合成技術(shù)及應(yīng)用精選(九篇)

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第1篇：合成技術(shù)及應(yīng)用范文

【關(guān)鍵詞】合成 基鉆井液 應(yīng)用

隨著能源問(wèn)題與環(huán)境問(wèn)題的逐漸突出，以及石油鉆探技術(shù)的高速發(fā)展，人們對(duì)于能源開(kāi)采尤其是石油開(kāi)采提出了越來(lái)越高的要求。傳統(tǒng)的水基鉆井液適用范圍較窄，在當(dāng)今逐漸復(fù)雜化的井下情況，越來(lái)越不能滿足需求，而油基鉆井液因?yàn)閷?duì)環(huán)境有較大的污染，迫于相關(guān)環(huán)保法規(guī)的約束，一直難以推廣使用。因此，作為二者的替代體系出現(xiàn)的合成基鉆井液在既保留水基鉆井液的環(huán)保特性的同時(shí)，又很好的繼承了油基鉆井液的性能特點(diǎn)，成為了海上復(fù)雜地層以及其它敏感陸地區(qū)域鉆井過(guò)程中必不可少的鉆井液體系。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的使用情況反映：合成基鉆井液具有攜砂能力強(qiáng)，性好以及抑制頁(yè)巖等一系列優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)其有效地避免了油基鉆井液所出現(xiàn)的污染環(huán)境、影響測(cè)井和試井資料等問(wèn)題。

1 合成基鉆井液組成特點(diǎn)

合成基鉆井液一般由人工合成或由改性有機(jī)物連續(xù)液相、分散液相、分散固相作為基液，通過(guò)加入乳化劑、降濾失劑、穩(wěn)定劑、流型改進(jìn)劑和加重劑等來(lái)合成，是一種非水溶性合成油基鉆井液，因此其具有油基鉆井液的特性。其中，連續(xù)液相主要有酯類、醚類、聚α-烯烴類、線性石蠟、線性α-烯烴和異構(gòu)烯烴等；分散液相一般為CaCI2飽和鹽水；分散固相一般為有機(jī)土。

合成基鉆井液因很好的融合了水基鉆井液的環(huán)保特性以及油基鉆井液的性能特點(diǎn)，同時(shí)其所具有的效果能夠有效的提高鉆速，是近年來(lái)發(fā)展較快的一類鉆井液。與傳統(tǒng)的鉆井液相比，其具有以下特點(diǎn)：

（1）較好的抑制性能以及較強(qiáng)的抗污染能力。合成基鉆井液由于在其濾液中不含有水相，故具有黏土抑制能力，能有效的降低井壁失穩(wěn)，同時(shí)還能有效的避免鉆屑的水化分散，從而達(dá)到較強(qiáng)的抗污染能力。

（2）流變性能、熱穩(wěn)定性能優(yōu)良。一般情況下，合成基鉆井液的黏度較高于油基鉆井液，約油基鉆井液的2～4倍，但在高溫情況下，黏度較小且長(zhǎng)時(shí)間下不會(huì)發(fā)生熱降解，熱穩(wěn)定性能優(yōu)良。

（3）良好的性能。合成基鉆井液的基液一般均由極強(qiáng)性的物質(zhì)組成（尤其是第二代合成基液），具有優(yōu)良的性能，其性能充分滿足鉆井需求，可作為界面劑使用。

（4）極強(qiáng)環(huán)境兼容性。合成基鉆井液正是因毒性小、可生物降解，符合環(huán)保要求而廣受歡迎，其蒸氣中不含芳香化合物，對(duì)哺乳動(dòng)物幾乎無(wú)毒，完全達(dá)到國(guó)際排放標(biāo)準(zhǔn)，適用于世界各地。

（5）綜合使用成本低廉。雖然合成基鉆井液的單價(jià)高于油基鉆井液，但考慮到采用合成基鉆井液可有效提高鉆速、鉆井穩(wěn)定性、節(jié)省了處理鉆屑的成本和治理環(huán)境污染的費(fèi)用，以及可多次重復(fù)使用的特點(diǎn)，其綜合使用成本還是低于油基鉆井液和水基鉆井液，陳本低廉。

2 合成基鉆井液分類以及研究現(xiàn)狀

2.1 第一代合成基鉆井液

第一代合成基鉆井液體系主要有酯基鉆井液、醚基鉆井液、聚α-烯烴鉆井液和縮醛基鉆井液四種。其中，酯基鉆井液是通過(guò)有機(jī)植物脂肪酸在水存在的條件下與醇反應(yīng)并以酸為催化劑合成，是最早研制成功并投入使用的合成基鉆井液；醚基鉆井液的基液通過(guò)醇的縮合和氧化作用制得，是R1-O-R2型化合物的總稱，與酯基有類似的物理性質(zhì)，不含任何芳香烴物質(zhì)。使用變體二乙醚基鉆井液比使用單醚基鉆井液更容易產(chǎn)生微生物降解，環(huán)保性能更好；聚α-烯烴鉆井液的基液由乙烯聚合制成，其聚合程度較高，在分子鏈末端保留有雙鍵，易產(chǎn)生微生物降解?；褐胁缓枷銦N和環(huán)烴化合物，無(wú)毒且易于生物降解；縮醛基鉆井液基液通過(guò)醛類縮合制成，其具有運(yùn)動(dòng)黏度和閃點(diǎn)低于酯、醚基液的優(yōu)點(diǎn)，但相對(duì)成本較高，實(shí)際采用偏少。

2.2 第二代合成基鉆井液

第二代合成基鉆井液主要有 線型α-烯烴鉆井液、內(nèi)烯烴基鉆井液、線性烷基苯鉆井液和線型石蠟基鉆井液四種。其中，線型α-烯烴鉆井液目前應(yīng)用最為廣泛，其較其他合成基鉆井液，特有基液黏度低、傾點(diǎn)低、在鉆屑上殘留少、單位成本低等優(yōu)勢(shì)；內(nèi)烯烴基鉆井液與線型α-烯烴鉆井液結(jié)構(gòu)相似，具有黏度低、成本低的優(yōu)點(diǎn)，但毒性較大；線性烷基苯鉆井液基液的化學(xué)性質(zhì)與甲醛相似，其具有運(yùn)動(dòng)黏度低及陳本低的優(yōu)點(diǎn)，但因其含有芳香烴等有毒物質(zhì)而在實(shí)際中使用較少；線型石蠟基鉆井液是最具代表意義的第二代合成基鉆井液，其自身所具有相對(duì)成本較低、性能穩(wěn)定、降解速率適中等一系列優(yōu)點(diǎn)都凸顯出第二代鉆井液的優(yōu)異性能。線型石蠟基鉆井液的毒性略高于酯基、聚α-烯烴，適用于各類環(huán)境復(fù)雜、鉆井液環(huán)保要求較高的區(qū)域。

3 合成基鉆井液的發(fā)展前景分析展望

合成基鉆井液作為油基鉆井液的替代品出現(xiàn)并逐漸發(fā)展起來(lái)，其所具有的優(yōu)良特性，是目前鉆井行業(yè)中較理想的鉆井液，在環(huán)境復(fù)雜、鉆井液要求較高的區(qū)域替代水基和油基體系，具有很高的實(shí)用價(jià)值。在今天這個(gè)污染日益嚴(yán)重的環(huán)境下，人們的環(huán)保意識(shí)空前強(qiáng)烈，合成基鉆井液憑借其污染小（或無(wú)污染）的優(yōu)勢(shì)勢(shì)必受到廣大鉆井企業(yè)的歡迎，其發(fā)展前景較好。但隨著合成基鉆井液在海上油田的廣泛使用，也出現(xiàn)了一些新的問(wèn)題，合成基鉆井液普遍存在流變性調(diào)控方面的問(wèn)題，包括井眼凈化、重晶石沉降、高循環(huán)壓耗，原因主要是溫度對(duì)流變性影響明顯，低溫時(shí)鉆井液黏度過(guò)高，高溫時(shí)鉆井液黏度太低，特別是動(dòng)切力太低，不足以有效攜帶鉆井液中的固相。同時(shí)，研究應(yīng)用表明，合成基鉆井液在高溫乳化穩(wěn)定性、油水比、

鉆井液密度方面有一定的閾限值，要使這些鉆井液完全成為人們所接受的油基鉆井液替代品，還需要解決許多問(wèn)題。

針對(duì)以上問(wèn)題，對(duì)合成基鉆井液體系下一步的研究，應(yīng)在在尋求和改進(jìn)合成基鉆井液的基液、乳化劑及流型調(diào)節(jié)劑方面下功夫，進(jìn)一步提高體系的高壓高溫穩(wěn)定性，進(jìn)一步改善體系的流變性，提高其密度閾限值，并在滿足環(huán)境要求的前提下降低成本。同時(shí)，應(yīng)在合成基鉆井液的回收和可循環(huán)利用方面開(kāi)展研究，進(jìn)一步提高其使用效能，真正達(dá)到降低成本、保護(hù)環(huán)境的目的。

參考文獻(xiàn)

[1] 李秀靈，沈麗，陳文俊. 合成基鉆井液技術(shù)研究與應(yīng)用進(jìn)展[J].承德石油高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2011（2）：21-24

第2篇：合成技術(shù)及應(yīng)用范文

關(guān)鍵字語(yǔ)音合成，文語(yǔ)轉(zhuǎn)換，語(yǔ)音人機(jī)界面

1引言

由人工通過(guò)一定的機(jī)器設(shè)備產(chǎn)生出語(yǔ)音稱為語(yǔ)音合成(SpeechSynthesis)。語(yǔ)音合成是人機(jī)語(yǔ)音通信的一個(gè)重要組成部分。語(yǔ)音合成研究的目的是制造一種會(huì)說(shuō)話的機(jī)器，它解決的是如何讓機(jī)器象人那樣說(shuō)話的問(wèn)題，使一些以其它方式表示或存儲(chǔ)的信息能轉(zhuǎn)換為語(yǔ)音，讓人們能通過(guò)聽(tīng)覺(jué)而方便地獲得這些信息。

語(yǔ)音合成從技術(shù)方式講可分為波形編輯合成、參數(shù)分析合成以及規(guī)則合成等三種。

波形編輯合成，這種合成方式以語(yǔ)句、短語(yǔ)、詞或音節(jié)為合成單元，這些單元被分別錄音后直接進(jìn)行數(shù)字編碼，經(jīng)適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)壓縮，組成一個(gè)合成語(yǔ)音庫(kù)。重放時(shí)，根據(jù)待輸出的信息，在語(yǔ)料庫(kù)中取出相應(yīng)單元的波形數(shù)據(jù)，串接或編輯在一起，經(jīng)解碼還原出語(yǔ)音。這種合成方式，也叫錄音編輯合成，合成單元越大，合成的自然度越好，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，但合成語(yǔ)音的數(shù)碼率較大，存儲(chǔ)量也大，因而合成詞匯量有限。

參數(shù)分析合成，這種合成方式多以音節(jié)、半音節(jié)或音素為合成單元。首先，按照語(yǔ)音理論，對(duì)所有合成單元的語(yǔ)音進(jìn)行分析，提取有關(guān)語(yǔ)音參數(shù)，這些參數(shù)經(jīng)編碼后組成一個(gè)合成語(yǔ)音庫(kù)；輸出時(shí)，根據(jù)待合成的語(yǔ)音的信息，從語(yǔ)音庫(kù)中取出相應(yīng)的合成參數(shù)，經(jīng)編輯和連接，順序送入語(yǔ)音合成器。在合成器中，通過(guò)合成參數(shù)的控制，將語(yǔ)音波形重新還原出來(lái)。

規(guī)則合成，這種合成方式通過(guò)語(yǔ)音學(xué)規(guī)則來(lái)產(chǎn)生目標(biāo)語(yǔ)音。規(guī)則合成系統(tǒng)存儲(chǔ)的是較小的語(yǔ)音單位(如音素、雙音素、半音節(jié)或音節(jié))的聲學(xué)參數(shù)，以及由音素組成音節(jié)、再由音節(jié)組成詞或句子的各種規(guī)則。當(dāng)輸入字母符號(hào)時(shí)，合成系統(tǒng)利用規(guī)則自動(dòng)地將它們轉(zhuǎn)換成連續(xù)的語(yǔ)音波形。由于語(yǔ)音中存在協(xié)同發(fā)音效應(yīng)，單獨(dú)存在的元音和輔音與連續(xù)發(fā)音中的元音和輔音不同，所以，合成規(guī)則是在分析每一語(yǔ)音單元出現(xiàn)在不同環(huán)境中的協(xié)同發(fā)音效應(yīng)后，歸納其規(guī)律而制定的如共振峰頻率規(guī)則、時(shí)長(zhǎng)規(guī)則、聲調(diào)和語(yǔ)調(diào)規(guī)則等。由于語(yǔ)句中的輕重音，還要?dú)w納出語(yǔ)音減縮規(guī)則。

現(xiàn)在展開(kāi)大量研究和實(shí)用的是文語(yǔ)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)[1](Text-To-SpeechSystem，TTSSystem)，它是一種以文字串為輸入的語(yǔ)音合成系統(tǒng)。其輸入的是通常的文本字串，系統(tǒng)中的文本分析器首先根據(jù)發(fā)音字典，將輸入的文字串分解為帶有屬性標(biāo)記的詞及其讀音符號(hào)，再根據(jù)語(yǔ)義規(guī)則和語(yǔ)音規(guī)則，為每一個(gè)詞、每一個(gè)音節(jié)確定重音等級(jí)和語(yǔ)句結(jié)構(gòu)及語(yǔ)調(diào)，以及各種停頓等。這樣文字串就轉(zhuǎn)變?yōu)榉?hào)代碼串。根據(jù)前面分析的結(jié)果，生成目標(biāo)語(yǔ)音的韻律特征，采用前面介紹的合成技術(shù)的一種或者是幾種的結(jié)合，合成出輸出語(yǔ)音。

本文所討論的語(yǔ)音合成應(yīng)用系統(tǒng)就是一種面向TTS應(yīng)用的語(yǔ)音系統(tǒng)。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是作為人機(jī)交互的一種反饋手段，用于將計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)或狀態(tài)以語(yǔ)音的形式加以輸出。該系統(tǒng)的應(yīng)用背景是作為衛(wèi)星測(cè)試系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)用于增強(qiáng)人機(jī)交互能力。通過(guò)引入語(yǔ)音合成技術(shù)，將原本需要測(cè)試人員主動(dòng)觀察的數(shù)據(jù)、狀態(tài)或指令等內(nèi)容以語(yǔ)音的形式即時(shí)播報(bào)出來(lái)，相應(yīng)的測(cè)試人員只需被動(dòng)收聽(tīng)即可，只有在敏感內(nèi)容出現(xiàn)時(shí)才加以主動(dòng)觀察，從而降低測(cè)試人員的工作強(qiáng)度，改善工作環(huán)境和條件。在這樣的應(yīng)用背景下，對(duì)語(yǔ)音合成系統(tǒng)的要求是響應(yīng)速度快，計(jì)算復(fù)雜度和存儲(chǔ)空間復(fù)雜度低，具有良好的可擴(kuò)展性和合成語(yǔ)音清晰度高、可懂性強(qiáng)，適于科學(xué)術(shù)語(yǔ)、符號(hào)和單位的發(fā)音合成等?；谝陨舷到y(tǒng)需求，我們開(kāi)發(fā)了專門針對(duì)科學(xué)應(yīng)用特別是航空航天領(lǐng)域內(nèi)常見(jiàn)的科學(xué)術(shù)語(yǔ)、符號(hào)、計(jì)量單位和數(shù)學(xué)公式等文本分析模塊，以及新型的基于規(guī)則和參數(shù)的語(yǔ)音合成技術(shù)。

2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖1中給出了本文討論的語(yǔ)音合成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

從外部接口上看，該系統(tǒng)的輸入為文本輸入接口，用戶將要發(fā)聲的文本內(nèi)容通過(guò)此接口送入系統(tǒng)，輸入的文本不需特別的格式；輸出為音頻輸出接口，系統(tǒng)將合成的聲音以某種編碼方式由此輸出；此外系統(tǒng)中所有語(yǔ)音信息模型均存儲(chǔ)于語(yǔ)音模型庫(kù)文件中，各種符號(hào)、單位標(biāo)注、單詞字母以及詞匯的發(fā)音等均存儲(chǔ)于詞庫(kù)文件中，這些庫(kù)文件作為語(yǔ)音合成系統(tǒng)的內(nèi)部輸入。

圖1語(yǔ)音合成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

從內(nèi)部結(jié)構(gòu)上看，輸入的文本主要通過(guò)規(guī)范化處理和符號(hào)轉(zhuǎn)化，將其中的特殊符號(hào)、縮寫(xiě)、英文單詞以及計(jì)量單位等轉(zhuǎn)換為可識(shí)別的發(fā)聲單元標(biāo)識(shí)。在分詞模型中，對(duì)輸入的文本按預(yù)置的分詞規(guī)律進(jìn)行單詞的劃分，通過(guò)分詞處理就基本確定了句子的韻律結(jié)構(gòu)以及多音字的發(fā)音。韻律預(yù)測(cè)決定各詞發(fā)音；協(xié)同發(fā)音決定了各詞之間的連接關(guān)系。選詞模塊按照韻律要求及詞的發(fā)音在詞庫(kù)中選擇最優(yōu)的發(fā)音，經(jīng)過(guò)語(yǔ)音重構(gòu)將波形恢復(fù)出來(lái)。各詞的語(yǔ)音波形經(jīng)過(guò)拼接模塊在拼接參數(shù)的控制下完成最終語(yǔ)句的合成。

3聲學(xué)單元的選擇及生成

為使合成語(yǔ)音具有較高的清晰度、可懂度以及自然度，通常采取基于波形的語(yǔ)音合成技術(shù)。波形拼接語(yǔ)音合成中的合成單元是從原始自然語(yǔ)音中切分出來(lái)的，保留了自然語(yǔ)音的一些韻律特征。根據(jù)自然語(yǔ)言的語(yǔ)音和韻律規(guī)律，存儲(chǔ)適當(dāng)?shù)恼Z(yǔ)音基元，使這些單元在確定的存貯容量下具有最大的語(yǔ)音和韻律覆蓋率。合成時(shí)經(jīng)過(guò)聲學(xué)單元選擇、波形拼接、平滑處理等步驟后輸出語(yǔ)音。通過(guò)精心設(shè)計(jì)語(yǔ)料庫(kù)，并根據(jù)語(yǔ)音和韻律規(guī)則從音庫(kù)中挑出最適合的聲學(xué)單元，使系統(tǒng)輸出高質(zhì)量的語(yǔ)音。

常見(jiàn)的語(yǔ)音單元候選可以有詞組、音節(jié)、音素和雙音素等。就詞組而言，無(wú)論是中文還是西方語(yǔ)系，都和確定的語(yǔ)義相對(duì)應(yīng)，因此使用詞組作為聲學(xué)單元可以比較容易的解決合成語(yǔ)音的可懂度問(wèn)題[2]，但是由于詞組的類別非常多，而且在不同韻律環(huán)境下有著明顯不同的表現(xiàn)，這樣會(huì)造成所需的聲學(xué)單元趨向于無(wú)窮大。所謂音節(jié)，一般都是由元音和輔音構(gòu)成的，元音是音節(jié)的主干部分[3]。以漢語(yǔ)為代表的一些東方語(yǔ)系，音節(jié)數(shù)目較少，而且音節(jié)基本上是“輔音－元音”結(jié)構(gòu)，但是對(duì)于一些西方語(yǔ)言，音節(jié)數(shù)目較多，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且使用它并不但不能避免大多數(shù)協(xié)同發(fā)音的影響，而且會(huì)引起音庫(kù)容量的急劇增大。音素是最小發(fā)音單位，可以使語(yǔ)料庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)的靈活性好，但由于音素受相鄰語(yǔ)音環(huán)境的協(xié)同發(fā)音影響很大，對(duì)這些影響考慮的不合理時(shí)，就會(huì)造成音庫(kù)在語(yǔ)音和韻律上的不平衡。另外在挑選單元時(shí)，由于音素的聲學(xué)變體很多，所選擇的樣本不合適時(shí)，會(huì)導(dǎo)致相鄰音素間存在基頻和共振峰上不連續(xù)，需要采用譜平滑法進(jìn)行處理，這必然會(huì)降低合成音質(zhì)。

綜合上述對(duì)音節(jié)、詞組、音素的分析可以知道，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)，因此在構(gòu)造波形拼接所需要的語(yǔ)料庫(kù)時(shí)，可以結(jié)合不同類型樣本的優(yōu)缺點(diǎn)，例如對(duì)于自然語(yǔ)流中經(jīng)常出現(xiàn)的一些協(xié)同發(fā)音強(qiáng)的音素、音節(jié)組合，在通過(guò)波形拼接形成目標(biāo)語(yǔ)音時(shí)，應(yīng)該盡量避免在這些協(xié)同發(fā)音影響大的音素組合之間進(jìn)行拼接，否則單元挑選的稍有不合適，就會(huì)造成聽(tīng)覺(jué)上的難以接受。所以在構(gòu)造實(shí)用合成系統(tǒng)時(shí)所采取的聲學(xué)單元的類型和長(zhǎng)度都將是不固定的[4]。

在選擇聲學(xué)單元構(gòu)造語(yǔ)音庫(kù)時(shí)，通常利用某種損失度函數(shù)來(lái)描述具有相同大小語(yǔ)音庫(kù)的合成能力。一個(gè)典型的損失度函數(shù)可以表達(dá)為：

（1）

其中f為當(dāng)前聲學(xué)單元的詞頻，d為聲學(xué)單元的預(yù)測(cè)時(shí)長(zhǎng)，c為該單元中所包含的音素之間協(xié)同發(fā)音的大小[4]。在不考慮韻律條件下，構(gòu)造由聲學(xué)單元組成的語(yǔ)音庫(kù)時(shí)，應(yīng)使由（1）表示的損失度函在該語(yǔ)音庫(kù)上的取值最小為目標(biāo)。用于拼接的聲學(xué)單元通常由連續(xù)語(yǔ)流中切分獲得。通過(guò)檢索含有大量航天、電子通信、計(jì)算機(jī)以及衛(wèi)星領(lǐng)域內(nèi)關(guān)鍵字的文獻(xiàn)，并通過(guò)對(duì)這些文獻(xiàn)進(jìn)行文本處理，將文獻(xiàn)切分成詞和句。通過(guò)對(duì)詞匯的統(tǒng)計(jì)可以得到詞頻信息，并在詞頻信息的指導(dǎo)下挑選由文獻(xiàn)獲得的句子，使得選出的句子對(duì)高頻詞具有較好的覆蓋，這些挑選出來(lái)的句子成為稍后需要錄制的腳本。

挑選合適的播音員，對(duì)照腳本進(jìn)行合理朗讀，并且錄音。將錄音所得的語(yǔ)音波形數(shù)據(jù)按腳本以及聲學(xué)單元的劃分進(jìn)行切分，通常對(duì)于漢語(yǔ)可以切分為詞、字（CV結(jié)構(gòu)）而英文通常需要切分到詞以及少量音素或雙音素，從而構(gòu)成發(fā)聲單元庫(kù)。對(duì)切分得到的聲學(xué)單元按其在原句子中的位置（前中后）以及前后相連的字詞進(jìn)行標(biāo)注。這些標(biāo)注信息對(duì)選詞模塊的判決提供依據(jù)。

4韻律的生成

韻律的聲學(xué)參數(shù)一般包括基頻、時(shí)長(zhǎng)、能量，對(duì)于一個(gè)TTS系統(tǒng)，韻律生成和控制是十分重要的。韻律參數(shù)對(duì)于控制合成語(yǔ)音的節(jié)奏、語(yǔ)氣語(yǔ)調(diào)、情感等具有重要意義，而對(duì)漢譜普通話，基頻是和聲調(diào)直接相關(guān)的物理參數(shù)。漢語(yǔ)的構(gòu)成原則可歸結(jié)如下：由音素構(gòu)成聲母或韻母，韻母帶上聲調(diào)后成為調(diào)母，由單個(gè)調(diào)母或由聲母與調(diào)母拼接成為音節(jié)。漢語(yǔ)有陰平、陽(yáng)平、上聲、去聲、輕聲5個(gè)調(diào)，1200多個(gè)有調(diào)音節(jié)。一個(gè)音節(jié)就是一個(gè)字的音，即音節(jié)字。由音節(jié)字構(gòu)成詞，最后再由詞構(gòu)成句子[5]。

基于規(guī)則的韻律生成。通過(guò)對(duì)漢語(yǔ)語(yǔ)音學(xué)和語(yǔ)言學(xué)的研究總結(jié)一些通用的韻律規(guī)則，利用這些先驗(yàn)知識(shí)，可以建立一個(gè)基于規(guī)則的韻律生成系統(tǒng)。通常規(guī)則系統(tǒng)包括兩個(gè)方面：一是通用規(guī)則，比如四個(gè)調(diào)的基本形狀，上聲連接的變調(diào)規(guī)則，時(shí)長(zhǎng)變化，語(yǔ)氣語(yǔ)調(diào)的音高變化等；二是目標(biāo)說(shuō)話人的特定韻律規(guī)則，比如個(gè)人的基本調(diào)高、調(diào)域、語(yǔ)速和停頓等。此外在連續(xù)語(yǔ)流中，每個(gè)字的發(fā)音是會(huì)相互影響的，連續(xù)語(yǔ)流中一個(gè)字的發(fā)音的聲調(diào)與這個(gè)字單獨(dú)發(fā)音時(shí)的聲調(diào)會(huì)有所不同，在合成的連續(xù)語(yǔ)流中，只有具有這種聲調(diào)變化才能使合成的語(yǔ)音具有較好的可懂度，否則將只會(huì)是單字語(yǔ)音的生硬連接。漢語(yǔ)普通話語(yǔ)句中的變調(diào)以二字詞的變調(diào)最為主，因?yàn)槎衷~所占比例約為74.3%。它的調(diào)型基本上是兩個(gè)原調(diào)型的相連的序列，但受連讀影響使前后兩調(diào)或縮短、或變低。

基于機(jī)器學(xué)習(xí)的韻律生成。雖然目前已經(jīng)得到了許多關(guān)于韻律的規(guī)則，但這些規(guī)則對(duì)于形成非常貼近自然的韻律還相差很遠(yuǎn)。為能夠發(fā)覺(jué)隱藏而且難以描述的韻律規(guī)則通常利用機(jī)器學(xué)習(xí)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)韻律的生成。常用的算法模型有隱馬爾可夫模型（HMM）、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）、支持向量機(jī)（SVM）以及決策樹(shù)等[5][6]。

基于參數(shù)化模型的韻律生成。基于機(jī)器學(xué)習(xí)的韻律模型提取一些人工無(wú)法分析的細(xì)則，大人降低人工參與分析的工作量，但這種方法同時(shí)也存在如下問(wèn)題：首先，一般的學(xué)習(xí)算法都要求比較多的數(shù)據(jù)資源，特別是屬性特征比較多的時(shí)候；其次，如果己有數(shù)據(jù)資源分布不均勻，將造成訓(xùn)練的整體偏差，影響分析結(jié)果；再次，專家知識(shí)沒(méi)有很好的結(jié)合利用進(jìn)來(lái)，是一種信息浪費(fèi)；第四，訓(xùn)練模型沒(méi)有和語(yǔ)言特征和人的感知掛鉤，無(wú)法進(jìn)行轉(zhuǎn)移和調(diào)整?；l和時(shí)長(zhǎng)是影響人的韻律聽(tīng)感的直接聲學(xué)參數(shù)，兩者都是隨時(shí)間變化和環(huán)境變化的。參數(shù)模型利用先驗(yàn)知識(shí)，先分析基頻時(shí)長(zhǎng)和語(yǔ)言特征、人的聽(tīng)感的關(guān)系，對(duì)此關(guān)系建摸，提取基頻時(shí)長(zhǎng)和語(yǔ)言特征及人的聽(tīng)感直接相關(guān)的參數(shù)。這樣的模型有效利用了專家知識(shí)，就可以用不多的數(shù)據(jù)訓(xùn)練出文本語(yǔ)言特征和參數(shù)的關(guān)系，同時(shí)通過(guò)調(diào)整模型參數(shù)就可以達(dá)到改變聽(tīng)感的韻律特征的目的[7]。

Fujisaki模型是一種廣泛使用的基頻參數(shù)化模型[8][9]，它主要通過(guò)模擬人的發(fā)音機(jī)理來(lái)預(yù)測(cè)基頻的變化。Fujisaki認(rèn)為基頻的改變主要有兩個(gè)原因：韻律短語(yǔ)邊界(Phrase)的影響和音節(jié)調(diào)(Accent)的影響?；l曲線的產(chǎn)生是按照聲帶振動(dòng)的機(jī)理，以Phrase和Accent作為預(yù)測(cè)系統(tǒng)的輸入，以基頻曲線作為系統(tǒng)的輸入，其中以脈沖信號(hào)的形式產(chǎn)生Phrase形狀，以階梯函數(shù)產(chǎn)生Accent形狀。在該模型下基頻曲線可以表示為：

（2）

其中函數(shù)Gpi(t)以及Gaj(t)的表達(dá)式分別為：

（3）

（4）

在表達(dá)式（2）、（3）及（4）中各參數(shù)含義如表1中所示。

表1Fujisaki韻律模型參數(shù)

Fmin基頻最小值αi第i個(gè)Phrase命令控制系數(shù)

IPhrase元素?cái)?shù)量βj第j個(gè)Accent命令控制系數(shù)

JAccent元素?cái)?shù)量θAccent命令最大值參數(shù)

T0i第i個(gè)Phrase命令的時(shí)間標(biāo)記Api第i個(gè)Phrase命令幅度

T1j第j個(gè)Accent命令開(kāi)始時(shí)間Aaj第j個(gè)Accent命令幅度

T2j第j個(gè)Accent命令結(jié)束時(shí)間

Fujisaki模型的機(jī)理很簡(jiǎn)單，對(duì)于每個(gè)phrase命令，就是以一個(gè)脈沖信號(hào)通過(guò)phrase濾波器，相應(yīng)的基頻值上升到最大點(diǎn)，然后逐漸衰減。對(duì)于連續(xù)的phrase命令，基頻曲線則產(chǎn)生連續(xù)的波動(dòng)。Accent命令由一個(gè)階梯函數(shù)初始化，因?yàn)閍ccent濾波器的參數(shù)α遠(yuǎn)大于β，使得Accent元素很快達(dá)到其最大值，然后迅速衰減。

5系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用

整個(gè)語(yǔ)音合成系統(tǒng)由一系列動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)構(gòu)成，分別對(duì)應(yīng)圖2中的各組成部分，各動(dòng)態(tài)庫(kù)由C語(yǔ)言書(shū)寫(xiě)。這種動(dòng)態(tài)庫(kù)的使用方便未來(lái)對(duì)局部進(jìn)行修改。通過(guò)對(duì)動(dòng)態(tài)庫(kù)的加載，可以方便的將該語(yǔ)音合成系統(tǒng)集成到任何應(yīng)用環(huán)境中。該合成系統(tǒng)輸入以漢語(yǔ)為主，允許混合少量英文單詞、希臘字母以及其它通用符號(hào)。

聲學(xué)庫(kù)中的語(yǔ)音波形分別采樣AMR及MFCC兩種編碼方式，此外MFCC編碼后再進(jìn)行矢量量化處理，由此形成多種碼率的聲學(xué)單元庫(kù)。采用不同的單元庫(kù)將獲得不同音質(zhì)的合成結(jié)果輸出。系統(tǒng)的錄音為女聲，可以通過(guò)一定的算法，如基音同步疊加技術(shù)（PitchSynchronousOverlapAdd，PSOLA）算法，在輸出端對(duì)音色進(jìn)行修改。

該系統(tǒng)作為我所研制的衛(wèi)星測(cè)試系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的效果。通過(guò)該系統(tǒng)所構(gòu)造的VoiceUI提供了一種全新的人機(jī)界面。計(jì)算機(jī)通過(guò)語(yǔ)音將衛(wèi)星的實(shí)時(shí)狀態(tài)匯報(bào)給監(jiān)視人員，極大的降低了監(jiān)視人員的觀察強(qiáng)度，提高了人機(jī)系統(tǒng)的工作效率。

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第3篇：合成技術(shù)及應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞： 多媒體教學(xué)； 有機(jī)合成

中圖分類號(hào)： G427 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：1009-8631（2010）06-0141-02

有機(jī)合成制備精細(xì)有機(jī)化工產(chǎn)品，如醫(yī)藥、農(nóng)藥、香料、染料等的重要方法，也是實(shí)驗(yàn)室中合成復(fù)雜有機(jī)物、提供樣品的有力手段[1]。有機(jī)合成化學(xué)是一門對(duì)現(xiàn)代自然科學(xué)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)比不可少的重要學(xué)科，國(guó)內(nèi)外高等院校的化學(xué)、化工專業(yè)都開(kāi)設(shè)有有機(jī)合成的課程。由于有機(jī)合成中化學(xué)反應(yīng)方程式多而復(fù)雜，合成設(shè)計(jì)圖及工藝流程圖較多，傳統(tǒng)的教學(xué)已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)今教學(xué)的需要，在這樣的背景下，多媒體在有機(jī)合成教學(xué)的地位顯得格外重要。下面根據(jù)有機(jī)合成化學(xué)多媒體教學(xué)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)多媒體課件的制作以及具體教學(xué)中存在的問(wèn)題進(jìn)行一定的討論。

一、有機(jī)合成化學(xué)多媒體課件的制作

針對(duì)我院選擇的教材及本院化學(xué)專業(yè)與化工專業(yè)學(xué)生的所學(xué)基礎(chǔ)課的不同以及就業(yè)方向的差異，在保留教學(xué)內(nèi)容的基本性、基礎(chǔ)性和范例性原則的基礎(chǔ)上,合理配置各章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容,針對(duì)不同專業(yè)分別制作了多媒體教學(xué)課件。兩套課件內(nèi)容側(cè)重點(diǎn)不同，比如化工專業(yè)可偏向于合成反應(yīng)在工業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用，而化學(xué)專業(yè)就應(yīng)偏向于化合物合成路線的設(shè)計(jì)。

在編輯課件的時(shí)候，我們首先仔細(xì)鉆研教材，設(shè)想每節(jié)課的教學(xué)過(guò)程，針對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)動(dòng)畫(huà)效果以輔助教學(xué)。比如在講解實(shí)例時(shí)，先在幻燈片上給出原料和產(chǎn)物，讓學(xué)生有一定的思考時(shí)間，并在教師的引導(dǎo)下分析合成路線，經(jīng)討論后得到結(jié)論后，再將結(jié)論以反應(yīng)方程式的形式展現(xiàn)在幻燈片上。實(shí)踐表明，采用動(dòng)畫(huà)描述過(guò)程時(shí)，學(xué)生的注意力明顯提高。另外考慮到多媒體教學(xué)中課件內(nèi)容有限且不斷刷新，不能像板書(shū)一樣留在黑板上，課件制作時(shí)使用了超鏈接，使相關(guān)內(nèi)容可以方便的聯(lián)接上，并且每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)都能鏈接到大綱幻燈片上，同時(shí)對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容及時(shí)進(jìn)行總結(jié)，以避免學(xué)生對(duì)所講知識(shí)不能整體把握，產(chǎn)生支離破碎的感覺(jué)。

在有機(jī)合成課件設(shè)計(jì)過(guò)程中，最多的是化學(xué)反應(yīng)方程式的編寫(xiě)，對(duì)于這些相對(duì)單調(diào)的部分，我們一般遵循簡(jiǎn)潔清晰的原則。在屏幕布局方面，屏幕背景主要使用干凈的白色，文字使用醒目的黑色，對(duì)于需要突出重點(diǎn)的部分，使用紅色表示。在屏幕內(nèi)容方面，將描述性的內(nèi)容精煉化，用盡量少的文字分幾點(diǎn)來(lái)進(jìn)行表述，以避免滿屏文字造成視覺(jué)疲勞。對(duì)于例題的處理，我們這里主要根據(jù)步驟在屏幕上一步一步地去顯示，讓學(xué)生有充分的時(shí)間去思考和接受。同時(shí)，屏幕上的內(nèi)容是有限的，在授課的過(guò)程中，各個(gè)部分的連接以及解釋和分析性的講述都是建立在老師課前良好的備課基礎(chǔ)上的。只要將課件與老師的講述有機(jī)的結(jié)合，課件才能算是成功的課件。

二、有機(jī)合成化學(xué)多媒體教學(xué)的優(yōu)勢(shì)

多媒體教學(xué)作為一種新穎的教學(xué)手段，其信息容量大，生動(dòng)形象，使用方便自如，圖文并茂，有效地將文字、圖像、動(dòng)畫(huà)等多種信息表達(dá)方式集成一體，為學(xué)生提供了一個(gè)豐富多彩的教學(xué)界面，將難于用語(yǔ)言表達(dá)的課程內(nèi)容生動(dòng)地表現(xiàn)出來(lái)，在提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)也提高了其學(xué)習(xí)的效率[2]。

（一）利用多媒體技術(shù)，多媒體技術(shù)使教學(xué)內(nèi)容豐富，表達(dá)簡(jiǎn)捷、靈活

有機(jī)合成中，內(nèi)容抽象、構(gòu)造復(fù)雜、難以描述的教學(xué)內(nèi)容并不少見(jiàn)：大量復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)方程式，工藝原理圖，設(shè)備示意圖等。在傳統(tǒng)教學(xué)中是通過(guò)板圖、掛圖來(lái)講解的，效果不明顯而且費(fèi)時(shí)間。教師講課講得口干舌燥，學(xué)生卻難以聽(tīng)懂[3]。但是，采用多媒體技術(shù)，此難題便可迎刃而解。同時(shí)，運(yùn)用多媒體技術(shù)，還可將相關(guān)學(xué)科的前沿動(dòng)態(tài)信息和要求等以連接的方式制作于課件中，從而解決了課本內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)發(fā)展不同步的問(wèn)題，使學(xué)生與實(shí)際工作崗位上的應(yīng)用需求更接近，縮短了崗前培訓(xùn)時(shí)間，達(dá)到了在有限的時(shí)間里獲得最大的教育效果的目的。

（二）多媒體教學(xué)加大了課堂信息傳輸量，節(jié)省時(shí)間，提高了授課效率

在傳統(tǒng)的教學(xué)方式中，教師的板書(shū)占用了大量的時(shí)間，不僅降低了課堂信息的傳輸量，而且也給學(xué)生造成了很多的等待時(shí)間，使課堂變得枯燥。應(yīng)用多媒體進(jìn)行有機(jī)合成化學(xué)教學(xué)，可以把課上要講的內(nèi)容，如化合物的構(gòu)造式、結(jié)構(gòu)式、反應(yīng)方程式等預(yù)先制成課件，上課時(shí)，點(diǎn)擊鼠標(biāo)，把教學(xué)內(nèi)容工整、規(guī)范、形象、清晰地展示給學(xué)生，同時(shí)用不同的顏色或加特殊標(biāo)記把重點(diǎn)標(biāo)示給學(xué)生，以引起學(xué)生的注意，這樣，既節(jié)省了時(shí)間，又提高了教學(xué)效果。

（三）充分利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和資源開(kāi)展立體化教學(xué)

多媒體教學(xué)不應(yīng)只局限于課堂上的教學(xué)，而應(yīng)充分利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和資源，開(kāi)展立體化教學(xué)[4]。教案在線，使得學(xué)生在任何時(shí)候，都可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)了解教學(xué)的進(jìn)度、授課的內(nèi)容以及每堂課的要點(diǎn)所在。課前播放多媒體教案，可以方便的預(yù)習(xí)；課后翻閱在線教案,，可以輕松的復(fù)習(xí)。另外, 在自己的空間自學(xué)，也不失為優(yōu)等學(xué)生獵取更多知識(shí)的一種好途徑。有很多學(xué)生已經(jīng)養(yǎng)成在課后瀏覽多媒體教案進(jìn)行復(fù)習(xí)的好習(xí)慣。利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，可以及時(shí)解決學(xué)生學(xué)習(xí)中的問(wèn)題。傳統(tǒng)的答疑方式主要是利用課間時(shí)間，由于時(shí)間不充足，來(lái)答疑的學(xué)生又很多，不能滿足學(xué)生的需求。采取在校園網(wǎng)上開(kāi)設(shè)《有機(jī)合成化學(xué)》的精品課程網(wǎng)站。除了必要的教案以及授課課件等資料外，最主要的是可以進(jìn)行網(wǎng)上答疑。具體方法是學(xué)生可隨時(shí)上網(wǎng)提問(wèn)，任何一個(gè)有機(jī)化學(xué)的任課老師都可以給予學(xué)生及時(shí)地回答，另外還可利用電子郵件與學(xué)生進(jìn)行溝通。通過(guò)這種方法，使得教學(xué)互動(dòng)，在學(xué)生中形成了一個(gè)很好的學(xué)習(xí)氣氛。

三、有機(jī)合成化學(xué)多媒體教學(xué)的不足

運(yùn)用多媒體技術(shù)進(jìn)行有機(jī)合成課堂教學(xué)具有許多優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)存在有一些問(wèn)題需進(jìn)一步探討和研究。

（一）學(xué)生不記課堂筆記

在傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程中，板書(shū)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要的教學(xué)研究?jī)?nèi)容，合理的板書(shū)內(nèi)容可使課堂結(jié)束時(shí)，黑板上依然保留有本次課堂教學(xué)的知識(shí)結(jié)構(gòu)及重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容，容易使學(xué)生系統(tǒng)的作好課堂筆記。而在使用多媒體授課的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)有許多學(xué)生上課時(shí)只帶有教學(xué)參考書(shū)和筆，在上課過(guò)程中不記筆記，這可能是由于多媒體課件的播放速度較快，信息的出現(xiàn)和消失速度往往也較快，不能有較長(zhǎng)的時(shí)間保留下來(lái)，使得學(xué)生顧了聽(tīng)，顧不了記；顧了記，顧不了聽(tīng)，學(xué)生很難記好課堂筆記，一堂課下來(lái)，學(xué)生往往沒(méi)有一個(gè)完整的筆記，因此對(duì)于多媒體課件所展示的內(nèi)容，尤其是重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容課件的制作需認(rèn)真研究。

（二）老師講課的主觀能動(dòng)性受到限制

有的老師在上課過(guò)程中過(guò)分依賴多媒體課件，忽略了講課技巧，結(jié)果在多媒體課堂上難以自己的講課思路，坐在電腦前一動(dòng)不動(dòng)，像播音員一樣按照課件逐一念下來(lái)，缺乏語(yǔ)言的抑揚(yáng)頓挫和必要的眼神或肢體動(dòng)作，這樣一堂課如一潭死水，毫無(wú)生氣可言，更別提師生間的交流互動(dòng)了。特別是當(dāng)課堂氛圍發(fā)生變化時(shí)，如果學(xué)生對(duì)某個(gè)問(wèn)題理解不了，表情變得沉重，老師就顯得比較被動(dòng)。所以多媒體教學(xué)更重要的是強(qiáng)調(diào)教師仍面向?qū)W生而不是計(jì)算機(jī)。

（三）課程進(jìn)度過(guò)快

多媒體最大的特點(diǎn)是不用寫(xiě)板書(shū)，但這也導(dǎo)致老師單純說(shuō)課的時(shí)間大幅度的增加，在一定程度上使課程的進(jìn)度過(guò)快，同時(shí)每堂課的信息量也過(guò)大，學(xué)生的接受能力是有限的，不可能在短時(shí)間能接受大量的信息。在實(shí)際的教學(xué)中，針對(duì)這一問(wèn)題，我們解決辦法之一是每次課都抽出一定的時(shí)間進(jìn)行課堂習(xí)題講解。通過(guò)課堂習(xí)題講解不僅能讓學(xué)生加強(qiáng)對(duì)課堂知識(shí)的進(jìn)一步理解，同時(shí)也適當(dāng)?shù)臏p緩了課程的進(jìn)度。此外，我們?cè)谑谡n的過(guò)程中，也適當(dāng)?shù)丶訌?qiáng)對(duì)前面課程的復(fù)習(xí)與總結(jié)，使學(xué)生更好的建立起課程的前后聯(lián)系。多媒體無(wú)論多么先進(jìn)，也只是輔助教學(xué)手段，教師的講解才是課堂教學(xué)的重點(diǎn)，是影響教學(xué)效果的重要因素。有機(jī)合成化學(xué)教學(xué)，多媒體教學(xué)方法和傳統(tǒng)教學(xué)方法應(yīng)相互結(jié)合，建立“以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為主體”的師生互動(dòng)過(guò)程[5]，安排合理整個(gè)教學(xué)活動(dòng)，揚(yáng)傳統(tǒng)教學(xué)之長(zhǎng)，避多媒體教學(xué)之短，充分發(fā)揮兩種教學(xué)方法的優(yōu)勢(shì)，最大程度的提高教學(xué)效率。

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第4篇：合成技術(shù)及應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞：語(yǔ)音識(shí)別過(guò)程；動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整；隱馬爾科夫模型；人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；語(yǔ)音識(shí)別的應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TN912.34

1 語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)基本原理及過(guò)程介紹

語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)由語(yǔ)音信號(hào)預(yù)處理、特征提取、模式匹配三部分構(gòu)成。第一步預(yù)處理，主要有A/D變換、預(yù)加重和端點(diǎn)檢測(cè)部分。經(jīng)過(guò)預(yù)處理之后的語(yǔ)音信號(hào)，要進(jìn)行第二步特征提取，該過(guò)程就是在原始語(yǔ)音信號(hào)中提取出所需要的特征參數(shù)，從而得到特征矢量序列，特征提取完成后，接下來(lái)就是語(yǔ)音識(shí)別的核心，也就是第三步模式匹配，也就是模式識(shí)別。系統(tǒng)框圖如下[1]。

圖1 一般語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)框圖

2 語(yǔ)音識(shí)別方法

目前，主要的語(yǔ)音識(shí)別方法主要有特征參數(shù)匹配法、隱馬爾可夫法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法。

2.1 動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整

動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整（DTW）是早期的模式匹配方法。由于語(yǔ)音信號(hào)是一種隨機(jī)性非常大的信號(hào)，例如相同的字，不同人說(shuō)時(shí)的發(fā)音會(huì)不同，時(shí)間長(zhǎng)短也會(huì)不同，即便是同一個(gè)人說(shuō)相同的語(yǔ)句，發(fā)音結(jié)果也會(huì)不同，于是，在模式匹配時(shí)，要識(shí)別字詞的時(shí)間軸將不斷扭曲，以測(cè)試模板與參考模板對(duì)齊。DTW是一個(gè)比較典型的優(yōu)化問(wèn)題，它用滿足一定條件的時(shí)間規(guī)整函數(shù)W（n）描述測(cè)試模板和參考模板的時(shí)間對(duì)應(yīng)關(guān)系，求解兩模板匹配時(shí)累計(jì)距離最小所對(duì)應(yīng)的規(guī)整函數(shù)。動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整也存在一些問(wèn)題，它的計(jì)算量大，比較適合同一個(gè)人說(shuō)話語(yǔ)音的識(shí)別，而且不能對(duì)樣本做動(dòng)態(tài)訓(xùn)練，語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)序動(dòng)態(tài)特性并沒(méi)有很好地利用，所以DTW多用于孤立字詞的識(shí)別。

2.2 隱馬爾可夫模型

隱馬爾可夫模型（HMM）是一種統(tǒng)計(jì)模型，用來(lái)描述隨機(jī)過(guò)程的統(tǒng)計(jì)特性。它是由馬爾可夫鏈演變來(lái)的。[2]

HMM可用三元組表示：λ=（π，A，B）

A：狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率的集合。

B：觀察概率的集合，表示每個(gè)狀態(tài)輸出相應(yīng)觀察值的概率。

π：系統(tǒng)初始狀態(tài)的集合。

這三個(gè)元素π，A，B可以分為由π、A描述的Markov鏈和由B描述的隨機(jī)過(guò)程。

HMM是一種理想的語(yǔ)音信號(hào)模型，如今，連續(xù)語(yǔ)音識(shí)別，非特定人識(shí)別系統(tǒng)大多是基于HMM模型的。HMM是對(duì)語(yǔ)音序列的時(shí)間序列結(jié)構(gòu)建立統(tǒng)計(jì)模型的，HMM是數(shù)學(xué)上的雙重隨機(jī)過(guò)程：一個(gè)是具有有限狀態(tài)數(shù)的Markov鏈來(lái)模擬語(yǔ)音信號(hào)統(tǒng)計(jì)特性變化的隱含的隨機(jī)過(guò)程，另一個(gè)是與Markov鏈的每一個(gè)狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的觀測(cè)序列的隨機(jī)過(guò)程[3]。

盡管馬爾可夫模型是一種理想的語(yǔ)音信號(hào)模型，但是它還有很多不足。HMM有三個(gè)不現(xiàn)實(shí)的重要假設(shè)，假設(shè)一“狀態(tài)轉(zhuǎn)移的Markov假設(shè)”：系統(tǒng)在當(dāng)前時(shí)刻的狀態(tài)向下一時(shí)刻所處的狀態(tài)轉(zhuǎn)移的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率僅僅與當(dāng)前時(shí)刻的狀態(tài)有關(guān)，而與以前的狀態(tài)無(wú)關(guān)。假設(shè)二“不動(dòng)性假設(shè)”：狀態(tài)與具體時(shí)間無(wú)關(guān)。假設(shè)三“輸出值的Markov假設(shè)”：輸出僅與當(dāng)前狀態(tài)有關(guān)。這三個(gè)假設(shè)之所以不合理，是因?yàn)槿我粫r(shí)刻出現(xiàn)的觀測(cè)值的概率不僅是依賴于系統(tǒng)當(dāng)前所處的狀態(tài)，也可能依賴于系統(tǒng)之前時(shí)刻所處的狀態(tài)[4]。

2.3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）是在模擬人腦神經(jīng)組織的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的全新計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。ANN是模擬人類思維中“信息的處理是通過(guò)神經(jīng)元之間同時(shí)相互作用的動(dòng)態(tài)過(guò)程來(lái)完成思維”。ANN是一種非線性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，它的特點(diǎn)在于信息的分布式儲(chǔ)存和并行協(xié)同處理。單個(gè)神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是大量的神經(jīng)元所構(gòu)成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)卻是一種復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。ANN更接近于人的認(rèn)知過(guò)程。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也存在一些不足，它的訓(xùn)練、識(shí)別時(shí)間較長(zhǎng)、動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整能力較弱并且不容易實(shí)現(xiàn)。

3 語(yǔ)音識(shí)別的應(yīng)用和前景

如今的科技領(lǐng)域，幾乎每天都有新的技術(shù)，新的研究成果出現(xiàn)，而語(yǔ)音識(shí)別也是這科技研究的一熱門領(lǐng)域，也應(yīng)用到了人類生活的方方面面。

語(yǔ)音識(shí)別的應(yīng)用非常廣泛，語(yǔ)音輸入技術(shù)的出現(xiàn)，可以使人們通過(guò)說(shuō)話，而非手動(dòng)輸入來(lái)作出正確的響應(yīng)，這樣使輸入變的更加簡(jiǎn)單，提高了工作學(xué)習(xí)的效率。語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)可以應(yīng)用于汽車，可以使駕駛員用語(yǔ)音指令操縱車載設(shè)備，提高汽車駕駛的安全性和舒適性。將語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)言理解與大量的數(shù)據(jù)庫(kù)檢索和查詢技術(shù)相結(jié)合，就能夠?qū)崿F(xiàn)更輕松的信息查詢方式。比如，圖書(shū)館的資料信息將能夠?qū)?lái)自用戶的語(yǔ)音輸入進(jìn)行理解，并將它轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的指令，從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取結(jié)果并返回給用戶。這種技術(shù)同樣可以運(yùn)用于銀行服務(wù)、醫(yī)療服務(wù)等方面。語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)還可以應(yīng)用于口語(yǔ)翻譯，例如，可以讓與聾啞人對(duì)話的對(duì)方帶上一個(gè)智能語(yǔ)音識(shí)別的微型攝像裝置，或者給聾啞人帶上一種特制的手套，然后，就可以通過(guò)語(yǔ)音合成技術(shù)和語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)將手語(yǔ)翻譯成聲音語(yǔ)言，同時(shí)，系統(tǒng)還能夠完成將正常人的語(yǔ)言翻譯成聾啞人的手語(yǔ)，這種口語(yǔ)翻譯一種語(yǔ)音輸入翻譯為另一種語(yǔ)言的語(yǔ)音輸出。除此之外，語(yǔ)音識(shí)別在軍事，航空等領(lǐng)域也有廣闊的應(yīng)用空間。語(yǔ)音識(shí)別將不斷發(fā)展，不斷豐富人類的生活。

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第5篇：合成技術(shù)及應(yīng)用范文

Abstract： Combined with the characteristics in Numerical Control Technology course for application-oriented undergraduate， this paper introduces the existing problems of the assessment method in traditional curriculum， analyzes the change of curriculum teaching way， discusses the new assessment method. It points out a way of reform for more effectively achieving teaching reform of the application-oriented undergraduate talents cultivation objectives.

關(guān)鍵詞： 數(shù)控技術(shù)；課程；考核方式；探討

Key words： numerical control technology；course；assessment method；discussion

中圖分類號(hào)：G642.47 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2013）23-0293-02

0 引言

《數(shù)控技術(shù)》是應(yīng)用型本科院校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化、材料成型及控制工程、機(jī)電一體化、模具設(shè)計(jì)與制造等專業(yè)的一門專業(yè)主干課程。由于應(yīng)用型本科院校培養(yǎng)的目標(biāo)主要是為地方或區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)與社會(huì)發(fā)展服務(wù)，著重培養(yǎng)面向生產(chǎn)、管理、服務(wù)一線的應(yīng)用型人才[1]，因此，《數(shù)控技術(shù)》課程就應(yīng)該向應(yīng)用型人才培養(yǎng)方面進(jìn)行設(shè)置，把理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)融為一體，突出學(xué)生的應(yīng)用能力，而不能采用傳統(tǒng)的先進(jìn)行集中的理論講解，再進(jìn)行集中的實(shí)踐訓(xùn)練模式。這樣，傳統(tǒng)的《數(shù)控技術(shù)》課程考核方式就需要進(jìn)行相應(yīng)的改革。

1 傳統(tǒng)的考核方式存在的問(wèn)題

《數(shù)控技術(shù)》理論教學(xué)傳統(tǒng)的考核方式比較單一，一般都是采用“平時(shí)成績(jī)+卷面成績(jī)”考核方式，而“平時(shí)成績(jī)”占20%左右，大多是“出勤+作業(yè)”，但是這種考核方式容易導(dǎo)致學(xué)生為了獲得較高的平時(shí)成績(jī)，抄襲他人作業(yè)，或者部分學(xué)生為了獲得出勤成績(jī)盡量每次課都來(lái)到課堂，但是不認(rèn)真聽(tīng)講或者在課堂上埋頭大睡，這樣就不能有效地檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果[2]?！熬砻娉煽?jī)”多數(shù)占總成績(jī)的80%，這種考核方式容易使學(xué)生養(yǎng)成機(jī)械的套用編程指令格式、固定的編程模式解答試題的習(xí)慣，導(dǎo)致學(xué)生平時(shí)無(wú)需努力只要考前幾天突擊背誦主要指令格式就能過(guò)關(guān)，一份試卷決定該課程是否通過(guò)，考完就忘的惡性循環(huán)，不能真正檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用。

《數(shù)控技術(shù)》實(shí)踐教學(xué)在傳統(tǒng)的考核方式上沒(méi)有充分體現(xiàn)過(guò)程性。一般上機(jī)考試成績(jī)?cè)谡n程最終成績(jī)考核中所占有的比重較大，這樣使得考核帶有不確定性。由于零件最終的加工質(zhì)量與多種因素有關(guān)，如機(jī)床本身的精度、工藝的參數(shù)設(shè)置、刀具的質(zhì)量、毛坯的材料，甚至考試時(shí)因?yàn)闄C(jī)床自身原因撞刀或者量具誤差造成測(cè)量出錯(cuò)等因素都會(huì)造成學(xué)生的綜合成績(jī)不合格，這樣就會(huì)出現(xiàn)平時(shí)表現(xiàn)很好的學(xué)生其綜合成績(jī)卻不合格的現(xiàn)象，影響到成績(jī)?cè)u(píng)定的客觀性和公正性，一門課程的學(xué)習(xí)不僅僅是一個(gè)結(jié)果，更應(yīng)該是一個(gè)過(guò)程，學(xué)生學(xué)習(xí)效果的好壞主要取決于整個(gè)教學(xué)過(guò)程，與之相適應(yīng)的考核也應(yīng)貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程[3]。另外，實(shí)踐教學(xué)考核的試題形式比較單一。為了體現(xiàn)學(xué)生成績(jī)的公平性，每組學(xué)生的考核試題都是一樣的，并且，由于設(shè)備有限，通常一臺(tái)設(shè)備3～4人只需加工出一個(gè)工件進(jìn)行考核。這樣容易導(dǎo)致個(gè)別學(xué)生偷懶，不自覺(jué)主動(dòng)地學(xué)習(xí)，反正一組只需要加工出一個(gè)工件，只要說(shuō)自己參與了加工，實(shí)際上自己沒(méi)有動(dòng)手操作，甚至沒(méi)有參與加工內(nèi)容，其參與性較差，不能有效地考核出學(xué)生的實(shí)際掌握情況。

2 《數(shù)控技術(shù)》課程教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變

《數(shù)控技術(shù)》課程教學(xué)方式應(yīng)該打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式，以項(xiàng)目為主線，整個(gè)項(xiàng)目始終貫穿教學(xué)的整個(gè)過(guò)程，在進(jìn)行項(xiàng)目化教學(xué)過(guò)程中，將理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)融為一體。根據(jù)應(yīng)用型本科課程培養(yǎng)目標(biāo)的要求，結(jié)合該課程自身的特點(diǎn)，在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中可以先講理論知識(shí)再講實(shí)踐操作，也可以根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際的需要，先接受感性認(rèn)識(shí)，再?gòu)睦碚撋霞右苑治?、歸納和總結(jié)，提高學(xué)生的認(rèn)知程度；還可以在實(shí)踐教學(xué)中，先簡(jiǎn)練的講解理論知識(shí)，讓學(xué)生在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)踐操作，然后就現(xiàn)場(chǎng)遇到的技術(shù)問(wèn)題從理論上進(jìn)行輔導(dǎo)，再實(shí)踐訓(xùn)練，起到活學(xué)活用的效果，進(jìn)而提高學(xué)生獨(dú)立解決問(wèn)題的能力[4]。即理論與實(shí)踐相結(jié)合。由于《數(shù)控技術(shù)》課程教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變，該課程的考核方式也應(yīng)該做相應(yīng)的調(diào)整。所以，必須探討新的《數(shù)控技術(shù)》課程考核方式。

3 新的課程考核方式

為了適應(yīng)新的課程教學(xué)模式，避免傳統(tǒng)考核方式上存在的問(wèn)題，進(jìn)行《數(shù)控技術(shù)》課程考核方式的改革，必須從重視考核的結(jié)果到重視考核過(guò)程思想觀念的轉(zhuǎn)變，不能通過(guò)一次考試決定學(xué)生的最終成績(jī)，而應(yīng)該讓考核的方式更加靈活多樣，更加突出學(xué)生的主動(dòng)參與積極性。考核的總成績(jī)應(yīng)該由不同階段的成績(jī)組成，如果整個(gè)課程共由5個(gè)階段組成，每個(gè)階段由于所考核內(nèi)容的重要性不同可以占不同的比例。同時(shí)，每個(gè)階段的成績(jī)又可以分為平時(shí)出勤及平時(shí)遵守紀(jì)律的表現(xiàn)成績(jī)，實(shí)際操作表現(xiàn)和實(shí)際操作作業(yè)完成情況，階段任務(wù)的理論考核成績(jī)等項(xiàng)目，對(duì)同一階段的不同項(xiàng)目成績(jī)又可以設(shè)置不同的比例。這樣，最終的總成績(jī)是對(duì)學(xué)生整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程的考核，能更有效地考核學(xué)生對(duì)該課程的總體掌握情況。

3.1 考核階段的劃分 《數(shù)控技術(shù)》課程可以采用一個(gè)或者多個(gè)項(xiàng)目完成教學(xué)任務(wù)，根據(jù)項(xiàng)目所包含的內(nèi)容可以設(shè)置不同的階段。這樣，就好像把一個(gè)項(xiàng)目分成若干模塊，完成了若干模塊的學(xué)習(xí)和考核，就完成了該項(xiàng)目的學(xué)習(xí)和考核，如果考核通過(guò)，就掌握了該項(xiàng)目所涉及的數(shù)控技術(shù)方面的主要知識(shí)點(diǎn)，就掌握了數(shù)控技術(shù)主要的理論知識(shí)和實(shí)際操作的技能，就達(dá)到了培養(yǎng)應(yīng)用型本科的培養(yǎng)目標(biāo)。例如，一個(gè)項(xiàng)目分為5個(gè)階段，第一階段占該項(xiàng)目總成績(jī)的20%，第二階段占該項(xiàng)目總成績(jī)的30%，第三階段占該項(xiàng)目總成績(jī)的30%，第四階段占該項(xiàng)目總成績(jī)的15%，第五階段占該項(xiàng)目總成績(jī)的5%。

3.2 考核內(nèi)容的組成 針對(duì)某一考核階段，該課程的成績(jī)可以由以下幾部分組成：平時(shí)出勤及平時(shí)遵守紀(jì)律的表現(xiàn)成績(jī)（占15%），對(duì)數(shù)控機(jī)床的基本操作掌握情況（占10%），完成該階段某一零件的加工過(guò)程，包括讀圖——加工工藝分析——程序編制——程序仿真——程序輸入——程序調(diào)用——對(duì)刀操作——最終的零件加工精度全過(guò)程（占50%），對(duì)該階段相關(guān)理論知識(shí)的考核（占25%），具體成績(jī)所占的比例根據(jù)不同專業(yè)對(duì)《數(shù)控技術(shù)》課程的考核要求不同可以設(shè)置不同的比例。在這個(gè)過(guò)程中需要學(xué)生手腦并用，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，激發(fā)學(xué)生的鉆研精神、質(zhì)疑精神、創(chuàng)新能力，同時(shí)還要求學(xué)生具備沉著穩(wěn)重的品格、良好的心理素質(zhì)、遵守規(guī)范的自覺(jué)性和認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，可以較為充分地反映學(xué)習(xí)過(guò)程中的要求和表現(xiàn)[5]。考核內(nèi)容的設(shè)置要涉及教學(xué)大綱的主要內(nèi)容，不一定要求面面俱到。

4 結(jié)束語(yǔ)

應(yīng)用型本科《數(shù)控技術(shù)》課程教學(xué)方式的改變要求相應(yīng)的考核方式隨之改變。采用這種新的考核方式，可以有效地實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)應(yīng)用型本科的培養(yǎng)目標(biāo)，學(xué)生只要認(rèn)真地學(xué)習(xí)，通過(guò)考核將會(huì)是一件很容易的事情，不會(huì)給學(xué)生帶來(lái)太大的考試壓力，這也符合考核的基本出發(fā)點(diǎn)，即考查學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的掌握情況。探討新的課程考核方式，是實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的重要一環(huán)，對(duì)加強(qiáng)課程的建設(shè)，推動(dòng)相關(guān)專業(yè)建設(shè)有著深遠(yuǎn)的意義。

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第6篇：合成技術(shù)及應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞：基坑支護(hù)；土釘墻；復(fù)合土釘墻；放坡

中圖分類號(hào)：U655.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)：

一、復(fù)合土釘墻技術(shù)簡(jiǎn)介

土釘墻是用于基坑開(kāi)挖和邊坡穩(wěn)定的一種擋土結(jié)構(gòu)，它由被加固土、放置于原位土體中以較密問(wèn)距排列的細(xì)長(zhǎng)金屬桿件(土釘)及附著于坡面的噴射混凝土面板組成，形成一個(gè)類似重力式的擋土墻，以此來(lái)抵擋墻后傳來(lái)的土壓力和其它作用力，從而使開(kāi)挖坡面穩(wěn)定。

對(duì)于需要嚴(yán)格控制土體變形的基坑來(lái)說(shuō)，可將土釘與具有主動(dòng)約束機(jī)制的預(yù)應(yīng)力錨桿聯(lián)合形成復(fù)合土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)，達(dá)到即保證基坑開(kāi)挖穩(wěn)定又控制基坑變形的目的。復(fù)合土釘墻是近年來(lái)在土釘墻基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型支護(hù)結(jié)構(gòu)。它是將土釘墻與預(yù)應(yīng)力錨桿、深層攪拌樁、旋噴樁、微型樁及鋼管土釘?shù)冉Y(jié)合起來(lái)，形成的一種復(fù)合支護(hù)技術(shù)。

二、復(fù)合式土釘墻的構(gòu)造設(shè)計(jì)

1、止水帷幕

水泥土深層攪拌樁止水帷幕效果好，應(yīng)用較普遍。攪拌樁法適合于人工填土、淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和粘性土（fsk≤120 kPa)等軟土地層。攪拌樁的排數(shù)一般為l～3排，根據(jù)工程需要，可選用壁狀或格柵狀的墻體結(jié)構(gòu)型式。樁伸入基坑底部3～5m，最好能進(jìn)入到坑底不透水層l～2m。

高壓旋噴樁造價(jià)比深層攪拌樁高，但適用地層廣泛，如粘性土、砂性土均可以。采用二重管法或三重管法進(jìn)行旋噴，或采用定噴或擺噴方法做止水帷慕。旋 噴樁直徑600～l000mm，相互搭接100～200mm。

2、微型樁

微型樁常采用直徑100～30Omm的鉆孔灌注樁，樁插入基坑底面以下3～5m。 微型樁配置鋼筋籠或型鋼，配置型鋼時(shí)，以l6～22號(hào)工字鋼應(yīng)用最多。微型樁上常設(shè)置小型冠梁或連梁，將樁連接在一起，連梁上可設(shè)置一道預(yù)應(yīng)力錨桿(或土釘)。

3、土釘

目前，常用鉆孔注漿式土釘。先在土坡上鉆一定深度的橫孔，然后置入變形鋼筋，沿全長(zhǎng)注入水泥漿填孔，漿液固結(jié)后使釘桿與孔壁土體牢牢地粘結(jié)在一起。該類土釘鉆孔直徑為φ70～φ120mm，土釘桿筋多為直徑φl(shuí)6～φ32mm 的Ⅱ、Ⅲ級(jí)螺紋鋼筋。

4、預(yù)應(yīng)力錨桿

對(duì)于有錨桿參與組合的復(fù)合式土釘墻，預(yù)應(yīng)力錨桿可采用鋼絞線、粗鋼筋、鋼管等。錨桿頭部必須與噴射混凝土面層連接可靠，可設(shè)置承壓板和噴射混凝土連梁。預(yù)應(yīng)力錨桿設(shè)計(jì)荷載一般為300KN左右。預(yù)應(yīng)力錨桿起到控制土釘墻側(cè)向位移的作用，應(yīng)根據(jù)基坑深度和控制變形要求，確定錨桿的層數(shù)和錨固長(zhǎng)度 。

三、復(fù)合式土釘墻常見(jiàn)形式

復(fù)合土釘墻將土釘墻與預(yù)應(yīng)力錨桿、深層攪拌樁、旋噴樁、微型樁及鋼管土釘?shù)冉Y(jié)合起來(lái)，常見(jiàn)的有以下幾種基本形式。見(jiàn)圖一。

圖一 復(fù)合土釘墻常見(jiàn)形式

1、土釘支護(hù)+土層錨桿

對(duì)于基坑周圍變形要求比較嚴(yán)格的情況，常采用土釘與錨桿復(fù)合式支護(hù)技術(shù)，可以有效地控制基坑變形，大大提高基坑邊坡的穩(wěn)定性，應(yīng)用非常廣泛。

預(yù)應(yīng)力錨桿一般施作在基坑頂部的第1～2 排，對(duì)主動(dòng)區(qū)土體施加初始力，限制基坑的位移，把土壓力荷載傳遞到深部的穩(wěn)定地層中，調(diào)動(dòng)深部穩(wěn)定地層的潛能，土釘支護(hù)體系、錨桿、深部穩(wěn)定土層緊密聯(lián)系在一起，共同承受荷載，使基坑邊壁穩(wěn)定并減小位移。土釘與錨桿二者結(jié)合可以有效地提高土體的力學(xué)強(qiáng)度，比之單獨(dú)土釘支護(hù)或錨桿更有效，是復(fù)合土釘支護(hù)常用而有效的形式。但是這種復(fù)合支護(hù)方式要求面層和自由段的土體應(yīng)有足夠的抗壓強(qiáng)度，因此在土、砂土等不良地質(zhì)土層中，預(yù)應(yīng)力達(dá)不到設(shè)計(jì)值，不宜使用該種支護(hù)方式。

2、土釘支護(hù)+止水帷幕

當(dāng)基坑有防滲要求，防止因基坑外地下水位下降過(guò)大而引起地面沉降過(guò)大時(shí)，可以采用土釘與止水帷幕復(fù)合支護(hù)形式?；娱_(kāi)挖前，先采用深層攪拌法或高壓噴射注漿法形成水泥土止水帷幕，然后再分層開(kāi)挖施工土釘和噴射混凝土面層 。

止水帷幕的作用在于阻止基坑開(kāi)挖后土體滲水，保證開(kāi)挖面土體局部的自立性，減少基坑底部的隆起。這種形式適用于軟弱土層。

3、土釘支護(hù)+超前微型樁

基坑開(kāi)挖前，在開(kāi)挖線外側(cè)垂直打入鋼管，在鋼管內(nèi)高壓注入水泥漿，形成沿基坑開(kāi)挖線以一定間距分布的一組微型樁?；娱_(kāi)挖過(guò)程中，按照土釘施工方法，分層開(kāi)挖，分步設(shè)置土釘與噴射混凝土面層，并與微型樁聯(lián)成一個(gè)整體。

這種支護(hù)方式適用于土質(zhì)松散，自立性差的土體。對(duì)于限制基坑的變形、增加邊坡的穩(wěn)定性是十分有利的，但不能起到止水隔水的作用。

4、土釘墻+放坡+外加劑（粘稠劑、密實(shí)劑）

該種土釘墻，我們稱復(fù)合放坡土釘墻。一般的土釘墻都作直坡，或稍微傾一點(diǎn)，放坡土釘墻是根據(jù)庫(kù)爾曼公式分層計(jì)算確定各土層的開(kāi)挖密度及坡角，在基坑開(kāi)挖至設(shè)計(jì)深度后，配合挖土每開(kāi)挖一段就澆筑一段坡腳矮墻，該矮墻既可保護(hù)邊坡穩(wěn)定，同時(shí)也可作為澆注基礎(chǔ)底板的外模使用，便于后期土建施工，放坡有利于開(kāi)挖和邊坡的穩(wěn)定性，為了提高它的安全程度，保證坡體的整體效應(yīng)，擊入土釘，對(duì)土體潛在滑動(dòng)面進(jìn)行加固，同時(shí)主體中應(yīng)加適當(dāng)?shù)耐饧觿?/p>

復(fù)合土釘墻在有的工程中是以上幾種方法綜合使用，在土釘墻的施工中，不但要做好支護(hù)方案，同時(shí)也要作好一些隔滲、防水、降水措施，還要不斷的進(jìn)行變形觀測(cè)，開(kāi)挖后立即筑墻，擊土釘，對(duì)于特別軟弱的地基應(yīng)采取超前加固措施。

四、復(fù)合式土釘墻支護(hù)方案選用建議

1) 土質(zhì)條件好，基坑開(kāi)挖較深( ≥5 m)，應(yīng)優(yōu)先選用土層錨桿參與組合的復(fù)合式土釘墻支護(hù)。

2) 若基坑上部不能放坡開(kāi)挖時(shí)，土釘墻部分應(yīng)垂直支護(hù)，如土層軟弱，需在土釘墻與護(hù)坡樁之間加設(shè)水泥土攪拌樁止水帷幕進(jìn)行超前支護(hù)，即構(gòu)成土釘墻 +止水帷幕+護(hù)樁+支錨系統(tǒng)的復(fù)合支護(hù)體系。攪拌樁雙排布置時(shí)，后排樁是否需要插入型鋼，應(yīng)視支護(hù)工程實(shí)際情況而定。

3) 遇較厚的淤泥或淤泥質(zhì)粘土?xí)r，可采用土釘墻與微型樁(或S．M．W工法)組成的復(fù)合支護(hù)。如基坑較深，具備內(nèi)支撐作業(yè)條件時(shí)，采用土釘墻+護(hù)樁+內(nèi)支撐系統(tǒng)組成的復(fù)合支護(hù)較好。

4) 對(duì)于流塑、軟塑粘土層中深大基坑，為控制擋墻側(cè)向位移，提高土體抗剪強(qiáng)度指標(biāo)(內(nèi)摩擦角φ、粘聚力c)，降低護(hù)坡樁的入土深度，在基坑開(kāi)挖前可采用深層攪拌法、高壓旋噴注漿法或靜壓注漿等方法對(duì)墻前土體進(jìn)行加固，加固深度3～6 m，寬度5～9 m 。

5) 有深攪樁等止水帷幕參與復(fù)合式土釘墻支護(hù)時(shí)，只在基坑內(nèi)側(cè)設(shè)置降水井點(diǎn)(或明溝排水)即可；并應(yīng)按水土分算法計(jì)算基坑外側(cè)的水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值，以確保支護(hù)結(jié)構(gòu)受力計(jì)算的安全性。

五、結(jié)論

1) 復(fù)合式土釘墻是在傳統(tǒng)土釘墻的基礎(chǔ)上，配合采用預(yù)應(yīng)力錨桿、水泥土攪拌樁、超前樹(shù)根樁(微型樁)等技術(shù)措施，以控制土釘支護(hù)的變形，滿足環(huán)境對(duì)支護(hù)技術(shù)要求而形成的一種復(fù)合支護(hù)技術(shù)?；庸こ虒?shí)踐證明，該項(xiàng)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用效果顯著 。

2) 對(duì)于垂直開(kāi)挖的基坑，如采用復(fù)合式土釘墻支護(hù)的設(shè)計(jì)方案，既擴(kuò)大了土釘墻的應(yīng)用范圍，又確保了支護(hù)體系的安全性，最大限度地降低經(jīng)濟(jì)成本。

3）對(duì)于周圍場(chǎng)地較寬闊，具備放坡條件的基坑，采用放坡與土釘墻支護(hù)相結(jié)合的復(fù)合支護(hù)方式，往往既能整個(gè)保證基坑結(jié)構(gòu)的安全，又能降低經(jīng)濟(jì)成本，取得比較好的經(jīng)濟(jì)效益。

4）在實(shí)際工程中，由于土層的復(fù)雜性及施工中各方面因素的影響，單獨(dú)使用某種支護(hù)形式，有時(shí)往往達(dá)不到工程要求。為了控制基坑開(kāi)挖過(guò)程中變形，提高基坑的穩(wěn)定性，以達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的目的，通常根據(jù)具體工程情況，將各基本形式加以組合，對(duì)基坑進(jìn)行支護(hù)。常見(jiàn)的有土釘墻+止水帷幕+預(yù)應(yīng)力錨桿、土釘墻+微型樁+預(yù)應(yīng)力錨桿、土釘墻+止水帷幕+微型樁+預(yù)應(yīng)力錨桿等組合形式。

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第7篇：合成技術(shù)及應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞：有機(jī)化工合成；應(yīng)用；過(guò)氧化氫；技術(shù)

在我國(guó)化工產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的形勢(shì)之下，人們意識(shí)到化學(xué)污染的治理難度及其不可逆的后果，為此，在環(huán)保綠色的社會(huì)可持續(xù)發(fā)展理念之下，綠色化學(xué)的概念應(yīng)運(yùn)而生，人們?cè)谥圃旌蛻?yīng)用化學(xué)產(chǎn)品的過(guò)程中，要避免使用有毒或危險(xiǎn)性的試劑和溶劑，過(guò)氧化氫就成為了綠色化學(xué)中的極為重要的綠色化工產(chǎn)品，它運(yùn)用新型的反應(yīng)器，并基于過(guò)程集成與強(qiáng)化的視角，將氫氧直接合成過(guò)氧化氫的工藝與其他生產(chǎn)工藝相集成，從而實(shí)現(xiàn)了過(guò)氧化氫在有機(jī)化工合成應(yīng)用中的安全性和環(huán)保性。

1過(guò)氧化氫應(yīng)用概念分析

過(guò)氧化氫的化學(xué)式為H2O2，它在溶液的狀態(tài)下被稱為雙氧水。過(guò)氧化氫具有自身獨(dú)特的特性，它既具有氧化功能，同時(shí)還具有還原性能，可以當(dāng)作催化劑在化工合成中加以應(yīng)用。它在酸性介質(zhì)中的氧化性能強(qiáng)于在堿性介質(zhì)中的氧化性能；而恰恰相反，過(guò)氧化氫在堿性介質(zhì)中的還原性能強(qiáng)于在酸性介質(zhì)中的還原性能。過(guò)氧化氫的分子結(jié)構(gòu)如下圖所示：過(guò)氧化氫的氧化反應(yīng)或還原反應(yīng)，都會(huì)生成沒(méi)有污染、沒(méi)有毒性的水和氧氣，可以說(shuō)，是一種極為理想的綠色化學(xué)反應(yīng)試劑。它在自然界中的植物和動(dòng)物之中有少量的存在，如：放屁甲蟲(chóng)。過(guò)氧化氫最早是采用硝酸酸化過(guò)氧化鋇制備而成，隨著時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，過(guò)氧化氫的全球產(chǎn)量已經(jīng)超過(guò)了220萬(wàn)噸，并且其制備方法也改為蒽醌自氧化法（AO）制備。還有采用酸處理的碳載體Au—Pd納米催化劑催化O2和H2，即可以直接合成過(guò)氧化氫，這種新型方式極為經(jīng)濟(jì)，也較好地避免了蒽醌自氧化法的污染大、能耗高的劣勢(shì)。隨著過(guò)氧化氫的綠色化特性的不斷實(shí)現(xiàn)，普遍性地應(yīng)用于社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域，如：紡織、造紙、電子、衛(wèi)生、軍工等。在過(guò)氧化氫中的催化活性組分，主要表現(xiàn)為：（1）Pd基催化劑。它在氫氣和氧化的直接合成過(guò)氧化氫的技術(shù)運(yùn)用中，極為普遍。相較而言，單金屬Pd催化劑則無(wú)法獲得這種高選擇性和高產(chǎn)率的過(guò)氧化氫。這種Pd基催化劑摻雜有第二金屬活性組分，如：Pt、Ce、La、Fe、Co、Ni、Cr、Mn、Zn、Cd、Cu等，這些不同的第二金屬組份可以極大地提升Pd催化劑的活性，但是對(duì)催化劑活性的影響卻不盡相同。（2）Au基催化劑。Au催化劑對(duì)于氫氧直接合成過(guò)氧化氫的過(guò)程，具有一定的活性影響。如：SiO2—Al2O3、Al2O3、ZnO、MgO等載體，都可以產(chǎn)生對(duì)過(guò)氧化氫的催化活性影響。在氫氧直接合成過(guò)氧化氫的反應(yīng)中，還有諸多新型的反應(yīng)器的參與，這些新型的反應(yīng)器，極大地提高了合成反應(yīng)的安全性和生產(chǎn)能力。它們主要包括有：（1）膜催化反應(yīng)器。在這種新型的膜催化反應(yīng)器之中，主要是由膜分離技術(shù)和催化反應(yīng)技術(shù)合成，在這個(gè)新型的反應(yīng)器之中，可以使反應(yīng)物選擇性地穿透膜，進(jìn)入到反應(yīng)區(qū)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)某一反應(yīng)物或產(chǎn)物的濃度調(diào)節(jié)。這種致密無(wú)機(jī)膜還可以將氫氣和氧氣活化為原子態(tài)或離子態(tài)，提高反應(yīng)的選擇性，并在無(wú)機(jī)膜的隔離作用之下，使易燃易爆的反應(yīng)物從膜的兩側(cè)進(jìn)料，從而極大地提高了反應(yīng)的安全性。（2）介質(zhì)阻擋放電型反應(yīng)器。這種新型的介質(zhì)阻擋放電，是指在放電區(qū)域內(nèi)插入絕緣介質(zhì)的氣體放電，并使絕緣介質(zhì)覆蓋于電極之上，當(dāng)放電電極間施加有足夠高的電壓時(shí)，電極間的氣體就會(huì)被擊穿，而生成介質(zhì)阻擋電壓。（3）微通道反應(yīng)器。這種新型的反應(yīng)器具有良好的傳熱性能，由于其微通道的寬度和深度較小，反應(yīng)物可以在流動(dòng)中快速、充分地融合；合成反應(yīng)中的反應(yīng)物的用量也較少，對(duì)于昂貴、有毒的反應(yīng)物的用量大量減少，對(duì)環(huán)境的污染也隨之減少，提供了環(huán)境友好合成研究的技術(shù)平臺(tái)；在連續(xù)流動(dòng)的方式下實(shí)現(xiàn)反應(yīng)過(guò)程，可以精準(zhǔn)地控制反應(yīng)物的反應(yīng)時(shí)間。尤其適應(yīng)用于異常激烈的合成反應(yīng)，可以較好地規(guī)避爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。

2過(guò)氧化氫人名反應(yīng)簡(jiǎn)述

2.1過(guò)氧化氫的Fenton反應(yīng)這種反應(yīng)是在過(guò)氧化氫和亞鐵鹽的條件下，將α—羥基酸氧化為α—酮酸、1，2—乙二醇氧化為羥基醛。其化學(xué)反應(yīng)式如下所示：2.2過(guò)氧化氫的Ruff—Fenton降解反應(yīng)這種反應(yīng)可以應(yīng)用于糖類的減鏈或脫羧，將過(guò)氧化氫、鐵鹽與醛糖酸進(jìn)行反應(yīng)，可以得到減少了一個(gè)羧基的醛糖。其化學(xué)反應(yīng)式如下所示：2.3過(guò)氧化氫的Baeyer—Villiger氧化反應(yīng)這種反應(yīng)可酮或環(huán)酮轉(zhuǎn)化成酯或內(nèi)酯，這種合成反應(yīng)要在過(guò)酸下實(shí)現(xiàn)。其化學(xué)反應(yīng)式如下所示：2.4過(guò)氧化氫的Harries臭氧化反應(yīng)這種反應(yīng)將烯烴雙鍵斷開(kāi)，并在還原條件下獲得醇或羰基化合物；在氧化條件下獲得羧酸和酮。其化學(xué)反應(yīng)式如下所示：2.5過(guò)氧化氫的Dakin氧化反應(yīng)這種反應(yīng)是在堿性過(guò)氧化氫的存在前提下，將芳甲基醛或酮氧化轉(zhuǎn)變成酚。它的化學(xué)反應(yīng)式如下所示：2.6過(guò)氧化氫的Algar—Flynn—Oyamada反應(yīng)這種反應(yīng)可以在堿性過(guò)氧經(jīng)氫的氧化反應(yīng)條件下，將2—羥基查爾酮轉(zhuǎn)變?yōu)?—芳基—3—羥基四氫苯并吡喃—4—酮。其化學(xué)反應(yīng)式如下所示：2.7過(guò)氧化氫的Milas烯烴羥基化反應(yīng)這種反應(yīng)是指烯烴在紫外光的照射下、釩或鉻氧化物的催化條件下，被過(guò)氧化氫氧化，轉(zhuǎn)變?yōu)轫樖洁彾肌Ｆ浠瘜W(xué)反應(yīng)式如下所示：2.8過(guò)氧化氫的Baudisch反應(yīng)這種反應(yīng)是在過(guò)氧化氫和銅鹽的存在條件前提下，將苯轉(zhuǎn)化得到鄰位亞硝基苯酚。其化學(xué)反應(yīng)式如下所示：2.9過(guò)氧化氫的Brown硼氫化反應(yīng)這種反應(yīng)屬于烯的硼氫化—氧化反應(yīng)，通常應(yīng)用于醇的化工合成。其化學(xué)反應(yīng)式如下：由上可知，過(guò)氧化氫的有機(jī)合成人名反應(yīng)，應(yīng)用極其廣泛，具有極為重要的研究?jī)r(jià)值和意義。

3過(guò)氧化氫在有機(jī)化工合成中的實(shí)踐應(yīng)用分析

過(guò)氧化氫在有機(jī)合成的中的實(shí)踐應(yīng)用，自二十世紀(jì)九十年代開(kāi)始，就有一些綠色介質(zhì)如：臨界流體、氟相、離子液體等參與其中。過(guò)氧化氫在有機(jī)合成中的應(yīng)用有多種如：氧化反應(yīng)、羥基化反應(yīng)、氧鹵化反應(yīng)等，并從反應(yīng)起始物和目標(biāo)分子而言，可以應(yīng)用于如下有機(jī)物的合成過(guò)程：（1）過(guò)氧化氫在醇的氧化應(yīng)用在醇系列的化工合成過(guò)程中，過(guò)氧化氫是必不可少的化學(xué)試劑，由于醇系列如：仲醇、脂肪族伯等產(chǎn)物，極易與過(guò)氧化氫試劑產(chǎn)生氧化反應(yīng)，因而應(yīng)用極為廣泛而重要。醇在過(guò)氧化氫的合成作用之下，便會(huì)生成羥基化合物，形成良好的循環(huán)狀態(tài)。然而，醇的氧化與其他化合物不同，在鎢、錳、硒的化合物之中，醇系列產(chǎn)物起到了“催化劑”的作用。甲醇是常用的醇系列產(chǎn)物，它在光照的條件下，可以生成乙二醇。由此可見(jiàn)，醇系列的氧化反應(yīng)有其常見(jiàn)性和特殊性，需要在化工生產(chǎn)中加以嚴(yán)格而有效的控制，使其產(chǎn)品與市場(chǎng)的安全標(biāo)準(zhǔn)相契合。（2）過(guò)氧化氫在烯烴的氧化應(yīng)用過(guò)氧化氫在烯烴中的氧化應(yīng)用也是極為常見(jiàn)的類型。在不同的反應(yīng)條件前提下，過(guò)氧化氫可以實(shí)現(xiàn)對(duì)烯烴的氧化，生成類型不同的混合物，在反應(yīng)過(guò)程中使用催化劑，則可以對(duì)氧化反應(yīng)條件實(shí)施有效的控制，使烯烴在過(guò)氧化氫的反應(yīng)作用下，轉(zhuǎn)變?yōu)榄h(huán)氧化物。然而，對(duì)于分子量較大的烯烴來(lái)說(shuō)，其氧化反應(yīng)又有所不同，烯烴要與鎢酸鹽、磷酸鹽、轉(zhuǎn)移催化劑按照1：2：1的比例，加以混合反應(yīng)。在這個(gè)反應(yīng)過(guò)程中，轉(zhuǎn)移催化劑主要是采用常見(jiàn)的甲級(jí)三辛基氯化銨的環(huán)氧化催化劑。在這個(gè)氧化反應(yīng)中，由于長(zhǎng)鏈不飽和脂肪酸酯的環(huán)氧化物是塑料的增塑劑，因而顯現(xiàn)出氧化反應(yīng)的重要性。在氧化反應(yīng)之中，由于鎢酸的作用，過(guò)氧化氫對(duì)鏈烯的氧化，可以開(kāi)環(huán)生成鄰二醇，隨后在催化的反應(yīng)作用條件下，過(guò)氧化氫又將烯烴輕基化，使之成為順式鄰二醇，在這個(gè)反應(yīng)中，過(guò)氧化氫對(duì)鏈烯具有立體的選擇性，當(dāng)生成順式鄰二醇之后，如果條件充足，鄰二醇還可以被進(jìn)一步氧化，生成酮和醛式酸，實(shí)現(xiàn)對(duì)植物生長(zhǎng)的合理調(diào)節(jié)，并可以廣泛應(yīng)用于對(duì)芳香醛的制備生產(chǎn)過(guò)程之中。如：茴香腦制茴香醛。（3）過(guò)氧化氫在芳香烴中的氧化應(yīng)用在金屬離子存在的前提下，過(guò)氧化氫可以與芳香化合物在氧化環(huán)境內(nèi)，產(chǎn)生極為劇烈的反應(yīng)，其反應(yīng)后生成的產(chǎn)物錯(cuò)綜復(fù)雜，具有較強(qiáng)的特殊性，這些反應(yīng)后生成的產(chǎn)物主要有氧化偶聯(lián)、羥基化、支鏈氧化等混合物。在化工企業(yè)的冬麥制備芳香烴產(chǎn)品的過(guò)程之中，如果需要在制備條件具備的條件下，獲得最好的產(chǎn)品，就需要使過(guò)氧化氫與芳香烴產(chǎn)物充分結(jié)合，具體的方法是先利用鈷鹽、鐵實(shí)現(xiàn)催化作用，在過(guò)氧化氫參與的條件下，與20%～30%的苯酚產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)；隨后，當(dāng)化學(xué)反應(yīng)終止之后，即會(huì)生成70%～80%的鄰苯二酚。這種化學(xué)反應(yīng)極為迅速，也可以獲得較多的合成產(chǎn)物。另外，在乙酸存在的條件前提下，過(guò)氧化氫可以與芳香烴反應(yīng)，使芳香烴物質(zhì)的側(cè)鏈與過(guò)氧化氫產(chǎn)生氧化反應(yīng)，生成酮、醛的化學(xué)反應(yīng)，具有極為重要的工業(yè)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。（4）過(guò)氧化氫在羥基化合物中的氧化應(yīng)用醛是相較于醇而言的更易被過(guò)氧化氫氧化的化合物，它可以在缺少催化劑的環(huán)境下，與過(guò)氧化氫發(fā)生反應(yīng)作用而被氧化，并生成羥酸。但是，醛與醇不同的一點(diǎn)在于，芳香醛物質(zhì)是極為特殊的物質(zhì)，它在堿性環(huán)境下可以與過(guò)氧化氫產(chǎn)生“達(dá)金反應(yīng)”，在這個(gè)環(huán)境作用下所生成的甲酸酯會(huì)在水的溶解下，得到比原料少一個(gè)碳的酚。它在酸性環(huán)境下，可以與過(guò)氧化氫產(chǎn)生反應(yīng)，對(duì)環(huán)酮進(jìn)行反應(yīng)處理，生成二聚環(huán)烷和三聚環(huán)烷的過(guò)氧化物，在對(duì)其進(jìn)行加熱和分解之后，又可以生成大環(huán)烷烴和內(nèi)酯，這是制備大環(huán)化合物的重要方法，但是產(chǎn)率較低。另外，在酸催化的條件前提下，羥酸可以與過(guò)氧化氫產(chǎn)生反應(yīng)，生成過(guò)氧酸，并且在反應(yīng)過(guò)程中一旦產(chǎn)生酸，則會(huì)迅速與反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)。這種過(guò)氧酸具有比過(guò)氧化氫更為優(yōu)良的氧化作用。（5）過(guò)氧化氫在含磷、氮、硫化合物中的氧化應(yīng)用在堿性存在的條件前提下，含磷、氮、硫的化合物與會(huì)過(guò)氧化氫產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，得到產(chǎn)率較高的硫醚，硫醚還可以被氧化為亞砜或砜，在氧化反應(yīng)中生成的二硫代氨基甲酸鹽與過(guò)氧化氫發(fā)生反應(yīng)，便會(huì)生成四烷基秋蘭姆化二硫。硫醇、胺在與過(guò)氧化氫的氧化反應(yīng)之下，可以發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)，這種氧化反應(yīng)通常用于制備炎黃酰胺。

4結(jié)束語(yǔ)

第8篇：合成技術(shù)及應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī) 航測(cè) 山區(qū) 電力工程 路徑優(yōu)化

中圖分類號(hào)：P231 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）12（b）-0050-02

福建省位于我國(guó)東南沿海，臺(tái)灣海峽西岸，全省80%以上的地區(qū)為山地、高山地，森林覆蓋率位居全國(guó)第一。省內(nèi)的電力線路工程路徑一般都遠(yuǎn)離居民聚居區(qū)域，往往沿著人跡罕至的高山密林地區(qū)布設(shè)，盡可能減少對(duì)人居環(huán)境的影響，同時(shí)避免因?yàn)檎鬟w引起的工程造價(jià)、時(shí)間成本的巨幅上升。這就造成了工程地形條件復(fù)雜，勘測(cè)設(shè)計(jì)難度大等現(xiàn)實(shí)困境。如果采用以往輸電線路勘測(cè)作業(yè)方式，需要大面積砍伐路徑通道，既不環(huán)保高效也不符合福建省政府關(guān)于“青山掛白”整治的要求。同時(shí)，由于非航測(cè)的作業(yè)方式，路徑方案需要在獲得現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)之后才能確定，造成現(xiàn)場(chǎng)勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低，而定下的路徑方案缺乏全局觀和整體性，往往會(huì)隨著線路往前推進(jìn)，新出現(xiàn)的種種障礙因素對(duì)前面已選定的方案造成顛覆性的影響，最終造成重復(fù)工作量巨大、效率難以提升、工期滯后。所以采用航測(cè)手段輔助電力線路工程勘測(cè)設(shè)計(jì)已是大勢(shì)所趨。

福建省地處亞熱帶，全省大部分屬于亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，全年降水充沛。這也造成了傳統(tǒng)的大飛機(jī)航攝窗口期極為短暫，另外由于山地地形，即使在晴天，也會(huì)因?yàn)樯絽^(qū)特有的地形云而無(wú)法利用大飛機(jī)進(jìn)行航攝。而且，隨著主干電網(wǎng)基本建成，目前省內(nèi)輸電線路基本以短線路為主，以贛龍鐵路配套220 kV輸電線路工程（下稱：該工程）為例，總線路長(zhǎng)度為82 km，分散為3段，分布在1萬(wàn)平方公里的區(qū)域內(nèi)，每段長(zhǎng)度20～40 km，如果使用大飛機(jī)航飛，一方面時(shí)間窗口難以保證，另一方面航飛收費(fèi)也較為高昂，從時(shí)間成本和經(jīng)濟(jì)效益兩個(gè)方面來(lái)看都表現(xiàn)較差。

隨著近年來(lái)無(wú)人機(jī)航空攝影技術(shù)的進(jìn)步，越來(lái)越多的測(cè)繪工作應(yīng)用無(wú)人機(jī)獲取影像數(shù)據(jù)。無(wú)人機(jī)體積小巧、機(jī)動(dòng)靈活、生產(chǎn)效率高、綜合成本低，在小區(qū)域和飛行困難地區(qū)的高分辨率影像快速獲取方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。該研究利用固定翼無(wú)人機(jī)航攝系統(tǒng)，對(duì)該工程項(xiàng)目區(qū)域進(jìn)行航空攝影，獲取影像數(shù)據(jù)后利用Inpho、HelavaDPS等攝影測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，生成立體場(chǎng)景，并在該立體場(chǎng)景內(nèi)完成線路路徑優(yōu)化選線工作。

隨著近年來(lái)無(wú)人機(jī)航空攝影技術(shù)的進(jìn)步，越來(lái)越多的測(cè)繪工作應(yīng)用無(wú)人機(jī)獲取影像數(shù)據(jù)。無(wú)人機(jī)體積小巧、機(jī)動(dòng)靈活、生產(chǎn)效率高、綜合成本低，在小區(qū)域和飛行困難地區(qū)的高分辨率影像快速獲取方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。該研究利用固定翼無(wú)人機(jī)航攝系統(tǒng)，對(duì)該工程項(xiàng)目區(qū)域進(jìn)行航空攝影，獲取影像數(shù)據(jù)后利用全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，生成立體場(chǎng)景，并在該立體場(chǎng)景內(nèi)完成線路路徑優(yōu)化選線工作。

1 無(wú)人機(jī)航空攝影及航測(cè)內(nèi)外業(yè)

1.1 航帶設(shè)計(jì)

依據(jù)項(xiàng)目任務(wù)書(shū)，在無(wú)人機(jī)航飛技術(shù)設(shè)計(jì)軟件中，進(jìn)行航攝技術(shù)設(shè)計(jì)。考慮到測(cè)區(qū)為零散分布的帶狀高山密林區(qū)域，技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)特加寬部分區(qū)域，以確保加密分區(qū)中可以有足夠的區(qū)域選定接邊點(diǎn)。

1.2 航空攝影

采用燃油動(dòng)力無(wú)人機(jī)執(zhí)行航飛任務(wù)，搭載傳感器為佳能5DⅡ型數(shù)碼相機(jī)，焦距為35 mm，像素尺寸6.41 μm，像幅大小5 616×3 744像素。該項(xiàng)目一共航飛10個(gè)架次，獲取影像超2 000片。經(jīng)檢驗(yàn)，96.2%的像片傾角小于5°，像片旋偏角、航線彎曲度均符合規(guī)范要求。

1.3 外業(yè)控制測(cè)量與調(diào)繪

該項(xiàng)目外業(yè)控制測(cè)量平面采用1980西安坐標(biāo)系，高斯3度帶正形投影，高程采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)。航測(cè)外控作業(yè)主要利用GPS接收機(jī)進(jìn)行坐標(biāo)點(diǎn)量測(cè)，采用GPS-RTK、CORS-RTK等技術(shù)手段進(jìn)行控制測(cè)量，沿線路路徑走向合理布設(shè)外業(yè)控制點(diǎn)。共布設(shè)主控網(wǎng)點(diǎn)15個(gè)，像控點(diǎn)186個(gè)，外業(yè)控制成果精度較好。

由于該項(xiàng)目是輸電線路工程，在進(jìn)行像片調(diào)繪時(shí)，從滿足線路工程設(shè)計(jì)、施工的角度出發(fā)，對(duì)關(guān)注點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)調(diào)繪，對(duì)其他低敏感度地物有選擇地取舍。詳細(xì)調(diào)繪了線路附近的電力線、通訊線、道路、河流以及對(duì)線路路徑走向有影響的地物和地貌，如炸藥庫(kù)、采石場(chǎng)等，為后續(xù)的路徑優(yōu)化工作提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

1.4 空三數(shù)據(jù)處理

該項(xiàng)目按航攝分區(qū)共建立10個(gè)作業(yè)項(xiàng)目，每個(gè)作業(yè)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)一個(gè)目錄，作業(yè)項(xiàng)目的所有相關(guān)數(shù)據(jù)都存入對(duì)應(yīng)目錄。作業(yè)項(xiàng)目建立后進(jìn)行空三作業(yè)，依照影像輸入、內(nèi)定向、圖形區(qū)域建立、自動(dòng)點(diǎn)測(cè)量、交互式編輯、控制點(diǎn)量測(cè)和區(qū)域網(wǎng)評(píng)的步驟進(jìn)行處理。表1為某分區(qū)的空三加密精度檢查表。

1.5 空三成果導(dǎo)出

由于航測(cè)路徑優(yōu)化系統(tǒng)是基于HelavaDPS二次開(kāi)發(fā)的軟件系統(tǒng)，其立體顯示模式是基于單張像片的sup文件，sup文件里記錄了該像片的位置參數(shù)和姿態(tài)參數(shù)。這一模式與前期空三處理的攝影測(cè)量軟件有所區(qū)別，所以需要進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換。通過(guò)自主開(kāi)發(fā)的軟件工具，讀取空三數(shù)據(jù)成果文件，快速生成HelavaDPS能識(shí)別的sup文件，這樣就實(shí)現(xiàn)了不同攝影測(cè)量平臺(tái)的無(wú)縫兼容。

2 線路路徑優(yōu)化

2.1 展繪及調(diào)整路徑

在HelavaDPS的立體場(chǎng)景中，選線人員將初步設(shè)計(jì)路徑展繪到全數(shù)字影像地形圖上，并做初步調(diào)整，使路徑基本成立。選線人員帶上立體眼鏡在全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)上一個(gè)一個(gè)模型仔細(xì)觀察路徑兩旁的地物與地貌，如同觀看立體電影。通過(guò)其測(cè)量模塊，量測(cè)建筑物、電力線、通訊線、采石場(chǎng)等對(duì)線路有影響的地物到路徑的距離，以及陡峭地貌的坡度，加上對(duì)地物地貌的識(shí)別及時(shí)向他們提供線路是否跨越房以及房屋的屬性，局部地段立塔條件是否具備，能否跨越電力線，以及轉(zhuǎn)角的度數(shù)和數(shù)量、轉(zhuǎn)角間的距離等信息，從而確立路徑的成立與否。

2.2 電子模板實(shí)時(shí)排位

將數(shù)字高程模型DEM轉(zhuǎn)換成ASCII文件，運(yùn)用斷面提取軟件掃描三線斷面和電子模板軟件進(jìn)行桿塔的優(yōu)化排位并檢驗(yàn)桿塔是否符合設(shè)計(jì)書(shū)的要求。根據(jù)排位的結(jié)果，返回立體模型上觀看地面是否具備立塔條件。同時(shí)，可加入交叉跨越信息，排位的結(jié)果及相關(guān)參數(shù)全都實(shí)時(shí)顯示在屏幕上，每基塔位都可按坐標(biāo)返回到立體模型上。由此可判斷在規(guī)劃的塔型下，路徑是否成立，若路徑不成立，可馬上重新調(diào)整路徑。

2.3 優(yōu)化成果輸出

選線完成后，對(duì)排位中間成果、最終成果、最終路徑等數(shù)據(jù)均可存儲(chǔ)和導(dǎo)出，還可將相關(guān)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為AutoCAD支持的dwg數(shù)據(jù)格式，方便線路設(shè)計(jì)人員調(diào)取和使用。最終路徑確認(rèn)后，利用出圖模塊，疊加等高線、調(diào)繪信息等內(nèi)容，生產(chǎn)工程全線的正射影像路徑圖。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）此次工程化應(yīng)用，探索了在高山密林區(qū)域，以輸電線路工程的勘察設(shè)計(jì)為應(yīng)用背景，對(duì)帶狀區(qū)域進(jìn)行勘察測(cè)繪，應(yīng)用低空無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)，和Helava航測(cè)路徑優(yōu)化技術(shù)做無(wú)縫對(duì)接，應(yīng)用于輸電線路工程的路徑優(yōu)化設(shè)計(jì)。該工程基于優(yōu)化設(shè)計(jì)的線路方案，比初步方案的線路方案線路縮短了10%，節(jié)省了1 000余萬(wàn)元的工程總造價(jià)，減少了拆遷量和植被破壞，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。

（2）可以看出，在中小面積的面狀或帶狀測(cè)區(qū)，無(wú)人機(jī)航測(cè)相對(duì)大飛機(jī)航攝或者工程測(cè)量，具有較大的效率優(yōu)勢(shì)。相對(duì)于大飛機(jī)航攝，其具有較大的效率優(yōu)勢(shì)，能盡量抓住每個(gè)航攝窗口，雖后期增加了一些像控的工作量，但使用福建省連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)（Fujian Continuously Operating Reference Station，F(xiàn)JCORS）的情況下，總體仍然表現(xiàn)出了很強(qiáng)的效率優(yōu)勢(shì)。相對(duì)于工程測(cè)量，航測(cè)能全面發(fā)揮其作業(yè)效率優(yōu)勢(shì)，尤其在高山密林區(qū)域，生產(chǎn)的安全性、數(shù)據(jù)質(zhì)量等都有顯著提高。

（3）此次成功的工程化應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)表明，在電力勘察設(shè)計(jì)領(lǐng)域，低空無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量和航測(cè)路徑優(yōu)化技術(shù)適用于風(fēng)電場(chǎng)等電源建設(shè)、電源接入主網(wǎng)的中短電力線路的勘察設(shè)計(jì)、電氣化鐵路供電線路建設(shè)的勘察設(shè)計(jì)。在長(zhǎng)大電氣化鐵路干線、長(zhǎng)大輸電線路建設(shè)日趨飽和的大背景下，新的核電、風(fēng)電等電源建設(shè)會(huì)成為建設(shè)重點(diǎn)，其接入主網(wǎng)的中短線路需求會(huì)增加，因此中小區(qū)域的勘察設(shè)計(jì)需求會(huì)進(jìn)一步增加，為低空無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量在電力勘察設(shè)計(jì)領(lǐng)域提供了大展身手的舞臺(tái)。

參考文獻(xiàn)

第9篇：合成技術(shù)及應(yīng)用范文

【關(guān)鍵詞】水利工程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)整合技術(shù)模式應(yīng)用

對(duì)各種數(shù)據(jù)的整合與分析在日常工作或生活中較為常見(jiàn)，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的分析與處理最為顯著?；谡稀⒎治鼋y(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，為公司、單位研究事物發(fā)展動(dòng)向與趨勢(shì)提供有效依據(jù)。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的分析與處理，屬于數(shù)據(jù)整合范疇，且最為常見(jiàn)，是一種以普遍結(jié)果為指導(dǎo)而預(yù)測(cè)未來(lái)趨勢(shì)的行為。針對(duì)水利工程設(shè)計(jì)而言，統(tǒng)計(jì)、分析技術(shù)數(shù)據(jù)是工程設(shè)計(jì)中所蘊(yùn)含的數(shù)據(jù)整合任務(wù)，并正確反映設(shè)計(jì)結(jié)果與實(shí)際設(shè)計(jì)結(jié)果間的參考值，為綜合水利工程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)與實(shí)際結(jié)果創(chuàng)造有利條件。

1 數(shù)據(jù)整合

數(shù)據(jù)整合，即共享或合并兩個(gè)及其以上應(yīng)用的數(shù)據(jù)，創(chuàng)建一個(gè)多功能的企業(yè)應(yīng)用過(guò)程。針對(duì)數(shù)據(jù)整合的具體概念，在業(yè)界具有一定混亂性，例如，應(yīng)用整合、主機(jī)整合、系統(tǒng)整合、數(shù)據(jù)庫(kù)整合以及存儲(chǔ)整合等。諸如此類的不同概念，其實(shí)質(zhì)是基于不同層次和角度對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)整合的內(nèi)涵與外延，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)整合下的多種技術(shù)手段與整合方式。

2 分析數(shù)據(jù)資源環(huán)節(jié)

為滿足水利工程設(shè)計(jì)需要，完善水利工程數(shù)據(jù)資源體系顯得尤為重要。對(duì)于數(shù)據(jù)資源分析，需合理應(yīng)用設(shè)計(jì)決策分析模式?；谠O(shè)計(jì)決策過(guò)程中，確保數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的有效性，促使數(shù)據(jù)體系更加完整，達(dá)到提升運(yùn)作效率和效益的目的。同時(shí)，強(qiáng)化不同數(shù)據(jù)類型的利用與整合，統(tǒng)籌、協(xié)調(diào)外部結(jié)構(gòu)情況與內(nèi)部資源，提高數(shù)據(jù)利用有效率。然而，以實(shí)際情況為出發(fā)點(diǎn)，數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用在水利工程設(shè)計(jì)和決策中應(yīng)用效果并不佳，難以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，大大增加了數(shù)據(jù)分析工作量。

一方面，由于受人為因素的影響，導(dǎo)致水利工程數(shù)據(jù)利用率偏低。信息平臺(tái)與系統(tǒng)間缺乏兼容性，致使不同平臺(tái)間提出數(shù)據(jù)困難，加之不同信息系統(tǒng)接口與平臺(tái)未得到統(tǒng)一，增加數(shù)據(jù)庫(kù)集合和統(tǒng)計(jì)工作開(kāi)展難度。另一方面，由于管理人員的疏忽，未對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)與記錄，大大增加后續(xù)工作開(kāi)展難度。鑒于此，為滿足決策信息系統(tǒng)發(fā)展需求，應(yīng)用數(shù)據(jù)整合技術(shù)，高度整合辦公管理、圖檔數(shù)據(jù)資源、計(jì)劃經(jīng)營(yíng)管理以及項(xiàng)目設(shè)計(jì)流程等各項(xiàng)工作，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中平臺(tái)的統(tǒng)一性。

第一，在整合與應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)資料的過(guò)程中，做好不同數(shù)據(jù)的分析與統(tǒng)計(jì)工作，有效控制水利工程項(xiàng)目決策管理與技術(shù)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，保證水利工程設(shè)計(jì)與預(yù)期要求目標(biāo)相一致。第二，強(qiáng)化數(shù)據(jù)模塊化分析，提高生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)庫(kù)利用率，提高數(shù)據(jù)庫(kù)整合與分析工作效率，致使工程設(shè)計(jì)建設(shè)中數(shù)據(jù)資源分類合理化。第三，加強(qiáng)對(duì)水利工程設(shè)計(jì)建設(shè)流程的管理力度，確保圖檔設(shè)計(jì)與綜合辦公管理決策管理的有效性，完善水利工程數(shù)據(jù)整合分析與工程設(shè)計(jì)建設(shè)結(jié)果的對(duì)接工作，提高水利工程建設(shè)質(zhì)量。針對(duì)招投標(biāo)信息、競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手信息、工程合同以及顧客資源信息等，構(gòu)建健全的信息庫(kù)。在使用合同信息過(guò)程中，以信息庫(kù)中的信息為依據(jù)，高效審核資質(zhì)，保證產(chǎn)品交付使用合理化?？傊?，在設(shè)計(jì)水利工程時(shí)，必須重視項(xiàng)目信息環(huán)節(jié)建設(shè)工作的開(kāi)展，其中，任務(wù)命令庫(kù)、項(xiàng)目工作信息數(shù)據(jù)庫(kù)等均屬于該范疇。在分解項(xiàng)目任務(wù)時(shí)，嚴(yán)格控制關(guān)鍵流程與路徑，提高任務(wù)資源分解的信息化程度。

3 優(yōu)化數(shù)據(jù)整合體系

優(yōu)化數(shù)據(jù)整合體系是水利工程設(shè)計(jì)與建設(shè)的重點(diǎn)，是提高水利工程設(shè)計(jì)水平、工程建設(shè)質(zhì)量的有效措施?；诩山ㄔO(shè)信息數(shù)據(jù)庫(kù)的方式下，滿足水利工程建設(shè)數(shù)據(jù)信息整合的需求，保證SQLSERVER數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用和建設(shè)的合理化效果，協(xié)調(diào)發(fā)展工程技術(shù)與理論數(shù)據(jù)，滿足工程技術(shù)設(shè)計(jì)需求，促使數(shù)據(jù)庫(kù)性能得到優(yōu)化，提升資源有效性。與此同時(shí)，強(qiáng)化應(yīng)用觸發(fā)器功能，提升信息提出有效性，提高信息資源查詢性能。針對(duì)數(shù)據(jù)信息整合技術(shù)而言，編程開(kāi)發(fā)人員工作經(jīng)驗(yàn)與對(duì)實(shí)際操作的理解程度是影響信息整合和提取效率的關(guān)鍵因素。另外，基于外部因素影響下，數(shù)據(jù)分析與整合效率難以得到保障。專業(yè)性與標(biāo)準(zhǔn)性不強(qiáng)是數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)和建設(shè)普遍存在的問(wèn)題，與整合、分析發(fā)展現(xiàn)狀難以達(dá)到統(tǒng)一化效果。因此，水利工程設(shè)計(jì)部門應(yīng)加大對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的研發(fā)與建設(shè)，促使數(shù)據(jù)整合效率得以提升。

目前，數(shù)據(jù)信息整合常見(jiàn)的運(yùn)行模式是ETL模式。ETL模式具有協(xié)調(diào)技術(shù)數(shù)據(jù)的作用，促使數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)得到優(yōu)化，提高數(shù)據(jù)抽取有效率。然而，ETL模式所具備的協(xié)調(diào)與優(yōu)化作用正是水利工程數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)與設(shè)計(jì)所需要的?；贓TL模式下，實(shí)現(xiàn)對(duì)特定目標(biāo)水利數(shù)據(jù)庫(kù)的優(yōu)化，達(dá)到不同數(shù)據(jù)庫(kù)間的數(shù)據(jù)整合與交換效果，與水利工程數(shù)據(jù)庫(kù)使用與設(shè)計(jì)需求相一致。ETL模式，在改善數(shù)據(jù)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，整合數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程與聯(lián)系過(guò)程，迫使數(shù)據(jù)資源使用率得到提升，充分發(fā)揮數(shù)據(jù)模式在水利工程設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)與價(jià)值。以ETL模式為前提，優(yōu)化處理垃圾無(wú)用數(shù)據(jù)是水利工程設(shè)計(jì)中數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)需重視的問(wèn)題，為數(shù)據(jù)整體性能提供保障。針對(duì)不同數(shù)據(jù)庫(kù)與信息庫(kù)而言，在優(yōu)化數(shù)據(jù)平臺(tái)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過(guò)連接應(yīng)用不同數(shù)據(jù)庫(kù)間的數(shù)據(jù)與資源，達(dá)到資源共享目標(biāo)。同時(shí)，可借助特定數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換軟件，達(dá)到數(shù)據(jù)共享與應(yīng)用效果，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)間的交流與轉(zhuǎn)換，提高數(shù)據(jù)整合效率。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，水利工程設(shè)計(jì)合理應(yīng)用數(shù)據(jù)整合模式，有助于提升工程管理決策水平，提高水利工程設(shè)計(jì)效率，為水利工程建設(shè)與設(shè)計(jì)的可靠性提供保障，達(dá)到?jīng)Q策科學(xué)化與合理化目的，推動(dòng)水利工程設(shè)計(jì)與建設(shè)工作的發(fā)展。鑒于此，水利工程設(shè)計(jì)部門應(yīng)在借鑒吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合水利工程實(shí)際情況，合理應(yīng)用數(shù)據(jù)整合模式，提高水利工程設(shè)計(jì)質(zhì)量，推動(dòng)水利工程建設(shè)事業(yè)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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