频率安全（共12篇）
频率安全 篇1
1 提高工程建设安全刻不容缓
建筑业的快速发展, 加强了它在国民经济中的作用及地位。特别是1998年以后, 建筑业增加值占GDP的比重长时间维持在6.6%~6.8%, 仅次于工业、农业、批发和零售贸易餐饮业, 在国民经济各部门中占居第四, 成为我国其中一个重要的支柱产业。作为新兴的支柱产业---建筑业, 但也是多发事故的行业, 跟其它行业相比更需要加强生产的安全。
1.1 建设工程安全的近状
我国建筑工人占世界建筑从业人数的约25%, 算得上世界最大的行业劳动群体, 不过他们的工作环境及安全状况存在着严重的问题。因为其行业的特点、工作人员的素质、工人和工作管理上的难度等等原因, 加上不同的文化观念、社会发展水平等社会现实, 建筑工程安全生产形势严峻, 建筑业成为次于采矿业的最危险的行业。与此同时, 我国正在进行历史上也是世界上最大规模的基本建设, 每年由于安全事故死亡的从业人员超过千人, 直接经济损失逾百亿元。虽然各级政府对建筑安全生产工作非常重视, 但安全生产的整体态势还是比较严峻。
1.2 工程建设安全系数低下的主要原因
第一、法律法规的缺失, 建设工程相关的安全生产法律法规和技术标准体系有待进一步完善, 相关标准也需要完善。
第二、政府监管存在真空环节。
第三、从业人员素质有待提高。
第四、企业安全管理不受重视。
2 提高工程建设安全生产系数的主要途径
2.1 坚持以人为本的原则
坚持以人为本, 首先是要将人的生命安全放在第一位。工程建设, 特别是关系到民生的重大基础设施建设, 直接关系到人民群众的生命财产安全。质量和安全相辅相成, 没有好的工程质量, 就无法保证工程的安全, 讲质量就是讲安全;建设事故频发, 建设质量无从谈起。讲安全就是维护人民的生命权, 就是以人为本, 要始终把质量安全生产作为工程建设管理的重中之重, 坚持质量为先、安全至上。
2.2 依靠科学管理提高安全生产质量
要改变依靠事后检查、总结教训来提高工程质量的习惯做法, 而是要全面推广落实全面质量管理体系和制度。全面质量管理是一套融管理思想、理论观念、手段、方法为一体的综合体系, 是以质量为核心的经营管理, 将组织所有的管理职能纳入质量管理的范畴。为实现工程建设又好又快的发展方针, 现阶段的工程建设要以质量为中心, 运用科学技术, 施行全过程的质量管理, 全面的质量管理, 全员参与的质量管理, 综合运用多种质量控制方法的管理。
2.3 提高安全防范标准
工程建设安全形势严峻、事故不断的主要原因, 在于很多部门和领导, 对工程安全管理只重事故发生后的处理和追责, 而不是在事故发生前进行预防和控制。要预防死亡重伤害事故, 必须预防轻伤害事故;预防轻伤害事故, 必须预防无伤害虚惊事故;预防无伤害虚惊事故, 必须消除日常不安全行为和不安全状态, 能否消除日常不安全行为和不安全状态, 则取决于日常安全风险管理是否到位, 也就是常说的细节管理, 这是作为预防死亡重伤害事故的最重要的基础工作。现实中就是要从细节管理入手, 抓好日常安全风险的细节管理工作, 善于查找隐患, 善于查找事故苗头, 降低不安全行为和不安全状态, 从而消除事故征兆, 实现预防重大事故。因此, 我们的工程建设安全管理应该将安全管理的关口前移, 即进行以事故预防为主要目的的安全风险管理。
为了扭转工程事故发生后再进行管理和追责的被动局面, 就应该将监管的关口前移, 在各类事故产生的“萌芽”状态, 就有效监管, 避免各类事故的发生。大量工程实践统计表明, 绝大多数事故是可以预防的, 绝大多数事故发生前会有事故前兆出现, 对安全风险监管的关口前移, 可以有效遏制事故的发生。
2.4 实施项目全寿命周期管理制度
现在我国工程领域存在“重新修、轻维修”倾向和不惜以牺牲质量安全为代价、谋求“高速度、高利润”的不良现象, 所以我们亟需树立工程全寿命周期质量安全的概念和完善相应的管理制度。
改革开放以来, 我国建筑物的实际平均使用年限仅为30年, 其中一些建筑甚至大型建筑的寿命仅仅10年左右, 比如沈阳绿岛体育中心。而国外一些建筑的寿命可以达到百年, 甚至超过百年。相对国外长寿命建筑, 我国建筑物的短命造成了钢筋、水泥等建筑材料的巨大浪费, 同时还增加了废物排放和对环境的破坏。
因此, 我们必须树立工程项目的全寿命周期管理的概念, 采用高质量的规划和设计, 延长工程寿命, 避免短命建筑、重复建设、交叉建设, 减少浪费。对工程项目所有建设和运行过程进行计划、协调、监督、控制和总结评价, 进行全面、综合的管理工作, 以满足建设项目功能和使用要求, 实现建设项目全寿命周期最优。
2.5 确立科技创新观念
科学技术是建设质量安全的基础和保证。向科学技术要质量和安全, 就要强化科技意识, 确立科技创新观念, 积极开展技术创新和科技攻关, 推进关键技术研究, 推进重大技术突破。在工程建设领域, 必须加强工程建设新材料、新工艺、新技术、新设备研究, 加强安全事故预测预报和防治技术研究, 加强计算机数值模拟仿真技术研究, 加强工程建设专业软件研究, 加强现代化、信息化、可视化和智能化的工程管理系统开发研究。在实际应用中, 要采用先进科学的技术标准和建设方案, 通过提高技术含量, 在确保安全和使用功能的前提下, 努力降低工程造价, 节约工程投资, 达到最佳的经济技术效益。
3 结束语
正如海恩法则强调的, 事故的发生一是矢量的积累的结果;二是再好的技术, 再完美的规章, 在实际操作层面, 也无法取代人自身的素质和责任心。提高防范意识, 防微杜渐才是确保工程生产安全进行的必胜法宝。
参考文献
[1]中国建筑工业出版社, 《建设工程安全生产技术》, 2008.11[1]中国建筑工业出版社, 《建设工程安全生产技术》, 2008.11
[2]高等教育出版社, 周海涛等, 《建设工程安全管理》, 2010.7[2]高等教育出版社, 周海涛等, 《建设工程安全管理》, 2010.7
频率安全 篇2
基因频率和基因型频率的计算问题 基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。
方法：某种基因的基因频率=此种基因的个数／（此种基因的个数+其等位基因的个数）基因型频率：群体中某特定基因型个体数占全部个体数的比率。
1.通过不同基因型个体数量计算基因频率
设二倍体生物种群中的染色体的某一位置上有一对等位基因，记作A和a，假如种群中被调查的个体有n个，三种类型的基因组成为AA、Aa和aa，在被调查对象中所占的个数分别为n1、n2和n3。A基因频率为p、a基因频率为q，则p=2n1＋n2/2n，q=n2+2n3/2n。
2.通过基因型频率计算基因频率
通过基因型频率计算基因频率，即一个等位基因的频率等于它的纯合子频率与1/2杂合子频率之和。
即：基因频率=纯合子频率+1/2杂合子频率
【例1】［自编题］①、一个羊群中，某一性状的个体基因型BB的60只，Bb的20只，bb的20只,求基因频率：B , b。②、一个羊群中，某一性状的个体基因型BB的占60%，Bb的占20%，bb的占20%,求基因频率：B , b。
【答案】①、70% 30% ②、70% 30%
3．性染色体上基因频率的计算
对于伴X染色体遗传，在Y染色体上往往没有该基因及其等位基因(伴Y染色体遗传中，则X染色体上没有该基因及其等位基因)，所以在计算基因总数时，应只考虑X染色体(或Y染色体)上的基因总数。若某基因在X染色体上，求一个群体中某基因的基因频率时，可按下式求解:
（1）、据调查得知，某小学的学生中基因型
BBBbbbBb及比例为XX∶XX∶XX∶XY∶XY＝44%∶
b5%∶1%∶43%∶7%，则X的基因频率为()A.13.2% B.5% C.14% D.9.3%
B（2）、若某果蝇种群中，X的基因频率为90%，bX的基因频率为10%，雌雄果蝇数相等，理论bbb上XX、XY的基因型比例依次是（）A.1%、2% B.0.5%、5% C.10%、10% D.5%、0.5%
DB 4.哈迪—温伯格定律与基因频率的计算
该定律指出：在一个进行有性生殖的自然种群中，在符合以下５个条件的情况下，各等位基因的频率在一代一代的遗传中是稳定不变的，或者说是保持着基因平衡。这５个条件是： ①种群足够大；
②种群中个体间都能自由交配并产生后代；③没有突变发生； ④没有迁入和迁出； ⑤没有自然选择。
我们将符合上述条件的群体称为遗传平衡群体。例如：一个自然种群中一对等位基因A和a的频率的比例是1/2:1/2，在满足上述5个条件的前提下，即使繁殖很多代，A和a等位基因的频率也永远是1/2:1/2，这就是哈迪—温伯格定律。可用数学方程式表示：
222（p+q)=p+2pq+q=1 其中p代表一个等位基因（如上例中的A）的频率，q代表另一个等位基因（如上例中的2a）的频率。（p+q）永远为1；p代表一个等
2位基因（即A）的纯合子（AA）的频率；q代表另一个纯合子（aa）的频率；2pq代表杂合子（Aa）的频率。
遗传平衡群体无论繁殖多少代，种群的基因频率和基因型频率都不会发生改变。【分析】下列种群属于遗传平衡群体的有（）A.16%AA、48%Aa、36%aa B.60%BB、20%Bb、20%bb C.1%CC、18%Cc、81%cc
5、自由交配与自交对基因频率和基因型频率的影响
在一个大的种群中，如果没有突变，也没有人和自然选择的影响，那么无论是生物自交还是自由交配，种群中的基因频率都不会发生改变。
在一个遗传平衡群体中，自由交配的后代，基因频率和基因型频率都不会发生改变；而自交后代中，基因频率不会发生改变，基因型频率会改变。
6、基因频率的变化与进化的关系
(1)若所有个体均有交配机会(或自交或自由交配)，不存在自然选择或人工选择，不存在突变及迁移或配子致死与胚胎致死等现象，则无论进行多少代繁殖，种群中基因频率都不发生变化，此时种群也不进化。若发生上述各类现象，则将引起种群基因频率的变化，因而也将引起种群进化。
(2)在一个种群中所谓不发生进化，只是种群中等位基因频率无变化，但种群内各种基因型比例却可以不断变化，即基因型比例在种群中没有固定比例——判断是否发生进化，必须依据种群基因频率是否发生变化。
【例1】［自编题］①、一个羊群中，某一性状的个体基因型BB的60只，Bb的20只，bb的20只,求基因频率：B , b。②、一个羊群中，某一性状的个体基因型BB的占60%，Bb的占20%，bb的占20%,求基因频率：B , b。
③、一个羊群中，白毛（B）对黑毛（b）是显性，随机抽取900只，其中黑毛羊9只，求基因频率：B , b。理论上抽样的个体中白毛杂合子有 只。
【答案】①、70% 30% ②、70% 30% ③、90% 10% 162
【例2】［2008年江苏高考题］某植物种群中，AA个体占16%，aa个体占36%，该种群随机交配产生的后代中AA个体百分比、A基因频率和自交产生的后代中AA个体百分比、A基因频率的变化依次为()A.增大，不变；不变，不变 B.不变，增大；增大，不变 C.不变，不变；增大，不变 D.不变，不变；不变，增大
【解析】由哈迪—温伯格定律得知，随机交配后代的基因频率不会改变；连续自交产生的后代中纯合子会越来越多，导致种群中纯合子的比例增大，但基因频率不会发生改变。【答案】C
【训练题】
1、在欧洲人群中，每2500人就有1人患囊性纤维变性，这是一种常染色体遗传病。如果一对健康的夫妇有一个患病的儿子，此后该女子离婚后又与另一健康男子再婚，则婚后他们生一患此病男孩的概率是（）
A.1/25 B.1/100 C.1/200 D.1/625
2、某人群中常染色体显性遗传病的发病率为19%，一对夫妇中妻子患病，丈夫正常，则他们所生的子女患该病的概率是（）A.10/19 B.9/19 C.1/19 D.1/2
3、随机调查发现，一个社区的600名女性中有色盲基因的携带者45人，色盲患者15人；600名男性色盲患者33人。那么这个群体中色盲基因的频率为多少？()A．12% B．9 % C．6 % D．4.5 %
4、某中学生物兴趣小组分A、B、C三组开展以下研究性学习活动： A组：小组同学对该校各年级在校学生中红绿色盲发病情况进行调查。假设调查人数共2000人（男性1000人，女性1000人），调查结果发现有色盲患者15人（男性14人，女性1人），如果在该人群中还有38个携带者，则红绿色盲的基因频率是。
B组：小组同学想研究红绿色盲的遗传方式，则他们调查的对象是。C组：小组同学在调查中发现了一个既是红绿色盲又是Klinefecter综合症（XXY）的孩子，但其父母均表现正常。请你帮助分析，其病因与双亲中的 有关。5.大豆子叶颜色（BB表现深绿，Bb表现浅绿。bb呈黄色，幼苗阶段死亡），用子叶深绿与子叶浅绿植株杂交得F1，F1随机交配得到F2成熟群体，B基因的基因频率为。
1-3:CAC 4、1.8% 红绿色盲患者家庭 母亲 5、80%
6、研究人员调查了某地区同种生物的两个种群的基因频率。甲种群：AA个体为24%，aa个体为4%。乙种群：Aa个体为48%，aa个体为16%。下列有关叙述正确的是()A．甲种群生物所处的环境变化剧烈 B．乙种群生物基因突变率很高 C．乙种群生物所处的环境变化剧烈
D．甲、乙两种群生物无突变，环境基本相同
7.由地震形成的海洋中有大小相似的甲、乙两个小岛，某时间段内岛上鸟的种类和数量随时间变化的情况如图所示，下列有关叙述中，错误的是()
A．两岛上的鸟类存在地理隔离，不同种的鸟类之间存在着生殖隔离
B．甲岛较乙岛鸟种类增加更多，可能是甲岛的环境变化更大
C．两岛的鸟类各形成一个种群基因库，且两个基因库间的差异越来越大
D．两岛上鸟类的种类虽然不同，但最终两岛上鸟类的数量趋于相同
8、为了防止滥用抗生素，上海等地区规定普通感冒不准使用抗生素。滥用抗生素会对人体细菌造成耐药性，如果被细菌感染，则往往由于体内细菌能够抵抗各种抗生素而无药可救。下列有关说法错误的是()A．抗生素的滥用导致“耐药性”细菌优选出来
B．细菌中本来就存在耐药性个体，长期使用抗生素会导致“耐药性”基因频率下降 C．“耐药性”基因频率的改变引起细菌发生了进化
D．基因频率虽然改变了，但是新的细菌(物种)不一定产生
9、关于物种形成与生物进化，下列说法中正确的是()A．任何基因频率的改变，不论其变化大小如何，都属于进化的范围
B．同一种群的雌雄个体之间可以相互交配并产生后代，同一物种的雌雄个体之间不能相互交配并产生后代
C．隔离是形成物种的必要条件，也是生物进化的必要条件
D．生物进化的过程实质上是种群基因型频率发生变化的过程
10、狼和鹿是捕食和被捕食的关系，从进化的角度分析下列说法，不正确的是()A．狼在客观上起着促进鹿发展的作用 B．狼的存在有利于增加物种多样性 C．鹿奔跑速度的加快可加速狼的进化 D．鹿的进化速度比狼的进化速度快
11、由于某种原因使某森林中几乎所有树木的树皮颜色变成了灰白色。多年以后，使该森林中不同颜色蛾的数量发生了变化。下图中能恰当表达这一变化的是()
12、在一个种群中，开始时A基因频率为50%，a基因频率为50%。三种基因型的比例分别是：AA为25%、Aa为50%、aa为25%，但基因型为aa的个体其生存能力和竞争能力明显低于另两种基因型的个体。那么经过了若干代的自然选择后，你认为下列哪种变化是符合实际情况的()A．A基因和a基因的频率基本不发生太大的变化
B．从上述结果可以得出生物进化的方向是由可遗传的变异决定的
C．基因型aa在逐渐下降的同时，AA、Aa也在下降
D．a基因的频率越来越低，A基因的频率越来越高
13、某种群产生了一个突变基因S，其基因频率在种群中的变化如下图所示。对于这个突变基因，以下叙述错误的是()
A．S的等位基因在自然选择中被逐渐淘汰 B．S纯合子的存活率可能高于s纯合子 C．S纯合子的生育率不一定高于杂合子 D．该种群基因库中S频率的变化表示新物种将产生
14、下列关于基因频率、基因型频率与生物进化的叙述正确的是()A．一个种群中，控制一对相对性状的各种基因型频率的改变说明物种在不断进化 B．在一个种群中，控制一对相对性状的各种基因型频率之和为1 C．基因型为Aa的个体自交后代所形成的种群中，A基因的频率大于a基因的频率 D．因色盲患者中男性数量多于女性，所以男性群体中色盲的基因频率大于女性群体
15、一个全部由基因型为Aa的豌豆植株组成的种群经过连续n次自交，获得的子代中，nAa的频率为(1/2)，AA、aa的频率均为1/2[1n－(1/2)]。根据现代生物进化理论，可以肯定该种群在这些年中：()①发生了隔离 ②发生了基因频率的变化 ③发生了自然选择 ④发生了基因型频率的改变 ⑤没有发生生物进化
A．①②③
B．②③④ C．④⑤
D．②④⑤
16、小麦育种专家李振声被授予2006年中国最高科技奖，其主要成果之一是将偃麦草与普通小麦杂交，育成了具有相对稳定的抗病性、高产、稳产、优质的小麦新品种——小偃6号。小麦与偃麦草的杂交属于远缘杂交。远缘杂交的难题主要有三个：杂交不亲和、杂种不育和后代“疯狂分离”。
(1)普通小麦(六倍体)与偃麦草(二倍体)杂交所得的F1不育，其原因是________。要使其可育，可采取的方法是_______________。这样得到的可育后代是几倍体？_____。(2)假设普通小麦与偃麦草杂交得到的F1可育但更像偃麦草，如果要选育出具有更多普通小麦性状的后代，下一步的办法是_____。(3)小麦与偃麦草属于不同的物种，这是在长期的自然进化过程中形成的。我们可以运用现代生物进化理论解释物种的形成(见下图)，请在下面填出下图中相应的生物学名词。
①________________________________ ②________________________________ ③________________________________
17、科学家观察某种鸟的种群变化情况时发现，在繁殖季节有的雄鸟能够吸引6只雌鸟来到它的领地筑巢，有的雄鸟却“魅力不足”，其领地中鸟巢的数量很少甚至没有。经过一段时间的观察，研究者认为雄鸟能否吸引雌鸟到它的领地筑巢，与雄鸟尾羽的长短有关。为了验证这一观点，研究人员做了一个有趣的实验，实验结果如图所示，据图回答下列问题。
(1)将若干只尾羽长度相似且生长状况一致的雄鸟均分为A、B、C三组，将________组雄鸟的尾羽剪短，把剪下来的尾羽用黏合剂粘在________组雄鸟的尾羽上。对__________________________________________________，组雄鸟的尾羽未做任何处理，使其作为对照。给三组雄鸟带上标志后放归野外进行观察。
(2)实验结论：____________________。(3)寄生在这种鸟的羽毛中的羽虱大量繁殖会造成羽毛失去光泽和尾羽残缺不全，影响雄鸟的求偶繁殖。若该种群中对羽虱具有抵抗力的个体AA和Aa分别占20%和40%，则a基因的基因频率为__________。请预测以后基因频率的变化规律，以坐标曲线的形式表现出来。(要求：①标明基因；②绘出大致趋势；③基因频率的变化为纵坐标，时间为横坐标)
答案：
6——15：DCBADDDDBC
16、(1)F1在减数分裂过程中联会紊乱，形成可育配子的概率很小
使用一定浓度的秋水仙素对幼苗或正在发芽的种子进行处理，使其染色体数目加倍 八倍体(2)将杂交后代与普通小麦反复杂交(3)①突变和基因重组(或可遗传的变异)②种群基因频率 ③生殖隔离
频率安全 篇3
关键词：频率对比法；桥梁频率分析；装配式板桥；动荷载试验；自振频率；梁格法 文献标识码：A
中图分类号：U448 文章编号：1009-2374（2015）15-0056-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.15.028
桥梁的动力特性（频率、振型和阻尼比）是评定桥梁承载力状态的重要参数，随着我国公路桥梁检验评定制度的推行，桥梁动载试验越来越受到重视。在实桥动荷载试验中，桥梁的结构自振频率测定是动载试验中的一个基本的参数，通过实测自振频率与桥梁设计时采用的对应理论自振频率比较，往往用于评价桥梁的整体刚度。对不同的结构，我们关心的频率往往不同的，如简支梁关心的是梁下缘受拉振型对应的最低阶竖向自振频率，连续梁关心的是梁下缘受拉振型对应的最低阶竖向自振频率以及梁支点上缘受拉振型对应的最低阶竖向自振频率，如表1所示三跨等高度等跨连续梁的第I阶和第Ⅲ阶振型所对应的频率即该桥型所需要测得的基频。但随着跨径和界面高度的变化，振型的阶数并不是固定的。而且实际上各传感器会测到多阶频率，那么如何来区分测到的频率是否就是目标频率？最根本的方法即将结构的振型和对应的频率均测量出来，根据振型来区分结构的频率，但无疑费时、费力。对于结构较为简单的装配式梁桥也可以通过在不同位置布置传感器，分析各传感器测得的频率构成，与理论频率进行对比分析，来确定各阶频率，以下通过简支梁桥的简单实例来说明。
表1 基频f1、f2的定义
自振频率有限元计算频率值振型序号振型形状
f14.116I
f27.701III
1 工程概况
某桥引桥上部结构为1×16m（钢筋混凝土空心板），桥面总宽13m，横向布置为2m（人行道）+9m（车行道）+2m（人行道），主梁横向由13块空心板组成（见图1），计算跨径为15.6m，主梁采用C30混凝土。试验时采用加速度传感器、NI信号采集系统及相关信号分析软件进行观测，并分析桥梁结构的动力特性，并采用环境随机激振方法。由图1可见，加速度传感器在横断面上的布置于路缘石边缘处。
图1 跨中断面图及加速度传感器布置图
2 试验前理论模态分析及传感器布置
在进行试验前，必须对桥梁进行理论分析，通过有限元理论分析计算处各阶频率，根据其振型布置传感器。有时为了简化工作量，会将装配式简支梁当作一根单梁来进行计算，很显然这种方法与梁格模型在计算后得到的各阶振型是有区别的，如图2～图8所示。
（a）振型轴侧图（b）振型立面图
图2 梁格模型一阶模态理论计算结果（f=5.110Hz）
（a）振型轴侧图（b）振型横断面图
图3 梁格模型二阶模态理论计算结果（f=7.432Hz）
（a）振型轴侧图（b）振型横断面图
图4 梁格模型三阶模态理论计算结果（f=11.958Hz）
（a）振型轴侧图（b）振型横断面图
图5 梁格模型四阶模态理论计算结果（f=17.259Hz）
（a）振型轴侧图（b）振型立面图
图6 梁格模型五阶模态理论计算结果（f=19.922Hz）
图7 单梁模型一阶模态轴侧图（f=5.020Hz）
图8 单梁模型二阶模态轴测图（f=19.590Hz）
通过分析可以看出，单梁模型二阶模态即为竖向反对称振型，而相对应的梁格模型为五阶模态，通过对其振型和频率进行对比，显然，单梁模型较梁格模型缺失三阶振型。针对该桥的结构特点，我们关心的只是其最低阶竖向自振频率，因此，根据理论分析结果，本试验时，在结构L/4及跨中截面处布置竖向加速度传感器。
3 试验数据分析
试验后，通过对试验数据进行分析后，得到两个传感器测量得到的结构频率如表1所示。从表中可以看出，L/4处传感器测得了前5阶频率，而L/2处传感器仅测得了前3阶频率，结合传感器布置位置及图2～图6的理论振型结果，可以看出，这是由于第四、五阶振型，在D1加速度传感器所在位置处，梁体未发生位移；这也从侧面印证了桥梁实际振型阶数与理论分析结果是相同的，同时印证了梁格理论分析模型的正确性。从表2中可以看出，各阶实测频率均大于对应的理论频率，可见，结构整体刚度满足规范要求。
表2 频率测量结果表
频率L/4处传感器（Hz）L/2处传感器（Hz）对应的理论频率（Hz）
f16.3356.3355.110
f29.6689.6687.432
f316.58016.58011.958
f422.900/17.259
f525.200/19.922
图9 L/4处传感器测得的频率结果
图10 L/2处传感器测得的频率结果
4 结语
通过本文研究，得到以下结论：（1）频率对比法可以应用于常规桥梁上，如连续梁桥，简支梁桥、拱桥等；（2）对于装配式梁桥，特别是连续梁桥在进行结构理论频率计算时，须建立和实际结构一致的梁格模型，而不能采用如单梁模型，否则将造成理论计算时，部分振型缺失，在应用频率对比法时，产生无法分辨频率对应阶数的困惑；（3）通过D1和D2传感器所测得的频率进行对比，并结合理论振型考虑即可区别出所测得的各阶频率与哪一阶理论频率相对应。同时，为了成功测得所需要的结构自振频率，合理布置传感器是关键，应在振型位移最大的位置布置传感器。
参考文献
[1] 章关永，胡大琳.桥梁结构试验[M].北京：人民交通出版社，2001.
[2] 王建华，孙胜江.桥涵工程试验检测技术[M].北京：人民交通出版社，2004.
[3] 谌润水，胡钊芳.公路桥梁荷载试验[M].北京：人民交通出版社，2003.
[4] 王国鼎，袁海庆，陈开利.桥梁检测与加固[M].北京：人民交通出版社，2003.
作者简介：李功文（1982-），男，湖南邵东人，招商局重庆交通科研设计院有限公司工程师，研究方向：桥梁检测、加固设计。
频率安全 篇4
频率是电力系统最重要的物理量之一,保持频率在合格范围内是电力系统运行的重要任务。暂态过程中,对汽轮机叶片和机组轴系扭振、发电机过励磁、辅机安全性的考虑,都需保证频率偏移安全性[1];如果机组、系统保护参数整定配合不恰当,大幅度频率偏移可能触发连锁跳闸,导致系统崩溃[2,3,4];风电等间歇式电源大容量接入需要进行频率、电压等安全校核[5];低频减载等第三道防线的优化整定需要频率安全量化裕度信息[6]。
前美国西部系统可靠性委员会(WSCC)于1997 年提出可靠性准则[7],明确规定了对暂态频率偏移安全性的具体要求,并相继提出了防止频率偏移过大的减载以及负荷恢复规程[8]。文献[9]强调了电力系统安全评价中需对暂态频率偏移可接受性进行评估。文献[10]提出一种基于二元表的暂态频率偏移安全性量化评估方法,实现了暂态频率安全的定量分析,并提出一种临界有功控制量的极限搜索策略。该方法在计算中需要根据曲线拟合结果计算时间到频率的折算系数,指标线性度依赖于变换系数和曲线拟合效果。文献[6,11]基于文献[10]所述分析方法进行低频减载优化整定。
发电机、变压器、汽轮机等主设备受发热、谐振、老化等因素限制,都有长期安全运行频率限值要求。叶片等部件在谐振状态下的损坏决定于所用材料的疲劳特性和谐振应力作用次数,根据运行经验,谐振应力作用次数累积超过一定值后材料会出现疲劳,威胁设备安全。不同类型、不同厂家的主设备都有频率越限累积时间的限制要求[1]。因此,频率安全性评估需要考虑频率越限造成的累积效应。
在分析频率偏移安全性量化评估现状和需求基础上,本文提出了一种考虑累积效应的频率偏移安全量化评估方法,探讨从频率偏移量和偏移时间的积分入手评估频率偏移安全性,从而可以考虑频率偏移造成的累积效应。
1 频率偏移安全性及评估需求分析
暂态过程中,物理量的偏移(包括偏离幅度和持续时间)是否在给定范围内是判断其安全性的主要依据。通常,对暂态频率偏移安全性的要求可由基于给定频率偏移门槛值fcr和偏出此给定值的频率异常持续时间tcr构成的二元表来描述:当且仅当频率偏出(低频安全评估时为低于,高频安全评估时为高于)fcr的持续时间超过tcr时,判为暂态频率偏移不满足安全要求[10]。必要时可用多个二元表进行评估。
常规频率安全评估根据频率响应曲线与给定频率门槛值的关系(如图1所示),分别从频率和时间层面定义安全裕度指标。当频率最小值fmin大于fcr时,如图1(a)所示,两者的差值在一定程度上反映了频率安全程度,可以基于两者的关系定义安全裕度:
式中:S(·)为频率安全裕度函数;η为安全裕度。
当fmin小于fcr时,如图1(b)所示,此时频率实际低于fcr的时间tb大于0,tb和tcr的差值在一定程度上反映了频率安全程度,可基于tb和tcr定义安全裕度:
式中:M(·)为频率安全裕度函数,辅以一定的处理方法可以保证安全裕度指标在频率偏移程度不等时保持连续和较好的线性度[10,12]。
对于确定的频率响应曲线和二元表,上述方法只能单独从频率或时间层面进行安全评估,并不能反映频率安全破坏的累积信息。例如:图2中所示3条不安全的频率响应曲线,低于频率安全限值fcr的时间相同,如果仅从时间层面(tb和tcr之间的关系)来评价安全性,则三者安全裕度相同。然而,由轨迹可以直观地看出,曲线1比曲线2和3的频率跌落程度更严重,即安全裕度应该更低。
同样,对于图3所示情形,3条安全的频率响应曲线的最小值相同,均大于安全限值。此时,如果仅依据fmin和fcr的关系评估频率偏移安全性,也会得到三者安全裕度相同的结论。但实际上曲线1安全程度应该最低。
为了更加细致全面地反映频率动态过程特征以及造成的影响,频率安全评估不仅需要从时间和频率层面进行评估,还需要考虑低频(或高频)对系统安全影响的累积过程。
此外,频率过高和过低都会对设备造成损坏。高频安全评估可以看做是低频安全评估的“对偶”问题,通过对二元表和频率响应曲线的处理[10],所述方法同样适用于高频安全评估。本文后续讨论仅以低频安全评估为例。
2 频率偏移安全性量化评估指标
对于给定的频率安全二元表,fcr表示对频率偏移幅度的要求,tcr表示对频率偏出fcr的时间要求,两者从频率和时间层面给出了频率偏离额定值的程度限值,具有参考值作用,这也是文献[10,12]分类定义安全裕度指标的基础。
tcr和fN-fcr的乘积表征了频率由额定值fN偏移至fcr、历时tcr的累积,可以作为基准用于构造频率安全裕度指标。频率响应曲线与f=fcr所表示直线在时间窗tcr内的包围面积从频率偏移累积层面表征了频率响应曲线与安全限值的距离,其与基准值的比值可作为标幺化后的安全裕度指标。
根据频率曲线与二元表的关系,可细分为以下3类情形,在此进行分类分析安全裕度指标定义。
1)情形1:tb=0
频率响应曲线与直线f=fcr没有交点,即tb=0。对于给定的二元表,直线f=fN与频率曲线之间、以tcr为固定宽度观察窗的包围面积,会随位置不同而变化,如图4所示。图中S1,S2和Sk分别表示观察窗不同位置时对应的包围面积。该面积表征了过渡过程中,不同位置观察窗口(宽度为tcr)内频率跌落的严重程度。其中,总有一个最大值,如图4中S2所示。此时,与该最大面积窗口位置对应的频率曲线与f=fcr所包围面积S0则最小,反映了距离安全限值的程度,可以用来定义频率安全裕度。
在此,定义统一的安全裕度指标η为:
式中:Sd为以宽度为tcr的观察窗内频率曲线与直线f=fcr所包围的最小面积,可表示为:
式中:ts为观察窗的起始位置;ts∈[0,T-tcr;T为仿真时长。
式(3)分母表示宽度为tcr的观察窗内额定频率与直线f=fcr的包围面积,在图4中即为S0+S2。
图4中,Sd即为S0,此时安全裕度实际为:
在此类情况下,安全裕度为正,且频率响应曲线越接近直线f=fcr,安全裕度越小。特例:如果频率没有偏移,则S2=0,此时η=100。
2)情形2:0<tb<tcr
频率响应曲线与直线f=fcr有交点,但频率偏出fcr的时间小于tcr,即0<tb<tcr,如图5所示。安全裕度仍为式(3)所定义,此时安全裕度计算中,低于频率限值的包围面积为负值。图中安全裕度实际为:
此类情形包含安全裕度为0的特殊情况,即S1+S3=S2时。这也表明,考虑频率偏移累积效应后,对于给定的二元表,安全裕度为0对应的并不是tb=tcr,而是出现在tb<tcr时,与文献[10,12]不同。裕度为0时tb小于tcr的具体程度与曲线形状有关。
3)情形3:tb≥tcr
频率响应曲线与直线f=fcr有交点,且tb≥tcr,如图6所示。此时频率偏出fcr的范围不仅仅局限在一个宽度为tcr的窗口内,频率低于安全限值过程的累积效应都应该考虑。所以按式(3)计算安全裕度时,Sd的计算不再仅限于tcr宽度的时间窗,应是频率曲线与直线f=fcr包围的整个面积,也即-S2(S2>0)。图6中安全裕度表示为:
安全裕度指标在安全和不安全时具有统一的表达形式,Sd在上述情形1和2中定义形式完全一致;情形2和3对应Sd的定义不同,但tb=tcr是两者的分界点,此时式(6)和式(7)中的Sd相同。因此,所述安全裕度指标能够保持连续。
通过考虑频率偏移的累积效应,将频率与时间以积分的形式相结合,具有统一的定义形式和清晰的物理概念,能更加真实地反映频率偏移对主设备造成的安全影响。
通常,汽轮机等主设备对不同频率安全限值有不同的越限时间限制[1],需要设定多个二元表;而且系统可能存在多个频率监测点,各监测点频率响应曲线并不完全相同。因此,对于给定的大扰动,往往需要针对多条频率轨迹和多个二元表进行频率安全裕度计算。由于安全裕度指标已经标幺化,基于不同二元表计算得到的安全裕度具有可比性。系统整体频率安全评估可分别计算每条频率曲线在每个二元表约束下的安全裕度,然后取计算结果的最小值作为系统频率偏移安全裕度。
3 指标特性实例分析
3.1 不同场景下安全裕度指标计算
以中国某孤立省网(总有功发电量5 200 MW)为研究对象,对上述指标从不同侧面进行了计算分析。分析场景包括无故障机组减出力、负荷突增、负荷突减,以及扰动不变、安全限值变化等。施加的扰动程度由小渐大,分析本文安全裕度指标(算法1)特性,并与文献[10]所述安全裕度指标(算法2)进行相关比较。
1)发电机减出力
无故障切除发电机出力,扰动量从20 MW增加至900 MW,增量为20 MW。针对2个二元表和对不同切机量下机组频率偏移安全性进行计算(以下均同),安全裕度与切机量关系如图7所示, ΔP为切机量。图8～图11中相关符号含义相同。
2)负荷突增
扰动为在2个220 kV母线处负荷突增,增加总量从20 MW至900 MW,每次负荷增量均为20 MW。针对二元表和计算结果如图8所示。
3)负荷突减
扰动为无故障减少负荷,负荷突减点同样为2条220 kV母线,减少总量从20 MW到900 MW,每次减少量均为20 MW。负荷突减后系统频率会上升;对不同扰动计算安全裕度,高频安全限值取和,计算结果如图9所示。
4)安全限值fcr变动
对于固定的频率响应曲线,如果安全限值(包括fcr和tcr)不同,计算得到的安全裕度也应该不同。在此对其他因素不变,仅fcr变化时的安全裕度进行分析。扰动为电厂切除700 MW出力。fcr变化范围为47.44 Hz～49.60 Hz,步长为0.02 Hz;tcr分别取0.5 s和1.0 s,计算结果如图10所示。
5)安全限值tcr变动
对其他因素不变仅tcr变化时的安全裕度进行分析。扰动同样为电厂切除700 MW出力。tcr变化范围为0.3 s～7.0 s,步长为0.05 s;fcr分别取49.5 Hz和49.3 Hz,计算结果如图11所示。
3.2 指标特性分析
根据安全裕度指标定义,η∈(-∞,100。由多算例计算结果可知,本文所述方法具有如下特点:①各种状况下安全裕度指标具有统一的形式,物理概念清晰,指标平滑度很好,且安全裕度—有功扰动量关系曲线为凸曲线,便于临界点搜索;②指标随有功不平衡严重程度或安全限值等因素成单调变化;③指标已经标幺化,无量纲,不同场景下计算得到的安全裕度具有可比性;④指标计算主要以统计包络面积为主,计算量小;⑤在安全裕度η>0的大部分区间内,安全裕度与有功扰动量基本呈线性关系。上述规律和特点有利于基于灵敏度分析的频率控制措施搜索。
4 基于灵敏度分析的频率控制量搜索计算
4.1 搜索策略
电力系统安全评估中,有时需要掌握系统在多少有功扰动下系统频率能恰好满足安全要求,即处在频率临界安全状态;低频减载优化整定中,需要搜索计算在给定功率缺额下满足频率安全要求的最小有功控制量。在缺少频率安全量化指标时,上述计算通常都基于二分法等试探性方法,计算量大。在安全裕度指标光滑度较好时,可借助灵敏度分析以减小计算量。
鉴于所述频率安全裕度在η>0的大部分区间基本呈线性,以线性假设进行临界扰动量搜索。
步骤1:对系统施加较小的有功扰动量ΔP1(通常可选系统总有功发电量的1%)和ΔP2(通常可选系统总有功发电量的2%),分别计算相应安全裕度η1和η2。
步骤2:进入迭代搜索过程,依据最后2次扰动量和相应安全裕度,由下式推算临界扰动量估计值:
式中:n≥2。
仿真计算在扰动量为ΔPn+1时对应的安全裕度ηn+1。
步骤3:重复执行步骤2,直到当安全裕度绝对值小于给定门槛值时停止搜索计算。
4.2 临界控制量搜索计算实例
将上述搜索策略(算法1)与文献[10]所述指标的灵敏度搜索(算法2)和基于本文指标的二分法进行比较。由于本文指标与文献[10]指标标幺化后取值范围不同,不宜用相同的安全裕度门槛值作为迭代收敛判据。为了比较的客观性,先仿真得到临界控制量,再以计算误差小于±10 MW为收敛判据。按此分别研究在发电机切机引起的低频情况下,以及无故障切负荷引起的高频情况下的临界控制量。
为了通过摄动方法求取安全裕度对控制量的灵敏度,搜索中需要设置2个初始扰动。一般可将2次扰动分别取为系统总负荷的1%及2%左右。采用二分法时,为保证前2次仿真的安全裕度有不同的符号,第2次仿真的扰动量取总负荷的20%。搜索结果见表1和表2。
在低频安全临界扰动量搜索算例中(见表1),算法1比算法2多迭代1次;高频安全临界扰动量搜索算例中(见表2),算法2不收敛(虽然这样的情况很少)。算法1的安全裕度指标具有凸的特性,而且其光滑度比算法2好,能够可靠收敛。
二分法迭代过程与最初2次摄动的扰动量选取有关,而基于灵敏度技术的迭代次数则与最初摄动量关系不大。大量算例表明,算法1和算法2的迭代次数没有显著差别,一般比二分法节省20%以上的计算量。
5 结语
定量的频率偏移安全分析方法不仅可以评估频率偏离安全要求的性质和程度,而且可以用于优化控制。本文提出的安全裕度指标基于频率偏移对时间的积分值,具有清晰的物理概念和统一的表达形式,可以反映频率偏移的积累程度,对应于文献[10]中多个二元表的判据。所述基于灵敏度分析的临界控制量搜索策略,能可靠收敛,并有效减少计算量。与文献[10]提出的指标相比,本文的裕度指标光滑度好,但在全局范围内的线性度则差些。如何结合两者的优点是今后的努力方向。
摘要：分析频率偏移安全评估现状和需求,提出一种考虑累积效应的频率偏移安全量化评估方法。基于频率偏移对于时间的积分,定义一个新的安全裕度指标。该指标对于安全与不安全的情况,不但有清晰的物理含义和统一的表达形式,并且具有单调性、光滑度好,计算量小的优点。基于灵敏度分析,提出临界控制量搜索策略。以实际省级电网为例,分析该安全裕度指标的特性,并验证了控制量搜索策略的有效性。
关键词：动态频率响应,频率偏移,安全评估,电力系统
参考文献
[1]袁季修.防御大停电的广域保护和紧急控制.北京:中国电力出版社,2007:141-142.
[2]甘德强,胡江溢,韩祯祥.2003年国际若干停电事故思考.电力系统自动化,2004,28(3):1-4.GAN Deqiang,HU Jiangyi,HAN Zhenxiang.After the 2003blackouts across several continentals.Automation of ElectricPower Systems,2004,28(3):1-4.
[3]SANAYE-PASAND M,DADASHZADEH M R.Iran NationalGrid blackout,power system protection point of view//Proceedings of the 8th IEE International Conference onDevelopments in Power System Protection,April 5-8,2004,Amsterdam,the Netherlands:20-23.
[4]Union for the Coordination of Transmission of Electricity(UCTE).Final report of the Investigation Committee on the 28September 2003 blackout in Italy[R].2003.
[5]WEI Li,JOOS G,ABBEY C.Wind power impact on systemfrequency deviation and an ESS based power filtering algorithmsolution//Proceedings of IEEE PES Power Systems Conferenceand Exposition,October 29-November 1,2006,Seattle,WA,USA:2077-2084.
[6]徐泰山,李碧君,鲍颜红,等.考虑暂态安全性的低频低压减载量的全局优化.电力系统自动化,2003,27(22):12-15.XU Taishan,LI Bijun,BAO Yanhong,et al.Optimalparameter-setting of under-frequency and under-voltage loadshedding for transient security.Automation of Electric PowerSystems,2003,27(22):12-15.
[7]Western Systems Coordinating Council.Reliability criteria fortransmission system planning[R].1997.
[8]Under Frequency Issues Work Group of WSCC TechnicalStudies Subcommittee.WSCC coordinated off nominal frequencyload shedding and restoration plan[R].1997.
[9]薛禹胜.运动稳定性量化理论——非自治非线性多刚体系统的稳定性分析.南京:江苏科学技术出版社,1999.
[10]徐泰山,薛禹胜.暂态频率偏移可接受性的定量分析.电力系统自动化,2002,26(19):7-10.XU Taishan,XUE Yusheng.Quantitative assessments oftransient frequency deviation acceptability.Automation ofElectric Power Systems,2002,26(19):7-10.
[11]刘洪涛,曾勇刚,李建设,等.基于频率安全定量分析的南方电网联合低频减载方案.中国电力,2007,40(10):28-32.LIU Hongtao,ZENG Yonggang,LI Jianshe,et al.Study onunited under-frequency load shedding scheme of ChinaSouthern Power Grid based on frequency security quantitativeanalysis.Electric Power,2007,40(10):28-32.
频率申请书 篇5
大庆无线电管理处：
XXXX出租车有限公司现为我市出租车行业最大的出租汽车公司现有车辆700余台营运区域覆盖全市，公司成立11年来始终以“服务社会、便民利民”为宗旨赢得广大市民及相关主管部门的好评，多年来我公司不断摸索改进对车辆的管理以便更好的为广大市民服务，由于我市是一个地理环境特殊的城市、区、矿以及新开发的五湖新区相距遥远，给市民出行打车造成的极大的困难，为此我公司想建一个无线电出租车调度网，为市民出行赢得更大的便利，只要市民拨打叫车热线就能及时的调到车，便于行业管理及市民乘车供需和谐。
因为经济的发展，社会的进步，人民生活水平的提高，为出租车行业发展创造了有利条件。我市出租车数量近年来增长迅速档次不断提升，但是出租汽车企业管理的相对落后带来了种种弊病：效率低，费用高，实时性差，调度分散，资源浪费，行业发展受阻。加上近年来出租车抢劫案件显著增加，给驾驶员人身安全和财产造成严重威胁。为了适应城市交通的不断发展和社会治安的改善，出租车的现代化管理已提上议事日程，建立一个统一、高效、通畅、覆盖范围广、带有普遍性的出租车监控调度系统就显得非常有必要，GPS
及无线电网络的发展使得建立这样的系统变成可能。出租车无线通讯系统是现代城市的重要标志，是集调度指挥、协调营运、安全防范为一体的指挥体系。
无线电出租车调度系统设备特点：设备基本功能；网内车辆通话、区域定位查车、远程对车辆断油电，车辆报警功能；同时还具备打表拍照和定时拍照功能（驾驶员按下计价器，开关接通，对车厢进行拍照）这样不但保证出租车驾驶员及乘客的安全同时也断绝了不法分子利用出租车进行违法活动可能。
出租车行业对无线电监控调度网络系统需求的特点是：1）提高服务水平，增加效益是首要需求；2）效益与安全需要兼顾，对车辆与司机安全要求有保障，3)系统响应实时性要求,可有多种渠道提供服务。
无线电出租车调度系统效益：1）减少车辆的空驶率，降低交通拥堵，节约能源，减少尾气污染。2）对移动车辆进行电子安全保护，防止车辆的丢失。3）方便乘客，提升了城市社会化服务水平。4）保障司机生命财产安全。5)降低司机劳动强度，提高经济收入。
综合以上需求，特申请150兆段频点建立个无线出租车调度网，望管理处能给予批准。
XXXX
频率再次飙升 篇6
华硕EN8600GTS TOP版最高可以同时支持两个3840×2400分辨率视频输出，还支持Dual-link DVI、VGA、SDTV、HDTV等视频输出。视频方面，华硕EN8600GTS TOP可以播放1080p分辨率的MPEG-2和WMVHD高清视频，并支持H.2 6 4视频硬件解码加速。华硕EN8600GTS TOP版还具备先进的后期处理视频算法，比如时空反交错、2:2反转矫正、3:2剧场还原、4-tap水平视频缩放、5-tap垂直视频缩放等等。
华硕EN8600GTS ToP还支持NVIDIA Quantum Technology——NVIDIA的物理效果加速技术。这种技术通过在图形处理器中加入一个专为物理效果设计的运算层，利用G80系列GPU的着色处理器进行物理计算。被称为Quantum Effects的技术通过在显卡和驱动之间建立的物理层实现，并使用G80系列GPU的统一架构作为渲染。
除了高频所带来的疾速游戏体验，华硕EN8600GTS TOP/HTDP/256M所具有其它功能比如VideoSecurity Online，GameFaceLive，GameLiveShow，GameReplay等也都为众多的玩家充分享受游戏乐趣提供了必不可少的条件。值得一提的是，华硕GameFace Messenger功能独创了实时的点对点(point-to-point)影像视讯功能，该功能可以真正令玩家在GAME的时候也可以面对面。GameFaceMessenger亦整合实时通讯软件，让玩家的交流无时无刻。
华硕开发的独特技术不仅可以带来更多的游戏乐趣，其特有的靓彩(splendid)图像增强技术也让玩家体验到更加绚丽的画面效果。Splendid技术可以针对所显示的每个象素进行优化，让华硕靓彩显卡的用户所看到的画面色彩更加鲜艳，细节更加丰富。
频率安全 篇7
基因频率是指在一个种群基因库中, 某个基因占全部等位基因的比率;基因型频率是指某基因型个体数占该种群的个体总数的比率。基因频率与基因型频率的计算是生物计算题型中的一个难点, 应用它可以快速解决遗传概率的计算问题。
一、种群基因频率的计算方法
以一对等位基因为例计算种群中基因频率, 有下列四种类型:
1. 已知基因型个体数, 求基因频率的方法
某基因频率= (纯合子个数×2+杂合子个数) ÷ (总个数×2) 。
【例1】有这样一个群体, 基因型为AA的个体有2000个, 基因型为Aa的个体有2000个, 基因型为aa的个体有6000个。他们迁移到一个孤岛上生存繁衍后, A基因在初始时的频率和繁衍两代 (假设子代都存活) 后的频率分别是 ()
A.0.2和0.3 B.0.3和0.3
C.0.2和0.5D.0.3和0.5
【解析】选B。A基因频率= (纯合子个数×2+杂合子个数) ÷ (总个数×2) = (2000×2+2000) ÷ (10000×2) =0.3。群体内自由交配不改变基因频率。
2. 已知基因型频率, 求基因频率
一个等位基因的频率=该等位基因纯合子的基因型频率+1/2杂合子的基因型频率。
【例2】在一个种群中随机抽取一定数量的个体, 其中基因型AA的个体占12%, 基因型Aa的个体占76%, 基因型aa的个体占12%, 那么基因A和a的频率分别是 ()
A.36%64%B.48%52%
C.50%50%D.24%76%
【解析】选C。A的频率=AA的频率+1/2Aa的频率=12%+1/2×76%=50%, a的频率=aa的频率+1/2Aa的频率=12%+1/2×76%=50%。
3. 计算常染色体遗传和伴性遗传基因频率
用NAA、NXAY分别表示该基因型的个体数, 用PAA、PXAY表示该基因型的频率。用p、q分别表示A、a的基因频率。
(1) 常染色体遗传方式
(2) 伴X染色体遗传方式
【例3】据调查, 某小学的小学生中, 基因型的比例为XB XB (42.32%) 、XB Xb (7.36%) 、XbXb (0.32%) 、XBY (46%) 、XbY (4%) , 则在该地区XB和Xb的基因频率分别为 ()
A.6%94%B.92%8%
C.78%22%D.69%6%
【解析】选B。若按100人计算, XB=42.32×2+7.36+46=138, Xb=7.36+0.32×2+4=12, XB和Xb两种基因中, XB的频率为138/[2× (42.32+7.36+0.32) +46+4]=0.92, 即92%;Xb的频率=1-0.92=0.08, 即8%。
4. 遗传平衡定律 (哈代—温伯格定律)
当等位基因只有两个 (A、a) 时, 设p表示A的基因频率, q表示a的基因频率, 则基因型AA的频率=p2, Aa的频率=2pq, aa的频率=q2。如果一个种群达到遗传平衡, 其基因频率保持不变。
【例4】囊性纤维变性是一种常染色体遗传病。据统计, 在某欧洲人群中, 每2500个人中就有一个患此病。现有一对健康的夫妇生了一个患有此病的孩子, 此后, 该妇女又与健康的男子再婚。则该再婚的双亲生一孩子患该病的概率约是 ()
A.1/25 B.1/50
C.1/100 D.1/625
【解析】选C。由于双亲正常, 却生一病孩, 可推知囊性纤维变性属于常染色体隐性遗传病, 如把其控制基因记作a, 则该妇女的基因型为Aa, 这个妇女 (Aa) 与另一健康男子结婚, 如若也生一病孩, 则此健康男子必须是杂合子 (Aa) 才有可能, 所以解答本题的关键就在于求出该健康男子是杂合子的概率。根据题意, 如果设基因a的频率为q, 则有基因型aa的频率=q2=1/2500, 可得q=1/50, 基因A的频率p=1-q=49/50。这样杂合子Aa的基因型频率=2pq=2×49/50×1/50≈1/25, 又考虑到双亲均为杂合子时后代出现隐性纯合子aa的可能性是1/4, 由此可算出再生一孩患病的可能性为1/25×1/4=1/100。
二、种群基因型频率的计算方法
1. 利用种群中一对等位基因组成的各基因型个体数求解
种群中某基因型频率=该基因型个体数/该种群的个体数×100%
【例5】已知某环境条件下某种动物的AA和Aa个体全部存活, aa个体在出生前会全部死亡。现有该动物的一个大群体, 只有AA、Aa两种基因型, 其比例为1∶2。假设每对亲本只交配一次且成功受孕, 均为单胎。在上述环境条件下, 理论上该群体随机交配产生的第一代中AA和Aa的比例是 ()
A.1∶1 B.1∶2
C.2∶1 D.3∶1
【解析】选A。由题可知, 该动物群体中, AA的基因型频率为1/3, Aa的基因型频率为2/3, 则A的基因频率为2/3, a的基因型频率为1/3, 则AA∶Aa= (2/3A×2/3A) ∶ (2/3A×1/3a+1/3a×2/3A) =4/9∶4/9=1∶1。
2. 已知基因频率, 求基因型频率
在遗传平衡中, 设p表示A的基因频率, q表示a的基因频率, 则:基因型AA的频率=p2, Aa的频率=2pq, aa的频率=q2。
【例6】玉米是雌雄同株、异花受粉植物, 可以接受本植株的花粉, 也能接受其他植株的花粉。在一块农田里间行种植等数量基因型为Aa和aa的玉米 (A与a分别控制显性性状和隐性性状, AA、Aa表现型相同且不存在致死现象) 。假定每株玉米结的籽粒数相同。在收获的子代玉米中该显性性状与隐性性状的比例应接近 ()
A.1∶3 B.5∶8
C.1∶1 D.7∶9
【解析】选D。已知Aa和aa数量相等, 即A的基因频率=0.5×1/2=0.25, a的基因频率=1-0.25=0.75, 后代中AA=0.25×0.25=1/6, Aa=2×0.25×0.75=6/16, aa=0.75×0.75=9/16, 即显性占7/16, 隐性占9/16, 显性性状与隐性性状的比例为7∶9。
【例7】对某个海岛上的人群进行红绿色盲患病情况调查, 得知XB的基因频率为80%, Xb的基因频率为20%, 设男女性别比为1∶1, 理论上该岛上的人群中XbXb、XbY的基因型频率依次为 ()
A.1%2%B.8%8%
C.2%10%D.2%8%
【解析】选C。女性患者 (Xb Xb) 的频率为Xb频率的平方, 即20%×20%=4%, 这是在女性范围中XbXb占的概率, 对于整体, XbXb的频率应为4%×1/2=2%。由于男性个体只有一条X染色体, 则男性基因型Xb Y的频率为20%, 这是在男性中Xb Y占的概率, 男性占总数的1/2, 则XbY的频率为20%×1/2=10%。
三、基因频率和基因型频率改变的条件
只要群体不发生变化, 不论自由交配或自交, 基因频率都不发生改变。自由交配的基因型频率不变, 自交的基因型频率发生改变。在种群中, 一对等位基因的基因频率之和等于1, 各基因型频率之和也等于1。
【例8】某植物种群中, AA个体占16%, aa个体占36%, 该种群随机交配产生的后代中AA个体百分比、A基因频率和自交产生的后代中AA个体百分比、A基因频率的变化依次为 ()
A.增大, 不变;不变, 不变
B.不变, 增大;增大, 不变
C.不变, 不变;增大, 不变
D.不变, 不变;不变, 增大
【解析】选C。种群中, A基因频率=16%+1/2× (1-16%-36%) =40%, a基因频率为1-40%=60%。根据遗传平衡定律可知, 随机交配后, 基因频率和基因型频率不变。16%AA (自交) →16%AA;48%Aa (自交) →48% (1/4AA∶1/2Aa∶1/4aa) , 因此自交产生后代中AA频率=16%+12%=28%, A基因频率=28%+1/2×24%=40%。只要群体不发生变化, 不论自由交配和自交, 基因频率都不发生改变, 自由交配的基因型频率也不变, 自交则发生变化。
跟踪训练
1. 已知某种群中, AA基因型频率为25%, aa基因型频率为39%, 则该种群的个体自交一代后, 基因型AA的频率为 ()
A.50%B.34%
C.25%D.61%
2. 在豚鼠中, 黑毛对白毛是显性, 如果基因库中, 90%是显性基因B, 10%是隐性基因b, 则种群中, 基因型BB、Bb、bb的概率分别是 ()
A.45%、40%、15%
B.18%、81%、1%
C.45%、45%、10%
D.81%、18%、1%
3. 某小岛上原有果蝇20000只, 其中基因型AA、Aa和aa的果蝇分别占15%、55%和3 0%。若此时从岛外引入了2000只基因型为AA的果蝇, 且所有果蝇均随机交配, 则F1中A的基因频率约是 ()
A.43%B.48%
C.52%D.57%
4. ABO血型系统由3个等位基因I A、I B、i决定, 通过调查一由400个个体组成的群体, 发现180人为A型血, 144人为O型血, 从理论上推测, 该人群中血型为B型的人应有 ()
A.24人B.36人
C.52人D.76人
5. 某种群中AA、Aa、aa的基因型频率如图, 其中阴影部分表示繁殖成功率低的个体。则该种群经选择之后, 下一代中三种基因型频率的结果最可能是 ()
6. 在调查某小麦种群时发现T (抗锈病) 对t (易感染) 为显性, 在自然情况下该小麦种群可以自由交配, 据统计其基因型频率TT为2 0%, Tt为60%, tt为2 0%, 后来该小麦种群突然大面积感染锈病, 致使感染小麦在开花之前全部死亡。计算该小麦在感染锈病之前与感染之后基因T的频率分别是多少 ()
A.50%和50%B.50%和62.5%
C.62.5%和50%D.50%和100%
7. 若在果蝇种群中, XB的基因频率为9 0%, Xb的基因频率为10%, 雌雄果蝇数相等, 理论上XbXb、XbY的基因型比例依次为 ()
A.1%、2%B.0.5%、5%
C.10%、10%D.5%、0.5%
8. 玉米的黄粒 (R) 对白粒 (r) 是显性。现将纯合的黄色玉米和白色玉米交杂, 得Fl全是黄色, F1的黄色玉米自交得F2。让F2代的黄粒玉米之间随机交配, 则其子代F3中黄粒与白粒玉米的比为 ()
A.1∶1 B.2∶1
C.3∶1 D.8∶1
9. 右图表示环境条件发生变化后某个种群中A和a基因频率的变化情况, 下列说法错误的是 ()
A.Q点表示环境发生了变化, A控制的性状更加适应环境
B.P点时两曲线相交, 此时A和a的基因频率均为50%
C.该种群中杂合子的比例会越来越高, 逐渐取代纯合子
D.在自然选择的作用下, 种群的基因频率会发生定向改变
1 0. 海龟中连趾 (ww) 和分趾 (WW、Ww) 两种类型, 开始时, 连趾 (w) 和分趾 (W) 的基因频率分别为0.4和0.6。当海龟数量增加导致食物不足时, 连趾的海龟更容易从海水中得到食物。若干万年后, 基因频率变化成W为0.2, w为0.8。下列有关说法正确的是 ()
A.海龟基因频率的改变是因为缺少食物的特殊环境使之产生了定向变异
B.海龟受环境影响而产生的变异都是不能遗传的
C.海龟基因频率的改变, 说明海龟在自然选择的作用下发生了定向的进化
D.海龟基因频率已发生了很大变化, 说明海龟已经进化形成了一个新的物种
1 1. 某植物种群中, AA基因型个体占30%, aa基因型个体占20%, 则:
(1) 该植物的A、a基因频率分别是_。
(2) 若该植物种群个体间自交, 后代中AA、aa基因型频率个体分别占__, A、a基因频率分别是__。依现代生物进化理论, 该种植物在两年中是否发生了进化?__。原因是__。
(3) 若将该植物种群引入盐碱地, 让其自交一次, 结果隐性纯合子出现根致死, 后代中A、a基因频率分别是__, 该植物在盐碱地连续自交2次后死亡率是__。
(4) 综上所述, 得出结论:__。
1 2. 镰刀型细胞贫血症是由常染色体上的隐性致病基因引起的, 患者通常在幼年时期夭折。现在A、B两地区进行调查, 其中B地区流行疟疾。两地区人群中各种基因型的比例如下表所示。回答下列问题:
(1) 在A地区人群中A的基因频率为__。
(2) 若干年后再进行调查, A地区人群中A的基因频率将__, B地区人群中AA的基因型频率将__。
(3) 如果在B地区消灭疟疾, 若干年后再进行调查, AA的基因型频率将会__。
1 3. 某生物种群中AA、Aa和aa的基因型频率分别为0.3、0.4和0.3, 请回答:
(1) 该种群中a基因的频率为__。
(2) 如果该种群满足四个基本条件, 即种群非常大、没有基因突变、没有自然选择、没有迁入迁出, 且种群中个体间随机交配, 则理论上该种群的子一代中aa的基因型频率为__;如果该种群的子一代再随机交配, 其后代中aa的基因型频率__ (会/不会) 发生改变。
(3) 假如该生物种群中仅有Aabb和AAbb两个类型个体, 并且Aabb∶AAbb=1∶1, 且该种群中雌雄个体比例为1∶1, 个体间可以自由交配, 则该种群自由交配产生的子代中能稳定遗传的个体所占比例为__。
(4) 假定该生物种群是豌豆, 则理论上该豌豆种群的子一代中AA、Aa的基因型频率分别为__、__。
参考答案
1.B 2.D 3.B 4.C 5.B 6.B 7.B8.D 9.C 10.C
11. (1) 55%45% (2) 42.5%、32.5%55%45%没有种群基因频率没有发生改变 (3) 81.5%、18.5%9.25% (4) 该植物由于盐碱地这一特殊自然环境选择了A基因控制的性状, 淘汰了a基因控制的性状, 导致种群基因频率发生定向改变, 从而使该植物逐渐适应了环境。
12. (1) 96.5% (2) 上升下降 (3) 上升
13. (1) 0.5 (2) 0.25不会 (3) 5/8 (4) 0.4 0.2
频率安全 篇8
一、理清关系, 讲清概念
要教学好这一知识点, 将基因频率的概念讲到位, 是至关重要的。我们不仅要讲清它的内涵, 而且还要讲清它的外延。
(一) 理解内涵
对于基因频率, 教材中是这样给它下定义的:一个种群基因库中, 某个基因占全部等位基因数的比率, 叫做基因频率。在具体的教学中, 往往将这一定义转化为数学公式, 即:
这个公式即基因频率概念以数学公式形式的体现方式, 也是学生理解、掌握、运用基因频率计算的根本。笔者在任教研员期间, 曾发现绝大多数教师在教学时又将其转化为一个具体的操作公式, 如:
笔者认为, 将第一个公式 (笔者称其为概念公式) 转化为第二个公式 (笔者称其为操作公式1) 是很有必要的。因为这是学生进行具体计算所必需的。当然, 教学中教师必须与学生一起分析操作公式的推导过程, 指出其适用的范围 (仅适用于常见的常染色体遗传基因频率的计算) 。
例1已知人眼的褐眼 (A) 对蓝眼 (a) 是显性。在一个有30000人的人群中, 蓝眼的有3600人, 褐眼的有26400人, 其中纯合体有12000人。那么在这个人群中A和a的基因频率分别为 ()
A.0.64和0.36B.0.36和0.64
C.0.50和0.50D.0.82和0.18
解答这一问题可用操作公式1, 但对于伴X (或伴Z) 染色体上的基因频率的计算, 就不能再套用这一操作公式了。
例2某校一个生物兴趣小组在研究学习活动中开展了色盲普查活动, 他们先从全校1800名学生中随机抽取了180名学生 (男女各一半) 作为首批调查对象, 结果发现有女性色盲患者3人, 男性色盲患者8人, 女性色盲基因携带者13人。那么, 在该校全体学生中色盲基因频率平均为 ()
A.7.5% B.10%
C.15% D.1%
由于色盲基因位于X染色体上, 而男性只有一条X染色体, 所以该基因的等位基因的总数就不再是该种群的个数的2倍。故在概念不变的情况下, 具体的操作公式可改为 (笔者将其命名为操作公式2) :
(二) 讲清外延
基因频率也称基因概率。它与基因型概率密切相关而又有一定区别。它们均属于概率的范畴。在遗传学不同的资料中, 它们有不同的称呼, 即概率、几率、频率等。
既然基因频率属于概率的范畴, 那么在教学基因频率的计算过程中, 就必须讲清概率的两大规律, 即加法定律和乘法定律。要使学生明确, 在考虑两个或两个以上的相斥事件时须用加法定律, 而在考虑两个或两个以上的独立事件时须用乘法定律。
基因频率是某个种群中某一基因所占的比例, 而基因型概率是指群体中某基因型所占的百分比。两者之间有着密不可分的关系:基因频率的计算往往根据基因型的比例, 而基因型的计算又与遗传的三大基本定律密切相关。如2007江苏生物高考试题第15题:
例3果蝇的体色由常染色体上一对等位基因控制, 基因型BB、Bb为灰身, bb为黑身。若人为地组成一个群体, 其中80%为BB的个体, 20%为bb的个体, 群体随机交配, 其子代中Bb的比例是 ()
A.25%B.32%
C.50%D.64%
由基因型为BB的个体占80%、基因型为bb的个体占20%, 可直接得出该群体中基因B的频率为80%, 基因b的频率为20%。再根据雌雄配子随机结合的原则, 得出其子代中Bb的比例是32%。
在学生深刻理解基因的内涵与外延的基础上, 我们就可因势利导地介绍计算基因频率的第二种方法, 即通过基因型频率计算基因频率:一个等位基因的基因频率等于它的纯合子频率与1/2杂合子频率之和 (笔者称之为操作公式3) , 即:
某基因的基因频率=纯合子频率+1/2杂合子频率
二、认真推导, 明确条件
在介绍基因频率计算的第三种方法即利用遗传平衡定律 (哈代—温伯格定律) 时, 不少教师直接将平衡定律的内容告诉学生。并告知 (p+q) 2=p2+2pq+q2=1中的p2代表显性基因型AA的频率, q2代表隐性基因型aa的频率, 2pq代表杂合体的基因型频率。笔者认为这样的教学, 学生对这个定律是无法理解的。不理解该公式的适用范围, 就容易产生乱用乱套公式的后果。
笔者在向学生讲解这一定律时, 采用了以下三个措施:
一是让学生通过解相关的题目, 如解例3时, 继续计算出子一代、子二代、子三代中各基因型和各基因的频率, 并与二项式平方公式展开式相比较, 从而让学生自己领悟遗传平衡定律所代表的含义。
二是分别选择自交与自由交配的两种类型的题, 让学生分别计算其后的基因型频率与基因频率。
例4某植物种群中基因型为AA的个体占20%, 基因型为aa的个体占50%。
(1) 该种群中基因A的频率是______, 基因a的频率是_____。
(2) 该种群自交一代后, 基因型为AA的个体占____, 基因型为aa的个体占____。此时A、a的频率分别是____、____。
(3) 这个种群如果连续自交多代, 从基因型上看, 该种群的变化是____, 从基因频率上看却是_____, 所以该种群的进化趋势是_____。
将二者的计算结果作比较可发现, 例3中自由交配的后代中无论基因频率还是基因型频率均不会发生改变;而例4中尽管基因频率未发生改变, 但基因型频率却发生了改变。
三是让学生分析为什么自交后代基因型频率会改变, 而自由交配 (或随机交配) 后的基因型频率和基因频率均不会发生改变?学生通过深入分析后得知:自交限制了杂合子与纯合子、显性纯合子与隐性纯合子之间的相互交配, 当然也就不符合遗传平衡定律了。
笔者认为这样教学, 能够让学生深刻领会到遗传平衡定律的五个条件的缺一不可: (1) 种群足够大; (2) 没有突变发生; (3) 没有自然选择; (4) 没有新基因加入; (5) 种群内个体间的交配是随机的。而且也能使学生更明确自交与自由交配的本质区别。这样从源头上根除了乱用、套用遗传平衡定律的现象。
三、一题多解, 巧用方法
基因频率的计算往往根据基因型的比例, 而基因型的计算又与遗传的三大基本定律密切相关。这是因为, 这三者的细胞学基础均为细胞的减数分裂。所以解遗传题目时, 我们可分别用基因频率与基因的三大定律等多种方法去解, 从中进行比较, 得出解题的最佳途径, 以达到事半功倍的目的。
例5一对表现正常的夫妇有一个正常的男孩和一个患某种遗传病的女孩。如果该男孩与一个母亲为该病患者的正常女子结婚, 生了一个正常的儿子, 问这个儿子携带致病基因的几率为 ()
A.11/18 B.5/9 C.4/9 D.3/5
可让学生先用分离规律解 (方法1) :
【方法1】画出遗传图谱。根据题意, 该病为常染色体隐性遗传病。设致病基因为a, 则男孩的基因型及其频率分别为AA或Aa, 比例为1/3和2/3, 男孩的配偶的基因型为Aa。
然后, 可请学生用基因频率进行计算 (方法2) :
通过以上两种方法的计算与比较, 学生们深切体会到, “方法1”较烦琐, 且易出差错;而“方法2”简单明捷。
四、谨慎审题, 作好铺垫, 排除干扰, 循序渐进
有的高考题, 看似简单, 实质较难, 有时还要加上一些干扰因素, 使很多基础不够扎实的学生无从着手。
例6 (2007广东卷第20题) 某常染色体隐性遗传病在人群中的发病率为1%, 色盲在男性中的发病率为7%。现有一对表现正常的夫妇, 妻子为该常染色体遗传病致病基因和色盲致病基因携带者。那么他们所生小孩同时患上述两种遗传病的概率是 ()
A.1/88 B.1/22 C.7/2200 D.3/800
该题在题中给学生设置了两个较难的障碍, 一是故意加上了一个根本用不着的信息———色盲在男性中的发病率为7%;二是一时无法知道男性的基因型及其概率。
笔者在讲解该题的时候, 引导学生采用循序渐进的办法。首先根据题意, 画出遗传草图, 设好基因, 标好能标的基因型。这样就排除了干扰信息。接下来要解决的难关就是如何确定男性的常染色体上的基因型。
为解该题, 笔者用这样一题作为铺垫:囊性纤维化病是一种常染色体隐性遗传病。某对正常夫妇均有一个患该病的弟弟, 但在家庭的其他成员中无该病患者。如果他们向你咨询他们的孩子患该病的概率有多大, 你会怎样告诉他们?
由于这对夫妇的双亲基因型均为Aa, 故这对夫妇的基因型均为1/3AA, 2/3 Aa, 即这对夫妇为杂合体。其表现型正常的概率均为2/3, 双方产生a基因配子概率均为1/3, 由于雌雄配子结合概率相等, 故他们的孩子患该病的概率为1/9。
从频率到概率 篇9
通过试验用频率估计概率的大小, 方法多种多样, 但无论选择哪种方法, 都必须保证试验应在相同的条件下进行, 否则结果会受到影响。在相同条件下, 试验的次数越多, 就越有可能得到较准确的估计值, 但每个人所得的值并不一定相同。频率和概率在试验中可以非常接近, 但不一定相等, 两者存在一定的偏差是正常的, 也是经常的。如随机抛掷一枚硬币时, 理论上“落地后国徽面朝上”发生的概率为2/1, 可抛掷1000次硬币, 并不能保证落地后恰好500次国徽面朝上, 但经大量的重复试验发现, “落地后国徽面朝上”发生的频率就在2/1附近波动。
事件的概率需要用稳定时的频率来估计。它需要做很多的试验才较准确。需要注意的是一次试验的结果是随机的、无法预测的, 不受概率的影响。我们不但可以运用事件出现的频率来估计这一事件在每次试验中发生概率的大小, 同样, 当我们预知某一事件在每次试验中发生的概率大小的值, 就可以知道当试验次数很大时这一事件出现的频率逐渐会接近于这个概率值。
此外还应补充的一点:虽然用试验的方法可以帮助我们估计随机事件发生的机会的大小, 但有时手边恰好没有相关实物, 或者用实物进行试验困难很大时。我们就需要用替代物进行模拟试验。进行模拟试验时应注意: (1) 模拟试验的多样性, 即同一试验可以有多种多样的替代物; (2) 模拟试验必须在相同的条件下进行。
一、频率与产量估计
例1为了估计湖中有多少条鱼, 先从湖中捕捉50条鱼做记号, 然后放回湖里, 经过一段时间, 等带记号的鱼完全混于鱼群中之后, 再捕捞第二次, 鱼共200条, 有10条做了记号, 则估计湖里有 () 条鱼。
A.400条B.500条C.800条D.1000条
解析:由题意知:共先捕捉50条鱼做记号, 再捕捞第二次, 鱼共200条, 有10条做了记号, 于是捕到可知做记号的频率为, 则可估计到200个等可能结果中, 做记号的鱼出现的概率为, 设湖中鱼数为x, 有方程:, 可求得x=1000。
答案:D。
点拨:当实验次数足够多时, 可以用事件发生的频率来估计事件发生的概率。
二、估算物体的个数
例2在一个不透明的布袋中, 红色、黑色、白色的玻璃球共有40个, 除颜色外其它完全相同。小明通过多次摸球试验后发现其中摸到红色球、黑色球的频率稳定在15%和45%, 则口袋中白色球的个数可能是 () 。
A.24 B.18 C.16 D.6
解析:多次实验后发现摸到红色球、黑色球的频率稳定在15%和45%, 由此可估计布袋中红球数占袋子中总球数的15%, 黑球占总球数的45%, 根据红球出现的频率=, 可计算出红球数, 类似方法可计算出黑球数。进而估计出白球个数。
因为红球的频率稳定在15%, 所以红球的个数为40×15%=6;同样可求黑球的个数为40×45%=18, 所以白球的个数为40-6-18=16。故选C。
三、频率与产品质量
例3小明为了检验两枚六个面分别刻有点数1、2、3、4、5、6的正六面体骰子的质量是否都合格, 在相同的条件下, 同时抛两枚骰子20000次, 结果发现两个朝上面的点数和是7的次数为20次。你认为这两枚骰子质量是否都合格 (合格标准为:在相同条件下抛骰子时, 骰子各个面朝上的机会相等) ?并说明理由。
解析:本题可通过分别计算出现两个朝上面点数和为7的概率和实验20000次出现两个朝上面点数和为7的频率, 然后依据大量重复实验时事件发生频率与事件发生概率的差距将很小来确定质量是否都合格。
两枚骰子质量不都合格。同时抛两枚骰子两个朝上面点数和有以下情况:2、3、4、5、6、7;3、4、5、6、7、8;4、5、6、7、8、9;5、6、7、8、9、10;6、7、8、9、10、11;7、8、9、10、11、12。
∵抛两枚骰子两个朝上面点数和有36种情况, 出现两个朝上面点数和为7的情况有6次。
∴出现两个朝上面点数和为7的概率为, 即约为0.167。
而试验20000次出现两个朝上面点数和为7的频率为:, 即0.001。
因为多数次试验的频率应接近概率, 而0.001和0.167相差很大, 所以两枚骰子质量不都合格。
点拨:大量重复实验时事件发生频率将趋近于稳定, 且稳定在概率的附近。
四、构造方程计算频率与概率
例4“六一”期间, 某公园游戏场举行“迎奥运”活动, 游戏的规则是:在一个装有6个红球和若干个白球 (每个球除颜色外其他都相同) 的袋中, 随机摸一个球, 摸到一个红球就得到一个奥运福娃玩具。已知参加这种游戏活动为40 000人次, 公园游戏场发放的福娃玩具为10 000个。
(1) 求参加一次此游戏活动得到福娃玩具的频率;
(2) 请你估计袋中白球接近多少个?
解析: (1) 由40 000人次中公园游戏场发放的福娃玩具为10 000个, 结合频率的意义可直接求得; (2) 由概率与频率的关系可估计从袋中任意摸出一个球, 恰好是红球的概率, 从而引进未知数, 构造方程求解可得。
(1) 因为, 所以参加一次这种游戏活动得到福娃玩具的频率为。
(2) 因为试验次数很大, 数次较大的试验时, 频率接近于理论频率,
所以估计从袋中任意摸出一个球, 恰好是红球的概率是。
设袋中白球有x个, 则根据题意, 得:
解得:x=18。
经检验x=18是方程的解。
所以估计袋中白球接近18个。
频率安全 篇10
人教版高中生物教材必修二《种群基因频率的改变与生物进化》一节,第117页。内容如下:
1870年,桦尺蠖种群的基因频率如下: SS10% ,Ss20% ,ss70% 。在树干变黑这一环境条件下,假如树干变黑不利于浅色桦尺蠖的生存,使得种群中浅色个体每年减少10% ,黑色个体每年增加10% 。第2 ~ 10年间,该种群每年的基因型频率是多少? 每年的基因频率是多少? 请将计算结果填入表中。
( 此为教材原表)
注: 增加10% ,即乘以110% 。减少10% ,即乘以90%
根据表中数据,可以看出教材的计算方法是:
二、对此问题的分析
笔者认为这种计算方法是错误的,下面从四个方面来说明。
( 一) 桦尺蠖的生活史
桦尺蠖,又名桦尺蛾,学名Biston betularia,属动物界节肢动物门昆虫纲( 六足纲) 鳞翅目,尺蠖蛾总科尺蠖蛾科( Geometridae) 。尺蛾以幼虫过冬,4月左右随寄主复苏,然后取食嫩叶生长发育。6月左右进入化蛹期,7月左右羽化为成虫。成虫寿命只有10天左右,交配产卵后死亡。随后卵发育成幼虫取食叶肉,10月左右进入休眠。根据尺蛾生活史可以看到它的寿命是一年。
( 二) 自然选择的对象
因为桦尺蠖的寿命是一年,也就意味着一年后所有的桦尺蠖全部死亡,存活的是它们的后代,那么到了下一年自然选择应该作用于它们的后代,而不是上一代。
( 三) 教材计算的错误原因
教材中计算第2年桦尺蠖的数量时,是以第1年桦尺蠖的数量作为基数,这显然是错误的,因为到第2年时,第一年的桦尺蠖已经全部死亡,不可能以它们作为计算的基数。
如果对笔者的这种分析还存疑的话,我们假设一种情况。自然选择使隐性个体全部死亡,而显性个体不受自然选择的影响。那么按教材方法计算第2年的桦尺蠖为:
那么第3年因为ss还是0,所以SS和Ss的频率计算如下:
这就是说,从第2年开始自然选择的对象ss就不存在了,桦尺蠖种群的基因频率将不再变化,这显然是不可能的。
三、正确的算法
要正确计算第2年的数量,要考虑很多因素。比如,被淘汰的个体有没有留下后代? 多少后代? 后代中各种类型比例如何? 但笔者认为,在高中范围内应根据遗传平衡定律进行计算,并假定自然选择中被淘汰的个体在繁殖前死亡而且不再产生后代,而没有被淘汰的其它个体则随机交配,且繁殖能力相同。那么第二年的算法应该如下:
首先根据遗传平衡定律: 下一代中,SS = 0. 22,Ss = 2×0. 2×0. 8,ss= 0. 82
考虑自然选择则后代中各类型所占比例如下:
以上就是笔者对此问题的思考。
摘要：主要对教材中自然选择对基因频率影响的计算方法提出质疑,并提出自己的计算方法及其依据。
爱情的频率 篇11
她在画廊看画的时候遇到他，两个人都在同一张画前驻足良久，最后，两人几乎在同一秒钟内，决定买同一张画。
“你们是一起来的吗？”
“不是。”几乎是异口同声的回答。对着同一个展售人员，两人对看了很久。他笑了，她也笑了。
“好吧，让给你。”他说，“算是英雄所见略同。”
她买了那张画，因为没开车，他帮她把画送回家，和她交换了名片，这是友谊的开始。然后，他开始约她吃饭。
爱情就是这样开始的，他有一个贤妻良母似的女友，她也有论及婚嫁、对她很好的男友，可是两个人都感觉，在对方出现之前，自己的爱情世界黯然无光，只要两个人都在，即使是开着车漫无目的地闲晃，也不觉得无聊，随随便便的一餐饭，哪怕是坐在街头烤肉，都很有滋味，彼此之间说的每一句话，好像都卡得好好的。于是，各自费了一番工夫，和自己的男女朋友分手，走入了结婚礼堂。
“那样的感觉很奇妙，只能说爱情的频率对了吧。”喜帖上，他们这样说。频率？真是爱情中最神秘的东西，频率对不对自己知道。 频率对了，在一起就能相互体贴，如沐春风，说话时可以无拘束地分享心情，不说话时也能共享静谧时光，就连小小争吵，也都朝着“我要更爱你”的路上走。
能够找到频率对的人，是人生中最幸福的事！
有的人频率错了一辈子，却基于习惯、责任不得不在一起，连旁人都可以看出，这两个人的结合实在是天大的谬误，不时感觉听到了他们之间电波互相干扰的声音，这是人生中最可悲的事。
然而，频率也有些吊诡。
有些人的频道甚宽，和他对得上的人，实在太多。
有些人频道甚窄，只能和某类人某个人相对，否则只能和自己对，于千千万万人中难寻到一个能和他对得上的人，只能一辈子阳春白雪、孤芳自赏。
互联电网频率响应标准 篇12
我国电网频率调整分为一次调频、二次调频和三次调频,对应不同的调整手段和时间轴。国外大型电网频率调整也有类似的划分,虽然名称不同,但本质是一样的。文中的重点是电网一次调频,即当互联电网频率变化时,发电机组或负荷自发、持续地抑制频率的变化,又称为电网的频率响应特性。
1 电网的一次调频
1.1 一次调频的定义
频率的一次调整如图1所示。其中,PG为系统中的等值发电机组的频率静态特性曲线(已线性化),PL为等值负荷静态特性曲线,两线相交的a点为系统额定频率的运行点。
若电力系统在额定频率下运行(图中a点),当系统负荷由PLN突然增加到PL1时,系统中的等值发电机的调频过程如下:负荷突然增加瞬间,由于原动机调速器存在惯性,发电机的出力保持PGN不变,所增加负荷只能靠系统中的转动部分(主要是发电机组和负荷电动机的转子)所贮存的动能来抵偿,促使机组转速下降,系统频率相应下降到f1(b点)。
当系统频率降低到超出调速器的失灵区(通常水轮机为0.02%,汽轮机为0.05%)时,调速器动作,增加原动机的输入(增加进水量或进汽),使发电机出力增加,系统频率从f1回升到f2,即达到PG、PL1两特性曲线的交点c。这表明,发电机组仍然维持原频率特性曲线时,系统频率稳定在f2(交点c),fN>f2>f1。这个调整过程是调速器自动完成的,通常称为一次调整过程。
电力系统中的电源机组都参与频率的一次调整,当负荷增量发生时,各发电机组先按其负荷增量发生点的同步功率(dp/dδ,δ为发电机转子q轴与以同步转速旋转的坐标轴之间的夹角),粗略地说相应地按电气距离成反比来分配这些增量。当各发电机组间产生频差时,将按电源机组的惯量以相互振荡的形式进行这些增量的再分配,并逐步进入二次调频[2]。
1.2 一次调频的重要性
互联电网如果没有良好的一次频率响应特性,会导致事故后系统的准稳态频率过低,从而使低周减载装置动作,不利于系统的可靠运行。国外研究表明,随着电网的发展,一些因素正在恶化电网的一次频率响应特性[3,4]:
a.汽轮机采用滑压运行、锅炉跟踪运行,汽轮机阀门全开,导致机组失去调节能力;
b.电网核电比例加大,可调节、调度能力下降;
c.重工业减少,缺少相应的电动机负荷,从而负荷对频率的影响降低;
d.循环机组,采用温度控制模式时,有着正的频率响应特性,不利于系统频率恢复,通常在系统低谷时期,表现更为明显;
e.电力市场的推进,市场力驱使各控制区出于经济性考虑,备用最小化。
综上所述,完善互联电网一次调频管理,制定出量化的考核标准,是提高电网可靠性的必然手段。
2 国内外概况
2.1 南威尔士电网频率管理
南威尔士电网的频率管理方法,基本体现了电力市场环境下,频率管理的发展方向,具有一定的代表性[5]。它依据频率调节特性,将频率的管理按时间轴分为3块,如图2所示。
调频作为辅助服务进入电力市场,发电机的调频过程如图3所示。
2.2 欧洲联合电网(1)
欧洲输电联合会UCTE(Union for the Coordination of Transmission of Electricity)的频率响应标准,是目前世界上比较完善的互联电网频率响应标准。它量化了频率一次控制的各项指标,如各控制区的一次调频备用容量和全网的分配系数,具有很好的可操作性。
a.正常运行时,一次调频储备的动作阈值为:Δf>±0.02 Hz,以保证稳态时,系统频率不会长时间超过±0.02 Hz运行。
b.在电网发生扰动或事故时,限定在10~12 s的时间内,利用发电机的调速器特性,将电网频率恢复到准稳态频率:Δf<±0.18 Hz。
c.系统发生最大功率缺额,而又不会导致低周减载装置动作时,最大允许的频率偏差Δfdyn_max为0.80 Hz。其中考虑了0.20 Hz的裕度。事故前系统的频率偏差(0.05 Hz)+汽轮机控制的迟缓率(0.02 Hz)+连锁事故导致功率继续缺额(0.05 Hz)+其他未记入分析的不定因素(0.08 Hz)=0.20 Hz。最大功率缺额是考虑了全网的最大可调出力,分析系统突然失去多少功率,不会使频率跌倒低周减载装置动作值(f=49.0 Hz),从而得出3000 MW值,并不断修正。
d.响应时间。0~15 s,可调用50%的一次调频储备;15~30 s,100%的一次调频储备可调出。
e.考核。通过事故后的频率波形来分析,评估系统运行的可靠性,考核各控制区,并不断修正各参数。
UCTE频率响应标准在电网的实际运行中得到不断完善,值得各互联电网借鉴。
3 频率响应实例分析
3.1 参数定义
互联电网的最大动态频率偏差Δfdyn_max,是指电网事故发生后,电网频率跌至的最低值,其主要决定于下列因素:
a.扰动的幅度和持续时间;
b.发电机转子上储存的动能;
c.参与一次调频的发电机数目,一次调频储备容量及其在发电机组之间的分配比例;
d.发电机、控制器(如调速器)的动态特性;
e.负荷的动态频率特性。
准稳态频率偏差Δf,是指系统一次调频动作后,而自动发电控制AGC(Auto Generation Control)等二次调频手段尚未接手时的频率偏差,其主要决定于下列因素:
a.网络的频率响应系数和扰动的幅度;
b.控制区参与一次调频的发电机的调差率;
c.负荷对频率响应的灵敏度。
一次调频储备[6](2),是指发电机在调速器参与一次调频过程中,可以增加的功率,它是由发电机的调节限幅决定的,如图4所示。
稳态时(f=f0),不同调差系数的机组Ga、Gb的限幅相同,因而一次调频储备容量相同。
当扰动发生,且Δf<Δfb=fb-f0时,由于机组Ga比机组Gb的调差系数小,其响应速度也快,对频率的恢复贡献较大。在设计频率响应考核标准时,应该优先奖励这类机组。
当Δfb>Δf>Δfa=fa-f0时,机组Ga出力达到最大值Pmax,无调节能力;当Δf>Δfb时,机组Ga和机组Gb在准稳态的情形下,对频率的贡献相同。
3.2 华东电网频率响应
2005年11月20日,华东电网突然失去2.83 GW区外输入功率,这次事件相当于进行了一次电网频率响应试验。图5为事故发生后1 min系统频率曲线。
A点(t=13:56:40,f=50.012 Hz),表示区外来电失去前,电网的频率。
B点(t=13:57:18,f=49.575 Hz)表示在全网机组调速器的响应下,电网频率恢复到的准稳态值,此时,一次调频作用达到最高峰,但是AGC指令、紧急控制等措施尚未接管。
C点(t=13:56:51,f=49.518 Hz)表示电网的最大动态频率偏差Δfdyn_max。
D点表示A点之后60 s的系统频率,如电网没有及时补足功率差额,则电网频率仍然不能恢复到额定频率。
从13:56:40开始系统频率在11 s内从50.012 Hz快速下降到49.518 Hz,此时系统的动态频率偏差为Δfdyn_max=0.482 Hz。
华东电网机组一次调频相应的频率死区为0.033 Hz,当系统频率降低至49.967 Hz时,机组接收到频差信号,机组的一次调频执行机构开始动作,一般在5 s内可以起作用。这次事故,正体现出华东电网一次调频管理存在以下问题[7,8]:
a.华东目前大部分机组限幅偏小,大部分机组限幅在3%~4%,未达到6%的要求;
b.大部分水电机组的一次调频功能基本上未发挥作用;
c.理想情况下,系统的准稳态频率偏差应控制在0.2 Hz内[9,10];
d.目前,省市电网现有机组的一次调频功能是基于控制性能标准CPS(Control Performance Standard)的一种调频手段,为满足对电网频率精度有较高敏感度的要求,机组一次调频功能所起作用相当有限。
4 结语
目前,各互联电网对机组的一次调频参数都有着严格的规定,但是,这些规定都没有量化考核标准,频率管理的各阶段工作也未作细分。通过分析华东电网这次事故可以看出,现有旋转备用管理规定和CPS考核标准不足以考核控制区的一次调频能力。一次调频的管理还有应完善的地方,可以着重考虑下列几个方面:
a.各种量化指标的确定,如调差率、响应容量、机组出力限幅等;
b.一次调频备用在各控制区、发电机组间的分配方式,这也是随着电力市场的推进,引入辅助服务市场必须要考虑的问题;
c.一次调频管理和CPS考核、备用管理的协调配合;
d.负荷作为频率响应备用技术支持和管理规定。
摘要：从电力系统一次调频原理出发,通过采集华东电网事故时的频率数据,详细分析华东电网的频率响应特性,用初始频率、准稳态频率、最大动态频率偏差等参数加以表征,解构了频率变化的不同阶段及其特性,揭示了电网一次调频能力的重要性。指出互联电网必须对发电机组的频率响应作必要的约束和规范,才能保证系统的一次调频能力在事故时完全发挥出来,否则容易导致系统低周减载装置动作,造成不必要的负荷损失,大幅度降低系统的可靠性。并结合电网的频率管理体系,指出了电网频率响应标准的具体发展方向。
关键词：频率响应标准,互联电网,一次调频,可靠性
参考文献
[1]蔡邠.电力系统频率[M].北京:中国电力出版社,1998.
[2]李坚.电网运行及调度技术问答[M].北京:中国电力出版社,2004.
[3]赵婷,戴义平,高林.多区域电网一次调频能力分布对电网安全稳定运行的影响[J].中国电力,2006,39(5):18-21.ZHAO Ting,DAI Yiping,GAO Lin.Influence of primary frequency control ability distribution on power system security and stability[J].Electric Power,2006,39(5):18-21.
[4]于达仁,郭钰锋,徐基豫.发电机组并网运行一次调频的稳定性[J].中国电机工程学报,2000,20(9):59-63.YU Daren,GUO Yufeng,XU Jiyu.The primary frequency regulation stability of parallel turbo-generator[J].Proceedings of the CSEE,2000,20(9):59-63.
[5]STOFT S.电力系统经济——电力市场设计[M].宋永华,刘俊勇,王秀丽,译.北京:中国电力出版社,2006.
[6]于达仁,郭钰锋.电网一次调频能力的在线估计[J].中国电机工程学报,2004,24(3):72-76.YU Daren,GUO Yufeng.The online estimate of primary frequency control ability in electric power system[J].Proceedings of the CSEE,2004,24(3):72-76.
[7]高翔,高伏英,杨增辉.华东电网因直流故障的频率事故分析[J].电力系统自动化,2006,30(12):102-107.GAO Xiang,GAO Fuying,YANG Zenghui.Frequency accident analysis in East China grid due to DC line fault[J].Automation of Electric Power Systems,2006,30(12):102-107.
[8]陈明,程浩忠,李舟演,等.上海电网应对大功率直流事故的能力分析与对策[J].电网技术,2006,30(10):34-38.CHEN Ming,CHENG Haozhong,LI Zhouyan,et al.Analysis on capability of units in Shanghai power grid to cope with severe HVDC accidents and corresponding countermeasures[J].Power System Technology,2006,30(10):34-38.
[9]张毅明,罗承廉,孟远景,等.河南电网频率响应及机组一次调频问题的分析研究[J].中国电力,2002,35(7):35-38.ZHANG Yiming,LUO Chenglian,MENG Yuanjing,et al.Analysis on frequency response and primary frequency regulation of generator units in Henan power system[J].Electric Power,2002,35(7):35-38.