緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)論文，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！

篇1

1．1概述文成臺改建的高清非編網(wǎng)絡(luò)采用多通道NAS集群技術(shù)的集中存儲網(wǎng)絡(luò)解決方案，采用“萬兆主干+千兆桌面”的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，并結(jié)合“緩存技術(shù)”實現(xiàn)高清素材高效率編輯。系統(tǒng)分為4個子網(wǎng)，通過獨立的通道與中心存儲體實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的共享編輯。多通道NAS網(wǎng)絡(luò)是對非編網(wǎng)絡(luò)的存儲和傳輸采用優(yōu)化策略和均衡調(diào)度，提高網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率和增強素材存儲陣列的吞吐率，這樣既大大提高了現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)帶寬又解決了素材的備份問題。多通道NAS集群很好地解決了10GbNAS網(wǎng)絡(luò)帶寬的瓶頸問題，這種架構(gòu)方式越來越多地運用到中小型高清非編網(wǎng)絡(luò)中。

1．2網(wǎng)絡(luò)帶寬計算NAS的瓶頸目前主要在外部以太口，所以在系統(tǒng)架構(gòu)時就要充分考慮系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的帶寬問題。設(shè)計存儲系統(tǒng)時首先要做的就是計算整個網(wǎng)絡(luò)所需要的總帶寬，總帶寬是存儲設(shè)備選型的重要參考因素。這次改建我們共架設(shè)14臺非編工作站和2臺配音工作站(都按非編工作站計算)，按照全網(wǎng)非編工作站都采用100Mb的高清碼流進(jìn)行3層網(wǎng)絡(luò)實時視頻編輯，則每臺編輯工作站占用300Mb/s帶寬。整個系統(tǒng)所需要的總帶寬為:16×300=4800Mb/s，4800/8=600Mb/s，考慮到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)要有80%的帶寬冗余，那么存儲系統(tǒng)應(yīng)該至少能夠提供750Mb/s的帶寬。因此我們選擇萬兆存儲中心(單臺存儲體的實測帶寬能達(dá)到600Mb/s以上)，為滿足750Mb/s的帶寬需求，特配置兩臺DS－S01T024萬兆存儲中心互為主備，系統(tǒng)總帶寬將達(dá)到1200Mb/s，不但能支撐目前的編輯需求，而且還能滿足未來的擴容需求。

1．3系統(tǒng)構(gòu)架原理為了提高高清非編網(wǎng)絡(luò)的實時編輯性能，防止網(wǎng)絡(luò)堵塞，我們特采用“萬兆主干+千兆桌面”的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，中心交換機配置4個萬兆以太網(wǎng)端口，分別接入2臺中心存儲的萬兆網(wǎng)口，其他客戶端站點通過千兆網(wǎng)口與中心交換機的千兆以太網(wǎng)口相連。文成臺高清非編網(wǎng)絡(luò)主要由以下設(shè)備組成:11臺高清有卡工作站、3臺無卡工作站、2臺配音工作站、2臺中心存儲、2臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、1臺Web服務(wù)器、1臺后臺合成服務(wù)器。下面結(jié)合圖1，簡述文成臺高清非編網(wǎng)NAS集群的工作原理。我們采用多網(wǎng)卡結(jié)構(gòu)，主備陣列各插4塊網(wǎng)卡，多IP地址組成多通道NAS/NAS集群，將數(shù)據(jù)分流。也就是把系統(tǒng)分為4個子網(wǎng)，通過獨立的通道與中心存儲體實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的共享編輯。我們將每4臺非編的IP地址設(shè)成1個網(wǎng)段，共4個IP段(即新聞制作組為A網(wǎng)段、專題制作組為B和C網(wǎng)段、廣告/配音制作組為D網(wǎng)段)，磁盤陣列的4個網(wǎng)卡分別對應(yīng)非編工作站的這4個IP網(wǎng)段。根據(jù)參數(shù)的配置，“新聞制作組”和“專題制作組1”分別通過主存儲陣列的A、B段網(wǎng)卡讀取/寫入;“專題制作組2”和“廣告/配音制作組”分別通過備存儲陣列的C、D段網(wǎng)卡讀取/寫入。主存儲陣列出現(xiàn)故障時，“新聞制作組”和“專題制作組1”自動選擇路徑，從備存儲陣列的A、B段網(wǎng)卡讀取/寫入。同理，當(dāng)備存儲陣列出現(xiàn)故障時，“專題制作組2”和“廣告/配音制作組”自動選擇路徑，從主存儲陣列的C、D段網(wǎng)卡讀取/寫入。由于主備存儲陣列多網(wǎng)段分流，正常工作時，系統(tǒng)的總帶寬拓展了1倍，通過后臺數(shù)據(jù)庫比對，實現(xiàn)主備數(shù)據(jù)完全鏡像。

1．4“緩存映像”技術(shù)所謂“緩存映像”技術(shù)就是將中心存儲陣列的存儲結(jié)構(gòu)實時映射到網(wǎng)絡(luò)的每臺非編上。系統(tǒng)素材采用分布式采集上載方式，編輯工作站實現(xiàn)素材的采集上載，素材上載到中心存儲陣列的同時在工作站本地“緩存映像”文件夾中產(chǎn)生相同的鏡像數(shù)據(jù)。據(jù)系統(tǒng)預(yù)設(shè)的優(yōu)先路徑策略，編輯工作站進(jìn)行素材編輯時，先采用本地存儲中的素材進(jìn)行編輯，本地若無此素材，再根據(jù)策略選擇網(wǎng)絡(luò)存儲中的素材實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)編輯，本地編輯在編輯過程中不占用網(wǎng)絡(luò)帶寬，這樣既可以減輕網(wǎng)絡(luò)帶寬的壓力也能做到數(shù)據(jù)冗余。我們在日常編輯中，素材在工作站上載完成后隨即進(jìn)行粗編，此時系統(tǒng)直接讀取本地素材進(jìn)行實時編輯，這樣大大提高了現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率，在系統(tǒng)所有工作站繁忙的時段這個效果是顯而易見的。

210GbNAS構(gòu)架方式的優(yōu)勢

我們選用10GbNAS技術(shù)組建高清非編網(wǎng)，是結(jié)合實際經(jīng)過對上述幾種構(gòu)架方式分析比對后確定的方案，我們發(fā)現(xiàn)10Gb以太網(wǎng)架構(gòu)在中小網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中有諸多優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

2．1成本低，網(wǎng)速快FC－SAN的建造成本最高，F(xiàn)C－SAN不僅需要價格高昂的光纖存儲和光纖連接設(shè)備，還需要以太設(shè)備來做源數(shù)據(jù)交換，為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享還需要另外購買價格不菲的SAN管理軟件。IP－SAN比FC－SAN的硬件成本低了不少，不需要光纖連接設(shè)備，但它有SAN的特性，也需要另外購買價格不菲的SAN管理軟件來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享訪問管理。以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)最簡單，只有NAS存儲和以太交換機組成。隨著10Gb以太網(wǎng)絡(luò)的不斷普及，10Gb的存儲和連接設(shè)備的成本大大降低。10Gb以太網(wǎng)架構(gòu)早已在大型的數(shù)據(jù)中心和高性能計算領(lǐng)域運用，打破了長期被4GbFC和8GbFC獨占的局面。

2．2故障環(huán)節(jié)少從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以看出SAN實現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀寫共享訪問需要3個環(huán)節(jié)，終端發(fā)起讀/寫請求到SAN共享管理軟件進(jìn)行源數(shù)據(jù)交換，得到源數(shù)據(jù)信息后再對存儲進(jìn)行讀/寫訪問，這種情況不管是共享管理軟件出問題，還是存儲出問題都會影響數(shù)據(jù)安全，另外FC－SAN雙網(wǎng)還要多一個環(huán)節(jié)，以太網(wǎng)出問題也要影響數(shù)據(jù)安全。NAS只有兩個環(huán)節(jié)，不需要中間環(huán)節(jié)，直接對存儲進(jìn)行讀/寫操作，它不會因為第三方的問題而造成數(shù)據(jù)的損失。顯而易見環(huán)節(jié)越多出問題的幾率就會越高，采用簡單的萬兆以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)的非編制作網(wǎng)，是減少故障的基礎(chǔ)。

2．3管理和維護(hù)簡單網(wǎng)絡(luò)建成后，方便的管理和簡單的維護(hù)才能使網(wǎng)絡(luò)的正常運行得到保障。SAN網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)復(fù)雜，環(huán)節(jié)多的特點就決定了它的管理和維護(hù)比較復(fù)雜，技術(shù)維護(hù)人員不僅要懂以太網(wǎng)和光纖網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)，還要會SAN共享軟件的維護(hù)。SAN網(wǎng)絡(luò)的啟動關(guān)閉需遵守嚴(yán)格的順序，給一些應(yīng)急處理帶來了操作復(fù)雜和等待時間過長的安全隱患。以太網(wǎng)絡(luò)是大家熟悉的一種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，NAS各個服務(wù)的啟動不需要既定的順序，如果服務(wù)器重新啟動，只要網(wǎng)絡(luò)正常連通就可以開始工作，在應(yīng)急操作中不容易出錯，這給網(wǎng)絡(luò)整體維護(hù)帶來方便。

2．4兼容能力強，平滑過渡目前各電視臺的以太網(wǎng)路設(shè)備以千兆居多，因此在新建網(wǎng)絡(luò)的時候必須考慮新老網(wǎng)絡(luò)的兼容性，以保證新的網(wǎng)絡(luò)和原有的網(wǎng)絡(luò)的平滑過渡。10Gb以太網(wǎng)絡(luò)可以和各個階段的以太網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)而且不需要額外增加設(shè)備，也可以根據(jù)資金情況靈活搭配組合，可以先主干建成10Gb的以太網(wǎng)架構(gòu)，分支用1000Mb以太網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，然后分支根據(jù)業(yè)務(wù)需求逐步過渡到10Gb。

2．5互聯(lián)互通方便，數(shù)據(jù)交互電視臺內(nèi)部各個業(yè)務(wù)板塊間資源共享，板塊間節(jié)目交換需要互聯(lián)互通。以太網(wǎng)只要網(wǎng)絡(luò)連接上就可以進(jìn)行連通，這使電視臺在構(gòu)架整體網(wǎng)絡(luò)時變得比較簡單。相比之下，光纖網(wǎng)就顯得比較復(fù)雜，因為這是個專用的網(wǎng)絡(luò)，所采用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和設(shè)備都是專有的，不能和通用的設(shè)備互聯(lián)，必須經(jīng)過轉(zhuǎn)換，這就大大增加了互聯(lián)的難度和成本，數(shù)據(jù)交換效率也大幅度降低。采用10Gb以太網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的高清制作網(wǎng)，為電視臺各業(yè)務(wù)板塊的互聯(lián)互通帶來了便利，降低了難度，節(jié)約了成本，它的優(yōu)勢是顯而易見的。

3結(jié)束語

篇2

1.1星型結(jié)構(gòu)具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，建網(wǎng)容易，網(wǎng)絡(luò)易于擴展，故障的檢測和隔離方便．但也存在著一些缺點，如網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點負(fù)擔(dān)過重，一旦中心節(jié)點出現(xiàn)故障，可能會造成整個系統(tǒng)癱瘓．根據(jù)實際情況，化學(xué)化工學(xué)院機房面積約為120m2，現(xiàn)有38臺微型計算機，其中1臺配置較高，作為教師機；另外的37臺配置相對低一點，但都是相同型號．網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括2臺24換機．綜合上述條件考慮，決定采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如圖2所示．

1.2網(wǎng)絡(luò)硬件

1.2.1網(wǎng)絡(luò)中服務(wù)器與客戶機的選擇系統(tǒng)結(jié)構(gòu)選擇客戶機－服務(wù)器系統(tǒng)，該技術(shù)是計算機發(fā)展史上的一次革命，它與集中式平臺、計算機局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)不同，它以系統(tǒng)成本低、功能強大、用戶可以自由實現(xiàn)各種各樣的客戶機與服務(wù)器的聯(lián)網(wǎng)組合等顯著優(yōu)點，被廣大用戶所采用［4］．這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點體現(xiàn)在：服務(wù)器能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的控制和管理，對于沒有取得安全機制授權(quán)和鑒別的客戶，不允許其對服務(wù)器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行非法訪問，充分保證了系統(tǒng)地安全性能．客戶機是具有獨立性能的智能化微機，它既可以單獨運行存儲在其中的應(yīng)用程序，也可以通過網(wǎng)絡(luò)享受服務(wù)器提供的服務(wù)．網(wǎng)絡(luò)最重要的作用是資源共享和信息傳遞．對于共享的資源來說，絕大多數(shù)都存在于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中，因此，作為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的微機應(yīng)具有大容量、高速度、性能可靠等優(yōu)點．根據(jù)機房現(xiàn)有機器的特點，選擇PIV3．0GHz的處理器，1GB的內(nèi)存，160GB的硬盤作為基本配置的高檔微型計算機作為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器．客戶機有37臺同樣檔次的微機組成，PIV2．6GHz的處理器，520MB的內(nèi)存，80GB的硬盤作為基本配置．

1.2.2網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)（Interconnection）就是根據(jù)實際情況，選擇合適的技術(shù)和設(shè)備將相互獨立的網(wǎng)絡(luò)或計算機連接起來，從而達(dá)到數(shù)據(jù)交換和資源共享的目的．一般來說，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的方式主要有如下兩種：一是通過中繼系統(tǒng)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)；二是通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)．考慮到機房的具體情況，將采用第一種互聯(lián)方式．目前常用的中繼設(shè)備有中繼器、集線器、交換機、路由器和網(wǎng)關(guān)．本系統(tǒng)將采用TPLink24端口的智能交換機，配以3COM公司及D－LINK10M／100M自適應(yīng)網(wǎng)卡．具體連接過程是從其中一臺交換機的一個下方端口引出一條線接入另一臺交換機的上方端口，即可實現(xiàn)將37臺客戶機全部連接．

1.2.3通信介質(zhì)傳輸介質(zhì)是指連接計算機的通訊線路，一般分為有線介質(zhì)和無線介質(zhì)兩類．雙絞線、同軸電纜和光纖是常用的3種有線傳輸介質(zhì)．無線電通信、微波通信、紅外線通信以及激光通信的信息載體都屬于無線傳輸介質(zhì)．雙絞線是綜合布線工程中最常用的一種傳輸介質(zhì)．由于它具有性能好、成本低、抗干擾作用強的特點，因此在機房組建網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中使用了非屏蔽雙絞線作為通信介質(zhì)．如圖3所示．它是由兩根絞在一起的導(dǎo)線來形成傳輸電路．兩根導(dǎo)線絞在一起主要是為了防止干擾（線對上的差分信號具有共模抑制干擾的作用），利用RJ－45水晶頭連接在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備上．

2網(wǎng)絡(luò)軟件

完整的計算機網(wǎng)絡(luò)是由計算機網(wǎng)絡(luò)硬件和網(wǎng)絡(luò)軟件共同組成的．要實現(xiàn)計算機網(wǎng)絡(luò)的基本功能，必須在具備了計算機網(wǎng)絡(luò)硬件的同時，配備完善的網(wǎng)絡(luò)軟件．而計算機網(wǎng)絡(luò)軟件，又分為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件．

2.1網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)［5］網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（NOS）是向網(wǎng)絡(luò)計算機提供網(wǎng)絡(luò)通信和網(wǎng)絡(luò)資源共享功能的操作系統(tǒng)，它是負(fù)責(zé)管理整個網(wǎng)絡(luò)資源和方便網(wǎng)絡(luò)用戶的軟件的集合．由于網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是運行在服務(wù)器之上的，所以有時我們也把它稱之為服務(wù)器操作系統(tǒng)．工作站服務(wù)器型網(wǎng)絡(luò)中，服務(wù)器所使用的操作系統(tǒng)是每個組網(wǎng)者都需要考慮的．目前網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中主要存在以下幾類網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)：Windows、NetWare、Unix、Linux等幾類．而微軟公司的Windows系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)中是最常見的．一般常用到的操作系統(tǒng)有Win－dowsNTServer4．0，Windows2000Server等．本系統(tǒng)主要采用Windows2000server操作系統(tǒng)．Windows2000server是為服務(wù)器開發(fā)的多用途操作系統(tǒng)，與以往的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)相比，Windows2000Server在安全性、可靠性、可操作性、適應(yīng)性和網(wǎng)絡(luò)性能等方面的功能都得到了進(jìn)一步的加強．可為部門工作小組或中小型公司用戶提供諸如Web服務(wù)、文件打印服務(wù)以及軟件應(yīng)用服務(wù)等．Windows2000Server對系統(tǒng)配置要求較高，具體如下：CPU為Pentium133MHz或更快的中央處理器，每臺計算機最多支持4個CPU；內(nèi)存容量建議最少256MB（最小支持64MB，最大支持4GB）；需要的最少硬盤空間大約為1GB．為了發(fā)揮Windows2000Server的性能，特別是承擔(dān)關(guān)鍵應(yīng)用的服務(wù)器在硬件上應(yīng)該選擇更高的．在Windows2000Server中，F(xiàn)AT16、FAT32、NTFS是最常見的3種磁盤文件系統(tǒng)．可以將服務(wù)器的主分區(qū)設(shè)置成NTFS格式，用來安裝操作系統(tǒng)．其他分區(qū)設(shè)置成FAT32格式，用來安裝必要的應(yīng)用軟件，方便學(xué)生進(jìn)行作業(yè)的收發(fā)．在具備了相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)后，要想使具有不同操作系統(tǒng)、不同類型的計算機之間能夠互相通信，就必須有一組共同遵守的通信標(biāo)準(zhǔn)，即網(wǎng)絡(luò)協(xié)議．協(xié)議本質(zhì)上無非是一種網(wǎng)上交流的約定，目前，全球最大的網(wǎng)絡(luò)———因特網(wǎng)（Internet），它所采用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是TCP／IP，它是因特網(wǎng)的核心技術(shù)．其中傳輸控制協(xié)議TCP和網(wǎng)際協(xié)議IP是兩個最基本、最核心的協(xié)議，是目前被各方面遵從的網(wǎng)際互聯(lián)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)．在開通校園網(wǎng)后，由網(wǎng)絡(luò)中心分配唯一的IP地址，并配置相應(yīng)的網(wǎng)關(guān)和子網(wǎng)掩碼后，機房內(nèi)所有計算機就可以通過校園網(wǎng)服務(wù)器連入互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行暢游了．

2.2網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件根據(jù)學(xué)院實驗課程的要求，為機房內(nèi)計算機安裝必要的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件．比如學(xué)生在查閱文獻(xiàn)資料時，要登錄網(wǎng)頁，因此需要安裝WWW服務(wù)；有時候可能需要校內(nèi)網(wǎng)進(jìn)行作業(yè)的暫存，資源的下載，就需要FTP服務(wù)的支持．

3結(jié)束語

篇3

1.1系統(tǒng)網(wǎng)路總體設(shè)計方案ZigBee網(wǎng)絡(luò)主要由協(xié)調(diào)器節(jié)點、路由節(jié)點與終端節(jié)點組成。北斗通信與Zigbee網(wǎng)絡(luò)圖像監(jiān)測系統(tǒng)組網(wǎng)框架如圖2所示。結(jié)合該系統(tǒng)的具體使用環(huán)境場合，可以多種形式組網(wǎng)，協(xié)調(diào)器節(jié)點將作為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的要節(jié)點，完成對網(wǎng)絡(luò)的建立與管理、環(huán)境數(shù)據(jù)收集管理及連接北斗終端發(fā)送數(shù)據(jù)。其它路由、支路節(jié)點與終端節(jié)點負(fù)責(zé)環(huán)境數(shù)據(jù)采集并發(fā)送數(shù)據(jù)至協(xié)調(diào)器節(jié)點[5]。該系統(tǒng)內(nèi)的協(xié)調(diào)器節(jié)點還有一個重要任務(wù)，就是在系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中其它節(jié)點第一次與協(xié)調(diào)器節(jié)點通信時，如果出現(xiàn)該通信節(jié)點不在其路由列表中,此時協(xié)調(diào)器節(jié)點依據(jù)不同路徑情況，將選擇最佳匹配的網(wǎng)絡(luò)路由路徑。整個網(wǎng)絡(luò)中由路由與終端節(jié)點所采集的圖像信息最終匯總到協(xié)調(diào)器節(jié)點，通過與其相連接的北斗終端模塊發(fā)送給北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)，在通過地面接收站接收，在監(jiān)控中心就可以清晰的看到相關(guān)圖像信息。該系統(tǒng)具有直觀、便捷、信息實時性強等優(yōu)點，從而將被在監(jiān)控、海洋生產(chǎn)、運輸、電信和勘探等領(lǐng)域廣泛使用。

1.2北斗通信模塊選擇系統(tǒng)采用北斗通信模塊與GPS雙系統(tǒng)模塊SUN-BGR，它是一種自動測報通用型模塊，采用USB接口方式，與其它器件連接方便，能夠在惡劣的環(huán)境指標(biāo)下工作，完成單系統(tǒng)定位和雙系統(tǒng)混合定位。可根據(jù)用戶要求進(jìn)行靈活的改進(jìn)，在32通道內(nèi)通信。該北斗雙模系統(tǒng)，兼顧了GSP定位系統(tǒng)，可以廣泛應(yīng)用于公路、鐵路、船舶等交通工具的調(diào)度組網(wǎng)，完成監(jiān)控和短報文發(fā)送工作。對不利于派人駐守和勘測的地方有著獨有的特點，也可與多種傳感器相連實現(xiàn)水文、氣象、地質(zhì)、森林防火等各類大型管線行業(yè)的數(shù)據(jù)傳輸和實時監(jiān)控。具有定位、通信、導(dǎo)航、數(shù)據(jù)接口、遙閉和單雙向停機等功能，在對黑龍江林場監(jiān)控中得到應(yīng)用，性能得到很好證明。模塊主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

1.3ZigBee路由及終端節(jié)點設(shè)計遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控終端系統(tǒng)實現(xiàn)采集視頻圖像數(shù)據(jù)、壓縮編碼視頻圖像數(shù)據(jù)、傳送壓縮視頻圖像數(shù)據(jù)至控制中心等功能。整個硬件系統(tǒng)可分為嵌入式主控模塊、ZIGBEE模塊、顯示模塊、圖像采集模塊、供電模塊及FLASH模塊六大部分。本系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。嵌入式主控模塊采用S3C2440處理器，主頻可達(dá)400MHz，主要是面向終端設(shè)備及高性價比、低功耗的應(yīng)用，負(fù)責(zé)對ZigBee模塊數(shù)據(jù)的處理和控制。在主控模塊上運行嵌入式Linux系統(tǒng)，而嵌入式Linux操作系統(tǒng)的主要作用是管理程序模塊進(jìn)程并調(diào)度進(jìn)程等。ZigBee模塊主要用于接收圖像信息，并以特定的格式發(fā)送給ZigBee協(xié)調(diào)器模塊。圖像采集模塊完成視頻的采集和壓縮功能，由USB攝像頭和視頻采集壓縮卡兩部分構(gòu)成。視頻采集壓縮卡采取模擬圖像輸入，JPEG壓縮圖像格式輸出。圖像的采集和壓縮都由硬件實現(xiàn)，這樣監(jiān)控終端自身就可以不需要配大容量的緩存，從而降低了成本，減少了ARM處理器的工作負(fù)擔(dān)。視頻采集壓縮卡還支持圖像偵測功能，在圖像偵測狀態(tài)下，壓縮卡連續(xù)捕捉圖像。圖像偵測靈敏度以及異物面積大小均可由ARM處理終端設(shè)定。有快速的圖像捕捉速度和較強的數(shù)字圖像處理能力。配以改進(jìn)的圖像偵測算法，取得了較好的圖像偵測效果。顯示模塊采用3.5寸TFT帶觸摸屏的LCD，作為整個系統(tǒng)的控制面板。FLASH模塊將存儲一些尚未傳輸?shù)膱D像信息。供電模塊主要為系統(tǒng)正常工作提供電源。整個北斗視頻圖像采集終端依照客戶端/服務(wù)端模式設(shè)計，實時將集的圖像信息傳送到監(jiān)控中心。系統(tǒng)工作時，先由主控模塊啟動視頻圖像采集和壓縮過程，啟動USB攝像頭對現(xiàn)場圖像進(jìn)行實時采集，將采集的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由視頻采集壓縮卡處理后存儲為JPEG格式，根據(jù)使用環(huán)境的不同，由主控模塊或用戶指令控制圖像的壓縮率,北斗發(fā)起與遠(yuǎn)方監(jiān)控中心的視頻圖像數(shù)據(jù)的傳送連接，監(jiān)控中心以服務(wù)器模式運行，經(jīng)監(jiān)控中心確認(rèn)后，北斗模塊將視頻圖像壓縮數(shù)據(jù)包將開始無線傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，監(jiān)控中心根據(jù)監(jiān)控需要完成視頻圖像壓縮數(shù)據(jù)包的接收和圖像顯示等操作。

2系統(tǒng)軟件設(shè)計

軟件的設(shè)計分為兩部分，包括ZigBee引導(dǎo)程序軟件設(shè)計和終端處理程序軟件設(shè)計。ZigBee引導(dǎo)程序軟件設(shè)計實質(zhì)是整個終端程序的一個子模塊，完成對ZigBee的初始參數(shù)設(shè)置。包括關(guān)閉看門狗計時器，初始化串口配置，關(guān)閉中斷，初始化系統(tǒng)時鐘；打開網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)指示LED燈,并使系統(tǒng)運行于管理模式下；配置與串口相連的引腳為輸出狀態(tài)，同時，初始化I/O口。對于ZigBee控制采用AT通用命令完成，如果使用AT+CPOWD=1能夠關(guān)閉ZigBee模塊。這個命令可以使模式從網(wǎng)絡(luò)中退出并允許進(jìn)入安全狀態(tài)，在斷電之前保存數(shù)據(jù)。ZigBee初始化流程如圖4所示。終端處理程序主要解決控制圖像采集壓縮卡采集JPEG圖像，通過LCD觸摸屏發(fā)出的控制命令。采用AT命令控制ZigBee模塊接入北斗無線網(wǎng)絡(luò)，并將圖像上傳至北斗網(wǎng)絡(luò)。本部分采取C++和C編寫，采用動態(tài)圖像的傳輸方式，也就是說，一旦連接成功后，LCD控制端發(fā)送命令給終端采集JPEG圖像或設(shè)置終端的狀態(tài)、圖像的壓縮比例、圖像幅度大小等動作。終端處理程序流程圖如圖5所示在圖中的圖像處理中，從采集到識別采用Y、U和V三個分量算法進(jìn)行，其中獲取到處理采用原語進(jìn)行，主要算法如下：UTL_stsStart(stsDispTime);//開啟顯示時間計時inBuf[0]=pMsgBuf->bufY;//獲取Y分量nBuf[1]=pMsgBuf->bufU;//獲取U分量inBuf[2]=pMsgBuf->bufV;//獲取V分量outBuf[0]=disFrameBuf->frame.iFrm.y1;//存儲處理后火焰圖像Y分量outBuf[1]=disFrameBuf->frame.iFrm.cb1;//存儲處理后火焰圖像U分量outBuf[2]=disFrameBuf->frame.iFrm.cr1;//存儲處理后火焰圖像V分量yuv420to422(inBuf,outBuf,720,480);//將YUV4:2:0的格式轉(zhuǎn)換YUV4:2:2UTL_stsStop(stsDispTime);//顯示時間計時結(jié)束通過上述設(shè)計方案，結(jié)合圖像識別壓縮算法，與硬件系統(tǒng)調(diào)試，實現(xiàn)了衛(wèi)星多點遠(yuǎn)程監(jiān)控圖像的傳輸和顯示。

3實驗結(jié)果

系統(tǒng)運行時的實驗數(shù)據(jù)如下。圖6是當(dāng)嵌入式遠(yuǎn)程監(jiān)控終端工作時，linux系統(tǒng)的啟動信息。當(dāng)系統(tǒng)工作后，圖7是系統(tǒng)服務(wù)器終端顯示的圖像監(jiān)控終端采集的實時圖像，圖像的分辨率為320*200的彩色圖像。

4結(jié)束語

篇4

（一）CAN總線在汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的架構(gòu)CAN總線在汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的架構(gòu)主要分成兩部分：一個是面向地層電子控制單元的CA節(jié)點，另一個是實現(xiàn)高低速網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享以及網(wǎng)絡(luò)管理目的的網(wǎng)關(guān)?，F(xiàn)代汽車的電子控制單元主要包括有主控制器，發(fā)動機、懸架、制動防抱死、牽引力控制系統(tǒng)，以及儀表管理、故障診斷、中央門鎖、座椅調(diào)節(jié)系統(tǒng)等，把這些子控制系統(tǒng)連接在一起組成一個實時控制系統(tǒng)，必須要保證由各個控制單元發(fā)出的指令能夠在一定時間內(nèi)得到響應(yīng)，不然就非常有可能造成重大事故的發(fā)生。在汽車的實際運行中，多數(shù)節(jié)點間的大量實時數(shù)據(jù)是需要進(jìn)行交換的，如果汽車的所有節(jié)點在進(jìn)行通信時全都通過一條CAN總線，信息管理稍微出現(xiàn)一點配置不當(dāng)?shù)默F(xiàn)象，就會容易造成總線的超負(fù)荷使用，進(jìn)而降低系統(tǒng)的實時響應(yīng)速度。這種情況在實時系統(tǒng)中是不允許發(fā)生的，所以需要在分析汽車上各個節(jié)點的實時性后，以各個節(jié)點對實時性的要求為根據(jù)，為CAN通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計高、低不同的兩個速率，把其余對實時性要求較低的節(jié)點連接組成一個低速的CAN通信網(wǎng)絡(luò)，并且在架設(shè)網(wǎng)關(guān)時，把兩個不同速率的通信網(wǎng)絡(luò)連接在一起，達(dá)到所有節(jié)點間共享數(shù)據(jù)的目的。

（二）CAN總線接口的設(shè)計CAN總線的控制單元，除了需要承擔(dān)總線上和其它智能設(shè)備的聯(lián)絡(luò)通信，還需要采集和控制連接到基本單元上的儀器設(shè)備數(shù)據(jù)，因此控制單元應(yīng)該設(shè)置成為帶有微處理器的智能單元。在選擇CAN總線的智能控制單元時，需要選用如PCA82C200，SJA1000等獨立的CAN控制器。但是，獨立的CAN控制器需要在外部CPU的控制下才能運行，這就使得其芯片需要外接一個微處理器。由于汽車的工作環(huán)境是非常特殊的，所以在選擇單片機時必須要考慮到汽車的溫度范圍以及性價比，這種單片機的芯片可以通過CAN控制器簡化系統(tǒng)的硬件設(shè)計，同時也對系統(tǒng)的可靠性起到了促進(jìn)作用。設(shè)計系統(tǒng)的關(guān)鍵步驟是軟件的設(shè)計。設(shè)計過程需要使用MPLABIDE開發(fā)軟件、ICD2仿真器以及簡便靈活的C語言。在運用模塊化程序設(shè)計思想時，為了使控制單元的可靠性和可理解性增強，可以把整個程序劃分為四個部分：由系統(tǒng)初始化程序和監(jiān)控程序組成的主程序；由報文發(fā)送以及接收程序和CAN出錯管理程序等組成的CAN通信程序；包括：接口芯片的驅(qū)動程序、開關(guān)信號識別程序等的接口程序；還有中斷服務(wù)調(diào)用程序。在設(shè)計過程中，CAN接口的初始化程序是一個需要特別關(guān)注的重點，若是設(shè)計的不合理，系統(tǒng)很有可能無法正常工作。

二、CAN總線在汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用中的前景展望

汽車網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用前景的大致趨勢是網(wǎng)絡(luò)化。主節(jié)點眾多、架構(gòu)屬于開放式、以及能夠檢測錯誤和具有自我恢復(fù)能力等優(yōu)點，使CAN總線成為汽車網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的焦點。CAN總線是一個由物理層、數(shù)據(jù)鏈路層以及應(yīng)用層組成的三層網(wǎng)絡(luò)。在二十世紀(jì)九十年代初，CAN總線的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的規(guī)范才開始逐步標(biāo)準(zhǔn)化。在現(xiàn)階段的CAN應(yīng)用層上，根據(jù)應(yīng)用場合的不同，出現(xiàn)了一些如針對載重汽車應(yīng)用而提出的J1939等著名協(xié)議。在國外，CAN總線技術(shù)在汽車上的應(yīng)用得到了快速普及，支持CAN總線標(biāo)準(zhǔn)的公司也在逐漸增多，使其成為一個汽車網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢。目前我國也正研究和制訂在通訊協(xié)議編碼方面的CAN網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層標(biāo)準(zhǔn)，這對我國的CAN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用起到了一定的促進(jìn)作用。

三、結(jié)語

篇5

1.1標(biāo)準(zhǔn)幀與擴展幀的選擇

CAN2.0包括A部分和B部分，即CAN2.0A與CAN2.0B。其中，CAN2.0A是按CAN1.2規(guī)范定義的CAN報文格式的說明，規(guī)定CAN控制器必須有一個11位的標(biāo)識符。CAN2.0B是對CAN報文的標(biāo)準(zhǔn)格式和擴展格式的說明，CAN控制器的標(biāo)識長度可以是11位或29位。遵循CAN2.0B協(xié)議的CAN控制器，可以發(fā)送和接收11位標(biāo)識符的標(biāo)準(zhǔn)幀或29位標(biāo)識符的擴展幀。如果禁止CAN2.0B，則CAN控制器只能發(fā)送和接收11位標(biāo)識符的標(biāo)準(zhǔn)幀，而忽略擴展格式的報文結(jié)構(gòu)，但不會出現(xiàn)錯誤。標(biāo)準(zhǔn)幀與擴展幀如圖2所示。標(biāo)準(zhǔn)幀理論上最多可以標(biāo)識211（2048）個數(shù)據(jù)類型。由于協(xié)議規(guī)定標(biāo)識符最高7位不能同時全是隱性位，所以最多可以標(biāo)識211-24（2032）個數(shù)據(jù)類型。擴展幀使用29位標(biāo)識符，最多可標(biāo)識5億多個數(shù)據(jù)類型。當(dāng)采用CAN2.0B傳輸報文時，需對標(biāo)準(zhǔn)幀和擴展幀進(jìn)行選擇。從延遲的角度分析，它用于表示網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速度，延遲越少，響應(yīng)越快，性能越好。CAN最高位速率可達(dá)1Mbps，此時每位的傳輸時間是1μs?？偩€競爭獲勝的標(biāo)準(zhǔn)格式報文在傳輸不被中斷的情況下，長度為最大值的報文總線訪問時間只有111μs，加填充位為134μs；擴展幀格式最大長度報文的總線訪問時間為131μs，加填充位為159μs。從總線吞吐量分析，它在數(shù)值上等于網(wǎng)絡(luò)或信道在單位時間內(nèi)成功傳輸?shù)目傂畔⒘俊?biāo)準(zhǔn)格式信息幀的長度為47+8×DLC，數(shù)據(jù)域在一幀報文中所占比率為（8×DLC）（/47+8×DLC），在1Mbps位速率時的總線吞吐量為（8×DLC）（/47+8×DLC）×1Mbps。擴展格式信息幀的長度為67+8×DLC，數(shù)據(jù)域在一幀報文中所占比率為（8×DLC）（/67+8×DLC），在1Mbps位速率時的總線吞吐量為（8×DLC）/（67+8×DLC）×1Mbps。當(dāng)數(shù)據(jù)域長度為8字節(jié)時，若不考慮填充位，則標(biāo)準(zhǔn)幀的總線吞吐量為577kbps，而擴展幀的總線吞吐量為488kbps。從以上分析可見，雖然擴展幀格式可以表示的數(shù)據(jù)類型比標(biāo)準(zhǔn)幀格式多得多，但在總線訪問時間和總線吞吐量方面，標(biāo)準(zhǔn)幀格式明顯優(yōu)于擴展幀格式，所以在滿足節(jié)點數(shù)量要求的條件下，應(yīng)優(yōu)先考慮采用標(biāo)準(zhǔn)幀格式。

1.2標(biāo)識符分配和網(wǎng)絡(luò)實時性分析

1）標(biāo)識符分配。CAN只提供與物理層和數(shù)據(jù)鏈路層相關(guān)的協(xié)議，并沒有制定與特定應(yīng)用相關(guān)的應(yīng)用層的內(nèi)容。因此，根據(jù)具體應(yīng)用的特點，在總線協(xié)議的基礎(chǔ)上，定義詳細(xì)的標(biāo)識符分配及網(wǎng)絡(luò)配置管理的具體方式是開發(fā)基于CAN的客車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的前提。標(biāo)識符分配可以通過兩種方式來實現(xiàn)：一是用戶自定義；二是采用CAN的高層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，如SAEJ1939、CANOpen等。無論采用哪種方式，都必須保證與安全性相關(guān)的高實時性的信息能夠獲得高優(yōu)先級。如SAEJ1939中，信息優(yōu)先級順序為控制參數(shù)、驅(qū)動狀態(tài)參數(shù)、驅(qū)動系控制、驅(qū)動系配置參數(shù)、信息參數(shù)、信息狀態(tài)參數(shù)等。2）網(wǎng)絡(luò)實時性分析。客車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是分布式實時系統(tǒng)，許多任務(wù)具有嚴(yán)格實時性和硬實時性，信息傳輸與控制必須滿足任務(wù)截止期要求?？蛙嚲W(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的實時性可以通過信息的響應(yīng)時間來衡量，典型的理論方法有Worst-case、Actual-case、Average和Maximum等。Actual-case同時考慮到周期性信息和非周期性信息，Worst-case考慮到信息傳輸過程中的最壞情況，一般將兩者結(jié)合進(jìn)行實時性分析。位速率是網(wǎng)絡(luò)實時性分析的一個重要參數(shù)，它的確定必須考慮到通信距離，尤其在高速通信的情況下，距離的增加帶來的傳輸延遲是不可忽略的。表3為通訊位速率與總線兩個節(jié)點間最大距離的關(guān)系。

2典型的電動客車整車網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計及控制策略優(yōu)化

隨著客車電子控制單元的增多和信息通訊性能要求的不同，單總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)引發(fā)網(wǎng)絡(luò)通訊負(fù)載大、通信效率低、實時性能差和通信距離與網(wǎng)絡(luò)性能矛盾突出等問題。因此，一般采用多網(wǎng)段結(jié)構(gòu)來構(gòu)建基于CAN的客車整車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。一個典型純電動客車的整車網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋱D見圖3。多網(wǎng)段結(jié)構(gòu)適合于連接功能相對獨立的網(wǎng)段，信息交換通過網(wǎng)關(guān)來實現(xiàn)。其特點是：同一網(wǎng)段的節(jié)點通過總線方式連接；不同網(wǎng)段之間通過網(wǎng)關(guān)連接，并實現(xiàn)相互通信；網(wǎng)絡(luò)管理和集中控制的功能由網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)。如采用低速總線連接低實時性要求的車身控制單元，增加通信傳輸距離，提高抗干擾能力；采用高速總線連接動力傳動系統(tǒng)，以滿足與行駛安全相關(guān)信息的高實時性要求；采用帶雙通道CAN控制器的微處理器，實現(xiàn)兩條CAN總線信息的通信和控制功能。對于網(wǎng)絡(luò)層可以采用靜態(tài)地址分配機制，可以參照SAEJ1939通訊協(xié)議為公路設(shè)備定義地址分配表。

2.1整車控制器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

根據(jù)電動汽車整車網(wǎng)絡(luò)的特性，整車運行、安全性、經(jīng)濟(jì)性等整車控制策略主要是由整車控制器（VMU）完成。整車控制器VMU的結(jié)構(gòu)圖見圖4。整車控制器一般采用兩路CAN總線（參照商用車SAEJ1939協(xié)議）：CAN1為VehicleCAN與電池管理系統(tǒng)、ABS防抱死系統(tǒng)、儀表等設(shè)備相連，接收車身系統(tǒng)相關(guān)信息；CAN2為MCUCAN，只與驅(qū)動電機控制器相連，專用的MCU內(nèi)部CAN2的設(shè)置會使整車驅(qū)動系統(tǒng)響應(yīng)速度更快、實時性更高、性能更穩(wěn)定可靠。

2.2整車控制器控制策略與優(yōu)化方向

2.2.1整車控制器VMU整車控制器VMU是純電動車輛的主要管理單元，與車輛的牽引系統(tǒng)及車上的其他主要部件的相互通訊。整車控制器讀取并識別駕駛員的輸入信號（踏板、換檔器、按鈕等），并確保駕駛的舒適性。扭矩控制（TorqueManagement）是整車控制器驅(qū)動控制的最關(guān)鍵的策略，成熟的轉(zhuǎn)矩管理算法編程時，應(yīng)設(shè)計為可進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)配置軟體，以滿足整車集成時不同參數(shù)的需求，如踏板傳感器參數(shù)、扭矩轉(zhuǎn)化斜率、最大速度（正向和反向）等。扭矩控制需要滿足以下幾個方面功能：1）扭矩過渡處理平滑，以確保乘客的舒適性。2）科學(xué)有效地管理掛檔器（DriveSelector），以防止因掛檔器誤操作帶來的安全隱患。3）超速保護(hù)（OverSpeed）功能。4）駐坡功能（HillHolder）、跟車功能（Creep）等增值功能。5）能量回饋與電制動策略管理，基于不同回饋能量需求及電制動限值條件，如防抱死（ABS）及客戶指令需求時，可以自動切斷電制動。

2.2.2優(yōu)化管理整車控制器除了常規(guī)的行車控制及保護(hù)功能外，在以下這些方面也可以做針對性的優(yōu)化管理：上下高壓電安全控制；行車動態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)測及安全行車管理；節(jié)電模式及動力電池管理等。整車控制器控制策略的智能控制方法有遞階控制、專家控制、模糊控制、神經(jīng)控制和學(xué)習(xí)控制等[10]。

3結(jié)束語

篇6

在今天，我國科學(xué)技術(shù)蓬勃發(fā)展帶動了各個領(lǐng)域有不同程度的進(jìn)步和發(fā)展。煤礦行業(yè)之所以能夠有很大程度的進(jìn)步，與科學(xué)技術(shù)的有效運用分不開。目前應(yīng)用于煤礦開采中的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)就是最好的證明，其合理而有效的運用，大大提高了煤礦開采的安全性。但煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)并沒有達(dá)到非常完美的程度，其也存在多想不可忽視的問題。具體表現(xiàn)為。

1.1傳感器質(zhì)量和性能較差

傳感器作為安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，保證其質(zhì)量和性能是高效運用安全監(jiān)控檢測系統(tǒng)的關(guān)鍵之一。但事實上，目前我國大多數(shù)煤礦開采中所應(yīng)用的安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)就存在傳感器質(zhì)量和性能較差的情況，傳感器質(zhì)量和性能較差具體表現(xiàn)為載體催化元件的應(yīng)用效果差，容易影響傳感器的正常使用；傳感器制作工藝技術(shù)比較落后，會降低傳感器的使用性等。因各種因素而促使傳感器的質(zhì)量和性能降低是安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)前存在的問題之一，需要通過有效的措施來調(diào)整和優(yōu)化，才能夠保證傳感器合理而有效的應(yīng)用。

1.2通信協(xié)議不規(guī)范

所謂的安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)通信協(xié)議不規(guī)范是指其缺乏符合礦井電氣防爆等特殊要求的總線標(biāo)準(zhǔn)，所以現(xiàn)有生產(chǎn)廠家的監(jiān)控系統(tǒng)的通信協(xié)議幾乎都采用各自專用的，互不兼容。此種情況的存在使得我國安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的通信協(xié)議表現(xiàn)出不規(guī)范這一特點。而通信協(xié)議不規(guī)范的情況將會無法實現(xiàn)資源貢獻(xiàn)，相應(yīng)的安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的更新和升級就會受到一定的影響和阻礙，安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用效果受到一定程度的抑制。所以說，煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)通信協(xié)議不規(guī)范也是導(dǎo)致此系統(tǒng)無法高效運用的因素之一。

2增強煤礦安全監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)運行效果的有效措施

煤礦開采是一項危險性較大的工作，在進(jìn)行煤礦開采作業(yè)的過程中存在很多危險因素，一旦危險因素未得到有效的控制，很容易導(dǎo)致安全事故發(fā)生，不僅影響煤礦正常開采，還會導(dǎo)致人身受損。安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)合理而有效的運用能夠大大改善此種現(xiàn)狀，當(dāng)然是是以保證安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)高效運用為前提。如何才能夠?qū)崿F(xiàn)煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)高效運用？作者結(jié)合相關(guān)的資料，提出以下幾點建議。

2.1研發(fā)高質(zhì)量、高性能的傳感器

傳感器作為煤礦安全監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)的重要組成部分之一，其合理而有效的應(yīng)用能夠提高安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的運行效果。而我國目前所應(yīng)用的安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的傳感器質(zhì)量和性能不佳，直接影響安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的合理應(yīng)用。針對此種情況，作者建議應(yīng)當(dāng)充分利用不斷創(chuàng)新的科學(xué)技術(shù)來研發(fā)高質(zhì)量，高性能的傳感器，將其安裝在安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中，以此來提高監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用性，為安全高效的煤礦開采創(chuàng)造條件。

2.2統(tǒng)一化規(guī)范化通信協(xié)議

上文中已經(jīng)充分說明當(dāng)下我國煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)通信協(xié)議不規(guī)范，通信協(xié)議不規(guī)范將造成設(shè)備重復(fù)購置、系統(tǒng)補套受制于人和不能隨意進(jìn)行軟硬件升級改造等后果。為了盡量避免此種情況出現(xiàn)在安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中，應(yīng)當(dāng)對安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)通信協(xié)議進(jìn)行調(diào)整和約束，促使其規(guī)范化和統(tǒng)一化，從而保證我國所應(yīng)用的安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)資源共享，升級安全監(jiān)控檢測系統(tǒng)，使其合理而有效的應(yīng)用。當(dāng)然，實現(xiàn)通信協(xié)議統(tǒng)一化和規(guī)范化并不是非常容易的，需要我國推出很多規(guī)范性規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)對通信協(xié)議進(jìn)行規(guī)范化處理。只有推出統(tǒng)一的。規(guī)范的通信協(xié)議，才能夠保證安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)能夠采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式、統(tǒng)一的升級模式、統(tǒng)一的系統(tǒng)資源，促使煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)能夠更加高效的應(yīng)用。

2.3專家診斷、決策系統(tǒng)的優(yōu)化

盡管目前應(yīng)用于煤礦開采中的安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)具有良好的應(yīng)用性，但同時它也存在不可忽視的問題，只有有效的處理安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題，才能夠真正意義上實現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化，促使其性能更強，應(yīng)用效果更好。如何才能夠?qū)崿F(xiàn)煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)化？作者建議有此方面的專家對安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的、深入的、全面的診斷，準(zhǔn)確的診斷出煤礦安全監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)存在的質(zhì)量問題，并針對煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題進(jìn)行詳細(xì)的分析，制定合理的改善措施，改變系統(tǒng)功能單一、簡單的情況，使其性能、質(zhì)量等方面得到良好的優(yōu)化，更加合理的應(yīng)用于煤礦開采中。

3結(jié)束語

篇7

在《計算機應(yīng)用基礎(chǔ)》課程總體設(shè)計思路上，也就是在課程教學(xué)計劃設(shè)計時，我們要充分考慮應(yīng)用計算機網(wǎng)絡(luò)資源，在校園網(wǎng)上建立計算機學(xué)習(xí)平臺，將課程學(xué)習(xí)的進(jìn)程和學(xué)習(xí)資源呈現(xiàn)在校園網(wǎng)精品課程資源平臺上，學(xué)生可以在任何時間、任何地點只要校園網(wǎng)覆蓋的地方，就可以學(xué)習(xí)。這滿足了絕大多數(shù)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。在課堂教學(xué)法上，發(fā)揮校園網(wǎng)的作用，教學(xué)時充分利用網(wǎng)上的圖書館資料和服務(wù)器上的學(xué)習(xí)資源，進(jìn)行生動活潑的教學(xué)，同時向?qū)W生展示如何使用的問題。由于本校教學(xué)采用大教室教學(xué)，一共可容納200名學(xué)習(xí)同時學(xué)習(xí)。為了讓大多數(shù)學(xué)生找到適合自己的學(xué)習(xí)環(huán)境，我們在機房內(nèi)建成了局域網(wǎng)，通過共享資源等方式，達(dá)到學(xué)習(xí)目的。

二、搞好課程教學(xué)方法、教學(xué)手段設(shè)計活躍課堂氣氛

為了活躍計算機課堂學(xué)習(xí)氣氛，在教學(xué)方法上，注重采取網(wǎng)絡(luò)互動等多種教學(xué)方法，讓學(xué)生在生動活潑的學(xué)習(xí)環(huán)境中愉快學(xué)習(xí)。本校教學(xué)系統(tǒng)中安裝有相關(guān)的在線互動軟件，可以組建小范圍的局域網(wǎng)，讓學(xué)生以小組為單位進(jìn)行互動比賽、相互討論，也可以進(jìn)行師生交流，形成活躍的課堂氛圍。如為了培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，在課堂上進(jìn)行小組范圍的打字比賽，看看誰能最終勝出。再如，可以進(jìn)行PPT教學(xué)內(nèi)容與制作的展示，讓學(xué)生做裁判員，結(jié)果并不重要，重要的是學(xué)生都參與其中。

三、利用考試測試方法設(shè)計促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)

考試是教學(xué)環(huán)節(jié)中重要的一環(huán)，不僅是因為要給學(xué)生一個可信的成績，而且是對學(xué)生學(xué)習(xí)成果的肯定，更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。在考試測試的方法上，利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行精心設(shè)計，也能起到促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的作用。在設(shè)計上，采用校園網(wǎng)提交作業(yè)方式，讓學(xué)生完成平時作業(yè)，記為平時成績。在教室內(nèi)，通過考試系統(tǒng)隨機抽題，讓學(xué)生現(xiàn)場答題，保證學(xué)生考試的公平性，因為這樣做，盡管相鄰兩位同學(xué)坐得很近，彼此都能看到對方的答題，但是由于是隨機抽題，考試內(nèi)容是不一樣的，避免相互抄襲的情況發(fā)生，讓學(xué)生考出真實的成績。

四、結(jié)語

篇8

隨著我國地鐵建設(shè)迅速發(fā)展，加之地鐵工程規(guī)模大，周邊建筑物與地下管線情況復(fù)雜，地面交通繁忙，地質(zhì)條件不確定性因素多，而安全管理沒有跟上，缺少實時監(jiān)測和風(fēng)險評估，安全事故時有發(fā)生。文獻(xiàn)［1］統(tǒng)計了我國2003—2011年地鐵隧道施工事故數(shù)據(jù)資料，坍塌、物體打擊、高處墜落是地鐵隧道施工中的主要事故類型，上述事故約占總數(shù)的40％，同時，事故造成的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡十分嚴(yán)重。安全無小事，細(xì)節(jié)決定成敗。目前安全管理比以前有了很大的進(jìn)步，例如文獻(xiàn)［2－16］介紹了幾款施工安全監(jiān)控管理信息系統(tǒng)，主要實現(xiàn)位移監(jiān)測、軸力監(jiān)測、測斜監(jiān)測、視頻監(jiān)測等數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸、監(jiān)測數(shù)據(jù)分析預(yù)警、門禁等功能；文獻(xiàn)［16－18］介紹了施工安全風(fēng)險自動識別、風(fēng)險的信息化管理等技術(shù)與實現(xiàn)效果；文獻(xiàn)［19］介紹了一款用于應(yīng)急組織、培訓(xùn)演練、響應(yīng)調(diào)度、輔助決策的基于GIS的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。從查閱的大量文獻(xiàn)來看，目前絕大部分的系統(tǒng)主要實現(xiàn)安全監(jiān)測預(yù)警功能，也有關(guān)于施工風(fēng)險的自動識別、應(yīng)急響應(yīng)的相關(guān)研究，大大降低了地鐵施工風(fēng)險程度。在信息共享的今天，只有實現(xiàn)多功能的集成，才能發(fā)揮安全管理的效率最大化。目前地鐵施工信息化管理還未實現(xiàn)人員、機械設(shè)備、環(huán)境、工程結(jié)構(gòu)物、臨時設(shè)施、周圍既有設(shè)施設(shè)備等的精細(xì)化管理，不安全狀態(tài)與不安全行為的智能化評判，以及人－機、機－機、機－建之間等的智能沖突分析，在風(fēng)險預(yù)測預(yù)警、隱患辨識等方面也有待進(jìn)一步研發(fā)。因此，有必要研究開發(fā)能夠?qū)崿F(xiàn)人員、機械設(shè)備、工程結(jié)構(gòu)物、臨時設(shè)施的安全管理，以及沖突分析和可視化動態(tài)監(jiān)測預(yù)測預(yù)警等功能于一體的地鐵施工安全風(fēng)險分析與管理遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（以下簡稱系統(tǒng)）。

1系統(tǒng)功能需求

系統(tǒng)應(yīng)實現(xiàn)以下功能。1）基礎(chǔ)信息管理。①人員安全基礎(chǔ)信息管理。有專家對事故發(fā)生原因進(jìn)行統(tǒng)計分析，結(jié)果表明人為因素導(dǎo)致的事故占80％以上，而性別、年齡、是否飲酒、睡眠情況、反應(yīng)敏捷性、性情等有差異的人員發(fā)生安全事故的概率亦有不同，即使是同一個人，其各種狀態(tài)也經(jīng)常變化［20］。因此，系統(tǒng)應(yīng)能動態(tài)管理施工人員的上述信息。②機械設(shè)備安全基礎(chǔ)信息管理。任何一種機械由于自身的性能、結(jié)構(gòu)等特性，都有一定的使用技術(shù)要求，機械設(shè)備在使用過程中，其性能狀態(tài)是動態(tài)變化的。因此，系統(tǒng)應(yīng)動態(tài)把握機械設(shè)備的性能狀態(tài)。③環(huán)境安全基礎(chǔ)信息管理。工作環(huán)境不僅影響著施工人員的工作質(zhì)量，還會影響施工人員在工作中的精神狀態(tài)。特殊的自然環(huán)境如雨雪天氣、大風(fēng)天氣、高低溫環(huán)境、密閉空間等對施工人員的安全行為和心理會造成很大的危害和影響［20］。以特殊天氣條件為例：雪天時路面、工程結(jié)構(gòu)物、機械設(shè)備上濕滑，設(shè)備移動過程中制動困難易發(fā)生沖撞與傾覆事故，工人在工程結(jié)構(gòu)物和機械設(shè)備上作業(yè)易發(fā)生高處墜落事故；雨天易發(fā)生城市內(nèi)澇，若排水不暢，車站基坑易積水發(fā)生坍塌事故；若高聳機械設(shè)備防雷措施不當(dāng)，則雷雨天還可能發(fā)生雷擊事故；霧霾天氣能見度變小，也易引發(fā)安全事故；6級強風(fēng)以上則易引起高聳設(shè)備、圍擋被風(fēng)吹倒并進(jìn)一步造成路面社會交通事故。因此，系統(tǒng)應(yīng)能實現(xiàn)對環(huán)境信息的動態(tài)管理。④工程結(jié)構(gòu)物信息管理。工程結(jié)構(gòu)物的三維地理信息、工程進(jìn)度信息等與安全風(fēng)險分析有極為密切的關(guān)系，因此，系統(tǒng)應(yīng)能動態(tài)管理工程結(jié)構(gòu)物的基本信息和進(jìn)度信息。⑤臨時設(shè)施信息管理。主要包括施工圍擋、豎井、斜井、施工材料堆放場、臨時辦公與生活用房等。正是由于臨時設(shè)施的臨時性，往往易被忽略而引發(fā)安全事故，因此應(yīng)納入系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)管理。⑥周邊既有建（構(gòu)）筑物、市政管線、路面等既有設(shè)備設(shè)施信息管理。2）監(jiān)控信息管理。系統(tǒng)應(yīng)能為施工開展提供及時的反饋信息，為車站基坑周圍環(huán)境進(jìn)行及時、有效的保護(hù)提供依據(jù)，并將監(jiān)測結(jié)果用于反饋優(yōu)化設(shè)計，為改進(jìn)設(shè)計提供依據(jù)；通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)與理論值的比較分析，可以檢驗設(shè)計理論的正確性；在施工全過程中，通過對既有地面和地下建（構(gòu)）筑物各項指標(biāo)的監(jiān)測，將結(jié)構(gòu)變形嚴(yán)格控制在標(biāo)準(zhǔn)限值內(nèi)，保證既有建（構(gòu)）筑物的安全等［2－5］。3）不安全狀態(tài)與不安全行為分析評判。人員、機械設(shè)備的不安全狀態(tài)和人員的不安全行為是導(dǎo)致施工事故的關(guān)鍵［20］，因此，系統(tǒng)應(yīng)能輔助安全管理人員對人員的不安全狀態(tài)和行為進(jìn)行分析評判，并將施工人員（尤其是安全人員）安排到最合適的工作崗位上。系統(tǒng)還應(yīng)能輔助安全管理人員分析機械設(shè)備，尤其是高聳機械、大型施工裝備的不安全狀態(tài)，以便對機械設(shè)備故障進(jìn)行有效預(yù)防，并對可能的安全事故進(jìn)行防控。4）沖突風(fēng)險分析。人員與機械混合作業(yè)、多機混合作業(yè)時，人員與機械設(shè)備之間、機械設(shè)備與機械設(shè)備之間、機械設(shè)備與工程結(jié)構(gòu)物之間、機械設(shè)備與地面社會交通之間可能發(fā)生沖突事故，系統(tǒng)應(yīng)能進(jìn)行三維沖突分析，以便輔助安全管理人員分析高風(fēng)險點、高風(fēng)險區(qū)域以及高危作業(yè)的基本情況。5）風(fēng)險預(yù)測與事故預(yù)警。6）安全隱患辨識與管理。7）應(yīng)急處理方案管理與智能選擇。8）事故逃生與救援指揮。

2系統(tǒng)開發(fā)思路

從前述的系統(tǒng)功能需求來看，施工人員、機械設(shè)備、工程結(jié)構(gòu)物、既有建（構(gòu)）筑物、既有市政管線、地面社會交通之間的空間沖突分析，人員逃生路線分析，事故救援方案分析，救援物資調(diào)配方案研究等功能的實現(xiàn)，都離不開三維空間位置信息的采集、存儲、管理、描述以及對空間數(shù)據(jù)信息的操作、分析、模擬和可視化顯示。因此，系統(tǒng)應(yīng)運用三維地理信息系統(tǒng)（3DGIS）來實現(xiàn)，例如采用ArcGIS3D。因需要進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理，還應(yīng)采用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)［11］?？梢暬_發(fā)環(huán)境主要考慮系統(tǒng)的反應(yīng)速度、健壯性以及快速開發(fā)，例如采用C＃，VB．NET等作為集成開發(fā)環(huán)境。考慮到空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)之間的無縫連接，系統(tǒng)宜利用Oracle等大型空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來管理空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。從控制系統(tǒng)開發(fā)成本來考慮，在滿足系統(tǒng)性能基本要求的前提下，也可以采用MicrosoftSQLServer等數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)對屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，空間數(shù)據(jù)、施工圖和竣工圖等則以文件形式進(jìn)行管理。

3系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)通過對屬性數(shù)據(jù)庫和空間數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)訪問，實現(xiàn)數(shù)據(jù)錄入和管理，并可對其進(jìn)行分析統(tǒng)計和查詢，實現(xiàn)不安全狀態(tài)與行為評判、沖突風(fēng)險分析、特殊天氣風(fēng)險分析、預(yù)測預(yù)警、應(yīng)急處理方案智能選擇、事故逃生救援指揮等功能。除此以外，為了維護(hù)系統(tǒng)安全和方便用戶使用，還應(yīng)設(shè)計系統(tǒng)維護(hù)功能。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。1）基礎(chǔ)信息管理。①人員安全基礎(chǔ)信息管理：應(yīng)包括所屬單位、所屬標(biāo)段、人員類型（項目經(jīng)理、安全總監(jiān)、安全員、技術(shù)人員、施工隊長、施工小組長、普通工人、特種作業(yè)人員等）、出生年月、性別、職務(wù)（或工種）、學(xué)歷、工作經(jīng)驗、身體狀態(tài)、心理狀態(tài)、安全培訓(xùn)考核情況、作業(yè)地點（針對作業(yè)人員）等信息。②機械設(shè)備安全基礎(chǔ)信息管理：應(yīng)包括機械設(shè)備與裝備的類別（盾構(gòu)機、土石方機械、混凝土機械、起重及運輸機械、鋼筋加工及焊接機械、裝飾裝修機械、腳手架等）、名稱、型號、所屬單位、性能狀態(tài)、責(zé)任人、檢修情況、驗收記錄、安全交底情況等信息。③環(huán)境安全基礎(chǔ)信息管理：應(yīng)區(qū)分自然環(huán)境和社會環(huán)境，自然環(huán)境應(yīng)包括特殊天氣類型、風(fēng)力等級、風(fēng)向、能見度、氣溫、密閉空間含氧量、地下空間潮濕程度等信息，社會環(huán)境應(yīng)包括項目部安全文化建設(shè)情況、安全制度制定情況、安全獎懲制度實施情況、安全交底通暢情況、施工人員之間是否和諧等信息。④工程結(jié)構(gòu)物信息管理：應(yīng)包括結(jié)構(gòu)物各部位的三維地理信息、工程進(jìn)度信息、結(jié)構(gòu)強度增長信息等。⑤臨時設(shè)施信息管理：應(yīng)包括臨時設(shè)施類型、地理位置、平面布置、高度等動態(tài)信息。⑥既有設(shè)備設(shè)施信息管理：應(yīng)區(qū)分建筑物、構(gòu)筑物、路面、市政管線。建（構(gòu)）筑物應(yīng)包括基礎(chǔ)類型、基礎(chǔ)埋深、結(jié)構(gòu)形式、建筑物高度、建筑物與地鐵水平距離、監(jiān)測斷面距開挖面水平距離、已用年限、裂縫和傾斜度等信息；路面應(yīng)包括路面類型、路面寬度、交通荷載情況、路面距離基坑邊緣的距離；市政管線則應(yīng)包括管線材質(zhì)、接頭類型、管線壓力、管線埋深、管線外徑、管線與基坑邊緣水平距離、監(jiān)測斷面與開挖面水平距離以及管線張開角、埋設(shè)年代、鋪設(shè)方法、截面形狀等信息。2）監(jiān)控信息管理。利用高清音視頻采集、傳輸和處理技術(shù)，直觀且全方位地了解施工現(xiàn)場情況，輔助決策和指揮。利用位移傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、氧含量傳感器等測得鄰近建（構(gòu)）筑物變形、車站基坑變形、區(qū)間隧道變形、工作環(huán)境溫度、工作環(huán)境濕度、地下空間氧含量等信息，通過光纖等傳輸介質(zhì)實時傳輸給系統(tǒng)。3）不安全狀態(tài)與不安全行為分析評判。利用專家模糊評價法對人員和機械設(shè)備不安全狀態(tài)進(jìn)行分析，根據(jù)變形監(jiān)測信息對基坑坍塌、鄰近建（構(gòu)）筑物開裂傾覆等進(jìn)行風(fēng)險分析，采用模糊評價法、計算分析法等評價風(fēng)險嚴(yán)重程度等級和概率等級。4）沖突風(fēng)險分析。利用3DGIS的空間分析功能，分析某一正進(jìn)行人工作業(yè)的工人是否位于機械設(shè)備（例如挖掘機）的回轉(zhuǎn)半徑、傾覆半徑之內(nèi)，對2個及以上的大型施工裝備（機械）進(jìn)行回轉(zhuǎn)半徑重疊分析和傾覆半徑?jīng)_突分析，對大型施工裝備（機械）和工程結(jié)構(gòu)物（或臨時設(shè)施）之間的沖撞可能性進(jìn)行分析，對高聳機械設(shè)備傾倒半徑與地面社會交通之間進(jìn)行重疊分析，對事故的多米諾骨牌效應(yīng)（即某一事故可能引發(fā)一連串事故）風(fēng)險進(jìn)行分析，采用模糊評價法、計算分析法等評價風(fēng)險嚴(yán)重程度等級和概率等級。以塔式起重機和履帶式起重機之間的沖撞為例進(jìn)行分析，當(dāng)塔式起重機和履帶式起重機同時作業(yè)時，塔式起重機起重臂旋轉(zhuǎn)空域與履帶式起重機吊臂的變幅和轉(zhuǎn)動空域有重疊，如圖2所示。若將GPS接收機OEM板分別安裝于履帶吊和塔式起重機的回轉(zhuǎn)中心（便于安裝且不易損壞的位置），則可即時獲得履帶吊和塔式起重機的回轉(zhuǎn)中心的的坐標(biāo)，當(dāng)兩者的距離小到一定值時，履帶式起重機和塔式起重機空間區(qū)域可能有重疊，即兩者存在沖撞的風(fēng)險。由于信號傳輸需要時間導(dǎo)致OEM版接收數(shù)據(jù)會有滯后性，所以當(dāng)兩者趨于接近時，就應(yīng)該觸發(fā)警報，提醒司機注意，若司機未采取相應(yīng)措施，系統(tǒng)可控制起重機停車。5）特殊天氣風(fēng)險分析。利用從氣象部門獲取的天氣預(yù)報信息，分析特殊天氣可能導(dǎo)致的風(fēng)險，并分析特殊天氣最不利組合（例如：強風(fēng)＋暴雨＋雷電、強風(fēng)＋暴雪、強風(fēng)＋霧霾）可能導(dǎo)致的風(fēng)險，采用模糊評價法、計算分析法等評價風(fēng)險嚴(yán)重程度等級和概率等級。6）風(fēng)險預(yù)測、事故預(yù)警。系統(tǒng)根據(jù)各種數(shù)據(jù)（基礎(chǔ)信息、監(jiān)測信息、天氣信息、風(fēng)險嚴(yán)重程度等級和概率等級、沖突分析結(jié)果）生成報表、變形曲線圖、變形速率圖等，并對風(fēng)險進(jìn)行綜合分析預(yù)測，計算各項風(fēng)險的風(fēng)險值，與系統(tǒng)預(yù)設(shè)的分級預(yù)警值進(jìn)行比較，一旦達(dá)到預(yù)設(shè)的某一級別預(yù)警值，系統(tǒng)立即發(fā)出相應(yīng)級別警告，可供選擇的警告方式有：①電腦音響警報（針對系統(tǒng)管理員）；②手機警報（該方式需要與移動通訊服務(wù)商簽訂協(xié)議，系統(tǒng)可實現(xiàn)群呼叫。手機內(nèi)設(shè)置多種風(fēng)險語音報警鈴聲，不同類型風(fēng)險按照通訊錄群組來劃分，不同通訊錄群組設(shè)置不同的風(fēng)險報警鈴聲，一旦系統(tǒng)監(jiān)測或分析出來某種事故征兆或安全隱患，立即自動撥打相應(yīng)施工人員手機。這種方式用于地下空間時，可能因為信號不暢而需要在地下空間設(shè)置手機信號站）；③對講機報警（系統(tǒng)設(shè)計網(wǎng)絡(luò)模擬對講機功能，一旦系統(tǒng)監(jiān)測或分析出來某種事故征兆或安全隱患，立即通過預(yù)設(shè)語音自動進(jìn)行對講機呼叫，也可以由系統(tǒng)管理員手持實體對講機進(jìn)行呼叫）；④通過埋設(shè)在隧道和基坑內(nèi)的警報器發(fā)出報警。7）安全隱患辨識與管理。應(yīng)包括隱患編號、隱患名稱、狀態(tài)描述、現(xiàn)場照片、危害等級、位置、辨識人、責(zé)任人、責(zé)任單位、是否解決、解決措施、解決效果等信息。8）應(yīng)急處理方案選擇。系統(tǒng)應(yīng)能根據(jù)險情位置、類型等從應(yīng)急預(yù)案庫中自動調(diào)出可供選用的應(yīng)急預(yù)案，安全管理人員可根據(jù)現(xiàn)場實際情況選擇合適的應(yīng)急預(yù)案，并由現(xiàn)場具體實施。9）事故逃生與救援指揮。系統(tǒng)能夠指導(dǎo)施工人員在事故前進(jìn)行緊急避險，指導(dǎo)施工人員在事故發(fā)生后進(jìn)行安全逃生，并能夠立即調(diào)出救援預(yù)案，利用GIS的網(wǎng)絡(luò)分析功能為施工救援提供物資調(diào)配、救援人員調(diào)遣等參考信息［19］。10）系統(tǒng)維護(hù)。包括系統(tǒng)軟硬件安全維護(hù)、用戶權(quán)限等數(shù)據(jù)維護(hù)、系統(tǒng)使用幫助。

4與現(xiàn)有系統(tǒng)的對比

基于3DGIS的地鐵施工安全風(fēng)險遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與現(xiàn)有可視化監(jiān)控系統(tǒng)（包括視頻監(jiān)控系統(tǒng)、考勤定位系統(tǒng)、LED顯示系統(tǒng)、無卡報警系統(tǒng)、管理系統(tǒng)等）相比，功能進(jìn)一步拓展，更加智能化、集成化、可視化，具體的功能比較見表1。安全資金投入方面，前者主要增加的投入是3DGIS系統(tǒng)平臺軟件的購買和開發(fā)費用，以ArcGIS3D為例，購買費用約3．1萬元。前者比后者還需要增加系統(tǒng)開發(fā)費用約30萬元，但軟件系統(tǒng)可復(fù)制在多個施工項目部使用，因此系統(tǒng)開發(fā)費用是可以接受的。位移、溫度、濕度、氧含量監(jiān)控可采用光纖傳感器，也可采用無線傳輸，所需增加的只有溫度、濕度、氧含量傳感器的購置費用，對資金投入影響不大。適用性方面，前者主要是硬件系統(tǒng)，未實現(xiàn)智能集成，在信息共享方面也有所欠缺，仍需要人員在監(jiān)控室全方位安全監(jiān)視、高強度地分析，人為因素偏大，更不利于安全風(fēng)險的綜合分析與評判預(yù)警；后者則可軟硬件良好配合，軟件系統(tǒng)充分集成各硬件監(jiān)測信息，并將監(jiān)測信息與基礎(chǔ)信息進(jìn)行綜合管理與分析，可大大減輕監(jiān)視人員的工作強度，提高風(fēng)險監(jiān)控的工作效率，真正實現(xiàn)“人機環(huán)基礎(chǔ)信息管理—動態(tài)監(jiān)控信息管理—沖突分析—隱患辨識與管理—風(fēng)險預(yù)測預(yù)警—事故救援指揮”的全流程、全方位的安全精細(xì)化管理。

5結(jié)論與建議