導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯(cuò)過為您精心挑選的10篇檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

1.1檢測(cè)信息的輸入

電磁兼容檢測(cè)需要輸入的主要信息包括：(1)被測(cè)件的名稱、型號(hào)、編號(hào)、生產(chǎn)廠家；(2)被測(cè)件供電情況，被測(cè)件的供電類型及供電電壓大小，包括直流還是交流，若是交流，則輸入供電頻率；(3)被測(cè)件電纜情況，被測(cè)件的電纜的類型，包括電源線、信號(hào)線等；(4)委托單位名稱和地址；(5)檢測(cè)依據(jù)的技術(shù)文件的名稱、編號(hào)，包括被測(cè)件電磁兼容檢測(cè)所依據(jù)的試驗(yàn)大綱；(6)被測(cè)件描述，被測(cè)件工作狀態(tài)、被測(cè)件敏感判據(jù)；(7)檢測(cè)說明，被測(cè)件在檢測(cè)過程中需要說明的內(nèi)容，例如一些同標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試不同的地方，或被測(cè)件整改后的情況等；(8)報(bào)告編號(hào)、密級(jí)；(9)檢測(cè)項(xiàng)目及檢測(cè)結(jié)論，每個(gè)檢測(cè)項(xiàng)目符合要求與否的結(jié)論；(10)檢測(cè)費(fèi)用及結(jié)算情況等。根據(jù)所輸入的信息，并進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)，校驗(yàn)正確后存入數(shù)據(jù)庫。

1.2軟件配置

為了提高軟件的使用效率，通過配置ComboBox控件的下拉列表，可大大提高軟件信息輸入的效率，例如委托單位的名稱，一般一個(gè)委托單位會(huì)多次對(duì)個(gè)產(chǎn)品到電磁兼容實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行電磁兼容檢測(cè)，那么，提前配置好委托單位名稱的下拉列表，實(shí)際使用時(shí)，只需要通過點(diǎn)選即可，提高了數(shù)據(jù)錄入的速度和準(zhǔn)確性，大大節(jié)省輸入的時(shí)間，提高輸入效率。

1.3報(bào)告自動(dòng)生成

通常一個(gè)產(chǎn)品的電磁兼容實(shí)驗(yàn)涉及到多個(gè)電磁兼容項(xiàng)目，而每個(gè)電磁兼容項(xiàng)目都需要原始記錄和檢測(cè)報(bào)告。而不少信息是需要重復(fù)輸入的，例如原始記錄的表頭信息，完全可以通過編程的方法來自動(dòng)生成。事先分別建立每個(gè)電磁兼容項(xiàng)目的報(bào)告模板，把這些報(bào)告模板放在一個(gè)文件夾下以方便軟件調(diào)用。在自動(dòng)生成某產(chǎn)品電磁兼容檢測(cè)報(bào)告時(shí)，根據(jù)產(chǎn)品所檢測(cè)的電磁兼容項(xiàng)目在報(bào)告模板文件夾中選擇相應(yīng)的模板，并根據(jù)已經(jīng)輸入的信息，根據(jù)報(bào)告模板中的書簽和表格等樣式定位位置，自動(dòng)生成電磁兼容檢測(cè)報(bào)告。這樣可以避免由于人工書寫檢測(cè)報(bào)告時(shí)由于個(gè)人因素編制不慎出現(xiàn)的錯(cuò)誤，也提高了報(bào)告編制的工作效率。通過電磁兼容檢測(cè)報(bào)告自動(dòng)生成功能，可以避免由于人員水平參差不齊導(dǎo)致的檢測(cè)報(bào)告不規(guī)范，從而滿足檢測(cè)報(bào)告的質(zhì)量要求。

1.4檢測(cè)儀器設(shè)備管理

電磁兼容檢測(cè)儀器設(shè)備的基本信息包括名稱、型號(hào)規(guī)格、編號(hào)、測(cè)量范圍、準(zhǔn)確度、計(jì)量的有效期、安放位置、保管人、設(shè)備狀態(tài)等。在出具電磁兼容檢測(cè)報(bào)告時(shí)，可方便地調(diào)用，選擇某儀器設(shè)備后可自動(dòng)顯示該儀器設(shè)備的詳細(xì)信息，同時(shí)根據(jù)被測(cè)件的具體檢測(cè)日期同該儀器設(shè)備的計(jì)量有效期進(jìn)行比較，可方便快捷的提示哪些儀器設(shè)備的計(jì)量有效期需要更新，以免在最終的電磁兼容檢測(cè)報(bào)告中出現(xiàn)計(jì)量有效期過期的低級(jí)錯(cuò)誤。同時(shí)，根據(jù)儀器設(shè)備的校準(zhǔn)周期，計(jì)算下次校準(zhǔn)日期，制定送檢計(jì)劃，實(shí)驗(yàn)室人員定時(shí)檢查儀器設(shè)備情況，填寫校準(zhǔn)記錄。

1.5查詢與統(tǒng)計(jì)

提供電磁兼容檢測(cè)的基本查詢和統(tǒng)計(jì)功能。可根據(jù)客戶進(jìn)行查詢統(tǒng)計(jì)，研究系統(tǒng)中委托單位、被測(cè)件信息和檢測(cè)項(xiàng)目的關(guān)系，分析不同的客戶群體，方便采取不同的市場(chǎng)開發(fā)策略、不同折扣等級(jí)，提供更個(gè)性化服務(wù)；可根據(jù)原始的測(cè)試費(fèi)用來統(tǒng)計(jì)電磁兼容實(shí)驗(yàn)室的產(chǎn)值情況；可根據(jù)實(shí)際收到的測(cè)試費(fèi)用統(tǒng)計(jì)電磁兼容實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際創(chuàng)收情況；統(tǒng)計(jì)檢測(cè)費(fèi)用的結(jié)算情況，可根據(jù)此做好年底時(shí)的催款、請(qǐng)款工作；根據(jù)檢測(cè)人員所檢測(cè)的被測(cè)件，統(tǒng)計(jì)不同檢測(cè)人員的工作量，方便實(shí)驗(yàn)室的管理和考核。

篇2

20世紀(jì)橋梁工程領(lǐng)域的成就不僅體現(xiàn)在預(yù)應(yīng)力技術(shù)的發(fā)展和大跨度索支承橋梁的建造以及對(duì)超大跨度橋梁的探索，而且反映于人們對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)施智能控制和智能監(jiān)測(cè)的設(shè)想與努力。近20年來橋梁抗風(fēng)、抗震領(lǐng)域的研究成果以及新材料新工藝的開發(fā)推動(dòng)了大距度橋梁的發(fā)展；同時(shí)，隨著人們對(duì)大型重要橋梁安全性、耐久性與正常使用功能的日漸關(guān)注，橋梁健康監(jiān)測(cè)的研究與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)運(yùn)而生。由于橋梁監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以為驗(yàn)證結(jié)構(gòu)分析模型、計(jì)算假定和設(shè)計(jì)方法提供反饋信息，并可用于深入研究大跨度橋梁結(jié)構(gòu)及其環(huán)境中的未知或不確定性問題，因此，橋梁設(shè)計(jì)理論的驗(yàn)證以及對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)環(huán)境未知問題的調(diào)查與研究擴(kuò)充了橋梁健康監(jiān)測(cè)的內(nèi)涵。本文結(jié)合近十年來橋梁健康監(jiān)測(cè)的研究狀況以及大跨度橋梁工程的研究與發(fā)展，較系統(tǒng)地闡述橋梁健康監(jiān)測(cè)的內(nèi)涵，并由此探討監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的有關(guān)問題。

一、橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與理論發(fā)展簡(jiǎn)況

1．監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

80年代中后期開始建立各種規(guī)模的橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。例如，英國在總長(zhǎng)522m的三跨變高度連續(xù)鋼箱梁橋Foyle橋上布設(shè)傳感器，監(jiān)測(cè)大橋運(yùn)營階段在車輛與風(fēng)載作用下主梁的振動(dòng)、撓度和應(yīng)變等響應(yīng)，同時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境風(fēng)和結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)。該系統(tǒng)是最早安裝的較為完整的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)之一，它實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)分析和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)共享。建立健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的典型橋梁還有挪威的Skarnsundet斜拉橋（主跨530m）［2］、美國主跨440m的SunshineSkywayBridge斜拉橋、丹麥主跨1624m的GreatBeltEast懸索橋［3］、英國主跨194m的Flintshire獨(dú)塔斜拉橋[4]以及加拿大的ConfederatiotBridge橋[5]。我國自90年代起也在一些大型重要橋梁上建立了不同規(guī)模的結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，如香港的青馬大橋、汲水門大橋和汀九大橋，內(nèi)地的上海徐浦大橋以及江陰長(zhǎng)江大橋等[6~8]。

從已經(jīng)建立的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)目標(biāo)、功能以及系統(tǒng)運(yùn)行等方面看，這些監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有以下一些共同特點(diǎn)：

（1）通常測(cè)量結(jié)構(gòu)各種響應(yīng)的傳感裝置獲取反映結(jié)構(gòu)行為的各種記錄；

（2）除監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)本身的狀態(tài)和行為以外，還強(qiáng)度對(duì)結(jié)構(gòu)環(huán)境條件（如風(fēng)、車輛荷載等）的監(jiān)測(cè)和記錄分析；同時(shí)，試圖通過橋梁在正常車輛與風(fēng)載下的動(dòng)力響應(yīng)來建立結(jié)構(gòu)的"指紋"，并藉此開發(fā)實(shí)時(shí)的結(jié)構(gòu)整體性與安全性評(píng)估技術(shù)；

（3）在通車運(yùn)營后連續(xù)或間斷地監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)狀態(tài)，力求獲取的大橋結(jié)構(gòu)信息連續(xù)而完整。某些橋梁監(jiān)測(cè)傳感器在橋梁施工階段即開始工作并用于監(jiān)控施工質(zhì)量；

（4）監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有快速大容量的信息采集、通訊與處理能力，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)共享。

這些特點(diǎn)使得大跨度橋梁健康監(jiān)測(cè)區(qū)別于傳統(tǒng)的橋梁檢測(cè)過程。另外需要指出的是，橋梁健康監(jiān)測(cè)的對(duì)象已不再局限于結(jié)構(gòu)本身：一些重要輔助設(shè)施的工作狀態(tài)也已納入長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的范圍（如斜拉索振動(dòng)控制裝置[4]等）。

2．理論研究

十多年來，橋梁健康監(jiān)測(cè)理論的研究主要集中于結(jié)構(gòu)整體性評(píng)估和損傷識(shí)別。由于基于振動(dòng)信息的整體性評(píng)估技術(shù)在航天、機(jī)械等領(lǐng)域的深入研究和運(yùn)用，這類技術(shù)被用于土木結(jié)構(gòu)中除無損檢測(cè)技術(shù)以外的最重要的整體性評(píng)估方法并得到廣泛的研究【1，7，9～11】。人們致力于基于振動(dòng)測(cè)量值的整體性評(píng)估方法研究的另一個(gè)原因是，結(jié)構(gòu)振動(dòng)信息可以在橋梁運(yùn)營過程中利用環(huán)境振動(dòng)法獲得，因此這一方法具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的潛力。

結(jié)構(gòu)整體性評(píng)估方法可以歸結(jié)為模式識(shí)別法、系統(tǒng)識(shí)別法以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法三大類【1】。結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)常被用作結(jié)構(gòu)的指紋特征，也是系統(tǒng)識(shí)別方法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法的主要輸入信息。另外，基于結(jié)構(gòu)應(yīng)變模態(tài)、應(yīng)變曲率以及其他靜力響應(yīng)的評(píng)估方法也在不同程度上顯示了各自的檢傷能力[10]。然而，盡管某些整體性評(píng)估技術(shù)已在一些簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)上有成功的例子，但還不能可靠地應(yīng)用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)。阻礙這一技術(shù)進(jìn)入實(shí)用的原因主要包括：①結(jié)構(gòu)與環(huán)境中的不確定性和非結(jié)構(gòu)因素影響；②測(cè)量信息不完備；③測(cè)量精度不足和測(cè)量信號(hào)噪聲；④橋梁結(jié)構(gòu)贅余度大并且測(cè)量信號(hào)對(duì)結(jié)構(gòu)局部損傷不敏感。

另外，從評(píng)估方法上，目前對(duì)大跨度橋梁的安全評(píng)估基本上仍然沿襲常規(guī)中小橋梁的定級(jí)評(píng)估方法，是一種主要圍繞結(jié)構(gòu)的外觀狀態(tài)和正常使用性能進(jìn)行的定性、粗淺的安全評(píng)價(jià)。

二、橋梁健康監(jiān)測(cè)新概念

橋梁健康監(jiān)測(cè)的基本內(nèi)涵即是通過對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)的監(jiān)控與評(píng)估，為大橋在特殊氣候、交通條件下或橋梁運(yùn)營狀況嚴(yán)重異常時(shí)觸發(fā)預(yù)警信號(hào)，為橋梁維護(hù)濰修與管理決策提供依據(jù)和指導(dǎo)。為此，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)以下幾個(gè)方面進(jìn)行監(jiān)控：

·橋梁結(jié)構(gòu)在正常環(huán)境與交通條件下運(yùn)營的物理與力學(xué)狀態(tài)；

·橋梁重要非結(jié)構(gòu)構(gòu)件（加支座）和附屬設(shè)施（如振動(dòng)控制元件）的工作狀態(tài)；

·結(jié)構(gòu)構(gòu)件耐久性；

·大橋所處環(huán)境條件；等等。

與傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)不同，大型橋梁健康監(jiān)測(cè)不僅要求在測(cè)試上具有快速大容量的信息采集與通訊能力，而且力求對(duì)結(jié)構(gòu)整體行為的實(shí)時(shí)監(jiān)控和對(duì)結(jié)構(gòu)狀態(tài)的智能化評(píng)估。

然而，橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)不僅僅只是為了結(jié)構(gòu)狀態(tài)監(jiān)控與評(píng)估。由于大型橋梁（尤其是斜拉橋、懸索橋）的力學(xué)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及所處的特定環(huán)境，在大橋設(shè)計(jì)階段完全掌握和預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性和行為是非常困難的。大跨度索交承橋梁的設(shè)計(jì)依賴于理論分析并過風(fēng)洞、振動(dòng)臺(tái)模擬試驗(yàn)預(yù)測(cè)橋梁的動(dòng)力性能并驗(yàn)證其動(dòng)力安全性。然而，結(jié)構(gòu)理論分析?；诶硐牖挠邢拊x散模型，并且分析時(shí)常以很多假定條件為前提。在進(jìn)行風(fēng)洞或振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)時(shí)對(duì)大橋的風(fēng)環(huán)境和地面運(yùn)動(dòng)的模擬也可能與真實(shí)橋位的環(huán)境不全相符。因此，通過橋梁健康監(jiān)測(cè)所獲得的實(shí)際結(jié)構(gòu)的動(dòng)靜力行為來驗(yàn)證大橋的理論模型、計(jì)算假定具有重要的意義。事實(shí)上，國外一些重要橋梁在建立健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)都強(qiáng)調(diào)利用監(jiān)測(cè)信息驗(yàn)證結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

橋梁健康監(jiān)測(cè)信息反饋于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的更深遠(yuǎn)的意義在于，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法與相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)等可能得以改進(jìn)；并且，對(duì)橋梁在各種交通條件和自然環(huán)境下的真實(shí)行為的理解以及對(duì)環(huán)境荷載的合理建模是將來實(shí)現(xiàn)橋?quot;虛擬設(shè)計(jì)"的基礎(chǔ)。

還應(yīng)看到，橋梁健康監(jiān)測(cè)帶來的將不僅是監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和對(duì)某特定橋梁設(shè)計(jì)的反思，它還可能并應(yīng)該成為橋梁研究的"現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室"。盡管橋梁抗風(fēng)、抗震領(lǐng)域的研究成果以及新材料新工藝的出現(xiàn)不斷推動(dòng)著橋梁的發(fā)展，但是，大跨度橋梁的設(shè)計(jì)中還存在很多未知和假定，超大跨度橋梁的設(shè)計(jì)也有許多問題需要研究。同時(shí)，橋梁結(jié)構(gòu)控制與健康評(píng)估技術(shù)的深入研究與開發(fā)也需要結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與調(diào)查。橋梁健康監(jiān)測(cè)為橋梁工程中的未知問題和超大跨度橋梁的研究提供了新的契機(jī)。由運(yùn)營中的橋梁結(jié)構(gòu)及其環(huán)境所獲得的信息不僅是理論研究和實(shí)驗(yàn)室調(diào)查的補(bǔ)充，而且可以提供有關(guān)結(jié)構(gòu)行為與環(huán)境規(guī)律的最真實(shí)的信息。另外，橋梁振動(dòng)控制與健康評(píng)估技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用性也需要現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與調(diào)查。

綜上所述，大型橋梁健康監(jiān)測(cè)不只是傳統(tǒng)的橋梁檢測(cè)加結(jié)構(gòu)評(píng)估新技術(shù)，而是被賦予了結(jié)構(gòu)監(jiān)控與評(píng)估、設(shè)計(jì)驗(yàn)證和研究與發(fā)展三方面的意義。

三、健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1．監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

兩座大型橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的測(cè)點(diǎn)布置情況可以看出，兩個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目與規(guī)模存在很大差異。這種差異除了橋型和橋位環(huán)境因素外，主要是因?yàn)閷?duì)各監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的投資額和（或）建立各個(gè)系統(tǒng)的目的（或者說是對(duì)系統(tǒng)的功能要求）不同。因此，橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)際上有意或無意地遵循著某些準(zhǔn)則。

顯然，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該首先考慮建立該系統(tǒng)的目的和功能。上節(jié)所述的橋梁健康監(jiān)測(cè)三方面的意義也正是橋梁健康監(jiān)測(cè)的目的和功能所在。對(duì)于特定的橋梁，建立健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的目的可以是橋梁監(jiān)控與評(píng)估，或是設(shè)計(jì)驗(yàn)證，甚至以研究發(fā)展為目的；也可以是三者之二甚至全部。一旦建立系統(tǒng)的目的確定，系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目就可以基本上確定。另外，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的規(guī)模以及所采用的傳感儀器和通信設(shè)備等的確定需要考慮投資的限度。因此在設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)必須對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案進(jìn)行成本一效益分析。成本-效益分析是建立高效、合理的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的前提。

根據(jù)功能要求和成本一效益分析可以將監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和測(cè)點(diǎn)數(shù)設(shè)計(jì)到所需的范圍，可以最優(yōu)化地選擇并安裝系統(tǒng)硬件設(shè)施。因此，功能要求和效益-成本分析是設(shè)計(jì)橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的兩大準(zhǔn)則。

2．監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

不同的功能目標(biāo)所要求的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目不盡相同。絕大多數(shù)大跨度橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目都是從結(jié)構(gòu)監(jiān)控與評(píng)估出發(fā)的，個(gè)別也兼顧結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)驗(yàn)證甚至部分監(jiān)測(cè)項(xiàng)目以橋梁?jiǎn)栴}的研究為目的[5]。文獻(xiàn)［12］通過對(duì)國內(nèi)多座運(yùn)營中的斜拉橋進(jìn)行大量病害調(diào)查與檢測(cè)分析，提出了用于斜拉橋狀態(tài)監(jiān)控與評(píng)估的頗具代表性的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。

如果監(jiān)測(cè)系統(tǒng)考慮具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)驗(yàn)證的功能，那就要獲得較多結(jié)構(gòu)系統(tǒng)識(shí)別所須要的信息。因此，對(duì)于大跨度余支承橋梁，須要較多的傳感器布置于橋塔、加勁梁以及纜索/拉索各部位，以獲得較為詳細(xì)的結(jié)構(gòu)動(dòng)力行為并驗(yàn)證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的動(dòng)力分析模型和響應(yīng)預(yù)測(cè)。另外，在支座、擋塊以及某些連結(jié)部位須安設(shè)傳感器拾取反映其傳力、約束狀況等的信息。

目前，某些監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以開發(fā)結(jié)構(gòu)整體性與安全性評(píng)估技術(shù)為目的之一。結(jié)合橋梁?jiǎn)栴}研究的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)雖不多見，但有些系統(tǒng)也有監(jiān)測(cè)項(xiàng)目是專為研究服務(wù)的。與理論研究相關(guān)的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目可以根據(jù)待研究問題的性質(zhì)來確定。從目前橋梁工程的發(fā)展?fàn)顩r看，以下幾方面的問題可以借助橋梁健康監(jiān)測(cè)進(jìn)行深入研究或論證。

·抗風(fēng)方面：包括風(fēng)場(chǎng)特性觀測(cè)、結(jié)構(gòu)在自然風(fēng)場(chǎng)中的行為以及抗風(fēng)穩(wěn)定性。

·抗震方面：包括研究各種場(chǎng)地地面運(yùn)動(dòng)的空間與時(shí)間變化、土-結(jié)構(gòu)相互作用、行波效應(yīng)、多點(diǎn)激勵(lì)對(duì)結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響等。通過對(duì)墩頂與墩底應(yīng)變、變形及加速度的監(jiān)測(cè)建立恢復(fù)力模型對(duì)橋梁的抗震分析具有重要的意義。

·結(jié)構(gòu)整體行為方面：包括研究結(jié)構(gòu)在強(qiáng)風(fēng)、強(qiáng)地面運(yùn)動(dòng)下的非線性特性，橋址處環(huán)境條件變化對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性、靜力狀態(tài)（內(nèi)力分布、變形）的影響等。這對(duì)于發(fā)展基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的整體性評(píng)估方法非常重要。

·結(jié)構(gòu)局部問題：例如邊界、聯(lián)接條件，鋼梁焊縫疲勞及其他疲勞問題，結(jié)合梁結(jié)合面（包括剪力鍵）的破壞機(jī)制，等等。索支承橋梁纜（拉）索和吊桿的振動(dòng)與減振、局部損傷機(jī)制等也值得進(jìn)一步觀察研究。

·耐久性問題：橋梁結(jié)構(gòu)中的耐久性問題尚有許多問題須要深入研究。纜（拉）索與吊桿的腐蝕、銹蝕問題尤須重視。

·基礎(chǔ)：大直徑樁的采用也帶來一些設(shè)計(jì)問題，直接套用原先用于中等直徑樁的計(jì)算方法不很合理。借助大型橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)調(diào)查大直徑樁的變形規(guī)律、研究樁的承載力問題，也是設(shè)計(jì)部門的需要。

四、小結(jié)

（1）橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)不只是傳統(tǒng)的橋梁檢測(cè)技術(shù)的簡(jiǎn)單改進(jìn)，而是運(yùn)用現(xiàn)代傳感與通信技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)橋梁運(yùn)營階段在各種環(huán)境條件下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)與行為，獲取反映結(jié)構(gòu)狀況和環(huán)境因素的各種信息，由此分析結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)、評(píng)估結(jié)構(gòu)的可靠性，為橋梁的管理與維護(hù)決策提供科學(xué)依據(jù)。同時(shí)，大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)對(duì)于驗(yàn)證與改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與方法、開發(fā)與實(shí)現(xiàn)各種結(jié)構(gòu)控制技術(shù)以及深入研究大型橋梁結(jié)構(gòu)的未知問題具有重要意義。因此，健康監(jiān)測(cè)為橋梁工程的發(fā)展開辟了新的空間。

篇3

經(jīng)過分析調(diào)查，水產(chǎn)漁業(yè)對(duì)水質(zhì)的監(jiān)測(cè)主要需求為:對(duì)溫度、pH值、溶解氧濃度這些參數(shù)發(fā)生變化或不符合標(biāo)準(zhǔn)，將嚴(yán)重影響水產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，因此，需對(duì)此類參數(shù)通過進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

1．2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)主要由水質(zhì)數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)匯集層、監(jiān)測(cè)中心層構(gòu)成，水質(zhì)數(shù)據(jù)采集層是由測(cè)溫度、pH值、溶解氧濃度的相應(yīng)傳感器組成的，將其部署在水中，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)參數(shù)的采集，再通過WiFi將所采集數(shù)據(jù)發(fā)送至AP節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)匯聚，再由AP節(jié)點(diǎn)通過WiFi將匯集數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)測(cè)中心。

2WiFi節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)

WiFi又稱IEEE802．11b標(biāo)準(zhǔn)，IEEE802．11b無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)范是對(duì)IEEE802．11的改進(jìn)，其最高帶寬為11Mbps。在信號(hào)較弱或有干擾時(shí)，可自動(dòng)調(diào)整為5．5，2或1Mbps。本系統(tǒng)中帶寬為11Mbps。本系統(tǒng)需完成對(duì)終端節(jié)點(diǎn)、AP節(jié)點(diǎn)的制作，并且需實(shí)現(xiàn)將各個(gè)傳感器所采集到的數(shù)據(jù)通過WiFi傳輸至上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)溫度、pH值、溶解氧濃度等參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

2．1電源模塊

本系統(tǒng)中各個(gè)模塊所需的工作電壓均為3．3V，因此，可用2節(jié)AA電池通過電壓轉(zhuǎn)換電路得到3．3V，從而避免了使用市電供電，使系統(tǒng)更加無線化。

2．2WiFi無線通信模塊

本模塊采用的是GainSpan公司的GS1011片上系統(tǒng)，其內(nèi)部集成了WiFi物理層，裝上天線和射頻功放即可完成數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送，該芯片功耗超低，為雙ARM7核結(jié)構(gòu)，其中一個(gè)用于處理數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的工作，一個(gè)用于實(shí)現(xiàn)軟件應(yīng)用。芯片內(nèi)嵌的FLASH和SRAM用于儲(chǔ)存程序和數(shù)據(jù)，編程和調(diào)試可通過JTAG口實(shí)現(xiàn);ADC，I2C總線，GPIO等接口用于接收來自傳感器采集到的數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)通過串口與單片機(jī)通信，其工作電壓為3．3V。

2．3處理器模塊

本次通與終端節(jié)點(diǎn)相連的處理器采用STC89LE52C單片機(jī)。該單片機(jī)IO口可模擬I2C接口來接收傳感器模塊采集到的數(shù)據(jù)信息，其工作電壓為3．3V。AP節(jié)點(diǎn)無需處理器。

2．4串口模塊

串口模塊采用MAX232實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)模塊和WiFi模塊之間的通信，并通過USB轉(zhuǎn)串口進(jìn)行程序配置。

2．5傳感器模塊

本設(shè)計(jì)中采用美國Dallas半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的DS18B20數(shù)字化溫度傳感器，適用電壓范圍為3．0～5．5V;通過串行數(shù)據(jù)線DQ與單片機(jī)的P1．2口相連實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的傳輸。DQ上需接一只4．7kΩ上拉電阻器，以實(shí)現(xiàn)對(duì)DS18B20的控制，完成讀寫溫度數(shù)據(jù)功能。pH值傳感器采用雷磁E—201—C型pH復(fù)合電極，溶解氧濃度傳感器采用雷磁公司的DO—955溶氧電極，傳感器終端與單片機(jī)連接的電路原理圖如圖4所示。

3節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)

在系統(tǒng)中，IEEE802．11b采用的是Infrasture組網(wǎng)模式，通信協(xié)議為TCP/IP，具體目標(biāo)是為實(shí)現(xiàn)將傳感器采集到的數(shù)據(jù)匯聚到AP節(jié)點(diǎn)，在通過WiFi后傳輸至監(jiān)測(cè)中心。具體的軟件設(shè)計(jì)步驟為:首先通過gs_flashprogram軟件編寫WiFiProtectedSetup(WPS)程序，且在程序中內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議，將該程序燒寫入GS1011模塊;然后，通過Keil軟件對(duì)單片機(jī)進(jìn)行編程設(shè)計(jì)，其軟件結(jié)構(gòu)由AT指令，各傳感器的程序和API接口組成。在本系統(tǒng)中，傳感器節(jié)點(diǎn)定時(shí)向AP節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，AP節(jié)點(diǎn)定時(shí)接收，并通過WiFi傳輸至監(jiān)測(cè)中心的上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)的溫度、pH值、溶解氧濃度等參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)每30min采集一次水質(zhì)參數(shù)，因此，可通過定時(shí)器來控制終端節(jié)點(diǎn)連續(xù)給AP節(jié)點(diǎn)的工作狀態(tài)，當(dāng)定時(shí)器被喚醒時(shí)，向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，定時(shí)器滿，停止發(fā)送，進(jìn)入休眠狀態(tài)，等待下一次定時(shí)器被喚醒。在進(jìn)入休眠狀態(tài)時(shí)，終端節(jié)點(diǎn)與AP節(jié)點(diǎn)處于中斷狀態(tài)，且傳感器暫時(shí)停止工作。

4管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)的管理核心為上位機(jī)，主要需實(shí)現(xiàn)串口接收程序和上位機(jī)管理程序等功能，本系統(tǒng)上位機(jī)通過MicrosoftVisualStudio2010軟件采用的是里面的MFC應(yīng)用程序框架進(jìn)行設(shè)計(jì)的上位機(jī)程序。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器設(shè)計(jì)查詢、數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)存放及歷史數(shù)據(jù)查詢等功能，當(dāng)監(jiān)控人員登陸界面查找相關(guān)資料時(shí)，系統(tǒng)通過調(diào)用數(shù)據(jù)庫中的歷史數(shù)據(jù)，并且可以以視圖的形式將數(shù)據(jù)發(fā)送到客戶端，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。

5系統(tǒng)測(cè)試

在某水產(chǎn)養(yǎng)殖基地對(duì)本設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試。實(shí)驗(yàn)時(shí)部署了4個(gè)終端節(jié)點(diǎn)，分別放在4個(gè)養(yǎng)殖池中，部署2個(gè)路由節(jié)點(diǎn)，溫度傳感器、pH值傳感器、溶氧度傳感器集成在終端節(jié)點(diǎn)上。終端節(jié)點(diǎn)僅需2節(jié)普通5號(hào)電池。節(jié)點(diǎn)固定在魚塘中心位置，且內(nèi)離水面1m處。傳感器終端每隔30min對(duì)水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行一次采樣，并將采樣數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機(jī)后，自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)，等待下一次采樣指令的盜壘。其溫度、pH值、溶解氧濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果。

篇4

1.1河段概況

三峽工程施工區(qū)從伍相廟至鷹子咀長(zhǎng)約12km，面積15.28km2。為較好地掌握施工區(qū)水文、河道、水環(huán)境變化情勢(shì)，水文監(jiān)測(cè)河段上起太平溪、下至蓮沱，全長(zhǎng)22km，水域面積約為22km2（以下簡(jiǎn)稱壩區(qū)河段）。大壩軸線以上1.5km至大壩軸線以下1km為明渠截流水文監(jiān)測(cè)河段（以下簡(jiǎn)稱截流河段），全長(zhǎng)2.5km，面積約為3.0km2。三峽工程明渠截流河段水文監(jiān)測(cè)布置見圖1。

圖1三峽工程明渠截流河段水文監(jiān)測(cè)布置圖

1.2工程概況

三峽工程明渠截流繼一期導(dǎo)流明渠開挖、二期大江截流導(dǎo)流和通航之后、為修筑三期圍堰而實(shí)現(xiàn)戧堤進(jìn)占與合龍的關(guān)鍵性工程。

（1）三期圍堰工程。三期圍堰位于導(dǎo)流明渠內(nèi)。三期上游圍堰為Ⅳ級(jí)臨時(shí)建筑物，圍堰軸線長(zhǎng)427m，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為4月份實(shí)測(cè)最大流量17600m3/s（1877年～1990年資料，下同），相應(yīng)上游水位81.05m，堰頂高程83.0m，最大堰高33.0m。三期下游圍堰為Ⅲ級(jí)臨時(shí)建筑物，圍堰軸線長(zhǎng)415m，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為頻率2%的洪水流量79000m3/s，相應(yīng)擋水位78.3m，堰頂高程81.5m，最大堰高36.5m。上、下圍堰均由風(fēng)化砂、石渣、石渣混合料和塊石以及反濾料構(gòu)筑而成，總填筑量分別為146.58萬m3和152.48萬m3。

（2）明渠截流分流工程

明渠截流期采用大壩泄洪壩段導(dǎo)流底孔分流。22個(gè)導(dǎo)流底孔分別布設(shè)在泄洪壩段的表孔正下方跨縫處，其有壓出流口尺寸為6m×8.5m，中間16孔進(jìn)口底高程56.0m，兩側(cè)各3孔進(jìn)口底高程57.0m。大壩底孔泄流能力受二期上下游圍堰拆除高程和底寬的影響，設(shè)計(jì)明渠截流前，上游圍堰拆除高程57m，底寬不小于550m；下游圍堰拆除高程53m，底寬不小于410m。

（3）明渠截流戧堤工程

三期截流采用上、下游戧堤立堵，上游雙向、下游單向進(jìn)占的施工方案。設(shè)計(jì)按上游戧堤承擔(dān)截流總落差的2/3，下游戧堤承擔(dān)截流總落差的1/3。上、下截流戧堤總拋投量分別為35.85萬m3和38.38萬m3。戧堤施工進(jìn)占分為非龍口進(jìn)占和龍口進(jìn)占兩個(gè)階段,設(shè)計(jì)上、下截流龍口寬度分別為150m和140m，拋投量分別為20.4萬m3和20.5萬m3。設(shè)計(jì)截流流量10300m3/s，經(jīng)模型試驗(yàn)表明，上、下龍口最大平均流速分別達(dá)5.14m/s和4.01m/s，截流終落差4.11m。合龍能量指標(biāo)達(dá)40.4萬kw，為葛洲壩工程截流的2.6倍，是巴西伊泰普工程截流的1.4倍，居當(dāng)今世界龍口能量指標(biāo)之首。

1.3水文監(jiān)測(cè)的目的、主要內(nèi)容及作用

鑒于明渠截流的難度，水文監(jiān)測(cè)的目的主要為三期截流設(shè)計(jì)、施工、截流指揮提供可靠數(shù)據(jù)，同時(shí)也為模型跟蹤試驗(yàn)、水文預(yù)報(bào)、水文及水力學(xué)計(jì)算提供基本資料。特別要為在明渠截流過程中可能出現(xiàn)的突況進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，以指導(dǎo)明渠截流施工決策和調(diào)度管理。水文監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容包括水下地形、截流落差、龍口流速、壩址流量及導(dǎo)流底孔分流量等，其主要作用是為掌握截流邊界條件、截流水流條件和截流環(huán)境影響的動(dòng)態(tài)變化，見表1。

表1三期截流水文監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容及作用

項(xiàng)目名稱

主要內(nèi)容

主要作用

截

流

邊

界

條

件

水下地形

水下地形形象

掌握水下地形形象、口門水面寬及床沙的變化情況，為截流設(shè)計(jì)優(yōu)化、調(diào)整截流施工方案及進(jìn)度、模型跟蹤試驗(yàn)、水文預(yù)報(bào)及水文、水力學(xué)計(jì)算提供基本資料

固定斷面

固定斷面形象（含口門水面寬）

床沙

床沙（拋投料）顆粒級(jí)配

截

流

水

流

條

件

水位

壩區(qū)沿程水面線

是監(jiān)測(cè)截流落差及其變化的基本資料。同時(shí)監(jiān)測(cè)葛洲壩水庫調(diào)節(jié)對(duì)截流水力學(xué)指標(biāo)的影響

龍口落差、戧堤落差

掌握上、下戧堤落差及其分配，指導(dǎo)上、下戧堤施工進(jìn)占的時(shí)機(jī)及進(jìn)度

流速及流態(tài)

護(hù)底加糙區(qū)流速、戧堤頭及挑角流速、龍口縱橫斷面流速、截流河段流態(tài)

掌握戧堤口門區(qū)（以龍口為重點(diǎn)）的流速變化特征，指導(dǎo)戧堤進(jìn)占的拋投體塊徑、形狀、拋投方式及推填角度的選擇，以利戧堤頭的防沖和穩(wěn)定

流量

壩址流量、茅坪溪支流流量、大壩底孔及龍口分流量

掌握壩址來水流量及導(dǎo)流、截流的分流量

截

流

環(huán)

境

影

響

河床演變

永久船閘下游引航道口門河勢(shì)及兩壩間河道演變

截流對(duì)河道、航道口門區(qū)的河勢(shì)影響及拋投料對(duì)水環(huán)境的影響

水環(huán)境

截流河段及下游水質(zhì)

2水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)三峽工程明渠截流施工布局和截流工程設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工、水文預(yù)報(bào)、水文及水力學(xué)計(jì)算、模型跟蹤試驗(yàn)等部門對(duì)截流水文監(jiān)測(cè)的要求，為確保水文數(shù)據(jù)全面、可靠、精度和時(shí)效，建立包括水文信息采集—傳輸—處理—與反饋等四個(gè)子系統(tǒng)的三期截流水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，見框圖2。為系統(tǒng)實(shí)施成立了五個(gè)專業(yè)組，即水文組、河道組、水質(zhì)組、水文信息處理中心和綜合組。

2.1信息采集子系統(tǒng)。包括水位降水、龍口流速、流量、流態(tài)、口門水面寬、河道沖淤、水環(huán)境等，根據(jù)三峽壩區(qū)現(xiàn)有監(jiān)測(cè)站網(wǎng)條件，結(jié)合截流所需的水文信息，共布設(shè)18個(gè)水位站、2個(gè)水文站、17個(gè)流速或流量監(jiān)測(cè)斷面、32個(gè)河道固定斷面、5個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面。

2.2信息傳輸子系統(tǒng)。采用計(jì)算機(jī)有線或無線數(shù)傳方式，輔以電話、電臺(tái)或?qū)χv機(jī)等方式，將自動(dòng)、半自動(dòng)或人工采集的水文、河道地形數(shù)據(jù)，經(jīng)無線或有線數(shù)傳、或無線人工、有線人工傳至水文數(shù)據(jù)處理中心截流數(shù)據(jù)庫。各專業(yè)組之間的聯(lián)系采用短波電臺(tái)、電話（有線或WAP電話）等。

2.3信息處理、信息與反饋?zhàn)酉到y(tǒng)。利用現(xiàn)代信息技術(shù)，建立明渠截流水文信息處理中心，使用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通訊技術(shù)合理集成，實(shí)現(xiàn)水文信息接收、處理、存貯、檢索和e水文情報(bào)的網(wǎng)絡(luò)化與自動(dòng)化。

水文信息處理中心建立截流水文數(shù)據(jù)庫和計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、圖表自動(dòng)處理與共享。截流水文數(shù)據(jù)庫包括水文數(shù)據(jù)庫、河道數(shù)據(jù)庫、施工信息數(shù)據(jù)庫等，數(shù)據(jù)庫采用表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)掛靠長(zhǎng)江三峽工程開發(fā)總公司局域網(wǎng)，其間專設(shè)“截流水文網(wǎng)站”，以動(dòng)態(tài)方式直接從數(shù)據(jù)庫生成《水文實(shí)測(cè)信息》、《水文快報(bào)》以及其他信息網(wǎng)頁，水文監(jiān)測(cè)信息。

內(nèi)容包括水位、流量、流速、水面流速流向、泥沙、固定斷面、水下地形等信息和相關(guān)的分析成果。信息以截流指揮專用通信系統(tǒng)和“截流水文網(wǎng)站”為主，并以電子郵件、電傳、電話、電臺(tái)等為輔的方案?！端膶?shí)測(cè)信息》全面反映壩區(qū)河段水文變化情勢(shì)，在戧堤進(jìn)占和龍口合攏期每天一期；根據(jù)水情變化確定《水文快報(bào)》頻次，如在龍口合攏期，實(shí)時(shí)水位、流速、落差等信息。系統(tǒng)還具有實(shí)時(shí)查詢、信息反饋、整編歸檔及檢索等功能。

3水文監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備與技術(shù)措施

截流水文監(jiān)測(cè)除采用常規(guī)的、成熟的測(cè)驗(yàn)方法和技術(shù)手段外，盡可能采用新的監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備與技術(shù)措施。截流水文監(jiān)測(cè)是在特殊環(huán)境條件下的水文觀測(cè)，其儀器設(shè)備將經(jīng)受各種不利因素的制約，如明渠截流施工場(chǎng)地窄小、截流龍口水流湍急和高強(qiáng)度施工形成的復(fù)雜水域，以及無線電波干擾等，都將影響到水文監(jiān)測(cè)工作，也對(duì)儀器設(shè)備提出了更高的要求。根據(jù)明渠截流水文監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)，應(yīng)立足于成熟的先進(jìn)儀器設(shè)備、先進(jìn)的技術(shù)手段，以收集、傳輸、水文資料。經(jīng)過調(diào)研和大量的儀器設(shè)備技術(shù)指標(biāo)分析，確定在明渠截流水文監(jiān)測(cè)中使用以下關(guān)鍵儀器設(shè)備與技術(shù)措施。

3.1ADCP測(cè)流系統(tǒng)。ADCP（AcousticDopplerCurrentProfilers）是目前世界上最先進(jìn)的水文測(cè)驗(yàn)儀器之一，具有不擾動(dòng)流場(chǎng)、測(cè)驗(yàn)歷時(shí)短、測(cè)速范圍大等特點(diǎn)。對(duì)截流河段多斷面的水文監(jiān)測(cè)，采用船載型ADCP測(cè)流系統(tǒng)，輔以GPS導(dǎo)航技術(shù)，能快速、準(zhǔn)確地巡測(cè)各斷面的流速分布及流量或分流比，還可解決船舶無錨定位和全天候測(cè)驗(yàn)等問題；對(duì)龍口流速測(cè)驗(yàn)，采用無人測(cè)艇ADCP測(cè)流系統(tǒng)，可精確地獲取龍口流速分布。

3.2無人測(cè)艇測(cè)量技術(shù)。該方法是通過龍口上游150m左右的錨錠船，用鋼絲繩牽引無人測(cè)艇（艇上安裝ADCP等儀器）深入龍口進(jìn)行水文測(cè)驗(yàn)。無人測(cè)艇采用全密封雙體船結(jié)構(gòu)，具有穩(wěn)性好、阻力小、安全可靠等特點(diǎn)。錨錠船安裝有以計(jì)算機(jī)為主的控制中心及機(jī)電設(shè)備，控制無人測(cè)艇測(cè)驗(yàn)。

3.3GPS水道測(cè)繪系統(tǒng)。利用GPS接收機(jī)，配備數(shù)字測(cè)深儀或多波束測(cè)深儀、繪圖儀、計(jì)算機(jī)與數(shù)據(jù)鏈、通訊等設(shè)備組成的GPS水道測(cè)繪系統(tǒng)，可高效地施測(cè)水下地形和沖淤斷面，具有全天候、多功能、精度高、成圖快等特點(diǎn)。

3.4無人立尺測(cè)量技術(shù)。對(duì)戧堤頭水位觀測(cè)，傳統(tǒng)的方法難以達(dá)到安全、高效的要求，選用成熟的無人立尺測(cè)量技術(shù)，并配以高精度的激光全站儀，可測(cè)量未知點(diǎn)的三維坐標(biāo)，用于龍口戧堤頭水位和口門寬度的測(cè)量。

3.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。實(shí)現(xiàn)水文信息遠(yuǎn)傳、處理、計(jì)算機(jī)化，具有快速、準(zhǔn)確等特點(diǎn)。

3.6監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在明渠截流中的運(yùn)用實(shí)踐

三峽明渠截流從2002年9月15日導(dǎo)流底孔閘門調(diào)試開始，至11月6日龍口合龍結(jié)束，明渠截流水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)了明渠截流水文情勢(shì)變化，收集到全過程多要素完整的水文成果，并實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)更新截流水文網(wǎng)頁，為指導(dǎo)截流施工、調(diào)度、水文預(yù)報(bào)、提供了大量科學(xué)的水文信息。

4結(jié)語

三峽工程明渠截流是一項(xiàng)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，水文監(jiān)測(cè)成為重要組成部分，是截流不可缺少的技術(shù)保障服務(wù)系統(tǒng)。

三峽工程明渠截流水文監(jiān)測(cè)采用高新的監(jiān)測(cè)技術(shù)、選進(jìn)的儀器設(shè)備、高素質(zhì)的監(jiān)測(cè)人員以及合理可靠的組織措施保證系統(tǒng)的高效運(yùn)行，充分發(fā)揮水文監(jiān)測(cè)在三峽工程截流中的耳目和參謀作用，體現(xiàn)一流工程和一流的水文服務(wù)。

篇5

作者簡(jiǎn)介：王長(zhǎng)鵬（1977-），男，江蘇南京人，三江學(xué)院教務(wù)處，講師；華沙（1978-），男，江蘇南京人，三江學(xué)院教務(wù)處，副研究員。（江蘇 南京 210012）

中圖分類號(hào)：G642.477 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）08-0200-01

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是深化教學(xué)改革、提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高等學(xué)校培養(yǎng)人才的不可缺少的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，是評(píng)價(jià)學(xué)生綜合素質(zhì)、專業(yè)技術(shù)、思維方法和實(shí)踐能力的重要內(nèi)容。學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的質(zhì)量是評(píng)價(jià)高校教學(xué)質(zhì)量的重要指標(biāo)。近年來，高校本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的質(zhì)量普遍下滑，引起了教育界專家的廣泛關(guān)注。2013年1月1日教育部頒發(fā)了《學(xué)位論文作假行為處理辦法》，針對(duì)論文作假行為制定相應(yīng)的處理辦法，加大處罰力度，從制度上進(jìn)行遏制，以促進(jìn)學(xué)風(fēng)建設(shè)，保證高等教育事業(yè)科學(xué)發(fā)展。為了更好地執(zhí)行教育部頒布的此辦法，許多高校紛紛采購了論文抄襲檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)本校的論文進(jìn)行抽查或普查。如何通過檢測(cè)系統(tǒng)保證和提高畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的質(zhì)量已成為當(dāng)前高校關(guān)注和研究的課題。

一、主要問題分析

1.學(xué)生因素

各高校的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作基本上在第七學(xué)期末或者第八學(xué)期初啟動(dòng)，而且大部分都持續(xù)16周，即每年的12月（1月）至次年的6月上旬。而這段時(shí)間正是畢業(yè)生畢業(yè)實(shí)習(xí)或找工作的高峰期，在當(dāng)前找工作困難的形勢(shì)下畢業(yè)生不得不提前準(zhǔn)備，參加各類招聘會(huì)場(chǎng)和用人單位的面試，有的畢業(yè)生往往在第七學(xué)期末就早早向?qū)W校提交了用人單位開具的實(shí)習(xí)證明，使得畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）與學(xué)生就業(yè)之間的矛盾越來越明顯。由于學(xué)生在實(shí)習(xí)期間忙于熟悉單位業(yè)務(wù)操作，因此投入在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中的精力也非常有限。在就業(yè)壓力的沖擊下本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）整體質(zhì)量有下降的趨勢(shì)。

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，是理論聯(lián)系實(shí)際、教育與社會(huì)實(shí)踐相結(jié)合的重要體現(xiàn)，是培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)造能力和創(chuàng)業(yè)精神的重要手段。然而，大部分論文基本上是借鑒了前人的研究成果，自己獨(dú)創(chuàng)的東西少，理論闡述深度不足。個(gè)別同學(xué)的論文復(fù)制比太高，抄襲嚴(yán)重。有些學(xué)生選題大而空，或者不能做到與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)緊密聯(lián)系。這些也是造成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量下降的因素。

2.指導(dǎo)老師因素

在教育大眾化背景下，高校經(jīng)過連續(xù)幾年的擴(kuò)招，學(xué)生人數(shù)猛增，一個(gè)教師指導(dǎo)學(xué)生的數(shù)量也逐漸增多，許多院校一般都達(dá)到10名學(xué)生左右。此外，高校給每個(gè)教師規(guī)定了工作量，除了完成課堂教學(xué)任務(wù)外還有其他相關(guān)的科研項(xiàng)目。如果教師指導(dǎo)學(xué)生人數(shù)過多，由于精力有限，自然就會(huì)影響論文指導(dǎo)的質(zhì)量。而對(duì)于民辦本科院校來說，一方面專職年青教師自身的科研水平有限，沒有能力指導(dǎo)學(xué)生完成高水平的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）；另一方面兼職指導(dǎo)教師比較多，會(huì)出現(xiàn)個(gè)別的兼職教師責(zé)任心不強(qiáng)，對(duì)學(xué)生要求不嚴(yán)格，也使得畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量難以保證。

3.管理制度因素

各高校雖然都制訂了比較全面的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的有關(guān)工作規(guī)程和管理辦法，但是只能保證畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）程序、流程、格式等方面的規(guī)范，而畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的本身質(zhì)量卻依然無法保證，如論文工作量不足、對(duì)知識(shí)和技能的應(yīng)用過于簡(jiǎn)單、敘述不深入、圖表制作粗糙等質(zhì)量問題。學(xué)校缺乏對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）全方位的質(zhì)量評(píng)價(jià)和監(jiān)控體系，答辯環(huán)節(jié)往往出現(xiàn)過于集中或“走過場(chǎng)”的現(xiàn)象。這些因素都使得畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的質(zhì)量得不到保證。

二、方法與措施

1.加強(qiáng)過程管理

為了嚴(yán)把畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量關(guān)，需要重視過程管理中的以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：選題方向和內(nèi)容要符合本學(xué)科專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，達(dá)到科學(xué)研究和實(shí)踐能力培養(yǎng)的目的，難易度要滿足專業(yè)培養(yǎng)方案中對(duì)素質(zhì)、能力和知識(shí)結(jié)構(gòu)的要求，難易適中，工作量適當(dāng)；雖然畢業(yè)生由于畢業(yè)實(shí)習(xí)或找工作難以返校集中進(jìn)行當(dāng)面指導(dǎo)，但是除了通過電話、電子郵件、QQ等通訊方式之外，仍要保證當(dāng)面指導(dǎo)的次數(shù)和時(shí)間；對(duì)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）通過系統(tǒng)進(jìn)行，低于某個(gè)比例（江蘇地區(qū)各高校自行制訂的，基本上以20%和30%為標(biāo)準(zhǔn)）才允許答辯，抄襲嚴(yán)重者推遲答辯；答辯前指導(dǎo)教師、評(píng)閱教師和答辯教師須認(rèn)真審閱學(xué)生論文，嚴(yán)把論文質(zhì)量關(guān)，答辯工作不能流于形式。為保證答辯的質(zhì)量，學(xué)生答辯的時(shí)間不得少于25～30分鐘，合理安排答辯工作的時(shí)間、批次及流程等。

2.培養(yǎng)實(shí)踐能力

為了避免學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）出現(xiàn)紙上談兵、抄襲資料、拼湊論文等現(xiàn)象，應(yīng)該從源頭抓起，在入校后就要有意識(shí)地讓學(xué)生接受科學(xué)研究方法、工程設(shè)計(jì)方法與實(shí)踐技能的基本訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力與綜合素質(zhì)的全面提高。鼓勵(lì)學(xué)生參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目和相關(guān)的學(xué)科競(jìng)賽，在實(shí)踐過程中鍛煉能力，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）可以在創(chuàng)新項(xiàng)目和學(xué)科競(jìng)賽的研究成果基礎(chǔ)上進(jìn)行提升和深化。理工科學(xué)生能夠運(yùn)用本專業(yè)設(shè)計(jì)或研究的方法、手段和工具開展課題的設(shè)計(jì)與研究工作。指導(dǎo)教師在下達(dá)任務(wù)書時(shí)必須明確學(xué)生完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作的具體任務(wù)和參數(shù)指標(biāo)，同時(shí)，在答辯之前院（系）還要參照任務(wù)書的參數(shù)指標(biāo)對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)物進(jìn)行驗(yàn)收，填寫《軟硬件驗(yàn)收表》。文管類學(xué)生能夠綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)對(duì)課題所研究的問題進(jìn)行分析。指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生論文的研究目標(biāo)要明確，內(nèi)容要具體，且具有一定的深度。同時(shí)，文管類學(xué)生要盡量通過實(shí)地考察和實(shí)證研究撰寫畢業(yè)論文。

3.加強(qiáng)校企合作

理工類學(xué)生在校內(nèi)進(jìn)行三年半的理論知識(shí)學(xué)習(xí)和模擬實(shí)踐后，最后一學(xué)期全程參與到實(shí)際項(xiàng)目和工作環(huán)境中，將畢業(yè)實(shí)習(xí)與設(shè)計(jì)結(jié)合起來，在校內(nèi)和校外指導(dǎo)教師的聯(lián)合指導(dǎo)下完成畢業(yè)設(shè)計(jì)?，F(xiàn)場(chǎng)教師都是擁有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員，他們?cè)趯W(xué)生具體工作中的指導(dǎo)不僅及時(shí)解決了學(xué)生的問題，更重要的是教給了學(xué)生課堂上、實(shí)驗(yàn)室中無法接觸到的最新的技術(shù)知識(shí)、解決問題的思路以及言傳身教的做人、做事道理。他們是校外畢業(yè)設(shè)計(jì)的師資隊(duì)伍補(bǔ)充，也是學(xué)生剛踏上社會(huì)的領(lǐng)路人。畢業(yè)設(shè)計(jì)改革后，實(shí)際校內(nèi)教師指導(dǎo)僅指導(dǎo)了理論部分，實(shí)踐部分由現(xiàn)場(chǎng)教師指導(dǎo)完成，即由2名及2名以上指導(dǎo)教師指導(dǎo)1名畢業(yè)生，實(shí)行了雙導(dǎo)師制，因此，在落實(shí)好企業(yè)導(dǎo)師指導(dǎo)的前提下校內(nèi)指導(dǎo)學(xué)生人數(shù)可適當(dāng)增加，緩解專職指導(dǎo)教師人數(shù)緊張的壓力。

4.規(guī)范論文撰寫

通過對(duì)結(jié)果的分析，有許多高復(fù)制比率的論文是因?yàn)閷W(xué)生引用不規(guī)范或無引用造成的。因此，論文中的術(shù)語、圖表、數(shù)據(jù)、公式、引用、標(biāo)注及參考文獻(xiàn)的引用及著錄要符合學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作規(guī)程的規(guī)范要求。尤其在借鑒和引用前人研究成果時(shí)一定要將引用部分標(biāo)明清楚，避免發(fā)生因?yàn)橐煤蜆?biāo)注的不規(guī)范而造成論文復(fù)制比增高的情況。

三、結(jié)語

各高校剛剛接觸系統(tǒng)，而檢測(cè)系統(tǒng)能否成為提高當(dāng)前畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）整體質(zhì)量的良藥仍需要今后多年的實(shí)踐來證明。筆者認(rèn)為檢測(cè)系統(tǒng)只是提供判斷論文是否抄襲的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，而提高畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）整體質(zhì)量則不是一蹴而就的，需要學(xué)校、院系、指導(dǎo)教師和學(xué)生的共同努力，這樣才能達(dá)到標(biāo)本兼治的效果。

參考文獻(xiàn)：

篇6

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，光纖布拉格光柵測(cè)得溫度與標(biāo)準(zhǔn)溫度更接近，且抗干擾能力更強(qiáng)，滿足糧倉內(nèi)大范圍溫度監(jiān)測(cè)的要求。

關(guān)鍵詞 光纖布拉格光柵 溫度檢測(cè) 光譜線性頻移 糧倉

溫度檢測(cè)在很多領(lǐng)域都有應(yīng)用，生產(chǎn)廠房的溫度檢測(cè)、住宅區(qū)的室溫控制、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中溫室大棚的恒溫監(jiān)控等。目前，國內(nèi)外對(duì)于溫度檢測(cè)的主要方法有：熱電偶型測(cè)溫系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，探測(cè)區(qū)域大的特性，而其屬于接觸式測(cè)量，易污染、精度較低。數(shù)字集成溫度探測(cè)芯片，該溫度探測(cè)器功耗低、體積小，常應(yīng)用于單點(diǎn)探測(cè)，在多點(diǎn)位大范圍測(cè)試中誤差較大。除此之外，光纖測(cè)溫器也是一個(gè)常見類型，其靈敏度高、適合遠(yuǎn)距離檢測(cè)，但多路檢測(cè)測(cè)量難度大、工藝復(fù)雜、價(jià)格高；半導(dǎo)體吸收式光纖溫度傳感器溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)是將光纖僅用于傳輸，測(cè)量采用其他光學(xué)或機(jī)械的元件完成，監(jiān)測(cè)被測(cè)溫度的變化；智能（數(shù)字）溫度傳感器溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其內(nèi)部包含處理芯片，適用于測(cè)溫位置在線處理的場(chǎng)合。我國傳統(tǒng)的內(nèi)部溫度測(cè)量方法是直接將溫度計(jì)插入糧食中檢測(cè)，工作量大、效率低、精度差；除此之外，國內(nèi)還有采用基于PN 結(jié)或熱敏電阻的溫度檢測(cè)系統(tǒng)，但其傳統(tǒng)電路設(shè)計(jì)上存在干擾、濾波不穩(wěn)定，線路復(fù)雜等問題。而測(cè)溫電纜技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中不但工藝復(fù)雜，且部分結(jié)構(gòu)需要專用設(shè)備，十分不便。

相比之下，采用波長(zhǎng)調(diào)制的光纖布拉格光柵（Fiber BraggGrating，F(xiàn)BG）傳感器避免了溫度測(cè)試信號(hào)受光源變動(dòng)、光纖損耗等的影響；采用波分復(fù)用技術(shù)在一根光纖中串入多個(gè)布拉格光柵實(shí)現(xiàn)分布式測(cè)量，大大降低了系統(tǒng)復(fù)雜度；采用光譜線性頻移的監(jiān)測(cè)手段，測(cè)量精度高、范圍廣、分布密度大。本文在采用分布式光纖布拉格光柵結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，利用光纖布拉格光柵所測(cè)溫度與中心波長(zhǎng)之間的線性函數(shù)關(guān)系，提出了一種通過光譜線性頻移反演分布式糧溫的新方法，提高了檢測(cè)精度、溫控范圍和溫度數(shù)據(jù)密度。

一、溫度探測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用了一種新的分布式光纖布拉格光柵測(cè)溫方法，即通過光纖布拉格光柵溫度探測(cè)器對(duì)糧倉各處的局部溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。由于光譜線性頻移程度與被測(cè)溫度存在函數(shù)關(guān)系，即中心波長(zhǎng)與被測(cè)溫度之間呈線性關(guān)系。分布式光纖探測(cè)系統(tǒng)是可從整體上大范圍地對(duì)被測(cè)物理量的變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)的探測(cè)網(wǎng)絡(luò)。本文采用的是分布式光纖布拉格光柵探測(cè)結(jié)構(gòu)，根據(jù)系統(tǒng)性能，建立了糧倉的數(shù)學(xué)模型。處理器控制寬帶光源發(fā)射探測(cè)光，通過耦合器進(jìn)入多組光纖通道，每組光纖通道中設(shè)置光纖光柵探測(cè)器，在糧倉內(nèi)網(wǎng)絡(luò)式分布，從而獲得糧倉內(nèi)各處的糧溫?cái)?shù)據(jù)。回波信號(hào)經(jīng)解調(diào)儀解調(diào)，將帶有溫度信息的數(shù)據(jù)傳給處理器，經(jīng)過處理器將糧倉各位置糧溫?cái)?shù)據(jù)顯示在控制臺(tái)上。

二、光纖光柵基本原理

在光纖光柵之前，將在平面光波導(dǎo)中沿入射光傳播方向制作的多層介質(zhì)結(jié)構(gòu)，即布拉格光柵。光纖中的光柵反射實(shí)際上是一種層狀介質(zhì)的反射，由光纖中沿軸向分布的多層介質(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)成光纖布拉格光柵。

常用的電類溫度傳感器有熱敏電阻溫度傳感器、熱電偶溫度傳感器，其極易受外界的電磁干擾，會(huì)由于測(cè)量距離、輻射系數(shù)等因素導(dǎo)致測(cè)量精度降低。而光纖光柵溫度傳感器不僅具有普通光纖溫度傳感器的優(yōu)點(diǎn)，還有光譜特性好、損耗率低及穩(wěn)定性高等特點(diǎn)，且波長(zhǎng)編碼信息不受光源功率波動(dòng)或耦合損耗等的影響。同時(shí)，在一根光纖中可設(shè)置多個(gè)光柵，使光柵陣列信息量大，結(jié)合波分復(fù)用等技術(shù)非常適合大范圍的分布式網(wǎng)絡(luò)化的糧溫監(jiān)測(cè)。

光纖布拉格光柵探測(cè)器中的寬譜光源可采用面發(fā)光二極管SLED 或放大自發(fā)輻射光源ASE 等，光傳輸及轉(zhuǎn)換部分由光耦合器或光環(huán)形器構(gòu)成。當(dāng)光源系統(tǒng)發(fā)出一定帶寬的光入射到光纖光柵后，由于光纖光柵對(duì)中心波長(zhǎng)具有選擇作用，只有符合波長(zhǎng)關(guān)系的光被才會(huì)被反射，并再次通過光傳輸結(jié)構(gòu)送入解調(diào)裝置解調(diào)，最后解調(diào)光會(huì)體現(xiàn)出光纖光柵反射波長(zhǎng)的變化特性。當(dāng)利用光纖布拉格光柵原理檢測(cè)糧倉內(nèi)局部糧溫時(shí)，由于糧溫變化引發(fā)的光柵自身的折射率或柵距的改變會(huì)使反射波長(zhǎng)產(chǎn)生相應(yīng)的變化，最終對(duì)由解調(diào)器檢測(cè)得到的波長(zhǎng)變化推導(dǎo)計(jì)算即可求得相應(yīng)位置實(shí)時(shí)的糧溫?cái)?shù)據(jù)。探測(cè)器獲得的尖峰波長(zhǎng)隨著糧溫的變化持續(xù)變化，探測(cè)器帶寬是指光纖布拉格光柵反射峰對(duì)應(yīng)的帶寬，其檢測(cè)精度越高，則帶寬就越小，由于工藝水平的限制，一般在0.2~0.3 nm 之間。

三、解調(diào)儀

篇7

關(guān)鍵詞：

鐵路基礎(chǔ)設(shè)施；監(jiān)測(cè)；振動(dòng)傳感器；數(shù)據(jù)采集

0.引言

進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國鐵路建設(shè)發(fā)展迅猛，取得了良好的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。隨著鐵路運(yùn)輸速度的迅速提升，再加上其相對(duì)方便舒適的環(huán)境和價(jià)格上的優(yōu)勢(shì)，勢(shì)必能吸引越來越多的人選擇鐵路作為他們旅行的交通工具，然而，伴隨著鐵路運(yùn)輸?shù)娘w速發(fā)展給人們帶來的交通上的快捷與方便，車體與鐵軌的振動(dòng)故障對(duì)公共財(cái)產(chǎn)及人身安全構(gòu)成了前所未有的威脅。伴隨著我國鐵路立體跨越式的迅猛發(fā)展，輪軌間激擾力與激擾頻率隨著車輛行駛速度的不斷提高，逐漸增大，變寬，結(jié)果會(huì)造成電機(jī)等吊掛設(shè)備和車內(nèi)設(shè)備的高頻高幅振動(dòng)，引起車體設(shè)備振動(dòng)能量的急速加劇。如果超過了鐵路各設(shè)備所允許的振動(dòng)強(qiáng)度范圍，未來的工作性能指標(biāo)及使用壽命將會(huì)受到過大的動(dòng)態(tài)載荷和噪聲的嚴(yán)重影響，情況越發(fā)嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致零部件的早期失效。當(dāng)前大量事實(shí)表明，在長(zhǎng)期作用的情況下，鐵路振動(dòng)故障可能會(huì)導(dǎo)致貨物破損，軌道破壞，列車脫軌等危險(xiǎn)情況。為確保鐵路“安全、經(jīng)濟(jì)、快捷、舒適”的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，鐵路建設(shè)要不斷發(fā)展完善其各項(xiàng)功能，才能在越發(fā)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì)，因此，各國都加強(qiáng)了對(duì)鐵路振動(dòng)的檢測(cè)及分析，也增加了對(duì)其的投入力度。今年我國對(duì)鐵路振動(dòng)檢測(cè)領(lǐng)域的人力物力投入有明顯增加，并且研究范圍擴(kuò)展到眾多方面。以往鐵路振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)只配備在一些重要單位或者要害部門，而在2000年以后，各個(gè)鐵路站段及各個(gè)振動(dòng)檢測(cè)站點(diǎn)基本都已經(jīng)涉及發(fā)展應(yīng)用到。鐵路振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的重要性越來越被人們所認(rèn)可，近些年又不斷完善各項(xiàng)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。為了保證鐵路的運(yùn)輸安全、高效舒適的科學(xué)發(fā)展及以人為本的發(fā)展要求，確保鐵路的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，如何準(zhǔn)確檢測(cè)高速鐵路的振動(dòng)并判斷故障是擺在鐵路工作者面前不容緩的實(shí)際問題。

1.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

本論文用于鐵路基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測(cè)的振動(dòng)傳感器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要由下位機(jī)系統(tǒng)和上位機(jī)節(jié)點(diǎn)兩個(gè)大的部分組成。系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的結(jié)構(gòu)框圖下位機(jī)系統(tǒng)里包含了振動(dòng)傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、IIC實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸模塊、微處理器模塊和電源模塊五個(gè)單元。振動(dòng)傳感器把接收到的振動(dòng)信號(hào)數(shù)字化，通過IIC數(shù)字傳輸方式，將數(shù)據(jù)發(fā)送給微處理器STM32F103ZET6。微處理器作為控制單元，用于接收振動(dòng)傳感器數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析計(jì)算，通過RS-232串口通信，運(yùn)用MAX3232電平轉(zhuǎn)換芯片及CH340RS-232串口轉(zhuǎn)USB芯片，實(shí)現(xiàn)了XYZ三軸振動(dòng)數(shù)值發(fā)送到上位機(jī)進(jìn)行控制顯示。因?yàn)槟壳皞€(gè)人電腦上已很少有串口，所以我們使用RS-232串口轉(zhuǎn)USB口芯片CH340G，數(shù)據(jù)可以從USB口進(jìn)入PC上位機(jī)。由于每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的檢測(cè)范圍有限，使用多個(gè)這樣的節(jié)點(diǎn)共同檢測(cè)則可以擴(kuò)大系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)范圍，提高系統(tǒng)的整體工作性能。整個(gè)鐵路振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)是由多個(gè)下位機(jī)節(jié)點(diǎn)互相協(xié)作共同完成系統(tǒng)功能的。

2.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)思想

本論文的鐵路振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)是由振動(dòng)傳感器數(shù)據(jù)采集模塊，IIC實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸模塊，微處理器模塊以及RS-232有線通信模塊和電源模塊組成。振動(dòng)傳感器數(shù)據(jù)采集模塊對(duì)鐵路振動(dòng)的振動(dòng)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，將采集到的數(shù)據(jù)數(shù)字化，并通過IIC實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸方式與單片機(jī)處理器通信，接著單片機(jī)處理器模塊將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析，通過有線通信模塊上傳到上位機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示及存儲(chǔ)，為鐵路振動(dòng)故障的判斷提供合理依據(jù)。微處理器中有數(shù)據(jù)處理分析算法的設(shè)計(jì)，完成對(duì)采集到的實(shí)時(shí)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析，判斷當(dāng)前得到的振動(dòng)數(shù)據(jù)是否在鐵路設(shè)備所能產(chǎn)生的振動(dòng)范圍之內(nèi)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行干擾點(diǎn)剔除，去直流及多項(xiàng)式趨勢(shì)項(xiàng)和平滑處理，計(jì)算出與自然坐標(biāo)系夾角的角度，使整個(gè)鐵路振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的性能與數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性得到大幅度提高，很大程度上降低了系統(tǒng)的錯(cuò)誤上報(bào)率。

2.2系統(tǒng)介紹

系統(tǒng)硬件部分可以分為五個(gè)部分：振動(dòng)傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、IIC實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸模塊、微處理器模塊、RS-232有線通信模塊和電源模塊。數(shù)據(jù)采集模塊：由單片機(jī)處理器模塊發(fā)出相應(yīng)的控制指令配置振動(dòng)傳感器的控制寄存器，內(nèi)部控制寄存器來決定信號(hào)的采集速度、通信方式、數(shù)據(jù)輸出格式與帶寬，振動(dòng)傳感器根據(jù)內(nèi)部控制寄存器的值按要求采集振動(dòng)信號(hào)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸模塊：振動(dòng)傳感器采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過IIC傳輸方式，將數(shù)據(jù)發(fā)送給處理器，為之后的數(shù)據(jù)處理分析奠定了基礎(chǔ)。微處理器模塊：主要工作是通過系統(tǒng)軟件控制數(shù)據(jù)采集模塊完成振動(dòng)數(shù)據(jù)信號(hào)的采集，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，然后控制RS-232有線通信模塊將處理完成的數(shù)據(jù)上傳至PC上位機(jī)進(jìn)行顯示及存儲(chǔ)。該模塊是振動(dòng)傳感器數(shù)據(jù)采集模塊和RS-232有線通信模塊進(jìn)行聯(lián)系的核心部分。RS-232有線通信模塊：將微處理器模塊處理完畢的數(shù)據(jù)，通過RS-232串口通信的方式傳遞給上位機(jī)，上位機(jī)會(huì)自動(dòng)顯示及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，供振動(dòng)故障的判斷使用。電源模塊：通過該模塊，將5V外部直流電源轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)所使用的3.3V電源。

結(jié)論

本論文設(shè)計(jì)了一套鐵路振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用下位機(jī)整體檢測(cè)模塊PC上位機(jī)整體控制數(shù)據(jù)流向，并對(duì)上傳的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示保存。從與傳統(tǒng)檢測(cè)方法的比較來看，它能夠更加高效、深入、細(xì)致的對(duì)鐵路振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)、處理分析及顯示存儲(chǔ)，并為鐵路振動(dòng)故障的判斷提供可靠依據(jù)。

作者：魯楠 唐嵐 廖若冰 朱加豪 單位：西華大學(xué)汽車與交通學(xué)院 西華大學(xué)西華學(xué)院

參考文獻(xiàn)

[1]馮曉芳.中國高速鐵路的發(fā)展與展望[J].科技資訊，2009（1）：129-130.

[2]段合朋.鐵道車輛振動(dòng)特性及平穩(wěn)性研究[D].成都：西南交通大學(xué)，2010.

篇8

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.07.006

1 引言

現(xiàn)代社會(huì)的經(jīng)濟(jì)正處于高速發(fā)展之中，越來越多的人擁有私家車，并且在近幾年，故據(jù)事故的比重很大。在如今中國，由酒后駕車所引發(fā)的交通事故每年可達(dá)上萬起，其危害之嚴(yán)重可見一斑，已成為交通事故的第一大“殺手”。

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)于人權(quán)的尊重，對(duì)于生命的關(guān)愛，使更多人的生命權(quán)，健康權(quán)以及幸福美滿的家庭能夠得到更好的保護(hù)，需要設(shè)計(jì)一種智能的酒精檢測(cè)系統(tǒng)可以檢測(cè)駕駛員的體內(nèi)的酒精含量。本論文研究的是一種以氣敏傳感器和單片機(jī)為主，檢測(cè)酒精的濃度，并且具有顯示和報(bào)警功能的基于單片機(jī)的酒精檢測(cè)系統(tǒng)。

2 基于單片機(jī)的酒精測(cè)試儀的總體設(shè)計(jì)方案

此次設(shè)計(jì)是采用STC12C5A60S2紋機(jī)作為主控芯片，設(shè)計(jì)一款酒精濃度測(cè)試儀，用C語言編寫主控芯片的控制程序，再結(jié)合所構(gòu)建的特定的電路，使酒精測(cè)試儀可鍵盤輸入數(shù)據(jù)，控制其在LCD顯示器上所顯示的酒精的閾值，以便于應(yīng)對(duì)在不同情況下，該酒精檢測(cè)儀進(jìn)行實(shí)際的應(yīng)用。通過酒精濃度的檢測(cè)，LCD顯示器上會(huì)顯示出準(zhǔn)確的酒精的數(shù)值，而經(jīng)過程序的運(yùn)行與判斷，對(duì)不符合的酒精值進(jìn)行警告，從而引起響應(yīng)電路的報(bào)警，表明駕駛員已經(jīng)達(dá)到酒駕的標(biāo)準(zhǔn)。

在本設(shè)計(jì)中，由于人飲酒之后，酒精被人體利用消化系統(tǒng)吸收，大約有90%的酒精通過肺部被轉(zhuǎn)化為氣體，通過呼吸系統(tǒng)排出，因此直接測(cè)量呼出氣體中的酒精含量，所以利用氣敏傳感器來測(cè)量呼出的氣體，就可以檢測(cè)出人體大概的酒精含量了。

以下為基于51單片機(jī)的酒精測(cè)試儀的總設(shè)計(jì)框圖：

3 硬件電路設(shè)計(jì)

硬件電路分為電源模塊，單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊，電源模塊，MQ-3傳感器模塊，1602液晶顯示模塊，聲光報(bào)警模塊，按鍵模塊。下面分別介紹電源模塊，MQ-3傳感器模塊，1602液晶模塊，聲光報(bào)警模塊，按鍵模塊。

（1）電源模塊電路。為了進(jìn)行實(shí)物演示的方便，我們并沒有給這個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)運(yùn)用電池供電，而是直接運(yùn)用DC電源座與數(shù)據(jù)線將其連接在電腦上，用電腦直接給其供電，使單片機(jī)滿足5V電壓的運(yùn)行環(huán)境。

（2）MQ-3傳感器模塊。在設(shè)計(jì)中需要應(yīng)用到MQ-3氣敏傳感器，該傳感器能夠準(zhǔn)確的檢測(cè)出人體呼出氣體中酒精的含量，然后通過STC12單片機(jī)中內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換線路，可以將傳感器所檢測(cè)到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)發(fā)送到1602液晶上，顯示出相應(yīng)的酒精濃度。

（3）1602液晶顯示模塊。1602液晶是兩行各16字符的字符型液晶，該液晶擁有體積小、功耗低、顯示操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，剛好滿足本設(shè)計(jì)對(duì)于液晶的要求。同時(shí)還要加上一個(gè)藍(lán)白電位器，便于調(diào)節(jié)液晶的電壓與電流。

（4）聲光報(bào)警模塊。為了能夠使酒精濃度的檢測(cè)產(chǎn)生更加具體的視聽感受，所以加上了聲光報(bào)警模塊。當(dāng)所檢測(cè)的酒精濃度已經(jīng)達(dá)到或超過所設(shè)定的閾值時(shí)，由蜂鳴器與LED燈所組成的模塊，就會(huì)產(chǎn)生蜂鳴器發(fā)出刺耳的聲音，led二極管發(fā)出紅光的警告。

4 軟件代碼調(diào)試

系統(tǒng)開始工作，對(duì)LCD液晶、閾值、IO口等數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化，初始化結(jié)束，程序進(jìn)入循環(huán)，用MQ3采集酒精氣體，對(duì)測(cè)得氣體數(shù)值進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，使得其數(shù)據(jù)在LCD上顯示，若酒精濃度大于閾值，會(huì)有聲光報(bào)警產(chǎn)生。

5 結(jié)論

由于本設(shè)計(jì)使用的是以單片機(jī)作為核心控制元件和靈敏的MQ-3氣敏傳感器，使本酒精濃度檢測(cè)系統(tǒng)具有功能強(qiáng)、性能可靠。電路簡(jiǎn)單、成本低的特點(diǎn)，加上經(jīng)過優(yōu)化的程序，使其有很高的智能化水平。但在實(shí)際的操作中，發(fā)現(xiàn)氣敏傳感器濃度下降過快，不方便測(cè)量，沒有密閉的呼吸管，所測(cè)酒精濃度不準(zhǔn)確等問題。接下來將以此為基礎(chǔ)，更加深層次的探究基于單片機(jī)酒精檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程，實(shí)現(xiàn)理論研究的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]何道清.傳感器與傳感器技術(shù)[M].科學(xué)出版社.

[2]張毅剛.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].高等教育出版社.

[3]黃惠媛.單片機(jī)原理與接口技術(shù)[M].海洋出版社.

篇9

因此，利用現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)和先進(jìn)的技術(shù)產(chǎn)品，盡快研制出具有現(xiàn)代先進(jìn)水平的汽車制動(dòng)性能檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)保障交通安全、保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全具有重要的意義。文中詳細(xì)討論了采用這些技術(shù)設(shè)計(jì)的汽車制動(dòng)性能檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。包括檢測(cè)系統(tǒng)的總體設(shè)備配置、硬件布局、工位分配、接口驅(qū)動(dòng)等硬件設(shè)計(jì)方法；通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)、控制軟件結(jié)構(gòu)、人機(jī)界面等軟件設(shè)計(jì)。系統(tǒng)軟件共分PC機(jī)與單片機(jī)兩大塊，其中：?jiǎn)纹瑱C(jī)部分軟件采用MCS-51匯編語言編寫，PC部分采用Microsoft公司的 Microsoft Visual Basic 6.0應(yīng)用程序開發(fā)工具設(shè)計(jì)的。針對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)要求，文中也討論了數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)以及檢測(cè)軟件與數(shù)據(jù)庫的接口設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：汽車；制動(dòng)；檢測(cè)；PC機(jī)；單片機(jī)；數(shù)據(jù)庫

Abstract

Safety of automobile driving is an increasingly serious economic problem that society puts emphasis on. The present quantity of automobile in our country is increasing rapidly, which makes safety of automobile driving an even more urgent problem. According to statistic, among the traffic accidents caused by automobile breakdown, braking breakdown causes most. Automobile braking performance has become more important while the present quantity and the speed of automobile are increasing. In order to reduce traffic accidents, some rules of law have definitely stated that automobiles must get regular test before their driving. And during the regular test automotive braking performance is one of the key factors that determine automobile safety technical condition.

篇10

中圖分類號(hào)：TP18文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2012)26-6348-03

Network Intrusion Detection Based on Immune Theory

WU Xiang1, HAN Liang2

(1.Naval Headquarters, Beijing 100841, China; 2.The East China Sea Fleet of Navy, Ningbo 315122, China)

Abstract: After analysis of the immune algorithm characteristics, the metaphor mechanism which is associated with the intrusion detection is extracted and studied in-depth. And then on the basis of artificial immune system, intrusion Detection system based on immune mechanism is built and the definition of system self and system non-self, immune matching rules set, and also the generation and life cycle of the immune detector are explained. Finally, the model is validated by the simulation experiments. The establishment of the immune intrusion detection system and the simulation work is the cornerstone of this research.

Key words: intrusion detection; immune theory; r contiguous bits matching; detector set generation

人體的免疫系統(tǒng)功能是通過大量不同類型的細(xì)胞之間的相互作用實(shí)現(xiàn)的[1-2]。在這些不同類型的細(xì)胞主要作用是區(qū)分“自體”和“非自體”。“自體”是指人體自身的細(xì)胞，而“非自體”是指病原體、毒性有機(jī)物和內(nèi)源的突變細(xì)胞或衰老細(xì)胞。淋巴細(xì)胞能對(duì)“非自體”成分產(chǎn)生應(yīng)答，以消除它們對(duì)機(jī)體的危害；但對(duì)“自體”成分，則不產(chǎn)生應(yīng)答，以保持內(nèi)環(huán)境動(dòng)態(tài)穩(wěn)定，維持機(jī)體健康。

可以看出入侵檢測(cè)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)具有一定程度的相似性。對(duì)于一個(gè)入侵檢測(cè)系統(tǒng)，特別是網(wǎng)絡(luò)入侵檢測(cè)系統(tǒng)，免疫系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)、特征、免疫機(jī)理、算法等都為入侵檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)有著重要的借鑒意義。它們要解決的問題都可以被描述為：識(shí)別“自體”和“非自體”，并消除“非自體”。

1自體和非自體的定義

計(jì)算機(jī)安全的免疫系統(tǒng)保護(hù)的是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)文件，所以將“自體”定義為計(jì)算機(jī)中合法的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括合法用戶、授權(quán)活動(dòng)、原始源代碼、未被欺詐的數(shù)據(jù)等；將“非自體”定義為其它一切非法數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括自身遭受非法篡改的數(shù)據(jù)、病毒感染的數(shù)據(jù)以及外來數(shù)據(jù)等。

2免疫匹配規(guī)則

在計(jì)算機(jī)中，所有的數(shù)據(jù)都是以二進(jìn)制來表示的，這就表明在進(jìn)行仿真的過程中，使用免疫匹配規(guī)則的對(duì)象都應(yīng)該是針對(duì)二進(jìn)制字符串的，因此需要采用二進(jìn)制的匹配算法。采用何種二進(jìn)制字符串的匹配算法，這是一個(gè)十分關(guān)鍵的問題，因?yàn)橹挥胁捎昧撕线m的匹配算法，才能有效的構(gòu)造免疫檢測(cè)器集[4]。目前有很多的近似匹配算法，如r連續(xù)位的匹配算法、海明距離匹配算法等。r連續(xù)位匹配規(guī)則能更好地反映抗體綁定的真實(shí)提取，即能更真實(shí)地反映檢測(cè)器字符串與被檢測(cè)字符串的匹配情況，所以它比海明匹配規(guī)則更常用，因此文章采用r連續(xù)位的匹配算法。

r連續(xù)位的匹配規(guī)則可以描述如下：對(duì)于任意的兩個(gè)字符串x，y，如果兩個(gè)字符串x，y在相應(yīng)位置上至少連續(xù)r位相同，那么這兩個(gè)字符串是r連續(xù)位匹配的，即Match(x,y)|r=true。例如，如果設(shè)定r=5，字符串x=“10111010”和字符串y=“11011010”，由于它們?cè)谙鄳?yīng)位置4-8位上都為“11010”，因此這兩個(gè)字符串是匹配的。

在訓(xùn)練階段，首先隨機(jī)生成候選檢測(cè)器集合，然后讓候選檢測(cè)器與自體集進(jìn)行匹配，這個(gè)過程也叫陰性選擇過程。在匹配的過程中，那些與與自體集相匹配的候選檢測(cè)器就被丟棄，而不與自體集匹配的候選檢測(cè)器則作為成熟檢測(cè)器，存儲(chǔ)于檢測(cè)器集合中。

[1] Oscar A,Fabio A G, Fernando N,et al.Search and Optimization：A Solution Concept for Artificial Immune Networks: A Coevo? lutionary Perspective [C].Proceedings of 6th international conference on Artificial Immune systems，Brazil，2007：26-29.

[2] Hofmeyr, S, Forrest, S. Immunity by Design: An Artificial Immune System[C]//Proceedings of the 1999 Genetic and Evolution? ary Computation Conference,1999:1289-1296.

[3]楊進(jìn),劉曉潔,李濤,等.人工免疫中匹配算法研究[J].四川大學(xué)學(xué)報(bào):工程科學(xué)版，2008,40(3):126-131.

[4]馬莉.基于免疫原理的網(wǎng)絡(luò)入侵檢測(cè)器生成算法的研究[D].南京:南京理工大學(xué)碩士論文, 2006.

[5]卿斯?jié)h,蔣建春,馬恒太,等.入侵檢測(cè)技術(shù)研究綜述[J].通信學(xué)報(bào),2004,25(7):19-29.

[6]焦李成,杜海峰,劉芳,等.免疫優(yōu)化計(jì)算、學(xué)習(xí)與識(shí)別[M].北京:科學(xué)出版社, 2006.