前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的电路设计思路主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
关键词:电气控制线路 设计方法 分析
引言
在电气化的控制过程当中,线路的设计主要是进行重要电气设备的设计、生产以及调控中的一个关键环节,也是整个电气设备组能够正常、可靠和安全地运行的重要保证。所以,我们必须要保证在电气线路的控制运行当中,其线路的设计思想以及线路的设计原则保持高度的科学性及正确性。
那么,电气控制线路的设计基本要求是:
(1) 熟悉所设计设备电气线路的总体技术要求及工作过程,取得电气设计的基本依据,最大限度地满足生产机械和工艺对电气控制的要求。
(2) 优化设计方案、妥善处理机械与电气的关系,通过技术经济分析,选用性能价格比最佳的电气设计方案。在满足要求的前提下,设计出简单合理、技术先进、工作可靠、维修方便的电路。
(3) 正确合理地选用电气元器件,尽可能减少元器件的品种和规格,降低生产成本。
(4) 取得良好的MTBF(平均无故障时间)指标,确保使用的安全可靠。
(5) 设计中贯彻最新的国家标准。
二、电气控制当中线路的主要设计原则
2.1通用化原则
所谓的通用化原则,主要是指在线路的设计方案当中,能使生产的机械来加工一些不同性质方面的对象。所以,在整个的电路设计当中,要尽量的来选择一些符合我们的设计标准要求、能满足一定负荷及容量要求的电气设备及元器件,并且在长期的实践当中,能够得到比较广泛应用的那些控制方案,以便予更好地满足整个生产设备及工艺方面的要求。
2.2电源的可靠性原则
我们清楚,电源是所有的电气控制设备能够稳定运行的一个前提条件。在线路的设计当中必须要综合来考虑具体的配电方案和线路布局等,并且要保证电源的实际负载是在标准的范围之内的;除此之外,还要进行有效的控制,来避免整个控制系统当中各个电路之间存在的干扰情况。通常情况下,在线路的控制比较简单的情况下,可选择一个电网电源来进行控制,而在生产设备的自动化程度比较高的情况下,则可以选择直流电源。
2.3安全性原则
在线路的整体设计能够满足我们生产的实际需要的基础之上,还要适度地控制电路要达到一定的经济目标。尽量避免在同一条线路上,有多种电气设备同时进行使用,而且还要尽量的减少一些不必要的触点,这样就可以达到简化整条线路、避免更多故障的目的了。
三、电气控制线路的主要设计方法
电气控制线路的设计作用影响较大,常常关系着我们的日常生活,那么,如何才能够保障整个电气控制路线是便捷的、高效的、安全的呢,那就需要我们必须要仔细的来考虑它的具体设计方法了。
3.1 控制线路设计的具体要求
一般的电气控制的线路设计具体包括以下这几个方面:
(1) 要满足整个机械生产过程的具体工艺规范和标准,并按照行之有效的、相关联的顺序进行一步步的操作。
(2) 线路的设计要保证是线路越简捷越好,尽可能简化线路图,只要满足能达到一定的控制意图即可,而且要尽量的减少那些不必要的设计线路,从而可以避免在电气设备运行过程中出问题后由于线路的繁杂而需逐个排除影响因素来解决故障问题,给检修制造了困难。
(3) 其操作、调节、设定及后续的检修工作要符合方便的原则,尽量选用标准、广泛应用的线路控制原理思路。
3.2控制线路设计的具体方法
从目前的情况来看,电气控制线路的主要设计方法是有以下两种情况:
(1)经验的设计方法
这种方法主要指的是需要依照相关工艺生产方面的要求,然后根据控制这些电动机的主要起动及控制方法,使用一些较为典型的线路来进行直接设计。这种设计的方法往往是比较简单的,其操作也是比较方便的,但它存在一定的缺陷,比如在那些复杂的线路当中,不仅仅需要我们的工作人员要有很强的一个工作经验,能够绘制出各种种类繁多的控制原理图之外,而且还需要他们在出现了多次修改之后,一定要能够达到相关的对于线路控制的要求。
(2)逻辑设计方法
这种方法主要指将电器元件的动作状态用逻辑代数的方式进行线路的设计,这种方法所设计出来的具体线路,其结构比较合理,同时在很大程度上可以节省元器件的数量,排除了运行过程中某个电器元件线路接触不良造成回路断电问题。
3.3 主要的设计顺序
具体的电气控制线路在进行设计时,涉及电气设备正常运行相关专业设计人员必须要考虑运行主次的原则,一般电气设备控制线路设计的具体顺序应该是:主电路控制电路信号电路局部照明电路电气连锁。
(1) 主电路:顾名思义,主电路就是属于整个电气控制系统中的主要部分,某种程度上来讲,是整个电气控制系统的灵魂,因为这个主电路贯穿于整个系统的一个工程。那么,在对主电路进行设计的时侯,就要注意这个电路的电压和电流是否能够承受过载的情况,其接地情况是否恰当等。
(2) 控制电路:所谓的控制电路,它是属于整个电气控制系统的一个闸门,也就是说,它可以左右整个系统的实际运行情况。在对它进行设计的时候,就主要是要考虑它的设计是否能够达到安全、方便以及适用的目的。我们往往为了实际的操作方便,就会在整个线路当中设置一个总停的按钮,同时,考虑到某些的电气设备可能需要一些重载的起动,所以为了防止在起动的时侯,所产生的重载过大情况可能会引起了热继电器的动作,所以可以采取以下的这样两个办法来进行处理:首先,可以把热继电器的电流调到最大的位置,然后尽量让它在起动的时侯不会发生任何动作;其次,在进行起动的时候,可以将热继电器的相应发热元件来采取具体的短接方式。必须确保主控制回路所选用的断路器、热继电器、接触器、综合保护装置是否进行了数值的设定及控制线路的正确连接。
(3) 信号电路:所谓信号电路,它是属于信号的一个传输通道,主要作用是采集信号和传输信号,它所包含的范围也是相对较广的,而在进行具体的信号和电路设计时,还必须要考虑到周围的电磁对它的实际影响,必须要避开那些辐射比较强的地方。
(4) 局部的照明电路:局部的照明电路则是属于整个电气控制系统的一个补充电路,它在整个电路当中也是起着非常重要的作用。
(5) 电气连锁:随科学技术的进步,旧的联锁设备不断被安全可靠性更高、操纵和维护更简单、技术更先进的联锁设备代替。从发展角度看,计算机联锁是发展的方向;从经济角度看,电气集中联锁在相当长的一段时间内仍被广泛采用。
四、结束语
总的来说,电气控制线路在进行设计时,它的基础是这个电气控制当中的一个重要的环节,而对于电气的实际操作以及其设备的具体运行状况来说,都是具有着非常直接的影响的。作为我们电气工程技术人员,需要掌握这方面电气控制线路设计意图,更深地了解“设计内容、设计步骤、设计原则、设计注意事项”,从而体现出电气控制线路的优越性,更加广泛地应用于电气设备控制的自动化中去。
参考文献
[1]孙海珉.电气控制线路设计的应用[J].中国新技术新产品,2011,(24):166-166.
一、人才培养方案设计思路
人才培养方案的设计和制订是整个人才培养过程的基础和保障,只有建立了科学合理的人才培养方案才能确保各种培养措施的正确实施,培养目标的真正实现。人才培养方案就要确定“培养什么样的人”和“如何培养”两个问题,主要包括培养目标、培养规格、课程体系和课程配置等要素。根据高职教育的目标和特点,我们按照以下思路进行人才培养方案的设计:
1.围绕企业需求和职业面向确定培养目标。高职院校服务地方经济建设和社会发展,应通过广泛、深入的市场调查和企业调研,了解用人单位的需求,根据专业的职业面向和就业岗位群确定专业培养目标,使高职人才培养具有明显的职业方向性和岗位针对性。同时在确定专业培养目标时还要考虑岗位适应性,既要确定直接就业目标还要确定岗位发展目标,体现高职教育的基本岗位操作能力与可持续发展能力的统一。
2.围绕职业能力要求确定能力体系。在明确了就业岗位和专业培养目标后,要进行职业岗位分析,通过对各岗位的具体工作范围、工作任务和工作过程的分析,总结典型工作任务,明确职业岗位群的职业能力和素质要求,形成定位准确、内容具体、具有可操作性的职业能力体系。
3.围绕知识、能力、素质目标设计课程体系,进行课程配置。在能力体系的基础上,进行能力分解,明确完成工作任务所需的知识点、能力点和职业素质,以培养技术应用能力和基本素质为主线,以实现知识、能力、素质目标为出发点,建立相应的课程体系,并进行课程配置。
二、应用电子技术专业人才培养方案设计
1.职业岗位与职业能力分析,确定培养目标。我们通过实地考察、问卷调查、电话访谈、网上调研等多种方式,针对专业的就业需求、职业面向、就业岗位任职条件等问题进行调研,明确专业所面向的职业岗位群及职业技术能力与素质要求,确定专业培养目标和能力体系。
根据以上的分析,最终确定本专业的培养目标定位。应用电子技术专业毕业生可在装备制造业、电子装备制造业配套的电子企业及电子产品制造类企业中的电子产品生产、检修和研发领域,从事电子产品装配、检测、调试、工艺管理、产品维修、产品辅助设计等工作,可从事的工作岗位有生产线装配工、产品在线质检员、生产线工艺员、电子产品维修员、PCB板设计助理工程师、电路设计助理工程师等。简而言之,即培养具有良好的职业道德意识、精湛的专业技能和可持续发展的学习与适应能力的德、智、体、美等方面全面发展的高素质技能型专门人才。
2.能力分解,设计课程体系。实际工作中应用电子技术专业所面向的职业岗位对本专业的高职学生有一定的层次要求。一般高职学生在企业的首岗主要是生产线操作工,经过1〜3年后约50%的人员会转岗到管理岗位,如设备维护、售后服务、运行管理、质量检测与监督、工艺管理、线段负责人等,在小型电子企业还有10%左右的人员会转岗从事电子产品开发与设计工作。
因此,我们确定本专业的首岗为生产一线装配工。目标岗位—是生产线工艺员、质检员、现场管理者、产品售后服务人员,能从事相应技术应用与服务工作;二是中小型电子企业的产品设计、开发人员,能自主完成一般小型电子产品、协助完成中型电子产品设计、开发和技术推广,经过3〜5年的工作实践后,可以成为企业的核心技术人员。我们对能力体系进行了层次上和内容上的分解,确定了知识、能力和素质目标。
在此基础上,我们以能力培养为主线,构建以职业素质课程和专业基础能力课程为基础,专业核心能力课程为重点,提高专业拓展能力的理论学习与实践训练相结合的课程体系。实行三阶段能力递进式人才培养模式,在课程设置上注重理论与实践课程的融合,在人才培养的初期、中期和后期设置了电工技能实训、电子产品制作实训、电子电路设计实训、电子产品维修实训课程,分别侧重培养学生的电子产品装配、设计和维修等专业核心能力。在实践课程中采用任务驱动教学法,以真实电子产品为载体,让学生在学习过程中完成电子产品的设计、装配、调试维修全过程,使教学过程与学生的工作过程相结合,通过选取的产品载体逐级增加难度和复杂程度,实现学生能力的递进培养。
三、关于人才培养方案设计的思考
1.注重课程的优化和整合。高职教育的职业性、针对性和实用性要求课程设置瞄准职业岗位群的实际需要,当职业岗位群的职业技能要求由于经济和科技发展变化而发生变化时,专业课程和教学内容也要随之调整,这就要求我们要以职业岗位要求的素质、知识、能力为构架,对原学科体系课程进行改造、整合和优化,不断调整、充实新的教学内容。
教学内容的分析
首先,根据教学目标的要求确立该课程的教学内容;其次,将教学内容分解为相对独立的知识结构,即基本电子器件、基本放大电路和实用各种放大电路;然后,明确不同教学内容间的结构关系。由于中专学生知识体系的、网络教育两种特殊性,要求教学内容一定得做到由浅进深,对于大多数学生工作实践有指导意义的内容要加深,而对于大多数学生工暂时涉及不到的教学内容我们则可以指导学生选学。基本电子器件、基本大电路,在知识的积累能力达到一定广度后进入更深更广有关各种实用放大电路的学习。使学生由浅入深、由易到难、循序渐进地学习。同时,也保证学习者头脑中清晰的教学流程,在教学内容安排方法上应该注意由整体到部分、由一般到个别、不断分化,更要考虑相关学科如电工基础、电工技能、电子技能的内容衔接问题。
学习目标的确立
学习目标是指学生完成学习任务后应该达到的行为指标。网络教育的学习目标要根据学习者的知识水平差异性、工作环境差异性、学习情境差异性等一些特殊性来设立。认知领域。一般分为知识的了解、理解、应用、分析、全面和评价。在该课程中,当学习者对基本电子器件二极管、三极管、场效应管以及其他特殊半导体器件的知识进行了深度和广度的知道和领会后,把所学的器件运用到具体实用的电路中,进行电路工作原理和电路方法的分析和综合,最后对所学的知识进行自我测验以评价。这里体现了网络教育的优势,教育对象的参与性、自我教育性、差异性可以充分发挥。情感领域。一般来说,当客观事物满足人的需要时,人就会产生肯定的、积极的情感,反之则会产生否定的、消极的情感。
在教学活动中,情感是一种非常重要的因素,它对激发学习者的学习动机、创设优良的教学、促进学习者的认知和人格的健康发展都起到积极的推进作用。网络教学中缺乏传统教学具有的丰富而及时的交流,则在设计中较多地采用协同学习、小组讨论等教学策略。在这里我们可以设计一些需要团体小组合作完成的作业。技能领域。《模拟电子技术》是电子技术类的一门技术基础课,学习《模拟电子技术》课程的目的是达到能够熟练掌握常用电子器件及其基本放大电路的功能和应用,能够自如运用一些电子技术中的基本概念基本原理和基本分析方法并且把其应用在实际的电路分析中。这是学生把理论知识应用在实践中最为重要的部分。
教学策略的制定
现代教学理论基于学习活动和教学活动提出了两种教学策略,即替代性策略和生成性策略。两种策略各有优缺点,所以在网络课程教学中,寻找一个合理的平衡点,是取得最佳教学效果的关键。以此为依据在本网络课程中采用了以下几种教学模式的有机结合方式。讲授型模式。在传统的教学过程中,经典的教学模式是以教师为主,教师讲,学生听,是一种单向沟通的教学模式。很难激发学生的学习兴趣,而网络课程教学采用此种方式突破了传统的课堂人数、地点的限制,在网络上实现讲授,其学习人数可以无限多,而且世界各地的学生都可以参与学习,不必集中于同一地点。再有网络信息量丰富,可以扩充书本知识以外的内容。有效辅导模式。有效指导可以在学生和教师之间通过电子邮件异步非实时地实现,这种方式学生可以随时向教师请教,但不能马上得到辅导,也可以通过网上在线交谈方式实时实现,可以获得教师的即时讲解,如同面对面一样,但此同步性技术要求很高。
《模拟电子技术》网络课程设立教师信箱,学生可以采用此模式学习。伸展学习模式。由专业教师设立一些适合学习者的思考题以及作业题,要求学生解答,与此同时提供大量的与问题相关的信息资源,供学生在解决问题过程中查阅。在探索学习中,专业教师会在网上给予学生以适当的启发或提示,有效地激发学生的学习兴趣和创造性,这不仅激发了学生的学习兴趣,也提高了学生的分析能力,并加深了学生对此知识点的掌握。阶梯学习。由于学生做从事的工作领域不尽相同,所以所需要的知识内容并不相同,这就要求专业教师能够在教学设计之前多做职业调研,为不同需求的学生制定适宜的学习层面,再有学生的知识水平、认知水平不尽相同,所以在这里更是体现了网络教育的优越性,可以给学生提供指导性的知识学习空间,帮助学生有效的进行筛选学习。
关键词:城市道路;设计思路;技术要点
引言
随着城市建设水平的不断提升,城市道路所承担的功能也呈现出多样化、复杂化的发展趋势,道路设计的要求也越来也高。除了基本的道路工程设计内容外,现代城市道路设计还包含市政工程和景观设计的内容,无论是涉及到的理论知识、技术规范还是需要考虑的因素都大为扩充,复杂程度急速上升。在实际工作中,由于受设计人员思路等因素影响,城市道路设计经常只关注机动车通行需求,而不是对作为道路来往通行的主体――人的需求的关注。由此引发了一些问题,降低了道路设计水平,影响了城市道路的实际使用情况。下面就针对如何正确确定城市道路设计思路以及明确城市道路设计技术要点有关问题进行阐述。希望可以给广大道路设计工作者以参考。
1 确定正确的城市道路设计思路
作为一项系统工程,城市道路工程的设计思路至关重要。设计思路不仅会决定设计水平的高低、设计质量的好坏,对于城市道路交通运输整体发展情况以及项目经济效益都有着很大的影响。所以,在开展城市道路工程设计工作之初,就必须确定正确的设计思路,把握相关道路工程设计的主要方向。实际工作中,许多地方在开展城市建设时,没有进行科学、完整的路面规划,在确定城市道路结构、宽度、密度等要素时也没有站在城市整体的高度上进行考虑,仅仅将道路宽度是否满足来往通行要求作为道路规划设计的基准。采用这个模式进行道路设计,由于道路宽度充足,通行车辆根据各自类型各行其道,安全性较高,但由于每条道路在规划设计时都是单独进行的,彼此间缺乏沟通、协调,导致道路建成后城市整体通行效率不高,特别是在支路或贯通性支路方面做得不够,城市路网缺乏系统性和完整性,不同方向的车流、人流在交汇处容易彼此造成干扰,增加了交通事故发送几率,道路安全得不到充分保障,道路交汇处通行效率不高,也降低了道路整体通行水平。为避免上述问题的发生,提高城市道路整体通行水平,在进行城市道路工程设计时,要坚持做到以下几个方面:
一是高度重视线形设计。线形设计是道路工程设计的主体,线形设计的好坏于城市道路性能质量有着极为密切的影响。在进行线形设计时,既要考虑到道路交通安全方面的影响、车流、人流的通行效率方面的影响,还要充分考虑道路周边景观以及景观和道路结合情况的影响,确保设计出来的道路与周边景色相得益彰,给人以美的享受,从而减轻通行车辆驾驶人员的疲劳程度,使其保持良好心态,注意力更加集中,达到提高交通安全的目的。同时,线形设计要避免不必要的主干路弯道,确保其通过性。而在进行非主干道的线形设计时,可以适当选择角度较小的曲线线形,使道路更加富于变化,也有着缓解驾驶人员疲劳的效果。
二是高度重视特色设计。现代城市,道路设施也承担着人工景观的职能。加强道路特色设计,创造性地开展道路美化设计,在保障道路基础功能的同时,结合道路周边环境,凸显当地独特的风格,是当前道路设计的一个重要内容。需要注意的是,在进行特色设计时,要切实保障道路与周边环境的有机融合,同时,在对道路进行设计时,还要对交通运输需求及生活性与游览性等加以考虑。
2 关于城市道路设计的相关技术要点分析
2.1 做好道路路肩设计
路肩就是车行道外缘位置到路基边缘位置的带状部分,具体分为土路肩及硬路肩两种类型。道路路肩是为了保证车行道功能而存在的,同时还兼具临时停车和路面横向支撑两种用途。基于路肩的功能,其铺面结构必须满足正常状态下的承载能力需求。路肩设计要围绕这个中心开展具体工作。首先要要科学选择结构导线组合方式与施工材料,确保路肩与行车道路面间具有良好的协调,为降低降水对公路设施的负面影响,路肩还要具有排水功能,能够将路面结构中的水及时排除,防止积存。为保障路肩铺面强度,一般选择水泥混凝土或沥青面层作为施工材料。如果使用水泥混凝土,路肩面层和基层厚度要与行车道的面层、基层分别保持一致,薄面层的厚度不能低于15厘米,基层要使用级配粒料。如果使用沥清作为施工材料,则要注意使用密实型混合料,基层材料以级配粒料或无机结合料为宜。对于行车道路面中没有排水设施存在的情况,沥青面层与不透水基层两者厚度的总和不能大于行车道面层的具体厚度,同时基层下面的填充料要使用透水性粒料。
2.2 做好道路平面设计
所谓道路平面指的是道路中心线与边线在地表上的垂直投影,该平面由直线、曲线还有加宽与缓和曲线等要素构成,是地面上道路形状、沿线地形的具体体现,同时也包含地物具置、人工构筑物分布情况等信息。城市道路设计工作中,道路平面设计是非常重要,但又经常为人们所忽略的问题。开展道路平面设计,首先要详细了解平面线形设计的具体要求,在满足其基本要求的基础上再开展相关设计工作。此外,开展道路平面设计,还要坚持以下原则,一是要在遵循道路沿线周边环境与地形的基础上进行平面线形设计,以保证二者相契合,力求简洁。二是要充分考虑纵断面和横断面的情况。三是要减少大角度急转弯路段的出现,尽量选择较为平缓的、转弯半径较大的弯道,保持各路段间的协调连接。四是避免复曲线和断背曲线再平面线形设计中的应用。五是在高填方路段,要采用直线或者是缓弯设计。
2.3 做好道路纵断面设计
纵断面是人们了解、掌握道路沿线变化情况的重要渠道,在设计城市道路纵断面时,要先确定两个内容:一是当地的路网规划,二是设计对象道路的使用要求,在此基础上确定道路的性质和等级。之后,通过对通行车辆类型的分析,并结合当地自然环境、水文、土质以及天气变化的影响,明确道路控制点标高和纵坡大小。纵断面的组成要素主要有直线和竖曲线。开展纵断面设计,要遵循下面几个原则:一是严格遵循技术标准中关于最大纵坡及最小坡长和竖曲线限制值的规定,二是面对复杂水文条件或地下水位较高的情况,要适当增加路基高度,避免路面积水。三是要避免急剧升高的纵坡出现,确保汽车通过时的安全和平顺。四是要注意道路途径地区,道路内外地块标高差异,方便车辆、行人进出。
2.4 做好道路绿化设计
要结合道路性质以及各路段具体情况,科学设置植被的种类、分布密度、高度等要素,既美化道路沿线环境,又要保证交通安全。
3 结束语
道路作为陆地交通运输的主要基础设施,已经与人类社会的发展紧密结合到一起。经济的发展,社会活动的开展都离不开可靠、顺畅的道路交通保障。现代城市作为人类活动的集中区域,生产物资密集,人口流动量大,交通运输需求很高,并且随着城市建设规模的增加,这种对交通运输的需求会越来越高。交通运输能力,已经成为反映城市建设水平的重要标志,同时也是城市发展建设的重要影响因素。要充分认识到城市道路设计的重要意义,牢牢把握正确的设计思路,围绕具体设计重点,创造性地开展城市道路设计工作。要科学设置公路路肩、路面平面、纵断面设计参数,结合周边环境开展美化设计,做好细节处理,为优质工程的建设实施夯实基础,推动我国道路交通事业的健康发展。
参考文献
关键词:新一代数据中心;局域网建设
中图分类号:TP73+.5 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2016)33-0008-02
1 传统数据中心架构的问题
业界从互联网云计算的概念得到启发,开辟了崭新的数据中心架构模式,以解决长期困扰的业务发展与基础资源的矛盾和瓶颈问题。即如果能够把IT的资源当成用水用电一样、并且以一种可量化其“质”和“量”的标准服务的方式交付给资源的使用者,就能从根本上解决问题。这种使用IT资源的方式最早形成在互联网应用的交付过程中,互联网应用的使用者往往不关心IT资源的具体存在形态(象云一样无时不在、无所不在),而只需要对互联网应用的账号赋予可度量的成本,即可按该账号所赋予的使用量、使用规则和质量来使用互联网服务。对于这种IT服务的使用方式,我们就可以把更多的精力放在如何使用好它们,而不必浪费精力于IT资源本身。这就是最原本的云计算含意。云计算的重大意义在于解决了传统IT中的建设和使用倒挂的80/20困境。
实际上云计算概念的引入,已经重新定义了传统专网中获取资源的模式,即使没有互联网的资源规模效应前提,也可以从根本上扭转刚才提及的80/20资源应用的矛盾。我们先研究传统IT架构是怎么导致80%精力耗费在资源的建设和维护的。具体而言存在如下问题:
①维护管理难,灵活性差:在传统构架中业务与底层资源的关系是呈竖井方式(Silo),网络中进行业务扩容、迁移或增加新的服务功能越来越困难,每一次变更都将牵涉相互关联的、不同时期按不同初衷建设的多种物理设施,涉及多个不同领域、不同服务方向,工作繁琐、维护困难,而且容易出现漏洞和差错。
②资源利用率低:传统架构竖井方式对底层资源的投入与在上层业务所收到的效果很难得到同比发展,最普遍的现象就是忙的设备不堪重负,闲的设备资源储备过多,二者相互之间又无法借用和共用。
③服务策略不一致:传统竖井架构最严重的问题是这种以孤立的设备功能为中心的设计思路无法真正从整个系统角度制订统一的服务策略。
2 面向云计算的新一代数据中心局域网架构
新一代数据中心局域网的目标是构建一个可持续发展的、新一代的面向云计算的数据中心架构。将数据中心的IT资源池化,通过智能的业务调度机制、以可计量的方式按需、 保质的取用资源,满足业务需求的同时屏蔽底层的复杂性,使用户可以把更多精力投入到IT资源的优化应用上去。如图1所示。
IT应用、服务器计算、I/O网络、存储等资源的虚拟和池化、按需调用IT资源,实际上就是云计算的“架构即服务”(IaaS)模式。这种架构下的数据中心相比之前的竖井化的传统数据中心有如下明显优势:
①随需而动的业务灵活性:上层业务的变更作用于物理设施的复杂度降低,能够最低限度的减少物理资源的直接调度,使维护管理的难度和成本大大降低。方便随业务的调整和变迁而灵活供给所需资源,而基础架构保持稳定不变。
②高效资源优化复用:使得物理资源可以按需调度,物理资源得以最大限度的重用,减少建设成本,提高使用效率。一方面总硬件资源占用量降低了,另一方面每个业务得到的服务反而更有充分的资源保证了。
③全局策略一致性:统一的智能化调度屏蔽了具体设备个体的策略复杂性,能够最大程度的在设备层面以上建立统一、一致的服务体验。根据上层业务对服务要求的不同,可定义调用的条件和方式,从而方便的对不同业务提供相适应的策略和合规性约束,这样整个IT将可以达到理想的服务规则和策略的一致性。
3 新丰江发电公司局域网改造设计思路
新丰江发电公司的信息化建设已比较成熟,经过多年的经营完善已取得了一些成果,有效的推动了公司的信息化办公的发展。 由于当时的条件所限,新丰江局域网在建设初期,物理架构上采用单核心、单链路设计,随着接入终端的增多,接入层使用级联方式得到了快速扩充。在逻辑架构上,业务流量没有得到合理的梳理,比如互联网出口及粤电网接入在物理上可以形成了互备条件,但实际的路由配置却未能实现。基础网络架构,如图2所示。
如上图所示,新丰江的局域网在可靠性、健壮性、数据转发的高效性有很大的是升空间,以确保业务的永续性。为了充分满足当前和未来的业务需求,有必要对现有的网络进行合理规划与升级,以此更好的满足日益扩大的业务需求,更好的发挥发电公司在当地国民经济中的重要作用。局域网改造应满足以下要求。
3.1 采用新一代的云计算标准建设局域网
使用成熟的、商用化的云计算技术改造现有局域网,建立一套稳定和可持续发展的云计算数据中心局域网架构,并在此架构上规划未来5年的业务部署,以满足业务长期持续的扩展能力,在运营和使用中收获长期效益。
3.2 构建面向云服务的高可靠性
整个网络系统必须有很高的安全性、可靠性和一定程度的冗余。
3.3 网络的预见性和架构通用性
随着未来用户应用规模的不断扩大,设计必须具备一定的预见性和架构通用性,对于可预见的发展趋势,网络架构必须从当前设计中给予充分考虑,并提供无须进行大的架构改变而能适应未来5年网络升级的稳定、通用的架构,最大限度保护投资,获得总拥有成本优势。
4 新丰江局域网改造设计模型
新丰江发电公司数据中心局域网络将采用层次化、模块化的设计、并采用了网络虚拟化技术、以太网链路捆绑技术,极大的增加了网络的可靠性、健壮性、及数据转发的高效性。如图3所示。
4.1 采用偏横向的层次化、模块化结构的优势
①节约成本:局域网意味着巨大的业务投资,正确设计的局域网可以提高业务效率和降低运营成本。
②便于扩展:一个模块化的或者层次化的网络由很多更加便于复制、改造和扩展的模块所构成,在添加或者移除一个模块时,并不需要重新设计整个网络。每个模块可以在不影响其他模块或者网络核心的情况下投入使用或者停止使用。
③加强故障隔离能力:通过将网络分为多个可管理的小型组件,企业可以大幅度简化故障定位和排障处理时效。
④符合运维管理的基本准则:在运维管理中,对不同的变更有严格的系统影响评估,给予不同的变更流程。比如对核心系统的任何配置变更应经过多级严格审查、制定严格回退预案、经过专家和专门厂商技术人员的审批、并应在非生产时间完成,而对边缘设备的变更则由于其影响较小,则会用比较简易的流程完成。如果没有层次划分,那么任何变更都将被看出对核心系统有直接影响的行为,企业IT维护管理的灵活性和可用性将大为降低。
4.2 构建没有生成树协议的无环二层网络
在解决二层环路的问题上,传统的方案是运行STP协议,它逻辑上阻塞一个端口来达到无环的效果,但是这样却牺牲一条链路的带宽,而且当网络拓扑发生改变时,STP会重算,即使是快速生成树协议收敛时间也要5 S以上,这对于可靠性强的网络来说是无法忍受的。
HSRP和VRRP是最常用的FHRP,但它们只允许VLAN上的主机一次仅与一个交换机通信,因此连接核心层的冗余链路不传输任何流量。
GLBP是较为新型的协议,支持一定程度的负载均衡,将输出流量分摊到两个核心层路由器。但返回的流量一般在流量中占主要部分,它们可能并不进行负载均衡,因此它还是不足以满足大多数系统的需求。
4.2.1 传统STP网络缺陷
传统STP网络结构,如图4所示。
在新丰江的局域网改造设计中,我们把核心设备虚拟成逻辑上的单台设备,并通过堆叠或其它虚拟化技术把汇聚也逻辑虚拟成单台设备,这样做除了解决毫秒级的冗余互备外,同时解决了环路的问题外,另外还有两个好处:
①首先接入层设备两链路上联汇聚,所以两条链路都走业务流量;②其次从汇聚到核心,从接入到汇聚,可以采用以太网聚合技术把两条或多条物理链路捆绑起来,在增加带宽的同时也增强了网络的可靠性。
4.2.2 新的二层网络结构设计
新的二层网络结构设计,如图5所示。
新的设计中,对核心层/汇聚层和接入层交换机来说,看似只有单一链路。从接入层到核心层的两条上行链路作为一个以太网链路捆绑链路,为了更好的弹性,上行的链路在两台汇聚交换机上实现链路捆绑。因为汇聚层到每个接入层交换机只有单一逻辑链路,进而形成了逻辑上的星形拓扑,所以不会再出现回环拓扑结构。
4.2.3 优 势
①不会有网络拓扑更新需要STP重收敛,因此恢复速度加快。②不会出现上行链路阻塞的情况。③从接入层交换机到核心层/汇聚层的两条链路通过以太通道进行负载均衡,因此输入和输出数据由链路共同传输,提高了链路利用效率。④对接入层的每个VLAN来说,核心层/汇聚层仅有一个逻辑接口。因此就不必运行第一跳冗余协议,从而简化配置。⑤通过“NIC聚合”(802.3ad端口通道)提供高可用性和负载均衡。
5 结 语
新丰江发电公司局域网采用云计算架构的建设思路,构建的数据中心局域网就有希望走出80/20的模式,从IT资源建设上节省下的时间、精力和成本可以转换为对IT资源更好的利用,从而更加有效的推动企业的生产力发展。
关键词:电气工程专业 内涵建设 改革
课题来源:2013年黑龙江省高等教育教学改革试点专项项目
课题编号:GJI201301043
TM76-4
一、电气专业的办学理由和就业分析
电气工程及其自动化专业是一个历史悠久、内涵丰富的老专业。
目前,全国已有240余所全日制本科院校和80余所经教育部批准的民办院校设有4年制本科相关专业,每年招收3万人,另外还有460所专科院校每年招收1万人。且研究生的每年招生已近万人,占本科毕业生的1/3,专科-本科-硕士-博士-博士后的完整专业教育体制相当成熟。同时,教育部和高校电类教学指导委员会正在紧锣密鼓地建立和推行专业教学的国家标准和工程教育的专业认证。
总体上电气专业的招生和就业都在所属学校中位居前列,但我们的问题是本院本专业毕业生的对口就业率仍需要提高,这里说的对口就业率提高主要是指就业层次低的同学的提高。由于部分同学专业竞争能力不够,较难拿到所期望的工作职位和待遇,因此便有部分同学只好改行从事某种本专业性质较弱的其它工作。
本专业的就业领域包括以下几个方面:
(1)在各类传统企业中从事电气设备的日常维护和技术改造,如担任设备动力部门的工程技术人员、车间设备技术员和电气设备维护人员,以及其它生产过程的运行人员。
(2)在自动化公司中从事项目开发和售后服务,如项目工程师和施工技术员、调试人员、售后工程师和项目经理。
(3)在中小微企业中研发、生产电子和电气产品,如从事产品设计和工艺的工程技术人员、生产线技术负责人或骨干、测试工程师、元件工程师、售后服务工程师等。
为了应聘这些职业,除了需要掌握必要的文化素质,还要接受基本电工理论和电工技能的训练,掌握电子电路的基本原理、制作、调试和PCB的设计方法,需要熟悉计算机的软、硬件基本技能(包括单片机应用技能和PC软件的应用方法),同时要求掌握PLC和工控设备组建、运行、调试和设计的基本方法,了解和熟悉某些测控、电力电子和电气传动的典型系统。为了适应本专业宽口径的就业特点,强调一专多能、可上可下(多次就业),以及适应现代科技发展和生产方式的学习方法。
需要指出,尽管很多同学目前掌握上面所列的基本技能要求,也有相当的差距,但总的几年大学教育过程,对其应聘和从事各类职业工作,都还是具有一定的积极意义。
二、 课程体系和能力指标
本专业将整个教学分为入门、课程和实训3个阶段。为使学生尽快安全入门电气工程专业,将编程类计算机课程尽量前移,同时专设入门课及其分组实践课培养学习骨干,并以电子技术和单片机为主要内容开展课内外科技创新活动,试图鼓励学生在学习过程中重视英语和数学知识的运用;实训则作为顶层学习的出口,分为嵌控、工控、测控和电控(电力电子与传动)4组,分别进行典型系统的综合实训、毕设和基本能力的培训验收,并倒逼传统课程的改革;而目前传统课程则尽量尊重国家电类教学指导委员会和各任课教师的不同改革举措,以不同方式反复地培养学生的基本能力和职业基础,以及适于现代社会的学习方式方法。
考虑我们学生应聘职位的入门性和实用性,而非领域专家的实际情况,本专业写入大纲的基本能力指标暂定如下:
1. 熟悉电气工程及其自动化行业,回答基本理论和安全用电的应知常识题。
2. 自选原理图分析,鉴别主要电路和元件,展示电路板的装、焊、拆、调、测能力。
3. 简单功能电路板的原理图和PCB设计能力,展示自选中英文元件资料的阅读能力。
4. 继电器和PLC等工控系统的梯形图设计能力,自选示例,并说明电气设备的安装、配线要点。
5. 自选单片机最小系统或应用系统,展示电路设计和编程能力,说明调试方法。
6. 展示基本测试仪器和软件工具的使用能力,阐述自选测试任务的工作过程。
7. 说明自选典型电力电子、电气传动产品设备或测控系统的工作原理和特点,展示综合分析能力。
三、本专业为完成人才培养计划中能力指标的具体措施
(1)开设综合技能类课程,加强技能培养
学院提出加强实践性教学非常正确,对提高学生就业率会有很大帮助。开设综合技能培训课程是加强实践性教学取得效果最好、最省时间的办法。
开设综合实践课程,让学生掌握目前电气电子行业基本技能,扩大学生就业面和提高学生的就业竞争力。高职高专类学校对这门课程非常重视对提高学生就业率效果明显,也是我校电气专业的学生就业也必须的知识。虽然有些内容部分课程中已经涉及,但学生的重视程度不够,集中授课可以达到更好的学习效果。
(2)开设《工业自动化技术》课程,提高就业竞争力
从事工业自动化类产品开发、生产、销售、技术服务是电气工程及其自动化专业的主要就业方向之一,非标准工业自动化设备开发是目前很热门的行业比如工大博实,开设这门课程可以提高知识综合运用能力,使学生掌握目前行业的主流技术,达到学习与就业接轨的目的。
(3)增加专题讲座的次数,是学校教育与行业技术对接
从大一开始每学期开设专题讲座每学期不少于三次,讲座的内容主要包括本专业的学习内容、就业形势和工作去向、目前行业中主流技术和发展趋势、本专业知识应用的典型范例、就业指导等等。让学生在学习知识的同时尽早了解和接触以后所从事的行业,扩大视野和知识面。
(4)在专业课教学过程中增加实践类教学内容的比例
在专业基础课教学过程中贯穿典型案例让学生了解所学课程的用途,提高学生的知识运用能力,摆脱学生为了考试而学习的弊端。
(5)加强校企合作,深化“应用性、职业型、开放式”人才培养模式。
为了响应学院加强企业合作,探索开放式办学的号召,我们先后在齐齐哈尔二机床、省自动化所和哈尔滨电工仪表研究所等单位合作建立实习基地和科研合作关系,也与其它一些公办民办单位进行了一些合作探讨。
现在我们计划一面尽快积极提高师生的实践能力,另一面积极发动师生继续探索适宜的企业、内容和合作方式,并重点探讨:以校区附近的工业园区为重点,在全面了解的基础上寻找合适目标;重点寻访工业机器人、电磁测量和信息处理协会、电控焊接设备、LED和光伏发电、智能电网和智能家居等领域的行业需求、就业渠道和合作伙伴;探索聘请校内外各层次专家参与实践基地建设的方式和方法。
关键词:二进制计数器;同步;异步;加法;减法;触发器
二进制计数器是各种计数器的基础,职高学生在设计二进制电路时总是望而生畏,往往无从着手。为了帮学生完成此类设计摆脱畏难情绪,我们把二进制计数器电路设计进行归纳,以触发器翻转的特点和波形图的转换过程为切入口,将复杂的电路设计进行简单直观化,使学生轻松地掌握了知识。经过多年教学实践,效果良好,现介绍如下。
一、理论要点
统计输入脉冲个数的功能称为计数,能实现计数操作的电路称为计数器。计数器在数字电路中有着广泛应用,除用于计数,还可用于分频、定时、测量等电路。计数器种类很多,按计数的进制不同,可分为二进制计数器、十进制计数器以及N进制计数器。按触发器的翻转先后次序分类,可以把计数器分为同步计数器和异步计数器。同步计数器中的同步是指当时钟脉冲输入时各触发器的翻转是同时发生的,而异步计数器中异步是指当时钟脉冲输入时各触发器的翻转有先有后之分。
二、加法电路
加法电路设计中,有同步和异步两种设计情况。下面,从例题着手,就设计同步二进制和异步二进制的设计方法进行展开讨论。例如:设计一个三位二进制加法计数器电路。
(1)分析。先看如下波形图(二进制加法的波形图),假设初态是从000开始的,经过8个CP后又回到了初态000,所以上述画的波形图就是三位二进制加法计数器的时序图。有了这个图,下面我们将讨论如何用电路图来实现,也就是用触发器来实现。
(2)设计成异步的方式。异步电路结构相对简单,而且学生容易掌握理解。异步方式,是说各触发器的触发不是同一时刻的,有先后次序。我们把三个触发器各自触发条件罗列出来,不难发现Q0的变化为(8个CP)每来一个CP翻转一次,从图中看它是CP的下降沿(上升沿也可),故可写出Q0的状态方程: Qn+1=n0 CP
再看Q1的值变化:Q1的翻转是在Q0的下降沿后,也就是Q1也是一个计数型触发器即T’触发器。当Q0的下降沿到来后,Q1即发生翻转,否则就保持,所以Q1的状态方程可以看成:Q1n+1=n1 Qn 0
接着看Q2的值变化:从图上看,Q2的翻转发生在Q1的下降沿后,而其他时刻均为保持,Q2触发器也为计数型触发器,所以Q2的状态方程可以写成:Q2n+1=n2 Qn 1
综上所述,三个触发器均为计数型触发器,所以可以用T’ 触发器来实现,而一般我们用的触发器均是JK、D有时也是T触发器。所以,我们要掌握的首先就是触发器类型的转换,把JK、D、T转成T’触发器,画出的电路图如下。
因为JK触发器的特性方程为: Qn+1=Jn+Qn,只要J=K=1时,Qn+1=n; D触发器的特性方程为:Qn+1=D,只要D=n; T触发器的特性方程为:Qn+1=Tn+Qn,当T=1时,Qn+1=n
当每个触发器具有计数功能后,接下来解决如何进行连线的问题。对职高学生来说,只能一步一步来分析。本人推行的方法原则是简略容易理解。从题意上知,要设计异步三位二进制计数器,需要三个计数型触发器,先摆放三个触发器具置,以刚才TTL为例,位置如下:
然后,确定触发器之间的连线。根据刚才条件可知,如果是加法,那高位触发器翻转的触发条件是当低位的输出原态产生下降沿时。所以,对于JK触发器,应是FF0的Q0给Q1的CP,依次类推,T触发器也同样,而D触发器本身是上升沿触发,故FF1、FF2连接时,要获得低位输出的下降沿,就要把低位端给高位的CP输入端,即n0 、n1 . 它们等效于 Qn0 、Qn1 ,连线如右(T触发器类同JK触发器)。
若采用CMOS类型触发器,则电路图如下:(JK触发器和T触发器)
(3)设计成同步的工作方式。同样,我们画出波形图如下。
我们知道,同步的工作方式是指所有的触发器的触发时刻由同一个CP控制,指CP的上升沿或者CP的下降沿。所以,这就给电路的设计带来一定的难度,电路的结构要比异步工作方式难得多了。下面,我们来逐步考察。先看Q0波形变化,它能实现二分频,来个CP翻转一次,即:Qn+10=n0 CP (CP)。再来看Q1,先是四分频,与Q0同一时刻要触发,Q1的变化:0011001100,它的变化是保持或翻转。我们不难发现,当Q0为0时,来CP,Q1保持;而当Q0=1时,来CP ,Q1翻转。这样具有保持翻转功能的触发器,我们可以设定为T触发器(T触发器的逻辑功能为T=0时保持,T=1时翻转)。所以,只要Q1触发器改成T触发器,即T1=Q0,可以得出Q1触发器的状态方程为:Q1n+1=Q0n?茌Q1n CP
再来看一次Q2触发器输出状态的变化。Q2前面四个CP连续为0,第四个CP后翻转,接下来一直为1,到第八个CP才翻转。从图中二处翻转处可看到,一样是CP的下降沿,为什么会出现翻转?再看Q0Q1,发现在二个翻转处Q0Q1都同时为0,而其余的则Q0或Q1有一个为0。所以,可以把Q2也看做T触发器,要么保持,要么翻转,当T2=1时即翻转,这个T2的输入信号可以从Q0Q1处得到,即T2=Q0Q1,当Q0和Q1同时为1时,T2=1,即Q2翻转。因此,Q2的状态方程可以写成:Q2n+1=T2?茌 Q2n=Q0nQ1n?茌Q2n CP
有了这个状态方程和输入方程,我们发现:如果要设计同步二进制计数器,则要把各触发器转换成T触发器,同样有JK和D触发器,如果本身是T触发器那最简单了。我们把JK转换成T触发器其实很简单,可以让J=K=T,转换图如右。
从上面的分析,即可得到如下的电路图。
若采用T触发器,则更简单,这里不画了。
从以上分析可以得出结论:对于同步二进制加法计数器,只要把每个触发器转换成T触发器,最低位的除外,然后每一个高位的输入端与低位输入端相与,最低位输入为1。
上面,我们讨论了二进制加法计数器电路的设计。下面,我们再分析一下减法电路的设计方法。
三、减法电路
减法电路设计中,同样有同步和异步两种情况。我们也从例题着手,分别就同步二进制和异步二进制的设计方法展开讨论。
例如:设计一个三位二进制减法电路。
(1)根据波形图用异步方式进行设计。我们先来看一下减法电路的波形图。
从上面的波形图,我们可以看出,Q0的翻转是在CP的下降沿(也可上升沿)Q0实现CP的二分频,而Q1的翻转是在Q0的上升沿时刻,同样看Q2,Q2的翻转也是在Q1的上升沿。所以,我们不难发现,每个触发器都工作在计数状态,这与上面的异步二进制加法计数器是一样的。唯一不同的是触发条件不一样,减法高位翻转的条件是低位输出的上升沿,写出状态方程如下:
Q0n+1=n0 CP Q1n+1=n1 Qn0
Q2n+1=n2 Qn1
所以,同样把每个触发器设计成T’触发器,上面已转换过,这里就不叙述了。下面,我们看如何连接。同样,也放好三个触发器的位置,由于JK在这里本是下降沿触发,所以要转换成上升沿触发,那么只要把低位的端给高位的CP输入端,即n0 、n1 ,它们等效于Q0n、Q1n,所以连线如下。
如果JK触发器本身是上升沿触发,那么连接时只要把低位Q端给高位的CP输入端即可,电路图如下。
假设是用D触发器做,则电路图又不一样。把每个D触发器转换成T’触发器,放好位置,接下来进行连接,同样这三个触发器本是上升沿触发,那么直接低位的输出给高位的即可,不用进行电平之间的转换,电路图如下。
(2)考察波形图用同步方式设计。
从波形图上可以看出,Q0的翻转是一个CP翻转一次,可以是CP的上升沿或者下降沿,而Q1的翻转却是当Q0=0时,否则Q1保持原来的状态。所以,可知,Q1触发器同样也可设置成T’触发器T1=Q0n(因为T触发器为1时翻转) ,Q0n=0时,即n0=1。再来看Q2的翻转条件,从上面的波形图中可以看出,当Q0n与Q1n即二个低位都为0时,则Q2产生翻转,不然当CP脉冲来时,Q2仍保持原来的状态。所以Q2也设计成T’触发器,当Q0n、Q1n都为0时,Q2翻转,则此时T2一定为1,所以T2=n0n1。我们得出结论,即高位触发器翻转的条件为:所有低位反态输出状态之与给高位触发器的信号输入端。而此结论恰恰与加法相反。电路图如右。
总结:异步加法电路:低位输出的下降沿作为高位触发器的触发条件;异步减法电路:低位输出的上升沿作为高位触发器的翻转条件;同步加法电路:所有低位输出原态之与作为高位的输入信号;同步减法电路:所有低位输出反态之与作为高位的输入信号。因此,一般异步每个触发器转换为T’触发器,若是同步,除低位外,每个触发器一般转换成T触发器。以上总结,让同学们作为一种常识先记住,再进行反复练习,效果很好。这样,可以进一步强化对知识的理解,提高学生实际能力。
关键词:城市规划;设计思路;规划要点Abstract: With the complex whole function expansion of the city scale of economic activities and the city system, the city planning requirements continue to increase, the importance of city planning is also more prominent. This paper discusses the design idea and design key points of planning and city planning,.
Keywords: City planning; design; planning points
中图分类号:TU984 文献标识码:A文章编号:
1我国城市规划发展现状
改革开放以来,我国的城市化进程明显加快,由于我国城市规划发展的历史较短,与迅速变化的城市发展形势相比,现行城市规划中还存在着一些亟待改进的薄弱环节,如:由于城市规划编制时目标不够完善,在分析确定城市发展目标时缺乏资源和环境的约束,导致了有些城市规划本身的先天不足;由于我国正处于经济转轨时期,由于体制的原因,城市规划的法制和管理还尚待完善,实施与规划还有相当距离,城市发展上难以改变以往的盲目扩大规模的外延式的发展模式等。有鉴于此,从可持续发展的观念出发,探索与之相适应的城市规划的理论和方法,以城市规划为首要环节,保证实现城市社会、经济、人口、资源、环境的协调发展,无疑具有十分重要的意义。
2城市规划思路三个显著特点
2.1划内容已不局限于城市本身的发展,而是将与之关联的人口、经济、社会、资源、环境等诸多因素纳入规划过程,在保证上述因素相互协调和相互促进的前提下,寻求城市适宜的发展规模、发展速度与发展方式;特别在规划的开始,就把城市的环境分析和城市的资源分析和城市发展的需求分析一并考虑,由此得出平衡城市发展的总体规划初步方案。
2.2个规划的出发点不仅是以往的城市社会经济发展与城市土地及空间资源的关系,而特别强调了城市环境承载力和资源供给力。这是可持续发展观念对城市规划提出的新的要求。
2.3源环境体系的基本承载力是决策城市规划方案的一个十分重要的控制点,即规划方案中建议的城市规划不能突破城市的环境承载力和资源供给力。需要说明的是,城市规划方案的确定并不是被动的接受承载力和供给力指标的约束。随着科技的不断进步,环境污染的排放因子和经济发展的资源消耗特性会相应发生变化,导致环境承载力不断增大和资源供给力的加大,以及城市系统允许发展规模上限的扩大。可见,环境承载力和资源供给力指标的引入,保证了城市发展与资源环境之间的良性互动,这是可持续发展思想的具体体现。
3城市环境规划设计要点
3.1理布局与环境功能区划
环境问题的地域特征十分鲜明,与城市布局的关系密切。环境有一定的自净能力,同时,环境质量标准是根据功能来制定的。不同的区域功能对环境质量的要求不同。规划要避免将对环境影响大的活动布置在对高功能区有影响的地方,而应将之布置在环境容量大,对高功能区无影响或影响少的地方。环境功能区划是城市布局在环境方面的表述,体现了城市布局在环境方面的要求。环境功能区划,从环境特征或环境容量与经济、社会活动相和谐出发,规划城市环境功能区,协调环境与经济、人的关系。按照高功能区高标准保护、低功能区低标准保护的原则,环境功能区划为确定不同功能的环境目标、制定详细环境规划和实施环境管理提供依据。
3.2理好环境保护与优化产业结构的关系
当前我国正处于产业结构战略性调整时期,经济发展必然对环境有一定的压力,不同产业结构的环境压力有很大的差异。第二产业的发展,特别是能源、化工、原材料等重污染行业的发展,对环境的潜在压力大,第三产业和高新技术产业以及清洁生产对环境的潜在压力要小得多,产业结构决定了环境保护难易的程度。
3.3学管理
(1)污染物排放“输入——响应关系”
城市环境规划要以环境质量为核心。关键问题是建立污染物容量总量控制的“输入响应关系”,即污染物排放对环境质量的定量影响关系,运用大气或水环境容量模型,将污染物排放与环境质量联系起来。因而污染物排放的“输入响应关系”是城市环境规划和环境管理的技术基础,污染趋势预测、污染治理方案的模拟和可行性分析都需要应用“输入——响应关系”,必须认真做好。
(2)地理信息系统(GIS)的应用
地理信息系统对城市总体规划是一个十分有用的先进信息手段,对环境保护规划也同样。地理信息系统不仅具有表现直观清晰的优点,更重要的是它使环境规划中的属性数据与空间数据结合,可以进行各种综合分析和模型计算,分析计算快捷,存储修改十分便利,图形加工能力强。地理信息系统的应用是环境保护规划值得提倡的先进手段。
4城市规划中的多层面立体化设计
多层面立体化城市环境设计是结合地形地貌、尊重和利用城市自然形态并使之方便于人的有效途径和手段。多层面空间立体化设计理念。反映在城市开发建设具体形态上。主要有多层面公交系统、高架步道系统等。
4.1道路系统。道路是构成城市格局的骨架。从城市总体布局模式上看有网状路网、环形放射状路网等形式。这里谈论的是营造城市特色街道空间的设计方法。城市道路一般可分为生活性道路和交通性道路两类。不同性质的道路其空间特征各不相同。在设计中应利用各种要素加以控制和引导,强化空间品质。生活性的道路应有以人为尺度的空间,在维持必要车行交通量的前提下,尽量拓宽行人面积,增加路段中人行穿越道,增加人的活动量,并可将公交站、人行道及休息设施综合设计,维持活动的参与性与多样性,强化活动的特征。
交通性道路是以车行尺寸和速度为原则的空间,它也町以展示城市的特色,如高架快速干道可眺望全市及自然景观,市内交通性道路可展示沿途各区域不同的城市意象。设计中道路两侧在市中心高密度区宜以连续的立面塑造整体的街道空间,低密度或开放空间宜以绿化种植强调个性,形成对比。当前城市中的步行系统越来越成为展示城市生气和活力不可或缺的部分,它能创造出丰富的充满人性化的城市空间,而且也能创造出欣欣向荣的商业氛围。对这一空间处理的关键是城市环境的整体连续性、类型的选择和细部的处理。
4.2高度控制系统。城市规划设计中的高度控制系统包括建筑物体量与城市尺度的关系及高层建筑的分布和高度控制。城市高度控制系统是从城市整体的空间架构与历史自然资源、方向指认、结构管理等因素出发制定的理想的建筑物高度分布状况,以天空为背景的一副或一组建筑物以及其他物体的轮廓或剪影形式的天际线,是城市生活事实的物质反映。一个城市中独特的天际线及建筑物的高度,不仅合乎审美上的需要,同时对于一个城市与市民之间所形成的方向感与认同感等心里上的褒义颇为重要,它能使人在心中留下对城市产生的强烈印象。
城市的功能及历史发展的轨迹也可以从城市建筑群的高度及体量的纹理中表露出来,如体量高大的建筑群及整齐的街道是高密度新区的意象;而有机的街道系统及有时间痕迹的细碎体量是旧市区的特征。在规划设计中一般应强化旧城区的现有纹理、街道组织及建筑物体量关系,保持现有高度发展模式,避免大体量或不适宜的高层建筑及无限度的拓宽道路。
5城市规划单体系统设计
5.1城市绿地系统。城市景观物质构成要素主要包括以欣赏建筑美为主的城市硬质景观和以植物等自然景物为主的=跋市软质景观两大类。软质景观不仅能美化城市,还具有良好的生态环境效应。因此,在城市建设的过程中,可将硬质的景观进行“软化”、“绿化”,如对城市建筑物表皮进行改造,通过建筑立面绿化、屋顶绿化、桥梁设施绿化等措施来提高绿化率。
5.2城市平面绿地设计。不同地域的城市绿化应有自己的特色,通过绿化来彰显城市个性,重视建群种的筛选、引种,以使城市绿化更接近自然,保持其稳定性,提高生态效益,体现城市特色。具体可从广植乔木、巧植灌木、普植花卉、草坪这三个方面来完成
5.3城市水系统设计。水体系统不仅能美化市容,还具有生态调节作用。在滨水区开发中应保护其自然格局的完整性,还应保护水体不受污染。滨水绿化应多采用自然化设计,尽量符合水滨自然植物群落的结构。还可设绿色通道,打造城市慢速交通系统,创造宜人的开放空间。
5.4节能与气候适应性的城市广场设计。广场是城市居民重要的活动场所,应针对城市的气候条件,提高广场的舒适性,降低广场的能源消耗,改善广场周围的微气候。在炎热地区的广场,可增强周围建筑界面围合度,以减少广场的夏季太阳辐射。广场设施的材料、色彩和布局也要根据具体城市的气候来选定。广场的地面铺装应从节能与气候适应性的角度来提高其低反射率、渗水性等相关的物理性能。
6结语
目前随着我国的城市化进程不断加快,各项建设事业正蓬勃的开展,城市的地位和作用将日益突出和重要。从城市可持续发展的角度,做好城市整体规划设计,对于我国实现可持续发展战略有着重要的意义。
参考文献:
关键词:公路隧道;排水设计;思考
公路隧道越来越多地被用于解决经济环保、线路长度、公路纵平面线形标准、路基深挖等一系列问题。由于经济的快速发展,社会对公路隧道的建设要求越来越高,不仅要求满足各项技术标准,而且要有安全流畅、清洁、干燥的洞室环境,以确保车辆安全正常地运行。因此,公路隧道的防排水问题就成为确保安全、正常运行的必要条件之一。从我国目前已建成的公路隧道情况来看,仍然存在着不同程度的渗漏水现象,主要有路面渗水、混凝土衬砌内渗水、施工缝漏水等。这不仅影响着行车安全,而且对隧道的结构、管理设施、电器设备以及隧道洞内的外观也有很大影响。渗漏水问题已成为隧道施工的一项多发病,必须引起高度重视。
1 洞身衬砌结构防水
1.1 防水板防水
隧道洞身、横通道及其它各种附属洞室在初期支护和二次衬砌之间拱顶至边墙脚下纵向排水管范围设置防水板及无纺布,全隧道铺满。防水板具有强耐腐蚀,耐老化,高强力及耐穿刺的特性,且设在防水板上的防渗肋,可有效的控制渗漏范围,可有效的、方便地寻找到漏水位置,及时处理。考虑到防水板较薄(通常不小于1.2mm),土工布一方面起到防止初期支护表面坚硬部分,刺破防水板的作用,另一方面起到反滤作用,过滤渗透水中微小土粒,防止堵塞排水管。明洞部位一般在衬砌外层铺设双层无纺布中夹防水板,构成复合防水层,并在洞顶回填土表面夯填50cm厚粘土隔水层。在衬砌内,特别是渗漏水地段,压注水泥砂浆或水玻璃浆液可起到良好的防水作用。拱部以堵为主,墙部的水可引至排水沟。在软弱围岩区域施工时,可采用管棚超前注浆,以固结岩层,达到防水、堵水的效果。
1.2 三缝防水
所谓三缝,即施工缝、变形缝、沉降缝。以往的工程中,在施工缝处采用中埋式遇水膨胀止水条,沉降缝、变形缝采用中埋式橡胶止水带,并在缝中填沥青木丝板等防水材料。下图为某项目隧道施工缝及变形缝的防排水设计。
2 防水层施工及质量
防水板种类繁多,为塑料、橡胶制品,主要的品牌有PVC、EVA、LDPF、PB等,厚度1.2~2mm,质量0.3~0.4kg/m2。土工布对防水板有保护作用,减少防水板因磨擦、张拉而破裂的可能性。防水板单幅宽2.0m,沿隧道环向铺设,每环防水板、土工布重约30余公斤。初护之后拱顶至拱脚高度9m左右。为铺设防水板,需制作一个可纵向移动的工作台架。要把防水板钉在初护面上,有两种方法:一是用钢钉将防水板钉在初护面上,钉孔处要用防水板胶贴密封,防钉孔漏水。二是防水板与土工布在工厂已胶合的防水卷材,在土工布上已穿有绳带,绳带间距约0.8m×1.0m。对此类防水卷才,则先用冲击钻在拱墙上打眼,在眼内打钉,将防水卷材之绳带系在钉上。此种方法目前使用较多。铺设防水板的要求是:喷混凝土表面不得有锚杆头或凸凹不平部位应修凿或喷补,两固定点间防水板不得绷紧,浇混凝土时使防水卷材要紧贴岩面或初护喷混凝土面,相邻两环连接,搭接宽度不少于10cm,采用电热焊接或防水板厂家提供的防水板专用的胶剂胶接。接头要连接紧密,不渗水,且有一定的抗拉强度。影响防水板铺设质量因素有:
(1)开挖面或初护面凸凹不平,防不板背面有空洞空隙。
(2)开挖面或初护面有突起棱角刺破防水板。
(3)由于防水卷材自重拉断挂绳,拉裂接头。
(4)后道工序钢筋拱架施工时,防水板被钢筋刺破,被电焊烧破。
(5)二衬安装端头模板及端模加固件时,防水板被拉裂。防水板铺设均在简易的脚手台架上进行,承包人自检、监理复检都得攀杆爬高,可能出现漏检。因而虽从理论上设计解决了隧道防水问题,而实际渗漏现象常有发生。
3 尝试用膨胀水泥混凝土防水资料整理:久久建筑资料网
隧道防水,目前普遍采用防水卷材,虽行之有效,但存在弊病,据卢坚、刘克忠等《AEC膨胀水泥特性和隧道衬砌》一文介绍,AEC膨胀水泥有良好的抗渗性能,经试验,AEC膨胀水泥砂浆总孔隙率比硅酸盐水泥砂浆降低了10%左右。用标准方法测定的AEC膨胀水泥混凝土渗透高为0cm~5cm。由结果表明:AEC膨胀水泥混凝土具有很好致密性和抗渗能力。二次衬砌采用AEC膨胀水泥混凝土浇筑。可以达到刚性自防水的目的。从而省去卷材防水层、减少了有关防水设施的工序,也有利于提高复合衬砌的结构受荷强度。经试验,AEC膨胀水泥混凝土的抗裂性能、抗耐蚀性能均优于普通水泥,后期强度也高于普通硅酸盐水泥。
4 隧道施工中混凝土初喷时的防排水措施
建议采用超前固结注浆的施工方法。具体措施是在开挖前对掌子面前方断层、破碎带、含水层等施作超前措施并采用单液或双液固结注浆,不仅增强了围r稳定性,而且对防水、堵水也起到一定作用。由于我国的隧道施工(包括公路隧道和铁路隧道)通常都采取爆破开挖的方法,因此,对爆破的质量有着较高的要求,它的质量高低直接关系到围岩稳定性的强弱,而且还对隧道的防排水效果有着莫大的影响。所以笔者建议如果可以采用预爆破或者光面爆破,应该尽量采用这两种爆破方式,爆破的质量越高,对隧道防排水(主要是防水)效果的影响就越小。除此之外,我们还可以采取对不同层裂隙漏水位置设置暗埋式排水管并多层喷混凝土的方式,达到二次衬砌和防水层之间无水压的目的。虽然我国采用此种方法的时间还不是很长,然而也正是因为此种原因,它的开放应用前景十分广阔。在应用的过程中,注意关注欧洲国家采用此法的最新动态,学习经验,吸收教训,尽量少走弯路。
5 安装横向排水管