过程特征（精选12篇）
过程特征 篇1
0 引言
自动特征识别是实现CAD/CAPP/CAM集成的智能转换接口, 主要包括基于面表示和基于体表示的两类特征识别[1]。这些方法大多从最低层的零件实体模型 (B-REP或CSG形式) 开始, 将最基本的点、线、面按照一定的拓扑结构组合, 对其进行基于某种规则的组合和匹配, 构造特征实体;并与预定义特征进行比较匹配, 确定特征类型并提取特征参数[2]。
目前的方法对简单零件模型是适用的, 对于存在许多相交特征的复杂零件, 则存在以下问题:①特征存在不同程度的几何信息和拓扑信息的丢失, 丢失情况无固定模式可循;②相交特征多重解释引起的组合爆炸, 造成了相交特征识别困难, 且相交后形状各异, 无法归纳出通用规则进行匹配;③线与线的相交、面与面的相交、体与体的相交是复杂的计算, 将耗费大量的计算资源[3]。
1 算法核心思想
依据建模方式可将建模过程可分为两类:一类是基于草图的建模, 如拉伸、旋转、扫描等操作;一类是基于已有拓扑实体的建模, 如倒角、倒圆等操作。大多数CAD系统利用宏命令记录零件建模的设计历史, 并维护用户设计意图[4]。本质上, CAD系统也接收上述用户输入信息, 计算模型的底层数据 (点、线、面及其拓扑关系) , 并构造模型的B-REP或CSG表达, 因此宏命令中的信息与模型的底层数据具有对应关系[5]。例如, 用户绘制了一个封闭边环, 选择拉伸命令并确定拉伸方向和长度, 得到一个拉伸体, 其宏命令中的信息如图1所示。
根据以上分析, 本文另辟蹊径, 避免对零件实体模型中的点、线、面进行拓扑分析和特征重组与匹配, 而利用零件设计过程中CAD系统以宏命令方式记录的建模过程, 采用递推式特征识别策略, 分析建模命令及其相关联的几何信息和拓扑信息, 查找特征痕迹, 识别每一个建模过程产生的特征, 而不是从零件的最终建模结果一次识别所有特征。
对于非草图的建模过程, 特征识别相对简单, 只需从宏命令中获得边或面的标识以及倒圆、倒角半径等特征参数就可以完成特征识别。对于基于草图的建模过程, 则需要设计相应的算法进行识别。本文着重讨论基于草图的建模过程的特征识别。
假设零件B-Rep模型中拓扑实体 (包含点、线和面) 数量为N, 第i次特征建模过程产生的拓扑实体 (只包含点和线) 数量为Ni (i=1, 2, …, m) 。因为模型中的部分几何实体和拓扑实体是在建模过程中由几何运算产生的, 并非由设计者绘制生成, 所以N>N1+N2+…+Nm。对于特定的算法来说, 假设前者复杂度为O (N2) , 则后者为O (N12+N22+…+Nm2) , 显然前者复杂度大于后者复杂度;同时由于避免了相交特征识别, 故效率将会大幅度提高。
2 相关概念
2.1 设计过程单元
用户创建了草图后, 对其进行拉伸、旋转等操作, 或者选择模型的边或面进行倒角或倒圆, 或者对两个特征体进行布尔操作, 最终使零件模型产生变化, 构成一次设计过程单元。
2.2 特征加入方式
零件模型可以用特征以一定操作顺序组合表达。特征加入方式表明特征对零件模型产生的效果。本文定义了如下4种特征加入方式 (图2) :
(1) 创建。对草图进行拉伸、旋转或扫掠等操作产生的特征, 零件的第一个特征必须以创建的形式生成。
(2) 布尔加。将本次生成的特征加入到模型中。
(3) 布尔减。从上一次操作的模型中减去本次生成的特征。
(4) 布尔交。上一次操作的模型与本次生成的特征的共同部分。
2.3 特征操作树
由于本文算法以设计过程单元为识别单位, 因此必须利用特征操作树记录零件的特征建模过程, 以便完成整个零件的特征识别, 特征操作树包括[6]:
(1) 根节点, 表达模型的建模结果。
(2) 叶子节点, 即特征对象, 包含所有属于或与其关联的信息, 如用户利用旋转操作创建特征, 则存储草图的依附面、草图本身以及旋转角度。
(3) 内部节点, 代表叶子节点与叶子节点或子树之间的特征加入方式, 反映操作对模型的影响。
零件的特征操作树实例如图3所示。本文利用宏命令重构操作特征树, 并从最底层叶子节点开始, 逐个识别每个建模过程产生的特征, 直至零件的根节点, 从而完成特征识别过程。
2.4 基于建模过程的零件模型定义
零件的B-REP模型是从点、线、面以及拓扑关系描述零件实体的模型。本文利用宏命令描述的建模过程及其相关信息定义零件模型PM, 格式如下:
其中, PU为设计过程单元分配的标识Tf i构成的数组, PU= (Tf1, Tf1, …, Tf n) , 用于描述建模过程。Fi表示每个设计过程单元对应的特征, Fi= (Si, Ti, Mi, Oi) , 其中, Si表示用户创建的二维草图, 一般由封闭边环表示, 当建模命令为倒角、倒圆等操作时, 该项为空;Ti表示创建时引用的已有拓扑实体, 对基于草图的特征, Ti表示特征的依附面, 对于倒圆、倒角等特征, Ti表示操作所对应的边或面;Mi表示生成特征的方法, 如拉伸、旋转、倒圆等;Oi表示特征的加入方式。限于篇幅, 本文讨论拉伸操作生成的特征的识别。
尽管CAD系统并没有为每个建模操作显式定义特征加入方式, 但不同的特征加入方式对零件模型产生的效果是不同的, 因此在基于建模过程的模型定义中, 显式定义了特征加入方式。例如, 对凸边倒角是切除零件材料 (布尔减) , 对凹边倒角是增加零件材料 (布尔加) , 如图4所示。
3 特征识别预处理
本文特征痕迹查找思路是:从草图轮廓开始, 构造表达轮廓的封闭、有向边环;分析边环的几何特性, 确定可能的特征痕迹;依据特征加入方式和建模方法进一步确定边环产生的特征类型。预处理的目的是:对草图中的边进行重组, 构造封闭、有向边环;判断边环的材料侧, 确定该边环产生的特征是增加零件材料还是切除零件材料。
3.1 边重组
CAD软件输出的宏命令中, 草图轮廓曲线是按照设计者创建的时间先后顺序记录的, 不一定是封闭边环, 需要进行重组, 重组方法具体如下:
(1) 从轮廓中任取一条边 (直线段或圆弧段) , 获得其端点的几何信息, 将该边作为FirstCurve。
(2) 从剩下的边中查找使用了FirstCurve端点的边, 作为NextCurve, 判断该端点是NextCurve的起点还是终点, 如果是终点则不处理, 如果是起点, 则将该边反向 (图5) 。随后将FirstCurve存储到Startcurve中, 将NextCurve作为FirstCurve。
(3) 重复步骤 (1) 和步骤 (2) , 直到FirstCurve和Startcurve相同为止。
(4) 如果轮廓中还有边未被查找到, 则重复步骤 (1) ～步骤 (3) , 直到所有的边均被查找到为止。
(5) 将边环的旋向调整为逆时针方向 (图5) , 以便进行下文中凸点和凹点的判断。本步骤可以通过相邻边之间的坐标值比较和判断完成。
若曲线是圆, 因本身已经封闭, 可直接将其旋向调整为逆时针方向, 单独作为边环处理。
3.2 材料侧的确定
确定模型材料位于边环的内侧或外侧是判断特征类型的重要信息。首先定义两个概念:
(1) 凸点和凹点。如图6a所示, 将以某顶点为起点的边, 绕起点顺时针旋转, 当与以该顶点为终点的边重合时, 若转过的角度小于180°, 则该顶点为凹点;若大于180°, 则该顶点为凸点。图6a中, B为凸点, D为凹点。如果存在圆弧 (图6b) , 则在其上任取一点插入到顶点序列中, 连接邻近顶点构成多边形, 依据以上规则判断顶点的凹凸性。
(a) 没有圆弧边的情况 (b) 有圆弧边的情况
(2) 边环法向量。垂直于边环每条边, 并指向所在边环外部的向量叫边环法向量。如果共享边环顶点的两条边的法线方向与该顶点相邻的两个顶点的连线相交, 则该顶点是凹点, 反之则为凸点。例如CD和DE法线方向与EC相交, 则D为凹点, 同理, B为凸点, 如图6a所示。
根据以上定义, 并结合特征加入方式, 可以确定零件的材料侧, 如图7所示:对于创建、布尔加和布尔交方式, 若材料位于外边环的内侧, 则边环法向量不经过材料侧;若材料侧位于内边环的外侧, 则边环法向量经过材料侧 (图7a) 。对于布尔减方式, 若材料位于外边环外侧, 则边环法向量经过材料侧;若材料侧位于内边环内侧, 则边环法向量不经过材料侧 (图7b) 。
(a) 创建、布尔加和布尔交情况 (b) 布尔减情况
根据边环的内外特性和特征加入方式, 将边环分为两类:
(1) Ⅰ型边环为特征加入方式为创建、布尔加和布尔交的内边环和特征加入方式为布尔减的外边环。材料侧位于这类边环外部。
(2) Ⅱ型边环为特征加入方式为创建、布尔加和布尔交的外边环和特征加入方式为布尔减的内边环。材料侧位于这类边环内部。
4 特征识别
本文以槽特征为例详细说明特征识别算法流程:从二维草图中查找特征的痕迹, 对特征痕迹进行分析并获取特征参数。
4.1 特征痕迹判定
加工方法和加工设备的不同时, 槽特征的定义不同。如果进行数控铣削, 那么槽的边界可以是任意不规则曲线。槽特征的识别相对简单, 只需判断边环内部是否有材料即可。如果采用普通铣床加工槽, 在一次定位装夹且没有靠模的情况下, 刀具只能沿着直线运动。本文将槽特征定义为铣刀在零件内部直线移动后形成的空腔, 即存在两个相互平行的平面, 且从平面法向看, 两平面存在重叠部分。从工艺和成本角度考虑, 槽宽应小于刀具的路径。
通过分析, 可得到槽特征痕迹的判据如下:两条平行边对必存在重叠区, 将一条直线段投射到另一条直线段上, 两者全部或部分将重叠, 如图8所示。
为保证两条平行边对构成零件空腔, 结合特征加入方式和所在边环的性质, 进行槽特征痕迹判断:
(1) 特征加入方式为创建、布尔加、布尔交时, 若所在边环都为Ⅰ型内边环, 且边环法向量相离 (一条边的边环法向量与另一条边不相交, 见图9b) , 则存在槽特征痕迹;若所在边环都为Ⅱ型外边环, 且边环法向量相对 (一条边的边环法向量与另一条边相交, 见图9c) , 则存在槽特征痕迹。
(2) 特征加入方式为布尔减时, 若所在边环都为Ⅱ型内边环, 且边环法向量相对 (图9e) , 则存在槽特征痕迹;若所在边环都为Ⅰ型外边环, 且边环法向量相离 (图9f) , 则存在槽特征痕迹;若一条边属于Ⅰ型外边环, 另一条边属于Ⅱ型内边环, 且边环法向量相同 (图9g) , 则存在槽特征痕迹。
槽特征判断决策树见图10。
4.2 特征验证和参数获取
特征验证和参数获取目的是确定槽特征与其他边或边环在不干涉条件下的最大边界, 并获得特征参数, 进一步剔除无效痕迹。最大边界的判断方法是:将平行边对的边延长, 若与边环的其他条边有交点, 则最大边界为延伸后的边界;若没有交点, 则槽特征原始边界不变。如图11所示, 边d延长后与a和i有交点;边h在+Y方向与e有交点;而b没有交点, 其槽特征边界不变。
在图11的封闭边环中, Y方向有5条平行边, 共10条平行边对:b-j、d-j、f-j、h-j、b-d、b-f、b-h、d-f、d-h、f-h, 其中平行边对b-d、d-f、f-h、d-h、b-f、b-h不存在重叠区, 是无效痕迹;b-j、d-j、f-j、h-j存在重叠区。
平行边对b-j的初始重叠区为线段b的长度, b延伸后与边环的其他边没有交点, 则b-j的最大边界仍为初始重叠区。槽的宽度为a的长度, 大于b的长度 (刀具轨迹长度) , 不符合槽特征定义, 将其剔除。同理, f-j也被剔除。
平行边对d-j的初始重叠区为线段d的长度, d延伸后与边环其他边的交点为A和B, 则最大边界为AB (代表刀具运动轨迹长度) , 大于槽宽 (d到j的距离) , 是有效槽特征。同理, h-j是有效槽特征, 注意此时要将由d-j构成的槽特征边界剔除。
对于X方向平行边对也采用同样的方法进行判断, 得到特征参数。注意, 要将Y方向的槽特征边界剔除, 如a-c边对, 最大边界只能为c的长度。最后根据拉伸长度确定槽深, 完成特征识别全过程。
由此可以看出本文算法的另一个优点, 基于零件B-Rep模型的特征识别只能得到特征的面表示, 但是为确定切削工艺参数[7], CAPP系统要求特征以体的方式表示。本文算法可直接获得特征参数, 省去了面表示转化为体表示和获取特征参数的环节, 提高了特征识别效率。
5 算法实例
本文以UGNX4.0为平台, 开发了加工特征识别软件。下面以某零件的建模过程 (图12) 详细说明。
对于草图2～草图4 (见图13～图15) , 宏命令记录了草图定位面、每条边的几何、拓扑数据、建模操作等信息, 例如:
datumPlane1=workPart.Datums.CreateFixedDatumPlane (origin1, orientation1) …/定位信息
Dim startPoint01 As Point3d=New Point3d (-38.0, 24.2, 0.0)
Dim endPoint01 As Point3d=New Point3d (-19.0, 24.2, 0.0)
line23=workPart.Curves.CreateLine
(startPoint01, endPoint01) ……指定线段起点和终点
算法对草图2和草图3的边进行预处理, 获得2个封闭边环, 由于边环的特征加入方式都是布尔减且为Ⅱ型内边环, 采用本文算法对它们进行分割, 识别槽特征, 草图2和草图3的识别结果如图13和图14所示。对于草图1和草图4, 由于边环的特征加入方式是布尔加且为Ⅰ型外边环 (其中草图1是建模的第1个特征) , 将产生凸起特征。草图1和草图4的边环中存在凹点, 根据材料侧和边环特性可以判断该草图存在槽特征, 草图4的槽特征如图15所示。最后根据边的几何信息计算特征参数, 提供给CAPP系统。
槽深由拉伸长度确定, 例如草图1的拉伸命令:
featureOptions2=extrudeBuilder1.FeatureOptions (
extend1.SetValue ("0") ;extend2.SetValue ("40") ) ,
//指定草图拉伸方向和长度, 拉伸方向垂直于草图平面
算法将圆环识别为孔特征, 根据其宏命令的内容可直接获得特征参数:
Dim center1 As Point3d=New Point3d (-5.8, -7.3, 25.0) ;//圆心
arc1=workPart.Curves.CreateArc (center1, nXMatrix1, 25, (360.0) ) …指定依附面、圆心、半径和圆弧弧度
holeFeatureBuilder1.SetDepthAndTipAngle ("50", "90") …;指定孔的长度和顶锥角
对于边倒圆特征, 宏命令中记录了边的标识和倒圆半径, 可直接识别并获得参数:
seedEdges1 (0) =CType (extrude1.FindObject ("EDGE * 150 * 130") , Edge) 倒圆操作边, 150和130为共享该边
//的面的标识
csIndex1=edgeBlendBuilder1.AddChainset (scCollector1, "5") 指定倒圆方式和倒圆半径
特征识别算法实现过程中还应注意如下几点:
(1) 解析宏命令时, 以建模命令为单元进行特征识别, 注意剔除与建模无关的命令;如果存在undo操作, 注意追踪并取消undo对应的建模命令。
(2) 必须记录每个已识别特征的拓扑元素标识, 并据此重构特征完整的拓扑关系。建模命令可能利用之前特征的拓扑元素作为定位基准或直接操作对象。例如, 创建半径为5mm的边倒圆特征时, 所指定的边并非草图1中的边 (在宏命令中也没有记录) , 而是顶点拉伸操作形成的边, 在草图特征1中该边记录为
Edge (#150, #130) ……;//共享该边的面标识
(3) 注意记录草图的拉伸方向。因为特征的加入方式有时是隐含的, 由特征的拉伸方向确定。例如, 草图2的拉伸方向表明该特征去除了零件材料, 是槽特征;草图4的拉伸方向表明该特征增加了零件材料, 是凸台特征。
(4) 相交特征的判断。特征相交会造成特征体的部分缺失, 并以复杂的形式存在, 对于加工制造工艺具有重要的影响。特征相交性判断方法如下:根据特征参数, 包括定位信息、建立特征的草图轮廓、特征拉伸 (或旋转等其他操作) 方向, 建立两个相交特征对应的特征体;对特征体进行布尔操作和相交关系分析;根据相交关系判别结果, 对特征进行制造特征映射和信息更新。以草图特征2和孔特征6为例, 相交性判断过程如图16所示。
6 结论
(1) 采用递推式特征识别策略, 避免了对零件B-Rep整体模型的点、线、面进行拓扑分析造成的大量计算。
(2) 一次仅对一个建模过程单元中用户绘制的草图及其建模命令进行分析, 避免了相交特征识别困难的问题;分析结果可直接获得特征参数。
(3) 可以方便地重构特征体。
进一步的工作是从以下方面扩展现有算法:更复杂的草图的特征痕迹识别方法, 基于旋转、复合扫掠等复杂建模操作的特征识别算法。
参考文献
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过程特征 篇2
使用1990～全国730站日降水资料和NCEP格点分析资料对1990～20东北地区大暴雨过程进行了分类研究,探讨21世纪前后夏季东北暴雨的主要特征.按照东北地区日降雨量大于50 mm的站点数不少于5个的标准,统计出1990～年东北地区的69个暴雨个例(共90天).在统计的.基础上,进一步对造成大范围暴雨过程的天气形势进行分类研究.考虑阻塞高压、热带、副热带系统和西风带之间的相互关系,将暴雨过程的主要影响系统大致分为6类:(1)台风与西风带系统(西风槽、东北低涡)的远距离相互作用(20个,28.9%);(2)登陆台风(或南来低涡)北上与西风带系统(西风槽、东北低涡)相互作用(16个,23.2%);(3)台风直接暴雨(1个,1.5%);(4)低槽冷锋暴雨(16个,23.2%);(5)低空切变型暴雨(2个,2.9%);(6)东北低涡暴雨(14个,20.3%).在所有个例中与台风有关的共有37个,超过一半,占总数53.6%.台风的远距离水汽输送或登陆台风北上与西风带系统相互作用是东北地区产生大暴雨或持续性大暴雨的重要环流条件.此外,东北低涡和西风槽前系统造成暴雨个例也比较多,也是东北地区大范围暴雨的重要影响系统,低槽冷锋暴雨和东北低涡暴雨也各分为4小类.低空切变暴雨的切变线一般在低层较为明显.上述分析表明,夏季东北地区暴雨过程种类繁多,情况较为复杂,且进入新世纪以来该区降雨过程较为活跃,值得深入研究.
作 者：孟庆涛 孙建华 乔枫雪 MENG Qingtao SUN Jianhua QIAO Fengxue 作者单位：孟庆涛,MENG Qingtao(中国科学院大气物理研究所,北京,100029;中国科学院研究生院,北京,100049)
孙建华,乔枫雪,SUN Jianhua,QIAO Fengxue(中国科学院大气物理研究所,北京,100029)
从形成过程看几何体特征 篇3
这部分知识在学习时困难之处有二：
第一，几何体形状的判定，是不是柱体、锥体、台体中的某一种，还是依赖于几何体的形成，要看它是否符合形成规律。
例1若一个几何体有两个面平行，且其余各面均为梯形，则它一定是棱台。此命题是否正确，说明理由．
解：未必是棱台。如图1，用一个平行于楔形底面的平面去截楔形，截得的几何体虽有两个面平行，其余各面是梯形，但它不是棱台，所以看一个几何体是否是棱台，不仅要看是否有两个面平行，其余各面是否是梯形（这只是性质，具备这样性质的几何体未必是棱台），还要看其各侧棱延长后是否交于一点（为棱锥而形成）.
小结：棱台的定义，除了用它作判定之外，至少还有下列用途：①作棱台。为保证各侧棱延长后交于一点，可以先画棱锥，再画棱台；②如果在解决棱台问题时遇到困难，可以将它还原为棱锥。因为它是由棱锥截来的，从而在棱锥中解决棱台的问题，往往更一目了然。
例2有一个面是多边形其余各面是三角形，这个多面体是棱锥吗？
解：未必是棱锥。如图2，所有的三角形未必有公共的顶点（不能看成由棱柱的一个面收缩而成）（同学们能想象图2多面体中有几个面吗？）。
第二，空间几何体的构成分析，如何解决一个复杂几何体中的有关问题，有时将原几何体分割成柱、锥、台或球这些简单几何体后再解决问题。
例3如图，将直角梯形ABCD绕AB边所在的直线旋转一周，由此形成的几何体是由哪些简单几何体构成的？
思考1若绕CD所在的直线旋转一圈呢？（一个圆柱挖去一个圆锥所得的几何体）
思考2若绕AD所在的直线旋转一圈呢？（一个圆台挖去一个圆锥，再补上一个圆锥构成的几何体）
思考３：以正六边形的一边所在直线为轴旋转一周，所得几何体由哪些简单几何体组成的？
请同学们动脑想一想，动手画一画。
巩固练习
1．一个棱柱至少有________个面, 面数最少的棱柱有_________条棱, 有________条侧棱。
2．下列命题中正确的序号是
A．由五个平面围成的多面体只能是四棱锥。
B．棱锥的高线可能在几何体之外。
C．仅有一组对面平行的六面体是棱台。
D．有一个面是多边形，其余各面是三角形的几何体是棱锥。
3．已知：ABCD为等腰梯形，两底边为AB、CD，且AB>CD.绕AB所在的直线旋转一周所得的几何体是由_________、____________、_________的几何体构成的组合体.
4．如右图，在正方形ABCD中，E、F分别为AB、BC的中点，现在沿DE、DF及EF把△ADE、△CDF和△BEF折起，使A、B、C三点重合，重合后的点记为P.
①依据题意制作这个几何体；
②这个几何体由几个面构成？每个面的三角形是什么形状的三角形？
③若正方形边长为a，则这个几何体每个面的面积为多少？
答案：
1．5，9，3
2．B
3．圆锥、圆台、圆锥
数字图像轮廓特征提取过程研究 篇4
数字图像处理泛指从图像获取到图像信息输出的全过程, 包括对已有图像信息的处理, 它具有精度高、成本低、速度快及灵活性好等特点, 使得其在诸多领域得到了广泛的应用。作为数字图像处理的常用技术, 图像增强、图像分割、边缘检测等已经发展的较为成熟【1】, 并经常被结合起来用以处理图像。
轮廓特征提取作为数字图像处理中的一个重要方面, 更是许多有关图像研究的重要中间环节, 目前已有很多相关工作完成【2】。提取出图像中物体的大致轮廓等特征可以用来模式识别【3】、物体判断、数学特征值 (如分形维数【4】) 等的计算。
本文对图像轮廓提取过程及应用到的关键技术进行了研究, 给出照片中河流轮廓提取实例。
2 图像轮廓特征提取的流程分析
对于给定的原始图像, 为了提取出轮廓特征, 需要消除图像中的无用噪声, 同时考虑增强消噪后可能变模糊的图像中对提取有利的特定信息, 在此基础上把图像分割成有意义的区域, 再使用特定算子勾勒出图像的轮廓。下图为图像轮廓特征提取的流程示意:
本文对已有的数字图像, 采用目前常用的空间域和频率域的平滑算法 (如理想低通滤波器) 滤波去噪增强, 然后选择适当的阈值分割法 (如OTSU算法) 分割得到二值化黑白图, 再采用适当的边缘检测算子 (如log算子) 提取图像的轮廓特征, 并对所用技术进行描述。
2.1 图像增强
图像经过增强处理后效果会得到改善, 它的某些特定信息将得到增强。在增强过程中, 不分析图像降质的原因, 处理后的图像不一定逼近原始图像, 即可以是一个失真的过程, 且不能增加原图像得信息。其目的是要增强视觉效果, 针对给定图像的应用场合, 有目的地强调图像的整体或局部特性, 扩大图像中不同物体特征之间的差别, 强调某些感兴趣的特征, 抑制不感兴趣的特征, 满足某些特殊分析的需要。将原来不清晰的图像变得清晰或改善图像质量、丰富信息量, 加强图像判读和识别效果。
根据图像增强处理过程所在的空间不同, 可分成基于频率域的方法和基于空间域的方法。前者是一种间接增强的算法, 把图像看成一种二维信号, 经傅里叶变换将图像从空间域变换到频率域, 然后在频率域对频谱进行操作和处理, 再将其反变换到空间域, 从而得到增强后的图像;后者直接在图像所在的二维空间进行处理, 即直接对每一个像素的灰度值进行处理。基于空域的算法分为点运算算法和邻域去噪算法:点运算算法即灰度级校正、灰度变换和直方图修正等, 目的或使图像成像均匀, 或扩大图像动态范围, 扩展对比度;邻域增强算法分为图像平滑和锐化两种:平滑一般用于消除图像噪声, 但是也容易引起边缘的模糊, 常用算法有均值滤波、中值滤波。锐化的目的在于突出物体的边缘轮廓, 便于目标识别, 常用算法有梯度法、算子、高通滤波、掩模匹配法、统计差值法等。
2.1.1 理想低通滤波增强
一般图像的能量主要集中在其低频部分, 噪声和系统中所要提取的边缘信息主要集中在其高频部分, 图像增强的目的是去掉高频干扰又同时保持边缘信息。可以采用低通滤波的方法去除高频干扰来平滑图像。低通滤波是频域滤波增强的一种, 是在变换域空间对图像进行滤波。如上所述, 一般通过某种变换 (如傅里叶变换、小波变换) 将图像从空间域变换到频率域, 然后在频率域对频谱进行操作处理, 再将其反变换到空间域, 从而得到增强后的图像。图像从空间域变换到频率域后, 其低频分量对应了图像中灰度值变化比较缓慢的区域。
以傅里叶变换为例, 频域滤波的主要步骤为:
(1) 对原始图像f (x, y) 进行傅里叶变换得到F (u, v) :假设图想以undefined存储, 则离散傅里叶变换undefined可由如下公式得到
undefinedundefined
(2) 将F (u, v) 与传递函数H (u, v) 进行卷积运算得到G (u, v) :
undefined
(3) 将G (u, v) 进行傅里叶逆变换得到增强图像g (x, y) :
undefinedundefined
故频域滤波的核心在于如何确定传递函数H (u, v) , 一个二维的理想低通滤波器的传递函数如下:
undefined
式中, D0是一个非负整数;D是从点 (u, v) 到频率平面原点的距离, 即:
undefined
理想低通滤波器的含义是指小于D0的频率, 即以D0为半径的圆内所有频率分量可以完全无损地通过, 而圆外的频率, 即大于D0的频率分量则完全被除掉。
2.1.2 Roberts算子锐化
图像滤波平滑往往使图像中的边界、轮廓变的模糊, 为了减少这类不利效果的影响, 这就需要利用图像鋭化技术, 使滤波增强后图像的边缘、轮廓线以及图像的细节变的清晰。经过平滑的图像变得模糊的根本原因是因为图像受到了平均或积分运算, 因此可以对其进行逆运算 (如微分运算) 就可以使图像变的清晰。
Roberts算子又称为梯度交叉算子, 是一种利用局部差分算子寻找边缘的算子。梯度幅值计算近似方法如图2:
(i, j) 为当前像素的位置, f (i, j) 为该点的灰度值, 由如下锐化公式得到表示增强后的图像 (i, j) 位置处灰度值g (i, j) :
undefined
2.2 图像分割与OTSU法
图像分割的目的是把图像空间分成一些有意义的区域, 可以逐个像素为基础去研究图像分割, 也可以利用在规定邻域中的某些图像信息去分割。图像分割比较正式的定义如下:
令集合R代表整个图像区域, 对R的图像分割可以看作是将R分成N个满足以下条件的非空子集R1, R2, …, RN:
(1) undefined;
(2) 对i=1, 2, …, N, P (Ri) =TRUE;
(3) 对∀i, j, i≠j, 有Ri∩Rj=φ;
(4) 对∀i, j, i≠j, P (Ri∪Rj) =FALSE;
(5) 对i=1, 2, …, N, Ri是连通的区域。
对于此定义需要补充的是, 实际的图像处理和分析都是面向某种特定应用的, 所以条件中的各种关系也是需要和实际要求结合而设定的。图像分隔的依据可以建立在图像像素间的“相似性”和“非连续性”两个基本概念之上。像素的“相似性”是指图像中在某个区域内像素具有某种相似的特性, 如像素灰度相等或相近, 像素排列所形成的纹理相同或相近。“不连续性”是指像素灰度的不连续, 形成调变的阶跃, 或是指像素排列形成的纹理结构的突变。故相似性分割就是将具有同一灰度级或相同组织结构的像素聚集在一起, 形成图像的不同区域;非连续性分割就是首先检测局部不连续性, 然后将它们连接在一起形成边界, 这些边界将图像分成不同的区域。图像分割方法又可以分为结构分割方法和非结构分割方法两大类。结构分割方法是根据图像的局部区域像素的特征来实现图像分割, 如阈值分割、区域生长、边缘检测、纹理分析等, 这些方法是假定事先知道这些区域的特性, 或者在处理过程中能够求得这些特性, 从而能够寻找各种形态或研究各像素群。非结构分割法包括统计模式识别、神经网格方法或其他利用景物的先验知识实现的方法等。
图像的黑白二值图像转化是指通过设定某个临界阈值, 大于该临界值时为白, 存储时用1表示, 小于该临界值时为黑, 存储时用0表示, 这样就可以将任意的彩色或者灰度图像转换成黑白二值图像。根据峰值个数以及处理过程的不同, 可以用不同的方法完成灰度图像转换为黑白二值图像的过程, 对于灰度峰值的多少, 可以设定多个不同的临界值。
常用的黑白二值化处理方法有:
1) 单阈值法。对于具有单灰度峰值的图像, 将灰度最大峰值作为临界值F, 并将图像点阵点上的颜色值小于等于某临界值F的像素undefined转换为黑色;大于F的像素值转换为白色。
2) 双阈值法。对于具有两个灰度峰值的图像, 将这两个最大峰值设定为两个不同的临界值F1和F2。当某个像素undefined的像素值介于F1和F2之间时设为白色, 其他情况设为黑色。
大津法 (又称OTSU法或最大类间方差法) 于1979年提出, 它是在灰度直方图基础上用最小二乘法原理推导出来的, 具有统计意义上的最佳分割阈值。Otsu法算法简单, 对光线等具有很强的自适应能力, 在灰度图像目标和背景的自动分割上具有广泛的应用。具体算法如下:
对图像A, 记t为前景与背景的分割阈值, 前景点数占图像比例为w0, 平均灰度为u0;背景点数占图像比例为w1, 平均灰度为u1。
图像的总平均灰度为:
u=w0×u0+w1×u1
从最小灰度值到最大灰度值遍历t, 当t使得值
g=w0× (u0-u) 2+w1× (u1-u) 2
最大时t即为分割的最佳阈值。
对大津法可作如下理解:g实际上就是类间方差值, 阈值t分割出的前景和背景两部分构成了整幅图像, 而前景取值u0, 概率为 w0, 背景取值u1, 概率为w1, 总均值为u, 根据方差的定义即得该式。因方差是灰度分布均匀性的一种度量, 方差值越大, 说明构成图像的两部分差别越大, 当部分目标错分为背景或部分背景错分为目标都会导致两部分差别变小, 因此使类间方差最大的分割意味着错分概率最小。
2.3 边缘检测
图像的边缘是图像的最基本特征, 集中了图像大部分的信息, 图像边缘的确定与提取对于整个图像场景的识别与理解是非常重要的。物体的边缘是以图像局部特征不连续的形式出现的, 也就是指图像局部亮度变化最显著的部分, 例如灰度值的突变、颜色的突变、纹理结构的突变等, 同时物体的边缘也是不同区域的分界处。图像边缘有方向和幅度两个特征, 通常沿边缘的走向灰度变化平缓, 垂直于边缘走向的像素灰度变化剧烈。根据灰度变化的特点, 常见的边缘可分维阶跃型、房顶型和凸缘型。
当使用一阶倒数的边缘检测算子时, 如果所求的一阶导数高于某一阈值, 则确定该点为边缘点, 这样做会导致检测的边缘点太多。一种更好的方法就是求梯度局部最大值对应的点, 并认定它们是边缘点。通过去除一阶导数中的非局部最大值, 可以检测出更精确的边缘。一阶导数的局部最大值对应着二阶导数的零交叉点, 通过找图像强度的二阶导数的零交叉点就能确定精确的边缘点。通常将Gaussian滤波器和Laplacian边缘检测结合在一起, 形成LOG算法。即先用高斯函数对图像进行平滑, 然后再用拉普拉斯算子进行运算, 得到Laplacian-Gauss算法, 它使用一个墨西哥草帽函数形式:
undefined
这种方法在边缘检测时仅考虑那些具有局部梯度最大值的点为边缘点, 这一点可以用拉普拉斯算子将边缘点转换成零交叉点, 然后通过零交叉点的检测来实现边缘检测。所谓的零交叉点就是:如果一个像素出的值小于一θ0, 而此像素连通的各个像素都是大于θ0 (θ0为一个正数) , 那么这个像素就是零交叉点。
与其他边缘检测算子一样, LOG算子也是先对边缘做出假设, 然后再这个假设下寻找边缘像素。但Log算子对边缘的假设条件最少, 因此它的应用范围更广。另外, 其他边缘检测算子检测得到的边缘时不连续的, 不规则的, 还需要连接这些边缘, 而LOG算子的结果没有这个缺点, 对于Log 算子边缘检测的结果可以通过高斯函数标准偏差σ来进行调整。
3 基于MATLAB环境的实验分析
在MATLAB环境下定义函数并编写代码, 对一副照片上的河流轮廓进行提取, 过程如图:
图二是原始彩色照片灰度转化后的图像, 经过低通滤波去噪后得到图三所示图像, 去除了图像的高频噪声, 但略显模糊。对其进行Robert算子锐化调整后可以得到图四所示的增强图像, 图像特征明显变得清晰。大津法 (OTSU) 阈值分割后得到的图五可以看出特征区域和非关注区域的明显对比, 然后由log算子边缘检测提取河流的轮廓, 由图二和图六比较可见提取的效果较为理想。
4 结束语
本文首先介绍了数字图像轮廓特征提取的一般过程, 给出了流程图, 然后详细讨论了数字图像处理的中间环节技术, 并给出了这些技术的部分具体算法, 最后在MATLAB环境下编写代码, 从一副照片中提取出了河流的轮廓, 实验分析结果较为理想。数字图像处理技术应用于图像轮廓的提取, 能够简化一些实验研究工作, 缩短时间提高效率, 如提取的河流可以用于识别和地图绘制, 提取岩石断面轮廓可以用于分形维数计算等等。为了满足不同的需求, 研究者可以对提取过程中用到的技术加以改进或提出新的算法, 如采用不同的边缘检测模型和技术[5], 以达到自己研究所需要的特征和精度。
参考文献
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[4]彭瑞东, 谢和平, 鞠杨.二位数字图像分形维数的计算方法.中国矿业大学学报.2004, 33 (1) :19-24
过程特征 篇5
汽车碰撞过程中加速度特征对乘员损伤的影响分析
针对汽车正面碰撞过程中车身压溃失稳产生初始加速度峰值的`特点,提取基本特征,改变峰值大小,构造加速度曲线组,研究峰值变化对秉员安全性的影响.研究表明,车身加速度峰值处于较小范围时,人体综合损伤指标对峰值的变化并不敏感.
作 者：黄靖 王健 HUANG Jing WANG Jian 作者单位：大连理工大学,汽车工程学院,大连,116023刊 名：汽车科技英文刊名：AUTOMOBILE SCIENCE & TECHNOLOGY年，卷(期)：“”(1)分类号：U467.1+4关键词：汽车 磋撞 加速度曲线 人体损伤指标
实验水墨的发展过程与其基本特征 篇6
（一）实验水墨的产生与发展
1.实验水墨兴起的历史时代背景
20 世纪80 年代以来，中国社会出现了改革开放逐步实现四个现代化的时代主题，带来了全社会文化的转变，就文化生活、思维意识产生了一系列的变化，前卫艺术家们普遍认为中国当时的艺术界缺少一种现代艺术精神，艺术怎样才能融入现代化，是摆在艺术家们眼前的最现实问题。为此在中国水墨艺术界引发的创新、反思、争论、实验、变革等问题此起彼伏，围绕中国传统水墨画在经历着国家现代化改革中，也面临着一些列的问题，水墨艺术的改良问题也层出不穷，艺术家们开始着重思考水墨艺术怎样进入现代、关注现代生活、适应现代人们的审美趣味等这样一些问题，同时西方现代艺术成为很多艺术家的参照对象。
2.实验水墨的初露端倪
20世纪80年代早期，慢慢有了实验水墨抽象表现的朦胧状态，有代表定义的是，谷文达1986年6月在陕西杨陵“中国画传统问题的讨论会”期间，同时又举办了“公展”和“内部观摩展”两个展览。在“公展”上展出的他的书法作品以及写意水墨是运用了传统的笔墨方式来创作的，但是在“内部观摩展”展出的作品，就是他在那个时期实验探索性的水墨画作品。这一批实验探索性水墨作品在1986年的第33期《中国美术报》上曾经是被这样描述过：“从进入展厅后首先看到的是文字的颠倒，水墨的乱晕，行草文字书写与排笔黑体汉字的正反错位，远离了现实的自我‘精神世界‘时空交错，按自身方式地重现了‘宗教，让观者欣赏之后沉醉其幻想的意境之中……”？关于两个展览，艺术评论家刘骁纯这样描述在“谷文达首次个展小记”中：“展览虽是一次性的，但它是在特定环境当中是整体设计，是宣纸、文字、水墨画、符号、书法、篆刻等一些列几何构成物组合而成的作品中神秘的空间。高大的展厅是向内深入的长方形，迎面是两排七条从屋顶直垂地面的巨幅画作，纵深处还映射着四条画。条画无衬，随气流而微微摆动。坐落在画面当中的是一个有一人高的金字塔构成物，背向展厅入口处的一面敞开，‘塔的内壁黏贴的是各种行为的照片……排笔刷写的正、反、错、覆等标语字和朱红的圈、叉符号混入书法和绘画，是这次展览最具自我反叛的因素。”（见《中国美术报》，同上）
3.实验水墨的形成规模
20世纪90年代初，市场经济持续进步，现代文化的日益发展使得实验水墨创作队伍也日渐壮大，刘子健、李孝萱、刘国松、张羽等人的作品也崭露头角，实验水墨这个现象同时引起了社会上越来越多的关注，尤其是专业媒体的介入，为批评家、艺术家们一起从事水墨实验创作和探索提供了一个互促、互动的平台，致使进入到了90年代中期实验水墨艺术已形成了较强的规模阵容。随着中国现代化进程的加速， 现代性问题很快渗透到了社会文化的每一个创作层面，致使实验水墨艺术家开始更多地思考现代水墨艺术怎样跨入现代艺术的行列。进入新世纪以来，特别是2003年前后实验水墨家转换角度将“水墨”理解为带有中国传统文化身份的艺术表现的一种媒介，而实验对新艺术领域的大胆介入，极大地推动了水墨艺术对寻找融入中国当代艺术解决法案的探索，更多的、更大范围的实验艺术家参与进来，使实验水墨艺术形成了一定的自身规模并对艺术创作产生积极的影响。它不仅在多元文化中有着重要地位，并且随着频频在国内外大展中的展出，渐成阵势——蓬勃发展的实验水墨已逐步进入了中国当代美术的行列当中。从20 世纪80 年代开始的实验水墨的产生、发展现代历程其实就是对中国现代性进行艺术表述的过程。
二、实验水墨中的基本语言特征
实验水墨，顾名思义，意义就是实验！就是在不断的探索实验之中寻找突破，去获取属于自己的生命特征。由此，通过梳理我们可以惊奇的感知到发展至今实验水墨中语言的基本特征。
（一）选取语言的多样性——拓展了水墨艺术语言空间
回顾在中国大改革、大开放的大背景之下实验水墨地现代历程，它是以借鉴西方现代、后现代艺术的观念与方法来表述现代性并且尝试进行现代转型的，因而，在借鉴过程当中，摆脱了“笔墨为中心”的拼贴、固执，拓印、装置、喷洒、偶发、行为等西方现代和后现代艺术的观念与手法同时也被使用在水墨实验当中，在平面绘画进行探索的实验水墨也消减了直接用手画的成分，强化了制作的成分。而这些观念及手法带来语言选取多样化，是以往的水墨艺术中从来不曾有过的，这些探索丰富和拓展了水墨语言的表现空间；另一方面，中国社会文化的现代转型为实验水墨创造了一种可以不断去表述的当代文化语言空间，当代社会文化生活、观念与现代文明气息等共同构成了这一复杂的、当今人地心理的文化空间，为此，一种带有本土韵味的“水墨”的材质出现，去承载了丰富的言说方式，使这种传统材质的水墨传统文化基调发出了它曾没有的声音，散发出浓厚的现代气息，这正是评论家波道坚先生所说的“让材料作出新的表达、发出新的声音。当一种经过处理的材质媒介说出它不曾说出过又能为我们把握的意义，那便找到了自己的话语方式，是新的感受和体验”。
实验水墨选取语言的多样性为中国水墨艺术带来的变化是深刻的。鲁红曾评论道：实验水墨是针对中国水墨艺术的中国当代艺术探索者的一次图式革命，它是水墨“领域”的创造。实验水墨是在传统基础上实现现代语言的转换，即运用与开发新材料，抽象图式、具象图像与新技术语言的同步生成，它与西方的抽象绘画艺术的本质区别是实验水墨是在中国当代文化背景下展开的。1995年以后，现代水墨在艺术上已经基本实现了从传统到现代的转型，不管是在处理笔墨上，还是在样式结构上，都有了许多不同于传统水墨的新东西，并且出现了很多优秀的艺术家与作品，许多水墨艺术家也在自己的作品中逐渐借用了现代水墨的作画技巧，包括拓印、拼贴等。如果说当代水墨画的语言风格是真具有时代特征的话，那实验水墨在语言选取上的转换及其出现的语言多元样性肯定是功不可没的。在20世纪90年代最初兴起来的中国当代“实验水墨”发展到今日，我们认为实验水墨是中国传统文化艺术的文脉上的基础上生发的，但是又有别于传统绘画艺术的形式语言。实验水墨是在传统水墨体系之外创造生出的新路径。
（二）言说方式的抽象性、表现性、观念性——挑战了传统水墨的“写意性”
传统水墨以“写意”为先。讲究笔墨语言，书画同源，骨法用笔，以书画用笔入画，特别注重线条的独立审美价值，把线条造型作为传情达意的主要手段，崇尚的是寓情于景、以景抒情，并以此作为中国传统水墨画，尤其是文人画美学院传统的核心范畴之一，寄托、承载、抒发着画家个人主观情愫和意念、精神。
实验水墨所具有的是新的言说方式、新的理论及新的文化价值观。实验水墨正处于当今信息时代，它感知着人类世界共同的文化艺术资源，并将中外传统艺术的资源当作探索的出发点。这种探索的现代性和开放性，将水墨置身于一个现代文化的价值之中，并使其成为其中一个部分的探索。无论是在绘画方面的抽象与非抽象语言的探索，还是在水墨边界和跨界的实验探索都让现代水墨艺术冲出了传统水墨语言表达的“写意性”根本原则。如果去梳理，可以把实验水墨的言说方式分为三类：1.以张羽、刘子健、石果等实验水墨画家为代表的抽象性表达、它把“介于似与不似”之间的中国水墨画意象言说、发展到纯抽象言说艺术，在艺术批评界得到了一定的认可，这种言说方式不以寻求意象与意境为目标，其对现实抽象一般会作高度符号化的处理，这种独特的语言状态可以说体现了现代人类抽象精神的维度；2.以李孝萱、王彦萍等为代表的“表现水墨”，它一方面发掘出传统水墨画中一直被压抑的表现性潜在的因素，另一方面又更多地借鉴西方表现主义以现代几何构成式来表达个人精神情感的艺术方法，以其语言革命的强劲力度和深刻的文化批判意识事实表征了一种水墨形式的当代状态；3.最具当代性的“观念水墨”，这类水墨典型以现代观念为先导，而以笔墨、空纸等材料作辅垫，就是说观念表达是第一位的，水墨仅是作为观念表达的媒体物，传统水墨的语系被彻底突破，水墨更是作为本土化指示符号而出现，已跨界的观念水墨与传统水墨语系几乎没有了联系。对观念水墨的争论也是不断的，但无论如何它还是为现代实验水墨的发展提供了一条新的路径、实验水墨的抽象性、表现性、观念性、言说方式，实实在在地对传统挑战的水墨发起了挑战，这就是它的前卫性、当代性所决定的，这种挑战是在舍弃传统水墨语系的沉重包袱，建立可以迈入现代生活、表达现代人可以体验的新水墨艺术体系。
（三）个人语言的高度符号化
从实验水墨近30年的发展历程中，我们可以欣赏到许多画家的语言都很特别——高度个人符号化，传统笔墨语言被否定，表达的是在现代生活条件下自由的、强烈的画家个人思想状态，信马由缰，天马行空，自由自在，为我们呈现了它作为现代艺术的丰富多样性语言特征。
水墨画之所以不能像油画那样有一个突出的从古典到浪漫，从写实到印象，从立体到抽象等巨变，主要问题在于：宣纸的特性、笔的特性和墨的特性，就是说，凝聚的物质材料对运动过程的笔的痕迹具有自身的扩大或缩小画面内涵的自主性，而笔的软且富于弹力的轻重的特征又决定了这凝聚力物质材料上特性的不可控元素，这三个要素形成两方面的渗透。刘子健试图运用个人符号的语言来进行水墨实验创造，以墨点、墨线、墨块的特殊张力关系来反映传统中国水墨画意境里的内心表现，画面中有许多墨圈、十字架、墨团等抽象意义的符号，并在画面中加杂了许多浓墨的团块，并且运用了拼接的表现手法。
《迷离错置的空间》作为刘子建在2003年度的代表作品，画面中的材料实验是非常显而易见地，拓印出来的效果可以在宣纸上形成一种具有现代气息的线面关系。不管在黑与白的墨点之间，还是在水色的阴阳与虚实间，我们所能够看到的是一种具有现代主义所构成的形式感的画面，声势浩大地绽放出中国水墨在抽象领域里的能量勃发。在他的实验水墨作品之中，绘画语言完全可以被当成是独特的和具有精神性地。我们可以通过经验与所学知识走进画家所打开的空间，并将其意思理解为只有当今才能够体验到的未能感受到的世界。他的这种作品表现出了一种超现实的意识空间，这个概念主要表现在以下两个方面：一是现代科技所能够指示的宇宙空间，这些是人地知觉不能够直接来感知地世界，但是它也是具体地存在的，但却又在召唤着神秘意识；另一个就是中国传统文化中所已经包含地那些人与自然的统一统统可以归类于天人合一的精神空间。在他创作地画面上，这两种空间是在交替不断出现的，并且他们并不是借助于所谓的隐喻与暗示，而是在直接诉说视觉感受力，以能够达成观念的想象整合。
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过程特征 篇7
过程进行检测和诊断分析。利用软测量技术发现冶炼过程中的吹炼噪声信号和氧枪振动信号可以作为表征喷溅发生的特征信号。因此, 对冶炼过程中产生的冶炼噪声信号和氧枪振动信号进行采集, 是冶炼过程喷溅预测的前提条件。
然而, 传统的检测声音和振动信号的物理仪器检测可靠性和准确性差且成本高, 在实际的应用当中受到了很大的制约。随着计算机技术的飞速发展, 出现了有别传统仪器的虚拟仪器。虚拟仪器将传统仪器的信号采集、信号处理、信号结果输出功能移植到计算机上, 通过数据采集卡并由软件对信号进行分析处理。本文基于Lab VIEW虚拟仪器平台设计了一套冶炼过程特征信号采集系统, 实现了冶炼过程中特征信号的采集、显示与存储。
1冶炼过程喷溅特征信号采集系统的总体设计
数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。系统的整体结构图如图1所示。
采集系统中信号调理模块配合音频传感器与振动传感器, 进行声音和振动信号的检测与信号调理。数据采集模块对传感器信号进行高速采集。数据采集卡通过PCI接口与工控机相连接, 构成采集系统的硬件平台, 利用Lab VIEW虚拟仪器开发平台构建采集系统的上位机管理系统。
2采集系统的硬件设计
2.1音频传感器
在对冶炼工艺的研究中发现冶炼过程中的噪声主要有四种, 为了能够采集到主要表征喷溅的噪声信号, 本采集系统选择了UPERLUX (超乐仕) PRA—118L超高指向性专业枪式电容麦克。该传感器在接受固定方向传来的音强信号的同时还能够远离AOD炉体, 以避免麦克受冶炼过程的高温影响。该传感器的优点是只接受某一方向上的音强信号, 这样在冶炼过程中和喷溅无关的音强信号就尽可能少地传到数据采集卡里。
2.2振动传感器
冶炼过程中时段不同, 炉体振动变化情况也不同。通过软测量技术得知振动信号能够表征喷溅。本采集系统在氧枪上安装了两个振动传感器, 它们互成九十度, 相互垂直, 这样就能够实现水平和垂直两个方向的振动信号采集。综合考虑振动传感器重量、频率响应和灵敏度性能、现场环境温度要求以及测试数据高保真度, 本系统选用ULT20系列内装IC压电加速度传感器, 能充分完成现场振动数据的采集。
2.3信号调理模块
调理模块的作用是确保采集到的信号是精确保真的, 同时具有信号放大的功能, 它是连接工控机和传感器的桥梁。调理电路由直流信号压缩电路、信号隔直电路、交流信号滤波电路、交流信号放大电路、信号叠加电路等组成。经过调理电路才能将精确、保真、放大的数据送入数据采集卡, 方便用户分析。本系统选用阿尔泰公司研发生产的S1103作为信号调理模块。
2.4数据采集卡
数据采集能够从传感器或者其它待测设备中自动采集信号, 为利用计算机进行数据采集带来了方便。数据采集卡的设计是以计算机总线技术为依据的。本系统选用研华公司生产的PCI-1716数据采集卡, 该采集卡功能强大, 采样速率能够达到250K/s, 采集卡自带FIFO缓冲器, 具有16路单端和8路差分模拟量的输入方式, 2个16位数模输出通道和16位数字量输出/输入通道。该采集卡能够满足本采集系统的要求。
4采集系统的软件设计
3.1 Lab VIEW简介
Lab VIEW是使用图形语言进行程序编写的开发环境。传统编程语言, 如C/C++语言、VB或Java语言都是以文本方式进行程序的编写, 而Lab VIEW采用的是G语言, 也称为图形编程语言, 采用G语言使编程的效率得到提高。Lab VIEW自身包含大量的范例程序供开发人员参考, 利用这些范例能够完成绝大多数设计任务。
3.2喷溅特征信号采集流程
采集系统使用Lab VIEW2014进行采集程序的设计, 可实现冶炼过程中音频信号和振动信号的采集、显示和存储。数据采集的流程图如图2所示。
3.3后面板程序框图设计
程序框图中的控件是和前面板的相应控件所对应的, 程序框图是源程序, 用来控制和操纵定义在前面板上的控件以及输入和输出的功能。采集系统的程序框图如图3所示。程序的上半部分主要实现噪声信号和两路振动信号的采集, 下半部分实现采集到的数据的显示和存储。
3.4特征信号波形显示
在虚拟仪器的前面板设计中, 信号波形显示是很重要的内容。Lab VIEW软件工具包提供了很多数据图形化显示控件供研发人员使用, 本系统中研究人员就能直观的观察冶炼过程中传感器采集的振动信号和声音信号波形变化。图4是音频传感器采集到的声音信号, 图5和图6是两个振动传感器采集到的振动信号。
3.5特征信号的存储
该采集系统还具备将采集到的特征信号进行存储的功能, 方便研究人员离线对信号进行分析和处理。本系统是利用Lab VIEW2014自带的存储模块进行数据的存储的, 软件提供了很多类型的数据存储格式供设计人员使用, 例如二进制文件, 文本文件, 数据存储文件及TDMS文件等格式。本系统采用的是TDMS格式进行数据的存储。TDMS最大优点就是其在保持着数据良好逻辑结构 (TDM的三层结构) 和良好的数据管理的前提下, 还能保持着高速的性能。
4结论
冶炼过程喷溅特征信号采集系统以Lab VIEW为开发平台, 利用了虚拟仪器技术实现了冶炼过程中对声音信号和振动信号的采集, 实时波形显示及存储。经过多次的重复试验, 系统的稳定性较好。通过对采集到的信号进行分析, 能够及时了解AOD炉的实时工作状态, 为有效检测和预防喷溅提供了条件。
摘要：本文设计了一种以Lab VIEW为开发平台的冶炼过程喷溅特征信号采集系统。通过对采集系统的硬件选型及上位机程序的设计, 验证了虚拟仪器在采集系统构建上的有效性。该系统操作方便、运行稳定, 能够实现对冶炼过程中表征喷溅特征信号的高速采集、实时显示及信号存储, 为冶炼过程喷溅预测提供了依据。
关键词：冶炼过程,特征信号,采集系统,LabVIEW
参考文献
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过程特征 篇8
企业集群基本的特征是通过地理位置上的靠近或集中, 而形成群落。在一定的内部条件与外部环境下, 在某个区域内自发地形成或者人为地培植一个或多个具有集聚和自组织功能的集群, 在集群形成后, 由于它自身的集聚功能, 使集群内的企业不断衍生和分化以及外部企业大量涌入, 集群迅速扩张, 到一定程度后, 集群内的企业协作关系不断发展和完善, 整个群落演变成一个网络价值链群, 随后外部的企业进入速度开始缓慢, 集群规模趋于稳定。随着时间的推移, 集群的发展将进入另一个阶段———产业升级、技术升级, 但这些阶段并非固定的, 在集群的成长过程中, 会经历多次分段的轮回, 例如原产品升级、新产品开发、新投资方向等都会使企业集群走出衰退期, 即进行第二次创业。
与其他经济组织一样, 企业集群也同样经历产生、发展和衰退的过程, 对于企业集群的“生命周期”可以从两个方面进行研究:一是从集群的整体角度来探讨企业集群的演化过程;另一个从构成集群的企业和其他机构个体角度, 通过考察企业等组织的进入或新建、发展、衰亡或迁出来研究集群的产生、发展和衰退的过程。
1 企业集群形成阶段特征分析
这个阶段是集群的萌芽阶段, 其基本特征是:地理的集聚性, 或企业集群的产生源于一、二个企业的成功所带来的示范效应, 激发一些企业进行效仿、或是关联企业在供应链上进行集聚, 但集聚的速度慢, 集群的生存能力比较弱, 企业产品比较单一、产品市场占有率低、企业集群还未形成规模。20世纪70年代中后期至1985年, 是秀洲化纤织物企业集群的形成阶段, 它是由集体化纤织造企业的兴办和家庭化纤织造业的产生。20世纪70年代后期, 当时秀洲区社会对企业, 以纺织、建材、五金、化工四大产业为主, 其中以王江泾为中心的北片乡镇则以轻纺为主。在20世纪70年代末、80世纪就办起了乡丝织一厂、丝织二厂。各村几乎都有一个丝织厂。这些化纤织物生产厂的创办, 使一批农民进入企业, 成了由技术的工人。在此基础上, 亲帮亲、邻帮邻, 相关技术不断扩散, 促进了企业不断的增加。这时纺织品开发设计能力比较低, 产品主要以引进仿造为主。由于大部分产品含量比较地, 普通织机户通过一看二问, 便可以掌握新产品的织造技术。集群内的企业之间的联系是不稳定的、多变的。由于没有形成长期稳定的经济联系, 集群的规模效应、外部效应等还未得到体现, 文化根植性和创新性还没有显现。在集群内部, 成员企业之间的产业链上的分工行不明且协作程度小, 横向企业之间的竞争激烈, 对集群的成长起到制约作用。
2 企业集群成长阶段
在这个阶段是群落快发展阶段, 其基本的特征是:一方面, 相关的企业和机构大量涌入, 另一方面, 集群的企业大量衍生。外面涌入的企业和内部衍生企业集聚的结合, 使集群的规范迅速扩大。秀洲化纤织物企业集群通过集体化纤织物企业分解和家庭化纤织造业的扩展, 而且在产业发展的空间不断拓展, 织机数量继续高速增长。从事化纤织造业的区域, 由田乐向南至荷花、王江景、双桥, 向东到南汇、油车港, 向西至虹阳、桃园、洛东等地方扩散, 资本积累不断递增。企业规模扩大。资产数量在5万—50万的企业 (家庭) , 由初期的85家增加到最多时候的137家。专业化分工开始出现, 整个产业逐渐形成体系。原先从事化纤织造的家庭开始分化, 有的增加织机扩大生产, 有的转入流通, 专门从事原材料供应或坯布的收购销售, 有的从事新旧设备的销售, 有的办起了投入更大的前道加工企业。加上周边出现的盛泽东方布匹交易市场、王江泾南方化纤原料市场、荷花纺织机设备交易市场等专业市场, 基本形成了从纺织设备、原料供应、前道、织造、印染到产品销售的产业链。
处于成长期的企业集群可以在较短的时间内获得较高速度的扩张, 集群内的竞争促使成员企业在产品细分、产业链分工中寻找各自的生存空间, 一些快速成长的企业占据主导地位, 这一时期, 成员企业规模的扩大和运作的复杂性对计划要求的不断提高, 越来越强调建立规章制度来维系组织结构的稳定性。组织结构开始规范化、专业化。由于规模经济开始起作用, 集群的企业经济势力增强, 市场占有率提高, 员工人数增加, 抵御市场奉贤的能力增强。
处于由于集群内的企业数增加, 企业间的联系逐渐增多, 在这阶段, 集群之间的联系只限于横向经济关联, 同行业企业集聚在一起, 主要的原因是更贴近市场、节约运输成本。同时大量技术上相同的企业集聚在一起, 便于技术上的模仿, 而企业与企业之间的正式与非正式的交流, 更可以获得市场信息, 从而节约获得信息收集成本, 实现信息与资源的共享, 成长阶段的企业集群, 开始表现出一定程度上的外部经济性。
处于成长期的企业集群, 其集群内企业之间存在激烈的竞争环境, 若集群组织不能相互协调, 企业集群就会提前进入衰退期。
3 企业集群的成熟阶段
这个阶段是集群各个方面的功能已经发育完善的阶段, 其基本特征是:一各个配套的功能已经完善, 同时, 企业进入的速度减缓, 二随着企业的横向与纵向关系不断建立起来, 企业之间的核心能力为基础, 充分发挥资源互补的优势, 整个企业集群发育成了一种网络型的简直链群。
作为一个相对成熟的企业集群, 秀洲化纤织物企业集群, 以基本具备形成了比较稳定的产业联系和包括信息在内的各种要素。从产业联系的角度, 以形成了以生产资料供应 (原材料、设备) , 到前道、织造、印染、后整理、产品销售在内的、相对完整而又开放的产业链。秀洲化纤织物企业集群以织造为核心, 向两头延伸、拓展, 形成从原材料到产品的一条基本价值链模式。
第一种价值链模式是织户从原材料市场购进原材料 (经丝、纬丝) , 到家中进行织造, 生产出产品后, 自己到市场去销售。第二种价值链模式上述产业链众多一个相对独立的市场主体———营销大户。营销大户实际上是织机户的销售代理, 他们从织机户中收购产品, 然后进行销售。营销大户与织机户实际上是一种完全的市场化买卖关系。第三种价值链模式是在第二种模式的基础上形成的。经车老板自己从原材料市场购进原材料, 完成前道 (牵经、加捻等) , 然后把经轴送到加工户自己来完成) , 加工户织成产品后, 再把坯布送往经车老板处, 经车老板与织机户关系是一种合同关系。这种关系比上述两种模式更加稳定, 存续的时间长, 关系相对密切, 分工更为明确, 而且可为加工户节省许多在原材料采购和产品销售过程中的交易费用。
这是在纤化织物企业集群发展到一定阶段后出现的一种比较成熟的模式。随着企业集群的成长发展, 一些经营者通过多年的经营, 逐步完成了原始积累, 有了一定的经济实力。开始组织规模较大的企业。这种模式是原来的企业集群内部的外部分工内部化, 这些企业一般是小而全的产业组织, 集中了产业链上的主要环节—原材料采购、前道、织造、产品销售, 与外界的联系仅在两头———原材料生产和产品销售。
近年中国海外客源市场结构分析
余子萍 (三江学院)
摘要:近年中国入境旅游人数和旅游外汇收入迅速增长, 世界排名上升。港澳台地区是中国入境旅游业最重要的客源地。入境旅游者中中青年占有突出地位, 男性游客占绝对优势, 入境目的以观光休闲居多, 超过一半人徒步入境。一批旅游大省大市已经形成, 集中于沿海开放地区、省会和传统旅游热点的城市, 已成为各省旅游发展的中心和重心。
关键词:海外客源地区年龄性别旅游目的入境方式地方接待
0引言
近年来, 随着中国经济的快速稳定发展, 中国的国际旅游业保持了较快的增长态势, 入境旅游人数和外汇收入迅速攀升。从2005年到2007年, 入境旅游人数从1.20亿增加到1.32亿人次, 旅游外汇收入从293亿美元增加到419亿美元, 外汇收入世界排名从第6位上升到第5位。中国继续保持全球第四大入境旅游接待国、亚洲最大出境旅游客源国的地位。入境旅游业已成为我国最大的国际服务贸易领域, 带动和促进作用不断增强, 综合功能日渐显现。了解中国入境旅游业的主体———海外客源, 分析、研究和预测我国的海外客源市场走向, 掌握入境游客在旅游需求与旅游消费各环节的特点, 有助于结合我国实际开发出适合客源地市场的旅游产品, 促进我国入境旅游业的进一步发展。中国包括大陆部分、香港和澳门两个特别行政区及台湾地区。在统计上, 香港、澳门和台湾的客源及广大华侨也划归“海外客源”。因此, 中国入境旅游市场的客源分为三大部分, 即外国人 (包括加入外国籍的华人) 、华侨 (具有中国籍的海外居住者) 和香港、澳门、台湾同胞, 通称海外游客。鉴于华侨客源人数少, 情况具有特殊性和复杂性, 且相关资料受限, 本文研究的海外客源为外国人和香港、澳门、台湾同胞。
1地区结构
港澳台地区是中国入境旅游业最重要的客源地, 其旅游人数占中国入境旅游人数的80%以上, 与外国游客相比占有绝对优势。经过了多年的高速发展, 港澳台同胞入境人次数量近几年一直稳定地增长。外国游客所占比重一般在20%以内, 但增长速度比港澳台同胞更快, 外国客源市场份额正呈现加速扩大趋势。
近三年统计资料显示, 按洲别计, 中国入境外国游客主要集中在亚洲, 美洲和欧洲入境旅游者次之, 大洋洲和非洲最少。亚洲入境旅游者所占比重超过60%;美洲和欧洲约占1/3;其他地区的比重在4%左右。
由于文化同渊性以及近年来亚洲经济的飞速发展, 亚洲居民来华旅游消费需求倾向高于其他地区。近三年, 韩国一直是中国入境旅游的第一大客源国, 日本是我国多年来的前两大客源国之一, 韩、日在我国外国人市场中占有重要地位。东南亚市场是我国周边地区重要的客源市场, 主要包括新加坡、马来西亚、泰国、菲律宾和印度尼西亚。随着中国和东盟各方面关系日益密切, 中国和东南亚市场的旅游交流必将更加深入。
欧洲和美洲虽然是世界上最主要的客源输出地, 但由于距离遥远, 历史文化、生活方式、价值观念差距等原因, 却不是中国入境旅游业的最大客源地。不过, 美、英等发达国家人均GDP高, 跨国旅游支付能力强, 居民来华旅游人数增长有较大潜力。
大洋洲的澳大利亚和新西兰是中国在南半球的重要客源市场, 近年来以2位数增长。
非洲始终是中国对外政治、经济、文化交往的重要伙伴, 但由于其经济能力有限, 每年来华旅客的绝对数量至今未超过40万人次。2007年非洲市场的增长率为29.05%, 居五大洲之首。
总的来说, 当前我国入境旅游发展态势良好, 客源全球化进程加快。港澳台基础市场增长日趋稳健, 已逐步进入稳定增长期;外国旅华市场持续增长, 增长态势日益明显, 正进入快速发展期。日本、韩国、东南亚等传统市场稳定增长, 欧洲、北美、俄罗斯、印度等新兴市场加快成长, 南美、中东、非洲等潜在市场日见端倪。
2007年, 中国海外客源市场排名前18位的客源国依次是:韩国、日本、俄罗斯、美国、马来西亚、新加坡、菲律宾、蒙古、泰国、澳大利亚、英国、加拿大、德国、印度尼西亚、法国、印度、哈萨克斯坦、意大利。
2年龄、性别结构
2.1年龄结构近三年入境外国游客统计资料显示, 25~44岁这一年龄段占的比例最高, 将近半数;其次是45~64岁段, 约占1/3;再是15~24岁, 约占1/12;65岁以上和14岁以下旅游者人数
摘要：本文主要运用生命周期理论并结合实际案例对企业集群经历的四个阶段进行描述, 形成阶段特征具有地理集聚性, 成长阶段表现为相关的企业和机构大量涌入以及企业大量衍生, 成熟阶段则为各个配套的功能完善, 企业的横向与纵向关系不断建立起来, 衰退 (扩散) 阶段特征主要表现为集群的集聚功能开始衰退。
关键词：集群,兴衰,过程,特征
参考文献
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过程特征 篇9
1 南京市城市快速扩展特征分析
1.1 南京市城市快速扩张的时间特征
1.1.1 人口增长特征
1990年代以来, 南京市人口增长呈现不断加快趋势。2000-2007年, 南京市总人口从582万人增长到741万人, 年均增长率为23.64‰;1990-2000年南京市总人口从485万人增长到582万人, 年均增长率为18.54‰。1990-2000年南京市户籍人口从501.82万人增长到544.89 万人, 年均增长4.3万人, 增长率为8.58‰;2000-2007年, 南京市户籍人口由544.89万人增长到617.2万人, 增长率为13.27‰;2000年以后, 南京市户籍人口年均增长在8～12万, 是1990年的2倍多。暂住人口从1995年开始进入爆发式增长期, 10年间增长了3倍多。按暂住半年以上统计, 南京市2007年暂住人口约124.1万人, 较2000年增长56万人, 年均增长8万人 (见图1) 。
1.1.2 经济增长特征
城市空间扩展是城市经济发展的需求, 体现生产布局的延伸和扩大及新经济活动区的开拓。2007年南京市地区生产总值达到3 284亿元, 2000年以来年均增长速度达到18%, 2000-2007年南京市地区生产总值年均增长速度达到18.4%, 分别高于全国、全省同期平均水平7个和3.9个百分点, 高于改革开放以来12%的平均增速和“十五”期间12.8%的平均增速, 见图2。
2000年底南京市人均地区生产总值18546元 (合2649美元, 美元兑人民币汇率按1∶7计算) , 2007年增加至53500元 (合7643美元) , 年均增长速度达到16.5%, 见图3。
1.2南京市城市快速扩张的空间特征
1.2.1 南京市城市空间扩展分析
南京市城市空间扩张在经历了以工业镇建设 (1949-1965年) 、工业区建设 (1955-1978年) 、乡镇企业发展 (1979-1989年) 为主带动城市扩张之后, 1990年开始进入了以开发区带动城市扩张的阶段。特别是在1995-2004年, 南京市进入快速扩张时期, 都市圈的空间框架初步拉开。1995年全市建成区面积为259km2, 在“疏散、三集中”和“一城三区”战略指导下, 南京市建成区的发展空间跨越老城拓展到都市发展区, 一城三区成为空间扩展的重点。
2000年以来, 随着沿江发展战略及跨江发展战略的深入实施, 和“迎接十运会, 建设新南京市”契机的到来, 南京市实现了建城2480多年的历史性突破。“一城三区”战略已经初见成效, 都市发展区框架初步拉开。城市发展逐步跳出老城, 河西新城、仙林新市区、东山新市区、浦口新市区成为城市发展的重心。
1.2.2 建设用地增长特征
在解放前后, 南京市城市建设用地规模仅为40km2, 至80年代初期也仅为120km2, 这期间城市建设用地年均增长不超过2.5km2。改革开放以后, 城市社会经济发展迅速, 城市建设开始突破明城墙的范围。2000年南京市区建设用地已达到375km2, 市区城镇建设用地总面积2005年为575km2, 至2007年达到682km2 (不含已批未建用地) 。2000-2007年城市建设用地年均增长达到40km2, 是历史上增长最快的时期。
2 南京市城市快速扩展下交通系统发展分析
2.1南京市城市交通发展的定量分析
选取机动车保有量、出行总量和人均出行次数以及出行方式结构3个指标对南京市城市扩张过程中交通系统的发展进行定量分析。
1) 机动车保有量变化。近几年来, 南京市机动车数量快速增长。1990-2000年, 机动车总量 (包括摩托车和货车等) 从10.5万辆增长到31.5万辆, 10年增加21万辆。2001-2004年增长加快, 3年间又增加近27万辆, 平均每年增加9万辆, 约为90年代年均增长量的4倍多。车辆拥有率迅速增长, 机动化过程加速, 见图4。
2) 出行总量和人均出行次数。南京市民出行总量与人均出行次数总体呈现稳步上升趋势。主城居民一日出行总量从1986年的299.2万人次增长到2005年的627.7万人次, 尤其是1999年后年均增长7.3%。人均出行次数从1986年的1.65次日上升到2005年代2.73次日, 1999-2005年, 南京市主城居民出行总量年均增长5.4%, 见图5。
3) 出行方式结构。2007年南京市居民机动化出行比例达到32.71%, 比10年前的1997年15.78%上升了一倍多。其中私家车出行比例飞速增长, 占总出行方式的4.99%, 而1997年私家车出行几乎为0。公交出行比重稳步上升, 由1997年的8.2%上升到2007年的21.56%。自行车、步行依然是南京市民的主要出行方式, 但自行车的出行比重已由97年58%下降到2005年的41%。机动化出行日益增加, 公交出行比例的快速增加, 见图6。
2.2南京市城市交通现状的定性分析
1) 潮汐式交通状况显著。近年来, 聚集在南京市主城、旧城区的人口和工业正在逐渐向周围城区疏散转移, 但居民居住地与就业地之间的空间分离, 使人们的社会经济活动范围扩大, 增加了居民的非弹性出行距离;同时造成上下班高峰期主城中片 (即公共活动集中区) 与城市其他片区 (即居住集中区) 、主城与都市圈之间潮汐式交通显现 (方向不均匀系数最大达70%) 。
2) 主通道交通流集中。由于主城中片与城市其他片区之间的河 (秦淮河、护城河) 、湖 (玄武湖、莫愁湖) 、山脉 (紫金山、宁镇山脉等) 等天然屏障和城墙、铁路以及各风景、古迹和具有纪念意义的受保护用地等人工屏障的影响, 潮汐式交通流集中在东西向、南北向及斜向的几个主要交通要道上, 交通瓶颈问题更加突出。
3) 向心交通强大、穿越交通与向心交通重叠市中心。南京市城市的结构特点、用地布局以及主城中区的特殊地理位置, 决定了主城中区既是公共活动集中区, 也是南京市城市交通的重心。城市客流主要集中在新街口——鼓楼——山西路一线, 加上城市主干道骨架网的交通流与中心区内部交通和向心交通重叠, 很容易造成中心区交通拥挤与堵塞。
4) 跨区客流构成比重加大。就业地与居住地的分离, 造成了城市片区内出行相对下降, 而跨区远距离出行比例加大。
3 城市扩展对交通系统的影响分析
1) 人口和经济的增长引起交通需求的增长。 城市在扩展过程中, 人口和经济的增长会影响交通需求的增长, 一方面, 经济增长导致劳动力需求的快速增加, 并由此吸引了大量外来常住人口, 城市人口总量相应急剧增加, 导致机动车的保有量增长。另一方面, 经济增长促进社会活动的增多, 居民出行率上升, 人口总量增长与居民出行率的上升, 无疑会带来交通需求的累积增加。
2) 城市空间的快速扩展促使交通方式结构改变。城市空间的拓展, 在扩大居民活动空间的同时, 也促使交通出行方式结构发生显著变化。一方面, 城市规模不断扩大、人口密度继续提高、经济发展水平的迅速提升以及交通设施供应能力快速发展, 促使居民出行方式的机动化水平必然提高, 尤其是舒适、“门到门”的社会客车、出租车等个体机动化出行方式比例将显著增加, 公共交通也由于公交优先发展战略的推进, 在城市交通中的主导地位将进一步得到强化。另一方面, 步行、非机动车由于受自身因素的制约, 出行比例将会下降。
3) 城市形态结构及其布局影响城市的客流特征。城市扩展在空间上表现为城市形态布局和结构的改变, 而城市形态布局和结构的改变表现为不同类型用地在空间结构上的变化, 产生了不同交通量的空间分布和交通出行, 从而影响着城市的客流特征。以南京市为例, 随着“一城三区”发展战略的实施, 南京市主城、旧城区的人口正在逐渐向周围城区疏散转移, 早晚高峰以工作出行为目的的朝汐式交通现象将愈演愈烈, 对老城与新区之间通道形成巨大压力, 造成主通道交通拥堵、向心交通集中、跨区客流大等交通现象。
4 结束语
在城市的快速扩张过程中, 由于城市经济、人口、空间形态等交通系统外部因素的发展变化, 影响了交通系统的特征如出行总量、人均出行次数及客流特征的变化。因此, 分析交通系统的变化, 必须要用整体的思维, 通过分析交通系统特征变化的外部因素, 研究城市快速扩张过程中交通系统特征的影响, 为实现城市与交通系统和谐互动发展奠定基础。
摘要：分析近20年南京市城市扩展过程中人口、经济增长特征, 以及城市快速扩展的空间特征。利用南京市总体规划、交通白皮书、交通年度报告的相关数据, 分析南京市在快速城市化的过程中交通系统特征的变化。指出城市交通系统的特征变化实际上是由于外部的城市扩展所引起, 在机动化的发展过程中要注重城市与交通的协调发展。
关键词：城市扩展,交通系统,演变研究
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资本主义生产过程本质特征新解 篇10
一、马克思主义政治经济学在价值增值问题上的逻辑错误
马克思的这一论断出现在《资本论》的第五章:劳动过程和价值增值过程。此处,马克思并未解释为什么这一特征为资本主义生产过程所独有。事实上,在整个《资本论》著作中, 对这一点的论述也是稀薄的。我们可以从中看到马克思关于资本主义生产本质论段的内在逻辑及其错误所在。在这里, 马克思从两个思路来解释为什么该生产过程中不会有价值的增值。不过,这两种解释都是错误的。下面本文将对这两种解释及其错误所在进行详细分析。
1.由商品的价值不会大于商品的价值本身,得出生产过程中没有产生价值增值。马克思指出,“在流通之外”,“商品占有者能够用自己的劳动创造价值,但是不能创造自行增值的价值。”自身的价值不能大于自身的价值,这一点当然是没错的,但它又能有多大的意义呢?藉此能够推导出这个生产过程或小商品生产就不会有价值增值吗?不能。如果这样来推导,那就等于是转移话题,违反了普通逻辑基本规律中的同一律。
2.由原材料的价值在生产过程中不会增值,得出生产过程中没有产生价值增值。自身的价值不能大于自身的价值, 这一点不仅在这个生产过程中成立,在小商品生产中成立, 而且在资本主义生产中也是成立的,怎么能说价值增值就是资本主义生产过程所特有的呢?不能。因此,这两种思路的解释是错误的。
方法的错误自然容易导致结论的错误。一种事物的数量是否增加,不能看它在某一时点的数值是否大于该数值本身,而要看它在某一时点的数值是否大于它在前一时点的数值。不能看原材料的价值是否发生了增值,而应看该产品的价值是否大于该产品生产过程中的价值耗费,用马克思的概念来讲就是所消耗的产品形成要素的价值,即生产资料价值和劳动力价值之和。
二、小商品生产中也可以存在价值增值
马克思主义政治经济学认为,价值增值是资本主义生产过程的本质特征,是其他方式下的生产过程所不具备的。为行文方便,本文就将以马克思所的上述举例来说明在小商品生产中也存在价值增值。
1.马克思的举例同小商品生产的关系。自己进行劳动生产,使用自己的生产资料,产出的东西是商品,该商品价值量衡量的内在依据是包含在该商品中的该生产者所付出的劳动量,而且该劳动量在计量时也要按“一定的社会规律” 来计量。
2.劳动力价值的因素对价值增值的影响。如果劳动力有价值,则对价值增值的分析就等同于资本主义生产,只要产品的价值大于生产过程中所消耗的生产资料价值和劳动力价值之和,就存在价值增值。而如果劳动力没有有价值,则只要产品的价值大于生产过程中所消耗的生产资料的价值,就存在价值增值,而且,这个价值增值会更大。
3.小商品生产增值的可能性。(1)理论的分析。为方便分析,现在我们假定商品生产者的劳动力价值在数量上就等于该行业一个普通雇佣工人的劳动力价值。这样,在马克思的举例或普通小商品生产中所消耗的产品形成要素及其价值就等同于资本主义生产过程。故,小商品生产中,完全可能存在价值增值。(2)实践的比照。就现实生活的事例来看,确实有很多小商品生产者其利润不断增加,其财富不断膨胀,其规模不断扩大。例如,一家经营得当的夫妻小餐馆,它的规模在扩大,它的产品价值也就自然大于生产过程中所消耗的产品形成要素的价值,也就自然存在价值增值。
三、资本主义生产过程的本质特征
1.资本主义生产过程的本质特征在于资本家对价值增值的无偿占有。既然资本主义生产过程的本质特征不是价值增值,那它是什么呢?一无偿占有,是资本主义生产过程所特有的,能够将资本主义生产过程同其他生产过程区别开来,因而是资本主义生产过程的本质特征。
2.对资本主义生产过程的本质特征的修正,并不是对马克思主义政治经济学的否定。由于劳动价值论的确立,生产过程中所产生而被资本家拿走的价值增值就成为被资本家无偿占有的东西,就成为剩余价值,对资本主义生产过程的本质特征的修正,并不是对马克思主义政治经济学的否定, 而是对它的发展。
过程特征 篇11
摘要：科技英语翻译课程无论作为选修课还是必修课，都是有必要开设的，它可以给本科生打下一些科技翻译理论和技能基础，给予学生未来职业生涯少许引导。主讲教师应该通过精讲多练、多举实例、科普为主、鼓励刺激、多媒体配合等课堂策略和课堂打分，吸引学生、精神奖励，让这个课堂气氛活跃、能者凸显、人人受益。
关键词：科技英语翻译课程 特征 教学过程 激励
中图分类号：H059
1、科技英语翻译课程特征
本课程是本科英语专业高年级学生的选修课。学生在学完几门通用翻译理论和进行基本的翻译实践之后，开始了解科技英语的特点；掌握科技英语翻译的基本理论、方法、和技巧；拓宽对各领域科技知识和对各类英语科技材料的阅读理解，扩大科技英语词汇量，学习科技翻译的翻译基本原理、原则、机理和方法；培养学生翻译科技英语篇章的基本素质，力求翻译准确，语言通顺，比较专业，达到能够利用工具书、网络辅助，翻译通用科技文本。英汉译速能达到每小时300-500个英语单词。
1.1、教学基本要求
根据教材内容安排，教学上翻译单位主要放在从句翻译到篇章翻译上，循序渐进，注重理工科资料的翻译基本功的训练；同时兼顾不同科技领域的专业词汇的认知和帮助学生学习科技知识、技术术语。另外，加强科技英语结构的训练，尤其是英语长句分析；通过句法分析巩固学生的语言知识，促进理解，翻译技能。教学中采用多媒体教学，便于选用网络最新各自然学科文本，也可方便快捷的把英语原文和翻译结果展示出来，以便师生间的讨论和学生译本对比。
1.2、教学内容
科技英语翻译课程选取了翻译基础理论知识、科技翻译中的主要翻译技巧和不同种类的科技材料为主要课程内容；书中翻译实例涵盖了通讯、电子、计算机、环境、能源、生物技术与农业、遗传工程与医学、宇航、纳米技术等方面最先进的科技，提供了比较全面的科技知识和相关的科技英语词汇。内容安排包括：概论、句子的翻译和篇章翻译。概论部分主要讲述科技英语的特点及科技英语翻译的基本技巧；句子包括英语的各种句子翻译；最后学习篇章翻译。
1.3、教学方法与手段
科技英语翻译课程以翻译科技材料为核心，从句的层面开始训练，采用讲练结合的教学方法，注意将翻译理论、技巧与翻译实践的结合，加强翻译基本功的训练，培养学生严谨认真的翻译习惯。加强课外训练，多安排课外作业，通过批改学生练习，发现翻译通病，然后在课堂进行统一讲评。通过对该课程的学习，学生在老师的指导下对翻译成品进行批判性再译，对错误的翻译习题进行课堂讲解分析，引导学生对所学翻译方法和翻译技巧的灵活运用。教学重点放在对学生科技英语翻译基本功的训练和科技翻译基本素质的培养上。融专业培养与翻译技能于一体，融知识性和实用性于一体。教学手段采用多媒体教学和网络信息交流。把教学内容做成课件，教学内容充实，翻译实例可以灵活快捷的展示给学生，提高教学效率。教师批改讲评的同时，把讲评结果通过网络发给学生，供学生参考借鉴。
2. 科技翻译教程面临的各种挑战与课堂过程激励机制
2.1 科技英语篇章主要特征
在文本风格方面：科技英语以客观陈述为主，语体正式，语篇严谨，观点明确、逻辑性强，结构紧凑，无倒叙法；在语法方面，科技语篇中的句子结构较为完整，而且句子比较长，复杂长句子也较多，常用的语法结构包括被动语态、非谓语动词、条件句、虚拟语气、后置定语以及定语从句等；在词汇方面，科技文章中专业术语多复合词多、名词多且为大词，少用口语化词汇或词组；由于科技英语主要是表述科学发现、科学事实、实验报告和各类产品操作说明，所以语篇特点概括为客观、正式准确、严密、精炼、清晰。
2.2 文科外语学生学习理工科技英语的劣势
外语学院的学生绝大部分在高中是理科生，而且理化科通常不太好甚至狂差。文科学生擅长想象性思维，对于逻辑思维不太擅长；文科生大部分人畏惧机械性的、图表性的、空间性、数字性的和化学分子性的文本。科技语篇主要特征正好是客观、正式、准确、严密、精炼、清晰，充满了公式、符号、图标、化学物质、物理现象、机械装置、空间分割等，这些拦路虎吓到了许多英语学生，也导致他们无法像自然科学工作者那样专业化地、熟练地、高效率地理解和翻译科技文本。文科生翻译的译本经常出现非专业术语、外行话、死板硬套、瑕疵多现等问题。
2.3 对于文科外语学生习得、认知和翻译科技英语的激励机制的探索
英语专业学生科技英语专业知识的贫乏、专业术语的缺席和自然语言的无兴趣，导致科技英语课程不是一门太受欢迎的课程。加之，科技英语课程主讲教师缺乏，因为懂科技的老师英语不够好、汉语不出色、翻译不地道、课堂管理差，学英语的老师科技知识不够全面、专业知识半斤八两、专业术语略懂一二、翻译标本隔靴搔痒。客观地讲，肯定没有完美的科技英语课程主讲教师，因为科技的内涵和外延几乎是无限的，老师要上通天文、下通地理，三百六十行、行行知一二。根据我国颁布的《学科分类与代码》共设自然科学、工程与技术科学、人文与社会科学、农业学、医药学五个门类，共计58个一级学科、573个二级学科、近6000个三级学科，没有博士什么学科都学过，也没有科学家什么科学都熟知，于是可以断定没有什么科技文本都可以翻译的老师。 以上客观事实使得科技英语课程不太得人心、学生长闹心、老师换得勤。这门课学生逃课率高、迟到人数多、课堂气氛差、老师不被敬慕。
为了克服学生的畏难心理、抵抗情绪、课堂睡觉、课堂走神等教学难题，本教程第一节课选用国家统编教材，在理论首先准确定位，在翻译知识体系中找准规律，让学生明白翻译需要理论指导和统领。在主体理论讲解完毕或者发现大部分学生厌倦之后，课堂立即切换到老师自己的科技翻译经验交流阶段，教师用现身说法，证明翻译的苦与乐、难和易、胜与败的辩证法。在长期的教学中，发现不点名不足以震慑那些“跳”课的投机分子，频繁点明有伤害学生面子，有浪费太多时间；上课提问应答的总是那几位优秀生、老师的贴心人，而那些慢学生、漫学生、懒学生，他们总是打盹走神。鉴于此，为了做到课堂为了一切学生和一切为了学生，为了教育公平，为了人格健全，本课程的课堂采取先讲理论人人有份，后举例子人人分享，最后口译、笔译无法保证人人有机会或者有了机会但是故意设分差。这样一来，第二节课，翻译过程大约15分钟，口语呈现人均2—3分钟，在剩余的35分钟力争做到人人表现，个个互动、纷纷举手。如果时间允许，有时候座位一行接一行，一排又一排每人有机会发言得分；极少时候，课堂口译文本太难，准备时间太长，没有时间保证人人有表现机会，老师只好看谁平时表现积极、翻译效果好、或者看谁举手高人一等，或者看哪个举手动作敏捷。于是，一些女生背后议论说科技翻译课成了后宫争宠的地方，成了争先恐后的血拼游戏。任何课堂策略和得分计量方法都不是完美、绝对公平，不过本课程课堂不均等公（比赛式、竞争式、得宠式）、均等式，大大激励了学生的课堂参与感，满足了优秀学生的优越感，安慰了非优秀学生的均等心理；使得课堂出勤率提高、迟到早退现象减少、课堂打盹、走神通病减缓。
3. 结语
在文科英语系开设科技英语翻译课程是一个开端，也是一种挑战。鉴于学生毕业后走入各行各业，学多人经常面对一般科技文本的翻译，在学校多多少少打下一些科技翻译基础，或者给予未来职业生涯引导，都是有裨益的。面对许多学生对于该门课程兴趣不大、课堂应付，主讲教师应该通过精讲多练、多举实例、科普为主、鼓励刺激、多媒体配合等课堂策略和花招，吸引学生、精神奖励、差异化给分，让这个课堂互动充分、气氛活跃、收益满满。
参考文献
[1].王英. 科技英语翻译课程大纲[R]. 郑州大学西亚斯国际学院，2009
[2].方梦之，范武邱. 科技翻译教程[M].， 上海： 上海外语教育出版社，2008
[3].赵萱，郑仰成.科技英语翻译[M]. 北京：外语教学与研究出版社，2006
[4]. Basim·Hatim. Translation Theory and Contrastive Text Linguistics. Exeter： University of Exeter Press. 1997.
过程特征 篇12
1 与高温对应天气过程中的特征云的定义、形成
围绕地球的主要气流,谓之大气环流。它主要受太阳辐射的支配。大气环流是气候形成的重要因素,受季风环流影响。赣州地区为大陆性季风气候区域。云是悬浮在大气中的小水滴或冰晶微粒或者两者混合的可见聚合体。云的外形等变化标志着大气当时的各种物理状况。因此,借助于对云的认识间接地了解空中气象要素的变化和大气中的运动状况,具有重要的作用,云的形成与演变和天气变化有着密切的关系。根据《地面气象观测规范》把云的外形特征、结构特点和云底高度,将云分为3族、10属、29类。
CI云是所有云中最高的云,它的云底高度为4 500～10 000 m(夏季在我国南方有时高达17 000 m)。CI云外观具有丝缕状结构,柔丝般光泽,分离散乱,呈丝条、羽毛、马尾状。CI云的国际电码中CH1、CH2,是气团内的对流云,通常由高空对流形成,还有就是在冷锋云系消失过程中形成。CH1、CH2云码在盛夏出现,表示天气晴好。表示高温天气过程的持续,CH1、CH2与高温天气过程有着很必然的关系[1,2]。当然天气系统、天气形势是主因。有气象谚语道:“游丝天外飞,久晴便可期。”游丝则是指其丝缕状结构;夏季久晴便是指高温天气过程长。
AC云的国际电码中的CM3、CM4是中空逆温层下稳定天气下形成的云,云块较小,常呈瓦块状、豆荚状、鱼鳞片,云底高度在2 500～4 500 m(夏季南方地区有时高达8 000 m左右),它们的出现是天气晴好的象征,有气象谚语道:“天上鱼鳞斑,晒谷不用翻,瓦块云,晒死人”。SC的国际电码中的CL5,是低空乱流逆温层下,气层很稳定形成的云,云底高度为600～2 500 m,也是稳定天气的征象。低云中的CU、FC,垂直向上发展,底部几乎平坦,顶部呈圆弧形,像馒头一样,个体不大,形状多变,云底高度600～2 000 m,国际电码CL1(CU、FC同时出现)表示空气稳定,是晴天的象征。
2 高温与特征云的关系
笔者用特征云查找了近5年赣州市最高气温≥35℃相对应的高温记录(2007—2011年),数据见表1。并且绘制出了2007—2011年高温的天数条形框图,对比5年的图形,从中可以看出,有特征云记录的高温天数在总高温天数里占了相当大的比例。其中有9个月的比例超过70%以上,5年总体平均达到67.94%。这也意味着,特征云的出现,有较大的概率预示着高温天气的降临。高温是单一气团即特征云长时间控制产生的结果,因此可以利用云码作为一个辅助方法,来进行高温天气过程的气象预报工作[3,4]。
(d)
注:2007年6月下旬连续7 d≥35℃高温;2008年6月下旬连续4 d≥36℃高温,9月连续7 d≥36℃高温(9月17—23日);2009年6月连续高温≥36℃(18—22日);2010年6—9月未出现高温。
3 结语
2007—2011年5年的气象历史资料表明,特征云的出现必然伴随着高温天气。地方性云对区域天气具有指示性作用。南方这片火红的区域,持续不降的高温牵动着众人的目光也揪紧了民众的心,地方性云是区域天气活的广告牌,随着高科技的发展,预报方法、装备手段的不断更新,传统的观云测天气象资料和民间谚语,已经逐步淡出了气象人的视野,气象谚语这个祖宗留下的气象财富正逐步被湮没。许多预报员不会去留意,也有的根本不了解天气电码中上述特征云码的含义,如何保护这个财富是气象学者需要面对的问题,创新固然是气象的灵魂,方向是对的,但是同样不能忽视了本地特征云演变的天气变化规律和气象谚语,它们在本地区的短期高温天气预报中还是具有重要指示性意义的地位和很大的作用。特征云其季节性,也因地形不同而具有地区性。实践是检验真理的标准,只有在实践中不断学习、验证总结和完善,不生搬硬套,从中发现云的演变规律,利用传统方法和高科技手段的有机结合,找出预报模式和指标,才能提高高温天气过程天气预报的准确率[5],追求卓越,为民造福,让高温在民众心里降温。
摘要：针对2011年南方出现的高温、干旱天气,根据观云测天的实际工作经验,结合历史记录,得出国际电码(云码CH1、CH2、CM3、CM4、CL1、CL5)的出现,对预报高温天气过程具有指导意义。
关键词：地方特征云,高温天气,预报方法,南方地区
参考文献
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[3]刘春风,柳宏英,石江,等.昌吉地区高温天气特征分析[J].沙漠与绿洲气象,2006(5):7-9.
[4]中国气象局.地面气象观测规范[M].北京:气象出版社,2003.