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一、感知无线电的概念
感知无线电技术用以实现动态频谱共享。通过检测空中信号占用频谱,通过探知无线环境中空闲频谱资源,选择可被自己利用频率进行通信。租借系统通过采用感知无线电技术,实时跟踪授权系统占用频率状况,随时使用、释放频段,在保障授权系统通信前提下,与授权系统动态共享频谱。论文百事通采用频谱检测方式获取频谱信息可使感知无线电技术能适应无线环境频谱使用状况短期变化,高效利用频谱,并且感知无线电技术不要求改造现有系统,对无线信道环境和用户需求都将具有较好适应性。
感知无线电技术动态频谱共享是自适应传输技术思想在频谱分配领域的运用。自适应传输使无线通信系统数据传输适应信道传输能力的变化,通过提高数据传输速率来改善频谱利用率。而感知无线电使无线通信系统占用的频谱适应无线环境频谱使用状况的变化,通过增加共享同一频段的系统数、用户数来提高频谱利用率。不管是自适应传输技术还是感知无线电技术,其思想的核心都是无线通信系统能自动地适应外界环境和自身需求的变化。
感知无线电思想可以推广到移动通信其它层面。从低层到高层,要求未来移动通信系统能检测系统各层参数与状态,如链路质量、网络拓扑、业务负载、甚至用户需求,并能适应这些变化。从通信端到端,在存在重叠覆盖多种无线电通信环境下,要求移动设备能够在异构网络间切换,实现包括终端、网络和业务在内的端到端重配置。这也就是所谓的认知网络(CognitiveNetwork)。
二、感知无线电关键技术分析
作为一种新的智能无线通信技术,感知无线电可以感知到周围的环境特征,采用构建方法进行学习,通过相关描述语言与通信网络智能交流,实时调整传输参数,使系统的无线规则与输入的无线电激励的变化相适应,以达到随时随地通信系统的高可靠性和频谱利用的高效性。无线规则指一系列适合无线频谱合理使用的射频带宽、空中接口、相关协议和空间时间模式的设置。感知无线电系统的重构能力很重要,该功能就是以软件无线电作为平台来实现的。重构功能是由软件无线电实现,而感知无线电的其他任务是通过信号处理和机器学习的过程实现,其感知过程开始于无线电激励的被动感应,以做出反应行为而终止,一个基本的感知周期要大致分为3个基本过程,分别是无线传输场景分析、信道状态估计及其容量预测、功率控制和频谱管理,它们的顺序执行使感知无线电系统的感知功能得以实现。
2.1感知无线电技术与动态频谱分配
未来移动通信系统满足用户需求的关键点是提高频谱利用率。移动通信的发展使带来了越来越严重的频率短缺问题。解决频率短缺大致有两类方法,一是扩大可利用的频率范围,二是提高频谱利用率。为增加可用频率,移动通信系统的频率已扩展至300GHZ。无线信道的路径损耗是随频率升高而迅速增加的,所以频率过高并不利于移动通信。因而,更加有效的方法是提高频谱利用率。
提高频谱利用率有三类途径,改进通信设备的传输技术,优化网络、提高组网能力。目前广泛采用这两种途径,但是这两种方法能够获得的频潜利用率增益将越来越少。第三种提高频谱利用率的途径是改进频谱分配方式。
目前国际上主要采用固定频谱分配方式,一个频段只分配给一个无线接入系统,不管分配的频段是否被频率牌照的所有者实际使用,其它无线接入系统不能占用该频段。为提高频谱利用率,可以将一些频段分配给了多个系统,允许它们同时占有同一个频段,甚至一些频段可以开放为不需牌照的频段,允许任意系统占用。尽管固定频谱分配方式能够改善系统干扰问题,但由于频谱的授权系统并不是在任何地区的任何时刻都使用频率,其频谱利用率很低。而简单地允许多个系统共享一个频段,虽然优于独占性的固定频谱分配方式,但由于它对频谱共享没有加以必要的控制,一个系统占用频率前并不知道该频率是否正在被其它系统使用,从而导致了两方面的问题。可见,如果仅仅是简单地允许多个系统共享频谱,而不避免系统间干扰,会制约频谱利用率的提高,并且不能保证通信质量。
为解决频谱短缺与频谱利用率低下的矛盾,可以考虑采用动态频谱分配方式。允许多个系统共享同一频段,各系统只在需要通信时才能占有频段,通信结束就释放频段,而且必须控制系统间干扰,后接入的系统不能影响其它已有系统的通信。为与现有通信系统兼容,分配频段上授权系统有使用频谱的最高优先级,只要不影响授权系统通信,租借系统与授权系统动态共享频谱。这种动态的频谱共享包含时间与空间两方面。在时间上,当授权系统不使用所分配的频率时,租借系统可以占用频率,但当授权系统重新占用频率时,租借系统必须及时地归还频率。
2.2信道状态估计及其容量预测
信道估计的结果可用来计算信道容量,用于控制发送端的信号能量,可使用香农法则计算信道容量C,但在感知无线电系统中并不直接在发送端传输C的信息,而是量化C,一定的量化率用于反馈发送端,量化比率是预先确定的,所以接收机接收的信息量要小于信道容量C。一般来说,无线系统的传输率是波动的,当其超出一定界限时,就会引起系统的不正常工作,这个界限决定了最大的传输比特率。
2.3功率控制和频谱管理
2.3.1功率控制
在感知无线电通信系统中功率控制的实现以分布方式进行,以扩大系统工作范围,提高接收机性能。控制发送端功率是感知无线电系统的关键技术之一。在多址接入的感知无线电信道环境中,主要采用协作机制方法,包括规则及协议和协作的Adhoc网络两方面内容。多用户的感知无线电系统彼此协作工作,基于先进的频谱管理功能,可以提高系统工作性能,支持更多用户接入。
2.3.2动态频谱管理
动态频谱管理也称为动态频谱分配,具有实现系统频谱高效利用的功能。在感知无线电系统中,频谱管理的算法可这样描述:基于频谱空穴和功率控制器的输出,选择一种调制方式以适应时变的无线传输环境,使系统工作在可靠传输的状态下。系统工作的可靠性可由信噪比差额(SNRgap)的大小确定。
2.4无线电知识描述语言
传统的软件无线电不能与网络进行智能交流,因为没有基于模式推理计划能力和没有相关描述语言。在以软件无线电为发展平台的感知无线电研究中,研究表示无线系统知识、计划和所需语言是关键技术,无线电知识描述语言(RKRL)应运而生,它表示了无线规则、系统配置、软件模块、网络传送、用户需求、应用环境等知识。
参考文献:
[1]何丽华,谢显中,董雪涛,周通.感知无线电中的频谱检测技术[J].通信技术,2007,(05)
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[3]谭学治,姜靖,孙洪剑.认知无线电的频谱感知技术研究[J].信息安全与通信保密,2007,(03).
一、概述
膜结构是一种由高强薄膜材料及加强构件(钢结构或拉索)通过一定方式使其内部产生一定的预张应力以形成某种空间形状,可作为覆盖结构并能承受一定的外荷载的空间结构形式。膜结构以良好的自洁性、隔热性以及高强耐久、造型新颖、自重轻等优点广泛应用于各类休闲小品、轻型大跨度无柱空间或轻型屋盖建筑结构。由于膜结构是张力结构的一种,只有在一定的张力作用下,膜结构才有一定的形状和刚度,因而膜结构建筑表现了力的平衡美,是一种受力最为合理的结构形式。采用轻质膜材,同时辅以柔性拉索、轻型钢桁架的结构形式,可以很好地达到大跨度、覆盖大空间的目的。
本文主要对空间膜结构的加工制作、安装、张拉等过程中的注意事项和关键技术进行了介绍,总结了施工中需要注意的一些问题,供广大技术人员讨论参考。
二、施工前的准备工作
工程的施工过程是由业主、设计、监理、质检等多个单位多个部门共同合作完成的,如何协调组织各方的工作和管理,是能否保证工期与施工质量的关键之一。因此,为了保证这些目标的实现,应注意以下几点,确保将各方面的工作协调好:
第一,制定设计图纸交底、安装与设计的配合等会审制度。施工单位的项目部应组织有关技术人员配合设计,充分考虑设计与施工整体安装方案的匹配,参加业主组织的图纸交底会审等协调工作。
第二,建立例会制度。应定时召开业主、设计、施工、监理等多方参加的例会,商讨工程施工和配合情况。
第三,制定专题讨论会。对施工中的重大技术问题,各方的有关人员应集中在一起,共同商量解决。
第四,由于膜工程的施工技术质量要求高,故需选择技术熟练、责任心强,有经验的施工员、班组长组织各项工作,并签定施工组承包范围、质量技术要求、工期进度、安全指标等责任书。根据工程需要,劳动力要合理调配,杜绝窝工现象。
三、建筑材料的加工制作过程
(一)钢结构的加工制作
膜结构工程中,主要的建筑材料就是钢材和膜材。对于钢结构,其主要加工流程包括:进料开料检验拼装焊接除锈编号包装出厂。其中注意事项有:
1.材料必须有材质合格证书。
2.根据设计人员所计算的每种杆件的下料长度、杆件规格进行分类堆放,以便于下一步施工。
3.根据钢管的相贯尺寸,考虑壁厚和坡口的影响,利用自动切割机自动切割相贯线。
4.在焊接过程中,为了尽量减少节点处应力集中的不良影响,支管与主管的连接焊缝应全周连续焊接并平滑过渡,若主管出现对接焊缝时,营口应刨坡口以确保焊缝焊透。
5.由质检专业人员对焊缝进行超声波探伤检验,若发现有不合格的焊缝,应作记号,并及时通知焊工进行返工。
6.主桁架与次桁架要进行预拼,组成一个单元组,并且编号。
7.对构件表面进行干喷砂除锈处理,等级,刷二遍油性防锈底漆,再涂表面面漆。
(二)膜结构的加工制作
膜材的主要加工流程包括:进料检验膜材膜片下料、编号膜片编排放样膜片初粘驳接包装。由于膜材的裁剪、包装过程都较为复杂,各种角度变化较多,且加工精度要求非常高,所以在制作过程中要加强质量管理,保证制作精度。加工时的注意事项有:
1.膜材经检验后要运进已除尘的清洁车间。在下料区、编排放样区、驳接区及三个区的连接处铺上柔质的板胶,避免膜片直接接触地面,防止磨损或者弄脏膜材。进入车间的人员必须穿洁净的衣服,换上车间专用的柔软拖鞋或只穿袜子。
2.抽样取20组膜片和背贴条样品,采用60mm宽的驳接刀,确定4组不同的驳接温度、电流、压刀时间,驳接好后进行双向拉断试验,获取最佳受力和外观的驳接数据,填好确定的数据贴在驳接机上,膜片驳接按此表数据进行驳接。其中热熔合方案应根据排水方向和膜片连接节点确定。在正式热合加工前,要进行焊接试验,确保焊接处强度不低于母材强度。
3.膜片下料按顺序要经三道程序:读取裁剪设计的坐标,取点;复核坐标,划下料线;复检坐标,落刀下料。然后贴上编号标签,抬到放样区。
由于索膜结构通常均为空间曲面,裁剪就是用平面膜材表示空间曲面。这种用平面膜材拟合空间曲面的方法必然存在误差,所以裁剪人员在膜材裁剪加工过程中加入一些补救措施是相当必要的。对已裁剪的膜片要分别进行尺寸复测和编号,并详细纪录实测偏差值。裁剪作业过程中应尽量避免膜体折叠和弯曲,以免膜体产生弯曲和折叠损伤而使膜面褶皱,影响建筑美观。
4.在放样区,对已完成下料的膜单元的所有膜片进行放样,核对无误后划骑缝线。擦拭驳接缝的膜和背贴条时要用柔软的棉质布。
5.上驳接机时,背贴条设在膜的下底面,膜片与驳接刀对中后,压平压稳膜片,使膜片在高频驳接过程中不产生移动。
6.超重的膜单元,驳接时再细分,最后驳接缝用小型起重车搬移膜块,折叠包装。在包装前,应根据膜体特性、施工方案等确定完善的包装方案。如聚四氟乙烯为涂层的是玻璃纤维为基层的膜材料可以以卷的方式包装,其中卷芯直径不得小于100mm;对于无法卷成筒的膜体可以在膜体内衬填软质填充物,然后折叠包装。包装完成后,在膜体外包装上标记包装内容、使用部位及膜体折叠与展开方向。
四、现场施工的关键技术
(一)钢结构的拼装与吊装
对于钢结构,可根据构件的长度、重量选用合适的车辆运输。注意在车辆上的支点要合理,捆扎要牢固,保证在运输过程中钢构件不产生变形,不损伤涂层。
钢结构运抵现场后,施工安装顺序一般为:分段拼装吊装安装其它构件拆临时支撑钢塔架。对于一些大型的钢桁架,吊装时可利用几台汽车式吊车,分别在场内、外把主桁架及主预应力索吊到作业面上,有支承段的放在砼柱旁,并在业面上设置若干个支座。然后根据厂内预拼装情况进行焊接,焊缝质量经检验合格后涂油漆,再进行吊装;斜柱拼装后,用临时备用索固定安装斜拉桁架索,通过顶升斜柱来拉紧斜拉索,并在索上安装可调法蓝调节斜拉索的松紧。由于钢结构安装误差的大小直接影响到结构内的预应力分布,严重者甚至还影响结构的安全性,所以在安装支承钢结构前,应按规范和设计要求对钢结构基础的顶面标高、轴线尺寸做严格的复测,并作复测纪录。
(二)膜结构的安装与张拉
在膜材运输过程中要尽量避免重压、弯折和损坏。同时在运输时也要充分考虑安装次序,尽量将膜体一次运送到位,避免膜体在场内的二次运输,减少膜体受损的机会。
膜体安装包括膜体展开、连接固定、吊装到位和张拉成形四个部分。
1.打开膜体前,在平台上铺设临时布料,以保护膜材不被损伤及膜材清洁,严格按确定的顺序展开膜体。打开包装前应核对包装上的标记,确认安装部位,并按标记方向展开,尽量避免展开后的膜体在场内移动。在展开的膜面上行走时要穿软底鞋,不得佩带硬物,以防止刺穿膜材。
2.打开膜体后,用夹板将膜材与索连接固定。夹板的规格及夹板间的间距均应该严格按设计要求安装。对一次性吊装到位的膜体,也必须一次将夹板螺栓、螺母拧紧到位。
3.目前索膜结构吊装较多应用多点整体提升法,是将已经成熟的整体“提升”技术加以改造用于索膜结构这种柔性结构的施工过程中,该工艺要求整个过程必须同步。起吊过程中控制各吊点的上升速度和距离,确保膜面的传力均匀。亦可采用分块吊装的方法,将膜体按平面位置分为若干作业块,每块膜体同样采用多点整体吊装技术,整体吊装到位。
4.未张紧的膜材在风载下容易鼓起造成破坏,所以在整个安装过程中要特别注意防止膜体在风荷载作用下产生过大的晃动,施工时应尽量在无风情况下进行。该阶段的任务是使膜布张紧不再松弛以承受载荷,操作上特别要注意避免由于张拉不均造成膜面皱褶。预应力的大小由设计人员根据材料、形状和结构的使用荷载而定,要求其最低值不能使膜面在基本的荷载工况组合(风吸力或者雪荷载)下出现局部松弛,一般常见的膜结构预应力水平在1~4kN/m,施工中通过张拉定位索或顶升支撑杆实现。对伞形膜单元,一般先在底部周边张拉到位,然后升起支撑杆在膜面内形成预应力;马鞍形单元则要对角方向同步或依次调整,逐步加至设定值;而对于由一列平行桁架支撑的膜结构,惯常作法是当膜布在各拱架两侧初步固定的情况下,首先沿膜的纬线方向将膜布张拉到设计位置。在施工过程中应注意无论张拉是否能顺利到位,均不应轻易改变预先设定的张拉位置。若确定怀疑是设计问题,则应经结构工程师研究同意后方可作出修正。
常规设计的有人值班变电所要改造为无人值班的变电所,需要解决几项关键技术。
1无人值班变电所改造的主要内容
常规变电所改造为无人值班变电所运行,首先要对一、二次设备进行改造,使之适应无人值班运行要求。
1.1一次设备主要改造及技术要求
①断路器的改造:主要要求是能实现遥控操作功能,并提供可靠的断路器位置信号。对使用年久且性能不能满足电网运行要求的6~35kV油断路器动作要求,应以性能好、可靠性高、维护量小的无油设备(如真空断路器或SF<sub>6</sub>断路器)来代替。断路器辅助触点改造为双辅助触点接线以防信号误发。
②高压开关柜的改造:完善机械防止误操作措施;完善柜间距离,要求隔离物起绝缘支撑作用,要具有良好的阻燃性能;加强母线导体间、相对地间绝缘水平;改造高压开关柜中的电流互感器,使之达到高压开关柜使用工况绝缘水平、峰值和短时耐受电流、短时持续时间的要求。
③过电压保护设备的改造:如对变电所6~35kV中性点加装自动跟踪、自动调谐的消弧线圈;为减少变电所的运行维护工作量,降低残压,防止避雷器的爆炸,变电所6~35kV避雷器宜更换为无间隙金属氧化物避雷器(MOA)。
④主变压器有关辅助元件的改造:改造中性点隔离开关及其操作机构,能实现遥控操作;对有载调压分接开关实现当地和远方遥调操作;实现主变温度远方测量等。
1.2二次设备改造内容及要求
控制回路的改造要能适应无人值班需要,主要有以下要求:
①断路器控制回路改造后,要简单、可靠、无迂回接线。
②断路器控制回路断线、失去控制电源时应实现远方报警,并保留控制回路故障信号。
③保护回路单独设有熔断器的变电所,保护回路直流消失后,能远方报警。
④重合闸装置要实现自动投退,在遥控和当地操作合闸后,重合闸电源应自动投入,重合闸放电回路自动断开。在遥控和当地操作跳闸后,自动退出重合闸电源,同时重合闸装置自动放电。根据需要实现重合闸后加速和一次重合闸。
⑤低频减负荷装置或其它系统稳定措施装置动作跳闸时,应自动闭锁重合闸。
⑥取消断路器位置信号灯的不对应闪光功能,信号灯具改为发光二极管等节能型灯具。
⑦加装遥控与就地跳、合闸闭锁回路。
⑧中央信号装置有关回路作相应改造。
2二次设备改造方案的选择及确定
对常规变电所进行无人值班改造,总的指导思想是"安全、可靠、实用、经济"。二次设备改造任务重,改造难度大,需要对一些关键技术进行探讨,寻找恰当的解决方法。下面介绍几种典型的二次设备改造方案。
2.1断路器的控制与继电保护合一的改造方案
改造时保留有全部保护设备,取消控制屏(集中控制台,集中控制柜),将断路器控制回路、控制设备安装到保护屏适当备用位置。这种方案将会取消控制屏上的全部光字牌信号、测量仪表和音响信号。为满足当地操作及改造过渡期内变电所运行操作人员对设备状态的监视要求,增设一套RTU当地工作站及显示设备。在显示器上显示有关一次接线图,测量信息,事故及预告信息。采用这种改造方案,可以简化二次回路接线,减少大量控制电缆,减少回路中的触点,提高二次设备的运行可靠性。这种改造方案适合于由弱电控制,集控台、集控柜等多台设备组合的控制回路改造。
变电所改造一般采用常规的RTU装置。变电所无RTU装置的可采用性能较好的分布式分散安装的RTU遥测交流采样,各RTU之间通信连接。变电所已有RTU装置的,在原装置中扩大功能,增加RTU容量以满足无人值班改造信息量的要求。
2.2只改造二次回路接线方案
这种改造方案保护设备、控制设备全部利用。在改造中根据无人值班变电所的技术要求,改造二次回路中的部分接线,如断路器控制接线改接,重合闸接线改接,以及信号改接等;增加和更换部分继电器,使其具备无人值班变电所的技术要求。这种方案,改造量最少,二次回路变动量小,是采用电磁式继电器保护变电所的最方便、最经济的改造方案。变电所的RTU装置采用常规远动设备。
2.3二次保护设备全部更新的改造方案
对于运行年限较长的变电所,在方案设计时可根据无人值班改造的技术要求,全部更新变电所二次及保护设备,采用目前国内较先进的综合自动化装置。这种改造方案投资较大,一般只适用于变电所相对陈旧,原有的二次回路已达不到安全要求的情况。
3实现远方监控
3.1继电器的更新
根据传统变电所无人值班改造的实际情况,也为确保"四遥"功能的实现,改造中要将保护及自动装置中的电流、电压、时间、信号、重合闸等电磁型继电器全部更新为静态继电器。由集成电路构成的静态继电器与原电磁型继电器相比具有整定直观、功耗低、动作迅速、精度高等优点,而且电流、电压继电器增加了直流辅助电源,可以通过电源监视灯对继电器的正常运行进行监视,从而大大提高了保护的可靠性与速动性。特别是信号继电器既有电保持,又有磁保持,信号记忆可靠,还增加了多组动合触点和电动复归圈。保证了"遥信"功能及信号继电器遥控复归的实现。
3.2远控和就地操作转换
变电所实现无人值班,要方便设备检修和事故现场的紧急处理,就必须要实现远控及就地控制两种方式操作,因此要拆除原有的KK控制开关,在回路中增加具备"远控"和"就地"转换功能的QK切换开关,在正常情况下,无人值班变电所所有运行或备用状态的断路器,必须置于"远控"位置,由监控中心值班员进行远控。设备检修时,需要将停电设备置?quot;就地"位置,并按照调度命令进行红绿灯附带的分合闸按钮就地操作断路器。设备检修结束送电后,操作运行人员必须将"就地、远控"切换开关置于"远控"位置。
4跳、合闸回路的监视问题
大家知道,红绿信号等除反映断路器的实际位置以外,还担负着监视跳合闸回路是否正常的任务,虽然变电所内可以通过红绿灯来实现跳合闸回路的监视,但却无法从远方进行监视,为此在控制回路中加装了跳闸位置继电器TWJ和合闸位置继电器HWJ,只要HWJ及TWJ的两副常闭触点同时闭合,就说明跳闸回路有问题,需要到现场检修。
5信号的遥信问题
常规变电所要进行无人值班改造,则原理通过中央信号及光子牌反应的各类预告信号就必须要具备遥信功能。同时,继电器动作以后,必须能够在监控中心进行遥控复归。因此,信号继电器的遥信问题以及信号继电器的复归问题也就成为突出的关键问题,在改造中应当加以重视。
5.1遥信的实现
变电所原中央信号解除以后,为正确反映所内所有异常及事故信号,就必须将上述信号通过继电器触点提供给远动遥信装置以实现遥信功能。按照无人值班的要求在反映具体保护动作事件的同时,变电所任何一套保护装置动作及异常都要启动变电所的遥信事故总信号,以提醒监控人员及时处理。针对这一要求,将信号继电器全部更换为带有电动复归线圈及多组动合触点的静态集成继电器。每只信号继电器单独提供一对空触点以反映具体保护动作事件,另外每只继电器都提供一对空触点并将这些空触点并联在一起以反映事故总信号。断路器的实际运行位置采用开关的辅助触点来反映。
5.2信号继电器的复归
信号继电器更换为静态继电器以后,其内部带有电动复归线圈。这样既可以通过信号继电器上的复归按钮就地复归,又可以通过将所有信号继电器的电压复归线圈并联后与监控屏遥控执行屏上信号复归继电器的常开触点串联起来,实现全站信号的遥控总复归。使得无人值班变电所的信号复归问题得以解决。
6环境控制问题
未来的信息网络将朝着宽带化、个人化、智能化的方向发展。传统的单一媒体的话音业务或数据业务已逐渐不能满足人们的要求,人们希望能够通过多媒体的方式进行信息交互。这些多媒体业务包括宽带视频会议、VoD以及B-VPN等。多媒体业务的特点是对QoS要求较高,需要较高的带宽,一般都涉及多用户、多连接、多媒体。目前,实现多媒体业务的方式基本上是一种平台,一种业务的资源很难为另一种业务所共用。所有这些造成多媒体业务使用成本高,业务的灵活性较差,所以尽管宽带多媒体业务具有潜在的巨大市场,但是由于使用价格昂贵,普通用户不敢使用,造成市场拉动缺乏,限制了它的发展。
宽带智能网就是研究在以ATM为基础的宽带网络上利用智能网技术如何开发各种多媒体业务。宽带智能网不是简单地将多种业务集成,它的目的是要实现一个可编程的业务平台,实现业务的灵活加载、扩展和新业务的增加。与以往的业务提供方式不同,宽带智能网能够在一个平台上提供多种业务(宽带智能网能支持的业务如表1所示),实现不同业务之间的资源共用,这样可以有效地降低多媒体业务的运营成本,使用户更容易接受;宽带智能网使得业务的扩展更加灵活,这样能适应不断增长和变化的客户化需求。由此可见,宽带智能网能有效地解决当前宽带网络提供多媒体业务的瓶颈问题。
表1宽带智能网能支持的多媒体业务
类型业务举例连接方式
会话型业务可视电话点到点
检索型业务视频点播多点到点
会议型业务视频会议远程教学远程医疗点到多点或多点到多点
消息型业务多媒体邮件点到点
分配型业务广播式电视点到多点
二、宽带智能网的体系结构
1、体系结构
如图1所示,给出IN与以ATM为骨干交换机的宽带网络综合的体系结构。
图1中,B-SSP由ATM交换机扩展而成,除了接续功能外,B-SSP上有基本的呼叫状态模型,它能向B-SCP提供详细的呼叫事件,这些呼叫事件作为DP点的形式出现。按照业务的需要,B-SCP可以在基本呼叫状态模型中设置需要上报的DP点。呼叫状态模型监视每个呼叫的状态,将触发的DP点事件上报给B-SCP,使B-SCP能够实现对整个呼叫过程的监控。
B-SCP作为业务控制点,包括SCF和SDF功能实体。B-SCP的主要功能是完成业务逻辑的执行。对于每个业务,B-SCP都有一个业务轮廓文件,用于记录业务、用户相关的信息。B-SCP可通过监测B-SSP上报的呼叫事件对B-SSP控制,从而达到控制呼叫过程的目的。业务过程中,B-SCP可以通过B-IP进一步收集用户信息,以确定业务逻辑如何进行。根据业务需要,B-SCP能在网络中寻找合适的B-IP来提供特殊资源。此外,B-SCP还能实现计费等多种功能。B-SCP通过B-INAP协议与各个实体交互信息,协调各个功能实体。
B-IP有两个功能:一是与用户的交互,收集用户信息,上报给B-SCP;二是提供特殊资源,以适合不同的宽带多媒体业务。B-IP提供的特殊资源有:视频会议桥、导航菜单、协议转换器等。B-IP是在传统的智能外设基础上引入宽带的能力,包括宽带连接、多媒体应用等。在宽带环境下,B-IP功能大大增强,要求它包含一定的业务逻辑和处理能力,即在B-IP中也引入智能。
B-INAP协议建立在NO.7信令之上,通过NO.7信令传输。它主要定义了IN中各个功能实体之间的相互作用的操作、参数和差错等。B-INAP支持宽带网络中新增加的能力,如多方呼叫提供,修改呼叫连接配置特征,协商连接特征,多方连接支持,第三方呼叫控制建立等。
有关UNI和NNI信令在其它文献中有详细的介绍,这里就不再赘述了。
2、业务实现
在宽带智能网的体系结构下,可同时支持多种多媒体业务。视频会议是一种由多方用户参与,会议过程中使用声音、图象和文本等多种媒体的复杂业务。作为一种具有代表性的业务,它的实现会为其它业务的实现有所启发。下面介绍通过宽带智能网实现视频会议业务的方法。如图2所示,B-SCP中有一个视频会议的业务轮廓文件,可对整个业务过程进行控制。B-IP作为视频会议的服务器提供视频、音频、数据的桥接功能。B-SSP负责接续,各终端通过B-SSP连接到B-IP上。会议的过程如下:
1)会议的准备阶段
每个参加者都必须主动地拨入一个预先决定了号码(包括会议标识)来建立连接。这个号码是对外公布的,参加会议各方的地位平等。参加会议的各方通过拨号连接到B-IP上,进行注册会议的声明。B-IP通过B-INAP信令上报信息给B-SCP,在B-SCP形成全局业务轮廓文件。会议业务的激活可以有两种方式。一种是预先设置启动会议的时间;一种是统计要求加入会议者是否到达预定的数量。当条件满足时,B-SCP按照业务逻辑命令B-SSP向已经注册的用户一个接一个地发出呼叫,会议处于进行状态。
2)会议进行过程
在会议注册以后,若会议开始,B-SCP首先发命令将B-IP上会议实例激活,B-SCP将业务轮廓文件交给B-IP,B-IP根据业务轮廓文件初始化。会议过程中,B-IP负责基本的会议功能控制,并能实现会议的高层管理,包括监视会议和记录用户等。会议结束后,B-SCP关闭会议实例。正常情况下应该由系统拆除连接,即B-SCP拆除会议连接,B-IP整理信息(如与计费相关的呼叫、连接情况)上报给B-SCP。
用IN思想实现视频会议与传统的方法不同,具有以下优势:
1)信息传输与业务控制相分离,当通信平台演进时,采用IN方式可以平滑过渡不会影响用户接口,同时使得业务控制的管理和维护更加方便。
2)IN对网络资源的动态分配可以大大提高资源利用率。
3)业务提供方式灵活,系统可以根据用户的要求和网络的变化进行调整。
4)面向公网为接入用户提供业务,网络建立后,可以在一种体系下提供多种业务,而不是为某一特定用户,特定业务所设计。
三、国内外研究动态
当前,提供基于窄带增值业务的智能网技术已有相当大的发展,但是对于提供宽带多媒体业务的宽带智能网技术尚不成熟。IN与宽带网络的综合是当今电信界研究和讨论的热点,此项研究刚刚起步,在国外也未形成定论,还没有成熟的产品出现。
1、IN的标准化进程
1992年ITU-T正式推出INCS1标准,定义了许多基于PSTN的智能业务;1997年ITU-T推出INCS2标准,该标准主要研究智能网的网间互连网间业务,实现智能业务的漫游。目前ITU-T正在积极研究INCS3和INCS4的标准,INCS3和INCS4主要研究内容包括网、Internet与智能网综合方面的研究。预计1999年初推出INCS3标准,而宽带智能网作为INCS4的主要内容正在加紧研究中。
2、国外研究情况
欧洲和北美各大电信组织,都在积极开展宽带智能网的研究,其中影响比较大的有:ACTS的INSIGNIA计划、以及EURESCOM的P506(或P607)计划。ETSI也成立了一个联合工作组以研究智能网与宽带网络的一体化问题。
P506和P607计划的目标是从现有的IN和宽带网络的体系结构出发,研究各自如何适应对方的体系结构,最终得到一个IN和B-ISDN综合的统一功能结构。具体方法是从研究宽带视频会议、宽带广播电视、宽带VoD和宽带虚拟专用网四个业务的实现方法入手,每个业务都按需求分析、静态模型的动态模型建立过程进行研究。
INSIGNIA计划的目的是在ATM平台上实现并演示智能网与宽带ATM信令综合。INSIGNIA计划侧重于实现方面,它是采用智能网技术在欧洲跨国的宽带网试验床上实现宽带视频会议、宽带VoD和宽带虚拟专用网等多媒体业务,推出了宽带智能网的试验网。INSIGNIA计划的目标是要定义、实现、演示在ATM平台上智能网与宽带网络的信令综合,在跨越欧洲的ATM网络各国的主机平台上提供宽带业务。
3、国内研究情况
北京邮电大学国家重点实验室从1992年开始智能网的研究,于1995年底开发出严格遵照ITU-T标准的CIN01智能网系统,经过一年多的实用化工作和产品更新,CIN01已升级为CIN02,并已在网上运行,可提供基于PSTN的多种话音增值业务。进而,于1996年开始对基于CS2的移动智能网进行了研究与开发,目前,移动智能网的试验网已经在广东肇庆试运行成功,能提供包括预付费、移动VPN等多种业务,下一步工作是完善系统和加速成果的产品化进程。
在国家自然科学基金重大课题的支持下,北京邮电大学于1997年启动了宽带智能网的研究。我们的试验系统是基于北京邮电大学自行研制的BTC-9500AATM交换机,对中国智能网CIN02相关功能实体SCP、IP、SDP等进行增强和改造,并研究宽带网络环境下B-INAP的定义,支持视频会议、VoD等多种多媒体业务的提供。研究的主要内容包括:
1)研究宽带多媒体新业务的业务规范的统一形式化描述方法及业务流程、信令系统。
2)研究统一功能结构模型的改进与完善。
3)研究支持宽带多媒体新业务的基本呼叫状态模型。
4)研究宽带智能网下的B-SSF、B-SCF、B-SRF的功能扩展。
5)研究IN与宽带网络综合的演进途径。
四、宽带智能网的问题
作为一种新技术,宽带智能网的发展也面临着许多问题。主要概括如下:
1.超前没有标准。ITU-T把宽带智能网放在INCS-4的研究范围,但是标准何时出台还没有期限。虽然没有标准,我们也决不能消极等待,应该积极研究宽带智能网技术,并向ITU-T提交建议草案,影响标准的制定。
2.Internet的威胁。近几年里,Internet发展势头强劲,但是Internet在近期内还不可能圆满地解决多媒体业务的QoS问题,而ATM面向连接的信元交换方式能保证多媒体业务QoS,并具有完整的信令协议,所以ATM在骨干网方面有优势。ATM的缺点是协议复杂,在实现上困难很多。为了克服协议复杂性的缺点,现在有关方面也正在提出轻型的ATM协议。
3.缺少“杀手”应用(KillerApplications)。虽然宽带智能网提供的视频会议、B-VPN等业务有一定的前景,但是由于使用价格昂贵,应用范围主要是大公司或国家机关,所以还应该开发出能为广大用户所易于接受,乐于使用的多媒体业务,这对于刺激需求、带动相关领域的研究都有重要意义。
4.宽带智能网仍然是通过集中的SCP提供业务,SCP成为业务提供业务的瓶颈,这可能带来可靠性以及性能等若干问题。所以如何提供一种分布的IN体系结构,对于IN的发展也很重要。
在过去的几年里,我国通信网络事业发展迅猛,取得了很大的成绩。经验告诉我们,我们既应引进、吸收和借鉴国外的先进技术与经验,同时也应结合中国的实际情况走一条适合我国的宽带智能网发展的道路,并有所创新。我们认为:
1.中国的宽带智能网应该发展而且必须发展,利用宽带智能网提供多媒体业务具有巨大的潜在市场。如果不抓紧研究,我们又会在这一领域落后于国外水平。现在国外也只是在作原型系统,还没有产品出现。在国外产品占领中国市场之前,我们必须拥有自己的产品,并占领相当的市场份额,以防止国外技术的垄断。
2.在研究开发过程中,还应该紧跟标准和国外重大的研发计划,保护技术上的领先。同时应密切注意新兴技术对这一领域带来的冲击和影响。
21世纪传统图书馆和自动化图书馆虽然暂时不会消失,但随着电子出版物的增多,数字图书馆将成为未来图书馆业发展的主要方向。所以,数字图书馆建设是本世纪图书馆业迎接网络时代挑战的重要战略选择,这项工作不仅关系到图书馆的生存与发展,而且将直接关系到我国图书馆在未来信息时代的地位和作用,我们应该充分利用信息时代带给我们的大好机会,认真研究数字图书馆建设及目前存在的问题。
数字图书馆(Digital Library DL)是进入90年代以后伴随着互联网发展而产生的一个正在成长中的新生事物,是为了从根本上改变目前互联网上信息分散、无序、不便使用的现状而提出来的下一代互联网上信息资源的管理模式。它通过集成和利用最新的计算机技术、通信技术以及数字化的多媒体信息内容,建设超大规模、可扩展、可互操作的分布式海量知识库群,并提供在互联网上高速、跨库检索的电子存取服务。
当前世界范围内正在掀起数字图书馆建设,数字图书馆已成为国际高科技竞争中新的制高点,成为评价一个国家信息基础设施水平的重要标志。它具有以下特征:
(1)数字图书馆是一个分布式的图书馆群体。
(2)数字图书馆是面向对象的数字化多媒体信息库。
(3)数字图书馆是与平台无关的数字化资源集合。
(4)数字图书馆具有强大的信息传播与功能。
数字图书馆是一个开放式的硬件和软件的集成平台。它由各种载体的数字化、数据的存储和管理、组织有效的访问和查询、?数字化资料的传递、权限管理和版权保护等五大模块组成。建立数字图书馆意义非常重大:
(1)它占用的物理空间相对很小。(2)数字图书馆收藏数字形式的信息,可以满足读者的多种需求。(3)最重要的是建立以中文信息为主的各种信息资源。(4)利用数字化图书馆的用户可以不与图书馆的工作人员直接见面,非常方便快捷地办理相关业务。(5)数字图书馆扩大了读者的范围,允许人们在任何地方、以任何身份进入图书馆自由查询。
1996年在北京召开的第62届国际图联(IFLA)大会上,正式提出了数字图书馆概念。1997年7月“中国试验型数字式图书馆项目”立项。该项目的实施是我国数字图书馆建设开始的标志。1998年数字图书馆开始升温。重点项目——“中国数字图书馆示范工程”于1999年启动,首都图书馆成为“中国数字图书馆工程首家示范单位”。1998年10月,文化部与国家图书馆启动了中国国家数字图书馆工程。该工程由“中国数字图书馆有限责任公司”负责,标志着中国数字图书馆工程进入实质性操作阶段。1999年初,国家图书馆完成“数字图书馆试验演示系统”的开发。2000年底,文化部在海南召开“中国数字年图书馆工程资源建设”工作会议。2001年初,国家计委批准立项“全国党校系统数字图书馆建设计划”。2001年5月23日,国家重点科技项目“中国试验型数字式图书馆”通过专家技术鉴定。
我国当前几个主要的数字图书馆是中国数字图书馆、中国期刊网、超星数字图书馆。我国华东师大、上海图书馆等单位建立的数字图书馆也在不断的完善与发展之中。与国外相比,虽然我国的数字图书馆起步较晚,但由于跟踪及研发都比较及时,加上立项与操作也跟进较快,大大缩短了建设进程,但要想获得顺利的发展,还必须解决好以下几个问题:
(1)普及互联网,提供技术保障
数字图书馆是采用现代高新技术所支持的系统工程,信息技术的集成在数字图书馆的建设中扮演了非常重要的角色。我们必须针对数字图书馆的应用背景,综合运用有关原理和方法,普及互联网,重点突破关键技术,才能为数字图书馆的建设提供坚实的技术保障。
(2)统一标准、统一规范
在进行数字图书馆研究和建设数字资源库的过程中,应借鉴发达国家数字图书馆建设的经验教训,尽早制定统一的适合中国数字图书馆建设的资源描述﹑标识﹑查询﹑交换和使用的标准规范及法规。
(3)开发和利用各类数字化资源
数字图书馆建设必须以建立丰富的数字资源库为基础。各类型图书馆应针对本馆实际情况,将本馆馆藏资源数据化,建立具有本馆特色的数据资源库。
(4)培养人才,提高素质
数字图书馆的建设和发展离不开高素质人才。数字图书馆工作需要掌握多方面知识结构的人才,如计算机﹑网络信息加工与管理﹑知识产权与保护﹑数字图书馆运营与管理等方面人才。
本文作者:黄忠工作单位:田东县质量技术监督局
1999年,质监部门实行垂直管理,至此,给质监事业带来了新的转折点,质监事业进入了迅猛发展时期,技术人员结构、检测设备构成、检测技术水平等都取得了明显地变化。特别是检验检测能力得到了进一步加强,百色市计量测试研究所现已建立计量标准检定装置33个,检测能力55项;百色市产品质量监督检验所现有各类检测仪器256台(件),检验能力已由2005年的6大类204项增加到2012年的7大类524项;百色市特种设备检验现有各类检测仪器97台(件)检验能力由2005年的5项增加到2012年的7项。2011年,国务院印发了《质量发展纲要(2011-2020)》,特别是10月10日国务院办公厅正式下发了〔2011〕48号文,将工商、质监省级以下垂直管理改为地方政府分级管理体制,业务接受上级工商、质监部门的指导和监督,领导干部实行双重管理、以地方管理为主,这使得质监部门又处在一个关键的时期,不管归地方或不归地方,质监部门如何发展?该怎么办?出路在哪里?百色市质监局新领导班子正式到位后,经过大量的实地调研,经过多方研究决策,决定在平果、田东、靖西等3个县试行推广监管联动工作机制,这又为质监事业的发展找到了一个新的突破口。监管联动“试水”县级质监工作为更好地在全市系统范围内顺利推广实施,全面实现市、县局及服务对象的监管联动,进一步预防监管漏洞和消除监管盲点。
百色市质监局党组决定,在平果、田东、靖西等3个县局试行监管联动工作机制,目的是进一步规范质量技术监督工作监管内容和程序,明确各部门工作协调联动过程中有关职责和工作衔接,特别是利用质监行政许可平台,落实许可受理、后续监管的前置内容,市局质量科、食品科、特设科作为协调联动工作机制的牵头部门,分别对工业产品生产企业、食品生产企业、特种设备使用单位等涉及质量技术监督法律、法规管理规范的事项进行协调,其他单位和部门密切配合,切实履职尽责,形成合力,有效地避免重复检查,多头监管,提高行政效率,共同指导和督促企业落实质量、标准、计量、特种设备等属相关法律、法规规定的事项。各县局要以网络信息为平台,在市局各业务管理部门指导下制定和细化年度巡查具体方案并组织实施。在对企业实施监督检查、巡查、现场审核、帮扶指导和在处理各类业务时,对发现的涉及检验机构和市局执法机构业务管理部门工作范畴的未办业务要通过发动联动手段,及时上报相关部门。必要时,征询相关部门意见,可以实施联合行动。对市局执法机构、业务管理部门和检验机构移送的监管联动机制信息通报函,要依法处理并将处理结果报送市局。经过一年的试运行,在2011年度工作目标考评上,试点的三个县都排在全市的前三名,其中田东县评为一等奖,充分说明了推行监管联动工作机制的有效性和可行性。
百色市质监局不失时机地决定在2012年全市质监系统范围内全面推广实施监管联动工作机制。目前,全市系统不仅全面推行监管联动工作机制,而且有效地实现了市、县局双管齐下,行政机关与事业部门之间、部门内部股室之间互通信息,加强了服务配合,形成了强大合力,实现了监管联动。
创新就是一种发展的灵魂,是一种有效解决之前所未能解决问题的办法,对管理是一种行之有效的手段。如:某个企业的计量器具或使用单位的特种设备等如果到期未检或超期使用,联动机制将及时发出预警信号,督促相关职能部门将依法立即着手处理。市局监察室将监督职能部门的落实情况,并对不作为部门或个人追究相关责任,有效地确保监管服务始终处于联动的管理状态,有效地预防和杜绝监管盲区的出现。今年以来,田东县质监局落实专人死盯监管联动系统,及时发现问题,及时有效地实施监管联动。通过市、县局联动,目前有效处理计量、特种设备等监管问题52件,本局内部联动监管88件,保证了监管对象的正常化发展。特别经过实施监管联动,个别企业由原来的被动接受监管思想转变为主动上门要求监管服务,解决了个别企业采取的“拖、推、躲”思想。
施工是事故发生率较高的行业,通过近几年频发的建筑安全事故,我们不难发现:人的安全意识薄弱是引发这些安全事故发生的最主要原因。安全意识的薄弱性体现在这几方面:
1)领导的重视不足,片面的追求经济效益;
2)人力资源配置不合理,缺乏有效的安全监督管理体系;
3)建筑安全生产责任制落实不到位,措施薄弱;
4)基础管理工作薄弱,安全管理制度不健全。
1.2建筑安全技术方面,安全科学技术相对落后
传统的手工操作,人为制约的因素很多,如操作人员的懈怠、疏忽等都会影响工程的质量,不仅要投入更多的劳动力资源,同时也增加了施工的成本,施工的效率和进度都会有所降低。而近年来,施工难度大、施工危险性大、科技技术含量高的工程增多,而我国建筑业安全科技相对落后,这些都对施工安全的管理提出了新的挑战。
1.3建筑安全生产法律法规不够完善,安全管理制度不健全
2004施行的《建筑工程安全生产管理条例》对加强我国建筑工程的安全生产,规范国内建筑市场具有积极的作用。然而,随着社会的进步和经济的发展,相关的建筑法律法规暴露了不少的问题和缺陷,相对于建筑业发达国家,我国的建筑法律法规可操作性差,法律法规体系不够健全,部分的法律法规存在着交叉和重复的问题。此外,建筑企业在执行相关的规章制度中,在具体落实过程中,往往安全生产责任制落实不到位,出现“真空”段,措施薄弱,安全管理制度不健全,基础的管理工作也相当不规范。
1.4安全监督部门监管不力建筑安全监督管理部门依法监管工作的开展并未完全到位。主要体现在:
1)主体责任尚未落实,对建筑工程安全生产监管职责不清,安全管理体系不健全;
2)缺乏日产的监督管理制度及措施,对建筑业安全生产监督管理停留在突击性的大检查上;
3)监管体系不够完善、监管力度不足,资金不落实,手段落后,未能有效适应市场经济发展的要求。
2建筑安全技术管理的改进措施
2.1强化安全意识首先,将安全教育培训全面覆盖所有的管理人员和施工人员,严格执行三级安全教育制度;其次,利用多媒体、报告演讲、案例分析及新兴的企业微信等多种形式,提升安全教育培训的效果;最后,是要营造安全的环境氛围,个体的安全行为离不开现场的环境氛围,如果现场施工条件差、脚手架私搭乱设、材料设备随意堆放等,这些都会很容易降低施工人员的安全意识,因此,整齐摆放现场材料,清晰明确的安全标识,会潜移默化地使得施工人员提高安全意识,降低安全隐患和违规操作的行为。
2.2积极引进先进设备和技术,充分利用先进科研成果,做好安全技术交底工作在建筑施工中,先进的机械设备和施工技术是建筑工程优良品质的重要保证。积极引进先进的机械设备,推广使用自动化技术,合理运用先进的施工技术,不仅能极大降低人为因素所带来的安全隐患,同时也提升了工程的效率和质量。此外施工企业要做好安全技术措施的交底工作,包括工程项目施工作业的特点、危险点、危险源及其具体预防措施,相应地安全操作规程和标准,应注意的安全事故,以及发生事故后应采取的避难和紧急救援措施等交底内容。
2.3建立和完善建筑安全技术管理体系除了国家部门积极完善相应的法律法规外,作为建筑企业,更多的是需要建立自身的安全管理体系。包括:
1)制定安全控制目标,包括伤亡事故控制目标、安全达标目标、文明施工实现目标;
2)制定安全生产管理制度,包括安全交底制度、安全技术交底制度,专业性强、危险性大的专项施工方案审批制度,设备安装、拆除验收制度等;
3)明确安全生产责任制,明确各岗位安全生产职责,明确各部门的职责分工,并定期进行安全生产责任制的执行情况考核等。
2.4严格执行安全监督机制,保证监管到位,建立安全监督管理信息系统可从这几方面展开:
1)建立合理的建筑安全监管模式,建立合理的施工监管模式,如引进建筑安全生产评价中介组织机构,构建企业、社会中介组织、政府三级管理体制;
Studyontheintegrationofbuildingenergysavingtechnology
---Introductionoflow-energyconsumptionprojectinTsinghuaUniversity
DepartmentofBuildingScienceArchitectureSchoolTsinghuaUniversityBeijing100084
Abstract:LowenergyconsumptionprojectwasonedemobuildingconstructedbythebuildingsciencedepartmentofTsinghuaUniversity.Theenergysavingtechnologyintegrationusedinthisprojectincludedintelligentfa?ade,naturalventilation,personalventilationair-conditioningterminal,humiddependentairsupplymode,BCHPsystemandintelligentcontrolsystem.Thisarticleintroducedthebuildingandtechnologyschemeusedinthisproject.
Keywords:energysaving,technologyintegration,demobuilding
清华大学超低能耗示范楼是北京市科委科研项目,作为2008年奥运会办公建筑的“前期示范工程”,旨在通过其体现奥运建筑的“高科技”、“绿色”、“人性化”。同时,超低能耗示范楼是国家“十五”科技攻关项目“绿色建筑关键技术研究”的技术集成平台,用于展示和实验各种低能耗、生态化、人性化的建筑形式及先进的技术产品。在此基础上陆续开展建筑技术科学领域的基础与应用性研究,研究和示范系列的节能、生态、智能技术在办公建筑上的应用。包括建筑物理环境控制与设施研究(声、光、热、空气质量等),建筑材料与构造(窗、遮阳、屋顶、建筑节点、钢结构等),建筑环境控制系统的研究(高效能源系统、新的采暖、通风、空调方式及设备开发等),建筑智能化系统研究。超低能耗楼还将成为展示与宣传各种最新技术的舞台,为技术交流、产研挂钩、知识普及搭建桥梁;成为清华大学与企业界合作开发、展示新产品的平台,以及向社会、大众宣传、展示建筑节能和可持续发展建筑概念、技术和产品的展台。
超低能耗示范楼座落于清华大学校园东区,建筑设计如图1所示,总建筑面积3000m2,地下一层,地上四层。由办公室、开放式实验室或实验台及相关辅助用房组成。从建筑全生命周期的观点出发,采用了钢框架结构。建筑物内部为灵活隔断,空调和强弱电系统为模块化结构,从而可根据不同使用要求极其方便地改变空间布局。
图1清华大学超低能耗示范楼效果图
1.围护结构方案
超低能耗示范楼护结构体系主要示针对对可调控的“智能型”护结构进行研究,使其能够自动适应气候条件的变化和室内环境控制要求的变化。从采光、保温、隔热、通风、太阳能利用等进行综合分析,给出不同环境条件下的推荐形式。图2标明了示范楼外各个外立面采用的围护结构方式。通过围护结构的节能设计,使得冬季建筑物的平均热负荷仅为0.7W/m2,最冷月的平均热负荷也只有2.3W/m2,围护结构的负荷指标远小于常规建筑,如果考虑室内人员灯光和设备等的发热量,基本可实现冬季零采暖能耗。夏季最热月整个围护结构的平均得热也只有5.2W/m2。
图2清华大学超低能耗示范楼围护结构设计方案
1.1玻璃幕墙和保温墙体
东立面和南立面采用双层皮幕墙及玻璃幕墙加水平或垂直遮阳两种方式,综合得热系数1W/m2K,太阳能得热系数0.5。双层皮幕墙按照室内室外的温度差别,调节室外空气进出风口的开合,夏季室外空气经过热的玻璃表面加热后升温,在幕墙夹层形成热压通风,带走向室内传递的热量,冬季进风口出风口关闭后,可减少向室内的冷风渗透。水平遮阳和垂直遮阳叶片宽度600mm,每个叶片均设置单独得自控系统,分别根据采光、视野、能量收集、太阳能集热的不同区域功能要求进行控制调节,实现冬季最大限度利用太阳能、夏季遮挡太阳辐射,同时满足室内自然采光的最佳设计。
西北向采用300mm厚的轻质保温外墙,铝幕墙外饰面,传热系数0.35W/m2K。外窗采用双层中空玻璃,外设保温卷帘。
1.2相变蓄热活动地板【1】
示范楼的围护结构由玻璃幕墙、轻质保温外墙组成,热容较小,低热惯性容易导致室内温度波动大,尤其是在冬季,昼夜温差会超过10℃。为增加建筑热惯性,以使室内热环境更加稳定,示范楼采用了相变蓄热地板的设计方案。如图3所示,具体做法是将相变温度为20~22℃的定形相变材料放置于常规的活动地板内作为部分填充物,由此形成的蓄热体在冬季的白天可蓄存由玻璃幕墙和窗户进入室内的太阳辐射热,晚上材料相变向室内放出蓄存的热量,这样室内温度波动将不超过6℃。
活动地板架空层高度1.2米,空调风道、各类水管、电缆、综合布线等均隐藏在架空层内。保证室内干净整洁,而且不需要吊顶,房间净空高度大,有效利用空间多。
图3清华大学超低能耗示范楼相变蓄热地板设计方案
1.3植被屋面和光导采光系统
为提高屋顶的隔热保温性能,同时改善生态与环境质量,采用种植屋面技术,结合防水及承重要求,选用喜光、耐干燥、根系潜的低矮灌木和草皮,适合于北京地区气候特征。
屋顶同时设置光导管采光系统,利用太阳光为地下室提供采光,减少白天照明电耗。
2.室内环境控制系统方案
2.1自然通风利用【2】
室内环境控制系统有限考虑被动方式,用自然手段维持室内热舒适环境。根据北京地区的气候特点,春秋两季可通过大换气量的自然通风来带走余热,保证室内较为舒适的热环境,缩短空调系统运行时间。
利用热压通风和风压通风的结合,根据建筑结构形式及周围环境的特点,在楼梯间和走廊设置通风竖井,负责不同楼层的热压通风。在建筑顶端设计玻璃烟囱,利用太阳能强化通风。此外在建筑外立面合适部位设置开启扇,使得室外空气在风压通风的作用下可顺畅地贯穿流过建筑。
2.2湿度独立控制的新风处理方式【3】
超低能耗示范楼共设置4台4000m3/h新风机组,通过溶液除湿设备的处理,可提供干燥的新风,用来消除室内的湿负荷,同时满足室内人员的新风要求。
目前空调工程中采用的除湿方法基本上是冷冻除湿,这种方法首先将空气温度降低到露点以下,除去空气中的水分后再通过加热将空气温度回升,由此带来冷热抵消的高能耗。此外为了达到除湿要求的低露点,要求制冷设备产生较低的温度使得设备的制冷效率低,因而也导致高能耗。
溶液除湿方式能够将除湿过程从降温过程中独立出来,利用较低品位能源进行除湿,同时减少显热冷负荷,不仅能够保证室内环境质量,而且还能降低空调能耗。
此外为保证室内空气质量要求有足够的新风,随之而来的新风负荷是空调系统高能耗的原因。示范楼的新风机组同时可实现全热回收效率超过80%的高效热回收,可充分利用排风中的全热同时又保证新风不被排风污染。
2.3模块化的末端调节设备【4】
通过溶液除湿后的新风可带走室内的湿负荷,房间内的末端装置仅负责显热部分(冷冻水温度可采用18℃),按照干工况运行,不存在结露现象,彻底避免了潮湿表面滋长霉菌,恶化空气质量。
示范楼内提供模块化的空调末端配置,根据房间实际使用功能灵活组合。
办公室室内人员密度低,人员工作时间及活动区域相对固定,个人的舒适要求不尽相同,采用冷辐射吊顶或者辐射墙来消除室内的基本显热负荷,溶液除湿后的新风通过置换通风来消除室内的基本湿负荷。工位送风则提供每个办公人员个人活动区域的送风,通过调节风口角度、出风速度来满足自身的要求。
示范楼内另一类房间为报告厅和会议室,室内人员密度高,散热散湿集中,单位面积冷负荷大,且使用时间不稳定。因此除冷辐射吊顶和置换通风外,采用仿自然风的动态风FCU来消除室内尖峰负荷。
3.能源系统方案
3.1BCHP系统
超低能耗楼采用固体燃料电池及内燃机热电联供系统,清洁燃料天然气作为能源供应,BCHP系统总的热能利用效率可达到85%,其中发电效率43%。基本供电由内燃机或者氢燃料电池供应,尖峰电负荷由电网补充。发电后的余热冬季用于供热,夏季则当作低温热源驱动液体除湿新风机组,用于溶液的再生。
3.2高温冷水机组或直接利用地下水
配合独立湿度控制的新风机组,夏季冷冻水温度18℃即可满足供冷的要求。采用电制冷,冷冻机COP可达到9以上,高效节能。另一种方式更为简单,就是直接利用地下水,超低能耗楼所在清华大学校园东区地表浅层水温基本稳定在15℃,单口井出水量可达70m3/h,完全能够满足示范楼的供冷要求。地下水通过板换换热后全部回灌,仅利用土壤中蓄存的的冷量,不会造成地下水资源的流失。
3.3太阳能利用
超低能耗楼南侧立面装有30平米的光伏玻璃,发电用于驱动玻璃幕墙开启扇和遮阳百叶。屋顶设有太阳能集热器,所获得的热量用于除湿系统的溶液再生。此外屋面还装有太阳能高温热发电装置,该系统为抛物面碟式双轴跟踪聚焦,峰值发电功率3kW。
4.测量和控制系统方案
4.1智能化的控制系统
控制系统自动采集室外的日照情况,根据不同的朝向方位,调节遮阳百叶的状态,同时根据室外气象参数,决定外窗、热压通风风道、双层皮幕墙进出风口的开闭。控制系统采集工作区各点的照度数据,调节百叶的角度和人工照明的灯具。室内的新风量根据房间内的CO2浓度和湿度来调节。其余能源设备、水泵、太阳能装置等均根据负荷情况自动调节。
4.2实时测量系统
示范楼屋顶布置气象参数测点,测量数据包括室外温度、湿度、风速、太阳辐射强度。围护结构的测试包括各玻璃、窗框、遮阳百叶、保温墙体的表面温度、热流。环境控制系统和能源系统的测试包括各设备的运行参数,如冷辐射吊顶表面温度、送回风温度湿度、盘管出水温度、溶液除湿系统的溶液浓度等。
5.小结
清华大学超低能耗示范楼是建筑节能各项技术和新产品的集成应用,在实施过程中得到了北京市政府、北京市科委、国家科技部的大力支持,同时要感谢在示范楼建设过程中提供技术和产品支持的国内外企业。2004年6月示范楼将全面建成,服务于今后我国绿色建筑的深入研究。
参考文献
•定形相变材料的热性能张寅平清华大学学报(自然科学版)2003.6
(2)检修的流程缺乏安全性和成本性的考虑。由于对配电系统缺乏系统性认识,同时检测设备不够先进和齐全,导致检修人员对系统的运行健康情况不能够定性、定量认识,这样弱化了安全性认识;另外,发电企业的经济效益收益于落后的政策制度,这样导致检修时严重缺乏经济性的思量,这是目前改革中急需解决的问题。
(3)检修人员素质过低。随着优良的设备和检修工具的引进,比如电气自动化、智能化和不断涌入的高新技术,整个检修工作的流程科技含量愈发升高,这就要求高学历、高素质的技术人才;然而现实的情况确实相反,虽然有着多年的经验但是面对日新月异的检修技术,还是有些手足无措。
(4)监督力度不够。管理中难的是执行,更难的是监督。由于检修人员的觉悟不高,很难对工作进行科学合理的规划,同时配电系统也存在各种各样的突况,这就要求有来自于领导层面压力下的监督,这是重中之重。
二、针对检修管理策略的技术管理
1进行管理改革的有利条件
(1)随着国民教育水平的提升和现阶段培训机制的成熟,检修人员素质有了较大的提高;具备了各种一般情况下的配电检查和维护的能力。
(2)近年来大量引进外国的先进管理模式,发电企业有了较好的管理改革基础,做好了重大管理决策的准备。
(3)大数据的建立。几十年的检修经验,使我们对配电检修有了较好的认识,初步建立了自己的数据库,便于查阅和学习。
2目前先进检修技术管理的情况
发达国家,尤其是德国和日本在配电检修方面做了很多的研究课题。首先,是对检修工作的成本分析,因为未来的成本分析将遍布企业的每个环节,这是经济发展的产物;其次,检修流程的优化,这需要设备和检修的充分结合;最后,是TPM(全面质量管理)的引入,能够大幅降低设备的故障率。
3配电检修的技术管理
(1)强化全员检修的的意识
首先,对检修单员进行专业培训,实际分析配电检修存在的问题,提出未来检修的目标,明确管理策略的重要性和主导性。其次,建立配电检修的核心力量,保证检修的持续性和高效性,起到传承的作用。最后,强化执行能力和监督力,保证员工从思想上的进步,将制定的方针、制度和方案具体落实。
(2)做好“标化”工作
将配电设备的运行和检修紧密结合起来,确立针对性的检修流程,建立大数据库,将之成为实际操作检修的标准规定。确定统一的操作标准,确立基本和关键的参数,编制相应的点检手册,合格标准,量化相应的利益。
(3)完善配电检修管理制度
从领导层出发,加强管理的力度,将安全责任制落到实处。严格依照公司既定的管理制度执行,做好相关的记录、汇报和改进等。
(4)引进先进检修仪器和技术
根据公司的实际情况和国内外关于电力检修方面的发展,实时引进配电检修方面的新技术和先进仪器,通过科学的培训,保证检修方面的先进性。这是保证配电检修的硬性条件。
利用科学的管理方法对建筑施工的各项技术应用情况进行监管是建筑施工技术管理实施的核心内容,其管理效果会直接影响施工建设相关技术工作的开展。在建筑施工技术管理中,一定要按照国家相关的技术管理法律法规和相关规定进行实施,科学地组织各项技术工作,保证整个生产过程符合要求。需要注意要保证施工基础的坚实,管理好基础设施的建设,使用符合规定的技术手段进行施工,保证工程的进程和质量。施工技术管理基础工作既要全面又要重点控制,还要结合实际的施工情况具体问题具体分析、具体解决、具体落实,协调好各个部门的工作,以更好的服务于工程施工工作。
1.2建筑施工技术管理的意义
在建筑施工建设中建筑施工技术管理起着举足轻重的作用。详细来谈,建筑施工技术管理的重要性表现在:其一,能够帮助施工人员采取更适当的施工方法,保障工程质量;其二,能够提高管理人员的整体素质,有利于新技术、新工艺的应用;其三,能够整合建筑施工的资源,最大限度的利用现有资源产生更好的效益。利用适当的施工方法进行施工,可以降低施工成本,与此同时采用适当的施工技术管理手段,又能够保证工程质量,实现将科学技术转化为生产力。在新技术、新工艺的应用,培养高素质管理人才等方面,建筑施工技术管理新技术的应用也非常重要,有利于建筑施工技术管理对施工方案的优化和施工资源的合理配置,不断的提升建筑施工的生产效率和效益。
2有效提高建筑施工技术管理的措施
怎样提高建筑施工技术管理的水平一直是相关技术人员和专家关注的重点问题,综合来说可以采取以下几种手段进一步提高建筑施工技术的管理水平。
2.1落实技术管理制度,明确技术管理的职责
切实做好工程施工技术的标准、规范、规程等相关文件的制定工作。完善责任归属制度,将技术责任制落实到实际的工作中去,确定相关的岗位技术负责人,防止和杜绝施工中出现责任不清或无人负责现象。此外,通过对其实施能够激发相关施工技术人员的工作积极性,使他们更加认真进行技术交底和技术档案管理工作。图纸会审的工作实施要组成相应的团队进行,推举相关的负责人进行管理和监督,会审通不过的施工图纸不能够批准使用。可以分级别的进行技术交底工作,分开审核各个层面,让审核制度更加公平完善,避免盲目施工。对于重点工程、重点部位、特殊工程、"四新"技术应用工程更需要做详细的施工技术交底。技术档案管理工作中的相关建设资料和管理技术档案要由专人进行整理,并在工程结束后交由相关的管理部门进行存档。做好建筑施工建设中的技术管理工作,能够保证工程的有序进行,并达到更好的建筑效果。技术管理制度的主要内容有:施工图的熟悉、阅读和会审制度;施工图技术交底制度;施工质量管理制度;材料及半成品试验、检验制度;隐蔽工程的检查和验收制度等。建立较为完善的建筑技术管理机制,明确责任归属,有利于各级的技术人员开展建设工作,让管理更为严格。工程建设单位要加大对于各个岗位技术人员的培训力度,让技术人员参与到相关管理准则规范的学习中。尤其是对施工及验收规范的学习,明确施工中各个分项、分部施工技术要求、施工方法和质量标准等要求,并以此来组织施工、检查、评定和验收。这样可以有效的提高相关技术人员的综合素质,规范其作业方式,按照科学合理的管理方法和管理经验进行技术操作,遇到突发的事件和问题能够迅速的反应,并能够用更好的方法进行处理,降低工程建设中事故的发生率,保证工程建设施工的安全性,且保证工程施工质量。此外,还要不断的进行先进技术的推广工作,鼓励技术人员革新、创新,发扬技术民主,解决技术瓶颈,让企业发展的更好,在行业中占据优势地位。
2.2做好建筑施工技术管理的基础工作
建筑施工技术管理的基础工作的开展对建筑施工技术管理的影响很大,作为企业技术管理的根本,其主要由以下几个方面的内容构成:正确贯彻国家的各项技术政策;科学地组织各项技术工作;健全相关的技术管理制度,让施工建设按规定有序进行;不断推进技术进步;提高管理技术水平,让企业在行业中具有更强的竞争力,不断的提高经济效益。
2.3完善建筑施工技术管理的规章制度
建立健全施工技术管理的基本制度,包括图纸审查制度、技术交底制度、技术复核制度、施工日记制度等管理制度。在完善图纸审查制度的时候,要结合施工的具体情况全面综合的进行分析和安排,相关的技术核查人员要认真的核算设计图纸,如发现有矛盾或难以实施之处,要详细记录,并对其整改或纠正。在完善技术交底制度方面,应详细规定施工对象的设计情况、建筑特点、技术要求,以便规范建筑施工行为。在完善技术复核制度方面时,需要先按照相应的施工标准制定定位轴线、标高、尺寸等相关技术参数的准确性。在完善施工组织设计审批制度时,则需要详细的考察施工场地进行,并结合考察撰写可实施的施工方案细则。在完善施工日记制度方面,要本着规范、严谨、客观的原则进行,使得到数据更具有施工指导意义。
2.4掌握建筑施工技术管理的专用软件
在科学技术不断发展的今天,各种建筑施工技术管理专用软件在工程建设中的应用也越来越广泛。在信息全球化的当前社会,建筑施工技术管理也要紧随时代的步伐,不断进行技术的革新、应用,计算机技术在工程建筑施工技术管理中的运用极大的促进了相关工程建设的管理水平,极大的提高了建筑施工技术管理效率,促进建设施工技术管理的实施。常用的建筑施工技术管理的专用软件有工程管理软件、施工现场设专人使用和维护软件等,为了更好的应用这些专业的软件系统,施工单位需要不断的加大对于相关管理技术人员的培训力度,提高他们的技术管理水平,使其能够熟练的运用电子计算机操作这些专业软件系统进行建筑施工技术管理。
2、建筑施工技术管理优化措施
2.1整体优化施工管理系统
要贯彻落实好各个与建设相关的技术要求、规定、方案及合同条款。在技术管理工作中还要实行严格的责任到人制,设立这项制度的原因是为了督促各个工作人员都能高质量的完成自身工作,避免产生施工伍梦泉池州梅龙建筑(集团)有限责任公司安徽池州247100任务不明确等恶劣现象。除此之外,技术工作者还要积极进行创新工作,这样才能促进企业的长足发展。严格进行技术交底和技术档案的管理工作。要对施工图纸及各项决策进行科学的管理。施工图纸未通过审核不能进行施工,工作期间还要开展技术测试并进行分级管理,这样可以保证全员参与,使企业的竞争力和凝聚力大大增强。施工中的重点项目和使用了“四新”技术的项目,更加需要进行严格的施工技术交底工作。技术文件管理,就是施工企业要对施工中的各种组织文件和技术文件进行合理的保存,然后根据有关要求进行分类、整理和入档。还要测量并管理好工程变更。
2.2施工阶段技术优化管理措施
在施工之前,需要进行充分的技术筹备工作,这主要是为了保证以后建设任务的顺利完成。还要控制好施工项目的时间表,根据理解和分析的特征,根据施工的各种条件来设计施工组织方案,并将各项技术要求落实到位。在施工期间还应善于持续和平衡的工作方式,这不仅是为了保证工程质量,也是为了按时竣工并减少施工成本。在施工项目的准备和建设工作中都要以施工组织设计为依据,要重点做好以下几点:
(1)严格进行施工组织设计工作,参加人员编制,明确分工,最后汇总,修改定稿。
(2)施实行规工组织设计的基础,书写格式,基本内容应该统一规范化管理。
施工过程中的技术管理是施工现场的技术管理,要由项目部来完成施工技术管理工作,为了保证工程质量,必须给予技术管理工作足够的重视。
2.3技术文件的管理措施
(l)变更管理。
作为一个不可分割的一部分的建造工程变更的后果也直接影响到建筑,甚至有关的福利水平。工程变更与否的主要参考应当积极进展。变更管理工作的质量影响着工程的收益,还可能危害其它企业的利益,并且要受到诸多因素的影响和制约。要保证设计方案的完善性,并和相关的技术规定一致,还要确保各种管线位置的准确性。要保证绘图方案始终是相同的,避免其前后出现矛盾。还要检查主要结构的强度、稳定性符合要求,重点结构纹理的合理性。
(2)完成系统的文档管理系统构建。
建设项目竣工验收文件在施工期间,施工过程中,反映真实的物理条件的建设项目,与使用的材料,图纸,音频,视频等各种文件保存的价值形成,这是为了最准确的记录各个建筑项目,并做好检查和日常的维修、抢修工作。工作过程的重点工作是数据收集,由于数据可能出现变化和转移,在进行转移工作时才检查出记录信息的日期、记录内容可能有所出入。
(3)要建立科学的文档管理系统。
只有建立了文档管理系统,才能保证测设点的精确性,而对于施工过程中的项目数量变动,管理者也必须有深入的了解,不能忽视任一个相关的技术项目。要仔细审核各个数据,这样才能保证建设企业的利益,如果记录的日期有所出入,则会给后续的施工工作增加难度。在进行信息填写工作时,还要保证信息的时效性,所以信息填写工作人员必须具有高度的工作责任感。