技术应用分析

技术应用分析（共12篇）

技术应用分析 篇1

0 引言

HAZOP分析(危险与可操作性分析,即Hazard and Operability Study/Analysis)在欧美等国过程工业风险分析已是一种广泛应用的安全分析评价方法[1]。我国近年HAZOP分析工作开展迅速,2010年,国家安全监管总局和工业和信息化部联合下发“关于危险化学品企业贯彻落实《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》实施意见中对企业开展HAZOP分析提出了建议和指导性要求[2]。中国石油天然气集团公司专门下发了《危险与可操作性分析工作管理规定》等管理文件对中石油企业HAZOP实施提出技术要求,并于2011年颁发了中石油企业标准《危险与可操作性分析技术指南》,其中定义的HAZOP概念为[3]:“在开展工艺危害分析工作中所运用到的,通过使用‘引导词’分析工艺过程中偏离正常工况的各种情形,从而发现危害源和操作问题的一种系统性方法”,这主要是由于我国处于HAZOP应用起步阶段[4],大部分HAZOP应用和研究主要以工艺过程风险分析为主[5,6]。实际上,结合引导词开展头脑风暴式的HAZOP分析形式,还可有效应用于各种操作规程、场地布置、管理程序应用、事故调查[7]等领域的风险分析,如IEC 61882中提出HAZOP可识别操作问题,并特指那些可能引起生产紊乱和事故的操作偏差[8]。

另外,笔者通过HAZOP分析和研究发现,国外工艺包如果在设计阶段已经完成过系统的HAZOP分析,风险控制措施考虑比较完善,其工艺过程的风险水平可能大都处于可接受状态,作为HAZOP研究成果的“建议”相对较少。相关研究结果显示[9],绝大部分伤害事故是由于不安全行为造成的,仅少量是由不安全的环境和生产条件造成的(如杜邦公司的不安全行为造成伤害的比例为96%)。而操作规程是企业进行各种工艺、维修、特殊作业时必须遵循的人工程序或步骤,其正确与否直接影响人员操作行为安全[10]。因此,企业开展针对操作规程的头脑风暴式风险分析十分必要,本文结合HAZOP分析和研究经验,期望能较系统说明和论述开展操作规程HAZOP分析的技术原理和注意问题,以期深化HAZOP分析技术的推广和应用。

1 结合实例进行HAZOP分析

为能清晰说明本文所述内容,结合某压气站发球操作规程HAZOP为例进行说明。该站由于综合采用本质安全技术、基本过程工艺控制系统和安全联锁系统,并在操作方面有较丰富的操作经验,绝大部分压气站过程风险水平处于基本可以接受状态,少部分处于需要整改状态,站场整体安全水平较高。在针对工艺过程HAZOP部分提出建议23项(约占总分析时间的80%),而在仅做的两个操作规程HAZOP分析中(过滤器GF201在线排污操作、发球筒发球操作)分析建议相对比较集中达到了18项(约占总分析时间的20%)。篇幅所限,表1仅列出了操作规程HAZOP分析中涉及到建议的一部分内容。

如图1所示,压气站发球筒工艺原理较简单,发球筒设于压气站压缩机组出口线和旁路线下游、天然气出站前。压气站发球筒F101发球操作规程为:

步骤1:如发球筒内有一定压力的天然气,控制打开1306阀,按一定的压降速度将发球筒降压至表压为零,关闭1306阀;

步骤2:确认1301、1303阀处于关闭状态,1302阀处于全开状态;

步骤3:打开发球快开盲板;

步骤4:将清管器送至发球筒偏心大小头处塞实;

步骤5:对发球筒快开盲板进行维护、保养后关闭快开盲板;

步骤6:打开发球筒平衡阀1307;

步骤7:打开1303阀(在20%左右时),手动控制打开1315阀,按一定的升压速度对发球筒充压;

步骤8:待阀1301上下游压力平衡后,解除1303、1301阀门锁定,全开1303、1301阀;

步骤9:缓慢关闭1302(此时,1303、1315处于全开位置);

步骤10:发球前派专人在出站管线弯头处人工监听清管器是否发出;

步骤11:关闭阀1302(如压缩机组运行,要适当调整压缩机转速,当以利于发球,防止清管器出站速度过快),将清管器发出;

步骤12:确认清管器发出10分钟后,打开阀1302,关闭阀1301、1303、1315;

步骤13:控制打开阀1306,按一定的压降速度对发球筒降压至表压为零,关闭阀1306;

步骤14:打开发球筒快开盲板,检查清管器是否发出,对发球筒快开盲板进行维护、保养;

步骤15:关闭快开盲板;

步骤16:如果清管器没有发出,重复以上操作将清管器发出。

开始分析之前,来自于现场的工程师认为操作规程由经验丰富的老操作工编写,即使进行严格的安全审计也应该没有大的问题。但是最后分析出结果却让他们十分吃惊,部分结果如表1所示。

3操作规程与工艺过程HAZOP分析节点、参数的关系

操作规程HAZOP分析引导词通常取三个:“未完成”、“部分完成”,“顺序错误(早,晚,先,后等)”,与操作规程组成的偏差含义分别为:“某操作步骤未完成”、“某操作步骤部分完成”、“某操作步骤顺序错误”。操作规程HAZOP分析的记录方式目前有两种方式比较适合:一是将操作步骤视为“节点”,将节点内的各个具体操作动作分解拆分为“动作要素”,如表2所示。当操作步骤比较单一时,可以等同于工艺过程HAZOP分析中的“参数”,“操作步骤+引导词”可以得到较容易理解的偏差,如“开阀1306”这样一个操作动作,可以与引导词组合成“未开该阀门”、“误开其他阀门”、“开阀门过快/开度过高”等偏差。但是,很多生产操作规程并不是单一的简单操作动作,表2分析的形式和内容与实际往往差别较大。实际工作中为完成某一目的的操作规程步骤(比如发球操作规程中需要对发球筒进行泄压,以安全装设发球器)由多个动作组合,各动作要素间往往有明确的影响和逻辑关系。此时,如本文的发球操作规程中规定的发球过程各步骤,其地位不能简单等同于工艺过程HAZOP分析中的“参数”,否则将面临“偏差”很难理解的问题。而且这种的拆分会导致工作量的额外增加,当操作较复杂、动作较多时,需要正式分析之前先拆分操作动作要素,从而忽略动作间的影响和逻辑关系,导致分析陷入混乱。

通过实践和应用,提出“综合引导词”概念。将“操作步奏+引导词”统一为一个“偏差”,即“某操作步骤偏差”,如表1所示,在偏差原因上结合引导词和工艺过程、操作条件等开展联想,是比较通顺的做法。这样,既能使分析小组从分析步骤,系统地对该步骤进行分析,也能够与工艺过程HAZOP分析记录形式一致,容易理解。如表1“发球步骤1(如发球筒内有一定压力的天然气,控制打开1306阀,按一定的压降速度将发球筒降压至表压为零,关闭1306阀)”与引导词组成的所谓偏差很难让人理解其具体含义。而分析工作的重点是对该步骤出现“偏离正常工艺条件/安全条件”的原因和后果进行头脑风暴式分析,结合引导词和操作与过程条件,分析可知,该步骤操作偏差由三个原因照成:1.未进行检查,发球筒带压;2.压力指示故障;3.阀1306未有效打开,这些原因都可能使该步骤无法有效完成,其分析是基于设备功能、现场操作习惯和可能的事故与故障形式,这种分析结果并不是通过简单的动作要素拆分就能得到的。

这种完整操作规程HAZOP分析要求分析小组对操作人员安全行为有充分的认知,能够猜想到人员在该操作过程中可能出现的省能心理导致的程序简化、疲劳心理导致的完成质量变差等情形。例如发球步骤8(待阀1301上下游压力平衡后,解除1303、1301阀门锁定,全开1303、1301阀)偏差中,操作者可能由于经验的原因、或疲劳等原因使该操作发生顺序错误:先全开阀1301,后全开阀1303,导致清管器被顶回,无法发球,严重时撞击盲板,因此建议建议在第8步中明确先开阀1303,再开阀1301,并辅以确认程序。

可见开展操作规程HAZOP分析对HAZOP组长和成员对操作过程偏差原因和后果的想象能力提出了更高的要求。

4 操作规程HAZOP分析参与成员

开展操作规程HAZOP分析的最大目的就是发挥HAZOP分析技术本质优势——各专业专家集体智慧的头脑风暴式审查,充分分析操作规程潜在的隐患。分析参与成员与工艺过程HAZOP分析在角色上存在着一些较明显的区别。

HAZOP组长(主席):与工艺过程HAZOP分析类似,组长必须具备一定的工作经验和工作能力,并需掌握操作规程的原理和基本安全要求。组长责任是组织和指导专家小组高质量的完成HAZOP分析研究工作。主要任务有:① 将操作规程进行有效“分解”,这种分解必须符合操作目的、便于成员理解,有助于对操作步骤中存在的人员失误、工艺问题进行分析;② 做好HAZOP分析会议的准备和组织工作,调动各专业人员积极提出意见;③ 做好会后工作,保证秘书整理出准确、恰当、全面的记录,签署最终的HAZOP报告并对其负责。

操作规程编写者:工艺过程HAZOP分析通常要求设计人员参与,以能帮助分析小组正确解释和理解工艺过程,在操作规程HAZOP中这一类似的位置则换成操作规程编写者,其责任为向成员介绍和解释操作规程规定的步骤实现的目的、要求等内容,操作规程编写者也可以作为HAZOP分析的工艺工程师、或现场操作工程师角色参与分析。

现场操作人员:回答现场是如何进行操作的,是否遵守按操作规程,提出操作规程中的出现的各种问题和疑问,并能介绍操作人员常见的违规行为。

设备工程师:能解释设备的原理,回答操作人员操作设备的正确方法、步骤。如发球步骤5(对发球筒快开盲板进行维护、保养后关闭快开盲板)偏差,其保护措施虽然仅为“现场确认盲板是否有效关闭”一条,但设备工程师提出盲板加装的卡位开关完全能保证:人员只要确认开关位置正确就能保证该措施充分有效。

工艺工程师:能回答操作人员操作过程中工艺系统的变化特征,定义操作的工艺安全条件等,能回答需要诸如不同操作下控制室如何观察和响应配合等问题。

安全工程师:能回答操作条件下(包括起停车、维修等)和操作失效后的风险发生形式和后果,有一定的安全行为学分析经验,对人员可能的不安全操作行为进行预测和分析。

其他的如仪表工程师、分析秘书等也是操作规程HAZOP分析中的重要成员,对分析都有重要的支持。

5 其他重要问题

5.1 偏差风险等级频率等级确定

通常情况下,很多HAZOP分析小组会结合保护层分析(LOPA)等技术,提供各偏差相对应的事故频率等级、后果等级和风险等级。对于设备失效概率可借鉴相关经验或实验数据,而人员操作失误/错误频率等级数据则直接依赖员工安全行为观察数据,相关经验数据只能作为参考,偏差较大。例如,发球步骤13(控制打开阀1306,按一定的压降速度对发球筒降压至表压为零,关闭阀1306)有的压气站能严格遵守,并有详细的指标。有的压气站则可能完全没有此概念,凭感觉进行降压,也就是说对于有的组织某操作原因的发生率可能仅有0.1%,而对于某些组织却是100%。为此,笔者建议组织应在完成有效的行为观察程序后,再根据观察数据确定人员操作失误/错误频率,否则得出风险等级偏差较大。

5.2 分析的重心

操作规程HAZOP分析的重心是对各操作步骤进行安全审核,识别操作偏差发生的原因、后果、保护措施,并提出小组认为可行的建议,当想不出好的建议时,也应该将其进行标注,以后再进行专门研究。例如发球步骤14(打开发球筒快开盲板,检查清管器是否发出,对发球筒快开盲板进行维护、保养)偏差,通过分析可知之前步骤可保证清管器有效发出,该打开盲板反而会增加作业的风险,研究仅建议删除或修改该步骤,并没有就如何重新设计提出建议,因为这将花费大量时间,并使HAZOP分析任务无法按计划完成。操作规程HAZOP分析的任务并不是进行操作规程的设计,而是对已有规程进行安全审查,若试图利用该方法进行完整的操作规程设计,应对其时间和人力成本有所估计。

6 结论

(1) 操作规程HAZOP分析技术可对操作过程开展系统的头脑风暴式风险识别,是目前针对过程工业操作规程开展高水平安全审查的最好形式之一,对于切实提升安全操作水平,开展员工安全操作过程培训等都有重要意义;

(2)与工艺过程HAZOP分析技术相比,操作规程HAZOP分析在分析过程、引导词使用与分析成员角色等方面存在着显著的技术差别,在成员角色、操作步骤分解,偏差联想等方面需要对分析小组进行专门培训,以能取得良好效果;

(3)尽管我国目前处于HAZOP技术的应用起步阶段,但建议未来在制定HAZOP分析指南和技术标准时,详细规定操作规程HAZOP分析技术要求,并使其具备良好可行性。

摘要：目前国内外危险与可操作(HAZOP)分析方法主要用于工艺过程风险分析,而很多伤害事故是由于人员操作过程出现偏差引起的,采用头脑风暴式的HAZOP分析可对操作规程安全性进行系统全面的系统化的审查。结合实例对比分析了操作规程HAZOP分析与工艺过程HAZOP分析的差异,对操作步骤与引导词的关系、分析成员差别、操作规程HAZOP分析风险等级确定和分析重心等问题等进行了研究分析。

关键词：危险与可操作性研究,HAZOP,操作规程,操作步骤

参考文献

[1]Trevor A Kletz.Hazop-past and future[J].ReliabilityEngineering and System Safety,1997,(55):263-266

[2]国家安全监管总局,工业和信息化部.关于危险化学品企业贯彻落实《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》的实施意见[EB].安监总管三(2010)186号,2010

[3]Q/SY1364-2011.危险与可操作性分析技术指南[S].2011

[4]张斌,赵东风,周乐平,等.HAZOP分析技术改进研究[J].中国安全科学学报,2007,17(10):160-164ZHANG Bin,ZHAO Dong-feng,ZHOU Le-ping,et al.Research on Improvement of HAZOP Analysis[J].ChinaSafety Science Journal,2007,17(10):160-164

[5]赵庆贤,邵辉,葛秀坤,等.基于HAZOP方法的加氢工艺自动化安全控制[J].中国安全生产科学技术,2010,6(6):169-172ZHAO Qing-xian,SHAO Hui,GE Xiu-kun,et al.Auto-matic safety control of hydrogenation process based onHAZOP[J].Journal of Safety Science and Technology,2010,6(6):169-172

[6]李畅氯乙烯生产装置危险性分析[J].中国安全生产科学技术,2007,3(5):116-118LI Chang.Risk analysis of chloroethylene reaction de-vices[J].Journal of Safety Science and Technology,2007,3(5):116-118

[7]魏吴晋,林柏泉,翟成.使用HAZOP分析法对重大事故进行调查分析[J].中国安全科学学报,2006,16(3):119-123WEI Wu-jin,LIN Bai-quan,ZHAI Cheng.Investigationof Severe Accidents by Hazard and Operability Study[J].China Safety Science Journal,2006,16(3):119-123

[8]BS IEC 61882:2001.Hazard and operability studies(HAZOP studies)-application guide[S].2001

[9]Terry E.McSween.Values-based safety process:impro-ving your safety culture with behavior-based safety[M].New Jersey:John Wiley&Sons,Inc.2003:6-8

[10]Trevor Kletz.What Went Wrong?:Case histories ofprocess plant disasters—4th ed[M].Houston:GulfPublishing Company,1998:327-342

技术应用分析 篇2

【关键词】 机电 现状 分析

为了认真完成好湖北省教育科学十二五规划课题《中职机电技术应用专业课程设置与教学内定改革研究》的调研工作，课题组成员对中职机电专业课程设置与教学内容现状进行了调研，调研结果是，中职机电专业培养目标是高素质劳动者和中初级专门人才；业务现状是：机械制造人员能熟练地进行普通机床的操作，熟悉典型数控系统机床的编程技术，能熟练进行数控机床的操作，加工中等复杂的机械零件，掌握二维和三维cad/cam软件如autocad、ug、pro/e等软件的应用；机电一体化设备操作维护人员能较熟练地操作维护机电一体化设备；机电一体化设备营销人员。熟悉机电一体化设备的分类、典型结构及特点，熟悉机电一体化设备的操作和调试。具备机电一体化设备的营销基本知识。职业资格证书要求现状是获得普通或数控车工或铣工中初级职业资格证书：中初级维修电工合格证书；机械制图绘图员中初级合格证书。中职机电技术应用专业课程设置与教学内容偏多偏难，改革迫在眉睫。

现以湖北职业技术学院应用技术分院机电技术应用专业为例对当前的专业课程设置与教学内容现状进行具体分析。

培养目标现状分析

当前的培养目标是培养与我国社会主义现代化建设要求相适应，德智体美等方面全面发展，具有综合职业能力，在机电生产、服务、技术和管理第一线机电技术应用岗位工作的高素质劳动者和中初级专门人才[1]。

业务范围现状分析

（1）机械制造人员：能熟练地进行普通机床的操作，熟悉典型数控系统机床的编程技术，能熟练进行数控机床的操作，加工中等复杂的机械零件，掌握二维和三维cad/cam软件如autocad、ug、pro/e等软件的应用。（2）机电一体化设备操作维护人员：掌握机电一体化设备的结构及工作原理知识，熟练掌握机械原理、电气控制原理和液压技术。能较熟练地操作维护机电一体化设备。（3）机电一体化设备营销人员。熟悉机电一体化设备的分类、典型结构及特点，熟悉机电一体化设备的操作和调试。具备机电一体化设备的营销基本知识。

知识结构、能力结构及要求现状分析

3.1 知识、素质和能力的描述（如图1）

图1 知识、素质和能力描述

3.2 职业资格（技能）等级要求

全国计算机等级考试一级证书；

获得国家劳动和社会保障部相关的普通或数控车工或铣工中初级职业资格证书：

中初级维修电工合格证书；

机械制图绘图员中初级合格证书。主要课程、职业技能实训项目及主要实践性教学环节安排现状分析

4.1 课程设置概况

本专业共有10门公共必修课，6门职业基础课，9门职业技术与职业认证课。安排实践性教学环节11个，以确保本专业培养目标的实现。

4.2 主要课程和主干课程

4.2.1 主要课程

语文、英语、数学、政治、机械制图、公差配合与技术测量、autocad应用、计算机基础及办公自动化、金属工艺学、机械原理与机械零件、电工电子技术。

4.2.2 主干课程

机床电气控制与plc、机械制造基础、电机修理、数控应用技术、工厂供电、protel。

4.3 主要课程学时分配现状

法律基础知识30学时，职业道德与职业指导32学时，哲学基础知识30学时，经济与政治基础知识28学时，求职与创业28学时，语文88学时，英语52学时，数学104学时，体育52学时，计算机基础及办公自动化88学时，机械制图120学时，金属材料与工艺学70学时，电工电子技术90学时，机械设计84学时，公差配合与测量技术20理论，24学时实验，autocad应用56学时，机械制造基础（含机床）56学时，数控应用技术84学时，电机修理34理论学时，10学时实验，机床电气控制与plc（总学时84，其中实验学时10个），工厂供电60学时，protel 60学时，技能认证训练（含液压基础）180学时，企业管理30学时，市场营销60学时[2]。

4.4 实践性环节的安排项目：

金工实习三周、电机修理一周、电子装配一周、机床电气控制与plc实训一周、机械制图零部件测绘三周、机电一体化设备联调一周、数控机床操作实训二周[3]。教学环节学时分配分析

经过分析：必修课总共3054学时占97%，其中，公共课522学时占17%，专业必修课1026学时占33%，职业技能项目360学时占12%，其它实训课1020学时占35%。理论与实践课比例为43：57。

分析结论

根据以上调研分析，结合相前实际，我们认为，中职机电技术应用专业课程设置与教学内容偏多偏难，改革迫在眉睫。同时提出以下建议与设想。

《中职机电技术应用专业课程设置与教学内容改革研究》课题研究的基本内容是针对目前中职生的实际，如何来重新制定中等职业教育机电技术应用专业的课程设置方案以及每门课程的教学内容，重点是课程设置方案的制定，难点是专业课开设种类以及学时配比。

目前已经有很多专家学者进行了中职学生基本现状的研究，已经形成了比较统一的认识，但是在如何从专业教学的实际进行有效突破上还在探索之中。今后要在中职机电专业教学中寻求到比较实用的一套课程设置与教学内容体系。

因此，在新的时期，我们十分有必要重新研究中职课程设置与教学内容改革问题，让学生学有所获，学有所成。

参考文献：

[1]教育部关于中等职业学校德育课课程设置与教学安排的意见[z].2008-12.[2]教育部关于制定中等职业学校教学计划的原则意见教职成[z].2009-1.[3]教育部关于进一步深化中等职业教育教学改革的若干意见[z].2008-12.基金项目：该成果为湖北省教育科学十二五规划2011课题“中职机电技术应用专业课程设置与教学内容改革研究”（编号2011b330）的阶段性成果。

土地测量技术应用分析 篇3

摘要：随着国家经济建设的迅猛发展，特别是工业化进程和城市化进程的加快，对于土地测量工作提出了更高精度、更高质量的要求。本文提出了土地测量中需要注意的问题，并介绍了几种常见的土地测量技术应用，并对未来土地测量做出展望。

关键词：土地测量；技术应用；未来发展

土地是万物之源，是人类生存和发展必不可少的资源。随着我国社会经济的飞速发展，土地买卖日益成为经济发展的主要体现。土地买卖可以有效的改善土地资源，实现对当前土地市场的有效调控，还可以促进土地效益的最大化实现。土地测量在土地买卖过程中负责测量任务，需要确保测量的精准性。其在土地买卖过程中发挥着非常重要的意义。在实际土地测量工作中对数据的精确度要求较高，同时还对作业区域内整体精度平衡具有较高的要求，所以先进的测量方法的采取和重点关注关键点，才能确保测量结果的精准性和实用性，为土地收购储备规划奠定良好的基础。

1土地测量需要注意的问题

1.1土地权属界线的测量。土地的测量要搞清楚土地的归属问题，其中包括一些村落、学校、部队驻扎地等土地所有权的归属。在测量的过程中不能打破土体归属权，在进行土地测量时应保证清楚和明确土地权属关系，这样既可以避免权属纠纷，又可以准确测算整理后不同权属单位的土地面积和新增耕地面积，对整理后不同权属单位的确权、登记、颁发土地权属证书意义重大。另外，对于事业单位土地新增的部分也要给予明确的登记，在土地测绘过程中对确实发生土地归属权变动的土地进行所有者的对应，保证在土地测量工作中的公平性问题。

1.2土地测量中的水、土系测量标准。在土地测量的工作中，一定要把水系的范围搞清楚，水系十分广阔，包括河塘、小溪、湖泊、田间的小沟渠等在内的很多地方。严格要求水系的测量数据，保证测量结果的准确无误，在测算地表面积的同时，一定要伸展到空间范围进行沟渠深度的测量，这些详细的数据在水系的测量中是必不可少的，特别是对于水田的测量更要重视起来，保证水系测量在整个土地测量工作中的正常进行。在土地测量的过程中，还应把地域性土地性质分析清楚，结合当地的土地性质的具体情况，通过采取对农田、水渠、公路、森林、村落等不同形式的土地进行综合考虑，分类测量。这些都决定了在土地测量工作中的效果，通过分类能够有效的利用各种不同性质土地的优势，发挥它们最大的价值，改善土地管理水平。

1.3依照土地利用总体规划进行测量。土地整理规划是在土地利用总体规划基础上的专项规划，必须符合土地利用总体规划，同时还要综合考虑到城镇规划、村庄规划以及其它专项规划。像居民点、工矿用地、机关学校等建设用地的，只要测绘出其地类界线，能求出其地类面积便可，不必要对每一建设筑物、构筑物进行详细的观测。在土地利用总体规划图上，每个村庄和集镇的周围都有明确的规划用途为建设用地的范围界线，对此范围内的地形、地物、地貌可以简单测绘，重在路、沟渠、电力电讯等设施的测绘。对此范围处的地类界线及独立地物和田埂等线状地物，按照国家对土地整理项目规划图的比例要求（一般为1/2000），依照规范进行必要的取舍。

2土地测量技术的应用

2.1 GPS技术在土地测量中的应用。GPS作为全球定位系统，其测量系统的功能可以克服地形，气候，季节，通视困难等诸多不利因素。定位精度高，数据安全，可靠，无站之间的视线。操作简便，易于使用。对于要求较低的操作条件下，数据的输入，处理，存储容量，和计算机，以及其他测量仪器通信方便。更少的工人，定位速度快，综合效益高。更易于与其他测量仪器之间进行通信，测量人员工作强度降低，具有较高的效益性。利用GPS技术进行土地测量，更容易进行选点，而且站点间也不受通视度情况的影响，可以更灵活、准确的进行内业和外业的测量工作。其在土地测量工作中进行定位，其在测量工作中不仅可以有效的克服地形和季节性环境所带来的通视问题，而且具有较高精度的定位能力，数据安全、可靠，在具体操作过程中较为简便，而且使用上具有较多的便利。

2.2数字化土地测量技术。近年来计算机技术和信息化技术快速发展，数字化测绘技术得以产生，这不仅有效的提高了测图技术和效率，而且对于成图的精度有了较大的保障。加上映射技术的不断升级当前的映射方法，高效，快捷，美观，实地收集的数据输入到计算机中，然后使用专业的图形编辑软件，你只要用戶需要到绘图机输出彩色或黑白打印。数字化测绘技术由于精度高、劳动强度小、信息量大、便于进行成果更新及信息存贮、传递方便，所以是基础传统测图技术所无法比拟的，可以为后续规划和调整工作提供科学、有效的资料。

2.3综合的土地测量方法。土地测量和土地规划结合土地开发项目，如地形测绘农村居民点的情况下，只有测绘城郊村线，村里的土地开发三维测量内容的内部名称不只是承担地形调查有两个元素，它必须符合土地规划和设计要求。以土地开发收购储备项目规划和设计需要每个土堆地形高程块标志着一个音符。完成土地开发收购储备项目完成测量还应注意的边界测量应准确，并参与了项目区的规划和设计进行比较，检查验证和土地开发收购储备项目的规划是一致的。

3 未来土地测量技术发展的方向

3.1 测量软件的研发。随着土地测量信息化技术和数字化技术的快速发展，测量软件的研发也随之深入，出现了一系列使用较为灵活、工作效率较高、功能较为全面的软件系统。GIS技术也与数字测量技术进一步结合，数据库中能够存入采集的数字信息，并进行A/D转换，能够实现数据的共享，满足多种用途，为土地规划、土地勘测建立了专门的信息管理系统。

3.2实行空中摄影、遥感测量技术。空中摄影测量技术是让GPS与激光扫描仪、全自动数码航测相机进行连接，能够在很短时间内完成三维地面主体模型的制作，发展前景较为广阔，在安全监控、城市规划、建筑施工、交通事故现场测量、测量地形、建筑物维修、文物保护等多个领域得到普遍的发展和应用。另外遥感技术RS系统能够实时卫星遥感监控地面情况，遥感数据能够达到0.2M～2M的高分辨率，可以将遥感技术RS系统应用到查处违法滥用耕地、扩展用地规模、检测城市化进程等方面。

4结束语

土地测量技术是一项要求非常高的技术，对国家土地资源的规划和使用有着非常重要的影响。土地测量技术在科技迅速发展的当下基本上实现了从传统测量技术向数子技术的转变，并为我国土地测量做出了一定的贡献。土地测量技术在未来必将还以更为精确、快速、简单的方式发展，也会更加符合当前土地测量的实际需要。另外，也是最重要的一点，就是在土地的测量工作中应该本着实实在在测量的心态，实事求是，做到土地测量的精准，这样才能保证土地测量项目的顺利实施和进行，也为土地整理工作做了一个很好的保障。

参考文献：

[1]张辉.现代测量技术在公路勘测中的应用[J].中国高新技术企业，2009，23（02）：110-114.

[2]莫文玲.土地信息系统及其设计的探讨[J].科技创新导报，2009，34（19）：109-113.

热分析技术在药物分析中的应用 篇4

热分析技术在药品研发和质量控制中主要应用方法有:①差热分析法(differential thermal analysis, DTA);②差示扫描量热法(differential scanning calorimentry, DSC);③热重分析法(thermogravimetry, TGA)。

1 热分析技术在质量控制中的应用

在药品质量控制中,药品质量控制的主要技术指标有:熔点、纯度、多晶态、结晶水和吸附水;如何准确快速得到这些数据是质量控制不可缺少的工作。将热分析技术中差示扫描量热法(DSC)和热重分析法(TGA)联合使用可准确测定上述技术指标,并将得到的数据进行统计分析便可对药品生产过程的质量进行有效控制。

1.1 熔点的测定

在药品分析中,熔点是衡量药物质量的重要指标之一[6]。可采用差示扫描量热法(DSC)法进行测定,该法可准确测试出药物的熔点,并区分出该药物熔融是否分解,换句话说:可准确测试出该药品经熔融后,其熔点温度和分解温度。该法和毛细管测定法相比,可对样品进行准确快速的判断。

1.2 纯度测定

测定药物纯度的方法有多种,如紫外、红外光谱、旋光、高效液相色谱、相溶度分析等。而热分析方法则有其优越性,因它操作简单,分析速率快,一般一天内即可完成,而且取样量也极少,如样品纯度在99%左右,测定纯度的准确性可在士0.1%以内[7]。采用差示扫描量热法(DSC)测试是根据范德霍夫方程而来,即药品熔点的下降与杂质存在的克分子分数成正比。采用逐步加热程序技术(step heating programming technique)可扩大测定范围简化测定过程并缩短测定时间[6]。当物质中有微量杂质存在时,其熔点将会降低,同时熔程变宽,可同时测定出样品与标样DSC曲线,通过DSC曲线来确定药物的纯度。注意该方法适用的前提是:样品杂质含量低于5mol%,而且样品与杂质之间形成共熔体。比如:非那西汀(乙酰对氨苯乙醚)样品的纯度分析。先分别对纯度为99.7%和98%的样品以及未知样品进行测试,并绘制出三条DSC曲线,然后依照范德霍夫方程方程,即可求得未知非那西汀样品的纯度。

1.3 多晶态分析

固态药物一般都存在多种晶型,不同晶型的药物在溶解速率、生物利用度和药效上的差别非常大。一般情况下, 高温稳定的晶型的溶解速率较低温稳定的晶型快,容易吸收,药效明显。因此,在制药中尽量使用高温稳定的晶型或者无定形态药物。但这种状态的药物一般处于亚稳态,它们会向更稳定的晶型转化[5]。药品的多晶现象研究对药物的药理、生物可利用率、有效寿命等有着至关重要的影响。药物的多晶态是普遍存在的现象,即相同化学成分的物质存在多种不同的晶态。这些晶态中只有部分晶态才具有治疗作用。在采用差示扫描量热法(DSC)进行测试熔点过程中,由于存在多晶现象,可能存在多个熔点。一般来说:在热力学上稳定性较差的晶型往往具有较低的熔点;同时不同晶型的药品,其溶解和被吸收性能会有明显的差异,因此可以通过控制晶型及该种晶型所占比例来控制药物的存放时间、释放时间及有效作用时间。随着药品存放时间的增加,有些易溶解的晶型会逐渐转化为难溶解的晶型,从而改变药物配方的药物活性。在区别药物的晶型方面,和红外分光光度法和X-射线衍射法相比,差示扫描量热法(DSC)不仅可通过准确地测量多种晶型的熔点及熔融热来区别同一药物的不同晶型,而且还可提供其热力学变化过程,发现各晶型的单变或互变现象(晶型转变),为选择转晶条件提供依据[6]。比如:利培酮(Risperidone Janssen)晶形Ⅰ(药用)和晶形Ⅱ(控制)的分析,准确称取样品约3 mg,根据热分析法(中国药典附录VⅢQ)测定,记录DSC曲线。其参数:起始温度为50 ℃;升温速度为10 ℃/min;终止温度为210 ℃;气体流量(N2)为30 mL/min;分别在150~210 ℃的DSC曲线上分别量取晶型I和晶形Ⅱ的吸热峰面积(174 ℃和165 ℃),通过电脑软件直接读出出晶型Ⅱ的含量。

1.4 结晶水和吸附水的测定

检查原药和药品的湿度的常用方法是干燥失重法。用热重分析法比干燥失重法测定速度更快,样品用量少,特别适宜较贵重的药物或在空气中易氧化的药物的湿度的测定[4]。采用热重分析法来确定药物分子中有无结晶水和结晶水的个数,和卡氏水份测定法相比,热重分析法可准确区分出是结晶水还是吸附水[6]。比如:准确称取5~15 mg盐酸特比萘芬样品置样品盘中,放于热天平上,准确称定,在氮气流速45 mL/min条件下,加热,升温速率20 ℃/min,至220 ℃,记录热分析曲线,以同样条件记录基线,计算室温到125 ℃下样品的减失重量。

2 中药鉴定真伪中的应用

中药( Chinese materia medica )是指在中医药理论和临床经验指导下用于防治疾病和医疗保健的药物,包括中药材、饮片、复方及其制剂。由于中药为天然药物,其真品和伪品在外观和化学性质上差别很小。再加上一种药有多种来源,其形态相似,容易造成误采、误收、误种、误用;导致以假充真或冒名顶替;另外还有人为制造伪品等原因,都会导致外观相似的几种药物容易混淆。如果采用差示扫描量热法(DSC)可以快速准确的解决这个问题,热分析法是采用真品有与伪品有不同的热分析曲线来进行鉴别[8]。比如文献[9]中采用熊胆的DSC 曲线,并与鸡胆、鸭胆、猪胆等的热分析曲线进行了比较, 结果表明熊胆的DSC 曲线和其他的胆囊的DSC 曲线有明显的区别。文献[10]中,通过不同产地贝母差示扫描量热法(DSC)实验以及同一类别不同采集时间和伪品的DSC曲线图谱,进行比较,其图谱的峰形、吸收热和放热数据都有所不同,和传统的基因复制法相比较,具有简便快速和费用低等优点。

3药物成分的定量分析及原辅料之间相互作用

在热分析法中, 由于DSC和DTA所测定的热力学参数主要是热焓的变化,TG法是基于测定质量的变化。热焓或质量的变化与样品中物质的量成正比,因此可对药物中的主要成分作出定性和定量的检测[3]。如药物成分的鉴定、干燥后的损失、灰分和药物含量的测定、微生物化验等。常见热分析技术如DTA、DSC和TG法都可进行上述内容的测定。如通过比较药剂配方与实际标准化合物的DTA、TG、DTG曲线上峰的温度、面积和形状,可以很便利地鉴定药物中组分的含量,对高含量药物的定量分析更方便[7]。药物中的主要成分的含量基本可以从TG曲线估算出,而DTG曲线能把主要成分和其他成分的热分解过程区别开。除了TG法以外,DTA和DSC也可提供有助于药物鉴别的。

当药物进入人体后,会产生各种各样反应,该反应过程既有物理的、也有化学的;实际上该反应过程就是其热焓值的变化。目前,用差示扫描量热法(DSC)准确测试出药物在不同条件下热焓值的变化过程来了解药物的熔化特性、药物晶型和药物纯度的定量分析等方面得到广泛的应用。 同时利用差示扫描量热法(DSC)了解药物中原辅料之间的相互作用,通过观查原辅料混合前后的差热曲线、熔融峰和分解峰的峰面积变化来判断是否有化学反应发生。

4 结 语

热分析技术因其操作简便、测量快、样品不需处理和费用低等特点,在药物分析领域中已广泛应用,随着热分析技术的发展和虚拟仪器技术以及微机数据库的建立,它在药物分析中的应用范围将不断扩大,目前,各种联用技术(如热红或热质联用)的开发和使用更加推动在药学领域的应用并取得进一步发展。

参考文献

[1]李余增.热分析[M].北京:清华大学出版社,1987:1-100.

[2]陈镜泓,李传儒.热分析及其应用[M].北京:北京大学出版社,1985:1-4.

[3]南京药学院药剂教研组.药剂学[M].北京:人民卫生出版社,1985:1-100.

[4]唐万军,陈栋华,张健,等.热分析技术在药物研究中的应用[J].化学研究与应用,2001,13(1):16-20.

[5]刘义,董家新,陈静,等.热分析法在药物研究中应用的新进展[J].长沙理工大学学报:自然科学版,2008,5(1):1-6.

[6]刘晓晴,张罗红,李波.热分析技术在药物分析中的应用进展[J].华西药学杂志,1999,14(3):177-179.

[7]周传佩,刘义,沈雪松,等.热分析技术在药物研究中的应用[J].分析科学学报,2001,17(5):430-437.

[8]陈永顺,杜士明.热分析法在药学领域中的应用进展[J].中国药房,2005,16(20):1583-1584.

[9]陈栋华,黄艳,刘运英.差热扫描亮热法在熊胆真伪鉴别中的应用[J].中国药学杂志,1994,29(8):457.

技术应用分析 篇5

微弱发光分析技术在药物分析中具有广泛的应用前景.以Ce4+-安乃近-罗丹明6G的化学发光反应以及安乃近在胶束中的自氧化化学发光反应为例,介绍了BPCL微弱发光测量仪与流动注射装置相结合测定痕量药物的.微弱化学发光分析方法.

作 者：张仲伦 杨凤珍 张新荣 ZHANG Zhong-Lun YANG Feng-Zhen ZHANG Xin-Rong  作者单位：张仲伦,ZHANG Zhong-Lun(中国科学院生物物理研究所,北京,100101)

杨凤珍,张新荣,YANG Feng-Zhen,ZHANG Xin-Rong(清华大学化学系,北京,100084)

电气自动化技术应用分析 篇6

【关键词】电气自动化技术；应用；热点技术

一、电气自动化技术及其设计的概述

1、电气自动化的涵义。电气自动化是以电磁感应定律、基尔霍夫电路定律等电工理论为基础，研究电能的产生、传输、使用及其过程中涉及的技术和科学问题。电气工程中的自动化涉及电力电子技术，计算机技术，电机电器技术信息与网络控制技术，机电一体化技术等诸多领域，其主要特点是强弱电结合，机电结合，软硬件结合。电气自动化技术主要以控制理论、电力网理论为基础，以电力电子技术、计算机技术则为其主要技术手段，同时也包含了系统分析、系统设计、系统开发以及系统管理与决策等研究领域。控制理论是关于各种系统的一般性控制规律的科学。它研究如何通过信号反馈来修正动态系统的行为和性能，以达到预期的控制目的。控制论是在现代数学、自动控制技术、通讯技术、电子计算机、神经生理学诸学科基础上相互渗透，由维纳等科学家的精炼和提纯而形成的边缘科学。它主要研究信息的传递、加工、控制的一般规律，并将其理论用于人类活动的各个方面。将控制理论和电力网理论相结合，应用于电气工程中，有利于提高社会生产率和工作效率，节约能源和原材料消耗，同时也能保证产品质员，改善劳动条件，减轻体力、脑力劳动，改进生产工艺和管理体制。

2、电气自动化的设计。在实际的电气自动化的设计中，应该从硬件和软件两个方面来进行考虑，通常情况下，都是先进行硬件的设计，根据实际的工业控制需要，针对性的选择电子元器件，首先应该设置一个中央服务器，并采用先进的计算机作为系统的核心，然后选择外围的辅助设备，如传感器、控制器等，通过线路的连接，组建成一个完整的系统。在实际的设计时，除了要遵循理论上的可行外，还应该注意现实中的可行性。由于生产线是已经存在的，自动化控制系统的设计，必须在不改变生产型的基础上进行，对硬件设备的安装有很高的要求，如果设备的体积较大，就可能影响正常的加工，要想使设计的控制系统能够稳定的工作，设计人员必须进行实地的考察，然后结合实际的情况，对设备的型号进行确定。在硬件设计完成之后，还要进行软件系统的设计，目前市面上有很多通用的自动化控制系统软件，但是为了最大程度的提高自动化水平，企业通常都会选择一些软件公司，根据硬件安装和企业生产的情况等，进行针对性的软件设计。

二、电气自动化技术的应用

1、电气自动化技术应用：理论的发展要基于实际应用，而理论进步了以后，又能够指导实际应用，因此二者之间有着密切的关系。电气工程及其自动化技术是随着工业的发展，而逐渐形成的一门学科。现在的很多高校中，都开设了相关的课程。从某种意义上来说，电气自动化技术，是为了满足实际生产的需要。在传统的工业生产中，采用的主要是人工的方式，虽然机械设备出现后，人们可以操控机器来进行生产，极大的提高了生产的效率。但是经济的发展速度更快，对产品的需求量越来越大。在这种背景下，仅仅依靠操作机器的生产方式，已经无法满足市场的需求，必须进一步提高生产的效率。为了达到这个目的，很多企业都实行了二十四小时生产。通过实际调查发现，采用这样的生产方式，机器可以不停的运转，操作人员却需要足够的时间休息，因此必须增加企业的员工，这样就提高了生产的成本。在市场竞争越来越激烈的今天，企业要想获得更多的效益，必须对生产的成本进行控制。于是有人提出了让机器自行运转的概念，这就是自动化技术。

2、强化电气自动化技术应用的措施。（1）强化数据传输接口建设。在应用电气自动化系统的时候，数据传输功能发挥着至关重要的作用，一定要进行高度的重视。只有提高系统数据传输的稳定性、快捷性、高效性与安全性，才可以保证系统运行的有效性。在进行数据传输强化的时候，一定要重视数据传输接口的建设，这样才可以保证数据传输的高效、安全。在建设数据传输接口的时候，一定要重视其标准化，利用现代技术处理程序接口问题，并且在实际操作中进行程序接口的完美对接，降低数据传输的时间与费用，提高数据传输的高效性与安全性，实现电气自动化的全面落实。（2）强化技术创新，建立统一系统平台，节约成本。电气自动化是一项比较综合化的技术，要想实现其快速发展，就一定要加强对技术的投入，突破技术瓶颈，确保电气自动化的有效实现。所以，在进行建设与发展电气自动化的时候，一定要加强系统平台的建设，结合不同终端用户的需求，对自身运行特点展开详细的分析与研究，在统一系统平台中展开操作，满足不同终端用户的实际需求。就现阶段技术发展水平来说，嵌入式系统和其它控制系统在应用的时候，均需要一定的开发平台进行统一的操作，实现系统运行的有效性。由此可以看出，建立统一系统平台，是建设与发展电气自动化的首要条件，也是必要需求。（3）加強通用型网络结构的应用。在电气自动化建设与发展过程中，通用型网络结构发挥着举足轻重的作用，占据了十分重要的地位，可以有效加强生产过程的管理与技术监控，并且对设备进行一定的控制，在统一系统平台中，可以有效提高工作效率，保证工作可以更加快捷的完成，同时增强工作安全性。除此之外，通用型网络结构也可以加强和各控制中心与管理系统的配合，实现网络资源的优化配置，这样就可以促进信息的有效传递，真正发挥网络应有的作用，达成了网络结构互通性。由此可以看出，加强对通用型网络结构应用的探索是一件非常有意义的事情。

三、电气自动化热点技术的运用

1、管控一体化技术。从理论上来说，在电气工程中，管控一体化主要指的是电气工程中不同的通讯环节，利用自动化技术的应用，将相关信息数据的集成性以及整个性进行充分的发挥，在对信息系统以及集成控制系统中彼此融合的过程中，把处于正常应用状态下的电气工程所应用的信息控制网络能够用一种集成的综合方式完整表现出来。

2、状态检修技术。从应用的角度来说，对于电力工程中的状态监测技术，我们可以将其定位是：利用设备资产管理系统在电气工程中的应用方式，将其在故障诊断、状态监视方向的综合功能重点发挥，并提供状态检修设备在正常运行时的状态信息和数据，并有机结合该部分数据有效预测电气工程对应设备的实际运行状态、潜在的安全隐患或故障因素。根据这种方式，还可以实现由传统的故障检修模式向状态检修新模式的转变。从电气工程的实践应用角度讲，状态检修技术在电气工程实践工作过程中的科学应用，不仅可以有效提高其对应的电气设备的安全性、稳定性，而且有效克服了传统的定期故障检修模式存在的遗漏性问题和缺陷，为电力系统的安全运行提供了有力的保障。

结束语

现阶段，在电气自动化建设与发展过程中，还存在着一些不足，需要进行深入的研究，采取有效的改进对策，提高自动化水平，实现电气自动化的高效运用，促进社会工业与经济的可持续发展。

参考文献

[1]赵影等.应用型电气工程及其自动化学生专业设计的探讨[J].实验室科学，2011，05

[2]郑欣.关于电气工程中自动化技术的研究探讨[J].科技创新与应用，2013，12

技术应用分析 篇7

互联网及信息技术的发展,产生了大量的历史数据,这些数据迫切需要转换为有用的信息和知识[1,2],通过这些信息和知识,研究经营管理状况、分析市场、控制生产,发现和挖掘可以改进的地方,甚至预测将来的发展和变化,由此产生数据仓库与数据挖掘技术。数据挖掘是从大型数据库或数据仓库中发现并提取隐藏其中的信息的一种技术,目的是帮助决策者寻找数据间潜在关联,发现被忽略的要素,这些信息对预测趋势和决策十分重要[3,4]。数据挖掘技术涉及数据库、人工智能(AI)、机器学习和统计分析等多种技术。

数据仓库与数据挖掘正越来越多地应用到传统数据库技术领域[5]。本文介绍了一个关联分析技术在教育领域的应用。学生某些课程成绩比较好会导致另外一门或几门课程成绩比较好,对此进行关联分析可得到其对课程偏好之间的联系。本文讨论了经典频繁集算法进行关联分析过程,描述了关联分析中发现多维关联规则方法,分析了使用高维数据结构在关联分析中的优化效果。

1 相关数据库结构与分析

学生成绩关联分析数据来自一个学生管理系统数据仓库,数据仓库中包含学生成绩信息和住宿信息等,由于分析的是各科成绩关系,故相关的只有成绩事实表和学生、课程两个维表,表中出生年月、教师、课程类型、学分、籍贯、考试日期等不相关属性可以去掉,相关数据仓库结构如表1、表2、表3所示。

可将数据提交到数据库中。数据经过关联分析后得到数据间关联规律,这些规律可表示为数据的关联和支持度、可信度。关联分析的最后结果将揭示各科成绩之间的联系,如一个涉及3门课程的关联规则表示如下:

(课程1成绩好)AND(课程2成绩好)=>(课程3成绩好)支持度S%可信度C%

2 数据挖掘准备工作

数据预处理包括数据清理、数据集成、数据抽取、数据变换和数据归约。数据清理和数据集成在数据仓库构建过程中已经完成。

对预处理后数据进行统计,以直方图表示成绩的分布情况,直方图用分箱的方法来表示数据的近似分布。图1以横坐标表示成绩,纵坐标表示百分比,用Visual Basic处理数据。

从图1可以看出,考试中成绩优秀的只占很小一部分,而成绩及格和中等却占比很大。一般意义上成绩良好也可以说是成绩好,因此将成绩良好和优秀(score>=3)都定义为成绩好。

3 数据挖掘算法及改进

3.1 关联分析和经典频繁集算法

关联分析发现关联规则,这些规则展示属性-值频繁地在给定数据集中一起出现的条件。关联规则是形如X=>Y的规则,支持度为在所有交易集中同时符合X与Y的交易数与所有交易数之比,可信度指在所有交易集中同时符合X与Y的交易数与符合X的交易数之比。关联规则可表示为:

关联分析主要算法有经典频繁集算法和FP-growth等改进算法,本文采用经典频集算法思想对数据进行关联分析。经典频繁集算法思想如下:①找出所有具有超出最小支持度的支持度项集(itemsets),由Apriori算法实现;②利用大项集(litemsets)产生所需规则(rules)。算法实现如下:

apriori-gen函数以Lk-1(所有大(k-1)-项集)作为输入参数,返回所有大k-项集的集合Lk,分两步实现:

(1)联合.

(2)剪枝(pruning)。如果存在c的(k-1)-子序列不包含于Lk-1之中,则删除所有项集c?Ck。

3.2 关联分析算法优化

根据上面的归约,分析学生某科(几科)成绩与其它科目成绩关系。把一门课程成绩好(score>=3)作为一个项,每个学生的考试可作为一项交易,下面讨论进行关联分析时遇到的问题和解决办法。

3.2.1 关联分析问题

由于数据结构关系,本次关联分析遇到以下问题:①经典频繁集算法理论一般只介绍同一字段值之间的关系,而考试成绩分析涉及到课程和成绩两个字段,属于多维关联规则;②课程数量很多(1 000门左右),但大多数课程只有部分学生选修,如果支持度要求太高就得不到有意义的规则,故频繁-1项集也会比较多。数据仓库中每次考试都存储为一条记录,需要过于频繁地扫描数据量巨大的事实表。

3.2.2 多维关联规则处理方法和频繁-1项集找寻

为了简化多维关联规则,建立一个频繁项集表,结构如表4所示。

若该频繁项集层次大于1,P1为频繁项集层次较高的项集ID,P2为频繁项集层次为1的项ID。该频繁项集的层次为1,P1为空,P2保存频繁项集规则。

首先需要找出所有符合最小支持度的频繁-1项集(在本次关联分析中最小支持度设定为5%)。找寻频繁-1项集程序如下:

3.2.3 交易集表产生和算法优化

如果直接在事实表中搜寻层次为2以上的频繁项集,需对每个学生确认频繁集组合条件是否符合,对每个学生都要扫描记录数巨大的考试事实表数次。为解决此问题,建立了专门的交易集表(也可在学生表中直接加一个字段,但这需要更新数据仓库的学生表,并影响其它分析),表结构见表5。

交易集字符串是交易符合层次为1的频繁项集ID集合,ID两边加上$符号以便正确查找。如某学生复合ID为1、2、3的层次为1的频繁项集,其交易集字符串为$1$$2$$3$,生成表的程序如下:

3.2.4 层次较高的频繁集和规则产生

找出频繁-1项集并生成交易集表后,即可依次找出频繁-2项集等层次的频繁集,其中一个2项集由两项频繁-1项集构成,一个n项集由一个频繁n-1项集和一个频繁-1项集构成。可从频繁项集表中推出构成每个多项集的频繁-1项集,扫描交易集表即可找出该频繁多项集的支持度,最终找出所有频繁项集。以下程序可确定某频繁项集包含的所有频繁-1项集:

其中,array()是用于保存该频繁项集包含的所有频繁-1项集数组,也可直接生成查询条件:将array(i)=rs2(“p2”)改为str1=”$”+cstr(rs2(“p2”))+”$%”,该字符串可直接用于判断交易集表中的交易是否包含该频繁项集的所有条件。

通过扫描交易集表找出所有频繁大项集后生成规则,若支持度大于给定的支持度即可输出为关联规则。

3.2.5 兴趣度分析及规则输出

关联分析规则是否有兴趣,主要评价标准是可信度和支持度。通常使用固定的可信度和支持度标准,但由于本例中频繁项数量很多,高层关联规则产生算法的复杂度也相对较高。而较高层次频繁项的支持度要比较低层次频繁项低很多,可将支持度低的低层次频繁项不产生高层次频繁项,予以清除。本例中各层次使用不同的支持度标准,该标准从低层到高层递减。

经过最后筛选,输出部分规则如下(最小可信度为30%):

(渔业导论>=3)AND(大学英语1>=3)=>(法律基础>=3)支持度5.1%可信度33.3%

(法律基础>=3)=>(渔业法规>=3)支持度5.2%可信度53.1%

(渔业法规>=3)=>(法律基础>=3)支持度5.2%可信度61.2%

注:倒过来不一定有足够可信度,例如由于可信度不到30%的缘故,(法律基础>=3)=>(大学英语1>=3)没有作为规则输出。

4 结语

数据挖掘是一项复杂技术,本文介绍了经典频繁集算法进行多维关联分析的方法,讨论了如何将多维关联分析简化为一维关联分析,将多次扫描庞大的事实表转化为扫描相对较小的交易集表。

课程很多,项集也会很大,而经典频繁集算法的缺点之一正是建立了大量频繁项集,频繁扫描事实表。所以对此种关联分析,经典频繁集算法不是最好的算法,但分步优化和使用高维数据能使算法复杂度大大降低。

摘要：采用Visual Basic对学生管理系统数据仓库进行关联分析,揭示了各科成绩之间的联系,详细描述了关联规则算法及实时优化,分析了使用高维数据结构在关联分析中的优化效果。

关键词：数据挖掘,关联分析,高维数据

参考文献

[1]张兵令,付熙徐,张丹珏.数据仓库的建立与维护[J].微型电脑应用,2006(2):15-19.

[2]朱扬勇.高级数据库应用开发[M].北京:清华大学出版社,2007.

[3]JIAWEI HAN,MICHELINE KAMBR.数据挖掘——概念与技术[M].影印版.北京:高等教育出版社,2001.

[4][美]OLIVIA PARR RUD.数据挖掘实践[M].朱扬勇,左子叶,张忠平,译.北京:机械工业出版社,2003.

技术应用分析 篇8

关键词：卷烟生产,能耗技术,经济分析

如今, 能源技术经济分析在很多领域里面都被广泛应用, 如电力、化工和冶金等行业。能源技术经济分析作为一种科学的分析手段, 可以对企业的节能潜力进行分析, 从而有利于企业制定节能策略。卷烟生产行业里的每一个企业都非常重视节能减排这个任务, 必须科学地分析企业能源利用的现状以推动节能工作的进展, 从而增强卷烟企业的可持续发展能力。同时, 这也是企业实现资源节约与环境友好的重要途径。

1 卷烟生产能源消耗现状

目前, 卷烟行业已经开展了节能工作以贯彻节能减排方针, 而且取得了一定进步。卷烟行业积极对能源结构进行调整, 对节能技术进行充分利用, 使得万元工业增加值能耗与万支卷烟能耗都已经明显下降。但是卷烟企业的节能工作与能源利用状况依然存在不少问题, 比如没有建立完善的能源计量体系, 对能源消耗的统计和分析没有达到科学规范的标准, 没有对其能耗技术进行经济分析, 不够重视节能工作, 基础管理工作做得不规范。同时, 先进的节能技术并没有得到足够的推广与应用。这些问题都可以对卷烟企业的能源消耗产生直接的影响。

2 卷烟生产能源消耗技术经济方法分析

遵循《工程经济》的一般原理, 卷烟企业常用的技术经济分析方法包括投入产出、生命周期以及投资回报等。而生命周期与投资回报这两种评价分析方法分别用于产品决策与财务决策。而投入产出分析方法建立在实物量的投入和产出上, 可以作为卷烟生产企业获取能源消耗的各种影响因素, 从而能够了解卷烟企业在生产过程中的各个环节对能源使用的结构情况, 能够为企业提供十分重要的依据, 从而更好地制定节能策略。

在投入产出分析过程中, 首先要对用能对象的生产与用能的特点进行相关分析, 从而对其流程的分析层级与分析节点进行确定, 接下来再对不同节点的分析指标进行确定。同时也要对同类指标进行对比分析, 从而将卷烟生产企业的节能潜力挖掘出来, 有利于企业制定较佳的节能策略。

要对卷烟企业的生产进行投入生产分析, 最重要的就是设立能耗分析指标, 确立并根据卷烟生产过程中其能源使用的相关流向, 将投入产出分析指标设置在每个关键环节中, 从而通过分析各个指标而获取卷烟生产的影响因素, 这些影响因素涵盖卷烟整个制造过程中的设备技术、工艺管理、生产组织、作业流程等核心要素。

如果设投入产出量为R, 输入能源、材料或者资金量为i, 产出的合格产品量为o, 那么可以得到投入产出的基本计算方法为R=i/o。分析目的不同, 使得一些具体指标有不一样的表现形式。因此, 需要针对分析对象的具体特点来进行确定。在投入产出分析中, 有价值结构模型和实物平衡模型两种。卷烟生产行业容易受到产品价格等因素的影响, 不能通过价值指标因素来对企业用能水平进行真实反映。因此, 应该采用实物平衡模型来进行投入产出分析, 从而获得客观的能耗分析数学模型。

3 卷烟生产能源消耗技术应用分析

文章主要列举不同地区的甲乙丙三家卷烟企业的能源消耗技术应用来进行分析。

3.1 总能耗指标

由表格可以看出, 甲乙丙三家之间综合能耗存在比较大的差异, 其影响因素为企业能源种类、设备条件、生产规模、地域气候以及管理水平等。甲丙两个企业的能源种类都有燃煤, 具有比较低的热转换效率, 导致综合能耗相对比较高。而乙企业则使用外购蒸汽来避免自产蒸汽造成的燃料损失, 降低综合能耗指标。而丙企业处于东北, 冬季取暖时能源消耗十分大, 其综合能耗显然比甲乙两个企业高。根据三家企业的能源结构来看, 必须最大程度地将能源转换环节减少, 而且还要利用高效转换设备以实现能源利用水平的提高。

3.2 企业内部生产系统能耗

如表, 制丝环节占主要生产系统能耗的比例十分高, 介于78%和94%。甲丙企业采用真空回潮工艺, 比没有采用的乙企业的能源消耗要高。但甲企业制丝生产能力高于丙企业, 但由于规模效应影响, 其能耗却比丙企业低。而从卷包车间来看, 甲乙丙企业万支卷烟装机功率分别是6.46、4.21和3.02KW/亿支, 与能源消耗具有正比关系。

由表可见, 生产单位质量膨胀烟丝能耗比较高, 而叶片处理、制梗丝、润叶以及干燥等能耗都比较低。因此, 企业产品配方的不同会使得综合能耗存在较大差异。而从横向来看, 有没有在叶片处理段采用真空回潮工序极大地影响着单位在制品能耗。

因此, 要提高能源使用率, 就必须要使用高效转换设备, 尽可能地减少能源转换环节, 关注卷接包工序和制丝工序 (包括打叶复烤) 等主要用能设备, 制定合理的生产计划, 提高企业用能设备单元操作水平。另外, 还要避免采用真空回潮工艺, 选择的技术路线要具有能耗低的特点。

4 结束语

采用投入产出分析方法来对卷烟企业能耗技术进行分析是十分有效的, 有利于企业优化用能以及节能改造。而企业在分析之后, 要针对其结果而采取相应的措施, 真正做好企业节能工作。

参考文献

[1]靳光磊, 张蒙生, 陶.浅谈卷烟生产点能源消耗指标的评价[J].中国新技术新产品, 2013 (6) :45~46.

[2]闫亚明, 鲁端峰, 常纪恒, 等.卷烟生产能耗技术经济分析方法及应用[J].烟草科技, 2013 (7) :54~55.

技术应用分析 篇9

一、电子设备热分析的理论

电子设备的散热主要有三种方式, 分别为对流散热、辐射散热和导热, 对流散热是利用元器件表面和周围接触, 由于存在温度的差距而进行的热量交换, 实际的散热有自然对流和强迫对流两种, 自然对流也叫被动散热, 通常不采用风扇灯散热措施, 利用电子元器件工作时产生的热量与周围自然存在的温差进行热交换。强迫散热也叫主动散热, 利用风扇、水冷等方式, 人为的增加电子元器件和周围之间的温差, 根据牛顿冷却方程qn=h (Tw-Tf) , 其中h为换热系数, Tw为电子元器件表面的温度, Tf为周围流体的温度。导热理论是建立在傅立叶定律的基础上, 其数学表达式为qn=λd T/dx, λ为电子元器件材料的导热系数, qn为热流密度。

二、热分析软件简述

电子设备热分析中热分析软件的应用, 主要有数值分析法和解析法两种, 解析法主要解决简单的热分析问题, 而数值分析法利用离散数学和数值计算, 在计算机的环境中对大量复杂问题进行计算, 随着电子元器件的发展, 目前热分析软件主要采用数值分析法。

由于现在使用的电子元器件, 其散热都需要考虑很多因素, 如元器件的分布、材料和几何因素等, 热分析软件可以将这些因素都加入到电子设备的模型中, 快速的计算出电子设备温度分布情况。

目前市面上有很多电子设备热分析软件, 如Flotherm软件、Icepak软件等, 受到我国软件技术水平的限制, 我国没有自主研发热分析软件, 使用的热分析软件都需要从国外购买, 但是在实际应用的过程中, 很多模型建立的不够合理, 相关数值输入不精确, 影响了热分析的结果。

三、影响热分析软件分析结果的因素

3.1建模情况

在电子设备热分析中, 热分析软件的应用首先要建立一个模型, 如PCB板的建模中, 由于PCB板通常由铜和绝缘体加压、热制成, 铜主要起到导热、导电的作用, 现在使用FR4绝缘体传导率为0.35, 铜为388, 由此可以看出, PCB板中铜的含量是影响其导热的主要因素, 而铜的分布比较复杂, 尤其是多层的PCB板, 有过孔、焊盘、铜线, 很难建立详细的模型。

因此热分析软件中, 通常会把PCB板当成各向异性的均一的传导率材料, 而传导率的确定, 往往依据工作人员的经验, 因此不同人员热分析的结果可能会存在较大的差异, 与真实的情况会存在一定的误差。现在使用的热管等传导冷却技术, 其建模更加困难, 需要使用轴向高传导的杆进行建模, 但是轴向传导率很难确定。

3.2导热情况

根据导热的傅立叶定律数学表达式可知, 热传导情况由电子元器件材料的传导率确定, 如果是简单的材料, 利用材料手册能够查到其传导率, 但是现在使用的复合材料, 其传导率很难确定, 如塑料等, 不同塑料之间的热传导率有很大的差异, 加上手册中的数值都是在实验室的环境中测得的, 与实际环境中的数值会有一定的差异。

因此很多工程材料, 由于缺乏精确的传导率, 使用带有误差的传导率进行计算的现象非常普遍, 这是导致热分析结果不准确的重要因素。

3.3对流情况

对流换热是复杂的过程, 会受到电子元器件的表面和流体的物性等因素影响, 如flotherm热分析软件对风扇进行建模时, 会从软件自身带有的器件库中选择风扇, 然后输入相应的空气体积流速-压力曲线, 虽然建模比较简单、快速, 但是显然无法真实的反应出风扇带来的气流压降和湍流情况。

在空气通过管道和出风口时, 会有空气阻尼作用, 导致气压和风速的降低, 该系数可以进行测量, 随着速度的变化而不同, 但是在速度较低时, 很多设计人员会将其当作常数, 甚至在速度较高时, 有些设计人员也会将其作为常数, 这样的处理也会产生误差。

四、热分析软件Icepak的应用

Icepak是专业的热分析软件, 在电子设备热分析中应用非常广泛, 软件内置了很多物理模型, 对热传导、对流、层流等流动现象进行模拟仿真, 符合现代电子产品设计的需要, 如某元器件的总功率为800瓦, 在室温环境中最高容许温度为108摄氏度, 该元器件的功率较大, 要想在实际中对其温度进行测试, 显然需要消耗较大的电量, 而且需要很长的时间, 加上样品制作需要一定的成本, 如果利用Icepak软件进行分析, 显然可以很好的解决这些问题, 快速的确定温度分布情况。

Icepak热分析软件的应用, 首先需要设定初始参数建立模型, 确定模型后要设置收敛标准和迭代步数, 由于该软件在传热和流动问题求解中, 主要采用能量守恒、动量守恒和质量守恒三个控制方程, 只要有1个方程不收敛, 就要对建立好的模型进行检验, 然后重新进行验证, 直到迭代收敛为止。

如果经过软件分析发现某处的温度超过了设计的容许温度, 就要采取加装散热片、风机等措施, 然后再次利用软件进行分析, 直到元器件的温度低于设计的最高容许温度为止。散热片的安装时, 为了追求电子设备的性能和成本最优, 必须确定散热片的肋间距、底板和肋片厚度最佳, 在热分析软件中反复的对比结果, 由于Icepak软件有参数式分析功能, 这个trials功能能够快速的将散热片最优。

五、结语

电子设备的热分析技术, 利用热分析软件能够模拟电子元器件的温度分布情况, 对电子设备的温度进行控制, 保障电子元器件的性能的寿命最优, 与传统的制作实物等热分析相比, 能够极大的缩短研发时间。

目前市面上的热分析软件有很多, 由于都是国外的软件, 我国技术人与使用的过程中, 受到各种因素的影响, 分析结果容易存在较大的误差, 必须重视建模、导热、对流等因素, 尽量减少软件分析结果和实际情况之间的误差, 保障电子设备的设计一次成功。

参考文献

[1]李诚.电子设备热分析技术研究[J].通信电源技术, 2014, 31 (2) :16-18.

[2]许磊磊.电缆设备发热分析及红外技术的应用研究[J].中国新技术新产品, 2015 (2) :4-4.

[3]钮冬科, 金晓怡, 张向伟, 等.基于Flotherm的电子电路热仿真分析与研究[J].现代电子技术, 2015 (6) :16-19.

[4]曲行柱.Flotherm软件在电子元器件系统热设计中的应用[J].电子元件与材料, 2014, 33 (10) :101-102.

电能平衡检测技术应用分析 篇10

采用2003、YOKOGAWA-WT3000、GL311三相多功能标准表、功率变送器 (配Nicolet数据采集等) , 对有功电能的输送、厂用变压器、主变、关口表、用电设备等进行实时检测, 诊断分析厂用电范围内的输入电能、输出电能、有效电能和损失电能之间的平衡关系, 确定用电单元的电量分布情况及主要用电设备的电耗率和电能利用率, 导出全厂各类辅机及设备用电所占的比率、电能不平衡率、线损率、厂用电率等经济指标, 对厂用电能平衡、用电设备运行情况进行经济评估。主要检测技术和特点如下:

1.采用实时检测发电机有功电能、厂用变压器输入电能、主变输入电能、关口表, 对上述电能进行实时采集, 通过对用电单元的电能分布计算和分析, 解决用电系统的电能不平衡关系。

2. 采用实时检测变压器输入电能、输出电能、厂用电设备输入电能的运行情况, 分析变压器实际损耗与负载损耗的线性关系, 厂用电设备的电耗率和电能利用率, 挖掘节能潜力, 提高用电设备的运行水平。

桥梁维修加固常用技术应用分析 篇11

关键词：桥梁；维修加固；常用技术；分析研究

中图分类号：U445.7+2 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）20-0069-02

在经济快速发展的情况下，公路运输业也快速发展起来，相车辆载重也不断提升，在一定程度上，桥梁决定了公路质量的高低，只有保证桥梁性能良好，才能从根本上保证公路交通通畅性，保障交通安全性[1]。但在实际的桥梁设计过程中，相关影响因素比较多，加上自然条件的恶化和设备的老化，桥梁质量不断降低，无法维持公路正常运营。因此，必须加强桥梁维修加固，还要利用一系列高科技技术，保证桥梁稳固性。

1 加强桥梁维修加固应遵循的原则

对于桥梁维修加固来说，相应的可应用方法是比较多的，但必须结合桥梁实际情况选择科学合理的维修加固方法，必须结合桥梁实际受损情况来选择维修加固方法。具体来说，在桥梁维修加固过程中，需要遵循的原因比较多：第一，在维修加固之前，应做好病害调查及方案设计，要保证维修加固功效，保证桥梁耐久性能。第二，在进行桥梁维修加固的时候，必须结合桥梁实际情况以及承载力变化情况，还要结合成功维修加固的桥梁案例进行加固。第三，要应用扩大桥梁构建断面的措施来修补加固，必须实现后增加部分和最初部分的有效结合。

2 加强桥梁维修加固的必要性

近年来，我国科学技术不断发展，因为我国当前的经济能力还不够高，相应的之前的桥梁设计要求也不够严格，之前桥梁承载力是比较低的，无法满足现状桥梁建设的要求。且最初，在桥梁设计以及桥梁施工过程中，存在的问题和缺陷都是比较多的，比如碳化问题和酸侵蚀等，严重影响了我国钢筋混凝土的结构体系。且之前桥梁建设时间和应用时间都过长，剩余的可使用时间比较短了[4]。

另外，受客观荷载因素的影响，桥梁质量和安全性大大降低，这是由于公路车辆超载行驶等导致的。在相关影响因素的共同作用下，我国桥梁质量大大降低，不仅导致桥梁结构变形问题出现，还导致交通安全问题出现。很多人不严格按照规定驾车，大大影响了桥梁质量，导致桥梁变形以及坍塌等问题出现。因此，基于这样的现状，加强桥梁维修加固十分必要。

3 桥梁维修案例研究

广佛高速公路属于沈海高速广州支线（S15）（K32+536-

K48+240），东接广州市北环高速公路，西连佛开高速公路，途径佛山市南海区泌冲、沙涌、大沥、谢边镇，全长15.704 km。全线桥梁共计48座，其中特大桥1座，大桥8座，中桥10座，小桥29座，桥梁总长4.75 km，桥梁长度占路线里程的30.24%，全线涵洞共计30座。谢边跨线桥是广佛高速公路上的一座特大桥，起点桩号为K47+025.76，全长1 371.434 m。该桥上部结构桥跨类型有普通钢筋砼T梁、连续刚构、连续箱梁、整体现浇异型板梁和预应力混凝土空心板梁等五种结构；下部结构采用柱式墩台，钻孔灌注桩基础；桥面为水泥混凝土铺装，支座采用板式橡胶支座、盆式橡胶支座。

4 桥梁维修加固常用技术

在实际的谢边跨线桥梁维修加固过程中，可以应用的技术是比较多的。具体来说，首先，在谢边跨线桥梁维修加固过程中，要针对其上部承重处进行加固，进行维修，可以采取的维修加固方法比较多，第一是粘钢维修加固方法；第二改变结构支撑受力维修加固方法；第三是桥梁面积扩大方法，即加厚腹板厚度；第四新增桩基及桩基加固。对于这些方法，在实际的应用过程中，不仅存在优势，也存在劣势。对于优势来说，是指对于多样化情况，能够选择相应多样化的维修加固方法，要具体现象具体研究，根据实际情况和实际问题产生原因来应用技术方法，还要加强深入研究和分析，保证技术方法应用科学合理性。谢边跨线桥桥面铺装钢筋扩大工艺流程示意图，如图1所示。

然后，在实际的谢边跨线桥梁维修加固过程中，应用有效的桥梁下端维修加固技术措施十分必要，可以应用扩大基础维修加固的技术措施、增补桩基维修加固的技术措施，另外还可以采取桥墩套箍维修加固的技术措施。对于第一个技术措施来说，主要应用在最初基础是扩大化基础的情况下，且当基础沉降问题和滑移以及倾斜问题出现之后，也可以应用该技术措施，另外在基础被掏空以及基础受损的时候，往往也应该改技术措施[5]。谢边跨线桥扩大基础维修加固示意图，如图2所示。

第二大技术措施往往应用在桩式基础上，且主要在该基础之上增加一个钻孔桩，也可以增加相应的钢筋预制桩，要实现最初承台的扩大化，这样可以大大提升桥梁的实际承载能力，还能提升桥梁的实际稳定性，且在该技术措施应用过程中，是不用进行筑坝抽水的。谢边跨线桥增补基桩加固示意图，如图3所示。

第三大技术措施主要应用在谢边跨线桥墩基础受损的桥梁上，且针对该受损程度来说，往往是比较严重的。

5 桥梁维修加固技术创新

如今，质量受损、承载能力降低的桥梁越来越多，当桥梁质量降低后，其实际可应用时间会明显缩短，必须及时采取有效措施，并利用有效的维修加固技术，提升桥梁质量，延长桥梁使用寿命。在桥梁维修加固过程中，加强技术创新也非常重要。

具体来说，第一，桥梁维修加固人员要全面总结之前的维修加固经验，对之前的多个维修加固案例进行具体研究和对比，总结出桥梁质量降低的实际原因，进而明确相应有效的维修加固方案。第二，专业人员必须借鉴外国的先进技术和经验，积极学习别的国家的先进案例，加大对国外先进化技术的引进力度，且要让一部分技术型人才去国外学习相关技术，加大对别的国家桥梁维修加固情况的考察，并把先进经验和技术带到我国，进而应用到我国桥梁薄弱环节，比如伸缩缝环节，就是非常容易受损的一部分，以机场高速公路为例，通常是无法中断的，就算占道施工也是短时间的，因此，必须保证伸缩缝快速修补，这时就要用到先进的技术和经验。第三，相关高校必须实施科教兴国的正确战略，加大对相关专业学生能力的培养，培养他们的创新能力，引导学生进行桥梁维修加固情况和方法研究，不断创新桥梁维修加固方法和技术。

6 桥梁维修加固过程中需要注意的问题和事项

在实际的桥梁维修加固过程中，需要注意的问题和事项是比较多的。第一，要加多少对旧桥梁现状和受损情况的检查力度，明确旧桥梁自身存在的相关问题，还要考虑附近的实际环境条件，进而明确相应有效的桥梁维修加固方案，要保证旧桥梁维修加固后满足新桥梁的质量要求，还要全面考虑桥梁附近的环境条件以及相应的影响。第二，在检查和明确旧桥梁实际情况之后，要明确相应的原料比例，之后明确应当增加的水量以及材料种类和分量，从根本上利用好原材料，且要避免原材料浪费问题出现。第三，针对桥梁维修加固施工人员来说，要根据施工情况制定相应有效的施工方案，不仅要保证人员分配方案完善性，还要促进工程施工的正常进行，在降低桥梁维修加固成本的基础上提升施工效益。

7 结 语

综上所述，加强桥梁维修加固非常重要，要想从根本上落实好该工作，保证桥梁质量，减少事故，必须不断应用先进维修加固技术，并不断创新桥梁维修加固技术，相关部门人员共同努力，从根本上提升人们的生活质量，保障人们的交通安全。

参考文献：

[1] 刘伟.桥梁维修加固常用技术应用分析[J].交通世界（运输车辆），2015，

（6）.

[2] 何大学.桥梁维修加固常用技术应用[J].城市道桥与防洪，2012，（7）.

[3] 龙昊，秦晓峰，张长江，等.桥梁维修加固常用技术应用[J].城市建设理论 研究（电子版），2013，（12）.

[4] 刘洪伟.公路桥梁维修加固常用工艺几例[J].建筑工程技术与设计，

2014，（2）.

学习分析技术应用实践初探 篇12

高中信息技术新课标的推出确立了以提高学生的信息素养为高中信息技术教育的根本目标。指导我们在素质教育的过程中要注重学生个性化发展, 提高学生自主学习、协作学习的能力, 培养学生终身学习的习惯。利用学习分析技术分析学生信息, 使教师及时了解学生的学习状态、学习兴趣、学习需求、学习进度、能力差异, 发现潜在问题, 从而指导学生的学习行为, 有利于更好地提升学生的信息素养, 更有效地促进学生的个性发展。

一、学习分析概念及其实现方式

在美国2011地平线报告 (The horizon report:2011) 中, 一个新兴的名词“学习分析技术”逐渐进入了人们的视野。学习分析是为了预测和指导人们的学习, 通过智能数据、学习者产生的数据以及分析模型的应用, 来发现信息和学习者之间的社会联系。学习分析的方法包括:社会性网络分析 (SNA) 、行为可信性分析、影响力和被动型测量、内容分析、交互影响分析等。学习分析仍处于早期阶段, 学生在日常的学习活动中所产生的大量数据, 促使这个领域开始受到越来越多的关注。一些学校已经将其用于入学和基金申请等领域, 学习分析也开始逐步形成。[1]

学习分析技术轻松地把各种各样的数据收集工具和分析技术结合在一起, 研究中学生的参与、表现和各种进步, 它的目的是调动数据挖掘工具的力量为学习服务, 利用所得到的数据来修改课程、教学并进行实时评估。

在课堂上, 即时的点击数据、课堂讨论工具、电子文档或者问卷调查能够拓宽工具的有效性。学生能够受益于教授相同课程的所有班级甚至是整个机构内的数据, 因为, 这些数据能够显示出教学风格与学生学习成功之间的关系。

当学习分析技术应用于高中信息技术课程教学, 新的思维、新的方法在教育教学中必然会碰撞出新的火花, 运用学习分析技术指导教学行为, 必然会成为教育信息化的一个热门、时尚的话题。

二、学习分析技术应用于高中信息技术教学的模式构建

1. 学习分析技术应用于高中信息技术课堂教学的实施过程

笔者根据学习分析技术在高中信息技术课堂教学中的应用, 初步设计了学习分析技术应用于高中信息技术课堂教学的实施过程 (如图1所示) :

从图1可以看出, 在信息技术课堂教学中, 运用网络平台的各种功能 (考勤、学习时间统计, 学习的时间长度统计, 学习的内容统计, 分组、活动的形式记录, 学习成绩统计, 测验成绩统计等) 收集教学数据, 通过学习分析再调整教学方法、策略应用于施教过程, 优化教学过程, 因材施教, 完成教学任务, 实现针对每个层次学生的个性化教学。

2. 网络辅助教学平台环境下高中信息技术个性化教学模式构建

在网络辅助教学平台环境下运用学习分析技术实现高中信息技术个性化教学是通过网络辅助教学平台对学生基本信息、个性特征的提取, 通过学习分析技术数据挖掘和整理分析, 反馈给教师用户, 教师调整教学策略, 为学生的个性化学习提供建议。笔者根据教学实践初步设计了网络辅助教学平台环境下高中信息技术个性化教学模式 (如图2所示) :

从图中可以看出, 当学生登录到系统通过身份确认后, 系统的信息收集模块开始收集学生请求, 跟踪学生的行为, 将产生的学生数据 (学生的基本信息、个性特征信息、学习过程信息、学习表现信息、学习状态信息) 通过预处理存入用户数据库, 然后学习分析模块通过整理统计、关联分析和信息挖掘, 挖掘学生个性数据, 产生用户个性化数据, 并把结果送往个性分析处理调度中心, 调度中心根据个性化信息给教师发送数据, 教师调整教学策略, 为学生的个性化学习提供建议, 调度中心根据学生的个性化数据及教师的个性化学习建议为学生提供个性化服务。

在此教学模式环境下, 学生用户登陆到教学平台后的界面将是个性化的学习界面:个人信息、出勤情况、作业完成及批改情况、测验情况 (成绩记录、测验错题记录) 、分组情况、答疑情况、互助信息、教师评价等都是针对学生个人特点的。

三、学习分析技术在高中信息技术课堂教学的实践应用

1. 学习分析技术对学生的影响

学生是发展中的人, 正处于身心发展的重要阶段, 蕴藏着极大的发展可能性和可塑性。学生是自身身心主动和谐发展的主体, 同时, 也是将社会认识内化为个体认识的主体。随着信息时代的来临, 基于多媒体计算机和网络环境学习风起云涌, 为学生提供了丰富的学习资源和多样化的学习模式, 然而学生在学习过程中如何才能更为有效地定位学习需求, 选择适合自己的学习内容和学习方法呢?利用学习分析技术支持下的网络学习平台就能够更为有效地支持学生的学习活动, 具体地说有以下特点:

首先, 学习分析技术应用于教学能为学生提供实时、准确的数据反馈信息。

学习分析技术通过自动记录学生出勤情况、学习时间、学习的时间长度、学习的内容、测验成绩等实施过程评价所需要的资料, 形成电子化的学习档案, 并通过分析这些学习日志, 为学生的学习提供建议。

例如:学生在学习“因特网信息的查找” (《信息技术基础·教科版》) 中, 学生已有使用网络搜索信息的感性经验, 为了让学生更好地学习常用网络信息搜索的方法, 并掌握利用搜索引擎检索、获取网络信息的策略与技巧, 教师在课堂中设置了“赛一赛”的环节, 就是根据教师的问题, 利用搜索引擎查询问题答案, 先完成的点击提交按钮。利用学习分析技术就能够实时地对学生的答题正确度、提交的时间作出判断, 给出实际得分。与传统的学生查到答案举手示意, 然后教师判断的方式相比, 大大地节省了时间, 从而提高了教学效率。

其次, 学习分析技术应用于教学能更有效地实现学生的个性化学习。由于网络学习具备开放性和资源海量化的特点, 能够满足不同层次、不同学习倾向的学生的学习要求。通过分析学生网络学习日志, 可以更好地了解学生的需求及学习层次, 规范学生的学习行为, 为学生的个性化学习提供保障。从而可以根据学生的不同需求和层次提供多样化的学习模式, 例如:教师可以在准备阶段将不同模式的学习材料存储在学习平台上以满足学生对学习模式的不同需求。

2. 学习分析技术对教师的影响

学习分析技术应用于信息技术教学为教师的教学带来了极大的便利。

第一, 学习分析技术使教师从原始数据的记录、统计以及繁琐计算等工作中脱离出来, 实现了方便、自动化的管理。学生学习档案的记录与教学管理 (如:考勤管理、奖惩管理、问题管理、分数管理等) 是教育活动的主要工作, 而这些数据的发掘和记录是繁琐和持久的。利用学习分析技术分析学生行为, 能够自动记录学生出勤情况, 学习时间, 学习的时间长度, 学习的内容, 分组、活动的形式, 学习成绩, 测验成绩等数据, 为教师进行课堂管理和生成学生评价数据提供第一手的资料, 便于教师因材施教, 组织教学活动。

第二, 灵活的分组或分层及组织策略。通过分析学生网络学习日志, 可以更好地了解学生的需求及学习层次, 教师因此能够根据学生的个性差异和需要, 为学生的个性化学习实施学生分层、目标分层、施教分层、作业分层和学生分组。教学过程中, 学生学习日志的管理以单个学生为单位, 从而可以方便、灵活地进行管理, 具有传统班级管理难以匹敌的优势。

总之, 在教学过程中, 利用学习分析技术对教学过程进行记录和分析, 评估每一个学生的学习状态, 了解每一个学生的学习兴趣、学习能力、学习动力、学习风格、学习的自主性以及学习进度, 从而能科学地指导教学行为, 能够更为有效地支持学习者的学习活动, 为实现个性化学习提供良好的土壤。

参考文献

[1]焦建利.未来五年影响教育的六大技术[J].中国信息技术教育, 2011, (5) .

[2]顾小清, 张进良, 蔡慧英.学习分析:正在浮现中的数据技术[J].远程教育杂志, 2012, (1) .