扩展和设计（共8篇）
扩展和设计 篇1
1 概述
车床和铣床作为机械制造行业中重要的基础装备,它们的发展一直引起人们的关注,由于计算机技术的兴起,促使车床和铣床的控制信息出现了质的突破,导致了应用数字化技术进行柔性自动化控制的新一代机床-数控机床的诞生和发展。
“车床是主要用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床。在车床上还可用钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工。车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的工件,是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床。铣床和钻床等旋转加工的机械都是从车床引伸出来的。在我国香港等地也有人叫旋床。”
铣床是指主要用铣刀在工件上加工各种表面的机床。“通常铣刀旋转运动为主运动,工件(和)铣刀的移动为进给运动。它可以加工平面、沟槽,也可以加工各种曲面、齿轮等。铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外,还能加工比较复杂的型面,效率较刨床高,在机械制造和修理部门得到广泛应用。铣床是一种用途广泛的机床,在铣床上可以加工平面(水平面、垂直面)、沟槽(键槽、T形槽、燕尾槽等)、分齿零件(齿轮、花键轴、链轮乖、螺旋形表面(螺纹、螺旋槽)及各种曲面。此外,还可用于对回转体表面、内孔加工及进行切断工作等。铣床在工作时,工件装在工作台上或分度头等附件上,铣刀旋转为主运动,辅以工作台或铣头的进给运动,工件即可获得所需的加工表面。由于是多刀断续切削,因而铣床的生产率较高。用铣刀对工件进行铣削加工的机床。铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外,还能加工比较复杂的型面,效率较刨床高,在机械制造和修理部门得到广泛应用。”
作为一个制造生产大国,我国的数控机床的发展尤为重要,其关系着我国经济建设发展是否能保持快速稳健。下面,就数控车床和铣床的扩展和设计做以下讨论。
2 对于普通机床开放式数控系统架构
2.1 现代的制造方法以数字、柔性、敏捷三方面作基本特征。
柔性化与敏捷化是对客户快速响应需求化的前提条件,表现为:
1)结构上的快速重组
2)性能上的快速响应
3)过程中的并行性与分布式决策
这说明系统需要具有动态易变性,能通过结构上的快速重组,快速响应变化的市场需求。又由于制造资源与市场的分布具有全球性,因此,这种结构上的快速重组必须建立在全球性分布式网络化基础之上。因此要求制造设备必须满足现代制造的柔性、敏捷的要求,这体现在数控机床的系统构成上。
2.2 当前的数控设备通常采用的系统结构是一种封闭式系统
所以其往往不具有通用性,而且由于没有一个开放的系统平台因此有以下四个问题:
1)联网困难;
2)不利于与CAD/CAM集成;
3)不利于利用现有计算机系统的资源;
4)很难适应制造敏捷化的要求。
因此应用开放式数控系统的设备制造已成为当前数控设备系统的研究重点。
2.3 开放式数控系统简介
开放式数控系统已成为数控系统的发展趋势。它是计算机硬件技术、信息技术以及控制技术融人数控技术的产物,具有强大的设备适应性和灵活的配置能力,能适应各种数控设备的需要。该系统遵循统一的标准体系结构规范,模块相互之间具有兼容性,部件应遵循互换性和互操作性原则。开放式数控系统在目前主要有以下3种结构。
2.3.1 PC嵌入NC式
一般在传统的专用NC中进行简单嵌入PC技术,NC同时可以共享一些计算机的软硬件资源,而pc只参与辅助编程、监控、分析、生产管理、工艺编制等。由于这种数控系统的NC部分仍是专用系统结构,用户无法进入数控系统结构核心,所以这种方法属于初步的开放式数控系统。
2.3.2 NC嵌入PC式
这种方法是完全采用PC机为硬件平台数控系统模式,运动控制功能由配有专用控制芯片独立的运动控制器来完成,通常以符合ISA或PCI总线标准PC插件形式的硬件或者通过网络连接嵌入式系统进行实现。运动控制软件由控制芯片生产厂商根据用户实际应用的需要进行配置和设计。只是NC的数控语言解释器/人机界面以PC操作系统为平台,这种技术在上位机上已实现了开放式结构。
2.3.3 全软件式
这种方法是完全采用PC机软件控制的一种数控系统。它把以应用软件的形式实现的运动控制器提供给用户,其拥有最大的选择性和灵活性,不过这种技术正在发展中。
当前采用较多的是第二种NC嵌入PC式结构,这种结构无论是从经济性和实际应用上来说都是当前开放式系统的首选结构。
2.4 系统的软、硬件体系结构及设计
在硬件平台方面,当前的工业PC机高标准的硬件结构、配置及优异的性能价格比,使得工业PC机理所应当地成为开放式数控系统的首选硬件平台。用运动控制器作为下位机来控制各轴的运动,当前运动控制器技术已比较成熟,功能很强大。典型的如美国Delta Tau公司的PMAC2/PC104型控制卡,其具有以下9个功能。
1)4轴到8轴高精度同步运动控制;
2)总线:ISA,VME,PC104,PCI;
3)电机类型:交流伺服电机、直流伺服电机(有刷、无刷、直线)/交流异步电机/步进电机;
4)控制码:PMAC/G代码(机床)/AutoCAD转换;
5)反馈:增量编码器(直线、旋转)绝对编码器旋转变压器等;
6)可选择PC/104总线、RS-232进行通讯;
7)每轴都有限位、归零等功能;
8)先进的PID及前馈伺服运动算法;
9)直线和圆弧插补;
10)S曲线加速和减速。
从此芯片所具有的功能来看,其功能十分强大,已可满足大部分机床所要求的控制。因为运动控制卡具有强大的数字运算能力,所以用来完成数控插补时,PLC运行等实时任务。因此简化了实现数控系统实时性任务的开发工作。故在PC机中只需根据要求开发人机界面等非实时任务。大大减小了系统开发的工作量。其硬件结构图如图1所示。
在此架构中由PC机+运动控制器组成的核心控制层与机床的执行元件及其控制器具有无关性。即可以适应与各种不同的驱动方案和元件。这使得系统具有很好的可重构性,有利于用户和开发者能更快、更好的适应新的技术和需求。在这种开放式数控平台中,类似于PMAC的运动控制卡具有强大的伺服功能,能通过适当的参数设置和使用不同的接口卡与各种伺服系统的匹配,如与交流电机/直流电机伺服驱动器及步进电机驱动相连,构成数控系统的驱动部分。
2.5 软件系统的实现方案
数控系统是一个复杂的实时控制系统,以往开发的数控程序多采用的封闭式设计方法,往往继承性、开放性不高,无法适应当今网络化、敏捷化制造的要求。采用“PC+运动控制器”的开放式体系结构,利用面向对象、多线程等技术可以比较方便的开发基于Windows的开放式数控软件,图2是系统的软件体系和软件工作机理图。从图中可以看出软件系统由两个部分组成,分别是上位机应用程序和实时控制程序。
2.5.1 上位机应用程序及通讯模块
上位机应用程序主要完成系统管理工作。系统管理部分主要包括系统诊断、参数设置、程序编辑以及PC机与运动控制卡的通讯等模块的内容。
其中PC机与控制卡的通讯是系统软件设计中最重要也是最核心的部分。其中涵盖了加工程序、上位机指令的传输和控制卡反馈信息的上传等功能。
这部分软件可以通过相关的动态连接库和控件来完成,例如在用PMAC组成的数控系统中可以在控制卡自带的通讯驱动程序库PComm32Pro下进行开发。而系统中的MMI可以利用VC等PC机上常用的高级语言来编写。
2.5.2 实时控制模块
此模块主要包括代码解释模块、PLC监控模块、伺服控制模块和插补模块等几部分组成。其中伺服控制模块和插补模块是系统实时控制中的关键问题。
对于伺服控制部分设计者可以根据机床控制目标和执行元件的不同自行定义控制参数和控制方法,以实现个性化的伺服控制。
2.6 铣床改造中应注意的问题
1)应遵循尽量保留铣床的手动控制功能,以便操作员的对刀及调整机床等任务。
2)改造前应先测出丝杆的传动间隙,并在编程时给予补偿量。改造后应测出有关参数作为编程时参考依据,如最大实载切削速度和最大背刀吃刀量等。
3)改造时应尽量消除丝杆副和齿轮副的间隙,软件补偿进给量的方法也可以消除间隙。也可采用齿轮全部采用双片薄齿轮错齿法消除啮合间隙。
4)铣床工作台重量大,而且铣削力也比较大,垂直丝杆需要配备较大功率的驱动电动机,要在工作台上增加配重或平衡液压缸的方法来进行平衡。
5)滚动丝杆没有自锁能力,滚动丝杆的垂直坐标不能锁住,工作台便会自动下降,可采用制动超越离合器和摩擦离合器达到自锁目的。
普通铣床的数控化改造,实质就是“在普通铣床上增加微机控制装置,使其具有一定的自动化能力,以实现预定的加工工艺目标,其目的是使原机床具有一定的柔性,提高生产效率和质量,解决复杂零件的加工问题”。用pc机扩展系统将普通铣床改造为数控铣床,简单易行,能保证零件加工精度,对复杂零件尤其是对弧面、凸面的加工效果显著。
3 结束语
PC机+运动控制卡的开放式数控系统以一种开放式的体系架构,使得系统具有体系结构开放、适用范围广的特点并且使得用户可以更高速、高效的适应生产中新的需要。也更加适应现代制造数字化、柔性化和敏捷化的需要。
参考文献
[1]陈绍廉.数控机床改造技术[M].北京:航空工业出版社,1989.
[2]张振国.数控机床结构与应用[M].北京:机械工业出版社,1990.
[3]李善术.数控机床及其应用[M].北京:机械工业出版社,1995.
职业院校平面设计创新思路扩展 篇2
【关键词】职业院校；平面设计；创新思路
前言：伴随时代发展科技进步，交叉学科与边缘学科逐渐步入社会各领域。而平面设计这门涉猎广泛综合性学科，不但对技术水平有所要求，对于人文素养培养也提出了更高要求，最终要达到的目标是专业实践与理论修养双丰收。两千零三年，教育部有关部门领导就已经在倡导：要让全体学生学习平面设计教育，要使青年学生了解并掌握平面设计技术，并且使学生能够使用平面设计技术去探索，了解，深入高尚且充实的人生。不难看出，平面设计重要教育作用是不容忽视的，将平面设计教育相关工作做好是具有历史性意义的。社会上的各行各业互相叠加，融合现状给学校教育带来更大挑战，将平面设计教育工作做好，是现如今职业院校当务之急。
一、学生创新能力的培养对职业院校平面设计教学的重要影响
在我国全面推广素质教育的今天，培养学生的创新能力具有其深远的影响，职业院校平面设计教学如何培养学生的创新能力是摆在眼前一个刻不容缓、亟待解决的、一项重中之重的课题[1]。课堂是学校开拓学生发散性思维培养创新能力的主阵地，是培养学生各方面素质的主渠道。平面设计教学不应只局限于围绕考试、升学的指挥棒下，这样的教学注定存在种种弊端，所以在职业院校平面设计教学中重视学生创新能力的培养显得尤为重要，有着深远影响。每个人在生活、职业、学习中总会与各种各样的问题不期而遇，解决问题的能力必将成为核心能力。而这其中具备创新能力又是解决问题能力所必备、所要求的。所以学生创新能力的培养对职业院校平面设计教学自有其深远影响。
二、职业院校中平面设计教学存在问题
平面设计发展历史我国已经有超过三十年时间，并也取得不俗成绩，为我国相关行业发展输送大批有用之才。但其中仍然是有一定问题存在的：首先，基础性训练比较多。日常教学过程中通常较为重视基本功训练，基础课太多。对造型类课程虽然是正常的，但是优秀设计人员，应当掌握熟练技巧与基本功。但有的时候基础训练容易过头，假使太过注重基本功简单机械化练习，容易导致学生缺少创新性，很难打破前人固定创作技巧及方法，对于平面设计创新是极为不利的。但有时，单纯色彩训练或者造型训练却不能很好满足实际需要。其次，训练比理论繁重[2]。职业院校课程安排容易造成训练超过理论严重后果。所以，诸多课程内容，训练课是具有绝对优势的，理论课程则比较少了。造成学生并不熟悉理论知识，在碰到问题时不能很好说明其原理，甚至有时连基本常识都不具备。假使学生重实际而轻理论，会对学生未来学习造成很大制约。再次，对电脑软件等现代技术比较热衷。虽然高科技产品会给人类生产生活带来诸多便利，但是它却会直接导致一个问题，即学生动手能力不断削弱。很显然，电脑软件应用对于平面设计意义是极为深远的，而且占据着主流地位，对电脑软件合理应用让它真正为己所用是很不错的，但是若成为其奴隶，过度依赖电脑软件那么会带来反效果，动手能力与软件应用能力是同等重要的。最后，缺少必要社会实践。当前教学中社会生活与平面设计融合度不够，社会实践欠缺，通常以书本理论知识为基础，学生步入社会适应性较低，未经过有效锻炼，想要真正适应社会需要经过漫长时间。
三、平面设计开拓创新思路
信息时代到来，平面设计界同样受到波及，当前设计逐渐趋于多元化发展，人们生活观念也在逐步革新当中，传统法则渐渐被打破，人们对于设计需求也越来越大，原有教学观念对现代化平面设计越发变得不协调，因此对职业院校中平面设计开拓创新思路是势在必行的。平面设计为操作性较大综合学科，掌握起来比较困难，但是一旦掌握基本要领便会容易许多。传统教学模式越发满足不了高速运转社会发展所需，平面设计原有模式中势必也需要加入一些创新思路[3]。基于此，本文主要提出以下几点创新内容：首先，对传统平面设计的教育模式进行改革，要充分认知该课程教学价值。积极引导与培养学生创新思维，高品质设计是需要融入个性化思想与理念的，因此职业院校应当选取真正适合学生的教材，对传统知识取其精华去其糟粕，并做适当创新，对国内外先进理念思想也要大胆启用，帮学生开拓思维与视野。其次，通过多种渠道对国内外先进咨询及思维进行获取。我国相关教育领域讲求关注国际最新时势动态，教师可凭借做文化交流，学术研讨及网络会议等将信息传输给学生，并于教学过程中对学生展示并传授。教师还可为学生推荐专业书籍杂志，鼓励学生了解与收集平面设计潮流动态。再次，激发学生积极性，鼓励其参加设计比赛或展览。目前国内多种设计赛事可谓是五花八门，教师能够把设计赛事相关内容同自己教学课程做适当融合，鼓励学生报名比赛，将自身设计才华充分展示出来，帮助其开拓思维。假使教师教学只是上课灌输式教学，课下布置作业，那么学生对知识学习便不会有很高积极性。多给予学生些关爱，鼓励学生加入教学设计或相关比赛当中，学生积极性自然会调动起来，并收获事半功倍良好效果。除此以外，还要鼓励学生多参与社会实践。理论源于实践，理论同实践是相辅相成的，实践对平面设计课程内容掌握意义重大，学生要以理论知识作为根本培养自身创新能力，在具体平面设计过程中讲求个性设计，将自身风格与理念融入其中，有灵魂的作用才是真正的好作品。
结语：综上所述，伴随科学技术迅猛发展，全球化经济使得设计服务也转型国际市场发展，特别最近一段时间传统媒介遇到前所未有冲击与挑战，平面设计学科也可以说是机遇与挑战并存，对于职业院校平面设计学科想要充分融合现实，走建设有中国特色发展道路，对于我国职业院校相关教育学者来讲是一种压力，同时也是一种动力。
参考文献：
[1]朱晶.浅谈案例教学方法在中等职业院校平面设计专业中的运用[J].赤子（上中旬），2014，13：148.
[2]王展.高职平面设计教学探析三门峡职业技术学院动漫教研室[J].佳木斯教育学院学报，2013，08：250-251.
扩展和设计 篇3
近年来,随着新发和再发传染病事件和各种重特大灾害的不断涌现,特别需要卫生部门深入事件现场,开展迅速、科学和有效的处置。这就非常需要快速、稳定的通讯手段和工作平台来提供必要的技术支持[1,2]。而随着方舱性能和制造技术的不断完善和提高,其灵活的转移性、可靠的电磁兼容性、良好的气密性和保温性等特点,使其成为现场移动视频会商平台的优选载体[3]。近年来通讯手段的不断提升,也给移动视频会商平台建设的通讯手段实现方式有了更多选择[4,5,6]。为此,我们开展了基于方舱的卫生应急视频会商平台设计和研究。
2 设计需求分析
应急机动的现场视频会商平台,对装备载体的稳定性、通讯手段现场适应性和可靠性都提出了更高的要求。作为移动视频会商平台,需具备以下条件:
(1)能提供多种通讯手段,满足卫生应急现场不同通讯条件下稳定、顺畅的视频会商和通讯指挥需要。
(2)能够提供相对安全、舒适、现代化的应急现场指挥和办公场所。
(3)满足卫生应急队伍机动化和野战化建设要求,能实现快速反应、机动和快速展开、撤收。
(4)工程设计和整体布局合理,可实现操作的方便、灵活、舒适、稳定。
(5)可实现机械化装卸,适用于铁路、公路、水路、航空等多种运输方式,弯角、隧道、限高栏等通过能力符合要求。
(6)可适应高原、寒区和热区等环境作业。
3 设计基本思路
3.1 设计基本原则
3.1.1 技术先进性
尽量采用卫星通讯技术、无线网络传输技术、多媒体技术等前沿设备和技术手段,确保平台设计的技术生命力。而暂时无法实现的功能,要预先予以考量,并留有扩展接口。
3.1.2 功能完备性
采用优化的设计方案,确保在有限的空间和载体条件下实现最优良的现场视频会商和通讯指挥条件。尽量采用安全系数高、加密性能好的软硬件设备和通讯技术手段,确保系统运行的保密和安全;采用抗震性能好的设备和固定手段,满足机动条件下设备运行的可靠性和稳定性。
3.1.3 经济适用性
在保证使用要求和技术可行性的前提下,所有设备均应具有便于操作、管理、实用有效和工作稳定的特性。同时工程设计和整体布局合理,可实现操作的方便、灵活、舒适、稳定。
3.2 需要实现的功能
根据需求分析,在野外机动条件下的通讯指挥方舱,应具备以下功能:
3.2.1 远程会商
实现与后方指挥中心视频会商系统的无缝连接,可召开视频会议;实现现场多方通话,并可召开电话会议。
3.2.2 应急指挥功能
提供无线、有线、卫星等多信号的汇接、转接,实现连选、多方通话和记录等功能,可进行现场指挥部署;具备远距离现场的数据采集和远程传输手段,实现现场信息收集和交流。
3.2.3 现场办公功能
提供满足一定人数会议的会议场所;提供多功能一体机、无线传真机、碎纸机、饮水机和微波炉等办公设备;通过卫星电视实现实时媒体监测;采用无线路由设备提供网络服务。
3.3 设计的基本方法和技术
3.3.1 标准化设计
系统主要的设备和通讯软件和协议均遵循标准化设计原则,满足系统的扩展性和适用性要求。
3.3.2 集成化设计
在满足配备的设备、设施等战技指标要求的基础上,采用先进、可靠、安全的设计手段,充分考虑整体布局的合理性、美观性和人机工程相互关系。通过消化吸收国内外的先进技术,对执行的相关标准进行充分、合理的剪裁,有针对性地进行优化设计,实现先进性与适用性的统一,并达到舒适、紧凑、坚固和稳定。
3.3.3 自动化设计
采用自动控制技术,整合所有的电讯系统,实行统一的控制和操作。
3.3.4 安全可靠性设计
尽可能采用传统的成熟的工艺方法,选用抗震性能出色的产品和可靠的紧固工艺,尽量避免设备在机动条件下的松动和性能损坏。
3.3.5 可维修性设计
采用将相似功能进行合并,尽最大可能减少设计品种等手段简化设计;在结构设计中实现标准化、系列化和通用化。
4 设计方案与实现
4.1 结构布局
采用可扩展的大板式方舱,顶部安装各种天线、桅杆和相关设备,并依据通信指挥系统组成情况以及设备操作和载荷分布要求,将内部分为温控设备区、会议办公区、操作区、信息设备区4个功能区。整车设备安装确保方舱配重平衡,并能满足人机工程要求,达到舒适、紧凑、坚固、稳定。
4.1.1 舱外布局
如图1所示,方舱顶部后端下沉做一台阶,台阶上安装海事卫星天线、卫星电视接收天线、微波天线、短波天线及喇叭阵。微波天线、短波天线配备手动倒伏机构,舱尾安装登顶梯。方舱前端安装1根10 m电动升降杆,升降杆上安装云台,云台上安装1个探照灯和1套室外摄像机。在舱体左右两侧设置出入门和应急门,并分别配备登车梯。出入门和应急门采用三点锁紧机构,在舱内能够将门打开,开启角度大于110°。门锁为暗锁,大门内侧装有扶手。采光窗为推拉式带纱窗和窗帘的钢化玻璃窗户,出入门和应急门上窗户为固定式带窗帘的钢化玻璃。舱体外壁设置独立的电源门、信号门各1套,均向上开启,开启角度不小于65°,采用折板支撑并兼作防雨板。附件箱和工具箱安装在副车架适当位置,存放随车维修工具、电缆盘、接地桩等。并配置必要的发电机简易装卸装置,便于将发电机搬移至车外工作。
4.1.2 舱内布局
如图2所示,方舱内部分为温控设备区、会议区、操作区、设备区4个部分。其中温控设备区位于方舱前部,分隔成上下2个隔舱,上隔舱安装2台6 kW FKWD-60型整体式军用空调;下隔舱安装2台7 kW送风式燃油暖风机及2台5 kW汽油发电机。汽油发电机可搬移至舱外使用,并配备有相应调运装置。会议办公区位于方舱中部和扩展区,中央设置1张长3.5 m、宽1 m的实木会议桌,会议桌周边设11张前后可调节豪华真皮会议椅;桌面上配置3个桌面信息盒(含网络、电话、视频、音频、多功能接口电源);扩展舱左侧内壁有5个折叠椅,2个折叠桌,扩展舱右侧内壁有5个折叠椅,1个折叠桌,每张折叠桌下安装1套舱壁信息盒(含网络、电话、多功能接口电源)。会议区前方为大屏幕显示墙。前端顶部安装有1个室内摄像头;上半区安装有1个50 in等离子电视、1个LED显示屏、2个17 in液晶显示器、2个时钟LED显示屏和2个喇叭等设备,下半区安装有2组储物柜。扩展舱前方2个角落设置2个角柜,用以放置会议电话、打印纸、喊话筒、3个桌面有线MIC和1个无线MIC等设备和办公用品。左侧后角设置1个角柜,角柜内安装碎纸机,角柜台面上安装饮水机。操作区配2把可旋转真皮座椅,上下可调节。设备区位于方舱后部,配置3个34U标准机柜,机柜内安装配电设施、网络、通信、摄像等设备,并加装减振器。机柜背后开有维修门,便于设备维护;设备机柜旁配置有1个橱柜,橱柜内安装冰箱、微波炉、传真打印一体机。设备机柜采用钢型材制作,面板螺钉、拉手应一致,锁止可靠,底部和背部安装橡胶减振器,有效地保护机柜内安装的设备的安全。
4.2 功能系统设计
4.2.1 通讯系统
由信息采集设备、交换设备、路由设备、存储设备、信息处理设备和总控设备等组成。
4.2.1. 1 信息采集设备
视频由1台车外云台摄像机、1台车内监控摄像头、1台会议摄像头等车体视频采集系统和现场数字音视频无线传输系统等组成。音频由会议电话、无线对讲中继台、4个有线MIC和1个无线MIC等音频采集系统组成。其中车体视频采集系统可在静止状态下,对厢体内外现场实时全方位录像和录音;现场数字音视频无线传输系统可将无线微波摄像机等设备信号接入车内网络系统中实现远程录像和录音;音频采集系统可将移动电话(采用CDMA无线通信终端)、短波通讯系统、海事卫星电话通信系统、车内会议MIC系统、会议电话系统等接入车内程控交换网络中实现音频传输。上述系统均连接记录设备,实现实时存储。
4.2.1. 2 交换设备
由1台4进8出的程控交换机和1台24口以太网络交换机组成。其中程控交换机将外线(PSTN电话、CDMA无线通信终端、海事卫星)接入到内线。车内MIC系统通过有无线转接设备实现和后方实时连接。交换机可实现视频会议终端、服务器、多功能一体机、802.11无线路由器、BGAN设备、CDMA网关、地方有线网络接入设备的互联互通。
4.2.1. 3 路由设备
由CDMA网关和802.11无线路由器等设备组成。其中CDMA网关可将因特网与车内网络连接,实现上网功能。802.11无线路由器符合IEEE 802.11b/g规范,可承受100个接入点的负载,并且具备不小于100 m的发射半径,可实现营地现场组网。
4.2.1. 4 信息输出设备
由视频显示终端、音频输出设备、硬盘录像机等设备组成。其中系统视频显示终端设备由1个50 in大屏幕、2个17 in监视器、1个17 in显示器等组成,大屏幕和监视器用于显示所有视频和VGA信号,1个17 in显示器用于显示服务器的VGA信号;音频输出设备由车内音箱、车外喇叭组成,车内音响服务于会议系统与媒体监控,车外喇叭实现扩音喊话功能,至少保证300 m内听音清晰,实现现场营地的指挥功能;硬盘录像机用于记录前述的所有音视频信号,存档备案。
4.2.1. 5 信息处理设备
由1台服务器、1台编码器和1套ZXMV-T502视频会议终端组成。其中服务器用于设备的控制和信息的编辑处理;编解码器用于音视频信号的压缩传输和存储;视频会议终端用于同中国疾病预防控制中心视频会商系统连接。
4.2.1. 6 控制设备
由1套系统集成控制单元、1台升降杆控制设备和1套音视频切换矩阵等组成。其中集成控制单元通过触控式图形界面实现对通信指挥方舱所有设备的集中控制和管理;升降桅杆控制设备用于对云台摄像机和车顶照明灯具的控制;音视频切换矩阵实现所有显示信号在大屏幕上的输出切换。
4.2.2 供配电系统
整车电气线束、电源开关/插座、车内照明等电气设施设备满足通用电气安全基本要求。
4.2.2. 1 供电方式
外接三相380 V市电(或电站车)供电,为舱内空调及所有设备供电;应急状态下采用自带发电机组供电,保证除空调外设备运转;自带在线式UPS系统,保证无外界能源输入情况下通信指挥设备工作时间不小于30 min。
4.2.2. 2 配电系统
设总控制系统面板,面板设总开关、分系统开关、监测显示装置,分系统依据设备功能划分。设漏电保护功能,当车体的漏电电流大于100 mA时,能够自动切断系统供电电源。设自动切换功能,在外界非正常断电情况下,可自动切换到UPS电源。配备电源电缆,1根是外接电源(市电)380 V电缆(50 m),另外,2根是自带发电机连接柴油机220 V电缆(20 m),另配备2根带有防水转接头的电缆。
4.2.3 照明系统
车内设25盏节能照明灯,满足舱体内照明工作桌面120lx照度需要。舱内另设置2盏应急照明灯,满足在舱内突然断电情况下的应急照明功能。当舱内突然断电时,应急照明灯可自动点亮;应急照明灯点亮后也可通过开关手动控制其熄灭和点亮。在车外车顶云台上设1盏型号为DJE150的照明灯,车体外壁设8盏舱体照明灯,1盏高位制动灯,4盏视阔灯。车体维修门与机架设备区间加装2盏照明灯,方便维修设备时使用。
4.2.4 温控系统
工作状态下的温度调节能力,在30 min内冬季可调整温度至(16±2)℃、夏季可调整温度至(26±2)℃。冷气风道置顶,暖风道置底;出风口风速、风向均可独立调节。
4.3 设备集成及功能设计实现
4.3.1 远程会商
4.3.1. 1 视频会议
采用视频会议终端ZXMV-T502,可通过由海事卫星、CDMA/EDGE网络、公共互联网建立的专用通信信道接入卫生部门现有的视频会商系统。
4.3.1. 2 电话会议
采用Polycom电话会议终端,通过短波电台、海事卫星、移动电话或有线电话借助交换/转接设备实现现场多方通话。
4.3.1. 3 视频和语音信号切换
采用8×8复合音视频切换矩阵,4×4 VGA切换矩阵,可随时切换所有音视频和VGA信号,变换显示终端内容。
4.3.2 应急指挥功能
4.3.2. 1 现场指挥部署
采用4进8出的程控电话交换机,通过短波电台、海事卫星电话、移动电话、有线电话等手段对现场工作队伍进行语音调度。海事卫星电话、移动电话、有线电话为外线;桌面信息盒3路、舱壁信息盒3路、有无线设备、会议电话为内线。
4.3.2. 2 现场信息收集和交流
采用无线单兵视频、车顶摄像头、车内摄像头和车壁接口窗视频输入等4种手段采集现场信息;由4路硬盘录像机实现现场信息的存储、重放;由视频会议终端、视频编码器将模拟视频图像转换成数字视频通过海事卫星、CDMA网关、有线网络等信道实现视频传输。
4.3.3 现场办公通信保障
(1)采用海事卫星通信系统、CDMA网关、有线网络等3种手段实现因特网的接入。
(2)采用802.11无线路由设备为应急指挥营地内100个接入点的无线网络接入服务。
(3)通过卫星电视接收系统收看CNN、BBC或SOC等电视节目,实现实时媒体监测。
5 结束语
近年来,随着我国政府越来越重视突发事件的应对工作,包括应急通讯指挥在内的应急关键技术和装备的开发应用研究得到了长足的发展。
目前,我国已有很多部门,如地震、气象、新闻等相继建成了符合自身工作需要的车载通讯指挥平台,推动了我国车载通讯指挥平台实践能力的进步和提升。而卫生部门在参与国家应急工作任务的同时,除需要进一步加强医疗卫生救援专业业务水平外,也在积极开展包括通讯指挥能力在内的各种应急能力建设。本方舱正是在全面分析卫生应急工作特点和需求的基础上,充分结合我国卫生部门现有工作基础和条件,采用现有成熟的方舱技术和先进的通讯手段,首次创造性地提出了移动会商平台的建设理念,将卫生部门现有的移动会商能力推到了现场最前沿,也开创了国内移动会商平台建设的先河。在设计过程中,本平台充分利用集成控制系统,实现了整个系统的智能化管理,确保了系统操作方便和稳定。全面采用了海事卫星通讯、移动网络通讯、有线网络通讯和微波通讯等多种通信方式,以及市电、外部发电和自备发电机发电等供电方式,确保实现现代化保障系统完全破坏条件下的完全自我保障功能,极大提高了装备效能和应急保障能力。同时重点考虑了方舱在机动条件下的工作要求,确保方舱环境适应性、性能可靠性及设备维护性。采用人机工程化设计,整体优化布局,可实现操作的方便、灵活、舒适和稳定。采用高密度聚氨酯保温技术,利用该材料优异的保温隔热、防水阻湿性能的特点,解决了平台工作环境恶劣、保温要求高的问题。考虑了电磁兼容性要求,确保了平台工作时所产生的电磁环境不降低系统性能。采用标准化设计,可实现机械化装卸,适用于铁路、公路、水路、航空等多种运输方式,方便快捷。另外,还可根据现场条件,选择最为经济有效的通信手段,达到提高兼容性,降低成本的目的。因此,本平台在建设理念和设计思路上都具备一定的先进性,而本平台的设计和生产成功,也必将进一步提高卫生部门开展卫生应急行动时的通讯指挥技术支撑和保障能力,有效改善和提高卫生部门现场工作条件和装备水平。
摘要：目的:研究卫生应急移动会商平台的设计方案与实现方法。方法:在明确移动会商平台设计需求、主要功能和技术指标的基础上,对平台的构成要素、内外部设计方案进行研究,分析平台设计的关键技术、解决方法和实现途径。结果:移动会商平台采用了多通讯方式的通讯指挥手段,具备快速反应,灵活机动的展开和撤收能力,可实现各种条件下的卫生应急现场视频会商、通讯指挥和办公等功能。结论:该平台能够满足野外应急机动务件下快速、稳定和可靠的通讯指挥需求,可作为卫生应急现场视频会商和通讯指挥的主要手段。
关键词：方舱,卫生应急,视频会商,通讯,指挥系统
参考文献
[1]刘凯.面对灾难,保障应急通信指挥的新思路[J].数字通信世界,2008(6):70-71.
[2]鄢春梅,任义.灾害应急调度救援指挥预案在通讯系统中的应用[J].中华急诊医学杂志,2007,16(9):915-916.
[3]李培林,汤伟华,马军林,等.方舱技术在指挥自动化系统中的应用[J].空军工程大学学报:自然科学版,2001(1):37-40.
[4]赵丽鲜.应急指挥系统平台架构设计[J].办公自动化:综合版,2008 (3):13-15.
[5]侯善坤,朱瑞祥,刘晶磊,等.基于嵌入式系统的多通讯方式的研究与实现[J].自动化博览,2005,22(1):55-57.
扩展和设计 篇4
关键词：扩展头,移动头,模块设计
一、扩展头处理模块设计
移动IPv6协议与移动IPv4不同, 它需要扩展其他的部分才能支持良好的移动性, 来解决移动IPv4的“三角路由”问题和“入口过滤”问题。而这两个问题的解决也有赖于扩展头处理模块, 扩展头处理模块主要包括以下几个内容:
1、家乡地址选项 (HAO) 和第二类路由头选项 (RT2) 的定义。
2、接收处理家乡地址选项 (HAO) 。
在接收到家乡地址选项后, 会立即将数据包的源地址和家乡地址选项中的家乡地址进行互换, 并对HAO进行有效性检验。
3、第二类路由头选项 (RT2) 的添加。
主要用于向MN发送数据包时携带MN的家乡地址。
4、对要发出去的数据包选项进行修改。
在发送任何数据包之前发送节点应当检查它的绑定缓存中是否有这个数据包目的地址的缓存条目。如果有这个地址的绑定缓存条目, 那么发送节点应当通过记录在绑定缓存条目中的转交地址使用路由头来把数据包路由到移动节点, 并把第二类路由头扩展头添加到逐跳扩展头之后的位置, 保持扩展头选项的正确顺序。
二、移动头处理模块设计
移动头处理模块是一个全新的模块, 在这个模块中定义了处理移动信息的所有的报文及相关报文的操作, 主要内容包括:
1、移动头及移动头消息及选项的定义。
主要包括八个移动消息类型:类型为0的绑定刷新请求 (BRR) 、类型为1的家乡地址测试初始 (Ho TI) 、类型为2的转交地址测试初始 (Co TI) 、类型为3的家乡地址测试 (Ho T) 、类型为4的转交地址测试 (Co T) 、类型为5的绑定更新消息 (BU) 、类型为6的绑定确认 (BA) 、类型为7的绑定错误消息 (BE) ;包括6个移动选项类型:类型为0的1字节填充选项、类型为1的N字节填充选项、类型为2的绑定刷新请求建议选项、类型为3的预备转交地址选项、类型为4的临时随机数选项、类型为5的绑定授权数据选项。还有一个移动扩展头的定义, 用来携带移动头消息。
2、对接收的移动头消息进行处理。
首先对移动头选项中的校验和字段进行检验, 并对移动头的长度进行检验, 然后检验移动头消息的类型, 如果是不确认的头则发送代码为2的不能识别移动头消息类型的绑定错误消息。然后分析移动头消息的类型, 从而转向对移动头各个消息的操作。
3、返回路径可达过程的处理。
当接收到移动节点发来的用于返回路径可达过程的家乡地址和转交地址测试初始的时候, 必须对这两个消息进行回应相应的地址测试消息以表示此固定终端通信节点与移动节点之间的路径可达, 表示移动节点的家乡地址和转交地址的可用性。
4、发送绑定确认消息 (BA) 。
在发送绑定确认消息之前会确定此消息是否是发送给已经回到家乡网路的移动节点, 若是发送到家乡网络这会直接调用发送移动头消息的程序而不需要添加第二类路由头来解决“入口过滤”问题。否则在发送移动头消息时会添加第二类路由头携带移动节点的转交地址。当发送时主要调用发送移动头消息函数来实现对此消息的发送。
5、发送绑定错误消息 (BE) 。
当发生绑定错误时, 主要调用发送移动头消息函数来实现对此消息的发送, 目的地址为移动节点的家乡地址。
6、发送绑定刷新请消息 (BRR) 。
如果发送者知道一个将被删除掉绑定缓存条目仍然要被使用, 那么它可以向移动节点发送一个绑定刷新请求消息, 以试图避免由于删除和重新生成绑定缓存条目而带来的这种开销和时延。主要调用发送移动头消息函数来实现此消息的发送。
7、发送移动头 (MH) 消息。
当固定终端通信节点发送地址测试、绑定确认、绑定错误和绑定刷新请求时会调用发送移动头消息才能发送。主要解决的问题就是创建移动头消息和移动选项, 并为其分配一个内存空间来存放信息, 如果有第二类路由头选项则添加到这个发送移动头报文中, 并对这个包进行各个字段的添加。
参考文献
[1]张云勇, 刘韵洁, 张智江:基于IPv6的下一代互联网, 电子工业出版社, 2008.7第一版, 188-190。
扩展和设计 篇5
该转播车当初设计的理念和目标就是成为一个能完成国内各类大型活动的高清晰度电视转播制作的B类平台, 能应对各种制作环境, 完成大规模政治会议, 中型体育赛事的转播, 大型综艺晚会活动等的转播和制作。在系统设计上具备视频/音频矩阵对信号制作源、监看源的调度能力;视频切换台和音频调音台的多级切换和分层、分级输出能力;视音频系统完善的备份能力;视频/音频系统之间的相关制作的协同能力;视频监视系统显示的信号源名跟随结构调整和动态管理能力;内部通话矩阵系统的合理布局和分配;为整体制作系统预留扩展能力。
下面我们归纳了一下, 着重有工位标准化、Tally系统和监控系统三个方面与大家分享。
一工位标准化设计
本转播车分从车尾至车头为四个工作区域, 依次为技术区、副制作区、主制作区和音频区。技术区和音频区的工位相对固定变化的可能性很小, 但是主副制作区工位根据不同导演和节目变换的几率就比较大, 位置互换涉及到的问题包括:物理空间大小、监视源、各种面板控制线等, 我们以慢动作操作员和字幕操作员工位为主, 介绍一下此车实现工位交换的思路和方法。
根据人体适应度, 我们将每个工位的宽度定在50cm~60cm之间, 一个慢动作操作员正常工作需要的环境包括:矩阵到EVS的输入监看 (一般控制2路) 、EVS输出监看 (一路) 、PGM监看、矩阵输出的选切面板、通话面板和键盘鼠标, 这些需求已经超过字幕操作员和其他工位的需求。我们采用24〃Sony监视器四分割监看四路视频, 所以每个工位上我们预铺好了VGA口 (监视器用) 、RS422控制线 (接RCP面板) 、通话面板线和同轴电缆 (Leitch面板用) 以及电源线。在VGA信号和RS422控制线的调度上我们采用了一个VGA矩阵和RS422矩阵, 工位上的监视器要看什么、RCP面板要控制EVS的哪路输出, 都通过这两个矩阵指定。键盘和鼠标线我们采用了PS2跳线架的方式实现, 在实践中我们发现无论是PS2线支持鼠标键盘的传输距离没有我们实际需要的长度长, 不能够长距离铺设, 所以我们采用了利用设备的USB口先转换成网线, 连至工位上以后再转回USB口, 再把USB口转成PS2接口, 通过这样的方式解决了电脑设备键盘和鼠标远距离控制的问题, 整体试下来, 效果还不错。工位桌面做了标准设备宽窄的窗口, 平时不用的时候可以盖上, 当桌面使用, 需要用时所涉及到的设备直接安上即可。如图2。
二Tally系统
下面以本车的Tally源名控制系统说明一下本车的灵活和方便的特点。
本车的切换台使用Panasonic AV-HS5300MC (三级ME切换台) , 视频矩阵系统为Harris Platinum (64×120) , 多画面处理器采用Miranda公司的十画面 (KALEIDO-ALTO) 和四画面 (KALEIDO-Quad) 处理器, 以及Tally系统的核心设备Panasonic AV-LN200MC。
对于动态名称的显示, 我们可以利用PC服务器通过网络对AV-LN200MC进行所需要的设置, 其应用软件界面如图4所示。
在Source界面, 可以很直观地看到进入到矩阵的全部输入信号, 共64路输入信号。Keyname可以称作键帽名称, 所显示的内容和切换台上按键所显示的内容一致。由于切换台面板上按键上方的液晶显示最多只能显示四个字符, 所以, Keyname最多显示四个字符。Keyname可以根据我们的需要作出定义。例如:矩阵的输入3是CAM3, 但在机位号中我们要定义为CAM1;矩阵的输入10是CAM10, 机位号中定义为CAM2;矩阵的输入22是EXT1, 根据需要我们把这个外来信号定义为CAM3;矩阵的输入34是RESERVE1, 这个信号是从外接口盘直接接入, 我们定义为CAM4。点击Correc可更改和定义名称, 点击Transmit之后, 我们所更改的名称便显示在了切换台按键上和监视屏上。如图5所示。
本车的监视单元的源都来自矩阵, 我们通过管理器AV-LN200MC对矩阵的交叉点进行更改, 以实现监视信号的调度和源名的跟随, 如图6所示, 在MTX界面, 界面上半部分显示的是矩阵的输出信号 (共120路) , 以及输出端所选的输入源信号;界面的下半部分是矩阵的输入信号 (共64路) 。其中矩阵的第26路至111路输出信号分别送到了音频区、导演区、慢动作区的十画面 (KALEIDO-ALTO) 和四画面 (KALEIDO-Quad) 分割器输入端, 使监视屏上的输入信号源通过矩阵可灵活调度。例如, 矩阵的第34至37路共四路输出, 分别指向导演区的第一个监视屏, 我们叫做ALTO1 IN1至ALTO1 IN4。选择刚才更改过名字的输入源:矩阵的输入3 (CAM3) , 输入10 (CAM10) , 输入22 (EXT1) , 输入34 (RESERVE1) 。这时, 在监视屏上我们可以看到更改后的效果, 分别是更改后的名称CAM1, CAM2, CAM3, CAM4。通过点击Correct可更改矩阵交叉点, 点击Single之后, 我们所更改的输入源监看和名称便显示在了监视屏上。
因此我们可以看出, 对于导演提出哪块屏要看什么源, 显示什么名称, 很方便就得以解决。
三监控管理系统
转播车在应对不同节目和不同制作团队的使用时往往有很多地方需要改动, 以适应节目内容和导演使用习惯的需求, 比方说监视墙的布局、源名Tally的显示、音视频矩阵的控制、各点通话的对象以及一些关键常用设备的功能设置 (上下变换器X75等等) , 这些设备安装在车的不同部位, 利用设备自带的面板对它们进行逐一设置很不方便, 而且人机界面也不直观, 现在厂家设备都带有宽带网卡, 因此我们考虑将这些设备组成一个局域网, 车上每个具体设备就是一个网络终端, 分配给一个具体的IP地址, 通过网络计算机可以方便地与各个设备进行数据交换, 这样就大大节省人力, 而且方便管理。根据车上设备量的多少, 我们选用了两个24口的宽带交换机组成一个车内部局域网, 网内的设备主要包括:Leitch视音频矩阵、Telex的通话矩阵、Panasonic Tally源名控制器LN-200、X75变换器、大屏分割器等, 在PC服务器上我们分别安装了这些控制软件, 远程对这些设备的设置变得十分直观和方便, 当我们需要对某些方面进行设置时就打开相应的软件界面进行操作, 然后通过网络传到设备中去即可, 同时利用网络我们还实现对网络内大部分设备的监控, 实时地判断设备的运行状态。在这个PC服务器主机上, 我们还尽量配置了多个不同接口的板卡 (RS232、RS422、GPI等) , 从而可以实现某些设备对接口的特殊需求。图7是本车的一个控制图概况。
从图7中我们可以看出转播车主要设备都已经在PC服务器的控制之下了, 本车监控系统分为两个部分:监视系统和控制系统。
监视系统只会收集系统自主提供的报警信号, 不会主动干预系统的工作状态。
如图8, 监视系统从功能上又分为设备监视和通道监视。
设备监视收集设备的运行情况, 比如设备当前是否带电, 设备当前是否正常工作, 设备风扇是否正常运转;
通道监视则监视系统信号通道的情况, 主要体现在周边板卡的信号输入和画面分割器的信号输入监视。
而控制系统则对功能进行了限制, 控制系统可以改变系统通道信号流向, 改写矩阵的交叉点状态, 即对矩阵进行切换操作。处于安全性考虑, 这在我们的系统里是绝对禁止的, 控制系统只允许在主动操作时对周边板卡进行参数设置, 如下变换4:3、16:9设置等。如图9。
通过以上的说明我们可以看出, 转播车系统工程师只要坐在计算机面前就基本可以改变转播车的大部分功能和监视每个设备的运行状态, 实现了集中化管理。
另外, 这辆转播车现在配备的是9个标速摄像机和1个高速摄像机, 在物理空间上我们预留了5个标速和1个高速的位置 (包括机站、OCP面板、监视器和分割器等) , 同时, 连接这些设备的各类线也已经预埋好, 方便了以后有线机位的扩充。这辆转播车在两台EVS和3台录像机的基础上还预留了两台EVS主机和两台录像机的位置, 足够满足以后使用。
在系统设计上我们也充分考虑了以后的扩展和变化需求, 在技术区我们安装了一个很大的跳线盘, 基本所有重要设备的输入输出都经过跳线, 比方说矩阵的输入输出、切换台的输入输出、各种视分和变换器的输入输出等等, 这样在以后改变系统和判断故障就十分方便。
对于外来信号, 车上配了6个Harris的帧同步机X75, 可以接收锁定模拟、标清数字和高清数字信号, 同时可以将它们转变成系统所需要的格式。本车的矩阵和切换台都留有一定的冗余, 在外接口盘上可以将已锁定的高清信号直接输入到矩阵和切换台, 参与节目制作。光有视音频信号还不够, 在扩展上我们还充分考虑了Tally提示、通话和控制等信号的冗余和灵活运用。以Tally为例, 为了适应以后所可能遇见的节目制作形式, 我们定制了一个Tally切换面板设备, 上面有4个切换用的按键, 第一个是单双节目制作Tally切换, 正常状态下为1个PGM制作状态, 主制作区为导演区, Tally系统为导演服务, 副制作区为慢动作人员提示导演状态和本地调用状态;切换之后导演区不变, 慢动作区提供第二套节目制作的Tally提示, 从技术上讲就是副制作区监视墙与卫星面板联动。第二个按键切换正常状态与应急状态, 正常状态下Tally系统与切换台主面板联动, 应急状态下Tally系统与矩阵应急通道联动。第三个按键是EVS/VTR按键, 定义为按下按键时VTR输入 (录制) 和EVS输入 (录制) 所选的源有Tally提示, 提示当前讯道正在被录制。第四个按键是大屏幕按键, 此时定义切换台的一级M/E输出为现场大屏幕, Tally系统为大屏幕输出提供Tally提示, 提示当前讯道正在被送往现场大屏幕。本车的还设有一个Tally信号跳线盘, 这样就将整辆车的Tally做活了, 使得Tally的源和显示终端可以任意改变。在外接口盘上我们预留了输入输出各八个红绿Tally, 便于讯道的扩展。
本车具有多级多层输出能力, 现在系统已做好的是两级输出TX1/TX2 (包括高清、标清、模拟、嵌入和非嵌入等) , 我们还预留了一级TX3输出, 涉及到的设备包括视分板、上下变换器、嵌入器等, 这样在遇到复杂节目制作时就可以方便地扩充。
扩展和设计 篇6
IEC 61850服务器一致性测试是智能电网中产品质量保证链的重要环节,是保障智能变电站智能设备产品质量的重要手段。
Ed 2.0是对Ed 1.0进行全面的修订和扩展,在IEC 61850Ed 2.0的一致性测试过程中还存在以下问题:(1)国内的二次设备要求具有日志功能,但是缺少日志的测试用例;(2)定值用例、控制用例和报告用例等部分的测试逻辑发生变化,需要针对Ed 2.0的要求重新实现。
此外,在智能变电站工程应用阶段,国内出台了一系列的规范(如Q/GDW 1396)对二次设备的报文发出流程和模型配置提出了新要求,这部分基于IEC 61850提出,但是不属于IEC 61850-10的测试范围,称之为“国内扩展应用测试”,在中国电力科学研究院已进行的“六统一”测试中,国内扩展应用测试是保护测试中的一个重要环节。但在测试过程中尚存在下列问题。
1)多客户端仿真目前主要通过多socket连接的方式进行仿真,不符合现场通过多个IP地址连接的实际使用情况。
2)一致性测试通过脚本用例的方式,有效控制了试验的方法和流程,但是国内扩展应用测试目前仍通过人工试验的方式进行,每次试验前重新配置,不同的试验人员可能会产生不同的测试方法,也容易产生不同的测试结果。
3)多采用继电保护测试仪进行测试,目前有多个测试仪厂家正在积极开发全自动的继电保护测试平台,但是国内扩展应用的测试灵活性较高,经常需要测试人员根据需求灵活搭建测试逻辑,测试仪厂家提供的测试平台多以封装的界面提供编辑,在测试国内扩展应用时显得不够灵活。
4)Q/GDW 1396等规范中制定了较多的国内扩展应用要求,但都是通过语言文字的方式进行描述,理解因人而异,没有通过高级编程语言方式转换成具体的检测逻辑,这也直接导致各类智能变电站规范在实际现场的执行力度大大减弱,不利于现场开展测试,因此开发一套面向不同装置符合“六统一”规范测试用例库,已是当务之急。
为了满足国内的智能变电站实际工程一致性测试和国内扩展应用测试的需求,本文将基于自主研发的一致性闭环测试系统,实现Ed 2.0和国内扩展应用的相关用例的测试。文献[1]中说明了软硬件闭环测试平台和Ed 1.0的测试用例,本文将重点阐述根据Ed 2.0和国内的实际应用需求补充实现的一致性Ed 2.0和国内扩展应用测试用例部分[1,2,3,4]。
1 Ed 2.0测试用例
IEC 61850Ed 2.0相比于Ed 1.0在一致性测试方面进行了完善和补充[5,6,7,8,9],新增了很多测试用例。经对比分析2个版本的所有测试用例,在不增加新服务的情况下,本系统增补实现了Ed 2.0的部分测试用例。新增内容(Ed 2.0部分)见表1,新增用例是指Ed 1.0中没有而在Ed 2.0首次出现的;补充完善是指Ed 1.0中有过阐述而在Ed 2.0又再次补充的。
1.1 日志测试[10]
日志功能在Ed 1.0有过说明,Ed 2.0对其进一步完善。
QueryLogByTime(日志名,起始时间点,终止时间点)和QueryLogAfter(日志名,起始时间点,日志条目ID)是Ed 2.0[2]中日志查询要求支持的2种最主要的服务类型。日志功能在实际工程中应用较少,现有的一致性测试软件也没有实现这2种服务。QueryLogByTime是用来检索一个时间段的日志记录;QueryLogAfter是用来检索指定条目之后的有日志记录,因为同一个时间点有可能生成多条记录,因此这里用起始时间点和日志条目这2个参数一起来定位一个条目。
“六统一”要求所有的保护装置都具有日志功能,但检测工具在国内相当匮乏,即使个别厂家有检测工具,也是非闭环的,完全依靠测试人员自身的理解进行判断,而测试人员对日志的理解也极其有限,不能保证测试结果的全面性和准确性。考虑到相关文献对日志服务的测试介绍相对较少,本文将对日志测试用例的内容进行详细说明。
日志控制块属性中,OldEntrTm表示最老的日志条目进入日志库的时间,NewEntrTm表示最新的日志条目进入日志库的时间,Oldent表示最老的条目ID,Newent表示最新的条目ID,借助这4个参数分别对QueryLogByTime和QueryLogAfter进行用例设计。
1.1.1 sLog7
sLog7:QueryLogByTime服务,前后2个日期参数,可分3种情况进行测试。
1)起止都填写参数
流程简述如下:读取NewEntrTm获取最新的日志时间;模拟开关量变位,产生n个日志,使得NewEntrTm更新;再次读取NewEntrTm获取最新的日志时间;填写QueryLogByTime的起止日期参数,即可获取n个日志,从而进行个数判断。
脚本中的查询参数赋值情况如下。
其中,StartTm为起始日期参数,EndTm为结束日期参数,日期格式为BTIME6格式,BTIME6类型时间戳由距离1984年1月1日的天数day和距离当天00:00:00毫秒数ms组成。
2)只填写起始参数
流程简述如下:读取NewEntrTm获取最新的日志时间;模拟开关量变位,产生n个日志,使得NewEntrTm更新;填写QueryLogByTime的起始日期参数(仅对起始参数进行使能),即可获取n个日志,从而进行个数判断。
3)只填写终止参数
流程简述如下:清空日志内容(为避免查询的日志内容过多导致不易做闭环判断,需要清空历史日志内容);模拟开关量变位,产生n个日志,使得NewEntrTm更新;读取NewEntrTm获取最新的日志时间;填写QueryLogByTime的终止日期参数(仅对终止参数进行使能),即可获取n个日志,从而进行个数判断。
1.1.2 sLog8
sLog8:QueryLogAfter服务,在日期和时间2个参数中,取最新的作为查询依据,分3种情况进行测试。
1)最老的条目、最新的时间组合查询
流程简述如下:读取NewEntrTm获取最新的日志时间;读取Oldent获取最老的条目;模拟开关量变位,产生n个日志,使得NewEntrTm更新;填写QueryLogAfter的日期和条目参数,即可获取n个日志,从而进行个数判断。
脚本中的查询参数赋值情况如下。其中,QueryLogAfter方式使能,AfterID填写Oldent,AfterTm填写NewEntrTM。
2)最新的条目、最老的时间组合查询
流程简述如下:读取OldEntrTm获取最老的日志时间;读取Newent获取最新的条目;模拟开关量变位,产生n个日志,使得NewEntrTm更新;填写QueryLogAfter的日期和条目参数,即可获取n个日志,从而进行个数判断。
3)最新的条目、最新的时间组合查询
流程简述如下:读取NewEntrTm获取最新的日志时间;读取Newent获取最新的条目;模拟开关量变位,产生n个日志,使得NewEntrTm更新;填写QueryLogAfter的日期和条目参数,即可获取n个日志,从而进行个数判断。
1.2 定值用例[2]
本节将简要陈述增加用例,具体如下。sSg8:选择编辑定值区并编辑定值后,取消(选择0区),重新选择相同编辑定值区,装置响应测试。sSg9:选择编辑定值区并编辑定值后,选择其他编辑定值区,重新选择相同编辑定值区,装置响应测试。sSg10:编辑定值过程中,在没有定值确认前读取该定值SG属性,装置响应测试。sSgN2:修改定值过程中含有错误的参数,装置响应测试。
1.3 控制用例[2]
sCtl6:1个客户端对多个对象进行遥控选择,返回原因码测试。sCtl9:1个客户端对1个遥控对象选择2次,返回原因码测试。sCtl10:遥控值与实际值相同,返回原因码测试。sCtl11:2个客户端对同一个遥控对象选择,返回原因码测试。
1.4 报告用例[2]
sBr20,sBr21,sBr22:缓存报告状态机测试。sBr25:重新配置BRCB,缓存报告是否清除测试。sBr26:EntryID无效或全零测试。sBr27:不同情况下获取BRCB的值和EntryID。sBr28:缓存报告仅存储的最后一次总召。sBrN8:BRCB中GI设置后总召报告的测试。sRpN2:URCB中的触发选项中仅设置GI属性的报告测试。sRpN3:URCB触发选项中周期为0的报告测试。sRpN8:URCB中GI设置后总召报告的测试。
2 国内扩展应用测试用例[3]
根据国内的实际应用需求补充实现国内扩展应用的测试用例,所有测试用例沿用标准测试编号设计,以字母p(plus)开头,方便了使用者阅读和维护,新增内容见表2。表中:GOOSE表示面向通用对象的变电站事件;SV表示采样值。
2.1 多个IP地址仿真
一致性测试中多客户端的仿真一直采用的是socket方式连接被测设备实现,但在实际工程都是采用多个IP地址连接被测设备,一致性测试与现场实际使用差距过大,达不到测试的目的。
通过修改底层的传输控制协议(TCP)/IP协议库可实现多个IP地址仿真多客户端功能,主要是将已有的通过socket方式实现的用例通过多个IP地址方式再次实现,PC机网卡中增加多个IP地址后,通过脚本控制可以实现指定IP地址连接、指定连接实例号、指定是否连接、指定是否使能,通过connect_info列表进行记录,具体如下。
多IP方式可以完全仿真实际现场完成TCP连接、制造报文规范(MMS)初始化、报告控制块使能等操作,涉及用例如下:Ass3表示多客户端依次建立连接和释放所有连接;AssN3表示多客户端请求连接直到最大连接数+1后,并释放所有连接;CtlN4表示客户端1选择过后,客户端2选择、执行、取消,客户端1再次执行等。
2.2 定值测试
pSg1:检查“远方操作”硬压板和“远方修改定值”软压板3种逻辑关系。pSg2:检查“远方操作”硬压板和“远方切换定值区”软压板3种逻辑关系。pSg3:检查定值断电重启的保存功能。
2.3 控制测试
pCtl1:检查“远方操作”硬压板和“远方控制软压板”的逻辑关系,两者同时投入,才能允许软压板控制成功。
2.4 GOOSE测试
在文献[1]中已经介绍了本系统在过程层GOOSE的应用的原理,此处仅介绍除了标准用例以外新增的补充用例,新增补充用例可以通过PC机实现,也可通过硬件实现,满足不同的应用场合。
pGop1:检查GOOSE发送软压板,当GOOSE发送软压板投入时,GOOSE发送实际跳闸报文;当GOOSE发送软压板退出时,GOOSE只发送心跳报文。pGos1:检查GOOSE订阅参数,当GOID,GOCBref,APPID,目的媒体访问控制(MAC),ConfRev发生变化,检查GOOSE的断链情况。pGos2:检查GOOSE断链处理机制,模拟断开物理连接、对侧装置断电和参数匹配错误等各种工况下的GOOSE的断链情况,检查各类GOOSE开入的处理情况,一般的位置类信号(开关位置,隔刀位置,KKJ做保持处理),其他开入类信号(启动失灵,闭锁重合闸)做清零处理。pGos3:检查GOOSE检修机制,当GOOSE检修不一致后,开入处理情况同断链。
2.5 SV订阅测试[11]
SV发布测试包含于合并单元测试的,目前已经有成熟的产品可以测试,且试验过程中需要网分配合,开普实验室对国内二次设备厂商也进行了合并单元和合智一体的集中检测,提出了相对完善的检测方法,本文暂不涉及SV发布的测试,仅重点说明SV订阅的测试。
订阅测试用例受保护类型影响较大(如线路保护和变压器保护因为SV控制块数目的不同,在SV断链处理机制上就有不同),甚至不同厂家的同类设备处理也相差较大(不同厂家的变压器保护,在延时变化处理上就可能存在差异),相比于发布侧的检验更加复杂,而且在检测过程中还需要观察MMS和GOOSE的动作报文情况,完全靠人工测试,很容易出现测试疏漏,因此设计用例需要根据不同保护类型分类设计,应当具有较强的兼容性以适应同类保护不同厂家的处理情况,限于篇幅,以下只是基本检测项目阐述,不做细节说明。
pSvs1:检查SV订阅参数,当SVID,APPID,目的MAC,ConfRev发生变化时,检查SV的断链情况。pSvs2:检查SV检修不一致处理机制。pSvs3:检查SV断链处理机制。pSvs4:检查SV数据通道无效处理机制。pSvs5:检查SV接收压板退出处理机制。pSvs6:检查SV双AD异常处理机制。pSvs7:检查SV延时变化处理机制。pSvs8:检查SV延时越限处理机制。pSvs9:检查SV丢帧处理机制。pSvs10:检查SV采样计数器错序处理机制。pSvs11:检查SV采样计数器跳变处理机制。
3 测试用例验证
测试用例是智能设备的检测依据,为了确保测试用例的正确性,已做如下3个方面的工作。
1)研发管控。测试用例编写步骤和测试结果严格遵循IEC 61850-10,由国内规范测试用例与标准起草单位共同编写。
2)第三方检测。建立测试用例技术标准,在开普检测中心作委托试验,获得了委托试验证书,重点检测新增Ed 2.0测试用例、国内规范测试用例、闭环测试功能等。
3)内部检测。使用获得KEMA证书的智能设备搭建测试环境,对所有测试用例进行全面检测。下面将重点阐述内部测试的情况。
4 测试用例详细设计说明[12,13]
本测试系统采用Python语言作为测试脚本语言,Python语法简单,容易理解,且无需编译,编码结束后可以直接进行测试执行[14]。
为方便理解,以110kV变压器保护的高压侧和中压侧的SV断链逻辑测试用例进行说明,本用例归属为SV订阅用例中的国内规范用例,用例编号为TestCase_pSvs3_errprm_transformer_HM(TestCase:关键字,用于软件提取到脚本树形窗。pSvs3:补充SV订阅用例第3个。errprm:通过修改通信参数模拟SV断链。transformer_HM:变压器高中压侧)。
测试内容:模拟高压侧SV断链,在高压侧和中压侧加入故障电流,差动及差动速断保护应闭锁,中压侧后备保护应动作,高压侧后备保护应闭锁。根据测试内容,编写测试步骤和预期结果。
测试步骤如下:(1)配置并使能通信状态、保护动作信息MMS报告控制块;(2)配置并发送正常SV故障序列;(3)修改配置高压侧参数并发送异常的SV故障序列;(4)读取装置的高压侧测量值;(5)恢复正确的配置参数。
预期结果如下:(1)装置肯定应答;(2)MMS收到相应链路恢复正常,保护正常动作;(3)MMS接收到高压侧链路告警信号、闭锁相关保护;(4)高压侧测量数据为零;(5)装置断链告警信号恢复。
根据测试步骤进行脚本设计和实现。具体脚本因内容较多,此处仅对用例中在动态库中调用的重要函数进行说明:(1)对SV断链的报告控制块使能表示为init_brcb(ip_dev,Dset,client_id);(2)读取SV断链的信号值表示为mms_get_var_value(ip_dev,ld,da,client_id);(3)对MMS报告进行解码并打印表示为decode_brcb_rpt(rpt,ip_dev,client_id);(4)根据gocb_ref解码GOOSE信息并打印表示为GoGetGoInfo(gocb_ref,pValues)。
测试人员基于以上的分析,在掌握一定的Python语法基础上,就能较容易地编写出满足需求的测试用例,具体的逻辑判断应根据实际的需求,进行判断。对于变压器各个动作元件而言,其出口受出口矩阵控制,为方便GOOSE出口判断,可将各个动作元件与出口矩阵进行唯一对应,方便GOOSE出口判断。
5 测试情况和结果
5.1 测试方案
测试的主要目的在于验证改进后一致性测试平台的稳定性、软硬件交互的可靠性、测试脚本逻辑的正确性和测试用例的完备性,为了使验证更加充分,本次测试的测试对象采用智能站的变压器保护测试一体装置进行。
5.2 测试流程
1)分别对变压器保护测试一体装置进行测试,测试框架建立如图1的所示。
2)获取被测设备的模型树,选定测试中使用的测试节点、参数和定值。
3)读取并解析测试脚本逻辑,根据测试步骤依次执行,记录测试日志,调用内部通信库和IEC 61850通信库函数。
4)纯软件闭环测试用例的执行,一致性测试软件平台直接与被测试设备交互,被测设备反馈被测结果。
5)软硬件闭环单向测试用例的执行,一致性测试软件平台可以与被测设备直接交互,也可与一致性测试硬件平台交互,一致性测试硬件平台模拟仿真环境,通过常规或数字物理量发送给被测试设备,被测设备反馈被测结果。
6)软硬件闭环双向测试用例的执行,一致性测试软件平台可以与被测设备直接交互,也可与一致性测试硬件平台交互,一致性测试硬件平台可以接收被测设备的GOOSE/SV信息,也可以发送GOOSE/SV给被测试设备,被测设备反馈被测结果。
7)测试用例的结果判断,程序依据测试中间结果、测试报文交互等信息,自动判别测试最终执行结果,对一致性测试不合格结果进行自动记录。
8)测试用例的结果输出,一致性测试软件平台将各个测试用例的执行结果形成输出单,给出一致性测试报告。
5.3 测试结果
测试结果表明,本系统可根据标准测试用例和补充用例完成各类服务的正向和反向测试;可实现全过程自动测试,不需人工干预;可透明输出各个测试用例的执行过程和判断信息;可批量完成多个测试脚本的执行,并给出最终各个测试用例是否通过的测试报告。
附录A图A1至图A4给出了高压侧和中压侧的SV断链逻辑测试用例,限于篇幅,对实际的输出结果进行了必要的裁剪。报告控制块初始化的调试信息见附录A图A1,图中展示了对SV断链数据集和保护跳闸数据集的初始化过程。MMS报告的调试信息见附录A图A2,图中展示了对MMS报告信息解析打印和匹配的过程,匹配结果为“差动保护动作”。GOOSE报告的调试信息见附录A图A3,图中展示了对GOOSE报告信息解析打印和匹配的过程,匹配结果为“GOOSE高压侧跳闸信号置1”及“GOOSE中压侧跳闸信号置1”。配置恢复和结论的调试信息见附录A图A4,图中展示了对测试仪进行正确的配置恢复和结论信息,测试结论为“测试通过”。
6 结语
本文分析了智能变电站常用的一致性测试平台存在的不足,如缺少闭环测试和国内扩展应用等,研发了一种面向IEC 61850和国内规范的服务器端一致性闭环测试系统。
系统较完整地实现了Ed 1.0,Ed 2.0和国内规范测试用例,增加了可内部通信的硬件部分,通过软硬件闭环方法,使测试系统能够完全自动执行测试脚本、智能控制硬件平台、自行判别和输出测试结果,杜绝了人工干预,简化了测试方法和步骤,大大提高了一致性测试的效率和质量,满足了国内智能变电站一致性测试快速性、全面性和准确性的应用需求。
本文提出的一致性闭环测试系统较之目前一致性测试系统有着明显的改进,但尚有一定的不足,可以作为后续研究的方向,具体如下。
1)测试脚本仍需要不断完善。本系统的软件平台和硬件平台已经开发结束,测试脚本也已经初步覆盖了全部的服务,但是测试脚本的修订和补充仍是一个不断完善的过程。由于被测设备类型的不同和新需求的出现,必然会发现测试脚本的局限性,因此测试脚本需要伴随着大量的测试试验不断完善。
2)开发图形化脚本编制工具。目前的测试脚本采用Python语言进行编写,虽然Python的语法较简洁清晰,但是作为普通使用者仍然无法快速掌握,因此有必要开发更为直观的图形化编制工具,能够根据应用需求通过图形方式灵活搭建。
大坝安全监测的内涵和扩展 篇7
关键词：大坝,安全,监测
1 影响大坝安全的因素
大坝失事的原因很多、涉及范围也很广, 但大致可以分成三类。第一类是由设计、施工和自然因素引起, 它没有一个从量变到质变的过程, 而是一旦大坝建成就已确定了, 如设计洪水位偏低、混凝土标号过低、未考虑地震荷载等;第二类是在运行、管理过程中逐步形成的, 有一个从量变到质变的发展过程, 如冲刷、浸蚀、混凝土的老化、金属结构的锈蚀等;第三类是上述两种混合情况, 即设计、施工中的不完善在运行中得不到改正, 或者说随着时间的推移和运行管理的不力使设计、施工中的隐患发展为破坏。就目前而言, 大坝安全监测主要是针对后两种情况。下面将从设计、施工、运行维护三个阶段来讨论, 着重强调目前大坝安全监测容易忽视的一些方面。
1.1 设计阶段
在设计阶段, 坝址的确定决定了地形、地质、地震发生频率及水文条件等;枢纽的总体布置、坝型及结构、材料选择和分区、水文资料的收集及洪水演算、地质勘探等都将影响大坝的安全。
1.2 施工阶段
施工阶段能否贯彻设计意图、确保施工质量, 特别是有效解决施工中发现的新问题是确保大坝安全的关键因素之一, 如混凝土坝的温控措施、土石坝的碾压及防渗排水结构的施工、有关泄洪建筑物的机电安装等都将直接影响大坝的安全。
1.3 运行管理
运行管理涉及水库调度、大坝及附属机电设施检查、监测手段及资料分析方法、大坝安全状况评价等, 其中每一环节都事关大坝的安全。
2 大坝安全监测的目的和意义
大坝安全监测有校核设计、改进施工和评价大坝安全状况的作用, 且重在评价大坝安全。大坝安全监测的浅层意义是为了人们准确掌握大坝性态;深层意义则是为了更好地发挥工程效益、节约工程投资。大坝安全监测不仅是为了被监测坝的安全评估, 还要有利于其他大坝包括待建坝的安全评估。
3 大坝安全监测的新内涵
通过以上分析可知, 影响大坝安全的因素很多 (坝址选择、枢纽布置、坝体结构、材料特性、水库调度等) 、时间跨度大 (从设计施工到运行管理) ;大坝安全监测的目的是为了在确保工程安全的前提下, 更好地发挥工程效益。随着科技的发展、人们观念的变化, 实现大坝安全监测的手段和目的都有了一定程度的变化, 可从如下几方面进行理解。
3.1 监测范围和内容
大坝安全监测的范围应根据坝址、枢纽布置、坝高、库容、投资及失事后果等进行确定, 根据具体情况由坝体、坝基推广到库区及梯级水库大坝, 大坝安全监测的时间应从设计时开始直至运行管理, 大坝安全监测的内容不仅是坝体结构及地质状况, 还应包括辅助机电设备及泄洪消能建筑物等。
3.2 大坝安全监测的针对性
大坝安全监测是针对具体大坝的具体时期作出的, 一定要有鲜明的针对性。
(1) 时间上的针对性。
(2) 空间结构上的针对性。
3.3 监测手段和方法
大坝安全监测包括巡视检查和仪器监测, 巡视检查和仪器监测是分不开的。前者也要尽可能的利用当今的先进仪器和技术对大坝特别是隐患进行检查, 以便做到早发现早处理, 如土石坝的洞穴、暗缝、软弱夹层等很难通过简单的人工检查发现, 因此, 必须借用高密度电阻率法、中间梯度法、瞬态面波法等进行检查, 从而完成对其定位及严重程度的判定。人工巡查和仪器监测分不开的另一条原因是由于大坝的特殊性和目前仪器监测的水平所决定的。大坝边界条件和工作环境较为复杂, 同时, 由于材料的非线性 (特别是土石坝) , 从而使监测的难度增大;另一方面, 目前仪器监测还只能作到“点 (小范围) 监测”, 如测缝计只能发现通过测点的裂 (接) 缝开度的变化, 而不能发现测点以外裂 (接) 缝开度的变化;变形 (渗流) 测点监测到的是坝体 (基) 综合反应, 因而难以进行具体情况的原因分析。正是由于上述原因, 监测手段和方法必须多样化, 即将各种监测手段和方法结合起来, 将定性和定量监测结合起来, 如将传统的变形、渗流、应力应变及温度监测同面波法、彩色电视、超声波、CT、水质分析等结合起来。随着科技水平的发展, 一种真正的“分布式测量系统”———光纤测量系统即将面世, 水科院、国电公司成都院等单位已对此作了大量的研究, 也曾在三峡作过试验。该系统将光纤既作为传感部件, 又作为信号传输部件埋设于坝体中, 使每一根光纤成为大坝的神经, 感受大坝性态的变化并具体定位, 从而使监测走向立体和全方位。
3.4 大坝安全监测的网络化、智能化、效益化
在过去的许多年中, 人们总是将观测资料交由专职单位去分析, 这样做要花费大量的时间, 不利于及时有效地掌握大坝性态和进行最优的运行调度。同时, 一般单位的资料分析总是在建立数学模型 (特别是统计模型) 的基础上, 缺乏与具体大坝的联系及与设计标准 (稳定、强度) 的比较, 也不利于监测技术的提高。近期, 一些单位在专家系统、人工智能及决策支持系统开发中, 直接将监测资料 (如库水位、温度、应力、扬压力等) 与设计标准 (稳定、强度) 对照起来用于坝体强度及稳定校核是一种很好的思路。但是, 目前的大坝安全监测自动化水平多数还停留在部分监测项目数据的自动采集上, 难以满足实际需要。事实上单凭监控指标来判别大坝安全是不完善的, 因为目前的监控指标主要依靠经验和理论计算确定。前者人为因素大, 后者由于计算理论、数学模型和边界条件的假定, 误差也较大, 实际应用也值得商榷。如对于土石坝, 当上游库水位骤降时测压管水位不会超过监控指标, 但此时上游坝体有可能失稳。我国自1987年开始的水电站大坝安全定期检查 (鉴定) , 是对大坝结构性态和安全状况的全面检查和评价, 已得到广大科技人员认可, 实践证明是有效的。它就是根据设计复核、坝基隐患、坝体稳定、泄洪消能、库区淤积及近坝库岸滑坡等方面对大坝安全进行评价。因此, 大坝安全评估软件应与大坝安全定检内容相适应, 应用专家系统和决策支持系统将大坝安全定检的成功经验和监测资料分析的有效方法结合起来, 在此基础上实现与大坝监测数据采集系统、闸门监控系统、水库自动调度系统、水雨情测报系统的有机结合, 将大坝安全作为约束条件, 效益的最大化作为目标函数才能适应用户和时代的需要。
结语
通过以上分析可知, 大坝安全监测实际上是一种管理, 包括信息采集、处理、结论的得出、措施的制定、信息的反馈, 其根本目的是为了工程效益。综合起来可以得出如下几点:
(1) 大坝安全监测范围空间上应包括梯级水库;时间上应从设计开始。大坝安全监测内容应包括与大坝安全有关的泄洪及机电设备;
(2) 大坝安全监测应与气象、水情、洪水预报及水库调度结合起来, 使之成为水库运行调度决策支持系统的一部分, 真正为工程效益的最大化服务;
(3) 大坝安全监测应将大坝安全评估与设计标准、设计参数 (如安全系数, 可靠度指标) 等指标结合起来, 充分利用大坝安全定检的成功经验和方法, 从而易于理解、掌握和应用;
(4) 大坝安全监测应充分利用科技进步, 走向即时化、智能化、网络化。
总之, 大坝安全监测就是利用一切手段, 确保大坝以较少的投入来保证长期、稳定、安全的运行, 实现效益的最大化。
参考文献
[1]SDJ33689, 混凝土大坝安全监测技术规范[S].[1]SDJ33689, 混凝土大坝安全监测技术规范[S].
扩展和设计 篇8
产品的设计过程中产生了大量的装配图, 图纸中的明细表纪录了组成该装配件的零部件的信息, 标题栏纪录了该图本身的一些属性。工程图中的设计和管理信息集中体现在标题栏和明细栏中, 这些信息描述了产品的装配结构。已有很多文献介绍了基于工程图的位置和形状特征来进行数据提取, 但是这些算法对数据的位置和形状特征要求比较苛刻, 实际提取过程中会出现数据漏提或错提, 而且对于进行了分栏的明细表数据提取更是困难重重。本文提出一种使用基于Dwg Direct X和扩展实体数据进行数据提取的方法, 可以使数据提取不再受到工程图的位置和形状特征的制约, 使数据提取准确、快速。
1 OpenDWG Toolkit技术剖析
OpenDWG Toolkit是OpenDWG联盟推出的一组开发工具, 其中用来读写DWG格式文件的库Dwg Direct X, 通过Dwg Direct X利用VB、VC等语言可在脱离AutoCAD的情况下直接对DWG读写, 对外屏蔽了DWG的版本差异, 支持处理AutoCAD 2.5到最新版本DWG文件。数据结构如图1所示:
Dwg Direct X包括图块 (Block) 、图层 (Layer) 、线型 (LineType) 等9个容器表, 块表包括ModelSpace (模型空间) 和PaperSpace (图纸空间) 两种基本类型。本文针对块表的模型空间进行操作。
2 使用DwgDircetX脱离AutoCAD进行数据读写
2.1 引用DwgDircetX, 建立VB开发环境
要实现使用ODT进行数据提取如图2所示 (本文以Dwg Direct X1.12版本为例) 必须具备的库文件有8个:Dwg Dircet X.Dll、OdaX.Dll、DD_Alloc.dll、DD_Db.dll、D_Ge.dll、D_Gi.dll、D_Reg.dll、D_Root.dll,
在VB中对Dwg Dircet X.Dll、OdaX.Dll进行引用, 然后在VB中添加模块, 加入声明:
Global odaApp As AcadApplication
Global odaDoc As AcadDocument
2.2 提取明细表数据子过程代码
不依赖工程图的位置和形状特征来进行数据提取, 而以附着的扩实体数据进行提取, 前提是我们已经在绘图过程中, 对标题拦和明细栏数据附着了约定规则的扩展实体数据。
例如:扩展数据按表1中的模式进行附着:
对按上表模式进行了扩展数据附着的明细表实体数据提取自过程如下:提取序号为Number明细表数据, 声明List Array为字符型一维数组, 保存提取的明细表数据 (List Array (0 To 7) )
3 结语
本文提出了基于Dwg Direct X利用扩展实体数据提取图纸信息的程序设计思路和实现方法, Dwg Direct X具有良好的AutoCAD版本兼容性, 所开发的应用程序能够不依赖AutoCAD独立运行, 能够方便地嵌入到各种以DWG文件为处理对象的系统中, 这种紧密集成的形式在实践中效果良好。
笔者已经利用VBA工具开发出了附着扩展实体数据的标题栏、零部件序号标注及明细表关联生成系统, 并利用Dwg Direct X完成标题栏、明细表信息的提取、整理、输出符合为企业需要的零件清单、图纸目录、标准件汇总表等工程文件, 可为有相似需求的企业提供一个可行的借鉴与参考。
参考文献
[1]张帆.AutoCAD VBA开发精彩实例教程[M].北京:清华大学出版社, 2004.