方案设计论文范文
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第1篇
1.1区域项目概况
该项目位于北京市大兴区亦庄镇西北部，紧邻大兴区和朝阳区交界处，周边的郊野公园有海棠公园、老君堂公园、鸿博公园、镇海公园，项目总占地约40.33hm2。
1.2项目建设必要性
对公园建设必要性的分析，可以更准确地把握规划意图，合理地确定公园的使用功能。亦新公园毗邻北京经济技术开发区以及朝阳区十八里店乡，人口密集。公园的建设，将为周边居民提供更加自然、健康的休闲娱乐方式，满足周边居民和广大北京市民的野外休闲游憩需求。公园建成后将与附近的鸿博公园、海棠公园、老君堂公园、镇海公园集中连片，有效推进城市绿化隔离地区“郊野公园环”的建设。
1.3现场分析
亦新公园的现场调查主要包括现状植被、地形地貌等。1.3.1现状植被：有大片速生杨，并有少量桧柏、柳树等。五环路两侧苗木种类丰富，林木生长、林地卫生状况良好。除五环两侧外，其他地块树种较单一，垂直郁闭度低，色相、季相、层次变化不丰富，林下基本无地被，局部有枯死木、萌蘖现象严重。1.3.2地形地貌：园区内总体地势平坦，局部地区略有高差。五环两侧有排水沟，公园建设中将结合用作排水系统。1.3.3现状：西北角有口现状鱼塘，鱼塘相关配套设施比较完善。
1.4方案设计
通过区域项目概况、项目建设必要性、现场踏勘分析思考，同时与建设单位等相关方的沟通交流后，开始了方案的设计。1.4.1设计原则。（1）因地制宜，最大限度地利用现状植物，减少伐移量；（2）生物多样性原则，丰富植物品种，建设乔、灌、草的复层立体结构；（3）对现有的地形进行必要的改造设计，在完善道路系统的同时，尽量少动土方；（4）充分利用现状的空地，根据功能要求合理来布置活动场所和园林景观建筑小品。1.4.2设计目标。亦新公园建设将依托现状基础条件，突出公园自身特色，满足周边功能需求，在林间空地、道路底景、转弯处、景观节点、活动场地周边等重点地段增植常绿乔木、彩叶树种、花灌木及林下地被，丰富植物景观层次，营造良好的四季景观。1.4.3功能分区。根据公园所在地的自然条件，尽可能地“因地、因时、因物”而“制宜”，结合各功能分区本身的特殊要求，将园区分为6个功能区：（1）中心活动区：主要为周围社区内居民提供一个娱乐场所，居民可在广场举行文化娱乐活动。（2）服务管理区：主要用于公园管理及游客服务。公园管理区内，设置办公、车库、食堂、宿舍、仓库、游客服务中心等建筑。（3）休闲运动区：该区主要布置各类休闲健身设施，供居民进行健身活动。设有篮球场、树阵广场、林下健身广场，并将现状鱼塘改造成景观水面。（4）安静休息区：在密林中设置散步道、林下小空间，营造安静祥和的环境，使人们在其中能得到放松。（5）花卉观赏区：巧妙利用植物景观配置，引进国内、外各种新、奇、特花卉盆栽，做花卉展示，让游人畅游在花的海洋，并与园区“自然”、“野趣”主题相呼应，可作为整个园区对外形象宣传窗口，使过往行人与车辆产生“一览全园”的观光兴致。（6）绿化缓冲区：公园与城市主干道相邻处设置绿化缓冲带。缓冲带利用现状植物速生杨，采用密植乔灌草复合植物群落和地形相结合，隔离公园外的嘈杂环境，形成绿化缓冲区，营造公园安静的环境。1.4.4道路系统。根据道路通行特点设计道路宽度及铺装做法。具体如下：一级园路作为公园的主园路，连接公园内各主要出入口及景区、景点，具有管理、运输、维护、消防及人行的使用功能。二级道路作为一级园路的补充，完善道路系统，是公园内游人步行到达各景点的主要道路，可行小型机动车。三级道路作为园区内的步行道，路宽1.2m。根据分布位置，采取卵石及青石板两种做法。1.4.5种植设计。种植调整以场地现状速生杨为主，并适当增加雪松、油松、白皮松等常绿树种，银杏、法桐、国槐、紫叶李、西府海棠等落叶乔木。在林间空地及景观节点增加开花灌木，形成三季有花的景观效果。主要灌木树种有碧桃类、金银木、连翘、丁香、黄刺玫、华北珍珠梅、太平花、紫薇、木槿、紫叶矮樱、红瑞木等。在地被使用上，可大量选用适宜北京生长的、耐干旱的野生地被花卉，在植物的种类和数量上形成优势。这样有利于形成公园的植被特色和亮点，减少管理成本和维护成本。1.4.6水电设计。亦新郊野公园远近期均不具备自来水及中水引入条件，公园内的浇灌用水和生活用水目前来源只能利用现状机井取水。公园被北五环路和匝道分成4块绿地，为满足分散的绿地灌溉，需要使用1号、2号、4号机井，这3口井因年久失修，井内无水，需进行修复更新。1.4.7附属设施。为满足市民进入公园游憩、休闲、健身等使用功能及园务管理等要求，根据《意见》中对于公园建设的要求，为突出以人为本，满足游人的基本需求，增加公共服务配套设施，主要包括公园管理用房、厕所、健身器材、果皮箱、标识牌、小卖部、园椅等[2]。
1.5重要节点的处理
1.5.1主入口设计。主入口是公园设计中的重点。既要考虑公园养护车辆、残障人士的出入，同时要兼顾主入口的标识作用。考虑到公园主入口设在五环匝道旁，不适合以设置小广场的形式作为标示，所以在匝道边采用“亦新公园”字样的景石来起到标示作用，通过景观大道向公园内找坡，并在景观大道末端以放大的广场收尾，以解决车行、入口标识及高差等问题，并使主入口空间向内延伸。1.5.2休闲运动场地设计。休闲运动场地需要较大面积的场所来布置运动场地及设施，利用公园西北角空地建设休闲运动区，在该区内将综合服务用房、停车、健身休闲等功能结合在一起，因地制宜，既减少了伐移量，同时满足了需求。1.5.3景观水面设计。公园西北角有口鱼塘，鱼塘相关配套设施比较完善，在设计中我们结合现有鱼塘，通过驳岸改造及景观植物的点缀，将其改造成一处集垂钓、休闲于一体的休闲场所。
2其他应注意的问题
2.1遵循合理的设计程序
与相关方的沟通，各个环节应该遵循既定的顺序有效地进行，不能随意颠倒。
2.2与相关单位的沟通协商
在开始设计前及整个设计过程中，与建设单位等相关方的及时协调沟通至关重要，这种沟通可以让设计者更全面、准确地了解现场的实际情况，例如用地性质的确定，建成后的用途等方面都是通过沟通协商后才能明确的。
2.3建设过程中的跟踪配合
在公园建设过程中，现场会有一些问题与设计矛盾，这就需要通过现场施工配合，在遵循大的设计定位及原则的前提下，以设计变更等形式完善设计。
3结论
第2篇
氧气瓶供氧依地区不同，收取费用不同，一般折合5～7元/m3，40L瓶氧为26～36元；液氧按当地液氧厂供应价核算，国内一般以地区价1700～1800元/t计，在3.6元/m3左右；PSA制氧主要以电费损耗为主，用电按国内一般地区价0.8元（/kW•h）计，一般1m3为1kW•h电，因此，采用40L氧气瓶，每瓶按5.2m3计算。
2方案选型
瓶氧供氧与液氧供氧主要是按需供给，对医院的需氧量要求不严格，不够就补充。而PSA制氧机在建设前，需进行需氧量测算，从而决定建设规模。首先，采用PSA制氧机供氧前，应了解医院平均月氧气消耗量、病床数、手术间、ICU病房数等；其次，开展平均用氧量、高峰期用氧量等测算；最后，经综合评估后，方可确定氧产量的选择。本文以某中心医院用氧量为例，进行方案选型设计。某医院每月用液氧数量折合成40L瓶氧为5000多瓶，医院病床总数1600张，手术室23间，ICU病床27张，24人高压氧舱1个。则PSA制氧系统选型设计及注意事项如下。
2.1执行及验收标准
中心供氧建设时应要求建设方的技术材料、设备、工程、设计、安装和运行全部按相关的最新国家标准执行，如采用国外标准则应提供中文文本，并确认该标准不低于相关国家标准。工程各设备的设计、制造、检验、供货、安装、调试、验收和维修，其各项技术参数必须符合或高于国家标准及行业标准，如有新标准则采用新标准。各执行相关标准分类及具体名称如下：
（1）供氧系统设计、安装调试、验收。YY/T0187—1994《医用中心供氧系统通用技术条件》；GB8982—1998《医用氧气》。
（2）吸引系统设计、安装调试、验收。YY/T0186—1994《医用中心吸引系统通用技术条件》。
（3）压缩空气储罐的设计、制造、验收。GB150.01-04—2010《钢制压力容器》。
（4）电气设备安装验收。GB3836.4—2000《爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电器设备》；GBJ50150—2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》。
（5）系统中各种管道施工及要求。GB50235—2010《工业金属管道工程施工及验收规范》；GB50016—2006《建筑设计防火规范》。
（6）医用气体终端的验收。YY0801.1—2010《医用气体管道系统终端第1部分：用于压缩医用气体和真空的终端》；GB/T12241—2008《安全阀一般要求》；GB567.1—2012《爆破片安全装置》；GB50184—2011《工业金属管道工程质量检验评定标准》；GB50236—2011《现场设备、工业管道焊接工程及验收规范》。
（7）各类管路验收。YS/T650—2007《医用气体和真空用无缝铜管》；GB/T17395—2008《无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差》；GB/T14976—2012《流体输送用不锈钢无缝钢管》；GB/T12459—2005《钢制对焊无缝管件》。
（8）供气工程的施工。GB50751—2012《医用气体工程技术规范》。
2.2用氧量测算及分析
氧量测算是制定中心供氧总容量的重要依据，一般制氧量的测算以医院现有月瓶氧消耗为依据，或通过现有病床数、手术间、ICU等数量进行高峰用氧估算。
2.2.1平均用氧量测算因已知医院月用氧量折算为5000多瓶，因此考虑一定的冗余量，按6000瓶计算，满瓶压力取13MPa，即130kg/cm2，则医院每月用氧量为40L×130×6000÷1000L/m3=31200m3因此，每天平均用氧量为1040m3，则对PSA制氧机而言应当设计为机组每日工作时间不超过10h为宜，为此，该院的制氧机需求为1040÷10=104m3/h。
2.2.2高峰期用氧量测算依据YY/T0187—1994《医用中心供氧系统通用技术条件》的规定，测算用氧量时，各病房和手术室气体流量、使用率按表4计算。由此，该院高峰期用氧量测算情况见表5。
2.2.3氧产量建设规模选型时为使设备可靠运行，并保持良好的运行状态，延长使用寿命，设备应有一定的运行与停机比，通常为1∶1，且保证医院24h不间断用氧需求，考虑设计的冗余量及医院发展等因素，建议：该医院总制氧量为120m3/h，采用30m3/h医用分子筛制氧设备4套；所有制氧设备同时运行时，每天运行时间为10h，运行与停机比为1∶1.4，设备运行可做到一用一备，具有很好的散热时间和较充裕的维护保养时间。当用氧高峰期时，所有设备同时运行可满足102m3/h的高峰期用氧量需求。
2.3设备选型
本文所述中心医院采用液氧供氧，月液氧购置费用及人员工资费用统计为16万元，年支出费用192万。基于PSA制氧设备，其供氧成本主要由设备购置费用、运行费用、维修费用组成。采用4台30m3/h制氧设备成本如下：
（1）设备成本。90万/台套（国产品牌），合计360万元。
（2）运营成本。
①电费：4套设备总功耗为160kW，假设每天运行10h，则耗电量为1600kW•h。医院用电收费按0.8元（/kW•h）计算，则每天电费为1280元，每月电费为3.84万元。
②人员：2人，2500元/人，5000元/月。因此，运营成本为每月4.34万元，52万/a。
（3）维修成本。前3a免费保修，3a后按设备购置费用5%核算，18万/a，平均1.5万/月。因此，医院仅需30个月即可收回成本，而30个月后每月能节省10万元，为医院年节支120万元。目前，国内外制氧设备厂家众多，价格差异较大，国内制氧设备技术成熟，但价格一般为进口售价的1/2，售后服务价格仅为国外的1/4，同时由于国内厂商的技术力量制约，进口设备的维修难以及时维护，给医院造成不必要损失。因此，建议在设备选型时应考虑以国产设备为主。
2.4机房要求
设备机房布局图需依据医院最终确认方案、机型、数量等实际情况进行合理布局规划，而一般机房建设的基本要求：机房高度应足够，地面应坚固、平整，建议内墙面做吸音处理；机房内外配备干粉式灭火器材，机房照明应安装防爆灯及开关；空压机、储气罐、冷干机、过滤装置处应设下水道；机房内温度应为5～38℃，通风良好；地面施工时，应先进行设备动力线管预埋工作；空压机上散热口与排风口应制作排风管连接至机房外；机房进风口加装过滤网；制氧主机放空管应接至机房外，并做消音处理。
3结果
通过对3类氧源的安全性、使用方便性及可靠性、经济性分析可知，基于PSA制氧机的供氧方式安全性好、使用方便，同时具备较好的经济性，因此，是中心供氧的最佳选择方式。从国内医疗单位的总体情况看，目前是3种氧源技术并存。从近年新建或改造集中供氧系统的医疗单位看，主要以液氧和PSA制氧为主，瓶氧供氧已逐步淘汰，而应用PSA氧源技术的单位占绝大多数。
4结语及展望
第3篇
1．1顶板局部凿除方案
顶板局部凿除方案即凿除崩裂的顶板（顺桥向凿除范围为墩顶两侧各6m），顺直预应力管道，然后浇筑顶板，恢复凿除截面。凿除截面横向位置如图3阴影部分所示。该方案施工顺序为：①放张凿除区域内已张拉的31根顶板钢束，凿除顶板；②顺直预应力管道，恢复凿除截面，张拉凿除截面预应力；③在支架上张拉剩余全部钢束；④脱架，转体就位；⑤合龙成桥；⑥收缩徐变完成；⑦运营阶段。采用MIDAS有限元软件计算该方案各施工阶段及运营阶段主梁顶、底板最大及最小正应力，计算结果如表1所示。由于后恢复的顶板顺桥向位于墩顶，在预应力作用下各阶段均承受压应力，本文仅给出最小应力数值。由计算结果可以看出维修各施工阶段顶、底板截面均未出现拉应力，最大压应力为15．3MPa，小于C45混凝土施工阶段压应力限值20．72MPa；运营阶段顶、底板各截面未出现拉应力，未凿除顶板的最大压应力为18．3MPa，超过了C45混凝土运营阶段压应力限值14．8MPa，且后恢复的顶板混凝土没能充分发挥作用，运营阶段最大压应力仅为9．8MPa。
1．2顶板局部补强方案
顶板局部补强方案即在崩裂的顶板处新增横隔板进行局部补强。顶板局部补强方案纵断面示意如图4所示。该方案施工顺序为：①已张拉的钢束灌浆，凿除崩裂、破损的混凝土，在图4阴影区域箱室内增加横隔板；②在支架上张拉剩余全部钢束；③脱架，转体就位；④合龙成桥；⑤收缩徐变完成；⑥运营阶段。采用MIDAS有限元软件计算该方案各施工阶段及运营阶段主梁顶、底板最大及最小正应力，计算结果如表2所示。由计算结果可以看出维修各施工阶段顶、底板截面均未出现拉应力，最大压应力为15．0MPa，小于C45混凝土施工阶段压应力限值20．72MPa；运营阶段顶、底板各截面未出现拉应力，顶板的最大压应力为15．7MPa，超过了C45混凝土运营阶段压应力限值14．8MPa。
1．3方案比选结果
若采用顶板局部凿除方案，结构外观与原设计一致，但施工难度大；运营阶段后补顶板最大压应力仅9．8MPa，顶板混凝土未能充分发挥作用，导致未凿除的混凝土运营阶段标准组合压应力达到18．3MPa，比C45混凝土的压应力限值大3．5MPa。若采用顶板局部补强方案，结构外观与原设计有一定的出入，但新增横隔板工程量小，施工难度小；与顶板局部凿除方案相比，采用该方案成桥后结构压应力较小，顶板最大压应力15．7MPa，比C45混凝土的压应力限值大0．9MPa。综合2种方案的优、缺点，决定将顶板局部补强方案作为推荐方案。
2推荐方案的优化
2．1运营阶段结构应力的优化
按照顶板局部补强方案，如采用原设计的预应力数量，标准组合下距离主墩中心线约12m处的箱梁顶缘应力达到15．7MPa，超过了C45混凝土的应力限值14．8MPa。考虑原设计偏于保守，提出减少箱梁预应力的方法以减小箱梁顶缘应力。具体的预应力调整方案如下。（1）合龙前减少张拉：2束ZT06、2束BT10、2束ZT05、2束BT11、4束ZT11、2束BT12、2束BT12′每束分别由原设计的22根减为15根，2束ZT04每束分别由原设计的19根减为15根。其中2束ZT06、1束BT10为已张拉钢束，施工时实际为放松7～15根，其余钢束均为未张拉钢束，按15根张拉即可。（2）合龙后减小张拉：所有合龙底板束的张拉控制应力均由0．75fpk减为0．68fpk，fpk为钢绞线抗拉强度标准值。经计算，采用该预应力调整方案，标准组合下距离主墩中心线约12m处的箱梁顶缘应力降到14．77MPa，满足规范要求。
2．2成桥状态主梁线形的优化
采用原设计方案施工时，拆除主梁支架后，梁端发生4．2cm的竖向下挠变形。按该方案施工时，拆除主梁支架后，梁端发生7．1cm的竖向下挠变形，比原设计方案大2．9cm。由于支架施工转体梁段时预拱度是根据原设计方案设置的。因此，为了保证主梁线形，通过增加铺装层的厚度对主梁线形进行调整：转体梁段端部铺装层厚度增加2．9cm，主墩中心和主梁端部不增加，中间部分按直线拟合。进行结构计算时将增加的铺装计入二期恒载。
3结构计算分析
采用MIDAS有限元软件，按照优化后的顶板局部补强方案对结构进行计算分析，计算时考虑预应力偏位的影响。有限元模型如图5所示。
3．1施工阶段结构计算结果及分析
优化的顶板局部补强方案下箱梁顶、底板最大及最小正应力如表3所示。由表3可以看出维修各施工阶段顶、底板截面均未出现拉应力，最大压应力为13．7MPa，小于C45混凝土施工阶段压应力限值20．72MPa，施工过程应力满足规范［7］要求。
3．2成桥状态结构计算结果及分析
（1）承载能力基本组合下，主梁的最大正弯矩出现在距离墩顶55．5m处，弯矩值为166413．7kN•m，对应的抗力为401212．8kN•m，主梁的最大负弯矩出现在距离墩顶4m处，弯矩值为－1807370．0kN•m，对应的抗力为－2196755．8kN•m，内力的绝对值均小于相应截面的抗力值，主梁承载能力满足规范要求。（2）短期组合下，箱梁截面上缘墩顶附近出现了拉应力，最大值为0．57MPa；箱梁截面下缘最大正应力均为压应力，未出现拉应力。墩顶的拉应力是由于计算的失真导致的，且应力数值很小，主梁正截面抗裂满足全预应力结构要求。短期组合下，箱梁截面最大主拉应力出现在主墩两侧附近，最大值为0．92MPa，小于C45主拉应力限值1．004MPa，主梁斜截面抗裂验算满足规范要求。（3）标准组合下，箱梁截面上缘最大压应力出现在距离主墩中心线12m附近，最大值为14．71MPa，小于正截面压应力限值14．8MPa；箱梁截面下缘最大压应力出现在合龙段附近，最大值为12．66MPa，小于正截面压应力限值14．8MPa，主梁正截面压应力验算满足规范要求。标准组合下，箱梁截面最大主压应力出现在距离主墩中心线12m附近，最大值为14．71MPa，小于C45主压应力限值17．76MPa，主梁斜截面主压应力验算满足规范要求。（4）按短期组合计算结构挠度，消除结构自重产生的挠度为22．4mm，考虑长期效应系数1．4375，挠度为22．4mm×1．4375＝32．2mm，主梁挠度限值L／600＝73000mm／600＝121．7mm，主梁刚度满足规范要求。
4结语
第4篇
暖通空调的设计一般是运用在建筑物中，所以在设计暖通空调的方案时应该对建筑物做一个全面的了解。首先就是要了解建筑设计的图纸，找出适合放置暖通空调的位置，其中包括空调机房、水泵房、仪表室等设备的区域。对于建筑物的顶棚、屋面等结构体系也要进行全面的了解，这样在设计暖通空调的架设方案时才能更加科学合理的设计。另外，在进行设计之前，应该对暖通空调在建筑物中使用之后的人流量以及使用年限等具体的数据调查清楚，以此作为参考来设计暖通空调供热系统的负荷设计，同时为暖通空调的系统划分提供有效的参考。
二、提高暖通空调设计的操作性和调节性
暖通空调的方案设计虽是纸上谈兵，所以其可操作性自然受到了人们的关注，随着现代技术的不断发展，暖通空调系统的使用越来越自动化，减少了人力对空调系统的控制，由于人为因素造成的损失也一定程度上得到了避免。自动控制系统实现了对空气调节等的自动控制，使得暖通空调的利用变得更加方便快捷。暖通空调系统的自动化控制是通过DDC控制、继电器控制和PLC控制这三种方式来实现的。这也是大型建筑物中暖通空调设计的要求，虽然很大程度上增加了设计的费用，对设计水平也提出了更高的要求。为了保证暖通空调在运行的时候可以拥有更好的调节性，对暖通空调融通量的设计就提出了更精确的要求，可以随着外界天气的变化，也就是外界负荷的变化，其内部进行调节[1]。
三、增强暖通空调设计方案的可行性
为了使暖通空调系统的设计可以满足人们的需求，适应建筑物本身的使用要求，暖通空调的设计不但要考虑到建筑本身的环境，还应该考虑供水、供电以及供热等多方面的因素，考虑到在不同的时间段内，所有供求的关系也是在不断变化的，这样才能保证暖通空调在长时间的运行当中都能够稳定的运行。
四、加强暖通空调设计的安全性、经济性
暖通空调的安全性应该是每一个空调系统设计者最需要重视的问题。为了使暖通空调系统在长时间的运行下都能够具有较高的安全性，所以在设计的时候要保证空调系统对空气的过滤以及净化能力，提高空调系统的自行排风能力，保证人们能够在一个空气质量得到保证的环境下进行生活工作。为了进一步加强空气的质量，应该在空调系统中很容易滋生细菌的部位采取有效的排水或者消毒措施[2]。为了控制系统的成本，在进行设计时应该同时考虑到系统设备的损耗、施工过程的支出，对于不同的设计方案应该进行全方位的经济对比，综合考虑不同季节空调系统的经济性，选出最经济但同时质量又比较高的设计方案。
五、暖通空调绿色节能设计
暖通空调的绿色设计就是指设计的暖通空调在公共建筑的使用过程中在给人们创造舒适的生活环境的同时还应该最大程度的减少对环境的污染以及对能源的消耗，使得人们与环境可以和谐发展。在暖通空调绿色设计的过程中空调的设计风格、设计形式以及设计参数都会对建筑的节能效果造成直接的影响。为了实现绿色设计减少能源的消耗，首先在选择系统和设备的时候就应该选择节能型的，这也是减少能源消耗的最直接的手段。对于系统产生的废热或者余热也要充分利用起来。对于房间内的暖通空调，可以使用既可以增加舒适性、调节起来又方便的空调末端。在对系统的参数进行设计的时候，要使空调的总耗能比我国批准的节能标准规定值的80%要低[3]。与新能源相结合也是一个很好的发展方向，利用低品位的能源来实现对室内的供暖，使能源具有更高的使用效率。
第5篇
在BIM模型中，建筑图纸不再是图面线条而是模型中多方面建筑信息的阐述表达。BIM技术将建筑活动中不同系统的参与人员统一于一个协同合作的模型中，建立起建筑、结构、机电等多专业综合的设计决策信息支持平台，避免了因专业沟通不及时或信息传递阻碍而造成设计延迟与错误，因此可以大大提高整体设计决策的效率与质量。
2设计反馈的及时有效化
BIM软件可以在设计阶段的任何时刻结合相关绿色节能分析软件（例如Ecotect软件）对方案进行相关设计分析，并及时反馈出模拟评估的结果。此外，传统的可持续分析工具在建筑物理、数据分析等方面要求分析人员具备较强的专业素质，而BIM的可持续分析软件具备操作简单、易于掌握的特点，不需要冗长的数据分析就可对不同设计策略进行快速评选，为建筑师在早期设计阶段提供技术支持。
3BIM在绿色建筑方案设计中的适用性分析
在建筑设计中，尽管设计阶段的成本仅占建筑总造价的5%-7%，但是设计阶段的设计方案却会对建筑总造价产生70-80%的巨大影响。此外，建筑的最终性能很大程度上也受设计方案的影响。在设计初期，设计师近80%的设计决策会影响建筑的最终能耗表现；而当一栋建筑已经进入施工或者运营维护阶段，从设计上大幅提高建筑性能的可行性就大为降低。由于方案设计早期可选设计策略具有高度不确定性，并对建筑最终性能影响显著，因此，建筑师能否在设计初期就得到及时有效地决策信息对提高绿色建筑设计水平具有至关重要的影响。无论是住宅建筑还是公共建筑，其功能复杂、形式多样，对能源与环境影响较大。同时，办公建筑中员工工作环境的舒适度及相关经济效益、品牌效益等方面逐渐得到越来越多的重视。面对全球范围内绿色思潮的巨大冲击，大力发展高效舒适、健康环保的绿色建筑已经势在必行。而在绿色建筑设计中，设计师需要将可持续理念贯穿于整个设计过程中。如果在初期设计阶段，设计师就能模拟建筑实施过程并预测最终环境性能，则可以从环境影响的角度，不断比较各种可选方案，降低项目在施工及运营阶段对自然环境造成的不良影响与破坏，进而确保绿色资源开发、绿色生产、建筑环境的不断改善和优化，最终实现人、自然与社会的和谐发展。目前，面向设计师的绿色建筑设计决策支持研究尚在起步阶段，如何在早期设计阶段给予建筑师实时可靠的技术评估以及可以权衡利弊并行之有效的信息支持，是该研究的难点之一。BIM作为当今建筑业新兴的信息技术，在方案设计阶段拥有以上介绍的三大突出优势为克服以上难点提供了新的工具与途径。因此，在当今信息化技术快速发展的背景下，基于BIM的建筑设计辅助工具的性能已远远优于传统的辅助工具，信息化设计辅助工具可以为建筑师提供实时、准确的建筑信息及快速的建筑分析与模拟反馈，可用于对不同建筑方案进行比较，以便提前解决建筑中可能存在的各种问题，从而给予建筑师有效及时的早期设计决策支持。
4基于BIM技术与传统设计方法的应用比较
本文以单体某综合办公楼为例，基于BIM技术与传统设计方法在绿色建筑方案设计的应用中进行对比分析。该综合办公楼位于大连市，总建筑面积为1800.06平方米，屋面高度为10.8米，主体结构形式为钢筋混凝土框架结构，建筑消防等级为2级。运用Revit软件建立综合办公楼的三维模型，将建筑信息模型导入到绿色建筑分析软件——Ecotect中并进行模型分析。选取绿色建筑的重要指标进行比较分析，主要包括日照间距、遮阳构件室内采光、太阳辐射以及节能情况等。
4.1土地的利用——日照间距的确定
通常设计师在规划设计时，为了保证日照光线不受相邻建筑物的遮挡直接射入到室内，需要在建筑物与建筑物之间留出一定的距离，这个距离通常称为建筑的日照间距。而在住宅小区，往往由于建筑布局的不恰当，以及四周建筑的相互遮挡，使得某些朝向选择较好的建筑并不能获得足够的日照条件，可以说，日照间距确定的合理与否，不仅关系着建筑物能否获得足够的日照光线，而且还可以使原本稀缺的土地资源得到充分的利用，以达到绿色建筑基本原则之一,即土地的节约与充分利用。通常情况日照间距的确定方法主要有以下两种：（1）传统的公式法日照间距的大小主要根据现行小区规划设计、住宅设计以及其他建筑设计规范中对日照标准的要求来确定。它受当地地理纬度、建筑朝向、建筑的高度和长度以及用地地形等相关因素的影响。在平坦场地上，任意朝向的条室建筑其日照间距主要根据公式：D=（H-H1）×cot（h）×cos（r)。其中，D为两建筑物间平地日照间距；H为前排建筑高度；H1为后排建筑底层窗台高度；h为太阳高度角；r为建筑墙面法线与太阳方位的夹角。从公式的外表形式可以看出，该公式复杂，计算繁琐，即使在确定正南、正北的建筑日照间距也显得非常困难；当面对复杂的建筑形式和布局时，只能进行简化处理，根本无法进行日照分析以及优化设计。（2）基于BIM的分析法为了阐述基于BIM的日照间距确定，本文以大连某综合楼办公项目为例，确定其日照间距，其具体步骤为：将Revit建立好的BIM模型导入到Ecotect分析软件中，为了能够快速、简便的确定日照间距，本文采用替代法进行分析，即在Ecotect软件中建立一个与该综合楼办公项目高度一样的框架，并且一楼窗户位置与Revit所创建的BIM模型一样，同时假定该综合办公楼的正南方向有一栋与其等高的建筑,根据建筑设计标准，南向墙体接受太阳的日照至少2个小时，本文选择8点半至10点半这两个小时，确定其日照间距。可以计算出此时红色的建筑由于受前面建筑物的遮挡，没有满足设计规定日照要求，此时的距离为16.3m，为了让该综合办公楼满足设计规定的日照要求，为此需要调整其距离，调整后距离为23m，可以算出南墙日照时间完全符合要求。由此可以看出，基于BIM的日照间距确定方法比较简单，并且形象直观，可以直接的观察到每个时间点的阴影，而在建筑选址以及具体规划的设计中，有以下几个方面可以为建筑物争取日照，同时达到充分利用土地、节约土地的目的：利用地势高差规划建筑物的布局，以减少建筑间的间距，一方面充分利用了土地，另一方面又满足建筑物日照的要求，这点特别适合大连市的地势情况；在多排多列建筑物布局时，可以采用建筑物前后排的错位布局，利用屋面山墙空隙来获得日照；不同高度建筑物布局时，可以将高度较低的建筑物布置在向阳位置，而较高建筑物布置在其后面。
4.2室内采光分析
（1）传统的方法在现实生活中，建筑物室内主要通过自然采光与人工照明得到照度。自然采光主要是通过房间的窗户进行采光，窗户采光的局限在于照度随房间进深下降比较快，照度分布很不均匀，同时房间较深部位不能得到足够的自然光线，虽然可以通过提高窗户的位置来增加一部分自然光线，但同时又受到房屋层高的限制；而人工照明主要是通过室内布置一定数量的灯具来获得照度，通常情况下，电器工程师主要按照现行值反推灯具的总功率，以总功率来计算灯具的数量，最终在建筑中按照需要布置灯具，而很多情况下，相同类型、相同数量的灯具因为排列方式的不同，会使室内产生不同的照明效果，有时，只要灯具布置的合理，可能并不需要按照电器工程师计算的灯具总数进行布置就能达到与其基本一致的照明效果。（2）基于BIM的采光分析面对着传统方法在自然采光中运用的不足，基于BIM的Ecotect软件为室内采光环境的改善带来新的契机，即在窗户合理位置处设置阳光反射板，将太阳光通过阳光反射板反射进入房间进深较大的房间内，使房间较深部位也能够得到适宜的照度。此外，运用Ecotect软件可以确定阳光反射板的尺寸，来达到合理利用太阳光的作用，这样既能充分利用太阳光线，也能达到节约阳光反射板材料的效果。室内采光的另一种途径就是人工照明，相同数量、同一类型的灯具布置不同，产生的照明效果也不同，而Ecotect软件具有模拟灯具布置产生照明效果的功能。采用较为分散的布置方式，产生的照度平均值为158.45lux，在程序中可以看出光线分布不够均匀，而采用较为紧密的方式布置，产生的照度平均值为156.57lux，从程序可以看出光线分布比较均匀，从分析结果可以得到，灯具的布置不同确实会造成照度的不同以及光线分布不均匀情况，这样可以为相关设计师提供灯具的合理布置，以达到照明效果最好的布置。
4.3节能优化设计
近年来，随着经济的飞速发展，能源的消耗与日俱增，全球能源短缺的状况日益凸显，能源问题已经成为每个国家首要关注的问题。与此同时，我国建筑能耗占社会总能耗的比重也在不断增加，节能建筑也成为我国所推荐的一种趋势。由于不同的建筑设计方案能源消耗差别较大，因此在建筑方案设计阶段对建筑进行能耗模拟，判断建筑是否节能具有重大的意义。而对建筑进行能耗模拟分析，目前主要有以下两种方法：（1）传统的方法大多数建筑都是参考已有生态建筑设计的案例和技术，利用以往的2D软件，由相应的专业人士通过手工输入的方式将建筑设计的一系列数据输入到专业软件中，进行能量分析。该方法的局限在于能耗分析需要大量的专业数据，输入繁琐，专业性强，造成建筑师难以花大量的时间与精力去研究能耗模拟软件并完成不同方案的能耗分析工作；另一方面，设备工程师需要在输入建筑数据后使用能耗分析软件进行能耗分析，而分析结果并不能直接反映到建筑模型中，导致能耗分析通常安排在设计的最终阶段，不能及时为建筑师提供方案设计依据。（2）基于BIM的Ecotect节能分析面对着传统方法的局限，基于BIM的Ecotect软件分析可以解决采用传统方法存在的问题，由于建筑朝向、维护结构性能等因素是影响建筑能耗的重要因素，为此，本文基于BIM的Ecotect软件分析建筑朝向与维护结构性能对建筑能耗的影响。
4.4设计方案优化的对比分析
在上一节中，笔者以大连某综合办公楼为实例，详细介绍了传统设计方法与基于BIM技术的设计方法在该实例室内采光、日照间距及节能设计时的应用，两者优化对比分析见表5-1。
5结论
第6篇
1.1引水发电系统
1.1.1取水口拦污栅及启闭设备
1)优化选型布置设计。发电引水隧洞喇叭口底槛678.50mm处设置1孔拦污栅，单孔孔口尺寸为7.5m×10.0m，检修平台高程717.00m，设计水头4.0m，最大引用流量为42.58m3/s，平均过栅流速为0.811m/s，拦污栅重量为26.0t，栅槽埋件重17.0t，型式为平面滑动式拦污栅。选用1台QPG2×250kN－38m高扬程卷扬式启闭机，安装高程726.20m，操作运行条件为静水启闭。2)蓄水安全复核计算。拦污栅主支承是增强四氟NL150CHI型滑块，最大线荷载为25kN/cm，反向支承是钢滑块。栅条间距50mm，栅体主材为Q235B，内力分析计算［2］成果为:主梁最大压应力为105.35N/mm2，发生在跨中处;最大剪力为21.01N/mm2，发生在支座处;最大挠度为9.5mm，发生在跨中处;栅条弯应力为53.1N/mm2，发生在跨中处。拦污栅重量为247kN，提栅清污时考虑污物重量为100kN，拦污栅启闭力为450.1kN，启闭机容量为2×250kN。
1.1.2取水口事故闸门及启闭设备
1)优化选型布置设计。在拦污栅的下游设置1扇事故闸门，孔口尺寸为4.5m×4.8m，底槛高程680.00m，检修平台高程717.00m，设计水头37.0m，闸门型式为平面定轮钢闸门。选用1台安装高程为726.20m上的QPG2×800kN－38m高扬程卷扬机控制闸门，操作运行条件为动闭静启。2)蓄水安全复核计算。闸门由门叶结构、水封装置、4个简支轮主支承(同时兼做反向支承)、4个侧向限位装置和充水阀装置等组成。受力计算采用假设平面体系，按照实际可能发生的最不利荷载组合情况，进行强度、刚度和稳定性验算。闸门在设计水头下动水操作会受到不同程度的动力荷载，动力系数取1.1。门体材料为Q235B，内力分析计算结果为:闸门承受的静水压力为7713.7kN，动水压力为8485.1kN;面板折算应力为157.03N/mm2;主梁最大压应力为128.1N/mm2，位于跨中处。最大剪力为49.2，位于支座处。最大挠度为2.71mm，位于跨中处;主轮与轨道的接触应力为844.06N/mm2;主轨颈部局部承压应力为173.36N/mm2;闸门闭门力为－659.1kN，启门力为479.6kN，持住力为1394.4kN;启闭机容量为2×800kN。
1.2泄水系统闸门及启闭设备
1.2.1溢洪道弧形工作闸门
1)优化选型布置设计。该闸门设置在溢洪道上，底槛设置在堰顶下游侧704.80m处，堰顶高程为717.00m，共设置3孔闸门，启闭机安装高程为719.50m。闸门运行方式为动水启闭，主要承担水库的泄洪任务。闸门的孔口尺寸为12.0m×8.5m(宽×高)，设计水头为8.2m。型式为露顶式弧形闸门，其面板曲率半径为10.0m，支铰高度为5.5m，其结构布置见图1。2)蓄水安全复核计算。闸门由门叶结构(焊接件)、水封装置、支臂、支铰和侧轮等所组成，支承为斜支臂。受力计算采用假设平面体系，并按照实际可能发生的最不利荷载组合情况，对闸门的设计条件和校核条件进行强度、刚度和稳定性验算。闸门在动水操作条件下各部件尚需承受的不同程度的动力荷载，故将设计水头作用在闸门部件上的静水压力乘以动力系数，考虑为最不利的荷载组合，动力系数取1.1。门体材料为Q235B，内力分析计算结果表明:闸门承受的静水压力为4218.0kN，动水压力为4639.8kN;面板折算应力为181.8N/mm2;主梁最大压应力为106.3N/mm2，位于跨中处。最大剪力为69.2，位于支座处。最大挠度为4.36mm，位于跨中处;支臂平面内应力为76.2N/mm2;主支臂平面外应力为66.3N/mm2;闸门启门力为441.7kN，闭门力为246.3kN;启闭机容量为2×250kN。
1.2.2放空底孔进口事故闸门
1)优化选型布置设计。在放空底孔进口设置一道事故闸门，孔口尺寸为2.5m×2.6m(宽×高)，设计水头52.0m。底槛高程为665.00m，检修平台高程为717.00m，启闭机安装平台高程为723.50m。闸门运行方式为动闭静启，由1套QPG800kN－53m高扬程卷扬机控制。当水库需要放空时小开度提门充水平压，待前后水压差小于4m时，再开启事故闸门。2)蓄水安全复核计算。闸门由门叶结构(焊接件)、水封装置、4个悬臂轮主支承(同时兼做反向支承)、4个侧向限位装置等所组成。受力计算采用假设平面体系，按照实际可能发生的最不利荷载组合情况，进行强度、刚度和稳定性验算。闸门在设计水头下动水操作会受到不同程度的动力荷载，动力系数取1.1。门体主材为Q235B，内力分析计算结果表明:闸门承受的静水压力为3491.5kN，淤沙压力为619.6kN，总压力为4111.1kN;面板折算应力为187.9N/mm2;主梁最大压应力为101.27N/mm2，位于跨中处。最大剪力为65.4，位于支座处。最大挠度为0.76mm，位于跨中处;主轮与轨道的接触应力为663.1N/mm2;闸门启门力为769.1kN，闭门力为－22.0kN，持住力为206.3kN;启闭机容量为800kN。
1.2.3放空底孔出口弧形工作闸门
1)优化选型布置设计。在放空底孔出口设置一道弧形工作闸门，孔口尺寸为2.5m×2.2m(宽×高)，承压水头为52.0m，型式为潜孔式弧形钢闸门，底槛高程为665.00m，检修平台高程为668.70m，启闭机安装平台高程为674.60m。闸门运行方式为动水启闭，选用1套QH-SY－500/150kN－4.0m弧门潜孔液压启闭机控制闸门，闸门长期处于闭门挡水状态。当水库需要放空时，动水开启该闸门锁定于检修平台上，待放空完毕，放下工作闸门封闭孔口蓄水。2)蓄水安全复核计算。闸门由门叶结构(焊接件)、水封装置、2个支铰支承和4个侧向限位装置等所组成。受力计算采用假设平面体系，按照实际可能发生的最不利荷载组合情况，进行强度、刚度和稳定性验算。闸门在实际操作中会受到不同程度的动力荷载，动力系数取1.1。门体主材为Q235B，内力分析计算结果为:闸门承受的静水压力为3329.7kN，动水压力为3662.7kN;面板折算应力为183.9N/mm2;主梁最大压应力为33.2N/mm2，位于跨中处。最大剪力为24.4，位于支座处。最大挠度为0.12mm，位于跨中处;支臂平面内应力为98.4N/mm2;闸门启门力为248.8kN，闭门力为122.7kN;启闭机容量为500/150kN。
1.2.4导流隧洞封堵闸门
1)优化选型布置设计。导流隧洞进口设置封堵工作闸门一扇，孔口尺寸为5.0m×6.5m(宽×高)，承压水头为44.3m，闭门水头:20m，型式为潜孔式平面钢闸门，底槛高程为647.70m，检修平台高程为659.00m，启闭机安装平台高程为667.50m。闸门运行方式为动水启闭，选用1套QPQ630kN－13m卷扬式启闭机控制闸门，闸门仅用于导流隧洞封堵时使用，导流隧洞在枯水季节封堵下闸门。因受启闭机平台高程的限制(启闭机平台高程为667.50m)，闭门时最不利水头工况为启闭高程，即水头为20m，因此整个闸门启闭按最不利的情况下水头20m计算。2)蓄水安全复核计算。闸门由门叶结构(焊接件)、水封装置、12个主滑块和8个反向滑块装置等所组成。受力计算采用假设平面体系，按照实际可能发生的最不利荷载组合情况，进行强度、刚度和稳定性验算。门体主材为Q235B，内力分析计算结果为:闸门承受的静水压力为13501.9kN，发生在设计水头44.3m处;材料容许应力(抗拉、抗压和抗弯)为142.5kN，容许应力(抗剪)为85.5kN;面板折算应力为138N/mm2;主梁最大压应力为84.6N/mm2，位于跨中处。最大剪力为71.92，位于支座处。最大挠度为3.78mm，位于跨中处;闸门闭门力为145kN;水柱压力为898.60kN;启闭机容量为630kN。
2结语
第7篇
作者：陈晓宇 邵国琴 单位：机械工业第三设计研究院
桥型方案分析根据前述设计条件，跨越黄河的主桥孔跨布置可采用单跨、双跨、三跨或者四跨布置。结合通航条件及水中墩的布设，主跨跨径在70m～150m，这样满足功能、景观要求且结构合理的桥型方案主要有拱桥、悬索桥、斜拉桥、桁架桥和连续梁桥等。和两岸大尺度的空间环境和以及林立的高层建筑群相比，桥位处300m左右的黄河河道并不显得宽阔和突出，方案设计的重点应表现桥梁对两岸的连接以及这一连接过程的丰富表现。下面结合具体桥型展开设计构思。对于悬索桥、斜拉桥而言，由于桥位处黄河河道宽度有限，即便是不考虑经济因素，采用较大跨度一跨过河的方案，也很难有高大的桥塔和舒展的索面布置，很难表现出良好的景观效果。另外，对于距离相对较远的其他视点场，悬索桥和斜拉桥的缆索系统将不再醒目，剩下的只有塔柱和梁的侧面被关注，梁与塔由于没有缆索的连接而显的突兀。综合以上分析可以认为，斜拉桥和悬索桥在此不是一个合适的选择。拱桥也存在和上述斜拉桥、悬索桥方案类似的问题，一方面会对北岸的背景环境造成一定的干涉，另一方面，由于桥位下游不远的雁滩桥已经以其鲜艳的拱式造型给人以深刻印象，因此同在视域范围内的中心滩桥为避免桥型雷同、不宜再选择拱桥方案。桁架桥和梁桥强调水平方向的连续，强调两岸的连接，不会对背景环境造成影响，和上下游已建的中立桥和雁滩桥桥型也不冲突，是比较适合的桥型。但传统的梁桥和桁架桥由于景观效果一般，中心滩桥若采用此类桥型，需结合功能需求，注重景观效果的大幅提升。从交通需求的角度看，本次桥梁方案需同时考虑两岸滨河交通的沟通需求以及较大区域范围内中远距离快速交通过河的需求，需要同时关注通航净空、泄洪要求以及城市桥梁慢行交通系统对纵坡等诸多功能的需求。为了满足以上交通需求，往往需要设置众多的匝道和具有相当高度的梯坡道，这样的设计，不仅总的投资和占地规模大而且慢行交通系统过桥也不方便。基于以上考虑，本次方案设计经过多次优化，提出了双层桥的构思，用上层桥面配合引桥满足中远距离快速交通的过河要求，用下层桥面配合两岸滨河路完成近端机动车、非机动车和人行交通的过江要求，很好的解决了上述相关问题和矛盾。从双层桥的角度，桁架桥是比较理想的桥型。本次方案设计针对桁架桥的特点，集中精力，进行了深入的景观研究和造型优化，推出双层钢桁架连续梁方案作为唯一推荐方案，桥梁总体布置根据规划的黄河大桥桥位，结合本次方案研究的结果，工程范围北起B407＃路，南至S612＃路，全长1054．48m。高架层起迄里程为k0＋073．21～k0＋937．21，全长864m，其中在k0＋405～k0＋745段布设主桥，两端为引桥和引道工程。上层桥在起终点处分别与B407＃路、S612＃路平面交叉，中间相继跨越北滨河路、B403＃路、黄河、南滨河路。下层桥及道路分别与B407＃路、北滨河路、B403＃路、南滨河路、S612＃路平面交叉，在B403＃路、南滨河路之间位于主桥下层跨越黄河。除主线工程与北滨河路、B403＃路、南滨河路采取分离式立交外，其余均为平面交叉。平面设计平面设计原则（1）线形设计必须满足相应道路设计车速的规范要求。（2）线形设计流畅、避免不良线形组合，确保行车安全舒适。（3）主线线形服从路网总体规划要求，保证主线交通的连续性。（4）交通流量大的主要交通流向尽可能采取较高的线形标准，次要交通流向可采取较低的线形标准。（5）在对工程量影响不大的情况下，尽可能采取较高的线形设计标准，以提高整体交通运行质量。
平面设计依据方案征集业主方所提供的桥位规划资料进行桥梁线位的布线。中心滩黄河大桥桥位横跨南北两岸，北岸与B438－1＃路相接，南岸与S623＃路相接。全线在靠近南岸处设置一个平曲线，平曲线半径为260m，并按规范要求设置了缓和曲线。与双层桥桥梁方案相对应，本次桥梁平面线位设计包括上层桥梁、下层桥梁及地面道路系统的线位设计，其平面线型指标体采用情况纵断面设计桥梁纵断面设计原则（1）线形设计必须满足相应道路设计车速的规范要求，保证车辆行驶安全、舒适。（2）服从城市总体规划，满足道路和铁路通行净空要求及区域排水、防洪要求。（3）处理好与周边路网中现状道路及规划道路的高程衔接。（4）在满足上述各项要求的前提下尽量与地形相结合，减少填挖方工程量，争取填挖方平衡，并尽量减少桥梁长度，减少工程投资。．2桥梁纵断面设计桥梁纵断面设计的主要控制因素有北滨河路路面标高、B403＃路路面标高、黄河通航水位及通航净空要求、南滨河路路面标高等，沿线控制标高分析如下：（1）北滨河路交叉口标高：现状标高为1515．7m，桥梁上跨北滨河路，需考虑北滨河路通行净空的要求。（2）B403＃路交叉口标高：现状标高为1515．1m，上层桥梁上跨B403＃路，需满足B403＃路通行净空的要求。（3）通航孔标高：黄河在桥址段规划为Ⅴ级航道，通过对河道水文情况的分析，桥址处最高通航水位为1512．70m（对应流量4700m3／s），通航净空依据规范并结合现状取8．0m，即通航处梁底标高控制为不低于1520．7m。（4）南滨河路交叉口标高：现状标高为1516．1m，上层桥梁上跨南滨河路，需满足南滨河路通行净空的要求。横断面布置原则（1）车道宽度和分车带宽度必须满足相应道路设计车速的规范要求，保证车辆行驶安全、舒适。（2）主线上层桥四车道按单方向设置一条大型汽车道和一条小型汽车专用道考虑；主线下层桥两车道按双向布两条小车道和非机动车道考虑，并在车行道两侧布设人行道。（3）道路横断面布置应服从规划，与规划道路等级及红线宽度相匹配，并尽可能结合现状道路，以便缩小改造工程范围，降低投资。道路横断面设计根据规划，并结合现状道路，按照上述设计原则确定各道路横断面布置如下：（1）主线桥梁为双层桥结构布置形式，上层桥梁宽度为19m，下层桥梁宽度为14m，其断面布置为：上层桥：0．5m（护栏）＋1．0m＋（检修道）16m（车行道）＋1．0m（检修道）＋0．5m（护栏）＝19m。下层桥：2．5m＋（人行道）9m（车行道）＋2．5m（人行道）＝14m。（2）现状北滨河路为两块板布置形式，道路宽度30m，双向四车道，其断面组成为3m（人行道）＋10．5m（车行道）＋3m（中央分隔带）＋10．5m（车行道）＋3m（人行道）＝30m。（3）现状B403＃路为一块板布置形式，如图4所示，道路宽度15m，双向两车道，其断面组成为3m（人行道）＋9．0m（车行道）＋3m（人行道）＝15m。（4）现状南滨河路为两块板布置形式，如图5所示，道路宽度32m，双向四车道，其断面组成为3m（人行道）＋11．5m（车行道）＋3m（中央分隔带）＋11．5m（车行道）＋3m（人行道）＝32m。（5）规划S436＃路中央布置高架桥梁，两侧布设地面道路系统，（6）依据方案征集所提条件，对B438－1＃路进行拓宽改建，拓宽后的道路中央布置高架桥梁，两侧布设地面道路系统。（7）规划S623＃路中央布置高架桥梁，两侧布设地面道路系统。
第8篇
关键词：实时计费；在线计费；预付费后付费
一、概述
随着3G的来临，对数据增值业务的发展将产生更大的促进，而这些业务复杂的计费需求也让计费系统承受前所未有的压力。一方面要支持语音、数据业务的计费，实现语音和数据等多种业务的捆绑和统一账户对于运营商的营销策略至关重要，为运营商提供了更加灵活的市场竞争手段；另一方面用户产生的费用已不再是简单的承载费用，第三方CP/SP提供的增值业务需要收取信息费。一个用户在短时间内可能产生高昂的信息费，加大了欠费风险；同时，3G环境下移动电子商务交易计费的账务需求也将不断发展，将对计费的实时性提出严格的要求。面对这些需求3GPP提出了在线计费系统(OCS)的参考架构给出了具有开放性和通用性的实时计费系统框架，支持基于承载、会话和内容事件的统一计费。实时计费将成为3G时代计费发展的大势所趋。
二、计费实时能力的演进
传统网络中在线计费主要是针对防止欺诈的预付费方式，现网主要有智能网和BOSS两种预付费实现方式。智能网方式是一种传统的实时计费方式，支持对传统语音的预付费，但存在许多缺点：对数据业务的支持非常有限；用户、业务数据分布在智能网和后台BOSS两套系统中，不能实现语音和数据业务的融合；升级困难，业务开展不够灵活。正是因为智能网这些难以克服的问题，出现了基于BOSS的预付费处理系统，这种方式不属于在线计费系统(OCS)，是后处理系统，因此不可避免地存在计费处理时延，而且随着3G具有高附加值的增值业务的引入和电子商务模式的成熟，大大增加了欠费的风险。计费实时能力演进如下：
智能网hotbillingBOSS2.0(智能网网关)BOSS3.0(欠费风险控制)OCS
通过对OCS的引入主要有以下几点优势：彻底规避高风险用户和业务的欠费风险；提高最终客户的实时业务体验；打破智能网与后付费平台壁垒，统一客户服务、业务支撑；综合成本较低，兼顾欠费成本、机会成本、建设成本；符合产业的发展趋势。
三、融合在线计费系统的建设方案
在线计费是融合计费的重要组成部分，并贯穿于融合计费系统的各个方面，是支撑业务发展的重要手段。3GPP标准中为IMS网络定义了OCS参考性的架构，在这个架构下实现了语音和数据的融合在线计费。
OCS主要有四个功能模块，计费功能模块执行基于会话/事件的计费控制，会话计费主要指基于承载的时长、流量计费，事件计费是指基于使用的内容信息计费；余额账户管理模块执行账户余额的查询/更新；批价处理模块负责定价策略和计费策略的确定；计费网关模块的功能同3G分组网的CG(计费网关)功能类似，负责话单的存储和向运营商后台账务处理系统的话单接口。CAP接口是移动智能网的CAMEL标准，Ro接口3GPP建议采用DCC(diameterCC)协议，Ga接口是3GPP标准接口。Rc、Re接口是OCS内部接口。
针对CAMEL协议的复杂性本文提出的融合在线计费系统基于3GPP标准的基本框架，将智能网、各个业务平台设备的计费功能分离出来，实现业务提供和计费控制的分离，形成一个独立的在线计费系统。不同的是OCS不用通过CAP协议接口而是通过统一的DCC协议接口和语音业务的智能网、数据分组业务的GGSN及业务管理平台DSMP相连接从而对业务提供和计费控制相分离以达到融合计费的要求。此方案优点：
不但具备智能网计费的稳定性、可靠性、性能等，同时具备HOTBILLING同样的计费能力，支持全业务计费(含3G)和灵活套餐，因而具备灵活的市场营销支撑能力，为市场经营打下坚实的基础，彻底让预付费用户告别“二等公民”，享受不对等的市场营销待遇，从而有效支持预付费业务的发展。
由于OCS与HOTBILLING具备相同的计费能力，并且在数据共享的基础上进行融合，从而可以灵活地实现预付后付切换，即某些可以是预付费业务，某些业务是后付费业务，同时在某段时间可以是预付费，在某段时间内又是后付费，预付后付只是一种付费模式的选择，而不是区分客户或者产品的标志。
OCS可以实时监控客户的业务使用情况，从而为运营商根本性的风险规避手段，OCS有效解决了长期困扰运营商的欠费风险问题，通过对用户使用电信业务过程的实时费用和信用度控制，及时发现恶意欠费行为，有效控制欠费风险。
在语音业务，数据业务，增值业务平台的总体实现方式如下：
语音业务方案。传统的语音业务的在线计费主要通过智能网实现，由MSC根据用户的签约信息触发到智能网处理，呼叫控制和计费处理都在智能网实现。本方案OCS通过DCC协议接口同智能网SCP相连，而不是通过CAP接口同MSC直接相连，这种方式实现了业务处理和计费控制的分离。具体流程如下：
首先HLR接收从营帐传来的用户签约信息，将签约消息传给MSC，MSC根据签约消息判断是否需要触发CAP消息到SCP，根据SCP传回的消息判断是否接续用户请求，并将监控标志记录在离线话单中，SCP接收从营帐系统传来的监控用户资料，根据监控用户资料将监控用户的语音业务请求触发到OCS，根据OCS传回的信息判断是否接续用户请求，并将监控标识纪录在离线话单中。
这种架构下，SCP负责呼叫控制，原来在SCP中的计费控制和账户管理功能由OCS实现，这样在线计费系统专注于计费，不负责呼叫处理过程，系统的灵活性得到了提高。
数据业务方案。数据业务计费流程如下：
首先HLR接收从营帐传来的监控用户资料，将用户计费方式传给SGSN，SGSN接收HLR传来的计费方式并传给GGSN，根据用户计费方式将监控用户的数据业务请求触发到OCS，根据OCS传回的信息判断是否接续用户数据业务请求，并将监控标识纪录在离线话单中。
增值业务方案。增值业务计费流程如下：
DSMP接收从营帐传来的接收从营帐系统传来的监控用户资料，根据监控用户资料将监控用户的增值业务请求触发到OCS，根据OCS传回的信息判断是否接续用户请求，并将监控标识纪录在离线话单中。各个业务系统会根据DSMP传回的信息判断是否持续用户请求，并将监控标识记录在离线话单中。
四、实时计费系统过渡方案OCS过渡实施方案主要有两种。方案一是智能网SCP+准实时计费系统，方案二是由准实时计费系统统一实现。
方案一：
电路域和分组域的在线计费都由智能网SCP来完成；数据业务网的在线计费是由DSMP通过私有协议送到SCP，由SCP完成在线计费。离线计费是由电路域通过MSC，分组域通过SGSN和GGSN产生SCDR和GCDR话单，经CG合并后送到准实时计费系统(Hotbilling)中进行处理，数据业务网络通过ISMP产生话单后也送到准实时计费系统(Hotbilling)中进行处理。
方案二：
由准实时计费系统来完成在线计费。电路域通过MSC和SCP，分组域通过SGSN和GGSN产生SCDR和GCDR话单，经CG合并，数据业务网络通过DSMP产生话单，统一送到准实时计费系统(Hotbilling)中进行处理。
考虑到移动BOSS系统建设现状方案二比较符合移动实时计费的建设需求。
第9篇
关键词：机械产品；方案设计方法；发展趋势
引言
科学技术的飞速发展，产品功能要求的日益增多，复杂性增加，寿命期缩短，更新换代速度加快。然而，产品的设计，尤其是机械产品方案的设计手段，则显得力不从心，跟不上时展的需要。目前，计算机辅助产品的设计绘图、设计计算、加工制造、生产规划已得到了比较广泛和深入的研究，并初见成效，而产品开发初期方案的计算机辅助设计却远远不能满足设计的需要。为此，作者在阅读了大量文献的基础上，概括总结了国内外设计学者进行方案设计时采用的方法，并讨论了各种方法之间的有机联系和机械产品方案设计计算机实现的发展趋势。
根据目前国内外设计学者进行机械产品方案设计所用方法的主要特征，可以将方案的现代设计方法概括为下述四大类型。
1、系统化设计方法
系统化设计方法的主要特点是：将设计看成由若干个设计要素组成的一个系统，每个设计要素具有独立性，各个要素间存在着有机的联系，并具有层次性，所有的设计要素结合后，即可实现设计系统所需完成的任务。
系统化设计思想于70年代由德国学者Pahl和Beitz教授提出，他们以系统理论为基础，制订了设计的一般模式，倡导设计工作应具备条理性。德国工程师协会在这一设计思想的基础上，制订出标准VDI2221“技术系统和产品的开发设计方法。
制定的机械产品方案设计进程模式，基本上沿用了德国标准VDI2221的设计方式。除此之外，我国许多设计学者在进行产品方案设计时还借鉴和引用了其他发达国家的系统化设计思想，其中具有代表性的是：
(1)将用户需求作为产品功能特征构思、结构设计和零件设计、工艺规划、作业控制等的基础，从产品开发的宏观过程出发，利用质量功能布置方法，系统地将用户需求信息合理而有效地转换为产品开发各阶段的技术目标和作业控制规程的方法。
(2)将产品看作有机体层次上的生命系统，并借助于生命系统理论，把产品的设计过程划分成功能需求层次、实现功能要求的概念层次和产品的具体设计层次。同时采用了生命系统图符抽象地表达产品的功能要求，形成产品功能系统结构。
(3)将机械设计中系统科学的应用归纳为两个基本问题：一是把要设计的产品作为一个系统处理，最佳地确定其组成部分(单元)及其相互关系；二是将产品设计过程看成一个系统，根据设计目标，正确、合理地确定设计中各个方面的工作和各个不同的设计阶段。
由于每个设计者研究问题的角度以及考虑问题的侧重点不同，进行方案设计时采用的具体研究方法亦存在差异。下面介绍一些具有代表性的系统化设计方法。
1.1设计元素法
用五个设计元素(功能、效应、效应载体、形状元素和表面参数)描述“产品解”，认为一个产品的五个设计元素值确定之后，产品的所有特征和特征值即已确定。我国亦有设计学者采用了类似方法描述产品的原理解。
1.2图形建模法
研制的“设计分析和引导系统”KALEIT，用层次清楚的图形描述出产品的功能结构及其相关的抽象信息，实现了系统结构、功能关系的图形化建模，以及功能层之间的联接。
将设计划分成辅助方法和信息交换两个方面，利用Nijssen信息分析方法可以采用图形符号、具有内容丰富的语义模型结构、可以描述集成条件、可以划分约束类型、可以实现关系间的任意结合等特点，将设计方法解与信息技术进行集成，实现了设计过程中不同抽象层间信息关系的图形化建模。
文献［11］将语义设计网作为设计工具，在其开发的活性语义设计网ASK中，采用结点和线条组成的网络描述设计，结点表示元件化的单元(如设计任务、功能、构件或加工设备等)，线条用以调整和定义结点间不同的语义关系，由此为设计过程中的所有活动和结果预先建立模型，使早期设计要求的定义到每一个结构的具体描述均可由关系间的定义表达，实现了计算机辅助设计过程由抽象到具体的飞跃。
1.3“构思”—“设计”法
将产品的方案设计分成“构思”和“设计”两个阶段。“构思”阶段的任务是寻求、选择和组合满足设计任务要求的原理解。“设计”阶段的工作则是具体实现构思阶段的原理解。
将方案的“构思”具体描述为：根据合适的功能结构，寻求满足设计任务要求的原理解。即功能结构中的分功能由“结构元素”实现，并将“结构元素”间的物理联接定义为“功能载体”，“功能载体”和“结构元素”间的相互作用又形成了功能示意图(机械运动简图)。方案的“设计”是根据功能示意图，先定性地描述所有的“功能载体”和“结构元素”，再定量地描述所有“结构元素”和联接件(“功能载体”)的形状及位置，得到结构示意图。Roper，H.利用图论理论，借助于由他定义的“总设计单元(GE)”、“结构元素(KE)”、“功能结构元素(FKE)”、“联接结构元素(VKE)”、“结构零件(KT)”、“结构元素零件(KET)”等概念，以及描述结构元素尺寸、位置和传动参数间相互关系的若干种简图，把设计专家凭直觉设计的方法做了形式化的描述，形成了有效地应用现有知识的方法，并将其应用于“构思”和“设计”阶段。
从设计方法学的观点出发，将明确了设计任务后的设计工作分为三步：1)获取功能和功能结构(简称为“功能”)；2)寻找效应(简称为“效应”)；3)寻找结构(简称为“构形规则”)。并用下述四种策略描述机械产品构思阶段的工作流程：策略1：分别考虑“功能”、“效应”和“构形规则”。因此，可以在各个工作步骤中分别创建变型方案，由此产生广泛的原理解谱。策略2：“效应”与“构形规则”(包括设计者创建的规则)关联，单独考虑功能(通常与设计任务相关)。此时，辨别典型的构形规则及其所属效应需要有丰富的经验，产生的方案谱远远少于策略1的方案谱。策略3：“功能”、“效应”、“构形规则”三者密切相关。适用于功能、效应和构形规则间没有选择余地、具有特殊要求的领域，如超小型机械、特大型机械、价值高的功能零件，以及有特殊功能要求的零部件等等。策略4：针对设计要求进行结构化求解。该策略从已有的零件出发，通过零件间不同的排序和连接，获得预期功能。
1.4矩阵设计法
在方案设计过程中采用“要求—功能”逻辑树(“与或”树)描述要求、功能之间的相互关系，得到满足要求的功能设计解集，形成不同的设计方案。再根据“要求—功能”逻辑树建立“要求—功能”关联矩阵，以描述满足要求所需功能之间的复杂关系，表示出要求与功能间一一对应的关系。
Kotaetal将矩阵作为机械系统方案设计的基础，把机械系统的设计空间分解为功能子空间，每个子空间只表示方案设计的一个模块，在抽象阶段的高层，每个设计模块用运动转换矩阵和一个可进行操作的约束矢量表示；在抽象阶段的低层，每个设计模块被表示为参数矩阵和一个运动方程。
1.5键合图法
将组成系统元件的功能分成产生能量、消耗能量、转变能量形式、传递能量等各种类型，并借用键合图表达元件的功能解，希望将基于功能的模型与键合图结合，实现功能结构的自动生成和功能结构与键合图之间的自动转换，寻求由键合图产生多个设计方案的方法。
2、结构模块化设计方法
从规划产品的角度提出：定义设计任务时以功能化的产品结构为基础，引用已有的产品解(如通用零件部件等)描述设计任务，即分解任务时就考虑每个分任务是否存在对应的产品解，这样，能够在产品规划阶段就消除设计任务中可能存在的矛盾，早期预测生产能力、费用，以及开发设计过程中计划的可调整性，由此提高设计效率和设计的可靠性，同时也降低新产品的成本。Feldmann将描述设计任务的功能化产品结构分为四层，(1)产品(2)功能组成(3)主要功能组件(4)功能元件。并采用面向应用的结构化特征目录，对功能元件进行更为具体的定性和定量描述。同时研制出适合于产品开发早期和设计初期使用的工具软件STRAT。
认为专用机械中多数功能可以采用已有的产品解，而具有新型解的专用功能只是少数，因此，在专用机械设计中采用功能化的产品结构，对于评价专用机械的设计、制造风险十分有利。
提倡在产品功能分析的基础上，将产品分解成具有某种功能的一个或几个模块化的基本结构，通过选择和组合这些模块化基本结构组建成不同的产品。这些基本结构可以是零件、部件，甚至是一个系统。理想的模块化基本结构应该具有标准化的接口(联接和配合部)，并且是系列化、通用化、集成化、层次化、灵便化、经济化，具有互换性、相容性和相关性。我国结合软件构件技术和CAD技术，将变形设计与组合设计相结合，根据分级模块化原理，将加工中心机床由大到小分为产品级、部件级、组件级和元件级，并利用专家知识和CAD技术将它们组合成不同品种、不同规格的功能模块，再由这些功能模块组合成不同的加工中心总体方案。
以设计为目录作为选择变异机械结构的工具，提出将设计的解元素进行完整的、结构化的编排，形成解集设计目录。并在解集设计目录中列出评论每一个解的附加信息，非常有利于设计工程师选择解元素。
根据机械零部件的联接特征，将其归纳成四种类型：1)元件间直接定位，并具有自调整性的部件；2)结构上具有共性的组合件；3)具有嵌套式结构及嵌套式元件的联接；4)具有模块化结构和模块化元件的联接。并采用准符号表示典型元件和元件间的连接规则，由此实现元件间联接的算法化和概念的可视化。
在进行机械系统的方案设计中，用“功能建立”模块对功能进行分解，并规定功能分解的最佳“粒化”程度是功能与机构型式的一一对应。“结构建立”模块则作为功能解的选择对象以便于实现映射算法。
3、基于产品特征知识的设计方法
基于产品特征知识设计方法的主要特点是：用计算机能够识别的语言描述产品的特征及其设计领域专家的知识和经验，建立相应的知识库及推理机，再利用已存储的领域知识和建立的推理机制实现计算机辅助产品的方案设计。
机械系统的方案设计主要是依据产品所具有的特征，以及设计领域专家的知识和经验进行推量和决策，完成机构的型、数综合。欲实现这一阶段的计算机辅助设计，必须研究知识的自动获取、表达、集成、协调、管理和使用。为此，国内外设计学者针对机械系统方案设计知识的自动化处理做了大量的研究工作，采用的方法可归纳为下述几种。
3.1编码法
根据“运动转换”功能(简称功能元)将机构进行分类，并利用代码描述功能元和机构类别，由此建立起“机构系统方案设计专家系统”知识库。在此基础上，将二元逻辑推理与模糊综合评判原理相结合，建立了该“专家系统”的推理机制，并用于四工位专用机床的方案设计中。
利用生物进化理论，通过自然选择和有性繁殖使生物体得以演化的原理，在机构方案设计中，运用网络图论方法将机构的结构表达为拓扑图，再通过编码技术，把机构的结构和性能转化为个体染色体的二进制数串，并根据设计要求编制适应值，运用生物进化理论控制繁殖机制，通过选择、交叉、突然变异等手段，淘汰适应值低的不适应个体，以极快的进化过程得到适应性最优的个体，即最符合设计要求的机构方案。
3.2知识的混合型表达法
针对复杂机械系统的方案设计，采用混合型的知识表达方式描述设计中的各类知识尤为适合，这一点已得到我国许多设计学者的共识。
在研制复杂产品方案设计智能决策支持系统DMDSS中，将规则、框架、过程和神经网络等知识表示方法有机地结合在一起，以适应设计中不同类型知识的描述。将多种单一的知识表达方法(规则、框架和过程)，按面向对象的编程原则，用框架的槽表示对象的属性，用规则表示对象的动态特征，用过程表示知识的处理，组成一种混合型的知识表达型式，并成功地研制出“面向对象的数控龙门铣床变速箱方案设计智能系统GBCDIS”和“变速箱结构设计专家系统GBSDES”。
3.3利用基于知识的开发工具
在联轴器的CAD系统中，利用基于知识的开发工具NEXPERT-OBJECT，借助于面向对象的方法，创建了面向对象的设计方法数据库，为设计者进行联轴器的方案设计和结构设计提供了广泛且可靠的设计方法谱。则利用NEXPERT描述直线导轨设计中需要基于知识进行设计的内容，由此寻求出基于知识的解，并开发出直线导轨设计专家系统。
3.4设计目录法
构造了“功能模块”、“功能元解”和“机构组”三级递进式设计目录，并将这三级递进式设计目录作为机械传动原理方案智能设计系统的知识库和开发设计的辅助工具。
3.5基于实例的方法
在研制设计型专家系统的知识库中，采用基本谓词描述设计要求、设计条件和选取的方案，用框架结构描述“工程实例”和各种“概念实体”，通过基于实例的推理技术产生候选解来配匹产品的设计要求。
4、智能化设计方法
智能化设计方法的主要特点是：根据设计方法学理论，借助于三维图形软件、智能化设计软件和虚拟现实技术，以及多媒体、超媒体工具进行产品的开发设计、表达产品的构思、描述产品的结构。
在利用数学系统理论的同时，考虑了系统工程理论、产品设计技术和系统开发方法学VDI2221，研制出适合于产品设计初期使用的多媒体开发系统软件MUSE。
在进行自动取款机设计时，把产品的整个开发过程概括为“产品规划”、“开发”和“生产规划”三个阶段，并且充分利用了现有的CAD尖端技术——虚拟现实技术。1)产品规划—构思产品。其任务是确定产品的外部特性，如色彩、形状、表面质量、人机工程等等，并将最初的设想用CAD立体模型表示出，建立能够体现整个产品外形的简单模型，该模型可以在虚拟环境中建立，借助于数据帽和三维鼠标，用户还可在一定程度上参与到这一环境中，并且能够迅速地生成不同的造型和色彩。立体模型是检测外部形状效果的依据，也是几何图形显示设计变量的依据，同时还是开发过程中各类分析的基础。2)开发—设计产品。该阶段主要根据“系统合成”原理，在立体模型上配置和集成解元素，解元素根据设计目标的不同有不同的含义：可以是基本元素，如螺栓、轴或轮毂联接等；也可以是复合元素，如机、电、电子部件、控制技术或软件组成的传动系统；还可以是要求、特性、形状等等。将实现功能的关键性解元素配置到立体模型上之后，即可对产品的配置(设计模型中解元素间的关系)进行分析，产品配置分析是综合“产品规划”和“开发”结果的重要手段。3)生产规划—加工和装配产品。在这一阶段中，主要论述了装配过程中CAD技术的应用，提出用计算机图像显示解元素在相应位置的装配过程，即通过虚拟装配模型揭示造形和装配间的关系，由此发现难点和问题，并找出解决问题的方法，并认为将CAD技术综合应用于产品开发的三个阶段，可以使设计过程的综合与分析在“产品规划”、“开发”和“生产规划”中连续地交替进行。因此，可以较早地发现各个阶段中存在的问题，使产品在开发进程中不断地细化和完善。
我国利用虚拟现实技术进行设计还处于刚刚起步阶段。利用面向对象的技术，重点研究了按时序合成的机构组合方案设计专家系统，并借助于具有高性能图形和交换处理能力的OpenGL技术，在三维环境中从各个角度对专家系统设计出的方案进行观察，如运动中机构间的衔接状况是否产生冲突等等。
将构造标准模块、产品整体构造及其制造工艺和使用说明的拟订(见图1)称之为快速成型技术。建议在产品开发过程中将快速成型技术、多媒体技术以及虚拟表达与神经网络(应用于各个阶段求解过程需要的场合)结合应用。指出随着计算机软、硬件的不断完善，应尽可能地将多媒体图形处理技术应用于产品开发中，例如三维图形(立体模型)代替装配、拆卸和设计联接件时所需的立体结构想象力等等。
利用智能型CAD系统SIGRAPH-DESIGN作为开发平台，将产品的开发过程分为概念设计、装配设计和零件设计，并以变量设计技术为基础，建立了胶印机凸轮连杆机构的概念模型。从文献介绍的研究工作看，其概念模型是在确定了机构型、数综合的基础上，借助于软件SIGRAPH-DESIGN提供的变量设计功能，使原理图随着机构的结构参数变化而变化，并将概念模型的参数传递给下一级的装配模型、零件设计。
5、各类设计方法评述及发展趋势
综上所述，系统化设计方法将设计任务由抽象到具体(由设计的任务要求到实现该任务的方案或结构)进行层次划分，拟定出每一层欲实现的目标和方法，由浅入深、由抽象至具体地将各层有机地联系在一起，使整个设计过程系统化，使设计有规律可循，有方法可依，易于设计过程的计算机辅助实现。
结构模块化设计方法视具有某种功能的实现为一个结构模块，通过结构模块的组合，实现产品的方案设计。对于特定种类的机械产品，由于其组成部分的功能较为明确且相对稳定，结构模块的划分比较容易，因此，采用结构模块化方法进行方案设计较为合适。由于实体与功能之间并非是一一对应的关系，一个实体通常可以实现若干种功能，一个功能往往又可通过若干种实体予以实现。因此，若将结构模块化设计方法用于一般意义的产品方案设计，结构模块的划分和选用都比较困难，而且要求设计人员具有相当丰富的设计经验和广博的多学科领域知识。
机械产品的方案设计通常无法采用纯数学演算的方法进行，也难以用数学模型进行完整的描述，而需根据产品特征进行形式化的描述，借助于设计专家的知识和经验进行推理和决策。因此，欲实现计算机辅助产品的方案设计，必须解决计算机存储和运用产品设计知识和专家设计决策等有关方面的问题，由此形成基于产品特征知识的设计方法。
目前，智能化设计方法主要是利用三维图形软件和虚拟现实技术进行设计，直观性较好，开发初期用户可以在一定程度上直接参与到设计中，但系统性较差，且零部件的结构、形状、尺寸、位置的合理确定，要求软件具有较高的智能化程度，或者有丰富经验的设计者参与。
值得一提的是：上述各种方法并不是完全孤立的，各类方法之间都存在一定程度上的联系，如结构模块化设计方法中，划分结构模块时就蕴含有系统化思想，建立产品特征及设计方法知识库和推理机时，通常也需运用系统化和结构模块化方法，此外，基于产品特征知识的设计同时又是方案智能化设计的基础之一。在机械产品方案设计中，视能够实现特定功能的通用零件、部件或常用机构为结构模块，并将其应用到系统化设计有关层次的具体设计中，即将结构模块化方法融于系统化设计方法中，不仅可以保证设计的规范化，而且可以简化设计过程，提高设计效率和质量，降低设计成本。
第10篇
是一个典型的多集群作业全局调度模型。多集群作业管理在调度时首先依据全局资源状态选择某个或某些合适的集群，称为全局调度;然后作业被分配到本地某个具体的集群，按照本地的资源管理器进行作业调度，称为本地调度;作业进入本地调度阶段后，按照本地原有的队列和调度规则进行资源分配，最终在集群各CPU上执行。多集群作业管理的主要功能包括:用户与权限管理、资源信息监控、作业全局调度与管理、数据传输与管理。
(1)用户与权限管理模块。多集群作业管理系统是运行在本地HPC集群作业管理系统之上的，本地HPC集群必然有自己的用户系统，而多集群作业管理平台也有自己的用户系统，必须在两个用户系统间设计一种用户映射的方式，同时还要设计权限控制机制。
(2)资源信息监控模块。资源信息监控管理是作业全局调度的基础，全局调度系统在做出决策之前，必须要事先知晓各个本地集群的CPU负载和内存占用比例等状态信息。因此，需要设计全局的资源监控系统，负责管理和维护系统中各个集群负载的情况，为作业管理调度决策提供支持。
(3)全局作业调度与管理模块。多集群调度的基本目标是协调和平衡集群间的工作负载。需要设计全局的作业管理和调度器，作业调度器根据各个集群机身负载信息做出调度决策，调度用户作业到相应的本地集群，并提交给本地集群作业管理系统。同时还要为用户设计作业状态的订阅及通知机制。
(4)数据传输与管理模块。由于用户作业可能被调度到任意地理位置上的集群上运行，因此，作业输入参数和计算结果需要能够在整个系统中透明的传输。同时，还要为用户提供输入参数上传和计算结果下载功能。在设计机制实现透明传输文件的同时，还必须保证该文件传输的可靠性和稳定性。
2多集群作业管理设计思路与技术方案
2．1消息中间件JMS
采用JMS［9－10］(JavaMessageService)消息中间件来进行全局作业的调度和统一管理。JMS的消息模型和通信特点在网络很不稳定的情况下也能保证稳定性和可靠性，并且JMS强大的接口能力可以方便灵活的进行定制，方便根据用户作业的资源需求及各个集群自身负载情况进行统一管理和调度。
2．1．1JMS特点及基本组成
JMS可使分布式系统的通信松散连接，即发送信息的客户端只需要负责发送信息，接收信息的客户端接收信息，两个客户端之间没有必要是同时可用的，甚至发送客户端都没有必要知道接收客户端的信息，只需要发送到接收信息的服务端。同时JMS还具有以下两个特征:
(1)异步的，服务端可以发送信息到一个客户端，客户端不需要为了收到信息而请求信息。
(2)可靠的，JMSAPI保证了服务端所有发送的信息最少发送一次和只发送一次。JMS由提供者、客户、生产者、消费者、消息、队列、主题七个部分组成。其中，提供者指JMS的实现，可以认为是JMS消息服务器;JMS客户指生产或消费消息的基于Java的应用程序或对象;JMS生产者是指创建并发送消息的JMS客户;JMS消费者则是接收消息的JMS客户;消息指可以在JMS客户之间传递的数据的对象;另外，JMS队列指一个容纳那些被发送的等待阅读的消息的区域，这些消息将按照顺序发送。一旦一个消息被阅读，该消息将被从队列中移走;JMS主题指一种支持发送消息给多个订阅者的机制。
2．1．2JMS的通信方式Java消息服务应用程序结构支持两种模型:点对点或队列模型、/订阅模型。
(1)在点对点或队列模型下，一个生产者向一个特定的队列消息，一个消费者从该队列中读取消息。在这种模式下，只有一个消费者将最终获得消息。同时，生产者不需要在接收者消费该消息期间处于运行状态，接收者也不需要在消息发送时处于运行状态。
(2)者/订阅者模型支持向一个特定的消息主题消息。该模型如图2所示，对某个消息主题感兴趣的订阅者可以订阅并得到该主题的所有消息。同时，在者和订阅者之间存在时间依赖性。者需要建立一个订阅(subscription)，以便客户能够购订阅。订阅者必须保持持续的活动状态以接收消息，除非订阅者建立了持久的订阅。在那种情况下，在订阅者未连接时的消息将在订阅者重新连接时重新。图2JMS－订阅消息模型
2．2本地集群作业管理
PBS、LSF是已有常用的单个集群作业管理系统，采用多种本地集群作业管理系统，在减少设计复杂度的同时，还可以充分满足不同本地集群管理多样性的需求。PBS的主要特点有:代码开放，免费获取，提供完整的API。LSF特点是拥有强大的可用性和资源管理功能。
2．3基于FTP的文件集中统一管理方案
由于多集群可能在地理位置上是分散的，而集群之间互联的网络基础设施是不可靠和不稳定的，用户需要透明地上传输入参数并下载计算结果，而不需要关心它的输入参数在哪个地方进行计算，以及需要到哪个地方去下载计算结果。FTP技术是比较成熟和常用的文件传输协议之一，文中采用基于FTP文件传输的集中统一管理方案。使用FTP进行文件传输，客户和服务器建立连接前要经过一个“三次握手”的过程，客户与服务器之间的连接是可靠的，而且是面向连接的，为数据传输提供可靠保证。它允许用户以文件操作的方式(如文件的增、删、改、查、传送等)与另一主机相互通信。集中的文件统一管理方案可设置集中式FTP服务器，浏览器端提交的输入参数将传输给该FTP服务器，本地集群程序从消息服务器中获取到相应主题作业消息，解析作业消息，得到用户输入参数，到该FTP服务器下载相应输入参数到本地集群。本地集群程序查询到作业计算完成以后，将计算结果上传到该FTP服务器中，并把计算结果相关信息组装成消息发送到消息服务器，全局作业管理器获取到该消息，解析消息后就可以得到计算结果相关信息，此时计算结果已经在FTP服务器上，用户可以直接下载。
3多集群作业管理框架与设计实现
3．1多集群作业管理方案框架
是文中采用的基于消息模型的多集群作业管理框架图。在图3中，浏览器负责接收用户提交的作业描述、输入文件上传、作业状态查询、计算结果下载等功能。全局作业管理器是整个系统的核心，主要负责集中管理所有的作业，维护全局的集群系统资源负载信息，并做出相应决策，调度作业到相应的集群上运行;同时实时监控作业状态，给用户提供作业状态查询，负责透明地将输入文件传递到相应集群，计算完成以后，再透明地将计算结果传回并透明地提供给用户下载。消息服务器主要负责缓存全局作业管理器调度给各个集群的作业信息，以及各个集群返回的作业状态信息。而各个集群的本地程序负责从消息服务器接收作业消息，并把消息解析成作业提交给本地作业提交系统，同时还负责定期查询本地作业管理系统该作业的状态，给消息服务器发送作业状态信息，同时在本地计算完成以后，回传计算结果。
3．2多集群作业管理方案设计实现
从框架图中可以看出，该系统由六部分组成，包括作业调度模块、资源监控模块、作业控制模块、作业状态管理模块、消息服务器模块、本地集群程序模块。
3．2．1消息设计
这个系统中的消息分四类，第一类是作业消息，第二类是作业状态消息，第三类是资源状态消息，最后一类是作业控制消息。作业消息包括作业的ID、作业脚本、作业用户名称、需求的资源、输入文件名称等。作业状态消息即作业的状态信息，主要包括作业ID、作业状态、作业提交时间、运行时间、完成时间等。资源状态消息包括本地集群自身的ID、CPU计算能力、内存大小等静态信息，以及CPU利用率、主机负载等动态信息，还包括目标系统启动时间等信息。作业控制消息包括作业ID、作业用户名称、作业控制命令等。
3．2．2消息服务器设计
采用的是JMS中－订阅消息服务模型作为消息服务器，类似于群发邮件的模式。消息生产者将消息发送给消息服务器，并设定一个主题，消息的消费者可以订阅其中的一个或者多个主题，并取走相应的消息。针对某个主题的订阅者，它必须创建一个订阅之后，才能消费者的消息，而且还可以利用JMS的持久化的订阅，这样，即使订阅者没有被激活，它也能接收到者的消息。这样就保证了在基础设施网络不稳定的情况下，消息也不会被扔掉，保证了系统的可靠性和稳定性。消息服务器中消息主题的设计主要按本地集群编号和消息本身类型设计，及如果有n套本地集群，那么消息主题总数量为4*n。消息服务器中消息主题设计如表1所示。
3．2．3多集群系统资源监控设计
本地资源监控是多集群作业调度管理的基础，能为错误检测、资源优化配置和作业调度等提供重要的依据和参考。然而，不同本地监控系统存在着不兼容的描述或者含糊的定义，可能导致最终监控信息不准确［11－12］。需要设计一种资源信息公共的表示方法，使得原有集群的监控信息转换成规范格式、形成一致的数据提供者。多集群系统资源监控的核心工作是本地监控信息数据采集转换及信息组织。统一规范的集群监控信息包括本地集群自身ID、CPU频率等静态信息，以及CPU利用率、内存占用率等动态信息。本地集群程序是守护进程，会定期向本地集群发送监控查询请求，并将返回的监控结果转换成设计的统一规范的监控信息，组装成消息，发送给消息服务器。其基本算法流程描述如下:
(1)启动本地监控系统;
(2)本地守护进程从本地监控系统发送监控查询请求;
(3)本地守护进程获得返回结果以后，解析返回结果，组装成设计好的统一规范的监控信息格式;
(4)本地守护进程将该实时监控信息发送给消息服务器;
(5)程序睡眠一段时间，醒来后返回第二步。当全局作业管理器发现消息服务器中相应主题有新消息达到，将自动获取该消息，并添加到全局资源监控数据结构中。
3．2．4多集群作业调度模块设计
多集群的作业调度器采用基于全局－本地的两级调度机制，即全局调度和本地调度［13－14］。每级调度都由相应的队列和调度器完成，局部调度由本地资源管理器提供，因此文中主要关注全局调度。实现全局调度的基本手段是定义若干全局的作业队列，包括就绪队列、运行队列、完成队列。这些全局作业队列由全局调度器管理。作业最终经过全局调度－本地调度－CPU调度，形成了不同层次的调度。作业调度的流程设计描述如下:
(1)接收浏览器端用户提交的作业请求描述和调度说明，组装成作业对象，加入到就绪队列之中。
(2)通过监控信息系统得到系统运行状态，提供资源的使用状况及所运行作业的状态查询功能。
(3)分析作业请求描述及调度说明，匹配可用资源，得到候选资源集合。
(4)根据调度策略调度算法实现作业到特定集群资源的匹配，将作业转发到消息服务器上，同时作业从就绪队列中出队，加入到运行队列中。
(5)相应的本地守护进程从消息服务器取出作业请求描述消息，提交给本地作业调度器，并最终将作业分配到具体的处理机上运行。
3．2．5作业控制及状态管理模块设计
作业控制、作业状态管理也是作业管理的重要组成部分。作业控制消息发送到消息服务器，相应的本地集群程序获取到该控制消息，并提交本地作业管理软件。本地集群程序定期向本地作业管理软件发送作业状态查询请求，如果发现作业状态发生改变，将状态消息发送到消息服务器，全局作业管理器获取到该消息，解析该消息，将相应作业从运行队列中取出，加入到完成队列。
4结束语
第11篇
1.1定时、定线路上下班拼车信息平台的设计
拼车双方的拼车信息以及线路、时间选择需要以信息平台为支撑。信息平台中界面层主要是用户可视化的操作，包括用户登录、身份审核、信息查询、信息等功能。系统应用层中主要是双方相互选择和信息匹配的处理。
1.1.1定时、定线路拼车信息平台的功能设计
定时、定线路拼车信息平台可借助于云储存与检索服务，主要包括信息检索、信息匹配、双方互选、双方互评等4大功能。(1)信息检索功能。车主进入信息平台，将拼车信息即车辆运行的时间、线路信息在平台上，并可查询乘客信息;乘客进入信息平台，在平台上提交拼车申请即出行时间、地点、线路信息，并可查询车主信息。(2)信息匹配功能。系统将车主的时间线路信息和乘客的拼车需求信息汇总，并进行合理匹配。匹配后将结果及时反馈给拼车双方，以便完成下一步骤。(3)双方互选功能。车主(乘客)根据自身要求及系统初步配对的信息选择乘客(车主)，若双方互选，配对成功。否则，系统继续进行信息配对。当双方在信息平台拼车信息后，信息会经该平台处理，系统把匹配好的信息发给车主和乘车人，供双方相互选择。即乘客判断车主的驾驶能力、车辆状况是否符合自己的需要，车主判断乘客的人数、工作地点、时间是否符合自己的出行。如果在双方互选的过程中不满意对方要求，可以重新进行信息匹配，直至满足双方的需要，从而实现人性化拼车，提高拼车效率。(4)双方互评功能。拼车完成后，车主和乘客就本次拼车的满意情况进行互相评价，评价结果将直接记录为个人信誉，这将影响以后拼车的成功率，拼车双方都不会愿意找个信誉差的作为拼车对象。对车主而言，信誉差将导致没人愿意搭乘，从而影响拼车的经济收入。对乘客而言，信誉差将导致车主不愿给拼车，从而极大影响自己上下班出行的方便性和经济性。双方互评可以借助于手机客户端来随时随地的完成评价。
1.1.2定时、定线路拼车信息平台的界面层设计
目前，该拼车方案实施以江苏淮阴工学院交通运输研究所为依托，构建了“定时、定线路”信息技术平台。
1.1.3定时、定线路拼车信息平台的系统应用层设计
系统应用层设计过程中，信息匹配是核心步骤，只有快捷高效的信息匹配，才能将结果及时反馈给拼车双方，以便及时确认选择。
2基于定时、定线路的上下班拼车方案的实现
定时、定线路的上下班拼车方案以江苏淮阴工学院交通运输研究所为依托，并在江苏淮安部分地区进行了实地运行，运行结果较好，深得上下班拼车人的喜爱。本方案在实际运行前进行了拼车市场的需求调查，并对拼车的时间、线路的选定、拼车费用的制定、拼车车辆及人员的审核、拼车过程的监管以及费用结算等方面都进行了详细规定，以确保上下班拼车的安全性和经济性。下面以本方案在长期运行中较为成熟的一条线路———富丽花园到淮海广场进行举例分析。富丽花园小轿车使用量大致为6个上班族平均拥有一辆私家车，上班族占绝大多数。淮海广场位于淮安市中心，是淮安的主干道的交叉口，是全市大部分上班族的必经之路。综合考虑可得拼车上下班相比于乘坐公交车、出租车和开私家车，具有非常大的优势，可以极大地节约时间和出行费用。
3基于定时、定线路的上下班拼车的管理
目前，国内主要以网上发帖邀约拼车为主，但由于受到论坛的关注度、信息的规范性等因素影响，拼车成功率比较低。通过对发达国家的成熟拼车模式对比分析，以及考虑我国上班族拼车意识刚刚形成，实行拼车公司化管理模式更加适合我国的实际情况。
3.1拼车公司的主要运营模式
本文的拼车公司是指通过构建拼车信息平台、组织拼车、提供车辆监管和信息服务等功能的半营利性组织。公司的职责范围包括获得地方主管部门支持、提供拼车信息、组织拼车车辆、车辆审核与监管、协助办理拼车保险等。公司的运营模式为乘客首先在拼车公司实名注册会员，并缴纳一定的费用，该费用在日后拼车过程中直接从拼车系统中扣除，费用结算的依据主要按里程计算。车主也需要在拼车公司进行实名注册，并缴纳一定的保证金，以确保车辆的合法性和安全性。月底时车主直接跟拼车公司结算费用。注册会员时需要签订相关合同，合同内容涉及拼车的线路、车主的权利与义务、乘车人的权利与义务、相关保险事宜、出现交通事故时相关责任分配以及在拼车过程中的相关注意事项。为了防止出现以拼车为专门营利的“黑车”，拼车公司和运管部门可联合给每位缴纳过保证金的车主发一张“拼车证”，在“拼车证”中明确该车主在固定的时间点和固定的路线上可进行拼车，其他时间点和路线均为违规拼车，拼车公司可扣除保证金，交警和运管部门也可按“黑车”进行相应查处。
3.2车主、乘客的管理
拼车公司首先需要对车主进行审核，包括对其家庭和上下班地址、驾驶技能、个人守法与信誉、所拥有车辆的状况等方面。车主在完成一次拼车行为后，必须向拼车公司发送信息，注明此次拼车是否成功完成。如发生什么特殊情况，应及时向拼车公司信息中心反映。此外，在每次拼车行为完成后，拼车乘客与车主之间应相互评价。对于累计被评价较好的车主，给予一定的优惠补贴，相反，则对其进行警告，严重的取消其拼车车主资格。对乘客的审核主要包括:家庭和上下班地址、个人守法与信誉、常用出行工具、收入状况等方面。对于累计被评价较好的乘客，给予一定的礼品赠送，相反则对其进行警告，严重的取消其拼车搭乘资格。
3.3拼车车辆的管理
对拼车车辆进行管理，首先必须对车辆进行详细审核，包括车辆的安全性能、使用用途、车辆保险和其它使用手续，以确保乘客安全和防止黑车混入拼车行列。其次，可设立举报有奖制度，鼓励拼车人员和出租车司机对违规的拼车车辆进行举报，举报属实的进行物质奖励。公司、运管部门和交警也须随机地去各个拼车点进行抽查。另外，现在车载GPS越来越普及，公司可利用GPS定位技术对拼车车辆进行定时、定线路监管。
3.4拼车过程中的风险管理
拼车过程中可能主要存在经济纠纷、交通事故、人身伤害等各种风险。定时、定线路的上下班拼车采用公司化运营，拼车费用由公司统一结算，这大大地减少了拼车双方直接发生经济纠纷的可能性。拼车车主必须对车辆购买交强险、第三者责任险、座位险等各种险种，以确保万一发生交通事故乘客可以得到保险理赔，减少损失。因目前保险公司对拼车发生交通事故的理赔态度不明朗，所以本文强烈建议保险公司针对性地推出拼车意外保险，以解除拼车双方关于保险理赔的担忧。该拼车意外险可部分参照旅行意外险进行设计。在不久的将来，拼车必定是一个庞大的市场，保险公司推出的拼车意外险不仅能够为保险公司吸引更多的顾客，还可以激活拼车市场，提高人们拼车的积极性。
4结语
第12篇
1)网络独立组网
媒体资源设备、智能网设备、带内网管设备、软交换、接入网关、中继网关、信令网关等NGN核心部件设备部署于安全区中，组成NGN核心网。
2)可靠备份
利用IP网络技术实现关键部件如软交换、中继网关、应用服务器等设备的冗余备份，如VRRP;核心网关键设备间建议采用全网状/半网状结构，设备采用1+1或N+1备份方式，实现网络多路由，能在个别节点、链路脱网或中断的情况下保证网络通达，保证网络具有快速重路由的功能;边缘路由器和网关设备采用双上行的方式与核心网互连。
3)IP地址合理规划
NGN承载网采用VPN方案，但多个市公司市组网时，要合理进行业务发展规划，为各种终端、网关、IMG设备、智能终端等预留足够的业务地址空间，并且为设备地址、网管地址应配置一段相对独立的地址空间，以保证全网设备地址的唯一性。
2XX电信NGN承载网现状
2．1承载网络现状
XX电信承载网络经过近多年的建设，完成了从省级干线、到地市范围内IP宽带网络的部署，网络基本分三层结构，核心层采用路由器(NE40)、汇聚层使用三层交换机(S8016)、接入层通过DSL、LAN、FTTX等多种技术实现用户接入，但省级干线网络为单星型结构，通过单155M链路互联。NGN业务核心设备统一部署于太原，话音业务通过地市的TMG8010跟关口局PSTN交换机互通，TMG8010也是单节点配置。
2．2承载网网络分析
XX电信宽带IP网络，虽然具备一定规模，能够提供较丰富的业务，但是还存在一些问题，主要表现在:
1)可靠性问题
对于地市公司而言主要表现在城域网，都是单核心，这样方式组网使城域网向上只能有一个出口，而城域网汇聚层也只能用单链路接入核心层，网络存在不可靠性的隐患;而且地市的中继网关也是单节点配置，而且上行链路为单链路联向PE设备S8016。
2)安全性问题
传统IP网络一直进行着自由、松管理，导致了IP网络的安全漏洞较多，越来越多的病毒攻击和黑客攻击导致网络流量异常增加、路由振荡、网络瘫痪的事故越来越频繁和严重，它对IP网承载的所有业务，无论是数据业务，还是实时性很强的电信业务，都带来了巨大的挑战，网络安全已经是非常突出的问题。
3)设备性能问题
XX电信虽然在接入上采用多种方式进行接入，但是单PE设备造成大量的二层设备进行级联进行汇聚，最多级数可达到6级，使最末节点至核心网设备SOFT3000时延超过100ms，并且丢包率超过1%，已过到承载网指标要求的较差，在保证现有通话质量无问题，但对于传真业务及拨号上网业务已造成一定的影响。
4)规划问题
全区设备同处于一个私网地址段:10．50．0．0/24，而且指向同一网关地址。针对上述众多不能放心的问题，我们应该对现有网络进行优化和改造，满足业务发展的需求。
3NGN网络优化改造方案
NGN网络优化需根据用户和业务发展的具体需要来实施，结合XXIP城域网建设情况进行优化，通过增加部分电信级核心设备、进行链路、组网改造、接入层专题分析、IP地址统一规划等工作完成下一步的改造工作，以提高整个NGN承载网的安全性、可靠性。3．1城域网物理结构优化对于城域网存在的单点故障问题进行物理结构的改造。，在省网中增加一台核心路由器用于汇聚各地市新增的上行链路，使每个地市都具备了双核心，并且在汇聚层仅增加一台多业务交换机，保证整个城域网的业务量分担和备份，提高网络的可靠性。并且从网络拓扑方面可以看出，通过这样的改造，实现在核心层与汇聚层层面上的各级设备的双星型结构组网，提高网络健壮性，使整个网络达到全冗余的良好结构。
3．2网关的冗余备份
由三层交换机与边缘路由器之间的路由更新实现上行链路的故障检测及倒换。上行接口的状态监控在S3526的VRRP协议配置中进行设定，监控到主用S3526的上行接口发生故障后，备用S3526切换为主用，同时进行网络路由更新。主备用上行链路切换时，不需要对NGN设备做任何操作，但在切换过程中，会短暂出现IP核心网设备与NGN设备通信中断的情况，中断时间的长短，可在路由协议参数中进行设置，一般小于8s，当网关端口发生故障时，切换到备用端口只需要3s，呼叫不拆除，只引起暂时断话;当网关发生宕机等严重故障时，软交换拆除已经建立的呼叫，新的呼叫在PSTN交换机选用传统方式进行话务路由选择至省网PSTN网络，由太原TMG8010完成新的话路接续，不会造成全网性的恶性事故。
3．3接入层规划
第13篇
在传统教学模式下，老师习惯于既主导，又主演，学生也就自然而然地坐到了被动接受的观众席位。长此以往，学生的惰性被一天天养成，思考的习惯没了，发现问题的能力也就没了，更不用说解决问题的能力了。老师焦心，学校担心。而基于工作过程教学模式的教学活动中，学生需要查资料，解决问题，做计划，并进行实施，学生是教学活动的主体，老师只是教学活动的主导。因此，处于主导地位的老师首先需先改变自己的观念，站对自己的位置，学生才会有可以训练能力的位置可站。其次，老师应将精力放在设计和组织教学活动上：设计好每一学习性工作任务的活动方案；组织好每一学习任务的实施过程；充分挖掘出每一个学生的潜能；用情、用心来启发学生，让学生心甘情愿地努力训练自己的各项基本能力。如：在任务引入时，老师应抓住学生的心理（课前需通过各种渠道———班主任、上届代课老师、学生问卷、与学生座谈、与班干部聊天等了解清学生的心理），设计出既能激发学生兴趣（学生想知道的），又能顺理导出完成任务的目的和意义的问题。在资询环节，教师应为学生顺利完成任务而设计出既必要又充分，且结合学生实际情况，有90%的学生能够独立完成的引导问题。给学生成就感，让学生找到自信。在整个课程中，教师所设计的引导问题还应该是能逐渐养成学生良好学习习惯，能提高学生学习能力、分析问题能力和解决问题能力的媒介。在决策环节，老师能根据每个学生的特点启发学生进行人员分工，让每个学生在后期的实施阶段都能体会到成功的喜悦。总之，在整个教学活动过程当中，老师是导演———主要把控活动方向、进程和安全，启发学生寻求完成任务过程中遇到的各种问题的解决办法，协助学生成为事业上的赢家。学生是演员，是学习任务的实施者，查资料，自学相关知识，独立完成引导问题，与同学讨论问题，与老师探讨问题，独立编写任务实施计划，与同学、老师探讨任务实施计划并做出最后的决策，按计划完成任务实施并及时进行总结。在任务的整个实施过程中，各就其位，各谋其职。教师要充分利用各种启发技巧、尽最大努力地激励学生，让学生也能在其位、谋其职、尽其责。牢记教学活动的目的是训练学生的职业能力。所以，学生能做到的老师最好不要开口；通过启发、点拨学生能做到的，老师最好不要多言；通过演示学生能会的，老师最好不要手把手地教。老师一定要相信学生的能力，且让学生知道老师是相信他的能力的。给学生自信，给学生思考的时间、钻研的时间和体会总结的时间。只要不涉及安全问题，则绝不能怕学生错，只有出错，学生才能知道为什么不能那么做。
2.多用心，给学生一个适应的缓冲过程
由于高职学生大都是在传统教学模式中仅适应了被动接受学习而不太愿意积极主动学习的学生，所以，学生从被动接受式学习变积极主动地自主学习是需要有一个循序渐进的缓冲过程，同时也需教师耐心地启发和引导。如果操之过急，则会触发学生的逆反心理，以不会来抵制一切。所以，经过多次的试点之后得出，进行课改，不能急于求成，需在前后转折间用缓冲曲线来衔接，凡事从学生的角度出发，在考虑学习任务难易程度的同时还需考虑学生的适应性。例如，我们学校的教学安排是传统的，教室也与配电线路实训中心相距较远，但安排有两周集中实训时间。因此，在设计《配电线路施工》教学计划时（该课程共3个学习情境），虽然学习情境一是本课程中最简单的，但我们安排了总课时近一半的课时，因为老师要由多讲慢慢过渡到少讲；学生要开始尝试思考和独立解决问题。学习情境二是本课程中难易居中，但学生已掌握一定的学习方法，老师需要讲的变少，故安排了总课时的1/3课时。学习情境三虽是本课程中相对最难的部分，但学生已基本适应，有一定的学习能力，老师需要讲的更少，故安排了总课时的1/6课时。教学过程中的任务实施环节，则将完成任务所需时间在2小时内的关键技能放在课程教学计划内，其他任务实施环节则都集中放到实训周来实施。虽看似每一个任务的完成过程被拆分，连续性受到一定影响，但任务实施过程中的连续性和效率却得到提高（这其实与施工现场的实际情况是相一致的，任何一个工程单位都会为尽量缩短在条件艰苦的现场施工的时间，而做好充分的施工前的各种准备工作，且为减少来回路上的时间，一旦进入现场施工现场都是要连续工作的）。在教学过程中，老师用心观察，根据学生的表情反应随机应变，一开始一定是选学生想知道的问题来问，这样才容易引起学生的兴趣。对于没自信的学生要找他能答出的问题来让他来答；对于自满的学生则要选有一定深度的问题，要让他必须在老师的启发下才能回答正确；对于学生感觉茫然的问题，老师则要循循善诱，由浅入深地分析讲解。同时还要能根据学生的回答导出下一个问题，让学生在不知不觉中开始思考，开始分析、判断。对于通过分析已有结果的答案一定要让学生自己说出来，让学生体会成就感。老师也应及时对学生给予肯定和表杨，让学生发现学习的乐趣。老师在最后归纳总结时要让学生知道只要努力，任务还是很好完成的。在学生的积极性被调动起来，开始思考之后，老师便可慢慢地让学生多做。
3.多用功，尽最大努力改善教学条件
（1）建设一体化教室。实施基于工作过程教学模式的最佳条件是一体化教室。然而在一体化教室还没能建成之前，多努力、多用功，也是可以达到良好的教学效果。对大部分学校而言，现有的条件距一体化教室的条件相差也不是很远。如：①多媒体———每个学校都是有的，老师可用它来讲课，学生也可随时用它来上网查资料，看相关的现场教学视频、现场操作视频；②工器具材料柜———只需在教室的一角立一柜，将一些简单的工器具、材料陈列其中，上课时即可在需要时就能及时拿来出来演示，使问题变得形象、直观，更利于学生的理解；③图书角———同样，只需在教室的一角立一书柜，将所需的图书资料搜集于此，学生便可在资询环节进行查找学习。只要愿付出，慢慢地一体化教室也就会逐渐建成。（2）开发模拟训练软件。模拟训练软件的应用，可使实际操作时更安全、更规范，效率和效益更高。特别是像配电线路施工这种训练危险度高、耗材成本高的课程，则显得优为重要。课程组成员与相关企业合作，开发了模拟训练软件之后，学生便可随时上机训练，没有安全之忧，不需老师监护，且不需要高成本材料的消耗，最关键的是学生能在模拟训练软件的引导下，抓住任务实施过程中的关键点及其操作技巧，掌握任务实施过程中危险点的预控措施，养成标准化作业的习惯。后期再进行现场实训时，学生明显比没进行过模拟训练的学生要自信，做事的条理性更强，操作起来也规范得多。在安全方面学生还能做到相互提醒、监督，学生完成任务的成功率提高，耗材成本降低，学生、老师及学校多方受益。
4.结束语
第14篇
在供应链管理的基础上实施物流配送可使配送更加有效，配送的重要性正随着储存环节的弱化而增强。车辆集货、货物配送及送货过程是配送的三大核心部分。对于物流运输而言，车辆配送路线的合理优化对其速度、成本、效益都有着至关重要的影响。据中国仓储协会调查显示，配送费用在不同领域所占的物流费用比例不同，其中：生产企业原料物流中占58%、生产企业成品物流中占73%、商业物流中占52%。A公司在经营中，发现其在配送方面对线路的选择一直都采用司机经验法，未对配送的路线进行过优化设计，导致车辆配送的效率低、配送成本居高不下。公司希望能够改善现有的配送线路，为公司提供最优的配送线路，以减少运输路程，节约运输成本，使公司的配送运输更加合理化。
2、A公司的配送现状
A公司是一家集蔬果批发、销售和配送于一体的农产品销售企业，专门为他人提供专业的果蔬采购及配送上门服务。该公司面积2500多平方米，拥有送货车辆8辆。该公司主要配送蔬菜和水果，是一家拥有从种植到配送的专业化果蔬配送企业。目前与当地的多所学校、企事业单位建立了长期的合作关系，专门提供新鲜水果和蔬菜送货上门服务。公司设有市场部、业务部、运输部、采购部、财务管理等部门。并且公司最近开了一个网上商店，开始向高端小区个人客户提供果蔬、食品的配送服务，公司的配送业务开始逐步向集体和个人混合的模式发展。随着客户群体结构的变化，公司在感受到企业业务量增大、销售额增长的同时，也感受到了多种销售模式对现有业务处理能力带来的压力，公司的服务和业务受理也出现了较大的问题，开始出现客户投诉。在此情况下，公司面对着许多急需解决的问题，例如：果蔬的保鲜问题、仓库的保管问题、配送的路线问题等，而本文主要针对配送路线这个大问题来进行优化。
2.1公司配送的现状公司有一个配送中心，主要的配送点有7个。还有其他一些零散的订单，限于计算量的复杂程度和现实情况的不确定性，本文只通过选取主要的7个配送点来进行优化。由于该公司之前的配送路线一直都没有进行有效的路径优化，而是盲目地根据司机的经验来配送。而且对配送的货物也不进行相应的整合，而是单车给各配送点配送，往往会造成一车不满载或者一车不够装载的情况，所以公司的配送费用一直居高不下，经济效益一直都提不上去。为此，针对公司目前的主要营业情况，对公司当前的业务流程(见图1)进行分析，从中可以找到公司目前存在的一些主要的问题。
2.2主要存在的问题(1)车辆配送效率低，都是按经验进行调度，容易出现失误且配送效率低。由于都是按照订单配送，即有订单时，等到订单够一辆车就配送，可是这样一来，配送的时间就得延误了，而有些顾客的时间观念非常强，要的货物必须要在某个时间内送达。对此，如果不对配送进行一定的优化，可能就会损失一些客户，更有可能会影响公司的声誉。(2)订单不规范，原来的业务中，客户必须先与市场部联系签订配送合同才能下订单，并且顾客是通过FAX(传真)来下订单的，容易造成客户订单不规范，难以形成统一的订单规范。(3)信息化程度低，接到订单后需要手动输入，需时久而且容易出错，若业务部门输入的数据有错误将会导致整个流程的数据出现错误。信息的反馈速度慢，每次都是等配送结束后，由配送人员带回的客户签收单来进行人工输入电脑汇总，信息的更新慢，输入的出错率高。(4)缺少营销计划，蔬菜基地蔬菜品种及数量随季节性变化大，丰产的应季蔬菜缺少针对性的销售推广。针对上述问题，本文主要研究该公司配送线路问题，着重利用节约法来研究该公司配送路线优化问题，以提高公司的配送效率。
3、优化方案设计
3.1线路优化的步骤
每辆车尽量满载，配送线路提前安排好，每辆车有固定的配送区域，对路线的优化，我们采用了节约法原理，现在就公司的配送中心到7个主要的配送点进行线路优化分析。为配送中心分别为配送点，这7个配送点对货品的需求量如表1所示，货品由公司统一采购并进行配送。公司的配送中心配备1.5吨和3吨的货车，可供调度的车辆数目为8辆，设送到时间均符合用户要求，两点之间连线上的数字为两点间的路线长度(单位:千米)。第一步，从配送网络中计算出配送中心到各配送点之间的最短距离，得到表2最短距离表。第一步，从配送网络中计算出配送中心到各配送点之间的最短距离，得到表2最短距离表。第三步，运用节约里程法来计算。设(i=0,1,…,12;j=1,2,…,12；i≠j)表示i、j两点是否连接在一起的决策变量，下面对其取值给予定义：=1表示i、j用户连接，即在同一巡回路线中；=0表示i、j用户不连接，即不在同一巡回路线中；=2表示j用户只与公司B0连接，由一台车单独送货。根据以上定义，对任一用户j,有以下等式成立：j=1,…,n(1)第四步，按下述条件在初始方案表中寻找具有最大节约量的用户i、j。(1)、＞0i≠j；(2)Bi、Bj尚未连接在一条巡回路线中；(3)考虑车辆台数和载重量的约束。如果最大节约量有两个或两个以上相同时，可随机取一个。按此条件，在初始方案表3中寻到具有最大节约量的一对用户为：i=5,j=6，其节约量为11.5公里。将B5和B6两用户连接到一个运输回路中，并在对应的格中记上的值，用“(1)”表示。B5与B6连接，即令=1，由公式(1)得：=1，=1，其他不变，得到表4。第五步，重复第三步和第四步的迭代，最后得到表5。
3.2线路优化结果的分析
用节约里程法优化后，得到表5，可知最优方案是，每天固定派两辆车，每辆车的最大载重量为3吨，每辆车负责运送一条线路上的货物，这两条线路分别为：(1)B0-B2-B1-B3-B0总路程为2.3+3.1+4.5+3=12.9千米，总载重量为3吨。(2)B0-B4-B5-B6-B7-B0总路程为4.6+6.4+9.1+7+6.3=33.4千米，总载重量为2.7吨。优化后的方案中总运输路程为12.9+33.4=46.3公里。没优化之前，A公司若单独给每个配送点单车配载的话，车辆运输的总路程为2×(5.6+2.3+3.1+4.6+8.9+11.7+6.3)=85公里。差不多是优化方案路程的2倍，由此可知利用节约里程法能够大大减少车辆的运输路程，使公司能够节约很多运输费用，从而提高公司的利润。
4、结论
第15篇
1.1下位从控机
因为系统中的每一个仓室运行中所承受的负荷都时不同的，所以在系统出现故障的时候，现场控制的时候就需要除尘设备的每一个舱室都能够独立的运行，这样就可以保证一个仓室出现故障的时候，系统还可以维持正常运转，在对设备进行设置的过程中还要能够根据运行的需要去更改设备的某些控制参数，同时每一个仓室都应该有一个可以对仓室运行情况进行反馈的装置，这样就可以让每一个仓室都可以独立完成喷吹操作，这是因为，每个仓室所承受的负荷不同也会使得相应的喷吹参数也产生非常大的变化。每个仓室在系统运行的过程中也应该设置不同的控制模式。为了让现场的工作人员进行手动除尘的时候可以更加的方便，手动控制器上要设置一个可以控制开关的磁阀，这样就可以在出现紧急状况的情况下及时的通过这个阀门对仓室进行控制。当然也可以按照所有仓室之间具体的压差情况进行仓室的排序，对靠前的仓室要首先除尘，同时也可以按照压差的具体情况对开阀的时间和喷吹的时间间隔进行更加有效的控制，也可以对仓室的喷吹方式和喷吹的周期进行有效的调整。
1.2上位主控机
上位主控制系统包括工厂中心控制室和值班室控制等。主控机作为分布式数据采集系统的上位机管理层接入CAN网络中.其主控机的设计功能包括：①远程监控和设定功能。在使用的过程中，用户可以凭借这一功能在主控机的工作室完成所有的控制工作，而且，上机位还可以借助网络的力量对设备运行的情况进行异地监控，在监控的过程中，工作人员可以看到现场发生的一切，同时这一系统中还设置了不同的用户口令，这样就很好的划定了管理的范围，更加有效的提高了系统运行的安全。②趋势变化分析功能。在系统运行的过程中，这一功能占据着非常重要的位置，上机位的管理功能就主要体现在了它可以经过一定的程序你会指出除尘过程中设备运行的趋势曲线和报警记录等非常重要的内容，同时它还可以用不同的方式展现给相关的人员。③监控功能，在除尘设备的阻力正常变化的情况下。人们通过肉眼也是可以看到烟雾的排放量不断增加的，无论阻力是上升和还是下降，都证明局部的布袋出现了破损，而想要解决这一问题，最好的方法就是测量仓室内外口的压力差，这种压差式的方式可以很好的减少喷吹的频率，同时也对过滤袋产生了非常有效的保护作用，进而也降低了设备运行过程中的能源消耗，延长了设备运行的时间和寿命。
2各模块功能简介
2.1主控制器监控部分
主控制器是系统的主要控制部分，本系统采用ARM芯片做主控芯片。晶振电路，电源电路，复位电路等构成了ARM微处理器的最小系统运行所需要的基本电路。ARM微处理器参与系统工作的全过程，它控制系统各个部分的启动、停止、控制等工作以及各部分运行的协调。主机模块是整个控制系统的大脑，它负责向触摸屏输入各种数据，还有读取输入状态，并对输入的数据进行处理，将处理好的数据发给从控机进行操作，它还接收从控机的数据，实现除尘设备状态的监视，接收下位机采集的数据，数据经处理后通过控制程序，发送有效的控制信号，为适合不同工作环境，调节现场工作参数，并且显示现场运行状态。系统功能包括报错、显示以及控制等，负责系统运行状态显示、设置以及故障提示，初始化完成后系统运行过程的故障提醒，和对数据的查询等。其中报错通过蜂鸣声、LED光和屏幕闪烁报错，并提供故障信息。假如某一分系统运行故障或程序出错将在显示屏上显示出错信息，同时通过蜂鸣声报警和LED光闪烁提示。在数据采集完成后可以通过触摸屏来查询处理过的参数数值，并可修改设置。
2.2从控机数据采集与动作执行部分
压差传感器用来比较从进风口和出风口两个地方传输过来的气压值，进风口的气压值一般来说不变，随着滤袋灰尘加厚出风口的气压值会减小，可以设定一个压差值即在出风口气压值和进风口气压值相差为多少时，控制系统会发出信号，要求开通电磁阀进行喷吹除尘。可以说压差采集电路相当于整个系统的触手，触手的感觉是否准确，灵敏，决定了控制系统处理信号的准确度和反应速度，因此这部分在系统中极为重要。
2.3CAN总线实现从机与主机的连接
CAN总线是一种串行通信网络，它能实现分布式与实时控制，可以点对点、一点对多点或者全局广播的方式通信；CAN总线通信距离非常远，最远可达到10km，并且保证速率为5Kb/s以上，在距离为40m时最高速率可以达到1Mb/s，由于目前CAN收发器的驱动能力有限，最多只能挂接110个CAN节点，但已经够用了。CAN通信方式中，我们主要考虑实时性和抗干扰性。CAN节点的抗干扰设计中需要收发器与控制器之间的光耦隔离、连接线间电容、信号滤波等，对传输介质也有一些考虑因素如：线长、波特率、抗外界干扰、有效电阻等。按照CAN总线的长度计算传输速率，确定通讯周期，看是否符合性能要求来调整线的长度、连接方式和总线上的节点个数。
3结语
