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篇(1)

海底熱流探測,記錄的是來自地球內(nèi)部的熱能。當(dāng)兩種不同溫度介質(zhì)接觸時(shí),分子的動(dòng)能會(huì)在兩種介質(zhì)之間傳遞,直至達(dá)到熱平衡。熱流表示由溫差引起的能量傳遞。沉積物熱流以熱傳導(dǎo)為主,在一維穩(wěn)態(tài)純傳導(dǎo)的條件下,地?zé)崃鱭可以用下式描述[1]:

海底地溫梯度是一個(gè)向量,表示地球等溫面法線方向上溫度變化程度及變化方向,因此只要知道深度間距dZ和它們之間的溫差dT即可。

熱導(dǎo)率κ是一個(gè)表征沉積物導(dǎo)熱能力快慢的物理量,沉積物的組成類別及水含量不同熱導(dǎo)率κ也不同。熱導(dǎo)率測量的理論基礎(chǔ)是從瞬間熱脈沖由無限長圓拄形金屬探針進(jìn)入無限大介質(zhì)的傳導(dǎo)理論上發(fā)展起來的(Blackwell等,1954;Hyndman等,1979),該理論認(rèn)為[2,3]當(dāng)探針溫度、沉積物溫度與環(huán)境溫度達(dá)到平衡時(shí),熱脈沖使探針溫度升高,高于環(huán)境溫度,在熱脈沖過后的一定時(shí)間內(nèi),地?zé)崽结槂?nèi)的熱敏電阻的溫度T(t)由下式給出:

2海底熱流原位探測技術(shù)

2.1海底溫度梯度原位測量

海底沉積物的溫度梯度測量自20世紀(jì)50年代至今一直沿用兩大方法,即Bullard(布拉德)型探針和Ewing(艾文)型探針。

溫度梯度測量開始于1948年,首先由美學(xué)者Bullard(布拉德)設(shè)計(jì)了海底熱流計(jì),如圖1所示。它用來測量海底沉積物的地溫梯度,并利用取樣器將沉積物樣品取回,在實(shí)驗(yàn)室測量它的熱導(dǎo)率。經(jīng)過十多年的完善,Bullard型熱流計(jì)也由靈敏度較差的熱電偶改為靈敏度較高的熱敏電阻,同時(shí)確立了海底溫度梯度原位測量的基本模式。

Bullard型海底熱流計(jì)探針的基本結(jié)構(gòu)尺寸:,長3～6m,外經(jīng)Φ27mm,內(nèi)經(jīng)Φ11.2mm的鋼管。探針的上、下兩端各安裝一個(gè)熱敏元件,上部有一密封倉,內(nèi)置記錄系統(tǒng),下部裝一針尖,以便插入海底沉積物時(shí)減小阻力,設(shè)備*自重插入沉積物。上世紀(jì)70年代后期,加拿大實(shí)用微系統(tǒng)公司(AML)研制的TR-12S型Bullard式探針得到了進(jìn)一步改進(jìn),結(jié)構(gòu)尺寸長3m,直徑Φ16mm,探管內(nèi)有8個(gè)YSI-44032熱敏電阻,從測量精度到外觀設(shè)計(jì)都有了極大提高。

隨著制造技術(shù)的不斷進(jìn)步,熱流計(jì)的發(fā)展趨勢是探針逐漸變細(xì)、變薄、熱敏電阻的數(shù)量也在增加,目的在于探針變細(xì)可進(jìn)一步減少插入沉積物時(shí)帶來得擾動(dòng),變薄可提高熱敏電阻對(duì)沉積物溫度變化的靈敏度,熱敏電阻數(shù)量的增加可以在梯度計(jì)算時(shí)相互驗(yàn)證,并確保測量的準(zhǔn)確性。

上世紀(jì)60年代初期,Ewing(艾文)完成了自己設(shè)計(jì)的海底溫度梯度測量計(jì)[4],即人們通常說的Ewing型熱流計(jì),也稱為拉蒙特型熱流計(jì),是從拉蒙特地質(zhì)觀察所普及開的。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),圖2所示。在柱狀取樣器周圍,相隔一定距離不同方位安裝3～8個(gè)很細(xì)的探針,探針直徑3mm,長20～24mm,避免了Bullard型熱流計(jì)在設(shè)備插入沉積物時(shí)帶來的攪動(dòng)和測量時(shí)間過長等問題,提高了海上測量的工作效率;但仍沒有解決海底測量熱導(dǎo)率的問題。

以上兩大類熱流計(jì)在早期的沉積物溫度梯度測量中,發(fā)揮了積極的作用。隨著社會(huì)的進(jìn)步,設(shè)備制造技術(shù)的發(fā)展,人們不僅對(duì)沉積物熱流原位測量中的溫度梯度感興趣,而且更加關(guān)注沉積物熱導(dǎo)率的原位測量問題。

2.2海底沉積物熱導(dǎo)率測量

熱導(dǎo)率與物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、密度、溫度及壓強(qiáng)有關(guān)。海底沉積物熱導(dǎo)率測量技術(shù)的發(fā)展,歷經(jīng)幾十年的探索,由原始的水分法、細(xì)針探測法,逐漸發(fā)展到了原位測量法。水分法是依據(jù)Ratcliffe(1960)關(guān)于海洋沉積物熱導(dǎo)率與水分的關(guān)系,通過測定沉積物的水分,不需要特殊的儀器,即可估算熱導(dǎo)率值。細(xì)針探測法(VonHerzenandMaxwell,1959)是通過均勻的電阻絲,給圓柱小探針連續(xù)加熱,溫升隨時(shí)間增加,逼近一條對(duì)數(shù)漸進(jìn)線,漸進(jìn)線的斜率正比于探針周圍材料的熱阻率。其研究證明,該方法需從海底取回沉積物樣品在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測量,同時(shí)把溫度和壓力修正到沉積物在海底的條件,勢必造成熱導(dǎo)率和溫度梯度不在同一站位測定的問題。所以要尋找一種能在同一站位獲得熱導(dǎo)率和溫度梯度兩種參數(shù)的測量方法,而不必取樣,這正是我們研究的海底原位熱導(dǎo)率測量方法。

2.2.1連續(xù)加熱線源法

連續(xù)加熱線源法,由Sclater等人于1969年用于海底沉積物的熱導(dǎo)率測量[5],它把探針理想化為無限長的完全導(dǎo)熱圓柱,通過恒定電流對(duì)其加熱,探針內(nèi)加熱電阻絲的溫度升高快慢程度與沉積物的熱導(dǎo)率有關(guān),沉積物的導(dǎo)熱性能差,溫度升高快;沉積物的導(dǎo)熱性能好,溫度升高慢。沉積物的熱導(dǎo)率k與探針內(nèi)加熱電阻絲表面的溫升關(guān)系,可以通過求解無限長圓柱體的導(dǎo)熱微分方程來得到[6],當(dāng)時(shí)間t=0時(shí),探針的溫度為T0;時(shí)間t時(shí)的溫度T為:

其中T1是探針周圍沉積物的平衡溫度。沿圓柱長度加上一恒定的熱量Q,就可以測定熱導(dǎo)率κ,假設(shè)開始時(shí)溫度為零,則有(Jaeger,1956[7)]:

(8)式中T1和T0是可求的,所以熱導(dǎo)率κ就可以用最小二乘法對(duì)測量溫度進(jìn)行擬合。

上世紀(jì)80年代初期,上述方法在美國伍茲霍爾海洋研究所(WHOI)得到了進(jìn)一步的發(fā)展和應(yīng)用,但其致命弱點(diǎn)是,海底沉積物含水量很大,持續(xù)供熱導(dǎo)致探針溫度不斷升高,很容易導(dǎo)致探針周圍的孔隙水發(fā)生對(duì)流,而使根據(jù)熱傳導(dǎo)方程推導(dǎo)的公式帶來很大的誤差;其次海上作業(yè)時(shí)間長,船的漂移難以控制,機(jī)械擾動(dòng)嚴(yán)重以及持續(xù)供熱需要大量的電能等問題,故這種技術(shù)沒有得到廣泛的應(yīng)用。

2.2.2脈沖加熱法

1979年,Liste(r李斯特)在Bullard型熱流計(jì)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了大膽、徹底的革新,首先將Bullard型熱流計(jì)點(diǎn)熱敏元件保留在兩端不動(dòng),在中間插入熱敏元件組。點(diǎn)熱敏元件仍然完成地溫梯度的測量,熱敏元件組測量熱脈沖后的平均溫度,用于計(jì)算沉積物的熱導(dǎo)率。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步,Liste(r李斯特)在記錄方式上采用了數(shù)字化格式,使其測量精度得到提升。這樣Liste(r李斯特)在Bullard型熱流計(jì)的基礎(chǔ)上利用“熱線源法”的理論,完成了海底沉積物地溫梯度和沉積物熱導(dǎo)率原位測量的技術(shù)革新,即海底沉積物熱導(dǎo)率原位測量技術(shù)[8]。

探針插入海底沉積物,加上熱脈沖后,可以把探針看作是處于沉積物溫度之上的、恒定的初始溫度T0的條件下,假設(shè)沒有接觸電阻(對(duì)于海洋沉積物,這假設(shè)大多正確),那么在時(shí)間t,探針的溫度Tτ為:

式中:k是沉積物的擴(kuò)散系數(shù);a是探針的半徑;c是沉積物的比熱;ρ是沉積物的密度;S是探針單位長度的熱容;τ定義為探針的熱時(shí)間常數(shù);α是沉積物熱容與探針材料熱容之比的兩倍,J(nX)和Y(nX)分別為是n階貝塞爾函數(shù)的第一項(xiàng)和第二項(xiàng)。

當(dāng)探針的熱時(shí)間常數(shù)τ>1時(shí),Bullard函數(shù)為:

脈沖加熱法是在探針內(nèi)不僅裝有一組熱敏元件,同時(shí)還包括一根加熱電阻絲,當(dāng)儀器倉控制電路給電阻絲瞬間加熱后,電阻絲會(huì)使探針溫度突然升高,然后隨時(shí)間緩慢衰減,熱敏元件組記錄溫度隨時(shí)間的變化,最終依據(jù)計(jì)算出熱導(dǎo)率。

通過對(duì)連續(xù)加熱線源法與脈沖加熱法兩種技術(shù)進(jìn)行比較,脈沖加熱法應(yīng)用較為廣泛。

3海底熱流原位測量技術(shù)需要解決的幾個(gè)問題

3.1提高探針自行插入的能力

一般熱流原位測量設(shè)備在海上使用的成本較高,由于波浪、海流及風(fēng)的作用,海洋的工作環(huán)境相當(dāng)復(fù)雜,要求測量設(shè)備必須插得住,同時(shí)需要在沉積物中保持10～20min才能達(dá)到溫度平衡,此時(shí)船舶可漂移400～500m。表1是三個(gè)航次探針插入沉積物的實(shí)際情況[9,10]。

通過對(duì)三個(gè)航次的測量結(jié)果分析,地?zé)崽结樀慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須在保證剛度的前提下,對(duì)探針?biāo)械倪\(yùn)動(dòng)特性和插入沉積物瞬間的力學(xué)特性進(jìn)行反復(fù)計(jì)算和演算,用于確定最佳配重和外形設(shè)計(jì)的依據(jù),這樣就會(huì)減少由于測量設(shè)備帶來的拖倒、拉斷及丟失。

3.2提高海上測量的準(zhǔn)確度

目前對(duì)同一調(diào)查站位,采用在冬季和夏季進(jìn)行重復(fù)測量,根據(jù)觀測資料來確定海水溫度變化對(duì)地殼熱流的影響程度,判定水溫變化隨海底地殼深度衰減的情況。研究發(fā)現(xiàn),直到海底之下6～7m二者方趨于一致,這說明6～7m之下,水溫變化的影響已大幅度減弱。而目前地?zé)崽结橀L度一般為3.0～4.5m,這樣增加了海上重復(fù)探測的工作量,為了減少重復(fù),加長地?zé)崽结?使下插深度增大,以盡可能采用下部熱敏元件的記錄來進(jìn)行資料處理。

3.3常年觀測系統(tǒng)

研究業(yè)已證明海洋底層水溫變化大,大氣溫度的日變化可影響到海底以下5m左右,氣溫的年變化可影響到海底以下50m。而對(duì)于水體則影響更深,再加上海流、波浪、潮汐的混合作用,氣溫變化的影響可波及到1500～2000m深的水體。而水溫的變化又直接作用于海底沉積物。通過大量的實(shí)測溫度分析可以看出,溫度隨深度呈非線性變化,特別是海底之下0～5m范圍內(nèi),溫度變化更加復(fù)雜,由此可見,地表因素的影響非常大。但如何從地?zé)豳Y料中消除這些淺層影響,而得出真正來自地下深處的熱信息也是一個(gè)未解的難題。如果在海上作業(yè)中,首先在預(yù)定站位投放一長期溫度監(jiān)測設(shè)備,自動(dòng)記錄沉積物和底層海水的溫度變化?？梢酝ㄟ^聲通訊設(shè)備定時(shí)發(fā)送到岸站,可獲得常年的溫度變化記錄,從而設(shè)計(jì)計(jì)算程序,消除淺層因素的影響;同時(shí),也為防災(zāi)減災(zāi)提供原始的連續(xù)資料。

4結(jié)束語

本文分析了海底沉積物熱流探測技術(shù)的發(fā)展與理論的建立,鑒于我國目前在該技術(shù)領(lǐng)域的工作開展還比較薄弱,極大的限制了我國海洋熱流探測和應(yīng)用。因此,在充分認(rèn)識(shí)和了解海洋熱流探測技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀的情況下,開發(fā)我國具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的海洋熱流原位探測技術(shù)刻不容緩。

參考文獻(xiàn):

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[10]李乃勝.中國東部海域及周邊地殼熱流初探[J].海洋科學(xué),1992,2:48-51.

篇(2)

【關(guān)鍵詞】園區(qū)網(wǎng);網(wǎng)絡(luò)性能;帶寬;時(shí)延;性能測量系統(tǒng)

1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)：

該系統(tǒng)主要包括用戶界面管理模塊，業(yè)務(wù)處理模塊，數(shù)據(jù)包的發(fā)送模塊，數(shù)據(jù)包的捕獲模塊，協(xié)議解析模塊，存儲(chǔ)模塊等六大模塊。其系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖

下面對(duì)各組成模塊做如下簡要說明：

（1）用戶界面管理模塊

該模塊的主要功能是能讓用戶手動(dòng)輸入內(nèi)容并將查詢的內(nèi)容呈現(xiàn)給用戶。

（2）業(yè)務(wù)處理模塊

該模塊的主要功能是以業(yè)務(wù)邊界為限制，進(jìn)行業(yè)務(wù)類的封裝。

（3）數(shù)據(jù)包的發(fā)送模塊

該模塊的主要功能是利用用戶界面管理模塊對(duì)各種協(xié)議的數(shù)據(jù)包進(jìn)行封裝，還可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)性能探測數(shù)據(jù)包的封裝，構(gòu)造完成后進(jìn)行數(shù)據(jù)包的發(fā)送。

（4）數(shù)據(jù)包的捕獲模塊

該模塊的主要功能是捕獲到所有經(jīng)過網(wǎng)卡的數(shù)據(jù)包，還可以根據(jù)過濾條件捕獲特定的網(wǎng)絡(luò)探測數(shù)據(jù)包。

（5）協(xié)議解析模塊。該模塊的主要功能是對(duì)捕獲的數(shù)據(jù)包進(jìn)行解析，對(duì)特定的探測數(shù)據(jù)包進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和統(tǒng)計(jì)并且計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的帶寬和延遲。

（6）存儲(chǔ)模塊

該模塊的主要功能是存儲(chǔ)接收端接收到的網(wǎng)絡(luò)探測數(shù)據(jù)包并且對(duì)接收端計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)帶寬和延遲也進(jìn)行存儲(chǔ)，以便用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫中的網(wǎng)絡(luò)帶寬的變化情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的跟蹤和了解。

2.系統(tǒng)功能介紹

對(duì)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議發(fā)生器而言，該系統(tǒng)主要的操作對(duì)象是用戶，它們的操作主要包括協(xié)議構(gòu)造管理，數(shù)據(jù)包發(fā)送管理，數(shù)據(jù)包捕獲管理，數(shù)據(jù)包分析管理和存儲(chǔ)模塊這五大功能模塊。

2.1 協(xié)議構(gòu)造管理模塊

本軟件系統(tǒng)要求用戶可以構(gòu)造不同協(xié)議的數(shù)據(jù)包，還可以構(gòu)造能夠探測網(wǎng)絡(luò)性能的網(wǎng)絡(luò)探測數(shù)據(jù)包，用戶可以設(shè)置要發(fā)送的數(shù)據(jù)包各層協(xié)議首部的內(nèi)容。

2.2 數(shù)據(jù)包發(fā)送模塊

數(shù)據(jù)包發(fā)送模塊包括兩個(gè)部分，一部分是用戶可以任意構(gòu)造不同協(xié)議的數(shù)據(jù)包。另一部分是用戶必須嚴(yán)格按照網(wǎng)絡(luò)探測數(shù)據(jù)包的格式構(gòu)造數(shù)據(jù)包。

2.3 數(shù)據(jù)包捕獲模塊

數(shù)據(jù)包捕獲模塊也包括兩個(gè)部分，一部分是用戶可以捕獲所有經(jīng)過本網(wǎng)卡的數(shù)據(jù)包。另一部分是用戶可以篩選出滿足過濾條件的網(wǎng)絡(luò)探測數(shù)據(jù)包。

2.4 數(shù)據(jù)包分析模塊

數(shù)據(jù)包分析模塊也包括兩部分功能：一部分是可以對(duì)經(jīng)過網(wǎng)卡的所有數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析，按照TCP/IP協(xié)議棧的原理，對(duì)捕獲的數(shù)據(jù)包進(jìn)行解析，從數(shù)據(jù)鏈路層開始。首先分析數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議，如以太網(wǎng)協(xié)議等。其次在根據(jù)以太網(wǎng)的分析結(jié)果在分析網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議，如IP協(xié)議。分析了網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議以后，就可以對(duì)應(yīng)用層上的協(xié)議如TCP，UDP進(jìn)行分析了。最后分析應(yīng)用層的協(xié)議。

2.5 存儲(chǔ)模塊

存儲(chǔ)模塊的功能也包括如下兩個(gè)部分：一部分是用來存儲(chǔ)主機(jī)在某個(gè)時(shí)刻的流量信息（包括總的流量，上傳流量，下載流量）。另一部分用來存儲(chǔ)捕獲的網(wǎng)絡(luò)探測數(shù)據(jù)包的相關(guān)信息（包括：源IP地址，目的IP地址，數(shù)據(jù)包的類型，大小，發(fā)送的時(shí)間戳和接收的時(shí)間戳，計(jì)算的某段時(shí)間的網(wǎng)絡(luò)的帶寬和延遲等信息），形成圖表的形式以方便用戶查看某一時(shí)刻網(wǎng)絡(luò)的性能和主機(jī)的流量信息。

3.系統(tǒng)流程圖設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)包發(fā)送和捕獲技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議發(fā)生器的關(guān)鍵技術(shù)，如果在一個(gè)繁忙的網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行數(shù)據(jù)包的發(fā)送和截獲，而不設(shè)置過濾器，那得到的數(shù)據(jù)包會(huì)非常多，導(dǎo)致我們的應(yīng)用程序響應(yīng)失敗，因此對(duì)于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議發(fā)生器進(jìn)行必要的性能優(yōu)化，考慮到用多線程來進(jìn)行數(shù)據(jù)包的發(fā)送和數(shù)據(jù)包的捕獲操作，于是在程序中使用了兩個(gè)線程：一個(gè)線程是構(gòu)造數(shù)據(jù)包和數(shù)據(jù)包的發(fā)送線程。

另一個(gè)線程是過濾數(shù)據(jù)包和數(shù)據(jù)包的捕獲線程。考慮到能高速的發(fā)送數(shù)據(jù)包，我們應(yīng)該將數(shù)據(jù)包發(fā)送線程的優(yōu)先級(jí)設(shè)置為高優(yōu)先級(jí)。下面通過流程圖來介紹我們的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議發(fā)生器：

圖2 多線程系統(tǒng)流程圖

4.網(wǎng)絡(luò)性能測量系統(tǒng)的應(yīng)用

我們利用這個(gè)網(wǎng)絡(luò)性能測量系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)有的性能測量方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)與數(shù)據(jù)分析，實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容由以下幾小節(jié)進(jìn)行簡要的說明

4.1 VPS逐跳帶寬測量方法的實(shí)現(xiàn)

4.1.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

圖3 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

搭建如圖所示的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，計(jì)算機(jī)2號(hào)是背景流的發(fā)送端，計(jì)算機(jī)4號(hào)是背景流量的接收端，計(jì)算機(jī)1號(hào)是網(wǎng)絡(luò)探測數(shù)據(jù)包的發(fā)送端，計(jì)算機(jī)3號(hào)是網(wǎng)絡(luò)探測數(shù)據(jù)包的接收端。每段鏈路的帶寬如圖所示都為10Mb。

4.1.2 背景流下的精度分析

本實(shí)驗(yàn)采用的是局域網(wǎng)流量產(chǎn)生器，通過設(shè)置產(chǎn)生數(shù)據(jù)包的大小和傳輸?shù)乃俾蕘砜刂坡窂降谋尘傲髁康拇笮?，我們讓它的背景流量分別為0Mb，1Mb，3Mb，5Mb，7Mb，9Mb。即背景流占鏈路帶寬容量的0%，10%，30%，50%，70%，90%。

VPS算法：

針對(duì)每次測量實(shí)驗(yàn)中獲得的可用帶寬值的大小，分別計(jì)算出在各速率的背景流下的可用帶寬的大?。ㄒ姳?）。

4.2 基于探測報(bào)文間隔模型的可用帶寬測量方法的實(shí)現(xiàn)

4.2.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

圖4 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

搭建如圖4所示的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，計(jì)算機(jī)2號(hào)是背景流的發(fā)送端，計(jì)算機(jī)4號(hào)是背景流量的接收端，計(jì)算機(jī)1號(hào)是網(wǎng)絡(luò)探測數(shù)據(jù)包的發(fā)送端，計(jì)算機(jī)3號(hào)是網(wǎng)絡(luò)探測數(shù)據(jù)包的接收端。計(jì)算機(jī)4號(hào)和計(jì)算機(jī)3號(hào)與路由器之間的帶寬為10Mb，既是緊鏈路又是瓶頸鏈路即窄鏈路，因?yàn)榇怂惴ㄔ跍y量之前必須保證緊鏈路和窄鏈路是同一條路徑。背景流量的控制與VPS算法的是一致的。

4.2.2 Spruce算法

針對(duì)每次測量實(shí)驗(yàn)中獲得的可用帶寬值的大小，分別計(jì)算出在各速率的背景流下的可用帶寬的大?。ㄒ姳?）。

4.3 基于自擁塞模型的可用帶寬測量方法的實(shí)現(xiàn)

4.3.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

圖5

圖6

背景流量的控制與VPS算法的是一致的。

4.3.2 PathLoad算法

針對(duì)每次測量實(shí)驗(yàn)中獲得的可用帶寬值的大小，分別計(jì)算出在各速率的背景流下的可用帶寬的大小見表3。其中可用帶寬范圍的中間值即為測量的帶寬。通過上述的測量結(jié)果，我們經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析出這3種帶寬測量算法的誤差比如圖6所示。

5.結(jié)論

隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的不斷普及和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，新的協(xié)議層出不窮，為了讓學(xué)生更好的了解各種協(xié)議的組成部分并且深入理解TCP/IP協(xié)議棧，本文除了深入研究網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包構(gòu)造技術(shù)，數(shù)據(jù)包捕獲技術(shù)以及各類網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析方法以外，根據(jù)需求還設(shè)計(jì)出了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)性能測量系統(tǒng)，該網(wǎng)絡(luò)性能測量系統(tǒng)的創(chuàng)新之處在于：

（1）研究了以太網(wǎng)幀的幀格式以及基于 TCP/IP 協(xié)議族的數(shù)據(jù)報(bào)文格式，為深入理解協(xié)議分析的原理以及過程奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

（2）該軟件界面簡潔，方便用戶操作，并且可以根據(jù)需要手動(dòng)添加網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，達(dá)到了很好的擴(kuò)展性。

（3）可以通過發(fā)送探測數(shù)據(jù)包，實(shí)時(shí)了解網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)，對(duì)于發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障，提高網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量提供了很好的幫助。

（4）基于多線程的網(wǎng)絡(luò)性能測量系統(tǒng)，可以模擬多個(gè)會(huì)話，從而可以提高系統(tǒng)的性能，提高程序的運(yùn)行效率，更好的為用戶服務(wù)。

（5）利用這個(gè)網(wǎng)絡(luò)性能測量軟件，我們對(duì)現(xiàn)有的算法進(jìn)行實(shí)際測量，通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，找出測量誤差最小的算法，為下一步改進(jìn)該算法奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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[11] The Probe Gap Model can Underestimate the Available BandWidth of

Multihop Paths.

[12]PathLoad：a Measurement tool for end-to-end available bandwidth

篇(3)

【關(guān)鍵詞】開關(guān)柜；特征氣體；診斷

高壓開關(guān)柜在電力系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)著關(guān)合及斷開電力線路、保護(hù)系統(tǒng)安全的雙重功能，隨著電力系統(tǒng)向著高電壓、大機(jī)組、大容量的迅速發(fā)展，電網(wǎng)日益擴(kuò)大以及變電站無人值班管理模式和綜合自動(dòng)化的普及推廣，高壓開關(guān)柜的安全運(yùn)行越來越重要。高壓開關(guān)柜內(nèi)閘刀觸頭、電力電纜進(jìn)出線的接頭接觸不良時(shí)，接觸電阻增大，在負(fù)載電流流過時(shí)會(huì)產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象，過熱會(huì)引起金屬材料的機(jī)械強(qiáng)度下降，絕緣材料老化并可能導(dǎo)致?lián)舸?，形成事故。在高壓開關(guān)柜中，固體絕緣中的空穴、不同特性的絕緣層之間，以及金屬（或半導(dǎo)電）電極的尖銳邊緣處，由于氣體的擊穿場強(qiáng)比固體介質(zhì)低得多，氣體中的電場又比固體介質(zhì)中高，往往在氣隙的部位產(chǎn)生局部放電。這些局部放電會(huì)造成電介質(zhì)絕緣強(qiáng)度逐步下降，最終導(dǎo)致絕緣的損壞。此外，高壓開關(guān)柜中還存在SF6氣體的泄漏，同樣會(huì)造成設(shè)備性能的下降。因此，測量和監(jiān)視高壓開關(guān)柜內(nèi)的運(yùn)行狀態(tài)，是避免重大事故發(fā)生及控制故障惡化的有力手段，對(duì)于保證高壓開關(guān)柜的正常運(yùn)行，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性和自動(dòng)化程度具有非常重要的意義。

目前已有的各個(gè)測試系統(tǒng)存在各種各樣的缺陷，并且各種方法只能實(shí)現(xiàn)對(duì)某一種故障的監(jiān)測，還無法實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓開關(guān)柜的運(yùn)行狀態(tài)準(zhǔn)確監(jiān)測。針對(duì)于上述的情況，針對(duì)于上述的情況，對(duì)高壓開關(guān)柜在運(yùn)行過程中各故障狀態(tài)下的氣體成分進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)各種故障狀態(tài)下，高壓開關(guān)內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生不同的特征氣體。由此可見，采用變壓器油色譜測試的原理，通過對(duì)不同特征氣體的分析，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓開關(guān)柜運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測?；谏鲜龅脑?，本論文介紹了基于故障氣體原理開發(fā)了便攜式開關(guān)柜故障探測裝置，該系統(tǒng)通過提取開關(guān)柜運(yùn)行過程中所形成的氣體，采用氣敏傳感器對(duì)各種氣體成分進(jìn)行分析，從而對(duì)開關(guān)柜的運(yùn)行狀態(tài)做出可靠判斷，確保高壓開關(guān)柜的安全運(yùn)行。

一、開關(guān)柜內(nèi)部故障的特征氣體分析

對(duì)于采用SF6斷路器的小車式開關(guān)柜，最容易發(fā)生的異常是接頭發(fā)熱、SF6氣體泄漏和局部放電。下文將分別研究每種異常狀況的特征氣體特點(diǎn)。

1.接頭發(fā)熱

接頭發(fā)熱是一次設(shè)備的常見故障，對(duì)于常用的小車式開關(guān)設(shè)備，由于其斷路器小車經(jīng)常被移進(jìn)移出，斷路器的觸指和觸頭很容易受到撞擊等外力作用而變形，導(dǎo)致接觸不良而發(fā)熱，另外其電纜接頭也是發(fā)熱故障的高發(fā)部位，由于開關(guān)柜內(nèi)部發(fā)熱幾乎不能早期發(fā)覺，接頭發(fā)熱故障對(duì)于開關(guān)柜的安全運(yùn)行事關(guān)重大。接頭發(fā)熱產(chǎn)生的特征氣體比較復(fù)雜，各種氣體的組分和濃度隨發(fā)熱溫度和接頭材料的不同而不同，主要特征氣體有以下幾種：

a.烷烴和硫化氫——主要是接頭電力脂、脂、示溫蠟片中雜質(zhì)受熱分解產(chǎn)生，由于斷路器觸頭無一例外地涂有脂，如果接頭發(fā)熱，凡士林融化導(dǎo)致內(nèi)部少量碳原子數(shù)量較少的烷烴和硫化物等雜質(zhì)氣化而分布在柜內(nèi)的空氣中，由于各種氣體傳感器對(duì)于烷烴等可燃?xì)怏w靈敏度極高，因此很容易檢出。

b.單質(zhì)銅和氧化銅顆?！绻麥囟冗^高，接頭的銅會(huì)逐步氧化發(fā)黑形成氧化銅，極少量的氧化銅和單質(zhì)銅會(huì)升華進(jìn)入空氣，并產(chǎn)生微量煙霧。

c.絕緣材料分解氣體——發(fā)熱接頭附近的絕緣材料（如環(huán)氧樹脂）受熱也會(huì)產(chǎn)生一定特殊氣體，另外接頭部位的灰塵受熱也會(huì)產(chǎn)生特殊氣體，主要有氫溴酸、胺類、腈類、酚類、烷烴、醛類、氮氧化物，多環(huán)芳烴、雜環(huán)族化合物、羥基化合物等。

2.局部放電

局部放電也是一次設(shè)備的常見故障，空氣中的放電現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生氮氧化合物、臭氧和負(fù)離子，因此對(duì)于空氣中的局部放電，如沿面放電等，可采用探測上述氣體的傳感器進(jìn)行探測，對(duì)于固體介質(zhì)內(nèi)部的局部放電則沒有作用。

3.SF6泄漏

絕大部分的小車式開關(guān)柜均為裝設(shè)斷路器SF6壓力表或密度繼電器，如發(fā)生SF6泄漏，只有等到壓力低于報(bào)警或閉鎖值時(shí)，才能通過處罰壓力接點(diǎn)的方式用光子牌、指示燈間接顯示出來，如果壓力接點(diǎn)失靈，SF6氣體即使漏完運(yùn)行人員也無法知道，如果此時(shí)操作斷路器可能導(dǎo)致設(shè)備爆炸的嚴(yán)重后果，因此采用另一種手段探測SF6泄漏也很有必要。由于現(xiàn)有的SF6氣體傳感器能檢測到0.1ppm以下濃度的SF6氣體，因此開關(guān)柜內(nèi)部的SF6泄漏應(yīng)該能很容易地檢出。

二、氣體傳感器設(shè)計(jì)

1.傳感器的選擇

通過對(duì)不同傳感器的性能比較，分析了各種傳感器在壽命、靈敏度、成本、加熱功耗和反應(yīng)速度方面的優(yōu)缺點(diǎn)，本論文提出了采用電化學(xué)可燃?xì)怏w傳感器+離子型煙霧傳感器+TGS型空氣質(zhì)量傳感器”檢測接頭發(fā)熱、大氣型臭氧傳感器檢測局部放電、環(huán)境監(jiān)測型SF6傳感器檢測SF6的方案。

接頭發(fā)熱采用電化學(xué)可燃?xì)怏w傳感器，該傳感器靈敏度很高，用其可滿意地檢出微量的硫化氫或其他可燃?xì)怏w；游離碳、游離狀氧化銅和單質(zhì)銅用氣體傳感器較難檢出，為了提高檢測性能，又加上了離子型煙霧傳感器，這樣如果柜內(nèi)有極少量的煙霧顆粒，也能及時(shí)檢出，通過聯(lián)合使用2種不同原理的氣體傳感器，就能較可靠地探測出開關(guān)柜內(nèi)部發(fā)熱異常。局部放電和SF6泄漏的檢測分別采用O3/S-5型大氣監(jiān)測用臭氧傳感器和SM-SF6型SF6氣體傳感器，該兩種傳感器的檢出靈敏度都在0.1ppm以下，足以探測開關(guān)柜內(nèi)部的SF6氣體泄漏和表面局部放電現(xiàn)象。

2.氣體傳感器的典型應(yīng)用電路

氣體傳感器是一種將特征氣體濃度量轉(zhuǎn)化為電量的傳感器，大部分氣體傳感器都采用電阻率變化的方式輸出信號(hào)，當(dāng)環(huán)境中某種特征氣體含量較低時(shí)，傳感器電阻較大，當(dāng)該氣體濃度增大后，傳感器電阻減小，大部分氣體傳感器的電阻在一定范圍內(nèi)都能與氣體濃度成比例變化，具有較高的線性度。

典型的采用加熱方式工作的氣體傳感器電路如圖1所示，傳感器的1、2端口為加熱端口，3、4端口為輸出端口，R2為加熱端口的限流電阻，用以將加熱電流調(diào)整到傳感器所規(guī)定的電流值，R1為輸出端負(fù)載電阻，當(dāng)傳感器啟動(dòng)后，需要加熱一段時(shí)間，加熱完畢后即能工作，此時(shí)3、4端口的電阻值會(huì)隨著外界氣體濃度的變化而變化，從而使R1上的電流和輸出端的電壓變化，起到監(jiān)測氣體濃度的作用。

三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

通過上述的研究，本論文對(duì)整個(gè)測試系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，其整個(gè)原理如圖2所示。

從上述監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖可以看出，整個(gè)系統(tǒng)由CPU控制系統(tǒng)、按鍵、液晶顯示屏、通信總線、A/D數(shù)據(jù)采集單元、局部放電探測單元、SF6泄漏探測單元和觸頭過熱探測單元所構(gòu)成。整個(gè)系統(tǒng)的工作過程為：首先采用抽氣的方式，將開關(guān)柜內(nèi)的運(yùn)行氣體送入到各測量單元中，利用局部放電探測單元、SF6泄漏探測單元和觸頭過熱探測單元中的氣敏傳感器對(duì)各種故障的特征氣體進(jìn)行測量，實(shí)現(xiàn)非電量向電量的轉(zhuǎn)換，接著將各測試信號(hào)傳到A/D數(shù)據(jù)采集單元，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，最后將數(shù)字信號(hào)送入CPU控制單元中，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類、統(tǒng)計(jì)分析，將測試結(jié)果和分析結(jié)果顯示在液晶屏中，其顯示的內(nèi)容可通過按鍵進(jìn)行更改。此外，整個(gè)系統(tǒng)還可以通過通信總線，將測試結(jié)果上傳至監(jiān)控中心。

四、測試電路設(shè)計(jì)

針對(duì)于上述電路的框架，本論文對(duì)其的測量電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)，其原理如圖3所示。

從圖3中可以看出，整個(gè)測試電路由模擬開關(guān)、AD采樣電路和MCU組成，其工作原理：首先將測量信號(hào)（如熱信號(hào)、局部放電信號(hào)等）接入模擬開關(guān)，然后利用MCU控制模擬開關(guān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)其分時(shí)控制，將模擬信號(hào)輸入AD采集單元中，接著MCU控制AD采集單元實(shí)現(xiàn)對(duì)其模擬量的數(shù)字轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被測量的測量。

五、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

根據(jù)上述的測量電路，對(duì)其控制軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)，其程序的流程框圖如圖4所示。從圖中可以看出，整個(gè)程序的流程為：首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，如接口的電平、寄存器初值的設(shè)定，中斷的關(guān)閉等，然后控制模擬開關(guān)，使模擬信號(hào)進(jìn)入AD的輸入端，接著對(duì)其進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬量的分時(shí)采樣，然后對(duì)所測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)高壓開關(guān)柜的運(yùn)行狀態(tài)作出判斷。

六、樣機(jī)的效果測試

鑒于要尋找內(nèi)部存在異常的運(yùn)行開關(guān)柜比較困難，因此設(shè)計(jì)了一些模擬實(shí)驗(yàn)，來驗(yàn)證該樣機(jī)的實(shí)際效果，試驗(yàn)結(jié)果如表1所示，圖4為測量程序流程圖。

七、結(jié)論

本文說明了空氣絕緣開關(guān)柜內(nèi)部異常早期探測的必要性，提出一種通過檢測開關(guān)柜內(nèi)空氣質(zhì)量和特征氣體組分的方式，來探測空氣絕緣開關(guān)柜內(nèi)部異常狀態(tài)的方法。通過理論分析和實(shí)驗(yàn)證明了其具有較高的可行性和實(shí)用性，對(duì)于接頭發(fā)熱、表面放電和SF6泄漏異常具有較高的檢出率，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)高壓開關(guān)柜的監(jiān)測。

參考文獻(xiàn)

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[5]彭軍.傳感器與檢測技術(shù)[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2003.

篇(4)

關(guān)鍵詞：火宅，漏電報(bào)警器

 

一、電氣火災(zāi)的原因和危害性

我國的電氣火災(zāi)大部分都是因漏電和短路而引發(fā)的，在低壓配電系統(tǒng)中，電氣線路的漏電和短路是導(dǎo)致電氣火災(zāi)發(fā)生的根源和重要原因之一，并對(duì)國家經(jīng)濟(jì)和人民生命財(cái)產(chǎn)構(gòu)成了很大的威脅，應(yīng)引起大家高度的警惕和重視。

當(dāng)電氣線路和電氣設(shè)備的絕緣受到損傷而導(dǎo)致接地故障，主要是指相線對(duì)地或與地有聯(lián)系的導(dǎo)電體之間的短路，包括相線與大地、PE線、PEN線、配電和用電設(shè)備的金屬外殼、敷線鋼管、橋架線槽、建筑物金屬構(gòu)件、上下水和采暖、通風(fēng)等管道以及金屬屋面、水面等之間的短路?？萍颊撐模鹫?。當(dāng)發(fā)生接地短路時(shí)在接地故障持續(xù)的時(shí)間內(nèi)，與它有關(guān)聯(lián)的電氣設(shè)備和管道的外露可導(dǎo)電部分對(duì)地和裝置外的可導(dǎo)電部分間存在故障電壓。此電壓可使人身遭受電擊，也可因?qū)Φ氐碾娀』蚧鸹ㄒ鸹馂?zāi)或爆炸，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)和生命財(cái)產(chǎn)損失。

電氣短路主要包括金屬性短路和接地電弧性短路兩種：金屬性短路是由導(dǎo)體間直接接觸，如相與相之間、相與N線之間短路，其短路電流大，短路點(diǎn)往往被高溫熔焊，金屬線芯產(chǎn)生高溫以至熾熱，絕緣被劇烈氧化而自燃，火災(zāi)危險(xiǎn)甚大，但金屬性短路產(chǎn)生的大短路電流能使斷路器瞬時(shí)動(dòng)作切斷電源，火災(zāi)往往得以避免；接地電弧性短路是因短路電流受阻抗影響，電弧長時(shí)間延續(xù)，而電弧引起的局部溫度可高達(dá)2000℃以上，足以引燃附近可燃物質(zhì)引起火災(zāi)，但由于接地故障引起的短路電流較小，不足以使一般斷路器動(dòng)作跳閘切斷電源，可見接地電弧性短路引起的火災(zāi)危險(xiǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于金屬性短路。科技論文，火宅。電氣短路以單相接地故障居多，電氣火災(zāi)的危險(xiǎn)則以接地電弧性短路為最嚴(yán)重。另外不論是TN系統(tǒng)還是TT系統(tǒng)，接地故障回路的阻抗都大于帶電導(dǎo)體短路回路的阻抗，這也是形成接地電弧性短路的一個(gè)重要原因。

通過分析電氣火災(zāi)的原因，在低壓電氣線路上加裝防火漏電報(bào)警就是一種行之有效的防范措施。通過防火漏電報(bào)警系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確地監(jiān)控電氣線路的故障和異常狀態(tài)，提早預(yù)警發(fā)現(xiàn)電氣火災(zāi)的隱患，及時(shí)報(bào)警提醒人員去消除這些隱患，避免火災(zāi)給國家經(jīng)濟(jì)和人民生命財(cái)產(chǎn)造成巨大損失，把電氣引發(fā)火災(zāi)消滅在萌芽狀態(tài)。

二、防火漏電報(bào)警的內(nèi)容組成及功能特點(diǎn)

防火漏電報(bào)警以帶激勵(lì)脫扣器的塑殼式斷路器為主開關(guān)，另外配備各種采集、記憶、通訊等元器件，集漏電、短路、過載、過壓、欠壓、防雷、防誤合閘、故障類型識(shí)別、強(qiáng)制斷電等各種保護(hù)功能于一體，并具有來電顯示、聲光報(bào)警和本機(jī)自檢功能。防火漏電報(bào)警主要作為剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器使用，并通過防火漏電報(bào)警系統(tǒng)。對(duì)電氣線路的故障和異常狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，使被動(dòng)防火變?yōu)橹鲃?dòng)防火，實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控和管理的目標(biāo)。其主動(dòng)性功能特點(diǎn)如下：

1）系統(tǒng)啟動(dòng)后首先對(duì)電氣線路進(jìn)行全面運(yùn)行檢測，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除電氣火災(zāi)隱患。當(dāng)不存在電氣火災(zāi)隱患時(shí)才允許開關(guān)合閘接通，若存在電氣故障時(shí)提前預(yù)警并可以斷開回路，未排除電氣故障前拒絕合閘接通，確保低壓配電系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。

2）在低壓配電系統(tǒng)中，對(duì)電氣線路的運(yùn)行狀況實(shí)行全天候在線自動(dòng)安全監(jiān)控，自動(dòng)跟蹤診斷電氣故障，分析和識(shí)別故障類型，并發(fā)出聲光和語音報(bào)警，通知電氣維護(hù)人員及時(shí)排除故障，把電氣火災(zāi)隱患消滅在萌芽狀態(tài)。真正做到“智能監(jiān)控，防患于未然”。科技論文，火宅。

3）防火漏電報(bào)警采用了微電腦(PIC單片機(jī))自動(dòng)控制技術(shù)，取代了傳統(tǒng)被動(dòng)式機(jī)械熱效應(yīng)控制技術(shù)，全面實(shí)現(xiàn)升級(jí)換代，分?jǐn)嗨俣雀?，?shí)測數(shù)據(jù)只有0.04秒，比傳統(tǒng)開關(guān)動(dòng)作速度縮短了數(shù)倍，分?jǐn)嗨俣仍娇?，所產(chǎn)生的電氣火花就越小，一旦發(fā)生故障能快速切斷，增強(qiáng)了安全可靠性。

4）系統(tǒng)具備“黑匣子”記憶功能。通過一臺(tái)電腦在5km范圍之內(nèi)，可對(duì)多臺(tái)防火漏電報(bào)警實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。隨時(shí)可關(guān)斷或接通用戶供電線路，隨時(shí)可查詢用戶供電線路安全用電情況，隨時(shí)調(diào)閱每臺(tái)防火漏電報(bào)警當(dāng)前或歷史運(yùn)行情況，一旦發(fā)生漏電、過載、短路等故障時(shí)能準(zhǔn)確在電腦界面上顯示出發(fā)生故障的供電線路具置和發(fā)生故障的時(shí)間。使故障發(fā)生的原因一目了然，便于維護(hù)和管理。

5）系統(tǒng)采用智能化網(wǎng)絡(luò)管理。采用RS485／RS422四線制全雙工通訊模式，傳輸距離在5km以內(nèi)?？萍颊撐?，火宅。同時(shí)可與煙感、溫感或可燃?xì)怏w探測器及火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中心實(shí)行聯(lián)動(dòng)控制，把配電與消防系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)雙重報(bào)警和控制功能，大大提高了對(duì)漏電火災(zāi)監(jiān)控的可靠性和保護(hù)性，從根本上解決了電氣火災(zāi)誤報(bào)和漏報(bào)現(xiàn)象，全面主動(dòng)防御電氣火災(zāi)事故的發(fā)生?？萍颊撐模鹫?。

6）系統(tǒng)實(shí)行多功能全面保護(hù)，除傳統(tǒng)的漏電、過載、短路保護(hù)外，又增加了防止過壓、欠壓、雷電感應(yīng)和誤操作等防護(hù)措施，以避免對(duì)電氣設(shè)備的損壞，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

三、防火漏電報(bào)警系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用

防火漏電報(bào)警系統(tǒng)由防火漏電報(bào)警、集線器、中繼器、轉(zhuǎn)換器、臺(tái)式監(jiān)控主機(jī)或電腦等設(shè)備組成。系統(tǒng)以防火漏電報(bào)警作為剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器使用，集各種保護(hù)功能為―體，擔(dān)負(fù)起各種電氣故障的實(shí)時(shí)檢測、采集和發(fā)送任務(wù)，并具有來電顯示、聲光報(bào)警和本機(jī)自檢功能，對(duì)過電流、剩余動(dòng)作電流、動(dòng)作與延時(shí)時(shí)間等各種參數(shù)值進(jìn)行現(xiàn)場或?qū)崪y后設(shè)定。采用先進(jìn)的動(dòng)態(tài)閾值檢測和自動(dòng)判斷技術(shù)、高靈敏度剩余電流探測、新型故障數(shù)學(xué)模擬算法和現(xiàn)場總線技術(shù)，為智能遠(yuǎn)程監(jiān)控的實(shí)施起到了重要的作用。

系統(tǒng)對(duì)電氣線路的運(yùn)行狀況實(shí)行全天候在線自動(dòng)安全監(jiān)控，隨時(shí)檢查各用戶安全用電情況，可接通或分?jǐn)嘤脩綦娫?，并具?ldquo;黑匣子”記憶功能。準(zhǔn)確報(bào)出故障線路地址，監(jiān)視故障點(diǎn)的變化，滿足了《新高規(guī)》中，“儲(chǔ)存各種故障和操作試驗(yàn)信號(hào)，信息存儲(chǔ)時(shí)間不應(yīng)少于12個(gè)月；切斷漏電線路上的電源，并顯示其狀態(tài)；顯示系統(tǒng)電源狀態(tài)”等要求。

系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立監(jiān)控，監(jiān)控主機(jī)單獨(dú)設(shè)置在值班室或消防控制室內(nèi)。也可采用通訊接口與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)雙重報(bào)警和控制功能，監(jiān)控主機(jī)可與消防系統(tǒng)設(shè)備共用，設(shè)置在消防控制室內(nèi)，達(dá)到集中監(jiān)控和管理的目的。

四、總結(jié)

在低壓電氣線路上安裝防火漏電報(bào)警這是有效可行的方法。通過防火漏電報(bào)警系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確地監(jiān)控電氣線路的故障和異常狀態(tài)，并報(bào)出故障線路地址。科技論文，火宅。監(jiān)視故障點(diǎn)的變化，隨時(shí)儲(chǔ)存和記錄故障信息情況，提早發(fā)現(xiàn)電氣火災(zāi)的隱患，及時(shí)報(bào)警提醒人員去消除這些隱患，避免電氣火災(zāi)發(fā)生，把電氣火災(zāi)的消滅在萌芽狀態(tài)。

篇(5)

此項(xiàng)新研究的思想靈感來自于近期“隱形斗蓬”的技術(shù)，所謂的“隱形斗蓬”就是讓可見光發(fā)生彎曲，從而讓目標(biāo)產(chǎn)生隱形效果。隱形的原理就是，光線發(fā)生彎曲繞過目標(biāo)物體而不是直接照射到目標(biāo)物體上，這樣光線就不會(huì)被散射并反射到觀測者的視野范圍之內(nèi)，物體表面上看似乎消失了。

美國康奈爾大學(xué)科學(xué)家采用了相似的方法產(chǎn)生一個(gè)時(shí)間漏洞，盡管只是很短一瞬間的事，但時(shí)間停滯的效果持續(xù)約為每秒的40萬億分之一。康奈爾大學(xué)物理學(xué)家阿歷克斯-加耶塔是該項(xiàng)研究的首席作者。加耶塔介紹說，“想象一下，你能夠?qū)⒐饩€轉(zhuǎn)向，讓時(shí)間變慢，然后再加速，這樣你就可以在光束中產(chǎn)生一個(gè)缺口。在這種情況下，發(fā)生于那一瞬間的事件將不會(huì)散射光線，看起來就好像那件事從未發(fā)生過。”

加耶塔舉例說，“在博物館中，有時(shí)會(huì)利用激光束掃描來保護(hù)無價(jià)的藝術(shù)珍品。探測器的激光束在不斷來回掃描，突然激光束被擋住或被保護(hù)區(qū)沒有激光，比如你走過激光束照射的地方，此時(shí)警報(bào)就會(huì)響起。但是，如果某種設(shè)備能夠讓一部分激光束加速，一部分激光束減速，這樣就會(huì)出現(xiàn)瞬間無激光束的情況。此時(shí)你再走過相同的位置，這樣探測器就永遠(yuǎn)發(fā)現(xiàn)不了發(fā)生過

何事?！?/p>

讓時(shí)間靜止

加耶塔等人的研究成果近期發(fā)表于《自然》雜志之上。在論文中，研究人員介紹了時(shí)間停滯的實(shí)驗(yàn)過程。探測器照射出一束激光束，然后激光束穿過一種名為“時(shí)間透鏡”的設(shè)備。和傳統(tǒng)的透鏡能夠在空間上將光線發(fā)生彎曲一樣，時(shí)間透鏡能夠使得光線出現(xiàn)暫時(shí)的分隔（非空間上的）。加耶塔介紹說，“在時(shí)間域中，這是一種能夠真正控制光束屬性的方法。”

論文的聯(lián)合作者、康奈爾大學(xué)應(yīng)用與工程物理學(xué)院科學(xué)家莫蒂-弗雷德曼據(jù)此設(shè)計(jì)了一種特殊的實(shí)現(xiàn)方法，“這種方法通過改變激光束的頻率與波長，從而使其以不同的速率傳播，這樣就產(chǎn)生一種（時(shí)間）間隙?！比缓螅瑫r(shí)間漏洞的另一側(cè)還有第二束脈沖激光，這束脈沖激光的作用就是從相反的方向改變激光束的屬性，從而讓激光束恢復(fù)到原有的屬性。在實(shí)驗(yàn)中，發(fā)生于時(shí)間漏洞之中的事件，都可以逃避探測器的探測。

美國羅徹斯特大學(xué)光學(xué)研究所科學(xué)家史志民（Zhimin Shi）介紹說，“這是首例真正產(chǎn)生時(shí)間間隙的實(shí)驗(yàn)，也是首例實(shí)現(xiàn)物體在空間和時(shí)間上同時(shí)隱形的實(shí)驗(yàn)?！笔分久癫]有參與到該項(xiàng)

研究。

時(shí)間隱形

盡管這項(xiàng)研究仍處于最初期階段，但是這種對(duì)時(shí)間的操作將有著很廣泛的應(yīng)用前景。史志民表示，“我認(rèn)為，可能人們還沒有對(duì)這種技術(shù)究竟有多大用途考慮太多。也許人們首先想到的是讓某事物隱形不被探測到，或者故意讓某事件處于‘斗蓬’

之中?！?/p>

不過，時(shí)間透鏡技術(shù)還有可能讓人悄無聲息地向不間斷的數(shù)據(jù)流中插入特定信息，這一行為可以做到天衣無縫，難以發(fā)現(xiàn)。弗雷德曼解釋說，“我認(rèn)為，你可以將某些數(shù)據(jù)隱藏于即將進(jìn)入光纖中的數(shù)據(jù)流中。利用時(shí)間透鏡，你可以隨心所欲地操縱數(shù)據(jù)，事后還可以還原?！?/p>

篇(6)

【論文摘要】:黃河河道整治工程的穩(wěn)定,關(guān)鍵在于根石基礎(chǔ)的穩(wěn)定。險(xiǎn)工、控導(dǎo)根石斷面的不足,是造成工程出險(xiǎn)的主要原因,正確掌握根石坡度情況,無疑為防洪搶險(xiǎn)決策提供重要的參考價(jià)值。目前,黃河上一直沿用人工錐探的方法來進(jìn)行根石探測。筆者根據(jù)近幾年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),對(duì)人工錐探險(xiǎn)工、控導(dǎo)根石的有效方法談幾點(diǎn)粗淺的認(rèn)識(shí)。

1存在的問題

1.1探測的外邊界問題。通常我們在探測時(shí),險(xiǎn)工從根石臺(tái)、控導(dǎo)工程從口石開始向外探測,這可以稱作內(nèi)邊界;向外探測至無根石為止,可以稱作外邊界。探測時(shí),隨著水平距的增大,根石深度越來越深,人工錐探的難度也增大,當(dāng)深度到達(dá)15米以上時(shí),需要接3桿以上(每桿5米長),在遇到特殊地質(zhì)(如淤泥、硬土層等),就無法繼續(xù)探測。再者,當(dāng)水平距很大時(shí),就算能探測到根石,也不好判斷是該壩的根石還是上游走失的根石。因此,進(jìn)行根石探測時(shí)首先應(yīng)確定一個(gè)合適的外邊界,這樣不僅可以提高工作效率,降低探測強(qiáng)度,而且能夠提高探測質(zhì)量和精度,縮短探測時(shí)間,節(jié)省人員,節(jié)約資金。

1.2探測精度較低?，F(xiàn)在的根石探測方法和原理決定了它的精度,探測時(shí)是否探測到根石、根石的來源及根石有多厚等均無法準(zhǔn)確知道,而只能在米格紙圖上劃出一條坡度線粗略顯示。

在實(shí)際操作中,當(dāng)探測主壩靠溜時(shí),探測船難以按要求部位準(zhǔn)確固定,或近或遠(yuǎn),或前或后的情況時(shí)有發(fā)生,所探點(diǎn)不一定在同一條垂直線上,從而影響了探測精度和準(zhǔn)確數(shù)字,尤其是水流很急的部位,人工錐探將無法進(jìn)行。另外,船上探測也經(jīng)常受到限制,在大風(fēng)天氣時(shí)也影響探測精度。

1.3探測資料整理問題。每壩探測完之后都要進(jìn)行資料整理和分析。現(xiàn)行的根石探測資料整理計(jì)算、繪圖主要有兩種,一種是沿用根石軟件探測管理系統(tǒng)。此軟件處理缺石量沿用險(xiǎn)工根石臺(tái)、控導(dǎo)從口石開始計(jì)算的方法,難免出現(xiàn)誤差,計(jì)算根石的平均坡度時(shí)也存有誤差。在一種是人工計(jì)算、繪圖。把每垛壩岸現(xiàn)場實(shí)測的各項(xiàng)數(shù)據(jù)整理好后,再用人工按實(shí)測數(shù)據(jù)、比例,劃出一條坡度線顯示出來,然后對(duì)照?qǐng)D進(jìn)行計(jì)算、分析每段壩是否缺石或不缺石。這樣一來,單憑在圖上分析、觀察、計(jì)算根石量缺與否,是有相當(dāng)大誤差的。有時(shí)也可能參照歷年探測資料進(jìn)行對(duì)比,是否有無變化,敷衍了事,根本起不到真實(shí)的探測效果,失去了根石探測的重大意義。

1.4探測的安全問題。通過近幾年來根石探測的經(jīng)驗(yàn)來看,根石探測壩垛一般都是常年靠水的工程壩岸,水中探測難度較大,特別是水流速度較大,錐桿高度又在10—12米左右時(shí),探測錐桿難以保持垂直,影響探測精度,且由于探測人員站在船邊向下錐探,船在水流的推動(dòng)下,使船左右擺動(dòng),難以固定,加之工作面窄小,安全系是小,容易造成人員落入水中,發(fā)生事故。

2措施與建議

2.1對(duì)根石進(jìn)行探測時(shí),要確定探測邊界。探測邊界應(yīng)控制在22米為宜。按1:1.5坡度計(jì)算,根石坡度達(dá)到15米時(shí)水平距為22米,因?yàn)闇y船長加上內(nèi)邊界到水邊的平距就是22米左右。

2.2要加強(qiáng)根石探測方法的研究,加大投資力度,以高科技含量的探測技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的錐桿探測。本人的初步想法是:開發(fā)研制一套鋼架式多用根石探測器。即:由測桿改為測繩探測;由傳統(tǒng)的船上探測改為在根石上和船上都能探測;由以前的皮尺丈量平距為行走滑車丈量;水深測量由以前的測桿丈量變?yōu)殡娮语@示數(shù)據(jù)。同時(shí)建立模擬試驗(yàn)場地,選擇合適的壩岸對(duì)根石進(jìn)行解剖,摸清根石界面及其分布形態(tài)。

2.3對(duì)于暫時(shí)無法探測的斷面,原則不予探測,在資料處理好后可以參照相臨斷面的情況,一旦具備探測條件時(shí),擇機(jī)探測。

篇(7)

消防工程專業(yè)電氣防火課程群建設(shè)的必要性

電氣火災(zāi)高發(fā)的嚴(yán)峻形勢，使得電氣防火的教學(xué)工作任重道遠(yuǎn)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生產(chǎn)和生活用電量大幅度增加。據(jù)《國際能源展望2006》判斷，“十一五”期間，中國用電量年均增長約8．0%。至2015年，將達(dá)到4．5萬億千瓦時(shí)。按此發(fā)展計(jì)算，至2020年，將達(dá)到5．6萬億千瓦時(shí)。在用電量快速增長的同時(shí)，電氣火災(zāi)近年來也頻繁發(fā)生［1］。據(jù)消防部門統(tǒng)計(jì)，20世紀(jì)90年代以來，電氣火災(zāi)在全國總火災(zāi)數(shù)中所占的比例一直居高不下。1997年～2007年的十年間，我國共發(fā)生重特大電氣火災(zāi)1324起，直接經(jīng)濟(jì)損失156526．2萬元，造成1936人死亡、1116人受傷，年均占有比例為31．56%、44．3%、28．3%、28．6%，表明重特大惡性火災(zāi)多數(shù)為電氣火災(zāi)［2，3］。由于電氣火災(zāi)的形勢嚴(yán)峻，為了預(yù)防電氣火災(zāi)頻發(fā)，有必要在消防工程專業(yè)開設(shè)電氣防火類課程，在該類課程中，講授電氣火災(zāi)形成機(jī)理、從電源供配電、電氣設(shè)備與線路選擇、應(yīng)急照明與疏散、防爆電氣以及防雷防靜電等設(shè)計(jì)源頭加強(qiáng)電氣防火措施。

火災(zāi)監(jiān)控技術(shù)是火災(zāi)處置的最佳手段之一，其核心內(nèi)容必然納入消防工程專業(yè)教學(xué)范圍火災(zāi)監(jiān)控實(shí)際上是火災(zāi)探測報(bào)警和消防設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制的總稱，它是依據(jù)主動(dòng)防火對(duì)策，以被監(jiān)測的各類建筑物、油庫等為警戒對(duì)象，通過自動(dòng)化手段實(shí)現(xiàn)早期火災(zāi)探測、火災(zāi)報(bào)警和消防設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制。所以，火災(zāi)監(jiān)控主要包括了火災(zāi)探測、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)滅火控制系統(tǒng)等?；馂?zāi)監(jiān)控技術(shù)的先進(jìn)性和可靠性一直是消防行業(yè)探討的熱門課題。作為火災(zāi)處置的最佳手段之一，有關(guān)火災(zāi)監(jiān)控技術(shù)的核心內(nèi)容必然納入消防工程專業(yè)教學(xué)范圍。而火災(zāi)監(jiān)控技術(shù)是基于弱電技術(shù)，在建筑設(shè)計(jì)中，歸屬于電氣設(shè)置范圍，因此，火災(zāi)監(jiān)控技術(shù)的內(nèi)容被納入電氣防火課程群。

開設(shè)電氣防火類課程已成為全國消防工程專業(yè)的共識(shí)由于電氣火災(zāi)高發(fā)的形勢及火災(zāi)監(jiān)控技術(shù)的重要性，大部分地方高校消防工程專業(yè)均開設(shè)了電氣防火類課程［4］－［6］。7所地方高校均開設(shè)了電氣防火類課程。只是不同學(xué)校有不同側(cè)重，如中南大學(xué)和中國礦業(yè)大學(xué)側(cè)重于火災(zāi)監(jiān)控技術(shù)，西南林學(xué)院注重電氣防火技術(shù)，而沈陽航空工業(yè)學(xué)院、華北水利水電學(xué)院、南京工業(yè)大學(xué)對(duì)電氣防火和火災(zāi)監(jiān)控均開設(shè)了相關(guān)課程。這從一定程度上反映了電氣防火類課程的重要性。

消防工程專業(yè)電氣防火課程群體系設(shè)置及相互關(guān)系

與地方大學(xué)人才培養(yǎng)目標(biāo)有所不同，武警學(xué)院消防工程專業(yè)畢業(yè)學(xué)員從事的是消防監(jiān)督管理業(yè)務(wù)。電氣消防審核和電氣防火監(jiān)督檢查是消防監(jiān)督業(yè)務(wù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。因此，構(gòu)建以《電氣防火及火災(zāi)監(jiān)控》課程為核心的電氣防火課程群體系在2010版人才培養(yǎng)方案中得到了充分的重視。電氣防火課程群體系如圖1所示。在圖1所列的課程中，《電氣防火及火災(zāi)監(jiān)控》、《消防電氣控制技術(shù)》為必修課程，其他課程為選修課程。從圖1可以看出《電氣防火及火災(zāi)監(jiān)控》課程的核心地位，并且該門課程由多門課程支撐，保證了課程間的相互聯(lián)系和融合，緊密銜接和漸次深化?！峨姎夥阑鸺盎馂?zāi)監(jiān)控》作為河北省精品課程，其課程體系相對(duì)成熟，課程內(nèi)容完整，課程實(shí)踐豐富。各門課程圍繞該門課程來建設(shè)這是由它的主要內(nèi)容決定的。該門課程的主要內(nèi)容包括兩部分，一部分是電氣防火部分，在這部分內(nèi)容中包括電氣火災(zāi)原因分析、消防供配電系統(tǒng)、變配電所防火、電氣設(shè)備及線路防火、防爆電氣、防雷及防靜電等。圍繞其核心內(nèi)容，必然需要《建筑供配電技術(shù)基礎(chǔ)》作為第一部分的知識(shí)補(bǔ)充。同時(shí)，對(duì)于電氣火災(zāi)高發(fā)的現(xiàn)狀，可以運(yùn)用先進(jìn)的電氣防火檢測技術(shù)加以預(yù)防，因此，及時(shí)補(bǔ)充《建筑電氣防火檢測技術(shù)》選修課作為新技術(shù)的介紹。第二部分是火災(zāi)監(jiān)控部分，在部分內(nèi)容中包括火災(zāi)探測與信息處理概述、火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)組成、火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)等。這部分火災(zāi)監(jiān)控技術(shù)知識(shí)相對(duì)完整，但是，對(duì)于不斷發(fā)展的、新的火災(zāi)探測與信息處理技術(shù)可以由選修課《火災(zāi)探測與信息處理》來完成補(bǔ)充。而對(duì)于消防設(shè)施的聯(lián)動(dòng)控制需要加強(qiáng)專業(yè)基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)，因此，開設(shè)了《消防電氣控制技術(shù)》必修課程講授技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，而在《電氣防火及火災(zāi)監(jiān)控》課程中的聯(lián)動(dòng)控制部分只講授聯(lián)動(dòng)控制要求。同時(shí)，作為消防工程專業(yè)的學(xué)員，有必要加強(qiáng)對(duì)建筑消防設(shè)施的監(jiān)管，因此，開設(shè)了《建筑消防設(shè)施維護(hù)與管理》選修課作為有益的必要補(bǔ)充。

電氣防火課程群改革的具體內(nèi)容

近年來，電氣防火課程群一直在不斷改革。從課程內(nèi)容、實(shí)踐環(huán)節(jié)、教學(xué)方式及手段、考核改革等方面作了大量工作。改革始終圍繞武警學(xué)院人才培養(yǎng)方案進(jìn)行，按照公安部黨委構(gòu)建“大教育”、“大培訓(xùn)”格局的總要求，遵循高等教育基本規(guī)律，突出公安現(xiàn)役教育特色，以改革人才模式為切入點(diǎn)，以優(yōu)化課程體系、深化教學(xué)內(nèi)容改革為重點(diǎn)，著力培養(yǎng)學(xué)員的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，積極構(gòu)建課程教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練、日常練兵有機(jī)結(jié)合的教、學(xué)、練、戰(zhàn)一體化教學(xué)訓(xùn)練體系，更好地滿足公安消防部隊(duì)對(duì)人才培養(yǎng)的新要求、新期待。因此，電氣防火課程群的改革目標(biāo)是培養(yǎng)基礎(chǔ)理論扎實(shí)，專業(yè)知識(shí)深厚，實(shí)踐能力強(qiáng)，富有創(chuàng)新精神，能在公安消防部隊(duì)從事消防監(jiān)督檢查、建設(shè)工程消防設(shè)計(jì)審核和竣工驗(yàn)收等方面工作的應(yīng)用型高級(jí)專門人才。圍繞這一改革目標(biāo)，電氣防火課程群的改革核心是改革教學(xué)內(nèi)容、完善實(shí)踐教學(xué)體系、更新教學(xué)方式及手段、改革考核方式等。

貼近消防實(shí)際，追蹤消防科技前沿，改革教學(xué)內(nèi)容隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，新材料、新工藝不斷出現(xiàn)，不斷有新的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范出臺(tái)或更新。教學(xué)內(nèi)容必須要緊跟消防形勢加以調(diào)整。因此，在核心課程《電氣防火及火災(zāi)監(jiān)控》課程中，對(duì)電氣絕緣材料等級(jí)，依據(jù)最新的規(guī)范《電氣絕緣耐熱等級(jí)》進(jìn)行了重新劃分;按2008版《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》，對(duì)消防設(shè)備供配電、供配電系統(tǒng)防火等進(jìn)行了教學(xué)內(nèi)容更新;按防爆電氣設(shè)備的系列標(biāo)準(zhǔn)GB3836－2010，及時(shí)更新了防爆電氣設(shè)備的選擇;依據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，及時(shí)增加了電氣火災(zāi)監(jiān)控技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容，并且結(jié)合工程實(shí)例講解火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的工程應(yīng)用。在選修課程《建筑消防設(shè)施維護(hù)與管理》、《建筑電氣防火檢測技術(shù)》和《火災(zāi)探測與信息處理》課程中，更是強(qiáng)調(diào)了與消防科技前沿的結(jié)合，根據(jù)最新發(fā)展科技及時(shí)更新講義，始終帶給學(xué)員最新的消防前沿知識(shí)。課程建設(shè)小組2009年完成的學(xué)院教學(xué)改革項(xiàng)目“《電氣防火及火災(zāi)監(jiān)控》課程教學(xué)內(nèi)容改革與實(shí)踐”獲得了專家組的好評(píng)。#p#分頁標(biāo)題#e#

突出能力，強(qiáng)化實(shí)踐，完善實(shí)踐教學(xué)體系在保證學(xué)員專業(yè)素質(zhì)的同時(shí)，更加突出能力培養(yǎng)，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，按照武警學(xué)院教、學(xué)、練、戰(zhàn)一體化思想，將實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)、模擬演練和綜合演練貫穿于教學(xué)活動(dòng)的全過程。因此，核心課程《電氣防火及火災(zāi)監(jiān)控》課程中，開設(shè)了電氣火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)，電氣火災(zāi)隱患檢測實(shí)驗(yàn)、火災(zāi)監(jiān)控實(shí)訓(xùn)等模塊，突出考核學(xué)員的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，由課程組設(shè)計(jì)完成的“電氣火災(zāi)隱患模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)開發(fā)與應(yīng)用研究”獲學(xué)院教學(xué)成果三等獎(jiǎng)。在《消防電氣防控制技術(shù)》課程中，提出了理論與實(shí)踐一體化的教學(xué)模式，搭建了實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，強(qiáng)調(diào)了學(xué)員動(dòng)手實(shí)踐能力和解決實(shí)際問題的能力。因此，電氣防火課程群從基礎(chǔ)到專業(yè)，均有相關(guān)的實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，強(qiáng)化學(xué)員理論與實(shí)踐的結(jié)合。此外，在畢業(yè)前的綜合演練中，電氣防火消防監(jiān)督檢查和電氣防火審核貫穿于整個(gè)專業(yè)綜合演練的全過程，將所學(xué)的理論知識(shí)運(yùn)用于消防實(shí)踐環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了教、練、用的完美統(tǒng)一。

側(cè)重創(chuàng)新，“教”“導(dǎo)”結(jié)合，促進(jìn)能力提高課堂教學(xué)應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力、動(dòng)手能力等綜合能力為出發(fā)點(diǎn)。開展教學(xué)方法改革，實(shí)現(xiàn)教學(xué)方法的“四個(gè)轉(zhuǎn)變”［7］。即課堂教學(xué)從傳統(tǒng)灌輸向探索性教學(xué)轉(zhuǎn)變，實(shí)驗(yàn)教學(xué)從驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)向綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變，考試從知識(shí)考核向能力考核轉(zhuǎn)變，畢業(yè)設(shè)計(jì)從模擬訓(xùn)練向工程實(shí)踐轉(zhuǎn)變。

探索性教學(xué)的實(shí)現(xiàn)。教學(xué)方法的改革方向應(yīng)把傳統(tǒng)的重演繹按部就班的教學(xué)方法與側(cè)重歸納、分析、滲透、綜合有機(jī)結(jié)合。如在《電氣防火及火災(zāi)監(jiān)控》專業(yè)課程中的應(yīng)用“研討型”教學(xué)。講課重心從“授”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;導(dǎo)”，包括引導(dǎo)、指導(dǎo)、誘導(dǎo)、教導(dǎo)等，使學(xué)生由傳統(tǒng)教學(xué)所形成的被動(dòng)的思維方式向積極主動(dòng)的思維方式轉(zhuǎn)變。首先緊扣課程重點(diǎn)內(nèi)容，精心設(shè)計(jì)每一個(gè)教學(xué)單元的研討主題。主題的設(shè)計(jì)還要能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的能動(dòng)性，培養(yǎng)其知識(shí)的應(yīng)用能力。提前布置研討主題，給學(xué)生留出查找資料的時(shí)間。在課堂上對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，設(shè)計(jì)問題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析和討論，教師只提供分析的思路，學(xué)生自主完成對(duì)問題的分析和解答。最后，教師對(duì)于整個(gè)過程進(jìn)行講評(píng)和總結(jié)，糾正研討過程中的問題。因此，在消防供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、火災(zāi)探測器設(shè)計(jì)和火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)這幾個(gè)研討式教學(xué)環(huán)節(jié)中，針對(duì)教學(xué)內(nèi)容所對(duì)應(yīng)的消防部隊(duì)業(yè)務(wù)，設(shè)置教案和教學(xué)方法，增加互動(dòng)式教學(xué)，利用開發(fā)的輔助教學(xué)軟件，調(diào)用相關(guān)CAD圖紙，模擬場景，讓學(xué)員參與審核。此外，在變配電所防火和爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電氣設(shè)備選擇這兩個(gè)研討式教學(xué)環(huán)節(jié)中，將研討式教學(xué)與教學(xué)參觀相結(jié)合，選擇變配電所、加油加氣站等場所作為實(shí)踐教學(xué)地點(diǎn)，讓學(xué)生結(jié)合實(shí)際單位做設(shè)計(jì)、做審核、做檢查。

綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)。在《電氣防火及火災(zāi)監(jiān)控》實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，設(shè)置了電氣火災(zāi)模擬、電氣火災(zāi)隱患檢測和火災(zāi)監(jiān)控實(shí)訓(xùn)。學(xué)員不僅能進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，更能設(shè)計(jì)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。如有的同學(xué)對(duì)不同型號(hào)的插座進(jìn)行過載實(shí)驗(yàn)，得出與電氣線路過載實(shí)驗(yàn)不一樣的結(jié)論;有的同學(xué)在對(duì)電氣線路過載進(jìn)行測溫實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)發(fā)煙量進(jìn)行了測定，得出不同過載倍數(shù)的電流發(fā)煙量不同規(guī)律;還有的同學(xué)對(duì)人體靜電在不同情況下的帶電量進(jìn)行測量，得出相應(yīng)的規(guī)律;特別是有同學(xué)利用紅外成像儀對(duì)電氣線路進(jìn)行實(shí)地火災(zāi)隱患檢測，發(fā)表了學(xué)術(shù)論文。在《消防電氣控制技術(shù)》課程，設(shè)置了綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，教師只講授基礎(chǔ)理論部分，在“教”的同時(shí)，更加注重“導(dǎo)”，引導(dǎo)學(xué)員在實(shí)驗(yàn)室完成對(duì)于消防設(shè)施的聯(lián)動(dòng)控制，這樣既加深了學(xué)員對(duì)專業(yè)理論知識(shí)的理解，又強(qiáng)化了實(shí)踐能力的培養(yǎng)。并且，通過實(shí)訓(xùn)，變換不同的接線方式，得出不同的控制關(guān)系。

能力考核的實(shí)現(xiàn)。高等教學(xué)要按照知識(shí)、能力、素質(zhì)全面發(fā)展的人才培養(yǎng)總體要求，更新課程考核理念，改革課程考核方式。因此，《電氣防火及火災(zāi)監(jiān)控》課程考核改革作為專門的教學(xué)改革項(xiàng)目進(jìn)行了立項(xiàng)研究，在全院作為首批示范考核改革課程。在該門課程的考核環(huán)節(jié)設(shè)置了實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)考核、研討式教學(xué)環(huán)節(jié)考核、課程設(shè)計(jì)考核、平時(shí)表現(xiàn)考核及課終考核。在《消防電氣控制技術(shù)》課程考核中，設(shè)置了實(shí)訓(xùn)考核，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。通過過程考核與課終考核、理論考核與實(shí)踐實(shí)訓(xùn)考核的有機(jī)結(jié)合，促進(jìn)知識(shí)考核向能力考核的轉(zhuǎn)變。

工程實(shí)踐的畢業(yè)設(shè)計(jì)。近三年，消防工程專業(yè)的畢業(yè)論文和設(shè)計(jì)進(jìn)行了大改革。強(qiáng)調(diào)學(xué)員的選題必須符合人才培養(yǎng)方案、符合消防部隊(duì)的需求，滿足第一任職需要。再加之電氣防火課程群的設(shè)置深化了課程內(nèi)容，為學(xué)員進(jìn)行工程實(shí)踐的畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定了較好的理論基礎(chǔ)。學(xué)員的畢業(yè)設(shè)計(jì)緊密圍繞工程實(shí)踐這一主題進(jìn)行畢業(yè)論文的撰寫，如撰寫建筑消防供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)等論文，本科畢業(yè)論文的水平均有所提高。

“教”“學(xué)”相長，建立豐富的教學(xué)資源平臺(tái)教師的“教”和“學(xué)”都離不開豐富的信息量。豐富的教學(xué)資源能促進(jìn)教師的視野開闊，同時(shí)又能引導(dǎo)學(xué)員進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。為了提升教學(xué)質(zhì)量，進(jìn)一步深化教學(xué)改革成果。課程組建立了“《電氣防火及火災(zāi)監(jiān)控》輔助教學(xué)系統(tǒng)”、搭建了網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)平臺(tái)，在這些網(wǎng)絡(luò)資源中，建立了基本資料庫(包括法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)等)、案例庫、論文資源庫、練習(xí)題庫、課件、網(wǎng)上作業(yè)及答疑等。學(xué)員通過網(wǎng)絡(luò)資源實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)，并且能建立與教師溝通的渠道。教師不斷更新教學(xué)平臺(tái)，在豐富自己知識(shí)的同時(shí)，更豐富了學(xué)員，實(shí)現(xiàn)了“教”“學(xué)”相長，相得益彰。由于教學(xué)效果突出，2008年，“《電氣防火及火災(zāi)監(jiān)控》輔助教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)”獲公安部教學(xué)成果三等獎(jiǎng)。