系统安全度（精选九篇）
系统安全度 篇1
电点火系统是武器系统中的关键部件, 其在复杂电磁环境下的安全性和可靠性对武器系统作战效能的发挥至关重要。电点火系统主要由电火工品 (Electro Explosive Device, EED) 构成, 电火工品中通常是在两电极之间用贵重金属丝形成一个电桥, 即灼热型桥丝式电点火头, 处于复杂电磁环境下的桥丝, 其内部会感应出射频电流, 感应电流会加热桥丝, 当达到火药点火温度时, 点火头就发火发生爆炸, 造成误炸现象, 对于武器系统来说会造成严重和可怕的后果。
GJB1389A-2005《系统电磁兼容性要求》[1]中对于电起爆装置, 明确规定电磁安全裕度限值为16.5 d B, 因此, 就需要找到一种准确测量桥丝式电点火系统电磁安全裕度的方法。
电点火系统的电磁安全裕度定义是:最大不发火电流IMNF与感应电流Ii的比值取对数再乘以20后得到的数值。如何精确测量感应电流是确定电磁安全裕度的关键, 通过施加不同量级校准电流给桥丝, 得到桥丝上的温升值, 经过数据拟合获得桥丝温升与感应电流系数, 通过测量桥丝的温度变化就可以获得对应感应电流。早期使用热敏电阻、热电偶来测量桥丝的温升。然而在复杂电磁环境下, 测量电路本身会耦合出感应电流, 叠加到桥丝感应电流上, 引入较大测量误差, 同时测量速度较慢。而利用光纤半导体器件测温, 光纤是绝缘体, 在电磁场下不会感应出任何电流, 不影响电磁场的分布, 不会带来测试误差, 而且测量速度快、精度高, 是目前广泛采用的方法。
本文所采用的就是半导体带隙型光纤测量系统, 属于接触式测温系统。
1 原理阐述
1.1 桥丝电流与温度关系
通过理论计算, 桥丝电流与温度的关系式[2]为:
式中:R为桥丝体电阻;l为桥丝长度;K是桥丝的热扩散系数;Ua是桥丝的比热;Ii是桥丝感应电流;T0为测量现场温度, 对某一确定桥丝, 式 (1) 可简化为式 (2) , 电流和温度的关系可写为:
式中:N是由桥丝本身性能确定的常数, 因此桥丝的温升ΔT与感应电流的平方成正比。
1.2 光纤测温原理
半导体带隙型光纤测量系统的传感器是一种基于SCBG (Semi-Conductor Band-Gap) 半导体带隙技术的光纤探头。这种探头的结构如图1所示。
光纤温度探头由光纤及其顶端细小的Ga As (砷化镓) 晶体组成。当温度发生变化时, Ga As晶体具有如下特性:其对于波长低于某一特定值的光波是不透明的, 而对于高于这一波长的所有光波, 具有透明特性, 这一临界的波长成为带隙[3]。如图2所示。
光通过光纤信号调节器进入到Ga As晶体, 在带隙波长以下的光被接收, 而带隙以上的光被绝缘镜反射回信号调节器, 进入一个小型的光谱分析仪。一个线性的CCD阵列光检波器对不同波长的光的强度进行测量。CCD阵列的每一个像素对应一个特定经过校准的波长, 这样就可以得出Ga As发射回来的光的谱强度分布。由于Ga As的带隙位置随温度变化而变化, 其位置所对应的光谱能量分布已经经过校准, 且与绝对温度相对应。这样就能够对温度变化进行精确的测量。与其他干涉测量技术不同的是, 对于测试中常见的机械振动及光纤移动等情况, SCBG技术不受任何影响。
2 测量与结果
2.1 测量系统构成
测量系统框图如图3所示 (实线框部分是半导体带隙光纤数据采集单元) , 系统包含多路半导体带隙光纤测温探头, CCD阵列光谱分析单元。
系统配备白光光源, 其发出光束经耦合器进入光纤, 传输到测温探头。探头感应桥丝温升, 使大于某一特定波长的光波被反射, 反射回来的光经同一光纤传送到CCD阵列光谱分析单元, 经过A/D转换、信号处理, 把得出的对应温度数据通过LAN端口送给计算机。
内置校准电流源能够根据计算机控制命令, 步进输出不同幅值校准电流信号给桥丝。计算机上的测量分析软件绘制出桥丝上测量位置的温度变化曲线, 并将数据进行存储和传输。计算机控制命令也是通过LAN端口发送给光纤数据采集模块, 来控制校准电流源的输出, 并自动记录各电流输出下的温度探头读数, 经过自动计算拟合后形成温升/电流转换系数, 即公式 (2) 中的N常量。
2.2 电点火系统电磁安全裕度判据
对某电点火系统进行电磁辐射敏感度试验时, 根据测得的温度变化值和电流源校准得到的N常数, 计算出感应电流值Ii。把电点火系统最大不发火电流IMNF与感应电流Ii的比值取对数再乘以20后得到即为电磁安全裕度值[4]。如果该值大于16.5 d B, 则此电点火系统满足GJB1389A-2005规定的安全裕度要求。
2.3 测量实例
试验采用某型桥丝式电火头, 其性能指标见表1。
实验中控制校准电流源以10 m A为步长增加, 由于桥丝的热容量很小, 达到热平衡的时间很短, 所以每个电流值驻留10 s, 满足实验精度要求, 校准实验数据见表2。
根据表2中的数据, 以输入电流的平方为横坐标 (Ii2) 、桥丝温升 (ΔT) 为纵坐标描绘出电流-温升的拟合曲线, 如图4所示。
因此, 在电场辐射下, 利用测得电火头桥丝温度变化值ΔT, 利用图4所示的拟合曲线, 便可以得到桥丝上的感应电流 (Ii) , 然后就可计算出安全裕度值, 从而对该电点火系统进行电磁安全性评估。
3 结语
原先对于电磁辐射对电点火系统的危害主要采用试验进行定性的判断, 缺乏有说服力的试验数据, 判断结果误差较大。随着科技的进步, 以及电磁脉冲弹、微波武器的投入应用, 各种电磁辐射源功率不断提高, 使武器系统中电点火系统所处的电磁环境异常恶劣。
SCBG (Semi-Conductor Band Gap) 半导体带隙光纤测温仪的应用, 解决诸如复杂电磁环境引入测试误差、抗机械振动、测量精度、速度和稳定性等传统测试方法带来问题, 是一种精确评估桥丝式电点火系统电磁安全裕度的方法。
参考文献
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[2]王韶光, 齐杏林, 曹宏安, 等.电发火系统感应电流测试方法研究[J].军械工程学院学报, 2003, 15 (4) :11-14.
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[4]陈穷.电磁兼容性工程设计手册[M].北京:国防工业出版社, 1993.
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[6]杨晟健, 钟清华.基于FFT和电磁辐射的低压电弧故障检测[J].现代电子技术, 2012, 35 (18) :86-88.
论文相似度检测系统 篇2
论文相似度检测系统
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系统安全度 篇3
电子邮件是一种依托信息技术实现数据交换的现代通信方式,具有方便快捷、成本低廉等特点,其可以传递包括文字、图片、音乐、视频在内的所有信息,极大地满足了人与人之间的信息交流需求,已成为互联网上应用最为广泛的服务之一。
随着企业信息化的发展,电子邮件已成为企业内外部沟通交流、信息共享的基础办公平台,不少企业尤其是大型企业均建立了专有的电子邮件系统, 随着邮件信息交互量的不断提升,邮件系统的重要性也日益提升。面对互联网体验技术的不断进步, 人们对其体验度要求也不断加强,作为因特网的重要应用,邮件系统也面临挑战:传统的邮件收发功能已不能适应先进办公理念的发展需求,面对日益复杂的信息安全环境,仅依靠传统邮件加密协议也难以满足纵深信息安全管控的需求。
在此大背景下,建设具有高体验度和高安全性的电子邮件系统已成为大型企业必须思考、规划和行动的重大战略问题。
1总体需求分析
1.1传统电子邮件系统面临的挑战
目前,云计算、无线带宽、大数据、可视化等技术的飞速发展正在迅速改变着信息系统的需求和应用模式,计算能力更强、存储容量更大、功能性更优、安全性更高已成为先进信息系统适应时代发展的主题词,电子邮件系统作为一种基础级的信息系统,必须适应新技术的发展趋势才能焕发出生机活力。
大型企业出于提升自身品牌形象、加强邮件内容管控等目的,一般都自行建设了电子邮件系统,提供邮件收发等基本服务,满足了企业员工日常办公的基本需求。在互联网应用日益创新发展的大背景下,163、QQ等互联网邮箱功能不断完善,用户体验度不断提升,很多企业员工转而直接使用互联网邮箱发送企业办公信息,一方面造成了企业邮箱用户活跃度的下降和资源的空闲;另一方面造成了企业对邮件内容安全的不可控。再加上近年来信息安全形势的日益复杂和严峻,仅依靠传统邮件加密协议也难以保证邮件系统的整体安全性,企业传统电子邮件系统在诸多方面面临严峻挑战[1]。
1)功能相对简单。企业传统电子邮件系统往往仅能实现普通的收发邮件、联系人管理以及简单的搜索功能,使用传统邮箱,对于越来越多的邮件和附件用户不得不投入大量精力对邮箱进行管理,效率低下而且体验度低。同时,互联网技术的飞速进步大大推动了先进办公理念的发展,而云计算、大数据、可视化等信息新技术无法在传统邮箱中得到应用,互联网邮箱则充分利用信息化带来的先进理念开发设计了各种体验度高、实用性强的新功能,导致传统邮箱的竞争力大大下降。
2)安全机制简单。企业传统邮件系统加密思路比较单一,一般只有邮箱登录时的身份验证以及传输时的安全套接层(Security Socket Layer,SSL)加密或更 好地保护 隐私(Pretty Good Privacy,PGP) 加密,整体安全机制比较简单,这种安全机制的缺陷显然无法应对企业更高层次的安全需求,也不利于企业的业务拓展。另外,传统邮件系统对邮件内容基本不做审查,不能及时查看并拦截涉及机密的敏感信息,给企业造成信息安全隐患的同时也给企业的管控带来了极大不便。
1.2大型企业电子邮件系统发展新思路
面对诸多方面的严峻挑战,大型企业邮件系统必须借鉴先进的信息化技术,设计以多功能、高安全、高可视化为目标的邮件系统架构,构建以满足大型企业用户需求为基础,以利于企业自身纵深信息安全管控为重点的邮件系统设计体系[2]。大型企业电子邮件系统设计的核心目的是满足企业提升自身品牌形象、加强邮件内容管控和员工安全便捷办公的需求。因此,寻找传统电子邮件系统的发展新思路要从提升用户体验度和加强系统安全性2方面着手,邮件系统设计原理如图1所示。
1)提升用户体验度。对传统邮箱已有的功能进行更深层次的开发,将这些功能细致化、完善化,深入挖掘用户需求,从简化用户操作、符合用户预期等诸多方面出发设计新的邮箱功能。另外,吸取信息化技术发展带来的新理念、积极借鉴互联网邮箱的实用功能,建立功能丰富、可视化程度高的高体验度邮件系统。
2)加强系统安全性。寻求多种加密思路,实现从传输层到用户层的多层加密以提升系统安全性。 建立敏感信息的过滤、邮件审批以及科学划分管理员权限的机制以加强系统的可控性。
2高体验度功能设计
利用先进的理念和技术手段,以“人无我有,人有我优”为指导思想,对比与互联网高体验度邮箱的差距,完善传统已有功能的同时开拓视野,深入挖掘用户潜在需求并吸取信息化技术发展的新理念,开发体验度高、实用性强的新功能[3]。高体验度系统功能如图2所示。
2.1完善已有功能
传统邮箱除了具有基本的注册、登录、邮件收发功能以外,还具有一些邮箱管理功能:对邮件、附件和联系人进行归类、查询、移动和删除等操作[4]。邮件系统设计者可以参考以下5个功能优化实例改善传统邮箱的功能。
1)别名登录。对传统邮箱基本的登录功能,要提供多种登录方式供用户使用,除了传统的用户名 @ 邮箱域名格式登录方式,还可以通过手机号进行登录,首先通过短信验证实现手机与邮箱的绑定,绑定成功后,可以直接输入手机号登录邮箱,给用户多种登录选择的同时也使得登录过程变得更加简单。
2)邮件会话。对传统邮箱基本的分类功能,要把邮件、附件的分类做到更加科学、精细、智能,例如相比于传统的对邮件按发件人进行分类,互联网邮箱的邮件会话功能可以将同主题的往来邮件自动聚合成一个会话,邮件数量则直接以数字标识在邮件标题旁,这种智能的分类功能可以大大方便用户的收发邮件操作。
3)全文检索。对传统邮箱基本的搜索功能,要从提高搜索精度和扩大搜索范围出发,开发设计更加强大的搜索功能供用户通过多种搜索方式快速准确的找到所需信件或附件。例如对于传统邮箱的按名称搜索附件功能,互联网邮箱已经开发出了附件正文搜索,用户可以通过附件正文关键字对附件进行检索,使搜索过程变得更加简便。
4)超大附件传输。对传统邮箱的上传附件功能,要减少上传时对附件大小、格式的限制,设计者可以从这一角度出发设计开发超大附件传输功能,保证GB级的附件也可以得到上传和传输,同时,为了降低用户等待时间,提高数据交互效率,系统可采用后台独立多进程执行模式,自动对该附件进行检测。
5)公共邮箱。对传统邮箱的公共邮箱功能,不能局限于公共邮箱是多人同等权限使用的旧思路, 设计者可以从群组的概念出发,设计开发支持多用户登录,对不同用户设置不同权限,由公共邮箱管理员进行统一管理的公共邮箱,公共邮箱成员可以通过该邮箱交换信息,管理员也可以发布通知,方便同一组织内人员的管理。
2.2设计开发新功能
完善已有功能的同时,从用户出发寻找用户新的需求点,设计开发新功能,开发过程应紧密结合信息化技术的发展,保证新的功能既有高体验度又有很强的实用性。
2.2.1挖掘用户潜在需求
只有先深入了解用户潜在需求,分析用户的习惯和预期,才能有领先众人的新思路,从而开发出新的功能。以下3种新功能的分析和设计思路可供设计者借鉴。
1)跟踪召回。用户使用传统邮箱发送邮件,如果不小心产生错发或误发邮件的情况,无法及时对失误进行处理,给用户带来许多不便。针对用户这一预期,设计允许用户及时跟踪召回邮件的新功能, 这样既可以查看所发邮件的实时状态,也可以对错发误发的邮件进行及时的召回,以避免进一步的损失,满足用户需求的同时也带来了良好的用户体验。
2)群发单显。群发邮件时,许多情况下收件人不希望邮件是群发给自己的,而出于保密考虑发件人也不希望收件人看到其他收件人是谁。设计者可以根据用户这一需求设计开发群发单显功能,使每个收件人收到的群发邮件在收件人地址栏中只显示自己,从而给收件人和发件人都带来了良好的体验。
3)邮箱授权。许多情况下用户不方便接入互联网进行邮件的查收以及邮箱的管理,不得不请求他人帮助自己查看,而此时又不得不将自己的账户信息透露给他人,用户处于两难的境地。设计者可以根据用户这一需求开发设计邮箱授权功能,用户无需将账户透露给他人,而仅仅需要将自己邮箱按自己设定的权限授权给他人,被授权方只能按设定的权限对授权人邮箱进行操作,既满足了用户请他人代管邮箱的需求,也最大程度上保证了安全。
2.2.2结合信息化的发展
信息化的发展呈现高速化、精细化和人性化等特点,这势必会带来大量符合用户需求的具体的产品和理念供系统设计者利用。
1)个人云存储。当下云计算技术和分布式处理的思想得到越来越多的应用,企业可以利用这一信息化发展的产物,建立自己的私有云,对企业邮件系统而言,个人云存储实现对用户文件进行上传至云端管理,操作从个人桌面搬入Web邮件存储界面。 云存储还可提供多个默认文件夹,自动对数据归类 (文档、音乐、图片、视频等),为用户建立个人的云端分享平台。
2)邮件账单。信息化技术的发展也促使数据可视化、信息可视化等可视化技术在互联网中的应用越来越广泛,设计者在设计邮件系统时,应该增加邮件账单功能,将复杂的数据、信件信息以图像的形式展现给用户和系统管理员,不但能给用户带来良好的视觉体验,也可以方便管理员的管控工作。
3高安全性机制设计
大型企业电子邮件系统的高安全性主要是指结合越来越严峻的网络安全问题带来的挑战和大型企业自身对邮件的安全性越来越高的要求,设计实现符合企业安全性的高安全机制邮件系统。本文主要通过多种加密思路实现多层加密,通过邮件内容审核强化邮件系统可管控性,从而实现邮件系统的高安全性设计。邮件系统高安全性机制设计架构如图3所示。
3.1多层加密
对于大型企业电子邮件系统的加密,不能局限于现有的传统加密思路,应从邮件的发送流程出发, 保证邮件在发送各个阶段的安全性,系统设计者可以采用传输层、存储层和用户层的多层加密方式。
1)对于传输层加密,可采用传统的SSL传输链路加密,使用户在使用网页和客户端访问邮件时,邮件传输更加安全可靠。
2)对于存储层加密,主要是指服务器的存储加密,对所有存放于服务器上的账号信息,包括用户名、用户密码、用户信件、系统重要配置等数据都需采用不可逆加密模式,完全采用密文的方式进行底层存放,确保数据内容无法直接被读取,从而保证数据存储的安全性。
3)对于用户层加密,可以利用本地的特性如主机MAC地址等对邮件进行底层加密,这样即使邮件被盗走,对方依然无法破解密码。同时还可以采用多文件夹进行加密,用户必须输入安全锁密码才可查看邮件,避免了他人使用用户主机查看邮件。
3.2增强可管控性
随着安全性要求的不断提升,企业对内部信息的管控力度越来越大,这就要求系统设计者保证邮件系统的可管控性。
1)敏感字过滤。由于敏感信息往往涉及大型企业的机密信息,应该对用户在不知情情况下发送包含敏感字的敏感信息进行提醒,如果用户坚持发送, 管理员必须进行记录。
2)邮件审批。邮件系统按一定的规则对信件进行筛选,以及时发现一次发送大量邮件、邮件含有敏感信息、含有特定附件等异常情况,并对特殊用户收发邮件进行特定处理,同时还允许管理员对筛选规则进行设定,使管控更加便捷,也有利于管理员对新出现的安全情况做出及时调整。
3)权限划分。建立邮件系统管理员权限的科学划分机制,形成多级系统管理模式,对各个权限进行拆分并严格划定界限。点对点的为管理人员赋予管理权限,从而保证权限的有效下放,通过授予不同等级管理员不同的权限来实现访问的控制,管理员登录支持CA认证,支持“数字证书 + 密码”的身份识别[5]。通过管理员权限的科学划分,不但增强了邮件系统的可控性和安全性,也利于建立完善的问责制度。
4)非可信地址登录。建立邮件系统用户可自行设置家庭、办公等可以信任的登录地址,当发现有不在此地址登录的情形时,通过短信、发送提醒信、登录弹出提示等形式提醒用户发生陌生登录情形。
5)定期进行攻击验证测试。组织公司信息安全队伍针对邮件系统或者部分用户的账户进行攻击验证测试,通过第三方机构验证系统的实时安全态势。
6)定期口令更改机制。通过系统设计强制用户定期进行口令修改,且从系统上进行验证,要求前后修改的口令不允许发生重复。
4专用客户端
随着Outlook和Foxmail等邮箱客户端的普及, 企业用户已经习惯了使用客户端进行日常邮件处理,然而以上提出的多种邮件系统新功能无法在上述客户端得到应用,导致邮件系统难以实现高体验度和高安全性。因此大型企业应该设计开发专用客户端,力求与Web邮箱在功能上保持统一的同时,更加安全并且便于管理和维护,从而在方便企业员工的同时也很好地满足了企业的安全性需要。专用客户端的优势如图4所示。
1)专用客户端和Web邮箱在功能上是统一的。 Web邮箱能实现的功能在专用客户端上都可以实现,专用客户端完全可以继承Web邮箱带来的用户体验。
2)专用客户端更加安全。可以通过设计专用的双向通信协议解决传统客户端只能与邮件服务器单向交互的模式,实现服务器与客户端之间双向交互。 服务器需同客户端之间进行实时双向实名验证,以达到安全访问与请求的目的。
3)专用客户端便于管理维护。专用客户端可以免去用户维护多个邮箱的麻烦,同时可以保证用户在没有网络连接的情况下对已有邮件进行查看,专用客户端允许文件下载到本地也方便了文件的管理。
5结语
本文在对传统电子邮件系统面临的诸多挑战进行全面分析和总结的基础上,结合互联网邮件系统的发展趋势,提出了提升用户体验度以满足用户需求和加强系统安全性以满足企业需求相结合的新型企业电子邮件系统设计架构,该架构包括高体验度功能、高安全性机制和专用客户端软件三大部分,力求架构的完整性、合理性和可实施性,为大型企业建设新型电子邮件系统提供了科学合理的全局视图, 对大型企业新型电子邮件系统的设计具有积极的指导意义。
摘要：作为企业内部与企业之间沟通的常用工具,电子邮件在企业日常活动中占据越来越重要的基础地位。为了更好地服务于企业的日常办公经营,设计具有极致体验的企业级电子邮件系统,打造用户好用、易用的企业级基础办公平台,文章打破传统电子邮件设计思维,以互联网邮箱的发展理念,从功能性、安全性、专有客户端3个方面对邮件体系进行全面的设计,提出以高体验度和高安全性为设计目标的邮件系统架构,构建以满足大型企业用户需求为基础、以利于企业自身纵深信息安全管控为重点的邮件系统设计体系。
度安全保卫工作计划 篇4
2010年度安全保卫工作计划2009-12-10 16：212O1O年度安全保卫工作计划
2010年我们安全保卫的工作任务是：加强和完善社会治安综合治理工作及公司内部的安全保卫工作，严密防范和严厉打击盗窃公私财物、酗酒滋事、打架斗殴及所有违法违纪行为，揭尽全力，确保公司治安稳定，为公司的稳定和发展保驾护航。下面是我们2010年的安全保卫工作计划：一、认真学习，提高素质，求真务实，干好本职2010年我们公司工作的指导思想是以“后勤围着生产转、生产围着销售转、销售围着市场转、经营围着效益转”。在新的一年里，我们要认真学习和落实公司的各项文件精神以及各项规章制度，以振兴企业经济为总目标，维护公司治安稳定为总要求，增强大局意识、政治意识、忧患意识和法治意识，与时俱进、公正执法，加强保卫队伍正规化建设，加强保卫人员素质建设，全面提高保卫工作水平和保卫队伍战斗力，切实担负起维护公司治安稳定和保障员工家属安居乐业的重大责任。树立良好的保卫形象，转变旧的工作作风，团结一致，把我公司的安全保卫工作做实，把公司的各项规章制度及安全保卫措施落实到实际工作中去。二、搞好内部治安管理，确保公司内部稳定为了维护公司治安持续稳定，2010年我们还要认真贯彻落实《企业、事业单位内部治安保卫条例》和“预防为主、单位负责、突出重点、保障安全”的工作方针，以及公司的各项安全保卫工作措施，进一步加强公司内部安全防范工作，认真落实安全保卫责任制，与车间科室签订综合治理、安全保卫目标责任书，切实把安全防范的工作落实到基层，落实到每一位员工身上。2010年我科将对生产区内的各车间科室，进行每月一次的安全检查，检查重点就是工具箱、更衣柜。我科还要充分利用公司安装的监控设施，把安全事故的苗头消灭在萌芽状态。我们保卫科三班值班人员还要针对要害部位重点看守、严密防范，加强内部治安的责任感和紧迫感，预防和减少各类案、事件的发生，确保本年度内不发生重大案事件。重点加大对破坏、盗窃、酗酒滋事、打架斗殴等案件的打击力度，为我公司的正常生产、工作和生活创造一个良好的治安环境。三、搞好消防管理，预防火灾事故2010年，我们将在现有的基础上，进一步加强对消防工作的`管理。认真学习《中华人民共和国消防法》及《河南省消防条例》，贯彻落实《机关、团体、企业、事业单位消防安全管理规定》和“预防为主，防消结合”的消防工作方针。加强防火安全工作的管理和检查力度，以及火险隐患的整改能力。做好消防器材的检查、维修、保养工作。坚持防火人员日检查、主管单位月检查和重大节日公司有关部门统一检查相结合的办法，做到及时发现隐患，及时整改，特别是对重点要害部位的隐患，在检查发现后，随时随地派人立即整改，把火灾事故的隐患消灭在萌牙状态。争取年内不发生火灾事故，确保企业安全生产。2010年，我科将对生产区工作人员带烟带火情况加大检查力度，坚决杜绝带烟带火上班的不正常现象，为公司的防火安全打下坚实的基础。在做好消防安全防范工作的同时，我们还要积极开展防火安全教育和灭火训练。2010年“五一”节前后和11月9日“119”消防宣传日期间，组织重点要害部位(特殊工种)人员进行两次防火、灭火技能训练，使在生产区内工作的人员人人都会使用灭火器，在一旦出现火警时，能够及时的扑灭初起火灾，减少损失。另外在本年度内上一次防火灭火知识课，使广大干部员工进一步增强防灾、抗灾的整体能力，为公司的健康发展打下良好的消防基础。四、抓好宿舍管理，为员工服好务。2010年我们要进一步加强宿舍楼的管理工作，确确实实地为工作在一线的员工创造一个良好的生活空间和舒服的休息环境。2010年我们将对单身宿舍的卫生间、水房进行维修、清理，对下水管道进行维修改造。申请公司对女工楼的房顶下水管进行改造，以解决室内漏水的问题。我们保卫科一定进最大努力，把单身宿舍的各项工作做好，真正地让在宿舍楼居住的员工满意。以上是我科2010年的安全保卫工作计划，我们一定会认真做好保卫科分管的各项工作和领导分派的临时任务，努力为一线员工服好务，为我们的企业值好班，为我们公司的发展做好我们的后勤保障工作。
2009-12-11 16：46|
保卫别人的安全，也别忘了自己
2009-12-11 16：58|
渡槽安全度随机过程预测 篇5
关键词：渡槽,预测,安全度
0 引言
渡槽结构的特殊性和工作条件的复杂性,决定了渡槽工作性态是一个复杂的系统体系,受地质条件以及实际工程等因素的综合影响,这些因素既有确定性,又有随机性、时变性、模糊性等不确定特征,因此全面而准确地得出渡槽工作性态安全度至关重要。通过相关的渡槽评估方法,并采用渡槽评估指标度量方法将诸多评估指标规格化,参照渡槽评估的等级标准,可以得到渡槽工作性态整体安全度。本文将马尔可夫过程引入渡槽工作性态综合指标评估中,对其工作性态的整体安全度进行预测。
1 模糊马尔可夫链基本原理
建筑工程领域的安全度问题中运用马尔可夫过程进行预测是一个有效的方法。本文通过实例介绍运用马尔可夫链对渡槽的安全度进行预测。马尔可夫链是一种特殊的随机过程,它的基本原理是:按照某系统的发展,时间可离散为n=1,2,3…,对每个系统的状态可用随机变量表示,并且对应一定的概率,称为状态概率。当系统由某一阶段状态转移到另一阶段状态时,在这个转移过程中存在着转移的概率称为转移概率。如果转移概率只与目前相邻两状态的变化有关,即下阶段的状态只与现在状态有关而与过去无关,那么这种离散状态按照离散时间的随机转移系统过程称为马尔可夫过程。
马尔可夫过程的数学表述如下:设某系统每个阶段含有S1,S2,…,Sn,n个可能状态:
该系统的初始阶段状态记为向量π(0),系统第i个阶段的状态向量记为π(i),两相邻系统由现有状态Si变到Sj的状态转移概率为Pij(1<i<n,1<j<n),由Pij构成的矩阵称为系统状态转移矩阵,记为马尔可夫链。有限个马尔可夫过程的整体称为马尔可夫链[1,2]。
用马尔可夫链进行安全度预测,最基本的步骤是:
1)构造状态并确定相应的状态概率;
2)建立状态转移概率矩阵;
3)运用转移矩阵进行初步安全度预测进行预测,并对现有工程进行加固改造进行决策[3,4]。
2 工程实例
2.1 工程简介
以辽河上游某渡槽的工作性态综合评估分析为例,验证上述方法的合理性和有效性。为及时、准确地掌握渡槽的工作状况,以该坝1993年～2008年的工作性态综合评估指标为样本(见图1),预测渡槽2009年的整体安全度。
2.2 模糊状态划分
根据国内外专家经验和常用的分级标准,依据评估指标规格化的取值范围和取值原则,按综合评价指标所得的安全度数值高低设定渡槽综合评估等级为5级,即正常(E1)、基本正常(E2)、轻度异常(E3)、异常(E4)、险情(E5)。
2.3 建立状态转移概率矩阵
根据各时段安全度数值所处的状态,生成不同步长的马尔可夫链状态转移概率矩阵,步长为1,2,3,4,5的转移概率矩阵分别为:
2.4 判断安全度状态
根据2004年～2008年安全度及其相应的状态转移概率矩阵,对2009年的整体安全度进行了预测,结果见表1。表1中步长表示资料数据所在年份与预测值所在年份的时间间隔,各步长与相应的状态转移矩阵对应。由表1可知:状态2的概率最大,因此预测2009年该渡槽工作性态状态基本正常(E2对应的结果),对应的渡槽工作性态评价指标范围为0.42～0.63。实际计算得出渡槽综合评价指标为0.59,可见预测结果与实际情况相符合。
参考文献
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系统安全度 篇6
车辆侧滑是指车辆在高速曲线运动或制动过程时, 车轮侧向附着力达到了极限值而引起的横向运动。汽车发生侧滑会造成很多不良后果和影响, 主要表现为破坏行车稳定性、使发动机产生附加功率损耗、加剧轮胎的磨损等。其中破坏行车稳定性和加剧轮胎磨损都是危险工况, 容易导致交通事故, 造成人员伤亡与财产损失。我国西部山区道路多是连续下坡与转弯结合路段, 环境潮湿多雾。这大大的增加了车辆行驶时发生侧滑的危险程度。因此对于坡路结合道路上车辆行驶的侧滑研究显得尤为重要。本文主要研究车辆在下坡与转弯结合路段的车路耦合情况, 得出坡弯结合路段的侧滑模型。性对于其他模型研究时道路特性的单一性, 在侧滑模型分析上更具有理论价值。
2 下坡转弯路段制动时受力分析
下坡转弯路段行驶时, 需要伴随着制动来进行转弯操作。以往的模型都是对平路以及单一下坡或者单一转弯路段进行分析的, 对于这种坡弯结合路段有较大的偏差。本文考虑纵向与横向坡度的综合影响, 结合下坡制动与转向操作等因素, 对车辆进行整体受力分析。在理论上提高了模型的计算精度和准确性, 为更好地研究侧滑现象打下基础。
汽车与空气相对运动相互作用时, 会在汽车车身上产生气动力F[1]。除了气动力外, 下坡转弯时还会受到滚动阻力, 加速阻力, 坡度的作用。
分别对汽车前、后轮与道路接触面中心取力矩, 整理后得
式中:FWX气动阻力气动阻力;FWZ是气动升力;My是气动纵倾力矩;离心力 ;FZ1、FZ2是前、后轮的地面法向反作用力;g是重力加速度;a为纵向坡度角;a是车辆质心到前轴的距离;b为车辆质心到后轴的距离;L=a+b为轴距;hg为车辆质心高度;ax、ay分别为纵向和横向加速度。
注:忽略滚动阻力偶矩及旋转质量惯性阻力偶矩;另外, 本文是针对山区道路侧滑现象进行研究的。在研究过程中, 忽略侧翻现象的影响。认定汽车是满载运行, 假定载荷中心是固定不变的。
3 加入侧倾特性的载荷模型
对于上面提到的前后轴的载荷模型, 如果是平直路面上则前后轴左右轮的载荷是前后轴载荷的二分之一。但在弯路转弯制动时有横向坡度的影响, 则需要在平路基础上加入侧倾特性[2]。
汽车作圆周运动时会产生侧倾力。车辆在侧倾力的作用下绕侧倾轴线旋转的角度叫做侧倾角, 由于侧倾角的存在, 重力会产生相应的侧倾力矩, 用 表示 。[3]。加入侧倾力矩后分别对左、右轮与道路接触面中心取力矩。整理后得到载荷模型如下:
综合考虑纵坡与横坡的影响, 得出各车轮的载荷模型为:
式中:d为车辆轮距;e是侧倾时质心偏出距离;为横向坡度角;h是质心到侧倾轴线距离;hm为侧倾中心到地面的距离, 侧倾中心的位置由悬架的导向机构决定, 认定hm是固定不变的;h=hg-hm;覬为车身侧倾角;C覬1、C覬2分别为车辆前轴和后轴的侧倾刚度;FZL1、FZR1:前轴左、右轮的载荷;FZL2、FZR2:后轴左、右轮的载荷;MX是气动侧倾力矩。
4 车轮抱死时对应的安全速度模型
车辆抱死时, 所受的侧向力等于轮胎所受摩擦力的极限值, 即附着力。即 。对于横向的力学平衡 (考虑横坡和纵坡时) 有:
假设下坡路段各处受力都是均匀分布的。则有[4]:
式中, R为转弯半径;Fg1, Fg2分别为前后车体所受的离心力;G1, G2分别为前后车体所对应的重力在Y轴方向的作用力;Fy1, Fy2分别是前后车体所受到的侧向力。
对于后轴来说, 下坡左转弯时由式 (5) (6) 可知左右车轮受到的法向作用力不同, 且表现为FZL2
将 (7) 式代入 (13) 式整理出关于左后轮的安全行驶车速模型如下:
左后轮抱死, 右后轮承受后轴所受的全部载荷。此时满足:
时, 右后轮抱死。即后轴抱死, 到达后轴侧滑抱死状态。此时将 (2) 式代入上式整理出关于右后轮的安全行驶车速模型如下:
5 结论
本文研究的侧滑模型主要是针对侧滑机理, 避免侧滑事故发生导致人员伤亡及财产损失的一种动力学模型。通过对山区道路下长坡、陡坡、转弯、坡弯结合路段的制动行驶进行动力学分析, 加入气动力的影响。得出各运行状态的动力学方程, 推导出载荷模型。通过车辆与道路参数的代入计算分析可知, 本文研究的侧滑模型不同于其他模型的单一性, 在计算精度上有了一定的提高。根据此侧滑模型确定的有侧滑危险时的运行速度, 用这一速度来作为侧滑分析的临界速度。可更好的为侧滑现象研究与预防提供理论依据。
摘要：车辆行驶在山区道路上, 由于坡弯路段特别是坡弯结合路段较多, 容易引起车辆发横向运动, 导致车辆侧滑。使人们的财产和生命安全受到威胁。本文建立了基于车路耦合的动力学模型。推导出坡弯结合路段的侧滑模型, 包括载荷模型和安全速度模型。通过对安全速度模型的分析, 更准确的了解车辆的安全状况。从而可有效地减少侧滑现象的发生。提高汽车在坡弯路段上行驶的安全性。
关键词：坡弯路段,安全速度,侧滑模型
参考文献
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我国沿海城市生态系统适宜度分析 篇7
关键词：沿海城市,生态系统,适宜度
生态位适宜度是生物学中的一个重要理论, 自王刚和李子珍等学者提出以来, 基于该理论的研究多集中于人口、农作物和自然资源等方面, 而应用于城市则很少。从生态学角度看, 城市是一个社会、经济和自然三个亚系统组成的复合人工生态系统[1,2,3,4], 整个系统的和谐与协调不仅影响着城市居民生活的适宜程度, 也影响着城市的竞争力和可持续发展能力。因此, 研究城市生态系统的适宜度不仅具有生态学意义, 还具有社会经济意义。
城市生态系统的适宜度指的是城市的现实生态位与其最佳生态位的贴近程度, 反映城市生态系统的和谐性、城市居民生活的适宜程度、城市竞争力和可持续发展的能力。研究城市生态系统适宜度不仅能够定量揭示城市提供给居民的生存和生活环境的优劣, 还能在一定程度上反映城市的竞争力及可持续发展能力[5,6,7,8,9,10]。
改革开放以来, 我国沿海地区在加速工业化和城市化进程方面取得了举世瞩目的成就, 表现出强劲的经济竞争能力, 现已成为世界上发展最快和最具经济活力的地区之一。然而, 该地区在经济快速增长的同时也面临一系列重大问题, 主要表现在人口增长、环境恶化、水土资源减少、能源及原材料短缺、产业结构滞后和区域发展差距加大等, 在不同程度上削弱了该地区可持续发展的综合能力[11,12,13,14,15], 如果得不到有力解决, 将威胁今后相当长时期可持续发展能力的提高。本研究旨在对影响我国沿海地区可持续发展能力的多种因素进行定量的综合分析, 以期对该地区可持续发展能力状况有客观的把握, 这对于制定该地区社会经济发展和资源利用与环境保护政策具有重要的意义。
本研究以沿海城市生态环境评价研究成果为基础, 针对目前由于重开发和轻保护而导致资源和环境遭到严重破坏的状况作出总结并提出一些建议, 以期对我国沿海城市生态环境的可持续发展提供思路, 为沿海城市发展规划和生态环境综合管理提供科学依据。
1 指标体系的确定
城市生态适宜度指标体系依据城市生产位、生活位和环境位的发展状况选择指标, 评价指标体系包括3个基本层次:目标层、系统层和代表性指标层。其中:目标层以城市生态适宜度作为综合指标, 全面衡量城市生态发展总体水平与系统协调程度;系统层是为了反映达到经济、社会和生态环境全面协调发展的目的而设立的;代表性指标层是用来反映目标层的具体内容, 由数量众多的单项评价因子体现。根据构建指标的全面性、独立性、科学性、动态性和可操作性等原则, 选取3大类共19项指标, 形成了一个多层次的评价分析结构模型 (图1) 。
1.1 生产位指标
生产位是衡量城市系统生产能力和经济发展水平的基本指标。为了全面描述城市生态系统的结构、效益与规模的内在特征与发展状况, 设计以下代表性评价指标, 即GDP、人均GDP、非农业人口比重、科学支出、总人口数、人口密度和全社会固定资产投资完成总额。
1.2 生活位指标
生活位指标的设计从城市人口结构、基础设施、收入水平和社会保障几方面考虑, 代表性指标有人口自然增长率、人均住房面积、万人拥有公交车数、城市化率、每百人公共图书馆藏书量、人均城市道路面积和城镇失业率等。与生产位指标相比, 生活位指标内容更加丰富、具体和综合。作为实现城市发展的目标条件, 生活位体现“以人为本, 促进人的全面发展”这一核心理念, 反映城市发展的成果。
1.3 环境位指标
环境位是反映城市自然资源保障条件与环境支持程度的综合指标, 是衡量城市发展质量、发展水平和发展程度的主要指标。作为城市系统的物质基础和必要条件, 资源与环境对生命系统的支撑功能是非常重要的。城市生态适宜性的评价既要满足当代人的生存和发展需要, 同时也要满足未来城市发展的需要, 目的是实现环境、社会和生产发展的良性循环。选择人均用电量、人均耕地资源、人均绿地面积、垃圾无害化处理率和环保投入占GDP比重等指标。
2 数据来源及处理方法
本研究所采用的数据均来源于2006年《城市统计年鉴》, 以25个沿海城市为研究对象, 分析各生态系统适宜程度。
2.1 数据标准化
本研究采用线性变换中的模糊极值变换, 由于评价指标数列区间值的特征比较重要, 采用上限和下限区间值处理方法。对于正作用指标, 即当某一评价指数值越大越有利于城市生态适宜度提高时, 该评价因子的标准化公式计算为:
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对于负作用指标, 即当某一评价指数值越大越不利于城市生态适宜度提高时, 该评价因子的标准化公式计算为:
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式中:Xij表示i城市第j项指标的标准化值;x表示第i城市第j项指标的原始赋值;xjmax和xjmin分别表示第j项指标的评价上限值和下限值。
2.2 主成分分析
将标准化处理后的数据利用SPSS软件进行主成分分析, 得到相关矩阵的特征根以及各指标的贡献率和累积贡献率。凡累积贡献率大于85%的前K个成分已基本反映了原变量的主要信息, 因此选取前K个指标作为主成分。将标准化后的原始数据代入公式 (3) 中求各主成分得分:
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式中:Ck1, Ck2, …, Ckp为第k个主成分的载荷值;X1, X2, …, XP为标准化后的指标值。
然后根据各主成分的贡献率, 利用公式 (4) 计算系统综合得分, 可求得各城市的系统综合评价指数为
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式中:Fi为城市各项指标发展的评价指数;am为第m个主成分的贡献率 (m=1, 2, …, k) ;m为主成分的个数;Fm为第m个主成分得分。
2.3 综合得分计算
城市生态系统适宜度是经济位、生活位和环境位等发展指数的综合评价为
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式中:F为各城市生态系统适宜度综合得分;Fij为第i个城市的各个发展指标值;n为单因子个数, 取n=3。
3 沿海城市生态系统适宜度分析
3.1 沿海城市生态系统适宜度单因子分析
利用SPSS软件进行主成分分析, 求得3个单因子的特征根、贡献率和累积贡献率 (表1、表2和表3) 。3个单因子的第一、第二和第三主成分的累积贡献率分别为92.232%、86.857%和86.425%, 按照累积贡献率大于85%的原则, 故知需求出第一、第二和第三主成分Z1、Z2和Z3即可。
从表4、表5和表6三个单因子的主成分载荷值矩阵可看出, 生产位的第一主成分Z1在GDP、总人口数、科学支出和全社会固定资产投资完成总额有绝对值较大的载荷系数, 这4个要素与生产位有关且综合性很强, 因此第一主成分代表生产位质量, 第二主成分Z2在非农业人口比重和人口密度上有绝对值较大的载荷系数, 第三主成分Z3在人均GDP上有绝对值较大的载荷系数;生活位的第一主成分Z1在万人拥有公交车数和每百人公共图书馆藏书量上有绝对值较大的载荷系数, 第二主成分Z2在城市化率上有绝对值较大的载荷系数, 第三主成分Z3在人口自然增长率上有绝对值较大的载荷系数;环境位的第一主成分Z1在人均居民生活用电量和人均绿地面积上有绝对值较大的载荷系数, 第二主成分Z2在人均耕地资源和垃圾无害化处理率上有绝对值较大的载荷系数, 第三主成分Z3在环境污染治理投资总额占GDP比重上有绝对值较大的载荷系数。
由表7可知沿海25个城市生产位、生活位和环境位发展水平存在较为明显的差异。
生产位属于高水平发展组的城市分别是上海 (1 030 160.00) 、广州 (553 652.00) 、深圳 (484 592 .70) 、天津 (458 124.30) 、青岛 (350 826.40) 、杭州 (349 425.10) 和南京 (336 389.50) , 低水平发展组为珠海 (88 460.28) 、秦皇岛 (74 739.77) 、海口 (69 816.46) 、舟山 (65 543.54) 和三亚 (24 415.79) 。生产位较高水平地区在GDP、人均GDP、人口密度和总人口数上普遍较高, 由于区位因素和历史发展等原因各评价指标和生产位指数均存在着较大差距。
生活位属于高水平发展组的城市是深圳 (34 111.710) 、上海 (22 400.300) 、南京 (10 519.640) 、广州 (10 059.310) 、厦门 (8 335.279) 、杭州 (7 396.952) 、大连 (6 449.323) 和天津 (5 822.109) , 多数是国家发展最快的沿海城市, 城市的城市化水平、人均道路面积和万人拥有公交车数等都普遍高于其他地区;最低的发展组城市是南通 (2 656.958) 、台州 (2 115.252) 、三亚 (2 070.033) 、海口 (1 841.456) 和湛江 (1 178.094) , 大多因经济发展相对滞后制约人民的生活水平。
环境位属于高水平发展组的城市是深圳 (97 183.23) 、青岛 (50 825.81) 、威海 (47 466.43) 和大连 (46 452.78) , 低水平发展组是舟山 (23 404.22) 、天津 (22 350.93) 、汕头 (20 957.15) 和海口 (8 240.14) , 受自然因素和经济发展水平的影响, 发达地区社会经济基础雄厚, 环境建设和污染控制的技术水平较高, 城市生态系统在城市发展中得以不断调整并向良性循环的方向发展。
3.2 沿海城市生态系统综合分析
由表8可知综合得分高的城市为上海 (602.656 6) 、深圳 (453.095 9) 、广州 (448.339 3) 、天津 (402.615 4) 、青岛 (367.749 6) 、杭州 (363.657 0) 、南京 (355.766 0) 、宁波 (347.969 2) 、大连 (340.320 3) 和烟台 (335.311 2) , 得分低的城市为连云港 (224.093 9) 、湛江 (217.949 9) 、珠海 (208.310 3) 、秦皇岛 (202.142 9) 、舟山 (175.222 4) 、海口 (163.195 2) 和三亚 (130.716 9) 。可以看出:经济发展水平是影响城市生态建设的关键因素, 经济发达的如上海、深圳和广州等在生产位和生活位水平居前位, 上海在环境位水平相对落后但是在综合评分中居首位, 而得分较低的地区相对经济水平也较低。
续表
综上所述, 各单因子分析中生产位较好的一般是人口较多和经济较发达的大城市, 生活位较好的城市居民生活水平较高, 环境位较好的城市受自然因素和经济发展水平的影响且与政府决策作用是分不开的;综合单因子各城市综合得分可以看出沿海城市生态系统发展较好的有上海、深圳、广州、天津和青岛。总之, 经济较发达的沿海城市应努力构建生态伦理型社会, 推进可持续发展;加强环境保护技术的研发, 利用高新技术监控污染;运用市场手段明晰资源产权, 确立绿色GDP核算体系;突破部门利益局限, 建立区域协调制度。
4 结束语
城市生态系统的适宜度指的是城市的现实生态位与其最佳生态位的贴近程度, 反映城市生态系统的和谐性、城市居民生活的适宜程度、城市竞争力和可持续发展的能力。
本研究在沿海城市生态系统适宜度单因子分析中发现, 2006年上海、广州、深圳、天津和青岛生产位指数较高;上海、南京、广州、厦门和杭州生活位水平较高;深圳、青岛、威海和大连在环境位水平上相对突出。在生态系统综合得分中上海、深圳、广州、天津、青岛和杭州居于前列, 整体生态系统水平较高。
随车压实度在线检测系统研究 篇8
压实过程检测技术是确保压实质量的关键环节。传统的压实作业主要通过铺层材料特性依据经验确定一定的压实机械组合方式、选取机械参数、确定压实遍数及压实终了后的压实度检测来确保压实质量。然而,由于其具有信息滞后、采样局限、复现性低等缺点,传统的检测方法已不能适应当前大规模高标准的高速公路建设质量检测需求[3]。
该文立足多种检测加速度信号研究算法,提出一种改进型算法,通过PC机对采集的数据进行分析与仿真,获得正确的压实度检测方法,进而确定系统硬件、软件设计的开发方案。通过对随车压实度在线检测系统样机进行系统测试,确定加速度传感器最佳安装的角度和位置与压实度与加速度信号对应关系,提出切实可用的压实度标定回归公式,并开发出可应用于实际工程中的仪器样品。
1 随车压实度在线检测系统的结构和原理
1.1 压实过程控制原理
现场压实质量用压实度表示,对于路基土及路面基层,压实度是指工地实际达到的干密度与室内标准击实试验所得的最大干密度的比值;对沥青路面,压实度是指现场实际达到的密度与室内标准密度的比值[4]。
在振动压路机的振动轮上安装加速度传感器,当振动压路机在振动碾压作业时,加速度传感器连续检测振动轮的加速度信号,通过安装在压路机驾驶室内的压实度检测仪采集和分析振动信号,根据建立的数学模型和相关算法计算出相应的压实度值,然后显示或与上位机通信打印、存储或分析压实结果。当动态连续检测的结果基本达到要求时,可以要求停止压实作业。
1.2 随车压实度在线检测系统的组成
密实度传感器——由加速度传感器与速度传感器组成。加速度传感器用于检测连续振动压路机钢轮上的加速度信号,该信号经放大、隔直、滤波后送入车载控制器后进行数据处理;速度传感器用于检测压路机的运行速度和方向,根据检测的速度信号计算出压路机所在位置的里程。
车载控制器——车载控制器安装在压路机驾驶室内。主要负责对加速度信号的采集、处理以及提供显示、通信、数据存储等接口。
触摸LCD显示器——实时显示压实结果,为压路机驾驶员提供操作面板。
指挥中心分析软件——技术人员利用该软件可以在线得到现场压实数据并可以对数据进一步分析。连接打印机后,还可以将压实结果打印出来。
PDA——监理利用该智能手持设备可以完成对数据的实时监控,以便实时得出最优的压实工艺。
1.3 随车压实度在线检测系统的工作原理
系统采用PC/104嵌入式工控机主板为核心,并扩展PC/104模拟、数字量输入板卡作为硬件组成通信部分采用ZIGBEE模块与GPRS模块进行无线通信。
随车压实度在线检测系统总体框图如图2所示。采用PC/104工控主板为控制核心,并扩展模拟、数字量采集板,信号调理板等标准的PC/104结构的扩展板实现加速度信号及速度信号采集和处理的功能,最后通过触摸LCD显示器将结果及相关内容显示出来。还可以通过GPRS或ZIGBEE通信接口与PDA或远程PC完成数据的存储、打印和数据的进一步分析。
2 随车压实度在线检测系统硬件设计
随车压实度在线检测系统的硬件系统主要由PC/104工控机主板,2块PC/104扩展板、通信模块和底板组成。下面分别介绍各个模块的功能。
2.1 信号输入通道
信号输入通道包括加速度传感器和速度传感器。
加速度传感器采用内装微型IC集成电路放大器的LC01系列压电传感器,它将传统的压电加速度传感器与电荷放大器集于一体,能直接与记录和显示仪器连接,简化了测试系统,提高了测试精度和可靠性[5]。
速度传感器采用霍尔式传感器,具有输出车轮的速度、方向脉冲信号的功能。在车轮上安装贴有两圈磁钢的齿盘,每当齿盘正旋转一个节距时,两个传感器输出一个正交替脉冲信号,齿盘正旋转一周,输出的脉冲个数与磁钢数相同,即正向行驶一个车轮周长;逆向行驶亦然。通过PC/104扩展板的定时/计数器对车轮的速度、方向脉冲信号进行计数,即可计算出振动压路机的行驶速度、里程以及行驶方向。
2.2 PC/104结构模块
PC/104结构模块包括信号调理模块、信号采集模块、CPU模块等部分。
信号调理模块是一块标准的PC/104结构的扩展板,主要由加速度信号调理电路和速度信号调理电路构成。加速度信号调理电路包括加速度传感器预处理电路和信号预滤波电路。本设计采用数字滤波结合模拟预滤波的方式实现去除加速度信号干扰的功能并结合LC01系列加速度传感器的特性以及现场实际振动压路机加速度信号的特征设计出了加速度信号调理电路。当加速度传感器测得振动压路机钢轮振动信号后,通过一段5 m长的镀银同轴电缆将信号送入调理模块后,就可以直接送入ADC采集板卡。
为实现速度信号调理电路的基本功能,本系统选用6N137光耦隔离器将传输线隔离和完全“浮置”起来,进一步提高速度信号传输的可靠性。所谓“浮置”是指去掉传输线两端之间的公共地线,由于传输线两端不共地,也就阻断了地环路,从而消除了地电位差带来的共模干扰。
信号采集模块也是一块标准的PC/104结构的扩展板,主要负责对加速度、速度/方向信号的采集。本设计采用ART2932作为硬件系统的信号采集模块。该卡主要由AD模拟量输入、DA模拟量输出、DI 数字量输入、DO 数字量输出以及定时计数5部分电路组成。
CPU模块是一块标准的PC/104结构的工控机主板,主要负责对加速度、速度、方向信号的分析处理并提供储存、通信、显示操作等接口。本设计采用EPC-8000作为系统的CPU模块。
2.3 通信模块
通信模块是由ZIGBEE短距离无线网络模块和GPRS长距离无线网络模块组成。主要负责用于与PDA以及远程计算机的无线通讯。
ZIGBEE是IEEE 802.15.4协议的代名词。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备。
GPRS这项技术可以在任何时间、任何地点都能快速方便地实现连接网络,永远在线,按数据流量计费,真正体现了少用少付费的原则。
2.4 外部设施
操作显示模块选用7寸TFT触摸屏显示器,主要负责对压实结果和压路机运行状态的实时显示,并为压路机驾驶员提供操作面板。
仪器电源由振动压路机上的蓄电池来提供,环境比较复杂,干扰因素较多,容易引起过电操作,烧毁元器件。本设计采用瞬态电压抑制器(TVS)配合熔断丝实现了保护后续电路的功能。电源模块输入电压范围为9~36 V,输出为5 V,对于蓄电池或非调节的输入都可以自动调节,将其固定在安全水平,保持正常的电压供给。
3 随车压实度在线检测系统软件设计
随车压实度在线检测系统软件由车载控制器软件,PDA分析软件和指挥中心分析软件组成。其中车载控制器软件与指挥中心分析软件是C/S(Client/Server)结构,通过将任务合理分配到Client端和Server端,降低了系统的通讯开销,实现了在线检测压实度的功能;车载控制器软件与PDA分析软件是P2P(peer-to-peer)结构,是对等互联网络技术,没有客户端或服务器的概念,只有平等的同级节点。
3.1 车载控制器软件设计
车载控制器设计与实现是该设计工作的重点部分。其软件部分包括信号采集卡驱动程序的开发、压实算法程序设计与实现和主程序的实现。其中信号采集卡驱动程序和压实算法程序是以DLL形式被主程序调用的。
3.2 PDA分析软件设计
手持终端(PDA)使用Windows CE 5.0开放式系统平台,可以很方便地进行程序的二次开发。PDA分析软件采用Microsoft Visual C# 2005进行开发,是一个基于Windows CE 5.0设备的应用程序。其界面如图6所示。
3.3 指挥中心分析软件设计
指挥中心分析软件采用Microsoft Visual C# 2005进行开发,是一个标准的Windows应用程序。其界面如图7所示。
该软件实现了现场压实作业情况的实时监控,可以在线显示现场压实数据。其中压实数据可以直接显示,也可以显示为波形图,或者经过标定后显示为平面图。此外通过设置打印选项,可以对工程数据打印输出。
4 系统测试
为了验证压实度检测算法的正确性,该设计开发出了一套信号处理软件来验证振动加速度信号与铺层材料密实度的对应关系。通过连续采集现场振动压路机加速度信号,经过放大、预滤波、A/D转换后,对其进行数字信号处理和频谱分析。
如图8所示,随着铺层材料密实度提高,振动加速度信号谐波分量成分增多,且谐波分量幅值逐渐增大,与理论分析相一致,证明压路机振动加速度信号可以反映材料的压实程度。
5 结 语
本设计基于Visual C++实现了压实度在线检测算法,通过对随车压实度在线检测系统的研究与开发,实现了全断面检测和过程控制。与传统压实度检测方法相比,该设计提高了检测质量,基本实现了实时获取压实度相对值的功能,从而为实现压实质量实时控制,为在线控制压实质量奠定了基础。
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[4]百度百科.压实度[EB/OL],http://baike.baidu.com/view/921040.htm#sub921040.
试论建筑结构设计安全度 篇9
安全度是建筑结构设计中最重要的基本问题。从结构设计角度而言，平面形状是三角形的结构迎风面较大，在水平风力作用下，它抗弯曲变形和抗侧移的能力比圆形、椭圆形、正方形、正多边形、十字形、工字形、口字形等平面形式的高层建筑要弱很多，而使得建筑物安全性较差。因此，要保证建筑物的安全，首先要保证建筑结构的安全性。结构设计的首要任务就是选用经济合理的结构方案，其次是结构分析与构件和连接的设计，并取用规范规定的安全系数或可靠指标以保证结构的安全性。
2、建筑结构设计中的安全度问题
2.l建筑结构设计安全度的概念
从事建筑结构设计的基本目的，是在一定的经济条件下，赋予结构以适当的安全度，使结构在预定的使用期限内，能满足所预期的各种功能要求，一般来说，建筑结构必须满足的功能要求是：
1）能承受在正常施工和使用时可能出现的各种作用，且在偶发事件中，仍能保持必须的整体稳定性，即建筑结构需具有的安全性；
2）在正常使用时具有良好工作性能，即建筑结构需具有适用性；
3）在正常维护下具有足够的耐久性。
上述安全性、适用性和耐久性，是建筑结构可靠（或安全）与否的标志，总称为结构的可靠性，对这些性能的度量，即结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率，称为结构的可靠度（或称安全度）。
2.2 建筑结构设计方法
自20世纪50年代以来，我国建筑结构的设计方法，经历了容许应力设计法、破损阶段设计法、极限状态设计法和概率极限状态设计法的重大变化。在结构设计标准中，安全度主要表现为安全系数（容许应力法、破损阶段法）、分项系数和可靠指标（概率极限状态法），同时还与其它许多因素有关，如结构的构造规定、荷载标准值与材料强度标准值的取值、构件承载力计算公式及结构内力分析的精度等。
可靠度理论是分析结构安全性的一种有效手段。我国已颁布统一标准，要求结构设计规范按可靠度理论设计。该理论用失效概率度量结构的可靠性，通过将抗力和作用效应相互独立，将随机过程化为随机变量并以经验为校准点，成功地将这一理论用于建筑结构设计规范中，这是我国规范先进性的一种表现。但该理论在应用上还有其局限性，理论本身也有一些方面未能突破。因此，规范采用可靠度理论应采取实事求是的态度，能用的尽量用，尚不成熟的将来再用。
2.3 合理确定设计安全度
结构设计安全度的高低，是国家经济和资源状况、社会财富积累程度以及设计施工技术水平与材料质量水准的综合反映。确定工程的安全度在一定程度上需以概率和统计为基础，但更多的须依靠经验、工程判断及综合考虑。
与国际上一些通用标准相比，我国混凝土结构规范设定的安全度水平偏低，有的偏低较多。这体现在涉及结构安全度的各个环节中，如我国混凝土结构设计规范取用的荷载值比国外低，材料强度值比国外高，估计结构承载力所用计算公式的安全裕度低于国外甚至在个别情况下偏于不安全，对结构的构造规定又远比国外要求低。
现行规范安全度与国际相比虽然偏低，但是可以接受，这是数十年来成功建成数百亿平方米建筑物的长期实践加以证实的。但考虑到客观形势变化，国家经济实力增强和住宅制度改革现状，可以将现行设计可靠度水平适当提高一点，这样投入不大，却对长远利益有利。
2.4 安全度与工程事故的关系
关于工程事故与设计安全度的关系，有人认为国内发生的工程事故与现行规范的安全度没有关系，规范的安全度是够的。文献就指出，上世纪50年代的结构设计方法与现在近似，当时所用的混凝土强度很低，只有110#～140#，比现在的C15还低，其施工手段也很落后，混凝土用体积配合比，人工搅拌，没有振捣器，而施工发生安全事故的却很少，如北京饭店、王府井百货大楼等一些建筑物，使用至今已逾46年，而且都经过了唐山地震影响的考验，因此可以说，现在的安全事故与结构设计安全度是没有连带关系的。
不过也有专家指出，一些工程事故往往由多种因素综合造成，施工质量差、设计有毛病、结构安全储备又偏低，加在一起终于酿成大祸，这类情况不是由于野蛮施工和管理腐败，较高的安全度总是与较低的失效概率相联系，这是客观规律。
实际上，结构安全度只是对结构截面强度安全的一种度量，与此相关的还有荷载和材料强度标准值的取值等因素。影响结构安全性的因素太多，安全度是保证结构安全性的重要方面但不是全部。有些设计人员往往只满足于规范对结构强度计算上的安全度需要，而忽视从结构体系、结构构造、结构材料、结构维护、结构耐久性，以及从设计、施工到使用全过程中经常出现的人为错误等方面去加强和保证结构的安全性，造成结构设计不合理，从而引发工程事故。
3、建筑结构的耐久性
结构耐久性不足已成为最现实的一个安全问题。现在有这样的倾向：设计中考虑强度多而考虑耐久性少，重视强度极限状态而不重视使用极限状态，重视新建筑的建造而不重视旧建筑的维护。所谓“安全”，包括保证人员财产不受损失和保证结构功能的正常运行，以及保证结构有修复的可能，即所谓的“强度”、“功能”和“可修复”三原则。
我国土建结构的设计与施工规范，重点放在各种荷载作用下的结构强度要求，而对环境因素作用（如干渴、冻融等大气侵蚀以及工程周围水、土中有害化学介质侵蚀）下的耐久性要求则相对考虑较少。混凝土结构因钢筋锈蚀或混凝土腐蚀导致的结构安全事故，其严重程度已远大于因结构构件承载力安全水准设置偏低所带来的危害，所以这个问题必须引起格外重视。
我国规范规定的与耐久性有关的一些要求，如保护钢筋免遭锈蚀的混凝土保护层最小厚度和混凝土的最低强度等级，都显著低于国外规范。提高结构构件承载能力的安全设置水准，在一些情况下也有利于结构的耐久性与结构使用寿命。在结构设计时要从构造、材料等角度采取措施加强结构耐久性，并要对施工单位提出具体要求。
4、结语
总之，建筑结构安全直接影响建筑物的安全，由于设计或施工等原因可能造成建筑物发生各种质量事故，如墙体开裂、构件破坏、建筑物倾斜等，结构不安全严重时甚至发生倒塌事故。结构设计人员应针对具体工程和施工的特点，需要时选用高于规范规定的最低要求，并能够考虑结构的耐久性要求。此外，还要从结构的体系、构造、材料选择设计以及施工和使用中的各个环节保证结构的安全性。
摘要：文章对如何提高建筑结构设计安全度进行探讨。要保证建筑物的安全, 首先要保证建筑结构的安全性。结构设计的首要任务就是选用经济合理的结构方案, 其次是结构分析与构件和连接的设计, 并取用规范规定的安全系数或可靠指标以保证结构的安全性。
关键词：建筑安全,结构设计,安全度
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