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在利用激光進(jìn)行的三維測(cè)量中應(yīng)用最廣泛的測(cè)量方法主要有三種:干涉法、飛行時(shí)間法和三角法。1.1干涉法干涉法測(cè)量是利用激光的干涉原理來(lái)完成對(duì)物體測(cè)量的一種方法,其原理是將一束相干光通過分光系統(tǒng)分成測(cè)量光和參考光,通過測(cè)量光波與參考光波相干疊加產(chǎn)生的干涉條紋變化量來(lái)獲得物體表面的深度信息。干涉法的測(cè)量精度高,在100m范圍內(nèi)可以獲得0.1mm的分辨率。1.2飛行時(shí)間法飛行時(shí)間法是通過測(cè)量脈沖光束的飛行時(shí)間來(lái)測(cè)量距離的一種測(cè)量方法,其原理是通過測(cè)量發(fā)射和接收激光脈沖信號(hào)的時(shí)間差來(lái)間接獲得被測(cè)目標(biāo)的距離。飛行時(shí)間法以時(shí)間分辨率來(lái)?yè)Q取距離測(cè)量精度,精度相對(duì)較低,一般在1mm左右,精度高的測(cè)量頭可達(dá)亞毫米級(jí),常用于大尺度遠(yuǎn)距離測(cè)量。1.3三角法三角法是光學(xué)測(cè)量中最常見的一種測(cè)量方法。它是將待測(cè)點(diǎn)的深度坐標(biāo),通過不同的檢測(cè)元件,利用幾何三角關(guān)系轉(zhuǎn)換為相對(duì)于光學(xué)基準(zhǔn)的偏移量進(jìn)而計(jì)算出該點(diǎn)深度值。根據(jù)具體照明方式的不同,光學(xué)三角法可分為兩大類:被動(dòng)三角法和主動(dòng)三角法。激光三角法測(cè)量是基于激光的主動(dòng)三角法,是近年來(lái)研究較多、發(fā)展比較成熟的一種測(cè)距方法。其測(cè)量原理是:由光源發(fā)出的光照射到被測(cè)物體表面上,反射后在檢測(cè)器(如:CCD)上成像,物體表面的位置改變,檢測(cè)器上成的像也隨之改變,由幾何三角關(guān)系即可通過對(duì)像移的檢測(cè)和計(jì)算出實(shí)際高度。激光三角法測(cè)量的精度取決于感光設(shè)備的敏感程度、與被測(cè)表面的距離、被測(cè)物表面的光學(xué)特性等,適合于近距測(cè)量,精度一般在絲米級(jí)。
2測(cè)量方法的選擇
船板的形狀尺寸測(cè)量是一個(gè)典型的外表面三維曲面測(cè)量。由于船板是一個(gè)連續(xù)而光滑的曲面,因此,可以將整個(gè)曲面離散成m×n個(gè)點(diǎn),通過測(cè)量得到這些點(diǎn)的坐標(biāo)值后,即可通過軟件擬合出整個(gè)曲面。由于傳統(tǒng)的接觸式測(cè)量,存在探頭易磨損,需要人工干預(yù),價(jià)格昂貴,對(duì)使用環(huán)境有一定要求,測(cè)量速度慢,效率低等問題,因此,雖然其有較高的測(cè)量精度,但確并不適合應(yīng)用在船板多點(diǎn)成形在線測(cè)量中。對(duì)比三種常用的激光測(cè)量方法,測(cè)量精度均能滿足船板的測(cè)量要求。本著實(shí)用而不浪費(fèi)的原則,由于干涉法測(cè)量所需的測(cè)量設(shè)備成本較另外兩種方法高出很多,并且使用時(shí)需反射鏡,現(xiàn)場(chǎng)在線使用不方便,速度慢效率低,因此,采用飛行時(shí)間法或三角法的激光測(cè)量傳感器比較適合船板三維測(cè)量,其設(shè)備價(jià)格較低,對(duì)測(cè)量表面的要求不高,并且可直接測(cè)量,使用靈活方便。
3掃描裝置
掃描裝置是激光測(cè)量頭的安裝平臺(tái),其作用是帶動(dòng)激光測(cè)量頭沿X軸和Y軸運(yùn)動(dòng),完成對(duì)整個(gè)測(cè)量表面的掃描,并在測(cè)量的同時(shí)給出測(cè)量點(diǎn)的X方向和Y方向的坐標(biāo)值。為了提高測(cè)量效率,最終確定掃描裝置采用多點(diǎn)方式,這樣可以大大提高船板多點(diǎn)成形的生產(chǎn)效率。由于多點(diǎn)測(cè)量方式使用的激光測(cè)量頭數(shù)量較多,因此,在滿足測(cè)量精度要求的前提下,選擇了價(jià)格相對(duì)較低的飛行時(shí)間法激光測(cè)量頭。掃描系統(tǒng)由電動(dòng)滑臺(tái)、聯(lián)軸器、接軸、減速機(jī)、伺服電機(jī)、測(cè)量架、測(cè)頭等部分組成(見圖1)。電動(dòng)滑臺(tái)和減速機(jī)通過架子固定在上模座上,伺服電機(jī)與減速機(jī)相連,并通過接軸與電動(dòng)滑臺(tái)連接,測(cè)量架固定在電動(dòng)滑臺(tái)上。測(cè)量時(shí),在伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)下,電動(dòng)滑臺(tái)帶動(dòng)測(cè)量架沿X方向移動(dòng),每走一個(gè)步長(zhǎng)測(cè)頭測(cè)量當(dāng)前X坐標(biāo)下各點(diǎn)的Z坐標(biāo)值,直到測(cè)量完整個(gè)板材表面點(diǎn)陣(見圖2)。
4結(jié)束語(yǔ)
1.1三維可視化技術(shù)
三維可視化技術(shù),是對(duì)一種能夠形象立體的描述礦山模型的技術(shù)手段,利用三維可視化技術(shù)可以更加全面的了解礦體的地表形態(tài)與礦體空間信息之間的位置關(guān)系,為測(cè)量人員提供更精準(zhǔn)形象的空間分析數(shù)據(jù)。三維可視化技術(shù)是通過三維動(dòng)畫軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的,常用的動(dòng)畫軟件是3DMAX,它具有先進(jìn)的運(yùn)動(dòng)匹配以及數(shù)字化建模等功能,可以大幅度的提升三維可視化模型的制作品質(zhì)。
1.2數(shù)字化資料處理技術(shù)
資料的數(shù)字化處理,是礦山測(cè)量系統(tǒng)的一項(xiàng)重要工作,礦山測(cè)量工作包括數(shù)據(jù)信息的采集、存儲(chǔ)以及處理,數(shù)據(jù)類型主要是圖形、數(shù)字以及表格等[2]。進(jìn)行資料的數(shù)字化處理,需要用到計(jì)算機(jī)的輔助繪圖功能和電子圖表化功能,許多測(cè)量工作者會(huì)運(yùn)用VB、AutoCAD等軟件進(jìn)行實(shí)際的數(shù)據(jù)處理工作。
2數(shù)字化測(cè)量在地面控制測(cè)量中的應(yīng)用
2.1GPS地面控制網(wǎng)的布設(shè)要點(diǎn)
地面控制測(cè)量的主要目的是為施工放樣、變形觀測(cè)、地面大比例成圖、建立整體的控制奠定基礎(chǔ),建立地面控制網(wǎng)可以對(duì)全局有一個(gè)整體的把控,限制測(cè)量誤差的積累和系統(tǒng)之間的錯(cuò)誤信息傳遞,因此,有利于提高測(cè)量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度[3]。GPS與地面控制測(cè)量結(jié)合,就形成了GPS地面控制網(wǎng)這種先進(jìn)的地面控制測(cè)量方法,在布設(shè)地面GPS控制網(wǎng)時(shí),要充分考慮測(cè)量范圍的大小、精度要求以及點(diǎn)位密度等因素,可以根據(jù)工程的需要設(shè)定不同的邊長(zhǎng)。在分布網(wǎng)點(diǎn)時(shí),要遵循統(tǒng)一的測(cè)量規(guī)則,按照嚴(yán)格的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工作業(yè)。
2.2常見的網(wǎng)形
GPS地面控制網(wǎng)對(duì)橫向誤差沒有影響作用,但其長(zhǎng)度卻會(huì)對(duì)地下貫通的縱向產(chǎn)生誤差,因此,兩點(diǎn)通視網(wǎng)形和后視同一點(diǎn)網(wǎng)形這兩種簡(jiǎn)便靈活的網(wǎng)形,在城市地鐵的地面控制網(wǎng)布設(shè)中具有更加明顯的優(yōu)勢(shì)。針對(duì)丘陵隧道情況,采用后視同一點(diǎn)布設(shè)網(wǎng)形不能直觀的通視兩個(gè)控制點(diǎn)之間的聯(lián)系,但可以在丘陵山脊上設(shè)置一個(gè)新的控制點(diǎn),實(shí)現(xiàn)與兩點(diǎn)之間的通視,只要水平角度夠精確,就可以顯著地減少地面控制網(wǎng)對(duì)橫向誤差的影響[4]。
3數(shù)字化測(cè)量在井筒深部延伸中的應(yīng)用
立井井筒深部延伸是礦井測(cè)量的一項(xiàng)關(guān)鍵工作,利用激光測(cè)距儀、全站儀等進(jìn)行井筒深部延伸的貫通測(cè)量能夠有效的降低橫向誤差,提高貫通測(cè)量的精確度,而且與傳統(tǒng)的測(cè)量方式相比,還能滿足井筒深部延伸的精準(zhǔn)定位要求[5]。針對(duì)地理坐標(biāo)北緯30°55′,東徑117°49′,平均海拔為168.5m的丘陵地帶開掘的直徑3m,筒深600m的輔助井,可以直接對(duì)其改造并延伸成井,一般是先在井筒內(nèi)預(yù)留一段超過5m的巖柱作為井筒隔離層,在180~300m深部采用吊罐反掘的方法刷大成井。為了提高豎井貫通工程的測(cè)量精度,采用全站儀和陀螺儀能夠定向的反映輔助井的貫通施工,對(duì)丘陵地帶的輔助井貫通施工具有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義和實(shí)用性。
3.1貫通測(cè)量誤差的預(yù)計(jì)
貫通測(cè)量誤差,需要從既定的k點(diǎn)開始,沿平巷和下山敷設(shè)導(dǎo)線,并測(cè)量回到k點(diǎn)所引起的誤差,從外部形式上看像一條閉合的導(dǎo)線k-1-2...15-16-k,在實(shí)際貫通之前是一條支導(dǎo)線,所以,在水平方向上的重要貫通誤差,實(shí)質(zhì)上是支導(dǎo)線終點(diǎn)k在x方向上的誤差。
3.2輔助井貫通測(cè)量
在輔助井貫通測(cè)量的地面控制測(cè)量中,可在輔助井、措施井及混合井井口附加埋設(shè)3各相似的近井點(diǎn),并建立以第1個(gè)近井點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),其余兩個(gè)為假定方位的坐標(biāo)系統(tǒng),將3個(gè)近井點(diǎn)之間用1條直線連接,利用全站儀測(cè)量6個(gè)回?cái)?shù),利用激光測(cè)距儀測(cè)量往返距離,在閉合的三角形中就可以測(cè)定導(dǎo)線邊長(zhǎng),同臺(tái)儀器的往返測(cè)距和不同測(cè)量方法的測(cè)量結(jié)果可以多次使用。由測(cè)量誤差所引起的x、y方向上的誤差,采用全站儀導(dǎo)線,全站儀的測(cè)角精度為2s,測(cè)距精度為2mm+2ppm,由于平均誤差小于100m,所以各邊的誤差均小于2.2mm。利用陀螺儀可以簡(jiǎn)化深部延伸井筒的定向程序,先在地面上獨(dú)立測(cè)量3個(gè)儀器常數(shù),再在井下定向邊上獨(dú)立測(cè)量2次陀螺方位,基礎(chǔ)定位程序可以在3d之內(nèi)完成。輔助井井中測(cè)量的目的,是為了確定井筒的垂直度,一般是先地表標(biāo)記出一個(gè)以井筒為中心點(diǎn)的十字線,沿井筒十字線放置兩根鋼絲作為幾何投點(diǎn),通過測(cè)量多處井點(diǎn),利用余角法就可以推算出井中坐標(biāo)的具置,并進(jìn)而確定井筒的垂直度[6]。主井與輔助井貫通時(shí)的測(cè)量誤差來(lái)自于兩工作面上井筒中心的相對(duì)偏差,一般是先假定井筒中心線方向?yàn)閥'方向,與它垂直的方向?yàn)閤'方向,最后求出井筒中心的平面位置誤差。對(duì)于兩個(gè)相向開鑿的立井貫通,需要同時(shí)進(jìn)行地面測(cè)量、井下測(cè)量和定向測(cè)量,這些測(cè)量誤差的所得出的貫通相遇點(diǎn)的誤差,需要同時(shí)預(yù)計(jì)x'、y'兩個(gè)方向上的誤差。
4結(jié)語(yǔ)
熱模擬測(cè)量法并非直接的測(cè)量,而是通過模擬繞組與變壓器油之間的溫度差來(lái)測(cè)量變壓器的溫升平均值。其工作原理是加熱電流流經(jīng)一個(gè)電熱元件,產(chǎn)生了附加升溫,再使用電流匹配器進(jìn)行調(diào)節(jié),使所升高的溫度恰好與繞組油的溫差相同。這種方法的缺點(diǎn)是受外界環(huán)境影響較大,必須在規(guī)定的環(huán)境條件下進(jìn)行測(cè)量。并且,這種方法只能模擬平均溫升,而無(wú)法獲知最高溫度。另外,電流回路還會(huì)增加設(shè)備維護(hù)的難度,安全措施難以做好。
2間接計(jì)算法
這種方法需要獲知幾種變壓器其繞組的熱點(diǎn)溫度,通過套入公式來(lái)間接計(jì)算需要測(cè)量的變壓器的溫度。這種計(jì)算方法的模型有三種,分別基于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、熱路和熱阻。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確,實(shí)用性非常強(qiáng)。
3在線測(cè)量技術(shù)的優(yōu)越性
上文中提到,直接測(cè)量法成本高昂且結(jié)果不精準(zhǔn),光纖光柵法結(jié)果精準(zhǔn),但成本高昂,而熱模擬法雖然在日德等許多國(guó)家都有應(yīng)用,但理論分析與實(shí)際情況有著巨大差別,導(dǎo)致了測(cè)量結(jié)果的較大偏差。僅間接計(jì)算法按照《油浸式變壓器負(fù)載導(dǎo)則》中提到的計(jì)算公式[2],可以較準(zhǔn)確地計(jì)算出變壓器的熱點(diǎn)溫度。間接計(jì)算法經(jīng)濟(jì)實(shí)用、操作簡(jiǎn)便的優(yōu)越性使其在變壓器測(cè)溫方面得到了廣泛應(yīng)用。由于間接計(jì)算法要通過幾種變壓器來(lái)間接獲得最終結(jié)果,計(jì)算過程耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng),對(duì)計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力要求極高,待結(jié)果得出后向有關(guān)部門反應(yīng),有關(guān)部門再派出維護(hù)人員進(jìn)行維修,這使得間接計(jì)算法暴露出一個(gè)非常明顯的缺點(diǎn)——計(jì)算復(fù)雜、反應(yīng)不及時(shí)。為此,業(yè)界許多研究人員對(duì)變壓器的溫度測(cè)量方法進(jìn)行了深入的研究,目前已經(jīng)取得了一定的研究成果,制作出一種在線監(jiān)測(cè)儀器。這種儀器基于負(fù)載導(dǎo)則,模型依循舊版導(dǎo)則的簡(jiǎn)單計(jì)算公式,受到外界影響的可能非常小,結(jié)果的精確度非常高。由于計(jì)算公式涉及到的溫度是穩(wěn)態(tài)溫度,不必考慮不同時(shí)間段溫度的變化會(huì)對(duì)最終結(jié)果造成影響。在線監(jiān)測(cè)儀器內(nèi)置GPRS模塊,可以與距離較遠(yuǎn)的變電站實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與控制。
4在線測(cè)量系統(tǒng)
4.1在線測(cè)量系統(tǒng)的工作原理
在線測(cè)量系統(tǒng)包括上位機(jī)、下位機(jī)、傳感器和變壓器本身。電力人員在油浸式變壓器內(nèi)安裝在線監(jiān)測(cè)儀器,在線監(jiān)測(cè)儀器包括N個(gè)溫度傳感器,傳感器在變壓器溫度上升時(shí)通過下位機(jī)中內(nèi)置的GPRS模塊將信息傳送至變電站的控制中心,變電站的工作人員通過上位機(jī)獲得變壓器的溫變信息,可以及時(shí)快速地安排人員前去維護(hù)。下位機(jī)的主要部件有溫度傳感器與單片機(jī)處理單元。下位機(jī)在變壓器上只需安置五個(gè)檢測(cè)點(diǎn),即可對(duì)變壓器的底部、油面、頂部、箱體以及環(huán)境五處溫度進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)測(cè)。下位機(jī)內(nèi)置微處理器,與傳感器相連,通過液晶屏顯示即時(shí)溫度。五處檢測(cè)點(diǎn),有任何一點(diǎn)的溫度值超過內(nèi)置的溫度標(biāo)準(zhǔn),將會(huì)引發(fā)微處理器發(fā)生報(bào)警信息。下位機(jī)通過內(nèi)置的GPRS模塊將信息傳輸至變電站內(nèi)的上位機(jī),上位機(jī)內(nèi)的相關(guān)軟件通過代碼編譯,迅速顯示出工作人員可以理解的曲線和數(shù)據(jù)結(jié)果,并作出音像報(bào)警和故障分析。
4.2硬件
4.2.1下位機(jī)下位機(jī)的溫度傳感器通常為產(chǎn)自美國(guó)Dallas公司的DS18-B20半導(dǎo)體,微處理器一般為Atmel公司生產(chǎn)的AT89-S52。這種微處理器的串口可以跨越較遠(yuǎn)的距離,與GPRS模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。YM-12684液晶屏可以顯示溫度信息與故障代碼。溫度傳感器通過屏蔽雙絞線將溫度信號(hào)傳送至單片機(jī)中,鑒于屏蔽雙絞線的特性,有效距離最多為50m。4.2.2GPRS模塊GPRS模塊是遠(yuǎn)距離無(wú)線通信的核心,通過TCP/IP協(xié)議,數(shù)據(jù)可以暢通到達(dá)終端設(shè)備處。
4.3軟件
4.3.1通信協(xié)議在線測(cè)量系統(tǒng)的通信協(xié)議就是上文所提到的TCP/IP協(xié)議,AT指令集也能支持。4.3.2上位機(jī)和下位機(jī)軟件上位機(jī)的軟件可以借助GPRS模塊查詢到來(lái)自下位機(jī)的變壓器溫度信息,并顯示溫變數(shù)據(jù)、繪制溫度曲線、打印溫度報(bào)表、做出音像報(bào)警、記錄故障信息、分析故障原因。下位機(jī)的軟件依托于C語(yǔ)言指令,循環(huán)讀取各個(gè)端口的溫度信息,依照內(nèi)置命令完成監(jiān)控、報(bào)警功能。
5結(jié)語(yǔ)
媒礦井下水平定向鉆孔軌跡空間坐標(biāo)作為基礎(chǔ),逐步實(shí)現(xiàn)鉆孔軌跡描述與繪制作業(yè)。其操作步驟主要為:第一,依據(jù)區(qū)域特征及實(shí)際,建立鉆孔軌跡空間坐標(biāo)系,對(duì)鉆孔軌跡所處于的實(shí)際空間位置進(jìn)行確定。傳統(tǒng)方式的地面鉆孔,多會(huì)選擇以地面作為參照,依據(jù)鉆孔表現(xiàn)的方向,多將向下方向作為垂直軸,設(shè)置為Z,表示正方向,然而井下鉆孔作業(yè),不僅僅存在著垂直孔與下斜孔,還存在著近水平孔,鉆有上仰孔,且其鉆孔地點(diǎn)均位于地面以下,為方便研究與描述其鉆孔鉆進(jìn)狀態(tài),其基本參照物多選擇井下鉆場(chǎng),依據(jù)其參照體系,構(gòu)建出垂直于軸向上為正方向的煤礦井下鉆孔坐標(biāo)系。第二,地面鉆井作業(yè)中,其關(guān)于井斜的描述,多是選擇鉆孔垂直軸及軸線之間所存在的夾角作為重要參數(shù)來(lái)表示。然而煤礦井下鉆孔,多選擇水平面與鉆孔軸線之間的仰角作為重要參數(shù)值,且考慮到地面情況與井下條件下,其X,Y軸在正反向取向上保持著一致性,然而在坐標(biāo)系中,Z軸方向卻存在著相反性。地面坐標(biāo)系中,多將Z軸向下作為坐標(biāo)系正方向,其坐標(biāo)系統(tǒng)滿足右手螺旋法則。在井下坐標(biāo)系統(tǒng)中,則多將Z軸向上作為坐標(biāo)系正方向,此時(shí)坐標(biāo)系則滿足左手螺旋法則。
2水平定向鉆孔軌跡的基本要素
在實(shí)際開展水平定位鉆孔軌跡設(shè)計(jì)操作、測(cè)量操作及數(shù)據(jù)信息處理的過程中,一般多選擇鉆孔軌跡L中的某一個(gè)測(cè)點(diǎn)作為研究的基礎(chǔ)對(duì)象,其選擇測(cè)點(diǎn)所相應(yīng)的孔深、傾角與方位角,則被稱之為水平定向鉆孔軌跡的基本要素。依據(jù)相關(guān)理論,則測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)信息僅表現(xiàn)了該點(diǎn)位置的空間位置,測(cè)點(diǎn)位置的切線則表示為鉆進(jìn)過程中的前進(jìn)方向線,亦被稱之為鉆孔當(dāng)前軸線,可以通過鉆孔當(dāng)前軸線、來(lái)表述測(cè)點(diǎn)附近一段鉆孔軌跡。測(cè)量數(shù)據(jù)的處理操作與鉆孔孔跡繪制,其對(duì)鉆孔軸線的繪制,均是依據(jù)鉆孔軸線進(jìn)行操作的。為確保鉆孔軌跡繪制及描述的準(zhǔn)確性,要求對(duì)鉆孔孔跡中存在的測(cè)點(diǎn)相應(yīng)的孔深、傾角與方位角基本要素進(jìn)行精確處理。在其基本要素中,理論孔深定義為:測(cè)點(diǎn)位置所具備的實(shí)際鉆孔深度值,在近水平鉆孔中,多指的是孔口位置到測(cè)點(diǎn)鉆孔曲線之間的實(shí)際長(zhǎng)度值,多采取鉆桿進(jìn)行測(cè)量,一般用L進(jìn)行孔深記錄;傾角:是指鉆孔當(dāng)前點(diǎn)的切線與水平面之間的最小夾角;方位角:是指鉆扎當(dāng)前點(diǎn)的切線在水平面的投影與北向(N軸)之間的夾角;設(shè)計(jì)方位錢:開孔方位線在水平面上的投影,代表鉆孔深度廷伸主方向。
3煤礦井下水平定向孔軌跡的一般形式和描述方法
本煤層預(yù)抽鉆孔的布且形式預(yù)抽鉆孔一般情況都布宜在煤層厚度大、透氣性好、瓦斯含且高、煤層硬度較大的稱定煤層中,這樣不但有利于成孔和后期鉆孔橡定,同時(shí)能夠保證鉆孔的高滲透性。有利于瓦斯的逸出。報(bào)據(jù)鉆有利于瓦斯的逸出。報(bào)據(jù)鉆孔相對(duì)于工作面延伸方向的不同水平定向鉆孔布龍形式主分為走向和傾向布置兩種形式。為了保證良好的抽放效果,不能使鉆孔穿透工作面或從巷道穿出帆,在實(shí)施定向拐商鉆孔前,孔相對(duì)于工作面延伸方向的不同水平定向鉆孔布置戳主鉆孔布t形式一般以走向或傾向平行布皿為主。在實(shí)施向拐夸鉆孔后,可采用“一孔多分支”的鉆孔布1形式。這樣可在順槽直接開孔,減少鉆機(jī)椒運(yùn)次數(shù),提高鉆進(jìn)效率,同時(shí)起到“一孔多用”的效果。
4煤礦井下隨鉆測(cè)量技術(shù)鉆孔軌跡數(shù)據(jù)處理方法
在煤礦井下隨鉆測(cè)量技術(shù)鉆孔軌跡數(shù)據(jù)處理中,提出應(yīng)用平均角法進(jìn)行軌跡計(jì)算。為確保鉆進(jìn)軌跡描述的準(zhǔn)確性,可以進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量,降低兩側(cè)點(diǎn)間距,提高計(jì)算精度,這種方法計(jì)算簡(jiǎn)單,在實(shí)踐應(yīng)用中應(yīng)用較為廣泛。此外,在煤礦井下隨鉆測(cè)量技術(shù)鉆孔軌跡數(shù)據(jù)處理中還可以采取平衡正切法。然而其方法應(yīng)用精度偏低,為滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求,本文提出應(yīng)用Excel進(jìn)行鉆孔孔跡測(cè)量參數(shù)計(jì)算,并繪制鉆孔軌跡圖。Excel工具具備著強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能,通過測(cè)量?jī)x器,收集測(cè)點(diǎn)深度、傾角與方位角等信息,通過Excel形式進(jìn)行保存,采取相應(yīng)的計(jì)算方式進(jìn)行孔跡坐標(biāo)計(jì)算,選擇圖表導(dǎo)出方式,直觀獲得鉆孔軌跡水平及垂直投影。
5結(jié)束語(yǔ)
作者:馬知也 單位:蘭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院
網(wǎng)絡(luò)流量采集方法
對(duì)經(jīng)過該鏈路的流量進(jìn)行監(jiān)聽和捕獲,按一定格式將流量數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼,或者將其匯聚為流數(shù)據(jù),發(fā)送給后臺(tái)的接受存儲(chǔ)設(shè)備.IPFIX工作組[3]定義了采集設(shè)備將流量發(fā)送給后臺(tái)接受設(shè)備的協(xié)議及數(shù)據(jù)格式.?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊對(duì)采集并初步處理后的數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)設(shè)備中進(jìn)行存儲(chǔ)以備進(jìn)行下一步數(shù)據(jù)分析.小型測(cè)量系統(tǒng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)到本地采集系統(tǒng)的硬盤上,并實(shí)時(shí)的進(jìn)行分析處理和應(yīng)用.而在大型測(cè)量系統(tǒng)中一般有專用的中心存儲(chǔ)設(shè)備來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù),通過專用或普通鏈路接受各個(gè)測(cè)量結(jié)點(diǎn)捕獲的數(shù)據(jù).?dāng)?shù)據(jù)分析部分對(duì)流量特征進(jìn)行分析,并將這些數(shù)據(jù)用于計(jì)費(fèi)、異常檢測(cè)等應(yīng)用.網(wǎng)絡(luò)設(shè)備支持的流量采集有些路由器或交換機(jī)本身具有流量采集的功能,在進(jìn)行路由轉(zhuǎn)發(fā)等功能的同時(shí),它們可以通過專用的硬件設(shè)備采集網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù),并進(jìn)行初步處理,然后將其轉(zhuǎn)發(fā)到后臺(tái)專用流量接收設(shè)備.目前網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中應(yīng)用廣泛的Cisco公司的Netflow和基于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備流量采集標(biāo)準(zhǔn)的sFlow兩種流量采集技術(shù).Netflow通過采集數(shù)據(jù)分組,根據(jù)配置對(duì)其進(jìn)行抽樣,并對(duì)具有相同“流關(guān)鍵字”的分組聚合形成為流信息,然后通過定義的格式把流信息發(fā)送到后臺(tái)的流量接收服務(wù)器,再由后臺(tái)服務(wù)器對(duì)流信息進(jìn)行存儲(chǔ)、分析等工作,從而實(shí)現(xiàn)完整的流量測(cè)量.而sFlow流量采集技術(shù)是將sFlowAgent嵌入在交換機(jī)和路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中,它負(fù)責(zé)對(duì)流量進(jìn)行監(jiān)視,并將采集的信息發(fā)送給后臺(tái)的接收服務(wù)器.sFlowAgent通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行抽樣而減少向后臺(tái)服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)量.基于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備支持的流量采集技術(shù)一般被用于計(jì)費(fèi)和流量分析等領(lǐng)域.隨著網(wǎng)絡(luò)速度的提高,流量采集功能的使用會(huì)對(duì)路由器、交換機(jī)本身的轉(zhuǎn)發(fā)性能產(chǎn)生一定程度的影響,另一方面這種粗粒度的信息對(duì)于某些需要詳細(xì)分組信息的應(yīng)用也存在著不足.基于網(wǎng)卡采集在正常應(yīng)用中,網(wǎng)卡從網(wǎng)絡(luò)接口接收數(shù)據(jù)分組,然后將它傳遞到上層應(yīng)用.基于網(wǎng)卡的流量采集方法有正常應(yīng)用模式和混雜模式兩種.在正常應(yīng)用模式下,網(wǎng)卡只接收發(fā)送給自己的數(shù)據(jù)分組.而在混雜模式下,網(wǎng)卡可以接收所有到達(dá)的數(shù)據(jù)分組,硬件不對(duì)分組進(jìn)行過濾,所有分組都會(huì)進(jìn)入系統(tǒng)的內(nèi)核.因此,當(dāng)一個(gè)網(wǎng)卡專門用于流量數(shù)據(jù)采集時(shí),一般應(yīng)設(shè)置為混雜模式.專用設(shè)備進(jìn)行采集雖然通過一系列技術(shù)改進(jìn)措施,普通網(wǎng)卡結(jié)合計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)流量采集技術(shù)可以對(duì)普通鏈路進(jìn)行流量數(shù)據(jù)采集.但對(duì)于高帶寬的鏈路,應(yīng)該采用專用的硬件設(shè)備進(jìn)行流量數(shù)據(jù)采集.一些公司推出了專用的流量采集設(shè)備,如Endace公司的DAG卡[4],NetScout公司的nGeniusProbes、nGeniusInfiniS-tream產(chǎn)品[5],以及一些基于網(wǎng)絡(luò)處理器的流量采集方案等.這些專用設(shè)備使用高性能專用硬件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集工作,性能上較前兩種采集方法有了很大的提高.并行采集隨著網(wǎng)絡(luò)速度的高速發(fā)展,單個(gè)設(shè)備的采集能力已經(jīng)很難適應(yīng)流量數(shù)據(jù)的采集.因此,利用多個(gè)采集設(shè)備并行完成流量采集任務(wù)成為一個(gè)較好的選擇.但為了保證各個(gè)采集設(shè)備的負(fù)載均衡,必須對(duì)分流設(shè)備的分流策略進(jìn)行仔細(xì)設(shè)計(jì).如果分組被分到多個(gè)流量采集設(shè)備,那么將會(huì)給后續(xù)的匯總處理程序帶來(lái)一定的困難.為了使多個(gè)采集系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集上一致,并保證數(shù)據(jù)集的完整性,多個(gè)采集系統(tǒng)之間必須解決時(shí)間同步等問題.
網(wǎng)絡(luò)流量測(cè)量模型
在現(xiàn)實(shí)中許多比較難以解決的問題,一般解決方法是先建立問題模型,模擬一定的場(chǎng)景和條件,然后在這些場(chǎng)景和條件下對(duì)問題進(jìn)行模擬解決.由于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)型和網(wǎng)絡(luò)高突發(fā)性業(yè)務(wù)量使得網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)復(fù)雜的非線性,為了有效的對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行測(cè)量,就需要建立一定的網(wǎng)絡(luò)流量測(cè)量模型,而且這種模型的建立也是非常有必要的.首先建立仿真模型對(duì)真實(shí)網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行描述,這種模型還能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)流量將來(lái)的行為趨勢(shì)有效地進(jìn)行預(yù)測(cè).傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)流量模型多以泊松過程為基礎(chǔ),其中有泊松模型、馬爾科夫模型、自回歸模型、自回歸移動(dòng)平均模型和自回歸合成移動(dòng)平均模型等,這些模型同屬于短期相關(guān)性模型,即若測(cè)量時(shí)間的間隔足夠大的時(shí)候,當(dāng)前時(shí)刻所采集到的業(yè)務(wù)流量與過去時(shí)間所采集到的業(yè)務(wù)流量不具有相關(guān)性.從時(shí)間的角度來(lái)看,這些模型所采集的數(shù)據(jù)流量具有短相關(guān)性,隨著測(cè)量時(shí)間間隔的變大,網(wǎng)絡(luò)流量會(huì)趨于一個(gè)恒定的常量,也就是說,網(wǎng)絡(luò)流量突發(fā)性得到了一定的緩和,因此,傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)流量測(cè)量模型并不能描述網(wǎng)絡(luò)性能的長(zhǎng)相關(guān)性.對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量自相似性進(jìn)行深入研究后發(fā)現(xiàn),自相似網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)流量在較大的時(shí)間間隔具有突發(fā)性,并且這種業(yè)務(wù)流量的長(zhǎng)相關(guān)性比較明顯.因此,傳統(tǒng)流量模型一般不適合用來(lái)進(jìn)行自相似流量的模型建立.所以,目前對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量的描述逐漸采用自相似模型,這種模型能夠表征長(zhǎng)相關(guān)性與突發(fā)性.自相似性網(wǎng)絡(luò)流量模型以自相似過程為基礎(chǔ)而建立,模型在精度和靈活性方面與統(tǒng)計(jì)特性下建立的模型比較并沒有什么優(yōu)勢(shì),甚至沒有統(tǒng)計(jì)特性下建立的模型好,但其具有明確的物理意義,有助于理解網(wǎng)絡(luò)流量產(chǎn)生自相似的原理.在自相似性網(wǎng)絡(luò)流量模型中流疊加算法使用較多.ON/OFF流疊加模型定義疊加大量的ON/OFF源,每個(gè)源都有兩個(gè)周期交替的ON和OFF狀態(tài).在ON狀態(tài)時(shí),數(shù)據(jù)源通過連續(xù)的速率發(fā)送數(shù)據(jù)包;在OFF狀態(tài)時(shí),數(shù)據(jù)源不發(fā)送任何數(shù)據(jù)包.在這一過程中,所有發(fā)送源都出于ON或OFF狀態(tài)的時(shí)長(zhǎng)獨(dú)立地附和重尾分布.對(duì)于網(wǎng)絡(luò)流量統(tǒng)計(jì)模型是以其統(tǒng)計(jì)特性下表現(xiàn)出的性質(zhì)為基礎(chǔ)而建立模型,這一類模型相比其它模型雖然在靈活性和精確方面占有一定優(yōu)勢(shì),但其并沒有具體明確的物理意義.分形布朗運(yùn)動(dòng)、分形ARIMA過程、多重分形小波模型和小波域獨(dú)立高斯模型都屬于這一類模型.雖然自相似性測(cè)量模型以網(wǎng)絡(luò)特征為基礎(chǔ)而建立的模型,它可以對(duì)業(yè)務(wù)流量的自相似特性和流量突發(fā)性與長(zhǎng)相關(guān)性進(jìn)行描述,可以全面認(rèn)識(shí)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流各個(gè)方面的內(nèi)在規(guī)律,在一定條件下能夠取得較好的預(yù)測(cè)效果.但實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流中,既有短相關(guān)特性,又有長(zhǎng)相關(guān)特性,這種短相關(guān)特性與長(zhǎng)相關(guān)特性并存的多種特性給網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流量精確預(yù)測(cè)帶來(lái)很大的挑戰(zhàn).因此,自相似網(wǎng)絡(luò)流量模型對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量的所有特性也不能完全描述.
近年來(lái),“學(xué)科能力”這一論題受到歷史教育工作者的廣泛關(guān)注,與此有關(guān)的教學(xué)實(shí)踐和研討也屢見報(bào)道,“能力”成為人們溝通教學(xué)與考試測(cè)量的焦點(diǎn)。然而,當(dāng)我們?cè)俅握劦竭@個(gè)論題時(shí),就不得不首先跳出由這一論題所引發(fā)的諸多具體情況,從一個(gè)更廣闊的視野去考慮問題。這很有必要。事實(shí)上,迄今我們一直都在就事論事,對(duì)這一論題在整個(gè)教育領(lǐng)域里所占的位置和其自身內(nèi)涵尚未認(rèn)識(shí)清楚。換句話說,以往,我們更多的是注意到這個(gè)論題在教學(xué)和測(cè)量當(dāng)中的操作問題,而忽視了它的理論價(jià)值和教育價(jià)值。
欲取得對(duì)當(dāng)代學(xué)科能力的認(rèn)識(shí),我們應(yīng)該先討論一個(gè)與“能力”有關(guān)的問題。
從教育和考試發(fā)展史的角度來(lái)看,能力是一個(gè)歷史范疇,不同的歷史時(shí)期,人們對(duì)能力的認(rèn)識(shí)和要求也不同。
教育幾乎是伴隨人類文明同時(shí)產(chǎn)生的。蒙昧?xí)r代的教育尚未從人們的社會(huì)活動(dòng)中分化出來(lái),其教育的內(nèi)容和目的是在勞動(dòng)實(shí)踐中和各種部族、宗教儀式中使人們掌握勞動(dòng)技能和生活規(guī)范。所謂:“大道之行也,天下為公,選賢與能,講信修睦,故人不獨(dú)親其親,不獨(dú)子其子,使老有所終,壯有所用,幼有所長(zhǎng),鰥、寡、孤、獨(dú)、廢疾者有所養(yǎng)。”[1]由于面對(duì)嚴(yán)竣的自然環(huán)境和低下的生產(chǎn)水平,氏族公社的教育行為對(duì)能力的要求,只能是取得生存能力和生活能力。當(dāng)然,一些帶有精神文化特點(diǎn)的教育內(nèi)容,如口耳相授的族史、神話傳說等,其中隱約地含有對(duì)人類自身歷史的認(rèn)識(shí)成份,但其目的也是為了在精神上取得生存之信念。史載“三歲一考功,三考黜陟,遠(yuǎn)近眾功咸興”[2]的狀況;正反映了當(dāng)時(shí)人們對(duì)“賢與能”的衡量標(biāo)準(zhǔn)在于“功”,即在信念和生存能力上足以為首者。
對(duì)蒙昧?xí)r代教育的認(rèn)識(shí)很重要,實(shí)際上它是人類整個(gè)教育意識(shí)的樸素起源,正因?yàn)樗鼧闼氐綐O至,因而它在一定意義上反映了教育的實(shí)質(zhì)。試想,在此之后乃至我們當(dāng)代的教育,又何嘗不是為了提高人們生存、生活的能力呢?
自產(chǎn)生學(xué)校教育以來(lái),教育的面貌為之一變,人們對(duì)于能力的認(rèn)識(shí)也大大地豐富了。
我國(guó)是較早出現(xiàn)學(xué)校教育的國(guó)家,據(jù)孟子說,夏朝就已經(jīng)有學(xué)校,先秦時(shí)期比較有代表性的是周代的學(xué)校教育。周代的學(xué)校有國(guó)學(xué)和鄉(xiāng)學(xué)兩種,這些學(xué)校都是教養(yǎng)貴胄子弟的場(chǎng)所。史載“古之教者,家有塾,黨有癢,術(shù)有序,國(guó)有學(xué)。比年入學(xué),中年考校,一年視離經(jīng)辨志,三年視敬業(yè)樂群,五年視博習(xí)親師,七年視論學(xué)取友,謂之小成。九年知類通達(dá),強(qiáng)立而不返,謂之大成。夫然后足以化民易俗,近著說服而遠(yuǎn)者懷之,此大學(xué)之道也”[3]。又曰“師氏掌以一@②詔王。以三德教國(guó)子:一曰至德以為道本;二曰敏德以為行本;三曰孝德以知逆惡。教三行:一曰孝行以親父母;二曰友行以尊賢良;三曰順行以事師長(zhǎng)”[4]。類似的記載還有很多,如教之“六藝”、“六德”、“六行”等等。
這個(gè)時(shí)期,人們對(duì)所謂“能力”的認(rèn)識(shí)與要求大致有這樣幾個(gè)特點(diǎn):
其一,在教育體系上有很強(qiáng)的科目意識(shí),如“六藝”的禮、樂、射、御、書、數(shù),這些科目從能力的角度看代表著人才應(yīng)具備的各種能力內(nèi)容??颇康漠a(chǎn)生,反映了社會(huì)對(duì)人才的要求,同時(shí)也反映了人才的能力構(gòu)成對(duì)社會(huì)發(fā)展的意義。
其二,對(duì)能力的要求有明確的層次劃分。從“離經(jīng)辨志”到“知類通達(dá)”,九年五個(gè)階段,各有其能力要求的目標(biāo)。“小成”階段之前以“學(xué)”為主,也就是以知識(shí)的積累為主要教育內(nèi)容,但其間隨著知識(shí)的逐漸增加而不斷加強(qiáng)對(duì)“識(shí)”的要求。所謂“識(shí)”就是對(duì)知識(shí)的運(yùn)用能力和在一定知識(shí)基礎(chǔ)之上的辨別事物的能力,約束自己并指導(dǎo)社會(huì)行為的能力?!爸愅ㄟ_(dá),強(qiáng)立而不返”,顯然是能力要求的最高層次,在這個(gè)層次中對(duì)所謂“學(xué)”的要求是能夠舉一反三,融會(huì)而貫通,強(qiáng)調(diào)了知識(shí)的整體性和其結(jié)構(gòu)功能,這就絕非是死記硬背獲得的大量零散知識(shí),而是運(yùn)用知識(shí)內(nèi)部的聯(lián)系而重新組織起來(lái)的知識(shí)體系,思維能力在其中起了決定的作用?!白R(shí)”的要求是要識(shí)別各種社會(huì)現(xiàn)象,以明確的社會(huì)意識(shí)立身行世。
其三,在能力要求的不同層次上,都有鮮明的經(jīng)世致用的意識(shí),所謂“辨志”、“樂群”、“親師”、“取友”、“強(qiáng)力而不返”,都代表了一種反映價(jià)值取向的社會(huì)交際能力和生活能力。
由此可見,當(dāng)時(shí)的官學(xué)非常重視對(duì)于能力的培養(yǎng),始終沒有把傳授知識(shí)做為學(xué)校教育的唯一目的,而是把獲得各種專門知識(shí)做為一種認(rèn)識(shí)社會(huì)事物,參與社會(huì)活動(dòng)的門徑。如果用“學(xué)”與“識(shí)”來(lái)概括知識(shí)與能力的關(guān)系,那么就應(yīng)該認(rèn)為,通過“學(xué)”提供一種認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)。“學(xué)”反映了一個(gè)歷史時(shí)期的文化、文明的具體內(nèi)容,“識(shí)”則反映了對(duì)這一歷史時(shí)期文化、文明的理解、闡釋、運(yùn)用和發(fā)展。從這個(gè)意義上說,對(duì)于“識(shí)”的要求是認(rèn)識(shí)與吸收,批判與改造,繼承與發(fā)展的問題。沒有“識(shí)”,“學(xué)”便成了毫無(wú)生機(jī)的東西。
這一點(diǎn),在當(dāng)時(shí)的私學(xué)中表現(xiàn)得也很突出,史載“孔子以詩(shī)、書、禮、樂教”[5],這是指“學(xué)”的方面。又說:“孔子以四教:義、行、忠、信,絕四:毋意、毋必、毋固、毋我,所慎:齊、戰(zhàn)、疾”[6],這是指“識(shí)”的方面??梢?,孔子是通過對(duì)詩(shī)、書、禮、樂的教育達(dá)到義、行、忠、信的目的,也就是他的能力要求。這便使儒家學(xué)派在繼承傳統(tǒng)文化的基礎(chǔ)上,尋找到了一條認(rèn)識(shí)現(xiàn)實(shí)事物的途徑,儒學(xué)之所以獲得顯赫的地位,關(guān)鍵在于其“識(shí)”的內(nèi)容得到了社會(huì)承認(rèn)。當(dāng)時(shí)的其它學(xué)派的接受傳播也都帶有這個(gè)顯著特點(diǎn)。
早期的古希臘教育也認(rèn)為“教育主要是一種實(shí)際的事物……是道德性和社會(huì)性的”[7],“只有當(dāng)我們把每個(gè)孩子都培養(yǎng)成好象是奉公守法的君王,訓(xùn)練他們從我們手中接過由同樣原則支配的職責(zé)的時(shí)候,我們才能任其自由發(fā)展”[8]。在這里,教育同樣被認(rèn)為是獲取生存、生活能力的一種途徑,有什么樣的教育,通過何種知識(shí)培養(yǎng)人,就會(huì)造成什么樣的人才,即“一個(gè)人開始所受教育的方向?qū)Q定他未來(lái)的生活”[9]。教育如果不把知識(shí)的傳授和對(duì)人的能力的培養(yǎng)結(jié)合起來(lái),不把錘煉人們的認(rèn)識(shí)能力做為其根本目的,就失去了教育的意義。
早期人類教育的特點(diǎn)是注重人的社會(huì)活動(dòng)能力的培養(yǎng),由于歷史文化發(fā)展階段的限制,還未能在能力培養(yǎng)中注入對(duì)人類社會(huì)發(fā)展的理性思考。也就是說,人們注意到了應(yīng)該怎樣去生活,但是對(duì)為什么這樣生活,生活本身究竟是什么這類問題還缺乏認(rèn)識(shí)。人們創(chuàng)造了歷史,但對(duì)于歷史意味著什么,還要從人們已創(chuàng)造的歷史當(dāng)中去體味。歷史編纂學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展為人們了解自身的歷史提供了大量的思想資料,也為人類的教育提供了更豐富的內(nèi)容和新的課題。
我國(guó)是治史歷史最長(zhǎng)的國(guó)家之一,以史為鑒的觀念源遠(yuǎn)流長(zhǎng)。先秦時(shí)期的史學(xué)還沒有從巫祝神學(xué)當(dāng)中分離出來(lái),史學(xué)的教育功能沒有得到充分體現(xiàn)。秦漢之后以至整個(gè)封建社會(huì),我國(guó)的歷史編纂綿延不絕,這在世界上是絕無(wú)僅有的,與此相隨,重視歷史教育也貫穿了整個(gè)封建社會(huì)。
秦朝的以吏為師,不足為訓(xùn)。兩漢時(shí)期經(jīng)史未分,但將《春秋》、《左傳》、《谷梁》、《公羊》的學(xué)術(shù)做為國(guó)家教育。私學(xué)乃至察舉的內(nèi)容,顯然體現(xiàn)了“史”的地位,由于當(dāng)時(shí)是從解經(jīng)的角度治學(xué),因而歷史的教育功能沒有顯示出來(lái),“史、漢”之后,我國(guó)歷史編纂學(xué)終于崛起而一發(fā)不可收拾,在史職圣神責(zé)任的驅(qū)使下,各類史籍紛紛問世,其巨大成就如燦爛的星空,昭示著豐厚的華夏文明,也體悟著悠遠(yuǎn)的歷史意識(shí)。史學(xué)的教育也成為我國(guó)封建社會(huì)教育的重要內(nèi)容,“史識(shí)”成為衡量人才的重要標(biāo)準(zhǔn)。
秦漢時(shí)期是移風(fēng)易俗的時(shí)代,帝王和朝廷官員們做了一些文化重建工作,這與動(dòng)亂后必然有一段收拾文明的階段有關(guān)。人稱:“前漢重師法,后漢重家法;先有師法,而后能成一家之言。師法者,溯其源;家法者,衍其流也。師法家法所以分者,如《易》有施。孟、梁丘之學(xué),是師法。施家有張、彭之學(xué);孟有翟、孟、白之學(xué);梁丘有士孫、鄧、衡之學(xué),是家法。家法從師法分出,而施、孟、梁丘之師法,又從田王孫一師分出者。”[10]當(dāng)時(shí)的教育與選才皆從師法家法而出,但這時(shí)的經(jīng)學(xué)傳授已然不僅僅是為了收拾典籍,而是人們對(duì)歷史見解的一種反映。史載:“西京博,但以名流為之,無(wú)選試之法,中興以來(lái),始試而后用,蓋欲其為人之師范,則不容不先試其能否也”[11]。另(太和四年)詔曰:“世之質(zhì)文,隨教而變。兵亂以來(lái),經(jīng)學(xué)廢絕,后生進(jìn)趣,不由典謨。豈訓(xùn)導(dǎo)未洽,將進(jìn)用者不以德顯乎?其郎吏學(xué)通一經(jīng),才任牧民,博士課試,擢其高第者,亟用;其浮華不務(wù)道本者,皆罷退之。”[12]顯然,那時(shí)對(duì)于試圖習(xí)經(jīng)謀官者來(lái)說,僅誦經(jīng)文、釋經(jīng)義已被認(rèn)為是“浮華不務(wù)道本”,而將經(jīng)義融于德行者,方可牧民。所謂“世之質(zhì)文,隨教而變”,反映了人們從被動(dòng)地皓首窮經(jīng)到把經(jīng)義做為歷史文明,從中汲取“德”或“政”的營(yíng)養(yǎng),為現(xiàn)實(shí)所用的轉(zhuǎn)變,而如何去汲取,如何施德政于民,則反映了一個(gè)人歷史見識(shí)或者說能力。
魏晉以降,務(wù)實(shí)之風(fēng)日開,史學(xué)作為正統(tǒng)文獻(xiàn)而成為人們論學(xué)選才的重要內(nèi)容。隋“仁壽三年七月,詔令州縣,搜揚(yáng)賢哲,皆取明知古今,通識(shí)治亂,究政教之本,達(dá)禮樂之源者,不限多少,不得不舉”[13],唐初秀才科即重史籍,史載“三史皆通者獎(jiǎng)擢之”[14]。
科舉以來(lái),特重史識(shí),朝廷也將史識(shí)作為評(píng)價(jià)入試者的標(biāo)準(zhǔn),所謂“歷代史書,皆記當(dāng)時(shí)善惡,系以褒貶,垂裕勸戒,其司馬遷史記、班固、范煜兩漢書,音義詳明,懲惡勸善,亞于六經(jīng),堪為世教,國(guó)子學(xué)有文史直者,宏文館宏文生,并試以史記兩漢書三國(guó)志,……每史問大義一百條,策三道,義通七,策通二以上為及第……其三史皆通者,請(qǐng)錄奏聞,特加獎(jiǎng)擢”[15]。我們可以清楚地看到,以史為試和以經(jīng)為試有重大區(qū)別,以經(jīng)為試大抵是代圣人立言,較少創(chuàng)作,充其量是在發(fā)揮其師承。而以史入試則不然,它不苛求轉(zhuǎn)述史籍之內(nèi)容,重在闡其“大意”,重在古今之通變。這和我們當(dāng)今所說“能力要求”已相當(dāng)接近,所不同者,僅為用什么指導(dǎo)思想去認(rèn)識(shí)古今之通變。
近代以來(lái),人們?nèi)找孀⒅貙⒔逃郎y(cè)量與學(xué)科能力要求的研究結(jié)合起來(lái),使歷史的研究成為人們認(rèn)識(shí)世界的途徑,以1934年會(huì)考試題一例看:“自機(jī)械發(fā)明,工業(yè)發(fā)達(dá)之后,社會(huì)漸呈“工人失業(yè)”及“富者愈富貧者愈貧之現(xiàn)象,其故安在?試言大略”[16]。此題顯然是試圖從一個(gè)特定的角度去分析社會(huì)現(xiàn)狀,它完全符合測(cè)量的要求和史學(xué)認(rèn)識(shí)的特點(diǎn)。
時(shí)至今日,對(duì)歷史學(xué)科的能力要求集中在如何啟發(fā)和測(cè)量學(xué)生的思維能力上。臺(tái)灣周梁楷先生認(rèn)為:“歷史教學(xué)及測(cè)驗(yàn)?zāi)繕?biāo),除了‘歷史知識(shí)’的層面,還應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生具備下列幾項(xiàng)認(rèn)知的能力:(1)基本的歷史思考(historicalthinking)能力,包括有分析的、推證的、綜合的和判讀史料的能力。(2)初步的歷史方法(historicalmethod)。包括使用圖書和收集資料的方法和知識(shí)。(3)了解歷史學(xué)(historiography)的本質(zhì)。包括史學(xué)的意義、史學(xué)史,以及如何理解或感受歷史的情境?!盵17]。
由是觀之,對(duì)歷史學(xué)科能力的認(rèn)識(shí)是有一個(gè)歷史發(fā)展的過程的。我們可以歸納出以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí):
1.對(duì)歷史學(xué)科能力的認(rèn)識(shí)是隨著史學(xué)自身的發(fā)展而發(fā)展的。這其中,在史學(xué)成為一種教育目的之后,人們才有意識(shí)地去探索所謂“能力”問題。
2.最初人們希望了解或闡釋自身的歷史是為了獲得一種生存能力、社會(huì)生活能力,就我國(guó)的情況而言,中唐以后由于歷史編纂學(xué)的發(fā)展和史學(xué)史的研究,認(rèn)識(shí)和闡釋歷史逐漸成為人們認(rèn)識(shí)社會(huì)的一種方法,但取得生存能力和社會(huì)生活能力的這種樸素內(nèi)核仍被容在其中。產(chǎn)生以來(lái),科學(xué)的歷史理論和方法真正成為人類認(rèn)識(shí)自身歷史的武器,但的理論與方法絕非憑空產(chǎn)生,它是人類歷史文化科學(xué)的總結(jié)。我們今天討論“能力”問題,不能僅僅從理論出發(fā),而要去研究人們對(duì)“能力”認(rèn)識(shí)的歷史過程,這樣,才能揭示“能力”問題的教育含義和歷史、現(xiàn)實(shí)的含義。
3.“能力”既是一個(gè)歷史范疇,既反映了不同時(shí)期人類對(duì)自身歷史認(rèn)識(shí)、闡釋的程度,那么,它的教育意義是顯而易見的。首先,它能夠很自然地溶入我們對(duì)歷史的敘述當(dāng)中去。其次,的史學(xué)理論能夠指導(dǎo)我們對(duì)歷史學(xué)科的能力進(jìn)行科學(xué)概括,也就是說,如同歷史一樣,它不是一個(gè)即可以這樣講,又可以那樣講的東西,它是有客觀標(biāo)準(zhǔn)的。
4.當(dāng)代史學(xué)研究的多樣化趨勢(shì),為我們加深對(duì)“能力”的認(rèn)識(shí),擴(kuò)大我們視野提供了很好的條件。本人認(rèn)為,史學(xué)的意義和感受歷史的情境是我們當(dāng)代人類體味自身歷史的主要觀念,也是從中提煉學(xué)科能力的一個(gè)研究課題。
現(xiàn)在,我們可以回答“能力是什么”這個(gè)問題了。它基本上應(yīng)包括這樣幾個(gè)含義:歷史學(xué)科的能力是我們要求人們所能達(dá)到的對(duì)歷史認(rèn)識(shí)的某種水準(zhǔn);能力應(yīng)表現(xiàn)為知識(shí)的、理論的、方法的內(nèi)容;能力的主要意義在它的教育功能,其次,它是可以被測(cè)量的;歷史是發(fā)展的,能力要求也是發(fā)展的,不斷加強(qiáng)對(duì)能力教育和測(cè)量的力度,反映了能力自身的特性。
二、歷史學(xué)科的能力測(cè)量
談到測(cè)量,我們應(yīng)主要理解測(cè)量的目標(biāo)以及這些測(cè)量目標(biāo)之間的關(guān)系。
測(cè)量的目標(biāo)即是我們通常所說的能力要求。新修訂的《考試說明》對(duì)能力要求的表述是這樣的:
(一)再認(rèn)、再現(xiàn)歷史知識(shí)
1.再認(rèn)、再現(xiàn)重要的歷史事實(shí)、歷史概念和歷史結(jié)論。
2.再認(rèn)、再現(xiàn)歷史的階段特征、基本線索和發(fā)展過程。
(二)材料處理
3.閱讀理解歷史材料。
4.對(duì)材料進(jìn)行去偽存真、去粗取精、由表及里的整理,最大限度地獲得有效信息。
5.充分利用有效信息,并結(jié)合所學(xué)知識(shí)對(duì)有關(guān)問題進(jìn)行說明、論證。
(三)歷史闡釋
6.歸納、比較、概括歷史知識(shí)。
7.把歷史事件、人物、觀點(diǎn)放在特定的歷史條件下進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。
8.初步運(yùn)用辯證唯物主義和歷史唯物主義的基本觀點(diǎn)分析歷史現(xiàn)象和歷史事物的本質(zhì),闡述歷史發(fā)展的規(guī)律。
(四)文字表達(dá)
9.語(yǔ)言準(zhǔn)確,邏輯嚴(yán)謹(jǐn),史論結(jié)合。
這個(gè)測(cè)量目標(biāo)基本上反映了當(dāng)前我們對(duì)能力要求的認(rèn)識(shí)程度,和以往不同,這次對(duì)能力要求的內(nèi)容首次進(jìn)行了分類,我們可以清楚地看到九項(xiàng)能力要求被切割成四個(gè)類別,即“再認(rèn)、再現(xiàn)歷史知識(shí)”、“材料處理”、“歷史闡釋”、“文字表達(dá)”。分類說明了什么?首先,它告訴人們從哪幾個(gè)方面去進(jìn)行測(cè)量,也就是明確了測(cè)量的范圍,這個(gè)“范圍”,大致上是從前述能力因素分析而來(lái),只不過把帶有理論意義的東西轉(zhuǎn)化為可以操作的測(cè)量目標(biāo)的類別。
在測(cè)量上,對(duì)這四類的要求也有區(qū)別,區(qū)別的依據(jù)主要是知識(shí)、方法和思維含量。
第一類,再認(rèn)、再現(xiàn)歷史知識(shí),含有兩條。這兩條概括了歷史學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí),知識(shí)含量高,所以它在測(cè)量上的要求是準(zhǔn)確。所謂“再認(rèn)、再現(xiàn)”,就是要準(zhǔn)確地反映史實(shí)原貌。之所以把這類分為兩個(gè)具體目標(biāo),是因第一條比于第二條來(lái)說是更為基礎(chǔ)的東西,第二條是根據(jù)第一條的內(nèi)容被人為地概括出來(lái)的東西,比較系統(tǒng),但仍屬于反映歷史原貌的內(nèi)容,它只要求準(zhǔn)確地再認(rèn)、再現(xiàn),不要求發(fā)揮和闡釋。請(qǐng)注意,對(duì)于知識(shí)的測(cè)量要求和如何獲得再認(rèn)、再現(xiàn)的知識(shí)顯然是兩回事,不能認(rèn)為考的是死知識(shí),那么這種知識(shí)就可以完全通過死記硬背的方式獲得,這是一個(gè)誤區(qū)。事實(shí)上,在測(cè)量方法上,死的知識(shí)是被包容在活的問題當(dāng)中的。也就是說它與其它幾類的測(cè)量?jī)?nèi)容是一個(gè)整體,不會(huì)截然分開,這在后面還要談到。
第二類,材料處理。在測(cè)量當(dāng)中材料的概念是:它是指在題目當(dāng)中出現(xiàn)的所有歷史材料,這些材料是為回答問題而布置的。因此,對(duì)于材料處理的要求是有效。所謂“有效”,是指:其一,對(duì)于回答具體問題來(lái)說是有效的;其二,對(duì)于聯(lián)系所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)是有效的;其三,對(duì)于說明、論證是有效的。因此,材料在答題當(dāng)中不僅僅是被引用、轉(zhuǎn)述、復(fù)述的對(duì)象,而是用來(lái)理解并說明問題的。概括起來(lái),“有效”有兩個(gè)含義:材料中信息的獲取是有效的;對(duì)于有效信息的利用是有效的。請(qǐng)注意兩個(gè)有效所使用的限制詞,前一個(gè)有效用了“最大限度”,是指要窮盡材料中的有效內(nèi)容,不能用一兩條有效內(nèi)容去代替其它內(nèi)容,這樣只會(huì)導(dǎo)致說明不清、論證不周?!俺浞帧笔侵笇?duì)于有效信息不能只求羅列,而要求展示有效信息在回答問題當(dāng)中的作用和意義。要針對(duì)所回答的問題,把有效信息和所學(xué)知識(shí)溶為一體,進(jìn)行透徹的說明、論證,實(shí)現(xiàn)其材料價(jià)值,這才是“充分”。材料處理綜合性較強(qiáng),知識(shí)、方法、思維含量都比較高,用“有效”去概括是合適的。從能力型考試的要求來(lái)說,我們更注重后一個(gè)“有效”。
第三類,“歷史闡釋”。其主要特征是思維。這里先聲明一點(diǎn),說歷史闡釋的主要特征是思維,并不是說其它類不需要思維,或者說思維不重要,這里所說的思維,是指這一類能夠比較典型地反映歷史學(xué)科的思維特點(diǎn),同時(shí)亦可統(tǒng)帥其它類的思維。從測(cè)量的角度來(lái)說,對(duì)于這種理論、方法、系統(tǒng)知識(shí)含量最高的測(cè)量目標(biāo),首先要有一個(gè)程度的要求。此類范圍中含有三條具體目標(biāo),相對(duì)而言,對(duì)于“歸納、比較和概括歷史知識(shí)”要求程度應(yīng)該是準(zhǔn)確、合理、周到,也就是說,這一項(xiàng)雖然知識(shí)要求容量很大,但在測(cè)量上伸縮性并不大,它基本上是要求人們將歷史知識(shí)按特定要求進(jìn)行本質(zhì)的、系統(tǒng)的整理,更多的是根據(jù)扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)和初級(jí)歷史思維的能力。因此,要求其準(zhǔn)確、合理、周到是符合這一條目標(biāo)的具體情況的?!鞍褮v史事件、人物、觀點(diǎn)放在特定的歷史條件下進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)”,這一條要比上一條的思維力度高一些,且?guī)в忻黠@的學(xué)科思維特點(diǎn),因此,對(duì)它的測(cè)量要求是客觀性。所謂“客觀性”就是要求做到對(duì)歷史事件、人物或觀點(diǎn)的分析、評(píng)價(jià)要與歷史發(fā)展的具體史實(shí)、階段性特征相結(jié)合,揭示那些歷史事物的特點(diǎn)、作用和意義。客觀性思維最能體現(xiàn)歷史感,它是歷史的形象思維和理論思維的結(jié)合點(diǎn),帶有較強(qiáng)的情感意識(shí)和情景意識(shí),是走向辯證思維的唯一階梯,抓住這一能力目標(biāo)至關(guān)重要。從我們以往的教育學(xué)和測(cè)量的情況來(lái)看,這一能力目標(biāo)是一個(gè)弱項(xiàng),一則很多人不知道怎樣把歷史事物放在它所產(chǎn)生的歷史條件下去考察,二則以的原則做為出發(fā)點(diǎn),用后人的認(rèn)識(shí)去苛求前人。上述做法的結(jié)果是,人們實(shí)際上對(duì)歷史事件本身尚不甚了解就去妄加品評(píng)。做為教師,那是以其昏昏使人昭昭,做為學(xué)生則是似懂非懂,學(xué)的不是真正的歷史。說到底,這是個(gè)學(xué)風(fēng)問題,危害最大,必須扭轉(zhuǎn)。此類范圍最后一個(gè)測(cè)量目標(biāo):初步運(yùn)用辯證唯物主義和歷史唯物主義的基本觀點(diǎn)分析歷史現(xiàn)象和歷史事件的本質(zhì),闡述歷史發(fā)展的規(guī)律。這是對(duì)歷史思維的最高要求,因此它強(qiáng)調(diào)的是理論性。如果說在上一個(gè)測(cè)量目標(biāo)當(dāng)中也含有一些理論內(nèi)容的話,那主要是一些基礎(chǔ)知識(shí)和基本方法,比如要從生產(chǎn)資料所有制的分析入手去考察社會(huì)制度,去評(píng)價(jià)人們的社會(huì)地位。要從社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活入手去分析當(dāng)時(shí)的社會(huì)意識(shí)或觀點(diǎn)等等。相對(duì)來(lái)說是靜態(tài)的。但在這一條目里,理論性的要求就是系統(tǒng)的、深入的、動(dòng)態(tài)的,它除了要把歷史事件放在特定的歷史條件下考察之外,要著重分析事物本質(zhì)和它的歷史傾向。我們?cè)谏瞎?jié)中講過,歷史事物的發(fā)展是一個(gè)轉(zhuǎn)化過程,理論的意義在于揭示這種轉(zhuǎn)化的歷史傾向,從而深刻地認(rèn)識(shí)歷史發(fā)展的規(guī)律??傊?,強(qiáng)調(diào)理論性,就是要對(duì)歷史事物的認(rèn)識(shí)具有歷史的、唯物的、辯證的思維特點(diǎn)。當(dāng)然,我們不能要求考生去做大學(xué)問,做大文章,因此,在此條目之前冠之以“初步”的限制?!俺醪健钡暮x是:其一,基本的理論觀點(diǎn)和方法是正確的;其二,所涉及的知識(shí)內(nèi)容與理論分析是有內(nèi)在聯(lián)系的,有系統(tǒng)的;其三,其論述具有認(rèn)識(shí)意義。要防止把“初步”的含義理解為僅僅懂得理論條條的做法。對(duì)號(hào)入座的做法,也就是說,不能把的理論和方法僅僅當(dāng)做純知識(shí)來(lái)傳授,要化為精神和靈魂,這是進(jìn)行素質(zhì)教育的關(guān)鍵,也是考試能力要求的原則。這里順便說一句,不能因?yàn)榇嬖诳荚?,我們的教育就一定是?yīng)試教育??荚囀且环N選拔人才的形式,和素質(zhì)教育并非一定矛盾。當(dāng)前我們之所以在能力要求上下很大工夫,其目的也是為了實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育和選拔考試的結(jié)合,使考試這種形式更好地為素質(zhì)教育服務(wù)。
第四類,文字表達(dá)。作為歷史學(xué)科的文字表達(dá)與其它文科科目文字表達(dá)的要求不一樣,它應(yīng)該具有自己的特點(diǎn)。首先,它要求語(yǔ)言準(zhǔn)確。這一點(diǎn)和其它科目的要求共性多一點(diǎn),不過,歷史學(xué)科要注重這其中的概念表述的準(zhǔn)確、史實(shí)表述的準(zhǔn)確和說明論證表述的準(zhǔn)確。其次,要求邏輯嚴(yán)謹(jǐn)。這里,邏輯不是指行文作章的結(jié)構(gòu),而是指所述內(nèi)容的內(nèi)在關(guān)系。概括來(lái)說,它應(yīng)該是有序的而非羅列的;還應(yīng)該是完整的而非殘缺的;又應(yīng)該是主旨明確的而非含混的。第三,史論結(jié)合。這要求在表達(dá)上要有鮮明的觀點(diǎn)作為立論基礎(chǔ),又要適量的史實(shí)作為支持,史論之間的關(guān)系是一致的,不能自相矛盾。這里需要說明,我們不會(huì)要求學(xué)生去做純理論的論述,而是希望一種在正確理論指導(dǎo)下的對(duì)史實(shí)的科學(xué)分析,要把觀點(diǎn)溶入這種分析當(dāng)中去,并非一定要出現(xiàn)什么完整的理論闡述或理論字眼?!笆氛摻Y(jié)合”做為比較典型的反映歷史學(xué)科文字表達(dá)的形式,在考試測(cè)量中占有一席之地,這并不為過,再說,這一要求在題目中會(huì)有程度和范圍的限制,只要理解了這一要求的基本含義,考生是能夠做到的。
以上對(duì)能力要求的四個(gè)類別范圍做了一個(gè)簡(jiǎn)要的說明,需要指出的是,對(duì)能力要求進(jìn)行分類,其目的是基于教學(xué)者的理解和命題的操作,并不是表示在命題中以類區(qū)分試題的測(cè)試功能,比如“材料處理”就一定針對(duì)材料解析題。事實(shí)上,這四個(gè)類別構(gòu)成了能力要求的整體。在試卷中,一種題型或一道題目往往含蓋了兩個(gè)以上或全部類別的能力要求。從測(cè)量的要求上說,題目含蓋能力要求多,總比含蓋少有更好的測(cè)試效果。當(dāng)然,有時(shí)一張卷子需要有某些題目進(jìn)行非常單一的能力測(cè)試,但這絕不是整張?jiān)嚲淼囊?,我們最好不要把能力要求的類別條目和題型對(duì)號(hào)入座,這樣會(huì)事倍功半,而需要把能力要求融會(huì)貫通起來(lái)做為分析問題、解決問題的思想方法,這樣就會(huì)事半功倍。
注釋:
[1]《禮記·禮運(yùn)》。
[2]《史記·五帝本紀(jì)》。
[3]《禮記·學(xué)記》。
[4]《禮記·地官司徒》。
[5][6]《史記·孔子世家》。
[7][8][9]《現(xiàn)代教育的起源和發(fā)展》。
[10]皮錫瑞:《經(jīng)學(xué)歷史》。
[11]《文獻(xiàn)通考》卷40《學(xué)校一》。
[12]《三國(guó)志·魏書·明帝紀(jì)》。
[13]《冊(cè)府元龜》卷645《科目》。
[14]《文獻(xiàn)通考》卷29《選舉考二·舉士序》。
[15]《唐會(huì)要》卷76《三傳附三史》。
[16]《安徽教育半月刊》第66期。
[17](臺(tái)灣)《清華歷史教學(xué)》創(chuàng)刊號(hào)。
字庫(kù)未存字注釋:
1渠系水利用系數(shù)
1.1渠系水利用系數(shù)的影響因素
渠系水利用系數(shù)是指灌區(qū)末級(jí)固定渠道放出的總水量于渠首因進(jìn)水量的比值。渠道水利用系數(shù)的影響因素是多方面的,其中主要因素為渠道的防滲措施、土壤的透水性能、輸水流量和地下水水位。
(1)渠道的防滲措施
渠道防滲是減少輸水損失、控制地下水位,提高渠道水利用系數(shù)的基本工程措施。目前我省渠道采取的防滲方式主要有土料防滲、混凝土防滲和膜料防滲等。根據(jù)有關(guān)資料:采用土料夯實(shí)防滲一般能減少滲漏損失量45%左右,采用混凝土襯砌防滲能減少滲漏損失量70~75%,采用塑料薄膜襯護(hù)防滲能減少滲漏損失量50~90%。掌握上述各種措施的防滲效果,對(duì)確定渠系水利用系數(shù)測(cè)定方法、分析測(cè)定結(jié)果的合理性是十分必要的。
(2)渠道土壤的透水性能
對(duì)于土渠渠道的輸水損失量主要取決于渠道土壤的透水性能。土壤的透水性能主要和土壤的質(zhì)地有關(guān)。根據(jù)土壤的質(zhì)地可把土壤劃分為砂土、壤土和粘土三類。砂土類土壤主要有粗砂和細(xì)砂組成,粉砂和粘粒所占比例很少,因此土壤顆粒粗、粘性小孔隙直徑大,土壤透水性強(qiáng),由此類土壤組成的渠道由于下滲損失量大,渠系水利用系數(shù)小。粘土類土壤主要由粉砂和粘粒組成,土壤質(zhì)地粘重,結(jié)構(gòu)緊密,雖然孔隙率較大,但孔隙直徑小,土壤透水能力弱,由此類土壤組成的渠道下滲損失量小,渠系水利用系數(shù)較高。壤土類土壤質(zhì)地比較均勻,其中細(xì)砂、粉砂和粘粒所占比例大體相當(dāng),顆粒粗細(xì)及孔隙直徑適中,土壤透水性能介于沙土和粘土之間,因此渠道下滲損失量和渠系水利用系數(shù)亦介于以上兩種土壤之間。
(3)輸水流量與地下水水位
對(duì)于某一級(jí)固定渠道,輸水流量愈大,流速愈快,水流傳播時(shí)間較短,流量滲漏損失相對(duì)較小,渠系水利用系數(shù)大:反之,渠道輸水流量愈小,流速愈慢,水流傳播時(shí)間較長(zhǎng),流量相對(duì)滲漏損失量愈大,渠系水利用系數(shù)小。反映渠道水量損失率與輸水流量之間相關(guān)關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式如下:
(1)
式中:——渠道單位長(zhǎng)度水量損失率;
K——土壤透水性系數(shù);
M——土壤透水性指數(shù);
Qj——渠道凈流量(m3/s)。
某灌區(qū)渠道水量損失率與輸水流量的關(guān)系如表1。
表1渠道損失水量與輸水流量關(guān)系表
項(xiàng)目
流量(m3/s)
0.5
1
5
10
損失流量(m3/s)
壤土
砂土
0.03
0.044
0.039
0.059
0.065
0.099
0.079
0.107
公里損失率(%)
壤土
砂土
6
8.8
3.9
5.9
1.3
2
0.79
1.2
灌區(qū)地下水水位的高低,直接影響渠系水利用系數(shù)的大小。當(dāng)灌區(qū)地下水位較高時(shí),地下水頂托渠系水,減少渠系水的下滲的水力梯度和儲(chǔ)水空間,對(duì)渠系水的下滲起到抑制的作用,從而提高渠系水的利用系數(shù)。當(dāng)?shù)叵滤桓哂谇浪粫r(shí),地下水還會(huì)“反補(bǔ)”渠道水,出現(xiàn)渠系系數(shù)大于1的現(xiàn)象,根據(jù)實(shí)測(cè)資料,寶清縣寶石河灌區(qū)干
渠最大渠系系數(shù)為1.05,建三江種子站灌區(qū)支渠最大渠系系數(shù)為1.10、北引烏北干渠最大渠系系數(shù)為1.57。反之,當(dāng)灌區(qū)地下水位較低時(shí),則會(huì)有利于渠系水的下滲,降低渠系水的利用系數(shù)
1.2渠系水利用系數(shù)測(cè)定的基本方法
(1)靜態(tài)測(cè)定法
《節(jié)水灌溉技術(shù)規(guī)范》對(duì)此法的要求為:“應(yīng)選擇一段具有代表性的渠段,長(zhǎng)度為50~100m,兩端堵死,渠道中間設(shè)置水位標(biāo)志,然后向渠中充水,觀測(cè)該渠段內(nèi)水位下降過程,根據(jù)水位的變化即可計(jì)算出損失水量和渠系水利用系數(shù)?!睂?duì)具體的測(cè)定步驟和計(jì)算方法規(guī)范并未提及。筆者認(rèn)為,上述方法所要求的渠道長(zhǎng)度過短,代表性不強(qiáng),且未考慮流量變化對(duì)損失率的影響,因此對(duì)于斗渠及以上各級(jí)渠道的測(cè)定不宜采用此方法。但對(duì)于渠道較短,流量較小的農(nóng)渠或毛渠采用靜態(tài)測(cè)定法還是合適的。渠系系數(shù)應(yīng)按下列方法計(jì)算。
(2)
式中:η——渠渠系系數(shù);
、——觀測(cè)開始時(shí)和觀測(cè)結(jié)束時(shí)相應(yīng)水深的渠道斷面面積;
L——該級(jí)渠道的平均長(zhǎng)度;
ΔL——代表渠段的長(zhǎng)度;
Δ——觀測(cè)開始至觀測(cè)結(jié)束的時(shí)間。
(3)
式中:V——渠道水的平均流速。
(2)動(dòng)態(tài)測(cè)定法
根據(jù)渠道布置情況,選擇中間無(wú)支流、長(zhǎng)度滿足要求的代表性渠段,觀測(cè)上、下游兩個(gè)斷面同一時(shí)段的流量,通過量化渠道損失水量的方法推求渠道水利用系數(shù)。代表渠段渠道水利用系數(shù)用以下公式計(jì)算:
(4)
式中:——代表渠段的渠道水利用系數(shù);
——代表渠段上、下斷面的流量。
干渠、支渠、斗渠和農(nóng)渠各級(jí)渠道的水利用系數(shù)η渠系用以下公式計(jì)算:
(5)
將(4)、(5)式整理合并得:
(6)
全灌區(qū)渠系水利用系數(shù)用下式
(7)
式中:——全灌區(qū)的渠系水利用系數(shù);
、、、——干渠、支渠、斗渠、農(nóng)渠各級(jí)渠道的渠系水利用系數(shù)。
1.3渠系水利用系數(shù)的測(cè)定
1.3.1代表渠段的選擇
代表渠段選擇應(yīng)遵循如下基本原則:一是所選的典型渠道能代表整個(gè)灌區(qū)的同級(jí)渠道的平均水平,渠道的土質(zhì)、防滲措施、輸水流量的大小和工程完好率等指標(biāo)應(yīng)與全灌區(qū)該級(jí)渠道相接近。二是為減少工作量,可采取抽樣測(cè)量,但測(cè)渠應(yīng)有足夠的數(shù)量:對(duì)于大型灌區(qū),總干渠1條,干渠不少于2條,支渠不少于2條,斗渠不少于3條,農(nóng)渠不少于4條;對(duì)于小型灌,干渠1條,支渠不少于2條,斗渠不少于2條,農(nóng)渠不少于3條。三是所選的渠段要有足夠的長(zhǎng)度:流量小于1m3/s,長(zhǎng)度不小于1km;流量小于1~10m3/s,長(zhǎng)度不小于3km;流量小于1m3/s,長(zhǎng)度不小于5km;流量小于10~30m3/s,長(zhǎng)度不小于10km,在滿足上述條件的前提下,代表渠段的長(zhǎng)度盡量接近灌區(qū)同級(jí)渠道的平均長(zhǎng)度。
1.3.2流量測(cè)驗(yàn)
短距離小流量狀態(tài)下,推求渠系水利用系數(shù)可能產(chǎn)生的最大誤差是流量測(cè)驗(yàn)誤差。因此對(duì)流量測(cè)驗(yàn)的精度必須引起足夠的重視,引起流量測(cè)驗(yàn)的誤差,主要包括控制斷面選擇的誤差、測(cè)流儀器本身的誤差和測(cè)寬、測(cè)深、測(cè)速時(shí)產(chǎn)生的誤差。為了減少誤差,提高流量測(cè)驗(yàn)精度,流量測(cè)驗(yàn)應(yīng)盡量滿足下列要求。
(1)測(cè)流斷面:測(cè)流斷面應(yīng)選擇在渠道順直,斷面穩(wěn)定,水流均勻,無(wú)回流或水流脈動(dòng)較小的地方;當(dāng)測(cè)流斷面生有水草或出現(xiàn)淤積時(shí)應(yīng)對(duì)渠道進(jìn)行整治,整治長(zhǎng)度宜大于渠道水面寬的5倍,必要時(shí)要用木板或水泥板對(duì)斷面進(jìn)行襯砌處理。
(2)測(cè)流儀器:干渠和支渠流量和水深條件較好,LS25-1、LS-10型等常規(guī)流速儀的測(cè)定范圍即可滿足測(cè)深和測(cè)速的要求,因此干渠和支渠的流量測(cè)驗(yàn)可選用上述常規(guī)的儀器。斗渠和支渠的水深和流速均較小,采用常規(guī)的儀器無(wú)法施測(cè)或不能保證精度,宜采用專門測(cè)量低水位、小流速的ADV等新型儀器。流速儀應(yīng)選擇新的或使用時(shí)間短的,若使用兩臺(tái)流速儀同時(shí)測(cè)流,要進(jìn)行比測(cè),作一致性修正。觀測(cè)農(nóng)渠流入水稻格田水量時(shí),由于流量很小
水位變化較快,無(wú)法用流速儀測(cè)流,此時(shí)應(yīng)采用V型量水堰,通過觀測(cè)水位和時(shí)間的方法測(cè)量流入田間的水量。
(3)測(cè)量精度:測(cè)長(zhǎng)和測(cè)寬最好用鋼尺量測(cè),重復(fù)三次,取平均值。測(cè)深垂線按精密水道斷面要求布設(shè),控制斷面地形轉(zhuǎn)折變化,水深要讀到毫米。測(cè)速垂線按精測(cè)法布設(shè),測(cè)點(diǎn)按三點(diǎn)法和五點(diǎn)法,測(cè)流不低于100秒,測(cè)量的流速計(jì)至小數(shù)后三位,特別小時(shí)流速可計(jì)至小數(shù)后三位。流量成果計(jì)算到小數(shù)后四位。
(4)測(cè)次安排:通過上述渠系水利用系數(shù)影響因素分析可知,對(duì)于同一代表渠段,渠道的防滲措施和土壤組成對(duì)下滲損失及渠系系數(shù)的影響是固定不變的,此時(shí)引起渠系系數(shù)產(chǎn)生變化的主要原因?qū)⑷Q于渠道的工作方式、輸水流量的大小和灌區(qū)地下水水位的高低。受作物需水規(guī)律的控制和降水、回歸水的影響,渠道不同時(shí)期的輸水流量和地下水位,在不同的階段都有較大的差異,因此流量的測(cè)驗(yàn)應(yīng)貫穿整個(gè)灌溉期,根據(jù)灌溉制度選擇幾個(gè)代表時(shí)段分別測(cè)量,以求得整個(gè)灌溉期的平均值。
1.3.3渠系水利用系數(shù)分析計(jì)算
(1)每級(jí)渠道的平均值
將實(shí)測(cè)流量代入(6)式求得單次渠系系數(shù)計(jì)算成果,然后考慮輸水流量大小對(duì)渠系系數(shù)的影響,采用流量權(quán)重系數(shù)法計(jì)算每級(jí)渠道渠系系數(shù)的平均值:
(8)
式中:η平均——每級(jí)渠道渠系系數(shù)的平均值;
Qi、Q——單次測(cè)驗(yàn)流量、各單次測(cè)驗(yàn)流量之和。
(2)渠系系數(shù)的修正
上述計(jì)算考慮了渠道長(zhǎng)度和流量變化對(duì)渠系系數(shù)的影響,未包括地下水頂托作用對(duì)渠系系數(shù)的影響。地下水的頂托作用可以從兩方面理解:一方面地下水抑制渠道水下滲,只要埋深適宜就會(huì)起到降低下滲強(qiáng)度、減少輸水損失的作用,據(jù)有關(guān)資料,當(dāng)渠道凈流量達(dá)到100m3/s時(shí),埋深為25m的地下水仍會(huì)起到頂托作用,影響渠系水的下滲,真正意義上的自由下滲并不存在,因此當(dāng)?shù)叵滤癫剌^深時(shí),這一自然影響因素在計(jì)算時(shí)可不予考慮。另一方面,當(dāng)渠首引水量小、地下水埋深很淺時(shí),渠系水和地下水補(bǔ)排關(guān)系發(fā)生改變,形成“倒比降”,造成地下水“反補(bǔ)”渠系水,導(dǎo)致渠系系數(shù)明顯偏大,甚至出現(xiàn)渠系系數(shù)大于1于的不合理現(xiàn)象時(shí),地下水對(duì)渠系系數(shù)的影響影就必須在計(jì)算時(shí)予以考慮。在土地平整的稻田區(qū),來(lái)自于區(qū)外的測(cè)向徑流可以忽略不計(jì),此時(shí),補(bǔ)給渠道的地下水量主要來(lái)源于大氣降水和進(jìn)入田間的灌溉水,其中由灌溉水形成的回歸水量在前期的渠道水測(cè)量中已被測(cè)到,屬重復(fù)水量,在計(jì)算時(shí)應(yīng)予以扣除。為此,本文水引入K1和K2兩個(gè)修正系數(shù),用來(lái)修正地下水“反補(bǔ)”現(xiàn)象對(duì)渠系系數(shù)的影響,修正方法如下:
(9)(10)
式中:η修正——修正后的渠系系數(shù);
生育期設(shè)計(jì)灌溉定額(m3);
灌溉期有效降水量(m3);
β——回歸系數(shù),結(jié)合灌溉水利用系數(shù)測(cè)定工作,用水平衡法確定。
受條件限制無(wú)法確定回歸系數(shù)時(shí),亦可用如下方法對(duì)渠系系數(shù)進(jìn)行修正:
(11)
(12)
(13)
(14)
式中:——受地下水影響的渠道單位長(zhǎng)度水量損失率;
——考慮地下水影響的渠道滲水損失修正系數(shù);
——地下水埋深;
——渠道凈流量;
a、b、c——分別為系數(shù)和指數(shù)。
根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)提供的數(shù)據(jù),將、和與之對(duì)應(yīng)代入(14)式,利用計(jì)算機(jī)采用最小二乘法對(duì)a、b、c三個(gè)參數(shù)進(jìn)行率定,求得計(jì)算值的經(jīng)驗(yàn)公式如下:
(15)
本文按上述方法計(jì)算的寶清縣寶石河灌區(qū)渠系系數(shù)單次測(cè)定成果如表2。
表2寶清縣寶石河灌區(qū)渠系系數(shù)計(jì)算成果
項(xiàng)目
Qs
(m3/s)
Qx
(m3/s)
σ
β
D
K1
K2
η代表
η平均
η修正1
η修正2
干渠
1.224
1.125
1.4
0.14
0.10
3.0
0.83
0.07
0.97
0.92
0.89
0.86
0.82
注:η修正1系由K1修正的值,η修正2系由K2修正的值。
2田間水利用系數(shù)
2.1田間水利用系數(shù)計(jì)算的基本方法
田間水利用系數(shù)凈灌水定額與末級(jí)固定渠道放出的單位面積灌水量的比值。對(duì)于稻田來(lái)說,灌區(qū)灌溉水可分為水田泡田期水稻生育期兩個(gè)階段,由于泡田期和生育期水田的灌水規(guī)律和耗水方式差異很大,因此應(yīng)分別測(cè)定田間水利用系數(shù),采用水量加權(quán)的方法計(jì)算全灌區(qū)整個(gè)灌溉期的田間水利用系數(shù)。
(16)
(17)
(18)
式中:η田間、η泡田、η生育——全灌區(qū)田間水利用系數(shù)、泡田期田間水利用系數(shù)、生育期田間水利用系數(shù);
M泡田、M生育——泡田期和生育期設(shè)計(jì)灌溉定額;
W泡田、W生育——泡田期和生育期的灌水量。
2.2參數(shù)的測(cè)定
(1)泡田期凈灌溉定額
泡田期凈灌溉定額可采用計(jì)算法(計(jì)算設(shè)計(jì)灌水定額)或?qū)崪y(cè)法確定,本文僅介紹后一種方法。采用實(shí)測(cè)法時(shí),泡田期的凈灌溉定額按如下方法計(jì)算:(19)
式中:M泡田——泡田期的凈灌溉定額(mm);
——稻田犁底層深度(m);
——稻田H2深度內(nèi)土壤平均容重(t/m3);
——深度內(nèi)土壤飽和含水率;
——深度內(nèi)泡田開始時(shí)的土壤含水率;
——插秧時(shí)所需水層深度;(mm);
——泡田期日平均滲漏量(mm/d);
——泡田期日平均水面蒸發(fā)量(mm/d);
——泡田期天數(shù)(d);
——時(shí)段內(nèi)的降水量(mm)。
1)土壤含水量的測(cè)定:在灌區(qū)中選擇土地平整、田埂封閉較好的格田作為典型地塊,沿水流方向布設(shè)測(cè)線,在測(cè)線的上、中、下游各選3個(gè)測(cè)點(diǎn),從地表以下10cm、20cm、30cm處取土。采用稱重法測(cè)定泡田開始時(shí)的土壤含水量,采用浸泡法測(cè)定飽和土壤含水量,分別進(jìn)行算術(shù)平均后即可求得和。
2)泡田期日平均滲漏量的測(cè)定:待耙田結(jié)束、水層穩(wěn)定后,在選擇的典型格田內(nèi)布設(shè)高程控制點(diǎn),用帶有“靜水”措施的測(cè)針觀讀田間水層的水位變化,同時(shí)安裝普通雨量計(jì)和20cm口徑蒸發(fā)皿觀測(cè)逐日降水量和蒸發(fā)量,然后用下列公式計(jì)算滲漏量:
(20)
式中:——前一天的水層水位(mm);
——當(dāng)天的水層水位(mm);
——時(shí)段內(nèi)的降水量(mm);
——20cm口徑蒸發(fā)皿水面蒸發(fā)量(mm);
——20cm口徑蒸發(fā)皿對(duì)E601蒸發(fā)皿的折算系數(shù)。
(2)泡田期灌水量
進(jìn)入田間的水量,流量小、水位變化大,用流速儀測(cè)流不能保證精度,推薦采用V型量水堰測(cè)流,用水力學(xué)公式法計(jì)算進(jìn)入田間的灌水量。具體方法是:首先對(duì)進(jìn)水口進(jìn)行休整,然后安裝量水堰和自計(jì)水位計(jì),觀測(cè)整個(gè)灌水期的水位變化過程,最后根據(jù)水深和灌水時(shí)間計(jì)算出進(jìn)入田間的灌水量W泡田。
(3)生育期凈灌水定額
我省水田大都實(shí)施淹灌,整個(gè)生育期除水稻黃熟期和曬田期水層落干外,田面上始終留有一定深度的水層,在保持水層的淹灌階段,水的消耗表現(xiàn)為淹灌水層的變化,從前一次灌水結(jié)束到下一次灌水開始這一階段,稻田的水量平衡方程為:
(21)
(22)
式中:——生育期階段凈灌水定額(mm);
——日平均田間耗水量(mm);
——下一次灌水開始時(shí)田間剩余的水層深度(mm),當(dāng)h4大于設(shè)計(jì)水層深h設(shè)計(jì)時(shí)取h4等于h設(shè)計(jì);
1——前一天的水層深度(mm);
——當(dāng)日的水層深度(mm);
h3——時(shí)段內(nèi)的排水深度(mm);
——時(shí)段內(nèi)的降水量(mm)。
由上述水量平衡方程可知,只要我們?cè)谒旧谶x擇一次(多次)完整的灌水過程(本次灌水與下一次灌水間隔時(shí)間較長(zhǎng)),通過連續(xù)觀測(cè)代表地塊水深和降水量的變化(當(dāng)有排水時(shí)可通過觀讀排水前和排水后的水深計(jì)算排水量),即可計(jì)算出生育期某一階段的凈灌水定額。我們?cè)跍y(cè)定建三江農(nóng)科所灌區(qū)和七星農(nóng)場(chǎng)種子站灌區(qū)灌水定額時(shí)采用了上述方法,取得了較好的效果。
(4)生育期灌水量
田間灌水量采用水深法測(cè)定。在返青期和曬田后期,選擇土地平整、田埂質(zhì)量好、田間無(wú)水層的格田作為代表地塊,布設(shè)2~3處水深觀測(cè)點(diǎn),用有防風(fēng)浪措施的水深觀測(cè)儀器觀測(cè)灌水結(jié)束時(shí)田間的水層深度,同時(shí)記錄本次灌水所需要的時(shí)間,然后用下列方法計(jì)算進(jìn)入田間的水量:
(23)
式中:W生育——進(jìn)入田間的灌水量(mm);
E單位——單位時(shí)間耗水量(mm/h),由E日耗換算求得;h5——灌水剛結(jié)束時(shí)田間水層深度(mm);
t3——本次灌水從開始至結(jié)束的時(shí)間(h)。
2.3田間水利用系數(shù)計(jì)算
用泡田期的凈灌溉定額除以泡田期的灌水量求得泡田期的田間水利用系數(shù),將生育期的凈灌溉定額除以生育期的灌水量求得生育期的田間水利用系數(shù),將其一并代入公式(18)后即可求得全灌溉期的田間水利用系數(shù)。按上述方法計(jì)算了七星農(nóng)場(chǎng)種子站灌區(qū)田間水利用系數(shù),計(jì)算結(jié)果:泡田期田間水利用系數(shù)為0.93,生育期田間水利用系數(shù)為0.96,灌區(qū)整個(gè)灌水期的田間水利用系數(shù)為0.95。
3灌溉水利用系數(shù)
灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)的大小體現(xiàn)了灌區(qū)水利用效率的整體水平,其數(shù)值等于渠系系數(shù)與田間水利用系數(shù)的乘積。上述渠系系數(shù)和田間水利用系數(shù)的計(jì)算成果表明,灌區(qū)的水量損失主要來(lái)源于渠道的輸水損失。因此,加強(qiáng)灌區(qū)的防滲工作,提高渠道的管理水平,對(duì)提高灌溉水的利用效率,促進(jìn)水資源的可持續(xù)利用具有非常重的意義。本文對(duì)灌區(qū)水利用系數(shù)這一反映灌溉工程質(zhì)量、灌溉技術(shù)和灌區(qū)用水水平的一項(xiàng)綜合指標(biāo)的測(cè)定方法進(jìn)行了分析和探討,方法簡(jiǎn)單實(shí)用,可操作性較強(qiáng),可供有關(guān)人員在今后開展此類工作時(shí)參考。筆者水平有限,望有關(guān)專家能對(duì)文中的不足之處給予批評(píng)指正。
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[1]中華人民共和國(guó)水利部,《節(jié)水灌溉規(guī)范》SL207-98
[2]國(guó)家質(zhì)量技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督局、中華人民共和國(guó)建設(shè)部,《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50288-99
在這種環(huán)境下,許多公司的信息技術(shù)部門和營(yíng)銷部門面臨同樣的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。高層管理已經(jīng)將信息技術(shù)和公司品牌視為公司的關(guān)鍵資產(chǎn),二者現(xiàn)已成為最高層戰(zhàn)略討論的核心。但是盡管公司認(rèn)識(shí)到這些核心要素的重要性,他們還是要為如何衡量二者的戰(zhàn)略價(jià)值和各自的表現(xiàn)而絞盡腦汁。
隨著技術(shù)管理人員介入高層關(guān)于公司品牌的戰(zhàn)略討論,他們開始進(jìn)入一個(gè)嶄新的領(lǐng)域。其角色已擴(kuò)展到設(shè)計(jì)和運(yùn)用工具、監(jiān)控公司品牌戰(zhàn)略的效率、以及評(píng)估品牌的表現(xiàn),但是他們當(dāng)中有許多人仍不清楚品牌的全部含義。
一個(gè)普遍的的誤解是把品牌當(dāng)成一個(gè)徽記、一個(gè)標(biāo)簽或一幅廣告,其實(shí)這些只是對(duì)品牌的有形表述,屬于營(yíng)銷部門最基礎(chǔ)的工作。領(lǐng)先的全球企業(yè)認(rèn)識(shí)到,品牌的內(nèi)涵遠(yuǎn)不只這些。品牌是一整套期望和聯(lián)想,源于對(duì)公司、產(chǎn)品和服務(wù)的體驗(yàn),每一個(gè)喝可樂或開卡迪拉克車的人都知道這一點(diǎn)。
測(cè)量方法的選取
好的品牌測(cè)量方法在于能用來(lái)做實(shí)際業(yè)務(wù)決策,并可以根據(jù)所得到的信息采取行動(dòng)。下面五項(xiàng)基本原則有助于幫助公司明確是否為它的經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略和在市場(chǎng)中的定位選擇了正確的測(cè)量方法。為了便于記憶,可以把這五項(xiàng)原則縮寫為"SMART":
簡(jiǎn)單實(shí)用(Simpletouse)有用的測(cè)量方法是同搜集、分析和利用信息一樣直接,關(guān)鍵要將測(cè)量品牌所花的時(shí)間減到最小,把使用信息的時(shí)間用足。
有意義(Meaningful)如果沒有直接與公司的目標(biāo)或公司與顧客各個(gè)接觸點(diǎn)聯(lián)系起來(lái),那么,這個(gè)方法也許對(duì)提升品牌和公司的表現(xiàn)幫助不大。
能付諸實(shí)施(Actionable)一個(gè)測(cè)量方法的關(guān)鍵是要優(yōu)化經(jīng)理所做的決策,如果起不到這個(gè)作用,就要用其它有效的方法。
能重復(fù)使用(Repeatable)就數(shù)據(jù)收集而言,測(cè)量方法應(yīng)該是可以重復(fù)使用的。如果你偏離上次的XYZ方法時(shí),你也許不得不從頭開始。要有可比性,即用蘋果比蘋果才可以有效地測(cè)量品牌。測(cè)量方法每年至少要評(píng)估一次或兩次,將你的精力集中在"尖子中的尖子"上,而不是將投資分散在只能得到最小回報(bào)的地方。
要有接觸點(diǎn)(Touchpoints)將測(cè)量的方法用在一些特定的群體上,雖然沒有一個(gè)方法能夠適合所有群體,但總有一兩個(gè)方法對(duì)每個(gè)群體都重要。確定你最感興趣的接觸點(diǎn),然后采用相應(yīng)的測(cè)量方法。
品牌測(cè)量的類別
品牌測(cè)量通常蘊(yùn)藏在兩個(gè)大類之內(nèi):"戰(zhàn)略性測(cè)量"(Strategicmetrics)和"接觸點(diǎn)測(cè)量"(Touch-pointmetric)。"戰(zhàn)略性測(cè)量"幫助團(tuán)隊(duì)評(píng)估各種品牌創(chuàng)建活動(dòng)對(duì)品牌的總體財(cái)務(wù)表現(xiàn)的影響。"接觸點(diǎn)測(cè)量"評(píng)估品牌的表現(xiàn)和品牌創(chuàng)建的主動(dòng)性。當(dāng)顧客訪問網(wǎng)站或考慮購(gòu)買產(chǎn)品和服務(wù)的時(shí)候,顧客與品牌就緊密地聯(lián)系在一起。
"接觸點(diǎn)測(cè)量"偏重于品牌表現(xiàn)的無(wú)形方面,每種方法都有特定的目的,并被設(shè)計(jì)成了解品牌是如何影響購(gòu)買決策的。通過詢問目標(biāo)受眾的一些具體問題可以追蹤到有用的信息
品牌偏好衡量"(Brandpreferencemetrics)的真正價(jià)值體現(xiàn)在對(duì)市場(chǎng)反應(yīng)的跟進(jìn)。比如采訪一個(gè)公司采購(gòu)新電腦選什么牌子時(shí),他們會(huì)說喜歡IBM產(chǎn)品,但到實(shí)際購(gòu)買時(shí),公司可能會(huì)選別的牌子。
"品牌意識(shí)和認(rèn)知測(cè)量"(Brandawarenessandrecognition)常被同時(shí)用來(lái)顯示整個(gè)營(yíng)銷組合能否有效地展示品牌的內(nèi)涵。品牌認(rèn)知旨在讓潛在的顧客了解品牌能提供什么,以及顧客能否將品牌歸類到合適的行業(yè)、產(chǎn)品類別和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)中來(lái)。
高品牌意識(shí)和認(rèn)知說明公司在傳統(tǒng)的溝通方式上的投資可以降低一些,把資源騰出來(lái)投入到其它接觸點(diǎn)上。"戰(zhàn)略性測(cè)量"展現(xiàn)了品牌建設(shè)和管理對(duì)業(yè)務(wù)整體表現(xiàn)的影響,有些方法同盈虧有明顯的關(guān)系,另一些方法則相對(duì)間接一點(diǎn)。這些測(cè)量可以用元和分來(lái)表示,或者用對(duì)盈虧有影響的指數(shù)來(lái)表示,"戰(zhàn)略性測(cè)量"包括品牌的價(jià)格溢價(jià)(Pricepremium)和贏得顧客。
品牌的價(jià)格溢價(jià)是增加品牌收入的最好方法之一。如果一個(gè)企業(yè)的產(chǎn)品或服務(wù)比同類低價(jià)產(chǎn)品或服務(wù)多賣了100美元,這個(gè)單筆銷售的價(jià)格所增加的100美元就是品牌價(jià)格溢價(jià)。
把公司與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手做比較的時(shí)候,這個(gè)方法也管用。在這種情況下,主要測(cè)量品牌的價(jià)格優(yōu)勢(shì)或與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相比不利的方面,所獲得的信息能幫助公司為強(qiáng)化自己的地位而制定清晰的戰(zhàn)略性目標(biāo)。
少而有針對(duì)性的測(cè)量方法對(duì)測(cè)量成功非常重要,同時(shí),在"戰(zhàn)略性測(cè)量"和"接觸點(diǎn)測(cè)量"之間要保持平衡,保證將顧客從購(gòu)買前到購(gòu)買后的全部體驗(yàn)都包含了進(jìn)來(lái)。"戰(zhàn)略性測(cè)量"應(yīng)該根植在公司業(yè)務(wù)測(cè)量之中,這樣就能易于接受并與高層管理者聯(lián)系起來(lái)。
技術(shù)所起的作用
信息技術(shù)部門無(wú)論在制定和監(jiān)控新測(cè)量方法時(shí),還是在向那些實(shí)際應(yīng)用的人員提供反饋時(shí),都起著不可估量的作用。
另外,管理層選中的測(cè)量方法應(yīng)該基于公司現(xiàn)有的能力,技術(shù)管理人員要決定技術(shù)的基礎(chǔ)架構(gòu)能否讓合適的人獲得合適的信息,這些信息怎樣才能得到,為了提高決策程序,如何與現(xiàn)有的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)交叉使用,以及為了保證最終的數(shù)據(jù)順暢地傳遞,公司應(yīng)該怎樣更好地鼓勵(lì)在業(yè)務(wù)中分享關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
關(guān)鍵詞:GPS電壓互感器二次壓降鎖相倍頻
隨著電力系統(tǒng)體制改革的深化,廠網(wǎng)分家的模式已初步形成。發(fā)電廠上網(wǎng)電量及電網(wǎng)間電量交換的精確計(jì)量直接關(guān)系到結(jié)算雙方的經(jīng)濟(jì)利益,因此減小電能計(jì)量裝置的綜合誤差是十分重要的。實(shí)際測(cè)試的結(jié)果表明,電能計(jì)量綜合誤差中電壓互感器(TV)二次加路電壓降引起的計(jì)量誤差最為突出,大約占電費(fèi)收入的1%-2%甚至更多,電費(fèi)數(shù)百萬(wàn)元。為減小該誤差,目前普遍通過鋪設(shè)測(cè)試電纜進(jìn)行壓降的檢測(cè),再通過電壓器進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償。這種方法測(cè)量功能有限,而且需要鋪設(shè)很長(zhǎng)的電纜,在距離遠(yuǎn)、地形復(fù)雜的地方甚至無(wú)法進(jìn)行,這類裝置使用麻煩且不能實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)。因而開發(fā)種測(cè)量精度高、無(wú)需鋪設(shè)專用電纜、具有遠(yuǎn)程通信功能的新型電壓互感器二次回路壓降自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償及監(jiān)測(cè)裝置很有必要。
基于全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)的電壓互感器二次線路壓降自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償裝置能很好地解決以上問題。裝置以GPS信號(hào)作為TV二次線路兩端數(shù)據(jù)采集的同步信號(hào),同步測(cè)量TV輸出端口和電能表輸入端口的電壓向量,結(jié)合鎖相倍頻技術(shù),使系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性得到保證;并以電力線載波通信的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,免去了鋪設(shè)電纜的麻煩和安全隱患;通過D/A轉(zhuǎn)換實(shí)時(shí)進(jìn)行電壓補(bǔ)償,從而達(dá)到自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償?shù)哪康摹?/p>
1自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償裝置的總體結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
基于GPS的電壓互感器二次線路壓降載波式自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償裝置由測(cè)量主機(jī)和測(cè)量從機(jī)兩部分構(gòu)成。主機(jī)除了測(cè)量二次儀表輸入口的電壓參數(shù)以外,還向從機(jī)發(fā)送控制命令并接收測(cè)量數(shù)據(jù),計(jì)算二次線路壓降,通過D/A轉(zhuǎn)換輸出補(bǔ)償電壓,通過串口與上位機(jī)通訊實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)共享。從機(jī)結(jié)構(gòu)與主機(jī)類似,只是沒有D/A補(bǔ)償模塊,它能與主機(jī)通訊,按主機(jī)命令對(duì)TV輸出端口的電壓參數(shù)進(jìn)行測(cè)量,并將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及時(shí)地發(fā)送到測(cè)量主機(jī)。
裝置的設(shè)計(jì)主要包括以下內(nèi)容:(1)基于GPS的高精度時(shí)間同步測(cè)量單元的設(shè)計(jì):GPS系統(tǒng)1PPS(秒脈沖信號(hào))及100PPS和串口時(shí)間代碼的提取、同步測(cè)量電壓向量及計(jì)算處理二次壓降。(2)電力線載波通信模塊的設(shè)計(jì):電力線波通信線路要求具備雙工通信的能力、比較穩(wěn)定的相移特性,以及足夠的輸出功率。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)比較,在TV二次線路上采用專用的電力載波數(shù)據(jù)通信芯片LM1893設(shè)計(jì)電力載波數(shù)據(jù)通信模塊,通信距離達(dá)500m,能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的需要。(3)D/A補(bǔ)償模塊的設(shè)計(jì):在單片機(jī)計(jì)算處理后的二次壓降補(bǔ)償值通過D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬量,通過功率放大器后串聯(lián)迭加到二次儀表輸入端口,對(duì)二次線路上的電壓損失進(jìn)行補(bǔ)償。
2基于GPS的電壓向量測(cè)量
壓降測(cè)量是通過分別檢測(cè)TV二次線路兩端的電壓向量(應(yīng)檢測(cè)出幅值和相位),然后將兩端測(cè)量值相減從而得出線路壓降值的幅值差和相位差。電壓的幅值測(cè)量較易滿足要求,采用一般的16bitA/D變換的方法鄧可。而相位差的檢測(cè)則是技術(shù)難點(diǎn),本裝置對(duì)相位的測(cè)量是通過鎖相環(huán)電路將電網(wǎng)頻率信號(hào)倍頻,用該倍頻信號(hào)作為計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘信號(hào)。每次電壓過零時(shí),計(jì)數(shù)器重新開始計(jì)數(shù)。通過讀取TV二次線路兩端計(jì)數(shù)值并計(jì)算差值從而得出相位差。其結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。計(jì)數(shù)器時(shí)鐘信號(hào)由鎖相倍頻電路產(chǎn)生,電壓過零檢測(cè)產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)過整形后作為計(jì)數(shù)器的開始計(jì)數(shù)信號(hào),GPS的100PPS脈沖在單片機(jī)控制信號(hào)的作用下對(duì)計(jì)數(shù)器當(dāng)前值進(jìn)行鎖存,每個(gè)周期的相位采樣數(shù)據(jù)(從鎖存器讀)、GPS接收機(jī)1PPS脈沖在單片機(jī)控制信號(hào)的作用下對(duì)計(jì)數(shù)器當(dāng)前值進(jìn)行鎖存,每個(gè)周期的相位采樣數(shù)據(jù)(從鎖存器讀)、GPS接收機(jī)1PPS信號(hào)以及它的時(shí)鐘標(biāo)簽同時(shí)被送至單片機(jī)進(jìn)行處理。
由于電壓互感呂二次線路壓降補(bǔ)償裝置的設(shè)計(jì)方案要求相差測(cè)量精度為±1'''',因此將電網(wǎng)頻率360×60倍頻,計(jì)數(shù)器記錄倍頻后的脈沖信號(hào)就可滿足相位差測(cè)量精度的要求。由此可得計(jì)算相位差的公式為:
其中,C1、C2為兩端計(jì)數(shù)器的讀數(shù),f0為電網(wǎng)頻率。由上式可知,兩端計(jì)數(shù)差值就是兩端的相位差。
顯然,這種方法所得的結(jié)構(gòu)與電網(wǎng)頻率無(wú)關(guān),也不必靠高穩(wěn)定度的高頻恒溫晶振獲取納秒級(jí)時(shí)標(biāo)。得到的相位值不會(huì)受到電網(wǎng)頻率波動(dòng)的影響,得出的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度高,而且采用的器件對(duì)環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng),有較高的性價(jià)比,非常適合在各種工業(yè)環(huán)境下推廣使用。
3GPS測(cè)量電壓向量的工作程序
GPS接收機(jī)至少提供兩種形式的時(shí)間信號(hào),即1PPS(每秒輸出1個(gè)脈沖)信號(hào)和串口時(shí)間代碼。1PPS的脈沖時(shí)間與世界協(xié)調(diào)時(shí)間(UniversalCoordinatedTime,縮寫為UCT)的秒的同步誤差不超過1μs;串口信息在1PPS脈沖之間給出,其中包括的時(shí)間信息用來(lái)說明前一個(gè)1PPS脈沖對(duì)應(yīng)的UCT時(shí)間(年、月、日、時(shí)、分、秒)。許多接收機(jī)產(chǎn)品還能提供100PPS(每秒輸出100個(gè)脈沖)信號(hào),其時(shí)鐘精度可達(dá)納秒級(jí)。在本裝置中采用這三種信號(hào)同步測(cè)量電壓向量。
本裝置可以對(duì)每一周期的相差進(jìn)行采集。為了方便計(jì)算,方案采用主從機(jī)預(yù)約時(shí)間每次采樣1秒或幾秒的方式測(cè)量電壓向量(本文以采樣1秒為例進(jìn)行說明)。參見圖2,主從機(jī)預(yù)約時(shí)間GPS的1PPS信號(hào)為準(zhǔn),單片機(jī)控制與門的開關(guān),從而對(duì)計(jì)數(shù)器采樣1秒鐘(同時(shí)也對(duì)電壓幅值采樣1秒鐘)。在單片機(jī)輸出高電平的1秒鐘內(nèi),100PPS信號(hào)作為于鎖存器,同時(shí)單片機(jī)內(nèi)部對(duì)每一個(gè)100PPS脈沖信號(hào)進(jìn)行中斷處理,讀取計(jì)數(shù)器的鎖存器鎖存的值及電壓幅值,送入內(nèi)存中依次排列起來(lái)。等待1秒鐘后,從機(jī)將采樣的數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī),主機(jī)再依次對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理,得出這1秒鐘內(nèi)的二次壓降值及其補(bǔ)償值,分別送到上位機(jī)和補(bǔ)償模塊。
圖3為采樣子程序流程圖。當(dāng)單片機(jī)主程序調(diào)用它時(shí),子程序首先讀取主從機(jī)預(yù)約的采樣起始時(shí)間,在約定起始時(shí)間到來(lái)時(shí)打開與門(單片機(jī)輸出高電平),同時(shí)打開100PPS的中斷響應(yīng),開始等待下一秒鐘GPS的1PPS脈沖信號(hào)。其間,系統(tǒng)每個(gè)周期采樣一次電壓幅值和計(jì)數(shù)器值。在下一秒鐘的1PPS脈沖到來(lái)時(shí),禁止響應(yīng)100PPS中斷,關(guān)閉與門(單片機(jī)輸出低電平),返回主程序。在不需要采樣的時(shí)段里,單片機(jī)一直輸出低電平。其中,Ti是主從機(jī)預(yù)約的第i個(gè)電壓向量采集時(shí)間。
圖4
圖4為GPS信號(hào)及電網(wǎng)信號(hào)的時(shí)序圖。由于電網(wǎng)頻率是變化的,電壓過零脈沖相對(duì)GPS的100PPS時(shí)鐘的位置也是隨機(jī)變化的,如圖5所示。在計(jì)算相位差δ時(shí),當(dāng)100PPS脈沖發(fā)生在δ之外,就是前面已經(jīng)介紹過的(如圖4所示),此時(shí)|ΔC|<15°,δ=C1-C2。當(dāng)100PPS脈沖發(fā)生在δ之間需要注意以下情況(相位差值正常情況下不會(huì)大于15°);
第一種情況,首端電壓相位超前,此時(shí)ΔC<-15°,δ=φ1+φ2=C1-C2+360°;
第二種情況,末端電壓相位超前,此時(shí)ΔC>15°,δ=-(φ1+φ2)=C1-C2+360°。
綜合上述三種情況,相位差為:
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:北大期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:統(tǒng)計(jì)源期刊
榮譽(yù):百種重點(diǎn)期刊