時間:2023-03-24 15:21:13
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從整體來看,我國高校的計算機信息網絡建設還處于初級階段,基礎和運用能力薄弱,因此我們在了解高校中計算機信息網絡建設的意義和現狀的同時,進行網絡建設的優化也是十分必要的。
高校行政管理的傳統形式及弊端
高校的行政管理主要是高校有關管理部門對學校各種事務的安排和處理,不僅為學校的教學工作順利開展服務,同時也是為高校的文化活動和科研服務的。但在傳統的高校行政管理中存在著種種弊端需要解決,主要體現在投資大而效率低下,管理人員綜合素質有待提高以及學校的重視不夠,可以歸結為以下幾點:
欠缺規范的管理制度與管理理念。
我國高校管理面臨著管理理論研究不足的現狀,管理水平不高,管理手段單一,管理效率低下,管理漏洞頻繁出現,根本原因是因為沒有形成合理科學的管理制度體系缺乏競爭機制和激勵措施。同時管理者管理理念不能隨著教學的開展而不斷變革,缺乏現代化管理理念,學校行政管理直接關系到其教育科研水平的提高和教學的質量,所以進化信息化網絡改革是十分必要的。高校行政廣利人員設置不合理,出現怠慢工作行為。高校在行政管理方面人員設置存在很大問題,缺乏科學性,機構和人員臃腫并不能提高工作的效率。雖然在高校行政管理中工作越分越細,職位也相應增加是提高工作效率的途徑,但是機構重復導致作業重復而且存在各部門互相協作能力不夠的現象,協作程度不高可能導致責任互相推諉的現象。同時還要面對的問題是相對缺乏激勵措施導致高校行政管理工作者人浮于事,怠慢工作,耽誤工作的開展,影響教學質量的提高。學校的重視不夠。高校對行政管理不重視體現在行政管理人員的利益分配和激勵措施上,高校行政管理人員不能享受與教學、科研人員同等的待遇,在一定程度上削弱了高校行政管理人員的工作積極性。
(一)人員結構老化降低信息系統的運行效率
人行樟樹支行現有工作人員29人,平均年齡為46歲,其中40歲以上的工作人員25人。自1998年起,人行樟樹支行工作人員一直未得到補充,現有工作人員結構逐步老化的情況日趨嚴重。由于現有大多數工作人員未經過系統的專業學習,計算機操作技能均是在參加工作后通過短期計算機培訓獲得,計算機操作能力相對較弱。在日常工作中,現有工作人員基本上是按照信息系統短期推廣培訓的操作流程和方式進行系統操作,不能把握信息系統的整體功能和操作,對系統運行中出現的意外事件往往束手無策,依賴上級行或技術人員解決,降低了系統的運行效率。
(二)硬件配備不足影響信息系統的部署和運行
人行樟樹支行現配備計算機28臺,其中業務網段配備16臺,資金網段配備9臺,視頻網段配備3臺。受業務網和資金網訪問控制權限的制約,業務網計算機配備數量明顯不足,造成日常辦公用機緊張,部分系統(如OA辦公系統)難以推廣部署。目前,基層央行普遍存在辦公資金緊張的情況,現有的電子化資金僅能優先保障資金網設備的更換和滿足電子化設備的運轉需求,造成現有計算機設備的更新周期長,設備老化情況嚴重,影響信息系統運行的安全穩定。
(三)軟件設計復雜增加信息系統管理維護難度
人行樟樹支行部署的49個信息系統沒有采取統一的系統開發平臺,各類信息系統的開發方式、運行模式繁雜,系統間的數據共享程度較低,增加了系統管理維護的難度。由于計算機硬件技術的高速發展,信息系統的退出速度較慢,部分系統的操作系統版本要求較低,造成無機可用的局面。另外,網絡版的系統沒有建設統一的門戶,各系統均采用各自地址登錄的方式,造成應用上的極大不便。(四)權限設置欠科學性影響權限控制的實施在信息系統的推廣和應用過程中,受限于基層央行的人員數量和應用能力,很多信息系統都不能按照權限控制要求定崗定人,對于非資金類系統普遍存在一人包辦管理、錄入、復核的情況,對于權限控制要求非常嚴格的資金類系統,也僅能按照內控要求規避需要換人控制的崗位,普遍存在一人多崗的情況。
二、建議
(一)優化人員結構,開展多層次的業務培訓
建議上級行考慮基層央行的人員結構情況,適當向基層央行引入高素質人員,逐步優化基層央行的人員結構。基層央行要根據自身實際,組織開展全員計算機應用培訓和考核,全面提高現有員工的計算機應用能力,適應基層央行信息化建設的需要,提高系統運行的效率。同時加強對技術管理人員的技術培訓,提高技術人員的維護水平和業務技能,強化技術人員處理復雜問題的能力,使信息系統能夠安全穩定運行。
(二)合理配置設備資源,挖掘設備潛力
建議上級行適當增加基層央行的電子化運轉資金,同時規范電子化設備報廢制度,每年適量更換設備,逐步降低電子化設備的老化程度。基層央行要根據本單位的設備情況,有效調動和利用現有的設備資源,統籌兼顧,合理調配,在優先解決資金網設備的基礎上,逐步提高辦公網設備的數量,定期檢查設備,對資金網淘汰和閑置的設備,維護后可轉入辦公網使用,以充分提高設備的使用效率。
(三)統一開發平臺,優化程序設計
1.1病毒的入侵。計算機系統運行中,容易面臨病毒威脅,一旦遭到病毒入侵,數據會丟失,系統不能運行。病毒入侵常常通過自我復制形式,侵襲和竊取數據,使得數據完整性和系統正常服務功能無法實現。嚴重情況下會導致整個系統癱瘓,用戶無法正常使用計算機。
1.2設備不可靠。設備不可靠也是導致系統無法正常運行的重要因素。例如,用戶設備終端、傳輸數據交換設備是進行網絡通信的必須設備,一旦發生故障,影響系統有效運行。一般為預防系統出現中斷情況,網絡信號傳輸線采用兩根。另外,網絡集線器也是重要的設備,如果質量出現問題,導致系統無法正常運行。
1.3設計不科學。系統設計不到位不完善,沒有嚴格遵循規范要求進行,系統布局不規范,線路連接沒有到位,影響整個系統穩定運行。
二、計算機通信與控制系統運行可靠性的提升方法
2.1優化網絡拓撲結構。拓撲結構是通信網絡架構的核心內容,合理進行規劃設計有利于系統有效運行,提高系統穩定性和可靠性,確保系統處于良好的性能。在計算機網絡設計初期,必須提高思想認識,對拓撲結構進行科學合理設計,精心規劃與布局,做好安排工作,滿足系統運行需要。同時,要重視通信網絡的容錯性和有效性,確保滿足實際工作需要。在整個結構中,最為關鍵的是要把握好結構的連通度和結構直徑,根據當地網絡設計需要,合理確定參數,滿足人們使用需要。伴隨著計算機技術發展和進步,拓撲結構不斷升級,新技術和新工藝不斷出現,在設計和運用中,要合理利用這些技術與工藝,從而促進結構性能提升,更好滿足系統運行需要。
2.2進行科學合理設計。系統設計是十分關鍵的內容,對通信系統與控制系統運用產生直接影響。一方面,要注意系統結構緊湊,對各部分進行科學合理布局,確保信號傳輸直接,提高傳輸質量。采用必要的屏蔽措施,大功率器件采用散熱措施,合理利用輔助電源。另一方面,做好系統各級電路工作點選擇,確保各級間耦合效果。做好方案設計與論證工作,提高系統設計水平,防止外界電磁力的影響。
2.3加強通信網絡管理。計算機系統一般比較復雜,除了做好設計工作之外,還需要重視采取措施加強網絡管理。以降低網絡故障率,保證網絡系統信息和數據能有效傳輸。從而有效避免數據丟失,降低數據和信息傳輸故障率,促進系統可靠性提升。同時在管理過程中,重視現代技術運用,加強系統運行監測工作。實時分析和控制網絡運行參數,并根據具體需要做好調節工作,對出現的問題及時處理和應對,促進系統可靠性的提升。
2.4多級容錯分層處理。為促進系統可靠性提升,系統設計中需要建立多級容錯系統。通過采用這種措施,即使系統運行出現故障,在多級容錯技術支持下,網絡能夠及時處理和應對故障,保障系統正常運行。同時在故障處理過程中,不需要及時更換故障單元,對網絡整體結構不會帶來負面影響。另外,還需要采用多層次結構,進行科學有效管理,區分服務層、物理層、系統層、邏輯層,確保每層結構可靠,預防故障出現,進而提高整個系統的可靠性。
2.5采用其它相應措施。此外,還需要采取其他措施,從而提高系統可靠性。例如,排除電源電壓波動帶來的影響,運用磁環方法防止外界因素影響供電電源;控制直流電源電磁輻射。加強運行過程檢查,提高系統使用人員素質,嚴格遵循規范要求進行操作,從而促進系統穩定可靠運行,使整個計算機系統更好為人們服務。
三、結束語
【關鍵詞】水文頻率;計算;新型
目前,在各類水利水電工程、交通建設以及海港工程項目中,都需要指定設計標準的水文設計值,而這樣的設計值往往通過對水文頻率的計算獲得。水文設計值結果對工程的設計、投資和工期計算都有著重要意義,所以對于設計值必須確保經過多方面分析、檢查。對于水文設計值及相關的統計參數,并不是將資料進行簡單的統計計算,比如某一項水利工程能夠提供50年的資料,那么就需要考慮到是否有百年一遇的可能性,甚至更長。接下來就根據實際的水文頻率計算理論展開探討。
1 常規的水文頻率計算方法
在以往的水文頻率計算中較為普遍的計算方法為矩法與線性矩法[1]。這兩種方法的具體計算過程有著很多的相似之處,都是在頻率分布模型和經驗頻率制定后,對估計參數進行計算的大方向,其中矩法是依據多年依賴的常規矩,以變數X的r冪數來進行計算,而線性矩法則是通過近期所提出的線性矩,采取變數X的一次冪和一定的概率作為權重概率矩,然后再一次進行線性組合。
這兩種方法如果出現了X估算有誤差的情況出現,經過高次冪后會使得誤差值更大,所以通常不會單獨地使用一種方法,而是將兩種方法進行結合使用,這樣將誤差控制在一個盡量小的范圍內。在這兩種方法中,對于平均值的計算結果是相同的,所以常常以計算值為主,不再作變動,但因為資料、方法等方面還存在著一些不確定因素,所以計算所得的參數值往往只能作為估計的初值,具有一定的參考價值卻達不到具體應用的水準,這樣對于后續設計以及施工工作的展開造成了不小的難度,這些數值往往需要通過實踐和空間上的綜合平衡分析后才能夠得到實際應用,這樣的做法即會造成計算的不準確,在耗時上也會更多。
2 水文頻率具體計算方法和評選標準
上文分析了現在普遍使用的水文頻率計算方法的實際情況,下面就水文頻率的具體計算進行深入分析。
首先是對水文系列的統計參數進行估算,然后利用所選取的頻率分布模型進行頻率曲線線型計算,計算其中各種頻率的設計值[2]。
目前我國的設計人員在各類水文頻率的計算方法中,都是從假定水文特征量入手,假定水文特征量X服從某一水利工程的已知分部條件,擬合出X的理論頻率曲線F(x),之后根據估算的參數和頻率曲線,推求出可以滿足設計標準的設計值xp,這樣的算法在同一樣板上,因為估計方法的不同,也會使計算結果不同。
其具體的計算公式如下:
其中為設計值的理論值。
這樣的計算方法在實際中的應用往往會出現總體的期望破壞概率的情況,期望概率大大超過設計頻率時有發生,這樣就無法保證水文設計值的準確,說明了我國目前的水文頻率計算方法還不能使設計對象達到安全標準。
3 水文頻率新型結算方法探究
下面筆者對利用MATLAB軟件對水文頻率進行計算的方法開展分析,就MATLAB軟件的概念,以及整個的計算流程做出深入探討。
3.1 MATLAB概念
MATLAB是上個世紀八十年代由美國MathWorks公司推出的高效運算軟件,在經過數十年的發展后,MATLAB軟件具有科學計算、試圖交互系統、動態系統仿真等一些先進的計算能力。其主要的優勢體現在操作簡單、函數運算豐富、圖形符號功能全面、科學智能選擇運算方法以及多種語言支持[3]。
3.2 MATLAB的參數計算
將水文頻率計算引入MATLAB軟件計算中,一般采用的是P-Ш型分布,水文變量X的三個統計參數為、、,另一組的參數用、、表示,通過這兩組的參數來推算出水文設計值。
在MATLAB計算中,平均值的函數表示為:
P-Ш型分布屬于伽馬分布,數以對于P-Ш型分布的兩個統計參數和在MATLAB計算中需要達到P-Ш型分布統計參數的目的,P-Ш型分布的概率函數公式為:
在該公式中說包含的和兩個參數在MATLAB中的古估算函數為:
和的極大似然估計值分別與向量對應。
最終,、以及的參數值計算由以下公式得出:
為的極大似然估計值,為的極大似然估計值。
3.3 MATLAB的理論頻率計算
在得出了、和得數值后可以進一步的金粟庵理論概率,其具體結算公式如下:
其中MATLAB的P-Ш型分布函數定義為:
利用上述的公式將變量的頻率,在P-Ш型分布函數的逆函數中表示為:
在將上述的所有參數估計與理論頻率計算帶入MATLAB軟件進行計算編程后,為了達到水文頻率的自動化計算目標還需要進行頻率計算的圖解配線,這需要通過人機交互的方式來進行展開。
3.4 MATLAB的圖解配線
首先,在計算機圖解的配線上需要考慮到一個核心問題,即海森概率格紙的繪制[4]。下面就對海森概率格紙的繪制進行進一步的分析。
在以往的水文計算中,正態累計的分布函數表達式為:
將此表達式帶入到MATLAB中可以將此變形為:
海森概率格紙在=0.01%時,橫坐標設定為0;在=99.9%時,橫坐標設定為1;=50%時縱坐標為0,這樣就得到了概率的圖解配線。
4 MATLAB的實際應用和其優點
4.1 MATLAB的計算步驟
上文對MATLAB的水文概率計算做出了具體的分析與計算機編程,下面就MATLAB的實際應用步驟進行分析。主要的計算方式分為6個步驟來完成:
步驟一:將基本的數據資料輸入計算機,包括了水文的變量值x,系列長度N。
步驟二:根據上述的海森圖解配線來開展海森概率格紙的繪制。
步驟三:計算出基巖頻率,在概率格紙上將對應的坐標點標出。
步驟四:通過上述步驟,將、以及的參數值計算出來
步驟五:計算出理論概率,并計算相應的坐標點,繪制理論頻率曲線
步驟六:進行屏幕配線,觀察見過點與理論頻率的擬合層度,從而確定參數的優劣情況。
4.2 MATLAB的優點
利用MATLAB軟件進行編程計算使整個水文頻率計算過程簡捷、高效、準確,給后續工作的開展提供了良好的基礎;對MATLAB軟件的學習過程也比較簡單,很容易上手,對于那些習慣了傳統的水文頻率計算方法的人來說,并不會帶來太大的困難。
5 結束語
現代水利工程的建設離不開水文頻率的計算,在計算方法上如今也出現了多種樣式,本文通過對目前較為普遍使用的矩法與線性矩法進行分析,總結這兩種方法的不足之處,同時提出了利用MATLAB軟件的新型水文頻率計算方法,對于今后的水文頻率計算有參考作用,將水文頻率計算與現代計算機結合是未來的發展趨勢,如何使水文頻率計算能夠更加準確、可靠,從而讓水文參數值完美地符合工程設計的需要,是每一個從業人員都要進行思考的,也為將來更加簡捷高效進行水文頻率計算工作提供新的思路。
參考文獻:
[1]金光炎.水文頻率分布模型的異同性與參數估計問題[J].水科學進展,2010(4).
新形勢下我國計算機網絡技術不斷地發展,給我們的社會生活帶來了極大地便利。但是,任何事物都有兩面性,計算機網絡技術也不例外,在運用計算機網絡技術的過程中也存在著很大的風險。如何在運用計算機網絡技術的過程中更好的趨利避害,使得計算機網絡可以給我們社會生活帶來更多的驚喜和幫助,我們針對計算機網絡安全問題進行相關探討,提出一些有建設性的意見和措施,使得人們在運用計算機網絡技術時可以更加放心。主要是對計算機網絡安全的重要性進行研究,分析了漏洞掃描技術,并針對提高計算機網絡技術安全這一問題提出相關的措施。
關鍵詞:
新形勢;計算機網絡安全;漏洞掃描技術
我國科學技術不斷進步,計算機技術發展尤為迅速,并且在我國社會生活中起著極為重要的作用,給我們的現實生活帶來了很多的變化,使得我們與社會的聯系越來越密切。然而,在運用電子計算機網絡技術的過程中,由于計算機網絡的開放性,給計算機用戶帶來很大的安全問題,用戶的個人信息可能會泄漏,甚至會給人們的財產安全造成一定的威脅,所以,一定要對計算機網絡安全問題有所重視,而且要采取相關措施來提高網絡運用的安全性。我國相關部門一定要對計算機網絡安全采取一定的行動,讓網民可以安心上網。本文就是分析了在我國互聯網技術不斷發展的前提下,如何保障人民計算機網絡運用的安全,提出了相關的建議和意見,希望可以減少網絡帶來的風險,更好的促進人們幸福生活。并對漏洞掃描技術進行了一定的分析,充分發揮其對網絡病毒的抵制作用而且還能夠修復相關的漏洞,從而保障網絡安全。
1 新形勢下計算機網絡安全發展現狀
這幾年,我國計算機網絡技術不斷發展,計算機的信息處理能力是越來越強,更好地促進人們生活、學習、工作。我國人們在日常生活中也喜歡通過計算機網絡來完成相關的工作,搜集相關信息。計算機網絡有較強的開放性和便利性,人們可以在網上進行購物、聯系溝通、工作,足不出戶可通曉天下事,人們與世界的聯系越來越密切。計算機網絡技術在給人們帶來便利的同時,也給人們帶來了一定的風險和威脅。比如人們在網上購物或信息搜集時,會填寫一些個人信息,這些個人信息一旦沒有得到很好的保密,泄漏出去就會對人們的隱私安全和財產安全造成一定影響。甚至,有時會有新聞爆出相關人員因為個人信息泄漏,導致存款被盜。
因此,當前我國計算機網絡安全問題頻出,這需要我國相關部門引起重視,采取一定措施維護計算機網絡系統安全,使得人們可以安心、放心上網。除此之外,還有計算機網絡病毒給人們上網帶來極大地安全困擾,計算機網絡病毒的入侵會使得電腦程序混亂,造成系統內部癱瘓,有時還會造成人們本身已經準備好的相關數據的丟失,給人們工作、生活帶來麻煩。而且,現在還有一些惡意軟件會給計算機網絡帶來一定的危害,破壞電腦系統內部正常運行,使得計算機內部混亂,無法正常工作,造成計算機系統死機等。總之,我國當前計算機網絡安全問題非常多,這些問題已經嚴重影響了人們的正常生活,還給人們帶來了非常多的負面影響。
2 計算機網絡存在的主要安全問題
第一,計算機內部的每一種安全機制都有一定的適用范圍,而且這種機制在運用的過程中還需要滿足一定的條件,所以計算機內部機制的不完善給用戶帶來了很大的安全隱患。在計算機內部程序當中,防火墻是其中一種比較有效的安全工具,可以給電腦用戶提供一些安全保障。防火墻在計算機網絡系統運作的過程中,它能夠隱蔽計算機內部網絡結構,使電腦網絡結構不會輕易被識別。防火墻在內部網絡與外部網絡的聯系過程中制造了一些障礙,使得外部網絡不能夠輕易地訪問內部網絡。但是,防火墻這一工具的功能還是有限的,它不能夠阻止內部網絡之間的聯系,這樣電腦系統內部網絡之間就可以隨便往來。防火墻對于內部網絡與內部網絡之間的入侵行為是很難發覺的,這樣也會給電腦系統造成破壞。還有就是系統的后門不是電腦內部傳統的工具所能夠考慮到的地方,這也是防火墻所不能夠顧及的一個方面。系統后門容易被入侵,防火墻也很難發覺,并采取相關的措施。
第二,電腦內部安全工具的使用存在一定的缺陷,在電腦用戶的使用過程中,電腦內部的安全工具能不能實現功能最大化,能不能使得安全工具使用效果的最優化,很大程度上受到了人為因素的制約。在這個使用的過程中受到了系統管理者和普通用戶的影響,在使用安全工具的過程中要是沒有使用正當設置,會產生不安全因素。
第三,網絡壞客泛濫,壞客攻擊電腦手段不斷更新,每天都會有不同的電腦問題出現。我國網絡的不斷發展,電腦安全工具也文秘站-中國最強免費!在不停地創新,但是,電腦安全工具更新速度遠遠跟不上壞客攻擊手段的更新速度。通常壞客對用戶的電腦進行了攻擊,然而,電腦的安全工具卻不能夠發現,更不用說采取相關的地質措施。總之,目前我國電腦的安全工具反應太慢,根本不能夠及時處理入侵的病毒。
論文關鍵詞:3G-EVDO,無線局域網絡,稅源監控系統
稅源監控系統是稅務機關利用現代信息技術對稅源信息進行全面采集、分析和利用的稅務信息化應用系統。一般由企業端和稅局端組成。安裝在企業的企業端系統功能是用于對企業進行稅源信息監控、采集和數據傳輸;安裝在稅務機關的稅局端系統功能是用于接收所采集的稅源信息,并對信息進行分析和利用。稅源監控系統是稅務機關對重點稅源企業進行實時監管的重要工具,應用先進信息技術提高系統功能,對稅務機關降低稅源監控成本,提高稅源監控實效,從源頭堵塞稅收流失具有重大意義。
一、無線監控技術簡介及3G-EVDO優勢分析
1. 無線監控技術簡介
目前無線監控技術實現上有下面幾種方式:
(1)模擬無線數據收發模塊實現。該類監控數據傳輸距離主要由發射機的發射功率來決定,監控范圍受發射距離的限制,范圍小;數據在空中傳播,易受電磁等干擾,數據可靠性不好;模擬傳輸沒有很好的加密模式,安全性不好;數據傳輸率很低,不能滿足稅源監控要求的從企業原料采購到成品銷售的多個重要環節產生的數據采集及時性、準確性、安全性等要求。
(2)GSM網絡實現。這類監控通信方式是依托全球的GSM網絡,它的最大特點是打破了距離的限制,從而可以實現遠程監控。主要是利用GSM短消息業務或語音業務進行業務監控。語音業務就是利用語音信道進行通信,把各種信息轉化成語音信號計算機論文,通過語音信道發送。缺點是:由于網絡傳輸不穩定,短信中心容量等問題,信息發送不可靠,并且缺乏安全性;消息的發送到接受很多情況會有較大時延,加上內容長度限制和GSM上網速度只能達到9.6kbps,這種網絡環境無法滿足企業稅源實時監控和準確性的要求。
(3)GPRS網絡實現。GPRS是由中國移動推出的2.5G服務,是在現有的GSM系統上發展出來的一種新的分組數據承載業務論文服務。GPRS與GSM語音的根本區別是,GSM的基礎是電路交換,GPRS的基礎是分組交換。因此,GPRS特別適用于突發性的、少量的數據傳輸,也適用于偶爾的大數據量傳輸。和GSM相比的優點是傳輸速度較快,缺點是數據傳輸速度偏低,有跳躍性,只能滿足部分視頻監控的要求。
(4)3G-EVDO即CDMA2000 1x EVDO,是3G系統CDMA2000的演進版本,基于CDMA的集群技術。3G-EVDO系統設計的基本思想是將高速分組數據業務與低速語音及數據業務分離開來,利用單獨載波提供高速分組數據業務,而傳統的語音業務和中低速分組數據業務仍由 CDMA2000 1x系統提供,這樣可以獲得更好的頻譜利用效率,網絡設計也比較靈活,抗干擾能力強、信號穿透能力強、系統容量大。1x EV-DO 于2001 年被ITU-R 接受為3G 技術標準之一。
2. 3G-EVDO技術優勢分析
3G-EVDO是基于CDMA系統的升級,兼容了IS-95系統的空中接口技術,在升級上只需進行軟件方面的升級。而CDMA網絡經過7年多的建設,通信網絡覆蓋全國,基礎設備完善齊全,將會是最快升級到3G網絡的系統。通信過程中不會產生脈沖式射頻,當在周圍各種強電設備密布的情況下,不會給其他電器設備造成射頻破壞。3G-EVDO通信網絡覆蓋全國,并成為成熟和穩定的網絡,為無線局域網絡稅源監控系統提供一個穩定、安全的接入環境。3G-EVDO系統本身網絡的安全性就好,傳輸過程中滿足IP化和多媒體化的需求,系統具備視頻編解碼處理、網絡通信、自動控制等強大功能計算機論文,直接支持網絡視頻傳輸和網絡管理,使得監控范圍達到前所未有的廣度。比較符合以后的發展方向。3G-EVDO可提供高達153.6kps的無線數據通訊帶寬,采用信道資源分配方式,可確保基于無線局域網絡的稅源監控系統企業信息傳輸的實時性。目前從技術先進性上來看,3G-EVDO是各種無線網絡通訊技術中最新的改良技術,在網絡安全、傳輸、解碼、分配、覆蓋等方面都有著明顯的優勢。
二、3G-EVDO技術在稅源監控中應用的意義
伴隨著網絡技術3G業務應用范圍不斷擴大,基于3G系統的無線局域網絡監控系統將會用到各個領域,3G技術與稅務信息化的結合也是大勢所趨。目前國內有關無線局域網稅源監控系統產品多數為針對2G無線網絡系統進行開發的,由于稅源監控圖像所包含的信息量非常大,而2G通信系統本身又具有帶寬小、抗干擾能力差、衰落嚴重、誤碼率高等特點,稅源監控數據傳輸容易掉包的問題沒有得到很好解決,無法達到實時監控的作用。如何將遠程的監視、系統遙控、監控無線化有機地結合起來,做到既可以基于無線網絡進行遠程的監視、遙控和圖像的傳輸,又具備通常稅源管控的功能,并且投入費用合理,能夠更加有效地確保系統運行穩定,將安全防范技術提高到一個新的水平,是目前稅源監控信息化的應用的最大需求. 開發基于3G-EVDO無線局域網絡的稅源監控系統實現稅源監控管理網絡化、無線化、遠程化具有積極的現實意義,主要體現在以下幾個方面:
1.有利于實施全方位的稅源動態監控
基于3G-EVDO的企業無線局域網絡稅源監控系統,可深入企業生產經營全部環節,進行實時監控、采集企業生產、經營真實信息,實施全方位的稅源動態監控和納稅評估,對提高稅源信息采集質量、加強信息共享和綜合分析利用、查找和堵塞征管漏洞、提高稅源管理實效具有重大意義。
2.有利于解決復雜工業環境下有線網絡稅源監控技術難題
有關稅源監控系統的開發與應用,在國內也已有少量報道,但企業現有的局域網絡都是有線網絡,在工業環境復雜的企業生產環境中有線網絡的應用受到環境的很大限制,存在布局困難、損耗大、傳輸距離短、分布范圍有限、運行成本高的缺陷。無線局域網絡監控系統具有無限的無縫擴展能力,可組成非常復雜的監控網絡。無線網絡監控系統是監控和無線網絡傳輸技術的結合,它可以將不同地點的現場信息實時通過無線通訊手段傳送到無線監控中心。
3.有利于降低稅源監控成本
目前從技術先進性上來看,3G-EVDO是各種無線網絡通訊技術中最新的改良技術,在網絡安全、傳輸、解碼、分配、覆蓋等方面都有著明顯的優勢,具有綜合成本低計算機論文,只需一次性投資,性能穩定可靠,維護費用低,無需專人管理的特點。建立無線局域網絡稅源監控系統,有利于提高稅收行政管理的效率、降低稅源監控成本,解決有線局域網絡下監控中存在的監控點多、傳輸距離遠、覆蓋范圍寬、實時性強、適應復雜的生產環境等技術瓶頸。。
三、基于3G-EVDO的無線局域網絡稅源監控系統設計
1.總體目標
在目前已有的基于有線網絡傳輸的企業稅源監控系統基礎之上,以3G-EVDO集群技術替代現有的有線網絡監控、數據采集與傳輸,設計實現基于3G-EVDO集群技術的無線局域網絡稅源監控系統。相比現有的有線網絡稅源監控系統,系統功能可在以下方面達到提升:
(1)稅源監控范圍擴大。基于3G-EVDO集群技術的無線局域網絡稅源監控系統可實施全方位的動態稅源監控,對企業生產經營的采購、生產、庫存到銷售都進行了全方位的動態監控,實現對企業生產經營的全過程的數據信息進行實時采集傳輸和分析利用。使稅務管理部門能夠全面了解企業的實時經營情況,全面掌握稅源信息,減少稅收流失論文服務。
(2)稅源監控能力提高。基于3G-EVDO集群技術的無線局域網絡稅源監控系統不再受企業地理位置的限制,適合遠距離傳輸,數字信息抗干擾能力強,不易受傳輸線路信號衰減的影響,能夠進行加密傳輸,可以在數千公里之外實時監控現場。特別是在現場環境惡劣或不便于直接深入現場的情況下,數字視頻監控能達到親臨現場的效果。即使現場遭到破壞,也照樣能在遠處得到現場的真實記錄。
(3)稅源監控實效提升。系統采用3G-EVDO集群技術、視頻壓縮編碼等諸多先進的信息化技術進行信息采集與傳輸,由于對視頻圖像進行了數字化,可以充分利用計算機的快速處理能力,對其進行壓縮、分析、存儲和顯示。通過視頻分析,可以及時發現異常情況并進行聯動報警,從而實現無人值守。提高稅源監控范圍、質量和效率。
2.技術路線與技術關鍵
(1)技術路線:系統從設計到開發采用基于無線局域網絡稅源管理思想,利用3G-EVDO集群技術、視頻壓縮編碼等諸多先進的信息化技術進行數據無線網絡傳輸的新型系統,運用H.264視頻壓縮編碼技術和3G-EVDO無線網絡數據傳輸解決方案,通過建立統一的信息采集機制、統一的數據信息監控機制,構建面向應用監控、預警的信息化系統。采用跨平臺跨數據庫的設計技術、J2EE技術、三層/多層結構技術、3G通訊標準、TCP/IP協議等技術進行分析設計和數據交換標準。
(2)技術關鍵:基于3g-EVDO無線局域網絡技術稅源監控應用研究,提供3G網絡接口實現數據傳輸、共享、分析、預警;網絡帶寬自適應技術,根據網絡帶寬自動調整視頻幀率計算機論文,適應爆發性、大容量數據傳輸;基于無線網絡的點對點、點對多點、多點對多點的遠程實時企業生產經營現場監視;具有面向異構網絡環境的綜合管理能力。
3.技術創新
(1)采用3G-EVDO 、H.264視頻壓縮編碼技術等網絡通訊新技術,實現企業生產經營“購、產、存、銷”關鍵經營環節監控,解決傳統網絡傳輸方式的無法適應監控點多、傳輸距離遠、覆蓋范圍寬、實時性強、適應復雜等網絡稅收監控瓶頸問題,實現實時數據傳輸、接收,保證信息的安全性、穩定性、準確性、及時性;
(2)采用3G-EVDO 、H.264視頻壓縮編碼技術等網絡通訊新技術在企業生產關鍵環節實現實時的稅源信息采集,從源頭控制發票開票信息的不實,通過技術手段對企業真實的經營信息的分析,測算銷售數據,與納稅申報信息比對,實現異常預警。
(3)采用3G-EVDO網絡通訊新技術通過一個系統將多種系統整合在一起,將信息自動化,財務分析,稅源監控功能集于一身,實現對各類稅源信息的傳遞、交流、共享、存儲、協同,實現數據集成及數據的集中展現,做到全方位稅源實時控管,有效解決企業,稅務機關,政府,生產者之間信息不對稱問題。真正實現了監控系統的數字化、網絡化和智能化。
【參考文獻】
[1]尹遜政,路勇.一種基于GPRS技術的遠程監控解決方案[J].計算機應用,2006,Vol.15(5):27-30.
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[3]范文博,姚遠,張其善.基于GPRS技術的數據采集遠程網絡監控系統.無線電工程[J],2004,Vol.34(1):21-24.
[4]林國鏡.科學化稅源管理[M].北京:中國稅務出版社,2009:18-19.
微電子論文2000字(一):淺談一種新型的25Hz相敏軌道電路微電子接收器論文
摘要隨著電子技術的發展,相敏軌道電路接收信號處理裝置已逐步實現電子化,以電子接收器代替以前的機械式二元二位繼電器,徹底解決了原繼電器接點卡阻、抗電氣化干擾能力不強、返還系數低等問題。目前廣泛使用的微電子接收器都是使用單片機來處理信息,對輸入信號采用升壓方式進行采樣處理,雖提高了信號強度,但是不利于防止輸入高壓損壞接收器;且每個接收器僅采用單一信號處理通道進行信號分析處理,并由其輸出信號驅動軌道繼電器動作,接收器的安全性、可靠性和抗干擾能力有待提高;另外,現有接收器故障后相關電氣參數不能實時監測;前述不足以影響到軌道電路的整體可靠性和可用性。因此,本文提出了一種基于DSP的新型微電子接收器,以提高微電子接收器的可用性、可靠性及安全性。
關鍵詞電子技術;25Hz軌道電路;接收器
1系統原理
1.1接收器冗余結構
圖1新型微電子接收器(0.5+0.5方案)的冗余結構圖
接收器的冗余結構圖,每臺接收器同時進行兩個軌道區段(區段A和區段B)的軌道電路信號和局部電源信號的處理,相鄰兩個軌道區段可共用兩臺接收器,這兩臺接收器中的任一正常工作,均可正常處理這兩個軌道區段信號,并驅動這兩個軌道區段的后級軌道繼電器動作。如圖1所示,相對于目前的接收器冗余方案,新型微電子接收器的冗余方案可使每個軌道區段節省一個接收器,從而降低建設成本。在接收器冗余結構圖中,當接收器1和接收器2中的某一個發生故障時,若另一個接收器能夠正常工作即可確保軌道區段信號的正常處理;同時可以通過接收器的自檢功能發出報警,提醒維護人員及時更換故障接收器,從而提高軌道電路的整體可用性。
1.2接收器二取二原理
接收器系統內部采用獨立的雙套硬件和雙套軟件,實現一路信號,兩路處理,最終通過安全與門判決,輸出判決結果。當無論是接收器哪一套硬件或軟件出現問題,兩路處理結果不一致時,系統輸出判決都是導向安全的結果。且僅當兩路信號處理的結果完全一致時,安全與門輸出相同結果。
2系統構成
如圖2所示,新型接收器核心處理部分采用雙DSP芯片構成二取二安全結構。主從DSP同時處理軌道電路信號和局部電源信號,分別輸出判決信號;將主從DSP的判決結果進行與運算,如果主從DSP的判決信號不一致,接收器輸出信號將保持軌道繼電器處在落下狀態;只有當主從DSP的判決信號一致且滿足軌道區段空閑條件時,接收器才會輸出驅動軌道繼電器吸起的信號,顯示軌道區段處于空閑狀態;主從DSP任一故障,接收器均不能輸出驅動軌道繼電器吸起的信號,從而提高接收器安全性。
新型接收器電路模塊包括:局部輸入隔離電路、軌道輸入防雷電路、輸入信號采集電路、數據處理電路(DSP芯片)、安全與門電路、輸出控制電路、電源電路、通信電路和顯示與告警電路。
輸入隔離:采用電流互感器將軌道信號和局部信號與后級信號處理模塊進行電磁隔離,隔離變壓器采用降壓方式,當輸入的信號出現大的沖擊或干擾時,通過變壓器進行衰減,加載在后級信號處理電路上的信號將被衰減,對后級信號處理電路起到防護作用。
軌道輸入防雷電路:采取大功率雙向瞬態防雷管,實現對輸入雷電和浪涌的防護。
輸入采集電路:將輸入交流信號的負半周信號抬高到零電平以上,滿足后級單電源工作運放的輸入要求,單電源工作可減小器件功耗。
數據處理電路:把輸入的25Hz軌道和局部模擬信號通過芯片自帶的A/D模數轉換器轉換為數字信號,對轉換后的數字信號進行分析處理,測出軌道輸入的25Hz信號幅值及軌道信號與局部信號的相位差,在主處理器采集從處理器的輸出信號和后級輸出控制電路的輸出信號并經其判斷接收器正常后,再由主處理器控制顯示告警電路,并由主處理器將相關數據通過接收器的通訊電路送監測分機。
安全與門電路:比較主從DSP輸出信號,經安全與門判決二者一致方能向后級輸出控制電路送出有效信號。
輸出控制電路:采用開關電源方式輸出驅動軌道繼電器的直流電壓信號。
通信電路:采用總線方式,向集中監測分機傳送25Hz相敏軌道電路接收器采集到的軌道交流電壓值、相位角和接收器的工作狀態等信息。
顯示與告警電路:顯示接收器自身工作狀態及接收器所處理軌道區段的占用與空閑狀態,顯示接收器DC24V工作電源及局部電源的正常或故障狀態。
3結束語
新型接收器將實現接收器工作狀態和軌道電路電氣參數的實時在線監測,提高運營維護效率,降低維護人員勞動強度,同時,根據新型25Hz相敏軌道電路接收器的功能和特點,可減少現有接收器和軌道架的數量,大量地減少室內配線,初步分析可節約建設成本約20%。
微電子畢業論文范文模板(二):微電子控制機電設備在工業中的具體應用論文
摘要:在科學技術快速進步的背景下,工業自動化水平取得了比較明顯的提升,在機械制造方面表現的更加明顯,基于各種因素的影響,微電子技術得到了相對廣泛的應用。基于此,本文詳細分析了微電子控制機電設備在工業中的應用,希望能夠為實際提供良好的借鑒意義,以供參考。
關鍵詞:微電子;機電設備;工業;應用探討
信息技術的發展以及先進電子設備的產生催生了機電一體化時代的到來,所謂的機電一體化技術是把電工電子技術、機械技術、信息技術、微電子技術、接口技術、傳感器技術、信號變換技術等一系列技術結合,再綜合應用于實際的綜合技術,現代化自動生產設備可以說為機電一體化的設備。微型計算機在機電一體化系統的作用能夠總結成如下三點:第一,直接控制機械工業生產過程;第二,機械工業生產期間加強各物理參數的自動測試,進行測試結果的顯示記錄,在計算、存儲、分析判定并處理測量參數或指標;第三,進行機械生產過程的管理與監督。機電一體化系統里微電子控制機電設備怎樣進行適宜計算機選擇,怎樣設計硬件系統,怎樣組織軟件開發,怎樣對現有計算機系統等進行維護與使用是相當關鍵的,也是值得探索的
課題。
1微電子控制機電設備系統的組成和原理
在某微電子控制機電系統當中,主要是由PLC、管路壓力變送器、變頻器等多種設備組成的。在控制系統當中,管路壓力變送器主要是檢測控制輔助沖量、管路水壓、蒸發量等三個變量,接著將數據信號向PLC當中傳送,并且通過PLC進行分析和計算,將信號發送信號控制器,通過信號控制器來控制水泵運轉,在設計系統的過程中需要與實際情況合理的進行結合,并且對變頻器的輸出頻率進行確認,輸出頻率在整個系統設計過程中具有非常重要的意義,和系統的控制息息相關,在確定系統輸出頻率是需要綜合性的分析和考慮用水量以及揚程參數等。在整個系統當中控制流程的用水量變化,主要是通過壓力變送器向PLC傳送的通過PLC進行分析和計算,可以有效的調節循環泵的頻率,合理的分配能源,讓工作的效率提高,起到節約資源的作用。
2微電子控制機電設備在工業中的具體應用
1)可編程序控制器(PLC)的應用。從PLC的角度進行分析,其主要優勢在于具有很強的控制能力,而且穩定性較高,機身體積相對較小,可以有效的和其他的配件進行組合。在工業生產的過程中,因為機電設備往往會占據一定的面積,如果想讓其廠房中的占比較高,就一定要注意讓廠房的空余面積加大,盡量讓控制器的數量減少,讓機電設備的數量增多,與此同時還需要注意PLC的節能性較高相比,其他的控制系統可以節約資源,讓工業生產的成本支出降低,讓企業的經濟效益增加,由于PLC設備可以有效的和其他設備之間進行組合,可以靈活方便的在廠房當中進行布設,讓一機多用。可以實現讓廠房的設備結構進一步得到簡化,對設備維護中耗費的人力物力進行控制,減少人力輸出,可以將人力有效的分配到工業生產當中,讓生產資料的利用效率提高。PLC的另一大優勢在于可以通過現場總線和生產設備之間
進行連接,有效的監控工業生產,可以動態化的監控生產的全過程,確保在生產過程中,第一時間解決生產時產生的故障,避免由于機械故障而導致生產進度停滯,讓設備的維護開支得到控制,PLC的計算速度很快,可以輕松的對生產時的任何變動進行管理和控制,有效的防止由于設備變化控制器無法及時應對而產生的問題,PLC還可以進行相關的升級,伴隨當前經濟快速發展,就算生產線當中的產品產生了變動,只需要正確的調整,控制程序也可以符合新產品生產的具體需求。
相比于其他編程操作,PLC控制器在編程的過程中較為方便,員工通過短時間的訓練就可以熟練的掌握編程的技巧,在實際操作的過程中工作步驟相對較為簡單,可以很容易的掌握設備的維修安裝以及操作,由于PLC自帶程序編輯器只需要工作人員了解梯形語言,就可以對其進行熟練的掌握。對控制器的工作語言進行了解,當出現故障的時候可以及時的調整和處理控制器。
2)變頻器調速器的作用。變頻器工作狀態分作自動與手動兩類,手動工作狀態即在PLC結束工作后展開的人工操作行為,經電位器調節能對變頻器輸出頻率進行給定。自動工作狀態實質是PLC輸出信號為變頻器輸出頻率展開控制。和傳統調節閥控制方式相比,PLC控制可節電,更好進行水泵磨損控制,在延長設備壽命與實現系統自動化水平提升中發揮了重要作用。
第一,和傳統正弦波控制技術相比,因變頻器用到了電壓空間矢量控制技術,先進性和獨特性在性能上得到充分凸顯,同時因其特有的低速轉矩大、運行穩定性強、諧波成分小等特征,這對我國電網而言輸出電壓自動調整功能能充分進行優勢發揮。第二,變頻器具備外部端子、鍵盤電位器與多功能段子等一系列操作方式,功能完善,可輸入多種模擬信號(如電流、電壓、頻率等效范圍檢測,轉速追蹤等);并且變頻器可實現擺頻運行與程序運行等一系列模式。第三,因變頻器全系列元件應用的是西門子產品,有極強的保護性能,可靠穩定,能很好的避免過流、短路、過壓等問題,確保本機能正常運行。并且變頻器有良好的絕緣耐壓性,產品質量好,設定簡單等使得其有更強的適用性。
3)電路發揮的作用。在安裝PLC和變頻器的時候,保證電路的穩定是保障工作的必要。電路在安裝過程中,應該采取邊安裝邊測電的方式,這樣更能使電流穩定,這同樣屬于工作期間需引起重視的關鍵環節。在電路安裝完畢之后,不要急著通電,應該先再次檢查電路是否安裝正確,查看是否有少安裝或者多安裝的情況。另外,測量一下接觸元器件的連接點,這樣可以發現一些接觸不良的地方,若有漏電情況應該及時對此進行維修。電路在工業中也是起到了很大的作用,在安裝電路的時候,一定要小心謹慎,綜合考慮多方面因素,不要遺漏一些小問題,有時一些小問題也可能出大錯,保證電路的穩定才能更好地協調其他設備的安裝穩定。應認真復查電路,查看電路有無正確安裝,或存在設備多安裝或少安裝的現象,同時應認真檢測每個接觸元器件連接點,明確有無接觸不良或短路現象,若發生漏電務必要及時維修與處理。電路調試的具體流程總結如下:
第一,應認真查看明確電路整體狀況,了解電路面板線有無準確連接,有無看似連接實際并未連接的線,或易短路的線;是否存在兩條或多條線混淆的情況;此后,使用最小量程檔的萬用表對電路面板進行檢查,查看開路處和閉路處有無正確開路與閉路,地線是否漏接,電源連線連接的安全性等,同時需測量電源有無短路現象。測量期間可直接進行元器件連接點測量,如此可明確有無以上情況的同時又弄清楚是否存在接觸點不良現象。第二,電路調試過程的關鍵環節之一即硬件電路調試。調試期間務必要注意細小環節的把控,根據電路功能原理做好各個單元電路的調試,再作整體調試,后進行整個電路的調試。電路在工業生產里發揮的作用是相當大的,電路安裝過程里務必要綜合考量多方因素,認真謹慎,切不可遺漏或放過存在的小問題,確保電路穩定性得到保障。
環境科學論文3500字(一):淺談地理信息系統在環境科學中的應用論文
摘要本文主要針對地理信息系統在環境科學中的應用展開研究,先闡述了GIS的概念和功能,然后重點論述了GIS技術在環境監測、環境影響評價、環境規劃等方面的具體應用,旨在將地理信息系統的應用價值充分發揮出來,給予環境科學強有力的支撐和保證,為環境科學領域提供更為廣闊的發展空間。
關鍵詞地理信息系統;環境科學;應用
在科學技術不斷發展的強大推動下,地理信息系統發揮著不可比擬的作用和優勢,其應用價值極其顯著,尤其對環境科學領域產生了很大的影響,借助地理信息系統的應用,對于環境科學發展也具有顯著的促進作用,其發展前景十分廣闊。現階段,人們對環境的重視程度越來越高,在環境科學不斷發展過程中,投入了較多新型技術,其中,地理信息系統不容忽視,已經得到了社會上的高度認可和關注。
1GIS的相關概述分析
1.1概念
對于地理信息系統來說,作為計算機系統之一,可以促進空間數據的采集、儲存以及查詢檢索等順利進行,有助于對海量地理數據予以分析和處理,已經成為一大通用技術。地理信息系統的關鍵就在于地理空間數據庫,基于計算機軟硬件環境,采集和儲存整個空間相關數據,所以已經成為不可或缺的技術系統。
1.2功能
對其功能進行分析,主要是指在地理數據處理工程中,GIS的作用顯著
數據的采集和輸入,也就是在數據處理系統中,實現系統外部原始數據向系統內部的順利傳輸,并將這些數據從外部格式實現向內部格式的順利轉換,為系統處理提供便利性。第二,數據編輯,首先,對于圖形編輯來說,主要涵蓋、圖形編輯、圖形修飾等功能,其次,對于屬性編輯來說,主要是指與數據庫管理相整合,其功能主要體現在修改和刪除等。第三,數據存儲和管理,對于數據存儲來說,要求在計算機內部或外部存儲介質上,記錄好數據,其存儲方式與數據文件的結構之間的關系是緊密聯系、密不可分的,關鍵要加強記錄的邏輯順序的構建,屬性數據,在關系數據庫管理中得到了廣泛應用。第四,空間查詢和分析,其中,對于數據查詢和檢索來說,主要是指從數據文件和數據庫中,對所需數據予以查找或選取。借助GIS技術,可以對所定區域的各種現象予以有效分析。
2GIS在環境監測中的應用
環境監測,與信息的采集和處理有著密切的聯系,而環境信息與空間位置的關聯性極其明顯,所以在環境監測中,地理信息系統得到了廣泛應用。借助該項技術的應用,可以為各種環境信息的獲取和存儲等提供很大的便利性,并確保環境信息具有高度的全面性和準確性,為環境監測的開展助益。地理信息系統的空間分析和數據處理功能顯著,要加強GIS的功能模塊的應用[1],與選定的環境監測模型結合在一起,有效處理多源環境信息,將環境演變的動態規律挖掘出來,動態化監測環境,并直觀展示出環境的變化情況和規律等,將其制作程圖片。
2.1在大氣環境動態監測方面
在城市工業化不斷發展過程中,城市工業企業數量越來越多,在城市空氣中,充斥著較多的有毒有害物質,諸多國家和地區都對大氣環境質量的改善予以了高度重視。對大氣環境的特點進行分析,主要是指其空間尺度較大,人類生存的大氣圈中,其厚度是不可想象的。空氣在自然環境中的流動性較高,所以GIS技術,在大氣環境動態監測方面具有較高的應用價值,以此來將監測和分析功能發揮出來。加強地理信息系統的應用,可以有效收集和整理大氣污染隱患的企業和位置信息等,并加強地理信息數據庫的構建。通過對GIS空間分析和數據顯示功能的發揮,可以為污染物在大氣中濃度分布圖的獲取提供便利性,從而對污染物的空間分布和超標情況予以充分了解。
2.2在水資源環境監測方面
在工農業發展中,水資源發揮的作用不可小覷,但是水源污染現象越來越嚴重化,而且復合型污染特點比較明顯,對于飲用水產生了很大的影響,所以針對水資源環境,必須要注重監測和管理的實施。對水資源環境的特點進行分析,具有龐大的空間信息量,GIS的優勢主要體現在有效管理和分析空間信息這一方面。在水資源環境監測中,加強GIS的應用,可以將水質監測數據和空間數據管理的科學性和有效性提升上來,為管理人員有效查詢和修改各種空間信息創造有利條件[2]。GIS的空間分析和圖標分析功能顯著,可以更好地制作空間和檢測數據的專題圖,確保污染治理方案的制訂具有高度的可行性和合理性。比如某一研究人員借助GIS技術,合理設計地下水監測網絡,有效監測和分析所選研究區域的場地,不斷提高管理地表和地下廢物的有效性,及時將潛在污染源挖掘出來,更好地保護水源井,并且作用于填埋場選址這一方面。
3GIS在環境影響評價中的應用
對于環境影響評價來說,主要是指系統化分析和預測擬議中的建設項目實施后對環境產生的影響程度。環境影響評價,旨在對在規劃和決策中考慮環境因素予以積極引導,確保人類活動具有較高的環境相容性。現階段,環境影響評價的諸多環境問題,可以借助成熟模型來進行描述,但是這些環境模型空間數據的難度性較高,尤其在操作和顯示方面,而且空間特性較為顯著。借助GIS技術,可以集中整合數據和地圖,加強拓撲關系的構建,為空間分析和查詢各類專題圖創造有利條件,并將環境質量和污染狀況直觀展示出來。
3.1在項目環境影響評價方面
在項目環境影響評價方面,環境信息數據庫發揮著重要的作用,項目環境影響評價,要對相關環境信息予以充分掌握,如區域自然與社會經濟、區域環境質量等。環境信息數據量比較龐大,而且與空間位置的關系是密不可分的。在環境評價的各種模型中,要對GIS集成與場地相關的各種數據予以應用,給予綜合化分析和模擬強有力的保障,更好地分析環境質量現狀。GIS的數據管理和跟蹤能力較為強化,可以對環境影響評價單位和工程建設單位予以協助檢查,引導單位自身將自身的職責履行到位,并將環境影響報告書的事后驗證工作落實下去。
3.2在區域環境影響評價方面
對于區域環境影響評價來說,主要是指加強科學技術的原理和方法的應用,將該區域環境中與發展過程相關的人類活動、自然作用的規律予以反映。借助區域環境影響評價,旨在協調發展區域內的社會、經濟以及環境等,確保與可持續發展戰略規劃的要求相互統一。在區域環境影響評價中,GIS的應用,可以對地理區域復雜化的污染源信息等予以管理,并對區域環境影響因素的變化情況進行統計和分析[3]。此外,疊置地理對象的功能不容忽視,將同一區域不同時段的多個環境影響因素與特征疊加整合在一起,對區域環境質量演變和其他因素的相關關系予以合理化分析,從而更好地預測區域的環境質量。區域的污染源數據關聯于各種環境預測模型,加強模型預測法的應用,可以為預測區域的環境質量創造有利條件。
3.3累積環境影響評價
對于累積環境影響評價來說,主要是指針對累積環境變化的過程,應進行系統分析和評估,也就是分析和調查,對影響源和過程的累積,并解釋各個影響在時間和空間方面的累積,對以往、現在的人類活動的累積影響進行預測,當然也包括對社會發展的反饋效應。結合可持續發展目標,如果具有統一的潛在發展行為的方向和內容等,應予以合理化選擇。累積環境影響評價,可以將環境影響評價的時空分析范圍予以拓展化,并將環境變化的時空放大作用發揮出來,所以對評價方法的能力提出了較高的要求。而GIS技術,在編輯和加工長時段區域數據的能力方面發揮著重要的作用,可以對環境影響在時空的累積特征進行有效識別,所以可以廣泛應用于累積環境影響評價。
4GIS在環境規劃中的應用
對于環境規劃來說,主要是指調查和監測一個區域的環境現狀,由于經濟發展可能造成的環境變化進行預測,并基于生態學原理,要對工業部門結構和生產布局等予以調整,作為戰略性部署之一,實現保護和改善環境的建設目標。在環境規劃中,GIS的應用,有助于集中整合GIS空間分析技術、空間圖形庫,促進環境數據收集和管理工作的順利進行,并為預測和污染控制規劃方面的處理提供幫助,確保環境規劃決策的過程,具有高度的直觀性和有效性。
5結束語
綜上所述,GIS的空間數據和非空間的屬性數據管理優勢顯著,而且具有較高的空間分析能力,GIS可以有效編輯多種空間數據,并借助對各種專題圖和統計圖的分層輸出,可以滿足資源節約化需求,避免浪費更多的人力和財力等,同時所獲取的精準度較高。在GIS技術發展中,將會大大完善環境領域中的應用范圍,促進我國環境科學領域的健康發展。
作者簡介:趙一蕊(2003-),女,上海七寶德懷特高級中學在讀,研究方向:環境科學。
環境科學畢業論文范文模板(二):淺談地理信息系統在環境科學中的應用論文
摘要本文主要針對地理信息系統在環境科學中的應用展開研究,先闡述了GIS的概念和功能,然后重點論述了GIS技術在環境監測、環境影響評價、環境規劃等方面的具體應用,旨在將地理信息系統的應用價值充分發揮出來,給予環境科學強有力的支撐和保證,為環境科學領域提供更為廣闊的發展空間。
關鍵詞地理信息系統;環境科學;應用
在科學技術不斷發展的強大推動下,地理信息系統發揮著不可比擬的作用和優勢,其應用價值極其顯著,尤其對環境科學領域產生了很大的影響,借助地理信息系統的應用,對于環境科學發展也具有顯著的促進作用,其發展前景十分廣闊。現階段,人們對環境的重視程度越來越高,在環境科學不斷發展過程中,投入了較多新型技術,其中,地理信息系統不容忽視,已經得到了社會上的高度認可和關注。
1GIS的相關概述分析
1.1概念
對于地理信息系統來說,作為計算機系統之一,可以促進空間數據的采集、儲存以及查詢檢索等順利進行,有助于對海量地理數據予以分析和處理,已經成為一大通用技術。地理信息系統的關鍵就在于地理空間數據庫,基于計算機軟硬件環境,采集和儲存整個空間相關數據,所以已經成為不可或缺的技術系統。
1.2功能
對其功能進行分析,主要是指在地理數據處理工程中,GIS的作用顯著
數據的采集和輸入,也就是在數據處理系統中,實現系統外部原始數據向系統內部的順利傳輸,并將這些數據從外部格式實現向內部格式的順利轉換,為系統處理提供便利性。第二,數據編輯,首先,對于圖形編輯來說,主要涵蓋、圖形編輯、圖形修飾等功能,其次,對于屬性編輯來說,主要是指與數據庫管理相整合,其功能主要體現在修改和刪除等。第三,數據存儲和管理,對于數據存儲來說,要求在計算機內部或外部存儲介質上,記錄好數據,其存儲方式與數據文件的結構之間的關系是緊密聯系、密不可分的,關鍵要加強記錄的邏輯順序的構建,屬性數據,在關系數據庫管理中得到了廣泛應用。第四,空間查詢和分析,其中,對于數據查詢和檢索來說,主要是指從數據文件和數據庫中,對所需數據予以查找或選取。借助GIS技術,可以對所定區域的各種現象予以有效分析。
2GIS在環境監測中的應用
環境監測,與信息的采集和處理有著密切的聯系,而環境信息與空間位置的關聯性極其明顯,所以在環境監測中,地理信息系統得到了廣泛應用。借助該項技術的應用,可以為各種環境信息的獲取和存儲等提供很大的便利性,并確保環境信息具有高度的全面性和準確性,為環境監測的開展助益。地理信息系統的空間分析和數據處理功能顯著,要加強GIS的功能模塊的應用[1],與選定的環境監測模型結合在一起,有效處理多源環境信息,將環境演變的動態規律挖掘出來,動態化監測環境,并直觀展示出環境的變化情況和規律等,將其制作程圖片。
2.1在大氣環境動態監測方面
在城市工業化不斷發展過程中,城市工業企業數量越來越多,在城市空氣中,充斥著較多的有毒有害物質,諸多國家和地區都對大氣環境質量的改善予以了高度重視。對大氣環境的特點進行分析,主要是指其空間尺度較大,人類生存的大氣圈中,其厚度是不可想象的。空氣在自然環境中的流動性較高,所以GIS技術,在大氣環境動態監測方面具有較高的應用價值,以此來將監測和分析功能發揮出來。加強地理信息系統的應用,可以有效收集和整理大氣污染隱患的企業和位置信息等,并加強地理信息數據庫的構建。通過對GIS空間分析和數據顯示功能的發揮,可以為污染物在大氣中濃度分布圖的獲取提供便利性,從而對污染物的空間分布和超標情況予以充分了解。
2.2在水資源環境監測方面
在工農業發展中,水資源發揮的作用不可小覷,但是水源污染現象越來越嚴重化,而且復合型污染特點比較明顯,對于飲用水產生了很大的影響,所以針對水資源環境,必須要注重監測和管理的實施。對水資源環境的特點進行分析,具有龐大的空間信息量,GIS的優勢主要體現在有效管理和分析空間信息這一方面。在水資源環境監測中,加強GIS的應用,可以將水質監測數據和空間數據管理的科學性和有效性提升上來,為管理人員有效查詢和修改各種空間信息創造有利條件[2]。GIS的空間分析和圖標分析功能顯著,可以更好地制作空間和檢測數據的專題圖,確保污染治理方案的制訂具有高度的可行性和合理性。比如某一研究人員借助GIS技術,合理設計地下水監測網絡,有效監測和分析所選研究區域的場地,不斷提高管理地表和地下廢物的有效性,及時將潛在污染源挖掘出來,更好地保護水源井,并且作用于填埋場選址這一方面。
3GIS在環境影響評價中的應用
對于環境影響評價來說,主要是指系統化分析和預測擬議中的建設項目實施后對環境產生的影響程度。環境影響評價,旨在對在規劃和決策中考慮環境因素予以積極引導,確保人類活動具有較高的環境相容性。現階段,環境影響評價的諸多環境問題,可以借助成熟模型來進行描述,但是這些環境模型空間數據的難度性較高,尤其在操作和顯示方面,而且空間特性較為顯著。借助GIS技術,可以集中整合數據和地圖,加強拓撲關系的構建,為空間分析和查詢各類專題圖創造有利條件,并將環境質量和污染狀況直觀展示出來。
3.1在項目環境影響評價方面
在項目環境影響評價方面,環境信息數據庫發揮著重要的作用,項目環境影響評價,要對相關環境信息予以充分掌握,如區域自然與社會經濟、區域環境質量等。環境信息數據量比較龐大,而且與空間位置的關系是密不可分的。在環境評價的各種模型中,要對GIS集成與場地相關的各種數據予以應用,給予綜合化分析和模擬強有力的保障,更好地分析環境質量現狀。GIS的數據管理和跟蹤能力較為強化,可以對環境影響評價單位和工程建設單位予以協助檢查,引導單位自身將自身的職責履行到位,并將環境影響報告書的事后驗證工作落實下去。
3.2在區域環境影響評價方面
對于區域環境影響評價來說,主要是指加強科學技術的原理和方法的應用,將該區域環境中與發展過程相關的人類活動、自然作用的規律予以反映。借助區域環境影響評價,旨在協調發展區域內的社會、經濟以及環境等,確保與可持續發展戰略規劃的要求相互統一。在區域環境影響評價中,GIS的應用,可以對地理區域復雜化的污染源信息等予以管理,并對區域環境影響因素的變化情況進行統計和分析[3]。此外,疊置地理對象的功能不容忽視,將同一區域不同時段的多個環境影響因素與特征疊加整合在一起,對區域環境質量演變和其他因素的相關關系予以合理化分析,從而更好地預測區域的環境質量。區域的污染源數據關聯于各種環境預測模型,加強模型預測法的應用,可以為預測區域的環境質量創造有利條件。
3.3累積環境影響評價
對于累積環境影響評價來說,主要是指針對累積環境變化的過程,應進行系統分析和評估,也就是分析和調查,對影響源和過程的累積,并解釋各個影響在時間和空間方面的累積,對以往、現在的人類活動的累積影響進行預測,當然也包括對社會發展的反饋效應。結合可持續發展目標,如果具有統一的潛在發展行為的方向和內容等,應予以合理化選擇。累積環境影響評價,可以將環境影響評價的時空分析范圍予以拓展化,并將環境變化的時空放大作用發揮出來,所以對評價方法的能力提出了較高的要求。而GIS技術,在編輯和加工長時段區域數據的能力方面發揮著重要的作用,可以對環境影響在時空的累積特征進行有效識別,所以可以廣泛應用于累積環境影響評價。
4GIS在環境規劃中的應用
對于環境規劃來說,主要是指調查和監測一個區域的環境現狀,由于經濟發展可能造成的環境變化進行預測,并基于生態學原理,要對工業部門結構和生產布局等予以調整,作為戰略性部署之一,實現保護和改善環境的建設目標。在環境規劃中,GIS的應用,有助于集中整合GIS空間分析技術、空間圖形庫,促進環境數據收集和管理工作的順利進行,并為預測和污染控制規劃方面的處理提供幫助,確保環境規劃決策的過程,具有高度的直觀性和有效性。
5結束語
軟件開發論文2900字(一):動調式陀螺儀數據處理解釋軟件開發與應用論文
摘要:動調式陀螺測斜儀是一種新型精密陀螺測斜系統,適用于有磁性干擾的叢式井、加密井的鉆探測量及在完井后的套管內或鉆桿內進行測量。該儀器漂移很小,有效地提高了井眼軌跡測量結果的準確性。為了匹配儀器測量精度,測試數據處理采用空間曲線積分法,實現井眼軌跡空間展布的精細描述,開發出對應測斜資料分析方法與解釋平臺,為老井軌跡復測、側鉆井等提供實施依據。
關鍵詞:動調式陀螺;井眼軌跡;空間曲線積分法;陀螺測斜解釋平臺
0引言
為提高油氣井利用率和開發效果,地質部門在開發過程中,經常在原井眼基礎上進行開窗側鉆,對井眼軌跡的準確性提出了更高的要求。以往由于受儀器精度及設備技術條件限制,井眼軌跡的測量結果往往存在較大偏差,從而影響了對地層的正確評估。所以,為了提高側鉆井的成功率,就需對某些老井復測井眼軌跡[1-2]。本文采用動調式陀螺儀進行井眼軌跡測量,為匹配儀器測量精度,測試數據處理采用空間曲線積分法,實現井眼軌跡空間展布的精細描述,開發出對應測斜資料分析方法與解釋平臺,為老井軌跡復測、側鉆井等提供實施依據。
1陀螺測斜儀
常用2種陀螺測斜儀測量井眼軌跡。一種是框架式陀螺測斜儀[3],其原理是利用高速旋轉的物體具有定軸性的原則實現方位測量,由于高速旋轉的運動存在摩擦力,容易產生漂移,而且這種因漂移而產生的偏差會隨著時間而增大。另外,框架式陀螺無法直接測量方位,需要在開始測量前用人工確定正北作為基準,這樣容易帶來人為誤差。由于框架式陀螺測斜儀的漂移偏差無法預測和克服,導致井眼軌跡測量結果不穩定。而動調式陀螺儀采用了更為先進的撓性支撐,因而漂移很小,有效地提高了井眼軌跡測量結果的準確性。動調式陀螺測斜儀是一種精密陀螺測斜系統,采用慣性導航原理,利用撓性陀螺儀和石英撓性加速度計作為主要測量元件,通過定點測量儀器各軸的地球自轉角速度和加速度分量,經過系統解算后得到當前位置的井斜度、方位角。然后,根據各測量點的方位、傾斜角確定井眼軸線的空間位置,同時為了與鉆具配合,必須隨時得到工具面角[4]。特別適用于有磁性干擾的叢式井、加密井的鉆探測量及在完井后的套管內或鉆桿內進行測量。
2井眼軌跡曲線算法優化
井眼軌跡算法有很多種,常用方法有平均角法、圓柱螺線法、最小曲率法和曲率半徑法[5-6]。這些計算方法大多是將測量段內的井眼軌跡假設為直線、折線、圓柱螺線和斜面圓弧曲線等簡單曲線模型[8]。井眼軌跡計算是通過測量井眼的斜深、井斜角和方位角,然后,再用一定的計算方法將這些測量數據解釋為XYZ空間坐標數據[9]。
井眼軌跡計算的積分法是一種基于空間曲線的方法,它將相鄰的2個井斜測點的連線視為一漸變空間曲線[5-8],這更符合鉆井工作的實際,其精度高于常用的井眼軌跡計算方法。在實際井眼軌跡測試時,通過優化工藝方案,制定合理資料錄取方案,采取連續測斜或加密測點方案,可以最大程度地逼近軌跡空間曲線形態。
3處理解釋系統設計
陀螺測斜解釋平臺采用C#開發完成,充分利用人工智能,與上游基礎數據庫緊密銜接,用戶僅需進行簡單輸入工作便可完成井眼軌跡評價,大大提高了單井處理效率。軟件設計3個功能模塊,主要實現數據處理、圖表繪制、報告生成(見圖1)。
3.1數據處理
動調式陀螺測井儀主要采取點測方式進行,在開窗側鉆位置或最大井斜位置采取加密測點或重復測試某深度點的工藝提高測試數據精度。在數據處理上實現數據質量自動檢查,如果相鄰測點測深增量ΔL=0,說明這2點為重復測試數據,需要計算其平均井斜角和方位角。再采用空間曲線積分法依次計算相鄰測點垂深增量ΔH、水平位移增量ΔS、東西位移增量ΔE、南北位移增量ΔN,并對n個測點位移累積求和就是某點的垂深、水平位移、東西位移和南北位移。
3.2圖表繪制
對井眼軌跡的描述主要采用水平投影圖、垂直剖面圖和三維軌跡圖方式。繪制水平投影圖和垂直剖面圖時,需要考慮實現新老井眼軌跡對比功能。因為早期的陀螺測井測量和分析誤差相對較大,在開展動調式陀螺儀對老井數據進行普查,落實真正的井眼軌跡時,進行新老井眼軌跡對比繪圖(見圖2)。
三維軌跡圖主要利用計算機圖形化計算,采用OPENGL繪圖方式,實現井眼軌跡的三維縮放、旋轉等功能,使用戶對井眼軌跡走向更能直觀準確地觀察和掌握(見圖3)。
3.3報告生成
陀螺測試井眼軌跡報告內容包括井基礎數據、現場測試情況、井的三維軌跡圖、垂直剖面圖、水平投影圖、解釋結論表等。井基礎數據或軌跡對比所需老井井眼數據直接通過油田上游信息系統A2數據庫中獲取,只需輸入正確的井號,便可連接A2系統。
報告形式以Word格式表現,利用MicrosoftOffice系統中word模板編輯功能,可以預先對報告內容進行整體編輯排版。系統以word標簽查找方式,完成計算結果、各種表格、圖件等內容對應添加到Word文檔中,實現一鍵自動生成報告的功能,滿足不同用戶、不同地質需求,大大降低了單井處理解釋時間。
4陀螺測井技術應用
4.1克服磁性干擾,指導加密井鉆進
油田開發后期,依靠打定向井、加密井或老井側鉆穩產增效[8]。動調式陀螺測井儀由于其不受磁性干擾的特點,可以在井距較小:磁性干擾強烈的環境下,準確測取井筒的傾斜角、方位角、工具面角等參數,進一步計算可得出垂深、南北偏移、東西偏移、閉合方位等參數,指導新井鉆進。
TJH油田計劃在的G71井附近打1口水平井,由于該區塊為低滲透區塊,井距普遍較小。為了保證側鉆順利完成,該井在側鉆過程中,對本井及鄰井均分別進行了陀螺定向及測斜,發現水平井設計井眼軌跡存在問題,該井與水平井的最小距離只有18.58m,存在安全隱患,隨后根據計算結果及時調整鉆井方案,保證了水平井順利施工,投入正常生產后初期日產油近50t。
4.2應用陀螺定向,提高側鉆中靶成功率
在剩余油富集區實施側鉆井是老井產能建設的重要手段,陀螺定向在油田廣泛用于老井開窗側鉆,減少定向時間,提高了側鉆中靶率[9-10]。
BQ油田B19-1斷塊計劃在高部位部署BS24-7K井,實施前對BS24-7井進行陀螺測試,總水平位移與原來的認識相差204.2m(見圖4、圖5),根據結果及時進行調整鉆井方案,避免井位落空。該井投產后,初期日產油9.8t。
5結論
(1)動調式陀螺測斜儀不受鐵磁物質的影響,適用于有磁性干擾的叢式井、加密井的鉆探測量及在完井后的套管內或鉆桿內進行測量。無需人工校北并且采用先進的撓性支撐,更有效地提高了井眼軌跡測量結果的準確性。
(2)開發了井眼軌跡分析平臺,采用與動調式陀螺測斜儀測量精度相匹配的空間曲線積分法,能夠更加精細描述井眼曲線空間展布。
(3)動調式陀螺測井技術在油田落實井眼軌跡、判斷油水井在油層中具置、指導加密井部署、提高側鉆中靶率等方面提供可靠了依據,能夠取得很好的地質應用效果。
軟件開發畢業論文范文模板(二):隨采地震監測數據采集控制軟件開發論文
摘要:隨采地震能夠對工作面前方地質異常體進行連續探測和實時預報,成為近幾年的研究熱點,但是目前還沒有能夠在煤礦井下開展隨采地震長期連續監測的裝備及配套軟件。為了解決這個問題,基于MicrosoftFoundationClasses(MFC)開發框架,開發了一套隨采地震監測數據采集軟件,在室內、野外進行了為期3個月的聯調測試,并且在貴州巖腳煤礦與井下隨采地震監測設備開展了為期3個月的全面試運行。測試表明,軟件實現了隨采地震信號的高效采集、完全存儲和處理軟件的實時通信功能,具有運行穩定、操作便捷、處理高效、便于維護、無人值守等優點。
關鍵詞:隨采地震監測;數據采集;軟件設計
我國的煤礦以井下開采為主,與國外相比,我國煤炭行業的信息化水平較低,礦山空間信息仍然以圖表和文字作為主要的存儲介質,信息基礎設施未能跟上時代變化的腳步,使得煤礦企業的競爭力受到嚴重的制約[1]。煤礦井下危險具有多變性、隱蔽性,導致安全問題成為威脅煤礦工人生命的核心問題[2]。而采掘工作面更是礦井水害、頂板、火災以及瓦斯等多種災害事故的多發區,同時也是工作人員聚集區,因此,也是導致重大生命財產損失的高危區域[3-7]。隨采地震勘探[8]是利用采掘活動激發的震動作為震源,探測工作面內部或者掘進面前方一定區域內地質構造的一種地震勘探技術,可以擺脫放炮的安全隱患及對正常采掘生產的影響,實現了采掘的同時進行超前探測[9-11]。隨采地震所用震源信號是連續、非可控的,只有進行連續、長期監測,記錄遠場信號,將其與遠場信號作互相關,得到清晰的相關峰值,才能將其轉化為脈沖子波,代替炸藥震源進行地震勘探[12]。
因此,研制隨采地震監測裝備及控制軟件成為當務之急。本文針對隨采地震監測裝備的特點,充分分析其觀測系統和監測數據的特點,利用數據庫和文件系統的優點,設計了軟件的數據結構;考慮處理軟件的特點,設計了與處理軟件之間的接口;最后基于MicrosoftFoundationClasses(簡稱MFC)開發框架,開發了數據采集軟件,聯合測試成功后,并在貴州巖腳煤礦進行了3個月的野外采集工作。
1隨采地震觀測系統及其特點
為了能夠獲得工作面內部煤層劇烈變化情況、斷層和陷落柱位置與規模以及應力集中區等信息,目前的隨采地震觀測系統采用復雜部署模式。如圖1所示,采用H形布局,共72道,其中孔中部署24道,分4個深孔,每個鉆孔內部署6道,由一個孔中多級檢波器串承擔;其余的48道部署于工作面兩側巷道的錨桿上,圖1中綠色圓點為巷道檢波器。
數據采集分站為6通道,整個觀測系統共需12臺分站,數據處理時主要使用煤層中的槽波,而槽波的頻率較高,可以達到500Hz,為了采集高質量的數據,采樣間隔為250μs,這就對數據采集系統提出了新的要求,不僅僅數據道數多,采樣率較高,而且是長期連續實時監測。
觀測系統隨著工作面的推進而移動,當工作面推進到檢波器測點附近時,要依次將檢波器拆卸,避免被埋入采空區中,當工作面推進到距離圖2中黃色深孔檢波器10~20m時,要將全部的黃色測點移動到藍色測點位置,以此類推直到工作面回采結束。
2隨采地震監測數據采集軟件設計
2.1軟件架構設計
針對分站多、數據量大、觀測系統多變化、實時性要求高以及需要與數據處理分析軟件進行通信的特點,采集軟件利用多線程技術分別進行數據采集和存儲,軟件框架設計見圖3。
2.2軟件數據結構設計
采集軟件中的數據可以分為兩類,一類為數據量不大,變化周期較長的數據,比如:監測分站信息、觀測系統信息等;另一類為數據量較大,而且變化周期很短的數據,比如:監測數據。根據數據特點,采集軟件采用數據庫與文件系統相結合的方式保存數據,以提高數據存儲效率。監測數據采用文件系統保存,其他數據采用數據庫方式保存。
a.數據庫設計
數據庫主要保存測區信息、采樣率、每個文件的采樣時長、采集分站信息、傳感器信息、觀測系統以及監測數據的保存路徑等信息,其E-R模型見圖4。
b.文件結構設計
監測數據的輔助信息,如采樣率、觀測系統、道數等信息全部保存在數據庫中的監測數據表datafile_info中,按照采樣順序將每道數據作為一塊寫入文件,塊的順序與道號一致,樣點值采用有符號的浮點型數據類型保存,詳見圖5。文件名為第一個樣點的采樣時間,格式為:YYYY-MM-DD_HH_MM-SS,不足兩位數的補零。
2.3軟件交互接口設計
本軟件需要分別與井下采集分站和隨采地震數據處理軟件進行交互,主要涉及到兩個接口。
a.與采集分站接口
為了便于和井下采集分站通信,采用UDP與TCP協議相結合的通信模式,采集軟件的查詢指令通過UDP協議與采集分站通信,通知指令和數據傳輸則采用TCP協議傳輸,其通信流程見圖6。
b.與數據處理軟件接口
為了提高數據存儲效率,采集軟件采用數據庫與文件系統相結合的方式存儲監測數據,大量的監測數據保存在文件中,但是文件的相關信息,如:道數、采集時間、采樣率、觀測系統等信息保存在數據庫表datafile_info,與數據處理軟件的通信也通過數據庫來完成,數據記錄表中專門設計一個字段為數據狀態標志,數據采集時狀態為0,采集結束后為1,數據處理軟件不斷查詢該表中數據狀態標志為1的記錄,一旦有這樣的記錄,則根據數據庫中的信息讀取監測數據進行處理,處理結束后將該標志改為2,具體處理流程見圖7。
3隨采地震監測數據采集軟件實現
3.1開發環境
軟件基于VisualStudio的微軟基礎庫類(micro-softfoundationclasses,MFC)開發框架,采用C++語言編寫,充分利用其圖形用戶界面(graphicaluserinterface,GUI),大大提高軟件的開發效率。在功能開發方面,為了滿足隨采地震監測的需要,提供數據采集和數據保存功能,采用菜單欄和對話框方式來實現軟件與用戶之間的人機交互。在整個應用框架的基礎上進行功能性、界面性的填充。將軟件開發分成若干部分,有效地提高軟件研發效率和可讀性,同時也便于后期維護升級。
3.2軟件的實現
為了提高軟件的運行效率,將軟件操作界面、數據采集、保存和整理以及設備狀態監測與恢復功能分別由單獨的線程來完成。
a.數據庫實現
數據庫中最主要的兩張表為傳感器信息表和監測數據表,傳感器信息表為觀測系統表的基礎,而且隨著工作面的回采傳感器移動后,傳感器的位置信息就會發生變化,觀測系統隨之變化;監測數據表是數據采集軟件與處理軟件通信的基礎,表中需要包含大數據文件路徑、觀測系統、采樣率、采樣時間和時長等重要信息,具體見表1和表2。
傳感器信息表中(表1)以Station_ID、Channel和Modify_Time為聯合主鍵,這樣表中可以把同一個傳感器在不同時間的坐標都保存起來,隨時可以獲取任何時間段的觀測系統。
監測數據表中(表2)由File_Index為主鍵,該值為根據時間自動生成一個與時間有關的數,確保唯一性,同時將大數據文件的相關數據信息全部存入該表中,以方便數據處理軟件隨時查詢。
b.軟件操作界面
隨采地震監測軟件屬于監測類軟件,具有自動化程度高、人工干預少等特點,因此,需要用戶的操作很少,主要是一些參數設置和監測分站運行狀態的顯示:系統中監測分站的數量、每臺分站的傳感器數量及其工作狀態。
傳感器參數設置功能主要包括傳感器的安裝位置及其坐標、所屬監測分站號、通道號、測點號等信息的增加、刪除和修改,由修改傳感器的時間為主鍵,即可獲得該時刻的觀測系統。
c.數據采集功能
數據采集功能主要包括數據采集軟件與監測分站之間的通信、監測分站狀態查詢與控制、數據采集等。為了達到隨時能夠與監測分站通信的目的,與監測分站的通信通過UDP和TCP協議兩種方式來實現,其中監測分站的信息和狀態查詢由UDP協議實現,指令的發送、參數設置和數據采集通過TCP協議實現。TCP協議中采集軟件為服務器端,監測分站為客戶端,服務器端采用完成端口技術來接收多個監測分站上傳的數據,為了便于數據保存,每個通道的數據分別存放在獨立的緩存區中,緩存區采用循環數組的設計,當數據寫入緩存區中后,循環數組的數據采集下標iColDataIndex+1,數據采集詳細流程見圖8。
d.數據保存
為了提高數據存儲的效率,將數據存儲分為數據保存和整理兩個步驟,分別由兩個線程執行。數據保存線程監測緩存區中數據采集下標iColData-Index與已保存數據下標iSaveDataIndex之差,當該差值達到預設值時,從數據緩存區中讀取數據并保存成數據文件(采用異步模式將每道單獨存儲為一個文件)。數據保存完成后,循環數組的已保存數據下標iSaveDataIndex+1,其數據保存詳細流程見圖9。
e.數據整理
為方便數據處理需要把同一時段的各道檢波器的數據保存為一個文件,當由于檢波器或者采集分站故障導致數據缺失時做填零處理。因而增加一個專門進行數據整理的子模塊,由一個單獨的線程來處理,其數據整理詳細流程見圖10。
f.系統自恢復
井下的供電系統或者網絡經常檢修或者故障,導致隨采地震監測設備出現故障,當故障解決后,系統應該能夠自動恢復,但是該系統是由多個監測分站組成的,分站之間需要不斷進行時間同步,當一臺分站出現故障后,該分站停止采集,其他分站仍然正常采集,當該分站故障解決后,要想恢復采集,必須要把系統中所有的分站進行重啟。圖11所示流程,就是用來檢測網絡是否出現故障,如果出現故障,則一直檢測,直到故障修復,然后重新啟動系統。
4隨采地震監測數據采集軟件聯調與測試
4.1運行環境
數據采集軟對運行環境的要求如下:
操作系統:windows7及其以上;CPU:2.5GHz,4核;內存:8GB;硬盤:500GB。
4.2聯調與測試
該軟件與井下監測分站以及數據處理系統在實驗室進行為期1個月的聯調測試,聯調過程中對采集軟件與監測分站和數據處理軟件的接口進行了修改和完善,并在野外進行了為期2個月的穩定運行后,各項性能指標都達到了設計要求,軟件實時波形界面見圖12所示。最后在貴州巖腳煤礦進行為期3個月全面試運行,無論是采集數據還是與數據處理軟件的通信都正常工作。
5結論
a.整個軟件的設計契合了隨采地震監測系統的特點,實現了隨采地震信號的高效采集、完全存儲和與處理軟件的實時通信,軟件具有運行穩定、操作便捷、處理高效、便于維護等優點。