试验数据处理（共12篇）
试验数据处理 篇1
在试验中, 为更好地优化各工艺参数, 往往不只选择一个指标来优化工艺参数, 但多指标又会带来问题, 工艺参数如果按一个个独自的指标进行优化, 按各指标优选的工艺参数不一定相同。例如在提取工艺中, 为使有效成分更充分地提取出来, 往往需提取多次, 加入多量的提取溶剂, 提取时间长的条件较好, 但为方便制剂成型, 以上的条件会带来较高的干膏得率, 不利于制剂成型。有效成分的含量与干膏得率为两种不同的指标。我们提出将有效成分的含量与干膏得率的两指标统一到同一个层面上来, 综合评分后再按综合评分的结果进行工艺参数的优选的方法。
1 标准分与权重
1.1 标准分
将原始分转化为标准分, 这样只要知道总样本的数量与各样本的标准分值, 基本就能知道各样本在总样本中所占的位置。如将各指标分别以X1、X2……Xn表示, 如选指标的最大值 (如提取工艺中的有效成分含量指标) 为最优, 则最大值计为100分, 最小值计为0分, 各试验项的得分 (Xi) =100× (Xi-Xmin) / (Xmax-Xmin) ;如选指标的最小值 (如醇沉除杂质工艺中的干膏得率指标) 为最优, 则最小值计为100分, 最大值计为0分, 各试验项的得分 (Xi) =100× (1- (Xi-Xmin) / (Xmax-Xmin) 。各指标结果按上方法转化为标准分后, 即可统一到一个层面上来。
1.2 权重
将各指标得分转化为标准分后, 需要将各标准分统一起来综合评分, 以综合评分的结果进行指标工艺的优化。综合评分需引进权重 (或叫影响因子) 的概念。指标对工艺参数优化影响程度的大小为权重, 影响程度大则按排重权比例大, 影响程度小则按排权重比例小。例如在的取工艺中, 提取物中有效成分的含量为主要影响指标, 按排权重比例大;而干膏得率为次要影响指标准, 安排权重比例小。下面以提取工艺优化实例说明数据处理过程。
2 提取工艺优化实例
以L9 (34) 正交试验法优化中药的提取工艺为例。
2.1 工艺参数的设计与指标的确定
在试验中, 已确定以水为提取溶剂, 则影响提取工艺的主要参数有加入溶剂的量、提取的时间与提取的次数;提取过程中, 有效成份的提取量为主要指标, 但提取物干膏得率也应做为提取工艺优化的参考因素, 因此, 选择有效成份的提取量及干膏得率为指标, 用正交试验方法优选提取工艺。
2.2 正交试验设计
L9 (34) 正交试验表中, 可安排4个因素, 本试验中安排3个因素 (留下1个因素做为误差项) , 各因素安排3个水平, 进行工艺筛选, 见表1。
2.3 正交试验表及指标结果
按上表设计3水平4因素正交试验, 并按正交表的安排, 进行了9份正交试验。取处方量药材, 按正交表安排加水, 再按提取时间和次数进行提取, 提取液滤过合并浓缩成稠膏, 经减压干燥 (70℃, 真空度为-0.085 MPa) 得干膏, 计算干膏得率并测定含量。见表2。
2.4 单指标正交试验结果分析
2.4.1 有效成分提取量指标正交试验结果分析
以有效成分提取量为指标进行方差分析表明, 提取次数是显著影响因素, 对有效成分提取量指标影响最大;溶剂量是一般性影响因素, 提取时间是非显著影响因素, 即C>B>D。从直观分析看, 最佳提取工艺为C3B3D2。见表3。
2.4.2 干膏得率指标正交试验结果分析
以干膏得率为指标进行方差分析表明, 提取次数是显著影响因素, 对有效成分提取量指标影响最大;溶剂量与提取时间是非显著影响因素, 即C>B>D。考虑方便制剂的进行, 以干膏得率低结果为佳, 因此从直观分析看, 最佳提取工艺为C1B1D2。见表4。
F0.01 (1, 2) =99, F0.05 (1, 2) =19
F0.01 (1, 2) =99, F0.05 (1, 2) =19
所以, 以有效成分提取量为指标优化的工艺参数与以干膏得率为指标优化的工艺参数相矛盾, 这就要进行综合评分。因提取量与干膏得率不是同一类型的指标, 提取量与干膏得率不能简单的相加。进行标准评分后, 使两指标能统一到同一个层面上后, 就可以按简单的方法进行综合评分。
2.5 多指标综合评分正交试验结果分析
2.5.1 多指标综合评分方法及结果
以有效成分提取量和出膏率为指标进行综合评分。具体评分方法:在有效成分提取量指标 (以X1计) 中, 其主要有效成分有效成分提出量越多越好, 因此, 以提取有效成分最高值 (X1max) 计为100分, 最低值 (X1min) 计为0分, 每个试验项 (X1i) 得分=100× (X1i-X1min) / (X1max-X1min) ;在干膏得率指标 (以X2计) 中, 得干膏越多, 提取出的杂质也越多, 且干膏量越多, 也不利于制剂工艺的成型, 因此, 以干膏得率最高值 (X2max) 计为0分, 最低值 (X2min) 计为100分, 每个试验项 (X2i) 得分=100× (1- (X2i-X2min) / (X2max-X2min) ;综合评分:有效成分提取量为主要影响因素, 加权系数定为70%, 干膏得率为次要影响因素, 加权系数定为30%, 因此, 每个试验项综合得分 (Xi) =70%×100× (X1i-X1min) / (X1max-X1min) +30%×100× (1- (X2iX2min) / (X2max-X2min) 。按此公式, 1-9号试验结果的综合评分值分别为30.00、65.37、70.00、58.98、69.27、39.38、69.02、40.41、64.07。
2.5.2 正交试验结果综合评分分析
按上综合得分分值进行正交试验方差分析表明, 提取次数是显著影响因素, 对样品提取效果影响最大;溶剂量和提取时间是非显著影响因素, 即C>B>D。从直观分析看, 最佳提取工艺为C3B2D2。见表5。
F0.01 (1, 2) =99, F0.05 (1, 2) =19
3 小结
在本文的研究中, 引入标准分与权重的概念, 将指标结果转换成标准分, 再按各指标的权重比例进行综合评分, 很好地简化了不同类型指标优化过程, 这将方便试验的进行。
试验数据处理 篇2
火炮首发命中率试验脱靶弹数据处理方法
通过对出现脱靶弹情况下的散布特征参数估计方法进行研完,建立正态双边截尾样本均值和方差估计数学模型,并给出了数值计算方法,为火炮武器系统首发命中概率试验脱靶提供了理论依据.
作 者：陈涛 杜江 CHEN Tao DU Jiang 作者单位：91851部队,辽宁葫芦岛,125000刊 名：飞行器测控学报 ISTIC英文刊名：JOURNAL OF SPACECRAFT TT&C TECHNOLOGY年，卷(期)：200827(6)分类号：V557关键词：首发命中概率 脱靶弹 截尾样本 最大似然估计
试验数据处理 篇3
【关键词】土工试验；数据处理；问题
前言
工程建设之前首先要进行勘察工作，而勘察工作就是土工试验，为接下来的工程动工提高有效的测试结果。土工试验的结果，对于工程质量具有重要的影响，所以进行土工试验时，一定要注意相关问题，确保测试结果的准确性和可靠性，避免工程出现质量问题。
一、土工试验存在的问题
土工试验是解决土工问题的一个工作环节，它与勘探取样、设计、施工都有很大关系，尤其是针对于设计方案而言，关系更为重要。土工试验的最终结果，能反映出实际情况的试验规划，并且对最终成果作出合理评价。
土工试验问题的解决，需要设计单位提出原则要求，并有工作人员接受任务，向勘探和试验单位下达任务指令。之后，钻探取样人员进行勘探和取样，按照规定将取样结果进行检验，根据相应的检验结果，最终确定结论。
土工试验并不是三方共同制定，这样进行试验的话，就不可避免的遇到一些问题。首先，勘探人员对土层的变化了解虽然很多，但是对工程情况却不了解，这在很大程度上容易造成试验工作有所偏差。其次，设计人员进行试验方法时，他们往往从报告当中进行数据分析，以相关指标作为依据，这样也很容易造成一定的偏差。最后，不同建筑场地的土质存在着很大差别，土质的实际情况可能与设计中存在一定误差，所以这也很容易导致土工试验存在问题。
二、土工试验成果综合分析
土工试验过程当中，土粒的相对密度是一个相对稳定的数值，其大小和矿物成分上会存在很大差别，而且三相间的数量比例不尽相同。因此，土工试验具有物理性质的复杂性。土工试验是以室内试验的方式对土的性质进行检测，对各项指标作出分析和判断。
（一）土的相对密度、密度、含水量试验
相对密度是检测土的无粘性密实程度的一个指标，与无粘性土密实程度呈正比例关系。其具体的定义为无粘性土最密实状态空隙比和最松状态的空隙比之差的比值。进行相对密度检测后，则是对土的密度进行检测。土的密度试验是将风干土样拿来，摊成薄层，在空气中防1～2d，让土中的水分蒸发。之后，将试样放在磁钵中，让土块成为颗粒状，进行湿度研磨。接下来，取代表性试样进行含水量测试。进行含水量测试过程当中，取一定量的细粒土放入称量盒内，并且以天平量取定量的湿土，将其放入烘箱内，温度在105度～110度之间烘烤，时间不能少于8个小时。之后，将烘干后的试样拿出，进行冷却，称下重量，之后进行对比，查看相应的测试结果。
（二）土的液限与塑限
土的液限与塑限的测试，有很多问题，首先液限标准的确定，其次是进行实验的人员专业知识和培训较少，最后则是对塑性指数问题的处理上。土的液限和塑限的测定，原则上是采用天然含水率的土样进行测试，并且土粒需要能过0.5mm的筛子。在具体操作的过程中，一些土样当中含有较多的砂粒，虽然砂粒也能通過0.5mm的筛子，但却不能反映出土样的实际情况。所以进行试验时，一定要注意到土样的含砂量，确保试验结果的准确性。在试验过程中，分别按接近土的液限和塑限中间状态制备不同稠度的土膏，搅拌要均匀，确保试验的准确性。
（三）土的压缩实验
土的压缩试验大部分是在室内进行的，除非一些极为特殊的工程。既然如此，在室内进行土的压缩试验，影响测试结果准确度的因素很多，为了确保测试结果更加准确，针对一些问题我们要积极的处理好。在开土取土的过程当中，注意到土的液性指数和软度，根据实际情况进行压缩试验。
（四）土的抗剪强度实验
抗剪强度试验有直接剪切实验、三轴压缩实验、无测限抗压实验等实验方法。土的抗剪强度实验依旧在室内完成，当然室内实验会存在很大的差异，所以进行实验之后我们还要根据客观情况进行综合分析，最终确定最为接近实际情况的测试结果。土是不均匀的，其密度、含水量是影响抗剪程度的关键性因素。所以在进行土的抗剪强度实验时，要先对土的密度和含水量进行了解，根据密度、含水量的变化规律，最终分析判断试验结果的正确性。土的抗剪强度试验要根据工程实际进行考量和分析，将工程土体的含水率、受荷等状况考虑进来，尽可能的让实验更加贴近于实际情况，这样一来将在很大程度上减少实验当中出现的误差，只有这样才能保证工程建筑的安全性和经济性。
三、土工试验数据处理问题探究
土工试验的数据处理将直接关系到最终的试验结果，因此，在数据处理问题上，要进行正确的数据分析和整理，采用算术平均值的方法，计算出数据的标准差和相应的变异系数，保证数据的可靠性。数据分析处理要根据研究土体的实际情况，结合实验得到的相关数据，对不同土体单元的情况进行具体问题具体分析，保证试验数据符合客观事实。土工试验测得的相关土性指标，大体包括天然密度、天然含水率、土粒比重、颗粒组成、液限、塑限等，这些指标是反映土的物理和化学特性的指标，是判断土质进行工程建设时是否满足规定需要的依据。通过对数据进行归纳和分析，最后进行数据编制，形成数据统计表。而数据统计表当中，会根据相应的情况将编制的分布图分为正常型和异常型两种。正常型出现在峰值两端的频数相对较小，而异常型系峰值不明显，并且数据离散过大，这直接反映了土体单元或是土质不合理的问题。
针对于数据偏差问题，可以从野外取样和室内试验两个方面进行避免，取样时避免对土样冲击次数太多，减少对土质破坏。同时在野外取样时，要确保土样保管工作，避免对数据真实性造成影响。同时，要在各项实验成果之间进行校验工作，这样一来可以确保试验的准确性。因为土的性质指标之间会存在定性关系，并且会符合这种规律，若是出现偏差的话，则需要进行复核。通过这些校验，可以帮助我们进一步检测试验数据的可靠性和适用性，以解决土工试验对工程建筑质量的影响。
结束语
综上所述，我们不难发现，土工试验在工程建筑当中的重要性。对此，我们在进行土工试验过程当中，一定要确保试验的准确性，避免土工试验当中存在的问题，这样才能更好的保证建筑工程质量。除此之外，我们还要积极解决土工试验中存在的问题，进行有效的考核和分析，以最为实用的手段和方法，保证土工试验的准确，为勘察设计和工程施工提供准确的依据。
参考文献
[1]王新民，林军亮.土工试验中的问题及数据处理[J].河南水利与南水北调，2010，11（09）：121-123.
[2]李健.土工试验中应注意的问题与试验成果的综合分析[J].资源环境与工程，2008，11（10）：110-112.
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作者简介
湖北省灌溉试验数据处理系统 篇4
由于灌溉试验工作的重要性, 相应的试验站试验数据的保存也是十分重要的。试验数据记录下来, 在每年要进行资料的分类整理工作、资料的分析统计工作, 在5～10 a要进行5 a以上的资料的分析与整编工作, 其中, 有的需要进行多年变化曲线的绘制, 分析与水文年度、气象因素之间的关系, 有的要进行多年平均值的观察, 分析变化规律, 有的要作多年的各阶段的回归分析, 探求各因素之间的关系等, 这些都要求数据的保存的完整和可靠性, 试验站网的建立可以为数据的安全保存和多备份提供手段。
湖北省灌溉试验及灌溉用水定额的编制是一项涉及全省范围、科学性强、需要长期开展的工作。湖北省幅员辽阔, 气候、作物、水资源、水利工程、社会经济条件等方面的差别不是很大, 因此在全省范围内开展灌溉用水定额的调查研究工作, 只需科学的组织和良好的协作研究即能很好地完成。这就要求有关部门密切配合通力合作, 通过系统的调查分析研究, 编制全省灌溉用水定额, 服务于全省节水灌溉的发展和水资源的可持续利用。
2 建设全省灌溉试验站数据系统的可行性
灌溉试验数据的保存, 以前都是通过纸本的形式保存起来, 有的原始记录积累下来不仅是查阅起来不方便, 而且更会由于年月已久会腐烂而无法保存有时会由于搬运或其他原因造成一段时间的数据丢失。建立全省灌溉试验站数据系统, 可以在计算机上保存所有的数据, 查阅也变得相当容易, 硬盘和制成的光盘可以长期保存数据, 还可以通过网络进行多处数据的保存和备份, 当然同时还可以制成纸本保存起来。
由于网络技术的日益成熟, 使得在网络上进行数据传输变得相当的便利, 只要建立全省性的数据网, 通过网络进行数据的传输, 从而实现试验站数据到中心站、中心站数据到全省总站, 通过建立该系统实现数据的导入与导出。数据的网络传输可以选择相应的方案, 有条件的可以选择光纤上网和专线上网, 在偏僻一点的试验站可以选择宽带网或是一线通。
目前, 全国灌溉试验由于刚转入正常的工作, 灌溉试验资料管理研究在原来的基础上又重新起步。过去由于受当时条件的限制, 对灌溉试验数据处理方面研究较少, 灌溉试验资料整编数据的采集没有统一的的规范。虽然建立了“全国灌溉试验资料数据库”, 但当时开发使用的数据库由于开发较早, 受当时计算机语言的限制, 该数据库的开发功能较为简单, 界面可视性差, 模块老化, 它仅仅对己整编好的数据以固定形式录入数据库里, 不对数据进行处理和分析, 使用面较窄, 就目前实际使用情况看, 也仅全国灌溉试验总站 (原新乡灌溉所) 的部分人员能使用该数据库。
本论文研究涉及以下内容。
(1) 根据湖北省各个试验站历年开展的试验项目及湖北省灌溉试验数据系统管理体系, 选择一套合适的计算机系统开发方法, 来确定数据库的主要结构及要实现的功能。
(2) 在确定数据库结构的基础上, 选择一款合适的计算机软件, 同时根据湖北省各个试验站现有的计算机管理设备, 开发一套灌溉试验资料处理系统, 来存储和管理湖北省各个试验站历年的试验资料这套软件不仅对历史资料能进行管理和整编, 而且对试验站现在正在收集的试验数据也能进行录入、查询、分析、打印。这样, 即满足了对历史资料的管理, 又满足了对日常资料整编的需要。
(3) 在对湖北省所有灌溉试验站多年的原始数据录入数据库的基础上, 根据湖北省农业气候区域的分布, 选择几个代表性的重点试验站数据, 运用统计分析的相关知识, 对湖北省历年作物需水量、灌溉制度及水稻产量等试验成果进行了系统的分析。
3 系统开发方法
用计算机对灌溉试验数据进行管理, 首先要对其管理系统进行开发, 灌溉试验内容在空间、时间上随着农业发展需要的不同而不同, 从而导致试验的项目和数据处理都不一致。这对于系统开发来说, 就存在所谓“需求不确定的问题”, 即信息系统的任务不确定。就系统的开发方法来说, 主要有结构化系统开发方法、原型方法、面向对象的开发方法、计算机辅助开发方法等, 结合灌溉试验的特性, 课题认为使用原型法开发灌溉试验数据处理系统比较合适。其原理类似于水利水电工程中利用模型试验得到具体结构设计的方法。
课题对灌溉试验数据处理系统的开发设计也采用这种办法。在系统开发过程中, 最初设计所收集到的也只有湖北省各个试验站的几种常规试验项目的数据, 包括:气象资料、作物需水资料、作物灌溉制度资料及试验站基本资料, 它只能实现系统一些基本功能。随着不断试用, 纠错、评价和修改、添新, 获得新的原始版本这一过程周而复始, 最后, 添加数据分析模型, 研究人员通过分析模块, 就可以进行作物需水量、灌溉制度及气象因素的相关分析;添加作物需水预报模块, 用户通过作物需水预报模块就能对未来一定时段的作物用水进行预报 (作物需水预报模块基本原理是根据现有多年作物需水量和几种灌溉模式下的作物灌溉定额, 通过一定的方法, 例如:时间序列分析法、灰色理论等来预报作物需水量, 给出灌溉定额) 。总之, 通过增加模块的方式, 每一次修改后的原始版本将可完成更多的任务, 具备更强的功能, 进一步满足各方的要求, 最终, 系统原型成为真正开发的产品。
灌溉试验站数据处理系统要求具有对灌溉试验数据进行输入、查询、修改、删除、图形显示、数据分析、打印数据报表等功能, 系统不仅要求功能全面, 且还需要可靠性高, 稳定性好, 界面可视性强, 易于操作。
根据以上的要求, 采用Visual basic来进行灌溉试验站数据处理系统的开发。VB是Microsoft公司推出的一种可视化的面向对象的应用程序开发工具, VB开发出来的应用程序可以脱离VB开发环境单独运行, 而且, VB6.0具有很强的数据访问能力和Internet应用程序开发能力, 访问数据接口简单, 其开发出来的软件编译成机器代码后运行速度较快, 可视性也强。
考虑到目前灌溉试验站系统里电脑的操作系统, 基本上以简体中文Windows 2003或Windows XP系统为主, 故灌溉试验站处理系统设计和开发时, 系统采用简体中文Windows2003或作为软件开发运行平台同时利用crosoft Excel 2000能编制复杂表格、分析功能强大的优点, 结合它来开发电子报表和数据分析模块程序。
后台数据库采用目前美国最为流行的数据库SQL SER-EVR 2008作为本系统的数据库。SQL SEREVR 2008是一种实用的数据库管理系统, 可以用于各种信息管理, 这包括从简单的地址列表到复杂的库存报表管理系统。而且SQL SER-EVR 2008可以在多个用户之间共享、同步数据库, 而不论这些用户是本地用户还是远程用户。它还提供了数据访问页, 可以动态地在Internet上访问数据库的静态数据。
4 系统实现
4.1 数据自动计算功能
灌溉试验数据系统只需要输入原始数据, 各种计算得到的数据在原始数据输入后, 自动由系统计算得到, 这样保证了计算的准确性, 也使得试验数据的整理变得便利, 减少了很多繁琐重复的计算工作, 提高了效率, 也提高了数据的可靠性。如气象资料整理中要计算水汽压、相对温度、绝对温度等量, 在气象资料输入中, 只要输入日常观测得到的值, 使用计算参数可以自动计算出这些数据, 达到高效准确的效果。
4.2 数据自动统计功能
根据设定, 计算机自动地处理诸如天数据的统计 (如气象资料中每天的平均数据) 、旬数据统计、生育期数据统计等统计工作, 这样避免了繁琐复杂的统计工作 (有的灌溉试验站每年数据统计报表要花上数月的时间) , 也提高了数据统计的可靠性, 减少了人为的统计错误。同时软件提供出电子报表, 可打印出文本保存, 也可以保存电子文档备查。
4.3 数据的定期发送和接受功能
软件根据设定提供数据的定期发送和接受功能, 下一级的试验站在定期时间里向上一级的试验站发送数据, 可以包括日常记录, 也可以只传送统计出来的报表数据。上一级的试验站在接受到下一级试验站的数据后, 自动地保存, 并综合所辖的所有的试验站数据进行更深一级的数据自动统计与报表, 定期向更高一级的试验站发送统计和报表数据。这些数据层层上报到总站, 进行全国性的数据统计与报表。
数据采用文件传送的方式, 就是在下一级的系统中编码生成要上报的数据文件, 发送到上一级后解码进入上一级的数据库, 这样保证同时可采用报盘的方式报送下一级的数据。
4.4 数据定期自动报表功能
报表是试验站数据统计的一个重要部分, 根据试验站作物特性设定报表, 定期生成报表文件, 统一编号、统一管理, 要求报表能导出MS EXECL或是生成IE浏览的网页, 有利于数据的保存和编制, 也方便报送其他系统和用途。
4.5 根据需要进行图表报表功能
图表是进行数据处理的直观结果, 软件能根据需要进行数据资料的图表分析 (如需水强度变化过程曲线) , 根据各种不同作物的设定可绘制相应的曲线图表。这些图表能导出到MS WORD文本编辑系统或是生成IE浏览的网页, 有利于图表的保存和编制, 也方便在做试验总结报告中作为资料分析成果。
5 结语
本文采用了VB+SQL SERVER的方式构建了湖北溉试验站数据处理系统, 系统具有了数据输入、数据统计、分析与数据发布等基本的功能。对于数据的进一步挖掘用，需要进一步的深入研究。
参考文献
[1]宋妮, 王景雷, 孙景生.基于Access的灌溉信息管理系统[J].节水灌溉, 2007, (2) .
[2]陈智芳, 宋妮, 王景雷.基于ASP.NET的灌溉信息管理系统的设计与实现[J].节水灌溉, 2009, (10) .
试验数据管理系统的应用 篇5
摘要：TDM系统可以帮助企业客户搭建统一的试验数据管理平台,构造完整规范的试验业务系统。动态建库、Web页面自动生成、海量数据导入是TDM系统的关键功能。
关键词：试验数据管理;TDM;动态建库;Web页面自动生成;海量数据导入
1、背景
试验是产品研发、生产制造、直至维修保障过程中必不可少的重要技术手段,对于产品的性能、寿命、质量以及成本方面都起着至关重要的作用。试验技术和试验管理水平的高低,是一个企业或科研单位核心竞争力的重要体现。
经过多年的投资建设,我国在高科技产品的试验及测试设备条件上取得了明显的改进,随着近年来高科技产品在性能上的要求不断提高,科研生产任务日益繁重,与之对应的试验任务的种类、数量和复杂程度也在不断增加。现有的试验管理手段和技术手段,已经明显不能满足需求。突出表现为试验测试数据与数据管理之间的不匹配。
由于缺少先进适用的试验数据管理手段,导致科研单位对试验数据的维护和使用都非常困难,数据的完整性、一致性、安全性和可用性也难以保障,更无法进一步挖掘出埋藏在试验数据当中的知识。试验数据管理问题正在成为影响科研效率的新的瓶颈,严重制约了高科技产品的科研生产和创新发展。
在试验数据管理方面的问题主要表现在以下几个方面：
(1)试验数据分散独立;(2)试验信息缺乏完整性;(3)试验缺乏标准化管理;(4)试验信息缺乏完整的管理体系;(5)试验过程及试验数据之间缺乏集成;(6)试验数据的安全性缺乏整体部署;(7)数据利用率低;(8)试验数据很难在设计、仿真部门利用。
在这种背景下,TDM系统应运而生。
TDM是Test、Data、Management的缩写,其中文含义是试验数据管理。作为产品生命周期管理(PLM)的重要组成部分,TDM系统通过建立企业内部权威的试验数据资源库,把企业所有的试验数据和所有与试验相关的信息和业务流程进行统一管理,成为企业提高科研水平、缩短科研周期、降低科研经费的源动力。
2、试验数据管理面临的挑战
我们已经认识到了试验数据管理工作的重要性,但是真正开展试验数据管理工作却不是一件容易的事情,我们面临着许多困难和挑战。
2.1、试验易变性
试验具有易变性特点。在试验数据采集过程中,每次试验的采集通道数目是变化的`,每个通道采集的数据量也是变化的。另外,设备改造、试验室扩展、试验环境变化等因素会带来试验设备、试验台架、试验仪器、数据种类等的变化。因此,传统的静态数据库结构是无法满足这种数据的存储需求的。
2.2、试验数据量大
随着科技的发展和试验重要性的提升,试验的时间越来越长,比如：飞机发动机连接件的疲劳试验超过1年;试验采集的通道数越来越多,有的模态试验通道数高达10000个;试验设备采集速度越来越快,对于微波试验而言更有高达1Mbps的仪器设备;试验过程也越来越复杂。因此,试验产生的数据量呈几何数量级增长,这给试验数据管理带来了很大的难度。
2.3、试验数据种类繁多
目前,在国际和国内市场上试验设备种类多样,并且没有国际统一的数据格式标准。在试验单位存在大量不同的试验设备的情况下,试验采集的原始数据种类也是多种多样的,试验数据之间的格式差异很大,试验数据管理并非易事。
3、试验数据管理系统关键功能
为了满足试验数据管理的需求和解决各种各样的问题,TDM系统需要具备很多功能,下面介绍其中几个关键功能。
3.1、动态建库
允许用户任意定制自己所需的数据库模型,包括数据表、数据视图、数据校验规则和约束条件等内容,满足用户多种需要,如：调整数据库结构、组织和查找试验数据、增加数据校验的条件和规则等,适应用户不断变化的试验业务需求。
3.2、海量数据导入
提供数据导入功能,从各种格式的海量试验数据文件中快速提取目标数据并且导入数据库中。由于试验数据量很大,导入性能是一个关键指标,一般应该达到在3G/小时以上。
3.3、Web页面自动生成
在数据库模型设计完成后,TDM系统会自动生成完整的Web门户来供试验人员访问,提供数据录入、修改、删除、查看、上传、下载等常用操作。而且,在用户根据业务变化而修改数据库模型时,TDM系统可以自动调整Web门户中的页面内容。这样就免除了二次开发带来的烦恼。无论试验数据发生何种变化或者用户产生何种应用需求,都不会妨碍试验数据管理工作的平稳有序的进行。
4、试验数据管理业务应用
蚯蚓堆肥池循环处理牛粪的试验 篇6
关键词：奶牛粪；蚯蚓堆肥池；循环处理
中图分类号：X713文献标识码：A文章编号：1674-0432（2011）-03-0090-2
0 前言
利用蚯蚓处理畜禽废弃物是将传统的堆肥法与生物处理法相结合，利用蚯蚓食性广、食量大及其体内可分泌出分解蛋白质、脂肪、碳水化合物和纤维素等各种酶类的特点，通过蚯蚓的新陈代谢作用，将畜禽粪便转化为物理、化学和生物学特性俱佳的蚯蚓粪[1-3]。人工养殖蚯蚓可将农业废弃物逐级产生出对人类有用物质后，又以有机肥料的方式循环回到产生这些废弃物的地方，从而促进农业可持续发展，不仅具有环保价值，而且具有经济价值[4]。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 蚯蚓 选用绵阳本地野生蚯蚓，蚯蚓鲜重在750-850mg。
1.1.2 饵料 （1）新鲜牛粪，为奶牛刚排出的牛粪；（2）腐熟牛粪，采自青义镇某奶牛场排粪口，经过2个月自然堆肥腐熟的牛粪；（3）预堆制牛粪，为新鲜牛粪经过7d堆制而成。
1.2 方法
1.2.1 试验设计 蚯蚓堆肥池由多孔塑料筐制成，尺寸为48×34×23（cm），内装粒径2-3cm的砾石作为承托层，厚度约为8cm；在砾石填料上及塑料筐四周铺一层尼龙网，防止牛粪过多的流入填料层和蚯蚓的逃逸。
按物质重量（共500.0g）对新鲜牛粪、预堆制牛粪和腐熟牛粪两两组合进行不同比例混合，共分为6种组合，组合方式如表1：
表1 不同牛粪组合比例
1.2.2 处理方法 在蚯蚓堆肥池中培养蚯蚓，每池接种个体质量在800mg左右的具有环带的成熟蚯蚓8条，投加上述饵料500g，每种饵料做3个重复实验，放在温室大棚内培养，温度在22±4℃，饵料湿度为70%[5]，培养30d。每10d将蚯蚓挑出，称重记录后放回；同时挑出蚓茧并记录个数。
1.2.3 项目测定方法 日增重倍数=(养殖一定时间后蚯蚓总重 — 初始蚓重)/(初始蚓重×养殖时间)；日增殖倍数=(养殖一定时间后蚯蚓总数 — 初始蚯蚓数)/(初始蚯蚓数×养殖时间)[6]。
2 结果与分析
2.1 蚯蚓的生长繁殖状况
表2 蚯蚓在不同牛粪混合物中的生长、繁殖状况
分析表2中30d测量蚯蚓个体的各项数据，得出经过30d对不同牛粪组合的处理，6种组合中蚯蚓总重量比初始时显著提高，全部蚯蚓生长状况良好，活动较为活跃，无逃逸现象，并有一定数量的蚓茧产出。在实验结束时蚯蚓数量有不同程度的增加。可以认为不同牛粪的混合物环境完全适合蚯蚓的生存和繁殖，以不同牛粪的混合物作为饲料饲养蚯蚓是可行的。
由图1可知，蚯蚓日增重倍数在饵料堆肥10d时最高，其中以组合5的增重最为快速，达到0.171，饵料堆肥蚯蚓日增重倍数随着堆肥天数的增加而降低，饵料堆肥20-30d时，日增重倍数增加已不明显。说明实验的10-20d，蚯蚓的增重倍数随着其对环境的适应和逐渐增加，20-30d时蚯蚓对环境基本适应，且堆体的物理化学性质变化趋于稳定，蚯蚓生长也趋于稳定。
结合饵料性质与蚯蚓自身状况，可以看出实验的前20d饵料中丰富的营养以及蚯蚓处于未完全发育成熟阶段是造成增重速率最大的主要原因；之后增重的减缓则是因为混合物中营养的分解、消耗，以及蚯蚓本身已经发育完全。一方面是由于混合物养分的不足；而更主要的原因可能是此时蚯蚓大量产茧，供给蚯蚓的营养全部用于蚓茧的生产，导致蚯蚓体内的物质消耗[7]。
图1 蚯蚓日增重倍数图
由图2可得出，蚯蚓日增殖倍数开始时随着饵料堆肥天数的延长而上升，0-10d中6种组合的蚯蚓繁殖倍数还较低；10-20d中蚯蚓繁殖倍数有较大的增加，说明蚯蚓逐渐适应其生长的环境；20-30d中繁殖倍数又趋于平稳，可能原因在于饵料中存在过多的幼蚓。其中组合5的繁殖倍数最大（0.213）。
图2 蚯蚓日繁殖倍数图
2.2 利用蚯蚓堆肥池循环处理牛粪的设计模式
由以上试验可以看出，组合5中的蚯蚓日增重倍数和日繁殖倍数均是6种组合中最大的，故可以认为新鲜牛粪200g+腐熟牛粪300g的条件下是最利于蚯蚓生长繁殖的。为了达到快速简便的处理牛粪，可设计如下的模式：
3 结论
（1）在22±4℃，湿度为70%的条件下，蚯蚓在不同牛粪组合中均能生长，尤其以在新鲜牛粪200g+腐熟牛粪300g的条件下生长繁殖最佳；
（2）要注意堆肥天数的控制，避免饵料中铵态氮浓度较高时喂养蚯蚓和饵料过于腐熟时喂养蚯蚓，以免影响蚯蚓对畜禽粪便的处理效果；
（3）利用蚯蚓堆肥池循环处理牛粪，将腐熟牛粪的3/5回流后，与新鲜牛粪按3：2的比例混合，在蚯蚓堆肥池中处理30d又可获得腐熟牛粪。这样不仅减少生产工序和步骤，而且最大程度的发挥了蚯蚓处理牛粪的能力。
参考文献
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试验数据处理 篇7
河南省经过10多年的全国找矿工作, 浅表层的矿已找完, 找矿工作走向寻找盲矿和深部隐伏矿方向, 常规的重、磁、电法不能满足深部找矿的要求[1]。在这种情况下, 地震勘探可以发挥其勘探深度的优势[2], 来弥补其他物探方法在寻找隐伏矿方面的不足[3]。
一直以来, 重、磁、电法在金属隐伏矿中勘探中有一定的效果, 但目前为止重、磁、电法成像很难超越反射地震法所成的图像。与重、磁、电方法相比, 地震勘探法拥有勘探深度大和分辨率高等优点, 所以在中、深部找矿方面[4], 它也是一种重要的手段[5]。如今, 地震勘探法从设备硬件、处理软件和解释方法都有了较大的发展[6], 为此次小秦岭地区进行硬岩地震勘探试验工作奠定了基础。
1 地球物理特征和原始资料分析
1.1 地球物理特征
该区地震剖面上主要存在2种反射波组, 从左到右为TA波组、TE波组 (图1) 。TA反射波为基岩顶板形成的, 太古界太华岩群片麻岩顶板界面整体北倾[7,8,9], 对应的TA波由2~3个强相位组成, 在太要断裂以南该反射波具有能量相对较强, 倾角大, 波形较稳定的特点, 但部分地段由于岩层破碎程度的变化, 波组特征会相应发生变化。TE波组具有能量强, 倾角平缓, 连续性好的特点, 为来自盆地内古近系内部反射。
1.2 原始资料信噪比品质分析
对原始单炮记录分频扫描分析可知 (图2) , 其有效波视主频30 Hz左右。区内主要干扰波有:固定震源干扰、野值及高频随机干扰, 一些地方面波发育, 视主频20 Hz左右, 浅层折射波也较为严重, 视主频40 Hz左右。这些干扰波的产生, 除过受近地表层接收条件及外界环境的影响之外, 主要还是受控于激发能量的强弱, 比如高频随机噪声的发育及相对加强, 与激发能量的偏弱有直接关系, 各类噪声能量相对较强, 通常干扰范围也较大。
对典型单炮进行分频段扫描分析, 可以从另一个方面详细了解原始资料频率情况。图3—图4是对测线典型单炮进行的分段频率扫描结果。可见10 Hz以下以噪声为主, 40 Hz以上几乎没有有效波能量, 主要表现为各类噪声。有效波主频带为10~30 Hz, 35 Hz以上有效波能量衰减明显。
2 资料处理难点及针对措施
2.1 资料处理难点
通过对该区资料品质的分析, 结合硬岩地区地震勘探特点, 认为该区地震资料处理主要存在三大技术难点, 分别是静校正、去噪和能量补偿。
(1) 静校正问题突出。工区表层地质条件比较复杂, 地表高程变化大, 低降速带厚度变化剧烈, 表层速度横向变化快, 折射层速度较高, 这些导致区内静校正问题非常突出。因此, 处理时必须先做好静校正工作, 消除地形影响。
(2) 资料信噪比低。从原始资料的分析中看到, 原始单炮能量较弱, 面波及异常振幅干扰波能量强, 这都严重影响原始资料质量。
(3) 速度分析难度大。地震资料信噪比偏低, 速度谱能量聚焦差, 地质层位的同相轴对速度的横向变化敏感, 很难判别准确的叠加速度。
2.2 资料处理针对措施
(1) 在充分试验的基础上, 优选一套从折射波静校正—室内初至波剩余静校正—反射波剩余静校正的综合静校正技术[10,11], 可以处理由于地表起伏较大和低降速带厚度变化较大所引起的长、中、短波长问题。通过折射波静校正, 解决好中、长波长静校正问题, 保证地下构造的可靠性;通过速度分析与剩余静校正多次迭代技术, 消除短波长静校正问题, 进一步提高目的层的成像精度[12,13]。
(2) 针对工区资料存在干扰波类型多、能量强的实际情况, 充分调查噪声类型, 根据不同干扰波的特点, 针对性地应用不同的方法去除和压制干扰噪声。本着“先强后弱, 先低频后高频”的原则, 先压制噪声高的, 再从低频到高频逐渐剔除, 充分净化数据, 最大限度地消除各种干扰对地震资料的影响[14,15], 为后续的振幅处理、偏移成像处理打下基础。具体步骤为:人工交互处理—剔除坏道;自适应面波衰减—去面波;随机噪声衰减—压制随机噪声。
(3) 针对工区地处山区地带, 地形复杂, 地层吸收衰减系数变化较大, 导致平面上同一测线炮间能量不均衡的情况, 通过球面扩算补偿、地表一致性振幅处理技术[16,17], 尽量消除地表及近地表的影响, 提高目的层反射波能量, 保证最终剖面上地震波波形、振幅等特征变化, 基本能反映地下地层结构的变化。
3 处理流程及关键技术
3.1 流程试验参数
参数试验是指导正式生产的重要步骤。针对工区实际资料做了详尽的试验, 试验参数见表1。
3.2 关键处理技术
(1) 静校正。由于地表高程变化、低速带厚度不同及井深的不同, 导致观测到的反射波时距曲线不是一条双曲线, 这就不能用于后面的动校正处理。因此必须消除上述的影响, 通过进行校正, 使异常的时距曲线恢复成正常双曲线, 以便能够用于后续的处理。最终采用的基准面为610 m, 采用的替换速度为2 120 m/s。
(2) 振幅补偿处理。由于采集时激发能量较弱, 而地震波能量随距离变化而逐渐衰减, 同时地下介质并非完全弹性, 一部分弹性能量转换为热能发生消耗, 为了消除这些影响, 使得浅中深的资料都能够很好的处理与显示, 处理过程中必须进行能量补偿。
(3) 噪声衰减。做好噪声衰减处理, 也是提高偏移成像精度的有效手段, 因此, 叠前去噪是一项非常重要的工作。根据对原始资料的分析, 记录中主要存在面波、声波、多次折射波、固定震源干扰。针对单炮面波异常振幅发育的情况, 采用非线性自适应噪声检测及压制方法。这种处理能有效地减小信号的畸变, 使各种强能量干扰得到很好的压制, 同时不损失有效波成分。该方法的原理是根据振幅随偏移距的变化, 先在所给定的时窗和频带内, 对每个样点的振幅值进行统计, 对不符合统计规律和超过门槛的异常值加以剔除, 来完成异常振幅的衰减。通过去噪, 有效的反射信息更加突出, 且在能量上没有衰减, 振幅的相对性也保持得很好, 说明使用的去噪手段是有效可靠的。
(4) 反褶积技术。反褶积技术主要是压缩原始记录中的地震子波, 消除大地的滤波作用。此次处理采用的是地表一致性加多道预测反褶积。采用反褶积技术处理后, 波形特征更加一致, 同时分辨率也得到了一定程度的提高。
(5) 速度分析。该区地下构造复杂, 隐伏地层倾角大, 断裂构造成阶梯状发育, 速度场的准确求取极为困难。此次速度分析选用CGG软件, 主要通过分析速度谱、控制叠加剖面等, 在关键构造部位, 或信噪比较低的区段, 加密速度分析点, 采取速度分析和常速扫描相结合的办法, 求准叠加速度。速度点分析最大间隔为250 m。
(6) 叠加与剩余静校正。为了消除剩余时差, 提高反射波成像精度, 改善波组的连续性和稳定性, 在共反射点叠加成像的过程中一般需要进行1次至多次剩余静校正—速度分析—叠加成像循环处理。最终叠加成像处理结果 (局部) , 可见目的层波组的连续性和稳定性得到了较大改善。
(7) 叠后偏移处理。为获得更真实准确的地下界面地震位置及图像, 对叠加剖面进行了叠后偏移处理, 剖面偏移效果如图5所示。
4 结论
针对此次处理的难点, 经过反复试验参数论证, 选取了合适的处理参数, 使用了最佳的处理流程, 最终取得较好的地震勘探剖面, 满足后续成果解释的需求。其中静校正量选取合适, 速度分析准确, 经过处理后TA波和TE波有效波的同相轴连续性好, 反射波组特征清晰。通过应用针对性的处理方法, 实施严格的质量控制措施, 硬岩地区地震勘探取得了较满意的处理效果。
(1) 在叠前去噪阶段, 采用了自适应减去法, 使得信号波形特征不改变, 为后续的保真处理打下了良好基础。
(2) 最终叠加剖面太古界顶界波组特征明显, 呈现2个强相位, 太要断裂形态可见。
试验数据处理 篇8
关键词：试验设计,数据处理,教学
“试验设计与数据处理”课程开设目的是使本专业学生掌握基本的试验设计方法和培养学生对试验数据的初步统计分析能力,为学生将来从事化工新产品的开发研究和对化工生产工艺过程优化提供理论支撑和实践基础,进一步提高工科专业毕业生分析问题和解决问题的能力[1]。在我系化学工程与工艺本科专业化工工艺方向被列为专业选修课程,该课程总共为32个学时,这里主要将本人的心得体会阐述如下:
1 课程的重要地位
化学工程与工艺专业所研究的对象是涉及到多因素复杂的化工过程,由于在化工过程中的物料传递、动量传递和热量传递,以及化学反应本身的复杂性往往使研究对象异常复杂,影响因素多,内部机理很难摸清。无论是在化工生产还是在实验室的开发研究到工业放大的过程中,都希望对于所研究的化工对象的内部规律作一个透彻的了解,实现最优化目标[2]。而通过观察试验是实现这一目标的最直接的手段,如何通过科学的试验设计和数据处理方法来减少试验次数同时获取最可靠的信息,达到经济、高效和准确的目的是每一个工程技术人员要面对的现实问题。作为以培养高级工程技术人才为目标的高校化工专业使学生在校期间得到相关理论和实践技能的培养显得尤为重要。所以作为应用型人才培养的新生本科院校为培养学生的工科素质开设“化工试验设计与数据处理”这门选修课程是非常有必要的,实践证明也是很受学生欢迎的。
2 与其他课程的联系
该课程在整个化工专业教学体系中与其他课程是有着密切联系的,该课程中涉及到对试验数据结果的统计处理部分要求学生有较好的概率论数学理论基础;另外数据分析巨大的工作量需要借助相关的统计软件来完成,这需要学生具有一定的计算机应用能力;此外大量的实例贯穿于整过课程始终,这些都是与化学化工基础课程的理论是密不可分的。这些特点决定该课程必须在学完相关基础课程以后开出,同时又要在化工专业实验以及毕业论文等实践教学环节之前,可以使学生将所学理论知识及时运用到实践中去检验,这样既提高了教学效果,同时使学生在实践教学中得到很好的锻炼。
3 课程教学的实施
教学方式上,该课程由于涉及到大量的数据图表的演示,如方差分析、回归分析、正交设计和均匀设计等内容,所以应该采用板书和多媒体教学相结合的方法,充分发挥多媒体的辅助教学功能。教学内容方面,由于总共只有32个学时,对于所有的内容都讲的话不切实际,所以本人在教学过程中对教学内容进行了挑选,结合具体实际,数据处理这一块以方差分析、回归分析为重点,试验设计部分以优选法、正交设计和均匀设计为重点进行展开。
在该课程的教学过程中,本人认为应该以应用教学为主,实践证明枯燥的数学理论学生并不感兴趣,这对于化工应用型人才培养也是不利的,所以在教学过程中应尽量简化理论而重点介绍运用方法,如在回归分析部分中,为了突出该部分内容的重要性,我结合反应工程的相关理论介绍了现在普遍采用的数学模型放大方法,从小试直接通过数学模型放大到工业生产是化工前沿课题,其中是否能够得到得到反映特定化工过程本质的数学模型是关键,无论采用什么样的方法都需要通过试验数据对模型进行参数估计和检验,进一步简化模型,这恰恰是要采用回归分析方法解决的问题[3]。另外对于已有生产工艺的优化同样也采用数学模拟与优化的方法,这里同样涉及到回归建模问题。在介绍几种重要的试验设计方法时,都结合了该方法在以往重点项目开发过程中的成功案例进行了介绍,如:在讲到优选法中比较重要的黄金分割法时,引入了某单位在乙醇和苯在分子筛催化下一步合成乙苯的新工艺开发过程中黄金分割法的成功运用,在正交设计部分引入了该方法在某高校和企业联合攻关项目超临界流体萃取技术提取废次烟草中医药中间体的研究中的应用实例子。
实践证明该方法大大提高了课堂教学效果和学生对本专业的学习兴趣,部分学生还能够在课余时间深入自学相关内容。由于本课程中涉及到大量的计算需要使用计算机软件来完成,通过分析几种常用统计软件的特点,我在每次课结合实例分别介绍和演示了SPSS、EXCELL和DPS的操作,建议感兴趣的同学课余时间可以找相关资料深入学习这些软件的操作方法。
关于该课程的考试,该课程由于是专业选修课程,在开卷和闭卷考试形式的选择上,考虑到如果采用开卷考试会造成学生思想上对该课程的不重视,不会做充分的复习,使学习效果和考试成绩都不理想,所以选择了闭卷考试,此外还加重了平时分的所占比例,主要体现在作业完成情况和上课的积极性等方面。
4 建议
作者进行“化工试验设计与数据处理”课程教学的时间不长,如何进一步提高该课程的教学技巧和教学方法是本人一直探索的问题,本人认为,对于该课程的教学除了课堂教学为主要手段以外,增加一定课时的上机操作实践是非常有必要的,此外在条件允许的情况下可以增加几个开放性的设计研究型化工实验,如乙苯脱氢制苯乙烯催化剂开发以及工艺过程优化,反应精馏制备甲缩醛工艺条件优化等,这对于高素质工程技术人才的培养能够起到积极作用。
以上是作者对“化工试验设计与数据处理”课程教学的一些心得体会,提供给进行相关教学工作的同仁进行交流,希望能够共同探讨该课程教学方法和教学技巧,达到提高教学水平和教学效果的目的。
参考文献
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[2]陈敏恒,袁渭康.工业反应过程的开发方法[M].北京:化学工业出版社,1985.
试验数据处理 篇9
1 传统教学中存在的问题
“试验设计与数据处理”这门课程含有较多的抽象概念、公式,内容相对来说较为单调枯燥,数据处理过程也较为复杂深奥。传统教学过程中往往以纯理论讲授为主,利用大量的高等数学、线性代数及概率论与数理统计的知识进行繁琐的公式推导和计算。虽然公式推导有利于对统计理论的理解,手工计算能够加深学生对公式的印象;但对环境工程专业的本科生而言,其高等数学、线性代数、概率论与数理统计的基础知识较为薄弱,很多人感到方法枯燥、原理抽象、计算繁琐、难以理解和掌握,由此严重影响了学习兴趣和教学质量。历届本科生的毕业论文往往能够反应这种情况,从中可以看出很多学生对理论知识掌握不牢、对数据处理方法运用不当,使得论文整体水平不高。产生这种不良影响的原因,主要有以下3个方面:(1)学生数学基础薄弱,往往被动记忆,难以真正理解;(2)教师教学过程中过于注重理论知识和计算过程,安排数据处理实践环节不够,忽视了对学生实践能力的培养;(3)教学手段较为单一,难以有效变革传统教学模式。
2 教学方法改革
“试验设计与数据处理”理论抽象、计算繁琐、实践性强,对该课程的讲解不能继续单一采用传统教学法,有必要丰富教学方法,使学生既能听懂又会实际应用。
2.1 改变传统授课内容与编排模式
环境工程专业本科生往往数学基础较为薄弱,缺乏系统的统计学知识训练,对以理论讲解和公式推导为主的传统教学模式很难适应,使得很多学生认为该课程抽象乏味、难以产生学习兴趣,甚至学习后还不能实际设计试验、分析数据,不能理解试验设计和数据分析的本质与关键问题。作为教师应充分认识这些教学问题,从这门课程自身特点出发,结合教学与实践需要,改革传统的以讲授为主的教学方法,尽量避免原理复杂、公式繁多的理论,减少繁琐的数学公式推导,把重点放在阐明关键统计量的意义、判断标准、各统计量之间的相互关系、常用分析方法的前提条件和应用背景等方面。例如,线性回归模型的建立涉及大量复杂繁琐的计算,需要引导学生选用统计软件解决计算问题,把讲解的重点放在对回归模型可靠性的判断上,让学生充分了解线性回归模型所依存的Gauss-Markov典则假设及其实际判断指标,这样,才能让学生摆脱繁琐计算的困扰、产生学习兴趣、掌握关键知识点。
2.2 教学中引入实际案例同时加强实践环节
学生的学习兴趣非常重要,直接影响教学效果,为避免枯燥乏味,在教学中引入实际案例是较为有效的做法。案例教学具有理论联系实际的特点,可以对生活中的典型案例作重点剖析,以阐述原理,说明问题,从而加深学生对教学内容的理解,并能让学生学会用理论知识去分析和判断问题[2]。例如,协方差分析是控制混杂因素的有效手段,计算过程较为复杂,传统教学把重点放在计算过程上,不仅花费大量时间,也不容易让学生听懂,甚至使学生在大量计算面前不知取舍、不能掌握分析要点。在讲解这部分内容时,可以引入一个案例,通过案例来引导学生如何去解决这个问题,从而达到掌握这种分析方法的目的。
试验设计与数据处理应用性较强[3],环境工程专业本科生学习这门课程的目的是应用该课程知识解决科研和生产过程当中所遇到的实际问题,因此加强课程实践环节对学生非常重要,可以让学生更加深刻领会该课程的作用,同时也可激发学生学习兴趣。笔者在教学内容结束后,利用两周时间进行技能训练,要求学生选择已发表的文献,对其中的数据运用相关分析方法进行处理,并和文献上原有分析结果进行比较,阐明其异同及原因,最后以报告形式上交。通过实践环节技能训练,学生掌握了如何将抽象枯燥的理论知识运用到本专业中,在进行毕业论文试验设计和数据处理时,都能够顺利且很好的完成。
2.3 课程中选用适当的统计分析软件
一般而言,数据处理工作所涉及的数据量较为庞大、计算过程较为繁琐,手工计算很困难、不可取也无必要,采用统计软件进行数据处理更为高效可靠。目前较为常用的统计软件很多,各具特点。例如,在数据处理和分析领域SAS被誉为标准软件,功能卓越、性能可靠,但其操作以编程为主,人机对话界面不太友好;Eviews虽界面友好、操作简单,但其优势主要在于处理时间序列数据;Matlab功能强大,它不但具有以矩阵计算为基础的强大数学计算和分析功能,还具有丰富的可视化图形表现功能和方便的程序设计能力,但编程较为复杂、界面友好性不强,对未接触矩阵论内容的本科生来讲较难掌握;SPSS是世界公认的权威统计软件之一,能提供满足不同领域、不同层次的统计分析人员所需的基础统计、专业统计和高级统计等几十种统计方法,且不需编程,完全采用菜单和对话框的操作方式,界面友好,简单易学,目前是非统计专业人员应用最多的统计软件[4]。
鉴于SPSS的诸多优势,笔者在课程教学中采用其进行数据处理,教学实践表明,该软件操作简单、通用性强,学生易于接受和掌握,能很好完成教学中的数据处理任务,如均值比较、方差分析、回归分析、缺失值分析、时间序列分析等。通过SPSS统计软件的应用,可使学生在理解数据处理方法和理论的同时,掌握利用现代计算机技术解决问题的方法,增强了学生的学习兴趣,对教学起到了很好的推动作用。
3 考核方式的改革
考核是完整教学过程的一部分,也是反馈教学效果的方法。出于培养学生素质、为学生打下良好专业基础的考虑,在考核方式上笔者进行了积极探索,力求避免学生平时学习不认真、一到考试就死记硬背的弊端,努力激发学生学习的能动性,实行平时成绩、实践报告、卷面测试相结合的综合考核方式,以全面考察学生的学习情况。
首先,注重对学生平时成绩的考核。平时成绩包括课堂回答和课堂发言等,把课堂情况作为考核内容,可以加强教师和学生的互动、让教师及时掌握学生的学习情况,还可以激发学生学习的能动性。
其次,加强实践报告的考核。实践报告主要侧重试验方案的设计、软件的操作、统计方法的运用、以及输出结果的解读等,以这样的考核方式让学生体会到该课程在实践中的重要作用。
最后,运用卷面测试方式。为避免学生思想上对该课程不重视,不做充分的复习,导致学习效果和考试成绩不理想,选择闭卷考试方式。卷面测试和其它两种测试方式相互补充,针对课程特点,侧重于考察各种分析方法的理论基础、应用背景及应用中需注意的问题等。
4 结 语
通过上述几点教学尝试,在教学中发现学生的学习兴趣有了明显提高,学习态度积极,和教师的课堂互动较好,对课程相关知识掌握得较为牢固且能应用于实际问题,所有这些都表明了教学质量的提高。随着课程知识体系的发展,教师在教学过程中也应多学习、多思考、多研究,不断总结创新,不断提高自身专业素质,这样才能适应课程发展的需要,才能更好的向学生传授知识,才能培养出合格的高素质环境工程专业人才。
参考文献
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[3]夏璐.浅谈试验设计方法在培养学生实践能力中的应用[J].高教论坛,2005(2):77-79.
缺失数据处理在试验设计中的应用 篇10
数据挖掘在社会经济研究、抽样调查、生物医药研究等诸多领域得到广泛应用, 然而数据缺失现象也相伴而生。数据的缺失不仅影响了数据的质量, 也可能造成统计分析结果的严重偏差。因此, 对缺失数据的合理处理是一个非常重要的问题, 是数据预处理的重要环节, 也是提高数据质量、预测模型准确率和降低估计误差的重要方法之一。
在新药临床试验设计中, 经常会由于试验设计不合适或者在试验进行中出现故障等原因造成部分试验数据未被记录到, 即会出现数据缺失的现象。一般而言, 对于缺失的数据通常的解决方法是调整系统并重新进行试验以便将缺失的数据补齐。但在实际中, 由于试验周期要求、试验成本的限制、试验对象的唯一性或者无法进行重新的补充调查等原因使得试验不可重复。因此通过已有数据所提供的信息, 科学地处理缺失数据对临床试验设计具有重要意义。
1 变量说明及数据缺失机制
1.1 数据及变量说明
本文设计五组哮喘临床试验来评估布地奈德 (budesonide) 的有效性和安全性。五组分别为安慰机组以及分别注入200mcg、400mcg、800mcg和1600mcg的布地奈德的治疗组。将有患有慢性哮喘的446名的病人, 按照随机双盲多中心平行试验的方法进行设计, 对患者12周的情况进行记录。考虑到数据的保密性, 本文所采用的数据根据哮喘临床试验真实背景模拟产生。对于布地奈德的疗效评估, 通常用下面两个变量来衡量:即1秒钟呼出的气体的容积FEV1和呼气峰流速PEF。本文主要用FEV1的变化率评估布地奈德的疗效。对于某一患者, FEV1的重要变化依赖于他 (她) 的FEV1的预计值。FEV1的预计值可以由一个人的体重、年龄和性别等来估计得出。对哮喘者病情的判断采用就诊时FEV1占预计值的百分比进行。本文将FEV1和基线的比较得到的变化作为FEV1的预计值百分比来看作是响应, 记为FEV1占预计值的百分比。
假设有i∈1, …, N个病人随机的进入试验, 每个病人在时间tij, j∈1, …, J可以测得其响应, 令ti1=0。第i个个体在时间tij基于基线的主要响应记为yij, 因此有yi1=0, 列向量yi= (yi1, …, yi J) T记为第i个个体的主要响应的完全集。更进一步, 列向量xi记为第i个个体的协变量 (辅助变量) , 则第i个个体的数据可以用 (yi, xi) 表示。本文的哮喘试验, yij记为FEV1占预计值百分比的变化量, xi记为由例如年龄、性别、血压和哮喘可逆性程度等读出的基准值。
当存在数据缺失时, 定义一个缺失数据指示阵Mij, 如果第i个个体的第j个观测值缺失则Mij=1, 否则Mij=0。同时, 本文假设一旦一个个体退出 (缺失) 则不会再返回, 因此向量Mi= (Mi1, Mi2, …, Mi J) 由一些列的0和1组成。一个病人的完全信息可以看作是包括观测部分和未观测部分 (缺失部分) , 为了区分可观测的和缺失的信息, 本文用obs和miss这两个上标来标注。因此一个个体的完全数据 (yi, xi) 可以写作 (yiobs, yimiss, Mi, xi) , 其中向量 (yiobs, yimiss) 的长度是J。
1.2 缺失数据机制
假设将参数空间分成两个子集θ和准。令P (y, M;θ, 准, x) 表示数据的联合似然概率, 是在给定的协变量基线下, 参数向量的一个特别值。则由对变量的说明有:
因为这个似然概率依赖于缺失的数据, 则在一般的方式下达不到最大值。解决这个问题的一个方法是计算 (1) 的联合分布, (yobs, M) 的分布可由下面的积分给出:
我们单独的考虑第i个个体的似然概率, 因为每一个个体都看作是独立的, 则可以把积分的第i个成分的联合密度写成如下:
对于 (3) 式, 由P (Mi│yiobs, yimiss;准, xi) 来刻划缺失机制, 有3种缺失机制分别为:完全随机缺失 (MCAR) 、随机缺失 (MAR) 和非随机缺失 (NMAR) 。
2 构建缺失模型 (MAR模型)
上述研究表明病人在试验中退出的原因非常重要, 如果所有退出病人的响应值都可以通过预测得到, 那么就可以在模型中使用这些预测得到的响应值, 使缺失数据集成为一个“完全数据集”从而来分析试验结果。本文通过构建缺失模型探研对缺失数据处理。
首先用图表的方法描述缺失机制, 如图1所示。
图1描述了在哮喘研究中不同治疗组研究情况, 病人参与和未参与下次就诊基于基期FEV预测值百分比变化量均值及其2倍标准差范围变化情况。盲目组初始病人87人、200mcg为90人、400mcg为89人、800和1600mcg为178人, 400mcg计量的试验组中, 2周时只有2人缺失, 由于800mcg与1600mcg出现的情况非常相近, 因此将二者结合。图1表示了缺失率随时间变化以及在不同试验组的缺失率。同时退出试验患者的FEV1预测值的百分比高于继续参与下次就诊病人的值, 因而说明缺失值不是完全缺失。
2.1 时间轴转换
在MAR模型中, 选取预测FEV1基于基期变化百分比这一变量, 即Yij, 该变量由观测的FEV1计算所得, 且变量Yij服从多元正态分布。用Win BUGS软件对模型参数进行估计, 在估计过程中, 利用模糊先验值有助于更精确地估计参数值。
图2 (a) 表示各治疗组预测FEV1基于基期变化百分比的均值。该图显示, 前四周试验中, 均值的变化较大, 之后逐渐趋于稳定, 因而线性模型与指数模型都不能很好地进行模型拟合, 所以本文先采用转换时间轴的方法, 使得数据在时间轴上呈现出线性特征, 这样可以更好拟合模型。
图2 (b) 给出了经过转换后各治疗组预测FEV1基于基期变化百分比的均值, 这样可以估计出随着时间推移, Yij的均值的稳定值。即t→∞时, 其均值为固定斜率的η倍。采用极大似然估计, 对τ、η两参数进行估计, 在95%的置信区间下, (τ, η) 的估计值为 (0.98, 1.01) 。因此, 本文近似取τ=η=1。
2.2 MAR模型构建
tij:经过转换后的时间;βslope, i:第i个病人Yij斜率;
2.3 模型检验
运用Win BUGS软件来完成此模型检验过程。在初始阶段, 从联合分布中抽取样本数为5000的样本, 后来在稳定阶段又抽取样本数为10000的样本, 结果显示通过稳定性检验, 在95%置信水平、滞后50阶条件下计算样本相关系数。得相关系数的伴随概率 (0.0001) 小于0.05。即通过了稳定性检验。
2.4 结果分析
用winbugs软件对参数进行估计, 结果见图3。
图3给出了在各种情况下盲目组与200mcg布地奈德实验组得观测数据的均值 (合适的地方进行插补) 。试验中随着治疗时间的增加, 病人退出试验的情况逐渐减少。
从图中我们可以得到如下结论:
(1) 完全数据 (包括观测数据和缺失数据) 的期望高于全部观测数据的期望, 因此说明, 试验设计中的缺失数据机制是非完全随机缺失机制。
(2) 在初始阶段, 随机缺失模型估计的结果近似于全部观测值结果, 而在试验后期阶段, 其结果稍低于全部观测值。但是随机模型估计的结果高于最后一次观测值。即如果缺失属于随机缺失, 运用最后一次观测值来估计模型结果会出现偏差。
3 结论及不足
在临床试验中, 很多患者由于各种原因不能完成全部试验, 因此, 就需要清楚了解整个试验过程。本文通过构建模型来处理缺失数据的方法与用纵向研究数据的方法相近。基于模型对缺失数据的处理, 是一种在不同缺失机制下对缺失结果敏感性估计的较好方法, 与采用最后的观测值来预期缺失值的方法相比效果更好些。但考虑到数据的可得性和方法的适用性, 本文只考虑了连续型缺失数据的情况, 而通过构建模型对缺失数据的填补还可以推广到离散型情况。但在实际中很难选择合适的模型来解决不同缺失机制下缺失数据的问题。当缺失数据与一个弱响应的关系密切时, 应当采用本文中提供的模型结构来研究观测值和缺失数据。当要考虑全部信息是就要运用缺失数据信息, 即如果模型的响应与缺失数据有关时, 应当选择混合模型。
摘要：数据缺失在社会经济研究、抽样调查、生物医药研究等诸多领域普遍存在, 因而缺失数据的处理一直是国际统计学界热点讨论的课题之一。本文以哮喘临床试验为例构建缺失模型对缺失数据进行处理。通过介绍三种缺失机制, 根据哮喘临床试验中真实情况模拟产生数据, 在此基础上构建MAR模型, 借助Win BUGS和R软件通过贝叶斯方法对模型中的参数进行估计。结果表明, 在哮喘临床试验中基于缺失模型的方法对结论的敏感性分析效果显著。
关键词：缺失数据,缺失模型,Win BUGS,临床试验
参考文献
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变压器的高压试验与故障处理措施 篇11
【关键词】变压器；高压试验；故障处理；完善策略
变压器作为日常生活中经常用到的设备，其功能主要包括了电压变换、稳压、阻抗变换、电流变换、隔离等等。按照其在生活中、工农业生产中的用途，我们可以将其大致分为电力变压器、组合式变压器、配电变压器、油浸式变压器、全密封变压器、整流变压器、单相变压器等等。文章主要介绍的是变电所的电力变压器，通过对变压器的高压试验与故障处理进行分点论述，明确了变电所变压器在日常使用中应该重点关注的问题，需要严格按照国家及相关部门、变电所所规定的生产管理标准进行操作，做到安全变压、稳定变压、高效变压。
1.变压器进行耐压试验的目的和高压试验的基本要求
1.1变压器进行耐压试验的目的
变压器进行耐压试验，可以分为很多种，以变压器进行交流耐压试验来看，其主要目的是检测变压器的绝缘性能：通过高于额定电压一定倍数的实验电压，合理代替内部过电压、大气过电压，达到检验变压器绝缘性的效果。该试验是保障变压器在投入使用后，减少绝缘事故发生的重要方式，可以有效的发现变压器中出现的各类问题，如绕组松动唯一、主绝缘受到潮湿影响等等。由于该项试验属于破坏性的耐压试验，所以在进行试验之前，要对变压器检验后才能参与试验，如检验变压器的介质损失校正切。
1.2变压器进行高压试验的基本要求
对变压器进行高压试验，首要要求就是安全试验，其试验的基本内容有以下方面：检查变压器的三相接线组别和单相变压器引出线的极性；测量绕组连同套管的绝缘电阻、吸收比或极化指数；绕组连同套管的交流耐压试验；测量噪音；绝缘油试验或SF6气体试验；测量与铁心绝缘的各紧固件（连接片可拆开者）及铁心（有外引接地线的）绝缘电阻；测量绕组连同套管的介质损耗角正切值tanδ；绕组连同套管的长时感应电压试验带局部放电试验；检查所有分接头的电压比；非纯瓷套管的试验；测量绕组连同套管的直流泄漏电流；额定电压下的冲击合闸试验；检查相位；测量绕组连同套管的直流电阻；有载调压切换装置的检查和试验；变压器绕组变形试验。
2.变电所变压器日常故障类型与处理措施
2.1变电所变压器日常故障类型
变电所变压器的故障检查与处理，是影响变电所正常运转、高效运转的重要方面，在变电所变压器的使用过程中，由于受到变电器内在结构、人工维护等诸多因素的影响，变电所的变压器往往会出现各种各样的问题，需要变电所变压器管理维护人员针对这些问题，进行及时有效地处理，从而确保变电所的变压器能够正常有序的运转开来。
2.2.1由于绕组的主绝缘、匝间绝缘而出现的故障分析
长时间的运转，导致变电所的变压器所承受的负荷过重，加之存在着散热不合理等情况，很容易导致变压器的绕组绝缘出现老化，在实际的抗电能力上大大下降，导致故障产生。绝缘穿击也是造成绕组主绝缘与匝间绝缘出现故障的问题之一，其原因一在于短路冲击次数过多，绕组变形，受到电压波动后就出现故障；原因二在于油水进入，造成绝缘性能下降，无法再承受电压；原因三在于绝缘膨胀导致油道堵塞，散热不及时，加速绕组绝缘老化，从而发生短路；原因四在于自身的防雷设施不达标，受到大气过电压的作用。
2.2.2套管与铁心绝缘发生故障分析
变压器的套管所发生的故障，通常是指闪络情况与爆炸情况，出现这一问题的原因，主要是因为套管存在裂缝，或是套管本身的材质不好，导致套管的密封性不达标，在套管内出现积垢、漏油等情况。铁心绝缘故障的发生，主要是硅钢片固定不合格，或是部件固定台紧这两点原因所造成的。另外，铁心绝缘故障，也有可能是变压器内残留的铁屑等所造成的。
2.2.3分接开关与瓦斯保护方面故障分析
分接开关故障是变压器使用过程中，最为常见的故障之一，因为长时间的压力作用，会导致分接开关的弹簧压力明显不足，出现有效面减小，甚至镀银层受损，由此引起分接开关发热，进而被烧坏。瓦斯保护是保护变压器的主要手段，在工作原理上，轻瓦斯通常作用于变压器信号，而重瓦斯则负责对变压器做出跳闸处理。
2.2.4变压器着火现象与自动跳闸的故障分析
当变压器出现着火的情况时候，主要是因为套管有损，油受到压力作用留到了变压器顶盖，并燃烧起来，或是由于内部故障导致变压器内油燃烧。当发生这一情况的时候，要立即处理，防止火灾继续扩大或是发生爆炸情况。自动跳闸也是变压器使用过程中的故障之一，其引起的原因很多，对其处理的办法就是分析跳闸原因，并投入备用变压器，维持系统的正常运行。
2.2变电所变压器故障处理措施
针对上述变电所变压器在日常使用过程中所遇到的各类问题，笔者认为相应的变压器故障处理措施可以通过以下三个方面进行要求：第一，在变压器故障处理前，要明确故障发生的原因，选择合理的处理方式与技术手段，确保变压器故障处理及时有效。第二，制定并完善变电所变压器故障处理条例，结合变电所变压器故障类型与处理经验，制定一系列、分类别的故障处理办法，从而能够对症下药，提高变电器故障处理效率。第三，提高变电所变压器故障监测系统的性能，提升相关故障处理人员的工作能力与责任意识，将变电器故障处理记录在案，并将其输入储备到变压器自动控制系统中，从而方便系统对变压器所发生的同类型故障做出更加快速的预警和诊断。
3.完善我国变电所变压器统一运行管理标准的策略
我国变电所变压器统一运行管理标准已经初步构建，并在使用中获得极大成果，但是随着国家变电所在基础设施、使用设备、控制系统上的不断改良，变电所变压器统一运行管理标准也需要进一步丰富与完善。因此，在这方面，应该加强我国变电所变压器统一运行管理标准的研究和制定，结合国内外先进的变电所变压器使用技术与管理系统，构建变电所变压器故障预警机制与处理章程，从而合理完善变电所变压器统一运行管理标准的内容，使其在我国各大变电所变压器运行管理工作中发挥更大的作用。
4.总结
变压器作为日常生活中常用的设备，与人类工农业生活息息相关，尤其是在变电所的日常运转中，变压器更是决定变电所工作效率的根本因素。做好变电所变压器的高压试验，检测变电器的安全稳定性能，是保障变压器正常运行的必要措施；及时发现并处理变压器故障，是维护变压器长久运行的必然工作。因此，要完善我国变电所变压器统一运行管理标准，构建故障预警机制与故障处理章程，快速、正确的解决变电所变压器出现的问题，确保变电所工作正常有序开展。
参考文献
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[3]秦栗.电力变压器高压试验及故障处理[J].电子测试，2013，（17）.
作者简介
试验数据处理 篇12
1概况
江苏省临海高等级公路南通段长166km, 全线分设11个施工标试验室, 4个监理组试验室和2个业主中心试验室。为了验证各工地试验室检测能力和水平, 在工程开工初期, 由业主统一组织17个工地试验室参与实验室间水泥比对试验。
本次试验考核主要针对水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性 (雷氏法) 、3天胶砂强度等试验项目, 具体按照《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》 (GB/T 1346-2011) 和《水泥胶砂强度检验方法 (ISO法) 》 (GB/T 17671-1999) 进行试验操作。
样品发放按照《标准样品工作导则》 (GB/T 15000.5) 的要求进行制样、混匀, 每个样品重5kg。为保证数据的真实有效, 特制作了两种水泥样品, 随机发放给相关单位, 存在问题是样品1和样品2分别只有9家和8家单位参与检测, 数据量相对偏少。
通过对以上项目的检验, 考察承检机构的仪器设备、操作技能、环境条件的控制和检验工作管理等方面的水平。
2两种比对结果处理方法
目前, 对于比对试验数据处理主要有误差分析法和稳健统计技术处理法两种最基本的方法, 误差分析法是用国家经贸委2002年4月1日实施的《水泥企业质量管理规程》中的水泥试验允许误差来评判各单位的检测能力, 稳健统计技术处理法是采用中国合格评定国家认可委员会《能力验证结果的统计处理和能力评价指南》 (CNAS-GL02) 检测实验室间能力验证计划的结果处理方法。
2.1误差分析法
按照《水泥企业质量管理规程》规定, 水泥试验允许误差列于表1。表中规定:水泥细度和凝结时间为绝对误差, 如不同实验室间初凝时间在平均值的±20min之内, 认为检测数据可信;标准稠度用水量和抗折抗压强度为相对误差, 如不同实验室间标准稠度用水量检测结果位于检测平均值的±5.0%, 认为检测数据可信。样品1和样品2的检测数据的误差分析结果见表2, 其中A~I为9家检测单位对样品1的检测结果, J~Q为8家检测单位对样品2的检测结果。
备注:标下划线的数字即为误差分析超限结果
由表2可知, 对于A~I为9家检测单位对样品1的检测结果中, 标准稠度用水量、终凝时间、3d抗折强度无超出误差结果;安定性未进行定量分析, 仅作为定性参考;初凝时间, 单位C、F结果超出误差范围, 列为不可信数据 (以下划线标出) ;3d抗压强度9个单位有5个单位超出, 列为不可信数据。
对于J~Q为8家检测单位对样品2的检测结果中, 标准稠度用水量、3d抗折强度无超出误差结果;安定性未进行定量分析, 仅作为定性参考;初凝时间, 单位K、N结果超出误差范围, 列为不可信数据;终凝时间, 单位P结果超出误差范围, 列为不可信数据;3d抗压强度单位K结果超出误差范围, 列为不可信数据。
2.2稳健统计技术处理法
《能力验证结果的统计处理和能力评价指南》 (CNAS-GL02) 对CNAS能力验证结果的统计处理以及根据统计处理结果对实验室进行能力评价提供了指南。进行统计分析的前提是假设分析的结果服从正态分布, 正态分布是统计分布中最常见的类型。对计算获得的Z比分数列表进行结果评价, 当∣Z∣≤2, 表明试验结果在95%置信区间内, 该结果评价为满意;当2<∣Z∣<3时, 表明该试验结果在该区间出现的概率仅为5%, 判为可疑结果;当∣Z∣≥3时, 表明该试验结果在该区间出现的概率仅为1%, 是小概率事件, 判为不满意或离群的结果。样品1和样品2检测数据的稳健统计技术处理结果列于表3中。
备注:标下划线的数字仍为误差分析超限结果;后面标注“可疑”的数字即为稳健统计可疑数据, 标注“离群”的数字即为稳健统计离群数据。
由表3可知, 对于A~I为9家检测单位对样品1的检测结果中, 后面标注“可疑”的数字即为稳健统计可疑数据, 标注“离群”的数字即为稳健统计离群数据。标准稠度用水量、初凝时间、终凝时间∣Z∣≤2, 结果评价为满意;安定性未进行定量分析, 仅作为定性参考;3d抗压强度, 单位I结果2<∣Z∣<3, 列为可疑结果;3d抗折强度, 单位D结果∣Z∣≥3, 列为离群结果。
对于J~Q为8家检测单位对样品2的检测结果中, 标准稠度用水量、初凝时间、终凝时间、3d抗折强度∣Z∣≤2, 结果评价为满意;安定性未进行定量分析, 仅作为定性参考;3d抗压强度, 单位K结果∣Z∣≥3, 列为离群结果。
3两种数据处理分析方法比较及结果可靠性验证
3.1样品1两种数据处理方法结论比较
分析样品1的数据, 从表2和表3中的数据标注可以看出, 两种方法对标准稠度用水量、终凝时间结果判定一致, 均为满意;但是对于初凝时间、3d抗折、抗压强度, 两种方法判定结果却大相径庭:对于单位C、F的初凝时间, 误差分析法判定其结果为不可信数据, 稳健统计方法判定其结果为满意;对于单位D的3d抗折强度, 误差分析法认为满意, 而稳健统计方法判断为离群, ∣Z∣≥3;对于3d抗压强度结果, 误差分析法有A、B、C、F、I共5个单位结果被判定为不可信数据, 而稳健统计方法判定仅有1个单位I的结果为可疑。
3.2“肖维纳特”法数据取舍原则
采用两种数据处理方法进行判定得出的结论大相径庭, 为进一步判断两种判别方法的可靠性, 拟采用“肖维纳特”法数据取舍原则对数据进行筛选。
根据“肖维纳特”法, 当测量值与平均值之差大于.标准偏差 (即150mm×150mm×550mm) 时, 则该测量值应舍弃, 查表得n=8时, 150mm×180mm×1500mm=1.86;n=9时, Φ=1.92。因为进行n次试验, 其测量值服从正态分布规律, 以概率1/ (2n) 设定一判别范围, 当偏差 (测量值与其平均值之差) 超出范围时, 就意味着该测量值是可疑的, 应予舍弃。
采用“肖维纳特”计算样品1和样品2数据的平均值、标准偏差, 并计算各数据与平均值之差相对于标准偏差的倍数, 计算结果见表4。
对于A~I为9家检测单位对样品1的检测结果中, 仅有单位D的3d抗折强度和单位I的3d抗压强度标准偏差倍数大于1.92, 应判定为可疑数据。这个结论与稳健统计方法同样判定这两个数据为可疑和离群是比较一致的, 而与误差分析方法判定结论大相径庭。
对于J~Q为8家检测单位对样品2的检测结果中, 误差分析法判定单位K的3d抗压强度为不可信数据, 稳健统计法判定其为离群, 两种方法结论比较一致。两种方法不一致之处为:误差分析法判定单位K、N初凝时间、单位P终凝时间结果列为不可信数据, 而稳健统计法均判定以上结果为满意。
从表4中可以看出, 采用“肖维纳特”法分析样品2的数据, 仅有单位K的3d抗压强度标准偏差倍数大于1.86 (n=8) , 应判定为可疑数据, 这个结论与稳健统计方法判定其为离群比较一致, 但是与误差分析方法判定结论不相一致。
3.3两种方法结论不一致的原因及其各自适应性
从以上分析可以看出, 稳健统计方法与“肖维纳特”取舍方法结论比较一致, 与误差分析方法判定结论相差则较大。但是不能借此认为误差分析法就是不可靠或者不科学的, 只是两种方法要求不一样并各有其适应性。
《水泥企业质量管理规程》中规定的水泥试验允许误差要求相对较高, 这主要是因为水泥企业地点固定, 检测环境条件较好, 试验人员相对固定且长期从事该项目操作, 以该标准来衡量各水泥企业的检测能力是恰当的;而交通工程工地试验室地点移动频繁, 检测环境条件相对较弱, 试验人员操作频次相对较低。因此对于标准稠度用水量、安定性等参数仅考察检验仪器及操作的规范性, 工地试验室能力还能够满足水泥企业允许误差要求;而对于凝结时间、胶砂强度这两个参数除了考察仪器和操作规范性外, 同时还要考察环境条件的控制, 此时工地试验室环境条件不足的弱点就显现出来, 样品1、样品2的初凝时间、终凝时间、3d抗折抗压强度均出现了超出允许误差范围的数据。
由此看来, 用误差分析法评判条件相对较好的水泥企业是比较适用的, 而交通工程工地试验室的能力验证数据处理如果采用此种方法评判, 则需进一步提高试验室的环境控制条件和人员操作水平。以目前试验室建设条件和试验人员的水平, 采用稳健统计方法评判试验室能力更为切实可行。
4结束语
江苏省临海高等级公路南通段临海办组织17个工地试验室参与实验室间比对试验, 主要比对项目为水泥标准稠度用水量、凝结时间、3d抗折抗压强度。试验结果分别采用“误差分析法”和“稳健统计技术处理”方法进行分析, 判断各试验数据是否满意。两种方法结论大相径庭, 通过与“肖维纳特”法取舍结果相比较, 并逐一分析造成各类检测数据离散的原因, 从而得出两种方法各自适宜性。误差分析法适用于评判条件较好的水泥企业试验室能力, 而交通工程工地试验室以及其他类似非专业水泥检验室采用稳健统计技术处理进行数据分析更为适宜。
摘要：结合两组水泥比对试验数据实例, 分析比对试验数据处理经常采用的两种方法, 即误差分析法和稳健统计技术处理方法, 通过与“肖维纳特”法取舍结果相比较, 并逐一分析造成各类检测数据离散的原因, 从而分析两种方法各自适用性。
关键词：比对试验,数据处理,误差分析,稳健统计,可疑,离群
参考文献
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