财务费用压力和风险。 1.2资金沉淀严重 房地产企业一方面深受资金不足之苦,另一方面企业对资金的无效占用不断增加,投入的资金未形成有效产出流回企业,而是转化为产品积压。根据国家统计局的数据,以2008年11月底全国商品房空置面积为1.36亿平方米为基础,推测2009年的全国商品房空置面积将超过2亿平方米。按照我国近年来年竣工住房建筑面积6亿平方米计算,2009年全国商品房空置率将达30%以上,这将大大超过国际公认的商品房空置率10%的警戒线,全国35个典型城市存量房消化平均需要33.84个月。这些空置商品房无疑大大占用房地产企业的资金,造成企业资金的严重沉淀。 1.3投资行为盲目 由于前几年房地产的理论投资回报率较高,使得部分房地产企业关注行业利润时,没有考虑到行业存在的潜在风险,忽视行业发展的周期性,对未来行业困境估计不足。部分房地产企业在未能科学分析开发项目所处的宏观经济环境,未能分析房地产市场的消费趋向、消费者的购买能力和市场上的供求情况的前提下,就按企业主观臆断,盲目进行项目投资,在这种投资理念和策略下,房地产企业的投资很难得到合理回报,投资行为的盲目性势必会使得企业陷入资金上的窘境。 1.4融资形式单调 由于我国企业债券市场发展进程很慢,企业很难通过发行企业债券筹集资金。同时,我国证监会对企业IPO有较为严格的规定,特别是近两年,监管部门控制房地产企业上市,使得房地产企业,特别是中小企业企图通过发行股票方式筹集资金成为不可能。房地产企业的融资方式往往只能停留在短期和长期银行贷款,这样对房地产企业的资金运作和发展非常不利,使企业的融资风险高、偿债压力大。 1.5资金管理不善 房地产企业在我国还是个新兴行业,一些房地产企业的管理人员资金意识淡薄,并未在头脑中树立资金成本、利息、时间价值等观念,使资金管理成为企业管理中的一个薄弱环节,具体表现在企业内部资金管理的责任不明确,前期开发拖沓,建设工程质量不过关,工期延长,配套不落实,销售策划不够,售后服务欠佳等等行为,这些行为都直接影响投入资金的按时回笼,造成企业资金的短缺。1.6投融资主体不明在加快城市建设和旧区改造中,一些房地产企业承担了危棚简屋的拆除和市政基础设施的建设。这些项目投资额大,建设工期长,属公益性项目,建设资金理应由市、区二级政府财政来负担。但鉴于财力不足,项目只能靠银行贷款来解决资金问题,而银行贷款的主体只能落到房地产企业身上,房地产企业通过政府信用进行银企合作放大贷款规模。受宏观经济环境影响,“以路带房”的效果不明显,投入和产出未能同步增长,反而使企业背上了沉重的包袱。这种政企不分,投融资主体不明,导致了房地产企业承担了不应承担的责任和风险。 2加强房地产企业资金管理措施 2.1资金的预算管理 资金预算是资金管理的基础,是实现资金良性循环的首要环节。有效的资金预算制度能为企业提高资金使用效率,促进有效使用资金打下良好的基础。年初,财务部门应结合企业实际情况编制资金预算计划,它由资金预算收入,资金预算支出两大主体内容构成,其中:资金预算最核心的内容是企业通过经营活动带来的现金净增加额;预算支出最核心的内容是企业投资所需资金支出。通过编制企业年度资金预算计划,能够明确企业年度资金运作的重点,便于公司日常的资金控制,把握资金周转“脉搏”,节约公司融资成本,避免盲目贷款和不合理存款等情况的发生,预算方案实行后要求要严格执行。 2.2资金的风险管理 企业资金风险主要有使用风险,在途风险和或有风险。资金的使用风险主要表现为企业的投资风险,它是一种事先可控制的风险,因此对此类风险应加强事先控制。加强对投资项目的可行性调查论证,项目评审做到科学化,专业化,尽量把预计风险发生的概率控制在最低程度。企业在重大投资等问题上要形成有效的决策约束机制,不能个人说了算,资金的流向与控制相连接,要求跟踪管理。资金的在途风险一般发生在企业资金结算过程中,所以在结算票据选择上尤为重要。一般企业在同城结算业务中主要以“贷记凭证”,“转帐支票”为结算手段,在实际工作中“贷记凭证”是一种更为安全的结算手段。资金的或有风险主要是公司为其他企业提供担保而形成的或有负债,包括贷款担保和业务担保等,对外担保企业要求有完善的审批程序。 2.3资金的监督管理 企业应定期,不定期地对资金使用情况进行检查,既通过日常的报表了解全面情况,又通过专项检查发现资金预算执行过程中的深层次问题,特别是应收帐款,预付帐款,其他应收款等往来帐目应逐笔实行跟踪管理,应将部门负责人,业务人员的绩效同应收款项的回笼速度和回收金额挂钩,制定相应的奖罚办法,确保钱出去,货进来,货出去,钱进来,把坏帐损失降到最低程度。企业还可以积极开展内部审计,对财务会计信息和经营业绩真实性与合法性进行审计与监督,前移监督关口,强化事前预防和事中控制,确保资金的安全和完整。房地产企业效益和资金管理是密切相关的,要切实加强上述三个方面资金的管理,做到优化资金结构,拓宽筹资渠道,控制投资风险,盘活沉淀资金,提高资金利用效率,促进提高整个企业经济效益。 作者:郭耀忠 单位:肇州县房产管理处 房地产企业资金管理问题及对策篇3 引言 房地产企业资金管理的重要性和紧迫感日益突出。房地产企业的粗放式发展和高杠杆模式带来了巨大的规模和效益,也使得对资金越发的依赖,一味追求利润最大化的固有思想给这个行业带来了寒冬。所以,房地产企业的传统思维模式中既定的误区是什么,形成当前行业环境中问题症结的是什么,又需要对房地产企业的痛点进行何种革新和深化,这些都变得迫在眉睫。下文将浅析房地产企业现存的几个资金管理上的问题,并给出相应的建议。 一、房地产企业资金管理概述 (一)资金管理的内涵解读 资金管理是企业董事会等高层经营者对资金的来去和使用进行规划、控制、监管、考核的一整套工作。也是当前复杂市场变化下,财务管理最为重要的一部分。如今地产业发展受到制约,“现金为王”已经逐步深入人心。公司现金流是否充裕已经变成决定企业存亡的关键所在。加之越发激烈的市场竞争,企业所面对的生存环境也更加复杂多样,通过加强对企业现金流的管理能力,相对保守的控制运营风险,提升整个企业的资金的利用率,才能实现企业稳健的发展。企业的资金管理工作简而言之是通过对涉及企业资产、资金的各项企业行为进行计划、控制、监督、考核的一项综合性工作。对于企业本身,特别是对于中小微型企业本身来说,其本身的企业资金管理的工作水平,是严重地影响到它们的未来发展计划以及发展道路。房地产项目投资金额巨大,单纯的依靠企业自有资金是远远不能满足扩张期的资金需求,所以通常通过银行金融机构或社会金融融资机构进行融资。对于融到的资金使用方向一般是地价款、税费、基础设施建设支出和建筑安装费等。在项目尚未完成竣工交付时,是需要获取预售许可证才能提前销售,以便更早的实现投入资金的收回,然后将其再投入到新的土地拍卖和施工建设中去。也因为预售制,使得房地产企业拥有了不断增加财务杠杆的机会,导致负债率节节攀升。当前房地产企业过分依赖外部融资,过分追求规模化和利润最大化,也就导致有些企业虽然账面盈利尚可,却因为现金流量不充沛而倒闭。这也充分说明房地产企业企业的资金管理水平还是不够强大,资金管理体制还是停留在表面功夫上,这是当前很多房地产企业面临的一个急需解决的问题。 (二)房地产企业强化资金管理的重要性 资金管理对于企业的发展有非常重要的影响———尤其是对于那些本身的资金条件就不充裕的中小地产公司来说,不科学的资金管理工作可能会导致其出现财务危机,导致企业高层过于片面的追求利润最大化,从而导致此类企业在发展的过程当中出现决策失误。在近期消极疲软的房地产企业环境下,中小地产公司本身已经疲于应付日益紧张的资金需求,更加无法承受巨大的决策失误,这导致了无法深度发展的恶性循环。由此可见,科学的资金管理以及重视资金管理是房地产企业能够度过寒冬、迎接新的转型升级必不可少的环节。同时,良性的资金链循环是房地产企业长期生存的根本。资金投入端是资金链的基础,而恰恰地产公司依赖的主要又是有偿性质的外部融资,财务杠杆极高,财务风险极大。销售端是整条资金链的动力,资金回笼的速度是资金链的根本,也是关系到资金链是否断裂的核心问题。在企业的日常经营中,资金链的每个环节都要谨慎对待,在资金链运转的过程中,资金合理管理尤为重要。随着全国地产行业的饱和和夕阳化,地产公司之间的竞争压力不断加大,同时因为部分公司资金管理不善引发资金链断裂的事情时有发生。因而在房地产企业的发展过程中,是否能可持续发展,资金管理就是一个重要性因素。 二、房地产企业资金管理存在的问题 (一)流动资金的使用缺乏风险控制 从恒大暴雷、融创危机等等事件中不难发现,地产计中国乡镇企业公司最不缺的是资金,最缺的也是资金。各种大型企业在主业完成壮大的同时,极力谋求多元化发展,但又缺乏必要的风控意识和长远的发展眼光,一味的铺摊位,加大对未知领域的投资,使得本就债台高筑的地产业增加了更多的收款难度。地产公司在投资新兴行业或者领域的时候,仍然使用传统思维模式---拿钱砸,并未考虑进入新领域所需要的研发和进入市场的时间,以及新领域从投产到回款的时间跨度和口碑问题,过高的估计投资收益,忘记了融资是有偿的,是带有财务成本的。在新投资领域尚未形成销售回款,而原本主业地产销售又萧条不景气,那么资金链的收入端就会受到严重打击,回收资金流都已经无法偿付融资利息时,资金链的断裂不可避免。 (二)重视企业利润,忽视现金流稳定 对于企业以盈利为目的观点而言,是无可厚非的。因此经常会有这样一种片面的想法,认为企业利润越高就是经营越成功,从而导致管理层忽略流动性对利润的影响。作为企业的高层管理者,应该需要全面、准确地了解现金流和经营利润之间的差异,也要清楚一点:单纯的高利润并不代表企业的现金流充沛。从恒大2021年中报可以看出,恒大净资产在暴雷时仍然有4100多亿,但崩塌确是一瞬间的,充分说明利润和现金流是有区别的。当前地产公司存在的一个普遍现象:财务部和业务部未能实现业财融合,业务部觉得财务部的各项指标是不产生经济效益的,财务数据是滞后的,财务部说业务部的数据口径与财务口径不一致,只追寻业绩最大化。往往这样的对立,通常是以业务部门占据最后的主动,财务指标最后是服务于业务考核。按照现在的行业环境,财务部更应当承担起主要的责任来,数据源一定要分清哪些事是我们财务部可控的,哪些事是财务部不可控的。订立各项指标,严格把控风投项目。对于投后管理中的财务运作,如工程款、工资、贷款、利息、投资、营销费用等,需要实时跟进,确保确实可控。加强各个项目资金监管,减少甚至是不允许项目之间的资金调动,从公司集团层面实现各项目自主盈亏,自负现金流稳定。如今的地产公司想尽办法统筹项目监管资金,不断加码拿地,属于一份钱几处花,只要有一个楼盘销售不利,立马所有项目资金都紧张,这是过分追求利润和规模化,忽视现金流稳定导致的。因此当前的地产企业应该做到业务部门服从财务部门调度,稳字当头。对于不可控项目,及时放弃,断臂求生、现金为王。 (三)资金管理方式不适合企业实际需求 大部分地产类企业并未建立符合自身发展需要的资金管理模式,都以财务部统筹管理,财务又以业绩优先,形成了只有数据没有分析的局面。通常来讲,地产业的资金管理模式分为两种:自上而下的集团化统筹管理模式和自下而上的项目(分子公司)独立经营模式。大型地产企业一般为集团式化大规模经营为主,同时又为了方便统筹全公司的资金,只要有预收款,立马用于新地块拍卖,也逼迫地产公司不得不需要集中管理资金,反而助长了不断增加杠杆的风气。而中小型地产企业以分散模式为主,项目经理或者是分公司经理拥有绝对的资金使用权限,这又使得公司在统一力量集中发展的时候,劲使不到一处去。当前的房地产企业的资金管理模式不合理,使用集团化统筹管理模式的集团公司,其内部没有专门的资金管理中心,资金集中统筹管理的制度不完善,同时拍脑袋的事情时有发生;而使用项目(分子公司)独立经营模式的公司多数缺乏全局观念和大局意识,出现有些项目缺钱无法开工,而有些项目资金充裕却没有合理的投资方向,产品质量没有统一的标准,企业形象有问题。 (四)财务分析未能充分考虑市场对企业的信心 仍然以恒大为例,暴雷前并未出现资不抵债,虽然流动性枯竭,但是所有资产仍然可以覆盖负债,积极出售资产等还是可以活下来,但发现真实情况确是:失去企业信心的恒大资产变得廉价,打折后便无法覆盖所有负债。这个案例可以充分说明,我们现如今的财务分析几乎没有认真考虑在压力环境下的资产负债表结构,传统意义上的资产变现价值并未详细考虑压力测试,这不仅会在危机时加速资金流枯竭,也会让管理层高估自身的运营能力和资金管理能力。 三、房地产企业资金管理的几点对策 (一)建立健全风控体系,实行稳健的财务收支政策 房地产企业对于未来几年的投资需要严把风控,做到稳健投资,除了不盲目拿地以外,还需要综合考虑政策因素,回款速度等等因素。同时创造各级分别把关的决策渠道,以确保项目周期内的风险都能得到充分的考虑。并且实时收集项目相关风险信息,动态调整战略,及时改变投资方向和体量。一般需要面对的风险有:市场竞争风险、政策调控风险、利率风险、经营风险、财务风险、社会需求风险等。如何建立相应体系变得至关重要:1.在投资决策阶段,需要根据当地市场行情、风土人情、居民购买力、居民购买意愿等做好切实可行的可行性研究报告,并且设定投资拿地的最高限额。2.在工程施工阶段,要完善审批机制,明确各职位的权限和职责,做到不冗杂不形式主义。并且实时追踪各资产的规模和在建工程的完工情况,让资产负债表上的资产更加精准。3.在营销阶段,定价环节需要符合市场规律,保证未来销售回款的及时性。在费用支出上实行部门考核机制,采用谁指出谁负责的形式,让费用和产值进行匹配。 (二)强化财务指标,采用销售指标服务于财务指标政策 盈利至上的企业文化根深蒂固,如何转变思路,从激进转为稳健,需要从财务指标上着手。当前考量企业各级人员的指标虽然有很多,但总体任然围绕增加产值为核心,一切以利润增长率为主基调。所以为了防止地产越陷越深,需要对部分利于现金流的财务指标进行强化考核:例如产值增速需要和期末存量货币资金增量挂钩;利润增速需要和现金短债比挂钩;强化应收款周转率作为销售部门的考核;存量货币资金占比需要维持在一定水平作为财务部门的考核指标。在优先满足稳健财务指标的前提下才能对业绩指标进行绩效考核,这样有效的控制企业经营层激进的扩张策略。 (三)结合公司规模和发展阶段设计资金管理模型 通常情况,房地产企业一般分为集团化统筹管理模式和项目(分子公司)独立经营模式。一般情况下,企业应根据自身的管理要求建立各自的资金管理模式:集团化统筹管理模式有利于对资金的集中调度和优化各项目(分子公司)之间的资金需求、也有利于实行统一的产品标准、树立良好的企业形象,但却不利于调动各个项目(分子公司)的积极性、各个项目(分子公司)在资金上没有主见、不能因地制宜、资金使用流程复杂且耗时较长、影响资金的使用效率、影响企业对市场快速变化的应变能力;至于项目(分子公司)独立经营模式,有利于调动项目(分子公司)的积极性,加速淘汰企业内部不合理的机构或者部门,但又容易出现资金使用成本高、资金分散、资金使用“旱的旱死涝的涝死”、产品标准不统一等缺点。正因为这两种模式都有各自的优缺点,所以还需要增加规模效应和自身发展阶段的相关指标,把集团化统筹管理和项目(分子公司)独立经营的两种模式综合使用。例如在较小规模的发展初期,需要弱化集团化统筹管理、强化独立经营,充分调动基层项目的积极性;在中等规模的发展扩张期,需要强化集团化统筹管理、弱化独立经营,严格控制杠杆、保持资金流的稳定;在较大规模的发展稳定期,需要同等重视两种资金管理,可以采用集团化统筹来管控发展迅猛的分公司或者项目,同时独立经营一些能力较弱或者初创的分公司或者项目。 (四)引入压力测试,考虑企业形象受损后的资产折价问题 压力测试能够帮助企业及投资人充分了解在企业危机情况下的生存能力和抗压能力。当前的企业财务分析往往采用的是正常情况下的资产变现价值,这会使得企业董事会、经营层高估财务风险,不利于长期稳定的发展。因此增加压力测试是高杠杆的地产企业未来必须要做的事情。测试的需要根据行业政策、竞争者压力、公司发展阶段、历史过往事件等综合设定压力情景。压力测试包括敏感度测试分析和情景测试分析。1.敏感度测试分析。敏感度测试分析可以利用某一特定风险(例如流动性风险)或一组风险(例如政策风险以及其带来的一系列如居民购买意愿下降、融资困难等群体性风险),让其在模拟的极端事件下发生变动,并分析其对企业整体产生的影响。这种方法可以较为轻松的分析指定风险对整体产生的边际影响,缺点则是操作者对于模型中每单位变动的幅度、范围必须精准,否则会影响分析的结果和判断。2.情景测试分析。情景测试分析是将所选用的风险定义为某种情景,分析在个别情景下的压力损失。情景测试分析法有两种:历史情景模拟和假设性情景模拟。(1)历史情景模拟。历史情景模拟利用过去已经发生过的不良事件,例如恒大、华夏幸福等,评估不良事件的诱因对自身企业产生的不良影响。这种方法的优点是具有客观性、且比较有说服力。但这种方法的缺点历史终究是历史,会不会再次发生不得而知,而市场的瞬息万变才是永恒不变的主题。(2)假设性情景模拟。在参考历史事件的同时,另外模拟某些风险因素引起的极端事件,从而完善历史情景分析,这就是假设性情景分析。这种分析方法更适合大型地产企业,对相关人员的专业要求和行业敏感度都要较高的要求,也需要实时更新检验模型来完善分析。 四、结束语 多年来,中国的地产行业从小到大、从鼓励到制衡,多少企业在改革开放的浪潮下起起伏伏,稳定的发展是永恒不变的话题,任何管理模式都应该顺应时代的发展和政策的变动,固定的采用一种管理模式或者不顺势而为,都将会淹没在发展的长河中,正所谓“跑的加快不如跑得远,活下去才是真理”。当今社会,房地产企业需要改变原有资金管理模式,强化现金流稳定,保证可持续的发展,才能符合后地产时代的要求,致力服务于国家新百年目标。 参考文献: [1]赵小华.企业资金管理存在的问题及对策[J].纳税,2021,15(34):149-151. [2]漆玮毓.企业资金管理存在的问题及对策探析[J].现代商业,2021(33):161-163. [3]王若月.企业资金管理存在的问题及对策研究[J].中国物流与采购,2022(01):92-93. 作者:黄庆 单位:龙信投资有限公司
医学虚拟仪器技术分析:虚拟仪器技术在医学影像实验课程中的应用及研究 摘要: 在科学技术的不断发展的情况下,逐渐兴起的虚拟仪器技术在我国教育体系中的地位越来越高。本文探讨了该技术在医学影像实验教学中的应用,构建了一个仿真的医学影像技术实验环境,采取人机交互方式实施实验,具有创新性、交互性、智能性、仿真性、开放性和可扩展性等优点。在增强影像技术实验教学效果、提高学生学习兴趣、培养学生操作技能和思维能力等方面取得显著效果。 关键词: 虚拟仪器技术;医学影像技术;课程评价;虚拟实验 1 概述 随着现代医学实验课程的不断发展,传统的医学仪器实验由于场地、维护费用等现实条件的限制,大部分医学院校的实验教学资源都比较匮乏,使得医学实验教学不得不寻求更新的更符合时代要求的实验手段。虚拟仪器技术即在计算机技术、数据库技术与网络技术等支撑下,架构支持真实实验环境的虚拟实验平台。虚拟实验平台形成了一个虚拟环境,在这种环境中进行操作、控制、分析、观察和实验,同时控制真实的实验环境。这一技术有许多的优点,如交互性很灵活、对硬件资源要求不复杂,更简易,因此在实验教学中广泛应用,成为解决可视化知识学习的又一重要媒体技术。而信息技术与学科整合,正是立足于时代的高度。虚拟仪器技术与课程整合,与传统的教学模式不同,在丰富学科知识、优化学生认知、优化课堂教学结构等方面影响比较大。 近年来,在医学类高职院校实验实践教学中,非常强调学生的实际操作和动手能力,所以基于虚拟仪器的实验教学更突出了其优势,因而该技术在医学高职院校的实验教学中得到了进一步发展和完善。 2 医学影像技术传统教学的缺陷 板书教学是医学影像传统教学模式,学生在实验室动手操作实验。医学影像实验教学在学生获取专业知识时具有极大的重要性。它在使学生深入理解理论知识、形成职业岗位能力等方面起到许多积极的作用。传统的实验教学并不完善,还有不少的不足。由于大型影像设备昂贵,验耗材较多,综合性实验和开放性实验无法或很少实现。实验资源有限,不能做到人手一机,分组过大,难以反复训练,造成实验教学难以达到预期效果,严重阻碍了学生能动性和实践能力的培养。 3 医学影像虚拟实验的设计和优势 医学影像技术专业要求学生能够操作大型的影像设备,如CT、MRI等,这些设备价格昂贵,体积庞大,操作使用复杂,需要学生长时间练习操作。一般院校很难满足这些大型设备的教学使用需要,而虚拟仪器技术可以解决和克服这一难题。我们学院和徐州医学院合作,利用计算机仿真、数据库、图像处理、虚拟实现和三维重建等编程技术对现有的影像设备实验教学进行改革,开发了系列化大型医学影像设备CT、MRI、PET-CT仿真操作训练系统。仿真当今主流CT、MRI、PET-CT扫描工作站的常规操作,不需要设备主机,形成相应的仿真工作站,模仿真实CT、MRI、PET-CT扫描工作站的操作流程;从而实现不需要投入大型设备,就能做到学生人手一机进行操作训练,满足学生学习和掌握大型医疗设备扫描操作基本技术的需求。 3.1 虚拟实验的设计理念 在现代信息技术的协助下,将其与传统教学手段结合起来,创建一个模拟的、开放的学习环境,逐步添加新的学习内容。让学生能够自主开放地学习影像技术,可自由选择实验内容,反复操作演练,将个性化学习体现的淋漓尽致。医学影像虚拟实验在解决难以反复训练的困难中发挥了重要的作用。 3.2 虚拟实验的设计思路 利用计算机技术、数据库、图像处理、虚拟现实和三维重建技术,采用Dreamweaver、Flash、.asp, SQL Server完成影像设备医工综合学习网站的设计,形成大型医疗设备仿真训练系统。如仿真CT扫描工作站的常规操作,做到全真模拟当今主流CT扫描工作站的工作流程,定位图像的扫描采用动态出现的方式,与真实CT模式相似,扫描图像与CT机扫描出现方式一样,使用户如同使用真实CT。同时具有强大的图像显示与处理的功能,图像源于CT,界面设计采用与真实CT界面同样的方式,使用户身临其境,在真实CT与本系统之间转换变化感觉不大。 医学虚拟仪器技术分析:医学超声诊断虚拟仪器的探索与开发 摘 要:超声诊断虚拟仪器在设计原理中不断应用了多普勒相干波的测试原理,而且在标配程序中还采用了C++语言的编程代码以及较高配置的硬件设备,使其能够实现远端控制技术以及动态测试分析数据读取的过程。这种技术的发开以及应用在今后医学界有着广泛的应用,对病人的数据信息的读取更加准确。 关键词:超声诊断;多普勒;血液测试;C++语言;远端控制 前言 根据当前的虚拟仪器的测定标准,主要采用超声波回波反射的原理进行数据的读取、信息的采集。其中这种仪器的设定标准是根据电子仪器以及微型计算机的复合应用共同完成的,并且在相关硬件和软件的驱动下仪器的运行才能发挥出原本的功能,使其能够在有效时间内读取信息的有效值。在运行电路数据读取过程中主要完成A/D之间数据的转换,其中在终端设备处完成的是模拟信息的读取然后在传输设备中完成模拟信息向数字信号转化的过程。 1 虚拟仪器系统的相关配置 1.1 软件系统的设定标准 虚拟仪器在软件程序设定标准程序中主要采用了C++的编程模式,使得能有正确读取各种编程语言的操作程序。其中软件系统设定的原始代码如下所示,这种代码的编辑程序,不但能够读取数据在信息采集过程中传输的信令代码,而且还对传输设备中相关数据信息的处理以及分析过程都可以进行细致的分化,使得以不同子列的形式输出至交换设备。在软件运行过程中会根据编程语言代码设定的逻辑结构进行数据运算及数据分析,并且还会根据C++语言设定的交叉性信息的读取进行对上层信息的再次进行分析,使之完成上层信息与下层信息的一致性。其次该编程兼容性较强,打破了传统设备制造厂商专用的循环程序,使得对各种系统都能得到应用,并且读取的有效值失真现象发生的可能性小,确保数据信息的有效性,其次在编辑代码中还融合了检错系统查询能力,在运行过程中出现意外性故障,该程序会自动运行其纠错代码指令,分析其错误报告。 1.2 硬件设备的配置标准 在硬件配置过程中主要考虑数据信息的容量以及输入和输出信息的显示问题,其中在硬件配置过程中加大了对信道传输的容量,使之完成信息的扩增功能。其中在压缩空间上采用了频分和时分共同压缩的模式,使其压缩速度快且信息有效性能高。分为频分压缩和时分压缩,根据传输信息源中频率的不同进行信息代码之间的压缩;其次是时分压缩是根据传输数据信息代码中时隙间的间隔进行有效性的压缩,使之完成有效信息的交换功能。这种双模式结合的形式,能够有效性压缩信息量,增大其传输信道的容量。 不会因信息数据量大造成存储空间小,运转效率达不到预先设定的标准,使其读取信息片面性的丢失现象减少,其次处理器的运行速度每秒能达20万次,传统的处理器的处理数据运算的速度只能达到几万次,使得不能有效性的处理数据之间的运算程序,造成数据逻辑性的差错,使之这种处理运算的速度能够在短时间内完成数据信息交换功能。在信息读取分辨程度上进行了改进分析,显示器的分辨率能够显示出数据处理程度的操作过程,使其能够分析仪器测量的标准动态。 2 虚拟仪器在医学界中的应用 虚拟仪器在实际原理分析应用中主要采用了脉冲回波扫描的动态测试分析以及多普勒相干波的检测。其中在脉冲回波扫描中主要适用于当前的B超的使用,对人体的肝脏结构以及其他器官扫描其空间断面图形。在脉冲回波扫描过程中主要是超声波回波检测的动态分析,其中在数据分析过程中采用了C++设定的编辑程序,使得能够有效的读取人体各个部位相关信息的分析情况。以此检测人体部位是否有病变可能的发生,假设仪器在动态分析过程中分析某部位可能有病变的可能,这种分析的扫描程序会经过软件设备的处理程序进行综合分析,然后再根据编辑代码中的操作命令进行环回综合评定,最后将读取的信息结果显示在显示屏幕上。 其次便是在血液测量中的分析检测,利用多普勒超声波的测试分析原理。其中仪器的感应探头便是发出超声波的感应光源,在人体血液检测过程中,感应探头发出的超声波根据反馈的动态信息进行标准测定,主要是利用不同反馈的波长进行血液中各成分的测量。然后将这种动态分析的标准结果显示出来,最终完成其动态信息评定的标准,在超声检测回波过程中,仪器根据标准人体血液中各组成部分的结构设定光波的波长,然后进行人体内部有效信息的扫描,最终完成数据读取的过程。 3结束语 随着现代信息技术的不断发展,虚拟仪器在技术改进中有了较大的改进,其中在软件和硬件设备中都做出了相应的规划调整。使之能够满足信息评定标准的结果,这种动态测试分析程序的设定,使之确保数据信息的有效性。 作者简介:郑旋(1985,10,16-),女,江西(吉安峡江县),硕士研究生,研究方向:计算机技术。 医学虚拟仪器技术分析:基于虚拟仪器的医学模拟人在临床实验中的应用 摘 要:基于虚拟仪器的医学模拟人仿真系统可以根据用户需求进行模拟病例的诊断,通过模拟大型医学影像设备MRI、CT的临床实践,不仅能为学生提供生动、逼真的实践环境,让学生达到身临其境的效果,而且还可以用虚拟设备和模型替代价格昂贵的实验设备和材料。建构了一个基于虚拟仪器的医学模拟人仿真操作系统,并在相应的临床实验课程中进行了应用。 关键词:虚拟仪器 模拟人 临床实验 目前,在我国临床医学教育中,普遍存在以下几个问题:第一,医学教育对临床实践技能的基本要求,强调能及时、有效地诊断和处理病人。但是,临床实践技能的培养一直是医学教育过程中的薄弱环节;第二,传统的临床实践教学多是通过观察或是重复老师、高年资医生的操作来进行,学习者只能学习到接触过的病例,而对于无法接触到的病例只能通过书本教材去想象。第三,医学临床实验一般使用活体动物较为普遍,但是,随着近年来学生人数大幅增加,学生实际临床实验无法得到保证。 医学模拟人作为一种新的临床实践手段,基本上可以解决以上难题。 基于虚拟仪器的医学模拟人是计算机科学、信息科学和医学相结合的系统。通过云计算数据库技术在医院、学校、教室以及实验室之间建立一个可共享的病例数据库,在客户端实现医学教学、研究和实验的目的。 中国正式开始对模拟可视人的研究,是2001年在北京香山会议上提出的,很快被列入国家“863”启动项目――“数字化模拟人若干关键技术的研究”。由于可视人体研究在与人体形态结构有关的众多研究领域具有重要的理论意义及广阔的应用前景,国内不少学者一直关注着这一研究领域的进展,并利用美国的VHP 数据集进行了卓有成效的研究。如清华大学利用VHP数据集,在基于模拟人体的计算机医学研究方面, 对人体多个器官的结构与功能进行了可视化显示;中国科学院自动化研究所构建了开放的虚拟人体试验平台, 对于数据压缩、图像分割、配准与融合、三维重建与绘制等算法进行了研究。 1 基于虚拟仪器的医学模拟人的构建 在构建基于虚拟仪器的医学模拟人仿真操作系统的过程中,具体完成了如下工作:(1)参照国内主流医学影像设备的操作界面来确定系统的功能和模式,根据相关原理、成像参数、各参数之间的关系及参数的选择对影像质量、显示效果的影响,确定系统的具体功能。(2)根据主流设备的共性,采用模块化设计来确定仿真系统的整体框架,通过编写软件流程图,绘制结构方框图,以达到最优化的仿真效果。(3)确定人体各成像部位图片与软件操作界面及各成像参数之间的对应关系。(4)建立仿真操作系统的影像图片数据库,确定人体各部位影像图片的格式、适用范围、质量要求等。重点研究了图像显示、数据调用、运行速度、仿真效果等要素。 技术要求:确定了模拟软件平台的主界面与从属扫描界面之间的功能链接,数据的调用、显示、保存。探索软件操作过程中与理论知识的结合点或切入点,让学生在牢固掌握论知识的基础上,正确完成各N选项和各项参数的设定,并能顺利保存扫描协议,启动仿真扫描进程;功能模块的选项及参数的设定在符合临床实际的同时,依照常规扫描限定参数的选取范围。并且,各选项和参数之间按照实际情况进行准确的互动和链接。其模拟仿真操作界面如图1所示。 该模拟仿真系统建立后,不仅能为学生提供生动、逼真的实践环境,让学生达到身临其境的效果,而且还可以用虚拟设备和模型替代价格昂贵的实验设备和材料,把具体的实验操作转化为使用鼠标、键盘等对模型的交互操作,可有效降低实验的成本和风险。 2 基于虚拟仪器的医学模拟人在临床实验中的应用 自2013年以来,该校对原来的课程体系进行了优化重组,增加了开设的《医学影像原理与技术》实验课程的学时,在以培养学生的创新精神和实践能力为核心的素质教育方面进行了有益的探索和实践,取得了令人满意的效果。从技术角度提出了《医学影像原理与设备》实践教学中虚拟现实技术选择的应用方案,引进设计了系列化大型医学影像设备CT、MRI、超声等仿真操作训练系统,使得实验环境条件得到很大改善。 经过2年临床实践教学应用,该模拟仿真系统获得师生的肯定。在虚拟仪器的配套仿真软件基础上,实现了临床理论与临床实践教学的有效衔接与互补,拓展了临床实践教学的深度和广度、提高了学生进行仿真实验的实效,同时也尽可能地减少了实验成本和避免了对患者的侵扰。教师在课堂进行理论教学时,利用专业的模拟仿真平台,采用多媒体技术,构建了具有高度真实感、直观性和精确性模拟仿真实验平台,实现了临床理论教学与临床实践教学的有益补充和创新。基于虚拟仪器的模拟人仿真平台除了在模拟MRI、CT大型设备的界面、功能、操作过程上具有高仿真度外,系统还具有参数设定范围限制、必选项规定、智能纠错、自动判断并提示参数及选项错误等特点。在临床实验、实训的同时促进对理论知识的理解和掌握。 该文利用赣南医学院医学影像技术专业和生物医学工程专业的样本数据,分析了基于虚拟仪器的医学模拟人仿真软件在《医学影像原理与设备》临床实验教学的应用效果。结果表明,模拟仿真软件在《医学影像原理与设备》临床实验课的使用效果受到学生计算机操作技能、软件的仿真度、实验教学与理论教学是否能相互配合、学生的学习兴趣以及实验室的设备情况等多种因素的影响。为了能够更好地发挥模拟仿真系统在《医学影像原理与设备》临床实践的效果,针对调查中的问题提出如下建议。 第一,将临床实验和理论同等重视,科学合理地安排临床实验教学课程。赣南医学院医学影像技术专业和生物医学工程专业模拟软件的使用多是设置在课程的实验部分,而未单独设课。通过扩充该专业实验课的学时或单独设置实验课程,更能激发学生的学习兴趣,充分调动学生学习的主动性和积极性。 第二,任课教师应使学生重视临床实验,认识到通过模拟临床实践教学的训练能够有效地提升学生动手能力和创新能力,对学生今后实际工作也有所裨益。 第三,可以尝试校企联合开发模拟软件,来提高操作系统的仿真度。通过学校与软件公司携手开发,一方面,企业具有的软件设计和程序设计的专业性可以保证仿真软件平台的专业性;另一方面,学校任课教师能够更准确地表述模拟仿真软件的功能需求,从而使得理论课程与临床实践相匹配,从而保证了临床实践中教师与学生的需求。 第四,加强该学科实验室的规划和建设。实验室的建设应根据学科的办学规模、专业设置以及教学和科研的需求,对实验室的功能和预期效果进行准确定位和分析,让仅有的资源效益最大化。
浅谈建筑节能能源审计:关于大型公共建筑的能源审计之浅见 摘要:针对大型公共建筑能源审计进行剖析,探讨建筑能源审计的相关内容,简要介绍了建筑能源审计的评价标准以及方法。最终对国内的大型公共建筑能源审计现状给出了一系列的对策。文章将有助于推动大型公共建筑能源审计的相关事宜,为合理且有效地开展大型公共建筑的能源审计给出了可行性依据。 关键词:大型公共建筑;能源审计;研究分析 伴随国内经济的高速发展,大型公共建筑的数量逐渐增加,随之而来的是能源管理与建筑节能中暴露出的大量问题。大型公共建筑能源审计本身作为建筑节能管理以及服务的新举措,已逐渐变成政府相关系统管理大型公共建筑能耗以及节能的核心措施。利用建筑能源审计,将能够通过分析建筑能源利用模式与能源利用率,对被审计建筑的能源分项计量以及节能改造进行辅助以及指导。 1.建筑能源审计的概念 1.1.能源审计的核心概念 建筑能源审计能够从宏观和微观两个角度上实施审计管理。一般来说,宏观角度的建筑能源审计是以政府相关系统为核心的,主要指的是政策法规的制定,在建筑设计里以节能为标准,对项目的节能实施审核、测定以及监管;微观角度的能源审计,则指的是建筑节能的核心措施及模式,其通过对建筑物的正常运行以及用户耗能因素进行能效审计,并通过能效提升以及完善节能,最终达到节约能源的目的。目前建筑能源审计以微观角度为主进行能源管理,从环境测定、能源管理等相关方面实施审计。 1.2.能源审计的核心框架 为提升建筑能源管理效率,更为深入地节约能源、减少水资源浪费、合理利用各种自然资源,按照《中华人民共和国节约能源法》、《中华人民共和国审计法》、《中华人民共和国统计法》、《民用建筑能源管理规定》、《公共建筑节能设计标准》、《关于加强国家机关和大型公共建筑节能管理工作的实施意见》、《国家机关办公建筑和大型公共建筑能源审计导则》等一系列法律法规的要求,借助于建设系统的统筹计划,由当地政府组建建筑能源审计小组进行领导,安排专家与管理部门实施建筑能源审计。 3.建筑能源审计评价体系的建立 3.1.评定标准的选择 按照建筑能源审计的核心理念,建筑能源审计的评定主要涵盖了能源管理、环境检测、现场检测、用能测评等多个方面,这几个方面关系到许多的评价因子具体标准。 3.2.能源审计评定措施 建筑能源审计涵盖了大量指标。各指标的评定措施中又涵盖了定量测量、定性评定以及统计计算等相关环节。目前主要利用的评定措施主要有李克特量表、虚拟变量还有定量测量等。在评价统计过程中,如果只用其中的一种方法,很有可能造成评定结果的过度主观。因此评定标准体系里应尽量使用多种种方法实施统一测量计算,防止偏颇,从而提升评定结果的正确性。 4.对建筑能源审计的相关建议 4.1.深化政府职能介入 建筑能源审计作为一项社会事业,具有较大的社会责任,对加强节能减排、提升能源管理起到基础作用,也是落实国家政策及社会能源管理目标的重要途径。因而,大型公共建筑能源审计必须被提升到政府管理和社会职能的层面,必须获取政府管理机构的政策法规、执行力等方面的有力支持。通过政府职能的介入和管理,可以在全社会更有效地推行大型公共建筑能源审计工作,提升能源节约,实现节能减排,促进和谐社会建设。 4.2.完善能源审计过程 大型公共建筑的能源审计要深化全过程管理。譬如制定大型公共建筑单位能源管理方面的相关制度,构建明确及容易操作的能源管理架构,让能源管理有章法,规范建筑能源审计的评定硬性指标,保证被评定的大型公共建筑的审计结果有其依据,提升能源审计结果的公开性、透明性。还有在能源审计过程中以政府管理系统为核心,引入第三方能源审计服务机构实施评定,从而促进能源审计工作的合理运转。 4.3.吸纳专业精、素质高的能源管理人才 大型公共建筑能源审计的有效性主要依附于个体。所以,为提高大型公共建筑的能源利用效率,相关部门及能源审计系统都要吸纳专业精、素质高的能源管理人才,这样的好处是能够提升建筑管理部门实施能源管理的效果,还能够提高能源审计执行的合理性及客观性。 结论. 总而言之,能源审计就是一种监督的机制,同样也是大型公共建筑能源管理及节能管理的重要手段。目前,在国内市场机制运行的环境中,能源审计工作还处在高速发展时期,工作前景是十分开阔的。在将来,国内能够将能源审计评定归入到法律之中,并完善能源管理评定机制及体系,从更高的层面对大型公共建筑的节能管理实施评定,以大型公共建筑为切入点,推动既有建筑改造,促进社会整体节能减排的进程,从而提升国内建筑用能效率。 浅谈建筑节能能源审计:建筑能源审计在公共建筑节能改造中的作用 摘要:本文通过将建筑能源审计的方法同公共建筑节能改造相结合,解决了公共建筑节能改造项目单一,整体观不强的现状。同时,具体分析了建筑能源审计在整体改造和局部改造中的应用。结果表明,两者的有机结合能够进一步推进公共建筑节能改造市场的良性发展。 关键词:建筑能源审计;公共建筑;节能改造;作用 引言 能源审计为建筑能效管理提供了必要的信息。建筑能源审计的目的是计量建筑物的能耗和能源费状况,检查建筑物的能源利用在技术上和在经济上是否合理,诊断主要耗能系统的性能状态,找出建筑的节能潜力,确定节能解决方案。 一、建筑能源审计释义 建筑能源审计是建筑能效管理的重要内容,是一种建筑节能的科学管理和服务的方法,其主要内容是对用能单位建筑能源使用的效率、消耗水平和能源利用的经济效果进行客观考察,对用能单位建筑能源利用状况进行定量分析,对建筑能源利用效率、消耗水平、能源经济和环境效果进行审计、监测、诊断和评价,从而发现建筑节能的潜力。通过建筑能源审计,有利于政府了解用能单位贯彻国家能源方针、政策、法令、标准情况与实施的效果;便于准确合理地分析评价本地区和用能单位的能源利用状况和水平,用以指导日常的节能管理,以实现对用能单位能源消耗情况的监督管理,保证国家能源的合理配置使用,提高能源利用率,节约能源,保护环境,持续地发展经济。 近年来,我国在全国各省市相继开展建筑能源审计工作,各省份相继出台了建筑能源审计的管理办法,对建筑能源审计进行规范化科学化操作。如浙江省从2008 年下半年起,决定对各类型建筑的能耗实施能源审计,每年对能效高的典型建筑按类型各选取不少于3 幢作为标杆建筑进行审计;每年对各类型建筑单位面积能耗排名前20%的建筑以及所有能源审计建筑进行公示。同时,每年在各类型建筑单位面积能耗排名前50%的建筑中选取高能耗建筑进行能耗诊断,开展节能改造示范。北京市政府规定,从2010年起,北京市公共机构和大型公共建筑应当安装能源消耗计量装置,实行能源审计制度。出台的新办法要求,将在年综合能源消费总量5000 吨以上不满1万吨标准煤的用能单位中指定重点用能单位,这些单位每年3月底上报能源利用状况。经市有关部门审查后,对节能管理制度不健全、节能措施不落实、未完成年度节能考核目标、能源利用效率低的重点用能单位,责令实施能源审计,并限期整改。与此同时,其他省市也都在不断加大建筑能源审计工作。 二、建筑能源审计所解决的问题 建筑能源审计是对建筑的能源利用状况进行调查、监测、评价的过程。建筑能耗审计主要包括以下内容:建筑基本信息、建筑能源结构及能源账单、建筑能源管理文件、能源技术文件(竣工图和计算书、能源设备信息、数量以及运行状况)、用能设备现场调查、建筑能耗指标分析和建筑节能建议评价。 通过建筑能源审计,可以得到建筑中暖通空调、照明、办公、电梯、热水等用能设备的能耗指标和用能比例。并通过对建筑各用能系统使用情况的调查,了解建筑用能水平,查找建筑用能不合理的地方,提出建筑能源审计报告,也可称为“能耗体检单”。 建筑能源审计的目的是指导节能改造和运行,建筑业主更希望得到的是《能耗体检单》。从《能耗体检单》上业主可以知道建筑哪些部分是能耗大户,哪些部分改造的效果最好,并配有对应的节能改造潜力经济分析。只有有了“能耗体检单”,才能让公共建筑业主根据自己的经济实力有选择地对建筑进行改造。 三、能源审计的计算方法简述 1、分项能耗的拆分方法 (1)分项能耗的计算 当建筑有分项计量,可采用分项计量的结果。当建筑内没有分项计量措施时,分项能耗的数据可采用变配电系统原理图及运行记录,设备运行记录,主要设备、主要支路的现场实测能耗,设备铭牌信息,建筑物典型年工作日、非工作日天数等信息统计得到。 (2)分项能耗计算的检验 分项能耗平衡检验,以能源账单的总能耗信息为依据,分项能耗和总能耗的偏离率不应超过15%。 2、其他方法 (1)在得到分项能耗的基础上,可采用软件模拟的方法对建筑物进行能耗模拟,并通过修改建筑围护结构性能参数优化其改造策略,深化能源审计工作。 (2)对部分分项能耗较高的分项进行专项审计。可采用现场检查、现场测试等方法,为建筑的节能改造提供依据。 通过以上的工作,可以得到建筑的能耗水平和重点分项能耗部位,并对其进行有的放矢的改造。下文通过两个案例说明建筑能源审计在建筑改造中的应用。 四、案例分析 1、南京某科研楼的建筑能源审计案例 该建筑为南京某研究院科研楼,建于1976年,建筑共六层,建筑面积5400m2, 占地面积约900m2,框架结构,建筑体形系数为0.29。2008年对其改造。表1为该科研楼改造前围护结构的热工性能。 表1 科研楼改造前围护结构热工性能 通过对现场的能源审计结果如表2。 表2 科研楼改造前围护结构热工性能 通过分析,改造内容如表3。 表3 项目节能改造增量成本计算 改造后年单位面积节约用电量约22 kWh,按照综合电费0.85元/m2计算,建筑每年度节约电量约12万度,年节约费用为10万元。按照项目节能增量成本69.5万计算,改造项目增量成本在7年内基本可以完成回收,经济效益明显。 2、某宾馆建筑能源审计案例 该五星级宾馆楼层数为22层,建筑面积29948.48m2。建筑主要用能类型是电、柴油、天然气(厨房)和水。 (1)审计结果 通过对饭店的审计发现,厨房和热水使用的能耗之和占总能耗近50%。因此审计后就将此信息反映与饭店方,并为其提供了改造建议。 (2)改造内容 ①锅炉房蒸汽冷凝水回收改造:目前冷凝水无法回收,建议改造冷凝水回收系统。②改造厨房灶具:采用节能型燃气具。 (3)改造结果 改造工程简单,周期短,不影响饭店的正常营业。通过以上两个重点区域的改造,直接降低厨房和热水能耗40%~50%,可降低饭店总能耗的20%~25%。 结束语 通过建筑能源审计工作,对建筑进行整体改造,并将模拟、经济分析整合进能源审计报告中。通过前期的科学合理分析,为最终达到既定的节能目标提供了科学的依据。结果显示改造效果良好,达到了整体改造目的。建筑能源审计工作作为既有建筑节能监管体系中的一环,为既有建筑节能的推进提供了方法。进一步可加大二者的紧密联系,促进既有建筑节能改造科学、高效、快速发展。 浅谈建筑节能能源审计:北京某商厦建筑能源审计与分析 摘要:通过对北京某商厦能源审计入手,对的能源消费状况、管理水平、利用效率、消耗指标、财务过程、综合利用进行检查、测试、诊断、咨询和评价,排查节能障碍和浪费原因,查找节能潜力,提出EED整改措施,最终目的是促进企业节能降耗、降低生产成本、提高经济效益。 关键词:能源审计;消耗指标;测试;诊断 一、项目背景 为贯彻落实《国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知》(国发[2007]15号)、《建设部、财政部关于加强国家机关办公建筑和大型公共建筑节能管理工作的实施意见》(建科[2007]245号)等文件精神,为提高建筑能源管理水平,进一步节约能源、降低水资源消耗、合理利用资源,以国家机关办公建筑和大型公共建筑的运行节能管理为突破口,建立既有国家机关办公建筑和大型公共建筑节能运行监管体系,提高国家机关办公建筑和大型公共建筑整体运行节能管理水平,对既有国家机关办公建筑和大型公共建筑实行建筑能源审计。 建筑能源审计是对建筑节能的科学管理和服务的方法,其主要内容是对用能单位建筑能源使用的效率、消耗水平和能源利用的经济效果进行客观考察,对用能单位建筑能源利用状况进行定量分析,对建筑能源利用效率、消耗水平、能源经济和环境效果进行审计、测试、诊断和评价,从而发现建筑节能的潜力。建筑能源审计是研究制定能耗公示、用能标准、能耗定额和超定额加价等制度,并进一步在建筑领域推广能源服务和合同能源管理等节能改造机制的基础。 二、能源审计与分析 本次审计总建筑面26959m2。空调面积约为2.2万m2左右。 总体信息表见表1,以下章节将具体从围护结构、供暖空调通风系统、给排水系统以及配电系统进行详细描述。 表1 商厦总体信息表 能源计量方面,电力和水的一级计量都相对比较完善;生活热水及供暖制冷系统由于由自身设备提供,所以无分别计量,建议各自增加计量装置,以便以后做能源消耗核定时有准确数据可供参考。按照公共建筑用电分类计量技术要求,对已建项目按照空调采暖、照明及室内设备类、综合服务类、特殊区域类、外供电类进行分项计量。就目前的情况,计量情况已经很完整,但仍不能满足分项计量的要求,建议增加计量表,来达到上述要求。 能源统计方面,各个区域的数据进行了分别的核算,对近几年的能源使用量都分别进行了对比分析。 此外,管理者较重视节能工作,前期实施过一些节能措施,的节能做过空调机组更换、节能灯具的节能技改项目,均达到了比较好的节能效果。 (一)商厦能耗指标 图1能耗指标体系结构图 (二)商厦分项能耗比例 消耗的能源种类主要包括电力和水。通过计算,2011年常规能耗折标煤量为525.31tce,其中空调系统能耗为297.76 tce,占总能耗的58.8%,照明系统能耗折标煤量为120.91tce,占总能耗的24.42%;综合服务能耗折标准煤为91.48tce,占总能耗的14.73%;系统能耗比例见下图: 图2 分项能耗比例图 (三)商厦设备测试 本次能源审计对商厦的变配电系统及通风系统进行了测试。测试工具采用FLUKE435。具体测试内容如下: 1.商厦1#、2#变压器二次侧电能质量,包括谐波含量,功率因数及其他的运行参数。 2.商厦空调主机、循环水泵和通风风机。 通过测试发现目前的的供配电系统运行稳定,一层新风机组电机运行状态接近于空载状态,功率因数过低,无功输送量大,线路损耗大,电机效率运行效率低,属于非经济运行状态。 三、重点节能技改与措施 (一)商厦制冷系统的改造。 商厦采用风冷源热泵,由于单体机组小,开启灵活,可以根据负荷特点随时开启机,可以节约制冷采暖费用。目前商厦的制冷采暖系统采用风冷热泵机组,这种机组COP值相对低于常规冷水机组。且风冷热泵机组受外界条件影响较大,在室外温度低于-15℃和高于40℃时机组出力衰减严重,严重时会出现停机状态。风冷热泵机组在冬季制热运行时,其肋片盘管换热器起蒸发器的作用,由于蒸发温度较低,盘管表面的温度也随之下降,甚至低于0℃。当室外空气在风机驱动下流经盘管时,其所含的水分就会析出并附着于盘管表面形成霜层。随着霜层的形成,机组的性能下降,工况恶化,制热量也将下降。一个除霜过程通常需要3分钟左右,在前一分钟风扇不转,以便使冷凝温度尽快升高去融霜,第二和第三分钟风扇才开始转动,主要是为了带走被融化的水分。如果没有这个程序而直接停止化霜循环,则盘管上没干的水会重新结成霜,降低了除霜的效果。在机组化霜过程中,热泵不仅不能给系统提供热量,反而会吸收热量。当机组盘管结霜时,机组效率迅速下降,直到一定限度时机组开始化霜。此时,大约3分钟的时间,机组从水系统中吸收热量提供到盘管去除霜。实际上,在这3分钟的时间里,机组产生的能量是负数。从而导致机组产生更多的无用功。现场调查发现,主机除霜工况频繁,造成无用功增加,同时影响供冷、供热负荷出力。根据以上对风冷热泵存在的问题,建议可以采取一下措施尽量减少或避免上述问题出现。建议在楼顶增加蓄水箱,在冬季时,白天室外温度相对较高且湿度小于75%以下时,开启风冷热泵机组效率相对较高,这时再保证热泵正常供暖的条件下(现场调查冬季采暖热泵机组全开的时间很少),多余的机组可以开启用于蓄热,用于商厦夜间采暖需求。 现场了解,商厦的热泵机组在冬季室外温度低于-2℃时需要开启循环水泵,低于-5℃时需要开启热泵机组供热,以保证供水管在夜间不冻。这种情况下,由于冬季夜间温度很低(北京平均温度在-9℃),热泵机组效率低,如果采用白天蓄热,夜间直接利用蓄热热水采暖,可以降低一定的运行费用。在夏季时,处于用电高峰,白天室外温度很高,风热冷泵机组出力降低,COP值下降明显,在这种状况下可以考虑利用商厦夜间没有空调需求的情况下,开启风冷热泵机组续存冷水,用于白天时供冷。这样不仅可以解决夏季白天机组运行低的问题,还可以充分利用夜间低谷电制冷,减少商厦的年运行成本。 (二)风机变频改造。 商厦一层新风风机额定风压为590Pa,额定风量为45000m3/h,配电机功率为22kW,电机安装软启动,工频运行,实际运行电机功率为5.9kW,电机负载率为26.82%,功率因数为0.428,电机运行具体数据如下: 表2一层新风风机运行参数 此风机风量调节方式为阀门调节,利用调节风门、挡板开度的大小来调整风量,不论新风的需求量大小,风机都要全速运转,而新风量的变化则使得能量以风门、挡板的节流损失消耗掉了,不仅控制精度受到限制,而且还造成大量的能源浪费和设备损耗。 根据此种运行参数,考虑采用变频器驱动的方式取代风门、挡板、阀门的控制方式。变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系:n=60f(1-s)/p,(式中n、f、s、p分别表示转速、输入频率、电机转差率、电机磁极对数);通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。 (三)扶梯相控调压改造方案 商厦的现状是不管有无乘客搭乘,自动扶梯始终保持高速运转,然而出于安全考虑,扶梯要求电机恒速运行,而扶梯的负载多变,且50%以上的工况常有处于轻载或空载状态的时段或周期,所以电能损耗很大。 扶梯相控调压改造方案是根据商场内,一般在周末或下班后客流量大,其它时间客流量小,同一时间段,低层扶梯人多,高层扶梯人少,甚至会有一段时间内自动扶梯上没有人的这种客流量的变化规律,在这些客流量小得时间内,通过对电梯进行相控调压改造,通过在控制电机运行时,检测电机的电压、电流及其相位角,通过计算后,驱动输出单元(可控硅)强制实现电压、电流同步,减少电压、电流不同步时的电能浪费从而达到节电的目的。 相控调压技术基于晶闸管应用技术三相异步电动机降压节能,于1990年代引入中国;在油田、钢铁、化工、等领域中电机负载率变化频繁,空载及轻载时间较长的设备上,特别是扶梯、传送带、冲床、车床、搅拌机、压铸机、球磨机等设备上取得一定的节能效果,是一项非常成熟的节能技术。 异步电动机空载、轻载时输出功率减少,同时转子铜耗随之降低,但铁耗、风摩损耗和杂散损耗基本不变。由于励磁电流未变,定子铜耗降低较少,因此,电动机效率和功率因数大为降低。 一般电动机的经济负载率应在额定功率的75%-100%之间,每当电机长时间处于轻载或者空载状态时,令线圈出现漏磁效应,导致电机效能下降。该磁通量(又称为磁场电流)是固定不变的,是电机最浪费电能的因素之一。 由电动机的经济运行率特性可知,在电动机运行过程中铁心损耗等于负载损耗时,电动机运行最为经济(及损耗最小、效率最高),负载损耗的大小取决于负载电流大小和绕组的电阻值。当电动机运行于空载或者轻载状态下,电动机的铁心损耗远大于负载损耗,如果当电动机空载、轻载时,在不改变电动机的转速条件下,适当降低电动机的端电压(输入电压),电动机的铁损将随电压平方而减小,励磁电流也因磁通的减小而下降,使定子铜耗也减小,从而降低了电动机的总损耗,提高了电动机效率和功率因数。 相控调压节电技术使用普通晶闸管作为输出单元,利用计算机通过一定的算法控制输出单元的输出电压,使电动机输出功率与负载相匹配,达到低耗、节能的目的;计算机全程随时监测电动机的运行状态,一旦有断相、超载等故障发生时,立即采取适当的安全保护措施。 浅谈建筑节能能源审计:民用建筑能源审计最优化工作方法研究 摘要:本文首先对能源设计的分类与要求进行了介绍,然后对能源审计工作的实施步骤进行了解说,最后分析了民用建筑能源审计工作中的几个重要问题。 关键词:民用建筑;能源审计;能效测试;最优化方法 引言 民用建筑能源审计是指由专业能源审计人员受政府主管部门或业主的委托,对建筑的部分或全部能源活动进行检查、诊断、审核,对建筑中能源利用的合理性做出评价,并提出改进措施的建议,以提高建筑能源利用效率和增强对建筑用能的监控能力。 建筑能源审计的目的是为了推进和规范建筑节能工作,加快提升建筑的能源管理水平和能源利用效率,进一步完善节能监管体系和节能考核体系,推进建筑的节能改造工作。因此,如何科学、准确、公正、高效地开展建筑能源审计工作值得业内人士进行深入探讨。本文以笔者在民用建筑能源审计相关工作中所获得的经验为基础,系统地总结了民用建筑能源审计的完整工作流程和测评方法,并提出了在民用建筑能源审计工作中需要注意的诸多关键问题。 一、能源审计的分类及要求 对于民用建筑能源审计的分类依据《国家机关办公建筑和大型公共建筑能源审计导则》的规定,可主要分为非深度能源审计和深度能源审计两大类。 1、非深度能源审计 非深度能源审计要求完成其基础项和规定项的相关工作。 (1)基础项 基础项一般是由被审计建筑的所有权人、使用权人或其委派的责任人完成。主要内容包括: 提供被审计建筑的基本信息,填写基本信息表;提供能源审计所需要的各种资料数据;配合能源审计工作的开展。 (2)规定项 规定项一般是由各地建设主管部门委托的审计单位完成,由被审计建筑的所有权人、使用权人或其委派的责任人配合完成。主要包括6方面的内容:(1)与建筑物所有权人或业主指定的责任人和联络人,以及主要运行管理人员举行工作会议,掌握建筑运营情况及建筑能耗中存在的问题,逐项核实基本信息表。(2)审阅并记录1~3年( 以自然年为单位) 的能源费用账单,包括用电量及电费、燃气消耗量及燃气费、水耗及水费、排污费、燃油耗量及费用、燃煤耗量及费用、热网蒸汽( 热水) 耗量及费用、其它为建筑所用的能源消耗量及费用。(3)分析能源费用账单,计算出能源实耗值,将能耗划分为3类:第1类能耗即常规能耗和水耗,主要包括照明能耗、建筑供暖通风和空调能耗、插座( 室内办公设备和家电) 能耗、动力设备( 电梯等) 能耗和热水供应能耗等;第2类能耗即特殊能耗,如全年连续运行空调系统的计算中心、网络中心、大型通信机房、有大型实验装置( 如大型风洞、极端气候室、P3实验室) 的实验室、工艺过程对室内环境有特殊要求的房间等的能耗,并将其从总能耗中扣除;第3类能耗为按建筑面积定额收费的城市热网供热消耗量,这类建筑能耗应单独记录。(4)审阅建筑物的能源管理文件,应包括建筑物能源管理机构或建筑能源管理责任人的任命或聘用文件;过去1~3年内所采取的节能措施及其节能效果的说明文件;大型用能设备( 制冷机、锅炉) 或设备机房的节能管理规定、运行管理规程、运行记录;BA系统中保存的过去( 至少1年的)能耗数据;能耗计量装置( 仪表) 的校验证明;主要管理人员参加节能培训的证明文件等。(5)巡视大楼,填写现场调查表。(6) 对建筑内不同用途的各房间进行随机抽检,从每种用途房间中抽取占此种用途房间总建筑面积10%的房间,检测室内基本环境状况并记录。 2、深度能源审计 深度能源审计除完成基础项和规定项的内容以外,还需完成选择项的内容。选择项主要包括: 室内环境品质检测、空调制冷机房能效检测、供热锅炉房能效检测和通风系统能效检测等。此外还可以根据需要商定其它相关的检测项目。 二、能源审计工作实施步骤 1、基本信息收集 通过召开能源审计会议和发送电子邮件的方式向建筑所有权人或物业人员收集被审计建筑的基本信息表,包括建筑概况、建筑能耗账单、用能系统和用能设备情况等,并通知建筑能源管理人员准备以下资料,供现场文件审查时进行查阅:(1)被审计建筑的文字介绍,包括建筑基本信息;建筑功能划分及布局;建筑的照明系统、空调系统、给排水系统、插座用电系统、动力系统等的基本情况;有无进行过节能改造,若实施过节能改造工作,需要说明改造内容;有无分项计量,若有,需要说明分项计量情况。(2)被审计建筑的相关图纸,包括建筑图纸、结构图纸,以及水、暖、电、动力图纸。(3)能源管理文件。(4)能源账目文件。(5)用能设备清单、维修管理记录、暖通空调系统运行记录。 获得建筑的基本信息后,审计方判断建筑是否具备开展能源审计的条件,确定审计目标。若不满足最低审计条件,应及时提出( 这一点对于政府委托的项目尤为重要)。 2、现场调查和测试 (1)建筑巡视 对大楼进行整体巡视,结合文件审查结果及建筑基本信息表,确定建筑能耗和管理的总体情况。对大楼内的制冷机房、锅炉房等设备机房进行巡视,以便确定空调系统、通风系统、供暖系统、生活热水系统和电梯等用能系统是否存在管理不善、运行不当、能源浪费、无法调节等问题。根据建筑内各房间的不同用途进行随机抽检,对各用途房间至少选取1个房间。对所抽检的房间,巡视室内基本状况,对室内环境参数( 温度、相对湿度等) 的设定情况及控制和调节方式进行现场调查,以确定是否存在设定不合理、能源浪费、无法控制或调节等现象。 (2)建筑室内环境测试 根据建筑内不同类型使用功能的房间进行抽样检测,每种类型至少选取1个房间样本。对所抽检的房间样本,采取以下调研和检测措施: 巡视室内环境状况,调查遮阳情况以及办公电器等用能设备的运行和配置情况;对房间室内环境参数 ( 温湿度、二氧化碳浓度、照度等) 进行检测;对室内环境参数的设定情况及控制和调节方式进行调查。通过以上检测,可以基本确定是否存在空气温度设定不合理、电器配置浪费以及控制方式不合理等现象。 (3)机房设备检查 结合建筑基本信息表和建筑巡视情况对制冷机房、锅炉房及设备间内各种设备的运行情况、调节和控制方式等进行评价,需要时可进行必要的设备能效测试。(4)围护结构保温性能测试 根据实际需要,对建筑围护结构进行保温性能测试,主要是采用红外热成像法检测围护结构保温缺陷、采用热流计法检测传热系数、采用压差法检测建筑物气密性等,从而确定围护结构保温性能是否符合要求,是否需要进行节能改造。 三、民用建筑能源审计工作中的重要问题 1、基础资料的完整性 问题能源审计项目确定后要及早向业主提出所需的基本资料清单,并向业主详细阐述每种资料包括的内容,给其充分的时间进行准备、整理,审计机构要逐一核查其准确性,以确保能源审计工作顺利、完整地开展。 2、能源审计现场测试前的准备工作 确定测试位置、合适的检测日期以及需要的检测设备。要及时与业主沟通,保证在其配合下、在适合的检测日前准备就绪。 3、核实工作 报告初步完成后需与甲方核实项目基本情况的准确性,核对实测情况及数据。 4、沟通协调的及时性和有效性 应及时沟通、协调、解决出现的各种困难和问题。若遇到确实不易解决的困难,如果是政府采购项目(能源审计),审计机构需要及时向政府相关的管理部门反馈,在其帮助下确保能源审计工作能够顺利、高效地完成。 结束语 民用建筑能源审计工作是一项系统工程,各个环节相互关联,总体是由基础数据收集、现场实测和最终评价3大部分组成,需要统一协调安排,因此需要同时考虑数据的准确性和效率。合理的能源审计工作流程可以确保民用建筑能源审计工作高效、顺利地进行,因此需要重视工作流程的完整性和有效性。对于具备条件的建筑,建议安装相应的能源监测系统,实现对其能源系统的运行情况和能效指标的在线连续监测,有助于建筑的能源系统管理,以确保节能效果。能源审计机构要理顺与政府相应节能主管部门和业主之间的关系,遇到问题及时沟通,寻找合适的解决途径。
航空发动机论文:一种新型清洗剂NS851在航空发动机上的应用 摘要 本文介绍了一种用于清洗航空发动机进气道的水剂清洗剂NS851,将其与国内外成熟同类产品进行对比,并实测该清洗剂运用在发动机长试后,功率恢复效果。文中还综合比较了NS851清洗剂与国内、外同类产品的经济成本。从而论证NS851清洗剂的经济效益和社会意义。 关键词 水剂清洗剂;对比试验;功率恢复;表面活性剂 0 引言 国产航空发动机在外场使用没有整机清洗规范,对于在内陆飞行的航机,由于飞行高度高,腐蚀气氛少,发动机气道腐蚀污染情况不太严重,所以,对正服役发动机的防腐蚀维护技术要求并不突出。但由于近年来,从用于海上低空飞行的航机返厂修理的情况来看:气道腐蚀严重,发动机功率下降,从而导致飞行寿命减短。这是由于航机工作环境盐雾浓度大,发动机在工作时吸入盐雾、尘埃和自身产生的油污,在高温和氧化作用下形成油垢、积炭沉积于气道内的各零部件表面,从而导致气道内零部件腐蚀情况严重。为减少腐蚀,延长发动机的寿命,必须增强发动机的日常维护。因此,发动机需要频繁清洗,通过气道的冲洗减少气道内盐份和污物的附着并恢复发动机功率。 国内、外对发动机整机清洗剂的研究情况: 1)法国TM公司在WZ8发动机大修手册中明确规定了进气道清洗剂牌号:ARDROX6345; 2)北京航材院研制的发动机清洗剂:GT1。 根据海上飞行航机的工作环境及航机气道内零件材料的特点,我试验室自行配制了NS851清洗剂。工作后功率下降的发动机通过用NS851清洗后将恢复功率,而清洗剂本身不能对发动机气道内的材料产生影响。 1 理化测试及测试结果 研制过程中将NS851与GT1、ARDROX6345这3种清洗剂进行了理化对比测试,根据3种清洗剂的使用体积比来配制试验溶液(溶剂:去离子水): NS851:5%;GT1:20%;ARDROX6345:20%。 1)PH值:用PH计进行测量,见表1; 2)清洗剂对金属材料的腐蚀试验: (1)全浸腐蚀、缝隙腐蚀、高温腐蚀均按GJB20356进行,结果见表1; (2)洗剂对钛合金(TC1)的应力腐蚀试验:该项目由北京航空材料研究院完成。 试验结果:3种清洗剂对钛合金均无应力腐蚀,金相形态见图1~图3。 应力腐蚀500倍金相检查应力腐蚀500倍金相检查 3)清洗剂对非金属材料的影响 (1)清洗剂对石墨涂层的影响。试验材料:高温石棉石墨、低温石棉石墨、镍石墨; 试验方法:将3种带石墨层的零件浸泡在清洗剂中,室温,200h。浸泡结束对石墨层进行车削0.2mm,以检查石墨层的结合力。 试验结果:3种清洗剂对3种石墨层均无影响(石墨层无脱落现象)。 (2)清洗剂对涂层的影响:试验材料:H61-32涂料、H61-1涂料、氟橡胶。 试验方法:将3种涂层试片浸泡在清洗剂中,室温,200h。浸泡结束用划格、胶布法检验涂层的结合力。 试验结果:3种清洗剂对3种涂层均无影响(涂层无起皮、起泡、脱落现象)。 2 使用后功率恢复 XX航空发动机试车300h后,功率降低到94%,用NS851清洗剂对其进行进气道冲洗后功率恢复到97%。发动机试车前后,清洗前后功率情况见表2。 3 讨论 NS851是一种水剂清洗剂,它是由多种表面活性剂组成,不含无机盐成份,其中包括三乙醇胺油酸皂、脂肪醇酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚等表面活性剂。表面活性剂是由亲水基和憎水剂构成,亲水基吸附水分子,憎水基吸附油分子。通过表面活性剂使油和水结合起来,形成了乳化液,表面活性剂在此起乳化作用。只有保证乳化液的稳定才能使油污溶解在水中。吸附于油与水界面上的表面活性剂形成具有一定强度的界面膜,对油微粒起保护作用,油微粒在布朗运动下发生碰撞时不易聚结,所以界面膜的强度对乳化液的稳定性起着很大作用。NS851中含有脂肪醇和脂肪胺、脂肪酸类表面活性剂,界面吸附层中乳化剂分子与醇、胺、酸这些极性分子发生作用形成复合物,使界面膜强度增高。由于多种表面活性剂的使用,使混合的表面活性成分吸附在水―油界面上,分子间发生作用形成络合物,由于分子间强烈作用,界面张力显著降低,表面活性剂在界面上吸附量增多,形成的界面膜密度增大,强度增高。乳化液稳定性增强,从而清洗液溶解油污的能力加强。所以NS851能有效的去除了油污,恢复发动机功率。 4 社会效益及经济效益 NS851清洗剂由我厂自行研制,其组分完全国产化,通过多年在整机上的使用,清洗效果良好,能达到清洗发动机、恢复发动机功率、减少气道内金属零件的腐蚀,从而达到延长发动机工作寿命的目的。NS851的成功使用,使我们再不需要进口整机清洗剂,从而摆脱了发动机整机清洗技术受制于人状态。 由于NS851使用比例低,国内原料采购成本低,其使用成本是本是进口产品的1/10,是国内同类产品的1/7。 5结论 1)NS851是我厂自主研发的一种发动机整机清洗剂,其与国内外成熟同类清洗剂的理化性能相当,对发动机气道内的主要材料均无影响。长试后发动机使用NS851清洗后,能明显提高功率。所以说NS851清洗剂已达到了发动机整机清洗目的; 2)NS851原料采购方便,成本低廉; 3)NS851可以广泛运用到直升机、运输机、工业地面燃机的清洗维护。 航空发动机论文:基于虚拟仿真技术的航空发动机油封模拟系统 摘 要:我军航空发动机油封工作中存在的问题阻碍了航空发动机油封技术的训练。为解决该问题,开发了一套航空发动机油封模拟系统。它利用虚拟仿真技术模拟航空发动机油封操作过程,是一种集油封虚拟训练和考核评价于一体、经济实用的现代化教学手段。根据航空发动机油封操作规程,系统功能设计包括引导提示、油封仿真、考核评价三个模块,油封仿真是核心,它包括视景仿真、运动仿真、音响仿真、操作仿真四个子功能,能够提供等同于实操,甚至更好的训练效果,具有重大的经济效益和军事效益。 关键词:油封仿真; 航空发动机; 虚拟仿真技术; 军事效率 0 引 言 目前虚拟仿真技术广泛应用于自动控制、医疗康复、教育娱乐、维修训练、军事训练等各个领域[1-4]。虚拟本质是客观事物在计算机上的一种仿真实现,是一种由计算机全部或部分生成的多维感觉环境,通过特殊的头盔、数据手套等传感设备进入虚拟空间,感知和实时操作虚拟世界中的各种对象,使参与者有身临其境的感觉,能体验、接受和认识客观世界中的客观事物。 虚拟仿真技术应用于航空发动机油封训练是当前我军航空发动机油封工作的迫切需要。我军航空发动机的油封设备多为20世纪80年代生产,可满足老旧机种的油封工作。由于一些进口和国产的新机种逐渐成为我军主战机种,目前的油封设备已无法满足其发动机油封的需要。另外,航空发动机油封技术含量高,操作规程复杂,油封设备操作较为严格,要求操作人员本身应具有较强的责任心和专业的油封工作技术和经验。目前,我军院校基本没有开设相应的油封专业学科,油封人才基本靠“师傅带徒弟”的模式来培养,很难满足目前航空发动机油封工作的实际需要。 这些问题严重影响了航空发动机油封技术的训练,而利用虚拟仿真技术能够创建出真实感和沉浸感较强的航空发动机油封环境,为航空发动机油封工作提供油封虚拟训练,有助于提高油封人员的操作水平和操作技能。虚拟仿真技术已经成熟并广泛应用,因此开发一套航空发动机油封模拟系统已成为一种既经济又实用的解决方法。 1 开发工具 航空发动机油封模拟系统采用目前世界上广泛使用的工业仿真软件Creator,GL Studio,Vega Prime和Visual C++ 6.0进行开发[5-6]。 Creator是世界上领先的实时三维数据库生成系统,可以用来对发动机、油封设备、仓库等实物场景进行三维建模。油封设备的各种仪表是由GL Studio来建模的,并以可视化模型数据库的形式生成OpenFlight(.flt)文件格式标准的层次视景数据库。然后,OpenFlight文件再调入Vega Prime,成为实时仿真的一部分。 Vega Prime具有良好的图形环境界面和完全面向对象的C++语言应用程序接口API,丰富的实用库函数及大量的功能模块可满足拆卸油管,控制油封设备进行油封等多种仿真要求[7-8]。 但是,Vega Prime本身不能实现人机交互,还需要用Visual C++ 6.0进行系统集成。该系统以Visual C++ 6.0为开发平台,使用Vega Prime的函数库,并通过复杂的编程,实现对虚拟场景、环境、运动的模拟仿真。 2 系统分析及设计 航空发动机油封模拟系统包括训练和考核两种模式。训练模式的特点是系统需要具备操作引导和错误提示功能;考核模式的特点是系统需要具备评价功能。 为了满足油封训练和考核的需要,航空发动机油封模拟系统设置了引导提示、油封仿真、考核评价三个功能模块,如图1所示。 图1 航空发动机油封模拟系统功能模块 其中,油封仿真又包括视景仿真、运动仿真、音响仿真、操作仿真四个子功能模块。视景仿真、音响仿真是实现航空发动机模拟训练系统沉浸感的重要因素;运动仿真、操作仿真是实现学员与虚拟油封设备和环境之间交互的主要手段;引导提示、考核评价是整个系统的必要组成部分[9]。 2.1 引导提示 引导提示功能用于在初次练习时进行操作引导,操作错误时进行判断并提示。当操作熟练以后可取消引导或者提示再进行练习。 2.2 油封仿真 2.2.1 视景仿真 视景仿真是将航空发动机油封过程中实体建立数字化的模型,如道路、仓库、油封车、电源车、发动机、油管和电缆、扳手等工具、各种油料、履历本、包装材料、油封专用车等。其中,发动机的内部结构模型对于油封模拟训练系统来说不需要建模,所以重点是建立发动机的外部结构模型。发动机的外部结构模型比较复杂,主要是建立各种开关和油封时需要连接油管、电缆的器材及其接头帽盖、铅封的模型,其次是建立发动机及其外部附件的外形建模,细节部分要充分利用贴图来进行建模。 航空发动机论文:航空发动机电气附件线路绝缘性故障分析 摘 要:航空发动机经常工作在高温、高速、高负荷、强振动的恶劣环境下,其内部的电气附件线路在这些恶劣环境中容易发生故障。电气线路的绝缘性故障是一种常见的故障,分析电气附件线路中可能出现的绝缘性故障种类,并针对每种故障画出等效电路,然后进行仿真,从而得出结论。总结并分析常见的绝缘性故障种类,可以提高发动机的维修效率,并保证飞机的飞行安全。 关键词:航空发动机;电气线路;绝缘性故障 电气附件是航空发动机的基本单元,其种类繁多,连接电气附件的线路称之为电气附件线路,发动机体积庞大,电气附件数量极多,其内部的电气附件线路错综复杂,导线粗细不一,长度最长可达几十公里,发生故障时排查起来非常困难。在此对常见的电气附件线路的绝缘性故障进行了分类,并对每类故障进行了仿真,从而得出故障产生的机理,在故障排查过程中更具有针对性,从而提高发动机的维修效率,并保证飞机的飞行安全。 1 航空发动机电气线路绝缘性故障原因 航空发动机工作环境恶劣,系统之间互相影响,高温、高速、高负荷、强振动等因素都有可能引起电气附件线路产生故障,线路的绝缘层损坏是多种因素共同作用的结果。电气线路的绝缘故障有以下两种特点:(1)线路集中,线路间挤压、摩擦等造成线路绝缘层损坏;(2)大面积的化学腐蚀、高温、高压等条件下引起线路老化,提前对线路进行测量可有效减少该类故障所引起的事故。 造成电气附件线路绝缘层腐蚀老化的原因主要有以下四种:(1)机械老化;(2)化学腐蚀;(3)热老化;(4)电老化。 2 航空发动机电气附件线路绝缘故障种类 波音公司的标准线路施工手册和空客公司的电器标准线路施工手册都对所有相关的电气附件的绝缘电阻最小值和电压值做了相应的数值要求。通过查询PW4000系列某一型号航空发动机相应的标准线路施工手册,30多种电气附件涉及127处测量点,统计了这些绝缘测量点的测量方式,结果如表1。 表1 电气附件数量及绝缘测量方法 通过分析该表,得到了两种发动机电气附件绝缘测量点的测量方式:第一种是同一个电气附件的不同测量点之间的测量方式,即Pin/Pin方式;第二种是同一个电气附件的测量点与地面之间的测量方式,即Pin/Gnd方式。 (1)Pin/Pin(层间)绝缘故障。航空发动机电气附件数量极多,电气附件线路分布紧密,两束距离很近的导线如果出现线路绝缘层老化,并且没有及时发现并排除故障,则线路之间容易产生电弧,容易引发火灾,若该线路出现在油箱附近,则会引起爆炸事故,危害极大。 (2)Pin/Gnd(Φ兀┚缘故障。电气附件线路的绝缘层老化时,导线对地的绝缘电阻就会减小,有可能引起电压击穿,回流过大,使得线路绝缘层被烧焦,对飞行安全造成极大危害。 3 航空发动机电气附件线路绝缘故障仿真 为了更有效地保证飞机的飞行安全,我们要对发动机电气附件线路绝缘故障进行预防,在此对上述电气附件中的线圈两种绝缘故障进行仿真,分析电气附件的绝缘性能的好坏对系统的影响。 3.1 电气附件对地绝缘故障仿真 在电气附件的绝缘介质发生老化的过程中,产生绝缘故障的地方对地电容是随着绝缘老化程度的不断加深而逐渐增大,对地的绝缘电阻是随着绝缘老化程度的不断加深而逐渐减小的。 定义在航空发动机电气附件绝缘介质中某一处出现绝缘老化现象,当此处的等效绝缘电阻Ro、等效绝缘电容Co的值不断变化时,测出等效绝缘电阻Ro与接地线之间的电压,可以得到等效绝缘电阻Ro与绝缘处电压Uo之间的关系。通过固定等效绝缘电容Co的值,不断改变线圈对地的等效绝缘电阻模拟传感器线圈绝缘性故障,可以得到绝缘处电压与等效绝缘阻值变化的关系,测试电路的原理图如图1所示[1]。 当绝缘故障处的等效电容Co取一系列固定值时,通过不断的改变线圈对地的阻值模拟绝缘性能变化过程,可以得到绝缘故障处电压Uo随绝缘介质对地绝缘阻值Ro变化的关系如图2所示。 从图2中可以看出,当绝缘故障处的电容Co分别取不同值时,随着绝缘电阻Ro的不断减小,绝缘故障处的电压Uo存在着明显的过度变化,在图中的拐点之前,绝缘故障处的电压Uo随着等效绝缘电阻Ro的减小几乎没有任何变化,而在等效绝缘电阻Ro的值继续变小出现在拐点之后,绝缘故障处的电压Uo随着等效绝缘电阻Ro的减小直线上升。从图中可以看出,拐点对应的等效绝缘电阻最小值R'可以看作判断绝缘电阻性能好坏的标志,当等效绝缘电阻值大于R'时,航空发动机电气附件的绝缘性能良好,当等效绝缘电阻值小于R'时,航空发动机电气附件的绝缘性能出现故障。在等效绝缘电阻小于R'并持续减小时,可以看到对地电压值直线上升,发生了电压击穿现象。在飞机附件维修手册中对每一个电气附件的等效绝缘最小值R'都给出了详细的值。 3.2 电气附件层间绝缘故障仿真 航空发动机电气附件长时间运行在高温、潮湿、震动等十分恶劣的环境中,在电磁、电场、机械、化学等外因的作用下,电气附件中线圈的绝缘层十分容易发生损坏,绝缘层损坏导致两个线圈之间会出现金属导体裸漏,造成两者之间的气体间隙被击穿,发生电弧现象。 航空发动机内部一般使用的是幅值为115V、频率为400Hz的交流电,在线圈发生绝缘磨损后,将两线圈之间的绝缘值等效为Z,由此电弧故障的简化等效电路图如图3所示[2]。 当发动机电气附件中线圈的绝缘层磨损十分严重时,层间绝缘故障基本上相当于短路,取极端情况下等效绝缘电阻R的阻值,即等效绝缘电阻R趋向于零,得到电流的变化如图4所示。 在发动机电气附件中的线圈绝缘正常没有层间绝缘故障时,等效绝缘电阻R在兆欧的级别,取极端情况下等效绝缘电阻R的阻值,即等效绝缘电阻R趋向于无穷大,电流的变化如图5所示。 通过不断减小等效绝缘电阻R的阻值,即R从无穷大不断减小到0,仿真两个线圈之间绝缘老化现象发生时,两个线圈之间的电流与等效绝缘电阻R之间的关系如图6所示。 4 结束语 本文对航空发动机电气附件线路的绝缘性性进行了介绍,分析了各类故障产生的原理,为日后故障检测方法的研究与技术层面上的改善打下了基础。通过研究关于民用航空发动机电气线路绝缘性问题的大量资料,并将其按原理进行了分类,建立了故障模型,通过对模型的仿真,研究了有关电气附件线路绝缘故障问题,希望对提高发动机的维修效率和保障民航客机的安全有所帮助。 航空发动机论文:基于某航空发动机振动事件的高压涡轮转子叶片超温问题研究 摘 要:某航空发动机试验过程中发生振动大故障。分解后,发现高压涡轮转子叶片等多处零组件有磨损、变形甚至断裂的情况。将全台共计72片高压涡轮转子叶片委托中国航空工业集团公司失效分析中心进行分析,确认原因为高压涡轮转子叶片超温。分析高压涡轮转子叶片超温的多种可能原因,采用排除法,推断此次高压涡轮转子叶片超稳为局部超温,原因为高压涡轮导向器堵块脱落打伤高压涡轮转子叶片导致高压涡轮转子叶片冷却失效。根据推断寻找事实依据,推导故障模式。提出解决高压涡轮导向器堵块存在脱落可能性的方案,为后续高压涡轮转子叶片超温问题的判断提供分析思维导向。 关键词:航空发动机;整机振动;高压涡轮转子叶片超温;冷却失效 当代航空发动机的高压涡轮部件承接在主燃烧室后,是将高温高压气体内能转化为机械能最重要的部件之一。虽然目前绝大多数的高压涡轮转子叶片均采用高性能的单晶合金材料制造,但高温高压高转速的恶劣工作条件下,仍存在多种影响因素导致高压涡轮转子叶片局部超温,进而发生叶片基体脱落等恶性状况。 以最终确定为高压涡轮转子叶片局部超温原因导致的某航空发动机振动事件进行典型分析,探究造成局部超温的影响因素,充实完善振动问题数据库,为后续航空发动机振动问题的判断提供分析思维导向。 1.振动发动机分解检查情况概述 1.1 故障现象 某航空发动机试验过程中,出现振动值急剧上升,大幅超出规定值的现象。立即停止试验,用孔探仪检查发现,该航空发动机的高压涡轮转子叶片多处烧蚀。 1.2 发动机分解检查情况 故障发生后,对发动机按大组件进行了分解检查。外部管路、附件及尾喷口分解未见异常;分解加力扩散器时,发现少量金属颗粒;分解涡轮后机匣时,发现少量金属粉末状颗粒,且多为粉末状碎屑;分解低压涡轮转子组合件时,发现低压一级导向器密封片变形,低压一级涡轮叶片表面存在不同程度打伤;分解高压涡轮转子组合件时,发现16片叶片存在严重损伤掉块情况,其余叶片存在不同程度的变形,叶片叶尖磨损严重;分解主燃烧室联合单元体时,发现高压涡轮导向器叶片组上1件堵块缺失,高压涡轮导向器叶片表面存在多处不同程度的打伤,高压涡轮外环块磨损严重,外环块封严片严重变形;分解二支点支承组件时,发现二支点密封装置石墨断裂一处;分解低压单元体、高压机匣、高压压气机转子及中介机匣组件时,未见明显异常。 1.3 检定结果 因主要受损零件集中在涡轮部分,高压涡轮转子叶片受损严重,故将全台高压涡轮转子叶片(72片)委托中国航空工业集团公司失效分析中心进行分析工作。对高压涡轮转子叶片断口分析结果表明,为高压涡轮转子叶片超温导致的超温疲劳断裂。 2.高压涡轮转子叶片超温影响因素分析 叶片出现超温一般有以下几个来源:油体雾化不良、燃油品质不良、起动喷嘴油压过低等造成的燃烧不均匀,富油燃烧,火焰后移等导致的环境超温;冷却通道(气膜孔、型芯堵塞、叶片结构损坏)破坏造成温度场分布不均匀导致的局部超温等。从该航空发动机叶片试车情况以及其他部件的损伤情况,对此台高压涡轮转子叶片出现局部区域性超温的原因展开分析。 2.1 环境超温 从高压涡轮转子叶片损伤周向分布情况看,损伤掉块且超温的叶片集中在1/4的区域内。距离较远的叶片有过热,但无超温现象,可以说明高压涡轮转子叶片环境温度无明显异常,即部分叶片的超温疲劳断裂是由局部超温导致的。 2.2 局部超温 梳理经验树,导致高压涡轮转子叶片局部超温的原因有:高压涡轮转子冷却流路不畅;高压涡轮转子叶片顶端盖板脱落或翘曲;叶片内冷却通道堵塞;高压涡轮转子叶片损伤导致冷却失效。针对某航空发动机进行逐条分析。 2.2.1 高压涡轮转子冷却流路不畅 该冷却流路的空气从高压压气机出口引入转子盘腔内部,经高压压气机封严盘上的一道篦齿流入高压鼓筒轴外腔,然后又经一道篦齿与经预旋喷嘴后的主燃烧室内环腔的气流汇合后分为两股。一股经篦齿盘上的外篦齿后,从导向叶片和转子叶片根部的间隙流入主流道;另一股经篦齿盘上的孔后流入高压涡轮工作叶片,对高压涡轮工作叶片冷却后,分别从叶片前缘、盖板上和其他部位的气膜孔及尾缘的劈缝流入主流道。根据主燃烧室故检结果,预旋喷嘴处未发现异常,冷却流路未发现堵塞,故某航空发动机的高压涡轮转子叶片局部超温的原因不为高压涡轮转子冷却流路不畅。 2.2.2 高压涡轮转子叶片顶端盖板脱落或翘曲 高压涡轮转子叶片盖板缺失可造成叶片内冷却空气从顶端流出,叶片气模孔无冷却气流出,叶片气膜冷却失效,会造成叶片烧蚀掉块。检查叶片盖板,掉块较大的高压涡轮转子叶片的叶片盖板在前缘位置完全损伤,其他宏观未裂叶片的叶片盖板无明显掉块,仅存在^为严重的刮磨,及叶背叶尖棱边变形缺失。该航空发动机曾发生过高压涡轮转子叶片盖板脱落、翘曲故障,与此次事故的现象不符,且高压涡轮转子叶片已经采取多种措施,避免盖板翘曲故障发生。因此认为某航空发动机的高压涡轮转子叶片局部超温的原因为高压涡轮转子叶片顶端盖板脱落或翘曲的概率较低。 2.2.3 叶片内冷却通道堵塞 外来物堵塞高压涡轮转子叶片冷却通道,有可能导致叶片冷却的逆流裕度不足而发生超温。因此做如下工作,分解检查故障叶片榫头底部进气窗口,未发现堵塞物;解剖叶片未发现堵塞现象;复查叶片水流量均合格。据此排除某航空发动机的高压涡轮转子叶片局部超温的原因为叶片内冷却通道堵塞。 2.2.4 高压涡轮转子叶片损伤导致冷却失效 检查结果表明,一个高压涡轮导向器堵块缺失。该堵块尺寸为14.8mm×4.3mm×2.2mm,材料为K40M。装配于高压涡轮导向叶片上缘板后端,用真空钎焊方法固定,主要作用是封堵叶片缘板铸造时的工艺退渣口。 将全台共计72片高压涡轮转子叶片做能谱分析,结果表明第14块高压涡轮转子叶片表面存在K40M,且所有高压涡轮转子叶片表面未见其他异常外来成分。这表明缺失的高压涡轮导向器堵块脱落,并且撞击了高压涡轮转子叶片。分析认为如果高压涡轮转子叶片受到外物打伤产生裂纹或裂口,裂纹或裂口损伤随着高压涡轮转子工作出现扩展,使高压涡轮转子叶片内部冷却空气从损伤处流出,叶片气模冷却失效造成叶片超温烧蚀,在中国航空工业集团公司失效分析中心分析报告中,有3片叶片疲劳起源特征为外物打伤。 因此,高压涡轮转子叶片受到外物打伤引起叶片冷却失效有很大可能是某航空发动机高压涡轮转子叶片局部超温的主要原因。 3.某航空发动机故障检查结论并改进工艺 在初步判定为高压涡轮导向器堵块脱落打伤高压涡轮转子叶片引起叶片冷却失效后,有大量的故障检查事实满足以上推论,如:高压涡轮导向器工艺堵块掉落;高压涡轮转子叶片损伤严重;高压涡轮导向器及其他高压涡轮后的流道件均有不同程度损伤;高压涡轮之前的流道件故检未发现异常;掉块叶片主要集中在周向约1/4区域内;故障起始发生在高压涡轮导向器和高压涡轮之间;从断口分析结果来看,高压涡轮转子叶片出现疲劳断裂是由于叶片超温造成材质疲劳性能下降,在源区应力集中(气膜孔和烧蚀缺陷)和振动应力作用下出现疲劳开裂和扩展,最终导致掉块;从试车情况分析,应是高压涡轮转子叶片发生故障后引起的振动;从以往高导叶片堵块脱落故障分析,由于高导堵块焊接工艺存在问题,堵块存在脱落的可能性,且堵块脱落对高压涡轮转子叶片等零件会造成伤害;从故障原因分析,高导叶片堵块脱落打伤高压涡轮转子叶片可以造成高压涡轮转子叶片冷却失效导致局部超温,进而发生撕裂掉块等。 依据分析推得故障模式:发动机工作时,一个高压涡轮导向器堵块发生脱落,掉落在高压涡轮导向器与高压涡轮转子叶片之间的流道内。堵块随着气流撞击到高速旋转的高压涡轮转子某些叶片前缘,对这些叶片产生伤害,形成裂纹或裂口。裂纹或裂口损伤在热应力、离心应力及振动应力等的共同作用下,逐步扩展,导致高压涡轮转子叶片冷却失效,致使叶片超温造成材质疲劳性能下降,进而发生撕裂掉块的情况。撕裂掉块的叶片残骸四散,对相邻高压涡轮转子叶片继续产生伤害。叶片的撕裂掉块影响了附近其他叶片的冷却效果,致使其他叶片也发生了超温的情况。多个叶片的损伤使得高压涡轮转子平衡被破坏,高压涡轮转子发生振动,发动机振动值激增,振动引起高压涡轮转子异位,高压涡轮转子叶片与高压涡轮机匣外环以及空气导管与低涡轴等发生异常碰磨。 至此,某航空发动机试验过程中振动故障的原因判定为高压涡轮导向器堵块脱落。针对此问题,将高压涡轮导向器堵块的工艺方法由真空钎焊改为氩弧焊,某航空发动机后续试验过程中杜绝了此类问题的发生。 结语 航空发动机的发展很大程度上是由于一次又一次解决了振动问题。振动影响因素众多,如何准确抓住发动机振动的罪魁祸首,本次试验过程振动的排除方法可供相关技术人员借鉴: (1)全面系统检查故障航空发动机,得到翔实的故障检查结论; (2)抓住故障检查结论重要部分进行最高能力分析; (3)查阅振动问题数据库寻找故障发生可能原因,利用排除法分析; (4)大胆假设最可能原因,寻找事实证明,推理故障模式; (5)判定故障原因,进行技术改进,充航空发动机振动问题数据库。 在航空发动机振动问题的解决上,充实完善航空发动机振动问题数据库、建立符合航空发动机体系的分析问题方法,才是解决振动问题,提升航空发动机试验技术的正确途径。 航空发动机论文:论战略成本管理在我国航空发动机制造企业的应用 摘要:随着我国市场经济的不断发展,各行各业对于战略成本管理的关注越来越多,为了获得更好的收益和回报,各行各业也都在不断地改进成本管理模式和方法,其中也包括我国的航空发动机制造企业。从目前我国的实际情况来看,战略成本管理还没有充分地在这类企业中得到具体的应用,主要是由于其发展尚未成熟。本文通^对战略成本管理的内涵、战略成本管理与传统成本管理的对比以及具体实施战略成本管理应注意的问题进行细致的梳理和分析,协助我国航空发动机制造企业更好地管控成本,提高经济效益,同时也供学界讨论。 关键词:战略成本管理 航空发动机 制造企业 应用 一、关于战略成本管理的概述 (一)战略成本管理的内涵 对于企业来讲,制定长远的战略目标,是企业实现整体发展目标的重要工作。而企业长远战略目标的制定,需要进行很多工作,并将其作为决策的依据,收集有价值的信息就是主要工作之一。如果此项工作无法有效完成,则会造成企业无法了解自身与市场竞争企业的优劣,无法实现可持续发展的基本目标,这样就更不必说长远战略目标了。那么,战略成本管理到底指的是什么呢?实际上是指企业运用成本管理技术,提高企业战略地位,同时降低企业成本的管理过程。具体而言,战略成本管理其实就是一个通过对投资立项、研发与设计、生产环节和销售环节等整个链条进行全方位监控管理的过程,其重点是从战略的视角对影响成本的因素进行系统的分析,从而进一步发现能够有效降低成本的途径,最终目标是以此来营造企业的持久竞争优势。从另一个角度来讲,企业的实际需求是企业能否实现最终战略目标的决定性因素。21世纪是信息时代,战略成本管理工作无法脱离成本管理信息,而信息并不是固定不变的,所以,制造企业战略成本管理也会随之不断变化。 (二)战略成本管理的作用 从企业的角度出发,战略成本管理的作用很大。 首先,战略成本管理工作涉及的内容比较全面,可以说对企业实际运营中的方方面面均有所涉及,而且企业内部组织管理无法限制,能够从全局的角度掌控整个公司的运行。 其次,战略成本管理工作可以动态地掌控企业的实际运行。在进行战略目标制定的过程中,内外部环境因素都会被考虑,但是这部分因素并不可控,所以为了更好地保证战略目标制定的准确性,应当实时且充分地掌握企业内外部环境的变化,而战略成本管理工作可以很好地解决这方面的问题,从这个角度看,作用很大。 二、战略成本管理与传统成本管理的比较分析 (一)传统成本管理存在局限性 首先,对于传统成本管理来讲,其主要关注的内容是如何降低企业内部成本,而并没有考虑保证企业运转的供应商和顾客。传统成本管理主要通过压低材料采购价格降低成本,这样只会造成与供应商之间关系的僵化,很容易失去供应商,同时也会失去向前整合的机会,进而失去获得进一步降低成本的机会。另外,传统成本管理一般将产品销售至消费者作为成本管理的最后环节,无法获取精准的产品信息,在一定程度上可能增加分销和售后成本。 其次,传统成本管理仅仅是单纯的为了降低成本而降低成本,并没有过多地考虑企业降低成本的根本目的。制造企业在实际运行过程中,绝大多数环节都会产生成本支出,但是,并不是所有的环节成本都可以降低。比如,通过盲目缩减企业的研发开支,在很大程度上都会造成企业产品和技术缺乏先进性,无法进行同行业竞争,从而失去市场。还有,通过降低企业质量管控成本,极有可能发生产品质量不过关,造成企业整体形象受损,这将直接影响企业的可持续发展。因此,企业的工作重点必须向制定和贯彻竞争战略方面转移。传统成本管理片面追求成本节约,重视短期效益,这将大大削弱企业的长远发展能力。 最后,企业创造价值的表现是能够为顾客提供必要的便利需求,而企业的全部业务并不都可以创造价值,如生产出来的废品,只会减少价值。企业成本管理需要对内部价值链进行分析。市场经济时代,企业面临的是开放的、有竞争的市场环境,通过了解行业价值链等因素可以更好地实施成本管理,做到“知己知彼”,这样才能够更加有效地实现企业的长远战略目标。同时,了解并分析竞争对手的成本管理也是很重要的。企业内部的生产过程是传统成本管理的主要对象,供应和销售很少考虑,而战略成本管理对象则不同,涉及产品生产的整个生命周期。 (二)战略成本管理较传统成本管理优势明显 相较于传统成本管理,战略成本管理优势明显,主要体现在成本优势上,这也是其和传统成本管理的主要区别。市场竞争的法则就是优胜劣汰,制造企业要想更好的生存和发展,就必须通过加强成本管理,有效地降低成本。 首先,对于我国航空发动机制造企业来讲,通过实施战略成本管理,可以更加有效地促进企业进行统筹兼顾管理工作,在保证整体利益的基础上调整局部利益,保证长远利益的基础上调整短期利益,同时可以通过改善实际运营状况,提高企业的实际竞争优势。 其次,通过进一步实施战略成本管理,可以提升企业适应外部环境变化的能力。通过不断适应外部环境,可以更多地获取竞争对手的信息,做到知己知彼,另外,通过运用价值链分析法对目标企业与上、下游企业之间关系进行研究,可以达到共赢的目的。 最后,战略成本管理的实施,能够有效地更新传统成本管理理念,在保证成本最小化的基础上,提高企业资源的利用率,获得更多的使用价值,使得企业在资源一定的情况下,充分开发和利用这部分资源。当然,对于企业的管理者也是有一定要求的,那就是需要企业管理者从整体角度进行成本管理工作,为实现企业整体战略发展提供必要的支持。 三、实施战略成本管理过程中需要特别注意的问题 从我国航空发动机制造企业的实际情况来看,实施战略成本管理的基础是保证产品的质量需要符合要求,同时企业需要不断地适应外部环境的变化,与时俱进,并且需要重点关注以下问题。 (一)需要重点关注企业与上、下游之间的价值链关系 从管理对象来看,管理范围不同,战略成本管理对象涉及范围较广,涉及成本全方位的管理,而传统成本管理对象的范围相对较为狭窄,主要涉及企业内部的生产过程,所以,企业在实施战略成本管理过程中需要重点关注价值链的开发和运用。那么,如何做到呢?第一,需要企业必须了解自身内部的价值链,将非增值作业和增值作业加以区分,尽最大可能消除非增值作业;第二,需要了解企业自身的位置,然后通过强化上、下游价值链之间的关联和沟通,以保证供应过程与销售过程的成本管理;第三,需要了解竞争对手的价值链,通过运用SWOT分析法,分析自身的劣势和优势,不断地强化自身。 (二)需要更新成本管理观念,完成由传统成本管理向战略成本管理的过渡 从目前我国航空发动机制造企业的实际发展情况来看,传统成本管理模式仍然是主要的成本管理方式,而这存在着严重的局限性,仅是为了达到降低成本的目的而降低成本,并不能达到成本管理的目的。而这种情况的主要原因就是成本管理观念不到位造成的,因此,需要我国航空发动机制造企业更新成本管理观念,完成由传统成本管理向战略成本管理的过渡。 (三)进一步加强和推进企业文化建设工作 从企业发展的角度来讲,企业文化的建设和延续是企业发展之源,是企业价值理念的重要组成部分,能够影响各项职能的实现和发挥,同时可以制s企业的管理措施和政策。因此,加强企业文化建设工作是我国航空发动机制造企业实施战略成本管理工作的重点。这样可以提升员工的工作环境和积极性,促进其自觉节约成本,为企业实施战略成本管理工作打下基础。 (四)加强部门间的沟通与交流 对于企业的运营来讲,信息的有效传递是企业稳定运行的关键,因此,企业各部门之间应当加强沟通交流,对于主要业务环节建立必要的信息资源共享机制或平台,保证企业内部信息能够及时且有效地传递到各个部门及各个环节,为企业实施战略成本管理工作提供必要的信息数据,保证决策的准确性。 四、结语 在我国的传统成本管理过程中,降低成本被认为是企业成本管理的目标,而且手段就是节约。当然,节约可以降低成本,但这只是手段之一。随着相关市场经济的发展,仅仅依靠节约来降低成本,已经不能够满足现代企业的发展需求了,新的管理理念也逐渐诞生并快速发展,那就是战略成本管理理念。“支出最少的成本,获取最多的使用价值,得到最多的利润”,这才是现代成本管理的目的。随着战略成本管理的发展,其发挥的积极作用已经越来越明显,能够进一步突破传统成本管理的局限,从企业内部扩展到外部,同时能够把握成本管理的真谛,通过战略定位、价值链分析等手段降低成本,提升企业竞争力。 (作者单位:中国航发南方工业有限公司) 航空发动机论文:航空发动机涡轮盘腔空气系统瞬态仿真研究 【摘 要】空饫淙聪低彻岽谡个航空发动机,在热端部件的隔热与冷却、叶尖间隙控制、腔室封严、等方面起着极为重要的作用,直接决定着航空发动机能否安全可靠地工作。涡轮盘腔是空气系统的重要组件,对涡轮盘的冷却性能有显著的影响。本文应用Flowmaster对某型燃气轮机涡轮盘腔进行了仿真,对该涡轮盘腔设计进行分析。 【关键词】航空发动机;空气系统;仿真 0 引言 发动机的二次空气系统主要用去冷却封严发动机部件[1],其主要结构包括孔口、篦齿封严、以及特定的腔室结构等。本文的计算方法基于Miller[2]博士的理论,应用商业软件Flowmaster对瞬态条件下的发动机空气系统部件涡轮盘前腔进行了仿真计算。 1 计算模型 如图1所示,选取某型燃气轮机涡轮盘前腔建立计算模型,对盘腔的瞬态特性进行分析。在Flowmaster中搭建盘腔的"准二维"计算网络。 计算模型如图2(左)所示。流路系统中包含一个进口(涡轮盘前腔气流进口)和一个出口(涡轮前腔出口),流动方向为沿径向向外。将盘腔出口简化为阻力损失元件。出口间隙的系数由Flowmaster数据库以及经验公式提供。 以涡轮盘旋转轴为Y轴零坐标。为充分考虑盘腔几何外形对于气体流动的影响,将盘腔划分为8个小的腔室,每个腔室尽可能调整为矩形。盘腔内的节点及元件分布如2(右)所示。 计算过程中应用到的元件的尺寸参数及计算参数如下。 封严篦齿:直齿,流通面积0.0006m2,篦齿封严间隙0.6mm,封严齿距5mm,齿数7,封严齿宽0.5mm。 出口间隙:流通面积0.0001m2。 2 边界条件及发动机转速 发动机转速如图3所示,模拟发动机运行启动至运行稳定的过程。其中,0时刻为计算开始时间,并非发动机的实际启动时刻。进出口条件如图4所示。盘腔边界为绝热。 3 计算结果 计算的时间步长取为0.1s,计算总时间为120s。其他控制收敛的参数根据计算经验进行相应调整。 图5给出发动机稳定工作时(110s)盘腔内的总温分布。由图中数据可知,盘腔内节点的温度沿径向向外升高,并且越是靠近盘腔外侧,节点温度升高的越明显。引起温度升高的主要原因是右侧高速旋转的涡轮盘对气流的加速作用。 盘腔出口体积流量如图6所示,随发动机进口压力的提升,流经盘腔的空气流量逐渐增加。盘腔内其典型节点的总压分布如图7所示。从计算结果中可以看出,冷却气流流过篦齿封严,压力降低。节点11到节点7之间流动,压力降低,总温升高。由于右侧旋转盘对气流的加速作用,节点7到4之间,冷却气流的总温和总压同时升高。同时,由于盘腔的加速作用有限,各点的压力相差不是很大。 Flowmaster将盘腔简化为“准二维”模型,通过将盘腔离散为多个小的部件来完成盘腔的仿真计算。经由一维计算,可以求得盘腔内不同径向位置的压力、温度、涡流强度等数据。该方案能够较好将盘腔融入一维网络系统,并且能够考虑盘腔几何外形以及盘腔内离心效应的影响。相对于三维数值仿真,该方案极大的减少了计算量。对于搭建完整的空气系统仿真方案,具有一定的指导意义。 航空发动机论文:航空发动机锥形钣金件的拉伸工艺分析 摘 要:随着科技的进步, 航空发动机的加工制造也日趋复杂。本文在分析某航空发动机锥形钣金件的拉伸特点的基础上对航空发动机锥形钣金件的拉伸工艺进行了分析。 关键词:锥形钣金件拉伸成形;变形控制;工艺分析 航空发动机锥形钣金件的拉伸是拉伸成形的重点也是难点。在某型航空发动机制造的过程中所遇到的某一航空发动机锥形钣金件,其主材采用的是高温合金,材料的厚度为1±0.1mm,对拉伸成形的精度要求很高。根据设计要求,航空发动机锥形钣金件拉伸成形后最薄处板材的厚度减小量不得超过原材料厚度的10%。在传统的航空发动机锥形钣金件的拉伸后会导致锥形钣金件的型面变形较大,从而严重影响拉伸完成后的航空发动机锥形钣金件的拉伸精度。为提高航空发动机锥形钣金件的拉伸效果,需要根据航空发动机锥形钣金件的拉伸特点使用新型的航空发动机锥形钣金件的拉伸加工工艺。 1.传统航空发动机锥形钣金件的拉伸过程中所存在的问题 在传统的航空发动机锥形钣金件的拉伸工艺中,航空发动机锥形钣金件的拉伸效果差的主要原因有以下几点: (1)由于航空发动机锥形钣金件的拉伸时所采用的板材在各批次之间的性能上有所差异,致使在对航空发动机锥形钣金件的拉伸进行拉伸加工时需要对每一批次的板材进行性能测试,测试出拉伸板材的压边力,而这一方式将会造成极大的材料浪费,也不利于提升航空发动机锥形钣金件的拉伸效率和拉伸精度。 (2)在航空发动机锥形钣金件的拉伸加工中,由于缺乏板材拉伸效果的研究从而无法对材料的塑性变形趋势进行模拟预测,从而导致航空发动机锥形钣金件的拉伸在拉伸加工中,容易导致航空发动机锥形钣金件的拉伸出现凸包、转接处出现滑移等缺陷,从而导致航空发动机锥形钣金件的拉伸后的型面精度出现超差影响航空发动机锥形钣金件的拉伸的使用。因此,在对航空发动机锥形钣金件的拉伸进行拉伸加工的过程中需要改进航空发动机锥形钣金件的拉伸工艺,做好对于锥形钣金毛坯件拉伸工艺的优化,从拉伸操作、航空发动机锥形钣金件的拉伸模具结构的科学设计等方面入手,提高航空发动机锥形钣金件的拉伸质量。 2.某型号航空发动机锥形钣金件的拉伸工艺分析 某型号航空发动机锥形钣金件在进行拉伸工艺和拉伸模具设计时需要以航空发动机锥形钣金件的锥形相对高度、航空发动机锥形钣金件的相对锥顶直径和板材的厚度等稻葑魑基础。在航空发动机锥形钣金件的拉伸中,对于不同的锥形件需要采用不同的拉伸参数。根据锥度的不同可以将航空发动机锥形钣金件分为浅锥形件、中等深度锥形件和深度锥形件等多种形式,根据航空发动机锥形钣金件深度的不同需要设计出不同的拉伸工艺。某型号航空发动机锥形钣金件采用的锥度是26°,这一锥度的航空发动机锥形钣金件在拉伸的过程中存在着拉伸变形量较差、复弹度较大等的特点,针对这一特点在航空发动机锥形钣金件的拉伸过程中需要采用更大的压边力。此外,其在拉伸的过程中容易因航空发动机锥形钣金件的毛坯处于悬空的状态而导致拉伸失稳起皱等的缺陷,针对这一特性,在航空发动机锥形钣金件的拉伸过程中需要采用较大的压边力。 在对航空发动机锥形钣金件的毛坯进行设计时,需要将航空发动机锥形钣金件的毛坯件设计成同心圆毛坯件。这是根据拉伸面料等面积变形的原理,加之对航空发动机锥形钣金件进行拉伸时需要采用由内向外两方向进行双向进料拉伸,因此需要将航空发动机锥形钣金件的毛坯料选择成同心圆毛坯件形式。 对于航空发动机锥形钣金件拉伸模具的设计时,航空发动机锥形钣金件的拉伸模具采用的是普通拉伸结构,在这普通的拉伸结构中加设了一些限制毛坯料活动的厚垫块以及一些限制毛坯料拉伸高度的限位块。航空发动机锥形钣金件的拉伸模具包含上模板、凹/凸模、压边圈等。在对航空发动机锥形钣金件进行拉伸时,第一阶段需要高度限制块用以对航空发动机锥形钣金件毛坯料拉伸高度的精确控制。完成了第一阶段的拉伸后,需要采用活动限制料厚垫块来保证航空发动机锥形钣金件的拉伸中毛坯料从外缘处顺利进料,从而完成对于航空发动机锥形钣金件直壁部分的拉伸,同时采用这一拉伸方式能够有效地避免航空发动机锥形钣金件转接处的滑移缺陷。 在对航空发动机锥形钣金件进行拉伸工艺设计时,为了最大限度地做好对于航空发动机锥形钣金件毛坯料从内外径走料量的控制,避免在航空发动机锥形钣金件的转接R处拉伸过程中出现滑移而导致“双转接”痕迹问题,在航空发动机锥形钣金件的拉伸工艺的设计中需要加强对于毛坯料塑性变形量的精确控制。拉伸方案设计时采用一套模具两阶段的拉伸方案。在第一阶段首先采用较大的压边力用对毛坯料进行压死,避免毛坯料从外缘处走料,将航空发动机锥形钣金件在第一阶段的拉伸变形控制为翻边。航空发动机锥形钣金件的塑性变形依靠内孔变大来进料。在对航空发动机锥形钣金件毛坯料进行拉伸时第一阶段的塑性变形区都应当处于拉应力变形状态,处于拉应力变形状态有利于降低材料的复弹量,从而实现航空发动机锥形钣金件的拉伸精度的提升。对于航空发动机锥形钣金件第一次的拉伸高度确定为与转接R拉伸出时的量为宜。如超出这一拉伸量容易造成航空发动机锥形钣金件内孔拉伸塑性变形从而产生内孔拉裂的缺陷。航空发动机锥形钣金件毛坯料第二阶段的拉伸需要对航空发动机锥形钣金件的直壁部分进行拉伸,这一阶段的拉伸主要依靠的是毛坯料外部走料塑性变形,变形方式为拉伸。在这一阶段为了做好对于拉伸变形精度的控制,确保毛坯件的边缘为变形区,需要在毛坯料拉伸时增加限制料厚的活动限位板,将4块限位板均匀地放置于凹模的压边圈内。限位块宜采用与毛坯料相同的材质。通过上述两个阶段的拉伸将能够确保在航空发动机锥形钣金件的拉伸区并未失稳起皱的情况下使得材料能够从外缘区域顺利地进入到凹模区域,并最终完成对于航空发动机锥形钣金件的拉伸。新航空发动机锥形钣金件的拉伸工艺核心是通过适当地添加活动限制控制块的方式来对航空发动机锥形钣金件的拉伸变形区的变形量与变形应力进行控制。通过此种航空发动机锥形钣金件的拉伸工艺的改进能够有效地对航空发动机锥形钣金件毛坯料的塑性变形进行精确地控制,提高航空发动机锥形钣金件的拉伸精度。 结语 本文在分析航空发动机锥形钣金件的拉伸难点的基础上对如何通过工艺改进的方式提高航空发动机锥形钣金件的拉伸精度,确保航空发动机生产的顺利进行。 航空发动机论文:航空发动机试验中Pxi测试系统的应用 摘 要:文章对航空发动机试验中Pxi测试系统的实际应用情况进行详细分析和研究,根当前的实际情况,提升发动机各性能参数测试的准确性及有效性。 关键词:航空发动机;Pxi测试系统;应用;分析 在我国社会经济迅速发展的环境形势下,航空行业的整体发展势头也非常迅猛。在航空事业的发展过程中,其自身的质量以及安全稳定性能非常重要,不仅对行业事业整体发展有非常重要的影响,而且对人们的出行安全也提供了良好的保障。航空发动机作为飞行器的心脏,亦是其最主要的部分,其性能能够直接对飞行器的品质起到决定性作用。地面试车台进行的航空发动机性能、功能试验的准确性、可靠性,是保障发动机安全稳定性的有力基础。 1 Pxi测试系统 1987年,VXI诞生,其IEEE1014-1987在当时可以说是非常先进的PC总线,在某种程度上,加速了全球PC工业的整体发展。在当前社会经济不断快速发展的形势下,各个领域都取得了良好的成效,PC工业的发展也同样取得了进步。在实际操作过程中,可以看出,在PC插卡的基础上,这种数据采集板形势在经过不断的发展和改革创新形势下,已经发展为PCI总线的模块化自动测试设备系统,成为一种全新的测试平台标准。这种仪器系统在实际操作过程中,可以说是PCI扩展的一种通用性测试系统总线,不仅能够保证自动化系统在日常操作过程中的稳定性和坚固性,而且能够减少成本。 经过一段时期的发展,Pxi技术逐渐成为自动化测试以及控制的主流平台之一,Pxi测试技术不仅拥有高通道数据采集,而且能够将测试信号进行切实有效的混合,这样不仅能够从根本上保证试验效果的准确性和有效性,而且能够将其自身的应用效果充分发挥出来[1]。Pxi技术可以说是国防以及航空航天测控应用当中非常重要的主导技术之一。对各类测控设备的数字化、智能化以及综合化等科技水平的高要求,无形当中加速了高性能Pxi测控产品以及系统级的整体方案的创新。将计算机PCI总线扩展到仪器作为Pxi技术的整体发展思路,将PC以及与其相关的各个硬件自身的优势特点充分发挥出来。这样不仅能够满足航空航天在实际操作过程中的任何测试或者是系统的测量,而且能够实现未来自动化工业测试的发展趋势[2]。 2 Pxi技术在实际应用过程中的优势特点 2.1 机械性能良好 Pxi技术在实际应用过程中,为了将其自身的作用尽可能发挥出来,在实际操作过程中,将PC技术、仪器技术以及欧卡机械规范进行有效的结合,这样不仅能够具备软件的整体运行标准,而且能够保证数据在传输过程中的速度和效率,尽可能保证系统开发的时间被有效缩短。Pxi测试系统在实际应用过程中,能够从根本上有利于系统升级的模块化设计和处理,在无形当中增加了特殊冷却以及相对应的环境要求,提供了两种与标准PCI系统相互操作的方法。这样不仅能够保证其自身在实际操作过程中的稳定性和有效性,而且能够尽可能集中冷却和电磁兼容性能[3]。另外,Pxi测试系统在自身的操作过程中,其自身所需要投入的成本比较低,有利于集成,其自身的灵活性也比较良好,所以优势特点比较多,有利于维护系统工作寿命期限内的成本。 2.2 电气性能良好 Pxi测试系统实际应用过程中,可以说是保持了基本上PCI总线的所有优点,同时增加了一个100MHz差分系统时钟、差分信号和差分星形触发,来满足高级定时和同步的需要。在实际操作过程中,其自身具有一定的公共触发线、星形触发总线、以及本地总线等等,这些总线不仅能够在实际操作过程中,对其起到良好的辅助性作用,而且能够促使其自身的电气性能达到良好的标准。另外,高性能的I/O曹位很多,具有即插即用仪器的驱动程序在实际应用过程中,能够尽可能满足定时的准确性和有效性,并且能够实现同步旁带通讯的整体需求。不仅能够从根本上符合工业环境应用的整体坚固设计要求,而且能够将其自身的影响和作用充分发挥出来[4]。 3 Pxi测试系统在航空发动机试验中的应用 3.1 航空发动机试验测试参数 在航空发动机试验的过程中,将Pxi测试系统应用其中,不仅能够从根本上提高测试结果的有效性,而且能够保证对其进行科学合理的测试。航空发动机试验测试参数主要包括稳态数据采集系统和动态数据采集系统两个方面。首先,对直流电压与交流电压之间的有效值信号进行测试,比如直流为正负极10V,变流为36V,交流就是115V。其次,对电阻值参数进行测试,比如利用电缆来对电阻进行识别,对电阻的绝缘性、导通性等等,就要详细分析和研究。另外,对于频率信号也要进行相对应的试验测试,比如交流电源自身的频率、基准信号等等,这些都是在试验测试过程中非常重要的参数,能够直接对航空发动机试验起到一定的影响和作用。时序信号也是试验测试参数当中必不可少的一项重要部分,比如一些起动信号、停车时间等等,这些都能够提供非常重要的参数作为依据。 3.2 Pxi模块 温度采集:温度参数采集一般选用采用SCXI1503(16通道采集输出,用于普通热电阻温度采集)以及SCXI1112(8通道采集输出,用于热电偶温度采集)采集。 转速采集:一般采用SCXI1126(8通道采集输出)进行采集。 压力采集:压力参数一般采用SCXI-1102B(32通道模拟量采集变换)配合压力变送器使用。 电压、电流采集: SCXI-1102B(32通道模拟量拟量采集输出)配合电量、电压变送器使用。 配置windows操作系统的嵌入式Pxi控制器专为满足测试、测量和控制系统的苛刻要求而设计。它们配备的最新处理器选件被安放在专门设计的坚固结构中,适合在宽广温度范围以及高冲击和振动环境中运作。最佳CPU性能、坚固结构、高可靠性和长期可用性的结合让Pxi嵌入式控制器成为适合Pxi系统的理想控制选件。通过SCXI信号调理对结合Pxi采集器对频率信号进行测量。 4 结束语 综上所述,在对航空发动机进行试验分析和研究的时候,将Pxi测试系统科学合理的应用其中,不仅能够从根本上对其进行科学合理的测试分析,而且能够保证测试结果的有效性和准确性,并能够保证测试系统的高可靠性及长期可用性。 作者简介:徐杰明,男,汉族,本科。 航空发动机论文:航空发动机机匣类零件的变形控制研究 摘 要:航空发动机和燃气轮机已被我国列入十三五重大专项,航空制造业的发展对我国建设强大的国防具有重大意义。机匣类零件作为航空发动机的重要组成部分,起到了包容、承力、连接的重要作用,其加工技术也是航空零部件制造中的一个难点。本文主要研究了航空发动机机匣类零件的加工制造,阐述了机匣类零件的加工难点和易产生的问题,结合了生产科研实践,着重研究并探讨了几种机匣类零件变形控制的方法。 关键词:航空发动机;机械加工;机匣类零件;变形控制 一、航空发动机机匣简介 航空发动机被誉为现代工业制造业皇冠上的明珠,其生产制造覆盖材料、冶金、机械加工、热处理、特种工艺等多项技术领域,是一个国家工业水平的体现,被誉为“国之重器”。航空发动机由进气道,低压压气机、高压压气机、燃烧室、高压涡轮、低压涡轮、尾喷口等几大单元体组成。其中压气机、燃烧室、涡轮等核心部件又由机匣壳体、内环零件和叶片组成。机匣零件作为航空发动机上的重要零件,为整个发动机提供了一个封闭的空间,保证气流顺利进入,被压缩升压、充分燃烧、膨胀做功、排出后形成推力。机匣将航空发动机各个单元进行连接,形成整机;为控制系统、燃油系统、传动系统等搭建了一个互相连接的整体。航空发动机机匣按照结构可以分为整体机匣、对开机匣、异形机匣、附件机匣、带有整流直板的机匣几大类。机匣根据其使用部位不同,所用材料也不同,压气机部分工作温度较低,一般采用钛合金,涡轮部分由于气体经过燃烧室后温度大幅升高,一般采用高温合金进行制造。 二、航空发动机机匣制造难点 随着航空发动机设计的不断优化和使用指标的不断提高,新一代的航空发动机越来越追求高推重比和低油耗。这就要求各级零部件的重量尽可能的轻。故机匣类零件的壁厚一般都在1.5mm~3mm之间,而机匣类零件的直径大都在600mm~1000mm,属于大型薄壁类零件,因此在加工过程中极易产生变形,而且由于其使用功能的要求,往往具有复杂的构型和严格的尺寸及形位公差,在加工过程中不容易合格。同时航空发动机零件很多采用镍基高温合金制造,这种合金硬度高,不易加工,加之有时毛料余量大且不均匀,会在机加过程中产生大量的内应力,在后续的加工和存放过程中应力释放,导致零件变形,经常出现工序中检验合格但在精加工或最终检验时出现尺寸不合格的现象。 三、机匣类零件变形控制研究 1.增加去应力热处理工序 机匣类零件毛料多为圆环锻件,加工余量较大,原材料去除率往往高达80%以上,尤其是粗加工阶段,零件去除的余量是最多的,而粗加工要求尺寸精度较低,且采用的切削参数较大,刀具在切削时产生了大量的切削力,这就造成了零件内部产生了大量的内应力,而此时零件距离最终状态还有很多余量,零件刚性较好,这些内应力不能使零件产生变形,随着零件加工过程的深入,零件壁厚变得越来越薄,这时粗加工时产生的切削力逐渐释放出来而导致零件变形。因此,在粗加工之后,及时释放零件应力非常有必要。零件可以通过自然时效进行去应力,但是自然时效所需的周期很长,往往无法满足零件的生产进度。这时可以采取热处理的方式去消除零件的残余内应力。去应力热处理的温度较低,因此在整个热处理的过程中不会使金属组织发生相变,在零件的保温和逐渐冷却过程中,零件的内应力得到释放。去应力热处理之后,零件端面一般会产生1mm~1.5mm的变形,需要安排一道修基准工序将零件端面修平。值得注意的是,增加去应力热处理要充分考虑零件的变形量,否则零件变形过大,零件所剩加工余量小于零件的变形量会导致零件无法加工合格。 2.改进工装夹具 机匣类零件大多数为环形件,因此需要大量的车加工,在车床上典型的装夹方式有压紧,夹紧和涨紧。在进行粗车加工时零件往往采用四爪卡盘进行夹紧或涨紧,在精车加工中大多采用压紧的方式,相比较而言,压紧的方式不容易产生内力,因此从消除内应力的角度考虑,在半精加工中还是尽可能多地采用压紧的方式。对于高度100mm以上,直径800mm以上,最小壁厚2mm以下的大型薄壁机匣往往需要采用在夹具上增加辅助支撑的方式来减少零件的加工变形。辅助支撑块多需要采用橡胶材料,有一定的硬度但又不会挤伤零件表面。辅助支撑大多需要至少8点以上进行支撑,8个支撑块均匀地分布在零件的圆周方向上。在使用时需要注意的是支撑力不能过大,否则会使零件产生变形,效果适得其反,为保证辅助支撑力恰到好处,可以先用百分表找正零件圆周,然后使用限力扳手移动一个辅助支撑块至零件表面,当百分表指针刚要变化时记录限力扳手所用的力,这样在移动其他辅助支撑块时使用同样的力就能达到支撑零件且零件不变形的状态,增加辅助支撑可以机匣最“薄弱”的结构上增加强度,减少零件在加工过程中的震动,让刀等现象,有效减少了机匣的变形。 3.优化走刀路线和加工余量分配 优化车加工的走刀路线对提升零件变形控制有较大作用。对于加工余量较大和易变形的零件可以采取多层走刀,不要将所有余量一次去除。车加工零件轮廓时不要采取单独加工完成零件一侧表面后再进行另一侧加工的方式,而是应采用内外表面交替去除余量的方式进行加工。在加工两个相邻表面时可以采取相对,相背的方式进行加工。工程师在编制数控程序时不能单纯地考虑工人加工和测量的方便,还要从全局考虑零件所承受的切削力的状态来安排走刀路线,将机匣的变形控制在最小程度。 加工余量的分配在机匣加工中非常重要,好的余量分配可以使机匣的各个部分在整个加工过程中受力均匀,避免局部切削力过大而产生变形。零件的大部分余量去除都发生在粗车阶段,而粗车加工多采用普通机床设备进行加工,又要兼顾效率,所以粗车加工的型面设计地相对简单,但也要尽可能地接近零件最终轮廓表面以避免精加工余量过大,产生过多的切削力。还可以在粗车加工之后,精车加工之前加入半精车加工,将零件的轮廓形状加工出来。一般而言粗车留给半精车加工单边1mm~1.5mm余量,半精车留给精车单边0.5mm~1mm余量。 4.采用电化学加工去余量 电化学加工利用金属在电解液中的电化学阳极溶解去除金属表面材料。通过电化学加工去除余量的优点是没有切削力产生,因此零件不易产生变形和内应力。整个加工过程电极作为阴极,被加工零件作为阳极,工件和电极之间保持0.1mm~1mm的加工间隙,电解液不断以高速从间隙中流过,带走零件(阳极)溶解的产物,同时带走电流产生的热量。电化学加工加工范围较广,而且生产效率高,一般为传统机械加工的5~10倍。加工后的表面质量较好。电化学加工的精度低,多用于粗加工去余量,因其没有切削力,可以利用在薄壁机匣去余量加工,可有效消除由于切削力过大导致的机匣变形。该方法的缺点是设备资金投入较大,而且会产生污染,需要做好污染处理。 结语 机匣类零件变形控制是一个涉及到多种因素的复杂工程,需要从毛料材质、工艺路线、加工参数、零件装夹、热处理工艺等方面多重考虑。机匣变形的控制方法随着先进制造技术的不断发展也在不断增加和提升,无人干预加工,高速切削,新型刀具和更优化的数控编程方式的应用都能使得机匣的变形得到更好的控制。 航空发动机论文:某型号航空发动机轴承故障问题研究 摘 要:某航空发动机在生产过程中重复出现了轴承故障。为降低轴承的故障率,我们开展了对轴承故障问题的研究。将生产过程中常见轴承故障分为3类:轴承表面划伤、磕伤故障;轴承锈蚀故障;轴承试车后压坑、麻点故障。本文介绍这3类故障的形貌特点,为轴承故障的分析提供一定的思路;分析3类轴承故障产生的原因,针对性制定防护措施,达到降低轴承故障率的目标,减少经济损失,提高外场发动机使用可靠性。 关键词:航空发动机;轴承故障;防护措施 某航空发动机在生产过程中重复性地出现轴承故障问题。轴承故障问题的发生,既增加发动机的质量成本、带来因轴承报废造成的额外工作费用,又耽误了发动机的交付进度,降低发动机及轴承外场使用的可靠性。因此,有效降低轴承故障发生率非常重要。 1.常见轴承故障种类 将近些年生产过程中的轴承故障问题汇总梳理,根据轴承常见故障形貌特点将某航空发动机的轴承故障种类分为以下3类:轴承表面划伤、磕伤故障;轴承锈蚀故障;轴承试车后压坑、麻点故障。 (1)轴承表面划伤、磕伤故障 轴承跑道出现异物拖动造成的规则性轴向长条划伤,一般伴有滚动体出现轴向旋转划伤出现,严重时具有一定深度。 (2)轴承锈蚀故障 轴承跑道、滚动体表面形成坑状锈蚀或面积较大的浅表性腐蚀,锈蚀故障形貌一般呈点状或片状。 (3)轴承试车后压坑、麻点故障 轴承压坑故障形貌一般为圆形凹坑,有集中发生特性,会出现大压坑边缘有小压坑的现象;麻点故障形貌为黑色细小点状凹坑,直径一般在0.2mm以下,有扩散发生特性,表面抛修后成纵深形分支状扩散。 2.轴承故障原因分析 经过资料的查阅比对,结合发动机结构特点,分析3类轴承故障的原因。 (1)轴承表面划伤、磕伤故障原因分析 某航空发动机的轴承一般采用分体轴承,在装配过程中合套,而由于轴承的游隙非常小,在轴承装配过程中滚棒没有收到位,会造成轴承划伤;在大组件装配过程中的同轴度未对正,会造成轴承划伤;在轴承测量过程中,一些表面尖锐的测具与轴承工作面接触时,会造成轴承工作面划伤;另外,在轴承装配、保管过程中,也有可能与外物接触、磕碰,会造成轴承表面磕伤。 (2)锈蚀故障原因分析 轴承材料属高碳钢,材料与水汽接触极易产生锈蚀现象,主要产生原因有如下两种。 ①日常轴承防锈管理存在问题。存放过程中轴承被空气氧化,产生锈蚀。 ②人手上汗液中含有水分与盐,在搬运或装配的过程中,若人手出汗或沾有非中性辅助材料时,接触轴承会发生电离反应,加速氧化作用,产生锈蚀。 轴承的锈蚀故障一般在夏天湿度大时较严重。 (3)轴承试车后压坑、麻点故障原因分析 结合发动机结构特点,产生轴承压坑、麻点故障的原因主要有锈蚀和异物压伤。 ①锈蚀 当轴承发生锈蚀时,若未及时处理保持锈蚀状态,会导致锈蚀加深,形成麻点故障;若轻微锈蚀的轴承继续工作也会导致锈蚀处扩散形成麻点故障,一般此类麻点向轴承基体方向有较深的纵向延展。 ②异物压伤 某型号航空发动机由于滑油系统的特点,可能在滑油系统中存在黑色异物,导致轴承工作时被压伤。黑色异物来源分为以下6类。 (a)封严面磨损掉落 某型号航空发动机封严结构大部分采用的是空气封严,密封面为蜂窝或涂层,在工作中存在磨损脱落现象。蜂窝表面由电火花加工形成,存在金属材料融化后形成的颗粒与金属氧化物;涂层为金属或金属化合物粉末构成,磨损掉落后的脱落物硬度较高。 (b)空气系统的异物 某型号航空发动机的部分空气系统机件,如导向叶片,在加工过程中使用吹沙工艺,砂粒容易形成残留。 (c)涂层加工过程切屑残留 为保证封严环的同轴度,三支点、五支点轴承封严环为组合后加工,加工时虽然采取了一定的保护措施,但由于结构限制,涂层切屑易残留在滑油腔中。 (d)导管中存在砂粒 导管加工过程折弯时采取填充物方式保持导管材料延展不产生局部凹下。12mm以下直径的导管采用灌入松香的方式,12mm以上直径的导管采用灌入砂子的方式。灌入砂子的导管在管路折弯后形成了部分区域有静电吸附作用,吸附少量沙子。导管加工完成后被静电吸附的沙子不易清除,进入滑油系统会造成轴承压伤。在管路与接头焊接后表面焊道处理时,采用砂纸打磨的方式也很容易造成砂纸中的金刚砂残留,而这部分金刚砂表面含有粘接剂,很难清除,容易造成管路内含有砂粒。 (e)机件内壁表面氧化物脱落也会造成滑油系统出现异物。 (f)轴承等机件存放、运输或装配过程中,有微小多余物掉落或空气中的大颗粒物吸附在机件表面,未及时清除。 3.轴承防护措施的制定 根据故障产生的原因,针对轴承表面划伤、磕伤故障,轴承锈蚀故障和轴承试车后压坑、麻点故障进行了相关控制工作。 (1)轴承表面划伤、磕伤故障防护 为避免轴承表面划伤、磕伤故障的发生,在装配流程及轴承检测上尽量减少拆、合套的过程。对员工进行实际操作培训,提高员工轴承装配经验。在装配合套的过程中遇到卡滞情况不强行装配,将轴承轻轻旋转,使轴承内外套趋于平行,减少轴承的损伤程度;在轴承装配时,采用润滑脂将滚棒收起到位,避免装配过程中滚棒卡伤轴承;上部装配的部件与下部发动机均要用水平尺确定水平状态,在轴承将要接触时,下落速度要慢,采用手动吊装滑轮,便于明显感知装配状态。 将与轴承配合的工装材料更换为环氧树脂,避免与轴承接触时划伤轴承。派制专用工装,专人管理轴承及与轴承相关的工装。 (2)轴承锈蚀故障防护 日常轴承采取真空包装存放,避免原始包装不能完全实现与空气隔离。真空包装困难的已装配在组件上的轴承油封后尽量采取塑料袋包装,并放置防潮砂,确保小环境的空气干燥。在组件上放置时间较长的组件规定半年为期限,超过半年则将轴承分解进行油封管理。 轴承操作过程中,工人必须带防汗的一次性绢布手套,有效地防护手上汗液对轴承的影响,同时一次性手套的使用还可以有效的避免二次污染。 (3)轴承试车后压坑、麻点故障防护 加强对轴承锈蚀的防护,发现轴承出现锈蚀后及时处理,避免锈蚀扩大形成麻点故障。 控制滑油系统清洁度,加强对油品清洁度等级的控制;对涉及轴承腔及滑油系统流路的机件进行充分冲洗,将残留在成附件壳体死腔内的机加残留金属屑冲洗干净;在装配或装配后运输发动机过程中,用堵头、堵盖或防尘罩隔离发动机与外界环境,避免在发动机试车过程中,有残留金属屑、沙粒等异物进入轴承腔内。 结语 对近些年生产过程中某航空发动机轴承故障问题的汇总梳理,明确了其常见的轴承故障种类。通过轴承故障原因分析,从轴承的入厂、存放、装配、运输和与轴承故障问题相关机件的清洗环节入手,针对性提出对策,进行某航空发动机轴承故障发生的防控。一方面,这些对策可为其他型号航空发动机的轴承故障防控做参考;另一方面,我们也要认知到,@些措施并不能全面杜绝某型号航空发动机轴承故障的发生,针对某型号航空发动机轴承故障防控措施仍然需要认真研究,任重而道远。 航空发动机论文:浅析民用航空发动机维护机制优化策略 摘 要:随着我国经济的快速发展,航空领域也得到很大的提升,但是随着科学技术的不断提高,我国民用航空发动机也存在很多问题,并且相关的工作人员也一直致力于其研究中。本文正是对当下民用航空发动机的维护机制问题进行了深入的分析,并对其存在的问题提出了相应的优化策略,期望可以维护我国民用航空发动机制的安全、提升民用航空发动机的水平、完善民用航空发动机的功能、以及降低民用航空发动机的安全隐患。 关键词:民用航空;发动机;维护机制 对于航空飞机而言,发动机一直以来都是飞行安全中最主要的影响因素之一,尤其是民用航空飞机,发动机起到至关重要的作用,对我国民用航空发动机的维护机制进行优化对航空事业的发展有着重要意义。不但可以提高工作人员的技术水平,还可以健全我国保养制度体系。因此,以下就是对我国民用航空发动机维护机制的优化进行的深入分析。 1 民用航空发动机需解决的维护机制问题 1.1 民用航空发动机维护保养机制不完善 我国民用航空发动机需解决的维护机制问题之一,就是民用航空发动机维护保养机制不健全[1]。主要体现在以下两个方面:一是沟通机制运行未得到完善,我国民用航空的沟通机制涉及到地勤人员、飞行人员、以及维修部门等岗位之间形成的沟通机制,并且就我国目前民用航空发动机的发展现状而言,保养机制的正常运行就会被影响,飞行员之间无法将发动机发生的问题及时地上报到维修人员处,更无法对其具体情况进行仔细的描述;二是维护保养制度过于片面,但维护保养制度对我国民用航空发动机的维护机制又具有很大的影响,尽管在民用航空发动机的维护机制中经常进行定期性的检查,但是由于片面的维护制度,维修人员的具体责任也无法进行明确,除此之外,由于维护保养制度不具有弹性,维修人员也无法进行有效的约束自制力,进而降低自身的工作积极性。 1.2 民用航空发动机的技术管理不到位 民用航空发动机维护机制最突出的问题是缺少相应的技术管理,在维护机制中,缺少相应的技术管理标准,没有明确规定应采用的维护技术。很多民用航空发动机的技术人员,技术水平相对较低,而且也没有实战经验,这就使得发动机的维修保养难度加大。在民用航空发动机的维护中,技术的支撑是其解决问题的重要保障[2]。虽然在民用航空发动机的维护管理中引进了一些技术,但从实际的运用效果来看,并没有起到有效的作用,这归结于民用航空发动机对相应的技术管理不到位造成的。 2 优化民用航空发动机维护机制的策略 2.1 构建有效的发动机维护保养机制 对于民用航空发动机的优化,一方面需要注重的是对维护机制的构建进行完善,在这一过程中,维修部门要加强与地勤、飞行等人员的沟通与联系,能够及时的发现发动机的问题。另一方面是发动机的保养,也是维护机制需重点关注的内容,不进行定期的保养,也会使得民用航空飞机出现运行的危险。所以,要对发动机进行定期的保养,定期的检查,完善民用航空发动机的维护保养机制。使得维修人员根据这一机制,开展有效的工作,提高自身的责任意识[3]。还能够根据这一机制进行合理的监管,更加强了民用航空发动的安全性能。 2.2 加强航空发动机的技术管理 在民用航空发动机维护机制的优化当中,技术的管理是其重要的内容,在发动机的维护中应创新发展一些新技术,为发动机的维护提供技术支持。这就需要相关的技术研发人员进行相应的技术研究,比如说新推出的发动机监控技术,这种技术实现了对发动机的的监控,以及发动机在运行过程中的监控[4]。对于发动机的维修人员,也应该进行相关的技术培训,提高其对于民用航空发动机维护机制的技术水平。更要加强对于技术的管理,通过技术的管理,制定相应的维护制度,相关的设备维护机制等等,在保障发动机应用维护机制的基础上,进行相关机制的保障。 3 结语 综上所述我们可以知道,优化我国民用航空发动机的维护机制可促进经济的快速发展,尽管我国的民用航空发动机的维护机制存在很多问题,如民用航空发动机维护保养机制不健全、民用航空发动机的技术管理不到位等,但只要可以完善有效的发动机维护保养机制、加强航空发动机的技术管理等,还是可以完善民用航空发动机的维护机制。既可以维护民用航空发动机的安全,又可以完善相关的共同机制,还可以提高飞机的飞行安全。 航空发动机论文:航空发动机轮盘参数化结构优化 摘要: 为降低航空发动机轮盘的质量,提高发动机推质比,对发动机转子轮盘进行参数化结构优化设计.研究辐板不同高度处厚度与轮盘径向破裂裕度的关系,以简化轮盘辐板优化方法.以周向破裂转速裕度为约束条件,体积最小为优化目标函数,利用Isight软件和有限元数值模拟方法研究轮盘盘心优化方法,并通过算例计算验证其正确性.结果表明:在满足s束条件的基础上,轮盘体积减小8.66%,最大等效应力减少10.4%.该方法可为航空发动机轮盘轻量化开发提供参考. 关键词: 航空发动机; 轮盘; 辐板厚度; 破裂裕度; 破裂转速; 等效应力; 约束; 体积 0引言 轮盘是航空发动机重要的安全关键件之一,在高转速、高温度、高压力的恶劣条件下工作.轮盘的转速一般都达到每分钟数千转到数万转,负责固定叶片的轮盘除要承受自身的离心力外还要承受叶片的巨大离心载荷.由于叶片和轮盘的离心载荷很大,需要较大的盘心承受,所以轮盘设计得比较重.以高压涡轮为例,其单盘的质量能占到整个高压涡轮部件总质量的50%.由于涡轮盘质量巨大,其一旦破坏,产生的高能碎块是任何机匣都无法包容的,因此为保证涡轮盘的可靠性,其设计也不得不保守.随着优化技术的发展以及市场对产品效率的要求越来越高,对轮盘的轻质化设计需求也越强烈.早期国内有开展整体叶盘的设计研究[13],随着焊接技术和材料研究的发展[45],轻质化轮盘的优化方法又有双辐板轮盘设计的研究方向[69],但国内实际工程应用,依然是单辐板为主要设计形式.榫槽形状的优化也是轮盘优化的一种有效途径[10].考虑到多辐板涡轮盘的加工制造存在较高的技术要求,基于国内现有的成熟加工能力,本文从工程应用的角度考虑,对分体盘盘体寻求一种简洁、高效的优化设计方法. 1轮盘结构优化设计思路 轮盘破裂对发动机的破坏程度极其严重,而且是非包容性的.为防止轮盘破裂,轮盘的优化设计以轮盘的破裂转速储备裕度为限制条件.对于高速旋转的轮盘而言,径向破裂裕度和周向破裂裕度是轮盘安全性的2个重要指标. 径向破裂裕度最薄弱的区域为辐板,因此当轮盘的径向破裂转速有一定的裕度时,可以适当减薄辐板位置的厚度,通过降低径向破裂转速的裕度达到减重的目的.根据周向破裂裕度的计算方法[1112]可知盘心和辐板为周向破裂裕度的计算区域,而盘心是承载周向载荷的重要区域,因此,对轮盘的优化考虑采取2步:第一步对辐板优化,第二步对盘心优化. 以轮盘的破裂裕度为约束条件,优化轮盘设计.破裂转速的计算方法采用常用的平均应力法和有限元方法.破裂转速储备裕度的计算公式[1112]为Mburst=mσUTSσAVGTan式中:m为材料利用系数;σUTS为平均工作温度下的材料强度极限;σAVGTan为平均周向应力或平均径向应力. 2轮盘辐板优化 2.1幅板各高度处厚度变化交互影响研究 辐板的径向载荷主要由喉部以上结构的离心力产生,辐板自重对辐板的径向载荷影响较小,假定辐板某个高度处的厚度只对此高度处的径向破裂储备有影响,由于厚度变化而导致的离心载荷变化可以忽略,辐板各高度处的厚度对其他高度处的平均径向应力的影响可以忽略不计,幅板各高度处厚度变化无交互影响.轮盘辐板的A~D位置见图1,通过HyperMesh的Morph功能,逐渐减少辐板高度A处的厚度,计算轮盘辐板B,C和D处的径向破裂裕度,见图2.从图2可以看出,轮盘高度A处的厚度变化对B,C,D处的径向破裂储备影响非常小,因此可以认为对于径向破裂裕度,幅板A高度处厚度变化对B,C,D高度处无交互影响. 2.2辐板厚度变化与径向破裂裕度的关系 在轮盘的辐板上选取不同高度为handle 1,handle 2,handle 3,handle 4,handle,5和handle6 等多处截面,见图3.以每个截面高度处的辐板厚度为参变量,计算每个截面高度不同厚度的径向破裂转速储备.以辐板厚度的减少量为横坐标,较蚱屏言6任纵坐标绘制曲线,可以得到各处辐板厚度减少值与对应高度的径向破裂裕度关系.进而拟合辐板优化的曲线见图4. 由图4可知,在辐板区域范围,对应高度处的厚度变化与径向破裂裕度近似成线性关系为f(x)=ax+b (1)在辐板喉部,厚度参数变化与径向破裂裕度的线性关系匹配度较高;在接近盘心的部位,厚度参数变化与径向破裂裕度的拟合曲线为多段折线线性关系,例如handle 7处的辐板优化拟合曲线不再是一条直线.然而,轮盘的最小径向破裂裕度发生的位置是辐板的喉部位置,这个位置的辐板厚度最小,因此轮盘辐板的优化可以采用线性公式. 2.3辐板优化算例 以某轮盘为算例,辐板优化步骤如下. (1)基于HyperMesh网格模型,开展参数化建模.该方法在网格变化的同时,温度场随之变化,可减少温度场的反复迭代和反复分网过程. (2)研究辐板厚度变化与径向破裂裕度的关系,获取优化拟合曲线. (3)基于ANSYS环境进行有限元计算和后处理分析. 优化设计流程见图5.对轮盘原设计结构进行有限元建模,采用带中节点的四边形单元SOLID183.模型中的几何形状和载荷条件满足轴对称条件的位置采用轴对称单元,榫接位置采用带厚度的平面应力单元.边界条件约束辐板右侧,见图6.轮盘温度分布范围为450~500 ℃,呈径向梯度分布,见图7.转子叶片位置采用质量单元MASS21模拟叶片离心力. 轮盘的材料为FGH96合金[13],密度ρ=8.32×103 kg/m3,泊松比为0.311. 在轮盘辐板不同高度位置,通过改变各位置的参数值,计算轮盘的各点平均径向应力与径向破裂裕度.根据辐板优化的拟合方程,获取各高度处a和b的值,见表1. 径向破裂储备目标设为1.4,通过辐板优化的拟合方程,可以获得辐板各高度处的可减少厚度值.优化后的辐板模型见图8. 优化后辐板的最大等效应力水平相当,应力分布趋势相似,见图9和10.轮盘辐板优化前后的计算结果见表2. 优化后的轮盘体积减少6.77%,径向破裂裕度由1.540减少到1.400,满足优化设计约束条件.优化后,轮盘的周向破裂裕度未明显变化,与原始模型的周向破裂裕度相当. 3轮盘盘心优化 轮盘盘心是轮盘周向破裂裕度影响的重要因素.盘心优化流程见图11. 以盘心不同高度位置的厚度为参数,建立有限元模型.通过试验设计方法确定参数取值和样本点,变化盘心的几何形状进行仿真计算.以盘心的体积为优化目标,以盘心的周向破裂裕度为约束条件;通过Isight软件中的优化算法分析计算结果,获取优化的参数值;最后以优化参数值建立模型,完成有限元求解,验证优化参数的正确性. 4盘心优化算例 在优化后辐板模型的基础上开展盘心优化,以盘心厚度为参变量,见图12.参数P1~P6变化范围为-5~+5 mm,以周向破裂裕度大于1.297为限制条件,以体积最小值为优化目标. 通过试验设计确定样本点的值,采用HyperMesh的Morph功能生成有限元模型,完成各样本的有限元计算.根据各样本点有限元计算结果,在Isight软件中获取输入变量与输出变量的相关性.各变量对破裂裕度和体积的影响分别见图13和14.由此可以看出:P3对优化目标体积和约束条件破裂裕度影响比重都较大.在要保证约束条件的情况下减小体积,需要选择对约束条件不敏感、对优化目标影响大的参数,进行较大调整. 为较精确地找到全局最优点,采用多岛遗传算法[1415].多岛遗传算法是在传统遗传算法的基础上,基于群体分组的并行性遗传算法.多岛遗传算法将整体种群划分为若干子群,并将子群隔绝于不同的“岛屿”上,各个子群独立地进化,而非全部种群采用相同的进化机制,并且各个“岛屿”间以一定的时间间隔进行“迁移”,使各个“岛屿”间进行信息交换.多岛遗传算法能够有效地提高运算速度,并且若干独立进化的子群可提高整个种群的遗传多样性,回避传统遗传算法的早熟现象,有利于找到全局最优解. 通过多岛遗传优化算法,获取各变量的取值,建立盘心优化后的有限元模型.原始模型与优化完成后的模型对比见图15.模型优化前、后的应力云图对比见图16~19,计算结见表3.与原始模型相比,优化后模型的最大等效应力减少.由图18和19可知,优化前后方案轮盘周向破裂最大应力均发生在盘心位置.由图19和表3可知,优化后的轮盘最大周向应力为1 040 MPa,增加0.7%,周向破裂裕度满足大于1.297的约束条件.优化后的轮盘质量减少8.66%,径向破裂裕度由1.540减少到1.400,周向破裂裕度由1.299减少到1.297,满足约束条件. 由表3可知,盘心优化后模型的径向破裂裕度与辐板优化后模型的结果相同,均为1.400,盘心的形状改变未影响轮盘的径向破裂裕度,因此轮盘分步骤开展优化工作可行并高效. 5结论 本文以轮盘为研究对象,以轮盘厚度为参变量、破裂裕度为优化限制条件、体积为优化目标,研究轮盘的优化设计方法,得到以下结论. (1)对轮盘的优化可以采用辐板和盘心优化分步开展的方法,以减少优化参变量的个数和类型.本文仅选择厚度作为变量,优化方法高效、简单. (2)幅板各高度处厚度变化对其他高度处的径向破裂裕度无明显交互影响. (3)辐板的减重优化可按照线性拟合曲线,有利于简单、高效完成辐板优化设计,具有一定通用性. (4)辐板厚度的变化对轮盘的周向破裂裕度无明显影响. (5)盘心的优化设计并未影响轮盘承担径向破裂载荷的能力. (6)在满足设计目标的基础上,经过参数化优化,轮盘体积减小8.66%,最大等效应力减少10.4%. 该优化方法对轮盘的结构设计具有借鉴意义.后续工作可以在优化后模型的基础上,使轮盘的轮廓过度点更加平滑,减少局部的应力集中,消除几何角点的高应力区域. 航空发动机论文:航空发动机叶片工时定额测算方法分析 摘 要:航空发动机是一个国家工业发展水平的重要体现。对比于一般的机械加工制造,航空零部件对机械加工的精度要求更高,避免因加工质量缺陷而影响航空发动机的使用质量和使用寿命。在航空发动机机械零部件的加工中尤其是在对叶片进行加工时为避免加工工序出现偏差,需要对发动机叶片的加工工序进行严格的测算。文章在分析工时定额特性的基础上提出了基于SLFM神经网络模型的航空发动机叶片工时定额计算新方法,从而实现对于航空发动机叶片工时定额的快速估算. 关键词:工时定额;SLFM;特征参数;航空发动机叶片 前言 航空发动机叶片加工是航空发动机制造中的重点也是难点。为做好对于航空发动机叶片的加工制造,在航空企业生产制造中需要依照航空发动机叶片工时定额的精确计算来规划布控企业管理规划、生产调度、成本控制等多个环节。通过合理的调度规划实现航空发动机叶片加工环节、加工结构的优化,从而确保航空发动机叶片生产高效、稳定的进行。在现今的航空发动机叶片的加工制造过程中,大量的使用现今的五轴数控加工设备,做好航空发动机叶片工时定额的计算从而实现对于数控加工设备的合理调配是航空发动机叶片正常生产的重要保证。 1 航空发动机叶片工时定额现状分析 在国内传统的航空发动机叶片工时定额中主要采用的是人工查表法,此种方法既不科学也不效率,随着计算机技术和先进制造技术的不断引入,新的航空发动机叶片工时定额方法(如计算机查表法、数模分析法、神经网络法以及混合法)被逐渐的引入到航空发动机叶片工时定额中,在为航空发动机叶片工时定额带来方便、高效的同时也存在着一些不足,以计算机查表法为例,其需要将航空发动机叶片工时定额的相关数据存储在数据库中,数据存储的量大且维护较为繁复,影响计算机查表法的应用效果。数学模型法在应用的过程中对于数学模型的建立和应用要求较高,不利于航空发动机叶片工时定额工作的顺利进行。而在现今广为使用的BP网络模型,在航空发动机叶片工时定额的计算、规划过程中存在着网络性差、容易陷入局部最小的局限性。为规避上述航空发动机叶片工时定额方法中所存在的缺陷,通过对航空发动机叶片工时定额计算过程中各主要影响因素进行分析的基础上提出了基于SLFM神经网络模型的航空发动机叶片工时定额计算新思路,通过将各影响航空发动机叶片工时定额计算的特征参数作为模型的网络输入,通过与航空发动机叶片工件相似、相匹配零件进行对比规划构建航空发动机叶片工时定额计算网络模型,通过对网络模型的输入数据进行归一化处理,从而实现了对于航空发动机叶片工时定额的准确计算和划定,保障了航空发动机叶片生产的顺利进行。 2 航空发动机叶片工时定额计算方法与网络模型的建立 2.1 航空发动机叶片工时计算方法 航空发动机叶片在生产的过程中具有种类繁多、加工精度要求高等的特点。在航空发动机叶片加工过程中需要在分析航空发动机叶片毛坯料材料、毛坯料尺寸大小以及航空发动机叶片的结构、所采用的加工方式等的特征参数。在采用数控加工方式来对航空发动机叶片工进行加工的过程中,对于航空发动机叶片工的加工特性可以对其按照相似原则不同种类的航空发动机叶片进行规划分类,并对航空发动机叶片加工时的各种代表因素作为特征参数,并航空发动机叶片数控加工时叶片的特征信息与工时信息等进行规划分类,并对这些特征信息进行建模计算以对航空发动机叶片的数控加工工时进行计算。 在对航空发动机叶片工时进行计算时,在对同类航空发动机叶片各影响数控加工工时的各类特征参数进行提取筛选归纳分析,将这些归纳后的参数作为航空发动机叶片工时定额模型的输入,将同类航空发动机叶片的工时定额作为输出完成对于航空发动机叶片工时定额计算网络模型的建立。对于一种全新的航空发动机叶片进行工时定额计算时,首先对航空发动机叶片中的各类特征参数进行识别,而后从数据加工的数据库中选用相似零件集来作为航空发动机叶片工时定额模型的训练样本来对网络模型进行训练,最后根据匹配最相似的航空发动机叶片网络模型来计算航空发动机叶片的工时。 2.2 建立航空发动机叶片工时影响因素体系 在对航空发动机叶片进行工时计算的过程中,要选取影响零件工时的主要因素来作为相应的特征参数完成航空发动机叶片工时影响因素体系的建立。在对相应特征参数数据库的建立时应当根据现有典型航空发动机叶片的外形结构参数、加工工艺参数等,对影响航空发动机叶片工时的各种参数进行提取并综合归纳,从而对航空发动机叶片工时定额过程中的各类参数如航空发动机叶片的种类、航空发动机叶片的截面形状、航空发动机叶片的减震结构形状、尖部形状、航空发动机叶片根部形状、叶片尺寸、航空发动机叶片的材料种类、航空发动机叶片毛坯料形式以及所采用的数控加工设备等的各种特征信息进行提取归纳。在上述几种航空发动机叶片特征参数的基础上完成对于航空发动机叶片工时影响因素体系的建立。在上述的航空发动机叶片的特征参数中,航空发动机叶片的种类表示的是航空发动机叶片的分类特征,根据航空发动机叶片用途的不同,不同种类的航空发动机叶片在结构和功用上具有较大的差异。对于航空发动机叶片的截面形式的不同可以分为等截面、变截面以及根据坐标点所建立起来的航空发动机叶片空间曲面等,这一参数与航空发动机叶片加工的工艺性具有极大的差异性。航空发动机叶片的结构形状表示的是航空发动机叶片加工面的形状和复杂程度的特征。此外,航空发动机叶片的材料对航空发动机叶片的加工具有极强的影响。 2.3 做好航空发动机叶片相似零件的检索匹配 完成了对于航空发动机叶片各种特征因素的提取和归纳后通过对现有航空发动机叶片进行相似度匹配以确定航空发动机叶片的相似性,并在此基础上完成航空发动机叶片工时定额的计算制定。通常来说,对于同种类的航空发动机叶片具有相似的航空发动机叶片加工特性。因此,在对航空发动机叶片进行相似度检测时首先需要选取航空发动机叶片种类相同的典型叶片,而后通过对其他几种航空发动机叶片的特征因素进行匹配,并完成两航空发动机叶片之间的相似度计算,得出两航空发动机叶片之间的相似度值,将相似度值按照降序进行排列。在相似度值的选取中需要设定一个阀值,小于这一阀值的航空发动机叶片相似度值将予以剔除,同时需要对航空发动机叶片的相似数据库进行充分的建立。 2.4 航空发动机叶片工时定额网络结构与精度分析 完成对于航空发动机叶片特征库建立的基础上,通过将航空发动机叶片中的各种特征参数变量输入到网络模型中得出所计算的航空发动机叶片工时定额,而后将这一航空发动机叶片工时定额值与BP网络模型进行相应的对比以验证航空发动机叶片工时定额的网络精度,从而对航空发动机叶片工时定额的结果进行优化。 3 结束语 航空发动机叶片工时定额是航空发动机叶片加工过程中的重点也是难点。本文在分析航空发动机叶片工时定额特点的基础上提出了基于SLFM模型的航空发动机叶片工时定额新方法,并与BP网络进行了对比验证以确定了此种航空发动机叶片工时定额方法的准确性。 航空发动机论文:航空发动机叶片碎片对增压舱安全防护的适航要求分析 摘 要:该文将根据运输类飞机适航标准介绍有关增压舱安全防护的适航条款,分别对增压舱结构防护、增压舱系统安全和增压舱释压的适航要求进行分析;然后再对美国联邦航空管理局颁布的有关非包容转子和增压舱咨询通告进行分析。 关键词:航空发动机 飞机增压舱 安全防护 1 增压舱结构防护的适航要求分析 非包容转子爆破飞出的部分碎片会击中飞机增压舱,良好的增压舱结构能后抵挡一些能量小的碎片。适航审定中对转子非包容性的关注要素应包括:飞机关键部件和系统的布局,处于转子碎片影响区域内的关键部件和系统的防护、隔离和备份,以及对转子碎片影响安全分析。因此,对增压舱结构防护的适航条款进行分析。 1.1 条款内容 (1)CCAR25.365(e):增压舱内部和外部的任何结构、组件或零件,如因其破坏而可能妨碍继续安全飞行和着陆时,则必须设计成能够承受在任何使用高度由于以下每一情况使任何舱室出现孔洞而引起的压力突降:发动机碎裂后发动机的一部分穿透了增压舱[1]。 (2)CCAR571(e)损伤容限(离散源)评定,在下列任一原因很可能造成结构损伤的情况下,飞机必须能够成功地完成该次飞行。①受到1.80 kg(4 磅)重的鸟的撞击,飞机与鸟沿着飞机飞行航迹的相对速度取海平面VC 或2 450 m(8 000英尺)0.85VC,两者中的较严重者;②风扇叶片的非包容性撞击;③发动机的非包容性破坏;④高能旋转机械的非包容性破坏[1]。 (3)CCAR25.903(d)(1):涡轮发动机的安装对于涡轮发动机的安装有下列规定:必须采取设计预防措施,能在一旦发动机转子损坏或发动机内起火烧穿发动机机匣时,对飞机的危害减至最小[1]。 1.2 条款的技术解释 (1)CCAR25.365(e)条款:该条款规定了在飞机增压舱发生突然释压时,增压舱的隔框、隔板或者地板等结构必须能够经受住由于压力突然下降而产生的载荷。民用飞机的增压过程比较缓慢,并且地板、隔板之间是相同的,各个隔舱之间没有压差,增压舱内部的结构不受压差载荷,只有外壁承受压差载荷。如果增压舱发生破损,则各个隔舱将会由于突然释压而产生压力差,这种压力差可能会破坏机身结构,进而影响飞行安全。 (2)CCAR571(e)条款:该条款通过(a)4lb鸟的撞击,(b)风扇叶片的非包容性破坏,(c)发动机的非包容性破坏,(d)高速旋转机械的非包容性破坏,对以上4种外来物的撞击进行评定,能够使飞机受上述4种损伤的状态下完成此次飞行。 (3)CCAR25.903(d)条款:该条款是要求飞C结构设计必须采用必要的预防措施,来防止因为非包容的转子失效等引起的危害,并对所有的区域进行保护。其目的是要求采用必要的预防措施,以确保动力装置安装的各部件功能安全正常。 2 增压舱设备系统的适航要求分析 非包容转子碎片飞出后有可能还会击中一些安装在增压舱内部的一些关键系统部件,如液压系统、飞机操控系统,这些系统的安全也直接影响着飞机的安全飞行。因此,对增压舱系统安全的适航条款进行分析。 2.1 条款内容 (1)CCAR25.1309(a)凡航空器适航标准对其功能有要求的设备、系统及安装,其设计必须保证在各种可预期的运行条件下能完成预定功能[1]。 (2)CCAR25.1309(b)飞机系统与有关部件的设计,在单独考虑以及与其他系统一同考虑的情况下,必须符合下列规定: ①发生任何妨碍飞机继续安全飞行与着陆的失效状态的概率为极不可能; ②发生任何降低飞机能力或机组处理不利运行条件能力的其他失效状态的概率为不可能[1]。 (3)CCAR25.1309 (d)必须通过分析,必要时通过适当的地面、飞行或模拟器试验,来表明符合本条(b)的规定。这种分析必须考虑下列情况: ①可能的失效模式,包括外界原因造成的故障和损坏; ②多重失效和失效未被检测出的概率; ③在各个飞行阶段和各种运行条件下,对飞机和乘员造成的后果; ④对机组的警告信号,所需的纠正动作,以及对故障的检测能力。 2.2 条款的技术解释 (1)25.1309(a)中的“各种可预期的运行条件”是指飞机可预期的所有运行条件,例如:高度条件、环境温度条件、飞行包线以及各种气象条件等。 (2)CCAR25.1309(b)是根据各种失效状态概率以及严重性之间存在合理而可接受的反比关系提出的总的要求。FAA提出飞机系统及相关部件的设计,在考虑单独设计及与其他系统相关联设计时,必须满足以下规定: ①每种灾难性失效状态不可且不能由单个失效导致; ②每种危险性失效状态是极其微小的; ③重大性的失效状态是绝对不可能发生的。 (3)25.1309(d)规定在使用分析方法时,应采用适当的飞行、模拟器或地面试验验证各种失效状态概率以及严重性之间存在合理而可接受的反比关系。若是灾难性失效状态无需试验来验证。该条款是为了保障有序且充分地对可见失效或其他事件对安全性的影响而提出的。 3 增压舱释压的适航要求分析 非包容转子碎片击破飞机蒙皮结构后,增压舱则会发生快速释压现象。飞机释压导致客舱内空气不足而威胁飞行人员的生理健康,因此,对有关增压舱释压方面的适航条款进行分析。 3.1 条款内容 CCAR25.841(a) 载人增压舱和隔舱必须有装备为飞机在最大使用高度的正常运行条件下保持不超过8 000英尺的座舱压力高度。 如申请25 000英尺以上的运行合格审定,飞机的设计必须使得在增压系统发生任何可能的失效情况后,乘员不会暴露于超过15 000英尺的座舱压力高度。 CCAR25.841(2):飞机必须设计成在发生任何未经表明是极不可能的失效情况而导致释压后不会使乘员经受超出下列座舱压力高度: (1) 7 620 m(25 000 英尺),超过2min;或 (2) 12 192 m(40 000 英尺),任何时段。 CCAR25.841(a)(3):在评估座舱释压情况时应考虑机身结构、发动机和系统的失效[1]。 3.2 条款的技术解释 CCAR25.841(a)(2):人可以承受的最大大气压力极限为海拔高度4 500 m,若在一定时间内,人所承受的压力超过该海拔高度,这会对人生理上造成伤害,甚至会出现生命危险。因此,本条(a)款要求飞机在正常运行时,增压座舱压力高度不应高于7 620 m超过2 min,或者任何时段座舱压力高度都不能超过12 192 m。(a)(2)中要求在所有能够引起增压客舱释压的故障中,对故障发生概率在1×10-9以上的情况进行释压分析,故障包括发动机非包容转子爆破、轮胎爆裂等。在应急下降分析时,不仅要考虑动力损失,还要考虑发动机损坏造成的其他影响,如供气量减少和发动机液压动力的丢失。 4 有关非包容转子和增压舱的咨询通告的分析 由于非包容转子爆破的事故原因很多,所以对所有失效的可能的预防很难,同时也很难对所有的区域进行防护。适航规章33部中33.75b中要求不能出现转子爆破碎片击穿机匣的事故,但由于当前制造和材料本身等原因,以及发动机转子叶片长期在恶劣环境下工作,使得发动机叶片断裂和老化问题不可避免。法规中规定,必须采取设计预防措施,使得非包容爆破事故对飞机的危害降至最低[2]。但飞机的结构非常复杂且部件较多,因此适航规章中要求对飞机的重要部件要进行隔离、防护或者备份处理。 咨询通告AC20-128A对于小碎片的要求:小碎片的尺寸大小为转子叶片末端的一半[2]。根据维修经验,只有少数的非包容小碎片能够击穿增压舱蒙皮,大多数小碎片都不能穿透增压舱。对要防护的部件和系统,首先要对小碎片能够影响的区域进行安全性分析,根据分析的结果进行相应的防护。 AC20-128A中对增压舱的要求:对于申请需要在41 000英尺以上高空飞行的飞机,发动机应布置在增压舱不会受到非包容性碎片影响的位置。或者能够表明,由碎片造成最大洞口尺寸所造成的快速泄压率和相关舱的压力泄漏率能够满足紧急降落,其间不能让机组人员和乘客失去工作能力,机组人员启动紧急降落系统的反应时间为17 s。 咨询通告AC25-20中要求[3]:发动机转子爆破、发动机风扇失效爆裂、非包容发动机叶片失效等离散源对压力容器(增压座舱)的损伤,应通过分析证明对增压的影响。基于使用经验,应考虑发动机在巡航高度推力完全丧失下,飞机的释压相关情况。 咨询通告AC25-20在释压后应急下降中指出[3]:飞机增压客舱开始释压和飞机开始应急下降之间有一段机组人员的反应时间,该反应时间主要分为机组人员意识到释压时间和氧气面罩插管的时间。根据飞机机组人员在应急状态下的模拟时间的平均值为17 s,这17 s时间代表了75%的机组人员反应时间;而飞机在安装面罩的5 s内开始应急下降。也就是说,飞机从释压起到飞机开始应急下降的时间需要22 s。 5 结语 通过分析适航条款和相关咨询通告,结果如下: (1)对于申请需要在41 000英尺以上高空飞行的飞机,发动机应布置在增压舱不会受到非包容性碎片影响的位置。或者能够表明,由碎片造成最大洞口尺寸所造成的快速释压率和相关舱的压力释压率能够满足紧急降落,其间不能让机组人员和乘客失去工作能力。 (2)CCAR25.841中要求w机释压后,座舱压力高度大于7 620 m时不能超过2 min。 (3)飞行驾驶人员的反应时间分为:17 s的机组人员意识到释压时间和5 s的氧气面罩插管的时间,即飞机从释压开始到飞机正式应急下降的时间需要22 s的反应时间。
2016年,自教育部正式提出“新工科”建设以来,先后形成了“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”[1]。中南大学应用化学专业是介于化学和化工之间的应用理科专业,如何推动应用理科向工科延伸,体现化学面向应用的发展思路并与社会需求的紧密对接,培养科学基础厚、工程能力强、综合素质高的新型人才[2],是“新工科”建设以来面临的重要问题。应用化学综合实验是专业教学体系的重要组成部分,内容涉及化学、化工、材料、生命、环境、能源、医药等多学科交叉领域,知识面广,综合性强,在专业人才培养中发挥着基础性、关键性作用,也是体现专业特色和优势的重要抓手[3]。作为一门多学科交叉的综合性实验课程,如何更新教学理念,调整教学目标和教学任务,丰富教学内容,改进教学方法,加强知识应用能力的拓展,强化专业的应用特色,体现与行业企业的对接,使专业人才培养能够更好地适应新技术、新产业、新业态的发展需要,是当前新工科背景下亟待解决的关键问题[4]。本文对标国家“新工科”建设要求,结合本专业特点和优势,介绍了我校应用化学专业开设的应用化学综合实验课程近年来的有益探索[5],期望为其他高校的相关专业及课程开展“新工科”背景下的改革提供参考。 1编写实验教材 我们凸显实验教学的中心地位,将实验教学由理论教学的“从属”转变为人才培养的“重要组成部分”,让实验教学成为创新教学的主体角色。早在2006年,就对原有的实验教学体系和内容进行了整体优化和整合,按照“强化设计、注重综合、培养创新、提高能力”原则[5],率先单独设置了应用化学综合实验和应用化学科学训练两门课,强化综合实验和科研训练,并组织年轻教师撰写了实验讲义。2020年,课程组根据“新工科”建设要求,进一步更新教育理念,以提升学生解决复杂问题及实践创新能力为目标,在实验讲义的基础上,编写了实验教材《化学化工综合实验》,由中南大学出版社出版。此次编写,发扬了讲义原有的优点和特色,即采用模块化编写的方式,全书由研究类实验、工艺类实验和虚拟仿真类实验三大模块组成(表1)。及时更新了研究类实验的内容,以培养学生的科研素养和创新能力为目标,内容反映学科前沿知识和学科发展脉络,强调多学科知识的交叉、融合和综合运用,体现了综合性、设计性和研究性。在此基础上,融入了“新工科”内容[4,6]。一是增加了工艺类实验,以培养学生综合素质为主要目标,内容反映行业企业现行技术和实际应用成果,注重学生实践能力和工程能力的培养;二是增加了虚拟仿真类实验,推动信息技术与实验教学的深度融合;三是提供了附录,给出了“化学常用软件简介”以及“部分大型仪器的原理和使用方法”,注重大型仪器分析和虚拟仿真在教学中的应用,促成多元协同的混合式教学。 2丰富教学内容 在“新工科”背景下,我们重构并优化了实验项目,将其分为研究类、工艺类和虚拟仿真类。研究类实验涉及到半导体材料、发光材料、电池材料、高分子材料、吸附材料、生物医学材料、有机药物材料的合成、表征及应用,不仅要求学生合成出新材料,还要求学生研究材料的合成工艺,考察不同反应条件对材料结构和性能的影响,培养学生分析问题、解决问题的能力以及科研创新能力。工艺类实验涉及化工过程中的工艺流程,包括催化反应、萃取、膜分离、离子交换、干燥等工艺,考察工艺参数的变化对效果的影响,为工艺放大提供参考,培养学生的工程思维及实践能力。虚拟仿真实验教学可实现真实实验不具备或难以完成的教学功能,如高消耗、高污染以及安全隐患大的实验,大型仪器的操作与使用,化工生产过程中的参数调整,完整的工艺过程等,训练学生的安全意识,激发学生的学习兴趣[7]。根据我校应用化学专业的特点,我们精心挑选了“片状氯氧铋的合成、表征及其光降解染料分子的研究”“氧化锌纳米粉体的合成及性能研究”“锂硫材料制备、组装及性能测试虚拟仿真实验”“有机稀土配合物的合成及其荧光特征”“聚磷酸铵的合成及阻燃性能测试”“食品危害因子的拉曼快速检测及基底材料的制备”“聚苯胺导电聚合膜的制备及表征”“气相色谱-质谱和液相色谱-质谱联合表征血浆中小分子化合物”“氯化氢催化氧化及反应动力学虚拟仿真实验”“固定床反应器中乙醇催化脱水制乙烯”“超临界二氧化碳萃取花生油”和“二氢吡啶类心血管药物硝苯地平的合成”等12个实验项目作为必修项目,总96学时。优化后实验项目不仅体现了综合性、设计性和研究性,可培养学生的综合素质和科研创新能力,还将专业知识和实际应用有机融合,培养学生运用所学知识和技能解决复杂问题的能力。 3改革教学形式 中南大学化学实验教学中心是国家级实验教学示范中心,现有实验用房5793m2,拥有60余台套大型精密分析测试设备及配套运行设施,设备资产总值8000余万元,能够从事物质的形貌、成分、物相、结构及性能等分析测试工作。为了让学生了解大型仪器的工作原理和操作规程,节约课堂时间,提高课堂效率,并能让学生有足够的时间操作大型仪器,2018年以来,我们借助虚拟仿真平台,开发了系列虚拟仿真实验(包括台式X射线衍射仪、台式扫描电镜、核磁共振、红外光谱、紫外-可见分光光度计、电化学分析、液相色谱仪、原子吸收光谱、液-质联用、气-质联用等虚拟仿真实验),构建了线上线下协同教学的模式。线上的实验要求学生在实验前预习,预约并进入大型仪器平台学习。平台中根据仪器设备特点,设置了工作原理、仪器操作、仪器维护、数据分析等模块。学生可在任何时间、任何地点登陆虚拟仿真实验平台,在系统指令引导下进行操作练习,掌握仪器操作流程,保证在线下的实验过程中能正确操作仪器,加快实验进程,并防止仪器损坏。实践表明,课前进行虚拟仿真实验的预习,能弥补传统教学中的不足,实现传统和仿真模拟教学两者的有机结合,可调动学生的积极性和参与性,有效提高实验教学质量,对培养学生的学习兴趣、动手能力以及创新能力具有重要的作用[3]。线下的实验部分更注重学生科学素养的训练和创新能力的培养。为迎合“新工科”建设,本课程已实现了学生“实验预习→文献调研→分组讨论→材料制备→结构表征→性能评价料→数据分析→科研小论文”的全过程培养[5],强调了多学科知识技能的交叉、融合和综合运用,突出了“学生中心”,培养了学生的提出问题、分析问题和解决问题的能力。实践表明,学生对开设的综合实验项目表现出极大的兴趣,在全过程的培养中,学生获得了自信感和成就感。 4改进教学方法 教学过程中,我们突出学生为主体、教师为主导的教学理念,培养学生解决复杂问题的能力,达到提升实验教学实效性的目的,具体如图1所示。上课之前,进行线上预习,并将学生分成若干个小组,每组2–3名学生。要求学生以组为单位进行文献调研,掌握与实验相关的背景知识和研究前沿,写出文献综述。在此基础上,小组对实验方案进行设计,可适当修改实验方案或修订反应条件,提交给指导老师并与指导老师讨论,如老师提出质疑,学生需对实验方案进一步修改完善。通过这种方式提高学生综合运用理论知识的能力,激发学生的创新意识。例如,在“片状氯氧铋的合成、表征及其光降解染料分子的研究”实验中,我们允许学生采用简单的共沉淀法制备氯氧铋,并研究它们的光催化性能,具体的实验步骤和实验条件由学生查阅文献后讨论确定。在氯氧铋的制备中,需要将硝酸铋的硝酸溶液和氯化钾溶液混合,但教材中并没有明确给出溶液的滴加顺序以及滴加的速度,学生查阅有关资料,了解影响无机纳米颗粒形貌和粒径的因素后,再拟定具体实验方案验证滴加的顺序和速度对形貌和粒径的影响。实验过程中,也不断进行着发现问题、解决问题、改进方案的过程。而且,讨论方案和修改方案也是一个持续改进的过程,体现了工程教育认证中的“持续改进”要求。实验过程中,小组随时开展讨论会,分析和讨论实验现象、实验结果以及实验过程中遇到的问题,教师可参与讨论并给予建议。实验完成后,学生对数据进行处理,在查阅文献的基础上对实验结果进行分析和讨论,要求学生按照《化学学报》格式撰写科研小论文。对有较高创新性的论文,教师可引导学生进一步完善实验内容,可能的情况下可将论文投稿发表,或参加国家的创新实验大赛。实践表明,通过全过程的培养,激发学生的学习兴趣,提高了学生的实验技能,强化了学生的团队合作精神,锻炼了学生的科研论文写作能力。在教学过程中,我们还加强课程思政,注重工程伦理教育[6,7]。例如,在聚磷酸铵APP的制备及阻燃性能测试实验中,让学生了解发展无卤阻燃剂的紧迫性,激发学生为国家做贡献的社会责任感。在制备APP过程中,通过有机溶剂苯的使用,培养学生安全、环保以及责任意识。通过引导学生对所得结果进行比较与分析,总结在实验中出现失败的原因,引导学生多次实验,准确记录APP的产率、溶解度以及氧指数等数据,树立严谨求实的科学态度以及热爱科学的价值观念等等。 5探索开放模式 除了必修的12个实验项目外,学有余力的学生还可根据自己的兴趣,或通过开放实验,自由选择并完成其他实验项目,进行科研训练。例如,学生在完成“片状氯氧铋的合成、表征及其光降解染料分子的研究”的实验后,可开展“氯氧铋的表面修饰及光催化性能研究”实验。中南大学的实验室24小时开放,学生可利用课余时间通过平台预约实验,同一个实验项目也可进行多次实验。实践证明,通过开放实验,学习能力强的学生得到了更多自主实验的机会,激发了学生的科研热情。 6多元评价体系 中南大学规定,实验总成绩按“平时70%+期末考试30%”组成。平时成绩考核中,我们采用多元方法完善过程性评价(表2),主要由实验前的线上预习、文献调研和实验方案设计,实验中的操作规范性、内容完成情况和实验结果,以及课后的科研小论文和小组汇报等三时段组成。同时引入指导教师评价、实验员评价、学生自评、组内互评、小组间互评的多元方式,也注重PPT制作能力和语言表达能力。结果发现,过程性评价能激发学生的学习兴趣和主动性,有效提高学习效果和教学质量,能全面客观评价学生的科研素养和创新能力,真实地反映学生的基本情况。 7改革成效 通过以上教学改革,我校应用化学专业的学生对综合实验的兴趣普遍提高,参加开放实验的积极性明显提高。近3年(2019–2021)参加开放实验的学生人数分别为114人、112人、126人,占专业总人数的70%、86%、90%。通过综合实验的系统训练,学生的文献调研能力、实验设计能力、实验操作能力和科研创新能力都大幅提高,综合素质得到了进一步提升,符合“新工科”对人才培养的新要求。近3年来,专业学生承担的国家级创新训练项目50余项,参与发表学术论文30余篇;学生积极参加“互联网+”大学生创新创业大赛、全国大学生化学实验创新设计大赛、中国大学生Chem-E-Car竞赛、全国大学生化学实验邀请赛、全国大学生化工实验大赛、全国大学生化工设计等竞赛,获国家级奖励40余项。 参考文献 [1]王强.大学化学,2019,34(7),42. [2]张树永,朱亚先,霍冀川,宋丽娟,徐华龙,郑兰荪.大学化学,2020,35(10),6. [3]雷洪,霍冀川,张廷红,黄鹤燕.大学化学,2021,36(5),2010083. [4]张树永.大学化学,2019,34(11),4. [5]黄健涵,陈立妙,李亚娟,王海燕,唐俊涛,桑商斌,潘春跃,宋相志,罗一鸣,刘又年.大学化学,2021,36(11),2104015. [6]张树永,朱亚先.大学化学,2021,36(5),2012036. [7]姜新东,肖林久,李志义,于三三,耿秀娟,封禄田,陈永杰,关瑾,张东享,阎峰,等.大学化学,2020,35(10),104. 作者:陈立妙 李亚娟 周发 厉江华 李嘉伟 刘又年 黄健涵 单位:中南大学化学化工学院
电子测量论文:电子测量仪在船舶计量中的应用 [摘 要]随着我国社会经济的快速发展,船舶运输行业也取得了巨大的发展与进步,鉴于此,就针对船舶做好相关的计量工作也越来越重要。而传统所普遍采用的测深钢卷尺计量方法,因受到测量器具与人为性操作因素的影响而导致各种误差情况时有出现,因而随着我国船舶运输行业的高速发展,在进行计量操作时亟需采取相关的电子测量仪器。本文就基于对电子测量仪的构造及其原理的分析与探讨,来进一步阐述了其在船舶计量当中的具体应用情况。 [关键词]电子测量仪;船舶计量;构造;原理;应用 近些年来,在船舶计量方面所采用的测量仪器发展迅速,尤其是以电子测量仪器为代表的计量设备在国外已经得到了大规模的推广应用。而我国在这一方面的应用水平还相对较为滞后,完全无法满足于快速发展的船舶计量需求。为了提高我国船舶计量管理的水平,我们不但要尽快加强对有关计量技术的学习,同时还应引入先进的电子测量仪器,尽快追赶上国际水平,以实现对企业效益的有效维护。 一、仪器构造及原理 本文就以美国霍尼韦尔公司(honeywell)所生产的HERMetic UTI2000 TOUCH电子测量仪器为例,详细介绍了这一电子测量仪器的仪器构造及原理。这一测量仪器目前在船舶计量方面有着十分广泛的应用,主要被用作于大型容器当中的液体空距、温度和底水计量方面。其可借助于尺砣上的电子传感探头,依据声波位于不同介质环境下传播速度差异来实现对于液面的精确定位,同时通过超声波的传输时间长短来就超声传感器和被测量介质之间的位高情况,具备一体化的测量效果,可实现智能化的自主校正,具备良好的测量精准性与稳定性。 (一)仪器构造 1、电子传感探头 这一部分内容就包括了导电性、温度传感设备、剩余空间、参考高度等内容,其还具备一项磁性开关,在将探棒伸入进储油罐内实施测量作业之时在通过两处位于存储罐底端位置的磁铁之时便可将探棒当中的电源开启。 2、电子终端 此部分仪器就包括有指示灯、显示屏、键盘、蜂鸣器、变压器等。其作用价值主要是通过将由传感器所获取到的信号转换成为蜂鸣器声响,同时指示灯发出闪烁并将数值读出并显示。将所测量介质的温度、稳定性、导电性及相关信息显示于显示屏之上。 3、存储管 这一仪器主要是通过不锈钢所进行制造的,在操作的过程当中可对传感探头发挥出较好的保护效果,在存储管当中安装了快速连接探头,仪器设备能够十分高效的被安装至船舱计量口阀门位置,其上端安装有顶盖,能够在不应用时对传感探头起到一定的固定及保护效果。 4、不锈钢卷尺 不锈钢尺是传感探头和显示单元信号传输与地线连接的重要中间介质,在卷尺的两面都印有一定的刻度值,其中一面为公制刻度另一面为英制刻度,在进行船舶计量时通过观察其刻度数值便能够准确的了解到反应点与读数标识间的距离,卷尺读数窗口具有明确的读数指示与视窗刷;其中所预先设置的清洁器能够有效的预防运输介质被吸入外壳当中,在清洁器上设置了两个开关按键,另外还有一个专门用作维护的工具。 (二)仪器原理 仪器传感探头即为不锈钢管,在其末尾出封闭有PFA头,主要是应用在对于高、低粘性液体的测量过程当中,其具体涵括有温度传感器、超声波液位传感器、导电电极等设备。能够通过一次测量便可完成对于船舱以及储藏罐体静态容器空高液位、温度、底水等四方面指标的测量。 仪器空距感应设备主要是采用两项压电陶瓷板以及电子电路所共同构成,在感测探头一端被浸入至石油液体当中,接收器即可获取到所发射出的超声波信号,同时将其所测得的各类信号及编码发送至接收器来引起蜂鸣器的持续声响,进而便能够实现对于空距的测量。通常在设备出厂之前已经对于传感器进行了校对验证,因此在投入应用之后的具体操作过程当中已经无需再对其空间与界面进行调节处理。 温度传感设备是由铂电阻温度检测设备所构成的一种元器件,其更多的情况下是被安装于温度电极当中,为了能够将测量反应时间尽可能的减短,在此电极当中便添加了一种导热体,能够将温度检测元器件所发出的信号转换为数字信号,此传感器电阻式温度检测器元件电阻值对于温度特性曲线均会存储于传感器存储器当中,且由于船舶发生偏移或是漂移等情况而产生出的误差值均可通^安装于传感器探棒当中的微处理器来予以校对与补偿,微处理器能够将更多的数据信息予以串行化同时将之显示于控制面板,将所测得的数据如实的显示出来。此时若要对传感器亦或是卷尺再进行更换也无需再次予以校对验证。空距、温度转换和设定等相关操作均可借助于控制面板来实现。 在对介质界面进行检测之时,主要是利用单个测量电极与接地电极间的导电性来对液面分界点进行测量,在仪器通过非导电液体空间进入至导电液体空间之时,传感器导电电极和与之相关的电子电路编码信号便会将蜂鸣器声响从长时间的持续,转变为中间存在一定间隔的声音,进而便能够完成对于介质界面的精确测量。 二、在船舶计量中的应用 (一)参考高度测量 在船舱计量口阀门处正确连接仪器,同时做好对地线的连接工作,卷尺清洁器应被设定为关闭状态,开启舱计量口阀门同时启动电子测量仪,之后将不锈钢尺的把手旋转按钮松开,持续放入到船舱罐体当中,促使传感器能够完全浸入到所要测量的介质当中,在传感器触碰到基准底板后,按下开启按键,把仪器转换为浸入与温度存储单元,其中“+”键能够切换出仪器的浸入功能,在此过程之中偏移量往往采用毫米为单位而展示于显示屏上,同时蜂鸣器每间隔2s鸣响1次。持续下放传感器直至其触及基准板蜂鸣器连续鸣响即可逐步将卷尺卷收直到蜂鸣声完全停止,在此过程之中要做好对显示高度的记录工作。 (二)空高测量 使卷尺清洁器处于开启位置,同时卷回直至蜂鸣器每间隔2s鸣响1次。而后关闭卷尺清洁器在传感器和船舱储罐当中的存储介质发生接触后,对蜂鸣器采取适当的控制措施将会即刻使其转变为持续性的蜂鸣,此时应当位于反应处逐渐下放传感器以确保能够实现更加精确性的测量,相应的这时面板当中所标识出的数值即为剩余的空间高度。若仪器数值标识与剩余空间高度存在出入时,应当对读数采取及时的更正处理。 (三)温度测量 在对船舶存储舱体空高完成了测量工作后,即可调整仪器至温度测量处,依据空高测量数值来选取适宜的温度测量点,将曲柄把手旋转按钮松离,持续下放卷尺促使传感器可进入至规定液位高度,将传感器在这一液面高度进行摇晃,以保障温度探棒能够逐渐测得附近介质的平均温度。温度对于介质稳定性的影响信息会交替显示于仪器面板,在其所显示的数值趋于稳定后便可进行读取并予以记录。 结束语 总而言之,在日常的工作实践中,应用便携式电子测量设备,不但具备先进的技术优势,且其功能种类十分多样,操作起来也十分便捷,同时还可极大的提高测量作业的安全性,有助于降低油耗及污染情况,可大幅度的提高计量工作的精确性,能够同时实现对介质温度、液位与底水的精确测量,在船舶计量方面作用价值巨大。 电子测量论文:浅谈电子测量的应用 【摘要】 随着科技的不断发展,国家的科技力量也不断增强,计算机、通信技术等高科技产业也不断的更新换代。与此同时,“电子测量”这一名词就出现在我们大众的视野。并且也作为一门课程进入到各大高校,之后就不断的被运用到各大领域中。电子测量技术凭借自身的优势,在科学技术领域具有重要地位。下面我们就电子测量技术进行深入的研究。 【关键词】 电子测量 应用与发展 虚拟时代 一、电子测量 如果我们想要对研究对象进行定量评价,就必须通过测量来实现,而在所有的电子技术中,能对研究对象作出中肯的分析和评价的只有测量。那么电子测量到底是什么呢?电子测量是以电子技术为基础手段的一种测量技术,也是测量学和电子学相互作用下的产物。它主要运用电子科学的原理、方法和设备等对各种电量、电信号的性能进行测量,而且也可以通过各种传感装置对非电量进行测量。 二、电子测量的特点和作用 电子测量被广泛的应用,其自身肯定具备了其他技术所没有的特点。首先就是电子测量的测量量程广。量程,就是仪器测量范围上限值与下限值之差,而我们所要测量的大小差距较大,这就对测量的要求更高,量程广就是电子测量技术的显著特点。其次是电子测量的测量速度快。因为电子测量是通过电子的运动和电磁波的传播来进行工作的,所以测量速度是其他技术所不能比拟的。当然不止这两个,例如测量准确度高、频率范围比较宽等也同样是电子测量的特点。 电子测量不仅在科技领域有很大的作用,在我们日常的实际生活中也有很大的意义。电子测量的出现使人们认识了电磁波,对波的了解更加深入;显微镜的不断换代,使人们发现了生命活动的基本单位――细胞。“没有测量,就没有科学”,门捷列夫用这句名言肯定了电子测量的作用,可见电子测量在科学发展中至关重要。 三、应用与发展 电子测量可以通过传感器将非电量变为电量进行测量,这也就是广义上的电子测量。而狭义的电子测量则包括更多的方面,如能量的测量、电路参数、信号特性、设备性能的测量等。电子测量的出现也使一大批电子测量仪器出现。这些仪器经历了从模拟仪器、数字仪器、智能仪器,最后到虚拟仪器的发展过程,到达了二十一世纪电子测量发展的前端。随着科学技术的不断发展,这也就对电子测量提出更高的发现要求,所以应该致力于电子测量技术的深入研究。在未来的发展过程中,电子测量的发展方向有以下几点: 1.加大与计算机、通信技术的融合。计算机、通信是这几年来发展速度飞快的信息技术,电子测量依然是其重要的组成部分。利用先进的科技手段,使电子测量技术与计算机、通信的应用更好的结合起来,相信在未来的发展中可以看到电子测量技术在计算机、通信行业中的应用有更好的发展。 2.制造技术趋于现代化。针对电子测量所研究制造出的测量仪器也不断的发展,但应该加快其发展。在国外,EDA、SMT等制造技术,大大提高了产品的制造质量。而我国也应大量采用CAD、等技术,实现技术的“模块化”,使测量仪器的研究周期不断缩短,这样就是电子测量仪器更新换代加快,有效的提高我国在电子测量领域的发现水平。 3.电子测量仪器的通用化。传统的测量仪器过多的依赖于硬件性能,这就使电子测量仪器在科技领域中的发展受到了限制。硬件性能的操作、控制等在一定条件下会使电子测量仪器不能正常的使用,从而对相关产业的发展产生影响。我们可以根据电子测量的需要,把控制性能与其紧密结合,改变软件的设计从而达到改变测量仪器的功能,使得一台测量仪器可以同时实现多种功能,增加测量仪器的用途。 4.测量平台的扩大化。国家在前期的发展中着重制造业的发展,通过制造业的壮大来提升我国的实力。但随着电子测量的出现,我过也开始发展能为电子测量提供平台的服务行业。但是目前来说服务业的发展数量并不能很好的满足电子测量的发展,所以我国在今后的发展中要大力发展服务业,鼓励那些经济实力雄厚的电子仪器高新技术企业更好更快的发展,给予他们更多的政策支持,促进电子测量技术的发展。 四、虚拟时代 二十世纪八十年代,第一台虚拟仪器在美国诞生。随后就在全世界范围内引起一系列的效应,各国纷纷开始朝着虚拟化方向发展。虚拟仪器产品在全世界所占比重在不断增加,我国也正积极的投入到虚拟仪器的研究中。想要打破国外企业的垄断局面,促进电子测量仪器虚拟化的快速发展,从而带动国内企业的发展,进一步提高自身实力。 结语:第三次科技革命以来,我国科技发展水平走了质的提高,电子测量技术在我国的发展成效也特别显著。但是,未来电子测量技术的发展依然是科技发展的重要部分,而我们更是要实现“兼容性,模块化,软件化”三位一体的发展模式,才能使电子测量技术得到更好的发展。总之,电子测量技术是多领域共同发展的结晶,电子测量技术的发展也必然推动着国民经济的发展,提高我国的国防实力。 电子测量论文:基于项目教学法和微课在《电子测量与仪器》实验教学中的应用 摘要:随着我国电子测试技术进入标准化阶段,企业要求从事电子测试的人员的实际能力也在不断的转变,而目前高职教育中《电子测量与仪器》课程的实验教学由于实验项目缺乏创新,还是以课本理论实验传授为主的模式,很难适应现代化企业对电子人才的要求,因此本文讨论了项目教学法和微课在电子实验教学中的必要性,并提出了项目教学法和微课在实施过程中的几点思考。 关键词:电子测量与技术;实验教学;项目教学法;微课 0. 引言 人们通过测量来认知世界,揭示世界运行的客观规律,从而拥有改造世界的能力,可以说没有测量就没有科学,而电子测量的应用在科学技术发展过程中几乎涉及到所有的技术领域。《电子测量与仪器》是高职各电子类专业的必修核心课程,其实验教学环节对学生掌握常规测量仪器的原理、选用原则、如何进行电子产品调试和测量等方面起到至关重要的作用,实验教学有利于提高学生思考问题、解决问题的能力,更好的培养学生专业职业技能及实际动手操作能力[1,2]。 而目前国内许多大中专学校都存在实验教师队伍人员缺少、人员能力的不足、实验室管理体制不健全、实验设备过于成就和实验项目缺乏创新等情况,同时在电子测量与仪器的实验教学中,由于传统的实验教学模式与教学方法的限制,往往学生们在实验室所做的实验跟不上实际企业的需求,存在着严重的滞后问题,已经很难适应现代化社会发展对电子人才的需求[3]。 一般的电子测量实验教材理论分析较多,针对具体的问题的测量方法介绍较少,且实验过程也相对枯燥,往往学生们面对实验元件没有头绪,不知从何先手,所以需要更多的实践教学实验[4]。 1. 当前《电子测量与仪器》实验教学中问题 《电子测量与仪器》是高职各电子类专业的必修核心课程,其实验教学环节对提高的实践动手能力和电子测量水平对至关重要。笔者通过查找和参照相关的的文献,并结合自身多年的电子测量实验教学经验,归纳和总结了当前《电子测量与仪器》实验教学中的问题,主要有以下几点[5]: (1) 实验教学资源的匮乏 高职教育一般比较注重理论的教学,侧重于基本知识的传授,往往不重视实验室的建设,而《电子测量与仪器》是一门突出实践性和应用性的课程,重在培养学生的技术能力和创新性,但受实验室管理体制不健全、软硬件资源的缺少,教师队伍建设不足和实验项目缺乏创新等方面的限制,许多实验教学不能实践性地进行操作,只能进行理论知识的讲解,导致大部分学生不能准确把握知识点,难以理解电子测量实验的技术要点。 (2) 内容有些枯燥乏味。 实验教学课程主要内容是关于各类电子测量仪器及系统的工作原理与应用,如模拟式电压表的检波器基本原理与结构,数字式电压表中A/D转换器的的分类及主要原理框图组成,万用表的组成原理等,都涉及了许多基础电路图和原理框图,内容比较枯燥乏味,难懂不易理解,学生易产生抵触厌学情绪。 (3) 测量仪器分类较多,但实验教学课时有限。 随着电子产品新材料、新工艺、新制造技术的不断更新发展,大量新的一代电子元器件诞生,电子测量仪器功能越来越丰富,技术指标和性能也不断提高,用于特定的测量对象和测量条件的电子测量仪器也越来越多,同时也促使电子测量技术和电子测量仪器产生了新概念和新发展趋势,测量仪器分类越来越多。 2. 项目教学法和微课的实验教学实践 在理论基础欠缺的情况下实施项目教学法,完全由学生独立设计与实施显然是不合适的,可先在老师的指导下,通过针对实验教学中某个实验任务,由学生和老师共同制作实验室微课,加快学生得到新知识和新技能的储备过程,然后实施项目教学法,加深学生对理论知识点理解,提高实际操作能力,最后让学生以自己的视角设计实验并制作微课视频,通过PDCA循环进一步的改善实验教学效果。 (1)项目选择 由于《电子测量与仪器》这门课程与工程实践应用密不可分,因此老师在实验授课时通过播放与实验相关的微视频来缩短理论知识讲解时间,如某型号信号发生器的演示视频,基于虚拟仪器的电压测量系统等等,经实践证明,通过微视频的播放,能极大的提高学生的学习兴趣,吸引学生的注意力,加快了学生的理论知识的理解和储备。 (2)项目设计 项目设计的目的为了让学生更好的掌握理论知识点,以工程实践需求对实验教学内容进行设定,项目的具体任务要让学生结合自身的知识素养和能力而定;项目设计时,不一定要涵盖所有实验知识点,但重点知识必须涵盖;根据实验项目总体要求,把实验教学内容隐含在具体的项目,让学生在执行的过程中自己提出问题,提高综合解决实践问题的能力。 (3)项目实施 首先老师可结合该项目才工程实践中的应用,讲解项目的目的和要求,让学生对整个项目有个总体的了解,其次,老师应确定好项目的分组情况,由项目小组成员共同推荐项目负责人和各个成员的职责。 (4)目评价 项目的评价可分为三个阶段:自评、互评和综合评价。自评是在项目负责人的主持下,项目小组成员通过反思在项目实施过程中遇到什么样的问题,怎样解决的,解决效果怎样,最终实验成果是否符合要求等方面,明确项目的得与失,并探讨失败的原因和改进的措施。互评是在老师的主持下,各个项目小组负责人展示自己实验项目的成果,然后通过公开答辩,且其他小组成员均可以对该项目提出问题,以评价促进学习,大家共同提高。综合评价是老师总结各个项目小组完成情况,给出的完成类似项目应该具备的理论知识和技能要求,且老师应注重学生动手能力和实践中分析问题、解决问题能力的考核,对在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励,全面综合评价学生能力。 3. 总结 微课作为一种新出现的教学方式,很适合在《电子测量与仪器》实验教学中开展,结合项目教学法,可构成PDCA循环圈,且在整个循环圈中,学生都是直接的参与者,不仅培养了学生的思考、分析、解决和创新等综合能力,更可让学生明白团队的能量。通过实践证明,项目教学法和微课相结合的方法,必将极大的推动《电子测量与仪器》的教学效果,同时,也更加的切合专业技术培养方向,为学生以后就业、创业和发展创造了条件。 电子测量论文:我国电子测量技术的发展 [摘 要]随着世界经济的发展,计算机技术和通信技术也在不断的发展着,电子测量仪器的准确性和速度以及检测的功能都在迅速提高,对这些方面的要求也在不断提高,电子测量仪作为测量的重要仪器,他的准确度也在一定程度上反映了国家科学技术的水平,所以,我们应当顺应时代的发展,了解电子测量技术的发展、技术指标、结构特点等等全方面了解电子测量技术,对现有电子测量技术通过运用先进的技术,对电子测量技术不断创新发展,做出更大贡献。 [关键词]电子测量技术 发展 现在世界的发展主要依赖于科技的发展,要想在现在世界中立足,必须发展自身的科学技术,满足现代社会工业化和现代化的发展要求。但是,随着社会发展的日新月异,社会生产以及创新的日益发展,对电子测量仪器的发展不能满足现代社会的需求的现状是对电子测量技术的一个重大考验,电子测量仪器需求不断的更新换代,并将软件技术、虚拟技术和无线通信技术等新技术应用到电子测量技术中,使电子技术在智能化、精确化、简约化和多功能化等多方面得到提高,同时,这也是未来电子测量技术的发展方向和发展趋势。同时,应该注重对这些方面的创新,如果出现了现在的技术条件不能满足电子测量仪器的要求的情况,通过这些时间也可以为后续改良电子测量设备的做出积累,我们要结合现代社会对电测测量仪器的需求和专业的电子测量技术的知识,对未来电子设备的发展做出贡献。 1.电子测量仪现状 1.1 多功能化 现有电子测量仪器应当和以往的传统电子测量仪器不同,原有测量仪器仅仅只是依靠硬件设备发挥检测的功能作用,这一测量方法限制了测量设备的用途,现在已经发展成为了对一些有特殊要求的测量任务,现在通过对测量仪器的改进,让一台电子测量仪同时可以完成几种任务,不仅仅是针对单一的任务,大幅度的提高了电子测量仪的使用率,实现了电子测量仪的多功能化。通过对任务的整合转换,使电子测量仪能够同时实现热能、光能、电能等多种能量之间的转换,使电子测量仪对多种数据进行测量,从而使电子测量仪具有多功能化的特点。 1.2 模板化 模板化,指的是设计技术采用功能模板化。通过对测量仪器的模板化进行调整,对测量仪器起到及时配置的要求。在对测量仪器的性能上实现模板化的调整,将模板化技术运用在电子测量仪器中,⒋蠓度的缩短创建一个新模板、新系统的时间,减少了新建的测量步骤等等。在电子测量仪器的更新上,我们也可以运用到模板化设计理念和模板化技术,能够辅助测量仪器的更新,使测量数据更加精确,保证了在测量中数据的准确性,所以模板化理念和模板化技术将是电子测量仪器未来发展中一个具有较好发展势头的一个新兴技术、 1.3 多技术综合化 电子测量仪器技术的发展理念是智能化控制,通过相互结合多项技术,对设计理念、生产工艺和发展模式等多项技术进行改进,使电子测量技术更进一步。可以将技术应用在电子测量技术中,例如在电磁检测仪器中,通过对无线通信技术、超导体传输技术、微电子设计和纳米技术的结合,使测量仪器成为具有现代化技术的创新性技术。除此之外,还可以把大数据计算和传统的电子器件测量仪器相互融合,测试人员能够在最短的时间内得到电路的测量转换数据,加快工作效率、减少数据获取的时间,在最短的时间内对电路做出调整。 2.未来电子测量技术的发展 2.1 软件技术 软件技术指的是将微管理芯片技术这一软件技术应用在电子测量设备中,这种方法受到了大家的好评。从上世纪80年代起,软件技术就已经开始被专业的一起技术研究者使用。随着科学技术的迅速发展,在20世纪90年代时,DP结合软件技术组合成的虚拟电子设备新兴软件技术出现,软件技术在电子测量仪器中的运用一直持续到现在任然被认为是一个可以长足发展的技术,有越来越多的软件技术被应用到电子测量设备的设计中,例如RC-42、CIB、USB等许多的新型电子技术都被运用到测量仪器中,这样的设计为设备的测量功能提供了标准的结构器件,例如将计算机软件技术应用到仪器中,我们就能通过对计算机的windows页面进行操作取得测量结果,有计算机的操作系统和统计系统对测量数据进行收集、排列、整理、计算和统计,然后将数据但应到显示页面,增强了仪器的说一句管理的性能,所以,软件技术是新一代电子测量仪器中是一个很大的进步,我们在未来的发展中应该更多的应用该技术,使电子测量技术做出进步。 2.2 虚拟测量 虚拟测量是属于一种数据精确度较高的测量技术手段,虚拟测量技术在电子测量技术中的应用将会带动电子测量技术的发展,但目前虚拟测量技术并没有得到较好应用,虚拟测量技术对测量仪器的要求较高,要作用虚拟测量技术,必须提高当前电子测量仪器的质量。虽然目前虚拟测量技术没有得到应有的重视和应用,但任然有技术专家对该技术进行测量应用,并且取得了一定的发展进步,为未来虚拟测量技术的发展打下了坚实的基础。在对电子测量设备的研发中,在各类传感器、元件和技术中的研发条件下,研发出了各种适用于不同类型的专业、迅速、智能化的专业仪器。虚拟测量技术是未来电子测量仪器发展的重要特点,我们应该对此加以研究,获得更准确地数据。 2.3 无线通信 无线通信技术指的是将无线信号传输到与各个地区相互联系的互联网进行综合应用的新型移动网络技术,是属于未来通信设计中一种重要的手段。现在的无线通信技术应用广泛,例如WiFi,WiFi技术是一种盛行于全世界的无线网络技术,WiFi技术是由世界以太网络兼并组织命名的一种专业的网络术语。WiFi技术也是一种短距离的无线信号运输技术,指在几百米的范围类电子设备可以通过与互联网相互连接获取无线信号。WiFi技术仅仅只是无线通信传输技术中的一种技术,除此之外,还有许多的远程无线网络技术也可以在电子测量设备设计中被推广。例如,现在光纤远程信号传输技术属于比较新型的网络技术,能够在较远的距离之间进行信号传输,也能成为一种远程监控的无线网络技术。所以,我先通信技术也是我国未来电子测量仪器中一种比较特殊的应用,将成为新一代电子测量设备的技术特点。 3.结语 在科技飞速发展的今天,电子测量仪器也在不断的发展。在21世纪中,我们对于电子测量仪器的需求量越来越大,电子测量仪器的市场需求也在不断增加,在市场竞争激烈的现在,对电子测量设备的设计技术奥球也越来越严格。要具有兼容性、精确性高和稳定性强的电子测量设备才能满足现代工艺、生茶和生活的要求,我国目前的电子测量设备具有了一定的先进技术,为我国的电子测量设备市场输出了许多先进的设备,但是任然存在着巨大不足,尤其是现在技术不能满足高速变化的技术和要求,在电子科技技术水平这一方面任然还存在着许多的不足,有着较大的进步空间,所以,我们在对电子测量设备进行设计时,必须和想在发展技术相结合,明确我国电子测量技术的特点,结合创新研制出世界领先的电子测量设备。 电子测量论文:电子测量误差分析研究 摘 要:如今人们的生活中,电子测量仪器的应用已经十分的普遍,但是在实际的测量中很容易受到其他外界因素的影响,就使得测量的结果存在误差,难以进行我们之后的数据需求。在文章的讨论中,主要就电子仪器测量中存在的误差问题进行分析,从电子测量误差的概念进行出发,分析了造成电子测量误差的原因,并且针对这些原因,提出了一定的建议,希望能够在之后的测量中减少误差,提高我们测量的精准度,更好的应用于生活中。 关键词:电子仪器;测量;误差分析 前言 现在生活中的技术已经渗透到我们生活的方方面面,可以说其中的电子测量是无所不在的,在我们的生活中处处都有着应用,给我们的生活带来了极大的便利。例如我们经常使用的电子秤,测量中使用的电压表、电流表等,都涉及到电子技术的应用。但是在电子的测量中,由于它们的灵敏性,往往不规范的操作或其他原因的影响就会造成实际测的数据具有偏差,给我们接下来的数据应用造成严重的影响。所以在接下来的分析中,主要就电子仪器测量中的误差问题进行分析,保证能够对测量中的误差降到最低,从而更加准确的反映出我们所测量数据的准确性。 1 电子误差存在的类型 电子仪器测量中根据造成误差的原因不同,大概将这些误差进行了简单的分类,在之后的降低误差中能够有着更好的针对性。由于电子测量中所应用的计算数据思路存在着一定的偏差,难以对数据准确的进行计算,这属于系统误差;接下来就是在实际的测量中,由于操作过程中,每次的实际操作不能够完全一致,这就使得在所得到的数据上有着一定的不同,这类误差一般为随机误差,可通过多次测量,减少其误差;同时由于在实际的操作中,由于操作人员的操作流程不够规范,并且可能在读数中有着人为因素的影响,造成了测量的结果与实际值有着较大的偏差,这种误差被称为疏忽误差。在这几种误差中,有的可以通过人为的进行多次操作或者规范操作将误差降到最低,增强电子测量的数据的准确性。 2 电子误差产生的原因分析 2.1 测量设备的误差 测量的设备存在`差主要是所使用的测量仪器的附加件引起的误差,一般是由于仪器的读表精确度较低、仪器表的固定不够严谨或者仪表的零点存在问题、刻度不准等等问题。同时仪器所使用的电压不同、电流不稳定等情况都会给电子仪器的测量结果带来影响,造成所测得的结果不够精准的情况。这些由于电子仪器所存在的问题造成测量结果的误差是较少的,但是在实际的应用中,由于它在不同环境下的存放问题,也会产生一定的误差影响,不过这种误差可以通过对仪器的校准的方式对其进行降低,保证能够更好的为数值的测量提供依据。 2.2 人为使用的误差 人为误差主要是相关的测量工作人员在实际的测量操作中造成的影响,一般是由于测量人员的分辨力、视觉疲劳或不良习惯等造成的,同时不否认部分测量人员缺乏责任心使得测量的结果存在问题,同时不好的操作习惯和对于刻度读错也是其中重要的问题之一。并且对于仪器的应用操作中所使用的规范程度也会给测量的结果造成巨大的影响,或者说在测量中没有按照操作规范进行预热、调节和校准等工作,都会给接下来的测量造成误差。同时在不同的人员进行测量中,不同人员之间的差异也会造成读数的误差,使得测量的结果出现不同,造成数据的不准确,给接下来的数据的使用带来困扰。 2.3 外界环境影响的误差 对于不同仪器所使用的环境也是不一样的,在实际的测量操作中外界环境的影响也是巨大的。外界环境中的温度、湿度、电磁场和外界振动的影响对于仪器的测量要求条件的不一致性也会引起对于测量结果的误差。同时在校准的过程中,对于所需要的外界环境的达不到规范的要求,就使得仪器在首先的校准中就造成了误差,这样的结果对于仪器测量结果的影响是显而易见的。所以在实际的电子仪器的测量中,外界环境的因素对其影响是不容忽视的,这就需要引起我们密切关注。 3 减小误差的主要方法 3.1 对设备误差进行减少 不同的仪器设备有着不一样的测量精度,在这样的测量中能够保证测量的数据的准确性,并且在每次的测量中,都需要对仪器进行校准,保证仪器的准确性。同时对于一定时间内不使用的仪器,需要对其进行定期的检测,减少仪器本身的问题所带来的误差,这样才能够在一定程度上提高测量的准确度。因此在对仪器的问题提高测量的准确度的时候,需要尽量将被测量出现在接近仪器表满刻度的区域内,这样便在一定程度上增强了读数的准确性。同时在使用之前对于仪器的校正更是十分必要的,要求能够将仪器的刻度、指针等问题进行准确的校正,同时需要保证仪器的附近没有磁场等严重干扰物的存在。对于仪器所存放的环境也需要进行一定程度上的保证,这样也不会对仪器造成损坏,在之后的使用中出现误差等问题。 3.2 规范人们的操作方法 对于仪器的使用,都是会经过人工的测量,在人工进行测量中,相关测量工作人员的操作方式对于测量的结果也是有着较大的影响的。对于人为因素所产生的误差,大多是由于人们在实际操作中没有按照规范的操作流程进行测量,这样便不能够有效的保证测量数据的准确性。需要注意的是,纵使有些电子仪器设备在实际测量中严格按照操作的规范进行测量,对于仪器的不同,也会存在着一定的误差,这也是需要人为进行注意到的。并且在对数据进行读数的过程中,需要提高工作人员的责任能力,准确的对这些数据进行记录,保证为接下来的数据处理提供更好的数据。同样为减少误差的出现,我们在进行读取数据和记录中,可以通过多次进行记录或者采用多人对同一数据进行记录,最后求得其平均值,增强数据的准确性。 3.3 降低环境对设备的影响 对于电子设备对数据的测量中,外界环境的影响虽然比较难以注意到,但是经过实际的评定,电子仪器外界环境对测量数据的影响也是十分巨大的。首先对于电子仪器的调节,需要保证外界环境符合电子仪器校准的要求,这样才能够更好的保证仪器在接下来的使用中测量的更加准确。同时环境中湿度、温度、电磁场和热源的影响对于仪器的考验也是比较大的,在外界环境多变中进行存放测量的设备,肯定会对设备造成一定程度上的损坏,在之后的测量应用中,不能够准确的进行测量的工作。并且在电子仪器进行实际测量中,需要特别注意周围电磁场的影响,因为电磁场的存在会严重影响到小磁针的指示,这样纵使操作再规范,也难以保证读出精确的数据。所以在电子仪器的测量中,需要特别注意外界环境的影响,增强测量的准确性。 4 结束语 在如今的生活中,电子仪器应用的十分普遍,但是对于影响其测量精准度的影响因素也是很多的,同时由于测量的方式,不管通过怎样的测量方式,多么先进的测量设备,测量结果存在误差是难以避免的,但是在实际的测量中,我们可以通过对出现误差的原因进行分析,在一定程度上降低误差,使得测量的结果更加的接近准确值,在最大程度上反映出测量的本质属性,以满足人们的需要。同时对于影响电子仪器测量的分析,这样便能够对我们之后的测量方式进行调整,采取一定的措施减少误差的影响,避免不必要的误差产生,提供测量的精准性,提供可靠的数据来源,方便人们的研究工作。 电子测量论文:数字信号处理技术在电子测量仪器领域上的应用 摘 要:数字信号处理技术在电子仪器测量中是非常重要的,人类社会的发展是离不开测量的,电子仪器在使用的过程中主要的作用就是要进行相应的测量,因此,将数字信号处理技术应用到电子测量仪器领域就变得越来越重要。本文就是对数字信号处理技术在电子测量仪器领域上的应用进行分析,为相关的研究提供借鉴。 关键词:数字信号处理技术;电子测量仪器;应用 数字信号处理技术就是指利用计算机或者是其他的信息设备来对相应的信号进行分析和处理,从而得到有用的信息的过程的一门技术。数字信号处理技术可以将同一类型的信号转变为数字信号,这样计算机就可以进行相应的处理。目前,人们对数字信号处理技术在电子测量仪器领域上的应用进行了大量研究,数字信号处理技术对于电子仪器的测量有着非常重要的意义,必须要重视数字信号处理技术。 一、数字信号处理技术的重要性 (一)测量的作用 测量也可以使得生产活动的行为更加规范,在机械零件制造的过程中,已经生产完成的机械零件必须要进行相应的检查,判断这些零件是否符合相应的标准,而且通过测量也可以了解相应零件的各个环节是否符合零件的使用要求,工作人员对于零件的参数进行充分的了解,才能够在生产制造的过程中落实到每一个生产环节。 (二)数字信号处理的意义 测量技术在不断地发展,目前测量工作使用的都是电子测量仪器,电子测量仪器的应用使测量结果更加精确,也提高了测量的效率,但是电子测量仪器的测量结果都是利用电信号的形式来进行表示的,这样测量人员就很难对测量结果进行相应的分析,但是数字信号处理技术可以将电信号进行转化,转变为数字信号,这样工作人员就可以利用数字信号处理技术来对相应的数字信号进行分析,保证了后续工作的稳定运行。在电子测量仪器测量的过程中,如果使用的是直流电压,那么就要进行数模转换,如果使用的是交流电压,那么就要先进行交流电压和直流电压的转换,之后再进行数模转换。这样就可以使得测量的结果更加准确。通过相应的实验可以发现数字信号在利用的过程中可以对整个电子测量仪器的测量过程进行简化,这样复杂的问题简单化,就使得工作人员的工作效率提升,减少了各种因素对于测量结果的不利影响。 二、数字信号处理技术在电子测量仪器领域的应用 (一)在发生器上的应用 发生器就是信号源,这是一种十分重要的电子测量设备,发生器使用的是频率合成技术,但是无论是直接的数字频率合成技术还是间接的锁相式频率合成技术,都必须要利用低通波滤器来完成相应的测量工作,数字信号处理技术的主要内容就是进行滤波,而合成信号源能够克服晶振仅仅能够提供特定频率的相应缺陷,提高了信号输出频率的准确性和稳定性,还能够使得输出信号频率达到与基准频率相同的高度,在这样的情况下,数字信号处理技术就能够提高发生器的功能,使得信号源变得更加稳定。 (二)在电业测量中的应用 电子测量的过程中,电业测量是非常常见的,也是最为基本的测量方式。电业测量的机理就是将测量的电压转变为直流电压之后再进行相应的测量。目前电业测量已经被数字化,数字信号处理的过程中涉及两个核心的问题:一个是交流电压和直流电压转换之后再进行A/D转换,另一个就是在得到了直流电压的时候直接进行A/D转换。但是无论是哪一种转换,A/D转换所包括的量化和取样都是数字信号处理技术中非常基础的环节。在实际的应用中,将这两者应用在了电压表上,这样电压表的测量准确性就得到了一定程度的提升,测量的范围、抗干扰能力和分辨能力都得到了提高。 (三)在示波器中的应用 示波器是一种利用波形硐允静饬拷峁的一种电子测量仪器,被测量的信号必须要将电子束打在相应的荧光物质上,这样屏幕上就会显示出相应的图像,工作人员就可以对所显示的图像进行分析和解读。如果使用的是常规的电量,那么示波器均能够进行相应的显示,例如频率、峰值、电流和电压。但是如果遇到了特殊的电量,就要通过一定的调整才能够利用示波器进行测量,例如调幅度和相位差等。示波器是一种常见的电子测量仪器,但是示波器在使用的过程中必须要符合相应的规范,如果违背了相应的操作要求,就会导致测量结果出现偏差。在正常的情况下,示波器设备所显示出来的图形能够准确地描述出被测量的信号,以下就是对数字信号处理技术在电示波器中的应用进行分析: 如果将示波器设备当作是信息系统,那么就可以得到相应的关系式:s0(t)=s(t)*h(t)。 其中,s(t)是我们需要测量与观察的相应信号,s0(t)是在示波器上所显示出的相应的波形,*是一种卷积运算的符号,h(t)是指已经输入的信号源。因此为了保证测量人员所观察的信号和示波器上所显示出来的信号的契合度较强,那么就要保证示波器的输入激响能够满足迪拉克函数的要求。这一函数为h(t)=δ(t)。 只有这一函数成立的时候,s0(t)与s(t)才能够相等,按照斯彭斯的信号理论可以得知,如果上述的说法要想成立,那么就示波器的宽带就要无限大,但是在实际的应用中,这一条件是无法达到的。而且示波器在使用的过程中,还会受到相应的3db带宽的影响。进行估算的时候,使用的是方根原则,而且被测量的信号就是高斯信号,而且高斯信号也是方根原则能否成立的关键,在实际的应用中,高斯信号极少,这样就导致了高斯信号与示波器之间会出现较大的误差。要想减少这一误差就要利用数字信号处理中的反卷积技术,相应的关系式如下:s(t)=s0(t)(l/*)h(t)。 在这一公式中,l/*就是指反卷积计算,在这对关系式中可以将误差缩小,这一计算公式在过去仅仅是在理论推力中得到广泛的应用,而在实际的应用中很少被应用。但是在科技不断发展的今天,通过数字信号技术就可以将这一理论应用到具体的项目测量中,使得电子测量仪器的应用范围更加广泛。 假设使用一个标准信号,将其输入到相应的示波器中,并且将这一输出信号设定为s(k),在这样的情况下,就能够准确地计算出示波器对于信号的离散型算式h(k),在对这一离散型算式进行存储的过程中,需要加存一个信号重构的反卷积算法,在这样的情况下,就可以得到以下的结论:无论示波器达到了什么样的标准,信号是否存在着失真的现象,都能够根据现有的信号进行重构,从而得出我们想要得到的信号。这样,进行电量信号的观测便无须再受到示波器的限制。 结论 人类社会发展的过程中永远离不开测量工作,其是社会生产实践活动的重要基础,而电子测量技术与电子测量仪器则是当前测量工作所使用的高级手段,为实现测量工作的精确化提供了重要保障。通过上文我们可以看出,数字信号处理对于提高电子测量效果以及电子测量仪器的使用有着非常重要的作用,甚至能够让电子仪器测量的性能提高至原效果的数倍以上。虽然当前该种方式仍然存在着一定的问题,但这也为我们的研究提出了更加丰富的思路,让我们可以进一步在科学的高峰上继续攀登。 电子测量论文:虚拟电子测量仪器技术 摘 要 近年来出现的虚拟仪器突破了传统仪器的束缚,是仪器发展史上的一次革命。虚拟仪器技术是以计算机为核心的测试测量仪器组建技术,由计算机操纵,利用高性能的软硬件平台及模块化硬件板卡,结合高效灵活的应用软件,完成各种测量、测试任务。 【关键词】虚拟仪器 测量 LabVIEW 1 虚拟仪器概述 虚拟仪器(Virtual Instrumentation)是一种计算机控制的仪器系统,以通用化计算机作为核心的硬件平台,由使用者自己设计定义,具有计算机操作界面,测试功能由软件来实现。它通过应用程序,将通用化计算机与功能化硬件相结合,这样使用者可以通过友好图形界面,自己操作计算机,完成对被检测量的采集、判断、分析、显示、存储数据等功能。 1.1 虚拟仪器与传统仪器的比较 虚拟仪器是以计算机为基础的软硬件测试平台,它可代替传统测量仪器并自由构建专有仪器系统。传统的测量仪器受到硬件的限制不能发挥很大的互联。而虚拟仪器将仪器硬件搭载到计算机平台,再加上应用软件,将计算机硬件资源与仪器硬件有机的融合,大大缩小硬件成本和体积,通过软件实现对数据的显示、存储及分析处理。 1.2 虚拟仪器系统的构成 虚拟仪器系统由硬件和软件构成,硬件是基础,软件是核心。基本硬件是计算机和信号采集调理部件。计算机自身包括微处理器、储存器、显示器等部件;信号采集调理部件为GPIB仪器控制模块,VXI/PXI,仪器模块/总线标准模块以及数据采集卡。软件构成主要有开发平台软件和用户应用软件。目前使用最多的计算机语言是美国国家仪器公司(national instruments,NI)的LabVIEW。LabVIEW全称laboratory virtual instrument engineering workbench(验室虚拟仪器集成环境),是功能强大灵活的仪器和分析软件应用开发工具,图形化,用图标来代替文本行,创建应用程序。 LabVIEW具有以下主要特点:图形化的仪器编程环境;高效内置的程序编译器;灵活的程序调试手段;数据采集与仪器通信应用的支持;数据处理和分析函数库;支持多种系统平台;开放式的开发平台等。LabVIEW程序包括三个部分:前面板、框图程序、图标和接线端口。前面板模拟真实仪器前面板;框图程序利用图形语言控制前面板上的对象;图标和接线端口把LABVIEW程序定义成子程序,实现模块化编程。 2 虚拟电子测量仪器概述 2.1 传统仪器测量系统概述 传统电子测量仪器,如信号发生器、逻辑分析仪、示波器、频谱分析仪等,都是硬件化的技术方案,因其结构上的先天局限性,决定了相互之间没有令人满意的互联与通信机制,不能实现充分的信息与资源共享,所以在不改变设计思路的情况下,难以组建成综合测试系统或电子测量平台,也就不能完成对被测系统的综合分析、评估,进而得出准确判断。 2.2 虚拟电子测量仪器集成系统设计概述 虚拟仪器技术是以计算机为核心的测试测量仪器组建技术,由计算机操纵,利用高性能的软硬件平台及模块化硬件板卡,结合高效灵活的应用软件,完成各种测量、测试任务;除信号的输入输出外,测量、控制、分析、变换、显示等功能均由软件来实现。 2.3 虚拟仪器与传统仪器测量系统比较的优点 虚拟仪器技术的优势是,使用者可以自定义专用仪器系统,功能灵活容易构建,应用面广。它符合“硬件软件化”发展趋势,被称作“软件仪器”。它的功能齐全且多样化,价格合理,因此具有很强的竞争力,在仪器计量领域有很大的发展空间。它主要有以下特点:软件是虚拟仪器的核心;性价比高;缩小仪器厂商与使用者之间的距离;扩展性强,开发维护费用低,可配置性强;有良好的人机交互界面;信息量大,测试过程完全自动化,数据可编辑、打印、存储,有完整的时间记录和测试说明;通过软、硬件的升级,可便捷地提升测试系统的水平和能力;信号电缆少,故障率低,有操作保护;系统开放、灵活,功能可更改,技术更新快;可以和其他设备互联;软、硬件都具有模块化、开放性、可重复使用及互换性等特点。 3 虚拟电子测量仪器设计原理 虚拟电子测量仪器的软件应用程序,由LabVIEW编程环境开发,动态链接库通过CLF节点调用,达到与USB控制器的互联通信。LabVIEW程序编写分为前面板和后面板,前面板有登陆界面和各个虚拟仪器界面。后面板是编程程序框图,对前面板的各个模块进行编程,再把它们整合在一起,组成一个大的、整体的程序框图。 程序设计中,使用软件模板提供的旋钮、按钮、开关、数字显示、图表、图形等控件,在前面板设置输入输出对象,按照使用者的实际需求,设计图形化交互界面。框图程序设计是图形化程序的源代码,与前面板一一对应,使用软件提供的结构控制、数值运算、字符串运算、数组运算、布尔运算、信号分析、波形处理、文件输入输出、仪器控制等控件,按照使用者的需求,控制和分配前面板的输入输出。程序中的数据信号根据程序逻辑关系,沿数据线流动,满足“数据流驱动”。 在虚拟电子测量仪器中,硬件部分由USB控制卡,信号发生卡和信号采集卡组成。12V电源供电,通过USB2.0连接到计算机,与软件连接相通。 作者单位 榆林职业技术学院神木校区 陕西省榆林市 719300 电子测量论文:与时俱进优化电子测量实验教学 【摘要】电子测量是获取信息的重要手段,是一切科学的依据,本文从电子测量的发展趋势和当今高校电子测量实验教学的现状出发,依据多年教学经验,对如何优化电子测量实验教学进行了探讨. 【关键词】电子测量 虚拟仪器 互动 开放 杰出科学家门捷列夫曾说“没有测量,就没有科学”。电子信息科学是现代科学技术的象征,它的三大支柱是:信息获取(测试/测量技术)、信息的传输技术(通信技术)、信息的处理技术(计算机技术),三者中信息的获取是首要的,因为测量是获取信息的重要手段,因此,国内外许多高校的许多工科专业,尤其是电子信息类专业,都把“电子测量”作为一门十分重要的技术基础课程。 电子测量是现代科学获取信息的重要手段,是从事现代电子科学研究的必备基础,也是培养学生实践动手能力的重要标志性课程。其特点是综合性强、实践性突出、应用面广泛、更新迅速。 电子测量包括测量仪器和测量理论两部分。当前电子测量仪器已经经历了由模拟仪器发展到数字仪器,又由数字仪器发展到智能仪器阶段;现在电子测量仪器的发展,主要呈现以下几个趋势: 1)量限扩大化趋势 2)集成化、模块化趋势 便携式仪器越来越多,使用者要求集成化、微型化,例如简单的数字温度计、湿度计等,成本低,可靠性高;仪器模块化,可以方便安装选件,可以方便升级,可以方便故障诊断和维修。 3)智能化趋势 具有很强的自校准、自诊断、自补偿功能;很强的存储、计算、报表输出功能;很好的用户界面,使用户很方便使用。 4)数字化趋势 无论高档还是低档仪器,数字化越来越普及。随着微电子技术的发展,数字电路的成本越来越低;随着各类仪器装上了CPU,实现了数字化后,软件上投入了巨大的人力、财力。今后的仪器归纳成一个简单的公式:“仪器=AD/DA+CPU+软件”,AD芯片将模拟信号变成数字信号,再经过软件处理变换后用DA输出。 5)虚拟化趋势 虚拟仪器的构成:计算机+软件+硬件(用于解决信号的输入输出) 虚拟仪器的特点:性价比高,传统仪器贵,虚拟仪器便宜。传统仪器功能固定,虚拟仪器改变软件即改变了仪器,可根据使用的需求随心所欲地组成仪器。 6)网络化趋势 通过局域网或INTERNET来控制和使用电子仪器,使工程师远在千里之外仍能遥控仪器和获取结果。 7)跨专业多功能化趋势 一台仪器,可测量多种参数,具有多种用途,而且这些参数是跨越传统上我们认为是不同的计量专业的。好处是节约投资,节省空间,携带使用方便。 而测量理论也由经典测量理论发展到经典测量理论与现代测量方法相结合、传统的测量技术与最新的信息科学技术相结合的新时期下的新的测量理论:如误差理论与测试信息论的结合、测试与控制工程结合的测控技术、测试与计算机技术结合的自动测试系统技术、测试与软件和信息处理相结合的虚拟仪器、测试与通信和计算机网络结合的网络化测试技术等。同时,与其他相关课程内容(如模拟数字电路、信号和系统、微机原理和接口技术、通信与控制等)的处理上,充分体现出了本课程与其他课程内容的有机联系和综合应用。 然而现状却是: 1、测量课程的理论内容相对独立。在好多电信学生的心目中,测量课程是独立的,实验更是由于本课程的特点即与其他课程内容的有机联系和综合应用,使得学生容易产生误觉,好象在重复其它课程的实验,无太大新意,而变得好象索然无味,使得本课程成为了一门抽象难懂、深不可测、高不可攀、望而却步的“难学难用”课程了。而使得学生对此门课程兴趣不大或兴趣全无。其实不然,测试一直贯穿于学生的整个大学阶段。刚入校时所学的高数是测试技术的理论依据;计算机是现代测试的重要工具;电路、低频电路、高频电路就是讲解的测试电路;信号与系统、数字信号处理、信息论与编码讲解的就是测试原理。也就是说学生的知识不应是孤立的,而应有机的联系成一体。 2、学时数日渐减少,与其在电信专业里的重要性不相符合。一般高校的测试技术在非电信专业大概就是30―40学时之间,在电信专业为30―60学时之间(还包括实践教学),实验学时就更少的可怜了,对于学生的理论知识的掌握和实践上的应用及创新思维和能力的培养远远不够。 3、随着高校教学改革的深入,虽然每个院校都购入了一些测量仪器,但跟扩招的学生数相比,却还是不够,当然这也与每个学校办学经费紧张有关,但毕竟对于提高学生动手能力和将隐性知识变为显性知识颇为不利。 4、实验孤立,与实际应用之间的联系好象不大。现有的测试技术的实验不外乎是一些测试仪器的使用,非常片面。其实测试技术应该贯穿于整个电信专业的实践当中。在电路实践中反应的是实验仪器的使用;在低频电路、高频电路的实践中反应的是实验电路;在信号、电子测量、传感器中反应的是实验原理;在大学生课外科技活动、电子设计大赛、数学建模、毕业设计中反应的是其综合应用。即其实验的体系结构应以实验仪器为基础、以测量方法为线索、以误差分析来提升、以实际应用为归宿。 故而要优化电子测量的实验教学,必须从现有的这些问题入手,提出相应的改革与整合方法,提高学生的学习兴趣,培养学生的综合能力。可以从以下几个方面入手: 1、研究电子测量实验可与其他课程实验的整合。 测量在电信工程专业中起着举足轻重的作用,并一直贯穿始终。无论是从高数、计算机基础到电路、低、高频电路,再到信号与系统、数字信号处理、信息论与编码;从微机原理、单片机到EDA、MATLAB、DSP、ARM,无不与测试技术相关。高数是测试技术的理论依据;测量电路与系统由各种电路、传感器和计算机构成;测量仪器的使用和测量电路的设计与调试过程中可利用一些计算机语言进行辅助设计和仿真。测量技术的讲解可以站在信号的高度上讲解,使得学生起点更高,更能充满信心的找到自己未来的人生目标。故而可将学生四年的实验课统一安排,统筹规划;先从实验仪器的基本使用,到应用实验仪器测量基本电路及其电参数,再到实验仪器的熟练使用、扩展使用;最后到自行选用实验仪器,计算参数,构成测量电路,设定实验步骤,完成各种任务。这样即可合理安排学时,避开学时压缩对课程带来的不利影响;又可避免重复劳动所带来的厌倦心理;还方便开设一些综合性课题。 2、提高学生的学习兴趣。 我总认为:“兴趣是学生最好的老师”,在多年教学中发现,如若学生对某一课程兴趣盎然,则其学起知识来必然事半功倍,在学习中能够化繁为简,化难为易,记忆力增强,跳跃性思维活跃,即其学习的主动性、独立性、积极性、批判性、创造性大大增强。 (1)模块化、多层次教学方法:多年来,我们在如何更好的实现学生能力培养方面进行了一些有益探索,我们认为,学生能力培养需 电子测量论文:电子测量与智能仪器课程教学与实验改革探索 [摘 要]针对目前电子测量与智能仪器课程在教学与实验过程中所存在的不足,课题组依托河南理工大学国家级实验示范中心和省级重点开放实验室平台,分别从教学方法、教学手段、实验实践以及考核方式等多方面对其进行了深度改革的探索和实践。对该课程进行的“自主、探究与合作”模式下的教学与实验改革,在培养学生自主学习,提高学生综合能力方面取得了很大成效,为工科课程教学改革提供了很好的借鉴。 [关键词]教学方法;教学手段;实验;改革 电子测量与智能仪器是高等院校电子信息工程专业和电子信息科学技术类学科的重要专业课。该课程具有很强的实践性、技术性和综合性,是一门理论性和实践性相结合的综合课程。课程与工程实际结合紧密,在专业课程体系中占有重要地位,它对培养学生的创新思维能力和实际动手能力具有重要的作用。但是由于受传统教学模式的影响,该课程存在着教与学严重脱节的现象。学生对这门课学习的积极性不高、兴趣不浓,听课不能够集中精力,使该课程的课堂教学效果不够理想。另外,该课程让学生学习的内容、方式也存在问题,目前主要还是以做作业习题为主,即使增加了该课程的课程设计环节,但基本上也是“纸上谈兵”,不能够与实际应用结合,效果也不够理想。 针对以上传统教学所存在的问题,根据课程特点,我们通过积极探索,大胆改革,以“自主、探究和合作”的模式通过实践探讨出一套科学、实用的“教、学、做”一体化的方案,分别从该课程的教学方法、教学手段、实验实践以及考核方式等多方面对其进行了深度改革的探索和实践,并取得了一定成效。这对提高该课程的教学质量,促进学生创新能力和实际工作能力的培养,提高在新形势下学生的竞争能力具有重要而积极的作用。 一、 注重课堂教学改革 (一)更新教学内容,改进教学方法 针对课程教学内容,首先,我们在教材选用上进行了大范围的筛选工作,最后选定了国家精品课程配套教材,古天祥等编著的《电子测量原理》。该教材主要是在学习测量原理的基础上侧重于讨论测量技术与方法、误差分析和实际应用,而且在涉及具体电子仪器时是基于仪器的基本原理及应用,而不是基于仪器的设计与制造,对于非测控专业的电子类专业学生来说十分适合。其次,在日常教学过程中,根据给定学时,我们对课堂授课内容进行了有效节选,在讲述课程各部分内容时,注重从原理、误差及应用三个方面进行阐述,以测量原理作为基础,通过测量误差分析来提升,以其实际应用为归宿展开课堂教学。最后改进传统的、较为死板的课堂讲述,在课堂教学中增加案例分析。例如在讲到电子计数器时,教师可以把往届学生的毕业设计作品先进行实物演示,在成功抓住学生兴趣的同时,进一步介绍它的基本组成和工作原理,并采用启发、引导等教学方法鼓励学生思考其实现方法和设计过程,这样将极大增强学生学习的积极性和主动性。课后再根据给出的实例给学生布置课后作业,要求学生从自己的视角对给出的毕业设计实例进行性能分析。学生自己成立讨论小组,采用比较、讨论等方式从设计方案、技术指标等方面得出作品的不足之处以及改进方法,以课程设计报告形式通过Sakai网络教学平台上交任课教师,教师通过网络与学生进行交流。这种教学方法不仅有助于活跃课堂氛围,也可以促进师生之间的互动和交流。 (二)教学手段多样化 电子测量与智能仪器课程具有较强的实践性,涉及很多仪器以及具体操作等知识,单一的课堂讲授会使学生感觉知识非常抽象。因此在教学环节中,我们根据课程实际情况,结合河南理工大学现有的教学设施,最大限度地进行了教学手段多样化改革,其主要表现为: 1.多媒体课件动起来 在传统的多媒体课件上,有效地加入声音、图片、动画、视频等多种元素,使多媒体课件动起来。根据课程的属性,将课程讲授中涉及的许多先进电子测量仪器通过彩色图片的形式展示给学生,不仅可以在最短的时间内提供最大的信息量,还能大大提高学生的学习兴趣;利用多媒体课件的动画效果,以动态的形式对电子计数器、示波器等典型仪器的结构、使用方法进行探讨、分析,将其组成工作原理生动、形象地展示出来,从听觉和视觉两方面刺激学生的感官,促进学生联想记忆,加深对知识的掌握;课件中通过嵌入仪器的实际应用操作视频进行课堂演示,使学生更快、更好地掌握电子测量仪器的使用方法。多元素嵌入的多媒体课件在课堂上有效地动起来,大大调动了学生的学习积极性,学生的日常出勤率和上课的专注度都大幅度提升了。 2.SAKAI网络平台用起来 随着计算机网络的发展,基于信息技术的教学工具已经成为教师与学生交流、互动的重要平台。本课程教学组充分利用河南理工大学网络平台――Sakai(赛课)网络教学平台,将多媒体课件、电子教案和阅读资料等资源整合后挂在网络课堂上,学生可以拥有更长的时间与更广阔的空间对其进行充分浏览、慢慢消化。该网络教学平台还具备布置作业、点名、练习与测验、讨论等功能,教师可以根据教学内容的需要实时在网络教学平台上进行信息,将课堂上所讲述的内容进行有效延伸、消化。比如之前提到的毕业设计实例分析,学生成立讨论小组完成讨论后,以电子作业的形式进行上传Sakai平台,教师可以实时进行跟踪,通过讨论的方式与学生进行沟通,及时解决学生提出的问题。这在很大程度上提高了教师的“教”和学生的“做”两方面的效率,也拉近了师生之间距离,大大提高了学生学习的积极性。 三、实验实践改革 作为“自主、探究和合作”模式下的“教、学、做”一体化教学改革中非常重要的一个环节,学生的“做”显得尤为重要。电子测量与智能仪器课程是理论与应用相结合的综合课程,学生在掌握基本原理和相关理论知识的基础上,还要学会使用各种仪器,搭建各种测试系统,学会对电子测量结果进行分析,因此该课程的实验教学也就显得特别重要了。本文展开的课程实验教学改革是在河南理工大学国家重点实验中心――电工电子实验中心和省级重点开放实验室的基础设施平台上进行的,学生可以随时进入实验室进行课程实验。实验内容除了常规的验证实验外,任课教师还给学生布置了大量的测量、测试实验,学生可以自由组队,进行测试系统设计,利用实验室实验模块完成测试系统搭建,并进行相关实验测试验证。学生自由组队完成的测试系统实验在经过教师的验收后可以充当常规实验。对于验收效果较好的实验,教师要给出优秀的实验成绩,以此调动学生参与的积极性。 四、考核方式的改革 考试是教学的一个重要环节,教学和课程方法的多样性带动了考试考核方法的多样性。考核方法上,摒弃了仅仅由平时成绩和最后试卷成绩共同决定最后成绩的传统方法,进而改成由平时成绩、考试成绩、实验成绩和课外活动成绩共同决定。 (一)平时成绩考核 平时成绩考核20%,由考勤、Sakai网络平台点名、作业以及讨论答辩成绩共同来决定。其中考勤和作业占平时成绩的50%,讨论答辩成绩占平时成绩的50%。第一部分是考勤和作业,这是指在教学过程中,根据课程教学进程要求学生完成的学习任务,要结合Sakai网络教学平台,依据学生完成作业的次数和质量按百分制进行评定。另外,考勤记录是学生平时成绩的依据之一,教师要将学生的出勤情况记录在“点名册”内,最后作为给出成绩的依据之一。第二部分是讨论答辩成绩,这项成绩通常是在小组学习的基础上,学生共同完成一个课题、一个论文或一个项目,通过Sakai网络教学平台讨论区进行讨论、网络答辩,最后由任课教师给出。 (二)期末卷面成绩 期末考试内容覆盖教学大纲要求的知识点,考题可以灵活多样,以闭卷为主,适当增加了理论设计题目的考核,使得试题能真正考查出学生的真实能力,以及全面系统地考核学生掌握课程知识的能力。该项成绩占总成绩的50%。 (三)实验成绩 实验成绩占30%,其中课程开出的常规实验成绩占实验总成绩的50%,自主实验成绩占实验总成绩的50%。大力提倡学生进行自主实验,调动学生参与的积极性,自主实验给出的成绩比例在这个环节得以体现。 (四)课外活动成绩 该课程考核方式改革力度最大之处体现在课外活动成绩的给定上。为了鼓励学生积极参与学校的第二课堂,我校在考核方式上进行了相当大的改革变动。任课教师可以根据学生参与程度以及所获得的相应成果,在总成绩上直接给定课程成绩。 同样,学生参与的各种电子设计大赛、测试系统开发项目,也可视为加分项目。如此一来,学生学习、参与的积极性空前高涨。 五、总结 本文对河南理工大学电子测量与智能仪器课程几年来的教学和实验改革进行了论述和分析。实践证明,“自主、探究和合作”模式下的“教、学、做”一体化课程教学改革取得了明显的教学效果。 电子测量论文:电子测量与仪器课程的教学方法探索及考核方法改革 摘要: 深化中国大学课程教学方法和考试考核方法的改革是保障大学教学质量、提高人才培养质量的重要方面。针对目前电子测量与仪器课程在教学中的不足之处,我们进行了教学方法和考试改革的探索和实践,同时通过考试环节的完善和创新,力图达到提高学生的分析能力和综合素质的目的。本文系统的阐述了电子测量与仪器课程教学方法的改革和考核方法的改革思路,并取得了一定的效果。 关键词: 电子测量;教学方法;考核改革 0引言 教学方法由于是决定教学效果的十分重要因素而被人们所重视,教学方法的改革也就理所当然地成了教学改革中的重要一环。课程考核评价系统,是教学过程中必不可少的重要环节,贯穿于教学的全过程,课程考核的结果不仅可以反映教与学的实际状况,对学生各阶段乃至整个学习阶段有一个明确的评价,更是衡量学校教学质量的重要依据。然而,目前的课程考核评价系统只是通过单纯的卷面成绩考核,并不能真正衡量学生的综合能力。下面以《电子测量与仪器》作为试点课程,在测控本科专业的教学过程中,详细阐述该门课程的具体教学方法和考核方式的改革。 1电子测量课程的特点 电子测量是测控专业的一门专业必修课程,内容包括:电子测量的基本原理和基本的测量方法,常用的电子测量仪器的基本组成和工作原理,仪器的操作和应用。要求通过该课程的教学培养学生理论联系实际和动手能力以及解决问题的能力。该课程涉及比较深奥的理论,算法比较抽象且难懂;同时电子测量与仪器课程涉及面很广,它的应用包括了整个电子、通讯、自动化等多种学科的很多领域,比如取样、信号合成、自动化等多种技术都在电子测量中得到应用,因此教学中还要涉及如何把电子测量理论与实际应用相结合的应用问题。 2教学方法的探索及改革 针对《电子测量与仪器》这门课程的特点,基本拟订了改革的方法如下: 2.1 增强学生参与性。不同于以往的一味灌输的教学方法,在讲解了某种仪器的基本原理以及功能和操作后,要求学生以各种途径查询资料,并以报告的形式写出目前最新的技术指标,之后要抽点学生下一次课上来讲解,学生可以选择自己喜欢的一种型号产品为例子来写报告,同时,将学生分成几个小组,每个同学在组内都要讲解他说查到的仪器资料和型号,以及这个仪器的特点,阐明电路结构并进行分析性讲解,这就使得学生要了解这类产品的技术指标,必然在课后就要去查询相关的技术原理,小组讲解使得每个同学都有参与,所以每一个学生都会去查找资料并准备讲稿,比老师单纯的对仪器知识的理论灌输有效果,这样的方式,给学生学习上带来了一定的主动性和积极性,增强了参与性,同时,也培养学生对仪器学习的兴趣。 2.2 围绕教学大纲,把握住理论教学的方式方法,讲授方面从易到难,让学生逐渐对仪器建立起兴趣爱好。但大学的教育也必须注重理论环节,这和实践环节有等同的重要性,在某一种仪器以及电子测量方法介绍完后,要求学生自己拟出一个题目来讨论,将所有学生进行分组,比如,10人一组,共8个小组,最后,一个小组拟出一道题目。 2.3 测量技术发展很快,电子测量仪器在不断更新,这就要求适应形势,适当调整教学内容,将一些现代的电子测量手段以及先进的仪器作为例子引入到课堂上来,激发学生的学习兴趣。 2.4 结合实验教学,不再完全理论和实验脱节,理论讲解的时候,就要结合实验例子讲解。有某些理论课程可以到实验室进行讲解,让学生更加直观的理解仪器特点,真正做到教与学结合。由此,可以增强学生的参与意识,激发学生创新思维。 3考核方式的改革 考试是教学的一个重要环节,教学和课程方法的多样性带动了考试考核方法的多样性。考核方法上,采用了平时成绩和最后试卷成绩共同决定最后成绩。平时成绩占30%,期末卷面成绩占70%。 3.1 平时成绩考核30%,由考勤,实验成绩,讨论答辩成绩共同来决定。考勤和作业占到平时成绩的30%,实验成绩占到平时成绩的30%,讨论答辩成绩占到平时成绩的40%。 第一部分是考勤和作业,在教学过程中,根据课程教学进程,要求学生完成的学习任务,依据学生完成作业的次数和质量按百分制进行评定。另外,考勤记录是学生平时成绩的依据之一,将学生的出勤情况记录在“点名册”内。最后作为给出成绩的依据之一。第二部分是实验成绩,是结合实验具体操作情况来打分的一项成绩。 这一项成绩在一定程度上反应了学生具体动手能力和操作能力情况。第三部分是讨论答辩成绩 ,这项成绩通常是在小组学习的基础上,大家共同完成一个课题、一个论文或一个项目,然后通过演讲答辩的方式,向全班同学作介绍。小组外的全体同学还要提出各种问题请小组答辩的成员回答。最后以小组答辩和工作完成的水平和质量作为依据,决定每个人的成绩,由小组外的其他同学和教师评价给出。 3.2 期末卷面成绩以教学大纲为参考,覆盖面广,考题可以灵活多样,以闭卷为主,可以考核一些新的仪器技术,另外,增加了理论设计题目的考核,使得试题能真正考核出学生的真实能力以及全面系统的考核学生系统掌握课程知识的能力,该项成绩占到70%。 4总结 现代大学教学方法,应该是能够激活师生思想、情感、潜能、智慧,发挥师生积极性、主动性、创造性的教学方法;而考核方式的改革依赖于教学方法的改革,我们将继续努力并研究该门专业课程的特点,通过不断的改革和改进,摸索出一套有效的教学方法,这样,才能做到考核方式真正有效的改革。 电子测量论文:仿真软件在电子测量学教学中的运用分析 【摘 要】近年来,测量学在社会诸多领域得到了广泛应用,在提高测量准确性等方面发挥着积极作用。但受到客观条件的限制,无法通过实验将实际电路组成展示给学生,导致学生无法深入理解测量学知识和理论。而仿真软件不受时空限制、便于检测,能够为电子测量教学提供更多支持。文章分析仿真软件概念及其对教学产生的积极作用,最后提出在电子测量教学中的运用策略,旨在为我国教学实践提供参考。 【关键词】仿真软件;电子测量学;教学活动;运用 信息时代背景下,计算机技术与教育教学深度结合,形成了很多教学软件。其中仿真软件能够克服客观条件,充分展示学习内容。电子测量作为一门具有实践性、抽象性特点的课程。当前教师在教学中采用传统教学模式,向学生传授的理论知识过于抽象,不够具体,无法帮助学生日后形成完善的理论知识结构。利用仿真软件开展电子测量教学活动,不仅能够提高教学活动效果和效率,还能够增强学生对教学内容的印象。因此加强对该问题的研究具有非常重要的现实意义。 一、仿真软件概述 所谓仿真软件,是指建立在集成电路、计算机技术基础之上的一种高级、快速的电子设计自动化工具。其融合了数据库、图形学及计算数学等学科形成一种通用性软件包。现有电子类仿真软件有View logic、OrCAD等,其中Multisim是国内外最为常用的DEA仿真软件。在实践应用中,不同仿真软件各具特色,如PSpice功能较为强大,适合对复杂电路进行分析和优化,而Protel综合性能较好,且使用范围非常广,能够将电路仿真及PCB设计有机整合到一起,提高仿真效果。 将仿真软件引入到电子测量教学中,能够突破传统教学抽象、枯燥教学方式,将教学内容以动画、图文等多媒体视听形式呈现出来,在轻松、愉悦的氛围中进行自主探究学习。电子测量技术试验需要设备投入非常大、且难度较大。如果引进仿真软件进行模拟操作,能够节省更多资源投入,且达到预期的教学目标,为师生交流提供良好的平台。总而言之,将仿真软件引入到实践教学中非常必要,不仅是教育教学现代化改革的需求,也是提高教学质量的有效手段。 二、仿真软件在电子测量教学中的运用 1.开展演示教学 在实践教学中,教师可以将仿真软件虚拟设备引入到课堂教学,帮助学生理解和消化理论知识。如果条件允许,可以配合电子白板进行师生互动,使得演示更加形象、具体,以此来调动学生学习热情。如在进行函数信号发生器相关内容教学中,可以借助虚拟设备进行仿真。经过仿真处理的信号发生器,图形更加逼真、形象,无论输入、还是输出端口都能够完全呈现出来。不仅如此,点击鼠标能够对设备进行操作,与真实的设备操作具有一致性。如选择输出波形、频率。在此基础上,教师组织并引导学生进行相关理论的讲解,然后操作控件,最后与真实的设备进行对比,以证明演示教学具有较强的说服力。 2.简化实验过程 众所周知,电子测量具有实践性特点,单纯依靠理论讲解远远不够,需要借助实践操作进行相应的补充,以此来达到预期的培养目标。以往试验教学中,教师需要搬运设备,不仅对设备性能产生诸多不良影响、缩短设备使用寿命,且使得演示操作过程繁琐、麻烦。对此,教师可以积极引入仿真软件,以此来简化实验过程。如利用示波器跟踪测量信号波形、测量电路等,在有限的时间内获得最佳教学效果。此外,教师还可以向学生介绍仿真软件操作方式和方法,使得学生进行独立的操作。 3.实现远程控制 现阶段,在实际教学中,我们不仅能够在智能设备中应用,还可以与计算机连接到一起实现远程控制目标。如在具体教学中,数字存储示波器作为一部重要的设备,对其进行讲解时,该设备自带STO实时监控软件,与计算机连接后,我们能够在电脑仿真界面上对设备进行针对性操作,如信号输入、探头衰减倍数的设置等。采取这种方式,能够对传统教学过程进行补偿,且能够帮助学生感受到对设备的真实性操作,增强学生对知识的体验,循序渐进地形成完善的理论知识体系。 4.加强课程设计 目前,社会对电子测量人才提出了更高要求,尤其是人才的实践能力。但现行教学活动中,往往侧重课程知识的讲解,实践课程相对较少,不利于学生创新意识及动手能力的培养。对此,基于仿真软件教学,我们将电子测量学与其他课程结合到一起,如模拟与数字电子的结合,设计出详细的虚拟电路图,然后进行波动监控、数值测量等相关知识的分析,计算并获取数据,为具体的安装、焊接等活动提供科学依据。上述过程,教师都可以引导并组织学生参与其中,给予学生更多自主权利,进行自主探究学习,跟随知识发展脉络开展实践学习。采取这种方式,既能够为学生提供动手机会,还能够培养学生实践综合能力。 不可否认,仿真软件对于电子测量教学具有促进作用,但从本质上来看,仿真软件的应用是一种教学辅助工具,不能够一味地使用,教师要注重虚实结合,兼具理论与实践,设置趣味性课堂,不断提高教学有效性。 三、结论 根据上文所述,仿真软件作为计算机技术发展的产物,是多学科共同作用下的结果,在提高教学质量、培养学生实践能力等方面占据非常重要的位置。因此在教学中,教师要加强对仿真软件的认识与分析,熟练掌握软件操作方式,并立足于电子测量教学内容,将仿真软件运用其中,构建趣味性课堂,调动学生积极性,优化课程设计、开展展示教学,深化学生对教学内容的理解,不断提高教学质量,从而促进电子测量教学持续开展,为社会培养更多专业人才。 电子测量论文:《电子测量技术》课程中应用Proteus仿真的教学改革实践 【摘 要】分析目前高职《电子测量技术》课程教学中存在的问题,研究将计算机仿真技术应用于课程教学中去,采用项目教学法,使得学生加深对基本知识的理解,提高学生的动手能力和研发能力,培养学生成为与时俱进的创新型人才。 【关键词】电子测量技术;Proteus仿真 1 电子测量教学中存在的问题 《电子测量技术》是高等职业院校电子信息类专业的一门专业课,其目的在于使学生理解常用电子测量仪器结构、原理,会正确选择和使用电子测量仪器进行测量,培养学生成为具有电子信息技术基本技能和综合职业能力的,在电子信息领域适应生产、建设、管理及服务第一线工作的高级技术应用型人才。该课程传统的教学方法多采用老师首先讲授理论,然后再实验室验证性实验的方法,随着现有高职生源水平的下降,传统的教学方法已经不能取得良好的教学效果,这就要求教师要根据实际情况,利用先进的教学手段和技术条件进行教学方法和形式上的改革。 多媒体技术是现代教育的一种有效的教学手段,教师可以将晦涩难懂的理论知识利用图片,动画等多种形式演示出来,既能引起学生兴趣也能使学生更容易理解知识。但是单纯的图片或者动画演示对于《电子测量技术》这门课程显然的不够的,它涉及到很多具体电路和仪器的工作原理,这些仪器的构成原理和使用方法较难理解。 2 Proteus仿真在电子测量教学中的应用 计算机仿真技术已成为现代工程中的一种有效手段,所以我们在教学过程中使用了电路仿真软件Proteus。Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司出版的一款EDA工具,它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件。 我们以信号发生器为例,将计算机仿真技术应用与教学中来,采用项目教学法,让学生利用之前所学的电路知识设计信号发生器。 信号发生器总方案如下: 信号发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。根据用途不同,有产生三种或多种波形的函数发生器,使用的器件可以是分立器件,也可以采用集成电路。产生正弦波、方波、三角波的方案有多种,如首先产生正弦波,然后通过整形电路将正弦波变换成方波,再由积分电路将方波变成三角波;也可以首先产生三角波―方波,再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波等等。本课题采用先产生正弦波波―方波,再将方波变换成三角波的电路设计方法。由RC桥式正弦波振荡器产生正弦波,经过迟滞比较器产生方波,再由积分电路产生三角波。 学生通过设计信号发生器的电路了解了信号的发生器的结构原理,也对振荡器,延迟比较器和积分电路原理和应用有了更深的掌握。而且通过计算机仿真软件来设计和搭建电路也节约的时间和硬件等资源,同时也避免了搭建实际电路时,由于焊接水平影响而出现的一些问题和故障。 3 总结 将Proteus仿真技术应用于《电子测量技术》这门课中,不仅使教学方式和考核方式多样化,也激发了学生对学习的兴趣和主动性,提高了教学效果和实践能力,也有助与学生在国家电子类各项竞赛中取得优异成绩,对毕业设计,创新项目和课外活动也起到了一定作用。 电子测量论文:微课在《电子测量与仪器》课程教学中的应用研究 摘要:目前在电子测量与仪器课程的教学过程中,正面临着种种难题亟待解决,如教学内容枯燥乏味,知识点多但是课时有限,学生的学习主动性不高等等。近年来,随着微课这一新的教学方式的出现,为提高《电子测量与仪器》的教学效果提供了希望。本文通过对微课和《电子测量与仪器》的特点分析,简要探讨了将微课应用到《电子测量与仪器》的教学过程中的前景。 关键词:电子测量与仪器;微课;教学方法 一、引言 对于我国高等院校的各电子类专业,如电子信息工程、电子科学与技术等而言,电子测量与仪器这门课程由于其独特的特性,对于学生专业技能的培养以及实际动手操作能力的提高具有重要的意义[1]。但是由于传统教学方式的限制,使学生在听课过程中经常感到枯燥无味,并缺乏学习热情。为了激发学生的学习欲望,提高授课效果,需要授课老师不断提高自身业务能力,改变传统教学思路,寻找更为新颖、高效的教学方法,为学生创造轻松、愉快的课堂氛围。 近年来,伴随着微课的兴起,为电子测量与仪器课程教学方式的改革提供了新的思路与方法[2-3]。本文将结合微课与电子测量与仪器这门课程的特点,对微课在电子测量与仪器课程教学过程中的应用前景进行重点讨论。 二、什么是微课 1.微课简介。微课(microlecture),顾名思义,指的是一种长度较短的教学过程,时长通常为5~8分钟。它以视频为主要载体,围绕着某一具体的教学知识点展开。“微课”最早是由美国圣胡安学院的高级教学设计师戴维・彭罗斯(David Penrose)提出的,一经引入,就迅速在我国的各中小学以及大中专高等院校中推广开来,并引起了众多教育工作者广泛的研究热情[4]。 微课的核心是关于某个知识点的课堂教学视频,同时还包含了与该知识点相关的教学设计、素材及点评等辅助性内容。教师在编制微课课件的过程中,可以将教学内容以动画的形式形象地展示给学生们,引起学生的学习兴趣,同时还可以添加音频内容,将对该知识点的点评加入到课件中去,使学生在学习时同时受到视觉和听觉上的刺激,由于此时学生的注意力较平时更为集中,因此会使教学效果大幅提高。 2.微课的特点。微课经过近几年的不断发展,逐渐形成了如下几个自己独特的特点: (1)短小精悍。在传统的教学过程中,对某一具体知识点的讲解可能需要10~20分钟的时间,包括板书、PPT等教学资源的使用,但收到的效果却是一般。而微课虽然长度只有短短的几分钟,但是它以更为直观形象的方式将教学内容传递给学生,辅以声、光等多种感官刺激,势必取得更为良好的教学效果。 (2)重点突出。由于微课的时间短,因此它所包含的内容都是经过精挑细选的,并且都是与教学内容的主旨密切相关的,这就使得教学内容的重点更为突出,便于学生接受与掌握。 (3)素材丰富。微课的教学素材来源丰富,并且形式多种多样,除了传统的图片、视频等,目前还有各种专门用于制作微课课件的软件,如可以进行屏幕录制的Camtasia Studio,制作交互式视频课件的Adobe Ultra、Adobe Captivate,以及对视频进行后期处理的Adobe Premiere等,这些都为微课课件的制作提供了大量新颖的素材,是微课质量的重要保障。 (4)学习时间灵活。借助现在发达的英特网,只要将微课课件上传至指定服务器后,学生们就可以在任何时间访问这些课件并进行自主学习,而且由于时间短、重点突出等这些特点,学生在进行微课学习时不易疲惫,并且会迅速掌握教学内容的重难点,取得事半功倍的效果。 三、目前阶段《电子测量与仪器》课程教学面临的问题 《电子测量与仪器》该课程处于电子类专业课程中的后继阶段,是其他基础课程和专业基础课程的综合应用,对学生提高实践能力和电子测试水平至关重要。笔者通过近年来对《电子测量与仪器》课程的教学授课经验,并结合查阅相关的文献,对目前阶段《电子测量与仪器》课程教学面临的问题进行了归纳总结,主要有以下几点: 1.部分内容枯燥乏味。在《电子测量与仪器》这门课程中,前期内容主要是关于各类电子仪器的原理性介绍,如示波器中示波管的结构与各部分功能,各种类型的模拟信号发生器的组成以及内部的主要模拟电路等,都涉及了大量的电路图和原理分析,需要耗费大量的课堂时间对其进行详细讲解,容易使学生产生枯燥乏味的厌学情绪[5]。 2.知识点多但课时有限。随着电子技术和大规模集成电路技术的不断发展,现阶段的各种电子测量仪器正逐步朝着多功能的方向发展,各种性能不断提高,各种新颖的功能也层出不穷,直接导致了该门课程知识点的迅速增多。仅以数字示波器为例,在课堂讲解时不仅要对各按钮、按键的功能进行说明,还要针对不同形式的波形信号的具体调节进行讲解才能使学生对该仪器有一个全面的了解与掌握,这就会占据大量的课时资源。在上实验课时,由于学生数量较多,因此不可能对学生进行逐一辅导,直接导致了事倍功半的教学效果。 3.学生缺乏学习主动性。《电子测量与仪器》课程的开课时间一般是在大三的上学期或者下学期,此时的学生经过两年大学生活的洗礼,逐渐产生两级分化,有的学生保持了高中阶段好的学习习惯,能够积极主动地进行学习,有的学生则放松懈怠,上课时注意力不集中,自然得不到好的学习效果。 综上所述,针对目前阶段《电子测量与仪器》课程教学所面临的种种问题,需要授课教师不断探索,寻找一种更为新颖有效的教学方式来提高学生们的学习积极性与学习兴趣,才能从根本上保证该门课程的教学效果。 四、微课在《电子测量与仪器》中的应用研究 由于《电子测量与仪器》这门课程与实际应用密切不分,因此笔者在授课时经常会找一些与授课内容相关的小视频播放给学生观看,如某型号数字示波器的演示视频,基于应变片的自动测试系统等等。通过观察笔者发现,学生们对这些视频的兴趣很高,通过播放短片能够极大地吸引学生们的注意力,此时学生们认真听讲的程度较之传统的语言讲解高了不止1~2倍。 微课正好拥有这种短小精悍的特点,而且它本身作为一种特殊的视频资源,能够极大地引起学生们的学习兴趣。将微课这种新颖的教学方式引入到《电子测量与仪器》课程的教学过程中来,必将取得良好的效果。 同时,《电子测量与仪器》这门课程本身所具有的一些特点,也特别适合进行微课的开展。在这门课程中,不仅包含了各种电子仪器,如示波器、信号发生器、电压表、万用表等的使用方法、注意事项,还包含了自动测试系统的组建和实现,以及虚拟仪器的使用,这些教学内容都特别适合使用微课来进行展示。例如,可以将基于LabVIEW的虚拟仪器的组建和演示过程用屏幕录像软件进行录制,然后通过后期的处理,添加一些动画特效,将其制作为一个5~8分钟的微课课件。不仅能在课堂上对学生进行演示,还可以使学生在课下进行随时的观看。这样的教学方式,不仅新颖,而且收效更好。 五、总结 作为一种新出现的教学方式,微课正在因其自身的各项优点引起诸多教育工作者的关注。本文通过对微课的介绍,以及对《电子测量与仪器》这门课程现阶段所面临的各种问题的深入分析,对微课在《电子测量与仪器》中的应用前景进行了简要探讨。经过分析笔者得出结论,由于《电子测量与仪器》本身的一些特点,特别适合进行微课的开展,通过对微课的合理利用,必将对提高《电子测量与仪器》的教学效果起到极大的推动作用。 电子测量论文:模块化设计在电子测量与仪器实验教学改革中的应用 摘要:电子测量与仪器是测控专业的重要课程。针对以往该课程实验教学中存在的不足,结合专业实际情况,提出了模块化设计的改进思路,并以计数器实验为例,阐明了模块化设计的实现。在实验教学过程中,取得了良好的教学效果。 关键词:电子测量与仪器;模块化设计;计数器 一、引言 电子测量与仪器课程是测控相关专业的重要课程,主要运用电子科学的原理、方法和设备对各种电量及电路元件的特性和参数进行测量[1]。使学生掌握电子测量的基本概念,测量误差理论及数据处理方法,掌握基本电参量的测量原理、方案设计及结果分析方法。 该课程所包含的实验要求学生熟悉常用仪器仪表(电压表、示波器、计数器、信号源等)的使用[2],掌握仪器仪表工作原理,学会利用现有设备采取正确的测试方案进行一些简单的测量,能根据所学知识综合设计简单的测量电路。 二、实验教学过程中的不足 以计数器实验为例,计数器实验要求了解和掌握通用计数器的组成及工作原理和操作方法,掌握频率比测量方法和测量误差处理方法。在以往的实验过程中,直接使用通用计数器进行相关参数的测量。虽然在实验之前会向学生讲解相关测量原理,但学生往往只记住了通用计数器的操作方法,即如何测量频率、周期和频率比,而对于通用计数器的内部工作原理则没有结合理论课上的内容进行深究。这样,实验效果大打折扣,学生的认识还只是停留在表面,没有自觉的深入探讨工作原理,理论与实际没能结合到一起。 三、改进思路 针对这个问题,可以将实验改成设计性实验。设计性实验教学对学生技能的提高,思考方法的训练,知识的综合运用起了很好的作用[3]。如果让学生自己设计制作一个简易的通用计数器,当然会有一定的改进效果。但又有可能让学生的注意力转移到了调试细节上,而又重新忽视了测量原理。因此,在细节的划分上要有一个折中,模块化设计是一个解决方案。我们重新设计了实验项目,制作了实验板,将通用计数器内部的主要模块分离出来,体现在实验板上。 计数器测量信号频率的原理框图如图1所示,其中,fA为被测信号,经过放大整形后变成标准的方波。门控电路产生门控信号,控制闸门的开启和关闭。闸门可以用逻辑门电路中的与门来实现,门控信号为低电平时,与门关闭,方波信号不能通过与门;门控信号为高电平时与门打开,方波信号能通过,此时要求门控信号的频率要小于方波信号。门控信号的高电平持续时间为闸门时间。闸门时间内通过的方波送入计数器进行计数,并将计数结果显示出来。计数结果N再除以已知的闸门时间即得到fA的频率。 将图1所示的原理框图稍作修改就可以用来测量信号周期。将fA整形后的方波看成门控信号,而将原来的门控信号频率提高并看成被测信号fg,此时fg的频率要高于fA且fg的周期已知。这样,在fA的方波高电平持续期间,fg信号可以通过闸门,计数器对fg进行计数。计数结果N再乘以fg的周期tg即得到高电平持续的时间,若高低电平时间相等,那么fA的周期应为N*tg*2。 计数器测量两个信号频率比的原理框图如图2所示,fA与fB为不同频率的两个输入信号,假设fA的频率大于fB的频率。fA经过放大整形后直接送到闸门的输入端,而fB经过放大整形后的信号作为闸门信号输入。此时,在fB高电平持续期间,fA整形后的方波能通过闸门进入计数器进行计数,计数的结果是fB的半个周期内(假设fB的正负半周期相等)通过的fA的脉冲数,因而频率比为计数结果N*2。 根据以上的分析,测量电路中的关键模块为:放大整形电路、闸门、门控电路、计数器及显示器。因此,设计图3所示的电路模块。其中,计数器及门控电路由单片机构成,可以通过键盘设置标准闸门信号的时间长短。将这几个模块使用PCB电路板实现,要求学生根据测量原理在这几个模块之间进行连线,搭建正确的电路对信号的频率、周期以及频率比进行测量。并写出计算表达式。期间,要求学生使用示波器对连线的各个结点的波形进行测量记录,进一步领会相应的测量原理。这样,学生面对的是这几个抽取出来的主要模块,对通用计数器内部结构会有一个更清晰的认识,能够将注意力放在测量原理上。 四、结论 该实验板在我院2012级测控专业与自动化专业中进行了使用,取得了较好的实验效果。主要体现在以下几个方面: 1.将通用计数器内部结构通过若干主要模块体现出来,屏蔽了一定细节,减少了学生的重复劳动,有助于学生将注意力集中到理解测频原理上来; 2.同样的几个模块,连接方法不同,实现的测量目标(测频、测周、测频率比)也不同,有助于学生灵活运用所学知识,提高动手能力; 3.通过使用示波器测量各个连接点的波形,有助于学生理论联系实际,提高电路调试能力。