系统管理论文范文

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第1篇

1．1研究对象

选择2009年5月—2011年5月在我院就诊的门诊病人40例。纳入标准：①采用美国风湿病学会1997年修订的SLE诊断标准确诊为SLE病人；②经住院系统治疗后病情稳定；③需门诊治疗或复查随诊；④年龄14岁～45岁；⑤学历：小学及以上文化；⑥有简单网络应用的知识和能力；⑦自愿参与本研究。排除标准：①狼疮脑病病人；②有精神疾病病人；③生活不能自理病人。

1．2研究工具

1．2．1一般资料调查问卷

研究者自行设计，内容包括性别、年龄、文化程度、病程、婚育情况、经济状况等。

1．2．2症状自评量表（SCL－90）

共90个项目，分9个因子和其他。①躯体化，共12项，主要反映主观身体不适感；②强迫：共10项，反映临床上的强迫症状群；③人际关系：共9项，反映与他人相处时的不自在或自卑感；④抑郁：共13项，反映与抑郁症状相联系的广泛概念；⑤焦虑：共10项，反映与焦虑症状有关的精神症状及体验；⑥敌对：共6项，主要从思维、情感及行为3个方面反映病人的敌对表现；⑦恐怖：共7项，与传统的恐怖状态反映的内容基本一致；⑧偏执：共6项，主要是指猜疑和关系妄想等；⑨精神病性：共10项，主要是精神分裂样症状项目；⑩其他：共7项，上述因子不包括的、主要反映睡眠及饮食情况。每项均采用5级评分制。本研究利用SCL－90测查SLE病人的心理状况。

1．2．3SLE病人门诊管理信息系统

由我科人员与软件工程师合作设计。软件工程师通过我科人员对其提供的有关专业信息，利用Access程序，建立SLE病人门诊管理数据库信息系统。信息系统的应用部分包括：病人信息管理模块、健康教育模块和随访信息模块。利用SLE病人门诊管理信息系统对SLE病人进行管理。

1．3研究方法

1．3．1调查问卷发放及收集

采用一对一问卷调查。能够独立完成量表者，由其独立完成；独立完成有困难者，协助其完成。调查人员对研究对象不明条目给予解释，保证每条目解释内容的一致性。在管理前及管理后各进行一次问卷调查。

1．3．2管理模式的实施

利用SLE病人门诊管理信息系统进行管理。采集病例及建立管理档案：课题组对病人的信息严格管理，确保病人隐私不外泄。对符合入选条件的病人，护士把采集到的资料输入电脑，分别储存在病人信息管理模块和随访信息模块。评估病人：对病人的资料进行评估，根据评估结果把不同情况的病人进行分类记录。如肾脏损害用“S”标记，血液系统损害用“X”标记，皮肤损害用“P”标记；使用激素治疗后出现高血压用红色“↑”，血糖高用橙色“↑”，血脂高用黄色“↑”标记。标记储存在病人信息管理模块中。根据病人使用激素量、免疫抑制剂使用或具体病情和医生医嘱设置复诊提醒时间。实行护理干预：根据病人信息管理模块中不同符号标记，识别不同情况的病人，给予不同的健康教育处方。健康教育处方根据病人信息管理模块中不同符号标记从数据库中提取导出，可通过Email方式或飞信发送，也可通过QQ传送。利用软件的查询、提醒功能，检索病情改变，2d～7d后需复查或更改用药量或执行免疫抑制剂治疗的病人、两个月未来复查的病人进行电话随访。此工作每周执行1次。随访时不仅和病人沟通，而且与家属沟通。随访内容为相关疾病知识健康教育、心理辅导，为病人争取家庭支持，督促病人按时复诊，严格遵医嘱用药。根据病人的需要及具体情况给予相应的健康教育处方。对需要进行心理辅导的病人则约定时间进行专人辅导。为了方便与病人沟通，除了设立固定的随访电话之外，还有专用邮箱和QQ群，方便病人表达内心感受，也使医务人员能及时采集到病人信息，网络应用能力差的病人予以培训指导，保证每位参与病人能够利用手机短信、邮箱、QQ群这些信息平台传递、获取、分享信息，与医务人员达到互动。其目的主要是对病人用药、饮食、日常生活（包括运动、休息、学习、工作、皮肤护理、口腔卫生方面）生育与避孕、心理等各方面进行长期、系统、有效管理。每次随访及干预内容、时间都记录并输入随访信息模块中储存。按时复诊的病人，每次复诊的临床资料交专管护士处，录入数据库中存档。干预效果评价。通过门诊日志记录，查病人是否按时复诊，3d查1次。未按时复诊的病人，及时追踪原因。电话随访后的病人，1个月后再进行电话回访，主要了解病人是否按医嘱服药、饮食、日常生活（包括运动、休息、学习、工作、皮肤护理、口腔卫生方面）、生育与避孕等方面是否遵循医务人员指导。并把评价结果记录输入随访信息模块中储存，为下一次的评估及干预提供依据。

1．4统计学方法

采用SPSS19．0统计软件进行分析。计量资料以均数±标准差（x±s）表示，干预前后得分比较采用独立样本t检验，以P＜0．05为差异有统计学意义。

2结果

SLE病人应用门诊管理信息系统前后SCL－90评分比较，各因子中躯体化、人际关系敏感、精神病性无统计学意义，其余因子项比较，均有统计学意义。

3讨论

第2篇

关键词：电算化；会计信息系统；内部控制

随着科学技术的发展，电子计算机数据处理技术在会计领域得到了广泛的应用，会计已经从原有的记账、报账向着经营管理领域的深度和广度发展，对企业的内部控制产生了深远的影响，提高了企业的运营管理效率。但是，由于计算机技术自身的问题以及会计人员业务水平和个人素质等原因，会计信息系统的应用也存在着许多问题。因此，必须加强会计电算化系统的内部控制以保证财务实行电算化后的系统正常、安全、有效的运行。

一、会计电算化系统内部控制的变化

（一）内部控制的组织形式发生了变化，控制范围扩大在传统的手工会计工作环境下，内部控制的原则是：职务相分离，职权不相容，不同的工作人员在各自确定的工作领域内工作，各司其职，各级主管依照相应的制度进行严格的监督。在电算化会计环境下，授权控制是最主要的组织原则。工作人员利用授权程序所提供的文件和口令，获得相应的权利，在会计电算化系统里处理授权范围内的业务。内部控制的形式已经由原来的制度控制转变为制度控制和程序软件控制。这就意味着在新的会计工作环境下，加强财务软件的系统权限控制、口令管理程序控制、修改程序控制、网络系统权限控制等工作成为内部控制的又一项重要的工作。

（二）内部控制的数据处理方式发生了变化

在传统手工会计工作环境下，科目汇总表、资产负债表、借贷试算平衡以及相关的财务报表分析均需要进行人工汇总计算，使得财务人员的工作量很大，同时也容易造成数据上的计算错误。在电算化会计环境下，只需录入原始数据或通过外部系统转入机制凭证并在计算机财务软件的指导下进行会计分录，通过凭证的审核、修改、确认由计算机自动完成打印输出，科目汇总、借贷平衡等工作均由计算机自动完成，同时可以根据需要生成会计报表。（如图：1）大大降低了财务人员的工作量，也避免了计算加总等工作出现的错误。

（三）数据记录方式和保存介质的变化带动内部控制的变化

手工会计方式下，数据记录主要依靠工作人员的手工记录，出现记录错误的可能性加大，而且同一类数据可能会重复多次记录。数据保存介质是“纸”介质，保存这些介质需要占用很大的空间，还需进行放火、防水、防潮、防盗等工作。在电算化会计工作环境下，数据保存介质是“磁盘”，磁性介质。磁性介质的采用节约了数据的保存空间，也使数据的存取方便了许多，同时通过数据拷贝、转入等方法避免了手工记录中出现重复记录的现象。磁性介质的保存除了需要纸介质保存所需的部分工作外，还要进行防病毒、防磁化等工作。由于磁盘存在着物理易损性，需要对磁盘进行备份工作。

二、会计信息系统内部控制存在的问题

会计电算化系统环境下的内部控制是内部会计控制的特殊形式，随着计算机的发展特别是网络技术的发展会计电算化系统将向着更加深广的方向发展，将给企业的财务管理和经营管理带来新的机遇。会计电算化系统取代传统的手工会计系统将是一种趋势。但会计电算化系统在我国还是新生事物，与传统的手工会计系统相比还存在着许多问题，具体表现在以下几个方面：

（一）职务相分离，职权不相容原则的重要性下降传统手工会计信息处理的一条重要原则就是职务相分离，职权不相容原则。电算化后，这一原则的重要性下降甚至得不到遵循。由于系统操作的高度集中，许多岗位可以合并，许多手续合并到计算机统一执行，会计工作人员大大减少，从而使一些不相容的职务得不到分离，降低了工作人员相互牵制的效力。如，有些会计人员既从事数据的输入、输出工作，又负责数据的报送，这样就增加了他们在未批准的情况下直接对使用中的数据和程序进行修改、复制或删除等操作的可能性，从而使会计数据的准确性及安全性受到威胁，也增大了作假舞弊的可能性。

（二）会计电算化系统授权存在安全隐患

传统手工会计授权下，对于每一项业务的每个环节都有相应工作人员的签名或印章。签名或印章的访写、仿造具有一定的难度。会计电算化系统授权方式是口令授权，口令授权存在于计算机系统内部。口令对于稍懂计算机操作知识的人来说根本算不上什么秘密，因为可以绕过财务软件的相关控制措施，通过打开计算机财务数据库进入财务报表等系统，则所有的财务秘密均可见。同时，业务人员可以利用特殊的文件或口令，获得某种权利或运行特定程序进行业务处理，从而给企业造成经济损失。例如：收买公司业务人员，通过非法取得他人口令，开出销售提单；非法核销客户应收账款及相关资料；掌握公司顾客订单密码，开出假订单，骗走公司产品等。口令一旦被窃取，很难发现。

（三）会计电算化系统数据执行主体和保存介质存在安全隐患

会计电算化系统数据执行主体是计算机。计算机系统由硬件和软件构成。由于硬件系统存在物理易损性，一旦硬件系统出现故障或因停电等其它非人为原因，将导致数据不能被处理，会计工作不能进行。数据处理的准确、高效主要依赖于财务软件的质量和性能。一旦软件质量出现问题将会影响到数据处理的准确和速度。一旦程序中出现严重的病毒，将会严重危害系统的安全，若不能及时排除病毒很有可能扩大损失。会计数据主要保存在计算机的磁盘或者外在软盘、光盘中，一旦磁介质由于受热、受潮、折损等原因出现损坏，保存的会计数据将会丢失，如果没有相关备份的话，将给会计电算化系统造成严重的损失，严重的影响到企业的会计工作。磁性介质以磁信号存储信息，如果数据被人为恶意修改不会留下任何痕迹。

（四）网络环境下会计电算化系统的内部控制出现新的问题

网络环境是一个开放的环境，在这个环境下，任何信息在理论上都有可能被访问到。会计电算化系统下，会计信息通过物理通信线路传输存在着很大的安全隐患。例如：网络信息来源的多样性，有可能导致审计线索的紊乱；网络信息很有可能在传输过程中被非法拦截或者被人为篡改；网络中存在的病毒和网络“黑客”的侵袭都可能给网络环境下的会计电算化系统带来危害。

（五）会计电算化系统下差错的重复性和蔓延性

传统手工会计系统下，由于数据处理环节相对分散，一个环节数据出现错误，下一个环节还可以发现并更正。但是，会计电算化系统数据处理集中化、自动化，数据可以转入、拷贝，因此一个业务的数据错误往往会重复出现几次，从一个环节蔓延至其它环节，导致整个系统数据失真，使得错误的严重性加大。例如：在录入原始会计数据期间，录入的错误数据就会再次用到会计科目汇总的过程中，影响到会计科目汇总的结果，导致科目汇总数据的错误。在进行经济指标分析时，又可能会再次使用到错误的科目汇总数据。从而，因一个数据的错误而导致一连串系统的错误，从而影响到整个会计信息系统的数据失真。

三、加强和完善会计电算化系统内部控制的若干对策

会计电算化系统的内部控制是内部审计工作的一部分，也是企业经营管理的重要环节，内部控制的好坏成败将决定着企业经营管理的得失成败。世界上凡是经营管理成果出众的企业，一定拥有出色一流的电算化会计信息内部控制系统。在我国，会计电算化系统尚处于初级阶段，加强和完善会计电算化系统将是十分重要和必要的。

（一）加强和完善会计电算化系统的内部控制制度

1.加强会计电算化系统业务人员组织控制

在会计电算化系统环境下，要对手工系统环境下的结构做出调整，对各类会计岗位进行重新的划分，在授权过程中运用内部审计，按照权、责、利相结合原则建立岗位责任制。对财务软件的开发人员、维护人员和会计业务操作员、出纳员进行合理的岗位分工。形成三类工作岗位：系统设计与维护岗位、账务处理岗位和专业核算岗位，坚持不相容岗位相分离原则。

2.加强会计电算化系统操作和维护控制

会计电算化系统操作和维护控制主要是通过制定一套完整而严格的操作和维护规程来实现的。规程应包括操作的具体流程，各环节的主要分工和职责，注意事项，维护的时间和方面，维护的程序等内容。会计电算化系统操作和维护控制主要是为了保证财务软件操作的规范化，保证财务软件正确安全的运转，防止软件被非法修改、删除。3.加强会计电算化系统档案管理

会计信息系统档案主要是指打印输出的各种账簿、报表、凭证、存储会计数据和程序的软盘及其他存储介质。会计电算化系统在处理业务时所产生的各种账簿、报表、凭证均应由专人管理，并制定相应的管理制度。磁性介质必须及时进行备份，并做好防止计算机病毒侵袭的工作。所有财务档案均应做好放火、防潮、防尘、防盗等工作，并定期盘点整理。磁性介质还要进行防磁工作。

4.加强会计电算化系统工作人员的职业道德建设

会计电算化系统的实施主体是“人”，但无论软件质量如何优良，规章制度如何完善，作为电算化会计系统实施主体的“人”不能发挥作用，有制度而不去执行，甚至恶意的修改软件程序，修改数据库中的数据，非法取得口令，最终还是达不到内部控制的目的。因此，道德规范、行为准则、能力素质的建设应直接纳入内部控制结构的内容。企业管理者应当重视对财务工作人员的选用与培养，增强财务工作人员的职业道德水准和业务水平，达到会计电算化系统的主体诚信。

（二）加强会计电算化系统执行主体的控制

会计电算化系统的执行主体是计算机系统，计算机系统由硬件和软件构成。随着科技的发展，互连网技术广泛应用于会计电算化系统。因此，加强对计算机硬件、软件的管理，保障会计电算化系统在互连网上的安全将成为企业会计信息系统内部控制的又一项重要内容。

1.加强会计财务软件的研发和维护

财务软件属于应用软件。一般来讲，任何一种应用软件从立项设计到最终淘汰都需经历分析、设计、编程、测试、维护等几个阶段。财务软件不同于游戏软件，事关企业的财务管理和经营管理。因此，对于财务软件的研发管理将是尤为重要。在软件研发之前要进行需求分析和可行性评估；系统设计时要坚持高内聚、低耦合的原则，保证软件的准确性和高效性；在编程阶段，运用标准统一的程序语言进行编程，对最终产品的程序原代码进行编译处理，并进行加密；测试阶段，运用黑盒测试模型和白盒测试模型对软件进行测试，查找设计、编程过程中出现的错误，到达数据输入与运算输出的结果相对应，达到需求分析的目标。应对在用软件进行定期维护，以保证软件安全、平稳、高效运行，并不断完善财务软件的功能。

2.财务办公地点引入机房管理制度，加强会计电算化系统计算机硬件、软件的管理与维护

财务办公地点引入机房管理制度，可以有效的保证会计电算化系统计算机硬件和软件的安全，为计算机设备创造良好的运行环境，保护计算机设备。财务办公地点应具备放火、防潮、防尘、防磁和防辐射等条件，保证供电系统等辅助设施的良好持续运转，关键的硬件设备应进行备份，要留有备用的计算机，保证会计电算化系统硬件环境的正常运行。会计数据和会计软件应具备加密措施，重要数据应有备份，工作人员不得在财务专用计算机上上网、插入外来软盘、光盘，以防止病毒侵入计算机破坏计算机软件、硬件；定期对计算机进行查毒、杀毒等工作，保护会计电算化系统软件环境的安全。财务工作地点应实行“闲人免进”制度，防止无关人进入，进行工作日志和来访登记制度，实行专机专用，专人负责。

3.加强会计电算化系统网络环境的管理与维护

网络安全性的指标主要包括数据保密、访问控制、身份识别等。采用密码管理和登陆制度控制网上财务数据的读取；起用防火墙，隔离会计电算化系统与外部访问区之间的联系，限制外界透过放火墙对会计信息系统数据库进行非法访问；采用数据加密、回响检查等技术手段进行网络管理以防止由于遮荫问题、设备故障导致数据丢失以及不法分子非法拦截盗用财务数据信息等安全隐患，保障会计电算化系统网络环境的安全运行。

（三）加强会计电算化系统业务操作的控制

会计电算化系统业务操作主要包括数据的输入、数据的处理和数据的输出。对数据的输入、处理、输出过程的控制是保证会计核算系统有效的关键。只有经过核准的会计业务经过正确的输入，进恰当的处理和运行，并及时的输出，会计核算系统才能实现自身的目标。

1.加强会计电算化系统输入控制

会计电算化系统输入控制的重点在于建立适当的授权和审批机制，并对输入数据的准确性进行校验。通过设立专门的审核人员对系统每笔业务进行合法性和准确性的审核，从源头上防止错误和舞弊行为的发生，避免因错误或舞弊导致的连环性、重复性错误。采用编码制度，会计科目统一编码，不仅提高了录入的速度和准确性，而且规范了行业管理。设置逻辑控制，平衡校验控制，错误更正控制来完善会计电算化系统查错、改错的功能。

2.加强会计电算化系统处理控制

会计电算化系统处理控制的重点在于处理过程的适应性控制、数据溢出性检测、重大错误纠正控制。建立系统处理的适应性控制，允许软件用户在一定限度内自由制定或改变会计政策，适应企业自身的规模和环境；建立数据溢出性检测以保证数据超出计算机容量而产生的数据损失，避免因数据溢出所造成的数据信息失真；操作过程中的失误是在所难免的，因此，系统应对用户的某些操作做出再判断和再确认设计，以防止系统数据被执行重大错误操作。

3.加强会计电算化系统输出控制

会计电算化系统输出控制的重点在于输出检查控制和输出文件的使用权限控制。定期或不定期的核对输入信息与输出信息的一致性。通过对凭证、账簿、报表数据的查询、打印，并进一步的核对、检查可以有效的预防利用计算机犯罪。系统输出的会计资料中，有些资料属于机密文件，未经批准授权任何人不得接触机密文件，并应建立严格的文件保管和登记制度，以防止恶意窃取和损坏重要机密的会计数据。

此外，凭证格式标准化控制、凭证顺序号控制、凭证审核控制、重复输入控制、对应科目合法性控制、保留审计线索控制，修改痕迹控制、数据备份控制等都是会计电算化系统的输入控制、处理控制、输出控制的有效方法。

四、结束语

电子计算机技术、网络技术的不断发展，将使会计电算化系统不断更新和完善。会计电算化系统替代传统的手工会计系统是必然趋势。目前，会计电算化系统已经在各个企事业单位、政府部门广泛应用。WTO后，中国经济的发展将进入快车道，中国的企业要走入国际市场，参与国际竞争和国际分工。加强和完善会计电算化系统的内部控制，将成为各个企业在财务工作中以及在整个企业经营管理工作中必须考虑的一个问题，内部控制的好坏将直接影响到企业的管理和效益。

参考文献：

1.艾文国。会计电算化[M].北京：高等教育出版社，2003.

2.王定迅。企业会计电算化系统内部控制的再认识[J].经济经纬，2004（1）：132-134.

3.董付君。会计电算化的内部控制[J].经济师，2003（4）：103-105.

4.，王华民。会计电算化的内部控制[J].东北财经大学学报，2003（3）：48-50

5.温凯婷，周宁。计算机会计信息系统下的内部控制[J].内蒙古财会，2002（12）26-27

6.龚小君。计算机引入后会计信息系统的内部控制[J].浙江树人大学学报，2002（5）74-77

7.史迎春。会计电算化及其对财会业务内部控制的影响[J].辽宁师范大学学报（自然科学版），2001（6）209-211

8.黎克双。电算化会计信息系统的内部控制[J].吉首大学学报（自然科学版），2001（6）75-78

第3篇

[关键词]医院信息系统；HIS；制度管理

[中图分类号]R197.324[文献标识码]B[文章编号]1673-7210（2008）10（b）-076－02

医院信息系统（HIS）是利用计算机网络技术实施的现代化医院管理模式和优化医疗工作流程的一种重大变革。我院也于20世纪90年代中期开始医院信息化建设工作。经过13年的不断升级改造，整个医院信息系统已初具规模。总结13年来医院信息系统得以正常运转的经验，深感建立和制定相应医院信息系统管理制度，用制度保证整个医院信息系统的建设、维护和管理的重要性，也在此方面做了一些探索，现总结如下：

1结合实际，制定医院信息系统管理制度

医院信息系统是把医院产生的各种信息输入计算机网络系统，由计算机完成信息的储存、处理、传输和输出，在院内形成信息共享，是一个复杂而庞大的工程。但这些最终都是由人来操作和掌握的，医院信息系统只是得以完成这些任务的工具和手段。而一个好的管理手段必须要依靠健全的制度来保证落实，切不可以为上了医院信息系统就万事大吉，存在的问题都可以解决了[1]。要使医院信息系统安全运行，达到科学管理的目的，一定要有与之相配套的制度来管理医院信息系统的正常运行。

我院实施医院信息系统伊始，就将制度的建立作为首要工作，依据医院信息系统建设的实际状况，逐步制定了各项规章制度，以制度规范医院信息系统的安全操作，以制度促进系统医院信息系统的发展。目前已形成一整套较为完善的医院信息系统管理制度。

我院医院信息系统管理制度涉及工作流程、操作规范、岗位职责、工作制度四个大类，每类都有若干种。具体为《医院信息系统管理总则》、《医院信息系统安全保护规则》、《医院信息系统管理各项制度》、《医院信息系统工作流程》、《医院信息系统管理奖惩细则》。

1.1《医院信息系统管理总则》

《医院信息系统管理总则》是一个公共性的制度，分为四章二十三条。从总则、技术管理、工作站管理等共性管理的角度规范了医院信息系统的操作，确定了整个医院信息系统管理的意义及目的，对医院信息系统的技术管理提出了要求，对所有接入医院信息系统的工作站点做了统一要求。

1.2《医院信息系统安全保护规则》

《医院信息系统安全保护规则》共有五章二十六条。从安全保护、安全监督、相关责任等方面对医院信息系统中的数据信息及网络中一切设备的安全进行了详尽规定，并提出了对违反规定而应承担的责任。要加强医院信息系统的网络安全管理与维护[2]。

1.3《医院信息系统管理各项制度》

《医院信息网络系统管理各项制度》共有九章六十六条，具体针对计算机信息中心工作职责、机房的管理、信息储存及保管、互连网站、数据备份、应急恢复、网络设备的购置等方面进行了规定。

1.4《医院信息系统工作流程》

《医院信息系统工作流程》涉及到实际操作的各个环节，共有二十四项流程。实践证明，如果不及时制定相应的流程规范，在医院信息系统的运行中必然会出现混乱，造成不必要的麻烦。

1.5《医院信息系统管理奖惩细则》

《医院信息系统管理奖惩细则》分为十一条，依据上述各项规定及医院规范化管理的要求，对平时医院信息系统应用中易出现的不规范操作而造成的各种损害所制定的奖惩办法，是对上述各种规定的有力补充。

2狠抓落实，确保医院信息系统管理制度的实施

建章立制并不只是写在纸上，订在墙上，而是要落在实处。自制度建立以来，狠抓制度的落实也就成为医院信息系统成功运行的关键因素。只有严格执行这些制度，才能保证整个医院信息系统的安全运行，达到建设和应用医院信息系统的目的。

2.1组织学习，领会制度的实质

整套规章制度在颁布后，印文下发到各个部门，要求有关人员认真学习。不但对原来在岗人员，而且对新上岗人员更是广泛宣传，组织学习，并将其作为岗前培训的重要方面，列为上岗考核的内容，使之人人知晓，从而强化这些制度的执行意识。

2.2加强监督，促进制度的执行

有了规章制度还必须要有一定的监督机制来督促这些制度的执行。为此，我们将医院信息系统管理制度的监督执行纳入医院综合目标责任考核中，形成以制度监督制度执行情况的局面。通过这种方法，促进了制度的执行，使制度的执行成为全院各类人员的自觉行为。

2.3建立记录，细化制度的管理

可操作性是建立制度的基本要求，也是制度得以落实的前提。为此，我们根据制度内容，建立了各种相应的记录本，如《服务器维护记录表》、《网络系统维护记录表》、《系统软件维护记录表》、《HIS应用软件维护记录表》、《计算机及网络设备维护更新记录表》、《数据备份日志》、《日常工作日志》等各种表格和日志，从而细化制度的执行，明确各级各类操作人员的职责。

3拾遗补缺，进一步完善医院信息系统管理制度

医院信息系统管理制度实施后，取得了一定成效，但并不是一成不变的，而是要根据医院管理的要求和整个医院信息系统的运行，做相应的调整，原有的规章制度必然要随着新的要求的提出而补充和修改。而且规章制度多半是在医院信息系统建设过程中制订的，当医院信息系统运行一段时间后，往往会有一些不适应的地方，也需要补充和修改[2]。如社会医疗保险政策实施后，我院对医院信息系统中有关费用结算部分做了新的规定，流程也有一定的改动；再者医院信息系统中增加的一些新子系统上线后，也都对发挥着不可替代的作用，是医院信息系统能够正常运转和有效应用和推广的重要保证。同时，医院信息化系统的建设也提升了医院的管理水平[4]。

[参考文献]

[1]梁珂.医院信息化建设成功的关键因素.中国医药研究,2005,3(2):168-170

[2]宋颖杰,于明臻.医院信息系统的网络安全管理与维护[J].中国现代医生,2007,45（17）:104,110.

第4篇

关键词：系统桥梁分形

一、系统论

1945年贝塔郎菲提出了一般系统论的新思维，随后维纳、申农分别提出了控制论和信息论，从而使得人们对事物整体和部分的关系看法由机械整体性发展到系统整体性。60～70年代间，系统科学出现了耗散结构论（普里高津）、协同论（哈肯）、超循环论（艾根）和突变论（托姆），主要讨论系统的存在、发展和消亡，强调任何一个净化系统都能够自行组织，并且不同要素之间具有协调作用。70年代以来，对系统最核心的问题即系统机制的研究得到广泛关注，出现了对系统机制解释的混饨理论、分形理论、孤波理论等，构成了系统动力学理论，主要考察系统的非线性机制。

凡物皆系统，考察任何系统都要对其要素、结构、功能、环境等方面进行分析。系统具有以下主要特性：①加和性和非加和性；②整体不等于部分之和；③整体功能取决于要素、结构和环境；④结构决定了系统的功能。系统处于非平衡态，需要外加的能量（或信息）来维持，因此，能够产生新的结构的系统一定是开放的。系统远离平衡态失稳以至形成新的结构要依赖于非线性的反常涨落。涨落在远离平衡时起驱动作用，不可逆性会导致新的结构，产生新的质。

系统论已被应用于很多领域，本文旨在应用系统研究的思想来系统地理解桥梁结构的一些新领域，进而将系统机制理论引入桥梁系统的研究。

二、桥架结构系统

桥梁是由多种材料、不同结构组合而成的复杂系统。桥梁结构系统的要素、结构、功能及环境的简要示意图。桥梁结构系统是桥梁工程大系统的一个子系统，不同的桥梁结构体系又构成各个更低层次的子系统。要素中的各种基本构件也构成一个层面上的系统，有其自身的要素、结构、功能和环境。

桥梁结构系统整体不等于部分之和。单个基本构件，比如单个梁构件，是无法实现跨越峡谷甚至海峡的目的的，而多个构件按照一定的构造规则组成悬索桥或斜拉桥就可以实现。结构系统的整体功能取决于构件单元、结构体系和环境状况，其中起决定性的是系统的结构，通常只有大跨斜拉桥和悬索桥才能作为跨海大桥的候选桥型，对抗震性能要求较高的地区，应选用抗震性能较好的结构系统，如连续刚构、斜拉桥等，或对连续梁等桥型进行结构的改进，设计支座单元，达到减震目的。

耗散结构理论认为，在远离平衡状态的非平衡区内，在非线性的非平衡作用下系统演化方向是不确定的，系统的平衡可能失稳，发生突变或分又，系统呈现出新的结构稳定状态。这种结构是一种非平衡的结构，接受环境注入系统的负熵流才能稳定。桥梁的非线同样体现了这一思想，桥梁的失稳为系统突变所致，地震荷载作用下的桥梁系统的延性抗震性能也是结构非线性性能的体现。

三、桥架结构的系统研究思路

1．系统识别与健康监测

结构系统识别是通过试验和计算机来实现对结构的建模。桥梁结构可以看作一?quot;灰箱"系统，处于一定环境中的桥梁结构，一定的输入对应一定的输出，通过对系统输出和输入的分析，可以实现对结构系统的判断和识别。对这样一个灰箱的识别首先应确立一个由梁整体监测的许多困难，对桥梁在使用年限内工作特性的变化缺乏全面深入的研究，难以建立客观同一的桥梁状态评估标准。所以整个技术的成功开发乃至系统目标的最终实现有赖于更好地结合系统自身的要素、结构和系统工作环境。

具体实现桥梁结构系统的健康监测与状态评估，当前主要有以下几方面的工作【2】

（1）针对系统输出：开发和应用以无线通讯技术为手段的数据采集系统；开发能适用于交通荷载风荷载及定点测试荷载的传感器最优布设技术；

（2）针对系统输入和输出的反向分析：采用动态边界子结构原理，开发以结构模型修正法为基础的结构损伤识别技术；研究非线性结构模型的时域评估方法及系统识别技术；寻找更适合桥梁监测的新指纹；开发桥梁观察与监测收据管理系统及决策专家系统；综合良态建模技术，改善有限元模型修正方法；

（3）系统分析的终端应用：根据观察与监测的结果分析实桥的剩余承载能力；建立桥梁安全准则及能用于桥梁整个寿命过程经济评价的估价模型。

2．系统控制

古典控制理论起源于本世纪20年代，主要以单变量线性定常系统为研究对象，以频率法为主要方法研究控制系统的动态特性。50年代以来，逐渐出现了多变量系统、系统灵敏度分析、动态系统测试状态空间方法和Bellman动态规划等现代控制理论方法【5】。

在系统与控制理论中，主要研究动力学系统。桥梁结构在动力荷载作用下，表现为不确定性的随机系统，其非线受到越来越多的关注和研究。尤其在桥梁的抗震和抗风领域，近年来从传统的抗震抗风设计思路发展到结构控制思想。目前的结构控制方式主要有被动控制、主动控制和混合控制，被动控制是通过支座、阻尼器等装置来消耗输入系统的外部环境能量；主动控制的基本思想是通过主动施加外部能量来抵消和消耗环境输入能量，使偏高平衡状态的系统在新的注入能量流作用下找到平衡。

早在1890年，最早的隔震器就产生了，当前已应用的有叠层橡胶、旋转弹簧等多种支座和弹塑性、粘性、干摩擦等阻尼器用于对系统的被动控制。Constantinou在1991年提出了采用位移控制装置和滑动支座相结合的滑动隔震体系，最大限度地减少了输入能量向结构系统的传递[4].

有些主动控制技术（如AMD）已经进入实用阶段，在日本已经建成了一批主动控制的建筑。通过主动控制，一方面可以用最有效的方法抵抗外部激励，另一方面可以直接减小输入到结构上的激励水平。当前有主动连杆控制技术和主动调质阻尼器系统（AMD）技术实现对系统的主动控制。混合控制系统当前主要有对振动控制系统、混合基础隔震系统和可变阻尼系统。当前的这些技术还处于发展之中，不但在桥梁抗震抗风领域，而且在房屋等建筑领域甚至是整个土木工程都有广阔的应用前景。

3．系统非线性机理

传统自然科学趋向于强调稳定、有序、单一、均匀与平衡，带有线性的色彩，到本世纪70年代前后，自然科学的锋芒开始转向现实世界的失稳、无序、多重性、不均匀和非平衡等方面。非线性系统已成为自然科学的主要研究对象，因为非线性是一切复杂现象的本源[5]。

1973年，费根包姆提出的混饨理论大大推进了非线性理论在系统科学中的应用，混饨理论、分形论、孤波理论共同构成系统动力学理论，探讨系统的非线性机制。桥梁结构系统也是一个混饨系统，具有不可预测性、不可分解性和存在规律性，而且这一混饨系统具有分形性质，即自相似性。这里重点讨论桥梁系统动力学行为特别是桥梁抗震系统中的分形特征。

（1）分形与分维

1977年，Mandelbrot出版了专著《分形、机遇和维数》（Fractal：Form，ChanceandDimension，Freemen，SanFrancisco,1977），标志着分形理论的诞生。分形是其组成部分以某种方式与整体相似的形，即分形是指一类无规则、混乱而复杂但其局部与整体有相似性的体系。

数学家按一定的规则构造出具有严格自相似性的规则分形集合。如康托尔三分集、谢尔宾斯基垫片、柯曲折线等。柯曲折线的结构，具有严格的自相似性。自然界中被认为是分形系统的海岸线、云层边缘、地球表面、断口表面以及液体湍流等，没有一个严格意义上的分形，其自相似性是近似的或统计意义上的相似，分形自然体在局部和整体的某种相似性通常只是在某些特定的尺度范围内才成立，这些尺度范围被称为"无标度区"，这种只在无标度区内具有自相似性的分形也称随机分形。形态（结构）、信息、功能或时间上具有自相似性的客体称为广义分形[6]。

在实际问题中，为了考察一个事物是否存在局部和整体的相似性，只要检验该事物是否存在"无标度区"即可。以尺度r把事物分成N个相似的部分，对变化的r画出igr－lgN曲线，然后检验曲线上是否存在明显的直线段，直线段对应的r的区域即是无标度区。此方法的理论依据是自相似集的相似维数（一lgN／lgr）是不依赖于尺度r的一个常数。分维是描述分形特征的定量参数，因为所描述的具体对象不同，分维计算的具体形式也有多种，如相似维数、容量维数、信息维数、关联维数、集团分维和质量分维等。

地震学界已开始对地震的时、空、强度分维及其多分维进行了大量研究。普遍认为地震是多重分形的。分维值在地震前后的变化为探讨地震前兆场的复杂性提供了有效的分析工具。在桥梁抗震中，结构破坏与地震输入和结构反应特征有关。从弹性反应谱的三联谱中，很容易发现无论是岩石场地弹性反应谱还是结构的弹性反应谱均具有明显的分形特征。P．S．Symonds对一个具有两个自由度的梁构件模型在瞬时冲击荷载作用下的弹塑性反应进行了分维研究，计算得自相似维数为0.78，表明位移反应图对冲击荷载标度具有独立性［7]。

（2）桥梁抗震及分形特征

如同分形广泛存在于自然科学和社会科学的诸多领域中一样，分形同样存在于桥梁抗震领域［10］

①作为输入荷载的地震动，其能量具有分形特征，而且能量分维Dfe有可能成为地震预报的新参数。

②地震动反应谱，作为地震动特性与结构动力反应相互联系的纽带，也是统计意义上的分形结构，它也决定了结构反应的分形特征，特别是以周期为标度，结构反应应该与反应谱具有一致的无标度区。

③对墩柱破坏准则的研究发现，变形一能量双重破坏准则的破坏指数是划分桥梁域往不同破坏程度的合理指标，以输入地震动的峰值或以墩柱体积配箍率为标度，破坏指数具有近似分维特征。建立连续梁桥等代分析模型，代替复杂的结构有限元模式来分析结构的地震反应。通过理论分析与桥例计算可见，以刚度比为标度，结构周期、墩底弯矩和墩顶位移反应存在无标度区；以周期为标度．墩底弯矩和墩顶位移反应同样具有明显的分形特征．与反应谱所体现的分形特征一致【8】。

结合南京长江二桥南汉桥和杨浦大桥两个桥例，建立有限元模型，考虑边跨主跨跨径比、梁墩刚度、局部构件、支座单元等对结构动力反应的影响。通过分析可以发现，对于不同的标度，无论是跨度比、梁墩刚度比还是支座的刚度等等。动力反应都表现出近似多重分形特征，分维值可以反映动力反应对于不同标度的敏感程度【9】。

研究桥梁结构动力特性是否具有分形特征，是分形和分维概念应用于桥梁结构动力分析领域中的关键点。通过对国内外大量已有实桥动力特性资料的统计和桥例分析可见［10］：

①斜拉桥的纵飘基频对于跨径尺度，主塔侧弯基频对于塔高，体系坚弯基频对于跨径，侧弯基频对于跨宽比以及扭转基频对于跨径都具有统计意义上的分形特征。

②悬索桥竖弯基频、侧弯基频及扭转基频对于跨径或主缆垂度，具有统计分形特征，利用分数维，可以得到比常用估算公式更为接近实桥值的基频简化计算公式。

③对于梁桥动力特性的大量实测结果表明，简支梁桥基频对于跨径标度是分维为0.923～0.933的统计分形结构。以桥长为标度，小跨径桥梁的基本侧向周期分维为1.20。桥梁结构系统涉及参数多，统一的规律多存在于定性阶段。分维的概念使得对于性质的认识可以定量描述，正如在许多领域，分维对非线性、无规则现象的描述那样。显然，这还需要大量的工作和艰辛的努力。以上分析表明，混饨系统存在规律性，分形就是描述这种规律的一种理论，事实上，分形规律不仅仅在桥梁抗震领域存在，在桥梁大系统中乃至整个土木工程领域中都广泛存在着。

四、结论

通过以上分析可见：

（1）桥梁结构是一个要素和结构复杂、具有生存环境和结构功能的动力学系统；

（2）系统最关键的部分--结构是桥梁结构系统识别和健康监测的重点，特别是结构的指纹分析；

第5篇

关键词：采暖蓄热应用

一、引言

近年来，我国大气污染日益严重，人们要求保护环境、净化天空的呼声日益增高，而北方冬季城市空气污染的重要来源是采暖燃煤锅炉所排放的粉尘和有害气体。与此同时，许多地区电力出现了相对过剩、电力峰谷差不断拉大的现象。例如，东北电网系统的最大峰谷差已是最大负荷的37%，而华北电网已达峰负荷的40%[1]。为解决电力系统的这种供需矛盾，电力系统用户侧和发电侧均采取了一定措施。在发电方面，一大批初投资巨大的抽水蓄能电站、运行费昂贵的燃油燃气尖峰电站相继建成并投入调峰运行，甚至一些高参数的大型火电厂也以被迫降低发电效率为代价而参与电力调峰。同时，电力系统也加强了用户侧管理。例如，采取分时电价，鼓励用户在电力低谷时多用电，在电力高峰时少用电。

因此，在环保要求高的城市采暖供热中，燃煤锅炉房或燃煤炉灶将严格限制使用，取而代之的几种可能的采暖形式主要有集中供热的电锅炉、大型电动热泵和燃气锅炉房以及分散在用户房间内的家用燃气炉、电暖器等（见图1）。同时，为减小电力网发电的峰谷差，也可考虑在供热系统中设置蓄热装置，使得在满足采暖要求的同时，对电力负荷起到削峰填谷的作用。为此，本文将对上述采暖系统形式的应用作初步的分析与探讨。

二、采暖供热系统能耗和经济性

1.能耗

传统采暖系统消耗的能量是燃料，而电动采暖系统所消耗的能量是电能。因此，为更全面分析各采暖系统效率，采用一次能耗率作为所耗能评价指标。一次能耗率即单位供热量所消耗的一次能源量。图2为采暖系统在单位供热量与相应的一次能量之间的能量平衡图。其中η为采暖系统供热效率，即供热量与输入能耗之比。对于热泵系统，η为热泵性能系数与系统管道效率之积，对于锅炉供热系统，η为锅炉采暖系统的热效率与系统管道效率之积，对于热电厂，η为热电厂供热量与燃料量之比；ηe为热电厂的发电效率。

对于锅炉采暖系统，单位供热量b为：

对于热电联产系统，1/η份的燃料在提供1份热量的同时，又发出ηe/η份电量。如果这些电由电力系统中其他电厂产生，则需耗费的燃料量为为电力系统发电效率。于是，单位供热量热电联产系统的一次能耗为：

对于电动采暖系统，所耗电能由电力系统提供，于是：

实际上，一个采暖季的采暖能耗不仅取决于单位供热量采暖系统的一次能耗，还取决于采暖系统的运行时间。对于家用采暖装置，如家用热泵、家用燃气炉和电暖器等，由于系统调节灵活，启停方便，根据需要随时调整供热工况，可在房间有人时供热，而在无人时采暖设备停止运行，从而减小最大采暖负荷时间数，降低单位采暖面积的供热能耗。对于传统的集中供热系统，如锅炉房或热电联产，由于运行调节惯性大，设备启停不便，一般房间内不单独进行供热量调节，系统在整个采暖季不间断供热，最大采暖负荷小时数大，造成单位采暖面积能耗的增加。对于北京地区，不间断供热的最大采暖负荷小时数h可取为2000。引入采暖系统可调节系数λ的概念，定义为采暖系统实际最大采暖负荷小时数与整个采暖季不间断采暖的最大负荷小时数之比。对于家用采暖装置，可调节系数一般为0.5至0.8，本文取为0.65，对于集中供热系统，可调节系数一般为1。于是，考虑到可调节系数的采暖系统一次能耗率为：

系统一次能耗率表示单位供热容量的采暖系统单位时间能耗，它反映出在考虑可调节系数后采暖系统的能源利用效率。图3给出各系统的一次能耗率，其中有关参数的取值见表1。可以看出，设置蓄热器的电锅炉采暖一次能耗最大，电锅炉由于没有蓄热损失而一次能耗次之，考虑到可调节系数，电暖器的一次能耗小于以上两种采暖系统。热电联产系统的能耗最小。家用燃气炉和家用热泵虽然能耗明显高于热电联产系统，但由于可调节系数的影响，其一次能耗率与热电联产系统相近。

2.经济性

采暖供热系统的经济性可从单位供热容量年运行成本加以评价，年运行成本C由初投资的折旧和运行费组成。为使问题更加简明，在运行费中仅考虑能耗费。

在经济分析中，采暖系统消费和产生单位电量的价值在不同时刻是不同的。小时级的单位电能生产和消费的价值可由电能价值当量衡量和反映[2]。电力负荷高峰期和低谷期电能价值当量是不同。图4给出了我国某电网小时级电能价值当量典型日分布。

对于热电联产系统，年运行成本由下式获得：其中，k为热电联产系统初投资，元/kw(热)；r为折旧率；f为燃料费；e为热电厂发电的电能价值当量，元/kw.h。

而燃气锅炉采暖系统，年运行成本由下式计算：

对于电动采暖系统，年运行成本可计算为：

初投资取值如表1所示，其中热源投资对于集中供热系统包括设备和土建两部分，电能价值当量取值如图4。图5给出各采暖系统的年运行费。可以看出，电炉采暖的年运行费远高于其它系统，而热电联产的经济性则是所有采暖系统中最好的。其它采暖形式之间的经济性差别不十分明显。对于具体的采暖系统，系统初投资和效率与表1中的值会有所不同，各地的能源价格的制定也存在差别，因此，除了热电联产经济性经济性明显偏好、电炉采暖的经济性明显偏差外，其它采暖系统经济性应根据具体情况加以分析和评价。

三、各采暖系统应用分析

1.传统采暖供热系统

传统的采暖供热系统主要有锅炉采暖系统和热电联产集中供热系统。

1）锅炉采暖

包括以锅炉房为热源的集中供热系统和分散在各用户房间的家用炉灶。按燃料分又有燃煤锅炉和燃油、气锅炉（燃油、气锅炉房和家用壁挂气炉）等。

燃煤锅炉包括燃煤锅炉房和家用小煤炉。家用小煤炉由于投资小、燃料价低而在小城镇的分散住宅使用较多，燃煤锅炉房则主要应用于一个小区的独立供热或承担大型区域供热系统的尖峰负荷。燃煤锅炉运行成本低，在我国城镇采暖中使用最为普遍。但是，由于能源转换效率很低，对大气的污染在所有采暖系统中是严重的，因此这种采暖形式在环保要求高的城市，尤其是北京的使用，应严格加以控制。

燃油、气锅炉包括应用于小区或单个楼宇采暖的集中式燃油、气锅炉供热系统和以壁挂气炉等形式设置在房间内的家用燃气炉等。由于天然气等是清洁燃料，这种采暖系统的环境污染远小于燃煤系统。目前，天然气的进京，环保意识的加强，使得燃气锅炉在北京的应用和推广成为可能。另外，燃油、气锅炉运行调节灵活，尤其家用以壁挂气炉，可根据人们的作息情况随时做启停和供热量调整，从而减少了系统运行的最大采暖负荷小时数，节省了燃料量和运行费。但是，当考虑到天然气管网的追加投资，燃气锅炉采暖系统的初投资会明显增高。在运行费方面，由于油、气等燃料价格昂贵，系统的一次能耗也较高（如图3），使得燃油、气锅炉的运行费昂贵。因此，燃油、气锅炉采暖系统，尤其是集中式燃油、气锅炉供热的推广和应用，应在深入的技术经济分析基础上慎重进行。

2）热电联产供热系统

以热电厂为热源的区域供热系统，常见形式是热电厂中汽轮机的抽汽或背压排汽通过热交换器将热量传递给热水，并通过热网输送到各采暖用户。热电厂将高品位的热能用于发电，低品位的热能用于供热，因而能源转换效率高。如果有关参数取值如表1，对于相同的最大采暖负荷小时数，在所有采暖形式中，热电联产一次能耗是最低的。这使得热电联产系统的环境污染也很小。同时，在电力短缺时，热电厂在供热的同时发电上网，相当于减少了电力系统相应投资。从整体上看，热电联产具有很好的经济性（如图5）。因此，在保证全年充足热负荷的前提下，应鼓励热电联产的建设和现有热电厂的运行。

2.电动采暖系统

1）电炉采暖

电锅炉属于集中式的电采暖系统，多用于一幢楼宇或建筑密集的商业小区供热。与传统集中供热方式一样，在该系统中，热水被电锅炉加热后由热力管道输送至各用户房间。由图5可知，电锅炉系统的运行成本明显高于其他采暖系统。而且电锅炉采暖系统单位供热量的一次能耗在所有采暖形式中是最高的。因此电锅炉采暖的使用应严格限制，即使是在电力富裕的时期。因为电力过剩往往使短期性的，随着经济的发展，这种过剩将会消失。何况电锅炉能源转换效率极低，大量使用是不符合我国可持续发展的能源政策的。

电暖器一般设置在用户房间内，主要形式有电热微晶玻璃辐射取暖器、电热石英管取暖器、电热油汀等普通电暖器和具有蓄热功能的相变蓄热电暖器等。由于省去传统采暖系统中的热力管道和散热器，一般电暖器的投资明显较低。而且电转换为热后可直接用于采暖，转换效率为100%，避免了电锅炉采暖中因中间介质（热水）而造成的热损失。在运行方面，这种采暖装置调节灵活，使用方便，用户可根据需要对采暖装置的启停随时控制，因而可减少采暖季装置运行时间，进而可减少采暖运行费。因此，电暖器的经济性要好于电锅炉采暖系统，见图5。同时，家用电暖器不需象集中供热那样要有专门人员对采暖系统进行管理、运行和维护，也没有集中供热中所存在的计量受费难题。而且电暖器不会对使用地区产生污染。但是，电暖器存在着单位供热量一次能耗大的缺点（见图3），运行成本也高于一般的采暖系统。由于房间电路容量较小，因而当采暖负荷较大时，存在用户电路改造问题。在采暖效果上，电暖器采暖的舒适感不如传统的水暖散热器。所以，电暖器的使用应根据用户实际情况加以选择，不宜盲目推广。

2）电动热泵

包括大型电动热泵和家用电动热泵。大型热泵可使用于一幢楼宇的采暖或作为区域供热的热源。对于大型热泵，可在热源处设置蓄热器。家用热泵可设置在各房间内，夏季作为空调冷源，冬季作为采暖热源，启停调节灵活方便。

电动热泵能源转换效率明显高于电炉，在外界输入能量W（电能、热能）的情况下，机组从低温环境中吸收热量Q1，并将这部分低位热量提升为高位热量Q2（Q2＝W＋Q1）而加以利用。如果机组的性能系数（COP）为2，则消耗1个单位的能量可获得2个单位的热量，所以单位供热量一次能耗明显低于电炉采暖系统（见图3），使得运行费也低于电炉。对于家用电动热泵，用户可根据需要自行调节热泵的启停，因而可进一步节省运行费用。

由于对于夏季同时需要空调的地方，如商业建筑，热泵系统可同时满足全年的冷热负荷，热泵采统用于采暖的投资会明显降低，可认为是热泵相对于空调系统所追加的投资(本文取为200元/kW)。因此，兼用制冷的热泵系统与纯采暖相比年运行费要明显降低。

以上对热泵的分析中对性能系数的取值较低，适合于风冷热泵。而水源热泵在制热时从水中吸取低位热能，其性能系数一般要高于风冷热泵，因而运行成本将会更低。另外，热泵系统具备电热炉所拥有的不对使用地产生大气污染、安装运行简便以及占用面积小等优点。电动热泵采暖供热系统已在世界许多地方得到应用，尤其在北欧、美国和日本等地区的使用更为广泛。例如，瑞典许多地区使用了以地下水为热源的热泵供热系统。

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与燃气锅炉相比，热泵采暖在经济和能耗方面并不占有明显优势，但从国家角度看，作为发电主要能源的煤要比天然气丰富得多、廉价的多，因而从这一角度看，电动热泵的应用比燃气锅炉更适合我国的国情。目前普遍存在的电力过剩也会给电动热泵的发展起到推动作用。

但是，电动热泵系统的不足之处是设备运行性能易受环境条件的限制。风冷热泵对气候的要求较高，一般不适于冬季气温寒冷的城市采暖供热。随着气温的降低，热泵的出力反而减小，因而往往需要辅助加热装置，如图6所示。一般环境温度在-5℃以下后，热泵的工作状态明显恶化，在一定的温湿度条件下会在空气侧换热器翅片管的表面结霜。水源热泵在需要同时制热制冷的场合使用较为有利，在有清洁的江河湖水的地方也可使用。

由此看来，在环境保护要求高的地方，如果外界条件许可，可以鼓励使用热泵采暖。如果拥有可利用水源，可优先考虑使用水源热泵，当气候条件合适时，可采用风冷热泵。目前，电动热泵作为采暖的一种方式已开始得到应用，如北京的建国门饭店、建行西单分理处等均采用风冷电动热泵采暖。但是，热泵采暖在北方的推广，仍需在技术和运行经验等方面作进一步的研究和实践工作。

3）利用蓄热（TES）的电动采暖系统

电动采暖系统的应用和推广，应以电力相对富裕为前提。实际上，电力方面最突出的问题是峰谷差的不断拉大。如果电采暖系统仅在电力低谷期运行，则会削减电力负荷的峰谷差，有利于电力网的安全稳定运行。从经济上看可使用便宜的谷价电能，使电采暖系统运行成本的大幅度降低。而要实现电采暖系统电力低谷运行，则需要利用蓄热装置。

我国蓄热的应用较少，主要集中在余热或废热利用等方面。蓄热装置的作用表现为平衡供热量和热负荷之间的关系、减小设备容量和提高系统效率等方面。因此，在采暖热负荷一定的情况下，改变不同时间电采暖系统供热量的大小，在电力低谷期多用电供热，电力高峰期少用电或不用电供热，供热量与热负荷之间的平衡可通过蓄热装置实现，从而达到减小电力峰谷差的目的。

蓄热型式按蓄存介质的不同有直接蓄存和间接蓄存两种。间接蓄存采用某种中间介质作为蓄存介质来蓄热。这种蓄热方式的蓄热温度较高，如岩和油组成的蓄存介质蓄热温度达304℃，而用一种熔化的硝酸盐作为蓄热介质蓄热温度可达566℃[3]，但间接储存方式的投资大，而采暖空调所用热量温度相对较低，故不宜采取这种蓄热方式。

直接蓄热可将待蓄存的热水或蒸汽直接储存在蓄热容器内。直接蓄热又可分为无压蓄热和有压蓄热。无压蓄热方式最高蓄热温度可达95℃，且投资低。有压蓄热方式是将蒸汽或高温热水直接存蓄在球状或圆柱形压力容器内，蓄热温度最高可达200℃。但有压蓄热方式投资大，相当于无压方式的2至5倍[4]。

热水蓄热装置由于采用蓄热，从整体的角度看，电动采暖系统起到了对电网的削峰填谷作用，从局部上讲，由于消耗的是低价电能，采暖系统的运行成本会大幅度降低。但是，采暖设备的投资也会相应增加，因为热源容量与无蓄热时相比增大了，同时又增加了蓄能设备。从能耗方面看，由于蓄能损失，与无蓄热相比，系统的能耗增加了。对于热泵系统，由于提高制取热量的温度，热泵性能系数显著降低，同样增大了系统能耗。

表2各蓄热采暖系统有关指标的对比（采暖面积：1万m2，采暖指标：35w/m2）

对于电动热泵采暖装置，由于热泵的性能系数COP随着所制取热量的温度升高而明显降低，因而本文选取热泵制取热水的最高温度为70℃，相应的COP取为2.0，蓄热器只能采用无压型式。而电炉采暖系统可采用有压和无压两种蓄热装置，而且由于蓄热介质为水，电炉应以电锅炉的形式加以应用。设热水蓄热效率为85%，一天中电力峰谷各占12小时，由此表2给出了采用蓄热装置后采暖系统的有关指标。可以看出，从电力削峰填谷方面讲，增设蓄热器后的电炉采暖系统所起的作用最为显著。从蓄热器容积看，有压热水蓄热的容积明显小于无压热水蓄热，但有压热水蓄热器属于压力容器，存在安全问题。

增设蓄热装置后，采暖系统的初投资将会增加，包括蓄热装置的投资和采暖系统本身因蓄热而增加的投资等。这部分附加投资的大小与蓄热装置的型式、体积、位置以及系统运行方式等有关，图7给出了随着这部分附加投资的增加，电锅炉和热泵采暖系统的年运行成本的变化情况。对于电动热泵，只有当单位供热量系统附加投资小于1500元/kW（热）时，采暖系统经济性才会比无蓄热时好。一般情况下系统附加投资小于该值。但如果蓄热器空间占用费昂贵，例如设置在市区黄金地段内，则可能使系统的蓄热附加投资骤增，导致蓄热不能提高整体系统的经济性。对于电锅炉，只要单位供热量蓄热附加投资小于4900元/kW（热），采暖系统经济性就会比无蓄热时好，通常系统蓄热附加投资不会大于此值。因此，对于电动热泵采暖，是否增设蓄热装置，应根据具体情况加以分析论证后决定。而电锅炉采暖增设蓄热装置的效果是很明显的。

蓄热电暖器[5]在电动采暖中，可以通过热水蓄热实现电力的削峰填谷。但是由于蓄热器的容积很大，只能用于集中式的电动供热系统，若与家用电暖器结合，将会占用房间较大空间，这是不现实的。为此，一种电暖器与相变蓄热相结合的采暖装置-相变蓄热电暖器被提出来（工作原理见附录）。相变材料蓄热能力大，蓄热效率高，而作为热源的电加热器成本较低，因而可以克服以上热水蓄热的不足。

由表2看出，这种采暖装置的蓄热容积仅为无压热水蓄热器的约八分之一，是有压热水蓄热器的约三分之一。同时，其初投资也相对较小。另外，相变蓄热电暖器调节灵活，设置在采暖房间内，即开即用，放热功率可由风扇或者风门控制，因而可减小最大采暖负荷小时数。由图5可以看出，这种采暖装置具有很好的经济性好于电炉和燃气锅炉采暖。同时，这种电暖器可以减小电力峰谷差，对于电网安全高效运行具有积极意义。因此，相变蓄热电暖器是一种具有良好发展前景的新型采暖系统。

由于相变蓄热电暖器的耗电功率高，当房间采暖负荷较大时，存在用户电路改造问题。

3.建议

对于环境保护要求高的城市，不同采暖形式的选择，应根据具体的用户特点，以实现最优的社会效益和经济效益。

对于城市中建筑密度高的大面积采暖地区，应首先考虑热电联产区域供热系统的采暖方式。热电联产系统能耗低，经济性好。同时，由于能源转换效率高，烟尘集中处理，对大气污染也很小。但是，热电厂的建设应当充分考过度季和夏季的热负荷情况。

商业建筑、高档住宅等全年需要冷热负荷的用户，若无运行限制条件，应首先考虑使用热泵系统。

在气候条件或水源条件允许的地区，即使仅用于采暖的热泵系统，也应作为解决环境污染问题的有效途径而加以使用。例如，对于远郊新建住宅小区，城市热网无法到达，可考虑利用地下水的水源热泵采暖。

在城市燃气供应管道较为完善而又不建设热电联产供热管道的地方，可以考虑采用燃气锅炉可以作为一种采暖途径以解决环境污染问题。如果是在已有燃煤锅炉房基础上的改造，则可考虑采用燃气锅炉房采暖，否则可考虑家用燃气炉的采暖方式。

对于无热网的平房改造，热网建设费用高，不宜采用集中供热系统，可选用家用燃气炉或家用热泵采暖形式。如果一天中采暖时间较短、无燃气管道而又不需要空调的用户，可考虑选用电暖器。

电力峰谷差问题突出的地区，应推出相应政策，鼓励采暖系统增设蓄热装置，例如相变蓄能电暖器，以达到电力削峰添谷的目的。

四、结论

在大气污染日益严重、电网峰谷不断拉大的形势下，城市采暖供热应选择合理的形式和运行方式，在保证供热效果的同时，为环保和电力作出贡献，实现整体效益的最大发挥。

在所有采暖供热形式中，传统的燃煤锅炉采暖虽然运行成本低，但会造成大量粉尘和有害气体的排放，对大气的污染最为严重，因而应严格限制在市区的使用。

电炉采暖能源转换效率低，耗电量大，经济性最差。所以应严格控制使用。但是电暖器启停调节灵活，可减少最大采暖负荷小时数，在使用区对环境不产生污染，因而对于采暖需求时间短的用户，可以考虑选择采用电暖器。电锅炉系统能耗和经济性等方面都明显不如其他采暖系统，不宜鼓励使用。

以热电厂为热源的区域供热系统有明显的经济优势。当充分保证热电厂全年拥有足够热负荷的前提下，应优先考虑热电联产供热系统的使用。

燃气锅炉虽然是解决环境污染问题的一种采暖途径，但运行成本高，燃气管道的建设会增加系统初投资。因此，燃气锅炉的使用应慎重进行。

热泵应作为解决环境污染问题的有效途径，鼓励在气候条件或水源条件允许的地区加以使用。热泵的使用在多数地区刚刚起步，应在试点工程积累运行经验后再加以推广应用。

电动采暖装置增加蓄热装置后，可对电网起到削峰添谷的作用，但会导致采暖系统的初投资、能耗和占地面积增加等问题。在电力峰谷差不断拉大的今天，蓄热在电动采暖中的应用应该引起充分重视。

参考文献

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[3]G.培克曼等著蓄热技术及其应用机械工业出版社

[4]S.HORIIetal.,OptimalPlanningofGasTurbineCogenerationPlantsBasedonMixed-integerlinearProgramming.InternationalJournalofEnergyResearchVol.11.1987

[5]张寅平等相变蓄能电暖器专利申请书申请中清华大学热能系暖通空调实验室

附录相变蓄热电暖器的原理

相变蓄热电暖器的原理如下图所示，相变蓄热电暖器包括温控、时控的双重控制开关、电加热装置、换热容器、密闭在其中的相变材料和保温隔热外套组成。其特征在于时控开关内固化了时控程序，使电加热器只能在某一时间段内（电网负荷低谷段）接通。当电加热装置接通电源后，相变材料开始升温融化。当相变材料完全融化时，温控开关使加热装置停止工作，这时热量主要由相变材料以潜热方式储存起来。在室内需要加热的时候，打开风门或开启电扇，电暖器开始对外放热，液态的相变材料逐渐凝固，同时放出凝固热。由于相变过程为近似等温过程，相变潜热较大，故即使在不通电的情况下也能近似等温放热较长时间。实际应用中，电暖器外部设置隔热套，能达到很好的保温效果。隔热套保证所蓄热量存在于电暖器内，需要取暖时，隔热套部分或者全部打开，换热容器向外放出热量。隔热套的形状可以做成带有进出气门的整体箱式结构，在出气口可设置排风扇，也可以不设置风扇，完全依靠自然对流和室内空气进行热交换。

AnalysisonApplicationofSomeSpaceHeatingSystems

第6篇

PLC以其可靠性高、逻辑控制功能强、体积小、适应性强和与计算机接口方便等优势在工业测控领域广泛运用,已大量替代由中间继电器和时间继电器等组成的传统电器控制系统。近年来,PLC技术发展迅猛,新产品层出不穷。高端PLC不仅擅长开关量检测和逻辑控制,而且能够处理模拟信号、进行位置控制和回路控制,还可以连接各种触摸屏人机界面并具有强大的网络功能。高端PLC配备适当的位置控制单元和触摸屏人机界面,并根据计算机集成制造系统(CIMS)或柔性制造系统(FMS)的具体要求,配置相应的网络模块或网络单元,即可实现网络互连,构成开放的数控系统。本文介绍一种基于OMRON高端PLC的磨削数控系统,这种数控系统装备的位置控制单元可以实现两轴联动,并可根据实际需要,任意扩展控制轴数;触摸屏人机界面可以根据操作需要灵活设计;还可通过DeviceNet、ControllerLink和TCP/IP协议单元进行多层次的网络互连。这种数控系统目前已在3MZ2120磨床数控技术改造中获得成功应用。

1.数控系统的开放特征与典型模式

开放式数控系统一般基于PC平台,具有模块化、标准化、平台无关性、可二次开发和适应联网工作等特征。基于PC平台的开放式数控系统目前有3种典型模式。第一种为衍生型(专用NC+PC),在传统CNC中插入专门开发的接口板,使传统的专用CNC带有PC的特点。此种模式是由于数控系统制造商不能在短期内放弃传统的专用CNC技术而产生的折中方案,尚未实现NC内核的开放,只具有初级开放性;第二种为嵌入型(PC+NC控制卡),将基于DSP的高速运动控制卡(NC控制卡)插在PC的标准扩展槽中,由PC机执行各种非实时任务,NC控制卡处理实时任务。是目前基于PC平台的开放式数控系统的主流;第三种为全软件数控系统,PC机不仅能够完成管理等非实时任务,也可以在实时操作系统的支持下,执行实时插补、伺服控制、机床电器控制等实时性任务。这种模式的数控系统实现了NC内核的开放和用户操作界面的开放,可以直接或通过网络运行各种应用软件,是真正意义上的开放式数控系统。与PC平台开放式数控系统相比,基于高端PLC的数控系统的开放性主要体现在网络层面和系统扩充层面。高端PLC采用类似于PC的总线结构和面向操作的梯形图语言编程,模拟量处理单元、位置控制单元、回路控制单元、网络模块或网络单元等高端部件都有专用控制语句,具有系统构建灵活、扩充能力强、应用软件设计便捷等优点。编程语言标准化和部件可互换性的不断增强,现场总线技术和工业以太网络标准的普遍采用,都使基于高端PLC的数控系统变得更加开放,将成为面向CIMS或FMS的设备层的重要组成部分。

2.基于高端PLC的磨削数控系统

2.1开关信号监测与逻辑控制

当前系统输入输出单元是PLC的基本组成部分,在磨削数控系统中承担所有开关信号的监测和全部逻辑控制功能。监测信号主要有:机械手进出、机械手上下、料盘正反转、修整器起落等动作的位置信号,磨削设备和辅助装置上的各种工作状态信号和异常报警信号。系统输出单元控制磨削设备上所有电磁阀和机床电器系统等,通过磨削设备上的液压系统,控制机械手、料盘、工件卡盘、砂轮轴、床身、修整器等基本部件和冷却、、过滤等辅助装置按照磨床动作和磨削工艺要求工作,实现磨削加工过程的自动化。

2.2工件与砂轮运转速度控制

保持工件与砂轮转动速度恒定,对提高磨削加工质量十分有利。为此系统配备了2台带RS-485串口变频器,分别驱动工件轴和砂轮轴。PLC采用联机随动控制保证两者之间速度的配合与稳定。操作人员依据磨削加工要求设定工件轴变频器速度参数,PLC接收该参数后,参照砂轮直径(设定或记忆值)和转动速度比例关系,计算并自动设定砂轮轴变频器的速度参数。在磨削加工过程中,PLC对砂轮在磨削及修整过程中的损耗给予速度自动补偿。PLC最多可以控制32台变频器,不同厂家的变频器可采用协议宏通信联接。PLC按照变频器地址(0-31)、指令代码和相关数据顺序向变频器传送命令,对变频器运行、停止、正转、反转等实施控制;PLC还可以监视变频器运行状态,当变频器发生过电流、过电压、变频器过载、硬件异常、电机过载、过力矩检测、电源异常、通信超时等情况,可将异常参数传输给PLC,由PLC作出相应处理。

2.3位置控制单元(PCU)与位置控

制高端PLC配备单轴位置控制单元,与步进电机或交流伺服电机驱动器配套使用,可以完成开环或半闭环位置控制及速度控制,配备两轴联动位置控制单元可以进行实时插补控制,实现直线和圆弧曲面等加工控制。目前全球各主要PLC制造商都已推出与高端PLC配套的PCU,具备高速和高精度的位置控制功能。OMRON公司的CJ1MCPU自带PCU的位置脉冲速度为1kBPS,高级PCU的速度可达到500kBPS,松下PP2或PP4系列的位置控制速度高达1MBPS。采用高端PLC设计数控系统,需根据控制精度、运行速度和运行轨迹要求选择适合的位置控制单元(PCU)。磨削数控系统控制精度要求较高(F1μm),一般选择数字交流伺服系统。OMRON高端PLC专用高级指令控制脉冲输出,可选择梯形、S形或三角形速度曲线运行,实现定程、点动、返回原点和原点搜索等运动控制。程序设计可选择相对坐标系或绝对坐标系,按照图2所示的梯形图编程运行,可实现各种磨削加工所应遵循的运行曲线。图3表示该数控系统准确实现铁路轴承内套挡边粗、精、光磨削加工和3MZ2120磨床快进、快退几个阶段的速度控制和位置控制的运动轨迹。

2.4触摸屏人机界面设计

基于高端PLC的磨削数控系统可选用触摸屏人机界面(ProgrammableTer2minal,PT),采用组态工具软件和图形库(开关、灯、棒图等)以及动画功能等,按照磨削工艺流程要求进行系统操作界面设计。下面以3MZ2120磨削数控系统操作界面为例介绍设计过程和效果。根据磨削数控操作和显示的需要,该系统主界面下设8个子画面(图4)。系统上电自动进入主界面,核对操作密码后弹出主菜单,在主界面上点击操作可转移相应的子界面。加工参数和修整参数设置界面提供设置数控磨削相关参数提示;手动操作和手动修整界面用于快前、快退、慢前、慢退、返回等手动位置控制和手动修整砂作,为设备调试提供便利;自动报警界面利用触摸屏人机界面本身具有的报警功能设计,对油雾、液压系统、机床电器系统、料槽状态、冷却系统和伺服电机等实施监测和自动报警,当发生故障时触摸屏立刻弹出报警信息(报警时间、故障代码及应对措施等);自动运行界面(图5)采用棒图显示当前磨削余量值;采用动画方式实时显示加工状态和加工位置等。还设有“紧急停车”等应急按钮。PT有RS232/422/485通讯口,能够兼容众多厂家的PLC。人机界面应用程序可脱机编制和调试,然后下载到PT上运行,PLC一般通过RS232接口与PT相连。许多PT还配备并行接口,可直接与打印机连接,实时打印数据或进行屏幕拷贝。

2.5网络结构与联网功能灵活的网络结构和强大的联网功能是高端PLC的重要特征。OMRON高端PLC配有标准RS232接口连接触摸屏人机界面、上位机或编程工作站。还可扩展DeviceNet通信单元,使各种符合DeviceNet通信协议的产品都可以连入系统中,以构成基于DeviceNet开放式现场总线的数控系统;系统与车间管理层计算机及车间其它高端PLC的连接可以采用ControllerLink方式,在PLC中扩展ControllerLink通信单元,车间管理层计算机装备ControllerLink支持卡即可实现互连,由底层DeviceNet设备、基于高端PLC的数控系统或其它测控设备和车间管理层计算机构成3层递阶结构的网络测控系统。高端PLC一般都可配置符合TCP/IP协议标准的以太网单元,全面支持远程监控等应用。

第7篇

1河段与工程概况

1.1河段概况

三峡工程施工区从伍相庙至鹰子咀长约12km，面积15.28km2。为较好地掌握施工区水文、河道、水环境变化情势，水文监测河段上起太平溪、下至莲沱，全长22km，水域面积约为22km2（以下简称坝区河段）。大坝轴线以上1.5km至大坝轴线以下1km为明渠截流水文监测河段（以下简称截流河段），全长2.5km，面积约为3.0km2。三峡工程明渠截流河段水文监测布置见图1。

图1三峡工程明渠截流河段水文监测布置图

1.2工程概况

三峡工程明渠截流继一期导流明渠开挖、二期大江截流导流和通航之后、为修筑三期围堰而实现戗堤进占与合龙的关键性工程。

（1）三期围堰工程。三期围堰位于导流明渠内。三期上游围堰为Ⅳ级临时建筑物，围堰轴线长427m，设计洪水标准为4月份实测最大流量17600m3/s（1877年～1990年资料，下同），相应上游水位81.05m，堰顶高程83.0m，最大堰高33.0m。三期下游围堰为Ⅲ级临时建筑物，围堰轴线长415m，设计洪水标准为频率2%的洪水流量79000m3/s，相应挡水位78.3m，堰顶高程81.5m，最大堰高36.5m。上、下围堰均由风化砂、石渣、石渣混合料和块石以及反滤料构筑而成，总填筑量分别为146.58万m3和152.48万m3。

（2）明渠截流分流工程

明渠截流期采用大坝泄洪坝段导流底孔分流。22个导流底孔分别布设在泄洪坝段的表孔正下方跨缝处，其有压出流口尺寸为6m×8.5m，中间16孔进口底高程56.0m，两侧各3孔进口底高程57.0m。大坝底孔泄流能力受二期上下游围堰拆除高程和底宽的影响，设计明渠截流前，上游围堰拆除高程57m，底宽不小于550m；下游围堰拆除高程53m，底宽不小于410m。

（3）明渠截流戗堤工程

三期截流采用上、下游戗堤立堵，上游双向、下游单向进占的施工方案。设计按上游戗堤承担截流总落差的2/3，下游戗堤承担截流总落差的1/3。上、下截流戗堤总抛投量分别为35.85万m3和38.38万m3。戗堤施工进占分为非龙口进占和龙口进占两个阶段,设计上、下截流龙口宽度分别为150m和140m，抛投量分别为20.4万m3和20.5万m3。设计截流流量10300m3/s，经模型试验表明，上、下龙口最大平均流速分别达5.14m/s和4.01m/s，截流终落差4.11m。合龙能量指标达40.4万kw，为葛洲坝工程截流的2.6倍，是巴西伊泰普工程截流的1.4倍，居当今世界龙口能量指标之首。

1.3水文监测的目的、主要内容及作用

鉴于明渠截流的难度，水文监测的目的主要为三期截流设计、施工、截流指挥提供可靠数据，同时也为模型跟踪试验、水文预报、水文及水力学计算提供基本资料。特别要为在明渠截流过程中可能出现的突况进行跟踪监测，以指导明渠截流施工决策和调度管理。水文监测的主要内容包括水下地形、截流落差、龙口流速、坝址流量及导流底孔分流量等，其主要作用是为掌握截流边界条件、截流水流条件和截流环境影响的动态变化，见表1。

表1三期截流水文监测的主要内容及作用

项目名称

主要内容

主要作用

截

流

边

界

条

件

水下地形

水下地形形象

掌握水下地形形象、口门水面宽及床沙的变化情况，为截流设计优化、调整截流施工方案及进度、模型跟踪试验、水文预报及水文、水力学计算提供基本资料

固定断面

固定断面形象（含口门水面宽）

床沙

床沙（抛投料）颗粒级配

截

流

水

流

条

件

水位

坝区沿程水面线

是监测截流落差及其变化的基本资料。同时监测葛洲坝水库调节对截流水力学指标的影响

龙口落差、戗堤落差

掌握上、下戗堤落差及其分配，指导上、下戗堤施工进占的时机及进度

流速及流态

护底加糙区流速、戗堤头及挑角流速、龙口纵横断面流速、截流河段流态

掌握戗堤口门区（以龙口为重点）的流速变化特征，指导戗堤进占的抛投体块径、形状、抛投方式及推填角度的选择，以利戗堤头的防冲和稳定

流量

坝址流量、茅坪溪支流流量、大坝底孔及龙口分流量

掌握坝址来水流量及导流、截流的分流量

截

流

环

境

影

响

河床演变

永久船闸下游引航道口门河势及两坝间河道演变

截流对河道、航道口门区的河势影响及抛投料对水环境的影响

水环境

截流河段及下游水质

2水文监测系统设计

根据三峡工程明渠截流施工布局和截流工程设计、监理、施工、水文预报、水文及水力学计算、模型跟踪试验等部门对截流水文监测的要求，为确保水文数据全面、可靠、精度和时效，建立包括水文信息采集—传输—处理—与反馈等四个子系统的三期截流水文监测系统，见框图2。为系统实施成立了五个专业组，即水文组、河道组、水质组、水文信息处理中心和综合组。

2.1信息采集子系统。包括水位降水、龙口流速、流量、流态、口门水面宽、河道冲淤、水环境等，根据三峡坝区现有监测站网条件，结合截流所需的水文信息，共布设18个水位站、2个水文站、17个流速或流量监测断面、32个河道固定断面、5个水质监测断面。

2.2信息传输子系统。采用计算机有线或无线数传方式，辅以电话、电台或对讲机等方式，将自动、半自动或人工采集的水文、河道地形数据，经无线或有线数传、或无线人工、有线人工传至水文数据处理中心截流数据库。各专业组之间的联系采用短波电台、电话（有线或WAP电话）等。

2.3信息处理、信息与反馈子系统。利用现代信息技术，建立明渠截流水文信息处理中心，使用计算机网络与通讯技术合理集成，实现水文信息接收、处理、存贮、检索和e水文情报的网络化与自动化。

水文信息处理中心建立截流水文数据库和计算机局域网，实现数据、图表自动处理与共享。截流水文数据库包括水文数据库、河道数据库、施工信息数据库等，数据库采用表结构设计方案。计算机局域网挂靠长江三峡工程开发总公司局域网，其间专设“截流水文网站”，以动态方式直接从数据库生成《水文实测信息》、《水文快报》以及其他信息网页，水文监测信息。

内容包括水位、流量、流速、水面流速流向、泥沙、固定断面、水下地形等信息和相关的分析成果。信息以截流指挥专用通信系统和“截流水文网站”为主，并以电子邮件、电传、电话、电台等为辅的方案。《水文实测信息》全面反映坝区河段水文变化情势，在戗堤进占和龙口合拢期每天一期；根据水情变化确定《水文快报》频次，如在龙口合拢期，实时水位、流速、落差等信息。系统还具有实时查询、信息反馈、整编归档及检索等功能。

3水文监测仪器设备与技术措施

截流水文监测除采用常规的、成熟的测验方法和技术手段外，尽可能采用新的监测仪器设备与技术措施。截流水文监测是在特殊环境条件下的水文观测，其仪器设备将经受各种不利因素的制约，如明渠截流施工场地窄小、截流龙口水流湍急和高强度施工形成的复杂水域，以及无线电波干扰等，都将影响到水文监测工作，也对仪器设备提出了更高的要求。根据明渠截流水文监测的特点，应立足于成熟的先进仪器设备、先进的技术手段，以收集、传输、水文资料。经过调研和大量的仪器设备技术指标分析，确定在明渠截流水文监测中使用以下关键仪器设备与技术措施。

3.1ADCP测流系统。ADCP（AcousticDopplerCurrentProfilers）是目前世界上最先进的水文测验仪器之一，具有不扰动流场、测验历时短、测速范围大等特点。对截流河段多断面的水文监测，采用船载型ADCP测流系统，辅以GPS导航技术，能快速、准确地巡测各断面的流速分布及流量或分流比，还可解决船舶无锚定位和全天候测验等问题；对龙口流速测验，采用无人测艇ADCP测流系统，可精确地获取龙口流速分布。

3.2无人测艇测量技术。该方法是通过龙口上游150m左右的锚锭船，用钢丝绳牵引无人测艇（艇上安装ADCP等仪器）深入龙口进行水文测验。无人测艇采用全密封双体船结构，具有稳性好、阻力小、安全可靠等特点。锚锭船安装有以计算机为主的控制中心及机电设备，控制无人测艇测验。

3.3GPS水道测绘系统。利用GPS接收机，配备数字测深仪或多波束测深仪、绘图仪、计算机与数据链、通讯等设备组成的GPS水道测绘系统，可高效地施测水下地形和冲淤断面，具有全天候、多功能、精度高、成图快等特点。

3.4无人立尺测量技术。对戗堤头水位观测，传统的方法难以达到安全、高效的要求，选用成熟的无人立尺测量技术，并配以高精度的激光全站仪，可测量未知点的三维坐标，用于龙口戗堤头水位和口门宽度的测量。

3.5计算机网络技术。实现水文信息远传、处理、计算机化，具有快速、准确等特点。

3.6监测系统在明渠截流中的运用实践

三峡明渠截流从2002年9月15日导流底孔闸门调试开始，至11月6日龙口合龙结束，明渠截流水文监测系统实时监测了明渠截流水文情势变化，收集到全过程多要素完整的水文成果，并实时动态更新截流水文网页，为指导截流施工、调度、水文预报、提供了大量科学的水文信息。

4结语

三峡工程明渠截流是一项非常复杂的系统工程，水文监测成为重要组成部分，是截流不可缺少的技术保障服务系统。

三峡工程明渠截流水文监测采用高新的监测技术、选进的仪器设备、高素质的监测人员以及合理可靠的组织措施保证系统的高效运行，充分发挥水文监测在三峡工程截流中的耳目和参谋作用，体现一流工程和一流的水文服务。

参考文献：

第8篇

使问题更加复杂的是，汽车嵌入式设计必须使成本绝对最低。材料清单中通常不能增加管理电源波动或不受控关断的硬件，而这两种情况中的任何一种都会导致闪存损坏，并导致业务丢失。因此，闪存文件系统技术不能简单地提供高吞吐量的读/写功能；它还必须具有自恢复功能，并且在启动之后的若干毫秒之内能被完全访问。(参见“快速启动技术可以满足汽车信息娱乐/远程信息系统的需求”一文)

基于事务的文件系统

解决这些需求的方法之一是采用基于纯事务的模型。例如QNX嵌入式事务文件系统(ETFS)就遵循这种模型，完全是由事务组成。无论是文件系统的元数据还是用户数据的每一次写操作都是由一个“原子”事务组成。一个事务要么获得成功，要么就当成什么事也没有发生。

这种方法可以确保文件系统在电源故障的条件下也能完好无损，即使电源故障发生在闪存写入或块删除期间。为避免文件破坏，事务从来不会覆盖现有的“有效”数据。在文件升级中间的写入操作总是会写入到一个新的未用区域。因此如果这次操作因为突发事故或电源故障不能完成，现有的数据将保持不变。重新启动后，文件系统可以重新执行和正确完成写操作，这样就可以从可能损坏传统文件系统的状态中恢复过来。

事务文件系统可以通过处理设备中的事务日志来动态建立文件系统的层次结构。这种操作发生在系统启动之时，应设计成只有很少部分的数据需要读取和CRC校验。这样一来，文件系统可以获得高的数据完整性和快速的重启时间。例如QNXETFS可以在数十毫秒内恢复，而传统的文件系统需要数百毫秒。

图1：这种车载导航系统是要求大容量可靠闪存文件系统(用于三维映射、动态路由等)的一个实例。

如图2所示，在纯粹基于事务的文件系统中，每个事务由头和用户数据组成。事务头被放在闪存阵列的空闲字节中。例如，一个具有2112字节页的NAND器件可以由64字节的头和2048字节的用户数据组成。事务头标识数据所属的文件以及其逻辑偏移，并包含一个序列号来确定事务的顺序。头部还包括CRC和ECC字段，用于误码检测和纠正。

图2：这张器件图表明了它相对于纯事务文件系统中物理媒介的独立性。

在系统启动时，文件系统扫描这些事务头来快速重构存储器中的文件系统结构。除了确保高的数据完整性和快速的重新启动时间，一个闪存文件系统还必须具有可以延长闪存寿命的特性，进而增加整个嵌入式系统的长期可靠性。这些特性包括读取性能劣化监测、动态和静态损耗平衡以及避免文件碎片的技术。

恢复丢失的比特

在NAND闪存块内的每一次读操作都会使保持数据位的电荷减弱。因而，在大约10万次读操作后闪存块就会丢失数据。为了解决这个问题，一个设计完善的文件系统会跟踪读操作，并在块的读次数达到极限之前标记出弱电荷块以便进行刷新。文件系统随后执行一次刷新操作，该操作将数据拷贝到一个新的闪存块，并擦除该弱块。这种擦除实现了对闪存块的再充电。

文件系统还应该对所有的读写操作执行ECC运算，以便从可能发生的任何单比特差错中恢复。然而，尽管ECC对于那些本身丢失了单个比特的闪存效果很好，但是对于在写操作期间因为电源故障而导致的很多比特损坏则无能为力。因此，文件系统应该对每个事务执行一次CRC检验，以快速检测出损坏的数据。如果CRC检测到一个错误，文件系统就可以使用ECC纠错功能将数据恢复到一个新块上，然后标记出弱电荷块以便擦除。

动态和静态损耗平衡

每个闪存块在其失效之前的擦除次数是有限的。在某些器件中，这个数字可以低到10万次擦除。为了解决这个问题，文件系统必须实现动态损耗平衡，它通过将擦除次数均匀地分散到设备中来延长闪存寿命。

差异可能很大：从没有损耗平衡几天就产生故障的使用情形到利用损耗平衡超过40年的情形。为实现动态损耗平衡，文件系统会跟踪每个块的擦除次数，然后优先使用那些较少使用的块。

通常，闪速存储器包含大量的静态文件，这些文件经常被读取，但不会再写入。这些文件占用的闪存块没有理由被擦除。如果闪存中大部分文件是静态的，剩余部分包含动态数据的块的损耗将戏剧性地加快。对于NAND存储器来说这方面的问题更大，因为NAND每个块的读次数相当有限。

因此，一个设计优秀的文件系统应提供静态损耗平衡功能，它将较少使用的静态块中的数据拷贝到过量使用的块中，从而实现块的平衡使用。这种方法可以让过量使用的块休息，因为它们现在存储的是静态数据，并将使用较少的静态块移动到动态块组中。

尽量减少文件碎片

文件碎片也是闪存器件的一个问题。然而，支持去碎片技术只是解决方案的一部分。因为NAND闪存具有有限的写次数，文件系统必须尽可能避免碎片产生，以延长闪存的寿命。

基于日志的文件系统经常受碎片的影响，因为对已有的文件进行刷新或写入会产生一个新的事务。为减少很多小事务产生的碎片，QNXETFS使用写缓冲来将小的写入合并成大的写入事务。文件系统还能监视每个文件的碎片水平，并对那些已经严重碎片化的文件进行后台去碎片处理。这种后台活动应该总是能被用户活动占先，以便确保对正在进行去碎片处理的文件进行立刻访问。

第9篇

1资料与方法

1.1资料来源

资料来源于2003—2012年兰州市妇幼保健院上报的妇幼卫生年报。

1.2方法

将所得数据输入SPSS17.0软件中计算分析孕产妇系统管理率、3岁以下儿童系统管理率、7岁以下儿童保健覆盖率、婴儿死亡率、孕产妇死亡率及5岁以下儿童死亡率等指标。首先对兰州市2003—2012年新生儿死亡率、婴儿死亡率、5岁以下儿童死亡率及孕产妇死亡率分别做线图描述发展变化趋势，定性比较城区和郊县各死亡率变化趋势是否一致，并做卡方趋势性检验。对早检率、新生儿死亡率、孕产妇系统管理率和母乳喂养率等指标计算Spearman等级相关系数，进行相关分析，以定量反映二者是否存在相关性，其显著性检验水平为P＜0.05。

2结果

2.1兰州市妇幼健康基本情况

由表1可知，2012年兰州市婴儿死亡率为6.74‰，5岁以下儿童死亡率为7.47‰，孕产妇死亡率为16.76/10万，与2003年相比较，分别下降了63.19%、62.44%和58.91%。不论是城区还是郊县，3项指标均有所下降，郊县降低的幅度大于城区。由图1可知，2003—2012年兰州市婴儿死亡率呈下降趋势，但是城区和郊县差距较大，城区婴儿死亡率明显低于郊县，2008年以后城区和郊县差距逐步缩小。由图2可知，2003—2012年兰州市5岁以下儿童死亡率整体呈下降趋势，郊县死亡率高于城区，2008年以后其差距逐渐缩小。由图3可知，2003—2012年兰州市孕产妇死亡率除2007年城区高于郊县外，其余各年份均表现为郊县孕产妇死亡率高于城区，死亡率总体下降，但其间有小幅波动。

2.2兰州市妇幼保健系统管理率变化情况

由表2可知，经χ2检验，兰州市2003—2012年在孕产妇系统管理率、住院分娩率、3岁以下儿童系统管理率及7岁以下儿童保健覆盖率等各项指标不同年度间比较均有统计学意义，且呈现随着年度增加而增加的线性趋势。从总体来看，兰州市2012年各项妇幼保健工作指标与2003年相比，孕产妇系统管理率、住院分娩率和3岁以下儿童系统管理率及7岁以下儿童保健覆盖率分别增长了46.35%、27.69%、95.93%和39.52%。反映出妇幼保健工作状况的基本指标郊县增长幅度明显大于城区。由图4可知，兰州市孕产妇系统管理率总体呈上升趋势，2008年以前郊县低于城区，自2008年以后，郊县和城区系统管理率间的差距明显缩小，呈现上升趋势。由图5可知，2003—2012年兰州市住院分娩率整体呈上升趋势，在2008年以前，郊县明显低于城区，且差距较表12003—2012年兰州市妇幼健康基本情况大，在2010年以后，郊县和城区的住院分娩率基本上都达到了100%。由图6可知，2003—2012年兰州市3岁以下儿童系统管理率整体呈上升趋势，2009年以前，郊县明显低于城区，且差距较大，2009年以后，管理率差距明显变小，2012年基本达到一致。由图7可知，2003—2012年兰州市7岁以下儿童保健覆盖率总体呈上升趋势，2010年以前郊县7岁以下儿童保健覆盖率低于城区，且2008年之前差距比较大，2010年以后，郊县和城区7岁以下儿童保健覆盖率基本一致。进一步分析了孕妇早期检查与新生儿死亡之间的关系，经Sperman秩相关分析，早检率与新生儿死亡率之间呈负相关，即随着早检率的提高，新生儿死亡率下降，且二者之间的关系比较密切，r=-0.839；分析孕产妇系统管理与母乳喂养之间的关系，经Sperman秩相关分析，系统管理率与母乳喂养率之间呈正相关，随着产妇管理率的提高，母乳喂养率也随之增加，r=0.903，P＜0.01。

3讨论

孕产妇死亡率、婴儿死亡率及5岁以下儿童死亡率是反映一个国家社会经济、卫生状况和人民健康水平的主要指标。本次研究结果显示，与2003年相比，2012年兰州市婴儿死亡率在原基础上下降了63.19%，孕产妇死亡率下降了58.91%，5岁以下儿童死亡率下降了62.44%，且各项指标降低的幅度郊县均大于城区。兰州市孕产妇死亡率低于同期甘肃省孕产妇死亡率平均水平[4]；婴儿死亡率和5岁以下儿童死亡率均已经提前实现了千年发展目标[5]。兰州市妇幼健康工作尤其是郊县的工作绩效显著，这与国家不断加大对妇幼卫生工作的扶持力度，提高卫生投入水平，加强专业人才队伍建设，大力推广“降消”项目和农村孕产妇住院分娩补助项目，以及将0～6岁儿童健康管理和孕产妇健康管理纳入国家基本公共卫生服务规范[6]等一系列举措的实施有关，这些措施极大地促进了兰州市农村地区妇幼卫生工作的发展。兰州市孕产妇系统管理率、住院分娩率、3岁以下儿童系统管理率及7岁以下儿童保健覆盖率等反映妇幼保健状况的指标都有明显的改善，均呈现随年度增加而增加的线性趋势，且各项指标的提高均表现为郊县增长的幅度大于城区。郊县孕产妇系统管理率、住院分娩率提高显著，这主要是由于2003年时医疗保健服务条件较差，妇幼保健人员少，对保健知识宣传不到位，孕产妇接受健康教育的机会较少，自我保健意识淡薄，孕期早检、住院分娩以及系统管理率低，所以干预后的效果就更为突出。近些年来，兰州市注重妇幼保健三级网络建设，完善制度措施，加强保健人员能力建设，充分利用和发挥国家、省市妇幼卫生项目的示范带动作用等，促进了基层妇幼卫生管理工作的发展。郊县3岁以下儿童的系统管理率2012年较2003年增幅407.49%，系统管理率已经达到90.08%；全市孕产妇系统管理率、母乳喂养率也相应提高，也有效地降低了新生儿死亡率。

第10篇

由于国内很少有这方面的工程实例介绍，故本文采用西霞院河床段土石坝作为计算模型，应用邓肯模型对坝体、坝基进行三维有限元计算，分析坝基深层存在软岩对土石坝坝体变形的影响以及对防渗系统的影响。

1工程概况

西霞院工程建于小浪底大坝下游16公里处的黄河干流上，坝址位于吉利区和孟津县白鹤镇之间，属于低山丘陵区。工程的开发任务是以反调节为主，结合发电，兼顾灌溉、供水综合利用。工程布置采用土石坝，坝长约2600m，坝体采用砂卵石坝壳复合土工膜防渗斜墙，坝基防渗采用砼防渗墙。

坝址地形呈宽阔"U"型河谷，宽约3km。河床两侧分布高漫滩及Ⅱ级阶地。坝址处两岸河漫滩表层为2m～7m的新近沉积的砂壤土、砂层等，结构松散，靠近两岸Ⅱ级阶地其上部多分布有粉质壤土。河漫滩下部为砂砾石层，一般厚20m～28m，中等密实状态。砂砾石层下部基岩由上第三纪砂岩与粘土岩互层组成，饱和抗压强度平均值为4.3MPa，属极软岩类岩体。

2计算模型及材料参数

2.1计算模型

西霞院土石坝坝顶高程139.0m，最大坝高21.0m，坝顶宽8米，上游边坡1：2.75，下游边坡1：2坝，上游设壤土铺盖与斜墙相连进行防渗。计算工况：上游水位134.75m，下游水位126.23m。取100m河床段作深部软岩对坝体变形的影响分析，河床段剖面示意图见图1。

图1河床段最大剖面图（单位：m）

2.2计算参数选择

坝基由表部松散粉细砂、中部砂砾石层及下部上第三系基岩地层组成。表部松散粉细砂，厚3.0m，粉细砂上部为砂壤土，厚1.0m，下部为砂层，厚2.0m，结构疏松；地层中部为砂砾石层，厚20m；地层下部为软岩，厚30m，弹性模量只有500Mpa（属于极软岩）。

坝体及坝基E～B模型计算参数见表1。

表1E～B模型计算参数

参数

材料

土粒

比重

KN/m3

C

KN/m3

Φ

(O)

K

n

Rf

Kb

m

Kur

nur

坝体压实砂砾

2.66

21.0

32

550

0.45

0.80

220

0.5

1100

0.45

地基砂砾石Q4

2.66

21.0

32

500

0.48

0.82

200

0.4

1000

0.48

地基砂砾石Q3

2.68

21.0

32

600

0.48

0.81

240

0.5

1200

0.48

砼防渗墙C15

24.0

E=22000MPa,ν=0.167

软岩

17.1

E=500MPa,ν=0.3

接触面

参数

C

KN/m3

Φ

(O)

K1

n‘

Rf’

防渗墙与砂层

18

30000

1.0

0.9

防渗墙与砂砾层

22

36000

1.0

0.9

2.3单元剖分及计算坐标

空间模型坐标系建立如下：顺河向为X轴，指向下游为正；竖直向为Y轴，竖直向上为正；坝轴线为Z轴，指向河谷中心（右岸）为正，指向左岸为负。土坝的有限元计算网格见图3.2。整个结构共剖分单元5208个，结点总数6315个。

图2有限元计算网格图

2.4荷载分级情况

在有限元模拟分析中，结合施工顺序共分十级加荷。第一级为坝基砂卵石层；第二级为河槽段截流围堰体；第三级为围堰防渗墙及第一级坝身；第四及至第七级为坝身；第八级分别为复合土工膜及上游面混凝土护坡；第九级为上游校核洪水134.75m及相应的下游水位126.23m。

3计算结果及分析

3.1对坝体变形的敏感性分析

考虑软岩情况与不考虑软岩情况下坝体的最大水平位移值及沉降值见表2。在两种情况下水平位移、最大沉降的绝对值均不大，考虑软岩与不考虑软岩的水平位移最大值变化微小，但考虑软岩影响情况下最大沉降值比不考虑软岩影响情况大2.5cm，坝体最大沉降值增大约5.5%。从水平位移最大值和沉降最大值以及坝体水平位移及沉降变形图可以看出：软岩的存在增加坝体变形，但对土石坝本身来说影响不大。

表2考虑软岩与不考虑软岩坝体最大位移比较表

位移

工况

向上游最大

位移值(cm)

向下游最大

位移值(cm)

最大沉降值

(cm)

考虑软岩影响

-10.6

22.6

-45.1

不考虑软岩影响

-10.2

22.4

-42.6

3.2对坝坡面复合土工膜小主应变敏感性分析

上述讨论的变形值都是位于坝体内部，而对于坝体上游面由于其上铺设复合土工膜，是防渗系统的关键部位，也是设计比较关键的部位。这里分别列出两种情况下最大断面上坝坡面5个控制点应变值，控制点位置见图7，应变值见表3。

图7坝面控制点位置示意图

从表3可以看出:在上游坝脚附近应变值较大，沿着坝高应变值逐渐减小。考虑软岩与不考虑软岩在点1和点2位置应变值变化明显，应变分别增大0.9%和1.2%，点3、点4和点5位置的应变值相差不大。假定复合土工膜与坝坡面土体变形协调一致，那么考虑软岩情况下上游坝坡脚位置复合土工膜的拉应力明显增大，对复合土工膜受力十分不利，在设计过程中应该引起注意。

表3河床段剖面坝面复合土工膜控制点的小主应变值（单位：%）

点

位置

小主应变值

考虑软岩

不考虑软岩

差值

增大比例

1

x=-44.9y=125.0

9.62

8.72

0.9

9.4%

2

x=-43.3y=125.0

10.5

9.30

1.2

11.4%

3

x=-40.4y=125.8

4.33

4.18

0.15

3.5%

4

x=-38.4y=126.5

3.33

3.25

0.08

2.4%

5

x=-32.2y=128.8

2.88

2.79

0.09

3.1%

注：考虑软岩影响比较时，差值＝考虑软岩应变值-不考虑软岩应变值，

增大比例＝(考虑软岩应变值-不考虑软岩应变值)/考虑软岩应变值

3.3软岩对防渗墙变形和应力的影响

防渗墙变形及大小主应力计算结果见图8，考虑软岩影响计算出来防渗墙水平位移较大，底部105.0m高程附近二者相差1.4cm，沿着防渗墙高度方向，位置越高二者差值越大，到顶部125.0m高程处二者相差3.5cm。防渗墙大小主应力不考虑软岩影响情况的比考虑软岩影响的大。考虑软岩影响情况下防渗墙大、小主应力都有明显的减小，这对防渗墙的工作状态有利。但是考虑软岩情况下防渗墙的顶部位移明显增大，这将使防渗墙顶部与复合土工膜的连接部位发生破坏的可能性大大增强。因此在连接部位设计过程中宜将复合土工膜打折皱或者采用更加安全的措施--设置空腔式伸缩节等。

图8防渗墙水平位移和大小主应力比较图

4结论

当坝基覆盖层以下存在变形模量较小的软岩时（特别是坝基1倍坝高深度以下就存在软岩时），会增大坝体和防渗结构的变形和沉降，从而影响防渗系统的可靠性。在防渗体设计及计算过程中应考虑软岩的影响，而不能采取以往分析只考虑到覆盖层底部，而把软岩基岩作为完全刚性地基考虑。

由于水的力学作用和物理化学作用的相互影响，使得坝基软岩软化和受力变形情况更为复杂。本文只是对低土石坝进行分析，对于高土石坝坝基存在深层软岩的情况，应根据实际工程情况作更深入的研究。

参考文献：

第11篇

关键词：主动振动控制TMS320F2407实时性

主动振动控制具有隔振率高、适应性强、可抗强冲击振动等优点，可使关键设备在恶劣冲击振动环境下可靠工作。但是，主动振动控制系统对相位要求较为严格，要求系统具有极强的实时性，否则由于相位滞后，控制效果将会受到严重影响。因而在数字式主动振动控制系统中，通常在单片机难以达到实时性要求，本文采用高速DSP器件解决控制的实时性问题。

TMS320LF2407是TI公司专为实时控制而设计的高性能16位定点DSP器件，指令周期为33ns，其内部集成了前端采样A/D转换器和后端PWM输出硬件，在满足系统实时性要求的同时可简化硬件电路设计。本文在总线模拟主动控制系统设计作经验的基础上，设计了以TMS320F2407为核心的数字式主动振动控制系统。

1主动振动控制系统及其数学模型

1.1控制系统工作原理

主动振动控制系统模型如图1所示。隔振对象通过弱性体与基础相连接，基础振动（振幅为u）通过弱性体（刚度为k）传递到隔振对象上，引起隔振对象振动。传感器置于二者之间检测相对位移并输入到控制器，控制器输出的控制量经过功率驱后输出到电磁作动器控制隔振对象的振动，同时控制器根据隔振对象的加速度反馈实时调节控制参数。

1.2系统数字模型描述

根据主动振动控制系统工作原理建立的系统振动模型如式（1）所示。为使隔振对象加速度x最小，控制力f的计算式如式（2）所示。其中，u-x为基础和隔振对象相对位移，可通过光电位移传感器（PSD）测得。

mx+cx+kx=cu+ku+f（1）

f=c(x-u)+k(x-u)(2)

式中，m为隔振对象质量，x为隔振对象加速度，u为基础加速度，k为隔振弹性体刚度，c为隔振系统阻尼。

系统作用力f由置于气隙磁场中的载流线圈提供。当在线圈上施加电压v时，其上的咯伦兹力f和施加电压V如式（3）和式（4）所示。

f=bli（3）

v=ri-bl(u-x)+l''''l（4）

式中，b为气隙磁感应强度，l为线圈有效长度，I为线圈电流，r为线圈电阻，l''''为线圈电感。

2控制策略及控制器

2.1控制策略

根据系统各部分数学模型可计算出控制电压输出，如式（5）所示。

v=(l''''c/bl)s-[(l''''k+rc)bl+bl]s-(rk/bl)s（5）

式中，s为相对位移u-x，s和s分别为相对位移的一次微分和二次微分。在实际应用中，上述控制参数并不能准确得出，而且有些参数如弹性体刚度、磁场强度等并不是恒定值。在控制过程中，先以估算值作为初始值，再以一定控制算法（自整定PID），根据加速度反馈，对控制参数进行实时校正。

2.2控制系统的硬件结构

控制器硬件结构如图2所示。位移传感器（PSD）输出信号经由信号处理电路、加速度传感器输出信号经由电荷放大器后，再分别通过TMS320F2407中的A/D转换器输入到DSP核心中。DSP核心根据加速度反馈修正控制参数，由位移输入计算出控制量，进行PWM调制后送到PWM功率驱动部分，由功率驱动部分驱动电磁作动器进行振动控制。

2.2.1DSP及存储器

F2407中集成了32K字的FLASHEEPROM和1.5k字的RAM，由于控制算法的需要，本系统需扩充外部RAM。TMS320F2407片内的FLASH可用作程序存储器，但在开发阶段使用FLASH作为程序存储极为不便，因为每一次程序的修改都需要对FLASH进行清除、擦除和编程操作，而且进行CCS调试时只能设置硬件断点，故从调试的角度考虑，应扩充程序RAM。为了不增加系统复杂度，从扩充的数据RAM中分出一块作为调试时的程序RAM。如图3所示，CY7C1021为64K×16的SRAM，存取时间最小为10ns，故不需要插入等待周期，可保证系统全速运行。

在调试时，用跳线短接PS和与门输入脚，在存储映像文件中将CY7C1021前32K字设为数据RAM，后32K字设为程序RAM，可将程序实时下载到程序RAM中进行调试，避免了对FLASH的繁琐操作。当开发完成时将VCC和与门短接，同时修改映像文件，将64KRAM全部用作数据存储器，而将程序写入内部FLASH中，系统即可脱离开发环境独立运行。

2.2.2传感器处理电路及A/D变换

加速度传感器和位移传感器输出需进行预处理后再进行A/D变换。前者输出电荷信号，应用电荷放大器将其转化为电压信号，后者输出微弱的电流信号（数个微安），进行前置放大及相关模拟处理后得到表示位移的模拟电压信号，经过处理的此二路信号分别送入DSP片内A/D转换器的1、2通道进行模/数变换。

图4

2.2.3PWM调制及驱动

核心程序计算出控制量后进行PWM调制、功率驱动后输出到作动器中。PWM调制在片内完成，而功率驱动则需依靠外加的驱动电路来完成。商品化的PWM驱动器体积大、价格昂贵，在此采用了瞬息万变制的小功率PWM驱动器，其电路图如图4所示。IR2110完成初次驱动，将来自DSP的TTL电平转化为12W电平输出，推动由四个功率管IRF3710构成的H桥进行开关动作，H桥再驱动作动器施加控制力。

2.3控制器软件

2.3.1控制算法

控制算法是整个系统的核心，要求较高的实时性和一定的自适应能力。算法由两部分组成，如图5所示，上半部分根据隔振对象相对位移输入完成的控制量的计算，下半部分根据隔振对象加速度反馈完成控制参数的实时优化。算法先根据式（5）估算出各个系数的值，运用PID算法根据隔振对象加速度反馈输入依次对各系数进行校正，得到最优控制参数。之后脱离PID算法，完全依靠式（5）计算输出。当中环境发生变化，控制效果变差时，再重新调用PID校正参数。这样既满足了实时性的要求，又提高了适应能力。

2.3.2中断控制

根据系统控制要求，A/D需定时采样隔振对象加速度和相对位移信号，为提高效率，A/D转换结果以中断方式读取。因此中断控制包括定时器中断控制和A/D转换结束中断控制。

TMS320F2407有二级中断服务程序，分别为通用中断服务程序GISR和特定中断服务程序SISR。所有可屏蔽中断分为六级（INT1-INT6），如图6所示。中断产生时，系统通过通用中断向量表自动跳到该中断所属级PIVR的值，根据外设中断向量表，使程序跳转到中断对应的SISR中。所以进行中断处理需要二级中断向量表（通用中断向量表和外设中断向量有）和二级中断服务程序（GISR和SISR）。其中，通用中断向量表必须映射到零地址开始的片内FLASH程序存储空间中。

2.3.3PWM及A/D转换接口程序

PWM接口程序实现PWM初始化，控制输出的PWM调制、载波频率、死区宽度等参数的功能。A/D转换接口程序包括A/D转换初始化、转换的通道选择、定时启动和数据读取等部分。

3实验测试

第12篇

关键词压差控制阀分户热计量双管供暖系统应用

一、概述

在分户计量双管供暖系统中，为充分利用家用电器、灯光和人体等自由热量，通常是在每一组散热器上安装预设定型温控阀，因此整个系统是变流量运行，作用在温控阀上的压差随着流量的改变而发生变化。当其实际压差较大温控阀就可能产生噪音，尤其是在房间热负荷较小时，温控阀会频繁开关，产生振荡。振荡除引起不必要的磨损外，还导致回水温度升高，并影响系统中的其它温控阀，因此在一个设计良好的分户计量双管供暖系统中，一方面应使用系统中每个温控阀的热权度总是大于等于1，另一方面温控阀上所随的实际压差还应该保持在它的允许范围内[1]。

压差控制阀也称为自力式压差控制阀，在变流量系统中，它通过感应供热管道系统中两点的压力，可以使被控环路的压差保持恒定，保证被控环路中调节阀门的正常工作，那么在分户计量双管供暖系统设计时，控制阀应如何布置呢？通常有以下三个方案：a.压差控制阀仅在设在建筑物供暖引入口，控制供暖引入口的压差为定值。b.在下供下回式双管系统中，压差控制阀设在每组共用立管的起始端，控制立管的压差为定值。c.压差控制阀设在每一户的引入口，控制户内系统的压差为定值。

目前，在实际设计中，这3个方案应如何选择，争议颇多，仅就保证温控阀平稳工作而言，方案1最差，但其初投资最少；方案3最好，但其初投资最高；方案2介于方案1和3之间。下面就针对这3个方案进行一些分析，希望为工程人员设计时，方案的选择提供一些有益的建议。另外应说明的是：本文所讨论的双管供暖系统是指户内、户外都为双管的系统。

二、方案分析

1．方案1：压差控制阀仅设在建筑物的供暖引入口

由于是双管系统，因此以户为单位，供暖系统内各户之间是并联关系。每一用户户引入口作用压差ΔPS可以由下式计算：

ΔPS=ΔP1+ΔP2-ΔP3（1）

式中：ΔP1--建筑物供暖引入口压差控制阀控制压差；

ΔP2--所计算用户随的自然作用压头；

ΔP3--从供暖引入口压差控制阀的压差控制点到所计算用户户引入口之间供回水管路的阻力损失。

（1）式（1）中各参数的讨论

a.建筑物供暖引入口压差控制阀控制压差ΔP1在系统运行过程中，ΔP1是定值，它取决于设计工况下，供暖系统最不利环路中，从供暖引入口压差控制点到最末端用户户引入口之间供回水管路的阻力损失，最末端用户户内系统的总阻力损失以及最末端用户所随的自然作用压头。根据式（1）有：

（2）

b.用户所随的自然作用压头ΔP2

ΔP2取决于用户所处的楼层以及供回水立管中供回水温度[2]。在系统的运行过程中，ΔP2是一个不断变化的量，因此在设计工况下，根据式（1）计算户引入口作用压差ΔPS时，其自然作用压头ΔP2应取最小值。因为如果取值较大，那么根据式（1）所计算的户引入口作用压差ΔPS就较大，在根据ΔPS设计户内系统时，其管道和温控阀的阻力损失就可能较大，当实际的自然作用压头ΔP2小于所选定值时，户引入口作用压差ΔPS就会低于设计值，导致温控阀上的实际压差小于设计值，此时，温控阀即使全开，散热器所提供的热量仍不足以维持设计室温，所以在设计工况下，自然作用压头ΔP2应取最小值。这样，在实际运行时，自然作用压头ΔP2总是大于等于最小值，因此能保证温控阀的热权度总是大于等于1，房间温度总是能达到设计值。不过，由于自然作用压头ΔP2的影响因素较多，要确定每一用户的最小值通常都很困难，因此为便于设计，在设计工况下计算户引入口作用压差ΔPS时，自然作用压头ΔP2可以不考虑。

c.从供暖引入口压差控制阀的压差控制点到所计算用户户引入口之间供回水管路的阻力损失ΔP3

在变流量系统中，供回水管路的阻力损失ΔP3是一变量，它取决于管路中的流量以及管路的长度。在设计工况下，其值最大，当管路中的流量趋近于零时，ΔP3也趋近于零[1]。同一供暖系统当采用同程式时，其ΔP3一般比采用异程式更大[2]，因此根据式（1）可知；各用户由ΔP3所引起的ΔPS波动，同程式比率经异程式系统更大，由此可见，设计时应选择异程式系统。

d.户引入口作用压差ΔPS

对于双管系统，在散热器热负荷一定的情况下，当户引入口作用压差ΔPS大于设计值时，由于散热器上温控阀的调节作用，户内系统各管段的流量会保持不变[1]，因此各管段的阻力损失也不变，户引入口作用压差ΔPS的增加值会等量地作用在户内系统每一个温控阀上。由此可见，在系统设计时，只要保证运行过程中，户引入口作用压差ΔPS总是大于等于设计工况下户内系统总阻力损失，就可以保证在任何情况下，温控阀上的实际压差总是大于等于设计工况下的设计值，因此温控阀的热权度总是大于等于1，用户随时能获得设计所要求的室温。那么应如何设计才能使户引入口作用压差ΔPS总是大于等于设计工况下户内系统总阻力损失呢？

根据前面的分析可知：在设计工况下进行设计时，自然作用压头可以不考虑，管路的阻力损失ΔP3为最大。而在实际运行过程中，由于存在自然作用压头，管路的阻力损失ΔP3又较小，故根据式（1）可知：运行过程中，户引入口作用压差总是大于等于设计工况下的户引入口作用压差，因此在设计工况下，只要使户引入口作用压差大于等于户内系统的总阻力损失，那么运行过程中，户引入口作用压差就总是大于等于设计工况下户内系统的总阻力损失。而这一点在设计工况下进行水力计算时，可以很容易做到。

另外，由于户引入口作用压差ΔPS的波动反映了户内系统每个温控阀上作用压差的波动，因此只要控制户引入口的作用压差ΔPS的最大值，就能够保证运行过程中温控阀不超过它的最大工作压差。根据文献[3～4]可知：在设计工况下，户内系统包括热表和锁闭调节阀的阻力一般不应超过30kPa，因此在运行过程，只要控制ΔPS的最大值不超过30kPa，就能保证温控阀的正常工作。

（2）方案1分析的小结

通过前面的分析可知：为保证运行过程中，温控阀上的实际作用压差不超过其正常工作最大压差，用户引入口的最大作用压差不超过30kPa，因此根据式（1）有：

ΔPS=ΔP1+ΔP2-ΔP3kPa

从上式可知：当ΔP3=0时，户引入口的作用压差ΔPS最大，故根据上式有：

ΔP1≤30-ΔP2kPa

上式中，对于自然作用压头ΔP2，在设计工况下，各用户所随的值最大[2]，并且其最大值可以由下式计算：

ΔP2=gH（ρh-ρg）kPa

式中：H--上供下回式双管系统中，为建筑物的高度；下供上回式双管系统中，为建筑物的高度减去建筑物顶层的层

高，m。

ρh、ρg--设计工况下，供回水温度所对应的水的密度，kg/m3。

故有ΔP1≤30-gH（ρh-ρg）/1000kPa

因此，当仅在供暖引入口设压差控制阀时，其控制压差必须小于等于30-gH（ρh-ρg）/1000kPa，才能保证系统运行过程中，温控阀上的作用压差能够小于其正常工作的最大压差。另外，由于设计工况下进行水力计算时，不考虑自然作用压头，故根据式（2）有：

由此可见，只有当设计工况下最不利环路的阻力损失小于30-gH（ρh-ρg）/1000kPa时，才可以采用方

案1。

2．方案2：在每组共用立管上设压差控制阀

本方案只适应于供下回式双管系统。参照前面对式（1）各参数的分析，方案2在设计工况下进行水力计算时，其自然作用压头同样可以不考虑，因此压差控制阀的控制压差ΔP1等于共用立管上最不利环路在设计工况下的阻力损失，其中为为立管上压差控制点到户引入口之间供回水管路的阻力损失，另外，为保证共用立管上各用户在运行过程中户引入口作用压差ΔPS不超过30kPa，ΔP1同样应小于等于30-gHρh-ρg）/1000kPa，当ΔP1大于该值时，就不应采用方案2。

3．方案3：在每户引入口设压差控制阀

对于大型的供暖系统，当无法采用方案1和2时，就应采用本方案。其压差控制阀的控制压差ΔP1等于户内系统最不利环路在设计工况下的总阻力损失，其中包括户用热表和锁闭调节阀的阻力，ΔP1应小于等于30kPa[3～4]。此时，各共用立管上只需设截止阀或闸阀，起关闭作用。

在本方案中，由于压差控制阀的调节作用，在系统的运行过程中，自然作用压头和系统流量的变化，不会对户内系统温控阀的工作产生影响。不过，为了在运行过程中保证压差控制阀的正常工作，其资用压差应始终大于等于其设计压差。压差控制阀的设计压差应等于设计工况下其本身的阻力与其控制压差之和，因此在设计工况下进行户外共用立管和供回水干管的水力计算时，自然作用压头可作为安全裕量，不予考虑。因为如果要考虑自然作用压头，一方面会使水力计算更复杂，另一方面自然作用压头不恰当的取值，会导致运行过程中，压差控制阀的资用压差小于其设计压差，有可能导致压差控制阀即使全开，通过的流量也不能满足用户要求。

另外在设计时应注意的是：供暖系统中所使用的压差控制阀一般都有最大工作压差限制，当作用在阀上的实际压差超过其最大工作压差时，阀就会被压坏，因此在使用方案2和3时，如果运行过程中，室外管网在供暖引入口的资用压差会超过供暖系统中所使用压差控制阀的最大工作压差时，就必须在供暖引入口设其它型号的压差控制阀，控制整个供暖系统的压差。此时，该压差控制阀的控制压差应等于供暖系统最不利环路在设计工况下的总阻力损失。

4．户内和户外系统形式

对于户内系统，根据前面对供回水管路阻力损失ΔP3分析的相同理由，为减少运行过程中，温控阀作用压差的波动范围，应选择异程式系统。对于方案2和3的户外系统，也建议采用异程式系统。因为同一供暖系统，当采用异程式时，其系统的总阻力损失一般要比采用同程式更小[2]。这样，可以减小供暖系统引入口所需要的资用压头。

三、结论

（1）分户计量双管供暖系统在设计工况下进行水力计算时，其自然作用压头可以不考虑，户内和户外系统应采用异程

式。

（2）选用方案1时，其压差控制阀的控制压差ΔP1应等于供暖系统最不利环路在设计工况下的总阻力损失，并且ΔP1应小于等于30-gHρh-ρg）/1000kPa。

（3）选用方案2时，其压差控制阀的控制压差ΔP1应等于立管上最不利环路在设计工况下的总阻力损失，并且ΔP1也应小于等于30-gHρh-ρg）/1000kPa。

（4）方案3适应于大型供暖系统，其压差控制阀的控制压差ΔP1应等于户内系统最不利环路在设计工况下的总阻力损失，并且包括户用热表和锁闭调节阀的阻力，ΔP1应小于等于30kPa。

参考文献

1戈特·磨擦勒，雷纳特·奥贝尔，编著，供暖控制技术，北京：中国建材工业出版社，1998

2贺平，孙刚，编著，供热工程（新一版），北京：中国建材工业出版社，1993

第13篇

关键词甘蔗；农务；制糖；管理软件

1概述

南宁糖业股份有限公司创建于1999年，是由南宁市6家大中型制糖、造纸企业组成的国有控股上市公司，经过几年的发展，企业规模不断壮大，截至目前已控股（参股）了16家企业。目前南宁糖业主要的生产能力为：日榨甘蔗2.7万吨，年产机制糖50万吨，机制纸5万吨，商品蔗渣浆10万吨，食用酒精3万吨，公司年产糖量约占广西食糖产量的10%，占全国食糖产量的5%，主导产品碳酸法和亚硫酸法白砂糖，曾多次荣获国家、行业、区、市奖励，并被国内外著名的百事可乐、可口可乐、健力宝等厂家列为原料定点厂。2003/2004年榨季总榨甘蔗371.77万吨，2004年公司销售收入突破20亿元。

目前，南宁糖业形成了以甘蔗制糖为主，综合利用制糖过程产生的废糖蜜、甘蔗渣制造酒精、商品蔗渣浆，以蔗渣浆生产机制纸及其他制品的产业结构，甘蔗成为公司产业链的最主要生产原料。

在制糖生产中，甘蔗成本约占食糖成本的70%，且制糖生产要求所榨甘蔗糖分高、新鲜度好，以提高产糖率，增加企业的经济效益，所以农务管理是制糖生产的重要环节，是影响制糖企业效益好坏的主要因素，更牵扯到广大蔗农的利益，涉及面较广。为了较好地兼顾糖厂和蔗农的利益，就要下大力气抓好农务管理，且只能走高效、低耗的道路。

近年来，随着信息化技术的发展，利用信息化技术来改造传统业务，优化企业的物流、信息流、资金流，充分利用企业内的各项资源，建立更高效、更合理的业务流程，实现企业管理的整体最优化，提高企业的竞争力，降低运营成本已成为企业发展的趋势和迫切需要。为此，南宁糖业成立了企业信息化建设项目工作小组，在2001年启动信息化建设，遵循“总体规划，分布实施”的原则，依据实用、高效、可拓展的要求，统一组织了企业信息化建设的总体规划和分布实施方案。在第一期的信息化建设中，先后投入230多万元，首先建成了综合报表查询、仓库、农务管理三个管理软件系统。第一期建设完成后，使用仓库系统取得了公司降低库存资金300多万元，使用农务系统的糖纸厂、伶俐糖厂因提高甘蔗蔗糖分而产生经济效益500多万元的良好效果。

按公司信息化建设原来的规划：先期开发的农务管理自动化系统在试用厂应用成熟后，再推广到公司其他厂使用。但由于系统设计、开发实施等原因，2002/2003版农务管理自动化系统不具备较好的适用性、扩展性，不能较好满足各直属厂的需求，只能推广到两个厂使用，而且各直属厂原有的农务系统都不具备这样的条件，无法完成推广应用的任务。为了进一步深入推进信息化建设，全面提高农务管理水平，2004年4月，南宁糖业决定按信息化的总体规划建设一套公司统一的农务管理自动化系统。在吸取以往经验的基础上，由公司成立项目组负责系统功能设计及关键环节把关，与外公司合作开发新版农务管理自动化系统。该农务管理自动化系统的应用对公司直属香山、东江糖厂蔗区甘蔗的砍、运实现了计算机调度管理，取得了较为满意的效果。下面，就对该农务管理自动化系统作简要介绍：

2农务管理自动化系统在甘蔗制糖生产中的开发与应用实践

2.1农务管理自动化系统设计开发的出发点、难点和技术关键

新版农务管理自动化系统设计的出发点是：

（1）要有较好的兼容性、扩展性、统一性；

（2）能基本包括公司内各厂的基本需求，推广到各厂时，保持主体框架和基础数据库同时能进行少量、局部的二次开发；

（3）随着生产的发展，能较好进行升级，主要对多分支处理选项改动，对数据库的存储过程改动，减少对系统主体程序的改动；

（4）在数据的共享应用及提供决策依据，体现全公司的统一。

该系统要能合理安排砍蔗计划，保证甘蔗在较高糖分时砍伐，同时公平合理安排运蔗，保证甘蔗的新鲜度和较低的营运成本，要能满足生产扩大及甘蔗种植、砍运情况变化的要求。另外，蔗农、运输方要求能及时和公平的安排砍运甘蔗、发放蔗款、运费、合理的处理贷款的扣付。该系统要能对庞杂的、关联的数据进行及时、有效地处理，尽量的排除人为因素的不良影响，达到及时、公平的目的。

新版农务管理自动化系统开发的难点在于：

（1）一套系统要兼容5个直属糖厂的具体管理需求（每个糖厂因为传统、地域特点、管理模式、蔗农情况不同而有详细不同的管理需求，甚至两个直属糖厂间的某个具体环节管理需求差异达到60％），5个糖厂的管理需求都包含在一套系统而不影响系统整体结构、基础数据统一性、数据处理性能，提供数据的共享应用和统一公司层报表。

（2）农务系统应用环境较为复杂，随应用需求变动而程序变更较大，甚至在同一生产期内变化较大。

针对旧版农务管理自动化系统的不足，我公司运用软件系统工程思想来指导新版农务管理自动化系统的设计和开发。新版农务管理自动化系统的重点技术关键是：良好的系统结构，使系统具备较好的兼容性、统一性；统一、高效的数据库及数据处理方式，提高系统的适用性及性能；适用的软件开发技术，使系统具备较好的扩展性。

新版农务系统开发的关键是主体程序与底层数据库有效划分，使系统具备灵活的构成及支持分布式的计算环境，提高程序的可维护性、可用性；在应用系统框架的支撑下可开发不同的功能并包装成对象进行使用和管理。

2.2农务管理自动化系统的技术规范

2.2.1系统的开发及运行平台

（1）系统开发平台及工具软件：开发工作站操作系统Windows2000；数据库服务器操作系统WindowsServer2000；数据库系统MicrosoftSQLServer2000；开发工具软件MicrosoftVisualBasic6。

（2）系统应用平台：数据服务器操作系统WindowsServer2000；数据服务器数据库系统MicrosoftSQLServer2000；各应用工作站操作系统Windows98/2000/XP。

2.2.2系统设计的规范

（1）软件系统工程思想指导系统整体的需求分析、架构设计。

（2）使用第三范式要求设计数据库及创建库表结构。

（3）运用分布式对象的方法设计、开发系统的模块功能。

（4）采用客户端/服务器方式构架系统应用。

2.3执行技术规范实现农务管理自动化系统开发的各种需求

通过执行技术规范，从系统整体的框架结构、数据库的建立及数据处理方式、多种编程技术的灵活应用、采用客户端/服务器方式构架系统应用来实现系统开发的各种需求。

2.3.1对于系统整体的框架结构，系统开发项目组采用软件系统工程的思想，进行整体业务需求分析及整体设计系统，涵盖全流程的砍蔗、运蔗、甘蔗进厂质检、过磅、结算业务处理。系统按整个业务流程中对原始数据的处理性质为基础划分处理模块，强调各业务处理模块的独立性及减少相互间业务处理的相关性及耦合度，有利于系统各模块合理功能的独立、兼容各直属厂不同的管理需求而不对其他的模块产生影响。导出整个系统的农务业务流程图及系统数据处理过程图，并根据上述的原则及流程图，形成系统功能框架图（见图1）。

图1农务管理自动化系统功能框架图

系统共分为基础信息、砍蔗计划、甘蔗上点报进度、调度派车、质检、过磅、结算、查询及报表、系统管理等9大模块，实现五大主体业务全流程，模块通过业务活动图表示处理功能及涉及的数据内容，指导模块开发，产生系统的数据库。具体的模块划分、业务功能及数据关系如下：

“基础信息”模块主要功能是整个系统各模块处理的基础数据的输入，包括了甘蔗调运方式、甘蔗品种分类、甘蔗品种信息、农务员档案、农务员蔗点管理（香山糖厂的特点）、区域信息蔗点信息、蔗农基本信息、蔗农预付款信息（个人扣款、生产队扣款）、银行信息、车队信息、车辆类型、车辆信息、船只信息、路况信息、种植信息、签类型等主要的信息种类。

“砍蔗计划”模块主要功能是企业对所辖蔗区的甘蔗按生产需求及考虑蔗农利益等因素，灵活设定条件安排砍蔗，保证甘蔗在较高糖分时进厂生产，包含榨前砍蔗计划、每日砍蔗计划两个处理环节。榨前砍蔗计划按保证甘蔗糖份、公平合理、均衡生产的原则分阶段进行生成，确定榨季阶段砍蔗任务的方针目标；每日砍蔗计划根据糖厂榨季当前的实际情况，从蔗农抽签表中筛选出符合设定条件的砍蔗任务，生成规定时间内完成的砍蔗计划，并打印蔗农砍蔗证，发放到蔗农手上作为砍蔗通知（两个计划中，各直属厂都有共同考虑的原则和个性化原则，需要具备各种处理功能提供使用，该模块在作计划时对系统的功能、性能要求较高）。

“甘蔗上点报进度”模块主要功能是蔗农按砍蔗证的要求，将砍蔗的情况上报给农务员，由农务员按一定的灵活高效方法方式报给糖厂，作为可派车运回厂的任务（有自动报进、手工报进两种模式）。

“调度派车”模块主要功能是对上报完成计划砍蔗的甘蔗按调度及生产需要，公平、合理安排运输甘蔗，保证进厂甘蔗较好的新鲜度，需要同时考虑糖厂、蔗农、司机三方面的利益【有自动派车（人工制定派车的原则，电脑自动运算结果从报进度的记录中选择安排车辆运蔗）及人工排车（操作人员直接找到已经报进度的甘蔗安排车辆运蔗），该模块特别强调派车的灵活性。各直属厂因为各种因素，实现派车的因素、策略条件较多、差异度较大，有专题的需求，该模块对系统的功能、性能要求较高】。

“甘蔗质检”模块主要功能是对进厂甘蔗的质量检验、评定等级并提供结算有关的数据，包括一级质检、二级质检（可选）（该模块各直属厂的差异不大，但是与报进度选择的运输方式、过磅方式有关联的处理，各直属厂有特定的处理模式，对系统的处理性能及数据的安全性能有较高要求）。

“过磅管理”模块主要功能是通过限定的条件进行甘蔗称量，把重量数据读入系统，包括完成甘蔗票据的验证、初步处理甘蔗质检的结果、提供结算数据,进行该车甘蔗的结算。包括重磅（含甘蔗的整车测重）、回皮（甘蔗卸车后空车测重，电脑自动计算甘蔗重量）、磅单复核（复核质检、过磅的单据数据项）三个处理环节（该模块各直属厂的差异度不大，但是对数据的处理性能要求较高，磅单复核作为一个处理过程使用）。

另外，“磅单复核”的主要功能是经过回皮结算后，由复核员对单据内容和电脑上的内容进行核对，以确保数据完全正确。若发现不符之处，可以进行修改，修改通过后自动重新结算，再检证内容的正确性。

“甘蔗结算”模块是作为一个过程在回皮后调用，实现对经过上述流程后甘蔗的蔗款、运费、各种费用原始数据进行加工处理及汇总结算处理，确保数据的准确安全与恢复，能够自动正确计算补耗、蔗款、各项扣款、运费，任何修改可以重新批量或单个计算结果。

“查询及报表”模块主要功能是对过程的原始数据、处理数据、报表数据及其他统计分析数据的查询；形成各种管理需求的报表、提供管理决策的依据；根据报表的相关分析数据对各环节、责任人考核（各直属厂的差异大，要求查询的条件种类多、方式多，报表种类及各种要求多，虽然不是过程处理的模块，但是对系统处理性能的要求高）。

“系统管理”模块主要功能是对系统的农务系统数据库初始化、操作员管理、功能权限管理、子模块参数设置、数据备份与恢复、日志管理等功能进行管理。

由上述的模块划分可见，通过整体需求分析，以完整业务流程中对数据处理的性质为基础划分功能模块，每个模块都对其中相应部分的数据进行单一处理，基本上每个直属厂对该处理环节的管理差异需求都含在每个模块中，加强各模块的独立性及减少相互业务处理的相关性及耦合度，不同的需求都能在不同的模块处理中进行处理，有效保证了主体应用程序与底层数据库有效划分，对应不同需求，保持系统主体框架和基础数据库的同时只需要进行局部二次开发，使系统具备了灵活的构成及支持分布式的计算环境，提高了程序的统一性、兼容性。

2.3.2数据库的建立及数据处理方式，根据系统的农务管理业务流程图及系统的数据处理过程图，运用三层体系结构的思路及第三范式要求设计数据库及创建库表结构。强调合理划分系统主体业务程序与后台数据处理过程，系统各种功能应用来进行应用、数据层面的处理，通过使用存储过程直接对底层数据库的数据处理，减少了程序对数据库的直接影响；程序对数据库的使用借助调用存储过程，加强了不同程序的功能对数据库的同类使用，简化了主体程序，减少了程序功能需求的变化对系统底层数据库应用的直接改动，只要增加相应的存储过程或对存储过程改动，减少对系统主体程序、基础数据库的改动；使系统具备了灵活的构成及支持分布式的计算环境，提高了程序的可维护性、可用性，在数据的共享应用及提供决策依据，体现全公司的统一。

另外，划分系统主体程序与基础底层数据库，使用存储过程后，合理利用设备资源，支持客户端/服务器方式的应用，大大提高了系统的运行性能及速度。

根据系统的数据流程图，执行第三范式要求设计数据库及创建库表结构，建立统一、标准、信息完备的关系型应用数据库，作为各功能应用模块的标准数据接口；同时提供各种对数据进行的处理操作基础，广泛使用数据信息进行分析。

通过以上有效措施，系统具有一个标准、高效的数据库，满足了系统对统一性、扩展性的要求。同时，该数据库也满足对数据进行灵活查询分析的需求。

2.3.3多种编程技术的灵活应用、采用三层软件设计结构构架系统及组件技术应用，减少了软件单元之间的繁杂依赖，使系统具备了更为灵活的系统构成，更好地适应因业务需求的变更而给软件带来的大量维护工作，缩短了软件的维护周期。采用面向对象的方法，分析各模块具体的处理功能并进行抽象整合封装，更好地保证了系统运行的稳定性，同时具有更好的扩展性、兼容性和适应性，最大程度地满足各厂的个性化需求。

使用上述方法，对各模块中的各直属厂具体需求进行分析，归纳共同项和不同项，对于不同项使用选项处理，对于系统功能的增加、调整只是面对单一的对象或过程增加、处理。实现系统的统一性、扩展性。同时，采用面向对象的方法，开发出了较好的应用，如在系统中，开发出了树形类，并在结构树上灵活显示相关的业务信息，在各模块都可以方便使用并且提供了操作的具体参考信息。

充分利用服务器的优势，在数据处理方面把业务层和数据处理层分开，系统多模块分工、多用户同时进程、多工作站联网工作的情况下，业务、数据处理由工作站和服务器组成的网络化前后台合理分担，提高数据处理的批量能力和执行速度；同时，加强对数据服务器的管理，能够集中保护系统的核心业务数据及保证系统的运行，不会因为个别工作站的故障影响系统的整体运行。

针对制糖企业农务报表种类繁多、格式设置灵活的要求，系统引用先进的表格控制理念，开发了灵活表格处理模块，通过表格设置功能用户可自行定义适合自己的表格和单据的样式，实现即看即所得。

2.4农务管理自动化系统项目的建设

2004年7月，南宁糖业股份有限公司与南宁市元光达计算机网络系统有限责任公司合作开发农务管理自动化系统，并于2004年11月完成。2004/2005榨季，在公司直属香山糖厂应用；2005/2006榨季，该系统同时推广在公司直属的香山、东江糖厂应用，经过实践考验，该系统运行稳定，整体运行情况良好，达到了设计要求，取得了较为满意的效果。

3运行效果

新版农务管理自动化系统在香山、东江糖厂的实际运用，解决了原来旧版农务管理自动化系统所存在的问题，满足了生产需要，达到了设计要求，取得了较为满意的效果，产生的综合效益有：

（1）通过有效的砍蔗安排，保证掌握甘蔗砍、运的最佳时机和方式，最大限度地保证了各品种甘蔗在其高糖时期及时进厂，与去年同期相比蔗糖份提高了0.3%，为企业提高产糖率提供了优质原料，为提高成品糖的产量，增加企业的经济效益发挥了显著作用。

（2）灵活优先安排欠本厂预付款的农户，大大提高了预付款的回收率，也顺应了蔗农的要求，截止2006年2月20日止，预付款回收率已达97%，保证了糖厂的经济利益。

（3）完善的“调度派车”功能可进行自动派车、人工派车，很大程度上解决了原来由调度员较难考虑周全的“先报先运”、“里程均衡”、“难易优先”等诸多难题。

（4）“自动派车”的功能大大减轻了调度员的劳动强度和工作量，不仅提高了工作效率，也避免了因人为派车失误造成补损耗而使糖厂损失的现象，为企业节约了数万元的开支，也赢得了蔗农的认可。

（5）“人工派车”功能解决了砍运调度工作中出现的各种异常情况，也顺应了当今甘蔗收购市场的各种需求，如“拆分、组合”等功能，既解决了蔗农因人力不足所砍蔗量不足吨位或蔗地分散归堆困难的问题，又能使所砍下的甘蔗及时进厂，从而产生良好的经济效益和社会效益。

（6）“综合查询及报表”模块提供的统计、明细报表共40多份，分为“产量类”、“质量类”、“蔗款类”、“决策类”五大类。特别是“决策类”报表，对砍、运等农务管理工作提供了很好的数据依据，既方便了对农务各级人员的考核，又可对农务业务进行有效监控，大大提高了各蔗点甘蔗砍运的平衡和进厂甘蔗的质量。

（7）系统功能权限明确。每个业务模块都设有详细、明确的权限，不仅大大提高了操作员的责任心，也使系统数据的安全有了更好的保障。以往有些功能启用的权力过于集中，有些工作必须指定某个人来做，现在只要赋予权限，每个操作员都能操作，大大缓解了操作员的工作压力，也使工作的变通性更强。

4存在问题及解决办法

由于采取了新的开发理念及开发方式，开发过程中存在设计思路的偏差及双方合作的磨合，同时由于农务系统适应形势变化的要求较高，原来调研分析的情况可能有疏漏及出入，新版农务管理自动化系统存在有以下问题：数据库处理模块间接口、效能还不够理想；系统模块的扩展性需要进一步加强；派车模块中，自动派车的条件出现了设计外的情况，自动排车应用未完全达到设计目的；报表模块未能完全实现电子化报表的全部功能，影响报表的扩展应用。

针对存在的问题，项目组通过反复的研究、讨论，初步明确：系统的设计思路和方法是正确的，正是基于这种设计提供了较好的兼容性和扩展性，系统后续的开发改进工作可以很好地借鉴利用系统的基础内容来进行扩展和改进。

下一步推广应用工作的重点应放在：

（1）数据库的库表结构进行优化划分，全面利用数据库系统的强大功能提升系统的性能。

（2）确定每个处理环节的数据接口标准格式，统一各模块的数据处理内容，放开每个模块的处理程序并在实际使用时调整，增加了系统的扩展性。

（3）兼顾各直属糖厂的各种具体、明晰的需求，运用软件系统工程的思路及面向对象的设计方法、分布式对象技术等对系统模块的实现功能进一步归类、细化划分，具体确定每个处理功能的分支出口及分支选项内容，综合利用各种已在系统开发中证明有效的技术，保证系统的统一性，加强系统的兼容性、扩展性。

5小结

新版农务管理自动化系统通过2004/2005榨季、2005/2006榨季在东江、香山糖厂的实践考验，整体运行正常，达到了设计要求，实现了预期目标，满足了生产需要。通过农务管理自动化系统的应用，使我公司可以进行合理的甘蔗产地原料配送平衡，既能合理地指导蔗农充分发挥土地资源的利用率，也促进了我公司甘蔗新鲜度的提高，并为糖厂保持较高的甘蔗糖分，保证高产糖率提供了技术保障。农务管理自动化系统提高了工作效率，降低了制糖生产成本，经济效益非常显著，且投资较省，对企业的发展起到了显著的推动、促进作用，具有很好的推广应用价值。

南宁糖业将进一步推动企业的信息化建设，以农务管理自动化系统的后续开发完善、网络安全建设、人员培训等为主要内容，开展后续建设工作，并解决建设中存在的问题，力争取得新的突破，进而促进企业业务流程整合、优化企业管理，为企业增创更多的效益。

作者简介:丁建民（1970－），女，湖南长沙人，1992年毕业于中南工业大学工业电气自动化专业，工程师，南宁糖业股份有限公司发展部经理，有10多年造纸技改、自动化管理经验。

傅其军（1972－），男，广西博白人，1994年毕业于天津大学化学工程专业，高级工程师，30多篇，有10多年酒精、制浆造纸项目的技改、生产管理经验。

黄向荣（1975－），男，广西容县人，1997年毕业于广西大学机械制造专业，助理工程师，南宁糖业股份有限公司企管部副经理，有多年机械设计、设备管理经验，现负责企业信息化建设。

丁建民，傅其军,黄向荣（南宁糖业股份有限公司，广西南宁，530031）

Applicationoftheautomaticagriculturemanagementcontrolsystem

inthesugarmanufacturingprocess

DingJianmin,FuQijunandHuangXiangrong

(NanningSugarManufacturingCo.,Ltd,Nanning,Guangxi530031China)

第14篇

必须建立一套行之有效的控制系统，实现对多式联运物流链上的每一个作业环节，每一个物流安全影响因素进行有效控制，才能预防或减少事故的发生，保证联运系统的安全。即把集装箱多式联运的每一个物流环节作为控制对象，由控制机构及相关专家制定相应的各系统及各指标的安全目标或限值；在每一项物流作业前、作业过程中用前馈原理，严格把关，预防事故的发生；再把安全目标与收集的各种监测数据进行分析比对，在每一项作业完毕后，用反馈原理纠正偏差，确保系统安全。为了便于进行评估、分析、纠错，可以制定相应的安全检查表进行检查对比分析，找出问题，提出安全改进措施。安全检查表[4]可应用在联运的每一作业环节的事前、事中、事后。集装箱多式联运系统的安全检查表见表1所示。对联运物流链每一个作业及衔接环节分别从人员、物流设施、环境、管理、货物五个方面收集信息，进行分析控制，集装箱多式联运物流安全控制流程见图3所示。

2集装箱多式联运物流链安全控制措施

根据检测结果，可以对每一个联运环节，提出进行事前控制、事中控制、事后控制的措施，以防范事故的发生，保证联运系统的安全。

2.1事前预防控制

事前主要以预防性控制为主，变“事后被动处理”为“事前主动预防”。（1）把好规章制度和作业规范制定关，把好物流从业人员筛选关、技能操作和安全培训教育关，货物检验关、把好物流设施检测关、环境条件监测关、突发事件演练关。建立健全集装箱多式联运信息管理系统及安全预警机制、安全保障机制、应急决策体系。（2）严把安全检查关。各物流行业、企业应制定统一的安全检查规范化流程和标准，制定安全检查表，开展定期和不定期的安全检查活动，及时发现问题，杜绝安全隐患，确保集装箱多式联运每一个物流环节的安全状况。

2.2事中过程控制

事中主要对联运过程中的每一个环节及中转衔接过程进行联防联控。（1）选择好保证联运货物安全运营的路线，选择基于时间—成本—安全的联运路线，可以高效、顺利地完成联运任务。由于集装箱多式联运跨越路径较长、运输环节多，道路环境较复杂，路径的选择应该由联运企业联盟专家咨询委员会有关专家共同完成[3][5]。（2）严格按照操作程序要求作业，遵守规章制度，杜绝野蛮操作，违章作业，建立作业中的自控、他控机制，采用基于GPS+GIS等先进技术的物流全程追踪预警系统，密切注意物流全程的状态，尤其注意各物流环节中转衔接过程的安全控制与防范，可在中转衔接处采用射频监测系统、视频监控系统。一旦发现问题及时报警，并立即启动紧急救援域案，尽量减免事故发生，减少事故损失。

2.3事后反馈控制

（1）在每一物流环节完成后，及时进行总结分析，并把分析结果进行反馈，与控制目标进行对比，找出问题，不断完善集装箱多式联运物流运作管理及安全管理机制。（2）事故发生后，应及时总结经验教训，利用反馈原理，提出事后控制防范措施，有效防止事故的重复发生。（3）进行事故救援后的事后评估分析工作，并将评估结果反馈回去，用于完善救援方案和救援系统。（4）本着“以人为本”、“货主第一”的原则，积极进行事故后的安抚、赔偿工作，建立风险转移或损失补偿机制，各联运企业应建立风险共担，利益共享的合作机制，保持联运企业与货主的战略合作关系，保证联运企业间的协作共赢。

3结束语

第15篇

关键词：CPS数字化航道监控

随着电子技术和通信技术的发展，无线通信以及遥测遥控系统被广泛应用于工业、农业、航空、航海等各个领域中。出海口及内陆河道作为航海航运重要的一部分，其管理维护方法及管理质量对我国航运业的影响至关重要。发展至今，电子通信产品的可靠性越来越高，成本越来越低，这使得航道管理维护自动化、数字化的实现成为可能。GPS(全球定位系统)是美国国防部于1973年开始研制的卫星全球导航定位系统，主要为其海陆空三军服务。近几年来已逐步应用于民用设施及测绘技术中，同时美国军方逐步放松对民用GPS设备的限制，使得民用GPS达到了比较高的定位精度。利用GPS对航道航标等设备进行位置遥测与监控是一种比较理想的方法。本文以航标监控的具体要求为标准，把整个航道管理区域内需监控的目标物组成一个GPS遥测网，并利用各种滤波方法消除相应的误差，提高了遥测数据的准确性。

1GPSOEM板与航道GPS遥测网

1.1GPSOEM板

GPSOEM板是GPS接收机中一个重要的组成部分，它具有成本低、体积小、重量轻、产品种类多、性价比高等很多优点，因此被广泛应用于定位及导航领域中。它的定位精度已经能达到几十米，甚至可以达到10米以内的精度。本课题所用到的Thales集团导航定位公司的GPSOEMB12就是一款性价比很高的产品。

1.2航道监测

航道是交通网络中一个重要组成部分，其安全质量直接影响着整个交通系统。以前航道部门专门在航道的堤岸、桥头、故障物旁边安装各种航标灯作为警戒导航装置，各种船只可以根据航标灯光及其闪动频率来确定自己的航向。至于航标的维护，则是航道部门每隔一定时间派巡航船只对各航标灯进行目测和实测。因为航道中航标灯比较多，这就使得这种巡航航道的维护方式操作繁琐，运作维护成本高，安全质量低。

1.3航道GPS遥测网

航道中航标遥测网主要是对水标(抛锚在水中的航标)进行遥测以便对其位置进行实时监控(其系统原理图如图1所示)；而岸标(固定在堤岸上的航标)由于其位置不变所以无需GPS遥测。GPS在航标遥测网中的实际任务就是实时测量航标灯所在位置，并与预先划定的位置范围进行比较，如果漂离出所标定的范围，即通过GSM网发送警报信息给监控中心，以便于监控中心采取相应措施。这将就可以排除航标灯因船只碰撞、水流冲击等原因而漂离引起事故。而每个航道管理区域内有成百个水标，因此在提高安全质量的同时也需考虑成本投入。根据航道的具体要求，其精度并不需要精确到米级以下，因此不需要价格昂贵的高精度GPS接收机及测量仪。同时将GPSOEM板与水标进行捆绑，可以以相对较低的成本取得高质量的管理效果。本系统使用的是法国Thales公司生产的B12GPSOEM板模块，它具有并行的12个接收通道(即同时可以接收12颗定位卫星传送的星历信息)。

2误差分析、数值处理及控制流程

2.1误差分析

GPS测量的误差主要包括卫星部分、信号传播、信号接收等各个方面带来的误差，但从性质上来讲可以归纳为系统误差和随机误差两部分。其中系统误差主要包括卫星的星历误差、卫星钟差、接收机钟差以及大气折射的误差等。随机误差主要包括信号的多路径效应等。虽然系统误差比随机误差要大些，其消除主要靠接收机本身[1]，但是它总是有一定的规律可循的，所以采取一定的措施进行处理对整个系统的可靠性都是非常重要的。由于水面多路径效应比较严重，所以使用精密相位中心、具厄流圈的测量天线是消除由于水面环境所引起误差的一个重要方法。

2.2数值处理

针对各种误差，测量技术中已应用了各种滤波方法来消除或减弱各种误差的影响，例如中值滤波法、算术平均滤波法、进退递推滤波法等。通过大量的测量试验与观察分析发现，随着时间的不同、卫星分布状态的改变以及天气的变化，GPS所读数据都有不同曲线方向的飘移，但是其分布状态接近于正态分布，所以采用一些滤波方法对数据进行处理对整个测量系统精度的提高至关重要。以下是系统中所用到的几种滤波方法。

中值滤波法：即对所测三个数据进行排序，去掉最大和最小的一个，取中间值作为测量值。基于这种思想，本文在终端控制器上电初始化的时候连续测量n(可调)次经纬度数据并将它们从小到大进行排队，去掉最大的m次数据和最小的m次数据，以中间的n-2m次数据作为基准，并存于一个存储单元。由于航道遥测系统对实时性要求并不高，所以把n尽量取得大些。设n次所读数据和为Xn，经排序后最小m次数据和为XmMIN，最大m次数据和为XmMAX，则：

Xsum=Xn-XmMIN-XmMAX

把Xsum存于存储单元作为后续处理方法的和基准。算术平均滤波法：即采样一定量的数据，然后对其求平均值作为测量估计值，这样可以使得偏离真值的正负误差相消，从而使测量值更接近真实值。本课题将前面所取得的n-2m次测量数据作算术平均，且存于固定的算术平均值存储单元，并根据以后所读数据进行实时修正。这样有：

X=(Xswn)/(n-2m);Xi=(Xsumi)/(n-2m).

其中，X是初始化时所求平均值，作为一个平均基准存于存储单元。Xi是每读一次数据所求平均值，作为位置评估值应用于位置飘移判断控制中。

进退递推滤波法：前面两者都是读取一定数据以后再作后处理，而测量过程中必须对所测数据进行实时处理。所以，所测量经纬度的变化趋势必须反应出来，以便航标因为意外而漂出所给定范围时能实时向监控中心发送警报信息，从而进行修正。本文根据实验与观察的结果，采取进一新数退一平均数的进退递推滤波方法，即：

Xswni=Xsum_i-1+Xi-1+xi

限幅滤波法：在测量过程中，常常会碰到偏离中值较远的粗大误差。这对经过前面几种滤波法处理后的数据基准会产生较大的冲击，限幅滤波法就是针对这一思想的。设定一个阈值，当所测数据与基准数据比较后，差值超过阈值就认为是粗大误差并舍掉。但是本课题中如果航标灯因意外而漂出很远，就必须能识别出来，而不能当粗大误差全部舍掉。所以在控制程序中专门设计了一计数器对舍掉比率进行计数，如果舍掉比率大于某一值则重新初始化，即重新读取n-2m次的和基准及其算术平均基准。

图2、图3、图4分别是对利用VisualBasic6.0开发的数据采集与处理程序采集的10小时GPS数据进行几种数据处理后的坐标示意图(其中，横坐标、纵坐标分别表示经、纬度)。从这三个图中可以看出，从图2到图4，数据收敛性依次增强，可见综合几种滤波法于数据处理中，将大大减少误差，提高系统精度。

2.3控制流程