监测应用

监测应用（通用12篇）

监测应用 篇1

1 不同种类的输电线路在线监测技术

1.1 概述

输电线路的在线和研究检测技术在应用时会受到两个因素的影响, 一个是线路上监测装置的电源, 另一个是监测数据的传输通信。现代科技技术日益发展, 通讯电子技术和传感技术也是如此。因此, 各式各样的输电线路在线监测设施被相关的技术人员发明出来。比如, 导线摆动监测系统、杆塔倾斜监控系统、导线覆冰等在线监测等监测系统都被研发运用。

1.2 输电线路的在线监测在覆冰情况下的运用

导线覆冰监测, 首先离不开后台诊断分析, 只有在此基础上才能完成对监测数据的操作, 获取准确的监测数据, 将事故消灭在萌芽之中。此外, 管理人员还应对监测系统发送来的警报做到及时接收、正确判断和处理, 才可以有效的防止各种线路故障的发生。

输电线路的在线监测在覆冰情况下的运作原理如下。 (1) 根据监测线路张力反应。由于绝缘子上装有传感器, 因此可以有效的实现对覆冰后的各种各样状况进行监测。此外, 还可以实现各种参数的采集。然后将这些收集到的信息及时的传送到后方监控中心。后方的监控中心对这些数据进行处理, 比如:计算和理论修正。在此之后发布冰情预报信息, 发出除冰警报。 (2) 覆冰状况可以通过监测导线的倾斜角和弧度得到准确的反应。

覆冰技术的参数包含覆冰的平均厚度以及覆冰的重量等信息, 参数的获得需要一系列程序。首先, 应用导线倾斜角度和弧垂对信息进行收集。然后, 进行对比和分析, 对象是气象环境参数、线路参数和输电线路状况方程。最后, 经过分析和比较后, 计算参数。通过这些参数可以对进输电线路覆冰的危险进行分析, 判断出危险的等级。这样, 就可以发出除冰信息了。上面提到的第—个原理应用了绝缘子上有传感器这一点, 因此将应力传感器经过实验和安全性论证做为前提条件。另—个原理是:只要线路的参数保持稳定, 那么线路运行的安全性也基本上不会出现什么变动。上面介绍了两类解除高压输电线路覆冰的方案, 尽管不能得出档内各段导线的覆冰形态的结论, 但是可以肯定的是导线覆冰的张力大小决定了高压输电线路的覆冰厚度。

1.3 输电线路导线风偏在线监测的应用

导线风偏 (舞动) 是威胁架空输电线路安全稳定运行的重要因素之一, 常常造成线路跳闸、导线电弧烧伤、断股、断线等严重后果。由于近些年来我国输电线路发生的导线风偏、舞动、弧垂闪络跳闸事故较多, 导致了线路跳闸停运, 给电网的安全稳定运行造成了较大的危害, 并且风偏的发生常伴有大风和雷雨现象, 给故障的判断及查找带来一定的困难。要想实施科学合理的预防风偏的方案, 就必须依靠气象采集单元、风偏采集单元, 把采集的气象参数、风偏角、倾斜角, 通过无线网络方式向风偏监测系统发送, 系统完成对监测数据的转换和处理, 发出导线风偏预警信息, 便于运行部门在紧急状况下制定应对措施。也可以对输电线路杆塔上最大的瞬时风险采精确的记录。同时, 风偏监测系统记录导线运动的轨迹以及风压不均等状况, 为输电线路运行提供历史监测数据资料, 对后期的线路设计时考虑气候条件、设定预防水平提供可靠依据。

1.4 输电线路杆塔倾斜监测系统

煤矿采空区上面的覆岩会出现一些意外的状况, 这和自然力、重力以及其它因素有着密不可分的关系。这些意外的状况会引发许多问题, 比如:岩面的裂缝、滑坡以及地面的塌陷等各式各样的地质灾害。这些地质灾害会引起杆塔基础变形以及采空区杆塔倾斜, 严重时造成倒杆断线, 危及输电线路安全运行。

正在运用的杆塔顷斜度监测系统, 可以在全球移动通信信号覆盖的范围监控杆塔倾斜度, 实现越限报警。通过对杆塔倾斜, 基础移位和塔材变形等情况的发现, 可以及时的选择应对措施, 从而让电网的安全运行得到进一步的保障。

电网的正常运行还会受到许多因素的干扰, 比如:铁塔荷载大, 偏远山区通信网络的信号不强, 一些外界的因素会干扰特高压结路中塔头无线电。针对这种情况, 可以研制和开发特高压GSM杆塔倾斜监测报警装置系统。此装置系统可以对高压线路的运行状况进行监控。

1.5 输电线路导线舞动监测

导线舞动损害线路会造成塔材和螺丝变形或折断, 甚至金属断裂和导线落地, 造成大面积的停电或电网重大事故。因此, 有必要进行导线舞动在线监测技术的进一步研究, 通过观测和记录导线舞动状况, 就可以顺利的实现易舞线路和易舞分布图的绘制, 易舞线路和易舞分布图的绘制是进行线路防舞设计的重要依据。对档距和线路的情况进行分析, 在一档导线中装配导线摆动监测仪。同时收集3个方向的加速信息, 根据监测点加速度信息的计算分析和线路参数情况, 可以获取舞动半波数和计算导线运行轨迹的相关参数。从得到的信息分析, 对可能会发生的舞动危害进行预测, 在此基础上可以完成发出报警信息, 及时调整系统运行方式, 减少甚至避免电网事故的发生。

2 在线监测技术在特高压线路中的使用

2.1 基本的要求

特高压线路安全运行的意义是建立在在线监测技术在特高压线路中的可行性基础上的。特高压线路在线监测系统和在线监测技术的实现有以下5个要求: (1) 1000k V特高压必须安装在特高压在线监测系统中, 但是有一个前提, 即不要干扰电气性能的可靠性。在此情况下, 电气性能的可靠性才能得到有效的保证。同时, 1000k V特高压交流线路的电晕要求才能得到满足。 (2) 保证线路机械性能可靠。特高压在线监测系统中的设备一定要保证其一切正常, 防止其对线路造成威胁, 带来危险。 (3) 由于线路运行人员要进行高空作业, 因此在特高压在线监测系统下进行设备安装一定要简单、方便和可靠。 (4) 特高压线路压迫在稳定的状态下运行, 这样才能抵御特高压线路电磁场。同时, 当出现恶劣天气状况时就可以不用连接外部电源进行各种维修。 (5) 对在线监测数据实行统一的, 需要注意的是数据传输方式和存储方式必须符合规范和标准。

2.2 应用的范围

如果想实现特高压线路中应用在线监测技术的正常运作, 就需要依靠稳定、安全的线路。同时, 秉持突出重点和体现差距的原则, 对数据进行积累。在这个原则的指导下, 6个在线监测系统的应用范围需要注意: (1) 重要交叉跨越上需要安装覆冰在线监测系统, 这些系统同时需要和输电线路视频监控装置相互配合, 只有这样才能发挥作用。 (2) 微气象区和微地形区需要配备导线风偏和气象设备, 同时需要对风偏数据进行监测和记录。在此基础上, 根据这些数据对气象条件、运行、设计等进行全面的分析和研究。这样就能增强高压输电线路对强风的抵抗能力。 (3) 煤矿采动的影响区内需要配备杆塔倾斜监测装置, 及时对杆塔倾斜的情况进行监测。通过这些措施可以对线路事故进行监测以及预防。 (4) 将微风振动监测系统安装在大跨越线路上。 (5) 舞动易发的区域需要安装舞动监测装置, 这样就可以实现对导线舞动的曲线以及波数等进行监控和分析的目的。 (6) 一些重要跨越、大跨截止线路和特备偏远的区域需要安装监测装置。这样特殊地段的监控就可以实现。

3 电力电缆运行监测技术

3.1 分布式光纤测温技术

分布式光纤测温技术的工作原理是:光在光纤中输送时, 在每一点上激光都会与光纤分子相互作用, 进而后向散射就会发生。后向散射既Rayleigh散射, 又有Raman散射。分布式光纤测温系统的构成主要有:1台主处理机, 1台当地控制电脑, 1台远端用户控制电脑, 1条或几条传感光纤。分布式光纤测温被广泛的使用在电力电缆全线中, 可以实现全天候的实时测量。它能合理、合理调节电缆的载流量, 有效的防止电缆及隧道发生火灾的发生。

3.2 局部放电量的测量

电场强度有时会超过绝缘介质的耐电强度, 该点的局部就会被击穿, 因此放电现象就会产生, 这时就需要进行局部放电量的测量, 这样就能及时的发现电缆和附件中的缺点。局部放电量的测量局部放电量测量的接线原理及等价回路见下图2。

3.3 红外热成像技术监测热故障

根据辐射理论, 只要物体的温度高于绝对零度, 无论什么时候, 什么地点都会向外辐射红外线, 发射辐射能量。这些红外线用人眼是看不见的。同样, 当带电电缆线路出现了热故障, 就会形成热场, 并且向外辐射能量。运用红外成像仪的光扫描系统, 热场可以被形象的反映在荧光屏上。从热像图中可以分析出热场中的最高温度点, 这个最高温度点即热故障点。尽管电缆线路热故障有很多种, 但是可以被分为两类, 一类是接触热故障, 另一类是绝缘材料固有缺陷以及变质老化。

结语

用状态监测和运行监测可以及时了解和发现输电线路的运行状态, 及时发现运行故障, 这样就能将安全隐患消灭在萌芽之中, 合理地使用设备, 保证电力系统安全运行。

摘要：本文介绍了不同种类的输电线路在线监测技术, 分析了在线监测技术在特高压线路中的使用, 研究了电力电缆运行监测技术。

关键词：高压,输电线路在线检测,覆冰,环境影响

参考文献

[1]郭永利.电气设备状态监测与故障诊断技术应用[J].科技向导, 2012 (27) .

监测应用 篇2

从我国的环境监测工作现状来看，我国的环保设备技术、监测预处理技术、数据处理技术和环境监测手段以及人才队伍等相关建设都已经日趋完善，甚至相当成熟。但如何将这些优势很好的结合，实现科学合理的现场应用，我相信是我们目前在水质自动监测站面临的最大挑战。深刻挖掘水质自动监测站的技术潜能，不仅能很好的解决我们在水质自动监测站运营中让客户头疼病垢的很多问题，切实有效的发挥水质监测站的监测能力，还能以最小的投资实现最大的效能，为国家节省国力。

陕西正大环保科技有限公司始终坚持实事求是、技术先行的项目建设原则，潜心致力于环境监测建设中的各项难题难点研究，希望能为客户提供最科学合理的建设方案和项目结果。下面我就水质自动监测站技术在现场应用中的几个关键问题与大家分析分享，欢迎指正。

监测点位的选择。现场监测点位的选择我认为是水质自动监测站建设中最重要的一个环节，直接关系到水质自动监测站日后的正常运行和客户的运营成本。在这一环节当中我们务必要实事求是，不能一味迁就客户的需要和我们企业自身的建设成本。监测点除了符合水质分布均匀、流速稳定、上下游一公里无排污口，避开死水区回流区等国家规范的要求外，还应注意是否有可用的电源、洁净的水源以及良好的数据通讯，是否便于系统建设期的材料运输、系统后期的运行安全和设备安全。同时我们发现系统的采样安全也是制约系统正常运行的一个重要因素，这里的采样安全是指系统采样的方便可靠性和采样设备的安全。要坚决避免将站点建设在空旷高耸的地方，以防雷击；也不能将站点建设在相对低洼的地方，以防洪涝。站点的建设还应靠近当地的聚居区，在满足站点运行所需的水电的同时，也能有效的避免站点被盗。同时参考当地整体水系监测的建设规划，合理布设，以免造成资源浪费。综合以上要求，现场勘查人员应做至少两套方案，并会同客户以及相关部门做技术研讨筛选，从而确定最优最合理的方案。

现场水质的评鉴和设备选型。目前市场上的环保设备由于不同的监测方法和不同生产厂商种类繁多，那么如何从选择一款适合的仪器呢？是以名牌作为我们的选择标准还是以先进的监测方法作为我们的选择标准？我认为这些都不是，适合我们当地的水质状况的监测仪器才是最好的，才能为我们提供不间断的、稳定可靠的监测数据。这就需要在现场勘查的过程中留意水质状况，水体是否浑浊，是否呈胶体状、水面是否有漂浮物等。例如这种现场我们就可以选择侵没式的监测仪器，不要做任何的预处理，也不需要监测介质进入仪器内部；或者可以选择仪器管路相对较大的仪器，以免造成管路堵塞。我们的勘查人员还应采集具有代表性的水样做实际的水样分析，以确定仪器的分析量程。对了各备选仪器有一个全面的了解也很重要，每一种仪器都有它最适合的监测水域，我们不能生搬硬套，把一台在适用于地表水的仪器用于污染源，把一台适用于南方水质自动站的仪器用于北方，反之亦然。我想如果能很好的把握以上几点，选择一台最适合我们当前项目的仪器便也不难了。同时我还认为就地表水的监测而言，数据连续性要比数据的准确性更为重要，更有现实意义。因为河流的监测数据更多的是它的参考价值，而不像污染源的监测数据要作为企业污染减排的考核考量依据，且目前相关技术都已很成熟，不会存在数据偏差较大的情况。当然，数据的准确性与我们现场运营人员的操作方法和技术熟练程度也有莫大的关系。

监测应用 篇3

关键词：生物监测；环境监测；应用分析

随着社会各项生产的进步，人们对环境保护也越来越重视，环境监测作为环境保护的基础，能够准确、及时、全面的将环境质量以及发展趋势反映出来，为环境管理、治理提供更加科学的依据与信息，传统的环境监测使用物理与化学方法监测，在成本与监测效率上不能满足人们的需求，并且理化分析只能对化学物定量，不能将其他监测信息反映出来，而使用生物监测法则能弥补这些不足。

一、生物监测原理与种类

（一）生物监测原理

生物监测理论是建立在生态系统与生物学理论基础上，生物与生存环境之间存在相互影响的关系，能够进行能量交换，当环境遭到污染以后，各种污染物会进入到生物机体内发生各种反应，造成生态系统各种生物所处环境、生理特点以及发育情况出现变化。如果是水体遭到污染，藻类细胞密度与光合作用发生改变，生物监测就是通过观察这些变化，将环境污染程度与状态反映出来[1]。

（二）生物监测种类

1、按照生物生长环境。按照生物生长环境，生物监测可以分为被动与主动监测两种，PBM与ABM分别是两种监测方法的简称，前者是使用生态系统中的原位生物群落或者个体反映出环境污染情况，并对环境做出评价，比如，利用幼虫原位监测河流金属物含量，反映出水体污染状况；而后者则将生物体移到其他监测点开展参数测试，监测由被动变得主动，因为本土生物已经适应了污染状态，由此，ABM监测结果优于PBM。

2、按照生物分类法。因为生物所处的环境介质不同可以将生物监测分为动物、植物以及微生物监测。不同环境介质能反映出环境状态，被称为生物监测的“指示剂”，比如，鱼类、昆虫可以指示植物。微生物监测可以利用环境中的微生物群落功能变化将环境污染状况反映出来[2]。

二、环境监测主要方法

（一）生物群落监测法

生物群落监测法主要用在水体污染物的监测中，水体一旦受污染，水体中生物个体与群落结构将发生改变，一些敏感生物将死亡，抗性生物则生长旺盛，具有单一结构的群落，使用监测法能反映污染情况，主要包括浮游生物、鱼类等。此外，还有污水生物系统法，受污染的河流在自净作用下使上下游形成一个污染连续区域，不同污染带水体中有生物种群、理化以及生物特性，在流速缓慢的水体中适合使用这种污染检测法。

（二）生物残毒测定法

生物残毒测定法能够对生物污染量进行评价与监测，比如，环境中重金属、农药或者放射性物质等，很多生物都有着非常强的富集能力。由此，使用生物残毒测定法能够根据污染物在生物体内残留量将环境污染程度反映出来。比如，通过监测沙蚤体内微量元素含量能够进一步了解某水域微量元素含量。

（三）生物传感器技术

生物传感器是一种新型监测技术，有很多传统化学传感器不具备的优势与功能，灵敏度高、成本低能够监测复杂的体系，快速、及时、连续的监测。当前，在水质监测中，可以使用生物传感器对BOD、PH值、阴离子表面活性剂、水体富氧情况进行综合分析。各项实践显示，使用光纤生物传感器能够对地下水中残留的污染成分进行监测。还可以利用分子生态毒理学与分子生物学技术进行监测，PCR、分子杂交、基因芯片技术等，能够对污染物与代谢产物相互作用进行研究，将生物作用机理揭示出来，针对生物体影响作出预警。比如，对体内含有重金属污染物的鼠体内硫蛋白表达情况进行分析，利用杂交技术对受污染的比目鱼组织差异表达基因进行分析，还可以使用基因芯片技术指出指示生物，比如，藻类、种子植物以及无脊椎动物等[4]。

三、生物监测在水环境中的应用

（一）群落监测中的应用

水环境评价就是对水体做出的总体评价，通过生物群落与种类变化能够将水体质量长、短期变化情况显示出来，如果某水库中以硅藻类为主，各种营养型的藻类混杂其中，而贫营养型的则主要以假藻、卵囊藻为主，水体属于贫营养型；因为水库容纳了大量营养物质，使蓝、绿藻大量繁殖，两门藻类占大部分比重，但硅藻类比重却大大降低，水体中以营养型种类为主，逐渐消失的为贫營养型的藻类。通过对水库中不同生物种类以及污染变化情况的分析，说明水库中水体已经出现严重的污染素污染，极大影响到了水库的进化，影响到水库功能的应用。比如，欧洲很多国家境内都有莱茵河流经，河水受到污染以后河内几乎没有了生物，在各国努力下对河水周围环境进行保护与净化，使原有的生物又相继出现了。

（二）生物测试中的应用

生物传感器被广泛应用在生物测试中，并且DNA重组技术表示现代生物技术正广泛应用在环境监测中，生物传感器将固化细胞核、固定化酶技术为基础，将生物学元件作为识别元件，按照一定规律识别信号的装置，原理是：生物组分与被测对象相互作用，使用电子组将待测对象检测出再将其转换为可测量的电子信号。水环境监测中，生物传感器能够用于水源农药、杀虫剂痕量检测的酶传感器，将活性细胞作为探测单元的微生物传感器，被用于污水BOD的测量，能够对工业废水做出准确评估，检测污染物对污染物进行分类。

结语：

本文主要对生物监测法在环境监测中的应用进行了分析，可见，随着各项污染的加剧，使用生物监测法能够获得连续、综合的信息，保护生物多样性，实现生态环境的可持续发展。

参考文献：

[1]杜占彩，李鸿雁.消毒供应中心压力蒸汽灭菌器生物监测失败原因及干预措施[J].护士进修杂志，2015，30（10）：904-905.

[2]桑松，王培丹，曹宇科等.山坑螺和田螺作为指示生物监测茶园环境农药残留的研究[J].华南农业大学学报，2014（3）：58-62.

[3]代艳然，王珂，边冬梅等.硬质灭菌盒行脉动真空压力蒸汽灭菌的生物监测研究[J].护士进修杂志，2011，26（16）：1452-1453.

[4]王旭涛.河流水质生物监测与评价技术的创新及发展前景[J].中国水利，2015（21）：65-67.

监测应用 篇4

长春地铁1号线02标段北环路站位于长春市北人民大街与北环路交汇处，车站总长465.354m，其中车站主体结构标准段为二层两跨岛式站台车站，有效站台长118m，车站标准段总宽19.5m，车站底板埋深约为16.5m，顶板覆土2.0m～2.9m。本站主体结构采用明挖法施工，车站围护结构采用钻孔灌注桩，设置三道钢支撑。北环路车站是目前长春地铁建设规模最大的车站。

2. 监测的目的

通过监测掌握基坑附近地面、围护结构与支撑体系在工作状态时的强度、稳定性及变形的变化动态，将监测数据与设计预估值进行分析对比，给设计方案以补充和完善。有利于有针对性地改进施工工艺和施工参数，确保基坑施工安全。通过对邻近建(构)筑物的监测，根据地表、建(构)筑物、地下管线变形发展趋势，决定是否需要采取保护措施，并为确定经济、合理的保护措施提供依据，有利于对建筑物进行及时、有效的保护，将结构变形严格控制在标准限值内，确保近接建(构)筑物、地下管线正常使用与安全稳定。掌握和收集地下水位变化动态，观察判断施工降水对周围地层的影响程度，保护生态环境。

3. 监测的重点

根据本工程施工安排和环境条件，信息化监测的重点有以下内容：基坑本身的安全监测是工程的重点;基坑周围的环境及变形监测亦是工程的重点。

4. 监测的项目及测点布设原则

4.1 监测的项目

本工程检测的项目主要有：围护结构顶部水平位移和沉降监测、围护结构测斜和土体测斜、坑底回弹监测、支撑轴力监测、地下水位监测、地下管线沉降监测、坑外地表沉降监测、周围建筑物水平位移和沉降监测。

4.2 监测点的布设原则

(1)按监测方案在现场布设测点，当实际地形不允许时，在靠近设计测点位置布点，以能达到监测目的为原则;

(2)为验证设计参数而设的测点布置在设计最不利的断面位置，为指导施工而设的测点布置在相同工况下最先施工的位置;

(3)结构变形观测点预埋时不能影响结构的正常受力，不能消弱结构的强度和刚度;

(4)地表沉降观测点的位置既要考虑能反应变形状态，又要便于观测和保护;

(5)测点的布设应在基坑开挖前完成，并进行初始状态的观测;

(6)各类观测点应在时间和空间上有机结合，力求在同一个观测部位能反映不同的变化量，以便找出其内在的联系和规律，确认各观测点的相关性。

5. 监测方法

5.1 围护结构顶部水平位移和沉降监测

(1) 水平位移

内业处理时，取一条平行于基坑边的直线作为基线，求取各监测点初始值到基线的距离作为初始距离;每次量测时，获取各监测点的实时坐标后，即可得出各监测点到基线的实际距离，进一步求取各监测点的距离差，即围护结构的水平位移，并绘制相关位移时间曲线以及累计位移时间曲线。

(2)沉降监测

采用精密水准测量方法，方法同基坑周边沉降观测。

5.2 围护结构深层水平位移监测

每次量测后内业处理时应绘制位移—历时曲线、孔深—位移曲线;水平位移速率突然过分增大是一种报警信号，收到报警信号后，应立即对各种量测信息进行综合分析，判断施工中出现的问题，并及时采取措施，保证施工安全。以SCWY28孔现场实测监测数据在工况开挖过程中数据变化为例，反馈围护结构变化情况。由图1可知，基坑开挖过程中最大位移量发生在工况7(第三道支撑完成，基坑落地开挖后。)理论最大偏移值为20.1mm，实测偏移值为19.02mm，实测数据与理论数值得到了统一的印证。

5.3 坑外土体沉降监测

沉降观测方法采用精密水准测量，基点和附近水准点联测取得初始高程。观测时各项限差宜严格控制，每测点读数较差不宜超过0.5mm，对不在水准路线上的观测点，一个测站不宜超过3个，如超过时，应重读后视点读数，以作核对。首次观测应对测点进行连续两次观测，两次高程之差应小于±1.0mm，取平均值作为初始值。

5.4 支撑轴力监测

在施工时成功安装轴力计或钢筋应力计后，使用频率读数仪对各个监测点进行测读量取。轴力计或钢筋应力计选用振弦式应力计，振弦式应力计以拉紧的金属弦作为敏感元件的谐振式传感器。当弦的长度确定之后，其固有振动频率的变化量即可表征弦所受拉力的大小，通过相应的测量电路，就可得到与拉力成一定关系的电信号。根据每次所测得的各测点电信号频率，可依据轴力—频率标定曲线来换算出相应的应力值。在内业处理时，对数据进行处理与分析，并绘制支撑轴力随基坑施工工况的变化曲线。

5.5 地下水监测

5.5.1 地下水位监测

每次测量后均应绘制水位—历时变化曲线。根据水位—历时变化曲线，以及水位随施工工况情况的变化曲线图，以评价施工对周边环境影响的范围及程度。

5.5.2 地下水压监测

地下水压监测采用水压计，用读数仪采集数据并收集整理，水压计埋设要点如下：

(1)水压计埋设前取下仪器端部的透水石，在钢膜片上涂一层黄油或凡士林以防生锈。按需要接长电缆。

(2)安装前需将仪器在水中浸泡2小时以上，使其达到饱和状态，再在测头上包上装有干净的饱和细砂袋，使仪器进水口通畅，防止水泥浆进入渗压计内部。

5.6 坑底回弹

每次测量后均应绘制坑底高程—历时变化曲线。根据坑底高程—历时变化曲线，以及坑底高程随施工工况情况的变化曲线图，以评价施工对基坑底部土体的影响程度。

5.7 坑外建筑物沉降与变形

(1)建筑物的沉降观测，用精密水准仪，钢尺量测，与地面沉降观测点共用高程监测控制网。

(2)建筑物的倾斜监测，因开挖影响范围内建筑物均为整体刚度较大的建筑，用差异沉降法推算建筑物的倾斜。方法如图2所示：

Sh2即所求的水平倾斜量，θ即为水平位移产生的倾斜角。如下公式所示：tgθ=ΔS/b=SH2/Hg则Sh2=Hg*ΔS/b, AB为变形前两监测点的相对位置，当建筑物发生倾斜时，B点将变化到B1位置，由此即可按上述公式推算出，建筑物的倾斜度θ和判断倾斜方向。监测点间的水平距离L用经鉴定的钢卷尺量测两次，量距相对误差不大于1/2000。

(3)建筑物的裂缝监测

如图3所示，用两块白铁皮，一片取150mm×150mm正方形，固定在裂缝的一侧，并使一边和裂缝的边缘对齐，另一片为50mm×200mm，固定在裂缝的另一侧，并使其中的一部分紧贴相邻的白铁皮，当两块白铁皮固定好后，在其表面均喷上红油漆，当裂缝继续发展时，两片白铁皮逐渐拉开，露出正方形白铁片上原被覆盖的没有油漆的部分，其宽度即为裂缝加大的宽度，可用钢尺量出。

5.8 坑外管线沉降与变形

(1)沉降观测监测时需注意几点： (1) 基准点与国家水准点定期进行联测; (2) 各测点观测为闭合或附合路线，水准每站观测高差中误差M0为±0.15mm，闭合差Fw为mm (N为测站数)。

(2)水平位移观测用全站仪，技术要求如下：平面位移最弱点观测中误差M(平均)为2.1mm，平面位移最弱点观测变形量中误差M(变)为±3.0mm;

6. 结语

变形监测技术与应用教学大纲 篇5

课程名称(英文)：变形监测技术与应用（Deformation monitoring technique and its application）

课程代码：0806A06 课程类别：专业主干课程 学 时：34学时 学 分：2学分 考核方式：考试

适用对象：2009级摄影测量与遥感专科专业

一、课程简介

本课程是测绘工程专业学生的一门专业必修课。本课程结合具体工程建筑物的变形监测的要求和特点，详细介绍建筑物变形监测的理论、技术、方法和仪器等内容，对变形监测的数据分析方法和处理技术也作了系统的介绍。通过本课程的学习，学生能较熟练地解决各种工程建筑物的变形监测问题，具备处理和分析监测数据的基本能力。本课程授课一学期，每周3学时，总计为34学时。

二、教学目的及要求

本课程主要教学目的在于使学生了解安全监测的目的与意义及引起建筑物变形的因素；了解建筑物垂直位移的常用观测方法和特点；了解建筑物水平位移测量的常用方法和要求；了解常用传感器的工作原理及其特性；了解变形监测自动化系统的布设方法；了解我国自动化监测技术的现状及发展趋势；了解变形监测资料分析的基本内容和要求。掌握回归分析法、方差分析与逐步回归分析的原理；了解安全监控专家系统的基本结构、原理和要求，三、教学重点及难点

教学重点： 变形监测的目的和意义以及引起建筑物变形的因素，掌握各种工程建筑物的变形监测内容、监测方法和监测数据的分析处理能力。

教学难点：变形监测资料的分析、变形监测自动化系统的布设方法、监控专家系统的基本结构、原理。

四、与其它课程的关系

先修课程：《控制测量学》、《数字测图原理与方法》、《测量平差》、《工程测量学》 等课程。

五、教学内容

第1章 概述（2学时）

本章主要教学内容： 1.1 变形监测的目的与意义 1.2 变形监测的主要内容 1.3 变形监测的精度和周期 1.4 变形监测系统设计 1.5 变形监测技术进展

本章教学目的及要求：掌握变形监测的目的和意义、变形监测的主要内容以及变形监测的精度和周期、变形监测系统设计。

本章教学重点及难点：变形监测的主要内容、变形监测的精度和周期、变形监测系统设计。

第2章 沉降监测技术（4学时）

本章主要教学内容： 2.1 概述

2.2 精密水准测量 2.3 精密三角高程测量 2.4 液体静力水准测量

本章教学目的及要求：掌握精密水准测量、精密三角高程测量的观测方法实施方法。

本章教学重点及难点：精密水准测量、精密三角高程测量。

第3章 水平位移监测（6学时）

本章主要教学内容： 3.1 概述 3.2 交会法观测 3.3 精密导线测量 3.4 全站仪观测 3.5 视准线测量 3.6 引张线测量 3.7 垂线测量 3.8 激光准直测量

本章教学目的及要求：掌握交会法观测、精密导线测量、全站仪观测技术、视准线测量、引张线测量、垂线测量、激光准直测量的方法。

本章教学重点及难点：交会法观测、精密导线测量。

第4章 建筑物内部监测（4学时）

本章主要教学内容： 4.1 内部位移监测 4.2 应力／应变监测 4.3 地下水位及渗流监测 4.4 挠度监测 4.5 裂缝监测 4.6 光纤监测技术

本章教学目的及要求：掌握建筑物内部位移监测、应力／应变监测、地下水位及渗流监测、挠度监测、裂缝监测的方法及工程应用。

本章教学重点及难点：应力／应变监测、挠度监测、光纤监测技术。

第5章 GPS在变形监测中的应用（4学时）

本章主要教学内容： 5.1 概述

5.2 GPS定位基本原理 5.3 GPS实时监测技术 5.4 GPS一机多天线监测技术 本章教学目的及要求：GPS定位在变形监测中的应用方法以及GPS一机多天线监测技术在工程变形监测中的应用。

本章教学重点及难点：GPS一机多天线监测技术。

第6章 自动化监测技术（4学时）

本章主要教学内容： 6.1 概述

6.2 自动化监测系统设计

6.3 通用分布式测量控制单元(MCU)原理及应用 6.4 安全监测自动化系统设计示例

本章教学目的及要求：了解常用传感器的工作原理及其特性，了解变形监测自动化系统的布设方法。了解我国自动化监测技术的现状及发展趋势。

本章教学重点及难点：自动化监测系统设计、通用分布式测量控制单元(MCU)原理及应用。

第7章 监测资料的整编与分析（4学时）

本章主要教学内容： 7.1 监测资料的整编 7.2 监测资料的分析 7.3 监测数据的预处理

本章教学目的及要求：了解变形监测资料分析的基本内容和要求。掌握回归分析法、方差分析与逐步回归分析的原理。了解大坝安全监测的几种常用监控模型，掌握利用原型监测数据建立统计模型的基本方法。了解确定性模型与混合模型的建立原理。

本章教学重点及难点：监测资料的分析、监测数据的预处理。

第8章 变形监测数学模型及应用（6学时）

本章主要教学内容： 8.1 概述

8.2 统计模型的建立 8.3 灰色系统分析模型 8.4 时间序列分析模型

本章教学目的及要求：掌握常用统计模型的建立和分析方法。本章教学重点及难点：灰色系统分析模型、时间序列分析模型。

六、教材及参考书

1、教材：

《变形监测技术与应用》，岳建平，田林亚 主编，国防工业出版社，2007

2、教学参考书：

监测应用 篇6

摘 要 测试北京依科曼生物技术股份有限公司生产的“闪讯”害虫远程实时监测系统监测水稻二化螟。试验结果表明，该系统自动计数较准确，诱测效果良好，与测报灯诱蛾量及田间发生动态趋势一致，吻合度较高，能较好地反映二化螟各代种群数量动态。

关键词 害虫远程实时监测系统；二化螟；性诱剂；监测

中图分类号：S436.8；TP274 文献标志码：B 文章编号：1673-890X（2016）06--03

秀山县常年种植水稻2 万hm2左右，二化螟[Chilo suppressalis（Walker）]是水稻生产上的重要害虫。二化螟虫情监测预警，主要利用测报灯结合田间调查等方法进行，劳动强度大，费力费时。利用昆虫性信息素进行害虫种群监测，由于其专一性和敏感性的优势，不需要进行种类鉴定，受到国际植保专家的认可和基层技术人员的欢迎[1]。性信息素和性诱剂作虫情测报，具有灵敏度高，准确性好，使用简便，费用低廉等优点，应用越来越广泛[2]。但在利用二化螟性诱监测技术进行远程实时自动记载、传输和监控的研究报道较少。2015年，进行了害虫远程实时监测系统在二化螟监测上的应用试验，测试北京依科曼生物技术股份有限公司生产的“闪讯”害虫远程实时监测系统，验证该系统的自动计数的准确性和诱测效果。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验设备为北京依科曼生物技术股份有限公司生产的“闪讯”害虫远程实时监测系统1台，型号为3SJ-1。该系统包括害虫诱捕器、环境监测器、数据处理和传输系统、供电系统、支架和避雷针和软件处理系统等。害虫诱捕器主要用于特定害虫的诱集、触杀。环境监测器主要用于监测环境温度、湿度等气象因子。數据处理和传输系统主要用于对诱捕触杀的害虫进行自动计数及气象因子的序列记载和远程传输。供电系统主要由太阳能电池板及蓄电池组成，保证系统在田间野外环境中自行取得自然能源，维持系统长期运作。软件处理系统采用电脑、手机、IPAD等可接入互联网的设备，进行数据查询、处理分析和储存等管理工作。试验设200 W频振式测报灯、屋式二化螟性诱剂诱捕器各1台作对照工具。闪讯诱捕器和屋式诱捕工具的诱芯为PVC毛细管型。

1.2 试验作物及监测对象

试验作物为水稻，监测对象为二化螟。

1.3 试验田基本情况

试验设在秀山县清溪场镇东林居委大坟堡组，地理坐标为北纬28°24′32″，东经108°53′41″，海拔386 m。试验区地势平坦，为渝东南稻油两熟轮作、一季中稻区，二化螟常年发生较重。

1.4 田间诱捕器放置

诱捕器设置在比较空旷的田块上。“闪讯”害虫远程实时监测系统、测报灯和屋式诱捕器共3台以间距100 m、正三角形放置。放置高度在水稻拔节前高于水稻冠层10～20 cm，水稻拔节期及以后诱捕器底边接近水稻冠层叶面。

1.5 调查方法及分析

试验时间为在4-9月，在二化螟的主要发生期进行系统监测。每日09：00人工调查各诱捕器诱虫数量，并核查自动计数系统所计数据，计数后清空诱捕器。试验数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 系统自动计数的准确性

4月15日-9月5日按日数计算，自动计数与人工计数虫量一致的天数为112 d，计数准确率为77.8%。自动计数与人工计数虫量不一致的天数为32 d，存在多计数或少多计数，多计数1头的天数有12 d，多计数2头的天数有3 d，少计数1头的天数有11 d，少计数2头的天数有1 d。按诱虫数量计算，自动计数累计虫量为172 头，人工计数诱累计诱虫量为168头，误差率为+2.4%。SPSS统计分析配对样本t检验，相关系数r=0.952，t值为0.553，df=143，双尾P=0.581>0.05。结果表明，自动计数虫量与人工计数虫量无显著差异，准确性较高，效果显著（图1）。

2.2 不同监测工具的诱测效果

2.2.1 诱虫数量

4月15日-9月5日试验期间不同监测工具诱集二化螟成虫的效果比较得出，“闪讯”害虫远程实时监测系统、屋式诱捕器和频振式测报灯日均诱虫量分别为1.17头、0.97头和1.22头，最高单日诱虫量分别为10头、8头和12头，累计诱虫量分别为168头、142头和175头。在整个试验期间（共144 d），“闪讯”害虫远程实时监测系统的日均诱虫量、累计诱虫量分别是屋式诱捕器的1.21倍、1.18倍，是频振式测报灯的0.96倍、0.96倍。结果表明，“闪讯”害虫远程实时监测系统诱虫效果与对照工具无显著差异。

2.2.2 不同监测工具诱蛾动态消长情况比较

不同监测工具的诱测二化螟成虫效果（见表1）看出，成虫各世代始见日、高峰日、终见日比较接近，成虫发生期吻合度较高，以越冬代二化螟蛾高峰最为明显，单日诱虫量最高，性诱效果比其他代次好。从逐日诱虫量趋势曲线（见图2）看出，3种诱捕工具诱测成虫的发生趋势总体上趋于一致，以“闪讯”害虫远程实时监测系统的诱蛾趋势与频振式测报灯最为接近，峰型最为明显，吻合度最高，峰型最为明显，且蛾峰发生期基本一致，蛾峰日与灯测也基本一致。“闪讯”害虫远程实时监测系统与屋式诱捕器逐日诱虫量SPSS统计分析配对样本t检验，相关系数r=0.814，t值为2.054，df=143，双尾P=0.056>0.05。结果表明，“闪讯”害虫远程实时监测系统与屋式诱捕器逐日诱虫量无显著差异。“闪讯”害虫远程实时监测系统与频振式测报灯逐日诱虫量SPSS统计分析配对样本t检验，相关系数r=0.879，t值为-0.588，df=143，双尾P=0.557>0.05。结果表明，“闪讯”害虫远程实时监测系统与频振式测报灯逐日诱虫量无显著差异。

2.3 监测系统数据与田间发生情况比较

3月10-12日，田间调查水稻螟虫冬后密度，二化螟冬后活虫密度平均为227.8头/667 m2，越冬代二化螟发蛾始盛期为4月28日，高峰期为5月9日，盛末期为5月15日；一代二化螟卵孵始盛期为5月12日，高峰期为5月16日，盛末期为5月22日。诱测结果表明，“闪讯”害虫远程实时监测系统与田间二化螟成虫发生期、发生量基本一致，反映了田间二化螟发生变化情况。

2.4 气象因子和非靶标昆虫对诱捕效果的影响

2.4.1 气象因子的影响

二化螟越冬代成虫发生期平均温度20.4 ℃，相对湿度83.4%，降雨量3.0 mm，一代成虫发生期平均温度25.4 ℃，相对湿度83.9%，降雨量1.5 mm，二代成虫发生期平均温度23.7 ℃，相对湿度88.9%，降雨量8.0 mm。据监测工具诱测结果与气象因子的比较分析，降雨、风力、温度等因子对诱虫量的影响不明显。据试验期间气象条件分析，无大风大雨等极端气象因素对监测工具的影响。

2.4.2 其他非靶标昆虫的诱集及其影响

据观测和统计，害虫远程实时监测系统诱捕器没有诱集到个体较大的非靶标昆虫，对二化螟诱测的影响和干扰较小。有时诱集到小个体（几毫米）的非靶标昆虫，这些小非靶標昆虫对系统自动计数是否有影响有待进一步研究。而频振式测报灯除诱集二化螟外，还诱集了其他多种昆虫，这些混杂的虫种常影响二化螟虫体的完整性，增加了识别记数和监测的难度。

3 结语

二化螟性诱监测具有高度的灵敏性、准确性、专一性、环境友好性等优点，已广泛应用于测报。试验结果表明，“闪讯”害虫远程实时监测系统自动记载数据与人工记载数据之间的吻合程度较好，自动计数虫量与人工计数虫量无显著差异，自动计数准确率达77.8%，计数准确性较高，效果良好。

“闪讯”害虫远程实时监测系统对二化螟诱测效果良好，与测报灯诱蛾量的动态趋势一致， 与当地二化螟田间发生情况一致，吻合度较高，表现为诱测虫量较集中、有明显峰型，能较好地反映各代种群数量动态情况。结果表明，该系统的逐日诱虫量、诱蛾动态消长情况与屋式诱捕器、测报灯无显著差异。其受光源、天气等环境因素影响较小，而屋式诱捕器和测报灯受大风大雨等极端气象因素的影响较大，且测报灯还受灯光干扰和电压不足的影响[3-7]。该系统比屋式诱捕器及测报灯更专业，简易方便，放置灵活，操作安全，稳定性好，使用成本低，诱蛾专一、清晰，虫体容易识别，可自动记载和远程传输，预报较准确。

继续改进和完善系统性能。试验结果表明，“闪讯”害虫远程实时监测系统对二化螟的监测效果较好，能够满足当前测报工作的需求，通过网站实现统一查询、实时读取，实现害虫远程实时监测自动化。试验中发现，手机短信获取诱虫信息时，内容不很清晰，建议按日诱虫量每天1次发送手机短信，提高系统信息传输水平。随着该害虫远程实时监测系统工具的性能不断改进和完善，进一步提高诱捕器的结构和性能，完善远程数据分析及利用，在害虫监测应用方面可替代测报灯进行二化螟预测预报。该系统作为先进、实用、简便的现代新型测报工具，具有广阔的推广应用前景。

参考文献

[1]曾娟，杜永均，姜玉英，等.我国农业害虫性诱监测技术的开发和应用[J].植物保护，2015，41（4）：9-15.

[2]孟宪佐.我国昆虫信息素研究与应用的进展[J].昆虫知识，2000，37（2）：75-84.

[3]焦晓国，宣维健，盛承发.性信息素在害虫测报中的应用研究进展[J].植物保护，2006，32（6）：9-13.

[4]蔡国梁，张华旦，王华弟，等.水稻二化螟性诱测报技术研究[J].中国植保导刊，2005，25（9）：25-27.

[5]盛承发，王文铎，焦晓国，等.应用性信息素诱杀水稻二化螟效果的初步研究[J].古林农业大学学报，2002，24（5）：58-61.

[6]杨辅安，韦永保，祝春强.用二化螟性诱剂代替测报灯进行二化螟发生期预测[J].植物保护，2000，26（2）：14-16.

[7]李为争，王红托，游秀峰，等.不同配方信息素诱芯对二化螟的诱捕效果比较研究[J].昆虫学报，2006，49（4）：710-713.

监测应用 篇7

TCA2003全站仪由徕卡公司研制。这种全站仪是和较大容量计算机技术相结合, 具有高测量精度的电子全站仪。其结构和功能上有较大的改进和发展。 (1) TCA2003全站仪安置了精密伺服马达, 在测角时可由编程控制, 伺服马达将自动转动仪器照准部进行观测。 (2) 仪器装有同轴自动目标识别装置, 可自动识别目标、自动瞄准进行测量, 从而可实现人工智能采集观测数据。 (3) 接收系统采用CCD元件, 能够自动识别和锁定目标, 并能进行跟踪测量。 (4) 仪器存储部分采用标准存储卡———PCMC IA卡作为存储工具, 观测数据, 既可以记录在内存中, 也可以将数据传输到PC机上进行数据的处理。

2 基于TCA2003全站仪的自动监测系统

2.1 自动监测系统的硬件组成

自动监测系统主要由自动监测站、基准点、变形点、控制机房和TCA2003自动化全站仪等5部分组成。

2.1.1 自动监测站

自动变形监测系统监测站要根据监测现场条件进行选择。监测站需建有观测墩来放置全站仪。为了满足仪器防护、保温等要求, 同时具有良好的观察条件, 因此需要建造观测房。

2.1.2 控制机房

控制机房应该在办公区附近选址, 这样可以保证较好的供电条件。控制计算机利用电缆和全站仪相联, 以便控制机房能实时了解监测站全站仪的运行情况。同时, 要通过机房埋设专用电缆给全站仪供电, 以保证其供电安全。

2.1.3 基准点

基准点不能建在变形区内, 一般应该选建在变形区外稳定的基岩上。

2.1.4 变形点

建在变形区上的监测点称为变形点, 包括每个基准点和变形点在内的监测点都要安置单棱镜对准监测站。

2.1.5 自动化全站仪

使用带伺服电机驱动的TCA2003全站仪, 在全站仪的望远镜中安有同轴自动目标识别装置, 能自动瞄准普通棱镜进行测量, 同时, 可采用电子气泡精确整平仪器, 进行纵、横轴自动补偿, 提高整平精度。观测数据存贮在SARM存贮卡上, 或者用通信线缆传输到控制计算机上。

2.2 自动监测系统的软件系统组成分析

2.2.1 数据采集模块

由于监测地多在山区现代化通信不便地方, 因此, 自动变形监测网在应用中开发设计了监测数据采集模块。该模块的基本功能是:全站仪上建立工作基点和各监测点的坐标数据库, 当全站仪完成度盘定向后, 逐一对观测目标进行自动搜索并锁定, 将观测数据实时地记录到存储卡中, 同时将采集到的数据与预先设定的数值限差自动进行对比, 一旦监测到超限值时, 便启动自动报警系统, 再辅之以人工重测, 直到获得合格的观测数据。

2.2.2 控制模块

要想实现监测的全自动化, 实时控制的软件是必不可少的。TCA2003全站仪的控制模块具有实时性、高度自动化和高可靠性特点。该模块能够在预订时段内自动地对目标点进行测量, 并可以将测量得到的数据实时显示和输出, 并根据主要效应量的变化趋势来做判断, 以确定进行中长期预报, 还是短期预报。

2.2.3 数据处理模块

观测数据一般是指直接的观测结果, 但是也可以是经过特定处理以后的结果。因为任何观测数据或多或少包含一些干扰成分, 也就是误差, 因此, 在采集数据过程中排除和减弱干扰部分影响非常重要。该系统的数据处理模块具有高自动化、高通用性、计算容量大、速度快等特点, 有利于数据采集过程中排除和减弱干扰部分对结果的影响。

2.2.4 数据管理模块

由于对边坡变形体监测的周期多、时间长, 势必造成监测数据量十分庞大。所以管理这些繁杂而又庞大的数据, 关系到对边坡变形的监测和预测预报质量。监测成果数据库管理模块是十分重要的, 主要是针对观测产生的大量原始资料, 以数据库为中心, 实现对各类观测数据进行简单的整理、分析与管理等, 例如对原始资料进行粗差检验、模型判断以及对观测异常值进行技术报警。

2.2.5 观测数据分析、预报模块

该模块的主要功能是对监测的数据进行分析, 主要采用统计模型对灾害做出预测、预报的期限为几年、几个月、甚至几天。例如做出滑动即将发生的预测时, 为了提高预报模型的精度, 本系统模型库能够将启动降雨量预报模型、线性灰色预报模型、反函数预报模型等多个模型整合为滑坡预报综合判断模型, 进行综合预报。

3 自动变形监测系统的联机工作方式分析

3.1 自动有线监测系统的工作方式

这种工作方式由单台或多台TCA2003全站仪、有线传输系统、监控计算机及数据分析软件组成。该模式基于TCA2003全站仪的自动变形监测系统必须有完善的网络, 整个监测网络可分数据采集、数据传输和数据处理部分。数据采集部分为固定在测站上的TCA2003全站仪以及为TCA2003全站仪供电的外部电源等, 数据传输采用的是有线传输方式, 数据处理部分即计算机及相关软件。在这种工作方式下, TCA2003全站仪不需要人员值守, 由计算机远程控制全站仪的开关机及相关操作。工作过程是首先由控制计算机对全站仪发出指令, 然后指令通过经传输系统传到全站仪上, TCA2003全站仪根据收到的指令自动进行测量, 测量完毕后会将观测数据反馈到控制计算机上, 然后经由数据处理软件得到的数据进行分析处理后得出结果。在工作中TCA2003全站仪无需人员值守, 实现真正意义上的自动观测。

3.2 自动无线监测系统的工作方式

这种工作方式由单台或多台TCA2003全站仪、无线传输系统、控制计算机及数据分析软件组成。这种工作方式的工作原理与有线模式大致相同, 但也有所区别。其中最主要的区别是这种工作方式下TCA2003全站仪是通过无线传输的方式进行接受或发射的信号。同样, 控制计算机所发出的测量指令以及接受TCA2003全站仪传回的数据信息也是通过无线传输的方式进行。控制TCA2003全站仪进行自动观测的软件及数据处理软件都安装于控制计算机上, 这样就做到了TCA2003全站仪无需人员值守, 只是将TCA2003全站仪安置在观测机房的观测墩上, 如果要进行控制测量或其他测量时可将TCA2003全站仪从观测墩上移下。TCA2003全站仪以及数据发射电台均是外部电源供电, 为保证供电电压的稳压和避免突然停电给测量机器人带来损害, 必须在整个系统网络中给TCA2003全站仪安装单独的供电部分。除以上两点外其他方面情况与自动观测有线模式完全相同。

4 测量方法与精度分析

4.1 自动监测系统测量方法

目前, 自动监测系统测量常采用极坐标法、测角交会法、测边交会法等三种方法作为边坡变形的监测方法。这三种方法各有其特色。一般来说来说, 当距离<200 m、而精度要求很高的情况下, 应该采用测角交会法;当测量范围在200~500 m左右的情况下, 应该采用极坐标法;当距离>500 m的情况下, 应该考虑测边交会法。

4.2 自动监测系统测量精度分析

4.2.1 基准控制网精度分析

由于边坡变形观测的位移量指的是同一监测点在不同时间点的观测坐标的差值。所以, 监测基本控制网的点位误差对边坡变形监测基本没有影响, 因此, 监测基本控制网的相对点位误差基本为零。

4.2.2 监测点精度分析

以常用的两方向测边测角前方交会法为例, 其监测点的点位观测误差估算公式为:m P=± (ms2+mβ2) /2式中, m P为点位中误差, ms为测距中误差, mβ为测角中误差。

5 结语

目前, 新技术高速发展, 日新月异, 随着社会经济的不断发展, 变形监测自动化系统的应用越来越广泛, 并产生了巨大的社会效益和经济效益。本文探讨了基于TCA2003全站仪的通用变形监测系统的组成和工作模式, 及其在边坡变形监测中的应用方法, 对于提高变形监测系统的应用, 提高边坡变形监测预报的准确性和时效性, 具有一定的参考价值。

参考文献

[1]崔政权, 李宁.边坡工程理论与实践最新发展[M].北京:中国水利水电出版社, 1999.

[2]韩建设.岩土工程中滑坡监测的主要技术方法简述[J].西北水电, 2002 (2) :57-59.

[3]梅文胜.测量机器人在变形监测中的应用研究[J].大坝与安全, 2002.

[4]赵文峰.测量机器人在张家界观光电梯变形监测中的应用[J].湖南有色金属, 2005, 21 (5) .

生物监测及其在环境监测中的应用 篇8

目前,生物监测采用的方法主要有如下几种:一是,生态学方法;二是,生理学方法;三是,生物化学成分分析法; 四是,物理学方法。在合理利用上述各种生物监测方法的情况下,环境监测结果的准确性可以大大提高,并且,环境质量水平的评定、监控等也能更有效的完成,对于促进环境污染治理工作全面落实有着重要作用。总的来说,生物监测具有如下几个特点:一是,灵敏性。通过生物监测可以迅速找出各种污染物,以在生物放大、生物累积、生物富集等多种效应下,利用生物具有的灵敏度,实现污染物的快速确定。二是, 经济性。通过合理应用生物监测这种技术,不涉及各种设备、 其它技术方面的成本,并且,监测过程非常简单,可以大大降低研究监测人员的工作难度,最终保证环境监测的经济性。 三是,保护性。生物是属于生态环境的一个组成部分,因此, 采用生物监测来评定环境质量,不会给生态环境、生物体和生态系统等带来不良影响。四是,连续性。采用生物监测方式, 通过长时间的累积,可以对环境质量变化各个阶段的情况进行分析,从而实现环境污染现状的全面反映。

2 生物监测在环境监测中的应用

1)水体环境监测方面的应用

首先,生物指示法。由于生物体内有很敏感的、感受污染物质的结构,因此,利用生物的活动地点、生长特点、生命周期等,对水体环境进行监测,可以获得很好的效果。目前, 比较常用的生物有:一是,浮游生物;二是,底栖生物;三是, 鱼类等,它们通常是没有脊椎结构,而在水体污染程度非常严重的情况下,比较常用的指示生物有:一是,蚊幼虫;二是, 颤蚓;三是,小颤藻等。

其次,微型生物群落法。在水体环境监测中,微型生物群落是非常重要的监测类型。如果水体出现污染程度非常严重的情况,则可以利用聚氨酯泡沫塑料块法来监测,以收集水体中的微型生物,从而快速、简单、准确地了解水体环境的现状。

2)大气污染监测方面的应用

一般情况下,大气污染监测主要监测的大气质量、环境污染程度等,而用来监测环境的、比较常用的植物有如下几种:

首先,氟化物的监测。目前,氟化物的监测采用主要是如下几种植物:一是,郁金香;二是,金线草;三是,大蒜; 四是,唐菖蒲等,在受到污染的情况下,叶子的形状会变得很尖,叶面会出现伤斑,叶脉一般不会出现症状,并且,伤斑是浅褐色、红褐色。

其次,二氧化硫的监测。通常采用如下几种植物来进行二氧化硫含量的监测:一是,苔藓;二是,水杉;三是,地衣; 四是,杜仲等。如果上述植物受到污染,则生长在叶子上的维管束会有伤斑,并以块状的形态存在。同时,叶子的边缘也会有伤斑,颜色为红棕色或土黄色。

最后,二氧化碳的监测。目前,二氧化碳的监测采用的植物主要有:一是,柑橘;二是,烟草;三是,秋海棠;四是, 向日葵等,如果上述植物出现二氧化碳方面的污染情况,则叶脉上会出现伤斑,其形态为不规则形式,并且,颜色为棕色、 黄褐色或白色。与此同时,植物的叶子也可能出现上述情况, 并且伤斑的形态是点状。

3)土壤环境监测方面的应用

首先,动物监测法。通过动物监测的方式来了解土壤受污染的程度,是当前比较常用的一种生物监测方法。在实践应用,蚯蚓是比较常用的对象,由于其具有的敏感性比较高, 可以很好的感受到土壤中农药、铅等有害物质的含量。同时, 土壤中镉物质的含量和蚯蚓体内的镉物质含量呈现出非常明显的关系,因此,采用蚯蚓来进行土壤环境的监测,可以获得很好的监测效果。

其次,植物监测法。在利用植物生产情况对土壤污染程度进行反映的情况下,土壤环境可以得到有效监测。通常情况下,如果土壤出现污染现象,植物会在污染物的作用下呈现不一样的特征,并且,某些特征会非常明显,甚至污染程度比较严重的情况下,植物的生理代谢会明显反映出来。例如: 植物生长时的呼吸强度增大、表面的伤斑很严重、光合作用速度变慢等。

最后,微生物监测法。在土壤环境中,微生物一般是呈群落出现,如果这种情况发生变化,则可以反映出土壤环境存在污染问题。目前,土壤中的污染物主要是来源于人类的尿、 粪便等,其次则是污水。因此,土壤环境下有着非常多的放线菌、霉菌、细菌等,可以使土壤中群系微生物的数量发生变化,在对其结构有一定了解的基础上,可以全面反映出土壤环境的污染程度、现状等。

3结束语

综上所述,在生物监测技术研究力度不断加大的情况下, 环境监测方法变得越来越多样,因此,充分利用生物监测来进行环境监测,不但能提高环境监测结果的可靠性和准确性, 还能提升环境监测整体水平。

参考文献

[1]梁泉.生物监测及其在环境监测中的应用[J].资源节约与环保,2015,(08):94.

生物监测技术在环境监测中的应用 篇9

关键词：生物,监测,环境,应用

1 引言

近年来,社会经济不断发展,人口急增,环境污染日益严重,环保问题受到越来越多的人关注。治理污染、保护环境成了全社会的共识。监测环境污染的变化情况,成为治污的首要前提。传统的理化监测方法,不能全面的反应污染物对生物体及生态系统的影响。运用生物监测,可以弥补理化监测的不足,从不同角度研究污染物带来的危害,受到社会各界的认可。

2 生物监测

生物监测(Biomonitoring,Biological Monitoring)是利用生物的组分、个体、种群或群落对环境污染或环境变化所产生的的反应,从生物学的角度,为环境质量的监测和评价提供依据。其具有如下优点:

2.1 长期性

理化监测是定期采样,监测结果只能反映采样期间的情况,而生物体作为理想的环境监测器,能把一定时间内的环境变化情况反映出来,因而能够更全面地反映环境污染状况。

2.2 富集性

易于富集污染物。处于生态系统中的生物,微量污染物可以通过食物链产生富集效应,在食物链终端检测,可检测到高达数万倍的污染物浓度。

2.3 综合性

环境污染的成因复杂,并不是各个污染物之间的简单加合。传统的理化监测只能检测各种成分的类别和含量,不能多种污染物、多种暴露途径的综合暴露进行累积风险评价。而生物监测可以真实地反映环境中诸多因子、多种污染物的成分的综合效应,进行累积风险评价,为污染物环境总量控制提供依据。

2.4 灵敏性

生物监测具有灵敏性,某些生物能够对一些精密仪器都无法检测出的痕量污染物产生反应,表现出受危害的效应,可以在早期发现污染,从而提高了灵敏度,有助于早期预警。

3 生物监测在不同介质的环境监测中的应用分析

3.1 生物监测在土壤污染监测中的应用分析

3.1.1 土壤动物监测

土壤动物对于土壤有机质分解、养分循环、改善土壤结构等方面具有重要的作用。土壤中无脊椎动物因繁殖力强,分布广,且暴露于土壤中,与土壤接触面积广,其生命活动和代谢与土壤息息相关,是良好的土壤污染的指示生物。

王丹丹等研究蚯蚓对锌污染土壤养分状况及锌形态的影响,实验中蚯蚓生长率随污染浓度升高而下降,重金属污染对蚯蚓生长表现出抑制作用。蚯蚓活动降低了土壤pH值,而显著提高了土壤DTPA-Zn含量,使土壤中Zn的形态从残渣态、有机态向铁锰氧化态和交换态转变,提高了重金属植物有效性。

3.1.2 土壤植物检测

土壤受到污染后,生长在其上的植物会表现出各种“信号”,如叶片上出现伤斑蒸腾率降低、呼吸作用加强、生长发育受抑,由于吸收污染物质,导致植物体中的某些成分相对于正常情况下发生改变等。

宋囊在5种阔叶绿化树种对土壤Cu污染的耐性评价研究中表明,植物对Cu的吸收主要积累部位由多到少依次是根部、茎部、叶。不同程度的Cu污染对植物的生长代谢都有影响。Cu胁迫下,植物的比叶重、生物量下降;叶绿素含量降低,光合作用受到抑制;膜脂过氧化严重;丙二醛含量增加,酶活性失调,细胞膜透性增大,刺激脯氨酸的合成,根系活力降低。

3.1.3 土壤微生物监测

土壤微生物是土壤生物体系中关键的功能要素,受到污染的土壤,其微生物群落结构会改变,可用来评估土壤质量。

杨萌青等在石油污染土壤微生物群落结构与分布特性研究中,探讨典型油田区石油污染土壤微生物群落的结构特征,污染水平与微生物群落分布的关系。结果表明,污染土壤石油含量的差异是造成微生物群落结构相似度差异的主要原因;随着土壤污染程度的增加,微生物群落的均匀度指数降低,菌属分布不均匀,表现出土壤微生物群落结构和种属的污染胁迫与分异现象。

3.2 生物监测在大气污染监测中的应用分析

大气污染物主要为SO2,HF,氮氧化物,H2S等。大气污染的生物监测中,应用较为成熟的为植物监测。其指示植物主要分为3类:高等植物、地衣和苔藓。

3.2.1 高等植物

很多植物对大气污染具有敏感性,暴露在污染的大气环境中,植物在宏观层面会有响应,包括植物性状、生长代谢及繁殖能力。微观层面也会有变化,包括净光合速率、蒸腾速率、细胞膜渗透率、气孔导度、电子传递速率及植物细胞液中线粒体和质体等。暴露在污染大气环境中的植物,经过长期的微观响应积累,将通过宏观响应表现出来。

目前已筛选出有多种敏感植物,指示不同的大气污染物,通过指示植物监测法或植物群落监测法进行监测。

3.2.2 苔藓和地衣

苔藓植物因具有独特的形态和生理特征,对空气污染反应十分敏感,已被广泛用于监测城市或地区的环境质量与变化。苔藓和地衣还可用于指示偏远地区大气持久性有机污染物状态。

李琦等在苔藓植物对青岛市大气重金属污染的生物监测作用中证明,苔藓植物体内重金属含量能够反映空气重金属污染程度和空气质量变化。该研究为评价青岛市空气重金属污染状况提供了一个有效的生物监测方法。

3.3 生物监测在水体污染监测中的应用分析

在一定条件下的水环境中,生物群落和水环境之间通过相互作用,保持着动态平衡关系。外来物质进入水环境后,会影响生态系统中生物的生理指标、种群的数量及结构等方面。根据监测指示物和监测对象的不同,可将生物监测分为如下几类。

3.3.1 微生物群落监测方法

微生物群落监测法是发展应用较早的生物监测方法。微型生物主要包括藻类、原生动物、轮虫、线虫、甲壳类等,常用的方法是聚氨酯泡沫塑料块法,又称PFU法。通过PFU法可得到的原生动物群集过程:群集速度随着种类增加而减少,群集速度与种类数的交叉点即为种数的平衡点。水体污染能影响集群速度和平衡点,水体污染程度不同,其集群速度和种类数也不同,因此可以监测水环境质量变化。

李朝霞等用PFU微型生物群落监测技术评价园区化工废水的静态毒性。结果表明,原生动物群落对化工废水效应浓度(EC)变化非常敏感。随着EC的增加和毒性时间的延长,原生动物群落群集的物种多样性指数下降,群集的速度也减缓。

在微生物群落监测法的发展过程中,数学分析在其中的作用越来越明显。数学分析以及计算机应用的发展能在更大范围内揭示生物群落的变化规律,使微生物群落监测法的使用范围更广,结果更加准确。

3.3.2 生物毒性试验

随着生物学技术的快速发展,近年来研究者们提出了多种包括DNA、RNA、酶、组织器官、细菌、海藻、浮游生物、底栖软体动物及鱼等的生物毒性试验方法。急性毒性试验(Acute Toxicity Test)是研究水环境污染,确定浓度-效应曲线的常用方法。分为以下几类:(1)鱼类毒性试验,(2)藻类急性毒性试验,(3)水蚤类急性毒性试验,(4)种子发芽和根生长的毒性试验,(5)发光细菌的急性毒性试验。用细菌进行生物毒性试验主要集中在细菌发光、酶活性变化、生长及呼吸抑制等方面。

陈继红等在发光细菌法在水质综合毒性在线检测中的应用中,以海洋发光细菌费氏弧菌(Vibrio fisch-eri)作为检测生物,确定了费氏弧菌冻干粉的复苏条件。HgCl2等几种毒物对费氏弧菌均具有较强的光抑制作用。以费氏弧菌作为指示生物,对实际水样的测试和分析表明,发光细菌法能够应用于水质环境安全的综合毒性在线监测预警中。

3.3.3 其他监测方法

伴随着生物技术的不断发展,一些新的分子工具介入到了生物检测技术中。如基因工程技术、PCR技术、DNA探针技术、酶蛋白标志物、免疫检测技术、生物传感器等现代生物技术越来越多的应用于水环境的监测中,大大提高了环境监测的灵敏度,起到了很好的预警效果。

张昊等在生物荧光传感器检测环境水样中氨基甲酸酯类农药残留时,建立了简便、灵敏的氨基甲酸酯类农药生物荧光传感器及其检测方法。此方法有望用于快速检测水环境中氨基甲酸酯类农药残留情况。李鑫等应用基于单克隆抗体的免疫传感器检测环境中的芘和苯并芘,建立了免疫传感器法对芘和苯并芘进行检测,线性范围为0.2~10.0μg/L。该方法可以用于含有芘和苯并芘的环境样品的快速筛选,可以在10 min内初步获得检测结果。

4 结语

虽然生物监测在环境监测中的作用越来越明显,但是也表现出一定的不足。比如在精确性、快速性以及灵敏性等方面还需要不断的提高。另外,生物监测易受各种环境因素的影响,不仅会受到污染物带来的影响,还在一定程度上受到土壤、地域、季节、病虫害等原因的影响。

植物监测在大气污染监测中的应用 篇10

1 植物监测大气污染物的机理

植物能有效地作为大气污染的生物监测器是因为在生物体系中植物更易遭受大气污染的伤害, 与动物相比对大气污染物的反应更加灵敏。植物能以庞大的叶面积与空气接触进行气体交换;植物缺乏动物的循环系统来缓冲外界的影响, 具有固定生长的特点使其无法避开污染物的危害。因此, 在某些特定的污染条件下, 植物的叶片会产生特征性伤害症状, 通过叶片的受伤程度、光合作用能力、长势、生物量大小、酶和新陈代谢的改变以及元素的富集等来显示该地区的大气污染状况。

利用植物进行生物监测最常见的方法是观察叶子受伤程度和定量测定特定植物体内的元素累积情况, 尤其是测定低浓度污染 (包括单一污染物质和混合污染物质) 环境下长期暴露后的元素富集情况。这是任何仪器分析方法无法比拟的, 因此可作为环境质量的指示植物。指示植物是一种化学检测器, 它能识别和定性由人类引起的环境因素。而监测植物不但能反应污染物的存在, 而且能反映污染物的量。敏感的生物监测者能综合反映污染物的变化, 其形态、物理化学指标、生物指标都会发生变化[3]。如地衣的存在、种群组成与环境污染的总体水平有密切关系。一些高等植物如唐菖蒲、紫花苜蓿、烟草分别对氟化物、二氧化硫和臭氧特别敏感, 在低浓度下植物便出现可见症状, 可作为污染的指示植物。植物体内污染物的积累可作为污染程度的指标, 还可作为对污染物历史情况的见证者。因此, 除用仪器或化学分析方法来监测大气质量外, 植物也可用来监测大气。

2 植物监测器在大气监测中的用途

植物在吸尘、吸噪音、释放氧气、水蒸气和香气方面的作用是其他措施所不及的[4]。根据植物受大气污染物伤害的不同程度筛选抗性植物, 自20世纪60—70年代以来一直是研究热点。研究较多的大气污染物是SO2、Cl2、NOx、O3、PAN、氟化物、粉尘、烟尘等[5]。采用的检测手段多以叶片外观伤害症状、植株长势等来判断植物受伤害程度。

2.1 可见伤害症状的应用

植物受大气污染物影响后, 随植物对污染物抗性的不同发生不同的反应。在污染物浓度较低时, 一些敏感的植物会出现可见伤害症状, 如唐菖蒲在氟化物浓度在0.1ppb以上时就会出现可见危害;一些抗性中等的植物可在污染物浓度稍高的情况下出现中毒症状。一个污染区域, 如只有敏感植物出现可见症状, 说明污染是轻微的, 当中等敏感植物受害时表明污染是中度的;在严重污染时, 敏感植物绝迹, 中等抗性植物可出现明显症状, 甚至抗性较强的植物也出现部分症状。因此, 不同植物出现的可见症状及天然植被的分布可作为污染状况的一种指示器。近年来, 人们开始应用一些敏感植物体作为污染物的生物监测器, 可用相对定量的办法来确定污染等级和污染情况, 较成功的是一种烟草品种Bel-W3[6]。由于植物受遗传特性和栽培条件的影响, 生物监测器在应用上受到一定限制, 同时可见伤害症状还要与病虫害、冻害等非污染伤害进行鉴别诊断。

2.2 地衣作为生物监测器

地衣是一种真菌和藻类共生的低等植物, 对大气污染极为敏感, 在人口密集区和城市市区一般不易找到地衣, 因此可根据地衣的天然种属分布来判断污染情况。地衣通常附生在树皮上, 可将附有地衣的树皮移植到污染地区, 观察其变化可判断污染程度。有人将地衣移植到不同污染等级的区域, 结果发现在SO2年平均浓度超过0.03ppm的区域发生了急性中毒, 在0.006—0.03ppm区域发生了慢性中毒, 只有在低于0.002ppm区域没有伤害。此外, 根据能生存的地衣种类可作为大气中SO2浓度的指示植物[7]。用地衣作监测的最大困难是对其分类, 因为它比高等植物的分类更难掌握, 且研究的学者少。

2.3 植物体内污染物含量

植物的不同器官如叶子、树皮等可吸收和积累有关污染物, 因此常被用作大气监测的材料。在城市或污染区常有天然分布和人工种植的植物, 植物分析也可指示污染物的浓度和污染状况。植物有高度富集的作用, 即使在污染很轻微的地区也能监测到有关资料。此外, 植物可不断地吸收污染物, 可作为长期平均浓度的采样器, 而自动监测仪器只能通过设点在有限的范围内得到相应的数据。在仪器监测的基础上, 结合植物监测将能得到更全面的资料。

2.4 年轮分析

树木是多年生植物, 年轮是不同年份形成的, 年轮中所积累的污染物可反映相应年代的污染状况。特别是在一个地区历史资料检测不全的情况下更有参考价值。如监测铅污染状况, Smith等[8]利用叶片和树皮分析研究了公路两侧铅污染生态系统的状况, 得到了十分有用的资料。由于多数污染物在木材中常形成不溶性化合物, 并沉积在木材中, 难于运转。木材中的元素有的来自大气, 有的来自土壤, 要监测大气污染情况, 需要了解土壤中有关元素的情况, 以区别土壤状况可能带来的影响。此外, 还可利用年轮宽度的变化来了解污染情况, 因为污染程度与木材的生长有关, 影响年轮宽度。但是, 要注意降水量对年轮宽度的影响。年轮宽度分析不如木材化学分析的应用普遍。

2.5 苔藓袋分析法

苔藓袋是将苔藓植物装入尼龙网袋中作为收集大气沉降物的工具, 现已将该方法标准化, 得到了较广泛的应用。苔藓袋是一种植物采样器, 能有效地收集大气中的重金属及其他化合物, 不同的苔藓具有相近的收集能力。

3 利用植物进行监测的过程

3.1 环境污染的事前控制

对新建企业必须按环境法规的要求严格把关, 实行“三同时”。坚决按设计要求采用先进的环保治理设施, 以保证新建企业在环保治理方面达到其规定, 严防产生新的污染源;否则, 不能批准建设和投产。而对老企业环保的事前控制主要体现在通过对旧设备的改造, 使老企业从设计、生产工艺、产品布局等方面优先采用先进、耗能低、污染小的设备和工艺流程, 从根本上消除污染源, 达到环保事前控制的目的。

3.2 采用植物监测作为环保的事中监测

环境污染事中监测主要是对一些企业的污染源实行定期、定点或不定期、不定点的监测, 通过监测数据对企业的污染源进行治理。虽然, 事中监测的先进设备具有很大优点, 但是由于有些经营者只追求经济效益, 不讲环境效益和社会效益, 这就给环保中的事中监测带来了许多困难。植物不但具有调节气候、保持水土、防风固沙保护农田等作用, 而且具有净化空气、净化环境、净化污水、降低噪音、吸收有害气体的环境保护治理功能。部分植物对污染物的反应十分敏感, 具有对环保的事中监测功能, 可广泛地用于对污染源的随机性或永久性环保事中监测。

3.3 环境污染的事后监测

环境保护的事后治理除采用常规治理方法外, 采用植物对环境保护进行事后治理也是一种行之有效、方便灵活、低价高效的方法。植物不但具有对环境保护的事中监测功能, 而且还具有对环境保护的事后治理功能。据有关资料记载, 树木对二氧化碳的吸收量为放氧量的1.38倍, 草坪在进行光和作用时叶片可吸收二氧化碳1.5g/m2;1000m2的柳杉林每月吸收二氧化硫60kg, 1000m2的桧柏林每昼夜可散发杀菌素30kg。在试验水池中种植芦苇后, 减少水中悬浮物30%、氯化物90%、有机氯60%、磷酸盐20%、氨66%、总硬度33%。在含有十几种有机化合物的污水中栽种水葱, 经过一定时间后有机化合物全部被水葱吸收[9]。

4 利用植物进行监测的优点及局限性

4.1 植物监测的优点

与物理、化学监测方法相比, 植物监测有以下优点:①价格低廉, 取材方便。利用植物可见症状和地衣等指示植物调查污染状况的最大优点是价格低廉、取材方便。植物在任何时间、任何地点都能忠实可靠地进行事中监测, 且监测的方法极为简单, 不需要特殊仪器, 费用低廉, 效果直观。尤其是被用来监测的植物来源广泛, 取材方便, 是理想的环保事中监测方法。②方便灵活, 切实可行。植物的部分器官或组织是“综合采样器”, 能方便地获得分析样品, 以划定污染范围和程度, 不需要大量的采样设备就可监测历史污染情况。因此, 利用植物监测污染具有方便灵活、不受时间、地点、条件等限制, 尤其作为对污染源的长期监测更切合实际和行之有效。针对一些不自觉遵守环境治理和排污标准的企业, 采用植物监测是最佳的事中监测手段。③布局广, 网点多。由于植物体内污染物的积累, 成为污染物在生物体中迁移、富集的重要环节。在污染生态系统研究中, 植物监测是重要组成部分, 因此植物监测可作为大气监测的一个部分, 并可弥补监测网点的不足。④反应灵敏。某些植物对污染物的反应比人或仪器的灵敏度高。如紫花芷蓿在3.57mg/m3浓度的二氧化硫气体中薰气1h即受害, 而人要57.2mg/m3的浓度时才受刺激而咳嗽、流泪;唐菖蒲在1/10亿的氟化物浓度中就有反映, 比一般监测仪器灵敏。⑤美化环境。采用植物对环境保护进行事中监测不但可达到监测的目的, 而且可美化环境。绿色植物能给人以清新的感觉, 鲜艳的花卉能使人精神振奋, 使人们能很快消除疲惫, 恢复最佳精神状态, 同时能美化城市。

4.2 植物监测的局限性

主要表现在:①难以获得定量数据, 监测速度不及仪器快速精确;②易受污染物以外的因素影响, 并易与其它伤害的症状相混淆, 如干热风、霜冻、无机盐缺乏、农药危害、病虫害等都能使植物体受到伤害, 有些类似于污染引起的症状不易区别, 因此从事监测的人员应具备一定的生物学知识;③由于工作人员的知识、经验和植物样品的差异, 评价环境质量状况时易发生人为误差;④难以形成像水质监测分析方法那样的国家标准, 植物监测至今尚未完全标准化和规范化[10]。

5 小结

当今植物监测工作已经取得了一定的成绩, 植物监测以自身的优势在事中监测、事后治理中越来越受到重视。但是植物监测法、化学监测法、物理监测法所监测的对象和反应的机制不同, 因此在使用上必然各有局限性, 更不能互相代替。各种监测方法如能配合使用, 互相补充就会更加完善监测工作。因此, 要结合具体情况和各个污染源的实际情况, 因地制宜, 因时制宜, 搞好“以先进科学手段为主、以本地区乡土植物为辅”的环境污染事前控制、事中监测、事后治理三位一体的总体设计和实施工作, 争取以最少的投入取得最佳的环境保护成果。植物监测是一项很有发展前景的和不可缺少的监测手段, 随着科学技术的发展, 人们会在探索植物生存的奥秘中从生物体上获得更多、更准确、更及时的环境监测“报告”, 保护环境, 造福人类。

参考文献

[1]林海森.植物监测在环境保护和绿化工作中的作用[J].长春大学学报, 2006, 16 (1) ∶73-75.

[2]孔繁锦, 王范侠.浅谈生物在环境监测中的应用[J].江苏环境科技, 1994, (1) ∶28-31.

[3]张志杰.环境生物监测.北京:冶金出版社, 1990∶229-235.

[4]Liu Y J, Ding H.Response of Plants to Air Pollution and Their Significance inUrban Greening[J].Chin Bull Bot, 2001, 18 (5) ∶577-586.

[5]Kong G H, Wang J X, Chen Q C.Air Pollution and Plants[M].Beijing:Chi-nese Forestry Press, 1988.

[6]吴鹏鸣.环境监测原理与应用[M].北京:化学工业出版社, 1991.

[7]贺庆棠.森林环境学[M].北京:高等教育出版社, 1999.

[8]SMITH W H.Air Pollution and Forests[M].Springer Verlag, 1981.

[9]吴俊山, 叶永恒.植物在环境监测及治理中的应用[J].辽宁城乡环境科技, 2000, 19 (3) ∶91-94.

应用服务器的监测研究 篇11

关键词：网络管理；应用；服务器；故障报警

中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)16-31016-01

Research On Monitor Of Application Server

LIU Wei1,LI Ya2

(1.Network Center,Zhoukou Normal University,Zhoukou 466000,China;2.Department of Computer Science,Zhoukou Normal University, Zhoukou 466001,China)

Abstract:After research on the work principle of some application server and the monitor method of such server,the author has proposed one useful solution to monitor such serving system as: Web system, Mail system, FTP service and DNS system etc. Through bringing mobile message in the network fault management, we can make the manager of network get the fault information at the first time, it is a complementarity to the network management.

Key words:Network Manage;Application Manager;Server;Fault Alarm

实际网络管理中，应用服务器能否正常提供应用服务，能否在第一时间得到应用服务器的工作状态是网管人员所面临的一个主要问题。

为此，实际工作中对Web服务器[1]、Mail服务器[2][3]、FTP服务器[4]、DNS服务器[5]等常用应用服务器的工作原理以及对其监测方法进行了深入的学习和研究。提出了对Web服务、Mail Server服务、FTP服务、DNS等应用系统的监测解决方案并对其软件实现进行了相关开发，以此作为对网络管理的一个补充。

1 当前网络管理的现状

网络管理发展到今天，从功能上讲已经非常丰富，但在实际使用当中仍然存在着很多的不足，例如：配置以及管理复杂、使用不够灵活、智能化程度不高等，尤其对于大型网络的管理，成百上千台的网络设备，使网络管理变成了一项非常烦琐的工作，甚至使得网络管理人员干脆弃之不用，因此未来网络管理的发展方向应该是智能化和简单化，使得网络管理工作变得轻松而高效。

目前网络管理软件一般都采用简单网络管理协议SNMP( Simple Network Management Protocol)开发，如HP公司的OpenView，Cisco公司的CiscoWorks等。利用这些已有软件可以对一些网络设备的某些工作状态进行检测。采用SNMP协议的优点是实现起来比较简单(只是基于UDP161, 162的探测)。但是它的缺点是：

(1)可以监测的设备及设备中的对象都有限制，例如，不能监测具体网络服务的工作情况。

(2)它要求被监测设备安装SNMP代理、并且被监测设备必须一直开启着SNMP服务端口。

正是以上的缺点限制了它们的应用范围。

2 应用服务器管理的需求

从大多数国内的实际应用来看，大部分用户侧重于对网络的故障监测和性能管理，最终目的在于确保各种应用系统的正常运行。因此能够在第一时间内发现应用服务器的问题对很多网络管理人员来说是非常必要的。

目前，很多单位均购置有相应的网管软件，但由于大多数的网管软件只针对网络故障和性能监测，有时虽然网络是通的，但有些服务和应用已经停止。网络管理员需要不断的进行各种应用服务的测试，以便能够及时发现应用服务的问题。

因此，网络管理员需要一个能够不停地自动监测应用服务的管理软件，并能在监测到错误时进行诸如屏幕提示、声音、手机短信等告警，使网络管理员能在第一时间得到应用服务的错误状态，来保证网络的正常运行。

3 应用服务器管理方案的提出

3.1设计思想

本监测实施方案基于平常的网络管理中对服务器管理时常见的一些问题，有时往往需要对应用服务器是否正常运行进行监测，平时的做法一般是有专门的管理人员通过具体的使用来进行监测，这样即费时又费力，通过对应用服务器工作原理的分析，完全可以开发出一个软件来模拟管理人员对应用服务器的监测，并通过相应的报警方式通知管理人员，以此来提高对应用服务器的管理水平。

本方案的核心设计思想就是通过模拟系统管理人员的日常操作，对整个系统的运行状况行7×24小时的实时监测和管理。它通过一台安装在Windows环境下的监测主机，采用主动的轮询方式采集整个信息平台及其应用的关键数据，将数据实时的通过监测主机报告控制中心进行处理（控制中心和监测主机可为同一台计算机）。通过友好的界面将整个系统的运行状况一目了然的显示出来，并提供相应的报警和报告功能。

3.2具体功能

3.2.1能完成对WWW、FTP、Mail、DNS 等服务器的监测

(1)Web系统监测

URL监测，确保网页可以正常浏览。

以后还可进一步增加网页内容是否被篡改，并可自动将被篡改过的网页恢复到正常状况。还可确保各基于网页的业务流程工作正常。

(2)Mail Server系统监测

模拟用户定期收发邮件，验证Mail Server是否正常工作。

(3)FTP服务监测

模拟用户定期上传或下载指定文件，验证FTP 服务是否正常。

(4)DNS系统监测

定期解析指定域名来验证DNS系统是否正常工作

3.2.2能以最快的速度给管理人员发出信息

对各种应用服务监测的参数进行分析，一旦发现问题即以屏幕提示、E-mail或手机短信进行告警处理。在这里我们引入手机短信报警以增加网络故障报警的实时性。

3.2.3以后的扩展

上面提到的程序功能只能监测服务器提供应用的功能是否正常，除了可用性监测外，为了能够服务器进行更加全面的管理，以分析出影响服务的具体因素，在以后的研究中还应进一步扩展对服务器操作系统运行参数各方面的监测。

(1)系统资源占用监测

监测数据库服务器的CPU、内存、磁盘、目录、文件、日志等，确保数据库处于良好的工作环境中； 监测关键端口，关键端口是应用Server和Client通信的端口，一旦出现问题则Client无法访问Server； 监测服务器关键进程，每个应用服务器均有数个关键进程，这些进程一旦出现问题，应用服务器的某个功能将会不正常，但不一定影响整个系统应用，它对系统应用的影响是比较隐蔽的，管理员如果不监测这些进程，很难发现问题。

(2)应用自身性能指标监测

通过应用服务器性能监测器，监测应用服务器的各项重要的性能指标是否正常，可了解到服务器本身状况，这对保证应用服务正常工作、提高应用服务的性能都是很有帮助的。

3.3监测的具体实现

对于物理连通性的监测，直观地说，就是利用它可以测试目标系统开机与否及网络连通状况。这种监测是一种很普遍的监测手段，因此所使用的协议应具有对各种设备的通用性。针对这一要求，可通过采用TCP/IP协议栈中和IP同层(第二层网络层)的ICMP协议来开发相应的软件实现。

对于WEB服务器的监测，采用TCP/IP协议栈中应用层(第四层)中的HTTP协议为基础的软件实现。这样，监测程序不但和WEB服务器建立了连接，同时还取回了WEB服务器的默认页，可获得更为保险的结果。

最后，对于其它服务(如FTP、DNS、 SMTP、 POP3等)的监测是采用传输层(第三层)的套接字为基础的编程实现。

在被监测对象失效(如主机不可达或某项服务停止)后的报警处理方面，要既保证系统的易用性，同时又要尽可能多地提供各种报警手段。系统将一些常用的报警手段作为内置的、自动实现的功能。这些内置的报警功能包括：在系统主界面显示对各个监测对象的监测过程和结果。将报警信息(对目标系统检测的过程和结果)写入系统日志文件。

另外，系统还提供了其它可选的手段进行报警处理，这包括:

(1)播放用户指定的声音音频文件进行报警。

(2)自动弹出报警对话框、显示报警详细信息.

(3)采用手机短信息进行报警

(4)发送电子邮件报警

3.4循环监测的实现

循环监测是系统按照用户设定的时间间隔，对用户指定的监测对象逐个进行测试，来测试目标主机的连通性和指定应用服务的工作状态。在循环监测过程中，单次监测是其基础。它是对监测数据库中的对象进行一次监测。监测数据库中有监测对象描述、服务类别、域名、IP地址、监测时间间隔等字段。

4 结束语

本文从当前网络中最常用的四种应用服务（WWW、Mail、FTP和DNS）的工作原理出发，提出了对应用服务器进行实时监测管理的可行性方案，由于是从应用层上实现监测，使得按照本方案实现的软件的安装位置不受任何限制。而且，在方案中提出了手机短信报警的方式，将故障能够以最快的速度通知网络管理人员，从而可以保证网络管理人员能在第一时间内掌握应用服务的故障信息。

参考文献：

[1]Hypertext Transfer Protocol -- HTTP/1.0[EB/OL], http://www.ietf.org/rfc/rfc1945.txt?number=1945.

[2]Simple Mail Transfer Protocol[EB/OL],http://www.ietf.org/rfc/rfc2821.txt?number=2821.

[3]Post Office Protocol - Version 3[EB/OL],http://www.ietf.org/rfc/rfc1939.txt?number=1939.

[4]FILE TRANSFER PROTOCOL (FTP) [EB/OL],http://www.ietf.org/rfc/rfc0959.txt?number=959.

[5]DOMAIN NAMES - CONCEPTS AND FACILITIES [EB/OL],http://www.ietf.org/rfc/rfc1034.txt?number=1034.

监测系统的应用 篇12

我们所采用的Trinity Ares数字电视监测系统是由前端监测主机, 码流监测集中监管主机和监测工作站及网络连接设备组成数字监测系统。它是根据TR101-290:DVB系统测量标准。TR101-290定义的三个优先级, 是码流监测的一项主要内容。通过这三个优先级的监测, 可以检验被监测的码流是否符合MPEG-2和DVB标准, 再通过所设的各门限值, 达到及时报警的要求。这三个优先级是:, 第一等级是可正确解码所必须的几个参数;第二等级是达到同步后可连续工作必须的参数和需要周期监测的参数;第三等级是依赖于应用的几个参数。

一级错误: (1) 同步丢失错误 (2) 同步字节错误 (3) PAT错误 (4) 连续计数错误 (5) PMT错误 (6) PID错误

二级错误: (1) 传输错误 (2) CRC错误 (3) PCR间隔错误 (4) PCR抖动错误 (5) PTS错误 (6) PID错误

三级错误: (1) NIT错误 (2) SI重复率错误 (3) 缓冲器错误 (4) 非指定PID错误 (5) SDT错误 (6) EIT错误 (7) RST错误 (8) TDT错误 (9) 空缓冲器错误 (10) 数据延迟错误

数字电视监测系统的应用:第一要先完成常规的基本监测故障报警内容, 包括: (1) 静帧 (2) 黑场 (3) 音频丢失 (4) 音量过高 (5) 音量过低等参数。第二可以通过三级报警参数分析判断故障。我们的Trinity Ares报警系统, 它的前端直接接入QAM调制信号, 在系统内部再进行解调解码并对解码后的TS流进行监测, 可对各分站或节点的多路调制数字信号进行实时监测, 同时还具有码流录制功能, 可查询分析各级故障。对于QAM调制的数字信号主要检测平均功率, MER, BER, 及星座图等。由于模拟电视信号与数字电视信号在信号特征, 调制方式, 复用方式, 同步方式, 测量指标等很多不同之处, 所以对数子电视信号主要观察误码率 (BER) 调制误差比 (MER) 及节目时钟基准 (PCR) 与音视频同步的一致性等指标。

例如:1当发现某一流节目主监测画面黑场, 监控画面也黑场, 监控系统在3秒内会发出黑场报警。经检查无输入平均功率和任何码流信息。判断故障可能为信源或接收设备故障。如果画面只反映出马赛克或静帧, 由于数字电视信号是离散的信号, 具有“陡峭效应”的特点, 接收到的数字电视信号要么是稳定, 清晰地图像, 要么是马赛克, 静帧或黑屏

当数字信号质量的的误码率 (BER) 很高, 判断故障可能在传输流过程中产生。

例如:2我们用的监控主屏幕音视频正常, 网管和码流分析仪上都显示输出传输流中视频和音频正常而监控系统出现不正常。检查一级告警发现SI正常, 但无PSI表, 可能由复用系统 (复用器和网管) 故障引起, 这是由于监控主屏幕是由机顶盒直接读取音视频PID, 所以显示正常, 而监测主机通过PSI表读取音视频PID, 然后再解码, 所以不正常。PSI/SI:是数字电视业务信息, 由PSI和SI两部分构成。PSI是MPEG-2规定的, 它由PAT、PMT、CAT和NIT4个表构成, 其中PAT、PMT表最为重要。SI是DVB标准规定的, 它由BAT、SDT、EIT、RST、TDT、TOT、ST、SIT和DIT9个表构成, 其中BAT、SDT、EIT和TDT是强制性的, SI与PSI的关系, SI信息主要提供解码接受的设置信息, 如节目种类、节目时间、节目来源等最重要的有NIT、SDT、EIT、TDT;PSI提供了在传输流中传送节目的基本信息, MPEG-2层面的规定:对于解码而言, 只要有PSI, 解码器及可正常工作。

例如:3发现有个别节目视频和音频不同步, 在二级报警看有P C R错误告警, (1) P C R抖动错误:P C R (PROGRAMCLOCKREFERENCE) 是MPEG-2标准中统一编码器系统时钟与解码器系统时钟的关键, 肩负着同步音视频, 调整解码器系统时钟频率的重要作用。PCR的抖动会使视频输出无彩色、音视频不同步、视频静帧、跳帧……从而影响数字电视节目的收看效果。 (2) PCR间隔错误:PCR用于恢复接收端解码本地的27MHz系统时钟, 如果在没有特别指明的情况下, PCR不连续发送时间一次超过100ms或PCR整个发送间隔超过40ms, 则导致接收端时钟抖动或者漂移, 影响画面显示时间, 所以可检查PCR与VPID是否一致性, 对排除故障有帮助。

例如:4发现某一主机监控主机16画面全部黑场, 而机顶盒接出的主监控正常, 经检查有三级错误告警为NIT错误。监控系统NIT标识错误或传输超时, 会导致解码器无法正确显示网络状态信息, 收不到正确的PSI表而解不出音视频PID值, 所以可检查监控系统中网线或交换机。

监控系统在光传输网络, 数据广播, 互动业务也有一定的应用。虽然现有的监控系统优点很多但都无法精确的定位故障点, 从而延缓排除故障的时间, 要是将监控系统和网管融合一起, 再把所有设备分组分段配置ip地址, 通过网络控制就可对故障判断做出很大帮助。H

参考文献