時間：2023-04-01 10:30:47
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頂板局部鑿除方案即鑿除崩裂的頂板（順橋向鑿除范圍為墩頂兩側(cè)各6m），順直預(yù)應(yīng)力管道，然后澆筑頂板，恢復(fù)鑿除截面。鑿除截面橫向位置如圖3陰影部分所示。該方案施工順序?yàn)椋孩俜艔堣彸齾^(qū)域內(nèi)已張拉的31根頂板鋼束，鑿除頂板；②順直預(yù)應(yīng)力管道，恢復(fù)鑿除截面，張拉鑿除截面預(yù)應(yīng)力；③在支架上張拉剩余全部鋼束；④脫架，轉(zhuǎn)體就位；⑤合龍成橋；⑥收縮徐變完成；⑦運(yùn)營階段。采用MIDAS有限元軟件計算該方案各施工階段及運(yùn)營階段主梁頂、底板最大及最小正應(yīng)力，計算結(jié)果如表1所示。由于后恢復(fù)的頂板順橋向位于墩頂，在預(yù)應(yīng)力作用下各階段均承受壓應(yīng)力，本文僅給出最小應(yīng)力數(shù)值。由計算結(jié)果可以看出維修各施工階段頂、底板截面均未出現(xiàn)拉應(yīng)力，最大壓應(yīng)力為15．3MPa，小于C45混凝土施工階段壓應(yīng)力限值20．72MPa；運(yùn)營階段頂、底板各截面未出現(xiàn)拉應(yīng)力，未鑿除頂板的最大壓應(yīng)力為18．3MPa，超過了C45混凝土運(yùn)營階段壓應(yīng)力限值14．8MPa，且后恢復(fù)的頂板混凝土沒能充分發(fā)揮作用，運(yùn)營階段最大壓應(yīng)力僅為9．8MPa。
1．2頂板局部補(bǔ)強(qiáng)方案
頂板局部補(bǔ)強(qiáng)方案即在崩裂的頂板處新增橫隔板進(jìn)行局部補(bǔ)強(qiáng)。頂板局部補(bǔ)強(qiáng)方案縱斷面示意如圖4所示。該方案施工順序?yàn)椋孩僖褟埨匿撌酀{，鑿除崩裂、破損的混凝土，在圖4陰影區(qū)域箱室內(nèi)增加橫隔板；②在支架上張拉剩余全部鋼束；③脫架，轉(zhuǎn)體就位；④合龍成橋；⑤收縮徐變完成；⑥運(yùn)營階段。采用MIDAS有限元軟件計算該方案各施工階段及運(yùn)營階段主梁頂、底板最大及最小正應(yīng)力，計算結(jié)果如表2所示。由計算結(jié)果可以看出維修各施工階段頂、底板截面均未出現(xiàn)拉應(yīng)力，最大壓應(yīng)力為15．0MPa，小于C45混凝土施工階段壓應(yīng)力限值20．72MPa；運(yùn)營階段頂、底板各截面未出現(xiàn)拉應(yīng)力，頂板的最大壓應(yīng)力為15．7MPa，超過了C45混凝土運(yùn)營階段壓應(yīng)力限值14．8MPa。
1．3方案比選結(jié)果
若采用頂板局部鑿除方案，結(jié)構(gòu)外觀與原設(shè)計一致，但施工難度大；運(yùn)營階段后補(bǔ)頂板最大壓應(yīng)力僅9．8MPa，頂板混凝土未能充分發(fā)揮作用，導(dǎo)致未鑿除的混凝土運(yùn)營階段標(biāo)準(zhǔn)組合壓應(yīng)力達(dá)到18．3MPa，比C45混凝土的壓應(yīng)力限值大3．5MPa。若采用頂板局部補(bǔ)強(qiáng)方案，結(jié)構(gòu)外觀與原設(shè)計有一定的出入，但新增橫隔板工程量小，施工難度??；與頂板局部鑿除方案相比，采用該方案成橋后結(jié)構(gòu)壓應(yīng)力較小，頂板最大壓應(yīng)力15．7MPa，比C45混凝土的壓應(yīng)力限值大0．9MPa。綜合2種方案的優(yōu)、缺點(diǎn)，決定將頂板局部補(bǔ)強(qiáng)方案作為推薦方案。
2推薦方案的優(yōu)化
2．1運(yùn)營階段結(jié)構(gòu)應(yīng)力的優(yōu)化
按照頂板局部補(bǔ)強(qiáng)方案，如采用原設(shè)計的預(yù)應(yīng)力數(shù)量，標(biāo)準(zhǔn)組合下距離主墩中心線約12m處的箱梁頂緣應(yīng)力達(dá)到15．7MPa，超過了C45混凝土的應(yīng)力限值14．8MPa?？紤]原設(shè)計偏于保守，提出減少箱梁預(yù)應(yīng)力的方法以減小箱梁頂緣應(yīng)力。具體的預(yù)應(yīng)力調(diào)整方案如下。（1）合龍前減少張拉：2束ZT06、2束BT10、2束ZT05、2束BT11、4束ZT11、2束BT12、2束BT12′每束分別由原設(shè)計的22根減為15根，2束ZT04每束分別由原設(shè)計的19根減為15根。其中2束ZT06、1束BT10為已張拉鋼束，施工時實(shí)際為放松7～15根，其余鋼束均為未張拉鋼束，按15根張拉即可。（2）合龍后減小張拉：所有合龍底板束的張拉控制應(yīng)力均由0．75fpk減為0．68fpk，fpk為鋼絞線抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。經(jīng)計算，采用該預(yù)應(yīng)力調(diào)整方案，標(biāo)準(zhǔn)組合下距離主墩中心線約12m處的箱梁頂緣應(yīng)力降到14．77MPa，滿足規(guī)范要求。
2．2成橋狀態(tài)主梁線形的優(yōu)化
采用原設(shè)計方案施工時，拆除主梁支架后，梁端發(fā)生4．2cm的豎向下?lián)献冃?。按該方案施工時，拆除主梁支架后，梁端發(fā)生7．1cm的豎向下?lián)献冃?，比原設(shè)計方案大2．9cm。由于支架施工轉(zhuǎn)體梁段時預(yù)拱度是根據(jù)原設(shè)計方案設(shè)置的。因此，為了保證主梁線形，通過增加鋪裝層的厚度對主梁線形進(jìn)行調(diào)整：轉(zhuǎn)體梁段端部鋪裝層厚度增加2．9cm，主墩中心和主梁端部不增加，中間部分按直線擬合。進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算時將增加的鋪裝計入二期恒載。
3結(jié)構(gòu)計算分析
采用MIDAS有限元軟件，按照優(yōu)化后的頂板局部補(bǔ)強(qiáng)方案對結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算分析，計算時考慮預(yù)應(yīng)力偏位的影響。有限元模型如圖5所示。
3．1施工階段結(jié)構(gòu)計算結(jié)果及分析
優(yōu)化的頂板局部補(bǔ)強(qiáng)方案下箱梁頂、底板最大及最小正應(yīng)力如表3所示。由表3可以看出維修各施工階段頂、底板截面均未出現(xiàn)拉應(yīng)力，最大壓應(yīng)力為13．7MPa，小于C45混凝土施工階段壓應(yīng)力限值20．72MPa，施工過程應(yīng)力滿足規(guī)范［7］要求。
3．2成橋狀態(tài)結(jié)構(gòu)計算結(jié)果及分析
（1）承載能力基本組合下，主梁的最大正彎矩出現(xiàn)在距離墩頂55．5m處，彎矩值為166413．7kN•m，對應(yīng)的抗力為401212．8kN•m，主梁的最大負(fù)彎矩出現(xiàn)在距離墩頂4m處，彎矩值為－1807370．0kN•m，對應(yīng)的抗力為－2196755．8kN•m，內(nèi)力的絕對值均小于相應(yīng)截面的抗力值，主梁承載能力滿足規(guī)范要求。（2）短期組合下，箱梁截面上緣墩頂附近出現(xiàn)了拉應(yīng)力，最大值為0．57MPa；箱梁截面下緣最大正應(yīng)力均為壓應(yīng)力，未出現(xiàn)拉應(yīng)力。墩頂?shù)睦瓚?yīng)力是由于計算的失真導(dǎo)致的，且應(yīng)力數(shù)值很小，主梁正截面抗裂滿足全預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)要求。短期組合下，箱梁截面最大主拉應(yīng)力出現(xiàn)在主墩兩側(cè)附近，最大值為0．92MPa，小于C45主拉應(yīng)力限值1．004MPa，主梁斜截面抗裂驗(yàn)算滿足規(guī)范要求。（3）標(biāo)準(zhǔn)組合下，箱梁截面上緣最大壓應(yīng)力出現(xiàn)在距離主墩中心線12m附近，最大值為14．71MPa，小于正截面壓應(yīng)力限值14．8MPa；箱梁截面下緣最大壓應(yīng)力出現(xiàn)在合龍段附近，最大值為12．66MPa，小于正截面壓應(yīng)力限值14．8MPa，主梁正截面壓應(yīng)力驗(yàn)算滿足規(guī)范要求。標(biāo)準(zhǔn)組合下，箱梁截面最大主壓應(yīng)力出現(xiàn)在距離主墩中心線12m附近，最大值為14．71MPa，小于C45主壓應(yīng)力限值17．76MPa，主梁斜截面主壓應(yīng)力驗(yàn)算滿足規(guī)范要求。（4）按短期組合計算結(jié)構(gòu)撓度，消除結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的撓度為22．4mm，考慮長期效應(yīng)系數(shù)1．4375，撓度為22．4mm×1．4375＝32．2mm，主梁撓度限值L／600＝73000mm／600＝121．7mm，主梁剛度滿足規(guī)范要求。
2住宅庭院室外環(huán)境的其他要素分析
除了上述我們談到的最為重要的氣候環(huán)境和植被以外，我們還需要在設(shè)計方案當(dāng)中更多的進(jìn)行充分考慮，盡量讓整個設(shè)計內(nèi)涵處于一個典型的需求過程之中。例如，我們還要考慮的有樹木、樹木與住宅之間的關(guān)系，路面材質(zhì)，草坪，花壇等等內(nèi)容，這些內(nèi)容會不斷地充實(shí)著我們在環(huán)境設(shè)計當(dāng)中的內(nèi)涵，能夠不斷完善我們的設(shè)計過程和設(shè)計思路。比如草坪，在大面積的使用草坪過程中，我們需要不斷地豐富草坪的設(shè)計，以便更為出色的為人們提供休閑散步的場所，豐富住宅庭院設(shè)計的功能，不斷地提高人們的家居品味。花壇的設(shè)計上，我們更多關(guān)注的是點(diǎn)綴的空間內(nèi)容，在花壇上，我們可以根據(jù)住宅庭院的種種內(nèi)涵豐富空間的擺布，不斷地通過靈活的，自由的方式來進(jìn)行整體布置，因素在選擇花壇的形狀和大小上，我們更加側(cè)重于菱形設(shè)計，當(dāng)然，這不是一種強(qiáng)行的規(guī)定，更多是我們考慮到住宅庭院的設(shè)計特點(diǎn)而進(jìn)行建議。除此以外，我們還要注意更加實(shí)際而細(xì)小的問題，比如說鋪地，在住宅庭院環(huán)境的設(shè)計當(dāng)中，鋪地也是一個十分值得重視和關(guān)注的細(xì)節(jié)問題，是不斷豐富和聯(lián)通人與人，人與景之間關(guān)系的重要紐帶，我們在選擇鋪地的材料上決定這個紐帶設(shè)計過程中的良好方式，包括鵝卵石、塊石、碎石等等。在整個設(shè)計方案中，我們更加需要注重和考量的是鋪地的地面應(yīng)用環(huán)節(jié)，比如說防滑、排水等屬性。材料要充分利用其肌理和質(zhì)感，共同構(gòu)筑美好的住宅庭院。水的考慮，有的住宅庭院面積比較大，近些年來，很多居民都喜歡弄一個小池塘來飼養(yǎng)一些觀賞魚，種些荷花之類的植被，這樣的點(diǎn)綴自然韻味橫生，確實(shí)是能夠得到非常好的發(fā)展影響，我們強(qiáng)調(diào)的一些內(nèi)容是水的選擇，有的時候充分利用環(huán)境可以選擇活水，也可以選擇靜止的水，在靜止水的設(shè)計上，我們一般選擇幾何圖案來穿插其中，選擇模擬的方式，甚至在增加踏步、浮萍上下功夫，以求獲取鏡像的效果，同時增添一份更加完美的自然感悟的氣息。從動態(tài)的角度來考慮，我們可以設(shè)計的是跌落的水，可以是噴涌的水，總之在水的處理上，我們需要更多地考慮，更加細(xì)致的設(shè)計，這都是我們方案中應(yīng)有之意。家庭住宅庭院的設(shè)計中我們還有很多需要關(guān)注的內(nèi)容，但是我們不一一的介紹，大致上我們還需要考慮的幾個重點(diǎn)是座椅、欄桿、燈具等等，如果有條件，我們還要在方案中拿出雕塑的設(shè)計思路。
2通風(fēng)方案的比較和選擇
采用第一種通風(fēng)方案，通風(fēng)系統(tǒng)簡單，通風(fēng)設(shè)備管理環(huán)節(jié)少，但局部通風(fēng)距離最長達(dá)2000m，地面壓入式局部通風(fēng)機(jī)至少選擇FBD№8/2×55型煤礦用防爆對旋軸流式局部通風(fēng)機(jī)，井筒內(nèi)膠質(zhì)風(fēng)筒極易破損，不易維護(hù)，可能導(dǎo)致迎頭風(fēng)量不足。井筒和井下巷道均處于乏風(fēng)風(fēng)流中，勞動環(huán)境差，井底附近臨時變電所等電氣設(shè)備處于乏風(fēng)風(fēng)流中。二期工程施工采用此種通風(fēng)方案，礦井抗災(zāi)能力弱，違反《煤礦建設(shè)安全規(guī)范》相關(guān)規(guī)定。采用第二種通風(fēng)方案，可解決局部通風(fēng)機(jī)能力不足、通風(fēng)距離長以及多頭掘進(jìn)等問題。但除風(fēng)庫內(nèi)為新鮮風(fēng)流外，井筒和井下巷道均為乏風(fēng)風(fēng)流，勞動環(huán)境差，井底附近臨時變電所等電氣設(shè)備處于乏風(fēng)風(fēng)流中，當(dāng)掘進(jìn)工作面瓦斯超限時，不利于排放瓦斯。采用負(fù)壓通風(fēng)方案，井筒和井底車場巷道流入新鮮風(fēng)流，井底附近臨時變電所等電氣設(shè)備處于新鮮風(fēng)流中，井筒和井底車場巷道空氣清新，勞動環(huán)境好，乏風(fēng)經(jīng)玻璃鋼風(fēng)筒抽到地面，能解決井筒及井底車場巷道污染問題。為下一步巷道探揭煤創(chuàng)造通風(fēng)安全條件。局扇和啟動裝置位于井下新鮮風(fēng)流中，在高瓦斯礦井中運(yùn)轉(zhuǎn)安全。保證礦井安全生產(chǎn)。二期工程施工采用此種通風(fēng)方案，礦井抗災(zāi)能力強(qiáng)，符合《煤礦建設(shè)安全規(guī)范》相關(guān)規(guī)定。對三種通風(fēng)方案綜合分析、比較，考慮安全可靠性，最后，經(jīng)甲乙雙方共同研究決定，二期工程施工，采用第三種通風(fēng)方案，待西副井井底環(huán)形車場施工結(jié)束，采用負(fù)壓通風(fēng)。
3負(fù)壓通風(fēng)設(shè)計
待西副井井底環(huán)形車場施工結(jié)束，具備形成負(fù)壓通風(fēng)條件，采用抽出式負(fù)壓通風(fēng)。在西副井地面距離井口20m處安設(shè)兩臺抽出式主要通風(fēng)機(jī)，一臺使用，一臺備用，確保備用通風(fēng)機(jī)能在10min內(nèi)啟動。主要通風(fēng)機(jī)至井口段安設(shè)兩路Φ1200mm玻璃鋼風(fēng)筒，并與井筒上井口兩路玻璃鋼風(fēng)筒合茬，在兩臺主要通風(fēng)機(jī)至玻璃鋼風(fēng)筒的接頭處安設(shè)一個特制的由鋼板加工成的“兩變一”接頭，接頭處設(shè)閘門，并保證主、備主要通風(fēng)機(jī)正常切換時，防止風(fēng)流短路。井筒段采用已安設(shè)的兩路玻璃鋼風(fēng)筒，將井筒兩路玻璃鋼風(fēng)筒往南馬頭門方向巷道續(xù)接至－706m水平主變電所通道口外27m，玻璃鋼風(fēng)筒吸口距離下井口60m。井底車場北側(cè)巷道為重車線路，井底車場南側(cè)繞道為空車線路，為不影響重車輛運(yùn)輸，因此將井筒兩路玻璃鋼風(fēng)筒往南馬頭門方向巷道續(xù)接，井底車場北側(cè)巷道不需設(shè)置風(fēng)門。在南、北等候室西口處各構(gòu)筑一道調(diào)節(jié)風(fēng)窗。在南側(cè)馬頭門巷道適當(dāng)位置處構(gòu)筑兩道雙向風(fēng)門，第一道風(fēng)門距下井口40m，風(fēng)門間距20m，保證玻璃鋼風(fēng)筒穿墻并探出外墻長度2m。在北側(cè)重車線巷道處設(shè)置兩道防突反向風(fēng)門。在西副井井筒中段－550m水平泄水巷適當(dāng)位置安設(shè)兩道調(diào)節(jié)風(fēng)門，防止風(fēng)流短路，確保通過泄水巷的風(fēng)量不超過300m3/min。通過井上、下及井筒內(nèi)兩路玻璃鋼風(fēng)筒由地面抽出式主要通風(fēng)機(jī)將井下乏風(fēng)排至地面空氣中。形成負(fù)壓通風(fēng)時，井下主要施工消防材料庫、第二號交岔點(diǎn)與第七號交岔點(diǎn)間巷道、內(nèi)水倉、－706m水平主水泵房。四臺局部通風(fēng)機(jī)(兩主、兩備)安裝在南側(cè)馬頭門巷道兩道風(fēng)門以北，距下井口不小于30m。另外四臺局部通風(fēng)機(jī)(兩主、兩備)安裝在南等候室調(diào)節(jié)風(fēng)窗東側(cè)，距調(diào)節(jié)風(fēng)窗不少于15m。臨時配電點(diǎn)安裝在北等候室調(diào)節(jié)風(fēng)窗東側(cè)，距調(diào)節(jié)風(fēng)窗不小于5m。后期施工主貫通方向的－706～－770m軌道斜巷，采用FBDⅠ№7.1/2×30型礦用防爆壓入式對旋軸流局部通風(fēng)機(jī)，采用Φ1000mm膠質(zhì)風(fēng)筒。施工其他3個輔助掘進(jìn)巷道，采用FBDⅠ№6/2×15型礦用防爆壓入式對旋軸流局部通風(fēng)機(jī)，采用Φ800mm膠質(zhì)風(fēng)筒。通風(fēng)系統(tǒng)示意圖如圖1所示。
3.1主要通風(fēng)機(jī)選型
3.1.1玻璃鋼風(fēng)筒入口總吸風(fēng)量計算
井下最多施工四個掘進(jìn)工作面。井下兩路玻璃鋼風(fēng)筒入口總吸風(fēng)量Qh為2232m3/min，保證兩路玻璃鋼風(fēng)筒入口總吸風(fēng)量大于井下四臺壓入式局部通風(fēng)機(jī)總吸風(fēng)量，井下四臺局部通風(fēng)機(jī)最大總吸風(fēng)量為1860m3/min。
3.1.2主要通風(fēng)機(jī)工作負(fù)壓計算
1)風(fēng)筒風(fēng)阻計算。采用兩路玻璃鋼風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)，每路風(fēng)筒直徑為1200mm，每節(jié)風(fēng)筒長4m，地面、井筒和井下巷道每路玻璃鋼風(fēng)筒全長按900m計算。最后計算得兩路風(fēng)筒并聯(lián)后的總風(fēng)阻R并=1.85N•s2•m－8。2)井筒、巷道風(fēng)阻計算。地面、井筒和井下巷道兩路玻璃鋼風(fēng)筒總風(fēng)阻R風(fēng)筒=R并=1.85N•s2•m－8。3)地面抽出式主要通風(fēng)機(jī)的工作參數(shù)計算。地面主要通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)量Qa=52.08m3/s，主要通風(fēng)機(jī)工作靜壓Hs=4145Pa。所以主要通風(fēng)機(jī)設(shè)計工況點(diǎn)位:Qa=52.08m3/s，Hs=4145Pa。
3.1.3地面抽出式主要通風(fēng)機(jī)的選擇
設(shè)計工況點(diǎn)，風(fēng)量:Qf=52.08m3/s;負(fù)壓:Hs=4145Pa。由此選擇扇風(fēng)機(jī)型號為FBCDZ－6－№19E型防爆抽出式對旋軸流通風(fēng)機(jī)(n=980r/min)。FBCDZ－6－№19E型防爆軸流通風(fēng)機(jī)工作效率較高，設(shè)計工況點(diǎn)基本位于風(fēng)機(jī)葉片安裝角度范圍的中部，設(shè)計工況點(diǎn)距離風(fēng)機(jī)最大或最小安裝角度較遠(yuǎn)，風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況能夠滿足礦井建設(shè)巷道施工通風(fēng)要求，并且留有一定余量，可滿足四個掘進(jìn)工作面施工通風(fēng)要求。3.1.4確定通風(fēng)機(jī)的實(shí)際工況點(diǎn)因?yàn)楦鶕?jù)hfsmax，Qf確定的工況點(diǎn)，即設(shè)計工況點(diǎn)M未恰好在所選擇通風(fēng)機(jī)的特性曲線上，根據(jù)通風(fēng)機(jī)的工作阻力，需確定其實(shí)際工況點(diǎn)。首先計算通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)阻R=Rsmax=hfsmax/Q2f=4145/52.082=1.53N•s2•m－8。然后在通風(fēng)機(jī)特性曲線圖中做通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)阻曲線R，與風(fēng)壓曲線的交點(diǎn)即為實(shí)際工況點(diǎn)。
3.2技術(shù)保障措施
1)當(dāng)?shù)孛嬷饕L(fēng)機(jī)突然停止運(yùn)轉(zhuǎn)時，做到井下所有設(shè)備自動斷電，井下所有人員立即撤至地面。因檢修、停電或其他原因停止地面主要通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，必須制定停風(fēng)措施。2)井下供風(fēng)局扇做到“三專三閉鎖”，雙風(fēng)機(jī)、雙電源、自動切換。當(dāng)局扇突然停止運(yùn)轉(zhuǎn)時，做到該局扇供風(fēng)巷道內(nèi)所有設(shè)備自動斷電，該局扇供風(fēng)巷道內(nèi)的所有人員立即撤出該掘進(jìn)工作面，進(jìn)入進(jìn)風(fēng)巷道新鮮風(fēng)流處?；謴?fù)通風(fēng)前，首先檢查瓦斯，只有在停風(fēng)巷道瓦斯?jié)舛鹊陀?.6%，局部通風(fēng)機(jī)及其開關(guān)附近10m以內(nèi)風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛榷疾怀^0.5%時，方可人工開啟局部通風(fēng)機(jī)，經(jīng)正常通風(fēng)后，方可恢復(fù)巷道內(nèi)的電氣設(shè)備的供電。若瓦斯?jié)舛瘸蓿谂欧磐咚箷r，嚴(yán)禁“一風(fēng)吹”，若瓦斯?jié)舛瘸^3%，應(yīng)編制排放瓦斯安全技術(shù)措施，由礦山救護(hù)人員進(jìn)行排放。3)井下設(shè)有甲烷傳感器、局扇開停傳感器、風(fēng)門開閉狀態(tài)傳感器。監(jiān)控系統(tǒng)具備甲烷斷電儀和甲烷風(fēng)電閉鎖裝置的全部功能，監(jiān)控系統(tǒng)必須配備不間斷電源UPS。安全監(jiān)控設(shè)備定期進(jìn)行調(diào)試、校正，每月至少1次。甲烷傳感器，每7天必須使用校準(zhǔn)氣樣和空氣樣調(diào)校1次。保證安全監(jiān)控設(shè)備正常使用和維護(hù)。4)風(fēng)筒應(yīng)吊掛平、齊，嚴(yán)禁漏風(fēng)，拐彎處設(shè)彎頭。風(fēng)機(jī)應(yīng)有專人看管，保證正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并實(shí)現(xiàn)掛牌管理。5)瓦斯檢查員井下交接班，瓦斯檢查次數(shù)，每個掘進(jìn)工作面每班至少檢查3次。6)電氣設(shè)備入井前，應(yīng)經(jīng)過嚴(yán)格檢查其防爆性能，嚴(yán)禁防爆性能不合格的電氣設(shè)備入井。井下電氣設(shè)備必須有專人負(fù)責(zé)檢查、維護(hù)，并應(yīng)每旬檢查一次防爆性能，嚴(yán)禁使用防爆性能不合格的電氣設(shè)備，杜絕失爆。7)施工中要做好地質(zhì)探測工作，防止誤揭煤層，揭煤前必須另行編制揭煤安全技術(shù)措施。8)每小班瓦檢人員必須檢測一次局扇位置膠質(zhì)風(fēng)筒重疊段巷道內(nèi)的風(fēng)流流向是否正常，防止局扇發(fā)生循環(huán)風(fēng)，必須保證此段風(fēng)流流速不低于0.15m/s，若發(fā)生循環(huán)風(fēng)必須停止施工，采取措施進(jìn)行處理。井下嚴(yán)禁無風(fēng)、微風(fēng)作業(yè)，確保巷道內(nèi)風(fēng)流流速不低于0.15m/s。9)井下每十天進(jìn)行一次全面測風(fēng)，測定掘進(jìn)工作面、總回風(fēng)巷的風(fēng)量，測定井下巷道進(jìn)風(fēng)流的風(fēng)量，測定局扇位置膠質(zhì)風(fēng)筒重疊段巷道內(nèi)的風(fēng)量、測定玻璃鋼風(fēng)筒吸入風(fēng)量。井下各種通風(fēng)記錄牌板齊全并正常填寫。
4實(shí)施效果
2014年4月上旬，新集一礦西副井井底環(huán)形車場相關(guān)工程施工結(jié)束，具備形成負(fù)壓通風(fēng)條件，地面主要通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，形成負(fù)壓通風(fēng)，現(xiàn)場實(shí)測井下玻璃鋼風(fēng)筒總吸風(fēng)量2500m3/min，主要通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量3400m3/min，滿足施工需要，井下施工四個掘進(jìn)工作面，井下風(fēng)量充足，創(chuàng)造了舒適的氣候條件，應(yīng)用效果良好，確保了礦井建設(shè)安全生產(chǎn)。
1.1.1取水口攔污柵及啟閉設(shè)備
1)優(yōu)化選型布置設(shè)計。發(fā)電引水隧洞喇叭口底檻678.50mm處設(shè)置1孔攔污柵，單孔孔口尺寸為7.5m×10.0m，檢修平臺高程717.00m，設(shè)計水頭4.0m，最大引用流量為42.58m3/s，平均過柵流速為0.811m/s，攔污柵重量為26.0t，柵槽埋件重17.0t，型式為平面滑動式攔污柵。選用1臺QPG2×250kN－38m高揚(yáng)程卷揚(yáng)式啟閉機(jī)，安裝高程726.20m，操作運(yùn)行條件為靜水啟閉。2)蓄水安全復(fù)核計算。攔污柵主支承是增強(qiáng)四氟NL150CHI型滑塊，最大線荷載為25kN/cm，反向支承是鋼滑塊。柵條間距50mm，柵體主材為Q235B，內(nèi)力分析計算［2］成果為:主梁最大壓應(yīng)力為105.35N/mm2，發(fā)生在跨中處;最大剪力為21.01N/mm2，發(fā)生在支座處;最大撓度為9.5mm，發(fā)生在跨中處;柵條彎應(yīng)力為53.1N/mm2，發(fā)生在跨中處。攔污柵重量為247kN，提柵清污時考慮污物重量為100kN，攔污柵啟閉力為450.1kN，啟閉機(jī)容量為2×250kN。
1.1.2取水口事故閘門及啟閉設(shè)備
1)優(yōu)化選型布置設(shè)計。在攔污柵的下游設(shè)置1扇事故閘門，孔口尺寸為4.5m×4.8m，底檻高程680.00m，檢修平臺高程717.00m，設(shè)計水頭37.0m，閘門型式為平面定輪鋼閘門。選用1臺安裝高程為726.20m上的QPG2×800kN－38m高揚(yáng)程卷揚(yáng)機(jī)控制閘門，操作運(yùn)行條件為動閉靜啟。2)蓄水安全復(fù)核計算。閘門由門葉結(jié)構(gòu)、水封裝置、4個簡支輪主支承(同時兼做反向支承)、4個側(cè)向限位裝置和充水閥裝置等組成。受力計算采用假設(shè)平面體系，按照實(shí)際可能發(fā)生的最不利荷載組合情況，進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性驗(yàn)算。閘門在設(shè)計水頭下動水操作會受到不同程度的動力荷載，動力系數(shù)取1.1。門體材料為Q235B，內(nèi)力分析計算結(jié)果為:閘門承受的靜水壓力為7713.7kN，動水壓力為8485.1kN;面板折算應(yīng)力為157.03N/mm2;主梁最大壓應(yīng)力為128.1N/mm2，位于跨中處。最大剪力為49.2，位于支座處。最大撓度為2.71mm，位于跨中處;主輪與軌道的接觸應(yīng)力為844.06N/mm2;主軌頸部局部承壓應(yīng)力為173.36N/mm2;閘門閉門力為－659.1kN，啟門力為479.6kN，持住力為1394.4kN;啟閉機(jī)容量為2×800kN。
1.2泄水系統(tǒng)閘門及啟閉設(shè)備
1.2.1溢洪道弧形工作閘門
1)優(yōu)化選型布置設(shè)計。該閘門設(shè)置在溢洪道上，底檻設(shè)置在堰頂下游側(cè)704.80m處，堰頂高程為717.00m，共設(shè)置3孔閘門，啟閉機(jī)安裝高程為719.50m。閘門運(yùn)行方式為動水啟閉，主要承擔(dān)水庫的泄洪任務(wù)。閘門的孔口尺寸為12.0m×8.5m(寬×高)，設(shè)計水頭為8.2m。型式為露頂式弧形閘門，其面板曲率半徑為10.0m，支鉸高度為5.5m，其結(jié)構(gòu)布置見圖1。2)蓄水安全復(fù)核計算。閘門由門葉結(jié)構(gòu)(焊接件)、水封裝置、支臂、支鉸和側(cè)輪等所組成，支承為斜支臂。受力計算采用假設(shè)平面體系，并按照實(shí)際可能發(fā)生的最不利荷載組合情況，對閘門的設(shè)計條件和校核條件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性驗(yàn)算。閘門在動水操作條件下各部件尚需承受的不同程度的動力荷載，故將設(shè)計水頭作用在閘門部件上的靜水壓力乘以動力系數(shù)，考慮為最不利的荷載組合，動力系數(shù)取1.1。門體材料為Q235B，內(nèi)力分析計算結(jié)果表明:閘門承受的靜水壓力為4218.0kN，動水壓力為4639.8kN;面板折算應(yīng)力為181.8N/mm2;主梁最大壓應(yīng)力為106.3N/mm2，位于跨中處。最大剪力為69.2，位于支座處。最大撓度為4.36mm，位于跨中處;支臂平面內(nèi)應(yīng)力為76.2N/mm2;主支臂平面外應(yīng)力為66.3N/mm2;閘門啟門力為441.7kN，閉門力為246.3kN;啟閉機(jī)容量為2×250kN。
1.2.2放空底孔進(jìn)口事故閘門
1)優(yōu)化選型布置設(shè)計。在放空底孔進(jìn)口設(shè)置一道事故閘門，孔口尺寸為2.5m×2.6m(寬×高)，設(shè)計水頭52.0m。底檻高程為665.00m，檢修平臺高程為717.00m，啟閉機(jī)安裝平臺高程為723.50m。閘門運(yùn)行方式為動閉靜啟，由1套QPG800kN－53m高揚(yáng)程卷揚(yáng)機(jī)控制。當(dāng)水庫需要放空時小開度提門充水平壓，待前后水壓差小于4m時，再開啟事故閘門。2)蓄水安全復(fù)核計算。閘門由門葉結(jié)構(gòu)(焊接件)、水封裝置、4個懸臂輪主支承(同時兼做反向支承)、4個側(cè)向限位裝置等所組成。受力計算采用假設(shè)平面體系，按照實(shí)際可能發(fā)生的最不利荷載組合情況，進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性驗(yàn)算。閘門在設(shè)計水頭下動水操作會受到不同程度的動力荷載，動力系數(shù)取1.1。門體主材為Q235B，內(nèi)力分析計算結(jié)果表明:閘門承受的靜水壓力為3491.5kN，淤沙壓力為619.6kN，總壓力為4111.1kN;面板折算應(yīng)力為187.9N/mm2;主梁最大壓應(yīng)力為101.27N/mm2，位于跨中處。最大剪力為65.4，位于支座處。最大撓度為0.76mm，位于跨中處;主輪與軌道的接觸應(yīng)力為663.1N/mm2;閘門啟門力為769.1kN，閉門力為－22.0kN，持住力為206.3kN;啟閉機(jī)容量為800kN。
1.2.3放空底孔出口弧形工作閘門
1)優(yōu)化選型布置設(shè)計。在放空底孔出口設(shè)置一道弧形工作閘門，孔口尺寸為2.5m×2.2m(寬×高)，承壓水頭為52.0m，型式為潛孔式弧形鋼閘門，底檻高程為665.00m，檢修平臺高程為668.70m，啟閉機(jī)安裝平臺高程為674.60m。閘門運(yùn)行方式為動水啟閉，選用1套QH-SY－500/150kN－4.0m弧門潛孔液壓啟閉機(jī)控制閘門，閘門長期處于閉門擋水狀態(tài)。當(dāng)水庫需要放空時，動水開啟該閘門鎖定于檢修平臺上，待放空完畢，放下工作閘門封閉孔口蓄水。2)蓄水安全復(fù)核計算。閘門由門葉結(jié)構(gòu)(焊接件)、水封裝置、2個支鉸支承和4個側(cè)向限位裝置等所組成。受力計算采用假設(shè)平面體系，按照實(shí)際可能發(fā)生的最不利荷載組合情況，進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性驗(yàn)算。閘門在實(shí)際操作中會受到不同程度的動力荷載，動力系數(shù)取1.1。門體主材為Q235B，內(nèi)力分析計算結(jié)果為:閘門承受的靜水壓力為3329.7kN，動水壓力為3662.7kN;面板折算應(yīng)力為183.9N/mm2;主梁最大壓應(yīng)力為33.2N/mm2，位于跨中處。最大剪力為24.4，位于支座處。最大撓度為0.12mm，位于跨中處;支臂平面內(nèi)應(yīng)力為98.4N/mm2;閘門啟門力為248.8kN，閉門力為122.7kN;啟閉機(jī)容量為500/150kN。
1.2.4導(dǎo)流隧洞封堵閘門
1)優(yōu)化選型布置設(shè)計。導(dǎo)流隧洞進(jìn)口設(shè)置封堵工作閘門一扇，孔口尺寸為5.0m×6.5m(寬×高)，承壓水頭為44.3m，閉門水頭:20m，型式為潛孔式平面鋼閘門，底檻高程為647.70m，檢修平臺高程為659.00m，啟閉機(jī)安裝平臺高程為667.50m。閘門運(yùn)行方式為動水啟閉，選用1套QPQ630kN－13m卷揚(yáng)式啟閉機(jī)控制閘門，閘門僅用于導(dǎo)流隧洞封堵時使用，導(dǎo)流隧洞在枯水季節(jié)封堵下閘門。因受啟閉機(jī)平臺高程的限制(啟閉機(jī)平臺高程為667.50m)，閉門時最不利水頭工況為啟閉高程，即水頭為20m，因此整個閘門啟閉按最不利的情況下水頭20m計算。2)蓄水安全復(fù)核計算。閘門由門葉結(jié)構(gòu)(焊接件)、水封裝置、12個主滑塊和8個反向滑塊裝置等所組成。受力計算采用假設(shè)平面體系，按照實(shí)際可能發(fā)生的最不利荷載組合情況，進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性驗(yàn)算。門體主材為Q235B，內(nèi)力分析計算結(jié)果為:閘門承受的靜水壓力為13501.9kN，發(fā)生在設(shè)計水頭44.3m處;材料容許應(yīng)力(抗拉、抗壓和抗彎)為142.5kN，容許應(yīng)力(抗剪)為85.5kN;面板折算應(yīng)力為138N/mm2;主梁最大壓應(yīng)力為84.6N/mm2，位于跨中處。最大剪力為71.92，位于支座處。最大撓度為3.78mm，位于跨中處;閘門閉門力為145kN;水柱壓力為898.60kN;啟閉機(jī)容量為630kN。
1.1.1汲取中國古代建筑設(shè)計理念的精華
（1）運(yùn)用中軸線的手法進(jìn)行布局；
（2）體現(xiàn)整個區(qū)域有機(jī)生長理論，充分考慮后期擴(kuò)建的可能性；
1.1.2.規(guī)劃科學(xué)合理，彰顯中煤鮮明特色
（1）合理的功能分布，行政生活區(qū)內(nèi)的建筑分三大區(qū)塊，基地中部為行政辦公和浴室燈房聯(lián)建，西南部為職工宿舍區(qū)，東南部為食堂、文體及培訓(xùn)。規(guī)劃結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)高效，便于分期開發(fā)建設(shè)。
（2）強(qiáng)調(diào)中軸對稱，突顯中心廣場及綜合辦公樓。
1.2生態(tài)性
結(jié)合榆林當(dāng)?shù)貧夂驐l件，考慮實(shí)際建設(shè)的可實(shí)施性，采用節(jié)能環(huán)保的場地材料和機(jī)械設(shè)備，以綠色生態(tài)工業(yè)園區(qū)為目標(biāo)，打造礦區(qū)行政公共建筑中節(jié)能、生態(tài)、可持續(xù)發(fā)展的典范。
2.便捷高效的的規(guī)劃設(shè)計
2.1總體規(guī)劃
本項(xiàng)目規(guī)劃結(jié)構(gòu)為“一主一副，三橫三縱”，“一主一副”是指貫穿副井工業(yè)廣場的兩條東西走向的主軸線和副軸線，“三橫三縱”是指通達(dá)順暢的道路結(jié)構(gòu)。行政公共建筑集中布置在副井工業(yè)場地中部和東南部，靠近副井工業(yè)場地主入口。副井工業(yè)場地主入口設(shè)在場地東側(cè)，場外是一條500米長的進(jìn)場景觀大道，正對高聳的副立井，具有很強(qiáng)的引導(dǎo)性。在總體構(gòu)思及布局中，充分利用進(jìn)場路和副立井的主軸對景關(guān)系，將礦區(qū)綜合辦公樓和浴室燈房及任務(wù)交代室聯(lián)合建筑布置在副立井和進(jìn)場大道之間,這樣就形成了副井工業(yè)場地東西走向1100米長的主軸線。除強(qiáng)化主軸線外，在用地南側(cè)職工生活區(qū)也營造一條東西走向的副軸線和主軸線相互呼應(yīng)。主、副軸線的設(shè)計，使得副井工業(yè)場地整體規(guī)劃結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)高效。三橫三縱的道路規(guī)劃將副井工業(yè)場地按照建筑不同的功能性質(zhì)，整個工業(yè)場地分為幾大功能區(qū)塊。避免相互干擾，相對獨(dú)立完整，便于后期管理。在整個規(guī)劃設(shè)計中強(qiáng)調(diào)綠化、廣場等多種景觀要素的有機(jī)結(jié)合，而且通過場地內(nèi)部不同的環(huán)境創(chuàng)造，營造不同的空間環(huán)境，滿足不同的功能需求。
2.2流線設(shè)計
根據(jù)副井工業(yè)場地總體規(guī)劃，東入口為行政入口，主要是人員和普通車輛通行，大型車輛在場地最北側(cè)另有單獨(dú)出入口。明確的功能分區(qū)使得交通流線模式采用行政辦公區(qū)與職工宿舍區(qū)人流分開，互不干擾。本次規(guī)劃中結(jié)合地下停車庫，在宿舍區(qū)—辦公區(qū)—浴室燈房區(qū)之間設(shè)計了聯(lián)系便捷的地下通道。體現(xiàn)了細(xì)致周到的人性化設(shè)計理念。
2.3停車場設(shè)計
根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，以地下停車為主，主要布置在高層宿舍樓和綜合辦公樓地下室內(nèi)。地面停車為輔，結(jié)合道路位置，將地面停車場相對集中布置在地塊東側(cè)入口外部和辦公樓東廣場兩側(cè)，停車位與綠化相結(jié)合，形成景觀式停車場。集中設(shè)置的停車區(qū)方便使用，便于管理，又相對獨(dú)立，減少了對礦區(qū)內(nèi)部的干擾。
3.整體統(tǒng)一的建筑群體
行政公共建筑單體建筑和總體規(guī)劃緊密契合，突出強(qiáng)調(diào)主副軸線設(shè)計，同時職工宿舍區(qū)的單身宿舍圍繞副軸線按組團(tuán)對稱布置，也利于單身宿舍按休息時間分樓棟設(shè)置，避免了相互干擾。
(1)入口及廣場
主入口設(shè)在場地東側(cè)，入口處設(shè)景觀廣場，布置有綠化及景觀，同時也巧妙地將中煤LOGO融入景觀設(shè)計當(dāng)中。廣場及綠化景觀庭院均采用幾何形布置，以強(qiáng)化主軸中軸線，刻意烘托出辦公建筑莊嚴(yán)、大氣的氛圍。同時也營造出用地內(nèi)部理想的室外環(huán)境，形成從城市——外部景觀——內(nèi)部環(huán)境的過渡。
(2)綜合辦公樓
綜合辦公樓正對廠區(qū)主入口，主樓7層高，內(nèi)部布局摒棄了傳統(tǒng)的內(nèi)走道方式，所有房間均圍繞內(nèi)中庭布置。根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)，為營造良好的室內(nèi)辦公環(huán)境，內(nèi)部設(shè)計了多個中庭，綠色環(huán)境與辦公環(huán)境相互交融，形成近人宜人的人景互動關(guān)系,改善了冬季嚴(yán)寒地區(qū)室內(nèi)環(huán)境小氣候。
(3)浴室燈房及任務(wù)交接待室聯(lián)合建筑
聯(lián)合建筑作為煤礦企業(yè)較為重要的地面附屬設(shè)施，它不但要滿足礦工上下井、更衣、洗浴及任務(wù)交待等功能的需求，還要創(chuàng)造良好的外部空間環(huán)境，適應(yīng)礦區(qū)高速運(yùn)轉(zhuǎn)和不斷發(fā)展的需要。建筑方案本著利于生產(chǎn)、便于管理的原則，根據(jù)建筑功能的需要及人流的不同，將浴室部分與區(qū)隊辦公部分分開設(shè)計。
(4)職工食堂
職工食堂建筑層數(shù)3層，平面采用兩種不同幾何形式的組合及減法原理，平面形狀變化豐富，巧妙利用一層局部內(nèi)退及主入口部分體塊穿插，強(qiáng)調(diào)了入口空間。
(5)職工文體活動中心
職工文體活動中心位于建筑層數(shù)2層。在西側(cè)入口設(shè)計有兩層通高的玻璃頂共享大廳，不僅體現(xiàn)出體育建筑氣勢宏偉、大氣、空間豐富的特點(diǎn)，充分利用了自然采光、通風(fēng)，還在建筑內(nèi)部引入了生動多變的光影效果；同時在通高共享大廳二層設(shè)置了空中連廊，不僅緊密聯(lián)系二層南北兩部分功能，而且增加了整個空間的立體感和層次性。整個場館的設(shè)計充分考慮其多樣性及活動、比賽場地的相對獨(dú)立性，分區(qū)明確，使用合理方便，互不影響。
(6)培訓(xùn)樓
培訓(xùn)樓與食堂對稱布局，為一幢集培訓(xùn)、住宿為一體的4層綜合建筑。設(shè)計在綜合考慮了不同功能的要求之后，以使用者為本，注重內(nèi)部環(huán)境的人性化和建筑外部的良好形象。
(7)職工單身宿舍
單身宿舍規(guī)劃了由五棟高層單身宿舍及2組“∪”字型多層建筑組合而成，圍合成了一個內(nèi)向型居住空間，通過對其內(nèi)部庭院及小廣場的設(shè)計，形成了十分親切的生活氛圍，同時它又作為東西副軸線上的一個重要序列。
王窯水庫新部署了視頻會議系統(tǒng)，本次增加1條移動視頻會議專線，將王窯和延安市連接起來，組成視頻會議專網(wǎng)，供汛期召開視頻會議使用。與此同時，由于汛期將至，市領(lǐng)導(dǎo)需在防汛總指揮部調(diào)取王窯水庫、紅莊水庫實(shí)時監(jiān)控畫面和汛期值班人員工作情況，由于各監(jiān)控點(diǎn)采用電信作為互聯(lián)網(wǎng)出口，所以，要調(diào)取各地方監(jiān)控畫面需要通過VPN設(shè)備，建立互聯(lián)網(wǎng)專用隧道，通過隧道將畫面?zhèn)鬏斨林笓]中心，供領(lǐng)導(dǎo)調(diào)取。在市防辦，增加一條4M/8M電信寬帶，專門用于VPN設(shè)備接入，各地方VPN后期也會和該設(shè)備相連，建立通道，將兩地水庫監(jiān)控畫面集中到市防辦辦公室后，通過控制電腦將各地畫面切換至?xí)h室屏幕，供領(lǐng)導(dǎo)開會時調(diào)取圖像。
1．2VPN技術(shù)在防汛信息整合中的應(yīng)用
(1)VPN技術(shù)。VPN(VirtualPrivateNetwork)是企業(yè)網(wǎng)在互聯(lián)網(wǎng)等公共網(wǎng)絡(luò)上的延伸，也就是虛擬專用網(wǎng)絡(luò)，VPN采用隧道技術(shù)以及加密、身份認(rèn)證等方法，在公用網(wǎng)絡(luò)上通過一個私有通道創(chuàng)建一個安全的私有連接，將遠(yuǎn)程用戶、公司分支機(jī)構(gòu)、公司的業(yè)務(wù)伙伴等跟企業(yè)連接起來，形成一個擴(kuò)展的公司企業(yè)網(wǎng)，同時，可以提供高性能、低價位的遠(yuǎn)程安全接入。該傳輸方式可以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臋C(jī)密性、完整性與源發(fā)性。VPN是原有專線式專用廣域網(wǎng)的替代方案，該技術(shù)并不是改變原有廣域網(wǎng)的一些特性，如多重協(xié)議的支持、高可靠性及高擴(kuò)充性等，而是在更加符合成本效益原則的基礎(chǔ)上更好的實(shí)現(xiàn)這些特性。
(2)VPN技術(shù)在延安市防汛信息整合中的應(yīng)用。根據(jù)防汛信息數(shù)據(jù)特點(diǎn)和監(jiān)測點(diǎn)分布情況，陜西省防汛抗旱指揮系統(tǒng)在確保數(shù)據(jù)傳輸及時安全的基礎(chǔ)上，選擇了在網(wǎng)絡(luò)通信條件好的省與市、市與縣之間的骨干信息傳輸主信道采用光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，建立起了光纖傳輸?shù)姆种行?，在分中心?nèi)的監(jiān)測點(diǎn)通過短信和電話傳輸。省市之間采用水利部亞洲Ⅱ號衛(wèi)星專用傳輸信道作為其備用信道，市縣之間的備用信道則采用DDN、X．25、PSTN等公用電信網(wǎng)。延安市防汛信息整合VPN系統(tǒng)基于延安市防汛信息工作的技術(shù)特點(diǎn)，綜合利用數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)通訊、視頻傳輸、等技術(shù)，初步形成覆蓋全市的防汛部門網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與防汛信息整合系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)各部門、單位防汛數(shù)據(jù)的實(shí)時共享。
(3)VPN系統(tǒng)中數(shù)據(jù)實(shí)時采集監(jiān)測模塊。在防汛信息實(shí)時共享的VPN系統(tǒng)中，監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳輸和安全無比重要，是該系統(tǒng)能夠政策運(yùn)行的基礎(chǔ)。該系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸主要有以下特點(diǎn):數(shù)據(jù)量大。監(jiān)測點(diǎn)分支較多(7個雨量站、3個水位雨量站)，同一時間采集到的數(shù)據(jù)集中傳送的情況出現(xiàn)的頻率很高。在監(jiān)測點(diǎn)分布主要:水庫的監(jiān)測點(diǎn)、河流監(jiān)測點(diǎn)、城鎮(zhèn)監(jiān)測點(diǎn)、已建有的監(jiān)測系統(tǒng)(水電公司、氣象部門等)。
(4)數(shù)據(jù)傳輸。VPN系統(tǒng)通過一條10M城域網(wǎng)光纖與聯(lián)通CDMA－1X、移動GPRS、聯(lián)通與網(wǎng)通的AD-SL等多種數(shù)據(jù)線路組成數(shù)據(jù)混合網(wǎng)進(jìn)行觀測現(xiàn)場與防汛指揮中心的數(shù)據(jù)傳輸，將搜集到的關(guān)于雨量、河道水位、泵站運(yùn)行于積水圖像等現(xiàn)場數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)，傳入指揮中心服務(wù)器。在指揮中心與各基層單位之間構(gòu)建的VPN計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可以保證指揮中心得到數(shù)據(jù)后，即可通過2M光纖專網(wǎng)與各個基層單位進(jìn)行數(shù)據(jù)整合與共享，確保防汛數(shù)據(jù)、圖像等快速傳輸并備份，為各基層單位共享防汛數(shù)據(jù)同時接受指揮中心的調(diào)度提供保障。
2測試結(jié)果
2．1視頻測試
采用VCON視頻會議系統(tǒng)，帶寬調(diào)至1．5Mbps，試驗(yàn)持續(xù)2．5h，畫面始終清晰穩(wěn)定，無中斷及模糊現(xiàn)象，與以往租用的專線進(jìn)行比對，VPN線路畫面質(zhì)量明顯較高。
2．2聯(lián)通性能測試
用Ping命令進(jìn)行聯(lián)通性能測試，與過去租用的專線進(jìn)行比對。，VPN專線的傳輸率是8M內(nèi)部專線的1．3倍左右，所以，是一個效率較高的傳輸路徑。
2．3結(jié)論
(1)經(jīng)濟(jì)性。VPN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)最突出的特點(diǎn)便是其經(jīng)濟(jì)性，該系統(tǒng)除了INTERNET寬帶接入及相應(yīng)的硬件防火墻之外，幾乎不增加任何直接成本，便可實(shí)現(xiàn)高速專用連接。絕大部分管理維護(hù)工作由INTER-NET服務(wù)的提供者—ISP提供，可以節(jié)省運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。接入和維護(hù)成本及傳輸性能不在受傳輸距離遠(yuǎn)近的影響。VPN能使網(wǎng)絡(luò)的總成本比LAN－to－LAN連接時的總成本節(jié)省30%～50%左右。
(2)安全性。其他的數(shù)據(jù)傳輸虛擬通道的安全性是由信道提供商負(fù)責(zé)，數(shù)據(jù)傳輸中是否被截獲用戶完全不知情，而VPN也是虛擬信道，但是，其具備成熟的加密解密技術(shù)可以充分保證數(shù)據(jù)安全傳輸，即使被截獲也無法將加密的數(shù)據(jù)還原，故而安全性要好于其他的虛擬信道。
引言
科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，產(chǎn)品功能要求的日益增多，復(fù)雜性增加，壽命期縮短，更新?lián)Q代速度加快。然而，產(chǎn)品的設(shè)計，尤其是機(jī)械產(chǎn)品方案的設(shè)計手段，則顯得力不從心，跟不上時展的需要。目前，計算機(jī)輔助產(chǎn)品的設(shè)計繪圖、設(shè)計計算、加工制造、生產(chǎn)規(guī)劃已得到了比較廣泛和深入的研究，并初見成效，而產(chǎn)品開發(fā)初期方案的計算機(jī)輔助設(shè)計卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足設(shè)計的需要。為此，作者在閱讀了大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，概括總結(jié)了國內(nèi)外設(shè)計學(xué)者進(jìn)行方案設(shè)計時采用的方法，并討論了各種方法之間的有機(jī)聯(lián)系和機(jī)械產(chǎn)品方案設(shè)計計算機(jī)實(shí)現(xiàn)的發(fā)展趨勢。
根據(jù)目前國內(nèi)外設(shè)計學(xué)者進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品方案設(shè)計所用方法的主要特征，可以將方案的現(xiàn)代設(shè)計方法概括為下述四大類型。
1、系統(tǒng)化設(shè)計方法
系統(tǒng)化設(shè)計方法的主要特點(diǎn)是：將設(shè)計看成由若干個設(shè)計要素組成的一個系統(tǒng)，每個設(shè)計要素具有獨(dú)立性，各個要素間存在著有機(jī)的聯(lián)系，并具有層次性，所有的設(shè)計要素結(jié)合后，即可實(shí)現(xiàn)設(shè)計系統(tǒng)所需完成的任務(wù)。
系統(tǒng)化設(shè)計思想于70年代由德國學(xué)者Pahl和Beitz教授提出，他們以系統(tǒng)理論為基礎(chǔ)，制訂了設(shè)計的一般模式，倡導(dǎo)設(shè)計工作應(yīng)具備條理性。德國工程師協(xié)會在這一設(shè)計思想的基礎(chǔ)上，制訂出標(biāo)準(zhǔn)VDI2221“技術(shù)系統(tǒng)和產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計方法。
制定的機(jī)械產(chǎn)品方案設(shè)計進(jìn)程模式，基本上沿用了德國標(biāo)準(zhǔn)VDI2221的設(shè)計方式。除此之外，我國許多設(shè)計學(xué)者在進(jìn)行產(chǎn)品方案設(shè)計時還借鑒和引用了其他發(fā)達(dá)國家的系統(tǒng)化設(shè)計思想，其中具有代表性的是：
(1)將用戶需求作為產(chǎn)品功能特征構(gòu)思、結(jié)構(gòu)設(shè)計和零件設(shè)計、工藝規(guī)劃、作業(yè)控制等的基礎(chǔ)，從產(chǎn)品開發(fā)的宏觀過程出發(fā)，利用質(zhì)量功能布置方法，系統(tǒng)地將用戶需求信息合理而有效地轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品開發(fā)各階段的技術(shù)目標(biāo)和作業(yè)控制規(guī)程的方法。
(2)將產(chǎn)品看作有機(jī)體層次上的生命系統(tǒng)，并借助于生命系統(tǒng)理論，把產(chǎn)品的設(shè)計過程劃分成功能需求層次、實(shí)現(xiàn)功能要求的概念層次和產(chǎn)品的具體設(shè)計層次。同時采用了生命系統(tǒng)圖符抽象地表達(dá)產(chǎn)品的功能要求，形成產(chǎn)品功能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
(3)將機(jī)械設(shè)計中系統(tǒng)科學(xué)的應(yīng)用歸納為兩個基本問題：一是把要設(shè)計的產(chǎn)品作為一個系統(tǒng)處理，最佳地確定其組成部分(單元)及其相互關(guān)系；二是將產(chǎn)品設(shè)計過程看成一個系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)計目標(biāo)，正確、合理地確定設(shè)計中各個方面的工作和各個不同的設(shè)計階段。
由于每個設(shè)計者研究問題的角度以及考慮問題的側(cè)重點(diǎn)不同，進(jìn)行方案設(shè)計時采用的具體研究方法亦存在差異。下面介紹一些具有代表性的系統(tǒng)化設(shè)計方法。
1.1設(shè)計元素法
用五個設(shè)計元素(功能、效應(yīng)、效應(yīng)載體、形狀元素和表面參數(shù))描述“產(chǎn)品解”，認(rèn)為一個產(chǎn)品的五個設(shè)計元素值確定之后，產(chǎn)品的所有特征和特征值即已確定。我國亦有設(shè)計學(xué)者采用了類似方法描述產(chǎn)品的原理解。
1.2圖形建模法
研制的“設(shè)計分析和引導(dǎo)系統(tǒng)”KALEIT，用層次清楚的圖形描述出產(chǎn)品的功能結(jié)構(gòu)及其相關(guān)的抽象信息，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能關(guān)系的圖形化建模，以及功能層之間的聯(lián)接。
將設(shè)計劃分成輔助方法和信息交換兩個方面，利用Nijssen信息分析方法可以采用圖形符號、具有內(nèi)容豐富的語義模型結(jié)構(gòu)、可以描述集成條件、可以劃分約束類型、可以實(shí)現(xiàn)關(guān)系間的任意結(jié)合等特點(diǎn)，將設(shè)計方法解與信息技術(shù)進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計過程中不同抽象層間信息關(guān)系的圖形化建模。
文獻(xiàn)［11］將語義設(shè)計網(wǎng)作為設(shè)計工具，在其開發(fā)的活性語義設(shè)計網(wǎng)ASK中，采用結(jié)點(diǎn)和線條組成的網(wǎng)絡(luò)描述設(shè)計，結(jié)點(diǎn)表示元件化的單元(如設(shè)計任務(wù)、功能、構(gòu)件或加工設(shè)備等)，線條用以調(diào)整和定義結(jié)點(diǎn)間不同的語義關(guān)系，由此為設(shè)計過程中的所有活動和結(jié)果預(yù)先建立模型，使早期設(shè)計要求的定義到每一個結(jié)構(gòu)的具體描述均可由關(guān)系間的定義表達(dá)，實(shí)現(xiàn)了計算機(jī)輔助設(shè)計過程由抽象到具體的飛躍。
1.3“構(gòu)思”—“設(shè)計”法
將產(chǎn)品的方案設(shè)計分成“構(gòu)思”和“設(shè)計”兩個階段?！皹?gòu)思”階段的任務(wù)是尋求、選擇和組合滿足設(shè)計任務(wù)要求的原理解?！霸O(shè)計”階段的工作則是具體實(shí)現(xiàn)構(gòu)思階段的原理解。
將方案的“構(gòu)思”具體描述為：根據(jù)合適的功能結(jié)構(gòu)，尋求滿足設(shè)計任務(wù)要求的原理解。即功能結(jié)構(gòu)中的分功能由“結(jié)構(gòu)元素”實(shí)現(xiàn)，并將“結(jié)構(gòu)元素”間的物理聯(lián)接定義為“功能載體”，“功能載體”和“結(jié)構(gòu)元素”間的相互作用又形成了功能示意圖(機(jī)械運(yùn)動簡圖)。方案的“設(shè)計”是根據(jù)功能示意圖，先定性地描述所有的“功能載體”和“結(jié)構(gòu)元素”，再定量地描述所有“結(jié)構(gòu)元素”和聯(lián)接件(“功能載體”)的形狀及位置，得到結(jié)構(gòu)示意圖。Roper，H.利用圖論理論，借助于由他定義的“總設(shè)計單元(GE)”、“結(jié)構(gòu)元素(KE)”、“功能結(jié)構(gòu)元素(FKE)”、“聯(lián)接結(jié)構(gòu)元素(VKE)”、“結(jié)構(gòu)零件(KT)”、“結(jié)構(gòu)元素零件(KET)”等概念，以及描述結(jié)構(gòu)元素尺寸、位置和傳動參數(shù)間相互關(guān)系的若干種簡圖，把設(shè)計專家憑直覺設(shè)計的方法做了形式化的描述，形成了有效地應(yīng)用現(xiàn)有知識的方法，并將其應(yīng)用于“構(gòu)思”和“設(shè)計”階段。
從設(shè)計方法學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā)，將明確了設(shè)計任務(wù)后的設(shè)計工作分為三步：1)獲取功能和功能結(jié)構(gòu)(簡稱為“功能”)；2)尋找效應(yīng)(簡稱為“效應(yīng)”)；3)尋找結(jié)構(gòu)(簡稱為“構(gòu)形規(guī)則”)。并用下述四種策略描述機(jī)械產(chǎn)品構(gòu)思階段的工作流程：策略1：分別考慮“功能”、“效應(yīng)”和“構(gòu)形規(guī)則”。因此，可以在各個工作步驟中分別創(chuàng)建變型方案，由此產(chǎn)生廣泛的原理解譜。策略2：“效應(yīng)”與“構(gòu)形規(guī)則”(包括設(shè)計者創(chuàng)建的規(guī)則)關(guān)聯(lián)，單獨(dú)考慮功能(通常與設(shè)計任務(wù)相關(guān))。此時，辨別典型的構(gòu)形規(guī)則及其所屬效應(yīng)需要有豐富的經(jīng)驗(yàn)，產(chǎn)生的方案譜遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于策略1的方案譜。策略3：“功能”、“效應(yīng)”、“構(gòu)形規(guī)則”三者密切相關(guān)。適用于功能、效應(yīng)和構(gòu)形規(guī)則間沒有選擇余地、具有特殊要求的領(lǐng)域，如超小型機(jī)械、特大型機(jī)械、價值高的功能零件，以及有特殊功能要求的零部件等等。策略4：針對設(shè)計要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)化求解。該策略從已有的零件出發(fā)，通過零件間不同的排序和連接，獲得預(yù)期功能。
1.4矩陣設(shè)計法
在方案設(shè)計過程中采用“要求—功能”邏輯樹(“與或”樹)描述要求、功能之間的相互關(guān)系，得到滿足要求的功能設(shè)計解集，形成不同的設(shè)計方案。再根據(jù)“要求—功能”邏輯樹建立“要求—功能”關(guān)聯(lián)矩陣，以描述滿足要求所需功能之間的復(fù)雜關(guān)系，表示出要求與功能間一一對應(yīng)的關(guān)系。
Kotaetal將矩陣作為機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計的基礎(chǔ)，把機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計空間分解為功能子空間，每個子空間只表示方案設(shè)計的一個模塊，在抽象階段的高層，每個設(shè)計模塊用運(yùn)動轉(zhuǎn)換矩陣和一個可進(jìn)行操作的約束矢量表示；在抽象階段的低層，每個設(shè)計模塊被表示為參數(shù)矩陣和一個運(yùn)動方程。
1.5鍵合圖法
將組成系統(tǒng)元件的功能分成產(chǎn)生能量、消耗能量、轉(zhuǎn)變能量形式、傳遞能量等各種類型，并借用鍵合圖表達(dá)元件的功能解，希望將基于功能的模型與鍵合圖結(jié)合，實(shí)現(xiàn)功能結(jié)構(gòu)的自動生成和功能結(jié)構(gòu)與鍵合圖之間的自動轉(zhuǎn)換，尋求由鍵合圖產(chǎn)生多個設(shè)計方案的方法。
2、結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計方法
從規(guī)劃產(chǎn)品的角度提出：定義設(shè)計任務(wù)時以功能化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，引用已有的產(chǎn)品解(如通用零件部件等)描述設(shè)計任務(wù)，即分解任務(wù)時就考慮每個分任務(wù)是否存在對應(yīng)的產(chǎn)品解，這樣，能夠在產(chǎn)品規(guī)劃階段就消除設(shè)計任務(wù)中可能存在的矛盾，早期預(yù)測生產(chǎn)能力、費(fèi)用，以及開發(fā)設(shè)計過程中計劃的可調(diào)整性，由此提高設(shè)計效率和設(shè)計的可靠性，同時也降低新產(chǎn)品的成本。Feldmann將描述設(shè)計任務(wù)的功能化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分為四層，(1)產(chǎn)品(2)功能組成(3)主要功能組件(4)功能元件。并采用面向應(yīng)用的結(jié)構(gòu)化特征目錄，對功能元件進(jìn)行更為具體的定性和定量描述。同時研制出適合于產(chǎn)品開發(fā)早期和設(shè)計初期使用的工具軟件STRAT。
認(rèn)為專用機(jī)械中多數(shù)功能可以采用已有的產(chǎn)品解，而具有新型解的專用功能只是少數(shù)，因此，在專用機(jī)械設(shè)計中采用功能化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，對于評價專用機(jī)械的設(shè)計、制造風(fēng)險十分有利。
提倡在產(chǎn)品功能分析的基礎(chǔ)上，將產(chǎn)品分解成具有某種功能的一個或幾個模塊化的基本結(jié)構(gòu)，通過選擇和組合這些模塊化基本結(jié)構(gòu)組建成不同的產(chǎn)品。這些基本結(jié)構(gòu)可以是零件、部件，甚至是一個系統(tǒng)。理想的模塊化基本結(jié)構(gòu)應(yīng)該具有標(biāo)準(zhǔn)化的接口(聯(lián)接和配合部)，并且是系列化、通用化、集成化、層次化、靈便化、經(jīng)濟(jì)化，具有互換性、相容性和相關(guān)性。我國結(jié)合軟件構(gòu)件技術(shù)和CAD技術(shù)，將變形設(shè)計與組合設(shè)計相結(jié)合，根據(jù)分級模塊化原理，將加工中心機(jī)床由大到小分為產(chǎn)品級、部件級、組件級和元件級，并利用專家知識和CAD技術(shù)將它們組合成不同品種、不同規(guī)格的功能模塊，再由這些功能模塊組合成不同的加工中心總體方案。
以設(shè)計為目錄作為選擇變異機(jī)械結(jié)構(gòu)的工具，提出將設(shè)計的解元素進(jìn)行完整的、結(jié)構(gòu)化的編排，形成解集設(shè)計目錄。并在解集設(shè)計目錄中列出評論每一個解的附加信息，非常有利于設(shè)計工程師選擇解元素。
根據(jù)機(jī)械零部件的聯(lián)接特征，將其歸納成四種類型：1)元件間直接定位，并具有自調(diào)整性的部件；2)結(jié)構(gòu)上具有共性的組合件；3)具有嵌套式結(jié)構(gòu)及嵌套式元件的聯(lián)接；4)具有模塊化結(jié)構(gòu)和模塊化元件的聯(lián)接。并采用準(zhǔn)符號表示典型元件和元件間的連接規(guī)則，由此實(shí)現(xiàn)元件間聯(lián)接的算法化和概念的可視化。
在進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計中，用“功能建立”模塊對功能進(jìn)行分解，并規(guī)定功能分解的最佳“粒化”程度是功能與機(jī)構(gòu)型式的一一對應(yīng)。“結(jié)構(gòu)建立”模塊則作為功能解的選擇對象以便于實(shí)現(xiàn)映射算法。
3、基于產(chǎn)品特征知識的設(shè)計方法
基于產(chǎn)品特征知識設(shè)計方法的主要特點(diǎn)是：用計算機(jī)能夠識別的語言描述產(chǎn)品的特征及其設(shè)計領(lǐng)域?qū)＜业闹R和經(jīng)驗(yàn)，建立相應(yīng)的知識庫及推理機(jī)，再利用已存儲的領(lǐng)域知識和建立的推理機(jī)制實(shí)現(xiàn)計算機(jī)輔助產(chǎn)品的方案設(shè)計。
機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計主要是依據(jù)產(chǎn)品所具有的特征，以及設(shè)計領(lǐng)域?qū)＜业闹R和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推量和決策，完成機(jī)構(gòu)的型、數(shù)綜合。欲實(shí)現(xiàn)這一階段的計算機(jī)輔助設(shè)計，必須研究知識的自動獲取、表達(dá)、集成、協(xié)調(diào)、管理和使用。為此，國內(nèi)外設(shè)計學(xué)者針對機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計知識的自動化處理做了大量的研究工作，采用的方法可歸納為下述幾種。
3.1編碼法
根據(jù)“運(yùn)動轉(zhuǎn)換”功能(簡稱功能元)將機(jī)構(gòu)進(jìn)行分類，并利用代碼描述功能元和機(jī)構(gòu)類別，由此建立起“機(jī)構(gòu)系統(tǒng)方案設(shè)計專家系統(tǒng)”知識庫。在此基礎(chǔ)上，將二元邏輯推理與模糊綜合評判原理相結(jié)合，建立了該“專家系統(tǒng)”的推理機(jī)制，并用于四工位專用機(jī)床的方案設(shè)計中。
利用生物進(jìn)化理論，通過自然選擇和有性繁殖使生物體得以演化的原理，在機(jī)構(gòu)方案設(shè)計中，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)圖論方法將機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)表達(dá)為拓?fù)鋱D，再通過編碼技術(shù)，把機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和性能轉(zhuǎn)化為個體染色體的二進(jìn)制數(shù)串，并根據(jù)設(shè)計要求編制適應(yīng)值，運(yùn)用生物進(jìn)化理論控制繁殖機(jī)制，通過選擇、交叉、突然變異等手段，淘汰適應(yīng)值低的不適應(yīng)個體，以極快的進(jìn)化過程得到適應(yīng)性最優(yōu)的個體，即最符合設(shè)計要求的機(jī)構(gòu)方案。
3.2知識的混合型表達(dá)法
針對復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計，采用混合型的知識表達(dá)方式描述設(shè)計中的各類知識尤為適合，這一點(diǎn)已得到我國許多設(shè)計學(xué)者的共識。
在研制復(fù)雜產(chǎn)品方案設(shè)計智能決策支持系統(tǒng)DMDSS中，將規(guī)則、框架、過程和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等知識表示方法有機(jī)地結(jié)合在一起，以適應(yīng)設(shè)計中不同類型知識的描述。將多種單一的知識表達(dá)方法(規(guī)則、框架和過程)，按面向?qū)ο蟮木幊淘瓌t，用框架的槽表示對象的屬性，用規(guī)則表示對象的動態(tài)特征，用過程表示知識的處理，組成一種混合型的知識表達(dá)型式，并成功地研制出“面向?qū)ο蟮臄?shù)控龍門銑床變速箱方案設(shè)計智能系統(tǒng)GBCDIS”和“變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計專家系統(tǒng)GBSDES”。
3.3利用基于知識的開發(fā)工具
在聯(lián)軸器的CAD系統(tǒng)中，利用基于知識的開發(fā)工具NEXPERT-OBJECT，借助于面向?qū)ο蟮姆椒?，?chuàng)建了面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法數(shù)據(jù)庫，為設(shè)計者進(jìn)行聯(lián)軸器的方案設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了廣泛且可靠的設(shè)計方法譜。則利用NEXPERT描述直線導(dǎo)軌設(shè)計中需要基于知識進(jìn)行設(shè)計的內(nèi)容，由此尋求出基于知識的解，并開發(fā)出直線導(dǎo)軌設(shè)計專家系統(tǒng)。
3.4設(shè)計目錄法
構(gòu)造了“功能模塊”、“功能元解”和“機(jī)構(gòu)組”三級遞進(jìn)式設(shè)計目錄，并將這三級遞進(jìn)式設(shè)計目錄作為機(jī)械傳動原理方案智能設(shè)計系統(tǒng)的知識庫和開發(fā)設(shè)計的輔助工具。
3.5基于實(shí)例的方法
在研制設(shè)計型專家系統(tǒng)的知識庫中，采用基本謂詞描述設(shè)計要求、設(shè)計條件和選取的方案，用框架結(jié)構(gòu)描述“工程實(shí)例”和各種“概念實(shí)體”，通過基于實(shí)例的推理技術(shù)產(chǎn)生候選解來配匹產(chǎn)品的設(shè)計要求。
4、智能化設(shè)計方法
智能化設(shè)計方法的主要特點(diǎn)是：根據(jù)設(shè)計方法學(xué)理論，借助于三維圖形軟件、智能化設(shè)計軟件和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，以及多媒體、超媒體工具進(jìn)行產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計、表達(dá)產(chǎn)品的構(gòu)思、描述產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)。
在利用數(shù)學(xué)系統(tǒng)理論的同時，考慮了系統(tǒng)工程理論、產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)和系統(tǒng)開發(fā)方法學(xué)VDI2221，研制出適合于產(chǎn)品設(shè)計初期使用的多媒體開發(fā)系統(tǒng)軟件MUSE。
在進(jìn)行自動取款機(jī)設(shè)計時，把產(chǎn)品的整個開發(fā)過程概括為“產(chǎn)品規(guī)劃”、“開發(fā)”和“生產(chǎn)規(guī)劃”三個階段，并且充分利用了現(xiàn)有的CAD尖端技術(shù)——虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。1)產(chǎn)品規(guī)劃—構(gòu)思產(chǎn)品。其任務(wù)是確定產(chǎn)品的外部特性，如色彩、形狀、表面質(zhì)量、人機(jī)工程等等，并將最初的設(shè)想用CAD立體模型表示出，建立能夠體現(xiàn)整個產(chǎn)品外形的簡單模型，該模型可以在虛擬環(huán)境中建立，借助于數(shù)據(jù)帽和三維鼠標(biāo)，用戶還可在一定程度上參與到這一環(huán)境中，并且能夠迅速地生成不同的造型和色彩。立體模型是檢測外部形狀效果的依據(jù)，也是幾何圖形顯示設(shè)計變量的依據(jù)，同時還是開發(fā)過程中各類分析的基礎(chǔ)。2)開發(fā)—設(shè)計產(chǎn)品。該階段主要根據(jù)“系統(tǒng)合成”原理，在立體模型上配置和集成解元素，解元素根據(jù)設(shè)計目標(biāo)的不同有不同的含義：可以是基本元素，如螺栓、軸或輪轂聯(lián)接等；也可以是復(fù)合元素，如機(jī)、電、電子部件、控制技術(shù)或軟件組成的傳動系統(tǒng)；還可以是要求、特性、形狀等等。將實(shí)現(xiàn)功能的關(guān)鍵性解元素配置到立體模型上之后，即可對產(chǎn)品的配置(設(shè)計模型中解元素間的關(guān)系)進(jìn)行分析，產(chǎn)品配置分析是綜合“產(chǎn)品規(guī)劃”和“開發(fā)”結(jié)果的重要手段。3)生產(chǎn)規(guī)劃—加工和裝配產(chǎn)品。在這一階段中，主要論述了裝配過程中CAD技術(shù)的應(yīng)用，提出用計算機(jī)圖像顯示解元素在相應(yīng)位置的裝配過程，即通過虛擬裝配模型揭示造形和裝配間的關(guān)系，由此發(fā)現(xiàn)難點(diǎn)和問題，并找出解決問題的方法，并認(rèn)為將CAD技術(shù)綜合應(yīng)用于產(chǎn)品開發(fā)的三個階段，可以使設(shè)計過程的綜合與分析在“產(chǎn)品規(guī)劃”、“開發(fā)”和“生產(chǎn)規(guī)劃”中連續(xù)地交替進(jìn)行。因此，可以較早地發(fā)現(xiàn)各個階段中存在的問題，使產(chǎn)品在開發(fā)進(jìn)程中不斷地細(xì)化和完善。
我國利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計還處于剛剛起步階段。利用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，重點(diǎn)研究了按時序合成的機(jī)構(gòu)組合方案設(shè)計專家系統(tǒng)，并借助于具有高性能圖形和交換處理能力的OpenGL技術(shù)，在三維環(huán)境中從各個角度對專家系統(tǒng)設(shè)計出的方案進(jìn)行觀察，如運(yùn)動中機(jī)構(gòu)間的銜接狀況是否產(chǎn)生沖突等等。
將構(gòu)造標(biāo)準(zhǔn)模塊、產(chǎn)品整體構(gòu)造及其制造工藝和使用說明的擬訂(見圖1)稱之為快速成型技術(shù)。建議在產(chǎn)品開發(fā)過程中將快速成型技術(shù)、多媒體技術(shù)以及虛擬表達(dá)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(應(yīng)用于各個階段求解過程需要的場合)結(jié)合應(yīng)用。指出隨著計算機(jī)軟、硬件的不斷完善，應(yīng)盡可能地將多媒體圖形處理技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品開發(fā)中，例如三維圖形(立體模型)代替裝配、拆卸和設(shè)計聯(lián)接件時所需的立體結(jié)構(gòu)想象力等等。
利用智能型CAD系統(tǒng)SIGRAPH-DESIGN作為開發(fā)平臺，將產(chǎn)品的開發(fā)過程分為概念設(shè)計、裝配設(shè)計和零件設(shè)計，并以變量設(shè)計技術(shù)為基礎(chǔ)，建立了膠印機(jī)凸輪連桿機(jī)構(gòu)的概念模型。從文獻(xiàn)介紹的研究工作看，其概念模型是在確定了機(jī)構(gòu)型、數(shù)綜合的基礎(chǔ)上，借助于軟件SIGRAPH-DESIGN提供的變量設(shè)計功能，使原理圖隨著機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)變化而變化，并將概念模型的參數(shù)傳遞給下一級的裝配模型、零件設(shè)計。
5、各類設(shè)計方法評述及發(fā)展趨勢
綜上所述，系統(tǒng)化設(shè)計方法將設(shè)計任務(wù)由抽象到具體(由設(shè)計的任務(wù)要求到實(shí)現(xiàn)該任務(wù)的方案或結(jié)構(gòu))進(jìn)行層次劃分，擬定出每一層欲實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)和方法，由淺入深、由抽象至具體地將各層有機(jī)地聯(lián)系在一起，使整個設(shè)計過程系統(tǒng)化，使設(shè)計有規(guī)律可循，有方法可依，易于設(shè)計過程的計算機(jī)輔助實(shí)現(xiàn)。
結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計方法視具有某種功能的實(shí)現(xiàn)為一個結(jié)構(gòu)模塊，通過結(jié)構(gòu)模塊的組合，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的方案設(shè)計。對于特定種類的機(jī)械產(chǎn)品，由于其組成部分的功能較為明確且相對穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)模塊的劃分比較容易，因此，采用結(jié)構(gòu)模塊化方法進(jìn)行方案設(shè)計較為合適。由于實(shí)體與功能之間并非是一一對應(yīng)的關(guān)系，一個實(shí)體通?？梢詫?shí)現(xiàn)若干種功能，一個功能往往又可通過若干種實(shí)體予以實(shí)現(xiàn)。因此，若將結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計方法用于一般意義的產(chǎn)品方案設(shè)計，結(jié)構(gòu)模塊的劃分和選用都比較困難，而且要求設(shè)計人員具有相當(dāng)豐富的設(shè)計經(jīng)驗(yàn)和廣博的多學(xué)科領(lǐng)域知識。
機(jī)械產(chǎn)品的方案設(shè)計通常無法采用純數(shù)學(xué)演算的方法進(jìn)行，也難以用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行完整的描述，而需根據(jù)產(chǎn)品特征進(jìn)行形式化的描述，借助于設(shè)計專家的知識和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推理和決策。因此，欲實(shí)現(xiàn)計算機(jī)輔助產(chǎn)品的方案設(shè)計，必須解決計算機(jī)存儲和運(yùn)用產(chǎn)品設(shè)計知識和專家設(shè)計決策等有關(guān)方面的問題，由此形成基于產(chǎn)品特征知識的設(shè)計方法。
目前，智能化設(shè)計方法主要是利用三維圖形軟件和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計，直觀性較好，開發(fā)初期用戶可以在一定程度上直接參與到設(shè)計中，但系統(tǒng)性較差，且零部件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸、位置的合理確定，要求軟件具有較高的智能化程度，或者有豐富經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計者參與。
速降逃生救援索道是一種全新的救援方案,其運(yùn)行的基本原理是利用直升機(jī)運(yùn)輸,支援解救過程中需要的器材,通過速降逃生救援索道與被救者共同努力、合作,構(gòu)建一條救援通道,由被救者自身解救,主要可以分為以下幾個過程:
(1)在災(zāi)難發(fā)生時,通過多功能的遙控直升機(jī),向下拋擲繩索,相關(guān)管理人員固定好繩索的一端,之后,拋下繩索的另一端,并且及時固定另一端,就能夠快速建立逃生索道。
(2)被救人員應(yīng)系好安全帶,并且打開裝置,將其夾在索道上面,之后,從高樓中向下跳,在下滑的過程中,被救援者可以依據(jù)自身騎自行車和電動車的經(jīng)驗(yàn),控制和調(diào)整運(yùn)動速度。
(3)當(dāng)被救人員到達(dá)安全地點(diǎn)時,取下救援裝置,之后,利用多功能遙控直升機(jī),將救援裝置運(yùn)往待救現(xiàn)場,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)裝置的循環(huán)利用。
1.2速降逃生救援索道具有的優(yōu)勢
速降逃生救援索道能夠嚴(yán)格按照消防救援的基本原則進(jìn)行,同時能夠擴(kuò)大直升機(jī)救援的基本效能,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)能夠保證救援者自身的安全。由于速降逃生救援索道并不是通過直升機(jī)實(shí)現(xiàn)被救援者的轉(zhuǎn)移,因此,相關(guān)管理人員不需要考慮周邊環(huán)境的影響,例如,現(xiàn)場是否存在停機(jī)坪、是否存在落場地、是否存在濃煙等外界條件等,而是通過投運(yùn)救援器材,被救援者自身完成救援的過程,能夠排除外界的環(huán)境因素,進(jìn)一步擴(kuò)展了直升機(jī)的救援能力。
(2)能夠達(dá)到救援對時效性的要求。如果直接利用直升機(jī)進(jìn)行救援,相關(guān)管理人員需要充分準(zhǔn)備各種累材,這會浪費(fèi)大部分時間,錯過救援的最佳時機(jī),但是速降逃生救援索道不需要任何準(zhǔn)備,能夠第一時間有所響應(yīng),這能夠消除被救援者的心理恐慌。
(3)與投入最小,收獲最大的基本原則相一致。速降逃生救援索道的應(yīng)用,能夠在最短的時間內(nèi),安全的轉(zhuǎn)移大批人員,與直升機(jī)直接救援相比,速降逃生索道能夠提高救援效率,同時,可以將直升機(jī)資源利用在關(guān)鍵的救援環(huán)節(jié),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)用最小的投入,獲得最大的收獲。
1.3速降逃生救援索道的基本特點(diǎn)
(1)體積較小、重量相對較輕、流量相對較大、效率較高?，F(xiàn)階段,速降逃生救援索道在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計之后,重量相對較輕,并且重量將會逐漸減輕,體積也相對較小,使直升機(jī)運(yùn)送裝置的數(shù)量逐漸增多。通過裝卡環(huán)節(jié),能夠?qū)崿F(xiàn)索道和裝置的結(jié)合與分離,進(jìn)而使多個人使用同一條索道,能夠有效的提高救援效率,此外,速度較快,并且能夠有效的控制。
(2)機(jī)動性較強(qiáng)、能夠循環(huán)使用,降低社會成本。在兩端固定方面,速降逃生索道沒有其它要求,只需要有避雷針一些固定的設(shè)備,就能將其固定。速降逃生索道在消防部門已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用,因?yàn)樗軌驕p少了裝置的總數(shù)量,最大限度的的降低社會成本,如果進(jìn)行大批量生產(chǎn),將會節(jié)省更多的社會成本。
(3)不受樓層高度和環(huán)境的影響。不管樓層的高度是多少,只要增加繩索的長度,都能夠及時的到達(dá)地面,此外,樓房的墻壁會有各種障礙物,例如,空調(diào)、晾衣架、壁畫等等,地面的環(huán)境相對復(fù)雜,大火會通過窗戶向外噴出,通過斜拉索道越過各種障礙,進(jìn)而到達(dá)安全的地點(diǎn)。
(4)操作比較方便、使用比較安全。速降逃生索道是依據(jù)電動自行車、摩托車運(yùn)行的基本原理,裝置過程相對簡單,操作比較方便,使用非常安全,不需要對操作人員進(jìn)行培訓(xùn),就可以進(jìn)行裝置。
1．目標(biāo)人群:研究結(jié)果建立的基礎(chǔ)至關(guān)重要，目標(biāo)人群直接決定研究結(jié)果的外推性，研究中所涉及的人群包括:目標(biāo)人群、可評價人群和研究人群，目標(biāo)人群是研究設(shè)計所針對的對象總體，但是一項(xiàng)研究不可能將特定疾病或特征的研究對象全部納入，所以就形成了可評價人群，指在目標(biāo)人群中有可能被納入或參與試驗(yàn)的子人群。而最終簽署了知情同意并進(jìn)入研究的，又是這個可評價人群中的一個亞組，至此建立研究結(jié)果的基礎(chǔ)可能已經(jīng)與最初的目標(biāo)人群存在差異，其結(jié)果代表性和外推性都可能受到局限。值得注意的是，在一項(xiàng)研究中設(shè)定嚴(yán)格的入選/排除標(biāo)準(zhǔn)，其優(yōu)勢在于能夠更直接的對所研究的干預(yù)進(jìn)行評價，但其不足就體現(xiàn)于在“高度選擇”的人群基礎(chǔ)上，所獲得結(jié)果的外推性可能受到嚴(yán)重影響。而且，在對預(yù)期療效進(jìn)行估計時，應(yīng)考慮不同地域或地區(qū)人群在人口學(xué)指標(biāo)和病史等特征上的系統(tǒng)性差異，例如:南方和北方，東、中、西部在飲食和生活方式上可能存在不同，這些差異有可能導(dǎo)致不同的治療效果。除了這些研究對象內(nèi)在因素可能導(dǎo)致的差異外，地域包括醫(yī)院、科室間治療在操作規(guī)范上的差異同樣會導(dǎo)致的療效的不同。PLATO(plateletinhibitionandpatientoutcomes，血小板抑制與患者預(yù)后)研究中，不同地區(qū)阿司匹林維持劑量上的使用差異正是導(dǎo)致其結(jié)果存在異質(zhì)性的原因［1］。這就使得在對研究目標(biāo)人群進(jìn)行設(shè)定時，需對可能的臨床異質(zhì)性來源進(jìn)行控制。
2．設(shè)置合理的對照:在臨床研究中設(shè)置合理的對照至關(guān)重要［2］，引入對照后，可以將由于疾病自然進(jìn)展、安慰劑作用、伴隨治療以及其他原因?qū)е碌闹委熜Ч枰耘懦瑥亩鴮λP(guān)心的干預(yù)方法進(jìn)行客觀真實(shí)的評價。同時，統(tǒng)計上的“向均值回歸”現(xiàn)象也會導(dǎo)致在對接受單一干預(yù)的患者進(jìn)行觀察時，可能觀察到不真實(shí)的治療效果。例如，在研究一種降壓藥的有效性時，所有患者都接受了試驗(yàn)藥物的治療，通過治療前后的血壓變化評價治療效果。由于基線時入選的都是高血壓者(基線血壓測量結(jié)果)，這些患者的血壓值已經(jīng)偏離了人群的平均水平，在隨訪時即便藥物無效，也可能由于“向均值回歸”的現(xiàn)象導(dǎo)致，同一患者在重復(fù)測量時的血壓會低于首次測量(向人群的平均靠攏)。這一問題，在有對照組存在的情況下，則可予以避免。這里所強(qiáng)調(diào)的是“合理的對照”而非“對照組”［3-4］，因?yàn)樵谂R床研究中對照的形式可以是多樣的，例如:單組目標(biāo)值對照，研究者有必要將目標(biāo)值對照與患者自身前后對照予以區(qū)分，從統(tǒng)計學(xué)角度不推薦在臨床研究中采取自身前后對照的形式，其原因在于，自身前后對照發(fā)現(xiàn)的改變僅停留在有統(tǒng)計學(xué)意義的層面，而這一改變的效應(yīng)大小是否有足夠的臨床意義，才是一項(xiàng)研究預(yù)解決的問題關(guān)鍵。同樣，目標(biāo)值對照與歷史對照也有與以上一樣的局限性，因?yàn)閷Ξ?dāng)前研究而言，上述兩類對照均來源于外部。從統(tǒng)計角度，平行的對照組才是最理想的對照方式。
3．隨機(jī)和盲法:在設(shè)置了對照的基礎(chǔ)上，還應(yīng)采用隨機(jī)和盲法來進(jìn)一步控制研究評價中潛在的偏倚［5］。隨機(jī)化分組能夠保證試驗(yàn)和對照組間的均衡性，如不采用隨機(jī)化分組，醫(yī)師或患者有可能根據(jù)病情或其他原因有意向的選擇特定的治療方法，存在組間基線差異的指標(biāo)就是所謂的混雜因素，例如，上述降壓藥物試驗(yàn)中，如果發(fā)現(xiàn)在試驗(yàn)組基線的血壓就已經(jīng)低于對照，相當(dāng)于失去了比較的基礎(chǔ)。同樣，即便采用了隨機(jī)分組，如果患者知曉所服用的藥物是陽性治療或安慰劑，由于心理作用或?qū)χ委熜Ч念A(yù)期，完全可能導(dǎo)致不同的結(jié)果，這就要求研究者盡可能的在試驗(yàn)中采用盲法，隨機(jī)雙盲對照試驗(yàn)在單項(xiàng)研究中具有最高的證據(jù)級別，其原因正是因?yàn)椴捎昧诉@些避免和降低試驗(yàn)偏倚的措施。臨床研究中的隨機(jī)和盲法其實(shí)是廣義的概念，隨機(jī)化不僅應(yīng)用在治療分組，同樣可以應(yīng)用于治療或檢查順序的制定、同一患者存在多處病變時的結(jié)果評價(預(yù)評價患者水平的結(jié)果時可從多處病變中隨機(jī)選取一處)。盲法除了經(jīng)典藥物試驗(yàn)中的單盲和雙盲外，越來越多的研究采用第三方盲法評價的方式，來盡可能避免試驗(yàn)結(jié)果評價中的主觀偏性，第三方盲法是指由不直接參與研究的人員，在盲態(tài)下對試驗(yàn)結(jié)果(化驗(yàn)或檢查)進(jìn)行判定，從而減小由于知曉患者分組而可能對結(jié)果判讀造成的主觀影響。第三方盲法與“三盲”是完全不同的概念，“三盲”通常指在對醫(yī)師和患者設(shè)盲的基礎(chǔ)上，統(tǒng)計人員在分析過程中也處于“盲態(tài)”，以避免在分析時可能有意選擇對某一組更為有利的統(tǒng)計方法，三盲可以理解為是在經(jīng)典雙盲的概念基礎(chǔ)上進(jìn)一步的擴(kuò)展，而第三方盲法則是利用研究“外部人員”的獨(dú)立性，來盡可能避免評價時的主觀偏向。采用核心實(shí)驗(yàn)室(corelab)以及設(shè)立終點(diǎn)委員會(clinicalendpointcommittee，CEC)都屬于第三方盲法的應(yīng)用實(shí)例。
4．研究假設(shè):將研究目的轉(zhuǎn)化為研究假設(shè)是最容易被研究者忽視的問題，例如:研究方案中指出，在原發(fā)腎小球腎炎的患者中，比較中藥與血管緊張素受體拮抗劑(angiotensinreceptorblocker，ARB)在控制尿蛋白水平上的效果，研究者設(shè)置了3個干預(yù)組，分別為:中藥組、ARB組及中藥+ARB組。如將研究假設(shè)表述為“比較3組間是否有差異”是不恰當(dāng)?shù)?，原因是所設(shè)置的3個干預(yù)組，兩兩間比較的預(yù)期結(jié)果是有區(qū)別的。ARB作為臨床常規(guī)使用的治療方法是基礎(chǔ)的對照組，單純的中藥與其相比，臨床預(yù)期可能僅為中藥能夠和ARB達(dá)到類似的療效，這就是統(tǒng)計上的非劣效比較［7］;而如果在ARB的基礎(chǔ)上進(jìn)一步聯(lián)合中藥，預(yù)期的結(jié)果可能是ARB+中藥要優(yōu)于單獨(dú)使用ARB，這就是統(tǒng)計上的優(yōu)效性比較。至此，上述問題已經(jīng)分離出了兩個獨(dú)立的研究假設(shè)，即:中藥與ARB對比的非劣效假設(shè)，以及中藥+ARB與ARB對比的優(yōu)效性假設(shè)。如果研究者預(yù)對中藥+ARB與單用中藥的效果進(jìn)行比較，就會產(chǎn)生第三個假設(shè)，當(dāng)然這個假設(shè)的合理性和必要性則需要臨床專家予以回答。上述問題還相對簡單，如果再增加ARB雙倍劑量組和中藥+ARB雙倍劑量組，使得總的組別數(shù)變?yōu)?組，這時研究假設(shè)的設(shè)置將變得更為復(fù)雜，任何兩組間可能建立起的比較，都需要有具體的研究假設(shè)(統(tǒng)計)相對應(yīng)。此時，如發(fā)現(xiàn)無法提出明確的研究假設(shè)，可能說明最初的組別設(shè)置考慮不周，提示需要考慮刪除或者優(yōu)化組別的設(shè)置。提出明確的統(tǒng)計學(xué)研究假設(shè)，實(shí)際上是在幫助研究者理清研究思路，并明確預(yù)期可能獲得的研究結(jié)果。明確研究假設(shè)的原因在于，研究結(jié)果的判定須與假設(shè)相對應(yīng)，例如之前提到的非劣效假設(shè)，研究方案中必須預(yù)先指明非劣效界值，這一界值將參與樣本量的計算過程，而且，在試驗(yàn)結(jié)束后要根據(jù)所獲得的研究結(jié)果與非劣效界值進(jìn)行比較，通常通過試驗(yàn)組與對照組療效差值的95%置信區(qū)間(如圖2所示)，對研究是否成功進(jìn)行判定。通過P＞0．05來得出組間治療效果相當(dāng)，以及在獲得分析結(jié)果后再給定非劣效界值的做法都是不正確的。
二、主要終點(diǎn)
研究設(shè)計確定后，終點(diǎn)指標(biāo)的選擇也是研究設(shè)計的關(guān)鍵，主要終點(diǎn)的設(shè)定是研究設(shè)計的核心問題，其原因在于，主要終點(diǎn)既是樣本量確定的基礎(chǔ)，同樣也是結(jié)果評價時判定研究是否成功的標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)于主要終點(diǎn)的設(shè)定，涉及問題非常廣泛，此處僅對幾個比較常見的問題予以闡明［6］。首先，選擇替代終點(diǎn)還是臨床“硬終點(diǎn)”?不同的選擇會導(dǎo)致最終設(shè)計樣本量上的巨大差異。一般意義上，替代終點(diǎn)可在相對更短的觀察周期獲得，但早期替代終點(diǎn)上顯示出的治療差異是否能夠傳遞到最終的臨床終點(diǎn)，是研究者必須要考慮的問題，例如，在腫瘤研究中曾經(jīng)采用瘤體縮小程度作為療效評價的指標(biāo)，但是由于瘤體的縮小與疾病進(jìn)展及最終的死亡事件相關(guān)程度很低，所以目前的抗腫瘤研究已不再采用這一替代指標(biāo)作為主要終點(diǎn)。替代指標(biāo)與臨床硬終點(diǎn)間關(guān)聯(lián)程度的確認(rèn)，最好能夠通過薈萃分析證實(shí)，而且在很多的治療領(lǐng)域已經(jīng)存在，被證實(shí)且被公認(rèn)的替代指標(biāo)。另外，設(shè)定唯一的主要終點(diǎn)還是多個主要終點(diǎn)?從統(tǒng)計角度看，更推薦采用唯一的主要終點(diǎn)，因?yàn)槎嘟K點(diǎn)會導(dǎo)致統(tǒng)計檢驗(yàn)的假陽性膨脹問題，如想控制假陽性錯誤的水平，最終效果是增加研究的樣本量規(guī)模。所以，盡量選擇研究中最為重要、與干預(yù)效果最為相關(guān)的指標(biāo)作為主要終點(diǎn)，其他指標(biāo)都可以算為次要終點(diǎn)。一來可以避免試驗(yàn)設(shè)計過于復(fù)雜、控制研究總體規(guī)模，而且可以增加研究結(jié)果為陽性的機(jī)會，因?yàn)?，存在多個主要終點(diǎn)時，如果要求每個終點(diǎn)都達(dá)到預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)時，才認(rèn)為研究“成功”，相當(dāng)于提高了獲得陽性結(jié)果的難度。預(yù)對多個重要指標(biāo)一并進(jìn)行評價時，復(fù)合終點(diǎn)是另外一種選擇，例如:死亡、心梗和卒中這三者的復(fù)合就常見于大規(guī)模心血管臨床試驗(yàn)。把哪些終點(diǎn)進(jìn)行復(fù)合必須要結(jié)合臨床考慮，復(fù)合終點(diǎn)的統(tǒng)計學(xué)意義相對明確，通過復(fù)合可以提高終點(diǎn)事件的發(fā)生率水平，從而在合理的規(guī)模下進(jìn)行研究。假設(shè)一項(xiàng)新治療方法可以比傳統(tǒng)方法降低20%的事件率，如果評價的死亡，可能對照的率僅為2%，預(yù)證明試驗(yàn)組和對照組間的死亡率差異(1．6%對2%)，可能需要幾萬例的樣本。但是，假設(shè)復(fù)合終點(diǎn)包括死亡和再入院率，同樣20%的相對降低，當(dāng)建立在對照組20%的事件率基礎(chǔ)上時，組間的差異則更明顯(16%與20%)，此時的樣本規(guī)模可能縮小10倍甚至更多。不過復(fù)合終點(diǎn)也會引入特定的問題，因?yàn)樗鶑?fù)合的終點(diǎn)中每一組分對于最終事件率的貢獻(xiàn)程度不同，而本身這些復(fù)合在一起的組分其臨床重要性也存在差異，如果上述例子中，最終復(fù)合終點(diǎn)的差異主要?dú)w因于再住院，而死亡率在兩組沒區(qū)別，這一結(jié)果可能受到質(zhì)疑，因?yàn)樵僮≡嚎赡苁艿缴鐣?jīng)濟(jì)等多方面因素的影響，可能對直接的干預(yù)效果評價帶來偏倚。再者，主要指標(biāo)的觀察時間點(diǎn)同樣重要，有的治療可能提供的是遠(yuǎn)期優(yōu)勢，需要觀察幾年才能看到效果，同樣，有的治療方法可能在治療即刻就體現(xiàn)效果，但在過后的觀察期與傳統(tǒng)治療間可能并沒有明顯的優(yōu)勢，這就要求研究者在方案設(shè)計階段，結(jié)合具體的研究問題選擇合理的觀察時點(diǎn)，同樣，這里的時點(diǎn)指主要指標(biāo)的“主要時點(diǎn)”，例如，可將服藥4周后的尿蛋白水平作為主要終點(diǎn)，而將治療2周的尿蛋白水平作為次要終點(diǎn)。
三、樣本量的確定
上述研究方案要素不明確的時候，很難對試驗(yàn)樣本量進(jìn)行合理準(zhǔn)確的測算［8］，只有上述研究方案要素都得到確認(rèn)后，再結(jié)合預(yù)期療效的估計對研究的樣本規(guī)模進(jìn)行測算［9］。樣本量計算通常需要以下的要素:
1．效應(yīng)值:所謂效應(yīng)值實(shí)際就是預(yù)期療效的估計，在比較兩組時，就相當(dāng)于主要指標(biāo)在組間的預(yù)期差異。兩組間的差異越大，證明起來就越容易，所需要的樣本量越小。反之兩組差異越小，想證明組間差異需要的樣本量就越多。除組間差異外，主要終點(diǎn)指標(biāo)的變異也影響樣本量的規(guī)模，對于定量指標(biāo)變異就是標(biāo)準(zhǔn)差，變異大的指標(biāo)說明其可重復(fù)性差、測量誤差大，所以變異的大小與樣本量成正比，同樣的指標(biāo)如果標(biāo)準(zhǔn)差更大，則需要的樣本量更多。對于定性指標(biāo)，例如事件發(fā)生率，其本身就體現(xiàn)了變異的程度，事件率水平越接近50%，其不確定程度越高，相當(dāng)于對應(yīng)的變異更大。效應(yīng)值的獲得，可以通過文獻(xiàn)、前期研究和臨床經(jīng)驗(yàn)，相對準(zhǔn)確的預(yù)期療效估計，能夠保證試驗(yàn)設(shè)計具有更高的效率。當(dāng)然，在試驗(yàn)開始前對效應(yīng)值進(jìn)行估計總是困難的，有時更多的需要基于臨床的判斷，例如，所估計的組間療效差異，應(yīng)具有一定的臨床顯著性，5mmHg(1mmHg=0．133kPa)的收縮壓改變，可能對應(yīng)的是遠(yuǎn)期臨床心血管事件發(fā)生風(fēng)險的降低;反之，如果組間差異過小，即便通過較大的研究樣本量，可能最終獲得的僅僅是統(tǒng)計學(xué)顯著的陽性結(jié)果，但是該結(jié)果可能缺乏臨床意義。
媒體資源設(shè)備、智能網(wǎng)設(shè)備、帶內(nèi)網(wǎng)管設(shè)備、軟交換、接入網(wǎng)關(guān)、中繼網(wǎng)關(guān)、信令網(wǎng)關(guān)等NGN核心部件設(shè)備部署于安全區(qū)中，組成NGN核心網(wǎng)。
2)可靠備份
利用IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵部件如軟交換、中繼網(wǎng)關(guān)、應(yīng)用服務(wù)器等設(shè)備的冗余備份，如VRRP;核心網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備間建議采用全網(wǎng)狀/半網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，設(shè)備采用1+1或N+1備份方式，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)多路由，能在個別節(jié)點(diǎn)、鏈路脫網(wǎng)或中斷的情況下保證網(wǎng)絡(luò)通達(dá)，保證網(wǎng)絡(luò)具有快速重路由的功能;邊緣路由器和網(wǎng)關(guān)設(shè)備采用雙上行的方式與核心網(wǎng)互連。
3)IP地址合理規(guī)劃
NGN承載網(wǎng)采用VPN方案，但多個市公司市組網(wǎng)時，要合理進(jìn)行業(yè)務(wù)發(fā)展規(guī)劃，為各種終端、網(wǎng)關(guān)、IMG設(shè)備、智能終端等預(yù)留足夠的業(yè)務(wù)地址空間，并且為設(shè)備地址、網(wǎng)管地址應(yīng)配置一段相對獨(dú)立的地址空間，以保證全網(wǎng)設(shè)備地址的唯一性。
2XX電信NGN承載網(wǎng)現(xiàn)狀
2．1承載網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀
XX電信承載網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過近多年的建設(shè)，完成了從省級干線、到地市范圍內(nèi)IP寬帶網(wǎng)絡(luò)的部署，網(wǎng)絡(luò)基本分三層結(jié)構(gòu)，核心層采用路由器(NE40)、匯聚層使用三層交換機(jī)(S8016)、接入層通過DSL、LAN、FTTX等多種技術(shù)實(shí)現(xiàn)用戶接入，但省級干線網(wǎng)絡(luò)為單星型結(jié)構(gòu)，通過單155M鏈路互聯(lián)。NGN業(yè)務(wù)核心設(shè)備統(tǒng)一部署于太原，話音業(yè)務(wù)通過地市的TMG8010跟關(guān)口局PSTN交換機(jī)互通，TMG8010也是單節(jié)點(diǎn)配置。
2．2承載網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)分析
XX電信寬帶IP網(wǎng)絡(luò)，雖然具備一定規(guī)模，能夠提供較豐富的業(yè)務(wù)，但是還存在一些問題，主要表現(xiàn)在:
1)可靠性問題
對于地市公司而言主要表現(xiàn)在城域網(wǎng)，都是單核心，這樣方式組網(wǎng)使城域網(wǎng)向上只能有一個出口，而城域網(wǎng)匯聚層也只能用單鏈路接入核心層，網(wǎng)絡(luò)存在不可靠性的隱患;而且地市的中繼網(wǎng)關(guān)也是單節(jié)點(diǎn)配置，而且上行鏈路為單鏈路聯(lián)向PE設(shè)備S8016。
2)安全性問題
傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)一直進(jìn)行著自由、松管理，導(dǎo)致了IP網(wǎng)絡(luò)的安全漏洞較多，越來越多的病毒攻擊和黑客攻擊導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)流量異常增加、路由振蕩、網(wǎng)絡(luò)癱瘓的事故越來越頻繁和嚴(yán)重，它對IP網(wǎng)承載的所有業(yè)務(wù)，無論是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，還是實(shí)時性很強(qiáng)的電信業(yè)務(wù)，都帶來了巨大的挑戰(zhàn)，網(wǎng)絡(luò)安全已經(jīng)是非常突出的問題。
3)設(shè)備性能問題
XX電信雖然在接入上采用多種方式進(jìn)行接入，但是單PE設(shè)備造成大量的二層設(shè)備進(jìn)行級聯(lián)進(jìn)行匯聚，最多級數(shù)可達(dá)到6級，使最末節(jié)點(diǎn)至核心網(wǎng)設(shè)備SOFT3000時延超過100ms，并且丟包率超過1%，已過到承載網(wǎng)指標(biāo)要求的較差，在保證現(xiàn)有通話質(zhì)量無問題，但對于傳真業(yè)務(wù)及撥號上網(wǎng)業(yè)務(wù)已造成一定的影響。
4)規(guī)劃問題
全區(qū)設(shè)備同處于一個私網(wǎng)地址段:10．50．0．0/24，而且指向同一網(wǎng)關(guān)地址。針對上述眾多不能放心的問題，我們應(yīng)該對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化和改造，滿足業(yè)務(wù)發(fā)展的需求。
3NGN網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化改造方案
NGN網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化需根據(jù)用戶和業(yè)務(wù)發(fā)展的具體需要來實(shí)施，結(jié)合XXIP城域網(wǎng)建設(shè)情況進(jìn)行優(yōu)化，通過增加部分電信級核心設(shè)備、進(jìn)行鏈路、組網(wǎng)改造、接入層專題分析、IP地址統(tǒng)一規(guī)劃等工作完成下一步的改造工作，以提高整個NGN承載網(wǎng)的安全性、可靠性。3．1城域網(wǎng)物理結(jié)構(gòu)優(yōu)化對于城域網(wǎng)存在的單點(diǎn)故障問題進(jìn)行物理結(jié)構(gòu)的改造。，在省網(wǎng)中增加一臺核心路由器用于匯聚各地市新增的上行鏈路，使每個地市都具備了雙核心，并且在匯聚層僅增加一臺多業(yè)務(wù)交換機(jī)，保證整個城域網(wǎng)的業(yè)務(wù)量分擔(dān)和備份，提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性。并且從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞矫婵梢钥闯?，通過這樣的改造，實(shí)現(xiàn)在核心層與匯聚層層面上的各級設(shè)備的雙星型結(jié)構(gòu)組網(wǎng)，提高網(wǎng)絡(luò)健壯性，使整個網(wǎng)絡(luò)達(dá)到全冗余的良好結(jié)構(gòu)。
3．2網(wǎng)關(guān)的冗余備份
由三層交換機(jī)與邊緣路由器之間的路由更新實(shí)現(xiàn)上行鏈路的故障檢測及倒換。上行接口的狀態(tài)監(jiān)控在S3526的VRRP協(xié)議配置中進(jìn)行設(shè)定，監(jiān)控到主用S3526的上行接口發(fā)生故障后，備用S3526切換為主用，同時進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)路由更新。主備用上行鏈路切換時，不需要對NGN設(shè)備做任何操作，但在切換過程中，會短暫出現(xiàn)IP核心網(wǎng)設(shè)備與NGN設(shè)備通信中斷的情況，中斷時間的長短，可在路由協(xié)議參數(shù)中進(jìn)行設(shè)置，一般小于8s，當(dāng)網(wǎng)關(guān)端口發(fā)生故障時，切換到備用端口只需要3s，呼叫不拆除，只引起暫時斷話;當(dāng)網(wǎng)關(guān)發(fā)生宕機(jī)等嚴(yán)重故障時，軟交換拆除已經(jīng)建立的呼叫，新的呼叫在PSTN交換機(jī)選用傳統(tǒng)方式進(jìn)行話務(wù)路由選擇至省網(wǎng)PSTN網(wǎng)絡(luò)，由太原TMG8010完成新的話路接續(xù)，不會造成全網(wǎng)性的惡性事故。
1)布線路徑盡可能簡潔、平順，方便施工。
2)幾個限制走線路徑的區(qū)域重點(diǎn)分析，包括車端分線盒、枕梁以及轉(zhuǎn)向架輪對上方區(qū)域。
3)與制動管路設(shè)計人員進(jìn)行溝通，避免布線附件與管路相互干涉。
4)直線段、設(shè)備端及穿過車體型材的電纜采用鋼管保護(hù)，采取適當(dāng)?shù)姆绞焦潭ㄤ摴?，鋼管之間用金屬軟管連接。
2方案設(shè)計
從受電弓電纜底架走線路徑的起始端開始分段進(jìn)行分析，具體情況如下所述。
1)車底的進(jìn)線位置處于升弓柜下方，出口處連接金屬軟管，繞過分線盒，利用其與邊梁之間的空間走線。
2)從車端至轉(zhuǎn)向架區(qū)域的走線。該部分是直線段，適合安裝鋼管。由于電纜需穿過牽引梁翼板，需在該翼板上開孔用于穿管，同時，需在車體上開孔或者焊接接口對鋼管進(jìn)行固定。此段布線要解決的問題有:翼板兩側(cè)的車體型材不是同一組件，組焊過程中勢必引起安裝定位孔之間的橫向形位公差增加。本方案擬在安裝座上打橫向的腰形孔，對該公差進(jìn)行補(bǔ)償。此外，受電弓管線旁需預(yù)留安裝線槽的位置，導(dǎo)致其只能靠近邊梁安裝，這就需要考慮邊梁與地板之間焊縫的影響。固定點(diǎn)恰好位于焊縫上方，不適合打鋼螺套或者鉚螺母。考慮采取適當(dāng)?shù)闹Ъ軝M跨于焊縫上方消除其影響。
3)鋼管末端安裝金屬軟管，軟管用支架支撐。設(shè)計時需考慮軟管的彎曲半徑、支架適宜的高度，布置空間上確保與管路錯開。軟管使用扎帶固定于支架上，固定點(diǎn)盡量靠近其中間位置，方便安裝。
4)電纜過枕梁時采用鋼管保護(hù)。鋼管在適當(dāng)位置折彎，以拉開與抗側(cè)滾扭桿的距離。鋼管倆端用管夾固定。注意鋼管與地板之間的最小距離，確保管接頭有足夠的安裝空間。
5)轉(zhuǎn)向架輪對區(qū)域的布線是設(shè)計需要重點(diǎn)關(guān)注的地方，如果考慮不周可能會導(dǎo)致線管被磨破，影響行車安全性。轉(zhuǎn)向架的限制區(qū)域如上圖的區(qū)域所示，該區(qū)域由總體室的項(xiàng)目組相關(guān)人員給定，布線附件穿過時必須在其定義的范圍之內(nèi)。本方案在限定區(qū)域倆側(cè)設(shè)置布線鋼管，鋼管之間用金屬軟管連接。右端鋼管盡可能往外側(cè)偏移，從而使軟管最大限度地繞過該區(qū)域。軟管的中間位置用管夾固定，減小其在運(yùn)行過程中側(cè)向偏移與上下振動的幅度。從上圖可以看出，軟管是完全在限定區(qū)域定義的安全區(qū)間之內(nèi)的。
6)設(shè)備端布線采用鋼管保護(hù)，其末端為圓弧段，增大電纜的彎曲半徑，方便出線。
