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1.1監測任務名稱的標準化處理
以目前的全國業務化海洋環境監測任務為基礎,對上報的監測任務進行標準化命名,如海洋生物多樣監測、海洋大氣監測,對不同填報的名稱進行標準化處理。
1.2組織單位名稱的標準化處理
各地上報的組織單位比較混亂,有的上報了監測機構名稱,有的上報了其隸屬的行政部門名稱,不利于監測任務的考核。根據國家海洋環境監測工作任務以及各海區年度海洋環境監測工作方案,目前組織單位主要包括國家海洋局局屬單位、3個分局、11個沿海省(自治區、直轄市)海洋行政管理部門和5個計劃單列市海洋行政管理部門,如國家海洋環境監測中心、國家海洋局北海分局、遼寧省海洋與漁業廳、大連市海洋與漁業局,對不同填報的組織單位進行標準化處理。
1.3監測區域名稱的標準化處理
由于各地方上報的監測區域不夠規范,且很難表現出更多的區域信息,同時考慮到區域統計分析,因此需對監測區域進行規范化命名。監測區域命名結構為:沿海地區/海區+沿海城市/特定區域+名稱,其中沿海地區/自然海區和名稱字段不能省略,沿海城市/特定區域字段若無可以省略。如,遼寧葫蘆島赤潮監控區,廣東近岸、福建廈門近岸、東海近海及遠海,對不同填報的監測區域名稱進行標準化處理。
1.4監測要素名稱的標準化處理
每個監測任務里包含了不同的監測要素,且不同的任務可能會監測相同的要素,因此需對監測要素進行規范命名,以便對相同的要素進行統一分析、數據量統計等。以目前的業務化海洋環境監測要素為基礎,對上報的監測要素進行標準化命名,如水文氣象、海水水質、沉積物質量、浮游植物和浮游動物等,對不同填報的監測要素進行標準化處理。
1.5監測參數及單位的標準化處理
由于每個監測要素需要監測不同的監測參數,如海水水質需要監測化學需氧量、氨氮和溶解氧等。而每個監測參數的名稱在寫法上有不同的形式,如化學需氧量也可寫為COD,氨氮也可寫為氨-氮或NH4-N等,給數據的統計、評價帶來一定的不便,因此有必要規范不同監測參數的名稱。另外,每個監測要素的單位也需統一規范。如重金屬的鋅元素,有的上報其參數單位為mg/L,有的上報為μg/L。在數據統一進入標準數據庫時,需將單位統一。參照國際標準、國內海洋環境監測調查規范以及各地監測機構的填報習慣等,針對不同的監測任務和監測要素,對每個監測參數的名稱及計量單位進行標準化處理。
1.6站位基礎信息的數據類型標準化處理
監測數據的類型包括數值型、字符型、布爾型和百分比等。對站位基礎信息如站位編號、經緯度、監測日期、水深和層號等的數據類型進行規范。(1)站位編號。上報的站位編號大部分為字符型,但也有站位編號為1、2、3等,為數據庫的統一管理,需統一轉換為字符型。站位編號不規范主要有以下幾個方面:①站位編號英文大小寫不一致;②監測機構各自命名;③在站位編號上加“臨”“平行樣”和“空白樣”等字樣。參照目前海洋環境監測站位編號規則,由任務編號、海區編號、類別編號和站位序號順次排列組成。對站位進行統一編號。對于歷史站位編號的確認,可通過核查相關的監測數據、核實年度監測方案、聯系地方監測機構等方式,將站位編號統一。(2)站位的經、緯度。上報的經緯度有兩種形式:一個是小數形式,另一個是度分秒形式。為便于計算機的計算方便,目前統一為小數形式。由于經緯度的小數位數不一致,會導致部分空間定位有細微的差別。結合監測任務計劃和實際監測情況,統一經緯度的有效位數,目前保留到小數點后6位。(3)監測日期。上報的監測日期格式不一致,主要形式為:“2011-08-20”“2011/8/20”、或為時間型等。現統一其形式為“2011-8-20”,年份:填滿4位;監測月份:1—12,月信息小于10,前位無需補零。注意檢查,監測年份是否為該年度;月份是否大于12;日期是否在該月的自然日以內。(4)采樣深度與層號。部分地方監測機構在該填報“層號”的地方填寫了采樣深度,同時層號不統一,有的為中文———“表層”“中層”“底層”;有的為英文———“S”“M”“B”。《海洋監測規范》中對水深和相應的采樣層次進行了規范。對層號,統一用英文表示。其中:表層為S;底層為B;若只有一個中層用M表示,若為多個中層,則分別用M1、M2、M3等順延表示。另需檢查層號與層深的匹配情況,若層號為S(表層),則采樣深度應小于或等于2m;層號為B(底層),則采樣深度大于3m。部分填報機構填寫層號時,出現表層填寫“B”和底層填寫為“D”的現象,可能是按“表層”和“底層”的首拼音字母填寫造成的。
1.7監測參數不規范類型的處理
監測參數的不規范類型問題,主要應注意以下幾點。(1)大于號、小于號。某些監測參數如重金屬、大腸桿菌數等,其監測參數值上報中含有大于號或小于號。此類數據通常不影響其評價等級的判定,但會影響該類參數最大值、最小值、均值等統計的結果。可研究該參數的理化性質并聯系地方監測機構,確認該參數的具體值大小。其缺省解決方法是刪除大于號、小于號,以便該參數的統計及評價。(2)未、無、“-”等字樣。結合年度監測任務,聯系地方監測機構,確認該監測參數是未被監測,還是低于檢出限。未監測用空值表示;低于檢出限用“未檢出”表示。(3)空格及其他無效字符。上報的監測數據中常含有空格及其他無效字符,使得計算機在識別、歸類等過程中出現異常。可核查監測數據的內容和性質,確認為無效字符后,對數據值前、后含有的空格或其他無效字符進行刪除處理。對經緯度空缺,可核查相關的原始上報數據集和年度監測工作方案,或聯系地方監測機構;對層號空缺,可根據水深判斷,或聯系地方監測機構補缺;對某些監測參數值空缺,可結合年度監測任務,聯系地方監測機構,確認該監測參數是未被監測,還是低于檢出限,再根據判斷結果給出規范填寫。
2監測數據的齊全性檢驗
海洋環境監測數據的齊全性檢驗,是以海洋環境監測方案為依據,檢查監測方案中規定的監測數據是否全部上報完整。首先對國家海洋環境監測工作任務以及各海區年度海洋環境監測工作方案進行分析,對監測工作方案進行信息解析,按空間維度、指標維度和時間維度對監測任務進行細化,空間維度包括監測站位、監測區域、管轄區域等,指標維度包括監測參數、監測要素等,時間維度包括監測時間等。其中監測站位、監測參數、監測時間是空間維度、指標維度和時間維度的最小單元,通過對最小單元的數據量統計,可獲得其上一統計單元的數據情況。因此對海洋環境監測方案的解析按監測站位、監測參數和監測時間3個方面進行分解。對照監測方案,檢查接收的數據是否存在區域、站位或頻次等有空缺監測的情況。記錄缺失的原因:可能由于某些緣故未能進行監測、地方調整了監測方案或地方漏報。仔細核查年度監測任務計劃,聯系地方監測機構確認。
3站位基礎信息數據質量控制
3.1空間位置檢驗
空間位置檢驗主要針對調查單位在站位信息匯總過程中可能出現的錄入錯誤。將調查站位經緯度轉換為十進制的單位后,通過利用GIS生成站位圖的方式檢查站位落點所在位置,看其是否落在規定的監測區域,對于斷面上的調查站位,還要檢查其是否明顯偏離斷面沿線。同時還需檢查“相同的站位編號,經緯度不同”和“不同的站位編號,經緯度相同”等數據空間位置精度的問題。對于該類問題,可通過核查相關的監測數據、核對年度監測任務、聯系監測機構確認等方法,予以更正。
3.2站位基礎信息一致性的檢測
根據站位基礎信息一致性檢驗方法,即監測區域、站位編號、站位經緯度、監測日期等基礎信息決定一條數據記錄,根據不同的監測任務和監測要素,分析站位基礎信息一致性是否符合。針對站位編號和經緯度不一致的情況,從空間位置檢驗是否合理,并核實監測方案進行解決。針對監測日期相同且站位編號相同等情況,判斷兩條記錄的監測參數值是否完全一致,若完全一致則認為是重復記錄;若不完全一致,可認為是平行樣記錄,并進一步核實。
3.3數據記錄重復的處理
海洋環境監測數據的上報過程中存在很多重復的數據記錄,產生這種重復記錄的主要有如下原因。(1)地方上報數據時,重復上報了監測數據集,如8月份上報了5月份和8月份兩份數據;年底將全年的監測數據再次上報。(2)不同監測機構報送的重復數據,如屬于上下兩級監測機構(省、計劃單列市)重復報送。(3)地方監測機構監測人員填寫報表時,將某些記錄重復填寫。(4)地方監測機構監測人員填寫報表時,將平行樣的數據填寫。(5)數據集合并時,將曾經合并過的數據集再次合并。對于重復的記錄數據,在建立環境監測數據庫中應做剔除處理。
3.4平行樣的處理
平行樣數據只作為監測數據質量保證的輔助,在實際統計、評價和監測數據時需區別對待。一般來說,只有少數站位上報的數據是平行樣。為了數據量統計、環境質量評價等的需要,對于平行樣的記錄數據,可將監測參數值進行求平均處理。
4監測參數數據質量控制
4.1值域一致性檢驗
在海洋環境監測中,每個監測參數有其對應的經驗值域范圍,通過值域檢測規則對填報的監測數據按不同監測要素分別對每個監測參數值進行檢驗,對于超出值域范圍的值,需進一步分析該區域其他站位、其他頻次、周邊站位的參數值情況,并結合監測任務性質以及超出值域比例,從而判斷該參數值的可靠性。
4.2邏輯一致性檢驗
某些監測參數間存在一定的邏輯關系,即監測參數與監測參數間存在某種相關關系,有些關系具有一定的規律性,根據邏輯一致性檢驗方法,對于不符合邏輯一致性的監測數據記錄,應進一步同監測機構進行核實。
4.3數據輸出
對文件進行批量檢驗處理,對于檢驗結果,給出合理且足夠詳細的錯誤提示,并保存質檢日志,使得數據便于修改。為了區別一個數據是否進行了質檢、是否通過質檢,以及了解質檢的情況,需要對質檢過后數據增加一個質量控制符號,簡稱質量符。綜合參考“國標GB/T12460-2006海洋數據應用記錄格式”以及“908海洋化學標準記錄格式”等質量符格式。其中,“908海洋化學標準記錄格式”中質量符2表示可疑傾向正確,3表示可疑傾向錯誤,本研究將這兩者綜合考慮,記為可疑;另外,“908海洋化學標準記錄格式”中質量符8表示痕量,由于與“未檢出”有一定的重疊,因此本研究只采用“未檢出”。表1給出海洋環境監測數據的質量符及說明。一般來說,數值型的監測參數數據,對其質量檢驗出有問題的只能作為“可疑”處理,不宜隨意修改或刪除。除非經過專家經驗檢驗,并經監測單位核實,可明確其為錯誤的,其質量符方可標注為“4”。對于監測站位基礎信息,如監測日期、站位編號、經緯度、層號等,檢驗出有問題的,可根據檢驗情況,標注其質量符為“4”或“3”等。按步驟完成監測數據處理流程后,可分年度或季度對處理的文件形成數據處理報告,并制作經標準化處理和質量控制后的標準數據集。
5結束語
PCR技術是一種將特異性DN段在體外合成方法,也是聚合酶鏈式反應。通過PCR技術,環境中的有害生物,包括病毒,病原菌等都可以被監測到。過程主要包括分析與監測PCR擴增產物、PCR擴增靶序列、提取模板核酸等。不僅如此,環境中的特異性種群也都可以通過PCR進行監測,甚至基因表達都可以以之來測定。同時,PCR也可以用來對環境中基因工程菌株進行跟蹤監測。
2生物發光監測技術
大自然非常神奇,各種各樣的生物都有。而在其中有些昆蟲會發出亮光,比如螢火蟲。其實不止螢火蟲等昆蟲,包括真菌、細菌等在內的許多生物也都可以發出亮光。這些細菌天生對土壤中的重金屬敏感,會根據重金屬的多少而發出強弱程度不同的光。只需要通過判斷其放射熒光的強度便可以對其所處環境的污染程度完成監測。較之常規監測方法,生物發光監測技術具有監測方便、快速、特異性強、靈敏度高等特點。
3生物酶技術
3.1處理功效高
生物酶技術利用微生物和酶結合,極大地提高了其處理污染的效率,較之通常的化學和生物方法,生物酶技術可對有機物進行快速降解,速度得到極大提升,是傳統方法的百倍。將生物酶技術應用到污染物之后,可迅速祛除污染物的臭味,同時也能對水質進行凈化處理,甚而降低COD、BOD5、氨、氮等的含量。這也是有些洗衣粉品牌在廣告語中強調酶含量的原因所在。
3.2適應性更廣
生物酶技術通過微生物和酶的結合,大幅度增加了微生物對環境的適應性,使得微生物可以在多種生存條件下得以生存并逐漸適應多種溫度和pH值范圍。如此一來,微生物便可以在低氧環境中也能有效發揮作用。
3.3更有針對性
生物酶技術現在擁有多個研究配方,甚至多達四十多種。可在不同領域、不同用途和不同的污染環境中廣泛使用;即使碰上處理不了的,也可根據具體治理對象的具體情況,專門研發出針對性的、最具效力的配方。
3.4治理成本最低
生物酶技術產品投入資本小,但治理效果卻十分顯著。無需花高價購買地皮建廠,也不必購置大型儀器,在綜合治理成本上有著明顯優勢,非常值得采用。
3.5純綠色環保
當今環保意識已逐漸滲透到每個人們的心中,綠色產品成為人們普遍關注的焦點。而生物酶技術產品由純天然菌種和酶復合后生成,在它的成分內既無轉基因,也不包含任何的化學物質,也自不會給環境造成二次污染,是一種生物技術在環境保護應用上非常值得大力推廣的環測方法。
4生物芯片技術
生物芯片技術起源于速測試試條發明后的次年,亦即1995年,通過這項技術,數以萬計的基因的表達情形都可以被自動且迅速地監測出來。依照固定于芯片上的探針種類的不同,生物芯片可分為基因芯片、蛋白芯片、細胞芯片以及組織芯片等。近日,國外的一個資深生物學家通過不斷研究,發明了一種新的,獨特的,可提供更多基因信息的組織芯片和細胞芯片。較之基因芯片或蛋白芯片,組織芯片可提供的信息更為龐雜,對于環境監測而言更為有用。因此許多環境科學家逐漸意識到了生物芯片技術的強大,并將之引入到環境科學研究中來。在科學技術較為發達的西方國家,他們基因學研究的新趨向便是基于生物芯片技術的環境基因學。作為科學技術稍顯落后的我國,在生物芯片研究上成果并不那么突出。好在國家自然基金委與科技部都對這項新興技術予以大力支持,并將之列入了前沿課題項目中,相信在不久的將來,我國的生物芯片技術也會取得非常成就。
5生物傳感器技術
電子科技技術研發的不斷深入、以及生物技術的研究的持續發力,使得生物傳感技術應運而生,并獲得人們的逐漸認可。它的特點在于高度集成化、微型化和自動化,能夠快而有效地幫助環境監測進行有害物質分析。不僅常被用于環境監測,在食品工業與生物醫藥領域也都應用廣泛。生物傳感器通常由轉換器和敏感材料(分子識別單元)倆個部分構成,其特點為:測定速度快、成本低、且操作簡便。相信在未來會被廣泛應用于環境監測中去,會大有所為。
6結語
根據各個模塊的具體實現功能的不同,按照由下至上的順序分別予以設計。
1.1溫濕度數據采集模塊這部分工作主要是對ZigBee節點內部的單片機模塊進行編程。首先考慮到CC2530有3個8位端口組成,端口1、2、3分別用P0,P1,P2來表示,其中,P0和P1是完全的8位端口,而P2僅有5位可用。所有的端口均可以通過SFR寄存器P0、P1和P2位尋址和字節尋址。傳感器芯片只提供2個I/O端口:DA-TA和SCK,前者為數據輸入輸出端口,后者為只可輸入的時鐘信號端口。因此將P0_0與SCK相連以提供時鐘序列,P0_1與DATA相連以讀寫溫濕度數據。在了解硬件連接基礎上對數據采集模塊進行軟件設計,程序由3部分構成:(1)主函數部分:首先調用函數初始化串口通信以及溫濕度傳感器,然后調用函數獲取溫濕度數據,最后將數據處理后調用串口控制函數,打印調試信息。(2)溫濕度傳感器控制部分:具體實現初始化傳感器函數,即設置P0端口的相關寄存器;實現獲取溫濕度數據的函數,根據傳感器資料說明,端口按照一定時序發出特定的序列即可進行相應控制;實現將得到的數據進行計算修正的函數。(3)串口打印控制部分:包括從串口獲取PC鍵盤按鍵值、發送一個字符、發送一串字符等功能使主函數的打印信息能顯示在串口通信軟件界面上。其主要部分的流程圖見圖2。
1.2溫濕度數據傳輸模塊該模塊分為兩部分,一為基于Z-Stack協議棧開發使節點與協調器自動組網形成ZigBee網絡,并通過該網絡實現數據無線傳輸;二為使協調器與嵌入式核心板中ARM處理器進行串行異步通信,將數據最終交由嵌入式平臺處理。Z-Stack采用分布式尋址,兼容AODV路由協議,可以滿足近程通信的要求,即使通信鏈路失效發生也可有效工作。為了區分Z-Stack協議棧中復雜的硬件驅動系統,又提供了OSAL層[10](類似于單片機上的操作系統,實則為根據所觸發的事件選擇調度相應任務),可調度APP層的任務。另外,Z-Stack提供了源碼例程SampleApp。該例程實現的功能主要是協調器自啟動(組網)和節點設備自動入網。在了解Z-Stack的工作流程后,程序的開發將在APP層對Sam-pleApp.c進行改寫完成。這部分程序主要為利用OSAL層任務事件輪詢調度機制,通過系統周期性定時廣播數據到group1中去實現。當ZigBee節點加入網絡后觸發狀態改變事件,系統開啟定時器,定時時間一到就觸發廣播消息事件;系統為其創建相應的任務ID,調用廣播消息函數;節點端的廣播消息函數讀取前一個模塊得到的數據,利用AF_DataRequest()函數接口調用下層射頻硬件驅動函數發送溫濕度數據;觸發協調器端的接收數據事件處理函數SampleApp_MessageMSGCB(),將捕獲的溫濕度數據處理后,以字符串的形式通過串口顯示在宿主機的終端中,以方便調試和開發。另外,協調器通過異步串行接口將數據交由ARM處理器。
1.3溫濕度處理模塊為了后續拓展,為可處理多個節點溫濕度數據,該模塊設計采用服務器與客戶端兩進程間通信來實現[11]。將接收ZigBee協調器通過異步串行通信發送過來的數據作為服務器進程,并封裝ZigBee功能提供相應應用接口。客戶端進程則主要是用于同服務器端進行交互,解析獲取溫濕度數據,同時為實現UI圖形界面提供封裝好的接口,為此還需用Qt設計UI界面。其中雙方是利用套接口(Socket)來使進程之間通信,但是由于Socket本身不支持同時等待和超時處理,所以它不能直接用來完成多進程之間的相互實時通信。本實驗采用事件驅動庫libev的方式構建服務器模型。Libev是一種高性能事件循環/事件驅動庫。需要循環探測事件是否產生,其循環體用ev_loop結構來表達,并用ev_loop()來啟動。用戶需要做的僅僅是在合適的時候,將某些ev_io從ev_loop加入或剔除。服務器主要實現流程:首先開啟一個Zigbee后臺線程(底層)監聽服務器調用信息,接著利用ev_io_start(loop,&ev_io_watcher)啟動一個接收線程,專門用來接收客戶端發送過來的命令數據幀;然后按照相應的協議進行解析,跳轉到相應的接口,進一步調用底層Zigbee協調器并返回正確的信息給客戶端。客戶端主要實現流程:首先調用GetConnect接口函數連接到服務器的端口,然后開啟一個Zigbeetopo線程用來調用接口函數,發出獲取ZigBee網絡拓撲結構信息的數據幀,創建另一線程接收并解析服務器端返回的數據幀,同時已創建的UI界面設置定時器,動態刷新加載溫濕度數據,繪制成溫濕度曲線圖。服務器與客戶端進程間通信模型如圖3所示。此外還需利用Qt對UI界面設計。首先利用Qt-designer為整體界面布局,其中包括背景顯示框、LCD數值顯示框以及曲線圖顯示框,編譯生成一個UI類;然后采用多繼承的方法構造新類,并使用Qt中的信號與槽函數機制,使得接收到溫濕度數據觸發LCD數值顯示和曲線圖顯示槽函數動作。設計流程見圖4。
2Web服務搭建
以上只是完成了溫濕度的采集顯示,還未真正發揮出物聯網所實現的人與物相連,這部分就需要搭建Web服務來實現。實現Web服務需要移植嵌入式服務器,設計動態網頁,并通過WiFi最終在已搭建好的局域網內實現手機、PC等可實時查看數據。
2.1嵌入式服務器移植由于嵌入式設備資源一般都比較有限,并且也不需要同時處理多用戶的請求,因此不能使用Linux下最常用的如Apache等服務器,而需要使用一些專門為嵌入式設備設計的Web服務器。常見的嵌入式Web服務器主要有:lighttpd、thttpd、shttpd和BOA等。本文選擇移植BOA作為嵌入式服務器。BOA是一個非常小巧的Web服務器,可執行代碼只有約60KB,它是一個單任務Web服務器,只能依次完成用戶的請求,而不會fork出新的進程來處理并發連接請求,但BOA支持CGI,能夠為CGI程序fork出一個進程來執行。對BOA服務器的配置主要是在/etc/boa目錄下創建一個boa.conf文件,此文件包括服務器將使用主機的端口號、運行服務器的身份、錯誤信息記錄的指定文件、存放html文件的目錄、默認首頁文件等相關信息,此外還需根據配置信息在相應的一些目錄下創建文件。
2.2網頁設計及動態顯示網頁設計則是利用html制作靜態頁面,并結合JavaScript實現動態顯示。JavaScript是一種基于對象和事件驅動并具有相對安全性的客戶端腳本語言,同時也是一種廣泛用于客戶端Web開發的腳本語言,常用來給HTML網頁添加動態功能,比如響應用戶的各種操作。JavaScript腳本可以獨立成文件,也可以內聯到HTML文檔之中。另外,利用AJAX實時刷新網頁數據。AJAX:異步JavaScript和XML,它是一種在無需重新加載整個網頁的情況下,就能更新部分網頁的技術[14]。它通過在后臺與服務器進行少量的數據交換,便可以使網頁實現異步更新。這意味著可以在不重新加載整個網頁的情況下,對網頁的某部分元素進行更新。由于溫濕度數據放入數據緩沖區,是利用fopen、fread、fwrite以及fseek函數將數據緩沖區內數據寫入XML文本適當位置中,要想讀取XML文檔中的數據并將它顯示在Web頁面上,需將XML文件轉化為XMLDOM(XML文檔對象模型),然后再利用JavaScript來解析并實時它。
2.3WIFI模塊搭建通過搭建WIFI模塊,使得用戶可以通過支持WIFI的設備比如手機等更加便捷地查看溫濕度數據。WIFI是一個無線網絡通信技術的品牌,WIFI的運作至少需要1個AP和1個或1個以上的client。AP由路由器搭建的局域網充當,將插上無線網卡的嵌入式開發板看作一個client,然后就可以與其他client進行通信。要使無線網卡能正常工作,首先需加載驅動,然后對其進行一系列設置,使之加入到局域網中。由于開發板上配置有服務器,因此設置好合適IP以后,在手機等瀏覽器中輸入IP,就能查看溫濕度數據。
3結束語
無損檢測( Non Destructive Testing 或 Non Destructive Evaluation ,簡稱 NDT 或 NDE ),又稱非破壞性檢測,是利用材料的不同物理力學或化學性質在不破壞目標物體內部及外觀結構與特性的前提下,對目標物體相關特性(如形狀、位移、應力、光學特性、流體性質、力學性質等)進行測試與檢驗,尤其是對各種缺陷的測量。無損檢測的最大特點是既不破壞材料的原有特性,而且能在短時間內獲得期望的結果,以便操作人員迅速作出判斷,有利于連續生產和提高生產效率,還有利于作出正確的決策。同時也是指對材料或工件實施一種不損害或不影響其未來使用性能或用途的檢測手段。 通過使用 無損檢測,能發現材料或工件內部和表面所存在的缺欠,能測量工件的幾何特征和尺寸,能測定材料或工件的內部組成、結構、物理性能和狀態等。 無損檢測能應用于產品設計、材料選擇、加工制造、成品檢驗、在役檢查(維修保養)等多方面,在質量控制與降低成本之間能起最優化作用。無損檢測還有助于保證產品的安全運行和(或)有效使用。 無損檢測包含了許多種已可有效應用的方法,最常用的無損檢測方法是:射線照相檢測、超聲檢測、渦流檢測、磁粉檢測、滲透檢測、目視檢測、泄漏檢測、聲發射檢測、射線透視檢測等。 下面我們就通過兩個具體的例子來說明一下無損檢測技術的應用:
一. 無損檢測在木材保護中的主要用途和常用的無損檢測技術
主要用途為:1.木材含水率無損檢測 :木材含水率是影響與決定木材使用的重要指標,對古建筑木構件,含水率更具有重要意義。一般地,木構件含水含水率過高,則意味著古建筑木構件發生病蟲害的可能性增大,必須引起重視。 常用的木材含水率無損檢測儀器有根據直流電、高頻電流、介電常數、微波、紅外線等原理開發制造的儀器。
2.古建筑木結構部件的現場檢測:古建筑木結構維修和保護,不能破壞原有木構件,就需要采用無損檢測技術對其木結構安全進行評價,通過無損檢測為在維修前進行設計與確定維修或更換木構件等工作,提供有力的證據。這也是無損檢測的一個重要應用,主要檢測木構件的殘余強度和木構件內部缺陷 , 為木結構建筑的可靠性、安全性和使用壽命做出評價。
3.古樹名木的健康狀況評價 :古樹名木不僅是重要的自然資源和景觀,也已成為重要的文化遺產,得到世界各國政府的重視與保護。為加強古樹名木的保護,必須對古樹內部缺陷在不破壞其生長和引起新的災害的條件下進行檢測,這就需要應用無損檢測技術,這也是目前美國、歐洲和日本等發達國家對城市樹木進行保護必須采用的重要技術。
常用的技術:
1.肉眼觀察 :最簡單和最古老至今仍在使用的無損檢測方法就是肉眼觀察,可幫助對無損檢測結果進行判別和驗證。如對產品和組成成分的變化等需要做出判斷時,就需要肉眼觀察和識別,采用的辦法包括對破裂碎片、機械破壞、后期腐朽和嚴重的蟲蛀等情況的進行仔細觀察和分析。根據肉眼觀察判斷的結果確定檢測部件或產品的優劣與是否合格或淘汰。
2. 聲應力波 :聲應力波是最常用的古建筑木結構安全評價的無損檢測方法。聲應力波是通過沖擊或用給定的應力使其產生振動,但目前主要采用的是沖擊產生振動的方法。
聲應力波方法常采用測定聲傳播速度或測定振動波譜的方法來進行分析。 對木構件常用測定聲速來計算木構件的殘余動彈性模量,因為聲速測定簡便易行,其計算公式為E=DV 2
其中 E—— 是木材動彈性模量; D—— 木材密度; V—— 聲應力波速度
利用應力波測定殘余動彈性模量需要檢測木材密度,而密度測定必須在現場采樣,然后在實驗室進行測定。
當木材發生腐朽或蟲蛀時,垂直于木材紋理方向的傳播速度急速增加。一般地,當應力波傳播速度增加 30% 時,就意味著木材強度損失已達到 50% ;當應力波傳播速度增加 50% 時,就意味著木材遭到了嚴重損害;橫向(徑向或弦向)是探測腐朽的最佳途徑。
為此在進行應力波無損檢測時,最好選擇聲應力波振動波譜分析的應力波檢測儀,如果采用測定聲傳播速度檢測方法的儀器,應采用相應的方法彌補測定儀器帶來的不便。
3.超聲(應力)波 :超聲應力波同聲應力波方法基本相同,主要不同在于超聲波應用的頻率超過 20kHz 。
超聲波測定的原理分為穿透應力波系統和脈沖 - 反應系統兩種,現有設備也是按照這兩種原理設計生產制造的。穿透應力波系統是指超聲波沿被檢測木材的厚度方向傳播,而被檢測的木材的聲波特性就在另一邊被記錄下來;而脈沖 - 反應系統是指測定記錄被傳播到材料內部表面的回聲波的特征,可以測定木材腐朽深度等。
4. 其它無損檢測技術:
① 電學方法:利用木材電阻和木材含水率的相關關系進行無損檢測,可以測定木材含水率。還可以利用木材電阻特征在現場探測木材腐朽。
② γ 射線:利用 γ 射線可以定量化探測木材內部腐朽程度,也可以定量測定防腐劑痕量元素在木材中的分布。這種檢測方法的不利因素是要用到放射性元素。
③ X- 射線: 這是實驗室和生產線上常用的一種方法,主要用于檢測木材內部腐朽、木材微密度測定、木材節疤等的檢測等,如常見的軟 X 射線木材微密度測定儀、 X- 射線木材缺陷檢測系統等。
二.混凝土無損檢測技術:
混凝土是我國建筑結構工程最為重要得材料之一,它得質量直接關系到結構得安全。多年來,結構混凝土質量得傳統檢查方法是以按規定得取樣方法,制作得立方體試件,在規定得溫、濕度環境下,養護28天時按標準實驗方法測得得試件抗壓強度來評定結構構件得混凝土強度。用試件實驗測得得混凝土性能指標,往往是與結構物中得混凝土得性能有一定差別。因此,直接在結構物上檢測混凝土質量得現場檢測技術,已成為混凝土質量管理得重要手段,這一檢測技術已引起各國建筑工程界得重視和承認。 所謂混凝土“無損檢測”技術,就是要在不破壞結構構件得情況下,利用測試儀器獲取有關得混凝土質量等受力功能得物理量,因該物理量與混凝土質量(強度、混凝土缺陷)之間有較好得相關關系,
關鍵詞: 樁基工程 檢測質量 控制
中圖分類號: O213.1 文獻標識碼: A
樁基工程質量決定建筑物的安危, 關系到國家和人民生命財產的安全。所以, 樁基工程質量控制是建筑工程質量控制的重要環節, 也是技術難度較大的一個環節, 質量檢測是樁基工程質量控制的必要手段, 檢測結果是樁基工程質量驗收的科學依據, 所以樁基工程檢測質量控制問題顯得至關重要。本文擬根據檢測技術規范, 結合實際檢測經驗, 提出幾點看法, 供同仁商榷。
1 建筑基樁檢測技術要求
1. 1 樁基檢測現行有效的依據規范主要是: 中華人民共和國行業標準 5建筑基樁檢測技術規范6 JGJ106- 2003 ( 以下簡稱5規范6)。5規范6規定: 工程樁應進行單樁承載力和樁身完整性抽樣檢測。現行5建筑地基基礎工程施工質量驗收規范 6 (GB50202- 2002)和5建筑地基基礎設計規范6 (GB50007- 2002)都以強制性條文的形式規定, 工程樁應進行單樁承載力檢驗,混凝土樁樁身完整性檢測也是上述兩規范質量檢驗標準中的主要項目。工程實際操作時, 宜先進行完整性檢測, 然后再有針對性地做承載力檢測, 以對整體施工質量作出評估。
1. 2 檢測方法的選擇目前列入5規范6的檢測方法有 7種, 即: 單樁豎向抗壓靜載試驗、 單樁豎向抗拔靜載試驗、 單樁水平靜載試驗、 鉆芯法、 低應變法、 高應變法和聲波透射法。這 7種方法是基樁檢測中最常用的檢測方法。對于沖孔樁、 挖孔樁和沉管灌注樁以及預制樁等樁型, 可采用其中多種甚至全部方法進行檢測; 但對異型樁、 組合型樁, 這 7種方法就不能完全實用 (如高、 低應變動測法和聲透法 )。因此在具體選擇檢測方法時, 應根據檢測目的、 內容和要求, 結合各檢測方法的適用范圍和檢測能力, 考慮設計、 地質條件、 施工因素和工程重要性等情況確定, 不允許超適用范圍濫用。同時也要兼顧實施中的經濟合理性, 即在滿足正確評價的前提下, 做到快速經濟。除中小直徑灌注樁外, 大直徑灌注樁完整性檢測一般可同時選用兩種或多種的方法檢測, 使各種方法能相互補充印證, 優勢互補。另外, 對設計等級高、 地質條件復雜、 施工質量變異性大的樁基, 或低應變完整性判定可能有技術困難時, 提倡采用直接法 (靜載試驗、 鉆芯和開挖 )進行驗證。樁的動測法是靜荷載試驗的補充, 不應也不能完全代替靜荷載試驗。
1. 3 檢測開始的時間對于低應變法或聲波透射法, 受檢樁混凝土強度至少達到設計強度的 70%, 且不應小于 15M Pa ; 當采用鉆芯法時, 受檢樁混凝土強度應達到設計值; 承載力檢測時, 除樁身強度應符合規定外, 尚應滿足土層休止時間的要求。
2樁身完整性檢測質量控制
2. 1對樁基工程質量進行檢測, 必須檢測樁身完整性。工程實踐證明, 常用的低應變動測方法對樁身完整性的檢測, 能較為可靠地發現一定深度范圍內基樁的質量問題 (如裂縫、夾泥、 縮頸、 離析等 )及其嚴重程度。隨著檢測技術的發展,現行技術已能對傳統的靜載荷試驗不能直接說明的樁身完整性問題作出定性分析, 并據此對樁進行分類, 便于發現問題,為基礎處理提供依據。
2. 2 對于水泥土樁, 則不宜采用低應變動測檢查樁身質量。這是因為水泥土樁樁材是水泥與原地基土進行攪拌混合所形成的一種樁體, 其樁身性質介于剛性樁與柔性樁之間, 它的剛度、 抗壓強度和抗側壓力作用小于剛性樁而大于柔性樁, 因而對其質量的檢測不能套用剛性樁的檢測方法。
2. 3鉆芯法可對樁身質量進行直觀定性分析, 能檢測樁身混凝土強度、 混凝土離析和膠結、 混凝土級配攪拌情況、 樁底沉渣 (樁身夾渣 )或樁底持力層情況、 基巖的承載力和完整性情況, 檢測結果準確率高。對鉆孔灌注樁、 人工挖孔樁而言,其直徑一般較大, 當對其樁身質量進行低應變動測后有質量問題需進一步確認時, 可采用鉆芯法檢測樁身質量。鉆芯法與超聲波透射法相結合, 可用于重要工程的大直徑灌注樁。
2. 4 基樁低應變法動測的關鍵是要取得準確、 可靠的測試信號, 所以現場檢測人員應操作熟練, 有豐富的動測信號分析經驗, 現場應及時排除干擾信號。遇到異常信號時, 應分析原因, 多換幾個檢測點, 特別對大直徑樁, 樁截面各部位的運動不均勻性會增加, 樁淺部的阻抗變化往往表現出明顯的方向性, 故應增加檢測點數量, 每個檢測點的采集信號不宜少于 3個, 通過疊加平均提高信躁比。現場應保證采集到一致性好、真正反映基樁質量特性的動測信號。
2. 5樁頂條件和樁頭處理好壞直接影響測試信號的質量。因此, 要求受檢樁樁頂的混凝土質量、 截面尺寸應與樁身設計條件基本等同。檢測人員在分析動測測試信號時, 應仔細分清哪些是缺陷波或缺陷諧振峰, 哪些是因樁身構造、 成樁工藝、 土層影響造成的類似缺陷信號特征。另外, 根據測試信號幅值大小判定缺陷程度, 除受缺陷程度影響外, 還受樁周土阻尼大小及缺陷所處的深度位置影響。相同程度的缺陷因樁周土巖性不同或缺陷深度不同, 在測試信號中其幅值大小各異。因此, 如何正確判定缺陷程度, 特別是缺陷十分明顯時, 如何區分是Ó類樁還是 Ô類樁, 應仔細對照樁型、 地質條件、 施工情況結合當地經驗綜合分析判斷; 不僅如此, 還應結合基礎和上部結構型式對樁的承載安全性要求, 考慮樁身承載力不足引發樁身結構破壞的可能性, 進行缺陷類別劃分, 不宜單憑測試信號定論, 有疑問的必須驗證檢測, 以保證檢測的科學性、 準確性和公正性。
3 承載力檢測質量控制
3. 1 樁基是埋入地下的隱蔽工程, 其質量較難控制, 特別是就地灌注樁, 更易出現影響樁基安全使用的各種質量問題。單樁的極限承載力, 迄今也還不能象結構工程那樣, 單純通過理論計算予以確定, 因為樁的承載力與樁型、 樁材、 成樁工藝以及地層土特性等眾多復雜的因素有關。因此在較重大的工程, 要求通過一定數量的靜荷載壓樁試驗來確定樁的承載力,作為設計的依據。
3. 2 現在對樁基承載力的檢測, 常用的方法有靜載荷試驗、高應變法檢測。高應變法屬于動測法的一種, 其適用范圍受一定的限制, 在進行灌注樁的豎向抗壓承載力檢測時, 應具有現場實測經驗和本地區相近條件下的可靠對比驗證資料; 對于大直徑擴底樁和 Q) s曲線具有緩變形特征的大直徑灌注樁, 不宜采用本方法進行豎向抗壓承載力檢測。雖然靜載荷試驗比高應變法費用高、 所耗實驗時間長, 有時受場地限制等原因, 但是靜載荷試驗仍然是檢測基樁承載力最直接、 最準確、 最可靠的方法。
3. 3 為保證靜載試驗結果的準確性, 所有試驗儀器儀表必須經過計量部門檢定合格, 并在有效期內使用。當采用壓力表測定油壓時, 為保證測量精度, 其精度等級應優于或等于 014級, 不得使用 115級壓力表控制加載。當油路工作壓力較高時, 有時出現油管爆裂、 接頭漏油、 油泵加壓不足造成千斤頂出力受限、 壓力表線性度變差等情況, 所以應選用耐壓高、 工作壓力大和量程大的油管、 油泵和壓力表。
3. 4 靜載試驗在所有試驗設備安裝完畢之后, 應進行一次系統檢查。其方法是對試樁加一較小的荷載進行預壓, 其目的是消除整個量測系統和被檢樁本身由于安裝、 樁頭處理等人
為因素造成的間隙而引起的非樁身沉降; 排除千斤頂和管路中之空氣; 檢查管路接頭、 閥門等是否漏油等。如一切正常,卸載至零, 待百分表顯示的讀數穩定后, 并記錄百分表初始讀數, 即可開始進行正式加載。
3. 5 靜載試驗應保證有足夠的荷載反力, 試驗過程應及時補壓, 以使真實反映每級荷載作用下的樁頂沉降。為控制檢測質量, 加載到最后一級, 監理人員要到現場見證簽字。當樁身存在水平整合型縫隙、 樁端有沉查或吊腳時, 在較低豎向荷載時常出現本級荷載沉降超過上一級荷載對應沉降 5倍的陡降, 當縫隙閉合或樁端與硬持力層接觸后, 隨著持載時間或荷載增加, 變形梯度逐漸變緩; 當樁身強度不足樁被壓斷時, 也會出現陡降, 但與前相反, 隨著沉降增加, 荷載不能維持甚至大幅降低。所以, 出現陡降后不宜立即卸荷, 而應使樁下沉量超過 40mm, 以大致判斷造成陡降的原因。
參考文獻
[ 1]中國建筑科學研究院主編 # 建筑基樁檢測技術規范( JGJ 106- 2003)# 北京: 中國建筑工業出版社, 2003
我們設計的通用數字圖書館數字對象框架DOA是在Fedora系統中得以實現的。其中數字對象是數字對象框架的核心,數字對象由數據和數據器組成,數字對象是一個唯一標識的網絡實體,數據包含核心元數據和數據元素,用來封裝描述屬性不同的數字資源,核心元數據又包含:數字對象唯一標識符和系統元數據,并且提供訪問數字資源的機制。系統元數據用來描述整個數字對象。
數據元素是數字對象所包含的數據,由元數據或數據本身充當。一個數字對象包含一個或者多個數據元素,數據元素將數據和元數據統一對待,數字對象包含數據在網絡上分布位置不同,數據元素將數據和元數據統一對待。數據器是數字對象內部的一種結構,需要能夠通過某種方式訪問,它包含數據內容類型和操作的數據元素。倉儲是網絡上的存儲系統,數字對象存放在倉儲里面,它為數字對象的存在提供了容器,與數字對象的交互只能通過倉儲訪問協議進行。數字對象唯一標識符解析系統根據它的唯一標識符,可以把一個數字對象的唯一標識符解析在倉儲的倉儲訪問協議的訪問點。
采用面向對象思想的數字對象框架優點是很好地解決統一存儲管理屬性不同的數字資源,將所有的數字資源用數字對象來進行封裝,數據器中的數據內容類型是操作接口和操作的實現本身,數字對象由唯一標識符統一標識,并且代碼的可維護性,可復用性強。
Fedora系統的分析
Fedora實現了數字對象框架,可以分布在網絡的不同節點上的,是一個通用的數字對象管理系統。可以支持動態行為定義和行為實現的變化,數字對象最終以XML文件的形式存在。Fedora是一個三層結構的系統,最上層是管理和訪問接口層,管理接口定義了管理倉儲的公開接口,其訪問接口定義了訪問數字對象的公共接口。其倉儲提供了對數字對象管理和訪問接口,能夠創建,修改,刪除數字對象的數據元素,動態地實現數據的;中間層是內部服務層,底層是存儲子系統,實現了對數字對象的統一檢索。Fedora系統內部模塊采用Java語言開發,開發了倉儲服務器程序和客戶端程序。可以方便地進行各種操作。Fedora的優點是實現了數字對象框架,實現了數字對象的導入導出,可以分布任何網絡節點上,可以很方便地進行互操作。
虛擬館藏的設計和實現
人類的技術預測活動始于20世紀30年代的美國,二戰期間其應用逐漸廣泛,戰后越來越多的機構開始重視對未來科技的研究,尤其是在軍事和航天領域。從20世紀70年代起,隨著科技發展的重心從軍用方面向民用部門轉移,社會生活特別是經濟領域變化加快、復雜性增大,傳統預測方法很難適應瞬息萬變的市場環境,技術預測研究陷于低谷;直到20世紀末,在全球創新需求愈發強勁,以及新的預測方法和形式的帶動下,技術預測研究又開始蓬勃發展起來。世界上越來越多的國家注意到技術預測的重要性,美國、日本、英國、德國和韓國等國家都在積極開展技術預測和關鍵技術選擇等前瞻性研究。如美國白宮科技政策辦公室自1991年以來每隔2年就要一份《國家關鍵技術報告》,對未來國家關鍵技術進行預測和選擇;日本科學技術廳從1971年開始大約每隔5年進行一次技術預測調查。而我國的技術預測研究活動起步較晚,雖然還落后于發達國家,但發展也非常迅速,越來越受到重視,相關研究成果有技術預測與國家關鍵技術選擇研究組的《從預見到選擇:技術預測的理論與實踐》,國家技術前瞻研究組的《中國技術前瞻報告》等。在技術預測方法的研究上,歐盟委員會聯合研究中心未來技術研究所(JointResearchCentreInstituteforProspectiveTechnologicalStudies,JRC-IPTS)分別在2004年、2006年、2008年、2011年召開了四屆FTA(Future-OrientedTechnologyAnalysis,面向未來的技術分析)研討會,用FTA來涵蓋包括技術預測、技術情報、技術評價、技術預見等各類面向未來的技術分析方法和實踐,極大地推進了技術預測相關研究的發展。由于FTA涉及許多與未來技術有關的研究和實踐活動,因此擁有眾多的技術預測方法,一些作者根據各自的理解,試著對現有的技術預測方法進行梳理或分類,如Slocum、Martino和Yoon等。
2技術預測與學科建設
2.1學科建設
學科建設是提高學校辦學水平的基礎,學科建設水平決定著高校的辦學水平,決定著高校知識創新能力、科學研究水平和人才培養質量。高校在學科建設過程中,學科重點研究領域或研究方向的選擇及建設、學科人才隊伍建設、科研項目的申請及完成等是學科建設的基本內容,也是最重要的內容。作為學科人才的科研工作者在開展科研工作時,申請科研項目是科研的基礎,科技創新是科研的關鍵。目前,高校在進行學科重點研究領域或研究方向的選擇時,一般是采用召集學科專家進行討論的方法,也即德爾菲法。科研工作者在進行科研項目申報和科技創新時,往往是通過個人的學術知識理解和運用及專業思考來開展的。顯然,這些進行研究方向選擇、項目申報、科技創新等所采用的方法帶有較大的主觀性,缺乏對當前研究現狀的全面了解,也比較缺乏判斷和決策的客觀性,同時也存在著重分析輕預測的缺陷。工程類學科知識直接涉及相關的工程技術,因此工程類學科的建設更加需要緊密結合當下的最新工程技術現狀,緊跟本學科工程技術的發展趨勢來協調推進學科的發展。因此,高校或科研工作者在開展學科(重點)研究方向選擇、科研項目申報、科技創新等工程類學科建設工作時,很有必要通過分析與預測本學科領域的技術來全面、客觀了解某一個學科領域內的科技現狀及未來的技術發展趨勢,以此增加進行學科(重點)研究方向選擇時判斷和決策的客觀性和科學性,提高項目申報和科研創新的針對性和成功率。而這些工作的開展都將大大地促進學科的快速發展,有效地提高學科建設水平。
2.2技術預測應用于學科建設的現狀
有關將技術預測直接應用于學科建設的研究,目前國內外尚少見。但在學科建設過程中,間接采用技術預測方法及成果的案例卻不少,這主要體現在世界各國各級政府部門所制定的科技發展規劃上。如前所述,世界各國都在積極開展技術預測和關鍵技術選擇等前瞻性研究,而其研究成果主要就是用于幫助政府部門制定科技發展規劃或指引科研導向的指導性綱領;同時,高校的學科建設往往是緊密結合政府部門的這些規劃或指導性文件來進行的。因此,高校在學科建設過程中是間接采用技術預測方法及成果。但必須注意的是,政府部門所開展的技術預測活動往往是比較宏觀的,也即技術預見;而具體到高校學科建設的層面,相對而言是比較具體的,再到科研工作者個人的層面,就更加具體和細化。因此,即便有了政府部門的指導性文件,高校在進行學科建設時也很有必要開展更為具體的技術預測,以協助和指導學科的發展。另外,也有一些研究試圖采用一些客觀分析或預測的方法來協助學科建設。如趙坤等提出通過科學預測國內外科技發展趨勢來進一步加強學科建設,但并未見有具體的應用;張婷對科學傳播領域的研究前沿進行了可視化的梳理和描述,試圖演示科學傳播領域研究前沿的動態變化過程與發展趨勢,為技術預測和學科發展提供借鑒;侯劍華對中國工商管理學科的文獻數據進行了可視化圖譜分析,梳理出中國工商管理學科的7個研究熱點和15個具體的前沿研究方向,構建了中國工商管理學科體系,并將工商管理學科的研究熱點和前沿進行國內外比較,預測出中國工商管理學科的發展趨勢;黃曉穎和張文超以高校學科建設為背景,先后提出了基于數據倉庫和數據挖掘的決策支持系統解決方案,研究與實現了基于數據倉庫和數據挖掘的高校學科建設決策支持系統;于江運用信息可視化技術對我國基礎學科領域發展狀況作了分析,揭示學科發展狀態、識別研究熱點、發現學科交叉,為學科發展趨勢的預測提供參考,從而指導科研人員選題,幫助有關部門制定學科發展規劃;尹仁芳采用文獻研究法、文獻計量學、SWOT分析法及專家訪談法,明確中醫藥信息學學科發展思路、發展目標、未來重點研究領域、主要任務、具體保障措施及實施計劃。
3技術預測應用于工程類學科建設的構思
通過以上對于技術預測及其在學科建設中的有關應用現狀的介紹和分析,可見將技術預測應用于高校工程類學科建設中具有可操作性,是切實可行的。圍繞學科建設的幾個主要方面,利用技術預測的方法和結果,用于學科發展和建設決策的基本思路和途徑。具體而言,可從學科信息分析、學科技術預測、學科建設決策3個方面遞進進行。
3.1學科信息分析
對于高校工程類學科而言,其學科信息主要與本學科所涉及的科學與技術領域知識有關,科學知識主要記載在科技圖書和論文中,技術知識主要記載在專利文獻中。學科的建設需要緊跟實際,而圖書記載的往往是比較成熟的知識體系,無法反映最新的科學研究成果。因此,在學科信息的選擇上,往往選擇能夠比較快地披露最新科技信息的論文和專利作為信息源。進行學科信息分析,主要就是結合分析本科學領域的科技論文和專利文獻。在分析的方法上,可采用目前比較先進的信息可視化方法,運用知識圖譜方法對科技論文信息進行分析和可視化展示,運用專利地圖方法對專利信息進行分析和可視化展示;最后將兩種分析結果進行對比和歸并,形成最終的學科領域科技分析結果。
3.2學科技術預測
在對學科信息進行深入分析后,便可在其基礎上進行學科技術預測。預測的方法就是充分利用學科信息分析的結果,通過知識圖譜和專利地圖,掌握學科領域的技術現狀,進而預測技術發展趨勢。具體而言,學科技術預測可從3個方面進行:一是通過分析學科領域的科技總體和區域發展狀況、主要科研機構和人員研發動向等,預測學科領域的技術活躍程度;二是通過分析學科領域的研發周期和技術生命周期等,預測學科領域的技術將進入哪一個具體的生命周期階段;三是通過分析學科領域的科技研究重點、核心、熱點、前沿、空白區域等,預測學科領域的技術發展重心、演化趨勢、潛在機會等。
3.3學科建設決策
在進行客觀的學科技術預測后,便可利用有關技術預測結果進行學科發展和建設決策。圍繞學科建設的幾個主要方面,利用學科技術預測的相關結果,分別有針對性地協助進行科學、客觀的決策。具體而言,在學科(重點)研究方向的選擇上,可借鑒學科領域技術活躍程度和技術生命周期的預測,初步確定學科領域比較有發展前景的若干研究方向;再結合學科領域技術發展重心(研究重點、核心)和演化趨勢的預測(研究熱點、前沿),進一步確定學科今后的(重點)研究方向。在學科研究項目的申報和科技創新上,同樣可以借鑒學科領域技術演化趨勢(研究熱點、前沿)和潛在機會(技術空白區域)的預測,申報關于學科領域熱點和前沿問題的研究項目,開展科技創新活動,完成有關科研項目,提升學科水平。
4結語
在數據或信號通信網絡中,按照一種鏈路協議的技術要求連接多個數據站的通訊設施,成為數據鏈路。數據鏈路一般包括傳輸的物理媒介、鏈路通訊協議、相關設備等,但不包括提供數據信號的功能設備和接收數據信號的功能設備。數據鏈路通常根據不同的用途或特定的需求來研制的,各種數據鏈路都有其相應的標準與編號,例如美軍有link13、link14等多種數據鏈路。本文提到的數據鏈簡稱J鏈和U鏈,它是根據我國實際的用途和需求,定義了專用的傳輸協議,將處于不同地理位置的作戰平臺,實現緊密的戰術鏈接,組合為完整戰術共同體。
2軟件概述
2.1總述
數據鏈測試系統軟件安裝在數據鏈測試系統的計算機系統上,驅動整個測試系統硬件系統,完成對測試工作的控制、數據分析處理、測試結果的判斷與顯示。為了給用戶友好的操作界面,測試系統的計算機操作系統采用基于圖形界面的WindowsXP操作系統。測試軟件的開發,利用當今流行的可視化編程語言VisualC++6.0編制出一個完全圖形化的用戶操作界面,設計出操作方便的集成化數據鏈測試系統軟件結構設計。
2.2功能簡介
數據鏈測試系統軟件主要實現以下功能:(1)與電子飛行儀表系統建立通信。(2)模擬指揮儀系統發送J鏈和U鏈的數據鏈信息;基于VC的數據鏈測試系統軟件設計文/蔡軍本文主要論述了在VC++6.0環境下進行的數據鏈測試系統軟件設計。數據鏈測試系統軟件是為測試、驗證某電子飛行儀表系統的數據鏈功能而研制的軟件,該軟件在某綜合測試系統上配套使用,是一款用于模擬大批量數據鏈信息,并實現與電子飛行儀表系統建立通信的軟件。數據鏈測試系統軟件可完全模擬指揮儀系統發送J和U數據鏈交聯數據信息,并實時接收電子飛行儀表系統對自由文電信息的應答。摘要(3)接收電子飛行儀表系統的自由文電應答信息;(4)打印輸出RS422數據的封裝結果;(5)多視圖方式實現雙鏈多事件型數據界面的切換;(6)通過配置文件一次性裝載、修改多批目標數據。
2.3層次劃分
分層的設計思想有利于實現設計的模塊化,減小模塊間的耦合度,從而有利于提高系統可靠性和方便升級維護。從層次結構上講,整個測試系統可以包括三個層次:硬件層、硬件接口層以及軟件層,從軟件設計的角度看,測試系統軟件可認為由三部分組成:硬件驅動層、軟件支持層和用戶應用層。系統層次關系如圖1所示。各層功能劃分如下:
2.3.1硬件層即為了實現具體測試的各數據采集科和總線接口卡,它們將插在測試主機上,實現測試主機與被測系統的互連和通訊;
2.3.2物理接口層該層是軟件和硬件的結合層,主要指主機內插卡提供的可通過ISA或PCI總線訪問的板卡上的資源。
2.3.3硬件驅動層提供上層軟件訪問板卡硬件的方法,是軟硬件通訊的橋梁。
2.3.4軟件支持層在本系統里包括對硬件訪問功能封裝的API函數,以及對測試系統軟件界面支持的導出類。對于硬件功能封裝,也將按照接口統一的理念,比如初始化,中斷句柄傳遞,重置,執行等等,以實現統一的函數調用;對于對測試系統軟件界面支持的導出類,主要是為了實現界面增強的功能,使測試界面更加人性化,更直觀。動態連接庫的設計也是模塊化設計思想的具體體現。
2.3.5用戶應用層即提供給用戶的控制測試流程和觀察測試結果的可視化視圖界面。為了方便用戶使用,減少誤操作以及無效操作,測試系統軟件采用了多視圖的構架,將視圖客戶區主要分成兩個部分:視圖選擇按鈕和為多視圖,每次只有一個視圖處于頂層激活狀態。測試需求所要的所有功能都是在功能視圖中完成,對于J鏈測試、U鏈測試等視圖采用了基于FormView的視圖類,對于測試結果則采用了ListView作為基類,對于幫助文檔采用了HtmlView作為基類。多視圖的形式解決了為了實現不同需求功能,而測試界面不同的要求,使測試界面更簡潔,用戶更容易操作,同時也使代碼更加模塊化。
3軟件設計
3.1軟件模塊數據鏈測試系統軟件采用模塊化、分層的設計思路以保證系統本身的健壯性和有效管理繁雜的測試數據。測試軟件具體功能由8個相互聯系的模塊實現,各模塊具體組成和結構如圖2所示。
3.2驅動程序模塊驅動程序模塊通過串口通信控件MSComm控件實現,本模塊采用了事件驅動法,主要是考慮MSComm控件在接收到數據事件發生時能及時相應并獲取緩沖區中的數據,而且可靠性高。
3.3應用程序類模塊在MFC框架里,在工程的其他類實現文件CPP中,只需要利用AfxGetApp()函數就可以很方便的獲得應用程序入口類指針。
3.4框架類模塊在應用程序框架類中管理所有與測試框架有關的東西,包括加載菜單,加載工具欄,加載狀態欄,組織多視圖等等,同時還將管理中斷的傳遞,以及測試板卡的指針(長整型)。在本測試軟件中,主程序采用了MFC生成向導里面的單文檔視圖結構,為顯示測試結果,視圖基類為ClistView。不選擇多文檔視圖,是因為在測試過程中,任何一個時刻J鏈數據發送、U鏈數據發送,這兩者中只能一個處于激活狀態,這是由測試需求中測試項目選擇決定的,因此就不存在同時開啟多個測試界面,用單文檔視圖結構是適合的。測試系統的菜單采用了動態連接庫封裝的CpicMenu類,以支持圖形化菜單,工具欄為部分菜單功能的映射。在CstatusBar派生類中重載OnCreate函數,創建一個靜態文本框用來顯示圖片,其中風格設置成WS_CHILD|WS_VISIBLE|SS_ICON|SS_CENTERIMAGE,表示靜態文本框是子框架、可見、圖表顯示、圖片居中。
3.5文檔類模塊文檔和視圖分離是MFC推薦的一種程序結構,在這種結構下,視圖類處理跟界面有關的東西,而文檔類處理跟存儲有關的東西,兩者通過GetDocument函數相關聯。這樣處理給程序編程帶來了很多好處,首先這種方法強調了模塊化的思想,兩個類中分別處理各自的事情,而需要數據交換時再相關,而這種情況往往是打開文檔或者保存文檔時發生,因此提高了程序的模塊化;其次兩個類中都有很多各自的支持類和函數,特別是視圖類,這樣就便于各自編程,而不互相影響,最大方便的實現每個類。在本測試系統中也采取了這種文檔視圖分離的結構。
3.6視圖類模塊數據鏈測試系統軟件將顯示界面劃分為三塊,左1右2,左邊加載的是具有Outlook風格的窗口,它可以通過鼠標單擊選擇右邊是J鏈視圖還是U鏈視圖;右邊上面是數據輸出視圖(J鏈或U鏈),右邊下面是數據輸入視圖,它顯示的電子飛行儀表系統的心跳和自由文電的應答信息。
4主要技術難點
4.1多線程技術數據鏈測試系統最大可支持的為同時在J鏈發送200批/400ms,U鏈發送100批/400ms,二十多個事件型數據不定期的發送,周期數據每批最多有65個字節,事件型數據最多有240個字節。要完成這么大數據量的輸出,一般的在定時器里設置400ms時間輸出是無法實現該功能的。為此該軟件采用了多線程技術,分別創建了J鏈目標數據輸出線程和U鏈目標數據輸出線程,在線程里設置400ms等待時間。
4.2配置文件裝載數據鏈測試系統有空中、水面、陸地、電子戰等目標數據,該數據在J鏈時最多有200批目標,每批目標最多有30多個屬性,包括目標編識號、目標屬性、目標位置等,如此多的目標完全手動輸入的話,測試工作量太大了。為此,該軟件建立配置文件,測試人員可以通過修改配置文件,一次性將目標屬性全部輸入,同時能夠將目標屬性保存進配置文件,可供下次調用。
4.3數據結果的打印輸出為了更好的調試產品軟件,數據鏈測試系統軟件里增加了輸出RS422數據的打印顯示功能,將已經輸出的RS422數據按數據類型打印在TXT文檔里,通過比較每個字節數據,可以很好的驗證產品軟件,協助產品軟件自測試和軟件排故。
5小結
1.1由于患者對于醫療和護理的特殊性不夠了解,和患者缺乏必要的溝通
由于分娩對于孕產婦來說是件喜事,通常期望值比較高,沒有壞的思想準備,而母子平安也是孕產婦及其家屬進入醫院最基本的要求。尤其是對于分娩所出現的各種并發癥不夠了解。由于孕產婦缺乏相關的疾病常識,認為當初診斷不出來就認為是誤診;還有的患者認為出現了并發癥都是誤治所導致的結果。尤其是針對患者的病情沒有科學判斷,和患者的溝通不夠到位,造成患者及其家屬思想準備不足,如果出現了意外情況,常常無法理解而產生糾紛。一旦患者出現了殘疾死亡或者臟器功能的障礙,就認為是醫護人員的工作失誤,更甚至出現大吵大鬧行為或者進行嚴重的人身攻擊。
1.2沒有良好的職業道德,護理服務的態度不好
在長期以來,這也是患者投訴的焦點和熱點。比如在孕產婦在臨生產時,通常會因宮縮痛而不配合,其家屬在手術室以外守候焦急不安,助產人員也比較緊張忙碌,如果其語言比較生硬簡單,愛理不理,沒有責任心,就會導致孕產婦出現較大的壓抑情緒,也會導致家屬的嚴重不滿,結果造成護理糾紛的不斷發生。
1.3護理服務的質量水平和技術有限
很多孕產婦因為妊娠合并癥,產時與產后其病情不斷變化,合并的并發癥時有發生,這就無形中加重在產程中觀察的難度性。由于有些護理人員的臨床經驗嚴重不足,且技術力量有限,造成對產程中并發癥的臨床觀察和預見性較差,從而缺乏同情心、責任心,更會缺乏細心和耐心,造成護理服務不良事件常常發生,必然給患者及其家屬帶來終生的遺憾與痛苦,也必然會導致各種糾紛。
1.4護理管理制度不健全,并且執行不嚴
由于護理各班組工作職責的分工不夠明確,常常違反各類操作規范,加上護理工作制度不夠完善,比如急救設備、產科用品和各類藥品管理不嚴,沒有處在備用的狀態,或者是放置混亂,或者沒有定期進行消毒與檢查,在用完以后沒有及時進行補充。這樣,在危重患者需要搶救的時候,常常因為搶救用品不全而延誤最佳的搶救時機,往往帶來非常嚴重的后果。
2.婦產醫院化解和防范產科護理糾紛的應對措施
2.1提高法律意識,加強護理安全教育
提高法律意識也是防范護患之間產生糾紛的主要保證,由于孕產婦及其維權意識日益增強,這就要求護理人員必須掌握相關的法律知識,要善于運用法律來維護護患雙方的合法權益。此外,高度的安全意識,可以防患于未然,真正起到防范和化解護理糾紛的作用。在平時要注重搜集關于醫療和護理過程中違法的案件和事例并從中認真吸取教訓,做到引以為戒,防微杜漸。
2.2努力改善服務的態度,并增強為患者服務的意識
要樹立一切以孕產婦為中心的服務理念,增強護理的服務意識,不斷改善護理服務的態度。這也是避免出現護理糾紛的工作基礎。特別是在孕產婦住院期間,她們都非常希望得到護理人員的幫助與尊重,所以護理人員應當主動和熱情的接待,要體貼和關心她們,要耐心和主動地進行衛生健康的宣傳教育工作。自臨產至分娩期間,孕產婦住院情緒波動比較大,護理人員應當主動為其分擔憂愁,并做好孕產婦在分娩的過程中各項生活心理和精神的護理工作,及時地向患者家屬來通報產程的進展狀況,從而解除她們的不安和焦慮,要逐漸學會運用寬容和的態度來面對孕產婦和家屬所表現出來的誤會,只有這樣才能有助于預防各類護理糾紛。
2.3提高護理服務的質量,努力加強護理技能的培訓