時(shí)間:2023-03-22 17:43:24
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目前,石油工程設(shè)計(jì)課程教學(xué)中主要包括:油藏工程設(shè)計(jì)、鉆井工程設(shè)計(jì)、采油工程設(shè)計(jì)和儲(chǔ)層改造工程設(shè)計(jì)等四個(gè)專題。石油工程設(shè)計(jì)是大學(xué)生在石油工程領(lǐng)域的第一次“實(shí)戰(zhàn)”演習(xí)。其中,油藏工程設(shè)計(jì)中包括:井網(wǎng)布置和注采井組動(dòng)態(tài)分析。鉆井工程設(shè)計(jì)包括:井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、鉆井液設(shè)計(jì)、鉆柱設(shè)計(jì)、鉆井參數(shù)設(shè)計(jì)、固井設(shè)計(jì)、井控設(shè)計(jì)和鉆機(jī)選擇等。采油工程包括:有桿泵采油系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)、連續(xù)氣舉設(shè)計(jì)和電潛泵采油系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。儲(chǔ)層改造工程設(shè)計(jì)包括:水力壓裂和酸化設(shè)計(jì)。根據(jù)教學(xué)計(jì)劃安排,石油工程設(shè)計(jì)通常用4周~6周時(shí)間,時(shí)間比較緊湊。一般要求學(xué)生在這個(gè)時(shí)段內(nèi)分別進(jìn)行油藏工程設(shè)計(jì)、鉆井工程設(shè)計(jì)、采油工程設(shè)計(jì)和儲(chǔ)層改造工程設(shè)計(jì)等。這四個(gè)專題的設(shè)計(jì)內(nèi)容根據(jù)不同油田的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、鉆井?dāng)?shù)據(jù)、地質(zhì)資料等進(jìn)行,也即只做以一口井或一個(gè)井組為對(duì)象的單項(xiàng)工程設(shè)計(jì)。四個(gè)設(shè)計(jì)之間,沒(méi)有共同的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù),相互之間沒(méi)有必然的聯(lián)系,每個(gè)設(shè)計(jì)具有相對(duì)的獨(dú)立性。
二、單項(xiàng)工程設(shè)計(jì)教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)
1.成熟的教學(xué)內(nèi)容降低指導(dǎo)難度
在石油工程設(shè)計(jì)中,各個(gè)單項(xiàng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容幾乎沒(méi)有太多的更新。以鉆井工程設(shè)計(jì)部分為例,在鉆井工程設(shè)計(jì)階段,通常選用某油田的真實(shí)《鉆井設(shè)計(jì)》作為主要參考資料。由于鉆井工程設(shè)計(jì)內(nèi)容較多,在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,將學(xué)生分組,每小組3人,分別進(jìn)行水力參數(shù)設(shè)計(jì)、固井參數(shù)設(shè)計(jì)、鉆柱及下部鉆具組合設(shè)計(jì)等,再將三部分內(nèi)容合在一起,構(gòu)成完整的鉆井工程設(shè)計(jì)。在進(jìn)行各部分設(shè)計(jì)的過(guò)程中,學(xué)生根據(jù)教材或?qū)I(yè)書(shū)籍、工具手冊(cè)上給出的計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算。這個(gè)過(guò)程就是先有結(jié)果,之后要求學(xué)生根據(jù)現(xiàn)有專業(yè)知識(shí)進(jìn)行結(jié)果復(fù)核。一般情況下,指導(dǎo)教師對(duì)每口井的鉆井設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)的各種問(wèn)題較為了解,教學(xué)指導(dǎo)過(guò)程難度較小。
2.較短學(xué)時(shí)內(nèi)保證各單項(xiàng)設(shè)計(jì)的完整性
由于石油工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容較多,而教學(xué)學(xué)時(shí)較短,為了保證學(xué)生能夠得到各個(gè)單項(xiàng)設(shè)計(jì)過(guò)程的訓(xùn)練,同時(shí)也為了保證每個(gè)單項(xiàng)設(shè)計(jì)的相對(duì)完整性,對(duì)每個(gè)部分的設(shè)計(jì)內(nèi)容都進(jìn)行了適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化,便于學(xué)生抓住重點(diǎn),訓(xùn)練解決問(wèn)題的能力,以利于較短時(shí)間內(nèi)教學(xué)工作的順利開(kāi)展。
3.模塊化教學(xué)內(nèi)容提高了學(xué)生的設(shè)計(jì)效率
石油工程設(shè)計(jì)在分成四個(gè)單項(xiàng)進(jìn)行教學(xué)時(shí),每個(gè)部分的教學(xué)內(nèi)容都比較集中,都有相對(duì)獨(dú)立性。指導(dǎo)教師根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容詳細(xì)講解,使學(xué)生能夠明確主要的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)方法,并進(jìn)行初步模仿和試做。學(xué)生在進(jìn)行各部分設(shè)計(jì)時(shí),根據(jù)事先擬定的已知數(shù)據(jù)和資料,采用教材上給出的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行計(jì)算,針對(duì)具體設(shè)計(jì)內(nèi)容快速完成該部分的設(shè)計(jì),提高了學(xué)生完成各分項(xiàng)工程設(shè)計(jì)的效率。
三、單項(xiàng)工程設(shè)計(jì)教學(xué)的不足
1.單項(xiàng)工程設(shè)計(jì)內(nèi)容更新速度慢
石油工程設(shè)計(jì)各個(gè)單項(xiàng)設(shè)計(jì)內(nèi)容的前提條件和已知條件更新速度較慢。如,鉆井工程設(shè)計(jì)部分參考的原始設(shè)計(jì)還有20年前的,這與當(dāng)前的鉆井技術(shù)發(fā)展速度不匹配。很多陳舊的設(shè)計(jì)方法和理念還沒(méi)有得到及時(shí)的改進(jìn),很多新的技術(shù)方法沒(méi)有充分考慮和融入,甚至有些設(shè)備工具早已淘汰,但卻在目前的設(shè)計(jì)中出現(xiàn)。這對(duì)實(shí)踐類(lèi)教學(xué)是不利的。
2.各單項(xiàng)工程設(shè)計(jì)之間聯(lián)系不夠緊密
學(xué)生在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí),各個(gè)專題的訓(xùn)練幾乎是孤立的,沒(méi)有共同的數(shù)據(jù)基礎(chǔ),相互之間缺少必要的聯(lián)系。一名合格的石油工程師必須具有全局意識(shí),因此,只有將各個(gè)專題通盤(pán)考慮,設(shè)計(jì)出的內(nèi)容才能真正服務(wù)于實(shí)際生產(chǎn),才能與目前提倡的“卓越工程”素質(zhì)培養(yǎng)相符。目前,從各單項(xiàng)各自的訓(xùn)練內(nèi)容上看,確實(shí)能夠使學(xué)生在各單項(xiàng)上得到好的鍛煉。但是在進(jìn)行各單項(xiàng)設(shè)計(jì)時(shí),學(xué)生卻不能從油田開(kāi)發(fā)過(guò)程的全局出發(fā)。學(xué)生在設(shè)計(jì)過(guò)程中很少加入個(gè)人觀點(diǎn),也會(huì)相應(yīng)的缺少全局意識(shí)和觀念。因此,在工程設(shè)計(jì)訓(xùn)練中,應(yīng)增強(qiáng)工程設(shè)計(jì)綜合訓(xùn)練力度,使學(xué)生通過(guò)查閱文獻(xiàn)或資料,理順各個(gè)專題設(shè)計(jì)中的前后邏輯關(guān)系和銜接次序,優(yōu)化以培養(yǎng)具有“綜合業(yè)務(wù)素質(zhì)”工程師為特色的教學(xué)內(nèi)容。近幾年,學(xué)校參加全國(guó)石油工程設(shè)計(jì)競(jìng)賽的作品數(shù)量較少,設(shè)計(jì)質(zhì)量不高。究其原因,不是學(xué)生不優(yōu)秀,而是缺乏必要的指導(dǎo)。學(xué)生不知如何從全局考慮,做一個(gè)上、中、下游一體化的完整的石油工程設(shè)計(jì)。這也說(shuō)明以往孤立式、分專題開(kāi)展石油工程設(shè)計(jì)教學(xué)存在不足。
3.學(xué)生缺少獲取和加工原始數(shù)據(jù)方法的訓(xùn)練
石油工程設(shè)計(jì)各個(gè)專項(xiàng)設(shè)計(jì)內(nèi)容的已知參數(shù)和設(shè)計(jì)要求基本上都已給出,缺少訓(xùn)練學(xué)生如何獲取和加工原始數(shù)據(jù)的思路和方法。經(jīng)常出現(xiàn)學(xué)生采用教材的計(jì)算方法計(jì)算出來(lái)的結(jié)果與已知數(shù)據(jù)相差很大,使學(xué)生產(chǎn)生困惑和不解。這其中一個(gè)重要原因是,學(xué)生對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際地質(zhì)情況和工程施工情況缺少了解。如果能夠訓(xùn)練學(xué)生從某一油田開(kāi)發(fā)初期的原始資料開(kāi)始進(jìn)行編輯整理,并作為學(xué)生將要進(jìn)行石油工程設(shè)計(jì)的原始參考資料,依次進(jìn)行油藏工程、鉆井工程、采油工程和儲(chǔ)層改造工程等四個(gè)專題模塊的設(shè)計(jì),學(xué)生既學(xué)會(huì)了解決問(wèn)題的方法,又學(xué)會(huì)了發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題的方法,從而培養(yǎng)學(xué)生綜合考慮問(wèn)題,從全局出發(fā)進(jìn)行石油工程設(shè)計(jì)。
4.學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力未能得到充分訓(xùn)練
在進(jìn)行石油工程設(shè)計(jì)時(shí),為了讓每名學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)完成全部的工作,只能降低設(shè)計(jì)難度,減少發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和分析問(wèn)題的環(huán)節(jié),更多地強(qiáng)調(diào)解決問(wèn)題的最后一個(gè)環(huán)節(jié)。而發(fā)現(xiàn)和分析問(wèn)題的環(huán)節(jié)往往是更難的,是更需要訓(xùn)練的,同時(shí)也需要更多的時(shí)間和更多的人在一起進(jìn)行分析和討論。因此,在進(jìn)行石油工程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)的訓(xùn)練過(guò)程中,其組織形式也應(yīng)模仿現(xiàn)場(chǎng)工程師的工作方式——團(tuán)隊(duì)協(xié)作。這樣做,可以使學(xué)生體驗(yàn)到石油工程設(shè)計(jì)的真實(shí)性,還可以使學(xué)生在團(tuán)隊(duì)協(xié)作的工作方式中學(xué)會(huì)與他人相處,體驗(yàn)在團(tuán)隊(duì)協(xié)作中自己應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任和義務(wù),增強(qiáng)學(xué)生的責(zé)任感和大局觀念。學(xué)生畢業(yè)工作后,能感受到在學(xué)校所進(jìn)行的石油工程設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
四、單項(xiàng)工程設(shè)計(jì)教學(xué)的改革方案
1.強(qiáng)化小組討論機(jī)制
在石油工程設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程中,要求學(xué)生以團(tuán)隊(duì)協(xié)作方式進(jìn)行四個(gè)專題的綜合訓(xùn)練。在四個(gè)專題設(shè)計(jì)之初,要求小組成員必須針對(duì)各自的專題設(shè)計(jì)要求提出問(wèn)題,小組內(nèi)部進(jìn)行討論和研究,撰寫(xiě)公共部分內(nèi)容,形成小組討論機(jī)制。這樣做的目的就是要求小組內(nèi)各成員能夠相互配合,團(tuán)結(jié)協(xié)作。雖然小組內(nèi)各成員主要負(fù)責(zé)其中一個(gè)專題的設(shè)計(jì)工作,但是每名成員必須根據(jù)自己對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的理解和四個(gè)專題的共同需求,提煉出共同使用的公共數(shù)據(jù)資料,從而訓(xùn)練學(xué)生的工程意識(shí)和全局意識(shí)。
2.延長(zhǎng)教學(xué)時(shí)間
單項(xiàng)工程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)與學(xué)生畢業(yè)后從事的工作內(nèi)容息息相關(guān)。在大四階段,強(qiáng)化和細(xì)化這些實(shí)踐性較強(qiáng)的教學(xué)內(nèi)容越來(lái)越有必要。因此,適當(dāng)延長(zhǎng)單項(xiàng)工程設(shè)計(jì)的教學(xué)時(shí)間也是非常必要的。目前,本校以往安排在大四階段的專業(yè)課程多數(shù)都提前到大三階段,目的是給考研的學(xué)生騰出更多的時(shí)間來(lái)專心備考。這樣一來(lái),大四階段的教學(xué)時(shí)間較為充裕,使延長(zhǎng)單項(xiàng)工程設(shè)計(jì)的教學(xué)時(shí)間成為可能。
3.工程設(shè)計(jì)代替畢業(yè)設(shè)計(jì)
1.1配網(wǎng)工程設(shè)計(jì)有助于配網(wǎng)工程改造與建設(shè)的全面規(guī)劃
配網(wǎng)工程設(shè)計(jì)工作,對(duì)提高配網(wǎng)工程改造與建設(shè)工程的質(zhì)量有著巨大的幫助。在配網(wǎng)工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容中,包含對(duì)配網(wǎng)工程改造與建設(shè)的路線規(guī)劃、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)構(gòu)架、電網(wǎng)設(shè)備選擇、電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹贫ā⒐╇婋娫袋c(diǎn)的位置布設(shè)等等內(nèi)容,這些內(nèi)容對(duì)于施行配網(wǎng)改造與建設(shè)工程有著非常重大的幫助,能夠有效地減少配網(wǎng)改造與建設(shè)過(guò)程中發(fā)生的配網(wǎng)結(jié)構(gòu)布置不合理、配網(wǎng)設(shè)備選用出錯(cuò)、配網(wǎng)供電能力不能滿足城市發(fā)展的要求等等錯(cuò)誤的現(xiàn)象。按照配網(wǎng)工程的設(shè)計(jì)進(jìn)行配網(wǎng)改造與建設(shè)的施工工作,能夠有效的滿足現(xiàn)代化的配網(wǎng)建設(shè)要求,降低配網(wǎng)改造和建設(shè)過(guò)程中的成本投入,提高配網(wǎng)改造和建設(shè)后產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
1.2配網(wǎng)工程設(shè)計(jì)有助于幫助配網(wǎng)改造與建設(shè)工程選擇合適的電壓等級(jí)
在配網(wǎng)工程的設(shè)計(jì)過(guò)程中,需要對(duì)當(dāng)前城市運(yùn)行的電網(wǎng)狀況進(jìn)行一次清晰的調(diào)查,以發(fā)現(xiàn)當(dāng)前城市配網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中的問(wèn)題,改變當(dāng)前城市電網(wǎng)運(yùn)行的布局。在對(duì)城市電壓等級(jí)的選擇中,配網(wǎng)設(shè)計(jì)能夠?qū)Τ鞘胁煌貐^(qū)的電壓進(jìn)行確定,分層分區(qū)的組成配電網(wǎng)的電壓等級(jí),簡(jiǎn)化配電網(wǎng)中的電壓等級(jí)限制和需求,逐步提高電壓等級(jí),有利于配電網(wǎng)的合理布局,簡(jiǎn)化配網(wǎng)的組成結(jié)構(gòu),減少配網(wǎng)中變電層次和電能損耗,增強(qiáng)城市配網(wǎng)的安全可靠性和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。甚至在配網(wǎng)工程的設(shè)計(jì)中,對(duì)電網(wǎng)導(dǎo)線得截面都有一定的設(shè)計(jì)。
1.3配網(wǎng)工程設(shè)計(jì)有助于提高配網(wǎng)改造和建設(shè)后的自動(dòng)化水平
在配網(wǎng)工程設(shè)計(jì)中添加關(guān)于配網(wǎng)自動(dòng)化的設(shè)備,可以有效提高配網(wǎng)改造和建設(shè)后的自動(dòng)化運(yùn)行水平。例如在10KV配網(wǎng)的自動(dòng)化事故處理設(shè)計(jì)中,可以利用自動(dòng)化設(shè)備自動(dòng)切除線路的故障區(qū)段,使配網(wǎng)能夠自動(dòng)恢復(fù)完好并繼續(xù)向向地區(qū)供電。首先,可以在配網(wǎng)工程的設(shè)計(jì)中在配網(wǎng)上安裝新的自動(dòng)化設(shè)備,發(fā)生事故時(shí)可以自動(dòng)執(zhí)行操作;其次,可以在設(shè)計(jì)內(nèi)容對(duì)配網(wǎng)改造,將環(huán)網(wǎng)線路或者“手拉手”線路分成幾段設(shè)計(jì),通常以三只開(kāi)關(guān)分成四段為最佳設(shè)計(jì)方案。
1.4配網(wǎng)工程設(shè)計(jì)能夠有效縮短配網(wǎng)改造和建設(shè)工程施工的工期
在城市配網(wǎng)改造和建設(shè)工程中,中低壓配電網(wǎng)是提高配網(wǎng)運(yùn)行可靠性的關(guān)鍵,而中低壓配電網(wǎng)的組成包含了10KV配電線路、配電所、開(kāi)閉所以及380V和220V線路。同時(shí),中低配電線路遍布城市的大街小巷,供電區(qū)域交叉重疊、接線過(guò)程復(fù)雜,改造和建設(shè)工程的任務(wù)量十分繁重。而做好城市配網(wǎng)工程設(shè)計(jì),能夠有效地的解決這個(gè)問(wèn)題,在城市配網(wǎng)工程的設(shè)計(jì)內(nèi)容中,首先就是對(duì)當(dāng)前改造的配網(wǎng)工程進(jìn)行清晰明確的調(diào)查,確定城市各個(gè)地區(qū)的線路分布情況以及電能需求情況,根據(jù)地區(qū)的電能需求安排配網(wǎng)線路的布置,確定配網(wǎng)電源的位置。通過(guò)配網(wǎng)工程設(shè)計(jì),能夠有效的避免配網(wǎng)改造和建設(shè)工程施工過(guò)程中,中低壓線路交錯(cuò)不明、供電重疊、線路復(fù)雜、供電功能不符合地區(qū)要求等情況的發(fā)生,確定配網(wǎng)改造和建設(shè)工程施工過(guò)程中工程量的大小,有效減少配網(wǎng)改造和建設(shè)過(guò)程中的無(wú)用施工,使配網(wǎng)改造和建設(shè)工程能夠如期甚至提前完工。
2結(jié)語(yǔ)
以強(qiáng)化學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力、實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力為核心,重新修訂教學(xué)大綱,整合相關(guān)課程,對(duì)應(yīng)工程設(shè)計(jì)內(nèi)容體系,構(gòu)建完善的工程設(shè)計(jì)課程體系。大一為工程設(shè)計(jì)啟蒙階段,以激發(fā)興趣為主,課程為生物工程(化學(xué)工程)概論;大二為單元設(shè)計(jì)和工程設(shè)計(jì)技能培訓(xùn)階段,包含:化工原理、化工熱力學(xué)、化工制圖、化工儀表自動(dòng)化;大三為產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)和設(shè)備設(shè)計(jì)階段,包含:生物工程(化學(xué)工程)設(shè)備、分離工程、化工設(shè)計(jì)與模擬、工藝學(xué)課程(化工工藝學(xué)、發(fā)酵工程、制藥工藝學(xué)、釀酒工藝學(xué)等);大四為工廠設(shè)計(jì)和綜合實(shí)訓(xùn)階段,主要進(jìn)行生物工程(化學(xué)工程)工廠設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)。為適應(yīng)行業(yè)的需求和時(shí)展,在各課程教學(xué)中突出工程思維和工程方法學(xué)的同時(shí),著力介紹行業(yè)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)以及新產(chǎn)品、新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備,并將計(jì)算機(jī)輔助制圖、計(jì)算機(jī)仿真模擬、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)作為主要技能進(jìn)行培養(yǎng)。
2構(gòu)建完整的工程設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)
工程設(shè)計(jì)是面向?qū)ο蟮木C合性實(shí)踐活動(dòng),只有突出實(shí)踐環(huán)節(jié)才能讓學(xué)生鍛煉能力、積累經(jīng)驗(yàn)、有所感悟。整個(gè)工程實(shí)踐環(huán)節(jié)包括化工AutoCAD制圖、化工原理課程設(shè)計(jì)、化工設(shè)計(jì)Aspen仿真模擬、生物工程(制藥工程)創(chuàng)新綜合性大實(shí)驗(yàn)、湖北省化工設(shè)計(jì)大賽、全國(guó)“三井杯”化工設(shè)計(jì)大賽、全國(guó)大學(xué)生制藥工程設(shè)計(jì)競(jìng)賽、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、工廠設(shè)計(jì)項(xiàng)目、畢業(yè)設(shè)計(jì)。工程設(shè)計(jì)以校企組合的校內(nèi)生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)基地(如尿素仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)、啤酒發(fā)酵實(shí)訓(xùn)基地、藥物制劑實(shí)訓(xùn)平臺(tái))和校外企業(yè)實(shí)習(xí)基地(如安琪酵母生物工程專業(yè)國(guó)家級(jí)工程實(shí)踐教育中心)為依托,注重選題的針對(duì)性(面向地方企業(yè))、設(shè)計(jì)的規(guī)范性(符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn))、操作的可行性(綠色、經(jīng)濟(jì)與安全),并將化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽、制藥工程設(shè)計(jì)競(jìng)賽融入人才培養(yǎng)的教學(xué)體系中,大力提高實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)效性。
3構(gòu)建合適的工程設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)體系和管理模式
工程設(shè)計(jì)的系統(tǒng)性、協(xié)作性較強(qiáng),因此在工廠設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)中采用小組制、導(dǎo)師制、課題制進(jìn)行管理、操作和評(píng)價(jià),以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神,即每小組5~7名學(xué)生和1~2名指導(dǎo)老師,每個(gè)學(xué)生完成每組設(shè)計(jì)項(xiàng)目下的一項(xiàng)子課題,最后采用學(xué)生答辯與互評(píng)、教師評(píng)價(jià)、企業(yè)專家點(diǎn)評(píng)等構(gòu)成綜合評(píng)價(jià)體系。另外,建立健全激勵(lì)約束機(jī)制,考慮給予競(jìng)賽獲獎(jiǎng)和設(shè)計(jì)達(dá)優(yōu)秀等級(jí)的學(xué)生相應(yīng)的創(chuàng)新實(shí)踐學(xué)分,代替相關(guān)選修課的學(xué)分,以此激發(fā)更多的學(xué)生參與工程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)。
4結(jié)語(yǔ)
技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)也廣泛的存在工程設(shè)計(jì)階段,要想從根本上降低工程造價(jià),設(shè)計(jì)人員必須要采取科學(xué)的措施降低設(shè)計(jì)費(fèi)用、縮短設(shè)計(jì)周期,從各個(gè)渠道中獲取到準(zhǔn)確的信息,在設(shè)計(jì)階段,還要嚴(yán)格遵照相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì),將經(jīng)濟(jì)性觀念融入到設(shè)計(jì)工作中,保障設(shè)計(jì)工作的技術(shù)性與經(jīng)濟(jì)性,這樣才能夠?yàn)楣こ贪踩於ê没A(chǔ),但是,就現(xiàn)階段來(lái)看,工程設(shè)計(jì)的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)是廣泛存在的。
2、工程造價(jià)設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)的規(guī)避策略分析
2.1做好招標(biāo)與投標(biāo)工作
為了避免設(shè)計(jì)階段忽視技術(shù)招標(biāo)與施工圖紙出現(xiàn)的各類(lèi)問(wèn)題,需要在施工設(shè)計(jì)工作中引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制,讓設(shè)計(jì)人員更加關(guān)注設(shè)計(jì)圖紙的細(xì)節(jié)問(wèn)題,在定標(biāo)的過(guò)程中,必須要讓設(shè)計(jì)工作具有合理性、實(shí)用性以及創(chuàng)造性,看進(jìn)度計(jì)劃是不是科學(xué)、投資估算是不是合理、技術(shù)水平能不能滿足施工要求。
2.2做好設(shè)計(jì)變更管理工作
在設(shè)計(jì)的后期階段,必須要做好設(shè)計(jì)變更管理工作,提前變更時(shí)間,盡可能的少變更,減少設(shè)計(jì)變更工作帶來(lái)的損失。要注意到,設(shè)計(jì)變更時(shí)間越早,那么損失也就越小,如果設(shè)計(jì)階段進(jìn)行變更,只要修改設(shè)計(jì)圖紙就可以滿足相關(guān)的要求,并不會(huì)出現(xiàn)其他的費(fèi)用;如果在采購(gòu)階段進(jìn)行變更,不僅需要修改圖紙,還需要重新選擇設(shè)備與材料;如果在施工階段進(jìn)行變更,還需要拆除重建,損失十分嚴(yán)重。基于以上的因素,必須要對(duì)設(shè)計(jì)變更工作進(jìn)行科學(xué)有效的管理,從根本上降低工程造價(jià)。
2.3提升設(shè)計(jì)人員的綜合素質(zhì)水平與責(zé)任意識(shí)
設(shè)計(jì)人員的綜合素質(zhì)與責(zé)任意識(shí)對(duì)于工程造價(jià)的控制有著直接的影響,要想有效降低工程造價(jià),設(shè)計(jì)人員必須要具有經(jīng)濟(jì)意識(shí),自覺(jué)的將工程經(jīng)濟(jì)性考慮到設(shè)計(jì)工作中,加強(qiáng)預(yù)算與技術(shù)之間的結(jié)合。此外,設(shè)計(jì)單位需要加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)人員的培訓(xùn)與教育工作,讓他們掌握新型的設(shè)計(jì)方式,同時(shí),還要將獎(jiǎng)懲機(jī)制落實(shí)到實(shí)處,激發(fā)出設(shè)計(jì)人員的成本意識(shí)與質(zhì)量意識(shí),讓他們可以嚴(yán)格的根據(jù)技術(shù)與規(guī)范要求進(jìn)行施工,在保障質(zhì)量的前提條件下引入新技術(shù),降低成本,對(duì)于有效節(jié)約造價(jià)的設(shè)計(jì)人員,可以給予適當(dāng)?shù)慕档停瑢?duì)于設(shè)計(jì)浪費(fèi)的設(shè)計(jì)人員要予以一定的懲罰,責(zé)令其進(jìn)行改正。
2.4開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),對(duì)設(shè)計(jì)方案開(kāi)展技術(shù)論證
使用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)模式可以有效降低工程的造價(jià),為此,在工程設(shè)計(jì)階段,必須要采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)模式,保障工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量與設(shè)計(jì)效率,同時(shí),還要采取科學(xué)的措施降低設(shè)計(jì)成本、縮短設(shè)計(jì)時(shí)間,讓經(jīng)濟(jì)性原則可以貫穿到整個(gè)設(shè)計(jì)工作中。在具體的設(shè)計(jì)階段,需要對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行科學(xué)的技術(shù)論證,甄選出最為經(jīng)濟(jì)、合理、科學(xué)的方案,將設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性與設(shè)計(jì)技術(shù)性結(jié)合起來(lái),做好設(shè)計(jì)論證工作,在保障工程性能與結(jié)構(gòu)的前提條件下,綜合使用定量分析法與定性分析法,提升設(shè)計(jì)工作的合理性與經(jīng)濟(jì)性。
3、結(jié)束語(yǔ)
公路設(shè)計(jì)是公路施工建設(shè)的藍(lán)圖,是確定公路各項(xiàng)性能指標(biāo)的基礎(chǔ)要素。由于道路建設(shè)是門(mén)復(fù)雜的系統(tǒng)性工程,施工條件復(fù)雜多變,施工工期較長(zhǎng),涉及因素眾多,如果在工程設(shè)計(jì)階段沒(méi)有充分考慮和準(zhǔn)確計(jì)算并制定切實(shí)可行的施工措施,就很可能在后續(xù)施工和使用過(guò)程中產(chǎn)生問(wèn)題,導(dǎo)致質(zhì)量事故,造成不必要的經(jīng)濟(jì)和人員損失。在公路設(shè)計(jì)工作中常見(jiàn)的問(wèn)題有以下幾種。
1.1公路實(shí)際使用壽命不能滿足規(guī)定要求,在使用年限之前很早就發(fā)生各類(lèi)損壞現(xiàn)象,影響使用。
根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行公路標(biāo)準(zhǔn),公路使用年限要在15年以上,而實(shí)際大多數(shù)的公路的使用壽命僅有10年。之所以發(fā)生這種情況,離不開(kāi)公路設(shè)計(jì)時(shí)按照較低標(biāo)準(zhǔn)選取技術(shù)參數(shù)的原因。這樣雖然能夠在一定程度上降低施工成本,增加經(jīng)濟(jì)效益,但也使公路的性能極限大幅下降。公路投入使用后,一旦遭遇較大強(qiáng)度的負(fù)荷就容易發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題,導(dǎo)致公路的提前報(bào)廢,從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度看,反而增加了經(jīng)濟(jì)成本。
1.2坡長(zhǎng)設(shè)計(jì)不當(dāng)
我國(guó)國(guó)土面積廣大,地形種類(lèi)復(fù)雜,很多公路路段要在陡坡上修建。坡長(zhǎng)設(shè)計(jì)不僅影響汽車(chē)的通行能力,還容易引發(fā)安全事故。
1.3平、縱坡的控制指標(biāo)設(shè)置不當(dāng)
隨著地形的變化,公路往往會(huì)遇到平坡、縱坡,如果平、縱坡的控制指標(biāo)沒(méi)有掌握好,極易引發(fā)車(chē)輛超載、超速問(wèn)題。近年來(lái)超速交通事故頻發(fā),具體原因很多,但平、縱坡的控制指標(biāo)設(shè)置不當(dāng),是其中一個(gè)重要因素。除此之外,公路設(shè)計(jì)中還存在諸如前期調(diào)研不足、排水不利、變更過(guò)多等問(wèn)題。
2提高公路工程設(shè)計(jì)質(zhì)量工作要點(diǎn)
2.1實(shí)施公路設(shè)計(jì)全過(guò)程質(zhì)量控制
按照傳統(tǒng)是設(shè)計(jì)工作方式,在所有設(shè)計(jì)工作完成后進(jìn)行設(shè)計(jì)審查,評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)方案的質(zhì)量水平。這種方式僅僅是對(duì)設(shè)計(jì)圖紙和方案本身進(jìn)行質(zhì)量檢查,而忽略了對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程的管理。由于工程設(shè)計(jì)文件篇幅很大,而審查時(shí)間往往只有幾天,使得審查工作難以深入開(kāi)展,對(duì)設(shè)計(jì)中存在的不足和缺陷也很難進(jìn)行徹底清查并修正。因此,加強(qiáng)設(shè)計(jì)工作全過(guò)程的質(zhì)量控制對(duì)于改正缺陷,提高設(shè)計(jì)方案質(zhì)量是非常必要的。目前,我國(guó)設(shè)計(jì)過(guò)程質(zhì)量控制工作剛剛起步,實(shí)行難度也比較大,對(duì)于工作人員的要求也非常高,需要工作人員具備相應(yīng)水準(zhǔn)的技術(shù)背景。實(shí)施公路設(shè)計(jì)質(zhì)量控制要抓好設(shè)計(jì)工作各個(gè)階段的質(zhì)量控制,主要要做好以下幾項(xiàng)工作。
2.1.1實(shí)施設(shè)計(jì)調(diào)查。
精確的設(shè)計(jì)條件是保障設(shè)計(jì)工作順利開(kāi)展的重要基礎(chǔ)要件。在外業(yè)工作完成后,建設(shè)單位和設(shè)計(jì)單位要開(kāi)展一次中間調(diào)查,對(duì)于施工標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)模等問(wèn)題進(jìn)行研究,拿出方案辦法。
2.1.2實(shí)施優(yōu)化設(shè)計(jì)。
設(shè)計(jì)方案初步擬制后,由項(xiàng)目建設(shè)單位連同設(shè)計(jì)單位組織專業(yè)技術(shù)人員,深入全面地研究方案各個(gè)細(xì)節(jié),查找不足,修正缺陷,進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化,不斷提高設(shè)計(jì)水平。
2.1.3實(shí)施施工圖會(huì)審。
在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)過(guò)程中要組織第三方召開(kāi)專家評(píng)審會(huì),對(duì)施工圖紙進(jìn)行階段性會(huì)審,確保數(shù)據(jù)計(jì)算無(wú)誤,圖紙質(zhì)量可靠。
2.1.4實(shí)施重點(diǎn)審查。
在工程設(shè)計(jì)方案完成后,邀請(qǐng)級(jí)別更高的設(shè)計(jì)單位對(duì)工程中重要部位或特殊結(jié)構(gòu)進(jìn)行重點(diǎn)審查,重新驗(yàn)算,將審查結(jié)果以書(shū)面形式如實(shí)傳遞給設(shè)計(jì)單位及建設(shè)單位,確保設(shè)計(jì)質(zhì)量。
2.2切實(shí)做好公路線形設(shè)計(jì)工作
公路線形的選擇對(duì)于道路施工條件、施工難度、工程質(zhì)量以及道路投入使用后的服務(wù)水平有直接影響。正確合適的線形設(shè)計(jì)能夠大幅降低施工難度,縮短工期,提高工程質(zhì)量,對(duì)于日后道路維護(hù)保養(yǎng)工作也有很大幫助。在平面線形設(shè)計(jì)方面,一要盡可能減少征地拆遷工作量,特別是路線不要途徑密集人口居住區(qū)。公路建設(shè),不僅僅要占用路面本身對(duì)應(yīng)的地面,對(duì)道路兩側(cè)的土地也有一定幅度的占用。如果道路經(jīng)過(guò)居民區(qū)就會(huì)導(dǎo)致大規(guī)模的民房拆遷工作量。民房拆遷需要大量的資金和時(shí)間,從而導(dǎo)致工程成本大幅上升,甚至影響工程工期;二要盡量避開(kāi)超高地區(qū)域。如果公路途經(jīng)超高地區(qū)域,不僅會(huì)提高施工難度,增加施工成本,建成后的道路還可能產(chǎn)生跳車(chē)現(xiàn)象;三要加強(qiáng)橫坡施陡坡區(qū)域的地基質(zhì)量。在陡峭的地方施工,容易產(chǎn)生地基不均勻沉降和滑坡現(xiàn)象,損壞工程質(zhì)量和使用壽命,甚至引發(fā)安全事故,所以要特別注意。在縱斷面線形設(shè)計(jì)方面,一要正確選取人行通道橋涵或天橋。橋涵和天橋都能夠提供人行通道的作用,又各有特點(diǎn)。天橋有利于降低車(chē)禍發(fā)生的概率,橋涵則節(jié)省通行時(shí)間,在設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況進(jìn)行選擇;二要減少明涵結(jié)構(gòu),降低施工及維護(hù)成本,防止發(fā)生跳車(chē)現(xiàn)象;三要盡量減少高填方設(shè)計(jì)。高填方設(shè)計(jì)對(duì)于施工技術(shù)水平要求很高,特別是在土質(zhì)松軟地區(qū),極易發(fā)生大面積不均勻沉降,影響道路運(yùn)行。
2.3重視路基工程設(shè)計(jì)
一要做好挖方填方相臨交界位置的設(shè)計(jì)。我國(guó)國(guó)土廣袤,公路里程動(dòng)則數(shù)百公里或上千公里,穿山越嶺途徑不同地質(zhì)地形區(qū)域,不論使用瀝青或混凝土何種形式的路面,總會(huì)發(fā)生裂縫、斷板、拱起、接縫破損等質(zhì)量問(wèn)題。而挖方填方交界處往往是裂縫現(xiàn)象發(fā)生的多發(fā)區(qū)域。其原因就是沒(méi)有處理好填方和挖方交界處的垂直變形問(wèn)題。因此,在設(shè)計(jì)時(shí)就要加強(qiáng)對(duì)于填方挖方交界處的處理,制定相應(yīng)措施,加強(qiáng)過(guò)渡部分的緩沖作用,減少裂縫發(fā)生。二要做好路堤邊坡設(shè)計(jì)。近兩年來(lái),我國(guó)某些地區(qū)多次發(fā)生地震、洪澇等自然災(zāi)害,導(dǎo)致山地公路邊坡塌陷和路堤損壞事故多發(fā),嚴(yán)重影響道路的正常通行。產(chǎn)生這個(gè)的問(wèn)題的主要原因就是邊坡對(duì)于意外導(dǎo)致的負(fù)荷承受力不足。因此,在設(shè)計(jì)時(shí)必須要注重對(duì)邊坡的防護(hù),設(shè)置護(hù)坡道來(lái)防御洪水沖擊,降低邊坡路堤負(fù)荷。
3結(jié)束語(yǔ)
施工組織設(shè)計(jì)
疏浚工程擬采用4方抓斗船開(kāi)挖,配合泥駁施工,疏浚土外拋于附近壩田、深潭或采用吹泥船吹至附近的壩田。工程施工應(yīng)嚴(yán)格按《疏浚工程技術(shù)規(guī)范》(JTJ319-99)、《水運(yùn)工程爆破技術(shù)規(guī)范》(JTS204-2008)有關(guān)規(guī)定執(zhí)行,同時(shí)必須在施工過(guò)程中實(shí)行自檢、互檢、專檢,對(duì)不符合質(zhì)量要求的淺段,不能竣工驗(yàn)收。在施工組織方面,首先形成明確的施工計(jì)劃,并對(duì)施工方提供的材料進(jìn)行審批。隨后,開(kāi)展技術(shù)交底工作,交接完成后即可提出開(kāi)工申請(qǐng)。最后,相關(guān)部門(mén)應(yīng)注意做好施工過(guò)程中以及施工結(jié)束后的質(zhì)量檢查工作。
航標(biāo)工程
1.航標(biāo)設(shè)計(jì)
西江下游(肇慶至虎跳門(mén))航道整治工程航標(biāo)工程共配布航標(biāo)144座,已有5年使用時(shí)間,受自然條件和產(chǎn)品老化等因素影響,上述航標(biāo)受損較多,原主要的備用器材也已經(jīng)耗完。根據(jù)此次航道整治工程涉及的西江航道局、江門(mén)航道局、佛山航道局和廣州航道局向廣東省航道局請(qǐng)示的相關(guān)文件,本遺留工程中航標(biāo)工程主要包括:
(1)航標(biāo)的改造、改建、修復(fù);
(2)塔標(biāo)標(biāo)路、擋土墻、安全護(hù)欄的修復(fù)、新建指路牌;
(3)航標(biāo)及備用器材的購(gòu)置。
2.配布類(lèi)別
西江下游航標(biāo)原設(shè)計(jì)為按內(nèi)河一類(lèi)標(biāo)志進(jìn)行配布設(shè)計(jì),本次航標(biāo)工程仍按原航標(biāo)配布類(lèi)別進(jìn)行設(shè)計(jì)。
3.設(shè)計(jì)原則
(1)特殊情況除外,對(duì)撞毀的航標(biāo)按照原設(shè)計(jì)方案進(jìn)行重建,對(duì)部分損壞的航標(biāo)進(jìn)行改造、修復(fù)。
(2)對(duì)于損壞的航標(biāo),各區(qū)域局已修復(fù)好,但資金尚未解決的,可列上,并在備注中說(shuō)明。
(3)航標(biāo)備用器材的備用量按原設(shè)計(jì)的備用率計(jì)算,即統(tǒng)一按照50%。
(4)由于無(wú)大比例放大測(cè)圖及勘察資料,施工中應(yīng)根據(jù)每座塔標(biāo)所處的實(shí)際地形進(jìn)行調(diào)整,其工程量實(shí)行現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量。
尾工工程
1.碼頭的現(xiàn)狀與功能要求
本碼頭位于西江下游高明市區(qū)太平州荷城公園河段,使用岸線長(zhǎng)度約45m,現(xiàn)狀為西江航道局高明航道站的簡(jiǎn)易工作碼頭,碼頭目前設(shè)置兩級(jí)漿砌石平臺(tái)及簡(jiǎn)易滑道,上游設(shè)置一高樁式引橋(頂標(biāo)高8.2m),碼頭前沿水域停靠工作船及放置浮標(biāo)等器材。原碼頭建設(shè)年代較早,設(shè)施陳舊,目前不能適應(yīng)航道日常維護(hù)工作的要求,需要進(jìn)行必要維修。根據(jù)高明航道站的要求,本碼頭需設(shè)置兩個(gè)靠船墩(兼顧系船功能),后方設(shè)置碼頭平臺(tái)作為堆場(chǎng)及設(shè)備檢修工作平臺(tái)。
2.平面布置
本碼頭平面順岸布置,碼頭泊位長(zhǎng)40m,碼頭結(jié)構(gòu)由兩個(gè)靠船墩組成,靠船墩兩端部的連線長(zhǎng)23m,后方平臺(tái)長(zhǎng)40m,平臺(tái)至岸堤止。碼頭平面布置詳見(jiàn)施工圖紙。碼頭前沿線部分水域需進(jìn)行浚深,以滿足船舶吃水要求。碼頭所在河段河床較為穩(wěn)定,水深良好。另外碼頭回旋水域距離主航道約100m,作業(yè)不影響主航道的正常通航。擬加固碼頭前沿港池底高程-2.82m。回旋水域?qū)挾?2.5m,底高程為-2.82m,前沿停泊水域16.0m。碼頭結(jié)構(gòu)長(zhǎng)23m,后方平臺(tái)長(zhǎng)40m。
3.作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
碼頭的泊穩(wěn)和作業(yè)條件主要考慮的自然條件包括風(fēng)、浪、水流的大小及其分布特征。風(fēng)速風(fēng)向?qū)Υa頭作業(yè)影響較大,當(dāng)風(fēng)力大于6級(jí)時(shí)碼頭停止作業(yè)。本碼頭位于三角洲河網(wǎng)水道,河道水面寬度約600m,自生風(fēng)浪較小。漲、落潮平均流速較小,水平平緩,對(duì)船舶的靠泊影響不大,水流對(duì)碼頭作業(yè)的影響比較小。根據(jù)自然條件和作業(yè)要求,通過(guò)上述分析,考慮風(fēng)、雨、霧、雷暴、水等各種因素的影響,本碼頭結(jié)構(gòu)加固后年可作業(yè)天數(shù)不小于320d。
實(shí)船試驗(yàn)
1.試驗(yàn)?zāi)康?/p>
(1)驗(yàn)證航道整治后的航道的技術(shù)參數(shù)(主要指彎曲半徑和寬度)的合理性,重點(diǎn)驗(yàn)證橫坑河段的航道技術(shù)參數(shù)。
此外西江下游在項(xiàng)目設(shè)計(jì)前沿河均為單橋,現(xiàn)在高明西江大橋、九江大橋、南門(mén)大橋均出現(xiàn)建設(shè)雙橋在同一區(qū)間水域,這和過(guò)去航道選線按規(guī)范單橋布線有所區(qū)別,因此在實(shí)船試驗(yàn)中考慮對(duì)這三座雙橋橋區(qū)水域進(jìn)行上下行會(huì)船試驗(yàn)。
(2)檢驗(yàn)全線航道航標(biāo)配布的合理性。
(3)綜合驗(yàn)證西江下游航道是否達(dá)到3,000t級(jí)江海輪的雙線航道通航要求。
2.試驗(yàn)范圍
本次試驗(yàn)河段為西江下游(肇慶至虎跳門(mén))全程河段長(zhǎng)168km,主要有兩段航段組成,其中從肇慶二橋至百頃頭長(zhǎng)123km,百頃頭至虎跳門(mén)口(即虎跳門(mén)水道)長(zhǎng)45km。重點(diǎn)試驗(yàn)河段為虎跳門(mén)水道的橫坑河段,起點(diǎn)從馬田水閘對(duì)開(kāi)27#標(biāo)至荷麻溪大橋上游的33#標(biāo),全長(zhǎng)約4.4km,詳見(jiàn)圖2。
(1)視距設(shè)計(jì)所包含的內(nèi)容
為行駛中車(chē)輛的駕駛?cè)怂芮宄?jiàn)到其前方的直線距離。視距長(zhǎng)短影響公路的行車(chē)安全至巨,安全性高的公路須有足夠的視距,使駕駛?cè)四軌驈娜菘刂破滠?chē)速,完成其所需的安全措施。
(2)縱坡度設(shè)計(jì)所包含的內(nèi)容
為公路縱向的坡度,亦即沿公路中心線路面的傾斜度,以兩點(diǎn)間高程差與兩點(diǎn)間水平距離的比值表示的,如2.4%,或-3.6%,正值表上坡道,負(fù)值表下坡道。
(3)豎曲線設(shè)計(jì)所包含的內(nèi)容
為縱坡度變化時(shí),兩坡度間將形成一轉(zhuǎn)角,車(chē)輛通過(guò)該轉(zhuǎn)角處應(yīng)有相對(duì)應(yīng)的考慮,以促進(jìn)行車(chē)安全、舒適以及視覺(jué)美觀,故應(yīng)于縱坡度變化處設(shè)置一段曲線,使縱坡度逐漸變化,使路線平滑通順,此曲線稱的為豎曲線。
(4)是否采橋梁或隧道減少縱坡度所包含的內(nèi)容
為若遇無(wú)法克服的地形障礙,為減少施工對(duì)當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境的改變量,考慮土方開(kāi)40挖等安全問(wèn)題,建議可采用橋梁或隧道型式,于后續(xù)行車(chē)階段也可減少用路車(chē)輛爬坡所造成的二氧化碳排放。
2平面線形設(shè)計(jì)
(1)緩和曲線所包含的內(nèi)容
為當(dāng)車(chē)輛由直線路段進(jìn)入某曲線半徑值以下的曲線路段,或由此曲線路段進(jìn)入直線路時(shí),為了行駛軌跡發(fā)生變化所插入的曲線稱為緩和曲線。
(2)復(fù)曲線與反向曲線所包含的內(nèi)容
為復(fù)曲線為同方向兩個(gè)或兩個(gè)以上不同大小曲線半徑的圓曲線連接,中間未設(shè)緩和曲線者。反向曲線為兩組同向曲線的反向組合。同向曲線為單曲線或同向曲線間設(shè)有緩和曲線者。
(3)平曲線最小半徑限制所包含的內(nèi)容
為公路的平曲線半徑愈小,則曲率愈大,亦即表示公路轉(zhuǎn)彎程度愈大,除產(chǎn)生較大離心力外,并因車(chē)輛轉(zhuǎn)彎時(shí)所占公路面積較大,故有效路寬將相對(duì)減小,致降低視距,對(duì)行車(chē)安全及舒適性影響甚大,故曲線半徑的最小值應(yīng)加以限制。
(4)平曲線最短長(zhǎng)度限制所包含的內(nèi)容
為車(chē)輛沿曲線行駛時(shí),若曲線長(zhǎng)度太短,駕駛?cè)思葱鑼傓D(zhuǎn)彎不久的方向盤(pán)立刻轉(zhuǎn)回,除離心力變化太大,乘客感覺(jué)不舒服外,駕駛?cè)瞬僮鞣较虮P(pán)的困難度亦較高,41故平曲線的長(zhǎng)度,亦有其最小限制的必要。
3公路交叉設(shè)計(jì)
公路交叉設(shè)計(jì)是為了有效率地發(fā)揮公路設(shè)施的交通功能。公路與其他公路或軌道系統(tǒng)相交者稱為公路交叉。而公路交叉的型式可分為平面交叉與立體交叉。以下分別就公路交叉設(shè)計(jì)面向下的次因素及其內(nèi)容作說(shuō)明。
(1)是否采槽化設(shè)計(jì)所包含的內(nèi)
為交叉路口槽化設(shè)計(jì)時(shí),可利用標(biāo)線或路面標(biāo)記繪成槽化島圖型,用以區(qū)隔直通與轉(zhuǎn)向的車(chē)道。槽化線線型分為單實(shí)線、Y型線與斜紋線三種,其顏色應(yīng)與其連接的行車(chē)分向線、分向限制線或車(chē)道線相同。交叉路口使用實(shí)體阻攔物做成不同的槽化島,將更能有效管制及保護(hù)車(chē)輛與行人。此指駛?cè)牖蝰偝鼋涣鞯罆r(shí)的槽化設(shè)計(jì)。
(2)是否設(shè)置轉(zhuǎn)向彎道所包含的內(nèi)容
為轉(zhuǎn)向彎道系于公路交叉處因?qū)嶋H需要設(shè)置槽化路口供轉(zhuǎn)向且與主線分離的車(chē)道,可提高路口車(chē)流的紓解效率。此指駛?cè)牖蝰偝鼋涣鞯罆r(shí)的轉(zhuǎn)向彎道設(shè)計(jì)。
(3)是否采感應(yīng)式號(hào)志所包含的內(nèi)容
為交通感應(yīng)式號(hào)志,用于交通量變化顯著且無(wú)規(guī)律,或交通量懸殊的地點(diǎn),由設(shè)于公路上的傳感器偵測(cè)車(chē)輛到達(dá)狀況,以號(hào)志控制器默認(rèn)的程序,實(shí)時(shí)變換燈號(hào)。此指設(shè)置于進(jìn)入交流道時(shí)的號(hào)志。
4結(jié)語(yǔ)
車(chē)輛交通事故的原因很多,包括駕駛員自身以及車(chē)輛狀況的原因,如疲勞駕駛、注意力不集中、超速、酒后駕車(chē)、車(chē)輛控件失靈等,也包括路況原因,如惡劣路況、技術(shù)指標(biāo)不達(dá)標(biāo)、視線不良等。如何在這些情況下最大限度的保障駕乘人員安全,達(dá)到寬容公路的設(shè)計(jì)理念,必須詳細(xì)認(rèn)真的收集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
1.1原路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及現(xiàn)狀
省道臨么線K72+800~K76+250段公路位于臨汾市翼城縣境內(nèi),起點(diǎn)位于臨么線與坪曲線的平交路口,終點(diǎn)位于晉侯高速翼城出口。此段公路為省道臨么線過(guò)境翼城縣城的重要組成部分,也是翼城縣與晉侯高速的連接線,為一級(jí)公路,路基寬度為24.5m,設(shè)計(jì)速度為80km/h,全長(zhǎng)3.45km。平面設(shè)4處平曲線,半徑分別為250,800,1500,10000,平曲線最小半徑為250m。縱斷面最大縱坡有一處為5.932%。此段公路位于翼城縣城郊,公路通過(guò)楊家莊、西王、北梁壁、西梁壁四個(gè)村莊,公路兩側(cè)房屋、商鋪林立,部分路段已經(jīng)街道化。該公路承擔(dān)著公路運(yùn)輸和城市街道雙重功能,以致堵車(chē)現(xiàn)象嚴(yán)重、交通事故頻發(fā)。原路安保設(shè)施情況:中間帶采用雙黃實(shí)線進(jìn)行分隔,設(shè)置了車(chē)行道邊緣線以及分界線;沒(méi)有任何標(biāo)志、標(biāo)線不全;路側(cè)護(hù)欄設(shè)置不全,或防撞等級(jí)不夠;平交路口無(wú)任何安保設(shè)施。
1.2交通量資料的調(diào)查
可以看出項(xiàng)目區(qū)域交通量較大,載貨汽車(chē)所占比例較大,載貨汽車(chē)中主要以礦石、煤炭、建筑材料運(yùn)輸為主。
1.3交通事故數(shù)據(jù)調(diào)查
2009年1月1日~2012年4月15日,共發(fā)生7起死亡事故,其中有6起事故是由于路中心缺少中央分隔帶護(hù)欄,摩托車(chē)、電動(dòng)車(chē)或行人的行駛路線不確定和隨意性造成的,給群眾財(cái)產(chǎn)和生命安全造成極大損失。
1.4運(yùn)行速度數(shù)據(jù)
對(duì)因超速引起交通事故的路段重點(diǎn)調(diào)查,并通過(guò)實(shí)地觀測(cè)獲得運(yùn)行速度數(shù)據(jù)。
2確定交通工程安全設(shè)施配轉(zhuǎn)置等級(jí)
交通工程及沿線設(shè)施等級(jí)分為A,B,C,D四級(jí),本項(xiàng)目作為集散公路的一級(jí)公路,根據(jù)JTGB01-2003公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按C級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配置。C級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為:應(yīng)配置較完善的標(biāo)志、標(biāo)線及必需的視線誘導(dǎo)標(biāo)、隔離設(shè)施;一級(jí)公路中間帶必須設(shè)置隔離設(shè)施;橋梁與高路堤路段應(yīng)設(shè)置路側(cè)護(hù)欄;平面交叉應(yīng)設(shè)置預(yù)告、指路或警告、支線減速讓行或停車(chē)讓行等標(biāo)志和配套、完善的交通安全設(shè)施,并保證視距。具體設(shè)計(jì)依據(jù)為:JTG/TD81-2006公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)細(xì)則,JTGD81-2006公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范,JTGD82-2009道路交通標(biāo)志和標(biāo)線設(shè)置規(guī)范。在本項(xiàng)目中根據(jù)項(xiàng)目性質(zhì)以及發(fā)生事故的類(lèi)型,主要以設(shè)置中央分隔帶波形梁護(hù)欄和路側(cè)波形梁護(hù)欄為主,輔以完善必要的標(biāo)志、標(biāo)線、突起路標(biāo)、防眩網(wǎng)、線形誘導(dǎo)標(biāo)、輪廓標(biāo)等。
3隱患問(wèn)題分析及方案設(shè)計(jì)
1)一級(jí)公路、路基寬24.5m、行車(chē)速度80km/h中間帶寬為3m,不應(yīng)采用雙黃線進(jìn)行分隔。
因?yàn)闆](méi)有強(qiáng)制隔離,會(huì)造成汽車(chē)隨意掉頭和逆向車(chē)道超車(chē),行人、自行車(chē)、摩托車(chē)橫穿公路,引起重大交通事故。根據(jù)規(guī)范要求當(dāng)整體式斷面中間帶寬度小于或等于12m時(shí),必須設(shè)置中央分隔帶護(hù)欄。設(shè)置中央分隔帶開(kāi)口時(shí)根據(jù)規(guī)范要求,當(dāng)一級(jí)公路作為集散公路時(shí),其平面交叉間距不應(yīng)小于500m。具體設(shè)計(jì)方案如下:根據(jù)《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》中路基中央分隔帶護(hù)欄的設(shè)置原則,一級(jí)公路、設(shè)計(jì)速度為80km/h可能發(fā)生一般事故或重大事故。因而中央分隔帶采用Gr-Am-4E波形梁護(hù)欄進(jìn)行隔離。項(xiàng)目位于城鄉(xiāng)結(jié)合部,為集散公路,設(shè)置中央分隔帶開(kāi)口時(shí),應(yīng)結(jié)合村莊以及平交路口進(jìn)行設(shè)置,且開(kāi)口間距不小于500m。在中央分隔帶開(kāi)口前設(shè)置減速標(biāo)線。中央分隔帶開(kāi)口處設(shè)置允許掉頭指示標(biāo)志。若位于村莊路段還應(yīng)在中央分隔帶開(kāi)口處設(shè)置人行橫道線和人行橫道標(biāo)志。
2)路線的平縱線形指標(biāo)引起的交通事故隱患。
根據(jù)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》,當(dāng)設(shè)計(jì)速度為80km/h時(shí),平面圓曲線半徑的一般值為400m,極限值為250m;平曲線最小長(zhǎng)度的一般值為400m,最小值為140m。此段公路中JD1平曲線半徑為250采用的是極限值。由表2知,平曲線長(zhǎng)度全部小于一般值,大于最小值。由此可以看出,平曲線線形指標(biāo)均滿足規(guī)范要求,但線形指標(biāo)采用過(guò)低;縱斷面最大縱坡為5%,最小坡長(zhǎng)為200m。,此段公路中有2處的縱坡超過(guò)規(guī)范要求,分別為5.932%和5.305%。同時(shí)有7處的最小坡長(zhǎng)不滿足規(guī)范要求。因而存在交通事故隱患。具體設(shè)計(jì)方案如下:由于平面線形指標(biāo)采用過(guò)低及縱坡數(shù)據(jù)不能完全滿足設(shè)計(jì)速度80km/h的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求;且沿線商鋪林立,已經(jīng)街道化,存在行人和非機(jī)動(dòng)車(chē)隨意橫穿公路現(xiàn)象,故在此段公路的起終點(diǎn)采用限速60km/h的限速標(biāo)志,以降低車(chē)輛行駛速度。在JD1處設(shè)置急彎警告標(biāo)志以及減速標(biāo)線,并設(shè)置線形誘導(dǎo)標(biāo)和輪廓標(biāo),以起到警告和誘導(dǎo)作用。下坡路段存在的主要安全隱患是車(chē)速過(guò)快或連續(xù)剎車(chē)導(dǎo)致車(chē)輛制動(dòng)失效,易造成追尾相撞或?qū)ψ彩鹿剩稍O(shè)置陡坡警告標(biāo)志以及減速標(biāo)線并根據(jù)路側(cè)危險(xiǎn)程度和事故資料,路側(cè)設(shè)置護(hù)欄。
3)路側(cè)險(xiǎn)要路段護(hù)欄設(shè)置不全,或防撞等級(jí)不夠。
路側(cè)險(xiǎn)要路段主要安全隱患一般為車(chē)輛駛出路外的事故。可采取以下措施:a.根據(jù)交通量大小、行車(chē)速度、路側(cè)危險(xiǎn)程度和事故資料,路側(cè)設(shè)置護(hù)欄。本項(xiàng)目采用Gr-A-4E(2E)波形梁護(hù)欄或F型A級(jí)鋼筋混凝土護(hù)欄進(jìn)行防護(hù)。b.設(shè)置減速標(biāo)線。c.設(shè)置線形誘導(dǎo)標(biāo)和輪廓標(biāo)。
4)平交路口。
平交路口存在的主要隱患是車(chē)速過(guò)快或不知道存在平交路口,易造成車(chē)輛相撞或碰撞行人事故,可采取以下措施:a.在支路設(shè)置“停車(chē)讓行”標(biāo)志和停車(chē)讓行標(biāo)線。b.主路上設(shè)置平面交叉的警告標(biāo)志和減速標(biāo)線。
5)過(guò)村鎮(zhèn)路段。
其特點(diǎn)是道路兩側(cè)行人多,非機(jī)動(dòng)車(chē)輛多,存在很多小型的出入口,存在安全隱患。設(shè)計(jì)時(shí)除考慮村莊標(biāo)志外,還應(yīng)結(jié)合注意非機(jī)動(dòng)車(chē)輛標(biāo)志、注意行人標(biāo)志進(jìn)行設(shè)置。同時(shí)設(shè)置減速標(biāo)線。
4結(jié)語(yǔ)
作者:方原柏 單位:昆明有色冶金設(shè)計(jì)研究院
現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線儀表可以安裝在危險(xiǎn)環(huán)境中,如Class1Division1區(qū)域,符合本安(除電池外)和隔爆認(rèn)證,防護(hù)等級(jí)不低于IP66。上述無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中,有少數(shù)因耗電量大需現(xiàn)場(chǎng)提供電源。如無(wú)線雷達(dá)液位計(jì)需要65/240V(AC)或24~64V(DC)電源;無(wú)線設(shè)備振動(dòng)監(jiān)測(cè)變送器可用電池供電,也可以由外部提供10~30V(DC)電源。現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線儀表的刷新速度可以設(shè)定為1s,5s,10s,30s,未來(lái)可以達(dá)到0.25s。現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線儀表通過(guò)組態(tài)可執(zhí)行或不執(zhí)行路由功能。無(wú)線網(wǎng)關(guān)OneWireless網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)具有非常靈活的擴(kuò)展性,既可以是單一的無(wú)線變送器網(wǎng)絡(luò),也可以是支持全廠多種無(wú)線應(yīng)用的、全面的工廠級(jí)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。2010年6月推出的R200OneWireless網(wǎng)絡(luò)最新版本,支持用戶在其相關(guān)設(shè)施的不同區(qū)域設(shè)計(jì)具有各種無(wú)線覆蓋能力的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。如僅針對(duì)無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)儀表的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),可選擇無(wú)線變送器本身的路由功能,由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接入點(diǎn)實(shí)現(xiàn);也可以同時(shí)支持無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)儀表、多種無(wú)線應(yīng)用、有線設(shè)備無(wú)線轉(zhuǎn)接、有線網(wǎng)絡(luò)無(wú)線互聯(lián)等多種功能的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),由多功能節(jié)點(diǎn)(Multinode)實(shí)現(xiàn)。一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可以有多個(gè)網(wǎng)關(guān),網(wǎng)關(guān)之間支持無(wú)線通信。多功能節(jié)點(diǎn)一個(gè)或多個(gè)多功能節(jié)點(diǎn)構(gòu)建無(wú)線Mesh主干網(wǎng)絡(luò),無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可以自動(dòng)選擇與任何一個(gè)多功能節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無(wú)線通信。Mesh主干網(wǎng)絡(luò)支持多種應(yīng)用,不僅支持同ISA100.11a無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的無(wú)線通信,還支持802.11Wi-Fi無(wú)線設(shè)備如無(wú)線視頻、Experion移動(dòng)工作站、標(biāo)簽掃描儀、無(wú)線巡檢、無(wú)線設(shè)備振動(dòng)監(jiān)測(cè)變送器、無(wú)線讀表器、可燃?xì)怏w檢測(cè)的無(wú)線通信,同時(shí)支持現(xiàn)場(chǎng)Ethernet設(shè)備的無(wú)線轉(zhuǎn)接,即現(xiàn)場(chǎng)的第三方設(shè)備可以直接有線接入多功能節(jié)點(diǎn)從而進(jìn)入無(wú)線網(wǎng)絡(luò),或者配置無(wú)線轉(zhuǎn)接模塊,同多功能節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無(wú)線通信。每個(gè)多功能節(jié)點(diǎn)都可同時(shí)作為網(wǎng)關(guān)或配置冗余網(wǎng)關(guān)與DCS,PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)集成,兩個(gè)10/100Mbit/s以太網(wǎng)通信口可以同時(shí)接在一個(gè)交換機(jī)上,用于控制系統(tǒng)的通信:Modbus,TCP/IP,OPC,或用于多功能節(jié)點(diǎn)之間的有線互聯(lián),或用于轉(zhuǎn)接Modbus,RTU,TCP/IP設(shè)備進(jìn)入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。
現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接入點(diǎn)采用雙天線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),確保Mesh多路徑通信環(huán)境時(shí)無(wú)線數(shù)據(jù)的可靠性。無(wú)線管理平臺(tái)無(wú)線管理平臺(tái)(WDM)管理所有的無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備,如ISA100.11a無(wú)線變送器、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接入點(diǎn)和多功能節(jié)點(diǎn)等無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。該平臺(tái)承擔(dān)無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)、系統(tǒng)管理器以及安全管理器的角色,用于初始化無(wú)線設(shè)備的組態(tài),并存儲(chǔ)組態(tài)無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備所需的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)數(shù)據(jù);實(shí)現(xiàn)無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的安全管理,生成、和管理所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備加入無(wú)線安全網(wǎng)絡(luò)所需的安全密鑰;提供Modbus,HART,OPC和專有協(xié)議等數(shù)據(jù)集成通信接口,實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)同DCS的數(shù)據(jù)集成。無(wú)線管理平臺(tái)功能也可以內(nèi)嵌在DCS的組態(tài)工具中,支持無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備在DCS中的內(nèi)嵌式數(shù)據(jù)集成;同第三方DCS的數(shù)據(jù)集成時(shí),應(yīng)配置單獨(dú)的采用標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議的無(wú)線管理平臺(tái)。OneWireless工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)OneWireless與其他類(lèi)型的工業(yè)無(wú)線技術(shù)相比具有如下特點(diǎn):a)一個(gè)無(wú)線平臺(tái)支持多種應(yīng)用,如過(guò)程參數(shù)的監(jiān)控,安全視頻監(jiān)視,流動(dòng)作業(yè),移動(dòng)設(shè)備的即時(shí)定位,管道腐蝕監(jiān)測(cè),設(shè)備狀態(tài)診斷(如振動(dòng)、轉(zhuǎn)速、位移)等。b)一個(gè)無(wú)線平臺(tái)支持多種通信協(xié)議。可以支持HART,Profibus,F(xiàn)F,Modbus(Serial和TCP)以及OPC等多個(gè)協(xié)議。c)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備種類(lèi)齊全,不僅有HART設(shè)備,還有4~20mA模擬設(shè)備,熱電偶,熱電阻,閥位,DI,DO,甚至還可以通過(guò)無(wú)線讀表器連接就地顯示圓形刻度盤(pán)的壓力表、真空表、溫度計(jì),擴(kuò)展了無(wú)線解決方案涉及的產(chǎn)品系列。d)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)用于連接的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備參數(shù)除了常見(jiàn)的壓力、流量、溫度、物位外,還包括管道腐蝕監(jiān)測(cè),設(shè)備狀態(tài)診斷(如振動(dòng)、轉(zhuǎn)速、位移)等特殊參數(shù)。e)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線設(shè)備的刷新速度快,目前可以設(shè)定為1s,未來(lái)可以達(dá)到0.25s,從而為無(wú)線傳輸?shù)膮?shù)用于閉環(huán)調(diào)節(jié)控制創(chuàng)造了條件。f)傳輸距離遠(yuǎn)。一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積可以達(dá)到數(shù)十平方千米。g)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線儀表電池的使用時(shí)間可以達(dá)到4.5a以上。h)無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的路由功能選擇提供了系統(tǒng)構(gòu)成的靈活性。i)擴(kuò)展方便,規(guī)模可大可小。j)支持移動(dòng)設(shè)備如移動(dòng)工作站、IntelaTracPKS無(wú)線巡檢設(shè)備等,以通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)收集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù),執(zhí)行資產(chǎn)智能管理。k)通過(guò)XYR400E無(wú)線轉(zhuǎn)接模塊可以無(wú)線轉(zhuǎn)接如下協(xié)議的第三方設(shè)備:RS-232,RS-485,Ethernet。第三方設(shè)備包括PLC,分析儀,照相機(jī),報(bào)警盤(pán)等。3OneWireless工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)應(yīng)用場(chǎng)合a)適合采用工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的場(chǎng)所:測(cè)點(diǎn)分散,被鐵路、河流、建筑物分割;危險(xiǎn)區(qū)域;罐區(qū)儲(chǔ)罐分散、無(wú)集中監(jiān)控設(shè)備;現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)作業(yè)的需要;系統(tǒng)布置要求更簡(jiǎn)潔、安全;改造項(xiàng)目時(shí)間緊迫。b)采樣刷新速度快,適用于要求采樣刷新速度較快的工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。c)過(guò)程工業(yè)為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)定的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)共分0~5級(jí),對(duì)應(yīng)信息傳輸速度的重要性由高到低,即0級(jí)要求的信息傳輸速度最快。目前,OneWireless工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)主要用于5級(jí)的記錄和下載/上傳參數(shù)、4級(jí)的報(bào)警參數(shù)、3級(jí)的開(kāi)環(huán)控制參數(shù)及2級(jí)的緊急程度不高的閉環(huán)監(jiān)督控制參數(shù);而屬于1級(jí)的緊急程度高的閉環(huán)調(diào)節(jié)控制參數(shù)和0級(jí)的涉及過(guò)程安全的緊急動(dòng)作參數(shù),為可靠起見(jiàn),目前暫不采用該網(wǎng)絡(luò),而應(yīng)以4~20mA,HART,F(xiàn)F現(xiàn)場(chǎng)總線等方式傳輸。d)無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、無(wú)線網(wǎng)關(guān)均為本安認(rèn)證,可用在本安設(shè)備上,防護(hù)等級(jí)不低于IP66,現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線設(shè)備還帶隔爆認(rèn)證。e)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接入點(diǎn)可以與無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通信,而多功能節(jié)點(diǎn)既可以同無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通信,也可以支持無(wú)線視頻、移動(dòng)工作站、振動(dòng)監(jiān)測(cè)等多種無(wú)線通信,也支持有線接入PLC或其他以太網(wǎng)設(shè)備,進(jìn)行無(wú)線轉(zhuǎn)接。
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模a)一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)最多可支持40個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接入點(diǎn)/多功能節(jié)點(diǎn),每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以作為網(wǎng)關(guān)有線接入上位機(jī)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集成。一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可以有多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接入點(diǎn)/多功能節(jié)點(diǎn)同時(shí)作為網(wǎng)關(guān)。b)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接入點(diǎn)/多功能節(jié)點(diǎn)作為網(wǎng)關(guān)時(shí),每個(gè)都可以帶100臺(tái)無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(刷新速度1s),現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接入點(diǎn)/多功能節(jié)點(diǎn)不作為網(wǎng)關(guān)時(shí)可以支持20臺(tái)無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(1s刷新速度時(shí))或80臺(tái)無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(大于1s刷新速度時(shí))。c)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模至少可以支持多達(dá)800臺(tái)無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(1s刷新速度時(shí))或3200臺(tái)無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(大于1s刷新速度時(shí))。設(shè)計(jì)要點(diǎn)a)接入OneWireless工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的輸入信號(hào)類(lèi)型及采用的無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備見(jiàn)表1所列。b)無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備有作為路由器或不作為路由器兩種使用選擇。當(dāng)無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備組態(tài)為不具有路由功能時(shí),支持快速數(shù)據(jù)采集,可做到如1s的刷新采集和小于100ms的通信時(shí)間滯后;當(dāng)數(shù)據(jù)采集速度要求不快時(shí),無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可以組態(tài)為具有路由功能,一些不能直接與網(wǎng)關(guān)無(wú)線通信的無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可以借助其他無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的路由將信息傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)。c)通常需要得到有關(guān)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備配置圖,然后標(biāo)出所需安裝的無(wú)線儀表位置。當(dāng)無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備組態(tài)為不具有路由功能時(shí),現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接入點(diǎn)、多功能節(jié)點(diǎn)之間同無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的無(wú)線通信距離根據(jù)天線類(lèi)型不同分為305m,610m,3km,兩個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接入點(diǎn)或多功能節(jié)點(diǎn)之間的通信距離為1km,采用高增益天線時(shí)為10km;當(dāng)無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備組態(tài)為具有路由功能時(shí),兩個(gè)無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的通信距離可達(dá)400m。d)無(wú)線網(wǎng)關(guān)支持標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議,更支持同DCS的內(nèi)嵌式數(shù)據(jù)集成。如與霍尼韋爾公司PKSExperion控制系統(tǒng)集成時(shí),無(wú)線管理平臺(tái)所有功能已經(jīng)內(nèi)嵌在DCS的組態(tài)工具中,不需要再接入無(wú)線管理平臺(tái)。e)作為控制應(yīng)用的無(wú)線網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)關(guān)必須冗余配置。f)采用ModbusTCP/IP進(jìn)行數(shù)據(jù)集成時(shí),應(yīng)配置即插即用的無(wú)線防火墻,確保網(wǎng)絡(luò)安全。g)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接入點(diǎn)電源為直流24V交流,交流110/230V,多功能節(jié)點(diǎn)電源為直流24V,應(yīng)由UPS供電。安裝要點(diǎn)網(wǎng)關(guān)a)安裝位置盡可能地有開(kāi)闊的視野,便于與其他多功能節(jié)點(diǎn)構(gòu)建Mesh無(wú)線主干網(wǎng)絡(luò)以及與無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間建立連接。b)靠近DCS室或者裝有有線接口的控制室。c)防爆區(qū)域必須將網(wǎng)關(guān)置于防爆箱內(nèi)。d)易于提供交流220V電源。e)網(wǎng)關(guān)可安裝于抱桿上,高增益天線也必須安裝在抱桿上,天線盡可能地裝得高一些,但是必須在接閃桿的45°角保護(hù)范圍內(nèi)。f)抱桿所用材質(zhì)為鍍鋅鋼管,直徑為50mm左右,鋼管壁厚不小于2mm;抱桿安裝位置高出管架正上方或者就地機(jī)柜室外部墻體頂部1~2m,并距離墻壁等物體至少200mm;抱桿底部可焊接在管架或者鋼板上,再用膨脹螺絲固定到樓頂,高度要求為2m,抱桿需良好接地。g)從無(wú)線網(wǎng)關(guān)設(shè)備到上一級(jí)有線設(shè)備(交換機(jī)、路由器等)之間的網(wǎng)線不可以超過(guò)100m。不作為網(wǎng)關(guān)的多功能節(jié)點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接入點(diǎn)a)應(yīng)滿足節(jié)中步驟c)~f)要求。b)當(dāng)無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備組態(tài)為不具有路由功能時(shí),安裝位置盡可能有開(kāi)闊的視野和該節(jié)點(diǎn)覆蓋的所有無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的中心,以便于與網(wǎng)關(guān)或其他需要建立無(wú)線鏈接的多功能節(jié)點(diǎn)盡可能地保持可視;如果沒(méi)有直達(dá)路徑,非視距路徑也可以通過(guò)反射或折射覆蓋,但是覆蓋范圍將縮小,需要較多的站點(diǎn)才能滿足要求。4結(jié)束語(yǔ)OneWireless系統(tǒng)在中國(guó)的應(yīng)用已經(jīng)有數(shù)十套,如中國(guó)石化和中國(guó)石油多家下屬企業(yè)、重慶錦湖化工廠、廣州珠江水泥廠、申能上海臨港電廠燃?xì)怆娬尽⒅袊?guó)EPC油庫(kù)、中聯(lián)煤層山西沁縣氣田。華東電力試驗(yàn)所等。其中中石化武漢800kt/a乙烯無(wú)線通信項(xiàng)目由237臺(tái)無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、22臺(tái)多功能節(jié)點(diǎn)(包括5臺(tái)網(wǎng)關(guān)和5臺(tái)冗余網(wǎng)關(guān))及ExperionServer內(nèi)嵌無(wú)線管理平臺(tái)組成。目前工業(yè)無(wú)線通信技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀為三足鼎立。除中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)提出的WIA-PA(WirelessNetworksforIndustrialAutomation-ProcessAutomation)工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)范外,OneWireless與WirelessHART是國(guó)外主流廠家推出的兩個(gè)重要的工業(yè)無(wú)線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 省級(jí)期刊
山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 省級(jí)期刊
廣東省模具工業(yè)協(xié)會(huì)主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 省級(jí)期刊
廣東省科技廳主辦
預(yù)計(jì)1-3個(gè)月審稿 部級(jí)期刊
中鐵二局股份有限公司科學(xué)技術(shù)部主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 部級(jí)期刊
中國(guó)人民解放軍軍事科學(xué)院主辦
預(yù)計(jì)1-3個(gè)月審稿 統(tǒng)計(jì)源期刊
中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主辦